DE10043901A1 - Zähes, dauerhaftes Celluloseträgermaterial für die Bildaufzeichnung - Google Patents
Zähes, dauerhaftes Celluloseträgermaterial für die BildaufzeichnungInfo
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Abstract
Beschrieben wird ein Bildaufzeichnungselement mit einem Träger aus einem Cellulosefasern enthaltenden Papier, der eine Einreiß-Festigkeit zwischen 200 und 1800 Newton hat. Diese gegenüber dem Stande der Technik verbesserte Einreiß-Festigkeit wird durch Verwendung eines Papierträgers erreicht, der außer Cellulosefasern Fasern aus einem nicht-Cellulosematerial enthält.
Description
Die Erfindung betrifft ganz allgemein Bildaufzeichnungs
materialien. Insbesondere betrifft die Erfindung Träger
materialien für photographische Papiere.
Bei der Herstellung von photographischem Papier ist es be
kannt, auf das Trägerpapier eine Schicht aus einem Polyole
finharz, in typischer Weise Polyethylen, aufzubringen. Diese
Schicht dient dazu, das Papier wasserfest zu machen und lie
fert eine glatte Oberfläche, auf der die photosensitiven
Schichten erzeugt werden. Die Formation einer glatten Ober
fläche wird gesteuert durch sowohl die Rauheit der Abschreck
walze beim Aufgießen der Polyolefinschicht, die Menge an
Polyolefin, das auf die Trägerpapieroberfläche aufgebracht
wird und die Rauheit des Trägerpapiers. Da das Auftragen ei
ner Polyolefinschicht die Einreißfestigkeit oder Zerreiß
festigkeit des Papiers nicht wesentlich verbessert, ist die
Einreißfestigkeit eines typischen photographischen Papiers
eine Funktion der Einreißfestigkeit des Cellulosepapierträ
gers. Typische photographische Papierträger haben eine Ein
reißfestigkeit zwischen 70 und 140 Newton.
Ein typisches Cellulosepapier-Trägermaterial von photographi
scher Reinheit hat einen unerwünschten Raum-Frequenz-Bereich
von 0,30 bis 6,35 mm. In diesem Raum-Frequenz-Bereich kann
eine mittlere Oberflächenrauheit von größer als 0,50 Mikro
metern von den Verbrauchern beanstandet werden. Eine visuelle
Rauheit von größer als 0,50 Mikrometern wird gewöhnlich als
Orangenschalen-Aussehen bezeichnet. Ein Bildaufzeichnungs
element mit einer Rauheit von weniger als 1,10 µm bei einer
Raum-Frequenz zwischen 200 Zyklen/mm und
1300 Zyklen/mm wird als glatt bezeichnet und liefert ein
Bild, das in typischer Weise als glänzendes Bild bezeichnet
wird.
Aus der U.S.-Patentschrift 5 866 282 ist es bekannt, ein Ver
bund-Trägermaterial mit auflaminierten, biaxial orientierten
Polyolefinschichten als photographisches Bildaufzeichnungs
material zu verwenden. Nachdem aus dem U.S.-Patentschrift
5 866 282 bekannten Verfahren werden biaxial orientierte
Polyolefinschichten durch Extrudieren auf ein Cellulosepapier
auflaminiert unter Erzeugung eines Trägers für bildaufzeich
nende Schichten auf Silberhalogenidbasis. Die biaxial orien
tierten Schichten, die in der Patentschrift beschrieben wer
den, weisen eine Mikroporen aufweisende Schicht in
Kombination mit co-extrudierten Schichten auf, die weiße
Pigmente enthalten. Es hat sich gezeigt, daß die Verbund-
Trägerstruktur, die in der U.S.-Patentschrift 5 866 282
beschrieben wird, dauerhafter ist und einreißfester und
hellere reflektierende Bilder liefert, als die bekannten
photographischen Papierträger für die Bildaufzeichnung, die
aus der Schmelze aufextrudierte Polyethylenschichten auf
Cellulosepapier aufweisen. Die Einreißfestigkeit des
Papierträgers der U.S.-Patentschrift 5 866 282 liegt zwischen
100 und 160 Newton.
Aus der U.S.-Patentschrift 5 244 861 ist es bekannt, als re
flektierende Bildaufzeichnungs-Empfangsmaterialien für die
thermische Farbstoffübertragung Papierträger mit auflaminier
ten, biaxial orientierten Polypropylenschichten zu verwenden.
Obgleich sich das bekannte Material ausgezeichnet für den
thermischen Farbstoff-Übertragungsprozeß eignet, kann das be
kannte Material nicht im Fall von Bildaufzeichnungssystemen
verwendet werden, deren Grundlage Gelatine ist, wie im Fall
von Gelatine-Silberhalogenidsystemen und Tintenstrahl-Syste
men aufgrund der Empfindlichkeit der Gelatine-Bildaufzeich
nungssysteme gegenüber Feuchtigkeit. Die Feuchtigkeitsemp
findlichkeit von Gelatine-Bildaufzeichnungsschichten führt
zu einem
unerwünschten Aufrollen der Bildaufzeichnungselemente. Ein
Faktor, der zur Aufrolltendenz des Bildaufzeichnungssele
mentes beiträgt, ist das Verhältnis der Trägerpapier-Steif
heit in der Maschinenrichtung zur Querrichtung. Übliche
photographische Trägerpapiere haben ein Steifheitsverhältnis
von Maschinenrichtung zu Querrichtung, gemessen durch das
Young-Modul-Verhältnis von annähernd 2,0. Im Fall eines
photographischen Verbundmaterials mit biaxial orientierten
Polyolefinschichten, die auf das Trägerpapier auflaminiert
sind, wäre es wünschenswert, wenn das Steifheitsverhältnis
von Maschinenrichtung zu Querrichtung im Fall des Papiers
bei ungefähr 1,6 liegt, um die Tendenz des Bildaufzeichnungs
elementes sich aufzurollen, zu vermindern.
Aus der U.S.-Patentschrift 5 288 690 ist ein Empfangselement
mit einem Cellulosepapierträger für die Verwendung im Rahmen
der thermischen Farbstoff-Übertragung bekannt. Obgleich die
ses Cellulosepapier viele der Probleme vermeidet, die im
Falle des thermischen Farbstoff-Übertragungsdruckes mit einem
laminierten Cellulosepapier existieren, ist dieses Cellulose
papier nicht als laminierter, photographischer Cellulosepa
pierträger geeignet, da dieses Papier eine unerwünschte Ober
flächen-Rauheit im Raum-Frequenzbereich von 0,30 bis 6,35 mm
aufweist und weil die Papier-Pulpe, die im Falle der U.S.-
Patentschrift 5 288 690 verwendet wird, kostspielig ist im
Vergleich zu alternativen Papier-Pulpen. Weiterhin hat der
Papierträger, der aus der U.S.-Patentschrift 5 288 690 be
kannt ist, eine Einreißfestigkeit zwischen 80 und 150 Newton.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines effektive
ren Papierträgers zur Erzeugung einer verbesserten glatten
Oberfläche, wie auch zur Bereitstellung eines einrißfesten
photographischen Papierelementes. Insbesondere sollte durch
die Erfindung ein Bildaufzeichnungsmaterial hergestellt wer
den können, das verbesserte
Festigkeitseigenschaften aufweist und wobei das Trägerpapier
dem photographischen Element eine Einrißfestigkeit verleiht.
Ferner sollte die Dauerhaftigkeit des Bildaufzeichnungsmate
rials verbessert werden.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch Bereitstellung eines
Bildaufzeichnungselementes mit einem Träger aus einem Cellu
losefasern enthaltenden Papierträger, in welchem das Papier
eine Einrißfestigkeit oder Zerreißfestigkeit zwischen 200 und
1800 Newton aufweist.
Durch die Erfindung wird somit ein verbesserter Papierträger
für Bildaufzeichnungselemente bereitgestellt. Insbesondere
wird ein verbesserter Papierträger für Bildaufzeichnungsele
mente bereitgestellt, der glatter ist, einrißfester und bil
liger ist im Vergleich zu einem Substrat, hergestellt aus ei
nem Polymer.
Die Erfindung bietet zahlreiche Vorteile gegenüber Trägerma
terialien des Standes der Technik. Durch die Erfindung wird
die Herstellung eines reflektierenden Bildes mit hoher Ein
rißfestigkeit ermöglicht, wodurch die Dauerhaftigkeit von
Bildern bei ihrer Betrachtung, Handhabung und Aufbewahrung
durch den Verbraucher erhöht wird. Einrißfeste Bilder haben
einen besonderen kommerziellen Wert gegenüber Bildern, die
leicht einreißen und somit leicht beschädigt werden, bei der
Betrachtung, der Handhabung oder der Aufbewahrung. Die Ein
reißfestigkeit verbessert ferner die Effizienz der Bildauf
zeichnungsmaterialien, wenn sie durch digitale Druckvorrich
tungen transportiert werden, wie z. B. Tintenstrahldrucker,
wie auch silberhalogenid-printing und Entwicklungs-Vorrich
tungen. Durch ein einrißfestes Bildaufzeichnungsmaterial wird
auch die Häufigkeit von Band-Brüchen in Entwicklungsvorrich
tungen vermieden, wodurch die
Printing-Produktivität erhöht wird. Eine Verbesserung der
Einreißfestigkeit ist ferner wünschenswert im Falle von
Display-Materialien, die einrißfeste Trägermaterialien erfor
dern. Die zum gegenwärtigen Zeitpunkt bekannten Display-Mate
rialien werden nach der Entwicklung laminiert, um die Einriß
festigkeit zu verbessern, wobei ein einrißfestes Papier die
Notwendigkeit für kostspielige nach der Entwicklung erfol
gende Laminierungsprozesse zur Erhöhung der Einrißfestigkeit
reduzieren würde. Weiterhin wird durch die Erfindung ein
Bildaufzeichnungselement bereitgestellt, das eine hohe
Festigkeit aufweist und eine glattere Oberfläche, wodurch der
kommerzielle Wert des Bildaufzeichnungselementes erhöht wird
durch Erzeugung eines glänzenden, reflektierenden Print-Mate
rials. Ein weiterer Vorteil der Erfindung beruht auf der be
trächtlichen Verminderung der Erzeugung von Cellulosepapier
staub, wenn der Papierträger zerschnitten wird oder wenn er
Stanzoperationen ausgesetzt wird. Der Ersatz der Cellulose
fasern durch Fasern, die nicht aus Cellulosepapier bestehen,
wird die Tendenz zur Staubbildung verringern. Diese und ande
re Vorteile ergeben sich aus der folgenden detaillierten Be
schreibung der Erfindung.
Um ein Bildaufzeichnungselement mit ausreichender Einrißfe
stigkeit zu erzeugen, wurde die Einrißfestigkeit oder Zer
reißfestigkeit des Cellulosepapierträgers gegenüber Cellu
losepapierträgern des Standes der Technik erhöht. Es wurde
gefunden, daß ein Träger mit einem Cellulosefasern enthalten
den Papier, in dem das Papier eine Einrißfestigkeit von 200
bis 1800 Newton aufweist, ein Bildaufzeichnungselement mit
einer ausgezeichneten Einrißfestigkeit liefert. Eine Einriß
festigkeit von weniger als 180 N ist nicht wahrnehmbar ver
schieden von Materialien des Standes der Technik. Eine Ein
rißfestigkeit von größer als 2000 N übersteigt die Fähigkeit
eines typischen Verbrauchers ein Bild einzureißen. Da es
schwierig ist, eine Einrißfestigkeit über 200 N lediglich mit
Cellulosefasern zu erzielen, erfordert das Papier dieser Er
findung zusätzliche Materialien für die Erzielung einer Ein
rißfestigkeit von über
200 N. Durch Zusatz von die Festigkeit erhöhenden Materialien
zum Papier vor der Erzeugung des Papiers auf einem Sieb oder
durch Aufbringen einer Beschichtung auf das Papier nach der
Formation auf dem Sieb, wird die Einrißfestigkeit des Papiers
erhöht, da die hochfesten Materialien zur Einrißfestigkeit
des Papierträgers beitragen. Es wurde gefunden, daß die
Zugabe von Polymerfasern, Latexpolymeren, Glasfasern und
gewebten Polymerfasern zu Cellulosepapierfasern zu einem
Papierträger führt, der eine Einrißfestigkeit oder
Zerreißfestigkeit von größer als 200 Newton hat.
Durch Bereitstellung eines Papierträgers mit einer Einrißfe
stigkeit zwischen 200 und 1800 N wird die Einrißfestigkeit
eines Bildaufzeichnungselementes erhöht, das hergestellt wird
durch Aufextrudieren eines Polymeren aus der Schmelze gegen
über Trägermaterialien des Standes der Technik, die einen
Cellulosepapierträger verwenden. Durch Kombination eines Pa
pierträgers mit einer Einrißfestigkeit zwischen 200 N und
1800 N mit hochfesten, biaxial orientierten Schichten oder
Blättern, wie in der U.S.-Patentschrift 5 866 282 offenbart,
wird die Einrißfestigkeit des Bildaufzeichnungselementes wei
ter verbessert. Im Falle eines Bildaufzeichnungs-Trägermate
rials mit hochfesten biaxial orientierten Polymerschichten,
die auf ein Cellulosepapier auflaminiert sind, verbessert ein
Papierträger mit einer Einrißfestigkeit zwischen 200 N und
1800 N die Flexibilität des Designs dadurch, daß die Verwen
dung von weniger kostspieligen Materialien ermöglicht wird,
im Vergleich zu Polymerschichten, wobei dennoch eine wün
schenswerte Einrißfestigkeit des Bildaufzeichnungselementes
erzielt wird.
Die hier gebrauchten Merkmale "oben", "oberer", "Emulsions
seite" und "Gesichtsseite" beziehen sich auf die Seite eines
Bildaufzeichnungselementes, auf der sich die Bildaufzeich
nungsschichten befinden. Die Merkmale "unten", "untere Seite"
und "Rückseite" beziehen sich auf die Seite des photographi
schen Elementes gegenüber der Seite, auf der sich die Bild
aufzeichnungsschichten befinden oder das
entwickelte Bild. Das Merkmal "Gesichtsseite" bezieht sich
auf die Seite gegenüber der Seite des Cellulosepapiers, das
auf einem zur Fourdrinier-Langsieb erzeugt wurde. Die Be
zeichnung "Siebseite" bezieht sich auf die Seite des Cellulo
sepapiers, die benachbart zum Fourdrinier-Langsieb erzeugt
wurde. Das feste Trägermaterial der Erfindung kann in belie
bigen unterschiedlichen Bildaufzeichnungs-Trägermaterialien
verwendet werden. Bei der photographischen Bildaufzeichnung
ist es bekannt, mindestens eine Schicht aus einem wasserfest
machenden Harz auf jede Seite eines Papierträgers aufzutra
gen, um eine Wasserfestigkeit zu erzielen. Diese Schichten
bestehen im allgemeinen aus Polyethylen und können färbende
Materialien enthalten. Es ist ferner aus dem Stande der Tech
nik bekannt, biaxial orientierte Polyolefinschichten auf jede
Seite des Trägerpapiers aufzulaminieren, um eine Wasser
festigkeit zu erzielen, wie auch Verbesserungen bezüglich der
Bildqualität. Wird ferner der Papierträger der Erfindung in
anderen Bildaufzeichnungssystemen verwendet, wie bei der
thermischen Bildaufzeichnung oder dem Tintenstrahldruck, so
weist er eine eine Wasserfestigkeit bewirkende Schicht auf,
wie auch eine Bild-Empfangsschicht zur Unterstützung der Bin
dung des Tintenstrahlbildes oder des thermischen Übertra
gungsbildes auf das Papier. Das feste Trägerpapier der Erfin
dung ist geeignet für beliebige dieser bekannten Bildauf
zeichnungssysteme. Jede beliebige, biaxial orientierte Poly
olefinschicht kann als Schicht auf der oberen Seite des Trä
gers der Erfindung verwendet werden. Vorzugsweise werden
Mikroporen aufweisende, biaxial orientierte Verbundschichten
oder Blätter verwendet, wobei diese in üblicher Weise herge
stellt werden durch Co-Extrudieren der Kern- und Oberflächen
schichten, gefolgt durch eine biaxiale Orientierung, wodurch
Poren um ein Poren initiierendes Material gebildet werden,
das in der Kernschicht vorliegt. Derartige Verbundschichten
oder Verbundblätter sind aus den U.S.-Patentschriften
4 377 616; 4 758 462 und 4 632 869 bekannt.
Der Kern der bevorzugten oberen Verbundschicht sollte 15 bis
95% der Gesamtdicke der Schicht oder des Blattes ausmachen,
vorzugsweise 30 bis 85% der Gesamtdicke. Die keine Poren
aufweisende Haut oder die keine Poren aufweisenden Häute
sollten somit 5 bis 85% der Schicht bzw. des Blattes ausma
chen, vorzugsweise 15 bis 70% der Dicke.
Die Dichte (das spezifische Gewicht) der Verbundschicht, aus
gedrückt als "Prozent der Fest-Dichte" wird wie folgt
berechnet:
Die prozentuale Fest-Dichte sollte zwischen 45% und 100%,
vorzugsweise zwischen 67% und 100% liegen. Fällt die pro
zentuale Fest-Dichte unter 67%, so wird das Verbundblatt
schlecht herstellbar aufgrund eines Abfalles der Zugfestig
keit. Auch wird das Blatt dann anfälliger für eine physikali
sche Beschädigung.
Die Gesamtdicke des oberen, biaxial orientierten Verbundblat
tes kann bei 12 bis 100 Mikrometern, vorzugsweise 20 bis 70 Mikrometern
liegen. Unterhalb 20 Mikrometern können die
Mikroporen aufweisenden Schichten bzw. Blätter nicht dick ge
nug sein, um jegliche inhärente Nicht-Planarität in dem Trä
ger auf ein Minimum zu reduzieren und sie würden schwierig
herzustellen sein. Bei Dicken von über 70 Mikrometern werden
nur geringe Verbesserungen bezüglich der Oberflächenglätte
oder der mechanischen Eigenschaften erzielt, weshalb kein
Grund dafür besteht, die Dicke weiter zu erhöhen.
Die oberen, biaxial orientierten Schichten bzw. Blätter haben
vorzugsweise eine Wasserdampf-Permeabilität, die geringer ist
als 0,85 × 10-5 g/mm2/Tag/atm. Dies ermöglicht eine schnelle
re Emulsionshärtung, da der laminierte Papierträger dieser
Erfindung die Geschwindigkeit der Wasserdampfübertragung von
den Emulsionsschichten während des Beschichtungsprozesses
stark vermindert. Die Übertragungsgeschwindigkeit wird dabei
gemessen nach der ASTM-Methode F1249.
Das hier gebrauchte Merkmal "Poren" bedeutet frei von festem
und flüssigem Material, obgleich es wahrscheinlich ist, daß
die "Poren" Gas enthalten. Die Poren initiierenden Teilchen,
die in dem fertigen Packaging-Schichtkern verbleiben, sollten
einen Durchmesser von 0,1 bis 10 Mikrometern haben, vorzugs
weise eine runde Form, um Poren der erwünschten Form und
Größe zu erzeugen. Die Größe der Poren ist ferner abhängig
von dem Grad der Orientierung in der Maschinen- und Querrich
tung. In idealer Weise nehmen die Poren eine Form an, die de
finiert ist durch zwei einander gegenüberliegende und kanten
kontaktierenden konkaven Scheiben. Mit anderen Worten, die
Poren neigen dazu, eine linsenartige oder bikonvexe Form an
zunehmen. Die Poren sind orientiert, so daß die zwei Hauptdi
mensionen entsprechend der Maschinen- und Querrichtung per
Schicht ausgerichtet sind. Die Z-Richtungsachse ist von ge
ringer Dimension und entspricht grob der Größe des Durchmes
sers des porenerzeugenden Teilchens. Die Poren neigen ganz
allgemein dazu aus geschlossenen Zellen zu bestehen, so daß
praktisch keine offene Bahn von einer Seite des porenaufwei
senden Kernes zur anderen Seite vorliegt, durch welche Gas
oder Flüssigkeit wandern könnte.
Das Poren initiierende Material kann aus einer Vielzahl von
Materialien ausgewählt werden und sollte in einer Menge von
etwa 5 bis 50 Gewichts.-%, bezogen auf das Gewicht des Kern
matrix-Polymeren vorliegen. Vorzugsweise umfaßt das Poren
initiierende Material ein polymeres Material. Wird ein poly
meres Material als Poren initiierendes Material verwendet, so
kann es ein Polymer sein, das in der Schmelze mit dem Polymer
vermischt wird, aus dem die Kernmatrix erzeugt wird und das
dazu in der Lage ist, sphärische dispergierte Teilchen zu er
zeugen, wenn die Suspension abgekühlt wird. Zu Beispielen
hierfür gehören Nylon, dispergiert in Polypropylen, Polybuty
lenterephthalat in
Polypropylen oder Polypropylen dispergiert in Polyethylen
terephthalat. Ist das Polymer vorgeformt und wird es in das
Matrix polymer eingemischt, so sind die wesentlichsten Cha
rakteristika die Größe und die Form der Teilchen. Kugelför
mige Teilchen werden bevorzugt verwendet und diese können
hohl oder fest sein. Diese kugelförmigen Teilchen können her
gestellt werden aus quervernetzten Polymeren, wobei es sich
um Polymere handelt, ausgewählt aus der Gruppe von Polymeren,
hergestellt aus alkenyl-aromatischen Verbindungen mit der
allgemeinen Formel Ar-C(R)=CH2, worin Ar steht für einen aro
matischen Kohlenwasserstoffrest oder einen aromatischen Halo
kohlenwasserstoffrest der Benzolreihen und worin R steht für
Wasserstoff oder den Methylrest; Monomeren vom Acrylat-Typ,
wozu gehören Monomere der Formel CH2=C(R')-C(O)(OR) worin R
ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff und
einem Alkylrest mit etwa 1 bis 12 Kohlenstoffatomen und worin
R' ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff
und Methyl; Copolymeren von Vinylchlorid und Vinylidenchlo
rid, Acrylonitril und Vinylchlorid, Vinylbromid, Vinylestern
mit der Formel CH2=CH(O)COR, worin R ein Alkylrest ist mit 2
bis 18 Kohlenstoffatomen; Acrylsäure, Methacrylsäure, Itacon
säure, Citraconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Oleinsäure,
Vinylbenzylsäure; den synthetischen Polyesterharzen, die her
gestellt werden durch Umsetzung von Terephthalsäure und Dial
kylterephthalsäurederivaten oder estererzeugenden Derivaten
hiervon mit einem Glykol der Reihe HO(CH2)nOH, worin n steht
für eine ganze Zahl von 2-10 und mit reaktiven olefinischen
Bindungen innerhalb des Polymermoleküls, wobei zu den oben
beschriebenen Polyestern solche gehören, die bis zu 20 Gew.-%
einer zweiten Säure oder eines Esters hiervon einpolymeri
siert enthalten, mit einer reaktiven olefinischen Ungesät
tigtheit, und Mischungen hiervon, sowie mit einem Quervernet
zungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Divinyl
benzol, Diethylenglykoldimethacrylat, Diallylfumarat, Dial
lylthalat und Mischungen hiervon.
Zu Beispielen von typischen Monomeren zur Herstellung der
quervernetzten Polymeren gehören Styrol, Butylacrylat, Acryl
amid, Acrylonitril, Methylmethacrylat, Ethylenglykoldimeth
acrylat, Vinylpyridin, Vinylacetat, Methylacrylat, Vinylben
zylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylsäure, Divinylbenzol,
Acrylamidomethyl-Propansulfonsäure und Vinyltoluol. Vorzugs
weise besteht das quervernetzte Polymer aus Polystyrol oder
Poly(Methylmethacrylat). Besonders bevorzugt ist Polystyrol
und das Quervernetzungsmittel besteht aus Divinylbenzol.
Aus dem Stand der Technik allgemein bekannte Verfahren füh
ren zu Teilchen von ungleichförmiger Größe, die gekennzeich
net sind durch breite Teilchengrößen-Verteilungen. Die erhal
tenen Kügelchen können klassifiziert werden durch Sieben. An
dere Verfahren, wie z. B. Suspensions-Polymerisationsverfah
ren oder Verfahren mit beschränkter Coaleszenz führen direkt
zu Teilchen gleichförmiger Größe.
Die Poren initiierenden Materialien können mit Mitteln aufge
tragen werden, welche die Porenbildung erleichtern. Zu geeig
neten Mitteln gehören kolloidale Kieselsäure, kolloidales
Aluminiumoxid und Metalloxide, wie z. B. Zinnoxid und Alumi
niumoxid. Die bevorzugten Mittel sind kolloidale Kieselsäure
und Aluminiumoxid, in besonnders bevorzugter Weise Kiesel
säure. Das quervernetzte Polymer mit einer Beschichtung aus
einem derartigen Mittel kann hergestellt werden nach aus dem
Stande der Technik allgemeinen bekannten Verfahren. Vorzugs
weise wird ein übliches Suspensions-Polymerisationsverfahren
angewandt, wobei das Mittel der Suspension zugesetzt wird.
Vorzugsweise wird dabei kolloidale Kieselsäure eingesetzt.
Die Poren initiierenden Teilchen können ferner aus anorgani
schen Kügelchen bestehen, wozu gehören feste oder hohle Glas
kügelchen, Kügelchen aus Metall oder keramischem Material
oder anorganische Teilchen, wie z. B. aus Ton, Talkum, Bari
umsulfat und Calciumcarbonat. Wichtig ist, daß
das Material nicht chemisch mit dem Kernmatrix-Polymer rea
giert und Erzeugung von einem oder mehreren der folgenden
Probleme: a) Veränderung der Kristallisations-Kinetik des
Matrix-Polymeren, wodurch eine Orientierung erschwert wird,
b) Abbau des Kernmatrix-Polymeren, c) Abbau der Poren ini
tiierenden Teilchen, d) Adhäsion der Poren initiierenden
Teilchen an den Matrix-Polymeren, oder e) Erzeugung von un
erwünschten Reaktionsprodukten, wie z. B. toxischen oder far
bigen Produkten. Das Poren initiierende Material soll nicht
photographisch aktiv sein oder das Leistungsvermögen des pho
tographischen Elementes beeinträchtigen, indem die biaxial
orientierte Polyolefinschicht verwendet wird.
Für die biaxial orientierte Schicht oder das biaxial orien
tierte Blatt auf der oberen Seite in Richtung der Emulsion
sind geeignete Klassen von thermoplastischen Polymeren für
die biaxial orientierte Schicht und das Kernmatrix-Polymer
der bevorzugt verwendeten Verbundschicht Polyolefin-Polymere.
Zu geeigneten Polyolefin-Polymeren für die biaxial orientier
ten Schichten auf der oberen Seite in Richtung der Emulsion
gehören Polypropylen, Polyethylen, Polymethylpenten, Poly
styrol, Polybutylen und Mischungen hiervon. Geeignet sind
ferner Polyolefin-Copolymere, wozu gehören Copolymere aus
Propylen und Ethylen wie auch aus Hexen, Buten und Octen.
Polypropylen wird bevorzugt verwendet, da es billig ist und
zu wünschenswerten Festigkeitseigenschaften führt.
Die keine Poren aufweisenden Hautschichten der biaxial orien
tierten Schicht oder des biaxial orientierten Blattes auf der
oberen Seite in Richtung der Emulsion können aus den gleichen
polymeren Materialien hergestellt werden, wie denjenigen, die
oben für die Kernmatrix aufgeführt wurden. Das Verbundblatt
oder die Verbundschicht kann hergestellt werden mit einer
Haut oder Häuten aus dem gleichen polymeren Material wie die
Kernmatrix, oder sie können hergestellt werden mit einer Haut
oder Häuten aus verschiedenen polymeren
Zusammensetzungen im Vergleich zur Kernmatrix. Aus Verträg
lichkeitsgründen kann eine Hilfsschicht vorgesehen sein, um
die Adhäsion der Hautschicht oder Hautschichten gegenüber dem
Kernmaterial zu verbessern.
Der Kernmatrix und/oder der oder den Häuten des oberen
biaxial orientierten Blattes können Zusätze einverleibt wer
den, um den Weißheitsgrad dieser Blätter bzw. Schichten zu
verbessern. Geeignete Zusätze zur Verbesserung des Weißheits
grades sind weiße Pigmente, wie z. B. Titandioxid, Barium
sulfat, Ton und Calziumcarbonat. Hierzu gehören ferner
fluoreszierende Mittel, die Energie im UV-Bereich absorbieren
und Licht weitestgehend im blauen Bereich emittieren oder an
dere Additive, welche die physikalischen Eigenschaften der
Schicht oder des Blattes und/oder deren Herstellbarkeit ver
bessern. Im Falle der photographischen Verwendung wird ein
weißes Trägermaterial mit einem schwach bläulichen Farbton
vorzugsweise verwendet.
Die Co-Extrusion, das Abschrecken, die Orientierung und die
Wärme-Fixierung des biaxial orientierten Blattes auf der obe
ren Seite in Richtung zur Emulsion kann nach jeden beliebigen
Prozeßerfolgen, der aus dem Stand der Technik bekannt ist,
für die Erzeugung eines orientierten Blattes, wie z. B. durch
einen Flachblatt-Prozeß oder einen Blasen- oder Schlauchpro
zeß. Der Flachblatt-Prozeß umfaßt das Extrudieren einer Mi
schung durch eine Schlitzdüse und das rasche Abschrecken der
extrudierten Bahn auf einer kalten Gießtrommel, so daß die
Kernmatrix-Polymerkomponente des Blattes und die Hautkompo
nente oder die Hautkomponenten abgeschreckt werden auf eine
Temperatur unterhalb ihrer Glas-Verfestigungstemperatur. Das
abgeschreckte Blatt wird dann biaxial orientiert durch Ver
streckung in senkrecht aufeinanderstehenden Richtungen bei
einer Temperatur über der Glas-Übergangstemperatur, unterhalb
der Schmelztemperatur der Matrix-Polymeren. Das Blatt kann in
einer Richtung verstreckt und dann in einer zweiten Richtung
verstreckt werden oder es kann gleichzeitig in beiden Rich
tungen verstreckt werden.
Nachdem das Blatt verstreckt worden ist, kann es wärmefixiert
werden durch Erhitzen auf eine Temperatur, die ausreicht, um
die Polymeren zur Kristallisation zu bringen oder zu altern,
wobei das Blatt mindestens teilweise davor bewahrt wird, sich
wieder in beiden Richtungen der Verstreckung zusammenzu
ziehen.
Das Verbundblatt für das biaxial orientierte Blatt auf der
oberen Seite in Richtung der Emulsion kann, obgleich es als
solches beschrieben wurde, das vorzugsweise mindestens die
drei Schichten aufweist, nämlich einen Mikroporen aufweisen
den Kern und eine Hautschicht auf jeder Seite, mit zusätzli
chen Schichten bereitgestellt werden, die dazu dienen, die
Eigenschaften des biaxial orientierten Blattes zu verändern.
Ein unterschiedlicher Effekt kann beispielsweise erreicht
werden durch zusätzliche Schichten. Derartige Schichten kön
nen Färbemittel enthalten, an die statisch wirksame Materia
lien oder unterschiedliche Poren erzeugende Materialien zur
Erzeugung von Blättern oder Schichten von besonderen Eigen
schaften. Biaxial orientierte Blätter können hergestellt wer
den mit Oberflächen-Schichten, die eine verbesserte Adhäsion
bewirken oder die dem Träger und dem photographischen Element
ein verbessertes Aussehen verleihen. Die biaxial orientierte
Extrusion kann durchgeführt werden mit soviel wie zehn
Schichten, falls erwünscht, um besondere Eigenschaften zu
erzielen.
Die Verbundblätter für das biaxial orientierte Blatt auf der
oberen Seite in Richtung der Emulsion oder Emulsionen können
aufgeschichtet oder aufgetragen werden oder behandelt werden
nach der Co-Extrusion und nach dem Orientierungsprozeß oder
zwischen dem Vergießen und der vollen Orientierung mit jeder
beliebigen Anzahl von Beschichtungen, die dazu verwendet wer
den können, um die Eigenschaften der Blätter zu verbessern,
wozu gehören die Bedruckbarkeit, die Erzeugung einer Dampf
barriere, um sie Hitze-versiegelbar zu machen, oder um die
Adhäsion gegenüber dem Träger zu verbessern oder gegenüber
den photoempfindlichen Schichten. Beispiele hierfür
sind Acryl-Beschichtungen zur Verbesserung der Bedruckbarkeit
und das Auftragen von Polyvinylidenchlorid zur Verbesserung
der Hitze-Versiegelungseigenschaften. Zu weiteren Beispielen
gehören eine Flammen-Behandlung, Plasma-Behandlung oder eine
Korona-Entladungsbehandlung zur Verbesserung der Bedruckbar
keit oder Adhäsion.
Dadurch, daß mindestens eine keine Poren aufweisende Haut auf
dem Mikroporen aufweisenden Kern vorliegt, wird die Zugfe
stigkeit des Blattes erhöht, wodurch die Herstellbarkeit des
Blattes erleichtert wird. Auch wird dadurch ermöglicht, daß
die Blätter in größeren Breiten und mit höheren Verstrec
kungsverhältnissen hergestellt werden können, im Vergleich zu
Blättern, bei denen alle Schichten Poren aufweisen. Das Co-
Extrudieren der Schichten erleichtert ferner den Herstel
lungsprozeß.
Die Struktur eines bevorzugten, oben biaxial orientierten
Blattes der Erfindung, in welchem Falle die exponierte Ober
flächenschicht sich benachbart zur Bildaufzeichnungsschicht
befindet, ist wie folgt:
Polyethylen exponierte Oberflächenschicht mit blauer Tönung, roter Tönung und einem Fluoropolymeren;
Polypropylenschicht, enthaltend 24% Anatas-TiO2, optischem Aufheller und Licht-Stabilisator auf Basis eines gehinderten Armins (HALS);
Mikroporen aufweisende Polypropylenschicht mit einer Dichte von 0,65 g/cm3;
Polypropylenschicht mit 24% Anatas-TiO2 und HALS;
untere Polyethylenschicht.
Polyethylen exponierte Oberflächenschicht mit blauer Tönung, roter Tönung und einem Fluoropolymeren;
Polypropylenschicht, enthaltend 24% Anatas-TiO2, optischem Aufheller und Licht-Stabilisator auf Basis eines gehinderten Armins (HALS);
Mikroporen aufweisende Polypropylenschicht mit einer Dichte von 0,65 g/cm3;
Polypropylenschicht mit 24% Anatas-TiO2 und HALS;
untere Polyethylenschicht.
Die Schicht oder das Blatt auf der Seite des Papierträgers
gegenüber der oder den Emulsionsschichten kann aus einem be
liebigen, biaxial orientierten Polymerblatt bestehen. Das
Blatt kann Mikroporen aufweisen oder nicht. Es kann die glei
che Zusammensetzung aufweisen wie das Blatt auf der oberen
Seite des Papierträgermaterials. Die unteren, biaxial
orientierten Blätter werden in üblicher Weise hergestellt
durch Co-Extrusion des Blattes, das mehrere Schichten aufwei
sen kann, worauf sich die biaxiale Orientierung anschließt.
Derartige, biaxial orientierte Blätter werden beispielsweise
beschrieben in der U.S.-Patentschrift 4 764 425.
Zu geeigneten Klassen von thermoplastischen Polymeren für die
unteren, biaxial orientierten Blattkern- und Hautschichten ge
hören Polyolefine, Polyester, Polyamide, Polycarbonate, Cel
luloseester, Polystyrol, Polyvinylharze, Polysulfonamide,
Polyether, Polyimide, Polyvinylidenfluorid, Polyurethane,
Polyphenylensulfide, Polytetrafluoroethylen, Polyacetale,
Polysulfonate, Polyesterionomere und Polyolefinionomere. Auch
können Copolymere und/oder Mischungen von diesen Polymeren
verwendet werden.
Zu geeigneten Polyolefinen für die Kern- und Hautschichten
des unteren biaxial orientierten Polymerblattes gehören Poly
propylen, Polyethylen, Polymethylpenten und Mischungen hier
von. Ferner geeignet sind Polyolefincopolymere, wozu gehören
Copolymere von Propylen und Ethylen sowie Hexen, Buten und
Octen. Polypropylene werden bevorzugt verwendet, aufgrund
ihrer niedriger Kosten und guten Festigkeits- sowie Oberflä
cheneigenschaften.
Zu geeigneten Polyestern für das untere orientierte Blatt ge
hören jene, die hergestellt werden aus aromatischen, alipha
tischen oder cycloaliphatischen Dicarbonsäuren mit 4-20 Koh
lenstoffatomen und alophatischen oder alicyclischen Glykolen
mit 2-24 Kohlenstoffatomen. Zu Beispielen von geeigneten Di
carboxylsäuren gehören Terephthal-, Isophthal-, Phthal-,
Naphthalindicarboxyl-, Succin-, Glutar-, Adipin-, Azelain-,
Sebacin-, Furmar-, Malein-, Itacon-, 1,4-Cyclohexandicar
boxyl- und Natriumsolfoisophthalsäure wie auch Mischungen
hiervon. Zu Beispielen von geeigneten Glykolen gehören Ethy
lenglykol, Propylenglykol, Butandiol, Pentandiol, Hexandiol,
1,4-Cyclohexandimethanol, Diethylenglykol,
andere Polyethylenglykole und Mischungen hiervon. Derartige
Polyester sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt
und lassen sich nach bekannten Verfahren herstellen, z. B.
solchen, wie sie beschrieben werden in den U.S.-Patentschrif
ten 2 465 319 und 2 901 466. Bevorzugte Polyester für die
kontinuierliche Matrix sind solche mit wiederkehrenden Ein
heiten aus Terephthalsäure oder Naphthalindicarboxylsäure und
mindestens einem Glykol, ausgewählt aus Ethylenglykol, 1,4-
Butandiol und 1,4-Cyclohexandimethanol. Poly(ethylentere
phthalat), das gegebenenfalls durch kleinere Mengen an anderen
Monomeren modifiziert sein kann, wird bevorzugt verwendet. Zu
anderen geeigneten Polyestern gehören Flüssigkristall-Copoly
ester, erzeugt durch Einführung von geeigneten Mengen an ei
ner Co-Säure-Komponente, wie z. B. Stilbendicarboxylsäure. Zu
Beispielen von solchen Flüssigkristall-Copolyestern gehören
jene, die bekannt sind aus den U.S.-Patentschriften
4 420 607, 4 459 402 und 4 468 510.
Zu geeigneten Polyamiden gehören Nylon 6, Nylon 66 und Mi
schungen hiervon. Copolymere aus Polyamiden sind ebenfalls
geeignete Polymere für die kontinierliche Phase. Ein Beispiel
für ein geeignete Polycarbonat ist Bisphenol-A-Polycarbonat.
Zu Celluloseestern, die als Polymer der kontinuierlichen Pha
se der Verbundblätter geeignet sind gehören Cellulosenitrat,
Cellulosetriacetat, Cellulosediacetat, Celluloseacetatpropio
nat, Celluloseacetatbutyrat und Mischungen oder Copolymere
hiervon. Zu geeigneten Polyvinylharzen gehören Polyvinylchlo
rid, Poly(vinylacetal) und Mischungen hiervon. Auch können
Copolymere von Vinylharzen verwendet werden.
Das biaxial orientierte Blatt auf der Rückseite des laminier
ten Trägers kann hergestellt werden mit einer oder mehreren
Schichten aus dem gleichen Polymermaterial, oder es kann her
gestellt werden mit Schichten aus verschiedenen Polymer-
Zusammensetzungen. Im Falle eines multiplen Schichtensystems,
wenn verschiedene Polymermaterialien
verwendet werden, kann eine zusätzliche Schicht erforderlich
sein, um eine Adhäsion zwischen nicht miteinander verträgli
chen polymeren Materialien herbeizuführen, so daß die biaxial
orientierten Blätter während der Herstellung oder im fertigen
Bildaufzeichnungselement zu keinem Bruch führen.
Die Co-Extrusion, das Abschrecken, das Orientieren und die
Hitze-Fixierung der unteren biaxial orientierten Blätter kann
nach beliebigen Verfahren erfolgen, die aus dem Stand der
Technik zur Herstellung von orientierten Blättern bekannt
sind, wie z. B. nach dem Flachblattprozeß oder nach dem Bläs
chen- oder Schlauchprozeß. Der Flachblattprozeß umfaßt das
Extrudieren oder Coextrudieren der Mischung durch eine
Schlitzdüse und das rasche Abschrecken des extrudierten oder
co-extrudierten Bandes auf einer gekühlten Gießtrommel, so daß
die Polymerkomponente oder die Polymerkomponenten des Blattes
auf unter ihre Verfestigungstemperatur abgeschreckt werden.
Das abgeschreckte Blatt wird dann biaxial orientiert durch
Verstrecken in senkrecht aufeinander stehenden Richtungen bei
einer Temperatur über der Glasübergangstemperatur des oder
der Polymeren. Das Blatt kann in einer Richtung und dann in
einer zweiten Richtung verstreckt werden oder es kann gleich
zeitig in beiden Richtungen verstreckt werden. Nachdem das
Blatt verstreckt worden ist, wird es hitzefixiert durch Er
hitzen auf eine Temperatur, die ausreicht, um die Polymeren
zu kristallisieren, wobei das Blatt vor einer Retraktion in
beiden Streckrichtungen geschützt wird.
Die Oberflächen-Rauheit des unteren, biaxial orientierten
Blattes oder der Ra-Wert ist ein Maß von relativ feinen, im
Abstand zueinander vorliegenden Irregularitäten, wie z. B.
jenen, die auf der Rückseite des photographischen Materials
erzeugt werden durch Vergießen von Polyethylen auf eine rau
he, gekühlte Walze. Die Oberflächen-Rauheits-Messung ist ein
Maß der maximal erlaubbaren Rauheit, ausgedrückt in Mikro
metereinheiten und durch Verwendung des Symbols Ra. Für das
ungleichmäßige Profil auf der Rückseite von photographischen
Materialien dieser Erfindung ist die mittlere
Rauheit Ra die Summe des absoluten Wertes der Differenz von
jedem diskreten Datenpunkt vom Mittelwert von allen Daten,
dividiert durch die Gesamtanzahl an untersuchten Punkten.
Biaxial orientierte Polyolefinblätter, die üblicherweise in
der Verpackungsindustrie verwendet werden, werden üblicher
weise aus der Schmelze extrudiert und dann in beiden Richtun
gen orientiert (in der Maschinen-Richtung und der Quer-Rich
tung) um dem Blatt die erwünschten Festigkeitseigenschaften
zu verleihen. Der Prozeß der biaxialen Orientierung führt im
allgemeinen zu einer mittlerem Oberflächen-Rauheit von weni
ger als 0,23 Mikrometern. Während eine glatte Oberfläche in
der Verpackungsindustrie von Wert ist, ist die Verwendung ei
ner rückseitigen Schicht für photographisches Papier be
grenzt. Auf die Rückseite des Trägerpapiers auflaminiert, muß
das biaxial orientierte Blatt eine mittlere Oberflächen-Rau
heit (Ra) von größer als 0,30 Mikrometern haben, um einen ef
fizienten Transport durch viele Typen von Photofinishing-Vor
richtungen zu ermöglichen, die in der Praxis verwendet wer
den. Bei einer Oberflächen-Rauheit von weniger als 0,30 Mi
krometern wird der Transport durch die Photofinishing-Vor
richtung weniger effizient. Bei einer Oberflächen-Rauheit von
größer als 2,54 Mikrometern wird die Oberfläche zu rauh, so
daß Transportprobleme in der Photofinishing-Vorrichtung auf
treten. Ferner beginnt die rauhe Oberfläche der Rückseite da
mit sich in der Silberhalogenidemulsionsschicht einzuprägen,
wenn das Material aufgespult wird.
Die Struktur eines bevorzugten rückseitigen biaxial orien
tierten Blattes der Erfindung, in dem sich die Hautschicht
auf der unteren Seite des photographischen Elementes befin
det, ist wie folgt:
Polyester;
Mischung aus Polypropylenen und einem Terpolymer aus Ethylen- Propylen-Butylen;
Styrol-Butadienmethacrylat-Beschichtung.
Polyester;
Mischung aus Polypropylenen und einem Terpolymer aus Ethylen- Propylen-Butylen;
Styrol-Butadienmethacrylat-Beschichtung.
Auch können Zusätze in das biaxial orientierte, rückseitige
Blatt einverleibt werden, um den Weißheitsgrad dieses Blattes
zu verbessern. Dies kann nach aus dem Stande der Technik be
kannten Verfahren erfolgen, nach denen ein weißes Pigment
verwendet wird, wie z. B. Titandioxid, Bariumsulfat, Ton oder
Calciumcarbonat. Hierzu gehört auch der Zusatz eines fluores
zierenden Mittels, das Energie im UV-Bereich des Spektrums
absorbiert und Licht weitestgehend im blauen Bereich emit
tiert oder der Zusatz von anderen Additiven, die die physika
lischen Eigenschaften des Blattes oder die Herstellbarkeit
des Blattes verbessern.
Um ein photographisches Papier, das ein laminiertes, biaxial
orientiertes Blatt mit der gewünschten Oberflächen-Rauheit
auf der Seite gegenüber der Bildschicht aufweist, erfolgreich
transportieren zu können, befindet sich vorzugsweise auf der
untersten Schicht eine antistatisch wirksame Besichichtung.
Die antistatische Beschichtung kann beliebige bekannte Mate
rialien enthalten, von denen bekannt ist, daß sie auf photo
graphische Band-Materialien aufgetragen werden können, um
statische Aufladungen während des Transportes des photogra
phischen Papiers zu vermindern. Der bevorzugte Oberflächen-
Widerstand der antistatischen Beschichtung liegt bei 50% RH
bei weniger als 10-12 Ohm/Quadrat.
Diese biaxial orientierten Blätter können aufgetragen oder
behandelt werden nach der Co-Extrusion und nach dem Orientie
rungsprozeß oder zwischen dem Vergießen und der vollen Orien
tierung mit jeder beliebigen Anzahl von Beschichtungen, die
dazu angewandt werden kann, um die Eigenschaften der Blätter
zu verbessern, wozu gehören die Bedruckbarkeit, die Erzeugung
einer Dampfbarriere oder um sie durch Einwirkung von Wärme
versiegelbar zu machen oder um die Adhäsion gegenüber dem
Träger oder den photoempfindlichen Schichten zu verbessern.
Zu Beispielen hierzu gehören Acryl-Beschichtungen für die
Verbesserung der Bedruckbarkeit und Beschichtungen aus Poly
vinylidenchlorid zur Erzeugung von
Hitze-Versiegelungseigenschaften. Zu weiteren Beispielen ge
hören eine Flammen-Behandlung, Plasma-Behandlung oder eine
Korona-Entladungsbehandlung um die Bedruckbarkeit oder Adhä
sion zu verbessern.
Im Falle einer Ausführungsform der Erfindung werden starke
Cellulosepapiere von photographischer Reinheit gemäß der Er
findung als Träger zum Auflaminieren von biaxial orientierten
Polyolefinblättern verwendet. Im Fall von photographischen
Silberhalogenidsystemen dürfen geeignete Cellulosepapiere
nicht mit der oder den lichtempfindlichen Emulsionsschichten
reagieren. Das starke oder feste Cellulosepapier, das im Rah
men dieser Erfindung verwendet wird, muß "glatt" sein, um die
Betrachtung der Bilder nicht zu stören. Die Oberflächen-Rau
heit des Cellulosepapiers oder der Ra-Wert ist ein Maß der
relativ feinen, im Abstand voneinander befindlichen Irregula
ritäten auf dem Papier. Die Oberflächen-Rauheitsmessung ist
ein Maß für die maximal erlaubbare Rauheits-Höhe, ausgedrückt
in Einheiten von Mikrometern und durch die Verwendung des
Symbols Ra. Für das Papier dieser Erfindung ist eine langwel
lige Oberflächen-Rauheit oder ein Orangeschalen-Aussehen von
Interesse. Im Falle des Oberflächen-Profils des Papiers die
ser Erfindung wird ein Meßkopf mit einem Durchmesser von 0,95 cm
verwendet, um die Oberflächen-Rauheit des Papiers zu mes
sen und um Oberflächen-Rauheits-Details zu ermitteln. Eine
bevorzugte langwellige Oberflächen-Rauheit (long wave length
surface roughness) des Papiers liegt zwischen 0,13 und 0,44 Mikrometern.
Bei einer Oberflächen-Rauheit von größer als
0,44 Mikrometern wird nur eine geringe Verbesserung in der
Bildqualität festgestellt, im Vergleich zu bekannten photo
graphischen Papieren. Eine Cellulosepapier-Oberflächen-Rau
heit von weniger als 0,13 Mikrometern ist schwierig zu errei
chen und kostspielig.
Für ein glänzendes Bild wird vorzugsweise ein Träger mit ei
ner Oberflächen-Rauheit zwischen 0,30 und 0,95 µm bei einer
Raum-Frequenz zwischen 200 Zyklen/mm und 1300 Zyklen/mm
verwendet. Unterhalb 0,25 Mikrometern ist eine glatte Ober
fläche schwierig bei Verwendung von Cellulosefasern zu er
zielen. Oberhalb 1,05 Mikrometern ergibt sich eine nur ge
ringe Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik. Die
Oberflächen-Rauheit bei Raum-Frequenzen zwischen 200 Zyklen/mm
und 1300 Zyklen/mm kann beispielsweise gemessen
werden mittels eines Meßgerätes vom Typ TAYLOR-HOBSON
Surtronic 3 mit einer Kugelspitze von 2 Mikrometern. Der Ra-
Wert oder die "mittlerer Rauheit", die durch das TAYLOR-
HOBSON-Meßgerät angezeigt wird, ist in Mikrometereinheiten,
und das Gerät hat einen eingebauten Filter, um alle Größen
über 0,25 mm abzuweisen.
Ein bevorzugtes Basisgewicht des starken oder festen Cellulo
sepapiers liegt zwischen 117,0 und 195,0 g/m2. Ein Basisge
wicht von weniger als 117,0 g/m2 führt zu einem Bildaufzeich
nungsträger, der die erforderliche Steifheit für den Trans
port durch die Photofinishing-Vorrichtung und die Digital-
Printing-Hardware nicht hat. Weiterhin führt ein Basis-Ge
wicht von weniger als 117,0 g/m2 zu einem Bildaufzeichnungs
träger, der nicht die erforderliche Steifheit für eine Ver
braucher-Akzeptanz aufweist. Bei einem Basis-Gewicht von grö
ßer als 195,0 g/m2 ist die Steifheit des Bildaufzeichnungs
trägers, obgleich akzeptabel für die Verbraucher, größer als
die Steifheit, die für einen effizienten Photofnishing-Pro
zeß erforderlich ist. Probleme, wie die Schwierigkeit oder
Unmöglichkeit zerschnitten zu werden und zur Erzeugung von
unvollständigen Ausstanzungen sind im Falle eines Cellulose
papiers mit einem Basis-Gewicht von über 195,0 g/m2 üblich.
Die bevorzugte Faserlänge des Papiers der Erfindung liegt
zwischen 0,35 und 0,55 m. Faserlängen werden unter Verwendung
eines Gerätes vom Typ FS-200 Fiber Length Analyzer (Kajaani
Automation Inc.) ermittelt. Faserlängen von weniger als 0,30 mm
lassen sich bei der Herstellung nur schwierig erzeugen und
sind infolge dessen teuer. Da kürzere Faserlängen im allge
meinen zu einem Anstieg des Papier-Moduls führen, führen Pa
pierfaserlängen von weniger als 0,30 mm zu einem photographi
schen Papier, das
sehr schwierig in einer Photofinishing-Vorrichtung zu lochen
oder zu stanzen ist. Papierfaserlängen von größer als 0,62 mm
zeigen keine Verbesserung bezüglich der Oberflächen-Glätte.
Die bevorzugte Dichte eines festen oder starken Cellulosepa
piers der Erfindung liegt zwischen 1,05 und 1,20 g/cm3. Eine
Blattdichte von weniger als 1,05 g/cm3 führt nicht zu der
glatten Oberfläche, die von Verbrauchern bevorzugt wird. Eine
Blattdichte, die größer als 1,20 g/cm3 ist, ist schwierig
herzustellen, da kostspielige Kalandriervorrichtungen erfor
derlich sind und die Maschinen-Effizienz nachläßt.
Der Modul der Maschinenrichtung zur Querrichtung des zähen
Basis-Papiers ist kritisch bezüglich der Qualität eines
biaxial orientierten Bildaufzeichnungsträgers, da das Modul-
Verhältnis ein steuernder Faktor der Tendenz des Bildauf
zeichnungselementes sich aufzurollen ist und für eine ausge
wogene Steifheit in sowohl der Maschinen- als auch Querrich
tung. Da bevorzugte Modul-Verhältnis von Maschinen-Richtung
zu Quer-Richtung des Trägerpapiers, das in einem laminierten
Träger verwendet wird, liegt zwischen 1,4 und 1,9. Ein Modul-
Verhältnis von weniger als 1,4 ist schwierig zu erzeugen, da
die Cellulosefasern dazu neigen, sich primär entsprechend dem
Materialfluß in der Maschinen-Herstellungsvorrichtung auszu
richten. Dieser Fluß liegt in der Maschinenrichtung und wird
nur schwach durch Fourdrinier-Parameter beeinflußt. Ein
Modul-Verhältnis von größer als 1,9 führt nicht zu den er
wünschten Aufroll- und Steifheits-Verbesserungen in dem lami
nierten Bildaufzeichnungsträger.
Ein zähes Cellulosepapier, das TiO2 enthält, wird bevorzugt
verwendet, da durch Verwendung von TiO2 die Opazität des
Bildaufzeichnungsträgers verbessert werden kann. Das zähe
Cellulosepapier dieser Erfindung kann ferner Zusätze enthal
ten, die aus dem Stand der Technik dafür bekannt sind, daß
sie die Bildaufzeichnungsqualität des Papiers verbessern. Das
TiO2, das verwendet wird, kann vom Anatas- als auch
Rutil-Typ sein. Derartige TiO2-Typen sind im Handel erhält
lich. Für den Zusatz zu Cellulosepapier geeignete TiO2-Typen
sind Dupont Chemical Co. R101 Rutil TiO2 und DuPont Chemical
Co. R104 Rutil TiO2. Andere Pigmente zur Verbesserung des
photographischen Ansprechvermögens können ferner im Rahmen
dieser Erfindung verwendet werden, wie z. B. Pigmente wie
Talkum, Kaolin, CaCO3, BaSO4, ZnO, TiO2, ZnS und MgCO3. Sie
können allein oder in Kombination mit TiO2 eingesetzt werden.
Zur Herstellung des Trägermaterials der Erfindung können be
liebige aus dem Stande der Technik bekannte Pulpen eingesetzt
werden, um Papier von Bildqualität zu erzeugen. Vorzugsweise
wird eine gebleichte, chemische Hartholz-Kraft-Pulpe verwen
det, da diese zu der erforderlichen Helligkeit führt, eine
gute Ausgangs-Oberfläche liefert und zu einer guten Formation
führt unter Beibehaltung der Festigkeit. Im allgemeinen sind
Hartholz-Fasern viel kürzer als Weichholz-Fasern, und zwar
annähernd in einem Verhältnis von 1 : 3. Pulpen mit einer Hel
ligkeit von weniger als 90% Brightness bei 457 nm werden
bevorzugt verwendet. Pulpen mit einer Helligkeit von 90
oder darüber werden in üblicher Weise zur Herstellung von
Bildaufzeichnungsträgern verwendet, da die Verbraucher in ty
pischer Weise ein Papier mit einem weißen Aussehen bevorzu
gen. Ein zähes Cellulosepapier mit einer Helligkeit von weni
ger als 90% Brightness bei 457 nm wird bevorzugt verwendet,
da die Weißheit des Bildaufzeichnungsträgers verbessert wer
den kann durch Auflaminieren eines Mikroporen aufweisenden
biaxial orientierten Blattes auf das Cellulosepapier dieser
Erfindung. Die Verminderung in der Helligkeit der Pulpe er
möglicht eine Verminderung der Bleichung, die erforderlich
ist, wodurch die Kosten für die Pulpe vermindert werden und
die Belastung der Umwelt durch Bleichmittel.
Das feste Cellulosepapier gemäß der Erfindung kann auf einer
üblichen kontinuierlichen Fourdrinier-Gangsieb-Vorrichtung
hergestellt werden. Für die Formation eines festen Cellulose
papiers gemäß dieser Erfindung ist es erforderlich,
die Papierfasern auf einen hohen Grad zu raffinieren, um eine
gute Formation zu erzielen. Erreicht wird dies erfindungsge
mäß durch Verwendung von Holzfasern, die in Wasser suspen
diert sind und die in Kontakt mit einer Reihe von Scheiben-
Raffinier-Mischern gebracht werden, sowie konischen Raffi
nier-Mischern, derart, daß eine Faser-Entwicklung bei einer
Scheiben-Raffinierung erzielt wird, bei einer gesamtspezifi
schen Netto-Raffinier-Energie von 44 bis 46 KW Stunden/metri
schen Tonnen, wobei das Schneiden in den konischen Mischern
durchgeführt wird bei einer gesamtspezifischen Netto-Raffi
nier-Energie zwischen 55 und 88 KW Stunden/metrischen Tonnen,
unter Behandlung der Fasern in Wasser mit einem Löcher auf
weisenden Element unter Entfernung von Wasser, Trocknung des
zähen Papiers zwischen einer Presse und Filz, Trocknung des
zähen Papiers zwischen Zylinder, durch Aufbringen eines
Schlichtemittels auf das Papier, durch Trocknung des Papiers
zwischen mit Dampf beheizten Zylinder-Trocknern, durch Ein
wirkenlassen von Dampf auf das Papier und durch Hindurchfüh
ren des Papiers durch Kalandrier-Walzen. Die bevorzugte spe
zifische Netto-Raffinier-Energie (SNRP) des Schneidens liegt
zwischen 66 und 77 KW Stunden/metrischen Tonnen. Ein SNRP-
Wert von weniger als 66 KW Stunden/metrischen Tonnen führt zu
einer inadäquaten Faserlängen-Verminderung, was zu einer we
niger glatten Oberfläche führt. Ein SNRP-Wert von über 77 KW
Stunden/metrischen Tonnen nach der Scheiben-Raffinierung, wie
oben beschrieben, führt zu einer Material-Aufschlemmung, die
schwierig mittels eines Fourdrinier-Siebes zu entwässern ist.
Zur Erzeugung eines zähen Cellulosepapiers von ausreichender
Glätte ist es wünschenswert, die Papieroberfläche vor dem ab
schließenden Kalandrieren wieder zu befeuchten. Papiere, her
gestellt auf der Papiermaschine mit einem hohen Feuchtig
keitsgrad lassen sich viel leichter kalandrieren als Papiere
des gleichen Feuchtigkeitsgehaltes mit Wasser, das in einer
Wiederbefeuchtungsoperation zugeführt wurde. Dies ist der
Fall aufgrund einer partiellen Irreversibilität des Einsau
gens von Wasser durch Cellulose. Das Kalandrieren eines
Papiers mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt führt jedoch zu
einer Schwärzung, einem Zustand der Transparenz, der sich er
gibt aus Fasern, die in Kontakt miteinander zerstoßen werden.
Die zerstoßenen Flächen reflektieren weniger Licht und er
scheinen infolge dessen schwarz, d. h. es wird ein Zustand
erreicht, der im Falle einer Bildaufzeichnung, z. B. mittels
eines Trägers für ein Farbpapier unerwünscht ist. Durch Zu
satz von Feuchtigkeit zur Oberfläche des Papiers nachdem das
Papier auf der Maschine getrocknet worden ist, kann das Pro
blem der Schwärzung vermieden werden, unter Beibehaltung der
Vorteile einer Kalandrierung bei hoher Feuchtigkeit. Die Zu
führung von Oberflächenfeuchtigkeit vor dem Maschinen-Kalan
drieren dient der Erweichung der Oberflächenfasern und nicht
der Erweichung der Fasern im Inneren des Papiers. Papiere,
die mit einer hohen Oberflächenfeuchtigkeit kalandriert wor
den sind, zeigen im allgemeinen eine größere Festigkeit, eine
höhere Dichte, einen besseren Glanz und einen besseren Wider
stand gegenüber einer chemischen Entwicklung, was alles für
einen Bildaufzeichnungsträger erwünscht ist.
Es gibt mehrere Papieroberflächen-Anfeuchtungstechniken. Das
Aufbringen von Wasser entweder durch mechanische Walzen oder
einen Aerosol-Nebel mittels eines elektrostatischen Feldes
sind zwei aus dem Stande der Technik bekannte Methoden. Die
erwähnten Techniken erfordern eine Verweilzeit, damit das
Wasser in die Oberfläche eindringen kann und sich im Oberflä
chenbereich des Papiers ausbreiten kann. Infolgedessen ist es
im Falle dieser Systeme schwierig Feuchtigkeitskorrekturen
durchzuführen, ohne Verzerrung, Fleckenbildung und Quellung
des Papiers. Das bevorzugte Verfahren, um die Papier-Oberflä
che vor dem endgültigen Kalandrieren wieder anzufeuchten be
steht in der Verwendung einer Vorrichtung, mit der Dampf auf
gebracht werden kann. Eine derartige Dampf-Behandlungsvor
richtung verwendet gesättigten Dampf in einer gesteuerten
Atmosphäre, um zu erreichen, daß Wasserdampf in die Oberflä
che des Papiers eindringt und kondensiert. Vor dem Kalandrie
ren ermöglicht
die Dampf-Behandlungsvorrichtung eine beträchtliche Verbesse
rung des Glanzes und der Glätte aufgrund eines Aufheizens und
einer Befeuchtung des Papiers der Erfindung vor dem Druck
spalt der Kalandrier-Walzen. Ein Beispiel für ein im Handel
erhältliches System, daß eine gesteuerte Dampf-Befeuchtigung
der Oberfläche von Cellulosepapier ermöglicht, ist das be
kannte "Fluidex System", hergestellt von der Firma Pagendarm
Corp.
Der bevorzugte Feuchtigkeitsgehalt des zähen Cellulosepapiers
auf Gewichtsbasis nach Einwirkung des Dampfes und Kalandrie
ren liegt zwischen 7% und 9%. Ein Feuchtigkeitsgehalt von
weniger als 7% ist kostspieliger in der Herstellung, da mehr
Faser benötigt werden, um ein endgültiges Basisgewicht zu er
zielen. Bei einem Feuchtigkeitsgehalt von größer als 10% be
ginnt sich die Oberfläche des Papiers zu zersetzen. Nach dem
Wiederanfeuchten der Papieroberfläche durch Dampf wird das
Papier bevor es aufgespult wird kalandriert. Die bevorzugte
Temperatur der Kalandrier-Walzen liegt zwischen 76°C und
88°C. Niedrigere Temperaturen führen zu einer schlechten
Oberfläche. Höhere Temperaturen sind nicht erforderlich, da
sie die Papieroberfläche nicht verbessern und mehr Energie
verbrauchen.
Eine bevorzugte Schichtenstruktur des zähen Cellulosepapiers
ist eine Struktur mit drei Schichten, in der sich Weichholz-
Kraft-Fasern in der mittleren Schicht befinden und Hartholz-
Fasern in den äußeren Schichten. Diese Struktur wird bevor
zugt angewandt, da die Cellulosefasern in der mittleren
Schicht lang sein können unter Erhöhung der Einrißfestigkeit
des Cellulosepapiers und da die äußeren Schichten der drei
Schichten-Struktur Fasern enthalten können, die kurz genug
sind, um die Oberflächen-Glätte herbeizuführen, die für pho
tographische Bilder von hoher Qualität erforderlich ist. Das
mehrschichtige zähe Papier kann hergestellt werden unter
Verwendung einer Multi-Manifold-Headbox mit zwei oder mehr
ausgeprägten Faser-Aufschlemmungen. Eine bevorzugte Struktur
eines mehrschichtigen Cellulosepapiers ist wie folgt:
Hartholzfasern mit einer mittleren Länge von 0,45 mm;
Weichholz-Kraft-Fasern mit einer mittleren Länge von 0,95 mm;
Hartholzfasern mit einer mittleren Länge von 0,50 mm.
Hartholzfasern mit einer mittleren Länge von 0,45 mm;
Weichholz-Kraft-Fasern mit einer mittleren Länge von 0,95 mm;
Hartholzfasern mit einer mittleren Länge von 0,50 mm.
Die Literatur der Technical Association of the Pulp and Paper
Industry läßt erkennen, daß das MD- zu CD-Modulverhältnis die
Herstellungs-Effizienz in Konversionsprozessen vorhersagt,
die Optimierung der Papier-Biegesteifigkeit, die Papier-Her
stellungs-"Draws" und das "Düsen-Sieb"-Verhältnis steuert.
Ein MSA (Haupt-Festigkeitswinkel) einer Papierbahn oder von
biaxial orientierten Polymerblättern ist definiert als der
Winkel von der Maschinenrichtung, wo der Modul der Papierbahn
oder des biaxial orientierten Blattes ein Maximum hat. Bei
spielsweise hat eine Papierbahn mit einem MSA von 0 Grad ihr
Modul-Maximum ausgerichtet mit der Maschinenrichtung. Ein
biaxial orientiertes Polymerblatt mit einem MSA von 10 Grad
hat sein Modul-Maximum bei 10 Grad entfernt von der Maschi
nenrichtung. Die Literatur der Technical Association of the
Pulp and Papier Industry gibt an, daß ein MSA-Wert außerhalb
von plus oder minus 3 Grad ein führender Indikator der "Stack
Lean"-Dimensionsstabilität ist, der Fehl-Registrierung beim
Drucken aufgrund von Unterschieden in der Hygroexpansion, von
welligen Kanten und Knickstellen. Ein MSA-Wert außerhalb von
5 Grad zeigt an, daß die Papierherstellungs-Headbox nicht ab
gestimmt ist.
Die Steifheit in der Ebene eines Blattes läßt sich ermitteln
mittels eines Gerätes vom Typ Lorentzen & Wettre TSO gauge.
Dieses Gerät kann die Steifheit aufzeichnen und ist ferner
dazu in der Lage, den Haupt-Festigkeits-Winkel (MSA) zu be
stimmen durch Anwendung von Schallwellen, die durch eine Pro
be in verschiedenen Richtungen wandern. Die Probe kann wie
derholt in einem MD- oder CD-Muster analysiert werden, um den
Variationsbereich in dem MD/CD-Profil und dem MSA-Wert zu
ermitteln.
In Abwesenheit eines TSO-Meßgerätes, kann ein Zugfestigkeits-
Test durchgeführt werden an einer Gruppe von Proben, die in
Winkeln von dem MD abgeschnitten wurden, um die polaren Werte
zu erhalten. Es ist erforderlich, eine große Anzahl von Pro
ben zu untersuchen, um zu gewährleisten, daß die geeignete
Kurvenform erhalten wird. Die polare Festigkeit eines Materi
als läßt sich modellieren durch die multimodale Abteilungs
gleichung nach von Mises wie folgt:
Der Parameter A wird dazu verwendet, um die Größe des Ellip
soides abzuschätzen, K ist der Form-Faktor, der in dem Merk
mal JO(K) verwendet wird, wobei es sich um eine Bessel-Funk
tion der ersten Art und Null-Ordnung handelt, Θ ist der Win
kel, bei dem die Festigkeit angegeben ist und µ ist der MSA-
Wert oder der Hauptachsen-Offset-Winkel.
Im Fall von zusammengestellten Laminaten können die polaren
Steifheitsdaten entweder Werte des elastischen Moduls sein
oder Biege-Steifheitsdaten. Die Biege-Steifheit des Blattes
kann gemessen werden unter Anwendung eines Testgerätes vom
Typ LORENTZEN & WETTRE STIFFNESS TESTER, MODEL 16D. Der von
diesem Instrument ablesbare Wert ist die Kraft in Millinew
ton, die erforderlich ist, um das ausgekragte, unbefestigte
Ende einer befestigten Probe einer Länge von 20 mm und einer
Breite von 38,1 mm bei einem Winkel von 15 Grad von der unbe
lasteten Position zu biegen. Ein typischer Steifheitsbereich,
der für photographische Prints geeignet ist, liegt bei 120
bis 300 Millinewton. Eine Steifheit von größer als 120 Milli
newton ist erforderlich, da der Bildaufzeichnungsträger an
kommerziellem Wert einbüßt unter dem angegebenen Zahlenwert.
Weiterhin sind Bildaufzeichnungsträger mit Steifheiten von
weniger als 120 Millinewton schwierig in fotografischen
Finishing-Vorrichtungen oder Tintenstrahldruckern zu trans
portieren, da unerwünschte Hemmungen während des Transportes
auftreten.
Träger mit einer MD-Steifheit von größer als 280 Millinewton
erfordern eine zu große Kraft, um einen Druck um einige
Metallführungselemente zu führen, da der Reibungskoeffizient
mal Biegefestigkeit zu hoch ist.
Um die Krümmung oder Aufrolltendenz des photographischen Pa
piers besser steuern zu können, hat sich der Ersatz von wenig
festen gegossenen Polyethylenschichten durch hochfeste, bi
axial orientierte Polymerblätter als geeignet erwiesen. Hoch
feste plastische Blätter werden üblicherweise hergestellt
durch eine biaxiale Orientierung durch Co-Extrusion gegossene
Dicke (1025 Mikrometer) Polyolefin-Polymere. Die in Frage
stehenden Blätter können bezeichnet werden mit OPP für orien
tiertes Polypropylen. Biaxial orientierte Polymerblätter wer
den in typischer Weise orientiert 5X in der MD- und dann 8X
in der CD-Richtung. Die endgültigen Hauptfestigkeits-Eigen
schaften sind ausgerichtet mit dem CD-Wert und sie entspre
chen dem 1,8-fachen des MD-Wertes. Der MSA-Wert für biaxial
orientierte Blätter kann von der exakten CD-Richtung um 10 Grad
oder mehr ausgerichtet werden. Für die meisten Zwecke
ist ein biaxial orientiertes Blatt, ausgerichtet aus der ge
nauen CD-Richtung um 10 Grad oder mehr von keiner Konsequenz.
Ein MSA-Wert von 10 Grad oder mehr steht vermutlich in Bezie
hung zur Orientierung des polymeren in den CD- und dann den
MD-Richtungen.
Es wurde gefunden, daß im Falle eines laminierten Bildauf
zeichnungsträgers, um die Aufrolltendenz in einem Bildauf
zeichnungsträgermaterial zu minimieren, der elastische Modul
für hochfeste, biaxial orientierte Polymerblätter von der
gleichen Größenordnung sein sollte, wie im Fall des Cellulo
sepapierträgers. Infolgedessen sind biaxial orientierte Blät
ter mit hohem Modul den schwachen Polyethylenschichten über
legen, die im Fall der Trägermaterialien des Standes der
Technik verwendet wurde. Es wurde ferner gefunden, daß die
primäre Festigkeitsachse der biaxial orientierten Blätter un
gefähr senkrecht zum Cellulosepapierträger verlaufen sollte,
da es möglich ist,
Kombinationen von biaxial orientierten Blättern auszuwählen,
die an den Cellulosepapierträger anhaften, um eine kombi
nierte Biege-Steifheit zu erzielen, die gleich in der MD- und
der CD-Richtung ist. Es wurde bereits gefunden, daß gleiche
Biege-Steifheiten in den MD- und CD-Richtungen dazu neigen,
die Bildkrümmung auf ein Minimum zu reduzieren.
Es wurde gefunden, daß im Falle von laminierten Bildaufzeich
nungsträgern die Bedingung von gleichen MD- und CD-Festigkei
ten selbst nicht ausreicht, damit ein Laminat optimale Krüm
mungseigenschaften aufweist. Bildaufzeichnungsträger, herge
stellt durch Auflaminieren von biaxial orientierten Blättern
auf Cellulosepapier mit einer kombinierten Biegesteifheit,
die gleich ist in der MD- und der CD-Richtung können eine
Tendenz zu einer "diagonalen Krümmung" aufweisen, wobei es
sich um eine Krümmung handelt, bei der sich die Achse des Zy
linders der Krümmung auf einen Winkel zwischen dem CD-Wert
und dem MD-Wert befindet. Eine diagonale Krümmung, auch be
kannt als "Twist Warp" läßt den photographischen Druck als
unansehnlich erscheinen, da die diagonale Richtung die gesam
te Kantenerhöhung maximiert, wenn die Probe auf einen Tisch
gelegt wird und die Krümmung längs der Linie der maximalen
Photolänge auftritt. Es hat sich gezeigt, daß Verbraucher of
fensichtlich diese diagonale Krümmung nicht mögen, und zwar
selbst bei geringen Krümmungsgraden. Ein TSO-Winkel des zähen
Cellulosepapiers zwischen -5 und 5 Grad hat sich als vorteil
haft erwiesen, da dieser Bereich von TSO zu akzeptablen Twist-
Warp-Werten in Bildern führt.
Die Biegesteifheit des zähen Cellulosepapierträgers läßt sich
ermitteln durch Verwendung des Lorentzen- und Wettre-Steif
heits-Testgerätes, Model 16D. Die mittels dieses Gerätes an
gegebenen Werte beziehen sich auf die Kraft in Millinewton,
die erforderlich ist, um das ausgekragte, eingehakte Ende ei
ner Probe einer Länge von 20 mm und einer Breite von 38,1 mm
bei einem Winkel von 15 Grad von der unbelasteten Position zu
biegen. Die bevorzugte Steifheit des Papierträgers ist
größer als 120 Millinewton. Unterhalb von 110 Millinewton
wird das Bildaufzeichnungselement weniger effizient, wenn das
Bildaufzeichnungselement durch eine digitale Druckvorrichtung
und durch photographische Entwicklungsvorrichtungen transpor
tiert wird. Unterhalb 100 Millinewton wird die Steifheit des
Bildaufzeichnungselementes unerwünscht gering.
Die Opazität des zähen Cellulosepapierträgers ist vorzugswie
se größer als 85. Die Opazität wird gemessen unter Verwendung
eines Spektrophotometers vom Typ Spektrogard, CIE-System un
ter Verwendung einer Lichtquelle vom Typ D6500. Unterhalb ei
ner Opazität von 80 hat der Cellulosepapierträger nicht die
ausreichende Opazität, um ein unerwünschtes Durchscheinen zu
vermeiden, wenn das Bild betrachtet wird. Eine Opazität von
100 eliminiert ein Durchscheinen und erlaubt das Auftragen
von Informationen hoher Dichte durch den Hersteller auf dem
zähen Papier.
Die Einrißfestigkeit oder Zerreißfestigkeit des festen Cellu
losepapierträgers der Erfindung ist das Kraftmoment, das
erforderlich ist, um ein Einreißen längs einer Kante des Pa
pierträgers einzuleiten. Eine höhere Einreißfestigkeit steht
in typischer Weise in Verbindung mit einem Bildmaterial von
hoher Qualität. Der Test zur Bestimmung der Einreißfestigkeit
wurde ursprünglich vorgeschlagen von G. G. Gray und K. G.
Dash, veröffentlicht im Tappi Journal 57, auf Seiten 167-
170, veröffentlicht im Jahr 1974. Die Einreißfestigkeit für
die photographischen Elemente wird bestimmt durch die Zugfe
stigkeit und die elastische Dehnung des photographischen Ele
mentes. Eine Probe von 15 mm × 25 mm wird um einen Metall
zylinder mit einem Durchmesser von 2,5 cm gewickelt. Die zwei
Enden der Probe werden an einem Instron-Zugfestigkeits-Test
gerät befestigt. Eine Last wird auf die Probe mit einer Ge
schwindigkeit von 2,5 cm pro Minute einwirken gelassen, bis
ein Einriß festgestellt wird, zu welchem Zeitpunkt die Bela
stung, ausgedrückt in N, notiert wird.
Es gibt eine Anzahl von Nicht-Cellulosefasern, die zur Er
zeugung eines zähen Papiers verwendet werden können. Die be
vorzugt verwendete Nicht-Cellulosefasern sind Fasern aus syn
thetischen Polymeren, Glasfasern und Asbestfasern. Der Unter
schied zwischen Nicht-Cellulosefasern und Cellulosefasern be
steht darin, daß die ersteren sich nicht gut in Wasser dis
pergieren lassen und nicht in natürlicher Weise biegen lassen
unter Erzeugung eines Papierblattes. Bindemittel werden im
allgemeinen im Rahmen dieser Erfindung mit synthetischen Fa
sern verwendet, um die Bindung zu verbessern und im Falle von
einigen Fasern sind Kombinationen von Bindemitteln wichtig.
Mischungen aus Nicht-Cellulosefasern und Cellulosefasern wer
den bevorzugt verwendet, um die Naßfestigkeit der Bahn zu
verbessern, wie auch die Bahnbildung und die Trockenfestig
keit. Die Menge an Cellulosefasern, die erforderlich ist, um
eine Naßfestigkeit der Bahn zu erzielen, variiert mit der
synthetischen Faser. Beispielsweise sind 5% Cellulosefasern
ausreichend mit Dynel, jedoch sind bis zu 25% im Fall von
Polyethylenfasern erforderlich.
Nicht-Cellulosefasern oder synthetische Fasern werden vor
zugsweise an das Cellulosepapier gebunden nach wäßrigem Ver
filzen zur Erhöhung der Einreißfestigkeit des Bildaufzeich
nungselementes. Die bevorzugten Methoden, die zur Bindung von
Nonwoven-Fabrics angewandt werden, um die Einreißfestigkeit
von photographischen Cellulosepapierträgern zu verbessern,
sind wie folgt:
Lösungsmittel-Bindung - Es wird ein Lösungsmittel oder Quel
lungsmittel zugegeben, um die Fasern zu gelatinieren, die
dann durch Druckeinwirkung miteinander verbunden werden.
Thermoplastische Fasern - Diese werden als Fasermischung
zugegeben bei anschließender Wärmeeinwirkung, um diese Fasern
zu einem Band zu verbinden.
Thermoplastisches Pulver - Feine Teilchen (0,002 bis 0,005 in.)
werden auf die Bahn aufgebracht. Diese dringen durch
Schwerkraft in die Bahn ein und werden an Faserabschnitte
durch Wärme gebunden. Etwa 15 bis 30% Bindemittel werden
verwendet.
Printing - Verdicktes Bindemittel (z. B. plastifiziertes
Polyvinylacetat) wird kreuzweise auf die dünne Bahn aufge
bracht.
Sättigung - Eine fließfähige Lösung oder Dispersion von Harz
wird auf das Band aufgebracht. 15 bis 50% Bindemittel werden
dazu verwendet, um einen hohen Bindegrad zu erzielen.
Sprühen - Harz wird mehr oder weniger auf die Oberfläche der
Bahn aufgebracht.
Schäumen - Eine aufgeschäumte Mischung aus Bindemittel, Emul
giermittel, Schäumungsmittel und Dickungsmittel wird auf die
Bahn aufgebracht und durch Quetschrollen hierauf aufgetragen.
Einreißfeste Papiere lassen sich mit einem breiten Bereich
von physikalischen und chemischen Eigenschaften aus syntheti
schen Polymerfasern herstellen, die vermischt werden mit üb
lichen normalen Cellulosefasern. Nylon, Orlon, Dacron und
Vinylharzfasern werden bevorzugt verwendet. Da die meisten
synthetischen Fasern zum gegenwärtigen Zeitpunkt einen zehn
mal höheren Preis als Cellulosefasern haben, führt eine Ver
mischung von billigen Cellulosefasern mit synthetischen Fa
sern zu geringeren Kosten im Vergleich zur Verwendung von
einem Papier, das zu 100% aus synthetischen Fasern besteht.
Da Fasern aus synthetischen Polymeren in typischer Weise
hydrophob sind und schwierig in Wasser zu dispergieren, er
fordern sie einen speziellen Finish oder die Verwendung eines
Dispergiermittels. Ein bevorzugtes Dispergiermittel ist CMC,
das in einer Menge zwischen 0,05% und 0,30% zugesetzt wird,
um die synthetischen Fasern in Wasser dispergierbar zu
machen. Ein Harz-Latex kann als Bindemittel mit den Fasern
und den Holzpulpenfasern zugesetzt werden oder ein Aufnahme
filz kann verwendet werden zwischen der Gautschwalze und dem
Trocknerfilz, um den Spalt zu eliminieren, über den das Blatt
gelangen muß, um jegliche Probleme bezüglich nasser Bandfe
stigkeit zu überwinden, die sich aus der Einführung von syn
thetischen Papierfasern ergeben können.
Um eine zufriedenstellende Trockenfestigkeit zu erzielen müs
sen spezielle Bindetechniken angewandt werden, wie sie oben
beschrieben wurden. Die wichtigsten sind 1. die synthetische
Polymerbindung, 2. die thermoplastische Faserbindung und 3.
die Lösungsmittelbindung. Im Fall der zuerst genannten Me
thode wird das teilweise getrocknete Blatt mit einem Harz im
pregniert, das in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist
oder in Wasser dispergiert ist. Eine optimale Einreißfestig
keit wird erhalten bei einer Zugabe von 18 bis 20% Harz,
während Festigkeit und Bruchfestigkeit beginnen sich abzu
flachen bei Bindemittelmengen über 30%. Im Fall der zweiten
Technik wird ein Anteil an einer thermoplastischen Faser von
niedrigem Schmelzpunkt verwendet. Die Verbindung wird dann
erreicht durch Heißverpressen oder Kalandrieren des Blattes.
Bei Einführung von 15 bis 25% von Vinylharzfasern in den re
gulären Fasereintrag, lassen sich spezielle Heißversiege
lungspapiere herstellen, die eine spezielle Verwendung für
Teebeutel, Filterpapiere und Verpackungsmaterialien ermögli
chen. Das feste Papier läßt sich bei 115 bis 130 Grad Celsius
und einem Druck 40 N bis 70 N versiegeln. Es ist allgemein
bekannt, daß Blätter, hergestellt aus 100% Dynel (einem
Copolymer aus Vinylacetat und Acrylonitril) miteinander ver
bunden werden können durch Trockenkalandrieren bei 200°C bei
einem Spaltdruck von mehreren hundert Kilogramm pro linearem
Zentimeter. Etwa 5% eines hochsiedenden Lösungsmittels, z.
B. Propylencarbonat, sind erforderlich, um eine Bindung bei
hohen Kalandriergeschwidigkeiten zu erreichen. Das Wasser in
dem Lösungsmittel verdampft bei der Temperatur des Kalandrie
rens, das eine hohe Konzentration an dem Lösungsmittel auf
der
Oberfläche der Fasern hinterläßt, wodurch die Fasern klebrig
werden und wodurch die Verbindung gefördert wird. Eine bevor
zugte Technik der Lösungsmittelbindung hängt von der Verwen
dung von konzentrierten wäßrigen Salzlösungen ab, um einen
geringen Anteil der Faseroberfläche zu imprägnieren und an
zulösen. Eine Variation der Faserverbindung ist die Verwen
dung von speziellen Polyvinylalkohol "Bindemittelfasern", die
in kaltem Wasser quellen und in heißem Wasser löslich sind.
Wird das zähe Papier erhitzt, so lösen sich die "Bindemittel
fasern" und wirken als Bindemittel. Zusätzlich zu den "Binde
mittelfasern" werden Dispergiermittel, wie z. B. Polyacryl
säure zugesetzt, um eine gleichförmige Dispersion aufrecht zu
erhalten.
Ein Matrixpolymer oder ein Polymer, das dem Cellulosepapier
blatt vor der endgültigen Kalandrierung zugesetzt wird, ist
vorzugsweise ein Polymer, das mit ultravioletter Energie ge
härtet werden kann. Durch UV-Strahlung härtbare Polymere wer
den bevorzugt verwendet, da sie dem Blatt zugesetzt werden
können und bei Herstellungsmaschinengeschwindigkeiten gehär
tet werden können, ohne Verlust an Effizienz. Es wurde ferner
gefunden, daß durch UV-Strahlung härtbare Polymere die Ein
reißfestigkeit des Cellulosepapiers verbessern. Zu durch UV-
Strahlung härtbaren Polymeren gehören aliphatische Urethane,
Allylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Polyisocyanate
und Hydroxyethylmethacrylat. Ein bevorzugter Photoinitiator
ist Benzyldimethylketal. Die bevorzugte Intensität der Strah
lung liegt zwischen 0,1 und 1,5 Milliwatt/cm2. Unterhalb 0,05 Milliwatt
erfolgt eine unzureichende Quervernetzung, wodurch
nur eine geringe Verbesserung der Einreißfestigkeit erzielt
wird.
Die Oberfläche des Cellulosepapiers wird vorzugsweise mit in
Wasser löslichen Polymeren behandelt, um die Zähigkeit des
Cellulosepapiers vor der endgültigen Kalandrierung und nach
Abzug von dem Drahtsieb zu verbessern. Zu bevorzugten Materi
alien gehören Polyvinylalkohol, Ethylenoxidpolymere,
Polyvinylpyrrolidon und Polyethylenimin. Der Grad des Ein
dringens der in Wasser löslichen Polymeren in die Cellulose
fasermatrix hängt von der prozentualen Feuchtigkeit, der of
fensichtlichen Dichte und den Prozentfeststoffen des in Was
ser löslichen Polymeren ab. Zu Anwendungsmethoden gehören die
Eintauchbeschichtung, die Walzenbeschichtung und die Be
schichtung mittels eines Beschichtungsmessers.
In Mischungen aus synthetischen Fasern und Holzpulpenfasern
erhöht das Vorhandensein der synthetischen Fasern die Ein
reißfestigkeit und die Faltfestigkeit stark. Geringe Prozent
sätze an synthetischen Fasern vermindern die Zugfestigkeit
und Berstfestigkeit, doch erhöhen größere Anteile auch diese
Festigkeitseigenschaften. So können Papiere hergestellt wer
den, die eine Einreißfestigkeit haben, die zehnmal größer ist
als die von typischen Kraftpapieren. Die Dimensionsstabilität
des Papiers wird ebenfalls durch die Zugabe von synthetischen
Fasern erhöht, wobei beste Ergebnisse dann erhalten werden,
wenn die Faserlänge groß genug ist, um einem Schrumpf während
der Trocknung Einhalt zu gebieten. Die beste Dimensionsstabi
lität liegt vor im Falle einer Mischung von Polyester- und
Cellulosefasern. Wird ein Bindemittel in der Mischung verwen
det, so läßt sich eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität
dann erhalten, wenn eine Mischung verwendet wird mit etwa 40%
synthetischen Fasern und etwa 40% Lumpenfasern (rag
fibers), die mit etwa 20% Acrylharzbindemittel verbunden
sind Eine andere interessante Eigenschaft von Papieren, her
gestellt aus Mischungen von synthetischen Fasern und Holzfa
sern ist die hohe Wasserabsorption, und zwar sowohl die Ge
schwindigkeit der Wasserabsorption wie auch die Gesamtmenge
des absorbierten Wassers. Dieses Merkmal ist von besonderem
Vorteil für reflektierende Tintenstrahlpapiere. Beispielswei
se erhöht der Einschluß von etwa 25% einer synthetischen Fa
ser (Dynel) in einen Sulfit-Furnish die Absorption um 100%.
Die erhöhte Absorption beruht auf der hydrophoben Natur der
synthetischen Fasern, welche die Verbindungen reduziert und
zu Kapilaren führt, die offen bleiben und frei bleiben, um
Flüssigkeit zu
absorbieren. So wurde gefunden, daß eine Mischung von Faser
längen von 0,25 cm bis 1,0 cm die günstigsten Gesamtergebnis
se bezüglich der Leichtigkeit einer Faserdispersion, Blatt
formation und Blattfestigkeit liefert.
Ein Cellulosepapierträger, der mindestens 50% Cellulosefa
sern enthält wird bevorzugt verwendet, da sich die Cellulose
fasern gut kalandrieren lassen und eine akzeptable Oberfläche
für die Formation von Bildern liefern, unter Anwendung einer
Vielzahl von Bildaufzeichnungstechniken, wie z. B. eine Sil
berhalogenid-Bildaufzeichnung oder den Tintenstrahldruck. Da
weiterhin Papierfasern vergleichsweise billig sind im Ver
gleich zu synthetischen Fasern, um billiges Papier zu erzeu
gen, muß die Verwendung von synthetischen Fasern optimiert
werden.
Wenn mit Cellulosefasern vermischt, führen Glasfasern zu vie
len Eigenschaften, die sie besonders geeignet für die Her
stellung von zähem Papier machen. Sie sind anorganisch, sta
bil gegenüber der Einwirkung von Wärme und Feuchtigkeit, re
sistent gegenüber dem Angriff durch Mikroorganismen und ge
genüber den meisten Chemikalien und sind elektrische Nicht
leiter. Glasfasern, die zur Herstellung von zähen Papieren
verwendet werden, sind im allgemeinen Mikrofasern, herge
stellt aus speziellen Gläsern vom Bohr-Silikattyp durch Ver
blasen oder Verspinnen. Aufgrund ihrer geringen Größe neigen
diese Fasern dazu in Wasser suspendiert zu bleibe. Gröbere
Glasfasern im Bereich von 5 bis 10 Mikrometern im Durchmesser
können verwendet werden. Sie sind billiger als Mikrofasern,
doch ist ihre Menge, die dem Furnish zugesetzt werden kann,
begrenzt. Sie neigen dazu, die Einreißfestigkeit von Papier
zu erhöhen. Dimensionen von Glasfasern, die zur Papierher
stellung verwendet werden können, sind im folgenden aufge
führt.
Buchstabenbezeichnung | mittlerer Faser-Durchmesser (Mikrometer) |
B | 2,5-3,8 |
A | 1,5-2,49 |
AA | 0,75-1,49 |
AAA | 0,5-0,749 |
AAAA | 0,2-0,499 |
AAAAA | 0,05-0,199 |
Glasfasern sind viel brüchiger als Cellulosefasern. Beim Bie
gen brechen sie leicht und erzeugen kurze Fasern, die einen
sehr nachteiligen Effekt auf die Festigkeit des fertigen Pa
piers haben. Infolgedessen sind die besten Papiere solche,
die hergestellt werden aus Fasern mit einem Durchmesser von
0,5 bis 0,75 Mikrometern und einem Minimum an feinen Teilen.
Das Schlagen der Glasfasern muß vorsichtig erfolgen und soll
lediglich solange fortgesetzt werden, bis die Fasern geöffnet
und voneinander getrennt sind. Glasfasern fibrillieren nicht
und der Hauptteil der Festigkeit, der entwickelt wird, hängt
von der mechanischen Verbindung mit den Cellulosefasern ab
und dem Reibungswiderstand der Glasfasern in dem fertigen Pa
pier. Ein niedriger pH-Wert während des Schlagens (beating)
der Glasfasern neigt dazu, die Festigkeit zu erhöhen. Durch
Schlagen bei einer Temperatur von 22°C und Einstellung des
pH-Wertes der Glaswassermischung auf etwa 3,5 mit Schwefel
säure ist es möglich, eine besonders vorteilhafte Verbesse
rung bezüglich der Festigkeit des fertigen Papiers zu erzie
len. Es wird angenommen, daß die Säure das Alkali in dem Glas
löst, wobei eine dünne gelatinöse Schicht hinterbleibt, die
reich an Kieselsäure auf der Oberfläche der Fasern ist. Das
durch Säure gelöste Material wird während der
Blattformation entfernt, so daß das fertige Papier einen pH-
Wert von 7,0 bis 7,4 hat.
Bei Herstellung ohne Bindemittel sind Glaspapiere hergestellt
aus Mikrofasern in typischer Weise weich, absorbierend und
flexibel. Die Dichte liegt im allgemeinen zwischen 0,25 und
0,30 g/cm3. Das Papier zeigt eine Festigkeitserhöhung bis zu
einem Feststoffgehalt von etwa 22%, die sich aus Oberflä
chen-Spannungseffekten ergibt, doch erfolgt eine Abnahme der
Festigkeit bei höheren Feststoffgehalten aufgrund eines Man
gels an Faserbindung. Beim Vermischen mit Holzfasern neigen
Glasfasern dazu, die Bruch- und Zugfestigkeit zu reduzieren,
die Porosität zu erhöhen und die Naß-Zugfestigkeit und Ein
reißfestigkeit zu erhöhen. Die Verwendung von 5% Glasfasern
reduziert die Hygroexpansivität von Glasfaser-Cellulosefaser
papier um 35% durch Verminderung des Schrumpfens des Papiers
während der Trocknung. Die Verwendung von Glasfasern führt
ferner zu einem mehr "quadratischen" Blatt als Folge einer
gleichförmigeren Schrumpfung über die Weite der Bahn. Papie
re, die Glasfasern enthalten, erfordern im allgemeinen mehr
Zug auf der Maschine und sind breiter am trockenen Ende als
normale Papiere, hergestellt ohne Glasfasern. Da Glasfasern,
die Naßbandfestigkeit erhöhen und die Trocknungsgeschwindig
keit, ermöglichen sie höhere Maschinengeschwindigkeiten.
Wird ein gegenüber einem Einreiß resistenter Cellulosefaser
papierträger in Kombination mit biaxial orientierten Blättern
hoher Festigkeit verwendet, so hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, die Mikroporen aufweisenden Verbundblätter auf das
Trägerpapier durch Extrusion aufzulaminieren, unter Verwen
dung eines Polyolefinharzes. Die Extrusionslaminierung er
folgt durch Zusammenbringen der biaxial orientierten Blätter
der Erfindung und des zähen Trägerpapiers unter Anwendung ei
nes Klebstoffes zwischen ihnen, worauf sie in einem Spalt,
wie z. B. zwischen zwei Walzen miteinander verpreßt werden.
Der Klebstoff kann entweder auf die biaxial orientierten
Blätter oder das zähe
Papier aufgebracht werden, bevor diese in den Spalt einge
führt werden. Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform wird
der Klebstoff in den Spalt gleichzeitig mit den biaxial ori
entierten Blättern und dem zähen Papier eingeführt. Der Kleb
stoff kann aus irgendeinem geeigneten Material bestehen, das
keinen nachteiligen Effekt auf das photographische Element
ausübt. Ein bevorzugtes Material ist Polyethylen, das zu dem
Zeitpunkt aufgeschmolzen wird, zu dem es in den Spalt zwi
schen dem Papier und den biaxial orientierten Blättern einge
führt wird. Während des Laminierungsprozesses ist es zweckmä
ßig, die Spannung des oder der biaxial orientierten Blätter
zu überwachen, um die Krümmung in dem anfallenden laminierten
Träger auf ein Minimum zu reduzieren. Im Falle von Anwendun
gen bei hohen Feuchtigkeitsgraden (< 50% RH) und niedrigen
Feuchtigkeitsgraden (< 20% RH), ist es wünschenswert, sowohl
einen Vorderseiten- als auch Rückseitenfilm aufzulaminieren,
um die Krümmungs- oder Aufrolltendenz auf ein Minimum zu be
grenzen. Auch ist es zweckmäßig, während des Laminierungspro
zesses das obere Blatt auf die Frontseite oder Gesichtsseite
des Papieres aufzulaminieren. Im allgemeinen hat die Front
seite oder Gesichtsseite des Papiers eine glattere Oberfläche
als die Drahtsiebseite. Das Auflaminieren des oberen Blattes
auf die Frontseite oder die Gesichtsseite des Papieres führt
ganz allgemein zu einem Bild mit einem besseren Glanz als das
Auflaminieren des oberen Blattes oder Deckblattes auf die
Drahtsiebseite des Papiers. Das obere Blatt kann auch auf die
Drahtsiebseite des Papiers auflaminiert werden, um die Gefahr
eines Materialbruches des Trägerpapiers auf ein Minimum zu
reduzieren.
Im Falle einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der
zähe Papierträger der Erfindung durch Schmelzextrusion mit
mindestens einer wasserfest machenden Polyolefinschicht lami
niert, um das zähe Cellulosepapier während der Bildentwick
lung zu schützen. Der reflektierende Träger der vorliegenden
Erfindung weist vorzugsweise eine Harzschicht mit einer sta
bilisierenden Menge eines sterisch gehinderten
Amins auf, die auf die obere Seite des der Bildaufzeichnungen
dienenden Schichten Substrats auflaminiert wird. Aus gehin
derten Aminen bestehende Lichtstabilisatoren (HALS) stammen
von 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin ab. Das gehinderte Amin
sollte der Polymerschicht in einer Menge von etwa 0,01-5 Gew.-%
der Harzschicht zugesetzt werden, um das Polymer vor
einem Abbauf durch UV-Strahlung zu schützen. Die bevorzugte
Menge liegt bei etwa 0,05-3 Gew.-%. Dies führt zu einer aus
gezeichneten Polymerstabilität und zu einem ausgezeichneten
Widerstand gegenüber Bruch und einer Vergilbung, wobei die
Kosten für das gehinderte Amin auf einem Minimum gehalten
werden. Beispiele für geeignete gehinderte Amine mit Moleku
largewichten von weniger als 2300 sind Bis(2,2,6,6-tetra
methyl-4-piperidinyl)sebacat; Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-
piperidinyl)sebacat; Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidi
nyl)2-n-butyl-(3,5-di-tert-butyl-hydroxybenzyl)malonat;
8-Acetyl-3-dodecyl-,7,9,9-tetramethyl-1,3,8-triazaspirol-
(4,5)decan-2,4-dion; Tetra(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidi
nyl)1,2,3,4-butantetracarboxylat; 1-(-2-[3,5-Di-tert-butyl-4-
hydroxyphenyl-propionyloxyl]ethyl)-4-(3,5-di-tert-butyl-4-
hydroxyphenylpropionyloxy)-2,2,6,6-tetramethylpiperidin;
1,1'-(1,2-Ethenadiyl)bis(3,3,5,5-tetramethyl-2-piperazinon).
Das bevorzugte gehinderte Amin ist 1,3,5-Triazin-2,4,6-tri
amin, N,N'''-[1,2-ethandiylbis[[[4,6-bis(butyl(1,2,2,6,6-
pentamethyl-4-piperidinyl)amino]-1,3,5-triazin-2-yl]imino]-
3,1-propandiyl]]-bis[N',N"-dibutyl-N',N"-bis (1,2,2,6,6-
pentamethyl-4-piperidinyl), das im folgenden als Verbindung A
bezeichnet wird. Die Verbindung A wird bevorzugt verwendet,
da, wenn Mischungen von Polymeren und der Verbindung A auf ein
Bildaufzeichnungspapier aufextrudiert werden, die Adhäsion
des Polymeren zum Papier ausgezeichnet ist und die Langzeit
stabilität des Bildaufzeichnungssystems gegenüber einem Ris
sigwerden und einer Vergilbung verbessert wird.
Zur bevorzugten Polymeren für die aus der Schmelze aufextru
dierte wasserfest machende Schicht gehören Polyethylen, Poly
propylen, Polymethylpenten, Polystyrol,
Polybutylen und Mischungen hiervon. Ferner sind Polyolefin
copolymere geeignet, wozu gehören Copolymere von Polyethylen,
Propylen und Ethylen wie auch Hexen, Buten und Octen. Poly
ethylen hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da es
vergleichsweise billig ist und wünschenswerte Beschichtungs
eigenschaften aufweist. Geeignete Polyethylene sind Polyethy
lene hoher Dichte, Polyethylene niedriger Dichte, lineare
Polyethylene niedriger Dichte und Polyethylenmischungen. Zu
anderen geeigneten Polymeren gehören Polyester, hergestellt
aus aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen
Dicarboxylsäuren mit 4-20 Kohlenstoffatomen und aliphatischen
oder alizyklischen Glykolen mit 2-24 Kohlenstoffatomen. Zu
Beispielen von geeigneten Dicarboxylsäuren gehören Tere
phthal-, Isophthal-, Phthal-, Naphthalindicarboxyl-, Succin-,
Glutar-, Adipin-, Azelain-, Sebacin-Fumari-, Malein-, Itacon,
1,4-Cyclohexandicarboxyl-, sowie Natriumsulfoisophthalsäure
und Mischungen hiervon. Zu Beispielen von geeigneten Glykolen
gehören Ethylenglykol, Propylenglykol, Butandiol, Pentandiol,
Hexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Diethylenglykol sowie
andere Polyethylenglykole und Mischungen hiervon. Andere
Polymere sind Matrixpolyester mit wiederkehrenden Einheiten
aus Terephthalsäure oder Naphthalindicarboxylsäure und min
destens einem Glykol, ausgewählt aus Ethylenglykol,
1,4-Butandiol und 1,4-Cyclohexandimethanol, wie z. B. Poly-
(ethylenterephthalat), das gegebenenfalls durch kleinere Men
gen an anderen Monomeren modifiziert werden kann. Zu anderen
geeigneten Polyestern gehören Flüssigkristall-Copolyester,
hergestellt durch Einführung einer geeigneten Menge einer Co-
Säurekomponente, wie z. B. der Stilbendicarboxylsäure. Bei
spiele von derartige Flüssigkristall-Copolyestern werden be
schrieben in den U.S.-Patentschriften 4 420 607; 4 459 402
und 4 468 510. Zu geeigneten Polyamiden gehören Nylon 6,
Nylon 66 und Mischungen hiervon. Auch sind Copolymere von
Polyamiden geeignete Polymere für die kontinuierliche Phase.
Ein Beispiel für ein geeignetes Polycarbonat ist Bisphenol-A-
Polycarbonat. Zu Celluloseestern, die geeignet sind für die
Verwendung als Polymer der kontinuierlichen Phase der Ver
bundblätter gehören Cellulosenitrat, Cellulosetriacetat,
Cellulosediacetat, Celluloseacetatpropionat, Celluloseacetat
butyrat und Mischungen hiervon oder Copolymere hiervon. Zu
geeigneten Polyvinylharzen gehören Polyvinylchlorid, Poly-
(vinylacetal) und Mischungen hiervon. Auch können Copolymere
von Vinylharzen verwendet werden.
Jedes beliebige, geeignete weiße Pigment kann der aus der
Schmelze aufextrudierten, wasserfest machenden Polyolefin
schicht zugesetzt werden, die beispielsweise Zinkoxid, Zink
sulfid, Zirkoniumdioxid, weißes Blei, Bleisulfat, Bleichlo
rid, Bleialuminat, Bleiphthalat, Antimontrioxid, weißes
Wismuth, Zinnoxid, weißes Mangan, weißes Wolfram und Kombina
tionen hiervon. Das bevorzugte Pigment ist Titandioxid, und
zwar aufgrund seines hohen Brechungsindex, der zu ausgezeich
neten optischen Eigenschaften bei vertretbaren Kosten führt.
Das Pigment kann in jeder beliebigen geeigneten Form verwen
det werden, die sich in geeigneter Weise in dem Polyolefin
dispergieren läßt. Das bevorzugte Pigment ist Anatas-Titan
dioxid. Das am meisten bevorzugte Pigment ist Rutil-Titan
dioxid, da es den höchsten Brechungsindex bei niedrigsten
Kosten hat. Der mittlere Pigmentdurchmesser von Rutil-TiO2
liegt in besonders bevorzugter Weise im Bereich von 0,1 bis
0,26 µm. Die Pigmente, die größer als 0,26 µm sind, sind zu
gelb für eine Anwendung in einem Bildaufzeichnungselement und
die Pigmente, die kleiner als 0,1 µm sind, sind unzureichend
opaque, wenn sie in Polymeren dispergiert werden. Vorzugs
weise sollte das weiße Pigment in einer Menge von etwa 10 bis
etwa 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polyolefin
beschichtung verwendet werden. Unterhalb 10% TiO2 ist das
Bildaufzeichnungssystem nicht ausreichend opaque und hat we
niger vorteilhafte optische Eigenschaften. Oberhalb 50% TiO2
ist die Polymermischung nicht verarbeitbar. Die Oberfläche
des TiO2 kann mit einer anorganischen Verbindung, wie z. B.
Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid mit einer Fluoridverbindung
oder Fluoridionen, Kieselsäure mit einer
Fluoridverbindung oder Fluoridionen, Siliziumhydroxid, Sili
condioxid, Boroxid mit Boroxid modifizierter Kieselsäure (wie
in der U.S.-Patentschrift 4 781 761) beschrieben, Phosphaten,
Zinkoxid, ZrO2 usw. behandelt werden, wie auch mit organi
schen Verbindungen, wie mehrwertigen Alkoholen, mehrwertigen
Aminen, Metallseifen, Alkyltitanat, Polysiloxanen, Silanen
usw. Das TiO2 kann entweder mit organischen oder anorgani
schen Verbindungen behandelt werden oder mit Kombinationen
von organischen oder anorganischen Verbindungen. Die Menge an
den die Oberfläche behandelnden Verbindungen liegt vorzugs
weise im Bereich von 0,2 bis 2,0% im Fall der Verwendung
anorganischer Verbindungen und bei 0,1 bis 1% bei Verwendung
von organischen Verbindungen, relativ zum Gewicht des Titan
dioxides. Bei diesen Behandlungsmengen läßt sich das TiO2 gut
in den Polymer dispergieren und stört nicht die Herstellung
des Bildaufzeichnungsträgers.
Das aus der Schmelze aufextrudierte, wasserfestmachende Poly
mer, das Polyolefin, der aus einem gehinderten Amin beste
hende Lichtstabilisator und das TiO2 werden miteinander in
Gegenwart eines Dispergiermittels vermischt. Beispiele für
geeignete Dispergiermittel sind Metallsalze von höheren Fett
säuren, wie z. B. Natriumpalmitat, Natiomstearat, Calcium
palmitat, Natriumlaurat, Calciumstearat, Aluminiumstearat,
Magnesiumstearat, Zirkoniumoctylat, Zinkstearat usw., höhere
Fettsäuren und höhere Fettsäureamide. Das bevorzugt verwen
dete Dispergiermittel ist Natriumstearat und das am meisten
bevorzugte Dispergiermittel ist Zinkstearat. Beide dieser
Dispergiermittel führen zu besonders vorteilhaften Weißheits
graden der harzbeschichteten Schicht.
Im Falle einer photographischen Anwendung wird ein weißer
Träger mit einer schwach bläulichen Tönung bevorzugt verwen
det. Die Schichten der aus der Schmelze aufextrudierten, was
serfest machenden Polyolefinschicht enthalten vorzugsweise
Färbemittel, wie z. B. ein bläulich machendes Mittel und ein
purpurrotes oder rotes Pigment. Verwendbare bläulich machende
Mittel bestehen beispielsweise aus dem allgemein bekannten
Ultramarinblau, Kobaltblau, Oxid-Kobalt-Phosphat, Chinacri
donpigmenten und Mischungen hiervon. Zu verwendbaren roten
oder purpurroten Färbemitteln gehören Chinacridone und
Ultramarine.
Die aus der Schmelze aufextrudierte, wasserfestmachende Poly
olefinschicht kann ferner ein fluoreszierendes Mittel enthal
ten, das Energie im UV-Bereich absorbiert und Licht weitest
gehend im blauen Bereich des Spektrums emittiert. Beliebige
der optischen Aufheller, die in der U.S.-Patentschrift
3 260 715 beschrieben werden oder Kombinationen hiervon kön
nen in vorteilhafter Weise verwendet werden.
Die aus der Schmelze aufextrudierte, wasserfest machende Poly
olefinschicht kann ferner ein oder mehrere Antioxidantien
enthalten, wie beispielsweise aus gehinderten Phenolen beste
hende primäre Antioxidantien, die allein verwendet können
oder in Kombination mit sekundären Antioxidantien. Zu Bei
spielen von aus gehinderten Phenolen bestehenden primären
Antioxidantien gehören Pentaerythrityltetrakis [3-(3,5-di-
tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)proprionat] (wie Irganox 1010),
Octadecyl-3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)proprionat
(wie Irganox 1076, das hier als Verbindung B bezeichnet
wird), Benzolpropanoesäure-3,5-bis(1,1-dimethyl)-4-hydroxy-
2[3-[3,5-bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl)-1-oxopro
pyl)hydrazid (wie Irganox MD1024), 2,2'Thiodiethylen-bis[3-
(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)proprionat] (wie Irganox 1035),
1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tri(3,5-di-tert.-butyl-4-hydro
xybenzyl)benzol (wie Irganox 1330). Zu sekundären Antioxidan
tien gehören organische Alkyl- und Arylphosphite, wie z. B.
Triphenylphosphit (wie Irgastab TPP), Tri(n-propylphenyl
phosphit) (wie Irgastab SN-55), 2,4-Bis(1,1-dimethylphenyl)-
phosphit (wie Irgafos 168).
Der aus einem gehinderten Amin bestehende Lichtstabilisator,
TiO2, Färbemittel, Gleitmittel, optische Aufheller und
Antioxidationsmittel werden entweder gemeinsam oder separat
in das Polymer eingemischt, unter Verwendung eines üblichen
Mischgerätes, die beispielsweise eines Banbury-Mischers. In
typischer Weise wird ein Konzentrat aus den Additiven in Form
eines Pellets hergestellt. Die Konzentration an dem Titan
dioxid-Pigment, wie beispielsweise dem Rutil-Pigment kann bei
20 bis 80 Gew.-% des Ansatzes liegen. Der Ansatz wird dann
für die weitere Verwendung mit dem Harz in geeigneter Weise
verdünnt.
Um die aus der Schmelze aufextrudierte wasserfestmachende
Polyolefinschicht gemäß der vorliegenden Erfindung zu erzeu
gen, werden die Pellets mit dem Pigment und anderen Additiven
mit dem Polyolefin einer Heißschmelzbeschichtung unterworfen,
wobei sie auf einen laufenden Träger aus Papier oder synthe
tischem Papier aufgetragen werden. Falls erwünscht, können
die Pellets mit einem Polymer vor der Beschichtung aus der
heißen Schmelze verdünnt werden. Für die Erzeugung einer ein
zelnen Schicht kann die Harzschicht durch Laminierung erzeugt
werden. Für die Laminierung können übliche bekannte Beschich
tungsvorrichtungen verwendet werden. So können übliche Gieß
formen benutzt werden, wie sei üblicherweise zur Schmelzbe
schichtung eingesetzt werden, wie z. B. eine T-Schlitz-Gieß
form. Die Temperatur der Austrittsöffnung der Form bei der
Heißschmelzextrusion der aus der Schmelze aufextrudierten
wasserfest machenden Polyolefinschicht liegt bei 250 bis
370°C. Weiterhin kann der Träger, bevor dieser mit Harz be
schichtet wird, einer aktivierenden Behandlung unterworfen
werden, wie z. B. einer Koronaentladungsbehandlung, einer
Flammenbehandlung, einer Ozonbehandlung, einer Plasmabehand
lung oder einer Glühentladungsbehandlung.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, mindestens zwei aus der
Schmelze extrudierte Polymerschichten auf die obere oder un
tere Seite des zähen Papiers aufzutragen. Zwei oder mehrere
Schichten werden bevorzugt aufgetragen, wobei unterschiedli
che Polymersysteme verwendet werden können, um
den Weißheitsgrad der Bilder zu verbessern unter Verwendung
eines höheren Gewichtsprozentes an weißen Pigmenten oder
durch die Verwendung von weniger kostspieligem Polymer, das
nächst dem Trägerpapier angeordnet wird. Das bevorzugte Ver
fahren zum Schmelzextrudieren von zwei oder mehreren Schich
ten ist eine Schmelz-Coextrudierung mittels einer Schlitzdüse
oder Schlitzform. Die Coextrudierung ist ein Verfahren, bei
dem mittels einer Beschichtungsvorrichtung gleichzeitig mehr
als eine diskrete Schicht aufgetragen werden. Erreicht wird
dies in typischer Weise durch Verwendung eines Beschichtungs
blockes, in dem die Polymeren eingeführt und aus dem sie in
Form diskreter Schichten auf die Papierbahn aufgetragen wer
den. Eine Laminierung durch Coextrudierung wird in typischer
Weise durchgeführt durch Zusammenbringen des oder der biaxial
orientierten Blätter und dem Trägerpapier unter Verwendung
eines Bindemittels zwischen dem Trägerpapier und der oder den
biaxial orientierten Blättern 96090 00070 552 001000280000000200012000285919597900040 0002010043901 00004 95971, worauf sie in einem Spalt, wie
beispielsweise dem Spalt zweier Walzen miteinander verpreßt
werden.
Die Dicke der aus der Schmelze aufextrudierten wasserfest ma
chenden Polyolefinschicht, die auf ein Trägerpapier des re
flektierenden Trägers aufgebracht wird, der erfindungsgemäß
für die Bildaufzeichnung verwendet wird, liegt vorzugsweise
im Bereich von 5 bis 100 µm und in besonders bevorzugter
Weise im Bereich von 10 bis 50 µm.
Die Oberfläche der wasserfest machenden Harzbeschichtung auf
der Bildaufzeichnungsseite kann glänzend, seidenartig, körnig
oder matt sein. Die Oberfläche der wasserfest machenden Be
schichtung auf der Rückseite, die nicht mit einem Bildauf
zeichnungselement beschichtet wird, kann ebenfalls glänzend,
seidenartig oder matt sein. Die bevorzugte wasserfestmachende
Oberfläche der Rückseite, fern von dem Bildaufzeichnungs
element, ist matt.
Eine aus der Schmelze auf den Träger aufextrudierte Poly
esterschicht wird bevorzugt verwendet, da der aus der
Schmelze aufextrudierte Polyester zu einer mechanischen Zä
higkeit und Einreißfestigkeit führt, im Vergleich zu einem
typischen, aus der Schmelze aufextrudierten Polyethylen. Wei
terhin wird eine aus der Schmelze extrudierte Polyester
schicht vorzugsweise verwendet, da die Gewichtsprozent an
weißem Pigment, die in dem Polyester enthalten sind, wesent
lich erhöht werden können im Vergleich zu dem Gewichtsprozent
an weißem Pigment in einem Polyolefin, wodurch der Weißheits
grad eines Bildaufzeichnungs-Trägermaterials mit einer aus
der Schmelze aufextrudierten Polyesterschicht verbessert wer
den kann. Derartige aus der Schmelze aufextrudierte Poly
esterschichten sind allgemein bekannt, werden weit verbreitet
verwendet und können in typischer Weise erzeugt werden aus
hochmolekularen Polyestern, hergestellt durch Kondensation
eines zweiwertigen Alkohols mit einer zweiwertigen gesättig
ten Fettsäure oder Derivaten hiervon.
Geeignete zweiwertige Alkohole für die Herstellung derartiger
Polyester sind allgemein aus dem Stande der Technik bekannt
und hierzu gehören beliebige Glykole, in denen sich die Hy
droxylgruppen an endständigen Kohlenstoffatomen befinden und
die zwei bis zwölf Kohlenstoffatome enthalten, wie beispiels
weise Ethylenglykol, Propylenglykol, Trimethylenglykol, Hexa
methylenglykol, Decamethylenglykol, Dodecamethylenglykol,
1,4-Cyclohexandimethanol und dergleichen.
Zu geeigneten dibasischen Säuren, die sich für die Herstel
lung von Polyestern eignen, gehören jene mit zwei bis sech
zehn Kohlenstoffatomen, wie z. B. Adipinsäure, Sebacinsäure,
Isophthalsäure, Terephthalsäure und dergleichen. Auch können
Alkylester von Säuren eingesetzt werden, wie den oben angege
benen Säuren. Andere Alkohole und Säuren wie auch Polyester
die hieraus hergestellt werden und die Herstellung der Poly
ester werden beschrieben in den U.S.-Patentschriften
2 720 503 und 2 901 466. Polyethylenterephthalat wird bevor
zugt verwendet.
Vorzugsweise wird der Papierträger durch Schmelz-Extrusion
mit der Polyesterschicht beschichtet. Die Dicke der Poly
esterschicht liegt vorzugsweise bei 5 bis 100 Mikrometern.
Unterhalb von 4 Mikrometern beginnt die Polyesterschicht ihre
wasserfestmachenden Eigenschaften zu verlieren, die benötigt
werden, damit der nasse Bildentwicklungsprozeß durchgeführt
werden kann. Oberhalb 110 Mikrometern wird die aus der
Schmelze extrudierte Polyesterschicht brüchig und zeigt uner
wünschte Risse unter den Bildschichten.
Der hier gebrauchte Ausdruck "Bildaufzeichnungselement" be
zieht sich auf ein Element, das verwendet werden kann als
Bildaufzeichnungsträger für die Übertragung von Bildern auf
den Träger durch Techniken, wie z. B. dem Tintenstrahldruck
oder durch thermische Farbstoffübertragung, wie auch auf ei
nen Träger für Silberhalogenidbilder. Das hier gebrauchte
Merkmal "photographisches Element" bezieht sich auf ein Ele
ment, das photosensitives Silberhalogenid zur Herstellung von
Bildern verwendet. Die Empfangsschicht der Empfangselemente
der Erfindung für die thermische Farbbildübertragung kann
beispielsweise ein Polycarbonat enthalten oder ein Polyure
than, einen Polyester, Polyvinylchlorid, Poly(styrol-co-acry
lonitril), Poly(caprolacton) oder Mischungen hiervon. Die
Farbbildempfangsschicht kann in jeder beliebigen Menge vor
liegen, die effektiv für den beabsichtigten Zweck ist. Im
allgemeinen werden gute Ergebnisse erhalten mit einer Konzen
tration von etwa 1 bis etwa 10 g/m2. Auf die Farbstoffemp
fangsschicht kann ferner gegebenenfalls eine Deckschicht auf
getragen werden, wie es beispielsweise aus der U.S.-Patent
schrift 4 775 657 bekannt ist.
Farbstoff-Donorelemente, die mit dem Farbstoffempfangselement
der Erfindung verwendet werden können, weisen in üblicher
Weise einen Träger auf, auf dem sich eine einen Farbstoff
enthaltende Schicht befindet. Jeder beliebige Farbstoff kann
in dem Farbstoff-Donorelement verwendet werden, das im Rahmen
der Erfindung benutzt wird, vorausgesetzt, er ist auf die
Farbstoffempfangsschicht durch Einwirkung von Wärme übertrag
bar. Besonders gute Ergebnisse lassen sich mit sublimierbaren
Farbstoffen erzielen. Farbstoff-Donorelemente, die für die
Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignet
sind, sind beispielsweise bekannt aus den U.S.-Patentschrif
ten 4 916 112; 4 927 803 und 5 023 228.
Wie im Vorstehenden angegeben, werden Farbstoff-Donorelemente
zur Herstellung eines Farbstoffübertragungsbildes verwendet.
Derartige Verfahren umfassen die bildweise Erhitzung eines
Farbstoff-Donorelementes und die Übertragung eines Farbstoff
bildes auf ein Farbstoffempfangselement wie oben beschrieben,
unter Erzeugung des übertragenen Farbstoffbildes.
Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform des thermischen
Farbstoffübertragungsverfahrens wird ein Farbstoff-Donorele
ment verwendet, das einen Poly(ethylenterephthalat)träger
aufweist, der mit wiederkehrenden Bereichen von blaugrünen,
purpurroten und gelben Farbstoffen beschichtet ist und die
Farbstoffübertragungsstufen werden infolge für jede Farbe
durchgeführt, um ein dreifarbiges Farbstoffübertragungsbild
zu erhalten. Wird das Verfahren lediglich für eine einzelne
Farbe durchgeführt, dann wird ein monochromes Farbstoffüber
tragungsbild erhalten.
Thermodruckerköpfe, die zur Übertragung der Farbstoffe von
Farbstoff-Donorelementen auf Empfangselemente gemäß der Er
findung verwendet werden können, sind bekannt und im Handel
erhältlich. Beispielsweise können solche Thermodruckerköpfe
verwendet werden wie ein Fujitsu Thermal Head (FTP-040
MCS001), ein TDK Thermal Head F415 HH7-1089 oder ein Rohm
Thermal Head KE 2008-F3. Alternativ können andere Energielie
feranten für die thermische Farbstoffübertragung verwendet
werden, wie beispielsweise Laser, wie sie beispielsweise be
schrieben werden in der britischen Patentschrift 2 083 726 A.
Eine Zusammenstellung für die thermische Farbstoffübertragung
gemäß der Erfindung umfaßt a) ein Farbstoff-Donorelement und
b) ein Farbstoff-Empfangselement wie oben beschrieben, wobei
sich das Farbstoff-Empfangselement in einer übergeordneten
Beziehung zum Farbstoff-Donorelement befindet, so daß die
Farbstoffschicht des Donorelementes in Kontakt mit der Farb
bildempfangsschicht des Empfangselementes gelangt.
Soll ein dreifarbiges Bild hergestellt werden, so wird die
obige Zusammenstellung dreimal erzeugt, wobei jedesmal Wärme
durch einen Thermodruckerkopf zugeführt wird. Nachdem der
erste Farbstoff übertragen worden ist, werden die Elemente
voneinander abgestreift. Ein zweites Farbstoff-Donorelement
(oder ein anderer Bereich des Donorelementes mit einem unter
schiedlichen Farbstoffbereich) wird dann registerartig mit
dem Farbstoffempfangselement in Kontakt gebracht und das Ver
fahren wird wiederholt. Die dritte Farbe wird in gleicher
Weise erzeugt.
Die elektrografischen und elektrophotographischen Verfahren
und ihre einzelnen Stufen sind im Detail aus vielen Litera
turstellen bekannt. Die Verfahren umfassen die grundlegenden
Stufen der Erzeugung eines elektrostatischen Bildes, der Ent
wicklung des Bildes mit geladenen, farbigen Teilchen (Toner
teilchen), gegebenenfalls der Übertragung des erhaltenen ent
wickelten Bildes auf ein zweites Substrat, und Fixieren des
Bildes auf dem Substrat. Bekannt sind zahlreiche Abwandlungen
dieser Prozesse und grundlegenden Stufen; die Verwendung von
flüssigen Tonern anstelle von trocknen Tonern ist dabei ein
Beispiel für derartige Abwandlungen.
Die erste grundlegende Stufe, die Erzeugung eines elektrosta
tischen Bildes kann auf verschiedene Weise durchgeführt wer
den. Das elektrophotographische Verfahren der Kopierer beruht
auf einer bildweisen Photoentladung durch analoge oder digi
tale Exponierung eines gleichförmig aufgeladenen Photolei
ters. Der Photoleiter kann dabei ein
solcher für eine einmalige Verwendung sein oder er kann mehr
mals verwendet werden, d. h. er kann mehrmals aufgeladen wer
den, wie beispielsweise im Falle von Selen-Photorezeptoren
oder organischen Photorezeptoren.
In einem alternativen elektrografischen Verfahren werden
elektrostatische Bilder ionografisch erzeugt. Das latente
Bild wird auf einem dielektrischen Medium (einem Ladungen
haltenden Medium), entweder Papier oder einem Film, erzeugt.
Spannung wird an ausgewählte Metallstifte oder Schreibstifte
von einer Anordnung von Stiften angelegt, die in einem Ab
stand über der Breite des Mediums angeordnet sind, unter Er
zeugung eines dielektrischen Durchbruches der Luft zwischen
den ausgewählten Stiften und dem Medium. Es werden Ionen er
zeugt, die das latente Bild auf dem Medium erzeugen.
Die elektrostatischen Bilder, die erzeugt wurden, werden
durch Verwendung von entgegengesetzt aufgeladenen Tonerteil
chen entwickelt. Im Fall der Entwicklung mit flüssigen To
nern wird der Flüssigentwickler in direkten Kontakt mit dem
elektrostatischen Bild gebracht. Gewöhnlich wird eine flie
ßende Flüssigkeit angewandt, um zu gewährleisten, daß aus
reichende Mengen an Tonerteilchen für die Entwicklung zur
Verfügung stehen. Das durch das elektrostatische Bild er
zeugte Feld bewirkt, daß die geladenen Teilchen, suspendiert
in einer nicht leitfähigen Flüssigkeit durch Elektrophorese
bewegt werden. Die Ladung des latenten elektrostatischen Bil
des wird somit durch die entgegengesetzt geladenen Teilchen
neutralisiert. Die Theorie und Physis der elektrophoretischen
Entwicklung mit flüssigen Tonern sind allgemein bekannt.
Wird ein wiederaufladbarer Photorezeptor oder wird ein elek
trographischer Master verwendet, so wird das getonte Bild auf
Papier oder ein anderes Substrat übertragen. Das Papier wird
elektrostatisch aufgeladen, wobei die Polarität so ausgewählt
wird, daß die Tonerteilchen auf das Papier übertragen werden.
Schließlich wird das getonte Bild auf dem
Papier fixiert. Im Falle der Verwendung von selbstfixierenden
Tonern wird restliche Flüssigkeit von dem Papier durch Trock
nung an der Luft oder durch Erhitzen entfernt. Nach Verdamp
fen des Lösungsmittels bilden diese Toner auf dem Papier ei
nen Film, der an das Papier gebunden ist. Im Fall von durch
Wärme aufschmelzbaren Tonern werden thermoplastische Polymere
als Teil der Teilchen verwendet. Durch Erhitzen wird restli
che Flüssigkeit entfernt, und der Toner wird auf dem Papier
fixiert.
Die Farbstoffempfangsschicht oder DRL für die Bildaufzeich
nung durch Tintenstrahldruck kann nach beliebigen bekannten
Methoden aufgebracht werden, wie beispielsweise durch Lö
sungsmittelbeschichtung oder Beschichtung durch Extrudieren
aus der Schmelze. Die DRL wird auf die TL in einer Stärke von
0,1-10 µm, vorzugsweise 0,5-5 µm aufgetragen. Es gibt
viele bekannte Formulierungen, die als Farbstoffempfangs
schichten geeignet sind. Das primäre Erfordernis besteht
darin, daß die DRL mit den Tinten verträglich ist, die zur
Bildaufzeichnung verwendet werden, um einen wünschenwerten
Farbton und eine wünschenswerte Farbdichte zu erzeugen. Wenn
die Tintentropfen durch die DRL gelangen, werden die Farb
stoffe in der DRL zurückgehalten oder gebeizt, während die
Tintenlösungsmittel frei durch die DRL gelangen und rasch
durch die TL absorbiert werden. Zusätzlich wird die DRL-For
mulierung vorzugsweise aus Wasser aufgetragen, zeigt eine
adäquate Adhäsion gegenüber der TL und ermöglicht eine leich
te Steuerung des Oberflächenglanzes.
Beispielsweise sind aus den U.S.-Patentschriften 4 879 166;
5 264 275; 5 104 730 und 4 879 166 und den japanischen
Patentschriften 1 095 091; 2 276 671; 2 276 670; 4 267 180;
5 024 335 und 5 016 517 wäßrige DRL-Formulierungen mit Mi
schungen aus Pseudo-Bohemit und bestimmten in Wasser lösli
chen Harzen bekannt. Aus den U.S.-Patentschriften 4 903 040;
4 930 041; 5 084 338; 5 126 194; 5 126 195 und 5 147 717 sind
DRL-Formulierungen auf wäßriger Basis bekannt, die Mischungen
von Vinylpyrrolidonpolymeren und bestimmten in
Wasser dispergierbaren und/oder in Wasser löslichen Poly
estern enthalten, gemeinsam mit anderen Polymeren und Zu
sätzen. Aus den U.S.-Patentschriften 4 857 386 und 5 102 717
sind Tinte absorbierende Harzschichten bekannt mit Mischungen
aus Vinylpyrrolidonpolymeren und Acryl- oder Methacrylpoly
meren. In den U.S.-Patentschriften 5 194 317 und 5 059 983
werden aus wäßrigen Medien auftragbare DRL-Formulierungen auf
Poly(vinylalkohol)basis beschrieben. Aus der U.S.-Patent
schrift 5 208 092 sind IRL-Formulierungen auf wäßriger Basis
bekannt mit Vinylcopolymeren, die später quervernetzt werden.
Zusätzlich zu diesen Beispielen gibt es andere bekannte DRL-
Formulierungen, die übereinstimmen mit den vorerwähnten pri
mären und sekundären Erfordernissen der DRL.
Die bevorzugte DRL ist 0,1-10 Mikrometer dick und wird aus
einer wäßrigen Dispersion von 5 Teilen Alumoxan und 5 Teilen
Poly(vinylpyrrolidon) aufgetragen. Die DRL kann ferner ver
schiedene Mengen und Größen von Mattierungsmitteln enthalten,
und zwar zum Zwecke der Steuerung des Glanzes, der Reibung
und/oder zur Erzeugung eines Widerstandes gegenüber Fingerab
drücken, sie kann ferner oberflächenaktive Mittel enthalten,
zur Steigerung der Oberflächengleichförmigkeit und zur Ein
stellung der Oberflächenspannung der getrockneten Beschich
tung, ferner Beizmittel, Antioxidationsmittel, UV-Licht ab
sorbierende Verbindungen, Lichtstabilisatoren und derglei
chen.
Obgleich die Tinte aufnehmenden Elemente wie oben beschrieben
erfolgreich dazu verwendet werden können, um die Ziele der
vorliegenden Erfindung zu erreichen, kann es wünschenswert
sein, die DRL zum Zwecke der Steigerung der Dauerhaftigkeit
des aufgezeichneten Bildes zu überschichten. Überzugsschich
ten können auf die DRL aufgebracht werden entweder vor oder
nach der Bildaufzeichnung. Beispielsweise kann die DRL
überschichtet werden mit einer für Tinte permeablen Schicht,
durch welche die Tinten frei fließen können. Schichten dieses
Typs sind bekannt aus den
U.S.-Patentschriften 4 686 118; 5 027 131 und 5 102 717. Al
ternativ kann eine Überzugsschicht aufgebracht werden, nach
dem auf dem Element ein Bild aufgezeichnet wurde. Beliebige
der bekannten Laminierungsfilme und Vorrichtungen können zu
diesem Zweck eingesetzt werden. Die Tinten, die in dem vorer
wähnten Bildaufzeichnungsverfahren verwendet werden, sind
allgemein bekannt und die Tintenformulierungen werden in der
Regel dem speziellen Verfahren angepaßt, in dem sie verwendet
werden, d. h. einem kontinuierlichen, piezoelektrischen oder
thermalen Prozeß. Infolgedessen können je nach dem speziellen
Tintenverfahren die Tinten stark unterschiedliche Mengen und
Kombinationen von Lösungsmitteln, Färbemitteln, Schutzmit
teln, oberflächenaktiven Verbindungen, Feuchthaltemittel und
dergleichen enthalten. Tinten, die bevorzugt in Kombination
mit den bildaufzeichnenden Elementen der vorliegenden Erfin
dung verwendet werden, sind solche auf Wasserbasis, wie sie
beispielsweise zum gegenwärtigen Zeitpunkt vertrieben werden
für die Verwendung in Printern vom Typ Hewlett-Packard Desk
Writer 560C Printer.
Diese Erfindung ist ferner gerichtet auf photographische Sil
berhalogenidelemente von ausgezeichnetem Leistungsvermögen,
wenn sie exponiert werden durch entweder eine elektronische
Druckmethode oder eine übliche optische Druckmethode. Eine
elektronische Druckmethode umfaßt die Einwirkung einer akti
nischen Strahlung von mindestens 10-4 ergs/cm2 bei einer Dau
er von bis zu 100 µ Sekunden nach Pixel-um-Pixel-Art auf eine
strahlungsempfindliche Silberhalogenidemulsionsschicht, wobei
die Silberhalogenidemulsionsschicht Silberhalogenidkörner
enthalten kann, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt
sind. Eine übliche optische Druckmethode umfaßt die Einwir
kung einer aktinischen Strahlung von mindestens 10-4 ergs/cm2
über einen Zeitraum von 10-3 bis 300 Sekunden in bildweiser
Form auf eine strahlungsempfindliche Silberhalogenidemul
sionsschicht eines Aufzeichnungselementes in bildweiser Form,
wobei die Silberhalogenidemulsionsschicht
Silberhalogenidkörner aufweist, wie sie aus dem Stand der
Technik bekannt sind.
Im Rahmen einer vorteilhaften Ausführungsform wird im Rahmen
der Erfindung eine strahlungsempfindliche Emulsion verwendet
mit Silberhalogenidkörner, die a) mehr als 50 Mol-% Chlorid,
bezogen auf Silber enthalten, b) von denen mehr als 50%
ihres Oberflächenbereiches durch {100}-Kristallflächen gebil
det werden und die c) einen zentralen Teil aufweisen, der 95
bis 99% des gesamten Silbers ausmacht und zwei Dotiermittel
enthält, die ausgewählt sind derart, daß sie die folgenden
zwei Klassenerfordernisse erfüllen: (i) Das Dotiermittel ist
ein Hexakoordinations-Metallkomplex, der der Formel ent
spricht:
[ML6]n (I).
Worin n steht für 0, -1, -2, -3 oder -4; M steht für ein mit
einem polyvalenten Metallion gefülltes Grenz-Orbital, ver
schieden von Iridium; und L6 steht für brückenbildende Ligan
den, die unabhängig voneinander ausgewählt werden können,
vorausgesetzt, daß mindestens vier der Liganden anionische
Liganden sind und vorausgesetzt, daß mindestens einer der
Liganden ein Cyanoligand ist oder ein Ligand, der elektro
negativer als ein Cyanoligand ist; und wobei (ii) das zweite
Dotiermittel ein Iridium-Koordinationskomplex ist mit einem
Thiazol- oder substituierten Thiazolliganden.
Diese Erfindung ist auch auf ein photographisches Aufzeich
nungselement gerichtet, das aufweist einen Träger und minde
stens eine lichtempfindliche Silberhalogenidemulsionsschicht,
die Silberhalogenidkörner wie oben beschrieben enthält.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß die Kombination
von Dotiermitteln (i) und (ii) zu einer größeren
Verminderung der Reziprozitätsabweichung führt, als sie durch
Verwendung von einem Dotiermittel allein erreicht werden
kann. Weiterhin wurde unerwarteterweise gefunden, daß die
Kombination der Dotiermittel (i) und (ii) zu Verminderungen
der Reziprozitätsabweichung führt, die unterhalb derjenigen
liegen, die sich aus der additiven Summe der Abweichungen er
gibt, wenn ein Dotiermittel einer Klasse allein verwendet
wird. Bisher war nicht bekannt, daß die Kombination von Do
tiermitteln der Klassen (i) und (ii) zu einer stärkeren Ver
minderung der Reziprozitätsabweichung führt, und zwar insbe
sondere im Fall von hochintensiven und kurzen Exponierungen.
Die Kombination der Dotiermittel (i) und (ii) führt ferner in
unerwarteter Weise zu einer Hochintensitäts-Reziprozität mit
Iridium bei relativ niedrigen Mengen und Hochintensitäts- und
Niedrigintensitäts-Reziprozitätsverbesserungen selbst bei
Verwendung von üblichen Gelatino-Peptisationsmitteln (z. B.
anderen Peptisationsmitteln als Gelatino-Peptisationsmitteln
mit niedrigem Methioningehalt).
Im Fall einer bevorzugten Ausführungsform lassen sich die
Vorteile der Erfindung übertragen auf einen erhöhten Ausstoß
an digitalen, praktisch artifakt-freien Farb-Printbildern un
ter Exponierung eines jeden Pixels infolge Synchrom mit den
digitalen Daten eines Bildprozessors.
Im Fall einer Ausführungsform der Erfindung stellt die vor
liegende Erfindung eine Verbesserung der elektronischen
Druckmethode dar. Im Falle einer Ausführungsform der Erfin
dung ist diese gerichtet auf ein elektronisches Druckverfah
ren, das umfaßt die Einwirkung aktinischer Strahlung von min
destens 10-4 ergs/cm2 über einen Zeitraum von bis zu 100-µ-Sekunden
nach Pixel-um-Pixel-Art auf eine strahlungsempfind
liche Silberhalogenidemulsionsschicht eines Aufzeichnungsele
mentes. Die vorliegende Erfindung realisiert eine Verbesse
rung in der Reziprozitätsabweichung durch Auswahl der strah
lungsempfindlichen Silberhalogenidemulsionsschicht. Während
bestimmte Ausführungsformen der Erfindung speziell gerichtet
sind auf
das elektronische Drucken, ist die Verwendung der Emulsionen
und Elemente der Erfindung nicht auf solche speziellen Aus
führungsformen beschränkt, und es ist darauf hinzuweisen, daß
die Emulsionen und Elemente der Erfindung auch gut geeignet
sind für den üblichen optischen Druck (convenitonal optical
printing).
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß ein beträchtlich
verbessertes Reziprozitätsverhalten im Falle von Silberhalo
genidkörner erzielt werden kann, die a) mehr als 50 Mol-%
Chlorid, bezogen auf Silber enthalten und b) bei denen mehr
als 50% ihres Oberflächenbereiches gebildet werden durch
{100}-Kristallflächen, durch Verwendung eines Hexakoordinati
onskomplex-Dotiermittels der Klasse (i) in Kombination mit
einem Dotiermittel aus einem Iridiumkomplex mit einem Thia
zol- oder substituierten Thiazolliganden. Die Reziprozitäts
verbesserung wird im Fall von Silberhalogenidkörnern er
zielt, die unter Verwendung von üblichen Gelatino-Peptisati
onsmitteln verwendet werden, ungleich der Kontrastverbesse
rung, die für die Kombination von Dotiermitteln in den U.S.-
Patentschriften 5 783 373 und 5 783 378 beschrieben wird, die
die Verwendung von Gelatino-Peptisationsmitteln mit niedrigem
Methioningehalt erfordert und in denen angegeben wird, daß es
vorzuziehen ist, die Konzentration von Gelatino-Peptisations
mitteln mit einem Methioningehalt von größer als 30 Mikromo
len pro Gramm auf eine Konzentration von weniger als 1 Pro
zent des gesamten verwendeten Peptisationsmittels zu be
schränken. Demzufolge wird im Fall spezieller Ausführungs
formen der Erfindung speziell empfohlen, beträchtliche Mengen
(d. h. mehr als 1 Gewichts.-% des gesamten Peptisationsmit
tels) an üblicher Gelatine zu verwenden (z. B. Gelatine mit
mindestens 30 Mikromolen Methionin pro Gramm) als ein
Gelatino-Peptisationsmittel für die Silberhalogenidkörner der
Emulsionen der Erfindung. Im Fall von bevorzugten Ausfüh
rungsformen der Erfindung wird ein Gelatino-Peptisationsmit
tel verwendet, das mindestens 50 Gew.-% Gelatine enthält mit
mindestens 30 Mikromolen Methionin pro
Gramm, da es häufig wünschenswert ist, die Menge an oxidier
ter Gelatine mit niedrigem Methioningehalt zu beschränken, die
aus Kostengründen und bestimmten Verhaltensgründen verwendet
werden kann.
Im Fall einer speziellen bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird vorgeschlagen, ein Hexakoordinations-Komplex-
Dotiermittel der Klasse (i) zu verwenden, das der Formel
genügt:
[ML6]n (I),
worin:
n steht für 0, -1, -2, -3 oder -4;
M ein polyvalentes Metallion mit einem gefüllten Grenz- Orbital ist, verschieden von Iridium, und vorzugsweise steht für Fe+2, Ru+2, Os+2, Co+3, Rh+3, Pd+4 oder Pt+4, weiter bevor zugt für ein Eisen-, Ruthenium- oder Osmiumion und in beson ders bevorzugter Weise für ein Rutheniumion;
worin ferner L6 steht für sechs brückenbildende Liganden, die unabhängig voneinander ausgewählt werden können, vorausge setzt, daß mindestens vier der Liganden anionische Liganden sind und mindestens einer (vorzugsweise mindestens 3 und in optimaler Weise mindestens 4) der Liganden ein Cyanoligand ist oder ein Ligand, der elektronegativer als ein Cyanoligand ist. Alle verbleibenden Liganden können ausgewählt werden aus verschiedenen anderen brückenbildenden Liganden, wozu gehören Aquoliganden, Halogenidliganden (speziell Fluorid, Chlorid, Bromid und Jodid), Cyanatliganden, Thiocyanatliganden, Sele nocyanatliganden, Tellurocyanatliganden und Azidliganden. Hexacoordinierte Übergangsmetallkomplexe der Klasse (i) die sechs Cyanoliganden enthalten, werden vorzugsweise verwendet.
n steht für 0, -1, -2, -3 oder -4;
M ein polyvalentes Metallion mit einem gefüllten Grenz- Orbital ist, verschieden von Iridium, und vorzugsweise steht für Fe+2, Ru+2, Os+2, Co+3, Rh+3, Pd+4 oder Pt+4, weiter bevor zugt für ein Eisen-, Ruthenium- oder Osmiumion und in beson ders bevorzugter Weise für ein Rutheniumion;
worin ferner L6 steht für sechs brückenbildende Liganden, die unabhängig voneinander ausgewählt werden können, vorausge setzt, daß mindestens vier der Liganden anionische Liganden sind und mindestens einer (vorzugsweise mindestens 3 und in optimaler Weise mindestens 4) der Liganden ein Cyanoligand ist oder ein Ligand, der elektronegativer als ein Cyanoligand ist. Alle verbleibenden Liganden können ausgewählt werden aus verschiedenen anderen brückenbildenden Liganden, wozu gehören Aquoliganden, Halogenidliganden (speziell Fluorid, Chlorid, Bromid und Jodid), Cyanatliganden, Thiocyanatliganden, Sele nocyanatliganden, Tellurocyanatliganden und Azidliganden. Hexacoordinierte Übergangsmetallkomplexe der Klasse (i) die sechs Cyanoliganden enthalten, werden vorzugsweise verwendet.
Beispiele für speziell zu empfehlende Hexakoordination-Kom
plexe der Klasse (i) für den Einschluß in die Körner von ho
hem Chloridgehalt werden beschrieben in den U.S.-Patent
schriften 5 503 970, 5 494 789 und 5 503 971 sowie in der
U.S.-Patentschrift 4 945 035 und in der japanischen Patent
anmeldung Hei-2[1990]-249588 sowie in Research Disclosure Nr. 36736.
Geeignete neutrale und anionische organische Liganden
für Dotiermittel aus Hexakoordinations-Komplexen der Klasse
(ii) werden beschrieben in den U.S.-Patentschriften 5 360 712
und 5 462 849.
Dotiermittel der Klasse (i) werden vorzugsweise in die Körner
mit hohem Chloridgehalt eingeführt, nachdem mindestens 50 (in
am meisten bevorzugter Weise 75 und in optimaler Weise 80)
Prozent des Silbers ausgefällt worden sind, jedoch bevor die
Ausfällung des zentralen Teiles der Körner vollständig ist.
Vorzugsweise wird das Dotiermittel der Klasse (i) eingeführt,
bevor 98 Prozent (in am meisten bevorzugter Weise 95 und in
optimaler Weise 90 Prozent) des Silbers ausgefällt wurden.
Bezogen auf die voll ausgefällte Konstruktur liegt das Do
tiermittel der Klasse (i) vorzugsweise in einem inneren Hül
lenbereich vor, der mindestens 50 (in am meisten bevorzugter
Weise 75 und in optimaler Weise 80) Prozent des Silbers um
gibt und wobei das zentraler angeordnete Silber den gesamten
zentralen Bereich ausmacht (99 Prozent des Silbers) und in am
meisten bevorzugter Weise 95 Prozent ausmacht und in optima
ler Weise 90 Prozent des Silbers ausmacht, das die Körner von
hohem Chloridgehalt bildet. Das Dotiermittel der Klasse (i)
kann über den inneren Hülenbereich verteilt werden, wie oben
erläutert, oder es kann in Form einer oder mehrerer Banden in
nerhalb des inneren Hüllenbereiches zugeführt werden.
Das Dotiermittel der Klasse (i) kann in jeder geeigneten üb
lichen Konzentration zugesetzt werden. Ein bevorzugter Kon
zentrationsbereich liegt bei 10-8 bis 10-3 Molen pro Molsil
ber, insbesondere bei 10-6 bis 5 × 10-4 Molen pro Molsilber.
Die folgenden Dotiermittel sind spezielle Beispiele für
Dotiermittel der Klasse (i):
(i-1) [Fe(CN)6]-4
(i-2) [Ru(CN)6]-4
(i-3) [Os(CN)6]-4
(i-4) [Rh(CN)6]-3
(i-5) [Co(CN)6]-3
(i-6) [Fe(pyrazin)(CN)5]-4
(i-7) [RuCl(CN)5]-4
(i-8) [OsBr(CN)5]-4
(i-9) [RhF(CN)5]-3
(i-10) [In(NCS)6]-3
(i-11) [FeCO(CN)5]-3
(i-12) [RuF2(CN)4]-4
(i-13) [OsCl2(CN)4]-4
(i-14) [RhI2(CN)4]-3
(i-15) [Ga(NCS)6]-3
(i-16) [Ru(CN)5(OCN)]-4
(i-17) [Ru(CN)5(N3)]-4
(i-18) [Os(CN)5(SCN)]-4
(i-19) [Rh(CN)5(SeCN)]-3
(i-20) [Os(CN)Cl5]-4
(i-21) [Fe(CN)3Cl3]-3
(i-22) [Ru(CO)2(CN)4]-1
(i-2) [Ru(CN)6]-4
(i-3) [Os(CN)6]-4
(i-4) [Rh(CN)6]-3
(i-5) [Co(CN)6]-3
(i-6) [Fe(pyrazin)(CN)5]-4
(i-7) [RuCl(CN)5]-4
(i-8) [OsBr(CN)5]-4
(i-9) [RhF(CN)5]-3
(i-10) [In(NCS)6]-3
(i-11) [FeCO(CN)5]-3
(i-12) [RuF2(CN)4]-4
(i-13) [OsCl2(CN)4]-4
(i-14) [RhI2(CN)4]-3
(i-15) [Ga(NCS)6]-3
(i-16) [Ru(CN)5(OCN)]-4
(i-17) [Ru(CN)5(N3)]-4
(i-18) [Os(CN)5(SCN)]-4
(i-19) [Rh(CN)5(SeCN)]-3
(i-20) [Os(CN)Cl5]-4
(i-21) [Fe(CN)3Cl3]-3
(i-22) [Ru(CO)2(CN)4]-1
Haben die Dotiermittel der Klasse (i) eine negative Ladung,
so ist ihnen ein Gegenion zugeordnet, wenn sie in das Reak
tionsgefäß während der Ausfällung eingeführt werden. Das Ge
genion ist von geringer Bedeutung, da es ionisch von dem Do
tiermittel in Lösung dissoziiert und nicht in das Korn einge
führt wird. Zu üblichen Gegenionen, von denen bekannt ist,
daß sie sich für eine Silberchlorid-Ausfällung eignen, gehö
ren beispielsweise Ammonium- und Alkalimetallionen. Zu bemer
ken ist, daß die gleichen Kommentare für die Dotiermittel der
Klasse (ii) gelten, sofern nichts anderes ausgesagt wird.
Das Dotiermittel der Klasse (ii) ist ein Iridium-Koordinati
onskomplex mit mindestens einem Thiazol- oder substituierten
Thiazolliganden. Wissenschaftliche Untersuchungen haben erge
ben, daß Hexahalo-Koordinationskomplexe der Gruppe VIII tiefe
Elektronenfallen erzeugen, wie es beschrieben wird von R. S.
Eachus, R. E. Graves und M. T. Olm in J. Chem. Phys., Band 69,
Seiten 4580-7(1978) und Physica Status Solidi A, Band 57,
Seiten 429-37(1980) und R. S. Eachus und M. T. Olm in Annu.
Rep. Prog. Chem. Sect. C. Phys. Chem. Band 83,3, Seiten 3-48
(1986). Es wird angenommen, daß die Dotiermittel der Klasse
(ii) die in der Praxis dieser Erfindung verwendet werden,
derartige tiefe Elektronenfallen erzeugen. Die Thiazolligan
den können durch photographisch akzeptierbare Substituenten
substituiert sein, die die Einführung des Dotiermittels in
das Silberhalogenidkorn nicht verhindern. Zu Beispielen von
geeigneten Substituenten gehören kurzkettige Alkylgruppen (z.
B. Alkylgruppen mit 1-4 Kohlenstoffatomen) und speziell
Methyl. Ein spezielles Beispiel eines substituierten Thia
zolliganden, der im Rahmen der Erfindung benutzt werden kann,
ist 5-Methylthiazol. Das Dotiermittel der Klasse (ii) ist
vorzugsweise ein Iridium-Koordinationskomplex mit Liganden,
von denen ein jeder elektropositiver ist als ein Cyanoligand.
Im Falle einer speziell bevorzugten Ausführungsform bestehen
die nicht aus Thiazol- oder
substituierten Thiazolliganden bestehenden Liganden des Koor
dinationskomplexes aus Halogenidliganden.
In vorteilhafter Weise können die Dotiermittel der Klasse
(ii) ausgewählt werden aus den Koordinationskomplexen, die
organische Liganden enthalten, wie sie beschrieben werden in
den U.S.-Patentschriften 5 360 712; 5 457 021 und 5 462 849.
Im Fall einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
als Dotiermittel der Klasse (ii) ein Hexakoordinationskomplex
verwendet, der der folgenden Formel entspricht:
[IrL1 6]n' (II),
worin
n' steht für 0, -1, -2, -3 oder -4; und worin
L1 6 steht für sechs brückenbildende Liganden, die unabhängig voneinander ausgewählt werden können, vorausgesetzt, daß min destens vier der Liganden anionische Liganden sind, wobei je der der Liganden elektropositiver als ein Cyanoligand ist und wobei mindestens einer der Liganden ein Thiazol- oder substi tuiierter Thiazolligand ist. Im Falle einer speziell bevor zugten Ausführungsform sind mindestens vier der Liganden Ha logenidliganden, wie z. B. Chlorid- oder Bromidliganden.
n' steht für 0, -1, -2, -3 oder -4; und worin
L1 6 steht für sechs brückenbildende Liganden, die unabhängig voneinander ausgewählt werden können, vorausgesetzt, daß min destens vier der Liganden anionische Liganden sind, wobei je der der Liganden elektropositiver als ein Cyanoligand ist und wobei mindestens einer der Liganden ein Thiazol- oder substi tuiierter Thiazolligand ist. Im Falle einer speziell bevor zugten Ausführungsform sind mindestens vier der Liganden Ha logenidliganden, wie z. B. Chlorid- oder Bromidliganden.
Das Dotiermittel der Klasse (ii) wird vorzugsweise in die
Körner mit hohem Chloridgehalt eingeführt, nachdem mindestens
50 Prozent (in am meisten bevorzugter Weise 85 Prozent und in
optimaler Weise 90 Prozent) des Silbers ausgefällt worden
sind, jedoch bevor die Ausfällung des zentralen Teils der
Körner vollständig ist. Vorzugsweise wird das Dotiermittel
der Klasse (ii) eingeführt, bevor 99 Prozent (in am meisten
bevorzugter Weise 97 Prozent und in optimaler Weise 95 Pro
zent) des Silbers ausgefällt wurden. Für die voll
ausgefällte Konstruktur bedeutet dies, daß das Dotiermittel
der Klasse (ii) vorzugsweise in einem inneren Hüllenbereich
vorliegt, der mindestens 50 Prozent (in am meisten bevorzug
ter Weise 85 Prozent und in optimaler Weise 90 Prozent) des
Silbers umgibt und wobei das zentraler positionierte Silber
den gesamten zentralen Bereich ausmacht (99 Prozent des Sil
bers) in besonders bevorzugter Weise 97 Prozent und in opti
maler Weise 95 Prozent des Silberhalogenides ausmacht, das
die Körner mit hohem Chloridgehalt bildet. Das Dotiermittel
der Klasse (ii) kann über den inneren Hüllenbereich verteilt
sein, der wie oben angegeben abgegrenzt ist oder es kann als
eine oder mehrere Banden innerhalb des inneren Hüllenberei
ches zugegeben werden.
Das Dotiermittel der Klasse (ii) kann in jeder üblichen ge
eigneten Konzentration verwendet werden. Ein bevorzugter Kon
zentrationsbereich liegt bei 10-9 bis 10-4 Molen pro Mol
Silber. Iridium wird in besonders bevorzugter Weise in einem
Konzentrationsbereich von 10-8 bis 10-5 Molen pro Mol Silber
verwendet.
Zu speziellen Beispielen von geeigneten Dotiermitteln der
Klasse (ii) gehören:
(ii-1) [IrCl5(Thiazol)]-2
(ii-2) [IrCl4(Thiazol)2]-1
(ii-3) [IrBr5(Thiazol)]-2
(ii-4) [IrBr4(Thiazol)2]-1
(ii-5) [IrCl5(5-Methylthiazol)]-2
(ii-6) [IrCl4(5-Methylthiazol)2]-1
(ii-7) [IrBr5(5-Methylthiazol)]-2
(ii-8) [IrBr4(5-Methylthiazol)2]-1
(ii-2) [IrCl4(Thiazol)2]-1
(ii-3) [IrBr5(Thiazol)]-2
(ii-4) [IrBr4(Thiazol)2]-1
(ii-5) [IrCl5(5-Methylthiazol)]-2
(ii-6) [IrCl4(5-Methylthiazol)2]-1
(ii-7) [IrBr5(5-Methylthiazol)]-2
(ii-8) [IrBr4(5-Methylthiazol)2]-1
Gemäß einem besonders bevorzugten Aspekt der Erfindung führt
die Verwendung eines Dotiermittels der Klasse (ii) in
Kombination mit einem OsCl5(NO)-Dotiermittel in einer Schicht
mit einem einen purpurroten Farbstoff erzeugenden Kuppler zu
einem besonders vorteilhaften Ergebnis.
Emulsionen, welche die Vorteile der Erfindung veranschauli
chen, lassen sich realisieren durch Modifizierung der Ausfäl
lung von üblichen Silberhalogenidkörnern mit hohem Chlorid
gehalt mit überwiegend (< 50%) {100}-Kristallflächen durch
Verwendung einer Kombination von Dotiermitteln der Klassen
(i) und (ii) wie oben beschrieben.
Die ausgefällten Silberhalogenidkörner enthalten mehr als 50 Mol-%
Chlorid, bezogen auf Silber. Vorzugsweise enthalten die
Körner mindestens 70 Mol-% Chlorid und in optimaler Weise
mindestens 90 Mol-% Chlorid, bezogen auf Silber. Iodid kann
in den Körnern bis zu seiner Löslichkeitsgrenze vorliegen,
die in Silberiodochloridkörnern unter typischen Fällungsbe
dingungen bei etwa 11 Mol-%, bezogen auf Silber liegt. Als
vorteilhaft hat es sich im Falle der meisten photographischen
Anwendungen erwiesen, den Iodidgehalt auf weniger als 5 Mol-%
Iodid, in besonders bevorzugter Weise auf weniger als 2 Mol-%
Iodid, bezogen auf Silber, zu begrenzen.
Silberbromid und Silberchlorid sind in allen Verhältnissen
miteinander mischbar. Infolgedessen kann jeder Anteil bis zu
50 Mol-% des gesamten Halogenides, der nicht auf Chlorid und
Iodid entfällt, aus Bromid bestehen. Im Falle eines Farbre
flektions-Prints (d. h. eines Farbpapieres) ist die Verwen
dung von Bromid in typischer Weise auf weniger als 10 Mol-%,
bezogen auf Silber, begrenzt, und die Iodidkonzentration ist
auf weniger als 1 Mol-%, bezogen auf Silber, begrenzt.
In weit verbreiteter Form werden Körner mit hohem Chlorid
gehalt ausgefällt unter Bildung von kubischen Körnern, d. h.
Körnern mit {100} Hauptflächen und Kanten von gleicher Länge.
In der Praxis runden Reifungseffekte normalerweise die Kanten
und Ecken der Körner in gewissem Umfange ab. Außer
unter extremen Reifungsbedingungen jedoch entfallen mehr als
50% der gesamten Kornoberfläche auf {100} Kristallflächen.
Tetraetische Körner mit hohem Chloridgehalt sind eine übliche
Variante von kubischen Körnern. Diese Körner enthalten sechs
{100} Kristallflächen und acht {111} Kristallflächen. Tetra
etische Körner fallen unter die Empfehlung dieser Erfindung
bis zu dem Ausmaß, daß mehr als 50 Prozent des gesamten Ober
flächenbereiches auf {100} Kristallflächen entfallen.
Obgleich es übliche Praxis ist, die Einführung von Iodid in
Körner eines hohen Chloridgehaltes, die zur Herstellung von
Farbpapier verwendet werden, zu vermeiden oder auf ein Mini
mum zu begrenzen, wurde vor kurzem festgestellt, daß Silber
iodochloridkörner mit {100} Kristallflächen und in manchen
Fällen einer oder mehreren {111} Flächen zu besonderen Graden
von photographischer Empfindlichkeit führen. In diese Emulsi
onen wird Iodid in Gesamtkonzentrationen von 0,05 bis 3,0 Mol-%,
bezogen auf Silber, eingeführt, wobei Körner mit einer
Oberflächenhülle von mehr als 50 Å, die praktisch frei von
Iodid ist sowie einer inneren Hülle mit einer maximalen
Iodidkonzentration, die einen Kern umgibt, mindestens 50 Pro
zent des gesamten Silbers ausmachen. Derartige Konstrukturen
werden in der EPO 0 718 679 beschrieben.
Im Falle einer weiteren verbesserten Form können die Körner
mit hohem Chloridgehalt die Form von tafelförmigen Körnern
aufweisen, die {100} Hauptflächen aufweisen. Bevorzugte Emul
sionen mit {100} tafelförmigen Körnern eines hohen Chlorid
gehaltes sind jene, in denen die tafelförmigen Körner minde
stens 70 Prozent (in besonders bevorzugter Weise mindestens
90 Prozent) der gesamten projizierten Kornfläche ausmachen.
Bevorzugte {100} Tafelkornemulsionen mit hohem Chloridgehalt
haben ein mittleres Aspektverhältnis von mindestens 5 (in
besonders bevorzugter Weise von mindestens < 8). Tafelförmige
Körner haben in typischer Weise eine Dicke
von weniger als 0,3 µm, vorzugsweise von weniger als 0,2 µm
und in optimaler Weise von weniger als 0,07 µm. {100} Tafel
kornemulsionen mit hohem Chloridgehalt sowie ihre Herstellung
werden beispielsweise beschrieben in den U.S.-Patentschriften
5 264 337, 5 292 632, 5 320 938, 5 314 798 und 5 413 904.
Nachdem Körner mit hohem Chloridgehalt mit überwiegend {100}
Kristallflächen ausgefällt worden sind, mit einer Kombination
von Dotiermitteln der Klasse (i) und (ii), wie oben beschrie
ben, können die Emulsionen in üblicher bekannter Weise che
misch und spektral sensibilisiert werden unter anschließender
Zugabe von üblichen Zusätzen zur Anpassung der Emulsion an
die Art der Bildaufzeichnung. Diese üblichen Merkmale werden
beispielsweise beschrieben in Research Disclosure, Nr. 38957,
wie oben zitiert, insbesondere in:
- A) Emulsionswäsche;
- B) Chemische Sensibilisierung;
- C) Spektrale Sensibilisierung und Desensibilisierung;
- D) Antischleiermittel und Stabilisatoren;
- E) Absorbierende und streuende Materialien;
- F) Beschichtung und die physikalischen Eigenschaften modifizierende Zusätze; und
- G) Farbbild-Bildner und Modifizierungsmittel.
Etwas zusätzliches Silberhalogenid, in typischer Weise weni
ger als 1 Prozent, bezogen auf das Gesamtsilber, kann zuge
führt werden, um die chemische Sensibilisierung zu erleich
tern. Es ist ferner allgemein bekannt, daß Silberhalogenid
epitaxial an ausgewählten Stellen eines Wirtskornes ausge
fällt werden kann, um die Empfindlichkeit zu erhöhen. Bei
spielsweise sind {100} tafelförmige Körner mit hohem Chlorid
gehalt mit einer Ecken-Epitaxie aus der U.S.-Patentschrift
5 275 930 bekannt. Zum Zweck einer klaren Abgrenzung wird
das Merkmal "Silberhalogenidkorn" hier dazu verwendet, um das
Silber einzuschließen, das erforderlich ist, um das Korn zu
erzeugen bis zu dem Punkt, bei dem die
endgültigen {100} Kristallflächen des Kornes erzeugt wurden.
Silberhalogenid, das später abgeschieden wurde, das nicht auf
den {100} Kristallflächen liegt, die zuvor erzeugt wurden,
die mindestens 50 Prozent des Kornflächenbereiches ausmachen,
ist von dem Gesamtsilber, das die Silberhalogenidkörner bil
det, ausgeschlossen. Dies bedeutet, daß das Silber, das eine
ausgewählte Stellen-Epitaxie bildet, nicht Teil der Silberha
logenidkörner ist, während das Silberhalogenid, das abge
schieden wurde und die endgültigen {100} Kristallflächen der
Körner bildet, eingeschlossen ist, in dem Gesamtsilber, das
die Körner bildet, selbst wenn es sich wesentlich in seiner
Zusammensetzung von dem zuvor abgeschiedenen Silberhalogenid
unterscheidet.
In die Elemente können Bildfarbstoffe erzeugende Kuppler ein
geführt werden, wie z. B. Kuppler, die blaugrüne Farbstoffe
bei Reaktion mit oxidierten Farbentwicklerverbindungen lie
fert, und die beispielsweise beschrieben werden in solch re
präsentativen Patentschriften und Publikationen wie: den
U.S.-Patentschriften 2 367 531; 2 423 730; 2 474 293;
2 772 162; 2 895 826; 3 002 836; 3 034 892; 3 041 236 und
4 883 746 und der Literaturstelle "Farbkuppler - eine Litera
turübersicht" veröffentlicht in Agfa-Mitteilungen, Band III,
Seiten 156-175 (1961). Vorzugsweise sind solche Kuppler
Phenole und Naphthole, die blaugrüne Farbstoffe bei Umsetzung
mit oxidierten Farbentwicklerverbindungen erzeugen. Bevorzugt
verwendet werden ferner die blaugrünen Kuppler, die bei
spielsweise beschrieben werden in den europäischen Patentan
meldungen 491 197; 544 322; 556 700; 556 777; 565 096;
570 006 und 574 948.
Typische, blaugrüne Farbstoffe erzeugende Kuppler werden
durch die folgenden Formeln dargestellt:
worin R1, R5 und R8 jeweils für ein Wasserstoffatom stehen
oder einen Substituenten; R2 einen Substituenten darstellt;
R3, R4 und R7 jeweils stehen für eine elektronenanziehende
Gruppe mit einer Hammett-Substituenten-Konstante σpara von
0,2 oder darüber, wobei die Summe der σpara-Werte von R3 und
R4 bei 0,65 oder darüber liegt; worin R6 eine elektronenan
ziehende Gruppe darstellt mit einer Hammett-Substituenten-
Konstante σpara von 0,35 oder darüber; worin X für ein Was
serstoffatom steht oder eine abkuppelnde Gruppe; worin Z1 die
nicht metallischen Atome darstellt, die für die Erzeugung ei
nes Stickstoff enthaltenden, 6-gliedrigen, heterozyklischen
Ringes erforderlich sind, der mindestens eine dissoziative
Gruppe aufweist; worin Z2 steht für -C(R7)= und -N= ; und wo
rin Z3 und Z4 jeweils stehen für -C(R8)= oder -N=.
Für die Zwecke dieser Erfindung ist ein "NB-Kuppler" ein ei
nen Farbstoff erzeugender Kuppler, der zur Kupplung mit dem
Entwickler 4-Amino-3-methyl-N-ethyl-N-(2-methansulfonamido
ethyl)anilinsesquisulfathydrat unter Erzeugung eines Farb
stoffes geeignet ist, bei dem die linke Bandbreite (LBW) sei
nes Absorptionsspektrums nach "Spin-Beschichtung" aus einer
3%-w/v-Lösung des Farbstoffes in Di-n-butylsebacat als Lö
sungsmittel um mindestens 5 nm geringer ist als die LBW im
Falle einer 3%-w/v-Lösung des gleichen Farbstoffes in Aceto
nitril. Die LBW der spektralen Kurve für einen Farbstoff ist
die Entfernung zwischen der linken Seite der spektralen Kurve
und der Wellenlänge der maximalen Absorption, gemessen bei
einer Dichte von der Hälfte des Maximums.
Die Probe für die "Spin-Beschichtung" wird dadurch herge
stellt, daß zunächst eine Lösung des Farbstoffes in Di-n-
butylsebacat als Lösungsmittel (3% w/v) hergestellt wird.
Ist der Farbstoff unlöslich, so wird eine Lösung erreicht
durch Zugabe von etwas Methylenchlorid. Die Lösung wird fil
triert, und 0,1-0,2 ml werden auf einen klaren Polyethylen
terephthalat-Träger aufgebracht (einer ungefähren
Größe von 4 cm × 4 cm), worauf sich eine Spin-Beschichtung
bei 4000 Umdrehungen pro Minute anschließt, unter Verwendung
einer Spin-Beschichtungsvorrichtung vom Typ Modell Nr. EC101,
erhältlich von der Firma Headway Research Inc., Garland TX.
Das Transmissionsspektrum der auf diese Weise hergestellten
Farbstoffproben wird dann aufgezeichnet.
Bevorzugte "NB-Kuppler" führen zu einem Farbstoff, der in n-
Butylsebacat eine LBW des Absorptionsspektrums nach "Spin-
Beschichtung" hat, die mindestens 15 nm, vorzugsweise minde
stens 25 nm geringer ist als die des gleichen Farbstoffes in
einer 3%-igen Lösung (w/v) in Acetonitril.
Im Fall einer bevorzugten Ausführungsform hat der, einen
blaugrünen Farbstoff erzeugende "NB-Kuppler", der sich für
die Erfindung eignet, die Formel (IA):
worin:
R' und R" Substituenten darstellen, die derart ausgewählt sind, daß der Kuppler ein "NB-Kuppler" wie im vorstehenden definiert ist; und worin
Z steht für ein Wasserstoffatom oder eine Gruppe, die bei Umsetzung des Kupplers mit oxidierter Farbentwicklerverbin dung abgespalten werden kann.
R' und R" Substituenten darstellen, die derart ausgewählt sind, daß der Kuppler ein "NB-Kuppler" wie im vorstehenden definiert ist; und worin
Z steht für ein Wasserstoffatom oder eine Gruppe, die bei Umsetzung des Kupplers mit oxidierter Farbentwicklerverbin dung abgespalten werden kann.
Der Kuppler der Formel (IA) ist ein 2,5-Diamido-Phenol-Blau
grünkuppler, worin die Substituenten R' und R" vorzugsweise
unabhängig voneinander ausgewählt sind aus
unsubstituierten oder substitutierten Alkyl-, Aryl-, Amino-,
Alkoxy- und Heterocyclylgruppen.
Im Fall einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat der
"NB-Kuppler" die Formel (I):
worin:
R" und R''' unabhängig voneinander ausgewählt sind aus un substituierten oder substituierten Alkyl-, Aryl-, Amino-, Alkoxy- und Heterocyclylgruppen und worin Z die bereits an gegebene Bedeutung hat;
R1 und R2 stehen unabhängig voneinander für ein Wasserstoff atom oder eine unsubstituierte oder substituierte Alkyl gruppe; und
in typischer Weise steht R" für eine Alkyl-, Amino- oder Arylgruppe, in zweckmäßiger Weise für eine Phenylgruppe.
R''' steht in vorteilhafter Weise für eine Alkyl- oder Arylgruppe oder einen 5-10-gliedrigen heterozyklischen Ring, der ein oder mehrere Heteroatome aufweisen kann, die ausgewählt sind aus Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel, wobei die Ringgruppe unsubstituiert oder substituiert ist.
R" und R''' unabhängig voneinander ausgewählt sind aus un substituierten oder substituierten Alkyl-, Aryl-, Amino-, Alkoxy- und Heterocyclylgruppen und worin Z die bereits an gegebene Bedeutung hat;
R1 und R2 stehen unabhängig voneinander für ein Wasserstoff atom oder eine unsubstituierte oder substituierte Alkyl gruppe; und
in typischer Weise steht R" für eine Alkyl-, Amino- oder Arylgruppe, in zweckmäßiger Weise für eine Phenylgruppe.
R''' steht in vorteilhafter Weise für eine Alkyl- oder Arylgruppe oder einen 5-10-gliedrigen heterozyklischen Ring, der ein oder mehrere Heteroatome aufweisen kann, die ausgewählt sind aus Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel, wobei die Ringgruppe unsubstituiert oder substituiert ist.
In der bevorzugten Ausführungsform ist der Kuppler der Formel
(I) ein 2,5-Diamidaphenol, in dem der 5-Amidorest ein Amid
einer Carboxylsäure ist, die in der Alpha-Position durch eine
besondere Sulfon-(-SO2-)Gruppe substituiert ist, wie er bei
spielsweise in der U.S.-Patentschrift 5 686 235 beschrieben
wird. Der Sulfonrest ist ein unsubstituierter oder substitu
ierter Alkylsulfon- oder ein Heterocyclylsulfonrest oder er
ist ein Arylsulfonrest, der vorzugsweise substituiert ist,
insbesondere in der Meta- oder Para-Position.
Zu Kupplern mit den Formeln (I) oder (IA) gehören blaugrüne
Farbstoffe erzeugende "NB-Kuppler", die Bildfarbstoffe erzeu
gen mit sehr scharf geschnittenen Farbstofftönen auf der
kurzwelligen Seite der Absorptionskurven mit Absorptions
maxima (λmax), die hypsochrom verschoben sind und im allgemei
nen im Bereich von 620-645 nm liegen, die ideal geeignet sind
zur Erzeugung von exzellenten Farbreproduktionen und einer
hohen Farbsättigung in farbphotographischen Papieren.
Unter Bezugnahme auf die Formel (I) stehen R1 und R2 unab
hängig voneinander für Wasserstoff oder eine unsubstituierte
oder substituierte Alkylgruppe, vorzugsweise eine solche mit
1 bis 24 Kohlenstoffatomen und insbesondere mit 1-10 Kohlen
stoffatomen, beispielsweise eine Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-,
Isopropyl-, Butyl- oder Decylgruppe oder eine Alkylgruppe,
die substituiert ist durch ein oder mehrere Fluor-, Chloro-
oder Bromoatome, wie z. B. eine Trifluoromethylgruppe. In
geeigneter Weise ist mindestens einer der Reste R1 und R2 ein
Wasserstoffatom, und wenn lediglich einer der Reste R1 und R2
für ein Wasserstoffatom steht, dann ist der andere Rest vor
zugsweise eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
weiter bevorzugt mit ein bis drei Kohlenstoffatomen und in
zweckmäßiger Weise mit zwei Kohlenstoffatomen.
Sofern nichts anderes angegeben ist, bezieht sich das Merkmal
"Alkyl" hier auf eine ungesättigte oder gesättigte geradket
tige oder verzweigtkettige Alkylgruppe, wozu gehören Alkenyl
gruppen, Aralkylgruppen und zyklische Alkylgruppen, ein
schließlich Cycloalkenylgruppen mit 3-8 Kohlenstoffatomen.
Des weiteren schließt das Merkmal "Aryl" kondensierte Aryl
gruppen ein.
In der Formel (I) steht R" in geeigneter Weise für eine un
substituierte oder substituierte Amino-, Alkyl- oder Aryl
gruppe oder einen 5-10-gliedrigen heterozyklischen Ring, der
ein oder mehrere Heteroatome enthält, die ausgewählt sind aus
Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel, wobei der Ring unsubsti
tuiert oder substituiert ist und in vorteilhafter Weise aus
einer unsubstituierten oder substitutierten Phenylgruppe be
steht.
Zu Beispielen von geeigneten Substituenten-Gruppen für diese
Aryl- oder hetereozyklischen Ringe gehören Cyano-, Chloro-,
Fluoro-, Bromo- Jodo-, Alkyl- oder Aryl-carbonyl-, Alkyl-
oder Aryl-oxycarbonyl- Carbonamido-, Alkyl- oder Aryl
carbonamido-, Alkyl- oder Arylsulfonyl-, Alkyl- oder Aryl
sulfonyloxy-, Alkyl- oder Aryloxysulfonyl-, Alkyl- oder
Arylsulfoxid-, Alkyl- oder Arylsulfamoyl-, Alkyl- oder Aryl
sulfonamido-, Aryl-, Alkyl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Nitro-,
Alkyl- oder Arylureido- und Alkyl- oder Arylcarbamoylgruppen,
wobei jede von diesen weiter substituiert sein kann. Bevor
zugte Gruppen sind Halogenatome, Cyano-, Alkoxycarbonyl-,
Alkylsulfamoyl-, Alkylsulfonamido, Alkylsulfonyl-, Carbamoyl-,
Alkylcarbamoyl- oder Alkylcarbonamidogruppen. In vorteil
hafter Weise steht R" für eine 4-Chlorophenyl-, 3,4-Di-chlo
rophenyl-, 3,4-Difluorophenyl-, 4-Cyanophenyl-, 3-Chloro-4-
cyanophenyl-, Pentafluorophenyl-, oder eine 3- oder 4-Sulfon
amidophenylgruppe.
Steht in der Formel (I) R''' für eine Alkylgruppe, so kann
diese unsubstituiert oder substituiert sein durch einen Sub
stituenten wie ein Halogenatom oder eine Alkoxygruppe. Steht
R''' für eine Arylgruppe oder eine heterozyklische Gruppe, so
kann diese ebenfalls substituiert sein. Zweckmäßigerweise ist
sie nicht in der Position alpha zur Sulfonylgruppe substi
tuiert.
Steht in der Formel (I) R''' für eine Phenylgruppe, so kann
sie in den Meta- und/oder Parapositionen durch ein bis drei
Substituenten substituiert sein, die unabhängig voneinander
ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus einem Halogen
atom, sowie unsubstituierten oder substituierten Alkyl-,
Alkoxy-, Aryloxy-, Acyloxy-, Acylamino-, Alkyl- oder Arylsul
fonyloxy-, Alkyl- oder Arylsulfamoyl-, Alkyl- oder Arylsulfa
moylamino-, Alkyl- oder Arylsulfonamido-, Alkyl- oder Aryl
ureido-, Alkyl- oder Aryloxycarbonyl-, Alkyl- oder Aryloxy
carbonylamino- und Alkyl- oder Arylcarbamoylgruppen.
Insbesondere kann jeder Substituent eine Alkylgruppe sein,
wie z. B. Methyl, t-Butyl, Heptyl, Dodecyl, Pentadecyl,
Octadecyl oder 1,1,2,2-Tetramethylpropyl; eine Alkoxygruppe,
z. B. Methoxy, t-Butoxy, Octyloxy, Dodecyloxy, Tetradecyloxy,
Hexadecyloxy oder Octadecyloxy; eine Aryloxygruppe, z. B.
Phenoxy, 4-t-Butylphenoxy oder 4-Dodecyl-phenoxy; eine Alkyl-
oder Aryl-acyloxygruppe, sie z. B. Acetoxy oder Dodecanoyl
oxy; eine Alkyl- oder Arylacylaminogruppe, wie z. B. Acet
amido, Hexadecanamido oder Benzamido; eine Alkyl- oder Aryl
sulfonyloxygruppe, wie z. B. Methylsulfonyloxy, Dodecylsul
fonyloxy oder 4-Methylphenylsulfonyloxy; eine Alkyl- oder
Arylsulfamoylgruppe, z. B. N-Butylsulfamoyl oder N-4-t-Butyl
phenylsulfamoyl; eine Alkyl- oder Arylsulfamoylaminogruppe,
z. B. N-Butyl-sulfamoylamino oder N-4-t-Butylphenylsulfamoyl
amino; eine Alkyl- oder Arylsulfonamidogruppe, z. B. Methan
sulfonamido, Hexandecansulfonamido oder 4-Chlorophenylsulfon
amido; eine Alkyl- oder Arylureidogruppe, z. B. Methylureido
oder Phenylureido; eine Alkoxy- oder Aryloxy-carbonylgruppe,
z. B. Methoxycarbonyl oder Phenoxycarbonyl; eine Alkoxy- oder
Aryloxycarbonylaminogruppe, z. B. Methoxycarbonylamino oder
Phenoxycarbonylamino; eine Alkyl- oder Arylcarbamoylgruppe,
z. B. N-Butylcarbamoyl oder N-Methyl-N-dodecylcarbamoyl; oder
eine Perfluoroalkylgruppe, z. B. Trifluoromethyl oder
Heptafluoropropyl.
In zweckmäßiger Weise haben die oben angegebenen Substituen
ten-Gruppen 1 bis 30 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 8 bis 20
aliphatische Kohlenstoffatome. Ein zweckmäßiger Substituent
ist eine Alkylgruppe mit 12 bis 18 aliphatischen Kohlenstoff
atomen, z. B. eine Dedecyl-, Pentadecyl- oder Octadecylgruppe
oder eine Alkoxygruppe mit 8 bis 18 aliphatischen Kohlen
stoffatomen, z. B. eine Dodecyloxy- oder Hexadecyloxygruppe
oder ein Halogenatom, wie z. B. eine meta- oder para-Chloro
gruppe, Carboxygruppe oder Sulfonamidogruppe. Jede dieser
Gruppen kann unterbrechende Heteroatome aufweisen, wie z. B.
Sauerstoffatome, unter Erzeugung von beispielsweise
Polyalkylenoxiden.
In der Formel (I) oder (IA) steht Z für ein Wasserstoffatom
oder eine Gruppe, die durch Umsetzung des Kupplers mit oxi
dierter Farbentwicklerverbindung abgespalten werden kann,
d. h. eine Gruppe, die aus dem photographischen Stand der
Technik als "abkuppelnde Gruppe" bekannt ist und vorzugsweise
besteht, falls kein Wasserstoffatom vorliegt, aus einem
Chlor- oder Fluoratom oder einer substituierten Aryloxy- oder
Mercaptotetrazolgruppe, wobei Z vorzugsweise steht für ein
Wasserstoff- oder Chloratom.
Das Vorhandensein oder die Abwesenheit von derartigen Gruppen
bestimmt die chemische Äquivalenz des Kupplers, d. h. ob der
Kuppler ein 2-Äquivalent- oder 4-Äquivalent-Kuppler ist, wo
bei die Gruppe insbesondere die Reaktivität des Kupplers mo
difizieren kann. Derartige Gruppen können in vorteilhafter
Weise die Schicht beeinflussen, in der der Kuppler aufgetra
gen wurde oder andere Schichten in dem photographischen Auf
zeichnungsmaterial, in dem die abgespaltenen Gruppen nach der
Freisetzung vom Kuppler Funktionen übernehmen, wie beispiels
weise eine Farbstoffbildung, die Einstellung des Farbstoff
tones, eine Entwicklungsbeschleunigung oder Entwicklungsinhi
bierung, eine Bleichbeschleunigung oder Bleichinhibierung,
die Erleichterung eines Elektronenüberganges, eine Farbkor
rektur und dergleichen.
Zu repräsentativen Klassen von solchen abkuppelnden Gruppen
gehören z. B. Halogen, Alkoxy, Aryloxy, Heterocyclyloxy, Sul
fonyloxy, Acyloxy, Acyl, Heterocyclylsulfonamido, Hetero
cyclylthio, Benzothiazolyl, Phosphonyloxy, Alkylthio, Aryl
thio und Arylazo. Diese abkuppelnden Gruppen werden bei
spielsweise in den U.S.-Patentschriften 2 455 169; 3 227 551;
3 432 521; 3 467 563; 3 617 291; 3880 661; 4 052 212 und
4 134 766 sowie in den britischen Patentschriften und veröf
fentlichten Anmeldungen 1 466 728; 1 531 927; 1 533 039;
2 066 755 A und 2 017 704 A beschrieben. Halogenatome sowie
Alkoxy-, und Aryloxygruppen sind besonders geeignet.
Beispiele für spezielle abkuppelnde Gruppen sind: -Cl, -F,
-Br, -SCH, -OCH3, -OC6H5, -OCH2C(=O)NHCH2CH2OH,
-OCH2C(O)NHCH2CH2OCH3, -OCH2C(O)NHCH2CH2OC(=O)OCH3,
-P(=O)(OC2H5)2, -SCH2CH2COOH,
In typischer Weise ist die abkuppelnde Gruppe ein Chloratom,
ein Wasserstoffatom oder eine p-Methoxyphenoxygruppe.
Wesentlich ist, daß die Substituentengruppen so ausgewählt
werden, daß der Kuppler und der anfallende Farbstoff in dem
organischen Lösungsmittel, in dem der Kuppler dispergiert
ist, ausreichend mit Ballast versehen wird. Die Einführung
von Balast kann erfolgen durch Einführung von hydrophoben
Substituentengruppen in eine oder mehrere der Substituenten
gruppen. Im allgemeinen ist eine Ballastgruppe ein organi
scher Rest einer solchen Größe und Konfiguration, die dazu
beitragen, daß das Kupplermolekül ausreichend sperrig und
unlöslich in wäßrigen Medien wird, so daß der Kuppler prak
tisch nicht aus der Schicht zu diffundieren vermag, in der er
unter Erzeugung eines photographischen Elementes aufgetragen
wurde. Dies bedeutet, daß die Kombination von Substituenten
ausgewählt wird unter Berücksichtigung dieser Kriterien. Um
effektiv zu sein, enthält eine Ballastgruppe gewöhnlich min
destens 8 Kohlenstoffatome und in typischer Weise 10 bis 30
Kohlenstoffatome. Ein geeigneter Ballast wird ferner herbei
geführt, in dem mehrere Gruppen eingeführt werden, die in
Kombination zu einem Ballast führen. Im Falle der bevorzugten
Ausführungsformen der Erfindung steht R1 in der Formel (I)
für eine kurzkettige Alkylgruppe oder ein Wasserstoffatom.
Infolgedessen wird im Falle dieser Ausführungsformen der Bal
last primär gebildet durch einen Teil der anderen Gruppen.
Weiterhin ist es oftmals erforderlich, und zwar selbst dann,
wenn die abkuppelnde Gruppe Z Ballast enthält, auch die ande
ren Substituenten mit Ballastgruppen zu versehen, da Z von
dem Molekül bei der Kupplung abgespalten wird; weshalb der
Ballast in besonders vorteilhafter Weise Teil anderer Gruppen
als Z ist.
Die folgenden Beispiele sollen bevorzugte Kuppler der
Erfindung weiter veranschaulichen.
Bevorzugte Kuppler sind die Kuppler IC-3,
IC-7, IC-35 und IC-36 aufgrund ihrer engen linken Bandbrei
ten.
Kuppler, die purpurrote Farbstoffe bei Umsetzung mit oxidier
ter Farbentwicklerverbindung erzeugen, werden in solch reprä
sentativen Patentschriften und Publikationen beschrieben wie:
den U.S.-Patentschriften 2 311 082; 2 343 703; 2 369 489;
2 600 788; 2 908 573; 3 062 653; 3 152 896; 3 519 429;
3 758 309 und der Literaturstelle "Farbkuppler - eine Litera
turübersicht" veröffentlicht in Agfa-Mitteilungen, Band III,
Seiten 126-156(1961). Vorzugsweise sind solche Kuppler Pyra
zolone, Pyrazolotriazole oder Pyrazolobenzimidazole, die pur
purrote Farbstoffe bei Umsetzung mit oxidierten Farbentwick
lerverbindungen erzeugen. Besonders bevorzugte Kuppler sind
1H-Pyrazolo [5,1-c]-1,2,4-triazol- und 1H-Pyrazolo[1,5-b]-
1,2,4-triazolkuppler. Beispiele für 1H-Pyrazolo [5,1-c]-
1,2,4-triazolkuppler werden beschrieben in den britischen
Patentschriften 1 247 493; 1 252 418; 1 398 979 sowie in den
U.S.-Patentschriften 4 443 536; 4 514 490; 4 540 654;
4 590 153; 4 665 015; 4 822 730; 4 945 034; 5 017 465 und
5 023 170. Beispiele für 1H-Pyrazolo [1,5-b]-1,2,4-triazole
finden sich in den europäischen Patentanmeldungen 176 804 und
177 765 sowie in den U.S.-Patentschriften 4 659 652;
5 066 575 und 5 250 400.
Typische Pyrazoloazol- und Pyrazolonkuppler werden durch die
folgenden Formeln dargestellt:
worin Ra und Rb unabhängig voneinander stehen für H oder ei
nen Substituenten; worin Rc ein Substituent ist (vorzugsweise
eine Arylgruppe); worin Rd ein Substituent ist (vorzugsweise
eine Anilino-, Carbonamido-, Ureido-, Carbamoyl-, Alkoxy-,
Aryloxycarbonyl-, Alkoxycarbonyl- oder N-heterozyklische
Gruppe); worin X steht für ein Wasserstoffatom oder eine ab
kuppelnde Gruppe; und worin Za, Zb und Zc unabhängig stehen
für eine substituierte Methingruppe, =N- =C-, oder -NH-,
wobei gilt, daß eine der Bindungen Za-Zb oder Zb-Zc eine Dop
pelbindung ist und die andere Bindung eine Einfachbindung und
wobei gilt, daß wenn die Zb-Zc-Bindung eine Kohlenstoff-Koh
lenstoff-Doppelbindung ist, diese Teil eines aromatischen
Ringes sein kann, und wobei mindestens einer der Reste Za, Zb
und Zc eine Methingruppe darstellt, die an die Gruppe Rb ge
bunden ist.
Spezielle Beispiele derartiger Kuppler sind:
Kuppler, die gelbe Farbstoffe bei Umsetzung mit oxidierter
Farbentwicklerverbindung erzeugen, werden in solch repräsen
tativen Patentschriften und Publikationen beschrieben wie:
den U.S.-Patentschriften 2 298 443; 2 407 210; 2 875 057;
3 048 194; 3 265 506; 3 447 928; 3 960 570; 4 022 620;
4 443 536; 4 910 126 und 5 340 703 und in der Literaturstelle
"Farbkuppler - eine Literaturübersicht", veröffentlicht in
Agfa-Mitteilungen, Band III, Seiten 112-126(1961). Derartige
Kuppler sind in typischer Weise offenkettige Ketomethylenver
bindungen. Weiter werden bevorzugt gelbe Farbstoffe erzeugen
de Kuppler verwendet, wie sie beispielsweise beschrieben wer
den in den europäischen Patentanmeldungen 482 552; 510 535;
524 540; 543 367 und in der U.S.-Patentschrift 5 238 803. Für
eine verbesserte Farbwiedergabe werden Kuppler, die zu gelben
Farbstoffen führen, die scharf an der langwelligen Seite ab
fallen, bevorzugt verwendet (z. B. jene, die in der U.S.-Pa
tentschrift 5 360 731 beschrieben werden).
Typische, bevorzugt verwendete, gelbe Farbstoffe erzeugende
Kuppler werden durch die folgenden Formeln wiedergegeben:
worin R1, R2, Q1 und Q2 jeweils einen Substituenten darstel
len; worin X steht für ein Wasserstoffatom oder eine abkup
pelnde Gruppe; worin Y steht für eine Arylgruppe oder eine
heterozyklische Gruppe; Q3 darstellt einen organischen Rest,
der erforderlich ist zur Erzeugung einer Stickstoff enthal
tenden heterozyklischen Gruppe gemeinsam mit dem Rest <N-;
und Q4 steht für die nicht-metallischen Atome, die zur Er
zeugung eines 3- bis 5-gliedrigen Kohlenwasserstoffringes er
forderlich sind oder eines 3- bis 5-gliedrigen heterozykli
schen Ringes, der mindestens ein Heteroatom aufweist, das
ausgewählt ist aus N, O, S und P. Besonders bevorzugte Kupp
ler liegen dann vor, wenn Q1 und Q2 jeweils eine Alkylgruppe
darstellen, eine Arylgruppe oder eine heterozyklische Gruppe
und wenn R2 für eine Aryl- oder tertiäre Alkylgruppe steht.
Bevorzugte, einen gelben Farbstoff erzeugende Kuppler sind
solche der folgenden allgemeinen Strukturen:
Sofern nichts anderes angegeben ist, stellen Substituenten
gruppen, durch welche hier beschriebene Moleküle substituiert
sind, beliebige Gruppen dar, die substituiert oder unsubsti
tuiert sein können und die nicht die Eigenschaften zerstören,
die für eine photographische Verwendbarkeit erforderlich
sind. Wird das Merkmal "Gruppe" für die Identifizierung eines
Substituenten verwendet, der ein substituierbares Wasser
stoffatom enthält, so ist beabsichtigt, daß nicht nur der
Substituent in seiner unsubstituierten Form vorliegen kann,
sondern auch weiter substituiert sein kann durch irgendeine
beliebige Gruppe oder Gruppen, wie sie hier erwähnt werden.
So kann die Gruppe beispielsweise ein Halogenatom sein oder
die Gruppe kann an den Rest des Moleküls gebunden sein durch
ein Kohlenstoff-Silizium-Sauerstoff-Stickstoff-Phosphor- oder
Schwefelatom. Der Substituent kann beispielsweise sein ein
Halogenatom, wie z. B. ein Chlor-, Brom- oder Fluoratom;
Nitro; Hydroxyl; Cyano; Carboxyl oder der Substituent kann
eine Gruppe darstellen, die weiter substituiert sein kann,
wie z. B. Alkyl, einschließlich geradkettiges oder verzweigt
kettiges Alkyl, wie z. B. Methyl, Trifluoromethyl, Ethyl,
t-Butyl, 3-(2,4-Di-t-pentylphenoxy) Propyl und Tetradecyl;
Alkenyl, z. B. Ethylen, 2-Buten; Alkoxy, z. B. Methoxy,
Ethoxy, Propoxy, Butoxy, 2-Methoxyethoxy, sec-Butoxy, Hexyl
oxy, 2-Ethylhexyloxy, Tetradecyloxy, 2-(2,4-Di-t-pentyl
phenoxy)ethoxy und 2-Dodecyloxyethoxy; Aryl, z. B. Phenyl,
4-t-Butylphenyl, 2,4,6-Trimethylphenyl, Naphthyl; Aryloxy, z.
B. Phenoxy, 2-Methylphenoxy, alpha- oder beta-Naphthyloxy und
4-Tolyloxy; Carbonamido, z. B. Acetamido, Benzamido, Butyr
amido, Tetradecanamido, alpha-(2,4-Di-t-pentyl-phenoxy)-
acetamido, alpha-(2,4-Di-t-pentylphenoxy)butyramido, alpha-
(3-Pentadecylphenoxy)-hexanamido, alpha-(4-Hydroxy-3-t-butyl
phenoxy)-tetradecanamido, 2-Oxo-pyrrolidin-1-yl, 2-Oxo-5-
tetradecylpyrrolin-1-yl, N-Methyltetradecanamido, N-Succin
imido, N-Phthalimido, 2,5-Dioxo-1-oxazolidinyl, 3-Dodecyl-
2,5-dioxo-1-imidazolyl und N-Acetyl-N-dodecylamino,
Ethoxycarbonylamino, Phenoxycarbonylamino, Benzyloxycarbonyl
amino, Hexadecyloxycarbonylamino, 2,4-Di-t-butylphenoxycarbo
nylamino, Phenylcarbonylamino, 2,5-(Di-t-pentylphenyl)carbo
nylamino, p-Dodecylphenylcarbonylamino, p-Toluylcarbonyl
amino, N-Methylureido, N,N-Dimethylureido, N-Methyl-N-dode
cylureido, N-Hexadecylureido, N,N-Dioctadecylureido,
N,N-Dioctyl-N'-ethylureido, N-Phenylureido, N,N-Diphenyl
ureido, N-Phenyl-N-p-toluylureido, N-(m-Hexadecylphenyl)-
ureido, N,N-(2,5-Di-t-pentylphenyl)-N'-ethylureido und
t-Butylcarbonamido; Sulfonamido, z. B. Methylsulfonamido,
Benzolsulfonamido, p-Toluylsulfonamido, p-Dodecylbenzolsul
fonamido, N-Methyltetradecylsulfonamido, N,N-Dipropylsulfa
moylamino und Hexadecylsulfonamido; Sulfamoyl, z. B.
N-Methylsulfamoyl, N-Ethylsulfamoyl, N,N-Dipropylsulfamoyl,
N-Hexadecylsulfamoyl, N,N-Dimethylsulfamoyl; N-[3-(Dodecyl
oxy)propyl]sulfamoyl, N-[4-(2,4-Di-t-pentylphenoxy)butyl]-
sulfamoyl, N-Methyl-N-tetradecylsulfamoyl und N-Dodecyl
sulfamoyl; Carbamoyl, z. B. N-Methylcarbamoyl, N,N-Dibutyl
carbamoyl, N-Octadecylcarbamoyl, N-[4-(2,4-Di-t-pentylphen
oxy)butyl]carbamoyl, N-Methyl-N-tetradecylcarbamoyl und
N,N-Dioctylcarbamoyl; Acyl, z. B. Acetyl, (2,4-Di-t-amylphen
oxy)acetyl, Phenoxycarbonyl, p-Dodecyloxyphenoxycarbonyl,
Methoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Tetradecyloxycarbonyl,
Ethoxycarbonyl, Benzyloxycarbonyl, 3-Pentadecyloxycarbonyl
und Dodecyloxycarbonyl; Sulfonyl, z. B. Methoxysulfonyl,
Octyloxysulfonyl, Tetradecyloxysulfonyl, 2-Ethylhexyloxysul
fonyl, Phenoxysulfonyl, 2,4-Di-t-pentylphenoxysulfonyl,
Methylsulfonyl, Octylsulfonyl, 2-Ethylhexylsulfonyl, Dodecyl
sulfonyl, Hexadecylsulfonyl, Phenylsulfonyl, 4-Nonylphenyl
sulfonyl und p-Toluylsulfonyl; Sulfonyloxy, z. B. Dodecylsul
fonyloxy und Hexadecylsulfonyloxy; Sulfinyl, z. B. Methylsul
finyl, Octylsulfinyl, 2-Ethylhexylsulfinyl, Dodecylsulfinyl,
Hexadecylsulfinyl, Phenylsulfinyl, 4-Nonylphenylsulfinyl und
p-Toluylsulfinyl; Thio, z. B. Ethylthio, Octylthio,
Benzylthio, Tetradecylthio, 2-(2,4-Di-t-pentylphenoxy)-
ethylthio, Phenylthio, 2-Butoxy-5-t-octylphenylthio und
p-Tolylthio; Acyloxy, z. B. Acetyloxy, Benzoyloxy, Octadeca
noyloxy, p-Dodecylamidobenzoyloxy, N-Phenylcarbamoyloxy,
N-Ethylcarbamoyloxy und Cyclohexylcarbonyloxy; Amino, z. B.
Phenylanilino, 2-Chloroanilino, Diethylamino, Dodecylamino;
Imino, z. B. 1-(N-Phenylimido)ethyl, N-Succinimido oder
3-Benzylhydantoinyl; Phosphat, z. B. Dimethylphosphat und
Ethylbutylphosphat; Phosphit, z. B. Diethyl- und Dihexyl
phosphit; eine heterocyclische Gruppe, eine heterocyclische
Oxygruppe oder eine heterocyclische Thiogruppe, wobei eine
jede hiervon substituiert sein kann und wobei diese einen 3-
bis 7-gliedrigen, heterocyclischen Ring enthält, aufgebaut aus
Kohlenstoffatomen und mindestens einem Heteroatom, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoff, Stickstoff und
Schwefel, z. B. 2-Furyl, 2-Thienyl, 2-Benzimidazolyloxy oder
2-Benzothiazolyl; quaternäres Ammonium, wie z. B. Triethyl
ammonium und Silyloxy, z. B. Trimethylsilyloxy.
Gegebenenfalls können die Substituenten weiter substituiert
sein, und zwar ein oder mehrere Male mit den erwünschten Sub
stituenten-Gruppen. Die speziellen Substituenten können vom
Fachmann derart ausgewählt werden, daß sie zu den erwünschten
photographischen Eigenschaften für einen speziellen Anwen
dungszweck führen und hierzu können beispielsweise gehören
hydrophobe Gruppen, löslich-machende Gruppen, blockierende
Gruppen, abspaltende oder freisetzbare Gruppen usw. Im allge
meinen gehören zu den obigen Gruppen und Substituenten hier
von solche mit bis zu 48 Kohlenstoffatomen, in typischer
Weise 1 bis 36 Kohlenstoffatomen und normalerweise weniger
als 24 Kohlenstoffatomen, doch sind größere Zahlen von Koh
lenstoffatomen möglich, je nach den speziell ausgewählten
Substituenten.
Zu repräsentativen Substituenten an Ballastgruppen gehören
Alkyl-, Aryl-, Alkoxy-, Aryloxy- Alkylthio-, Hydroxy-
Halogen-, Alkoxycarbonyl-, Aryloxycarbonyl-, Carboxy-, Acyl-,
Acyloxy-, Amino-, Anilino-, Carbonamido-, Carbamoyl-, Alkyl
sulfonyl-, Arylsulfonyl-, Sulfonamido- und Sulfamoylgruppen,
wobei die Substituenten in typischer Weise 1 bis 42 Kohlen
stoffatome enthalten. Diese Substituenten können gegebenen
falls weiter substituiert sein.
In den photographischen Elementen der Erfindung können übli
che bekannte Stabilisatoren und Abfänger verwendet werden,
wie z. B. die folgenden:
Zu Lösungsmitteln, die im Rahmen der Erfindung verwendet
werden können, gehören beispielsweise die folgenden:
Tritolylphosphat | S-1 |
Dibutylphthalat | S-2 |
Diundecylphthalat | S-3 |
N,N-Diethyldodecanamid | S-4 |
N,N-Dibutyldodecanamid | S-5 |
Tris(2-ethylhexyl)phosphat | S-6 |
Acetyltributylcitrat | S-7 |
2,4-Di-tert.-pentylphenol | S-8 |
2-(2-Butoxyethoxy)ethylacetat | S-9 |
1,4-Cyclohexyldimethylene-bis(2-ethylhexanoat) | S-10 |
Die Dispersionen, die in den photographischen Elementen ver
wendet werden, können ferner UV-Stabilisatoren enthalten, und
sogenannte flüssige UV-Stabilisatoren, wie sie beispielsweise
bekannt sind aus den U.S.-Patentschriften 4 992 358;
4 975 360 und 4 587 346. Beispielsweise können die folgenden
UV-Stabilisatoren verwendet werden:
Die wäßrige Phase kann oberflächenaktive Verbindungen ent
halten. Oberflächenaktive Verbindungen, die verwendet werden
können, können kationisch, anionisch, zwitterionisch oder
nicht-ionisch sein. Zu geeigneten oberflächenaktiven Verbin
dungen gehören beispielsweise die folgenden:
In vorteilhafter Weise können die photographischen Disper
sionen, die für ein Teilchen-Wachstum anfällig sind, durch
Verwendung von hydrophoben, photographisch inerten Verbin
dungen stabilisiert werden, wie sie beispielsweise aus der
U.S.-Patentschrift 5 468 604 bekannt sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ent
halten die erfindungsgemäßen Aufzeichnungselemente mindestens
drei aus Silberhalogenidemulsionsschichten aufgebaute Einhei
ten. Ein vorteilhaftes vollfarbiges, mehrschichtiges Format
eines Aufzeichnungselements, das im Rahmen der Erfindung ver
wendet werden kann, wird durch die folgende Struktur I darge
stellt.
worin sich die rot-sensibilisierte, ein blaugrünes Farb
stoffbild erzeugende Silberhalogenidemulsionseinheit dem Trä
ger am nächsten befindet; worauf die grün-sensibilisierte,
ein purpurrotes Farbstoffbild erzeugende Einheit folgt und
danach als oberste Einheit die blau-sensibilisierte, ein gel
bes Farbstoffbild erzeugende Einheit. Die bilderzeugenden
Einheiten sind voneinander durch hydrophile Kolloid-Zwischen
schichten getrennt, die eine Abfangverbindung für oxidierten
Entwickler enthalten, um eine Farbverunreinigung zu vermei
den. Silberhalogenidemulsionen, die den Korn- und Gelatino-
Peptisationsmittel-Erfordernissen, wie oben beschrieben, ent
sprechen, können in einer der Einheiten oder
in einer Kombination der Emulsionsschichteneinheiten vorlie
gen. Weitere Formate von geeigneten mehrfarbigen, mehrschich
tigen Aufzeichnungselementen, die den erfindungsgemäßen Auf
zeichnungselementen zugrundeliegen können, sind beispiels
weise aus der U.S.-Patentschrift 5 783 373 bekannt. Eine jede
dieser Strukturen enthält gemäß der Erfindung mindestens drei
Silberhalogenidmulsionen mit Silberhalogenidkörnern eines ho
hen Chloridgehaltes, von denen mindestens 50% ihres Oberflä
chenbereiches abgegrenzt sind durch {100} Kristallflächen und
die Dotiermittel der Klassen (i) und (ii), wie oben beschrie
ben, enthalten. Vorzugsweise enthält eine jede Emulsions
schichteneinheit mindestens eine Emulsion, die diesen Krite
rien genügt.
Im übrigen können die mehrschichtigen und insbesondere mehr
farbigen Aufzeichnungselemente der Erfindung nach üblichen
bekannten Kriterien aufgebaut sein, wie sie beispielsweise
veranschaulicht werden in der Literaturstelle Research
Disclosure, Nr. 38957, wie oben zitiert. So werden beispiels
weise beschrieben in:
- A) Schichten und Schichtenanordnungen
- B) Merkmale, die lediglich auf Farbnegativmaterialien anwendbar sind
- C) Merkmale, die lediglich auf Farbpositivmaterialien
anwendbar sind
- A) Farbumkehrmaterialien
- B) Farbpositive, die sich von Farbnegativen ableiten
- D) Das Abtasten erleichternde Merkmale.
Die Aufzeichnungselemente gemäß der Erfindung mit den strah
lungsempfindlichen Emulsionsschichten mit einem hohen Chlo
ridgehalt lassen sich in üblicher bekannter Weise zur Her
stellung von Abzügen oder Kopien auf optischem Wege
verwenden (can be optically printed), oder sie können gemäß
einer speziellen Ausführungsform der Erfindung nach der
Pixel-um-Pixel-Methode bildweise exponiert werden, unter Ver
wendung von geeigneten, hoch-energiereichen Strahlungsquellen,
die in typischer Weise im Fall elektronischer Druckverfahren
oder Kopierverfahren verwendet werden. Zu geeigneten aktini
schen Formen der Energie gehören die ultravioletten, sichtba
ren und infraroten Bereiche des elektromagnetischen Spek
trums, wie auch eine Elektronenstrahl-Strahlung, wobei die
Strahlung in geeigneter Weise erzeugt werden kann durch ein
oder mehrere licht-emittierende Dioden oder Laser, ein
schließlich Gas- und Festkörper-Lasern. Die Belichtung kann
durch monochromatische, orthochromatische oder panchromati
sche Exponierung erfolgen. Ist das Aufzeichnungselement bei
spielsweise ein mehrschichtiges mehrfarbiges Element, so kann
eine Exponierung durch Laser oder licht-emittierende Dioden
von geeigneter spektraler Zusammensetzung erfolgen, bei
spielsweise durch infrarote, rote, grüne oder blaue Wellen
längen, denen gegenüber die Elemente empfindlich sind. So
können beispielsweise mehrfarbige Elemente verwendet werden,
die blaugrüne, purpurrote und gelbe Farbstoffe als Funktion
der Exponierung in separaten Teilen des elektromagnetischen
Spektrums erzeugen, einschließlich mindestens zwei Teilen des
infraroten Bereiches, wie es beispielsweise beschrieben wird
in der bereits erwähnten U.S.-Patentschrift 4 619 892. Zu ge
eigneten Exponierungen gehören jene mit bis zu 2000 nm, vor
zugsweise bis zu 15000 nm. Geeignete licht-emittierende Dio
den und Laser, die zur Exponierung verwendet werden können,
sind aus dem Stand der Technik bekannt und im Handel erhält
lich. Die bildweisen Exponierungen können bei normalen Tempe
raturen, erhöhten oder verminderten Temperaturen und/oder
Drücken durchgeführt werden, und zwar in dem geeigneten An
sprechbereich des Aufzeichnungselementes, das durch übliche
sensitometrische Techniken bestimmt wird, wie sie beschrieben
werden von
T. H. James, in dem Buch The Theory of the Photographic
Process, 4. Ausgabe, Verlag Macmillan, 1977, Kapitel 4, 6,
17, 18 und 23.
Es wurde gefunden, daß anionische [MXxYyLz] Hexakoordinations-
Komplexe, in denen M steht für ein Metall der Gruppe 8 oder 9
des periodischen Systems der Elemente (vorzugsweise Eisen,
Ruthenium oder Iridium), worin X steht für ein Halogenid oder
Pseudohalogenid (vorzugsweise Cl, Br oder CN), worin x steht
für 3 bis 5, worin Y steht für H2O, worin y steht für 0 oder
1, worin L steht für einen organischen C-C, H-C- oder C-N-H-
Liganden und worin Z steht für 1 oder 2, überraschend effek
tiv sind bezüglich der Verminderung der Hoch-Intensitäts-
Reziprozitätsabweichung (HIRF), der Niedrig-Intensitäts-Rezi
prozitätsabweichung (LIRE) und thermischer Empfindlichkeits
abweichungen und bezüglich der Verbesserung der Latentbild-
Aufbewahrung (LIK). Das hier verwendete Merkmal HIRF ist ein
Maß der Varianz von photographischen Eigenschaften bei glei
chen Exponierungen, jedoch mit Exponierungsseiten von 10-1 bis
10-6 Sekunden. LIRF ist ein Maß der Varianz der photographi
schen Eigenschaften für gleiche Exponierungen, jedoch mit Ex
ponierungsseiten von 10-1 bis 100 Sekunden. Obgleich diese
Vorteile ganz allgemein im Fall von flächenzentrierten ku
bischen Gitterstrukturen erzielt werden, wurden die größten
Verbesserungen doch festgestellt im Fall von Emulsionen mit
hohem Chloridgehalt (< 50 Mol-%, vorzugsweise ≧ 90 Mol-%). Be
vorzugte organische C-C, H-C- oder C-N-H-Liganden sind aroma
tische Heterocyclen des aus der U.S.-Patentschrift 5 462 849
bekannten Typs. Die besonders effektiven organischen C-C, H-C
oder C-N-H-Liganden sind Azole und Azine, die entweder unsub
stituiert sind oder Alkyl-, Alkoxy- oder Halogenidsubstitu
enten aufweisen können, wobei die Alkylreste 1 bis 8 Kohlen
stoffatome enthalten. Zu besonders bevorzugten Azolen und
Azinen gehören die Thiazole, Thiazoline und Pyrazine.
Die Menge oder der Grad an aktinischer Strahlung hoher Ener
gie, die dem Aufzeichnungselement bei der Exponierung durch
die Exponierungsquelle zugeführt wird, liegt im allgemeinen
bei mindestens 10-4 ergs/cm2, in typischer Weise im Bereich
von etwa 10-4 ergs/cm2 bis 10-3 ergs/cm2 und oftmals bei 10-3 ergs/cm2
bis 102 ergs/cm2. Eine Exponierung des Aufzeich
nungselementes nach der Pixel-um-Pixel-Methode, wie sie aus
dem Stand der Technik bekannt ist, erfolgt bekanntlich le
diglich während einer sehr kurzen Zeitspanne. Typische maxi
male Exponierungsseiten liegen bei bis zu 100 µ-Sekunden,
oftmals bei bis zu 10 µ-Sekunden und häufig bei bis zu ledig
lich 0,5 µ-Sekunden. Einfach- oder Mehrfach-Exponierungen ei
nes jeden Pixels sind möglich. Die Pixel-Dichte kann sehr
verschieden sein, wie es dem Fachmann bekannt ist. Umso höher
die Pixel-Dichte ist, umso schärfer können die Bilder sein,
jedoch auf Kosten der Komplexizität der Vorrichtung. Im all
gemeinen überschreiten Pixel-Dichten, die bei üblichen be
kannten, elektronischen Druckverfahren des hier beschriebenen
Typs angewandt werden, nicht 107 Pixel/cm2 und sie liegen in
typischer Weise im Bereich von etwa 104 bis 106 Pixeln/cm2.
Eine Beschreibung der Technologie von hoch-qualitativen, farb
elektronischen Druckmethoden von kontinuierlichem Ton unter
Verwendung von photographischem Silberhalogenidpapier, die
verschiedene Merkmale und Komponenten des Systems beschreibt,
einschließlich von Exponierungsquellen, Exponierungsseiten,
Exponierungsgraden und Pixel-Dichten und anderen Aufzeich
nungselement-Charakteristika findet sich in der Arbeit von
Firth und Mitarbeiter, A Continuous-Tone Laser Color Printer,
Journal of Imaging Technology, Band 14, Nr. 3, Juni 1988,
worauf hier Bezug genommen wird. Weiterhin findet sich eine
Beschreibung von einigen Details der üblichen elektronischen
Druckmethoden einschließlich des Abtastens eines Aufzeich
nungselementes mit hoch-energiereichen Strahlen, wie bei
spielsweise licht-emittierenden Dioden oder
Laserstrahlen in der U.S.-Patentschrift 5 126 235 sowie in
den europäischen Patentanmeldungen 479 167 A1 und 502 508 A1.
Nach der bildweisen Exponierung können die Aufzeichnungsele
mente der Erfindung in üblicher bekannter Weise entwickelt
werden, um ein sichtbares Bild zu erzeugen. Derartige Ent
wicklungsverfahren werden beispielsweise veranschaulicht in
der Literaturstelle Research Disclosure, Nr. 38957, wie oben
zitiert:
- A) Chemische Entwicklungssysteme
- B) Entwicklung
- C) Entsilberung, Waschen, Spülen und Stabilisieren.
Zur Entwicklung der erfindungsgemäßen Aufzeichnungselemente
können übliche, bekannte Entwickler verwendet werden. Ein ge
eigneter Entwickler für das erfindungsgemäße Material ist ein
homogenes, einteiliges Entwicklungsmittel. Das homogene, ein
teilige Farbentwicklungskonzentrat wird dabei unter Anwendung
einer kritischen Folge von Stufen hergestellt:
In der ersten Stufe wird eine wäßrige Lösung einer geeigneten
Farbentwicklerverbindung hergestellt. Diese Farbentwickler
verbindung befindet sich im allgemeinen in der Form eines
Sulfatsalzes. Zu anderen Komponenten der Lösung können gehö
ren ein Antioxidationsmittel für die Farbentwicklerverbin
dung, eine geeignete Anzahl von Alkalimetallionen (in einem
mindestens stöchiometrischen Verhältnis zu den Sulfationen),
erzeugt durch eine Alkalimetallbase und ein photographisch
inaktives, mit Wasser mischbares oder in Wasser lösliches
Hydroxygruppen enthaltendes organisches Lösungsmittel. Dieses
Lösungsmittel liegt in dem fertigen Konzentrat in einer Kon
zentration vor, derart, daß das Gewichtsverhältnis von Wasser
zu dem
organischen Lösungsmittel bei etwa 15 : 85 bis etwa 50 : 50
liegt.
In dieser Umgebung, insbesondere bei hoher Alkalinität, bilden
die Alkalimetallionen und Sulfationen ein Sulfatsalz, das in
Gegenwart des Hydroxygruppen enthaltenden organischen Lö
sungsmittels ausgefällt wird. Das ausgefällte Sulfatsalz kann
dann leicht entfernt werden unter Anwendung einer geeigneten
Trenntechnik zum Trennen von flüssigen und festen Phasen
(einschließlich Filtration, Zentrifugation oder Dekantieren).
Ist das Antioxidationsmittel eine flüssige, organische Verbin
dung, so können zwei Phasen erzeugt werden, und das ausgefäll
te Produkt kann durch Verwerfen der wäßrigen Phase entfernt
werden.
Die Farbentwicklerkonzentrate dieser Erfindung enthalten ein
oder mehrere Farbentwicklerverbindungen, die aus dem Stand
der Technik bekannt sind, die in oxidierter Form mit Farb
stoffe erzeugenden Farbkupplern in den entwickelten Materia
lien reagieren. Zu derartigen Farbentwicklerverbindungen ge
hören beispielsweise Aminophenole, p-Phenylendiamine (insbe
sondere N,N-Dialkyl-p-phenylendiamine) und andere, die aus
dem Stande der Technik bekannt sind, beispielsweise jene, die
beschrieben werden in der EP 0 434 097 A1 (veröffentlicht am
26. Juni 1991) und in der EP 0 530 921 A1 (veröffentlicht am
10. März 1993). Es kann zweckmäßig sein, daß die Farbentwick
lerverbindungen ein oder mehrere Wasserlöslich-machende Grup
pen aufweisen, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Weitere Details derartiger Materialien finden sich in
Research Disclosure, Publikation 38957, Seiten 592-639
(September 1996). Die Literaturstelle Research Disclosure ist
eine Veröffentlichung der Firma Kenneth Mason Publicatons
Ltd., Dudley House, 12 North Street, Emsworth, Hampshire PO10
7DQ England (auch erhältlich von der Firma Emsworth Design
Inc., 121 West 19th Street,
New York, N.Y. 10011). Diese Literaturstellen werden hier als
"Research Disclosure" bezeichnet.
Zu bevorzugten Farbentwicklerverbindungen gehören beispiels
weise N,N-Diethyl-p-phenylendiaminsulfat (KODAK-Color
Developing Agent CD-2), 4-Amino-3-methyl-N-(2-methansulfon
amidoethyl)anilinsulfat, 4-(N-Ethyl-N-β-hydroxyethylamino)-2-
methylanilinsulfat (KODAK-Color Developing Agent CD-4),
p-Hydroxyethylethylaminoanilinsulfat, 4-(N-Ethyl-N-2-methan
sulfonylaminoethyl)-2-methylphenylendiaminsesquisulfat (KODAK-
Color Developing Agent CD-3), 4-(N-Ethyl-N-2-methansulfonyl
aminoethyl)-2-methylphenylendiaminsesquisulfat und andere.
Um die Farbentwicklerverbindungen vor einer Oxidation zu
schützen, können in vorteilhafter Weise ein oder mehrere
Antioxidationsmittel zu den Farbentwicklerzusammensetzungen
zugegeben werden. Es können anorganische oder organische
Antioxidationsmittel verwendet werden. Es sind viele Klassen
von geeigneten Antioxidationsmitteln bekannt, wozu beispiels
weise gehören Sulfite (z. B. Natriumsulfit, Kaliumsulfit,
Natriumbisulfit und Kaliummetabisulfit), Hydroxylamin (und
Derivate hiervon), Hydrazine, Hydrazide, Aminosäuren, Ascor
binsäure (und Derivate hiervon), Hydroxyaminsäuren, Amino
ketone, Mono- und Polysaccharide, Mono- und Polyamine, qua
ternäre Ammoniumsalze, Nitroxyradikale, Alkohole und Oxime.
Als Antioxidationsmittel ferner geeignet sind 1,4-Cyclohexa
dione. Auch können Mischungen von Verbindungen aus gleichen
oder unterschiedlichen Klassen von Antioxidationsmitteln
verwendet werden.
Besonders geeignete Antioxidatoinsmittel sind Hydroxylamin-
Derivate, wie sie beispielsweise beschrieben werden in den
U.S.-Patentschriften 4 892 804; 4 876 174; 5 353 646 und
5 660 974 und in der U.S.-Patentschrift 5 646 327. Viele
dieser Antioxidantien sind Mono- und Dialkylhydroxylamine mit
einem oder mehreren Substituenten an einer oder beiden Alkyl
gruppen. Besonders geeignete Alkylsubstituenten sind bei
spielsweise Sulfo-, Carboxy-, Amino-, Sulfonamido-, Carbon
amido-, Hydroxy- und andere löslich machende Substituenten.
In besonders bevorzugter Weise können die aufgeführten Hydro
xylaminderivate Mono- oder Dialkylhydroxylamine sein mit ei
nem oder mehreren Hydroxysubstituenten an einer oder mehreren
Alkylgruppen. Repräsentative Verbindungen dieses Typs werden
in der U.S.-Patentschrift 5 709 982 beschrieben und sie ent
sprechen der folgenden Struktur I:
worin
R steht für ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff atomen, eine substituierte oder unsubstituierte Hydroxy alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substitu ierte oder unsubstituierte Cycloalkylgruppe mit 5 bis 10 Koh lenstoffatomen oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen im aromatischen Kern;
X1 steht für -CR2(OH)CHR1- und
X2 steht für -CHR1CR2(OH)-,
worin R1 und R2 unabhängig voneinander stehen für ein Wasser stoffatom, eine Hydroxygruppe, eine substituierte oder unsub stituierte Alkylgruppe mit 1 bis 2 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Hydroxyalkylgruppe mit 1 bis 2 Kohlenstoffatomen oder R1 und R2 stehen gemeinsam für die Kohlenstoffatome, die erforderlich sind zur Vervollstän digung einer substituierten oder unsubstituierten 5- bis 8- gliedrigen gesättigten oder ungesättigten, carbocylischen Ringstruktur;
Y steht für eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen und hat eine gerade Anzahl von Kohlenstoffatomen, oder Y ist eine substi tuierte oder unsubstituierte divalente, aliphatische Gruppe mit einer geraden Gesamtanzahl von Kohlenstoff- und Sauer stoffatomen in der Kette, vorausgesetzt, daß die aliphatische Gruppe mindestens 4 Atome in der Kette aufweist.
R steht für ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff atomen, eine substituierte oder unsubstituierte Hydroxy alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substitu ierte oder unsubstituierte Cycloalkylgruppe mit 5 bis 10 Koh lenstoffatomen oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen im aromatischen Kern;
X1 steht für -CR2(OH)CHR1- und
X2 steht für -CHR1CR2(OH)-,
worin R1 und R2 unabhängig voneinander stehen für ein Wasser stoffatom, eine Hydroxygruppe, eine substituierte oder unsub stituierte Alkylgruppe mit 1 bis 2 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Hydroxyalkylgruppe mit 1 bis 2 Kohlenstoffatomen oder R1 und R2 stehen gemeinsam für die Kohlenstoffatome, die erforderlich sind zur Vervollstän digung einer substituierten oder unsubstituierten 5- bis 8- gliedrigen gesättigten oder ungesättigten, carbocylischen Ringstruktur;
Y steht für eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen und hat eine gerade Anzahl von Kohlenstoffatomen, oder Y ist eine substi tuierte oder unsubstituierte divalente, aliphatische Gruppe mit einer geraden Gesamtanzahl von Kohlenstoff- und Sauer stoffatomen in der Kette, vorausgesetzt, daß die aliphatische Gruppe mindestens 4 Atome in der Kette aufweist.
In der Strukturformel I stehen ferner m, n und p unabhängig
voneinander für für 0 oder 1. Vorzugsweise stehen m und n
jeweils für 1 und p steht für 0.
Zu speziellen di-substituierten Hydroxylamin-Antioxidantien
gehören beispielsweise N,N-Bis(2,3-dihydroxypropyl)hydroxyl
amin, N,N-Bis(2-methyl-2,3-dihydroxypropyl)hydroxylamin und
N,N-Bis(1-hydroxymethyl-2-hydroxy-3-phenylpropyl)hydroxyl
amin. Die zuerst genannte Verbindung wird bevorzugt
verwendet.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Praxis der Er
findung. Teile und Prozentsätze beziehen sich auf das Ge
wicht, sofern nichts anderes angegeben ist.
In diesem Beispiel wird die Herstellung eines Cellulosepa
pierträgers von Bildaufzeichnungs-Reinheit, aufgebaut aus ei
ner Kombination von typischen Cellulosefasern und Glasfasern,
beschrieben. Dieser einreißfeste Papierträger, der sich für
Bildaufzeichnungs-Träger eignet, vereinigt die Steifheits-
und Glätte-Charakteristika von Cellulosefasern mit der ver
besserten Festigkeit von Glasfasern, die den Cellulosefasern
zur Verbesserung der Einreiß-Festigkeit zugesetzt werden.
Der Cellulosepapierträger von Bildaufzeichnungs-Reinheit des
Beispieles wurde wie folgt hergestellt:
Ein Papier-Ausgangsmaterial wurde hergestellt unter Verwen
dung einer üblichen Fourdrinier-Papiermaschine aus einer Mi
schung aus weitestgehend gebleichten Hartholz-Kraft-Fasern.
Das Cellulosefaser-Verhältnis bestand primär aus gebleichten
Pappelfasern (38%) und Ahorn/Birkenfasern (30%) mit gerin
geren Mengen an Birkenfasern (18%) und Weichholz (7%). Die.
Länge der Cellulosefasern wurde vermindert von einer mittle
ren gewichteten Länge von 0,73 mm (0,73 mm length weighted
average) gemessen mittels eines Gerätes vom Typ Kajaani
FS-200 auf mittlere Grade von konischer Raffination und
niedrigen Graden von Scheiben-Raffination. Die Cellulosefa
ser-Längen der Aufschlämmung, die erzeugt wurde, wurden ge
messen unter Anwendung eines Analysegerätes vom Typ FS-200
Fiber Length Analyzer (Kajaani Automation Inc.). Weiterhin
wurden 7% Glasfasern, die separat raffiniert wurden, mit
einer Faserlänge von 0,6 Mikrometern in die Cellulosefasermi
schung eingemischt, um die Einreiß-Festigkeit des Papiers zu
verbessern. Ein saures chemisches Schlichtemittel wurde dazu
verwendet, um den pH-Wert des Blattes bei unter 7,0 zu hal
ten. In dem dritten Trocknerabschnitt wurde eine Verhältnis-
Trocknung durchgeführt, um eine unterschiedliche Feuchtigkeit
von der oberen Seite zur Drahtseite des Blattes herbeizufüh
ren. Die Blatttemperaturen wurden auf Temperaturen zwischen
76°C und 93°C vor und während des Kalandrierens erhöht. Das
Papier wurde dann auf eine offensichtliche (apparent) Dichte
von 1,17 kalandriert. Das Papier wurde hergestellt mit einem
Basis-Gewicht von 178 g/mm2 und einer Dicke von 0,1524 mm,
wobei die Feuchtigkeitsgrade nach dem Kalandrieren bei 7,0%
bis 9,0% auf Gewichtsbasis lagen.
Das Schlagen der Glasfasern muß sorgfältig erfolgen und
lediglich so lange, bis die Fasern geöffnet und getrennt
waren. Glasfasern fibrillieren nicht, und der Hauptteil der
Festigkeit, der entwickelt wird, hängt von der mechanischen
Verflechtung und dem Reibungswiderstand der Glasfasern in dem
fertigen Papier ab. Ein niedriger pH-Wert während des Schla
gens der Glasfasern hat die Tendenz zur Verbesserung der Fe
stigkeit. Durch Schlagen bei einer Temperatur von 22°C und
Einstellung des pH-Wertes der Glas-Wassermischung auf etwa
3,5 mit Schwefelsäure ist es möglich, eine ganz wesentliche
Verbesserung in der Festigkeit des fertigen Papieres herbei
zuführen. Die Säure löst das Alkali in dem Glas, wobei eine
dünne gelatinöse Schicht, reich an Kieselsäure, auf der Ober
fläche der Fasern zurückbleibt. Das durch die Säure gelöste
Material wird durch Drainage während der Blattformation ent
fernt, so daß das fertige Papier einen pH-Wert von ungefähr
7,2 hat oder praktisch neutral ist.
Werden Glasfasern mit Holzfasern vermischt, so neigen sie da
zu, die Naß-Zugfestigkeit und Einreiß-Festigkeit zu erhöhen.
Es wurde festgestellt, daß der Zusatz von mindestens 5% Glasfasern
die Hygroexpansivität von Papier um 35% vermin
dert, durch Verminderung des Schrumpfes des Papiers während
des Trocknens. Die Verwendung von Glasfasern wird ferner zu
einem mehr "quadratischen" Blatt, als Folge eines gleichför
migeren Schrumpfes über die Breite der Bahn. Papiere, die
Glasfasern enthalten, erfordern im allgemeinen mehr Zug in
der Maschinenrichtung und sind breiter am trockenen Ende als
normales Papier, hergestellt ohne Glasfasern. Da Glasfasern
die Festigkeit des nassen Bandes oder der nassen Bahn erhöhen
und die Trocknungsgeschwindigkeit erhöhen, machen sie höhere
Maschinengeschwindigkeiten möglich.
Der Papierträger dieses Beispieles hat eine Einreißfestigkeit
von größer als 200 N und als Folge hiervon einen beträchtli
chen kommerziellen Wert als Trägermaterial für einreißfeste
Bildaufzeichnungsträger. Das Papier dieses
Beispieles ist ferner resistenter gegenüber der Einwirkung
korrosiver Flüssigkeiten, Wärme, Feuchtigkeit, Chemikalien
und Mikroorganismen, wie sie bei der Naß-Entwicklung von Sil
berhalogenidbildern auftreten oder gegenüber der Wärme, die
während dem Druck von Bildern bei der thermischen Farbstoff
übertragung erzeugt wird. Da der Papierträger der Erfindung
Cellulosefasern enthält, ist die Oberflächenglätte geeignet
zur Herstellung von glänzenden Bildern. Da schließlich die
Glaspapiere von Mikrofasern in typischer Weise weich, absor
bierend und flexibel sind, können sie als Empfänger für den
Tintenstrahldruck verwendet werden, wo Farbstoffe oder
Pigmente auf der Oberfläche des Papiers abgeschieden werden
unter Verwendung eines Tintenstrahl-Druckerkopfes.
Claims (11)
1. Bildaufzeichnungselement mit einem Träger aus einem Cellu
losefasern enthaltenden Papier, dadurch gekennzeichnet, daß
das Papier eine Einreiß-Festigkeit zwischen 200 und 1800 New
ton hat.
2. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Papier eine Opazität von größer als 85 hat.
3. Bildaufzeichnungselement nach einem der Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Papier eine Steifheit von grö
ßer als 120 Millinewton aufweist.
4. Bildaufzeichnungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Papier eine Oberflächen-
Rauheit zwischen 0,30 und 0,93 µm bei einer Raumfrequenz zwi
schen 200 Zyklen/mm und 1300 Zyklen/mm aufweist.
5. Bildaufzeichnungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Papier ein Verhältnis des ela
stischen Moduls in der Maschinenrichtung zum elastischen Modul
in der Querrichtung zwischen 1,9 und 1,2 hat.
6. Bildaufzeichnungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Cellulosefasern enthaltende
Papier ferner Fasern aus einem nicht-Cellulosematerial ent
hält.
7. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Fasern aus dem nicht-Cellulosematerial Glas
fasern sind.
8. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich die Glasfasern im wesentlichen in der Ma
schinen-Richtung erstrecken.
9. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die nicht-Cellulosefasern geschlichtet sind, um
sich mit den Cellulosefasern zu verbinden.
10. Bildaufzeichnungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das Cellulosefasern enthaltende
Papier weiterhin ein Matrixpolymer enthält.
11. Bildaufzeichnungselement nach einem der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mindestens ein bi
axial orientiertes Polyolefinblatt aufweist, das an der Ober
fläche des Papiers haftet.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/392,949 US6207362B1 (en) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | Tough durable imaging cellulose base material |
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Publication Number | Publication Date |
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DE10043901A1 true DE10043901A1 (de) | 2001-04-12 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10043901A Withdrawn DE10043901A1 (de) | 1999-09-09 | 2000-09-06 | Zähes, dauerhaftes Celluloseträgermaterial für die Bildaufzeichnung |
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DE (1) | DE10043901A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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