CN1314616A - 包括支撑和机械保持装置的成象元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机械装配的图片,该图片包括至少一个包括薄聚合物片上的影像的影像元件、支撑和覆盖所述影像和支撑的透明聚合物片,其中所述透明片将所述影像机械保持在所述支撑上。
Description
本发明涉及一种照相材料。尤其是涉及照相基底材料和利用支撑形成机械装配的照片。
在彩色相纸的形成中,已经知道在纸基上施加一层聚合物,一般为聚乙烯。该层为相纸提供了防水功能,并提供了其上可以形成感光层的平滑表面。形成适合的平滑表面是很困难的,需要非常细心以及昂贵的成本,来确保聚乙烯层适宜的涂布量和冷却。这种平滑表面需要与冷硬轧辊相关的细心以及昂贵成本。因此彩色照片材料希望有一种不需要冷硬轧辊来形成光泽表面的聚乙烯表面。
在相纸中,聚乙烯层也作为二氧化钛和其它增白材料以及染色材料的载体层。如果着色材料不是分散在整个聚乙烯层中而是富集在该层表面的附近,这将会更理想,在那里着色材料会具有更有效的照相性能。
在照相材料和其它成象元件的形成中,已经知道在基底例如纸或聚酯上涂布或施加聚合物层或者层压双轴取向的聚合物片。本领域中还知道如US4355099所披露的在透明膜上提供卤化银层、曝光、显影、冲洗然后用粘合剂后层压至反光基底上。虽然这种复合结构具有许多优点,但是施加粘合剂、然后固化并将两片粘在一起也很困难并很笨重。因此需要提供一种具有薄保护聚合物片的成象元件,其影像接收层不需要使用昂贵而且肮脏的粘合剂即可粘附在反射基底上。
在US5663023中,披露了用于静电复印和油墨的两部分系统。第一部分提供一个带有反向读取影像的清洁基片,该影像被成象,然后与已经预涂有粘合剂的反射基底粘合在一起。虽然该技术克服了采用预涂布基片在成象时施加粘合剂的某些困难,但是在使得两个基片粘合在一起而没有皱折时仍然存在另外的问题和困难。另外即使预涂的粘合剂仍然很脏,可能会污染工作区,并使得影像因为污染的问题而无法使用。所以需要提供一种在影像上有薄的清洁聚合物的成象元件,该聚合物无需使用昂贵、肮脏的粘合剂即可粘结在反射的甚至是透明的基底上。
在US5866282中建议将双轴取向的聚合物片粘结在用于照相用途的基片上,US5888714中建议使用例如金属茂催化的乙烯弹性体的粘合剂来粘合双轴取向的聚烯烃片。这两项发明都提供了优异的照片材料,可以将双轴取向片粘合在基片上。该基片为支持体提供了足够的刚性以在各种涂布和洗印设备中传送。该系统的一个缺点是,向基片粘合聚合物片然后在整个制造和照相加工过程中承载额外的重量和厚度而带来的成本的增加。所增加的厚度给卷的长度造成了限制,需要频繁地更换卷,这带来了额外的浪费和成本。因此需要提供一种不需要粘附在厚基片上的基本上是薄的成象支持体。
已经知道照相材料用作在特殊的时刻例如生日或纪念日保存记忆的照片。它们也已经用于广告业所使用的大型显示材料中。已经知道这些材料是昂贵并且有点脆弱的高品质产品,因为它们容易因为磨擦、水或弯曲而损坏。因为其易坏、脆弱的特性以及考虑到其价值,照片一般被放在像框、影集中。对于消费者来讲,它们被认为是保存其生活中的重要时刻记录的奢侈品。影集和像框不能使照片以一种方便或友好的方式被触摸和观看。因此需要提供一种对于影像来讲是方便而又友好的形式,使其能够与许多人共同分享而无需为其容易损坏而感到担心。
先有技术的照相反射材料一般含有纤维素纤维纸来为成象层提供支持体。尽管纸是一种可接受的成像层支持体,能够为照相提供感官上优选的感觉和视觉,但是纸的确存在许多制造上的问题,降低了相纸的生产效率。这些问题包括例如冲洗化学试剂在纸边缘的渗透、在纸被剪裁、打孔和盖上印记的时候产生的纸屑,以及在照相乳剂和纸之间存在的湿度梯度而导致的乳剂硬化效率的损失。因此希望不使用纤维素纸来形成反射影像。
在反射相纸中,需要保护成像层免于受到划伤、指印和污染。目前的照相反射相纸采用明胶外涂层来保护成像层。尽管明胶的确能提供某种程度的保护,但是仍然很容易划伤而降低影像的质量。另外指印或由日常家居液体例如咖啡、水或果汁引起的污迹也容易污染或损坏影像。在影像湿的时候进行擦拭会给明胶外涂层带来不希望的损坏。现有的照相后处理设备为成象层提供了保护涂层。通常消费者的影像被分别涂布或层压聚合物而为影像层提供保护。普遍的实例是照片证章一般被用透明的聚合物片层压以为该证章上的影像提供保护。保护层的后处理施加是昂贵的,因为它在制备反射照片时需要额外的步骤以及额外的材料来提供外涂层。因此希望提供一种已显影影像层上具有保护涂层的反射照相影像,其中该保护涂层能够被有效的施加。
通常,照相反射成像层被涂布在聚乙烯涂布的纤维素纸上。尽管聚乙烯涂布的纤维素纸的确能够为成像层提供可接受的支持体,但是需要有可替换的支持体材料例如聚酯或纤维。可替换的非纸支持体的问题在于,在照相洗印设备中支持体机械性能的变化缺乏稳定性。对于与先有技术照相材料相比具有明显不同机械性能的照相材料,照相洗印设备将无法运转。因此希望反射照相材料能够有效地在可替换的支持体上形成。
在消费品工业,材料被置于包装中作为保护或维护脆弱产品质量的手段。照片和影像是非常脆弱的产品,但是通常没有保护其免于受到触摸、溅污、指印或其它磨损。在某些应用中,影像可能会用透明的聚合物片外层压,但是同样,该外层压片必须在施加到影像之前涂布粘合剂。这些外层压在影像结构上产生了扭曲或扭转凹陷,使其变得不受欢迎。因此希望提供一种具有保护但是没有扭曲或其它问题的照片。
照相影像一般是在厚聚合物涂布的纸基上产生的。用于照片的纸基非常昂贵,而且必须是纯净的,没有具有光活性以及能抵抗光学冲洗化学品的材料。因此希望提供择一种不会受到这些和其它设计限制所限制的照片材料。
本发明的一个目的是提供一种改进的成象元件。
本发明的另一个目的是提供一种不需要粘附在厚基底上的成象元件。
本发明的再一个目的是提供一种不容易被损坏的影像。
本发明的又一个目的是提供一种与环境相隔离的影像。
本发明的这些和其它目的是通过机械装配图片而实现的,该图片含有至少一个包括薄聚合物片上的影像的影像元件、一个支撑(brace)以及覆盖在所述影像和支撑之上的透明聚合物片,其中所述透明片将所述影像机械固定在所述支撑上。
本发明提供改进的影像保护。本发明包括将基片与没有环境保护的影像结合的方法,不使用昂贵而又肮脏的粘合剂。本发明提供带有支撑的成象元件,可以为消费者提供令人愉快的影像。
图1是本发明未装配的成象部件的示意图。
图2、图3和图4是本发明的成象元件的装配和密封。
本发明与本领域的先有实践相比具有许多优点。目前的成象元件具有感光卤化银层,或者用于喷墨或热成象应用的染料接受层或可能具有分散在表面的调色剂以用来形成影像或文本。所有这些元件一般由带有为影像提供支持的更坚固的基底的表面层组成。通常基底是白色的、反射并且是厚的,或在某些情况下是透明的。无论它们具有何种结构,它们都有基本上是厚的支持体,其是成象元件用于触摸和感觉的重要部分。另外,基底是平的,可支持影像。本发明的成象元件可以具有薄的反射成象载体层或具有薄的透明载象层。由于该载体层可以是薄的聚合物片,因此可以在整个制造操作以及照相加工或印相时使用大卷材料。大卷材料在降低成本方面非常重要,因为卷筒对卷筒的传输会在每一个卷筒更换上产生浪费。较小的卷筒还会导致更频繁的更换,这消耗了操作时间。
采用薄的柔软的而且坚韧的卤化银材料使得成象元件具有许多优异的特性。这些元件明亮、清晰、颜色深,并且对于磨损、溅污、划伤、指印以及其它的有关触摸的损坏具有抵抗力。本发明的成象元件具有现有材料所无法比拟的影像深度。本发明的成象元件具有优异影像,而且可在薄基底材料上获得,该薄基底材料成本低,而且能提供优异的不透明性和强度。
本文使用的“顶部”、“上部”、“乳剂侧”和“正面”等词表示照相包装标签承载成像层的一面或朝向该面。环境保护层一词表示施加于该后处理成像层的层。“正面生胶片”和“基片”表示施加了卤化银层的材料。“底部”、“下侧”、“衬垫”和“背面”表示该照相标签或照相包装材料与承载该感光成像层或已显影的影像的一侧相对的一面或朝向该面。“支撑”一词指与成象的薄聚合物片相接触的加强材料。该支撑起着重要的功能。它为薄的成象聚合物片提供基本厚度和刚性,并为观看者在触摸影像照片时提供舒服的触觉。一般来说,它用来支持影像和承载聚合物层。典型的支撑材料可以是纸、卡片、泡沫塑料衬底的板、木材、金属、镀金属的基片、织物、衣料、其它塑料。它们可以是基本不透明或透明的,可以是平滑或粗糙的。该支撑材料可以是任何形状,因为可以使得成象的透明聚合物片与大多数任何形状或物理结构相一致,并通过透明片与支撑机械地保持在一起。图片一词是指影像或文本与影像。影像可以采用感光卤化银、照相染料、喷墨、热染料升华或电子照相来制成。
本发明的成象元件具有与任何基片结合的能力,而无需使用粘合剂使得影像与支持体材料保持接触。图1-4表示不使用粘合剂将图片引入到一个密封包装中的基本步骤。图1表示机械装配图片所需要的各个部件。所述发明的透明聚合物片10覆盖在所述成象元件12的顶侧,透明片16从底侧覆盖支撑14。它在支撑的下面。成象元件12包括影像层11和基底薄聚合物片13。图2表示各个部件不是因为其自身的重量而被放置在一起,但是没有保持在一起。透明聚合物片10与成象元件12物理接触,成象元件12与支撑14物理接触,支撑14与底部透明聚合物片16物理接触。应当指出图2中的透明聚合物片10和16延伸超出了成象元件12和支撑14的边缘。
图3中,顶部和底部透明聚合物片10和16的一个边缘被合在一起,在施加真空36时在成象元件12和支撑14的边缘外封边28。真空帮助抽出包装和层之间的空气,使得层之间紧密接触。图4是机械装配完毕的图片,其中透明聚合物片10和16已经在边缘28和38被密封。一旦抽真空和密封后,透明聚合物片10和16将成象元件12保持在支撑14上。
将支持用的支撑与薄的已成象聚合物片相接触,剪裁,然后使用透明片进行适当的机械装配和结合。薄聚合物片和支撑的剪裁可以同步进行,其中支撑在剪裁/切割操作中提供了基本的支持。支撑和薄的已成象聚合物片的剪裁和切割也可以分开进行,然后使两个切好的部分形成适当的结构,施加透明片以将两个部分机械地保持在一起。在这种方式中,装配的图片被机械地保持在一起,而无需使用昂贵而又肮脏的粘合剂。粘合剂不是优选的,因为它们随着时间会泛黄,对于长时间的紫外线也不稳定。某些粘合剂不能完全固化或交联,导致尺寸的变化和释放化学气体。其中的某些气体可能会与成象染料或黑白照片中的银反应,使其分解。
本发明的一个优选实施方案是机械装配图片,该图片包括带有影像的薄聚合物片、支撑以及覆盖在该支撑和该已成象的薄聚合物片上的透明聚合物片。覆盖的透明聚合物片将影像机械保持在支撑上。在另一个实施方案中,覆盖的透明聚合物片覆盖了所述装配的图片的顶表面、底表面和边缘。该透明聚合物片被收缩以将影像机械保持在支撑上。
本发明的另一个实施方案提供密封的聚合物片的袋以将影像机械保持在支撑上。在另外的实施方案中,在该袋被密封前施加真空。该真空帮助确保在已成象的聚合物片和支撑之间保持良好的光学接触。因为在该密封的袋中可能有一些残存的气体,所以包括已成象的聚合物片和支撑的袋在施加真空之前可以先用惰性气体吹扫。在该支撑材料是例如纸、织物或卡片的情况下,支撑中的所有气孔都用惰性气体充满。当成像层中的影像染料、颜料和其它化学品对氧气敏感时,这一点尤其重要。惰性气体可以是纯气体或混合气体,例如氮气、氩气、氦气、二氧化碳或其它适合的气体。该机械装配的图片可以使用在抽真空后被密封和收缩的透明袋。
本发明的透明聚合物片优选具有小于8.0cc/m2·hr·atm的氧透过速率。通过选择聚合物或者通过所述聚合物片的顶侧或底侧上的层可以实现这一点,或者可以成为该透明聚合物的整体部分。所述氧阻挡层可以选自氧透过速率小于8.0cc/m2·hr·atm的氧阻挡层。该氧阻挡层通过在双轴取向之前共挤出而可以作为一个层引入到覆盖在影像和支撑上的所述透明聚合物片中。所述不透氧层包括至少一种选自以下化合物的均聚物和共聚物,包括丙烯腈,丙烯酸烷基酯例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸烷基酯例如甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯腈,烷基乙烯基酯例如醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯乙基酯和乙酸乙烯苯酯,烷基乙烯基醚例如甲基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、氯乙基乙烯基醚,乙烯醇,氯乙烯,偏氯乙烯,氟乙烯,苯乙烯和醋酸乙烯酯(在共聚物的情况下,乙烯和/或丙烯可以作为共聚单体),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醇酯,氟树脂,聚酰胺(尼龙),聚碳酸酯,多糖,脂肪族聚酮,蓝葡聚糖和赛珞玢。所述氧阻挡层优选位于片结构中所述透明聚合物片和顶侧的成像层以及底侧的支撑之间的界面处。这个位置在正冲击影像稳定性时对整个影像品质具有最小的影响。这种结构的两种优选阻挡层材料是1)脂肪族聚酮聚合物和2)乙烯醇和乙烯的共聚物,其中第二种是最优选的,因为它们是低成本的有效隔氧层。这些材料具有非常低的氧透过速率,并能够通过多层共挤出设备挤出,其中只需对工艺稍加改动。本发明的氧阻挡层的厚度不重要,只要透氧性不大于8.0cc/m2·hr·atm的氧透过速率即可,更优选不大于2.0cc/m2·hr·atm,因为这个量级可以在材料成本和使用收益之间提供良好的平衡。优选的阻挡层材料是乙烯醇和乙烯的共聚物,并在取向之前通过共挤出而引入到透明聚合物片中。将氧透过速率小于8.0cc/m2·hr·atm的氧阻挡层引入的第二种方法是将该层作为后挤出涂布层施加到所述透明片上。该后挤出层包括至少一种选自以下化合物的组分,包括聚乙烯醇、聚偏氯乙烯、脂肪族聚酮、化学硬化的明胶,以及它们的混合物。本发明可以使用的液体涂布方法包括将聚合物溶解在水中或有机溶剂中,均匀涂布在透明聚合物片上,然后热空气干燥的方法,另一种方法是涂布聚合物乳剂然后干燥。这些施涂方法在工业上是已知的。在优选的形式中,后挤出层包括聚乙烯醇层,其作为水溶液层施加到片上。水溶液涂布的聚乙烯醇具有非常低的氧透过速率,并且不会对卤化银成象技术产生不利影响。
透湿性的控制可以由透明聚合物片或已成象的薄聚合物片来提供。在优选的实施方案中,机械装配图片的透明片的透湿速率低于0.85×10-5g/mm2/天。在通过施加或粘合而与透明聚合物片或已成象的薄聚合物片整体形成的其它层被引入的情况下,透湿速率可以被调整以获得所希望的照相或成象结果。包括薄已成象聚合物片的层在内的一层或多层可以含有TiO2或其它无机颜料。另外包括薄已成象聚合物片的层在内的一层或多层可以具有孔隙。可以使用其它材料以增强透湿特性,包括至少一种选自以下化合物的材料,包括聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚丁基对苯二甲酸酯,醋酸酯,赛珞玢聚碳酸酯,聚乙烯醋酸乙烯酯,乙烯醋酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate),甲基丙烯酸酯,聚乙烯丙烯酸甲酯(polyethylene methylacrylate),丙烯酸酯,丙烯腈,聚酯酮,聚乙烯丙烯酸(polyethylene acrylicacid),聚氯三氟乙烯,聚氯三氟乙烯,聚四氟乙烯,无定形尼龙,聚羟基酰胺醚和乙烯甲基丙烯酸共聚物的金属盐。
将薄成象聚合物片或覆盖在影像和支撑上的透明聚合物片的透湿速率降低的另一种方法是,使用本领域已知的任何方法将有机溶剂或水溶剂中分散或混合的低透湿材料的层进行涂布,例如辊涂、凹版涂布、帘涂或滚珠涂布。在合适的具有低透湿速率的层的制备中,优选使用疏水不溶的合成聚合物。这些聚合物以有机溶剂或混合溶剂中的溶液涂料来施加。这些聚合物的优选实例包括由烯属不饱和单体制成的加成聚合物和共聚物,该烯属不饱和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,苯乙烯类包括取代的苯乙烯,醋酸乙烯酯,乙烯基醚、乙烯基卤化物和偏卤乙烯,和烯烃例如丁二烯和异戊二烯。可以有效用于本发明目的的其它聚合物包括可以溶于有机溶剂的缩聚物,例如纤维素衍生物,包括硝酸纤维素、醋酸纤维素、纤维素醋酸丙酸酯、纤维素醋酸丁酸酯等,聚碳酸酯、聚氨酯、聚酯、环氧化物和聚酰胺。
获得理想的透湿速率的第二种方法是在透明聚合物片或薄的已成象聚合物片上涂布疏水聚合物,这种涂布是采用本领域已知的任何方法由水分散体或胶乳涂布而成的。当其施加在覆盖影像和支撑的薄聚合物片上时,该层应当是透明的,但是当其施加在薄已成象聚合物片上时,它可以是透明或不透明的。特别适合的水分散体的优选实例包括水分散的聚氨酯和聚酯。适合的胶乳聚合物的实例包括由上述烯属不饱和单体制成的加成聚合物和共聚物。该胶乳聚合物可以采用常规的乳液聚合法制备。胶乳聚合物可以是美国专利4497917中披露的芯-壳聚合物。
从有机溶剂或含水介质中施加的疏水聚合物可以含有能够通过分子内交联或与交联剂(即硬化剂)反应形成共价键的反应性功能基团。合适的反应性功能基团包括羟基、羧基、碳二亚胺、氨基、酰胺基、烯丙基、环氧化物、氮丙啶、乙烯基砜、亚磺酸和活性亚甲基。
选择所述材料,并以能够提供理想的水汽阻挡的量涂布或施加在片上。用于薄已成象聚合物片的材料优选为双轴取向的聚烯烃片,其上涂布有高阻挡的聚偏氯乙烯,涂布量为1.5-6.2g/m2。也可以使用聚乙烯醇,但是它在高的相对温度条件下效果较差。通过将这些材料中的至少一种与双轴取向片和聚合物连接层联合使用,发现能够获得改进的乳剂硬化速度。用于透明聚合物片的优选材料是非取向的聚合物片,其上涂布有高阻挡的聚偏氯乙烯,涂布量为1.5-6.2g/m2。
可以使用层压于支撑的金属箔层或者涂布或施加于支撑的镀金属层来作为控制透湿速率的阻挡层。可以使用熔融聚合物或粘合涂料将金属箔片粘结在支撑上。在金属层被施加在感光层或成象层之下的情况中,施加聚乙烯片而为感光成像层和基底提供更好的粘结。在引入镀金属层并使用聚丙烯双轴取向片作为支撑或支撑的一部分或作为薄已成象聚合物片时,镀金属层被真空沉积在薄已成象聚合物片上。金属层或镀金属层可以含有选自以下材料中的至少一种,包括铝、镍、钢、金、锌、铜、钛、金属合金,以及无机化合物例如二氧化硅、氮化硅、氧化铝或二氧化钛。优选的材料包括真空沉积的铝层和一个或多个聚烯烃层。这种材料的透湿速率低于0.85×10-5g/m2/天。在美国专利5192620中提及了使用镀金属层和聚丙烯膜并涂布其它材料来控制透湿速率的先有技术。所提到的用途是用于包装。
在本发明的优选实施方案中,机械装配的图片具有聚烯烃透明片,它收缩并覆盖了影像和支撑。所述的透明片可以具有变化的取向度和退火度。对于收缩过程中尺寸的变化程度来说,这些性能的控制是关键的。高程度的收缩可以给该机械装配的图片带来过度的压力。收缩后的这种程度的压力或力需要使用更厚和更具刚性的支撑材料。聚烯烃和聚烯烃共聚物是优选的,因为它们成本低并能提供良好的保护。当需要对抗划伤、减少指印以及改善整体撕裂性具有额外的稳定性时,聚酯片是优选的。通常来讲,聚酯和共聚酯更稳定。聚酯的另一个优点是模量更高,可以提供比其它聚合物更大的刚性。在本发明的另一个实施方案中,收缩至薄已成象聚合物片和支撑的透明聚合物片是聚酰胺片。在某些情况下,聚酰胺是优选的,因为它们具有均匀的手感和稳定性。另外,在最终机械装配的图片中控制氧气和水蒸气透过速率的愿望可以影响使用聚酰胺的决定。当稳定性的主要目的在于抗划伤性时,可以使用聚碳酸酯片。
无论使用聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、乙烯基类或其它透明聚合物片,还可以希望具有其它性能。通常消费者不满意的是指印。聚合物片自身能够比传统的成象材料提供某些额外程度的可擦拭性,特别是对于指印和溅污。将表面粗糙的颗粒掺入聚合物片或聚合物片上面的层中,能够非常理想的使指印最小化。该无规则的表面减少了指印的接触面积,并使得它们更加不可见,某些表面粗糙颗粒还能够帮助吸收指印油,因此使得它们不再令人不快。除了表面粗糙颗粒之外,该透明膜的表面在该聚合物片浇铸之前进行机械压花使之变得粗糙,或者在它与支撑和薄已成象聚合物片装配之前或之后粗糙化。另一种在该透明聚合物片中呈现粗糙或表面粗糙的方法是采用不同的聚合物的混合或共混。在本发明的另一个实施方案中,该覆盖所述影像和支撑的透明聚合物片还可以含有紫外吸收剂。紫外能量可以破坏聚合物键,与残余的单体或催化剂或其它物质反应,形成氢过氧化物或羰基。可以使用任何紫外吸收剂。典型的包括羟基二苯酮,羟苯基苯并三唑,受阻胺光稳定剂、金属盐、颜料例如TiO2、ZnO。由于本发明的聚合物片是透明的,因此不希望有颜料。除了紫外吸收剂以外,该聚合物片还可以含有各种添加剂。包括抗氧化剂、色调化合物例如蓝和红着色剂、荧光增白剂、防粘连剂和滑爽剂。当聚合物片含有白色颜料并且其中至少一层含有聚烯烃,尤其是还包括白色颜料例如TiO2的聚丙烯时,该层可以含有通常用于聚丙烯热稳定的受阻酚主抗氧化剂中的任一种,其单独使用或与助抗氧化剂配合使用。受阻酚主抗氧化剂的实例包括苯丙酸,3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基-,2,2-双[[3-[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟苯基]-1-氧代丙氧基]甲基]-1,3-丙二基酯(例如Irganox 1010),苯丙酸,3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基,十八烷基酯(例如Irganox 1076),(例如Irganox 1035),苯酚,4,4’,4”-[(2,4,6-三甲基-1,3,5-苯三基)三(亚甲基)]三[2,6-双-(1,1-二甲基乙基)(例如Irganox 1330),但不局限于这些实例。助抗氧化剂包括有机烷基和芳香基亚磷酸酯(phosphite),包括的实例为如磷酸,双[2,4-双(1,1-二甲基乙基)-6-甲基苯基]乙基酯(例如Irgafos38),乙醛胺(ethanamine),2-[[2,4,8,10-四(1,1-二甲基乙基)二苯并[d,f][1,3,2]-二氧杂苯磷(phosphepin)-6-基]氧基]-N,N-双[2-[[2,4,8,10-四(1,1-二甲基乙基)二苯并[d,f][1,3,2]-二氧杂苯磷(phosphepin)-6-基]氧基]乙基](例如Irgafos12),苯酚,2,4-双(1,1-二甲基乙基),亚磷酸酯(例如Irgafos 168),优选的实施方案使用Irgafos 168。
在装配图片的形成中,优选的实施方案是覆盖影像和支撑的透明片具有350MPa的模量。这种模量的透明片很重要,可确保所完成的图片具有可接受的刚性,并且该透明片足够坚韧以与影像和支撑相装配。较高模量的片有助于将各单独的元件更好地保持在一起,并能够更好地经受处理磨损。本发明的另一个实施方案引入了袋作为透明片。在该优选实施方案中,预成型的袋能够将成象的图片快速装入该袋中,然后给该袋抽真空并将其密封。再一个实施方案中,然后对该袋加热收缩以确保其紧密封好。在另一个实施方案中,所采用的透明聚合物片或透明聚合物袋在其至少一侧在至少5微米或更大的空间频率具有至少0.3微米的粗糙度。这种粗糙度提供了不同的和均匀的手感。该粗糙度可与传统的相纸相匹配,以提供呈现纹理或表面粗糙的装配照片。这不仅提供了降低光泽的照片,也因为降低了磨擦系数而有助于将图片装入袋中。优选在袋或聚合物片外侧具有粗糙度。这种外侧和前位是优选的,因为它为照片提供了降低的指印倾向,以及减少了多余的光泽。在照片的高速包装应用中,背侧具有一定程度的粗糙度也可以是理想的。这有助于使划伤最小化,并优化背侧磨擦系数以防止在包装设备中的阻塞,并确保良好的叠置。在某些情况下,可以在装图片、密封、抽真空和或收缩之前在片或袋中进行粗糙化。粗糙化的另一种变换方式是在影像元件或支撑或者两者中都进行粗糙化。当该透明聚合物片或袋被加热收缩时,带有纹理的图案可透视。在大多数情况中,该聚合物片仍然具有与之相关的高光泽。再一个实施方案包括带有减弱光泽层的基本透明的片。这种层可以包括光散射材料,例如二氧化硅,二氧化硅凝胶,溶胶凝胶,玻璃珠,聚合物珠,颜料和孔隙。也可以使用不溶混聚合物的混合物,来产生具有最小光泽的粗化表面。可以用来作为粘合剂的典型的聚合物包括乙烯基、乙烯基醇、醋酸乙烯酯共聚物、氯乙烯共聚物、偏氯乙烯、三醋酸纤维素酯、丙酸纤维素酯、聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物、苯乙烯丁基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-烯丙基醇共聚物、明胶、聚酯和共聚酯、乙烯基吡啶和其它衍生物,丙烯酸酯和丙烯酸酯(包括但不限于,聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯)共聚物,聚酰胺树脂、聚砜、芳香族酯碳酸酯共聚物、聚碳酸酯、甲基苯乙烯-二甲基硅氧烷嵌段共聚物、二甲基硅氧烷-双酚共聚物和其混合物。
本发明的另一个优选实施方案包括的透明聚合物袋还含有一个垂片。该垂片可以有预切割或冲压的孔,可以穿入环或其它紧固部件,从而可以将该机械装配的图片放入像册或笔记本中。
在本发明的又一个实施方案中,支撑基本是不透明的,以防止透视,并还可以具有一个与影像元件相接触的白色表面。该白色支撑在观看该影像时提供了良好的反射背景。在薄已成象聚合物片也是白色和不透明的实施方案中,支撑材料可以是透明的。这为支撑材料的选择提供了额外的可能。也可以使用棕色或未漂白的牛皮纸支撑,同时仍然具有令人愉快的白色反射图片。这一点是重要的,因为可以使用低成本材料。任选的填充材料选自以下材料,包括二氧化钛、胶体二氧化硅、硫酸钡、硫化锌、水合氧化铝、硅酸钙、碳酸钙、氧化锌、填料的共混物以及微球。
在本发明中,支撑材料可以具有至少150牛顿的刚性。这种刚性能提供一种坚固的支撑,能抵抗透明聚合物片一旦收缩之后产生的力。在本发明的又一个实施方案中,机械装配的图片具有大于150毫牛顿的刚性。大多数照片和其它成象材料对于它们具有均匀的手感。大多数消费者接受具有坚实刚性和手感的更优异的照片品质。因此本发明的一个重要方面是提供带有足够刚性的机械装配的图片。
机械装配的图片的另一个实施方案包括支撑和/或还含有香料的透明聚合物片。该香料选自:醋酸异戊酯、乙基2-甲基丁酸酯,正己醛、大马烯酮、麝香酮、ethylene brssylate,十二烷酸乙二醇酯、雅槛蓝酮、茴香脑、异丁基-2-丁烯二酯、2,5-二甲基-4-羟基-3(2H)-呋喃酮(furanone)、香芹酮、苯甲醛、tilylaldehyde、苄基醋酸酯(bezzylacetate)、5-甲基-2-苯基-2-己烯醛、丁酸异戊酯、香草醛、苯基醋酸异戊基酯、糠基硫醇、糠基硫代丙酸酯、α-壬内酯、2-甲氧基-5-甲基吡嗪、肉桂醛、乙基庚酯、2-甲基-2-戊烯酸、甲基邻氨基苯甲酸酯、3-羟基丁酸乙酯、诺卡酮(nootktone)、甲基(甲基硫基)吡嗪、乙酸苄酯(bezylatacetate)、吲哚、柠檬醛、α-萜品醇、β-甜橙醛、邻氨基苯甲酸乙酯、麝香草酚、辛醛、癸醛、2-甲基-3-92-甲苯丙醛、羟基香茅二甲基2-苯基丙醛、2-甲基-3-(4-异丙基苯基)丙醛、3-甲基-1,2-环戊二酮,薄荷醇、3-甲基硫基-1,2-己醇、a-十一碳内酯、6-戊基-60-吡喃酮、2,5-二甲基吡嗪、乙基癸烷(ethyidecane)-顺-4-反-2-硫代丙酸酯、烯丙基环己烷丙酸酯、6-甲基-60-紫罗兰酮、反-60-紫罗兰酮、4-(4-羟基苯基)-2-丁酮、乙基麦芽酚、甲基肉桂酸酯、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮、乙基甲基苯基缩水甘油酸酯(ethymethy phenyl glycidate)、乙基香兰素、丙烯基quathol和其混合物。所述香料可以被施加于透明聚合物片、支撑或已成象的薄聚合物片。
本发明的再一个实施方案中,机械装配的图片具有至少一个在薄聚合物片上带有影像的成象元件,带有机械保持影像和支撑的透明片的支撑,其还含有干燥剂。该干燥剂材料可以是在其结构中吸收和保持水分的任何材料。典型的干燥剂是吸水物质例如活化的氧化铝、氯化钙、二氧化硅凝胶、氯化锌、微孔材料(其由化学性质近似于粘土和长石的硅酸铝或沸石或从含有有机胺或季铵盐的混合物得到的结晶铝磷酸盐组成)。该微孔材料应当具有5-10埃的孔隙尺寸,以帮助优化水的吸收。
本发明的一个优选实施方案具有含有纤维素纤维的支撑。该支撑可以是相纸、空白纸、涂布纸、聚合物涂布的纸、牛皮纸、无纺纤维素、纸板、木材、木材衍生物或其它材料。在本发明的再一个实施方案中,支撑可以包括有孔聚合物片。这种片可以包括但不限于聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯和聚苯乙烯的双轴取向的聚合物片。这种片还可以含有相同或不同的聚合物的层,其中还含有颜料和其它添加剂。在该有孔片是聚烯烃的情况下,可以使用任何合适的双轴取向聚合物片。微孔复合双轴取向片是优选的,通常由芯和表层的共挤出、然后双轴取向而制成,由此孔隙在芯层中含有的孔隙引发材料周围形成。这种复合片在例如美国专利4377616;4758462和4632869中披露。
该优选的复合片的芯应当占该片整个厚度的15-95%,优选为整个厚度的30-85%。因此无孔皮层应当占该片厚度的5-85%,优选为15-70%。
用术语“实体密度百分数”表示的该复合片的密度(比重)计算如下:
复合片密度/聚合物密度×100=实体密度%实体密度百分数应当在45%-100%之间,优选在67%-100%之间。当实体密度百分数低于67%时,由于拉伸强度的降低,该复合片变得不易制造。该片也更容易受到机械损坏。
“孔隙”在本文用来指不合额外的固体和液体物质,当然该“孔隙”有可能含有气体。在已加工过的包装片芯中残留的孔隙引发颗粒其直径应是0.1-10微米,优选为圆形,以产生具有理想形状和尺寸的孔隙。孔隙的尺寸也取决于在机械加工方向和横向的取向程度。理想地,该孔隙形状可假设由两个对置的而且边缘接触的凹盘确定。也就是说,该孔隙倾向于具有类似于透镜或双面凸镜的形状。该孔隙被取向,使得两个主要尺寸与该片的机械加工方向和横向相对准。Z方向轴是最小的尺寸,大致为该孔隙颗粒的横向直径尺寸。该孔隙一般为封闭孔穴,因此实际上不存在从该空心芯一侧通向另一侧的、可以通过气体或液体的通道。
孔隙引发材料可以从各种材料中选择,它的用量应当占芯基体聚合物重量的约5-50%重量。优选地,该孔隙引发材料包括一种聚合材料。当使用聚合材料时,该聚合材料应能够与制备芯基体的聚合物熔融混合,并且当该悬浮液冷却时能形成分散的球状颗粒。该聚合物的实例包括分散在聚丙烯中的尼龙,分散在聚丙烯中的聚对苯二甲酸丁二醇酯,或分散在聚对苯二甲酸丁二醇酯中的聚丙烯。如果该聚合物预先成形并混合在基体聚合物中,那么重要的特征便在于颗粒的大小和形状。优选为球状,并且可以是空心或实心的球。这些球体可由交联聚合物制备,该聚合物选自以下一组化合物:通式为Ar-C(R)=CH2的链烯基芳香族化合物,其中Ar代表芳香族烃基或苯系芳香族卤代烃基,R是氢或甲基;丙烯酸酯型单体包括分子式为CH2=C(R’)-C(O)(OR)的单体,其中R选自氢和含有约1-12个碳原子的烷基,R’选自氢和甲基;氯乙烯和偏氯乙烯的共聚物、丙烯腈和氯乙烯、溴乙烯、结构式为CH2=CH(O)COR的乙烯基酯,其中R为含有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;由对苯二酸和二烷基对苯二酸或其可生成酯的衍生物与HO(CH2)nOH系二元醇之间反应制备的合成聚酯树脂,其中二元醇中n为2-10的整数,并且在该聚合物分子中具有反应性烯键,上述聚酯包括共聚在其中的至多20重量%的第二种酸或其酯,并含有反应性烯烃不饱和物和其混合物,交联剂选自二乙烯基苯,二甘醇二甲基丙烯酸酯,富马酸二烯丙酯,邻苯二甲酸二烯丙酯和其混合物。
制备该交联聚合物的一般单体实例包括苯乙烯,丙烯酸丁酯,丙烯酰胺,丙烯腈,甲基丙烯酸甲酯,乙二醇二甲基丙烯酸酯,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,二乙烯基苯,丙烯酰胺甲基-丙烷磺酸,乙烯基甲苯等。该交联聚合物优选为聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。最优选的是聚苯乙烯,而交联剂是二乙烯基苯。
本领域中公知的方法产生尺寸不均匀的颗粒,其特征在于宽的颗粒尺寸分布。可通过筛分覆盖初始尺寸分布范围的珠粒而对所得到的珠粒进行分级。其它例如悬浮聚合,有限聚结的方法,可直接产生大小非常均匀的颗粒。
可以对孔隙引发材料涂覆试剂以使之更容易成孔。合适的试剂或润滑剂包括胶体二氧化硅,胶体氧化铝,和例如氧化锡和氧化铝的金属氧化物。优选的试剂为胶体二氧化硅和氧化铝,最优选二氧化硅。带有试剂涂层的交联聚合物可以由本领域公知的方法制备。例如,优选向悬浮液中添加试剂的传统悬浮聚合方法。就试剂来说,胶体二氧化硅是优选的。
该孔隙引发颗粒也可以是无机球体,包括实心或空心的玻璃球,金属或陶瓷珠粒,或无机颗粒例如粘土,滑石,硫酸钡或碳酸钙。重要的是该材料不能与芯基体聚合物发生化学反应,以免引起下列一个或多个问题:(a)改变基体聚合物的结晶动力学,使之难以取向,(b)破坏芯基体聚合物,(c)破坏孔隙引发颗粒,(d)使孔隙引发颗粒粘附于基体聚合物上,或(e)产生不希望的反应产物,例如有毒或深色部分。该孔隙引发材料应当不具有照相活性,或者不会使其中采用了双轴取向聚烯烃片的照相元件的性能恶化。
在另一种情况下,该成象元件的支撑或聚合物片可以使用孔隙聚酯片。该孔隙聚酯片可以在整个层上具有孔隙,也可以一部分层有孔隙,而另一部分层为具有附加功能的实体层。作为本发明支持体材料的聚酯基底片应当具有约50℃-约150℃的玻璃化转变温度,优选为约60℃-100℃,它应当是可以取向的,所具有的特性粘数为至少0.50,优选为0.6-0.9。适合的聚酯包括由以下化合物制造的产品,包括具有4-20个碳原子的芳香族、脂肪族或环脂族二羧酸和具有2~24个碳原子的脂肪族或脂环族二醇。适合的二羧酸的实例包括对苯二酸、间苯二酸、邻苯二酸、萘二羧酸、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-环己烷二羧酸,钠磺基间苯二甲酸和其混合物。合适的二元醇的实例包括乙二醇,丙二醇,丁二醇,戊二醇,己二醇,1,4-环己烷二甲醇,二甘醇,其它聚乙二醇和其混合物。这些聚酯在本领域已经是公知的,并可通过公知的方法,例如在US2,465,319和US2,901,466中披露的方法来制备。优选的连续基体聚合物具有的重复单元来自于对苯二酸或萘二羧酸,以及选自乙二醇、1,4-丁二醇和1,4-环己烷二甲醇中的至少一种二元醇。可被少量的其它单体改性的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)是特别优选的。聚丙烯也是有用的。其它合适聚酯包括掺入适当量的共酸(co-acid)组分例如芪二羧酸而形成的液晶共聚酯。这些液晶共聚酯已经在US4,420,607,4,459,402和4,468,510中披露。
在片形成过程中孔隙形成使用的用于微珠粒的合适交联聚合物是可聚合的有机材料,选自链烯基芳香族化合物,通式为其中,Ar代表芳香族烃基或苯系芳香族卤代烃基,R是氢或甲基;丙烯酸酯型单体,包括通式如下的单体,其中R选自氢和含有约1-12个碳原子的烷基,R’选自氢和甲基;氯乙烯和偏氯乙烯的共聚物、丙烯腈和氯乙烯、溴乙烯、通式如下的乙烯酯,其中R为含有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;由对苯二酸和二烷基对苯二酸或其可生成酯的衍生物与HO(CH2)nOH系二元醇之间反应制备的合成聚酯树脂,其中二元醇中n为2-10的整数,并且在该聚合物分子中具有反应性烯键,上述聚酯包括共聚在其中的至多20重量%的第二种酸或其酯,并含有反应性烯烃不饱和物和其混合物,交联剂选自二乙烯基苯,二甘醇二甲基丙烯酸酯,富马酸二烯丙酯,邻苯二甲酸二烯丙酯和其混合物。
制备该交联聚合物的一般单体实例包括苯乙烯,丙烯酸丁酯,丙烯酰胺,丙烯腈,甲基丙烯酸甲酯,乙二醇二甲基丙烯酸酯,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,二乙烯基苯,丙烯酰胺甲基-丙烷磺酸,乙烯基甲苯等。该交联聚合物优选为聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。最优选的是聚苯乙烯,而交联剂是二乙烯基苯。
本领域中公知的方法产生尺寸不均匀的孔隙引发颗粒,其特征在于宽的颗粒尺寸分布。可通过筛分覆盖初始尺寸分布范围的珠粒而对所得到的珠粒进行分级。其它例如悬浮聚合,有限聚结的方法,可直接产生大小非常均匀的颗粒。合适的滑爽剂或润滑剂包括胶体二氧化硅,胶体氧化铝,和例如氧化锡和氧化铝的金属氧化物。优选的滑爽剂为胶体二氧化硅和氧化铝,最优选二氧化硅。带有滑爽剂涂层的交联聚合物可以由本领域公知的方法制备。例如,优选向悬浮液中添加滑爽剂的传统悬浮聚合方法。就滑爽剂来说,胶体二氧化硅是优选的。
优选采用“有限聚结”方法制备已涂布的交联聚合物微珠粒。该方法在美国专利3615972中有详细描述。但是,本发明使用的已涂布微珠粒的制备不会采用在上述专利中使用的发泡剂。
以下是在有限聚结中所采用的一般工艺:
1.将可聚合液体分散在含水非溶剂液体介质中,以形成其微滴尺寸不大于所希望的聚合物小球尺寸的分散体,因此
2.将该分散体静置,在该分散的微滴发生有限聚结并生成较少数量的更大的微滴的过程中,只进行轻柔的搅拌或不搅拌,这样由于悬浮介质的组成,聚结是有限的,因此分散的微滴的尺寸变得非常均匀,并具有所希望的幅度,以及
3.然后向含水悬浮介质中加入增稠剂来使均匀微滴的分散体稳定,因此该均匀尺寸的分散微滴不会再进一步聚结,也减缓了由于分散相和连续相密度不同而造成的分散体中的集中,
4.在这种稳定的分散体中的可聚合的液体或油相被加以聚合条件来聚合,由此获得球状并具有非常均匀和所希望尺寸的聚合物小球,其尺寸大体上由最初的含水液体悬浮介质的组成来预先确定。
可聚合液体微滴的直径,以及由此聚合物珠粒的直径,能够通过审慎地改变含水液体悬浮介质的组成而可预测的改变,范围在约1个半微米或更小至约0.5厘米。与采用临界搅拌工艺的传统悬浮聚合方法制备的直径系数为10或更大的微滴和珠粒相比,对于任何具体的操作,液体微滴的直径范围,以及由此聚合物珠粒的直径范围,其系数约为3或更小。由于本方法中的珠粒尺寸,例如直径,大体由含水分散体的组成确定,因此机械条件例如搅拌程度、所使用的设备的尺寸和设计、以及操作的规模,不是非常关键的。另外,通过采用相同的组分,可以重复操作,或者操作的规模可以改变,基本能够获得同样的结果。
本发明将1体积份的可聚合液体液体分散在至少0.5份、优选为0.5-约10份或更多体积份的非溶剂含水介质中,该非溶剂含水介质包含水和至少以下成分中的第一种:
1.可水分散的、水不溶的固体胶体,其在含水分散体中的颗粒尺寸为约0.008-约50微米,这些颗粒倾向于聚集在液-液界面或由于以下的物质存在而导致聚集在液-液界面
2.水溶的“促进剂”,其影响固体胶体颗粒的“亲水-疏水平衡”;和/或
3.电解质;和/或
4.胶体活化改性剂例如胶溶剂,表面活性剂等;以及通常的
5.水溶的,单体不溶的聚合抑制剂。
水分散的、水不溶的固体胶体可以是无机材料,例如金属盐或氢氧化物或粘土,或可以是有机材料例如生淀粉、磺化的交联有机高聚物,树脂状聚合物等。
固体胶体材料必须是不溶的,但是在水中可分散的,并且在可聚合的液体中是不溶和不分散但是可湿的。该固体胶体必须是亲含水远大于亲油性,从而保持在含水液体中的整体分散。有限聚结所采用的固体胶体所具有的颗粒在含水液体中保持相对的刚性和离散的形状及所规定的限制内的尺寸。该颗粒可以大大的溶胀并彻底地水合,只要溶胀颗粒能保持一定的形状,其中颗粒的有效尺寸近似于溶胀颗粒的尺寸。该颗粒主要是单分子,如在极高分子量的交联树脂中的情况,或者可以是多个分子的聚集。分散在水中形成真溶液或胶体溶液,其中颗粒尺寸低于所规定的范围、或者其中颗粒扩散以致缺乏可分辨的形状和尺寸的材料不适合于作为有限聚结的稳定剂。所采用的固体胶体的用量一般例如为每100立方厘米可聚合的液体中约0.01-约10g或更多。
为了作为可聚合液体微滴有限聚结的稳定剂,关键在于固体胶体必须倾向于连同含水液体在液-液界面即在油性微滴表面上聚集。(“油性”一词在本文偶尔用来表示在水中不溶的一类液体)。在很多情况下,希望向含水组成中加入“促进”材料,以迫使固体胶体颗粒趋向液-液界面。这种现象在乳液领域是已知的,此处被用于固体胶体颗粒,作为调整“亲水-疏水平衡”的扩展。
通常,该促进剂是对固体胶体和油性微滴具有亲和性的有机材料,并能够使得固体胶体更加亲油。对油性表面的亲和性通常是因为促进剂分子的某些有机部分,而对固体胶体的亲和力通常是因为相反的电荷。举例来说,正电荷配合金属盐或氢氧化物,例如氢氧化铝,能够被负电荷有机促进剂例如水溶的磺化聚苯乙烯、alignate和羧甲基纤维素所促进。负电荷胶体,例如Bentonite,能够被正电荷促进剂例如四甲基氢氧化铵或氯化物或水溶性配合树脂状胺缩聚产物所促进,该缩聚产物例如二乙醇胺和己二酸的水溶缩聚产物,环氧乙烷、脲和甲醛、以及聚乙烯亚胺的水溶缩聚产物。两性材料例如蛋白质材料,如明胶、动物胶、酪蛋白、白蛋白、明胶蛋白等,对于宽范围的胶体固体来说也是有效的促进剂。非离子材料例如甲氧基-纤维素在某些情况下也是有效的。通常,每百万含水介质只需使用几份促进剂,尽管也可以使用更大的比例。在某些情况下,通常被定为乳化剂的离子材料,例如皂类、长链硫酸盐和磺酸盐和长链季铵化合物,也可以用作固体胶体的促进剂,但是必须小心使用以避免导致可聚合液体和含水液体介质形成稳定的胶体乳液。
使用少量电解质也可以获得与有机促进剂类似的效果,例如水溶的可电离的碱、酸和盐,特别是具有多价离子的。当胶体的过多疏含水或不足的亲油性归因于胶体结构的过分水合时,这些物质非常有用。例如,适合的交联磺化苯乙烯聚合物在水中明显溶胀和水合。尽管分子结构含有苯环,该苯环会使得胶体对于分散体中的油相具有一定的亲和力,但是高度的水合使得胶体颗粒被包裹在一团缔合的水中。水溶可电离的多价阳离子化合物,例如铝或钙盐,向含水组成中的添加,导致溶胀胶体的大面积收缩,连同部分缔合的水渗出,胶体颗粒的有机部分暴露出来,因此使得胶体更加亲油。
固体胶体颗粒的亲水-亲油平衡使得颗粒倾向于在油-水界面的水相聚集,该颗粒在油性微滴的表面聚集,并在有限聚结中作为保护剂。
能够以已知的方式使用来有效改善含水组成的胶体性能的其它试剂是在本领域已知的材料,例如胶溶剂、絮凝剂,反絮凝剂、敏化剂、表面活性剂等。
有时希望向含水液体中按照每百万分之几份的用量添加水溶、油不溶聚合抑制剂,以有效地防止会扩散进入含水液体或被胶体胶束吸收的单体分子的聚合,如果一旦在水相中发生聚合,会导致生成乳液型聚合物分散体,而不是所希望的珠粒或珍珠状聚合物或在所希望的珠粒或珍珠状聚合物之外产生。
然后含有水分散的固体胶体的含水介质与液体可聚合材料相混合,其混合方式使得液体可聚合材料成为分散在含水介质中的小微滴。这种分散可以采用任何常用的方法实现,例如通过机械搅拌器或振荡器,通过喷射器,通过水锤,或通过其它能够将可聚合材料细分为连续含水介质中的微滴的方法。
通过例如搅拌的分散程度不是关键的,但是分散的液体微滴的尺寸必须不能太大,优选比在稳定的分散体中所希望和理想的稳定微滴尺寸小许多。当获得这种条件时,所得到的分散体可以被静置,只需轻柔、缓和的运动(如果有的话),优选不搅拌。在这种静止的条件下,分散的液体相进行有限的聚结。
“有限聚结”是这样一种现象,即分散在一定含水悬浮介质中的液体微滴聚结,形成较少数量的更大微滴,直至长大的微滴到达某一临界和限制的尺寸,因此聚结基本停止。所得到的分散液体的微滴,其直径为0.3厘米大,有时为0.5厘米,对于进一步的聚结非常稳定,并且其尺寸非常均匀。如果这种大微滴分散体被强力搅拌,微滴被破碎成较小的微滴。破碎后的微滴在静止放置时,又重新聚结至同样的有限程度,形成同样均匀尺寸、大微滴的稳定分散体。因此,由有限聚结得到的分散体包括直径基本均匀的微滴,该微滴对于进一步的聚结来说是稳定的。
作为这种现象的原理现在已经被采用,在可聚合液体分散体(以均匀和理想尺寸的微滴的形式)的制备中以审慎和可预测的方式来进行有限聚结。
在有限聚结的现象中,固体胶体的小颗粒倾向于连同含水液体聚集在液-液界面,即油性微滴的表面。这被认为,基本被这种固体胶体覆盖的微滴对于聚结是稳定的,而未被这样覆盖的微滴是不稳定的。在给定的可聚合液体的分散体中,微滴的总表面积是液体总体积和微滴直径的函数。类似的,只被固体胶体覆盖的总表面积,例如在一个颗粒厚的层中,是胶体量和其颗粒尺寸的函数。在如例如通过搅拌最初制备的分散体中,可聚合液体微滴的总表面积大于能够被固体胶体覆盖的。在静止条件下,该不稳定的微滴开始聚结。聚结导致油性微滴数量的减少,以及导致其总表面积至多降低至胶体固体的量足以基本覆盖油性微粒总表面的程度,因此聚结基本停止。
如果固体胶体颗粒不具有近似相同的尺寸,可以通过统计方法估算平均有效尺寸。例如,球形颗粒的平均有效直径可以由代表样品中颗粒实际直径平方的平均值的平方根来计算。
处理如上制备的均匀微滴分散体是有益的,可以使得分散体对于油性微滴的聚结变得稳定。
这种进一步的稳定是通过将均匀微滴分散体与能够极大提高含水液体粘度的试剂轻柔混合而实现的。出于这种目的,可以使用任何的水溶或水分散的增稠剂,该增稠剂在油性微滴中不溶,并且不会除去在油水界面覆盖油性微滴的表面的固体胶体颗粒层。适合的增稠剂的实例是磺化聚苯乙烯(水分散的,增稠级),亲水粘土例如Bentonite、熟化淀粉、天然树胶、羧基取代的纤维素醚等。通常选择和使用的增稠剂的量能够形成触变胶体,其中悬浮着均匀尺寸的油性微滴。换句话说,增稠的液体一般在其流动行为中是非牛顿的,即所具有的性质能够防止在含水液体中分散的微滴快速移动这是通过因相密度差异而通过重力作用而实现。悬浮微滴施加在周围介质上的应力不足以导致微滴在这种非牛顿介质中快速移动。通常,所使用的增稠剂对含水液体的比例使得增稠后的含水液体的表观粘度至少约为500厘泊(一般采用Brookfield粘度计在30rpm使用第2号测量杆测量)。该增稠剂优选制成单独的浓缩含水组分,然后再小心地与油性微滴分散体相混合。
所得到的增稠分散体能够被操纵,例如通过管路,并能够承受聚合条件,而基本不会使分散的油性微滴的尺寸或形状发生机械改变。
所得的分散体特别适用于连续聚合工艺,该聚合在蛇形管、管和伸长的容器中进行,在该反应器一端连续送入增稠的分散体,从其另一端连续取出大量的聚合物珠粒。该聚合步骤也可以以间歇方式进行。
聚合的各组分的添加次序不重要,但是有利的更方便的方式是,向容器中加入水,分散剂,将油溶性催化剂混入单体混合物中,随后在搅拌下将单体相加入到水相中。
以下的实施例解释了涂布有滑爽剂的交联聚合微珠粒的制备方法。在该实施例中,聚合物是用二乙烯基苯交联的聚苯乙烯。该微珠粒具有二氧化硅涂层。微珠粒采用如下工艺制成,其中含有引发剂的单体微滴被按照尺寸分级并加热,以得到尺寸与单体微滴相同的固体聚合物球。水相是用以下组分配合而成,包括7升蒸馏水、1.5g重铬酸钾(水相的聚合抑制剂)、250g聚甲氨基乙醇乙二酸酯(促进剂)、和350gLUDOX(含有50%DuPont出售的二氧化硅的胶体悬浮液)。单体相是用以下组分配合而成,包括3317g苯乙烯,1421g二乙烯基苯(55%活性交联剂;剩余的45%是构成苯乙烯聚合物链一部分的乙基乙烯基苯)和45gVAZO52(单体可溶解的抑制剂,DuPont出售)。将混合物通过均化器,以获得5微米的微滴。该悬浮液在52℃加热过夜,得到4.3kg的一般为球形的微珠粒,其平均直径约为5微米,并且尺寸分布窄(约2-10微米尺寸分布)。苯乙烯和乙基乙烯基苯相对于二乙烯基苯的摩尔比约为6.1%。二乙烯基苯的浓度可以上下调整,以通过活性交联剂得到约2.5-50%(优选为10-40%)的交联。当然,也可以在本领域已知的类似悬浮聚合过程中使用苯乙烯和乙基乙烯基苯以外的单体。也可以使用本领域已知的其它抑制剂和促进剂。也可以使用二氧化硅以外的滑爽剂。例如,从DuPont购买的许多LUDOX胶体二氧化硅,从Degussa购买的LEPANDIN胶体氧化铝,从Naclo购买的NALCOAG胶体二氧化硅,和从Naclo购买的氧化锡和二氧化钛。
一般的,对于具有稳定物理性质例如回弹性的聚合物,该聚合物被交联。在苯乙烯用二乙烯基苯交联的情况下,聚合物被2.5-50%交联了,优选被20-40%交联。交联百分比意味着交联剂以主要单体用量为基础计的摩尔百分数。这种有限的交联产生的微珠粒在连续聚合物的取向中足以保持完好。如此交联的珠粒也具有回弹性,从而当它们在取向过程中由于基体聚合物在微珠粒的相反侧的压力而变形(变平)时,它们基本能够回到它们正常时候的球形,以在微珠粒周围产生所可能的最大孔隙,由此生成较小密度的产品。
微珠粒本文中意味着具有“滑爽剂”的涂层。该词意味着微珠粒表面的磨擦被极大地减少了。实际上,这被认为是由于二氧化硅在该表面充当了微型球轴承。可以将滑爽剂放在悬浮聚合混合物中而使其在微珠粒的形成过程中形成在微珠粒的表面。
微珠粒的尺寸由二氧化硅与单体之间的比例来调节。例如,以下比例产生所示尺寸的微珠粒:
微珠粒尺寸, 单体, 滑爽剂(二氧化硅)
微米 重量份 重量份
2 10.4 1
5 27.0 1
20 42.4 1
交联聚合物微珠粒的尺寸范围是0.1-50微米,用量占聚酯重量的5-50%重量。聚苯乙烯微珠粒应当具有比连续基体聚合物的Tg高至少20℃的Tg,并且与连续基体聚合物相比要硬。
微珠粒的弹性和回弹性通常导致孔隙的增多,优选微珠粒的Tg尽可能高于基体聚合物,以避免在取向过程中的变形。在微珠粒的回弹性和弹性点之上进行交联被认为没有实际的好处。
交联聚合物的微珠粒至少部分以孔隙为边界。支持体中的孔隙空间应当占基底体积的2-60%,优选为30-50%。根据支持体形成的方式,孔隙可以完全环绕微珠粒,例如孔隙的形状可以是环绕微珠粒的轮胎形(或扁平轮胎形),或者孔隙可以只与微珠粒部分接界,例如一对孔隙在微珠粒的相对侧与其接界。
在聚酯基底片的孔隙拉伸时,假设特征形状从类似纸的片的均衡双轴取向变为微孔/类似绸缎的纤维的单轴取向。均衡的微孔在取向平面大部分是圆的,而纤维微孔是在纤维轴方向伸长的。微孔的尺寸和其主要物理性能取决于取向的程度和均衡性、拉伸温度和速率、结晶动力学、微珠粒的尺寸分布等。
本发明的聚酯片制备如下:
(a)形成熔融连续基体聚合物和交联聚合物的混合物,其中交联聚合物是均匀分散在整个基体聚合物的许多微珠粒,基体聚合物如前所述,交联聚合物微珠粒如前所述,
(b)通过挤出或浇铸形成聚酯基底片
(c)通过拉伸将所得产品取向,以形成均匀分布在整个产品的交联聚合物微珠粒,并且孔隙至少在微珠粒的侧面在一个或多个取向方向与其接界。
混合物可通过形成基体聚合物熔融体并在其中混合交联聚合物而制成。交联聚合物可以是固体或半固体微珠粒的形式。由于基体聚合物和交联聚合物之间的不相容性,它们之间没有吸引或粘合,因此通过混合可以使交联聚合物均匀分散在基体聚合物中。
当微珠粒均匀分散在基体聚合物中时,通过例如挤出或浇铸而形成基底。挤出或浇铸的实例是挤出或浇铸片。这种形成方法在本领域是已知的。如果片被浇铸或挤出,重要的是在于所得到的制品被通过拉伸(至少在一个方向)被取向。单侧或双侧取向片的方法在本领域是已知的。简要来说,这种方法包括在片被浇铸或挤出后,将其在机械方向或纵向拉伸为原始尺寸的约1.5-10倍。这种片也可以在横向或与机械方向交叉的方向拉伸,所采用的方法和设备是本领域已知的,拉伸量通常为原始尺寸的1.5-10倍(对于聚酯通常为3-4倍,对于聚丙烯通常为6-10倍)。这些方法和设备是本领域已知的,披露在美国专利3903234中。
微孔或微孔空间在本文中指环绕微珠粒,是在连续基体聚合物在基体聚合物Tg以上的温度拉伸时形成的。交联聚合物的微珠粒较难以和连续基体聚合物相比。同时,因为微珠粒和基体聚合物之间的不相容性和不混溶性,在拉伸时连续基体聚合物滑至微珠粒之上,导致在拉伸的一个方向或多个方向的侧面形成孔隙,该孔隙在基体聚合物被连续拉伸时伸长。因此孔隙的最终尺寸和形状取决于拉伸方向和拉伸量。如果只在一个方向拉伸,那么微孔只在拉伸方向的微珠粒侧形成。如果拉伸在两个方向进行(双向拉伸),那么在效果上这种拉伸是一种从任何给定位置沿径向延伸的拉伸,导致在每一个微珠粒的周围形成轮胎形孔隙。
优选进行的拉伸取向同时打开微孔和取向基体材料。最终的产品性能取决于并由拉伸时间-温度关系控制,并取决于拉伸类型及程度。为了具有最大的不透明和纹理,拉伸只在刚高于基体聚合物的玻璃化转变温度的温度下进行。当在更高的玻璃化转变温度附近进行拉伸时,两相可能被同时拉伸,不透明度下降。前者中,材料被拉分开,一种机械反相容化过程。两个实例是纤维的高速熔纺和纤维及膜的熔融喷出,以形成无纺/纺粘的产物。总之,本发明的范围包括以上描述的形成操作的全部范围。
通常,孔隙的形成是独立发生的,不需要基体聚合物的结晶取向。利用完全无定形的无结晶共聚酯作为基质相,采用本发明的方法,已经制成不透明的微孔片。可结晶/可取向(应变硬化)的基体材料对于某些例如拉伸强度和透气阻挡的性能是优选的。另一方面,无定形基体材料在其它方面例如抗撕裂性和热密封性具有特殊的用途。可以配制不同的特殊基质组成,以满足各种产品需求。从结晶至无定形基体聚合物的全部范围都是本发明的一部分。
在使用孔隙聚乙烯或泡沫板作为支撑的实施方案中,该孔隙可以具有与双轴取向片不同的几何形状。当孔隙是通过化学反应形成时,它们可以比透镜更圆或被伸长。这种材料因为其优异的刚性和手感而被优选。
本发明的机械装配的图片还可以使用带有非平面支撑的薄已成象聚合物片,其中透明片将影像机械保持在支撑上。传统的照片和其它影像属于平面,例如纸或聚酯片。通过采用机械方法将影像原位保持以及采用能够收缩的透明片,覆盖的透明片向薄已成象聚合物片施加力,从而形成和保持非平面支撑或曲面支撑。使用薄已成象聚合物片是关键的,因为某些不平表面其形状或尺寸是粗糙和不规则的。通过使用薄聚合物片能够更容易地和不规则形状相一致。通过使用可收缩透明片将成象片保持在支撑上,因此,不需要考虑粘合剂。通过向局部区域加热,影像在该区域比在其它区域更容易被制作的一致。也可以使用曲面支撑。通常薄已成象聚合物片可以更容易地形成于曲面上。该实施方案是优选的,因为它允许照相品质的或近似于照相品质的影像能够被以各种形状和轮廓来装配。
在机械装配影像的另外实施方案中,影像可以与支撑的任一侧相接触。当支撑是平面支撑时,影像与支撑的两侧相接触。当支撑是例如曲面或锥形物体时,那么可以使多个影像相接触。
形成机械装配照片的优选方法是提供影像元件和支撑,然后将影像元件与该支撑相接触,将透明聚合物片放置在影像元件和支撑上,处理透明聚合物片使之永久性地将影像元件与支撑保持接触。在一个实施方案中,该透明聚合物片是热可收缩材料。利用透明聚合物片将影像保持在支撑的方法之一是,在透明聚合物片已经包好支撑和影像元件之后,使透明聚合物片收缩。收缩透明片的优选方法是向所述聚合物片加热。在本发明的另外一个实施方案中,所述透明聚合物片包括袋,支撑和影像元件放置并真空密封在其中。
在利用影像元件和支撑形成机械装配图片的方法中,其中影像元件和支撑彼此接触,然后透明聚合物片覆盖在影像元件和支撑上,对热可收缩材料加热,以获得影像元件、支撑和热收缩材料之间的优异光学接触。在这个实施方案中,在某个区域比别的区域施加更多的热量,以得到与非平面和曲面的一致性。在本发明的方法的另一个实施方案中,在透明聚合物片下施加真空。在该实施方案中,透明聚合物片不必是热可收缩的。真空有助于确保良好的光学接触,以及除去机械装配图片中大部分氧气。这有助于使氧引发的染料褪色最小化。
将影像和支撑装配的另一个优选方法是引入抗静电和磨擦层。该抗静电和磨擦层提供了导电路径,以防止静电和静电吸附,以及为机械装配照片所使用的设备提供足够的滑动磨擦。在感光影像的情况下,抗静电一般在薄聚合物片与感光层相对的一侧。重要的是保护感光层免受静电放电,以防止早期曝光。在高速图片装配过程中,重要的是在覆盖影像和支撑的透明聚合物片上提供磨擦和静电电荷控制。所述覆盖透明聚合物片在装配过程中可以滑至各种金属或塑料表面。为了防止机械装配图片元件的阻塞和堆积问题,覆盖影像和支撑的聚合物片的外表面应当也包括静电电荷和滑动磨擦控制。提供这种控制的典型方法是通过所述聚合物片的粗糙化,在聚合物中或在聚合物片上的层中使用导电盐和颗粒。使用本领域已知的各种润滑剂、滑爽剂、蜡和颗粒来改善薄聚合物片的磨擦性能。
在本发明方法的再一个实施方案中,支撑可以选自:纤维素、纸、卡片、双轴取向片、聚酯片、聚酰胺片、聚碳酸酯片、聚烯烃片、织物、聚苯乙烯、泡沫板、镀金属聚合物片、层压复合物、木材、金属、塑料以及上述的混合物或组合物。当机械装配图片时,影像元件以及透明聚合物片的处理可能导致难看的指印、划伤和其它缺陷。在本发明方法的另一个实施方案中,透明聚合物片可以包括紫外线、指印和磨损保护。可能需要紫外线吸收剂来防止影像染料或颜料的褪色。观看和触摸照片会带来难看的指印和划伤。在覆盖聚合物片的外表面上的例如聚氨酯、丙烯酸胶乳等的韧性粘合剂中引入略为粗糙的表面或颗粒,对于使最终装配的图片的潜在损害最小化是重要的。
影像可以由感光卤化银材料、形成染料的成色剂、喷墨、热染料升华或电照相方法来形成。
本发明的接收元件的热染料影像接收层可以包括,例如聚碳酸酯、聚氨酯、聚酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯共丙烯腈、聚己内酯或其混合物。染料影像接收层可以以对所期望的目的是有效的任何量存在。通常,在约1-约10g/m2的浓度已经获得良好的结果。可以在染料影像接收层上再涂布外涂层,如Harrison等人的美国专利4775657中所述。
与本发明的染料接收元件一同使用的染料供体元件通常包括支持体,其上有含有染料的层。在本发明所采用的染料供体中可以使用任何染料,只要它能通过热作用而转移至染料接收层。利用升华染料已经可以获得特别好的结果。适合用于本发明的染料供体例如美国专利4916112;4927803和5023228所述。
如上所述,染料供体元件用于形成染料转印影像。这种过程包括成象方式加热染料供体元件,并转印染料影像至如上所述的染料接收元件,以形成染料转印影像。
在热染料转印方法的优选实施方案中,所采用的染料供体元件包括聚对苯二酸乙二醇酯的支持体,其上涂布有青色、品色和黄色染料的依次重复区域,对于每一种颜色都依次执行染料转印步骤,以获得三色染料转印影像。当然,当只对单色执行该步骤时,只能获得单色染料转印影像。
用于从染料供体元件向本发明的接收元件转印染料的热打印头可以购买得到。可以采用例如Fujitsu热压头(FTP-040 MCS001),TDK热压头F415 HH7-1089,或Rohm热压头KE2008-F3。或者可以使用其它用于热染料转印的能量源,例如激光器,如英国专利2083726A所述。
本发明的热染料转印装配包括如上所述的(a)染料供体元件,和(b)染料接收元件,该染料接收元件与染料供体元件是叠置关系,从而供体元件的染料层与接收元件的染料影像接收层相接触。
当要获得三色影像时,在由热打印头加热过程中分三次形成上述装配。在第一种染料转印之后,该元件被剥离分开。然后第二染料供体元件(或该染料供体元件具有不同染料的另一区域)与染料接收元件相对准,重复该过程。以相同的方式获得第三种颜色。
静电照相和电子照相方法以及其中各步骤已经在许多书和出版物中有详细的描述。该方法包括的基本步骤为,产生静电影像,用充电的有色颗粒(调色剂)显影该影像,任选转印所得到的显影影像至第二基片,然后将在基片上定影。在这些方法和基本步骤中有许多变化;使用液体调色剂代替干粉调色剂就是其中的一种简单变化。
生成静电影像的第一基本步骤,可以通过许多方法来实现。复制品的电子照相方法通过模拟或数字曝光,对均匀充电的光电导体采用成象方式的光致放电。该光电导体可以是一次性系统,或可以是可再充电和再成象的,例如基于硒或有机受光体。
在复制品的电子照相方法的一种形式中,通过模拟或数字曝光,对均匀充电的光电导体采用成象方式的光放电。该电光导体可以是一次性系统,或可以是可再充电和再成象的,例如基于硒或有机受光体。
在电子照相方法的一种形式中,感光元件被永久成象,以形成具有不同导电性的区域。均匀静电充电,然后已成象元件差示放电,生成静电影像。这些元件被称之为静电照相或静电印刷主机,因为它们在一次成象曝光后可以重复充电和显影。
在另一种电子照相方法中,以电离照相方式产生静电影像。潜影产生在绝缘(电荷保持)介质上,可以是纸或膜。电压被施加在从沿介质宽度排布的触头阵列中选择的金属触头或书写笔尖上,导致所选择的触头和介质之间的空气介电击穿。产生离子,该离子在介质上形成潜影。
但是所产生的静电影像用相反电荷的调色剂颗粒显影。对于用液体调色剂显影来说,将液体调色剂直接与静电影像相接触。通常采用流动液体,以确保可获得显影所用的充足的调色剂颗粒。静电影像产生的场使得悬浮在非导电性液体中的带电颗粒由于电泳现象而移动。因此潜静电影像的电荷被相反电荷颗粒所中和。以液体调色剂电泳显影的理论和物理过程在许多书和出版物中都有详细的描述。
如果使用可再成象的受光体或静电照相主机,调色的影像被转印至纸(或其它基片)上。该纸被静电充电,所选择的极性使得调色剂颗粒被转印至纸上。最后,将调色的影像定影在纸上。对于自定影调色剂,通过风干或加热将残余液体从纸上除去。溶剂蒸发后,这些调色剂形成粘附在纸上的膜。对于热熔融调色剂,使用热塑性聚合物作为颗粒的一部分。加热可以除去残余液体并将调色剂定影在纸上。
IRL一词是指影像或油墨接受层。TL一词是指连接层。喷墨成象的油墨接受层或IRL可以以任何方式施加,例如溶剂涂布或熔融挤出涂布。IRL被涂布在TL上,厚度为0.1-10μm,优选为0.5-5μm。有许多已知的配方可以用作染料接收层。主要的要求是IRL和成象的油墨相容,从而产生所需要的色域和密度。当油墨液滴通过IRL时,染料被保留或被媒染在IRL中,而油墨溶剂自由穿过IRL,迅速被TL吸收。另外,IRL配方优选从水中涂布,具有对TL的充分粘合力,并容易控制表面光泽。
例如Misuda等人在美国专利4879166;5264275;5104730;4879166;和日本专利1095091;2276671;2276670;4267180;5024335和5016517中披露了水基IRL配方,包括假勃姆石和某种水溶树脂的混合物。Light在美国专利4903040;4930041;5084338;5126194;5126195;5139867和5147717披露了水基IRL配方,包括乙烯基吡咯烷酮聚合物和某种水分散和/或水溶的聚酯,以及其它聚合物和补加剂的混合物。Butter等人在美国专利4857386和5102717披露了油墨吸收树脂层,包括乙烯基吡咯烷酮聚合物和丙烯酸或甲基丙烯酸聚合物的混合物。Sato等人在美国专利5194317和Higuma等人在美国专利5059983中披露了基于聚乙烯醇的含水涂布的DRL配方。Iqbal在美国专利5208092披露了水基IRL配方,包括后续交联的乙烯基共聚物。除了这些实例外,可能还有其它已知的或用过的IRL配方,这些配方与DRL的上述第一和第二要求一致,所有这些都落入本发明的精神和范围内。
优选的IRL为0.1-10μm IRL,该IRL以5份铝氧烷(alumoxane)和5份聚(乙烯吡咯烷酮)的含水分散体来涂布。IRL也可以含有各种量和尺寸的消光剂,用于控制光泽、磨擦和/或耐指印性,以及表面活性剂以提高表面均匀性并调整干燥涂料的表面张力,还包括媒染剂、抗氧化剂、UV吸收化合物、光稳定剂等。
尽管如上所述的油墨接受元件能够成功地用来实现本发明的目的,但是对IRL外涂布以提高成象元件的稳定性也是理想的。这种外涂层可以在元件成象之前或成象之后被施加至IRL。例如IRL可以用油墨能自由通过的透油墨层外涂布。这种层在美国专利4686118;5027131和5102717中披露。或者,外涂层可以在元件成象后被添加。任何已知的层压膜和设备可以用于该目的。在前述成象过程中使用的油墨是已知的,油墨配方通常与具体的工艺紧密相关,例如连续的、压电的或热的。因此,取决于具体的油墨方法,油墨可以含有宽的不同量的溶剂、着色剂、防腐剂、表面活性剂、保湿剂等及其组合。与本发明的影像记录元件结合使用的油墨优选为水基的,例如那些目前出售的在Hewlett-Packard Desk Writer 560C打印机中所使用的。但是如上所述影像记录元件的替换实施方案,其中配合使用针对给定油墨记录过程或给定商家的油墨,也落入本发明的范围内。
照相元件可以是单色元件或多色元件。多色元件包含对光谱三个主要区域中的每一个敏感的影像成色单元。每个单元可以包括对光谱的给定区域敏感的单层乳剂层或多层乳剂层。该元件的这些层,包括成象单元的层在内,可以如本领域所公知的以各种顺序排列。在一个可选的方式中,对光谱的三个主要区域中的每一个敏感的乳剂可以被设置成一个单一的分割层。
用于本发明的照相乳剂通常采用本领域常用的方法在胶体基质中由沉淀卤化银晶体制备。该胶体一般是亲水成膜剂,例如明胶、褐藻酸或其衍生物。
在沉淀步骤中生成的晶体被洗涤,然后通过添加光谱增感染料和化学增感剂而进行光谱增感和化学增感,然后加热使乳剂温度升高,一般从40℃升至70℃,并保持一段时间。在制备本发明的乳剂中采用的沉淀和光谱增感和化学增感方法是本领域已知的。
乳剂的化学增感一般采用的敏化剂为例如:含硫化合物,如烯丙基异硫氰酸酯、硫代硫酸钠和烯丙基硫脲;还原试剂,如多胺和亚锡盐;贵金属化合物,如金、铂;聚合试剂如聚环氧烷。如上所述,进行加热处理以完成化学增感。光谱增感由染料的结合来进行,所述染料是针对可见光谱或红外光谱中感兴趣的范围。已知可以在热处理前后加入这些染料。
光谱增感后,将乳剂涂布在支持体上。可以采用各种涂布方法,包括浸涂、空气刮刀涂布、帘涂和挤出涂布。
本发明使用的卤化银乳剂包括任何氯化物分布。因此,它们可以包括氯化银、氯碘化银、溴化银、溴氯化银、氯溴化银、碘氯化银、碘溴化银、溴碘氯化银、氯碘溴化银、碘溴氯化银、和碘氯溴化银乳剂。但是优选的,该乳剂主要是氯化银乳剂。“主要是氯化银乳剂”意味着乳剂颗粒大于约50%摩尔的是氯化银。优选的,大于约90%摩尔的是氯化银。最优选的,大于约95%摩尔的是氯化银。
卤化银乳剂可以含有任何尺寸和形态的颗粒。因此,颗粒可以是立方体、八面体、正八面体,或任何其它自然形成的立方点阵型卤化银颗粒的形态。另外,该颗粒可以是不规则的,例如球形颗粒或扁平颗粒。具有扁平或立方形态的颗粒是优选的。
本发明的照相元件可以使用T.H.James的“照相过程的理论”(The Theory of the Photographic Process)第四版(Macmillan出版公司1977年)第151-152页中所述的乳剂。已知减感可以改善卤化银乳剂的感光性。尽管减感卤化银乳剂一般具有良好的感光速度,但是它们经常受到不想要的灰雾及不好的存储稳定性的困扰。
减感可以通过加入减少银离子成为金属银原子的减感敏化剂、化学试剂而有意的进行,或通过提供还原环境例如高pH值(过量的氢氧离子)和/或低pAg(过量的银离子)而有意的进行。在卤化银乳剂沉淀过程中,可以发生无意的减感,例如当硝酸银或碱性溶液快速加入或在搅拌不充分的情况下加入以形成乳剂颗粒的时候。并且,在使用成熟剂(颗粒成长调节剂)沉淀卤化银乳剂时也容易发生减感,该成熟剂例如硫醚、硒醚、硫脲或氨水。
在沉淀或光谱/化学增感过程中减感乳剂使用的减感剂和环境的实例包括,如美国专利2487850;2512925以及英国专利789823中所述的抗坏血酸衍生物;锡化合物;多胺化合物;和硫脲二氧化物基化合物。减感剂或条件的具体实例,例如二甲氨基硼烷、氯化亚锡、肼、高pH(pH为8-11)和低pAg(pAg为1-7)熟化,这些已经由S.Collier在“照相科学与工程”23,113(1979)中讨论过。制备有意减感的卤化银乳剂的过程实例在EP 0348934 A1(Yamashita),EP0369491(Yamashita),EP 0371388(Ohashi),EP 0396424A1(Takada),EP 0404142A1(Yamada)和EP 0435355A1(Makino)中已经披露。
本发明的照相元件可以使用掺杂了Ⅷ族金属例如铱、铑、锇和铁的乳剂,如“研究发现”,(1996.9)38957条,第一部分(KennethMason出版公司,Dudley Annex,12a North Street,Emsworth,Hampshire PO10 7DQ,ENGLAND)所述。另外卤化银乳剂的敏化中使用铱的一般概述包括在Carroll“铱敏化:文献综述”,照相科学与工程,vol.24.1980第6期。在铱盐或照相光谱增感染料存在下通过化学增感乳剂的卤化银乳剂的制备方法在美国专利4693965中披露。在某些情况下,当引入这种掺杂剂时,乳剂在彩色反转E-6过程中冲洗时显示出提高的新灰雾以及低对比度感光曲线,如“英国照相年鉴”(The British Journal of Photography Annual)1982,201-203页中所述。
本发明的典型的多色照相元件包括本发明的层压支持体,其上带有青染料成像单元,品红染料成像单元和黄染料成像单元,其中,青染料成像单元包括至少一层其中结合了至少一种青成色剂的感红卤化银乳剂层,品红染料成像单元包括至少一层其中结合了至少一种品红成色剂的感绿卤化银乳剂层,黄染料成像单元包括至少一层其中结合了至少一种黄成色剂的感蓝卤化银乳剂层。该元件可以含有附加层,如滤色层,隔层,外涂层,底层等等。本发明的支持体也可以用于黑白照相影片元件。
照相元件也可以包括透明磁记录层,例如在透明支持体底面上的含有磁性颗粒的层,如美国专利4279945和4302523所述。一般的,该元件的总厚度(除了支持体以外)为约5-约30μm。
在下表中,参考了(1)研究发现,1978.12,17643条,(2)研究发现,1989.12,308119条,(3)研究发现,1996.9,38957条,所有这些是由Kenneth Mason出版公司,Dudley Annex,12a NorthStreet,Emsworth,Hampshire PO10 7DQ,ENGLAND出版。该表和该表中引用的参考可被认为是描述了适合本发明元件使用的特定组分。该表和该表中引用的参考也描述了制备、曝光、冲洗和操作的适合方式,以及其中含有的影像。
参考文献 | 章节 | 主要内容 |
123 | Ⅰ,ⅡⅠ,Ⅱ,Ⅸ,Ⅹ,Ⅺ,Ⅻ,ⅩⅣ,ⅩⅤⅠ,Ⅱ,Ⅲ,ⅨA&B | 颗粒组分,形态和制备。乳剂制备包括坚膜剂,涂布助剂,补加剂等。 |
123 | Ⅲ,ⅣⅢ,ⅣⅣ,Ⅴ | 化学增感和光谱增感/减感 |
123 | ⅤⅤⅥ | UV染料、荧光增白剂、发光染料 |
123 | ⅥⅥⅦ | 防灰雾剂和稳定剂 |
123 | ⅧⅧ,ⅩⅢ,ⅩⅥⅧ,ⅨC&D | 吸收和散射材料;抗静电层;消光剂 |
123 | ⅦⅦⅩ | 成像偶合剂和成像改善偶合剂;染料稳定剂和色调调节剂 |
123 | ⅩⅦⅩⅦⅩⅤ | 支持体 |
3 | Ⅺ | 特殊的层布局 |
3 | Ⅻ,ⅩⅢ | 负性乳剂;直接正性乳剂 |
23 | ⅩⅧⅩⅥ | 曝光 |
123 | ⅪⅩ,ⅩⅩⅪⅩ,ⅩⅩ,ⅩⅫⅩⅧ,ⅩⅨ,ⅩⅩ | 化学冲洗;显影剂 |
3 | ⅩⅣ | 扫描和数字处理工艺 |
照相元件可以各种形式的能量曝光,包括紫外光、可见光和电磁光谱的红外区,以及电子束、β射线、γ射线、x光、α颗粒、中子辐射和其它形式的微粒子和类似波的辐射能,可以是不相干(随机相)形式或相干(相)形式,由激光器产生。当照相元件用x光曝光时,该元件包括常规辐射照相元件中已有的特征。
照相元件优选用光化辐射曝光,一般为光谱的可见光区,以形成潜影,然后冲洗形成可见影像,优选采用热处理以外的方法。冲洗优选用已知的RA-4TM(Eastman Kodak公司)方法或适合于显影高氯化物乳剂的其它冲洗体系。
本发明的机械装配的图片可以具有引入的复制限制特征,如美国专利5752152和5919730所述,其中披露了通过在文件中嵌入不可见的微点的图案使得文件复印被限制。但是这些微点可以由数字文件复印机的电光扫描设备检测到。微点图案可以引入整个文件。这种文件也可以在背侧有彩色的边缘或具有不可见的微点图案,以使得使用者或机器能够阅读或辨认介质。该介质可以是能够承载影像的片的形式。典型的这种材料是相纸和由聚乙烯树脂涂布的纸、聚酯、(聚)萘二酸乙二醇酯和三醋酸纤维素酯基材料组成的膜材料。
微点可以具有规则或不规则的形状,其尺寸小于单个的微点足以被看出而减少影像用途的最大尺寸,最低的程度由扫描设备的检测水平限定。微点可以以规则或不规则的阵列分布,并控制中心对中心的间隔以避免文件密度的提高。微点可以具有任何色调、亮度和饱和度,只要不会因偶然的观察而引起足够的检测,但是优选的色调是至少可被人眼分辨的,也适合与文件扫描设备的最佳检测的灵敏度一致。
在一个实施方案中,信息承载文件由支持体、涂布在支持体上的成象层和位于支持体与成像层之间的提供复制限制介质的微点图案组成。将微点图案引入文件介质可以通过各种印刷方法来实现,可以在原始文件产生之前或之后进行。微点可以由任何有色物质组成,当然根据文件的性质,该微点可以是半透明的、透明的或不透明的。优选在施加至保护层之前将微点图案置于支持体层上,除非该保护层含有光散射颜料。然后微点应当位于这种层上,并优选涂布有保护层。微点由从照相领域已知的影像染料和滤色染料中选择的着色剂组成,并分散在用作印刷油墨或感光介质的粘合剂或载体中。
在优选实施方案中,通过感光材料对电磁辐射的可见或不可见波长进行适当的时间、空间和光谱的曝光,可以将微点图案生成潜影。采用标准的照相化学冲洗可以使得该潜影微点图案变得可检测。微点对于彩色和黑白成象照相介质是特别有用的。这种照相介质会含有至少一个卤化银辐射敏感层,当然一般的这种照相介质含有至少三层卤化银辐射敏感层。这种介质对于辐射的同一区域含有多于一个敏感层也是可以的。层的排布可以采用本领域技术人员已知的任何顺序,如研究发现,1995.2的37038条所述。这些和其它优点从以下的描述中会更加清楚。
以下的实施例说明了本发明的实施。它们不能穷尽本发明所有可能的变化。除非另有说明,份数和百分比是以重量为单位。
实施例
实施例1
机械装配的图片
成象元件的薄聚合物片
透明的可热收缩的聚合物片 |
喷墨形成的影像 |
含有蓝/红着色剂的聚乙烯皮层 |
在取向的聚丙烯中的24%金红石Dupont R-101 TiO2 |
有孔的聚丙烯 |
在取向的聚丙烯中的24%金红石Dupont R101 TiO2 |
透明的聚丙烯 |
500微米卡片支撑 |
透明的可热收缩的聚合物片 |
用于该实施例的薄聚合物片是共挤出并双轴取向的。以下表1列出了用于该实施例的双轴取向片的各层的特征。该片由5层组成,称为L1、L2、L3、L4和L5。L1是在双轴取向片顶部的薄有色层,其上涂布有喷墨染料接受层。L2是其中添加有荧光增白剂和TiO2的层。所使用的荧光增白剂是Ciba-Geigy制造的Hostalux KS。金红石TiO2加入到L2层,用量为基底聚合物的24%重量。TiO2类型为DupontR104(0.22μm颗粒尺寸的TiO2)。双轴取向片的L3层是微孔的,如表2所示,其中折射率和几何厚度是沿着穿过L3层的单切片测量的;它们不意味着连续层;沿着另一个位置的切片会产生不同的但大致相同的厚度。折射率为1.0的区域是填有空气的孔隙,剩余的层是聚丙烯。L3是使用PBT作为孔隙剂的有孔聚丙烯层。PBT在该层的用量为L3层的约8%重量。
表1
层 | 材料 | 厚度,μm |
L1 | LD聚乙烯+色母料 | 0.75 |
L2 | 聚丙烯+TiO2+OB | 4.32 |
L3 | 有孔聚丙烯 | 24.9 |
L4 | 聚丙烯+TiO2 | 4.32 |
L5 | 聚丙烯 | 0.762 |
L6 | LD聚乙烯 | 11.4 |
表2L3的子层 折射率 厚度,μm1 1.49 2.542 1 1.5273 1.49 2.794 1 1.0165 1.49 1.7786 1 1.0167 1.49 2.2868 1 1.0169 1.49 2.03210 1 0.76211 1.49 2.03212 1 1.01613 1.49 1.77814 1 1.01615 1.49 2.286
喷墨影像接收层用来制备该实施例的半透明显示材料,并被涂布在双轴取向片顶部的L1聚乙烯层上。喷墨影像接收层是由挤出漏斗涂布的,分散体含有326.2g明胶,147gBVSME坚膜剂即双(乙烯基磺酰甲基)醚的2%水溶液,7.38g含有2.88g的11.5μm聚苯乙烯珠粒的分散体,0.18g的DispexTM(40%的水溶液,来自AlliedColloids公司),和4.32g水,以及来自Olin Matheson公司的Surfactant 10G(壬基苯氧基聚乙二醇(polyglycidol))的20%水溶液3.0g。厚度约为5μm(干燥的厚度)。
在该层上,采用挤出漏斗的方法涂布含水溶液,该溶液含有4.42g的羟丙基纤维素(Methocel KLV100,Dow Chemical公司)的3%水溶液143.5g,0.075g氧钒基硫酸盐,2-水合物来自Eastman Kodak公司,Surfactant 10G(壬基苯氧基聚乙二醇)的20%水溶液0.075g,来自Olin Matheson公司,和145.4g水;以及Surfactant 10G(壬基苯氧基聚乙二醇)的20%水溶液0.45g(来自Olin Matheson公司)和79.5g的水以形成约为2微米厚(干燥厚度)的油墨接受层。
使用市购的喷墨打印机将影像打印在喷墨接受层上。然后将已成象的成象层放置在支撑材料的顶部上。在该实施例中,支撑是500μm厚的平滑卡片纸料。然后将成象的聚合物片以及该平滑卡片支撑用可热收缩的15μm聚烯烃膜包裹。可热收缩膜的边缘被热封并闭合。然后对该膜均匀加热使其收缩,以在成象的聚合物片和支撑周围形成致密配合。聚烯烃膜是市购的收缩膜。所使用的膜是Cryvoc D-955膜。不使用粘合剂将成象的聚合物片保持在支撑上。然后加热该热收缩膜至大约200°F,使得该热收缩膜与成象的聚合物片和支撑接触并紧密包裹。密合边缘以形成机械装配的图片,其顶部、底部和边缘完全密封。
实施例2
该实施例与实施例1相同,但是用大约800μm厚的刚性有孔苯乙烯泡沫板代替500μm厚的平滑卡片支撑。实施例3
照相级聚酯基底
预成型的透明热密封聚合物袋 |
已曝光/已冲洗的彩色染料形成的影像 |
两侧之下有50μm明胶的透明聚酯片 |
导电/抗静电层 |
75g/m2定量的白纸基底 |
预成型的透明热密封聚合物袋 |
本实施例的聚酯基底是聚对苯二酸乙二醇酯透明基底,50微米厚,被准备好并在基底的顶侧涂布有明胶来改善卤化银乳剂的粘合性。底侧涂有导电抗静电材料以使涂布和加工过程中的静电问题减至最小。抗静电层含有共轭聚合物,半导电金属卤化物盐,和半导电金属氧化物颗粒。对于该实施例,氧化锡作为主要的导电颗粒,使用明胶基粘合剂和二氧化硅颗粒来改善该层的磨擦性能。彩色染料形成的层
聚酯基底涂布有感光卤化银彩色染料形成乳剂,如形式1所示。黄色乳剂YE1是通过将大约等摩尔的硝酸银和氯化钠溶液加入到搅拌良好的反应器中而制成的,其中反应容器中含有明胶胶溶剂和硫醚成熟剂。在制备过程的1%-70%加入五氯亚硝酰基锇酸铯,在制备过程的93%加入碘化钾,以在颗粒中形成碘化银带。所得到的乳剂含有边缘长度为0.60mm的立方形颗粒。该乳剂最好用以下方法增感,即添加戊二酰基二氨基苯基硫化物然后加入硫化亚金的胶体悬浮物,并骤热至60℃,在此期间,加入蓝增感染料,Dye 1,六氯铱酸钾、Lippmann溴化物和1-(3-乙酰氨基苯基)-5-巯基四唑。
品色乳剂ME1是通过将大致等摩尔的硝酸银和氯化钠溶液加入到搅拌良好的反应器中沉淀而成的,其中反应容器中含有明胶胶溶剂和硫醚成熟剂。所得到的乳剂含有边缘长度为0.30mm的立方形颗粒。该乳剂最好用以下方法增感,即添加硫化亚金的胶体悬浮物,并加热至55℃。然后添加以下物质:六氯铱酸钾、Lippmann溴化物和绿增感染料,Dye 2。所得的乳剂然后冷却,在冷却开始几秒后加入1-(3-乙酰氨基苯基)-5-巯基四唑。
青色乳剂CE1是通过将大致等摩尔的硝酸银和氯化钠溶液加入到搅拌良好的反应器中沉淀而成的,其中反应容器中含有明胶胶溶剂和硫醚成熟剂。此外在制备过程中加入汞。所得到的乳剂含有边缘长度为0.40mm的立方形颗粒。该乳剂最好用以下方法增感,即添加双(1,4,5-三甲基-1,2,4-叠氮triazolium-3-硫醇盐)金(I)氟硼酸盐和硫代硫酸钠,并在65℃加热陈化。然后添加以下物质:1-(3-乙酰氨基苯基)-5-巯基四唑、六氯铱酸钾和溴化钾。所得的乳剂然后冷却至40℃,加入红增感染料Dye 3。
乳剂YE1、ME1和CE1与承载成色剂的分散体以本领域已知的方法结合,并根据形式1所示的结构施加至实施例1的层压基底上,以制备低卷曲和优异强度特性的照相元件。
形式1
项目 涂布量mg/ft2
层1 感蓝层
明胶 122
黄乳剂YE1(作为Ag) 20
Y-1 45
ST-1 45
S-1 20.层2 隔层
明胶 70
SC-1 6
S-1 17层3 感绿层
明胶 117
品红乳剂(作为Ag) 7
M-1 29
S-1 8
S-2 3
ST-2 2
ST-3 17.7
ST-4 57
PMT 10层4 UV紫外隔层
明胶 68.44
UV-1 3
UV-2 17
SC-1 5.13
S-1 3
S-2 3层5 感红层
明胶 126
青乳剂CE1 17
C-1 39
S-1 39
UV-2 25
S-2 3
SC-1 0.3层6 UV外层
明胶 48
UV-1 2
UV-2 12
SC-1 4
S-1 2
S-3 2层7 SOC
明胶 60
SC-1 2
S-1=邻苯二酸二丁酯
S-2=邻苯二酸二(十一烷基)酯
用彩色负片通过可见光曝光形成影像。曝光后的影像采用常规的RA-4冲洗化学品进行冲洗。然后所形成的50μm聚酯片上的影像被置于纸基的顶部。本实施例使用的纸基是市购的复印级纤维素纸基,由Hammermill Papers制造。该纸定量约为75g/m2,是其Tidal DP牌。将成象的聚酯片和纸支撑都放置在透明聚合物袋中,该袋已在三个边预先密封。成象的聚酯片和纸的尺寸略小于聚合物袋的尺寸,从而开口边缘能够被热密封并闭合以形成密闭的机械装配的图片。所使用的聚合物袋是乙烯基袋,它被预先加热并在三个边机械卷边密封。装配好的图片影像和纸支撑从袋的开口边放入,利用真空装置除去空气,将乙烯基袋的顶部和底部压在一起,在压力和热的作用下,边缘熔融在一起并闭合,形成机械装配的图片。
实施例4
该实施例与实施例3相同,但是纸支撑用带有蓝色色调的聚丙烯双轴取向片所代替。该实施例的支撑部分如下所示:
L1 | 0.75μm透明中等密度聚乙烯,带有蓝色着色剂 |
L2 | 7μm聚丙烯,带有24%金红石TiO2 |
L3 | 20.3μm有孔聚丙烯,带有PBT孔隙剂 |
L4 | 7μm聚丙烯,带有18%金红石TiO2 |
L5 | 1.2μm透明聚丙烯层 |
L6 | 12.5μm熔体指数10的聚乙烯 |
L7 | 17.4μm的Mobil Bicor 70MLT(消光层) |
本实施例的支撑是由一个5层双轴取向片与一个带有消光共聚物层的双轴取向片挤出层压而制成的,使用了在610°F熔融的熔体指数10的聚乙烯,其在两片之间挤出以使之粘合在一起。
实施例5
本发明机械装配的图片制备如实施例3所述,但是纸支撑用有孔聚酯片来代替。用作支撑的片如下:
L1 | 8μm聚酯层,其中有40%金红石Dupont R-104 TiO2 |
L2 | 75μm的有孔聚酯层 |
本实施例的支撑是共挤出并双轴取向的。有孔聚酯片使用如发明详述中所述的有限聚结制备而成。该支撑的L1层是将金红石TiO2混合在聚酯聚合物中并与有孔层共挤出而制成的。
Claims (11)
1.一种机械装配的图片,包括至少一个包括薄聚合物片上的影像的影像元件、支撑和覆盖所述影像和支撑的透明聚合物片,其中所述透明片将所述影像机械保持在所述支撑上。
2.权利要求1的机械装配的图片,其中所述透明片包括覆盖所述影像和所述支撑边缘的聚合物片,所述影像被收缩而将所述影像机械保持在所述支撑上。
3.权利要求1的机械装配的图片,其中所述透明片包括聚合物片袋,它被密封以将所述影像机械保持在所述支撑上。
4.权利要求3的机械装配的图片,其中所述袋在密封之前被施加真空。
5.权利要求1-4中任一项所述的机械装配的图片,其中所述透明片包括透湿阻挡层,其透湿速率小于0.85×10-5g/mm2/天。
6.权利要求1-5中任一项所述的机械装配的图片,其中所述透明片包含紫外吸收剂。
7.权利要求1-6中任一项所述的机械装配的图片,其中所述支撑基本是不透明的。
8.权利要求1-7中任一项所述的机械装配的图片,其中所述支撑具有和所述影像元件接触的白色表面。
9.权利要求1-8中任一项所述的机械装配的图片,其还包括与所述支撑每一侧接触的影像。
10.一种形成机械装配的图片的方法,包括提供影像元件,提供支撑,将所述影像元件与所述支撑相接触,使透明聚合物片覆盖所述影像元件和支撑,处理所述透明聚合物片,使其将所述影像元件永久性地与所述支撑保持在一起。
11.权利要求10的方法,其中所述透明热可收缩的材料在一个区域比其它区域加热更多,以对非平面或曲面提供均匀接触。
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