带涂布纸基层的抗皱成像元件的制作方法

文档序号:2814525阅读:254来源:国知局
专利名称:带涂布纸基层的抗皱成像元件的制作方法
技术领域
本发明涉及反射成像材料。按照一种优选方式,本发明涉及用于成像元件的层压底材。
在US 5866282(Bourdelais等人)中曾提出使用带有层压的双轴取向聚烯烃板的复合载体材料作为成像材料。在US 5 866 282中,双轴取向聚烯烃片经挤压层压到纤维素纸上,得到卤化银成像层的载体。在US 5 866 282中描述的双轴取向纸板有与共挤出层组合的微孔隙层,以及在微孔隙层上和下有如TiO2的白色颜料。人们已发现,在US 5 866 282中描述的复合成像载体结构比现有技术的成像纸成像载体更耐用,更清晰,更明亮,现有技术的成像载体使用在纤维素纸上涂布的铸熔挤压聚乙烯层。虽然空隙的聚合物层的确能对图像清晰度和明亮度提供明显改进,但空隙的聚合物在使成像元件弯曲时容易断裂。
US 6 040 036曾提出使用具有足够强度的微空隙层,以减少成像元件弯曲时发生裂纹。虽然US 6 040 036公开的成像元件减少了裂纹,并保持空隙层的有益性质,但成像元件仍易产生裂纹。成像层裂纹减少了图像,特别是卷绕包装的标记的商业价值,降低了包装物品的感觉品质。
加入如粘土、TiO2、碳酸钙和滑石之类的无机颗粒填料改进了片的特性,因为这些颗粒填入纤维层内空隙空间中,使其片更密实、更光亮、更光滑,也更不透明。在某些情况下,造纸还能更便宜,因为使用的填料不像纤维素纤维那么贵。
但是,在片中用填料代替纤维会因造成强度、密度和与胶性质下降而受到限制。当填料比例增加时,纤维与纤维的粘结被中断,导致片强度和硬度性能下降。随着加入的填料增加,片空隙被填充,因此片的密度也增加。无机填料亲水性增加超过用化学方法处理的(上胶的)制纸纤维,也导致涂布纸的上胶性质下降。所有上述不希望发生的变化都制约了在各种应用中使用填料材料,特别是在成像涂布纸中的应用,在这种应用中,上述性质中任何性质甚至微小变化都可能严重影响所得图像作为照片的效能。除了以上的问题,因为填料影响片的性质,或者因为在加工步骤中不希望有填料,所以填料的选择也受到限制。例如,填料材料不应该具有照相活性,或不应该使使用填料材料的图像元件性能变坏。
在EP 952 483中公开了一种与挤压聚乙烯层胶粘的涂布纸,作为在层压速度大于300米/分钟时为减少因空气被夹在纸与聚乙烯涂层之间所形成涂层凹坑的方法。公开了粗糙度平均值小于1.0微米的涂布纸,并表明减少了涂层凹坑。虽然涂布纸的确减少了在挤压涂布纸时由夹带空气所形成的涂层凹坑,但层压高模量聚合物片并不需要涂布纸,因为在高速层压时并不会夹带空气。此外,已表明表面粗糙程度大于1.0微米的涂布纸提供了高质量、有光泽的图像。最后,EP 952483中的纸涂层配方表明,在挤压层压过程中,涂布纸与高模量聚合物片之间有不合格的粘结。
卷筒式涂胶标记典型地用于卷包装,用涂到标签或包裹的胶水使标记粘合到包装上。现有技术的卷筒式涂胶标记包括油墨印刷取向聚合物片,这些片在印刷后将其层压到聚合物片上。通常用于卷筒式涂胶标记的底材没有硬到足以通过照相打印机和处理机传输。此外,人们不断要求改进卷筒式涂胶标记上的图像质量。本发明要解决的问题人们还需要一种改进的成像纸,以提供改进的图像光泽、更强的成像元件、在很宽的相对湿度范围内图像较少卷曲、更高的图像清晰度和改进的图像白色,同时提供图像抗皱性能。
本发明的简要说明本发明的目的是提供改进的成像纸。
本发明的另一个目的是提供具有改进表面光滑度的感光图像。
另一个目的是提供具有改进卷曲性能的成像纸。
另一个目的是提供抗撕裂性的成像纸。
另一个目的是提供抗皱性的成像纸,这种起皱是消费者触摸所造成的。
另一个目的是提供完整的成像乳剂粘合层。
另一个目的是提供抗载体分层的层压胶粘层。
本发明这些目的以及其他目的可用一种成像元件实现,该成像元件包括涂布的纸基层、下双轴取向片和上双轴取向片。本发明的有利效果本发明提供了用于铸塑感光层的改进基层。本发明特别提供了彩色成像材料的改进基层,该彩色成像材料具有更大的抗卷曲性、改进的图像、抗撕裂和抗图像起皱。本发明的详细描述与该技术的现有实践相比,本发明具有许多优点。本发明提供一种成像元件,在极端湿度下,这种成像元件也不极易卷曲。此外,本发明提供了一种成像纸,其成本低得多,因排除生成聚乙烯的苛求性。因本发明的双轴取向聚合物片提供铸塑感光层的高品质表面,所以在聚乙烯层上形成表面的过程中,不需要困难而昂贵的铸塑和冷却过程。由于色料可浓缩于双轴取向片表面上,能使着色剂材料非常有效的使用,没有什么浪费,因此本发明成像元件的光学性质获得改善。与现有技术的微空隙聚合物片相比,使用本发明取向聚合物片的成像材料在抗撕裂和抗起皱方面有改善。由于在聚合物片装到成像部件之前,可对聚合物片的质量进行检测,这样本发明成像材料的生产成本会更低。使用现有的聚乙烯层,直到带粘附的聚乙烯防水层的基层纸完全形成后,才能评估该层的质量。因此,任何缺陷都会造成高代价废弃昂贵的产品。由于水蒸气没有从乳剂转到双轴取向片,所以本发明允许成像纸乳剂更快硬化。
由于与现有技术的挤压聚乙烯层相比,成像元件背面的取向聚合物片更好地耐划痕和其他损伤,所以本发明的成像元件是比较耐划痕的。本发明的成像元件在纵向与横向的硬度是平衡的。平衡硬度的成像元件比一个方向硬度很突出的成像元件在感性上要好。本发明的成2像元件采用了一种低成本方法,在图像背面多次印刷颜色标记信息,提高在图像背面的信息容量。本发明使用的纸基层是比较平滑的,基本没有不希望的桔皮皱纹,这种桔皮皱纹可干扰人们观看该图像。
本发明的成像元件使用完整的乳剂胶粘层,这种胶粘层允许乳剂在生产与湿法加工图像期间仍粘附在载体材料上。利用可防止双轴取向片与基层纸分离的胶粘层,本发明的聚合物片可层压到基层纸上。
因为本发明的成像元件是硬的、薄的、抗皱的,本发明的成像元件可以用于卷筒式涂胶包装标记。另外,因为本发明的材料是厚的,标记易于掩饰被标记的包装表面。这些实例包括咖啡罐上的肋条和气雾剂罐上的模缝线。对于使用粘合剂贴到包装上的高质量标记,这种新的成像基层允许使用卤化银、喷墨和热染料转印图像。这种新的基层提供了高速标记时的抗撕裂性、高质量图像的光滑表面和在印刷机和处理器中高效传送的硬基层。通过下面详细的说明,这些优点和其他优点将会变得更显而易见。
本文使用的术语“顶层”、“上层”、“乳剂面”以及“面”是指有成像层的成像件侧或向着该侧。术语“底层”、“下面”和“背面”是指与有光敏成像层或显影影像的面相反的成像件侧或向着该侧。
本发明使用双轴取向的无微空隙的聚合物片。微空隙的聚合物片确实提供了优良的不透明性、亮度和图像清晰度。但是,空隙层有些易损,在消费者处理图像时所施加到图像上的高弯曲应力作用下,空隙层可能发生永久性变形。因为本发明的粘附地粘合到涂布纸基层上的取向聚合物片复制涂布纸的表面,所以本发明还使用涂布纤维素的涂布纸基层。曾表明,涂布的纸基层提供生成高质量有光泽图像所需要的光滑表面。没有涂布的纸基层,层压聚合物片会复制涂布纸的表面,导致图像有不可接受的“桔皮皱纹”粗糙度。
因为本发明的成像元件是硬的、薄的和抗皱的,所以使用卤化银成像层、喷墨成像层或热染料转印层用作卷筒式涂胶标记,成像元件可得到形成高质量的图像。本发明的成像基层能在现有成像的,喷墨和热染料转印设备中高效传输与产生图像,可使用现有涂胶标记设备高效标记包装。为了使本发明的图像用于卷筒式标记,该图像优选地涂布有环境保护层,以便在用于包装标记时改善图像耐久性。高质量卷筒式涂胶标记实例包括聚酯水瓶、咖啡听、气雾剂瓶和啤酒瓶的标记。
本发明双轴取向聚合物片层含有白色颜料、荧光增亮剂和着色剂,调节其量以获得最佳的图像清晰度、明亮度和不透明性光学性质。为了高效的成像加工以及消费者产品操作的硬度,将双轴取向聚烯烃片层压到涂布涂层纤维素的纸基层上。高强度双轴取向聚烯烃板层压到涂布的涂布的涂层纸上,与现有成像涂布纸相比大大增加了成像元件的抗撕裂性。双轴取向片与乙烯金属茂弹性体一起层压,这样为层压速度超过500米/分创造了条件,并且优化涂布纸基层与双轴取向聚合物片之间的粘结。
本发明的纤维素涂布纸基层表面基本没有不希望的桔皮皱纹表面的粗糙度,而这种粗糙度会干扰消费者观看图像。在层压期间,曾发现与在涂布纸基层上熔体挤压聚乙烯涂层的现有技术实践相比,双轴取向聚烯烃板非常好地复制涂布纸基层的表面。与现有技术中的成像涂布纸基层相比,在最后压延之前通过再润湿涂布纸表面,显著降低了在该涂布纸基层中的桔皮皱纹,同时增加了纤维匀料和降低了纤维长度。纤维素涂布纸基层的纵向与横向的硬度比为1.7。这与现有技术的成像涂布纸基层典型比2.2可以相比。与双轴取向片的强度性能结合,纵向与横向比的降低为成像元件平衡硬度创造了条件,其中纵向的硬度与横向的硬度大致相同。现在成像涂布纸的纵向硬度典型地是横向硬度的200%。具有平衡硬度的成像元件比现在成像涂布纸在感性上是优选的。
本发明中使用的双轴取向片含有整体乳剂粘结层,该层可不需要费钱的底涂层或能量处理。本发明中使用的胶粘层是在双轴取向片上的低密度聚乙烯表层。已证明本发明基于明胶的卤化银乳剂层和喷墨水接受层与低密度聚乙烯粘合得很好。整体粘结表层也可用作修正基于明胶的卤化银乳剂成像元件的自然黄色的蓝色调载体。与现有技术中含有分散在厚的单层聚乙烯中的蓝色调材料的成像纸相比,在薄的表层中浓集蓝色调可降低昂贵的蓝色调材料量。
为了减少湿度使图像卷曲,成像元件背面层压一层双轴取向片。现有技术的彩色涂布纸在长期高湿度下储存,例如相对湿度高于50%时,有许多特别的问题。在背面的高强度双轴取向片可抗卷曲力,因此得到平得多的图像。在背面的双轴取向片在两种频率状态下有粗糙度,以能高效通过成像加工设备输送,以及消费者用钢笔或铅笔将个人信息加到成像涂布纸背面时改善消费者的可书写性。双轴取向片的断裂能小于4.0×107焦耳/米3,以能在图像的成像加工期间高效切断和冲孔。
因为本发明的载体材料优于现有技术的成像基层材料,所以本发明的载体材料也优于数字成像技术的基层材料。在本发明的载体材料上层涂布数字印刷墨水或染料接受层,图像的质量与图像耐久性比现有技术的材料得到改善。合适的数字成像墨水或染料接受层技术实例包括喷墨打印接受层、热染料转印接受层以及电子-成像接受层。
双轴取向的聚合物片优选是上和下双轴取向片。已证明双轴取向的聚合物改善了抗撕裂性、与微空隙聚合物板相比降低了图像的折皱、并降低了在照相和喷墨成像层中因接触典型使用的明胶所造成的图像卷曲。US 4377616;4758462;4632869;5968722和6030742公开了这样的取向片。
复合取向聚合物片的总厚度可以是12-100微米,优选地20-70微米。其厚度低于20微米时,片的厚度不足以将在载体中任何固有的非-平面性降至最低。在厚度高于70微米时,观察到表面平滑度或机械性能没有什么改进,因此多余材料所增加的成本也不合理。
一种优选的材料是双轴取向的聚烯烃片,该片涂布以高阻挡层聚偏氯乙烯,其覆盖范围为1.5-6.2克/米2。也可以使用聚乙烯醇,但在高相对湿度的条件下不怎么有效。曾证明与双轴取向片和聚合物过渡层结合,通过使用这些材料中的至少一种材料,可以达到改善的乳剂硬化速度。将一种或多种聚合物共挤压成至少一层或多层,然后沿纵向拉伸,再沿横向方向拉伸,这样可整体形成所述的蒸汽阻挡层,于是在所述的成像或成像元件中,可以得到水蒸气的阻挡层。拉伸过程得到结晶较好,结晶区域填充或定向更好的片。更高水平的结晶度导致较低的水蒸气透过速率,反过来,这又造成更快的乳剂硬化。然后定向片再层压到涂布纸基层上。
单独使用任何层如过渡层或双轴取向聚烯烃片或彼此组合,都可以控制水蒸气透过。通过加入与聚烯烃片一整形成的、涂布到聚烯烃片的或与聚烯烃片粘结的其他层(或多层),水蒸气透过速率可以调节达到所希望的成像或成像结果。包括聚烯烃片过渡层组合的一层或多层可能含有TiO2或其他无机颜料。另外,包括聚烯烃片的一层或多层可以有空隙。可以用来提高水蒸气透过特性的其他材料包括至少一种选自聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁酯、醋酸酯、赛璐玢聚碳酸酯、聚乙烯醋酸乙烯酯、乙烯醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸乙二酯、丙烯酸酯、丙烯腈、聚酯酮、聚丙烯酸乙二酯、聚氯三氟乙烯、聚四氟乙烯、无定形尼龙、聚羟基酰胺醚以及乙烯甲基丙烯酸共聚物金属盐的材料。
一种成像元件是优选的,该成像元件包括涂布纸基层、至少一层光敏卤化银层、在所述涂布纸基层与所述卤化银层之间的双轴取向聚合物片层,以及在所述双轴取向聚合物片与所述涂布纸基层(该层将两者粘结在一起)之间的至少一层聚合物层,其中在涂布纸与所述双轴取向片不透明层之间,有至少一层氧阻挡层,其氧透过速率小于2.0毫升/米2·小时·大气压(20℃,干燥状态)。本文使用的术语“粘结层”,“粘合层”以及“粘合的”是指在双轴取向聚烯烃片与涂布纸基层之间的熔体挤压树脂层,“氧不渗透层”和“氧阻挡层”系指根据ASTMD-1434-63中规定的方法,该层以其自身作为分立样品时,氧渗透率不大于2.0毫升/米2·小时·大气压的层。
在本发明的一个实施方案中,曾证明,当提供至少2.0毫升/米2·小时·大气压的氧阻挡层作为双轴取向片的整体部分时,在暴露于光褪色条件下后,可达到改善的褪色性能。在本发明的优选实施方案中,所述的阻挡层是乙烯乙烯醇,在非常优选的实施方案中是聚乙烯醇。另外,曾证明,在乳剂与成像涂布纸基层之间涂以脂族聚酮聚合物可形成2.0毫升/米2氧阻挡层。进一步证明,带含有如下一个组分的完整层的成像元件为染料褪色提供了改善的性能丙烯腈均聚物和共聚物、丙烯酸烷基酯,例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸烷基酯,例如甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯腈、烷基乙烯酯,例如醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯基乙酯和醋酸乙烯基苯酯、烷基乙烯醚,例如甲基乙烯醚、丁基乙烯醚和氯乙基乙烯醚、乙烯醇、氯乙烯、偏氯乙烯、氟乙烯、苯乙烯和醋酸乙烯酯(在共聚物情况下,乙烯和/或丙烯都可以用作共聚用单体)、醋酸纤维素,例如二乙酰基纤维素和三乙酰基纤维素、聚酯,例如聚对苯二甲酸乙二酯、氟树脂、聚酰胺(尼龙)、聚碳酸酯、多糖、脂族聚酮、蓝葡聚糖,以及氧传输等于或小于2.0毫升/米2·小时·大气压的赛璐玢。
对于在朝向成像层的顶部上的双轴取向片,用于双轴取向片的合适种类的热塑性聚合物和优选复合片芯基体-聚合物都包括聚烯烃。合适的聚烯烃包括聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊烯、聚苯乙烯以及它们的混合物。聚烯烃共聚物,其中包括聚丙烯和乙烯,例如己烯、丁烯和辛烯的共聚物也是有用的。聚丙烯是优选的,因为它的成本低,还具有希望的强度性能。
复合片的表层可以用如前面对芯基体所列出的同样聚合物材料制成。复合片可以用一层或多层与芯基体同样的聚合物材料制成,或可以用一层或多层与芯基体不同的聚合物组合物制成。对于相容性,可以使用辅助层促使表层与芯的粘合。
顶部表层总厚度应该是0.20-1.5微米,优选地是0.5-1.0微米。低于0.5微米时,共挤压表层的任何固有非平面性可能造成不合格的颜色变化。表皮厚度大于1.0微米时,成像光学性能如图像分辨率降低。厚度大于1.0微米时,例如细菌菌落的污染过滤器材料体积也较大,或很差的彩色颜料分散性。
可以往顶部表层添加附加物,以便改变成像元件的颜色。对于成像应用,带淡蓝色调的白色基层是优选的。采用在该技术中已知的任何方法,其中包括按照希望的掺混比预掺混蓝色着色剂在挤出和熔体挤出之前,以机器掺混浓色母料,可以实现添加淡蓝色的色调。可以耐高于320℃挤压温度的有色颜料是优选的,因为高于320℃的温度对于共挤压表层是必需的。本发明中使用的蓝色着色剂可以是对成像元件没有有害影响的任何着色剂。优选的蓝色着色剂包括酞菁蓝颜料、颜料蓝颜料、四氢异吲哚啉酮蓝颜料以及Irgalite有机蓝颜料。荧光增白剂也可以加到表层,以便吸收紫外光能量,大量发射蓝色波段的光。TiO2也可以加到表层。虽然在本发明的薄表层加入TiO2对该片的光学性能没有多大的贡献,但它可能带来许多生产问题如挤压模条纹。表层基本无TiO2是优选的。加到0.20-1.5微米层中的TiO2基本不会改善载体的光学性能,但给设计增加了成本,并且在挤压过程中还会造成令人讨厌的颜料条纹。
为了改善成像载体的光学性能,可以往芯基体和/或一层或多层表层添加附加物。二氧化钛是优选的,在本发明中可用于改善图像的清5晰度或MTF、不透明性和白度。使用的TiO2可以是锐钛矿或金红石类的。另外,可以掺混锐钛矿或金红石的TiO2,以改善白度和清晰度两种性能。在成像系统中可接受的TiO2实例是杜邦化学公司的R101金红石TiO2和杜邦化学公司的R104金红石TiO2。在该技术中改善成像光学反应的已知其他颜料也可以用于本发明。在该技术中改善白度的已知其他颜料实例是滑石、高岭土、CaCO3、BaSO4、ZnO、TiO2、ZnS和MgCO3。优选的TiO2类是金红石,发现金红石TiO2可优化带空隙的层的图像白度和清晰度。
加到双轴取向层的白色颜料的优选重量百分数可以是2-24%。低于6%,空隙双轴取向片的光学性能比现有技术的成像涂布纸没有表现出显著的改善。高于32%,遇到一些生产问题如多余的空隙,还损失涂布速度。该空隙层也可能含有白色颜料。
可以往本发明的双轴取向聚合物片添加附加物,因此当从表面观察该双轴取向片时,当板暴露于紫外辐射下,该成像元件会发射可见光谱的光。发射可见光谱的光可使在紫外能量存在下能具有希望背景颜色的载体。由于太阳光有紫外能量,这从外部观察图像时是特别有用的,并且可以为消费者和商业应用用来优化图像质量。
在该技术中发射蓝色光谱光的已知附加物是优选的。与定义为b*的中性密度最小值相比,在b*单位为零内,消费者一般宁愿淡蓝色调,而不愿定义为负b*的显影图像的密度最小面积。b*是在CIE(国际照明委员会)空间中黄色/蓝色的度量。正b*表示黄色,而负b*表示蓝色。添加发射蓝色光谱的附加物可以供着色载体之用,而不用添加会降低图像白度的着色剂。优选的发射是1-5Δb*单位。Δb*定义为样品用紫外光源和无任何大量的紫外能量的光源照射发光时所测量的b*差。Δb*是测定往本发明顶部双轴取向片添加荧光增白剂的净效果的优选度量。大多数消费者不可能注意到小于1b*单位的发射;因此,b*变化小于1个b*单位时,往双轴取向片添加荧光增白剂不是效能成本合算的。大于5个b*单位的发射会干扰图像的颜色平衡,使得大多数消费者感到白色显得太蓝。
本发明的优选附加物是荧光增白剂。荧光增白剂是无色的荧光有机化合物,该化合物吸收紫外光,发射可见的蓝色光。实例包括但不限于4,4′-二氨基芪-2,2′-二磺酸衍生物、香豆素衍生物,例如4-甲基-7-二乙基氨基香豆素、1-4-双(O-氰基苯乙烯基)苯和2-氨基-4-甲基酚。
在优选实施方案中本发明由多层双轴取向聚烯烃薄膜构成,通过聚合物过渡层熔体挤压,使该薄膜与成像质量涂布纸载体顶层和底层两面相连。用于本发明的双轴取向薄膜含有多层。
采用在生产定向片的技术中已知的任何方法,例如采用平片法或泡膜或管状法,可以进行这些双轴取向聚合物复合片的共挤压、淬火、定向和热固化。平片法包括将掺混物挤压通过缝模,并快速淬火在冷铸辊上挤压的基料,以使板的芯基体聚合物组分和一种或多种表皮组分在低于它们的玻璃固化温度淬火。然后在高于玻璃态转变温度而低于基体聚合物熔化温度的温度下,通过以相互垂直的方向拉伸使淬火片双轴定向。该片可以沿一个方向拉伸,然后沿第二个方向拉伸,或可以沿两个方向同时拉伸。在片拉伸后,将片加热到足以使该聚合物结晶或退火的温度进行固化,同时在一定程度上控制该片,防止其片在两个拉伸方向收缩。
在共挤压和定向过程后或在流延与完全定向之间,使用许多涂料涂布或处理这些复合片,这些涂料可以用于改善片的性能,其中包括印刷适性,提供蒸汽阻挡层,使它们热密封,或改善与载体或光敏层的粘合作用。其实例为可印刷性方面的丙烯酸涂料,在热密封性方面的聚偏氯乙烯。另外的实例包括火焰、等离子体或电晕放电处理,以改善印刷适性或粘合作用。
本发明优选的上层的双轴取向片结构如下,其中曝光表面层靠近成像层带蓝色调的聚乙烯曝光表面层含有6%锐钛矿TiO2的聚丙烯聚丙烯在成像层或底板反面的在基层涂布纸面上的片优选地是无空隙的定向聚合物片。与涂布纸的底部粘合的定向聚合物片提供了抗撕裂性,抗图像卷曲,特别与以基于明胶的成像层结合更是如此。例如在US 4 764 425中公开了这样的双轴取向片。
优选的背面双轴取向片是双轴取向的聚烯烃片,非常优选地是聚乙烯或聚丙烯片。双轴取向片的厚度应该是10-150微米。低于15微米时,片的厚度不足以将载体中任何固有的非平面性降至最小,因此较难生产。厚度大于70微米时,几乎没有表面光滑度或机械性能的改善,因此多余材料所增加的成本也不怎么合理。
合适种类的背面双轴取向片芯层和表层的热塑性聚合物包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、纤维素酯、聚苯乙烯、聚乙烯基树脂、聚磺酰胺、聚醚、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚亚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚乙缩醛、聚磺酸酯、聚酯离子键聚合物以及聚烯烃离子键聚合物。可以使用这些聚合物的共聚物和/或混合物。
用于背面片的芯层和表层的合适聚烯烃包括聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊烯及其混合物。聚烯烃共聚物,其中包括丙烯和乙烯如己烯、丁烯和辛烯的共聚物也是有用的。聚丙烯是优选的,因为它们的成本低,还具有良好的强度和表面性质。
合适的聚酯包括用具有4-20个碳原子的芳族、脂族或环脂族二羧酸和有2-24个碳原子的脂族或脂环乙二醇生产的聚酯。合适的二羧酸实例包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、富马酸、马来酸、衣康酸、1,4-环己烷二甲酸、钠代磺基间苯二甲酸及其混合物。合适的乙二醇类实例包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、1,4-环己烷二甲醇、二甘醇、其他的聚乙二醇及其混合物。这样的聚酯在本技术领域中是熟知的,可以采用熟知的技术生产得到,例如在US 2 465 319和US 2 901 466中描述的技术。优选的连续基体聚酯是具有来自对苯二甲酸或萘二甲酸和至少一种选自乙二醇、1,4-丁二醇和1,4-环己烷二甲醇的乙二醇的重复单元的聚酯。可以用少量其他单体改性的聚(对苯二甲酸乙二酯)是特别优选的。其他合适的聚酯包括通过包含合适量的共-酸组分(例如芪二甲酸)所生成的液晶聚酯。这样的液晶共聚酯实例是在US 4 420 607、4 459 402和4 468 510中公开的液晶共聚酯。
有用的聚酰胺包括尼龙6、尼龙66及其混合物。聚酰胺共聚物也是合适的连续相聚合物。有用的聚碳酸酯实例是双酚A聚碳酸酯。适合作为复合片连续相聚合物使用的纤维素酯包括硝酸纤维素、三醋酸纤维素、二醋酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素及其混合物或其共聚物。有用的聚乙烯基树脂包括聚氯乙烯、聚(乙烯基乙缩醛)及其混合物。也可以使用乙烯基树脂共聚物。
在层压基层背面上的双轴取向片可以用一层或多层同样的聚合物材料制得,或可以用不同聚合物组成的层制得。为了相容性,可以使用辅助的共挤压层,以促进多层的粘合。
采用在生产定向片的技术中已知的任何方法,例如采用平片法或泡膜或管状法,可以进行这些双轴取向底片的共挤压、淬火、定向和热固化。平片法包括将掺混物通过缝模挤压或共挤压,快速淬火在冷铸辊上挤压或共挤压的基料,使片的一种或多种聚合物组分在低于它们的固化温度下淬火。然后在高于一种或多种聚合物的玻璃态转变温度的温度下,通过以相互垂直的方向拉伸使淬火片双轴定向。该片可以沿一个方向拉伸,然后沿第二个方向拉伸,或可以沿两个方向同时拉伸。在片拉伸后,将片加热到足以使该聚合物结晶的温度进行固化,同时在一定程度上控制该片,防止其片在两个拉伸方向收缩。
在高于一种或多种聚合物的玻璃态转变温度的温度下,通过以相互垂直的方向拉伸使淬火的底片双轴定向。该片可以沿一个方向拉伸,然后沿第二个方向拉伸,或可以沿两个方向同时拉伸。在片拉伸后,将片加热到足以使该聚合物结晶的温度进行固化,同时在一定程度上控制该片,防止其片在两个拉伸方向收缩。纵向与横向的典型双轴取向比是5∶8。5∶8取向比可使双轴取向片在纵向与横向两个方向的机械性能都有提高。通过改变取向比,可以在只是一个方向或在两个方向提高双轴取向片的机械性能。得到本发明所要求机械性能的取向比是2∶8。
在照相洗印加工过程中,照相洗印加工设备可将成像涂布纸切成最后的图像格式。一般地,当成像元件生产者先切下适合于照相洗印加工设备使用的宽度时,只是需要照相洗印加工设备沿横过纵向方向切断。必需的是这些横向方向切段是精确的,切得干净利落。切得不精确导致印刷品挂着纤维突出部分,这是不希望的。不希望的纤维突出部分主要从背面聚合物片,而不是从纤维素涂布纸纤维撕下的。另外,沿横过纵向切下得不好可导致最后图像边缘损坏。使用在基层有双轴取向片的成像元件时,标准照相洗印加工机的刀具难以得到无纤维突出部分的边缘。因此,需要提供一种可采用一般刀具沿横向切下有双轴取向片的成像元件,这就是本发明所要解决的问题。
在照相洗印加工过程中,成像元件移动通过照相洗印加工机时,该机器往成像元件冲定位孔。这些孔冲得不精确或不完全,将会得到不希望的结果,如该机器不能把照片印在正确位置。另外,不能正确地冲出定位孔,因照片可能切成机器不能处理的尺寸而导致阻塞。由于在成像加工设备中冲孔通常从乳剂侧产生,成像元件底部的断裂机理是源于冲孔机和模具的裂缝组合。由于间隙小,如在作用小于1000000次的冲孔机和模具中,可通过二次撕裂过程完成源于工具边缘的彼此未连接的裂缝和切下,二次撕裂过程在底片厚度的大致中间位置造成呈锯齿状的边缘,这是与冲孔和冲模间隙相关的。当冲孔机和模具从重复动作开始撕裂时,形成了过量的间隙,这样为底片的强塑性变形创造了条件。当裂缝最后形成时,它可能未达到相反的裂缝,延迟了分离,于是在冲的孔中可能形成长聚合物毛边。这种长的毛边可能造成不合格的冲孔,这些孔可能导致机器堵塞。对于本发明的双轴取向底面的冲孔,破裂能量是决定定位冲孔质量的重要因素。降低破裂冲孔底片的能量能在较低冲孔力下出现冲孔裂缝,还有助于减少在冲孔中的冲孔毛边。本发明的聚合物底板的破裂能量定义为在应力应变曲线下的面积。以每分钟4000%应变速率,通过聚合物片的简单张力强度试验可测量破裂能量。
对于切断的成像材料或对于冲定位孔的成像材料,双轴取向底片在至少一个方向的破裂能量小于3.5×107焦/米3是优选的。破裂能量大于4.5×107焦/米3的双轴取向聚合物片在切断或冲孔方面没有显示出很大的改善。对于在照相洗印加工设备中切断的成像涂布纸,在纵向的破裂能量小于3.5×107焦/米3是优选的,因为切断通常出现在横向方向。
对于本发明的成像元件,最优选的破裂能量是9.0×105-3.5×107焦/米3。破裂能量小于5.0×105焦/米3的聚合物底片是费钱的,其中定向底片的生产产率降低了,因为使用了较低的定向比,从而降低了破裂能量。破裂能量大于4.0×107焦/米3表明铸塑低密度聚乙烯板的冲孔和切断性能没有什么很大的改善,所述的片在现有技术的成像载体中通常用作背面的片。
双轴取向片的优选厚度应该是12-50微米。厚度低于15微米时,片的厚度不足以将载体中的任何固有平面性降至最小,生产会是比较困难的,其强度还不足以为含有凝胶的成像层如光敏卤化银乳剂提供抗卷曲性。厚度大于50微米时,几乎未观察到机械性能的改善,因此多余材料所增加的成本也不合理。另外厚度大于50微米时,在照相洗印加工设备中冲定位孔的力超过了某些照相洗印加工设备的设计力。无法完成冲孔会造成机器堵塞,损失照相洗印加工效率。
本发明背面片的表面粗糙度有两个必需的表面粗糙度分量,提供在照相加工设备中高效传输与可书写性和照相加工后标记。提供高效传输的低频率粗糙度和提供印相和书写表面的高频率粗糙度两者的结合是优选的。高频率表面粗糙度定义为具有空间频率大于500周/毫米,平均峰与谷的高度小于1微米。在有价值的信息印制在图像背面上的照相洗印加工后标记中,与在使用例如钢笔和铅笔各种书写工具标记于图像背面的消费者背面可书写性中,高频率粗糙度是一个决定的因素。使用Park Scientific M-5原子力多模式扫描探针显微镜可测量高频率粗糙度。使用分布学模式中的频率调制间歇式接触扫描显微镜完成数据的收集。其端尖为超水平的纵横比4∶1,直径约100埃。
背面的双轴取向薄膜的低频率表面粗糙度或Ra是相对细间隔表面不规则性如在现有技术中聚乙烯铸塑的成像材料背面对着粗骤冷辊所得到的不规则性的度量。低频率表面粗糙度的测量是一种以微米为单位和使用符号Ra表示的最大允许粗糙度高度的度量。对于本发明成像材料背面的不规则分布,使用峰与谷的平均高度,该高度是最高峰的高度与最低谷的高度之间的平均垂直距离。低频率表面粗糙度,即是空间频率200-500周/毫米,峰与谷的平均高度大于1微米的表面粗糙度。低频率粗糙度是在成像元件高效地通过照相洗印加工设备、数字打印机和生产过程传输的一个决定因素。低频率粗糙度通常是用例如Perthometer表面测量设备测量的。
在包装工业中通常使用的双轴取向聚烯烃片一般经过熔体挤压,然后沿两个方向(纵向和横向)定向,使该片具有所希望的机械强度性能。双轴定向过程一般产生小于0.23微米的低频率表面粗糙度。虽然光滑表面在包装工业中具有价值,但它只是限于用作成像涂布纸的背面层。本发明双轴取向片的优选低频率粗糙度是0.30-2.00微米。层压到基层涂布纸的背面,双轴取向片应该具有大于0.30微米的低频率表面粗糙度,以保证通过许多类型的照相洗印加工设备高效传输,这些设备已被世界各地购买、安装。在低于0.30微米的低频率表面粗糙度时,通过照相洗印加工设备的传输变得不怎么有效。在大于2.54微米的低频率表面粗糙度时,该表面会变得过分粗糙,在照相洗印加工设备中会引起传输问题,并且材料围绕在辊周围时,粗糙的背面表面也会开始使卤化银乳剂起压纹。
在双轴取向片底面最表层上产生所希望的低频率表面粗糙度的最优选方法是使用压纹定向聚合物片。压纹方法能使希望的频率和波纹图案加入成像元件中。光滑的取向聚合物片通过有夹持辊和印花辊的辊隙传输。优选地,当定向底板在压力和超过120℃的温度下接触花辊时,出现了压纹。控制压纹的关键因素是达到该聚合物的玻璃态转变温度,因此该聚合物接受了来自花辊的图案。
本发明优选的背面双轴取向片结构如下,其中表层处在成像元件底部固体聚丙烯芯压纹聚乙烯表层将附加物加入最底层可以实现表层的低频率表面粗糙度。附加物的粒度优选地是0.20-10微米。在粒度小于0.20微米时,不可能得到希望的低频率表面粗糙度。在粒度大于10微米时,在双轴取向过程期间,附加物开始产生有害的表面空隙,这在成像涂布纸的应用中是不合格的,并且当材料绕在辊周围时还会开始使卤化银乳剂起压纹。加到最低表层以产生所希望的背面粗糙度的优选附加物包括选自由二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、氧化铝、高岭土及其混合物组成的无机颗粒的材料。附加物也可以是使用单体的交联聚合物珠,所述单体选自苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、二甲基丙烯酸乙二酯、乙烯基吡啶、醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、乙烯基苄基氯、偏氯乙烯、丙烯酸、二乙烯苯、丙烯基酰胺基甲基-丙烷磺酸、乙烯基甲苯、聚苯乙烯或聚(甲基丙烯酸甲酯)。
附加物也可以加到双轴取向背面片中,以改善这些板的白度。这应包括在该技术中已知的任何方法,其中包括加白色颜料,例如二氧化钛、硫酸钡、粘土或碳酸钙。这还应包括添加荧光剂,它吸收紫外光区的能量,并发射大量蓝色光区的光,或添加其他能改善片的物理性能或片的生产能力的添加剂。
在双轴取向板的最底层上,无规的低频率粗糙度图案是优选的。无规的图案,或没有任何特定图案的图案优于规则的图案,因为无规图案能最好地模拟纤维素涂布纸的外观和结构,这给成像图像增添了商业价值。与规则的图案相比时,在最低表层上的无规图案会降低转移到图像侧的低频率表面粗糙度的影响。转移的无规低频率表面粗糙度图案是比规则图案更难以检测。
本发明双轴取向片的优选高频率粗糙度在使用高通截止滤光器500周/毫米测量时是0.001-0.05微米。低于0.0009微米的高频率粗糙度不能为通过湿化学加工图像保留照相洗印加工后标记提供所需要的粗糙度。高频率粗糙度提供非均匀的表面,通常采用接触式打印机或喷墨打印机涂敷的后标记墨水可能粘附在该表面上,并且可防止以免受照相加工产生的摩擦。高于0.06微米的高频率粗糙度不能为改善消费者用钢笔和铅笔的可书写性提供适当的粗糙度。钢笔,尤其像照相加工后标记,需要收集和干燥笔的墨水的位置。铅笔需要从铅笔上擦下炭的粗糙度。
通过在表层上涂布含有会产生所希望表面粗糙度频率的材料的单独层,或采用一些两种方法的组合,可实现本发明背面片的高频率表面粗糙度。可提供所希望高粗糙度频率的材料包括二氧化硅、铝氧化物、碳酸钙、云母、高岭土、氧化铝、硫酸钡、二氧化钛及其混合物。此外,使用苯乙烯、丁基丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、二甲基丙烯酸乙二酯、乙烯基吡啶、醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、乙烯基苄基氯、偏氯乙烯、丙烯酸、二乙烯苯、丙烯基酰胺基甲基-丙烷以及聚硅氧烷树脂的交联聚合物珠都可以用于形成本发明的高频率表面粗糙度。所有这些指出的材料都可以用于表层,或用作涂布层,或用于某些组合中。
可以产生所希望的高频率粗糙度的优选方法是通过应用涂布粘结剂。可以使用在该技术中已知的各种方法涂布粘结剂,得到薄的均匀涂层。可采用的涂布方法实例包括凹版涂布法、气刀刮涂法、涂辊涂布法或幕式淋涂法。可使用或不使用交联剂涂装涂布粘结剂,该交联剂由苯乙烯丙烯酸酯、苯乙烯丁二烯甲基丙烯酸酯、苯乙烯磺酸酯或羟乙基纤维素或它们的一些混合物组成。可以单独使用这些粘结剂,得到所希望的高频率粗糙度,或与上述任何微粒结合使用达到所述的粗糙度。优选的粘结剂类由30-78摩尔%甲基丙烯酸烷基酯,其中烷基有3-8个碳原子,2-10摩尔%烯属不饱和磺酸碱金属盐和20-65摩尔%乙烯苯的加合产物组成,该聚合物的玻璃态转变温度是30-65℃。该胶乳经适当配制、涂布和干燥后,与胶体二氧化硅结合或不结合,该胶乳凝聚都可得到高频率粗糙度,胶体二氧化硅对后标记和保留照相洗印加工后印制是特别有用的。
提供高频率粗糙度的优选材料实例是涂布到双轴取向表层上的苯乙烯丁二烯甲基丙烯酸酯,该表层由聚乙烯共聚物和含有乙烯、丙烯和丁烯的三聚物组成。使用凹印/背涂辊系统,以25克/米2涂布苯乙烯丁二烯甲基丙烯酸酯。干燥苯乙烯丁二烯甲基丙烯酸酯涂层达到表面温度55℃。这个实施例的双轴取向片含有来自双轴共聚物配方的低频率组分,和来自苯乙烯丁二烯甲基丙烯酸酯涂层的高频率组分。
为了成功地传输在其反面含有具有所希望表面粗糙度的层压双轴取向片的成像涂布纸,最下层上有抗静电涂层是优选的。抗静电涂层可以含有在该技术中任何已知的物质,这些物质涂在成像基料上,在传输成像涂布纸期间可降低静电。在50%相对湿度下,抗静电涂层的优选表面电阻率是小于1013欧姆/方。
在共挤压和定向过程后,或在铸塑与完全定向之间,可以用许多涂料涂布或处理这些双轴取向片,使用这些涂料改善标记时所使用片的性能,其中包括印刷适性,提供蒸汽阻挡层,使它们热密封,或改善与载体或与光敏层的粘合性。其实例在印刷适性方面为丙烯酸涂料,在热密封性方面为聚偏氯乙烯涂料。另一个实例包括火焰、等离子体或电晕放电处理,以改善印刷适性或粘合作用。
优选的基层是成像级纤维素纤维涂布纸。在卤化银成像系统的情况下,合适的纤维素涂布纸应该不与光敏乳剂层发生相互作用。本发明中使用的成像级涂布纸应该是“光滑的”,以便不干扰观察图像。纤维素涂布纸的表面粗糙度或Ra是在涂布纸上相对细间隔的表面不规则性的一种度量。表面粗糙度测量是一种以微米为单位和使用符号Ra表示的最大允许粗糙度高度的度量。对于本发明的涂布纸,长波长表面粗糙度或桔皮皱纹是有意义的。对于本发明涂布纸的不规则表面分布,使用直径0.95厘米探针测量涂布纸的表面粗糙度,因此,使所有细粗糙度细节桥联。涂布纸的优选表面粗糙度是0.13-0.44微米。在表面粗糙度大于0.44微米时,与现有成像涂布纸相比,观察到的图像质量几乎没有改善。纤维素涂布纸表面粗糙度小于0.13微米是难以生产的,也很费钱。
纤维素涂布纸的优选基重是117.0-195克/米2。基重低于117.0克/米2得到的成像载体没有在通过照相洗印加工设备与数字打印硬件时传输所要求的硬度。此外,基重低于117.0克/米2得到的成像载体没有消费者认可所要求的硬度。在基重大于195克/米2时,成像载体的硬度为消费者认可,但超过了高效照相洗印加工的硬度要求。基重超过195克/米2的纤维素涂布纸普遍存在一些问题,例如不能切断,冲孔不完全。本发明涂布纸的优选纤维长度是0.40-0.58毫米。采用FS-200纤维长度分析仪(Kajaani Automation,Inc.)测量纤维长度。纤维长度低于0.35毫米难以完成生产,因此也费钱。因为更短的纤维长度一般会造成涂布纸的模数增加,涂布纸的纤维长度低于0.35毫米会使这种成像涂布纸在照相洗印加工设备中冲孔非常困难。涂布纸的纤维长度大于0.62毫米在表面光滑度方面没有显示任何改善。
纤维素涂布纸的优选密度是1.05-1.20克/厘米3。片密度小于1.05克/厘米3不能提供消费者喜欢的光滑表面。片密度大于1.20克/厘米3会难以生产,需要费钱的压延加工,也损失了机器效率。
纵向与横向方向的模数对于成像载体的质量很关键,因为模数比在成像元件卷曲和在纵向和横向方向两者平衡硬度方面是一个制约性因数。优选的纵向与横向方向模数比是1.4-1.9。模数比小于1.4是难以生产的,因为主要随着从涂布纸机器流浆箱出来的浆流,纤维素纤维易于列成一行。这种浆流是沿纵向的,只是被长网造纸机参数有点抵消。模数比大于1.9没有使层压成像载体的卷曲和硬度获得应有改善。
可以在低成本成像反射照片中形成基本无TiO2的纤维素涂布纸,因为将微空隙双轴取向片层压到本发明的纤维素涂布纸上可以改善成像载体的不透明性。对于低成本成像涂布纸,从纤维素涂布纸除去TiO2可显著改善涂布纸生产过程的效率,因此不需要在关键机器表面上清除有害的TiO2沉积物。
对于优质成像涂布纸,为改善成像元件的不透明性,在涂布纸基层使用TiO2是优选的。加入涂布纸基层的TiO2降低了环境光线有害透射,这种光线干扰消费者观看图像。使用的TiO2可以是金红石或锐钛矿类。加入纤维素涂布纸中的可接受的TiO2实例是杜邦化学公司的R101金红石TiO2和杜邦化学公司的R104金红石TiO2。改善成像反应的其他颜料也可以用于本发明。例如滑石、高龄土、CaCO3、BaSO4、ZnO、TiO2、ZnS和MgCO3的颜料是有用的,可以单独使用或与TiO2结合使用。
为了附加改善基层涂布纸的不透明性,在涂布纸基层中使用染料是优选的。加入纤维素涂布纸中的染料可改善不透明性,因为在涂布纸中纤维和染料各自都彼此独自地吸收和散射光,并且不透明的效果是加和的。加入纤维素涂布纸中的优选的不透明染料是蓝色染料。蓝色染料是优选的,因为证明这些染料有很高的不透明性,并且消费者是可以接受的,因为消费者喜欢蓝-白色涂布纸,胜过黄-白色或绿-白色涂布纸。蓝色染料也可以与TiO2结合使用,因为曾证明TiO2和蓝色染料的不透明效果是加和的,生产的纤维素涂布纸基层具有高不透明性。
基本无干强度树脂和湿强度树脂的纤维素涂布纸是优选的,因为除去干强度树脂和湿强度树脂降低了纤维素涂布纸的成本,还提高了生产效率。干强度树脂和湿强度树脂一般加到纤维素成像涂布纸中,以便在消费者照片的照相洗印加工期间采用湿法化学使涂布纸显色时,提供干状态的强度和湿状态的强度。在本发明中,不再需要干强度树脂和湿强度树脂,因为成像载体的强度是由高强度双轴取向聚合物片层压到纤维素涂布纸上层和底层得到的。
在本发明中可以使用在该技术中已知的能提供图像质量涂布纸的任何纸浆。漂白的硬木化学牛皮纸浆是优选的,因为它提供光亮度,良好的起始表面以及良好的形态,同时保持强度。一般地,硬木纤维比软木纤维短,其比约1∶3。光亮度在457nm小于90%亮度的纸浆是优选的。在成像载体中通常使用光亮度为90%或更高的纸浆,因为消费者典型地喜欢白色的涂布纸外观。在457nm低于90%亮度的纤维素涂布纸是优选的,因为可以将微空隙双轴取向片层压到本发明的纤维素涂布纸上,改善成像载体的白度。降低纸浆白度可减少需要漂白的量,因此降低了纸浆费用,还减少了漂白对环境的压力。
碳酸钙是本发明纤维素涂布基层的优选填料。碳酸钙作为填料有许多优点。它不是照相活性的。它与光学增白剂的使用相容。可以生产出具有严格的大小、形状和纯度规格的碳酸钙。成本也低。但是,碳酸钙在酸性pH下可发生分解,因此大大限制了它的应用。例如,作为填充剂使用碳酸钙典型地限于碱性制纸操作,因为碳酸钙遇到酸性制纸操作的酸性pH时,碳酸钙可分解成氢氧化钙和二氧化碳。对于照相纸,特别地,该纸接触的显影液典型地为pH3.0。照相纸中的任何碳酸钙接触显影液都会分解,致使钙离子从相纸中出来,进入显影液槽。随着时间迁移,显影液中钙离子浓度积累,直到钙以钙盐形式沉淀出来,结果在显影槽中形成石笋。这些石笋摩擦移动的相纸片,因此擦伤照片,使得到的照片不能用。因此,禁止在照相纸中使用碳酸钙,但它赋予纸板改善的光滑度和不透明性还是有希望的。
使用的碳酸钙可以是沉淀的或磨碎的碳酸钙。加到本发明纤维素纸中可接受的CaCO3实例包括Specialty Minerals,Inc.以商品名Albacar,Albafil和Albagloss销售的沉淀碳酸钙类,Omya,Inc.以商品名Omyafil和Omyapaque销售的磨碎碳酸钙类,特别是Specialty Minerals,Inc.生产的Albacar HO和Omya,Inc.生产的Omyafil。
本发明光滑结实的纸也可以含有TiO2。曾证明TiO2可改善纸的不透明性,提供高质量白色外观。TiO2与碳酸钙也可组合使用。加入碳酸钙与加入TiO2的优选比是2∶1至6∶1。低于2∶1时,降低了碳酸钙的生产与成本优点。高于7∶1时,几乎观察不到纸白度或不透明性的改善,从而证明TiO2的合理的附加费用。加入碳酸钙与加入TiO2的最优选比是4∶1。在比4∶1,发现卤化银成像系统的不透明性、成本和白度都得到优化。
与碳酸钙组合使用的TiO2可以是金红石或锐钛矿类。加到纤维素纸中可接受的TiO2实例是杜邦化学公司的R101金红石TiO2和杜邦化学公司的R104金红石TiO2。改善照相反应的其他颜料也可以用于本发明。例如滑石、高龄土、BaSO4、ZnO、TiO2、ZnS和MgCO3的颜料是有用的,可以单独使用或与TiO2组合使用。
用作本发明层压照相印相纸载体的涂布基层纸可以选自在照相印相纸中通常使用的材料。这些材料包括自然纤维素木浆。纸浆典型地是在机械强度与总表面光滑度之间达到平衡的掺混的或硬木或软木的纸浆。照相纸载体典型地是用50%漂白硬木牛皮纸浆、25%漂白硬木亚硫酸盐纸浆和25%漂白软木亚硫酸盐纸浆配料,通过双盘精制机,然后约旦锥形精磨机,再到200毫升加拿大标准Freeness进行精制所生产的。使用以干重计的烷基乙烯酮二聚物、阳离子玉米淀粉、聚酰胺表氯醇、阴离子聚丙烯酰胺和TiO2处理得到的纸浆配料。
在生产照相元件的过程中,优选实施方案中的涂布纸基层是用表面上胶剂涂布的,该上胶剂含有淀粉分散液,它还可以含有盐、荧光增白剂、抗氧化剂和其他材料。在造纸工业中,人们通常知道通过计量或闸门辊胶压机或采用流水线涂装机如刮涂机或计量棒涂机来涂敷着色胶料分散液。这样的着色胶分散液典型地含有亲水或疏水的粘结剂和白色颜料。典型的亲水粘结剂可以包括淀粉、明胶、聚乙烯醇、水分散的聚氨酯和聚酯或在该技术中已知的其他材料。白色颜料典型地包括TiO2、BaSO4、ZnS、粘土、滑石或CaCO3。这些材料经配制以满足特别涂敷方法的要求。虽然在制纸机上在线添加着色涂料和胶料分散液似乎是经济的,但往纸片添加胶乳和其他材料时会遇到许多问题。一旦加入了胶乳类粘结剂,并且已干燥在纸片上,则将这种纸再制浆或再使用就变得非常困难。而且,如果该方法生产纸的部分或该方法涂料涂敷部分存在问题,那么该方法就得停止运行,于是造成过量的废物和过长的停工期。考虑这样一种组合方法的经济问题时,采用任何非在线涂敷作为独立操作的一部分可能是更好的。
如果涂敷操作以独立操作方式进行,则与生产纸的过程相反,可能使采用涂敷操作遇到的一些特别问题更突出。还可以扩大选择适合于非在线涂敷操作的粘结剂。典型使用的疏水粘结剂包括由烯属不饱和单体制备的加合类聚合物和互聚物,所述单体包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯,例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸正-辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸正-辛酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸月桂酯,衣康酸二烷基酯、马来酸二烷基酯、丙烯腈和甲基丙烯腈、苯乙烯类,其中包括取代的苯乙烯,醋酸乙烯酯、乙烯基醚、卤乙烯和偏卤乙烯,以及烯烃,例如丁二烯和异戊二烯。这些疏水粘结剂包括胶乳,例如苯乙烯-丁二烯、聚丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯胶乳、苯乙烯-丙烯酸共聚物以及在该技术中已知的其他胶乳。这些聚合物可以有机溶剂或含水介质施用,还可以含有能通过分子间交联或通过与交联剂(即硬化剂)反应形成共价键的反应性官能团。适合的反应性官能团包括羟基、羧基、碳化二酰亚胺、氨基、酰胺、烷基、环氧化物、氮杂环丙烯、乙烯基砜、亚磺酸和活性亚甲基。
可以使用各种涂敷方法涂敷或浸渍该片或在片上涂敷一层。最优选的方法是刮涂法或幕式淋涂法,其中往片上可以涂布一层以上的不连续层。采用幕式淋涂一层以上时,各个官能团可以加到每一层。采用这种方式,可以优化与基层粘合的、承载颜料的或其他功能化学试剂或顶部光泽或不渗透性层的这些层。刮涂或棒涂装是单层涂层所希望的,该单层涂层可用相对高的固体含量涂敷,这样有助于将干燥工作量降到最低。其他可接受的方法可以包括辊涂、闸辊压机或闸辊涂布机、能将不同溶液涂敷到片的两面的billbade涂布机或气刀刮涂。在该技术中人们知道,在涂料涂敷后干燥或除去涂料分散液中的溶剂相。这可采用热空气吹或红外干燥器或它们的组合进行干燥。在典型地涂布纸的涂敷中,特别是在制纸机上在线涂布过程中,非常普遍的是压延片,以便提供提高的光滑度和表面质量。
为了获得具有足够光滑度的纤维素涂布纸,希望再润湿纤维素涂布纸后再进行最后的压延。用涂布纸机制得的高水含量的涂布纸压延,比含有采用再润湿操作加入的同样水含量的涂布纸容易得多。这是由于纤维素吸入的水的部分不可逆性。但是,压延高水含量的涂布纸可导致变黑,一种纤维彼此接触而被粉碎所造成的透明状态。粉碎区域反射光少,因此显得暗,这是在成像应用中(例如彩色涂布纸的基层)不希望的状态。在机器干燥涂布纸后把水加到涂布纸的表面,可以避免变黑的问题,同时保持了高水含量压延的优点。在机器压延前加表面水是试图软化表面的纤维,而不软化在涂布纸内的纤维。有高表面水含量的压延的涂布纸一般表现出更大的强度、更高的表面密度、以及图像光泽,所有这些都是成像载体所希望的,还表明所有这些在感性上优于现有技术的成像涂布纸基层。
有几种涂布纸表面湿润/增湿技术。采用机械辊或通过静电场产生气溶胶雾加水是该技术中两种已知的技术。上述技术要求水渗透到表面,并且在涂布纸顶部表面达到平衡的停留时间,因此卷筒纸长度。因此,对上面这些系统调整水而又不使涂布纸扭曲、花点和膨胀是非常困难的。在最后压延之前润湿涂布纸表面的优选方法是使用蒸汽喷淋。蒸汽喷淋使用在控制气氛中的饱和蒸汽,以便使水蒸汽渗透到涂布纸的表面,并冷凝下来。在压延之前,由于本发明的涂布纸在压延辊的压力辊隙前被加热与增湿,所以蒸汽喷淋能显著改善光泽和光滑度。一种为控制纤维素涂布纸表面增湿创造条件的市售系统实例是由Pagendarm公司生产的“Fluidex System”。
对于成像载体,只是在涂布纸正面使用蒸汽是优选的,因为在涂布纸成像一面,改善的表面光滑度才具有商业价值。在涂布纸两面应用蒸汽喷淋是可行时,这种汽喷淋也是不必要的,还使产品提高了附加成本。
在施用蒸汽与压延后优选的水含量是7-9重量%。水含量低于7%在生产上是比较费钱的,因为需要更多的纤维达到最后基本重量。水含量高于10%时,涂布纸表面开始变坏。在蒸汽喷淋再润湿涂布纸表面后,涂布纸压延后再卷这种涂布纸。压延辊的优选温度是76-88℃。更低的温度导致表面不好。更高的温度是不希望的,因为压延辊需要更多的能量,还曾发现增加了在卷涂布纸时其纸的水分可变性。
使用纤维素纤维涂布纸载体时,优选的是用聚烯烃树脂将取向聚合物片挤压复合到基层涂布纸上。在本发明双轴取向片与基层涂布纸之间涂粘合剂,将它们粘在一起,接着在例如两个辊之间的辊隙中对它们施压,于是进行挤压复合。在将双轴取向片或基层涂布纸放到该辊隙之前,可以把粘合剂涂布到双轴取向片或基层涂布纸上。在一种优选方式中,粘合剂随双轴取向片和基层涂布纸一起同时放到辊隙里。
双轴取向片与纤维素成像涂布纸粘结使用的粘结剂优选地选自可以在160-300℃下熔体挤压的树脂。通常,使用聚烯烃树脂如聚乙烯或聚丙烯。
双轴取向片粘结到在聚乙烯上的成像级纤维素涂布纸时,粘合剂树脂是优选的。本发明使用的粘合剂树脂是可以熔体挤压的树脂,该粘合剂树脂提供了在纤维素涂布纸与双轴取向片之间足够的结合强度。为了在一般成像系统中使用,涂布纸与双轴取向片之间的剥离力需要大于150克/5厘米,以防止在生产成像基层期间、在图像加工期间或在最后图像格式中脱层。“剥离强度”或“分离力”或“剥离力”是将双轴取向片与基层涂布纸分开所需要力的度量。使用Instron量规和以十字头速度1.0米/分进行的180度剥离试验可测量剥离强度。样品宽度为5厘米,剥离的距离是10厘米。
在卤化银成像系统的情况下,合适的粘合剂树脂也不应该与光敏乳剂层相互作用。粘合剂树脂的优选实例是离聚物(即用金属离子,例如Na离子或Zn离子交联的甲基丙烯酸乙二酯共聚物)、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯丙烯酸乙酯马来酸酐共聚物或乙烯甲基丙烯酸共聚物。这些粘合剂树脂是优选的,因为它们可以很容易熔体挤压,并且在双轴取向聚烯烃片与基层涂布纸之间的剥离力可达到150克/5厘米以上。
将取向聚烯烃片与成像基层涂布纸胶粘的金属茂催化的聚烯烃弹性体是非常优选的,因为它们能与光滑的双轴取向聚烯烃片极好粘合结合,使用一般的挤出设备很容易进行熔体挤压,而且与其他粘合剂树脂相比成本也低。金属茂是一类高活性的烯烃催化剂,这些催化剂可用于制备聚烯烃弹性体。这些催化剂,特别是以例如锆、钛和铪的IVB族过渡金属为主要成分的催化剂,在乙烯聚合反应中显示出极高的活性。各种形式的金属茂类催化系统都可用于制备聚合物的聚合反应,所述聚合物用于将双轴取向聚烯烃片与纤维素涂布纸连结起来。催化剂系统的形式包括但不限于均匀的载体上的催化剂类的形式、高压法或浆体或溶液聚合反应法的那些。金属茂催化剂也是高度灵活的,通过控制催化剂组成和反应条件,可以使用它们制得具有可控制分子量的聚烯烃。适合的聚烯烃包括聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊烯、聚苯乙烯、聚丁烯及其混合物。在US 4 937 299(Ewen等人)中可看到这些乙烯聚合的金属茂催化剂的进展。
最优选金属茂催化的共聚物是非常低密度的聚乙烯(VLDPE),乙烯和C4-C10α单烯烃共聚物,非常优选地,乙烯和丁烯-1和己烯-1共聚物和三聚物。金属茂催化的乙烯弹性体熔体指数优选地是2.5-27克/10分。金属茂催化的乙烯弹性体密度优选地是0.8800-0.9100。密度高于0.9200的金属茂催化的乙烯弹性体不能与双轴取向聚烯烃片充分粘合。
熔体挤压的金属茂催化的乙烯弹性体有一些加工问题。由早期食品包装应用试验得到的加工结果表明,采用内缩量至牵伸性能平衡方法所测量的它们的涂布性能比通常低密度聚乙烯差,因此,在生产现有成像载体的典型单层熔体挤压法中,使得使用金属茂催化的弹性体变得很困难。通过低密度聚乙烯与金属茂催化的乙烯弹性体掺混,得到了可接受的熔体挤压涂布性能,使得使用与低密度聚乙烯(LDPE)掺混的金属茂催化的弹性体变得非常有效。加入的低密度聚乙烯的优选含量取决于使用的LDPE性质(例如熔体指数、密度、长支链类型的性质)和所选择的金属茂催化的乙烯弹性体性质。由于金属茂催化的乙烯弹性体比LDPE贵,利益成本权衡对于具有加工优势(例如内缩量)和产品优势(双轴取向薄膜与涂布纸的粘合)的均衡材料成本是必不可少的。一般地,掺混LDPE的优选范围是10-80重量%。
胶粘层还可以含有已知改善成像反应如白度或清晰度的颜料。二氧化钛是优选的,用于本发明改善图像清晰度。使用的二氧化钛可以是锐钛矿或金红石类。在白度的情况下,锐钛矿是优选的。在清晰度的情况下,金红石是优选的。另外,锐钛矿与金红石二氧化钛可以掺混以改善白度和清晰度两者。成像系统可接受的TiO2实例是杜邦化学公司的R101金红石TiO2和杜邦化学公司的R104金红石TiO2。改善成像反应的其他颜料也可以用于本发明。其他白色颜料实例包括滑石、高龄土、CaCO3、BaSO4、ZnO、TiO2、ZnS和MgCO3。加到胶粘层的优选TiO2重量百分数是12-18%。加入量低于8%的TiO2对图像光学性能没有显著影响。高于24%的TiO2降低了生产效率,因为遇到了例如挤压颜料模条纹之类的问题。
胶粘层还可以含有在该技术中已知吸收光的附加物。本发明中的吸收光层用于改善图像的光学性质,例如不透明性和图像分辨率性质。可以加到胶粘层的吸光材料实例是挤压级炭黑。炭黑附加物是通过控制燃烧液体烃生产得到的,可以在熔体挤压前加入胶粘层。
在本发明的生产方法中,优选的胶粘剂是从缝型模头挤出的熔体。一般地,优选使用T模头或衣架式模头。优选胶粘剂的熔化温度是240-325℃。在基层涂布纸与双轴取向片之间涂布胶粘剂,使双轴取向片和基层涂布纸胶粘在一起,接着在例如两个辊之间的辊隙中施压,可以进行挤压复合。胶粘层总厚度是2.5-25微米,优选地3.8-13微米。低于3.8微米时,难以保持一致的熔体挤压胶粘层厚度。在厚度高于13微米时,双轴取向片与涂布纸的粘合几乎无改善。
在层压过程中,为了使得到层压载体的卷曲降至最低,希望的是保持控制一片或多片双轴取向片的张力。对于高湿度应用(>50%RH)和低湿度应用(<20%RH),希望的是层压前面和后面薄膜两者以保持卷曲最小。
当应用于控制图像转移到成像元件的多项技术时,本文这里使用的术语“成像元件”包括连同图像接受层一起的如上述的成像载体。这样的技术包括热染料转移、电子照相印制或喷墨打印以及照相卤化银图相用的载体。本文这里使用的术语“照相元件”是一种在成像时使用光敏卤化银的材料。当本发明针对照相记录元件时,该元件包括载体和至少一种含有卤化银颗粒的光敏卤化银乳剂层,采用喷墨打印、热染料转移打印和电子照相印制形成的图像也是有价值的。特别地,上述的打印技术不需要分开的打印和化学显色过程,能够用数码文件打印图像,这种数码文件可数码打印包装压敏标记。
本发明接受元件的热染料图像-接受层可以含有例如聚碳酸酯、聚氨酯、聚酯、聚氯乙烯、聚(苯乙烯-共-丙烯腈)、聚(己内酯)及其混合物。染料图像-接受层可以是达到既定目标而有效的任何量。一般地,浓度1-10克/米2时可得到良好的结果。在染料-接受层上还可以涂外涂层,例如Harrison等人在US 4 775 657中所描述的。
与本发明染料-接受元件一起使用的染料-给体元件通常包括在其上有含染料层的载体。在本发明使用的染料-给体中可以使用任何染料,只要它通过热作用可转移到-接受层。使用可升华染料能得到特别好的结果。例如在US 4 916 112、4 927 803和5 023 228中描述过可用于本发明的染料-给体。如前面所指出的,染料-给体元件用于形成染料转移图像。这样一种方法包括图像-式样-加热染料-给体元件,如前面描述的染料图像转移到染料-接受元件,形成染料转移图像。在热染料转移打印法的优选实施方案中,利用染料给体元件,该元件兼顾了用相继重复的蓝绿色、红紫色和黄色颜料区域覆盖的聚(对苯二甲酸乙二酯)载体,每种颜色相继地进行了染料转移步骤,得到三色染料转移图像。该方法只对单色进行时,那么得到单色染料转移图像。
可以用于将染料从染料-给体元件转移到本发明的接受元件的热打印头是从市场上可买到的。例如可以使用Fujitsu ThermalHead(FTP-040 MCS001)、TDK Thermal Head F415 HH7-1089或RohmThermal Head KE 2008-F3。另外,可以使用其他已知的热染料转移的能源,例如像GB 2 083 726A中描述的激光器。
本发明的热染料转移组件包括(a)染料-给体元件,和(b)如前面描述的染料-接受元件,染料-接受元件与染料-给体元件呈叠加关系,因此给体元件的染料层是与接受元件的染料图像-接受层接触的。
要得到三色图像时,在采用热打印头施加热的时间里,有三场合可形成上述的组件。在转移第一种染料后,剥离掉该元件。第二种染料-给体元件(或具有不同染料区域的给体元件的其他区域)与染料-接受元件一起放入记录器中。以同样方式得到第三种颜色。
在现有技术中已很好地描述过电记录方法和电子照相方法及其单个步骤。这些方法加入了产生静电图像、使带静电的彩色颗粒(调色剂)图像显影,以及使该图像固定在底板上这些基本步骤。这些方法和基本步骤有许多变化;使用液体调色剂代替干调色剂只是这些变化中一种变化。
可以采用许多方法完成第一个基本步骤,即产生静电图像。电子照相复制法通过模拟或数码曝光方式,利用均匀带电光导体的成影像式光致放电。光导体可以是一次使用的系统,或可以是再充电的和再成像的系统,像基于硒或有机光接受器的系统。
在一种方式中,电子照相复制法通过模拟或数码曝光方式,利用均匀带电光导体的成影象式光致放电。光导体可以是一次使用的系统,或可以是再充电的和再成像的系统,像基于硒或有机光接受器的系统。
在另一种电子记录方法中,采用离子射线照相法产生静电图像。在电介(保持电荷)质,纸或薄膜上产生潜像。在选择的金属触针或一排相距该介质宽度的触针书写笔尖上施加电压,造成在选择的触针与介质之间的空气介电击穿。产生了在介质上形成潜像的离子。
使用带相反电荷的调色剂颗粒使不管怎样产生的静电图像显影。对于用液体调色剂显影,液体显影剂与静电图像直接接触。通常使用流动的液体以保证显影时可获得足够的调色剂颗粒。静电图像产生的电场可通过电泳将悬浮于非导电液体中的电荷颗粒除去。静电潜像的电荷因此被带相反电荷的颗粒中和。在许多书和出版物中都很好地描述了液体调色剂电泳显影的理论和物理学。
如果使用再成像光接受器或电记录母片,调色的图像转移到纸上(或其他底板)。纸采用静电方法带电,其极性选择可使调色剂颗粒转移到纸上。最后,调色的图像固定在纸上。对于自-固定调色剂,残留的液体可通过空气-干燥和加热从纸上除去。在蒸去溶剂时,这些调色剂形成薄膜,粘附在纸上。对于热-熔调色剂,使用热塑性聚合物作为调色剂颗粒的一部分。加热能除去残留的液体,也能将调色剂固定在纸上。
用喷墨作为成像介质时,记录元件或介质典型地包括底板或载体材料,在其至少一个面上有墨水接受层或成像层。为了改善接受墨层与载体的粘合作用,如果希望的话,在溶剂-吸收层涂到载体之前,可以对载体表面进行电晕放电处理,或另外,可以往载体表面涂布底涂层,例如用卤化酚或部分水解的氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物形成的层。墨水接受层优选地从水或水-醇溶液中涂布到载体层上,该层干厚3-75微米,优选地8-50微米。
任何已知的喷墨水接受层可以与本发明基于聚酯为的外阻挡层组合使用。例如,喷墨水接受层主要由无机氧化物颗粒组成,例如二氧化硅、改性的二氧化硅、粘土、氧化铝、可熔珠如由热塑性或热固性聚合物组成的珠、非可熔有机珠或亲水聚合物如自然-存在的亲水胶体和树胶如明胶、白朊、瓜尔胶、黄原胶、阿拉伯树胶、脱乙酰壳多糖、淀粉及其衍生物等;天然聚合物的衍生物如官能化蛋白质、官能化树胶和淀粉,以及纤维素醚及其衍生物;以及合成的聚合物如聚乙烯基唑啉、聚乙烯基甲基唑啉、聚氧化物、聚醚、聚乙烯亚胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、正-乙烯基酰胺,其中包括聚丙烯酰胺和聚乙烯基吡咯烷酮,聚乙烯醇,它的衍生物和共聚物;以及这些材料的组合。亲水聚合物、无机氧化物颗粒、有机珠可以在底板上的一层或多层中,在一层中有各种组合。
可以通过加入陶瓷或硬聚合物颗粒、在涂布期间发泡或鼓风,或通过加入非-溶剂诱发层中相分离来往由亲水聚合物组成的墨水接受层引入多孔结构。一般地,亲水而非多孔的基层是优选的。这对于光记录质量照片是特别对的,其中多孔性可能引起损失光泽。特别地,如该技术中人们所熟知的,墨水接受层可以由任何亲水聚合物或聚合物组合组成,有或没有添加剂。
如果希望的话,墨水接受层可以涂有渗透墨水的防粘保护层,例如像包括纤维素衍生物或用阳离子改性的纤维素衍生物或其混合物的层。一种特别优选的外涂层是聚β-1,4-脱水-葡萄糖-g-氧亚乙基-g-(2′-羟丙基)-N,N-二甲基-N-十二烷基氯化铵。该外涂层是无孔的,但渗透墨水,可用于改善水-基墨水印在该元件上的图像的光密度。该外涂层也可以防止墨水接受层免受摩擦、弄脏和水损伤。一般地,这种外涂层的干厚度可以是0.1-5微米,优选地0.25-3微米。
实际上,在墨水接受层和外涂层中可以使用各种添加剂。这些添加剂包括表面活性剂如一种或多种改善涂布性能和调节干涂层表面张力的表面活性剂、控制pH的酸或碱、抗静电剂、悬浮剂、抗氧化剂、使涂料交联的硬化剂、紫外光稳定剂、光稳定剂等。另外,可以加少量(2-10重量%基层)媒染剂,以改善耐水性。有用的媒染剂已在US 5 474843中公开。
可以采用一般的涂装方法,把上面描述的层,其中包括墨水接受层和外涂层涂布到在这种技术中通常使用的透明或不透明载体材料上。涂装方法可以包括,但不限于刮涂、金属丝棒涂、窄缝挤压涂布、滑动漏斗式涂布、凹版涂布、幕式淋涂等。这些方法中某些方法可同时涂布两层,从生产经济观点来看,这是优选的。
在过渡层或TL上涂布DRL(染料接受层),其厚度0.1-10微米,优选地0.5-5微米。可以用作染料接受层的已知配方有许多。主要要求是DRL与将成像的墨水相容,以便得到希望的颜色范围和色密度。当墨水落下通过DRL时,染料留在DRL中或在DRL中受到媒染剂作用,而墨水溶剂自由地通过DRL,很容易地被TL吸收。另外地,DRL配方优选地用水涂布,这种配方与TL有合适的粘附作用,并且能够很容易控制表面光泽。
例如,Misuda等人在US 4 879 166、5 264 275、5 104 730、4879 166和日本专利1 095 091、2 276 671、2 276 670、4 267 180、5 024 335和5 016 517公开了水基DRL配方,这些配方含有假-勃姆石和某些水溶性树脂。Light在US 4 903 040、4 930 041、5 084 338、5 126 194、5 126 195和5 147 717中公开了水-基DRL配方,这些配方含有乙烯基吡咯烷酮聚合物和某些水-可分散的和/或水-可溶的聚酯,还有其他聚合物和附加物。Butters等人在US 4 857 386和5102 717中公开了含有乙烯基吡咯烷酮聚合物和丙烯酸或甲基丙烯酸聚合物混合物的墨水-吸附剂树脂层。Sato等人在US 5 194 317和Higuma等人在US 5 059 983中公开了以聚乙烯醇为主要成分的含水-可涂布的DRL配方。Iqbal在US 5 208 092中公开了水-基IRL配方,该配方含有后续会交联的乙烯基共聚物。除了这些实例外,还有其他已知或预期的DRL配方,这些配方与前面提到的DRL第一个和第二个要求是一致的,所有这些都落入本发明的精神与范围之内。
优选的DRL厚度是0.1-10微米,以5份铝烷(alumoxane)和5份聚乙烯基吡咯烷酮水分散液涂布。DRL还可以含有不同含量和大小的目的在于控制光泽、摩擦和/或防火的消光剂、提高表面均匀性和调节干燥涂层表面张力的表面活性剂、抗氧化剂、紫外光吸收化合物、光稳定剂等。
尽管如前面描述的墨水-接受元件可以成功地用于达到本发明的目的,但还希望对DRL涂布外涂层,其目的在于提高图像元件的耐久性。在使该元件成像之前或之后,可以往DRL涂布这样的外涂层。例如,使用墨水可自由通过的墨水-渗透层往DRL涂布外涂层。在US 4 686118、5 027 131和5 102 717中描述过这类涂层。另外,在使该元件成像之后可以加外涂层。为此目的可以使用任何已知的层压膜和设备。在前面成像方法中使用的墨水都是熟知的,墨水配方往往与特定的方法,即连续的、压电的或热的方法密切相关。因此,取决于特定的着墨方法,这些墨水可以含有极不同量的溶剂、着色剂、防腐剂、表面活性剂、润湿剂等及其组合。与本发明图像记录元件结合使用的优选墨水是水基的,例如目前销售用于Hewlett-Packard Desk Writer560C打印机的那些墨水。然而,意图是如前面描述的图像-记录元件的另一些具体实施方案都落入本发明的范围,而这些具体实施方案都是为使用对一定墨水-记录方法或对一定市场卖主都特效的墨水定出的。
可以采用许多熟知的技术涂敷在本发明中使用的喷墨接受涂层组合物,这些技术包括浸涂、金属丝棒涂、刮涂、凹版涂布和逆向辊涂、滑动涂布、珠涂、挤涂、幕式淋涂等。在《研究公开》(ResearchDisclosure),第308119号,1989年12月出版,第1007-1008页更加详尽地描述了已知的涂布和干燥方法。滑动涂布是优选的,其中可以同时涂布基层和外涂层。在涂布后,一般采用简单的蒸发方式干燥这些层,采用例如对流加热的已知技术可以加速这种干燥。
为了使喷墨记录元件获得机械耐久性,可以加入少量的交联剂,它们对前面讨论的粘结剂起作用。这样一种添加剂可改善这种层的粘附强度。例如碳化二酰亚胺、多官能的氮杂环丙烯、醛、异氰酸酯、环氧化物、多价金属阳离子等交联剂都是可以使用的。
为了改善着色剂褪色,如在本技术中所熟知的,还可以往图像-接受层添加紫外光吸收剂、自由基淬灭剂或抗氧化剂。其他的添加剂可以包括pH改性剂、粘附促进剂、流变改性剂、表面活性剂、杀虫剂、润滑剂、染料、荧光增白剂、消光剂、抗静电剂等。为了得到适当的可涂布性,可以使用该技术中的熟知的添加剂如表面活性剂、消泡剂、醇等。涂层助剂的一般含量是以总溶液重量计为0.01-0.30%活性涂层助剂。这些涂层助剂可以是非离子、阴离子、阳离子或两性的。在MCCUTCHEON′s卷1乳化剂和洗涤剂,1995年,North American编辑中描述过特别实例。
可以用水或有机溶剂涂布涂料组合物,然而水是优选的。应该选择总固体含量,以便以最经济方式得到有用的涂层厚度,对于特别的涂料配方,固体含量10-40%是代表性的。
用于使本发明记录元件成像的喷墨墨水在该技术中是已知的。在喷墨打印中使用的墨水组合物典型地是液体组合物,它们含有溶剂或载体液体、染料或颜料、润湿剂、有机溶剂、洗涤剂、增稠剂、防腐剂等。溶剂或载体液体可以仅仅是水,或可以是与其他水-混溶溶剂如多元醇混合的水。还可以使用例如多元醇有机物质是主要载体或溶剂液体的墨水。特别有用的是水与多元醇的混合溶剂。在这样一些组合物中使用的染料典型地是水-溶的直接染料或酸性染料。在现有技术中,其中包括例如US 4 239 543和4 781 758,曾广泛地描述过这样一些液体组合物。
尽管本文公开的记录元件系主要作喷墨打印机使用,但它们还可以用作笔式绘图仪组件的记录介质。笔式绘图仪的操作是使用由与墨水容器接触的一束毛细管组成的笔,直接在记录介质表面上书写的。
氧化铝、聚乙烯醇和2,3-二羟基-1,4-二氧杂环己烷以88∶10∶2比混合,得到30重量%固体的含水涂料配方,以制备出一个实例的优选喷墨涂料溶液。该配方在40℃下以熔珠-涂布在已涂布聚乙烯的纸基层上,而该纸基层已预先进行电晕放电处理。该涂层在60℃用压缩空气干燥,得到厚度40微米的记录元件(43克/米2)。
光滑的不透明纸基层与卤化银图像结合是有用的,因为改善了卤化银图像的反差范围,并且减少了在观察图像时透视环境光线。本发明的优选照相元件涉及采用电子打印法或一般光学打印法曝光时具有优良性能的卤化银照相元件。电子打印法包括让记录元件的辐射敏感卤化银乳剂层,以象素-对-象素方式受到至少10-4尔格/厘米2光化学照射100微秒以上,其中卤化银乳剂层是由如前面描述的卤化银组成的。一般光学打印法包括让记录元件的辐射敏感卤化银乳剂层,以成影象方式受到至少10-4尔格/厘米2光化学照射10-3-300微秒以上,其中卤化银乳剂层是由如前面描述的卤化银组成的。在一个优选实施方案中本发明使用由(a)含有以银计50摩尔%以上氯,(b)50%以上由{100}晶面提供的表面积,以及(c)中心部分为95-99%总银量和含有两种掺杂剂的卤化银颗粒组成的辐射-敏感乳剂,掺杂剂的选择以满足下述每类要求(i)六配位金属配合物,它满足下式(I)[ML6]n式中n是零、-1、-2、-3或-4;M是填充较前轨道多金属离子,铱除外;L6代表可以独自选择的桥连配位体,只要至少四个配位体是阴离子配位体,和至少一个配位体是氰基配位体或一个电负性高于氰基配位体的配位体;以及(ii)含有噻唑基或取代噻唑基配位体的铱配位配合物。优选的照相成像层结构在EP公开1 048 977中描述过。本文描述的光敏成像层在本发明的实用片上获得特别令人赏心悦目的图像。另外,明胶乳剂着色可以用于弥补明胶自然黄色,提供中性白色位。优选的乳剂着色方法在US 6 180 330中公开过。
为了本发明的成像元件用于标记材料,优选地用环境保护层保护图像。环境保护层可以由适当材料组成,这些材料保护图像免受环境溶剂的影响,耐擦伤,还不影响图像质量。环境保护层优选地在图像显影后涂布到照相照片上,因为图像显影所需要的液体加工化学品应该能够有效地渗透到图像层表面,以接触典型卤化银成像方法使用的卤化银和成色剂。环境保护层一般不会受到显影剂化学品的损伤。一种环境保护层是优选的,其中在电场存在下,将透明聚合物微粒涂布到成像层的最上表面,并且与最上层熔合,使透明的聚合物微粒形成连续的聚合物层。涂布电子照相调色剂的聚合物是优选的,因为它是一种为照相标记提供薄的环境保护层的有效途径,已证明这样的标记可经受住环境溶剂和因处理受到的损伤。
在另一个具体实施方案中,环境保护层可用水溶液涂布,该层经得住曝光和加工,在后-加工熔合步骤中形成连续的不透水的保护层。优选地,在敏化照相产品的乳剂面上涂布平均尺寸0.1-50微米的聚合物珠或微粒与聚合物胶乳粘结剂可以形成环境保护层。任选地,在这层中可以包括少量的水溶性涂料助剂(增粘剂、表面活性剂),只要在加工期间从涂层中浸出这些助剂。在曝光与加工后,以这样一种方式处理有图像的产品,以致采用加热和/或加压(熔合)、溶剂处理或其他办法使涂布的聚合物珠熔合和聚结,形成人们希望的不透水的连续保护层。
可以选择在环境保护层中使用的聚合物微粒的合适聚合物的实例包括聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚(氯乙烯-共-偏氯乙烯)、氯化丙烯、聚(氯乙烯-共-醋酸乙烯)、聚(氯乙烯-共-醋酸乙烯-共-马来酸酐)、乙基纤维素、硝基纤维素、聚丙烯酸酯、亚麻油-改性的醇酸树脂、松香-改性的醇酸树脂、苯酚-改性的醇酸树脂、酚树脂、聚酯、聚(乙烯基丁缩醛)、聚异氰酸酯树脂、聚氨酯、聚醋酸乙烯酯、聚酰胺、色满树脂、达玛树脂、酮类树脂、马来酸树脂、乙烯基聚合物,例如聚苯乙烯和聚乙烯基甲苯或乙烯基聚合物与甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯共聚物、聚(四氟乙烯-六氟丙烯)、低分子量聚乙烯、苯酚-改性的季戊四醇酯、聚(苯乙烯-共-茚-共-丙烯腈)、聚(苯乙烯-共-茚)、聚(苯乙烯-共-丙烯腈)、聚(苯乙烯-共-丁二烯)、聚(甲基丙烯酸硬脂酯)与聚(甲基丙烯酸甲酯)掺混物、与硅氧烷和烯烃的共聚物。这些聚合物可以单独或结合使用。在本发明优选实施方案中,该聚合物包括聚酯或聚(苯乙烯-共-丙烯酸丁酯)。优选的聚酯是以乙氧基化和/或丙氧基化双酚A和一种或多种对苯二甲酸、十二烯基琥珀酸和富马酸为主要成分的,因为它们可以形成合格的环境保护层,该层经受得住包装标记的严酷环境。
为了提高环境保护层的耐摩擦性,可以使用交联或未交联的聚合物。例如可以使用聚(苯乙烯-共-茚-共-二乙烯苯)、聚(苯乙烯-共-丙烯腈-共-二乙烯苯)或聚(苯乙烯-共-丁二烯-共-二乙烯苯)。
环境保护层的聚合物微粒应该是透明的,优选地是无色的。但是,应特别考虑到,聚合物微粒可以有一些颜色,目的在于颜色校正,或为了特别效果,只要通过外涂层可看到图像。因此,可以加入赋予颜色的聚合物微粒染料。此外,可以向会得到所需的外涂层性质的聚合物微粒中加入添加剂。例如紫外光吸收剂可以加入聚合物微粒中,使外涂层成为可吸收紫外光的,因此保护图像不会发生紫外光诱发的褪色,或可以往聚合物微粒加入蓝色调,补偿在卤化银成像层中使用明胶的自然黄色。
除了形成环境保护层的聚合物微粒外,还可以将改变元件表面特性的其他微粒与该聚合物组合物组合起来。这样的微粒是固体的,并且在该聚合物微粒熔化的条件下也是不熔化的,这样的微粒包括无机微粒,像二氧化硅,和有机微粒,像甲基丙烯酸甲酯珠,这种珠在熔化步骤期间不会熔化,并且还会赋予外涂层表面粗糙度。
环境保护层的表面特性大部分取决于形成调色剂的聚合物物理特性和有或没有固体非熔化微粒。然而,还可以通过熔化外涂层表面的条件使其外涂层表面特性改性。例如,用于熔化调色剂以形成连续外涂层的熔化件的表面特性可以进行选择,以使该元件表面的光滑度、结构或花样达到所希望的程度。因此,高度光滑的熔化件会使成像元件的表面有光泽,纹理化的熔化件会使该元件表面无光泽或另外的纹理,有图案的熔化件会把图案涂到该元件表面上。
合适的聚合物胶乳粘结剂实例包括丙烯酸丁酯、丙烷磺酸-2-丙烯酰胺基-2-甲酯和甲基丙烯酸乙酰基乙酰氧基乙基酯的胶乳共聚物。其他有用的胶乳聚合物包括直径为20-10 000nm、Tg低于60℃、以胶体悬浮液悬浮于水中的聚合物。
环境保护层的合适涂布助剂实例包括能使涂料组合物具有可观粘度的任何水溶性聚合物或其他材料,例如高分子量多糖衍生物(例如黄原胶、瓜尔胶、阿拉伯胶、Keltrol(由Merck and Co.Inc.供应的阴离子多糖)、高分子量聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚丙烯酸及其盐、聚丙烯酰胺等)。表面活性剂包括会降低涂料制剂表面张力以足以防止收缩、排斥和其他涂层缺陷的任何表面活性材料。这些材料包括烷氧基-或烷基苯氧基聚醚或聚缩水甘油衍生物及其硫酸盐,例如由Olin Matheson Corporation得到的壬基苯氧基聚缩水甘油,或辛基苯氧基聚(环氧乙烷)硫酸钠,有机硫酸盐或磺酸盐,例如十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、双(乙基己基)磺基琥珀酸钠(气溶胶OT)和烷基羧酸盐,例如癸酸钠。
紫外光可聚合单体和低聚物涂布到显影卤化银成像层的最外层,接着辐射曝光形成薄的交联保护层是优选的。紫外光固化聚合物是优选的,因为它们可以很容易地涂布到卤化银成像层的最外层,并且表明它们为卤化银标记材料提供了合格的保护层。优选的紫外光固化聚合物包括脂族氨基甲酸乙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、二甲基丙烯酸乙二酯、聚异氰酸酯和甲基丙烯酸羟基乙酯。优选的光引发剂是联苯酰二甲基酮缩醇。优选的辐射强度是0.1-1.5毫瓦/厘米2。低于0.05毫瓦/厘米2,交联不充分,因此得到的保护层不能充分保护包装的标记。
预形成的聚合物层可施加到显影标记卤化银图像最外表面,形成环境保护层是非常优选的。施加预制形成的片是优选的,因为预形成的片是不易磨损的,耐久的,因此很容易经受住环境溶剂,以及施加到卤化银成像标记的作用力。施加预形成的片是可取的,不过在图像显影后进行层压。在压力辊隙前把粘合剂涂布到照相标记或预形成的聚合物片上,所述压力辊隙将其两个表面粘合起来,并能除去会损害图像质量的任何截留空气。
预形成的片优选地是取向的聚合物,因为强度和韧性在取向过程中而展现。柔软基体的优选聚合物包括聚烯烃、聚酯和尼龙。优选的聚烯烃包括聚丙烯、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,其中包括聚丙烯和乙烯,例如己烯、丁烯和辛烯共聚物也是有用的。聚丙烯是非常优选的,因为它的成本低,还具有压敏标记所需要的强度和韧性。
显影卤化银标记图像上涂布合成胶乳是另一种优选的环境保护层。曾证明合成胶乳涂料提供了合格的环境保护层,并且可以水溶液形式涂布,避免了与溶剂接触。已证明胶乳涂料可提供卤化银包装标记的合格环境保护层。环境保护层的优选合成胶乳是采用乳液聚合技术用苯乙烯丁二烯共聚物、丙烯酸酯树脂和聚醋酸乙烯酯制得的。合成胶乳的优选粒度是0.05-0.15微米。采用已知的涂布方法,其中包括棒涂、辊涂和斗式涂布,把合成胶乳涂布到卤化银成像层的最外层。在涂布后应该干燥合成胶乳,应该干燥到透明,以便不影响卤化银图像的质量。
下面实施例说明实施本发明。这些实施例并非是本发明所有可能的变化。除非另外指出,份和百分数都是以重量计的。
下面描述照相元件A(本发明),并且通过将下述顶部和底部双轴取向片挤压复合到如下描述的纤维素纸上可制得。
顶片(乳剂侧)复合片是由确定为L1、L2、L3的3层组成。L1是在附着光敏卤化银层的包装外侧上的薄透明层。L2是加TiO2的层。使用的金红石TiO2是DuPont R104(0.22微米粒度TiO2)。下表1列出在该实施例中使用的顶部双轴取向片的特性。
底片(背面)层压到照相基层A的底部双轴取向片的两面已采用电晕放电方法处理,双轴取向聚丙烯片(19.1微米厚)(d=0.90克/厘米3)是由硬的取向聚丙烯芯和层压时以4焦/米2处理水平的电晕放电所得到的两个高能表面组成的。在层压过程中,使用1.63um压纹辊使上述双轴取向聚丙烯片压纹而得到背面粗糙度(0.98um)。
表1
使用照相级的纤维素纸基层制照相元件A(本发明)使用标准长网造纸机和充分掺混的硬木牛皮纸纤维掺混物生产出照相元件A的纸基层。纤维比主要由漂白的白杨木(38%)和枫木/山毛榉(37%),与较少量的桦木(18%)和软木(7%)组成。纤维长度从采用Kajaani FS-200测量的0.73毫米长度的加权平均值降低到使用高水平锥形纸浆精制和低水平盘式纸浆精制的0.55毫米。采用FS-200纤维长度分析仪(Kajaani Automation Inc.)测量了浆体中的纤维长度。总的净精制比能(total Specific Net Refining Power(SNRP))显示的施加到纤维上的能量是115千瓦小时/公吨。使用两台串联的锥形纸浆精制机提供总锥形纸浆精制机SNRP值。每个锥形纸浆精制机的SNRP相加得到这个值。同样地使用两台串联的盘式纸浆精制机提供总盘式纸浆精制机SNRP值。以干重计使用的中性胶料化学附加物包括0.20%以上烷基乙烯酮二聚物、阳离子淀粉(1.0%)、聚氨基酰胺表氯醇(0.50%)、聚丙烯酰胺树脂(0.18%)、二氨基芪荧光增白剂(0.20%)和碳酸氢钠。还应用使用羟基乙基化淀粉和氯化钠的表面胶料,但对本发明来说这不是关键。在第3个干燥器段,使用干燥比,可提供从该片正面到反面的水分差。该片正面(乳胶面)用调节的蒸汽再增湿后立刻进行压延。正好在压延前和压延期间,将片的温度升到76-93℃。然后压延纸达到表观密度1.06,压延后的水分含量是7.0-9.0重量%。生产的纸基层A基重为117克/米2,厚度0.1070毫米。用丙烯酸胶乳刮涂纸基层A,覆盖率为6.5克/米2。
这个实施例中使用的顶片和底片是共挤压的,并且双轴取向。顶片是用Exxon Chemical Corp.生产的金属茂催化的乙烯弹性体(SLP9088)熔体挤出复合到上述纤维素纸基层上的。金属茂催化的乙烯弹性体的密度是0.900克/厘米3,熔化指数14.0。
下面描述照相元件B(对照),该元件是采用将下述双轴取向顶片和底片挤压复合到下面描述的纤维素纸上制备的顶片(乳剂侧)复合片由确定为L1、L2、L3、L4和L 5的5层组成。L1是在连接光敏卤化银层的包装外面上薄的有色层。L2是加荧光增白剂和TiO2的层。使用的荧光增白剂是Ciba-Geigy生产的Hostalux KS。涂布挤出级锐钛矿TiO2加到L2和L4两层。下表3列出在该实施例中使用的双轴取向顶片层的特性。
底片(背面)层压到照相基层B背面的双轴取向底片是一面打毛,一面采用电晕放电方法处理的双轴取向聚丙烯片(25.6微米厚)(d=0.90克/厘米3),它是由硬的取向聚丙烯层和聚乙烯嵌段共聚物和含有乙烯、丙烯和丁烯三聚物的表层组成,电晕放电处理水平是4焦/米2。表层是在底部上,聚丙烯层层压到纸上。
表3
在照相元件B中使用的照相级纤维素纸基层(对照)使用标准长网造纸机和充分掺混的硬木牛皮纸纤维掺混物生产出照相元件B的纸基层。纤维比主要由漂白的白杨木(38%)和枫木/山毛榉(37%),与较少量的桦木(18%)和软木(7%)组成。纤维长度从采用Kajaani FS-200测量的0.73毫米长度加权平均值降低到使用高水平锥形纸浆精制和低水平盘式纸浆精制的0.55毫米。采用FS-200纤维长度分析仪(Kajaani Automation Inc.)测量了浆体中的纤维长度。总的净精制比能(SNRP)显示的施加到纤维上的能量是127千瓦小时/公吨。使用两台串联的锥形纸浆精制机提供总锥形纸浆精制机SNRP值。每个锥形纸浆精制机的SNRP相加得到这个值。同样地使用两台串联的盘式纸浆精制机提供总盘式纸浆精制机SNRP值。以干重计使用的中性胶料化学附加物包括0.20%以上烷基乙烯酮二聚物、阳离子淀粉(1.0%)、聚氨基酰胺表氯醇(0.50%)、聚丙烯酰胺树脂(0.18%)、二氨基芪荧光增白剂(0.20%)和碳酸氢钠。还应用使用羟基乙基化淀粉和氯化钠的表面胶料,但对本发明来说这不是关键。在第3个干燥器段,使用干燥比,可提供从该纸板正面到反面的水分差。该板正面(乳胶面)用调节的蒸汽再增湿后立刻进行压延。正好在压延前和压延期间,将板的温度升到76-93℃。然后压延纸达到表观密度1.17,压延后的水分含量是7.0-9.0重量%。生产的纸基层B基重为117克/毫米2,厚度0.1070毫米。
然后,采用凹版涂机,将涂料涂布到在本发明基层A和B上的层压双轴取向底片,以向背面增加高频率粗糙度。该涂料由含有苯乙烯磺酸钠盐的水溶液组成。使用的覆盖率是每平方米25毫克,然后干燥达到最后薄板温度在55℃间,得到的凝结胶乳材料产生了所希望的高频率粗糙度图案。除了苯乙烯磺酸钠外,铝改性的胶体二氧化硅微粒也加到含水胶乳材料中,其浓度是每平方米50毫克。这进一步提高了高频率粗糙度。
双轴取向片的L3层是微空隙的,在表4作了进一步描述,其中列出了沿通过L3层的单片进行测量的折射系数和几何厚度,这些数据没有意味着该层是连续的,沿着其他位置的片会得到不同的但大致相同的厚度。折射系数为1的区域是充满空气的空隙,其余层是聚丙烯。
表4L3的下层折射系数厚度,微米1 1.492.542 1 1.5273 1.492.794 1 1.0165 1.491.7786 1 1.0167 1.492.2868 1 1.0169 1.492.03210 1 0.76211 1.492.03212 1 1.01613 1.491.77814 1 1.01615 1.492.286使用涂料规格1,用照相载体A和B制备照相照片材料。
涂料规格1沉积 毫克/米2层1蓝色光敏层明胶 1300蓝色光敏银200Y-1 440ST-1 440S-1 190层2 夹层明胶 650SC-1 55S-1 160层3 氯色光敏层明胶 1100氯色光敏银 70M-1270S-175S-232ST-2 20ST-3 165ST-4 530层4紫外光夹层明胶 635UV-1 30UV-2 160SC-1 50S-330S-130层5 红色光敏层明胶1200红色光敏银 170
C-1 365S-1 360UV-2 235S-4 30SC-1 3层6 紫外光外层明胶 440UV-1 20UV-2 110SC-1 30S-3 20S-1 20层7 SOC明胶 490SC-1 17SiO2200表面活性剂2附录 ST-1=N-叔-丁基丙烯酰胺/丙烯酸-正-丁酯共聚物(50∶50)S-1=邻苯二甲酸二丁酯 S-2=邻苯二甲酸双十一烷酯 S-3=1,4-环己基二亚甲基双(2-乙基己酸酯) S-4=醋酸-2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯 染料1本发明照相元件发明A的结构(本发明)如下涂料规格1有TiO2的双轴取向的聚烯烃底板乙烯弹性体涂布纤维素纸基层,基重117克/米2乙烯弹性体双轴取向的聚烯烃底板苯乙烯磺酸钠盐照相元件发明B的结构(对照)如下涂料规格1双轴取向的微空隙聚烯烃底板,有TiO2蓝色调和荧光增白剂乙烯弹性体,有14%锐钛矿TiO2纤维素纸基层,有2%金红石TiO2,基重117克/米2,和0.10%蓝色染料乙烯弹性体双轴取向的聚烯烃底板苯乙烯磺酸钠盐测量了这个实施例两种材料(本发明和对照)的MD/CD硬度、联邦粗糙度、厚度、L*、不透明性、MTF、抗撕裂性、照相加工背面记号、书写性和在70%相对湿度下卷曲。采用16D型Lorentzen and Wettre硬度试验仪测量A和B照相元件的弯曲硬度。这个仪器的输出是使长20毫米、宽38.1毫米样品的未束缚悬臂端弯曲到距无负载位置的角度15度所需要的力,这种力以毫牛顿表示。比较了A和B照相元件纵向和横向的硬度。使用Spectrogard分光光度计,CIE系统,使用D6500光源,测量了L*或亮度和不透明性。
在挤出复合后和在涂布卤化银卤剂后,在样品制备的三个阶段,采用联邦粗糙仪测量了以纸基层形式的每个照相元件乳剂面的表面粗糙度。联邦粗糙仪由与基板上表面正切的马达驱动的辊隙组成。待测样品放在基板上送入通过辊隙。测微计组件悬于基板之上。测微计轴端提供了可以测量样品厚度的参考表面。这个平面直径为0.95厘米,因此,将样品上表面的所有细小凹凸不平细节接通起来。量规头的移动半球尖端直接在轴下,在标称上与基板表面齐平。当样品通过量规时,这个尖端对局部表面的变化作出反映。尖端直径与可以感觉的空间容量相关。量规放大器以12比特数字化输出。样品速率是每2.5厘米测量500次。使用20毫米2测量探头的Mitutoyo数码线性量规测量产品的厚度。
卷曲试验测量抛物线变形样品的卷曲量。8.5厘米直径的圆复合材料样品在试验湿度下储存21天。所需时间量取决于涂布到易潮纸基上的层压材料防潮性能,并且如必要的话,应该通过测定在试验湿度下平衡样品重量所需要的时间加以校正。卷曲读数可用ANSI卷曲单位,特别地为100除以曲率半径(英寸)来表示。样品与测量表面垂直安装,沿卷曲轴观察,对卷曲形状与背景中标准曲线进行目视比较,从而决定曲率半径。试验的标准偏差是2个卷曲单位。卷曲可以是正的或负的,对于照相产品,一般惯例是正方向为朝向光敏层卷曲。
采用称之MTF,即调制传递函数的方法,通过数学计算测量图像清晰度,或复制图像细节的能力。在这个试验中,在照相相片上显示出接近人眼分辨率的照相密度变化的精细重复的正弦图案。图像显影时,得到的密度变化与预期的密度相比,得到的比以确定在那个频率下的转移系数大小。数100表示完全复制,在空间频率0.2周期/毫米下这个数相对容易得到。在2.0周期/毫米更细间距时,典型的彩色照片具有70等级或70%复制。
照相元件的抗撕裂性是沿照相元件边缘开始撕裂时需要的力矩。采用的抗撕裂试验原来是由G.G.Gray和K.G.Dash,在1974年发表的《Tappi Journal 57》,第167-170页中提出的。通过张力强度和照相元件的伸缩性可以确定照相元件的抗撕裂性。在直径2.5厘米的金属圆柱周围缠绕15毫米×25毫米样品。用Instron张力试验装置夹住样品两端。以每分钟2.5厘米的速度往样品施加负载,直到观察到撕裂,记录此时的负载,负载用N表示。在8.0毫米直径的钢棒周围缠绕实施例的成像元件,让该棒前后滚动,这样试验了本发明和对照双轴取向片的弯曲裂纹(断裂),同时将实施例的成像元件缠绕在棒上,然后研究在图像元件中可见裂纹的成像元件。
上述试验的试验结果列于下表5。
表5
如上面数据所表明的,本发明的照相元件A比对照材料B具有改善的机械性能,同时还具有可接受的图像质量。虽然使用微-空隙双轴取向片的高质量对照材料的L*、MTF和不透明性更高,但本发明材料获得的图像质量可与涂布到铸塑涂布纤维素纸上的卤化银成像层相比。本发明材料改善的机械性能是从双轴取向顶片除掉微-空隙层的结果。该涂料涂布到纤维素纸基层,在图像“光滑度”方面获得很大的改善(本发明Ra为0.17微米,而对照为0.20微米),其结果是一种高质量有光泽的图像,这种图像非常适合于消费者照片和卷筒纸,包装的胶涂标记。因为本发明的材料弯曲在8毫米直径周围时不起皱,本发明的材料比使用微空隙聚合物层的对照材料更抗皱。抗皱性很大的改善可提供更耐用的消费者照片材料以及耐用的卷筒式纸和胶涂标记。另外,本发明厚度的降低(本发明185微米,对照238毫米)提供邮寄费用低的成像元件,并且装照相册也很理想,因为大的载体材料占据较少的空间。
最后,因为本发明的材料是薄、结实、光滑和抗皱的,当卤化银图像用涂布的胶水粘合到包装上时,本发明的材料能允许高质量卤化银图像贴到包装上。采用这种规格,已成像的卤化银图像用环境保护层加以保护,送入是辊状的标记设备中。在包装步骤,剪下设计的标记长度,绕在包装上,再涂胶水,把标记粘合到包装上。因为以传统的成像方法生产载体,该方法包括传统的印刷机和处理器设备(要求载体硬度大于110毫牛顿),本发明的材料没遇到传输问题,而这些问题在用典型的现有技术的50微米的卷筒式涂胶聚合物载体材料时会出现。
虽然这个实施例针对卤化银消费者照片材料和卤化银标记材料时,应当理解其他的图像打印技术也可以用来输出高质量图像。曾表明,例如喷墨打印、热染料转印和电子照相印刷的成像技术与本发明的发明是一致的。
权利要求
1.一种成像元件,该元件包括涂布纸基层、下双轴取向片和上双轴取向片。
2.根据权利要求1所述的成像元件,其中所述的上双轴取向片包含单层。
3.根据权利要求1或2所述的成像元件,其中所述的下双轴取向片包含单层。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的成像元件,其中所述的上双轴取向片包括聚烯烃聚合物。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的成像元件,其中所述的上双轴取向片包括聚酯聚合物。
6.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的成像元件,其中所述的下双轴取向片包括压纹底表面。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的成像元件,其中所述的涂布纸的涂层含40%以上颜料。
8.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的成像元件,其中所述的上双轴取向片进一步包括白色反射颜料,其量是6-24重量%。
9.一种成像元件的形成方法,该方法包括提供涂布纸基层;提供上双轴取向聚合物片和下双轴取向聚合物片;当将粘合剂涂布到所述片与所述涂布纸基层之间时,使所述上片和所述下片与所述涂布纸基层接触;把底涂料涂布到上双轴取向聚合物片;涂布成像层;其中所述片与所述涂布纸基层接触之前,所述的下片在有其下面压纹。
10.一种标记方法,该方法包括提供有成像元件的标记,该成像元件有涂布纸基层、下双轴取向片、上双轴取向片和光敏卤化银成像层;使用光化学辐射准直光束使所述的卤化银成像层成影象曝光;使图像显影;用环境保护层保护图像;将所述的标记绕在包装周围;将所述的标记粘合在包装上。
全文摘要
本发明涉及成像元件,该元件包括涂布纸基层、下双轴取向片和上双轴取向片。
文档编号G03C1/79GK1417641SQ0214791
公开日2003年5月14日 申请日期2002年10月29日 优先权日2001年10月29日
发明者R·P·布尔德莱斯, P·T·艾尔瓦德, G·穆鲁克 申请人:伊斯曼柯达公司
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