DE2528769C3

DE2528769C3 - Elektrografisches oder elektrofotografische! Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE2528769C3
Application number: DE19752528769
Authority: DE
Inventors: Gregor Dipl.-Chem. Dr. 4500 Osnabrueck Kemme; Ferenc 4516 Bissendorf Kertesz
Original assignee: Felex Schoeller Jr and GmbH and Co KG
Current assignee: Felex Schoeller Jr and GmbH and Co KG
Priority date: 1975-06-27
Filing date: 1975-06-27
Publication date: 1978-10-19
Also published as: DE2528769A1; GB1549032A; BE843485A; FR2317686B1; JPS5224529A; FR2317686A1; DE2528769B2

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrografisches oder elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial mit einem elektrisch leitenden Schichtträger aus Papier, der - gegebenenfalls in Schichtform - einen anionischen oder kationischen Polyelektrolyten, gegebenenfalls ein weißes Pigment und gegebenenfalls ein wasserlösliches oder wasserunlösliches Bindemittel enthält.

In der Klektrostatografie, die elektrografisch^ als auch elektrofotografische Verfahren umfaßt, sind sowohl Verfahren bekannt, bei denen einer dielektrischen Schicht mittels verschiedenartig geformter Elektroden oder mittels Elektronenstrahlen direkt ein elektrostatisches I adungsbild aufgeprägt wird (vgl IAPPI 1974. Nr. I. Seiten 75 bis XO) als auch solche Verfahren, bei denen eine /war im Dunkeln isolierende, aber bei I ichteinwirkung leitende Schicht mittels (oronaentladuilg zunächst ganzflächig aufgeladen und dann durch bildweise vorgenommene Belichtung partiell entladen wird. Auch die Übertragung eines Ladung.s^ bildes auf eine andere dielektrische Schicht ist bek.iiiiil. /ur Sichtbarmachung des nach einem der bek.iiiMlcn Vcilahren erzeugten Ladungsbildes werden .ils ·· Γ oiler·' bezeichnete, entgegengesetzt elektrisch geladene pigmenthaliige I lar/teilchen benutzt, die aufgrund elektrostatischer Anziehung vom latenten Ladungsbild festgehalten und anschließend entweder durch Wärmeeinwirkung oder durch einen physikalischen Trocknungsprozeß fixiert werden.

Alle elektrostatografisehen Aufzeichnungsverfahren erfordern eine elektrisch leitende Unterlage, auf der die dielektrische oder fotoleitende Ladungsträgerschicht angeordnet ist. Neben Metallfolien oder metallbeschichteten Kunsthar/Iolien werden für diesen Zweck Papiere verwendet, die mit Lösungen von anorganischen Salzen getränkt oder beschichtet sind. Größte Bedeutung haben jedoch in den letzten Jahren polymere organische Hlektrolyte erlangt, weil durch ihre Anwendung Papier nicht nur die notwendige elektrische Leitfähigkeit erhält, sondern gleichzeitig gegen organische Lösungsmittel abgedichtet wird (z. B. TAPPI, 1972, Nr. 12, Seiten 1687 bis 1689). Neben Salzen von polymeren Säuren, z. B. Natriumpolyacrylat, Natriumpolystyrolsulfonat u. a. sind es vor allem polymere kationische Verbindungen, wie z. B. Polyvinylbcnz)ltrimethylammüniumchlorid, I'olyvinylmethylpyridiniumsalze, Polydiallyldimethylammoniumchlorid u. a. mehr.

Im Interesse einer guten Bildqualität ist es wichtig, daß die dielektrische oder lotoleitende Bildempfangsschicht willig geschlossen und von n.öglichst gleichmäßiger Stärke ist, aber auch, daß die Isolatoreigenschaften der Bildempfangsschicht·::! nicht durch Spuren von i^:lcklrol)t beeinträchtigt werden. Insbesondere eine durch das Lösungsmittel fur die dielektrische Beschichtung oder durch hohen leuchtegehalt des Papiers verursachte Migration des im Papier enthaltenen Elektrolyten in die aufgelegte dielektrische Schicht ist absolut unerwünscht. Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, durch eine gesonderte Sperrschicht (niederländische Patentschrift 65 06 910) diese Migration zu unterbinden oder, wie in DE-AS 1926561 beschrieben, durch eine chemische Vernetzung den Elektrolyten im Papier zu fixieren

Ein Nachteil der verbreiteten Verwendung von organischen Polyelektrolyten mit zweidimensionaler Molekülstruktur ist, daß die Funktionsfahigkeit damit hergestellter elektrostatografischer Papiere bei relativen Luftfeuchten von mehr als 70% r. F. nicht mehr sichergestellt ist, weil mit diesen Substanzen hergestellte Papiere bei höheren relativen Luftfeuchten die aufgebrachte Ladung nicht in ausreichendem Maße halten. Selbst bei normalen Klimabedingungen fließt infolge Konlamination der isolierenden Bildempfangsschicht mit Spuren von Elektrolyt ein Teil der aufgebrachten Ladung vorzeitig ab. und die Densität r'es lonerbildes wird geringer Fm Grund dafür kann die merkliche Löslichkeit der organischen Polyelektro-IyIe in den /ur Aulbringung der dielektrischen oder fotoleitenden Schichten verwendeten Lösemitteln sein.

In Tabelle 1 wird anhand h.iiulelsiihlichcr F.lektroljte für clekiroslaiografische Papiere demonstriert, daß seihst unpolare organische Lösungsmittel cm merk liches I ösevermögen lur polymere organische I leklrolyte bcsil/en /ur I rmilllung der Löslichkeit wurde in Anlehnung an die in der i3eschichlungspraxis vorkommenden Mengenvethiiltnisse jeweils 1 g bei 50% r. F. luflgctrocknetcr Elektrolyt mil IO ml Lösungsmittel bedeckt, das Lösungsmittel nach 24 Stunden abgegossen und der Rückstand nach erneuter Trocknung bei 50% r. F. gewogen. Die F.rgebnisse zeigen, daß nur anorganische Salze in organischen Lösemitteln

3 4

praktisch unlöslich sind. Nachteilig an anorganischen von 2U% r. F. oder weniger wogen ungenügender Salzen, wie NnCI, ist jedoch bekanntlich, daß damit Leitfähigkeit nicht funktionsfähig sind, behandelte Papiere bei geringen relativen Luftfeuchten

Tabelle I

Löslichkeit einiger Iloktrnlyte in verschiedenen organischen Lösungsmitteln

Elektrolyt	IU ml Lösungsmittel lösen von 1	Methylälhyl-	g Elektrolyt	lUitanol
	Allylacetat	keton	Toluol
		10,1%		4,0%
Natrium-PoIystyrolsLilfonal	2,3%	5,3 %	8,5%	8,3 %
Natriumpolyacrylat	8,0%	4,0%	5,3%	59,6%
Polyfvinylbenzyl-trimethyl-ammoniumchloride)	5,0%	5,0%	3,1%	5,9%
Polytdiallyl-dimethyl-ammoniumchloride)	4,2%	1,8%	3,2%	32,5%
Polyfglycidyl-trimethyl-ammoniumchloride)	2,2%	14.5%	1,8%	14.0%
Natriumsalz eines Styrol/Maleinsäure-Copolymers	13,6%	<().2"/o	13,8",,	<0.S%
NaCl	<0,2%	<0.2"'„

Zusätzlich aufgebrachte Sperrschichten gemäß NL-PS 65 06 910 sind aus Kostengründen nicht annehmbar. Darüber hinaus ist daran nachteilig, daß sie eine zus.it/liche isolierende Schicht zwischen leitendem Triigerpapier und Funktionsschicht bilden. I-ine chemische Vernetzung des Polyelektrolyten mit nolylunktionellen Epoxyverbindungen (DE-AS 1926 561) schließlich führt insbesondere bei geringer relativer Luftfeuchte zu einer Verschlechterung der Leitfähigkeit des Papiers. Infolgedessen hat sich keine dieser Methoden durchgesetzt, und die handelsüblichen Papiere enthalten entweder anorganische Salze oder die gebräuchlichen Polyelektrolyte mit zweidimensional Molekülstruktur. Die Schwachen dieser Papiere werden in Kauf genommen.

Aufgabe dieser Erfindung ist es demzufolge, ein elektrostatugrafisches Aufzeichnungsmaterial herzustellen, das nicht nur die erforderliche Leitfähigkeit des Basispapiers aufweist, sondern auch durch Fixierung der polymeren organischen Elektrolyte eine Verunreinigung der dielektrischen oder fotoleitenden Schicht durch Elektrolyt ausschließt und infolgedessen in einem weiteren Anwendungsbt/eich einwandfreie, farbtiefe Bilder ergibt.

Diese Aufgabe wird bei einem Aufzeichnungsträgeimaterial der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der Schichtträgjr aus Papier eine Kombination aus wenigstens einem anionischen und wenigstens einem kaiionischen Polyeleklrolyten enthalt

Anschließend wird dieses leillähige Basispapier mit einer an sich bekannten dielektrischen oder lotoleilenden Bildemplangsschicht überzogen. Sowohl die Auswahl der dabei verwendeten Lösungsmittel als auch die Beschidilungstei hnik unterliegen bei erlmdungsgemäß hergestelltem leitendem Tnigernapier keinerlei Einschränkungen mehr

l'olyamonischc Vcihiiulunpcn bilden mit polvkationischen Verbindungen schwerlösliche Komplexe, Zur Lcitfiihigmachung von Papier haben diese Polyanion/ Polykalion-Koinplexe jedoch bisher keine Verwendung gefunden, weil einerseits ihre völlige Unlöslichkeit in Wasser einer Anwendung im Wege stdil, andererseits die bei stöchiomclrisdieii Komplexen auf das Niveau anorganischer SiIz.: reduzierte L.utlä'hiukeit keinen Vorteil gegenüber den preiswerten anorganischen Salzen erkennen läßt.

Wegen der in der Literatur beschriebenen Stoehiometrie der Zusammensetzung der schwerlöslichen Komplexe und der verbleibenden Löslichkeit des llbes-Schußpartners war auch nicht zu erwirten. daß sie in elektrostatografischen Papieren mit Vorteil zur Unlöslichmachung polymerer organischer Polyelektrolyte verwendbar sind (J. Pol. Sei. 10. [1972], Seite 3397).

Überraschenderweise zeigte es sich jedoch, daß anders als im wäßrigen Medium die Löslichkeit organischer polymerer Ionen in organischen Lösemitteln bereits durch unterstöchiometrische Mengen entgegengesetzt geladener Polyelektrolyte bis zur völligen Unlöslichkeit heruntergedrückt wird. Dabei wird d'e hohe elektrische Leitfähigkeit der polymeren kationischen oder anionischen Elektrolyte nicht meßbar reduziert, ur1 es ist nach Aufbringung einer dielektrischen oder fotoleitenden Schicht mit anschließender Bilderzeugung eine deutlich sichtbare Verbesserung der Bildqualität zu beobachten.

Die erfindungsgemäße Herstellung elektrisch leitender Trägerpapiere für dielektrische oder fotoleitende Schichten kann entsprechend den jeweils gegebenen technischen Möglichkeiten auf verschiedene Art erfolgen.

Nach einer bevorzugten Methode erfolgt die Komplexbildung »in siiu«. indem das vorgebildete Papierblatt nacheinander zunächst mit der wäßrigen Lösung eines oder mehrerer anionischer Polyelektrolyte und liann mit der wäßrigen Lösung eines oder mchrcier kationischer Polyelektrolyte behandelt w-rd.

Sinngemäß ist auch zuers! die Behandlung mit kanonischen Polyelektrolyten und nachfolgend mit anionischen Polyelektrolyten oder bei sauglähigem Roh papier eine gleic! zeitige Behandlung des Papiers möglich, wobei wäßrige Lösungen anionischer und kanonischer Polyelektrolyte auf den entgegengesetzten Seiten des Papierblattes aufgetragen wf.rdcn. Gemäß einer anderen crfindungsgcmäUcn Methode enthalt das Papierblatt einen gewissen Anteil ionisch modifizierter Zcllulosefa.iirn oder Füllstoffe. /. B. oberflächlich mit Schwefelsäure oder Phosphorsäure veresterte /elluloselascrn bzw. deren Alkalisalze oder andere

faserige, ionische /elluloscderivate und wird nach der Blaltbildung mil einer Lösung eines entgegengesetzt geladenen polymeren I'olyelektrolyten behandelt. Nach einer dritten Methode schließlich wird ein nichtleitendes Rohpapicr mit einer Mischung von polymcrem Polyanion mit polymcrcm Polykation in wäßrigef Lösung behandelt, die hergestellt wird, indem einer wäßrigen Lösung eines polymeren Polycleklrolytcn unter starkem Rühren eine verdünnte wäßrige Lösung eines entgegengesetzt geladenen Polyelcklrolylcn beigemischt wird, f-ine eventuell auftretende Flockung kann dabei durch Zusatz von wenig starkem anorganischem I lcktrolyt (z. B NaOII oder KCI) verhindert werden.

Alle crfindungsgemiiß benutzten Lösungen polymerer I'olyanionen oder Polykationcn können beliebige andere, an der Komplcxbildung nicht beteiligte Stoflc. wie nichtionischc oder aniphotere wasserlösliche Filmbildner (z Ii Stärke, Stärkederivate, Polyvinylalkohol, Zclluloscäther, Gelatine u. a.), wasserunlösliche PoIymcrdispcrsioncn (z. B. Dispersionen von Polyvinylazctal, Slyrol/Butadicn-Copolymeren, Polyacrylsäurecslcrn u. a ) und/oder mineralische Füllstoffe (z. B. BaSO₄, TiOj. Kaolin u. a.) enthalten. Solche Zusätze beeinträchtigen nicht die prinzipiellen Vorteile der Polyanion/Polykation-Kombinationen, sondern haben im ungünstigsten Fall eine quantitative Wirkung infolge eines Verdünnungseffektes. Zur Papierbchandiung mit Polyelcktrolytlösungen eignen sich alle bekannten Imprägnier- und Streichtechniken, wie z. B. Leimpressen. Walzen-, Luftbürsten- und Rakclstreichcinrichtungcn, Sprühverfahren. Tauchverfahren u. a.

Als erfindungsgemäß verwendbare Polykationen eignen sich polymere oder oligomcre quartärc Ammoniumsalze und Pyridiniumsalze, ebenso wie Poiyaminsalze, Aminoalkylester von Polyacrylsäure bzw. PoIymclhacrylsäure oder auch Aminoäthylzellulose. F.ntschcidend ist der polykationische Charakter des Kettenmoleküls Solche polykationischen Salze sind z. B.:

Polyidiallyl-dimethyl-ammoniumchlorid).

Polyfvinyibenzyl-trimethyl-ammoniumchlorid),

Polytglycidyl-lrimethyl-ammoniumchlorid).

das Ilydrochlorid eines Polydialkylamino-äthyl-

methacrylats.

Polymere mit quaternären Ammoniumgruppen, Polyimethacryloyl-oxyäthyltrimelhylammoniumchlorid).

Als erfindungsgemäß verwendbare Polyanionen eignen sich vorzugsweise Alkali- oder Ammoniumsalze von polymeren oder oligomeren Polysäuren. 7. B. Polystyrolsulfonsäure, Polyvinylsulfonsäure, Alginsäure, Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure, Carboxy-■ methylzeilülösc;, Schwefelsäurepafüäiester oder Phosphofsäurepartiälester von Zellulose und Stärke, Copolymere mit Vinylmonocarbcnsäuren oder Vinyldicarbonsäuren, Natriumsilikat u. a., zum Beispiel:

Natriumpolystyrolsulfonat,

Polyfmcthylvinyläther/Maleinsäureanhydrid),

Natriumzeliulosesulfat,

AmmoniumstärkephosphaL,

Natriumpolyacrylat,

das Natriumsalz eines Styrol/Maleinsäure-Co-

polymers,

das Natriumsalz von Polystyrolsulfonat,

das Kaliumsalz des Äthylen/Vinylcarbonsäure-

Copolymers.

Polyvinylsulfonat,
modifiziertes Natriumpolyacrylat,
Nalrium-Carboxymclhylzclluiosc,
Cafboxyl-Gruppen enthaltendes Styfol-■) Copolymer,

Nalriumpolysilikal,

Nalriumpolyaluminal,

Polyvinylbulyral-IIarz.

in Die polykationischen und polyanionischcn Produkte gehören den verschiedensten StnfTklasscn an und haben Molekulargewichte von einigen hundert bis 500 000. In allen Fällen wird bereits bei untcrstöchiomctrischen Mischungsverhältnissen von Polyanion zu Polykation Bzw. Polykation zu Polyanion eine Fixierung der PoIyelcktrolyte und eine im Vergleich zur Verwendung der reinen Poly clcklrolylc bessere Bildqualität erreicht.

Zur Darstellung der Löslichkeit der polykationischen

und polyanionischcn hlcklrolylkompiexe wurden üias-

2(i platten mittels Rakelstab mit Mischungen aus polyanionischem und polykationischem Elektrolyt beschichtet. Als polykationische Flcktrolyle wurden die organischen Harze

Polytdiallyl-dimethyl-ammoniumchlorid),

Polyivinylbenzyl-lrimethyl-ammoniumchlorid).

Potyfglycidyl-trimcthyl-ammoniumchlorid)

eingesetzt. Als polyanionischc Flcktrolyte wurden benutzt:

^m Natriumpolystyrolsulfonat,

Natriumzellulosesulfat,

Na-Polyacrylat,

Na-SaIz eines Styrol/Maleinsäure-Copolymers,

NII₄-SaIz eines Maleinsäurc-Copolymcrs,
^3l NHi-Stärkephosphatc,

Natriumpolysilikat und

kalziniertes Natrium-^-Aluminat.

Die Polyelektrolytmischungcn wurden hergestellt, indem jeweils zu einer 20%igen wäßrigen Lösung des Polykations langsam und unter starkem Rühren die wäßrige Lösung bzw. Dispersion des Polyanions gegeben wurde, die je nach Viskosität einen Festkörpergehalt von 5 bis 15Gew.-% hatte. Falls erforderlich, wurde die Mischung im Einzelfall mit zusätzlichem entsalztem Wasser auf eine streichfähige Konsistenz gebracht Es wurde eine Viskositätszahl von 40-5OcP eingestellt.

Nach Trocknung der beschichteten Platten wurde der Polyelektrolytüberzug abgeschält. Teile der bei 50% r. F. konditionierlen Polyelektrolytmassc wurden mit der lOfachen Menge an Lösungsmittel übergössen und 24 Stunden bei 40 C sowie weitere 24 Stunden

--' c bei Zimmertemperatur stehengelassen. Es wurden Wasser, n-ButanoI, Äthylacetat, Mcthyläthylketon und Toluol als Lösungsmittel benutzt Die überstehende, in allen Fällen klare Lösung wurde nach 48 Stunden abgegossen und nach Trocknung der in Lösung gegangene Anteil bestimmt Die Ergebnisse dieser Lös-

H) lichkeitsversuche sind in repräsentativer Auswahl in den Fig. 1 bis 3 grafisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt die Löslichkeit verschiedener Mischungen in Wasser, die in Einklang mit Literaturangaben jeweils im Aquivalenzpunkt ein Minimum erreicht und damit die Stöchiometrie der Komplexbildung bestätigt Bei dem im Äquivalenzpunkt löslichen Anteil handelt es sich um das bei der Komplcxbildung löslich bleibende anorganische SaI/ {τ. B. NaCl) sowie in

einigen l-'iillcn um niedermolekulare Anlcilc des PoIyanion/Polykation-Komplcxcs, die durch den Einfluß des slarkcn anorganischen Elektrolyten (z. U. NnCI) in Lösung gehen können (vgl. J. I'hys. Chcm. 1961. Seilen 1765-1773). Selbst die lineare Abnahme der Wasscrlöslichkcit mit abnehmendem wasserlöslichem Polyclcklrolytanlcil bei Mischungen aus Poly(diallyldimctWyl-ammoniumehlorid) und Na-yJ-aluminat entspricht der Erwartung, da die Oberfläche des unlöslichen Alumiriats mil der zur Dispcfgicrung benutzten Stärke belegt sein muß.

In Γ ig. 2 ist anhand eines ausgewählten Polyclcklrolytpaarcs das nicht der Erwartung entsprechende Löslichkeilsvcrhaltcn in verschiedenen organischen Lösemitteln demonstriert, das die Grundlage dieser Erfindung ist. Selbst Alkohole, die bekanntlich echte Loser für alle kationischen Polyclcklrolylc und viele l'olyanioncn sind, lösen Mischungen der beiden PoIyüiukirulyic riiciii duel um sc'rti wC-ilig.

I-ig. 3 schließlich demonstriert die reduzierte Löslichkeit einer größeren Anzahl von Polyclcktrolytpaarungcn in Toluol. Vergleichsweise wurden die Löslichkcitcn von Mischungen aus Poly(vinylbenzyl-trimclhyl-ammoniumchlorid) mit Polyfdiallyl-dimclhyl-■mmoniumchlorid), die beide polykationischcn Charakter haben, eingezeichnet. Allen Polyanion/Polykation-Kombinationen ist die völlige oder sehr geringe Löslichkeil bei nichtslöchiomctrischcn Mischungsverhältnissen im Bereich zwischen 2 : 8 und 8 : 2 Gcwichlslcilcn gemeinsam, bis hin zu den Mischungsverhältnissen 1 : 9 und 9:1, während gerade in der Nähe des Aquivalcnzpunkles ein, wenn auch unbedeutender, Löslichkeilsanslicg zu verzeichnen ist.

Diese Versuche demonstrieren in einem weiten Bereich das günstige Löslichkeitsverhaltcn von PoIyanion/Polykalion-Kombinationcn. Es ist ersichtlich, daß bei Auftragung organisch gelöster dielektrischer oder fotolcilcnder Überzüge eine verringerte Kontaminalionsgcfahr besteht und die erfindungsgemäße Anwendung solcher Kombinationen in clektrostatogra-(ischcn Papieren vorteilhaft ist. Darüber hinaus wurde überraschenderweise eine deutlich erhöhte Densität der entwickelten Tonerbildcr gelundcn. In den nun folgenden Beispielen werden die Vorteile der erfindungsgemäßen Verwendung solcher Kombinationen bei der Herstellung von elektrisch leitenden Basispapieren für dielektrische oder fotoleitende Beschichlungcn praxisnahe herausgestellt.

Beispiel 1

Ein aus Zellstoff und den üblichen Papierleimungs-. mitteln bestehendes Papier mit einem Flächengewicht von ca. 60 g/m² wurde mittels Leimpresse mit einer 15%igen Lösung von hydroxyäthylierler Stärke behandelt. Nach Trocknung und Glättung wurde das so vorbereitete Basispapier mit Hilfe eines Rakelstabes beidseitig mit je 1,5 g/m² eines polykationischen Leitfähigkeitsharzes des Typs Polydimethyldiallylammoniumchlorid in Form einer 20%igen wäßrigen Lösung beschichtet.

Nach Trocknung wurde das so hergestellte elektrisch leitende Papier zum Zwecke einer Anwendungsprüfung einseitig mit einer etwa 5 μ dicken dielektrischen Lackschicht überzogen. Die dielektrische Schicht wurde in Form einer Lackzubereitung der folgenden Zusammensetzung aufgetragen:

9 g Polyvinylbulyral-Ilarz,

5,5 g Polycpoxid-llarz,

3 g Ilydroph. Kieselsäure,
I2.5g Bulylacctal,
55 g Toluol,
15 g Äthanol.

Zur Auflragung der Lackzubcreilung svufdc ein mit Draht vom Durchmesser 0,8 mm umwickelter Rakclslab benutzt und der Lack mit Warmluft gctrockncl.

Das so hergestellte dielektrisch beschichiele Papier dient als konventioneller Vergleich zu den gemäß Beispiel 2 hergestellten Papieren und wird gemeinsam mit diesen geprüft.

Beispiel 2

Ein gemäß Beispiel I gefertigtes und mit hydroxyäthyliertcr Stärke vorabgedichtetes Basispapicr wurde ΠΓιϋΓι TröCKnüng UnCi wiiittiing ΓΓίϊΙ it MiC CiHGS i\c!KCistabes beidseitig mit je 1,5 g/m² verschiedener PoIyanion/Polykation-Mischungen beschichtet. Folgende Kombinationen wurden ausgewählt:

A) Natriumpolyacrylat/Polyfdiallyl- 7:3 dimcthyl-ammoniumchloride)

B) Natriumpolyacrylal/Polyidiallyl- 2:8 dimethyl-ammoniumchloride)

C) Na-Alginat/Poly(diallyI-dimclhyl- I :9 ammoniumchloridc)

D) Na-Polystyrolsuironat/Poly(diallyl- 3:7 dimethyl-ammoniumchloride)

F) Retabond AP/Polyidiallyl-dimelhyl- 2:8 ammoniumchloride)

G) Na-Zellulosesuirat/Poly(diallyl- 1:9 dimethyl-ammoniumchloride)

H) Na-PoIysilikal/Poly(vinylbenzyl-lri- 1:9

melhyl-ammoniumchloridc)
J) Na-Polysilikat/Po!y(vinylbenzyl-tri- 2:8

methyl-ammoniumchloride)

K) Na-Polystyrolsulfonal/PolyCvinylben- 6:4 zyl-trimethyl-ammoniumchloride)

L) Natriumpolyacrylat/PolyCvinylbenzyl- 9;] trimethyl-ammoniumchloride)

M) Natriumpolyacrylal/Polyfvinylbenzyl- 8:2 Irimethyl-ammoniumchloride)

V) Die elektrisch leitenden Papiere A-M wurden wie im Beispiel 1 mit einer etwa 5 μ dicken dielektrischen Schicht der dort angegebenen Zusammensetzung überzogen. Zur Prüfung wurden sowohl Teilstücke dieser -iPapiere als auch des Papiers aus Beispiel 1 bei 50%

■j-, r. F. und 22°C mittels Gleichstrom von 600 V bei einer Pulsdauer von 0,02 see negativ elektrisch aufgeladen. Sofort danach wurde die Ladungshöhe und der Ladungsabfall innerhalb zwei Minuten mittels einer Meßsonde ermittelt. Zur vergleichenden Messung der auf-

bo gebrachten Ladungen wurde ein Feldstärkenmeßgerät nach Schwenkhagen benutzt (H. F. Schwenkhagen, Melliand Textil-Berichte, Bd. 34, 1953, S. 1182). An anderen Teilstücken der Papiere aus Beispiel 2 und 3 wurde das mit 600 V aufgedrückte latente

es Ladungsbild mittels einer flüssigen Tonerzubereitung sichtbar gemacht und die Schwärzung des Bildes mit dem Kosar-Reflexionsdensitometer ausgemessen. Die Meßergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt.

Tabelle 2

Ladungsliöhe, Ladungsablall und Densitiil, gemessen an den Papieren aus den Beispielen 1 und 2:

Beispiel

I-'eldsliirke der
Aulladg. bei
600 V

(kV/m)

Ladungsablall nach 2 min

2 Λ
215
2 C
2D
2E··
2 G
2 II

» I

2K
2 L

2 M

42
48
44
66
54
58
42
74
56
46
50
40

6,3 15,7 15,2 13,7 10,4 12,2 13,6 !4,3

9,4 12 !5,7

Densitiil

1.21

1.46

1,35

1.43

1,4

1,50

1,35

1.4

!,44

U37

1,48

1,37

Ver such	Polyelektrolyt Γ	Polyelektrolyt II
N	Na-Po!ystyrolsulfonat	Na-Polystyrolsulfonat
Q	Poly(diallyl-dimethyl- ammoniumchloride)	Poly(diallyl-dimethyl- ammoniumchloride)
P	Poly(diallyl-dimethyl- ammoniumchloride)	Na-Polystyrolsulfonat
Q	Poly(diallyl-dimethyl- ammoniumchloride)	Natriumpolyacrylat
R	Poly(diallyl-dime.thyl- ammoniumchloride}	Natriumalgmat

Versuch

Kin Vergleich der Prüfdaten des gemäß Beispiel 1 _>-, hergestellten Papiers mit den Prüfdatcn der gemäß Beispiel 2A-M hergestellten Papiere zeigt, daß bei den erfindungsgemüß mit Polyanion/Polykation-Kombinationen behandelten Papieren (2Λ-Μ) nicht nur der Ladungsabfall in der Zeit geringer ist (angegeben m in % der Ausgangsladung), sondern auch die Densität des Tonerbildes deutlich höher ist als bei einem nach dem Stand der Technik hergestellten Vergleichspapier (Beispiel I).

i> Beispiel 3

Aus Zellstoff und üblichen Papierleimungsmitteln wurde in bekannter Weise ein Papier gefertigt, das ein Flächengewicht von ca. 62 g/m² hat. Das entwäs- w serte und vorgetrocknete Papier wurde mittels Leimpresse mit einer Zubereitung aus 10 Gewichtsteilen Kaolin und 8 Gewichtsteilen eines Polyelektrolyten Al in 82 Gewichtsteilen Wasser behandelt. Nach einer Zwischentrocknung wurde dasselbe Papier mittels einer zweiten Leimpresse erneut beidseitig mit einer Lösung von 6 bis 10 Gewichtsteilen eines Polyelektrolyten II in 94 bis 90 Gewichtsteilen Wasser behandelt. Die Summe der Polyelektrolytaufträge beirug in allen Versuchen 3,5 bis 4 g/m².

Folgende Polyelektrolytkombinationen wurden angewandt:

60 l'olyclc v".rt)lvt 1

l'olyfvinylbcn/yl-lrimethyl-amnioniumchloride)

Poly( vinyl bcn/y I-tri-

m elhyl-ammoni u 111-

chloridc)

Nu-PoIy s ty rolsu I formt

Natriumpolyacrylat

Natfiumsulz eines
Styrol/Malcinsäurc-Copolymers
Na-Zclluloscsiilfat

NIl₄-Slärkcphosphat

Na-Polyaluminal
Na-Alginat

l'nly elektrolyt I

l'oly( vinylhen/y[-lri-

mclhyl-ammoniimichloridc)

Nalriumpolyaerykil

l'olyfvinylbcriityl-lrimcthyl-ammoniumchloridc)

Poly(vinylbcnzyl-lrimcthyl-ammonium- chloride)

Poly(diallyl-dimethylammonium chloride)

Poly (diallyl-di me thy 1-aninioniumchloride)

Poly(vinylbenzyl-trimcthyl-ammonium- chloride)

Poly(diallyl-dimelhylammoniunichloride)

Poly(diallyl-dimethylammoniumchloride)

Nach Trocknung und Glättung wurden die so vorbereiteten elektrisch leitenden Papiere zum Zwecke einer Anwendungsprüfung einseitig wie im Beispiel 2 mit einer etwa 5 μ dicken Lackschicht überzogen und in der gleichen Art wie die Papiere aus den Beispielen 1 und 2 geprüft. Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.

Tabelle 3 Beispiel

Feldstärke
der Aulladg.

(kV/m)

Laclungsablall
nach 2 min

Densität

3N	79,2	12,5	,17
O	70,8	14,0	,19
P	80,4	6,7	,28
Q	70,6	4,5	,3
R	60	10,3	,28
S	80	17,5	,14
St	74	9,5	,23
T	74,6	8,5	,39
U	84	8,2	,43
V	80	10	,44
W	80	9,2	,38
X	74	11,6	,50
Y	78	11,5	,38
Z	80	10,2	,35

Auch diese in Tabelle 3 zusammengestellten Meßergebnisse lassen erkennen, daß eine kombinierte Anwendung polyanionischer und polykationischer PoIyelektrolyte zu einer deutlichen Reduktion des Ladungsabfaüs und einer Erhöhung der Densität führt. Die in diesem Beispiel als Vergleiche anzusehenden Versuche N, O und S, bei denen verschiedene Polyanionen

Il

und Polykntion.cn kombiniert wurden, haben einen stärkeren Ladungsverlust und eine geringere Densitiit als die übrigen Versuche, bei denen jeweils ein PoIyanion und ein l'olykution kombiniert wurden.

Beispiel 4

Aus Zellstoff und üblichen Papierleimungsmitteln wurde in bekannter Weise ein Papier mit einem Fliichcngcwicht von ca. 60 g/m^; gefertigt. Das entsvässcrte und vorgetrocknete Papier wurde innerhalb der Papiermaschine mittels Leimpresse mit einer Lösung von

4,5 Gewichtsteilen Na-Polysiiikal,
10,-5 Gewichlsteilen Nll^-Stäfkcphosphaf;
85 G'-öwichlsicilcri Wasser

behandelt und nach kurzer Zsvischenlrocknung mittels einer zweiten Streicheinrichtung mit einer Mischung

von 15 Gewichtsleilen eines polymeren qualcrnürcn Ammoniumsalzes (z. Ü. Polyvinylbcnzyltrimcthylammoniumchlorid) und 15 Gewichlstcilen Kaolin in 70 Cicwichtsteilen Wasser behandelt. Nach Trocknung und Glältung wurde das so angefertigte lcitfiihigc Papier wie in Beispiel 2 mit einer dielekliischen Lackschicht überzogen und wie im Beispiel 2 geprüft. Die Prüfergebnisse waren:

Ladungshöhe 80 kV/m

Ladungsabrall nach 2 min 9,7%

Ücnsitiit des erhaltenen Uildes 1,52

Ein Vergleich dieser Ergebnisse mit den Prülergcb-,nisseri der Vergleiche (Beispiele I lind 3 = O und S) demonstriert den reduzierten LaduilgsablaÜ und ülct erhöhte Densitiit des erfindungsgeinäß hergestellten Papiers.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrografisches ader elektrofotognifisehes Aufzeichnungsmaterial mit einem elektrisch leitenden Schichtträger aus Papier, der - gegebenenfalls in .Schichtnorm - einen anionischen oder kationischen Polyelektrolyten, gegebenenfalls ein weißes Pigment und gegebenenfalls ein wasserlösliches oder wasserunlösliches Bindemittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger aus Papier eine Kombination aus wenigstens einem anionischen und wenigstens einem kationischen Polyelektrolyten enthält.

2. Verfahren zur Herstellung eines elektrograllschen oder elektrofotografischen Aufzeiehnungsmaterials, bei dem ein Papier mit einem anionischen oder kationischen Polyelektrolyten, gegebenenfalls einem weißen Pigment und gegebenenfalls einem wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Bindemittel behandelt und dann mit einer isolierenden oder fululeitfahigen Schicht versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier mit einer Kombination aus wenigstens einem anionischen und wenigstens einem kationischen Polyelektrolyten behandelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Paier ein- oder beidseitig eine wäßrige Lösung aus 5-95 Gewichtsteilen wenigstens eines anionischen Polyelektrolyten und 95-5 Gewichtsteilen wenigstens eines kationischen Polyelektro· /ten aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung zusätzlich einen anorganischen Elektrolyten enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Papier ein- oder beidseitig wenigstens ein anionischer Polyelektrolyt und dann wenigstens ein kationischer Polyelektrolyt aufgebracht wird.