CN1453634A - 生产具有泡孔和孔隙的片材的方法 - Google Patents
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Abstract
成型片材的方法,其包括挤出包含不相容材料和发泡剂的聚合物材料,冷却该挤出材料,在至少一个方向中拉伸该挤出材料。
Description
技术领域
本发明涉及成像介质。更具体地,涉及制造成像介质的方法。在优选的形式中,涉及用于照相、喷墨、热和电子照相介质的载体。
背景技术
对成像介质存在严格和多样化的要求。通常,除几种其他的图像质量、加工性能和可制造性等标准外,必须同时满足对优选的基础重量、厚度、劲度、平滑度、光泽度、白度和不透明性的要求。性能与成像介质的典型值不同的载体很少得到消费者的认可。
对成像介质的这类需求要求原料和加工技术的不断发展。由于成本和产率的原因,可以降低使用的原料量的技术是尤其重要的。一种这样的可以降低材料用量的技术在本领域中是已知的,即‘聚合物泡沫’。以前,聚合物泡沫在饮食容器、包装、家具、用具等等中得到了重要的应用。聚合物泡沫还被称为多孔聚合物、发泡塑料或者泡沫塑料。聚合物泡沫是多相体系,其包含连续的固态聚合物基质和气相。例如,美国专利4,832,775公开了复合泡沫/薄膜结构,其包含聚苯乙烯泡沫基材、施加于所述聚苯乙烯泡沫基材的至少一个主要表面的取向聚丙烯薄膜和固定所述聚丙烯薄膜到所述聚苯乙烯泡沫基材的主要表面的丙烯酸类粘合剂。上述复合泡沫/薄膜结构可以通过常规方法如热成型进行成型,以提供许多类型的有用的制品,包括杯、碗和板以及纸板箱和容器,其具有极高水平的耐穿刺、耐挠曲开裂、耐油脂和耐磨性、防潮性能和回弹性。
泡沫在成像介质中也得到了有限的应用。例如,JP 2839905 B2公开了一种3-层结构,其包括在图像接收侧的发泡聚烯烃层、原纸基材和在背面上的聚乙烯树脂涂层。所述泡沫树脂层通过挤出20重量%二氧化钛在低密度聚乙烯中的母料、78重量%聚丙烯和2重量%的DaiblowPE-M20(AL)NK发泡剂的混合物通过T-模头进行生产。然后将该发泡片材使用热熔胶层压到纸基上。JP 09127648公开了JP 2839905 B2结构的一种变化,其中在所述纸基背面的树脂是发泡的,而图像接受侧树脂层是未发泡的。另一变化是JP 09106038 A公开的4-层结构。其中,图像接收树脂层包括2个层,与乳剂接触的未发泡的树脂层和附着于纸基的泡沫树脂层。然而这存在几个问题。在上述专利中描述的结构需要使用10μm到45μm薄的泡沫层,因为发泡树脂层用于替换涂覆到纸基上的现有的树脂涂覆层。为了保持照相纸基材的结构整体性,也需要对厚度进行进一步限制,因为原纸基材提供劲度。本领域技术人员知道,在大幅度降低密度的同时生产薄的均匀泡沫膜是很困难的,特别是以上所述的厚度范围。
EP出版号1,211,557公开了包括成像层和基材的成像元件,其中所述基材包括闭孔泡沫芯片材,并且在其上粘合有上和下凸缘(flange)片材,和其中所述成像元件具有50和250毫牛顿之间的劲度。该申请公开了满足几个额外的对图像基底的要求的成像元件,即单一在线制造工序、减少的或者完全消除的原料纸基、可回收性和低的湿度卷曲敏感性。然而,该元件的问题是,难以有效地大量制造该成像元件。
特别地,在该申请中引用的优选的生产方法包括多层发泡芯材和凸缘片材结构的共挤出,以及发泡芯材的单层挤出,继之以上和下凸缘片材的挤出层合。在多层发泡芯材结构的共挤出期间,控制发泡过程是困难的;尤其困难的是控制泡沫构造的均匀性、发泡芯材的厚度和厚度均匀性以及发泡芯材的表面平滑度。进而,这些影响整个成像元件的性能,尤其是劲度、平滑度和整个产品的均匀性。虽然该制造过程在低于200英尺/分的速度和最多30英寸的宽度下是可行的和可控制的,但是希望以快几倍的速度和更大的宽度运行,同时就较高的产率和较低的耗损而言具有相等或者更高的效率。
发泡芯材的单层挤出,继之以随后的上和下凸缘片材的挤出层合,是更有效的并且可以较高的加工速度运行,然而,该操作更加昂贵,因为上和下凸缘元件需要在分开的制造过程中在挤出层合操作之前制造,从而使其本身成为一种两步(或更多步骤)的生产方法。为了获得最低成本,希望有一种单一在线制造过程。还希望以高速度和宽的宽度运行,同时就一级产品与耗损的比值而言具有高的效率,并且具有较长的设备运行时间。
为了降低材料用量,本领域通常使用的另一种制造工艺是取向与形成孔隙联合。可以设想,EP出版号1,211,557的多层发泡芯材元件可以通过共挤出继之以形成孔隙的方法来制造。在这种方法中,薄膜被共挤出、骤冷和然后通过平片加工或者膜泡或者管膜方法取向和热定形。平片材工艺包括挤出树脂原料通过缝模和快速地在冷铸鼓上骤冷挤出的卷材,以便片材的芯层基体聚合物组分和表层组分在低于其玻璃固化温度被骤冷。然后,将骤冷片材在高于基质聚合物的玻璃化转变温度和低于熔化温度下,在单向中拉伸进行单轴取向,或者通过在互相垂直方向中拉伸进行双轴取向。在双轴取向情况下,所述片材可以在一个方向中拉伸,然后在第二个方向中拉伸,或者可以同时在两个方向中拉伸。在片材已经拉伸之后,其通过加热到足以使所述聚合物结晶或者退火的温度而被热定形,同时在某种程度上抑制片材在两个拉伸方向上的回缩。
在取向加工期间,所述片材薄膜通过使用存在于基质聚合物中的孔隙引发粒子被多孔化。“孔隙”在此指加入的固体和液体物质的缺少,尽管其好象是包含气体的“孔隙”。孔隙-引发粒子,其留在成品包装片材芯层,直径应该通常为0.1到10μm和优选地为圆形的,以产生需要的形状和尺寸的孔隙。孔隙的尺寸还依赖于纵向和横向取向度。
用“固体密度%”表示的复合片材的密度(比重)通常在70%和100%之间。当固体密度百分数低于67%时,所述复合片材由于拉伸强度降低而具有较小的可制造性。对于在EP出版号1,211,557中列举的包括成像层和基材的成像元件,其中所述基材包括闭孔泡沫芯片材和在其上粘合的上和下凸缘片材,希望的是所述芯层的密度降低为50%或者“固体密度%”在30%和70%之间。因此,包括薄膜的共挤出、继之以随后取向和形成孔隙的生产方法对于大规模生产公开的成像元件是困难的。
发明内容
存在对生产多层发泡芯材成像元件的有效生产方法的需要,其能够降低材料的使用。
还需要该方法是单一在线制造过程,以使成本最低。
还需要该方法是高速的。
还需要该方法能够具有宽的宽度。
发明概述
本发明的目的是提供多层发泡芯材成像元件的有效的生产方法。
本发明的另一目的是提供多层发泡芯材成像元件的生产方法,其能够进行较宽宽度的制造。
本发明的另外的目的是提供多层发泡芯材成像元件的单一在线生产方法。
本发明的这些及其他目的通过一种生产方法来达到,该生产方法包括形成片材,该片材包括聚合物基质,其具有通过发泡形成的泡孔和在拉伸所述聚合物期间围绕不相容原料形成的孔隙。
本发明的有利效果
本发明提供包含泡孔和孔隙的多层片材的成型方法,该方法结合发泡和形成孔隙工艺,其包括有效的单一在线制造过程,能够进行高速和较宽宽度的生产。进而,该方法导致优良成像载体的形成,具有减少的材料使用。特别地,提供了具有高劲度、优异的平滑度、高不透明性和优异的湿度卷曲耐受性,同时使用与普通的成像载体相比实质上较少的材料的成像载体。还提供了可以有效重复利用的成像载体。
发明详述
本发明具有许多优点。本发明生产一种元件,其使用较少材料,同时保持希望的成像载体的特征。本发明生产一种元件,其在暴露于极端湿度中时具有非常低的卷曲倾向。所述元件可以在单一在线操作中制造。这显著地降低了元件造价,并且会消除在制造当前阶段成像载体中存在的缺点,后者包括对原料非常严格的湿度技术要求和在树脂覆膜期间最小化凹点的技术要求。所述元件还可以被重复利用,以回收和重复使用聚烯烃,而不废弃。本发明的目的是使用密度显著降低的片材,其通过在图像基底的芯层结合发泡和取向/形成孔隙工艺,围绕密度降低的芯层在两个侧面产生提供需要的劲度的高模量凸缘层来生产。使用这一方法,可以利用图像基底的许多新的特征和消除制造中的限制。通过以下详细说明,可以清楚认识这些及其他优点。
在此,不相容的原料被定义为,在基质的取向温度,与形成所述聚合物基质的聚合物不混溶的固体材料。在此,成洞剂被定义为存在于聚合物片材中的不相容的原料,其在所述聚合物片材被拉伸时形成孔隙。在此发泡剂是在离开挤出模头或者成型设备时或者在此之前形成泡孔的原料。多孔原料在此定义为取向聚合物材料,其具有利用不相容的原料作为成洞剂形成的孔隙。泡沫材料是具有泡孔的聚合物,所述泡孔由发泡剂在含该发泡剂的聚合物减压之前或者之后形成,所述减压由挤出机或者其他成型设备产生。
本发明的元件通过三阶段法制造,其可以是,但不局限于,单一在线生产方法。该工艺的第一阶段涉及以1%和30%之间的密度降低或者,做为选择,以99%和70%之间的固体密度%形成发泡片材。该工艺的下一个阶段涉及发泡片材的取向和成洞以进一步降低该片材的密度。在该第二阶段之后,密度降低达到30%和70%之间或者,做为选择,固体密度%在原来的制剂的70%和30%之间。该工艺的最后阶段涉及将凸缘层加到该密度降低的片材。这可以通过挤出涂覆或者通过挤出层合操作进行。此外,需要时,可以使用用于得到平滑性的表面表层、用于粘合的底涂层等等。
所述聚合物发泡芯材包括均聚物例如聚烯烃、聚苯乙烯、聚酯、聚氯乙烯或者其他典型的热塑性聚合物;其共聚物或者其共混物;或者其他的聚合物体系如聚氨酯、聚异氰脲酸酯,其已经通过使用发泡剂进行膨胀,以至包括两相,固态聚合物基质和气相。第二种必要的组分是不相容相,其可以是无机(玻璃、陶瓷、矿物、金属盐)或者有机(聚合物、纤维)来源。该第二组分对于在取向加工期间进一步通过成洞降低密度是重要的。其他固相也可以以填料的形式存在于所述泡沫中,其具有有机(聚合物、纤维)或者无机(玻璃、陶瓷、金属)来源。所述填料可以用于提高所述泡沫的物理、光学(亮度、白度和不透明性)、化学或者工艺性能。
这些聚合物的发泡可以通过几种机械、化学或者物理手段进行。机械法包括搅打气体进入聚合物熔体、溶液或者悬浮液,其然后借助于催化作用或者加热或者两者硬化,因此在基质中截留气泡。化学方法包括这样的技术,如通过使用加热或者通过聚合期间反应放出的热使化学发泡剂热分解产生气体例如氮或者二氧化碳。物理方法包括这样的技术,如在降低系统压力时使溶于聚合物本体的气体膨胀;低沸点液体例如氟碳化合物或者二氯甲烷的挥发,或者在聚合物基质中加入空心微球体。发泡技术的选择由需要的泡沫密度降低和需要的特性决定。在本发明优选的实施方案中,聚烯烃例如聚乙烯和聚丙烯其混合物或共聚物,作为基质聚合物,连同化学发泡剂,例如碳酸氢钠和其与柠檬酸的混合物、有机酸盐、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、重氮氨基苯、4,4’-氧双(苯磺酰肼)(OBSH)、N,N’-二亚硝基五甲基四胺(DNPA)、硼氢化钠及其他在本领域中公知的发泡剂,被用于所述芯层。优选的化学发泡剂是碳酸氢钠/柠檬酸混合物、偶氮二甲酰胺;虽然也可以使用其它化学发泡剂。必要时,这些发泡剂可以与辅助的发泡剂、成核剂和交联剂一起使用。
因为在与超过30%的密度降低联合时难以在挤出机外控制发泡过程,因此在本发明方法中通过发泡过程达到的密度降低在1%和30%之间。
前面已经提及,第二种必要的组分是不相容相,其可以是无机(玻璃、陶瓷、矿物、金属盐)或者有机(聚合物、纤维)来源。该原料是孔隙引发剂。孔隙-引发粒子,其留在成品包装片材芯层,直径应该通常为0.1到10μm和优选地为圆形的,以产生需要的形状和尺寸的孔隙。孔隙的尺寸还依赖于纵向和横向取向度。理想地,孔隙呈现的形状是两个相反和边缘接触的凹面圆盘围绕的。换句话说,孔隙倾向于具有透镜似的形状或者两面凸的形状。孔隙是取向的,以便两个主要尺寸与片材的纵向和横向一致。Z轴方向尺寸较小和尺寸大致为缺空粒子的交叉直径。孔隙一般地倾向于是闭腔的,因此事实上不存在从多孔芯层的一侧到另一侧的、气体或者液体可以穿过的开口通路。在取向加工期间,同样可能的是已经在发泡过程期间形成的泡孔被进一步拉伸,使密度降低增大,或者,进一步降低固体密度%。
所述孔隙-引发材料可以选自各种材料,并且其存在量基于芯层基质聚合物的重量应该为5-70%重量。优选地,孔隙引发材料包括聚合材料。当使用聚合物材料时,其可以是可以与制备芯层基体的聚合物熔融混合和能够在悬浮液冷却时形成分散球状颗粒的聚合物。这些的例子包括在聚丙烯中分散的尼龙、在聚丙烯中的聚对苯二甲酸丁二醇酯或者分散在聚对苯二甲酸乙二醇酯中的聚丙烯。如果该聚合物被预先成形和共混入基体聚合物,重要的特征是粒子的尺寸和形状。球体是优选的,并且它们可以是空心或者实心的。这些球体可以由交联聚合物制造,其是选自以下的成员:具有通式Ar-C(R)=CH2的烯基芳族化合物,其中Ar表示苯系的芳香族烃基团或者芳香族卤代烃基团和R是氢或者甲基;丙烯酸酯型单体,包括通式CH2=C(R’)-C(O)(OR)的单体,其中R选自氢和含1到12个碳原子的烷基和R’选自氢和甲基;氯乙烯和偏二氯乙烯、丙烯腈和氯乙烯、乙烯基溴、乙烯基酯的共聚物,所述乙烯基酯具有通式CH2=CH(O)COR,其中R是含2到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;合成的聚酯树脂,其通过对苯二甲酸和二烷基对苯二甲酸化合物或者其成酯衍生物与HO(CH2)nOH系列的二醇反应制备,其中n是2-10的整数,并且在聚合物分子内具有反应性的烯键,上述描述的聚酯,其包括在其中共聚合最多20重量百分数的第二酸或者其酯,具有反应性的烯属不饱和度及其混合物,和交联剂选自二乙烯基苯、二甲基丙烯酸二甘醇酯、富马酸二烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯及其混合物。
用于制备交联聚合物的典型单体的例子包括苯乙烯、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、醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、乙烯基苄基氯化物、偏二氯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯、丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸、乙烯基甲苯等等。优选,所述交联聚合物是聚苯乙烯或者聚(甲基丙烯酸甲酯)。最优选地,其是聚苯乙烯,和交联剂是二乙烯基苯。
孔隙引发材料可以涂有试剂以促进成洞。适合的试剂或者润滑剂包括胶态氧化硅、胶体氧化铝和金属氧化物例如氧化锡和氧化铝。优选的试剂是胶态氧化硅和氧化铝,最优选硅石。具有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,在悬浮液中加入所述试剂的常规悬浮聚合方法是优选的。胶态氧化硅是优选的试剂。
孔隙-引发粒子还可以是无机球体,包括实心的或者空心玻璃珠、金属或者陶瓷的珠粒或者无机粒子例如泥土、滑石粉、硫酸钡或者碳酸钙。重要的是所述材料不化学地与芯层基体聚合物反应而产生一种或多种以下问题:(a)改变基体聚合物的结晶动力学,使其难以取向,(b)破坏芯层基体聚合物,(c)破坏孔隙-引发粒子,(d)粘合所述孔隙引发粒子至基体聚合物,或者(e)产生不希望的反应产物,例如有毒的或者深色部分。孔隙-引发材料不应该是照相活性的或者降低照相元件的性能,其中在所述照相元件中使用取向聚烯烃片材作为所述取向片材,优选的复合片材的适合热塑性聚合物包括聚烯烃。适合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,包括丙烯和材料的聚合物例如乙烯与己烯、丁烯和辛烯的共聚物也是有用的。聚丙烯和聚乙烯是优选的,因为他们成本低并且具有希望的强度性能。此外,目前的光敏卤化银涂层已经被优化以附着于聚乙烯。
复合片材的无孔隙凸缘层可以由与上述为多孔的芯层基体列出的相同聚合物材料组成。复合片材可以用与芯层基体同样的聚合材料的凸缘制成,或者可以用与芯层基体不同的聚合物组合物的凸缘制成。
附加物可以加入到芯层基体和/或一个或多个表层,以改进照相载体的光学性质。二氧化钛是优选的,并且被用于本发明以改进图像清晰度或者MTF、不透明性和白度。应用的TiO2可以是锐钛矿或者金红石类型。对于白度,锐钛矿是优选的类型。就清晰度而言,金红石是优选的。此外,锐钛矿和金红石TiO2两者可以共混以改进白度和清晰度两者。适用于照相系统的TiO2的例子是DuPont Chemical Co.R101金红石TiO2和DuPont Chemical Co.R104金红石TiO2。改进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。优选的颜料是滑石粉、高岭土、CaCO3、BaSO4、ZnO、TiO2、ZnS和MgCO3。
这些片材的共挤出、骤冷、取向和热定形可以通过本领域已知的任何方法进行,以生产取向的片材,例如通过平片材工艺或者泡囊或者管形工艺。平片材工艺包括挤出共混物通过缝模和快速地在冷铸鼓上骤冷挤出的卷材,以便片材的芯层基体聚合物组分和表层组分在低于其玻璃固化温度被骤冷。骤冷的片材通过在高于基体聚合物玻璃化转变温度和低于熔化温度、在一个方向中或者在互相垂直方向拉伸而被单轴或者双向拉伸。在双轴取向情况下,所述片材可以在一个方向中拉伸,然后在第二个方向中拉伸,或者可以同时在两个方向中拉伸。在片材已经拉伸之后,其通过加热到足以使所述聚合物结晶或者退火的温度而被热定形,同时在某种程度上抑制片材在两个拉伸方向上的回缩。
适合的密度降低的芯层的厚度范围为25μm到350μm。优选的厚度范围在50μm和200μm之间,因为优选的元件的整个厚度范围在100μm然后就400μm之间。芯层的密度降低范围为30%到70%。优选的密度降低范围在固态聚合物密度的40%和60%之间。这是因为,对于很高的密度降低(超过70%)难以制造均匀的产品。密度降低是固态聚合物和具体样品之间的百分数差异。当密度降低低于40%时,制造用于成像应用的产品通常也是不经济的,而成本应该尽可能低。
本发明的凸缘片材的选择满足特定的对挠曲模量、厚度、表面粗糙度和光学特性例如色度和不透明性的要求。所述凸缘元件可以通过挤出涂覆所述凸缘层在密度降低的芯层上形成或者层压凸缘片材到所述发泡芯材材料上形成。凸缘元件到密度降低的芯层上的挤出涂覆是优选的,因为成本原因。层压技术提供用于凸缘材料的宽范围的性能和材料。
在本发明优选的挤出涂覆实施方案中,凸缘元件通过挤出涂覆操作与结构化骤冷-辊接触或者本领域技术人员已知的类似的技术被涂覆到预制的密度降低的芯片材上。优选的材料包括高模量聚合物例如高密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯或者聚苯乙烯;其共混物或者其与其他聚合物例如低密度聚乙烯、支化聚丙烯等等的共聚物,其可以改进它们的挤出涂布性能,以及任何希望的改进涂布性能和特性的添加剂。可能必需使用各种添加剂例如抗氧剂、滑爽剂或者润滑剂以及光稳定剂。加入这些添加剂以改进尤其是填料和/或着色剂的分散性以及加工期间的热和色稳定性和成品的可制造性和寿命。例如,所述涂层可以包含抗氧剂例如4,4’-亚丁基-双(6-叔丁基-间甲酚)、二-月桂基-3,3’-硫代丙酸酯、N-丁基化的-对氨基酚类、2,6-二-叔丁基-对甲酚、2,2-二-叔丁基-4-甲基-酚、N,N-二亚水杨基-1,2-二氨基丙烷、四(2,4-叔丁基苯基)-4,4’-二苯基二亚膦酸酯、十八烷基3-(3’,5’-二-叔丁基-4’-羟苯基丙酸酯),上述的混合物等等;热稳定剂,例如高级脂肪酸金属盐例如硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸铝、棕榈酸钙、辛酸锆、月桂酸钠和苯甲酸盐例如苯甲酸钠、苯甲酸钙、苯甲酸镁和苯甲酸锌;光稳定剂例如受阻胺光稳定剂(HALS),其中优选的例子是聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基氨基}-1,3,5-三嗪-4-哌啶基)-亚氨基]-1,6-己烷二基[{2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}(Chimassorb 944LD/FL)。
在优选的层压实施方案中,所述元件通过将预制聚合物凸缘片材和预制密度降低的芯层与在它们之间应用的粘合剂层合在一起,然后将它们在钳口中例如在两个滚筒之间压制。所述粘合剂可以在将它们送入钳口之前施加于所述凸缘片材或者所述密度降低的芯层。在优选的形式中,所述粘合剂与所述凸缘片材和所述密度降低的芯层同时加入钳口。所述粘合剂可以是任何适合的对所述元件无有害影响的材料。优选的材料是聚乙烯,其在被置于发泡芯材和凸缘片材之间的钳口中时熔化。附加物也可以加入所述粘结层。可以使用本领域中用于改进所述体系光学性能的任何已知材料。使用TiO2是优选的。在层压过程期间,还希望控制所述凸缘片材的张力,以最小化在得到的层压接收载体中的卷曲。
使用的凸缘片材包括高模量聚合物例如高密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯或者聚苯乙烯;它们的共混物或者它们的共聚物;其已经被拉伸和取向。他们可以用适合的填料材料填充,以便提高聚合物的模量和提高其他性能例如不透明性和平滑度。某些通常使用的无机填料材料是滑石粉、粘土、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、云母、氢氧化铝(三水合物)、硅灰石、玻璃纤维和球体、硅石、各种硅酸盐和炭黑。某些使用的有机填料是木屑、黄麻纤维、剑麻纤维、聚酯纤维等等。优选的填料是滑石粉、云母和碳酸钙,因为他们提供优异的模量提高性能并且是较廉价的。对本发明有用的聚合物凸缘片材的厚度在10μm和150μm之间、优选在35μm和70μm之间。
虽然所述复合片材被描述为优选具有至少三个层;密度降低的芯层和在每个侧面的凸缘层,也可以具有附加层,其可以用来改变取向片材的性能。取向片材可以形成有表层,其将在载体和成像元件之间提供改进的粘合。如果希望达到某些特别需要的性能,取向挤出可以多至10层来进行。
这些复合片材可以在共挤出和定向过程之后或者在流延和全取向之间用许多涂层涂覆或者处理,其可以用来改进所述片材的性能,包括可印刷性,以提供防潮层、使它们可以热封或者改进对载体或者照相感光层的粘合。其例子是针对可印刷性的丙烯涂层、针对热封性能的聚偏二氯乙烯涂层。另外的例子包括火焰、等离子体或者电晕放电处理以改进可印刷性或者粘合。
成像元件的劲度和厚度被限制到优选的范围。在低于某一最小劲度的劲度情况下,所述元件可能在输送通过洗印照片设备期间在印刷stackability和印刷输送方面有问题,尤其对于高速洗印处理机更是如此。据信,有效输送通过大多数的洗印照片设备所需要的优选的最小横向劲度为60mN。在劲度高于某一最大值情况下,元件在输送通过洗印照片设备期间在切割、冲压、切开和截短方面存在问题。据信,有效输送通过大多数的洗印照片设备所需要的优选的纵向劲度为300mN。因为相同的输送通过洗印照片设备的原因,同样重要的是成像元件的厚度被优选地限制在75μm和350μm之间。成像元件的劲度通常由消费者性能和现今的洗印机限制到优选在大约50mN和250mN之间的范围,厚度范围优选在大约100μm和400μm之间,以根据需要提高光学特性和降低成本。
除劲度和厚度外,成像元件需要希望的表面平滑度和光学特性例如不透明性和色度学。表面平滑度特征可以在凸缘片材制造过程中得到满足。可选择地,可以将附加的聚合物例如聚乙烯层挤出涂覆到凸缘片材上,与结构化骤冷-辊接触或者本领域技术人员已知的类似技术来实现。光学特性例如不透明性和色度学可以通过适当使用填料材料例如二氧化钛和碳酸钙和着色剂、染料和/或光学增亮剂或者其他本领域技术人员已知的添加剂来达到。所述填料可以在凸缘或者外涂层例如聚乙烯中。通常,用于彩色印刷成像材料的基体材料是白色的,或者带有蓝色色调,呈现轻微的蓝色是优选的,这可以在图像中形成看起来白色的优选白色。可以将任何适合的白色颜料引入聚烯烃层,例如二氧化钛、氧化锌、硫化锌、二氧化锆、铅白、硫酸铅、氯化铅、铝酸铅、邻苯二甲酸铅、三氧化锑、铋白、氧化锡、锰白、钨白和其混合物。所述颜料可以任何能方便地分散在所述凸缘或者树脂涂层内的形式使用。优选的颜料是二氧化钛。此外,适合的光学增亮剂可以用于聚烯烃层,包括在Research Disclosure,卷号308,12月,1989,出版物308119,段V,998页中描述的那些。
在此,短语‘成像元件’包括如上所述的成像载体以及图像接收层,其适合于将图像转移到成像元件上的合成技术。这样的技术包括热染料转印、电子照相印刷或者墨喷印刷以及用于照相卤化银图像的载体。在此,短语“照相元件”是在成像中使用感光性卤化银的材料。
应用本发明的接收元件的热染料成像-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-共聚-丙烯腈)、聚(己内酯)或者其混合物。染料图像-接收层可以任何对于预定目的有效的量存在。通常,在1到10g/m2的浓度下得到了好的结果。可以在染料-接收层上涂覆另外的外涂层,例如在Harrison等的美国专利号4,775,657中描述的。
和本发明的染料-接收元件一起使用的染料给体元件通常包括在其上具有含染料层的载体。任何染料均可用于本发明所用的染料-给体,条件是其在热的作用下可转移到染料-接收层。特别是,使用能升华的染料已经得到了好的结果。可应用到在本发明中的染料给体描述于例如美国专利号4,916,112;4,927,803和5,023,228。如上所述,染料给体元件被用来形成染料转印图像。这样的处理包括图像方式-加热染料-给体元件和转移染料图像到染料-接收元件,如上所述,以形成染料转印图像。在热染料转印印刷方法的优选的实施方案中,使用了染料给体元件,其包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)载体,其涂有顺序重复的青色、洋红和黄色染料区域,并且染料转印步骤对于每种颜色被顺序地进行以得到三色的染料转印图像。在所述处理仅仅对于单一色彩进行时,得到单色染料转印图像。
可用于将染料从染料-给体元件转移到接收元件的热敏打印头是商业上可得到的。可以使用例如Fujitsu热头(FTP-040 MCS001)、TDK热头F415 HH7-1089或者Rohm热头KE 2008-F3。可选择地,可以使用用于热染料转印的其他已知能源,例如激光,如GBNo.2,083,726A所描述的。
应用本发明的热染料转印组合包括如上所述的(a)染料-给体元件,和(b)染料-接收元件,所述染料-接收元件与所述染料-给体元件处于重叠关系,使给体元件的染料层与接收元件的染料图像-接收层接触。
在要得到三色图像时,上述组合在通过热敏打印头施加热量时在三个时间形成。在第一染料被转移之后,所述元件被剥离开。然后第二染料-给体元件(或者具有不同的染料区域的所述给体元件的另一区域)与染料-接收元件对准并进行重复的处理。以同样方式得到第三色彩。
电记录和电子照相术以及它们的单个步骤已经在现有技术中很好地描述。所述方法引入产生静电图像、显影该带有电荷、色料粒子(调色剂)的图像、任选地转移得到的显影图像到次级基材以及定影所述图像到所述基材的基本步骤。在这些方法和基本步骤中存在许多的变化;使用液体调色剂代替墨粉只不过是那些变化的一种。
形成静电图像的第一个基本步骤可以通过各种方法实现。复印机的电子照相术使用均匀带电的光电导体的成像方式光放电(photodischarge),其通过模拟或者数字曝光进行。该光电导体可以是单用途体系,或者其可以是可再充电的和可再成像的,如基于硒或者有机光感受器的那些。
在一种形式中,复印机的电子照相术使用均匀带电的光电导体的成像方式光放电,其通过模拟或者数字曝光进行。该光电导体可以是单用途体系,或者其可以是可再充电的和可再成像的,如基于硒或者有机光感受器的那些。
在可以选择的电记录法中,静电图像以离子方式产生。潜影在介电的(保持电荷)介质上产生,该介质为纸或者薄膜。电压被施加到选择的金属针突或者存储尖针,所述针突在介质的宽度上间隔排列,使选择的针突和介质之间的空气介电击穿。产生了离子,其在介质上形成潜影。
然而,产生的静电图像用相反地带电的调色剂粒子显影。对于用液体调色剂显影,将该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足够的调色剂粒子可以用于显影。通过静电图像产生的画面使悬浮在非导体的液体中的带电粒子通过电泳运动。潜隐的静电图像的电荷因此被电荷相反的粒子中和。使用液体调色剂的电泳显影的理论和药剂在许多书和出版物中进行了描述。
如果使用可再成像光感受器或者电图底版,色调图像被转移到纸(或者其他基材)上。该纸被静电带电,选择极性以引起调色剂粒子转移到纸上。最后,该调色的图像被定影按照纸上。对于自定影调色剂,残余液体通过风干法或者加热而从纸上移走。在溶剂蒸发时,这些调色剂形成粘合到纸上的薄膜。对于热可熔的调色剂,热塑性聚合物被用作粒子的一部分。加热既除去残余液体,也将调色剂定影到纸上。
在用作喷墨成像介质时,该记录元件或者介质通常包括基材或者载体材料,在其至少一个表面上具有油墨-接收或者图像-形成层。如果需要,为了改进油墨接收层对载体的粘合,载体的表面可以在施加溶剂-吸收层到载体之前进行电晕-放电-处理,或者可选择地,底涂层例如由卤代酚或者部分水解的氯乙烯-醋酸乙烯共聚物形成的层可以被施加到该载体的表面。油墨接收层优选从水或者水-醇溶液被涂覆到载体层上,使干燥厚度范围为3到75μm、优选8到50μm。
任何已知的喷墨接收层可与本发明结合使用。例如,该油墨接收层可以主要地由以下组成:无机氧化物颗粒例如硅石、改性硅石、粘土、氧化铝、可熔的珠粒例如由热塑性或者热固性聚合物组成的珠粒、不熔的有机珠粒、或者亲水性聚合物例如自然存在的亲水胶体和树胶例如明胶、白蛋白、瓜尔胶、黄原胶、阿拉伯胶、脱乙酰壳多糖、淀粉和它们的衍生物、等等;天然聚合物的衍生物例如官能化的蛋白质、官能化的树胶和淀粉和纤维素醚和它们的衍生物;和合成聚合物例如聚乙烯基噁唑啉、聚乙烯基甲基噁唑啉、多氧化物、聚醚、聚(乙撑亚胺)、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、N-乙烯基酰胺包括聚丙烯酰胺和聚乙烯吡咯烷酮,和聚(乙烯醇),其衍生物和共聚物;以及这些材料的混合物。亲水性聚合物、无机氧化物颗粒以及有机珠粒可以存在于基材上的一个或多个层以及各种层中的结合。
多孔结构可以被引入由亲水性聚合物组成的油墨接收层,其通过加入陶瓷或者硬聚合物粒子、通过在涂覆期间发泡或者吹制或者通过引入非溶剂在层中诱导相分离来形成。通常,优选的是基材层是亲水性的,但不是多孔的。这对于照片质量印刷是特别正确的,其中孔隙度可以引起光泽度损失。尤其是,该油墨接收层可以包括任何亲水性聚合物或者聚合物的混合物,可以有或者没有在本领域中众所周知添加剂。
如果需要,该油墨接收层可以用油墨-可渗透的、抗粘性保护层外涂,例如包含纤维素衍生物或者阳离子-改性纤维素衍生物或者其混合物的层。特别优选的外涂层是聚β-1,4-脱水葡萄糖-g-环氧乙烷-g-(2’-羟丙基)-N,N-二甲基-N-十二烷基铵氯化物。该外涂层是无孔隙的,但是油墨可渗透的,并用来改进在该元件上用水基油墨印刷的图像的光密度。该外涂层也可以保护油墨接收层免受磨擦、脏污和水致损害。通常,该外涂层的干燥厚度为0.1到5μm、优选0.25到3μm。
实际上,各种添加剂可以用于油墨接收层和外涂层。这些添加剂包括表面活性剂例如改进涂布性能和调节干法涂布表面张力的表面活性剂、控制pH的酸或者碱、抗静电剂、悬浮剂、抗氧剂、交联该涂层的硬化剂、抗氧剂、紫外稳定剂、光稳定剂等等。此外,媒染剂可以少量地(基材层的2%-10%重量)加入以改进耐水性。有用的媒染剂公开于美国专利号5,474,843中。
上述成像层,包括油墨接收层和外涂层,可以通过普通的涂覆方法涂覆到通常用于该技术的透明的或者不透明的载体上。涂覆方法可以包括,但不局限于,刮涂、缠绕线杆(wound wire rod)涂覆、缝隙涂覆、滑动贮料斗涂覆、凹版印刷、幕涂等等。这些中的某些方法可以同时涂覆两个层,从制造经济观点讲,这是优选的。
DRL(染料接收层)被涂覆在连接层(TL)上,厚度范围为0.1-10微米、优选0.5-5微米。有许多已知制剂可用作染料接收层。主要的要求是DRL与将被成像的油墨相容,以便产生希望的色域和密度。当油墨滴通过DRL时,染料被保持或者媒染在DRL中,而油墨溶剂自由地通过DRL并快速地为TL所吸收。另外,DRL制剂优选从水涂覆,对TL具有足够的粘合,并可以容易地控制表面光泽度。
例如,Misuda等在美国专利4,879,166;5,264,275;5,104,730;4,879,166和日本专利1,095,091;2,276,671;2,276,670;4,267,180;5,024,335;和5,016,517中公开了含水基DRL制剂,其包括假-勃姆石和某些水溶树脂的混合物。Light在美国专利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制剂,其包含乙烯基吡咯烷酮聚合物和某些水分散性和/或水溶性的聚酯以及其他聚合物和附加物的混合物。Butters等在美国专利4,857,386和5,102,717中公开了油墨吸附树脂层,其包含乙烯基吡咯烷酮聚合物和丙烯酸类或者甲基丙烯酸类聚合物的混合物。Sato等在美国专利5,194,317和Higuma等在美国专利5,059,983中公开了水性-可涂覆的DRL制剂,其基于聚(乙烯醇)。Iqbal在美国专利5,208,092中公开了水基的IRL制剂,其包含乙烯系共聚物,其被随后交联。除这些例子外,可以存在其他已知或者考虑的DRL制剂,其符合上述DRL的主要和次要的要求,所有这些均属于本发明的精神和范围。
优选的DRL为0.1-10μm厚,并且被作为5份铝氧烷和5份聚(乙烯基吡咯烷酮)的含水分散体涂覆。DRL还可以包含各种水平和尺寸的消光剂,以控制光泽度、摩擦和/或指纹耐性,表面活性剂以提高表面均匀性和调节干法涂布的表面张力、媒染剂、抗氧剂、紫外线吸收化合物、光稳定剂等等。虽然如上所述的油墨接收元件可以被成功地使用,可能希望在DRL上施加外涂层,以便提高成像元件的耐久性。这样的外涂层可以在元件被成像前或后施加于DRL。例如,DRL可以用油墨可透过层涂覆,油墨可以自由地通过该油墨可透过层。这类层被描述在美国专利4,686,118;5,027,131和5,102,717中。可选择地,可以在元件被成像之后加上外涂层。任何已知的层压薄膜和设备可以用于该目的。用于上述成像过程的油墨是众所周知的,并且该油墨制剂通常依赖于特定的方法,即连续的、压电的或者热法。因此,根据特定的油墨工艺,油墨可以包含宽范围不同量和组合的溶剂、着色剂、防腐剂、表面活性剂、湿润剂等等。优选与本发明的图像记录元件结合使用的油墨是水基的,例如通常为用于Hewlett-Packard Desk Writer 560C印刷机出售的那些。然而,可以认为,如上所述图像记录元件的选择性的实施方案,其可针对使用为特定油墨记录工艺提供的油墨或为给定的商品供应商的油墨来配制,均属于本发明范围。
在一个优选的实施方案中,为了生产照相元件,该复合载体片材用照相元件涂覆。该照相元件可以是单色元件或者彩色元件。彩色元件包含图像染料-形成元件,其对三个主要频谱区的每一个具有感光性。每个元件可以包括对给定频谱区敏感的单一的乳液层或者多个乳液层。该元件的层,包括图像-形成元件层,可以本领域已知的各种次序排列。在选择性的形式中,对三个主要频谱区的每一个敏感的乳剂可以作为单一分割层配置。
可用于本发明的照相乳液通常通过在胶体基质中通过本领域普通的方法沉淀卤化银来制备。该胶体通常是亲水性的成膜剂例如明胶、藻酸或者其衍生物。
将在沉淀步骤中形成的晶体进行洗涤,然后通过加入光谱增感染料和化学敏化剂和通过提供加热步骤进行化学和光谱增感,在加热步骤期间乳剂温度被提高,通常从40℃到70℃并且保持一段时间。用于制备本发明使用的乳剂的沉淀和光谱和化学增感方法可以是本领域已知的那些方法。
乳剂的化学增感通常使用敏化剂例如:含硫化合物,例如异硫氰酸烯丙酯、硫代硫酸钠和烯丙基硫脲;还原剂例如多胺和亚锡盐;贵金属化合物例如金、铂;和聚合物例如聚亚烷基氧化物。如所描述的,使用热处理以完成化学增感。光谱增感使用染料的混合物进行,其为可见光或者红外光谱中有价值的波长范围设计。在热处理之前和之后加入这样的染料是已知的。
在光谱增感之后,乳剂被涂覆在载体上。各种涂布技术包括浸涂、气刀涂布、幕涂和挤出涂覆。
用于本发明的卤化银乳液可以由任何卤化物分布组成。他们可以由氯化银、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组成。然而,优选的是该乳剂主要是氯化银乳剂。主要是氯化银是指乳剂的颗粒是大于50摩尔百分数的氯化银。优选,他们是大于90摩尔百分数的氯化银;和最佳地大于95摩尔百分数氯化银。该卤化银乳液可以包含任何尺寸和形态的颗粒。因此,该颗粒可以为立方、八面体、立方八面体或者任何其它自然存在形态的立方晶格类型卤化银颗粒的形式。此外,该颗粒可以是不规则的,例如球形颗粒或者片状颗粒。具有片状或者立方形态的颗粒是优选的。
本发明的照相元件可以应用在The Theory of the PhotographicProcess,第四版,T.H.James,Macmillan Publishing Company,Inc.,1977,151-152页中描述的乳剂。降低敏化对于改进卤化银乳液的感光度是已知的。虽然降低增感的卤化银乳液通常具有好的照相速度,他们通常具有不希望的生雾和差的储藏稳定性。
还原敏化可以有意地通过加入还原敏化剂来进行,其为将银离子还原为金属银原子的化学品,或者通过提供还原环境例如高pH(过量的氢氧化物离子)和/或低的pAg(过量的银离子)来进行。在卤化银乳液的沉淀期间,在例如快速地加入硝酸银或者碱溶液或者使用不良混合时会无意地发生还原敏化而形成乳胶颗粒。同样,卤化银乳液在催熟剂(晶粒生长改性剂)例如硫醚、硒醚、硫脲或者氨存在下沉淀,倾向于促进还原敏化。
可以在沉淀或者光谱/化学增感期间为了还原增感乳剂使用的还原敏化剂和环境的例子包括美国专利号2,487,850;2,512,925;和英国专利789,823中描述的抗坏血酸衍生物;锡化合物;多胺化合物;和二氧化硫脲-基化合物。还原敏化剂或者条件的特定的例子,例如二甲基胺硼烷、氯化亚锡、肼、高pH(pH8-11)和低的pAg(pAg1-7)熟化,由S.Collier在Photographic Science and Engineering,23,113(1979)中进行了讨论。制备有意还原增感的卤化银乳液的方法的例子描述于EP 0 348934 A1(Yamashita)、EP 0 369491(Yamashita)、EP 0 371388(Ohashi)、EP 0 396424 A1(Takada)、EP 0 404142A1(Yamada)和EP 0 435355 A1(Makino)。
本发明的照相元件可以使用用族VII金属例如铱、铑、锇和铁掺杂的乳剂,如Research Disclosure,1994年9月,36544项,章节I,Kenneth Mason Publications,Ltd.,Dudley Annex,12a NorthStreet,Emsworth,Hampshire PO10 7DQ,英国出版,所描述的。另外,铱在卤化银乳液敏化中的使用的全面综述包含在Carroll,“Iridium Sensitization:A Literature Review”中,PhotographicScience and Engineering,卷24,6号,1980。通过在铱盐和照相光谱增感染料存在下化学增感乳剂制造卤化银乳液的方法描述于美国专利号4,693,965。在某些情况下,在这样的掺杂剂被引入时,在彩色反转法E-6方法中处理时,乳剂显示提高的新鲜生雾和较低的对比度感光曲线,如The British Journal of Photography Annual,1982,201-203页所描述的。
本发明典型的彩色照相元件包含本发明层压载体,其载有青色染料图像-形成元件,该元件包含至少一个感红的卤化银乳液层,具有与之相关的至少一种青色染料-形成成色剂;品红图像-形成元件,该元件包含至少一个绿色-敏感卤化银乳液层,具有与之相关的至少一种洋红染料-形成成色剂;和黄色染料图像-形成元件,其包含至少一个感蓝的卤化银乳液层,具有与之相关的黄色染料-形成成色剂。所述元件可以包含附加层,例如过滤层、中间层、外涂层、胶层、消晕层等等。本发明的载体还可以被用于黑白摄影印刷元件。
该照相元件还可以包含透明的磁记录层,例如在透明的载体下侧包含磁粉的层,如美国专利号4,279,945和4,302,523所描述的。通常,该元件总厚度(排除载体)为5到30μm。
本发明可以用公开于Research Disclosure,1997年9月,40145项中的材料一起使用。本发明尤其适用于与XVI和XVII章的彩色相纸例子的材料一起使用。第II章的成色剂也是尤其适合的。第II章的洋红I成色剂、尤其是以下所述M-7、M-10、M-18和M-18是尤其希望。
在下表中,参考(1)Research Disclosure,1978年12月,17643项,(2)Research Disclosure,1989年12月,308119项,和(3)ResearchDisclosure,1994年9月,36544项,全部由Kenneth MasonPublications,Ltd.出版,Dudley Annex,12a North Street,Emsworth,Hampshire PO10 7DQ,英国。该表和该表中列举的参考被用以描述具体的适用于本发明元件的组分。该表和其列举的参考也描述了适合的制备、曝光、处理和操作所述元件以及在其中包含的图像的方式。
参考
章节 主题
1I,II 颗粒组成,
2I,II,IX,X,XI,形态和制备
XII,XIV,XV乳剂制备包括
I,II,III,IX硬化剂,涂布助剂,
3A & B附加物,等等
1III,IV 化学增感和
2III,IV 光谱增感/
3IV,V 减感
1V UV 染料,光学增亮剂,
2V 荧光染料
3VI
1VI 防阴翳剂和稳定剂
2VI
3VII
1VIII 吸收和散射
2VIII,XIII,XVI 材料;抗静电层;
3VIII,IX C & D 消光剂
1VII 成像-成色剂和成像-
2VII 改性成色剂;染料
3X 稳定剂和色彩改性剂
1XVII 载体
2XVII
3XV
3XI 特定的层排列
3XII,XIII 负功乳剂;
直接正象乳剂
2XVIII 曝光
3XVI
IXIX,XX 化学处理;
2XI X,XX,XXII 显影剂
3XVIII,XIX,XX
3XIV 扫描和数字处理流程
所述照相元件可以用各种能量形式曝光,包括电磁波谱的紫外线和红外线区以及电子束和β射线、γ射线、X射线、α粒子、中子辐射及其他微粒子的似波(wave-like)辐射能形式,其为由激光器产生的非相干的(随机相位)或者相干的(同相位)形式。在所述照相元件意通过X-射线曝光时,他们可以具有普通的射线照相元件的特性。
所述照相元件优选曝光于光化辐射,通常在可见光谱区中,以形成潜影,然后处理形成可见图像,优选通过热处理以外的方法。处理优选在已知的RA-4.TM.(Eastman Kodak Company)处理或者其他适合于显影高氯化物乳液的处理系统中进行。
本发明也涉及照相记录元件,其包含载体和至少一个光敏卤化银乳液层,其包含如上所述的卤化银颗粒。
以下实施例用以举例说明本发明的实施。它们并非本发明所有可能变化的完全列举。份和百分数是重量份和重量百分数,除非另有说明。
具体实施方式
实施例
实施例1是现有技术的代表,在此为了对比目的提出。其包含照相纸原料基材,该基材使用标准的长网造纸机利用主要为漂白硬木牛皮纸纤维的共混物生产。纤维率主要由漂白杨木(38%)和枫树/山毛榉(37%)与较少量的桦树(18%)和软木(7%)组成。酸上浆化学品附加物,按干重使用,包括以0.85%加入的硬脂酸铝施胶剂、以0.68%加入的聚氨基酰胺环氧氯丙烷和以0.24%加入的聚丙烯酰胺树脂。二氧化钛填料以0.60%加入使用。还使用利用羟乙基化淀粉和碳酸氢钠的表面上浆。然后利用基本上包含83%LDPE、12.5%二氧化钛、3%氧化锌和0.5%硬脂酸钙的面侧复合材料和比例为46/54的HDPE/LDPE共混物的反面纸,将该原料基材挤出涂覆。树脂覆盖度是大约27g/m3。
实施例2也是为了对比目的提出的对照物。其包含流延聚丙烯片材,其在纵向上被单轴拉伸5倍。使用的聚丙烯是Huntsman聚丙烯,品级P4G2Z-073A,熔融指数为1.9。1.25″挤出机进料7′单层衣架式模头被用来在三辊组套上流延聚丙烯,其中辊温度维持在大约150华氏度。熔融温度为391华氏度,和通过量为大约6.8kg/hr。流延片材厚度为大约762μm。在所述片材单轴拉伸之后,片材厚度减少到大约152.4μm。
实施例3也是为了对比目的提出的对照物。其包含发泡的流延聚丙烯片材,其随后在纵向上被单轴拉伸5倍。使用的聚丙烯是Huntsman聚丙烯,品级P4G2Z-073A,熔融指数为1.9。使用的发泡剂是化学发泡剂SAFOAM FPN-30,20%活性成分,从Reedy International Corp.获得,浓度为0.64%。使用的加工条件类似于上述实施例2的。
实施例4也是为了对比目的提出的对照物。其包含多孔的流延聚丙烯片材,其在纵向上被单轴拉伸5倍。使用的聚丙烯是Huntsman聚丙烯,品级P4G2Z-073A,熔融指数为1.9。使用的成洞剂是聚苯乙烯,品级EA3300,从Chevron-Phillips获得,浓度30重量%。使用的加工条件类似于上述实施例2的。
本发明的实施例5包含密度降低的聚丙烯片材,其被发泡和然后成孔。使用的聚丙烯是Huntsman聚丙烯,品级P4G2Z-073A,熔融指数为1.9。使用的发泡剂是化学发泡剂SAFOAM FPN-30,20%重量活性成分,从Reedy International Corp.获得,发泡剂以0.64重量%浓度加入聚丙烯聚合物。发泡剂的化学作用是柠檬酸和碳酸氢钠在聚苯乙烯聚合物载体中的反应。使用的成洞剂是聚苯乙烯,品级EA3300,从Chevron-Phillips获得,浓度为30%的聚丙烯。使用的加工条件类似于上述实施例2的。
本发明的实施例6包含密度降低的聚丙烯片材,其被发泡和然后成孔。使用的聚丙烯是Huntsman聚丙烯,品级P4G2Z-073A,熔融指数为1.9。使用的发泡剂是化学发泡剂SAFOAMFPN-30,20%活性成分,从Reedy International Corp.获得,浓度为0.64wt%。发泡剂的化学作用是柠檬酸和碳酸氢钠在聚苯乙烯聚合物载体中的反应。使用的成洞剂是聚苯乙烯,品级EA3300,从Chevron-Phillips获得,浓度为30的聚丙烯。使用的加工条件类似于上述的实施例2,除了样品同时在纵向和横向上进行各自2.5倍的双轴拉伸。
本发明的实施例7也包含密度降低的聚丙烯片材,其被发泡和然后成孔。使用的聚丙烯是Huntsman聚丙烯,品级P4G2Z-073A,熔融指数为1.9。使用的发泡剂是化学发泡剂SAFOAM FPN-30,40%活性成分,从Reedy International Corp.获得,浓度为0.4重量%。滑石粉,品级MISTRON ZSC,从Luzenac获得,以2重量%浓度被用作添加剂。利用2.5”挤出机将聚丙烯熔体通过12″beadless单层衣架式模头挤出到放入水浴中的流延轮。挤出机的输出是27.2kg/hr,挤出机出口的熔体温度是387.5华氏度和流延轮温度是210华氏度。然后将流延片材利用纵向取向机(MDO)在纵向上拉伸六倍。拉伸的片材为222.25μm厚和基础重量为125.14g/m2。
表1描述了对于每个实施例2到7的密度降低的片材的基础重量和密度换算。在每个实施例5-7中,可以看到密度降低通过发泡和随后取向而有控制地增大。密度降低计算为密度在拉伸之后与在流延、发泡和成洞以前初始的聚合物共混物密度相比的变化率。
表1实施例号 流延片 流延片 密度 拉伸 拉伸 拉伸片 拉伸片材 密度
材厚度 材密度 降低 类型 倍数 材厚度 密度 降低
微米 g/cm3 微米
2 787 0.94 0% 单轴 5 155 0.945 -0.5%
3 838 0.86 8.5% 单轴 5 289 0.61 29.1%
4 787 1 0% 单轴 5 173 0.88 12.0%
5 864 0.93 7% 单轴 5 238 0.78 22%
6 864 0.93 7% 双轴 5 254 0.48 52%
7 883.92 0.668 24.8% 单轴 6 222.25 0.562 36.7%
表2A、2B和2C描述了在如本发明实施例8和9所描述的树脂覆膜密度降低的片材之后达到的性能。为了对比目的,还显示了实施例1、现有技术中的树脂涂覆的照相载体的性能。
不透明性按照ASTM方法E308-96测定,包括镜面反射率,并且该试验通过测定一个片材的黑-黑(black by black),然后黑-白(blackby white)(氧化钡)来进行。
劲度利用Lorentzen and Wetter型测试仪按照Tappi方法T 556测定。测定了20mm宽的垂直夹钳固定的样品15°挠曲角的抗弯性,以毫牛顿表示。
每个样品的图像接收侧的表面粗糙度利用Federal Profiler测定。所述Federal Profiler仪器包括马达驱动钳口,其与底板的上表面相切。被测样品置于所述底板上并且进入通过所述钳口。测微计组件被悬挂在所述底板之上。测微仪转轴的尾端提供一个参考面,从该参考面测定样品的厚度。该平面的直径为0.95cm,因此跨过样品上表面中所有的细微的粗糙细节。刚好在所述转轴底下,并且与底板表面齐平,运动着测头的半球形针突。当样品输送通过所述量器时,该针突响应局部的表面变化。针突半径与可以检测的空间容量有关。测量器扩大器的输出被数字化为12位。采样率为500次测量每2.5cm。表面粗糙度在0.1和0.4μm之间的成像纸基对于喜欢有光泽的图像的消费者具有重要的商业价值。
卷曲利用Kodak Curl Test测定。该试验测定在抛物线变形样品中卷曲的量。将8.5cm直径的所述复合材料的圆形样品存储在试验湿度下至少48小时。在于试验湿度下平衡时,通过比较标准曲线视觉地确定卷曲样品的曲率半径。卷曲读数用ANSI卷曲单位表示,具体地,100除以以英寸为单位的曲率半径。试验的标准偏差为2卷曲单位。其可以为正或者负,在此遵循的习惯是正向为向着感光(图像接收)层的卷曲。
光泽度利用Gardner Tri-光泽计,按照ASTM D523标准于20度设定下测定。
边缘耐穿透性利用滚筒浸泡试验测定。样品在50%R.H.房间中在73°F保持24小时进行调节,然后进行该试验。将8.9cm×43.1cm样品切割成三个分开的7.6cm×12.7cm试片。然后将样品于125cm/分和150℃下在样品层压机(Laminex型号1200)中层压。在每个样品中切割五个切口,各1.5cm宽和11.9cm长。然后将样品称重,然后装载在RM-501 Robot Roller Machine的臂上。该机械臂将样品浸入在塑料滚筒板中的RA-4(T213)显影剂的溶液中。该臂轻轻地来回运动以保证样品适当地曝露于所述溶液,而且搅拌显影液。所述基材样品暴露于显影液3分钟,然后将样品干燥和在浸泡周期完成之后一分钟称重。样品重量增加提供了边缘耐穿透性的指示,较大的重量增加相当于较差的耐性。
Claims (10)
1.一种包含基质聚合物的片材,所述基质聚合物具有包含不相容材料的孔隙和不含不相容材料的泡孔。
2.权利要求1的片材,其中所述片材还在每个表面上具有非取向的聚合物层。
3.权利要求1或者2的片材,其中所述片材还包含成像层。
4.权利要求1-3任何一项的片材,其中所述片材的密度在0.4g/cm3和0.9g/cm3之间。
5.权利要求1-4任何一项的片材,其中所述片材具有的基质体积在30和70%之间。
6.成型片材的方法,其包括挤出包含不相容材料和发泡剂的聚合物材料,冷却该挤出材料,在至少一个方向中拉伸该挤出材料。
7.权利要求6的成型片材的方法,其中所述拉伸的单轴比例为3∶1到7∶1。
8.权利要求6或者7的成型片材的方法,其还包括将聚合物涂覆到所述片材的每个侧面。
9.权利要求8的成型片材的方法,其中所述表面涂层聚合物包含硬化剂,其选自滑石粉、粘土、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、云母、氢氧化铝(三水合物)、硅灰石、玻璃纤维和球体、硅石、各种硅酸盐、炭黑、木屑、黄麻纤维、剑麻纤维和聚酯纤维。
10.用于成型片材的设备,其包括适合于输送泡沫片材到冷却装置的片材压出机,用于所述冷却片材的拉伸设备,和用于将聚合物涂覆到所述片材两侧的聚合物涂覆设备。
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