DE19944284A1 - Transmissions-Bildgebungs-Displaymaterial mit biaxial orientierer Polyolefinfolie - Google Patents
Transmissions-Bildgebungs-Displaymaterial mit biaxial orientierer PolyolefinfolieInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Bildgebungselement, umfassend eine transparente Polymerfolie, mindestens eine Schicht aus biaxial orientierter Polyolefinfolie und mindestens eine Bildschicht, wobei die Polymerfolie eine Steifigkeit von 20 bis 100 Millinewton aufweist und die biaxial orientierte Polyolefinfolie eine spektrale Durchlässigkeit von mindestens 40% und eine Reflexionsdichte von weniger als 60% besitzt.
Description
Die Erfindung betrifft Abbildungsmaterialien. Gemäß einer bevorzugten Form betrifft sie Ba
sismaterialien für ein Transmissionsdisplay.
Es ist im Fachbereich bekannt, daß Bildgebungs-Displaymaterialien für Werbungs- sowie deko
rative Displays von Bildern verwendet werden. Da diese Displaymaterialien in der Werbung
verwendet werden, ist die Bildqualität des Displaymaterials kritisch in Bezug auf die Darlegung
der Qualitätsaussage des Produkts oder der Dienstleistung, für die geworben wird. Ferner muß
ein Displaybild einen starken Eindruck hervorrufen, da es versucht, die Aufmerksamkeit des
Verbrauchers auf das Displaymaterial und die gewünschte zu vermittelnde Botschaft zu lenken.
Typische Anwendungen für Displaymaterial schließen die Produkt- und Dienstleistungswerbung
an öffentlichen Plätzen, wie Flughäfen, Bussen und Sportstadien, auf Kinopostern, und die
künstlerische Photographie, ein. Die gewünschten Attribute eines einen starken Eindruck hervor
rufenden Displaymaterials mit Qualität sind ein Minimum an leicht blauer Dichte, Beständigkeit,
Schärfe und Ebenheit. Die Kosten sind ebenfalls von Bedeutung, da photographische Dis
playmaterialien die Tendenz haben, teuer zu sein, da das Bildgebungsverfahren bezüglich der
Gerätschaft anspruchsvoll ist und Verarbeitungschemikalien erfordert. Für Bildgebungs-Display
materialien sind herkömmliche Papierbasen bzw. -grundlagen unerwünscht, da sie an einem
Mangel an Beständigkeit für die Handhabung und das eingebundene Display großformatiger
Bilder leidet. Die Verwendung von Displaymaterialien wie lithographischen Drucken oder Tin
tenstrahldrucken könnte ausgeweitet werden, wenn die Bildqualität verbessert werden würde.
Bei der Erzeugung von Farbpapier ist bekannt, daß auf das Basispapier eine Polymerschicht,
typischerweise Polyethylen, aufgetragen ist. Diese Schicht dient der Ausstattung des Papiers mit
Wasserdichtigkeit bzw. Wasserbeständigkeit, sowie der Vorsehung einer glatten Oberfläche, auf
welcher die photoempfindlichen Schichten gebildet werden. Die Erzeugung einer in geeigneter
Weise glatten Oberfläche ist schwierig, wobei eine große Sorgfalt erforderlich ist, und teuer, um
ein richtiges Aufliegen und Kühlen der Polyethylenschichten zu gewährleisten. Die Bildung ei
ner in geeigneter Weise glatten Oberfläche würde auch die Bildqualität verbessern, da das Dis
playmaterial mehr scheinbare Schwärze aufweisen würde, da die reflektiven Eigenschaften der
verbesserten Basis stärker spiegelnd als die Materialien des Stands der Technik sind. Da die
weißen (Bereiche) weißer und die schwarzen (Bereiche) schwärzer sind, liegt ein größerer Spiel
raum dazwischen und damit wird der Kontrast verstärkt. Es wäre wünschenswert, wenn eine
zuverlässigere und verbesserte Oberfläche mit weniger Kosten erzeugt werden könnte.
Reflektive photographische Papiere im Stand der Technik umfassen eine schmelzextrudierte
Polyethylenschicht, welche auch als eine Trägerschicht für optische Aufheller und andere
Weißmachermaterialien sowie Färbungsmaterialien dient. Es wäre wünschenswert, wenn die
optischen Aufheller, Weißmachermaterialien und Farbtöne statt in einer einzelnen schmelzex
trudierten Schicht aus Polyethylen dispergiert zu sein, näher an der Oberfläche konzentriert wer
den könnten, wo sie optisch wirkungsvoller wären.
Photographische Transmissions-Displaymaterialien des Stands der Technik mit eingebrachten
Diffusoren weisen direkt auf eine Gelatine-beschichtete klare Polyesterfolie aufbeschichtete
lichtempfindliche Silberhalogenidemulsionen auf. Eingebrachte Diffusoren sind notwendig, um
die Lichtquelle zu streuen, die zur Beleuchtung von Transmissions-Displaymaterialien eingesetzt
werden. Ohne einen Diffusor würde die Lichtquelle die Qualität des Bildes vermindern. Typi
scherweise werden weiße Pigmente in der untersten Schicht der Abbildungsschichten aufbe
schichtet. Da lichtempfindliche Silberhalogenidemulsionen zu einer Gelbfärbung aufgrund der
als Bindemittel für photographische Emulsionen verwendeten Gelatine tendieren, erscheinen die
Bereiche mit minimaler Dichte eines entwickelten Bildes leicht gelb. Ferner verwenden Bildauf
nahmeschichten, die für die digitale Drucktechnologie gängig sind, ebenfalls Materialien, die
eine Eigenfarbe aufweisen. Ein Beispiel ist in Tintenstrahl-Bildaufnahmeschichten verwendete
Gelatine. Ein gelbes Dichteminimum vermindert den kommerziellen Wert eines Transmissions-
Displaymaterials, da die die Bilddarstellung betrachtende Öffentlichkeit Bildqualität mit einem
weißen oder leicht blauen Dichteminimum-Fläche assoziiert. Es wäre wünschenswert, wenn ein
Transmissions-Displaymaterial mit einem eingebrachten Diffusor eine leicht blaue Farbtönung
aufweisen könnte.
Photographische Transmissions-Displaymaterialien des Stands der Technik mit darin einge
brachten Diffusoren weisen direkt auf eine mit einer haftvermittelnden Gelatineschicht überzo
gene klare Polyesterfolie aufbeschichtete lichtempfindliche Silberhalogenidemulsionen auf. TiO2
wird der untersten Schicht der Abbildungsschichten hinzugefügt, um Licht so gut zu streuen, daß
einzelne Elemente der verwendeten Beleuchtungsbirnen für den Beobachter des dargestellten
Bildes nicht sichtbar sind. Allerdings verursacht die TiO2-Beschichtung bei der Abbildungs
schicht Probleme bei der Herstellung, wie eine erhöhte Beschichtungsbedeckung, was mehr Be
schichtungsmaschinentrocknung und eine Verringerung der Beschichtungsmaschinenprodukti
vität erfordert, da das TiO2 eine zusätzliche Reinigung der Beschichtungsmaschine erfordert.
Außerdem, da höhere Mengen an TiO2 zur Streuung von rückwärtigen Beleuchtungssystemen
hoher Intensität verwendet werden, bewirkt das in der untersten Abbildungsschicht aufbe
schichtete TiO2 eine unannehmbare Lichtstreuung, was die Qualität des Transmissionsbildes
mindert. Es wäre wünschenswert, das TiO2 aus den Abbildungsschichten zu eliminieren unter
gleichzeitiger Bereitstellung der erforderlichen Durchlässigkeitseigenschaften und der Bildqua
litäteigenschaften.
Photographische Transmissions-Displaymaterialien des Stands der Technik liefern zwar eine
ausgezeichnete Bildqualität, sind aber leicht teuer im Vergleich mit anderen Bildgebungstech
nologien von Qualität, wie die Tintenstrahlbildgebung, Thermo-Farbstofftransfer-Bildgebung
und der Tiefdruck. Da photographische Transmissions-Displaymaterialien einen zusätzlichen
Bildgebungsverarbeitungsschritt erfordern im Vergleich zu alternativen Qualitäts-Bildgebungs
systemen, können die Kosten eines photographischen Transmissionsdisplays höher sein als bei
anderen Qualitätsbildgebungssystemen. Die für die Verarbeitung photographischer Transmissi
ons-Displaymaterialien erforderliche Investition in Verarbeitungsgerätschaft erfordert auch, daß
Anwender typischerweise eine Schnittstelle mit einem kommerziellen Verarbeitungslabor bil
den, wodurch die Zeit für die Bildgebung erhöht wird. Es wäre wünschenswert, wenn ein Hoch
qualitätstransmissions-Displayträger nichtphotographische Qualitätsbildgebungstechnologien
anwenden könnte.
Photographische Transmissions-Displaymaterialien kommen beim Anwender sehr gut an, da sie
das Drucken von Bildern auf Träger hoher Qualität für den Heimgebrauch oder den Einsatz in
Kleinunternehmen ermöglichen. Der Einsatz photographischer Displaymaterialien durch den
Anwender war allgemein wegen der Kosten unerschwinglich, da die Anwender typischerweise
nicht das erforderliche Volumen vorweisen, um den Einsatz solcher Materialien zu rechtfertigen.
Es wäre wünschenswert, wenn ein Transmissions-Displaymaterial hoher Qualität zu Hause ver
wendet werden könnte ohne eine signifikante Investitition in Gerätschaft zum Drucken des Bil
des.
Photographische Displaymaterialien des Stands der Technik verwenden Polyester als Basis für
den Träger. Typischerweise ist der Polyesterträger 150 bis 250 µm dick, um für die erforderliche
Steifigkeit zu sorgen. Ein dünneres Basismaterial wäre billiger und würde für Rollenhandha
bungseffizienz sorgen, da die Rollen weniger wiegen würden und einen kleineren Durchmesser
hätten. Es wäre wünschenswert, ein Basismaterial zu verwenden, welches die erforderliche Stei
figkeit aufweisen würde, aber dünner wäre, um die Kosten zu senken und die Rollenhandha
bungseffizienz zu verbessern.
Es besteht ein Bedarf an Transmissions-Displaymaterialien, die für eine verbesserte Lichtdurch
lässigkeit sorgen, während gleichzeitig eine effizientere Diffusion bzw. Streuung des Lichtes
auftritt, so daß die Elemente der Lichtquelle für den Betrachter nicht sichtbar sind.
Es ist ein Ziel der Erfindung, verbesserte Transmissions-Displaymaterialien bereitzustellen.
Es ist ein weiteres Ziel, Displaymaterialien bereitzustellen, die billiger sind, sowie für scharfe
dauerhafte Bilder sorgen.
Es ist ein weiteres Ziel, für eine effizientere Verwendung des Lichtes zu sorgen, welches ver
wendet wird, um Transmissions-Displaymaterialien zu illuminieren bzw. zu beleuchten.
Es ist ein weiteres Ziel, ein Transmissionsdisplay bereitzustellen, das nicht-photographische
Bildgebungstechnologie einsetzt.
Diese und andere Ziele der Erfindung werden durch ein Abbildungselement bewerkstelligt, wel
ches eine transparente Polymerfolie, mindestens eine Schicht einer biaxial orientierten Polyole
finfolie und mindestens eine Bildschicht umfaßt, wobei Polymerfolie eine Steifigkeit von 20 bis
100 Millinewton aufweist und die biaxial orientierte Polyolefinfolie eine spektrale Durchlässig
keit von mindestens 40% und einen Reflexionsdichte von weniger als 60% aufweist.
Die Erfindung liefert hellere Bilder, indem eine effizientere Diffusion von Licht, das zur Illumi
nierung von Displaymaterialien angewandt wird, ermöglicht wird.
Die Erfindung besitzt zahlreiche Vorteile gegenüber Transmissions-Displaymaterialien des
Stands der Technik und Verfahren zur Bildgebung von Transmissions-Displaymaterialien. Die
Displaymaterialien der Erfindung sorgen für eine sehr effiziente Streuung von Licht, während
der Durchlaß eines hohen Prozentanteils des Lichtes ermöglicht wird. Die Materialien sind bil
lig, da die transparente Polymermaterialfolie dünner ist als bei Produkten des Stands der Tech
nik. Die Bildung von Transmissions-Displaymaterialien erfordert ein Displaymaterial, das Licht
so gut streut, daß einzelne Elemente der verwendeten illuminierenden Birnen für den Betrachter
des dargestellten Bildes nicht sichtbar sind. Andererseits ist es notwendig, daß Licht wirksam
durchgelassen wird, um das Displaybild hell zu erleuchten. Die Erfindung ermöglicht, daß de
facto eine größere Menge an illuminierendem Licht zur Displaybeleuchtung genutzt werden
kann, während gleichzeitig in sehr effektiver Weise die Lichtquellen gestreut werden, so daß sie
für den Betrachter nicht sichtbar sind. Das Displaymaterial der Erfindung erscheint für den Be
obachter weißer als Materialien des Stands der Technik, welche die Tendenz haben, etwas gelb
zu erscheinen, da sie eine große Menge an Lichtstreuungspigmenten erfordern, um das Sicht
barwerden einzelner Lichtquellen zu verhindern. Diese hohen Konzentrationen an Pigmenten
erscheinen dem Betrachter gelb und führen zu einem Bild, das dunkler als erwünscht ist. Da
nicht-photographische Abbildungssysteme zur Bildgebung des Trägers verwendet werden, sind
die Displaymaterialien für den Verbraucher stärker zugänglich, da digitale Drucksysteme wie
Tintenstrahl- oder thermischer Farbstofftransfer in breitem Umfang verfügbar sind und für klei
ne Volumina bzw. Mengen kostengünstig sind. Da schließlich die in dieser Erfindung zum Ein
satz kommende Abbildungstechnologie keine Naßchemieverarbeitung von Bildern erfordert,
werden die mit der Verwendung und der Entsorgung von Verarbeitungschemikalien im Zusam
menhang stehenden Umweltprobleme vermieden. Diese und andere Vorteile werden aus der un
tenstehenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich.
Die hierin verwendeten Bezeichnungen, wie "Oberseite" (bzw. oberste), "obere", "Bildauf
nahmeseite" und "Stirnseite", bedeuten die Seite oder in Richtung der Seite der Polymerfolie, die
die biaxial orientierte Folie trägt. Die Bezeichnungen "Unterseite", "untere Seite" und "Rück
seite" bedeuten die Seite oder in Richtung der Seite gegenüberliegend der Seite der Polymerfo
lie, welche mit der biaxial orientierten Folie in Kontakt steht. Die hierin verwendete Bezeich
nung "transparent" bedeutet die Fähigkeit, Strahlung ohne eine signifikante Ablenkung oder Ab
sorption hindurchzulassen. Für diese Erfindung ist "transparentes" Material als ein Material de
finiert, das eine spektrale Durchlässigkeit von mehr als 90% besitzt. Für ein Abbildungselement
ist die spektrale Durchlässigkeit das Verhältnis der hindurchgelassenen Energie zu der einfallen
den Energie und wird als Prozentanteil wie folgt ausgedrückt: TRGB = 10-D.100, wobei D der
Durchschnittswert des roten, grünen und blauen Status-A-Durchlässigkeits-Dichte-Response,
gemessen durch ein photographisches Transmissions-Densitometer, X-Rite-Modell 310 (oder ein
vergleichbares), ist.
Die Schichten der biaxial orientierten Polyolefinfolie der Erfindung weisen Grade der Hohl
raumbildung, TiO2 und Farbmittel auf, die so eingestellt sind, daß sie für optimale Durchlässig
keitseigenschaften sorgen. Die biaxial orientierte Polyolefinfolie wird auf eine transparente Po
lymerbasis für Steifigkeit für die effiziente Bildverarbeitung sowie zur Produkthandhabung und
-anzeige laminiert. Ein wichtiger Aspekt dieser Erfindung ist der, daß der Bildgebungsträger mit
nicht-photographischen Bildgebungsschichten beschichtet ist, die es ermöglichen, daß Display
bilder schnell hergestellt werden, da eine Bildverarbeitung für das Tintenstrahldrucken oder
thermische Drucken nicht erforderlich ist. Ferner vermeiden die nicht-photographischen Bildge
bungstechnologien das Erfordernis einer teuren Photoverarbeitungsgerätschaft, die erforderlich
ist, um photographische Bilder zu drucken und zu entwickeln. Die nicht-photographischen Bild
gebungssysteme ermöglichen auch den Gebrauch des Displaymaterials dieser Erfindung zu Hau
se, da Tintenstrahlgerätschaften in breitem Umfang verfügbar sind. Die Steifigkeitsvorteile, wel
che aus der Laminierung einer biaxial orientierten Polyolefinfolie hoher Festigkeit an Polyester
resultieren, bieten eine annehmbare Steifigkeit, während die Dicke und die Kosten der Dis
playmaterialien dieser Erfindung gesenkt werden. Ferner kann die dünne Polyolefmaußenhaut
schicht auf der Oberseite der biaxial orientierten Polyolefinfolie dieser Erfindung für die Haf
tung der Bildaufnahmeschicht optimiert werden. Ein Beispiel ist eine dünne Schicht aus biaxial
orientiertem Polycarbonat, die es ermöglicht, daß eine auf Lösungsmittel basierende Polycarbo
nat-Farbstoffaufnahme-Schicht, die typisch für die Bildgebung durch thermischen Farbstoff
transfer ist, an der Basis ohne eine teure Grundierbeschichtung haftet.
Es kann jede geeignete biaxial orientierte Polyolefinfolie für die Folie auf der Oberseite der la
minierten Basis der Erfindung verwendet werden. Mit Mikrohohlräumen bzw. Mikrolunkern
versehene biaxial orientierte Vebundfolien sind bevorzugt, da die Hohlräume für Opazität ohne
die Verwendung von TiO2 sorgen. Mit Mikrohohlräumen versehene orientierte Verbundfolien
werden geeigneterweise durch Coextrusion des Kerns und der Oberflächenschichten hergestellt,
gefolgt von einer biaxialen Orientierung, wodurch Hohlräume um das in der Kernschicht ent
haltene Hohlräume-initiierende Material gebildet werden. Solche Verbundfolien sind beispiels
weise in den US-Patenten Nr. 4 377 616; 4 758 462; und 4 632 869 beschrieben.
Der Kern der bevorzugten Verbundfolie sollte 15 bis 95% der Gesamtdicke der Folie, vorzugs
weise 30 bis 85%, der Gesamtdicke ausmachen. Die nicht mit Hohlräumen versehene Außen
oberfläche bzw. Außenhaut sollte somit 5 bis 85% der Folie, vorzugsweise 15 bis 70% der Dic
ke ausmachen.
Die Dichte (relative Dichte) der Verbundfolie, ausgedrückt als "Prozent der Festsubstanzdichte",
wird wie folgt berechnet:
und sollte zwischen 45% und 100%, vorzugsweise zwischen 67% und 100%, betragen. Wenn
die prozentmäßige Festsubstanzdichte auf unter 67% abnimmt, ist die Verbundfolie schwieriger
zu verarbeiten aufgrund einer Abnahme der Zugfestigkeit, und sie wird anfälliger für eine physi
sche Beschädigung.
Die Gesamtdicke der Verbundfolie kann im Bereich von 12 bis 100 µm, vorzugsweise 20 bis 70
µm, liegen. Unterhalb 20 µm sind die mit Mikrohohlräumen versehenen Folien möglicherweise
nicht dick genug, um jedwede inhärente Nichtplanarität in dem Träger zu minimieren, und wären
schwieriger herzustellen bzw. zu verarbeiten. Bei einer Dicke von mehr als 70 µm ist eine
leichte Verbesserung entweder in der Oberflächenglattheit oder den mechanischen Eigenschaften
feststellbar, und damit ist der weitere Anstieg der Kosten für zusätzliche Materialien kaum zu
rechtfertigen.
"Lunker" bzw. "Hohlraum", wie hierin verwendet, bedeutet frei von hinzugesetzten festen und
flüssigen Substanzen, obwohl die "Hohlräume" möglicherweise Gas enthalten. Die Hohlraum
initiierenden Teilchen, die in dem fertigen Verpackungsfolienkern verbleiben, sollten 0,1 bis 10
µm Durchmesser haben, vorzugsweise eine runde Gestalt haben, um Hohlräume mit der ge
wünschten Gestalt und Größe zu erzeugen. Die Größe des Hohlraums hängt auch von dem Ori
entierungsgrad in Maschinen- und Querrichtung ab. Idealerweise nimmt der Hohlraum eine Ge
stalt an, die durch zwei gegenüberliegende und mit dem Rand in Berührung stehende konkave
Scheiben definiert ist. Mit anderen Worten, die Hohlräume tendieren zu einer linsenähnlichen
oder bikonvexen Gestalt. Die Hohlräume sind so orientiert, daß die zwei Hauptdimensionen
nach der Maschinen- und Querrichtung der Folie ausgerichtet sind. Die Z-Richtungsachse ist
eine kleinere Dimension und ist in etwa die Größe des Querdurchmessers des Hohlraum bilden
den Teilchens. Die Hohlräume stellen sich allgemein als geschlossene Zellen dar, und somit
bleibt praktisch kein Durchlaß von einer Seite des mit Hohlräumen versehenen Kerns zu der
anderen Seite offen, durch welchen Gas oder Flüssigkeit strömen kann.
Das Hohlraum-initiierende Material kann aus einer Vielzahl an Materialien ausgewählt werden
und sollte in einer Menge von etwa 5-50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Kernmatrix
polymers, vorhanden sein. Vorzugsweise umfaßt das Hohlraum-initiierende Material ein poly
meres Material. Wenn ein polymeres Material verwendet wird, kann dies ein Polymer sein, wel
ches mit dem Polymer schmelzvermischt werden kann, aus welchem die Kernmatrix hergestellt
ist, und zur Bildung dispergierter kugelförmiger Teilchen in der Lage sein kann, wenn die Sus
pension abgekühlt wird. Beispiele dafür würden in Polypropylen dispergiertes Nylon, Polybuty
lenterephthalat in Polypropylen oder in Polyethylenterephthalat dispergiertes Polypropylen ein
schließen. Wenn das Polymer vorgeformt wird und in das Matrixpolymer eingemischt wird, ist
die wichtige Charakteristik die Größe und Gestalt der Teilchen. Kügelchen sind bevorzugt und
sie können hohl oder kompakt sein. Diese Kügelchen können aus vernetzten Polymeren herge
stellt sein, die Vertreter sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer aromatischen Al
kenylverbindung der allgemeinen Formel Ar-C(R)=CH2, worin Ar für einen aromatischen Koh
lenwasserstoffrest oder einen aromatischen Halogenkohlenwasserstoffrest der Benzolreihe steht
und R Wasserstoff oder der Methylrest ist; Monomere vom Acrylat-Typ schließen Monomere
der Formel CH2=C(R')-C(O)(OR) ein, worin R aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff und
einem Alkylrest mit etwa 1 bis 12 Kohlenstoffatomen gewählt ist und R' aus der Gruppe beste
hend aus Wasserstoff und Methyl ausgewählt ist; Copolymere von Vinylchlorid und Vinyliden
chlorid, Acrylnitril und Vinylchlorid, Vinylbromid, Vinylester der Formel CH2CH(O)COR,
worin R ein Alkylrest mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen ist; Acrylsäure, Methacrylsäure, Itacon
säure, Citraconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Oleinsäure, Vinylbenzoesäure; die synthetischen
Polyesterharze, die durch Umsetzen von Terephthalsäure und Dialkylterephtalverbindungen oder
esterbildenden Derivaten davon hergestellt werden, mit einem Glykol der HO(CH2)nOH-Reihe,
worin n eine ganze Zahl im Bereich von 2-10 ist und die reaktive olefinische Bindungen in dem
Polymermolekül aufweisen, die obenstehend beschriebenen Polyester, die darin copolymerisiert
bis zu 20 Gew.-% einer zweiten Säure oder eines Esters davon mit reaktiver olefinischer Unge
sättigtheit und Mischungen davon einschließen, sowie ein Vernetzungsmittel, ausgewählt aus der
Gruppe bestehend aus Divinylbenzol, Diethylenglykoldimethacrylat, Diallylfumarat, Dial
lylphthalat und Mischungen davon einschließen.
Beispiele für typische Monomere zur Bildung des vernetzten Polymers schließen Styrol, Bu
tylacrylat, Acrylamid, Acrylnitril, Methylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Vinylpyri
din, Vinylacetat, Methylacrylat, Vinylbenzylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylsäure, Divinylben
zol, Acrylamidomethylpropansulfonsäure, Vinyltoluol etc. ein. Vorzugsweise ist das vernetzte
Polymer Polystyrol oder Poly(methylmethacrylat). Am meisten bevorzugt ist dies Polystyrol und
das Vernetzungsmittel ist Divinylbenzol.
In dem Fachbereich allgemein bekannte Verfahren ergeben Teilchen mit ungleichmäßiger Grö
ße, gekennzeichnet durch breite Teilchengrößenverteilungen. Die resultierenden Körnchen kön
nen durch Sieben der Körnchen klassiert werden, welche den Bereich der ursprünglichen Grö
ßenverteilung abdecken. Andere Verfahren, wie die Suspensionspolymerisation und einge
schränkte Koaleszenz, ergeben direkt Teilchen sehr gleichmäßiger Größe.
Die Hohlraum-initiierenden Materialien können mit Mitteln beschichtet werden, um das Vorse
hen von Hohlräumen zu erleichtern. Geeignete Mittel oder Gleitmittel schließen kolloidales Sili
ca. kolloidale Tonerde und Metalloxide, wie Zinnoxid und Aluminiumoxid, ein. Die bevorzugten
Mittel sind kolloidales Silica und kolloidale Tonerde, am meisten bevorzugt Silica. Das ver
netzte Polymer mit einem aus einem Mittel bestehenden Überzug kann durch in dem Fachbe
reich wohlbekannte Verfahrensweisen hergestellt werden. Zum Beispiel sind herkömmliche
Suspensionspolymerisationsverfahren, bei welchen das Mittel der Suspension zugesetzt wird,
bevorzugt. Als Mittel ist kolloidales Silica bevorzugt.
Die Hohlraum-initiierenden Teilchen können auch anorganische Kügelchen, einschließlich kom
pakter oder hohler Glaskügelchen, Metall- oder Keramikkügelchen oder anorganische Teilchen,
wie Ton, Talk, Bariumsulfat und Calciumcarbonat, sein. Worauf es ankommt ist, daß das Mate
rial nicht chemisch mit dem Kernmatrixpolymer reagiert, wodurch ein oder mehrere der folgen
den Probleme verursacht werden: (a) Veränderung der Kristallisationskinetik des Matrixpoly
mers, was dessen Orientierung erschwert, (b) Zerstörung des Kernmatrixpolymers, (c) Zerstö
rung der Hohlraum-initiierenden Teilchen, (d) Haftung der Hohlraum-initiierenden Teilchen an
dem Matrixpolymer, oder (e) Erzeugung unerwünschter Reaktionsprodukte, wie toxische oder
stark gefärbte Reste. Das Hohlraum-initiierende Material sollte nicht die Leistung des Abbil
dungselements verschlechtern, in welchem der biaxial orientierte Polyolefinfilm zur Anwendung
kommt.
Für die biaxial orientierten Folien auf der Oberseite umfassen geeignete Klassen an thermopla
stischen Polymeren für die biaxial orientierte Folie und das Kernmatrixpolymer der bevorzugten
Verbundfolie Polyolefine. Geeignete Polyolefine schließen Polypropylen, Polyethylen, Polyme
thylpenten, Polystyrol, Polybutylen und Mischungen davon ein. Polyolefincopolymere, ein
schließlich Copolymere von Propylen und Ethylen, wie Hexen, Buten und Octen, sind ebenfalls
nützlich. Polypropylen ist bevorzugt, da es billig ist und die gewünschten Festigkeitseigen
schaften besitzt.
Die Außenoberflächenschichten ohne Hohlräume der Verbundfolie können aus den gleichen
polymeren Materialien wie obenstehend für die Kernmatrix aufgeführt hergestellt werden. Die
Verbundfolie kann mit (einer) Außenoberfläche(n) aus demselben polymeren Material wie die
Kernmatrix hergestellt sein, oder sie kann mit der bzw. den Außenoberfläche(n) von unter
schiedlicher polymerer Zusammensetzung als die Kernmatrix hergestellt sein. Aus Kompatibili
tätsgründen kann eine zusätzliche Schicht zur Erhöhung der Haftung der Außenoberflächen
schicht an dem Kern verwendet werden.
Die Gesamtdicke der obersten Außenoberflächenschicht oder der exponierten Oberflächen
schicht sollte zwischen 0,20 µm und 1,5 µm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,0 µm, betragen.
Unterhalb 0,5 µm kann jede inhärente Nichtplanarität in der coextrudierten Außenoberflächen
schicht zu einer unannehmbaren Farbveränderung führen. Bei Außenoberflächendicken von über
1,0 µm kommt es zu einer Verringerung der bildgebenden optischen Eigenschaften, wie der
Bildauflösung. Bei einer Dicke von mehr als 1,0 µm ist auch ein größeres Materialvolumen auf
Verunreinigungen, wie Klumpen, schlechte Farbpigmentdispersion oder Verunreinigung, zu
filtern. Polyethylen geringer Dichte mit einer Dichte von 0,88 bis 0,94 g/cm3 ist das bevorzugte
Material für die oberste Außenoberfläche, da Bildgebungsaufnahmeschichten auf Gelbasis gut
an Polyethylen geringer Dichte anhaften im Vergleich zu anderen Materialien, wie Polypropylen
und Polyethylen hoher Dichte.
Zusätze können der obersten Außenoberflächenschicht hinzugefügt werden, um die Farbe des
Bildgebungselements zu verändern. Für die bildgebende Anwendung ist eine weiße Basis mit
einer leichten bläulichen Farbtönung bevorzugt. Die Hinzufügung der leichten bläulichen Farb
tönung kann durch jegliches Verfahren bewerkstelligt werden, welches im Fachbereich bekannt
ist, einschließlich dem maschinellen Vermischen von Farbkonzentrat vor der Extrusion und der
Schmelzextrusion von blauen Farbmitteln, die in dem gewünschten Mischverhältnis vorver
mischt wurden. Farbpigmente, die Extrusionstemperaturen von mehr als 320°C widerstehen
können, sind bevorzugt, da Temperaturen von mehr als 320°C für die Coextrusion der Außen
oberflächenschicht erforderlich sind. In dieser Erfindung eingesetzte blaue Farbmittel können
jegliches Farbmittel sein, welches keine nachteilige Wirkung auf das Bildgebungselement hat.
Bevorzugte blaue Farbmittel schließen Phthalocyaninblau-Pigmente, Cromophtalblau-Pigmente,
Irgazinblau-Pigmente, organische Irgalitblau-Pigmente und Pigment Blau 60 ein.
Man fand man heraus, daß eine sehr dünne Beschichtung (0,2 bis 1,5 µm) auf der Oberfläche
durch Coextrusion und anschließendes Recken in Richtung der Breite und der Länge gebildet
werden kann. Es wurde festgestellt, daß diese Schicht von Natur aus extrem exakt ist in Bezug
auf die Dicke und zur Vornahme aller Farbkorrekturen verwendet werden kann, welche in der
Regel über die ganze Dicke der Folie verteilt sind. Diese oberste Schicht ist so wirkungsvoll, daß
die gesamten erforderlichen Farbmittel zur Bereitstellung einer Korrektur weniger als die Hälfte
der erforderlichen Menge ausmachen, die erforderlich ist, wenn die Farbmittel über die ganze
Dicke dispergiert sind. Farbmittel sind häufig der Grund für Lichtfleckenfehler infolge von
Klumpen und schlechten Dispersionen. Lichtfleckenfehler, welche den kommerziellen Wert von
Bildern mindern, werden durch diese Erfindung verbessert, da weniger Farbmittel eingesetzt
wird, und die hochwertige Filtration zur Säuberung der gefärbten Schicht wesentlich praktischer
durchführbar ist, da das Gesamtvolumen an Polymer mit Farbmittel nur typischerweise 2 bis 10
Prozent des Gesamtpolymers zwischen der Polymerfolie und der Abbildungsschicht beträgt.
Obgleich die Zugabe von TiO2 in der dünnen Außenoberflächenschicht dieser Erfindung nicht
signifikant zu dem optischen Leistungsvermögen der Folie beiträgt, kann es zahlreiche Herstel
lungsprobleme, wie Düsenlinien bzw. -markierungen und Flecke, hervorrufen. Eine im wesentli
chen an TiO2 freie Außenoberflächenschicht ist bevorzugt, da einer Schicht zwischen 0,20 und
1,5 µm hinzugesetztes TiO2 nicht wesentlich die optischen Eigenschaften des Trägers verbessert,
dem Entwurf bzw. der Ausgestaltung Kosten hinzufügt und zu beanstandende Pigmentlinien bei
dem Extrusionsverfahren verursacht.
Zusätze können der biaxial orientierten Folie dieser Erfindung hinzugefügt werden, so daß, wenn
die biaxial orientierte Folie von der angesprochenen Zuhörerschaft betrachtet wird, das Bildge
bungselement Licht im sichtbaren Spektrum bei Exponierung an UV-Strahlung emittiert. Die
Emission von Licht im sichtbaren Spektrum ermöglicht, daß der Träger eine gewünschte Hinter
grundfarbe in Gegenwart von UV-Energie aufweist. Dies ist besonders nützlich, wenn Bilder mit
einer Lichtquelle rückwärtig beleuchtet werden, welche UV-Energie enthält und zur Optimie
rung der Bildqualität für Transmissions-Displayanwendungen verwendet werden kann.
Im Fachbereich bekannte Zusätze zur Emission von sichtbarem Licht im blauen Spektrum sind
bevorzugt. Anwender bevorzugen allgemein eine leichte Blautönung bzw. Blaustich bis Weiß,
definiert als ein negatives b*, im Vergleich zu einem weißen Weiß, definiert als b*, innerhalb
einer b*-Einheit von Null. b* ist das Maß für Gelb/Blau im CIE-Definitionsraum. Ein positives
b* zeigt Gelb an, während ein negatives b* Blau anzeigt. Die Hinzufügung eines Zusatzes, der
im blauen Spektrum emittiert, ermöglicht eine Abtönung des Trägers ohne den Zusatz von
Farbmitteln, welche die Weißheit des Bildes vermindern würden. Die bevorzugte Emission be
trägt zwischen 1 und 5 delta b*-Einheiten. Delta b* ist als die b*-Differenz definiert, gemessen,
wenn eine Probe bestrahlt wird mit einer UV-Lichtquelle und mit einer Lichtquelle ohne jegliche
signifikante UV-Energie. Delta b* ist das bevorzugte Maß zur Bestimmung der Nettowirkung
der Hinzufügung eines optischen Aufhellers zu der oberen biaxial orientierten Folie der Erfin
dung. Emissionen von weniger als einer 1 b*-Einheit sind von den meisten Kunden nicht festzu
stellen; daher ist es nicht kosteneffizient, der biaxial orientierten Folie optischen Aufheller hin
zuzufügen. Eine Emission von mehr als 5 b*-Einheiten würde die Farbausgewogenheit der
Drucke beeinträchtigen, wobei die Weiß-Bereiche für die meisten Kunden zu blau erscheinen
würden.
Der bevorzugte Zusatz dieser Erfindung ist ein optischer Aufheller. Ein optischer Aufheller ist
eine im wesentlichen farblose, fluoreszierende organische Verbindung, die UV-Licht absorbiert
und es als sichtbares blaues Licht emittiert. Beispiele schließen Derivate von 4,4'-Diamino
stilben-2,2'-disulfonsäure, Cumarinderivate, wie 4-Methyl-7-diethylaminocumann, 1-4-Bis(O
cyanostyryl)benzol und 2-Amino-4-methylphenol ein, sind aber nicht auf diese beschränkt. Ein
unerwartetes erwünschtes Merkmal der Erfindung ist der effiziente Einsatz von optischem Auf
heller. Da sich die UV-Quelle für ein Transmissions-Displaymaterial auf der gegenüberliegen
den Seite des Bildes befindet, wird die UV-Licht-Intensität durch die bei Abbildungsschichten
üblichen UV-Filter zur Farbstoffstabilität nicht abgeschwächt. Das Nettoergebnis der Beleuch
tung eines Transmissions-Displaymaterials von hinten ist, daß weniger optischer Aufheller zur
Erreichung der gewünschten Hintergrundfarbe erforderlich ist im Vergleich zu einem reflektiven
Displaymaterial, welches von der vorderseitigen Beleuchtung abhängig ist.
Der optische Aufheller kann jeder Schicht in der mehrschichtigen, coextrudierten, biaxial orien
tierten Polyolefinfolie hinzugegeben werden. Die bevorzugte Stelle grenzt an die exponierte
Oberflächenschicht der Folie an oder befindet sich in dieser. Dies ermöglicht die effiziente Kon
zentration optischer Aufheller, was zur Verwendung von weniger optischem Aufheller führt im
Vergleich mit herkömmlichen Bildgebungsträgern. Wenn sich die gewünschte gewichtsprozen
tige Beladung an optischem Aufheller der Konzentration anzunähern beginnt, bei welcher der
optische Aufheller an die Oberfläche der trägerbildenden Kristalle in der Abbildungsschicht
wandert, ist die Zugabe von optischem Aufheller in die an die exponierte Schicht angrenzende
Schicht bevorzugt. Wenn die Migration von optischem Aufheller zu einem Problem wird wie bei
lichtempfindlichen Silberhalogenid-Bildgebungssystemen, umfaßt die bevorzugte exponierte
Schicht Polyethylen. In diesem Fall wird die Migration von der an die obere exponierte Schicht
angrenzenden Schicht wesentlich verringert, wodurch die Verwendung viel höherer Anteile von
optischem Aufheller zur Optimierung der Bildqualität ermöglicht wird. Durch Einbringen des
optischen Aufhellers in die an die obere exponierte Schicht angrenzende Schicht wird der Ein
satz eines kostengünstigeren optischen Aufhellers als exponierte Schicht, welche vorzugsweise
praktisch frei an optischem Aufheller ist und welche eine signifikante Migration des optischen
Aufhellers verhindert, ermöglicht. Eine weitere bevorzugte Methode zur Verringerung einer un
erwünschten Migration von optischem Aufheller ist die Verwendung von Polypropylen für die
an die obere Oberfläche angrenzende Schicht. Da optischer Aufheller in Polypropylen löslicher
ist als in Polyethylen, neigt der optische Aufheller weniger zu einer Migration aus Polypropylen.
Eine biaxial orientierte Folie dieser Erfindung, welche einen mit Mikrohohlräumen versehenen
Kern aufweist, ist bevorzugt. Der mit Mikrohohlräumen versehene Kern fügt Opazität und
Weißheit dem Abbildungsträger hinzu, wodurch die Abbildungsqualität weiter verbessert wird.
Ferner ist der mit Hohlräumen versehene Kern ist ein ausgezeichneter Diffusor für Licht und
besitzt eine beträchtlich geringere Lichtstreuung als weiße Pigmente, wie TiO2. Weniger
Lichtstreuung verbessert die Qualität des transmittierten Bildes. Das Kombinieren der Bildqua-
litätsvorteile eines mit Mikrohohlräumen versehenen Kerns mit einem Material, welches UV-
Energie absorbiert und Licht im sichtbaren Spektrum emittiert, ermöglicht die einzigartige Op
timierung der Bildqualität, da der Bildträger eine Tönung besitzen kann, wenn er UV-Energie
ausgesetzt wird, obgleich er eine ausgezeichnete Weißheit beibehält, wenn das Bild unter einer
Beleuchtung betrachtet wird, welche keine signifikanten Mengen an UV-Energie aufweist, wie
eine Innenbeleuchtung. Die bevorzugte Anzahl an Hohlräumen in der vertikalen Richtung im
wesentlichen an jedem Punkt ist größer als 6. Die Anzahl an Hohlräumen in der vertikalen
Richtung ist die Zahl der Polymer/Gas-Grenzflächen, die in der mit Hohlräumen versehenen
Schicht vorliegen. Die mit Hohlräumen versehene Schicht fungiert als eine opake Schicht auf
grund der Brechungsindexveränderungen zwischen Polymer/Gas-Grenzflächen. Mehr als 6
Hohlräume sind bevorzugt, da bei 4 Hohlräumen oder weniger nur eine geringe Verbesserung
bei der Opazität des Films festzustellen ist und damit die zusätzlichen Kosten, die biaxial orien
tierte Folie der Erfindung mit Hohlräumen zu versehen, nicht gerechtfertigt sind. Zwischen 6
und 30 Hohlräume in der vertikalen Richtung sind am meisten bevorzugt, da bei 35 Hohlräumen
oder mehr der mit Hohlräumen versehene Kern leicht bei Belastung zerbrechen kann, was zu
unerwünschten Bruchlinien in dem Bildbereich führt, die den kommerziellen Wert des Trans
missions-Displaymaterials herabsetzen.
Die biaxial orientierte Folie kann auch Pigmente enthalten, die, wie bekannt, die Abbildungsre
sponses, wie Weiße oder Schärfe, verbessern. Titandioxid wird in dieser Erfindung zur Verbes
serung der Bildschärfe verwendet. Das eingesetzte TiO2 kann entweder vom Anatase- oder Ru
til-Typ sein. Im Falle der optischen Eigenschaften ist Rutil bevorzugt aufgrund der einzigartigen
Teilchengröße und Geometrie. Ferner können sowohl Anatase- als auch Rutil-TiO2 zur Verbes
serung der Weiße und der Schärfe vermischt werden. Beispiele für TiO2, die für ein Bildge
bungssystem annehmbar sind, sind R101-Rutil-TiO2 von DuPont Chemical Co. und R104-Rutil-
TiO2 von DuPont Chemical Co. Andere Pigmente zur Verbesserung der photographischen Re
sponses können auch in dieser Erfindung verwendet werden. Beispiele schließen Bariumsulfat,
Ton oder Calciumcarbonat ein.
Die der biaxial orientierten Folie der Erfindung hinzugesetzte bevorzugte Menge an TiO2 beträgt
zwischen 4 und 18 Gew.-%. Unter 3% TiO2 läßt sich die erforderliche Lichtdurchlässigkeit mit
der Versehung mit Mikrohohlräumen allein nicht leicht erreichen. Das Kombinieren von mehr
als 4% TiO2 mit dem Vorsehen von Hohlräumen stellt eine biaxial orientierte, mit Mikrohohl
räumen versehene Folie bereit, welche kostengünstig ist. Über 14% TiO2 ist weniger wün
schenswert, da eine zusätzliche Farbstoffdichte erforderlich ist, um mit dem Verlust an Durch
lässigkeit fertigzuwerden.
Die bevorzugte spektrale Durchlässigkeit der biaxial orientierten Polyolefinfolie der Erfindung
beträgt mindestens 40% und weniger als 90%. Die spektrale Durchlässigkeit ist die Menge an
Lichtenergie, die durch ein Material hindurchgelassen wird. Für ein Abbildungselement ist die
spektrale Durchlässigkeit das Verhältnis der hindurchgelassenen Energie zu der einfallenden
Energie und ist als Prozentanteil wie folgt ausgedrückt: TRGB = 10-D.100, wobei D der Mittel
wert der roten, grünen und blauen Status-A-Durchlässigkeits-Dichte-Response ist, gemessen
durch ein photographisches Durchlässigkeits-Densitometer, X-Rite-Modell 310 (oder einem
vergleichbaren). Je höher die Durchlässigkeit, desto weniger opak ist das Material. Für ein
Transmissions-Displaymaterial mit einem eingebrachten Diffusor steht die Qualität des Bildes
mit der Menge des von dem Bild reflektierten Lichtes zum Auge des Betrachters in Beziehung.
Ein Transmissions-Displaybild mit einer geringen Menge an spektraler Durchlässigkeit ermög
licht keine ausreichende Beleuchtung des Bildes, wodurch ein erkennbarer Verlust an Bildqua
lität herbeigeführt wird. Ein Transmissions- bzw. Durchlichtbild mit einer spektralen Durchläs
sigkeit von weniger als 35% ist für ein Transmissions-Displaymaterial unannehmbar, da die
Qualität des Bildes nicht Transmissions-Displaymaterialien des Stands der Technik entsprechen
kann bzw. diesen gleichwertig ist. Ferner erfordern spektrale Transmissionen von weniger als
35% eine zusätzliche Farbstoffdichte, was die Kosten des Transmissions-Displaymaterials er
höht. Transmissions-Displaymaterialien mit einer spektralen Durchläßigkeit von mehr als 90%
sind schwierig zu erhalten, da die illuminierende Lichtquelle das Bild beeinträchtigt, wodurch
die Bildqualität verschlechtert wird.
Die am meisten bevorzugte spektrale Durchlässigkeitsdichte für die biaxial orientierten Folien
der Erfindung liegt zwischen 46% und 54%. Dieser Bereich läßt eine Optimierung der Trans
mission und der Reflektionseigenschaften zu, wodurch ein Displaymaterial erzeugt wird, das die
rückwärtige Beleuchtungsquelle diffus erscheinen läßt und die Farbstoffdichte der Bildschichten
minimiert.
Eine Reflexionsdichte von weniger als 60% und mehr als 10% für die biaxial orientierte Folie
der Erfindung ist bevorzugt. Die Reflexionsdichte ist die Menge der von dem Bild zum Auge des
Beobachters reflektierenden Lichtenergie. Die Reflexionsdichte wird durch eine 0°/45°-
Geometrie-Status-A-Rot/Grün/Blau-Response unter Verwendung eines photographischen
Durchlässigkeits-Densitometers, X-Rite-Modell 310 (oder eines vergleichbaren) gemessen. Eine
ausreichende Menge an reflektiver Lichtenergie ist zur Diffusion der rückwärtigen Beleuch
tungsquelle erforderlich. Eine Reflexionsdichte von mehr als 65% ist für ein Transmissions-
Displaymaterial unannehmbar und entspricht nicht der Qualität von Transmissions-Display
materialien des Stands der Technik.
Die Coextrusion, das Abschrecken, Orientieren und die Thermofixierung dieser Verbundfolien
kann durch ein beliebiges, zur Herstellung von orientierter Folie in dem Fachbereich bekanntes
Verfahren, wie ein Flachfolienverfahren oder ein Blasen- oder Schlauchverfahren, bewerkstelligt
werden. Das Flachfolienverfahren beinhaltet das Extrudieren der Mischung durch eine Breit
schlitzdüse und das rasche Abschrecken der extrudierten Bahn auf einer gekühlten Gießtrommel,
so daß die Kernmatrix-Polymerkomponente der Folie und die Außenoberflächenkomponente(n)
auf unterhalb ihre Glasverfestigungstemperatur abgeschreckt werden. Die abgeschreckte Folie
wird danach biaxial durch wechselweises Recken in senkrechten Richtungen bei einer Tempe
ratur oberhalb der Glasübergangstemperatur, unterhalb der Schmelztemperatur der Matrixpoly
mere, orientiert. Die Folie kann in einer Richtung gereckt werden und danach in einer zweiten
Richtung oder sie kann gleichzeitig in beiden Richtungen gereckt werden. Ein Reckverhältnis,
definiert als die Endlänge dividiert durch die Anfangslänge für die Summe der Maschinen- und
Querrichtungen von mindestens 10 zu 1 ist bevorzugt. Nachdem die Folie gereckt wurde, wird
sie durch Erwärmen auf eine Temperatur, die ausreichend ist, um Polymere zu kristallisieren
oder zu tempern, thermofixiert, während gleichzeitig bis zu einem gewissen Grad ein Zurückzie
hen der Folie in beiden Reckrichtungen eingeschränkt wird.
Die Polymerverbundfolie aus biaxial orientiertem Polyolefin, die zwar als eine solche mit vor
zugsweise mindestens drei Schichten eines Kerns und einer Außenhautschicht auf jeder Seite
beschrieben wurde, kann auch mit zusätzlichen Schichten ausgestattet sein, die zur Veränderung
der Eigenschaften der biaxial orientierten Folie dienen können. Biaxial orientierte Folien könn
ten mit Oberflächenschichten gebildet werden, was eine verbesserte Haftung oder ein verbes
sertes Aussehen bei dem Träger und dem Abbildungselement hervorrufen würde. Die biaxial
orientierte Extrusion könnte mit soviel wie 10 Schichten durchgeführt werden, sofern erwünscht,
um eine speziell gewünschte Eigenschaft zu erhalten.
Diese Polymerverbundfolien aus biaxial orientiertem Polyolefin können nach dem Coextrusions-
und Orientierungsverfahren oder zwischen dem Gießen und der vollständigen Orientierung mit
einer beliebigen Anzahl von Überzügen beschichtet oder behandelt werden, die zur Verbesse
rung der Eigenschaften der Folien, einschließlich der Bedruckbarkeit, verwendet werden können,
um eine Dampfbarriere vorzusehen, um sie heißversiegelbar zu machen oder um die Haftung an
dem Träger oder an den Bildaufnahmeschichten zu verbessern. Beispiele dafür wären Acrylbe
schichtungen für die Bedruckbarkeit und das Aufbeschichten von Polyvinylidenchlorid für
Heißversiegelungseigenschaften. Weitere Beispiele schließen die Flammen-, Plasma- oder Ko
ronaentladungsbehandlung zur Verbesserung der Bedruckbarkeit oder Haftung ein.
Indem mindestens eine Außenhaut ohne Hohlräume auf dem mit Mikrohohlräumen versehenen
Kern vorgesehen ist, wird die Zugfestigkeit der Folie erhöht und wird sie leichter herstellbar. Es
wird ermöglicht, daß die Folien mit größeren Breiten und höheren Zugverhältnissen hergestellt
werden können, als wenn Folien hergestellt werden, wo alle Schichten mit Hohlräumen versehen
sind. Die Coextrusion der Schichten vereinfacht weiter das Herstellungsverfahren.
Die Struktur einer bevorzugten biaxial orientierten Folie, wo die exponierte Oberflächenschicht
an die Bildgebungsschicht angrenzt, ist wie folgt:
Polyethylenaußenoberfläche mit blauen Pigmenten
Polypropylen mit 8% TiO2 und optischem Aufheller
Mit Mikrohohlräumen versehene Polypropylenschicht
Polyproylen-Außenhautbodenschicht.
Polyethylenaußenoberfläche mit blauen Pigmenten
Polypropylen mit 8% TiO2 und optischem Aufheller
Mit Mikrohohlräumen versehene Polypropylenschicht
Polyproylen-Außenhautbodenschicht.
Der transparente Polymerfolienträger, auf welchen die mit Mikrohohlräumen versehenen Ver
bundfolien und die biaxial orientierten Folien für den laminierten Träger der Bildaufnahme
schicht laminiert werden, kann jegliches Material mit den gewünschten Transmissions- und Stei
figkeitseigenschaften sein. Bildgebungselemente der Erfindung können auf jedem geeigneten
transparenten Träger mit Bildgebungsqualität einschließlich Folien aus verschiedenen Arten von
synthetischen hochmolekulargewichtigen Folienmaterialien wie Polyalkylacrylaten oder -meth
acrylaten, Polystyrol, Polyamiden, wie Nylon, Folien aus semisynthetischen Materialien mit
hohem Molekulargewicht, wie Cellulosenitrat, Celluloseacetatbutyrat und dergleichen; Homo-
und Copolymeren von Vinylchlorid, Poly(vinylacetal), Polycarbonaten, Homo- und Copolyme
ren von Olefinen, wie Polyethylen und Polypropylen und dergleichen, hergestellt werden.
Polyesterfolien sind besonders vorteilhaft, da sie eine ausgezeichnete Festigkeit, Dimensionssta
bilität und die gewünschten Lichtdurchlässigkeitseigenschaften gewährleisten. Solche Polyester
folien sind allgemein bekannt, werden im breiten Umfang eingesetzt und typischerweise herge
stellt aus Polyestern mit hohem Molekulargewicht, die durch Kondensieren eines zweiwertigen
Alkohols mit einer zweibasischen gesättigten Fettsäure oder Derivaten davon gebildet werden.
Geeignete zweiwertige Alkohole zur Verwendung bei der Herstellung solcher Polyester sind im
Fachbereich allgemein bekannt und schließen jegliches Glykol ein, bei welchem die Hydroxyl
gruppen sich auf dem endständigen Kohlenstoffatom befinden und 2 bis 12 Kohlenstoffatome
enthalten, wie beispielsweise Ethylenglykol, Propylenglykol, Trimethylenglykol, Hexamethy
lenglykol, Decamethylenglykol, Dodecamethylenglykol, 1,4-Cyclohexan-dimethanol und der
gleichen.
Geeignete dibasische Säuren, die für die Herstellung von Polyestern nützlich sind, schließen jene
mit 2 bis 16 Kohlenstoffatomen ein, wie Adipinsäure, Sebacinsäure, Isophthalsäure, Terephthal
säure und dergleichen. Alkylester von Säuren, wie die obenstehend angeführten können eben
falls verwendet werden. Andere Alkohole und Säuren sowie daraus hergestellte Polyester und
die Herstellung der Polyester sind in dem US-Patent Nr. 2 720 503 und 2 901 466, welche hierin
durch den Bezug darauf einbezogen sind, beschrieben. Polyethylenterephthalat ist bevorzugt.
Die Polyesterträgerdicke kann im Bereich von etwa 15 Millinewton bis 100 Millinewton liegen.
Die bevorzugte Steifigkeit liegt zwischen 20 und 100 Millinewton. Eine Polyestersteifigkeit von
weniger als 15 Millinewton liefert nicht die erforderliche Steifigkeit für Displaymaterialien, und
zwar dadurch, daß sie schwer handzuhaben sind und nicht flach anliegen für eine optimale An
sicht. Eine Polyestersteifigkeit von größer als 100 Millinewton beginnt die Steifigkeitsgrenze für
die Verarbeitungsgerätschaft zu übersteigen und besitzt keinen Leistungsvorteil für die Dis
playmaterialien.
Allgemein werden Polyesterfolienträger durch Schmelzextrudieren des Polyesters durch eine
Breitschlitzdüse, Abschrecken zum amorphen Zustand, Orientieren durch Recken in Maschinen-
und Querrichtung und Thermofixierung unter dimensionaler Einschränkung hergestellt. Die Po
lyesterfolie kann auch einer Wärmeentspannungsbehandlung unterworfen werden, um die Di
mensionsstabilität und Oberflächenglattheit zu verbessern.
Die Polyesterfolie enthält typischerweise eine Grunddeckschicht oder Grundierungsschicht auf
beiden Seiten der Polyesterfolie. Haftvermittelnde Schichten, die zur Unterstützung der Haftung
von Beschichtungsmassen an dem Träger angewandt werden, sind in dem Fachbereich allgemein
bekannt, und es kann jedes beliebige derartige Material angewandt werden. Einige nützliche
Zusammensetzungen für diesen Zweck schließen Interpolymere von Vinylidenchlorid, wie
Vinylidenchlorid/Methylacrylat/Itaconsäure-Terpolymere oder Vinylidenchlorid/Acrylonitril/-
Acrylsäure-Terpolymere und dergleichen ein. Diese und andere geeignete Zusammensetzungen
sind beispielsweise in den US-Patenten Nr. 2 627 088; 2 698 240; 2 943 937; 3 143 421;
3 201 249; 3 271 178; 3 443 950; und 3 501 301 beschrieben. Die polymere haftvermittelnde
Schicht kann mit einer zweiten aus Gelatine bestehenden haftvermittelnden Schicht, die typi
scherweise als Gel-Haftvermittlung bzw. Gelatinebeschichtung bezeichnet wird, überzogen sein.
Eine transparente Polymerbasis, die frei von TiO2 ist, ist bevorzugt, da das TiO2 in dem transpa
renten Polymer den reflektiven Displaymaterialien ein unerwünschtes opaleszierendes Aussehen
verleiht. Das mit TiO2 pigmentierte transparente Polymer ist auch teuer, da das TiO2 in der ge
samten Dicke dispergiert werden muß, typischerweise von 100 bis 180 µm. Das TiO2 verleiht
dem transparenten Polymerträger auch einen leichten Gelöstich, welcher für ein Transmissions-
Displaymaterial unerwünscht ist. Zur Verwendung als ein Transmissions-Displaymaterial muß
ein TiO2 enthaltender, transparenter Polymerträger auch bläulich abgetönt sein, um den
Gelöstich des Polyesters auszugleichen, wodurch ein Verlust in der gewünschten Weißheit ver
ursacht wird und zusätzliche Kosten beim Displaymaterial entstehen. Eine Konzentrierung des
weißen Pigmentes in der Polyolefinschicht ermöglicht eine effiziente Verwendung des weißen
Pigmentes, was die Bildqualität verbessert und die Kosten des Bildgebungsträgers senkt.
Bei Verwendung einer Polyesterbasis ist es bevorzugt, die mit Mikrohohlräumen bzw. -lücken
versehenen Verbundfolien auf die Polyesterbasis unter Verwendung eines Polyolefinharzes unter
Extrusion zu laminieren. Die Extrusionslaminierung wird durchgeführt durch Zusammenbringen
der biaxial orientierten Folien der Erfindung und der Polyesterbasis unter Aufbringung eines
schmelzextrudierten Klebemittels zwischen den Polyesterfolien und den biaxial orientierten Po
lyolefinfolien, gefolgt von einem Pressen in einem Spalt, wie zwischen zwei Walzen. Das
schmelzextrudierte Klebemittel kann entweder auf die biaxial orientierten Folien oder das Basis
papier vor dem Einführen in den Spalt aufgetragen werden. In einer bevorzugten Form wird das
Klebemittel in den Spalt gleichzeitig mit den biaxial orientierten Folien und der Polyesterfolie
aufgetragen. Das Klebemittel, das zum Ankleben der biaxial orientierten Polyolefinfolie an die
Polyesterbasis verwendet wird, kann jedes geeignete Material sein, welches keine nachteilige
Wirkung auf das Bildgebungselement besitzt. Ein bevorzugtes Material sind Metallocen
katalysierte Ethylenplastomere, die in den Spalt zwischen dem Papier und der biaxial orientier
ten Folie schmelzextrudiert werden. Metallocen-katalysierte Ethylenplastomere sind bevorzugt,
da sie leicht schmelzextrudiert werden, gut an biaxial orientierten Polyolefinfolien der Erfindung
anhaften und gut an einen mit Gelatine beschichteten Polyesterträger der Erfindung anhaften.
Die Struktur eines bevorzugten Displayträgers, bei dem die Abbildungsschichten auf die biaxial
orientierte Polyolefinfolie aufgebracht sind, ist wie folgt:
Biaxial orientierte Polyolefinfolie
Metallocen-katalysiertes Ethylenplastomer (Bindeschicht)
Polyesterbasis.
Biaxial orientierte Polyolefinfolie
Metallocen-katalysiertes Ethylenplastomer (Bindeschicht)
Polyesterbasis.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Abbildungselement" bzw. "Bildgebungs
element" auf ein Material, welches die nicht-photographische Technologie bei der Erzeugung
von Bildern verwendet. Die Abbildungselemente können Schwarz/Weiß-Elemente, Ein-Farb-
Elemente oder Mehr-Farb-Elemente sein. Nicht-photographische Bildgebungsmethoden schlie
ßen den Thermofarbstofftransfer, das Tintenstrahldrucken, elektrophotographisches, elektrogra
phisches, flexographisches Drucken oder das Rotationstiefdrucken ein. Die Bildgebungsschich
ten werden vorzugsweise auf die Oberseite des Bildgebungsträgers aufgebracht.
Die Thermo-Farbstoffbild-Aufnahme-Schicht der Aufnahmeelemente der Erfindung kann bei
spielsweise ein Polycarbonat, ein Polyurethan, einen Polyester, Polyvinylchlorid, Poly(styrol-co
acrylnitril), Poly(caprolacton) oder Mischungen davon umfassen. Die Farbstoffbild-Aufnahme-
Schicht kann in einer beliebigen Menge vorliegen, die für den beabsichtigten Zweck von Nutzen
ist. Im allgemeinen wurden gute Resultate bei einer Konzentration von etwa 1 bis etwa 10 g/m2
erzielt. Eine Deckschicht kann weiter über die Farbstoff-Aufnahmeschicht aufbeschichtet sein,
wie in dem US-Patent Nr. 4 775 657 von Harrison et al. beschrieben.
Farbstoff-Donor-Elemente, die mit dem Farbstoff-Aufnahmeelement der Erfindung eingesetzt
werden, umfassen herkömmlicherweise einen Träger mit einer darauf befindlichen farbstoffhal
tigen Schicht. Es kann jedweder Farbstoff in dem in der Erfindung eingesetzten Farbstoff-Donor
verwendet werden, vorausgesetzt, daß er auf die Farbstoff-Aufnahmeschicht unter Wärmeein
wirkung übertragbar ist. Besonders gute Resultate wurden mit sublimierbaren Farbstoffen er
halten. Für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung anwendbare Farbstoff-Donoren sind z. B.
in den US-Patenten Nr. 4 916 112; 4 927 803; und 5 023 228 beschrieben.
Wie obenstehend erwähnt, werden Farbstoff-Donor-Elemente zur Erzeugung eines Farbstoff-
Transferbildes eingesetzt. Ein solcher Prozeß umfaßt die bildweise Erwärmung eines Farbstoff-
Donor-Elements und die Übertragung eines Farbstoffbildes auf ein Farbstoff-Aufnahmeelement,
wie obenstehend beschrieben, zur Erzeugung des Farbstofftransferbildes.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Thermo-Farbstoff-Transferverfahrens zum Drucken
wird ein Farbstoff-Donor-Element verwendet, welches einen mit sequentiell sich wiederholen
den Bereichen von cyanfarbigem, magentafarbigem und gelbem Farbstoff beschichteten Po
ly(ethylenterephthalat)-Träger umfaßt, und die Schritte des Farbstofftransfers werden sequentiell
für jede einzelne Farbe unter Erhalt eines dreifarbigen Farbstoff-Transferbildes durchgeführt.
Selbstverständlich wird ein monochromes Farbstoff-Transferbild erhalten, wenn der Prozeß nur
für eine einzelne Farbe durchgeführt wird.
Thermodruckköpfe, die zur Übertragung von Farbstoff von Farbstoff-Donor-Elementen auf
Aufnahmeelemente der Erfindung eingesetzt werden können, sind kommerziell verfügbar. Es
kann beispielsweise ein Fujitsu Thermokopf (FTP-040 MCS001), ein TDK Thermokopf F415
HH7-1089 oder ein Rohm-Thermokopf KE 2008-F3 verwendet werden. Alternativ können ande
re bekannte Energiequellen für die thermische Farbstoffübertragung eingesetzt werden, wie zum
Beispiel in der GB-2 083 726A beschriebene Laser.
Eine Anordnung zur thermischen Farbstoffübertragung der Erfindung umfaßt (a) ein Farbstoff-
Donor-Element und (b) ein Farbstoff-Aufnahmeelement wie obenstehend beschrieben, wobei
das Farbstoff-Aufnahmeelement und das Farbstoff-Donor-Element aufeinanderliegend angeord
net sind, so daß die Farbstoffschicht des Donorelements mit der Farbstoftbild-Aufnahme-Schicht
des Aufnahmeelements in Kontakt steht.
Wenn ein dreifarbiges Farbbild erhalten werden soll, wird die obenstehende Anordnung bei drei
Gelegenheiten während der Zeit gebildet, da Wärme durch den Thermodruckkopf aufgebracht
wird. Nachdem der erste Farbstoff übertragen wurde, werden die Elemente voneinander abge
löst. Ein zweites Farbstoff-Donor-Element (oder ein anderer Bereich des Donorelements mit
einem unterschiedlichen Farbstoffbereich) wird danach mit dem Farbstoff-Aufnahmeelement
genau abgestimmt und der Prozeß wird wiederholt. Die dritte Farbe wird auf dieselbe Weise
erhalten.
Die elektrographischen und elektrophotographischen Prozesse und ihre einzelnen Schritte wur
den ausführlich in zahlreichen Büchern und Veröffentlichungen beschrieben. Die Prozesse
schließen die grundlegenden Schritte der Erzeugung eines elektrostatischen Bildes, die Ent
wicklung des Bildes mit aufgeladenen, farbigen Teilchen (Toner), gegebenenfalls die Übertra
gung des resultierenden entwickelten Bildes auf ein Sekundärsubstrat und das Fixieren des Bil
des an dem Substrat ein. Es gibt zahlreiche Variationen dieser Prozesse und grundlegenden
Schritten; der Einsatz von flüssigen Tonern an Stelle von trockenen Tonern ist nur eine dieser
Variationen.
Der erste grundlegende Schritt, die Erzeugung eines elektrostatischen Bildes, kann durch eine
Vielzahl an Verfahren bewerkstelligt werden. Der elektrophotographische Prozeß von Kopierern
wendet die bildweise Photoentladung mit Hilfe von analoger oder digitaler Belichtung eines
gleichmäßig geladenen Photoleiters an. Der Photoleiter kann ein Einwegsystem sein, oder er
kann wiederaufladbar und wiederabbildbar sein, wie diejenigen auf Basis von Selen oder organi
schen Photorezeptoren.
Bei einer Form des elektrophotographischen Verfahrens bei Kopierern wird die bildweise Photo
entladung durch analoge oder digitale Belichtung eines gleichmäßig geladenen Photoleiters an
gewandt. Der Photoleiter kann ein Einwegsystem sein, oder er kann wiederaufladbar und wie
derabbildbar sein, wie diejenigen auf Basis von Selen oder organischen Photorezeptoren.
Bei einer Form des elektrophotographischen Prozesses wird ein photoempfindliches Element
permanent abgebildet unter Bildung von Bereichen mit unterschiedlichem Leitvermögen. Eine
gleichmäßige elektrostatische Aufladung, gefolgt von einer unterschiedlichen Aufladung des
abgebildeten Elements, erzeugt ein elektrostatisches Bild. Diese Elemente werden als elektro
graphische oder Xerodruckmaster bezeichnet, da sie wiederholt aufgeladen werden können und
nach einer einzelnen Abbildungsbelichtung entwickelt werden können.
Bei einem alternativen elektrographischen Prozeß werden elektrostatische Bilder ionographisch
erzeugt. Das latente Bild wird auf einem dielektrischen (ladungsaufnehmenden) Medium, ent
weder Papier oder Folie, erzeugt. Es wird Spannung an die gewählten Metalltaststifte oder die
Schreib-Berührungsstellen aus einem Array von getrennt voneinander über die Breite des Medi
ums angeordneten Taststiften angelegt, was zu einem dielektrischen Durchschlag der Luft zwi
schen den gewählten Taststiften und dem Medium führt. Es bilden sich Ionen, die das latente
Bild auf dem Medium erzeugen.
Elektrostatische Bilder, ganz gleich wie sie erzeugt wurden, werden mit entgegengesetzt gelade
nen Tonerteilchen entwickelt. Für die Entwicklung mit flüssigen Tonern wird der flüssige Ent
wickler direkt mit dem elektrostatischen Bild in Kontakt gebracht. In der Regel wird eine flie
ßende Flüssigkeit verwendet, um sicherzustellen, daß ausreichend Tonerteilchen für die Ent
wicklung zur Verfügung stehen. Das durch das elektrostatische Bild erzeugte Feld bringt die
aufgeladenen Teilchen, die in einer nichtleitenden Flüssigkeit suspendiert sind, durch Elektro
phorese in Bewegung. Die Ladung des latenten elektrostatischen Bildes wird auf diese Weise
durch die entgegengesetzt geladenen Teilchen neutralisiert. Die Theorie und Physik der elektro
phoretischen Entwicklung mit flüssigen Tonern sind gut in vielen Büchern und Publikationen
beschrieben.
Wenn ein wiederabbildbarer Photorezeptor oder eine elektrographische Mastervorlage eingesetzt
wird, wird das Tonerbild auf Papier (oder ein anderes Substrat) übertragen. Das Papier wird
elektrostatisch geladen, wobei die Polarität so gewählt wird, daß man erreicht, daß die Tonerteil
chen zum Papier übertragen werden. Schließlich wird das Tonerbild an dem Papier fixiert. Für
selbstfixierende Toner wird Restflüssigkeit von dem Papier durch Lufttrocknen oder Erwärmung
entfernt. Bei Verdampfung des Lösungsmittels bilden diese Toner eine an das Papier geklebte
Folie. Für wärmeschmelzbare Toner werden thermoplastische Polymere als Teil des Teilchens
verwendet. Die Erwärmung von beiden entfernt Restflüssigkeit und fixiert den Toner an Papier.
Die Farbstoffaufnahmeschicht oder DRL für die Tintenstrahl-Bildgebung kann durch jedes be
kannte Verfahren aufgebracht werden, wie Lösungsmittelbeschichtungs- oder Schmelzextrusi
onsbeschichtungstechniken. Die DRL wird über die Verbindungsschicht (TL) in einer Dicke im
Bereich von 0,1-10 µm, vorzugsweise 0,5-5 µm, aufgebracht. Es gibt zahlreiche bekannte
Formulierungen, die als Farbstoffaufnahmeschichten nützlich sein können. Das Haupterfordernis
ist, daß die DRL mit den Druckfarben, die einer Bildgebung unterzogen werden, kompatibel ist,
um das gewünschte Farbtonsystem und die gewünschte Farbdichte zu erzielen. Wenn die Farb
tröpfchen durch die DRL passieren, werden die Farbstoffe in der DRL zurückgehalten oder ge
beizt, während die Druckfarblösungsmittel durch die DRL frei hindurchgelangen und schnell
durch die TL absorbiert werden. Weiterhin ist die DRL-Formulierung vorzugsweise von Wasser
überzogen, zeigt eine ausreichende Haftung an der TL und ermöglicht eine leichte Regulierung
des Oberflächenglanzes.
Zum Beispiel beschreibt Misuda et al. in den US-Patenten Nr. 4 879 166; 5 264 275; 5 104 730;
4 879 166; und den japanischen Patenten 1 095 091; 2 276 671; 2 276 670; 4 267 180;
5 024 335; 5 016 517 DRL-Formulierungen auf wäßriger Basis, die Mischungen aus Pseudobo
hemit und bestimmte wasserlösliche Harze umfassen. Light beschreibt in den US-Patenten Nr.
4 903 040; 4 930 041; 5 084 338; 5 126 194; 5 126 195; und 5 147 717 DRL-Formulierungen auf
wäßriger Basis, die Mischungen aus Vinylpyrrolidonpolymeren und bestimmten wasserdisper
gierbaren und/oder wasserlöslichen Polyestern zusammen mit anderen Polymeren und Zusätzen
umfassen. Butters et al. beschreiben in den US-Patenten Nr. 4 857 386 und 5 102 717 druckfar
ben-absorbierende Harzschichten, die Mischungen aus Vinylpyrrolidonpolymeren und Acryl-
oder Methacrylpolymeren umfassen. Sato et al. in dem US-Patent 5 194 317 und Higuma et al.
in dem US-Patent 5 059 983 beschreiben auf wäßriger Basis aufbeschichtbare DRL-Formulier
ungen auf Basis von Poly(vinylalkohol). Iqbal beschreibt in dem US-Patent 5 208 092 IRL-
Formulierungen auf Wasserbasis, die Vinylcopolymere umfassen, die im Anschluß vernetzt
werden. Zusätzlich zu diesen Beispielen mag es andere bekannte oder in Betracht gezogene
DRL-Formulierungen geben, die den vorgenannten Haupt- und Nebenanforderungen der DRL
entsprechen, die alle dem Wesen und dem Umfang der vorliegenden Erfindung entsprechen.
Die bevorzugte DRL ist eine 0,1-10 µm dicke DRL, die als eine wäßrige Dispersion aus 5 Tei
len Alumoxan und 5 Teilen Poly(vinylpyrrolidon) aufbeschichtet wird. Die DRL kann auch un
terschiedliche Anteile und Größen von Mattierungsmitteln für den Zweck der Regulierung des
Glanzes, der Reibung und/oder der Fingerprintbeständigkeit, grenzflächenaktive Substanzen zur
Verbesserung der Oberflächengleichförmigkeit und zur Einstellung der Oberflächenspannung
des getrockneten Überzugs, Beizmittel, Antioxidantien, UV-absorbierende Verbindungen, Licht
stabilisatoren und dergleichen enthalten.
Obgleich die Druckfarb- bzw. Tinten-Aufnahmeelemente wie obenstehend beschrieben erfolg
reich zur Erreichung der Ziele der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, kann es
wünschenswert sein, die DRL zum Zwecke der Verbesserung der Dauerhaftigkeit des abgebil
deten Elements mit einer Deckschicht zu überziehen. Solche Deckschichten können auf die DRL
aufgebracht werden, entweder bevor oder nachdem das Element einer Bildgebung unterzogen
wurde. Zum Beispiel kann die DRL mit einer druckfarbstoffdurchlässigen Schicht überzogen
werden, durch welche Druckfarbstoffe frei passieren können. Schichten dieses Typs sind in den
US-Patenten Nr. 4 686 118; 5 027 131; und 5 102 717 beschrieben. Alternativ kann eine Deck
schicht hinzugefügt werden, nachdem das Element einer Bildgebung unterzogen wurde. Es kann
jede der bekannten Laminierungsfolien und Gerätschaft für diesen Zweck verwendet werden.
Die in dem vorgenannten Bildgebungsverfahren eingesetzten Druckfarben sind allgemein be
kannt, und die Druckfarbformulierungen sind häufig eng mit den spezifischen Prozessen, näm
lich kontinuierlichen, piezoelektrischen oder thermischen Prozessen, verknüpft. Daher können
die Druckfarben je nach dem spezifischen Druckfarbverfahren stark differierende Mengen und
Kombinationen von Lösungsmitteln, Farbmitteln, Konservierungsmitteln, grenzflächenaktiven
Substanzen, Benetzungsmitteln und dergleichen enthalten. Für die Verwendung in Kombination
mit den Bildaufzeichnungselementen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Druckfarben basie
ren auf Wasser, wie die gegenwärtig für die Verwendung in dem Hewlett Packard Desk Writer
560C-Drucker vertriebenen. Es ist jedoch beabsichtigt, daß alternative Ausführungsformen der
Bildaufzeichnungselemente wie obenstehend beschrieben, die für die Verwendung mit Druck
farben formuliert werden können, welche für ein bestimmtes Druckfarbaufzeichnungsverfahren
oder einen bestimmten kommerziellen Anbieter spezifisch sind, unter den Umfang der vorlie
genden Erfindung fallen.
Drucken, das allgemein durch Flexographie oder Rotationstiefdruckfarben bewerkstelligt wird.
Die Flexographie ist eine Offset-Buchdrucktechnik, bei welcher die Druckplatten aus Gummi
oder Photopolymeren hergestellt sind. Das Drucken wird durch die Übertragung der Druckfarbe
von der erhöhten Oberfläche der Druckplatte auf den Träger der Erfindung bewerkstelligt. Das
Rotationstiefdruckfarbverfahren verwendet einen Druckzylinder mit Tausenden winziger Zellen,
die sich unterhalb der Oberfläche des Druckzylinders befinden. Die Druckfarbe wird von den
Zellen übertragen, wenn der Druckzylinder mit der Bahn an der Kontaktrolle in Kontakt ge
bracht wird.
Geeignete Druckfarben für diese Erfindung schließen Druckfarben auf Lösungsmittelbasis,
Druckfarben auf Wasserbasis und strahlungsgehärtete Druckfarben ein. Beispiele für Druckfar
ben auf Lösungsmittelbasis schließen Nitrocellulosemaleinsäure-, Nitrocellulosepolyamid-, Ni
trocelluloseacryl-, Nitrocelluloseurethan-, chlorierte Kautschuk-, Vinyl-, Acryl-, alkohollösliche
Acryl-, Celluloseacetatacrylstyrol- und andere synthetische Polymere ein. Beispiele für Druck
farben auf Wasserbasis schließen Acrylemulsionen, Maleinharzdispersionen, Styrolmaleinsäu
reanhydridharze und andere synthetische Polymere ein. Beispiele für strahlungsgehärtete Druck
farben schließen UV- und Elektronenstrahl-Härtungs-Druckfarben ein.
Wenn der Träger der Erfindung mit Flexographie oder Rotationstiefdruckfarben bedruckt wird,
kann eine Druckfarb-Haftbeschichtung erforderlich sein, um ein effizientes Bedrucken des Trä
gers zu ermöglichen. Die oberste Schicht der biaxial orientierten Folie kann mit jedwedem in
dem Fachbereich bekannten Material überzogen sein, um die Druckfarbhaftung an biaxial orien
tierten Polyolefinfolien der Erfindung zu verbessern. Beispiele schließen Acrylbeschichtungen
und Polyvinylalkoholbeschichtungen ein. Oberflächenbehandlungen der biaxial orientierten Fo
lien der Erfindung können auch zur Verbesserung der Druckfarbhaftung eingesetzt werden. Bei
spiele schließen die Korona- und Flammenbehandlung ein.
Die folgenden Beispiele verdeutlichen die Ausführung der Erfindung. Sie sollen nicht erschöp
fend alle möglichen Abwandlungen der Erfindung darstellen. Teile und Prozentangaben bezie
hen sich auf das Gewicht, wenn nicht anders angegeben.
In diesem Beispiel wurde ein transparentes Polyesterbasismaterial mit einer mit Mikrohohlräu
men versehenen, biaxial orientierten Polyolefinfolie, welche blaue Farbtönungen, optischen
Aufheller und TiO2 enthielt, laminiert. Die Trägerstruktur in diesem Beispiel wurde mit einer
Farbstoffaufnahmeschicht für das Tintenstrahldrucken beschichtet. Dieses Beispiel zeigt die
erwünschte Zunahme in der Steifigkeit, wenn die biaxial orientierte Folie auf die Polyesterfolie
auflaminiert wird. Ferner zeigt dieses Beispiel ebenfalls, daß ein überlegenes Transmissions-
Displaybild auf der Erfindung gebildet wurde.
Der folgende laminierte Transmissions-Bildgebungsdisplayträger wurde hergestellt durch Extru
sionslaminierung der folgenden biaxial orientierten integralen Verbundfolie auf der Oberseite
einer Polyesterbasis photographischer Güte:
Eine Verbundfolie, bestehend aus 5 Schichten, die mit L1, L2, L3, L4 und L5 bezeichnet sind.
L1 ist die dünne farbige Schicht auf der Außenseite der Packung, auf welche die Tintenstrahl
farbstoff-Aufnahmeschicht aufgebracht wurde. L2 ist eine Schicht, welcher optischer Aufheller
und TiO2 hinzugesetzt wurde. Der verwendete optische Aufheller war Hostalux KS, hergestellt
von Ciba-Geigy. Rutil-TiO2 wurde zu L2 mit 4 Gew.-% des Basispolymers zugesetzt. Der TiO2-
Typ war DuPont R104 (TiO2 einer Teilchengröße von 0,22 µm). Die Tabelle 1 weiter unten listet die
Charakteristika der Schichten der in diesem Beispiel verwendeten biaxial orientierten Folie auf.
Eine 110 µm dicke Polyethylentherephthalatbasis war transparent und wies eine auf beide Seiten
der Basis aufbeschichtete und getrocknete Gelatine/Wasser-Mischung auf. Die Polyethylen
therephthalatbasis wies eine Steifigkeit von 30 Millinewton in der Maschinenrichtung und von
40 Millinewton in der Querrichtung auf.
Die in diesem Beispiel verwendete oberste Folie wurde coextrudiert und biaxial orientiert. Die
oberste Folie wurde unter Schmelzextrusion auf die Polyesterbasis unter Verwendung eines
Metallocen-katalysierten Ethylenplastomers (SLP 9088), hergestellt von Exxon Chemical Corp.,
laminiert. Das Metallocen-katalysierte Ethylenplastomer wies eine Dichte von 0,900 g/cm3 und
einen Schmelzindex von 14,0 auf.
Die L3-Schicht für die biaxial orientierte Folie ist mit Mikrohohlräumen versehen und in Tabelle
2 weiter beschrieben, wo der Brechungsindex und die geometrische Dicke für Messungen, die
entlang eines einzelnen Schnitts durch die L3-Schicht erfolgten, gezeigt ist; sie implizieren keine
kontinuierlichen Schichten, da ein Schnitt entlang einer anderen Stelle eine andere, aber in etwa
dieselbe Dicke ergeben würde. Die Bereiche mit einem Brechungsindex von 1,0 sind Hohlräu
me, die mit Luft gefüllt sind, und die restlichen Schichten sind Polypropylen.
Eine Tintenstrahl-Bildgebungs-Aufnahmeschicht wurde verwendet, um das Transmissions-
Displaymaterial dieses Beispiels herzustellen, und wurde auf die L1-Polyethylenaußenober
flächenschicht auf dem Displayträger aufbeschichtet. Die Tintenstrahl-Bildgebungs-Aufnahme
schicht wurde mit Hilfe eines Extrusionsfülltrichters, einer Dispersion, enthaltend 326,2 g Gela
tine, 147 g BVSME-Härter, d. h. 2%ige Bis(vinylsulfonylmethyl)etherlösung in Wasser, 7,38 g
einer Dispersion, enthaltend 2,88 g 11,5-µm-Polystyrolkügelchen, 0,18 g DispexTM (40%ige Lö
sung in Wasser, erhalten von Allied Colloids, Inc.) und 4,32 g Wasser, und 3,0 g einer 20%igen
Lösung in Wasser des Tensids 100 (Nonylphenoxypolyglycidol), erhalten von Olin Matheson
Company, aufbeschichtet. Die Dicke betrug etwa 5 µm (Trockendicke).
Auf diese Schicht wurde mit Hilfe eines Extrusions-Einfülltrichters eine wäßrige Lösung, ent
haltend 143,5 g einer 3%igen Lösung in Wasser von 4,42 g Hydroxypropylcellulose (Methocel
KLV 100, Dow Chemical Company), 0,075 g Vanadylsulfat-2-hydrat, erhalten von Eastman
Kodak Company, 0,075 g einer 20%igen Lösung in Wasser von Tensid 100 (Nonylphenoxy
polyglycidol), erhalten von Olin Matheson Company, und 145,4 g Wasser; und 0,45 g einer
20%igen Lösung in Wasser von Tensid 10G (Nonylphenoxypolyglycidol), erhalten von Olin
Matheson Company, und 79,5 g Wasser zur Bildung einer Druckfarbenaufnahmeschicht mit
etwa 2 µm Dicke (Trockendicke) aufbeschichtet.
Die Struktur des Tintenstrahl-Transmissions-Displaymaterials dieses Beispiels war folgende:
Tintenstrahl-Aufnahmeschicht
Biaxial orientierte, mit Mikrohohlräumen versehene Polyolefinfolie
Metallocen-Ethylen-Plastomer
Haftvermittelnde Gelatinebeschichtung
Transparente Polyesterbasis
Haftvermittelnde Gelatinebeschichtung.
Tintenstrahl-Aufnahmeschicht
Biaxial orientierte, mit Mikrohohlräumen versehene Polyolefinfolie
Metallocen-Ethylen-Plastomer
Haftvermittelnde Gelatinebeschichtung
Transparente Polyesterbasis
Haftvermittelnde Gelatinebeschichtung.
Die Biegungssteifigkeit der Polyesterbasis und des laminierten Displaymaterialträgers ohne
Bildgebungsbeschichtung wurde unter Verwendung eines Lorentzen- und Wettre-Steifigkeits
meßgerätes, Modell 16D, gemessen. Der Output bzw. die Ausgabe aus diesem Instrument ist die
Kraft, in Millinewton, die zum Biegen des freitragenden, losgelassenen Endes einer Probe von
20 mm Länge und 38,1 mm Breite bei einem Winkel von 15 Grad von der unbelasteten Position
aus erforderlich ist. In diesem Test wurde die Steifigkeit sowohl in Maschinenrichtung als auch
in Querrichtung der Polyesterbasis mit der Steifigkeit der mit der oberen biaxial orientierten Fo
lie dieses Beispiels laminierten Basis verglichen. Die Resultate sind in Tabelle 3 angegeben.
Die obenstehenden Daten in Tabelle 3 zeigen die signifikante Erhöhung der Steifigkeit der Poly
esterbasis nach der Laminierung mit einer biaxial orientierten Polymerfolie. Dieses Ergebnis ist
dadurch signifikant, daß Materialien des Stands der Technik, um die notwendige Steifigkeit be
reitzustellen, Polyesterbasen verwendeten, die viel dicker (zwischen 150 und 256 µm) waren im
Vergleich zu der in diesem Beispiel verwendeten 110 µm dicken Polyesterbasis. Bei einer äqui
valenten Steifigkeit ermöglicht die signifikante Erhöhung der Steifigkeit nach der Laminierung
die Verwendung einer dünneren Polyesterbasis im Vergleich zu Materialien des Stands der
Technik, womit die Kosten des Transmissions-Displayträgers gesenkt werden. Weiterhin er
möglicht die Verringerung der Dicke des Transmissions-Displaymaterials die Verringerung der
Materialhandhabungskosten, da Rollen aus dünnerem Material weniger wiegen und einen kleine
ren Rollendurchmesser besitzen.
Der Displayträger wurde auf die Status-A-Dichte unter Verwendung eines photographischen X-
Rite-Densitometers, Modell 310, gemessen. Die spektrale Durchlässigkeit wird aus den Status-
A-Dichte-Meßwerten berechnet und ist das Verhältnis der hindurchgelassenen Energie zu der
einfallenden Energie und wird als Prozentanteil wie folgt ausgedrückt: TRGB = 10-D.100, wobei
D der Durchschnittswert des roten, grünen und blauen Status-A-Durchlässigkeits-Dichte-
Response ist. Die Displaymaterialien wurde auch auf L*, a* und b* unter Verwendung eines
Spectrogard-Spektrophotometers, CIE-System, unter Verwendung von Illuminant D6500, ge
messen. Unter Transmission wurde eine qualitative Beurteilung vorgenommen, was die Menge
an hindurchtretendem illuminierenden rückwärtigen Licht anbetrifft. Eine beträchtliche Menge
an Durchgang würde als unerwünscht angesehen werden, da die in diesem Test verwendeten
nicht-fluoreszierenden Lichtquellen die Bildqualität beeinträchtigen könnten. Das Displaymate
rial dieses Beispiels wurde mit verschiedenen Testbildern auf einem Tintenstrahldrucker,
Hewlett Packard DeskJet 870 Cxi, bedruckt. Die Vergleichsdaten für die Erfindung und und die
Kontrolle sind in der nachstehenden Tabelle 4 aufgeführt.
Der Transmissions-Displayträger, der auf der Oberseite mit der Tintenstrahl-Bildaufnahme
schicht dieses Beispiels beschichtet ist, zeigt alle Eigenschaften, die für ein Bildgebungs-
Transmissions-Displaymaterial erforderlich sind. Ferner weist das Bildgebungs-Transmissions-
Displaymaterial dieses Beispiels viele Vorteile auf. Die keine Hohlräume aufweisenden Schich
ten weisen Anteile an TiO2 und an Färbemitteln auf, die so eingestellt sind, daß eine weiße Mi
nimumdichte bereitgestellt wird, da die Erfindung in der Lage war, den nativen Gelöstich, wel
cher für auf Gelatine basierenden Tinten- oder Farbstoffaufnahmeschichten gängig ist, zu über
winden. Das Dichteminimum b* für die Erfindung lag bei 1,02, was im wesentlichen neutral ist
und wahrnehmungsmäß gegenüber einem gelben Dichteminimum bevorzugt ist. Beim Transmis
sionsmodus schienen die illuminierenden rückwärtigen Lichter nicht durch, was anzeigte, daß
die Erfindung in der Lage war, die illuminierende rückwärtige Beleuchtung zu streuen und ge
nug Licht durchzulassen, um ein Qualitätsbild zu liefern.
Die 41%-Durchlässigkeit für die Erfindung liefert ein annehmbares Transmissionsbild, da 41%
Durchlässigkeit genug Licht durch den Träger durchgehen läßt, um das Bild zu beleuchten.
Weiterhin ermöglicht die Konzentration der Abtönungsmaterialien und der weißen Pigmente in
der biaxial orientierten Folie eine verbesserte Herstellungseffizienz und einen geringen Materi
aleinsatz, was zu einem kostengünstigen Transmissions-Displaymaterial führt. a* und L* für die
Erfindung stehen im Einklang mit einem Transmissions-Displaymaterial hoher Qualität. Die
Erfindung wäre kostengünstig, da eine 4,0 mil dicke Polyesterbasis in der Erfindung verwendet
wurde im Vergleich zu einem 8,0 mil dicken Polyester, der üblicherweise für Displaymaterialien
des Stands der Technik verwendet wird. Da schließlich die Tintenstrahl-Drucktechnologie zur
Bildung der Bilder zur Anwendung kam, wurden die Bilder in 12 Minuten gedruckt im Ver
gleich zu typischen Zeiten zur Bildgebung von mehreren Tagen für photographische Transmissi
ons-Displaymaterialien.
Die Erfindung wurde ausführlich unter spezieller Berücksichtigung von bevorzugten Ausfüh
rungsformen davon beschrieben, doch es versteht sich, daß Variationen und Modifizierungen
innerhalb des Wesens und Umfangs der Erfindung vorgenommen werden können.
Claims (10)
1. Bildgebungselement, umfassend eine transparente Polymerfolie, mindestens eine
Schicht aus biaxial orientierter Polyolefinfolie und mindestens eine Bildschicht, wobei
die Polymerfolie eine Steifigkeit von 20 bis 100 Millinewton aufweist und die biaxial
orientierte Polyolefinfolie eine spektrale Durchlässigkeit von mindestens 40% und eine
Reflektionsdichte von weniger als 60% besitzt.
2. Bildgebungselement gemäß Anspruch 1, bei dem die Reflektionsdichte zwischen 46
und etwa 54% liegt.
3. Bildgebungselement gemäß Anspruch 1, bei dem die biaxial orientierte Polyolefinfolie
ferner Mikrohohlräume umfaßt.
4. Bildgebungselement gemäß Anspruch 3, bei dem die Mikrohohlräume mindestens eine
Schicht aus der biaxial orientierten Polyolefinfolie umfassen und mindestens 6
Hohlräume in der vertikalen Richtung bei im wesentlichen jedem Punkt der biaxial
orientierten Polyolefinfolie besitzen.
5. Bildgebungselement gemäß Anspruch 1, bei dem die spektrale Durchlässigkeit
zwischen 40 und 60% beträgt.
6. Bildgebungselement gemäß Anspruch 5, bei dem die spektrale Durchlässigkeit
zwischen 46 und 54% beträgt.
7. Bildgebungselement gemäß Anspruch 1, in dem die transparente Polymerfolie im
wesentlichen frei von Pigment ist.
8. Bildgebungselement gemäß Anspruch 1, wobei das Element mindestens eine Auf
nahmeschicht für die thermische Farbstoffübertragung aufweist.
9. Bildgebungselement gemäß Anspruch 1, wobei das Element mindestens eine Auf
nahmeschicht für elektrophotographische Bilder aufweist.
10. Verfahren zur Bildgebung, umfassend die Bereitstellung eines Bildgebungselementes,
umfassend eine transparente Polymerfolie, mindestens eine Schicht aus biaxial
orientierter Polyolefinfolie und mindestens eine Bildschicht, wobei die Polymerfolie
eine Steifigkeit von 20 bis 100 Millinewton aufweist und die biaxial orientierte
Polyolefinfolie eine spektrale Durchlässigkeit von mindestens 40% und eine
Reflektionsdichte von weniger als 60% besitzt, und Drucken auf der Bildschicht unter
Anwendung des Tintenstrahldruckens.
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1998
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