使用水性调配物制备的热图像接收器元件的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的夺叉参考
[0002] 这是2013年4月8日提交的标题为使用水性调配物制备的热图像接收器元件 (THERMAL IMAGE RECEIVER ELEMENTS PREPARED USING AQUEOUS FORMULATIONS)的同在申 请中和共同转让的美国专利申请第13/858, 132号的部分继续申请，所述申请在此以全文 引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003] 本发明涉及具有水基图像接收层的热图像接收器元件。本发明还涉及用于制得这 种热图像接收器元件的方法以及使用所述元件以自供体元件通过热转印提供染料图像的 方法。
【背景技术】
[0004] 近年来，已经研发出热转印系统来从已经自相机或扫描装置产生的图片获得打印 图。根据一种获得这类打印图的方法，首先通过滤色器对电子图片进行分色。随后将对应 的分色图像转化为电信号。这些信号随后被传输到热敏打印机。为了获得打印图，给热图 像接收器元件面对面安置蓝色、洋红色或黄色染料供体元件。随后将这两者插在热敏打印 头与压印滚筒之间。线型热敏打印头用于从染料供体薄片背面加热。热敏打印头具有多个 加热元件并且响应于蓝色、洋红色或黄色信号中的一者依次加热。随后就其它颜色来说重 复这过程。如此获得颜色硬拷贝，其对应于在显示屏上查看的初始图片。
[0005] 已经提出多种途径来提供热染料接收层。染料图像接收层调配物的溶剂涂布是一 种常见途径。然而，使用溶剂涂布这些调配物带来多种问题，包括费用、环境危害和废弃物 问题以及有害的制造过程。需要特别的预防措施来处理这些问题。举例来说，经有机溶剂 涂布的调配物和方法描述于美国专利5, 356, 859 (卢姆（Lum)等人）中。
[0006] 另一途径涉及将染料图像接收层调配物热熔挤出到支撑体上。在热图像接收器 元件的制备中可以一同挤出多个层。这类方法对制备适用的热图像接收器元件极其有效， 但其由于挤出过程所使用的高温，限制了可以并入到染料图像接收层中的材料类型。美国 专利7, 993,559(冬图拉（Dontula)等人）和美国专利申请公开2010/0330306(冬图拉等 人）描述了具有包括挤出柔性并且抗静电底层的多个挤出层的成像元件。美国专利申请公 开2008/0220190(马宗达（Majumdar)等人）描述了包含支撑体的图像录入元件，所述支撑 体在其上具有水性底层和挤出染料接收层。此外，美国专利申请公开2011/0091667(马宗 达等人）和2010/0330306(冬图拉等人）描述了包括挤出柔性层和粘附在图像接收层上的 抗静电层的热染料转印接收器元件。
[0007] 又一途径为使用水性涂布调配物来制备染料图像接收层。这类调配物典型地包括 水溶性或水分散性聚合物作为粘合剂基质。制得这类调配物的一些工作为例如美国专利申 请公开2011/0027505(马宗达等人）和2011/0117299(宫（Kung)等人）所描述。
[0008] 虽然出于所提到的原因需要水性涂布方法和调配物，但是水性涂布的染料图像接 收层可能在典型的客户打印环境中表现出问题，在典型的客户打印环境中高速打印需要在 两个元件的接触表面之间无粘着的情况下染料供体元件与热图像接收器元件的光滑的分 离。在较高湿度环境中打印这类图像可能是尤其麻烦的，因为会与水性涂布的染料图像接 收器层粘着。此外，这类热图像接收器元件常常在提供热形成图像中的足够的染料密度方 面有所不足。当与水接触时，水性涂布层还可能破裂。
[0009] 业界已积极地用文献中所描述的多种提出的解决方案处理这些问题。举例来 说，美国专利申请公开2009/0061124(小出（Koide)等人）描述了多种乳胶聚合物在染 料图像接收层中的用途，所述乳胶聚合物一般至少部分从氯乙烯制备。或者，美国专利 7,820,359(吉谷（Yoshitani)等人）描述了乳胶聚合物在染料图像接收层中的用途，所述 乳胶聚合物衍生自具有亚烷氧基侧链的特定单体以及不饱和腈、苯乙烯或苯乙烯衍生物。
[0010] 尽管存在与水性涂布染料图像接收层调配物的用途相关的多种问题的所有已知 途径，但仍存在提高这类调配物（和自其获得的干燥层）的耐相对湿度变化性的需要以使 得所得图像一致并且展现足够的密度，不管存储或使用的热染料转印元件中的相对湿度如 何。
【发明内容】
[0011] 本发明提供热图像接收器元件，其包含支撑体并且在支撑体的至少一个侧面上具 有：
[0012] 干燥图像接收层，其具有至少25°(：的Tg，所述干燥图像接收层为热图像接收器元 件的最外层，具有至少〇. 5 μ m并且直到5 μ m并包括5 μ m的干燥厚度，并且包含主要由以 下组成的聚合物粘合剂基质：
[0013] (1)水分散性丙烯酸聚合物，其包含化学反应或未化学反应的羟基、二氧磷基、膦 酸酯、磺酸基、磺酸酯、羧基或羧酸酯基团，以及
[0014] ⑵水分散性聚酯，其具有30 °C或更低的Tg，
[0015] 其中水分散性丙烯酸聚合物以总干燥图像接收层的至少55重量％的量存在并且 以与水分散性聚酯至少1:1并且直到20:1并包括20:1的干燥比率存在于聚合物粘合剂基 质中。
[0016] 本发明的一些具体实施例包含热图像接收器元件，其包含支撑体，并且在支撑体 的一个或两个相对侧面上具有：
[0017] 干燥图像接收层，其具有至少35°C并且直到60°C并包括60°(：的Tg，所述干燥图像 接收层为热图像接收器元件的最外层，具有至少1 μ m并且直到3 μ m并包括3 μ m的干燥厚 度，并且包含主要由以下组成的聚合物粘合剂基质：
[0018] (1)水分散性丙烯酸聚合物，其包含化学反应或未化学反应的羧基或羧酸酯基团，
[0019] 其中水分散性丙烯酸聚合物包含衍生自以下的重复单元：(a) -或多种包含具有 至少4个碳原子的非环状烷基酯、环烷基酯或芳基酯基团的烯系不饱和可聚合丙烯酸酯或 甲基丙烯酸酯，（b) -或多种含羧基或含羧酸盐的烯系不饱和可聚合丙烯酸酯或甲基丙烯 酸脂，以及（C)任选地苯乙烯或苯乙烯衍生物，并且
[0020] 其中（a)重复单元代表总重复单元的至少20mol%并且直到99mol%并包括 99mol %，并且（b)重复单元代表至少Imol %并且直到IOmol %并包括IOmol %，以及
[0021] (2)水分散性成膜聚酯，其具有至少0°C并且直到20°C并包括20°C的Tg，所述水分 散性成膜聚酯包含水分散性基团，
[0022] 其中水分散性丙烯酸聚合物以总干燥图像接收层重量的至少60重量％并且直到 80重量％并包括80重量％的量存在，并且以与水分散性聚酯至少4:1并且直到15:1并包 括15:1的干燥比率存在于聚合物粘合剂基质中。
[0023] 此外，本发明提供成像组件，其包含与热供体元件热结合的本发明的热图像接收 器元件。
[0024] 此外，用于制得本发明的热图像接收器元件的方法包含：
[0025] 将水性图像接收层调配物施加到支撑体的一个或两个相对侧面上，水性图像接收 层调配物包含主要由以下组成的聚合物粘合剂组合物：
[0026] (1)水分散性丙烯酸聚合物，其包含未化学反应的羟基、二氧磷基、膦酸酯、磺酸 基、磺酸酯、羧基或羧酸酯基团，以及
[0027] (2)水分散性成膜聚酯，其具有30 °C或更低的Tg，
[0028] 其中水分散性丙烯酸聚合物以所得总干燥图像接收层重量的至少55重量％的量 存在，并且以与水分散性成膜聚酯至少4:1到15:1并包括15:1的干燥比率存在于聚合物 粘合剂基质中，以及
[0029] 使水性图像接收层调配物干燥以在支撑体的一个或两个相对侧面上形成干燥图 像接收层。
[0030] 本发明还提供一种进行热转印的方法，其包含：
[0031] 将透明聚合薄膜、一或多个染料图像或透明聚合薄膜和一或多个染料图像两者从 热供体元件逐图像转印到本发明的干燥热图像接收元件的图像接收层上。
[0032] 在水性调配物中应用独特的聚合物组合来在相对湿度敏感性降低的热图像接收 器元件中制备图像接收层。这种聚合物组合具有两种基本类型的聚合物：（1)如本文中所 定义的水分散性丙烯酸聚合物和（2)具有30°C或更低的1；的水分散性聚酯。已发现本发 明的热图像接收器元件展现出由相对湿度变化所致的减少的热打印密度变化。仅仅通过单 独使用（1)或（2)类别的聚合物无法实现这些优势。
【具体实施方式】
[0033] 定义
[0034] 除非另外指明，否则当在本文中使用单数形式"一（a) "、"一（an)"以及"所述 (the)"来定义本文中所描述的组合物、调配物以及层的多种组分时，意图包括组分中的一 或多者（即包括多个指示物）。
[0035] 在本申请中未明确定义的各术语应理解为具有本领域技术人员通常所接受的含 义。如果术语的建构将使其在上下文中无意义或基本上无意义，那么术语的定义应取自标 准辞典。
[0036] 除非另外明确指明，否则本文所指定的不同范围中的数值的使用被视为近似值， 即使在所规定范围内的最小值和最大值的前面都加有词语"约"。以此方式，在所规定范围 上方和下方的微小变量可以用于实质上实现与范围内的值相同的结果。此外，这些范围的 公开内容意图作为包括最小值与最大值之间的每个值的连续范围。
[0037] 除非另外指明，否则互换使用术语"热图像接收器元件"和"接收器元件"来指本 发明的实施例。
[0038] 使用术语"双面"来指本发明的实施例，其中衬底（定义如下）的相对侧面中的每 一个具有干燥图像接收层（定义如下）并且因此各侧面能够形成热图像（透明聚合薄膜或 染料图像），虽然在本发明的方法中并不需要使热图像始终形成于衬底的两个侧面上。"双 面"元件也可以称为"双侧"元件。
[0039] 可以使用差示扫描量热法（DSC)和例如就样本组合物来说监测差分功率输入的 已知程序测定玻璃转移温度（T g)并且参考是它们都以恒定速率加热并且维持在相同的温 度下。差分功率输入可以绘制为温度的函数并且曲线经历陡峭斜坡变化处的温度一般指定 为样本聚合物或干燥图像接收层组合物的T g。
[0040] 除非另外指明，否则参考特定组合物或层的总干重规定％固体或重量％。
[0041] 术语"热供体元件"用于指可以用于热转印染料、墨水、透明薄膜或金属的元件 (定义如下）。各热供体元件未必仅仅转印染料或墨水。
[0042] 术语"热结合"用于指置于允许热转印染料、金属或较薄聚合物膜的关系中的两个 不同元件。这种关系一般需要当其经加热时两个元件的紧密的物理接触。
[0043] 术语"水性涂布"用于指用水性涂布调配物施加或涂布的层。
[0044] 除非另外指明，否则术语"聚合物"和"树脂"意指同一事物。除非另外指明，否则 术语"丙烯酸聚合物"意味着包涵沿有机主链具有相同重复单元的均聚物以及沿主链具有 两种或两种以上不同重复单元的共聚物。
[0045] 术语"烯系不饱和可聚合单体"是指具有一或多种烯系不饱和可聚合基团（如乙 烯基团）的有机化合物，所述基团可以聚合以提供碳原子的有机主链和任选存在的附接到 有机主链的多个侧链。特定烯系不饱和可聚合单体的聚合产物在有机主链内被称为"重复 单元"。在本发明的实践中所使用的水分散性丙烯酸聚合物中的多个重复单元以随机的方 式沿给定聚合物的主链分布，虽然可以发现常见重复单元的嵌段但其并非沿有机主链特意 形成。
[0046]当关于在本发明的实践中所使用的丙烯酸聚合物、聚酯和脱模剂使用术语"水分 散性（water-dispersible) "和"水分散性（water-dispersibility) "时，其是指特性，其中 这些聚合物在其制造期间一般分散于水性介质中或涂布于支撑体上。其意味着丙烯酸聚合 物和聚酯一般呈水性分散液的形式供应和使用。其不可溶于水性介质中但其并不轻易沉淀 在水性介质内。这些术语并不是指当经涂布和干燥时丙烯酸聚合物和聚酯可再分散于水性 介质中。而是，当使这类丙烯酸聚合物和聚酯在支撑体上干燥时，在与水或水性溶液接触时 其一般保持不变。
[0047] 术语"非空隙化"用于指不含添加的固体或液体物质或含有气体的空隙的层或支 撑体。
[0048] 术语"空隙