DE4125758A1 - Verfahren zur erzeugung antistatischer beschichtungen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur antistatischen Ausrüstung von Kunststoffen, speziell Folien für photographische Anwendungen.

Vanadiumpentoxidsole zur Beschichtung von Kunststoffen sind bekannt. Durch die Beschichtung mit Vanadiumpentoxid wird den Kunststoff-Formteilen antistatisches Verhalten verliehen, d. h. der Oberflächenwiderstand ist gesenkt. Während der Oberflächenwiderstand der reinen Kunststoffe über 10¹⁰ Ω/ liegt, werden durch die Beschichtung Oberflächenwiderstände <10¹⁰ Ω/ erhalten. Entsprechende Verfahren sind z. B. in der DE-OS 26 31 628 beschrieben. Die Herstellung der zur Beschichtung eingesetzten Vanadium-pentoxidsole erfolgt durch Aufschmelzen von Vanadiumpentoxid und Eingießen der Schmelze in Wasser. Die auf diese Weise erhaltenen Vanadiumpentoxidsole können direkt zur Beschichtung von Kunststoffen eingesetzt werden. Man erhält Schichten mit Oberflächenwiderständen von ca. 10⁹ Ω bei einer Auftragsmenge von 19 mg V₂O₅/m² Oberfläche.

Ziel der vor­ liegenden Erfindung war es, die V₂O₅ Menge aus ökonomischen und ökologischen Gründen zu verringern, außerdem sollte aus Sicherheitsgründen möglichst auf die Handhabung der V₂O₅ Schmelzen verzichtet werden.

Aus der Literatur ist bekannt, daß sich V₂O₅-Sole durch Umsetzung von Vanadaten z. B. Ammoniumvanadat an Ionenaustauschern herstellen lassen (s. z. B. Bull. chem. Soc. Jap. 31 (1958) 329-32).

Überraschenderweise wurde jetzt gefunden, daß sich mit Mengen von höchstens 10 mg V₂O₅/m², vorzugsweise höchstens 5 mg V₂O₅/m² hervorragende antistatische Eigenschaften erzielen lassen, wenn man die durch Umsetzung von Vanadaten an Ionenaustauschern hergestellten V₂O₅-Sole einsetzt.

Die Herstellung der Vanadiumpentoxidsole erfolgt bevorzugt durch Umsetzung von Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumvanadaten mit stark sauren Ionenaustauschern, bevorzugt mit SO₃H-Gruppen enthaltenden Ionenaustauschern. Die Herstellung der Vanadiumpentoxidsole erfolgt z. B. dadurch, daß man den Ionenaustauscher mit Ammoniumvanadat in wäßriger Lösung rührt. Das entstehende Vanadiumpentoxid­ sol wird vom Ionenaustauscher abfiltriert und ist direkt gebrauchsfertig. Der Ionenaustauscher wird in einer solchen Menge eingesetzt, daß die Anzahl der vorhandenen Säuregruppen ausreicht, um die gesamte Menge Ammonium- oder Alkali- bzw. Erdalkalionen zu binden.

Bevorzugt wird mit einem Überschuß an Säuregruppen gearbeitet. Das Vanadat wird in einer solchen Menge eingesetzt, daß das entstehende Vanadiumpentoxidsol bevorzugt weniger als 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,005 bis 1 Gew.-% Vanadiumpentoxidfeststoff enthält. Um eine gleichmäßigere Beschichtung der Folien zu erreichen, kann man den Vanadiumpentoxidsolen Tenside zusetzen. Als Tenside seien beispielsweise genannt: Alkalialkylsulfonate oder -sulfate, fluorierte Alkylsulfonsäuresalze z. B. Natriumperfluoroctylsulfonat.

Besonders farbarme Beschichtungen mit niedrigem Oberflächenwiderstand erhält man, wenn man das Vanadiumpentoxidsol vor der Verarbeitung altert. Die frisch hergestellten Vanadiumpentoxidsole werden bevorzugt erst nach 1 Woche, beson­ ders bevorzugt nach 2 bis 20 Wochen Alterung bei Raumtemperatur zur Be­ schichtung verwendet. Außerdem hat es sich bewährt, die Vanadiumpentoxidsole vor der Verarbeitung mit Wasser zu verdünnen. Die Beschichtung der antistatisch auszurüstenden Kunststofformteile, speziell Folien, erfolgt nach bekannten Verfahren, z. B. durch Tauchen, Aufrakeln, Aufsprühen, Drucken, z. B. Tiefdruck oder Gießen.

Die antistatische Schicht kann eine freie Rückschicht eines photographischen Materials darstellen oder mit anderen photographischen Schichten z. B. einer Sperrschicht oder Gelatinerückschicht, einer Haftschicht für Silberhalogenid­ emulsionsschichten usw. überzogen werden.

Beispiel Herstellung des Vanadiumpentoxidsols:

2,5 g Ammoniumvanadat werden in 25 ml Wasser vorgelegt. Nach Zugabe von 37,5 g Ionenaustauscher-SO₃H Form (Lewatit® SP120 Fa. Bayer AG) wird die Suspension 10 Minuten gerührt. Anschließend werden 475 g Wasser zugegeben und weitere 10 Minuten gerührt. Der Ionenaustauscher wird durch Filtration über ein Papierfaltenfilter vom Vanadiumpentoxidsol abgetrennt. Der Feststoffgehalt des erhaltenen Sols beträgt ca. 0,33 Gew.-%.

Die Lösungen nach Beispiel 1 werden nach 1 Monat Alterung mit Wasser 1:1 verdünnt und auf Polyesterfolien aufgetragen. Nach dem Trocknen weisen die erhaltenen Schichten folgende Oberflächenwiderstände auf.

Tabelle 1

Gegenüber den Versuchen des Standes der Technik zeigt sich mit geringeren V₂O₅-Mengen eine deutliche Erniedrigung des Oberflächenwiderstandes.

Claims (2)

1. Verfahren zur antistatischen Ausrüstung von Folien mit Vanadium­ pentoxidsolen in einer Menge von höchstens 10 mg/m², dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die Vanadiumpentoxidsole durch Umsetzung von Vanadaten mit sauren Ionenaustauschern herstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vanadiumpentoxidsole vor Verwendung mehr als 1 Woche durch Stehen­ lassen altert.