DE19960280A1 - Reflektierendes, fotografisches Anzeige-Material mit einer Poren aufweisenden Polyester-Schicht - Google Patents
Reflektierendes, fotografisches Anzeige-Material mit einer Poren aufweisenden Polyester-SchichtInfo
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Abstract
Beschrieben wird ein fotografisches Bildaufzeichnungs-Element mit mindestens einem Polymer-Blatt mit mindestens einer Schicht aus einem Poren aufweisenden Polyester-Polymer und mindestens einer Schicht mit einem Polyethylen-Polymeren und mindestens einer Schicht mit einem Polyethylen-Polymeren, in dem mindestens die Polyethylen-Polymerschicht Tönungsmittel enthält, und wobei das Bildaufzeichnungs-Element eine prozentuale Durchlässigkeit von weniger als 15% aufweist.
Description
Diese Erfindung betrifft ganz allgemein fotografische Ma
terialien. Insbesondere betrifft sie Träger-Materialien für die
fotografische Reflexions-Anzeige.
Es ist allgemein bekannt, daß fotografische Anzeige-Mate
rialien (display materials) für Reklame-Zwecke, wie auch für
dekorative Schaustücke von fotografischen Bildern, verwendet
werden. Da diese Anzeige- oder Schau-Materialien zu Reklame-
Zwecken verwendet werden, ist die Bildqualität der Anzeige-
Materialien kritisch, bezüglich des Ausdruckes einer qualitati
ven Botschaft des Produktes oder der angekündigten Dienstlei
stung. Weiterhin muß ein fotografisches Anzeige-Bild von hoher
Aussage-Kraft sein, da es versucht, die Aufmerksamkeit des Ver
brauchers auf sich zu ziehen, und damit die gewünschte Bot
schaft übermittelt werden kann. Zu typischen Anwendungszwecken
für Anzeige-Materialien gehören die Produkt- und Dienstlei
stungs-Reklame an öffentlichen Plätzen, wie z. B. Flughäfen, in
Bussen und in Sport-Stadien, in Form von Film-Plakaten und auf
dem Gebiet der Kunst-Fotografie. Die erwünschten Attribute ei
ner hohen Qualität sind im Falle eines fotografischen Anzeige-
Materials ein schwach bläuliches Dichte-Minimum, eine Dauerhaf
tigkeit, eine Bildschärfe und Flachheit des Materials. Der Ko
stenfaktor ist ebenfalls wichtig, da Anzeige-Materialien dazu
neigen, teuer im Vergleich zu alternativen Anzeige-Materialien
zu sein, im wesentlichen lithographischen Bildern auf Papier.
Für Anzeige-Materialien ist ein traditionelles Farbpapier unge
eignet, da es für eine Handhabung und die fotografische Ent
wicklung nicht stabil genug ist und nicht geeignet für die An
zeige von großformatigen Bildern.
Bei der Herstellung von Farbpapier ist es bekannt, daß auf
das Trägerpapier eine Polymer-Schicht aufgebracht wird, in ty
pischer Weise aus Polyethylen. Diese Schicht dient dazu, eine
Wasserfestigkeit des Papieres zu bewirken, wie auch dazu, eine
glatte Oberfläche zu erzeugen, auf der die fotosensitiven
Schichten erzeugt werden. Die Erzeugung einer glatten Oberflä
che ist schwierig, erfordert eine große Sorgfalt, und es ist
teuer, eine geeignete Abscheidung und Kühlung der Polyethylen-
Schichten zu erreichen. Die Formation einer geeigneten glatten
Oberfläche würde auch die Bildqualität verbessern, da Anzeige-
Materialien mehr offensichtliches Schwarz zeigen würden, da die
reflektierenden Eigenschaften des verbesserten Trägers spie
gelnder sind als Materialien des Standes der Technik. Sind die
Weißheitsgrade weißer und die Schwärzungen schwärzer, so befin
det sich ein größerer Raum zwischen diesen beiden, wodurch der
Kontrast gesteigert wird. Es wäre wünschenswert, wenn eine zu
verlässigere und verbesserte Oberfläche zu geringeren Kosten
hergestellt werden könnte.
Die fotografischen Reflexions-Papiere des Standes der
Technik weisen eine aus der Schmelze extrudierte Polyethylen-
Schicht auf, die auch als Träger für optische Aufheller oder
Weißmacher, wie auch Tönungsmittel, dient. Wünschenswert wäre
es, wenn die optischen Aufheller, Weißmacher und Tönungsmittel,
anstatt sie über die einzelne Polyethylen-Schicht zu verteilen,
näher der Oberfläche der Schicht konzentriert werden könnten,
wo sie optisch effektiver wirken könnten.
Fotografische Reflexions-Anzeige-Materialien weisen licht
empfindliche Silberhalogenid-Emulsionen auf, die direkt auf ei
nen mit Gelatine beschichteten, opazifierten Polyester-Träger
aufgetragen werden. Da die Emulsion keine Materialien enthält,
um das Bildaufzeichnungs-Element opak zu machen, müssen weiße
Pigmente, wie z. B. BaSO4, dem Polyester-Träger zugesetzt wer
den, damit ein Aufzeichnungs-Element erhalten wird, das sowohl
opak ist als auch die erwünschten Reflexions-Eigenschaften auf
weist. Auch werden optische Aufheller dem Polyester-Träger zu
gegeben, um dem Material eine blaue Tönung in Gegenwart von ul
traviolettem Licht zu verleihen. Die Zugabe von weißen Pigmen
ten in den Polyester-Träger führt jedoch zu mehreren Herstel
lungs-Problemen, die entweder die Effektivität der Herstellung
oder die Bildqualität vermindern können. Der Zusatz von weißen
Pigmenten zum Polyester-Träger führt ebenfalls zu Herstellungs-
Problemen, wie z. B. Form-Linien und Pigment-Agglomerationen,
welche die Effektivität der Herstellung des fotografischen An
zeige-Materials beeinträchtigen. Wünschenswert wäre es daher,
wenn der optische Aufheller, die Weißmacher und die Tönungsmit
tel, anstatt sie in dem Polyester-Trägermaterial zu dispergie
ren, näher der Oberfläche konzentriert werden könnten, wo sie
optisch effektiver in Erscheinung treten könnten und die Her
stellungs-Effektivität verbessern könnten.
Reflektive, fotografische Materialien des Standes der
Technik mit einem Polyester-Träger verwenden einen mit TiO2
pigmentierten Polyester-Träger, auf den licht-empfindliche Sil
berhalogenid-Emulsionen aufgetragen werden. Aus der WO 94/04 961
ist die Verwendung eines opaken Polyesters mit 10 bis 25% TiO2
für die Herstellung von fotografischen Trägern bekannt. Das
TiO2 in dem Polyester verleiht den reflektierenden Anzeige-Ma
terialien das unerwünschte Aussehen von Fülligkeit. Der mit
TiO2 pigmentierte Polyester ist ferner kostspielig, da das TiO2
über die gesamte Dicke dispergiert werden muß, in typischer
Weise eine Dicke von 100 bis 180 µm. Ferner erlangt der Poly
ester-Träger eine schwach gelbliche Färbung, die im Falle von
fotografischen Anzeige-Materialien unerwünscht ist. Für die
Verwendung als fotografisches Anzeige-Material muß der Poly
ester-Träger mit TiO2 bläulich eingefärbt werden, um die gelb
liche Tönung des Polyesters abzudecken, was zu einem Verlust an
dem erwünschten Weißheitsgrad führt und zu einer Kostensteige
rung des Anzeige-Materials. Infolge dessen wäre es wünschens
wert, wenn ein reflektierender Anzeige-Träger kein TiO2 im Trä
ger oder in der Basis aufweist und das TiO2 nahe der lichtemp
findlichen Emulsion konzentriert werden könnte.
Fotografische Anzeige-Materialien des Standes der Technik
verwenden Polyester als eine Grundlage oder Basis für den Trä
ger. In typischer Weise weist der Polyester-Träger eine Dicke
von 150 bis 250 µm auf, damit er die erforderliche Steifheit
hat. Ein dünneres Basis-Material würde weniger Kosten verursa
chen und die Handhabung mit Walzen erleichtern, da die Walzen
weniger wiegen würden und einen geringeren Durchmesser haben
würden. Wünschenswert wäre es somit, wenn ein Basis-Material
verwendet werden könnte, das die erforderliche Steifheit hat,
jedoch dünner ist, und die Kosten vermindert sowie die Handha
bung mit Walzen erleichtert.
Es besteht ein Bedürfnis nach einem reflektierenden Anzei
ge-Material mit einem weißeren Aussehen. Ferner besteht ein Be
dürfnis nach einem reflektierenden Anzeige-Material, das eine
breitere Farbton-Skala aufweist und geringere Kosten verur
sacht.
Aufgabe der Erfindung ist die Überwindung der Nachteile
von Anzeige-Materialien des Standes der Technik.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung
von reflektierenden Anzeige-Materialien mit einem größeren Kon
trast-Bereich.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung
von hoch qualitativen, reflektiven Anzeige-Materialien mit
niedrigen Kosten.
Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden gelöst mit
einem fotografischen Element, mit mindestens einem Polymer-
Blatt oder einer Polymer-Folie, mit mindestens einer Schicht
aus einem Poren aufweisenden Polyester-Polymer und mindestens
einer Schicht mit einem Polyethylen-Polymeren, in dem minde
stens die Polyethylen-Polymerschicht Tönungsmittel enthält, und
wobei das Bildaufzeichnungs-Element eine prozentuale Durchläs
sigkeit von weniger als 15% aufweist.
Durch die Erfindung werden verbesserte Anzeige-Materialien
bereitgestellt, die ein weißeres Weiß zeigen. Die reflektieren
den Anzeige-Materialien ermöglichen ferner eine breitere Farb-
Variation und die Herstellung schärferer Bilder. Auch verursa
chen die erfindungsgemäßen Materialien geringere Kosten.
Die Erfindung weist zahlreiche Vorteile gegenüber dem
Stande der Technik auf. Das reflektierende Anzeige-Material der
Erfindung hat ein weißeres Weiß, als die Materialien des Stan
des der Technik. Materialien des Standes der Technik sind etwas
gelber und zeigen eine höhere Minimum-Dichte, da sich eine gro
ße Menge an weißem Pigment in dem Polymer-Träger befindet. Wird
eine größere Menge an weißem TiO2 in ein transparentes Polymer-
Blatt eingeführt, so wird es in typischer Weise gelblich, an
statt das erwünschte neutrale, reflektierende Weiß zu zeigen.
Das Träger-Material des Standes der Technik mit dem weißen Pig
ment ist notwendiger Weise dick, weil sich in dem Material eine
große Menge an weißem Pigment befinden muß, wie auch um die
Steifheit herbeizuführen, die im Falle von Anzeige-Materialien
erforderlich ist. Überraschender Weise wurde nun gefunden, daß
durch die Konzentrierung der reflektierenden weißen Pigmente,
in einer Schicht benachbart zur Silberhalogenid-Aufzeichnungs-
Schicht, die Schärfe und die Weißheit des Bildes verbessert
werden können, im Vergleich zu reflektierenden Anzeige-Materia
lien des Standes der Technik, die einen Polyester-Träger ver
wenden. Die Konzentrierung der weißen Pigmente vermindert fer
ner wesentlich die Menge an weißem Pigment, das erforderlich
ist, um ein reflektierendes Bild von hoher Qualität herzustel
len. Die Möglichkeit der Verwendung von weniger weißem Pigment
in den Basis-Materialien führt zu Kosten-Einsparungen. Das An
zeige-Material der Erfindung liefert schärfere Bilder, da sie
eine höhere Accutance aufweisen, aufgrund der wirksamen reflek
tierenden Schicht auf der oberen Oberfläche der oberen biaxial
orientierten Polyethylen-Schicht. In dem Anzeige-Material der
Erfindung ergibt sich eine visuelle Kontrast-Verbesserung, da
die niedrigere Dichte niedriger ist als im Produkt des Standes
der Technik und der obere Grad der Dichte visuell erhöht wird.
Das Anzeige-Material hat ein stärkeres maximales Schwarz, da
die reflektierenden Eigenschaften des verbesserten Trägers oder
der verbesserten Basis spiegelnder sind (more specular), als im
Falle von Materialien des Standes der Technik. Da die Weißgrade
weißer sind und die Schwarzgrade schwärzer, ergibt sich ein
größerer Raum zwischen ihnen, und infolge dessen wird der Kon
trast erhöht. Diese und andere Vorteile ergeben sich aus der
folgenden detaillierten Beschreibung.
Die hier gebrauchten Bezeichnungen "oben", "obere", "Emul
sions-Seite" und "Gesichts-Seite" stehen für die Seite des fo
tografischen Elementes, welche die Bildaufzeichnungs-Schichten
aufweist. Die Bezeichnungen "unten", "untere Seite" und
"Rückseite" stehen für die Seite des fotografischen Elementes,
gegenüber der Seite, welche die fotosensitiven Bildaufzeich
nungs-Schichten oder das entwickelte Bild aufweist. Die Be
zeichnung "transparent" bedeutet hier, daß Strahlung ohne ins
Gewicht fallende Ablenkung oder Absorption passieren kann. Im
Falle dieser Erfindung steht die Bezeichnung "transparentes"
Material für ein Material, das eine spektrale Transmission von
größer als 90% aufweist. Im Falle eines fotografischen Elemen
tes ist die spektrale Transmission oder Durchlässigkeit das
Verhältnis der transmittierten Energie zur einfallenden Ener
gie, das ausgedrückt wird als ein Prozentsatz wie folgt:
TRGB = 10-D.100, worin D der Mittelwert der roten, grünen und blauen Status-A-Transmissions-Dichte-Empfindlichkeit ist, ge messen mit einem fotografischen Transmissions-Densitometer vom Typ X-Rite, Modell 310 (oder mit einem vergleichbaren Densito meter).
TRGB = 10-D.100, worin D der Mittelwert der roten, grünen und blauen Status-A-Transmissions-Dichte-Empfindlichkeit ist, ge messen mit einem fotografischen Transmissions-Densitometer vom Typ X-Rite, Modell 310 (oder mit einem vergleichbaren Densito meter).
Die Schichten des co-extrudierten Polyester-Blattes oder
der co-extrudierten Polyester-Folie dieser Erfindung weisen Po
rengrade auf, enthalten optische Aufheller und Färbemittel, die
eingestellt sind zur Erzielung von optimalen Reflexions-Eigen
schaften. Das Polyester-Blatt oder die Polyester-Folie weist
eine Poren aufweisende Schicht auf, um den Basis-Materialien
Opazität zu verleihen, ohne Verwendung von kostspieligem TiO2
oder anderen weißen Pigmenten. Da die Polyester-Basis oder der
Polyester-Träger co-extrudiert wird, können weiße Pigmente, op
tische Aufheller und blaue Tönungsmittel in einer Schicht unter
der Silberhalogenid-Aufzeichnungs-Schicht konzentriert werden,
wodurch die Bildqualität wesentlich erhöht wird, und wodurch
die Menge an weißen Pigmenten, optischem Aufheller und blauen
Tönungsmitteln vermindert wird.
Das Polyester-Blatt dieser Erfindung weist vorzugsweise
eine co-extrudierte integrale Emulsions-Adhäsions-Schicht auf.
Über der Poren enthaltenden Schicht kann eine co-extrudierte
Polyethylen-Schicht mit einer Korona-Entladungs-Behandlung ver
wendet werden, und zwar als Silberhalogenid-Emulsions-Adhä
sions-Schicht, wodurch die Notwendigkeit einer Primer-Beschich
tung, die im Falle von Polyester-Blättern üblich ist, vermieden
wird. Eine Polyethylen-Schicht mit einer Korona-Entladungs-Be
handlung wird vorzugsweise verwendet, da Silberhalogenid-
Emulsionen auf Gelatine-Basis gut auf Polyethylen, ohne Notwen
digkeit von Primer-Beschichtungen, haften. Weiterhin enthält
die integrierte Polyethylen-Hautschicht vorzugsweise auch blaue
Tönungsmittel und optische Aufheller, um die natürliche Gelb-
Tönung der Silberhalogenid-Emulsion auf Gelatine-Basis zu kom
pensieren. Das Poren aufweisende orientierte Polyester-Blatt
oder die Poren aufweisende orientierte Polyester-Folie dieser
Erfindung ist ferner wenig kostspielig, da die funktionelle
Schicht gleichzeitig co-extrudiert wird, wodurch die Notwendig
keit für weitere Verfahrensstufen, wie z. B. eine Laminierung,
das Aufbringen einer Primer-Schicht oder eine Extrusions-Be
schichtung, entfällt.
Der Polyester, der im Rahmen der Erfindung verwendet wird,
sollte eine Glasübergangs-Temperatur zwischen etwa 50°C und et
wa 150°C, vorzugsweise zwischen etwa 60 und 100°C aufweisen,
sollte orientierbar sein und eine Intrinsic-Viskosität von min
destens 0,50, vorzugsweise 0,6 bis 0,9 aufweisen. Zu geeigneten
Polyestern gehören jene, die hergestellt werden aus aromati
schen, aliphatischen oder cyclo-aliphatischen Dicarboxylsäuren
mit 4-20 Kohlenstoffatomen, sowie aliphatischen oder alicycli
schen Glykolen mit 2-24 Kohlenstoffatomen. Zu Beispielen von
geeigneten Dicarboxylsäuren gehören Terephthal-, Isophthal-,
Phthal-, Naphthalindicarboxyl-, Succin-, Glutar-, Adipin-, Aze
lain-, Sebacin-, Fumar-, Malein-, Itacon-, 1,4-Cyclohexandi
carboxyl- sowie Natriumsulfoisophthal-Säuren sowie Mischungen
hiervon. Zu Beispielen von geeigneten Glykolen gehören Ethy
lenglykol, Propylenglykol, Butandiol, Pentandiol, Hexandiol,
1,4-Cyclohexandimethanol, Diethylenglykol sowie andere Poly
ethylenglykole und Mischungen hiervon. Derartige Polyester sind
aus dem Stande der Technik bekannt und können nach allgemein
bekannten Methoden hergestellt werden, z. B. jenen, die be
schrieben werden in den U.S.-Patentschriften 2 465 319 und
2 901 466. Bevorzugte Polymere für die kontinuierliche Matrix
sind jene mit wiederkehrenden Einheiten der Terephthalsäure
oder Naphthalindicarboxylsäure und mindestens einem Glykol,
ausgewählt aus Ethylenglykol, 1,4-Butandiol und 1,4-Cyclohexan
dimethanol. Poly(ethylenterephthalat), das mit kleinen Mengen
an anderen Monomeren modifiziert werden kann, wird besonders
bevorzugt verwendet. Auch Polypropylen ist geeignet. Zu anderen
geeigneten Polyestern gehören Flüssigkristall-Copolyester, her
gestellt durch Einführung einer geeigneten Menge einer Co-
Säurekomponente, wie z. B. Stilbendicarboxylsäure. Beispiele für
derartige Flüssigkristall-Copolyester finden sich in den
U.S.-Patentschriften 4 420 607; 4 459 402 und 4 468 510.
Geeignete quervernetzte Polymere für die Mikrokügelchen,
die zur Poren-Erzeugung während der Blatt- oder Folien-Forma
tion verwendet werden, sind polymerisierbare organische Mate
rialien, bei denen es sich um solche handelt, die ausgewählt
werden aus der Gruppe bestehend aus
einer Alkenyl-aromatischen Verbindung mit der allgemeinen Formel:
einer Alkenyl-aromatischen Verbindung mit der allgemeinen Formel:
worin Ar für einen aromatischen Kohlenwasserstoff-Rest steht
oder einen aromatischen Halokohlenwasserstoff-Rest der Benzol-
Reihe, und worin R steht für Wasserstoff oder den Methyl-Rest;
Monomeren vom Acrylat-Typ, wozu Monomere der Formel gehö ren:
Monomeren vom Acrylat-Typ, wozu Monomere der Formel gehö ren:
worin R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff
und einem Alkyl-Rest mit etwa 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, und
worin R' ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasser
stoff und Methyl;
Copolymeren von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, Acrylo nitril und Vinylchlorid, Vinylbromid, Vinylestern der Formel:
Copolymeren von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, Acrylo nitril und Vinylchlorid, Vinylbromid, Vinylestern der Formel:
worin R steht für einen Alkyl-Rest mit 2 bis 18 Kohlenstoffato
men;
Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Citraconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Oleinsäure, Vinylbenzoesäure;
den synthetischen Polyester-Harzen, die hergestellt werden durch Umsetzung von Terephthalsäure- und Dialkylterephthalsäu re-Verbindungen oder Ester-bildenden Derivaten hiervon mit ei nem Glykol der Reihe HO(CH2)nOH, worin n steht für eine ganze Zahl von 2 bis 10 und mit reaktiven olefinischen Bindungen in nerhalb des Polymer-Moleküls; sie können ferner bestehen aus den im vorstehenden beschriebenen Polyestern, in die bis zu 20 Gew.-% einer zweiten Säure oder eines Esters hiervon einpo lymerisiert sind, die eine reaktive olefinische Ungesättigtheit aufweisen und Mischungen hiervon, sowie mit einem Quervernet zungs-Mittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Divinyl benzol, Diethylenglykoldimethacrylat, Diallylfumarat, Diallyl phthalat und Mischungen hiervon.
Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Citraconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Oleinsäure, Vinylbenzoesäure;
den synthetischen Polyester-Harzen, die hergestellt werden durch Umsetzung von Terephthalsäure- und Dialkylterephthalsäu re-Verbindungen oder Ester-bildenden Derivaten hiervon mit ei nem Glykol der Reihe HO(CH2)nOH, worin n steht für eine ganze Zahl von 2 bis 10 und mit reaktiven olefinischen Bindungen in nerhalb des Polymer-Moleküls; sie können ferner bestehen aus den im vorstehenden beschriebenen Polyestern, in die bis zu 20 Gew.-% einer zweiten Säure oder eines Esters hiervon einpo lymerisiert sind, die eine reaktive olefinische Ungesättigtheit aufweisen und Mischungen hiervon, sowie mit einem Quervernet zungs-Mittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Divinyl benzol, Diethylenglykoldimethacrylat, Diallylfumarat, Diallyl phthalat und Mischungen hiervon.
Zu Beispielen von typischen Monomeren für die Herstellung
der quervernetzten Polymeren gehören Styrol, Butylacrylat,
Acrylamid, Acrylonitril, Methylmethacrylat, Ethylenglykoldi
methacrylat, Vinylpyridin, Vinylacetat, Methylacrylat, Vinyl
benzylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylsäure, Divinylbenzol,
Acrylamidomethylpropansulfonsäure, Vinyltoluol usw. Vorzugswei
se besteht das quervernetzte Polymer aus einem Polystyrol oder
Poly(methylmethacrylat). Am meisten bevorzugt verwendet wird
Polystyrol, und das Quervernetzungs-Mittel ist Divinylbenzol.
Aus dem Stande der Technik allgemein bekannte Verfahren
führen zu Teilchen einer nicht gleichförmigen Größe, gekenn
zeichnet durch breite Teilchengrößen-Verteilungen. Die erhalte
nen Kügelchen oder Teilchen können klassifiziert werden durch
Sieben, unter Erzeugung von Kügelchen, die den Bereich der ur
sprünglichen Größenverteilung überbrücken. Andere Verfahren,
wie z. B. eine Suspensions-Polymerisation und eine beschränkte
Koaleszenz, führen direkt zu Teilchen von sehr gleichförmiger
Größe. Zu geeigneten Gleitmitteln oder Lubricants gehören kol
loidale Kieselsäure, kolloidales Aluminiumoxid und Metalloxide,
wie z. B. Zinnoxid und Aluminiumoxid. Die bevorzugten Gleitmit
tel bestehen aus kolloidaler Kieselsäure und Aluminiumoxid,
insbesondere Kieselsäure. Die quervernetzten Polymeren mit ei
ner Beschichtung aus einem Gleitmittel können nach aus dem
Stande der Technik bekannten Methoden hergestellt werden. Bei
spielsweise wird in vorteilhafter Weise ein üblicher Suspen
sions-Polymerisations-Prozeß angewandt, in dem das Gleitmittel
der Suspension zugesetzt wird. Als Gleitmittel wird vorzugswei
se kolloidale Kieselsäure verwendet.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Methode der
"beschränkten Koaleszenz" anzuwenden, um die beschichteten,
quervernetzten Polymer-Mikrokügelchen herzustellen. Dieses Ver
fahren wird im Detail beschrieben in der U.S.-Patentschrift
3 615 972 beschrieben. Die Herstellung der beschichteten Mikro
kügelchen für die Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfin
dung, verwendet jedoch kein Blasmittel, wie es in der erwähnten
Patentschrift beschrieben wird.
Das folgende allgemeine Verfahren kann zur Durchführung
der beschränkten Koaleszenz-Technik angewandt werden:
- 1. Die polymerisierbare Flüssigkeit wird innerhalb eines wäß rigen flüssigen Nicht-Lösungsmittel-Mediums dispergiert, unter Erzeugung einer Dispersion von Tröpfchen mit einer Größe, die nicht größer ist als die erwünschte Größe für die Polymer-Kügelchen, worauf
- 2. Die Dispersion stehengelassen wird, unter höchstens einer schwachen Bewegung, und zwar eine Zeitspanne lang, während welcher eine beschränkte Koaleszenz der dispergierten Tröpfchen stattfindet, unter Erzeugung einer geringeren Anzahl von größeren Tröpfchen, wobei die Koaleszenz be schränkt wird, aufgrund der Zusammensetzung des Suspen sions-Mediums und der Größe der dispergierten Tröpfchen, die bemerkenswert gleichförmig sind und die gewünschte Größenordnung haben, und
- 3. Die Dispersion gleichförmiger Tröpfchen wird dann stabili siert durch Zugabe von Dickungsmitteln zu dem wäßrigen Suspensions-Medium, wodurch die dispergierten Tröpfchen von gleichförmiger Größe weiter geschützt werden vor einer weiteren Koaleszenz und auch daran gehindert werden, sich in der Dispersion zu konzentrieren, aufgrund von Unter schieden in der Dichte der dispersen Phase und der konti nuierlichen Phase, und
- 4. Die polymerisierbare Flüssigkeit oder Öl-Phase in einer solchen stabilisierten Dispersion wird Polymerisations- Bedingungen unterworfen und polymerisiert, wobei Polymer- Kügelchen erhalten werden mit einer kugelförmigen Form und einer bemerkenswert gleichförmigen und erwünschten Größe, wobei die Größe prinzipiell vorbestimmbar ist durch die Zusammensetzung des anfänglichen wäßrigen, flüssigen Sus pensions-Mediums.
Der Durchmesser der Tröpfchen der polymerisierbaren Flüs
sigkeit, und infolgedessen der Durchmesser der Polymer-Kügel
chen, kann in voraussehbarer Weise variiert werden, durch Ver
änderung der Zusammensetzung der wäßrigen, flüssigen Dispersion
innerhalb des Bereiches von etwa ½ µm oder weniger bis etwa
0,5 cm. Für jede spezifische Operation hat der Bereich von
Durchmessern der Tröpfchen der Flüssigkeit, und infolgedessen
der Polymer-Kügelchen, einen Faktor in der Größenordnung von 3
oder darunter, im Gegensatz zu Faktoren von 10 oder mehr, für
Durchmesser von Tröpfchen und Kügelchen, hergestellt durch üb
liche Suspensions-Polymerisations-Methoden, unter Anwendung
kritischer Bewegungs-Verfahren. Da die Größe der Kügelchen,
d. h. der Durchmesser, im Falle des Verfahrens der Erfindung
prinzipiell durch die Zusammensetzung der wäßrigen Dispersion
bestimmt wird, sind die mechanischen Bedingungen, wie z. B. der
Grad der Bewegung, die Größe und das Design, der verwendeten
Vorrichtung und die Operations-Skala nicht besonders kritisch.
Weiterhin können bei Verwendung der gleichen Zusammensetzung
die Operationen wiederholt werden, oder die Operations-Skala
kann verändert werden, wobei praktisch das gleiche Ergebnis er
zielt werden kann.
Das vorliegende Verfahren wird ausgeführt durch Dispergie
ren von einem Volumen-Teil einer polymerisierbaren Flüssigkeit
in mindestens 0,5, vorzugsweise 0,5 bis etwa 10 oder mehr Volu
tuten-Teilen eines wäßrigen Nicht-Lösungsmittel-Mediums mit Was
ser und mindestens dem ersten der folgenden Bestandteile:
- 1. Ein in Wasser dispergierbares, in Wasser unlösliches fe stes Kolloid, dessen Teilchen in wäßriger Dispersion Di mensionen in der Größenordnung von etwa 0,008 bis etwa 50 nm haben, wobei die Teilchen dazu neigen, sich an der Flüssigkeits-Flüssigkeits-Grenzfläche anzusammeln oder hierzu veranlaßt werden, durch die Gegenwart von
- 2. einen in Wasser löslichen "Promotor", der die "hydrophile hydrophobe Balance" der festen Kolloid-Teilchen herbei führt; und/oder
- 3. einen Elektrolyten; und/oder
- 4. Kolloid-aktiven Modifizierungs-Mitteln, wie z. B. Peptisa tions-Mitteln, oberflächenaktiven Mitteln und dergleichen; und gewöhnlich
- 5. einen in Wasser löslichen, Monomer-unlöslichen Polymerisa tions-Inhibitor.
Die in Wasser dispergierbaren, Wasser-unlöslichen festen
Kolloide können anorganische Materialien sein, wie z. B. Metall
salze oder Metallhydroxide oder Tone, oder sie können aus orga
nischen Materialien bestehen, wie z. B. rohen Stärken, sulfo
nierten, quervernetzten, organischen Polymeren mit hohem Mole
kulargewicht, harzartigen Polymeren und dergleichen.
Das feste kolloidale Material muß in Wasser unlöslich, je
doch dispergierbar sein und sowohl unlöslich als auch nicht
dispergierbar, jedoch benetzbar durch die polymerisierbare
Flüssigkeit. Die festen Kolloide müssen viel hydrophiler als
oleophil sein, so daß sie vollständig innerhalb der wäßrigen
Flüssigkeit dispergiert bleiben. Die festen Kolloide, die für
die beschränkte Koaleszenz verwendet werden, sind solche mit
Teilchen, die in der wäßrigen Flüssigkeit eine relativ starre
und diskrete Form und Größe innerhalb der angegebenen Grenzen
beibehalten. Die Teilchen können stark gequollen und ausgiebig
hydratisiert sein, vorausgesetzt, daß das gequollene Teilchen
eine definierte Form beibehält, in welchem Falle die effektive
Größe ungefähr die des gequollenen Teilchens ist. Die Teilchen
können im wesentlichen aus einzelnen Molekülen bestehen, wie im
Falle von quervernetzten Harzen mit einem extrem hohen Moleku
largewicht, oder sie können Aggregate aus vielen Molekülen bil
den. Die Materialien, die in Wasser dispergiert werden, unter
Bildung von richtigen, kolloidalen Lösungen, in denen die Teil
chen eine Größe unterhalb des angegebenen Bereiches aufweisen
oder in denen die Teilchen so diffus sind, daß sie keine er
kennbare Form und Dimension aufweisen, sind nicht als Stabili
satoren für eine beschränkte Koaleszenz geeignet. Die Menge an
festem Kolloid, die verwendet wird, entspricht normalerweise
etwa 0,01 bis etwa 10 oder mehr Gramm pro 100 cm3 der polymeri
sierbaren Flüssigkeit.
Um als Stabilisator für die beschränkte Koaleszenz der po
lymerisierbaren Flüssigkeits-Tröpfchen wirken zu können, ist es
wesentlich, daß das feste Kolloid dazu neigt, sich mit der wäß
rigen Flüssigkeit an der Flüssigkeits-Flüssigkeits-Grenzfläche
anzusammeln, d. h. auf der Oberfläche der Öl-Tröpfchen. (Das
Merkmal "Öl" wird hier gelegentlich dazu verwendet, um Flüssig
keiten zu beschreiben, die in Wasser unlöslich sind). In vielen
Fällen ist es wünschenswert, ein "Promotor"-Material der wäßri
gen Zusammensetzung zuzusetzen, um die Teilchen des festen Kol
loides an die Flüssigkeits-Flüssigkeits-Grenzfläche zu schie
ben. Dieses Phänomen ist auf dem Gebiet der Emulsions-
Herstellung bekannt und wird hier auf die festen, kolloidalen
Teilchen angewandt, als Mittel der Einstellung der "hydrophi
len-hydrophoben Balance".
Normalerweise sind die Promotoren organische Materialien
und haben eine Affinität für das feste Kolloid und auch für die
Öl-Tröpfchen, und sie machen das feste Kolloid oleophiler. Die
Affinität gegenüber der Öl-Oberfläche beruht im allgemeinen auf
einem gewissen Anteil des Promotor-Moleküls, während die Affi
nität für das feste Kolloid gewöhnlich auf entgegengesetzten
elektrischen Ladungen beruht. Beispielsweise können positiv ge
ladene komplexe Metallsalze oder -hydroxide, wie z. B. Alumi
niumhydroxid, verstärkt werden (promoted) durch die Gegenwart
von negativ geladenen organischen Promotoren, wie z. B. in Was
ser löslichen, sulfonierten Polystyrolen, Alginaten und Carb
oxymethylcellulose. Negativ, geladene Kolloide, wie z. B. Bento
nit, werden verstärkt durch positiv geladene Promotoren, wie
z. B. Tetramethylammoniumhydroxid oder -chlorid, oder in Wasser
lösliche, komplexe, harzartige Amin-Kondensations-Produkte, wie
z. B. die in Wasser löslichen Kondensations-Produkte von Dietha
nolamin und Adipinsäure, die in Wasser löslichen Kondensations
produkte von Ethylenoxid, Harnstoff und Formaldehyd sowie Po
lyethylenimin. Amphotere Materialien, wie z. B. Eiweiß-artige
Materialien, wie beispielsweise Gelatine, Leim, Kasein, Albu
min. Glutin und dergleichen, sind wirksame Promotoren für eine
große Vielzahl von kolloidalen Feststoffen. Nicht-ionogene Ma
terialien, wie z. B. Methoxylcellulose, sind wirksam in manchen
Fällen. Normalerweise braucht der Promotor lediglich in dem Um
fange von wenigen Teilen pro Million Teile wäßrigem Medium ver
wendet zu werden, obgleich größere Anteile oftmals toleriert
werden können. In manchen Fällen können auch ionische Materia
lien als Promotoren für die festen Kolloide verwendet werden,
die normalerweise klassifiziert werden als Emulgatoren, wie
Seiten, langkettige Sulfate und Sulfonate und langkettige qua
ternäre Ammonium-Verbindungen. Jedoch muß Sorge dafür getragen
werden, daß die Formation von stabilen, kolloidalen Emulsionen
der polymerisierbaren Flüssigkeit und des wäßrigen, flüssigen
Mediums vermieden wird.
Ein Effekt, ähnlich demjenigen von organischen Promotoren,
wird oftmals erhalten mit kleinen Mengen an Elektrolyten, z. B.
in Wasser löslichen, ionisierbaren Alkalien, Säuren und Salzen,
insbesondere jenen mit polyvalenten Ionen. Diese sind besonders
geeignet, wenn die übermäßige hydrophile oder ungenügende oleo
phile Charakteristik des Kolloides auf einer übermäßigen Hydra
tation der Kolloid-Struktur beruhen. Beispielsweise ist ein in
geeigneter Weise quervernetztes, sulfoniertes Polymer des Sty
rols in Wasser außerordentlich stark gequollen und hydrati
siert. Obgleich die Molekular-Struktur Benzolringe aufweist,
die dem Kolloid eine gewisse Affinität für die Öl-Phase in der
Dispersion verleihen sollten, bewirkt der größte Teil der Hy
dratation, daß die kolloidalen Teilchen in einer Wolke von as
soziiertem Wasser eingehüllt werden. Die Addition von einer
löslichen, ionisierbaren, polyvalenten, kationischen Verbin
dung, wie z. B. einem Aluminum- oder Calcium-Salz, zur wäßrigen
Zusammensetzung, verursacht eine extensive Schrumpfung des ge
quollenen Kolloides mit einer Ausscheidung eines Teiles des as
soziierten Wassers und Freilegung des organischen Teiles des
Kolloid-Teilchens, wodurch das Kolloid oleophiler gemacht wird.
Die festen kolloidalen Teilchen, deren hydrophile-hydro
phobe Balance derart ist, daß die Teilchen dazu neigen, sich in
der wäßrigen Phase an der Öl-Wasser-Grenzfläche anzusammeln,
sammeln sich auf der Oberfläche der Öl-Tröpfchen und wirken als
Schutzmittel während der beschränkten Koaleszenz.
Andere Mittel, die dazu verwendet werden können, um in an
sich bekannter Weise eine Modifizierung der kolloidalen Eigen
schaften der wäßrigen Zusammensetzung herbeizuführen, sind jene
Materialien, die aus dem Stande der Technik bekannt sind als
Peptisations-Mittel, Flockulierungs-Mittel und Deflockulie
rungs-Mittel, Sensibilisierungs-Mittel, oberflächenaktive Mit
tel und dergleichen.
In manchen Fällen kann es wünschenswert sein, der wäßrigen
Flüssigkeit einige wenige Teile pro Million eines in Wasser
löslichen, Öl-unlöslichen Polymerisations-Inhibitors zuzuset
zen, der in wirksamer Weise die Polymerisation von Monomer-
Molekülen verhindert, die in die wäßrige Flüssigkeit diffundie
ren könnten, oder die durch kolloidale Mizellen absorbiert wer
den könnten., und falls sie in der wäßrigen Phase polymerisieren
könnten, dazu neigen würden, Polymer-Dispersionen vom Emul
sions-Typ zu erzeugen, anstatt die erwünschten Kügelchen oder
Perl-Polymeren.
Das wäßrige Medium mit dem in Wasser dispergierbaren, fe
sten Kolloid wird dann mit dem flüssigen, polymerisierbaren Ma
terial vermischt, derart, daß das flüssige, polymerisierbare
Material in Form kleiner Tröpfchen innerhalb des wäßrigen Me
diums dispergiert wird. Diese Dispergierung kann in beliebiger
üblicher Weise erfolgen, beispielsweise unter Verwendung von
mechanischen Rührern oder durch Schüttel-Geräte, durch Hin
durchpumpen durch Düsen, durch Beaufschlagung oder durch andere
Verfahren, die eine Unterteilung des polymerisierbaren Mate
rials in Tröpfchen in einem kontinuierlichen wäßrigen Medium
herbeiführen.
Der Grad der Dispergierung, z. B. herbeigeführt durch Bewe
gung, ist nicht kritisch, mit der Ausnahme, daß die Größe der
dispergierten, flüssigen Tröpfchen nicht größer sein soll und
vorzugsweise viel kleiner als die Größe der stabilen Tröpfchen,
die erwartet wird, und in der stabilen Dispersion erwünscht
ist. Ist eine solche Bedingung erreicht, so wird die erhaltene
Dispersion ruhen gelassen, mit höchstens nur einer schwachen
Bewegung, und vorzugsweise ohne Bewegung. Unter derartigen ru
henden Bedingungen unterliegt die dispergierte, flüssige Phase
einem beschränkten Grad der Koaleszenz.
Die "beschränkte Koaleszenz" ist ein Phänomen, bei dem
Tröpfchen einer Flüssigkeit, dispergiert in bestimmten wäßrigen
Suspensions-Medien, koaleszieren, unter Erzeugung einer gerin
geren Anzahl von größeren Tröpfchen, bis die wachsenden Tröpf
chen eine bestimmte kritische und begrenzende Größe erreicht
haben, worauf die Koaleszenz praktisch endet. Die erhaltenen
Tröpfchen der dispergierten Flüssigkeit, die so groß sein kön
nen wie 0,3 cm, und manchmal 0,5 cm im Durchmesser, sind ziem
lich stabil, bezüglich einer weiteren Koaleszenz, und weisen
eine bemerkenswerte, gleichförmige Größe auf. Wird eine derar
tige Dispersion von großen Tröpfchen kräftig in Bewegung ver
setzt, so werden die Tröpfchen zu kleineren Tröpfchen fragmen
tiert. Die fragmentierten Tröpfchen koaleszieren dann wiederum
beim Stehenlassen zu dem gleichen Grad und bilden die gleiche
stabile Dispersion von großen Tröpfchen gleichförmiger Größe.
Dies bedeutet, daß eine Dispersion, die bei einer beschränkten
Koaleszenz anfällt, Tröpfchen von praktisch gleichförmigem
Durchmesser aufweist, die bezüglich einer weiteren Koaleszenz
stabil sind.
Die diesem Phänomen zugrundeliegenden Prinzipien wurden
nunmehr dazu verwendet, eine beschränkte Koaleszenz in beab
sichtigter und vorhersehbarer Weise herbeizuführen, bei der
Herstellung von Dispersionen von polymerisierbaren Flüssigkei
ten in der Form von Tröpfchen von gleichförmiger und erwünsch
ter Größe.
Im Falle des Phänomens der beschränkten Koaleszenz neigen
die kleinen Teilchen des festen Kolloides dazu, sich mit der
wäßrigen Flüssigkeit an der Flüssigkeits-Flüssigkeits-Grenzflä
che zu sammeln, d. h. auf der Oberfläche der Öl-Tröpfchen. Es
wird angenommen, daß Tröpfchen, die im wesentlichen durch ein
solches festes Kolloid bedeckt sind, gegenüber einer Koaleszenz
stabil sind, während Tröpfchen, die nicht bedeckt sind, nicht
stabil sind. Im Falle einer gegebenen Dispersion einer polyme
risierbaren Flüssigkeit ist der gesamte Oberflächen-Bereich der
Tröpfchen eine Funktion des gesamten Volumens der Flüssigkeit
und des Durchmessers der Tröpfchen. In entsprechender Weise ist
der gesamte Oberflächen-Bereich, der kaum durch das feste Kol
loid bedeckt ist, z. B. in einer Schicht, ein Teilchen dick, ei
ne Funktion der Menge des Kolloides und der Dimensionen der
Teilchen hiervon. In der Dispersion, die zunächst hergestellt
wurde, z. B. durch Bewegung, ist der gesamte Oberflächen-Bereich
der polymerisierbaren flüssigen Tröpfchen größer, als der Be
reich, der durch das feste Kolloid bedeckt werden kann. Unter
ruhenden Bedingungen beginnen die instabilen Tröpfchen zu koa
leszieren. Die Koaleszenz führt zu einer Abnahme der Anzahl an
Öl-Tröpfchen und zu einer Verminderung des gesamten Oberflä
chen-Bereiches bis zu einem Punkt, bei dem die Menge an kolloi
dalem Feststoff kaum ausreichend ist, um die gesamte Oberfläche
der Öl-Tröpfchen zu wesentlich zu bedecken, worauf die Koales
zenz praktisch endet.
Haben die festen kolloidalen Teilchen keine nahezu identi
schen Dimensionen, so läßt sich die mittlere effektive Dimensi
on nach statistischen Methoden ermitteln. Beispielsweise kann
der mittlere effektive Durchmesser eines kugelartigen Teilchens
errechnet werden als Quadratwurzel des Mittelwertes der Quadra
te der tatsächlichen Durchmesser der Teilchen in einer reprä
sentativen Probe.
Gewöhnlich ist es vorteilhaft, die Suspension gleichförmi
ger Tröpfchen, hergestellt wie oben beschrieben, zu behandeln,
um die Suspension stabil gegenüber einer Kongregation der Öl-
Tröpfchen zu machen.
Diese weitere Stabilisierung erfolgt durch vorsichtiges
Beimischen eines Mittels, das die Viskosität der wäßrigen Flüs
sigkeit zu erhöhen vermag, zu der Dispersion gleichförmiger
Tröpfchen. Zu diesem Zweck kann jedes beliebige Wasserlösliche
oder in Wasser dispergierbare Dickungsmittel verwendet werden,
das in den Öl-Tröpfchen unlöslich ist, und das die Schicht von
festen kolloidalen Kügelchen nicht entfernt, welche die Ober
fläche der Öl-Tröpfchen an der Öl-Wasser-Grenzfläche bedecken.
Beispiele für geeignete Dickungsmittel sind sulfoniertes Poly
styrol (in Wasser dispergierbar, Verdickungs-Grad), hydrophile
Tone, wie z. B. Bentonit, digestierte Stärke, natürlich vorkom
mende Gummis, Carboxy-substituierte Celluloseether und derglei
chen. Oftmals wird das Dickungsmittel ausgewählt und verwendet
in solchen Mengen, um ein thixotropes Gel zu erzeugen, in dem
die gleichförmig großen Öl-Tröpfchen suspendiert werden. Mit
anderen Worten, die verdickte Flüssigkeit sollte im allgemeinen
ein Nicht-Newton'sches Flüssigkeits-Verhalten zeigen, d. h. von
solcher Natur sein, daß eine rasche Bewegung der dispergierten
Tröpfchen innerhalb der wäßrigen Flüssigkeit durch die Einwir
kung der Schwerkraft aufgrund von Unterschieden in der Dichte
der Phasen verhindert wird. Die Kraft, die auf das umgebende
Medium durch ein suspendiertes Tröpfchen ausgeübt wird, reicht
nicht aus, um eine rasche Bewegung des Tröpfchens innerhalb des
Nicht-Newton'schen Mediums zu bewirken. Normalerweise werden
die Dickungsmittel in solchen Anteilen relativ zu der wäßrigen
Flüssigkeit verwendet, daß die offensichtliche Viskosität der
verdickten wäßrigen Flüssigkeit in der Größenordnung von minde
stens 500 Centipoise liegt (gewöhnlich bestimmt mittels eines
Brookfield-Viskosimeters, unter Verwendung der Spindel Nr. 2
bei 30 UpM). Das Dickungsmittel wird vorzugsweise als eine se
parate, konzentrierte, wäßrige Zusammensetzung hergestellt, die
dann sorgfältig mit der Öl-Tröpfchen-Dispersion vermischt wird.
Die anfallende verdickte Dispersion kann verarbeitet wer
den, z. B. durch Leitungen geführt werden, und sie kann Polyme
risations-Bedingungen unterworfen werden, praktisch ohne mecha
nische Veränderung der Größe oder Form der dispergierten Öl-
Tröpfchen.
Die erhaltenen Dispersionen sind besonders gut geeignet
für die Verwendung im Rahmen kontinuierlicher Polymerisations-
Verfahren, die durchgeführt werden können in Schlangen, Röhren
und länglichen Reaktionsgefäßen, die angepaßt sind für die kon
tinuierliche Einspeisung der verdickten Dispersionen in ein En
de und zum kontinuierlichen Abziehen der Masse der Polymer-Kü
gelchen aus dem anderen Ende. Die Polymerisations-Stufe kann
ferner chargenweise durchgeführt werden.
Die Reihenfolge der Zugabe der Bestandteile zur Polymeri
sation ist nicht kritisch, doch hat es sich in der Regel als
vorteilhaft erwiesen, in ein Reaktionsgefäß Wasser und Disper
giermittel einzuführen und den Öl-löslichen Katalysator der Mo
nomer-Mischung beizumischen und die Mischung nachfolgend unter
Rühren der wäßrigen Phase zuzusetzen.
Das folgende ist ein Beispiel, das ein Verfahren zur Her
stellung der quervernetzten Polymer-Mikrokügelchen beschreibt,
die mit einem Gleitmittel bedeckt sind. Im Falle dieses Bei
spieles ist das verwendete Polymer ein Polystyrol, und das
Quervernetzungsmittel ist Divinylbenzol. Die Mikrokügelchen
weisen eine Beschichtung aus Kieselsäure auf. Die Mikrokügel
chen werden nach einem Verfahren hergestellt, bei dem die Mono
mer-Tröpfchen mit einem Initiator klassiert und erhitzt werden,
unter Erzeugung von festen Polymer-Kügelchen der gleichen Größe
der Monomer-Tröpfchen. Eine wäßrige Phase wird hergestellt
durch Vereinigung von 7 l destilliertem Wasser, 1,5 g Kalium
dichromat (Polymerisations-Inhibitor für die wäßrige Phase),
250 g Polymethylaminoethanoladipat (Promotor) und 350 g LUDOX
(eine kolloidale Suspension, enthaltend 50% Kieselsäure, ver
trieben von der Firma DuPont). Eine Monomer-Phase wird herge
stellt durch Vereinigung von 3 317 g Styrol, 1 421 g Divinyl
benzol (55% aktives Quervernetzungsmittel; die anderen 45%
bestehen aus Ethylvinylbenzol, das einen Teil der Styrol-Poly
merkette bildet) und 45 g VAZO 52 (ein Monomer-löslicher Ini
tiator, vertrieben von der Firma DuPont). Die Mischung wird
durch einen Homogenisator geschickt, unter Gewinnung von Tröpf
chen eines Durchmessers von 5 µm. Die Suspension wird über
Nacht auf 52°C erhitzt, unter Gewinnung von 4,3 kg von allge
mein sphärischen Mikrokügelchen mit einem mittleren Durchmesser
von etwa 5 µm mit einer engen Größenverteilung (Größenvertei
lung etwa 2-10 µm). Das Molverhältnis von Styrol und Ethyl
vinylbenzol zu Divinylbenzol liegt bei etwa 6,1%. Die Konzen
tration an Divinylbenzol kann nach oben oder unten eingestellt
werden, so daß eine Quervernetzung von 2,5-50% (vorzugsweise
10-40%) durch das aktive Quervernetzungsmittel erfolgt. Na
türlich können auch andere Monomere als Styrol und Divinylben
zol in ähnlichen Suspensions-Polymerisations-Prozessen einge
setzt werden, die aus dem Stande der Technik bekannt sind. Auch
können andere Initiatoren und Promotoren verwendet werden, die
aus dem Stande der Technik bekannt sind. Auch können andere
Gleitmittel als Kieselsäure eingesetzt werden. Beispielsweise
steht eine Anzahl von kolloidalen Kieselsäuren vom LUDOX-Typ
von der Firma DuPont zur Verfügung. Ein kolloidales Aluminium
oxid ist unter der Bezeichnung LEPANDIN von der Firma Degussa
erhältlich. Kolloidale Kieselsäuren vom Typ NALCOAG sind von
der Firma Nalco erhältlich, und Zinnoxid und Titanoxid sind
ferner von der Firma Nalco erhältlich.
Normalerweise wird das Polymer, damit es geeignete physi
kalische Eigenschaften, wie eine geeignete Elastizität, auf
weist, quervernetzt. Im Falle von Styrol, quervernetzt mit Di
vinylbenzol, ist das Polymer zu 2,5-50% quervernetzt, vor
zugsweise zu 20-40%. Mit Prozent quervernetzt sind die
Mol-% des Quervernetzungsmittels, bezogen auf die Menge an pri
märem Monomer, gemeint. Eine solche beschränkte Quervernetzung
erzeugt Mikrokügelchen, die ausreichend kohärent sind, um wäh
rend der Orientierung des kontinuierlichen Polymeren intakt zu
bleiben. Kügelchen mit einer derartigen Quervernetzung sind
ferner elastisch, so daß sie, wenn sie während der Orientierung
durch Druck von dem Matrix-Polymer von entgegengesetzten Seiten
der Mikrokügelchen deformiert werden (flach gedrückt werden),
sie nachfolgend wieder ihre normale sphärische Form annehmen,
unter Erzeugung der größtmöglichen Poren rund um die Mikrokü
gelchen, wodurch Gegenstände mit weniger Dichte erzeugt werden.
Die Mikrokügelchen werden hier als solche bezeichnet, die
eine Beschichtung oder Bedeckung mit einem "Gleitmittel" auf
weisen. Hierdurch wird die Reibung an der Oberfläche der Mikro
kügelchen stark vermindert. Es wird angenommen, daß dieser Ef
fekt herbeigeführt wird durch die Kieselsäure, die auf der
Oberfläche Miniatur-Kugellager bildet. Das Gleitmittel kann auf
der Oberfläche der Mikrokügelchen während ihrer Herstellung
durch Einführung des Gleitmittels in die Suspensions-Polymeri
sations-Mischung erzeugt werden.
Die Größe der Mikrokügelchen wird gesteuert durch das Ver
hältnis von Kieselsäure zum Monomer. Beispielsweise erzeugen
die folgenden Verhältnisse Mikrokügelchen der angegebenen Grö
ßen:
Die Mikrokügelchen des quervernetzten Polymeren haben eine
Größe im Bereich von 0,1-50 µm und liegen in einer Menge von
5-50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polyesters, vor. Die
Mikrokügelchen aus Polystyrol sollten einen Tg-Wert aufweisen,
der um mindestens 20°C höher liegt als der Tg-Wert des Polyme
ren der kontinuierlichen Matrix, und sie sind hart im Vergleich
zu dem Polymer der kontinuierlichen Matrix.
Die Elastizität der Mikrokügelchen führt im allgemeinen zu
einer erhöhten Porenbildung, wobei es sich als vorteilhaft er
wiesen hat, wenn der Tg-Wert der Mikrokügelchen so hoch wie
möglich über dem Tg-Wert des Matrix-Polymeren liegt, um eine
Deformation während der Orientierung zu vermeiden. Es wird
nicht angenommen, daß ein praktischer Fortschritt darin be
steht, über den Punkt der Elastizität der Mikrokügelchen hinaus
eine Quervernetzung durchzuführen.
Die Mikrokügelchen des quervernetzten Polymeren werden
mindestens teilweise durch Poren begrenzt. Der Porenraum in den
Trägern sollte 2-60%, vorzugsweise 30-50% Vol.-% des
Filmträgers einnehmen. Je nach der Art und Weise, in der die
Träger hergestellt werden, können die Poren die Mikrokügelchen
vollständig umhüllen, beispielsweise kann eine Pore in Form ei
nes Pfannkuchens vorliegen (oder eines abgeflachten Pfannku
chens), die ein Mikrokügelchen umhüllt, oder die Poren können
die Mikrokügelchen lediglich teilweise begrenzen, z. B. kann ein
Paar von Poren ein Mikrokügelchen auf gegenüberliegenden Seiten
begrenzen.
Während des Streck-Prozesses nehmen die Poren charakteri
stische Formen von der ausbalancierten, biaxialen Orientierung
von papierartigen Filmen an, bis zur uniaxialen Orientierung
von Mikroporen aufweisenden/Satin-artigen Fasern. Ausgewogene
Mikroporen sind weitestgehend kreisförmig in der Ebene der
Orientierung, während Faser-Mikroporen in der Richtung der Fa
ser-Achsen verlängert sind. Die Größe der Mikroporen und ihre
physikalischen Eigenschaften hängen von dem Grad und der Balan
ce der Orientierung ab, der Temperatur sowie dem Grad der Ver
streckung, der Kristallisations-Kinetik, der Größenverteilung
der Mikrokügelchen und dergleichen.
Die Filmträger gemäß dieser Erfindung werden hergestellt
durch:
- a) Herstellung einer Mischung aus dem aufgeschmolzenen Poly meren für die kontinuierliche Matrix und dem quervernetz ten Polymer, wobei das quervernetzte Polymer in Form einer Vielzahl von Mikrokügelchen vorlag, die gleichmäßig über das Matrix-Polymer verteilt waren, und wobei das Matrix- Polymer in Form der quervernetzten Polymer-Mikrokügelchen, wie im vorstehenden beschrieben, vorlag;
- b) Herstellung eines Filmträgers aus der Mischung durch Ex trudieren oder Vergießen;
- c) Vergießen des Filmträgers durch Verstrecken, unter Erzeu gung von Mikrokügelchen von quervernetztem Polymer, gleichförmig im Filmträger verteilt, und Erzeugung von Po ren, die mindestens teilweise die Mikrokügelchen an Seiten derselben begrenzen, und zwar in der Richtung oder in den Richtungen der Orientierung.
Die Mischung kann erzeugt werden durch Herstellung einer
Schmelze aus dem Matrix-Polymeren und Einmischen des querver
netzten Polymeren. Das quervernetzte Polymer kann in der Form
von festen oder halb-festen Mikrokügelchen vorliegen. Aufgrund
der Unverträglichkeit zwischen dem Matrix-Polymer und dem quer
vernetzten Polymer besteht keine Attraktion oder Adhäsion zwi
schen ihnen, und sie werden in dem Matrix-Polymer beim Vermi
schen gleichzeitig in diesem verteilt.
Sind die Mikrokügelchen gleichförmig in dem Matrix-Polymer
verteilt worden, so wird ein Filmträger hergestellt, beispiels
weise durch Extrudieren oder Vergießen. Zu Beispielen des Ex
trudierens oder Vergießens gehören das Extrudieren oder Vergie
ßen zu einem Film oder einem Blatt. Derartige Herstellungsver
fahren sind aus dem Stande der Technik allgemein bekannt. Wird
ein blattartiges Material oder filmartiges Material gegossen
oder extrudiert, so ist wichtig, daß ein solches Material durch
Verstrecken orientiert wird, mindestens in einer Richtung. Ver
fahren einer unilateralen oder bilateralen Orientierung von
Blatt-Material oder Film-Material sind aus dem Stande der Tech
nik allgemein bekannt. Grundsätzlich bestehen derartige Verfah
ren aus einem Verstrecken des Blattes oder Filmes in mindestens
der Maschinen-Richtung oder Längs-Richtung, nach dem das Mate
rial verstreckt oder extrudiert worden ist, und zwar um das et
wa 1,5-10-Fache der ursprünglichen Dimension. Ein solches
Blatt oder ein solcher Film kann auch in der Quer-Richtung oder
Quer-Maschinenrichtung verstreckt werden, mittels Vorrichtungen
und nach Verfahren, die aus dem Stande der Technik allgemein
bekannt sind, und zwar im allgemeinen um das 1,5-10-Fache
(gewöhnlich das 3-4-Fache im Falle von Polyestern, und um das
6-10-Fache im Falle von Polypropylen) der Orgiginal-Dimen
sion. Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind allgemein be
kannt und werden beispielsweise in der U.S.-Patentschrift
3 903 234 beschrieben.
Die Poren oder Porenräume, die hier als solche beschrieben
werden, die die Mikrokügelchen umgeben, werden erzeugt, wenn
das Polymer der kontinuierlichen Matrix bei einer Temperatur
über der Tg-Temperatur des Matrix-Polymeren verstreckt wird.
Die Mikrokügelchen des quervernetzten Polymeren sind im Ver
hältnis zu dem Polymer der kontinuierlichen Matrix relativ
hart. Auch aufgrund der Unverträglichkeit sowie Nicht-Misch
barkeit zwischen den Mikrokügelchen und dem Matrix-Polymer
gleitet das Polymer der kontinuierlichen Matrix über den Mikro
kügelchen hinweg, wenn es verstreckt wird, wobei Poren auf den
Seiten in der Richtung oder den Richtungen der Verstreckung er
zeugt werden, wobei sich die Poren ausdehnen, wenn das Matrix-
Polymer weiter verstreckt wird. Somit hängt die endgültige Grö
ße und Form der Poren von der oder den Richtungen und dem Grad
der Verstreckung ab. Erfolgt die Verstreckung in lediglich ei
ner Richtung, so werden Mikroporen an den Seiten der Mikrokü
gelchen in der Richtung der Verstreckung erzeugt. Erfolgt die
Verstreckung in zwei Richtungen (bidirektionale Verstreckung),
so führt diese Verstreckung zu Vektor-Komponenten, die sich ra
dial von einer gegebenen Position erstrecken, was zu einer Pore
mit der Form eines Pfannkuchens führt, welche jedes Mikrokügel
chen umhüllt.
Die bevorzugte Verstreckungs-Operation öffnet gleichzeitig
die Mikroporen und orientiert das Matrix-Material. Die endgül
tigen Eigenschaften des Produktes hängen davon ab und können
gesteuert werden durch die Verhältnisse von Streck-Dauer und
Streck-Temperatur sowie dem Grad der Verstreckung. Zur Erzie
lung einer maximalen Opazität und Textur, erfolgt das Verstrec
ken gerade über der Glasübergangs-Temperatur des Matrix-Poly
meren. Erfolgt die Verstreckung in der Nachbarschaft der höhe
ren Glasübergangs-Temperatur, so können beide Phasen miteinan
der verstreckt werden, wodurch die Opazität abnimmt. In dem zu
erst erwähnten Falle werden die Materialien voneinander wegge
zogen, einem mechanischen Anti-Vertäglichkeits-Prozeß. Zwei
Beispiele hierfür sind der Hochgeschwindigkeits-Schmelz-Spinn-
Prozeß von Fäden und das Blasen von Fäden und Filmen aus der
Schmelze, unter Erzeugung von Nonwoven/Spinn-gebundenen Produk
ten. Dies bedeutet, daß der Schutzbereich der Erfindung den
vollständigen Bereich von Formverfahren, wie soeben beschrie
ben, umfaßt.
Ganz allgemein erfolgt eine Porenbildung unabhängig von,
und ohne Erfordernis einer kristallinen Orientierung des Ma
trix-Polymeren. Opake, Mikroporen aufweisende Filme wurden nach
Methoden dieser Erfindung hergestellt, wobei vollständig amor
phe, nicht-kristalline Copolyester als Matrix-Phase verwendet
wurden. Kristallisierbare/orientierbare (Strain-hardening) Ma
trix-Materialien werden zur Erzielung mancher Eigenschaften be
vorzugt verwendet, wie beispielsweise einer vorteilhaften Zug
festigkeit und zur Erzielung einer Gas-Transmissions-Barriere.
Andererseits finden amorphe Matrix-Materialien spezielle Ver
wendbarkeit in anderen Bereichen, z. B. wo es auf eine vorteil
hafte Einreiß-Widerstandsfähigkeit und Wärme-Versiegelbarkeit
ankommt. Die spezielle Matrix-Zusammensetzung kann derart aus
gestaltet werden, daß viele Produkt-Erfordernisse erfüllt wer
den. Der vollständige Bereich von kristallinen zu amorphen Ma
trix-Polymeren ist Teil der Erfindung.
Die bevorzugte spektrale Transmission oder Durchlässigkeit
des biaxial orientierten Polyolefin-Blattes oder Polyolefin-
Filmes dieser Erfindung ist geringer als 15% und liegt in am
meisten bevorzugter Weise bei etwa 0%. Die spektrale Transmis
sion oder Durchlässigkeit ist die Menge an Lichtenergie, die
durch ein Material gelangt. Im Falle eines fotografischen Ele
mentes ist die spektrale Transmission das Verhältnis der über
tragenen Energie zur einfallenden Energie und wird ausgedrückt
als der Prozentsatz wie folgt: TRGB = 10-D.100, worin D die mitt
lere rote, grüne und blaue Status A Transmissions-Dichte-Anre
gung ist, die ermittelt wird mittels eines fotografischen
Transmissions-Densitometers, z. B. eines Densitometers vom Typ
X-Rite, Modell 310, oder eines vergleichbaren Densitometers. Um
so größer die Transmission ist, um so weniger opak ist das Ma
terial. Im Falle eines Reflexions-Anzeige-Materials steht die
Qualität des Bildes in Beziehung zur Menge an Licht, das von
dem Bild zum Auge eines Betrachters reflektiert wird. Ein Re
flexions-Bild mit einem hohen Grad an spektraler Transmission
ermöglicht nicht, daß eine ausreichende Lichtmenge das Auge des
Betrachters erreicht, was zu einem Verlust an Bildqualität
führt. Ein Reflexions-Bild mit einer spektralen Transmission
von größer als 20% ist für Reflexions-Anzeige-Materialien
nicht akzeptabel, da die Qualität des Bildes nicht die von Re
flexions-Anzeige-Materialien des Standes der Technik ent
spricht.
Eine Reflexions-Dichte von größer als 85% für das biaxial
orientierte Blatt oder die biaxial orientierte Folie gemäß der
Erfindung ist bevorzugt. Die Reflexions-Dichte kann irgendwo
zwischen mehr als 85% und 100% liegen. Die Reflexions-Dichte
ist die Menge an Lichtenergie, die von dem Bild zu dem Auge des
Betrachters reflektiert wird. Die Reflexions-Dichte wird gemes
sen durch eine 0°/45° Geometrie-Status A Rot/Grün/Blau-Anre
gung, unter Verwendung eines fotografischen Transmissions-
Densitometers des beschriebenen Typs. Eine ausreichende Menge
an reflektiver Lichtenergie ist erforderlich, um das Erschei
nungsbild eines hoch qualitativen Bildes zu vermitteln. Eine
Reflexions-Dichte von weniger als 75% ist nicht-akzeptabel für
ein Reflexions-Anzeige-Material und erreicht nicht die Qualität
von Reflexions-Anzeige-Materialien des Standes der Technik.
Das fotografische Element der Erfindung weist eine bevor
zugte Dicke zwischen 76 µm und 256 µm auf. Unter 70 µm hat der
Träger oder die Basis nicht die ausreichende Steifheit, um eine
effiziente Entwicklung und Verarbeitung des Bildes zu ermögli
chen, da das erfindungsgemäße Material durch fotografische
Printer, Prozessoren und eine Finishing-Vorrichtung geführt
werden muß. Über 270 µm besteht kein vernünftiger Grund für zu
sätzliche Ausgaben für zusätzliche Polymer-Materialien. Die
Orientierung des Polyester-Trägers erfolgt vorzugsweise, da ein
orientiertes Polymer steifer und fester ist als ein nicht-
orientiertes Polymer, weshalb die erforderliche Steifheit des
fotografischen Elementes erreicht werden kann, ohne Verwendung
von weniger Material, im Vergleich zu einem nicht-orientierten
Polyester.
Die bevorzugte Dicke der oberen Polyethylen-Schicht liegt
zwischen 0,75 und 7,0 µm. Unter 0,50 µm ist die Schicht schwie
rig während der Orientierung zu formen, und es können auf der
Oberfläche unerwünschte Poren auftreten. Oberhalb 10 µm beginnt
die Polyethylen-Schicht mit weißen Pigmenten, blauen Tönungs
mitteln und optischem Aufheller an optischer Wirksamkeit zu
verlieren, wodurch die Bildschärfe und Bild-Weißheit vermindert
wird.
Die Oberflächen-Rauhheit der Oberseite bestimmt die Refle
xions-Charakteristika des Bildes. Die Oberflächen-Rauhheit der
Oberseite und der Unterseite wird gemessen mittels eines Meßge
rätes vom Typ TAYLOR-HOBSON Surtronic 3 mit einer Kugelspitze
eines Durchmessers von 2 µm. Der Abgabe-Wert Ra oder die
"mittlere Rauhheit" von dem TAYLOR-HOBSON-Meßgerät ist in Mi
krometer-Einheiten angegeben, und das Gerät hat eingebaute Fil
ter, sämtliche Größen über 0,25 mm auszuschließen. Im Falle der
oberen Oberfläche ist eine Oberflächen-Rauhheit zwischen 0,02
und 0,25 µm die bevorzugte Rauhheit, da dieser Rauhheits-Be
reich zu einer glänzenden Oberfläche führt, was erwünscht ist,
da die meisten Reflexions-Anzeige-Materialien von glänzender
Natur sind.
In manchen Fällen ist eine matte Oberfläche auf dem Refle
xions-Anzeige-Material erwünscht. Reflexions-Anzeige-Materia
lien des Standes der Technik erfordern eine Nachbehandlung des
Bildes mit einer separaten Beschichtung, um eine matte Oberflä
che zu erzeugen. Die Erzeugung einer Oberflächen-Rauhheit im
Falle der Reflexions-Anzeige-Materialien der Erfindung erfolgt
integral mit der Herstellung des co-extrudierten Trägers, unter
Anwendung bekannter Techniken für die Erzeugung einer rauhen
Oberfläche. Zu Beispielen von Techniken für die Erzeugung einer
rauhen Oberfläche gehören die Zugabe von Zusätzen, wie z. B.
Kieselsäure oder Calciumcarbonat zur Oberflächen-Schicht und
das Beprägen der Oberfläche, nach dem das Blatt oder die Folie
orientiert worden ist. Um ein mattes Oberflächen-Aussehen zu
erlangen, hat sich eine Oberflächen-Rauhheit zwischen 0,30 und
2,00 µm als vorteilhaft erwiesen. Eine Oberflächen-Rauhheit von
weniger als 0,25 µm wird als glänzend betrachtet. Eine Oberflä
chen-Rauhheit von größer als 2,25 µm führt zu einer Puddel-Bil
dung der licht-empfindlichen Silberhalogenid-Emulsionsschicht
und verursacht eine unerwünscht diskontinuierliche Oberfläche.
Weiterhin hat sich gezeigt, daß im Falle einer Oberflächen-
Rauhheit von größer als 2,25 µm die licht-empfindliche Silber
halogenid-Emulsionsschicht Prägungen erfährt, wenn das Refle
xions-Anzeige-Material auf einer Rolle aufgespult wird.
Jeder co-extrudierten Schicht des Polymer-Blattes oder der
Polymer-Folie können Zusätze einverleibt werden, um die Farbe
des Bildaufzeichnungs-Elementes zu verändern. Für fotografische
Anzeige-Zwecke wird vorzugsweise ein weißer Träger mit einer
schwach bläulichen Tönung verwendet. Weiterhin muß die natürli
che Gelbheit der Silberhalogenid-Emulsionsschicht auf Gelatine-
Basis mit einer blauen Tönung korrigiert werden, da ein Mini
mum-Bereich mit gelber Dichte unerwünscht ist. Die Zugabe des
bläulichen Tönungsmittels kann nach jedem beliebigen Verfahren
erfolgen, das aus dem Stande der Technik dafür bekannt ist,
einschließlich des Einmischens eines Farb-Konzentrates auf der
Maschine vor dem Extrudieren und der Schmelz-Extrusion von
blauen Farbstoffen, die in dem gewünschten Mischungsverhältnis
eingemischt wurden. Vorzugsweise werden farbige Pigmente ver
wendet, die Extrusions-Temperaturen von größer als 320°C zu wi
derstehen vermögen, da Temperaturen von über 320°C notwendig
für die Co-Extrusion der Polymerschichten sind. Zu den blauen
Färbemitteln, die im Rahmen dieser Erfindung verwendet werden
können, gehören beliebige Färbemittel, die keinen nachteiligen
Effekt auf das Bildaufzeichnungs-Element ausüben. Zu bevorzug
ten blauen Färbemitteln gehören blaue Phthalocyanin-Pigmente,
blaue Cromophthal-Pigmente, blaue Irgazin-Pigmente, blaue orga
nische Irgalit-Pigmente und das Pigment-Blue 60.
Zusätze können dem Polymer-Blatt oder der Polymer-Folie
dieser Erfindung einverleibt werden, so daß, wenn das biaxial
orientierte Blatt oder die Folie von einer Oberfläche betrach
tet wird, das Bildaufzeichnungs-Element Licht im sichtbaren Be
reich des Spektrums emittiert, wenn es mit ultravioletter
Strahlung bestrahlt wird. Die Emission von Licht im sichtbaren
Bereich des Spektrums ermöglicht es, daß der Träger eine er
wünschte Hintergrund-Farbe in Gegenwart von ultraviolettem
Licht hat. Dies ist besonders zweckmäßig, wenn Bilder außen be
trachtet werden, da Sonnenlicht ultraviolette Strahlen enthält
und dazu verwendet werden kann, um die Bildqualität im Falle
von Verbraucher-Anwendungen zu optimieren.
Vorzugsweise werden Zusätze verwendet, die aus dem Stand
der Technik bekannt sind dafür, daß sie sichtbares Licht im
blauen Bereich des Spektrums emittieren. Die Verbraucher bevor
zugen im allgemeinen einen schwach bläulichen Farbton im Falle
eines Minimum-Dichte-Bereiches eines Bildes, definiert als ne
gativer b*-Wert, im Vergleich zu einem neutralen Dichte-Mini
mum, definiert als ein b*-Wert innerhalb einer b*-Einheit von
Null. b* ist das Maß für gelbblau in dem CIE-Raum. Ein positi
ver b*-Wert zeigt gelb an, während ein negativer b*-Wert blau
anzeigt. Die Zugabe von Zusätzen, die im blauen Bereich des
Spektrums emittieren, ermöglicht die Tönung des Trägers ohne
Zusatz von Färbemitteln, welche den Weißheitsgrad des Bildes
vermindern würden. Die bevorzugte Emission liegt zwischen 1 und
5 delta b*-Einheiten. Delta b* ist definiert als die b*-Diffe
renz, gemessen, wenn eine Probe eine illuminierte Ultraviolett
licht-Quelle ist und eine Lichtquelle ohne ins Gewicht fallende
ultraviolette Energie. Der delta b*-Wert ist das bevorzugte
Mittel zur Bestimmung des Netto-Effektes der Zugabe eines opti
schen Aufhellers oben auf das biaxial orientierte Blatt dieser
Erfindung. Emissionen von weniger als 1 b*-Einheit können von
den meisten Verbrauchern nicht wahrgenommen werden; infolgedes
sen ist es nicht kosten-effektiv, den optischen Aufheller zu
den Polymer-Schichten zuzusetzen, da dies zu keiner merklichen
Differenz führt. Eine Emission von größer als 5 b*-Einheiten
würde die Farb-Balance der Drucke stören, wobei die Weißgrade
für die meisten Verbraucher zu blau erscheinen würden.
Die Oberflächen-Rauhheit des Polymer-Blattes dieser Erfin
dung oder der Ra-Wert ist ein Maß von relativ feinen Oberflä
chen-Irregularitäten, wie jenen, die auf der Rückseite von fo
tografischen Materialien erzeugt werden, durch Aufgießen von
Polyethylen auf eine rauhe, abgekühlte Walze. Die Messung der
Oberflächen-Rauhheit ist ein Maß für die maximal zulässige
Rauhheits-Höhe, ausgedrückt in Einheiten von Mikrometern und
durch Verwendung des Symbols Ra. Für das irreguläre Profil der
Rückseite von fotografischen Materialien dieser Erfindung wird
die mittlere Höhe von Spitze zu Tal verwendet, wobei es sich um
den Mittelwert der vertikalen Distanzen zwischen der Erhöhung
der höchsten Spitze und dem niedrigsten Tal handelt.
Orientierte Polyester-Blätter oder -Folien, die üblicher
weise in der fotografischen Industrie verwendet werden, werden
üblicherweise aus der Schmelze extrudiert und dann in beiden
Richtungen (Maschinen-Richtung und Quer-Richtung) orientiert,
um ein Material mit erwünschter mechanischer Festigkeit zu er
halten. Das Verfahren der biaxialen Orientierung bewirkt im
allgemeinen eine Oberflächen-Rauhheit von weniger als 0,23 µm.
Während die glatte Oberfläche in der fotografischen Industrie
für die Verwendung als glänzende Oberfläche von Wert ist, kann
eine glatte Oberfläche auf der Rückseite zu Förderproblemen
während der fotografischen Verarbeitung von Bildern führen. Zur
Erzielung einer wirksamen Bahn-Förderung während der fotografi
schen Entwicklung, hat sich eine Oberflächen-Rauhheit von grö
ßer als 0,30 µm als vorteilhaft erwiesen, um einen wirksamen
Transport durch die vielen Typen von fotografischen Entwick
lungs-Vorrichtungen zu gewährleisten, die in der ganzen Welt
installiert wurden. Bei einer Oberflächen-Rauhheit von weniger
als 0,30 µm wird der Transport durch fotografische Entwick
lungs-Vorrichung weniger effizient. Bei einer Oberflächen-
Rauhheit von größer als 2,54 µm wird die Oberfläche zu rauh,
was zu Transport-Problemen in den fotografischen Entwicklungs-
und Verarbeitungs-Vorrichtungen führt, und die rauhe Rücksei
ten-Oberfläche beginnt sich in die Silberhalogenid-Emulsions
schicht einzuprägen, wenn das Material aufgespult wird.
Um die Anzeige-Materialien gemäß der Erfindung erfolgreich
transportieren zu können, ist die Verminderung statischer Auf
ladungen, die beim Bahn-Transport bei der Verarbeitung erzeugt
werden, wünschenswert. Da die licht-empfindlichen Bildaufzeich
nungs-Schichten der Erfindung durch Licht verschleiert werden
können, das sich aus statischen Entladungen ergibt, wenn die
Bahn durch die Entwicklungs-Vorrichtungen geführt wird, ist die
Verminderung von statischen Aufladungen notwendig, um das Auf
treten von statischem Schleier zu vermeiden. Die Polymer-Mate
rialien dieser Erfindung haben eine bemerkenswerte Tendenz zur
Akkumulation von statischen Ladungen, wenn sie in Kontakt mit
Maschinen-Komponenten während des Transportes gelangen. Die
Verwendung eines antistatisch wirksamen Materials zur Verminde
rung von akkumulierten Ladungen auf den Bahn-Materialien dieser
Erfindung ist infolgedessen wünschenswert. Antistatisch wirksa
me Materialien können auf die Bahn-Materialien dieser Erfindung
aufgebracht werden, und die Materialien können beliebige be
kannte Stoffe aufweisen, die aus dem Stande der Technik dafür
bekannt sind, daß sie auf fotografische Bahn-Materialien aufge
tragen werden können, um statische Aufladungen während des
Transportes des fotografischen Materials zu reduzieren. Zu Bei
spielen von antistatisch wirksamen Beschichtungen gehören leit
fähige Salze und kolloidale Kieselsäure. Wünschenswerte anti
statische Eigenschaften des Träger-Materials dieser Erfindung
können auch erreicht werden durch antistatisch wirksame Additi
ve, die einen integralen Teil mit der Polymer-Schicht bilden.
Zu Additiven, die an die Oberfläche des Polymeren wandern, um
die elektrische Leitfähigkeit zu verbessern, gehören quaternäre
Ammonium-Verbindungen mit Fettsäure-Resten, langkettige Amine
und Phosphatester. Andere Typen von antistatisch wirksamen Ad
ditiven sind hygroskopische Verbindungen, wie z. B. Polyethylen
glykole und hydrophobe Gleit-Additive, die den ReibungsKoeffi
zienten der Bahn-Materialien reduzieren. Eine antistatische Be
schichtung auf der der Bildseite gegenüberliegenden Seite, oder
das Einführen einer antistatisch wirksamen Verbindung in das
Rückseiten-Polymer, hat sich als vorteilhaft erwiesen. Die
Rückseite wird bevorzugt zur antistatischen Ausrüstung verwen
det, da der Haupt-Bahnkontakt während der Förderung bei der
Herstellung und Fotoverarbeitung mit der Rückseite erfolgt. Der
bevorzugte Oberflächenwiderstand der antistatischen Beschich
tung bei 50%-iger RH liegt bei weniger als 1011 Ohm/Quadrat.
Ein Oberflächen-Widerstand der antistatischen Beschichtung bei
50%-iger RH von weniger als 1011 Ohm/Quadrat hat sich als
wirksam erwiesen, um den statischen Schleier bei der Herstel
lung und während des fotografischen Druckes sowie bei der Ent
wicklung der Bildschichten zu vermeiden.
Der Polyester-Film weist in typischer Weise eine Unter
schicht oder Primer-Schicht auf beiden Seiten des Polyester-
Films auf. Haftschichten, die dazu verwendet werden, um die Ad
häsion von Beschichtungs-Zusammensetzungen gegenüber dem Träger
zu verbessern, sind bekannt, und beliebige dieser Materialien
können verwendet werden. Zu einigen geeigneten Zusammensetzun
gen für diesen Zweck gehören Interpolymere von Vinylidenchlo
rid, wie z. B. Vinylidenchlorid/Methylacrylat/Itaconsäure-Ter
polymere und Vinylidenchlorid/Acrylonitril/Acrylsäure-Terpoly
mere und dergleichen. Diese und andere geeignete Produkte wer
den beispielsweise beschrieben in den U.S.-Patentschriften
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. Die polymere Haftschicht
wird normalerweise überschichtet mit einer zweiten, die Haftung
verbessernden Schicht aus Gelatine, normalerweise bezeichnet
als Gel Sub. Die bevorzugte Primer-Beschichtung ist eine
Schicht, aufgebaut aus Gelatine, da Silberhalogenid-Emulsionen
auf Gelatine-Basis gut an Gelatine haften.
Die Struktur eines bevorzugten, integralen, orientierten,
Poren aufweisenden fotografischen Polyester-Trägers, bei dem
die licht-empfindliche Silberhalogenid-Emulsion auf die getönte
Polyethylen-Schicht aufgetragen ist, ist wie folgt:
Polyethylen mit blauer Tönung, 18% TiO2 vom Ana tas-Typ sowie optischer Aufheller
Poren aufweisender Polyester
Polyethylen mit blauer Tönung, 18% TiO2 vom Ana tas-Typ sowie optischer Aufheller
Poren aufweisender Polyester
Der hier gebrauchte Ausdruck "fotografisches Element" oder
"Bildaufzeichnungs-Element" bezieht sich auf ein Material, das
fotosensitives Silberhalogenid zur Herstellung von Bildern ver
wendet. Die fotografischen Elemente können einfarbige Elemente
sein oder mehrfarbige Elemente. Mehrfarbige Elemente enthalten
Bildfarbstoffe erzeugende Einheiten, die empfindlich gegenüber
jedem der drei primären Bereiche des Spektrums sind. Jede Ein
heit kann eine einzelne Emulsionsschicht aufweisen oder mehrere
Emulsionsschichten, die gegenüber einem vorgegebenen Bereich
des Spektrums empfindlich sind. Die Schichten des Elementes,
einschließlich die Schichten der Bild-erzeugenden Einheiten,
können in verschiedener Reihenfolge angeordnet werden, wie es
aus dem Stande der Technik bekannt ist. Im Falle eines alterna
tiven Formates können die Emulsionen, die gegenüber einem jeden
der drei primären Bereiche des Spektrums empfindlich sind, auch
in einer einzelnen segmentierten Schicht abgeschieden sein.
Die fotografischen Emulsionen, die für die Erfindung ge
eignet sind, werden ganz allgemein hergestellt durch Ausfällung
von Silberhalogenid-Kristallen in einer kolloidalen Matrix nach
Methoden, wie sie aus dem Stande der Technik üblich sind. Das
Kolloid ist in typischer Weise ein, einen hydrophilen Film bil
dendes Mittel, wie z. B. Gelatine, Alginsäure oder Derivate
hiervon.
Die Kristalle, die in der Fällungs-Stufe erzeugt werden,
werden gewaschen und dann chemisch und spektral sensibilisiert,
durch Zugabe von spektral sensibilisierenden Farbstoffen und
chemischen Sensibilisierungs-Mitteln und Durchführung einer Er
hitzungsstufe, während welcher die Emulsions-Temperatur erhöht
wird, in typischer Weise von 40°C auf 70°C, wobei das Material
eine Weile bei dieser Temperatur gehalten wird. Die Fällungs-
sowie spektralen und chemischen Sensibilisierungs-Methoden, die
bei der Herstellung der Emulsionen angewandt werden, die im
Rahmen der Erfindung eingesetzt werden, sind Methoden, die aus
dem Stande der Technik bekannt sind.
Zur chemischen Sensibilisierung der Emulsion werden in ty
pischer Weise Sensibilisierungs-Mittel, wie Schwefel-enthalten
de Verbindungen, verwendet, z. B. Allylisothiocyanat, Natrium
thiosulfat und Allylthioharnstoff; Reduktionsmittel, z. B. Po
lyamine und Stannosalze; Edelmetall-Verbindungen, z. B. Gold,
Platin, und polymere Mittel, z. B. Polyalkylenoxide. Wie be
schrieben, erfolgt die Wärmebehandlung zur Vervollständigung
der chemischen Sensibilisierung. Eine spektrale Sensibilisie
rung erfolgt mit einer Kombination von Farbstoffen, die ausge
wählt werden für den Wellenlängen-Bereich von Interesse, inner
halb des sichtbaren oder infraroten Teiles des Spektrums. Es
ist bekannt, derartige Farbstoffe sowohl vor als auch nach der
Wärmebehandlung zuzusetzen.
Nach der spektralen Sensibilisierung wird die Emulsion auf
einen Träger aufgetragen. Zu verschiedenen Beschichtungs-Tech
niken gehören die Tauch-Beschichtung, die Beschichtung mit ei
nem Luftmesser, die Vorhang-Beschichtung und die Extruder-Be
schichtung.
Die Silberhalogenid-Emulsionen, die im Rahmen der Erfin
dung verwendet werden, können aus Emulsionen mit beliebiger Ha
logenid-Verteilung bestehen. Infolgedessen können sie bei
spielsweise bestehen aus Silberchlorid-, Silberbromid-, Silber
bromochlorid-, Silberchlorobromid-, Silberiodochlorid-, Silber
iodobromid-, Silberbromoiodochlorid-, Silberchloroiodobromid-,
Silberiodobromochlorid- und Silberiodochlorobromid-Emulsionen.
Vorzugsweise jedoch bestehen die Emulsionen überwiegend aus
Silberchlorid-Emulsionen. Unter überwiegend aus Silberchlorid
bestehenden Emulsionen ist gemeint, daß die Körner der Emulsio
nen zu mehr als etwa 50 Mol-% aus Silberchlorid bestehen. Vor
zugsweise weisen sie mehr als etwa 90 Mol-% Silberchlorid auf,
und in optimaler Weise mehr als etwa 95 Mol-% Silberchlorid.
Die Silberhalogenid-Emulsionen können Körner jeder belie
bigen Größe und Morphologie enthalten. Dies bedeutet, daß die
Körner die Form von Würfeln, Octahedern, Cubooctahedern und be
liebige andere Formen von natürlich vorkommenden Morphologien
des kubischen Gitter-Typs aufweisen können. Weiterhin können
die Körner eine irreguläre Form haben, wie z. B. im Falle sphä
rischer Körner oder tafelförmiger Körner. Körner mit einer ta
felförmigen oder kubischen Morphologie werden bevorzugt verwen
det.
Zur Herstellung der fotografischen Elemente der Erfindung
können Emulsionen verwendet werden, wie sie beispielsweise be
schrieben werden in dem Buch The Theory of the Photographic
Process, 4. Auflage, T. H. James, Verlag Macmillan Publishing
Company, Inc., 1977, Seiten 151-152. Die Reduktions-Sensibili
sierung ist bekannt, um die fotografische Empfindlichkeit von
Silberhalogenid-Emulsionen zu verbessern. Während Silberhaloge
nid-Emulsionen, die einer Reduktions-Sensibilisierung unterwor
fen wurden, im allgemeinen eine gute fotografische Empfindlich
keit aufweisen, leiden sie oftmals an einem unerwünschten
Schleier und an einer schlechten Aufbewahrungs-Stabilität.
Eine Reduktions-Sensibilisierung kann absichtlich durchge
führt werden, durch Zusatz von Reduktions-Sensibilisierungsmit
tel, d. h. Chemikalien, welche Silberionen zu metallischem Sil
ber reduzieren, oder durch Erzeugung einer reduzierenden Umge
bung, wie z. B. hohen pH-Werten (überschüssige Hydroxidionen)
und/oder durch Einstellung niedriger pAg-Werte (überschüssige
Silberionen). Während der Fällung einer Silberhalogenid-Emul
sion kann eine unbeabsichtigte Reduktions-Sensibilisierung er
folgen, wenn beispielsweise Silbernitrat- oder Alkali-Lösungen
rasch zugegeben werden, oder unter schlechter Vermischung zur
Erzeugung von Emulsions-Körnern. Auch die Fällung von Silberha
logenid-Emulsionen in Gegenwart von Reifungsmitteln (Kornwachs
tums-Modifizierungsmitteln), wie z. B. Thioethern, Selenoethern,
Thioharnstoffen oder Ammoniak, begünstigt die Reduktions-Sensi
bilisierung.
Beispiele für Reduktions-Sensibilisierungsmittel und Umge
bungen, die angewandt werden können während der Fällung oder
spektralen/chemischen Sensibilisierung, zum Zwecke der Reduk
tions-Sensibilisierung einer Emulsion, sind beispielsweise
Ascorbinsäure-Derivate; Zinn-Verbindungen; Polyamin-Verbindun
gen; und Verbindungen auf Thioharnstoffdioxid-Basis, wie sie
beispielsweise beschrieben werden in den U.S.-Patentschriften
2 487 850 und 2 512 925; sowie in der britischen Patentschrift
789 823. Spezielle Beispiele von Reduktions-Sensibilisierungs
mitteln und Bedingungen, die angewandt werden können, wie z. B.
Dimethylaminoboran, Stannochlorid, Hydrazin, hohe pH-Werte (pH
8-11) und niedrige pAg-Werte (pAg 1-7), werden diskutiert von
S. Collier in Photographic Science and Engineering, 23, 113
(1979). Beispiele für Verfahren zur Herstellung von absichtlich
einer Reduktions-Sensibilisierung unterworfenen Silberhaloge
nid-Emulsionen werden ferner beschrieben in der EP 0 348 934 A1
(Yamashita), EP 0 369 491 (Yamashita), EP 0 371 388 (Ohashi),
EP 0 396 424 A1 (Takada), EP 0 404 142 A1 (Yamada) und
EP 0 435 355 A1 (Makino).
Zur Herstellung der fotografischen Elemente dieser Erfin
dung können auch Emulsionen verwendet werden, die mit Metallen
der Gruppe VIII dotiert sind, wie z. B. mit Iridium, Rhodium,
Osmium und Eisen, wie es beschrieben wird in der Literaturstel
le Research Disclosure, September 1994, Nr. 36544, Abschnitt I,
veröffentlicht von der Firma Kenneth Mason Publications, Ltd.,
Dudley Annex, 12a North Street, Emsworth, Hampshire PO10 7DQ,
England. Weiterhin findet sich beispielsweise eine allgemeine
Übersicht über die Verwendung von Iridium zur Sensibilisierung
von Silberhalogenid-Emulsionen in der Literaturstelle Carroll,
"Iridium Sensitization: A Literature Review", Photographic
Science and Engineering, Band 24, Nr. 6, 1980. Ein Verfahren
zur Herstellung einer Silberhalogenid-Emulsion durch chemische
Sensibilisierung der Emulsion in Gegenwart eines Iridiumsalzes
sowie eines fotografischen, spektral sensibilisierenden Farb
stoffes findet sich ferner in der U.S.-Patentschrift 4 693 965.
In manchen Fällen, in denen Dotiermittel zugesetzt werden,
zeigen Emulsionen einen erhöhten frischen Schleier und eine
Sensitometer-Kurve mit niedrigem Kontrast, wenn die Emulsionen
nach dem Farb-Umkehr-Verfahren E-6 entwickelt werden, wie er
beschrieben wird in The British Journal of Photography Annual,
1982, Seiten 201-203.
Ein typisches mehrfarbiges, fotografisches Element gemäß
der Erfindung weist den erfindungsgemäßen laminierten Träger
auf, auf den aufgetragen sind eine ein blaugrünes Farbstoff-
Bild erzeugende Einheit mit mindestens einer rot-empfindlichen
Silberhalogenid-Emulsionsschicht, der mindestens ein einen
blaugrünen Farbstoff erzeugender Kuppler zugeordnet ist; eine
ein purpurrotes Farbstoff-Bild erzeugende Einheit mit minde
stens einer grün-empfindlichen Silberhalogenid-Emulsions
schicht, der mindestens ein einen purpurroten Farbstoff erzeu
gender Kuppler zugeordnet ist; und eine ein gelbes Farbstoff-
Bild erzeugende Einheit mit mindestens einer blau-empfindlichen
Silberhalogenid-Emulsionsschicht, der mindestens ein einen gel
ben Farbstoff erzeugender Kuppler zugeordnet ist. Das Element
kann zusätzliche Schichten aufweisen, wie z. B. Filterschichten,
Zwischenschichten, Deckschichten, die Haftung verbessernde
Schichten und dergleichen. Der Träger der Erfindung kann ferner
für fotografische Schwarz-Weiß-Print-Elemente verwendet werden.
Die fotografischen Elemente können ferner eine transparen
te magnetische Aufzeichnungs-Schicht aufweisen, wie z. B. eine
Schicht mit magnetischen Teilchen auf der Unterseite eines
transparenten Trägers, wie es in den U.S.-Patentschriften
4 279 945 und 4 302 523 beschrieben wird. In typischer Weise
hat das Element eine Gesamt-Dicke (ausschließlich des Träger)
von etwa 5 bis etwa 30 µm.
Die Elemente der Erfindung können Materialien enthalten,
wie sie beschrieben werden in Research Disclosure, 40145, Sep
tember 1997, insbesondere die Kuppler, die beschrieben werden
in Abschnitt II der Literaturstelle Research Disclosure.
In der folgenden Tabelle wird Bezug genommen auf (1) Rese
arch Disclosure, Dezember 1978, Nr. 17643, (2) Research Disclo
sure, Dezember 1989, Nr. 308119 und (3) Research Disclosure,
September 1994, Nr. 36544, wobei es sich in allen Fällen um
Veröffentlichungen der Firma Kenneth Mason Publications, Ltd.,
Dudley Annex, 12a North Street, Emsworth, Hampshire PO10 7DQ,
England, handelt. Die Tabelle und die angegebenen Literatur
stellen sind ferner dahingehend zu verstehen, daß sie spezielle
Komponenten beschreiben, die für die Verwendung in den Elemen
ten der Erfindung geeignet sind. In der Tabelle und den zitier
ten Literaturstellen werden ferner Verfahren zur Herstellung,
Exponierung, Entwicklung und Manipulierung der Elemente und der
hierin enthaltenden Bilder beschrieben.
Die fotografischen Elemente können verschiedenen Energie
formen exponiert werden, wozu die ultravioletten, sichtbaren
und infraroten Bereiche des elektromagnetischen Spektrums gehö
ren, wie auch Elektronenstrahlen, β-Strahlung, γ-Strahlung,
Röntgen-Strahlung, α-Teilchen, Neutronen-Strahlung und andere
Formen der korpuskularen und wellenartigen Strahlungsenergie in
entweder nicht-kohärenten Formen (willkürliche Phase) oder ko
härenten Formen (in der Phase), erzeugt durch Laser. Sollen die
fotografischen Elemente einer Röntgen-Strahlung exponiert wer
den, so können sie Merkmale aufweisen, die in üblichen radio
grafischen Elementen vorhanden sind.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Praxis der
Erfindung. Sämtliche Teil- und Prozentangaben beziehen sich auf
das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben ist.
Im Falle dieses Beispieles wurde ein co-extrudiertes, Po
ren aufweisendes, orientiertes Polyester-Trägermaterial mit ei
ner typischen, gegenüber farbigem Licht empfindlichen, Silber
halogenid-Emulsion beschichtet. Der Polyester-Träger hatte eine
blaue Tönung, und optischer Aufheller wurde der Polyethylen-
Schicht zugegeben, um die natürliche Gelblichkeit der Aufzeich
nungs-Schichten auf Gelatine-Basis zu kompensieren. Verwendet
wurde ferner eine Polyethylen-Schicht, zur Erzeugung einer ad
äquaten Emulsions-Adhäsion. Das erfindungsgemäße Material wurde
verglichen mit dem handelsüblichen Material Kodak Duraflex
(Eastman Kodak Co.), wobei es sich um einen Polyester-Träger
handelt, der auf einer Seite mit einer Farb-Silberhalogenid-
Schicht beschichtet ist (256 µm dick), enthaltend BaSO4 und ei
nen optischen Aufheller. Dieses Beispiel zeigt, daß das Refle
xions-Anzeigebild der Erfindung den Materialien des Standes der
Technik überlegen ist, im Hinblick auf Bildqualitäts-Parameter,
die kritisch sind für Reflexions-Anzeigebilder. Weiterhin erge
ben sich mehrere Herstellungs-Vorteile für das erfindungsgemäße
Material, was zu niedrigeren Herstellungskosten führt.
Im folgenden werden die Schichtstruktur und die Materia
lien für den Poren aufweisenden Polyester-Träger angegeben:
Eine Schicht aus Polyethylen niedriger Dichte mit einer
Schichten-Dicke von 4,0 µm. Die Polyethylen-Schicht enthielt
0,12 Gew.-% optischen Aufheller, 20 Gew.-% TiO2 und 0,05 Gew.-%
eines blauen Tönungsmittels. Der verwendete optische Aufheller
war Hostalux KS, hergestellt von der Firma Ciba-Geigy. Das ver
wendete TiO2 vom Rutil-Typ bestand aus einem handelsüblichen
Produkt, nämlich DuPont R104 (TiO2 mit einer Teilchengröße von
0,22 µm). Das blaue Tönungsmittel bestand aus Pigment Blue 60.
Eine Schicht aus Mikroporen aufweisendem Polyester (Poly
ethylenterephthalat) mit Polyester und Mikrokügelchen mit einer
Schichten-Dicke von 100 µm und 50% Poren. Das Poren-bildende
Mittel war ein quervernetztes Mikrokügelchen aus Polystyrol und
Divinylbenzol in einer Menge von 50 Gew.-%, bezogen auf die
Schicht. Die mittlere Teilchengröße der Mikrokügelchen lag zwi
schen 1 und 2 µm. Die Mikrokügelchen waren mit einem Gleitmit
tel aus kolloidalem Aluminiumoxid beschichtet. Der Schicht wur
den zugesetzt Pigment Blue 60 und Hostalux KS (Ciby-Geigy) als
optisches Aufhellungs-Mittel, um die Gelblichkeit der Emulsion
auf Gelatine-Basis zu kompensieren. Die 0,30 Gew.-% von Pigment
Blue 60 und die 0,12 Gew.-% des optischen Aufhellers wurden der
Poren aufweisenden Polyester-Schicht zugesetzt.
Die untere Schicht des co-extrudierten Trägers bestand aus
einer festen Schicht aus Polyester, die eine Dicke von 50 µm
hatte. Der Polyester hatte eine Intrinsic-Viskosität von etwa
0,68 cp.
Die obere, mittlere und untere Schicht wurden co-extru
diert durch eine übliche Dreischlitz-Beschichtungsform bei
265°C auf eine Abschreck-Walze, die bei einer Temperatur zwi
schen 50 und 60°C gehalten wurde. Der aus drei Schichten beste
hende Film wurde biaxial verstreckt, unter Verwendung einer
standardisierten Laboratioriums-Film-Streckeinheit bei einer
Temperatur von 105°C.
Die Herstellungsstufen für die quervernetzten Mikrokügel
chen, die zur Porenbildung in der mittleren Schicht des co-ex
trudierten Trägers verwendet wurden, waren wie folgt:
- 1. Die Mikrokügelchen wurden hergestellt durch übliche wäßri ge Suspensions-Polymerisation unter Erzielung von nahezu mono-dispersen Kugel-Durchmessern von 2 bis 20 µm bei Quervernetzungs-Graden von 5 Mol-% bis 30 Mol-%.
- 2. Nach der Abtrennung und Trocknung wurden die Mikrokügel chen in einer üblichen Zwei-Schrauben-Extrusionsvorrich tung in den Polyester eingemischt, und zwar in Mengen von 25 Gew.-%, und dann pelletisiert, unter Erzeugung eines Konzentrates, geeignet für die Abscheidung von geringeren Abscheidungen.
- 3. Die Mikrokügelchen-Konzentrat-Pellets wurden mit reinen Pellets vermischt und getrocknet, unter Standard-Bedingun gen für Polyethylenterephthalat, 170-180°C Konvektion mit getrockneter Luft, 4-6 h lang.
Das Beschichtungs-Format 1 wurde verwendet zur Herstellung
eines Reflexions-Anzeige-Materials gemäß der Erfindung und wur
de aufgetragen auf eine Polyethylen-Hautschicht, die einer Co
rona-Entladungs-Behandlung unterworfen wurde bei 30 Joule/m2.
Die Struktur des fotografischen Reflexions-Anzeige-Mate
rials des Beispiels war wie folgt:
Beschichtungs-Format 1
Polyethylen-Hautschicht mit TiO2, blauem Tönungsmittel und op tischem Aufheller
Poren aufweisender Polyester
Transparenter Polyester
Beschichtungs-Format 1
Polyethylen-Hautschicht mit TiO2, blauem Tönungsmittel und op tischem Aufheller
Poren aufweisender Polyester
Transparenter Polyester
Die Anzeige-Materialien (gemäß Erfindung und Vergleichs-
Material) wurden auf eine Minimum-Dichte entwickelt. Der Anzei
ge-Träger wurde untersucht auf die Status-A-Dichte, unter Ver
wendung eines fotografischen Densitometers vom Typ X-Rite, Mo
dell 310. Die spektrale Transmission wurde errechnet aus den
Ablesungen der Status-A-Dichte und ist das Verhältnis von über
tragener Energie zu eingefallener Energie und wird ausgedrückt
in Prozenten wie folgt:
TRGB = 10-D.100, worin D steht für das Mittel aus der roten, grünen und blauen Status-A-Transmissions-Dichte-Anregung. Die Anzeige-Materialien wurden untersucht auf die Werte L*, a* und b*, unter Verwendung eines Spectrogard-Spektrofotometers, CIE- System, unter Verwendung der Lichtquelle D6500. Die Vergleichs daten für das erfindungsgemäße Element und das Vergleichs-Ele ment sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt:
TRGB = 10-D.100, worin D steht für das Mittel aus der roten, grünen und blauen Status-A-Transmissions-Dichte-Anregung. Die Anzeige-Materialien wurden untersucht auf die Werte L*, a* und b*, unter Verwendung eines Spectrogard-Spektrofotometers, CIE- System, unter Verwendung der Lichtquelle D6500. Die Vergleichs daten für das erfindungsgemäße Element und das Vergleichs-Ele ment sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt:
Der Reflexions-Anzeige-Träger, beschichtet auf der oberen
Seite mit dem licht-empfindlichen Silberhalogenid-Beschich
tungs-Format dieses Beispieles, zeigte sämtliche Eigenschaften,
die für ein fotografisches Reflexions-Anzeige-Material benötigt
werden. Weiterhin hatte das fotografische Reflexions-Anzeige-
Material dieses Beispieles viele Vorteile gegenüber den foto
grafischen Reflexions-Anzeige-Materialien des Standes der Tech
nik. Die dünne Polyethylen-Schicht enthielt Mengen an optischem
Aufheller und Färbemitteln, eingestellt zur Erzielung verbes
serter Minimum-Dichte, im Vergleich zu den Reflexions-Anzeige-
Materialien des Standes der Technik, da das erfindungsgemäße
Material die natürliche Gelblichkeit der entwickelten Emul
sions-Schichten überwinden konnte (b* im Falle der Erfindung
betrug -1,31, im Vergleich zu b* von 2,2, im Falle des Ver
gleichs-Materials). Für Reflexions-Anzeige-Materialien ist ein
neutrales Dichte-Minimum, definiert als a* und b*, das inner
halb einer Einheit von Null liegt, gemessen im CIE-Raum, vor
teilhafter als ein Gelbdichte-Minimum, unter Erzeugung eines
Bildes höherer Qualität im Falle des erfindungsgemäßen Mate
rials, im Vergleich zu dem Vergleichs-Material.
Die 2,2% Durchlässigkeit, im Falle des erfindungsgemäßen
Materials, liefern ein überlegenes Reflexions-Bild, da das er
findungsgemäße Material eine ausgezeichnete Opazität aufweist,
um Umgebungs-Licht daran zu hindern, das Bild zu stören. Die
Werte a* und L* für das erfindungsgemäße Material stimmen mit
den entsprechenden Werten für hoch qualitative Reflexions-An
zeige-Materialien überein. Ferner sind die erfindungsgemäßen
Materialien billiger in der Herstellung, im Vergleich zu den
Materialien des Standes der Technik, da das TiO2, der optische
Aufheller und das Tönungsmittel in der dünnen Polyethylen-
Schicht konzentriert werden, im Vergleich zu den Materialien
des Standes der Technik, in denen weiße Pigmente und optische
Aufheller in einem dicken Polyester-Träger dispergiert vorlie
gen. Zusätzlich wurde die Verwendung einer Primer-Beschichtung
vermieden, die im Falle von Reflexions-Anzeige-Materialien des
Standes der Technik verwendet wird, bei Verwendung eines Poly
ester-Trägers, da die integrierte Polyethylen-Hautschicht eine
ausgezeichnete Emulsions-Adhäsion bewirkte.
Die Erfindung wurde im Detail unter spezielle Bezugnahme
auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, wobei es selbst
verständlich ist, daß Variationen und Modifizierungen durchge
führt werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzu
weichen.
Claims (10)
1. Fotografisches Bildaufzeichnungs-Element mit mindestens
einem Polymer-Blatt mit mindestens einer Schicht aus einem Po
ren aufweisenden Polyester-Polymer und mindestens einer Schicht
mit einem Polyethylen-Polymeren, in dem mindestens die Poly
ethylen-Polymerschicht Tönungsmittel enthält, und wobei das
Bildaufzeichnungs-Element eine prozentuale Durchlässigkeit von
weniger als 15% aufweist.
2. Fotografisches Bildaufzeichnungs-Element nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Polymer-Blatt orientiert ist.
3. Fotografisches Bildaufzeichnungs-Element nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Polymer-Blatt auf der Rückseite wie auf der Vorseite eine
Polyethylen-Schicht aufweist.
4. Fotografisches Bildaufzeichnungs-Element nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Element weiterhin mindestens eine, die Haftung verbessernde
Schicht aufweist.
5. Fotografisches Bildaufzeichnungs-Element nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Bildaufzeichnungs-Element eine Dicke zwischen 76 und 256 µm
aufweist.
6. Fotografisches Bildaufzeichnungs-Element nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Polymer-Blatt einen optischen Aufheller enthält.
7. Fotografisches Bildaufzeichnungs-Element nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Polymer-Blatt TiO2 enthält.
8. Fotografisches Bildaufzeichnungs-Element nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die obere Schicht ein fotosensitives Silberhalogenid und einen,
einen Farbstoff erzeugenden Kuppler enthält.
9. Fotografisches Bildaufzeichnungs-Element nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Rückseite des Bildaufzeichnungs-Elementes eine Oberflächen-
Rauhheit zwischen 0,3 und 2,0 µm aufweist.
10. Fotografisches Bildaufzeichnungs-Element nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberseite des Bildaufzeichnungs-Elementes eine Oberflächen-
Rauhheit zwischen 0,02 und 0,25 µm aufweist.
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