专利名称：粘性图像介质的平衡结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过使用一种平衡结构在较低湿度和高温下控制含有明胶和压敏胶粘剂的成像元件的卷曲。在一种优选的形式中，本发明涉及用于包装材料的文本、图形和图像印刷的卤化银压敏标签的用途，其在较低湿度和高温下具有良好的抗卷曲性。
常用于张贴物和数字图像的干式裱贴的现有数字可重新定位的图像使用重新定位胶粘剂构造，其中胶粘剂衬应用于成像层背面。胶粘剂体系通常用于数字图像支持体的制造过程中，并且在数字成像层中已经形成图像以后，所述胶粘剂被用户暴露出来。形成图像最广泛使用的技术是喷墨打印。虽然喷墨成像对于一些可重新定位的成像用途确实提供了可以接受的图像质量，但是，其存在干燥时间长的问题，并且目前不能与卤化银成像系统的图像质量相匹配。对于带有可剥离和可重新定位胶粘剂层的高质量卤化银反射接收部分，仍然存在需求。
在彩色相纸的形成过程中，已知已经向原纸上涂敷了聚合物层，通常是聚乙烯层。该层用来为所述纸提供防水性，以及在其上提供形成感光层的光滑表面。虽然聚乙烯确实为原纸提供了防水层，但是在彩色相纸中所用的熔体挤出聚乙烯层具有非常小的耐变形力，结果不能单独用作图像的载体。在US 5,244,861中已经提出在热染料转印的接收膜中利用双轴取向的聚丙烯。在US 5,244,861中，把高强度双轴取向膜层层合到带有低密度聚乙烯的纤维素纸上。虽然在5,244,861中的双轴取向膜是一种有效的热染料转印载体，但是，该双轴取向层不能从所述纸上剥离并重新应用到不同表面上。
胶粘剂层还用于向用户的产品上粘贴标签。压敏标签应用于包装上，以建立商标标识、描述包装的内容、传送关于包装内容物的质量信息并提供用户信息如产品使用指导或内容的成分列表。在压敏标签上的印刷通常使用凹版印刷或苯胺印刷来进行印刷，以便应用于包装上。应用于压敏标签的三种类型信息是文本、图形和图像。一些包装仅需要一种类型的信息，而其它包装需要一种以上的信息。
应用于包装的现有技术标签由膜面原料、压敏胶粘剂和衬底组成。由面原料、压敏胶粘剂和衬底组成的标签基材通常层合，然后利用各种非照相印刷方法印刷。在印刷后，标签一般由表面层合材料或保护涂层来保护。由保护层、印刷的信息、基底和压敏胶粘剂组成的整个标签利用高速贴标签设备应用到包装上。
苯胺印刷是胶版凸版印刷技术，其中，印刷版用橡胶或光聚合物制成。在压敏标签上的印刷通过油墨从印刷版的较高表面转印到被印材料表面上来完成。印刷的轮转凹版印刷法使用带有数千个低于印刷滚筒表面的微小单元的印刷滚筒。当在印刷辊处使印刷滚筒与压敏标签接触时，油墨从这些单元转印。苯胺印刷术或轮转凹版印刷的印刷油墨包括溶剂型油墨、水性油墨和辐射固化油墨。虽然轮转凹版印刷和苯胺印刷确实提供了可以接受的图像质量，但是，这两种印刷方法需要昂贵且费时的印刷滚筒或印刷版的制备，由于排版费用和滚筒或印刷版的费用通常随印刷工作量增大而减小，使得小于100,000单元的印刷工作昂贵。
近来，数字印刷已经变成在包装上印刷信息的一种可行的方法。术语数字印刷是指可以通过能转换数字信息的电子输出装置印刷的电子数字字符或电子数字图像。两种主要的数字印刷技术是喷墨法和电子照相法。
在20世纪80年代早期引入的压电脉冲按需要滴落(drop-on-demand)(DOD)和热DOD喷墨印刷机提供了喷墨印刷系统。这些早期的印刷机非常慢，并且喷墨喷嘴经常堵塞。在20世纪90年代，HewlettPackard(惠普)引入了第一台单色喷墨印刷机，并且不久，引入了彩色宽版式喷墨印刷机，使得业务进入了图像技术市场。目前，许多不同喷墨技术被用于包装、桌面、工业、商业、照相和纺织品用途。
在压电技术中，电激励压电晶体产生压力波，该压力波使油墨从油墨腔中喷出。油墨带有电荷并在势场中偏转，使得可以产生不同的字符。更新的发展已经引入了DOD多喷嘴，其利用导电压电陶瓷材料，导电压电陶瓷材料在荷电时增大通道中的压力并迫使油墨从喷嘴末端滴出。这可以形成非常小的油墨滴，并且以非常高的分辨率(约1,000dpi印刷)高速输送。
直到最近喷墨中使用彩色颜料是不平常的。但是，这正在迅速变化。在日本，开发了用于喷墨用途的亚微米颜料。这些颜料的使用可以用作热喷墨印刷机和层合所需要的更耐温的油墨。着色的水性油墨是可以购得的，可紫外光固化的喷墨油墨正在开发中。着色的油墨具有更大的耐光性和耐水性。
数字喷墨印刷具有使印刷工业革命化的可能，因为其能小批量彩色印刷工作更节约。但是，下一个商业阶段将需要喷墨技术的明显改进；仍然存在的主要障碍是改进印刷速度。这一问题的部分原因是印刷机可以快速处理的数据量的限制。设计越复杂，印刷过程越慢。目前它们比相应的数字静电印刷机慢10倍。
静电印刷术在20世纪30年代由Chester Carlson发明。到20世纪70年代早期，许多公司研究了静电彩色复印机的开发。生产彩色复印机的技术已经存在，但是还没有市场。又过了许多年，用户对彩色复印的要求才产生必要的动机来开发合适的静电彩色复印机。到了20世纪70年代后期，少数几个公司使用能扫描文件，把图像还原成电子信号，把电子信号通过电话线发送出去的传真机，并使用另一个传真机，收回电子信号并使用热敏纸印刷原始图像以产生印刷的复制品。
1993年，Indigo和Xeikon引入了商业数字印刷机，目标是由单张纸平版印刷机主宰的小规模市场。与平版印刷中所用的负片和版相关的中间步骤的省略提供了更快的周转和更好的用户服务。这些数字印刷具有传统静电复印法的某些特征，但是使用非常特殊的油墨。与传统的静电复印法的油墨不同，这些油墨用1微米范围内的非常小颗粒尺寸的成分制造。在静电复印机中所用的干燥调色剂尺寸通常为8-10微米。
1995年，Indigo引入了Ominus印刷，其设计用于印刷柔软包装的产品。Ominus使用数字平板彩色工艺，其称为有6种颜色的One ShotColor(一段彩色法)。关键的改进是对于透明基材使用特殊的白色Electro油墨。Ominus卷筒纸数字印刷系统使用把彩色图像转印到基材上的平板滚筒，可以印刷各种基材。在原理上，这可以进行理想的定位对版，而与被印基材无关；可以由该方法印刷纸、胶片、和金属。该数字印刷系统基于一种电子照相过程，其中，首先通过电晕使光电导体荷电，然后以图像方式把光电导体表面暴露于光源，在光电导体表面上产生静电图像。
然后使用含有与图像上相反电荷的油墨显影荷电的静电潜像。该方法的这一部分与影印相关的静电调色剂类似。在光电导体表面上形成的潜在的荷电静电图像利用液体调色剂的电泳转印显影。然后把这种静电调色剂图像转印到热覆盖层上，其结合调色剂并使其保持粘性状态直至其转印到基材上，基材冷却油墨并产生无粘性的印刷。
电油墨通常包含矿物油和挥发性有机化合物，其挥发性低于传统的平版印刷油墨。它们被设计使得热塑性树脂在较高温度下熔化。在实际的印刷过程中，结合的树脂、油墨被转印到基材上，不需要加热油墨来使其干燥。油墨基本干燥地沉积在基材上，尽管其在冷却并达到室温时变成无粘性的。
几十年来，称为“磁强记录”的磁性数字技术一直在发展中。该方法涉及在磁鼓上产生电图像并使用磁性调色剂作为油墨来产生图像。该技术的可能优点在于其高印刷速度。试验已经表现出200米/分钟的速度。虽然这些磁性数字印刷机限于黑白复制，但是彩色磁性油墨的发展将使这种高速数字技术经济可行。其成长的关键是进一步开发VHSM(非常高速磁性)磁鼓和彩色磁性油墨。
在磁性数字领域中，法国Belfort的Nipson Printing Systems在窄卷纸和小批量用途上建立并试验了称为磁性平版印刷术的混合系统。该技术似乎可以提供高分辨率，试验使用硅基光密度磁强记录头进行。在油墨开发方面还需要远远更多的工作来使该系统相对于喷墨或静电印刷处于有竞争力的位置。但是，其具有高速印刷的潜力这一事实使其成为包装用途的一种有前景的选择，在包装用途中，目前的喷墨和静电印刷技术是缓慢的。
照相材料已知用作保存特殊事件如生日和假期的记忆的相片。它们还用于在广告中利用的大型展示材料。
卤化银照相元件在亲水乳剂中包含光敏性卤化银。通过把卤化银曝光，或者暴露于其它光化辐射，然后显影曝光后的卤化银使其还原成元素银，在该元件中形成图像。
在彩色照相元件中，通过多种不同方法之一，由于卤化银显影形成染料图像。最普通的方法是使卤化银显影的副产物，即氧化的卤化银显影剂与称为成色剂的化合物反应来形成染料图像。然后从照相元件中去除银和未反应的卤化银，留下染料图像。
在这两种情况下，图像的形成通常涉及用水溶液进行的液体加工，水溶液必须透过元件表面，与卤化银和成色剂接触。因此。明胶和类似的天然或合成亲水聚合物已经证明是卤化银照相元件特别好的粘合剂。
明胶和其它相关亲水胶体的一个缺点是其对相对湿度高度敏感。虽然这在加工过程中是一个优点，但是明胶基涂层，例如在照相元件中的明胶基涂层在干燥的涂层中将具有明显的残余张应力，并且该残余应力导致向成像侧卷曲。应力的大小和所产生的卷曲是环境湿度和温度的函数。该卷曲在低湿度环境中最突出，此时明胶涂层中的平衡含水量低。随着湿度增大，涂层从大气中吸收水分，该水分增塑涂层并减小涂层中的张应力。无水明胶涂层的玻璃转变温度(Tg)约为175℃。该Tg随着湿度增大而降低并且在80％相对湿度时达到室温。假定基材是水分不敏感的，纯明胶涂层在80％相对湿度(RH)的应力为0，并且当湿度下降到80％RH以下时，其将处于张应力下。在低相对湿度和高温下在热特性和残余应力方面的这样大的变化会导致胶粘剂背衬的照相标签或相片卷曲，并且在极端情况下，从固定它的表面上离开，特别是从未处理的低表面能介质如高密度聚乙烯(HDPE)上离开。
本领域中已知的是在传统照相元件背面上涂敷相同的亲水粘合剂以控制亲水胶体如明胶在胶片侧面上诱发的卷曲。在所有这些情况下，在胶片背面上的明胶层厚度与前面类似，并且与前面一样暴露于环境中，从而使得大气在前面诱导的卷曲被背面的涂层平衡。但是，在离基底最远的元件背面有压敏胶粘剂的卤化银基印刷品或标签的情况下，仍然需要提供在各种湿度和温度条件下对抗卷曲的坚固性而不会为了获得该效果产生提供层合物的额外费用。
本发明的另一个目的是形成卷曲性能改善的成像元件。
本发明一般通过提供含有至少一个图像层、基底、在所述基底之下的明胶层和在所述明胶层之下的压敏胶粘剂，其中，所述基底具有小于20mN的刚度。发明详述相对于本领域现有技术，本发明有许多优点。本发明提供了一种印刷方法，其在印刷小批量时是经济可行的，因为避免了印刷版或印刷滚筒的费用。例如，与传统的低质量六色轮转凹版印刷图像相比，卤化银图像应用于包装的使用保证了目前可以获得的最高质量的图像。此外，因为黄色、品红和青色层含有明胶中间层，卤化银图像似乎有景深。与供选择的现有技术数字成像技术相比，卤化银图像层还可以被优化，以便准确重现肉色，提供优异的人像。
卤化银图像技术可以在压敏标签上同时印刷文本、图形和照相质量的图像。因为本发明的卤化银成像层是光学和数字上兼容的，可以使用已知的数字印刷设备如激光和CRT印刷机印刷图像。因为卤化银系统是数字兼容的，每个包装可以包含不同数据，从而能够使各个包装专用化而没有印刷版和滚筒的额外费用。此外，印刷数字文件使得可以使用电子数据传输技术(如互联网)传送文件，从而减小循环时间，以便把印刷应用于包装。可以用激光或CRT以大于75米/分钟的速度数字化曝光卤化银成像层，使得与现有的喷墨或静电印刷机相比，可以具有有竞争力的印刷速度。这些和其它优点由以下详细描述将会更清楚。
本发明提供一种使用一种平衡结构控制在柔软包装材料的最终标签或包含亲水成像层的张贴印刷物在低湿度和高温下卷曲的新方法。根据本发明，在基底下面与卤化银感光层相对的一侧上涂布一个明胶层。本发明还考虑在该元件远离基底的背面上涂布的卷曲控制明胶层上的压敏胶粘剂层，其中，所述基底具有小于20mN的刚度。小于20mN的刚度使得该基底可以用于生活消费品的产品标签并且可以用于把图像粘贴在相册中，因为20mN的薄基底在相册中节约存放空间。
在干燥条件下，即相对湿度小于50％，在照相和喷墨成像层中所用的明胶或其它亲水胶体层开始收缩，导致基底产生卷曲力。现有技术成像基底通过提供一种刚性的厚基底材料来抵抗明胶的卷曲力已经解决了该卷曲力问题。通过提供与成像层相对的明胶层，卷曲力被平衡，而没有图像质量或功能的任何可见的降低。
与图像相对的明胶层的弹性模量优选大于4000MPa，或更优选为4000-6500MPa。与成像层相对的明胶层的明胶弹性模量大于4000MPa是优选的，因为为了平衡典型卤化银和喷墨成像层的卷曲已经表明了这一点。小于3500MPa的明胶弹性模量不能提供足够的后卷曲来抵消典型的成像元件的卷曲力。与成像层相对的明胶层的弹性模量大于7000开始超过在产生朝向图像的不可接受卷曲的成像层中所用明胶的卷曲力。本发明的明胶层提供一种平衡由成像层明胶的收缩引起的卷曲力的措施，以生产一种基本平的薄成像元件。平成像元件具有很大的商业价值，因为20mN照相压敏标签不会从包装上脱落，特别是当环境相对湿度低于20％RH，或者不会在标签施与时卷曲。此外，对于使用者的应用，20mN的压敏成像元件不会从表面上脱落，如墙、窗和冰箱，即使用者通常粘贴图像的表面。
通过在硅酮或其它剥离膜上涂敷明胶层来测定明胶层的弹性模量。干燥并交联的明胶层然后从剥离膜上剥离，并使其在14℃对20％RH平衡。然后，在Instron拉伸试验机上测定5cm宽的明胶层片以确定明胶的弹性模量。
使用成膜亲水胶体作为成像元件中的卤化银和其它照相附加物的粘合剂是众所周知的，包括照相胶片和相纸。其中最常用的是明胶，并且明胶是用于本发明的特别优选的材料。其在卤化银乳剂层中作为粘合剂并作为卷曲控制层。有用的明胶包括碱处理的明胶(牛骨或皮明胶)、酸处理的明胶(猪皮明胶)和明胶衍生物如乙酰化明胶、邻苯二酰基化明胶等。其它可以单独使用或与明胶组合使用的亲水胶体包括其它蛋白质、蛋白质衍生物、纤维素衍生物(例如纤维素酯)、葡聚糖、阿拉伯树胶、玉米蛋白、干酪素、果胶、胶原质衍生物、硝棉胶、琼脂、木薯粉、蛋清清蛋白等。其它有用的亲水胶体是水溶性聚乙烯基化合物如聚乙烯醇、丙烯酰胺聚合物、聚乙烯基内酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基乙缩醛、丙烯酸和甲基丙烯酸的烷基酯和磺烷基酯的聚合物、水解的聚乙酸乙烯酯、聚酰胺、聚乙烯基吡啶、甲基丙烯酰胺共聚物等。
本发明的图像元件还在与成像面相对的基底另一面上引入明胶或其它亲水胶体层，以控制由前面的涂层诱导的卷曲。卷曲控制层的厚度可以为0.1-10微米，优选的是0.5-5微米，来平衡在前面的3-25微米亲水涂层的卷曲。
在本发明的实践中，在基底背面上的卷曲控制层还在其上涂敷压敏胶粘剂(PSA)层。PSA包括丙烯酸类树脂、尿烷和苯乙烯(styrenic)聚合物及共聚物，包括天然橡胶。这些疏水聚合物用含有增粘剂、增塑剂等的配方从水或有机溶剂中涂敷。
本发明在另一个实施方案中还考虑了一个体系，其中，所述压敏胶粘剂在PSA层中含有20-40重量％的明胶。
本发明的涂料组合物可以在印刷和加工标签之后且在利用高速贴标签设备应用到容器上之前，通过许多众所周知的技术的任一种进行涂布，如浸涂、刮棒涂布、刮刀涂布、气刀涂布、凹版涂布和逆转辊涂布、狭槽涂布、挤出涂布、滑动涂布、幕涂等。在涂布后，一般通过简单蒸发干燥该层，所述蒸发可以由已知技术加速，例如对流加热。已知的涂布和干燥方法更详细描述于Research Disclosure No.308119，Published Dec.1989，1007-1008页中。
典型的多色彩照相元件包含一种支持体，其带有青色染料图像形成单元、品红色染料图像形成单元和黄色染料图像形成单元，青色染料图像形成单元包含伴随至少一种青色染料形成成色剂的至少一个红光敏感卤化银乳剂层，品红色染料图像形成单元包含伴随至少一种品红色染料形成成色剂的至少一种绿光敏感卤化银乳剂层，黄色染料图像形成单元包含伴随至少一种黄色染料形成成色剂的蓝光敏感卤化银乳剂层。
合适的卤化银乳剂及其制备，以及化学和光谱增感的方法描述在Research Disclosures 37038和38957的I-V节中。其它的描述在欧洲专利公开No.1,048,977和1,048,978中。彩色物质和显影改进剂描述在Research Disclosures 37038和38957的V-XX节中。载色剂描述在Research Disclosures 37038和38957的II节中，各种添加剂如增白剂、防灰雾剂、稳定剂、光吸收和散射材料、坚膜剂、涂层助剂、增塑剂、润滑剂和消光剂描述在Research Disclosures37038和38957的第VI-X和XI-XIV节中。加工方法和药剂描述在Research Disclosures 37038和38957的XIX和XX节中，曝光方法描述在Research Disclosures 37038和38957的第XVI节中。
为了成功地传送本发明的材料，减少由制造和图像加工的卷纸传送引起的静电是希望的。由于来自卷纸在传送设备如辊子和驱动夹上移动时积聚的静电荷的光可能使本发明的感光成像层产生灰雾，所以，为了避免不希望的静电灰雾，必须减少静电。本发明的聚合物基材在传送过程中接触机器部件时有聚集静电荷的明显趋势。使用防静电材料减少在本发明的卷纸材料上积聚的电荷是希望的。防静电材料可以涂布在本发明的卷纸材料上并且可以含有可以涂布在照相卷纸材料上以便在相纸的传送过程中减少静电的本领域任何已知材料。防静电涂层的实例包括导电性盐和胶体二氧化硅。本发明的支持体材料的希望的防静电性质还可以由防静电添加剂实现，防静电添加剂是聚合物层的整体部分。迁移到聚合物表面上以改善导电性的添加剂的引入包括脂肪族季铵化合物、脂肪胺和磷酸酯。其它类型的防静电添加剂是吸湿性化合物如聚乙二醇和减小卷纸材料摩擦系数的疏水添加剂。施加到图像层反面或引入到支持体背面聚合物层中的防静电涂层是优选的。背面是优选的，因为大多数卷纸在制造和照相加工中的传送过程中的接触面是在背面上。背面是不带有含乳剂的成像层的面。防静电涂层在50％RH时的优选表面电阻率小于1013欧姆/平方(square)。防静电涂层在50％RH时的表面电阻率小于1013欧姆/平方，并且已经表明足以减小在制造中和在图像层的照相加工过程中减小静电灰雾。
根据具体成像元件的要求，可以按各种构型的任一种向多层成像元件中引入导电层。导电层可以作为在支持体与成像层相对的面上的磁记录层下的胶层或粘结层存在。但是，导电层可以涂敷除了透明磁记录层以外的层作为保护层(例如耐磨背底层、卷曲控制层、硅胶膜等)，以减小涂敷保护层后导电层电阻率的增大。此外，也可以在支持体上与成像层相同的面上或者在支持体的两个面上提供附加的导电层。任选的导电胶层可以应用在含有防光晕层染料或颜料的明胶胶层之下或之上。供选择地，防光晕层和防静电作用可以结合在一个含有导电颗粒、防光晕染料和粘合剂的单一层中。这样的复合层通常涂布在支持体的与敏感乳剂层相同的面上。还可以存在其它任选的层。可以使用一个附加导电层作为成像元件的最外层，例如作为成像层上的保护层。当在增感的乳剂层上应用导电层时，在导电外层与成像层之间应用任何中间层如阻挡层或胶粘促进层是不必要的，尽管它们可以任选存在。在任何或所有上述层中可以存在其它附加物，如聚合物乳胶来改善尺寸稳定性、坚膜剂或交联剂、表面活性剂、消光剂、润滑剂和各种其它众所周知的添加剂。
在透明磁性记录层下面的导电层通常表现出小于1×1010欧姆/平方，优选小于1×109欧姆/平方，更优选小于1×108欧姆/平方的内部电阻率。
本文所用的术语“顶部”、“上部”、“乳剂面”、“面”是指包装材料带有成像层的面或朝向该面。术语环境保护层是指在图像形成后的成像层上应用的层。术语“膜面原料”、“基材”和“基底”是指向其应用亲水成像层如卤化银层的材料。术语“底部”、“下面”和“背面”是指标签或包装材料上与带有在明胶介质中形成的图像的一面相反的面或朝向该相反面。
为了生产压敏照相标签，即带有压敏胶粘剂、膜面材料和成像层的衬底材料，该衬底材料必须可以在制造、图像印刷、图像显影、标签转换和标签应用设备中有效传送。包含卤化银成像层、基底和通过胶粘剂结合到所述基底上的可剥离衬底的标签是优选的，其中，所述基底具有15-60mN的刚度，L*大于92.0，并且其中，所述衬底具有40-120mN的刚度。照相标签包装材料优选的是具有白色刚性衬底，因为与棕色或透明的且对二次曝光贡献很小的典型衬底材料相比，所述衬底可以通过影印和加工设备高效传送并改善印刷速度。
可剥离衬底或背衬是优选的，因为标签粘结到包装上所需的压敏胶粘剂没有衬底不能通过贴标签设备传送。衬底为输送提供强度并在应用到包装上之前保护压敏胶粘剂。优选的衬底材料是纤维素纸。与聚合物基材相比，纤维素衬底是柔软的、有强度且成本低的。此外，纤维素基材可以用于在某些包装应用中可能希望的有纹理的标签表面。所述纸可以提供涂层，这些涂层将为所述纸提供防水性，因为本发明的照相元件必须在含水化学物质中加工以显影图像。应用到纸上的合适的防水涂层的实例是层叠到纸上的丙烯酸类聚合物、熔体挤出的聚乙烯和取向的聚烯烃薄片。纸也是优选的，因为纸可以含有水分和提供防静电性质的盐，其防止卤化银图像层的静电敏感性。
此外，在相纸技术已知的和US 6,093,521中公开的含有施胶剂的纸提供对卤化银图像加工化学物质的边缘渗透的抵抗能力。小于8微米的边缘渗透是优选的，因为加工物质渗入纸中大于12微米已经呈现溶胀，导致在膜面原料基质冲切并与衬底剥离时产生冲切问题。同时，大于12微米的加工化学物质的渗透增大加工过程中的化学物质用量，导致更高的加工成本。
另一种优选的衬底材料或可剥离背衬是取向的聚合物薄片。由于其在取向过程中产生的强度和韧性，该衬底优选的是一种取向的聚合物。用于衬底基材的优选聚合物包括聚烯烃、聚酯和尼龙。优选的聚烯烃聚合物包括聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊烯、聚苯乙烯、聚丁烯及其混合物。聚烯烃共聚物也是可用的，包括丙烯和乙烯的共聚物，如己烯、丁烯和辛烯的共聚物。聚酯是最优选的，因为它具有在高速贴标签设备中高效率传送卤化银压敏标签衬底所需的希望的强度和韧性。
在另一个优选的实施方案中，衬底由对其层叠取向聚合物薄片的纸芯组成。层合的纸衬底是优选的，因为取向的聚合物薄片提供抗张强度，与涂料纸相比，其可以使衬底的厚度减小，并且取向的聚合物薄片在制造和卤化银加工中的干燥过程中提供抗卷曲性。
衬底的抗张强度或基材断裂时的拉伸应力是一个重要的输送和成型参数。抗张强度通过ASTM D882过程测定。大于120MPa的抗张强度是优选的，因为小于110MPa的衬底在输送、成型和应用到包装上的过程中在自动包装设备中开始断裂。
带有卤化银成像层的衬底的摩擦系数或COF是一个重要特性，因为COF与在自动贴标签设备中的输送和成型效率有关。COF是在表面上运动的物品的重量与保持表面和物品之间接触的力的比值。COF的数学表达式如下COF＝μ＝(摩擦力/法向力)使用ASTM D-1894，利用不锈钢滑板测定衬底的COF，以测定衬底的静态和动态COF。本发明的衬底的优选COF为0.2-0.6。作为一个实例，对于在拾放设备中所用的标签上涂层，0.2的COF是必需的。使用机械装置拾取标签并使其移动到另一个地方的操作需要低COF，所以，该标签容易滑过在其下面的标签表面。在另一个极端，大的薄片如书面需要0.6的COF，以防其在储存中在相互的顶部上堆放时滑落和滑动。特殊材料有时可能要求在一面上COF高，在另一面上COF低。通常，基底材料本身如塑料薄膜、箔和纸基材会为一面提供必需的COF。合适的涂层的应用将改变图像面，得到更高或更低的值。可以想象，可以使用两个不同的涂层，每个面上一个。COF可以是静态或动态的。静摩擦系数是两个表面之间的运动将要开始但是实际上没有发生运动时的值。动摩擦系数涉及当两个表面实际以恒定速度相对滑动时的情况。通常使用在表面上放置的滑板来测量COF。在滑动开始时所需的力提供静态COF的测定。以恒定速度推动滑板移动一定的长度提供动摩擦力的测定。
本发明的衬底的优选厚度为75-225微米。衬底的厚度是重要的，因为用抗张强度或力学模量表示的衬底强度必须与衬底的厚度平衡，以获得节约成本的设计。例如，强度高的厚衬底不是节约成本的，因为对于给定的纸卷直径，与薄衬底相比，厚衬底将导致纸卷长度短。小于60微米的衬底厚度已经呈现导致在边缘导边的卤化银印刷机中的传送失效。大于250微米的衬底厚度产生一种不节约成本并且在现有的卤化银印刷机中难以传送的设计。
本发明的衬底优选的是具有小于20％的透光度。在卤化银标签的印刷过程中，要求曝光能量从膜面原料/衬底组合反射以产生二次曝光。这种二次曝光对于保持高印刷生产率是关键的。已经表明，透光率大于25％的衬底明显降低卤化银标签的印刷速度。此外，透明的膜面原料提供“没有标签的外观”，需要一种不透明的衬底，不仅用来保持印刷速度，而且防止来自目前的卤化银印刷机中的印刷滚筒的多余反射。
由于具有扩大的色域的感光卤化银层在制造、印刷和加工过程中可能存在来自静电放电的多余曝光，所述衬底优选的是具有小于1011欧姆/平方的电阻率。许多种导电材料可以引入到防静电层中，以产生宽范围的导电性。这些可以分成两个主要的组(i)离子导体和(ii)电子导体。在离子导体中，由带电质点通过电解质的整体扩散输送电荷。这里，防静电层的电阻率取决于温度和湿度。在专利文献中以前描述的含有简单无机盐、表面活性剂的碱金属盐、离子导电聚合物、含有碱金属盐的聚合电解质和胶体金属氧化物溶胶(由金属盐稳定化)的防静电层在该范围内。但是，所用的许多无机盐、聚合物电解质、低分子量表面活性剂是水溶性的，并且在加工过程中从防静电层中滤出，导致防静电作用的损失。使用电子导体的防静电层的导电性取决于电子迁移率而不是离子迁移率并且与湿度无关。以前已经描述了含有共轭聚合物、半导体金属卤化物盐、半导体金属氧化物颗粒等的防静电层。但是，这些防静电层通常含有高体积百分数的导电材料，这些导电材料通常是昂贵的，并且赋予不利的物理特性，如颜色、提高的脆性、与防静电层较差的胶粘性。
在本发明的一个优选的实施方案中，所述标签具有引入到衬底或涂布在衬底上的防静电材料。希望的是具有一种表面电阻率至少为1011log(欧姆/平方)的防静电层。在最优选的实施方案中，防静电材料包含至少一种选自氧化锡和五氧化二钒的材料。
在本发明的另一个优选的实施方案中，防静电材料引入到压敏胶粘剂层中。引入到压敏胶粘剂层中的防静电材料为卤化银层提供静电保护并且减小照相标签上的静电，这已经证明有助于在高速贴标签设备中为容器贴标签。作为独立的或对含有防静电层的衬底的补充，压敏胶粘剂还可以包含一种选自导电金属氧化物、碳颗粒和合成蒙脱石粘土，或者与具有固有导电性的聚合物多层化的抗静电剂。在优选的实施方案之一中，防静电材料是金属氧化物。金属氧化物是优选的，因为它们容易分散在热塑性胶粘剂中，并且可以通过本领域已知的任何方法应用到聚合物薄片上。可以用于本发明的导电金属氧化物选自导电颗粒，包括掺杂的金属氧化物、含有氧缺位的金属氧化物、金属锑酸盐、导电氮化物、碳化物或硼化物，例如TiO2、SnO2、Al2O3、ZrO3、In2O3、MgO、ZnSb2O6、InSbO4、TiB2、ZrB2、NbB2、TaB2、CrB2、MoB、WB、LaB6、ZrN、TiN、TiC和WC。最优选的材料是氧化锡和五氧化二钒，因为它们提供优异的导电性并且是透明的。
在其上应用感光卤化银成像层的用于本发明的基底材料或柔软基材必须不干扰卤化银成像层。本发明的基底材料需要优化卤化银成像系统的性能。合适的柔软基材还必须在用于把照相标签应用于各种容器的自动包装设备中高效率地完成任务。优选的柔软基材是纤维素纸。与聚合物基材相比，纤维素纸基材是柔软的、坚固的和节约成本的。此外，纤维素纸基材可以用于有纹理的照相标签表面，这样的标签表面在一些包装应用中是希望的。所述纸优选的是提供涂层，这些涂层为纸提供防水性，因为本发明的照相元件必须在含水化学物质中加工以便显影卤化银图像。合适的涂层的一个实例是丙烯酸类聚合物或聚乙烯聚合物。
聚合物基材是另一种优选的基底材料，因为它们抗撕裂、具有优异的贴合性、良好的耐化学腐蚀性并且强度高。优选的聚合物基材包括聚酯、取向的聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯、浇注聚烯烃如聚丙烯和聚乙烯、聚苯乙烯、乙酸酯和乙烯基。聚合物是优选的，因为它们坚固且柔软，并且为卤化银成像层的涂布提供优异的表面。
双轴取向的聚烯烃聚烯烃薄膜是优选的，因为它们成本低、具有优化卤化银系统的优异光学性质并且能在高速贴标签设备中应用于包装。微孔的复合双轴取向薄片是最优选的，因为有孔的层提供不透明性和亮度而不需要TiO2。同时，微孔双轴取向薄片的有孔层已经表明明显减小卤化银成像层的压敏性。微孔双轴取向薄膜通过芯材和表面层的共同挤出，然后双轴取向方便地制造，从而在芯层中包含的孔隙形成材料周围形成孔隙。这样的复合薄膜公开在US 4,377,616、4,758,462、4,632,869和5,866,282中。如果需要，双轴取向的聚烯烃薄膜也可以层叠到纸膜的一面或两面上，以形成具有更大刚度的照相标签。
柔性聚合物基底基材可以含有一个以上的层。柔软基材的表层可以用以上对芯材基质列出的相同聚合材料制成。可以使复合薄膜具有与芯材相同的聚合材料表层，或者可以使它具有与芯材不同的聚合物组成的表皮。为了相容性，可以使用辅助层来促进表层与芯层的结合。
有孔隙双轴取向聚烯烃薄膜是一种用于感光卤化银成像层优选的柔软基底基材。有孔隙薄膜是优选的，因为它们为图像提供不透明性、白度和图像清晰度。“孔隙”在本文中用来指没有所加入的固体和液体物质，尽管“孔隙”含有气体是可能的。保持在成品包装薄膜芯材中的孔隙形成颗粒的直径应该为0.1-10微米，优选的是圆形的，以便产生具有希望的形状和尺寸的空隙。孔隙的尺寸还取决于在纵向和横向的取向程度。理想地，孔隙采取一种由两个相对的边缘接触的凹面圆盘限定的形状。换言之，孔隙往往具有透镜状或双凸的形状。这些孔隙是取向的，因此两个最大尺寸沿着薄膜的纵向和横向排列。Z轴方向是最小的尺寸，并且大致为孔隙颗粒截面直径的尺寸。这些孔隙通常往往是封闭的单元，因此，实际上没有从有孔隙的芯材一侧到另一侧的开口通道使得气体或液体可以横穿。
本发明的照相元件一般具有平滑的表面，即一种足够光滑以提供优异反射性的表面。
珍珠状反射基底是一种优选的实施方案，因为它为照相标签提供独特的照相外观，这是在顾客感官上优选的。当在基板的垂直方向上的微孔为1-3微米时，获得乳白色的珍珠状外观。垂直方向是指垂直于成像层平面的方向。对于最好的物理性能和乳白色性能，微孔的厚度优选的是0.7-1.5微米。在垂直方向上微孔的优选数量为8-30个。在垂直方向上小于6个微孔不能产生希望的乳白色表面。在垂直方向上大于35个微孔不能明显改善乳白色表面的光学外观。
用于柔软基底基材的孔隙产生材料可以选自许多材料，并且用量为5-50重量％，按芯材聚合物的重量计。优选地，孔隙产生材料包括聚合材料。在使用聚合材料时，其可以是可与制造芯材的聚合物熔融混合的聚合物，并且能在该悬浮体冷却时形成分散的球型颗粒。其实例包括在聚丙烯中分散的尼龙、聚丙烯中分散的聚对苯二甲酸丁二酯、或在聚对苯二甲酸乙二酯中分散的聚丙烯。如果该聚合物预成型并混合到基质聚合物中，重要的特性是颗粒的尺寸和形状。球是优选的并且它们可以是空心的或实心的。这些球可以用交联聚合物制造，所述交联聚合物选自通式为Ar-C(R)＝CH2的亚烷基芳族化合物，其中，Ar表示芳香烃基团，或者苯系列的芳香卤代烃基团，R是氢或甲基；丙烯酸酯型单体包括分子式CH2＝C(R’)-C(O)(OR)的单体，其中，R选自氢和含有1-12个碳原子的烷基且R’选自氢和甲基；氯乙烯和偏二氯乙烯，丙烯腈和氯乙烯、溴乙烯、分子式为CH2＝CH(O)COR的乙烯酯的共聚物，其中，R是含有2-18个碳原子的烷基；丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、柠康酸、马来酸、富马酸、油酸、乙烯基苯甲酸；通过使对苯二甲酸和对苯二甲酸二烷基酯或其形成酯的衍生物与系列HO(CH2)nOH乙二醇(其中，n是2-10的整数并且在聚合物分子内有反应性烯键)反应制备的合成聚酯树脂，上述聚酯包含最多达20重量％的在其中共聚的第二种酸或其含有反应性烯属不饱和键的酯及其混合物，和选自二乙烯基苯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、富马酸二烯丙基酯、邻苯二甲酸二烯丙基酯及其混合物的交联剂。
用于制造交联聚合物空隙产生颗粒的典型单体的实例包括苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、乙烯基吡啶、乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、乙烯基苄基氯、偏二氯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯、丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸、乙烯基甲苯等。优选地，交联聚合物是聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。最优选地，其是聚苯乙烯，并且交联剂是二乙烯基苯。
本领域中众所周知的方法产生不均匀尺寸的空隙产生颗粒，其特征是颗粒尺寸分布宽。所得的小球可以通过筛分对分布在原始尺寸分布范围内的小球进行分级。其它方法如悬浮聚合、限制聚结，直接产生非常均匀尺寸的颗粒。
空隙产生材料可以涂敷促进空隙形成的试剂。合适的试剂或润滑剂包括胶体二氧化硅、胶体氧化铝和金属氧化物，如氧化锡和氧化铝。优选的试剂是胶体二氧化硅和氧化铝，最优选的是二氧化硅。具有一种试剂涂层的交联聚合物可以通过本领域众所周知的方法制备。例如，其中所述试剂加入到悬浮体中的传统悬浮聚合法是优选的，作为所述试剂，胶体二氧化硅是优选的。
空隙产生颗粒也可以是无机圆球，包括实心或空心玻璃球、金属或陶瓷小球或无机颗粒如粘土、滑石、硫酸钡或碳酸钙。最重要的是该材料不与芯材基质聚合物化学反应产生以下问题中的一个或多个问题(a)改变基质聚合物的结晶动力学，使其难以取向，(b)破坏芯材基质聚合物，(c)破坏空隙产生颗粒，(d)空隙产生颗粒与基质聚合物粘结，或(e)产生不希望的反应产物，例如有毒或深色部分。空隙产生材料不应该是照相活性的或降低其中利用双轴取向的聚烯烃薄膜的照相元件的性能。
聚合片基底基材的最外层的总厚度可以为0.20微米-1.5微米，优选的是0.5-1.0微米。小于0.5微米，则在其挤出的皮层中任何固有的非平面性将导致不可接受的颜色变化。在大于1.0微米的皮层厚度时，存在照相光学性质如图像分辨率降低。在大于1.0微米的厚度时，还存在更大的材料体积需要过滤，以防污染如团块或者较差的彩色颜料分布。
可以向柔软片基底基材的最外层中加入附加物来改变成像元件的颜色。对于贴标签的用途，带有微蓝色调的基材是优选的。微蓝色调的添加可以通过本领域已知的任何方法实现，包括在挤出前色料浓缩物的机器混合和按预定混合比预先混合的蓝色色剂的熔体挤出。可以抵抗大于320℃挤出温度的着色颜料是优选的，因为对于皮层的共挤出需要高于320℃的温度。本发明中所用的蓝色色剂可以是不会对成像元件有不利影响的的任何色剂。优选的蓝色色剂包括酞菁蓝颜料、Cromophtal蓝颜料、Irgazin蓝颜料和Iraglite有机蓝颜料。可以向皮层中加入荧光增白剂以吸收紫外线能量和发射大部分在蓝光区域的光。还可以向皮层中加入TiO2。虽然在本发明的薄皮层中加入TiO2不会明显对薄片的光学性能有所贡献，但是，它可能引起许多制造问题，如挤出模具条纹和斑点。基本不含TiO2的皮层是优选的。向0.20-1.5微米的层中加入的TiO2不会明显改善支持体的光学性质，将会提高该设计的成本，并且在挤出过程中会导致不良的颜料条纹。
可以向芯材基质和/或向一个或多个皮层中加入附加物以改善柔性基材的光学性质。二氧化钛是优选的并且用于本发明中，以改善图像清晰度或MTF、不透明性和白度。所用的TiO2可以是锐钛矿或金红石型。另外，可以混合锐钛矿和金红石型TiO2以改善白度和清晰度。照相系统可以接受的TiO2的实例是DuPont Chemical Co.R101金红石型TiO2和DuPont Chemical Co.R104金红石型TiO2。改善照相光学响应的本领域已知的其它颜料也可以用于本发明中。本领域已知的改善白度的其它染料的实例是滑石、高岭土、CaCO3、BaSO4、ZnO、TiO2、ZnS和MgCO3中。优选的TiO2类型是锐钛矿，因为已经发现锐钛矿用有空隙的层优化图像白度和清晰度。
所述空隙为柔性基材提供增大的不透明性。这种有空隙的层还与含有至少一种选自TiO2、CaCO3、粘土、BaSO4、ZnS、MgCO3、滑石、高岭土或其它在一个以上层的所述薄膜中提供高反射白色层的材料的颜料的层结合使用。颜料层与有空隙层的组合在最终图像的光学性能方面提供一些优点。
具有微孔芯材的本发明的柔软双轴基底基材是优选的。微孔芯材为成像支持体增加不透明性和白度，还改善成像质量。微孔芯材的图像质量优点与吸收紫外线能量并在可见光谱中发射光的材料组合，可以用于图像质量的独特优化，因为图像支持体在暴露于紫外线能量时可以具有一种色调，但是使用不含有明显量的紫外线能量的光照如室内光照观察图像时，仍然保持优异的白度。
已经发现，位于柔软双轴取向基材的有空隙层中的微孔减少不良的压力灰雾。每平方厘米数百千克数量级的机械压力导致感光性的不良的、可逆的降低，其机理目前还不完全清楚。机械压力的最终结果是密度的有害增大，主要是黄色密度。在双轴取向柔软基材中的有空隙层通过该有空隙层的压缩(通常在转换和照相加工步骤中)吸收机械压力，并减小黄色密度变化量。通过向涂布的感光卤化银乳剂施加206MPa的负荷，显影黄色层，并用X-Rite 310(或类似的)照相透射密度计测定在未加负荷的对比样品与加负荷的样品之间的密度差，来测定压敏性。在206MPa的压力下，黄色层密度的优选变化小于0.02。0.04的黄色密度变化在感觉上是明显的，因此是不希望的。
柔软基底基材的共挤出、急冷、取向和热固化可以通过本领域生产取向薄膜已知的任何方法进行，例如平板法或气泡或管状法。平板法涉及通过狭缝模具挤出共混料并在冷冻的浇注转筒上快速急冷挤出的卷材使得薄膜的芯材基质聚合物成分和表皮成分被急冷到其玻璃固化温度以下。急冷后的薄膜然后通过在相互垂直的方向上在高于玻璃转变温度且低于基质聚合物的熔化温度的温度下拉伸来进行双轴取向。该薄膜可以在一个方向上拉伸，然后在第二个方向上拉伸，或者可以同时在两个方向上拉伸。在薄膜被拉伸后，通过加热到足以结晶或退火所述聚合物的温度使其热固化，同时在一定程度上限制该薄膜抵抗在两个拉伸方向上的收缩。
通过在微孔芯材上有至少一个无孔的皮层，增大了柔软基底基材的抗张强度并且使该薄膜可制造性更强。与用所有的层都有空隙来制造薄膜时相比，更高的抗张强度还可以使所述薄膜以更宽的宽度和更高的拉伸比来制造。共挤出这些层还简化了制造过程。
为了提供可以应用于包装的高质量、可处理文本、图形和图像、经济地进行小批量印刷工作并准确再现肉色的数字印刷技术，卤化银成像是优选的。卤化银技术可以是黑白或彩色的。卤化银成像层优选的是在应用于包装上之前曝光并显影。本发明的柔软基材包括必要的抗张强度性质和摩擦系数性质，可以在高速贴标签设备中进行高效传送和图像的应用。本发明的基材通过施加含有亲水胶体基卷曲控制层和压敏胶粘剂的柔软标签原料的感光卤化银成像层来形成。使用坚韧的衬底材料支持并输送成像层、膜面原料和压敏胶粘剂通过贴标签设备。
在本发明的另一个实施方案中，基底材料在外观上是珍珠状的。对于本发明的成像元件，成像层施加到珍珠状基底的上面。珍珠状基底包含在成像层下面的有空隙聚合物层。在有空隙层上面和成像层下面的层基本没有白色颜料，已经证明白色颜料破坏用来形成图像的染料色调油墨、颜料或染料。在有空隙层下面的聚合物层含有白色、反射性颜料，已经证明与现有技术相比，其能明显改善清晰度、白度和照相印刷速度。
虽然由于上述原因，卤化银图像是优选的，但是，也可以与其它成像材料如喷墨、热、静电印刷等一起利用本发明的环境保护层。特别发现与具有水溶性胶体粘合剂如明胶、聚乙烯醇等的材料一起使用的用途。
喷墨印刷是一种非冲击的产生图像的方法，即根据数字信号的响应对图像记录元素按逐个像素的方式沉积墨滴到图像记录元件上。有多种可以用来控制墨滴在图像记录元件上沉积以产生希望的图像的方法。在一种称为连续喷墨的方法中，连续的液滴流以成像方式充填并偏转到图像记录元件表面上，而不成像的液滴被捕捉并返回到油墨箱中。在称为按要求滴落喷墨的另一种方法中，各个墨滴按要求射出到图像记录元件上形成希望的图像。在按要求滴落印刷中控制墨滴喷射的普通方法包括压电换能器和热气泡形成。喷墨印刷机已经在市场上发现了广泛的用途，包括对于工业贴标签到小批量印刷到桌面文件和图像成像。
在各种喷墨印刷机中所用的油墨可以分类为染料基或颜料基的。染料是由载体介质分子级分散或溶剂化的色剂。载体介质在室温可以是液体或固体。常用的载体介质是水或水与有机助溶剂的混合物。每个单独的染料分子被载体介质分子包围。在染料基油墨中，在显微镜下观察不到颗粒。虽然在染料基喷墨油墨领域中有许多最新发展，但是，这样的油墨仍然存在缺陷，例如在普通纸上光密度低和耐光性差。当使用水作为载体介质时，这样的油墨一般还存在耐水性差的问题。
喷墨记录元件通常包括一种支持体，在其至少一个表面上有一个油墨接收或图像形成层。油墨接收层可以是一个吸收油墨溶胀的聚合物层或者通过毛细管作用吸入油墨的多孔层。
通过印刷在喷墨记录元件上的喷墨印刷品存在环境降解的问题。它们特别容易受到水侵润、染料洇色、合并和光褪色的影响。例如，由于喷墨染料是水溶性的，所以，当水与成像后的接收层接触时，它们从其在图像层中的位置中迁移。高溶胀性亲水层可能需要不符合要求的长时间干燥，降低印刷速度并在与水接触时溶解，破坏所印刷的图像。多孔层加速油墨载色剂的吸收，但是通常产生不足的光泽和严重的光褪色。
还可以在本发明的图像接收层中使用粘合剂。在一个优选的实施方案中，所述粘合剂是水溶性胶体聚合物。用于本发明的水溶性胶体聚合物的实例包括聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙基噁唑啉、聚-N-乙烯基乙酰胺、非去离子或去离子的IV型骨胶、酸处理的骨胶原明胶、猪皮明胶、乙酰化明胶、邻苯二甲酰化的明胶、氧化的明胶、脱乙酰壳多糖、聚环氧烷烃、磺化的聚酯、部分水解的乙酸乙烯酯-乙烯醇共聚物、聚丙烯酸、聚1-乙烯基吡咯烷酮、聚苯乙烯磺酸钠、聚2-丙烯酰胺基-2-甲磺酸、聚丙烯酰胺或它们的混合物。在本发明的一种实施方案中，所述粘合剂是明胶或聚乙烯醇。
如果亲水聚合物用在图像接收层中，其可以按图像接收层的0.20-30g/m2存在，优选的是0.04-16g/m2。
乳胶聚合物颗粒和/或无机氧化物颗粒也可以在图像接收层中用作粘合剂，以增大所述层的孔隙率并改善干燥时间。优选地，乳胶聚合物颗粒和/或无机氧化物颗粒是阳离子或中性的。无机氧化物颗粒的实例包括硫酸钡、碳酸钙、粘土、二氧化硅或氧化铝，或其混合物。在该情况下，在图像接收层中的颗粒重量百分数为80-95％，优选为85-90％。
可以加入有机或无机酸或碱调节本发明中所用的水性油墨组合物的pH值。可用的油墨的优选pH值可以为2-10，取决于所用的染料类型。典型的无机酸包括盐酸、磷酸和硫酸。典型的有机酸包括甲磺酸、乙酸和乳酸。典型的无机碱包括碱金属的氢氧化物和碳酸盐。典型的有机碱包括氨水、三乙醇胺和四甲基乙二胺。
在本发明所用的喷墨组合物中使用保湿剂来帮助防止油墨干燥或在印刷头的孔中结硬皮。可以使用的保湿剂的实例包括多元醇，如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、甘油、2-甲基-2，4-戊二醇、1，2，6-己二醇和硫甘醇；得自亚烷基二醇低级烷基单醚或二醚，如乙二醇单甲醚或乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚或二乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚或丙二醇单乙醚、三乙二醇单甲醚或三乙二醇单乙醚、二乙二醇二甲醚或二乙二醇二乙醚、和二乙二醇单丁醚；含氮环状化合物，如吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮和1，3-二甲基-2-咪唑烷酮；和含硫化合物如二甲亚砜和环丁砜。本发明所用组合物的优选保湿剂是二乙二醇、甘油或二乙二醇单丁醚。
还可以向本发明中所用的水性油墨中加入水不混溶的有机溶剂，以帮助油墨渗透到接收基材中，特别是当基材是已上胶水的纸时。这样的溶剂的实例包括醇，如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、异丁醇、糠醇和四氢糠醇；酮或酮醇，如丙酮、丁酮和双丙酮醇；醚如四氢呋喃和二噁烷；和酯如乳酸乙酯、碳酸乙二酯和碳酸丙二酯。
可以加入表面活性剂把油墨的表面张力调节到合适的水平。表面活性剂可以是阴离子、阳离子、两性或非离子的。
可以向本发明所用的组合物中加入杀微生物剂来抑制微生物如霉菌、真菌等在水性油墨中的生长。本发明所用油墨组合物的优选杀微生物剂是PrexelGXL(Zeneca Specialties Co.)，最终浓度为0.0001-0.5重量％。
例如，本发明的成像元件所用的典型油墨组合物可以包括以下取代物，按重量计色剂(0.05-5％)、水(20-95％)、保湿剂(5-70％)、水不溶性助溶剂(2-20％)、表面活性剂(0.1-10重量％)、杀微生物剂(0.05-5％)和pH控制剂(0.1-10％)。
可以在本发明所用的喷墨油墨组合物中任选存在的其它添加剂包括增稠剂、导电性增强剂、anti-kogation agents、干燥剂和消泡剂。
利用本发明的成像元件所用的喷墨油墨可以在喷墨印刷中使用，其中，通过从喷墨印刷机的印刷头的许多喷嘴或孔喷出墨滴，使液体墨滴以可控的方式应用到油墨接收层基材上。
在本发明的成像元件中所用的图像记录层还可以含有各种已知的添加剂，包括消光剂如二氧化钛、氧化锌、二氧化硅和聚合物小球，如交联聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯小球提供不阻塞特性并控制其抗污性；表面活性剂如非离子、烃或碳氟化合物表面活性剂或阳离子表面活性剂如季铵盐；荧光染料；pH控制剂；防泡剂；润滑剂；防腐剂；粘度调节剂；染料固定剂；防水剂；分散剂；紫外线吸收剂；防霉剂；媒染剂；防静电剂；抗氧化剂；荧光增白剂等。如果希望，可以向油墨接收层中加入坚膜剂。
为了改善图像记录层与支持体的结合，支持体的表面可以在应用图像记录层之前经过光晕放电处理。
此外，胶层如由卤代酚或部分水解的氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物获得的层可以应用到支持体表面上，以增大图像记录层的结合性。如果使用胶层，其应该具有小于2微米的厚度(即干涂层厚度)。
喷墨图像记录层可以按对预定目的有效的任何量存在。一般来说，对于油墨吸收、干燥时间和材料用量良好平衡来说，当其用量为2-44g/m2，优选为6-32g/m2时，这相当于干燥厚度为2-40微米，优选的是6-30微米，获得了良好结果。
以下实施例用来说明本发明。但是，应该理解本发明不限于这些说明性实施例。
实施例所有的涂层使用下述配方和结构在标签膜面原料上制备。
实施例1-4通过向由柔软白色双轴取向聚丙烯面原料组成的标签原料的面侧施加7.5微米厚明胶(IV型，去离子的)层，产生卤化银压敏包装标签的原型。在背面上涂敷另一个较薄的明胶层(1-3微米)后，在较薄的明胶层上涂布压敏胶粘剂，然后层合到高强度聚酯衬底上。双轴取向聚乙烯膜面材料由微孔且取向的聚丙烯芯材(约总薄板厚度的60％)和在该有空隙层的每个面上的均聚物无微孔取向聚丙烯层组成的复合聚烯烃薄板(30微米厚)(d＝0.68g/cc)；所用的空隙形成材料是聚对苯二甲酸丁二酯。聚烯烃薄膜具有由聚乙烯和蓝色颜料组成的皮层。靠近有空隙层的聚丙烯层含有4％金红石型TiO2和荧光增白剂。把7.5微米厚的明胶层涂敷到蓝色调聚乙烯皮层上。压敏胶粘剂持久溶剂基丙烯酸类胶粘剂(Gelva 2495，以44％溶液从SolutiaInc.获得)，14微米厚。聚酯衬底透明的37微米厚的聚对苯二甲酸乙二酯。聚对苯二甲酸乙二酯基底的刚度在纵向为15微牛顿，在横向为20微牛顿。
在添加本实施例的图像层之前，照相包装标签材料的结构如下有空隙的聚丙烯基底丙烯酸压敏胶粘剂聚酯衬底标签测试把上述原型包装标签材料手工应用到若干平的未处理HDPE瓶子上，来模拟该标签到包装上的应用。把这些瓶子在120、10％相对湿度的可控湿度干燥箱中放置24小时，通过测量标签离瓶子表面最高点的高度确定卷曲诱导的标签离开瓶子的程度，并与在背面(胶粘剂面)未涂敷明胶的标签比较。
表1列出了在原型标签的胶粘剂层下面以产生相对于标签卷曲的平衡结构，在背面涂敷明胶涂层的变化。在标签两面上的明胶层用每个面上的总明胶重量的1.9重量％的二(乙烯基磺酰基甲基)醚硬化。如标签测试中所述，在120、10％相对湿度下评价这些层在减小标签卷曲方面的作用。
表1
表1表明了所述平衡结构的优点。虽然在实施例2-4中在非常厚的疏水胶粘剂层下面涂布，与对照样品相比，消除了低湿度高温下的卷曲。由于在这些情况中背面的明胶没有暴露于大气，所以，结果是意料不到的。
权利要求
1.一种图像元件，其包含至少一个图像层、一个基底、一个在所述基底下的明胶层和在所述明胶层下的压敏胶粘剂层，其中，所述基底的刚度小于20mN。
2.权利要求1的图像元件，其中，所述至少一个图像层包含利用染料形成成色剂形成的图像。
3.权利要求1的图像元件，其中，所述至少一个图像层包含利用喷墨印刷形成的图像。
4.权利要求1-3的任一项的图像元件，其中，所述至少一个图像层包含明胶并且厚度为3-25微米。
5.权利要求1-4的任一项的图像元件，其中，所述基底厚度小于100微米。
6.权利要求1-5的任一项的图像元件，其中，在所述基底下的所述明胶层的厚度为0.1-10微米。
7.权利要求1-6的任一项的图像元件，其中，在所述基底下的所述明胶层的模量大于4000MPa。
8.权利要求1-7的任一项的图像元件，其中，所述元件在5-50％湿度范围内的卷曲小于5个卷曲单位。
9.权利要求1-8的任一项的图像元件，其中，所述压敏胶粘剂包含20-40重量％的明胶。
10.权利要求1-9的任一项的图像元件，其中，所述压敏胶粘剂还含有4-12％重量％的白色颜料。
全文摘要
本发明涉及一种成像元件，其包含至少一个成像层、基底、在所述基底下面的明胶层和在所述明胶层下面的压敏胶粘剂，其中，所述基底的刚度小于20mN。
文档编号B41M5/40GK1427299SQ0215759
公开日2003年7月2日 申请日期2002年12月20日 优先权日2001年12月21日
发明者M·奈尔, T·K·琼斯, R·P·布尔德莱斯, J·格林纳, 高占军 申请人:伊斯曼柯达公司