DE2338629A1 - H-leitende ueberzugsmasse mit einem quaternaeren ammoniumharz - Google Patents

H-leitende ueberzugsmasse mit einem quaternaeren ammoniumharz

Info

Publication number
DE2338629A1
DE2338629A1 DE19732338629 DE2338629A DE2338629A1 DE 2338629 A1 DE2338629 A1 DE 2338629A1 DE 19732338629 DE19732338629 DE 19732338629 DE 2338629 A DE2338629 A DE 2338629A DE 2338629 A1 DE2338629 A1 DE 2338629A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
acrylamide
weight
coating composition
composition according
electrically conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19732338629
Other languages
English (en)
Inventor
Geb Pettengill Sally A Cornier
Richard Joseph Dolinski
Jun Ben A Tefertiller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Chemical Co
Original Assignee
Dow Chemical Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Chemical Co filed Critical Dow Chemical Co
Publication of DE2338629A1 publication Critical patent/DE2338629A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/36—Coatings with pigments
    • D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
    • D21H19/56—Macromolecular organic compounds or oligomers thereof obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/36—Coatings with pigments
    • D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
    • D21H19/56—Macromolecular organic compounds or oligomers thereof obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H19/58—Polymers or oligomers of diolefins, aromatic vinyl monomers or unsaturated acids or derivatives thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/36—Coatings with pigments
    • D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
    • D21H19/62—Macromolecular organic compounds or oligomers thereof obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/10—Bases for charge-receiving or other layers
    • G03G5/101—Paper bases
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/10—Bases for charge-receiving or other layers
    • G03G5/105—Bases for charge-receiving or other layers comprising electroconductive macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C08L33/26—Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31855—Of addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/3188—Next to cellulosic
    • Y10T428/31895—Paper or wood
    • Y10T428/31906—Ester, halide or nitrile of addition polymer

Description

Dr. Michael Hann 27. Juli 1973
,.„ , „ Z3oöd29
63 Gießen
Ludwigstraße 67
The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, USA
ELEKTRISCH-LEITENDE ÜBERZUGSMASSE MIT EINEM QUATERNÄREN AMMONIUMHARZ
Priorität: 2. August 1972 /USA/ Ser. No. 277,319
Ein wichtiger Bestandteil der elektrostatischen graphischen Drucksysteme, wie sie im großen Umfang für Bürokopiergeräte, Computerausdrucke und dergleichen, verwendet werden, ist die elektrisch-leitende Überzugsmasse, die zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit des als Substrat dienenden reprographischen Papiers verwendet wird. Papier hat einen elektrischen Oberflächenwiderstand (EOW) von größer als etwa 10 Ohm (bezogen auf die Fläche) bei etwa 10 % relativer Feuchtigkeit (RF), wogegen aber die meisten elektrophotographischen Kopiergeräte einen EOW von höchstens etwa 10 - 10 0hm erfordern. Elektrographisches Drucken verlangt ebenfalls einen ähnlichen niedrigen EOW.
Besonders gut wirksame elektrisch-leitende Zusatzstoffe für Papier sind wasserlösliche quaternäre Ammoniumpolymere,
409808/1064
wie Poly (vinylbenzyl tr imethylatnmoniumchlor id)-Harze. Andere elektrisch-leitende quaternäre Ammoniumharze sind Poly(diallyldimethylammoniumchlorid)-Harze, quaternisiertes Polyäthylenimin und quaternisiertes Polyepichlorhydrin.
Diese elektrisch-leitenden Harze werden selten als solche allein den Basissubstraten zugesetzt. Sie werden vielmehr typischerweise als eine formulierte, wässrige Überzugsmasse verwendet, die das elektrisch-leitende Harz, einen filmbildenden Binder, wie Stärke, Polyvinylalkohol oder ein Latex, und ein geeignetes Pigment, wie Ton, Kaliumcarbonat und dergleichen enthält. Der Typ und die Menge des Bindemittels hat einen deutlichen Effekt nicht nur auf den elektrischen Oberflächenwiderstand, sondern auch auf die Beständigkeit gegenüber organischen Lösungsmitteln, die bei der weiteren Verarbeitung verwendet werden. Die Lösungsmittelbeständigkeit ist sowohl gegenüber aromatischen Lösungsmitteln, die beim Auftragen der photoempfindlichen ZnO-Schicht verwendet werden, als auch gegenüber aliphatischen Lösungsmitteln, die für flüssige Toner benützt werden, wichtig. Das Pigment hat einen geringeren Effekt auf die Leitfähigkeit, beeinflußt aber die Steifheit, die Klebrigkeit, den Glanz und die Helligkeit des reprographlschen Blattes.
Als Binder wird zusammen mit quaternären Ammoniumharzen zwar in der Regel Stärke verwendet, doch vermittelt sie nur eine mäßige Lösungsmittelbeständigkeit und beeinträchtigt außerdem in hohen Konzentrationen die Leitfähigkeit des Harzes. Bei Poly( vinylbenzyl trimethylammoniumchlorid)-Harzen ergibt ein Zusatz von Polyvinylacetat zwar eine hohe Leitfähigkeit aber nur eine schlechte Lösungsmittelbeständigkeit, wogegen ein Zu-
409808/1064
satz von Polyvinylalkohol eine hohe Lösungsmittelbeständigkeit aber eine schlechte Leitfähigkeit ergibt. Methylcellulose gibt als Bindemittel eine gute Leitfähigkeit und eine gute Lösungsmittelbeständigkeit, ist aber relativ teuer.
Man hat Papier schon seit langer Zeit mit solchen Materialien wie Kolophonium und Stärke geleimt, um seine Beständigkeit gegenüber Fett, Öl und Wasser zu erhöhen. Zum Leimen von Papier hat man auch schon bestimmte Acrylamidpolymere vorgeschlagen. Aus anderen Veröffentlichungen sind andere Überzugsmassen für Papier bekannt, die Acrylamidcopolymere als einen Pigmentbinder enthalten, um dem beschichteten Papier eine verbesserte Helligkeit, Glätte, Glanz und Griff zu verleihen.
Es wurde nun gefunden, daß wasserlösliche elektrisch-leitende quaternäre Ammoniumharze mit bestimmten in Wasser dispergierbaren filmbildenden Acrylamidpolymeren zu wässrigen elektrischleitenden Überzugsmassen kombiniert werden können, die überlegene elektrisch-leitende Eigenschaften in Kombination mit einer verbesserten Lösungsmittelbeständigkeit sowohl gegenüber aromatischen als auch gegenüber aliphatischen Kohlenwasserstoffen besitzen. Spezifischer ausgedrückt,enthält die verbesserte elektrisch-leitende Harzmasse in Kombination: (A) ein wasserlösliches elektrisch-leitendes quaternäres Ammoniumharz und (B) etwa 0,05 bis 0,50 Teile, bezogen auf das Gewicht des elektrischleitenden Harzes (A), eines in Wasser dispergierbaren, im wesentlichen nicht-ionischen filmbildenden Acrylamidpolymeren, das mindestens 20 Gew. % polymerisiertes Acrylamid enthält und in 0,5 Gew. %iger wässriger Lösung eine Brookfield-Viskosität von weniger als etwa 5,0 cp bei pH 5 bis 6 und 25°C hat. Diese
:. 0 9 8 0 8/106/,
selbstbindende Zusammensetzung kann auf nicht-metallische Substrate, wie Papier oder organische Polymere, aufgebracht und dort zu einem elektrisch-leitenden Überzug getrocknet werden.
Eine typische Formulierung der verbesserten elktrischleitenden Harzmasse enthält 40 Teile Poly(vinylbenzyltriraethylammoniumchlorid)-Harz, 10 Teile Polyacrylamid mit einer Viskosität nach Brookfield in 0,5 Gew. %iger Lösung von etwa 2,0 cp und 50 Teile Tonpigment. Wenn diese Zubereitung
beidseitig auf ein Papier mit einem Beschichtungsgewicht
2
von 2,4 g/m aufgetragen wird, hat dieses Papier einen EOW
von 4,0 χ 10 0hm bei 10 % RF und eine 10 Sekunden Toluolpenetration von 8 % und eine Isoparaffinpenetration von 4 %, Eine konventionelle Stärkeformulierung, die 25 Teile PoIy-(vinylbenzyltrimethylammoniumchlorid), 25 Teile Stärke und 50 Teile Ton enthält, ergibt bei einem Zweiseiten-Beschichtungsgewicht von 4,7 g/m einen EOW von 1,6 χ 10 mit einer 10 Sekunden Toluolpenetration von 20 % und einer Isoparaffinpenetration von 10 %, Es ergibt sich daraus, daß die Formulierung mit Polyacrylamid einen verbesserten EOW und eine bessere Lösungsmittelbeständigkeit mit weniger elektrisch-leitendem Harz zeigt.
Bei der Erfindung werden wasserlösliche elektrisch-leitende quaternäre Ammoniumharze verwendet, wie sie z.B. von Dolinski & Dean in Chem. Tech., I, 304 - 309 (1971) beschrieben worden sind. Besonders geeignet sind Poly(vinylbenzyltrimethylammoniumchlorid)-Harze. Auch mit Poly(diallyldimethylammoniumchlorid)-Harzen und quaternisiertem Polyepichlorhydrin ergibt der polymere
409808/1064
Acrylaraidbinder wesentlich verbesserte Lösungsmittelbeständigkeiten.
Das bei der Erfindung benutzte, im wesentlichen nichtionische, filmbildende Acrylamidpolymere wirkt sowohl als Binder als auch als Streckmittel für das elektrisch-leitende quaternäre Ammoniumharz. Da die Überzugsmasse als wässrige Lösung oder Dispersion hergestellt und angewendet wird, muß das Acrylamidpolymere wasserdispergierbar sein und eine Brookfield Viskosität in 0,5 Gew. %iger wässriger Lösung von weniger als etwa 5,0 cp bei einem pH von 5 bis 6 und einer Temperatur von 25 C haben.
Besonders geeignete Acrylamidpolymeiesind die wasserlöslichen Homopolymeren von Acrylamid. Dabei muß aber der Grad der Hydrolyse der Acrylamidhomopolymeren oder die Anwesenheit einer äquivalenten Menge von freien Carboxylgruppen oder anderen ionischen Gruppen in dem Polymeren kontrolliert werden. In diesem Zusammenhang wurde festgestellt, daß eine Hydrolyse von weniger als 5 %, bezogen auf Acrylamid, und bevorzugt von weniger als etwa 2 % erforderlich ist, damit das Acrylamidpolymere im wesentlichen nichtionisch ist.
Wasserlösliche oder wasserdispergierbare Copolymere des Acrylamids und mindestens eines anderen nicht-ionischen Monomeren, das mit Acrylamid copolymerisiert werden kann, können auch benutzt werden. Typische Comonomere dieser Art sind Styrol, Vinylacetat, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylalkyläther, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Alkylacrylate, Alkyl· methacrylate, Methacrylamid und dergleichen· Hydrophilere
409808/10 64
Monomere, wie N-Methylolacrylamid und Hydroxypropylacrylat können in beschränkter Menge, vorzugsweise in einem Terpolymeren, verwendet werden.
Das bei der Erfindung verwendete Acrylamidpolymere sollte bevorzugt mindestens etwa 20 Gew. % polymerisiertes Acrylamid enthalten. Im Einzelfall hängt die bevorzugte Menge des Acrylamids von dem spezifischen Copolymeren ab.
Im Handel sind zahlreiche geeignete filmbildende Acrylamidpolymere als wässrige Lösung oder als Dispersionen, die 10 bis 60 Gew. % an festen Polymeren enthalten, erhältlich. Derartige Produkte sind für die Kombination mit den elektrischleitenden quaternären Ammoniumharzen gut geeignet·
Die wesentlichen Bestandteile der verbesserten elektrischleitenden Harzraasse werden bevorzugt in einer wässrigen Überzugsmasse kombiniert. Dabei werden etwa 0,05 bis 0,50 Teile des Acrylamidpolymeren auf 1 Teil des quaternären Ammoniumharzes verwendet, um eine gut wirksame selbstbindende Zusammensetzung zu erhalten.
In Abhängigkeit von dem Beschichtungsvorgang und dem gewünschten Endprodukt kann die Zusammensetzung durch übliche Zusatzstoffe noch weiter modifiziert werden. So können Pigmente, wie Tone, Kaliumcarbonat und Titandioxid, zugegeben werden, um den Glanz und die Klebrigkeit herabzusetzen und die Helligkeit zu erhöhen. Es können auch andere Streckmittel und Binde-
409808/1064
mittel zugegeben werden. Die optimale Zusammensetzung der einzelnen Formulierungen hängt von dem spezifischen Verfahren und den Anforderungen an das Endprodukt ab. Bei Verwendung eines Tonpigmentes werden im allgemeinen aber etwa folgende Bereiche für die verschiedenen Komponenten eingehalten: etwa 25 bis 50 Gew. % quaternäres Ammoniumharz, etwa 5 bis 20 Gew. % Acrylamidpolymeres und etwa 40 bis 70 Gew. % Pigment. Im allgemeinen wird ein Maximum von etwa 40 bis 55 Gew. % an Gesamtfeststoffen benötigt, um ein Auftragen der Masse durch die üblichen Beschichtungsmaschinen zu ermöglichen. Die Ermittlung von optimalen Formulierungen kann mit Hilfe der nachstehend beschriebenen Arbeitsweisen erfolgen.
Die verbesserte elektrisch-leitende Überzugsmasse kann dazu dienen, die elektrische Leitfähigkeit eines Substrates so weit zu erhöhen, wie dies für reprographische Materialien erforderlich ist. Üblicherweise ist dieses Substrat ein Papier, doch kann die Überzugsmasse auch auf andere nichtmetallische Substrate, wie z.B. Filme aus organischen Polymeren, aufgebracht werden, um die elektrische Oberflächenleitfähigkeit zu vergrößern und dadurch statische Aufladungen zu vermeiden. Obwohl auch getrennte Überzüge verwendet werden können wird die Überzugsmasse mit dem elektrisch-leitenden Harz vorzugsweise auf das Substrat als eine wässrige Mischung des elektrisch-leitenden Harzes und des Acrylamidpolymeren aufgetragen.
Elektrostatographisches Druckpapier kann man herstellen, indem man ein geeignetes Basispapier mit der verbesserten
■', 0 9 8 0 8 / 1 Q 6 £
elektrisch-leitenden Harztnasse in ausreichender Menge überzieht, so daß die elektrische Leitfähigkeit des behandelten Papiers das erforderliche Leitfähigkeitsniveau erreicht. Die meisten üblichen Kopiergeräte erfordern ein Papier mit einem maximalen EOW von etwa 10 bis 10 Ohm. Normalerweise wird eine Blattstreichmaschine verwendet, obwohl auch eine Leimpresse, eine Walzenauftragmaschine oder eine Schlitzdüsenauf tragtnaschine geeignet sind. Eine Zweiseitenbeschichtung ist bevorzugt, um die Tonerablagerung in bildfreien Bereichen und ein Rückdrucken zu vermeiden. Nach dem Drucken wird der geeignete photoelektrische oder dielektrische Überzug aufgetragen, um das fertige elektrostatographische Papier zu erhalten. Alternativ kann für einige Anwendungen die elektrisch-leitende Harzmasse nur auf einer Seite aufgetragen werden.
Bei Verwendung der verbesserten elektrisch-leitenden Überzugsmasse sind bei der Zweiseitenbeschichtung Beschichtungsge-
wichte von etwa 0,16 bis 4,0 g/m Papier des elektrischleitenden quaternären Ammoniumsalzes geeignet. Für typische Überzugs fortnulierungen entspricht dieses bei einer Zweiseitenbeschichtung einem gesamten Beschichtungsgewicht der elektrisch-
2 leitenden Masse von etwa 0,3 bis 8,0 g/m Papier.
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen noch näher erläutert. Wenn nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, sind alle Angaben über Teile und Prozentsätze Gewichtsangaben. Der elektrische Oberflächenwiderstand (EOW) wird bei 10 % relativer Feuchtigkeit (RF) nach der allgemeinen Arbeitsweise gemäß ASTM D-257-66 unter Verwendung eines
4 09 -18,
"Keithley Electrometer Models 610B" mit einem "Model 6105 Resistivity Adapter" bei 100 V gemessen. Die Beständigkeit gegenüber Lösungsmittel wird visuell mit Hilfe des Lösungsmittel-Penetrationstestes von A.S. Diamond u.a. Tappi, 48, 94A (Oktober 1965) unter Verwendung von Bromphenolblau als Lösungsmittelfarbstoff und einem Standardbezugsdiagramm gemessen.
Beispiel 1
Elektrisch-leitende Harzmasse
A. Es wurde eine wässrige Harzmasse hergestellt, die ein elektrisch-leitendes quaternäres Ammoniumharz und Polyacrylamid enthielt, indem 120 Teile einer 33,3 Gew. %igen Lösung von Polyivinylbenzyltrimethylammoniumchlorid), im folgenden als P(VBQ) abgekürzt,mit einer 20 Gew. /(,igen wässrigen Lösung eines Acrylamidhomopolymeren, im folgenden als P(AA) abgekürzt, gemischt wurden. Das Acrylamidhomopolymere hatte einen Hydrolysegrad von 0,5 bis 1,0 % und in 0,5 %iger wässriger Lösung eine Brookfield Viskosität von etwa 1,4 bis 2,4 cp bei pH 5 - 6 und 25°C. Die erhaltene P(VBQ)/P(AA)-Mischung ist ein selbstbindender Verschnitt, der etwa 30 Gew. % Feststoffe enthält, der direkt auf ein nicht-metallisches Substrat, wie Papier, unter Bildung einer elektrisch-leitenden Schicht aufgetragen werden kann.
A09808/1064
B. Es wurde eine formulierte elektrisch-leitende Harzmasse hergestellt, indem eine Aufschlämmung von 50 Teilen Ton von Pigmentqualität in 30 Teilen Wasser, die 0,6 Teile Tetranatriumpyrophosphat als Dispergiermittel enthielten, mit 170 Teilen der wässrigen Lösung des quaternären Ammoniumharzes und des Polyacrylamide von Beispiel 1 A durch heftiges Rühren gemischt wurden. Das erhaltene Produkt enthielt 40 Gew. % Feststoffe, wovon auf Basis der Gesamtfeststoffe 40 Gew. % quaternäres Ammoniumharz, 10 Gew. % Polyacrylamid und 50 Gew. % Ton waren. Es bildet glatte und kohärente Filme, wenn es auf eine harte Oberfläche aufgetragen und getrocknet wird.
C. Um die formulierte Überzugsmasse von Beispiel 1 B mit einer handelsüblichen Stärke - Tonforraulierung zu vergleichen, wurde
2 ein äußerlich geleimtes Papier,(Basisgewicht 70 g/m ) auf
beiden Seiten mit den formulierten Harzüberzugsmassen unter Verwendung einer "Time-Life" Streichmaschine beschichtet. Die beschichteten Blätter wurden getrocknet, in sechs Prüfstreifen geschnitten und konditioniert, indem man sie 18 Stunden bei Raumtemperatur bei einer relativen Feuchtigkeit von 10 %, bestimmt zum Beispiel durch eine "Narrow Range Hydrosensor Cell" aufbewahrte. Dann wurde der EOW nach ASTM D-257-66 gemessen. Die Lösungsmittelbeständigkeit wurde bestimmt nachdem man einen Streifen hei Raumtemperatur und 50 % relativer Feuchtigkeit konditioniert hatte, indem man einen Tropfen Toluol oder Isoparaffin, der einen löslichen blauen Farbstoff enthielt, auftrug, nach 10 Sekunden den gefärbten Tropfen ablöschte und die Eindringtiefe bzw. Penetration auf der entegegengesetzten Seite des Streifens mit dem Referenzdiagramm verglich.
A09808/1064
Typische Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt. Aus ihnen geht die Überlegenheit der das quaternäre Ammoniumharz und Polyacrylamid enthaltenden Masse sowohl hinsichtlich eines niedrigeren EOW als auch einer verbesserten Lösungsmittelbeständigkeit hervor. Dabei ist zu beachten, daß der niedrigere EOW der Formulierung 1 B mit einem geringeren Beschichtungsgewicht des elektrisch-leitenden Harzes erhalten wurde.
ü 3.5 : c /1 ΰ"ε '
Tabelle I
Vergleich
•Ο-O CD OO O. CO
Elektr.-leitende Harzmasse (EHM) Binder b Pigment c
Beschicht.-Gew. (g/m ) EHM-Gew. (g/m2)
EOW-Ohm (10 % RF) Toluol-Penetrat ion Isoparaffin-Penetration
25 Teile P(VBQ) 25 Teile Stärke 50 Teile HF-Ton
4,7 g 1,2 g
1,6 χ 20 % 10 %
Erfindung
Formulierung 1 B
40 Teile P(VBQ) a
10 Teile Polyacrylamid 50 Teile HF-Ton
2,4 g
0,9 g
4,0 χ ΙΟ'
8 %
4 %
P(VBQ) - Polyivinylbenzyltriraethylammonitimchlorid) Hydroxyäthy1ierte Stärke c Ton (Hydrafine Clay) % Penetration in 10 Sekunden CaJ OJ OO
cn
CD
D. Ein elektrisch-leitendes Papier, das wie in Beispiel 1 C unter Verwendung der formulierten P(VBQ)-P(AA)-Masse hergestellt worden war, wurde auf einer Seite mit einem Deckstrich von 28,5 - 31,6 g/m einer photoleitenden 7/1 ZnO/Acrylsäurebinder-Formulierung versehen. Mit diesem Papier wurden elektrophotographische Drucke auf einer Kopiermaschine hergestellt. Die Drucke hatten einen ausgezeichneten Kontrast und zeigten keinen Hof (background) und keinen Druckeffekt auf der Rückseite (backprinting).
Das gleiche elektrisch-leitende Papier war auch als Substrat für ein elektrographisches Blatt geeignet, das mit einem Deckstrich aus einer handelsüblichen dielektrischen Überzugsformulierung hergestellt wurde.
E. Um die elektrisch-leitende Überzugsmasse nach der Erfindung mit einer konventionellen elektrisch-leitenden Masse
2 zu vergleichen, wurde Basispapier auf einer Seite mit 1,2 g/m mit der Masse von Beispiel 1 aus 80 Teilen P(VBQ)/20 Teilen P(AA) beschichtet. Der EOW dieses beschichteten Papiers betrug
10 Ohm bei 10 % RF. Das gleiche Papier zeigte bei einer Beschichtung mit einer unpigmentierten Masse aus 50 Teilen P(VBQ)/
2 50 Teilen Stärke und bei einem Beschichtungsgewicht von 1,9 g/m
9
einen EOW von 6,6 χ 10 . Beide Papiere enthielten 0,9 g P(VBQ)/m.,
F. Die Formulierung 1 B wurde auf eine Seite eines an der
Oberfläche sulfonierten Polystyrolfilms mit einem Beschichtungs-
2
gewicht von 1,2 g/m aufgetragen. Der beschichtete Film hatte einen EOW von 5,3 χ 10 0hm bei 10 % RF. Der beschichtete Film war unempfindlich gegenüber Isoparaffinlösungsmittel und zeigte
409808/1064
nur eine geringe Ätzung nach einer Berührung von 10 Sekunden mit Toluol. Der Polystyrol film hatte vor dem Beschichten mit der Formulierung 1 B einen EOW von 9,4 χ 10 Ohm und wurde bei einer Berührung von 10 Sekunden mit Toluol stark geätzt und verformt.
Beispiel 2
Unter Verwendung von Poly(vinylbenzyltrimethylammoniumchlorid)-Harz, Polyacrylamid und Ton von Pigmentqualität von Beispiel 1 wurden verschiedene P(VBQ)/P(AA)/Ton-Formulierungen hergestellt und wie in den Beispielen IB-C geprüft. Alle Formulierungen wurden als eine wässrige Mischung, die 40 % Gesamtfeststoffe enthielt, aufgetragen.
Die in den Tabellen H und III zusammengestellten Prüfwerte zeigen das verbesserte EOW-Werte mit Formulierungen erhalten wurden, die etwa 0,05 - 0,50 Teile P(AA)/Teil P(VBQ) und etwa 50 bis 70 Teile Ton/100 Teile Gesamtfeststoffe enthielten. Im Vergleich zu den Systemen mit Stärke werden die verbesserten EOW-Werte mit wesentlich niedrigeren Beschichtungsgewichten und niedrigeren Mengen an P(VBQ) erhalten.
409808/1064
Tabelle II
Forraulierung Vergleich 3,3 2 A 2,4 2 B 3,0 2,1 2 C 2 D 2,5 2,4
P(VBQ) 50 1,17 70 0,84 80 1,20 0,82 90 95 1,20 1,16
Polyacrylamid (50 S)a 9,61 30 9,77 20 9,68 9,72 10 5 9,26 9,23
Ton 100 4/6 100 4/8 100 4/8 4/8 100 100 6/20 15/20
P(AA)/P(VBQ) — 2/4 0,43 2/4 0,25 2/4 2/4 0,11 0,05 4/15 6/15
Gesamt.-Besch.-Gew. 5 4,7 2,7 2,4
P(VBQ) Gew. b 1,18 1,22 1,07
Log EOW c 10,20 9,25 9,86
Toluol d 15/20 6/10
Isoparaffin 4/10 4/6
Ui I
Hydroxyäthylierte Stärke
Gewicht in g/m bei zweiseitiger Beschichtung
C Log EOW (Ohm/bei 10 % RF)
% Penetration 10 Sekunden/15 Sekunden
co CJ co
ia
Tabelle III
Formulierung
Vergleich
3 A
3 B
C
D
P(VBQ) 50 3,0 40 ,25 2,1 36 25 2,7 3,6 32 25 3,0 24
Polyacrylamid (50 S)a 1,20 10 0,82 9 0,97 1,17 8 0,97 6
Ton 100 50 55 60 70
P(AA)/P(VBQ) 9,68 0 9,72 o, 9,72 9,87 o, 9,87 0,25
σ
co		 Gesamt. -Besch. -Gew. 4,7 4/8 4/8 3,3 . 4/6 2/4 6/10 3,8
OO
CD		 P(VBQ) Gew. b 1,18 2/4 2/4 1,20 2/4 2/2 4/8 1,20
OO
■<. Log EOW c 10,20 9,61 10,1
O
er»		 Toluol d 15/20 2/4 4/6
Isoparaffin 4/10 2/4 2/4
Hydroxyäthylierte Stärke
Gewicht in g/m bei zweiseitiger Beschichtung C Log EOW (Ohm/bei 10 % RF) % Penetration 10 Sekunden/15 Sekunden
fsj) CO
Beispiel 3
Unter Verwendung des Polyacrylamidbinders und des Tonpigments von Beispiel 1 wurden elektrisch-leitende Überzugsmassen mit verschiedenen handelsüblichen elektrischleitenden quaternären Ammoniumharzen (QAH) in folgenden Formulierungen hergestellt:
Vergleich: 25 Teile QAH/25 Teile Stärke/50 Teile Ton
3 A: 28 Teile QAH/12 Teile P(AA)/ 60 Teile Ton
3 B: 32 Teile QAH/ 8 Teile P(AA)/ 60 Teile Ton
3 C: 36 Teile QAH/4 Teile P(AA)/60 Teile Ton
Alle Formulierungen wurden mit Hilfe der in Beispiel 1 C benutzten Arbeitsweise bei einem Feststoffgehalt von 40 % aufgetragen, so daß ein QAH Beschichtungsgewicht von 1,18 erreicht wurde. Diese Formulierungen waren nicht optimiert.
Die in Tabelle IV aufgeführten Versuchsergebnisse zeigen eine verbesserte Lösungsmittelbeständigkeit der Formulierungen, die Polyacrylamid enthalten, an, ohne daß ein nennenswerter Verlust der EOW-Werte bei den geprüften Harzen auftritt.
A09808/1064
Tabelle IV
Formulierung Vergleich 3 A 3 B 3 C
Binder
Gew. % QAH		 Stärke
25		 P(AA)
28		 P(AA)
32		 P(AA)
36
QAH
Log EOW Toluol Isoparaffin
QAH
Log EOW Toluol Isoparaffin
QAH
Log EOW Toluol Isoparaffin Poly(vinylbenzyltrimethylammoniumchlorid)
10,20 15 4 10,04
1
1
9,87
Poly(diallyldimethylainrnoniumchlorid)
9,56 25 15 9,84
9,68
15
4
Quatemisiertes Polyepichlorhydrin
9,88 50' 25 9,90
25
6
9,90
40
15
9,61
6
9,48
15
6
9,86
40
25
U)
OO OO
CD ΓΟ
CO
Beispiel 4
Bei der Erfindung kann eine Vielzahl von wasserdispergierbaren filmbildenden Acrylamidpolymeren in elektrischleitenden Harzmassen verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Comonomeren im wesentlichen nicht ionisch sind. Es werden jedoch schlechte Ergebnisse mit Acrylamidpolymeren erhalten, die einen Hydrolysegrad von größer als etwa 5 Gew. % haben, und auch mit Acrylamidcopolymeren mit ionischen Monomeren, wie Acrylsäure, Natriumsulfoäthylacrylat und dergleichen. Durch Vergrößerung des Acrylamidgehalts wird im allgemeinen die Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln vergrößert.
In Tabelle V wird eine Übersicht über die Versuche mit einer Reihe von Acrylamidcopolymeren gegeben. Diese Ergebnisse wurden mit der Methode von Beispiel 1 C unter Verwendung einer Standardformulierung aus 10 Teilen Acrylamidcopolymer-Binder,4Ö Teilen P(VBQ) und 50 Teilen Ton erhalten. Diese Formulierung wurde bei einem Feststoffgehalt von 40 % und einem Gesamtbeschichtungsgewicht von 1,18 g/m bei beidseitiger Beschichtung aufgetragen.
409808/ 1
Tabelle V
Q.
CTJ
Binder
EOW
% Penetration (10 sek.)
Toluol Isoparaffin
5-0 5-1 5-2 5-3 5-4 5-5 5-6
Stärke (Vergleich) 1,0 - 3,0 χ 1010
AA/VC12 20/80 Latex 3,1 9
χ 10
AA/S 40/60 Latex 6,9 χ 109
AA/S/RMAA 60/38/2 6,0 χ 109
AA/HBA 75/25 2,3 1Λ10
χ 10
AA/VCN 80/20 4,9 χ ΙΟ9
AA/VAc 80/20 6,3 χ ΙΟ9
20-25
AA - Acrylamid
HBA - Hydroxybutylacrylat
NMAA - N-Methylolacrylamid
S - Styrol
VAc - Vinylacetat
VCN - Acrylnitril
VCl0 - Vinylidenchlorid
10-15
10
10
15
20
10
15
CO CjO CO
CD
CD

Claims (12)

Patentansprüche
1. Wässrige elektrisch-leitende harzartige Überzugsmasse, die ein wasserlösliches elektrisch-leitendes quaternäres Ammoniumharz und 0,05 - 0,50 Teile eines Binders, bezogen auf einen Teil des quaternären Ammoniumharzes, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Binder ein in Wasser dispergierbares im wesentlichen nicht-ionisches Acrylamidpolymeres ist, das mindestens 20 Gew· % polymerisiertes Acrylamid enthält und in 0,5 Gew. %iger wässriger Lösung eine Viskosität von weniger als etwa 5,0 cp bei einem pH von 5-6 und bei 25°C hat.
I. Überzugsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das quaternäre Ammoniumharz ein wasserlösliches PoIy-(vinylbenzyl-quaternäres-Ammoniumchlorid), Poly(diallyldimethylammoniumchlorid), quaternisiertes Polyäthylenimin oder quaternisiertes Polyepichlorhydrin ist.
3. Überzugsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das quaternäre Ammoniumharz ein wasserlösliches Poly(vinylbenzyltrimethylammoniumchlorid)-Harz ist.
4. Überzugsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylamidpolymere ein Homopolymeres des Acrylamide mit einem Hydrolysegrad von weniger als etwa 5 % ist.
i. 09808/106Λ
5. Überzugsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylamidpolymere ein Copolymeres des Acrylamide und mindestens eines damit raischpolymerisierbaren nicht-ionischen Monomeren ist.
6. Überzugsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylamidpolymere ein Copolymeres aus aus etwa 20 bis 95 Gew. % Acrylamid und etwa 80 bis 5 Gew. % eines damit raischpolymerisierbaren nicht-ionischen Monomeren aus der Klasse von Styrol, Vinylacetat, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylalkylather, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Alkylacrylat, Alkylmethacrylat und Methacrylamid ist.
7. Überzugsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylaraidpolymere ein in Wasser dispergierbares Copolymeres aus etwa 30 bis 95 Gew. % Acrylamid und etwa 70 bis 5 Gew. % Styrol ist.
8. Überzugsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylamidpolymere ein in Wasser dispergierbares Copolymeres aus etwa 75 bis 95 Gew. % Acrylamid und etwa 25 bis 5 Gew. % Acrylnitril ist.
9. Überzugsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylamidpolymere ein in Wasser dispergierbares"Copolymeres aus etwa 75 bis 95 Gew. 7„ Acrylamid und etwa 25 bis 5 Gew. % Vinylacetat ist.
409808/1064
COPY
10. Überzugsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen aus einer wässrigen Mischung besteht, die etwa 25 bis 50 Gew. % eines wasserlöslichen Poly(vinylbenzyltrimethylammoniurachlorid)-Harzes, etwa 5 bis 20 Gew. % eines Homopolyraeren des Acrylamids mit einem Hydrolysegrad von weniger als etwa 5 % und etwa 40 bis 70 Gew. % Pigment enthält, wobei alle diese Angaben auf Gesamtfeststoffe bezogen sind.
11. Verfahren zur Herstellung eines elektrostatographischen Druckblatts unter Verwendung eines wasserlöslichen quaternären Ammoniumharzes als elektrisch-leitenden Zusatzstoff und eines Bindemittels, dadurch gekennzeichnet, daß man das Druckblatt mit einer elektrisch-leitenden harzartigen Überzugsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 10 behandelt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das Druckblatt so viel der elektrisch-leitenden harzartigen Überzugsmasse aufbringt, daß das beschichtete
Druckblatt einen Oberflächenwiderstand von weniger als
etwa 10 0hm bei 20 bis 25°G und 10 % relativer Feuchtigkeit
/.09808/106/*
COPY
DE19732338629 1972-08-02 1973-07-30 H-leitende ueberzugsmasse mit einem quaternaeren ammoniumharz Pending DE2338629A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05277319 US3887496A (en) 1972-08-02 1972-08-02 Quaternary ammonium electroconductive resin coating compositions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2338629A1 true DE2338629A1 (de) 1974-02-21

Family

ID=23060338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19732338629 Pending DE2338629A1 (de) 1972-08-02 1973-07-30 H-leitende ueberzugsmasse mit einem quaternaeren ammoniumharz

Country Status (11)

Country Link
US (1) US3887496A (de)
JP (1) JPS4993436A (de)
AU (1) AU5692573A (de)
BE (1) BE803149A (de)
CA (1) CA996739A (de)
DE (1) DE2338629A1 (de)
FR (1) FR2194842B1 (de)
GB (1) GB1442818A (de)
IT (1) IT994116B (de)
NL (1) NL7310356A (de)
SE (1) SE386286B (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0018601A1 (de) * 1979-04-26 1980-11-12 EASTMAN KODAK COMPANY (a New Jersey corporation) Antistatische Beschichtungsmittel und Elemente
DE3716356A1 (de) * 1986-05-15 1987-11-19 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd Zusammensetzung zur bildung von leitfaehigen filmen
DE10211561B4 (de) * 2002-03-15 2006-04-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Wasserlösliche ionische Copolymere

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3991256A (en) * 1972-08-02 1976-11-09 The Dow Chemical Company Preparing electrostatographic printing sheet, article thereof and article coated with quaternary ammonium electroconductive resin
US3975305A (en) * 1975-06-27 1976-08-17 Nalco Chemical Company Ionene conductive polymers and resulting electrographic printing bases
US4037017A (en) * 1975-12-08 1977-07-19 Hercules Incorporated Electroconductive paper
JPS5293996A (en) * 1976-01-31 1977-08-08 Kouki Kitajima Method of manufacturing planeeheatt generating element
JPS6017298B2 (ja) * 1977-12-20 1985-05-02 ダイセル化学工業株式会社 水性被覆用組成物
US4222901A (en) * 1978-11-15 1980-09-16 Calgon Corporation Electroconductive polymers having improved solvent holdout properties
US4439351A (en) * 1982-07-06 1984-03-27 Calgon Corporation Use of anionic or cationic polymers to lower the electrical resistivity of fly ash
US4927539A (en) * 1983-05-02 1990-05-22 The Dow Chemical Company High performance anion-exchange chromatographic packing composition consisting of low porosity synthetic resin gel particle substrate coated with liquid water-soluble aminated resin
GB8332547D0 (en) * 1983-12-06 1984-01-11 Benson Electronics Ltd Dielectric sheet material
US4686108A (en) * 1985-07-18 1987-08-11 Reliance Universal, Inc. Conductive coatings for wood products
FI20041272A (fi) * 2004-09-30 2006-03-31 Panipol Oy Päällystetty kuiturata ja menetelmä sen valmistamiseksi

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2661309A (en) * 1948-11-18 1953-12-01 Hercules Powder Co Ltd Coated paper and method of producing same
US2616818A (en) * 1948-11-18 1952-11-04 Hercules Powder Co Ltd Paper coating
US2945775A (en) * 1955-04-18 1960-07-19 Dow Chemical Co Sizing of paper with acrylamide polymers
US3011918A (en) * 1959-05-29 1961-12-05 Dow Chemical Co Electroconductive coated paper and method of making the same
US3320317A (en) * 1963-07-09 1967-05-16 Dow Chemical Co Quaternary ammonium adducts of polyepichlorohydrin
NL149917B (nl) * 1965-06-09 1976-06-15 Calgon Corp Werkwijze voor het vervaardigen van elektrisch geleidend papier en vel papier, verkregen volgens deze werkwijze.
US3489663A (en) * 1965-10-19 1970-01-13 Owens Illinois Inc Electrolytic polymerization
US3479215A (en) * 1966-10-14 1969-11-18 Westvaco Corp Coated paper having electroconductive properties and process of making the same
US3620828A (en) * 1967-05-02 1971-11-16 Calgon Corp Process for producing pigmented electroconductive coating compositions
US3607989A (en) * 1968-11-04 1971-09-21 Dow Chemical Co Process for preparing cationic polyvinylaromatic resins with improved color
US3640766A (en) * 1970-01-07 1972-02-08 Nalco Chemical Co Electrophotographic-recording member and process of producing the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0018601A1 (de) * 1979-04-26 1980-11-12 EASTMAN KODAK COMPANY (a New Jersey corporation) Antistatische Beschichtungsmittel und Elemente
DE3716356A1 (de) * 1986-05-15 1987-11-19 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd Zusammensetzung zur bildung von leitfaehigen filmen
DE10211561B4 (de) * 2002-03-15 2006-04-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Wasserlösliche ionische Copolymere

Also Published As

Publication number Publication date
FR2194842A1 (de) 1974-03-01
JPS4993436A (de) 1974-09-05
BE803149A (fr) 1974-02-04
NL7310356A (de) 1974-02-05
CA996739A (en) 1976-09-14
US3887496A (en) 1975-06-03
GB1442818A (en) 1976-07-14
FR2194842B1 (de) 1976-05-07
AU5692573A (en) 1974-12-19
SE386286B (sv) 1976-08-02
IT994116B (it) 1975-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60314608T3 (de) Zusammensetzung zur oberflächenbehandlung von papier
DE3707627C2 (de) Aufzeichnungsblatt für Tintenstrahldrucker
EP0735065B1 (de) Amphotere Polymerisatdispersion, Verfahren zur Herstellung und deren Verwendung
DE2338629A1 (de) H-leitende ueberzugsmasse mit einem quaternaeren ammoniumharz
DE4338486A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Aufzeichnungsmaterialien für Tintenstrahldrucker
DE3506710A1 (de) Copolymerlatex
CH666486A5 (de) Formulierung mit hohem feststoffgehalt zur beschichtung von fasrigen, bahnfoermigen produkten, beschichtungsverfahren und beschichtete produkte.
JPS6250369A (ja) 導電性シ−ト材料用の水性導電組成物およびその製造方法
US3991256A (en) Preparing electrostatographic printing sheet, article thereof and article coated with quaternary ammonium electroconductive resin
DE2721827C3 (de) Elektrophotographische Flachdruckplatte und Verfahren zu deren Herstellung
DE2605575C2 (de) Banknoten- und Sicherheits-Dokumentenpapier
DE2905976C2 (de)
DE3205041A1 (de) Elektrostatographisches aufzeichnungsmaterial
CA1144694A (en) Polymers with improved solvent holdout in electroconductive paper
EP0024602B1 (de) Wässerige Dispersionen, deren Herstellung und ihre Verwendung zur Herstellung von Überzugsmassen
DE3716356A1 (de) Zusammensetzung zur bildung von leitfaehigen filmen
JPH02388B2 (de)
DE3023582A1 (de) Elektrostatisches aufzeichnungsmaterial
DE2540070A1 (de) Elektrostatisches aufzeichnungsmaterial
DE2926856C2 (de)
DE2017323A1 (de) überzugsmasse
DE2454047A1 (de) Elektrostatographisches aufzeichnungsmaterial
DE2262478A1 (de) Papier zur elektrostatischen bilderzeugung und verfahren zur herstellung desselben
DE1944883A1 (de) UEberzugszusammensetzung und Erzeugnisse,die mit dieser ueberzogen sind
DE2556267A1 (de) Elektrischleitende waessrige ueberzugsmasse und damit ueberzogenes paier

Legal Events

Date Code Title Description
OHJ Non-payment of the annual fee