DE69115126T2

DE69115126T2 - Leitfähiges Substrat und seine Verwendung in den Druckmedien.

Info

Publication number: DE69115126T2
Application number: DE69115126T
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Iwamoto; Keno Kamimura; Tomio Oki
Original assignee: Tomoegawa Paper Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Paper Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-05-16
Filing date: 1991-05-16
Publication date: 1996-05-09
Anticipated expiration: 2011-05-17
Also published as: EP0459918B1; US5234746A; DE69115126D1; EP0459918A1

Description

[Gebiet der Erfindung]

Die vorliegende Erfindung betrifft leitfähige Substrate, die bei Aufzeichnungsprozessen eingesetzt werden können, und sie betrifft insbesondere leitfähige Substrate, deren leitfähige Schicht andauernde leitfähige Eigenschaften und eine ausgezeichnete Wasserbeständigkeit zeigt.

[Stand der Technik]

Leitfähige Substrate werden gebräuchlicherweise dazu eingesetzt, um die Bildträgerschicht von elektrostatischen Aufzeichnungsträgern, von photosensitiven Trägern, die für die Elektrofotografie eingesetzt werden oder von anderen Arten von Druck- und Kopierträgern aufzunehmen.
Elektrostatische Kopier- und Druckverfahren, bei denen die Träger ein leitfähiges Substrat beinhalten und Vorrichtungen, auf denen solche Verfahren durchgeführt werden können, haben einen weit verbreiteten Einsatz erhalten, wobei diese Telekopievorrichtungen, Druck- und Reproduktionsvorrichtungen für mechanische Zeichnungen, schematische Diagramme usw. einschließen, ferner Vorrichtungen zum Drucken von Korrekturfahnen, zum Einsatz für das Korrekturlesen von Zeitungen und anderen Publikationen und schließlich Vorrichtungen zum Kopieren von offiziellen Dokumenten oder dgl. Darüber hinaus haben in den letzten Jahren Verbesserungen bei den elektrostatischen Kopier- und Druckverfahren das Herstellen von mehrfarbigen Kopien und Drucken ermöglicht, wodurch deren Einsatz in zahlreichen Anwendungsgebieten ermöglicht wurde, einschließlich des allgemeinen Designbereiches, sowie zur Herstellung von Werbe- und Veranstaltungsbroschüren, Spielanleitungen, Sportveranstaltungen und dgl. sowie zahlreichen anderen Einsatzgebieten.
Aufgrund der zunehmenden Verbreitung der elektrostatischen Aufzeichnungs- und Kopierverfahren besteht eine intensive Nachfrage nach Trägern, die für diese Anwendungen Einsatz finden können, und zwar solche, die im Freien angewendet werden können, die somit in der Lage sind, gegenüber Wasser ausgesetzt zu werden und die dagegen nicht beständig sind, und die anderen Umweltfaktoren widerstehen, und dabei, trotz dem Aussetzen gegenuber diesen, leserlich bleiben und ein attraktives Erscheinungsbild beibehalten. Im Vergleich zu dem raschen Fortschritt der elektrostatischen Drucktechnologie im allgemeinen, ist unglücklicherweise die Entwicklung von elektrostatischen Aufzeichnungsträgern, die ein darauf gedrucktes Bild oder einen Text über eine ausgedehnte Zeitspanne originalgetreu beibehalten und die eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Material- und Bildveränderungen aufgrund des Aussetzens gegenüber Wasser oder anderer Umweltfaktoren zeigen, stark zurückgeblieben.
Als Antwort auf die Notwendigkeit von wasserbeständigen elektrostatischen Aufzeichnungsträgern wurden zahlreiche Versuche unternoinrnen, bspw. indem auf ein Substrat aus Papier, Kunststoffolie, Gewebe oder dgl., das zuvor so behandelt wurde, daß es eine Wasserbeständigkeit aufweist, eine leitfähige Schicht aufgebracht wurde, wobei die leitfähige Schicht eine solche ist, wie sie in der Erstveröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. Sho-61-264345 beschrieben ist. In der zuvor genannten Druckschrift wurde als leitfähige Komponente der leitfähigen Schicht ein kationisches Elektrolytmaterial hohen Molekulargewichts eingesetzt, das eine Arningruppe aufweist. Bei einem damit hergestellten elektrostatischen Aufzeichnungsträger wurde festgestellt, daß die elektrischen Widerstandseigenschaften über einen großen Anwendungsbereich stabil sind, wobei geringe Veränderungen derselben aus Änderungen der relativen Feuchtigkeit resultierten. Demzufolge ist, bezüglich der von der Feuchtigkeit abhängigen Eigenschaften, ein wie zuvor beschrieben hergestellter elektrostatischer Aufzeichnungsträger zufriedenstellend. Aufgrund der Tatsache, daß ein Elektrolytmaterial eingesetzt wurde, das Amingruppen enthält, ist dieses wasserlöslich, so daß ein Aussetzen gegenüber Regen oder Feuchtigkeit in einem Auflösen desselben resultiert, mit einem nachfolgenden Abschälen der leitfähigen Schicht und demzufolge des elektrostatisch gedruckten Bildes. Im Ergebnis ist ein solcher elektrostatischer Autzeichnungsträger für Anwendungen im Freien ungeeignet.
Trotz fortwährender Anstrengungen, elektrostatische Aufzeichnungsträger zu entwickeln, die auch im Freien einsetzbar sind, war es bislang nicht möglich, solche Träger herzustellen, d.h. es ist bislang nicht möglich, elektrostatische Aufzeichnungsträger herzustellen, die ein darauf aufgebrachtes Bild oder einen darauf aufgebrachten Text originalgetreu über eine ausgedehnte Zeitspanne behalten können und die eine beachtliche Widerstandsfähigkeit gegenüber Material- und Bildveränderungen aufgrund des Aussetzens gegenüber Wasser oder anderen Umweltfaktoren zeigen.
Die Dokumente FR-A-2,079,010 und DE-A-2,551,018 beschreiben leitfähige Träger, die eine leitfähige Schicht aufweisen, welche ein Copolymer enthält, das quartäre Ammoniumgruppen aufweist, die (Meth)acrylsäureester als Comonomereinheiten tragen. In der leitfähigen Schicht sind keine Whiskers enthalten.
Die Dokumente JP-A 63-180964 und JP-A-63-318568 erwähnen den Zusatz von Whiskern in leitfähigen Schichten.
Unter Berücksichtigung des zuvor erwähnten ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, ein leitfähiges Substrat zu schaffen, das als elektrostatischer Aufzeichnungsträger verwendet werden kann, der für die Herstellung von dauerhaften elektrostatisch gedruckten Bildern und Texten hoher Qualität einsetzbar ist, und der eine erhöhte Beständigkeit gegenüber Wasser zeigt. Es ist ebenfalls Ziel der Erfindung, einen verbesserten elektrostatisches Aufzeichnungsträger zu schaffen, der ein solches leitfähiges Substrat beinhaltet.
Zum Erreichen des zuvor genannten Zieles schlägt die vorliegende Erfindung ein leitfähiges Substrat mit einer Substratschicht vor, bei der auf zumindest einer Fläche eine leitfähige Schicht ausgebildet ist, wobei die leitfähige Schicht als Hauptbestandteil ein Acryl-Copolymer aufweist, das aus einem polymerisierbaren Vinylmonomer entsprechend der nachfolgend dargestellten chemischen Formel 1,
mit einem 10 bis 45 %igen Gewichtsanteil bezüglich des Acryl- Copolymeren und aus zumindest einem anderen polymerisierbaren Vinylmonomeren gebildet ist, wobei in der Strukturformel 1, R&sub1; ein Wasserstoff oder eine Methylgruppe, R eine Alkylengruppe, R&sub3;, R&sub4; und R&sub5; Benzylgruppen oder Alkylgruppen mit ein bis vier Kohlenstoffatomen und X Chlor, Brom, CH&sub3;SO&sub4;, C&sub2;H&sub5;SO&sub4; bedeuten. Die leitfähige Schicht enthält ferner leitfähige Whiskers in einem Bereich von 10 bis 150 Gewichtsanteilen an Whiskers pro 100 Gewichtsanteilen des Acryl-Copolymeren.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner einen Aufzeichnungsträger, der eine Substratschicht enthält, bei der auf zumindest einer Fläche eine leitfähige Schicht ausgebildet ist und ferner eine Bildträgerschicht, die anschließend darüber ausgebildet ist, wobei die leitfähige Schicht als Hauptbestandteil ein Acryl-Copolymer aufweist, das aus einem polymerisierbaren Vinylmonomeren der zuvor gezeigten chemischen Strukturformel 1 mit einem Gewichtsanteii von 10 bis 45 % und zumindest einem anderen polymerisierbaren Vinylmonomeren gebildet ist.
In Einklang mit dem Ziel der vorliegenden Erfindung macht es das zuvor beschriebene leitfähige Substrat und ein elektrostatischer Aufzeichnungsträger, der ein solches leitfähiges Substrat enthält möglich, widerstandsfähige und langlebige elektrostatisch gedruckte Bilder und Texte hoher Qualität zu schaffen, die eine außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit gegenüber Beschädigungen durch Wasser und Feuchtigkeit und anderen Umweltfaktoren über eine lange Zeitspanne zeigen.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen Längsschnitte, die die Schichtstruktur von erfindungsgemäßen leitfähigen Substraten zeigen.
Die Figuren 5 bis 8 zeigen Längsschnitte der Schichtstruktur von erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgern.
Nachfolgend werden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung in Zusammenhang mit den Zeichnungen näher beschrieben.
Figuren 1 und 2 zeigen die Struktur eines ersten und eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß leitfähigen Substrates. Bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel besteht das gezeigte leitfähige Substrat aus einer Substratschicht 1, auf der eine erste leitfähige Schicht 2 liegt, die ein Copolymermaterial enthält, das entsprechend der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet ist. Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines leitfähigen Substrates, das zwei leitfähige Schichten 2 aufweist, und zwar auf beiden Seiten einer zwischenliegenden Substratschicht 1. Fig. 3 zeigt ein drittes Beispiel eines leitfähigen Substrates, das eine leitfähige Schicht 2 ähnlich der des leitfähigen Substrates wie es in Fig. 1 und 2 gezeigt ist enthält, wobei auf einer Fläche eine Substratschicht 1 ausgebildet ist, dabei ist auf der anderen Fläche der Substratschicht eine elektrisch leitfähige Schicht 3 ausgebildet, die aus einem elektrisch leitenden teiligen Material und einem Bindeharz gebildet ist. Bei dem vierten in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel eines leitfähigen Substrates ist eine leitende Schicht 3, die aus elektrisch leitendem teiligem Material und einem Bindeharz gebildet ist, auf einer Fläche der Substratschicht 1 ausgeformt und es ist über der elektrisch leitenden Schicht 3 eine leitfähige Schicht 2 ausgebildet, wobei die leitfähige Schicht 2 im wesentlichen identisch zu der in den Figuren 1 und 2 gezeigten leitfähigen Schicht 2 ist.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel eines elektrostatischen Aufzeichnungsträgers entsprechend der vorliegenden Erfindung, wie er in Fig. 5 dargestellt ist, ist über der leitfähigen Schicht 2 des in Fig. 1 dargestellten leitfähigen Substrates eine Bildaufzeichnungsschicht 4 ausgebildet. Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel eines elektrostatischen Aufzeichnungsträgers, wie er in Fig. 6 dargestellt ist, ist über einer, oder ggf. über beide der leitfähigen Schichten 2 des in Fig. 2 dargestellten leitfähigen Substrates eine Bildträgerschicht 4 ausgebildet. Bei den in Figuren 7 und 8 dargestellten elektrostatischen Aufzeichnungsträgern ist die Bildträgerschicht 4 auf einer der leitfähigen Schichten 2 des in Fig. 3 bzw. Fig. 4 gezeigten leitfähigen Substrates ausgebildet.
Es wird nunmehr die Materialzusazmnensetzung der leitfähigen Substrate und der Aufzeichnungsträger entsprechend der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie zuvor beschrieben ist der Hauptbestandteil der zuvor erwähnten ersten leitfähigen Schicht 2 ein Acryl-Copolymer, das aus einem polymerisierbaren Vinylmonomer entsprechend der nachfolgend gezeigten Strukturformel 1 mit einem Gewichtsantei:L von 10 bis 45 % und zumindest einem anderen polymerisierbaren Vinylmonomeren gebildet ist.
In der vorgenannten Strukturformel 1 bedeutet R&sub1; ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe, R&sub2; bedeutet eine Alkylengruppe, R&sub3;, R&sub4; und R&sub5; bedeuten Benzylgruppen oder Alkylgruppen mit ein bis vier Kohlenstoffatomen, und X bedeutet Chlor, Brom, CH&sub3;SO&sub4; oder C&sub2;H&sub5;SO&sub4;.
Geeignete Beispiele an polymerisierbaren Vinylmonomeren, die in der chemischen Strukturformel 1 gezeigt sind, schließen quartäre Ammoniumsalze von Aminoalkyl(meth)acrylaten ein, die dadurch hergestellt wurden, daß ein Dialkylaminoalkyl(meth)acrylat, wie bspw. Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, Diethylaminoethyl(meth)acrylat, Dimethylaminopropyl(meth)acrylat oder Diethylaminopropyl(meth)acrylat mit einem Alkylierungsagens reagiert, wie bspw. Methylchlorid, Ethylchlorid, Benzylchlorid, Methylbromid, Ethylbromid, Dimethylsulfat: oder Diethylsulfat.
Für das andere polymerisierbare Vinylmonomer, das zusammen mit dem quartären Aminoalkyl(meth)acrylatammoniumsalz das Acryl- Copolymer der vorliegenden Erfindung bildet, schließen geeignete Beispiele, ohne darauf beschränkt zu sein, Alkyl(meth)acrylate wie Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, iso-Butyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, 2-Ethylbenzyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, (Meth)acrylamid, Acrylnitril, Vinylacetat, Styrol, α-Methylstyrol und Vinyltoluol ein.
Wie zuvor erwähnt, ist der Hauptbestandteil der ersten leitfähigen Schicht 2 ein Acryl-Copolymer, das unter Heranziehung konventioneller Copolymerisationstechniken aus dem polymerisierbaren Vinylmonomeren, wie es in der chemischen Strukturformel 1 gezeigt ist, und zwar in einem Anteil von 10 bis 45 Gew.-% und zumindest einem anderen polymerisierbaren Vinylmonomeren gebildet wird. Höchst vorzugsweise wird das polymerisierbare Vinylmonomer, wie es in der chemischen Strukturformel 1 gezeigt ist, in einem Gewichtsanteil von 25 bis 40 % bezüglich des Acryl- Copolymeren eingesetzt. Wird das polymerisierbare Vinylmonomer in einer Menge von mehr als 45 Gew.-% eingesetzt, nehmen die Wasserwiderstandseigenschaften des resultierenden leitfähigen Substrates und des elektrostatischen Aufzeichnungsträgers auf ein unzureichendes Level ab und die daraus hergestellten gedruckten Bilder oder Texte neigen dazu, beschädigt zu werden, wenn sie Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Wird andererseits das Vinylmonomer in einer Menge von weniger als 10 Gew.-% eingesetzt, so ist der elektrische Widerstand des leitfähigen Substrates zu hoch, woraus schlechte Aufzeichnungseigenschaften resultieren, wie bspw. unzureichende Schwärze oder Dichte des gedruckten Textes.
Falls es notwendig ist, können leitende Materialien zu der zuvor beschriebenen ersten leitfähigen Schicht 2 hinzugefügt werden, wobei das Acryl-Copolymer als Bindeharz fungiert. Beispiele solcher leitender Materialien schließen Carbon-Black, Graphit, Zinnoxid, Titanoxid, Zinkoxid, Antimonoxid, Gold, Silber, Kupfer und Nickel in pulverisierter Form, und kationische oder anionische hochmolekulargewichtige Elektrolytsubstanzen ein. Darüber hinaus können anorganische Pigmente wie Siliziumdioxid, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Kaolin, Talcum, Glimmer, Calciumcarbonat und organische Pigmente wie Zellulosepulver, Polyethylenpulver, Polypropylenpulver sowie Acrylharze, Styrolharze und Polyesterharze der leitfähigen Schicht entsprechend der vorliegenden Erfindung hinzugefügt werden. Idealerweise liegt der elektrische Widerstand der Oberfläche der leitfähigen Schicht 2 im Bereich 1x10&sup5; bis 1x10&sup9; X.
Als leitfähige Whisker in der leitfähigen Schicht 2 können leitfähige Materialien eingesetzt werden, die eine kristalline Struktur aufweisen, und die in Form von kleinen Nadeln, Fasern oder dgl. vorliegen. Geeignete Beispiele von Materialien für die leitfähigen Whiskers schließen Whiskers ein, die aus Kaliumtitanat, Siliziumcarbid oder Aluminiumborat hergestellt sind, die mit Zinnoxid, Antimonoxid, Gold, Silber oder dgl. dotiert sind. Im allgemeinen sollen die Materialien der leitfähigen Whiskers farblos oder weiß sein, um dem Aufzeichnungsträger, der das leitfähige Substrat beinhaltet, keine Farbe aufzuerlegen, wozu Alkalimetalltitanate [bspw. Kaliumtitanat) höchst bevorzugt sind. Bezüglich der Größe der leitfähigen Whiskers, so ist eine Länge von 0,5 bis 100 um und ein Durchmesser von 0,1 bis 1 um bevorzugt, um eine homogene erste leitfähige Schicht 2 zu schaffen. Leitfähige Whiskers mit relativ geringem Längswiderstand von 1x10&sup4; X cm oder geringer bringen im allgemeinen die besten Ergebnisse hervor.
Das optimale Verhältnis der hinzugefügten leitfähigen Whiskers liegt im Bereich von 15 bis 150 Gewichtsanteilen an leitfähigen Whiskers pro 100 Gewichtsanteilen des Acryl- Copolymeren. Werden die Whiskers unter 15 Gewichtsanteilen eingesetzt, so kann der bevorzugte Effekt durch das Hinzufügen der Whiskers nicht erreicht werden, und falls die Whiskers in einem höheren Gewichtsanteil als 150 Gewichtsanteile eingesetzt werden, wird der Widerstand der leitfähigen Schicht bei hoher Feuchtigkeit unvorteilhaft. Das bedeutet, werden die Whiskers außerhalb des zuvor genannten Bereiches eingesetzt, so ist die Änderung des Widerstandes der leitfähigen Schicht bei Änderungen der Feuchtigkeit zu groß, und als Ergebnis davon wird die Kopierdichte ungleichmäßig und sie ist schwierig zu steuern.
Wie zuvor erwähnt, ist in dem dritten und vierten Ausführungsbeispiel des leitfähigen Substrates und in dem siebten und achten Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungsträgers eine elektrisch leitende Schicht 3 enthalten, die aus einem elektrisch leitenden teiligen Material und einem Bindeharz besteht. Für das elektrisch leitende teilige Material der elektrisch leitenden Schicht 3 schließen geeignete Beispiele Carbon-Black, Zinnoxid, Gold, Silber, Graphit, Zinkoxid Titanoxid, Antimonoxid, Kupfer und Nickel und pulverisierter Form; Metalloxide wie Zinkoxid oder Indiumoxid, die mit Antimonoxid oder Zinnoxid dotiert sind, und leitfähige Whisher, bestehend aus feinen Nadeln an Kaliumtitanat, Siliziumcarbid, Aluminiumborat und dgl., jeweils dotiert mit Antimonoxid oder Zinnoxid, ein. Geeignete Materialien für das Bindeharz schließen Polyester, Polycarbonate, Polyamide, Polyurethane, (Meth)acrylatharze, Styrolharze, Butyralharze, Fluorkohlenstoffharze und dgl. ein.
Es ist im allgemeinen bevorzugt, 20 bis 500 Gewichtsanteile des zuvor beschriebenen elektrisch leitenden teiligen Materials mit 100 Gewichtsteile des Bindeharzes zusammenzubringen. Befindet man sich außerhalb dieses Bereiches, so ist die Änderung des Widerstandes der elektrisch leitenden Schicht 3 bei Feuchtigkeitsänderungen zu groß, und als Ergebnis davon wird die Kopierdichte ungleichmäßig und schwierig zu steuern. Idealerweise liegt der elektrische Widerstand der Oberfläche der leitenden Schicht 3 im Bereich von 1x10&sup5; bis 1x10&sup9; X.
Bezüglich der Substratschicht 1, die im leitfähigen Substrat der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, schließen geeignete Materialien, jedoch ohne auf diese begrenzt zu sein, Papier, synthetisches Papier, Gewebe, ungewebte Stoffe, zahlreiche Typen an Kunststoffolien und Tierhäute ein. Bei Anwendungen in der Außenwelt sollte die Substratschicht 1 vorzugsweise aus Kunststoffolie, Gewebe oder Papier hergestellt werden, das mit einem synthetischen Harz beschicht oder imprägniert ist.
Bei den leitfähigen Substraten der vorliegenden Erfindung ist auf zumindest einer Fläche der Substratschicht 1 eine leitfähige Schicht 2 oder 3 aufgebracht. Im Falle eines Aufzeichnungsträgers der vorliegenden Erfindung ist über eine oder beide Flächen der leitfähigen Schicht 2 des leitfähigen Substrates eine Bildträgerschicht 4 aufgebracht. Geeignete Materialien für die Bildträgerschicht im Falle eines elektrostatischen Aufzeichnungsträgers schließen verschiedene Typen an hochwiderstandsfähigen, in organischen Lösungsmitteln löslichen Kunstharzverbindungen ein, die als Dielektrikumschicht fungieren, bspw. Polyester, Polycarbonate, Polyamide, Polyurethane, (Meth) acylatharze, Styrolharze, Butyralharze, Olefinharze, Silikonharze, Fluorkohlenstoffharze. Zusätzlich können anorganische oder organische Pigmente wie die, die im Zusammenhang mit der leitfähigen Schicht 2 beschrieben worden sind, falls erforderlich, zugefügt werden. Wird der Aufzeichnungsträger der vorliegenden Erfindung bei elektrophotographischen Anwendungen eingesetzt, so sollte die Bildträgerschicht ein Material enthalten, das photoleitfähig ist, wie bspw. Zinkoxid, das im Bindeharz dispergiert ist.
Die Bestandteile, die die leitfähigen Schichten 2 und 3 der vorliegenden Erfindung bilden, können in Lösungsmitteln wie Wasser, Methanol, Ethanol, Toluol, Aceton, Methylethylketon oder Ethyllacetat gelöst und/oder dispergiert werden und über die darunterliegende Schicht durch eine Technik aufgebracht werden, wie bspw. Luftrakeln, Walzenbeschichten, Drahtbarrenbeschichten, Spraybeschichten, Sprühbeschichten, gegenläufige Walzenstreichbeschichtung und dgl, gefolgt von einem Trocknen.
Falls notwendig, kann auf eine oder beide Flächen der Substratschicht, bevor irgendeine weitere Schicht aufgetragen wird, eine Sperrschicht aufgetragen werden. Geeignete Verbindungen dazu schließen, ohne darauf eingegrenzt zu sein, verschiedene Harzemulsionen wie Styrol-Butadien-Copolymerharze, Acrylat- Acrylsäure-Copolymere, Styrol-Acrylcopolymere, Vinylacetat-Acryl- Copolymere, Vinylchlorid, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere ein. Falls gewünscht, können auch organische oder anorganische Pigmente in der Sperrschicht inkorporiert sein.

Ausführungsbeispiele

Nachfolgend werden zahlreiche konkrete Ausführungsbeispiele an leitfähigen Substraten und Aufzeichnungsträgern entsprechend der vorliegenden Erfindung näher beschrieben.

[Beispiel 1]

In Beispiel 1 wird ein Papier hoher Qualität mit 50g/m² als Substratschicht eingesetzt, wobei eine leitfähige Schicht auf eine der Flächen mit 5g/m² in Form einer Dispersion aufgebracht wird, die dadurch hergestellt wurde, daß 21 Teile eines Acryl-Copolymeren und 9 Teile leitfähiger Kaliumtitanatwhisker (Otsuka Chemical Industries, Dentall WK-300) mit 70 Teilen einer 50/50-Mischung an Methanol/Methylethylketon vermischt werden, anschließend getrocknet werden, wobei das Acryl-Copolymer aus 40 Gewichtsanteilen des folgenden quartären Ammoniumsalzes, nämlich
sowie 30 Gewichtsanteilen Methylmethacrylat und 30 Gewichtanteilen n-Butylmethacrylat besteht.

[Beispiel 2]

In Beispiel 2 wurde das Verfahren von Beispiel 1 wiederholt, mit Ausnahme, daß das Acryl-Copolymer aus 30 Gewichtsanteilen des folgenden auartären Ammoniumsalzes:
35 Gewichtsanteilen Methylmethacrylat und 35 Gewichtsanteilen an n-Butylmethacrylat besteht.

[Beispiele 3 bis 6]

In den Beispielen 3 bis 6 wurde das Verfahren von Beispiel 1 wiederholt, mit Ausnahme, daß das quartäre Ammoniumsalz des Acryl-Copolymeren durch eines der vier folgenden quartären Ammoniumsalzen ersetzt wurde: (Beispiel 3) Beispiel
In Beispiel 7 wurde auf eine Fläche einer Substratschicht aus Papier, identisch zu dem von Beispiel 1, eine leitfähige Schicht mit 8 g/m² aufgebracht, und zwar Form einer Dispersion, hergestellt durch Mischen von 25 Teilen eines Acryl-Copolymeren und 5 Teilen von leitfähigen Kaliumtitanatwhiskern (Otsuka Chemical Industries, Dentall WK-300) mit 70 Teilen einer 50/50- Mischung an Methanol/Methylethylketon, anschließend wird getrocknet. Das Acryl-Copolymer besteht aus 40 Gewichtsteilen des nachfolgenden quartären Ammoniumsalzes:
30 Gewichtsanteilen Methylmethacrylat und 30 Gewichtsanteilen n-Butylmethacrylat.

[Beispiel 8]

In Beispiel 8 wird auf eine Substratschicht aus einem Papier, identisch wie das von Beispiel 1, eine leitfähige Schicht mit 6 g/m² in Form einer Dispersion aufgebracht, die dadurch hergestellt wurde, daß 12 Teile eines Acryl-Copolymeren und 18 Teile leitfähige Kaliumtitanatwhisker (Otsuka Chemical Industries, Dentall WK-300) mit 70 Teilen einer 50/50-Mischung an Methanol/Methylethylketon gemischt wurden, anschließend wurde getrocknet. Das Acryl-Copolymer besteht aus 10 Gewichtsanteilen des quartären Ammoniumsalzes:
45 Gewichtsanteilen Methylmethacrylat und 50 Gewichtsanteilen n-Butylmethacrylat.

[Vergleichsbeispiel 1]

Es wird das Verfahren von Beispiel 1 wiederholt, mit der Maßnahme, daß das Acryl-Copolymer aus 5 Teilen des quartären Ammoniumsalzes, 50 Teilen Methymethacrylat und 45 Teilen n- Butylmethacrylat besteht.

[Vergleichsbeispiel 2]

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Maßnahme, daß das Acryl-Copolymer aus 50 Teilen des quartären Arninoniumsalzes, 50 Teilen Methymethacrylat und 25 Teilen n- Butylrnethacrylat besteht.

[Vergleichsbeispiel 3]

Es wird das Verfahren von Beispiel 8 wiederholt, mit der Maßnahme, daß die angewandte Dispersion aus 20 Teilen des Acryl- Copolymeren und 10 Teilen Calciumcarbonat mit 70 Teilen einer 50/50-Mischung an Methanol/Methylethylketon bestand. Das Acryl- Copolymer besteht aus 5 Gewichtsanteilen des quartären Ammoniumsalzes:
50 Gewichtsanteilen an Methylmethacrylat tu:id 45 Gewichtsanteilen an n-Butylmethacrylat.

[Vergleichsbeispiel 4]

Es wird das Verfahren von Beispiel 1 wiederholt, mit der Maßnahme, daß die hergestellte Dispersion aus 21 Teilen des Copolymeren und 9 Teilen an leitfähigen Kaliumtitanatwhiskern (Otsuka Chemical Industries, Dentall WK-300) mit 70 Teilen einer 50/50-Mischung an Methanol/Methylethylketon bestand. Das Acryl- Copolymer besteht aus 50 Gewichtsanteilen an Methylmethacrylat und 50 Gewichtsanteilen n-Butylmethacrylat.

[Vergleichsbeispiel 5]

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Maßnahme, daß die aufgetragene Schicht vollständig aus dem folgenden cuartären Axnmoniumsalz bestand:

[Vergleichsbeispiel 6]

Unter Heranziehung eines Papiers hoher Qualität mit 50g/m² als Substratschicht wurde auf eine Fläche eine Schicht der nachfolgenden Zusammensetzung A mit 5 g/m² aufgebracht und anschließend getrocknet. Auf die andere Fläche wurde eine Schicht der nachfolgend erläuterten Zusammensetzung B mit 5 g/m² aufgebracht.

Zusammensetzung A

Leitfähiges Zinkoxid (Hakusui Chemical Corporation, 23-K) 100 Teile
Polyvinylalkohol (Kurare Corporation, PVA105) 4 Teile
Wasser 145 Teile

Zusammensetzung B

Polyvinylbenzyltrimethylammoniumchlorid (Dow Chemical, ECR-77) 152 Teile
Calciumcarbonat (Shiraishi Industries, Whiton SB) 100 Teile
Po lyvinylalkohol (Kurare Corporation, PVA105) 5 Teile
Wasser 195 Teile

[Vergleichsbeispiel 7]

Es wird das Verfahren von Beispiel 1 wiederholt, mit der Maßnahme, daß die Acryl-Copolymerschicht durch eine Schicht der zuvor erwähnten Zusammensetzung B ersetzt wird.
Nimmt man die Proben, wie sie in den Beispielen 1 bis 8 und in den Vergleichsbeispielen 1 bis 7 hergestellt wurden, so besteht eine Bildträgerschicht, die über die leitfähige Schicht 2 geschichtet wird, aus folgenden Bestandteilen:
n-Butylmethacrylat-Methylmethacrylat 50:50 Copolymer (40 %ige Toluollösung, Molekulargewicht etwa 100.000) 100 Teile
Calciumcarbonat 40 Teile
Toluol 180 Teile
Diese Schicht wurde mit 5 g/m² aufgebracht, und die Kopierqualität und die Wasserbeständigkeit des so hergestellten elektrostatischen Bildträgers wurden wie nachfolgend beschrieben festgelegt, die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

1. Beurteilung des Druckes

Unter Heranziehung eines elektrostatischen Farbdruckers (Versatec, CE3436) wurden Ausdrucke bei 30ºC und 30 % rL, 20ºC und 60 % rL und 30ºC und 80 % rL erhalten, wonach von jedem Druck die Kopierdichte gemessen wurde, und zwar unter Heranziehung eines Reflexionsdensiometers (Macbeth, RD-514).
In der nachfolgenden Tabelle 1 sind diejenigen Drucke, die ohne Fehlstellen waren, mit "0" bezeichnet, wohingehend solche, die ein oder mehrere Fehlstellen haben, mit "X" gekennzeichnet sind.

2. Wasserbeständigkeitstest

Jeder der zuvor erwähnten Drucke wurde für 24 Stunden in Wasser eingetaucht, woraufhin jeder bezüglich der Wasserbeschädigung bestimmt wird. Diejenigen, die Wasserschäden wie Quellen oder Trennen der Schichten zeigten, sind in Tabelle 1 mit einem "X" bezeichnet, wohingehend solche ohne Schäden mit "0" bezeichnet sind. Wie aus Tabelle 1 entnommen werden kann, zeigen die elektrostatischen Aufzeichnungsträger entsprechend der vorliegenden Erfindung eine bemerkenswert bessere Druckqualität und einen bemerkenswert besseren Widerstand gegen Beschädigung durch Wasser.
Unter erneutem Heranziehen von Proben, wie sie in den Beispielen 1 bis 8 und in den Vergleichsbeispielen 1 bis 7 erhalten wurden, wurden ebene plattenförmige Druckrohlinge hergestellt, indem jeweils eine 15 um dicke photosensitive Schicht aufgebracht wird, die wie folgt zusammengesetzt ist:
n-Butylmethacrylat-Acrylsäure- Styrol 8:1: 1-Copolymer 130 Teile
Zinkoxid (Sakai Chemical Industries, Sazex *2000) 40 Teile
Toluol 200 Teile
Sensibilisator (Diodeosin) 0,1 Teile
Die so hergestellten ebenen plattenförmigen Druckrohlinge werden auf Wasserbeständigkeit dadurch untersucht, daß sie für 24 Stunden in Wasser eingetaucht wurden. Es wurde erneut gefunden, daß Träger entsprechend der vorliegenden Erfindung einen ausgezeichneten Widerstand gegen Beschädigung durch Wasser aufweisen. Anschließend wurden die ebenen plattenförmigen Druckrohlinge aus jeder Probe hergestellt und anschließend bei einem Druckprozess mit ebenen Platten unter den nachfolgend beschriebenen Konditionen eingesetzt wobei jeder der entwickelten und geätzten Rohlinge eingesetzt wird, um kontinuierlich 5.000 Blätter zu drucken.

Druckbedingungen:

Plattenherstellung - hergestellt unter Heranziehung eines Aerofax PC 301W (Iwasaki Communication Eguipment);
Desensibilisierungsölbehandlung - im Handel zu Verfügung stehende desensibilisierende Ölpräparation (Tomoegawa Paper, H-88), eingesetzt mit einem Ätzprozessor (Ricoh) für eine Einwegdesensibilisierung;
Nabbehandlung - es wurde unbehandeltes Leitungswasser eingestzt; und
Druckvorrichtung - Offsetdruckmaschine (Ryobi, 2800 CD).
Die Qualität der 5.000 Druckblätter, die durch den zuvor erwähnten Prozess erhalten wurden, wurden dann überprüft, um die Qualität jedes einzelnen Druckrohlings zu bestimmen, wobei die Rohlinge, die unter Verwendung des leitfähigen Substrates der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, durchgehend die besten Ergebnisse ergaben. Tabelle 1 Bildauswertung Wasserbeständigkeitstest Bilddichte Bildqualität Beispiel Vergleichsbeispiel

Claims

1. Leitfähiges Substrat, mit einer Substratschicht (1), bei der auf zumindest einer Fläche eine leitfähige Schicht (2) ausgebildet ist, wobei die leitfähige Schicht als Hauptbestandteil ein Acryl-Copolymer aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß das Acryl-Copolymer aus

a) einem polymerisierbaren Vinylmonomer entsprechend der chemischen Strukturformel (I)

wobei in der Strukturformel (I)

R&sub1; ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe,

R&sub2; eine Alkylengruppe,

R&sub3;, R&sub4; und R&sub5; Benzylgruppen oder Alkylgruppen mit ein bis vier Kohlenstoffatomen, und

X Chlor, Brom CH&sub3;SO&sub4;, C&sub2;H&sub5;SO&sub4;

bedeuten, wobei das polymerisierbare Vinylmonomer mit 10 bis 45 Gew.-% bezüglich des Acryl-Copolymeren enthalten ist und aus

b) zumindest einem anderen polymerisierbaren Vinylmonomeren gebildet ist, und

daß die leitfähige Schicht (2) außerdem leitfähige Whiskers in einem Bereich von 15 bis 150 Gewichtsanteilen an Whiskers pro 100 Gewichtsanteile des Acryl-Copolymeren enthält.

2. Leitfähiges Substrat nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Whiskers ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Kaliumtitanat, Siliciumcarbid und Aluminiumborat, und daß die Whiskers mit Substanzen dotiert sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zinnoxid, Antimonoxid, Gold und Silber.

3. Leitfähiges Substrat nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Substratschicht (1) sandwichartig zwischen zwei leitfähigen Schichten (2) aufgenommen ist, wobei jede dieser auf einer Seitenfläche der Substratschicht (1) vorgesehen ist.

4. Leitfähiges Substrat nach Ansprucb 1, dadurch gekennzeichnet, daß das polymerisierbare Vinylmonomer eine chemische Verbindung der folgenden Formel ist, nämlich

in der X Chlor, Brom, CH&sub3;SO&sub4; oder C&sub2;H&sub5;SQ bedeutet.

5. Leitfähiges Substrat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das andere polymerisierbare Vinylmonomer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkyl(meth)acrylaten wie Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Isobutyl(meth)acrylat, -Butyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylamid; Acrylonitril; Vinylacetat; Styrol; α-Methylstyrol und Vinyltoluol.

6. Leitfähiges Substrat nach einem der Ansprüche 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das polymerisierbare Vinylmonomer in einer Menge von 25 bis 40 Gew.-% bezüglich des Acryl-Copolymeren eingesetzt wird.

7. Leitfähiges Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner eine elektrisch leitende Schicht (3) aufweist, die auf einer Fläche der Substratschicht (1) ausgebildet ist, wobei die elektrisch leitende Schicht (3) als Hauptbestandteile elektrisch leitendes teiliges Material und ein Bindeharz aufweist.

8. Leitfähiges Substrat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht (3) gegenüberliegend zur leitfähigen Schicht (2) auf der Substratschicht (1) aufgeschichtet ist.

9. Leitfähiges Substrat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht (3) sandwichartig zwischen der Substratschicht (1) und der leitfähigen Schicht (2) aufgenommen ist.

10. Leitfähiges Substrat nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende teilige Material ausgewählt ist aus Carbon-Black, Graphit, Zinnoxid, Titanoxid, Zinkoxid, Antimonoxid, Gold, Silber, Kupfer und Nickel in pulverisierter Form, kationische hochmolekulargewichtige Elektrolytsubstanzen und leitfähigen Whiskern, und wobei das Bindeharz ausgewählt ist aus Polyestern,Polycarbonaten, Polyamiden, Polyurethanen, (Meth)acrylatharzen, Styrolharzen, Butyralharzen und Fluorkohlenstoffharzen.

11. Aufzeichnungsträger, enthaltend eine Substratschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer leitfähigen Schicht (2) eine Bildträgerschicht (4) aufgeschichtet ist.

12. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger (4) ein elektrostatischer Aufzeichnungsträger ist.

13. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrostatische Aufzeichnungsträger eine Bildträgerschicht (4) aufweist, die Materialien enthält, die eine Vielzahl an hochwiderstandsfähigen, in organischen Lösungsmitteln löslichen Harzverbindungen einschließt ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Polyester, Polycarbonate, Polyamide, Polyurethane, (Meth) acrylatharze, Styrolharze, Butyralharze, Olefinharze, Silikonharze und Fluorkohlenstoffharze.