-
Diese
Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Behandlung von
photographischen Trägern
mit elektrischen Entladungen bei atmosphärischem Druck, um die Adhäsion von
nachfolgend aufgetragenen Schichten zu fördern.
-
Corona-Entladungen
werden in der Industrie weit verbreitet angewandt, um die Adhäsion zwischen verschiedenen
Materialien zu fördern.
Im Falle der Herstellung von photographischen Produkten besteht
ein großes
Literaturvolumen, das verschiedene Anwendungen von Corona-Entladungen
beschreibt, um wässrige und
nicht-wässrige
Beschichtungen auf Substrat-Materialien zur Haftung zu bringen.
Nahezu sämtliche
dieser Corona-Entladungen werden erzeugt durch Anlegen eines Hochspannungs-Signals
(ungefähr
5–10 kV)
relativ hoher Frequenz (10 kHz) an Elektroden in Luft bei atmosphärischem
Druck. Verwiesen wird z. B. auf die US-A-4 241 169; 4 701 403; 4
087 574; 4 429 032; 4 363 872; 4 229 523; 4 394 442; 3 411 908;
3 531 314; 3 582 339; 3 607 345; 3 630 742; 3 860 427; 3 874 877;
3 888 753; 4 055 685; 4 518 681; 5 004 669; die FR-PS 76 13034 und
die EP-Anmeldung 92 303 556.2. Es bestehen jedoch Beschränkungen
bezüglich
der Eignung von Corona-Behandlungen.
Corona-Entladungen erzeugen lokale energetische Entladungen, die üblicherweise
als Streamer bekannt sind und diese Streamer können zu einem nicht-gleichförmigen Behandlungsgrad führen. Sie
können
ferner in Verbindung mit einem inhomogenen Verlust an Rot-Empfindlichkeit
in photographischen Emulsionen stehen, der einen Sprenkeleffekt
erzeugt. Weiterhin scheinen Corona-Entladungen wirksam bezüglich der
Förderung
einer Adhäsion
von Beschichtungen gegenüber
Polyethylen zu sein, jedoch sind sie relativ ineffektiv bezüglich der
Förderung
der Adhäsion
von Schichten gegenüber
verschiedenen Polyesterträgern
wie PET, PEN usw..
-
Eine
kontrollierbarere und effektive Methode der Herstellung von Polymeren
für Beschichtungen
ist die mit Glühentladungs-
oder Glimmentladungsbehandlungen bei niedrigem Druck.
-
Glühentladungen
sind von Natur aus sehr diffus und homogen und erzeugen eine gleichförmigere
Behandlung. Überdies
ist es durch Steuerung des Gases möglich, die Adhäsion von
photographischen Schichten gegenüber
Materialien wie Polyestern wie auch Polyethylen zu verbessern. Verwiesen
wird beispielsweise auf die US-A-4 993 267; 3 837 886 und 4 451
497. Ein Hauptnachteil von Glühentladungs-
oder Glimmentladungsbehandlungen, die bei verminderten Drucken durchgeführt werden,
ist das Problem der Aufrechterhaltung eines niedrigen Druckes an
der Behandlungsstation. Es ist erforderlich, entweder chargenweise
Verfahren durchzuführen,
bei denen der Träger
in einer Kammer aufgeladen wird und die Luft entfernt wird oder
in einem in-line-Verfahren, das erfordert, dass der Träger durch
einen Druckausgleichsbereich geführt
wird. Im ersteren Falle muss der Träger durch eine zusätzliche
off-line-Stufe geführt
werden, bevor die Beschichtungen aufgebracht werden. Dies ist unattraktiv
bezüglich
des Produkt-Herstellungs-Ablaufplanes und erfordert ein zusätzliches
Kapital. Die zweite Wahl ist schwierig und kostspielig durchzuführen aufgrund
der sehr engen Toleranzen, die aufrecht erhalten werden müssen, um
die Druck-Differentiale in der Transportbahn aufrecht zu erhalten.
Dies erfordert eine kostspielige und komplizierte Hardware und Pumpen.
Um so näher
zu Atmosphärendruck
diese Behandlungen durchgeführt
werden können,
um so einfacher und weniger kostspielig wird das Verfahren.
-
Es
ist bekannt, dass unter den richtigen Bedingungen stabile diffuse
Glühentladungen
oder Glimmentladungen bei atmosphärischen Drucken erzeugt werden
können.
Die Arbeit auf diesem Gebiet ist beschränkt und ist primär auf das Ätzen von
Photoresistmaterialien und die Abscheidung von Materialien gerichtet.
Jedoch gibt es Literaturstellen, die sich auf eine Behandlung zum
Zwecke der Adhäsion
beziehen (WO 94/28568). Viele Berichte geben an, dass eine wirksame
Methode zur Erzeugung von diffusen Glühentladungen bei atmosphärischen
Drucken darin besteht, Helium als Entladungsgas zu verwenden. Die
Arbeiten, die in der Literatur beschrieben wurden, wurden nachgearbeitet
und haben sich als wirksam erwiesen. Ferner haben Yoshikawa u. A.
(US-A-5 316 739) Vorrichtungen beschrieben, um Gummi bei Atmosphärendruck
mit Helium und Mischungen von Helium mit anderen Gasen zu behandeln.
Sie verwenden Stromversorgungen im Frequenzbereich von Gleichspannung
bis 13,56 Mhz und zeigen, dass kein Vorteil erzielt wird bei Verwendung
einer speziellen Frequenz oder kleinen Frequenzbereichen. Wir haben
jedoch gefunden, dass durch Verwendung von Spurenmengen von aktiven
Gasen in einer neuen Entladungsvorrichtung bei bestimmten Frequenzen
stabile atmosphärische
Druckentladungen erzeugt werden können, die die Adhäsion von
photographischen Emulsionen gegenüber schwer zu beschichtenden
Materialien wie Polyethylen, PET und PEN dramatisch verbessern.
-
In
der USSN 08/299 776, angemeldet am 1. September 1994 wird ein Verfahren
zur Behandlung eines Polymerträgers
beschrieben, bei dem eine erste Elektrode mit einer ersten Oberfläche verwendet
wird, wobei die erste Elektrode mit einer Vielzahl von im Abstand
voneinander angeordneten Löchern
an die erste Oberfläche
angrenzt, bei dem eine zweite Elektrode mit einer zweiten Oberfläche im Abstand
von der ersten Oberfläche
der ersten Elektrode angeordnet wird, bei dem Gas durch die Löcher gepumpt
wird, wobei das Gas einen Druck von gleich Atmosphärendruck
oder einen größeren Druck
aufweist, wobei das Gas Helium enthält und gegebenenfalls Sauerstoff
und/oder Stickstoff, bei dem an die erste Elektrode eine Stromquelle
mit einer Frequenz von 10 kHz bis 50 Mhz angeschlossen wird und
bei dem eine Bahn zwischen der ersten Oberfläche der ersten Elektrode und
der zweiten Oberfläche
der zweiten Elektrode angeordnet wird, wobei die Polymerbahn einer
atmosphärischen
Glühentladung
ausgesetzt wird, um die adhäsiven
Eigenschaften zu verbessern.
-
Es
wurde gefunden, dass das obige Verfahren sehr geeignet ist, dass
es in photographischen Systemen jedoch sehr wichtig ist, dass ein
Film mit extrem hohen Geschwindigkeiten behandelt wird, wie 5 Fuß pro Minute
oder darüber
und bei vergleichsweise geringen Stromdichten, wie 5 Watt pro Quadratzentimeter
oder weniger.
-
In
der USSN 08/600 568, angemeldet am 13. Februar 1996 wird eine bevorzugte
Kombination von Behandlungsgasen und Behandlungsfrequenzen beschrieben,
die die Verwendung der obigen Vorrichtung bei höheren als erwarteten Geschwindigkeiten
erlaubt und bei geringeren als den erwarteten Stromdichten. Das Gas
umfasst speziell Helium und gegebenenfalls Sauerstoff und/oder Stickstoff.
Besonders wirksame und schnelle Behandlungen sind möglich, wenn
die Stromversorgung bei einer Frequenz zwischen 40 kHz und etwa
500 kHz arbeitet.
-
Ein
Nachteil der Verwendung der Methode, die in den vorstehend erwähnten Anmeldungen
beschrieben wird, besteht in der Notwendigkeit einer Behandlungselektrode,
hergestellt mit einer Vielzahl von im nahen Abstand zueinander angeordneten
Löchern.
Die Herstellung einer solchen Elektrode erfordert eine präzise maschinelle
Herstellung, was zu beträchtlichen Kosten
führt.
Weiterhin ist das Verfahren für
eine spezielle Trommelelektrode geeignet und nicht austauschbar
durch Trommeln eines anderen Durchmessers. Es würden beträchtliche Vorteile erzielt,
wenn es gelingen würde,
standardisierte Corona-Entladungsbehandlungsvorrichtungen zu verwenden,
von denen viele bereits im Rahmen photographischer Herstellungsverfahren
verwendet werden, um die gleichen Ergebnisse zu erzielen, die in
den im Vorstehenden erwähnten
Anmeldungen beschrieben werden.
-
Die
vorliegende Erfindung beschreibt die Verwendung einer üblichen
Corona-Entladungsbehandlungs-Hardware und einer verbesserten Hardware,
unter Verwendung von speziellen Gasen und Gasmischungen mit Stromversorgungen
innerhalb eines speziellen Frequenzbereiches, um eine Adhäsion in
photographischen Systemen durch Behandlung bei hohen Geschwindigkeiten
zu erzielen.
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung
einer Polymerbahn bei atmosphärischem
Druck, bei dem man:
ein Gas, das Helium enthält, durch
Gas-Verteilerglieder pumpt, die sich in einem Überbau befinden, der um eine
Mehrzahl von im Abstand zueinander angeordneten metallisch aktiven
Elektroden angeordnet ist;
bei dem man das Gas durch Schlitze
strömen
lässt,
die sich durch die Gas-Verteilerglieder erstrecken;
bei dem
man das Gas, das aus den Schlitzen austritt, zwischen Paare von
benachbarten der Mehrzahl von im Abstand zueinander angeordneten
metallisch aktiven Elektroden einführt;
bei dem man ein polymeres
Bahnmaterial über
eine eine Trommelform aufweisende Elektrode und unter der Mehrzahl
von im Abstand zueinander angeordneten metallisch aktiven Elektroden
transportiert; und
bei dem man eine Stromquelle mit einer Frequenz
zwischen 40 kHz und 500 kHz an die aktiven Elektroden und die Trommelelektrode
anschließt,
derart, dass die Polymerbahn einer atmosphärischen Glüh- oder Glimmentladung ausgesetzt
wird, die durch die aktiven Elektroden erzeugt wird.
-
Die
vorliegende Erfindung führt
zu dem Vorteil der Verbesserung der adhäsiven Eigenschaften eines Polyestersubstrates
unter Verwendung einer Glüh-
oder Glimmentladungsvorrichtung, die in ökonomischer Weise benutzt werden
kann, und diese Operationen können
bei atmosphärischen
Drucken durchgeführt
werden unter Beibehaltung einer höheren Geschwindigkeit der Trägerbehandlung
bei relativ niedriger Stromdichte.
-
1 ist eine Darstellung einer
Elektrode des Standes der Technik.
-
2 ist eine Darstellung einer üblichen
Corona-Entladungsbehandlungsvorrichtung.
-
3 ist eine Darstellung einer
besonders bevorzugten Corona-Entladungsbehandlungsvorrichtung, wie
sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
-
Zum
Zwecke eines besseren Verständnisses
der vorliegenden Erfindung, zusammen mit anderen und weiteren Gegenständen, Vorteilen
und Möglichkeiten
der vorliegenden Erfindung wird Bezug genommen auf die folgende
detaillierte Beschreibung und die beigefügten Ansprüche in Verbindung mit den im
Vorstehenden erwähnten
Zeichnungen und der Beschreibung von einigen Aspekten der Erfindung.
-
1 zeigt eine Schnittansicht
der atmosphärischen
Glühentladungsvorrichtung,
die in der USSN 08/600 568, angemeldet am 13. Februar 1996 verwendet
wird. Die Elektrode 20 weist eine Reihe von Öffnungen 23 auf,
durch welche das Gas durch die Leitung 24 zugeführt wird.
Die Dimensionen der Elektrode 20 sind 12,1 cm mal 13,3
cm. Die Elektrode 20 hat 333 Öffnungen 23, jeweils
mit einem Durchmesser von 1 mm. Die Öffnungen sind symmetrisch auf
der Elektrode 20 verteilt. Eine stabile Glühentladung
bei atmosphärischem Druck
mit hohen Prozentsätzen
von reaktiven Gasarten, wobei am meisten beachtenswert sind N2 und O2 in He, ist
möglich
unter Verwendung der in 1 gezeigten
Elektrode 20. Dies ermöglicht
eine vollständigere
Behandlung des Polyestersubstrates bei niedrigem Strom. Die perforierte
Elektroden-Konfiguration, die in 1 dargestellt
ist, kann bei Umgebungsluft betrieben werden mit einer Mischung
von 8% N2 in He, die durch die Öffnungen 23 zugeführt wird.
-
Es
ist wesentlich bei der Behandlung von Polymerträgern, dass die Adhäsivität gesteigert
wird unter Anwendung einer Transportgeschwindigkeit, die so hoch
wie möglich
ist mit einem Strom, der so gering wie möglich ist. Da sämtliche
photographischen Verfahren bei extrem hohen Geschwindigkeiten durchgeführt werden,
um adäquate
Kosten aufrecht zu erhalten und eine reichliche Zufuhr, ist es kritisch,
dass man in der Lage ist, die erwünschte Adhäsivität bei höheren Bahngeschwindigkeiten
zu erzielen. Dies ist extrem schwierig in den Fällen, in denen Gas verwendet
wird, wie es in der USSN 08/299 776 beschrieben wird bei verschiedenen Geschwindigkeiten
von 1 bis 30 ft. pro Minute. Wenn die Geschwindigkeit der Bahn erhöht wird,
behalten viele der Gasmischungen keine gleichen adhäsiven Eigenschaften
bei.
-
Es
ist ferner kritisch, dass die geringstmögliche Energie verwendet wird,
da große
Energieerfordernisse die Kapitalkosten erhöhen und zu thermischen Schäden in der
behandelten Bahn führen
können.
Die Energiedichte ist definiert als die Energie oder der Strom,
die bzw. der der Behandlungselektrode zugeführt wird, dividiert durch die
Fläche
der Behandlungselektrode und wird gemessen in Watt pro cm2.
-
Es
wurde hier gefunden, dass wirksame Behandlungen bei Verhältnissen
von Bahngeschwindigkeit in ft./Min. zur Stromdichte in W/cm2 von 1 : 1 oder höher erzielt werden können, lediglich
bei Frequenzen von 40 kHz bis 500 kHz.
-
Da
es kritisch ist, dass man in der Lage ist, eine Vorrichtung zu verwenden,
die nicht die Löcher
der Vorrichtung von 1 erfordert,
wird die vorliegende Erfindung in 3 beschrieben.
-
2 ist eine schematische
Darstellung einer üblichen
abgedeckten Walzen-Corona-Entladungsbehandlungs-(CDT)-Station. Die
CDT ist eine übliche
Methode der Behandlung von plastischen Bahnen, um sie benetzbar
zu machen und damit Tinten anhaften und andere Materialien, die
in flüssiger
Form aufgetragen werden. Die übliche
Verfahrensweise einer Corona-Entladung
besteht darin, in Luft zu arbeiten. Die Zusammenbruchs-Spannung
für Luft
ist derart, dass die erforderlichen Feldstärken in typischer Weise erzielt
werden bei Verwendung von kleinen Luftspalten zwischen der Energie-beaufschlagten
Elektrode und der Masse mit hohen Spannungen (3 bis 15 KV). Corona-Entladungsvorrichtungen
erzielen hohe Feldstär ken
aufgrund von kleinen Radiuspunkten oder dünnen Drähten, was bedeutet, dass eine
nahe Dichte zu Oberflächen
nicht erforderlich ist, jedoch sind hohe Ströme und hohe Stromstärken nicht
für derartige
Drahtelektroden-Vorrichtungen geeignet. Infolgedessen ist eine Corona-Behandlung von flachen
Bahnen mit Elektroden einer flachen Oberfläche (1) und kleinen
Elektroden-zu-Bahn-Spalten eine natürliche, übliche und erwartete Anwendung. Der
andere Aspekt einer Corona-Entladungsbehandlung besteht darin, dass
schädliche
oder zerstörende Lichtbögen bei
höheren
Energien auftreten, sofern Ausreiß-Ströme nicht gestoppt werden. Dies
geschieht in typischer Weise mit dielektrischen Trennschichten (5),
die Spannungen von 15 KV oder darüber zu widerstehen vermögen, weshalb
atmosphärische
Entladungen mit dielektrischen Schichten oftmals als Trenn-Endladungen
bezeichnet werden. Eine notwendige Charakteristik besteht darin,
dass eine beträchtliche
Leistung nur mit Wechselstrom erzeugt werden kann, weshalb typische
Corona-Entladungsvorrichtungen mit 3 kHz bis 40 kHz Leistungserzeugern
(3) betrieben werden. Um eine konsistente Behandlung zu
ermöglichen,
müssen
die Luftspalten in Corona-Entladungsgeräten konstant bleiben, weshalb
typische Anwendungen im Falle einer Bahnbehandlung die Verwendung
von Walzen (2) einschließen, um die Bahn (4)
mit den Elektroden (1) in Position zu bringen, die ringförmig um
die Walze angeordnet sind. Die plastische Bahn, die behandelt werden
soll, kann als Barriere oder Trennschicht ausreichen, wird jedoch
gewöhnlich
durch ein Dielektrikum in der Vorrichtung verstärkt. Befindet sich das Dielektrikum
auf der Elektrode, so wird hierdurch eine allgemeine Klasse von CDT-Geräten erzeugt,
die üblicherweise
als blanke Walzen-Behandlungsgeräte
(bare roll treaters) bekannt sind. Bedeckte Walzen-Behandlungsgeräte (2), eine andere übliche Klasse
von CDT-Behandlungsgeräten,
verwendet eine Abart von Dielektrika (5), die sich auf
der Walze (2) befindet, mit leicht herzustellenden Metallelektroden
(1). Metallelektroden können üblicherweise
aufgefunden werden als multiple Einheiten von ½'' bis
1'' Breite, die ringförmig um
die Walze angeordnet sind, um die Aufrechterhaltung von Elektroden
zu Bahnoberflächen-Spalten
zu vereinfachen. Ein anderer üblicher
Typ einer Metallelektrode ist ein "Schuh", der eine einzelne Einheit darstellt,
die dem Walzendurchmesser angepasst ist, um einen konstanten Luftspalt
aufrecht zu erhalten. Blanke Walzen-Behandlungsgeräte leiden
unter einem praktischen Nachteil dadurch, dass dielektrisch beschichtete
Elektroden aufgrund des thermischen Schocks brechen, der bei einer
hohen Leistungsdichte auftritt, die konzentriert auf der Elektrode
auftritt, weshalb das Kühlen
der Luftströme
erfunden wurde (vergleiche US-A-4 446 110), um die Lebensdauer der
dielektrischen Materialien zu verlängern, welche die Elektroden
bedecken und um das übliche
CDT-Nebenprodukt Ozon zu entfernen.
-
Typische
Behandlungsdosen für
Corona-Entladungsbehandlungsgeräte,
die in Luft arbeiten, liegen bei 1 bis 4 Watt-Minuten/ft2. Diese Behandlungsdosen und die Materialien,
die für
die dielektrischen Schichten zur Verfügung stehen, bedeuten, dass
erfolgreiche Behandlungen möglich
sind bei Bahngeschwindigkeiten von 10 bis 2000 ft./Min.. Der Erfolg
von CDT in Luft ist beschränkt
auf Bahnoberflächen
wie Polyethylen bezüglich
der Adhäsivität von photographischen
Beschichtungen.
-
Die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist in 3 dargestellt. Sie entspricht einer Standard-Corona-Entladungsvorrichtung
mit der Ausnahme, dass eine Vorkehrung geschaffen wurde, um einen
kräftigen und
gleichförmigen
Gasstrom unterhalb der aktiven Elektroden zu gewährleisten sowie durch die Entladungsvorrichtung
bei atmosphärischem
Druck oder darüber.
Das Gas wird zwischen Elektrodenpaaren eingeführt und fließt auswärts unter
wesentlicher Verdrängung
der umgebenden Luft und unter konstantem Auffrischen der erwünschten
Gaszusammensetzung.
-
3 zeigt die Beziehung zwischen
der geerdeten Walze (2) und den aktiven Elektroden (1)
(den Elektroden, denen Energie zugeführt wird). Die Energiezufuhr
erfolgt in üblicher
Weise zu allen Elektroden (1) und dem geerdeten Walzenkern
(2). Die Walze ist mit einer isolierenden Schicht (5)
bedeckt. Das zu behandelnde Bahnmaterial (4) wird über die
Walze (2) geführt
und unter den Elektroden (1), die sich im Abstand von der
Bahn befinden, so dass lediglich kleine Spalten verbleiben. Typische
Spalten liegen bei 0,020'' bis 0,060'', wobei kleinere Spalten bevorzugt werden.
Das Verfahrensgas tritt zwischen den Elektroden über Zufuhrschlitze (6)
ein, die gegenüber
den Elektroden mit Silikongummi versiegelt und isoliert sind. Das
Verfahrensgas wird gezwungen, durch die Entladungszone zwischen
der Elektrodenfläche
und der zu behandelnden Bahn zu fließen. Das Verfahrensgas wird
den Schlitzen über
Leitungen (10) zugeführt
zum Zwecke einer gleichförmigen Verteilung.
Die Leitungen werden aus Kanälen
in der Abdeckung (7) gespeist und Schrauben-Einstellvorrichtungen
stehen zur Verfügung,
um die Menge des Stroms zu einzelnen Leitungen (10) zu
regulieren. Der Eintritt in die Abdeckungskanäle erfolgt über Einlässe (8).
-
Es
ist offensichtlich, dass, um die Wirkung zu erzielen, die photosensitiven
Schichten in photographischen Produkten auf dem Träger anhaften
müssen,
auf den sie aufgetragen werden. Diese Adhäsion muss adäquat sein
sowohl im trockenen Zustand wie auch während der Entwicklung im Entwickler
und in anderen Lösungen.
Da photosensitive Schichten normalerweise nicht direkt auf den Polymerträgern anhaften,
die üblicherweise
verwendet werden, werden die Adhäsion
fördernde
Schichten, oftmals als "Haft"-Schichten bezeichnet,
verwendet. Diese Schichten haften gut auf dem Träger und erleichtern ferner
eine gute Adhäsion
zwischen dem Träger
und den photographischen Schichten. Es wurden Oberflächenbehandlungen
diskutiert, die die Adhäsion
der die Haftung verbessernden Schichten gegenüber dem Trägerpolymer verbessern oder
die zu einer Adhäsion
der photographischen Schichten direkt auf dem Träger führen.
-
Zusätzlich zu
photographischen Emulsionen können
andere Schichten auf dem Substrat zur Haftung gebracht werden, wie
antistatisch wirksame Schichten, magnetische Schichten und Gleitmittelschichten.
Probleme, die mit einer elektrostatischen Aufladung bei der Herstellung
verbunden sind und bei der Verwendung bei Bildaufzeichnungselementen
sind allgemein bekannt. Die Akkumulation von Ladungen kann zu einer Schmutz-
oder Staubanziehung führen,
wodurch physikalische Defekte erzeugt werden. Die Entladung von
akkumulierten Ladungen während
der Aufbringung oder der Verwendung von strahlungsempfindlichen
Schichten (photographischen Emulsionen z. B.) kann zu irregulären Schleiermustern
oder statischen Markierungen in der oder den lichtempfindlichen
Schichten führen.
Diese statischen Ladungsprobleme wurden stärker aufgrund einer erhöhten photographischen
Emulsionsempfindlichkeit, aufgrund erhöhter Geschwindigkeiten der
Beschichtungsvorrichtungen und aufgrund einer erhöhten Trocknungs-Effektivität nach der
Beschichtung. Eine Transport-Aufladung
ergibt sich aus der Tendenz von stark dielektrischen Materialien,
elektrische Ladungen zu akkumulieren, wenn sie sich in einer relativen
Bewegung zu anderen Materialien befinden. Dies führt zu einer statischen Aufladung
während
der Beschichtung sowie während
Nach-Beschichtungsoperationen, wie einem Aufschlitzen und Aufspulen.
Ein Aufbau von statischen Ladungen kann ferner während der Verwendung der Bildaufzeichnungselemente
auftreten, beispielsweise während
eine Rolle eines photographischen Filmes aus einer Filmkassette
einer automatischen Kamera abgespult und wieder in die Filmkassette
zurückgespult
wird. Statische Entladungen während
eines magnetischen Ableseprozesses und einer magnetischen Beschriftung können zu
erhöhten
Bit-Fehlerraten führen.
Diese Probleme können
sich bei niedrigen relativen Feuchtigkeiten stark erhöhen. In
entsprechender Weise kann eine Entwicklung von Bildaufzeichnungselementen
bei hohen Geschwindigkeiten zu einer Erzeugung von statischen Ladungen
führen.
Aufgrund einer erhöhten
Forderung zur Steuerung von statischen Ladungen wurde eine große Vielzahl
von ionisch leitenden und elektronisch leitenden Materialien in
antistatische Schichten für
photographische Bildaufzeichnungselemente, magnetische Aufzeichnungselemente
und andere Bildaufzeichnungselemente eingeführt.
-
Als
ein Beispiel von Hilfsschichten, die auf dem Polyestersubstrat zur
Haftung gebracht werden können,
ist es aus verschiedenen US-A-Patentschriften bekannt, wozu gehören die
US-A-3 782 947; 4 279 945; 4 990 276; 5 217 804; 5 147 768; 5 229
259 und 5 255 031 sowie anderen Patentschriften, dass strahlungsempfindliche
photographische Silberhalogenidelemente eine transparente magnetische
Aufzeichnungsschicht aufweisen können,
die in vorteilhafter Weise dazu verwendet wird, um Informationen
aufzuzeichnen und um Informationen von der magnetischen Aufzeichnungsschicht
ablesen zu können
durch Techniken, die ähnlich jenen
sind, die auf dem konventionellen Gebiet der magnetischen Aufzeichnung
verwendet werden. Die Verwendung einer magnetischen Aufzeichnungsschicht
für einen
Informationsaustausch erlaubt eine verbesserte photographische Kopier-Qualität durch
Eingabe und Abgabe von Informationen, die das lichtempfindliche
Material identifizieren, die photographischen Bedingungen, die Kopierbedingungen
und andere Informationen.
-
In
dem Bildaufzeichnungselement können
zusätzliche
Hilfsschichten vorhanden sein. Diese Schichten können, ohne dass eine Beschränkung hierauf
erfolgt, verwendet werden, um einen Abrieb-Widerstand zu erzeugen
und andere schützende
Schichten, Schleifmittel enthaltende Schichten, die Adhäsion fördernde Schichten,
Krümmungs-Steuerschichten,
Transport-Steuerschichten, Gleitschichten, magnetische Schichten und
andere Schichten für
Zwecke wie einer verbesserten Bahnförderung, einer Verbesserung
der optischen Eigenschaften, der physikalischen Eigenschaften sowie
der Widerstandsfähigkeit.
Eine Vorrichtung wie die, die in 3 dargestellt
ist, wurde betrieben bei zwei Entladungs-Energiezufuhrfrequenzen
mit verschiedenen Gasen und Gasmischungen. Polyethylennaphthalat
wurde durch die Behandlungszone bei mehreren Geschwindigkeiten transportiert,
um die Eignung des Verfahrens für
eine in-line-Arbeitsweise mit anderen Herstellungsoperationen zu
ermitteln, wie der Beschichtung mit photographischen Emulsionen.
Die so behandelten Oberflächen
wurden dann per Hand mit einer Lichthofschutzschicht beschichtet,
die die erste Schicht in vielen farbphotographischen Systemen ist.
Nachdem sich die Emulsion abgesetzt hatte und getrock net war, wurde
eine Reihe von Adhäsionstesten
durchgeführt,
um die adhäsiven
Eigenschaften des behandelten PEN zu testen.
-
In
sämtlichen
der folgenden Fälle
wurde die Adhäsion
der Lichthofschutzschicht in sowohl dem feuchten als auch dem trockenen
Zustand ermittelt. Vor dem Test wurden die beschichteten Filme entweder
72 Stunden lang (Trocken-Test) oder 336 Stunden lang (Nass-Test)
bei 22°C
und 40%iger relativer Feuchtigkeit getrocknet. Der Trocken-Test
erfolgte dadurch, dass versucht wurde, die Emulsion von dem Träger mit
einem Klebeband in fünf
sich steigernden aggressiven Stufen abzutrennen. Die Methode bestand
darin, den Klebebandtyp zu verändern,
die Bandbreite, den Typ des Kerbmarkierungs-Werkzeuges, den Typ
der Kerbmarkierung und die Band-Abstreifgeschwindigkeit. Es wurde
entweder eine bei hoher Geschwindigkeit arbeitende (HSS) Werkzeugspitze
oder ein Zerlegungs-Skalpell dazu verwendet, um in die Emulsion
eine Markierung einzuritzen. Wurden Muster ("H" oder "#") verwendet, so wurde die HSS-Spitze
oder das Skalpell dazu verwendet, um das Muster in der Emulsionsoberfläche zu erzeugen.
Ein Stück
des speziellen Klebebandes wurde dann mit der Hand auf den vorbereiteten
Bereich aufgebracht und aufgedrückt.
Die Länge
des Führungselementes
(leader) oder des Abziehstreifens ist test-spezifisch für eine weitere
Kontrolle der Abzugs-Empfindlichkeit.
-
Zu
den verwendeten Bändern
gehörten
die Typen 810 (Breite ½ inch),
610 (Breite 1 inch) und 396 (Breite ¾ inch), sämtlich hergestellt von der
Firma 3 M Company. Eine der Werkzeugspitzen kann dazu verwendet
werden, um die Emulsion an der Kante des Bandes einzuschneiden,
um die Abstreifspannung auf den Bereich unter dem Band zu konzentrieren.
Die Abstreifkräfte
können
ausgebreitet werden dadurch, dass die Kanten nicht eingeschnitten
werden. In jedem Falle wurde das Band dann derart abgestreift, dass
der Abstreifwinkel 90° zwischen
Band und Substrat betrug. Die Geschwindigkeit der Abstreifbewegung
ist ein anderer Faktor, der die Aggressivität des einzelnen Testes beeinflusst.
Im Falle von zwei Tests erfolgten mehrere Abstreifversuche, um die
Aggressivität
zu erhöhen.
Eine Zusammenfassung der Tests in Reihenfolge der steigenden Aggressivität ist in
Tabelle 1 angegeben.
-
-
Die
Menge der Emulsion, die durch das Band entfernt wurde, wurde für jede Bedingung
aufgezeichnet als Prozentsatz der ursprünglich gebundenen Fläche unter
dem Band und die Menge wird in Tabelle 2 angegeben. Die Angabe,
dass 0% entfernt wurden, bedeutet, dass keine Emulsion unter irgendeiner
Bedingung entfernt wurde und dieses Verhalten wird als notwendig
erachtet für
einen photographischen Film von Produkt-Qualität. Eine Angabe von 100% bedeutet,
dass eine vollständige
Entfernung unter sämtlichen
fünf Bedingungen
erfolgte. Zahlenangaben zwischen 0 und 100% ergaben sich aus dem
Mittel bei allen fünf
Bedingungen.
-
Die
Nass-Adhäsion
wurde ermittelt durch Einbringen des beschichteten Films in eine
Entwicklerlösung bei
einer Temperatur von 38°C
und Abreiben der Emulsion mit einem Abriebtuch (Scotchbrite) bei
Anwendung eines Druckes von 1,0 N/cm2 auf
das Tuch. Nach 60 Rückwärts- und
Vorwärts-Zyklen
unter dem Tuch wurde die Menge an entfernter Emulsion bestimmt als
Prozentsatz der abgeriebenen Fläche.
Ein Wert einer Null-Entfernung wird als notwendig erachtet für einen
photographischen Film von Produkt-Qualität.
-
Beispiele
-
Die
Erfindung wird in größerem Detail
unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben, mit denen
jedoch nicht beabsichtigt ist, den Schutzbereich der Erfindung zu
beschränken.
-
Beispiel 1
-
Die
Behandlungsvorrichtung wie in 3 beschrieben,
wurde verwendet mit 40 l Helium pro Minute und mit 4 l Stickstoff
pro Minute, die durch die Elektroden strömten. Verwendet wurde eine
Stromversorgung, die bei einer Frequenz von 450 kHz und einer Leistung
von 192 Watt betrieben wurde. Polyethylennaphthalat wurde durch
die Behandlungszone mit einer linearen Geschwindigkeit von 10 ft./Min.
transportiert. Es wurden sechs blanke Titan-Behandlungsstäbe im Abstand von 0,76 mm von
der mit Gummi beschichteten Trommel verwendet. Nach der Behandlung
wurde der Polyesterträger
beschichtet und getrocknet wie oben beschrieben. Diese Behandlung
führte
zu einer 0% Entfernung im Falle des Nass-Tests wie auch im Falle
des Trocken-Tests.
-
Beispiel 2
-
Die
Behandlungsvorrichtung wie in 3 dargestellt,
wurde mit 40 l Helium pro Minute und mit 8 l Stickstoff pro Minute
beschickt, die durch die Elektroden strömten. Es wurde eine Stromversorgung
verwendet, die mit einer Frequenz von 450 kHz und einer Leistung
von 186 Watt arbeitete. Polyethylennaphthalat wurde durch die Behandlungszone
mit einer linearen Geschwindigkeit von 10 ft,/Min. geführt. Sechs
blanke Titan-Behandlungsstäbe,
die im Abstand von 0,76 mm von der mit Gummi beschichteten Trommel
angeordnet waren, wurden verwendet. Nach der Behandlung wurde der
Polyesterträger
beschichtet und getrocknet wie oben beschrieben. Diese Behandlung
führte
zu einer 0% Entfernung im Falle des Nass-Tests und zu einer 1% Entfernung
im Falle des Trocken-Tests.
-
Beispiel 3
-
Die
in 3 dargestellte Behandlungsvorrichtung
wurde nur mit 40 l Helium pro Minute betrieben, die durch die Elektroden
strömten.
Es wurde eine Stromversorgung verwendet, die bei einer Frequenz
von 450 kHz und einer Leistung von 168 Watt arbeitete. Polyethylennaphthalat
wurde durch die Behandlungszone mit einer linearen Geschwindigkeit
von 30 ft./Min. geführt.
Es wurden sechs blanke Titan-Behandlungsstäbe verwendet, die im Abstand
von 0,76 mm von der mit Gummi beschichteten Trommel angeordnet waren.
Nach der Behandlung wurde der Polyesterträger beschichtet und getrocknet
wie oben beschrieben. Diese Behandlung führte zu einer 0% Entfernung
im Falle des Nass-Tests und zu einer 3% Entfernung im Falle des
Trocken-Tests.
-
Beispiel 4
-
Die
in 3 dargestellte Behandlungsvorrichtung
wurde mit 40 l Helium pro Minute und mit 8 l Stickstoff pro Minute
betrieben, die durch die Elektroden strömten. Es wurde eine Stromversorgung
verwendet, die bei einer Frequenz von 450 kHz und einer Leistung
von 188 Watt arbeitete. Polyethylennaphthalat wurde durch die Behandlungszone
mit einer linearen Geschwindigkeit von 30 ft./Min. geführt. Es
wurden sechs blanke Titan-Behandlungsstäbe verwendet, die im Abstand
von 0,76 mm von der mit Gummi beschichteten Trommel angeordnet waren.
Nach der Behandlung wurde der Polyesterträger beschichtet und getrocknet
wie oben beschrieben. Diese Behandlung führte zu einer 0% Entfernung
im Falle des Nass-Tests und zu einer 0% Entfernung im Falle des
Trocken-Tests.
-
Vergleichs-Beispiel 1
-
Die
Behandlungsvorrichtung wie in 3 beschrieben,
wurde mit allein 8 l Helium pro Minute betrieben, die durch die
Elektroden strömten.
Verwendet wurde eine übliche
Corona-Entladungsbehandlungs-Stromversorgungsanlage,
die mit einer Frequenz von 10 kHz und einer Leistung von 400 Watt
betrieben wurde. Polyethylennaphthalat wurde durch die Behandlungszone
mit einer linearen Geschwindigkeit von 10 ft./Min. geführt. Sechs
blanke Titan-Behandlungsstäbe,
die im Abstand von 0,76 mm von der mit Gummi beschichteten Trommel
angeordnet waren, wurden verwendet. Nach der Behandlung wurde der
Polyesterträger beschichtet
und getrocknet wie oben beschrieben. Diese Behandlung führte zu
einer 100% Entfernung im Falle des Nass-Tests und zu einer 1% Entfernung
im Falle des Trocken-Tests.
-
Vergleichs-Beispiel 2
-
Die
in 3 dargestellte Behandlungsvorrichtung
wurde mit 8 l Helium pro Minute und 0,32 l Stickstoff pro Minute
betrieben, die durch die Elektroden strömten. Verwendet wurde eine übliche Corona-Endladungsbehandlungs-Stromversorgungsvorrichtung,
die mit einer Frequenz von 10 kHz und einer Leistung von 468 Watt
betrieben wurde. Polyethylennaphthalat wurde durch die Behandlungszone
mit einer linearen Geschwindigkeit von 10 ft./Min. geführt. Sechs
blanke Titan-Behandlungsstäbe,
die im Abstand von 0,76 mm von der mit Gummi beschichteten Trommel
angeordnet waren, wurden verwendet. Nach der Behandlung wurde der
Polyesterträger
beschichtet und getrocknet wie oben beschrieben. Diese Behandlung
führte
zu einer 86% Entfernung im Falle des Nass-Tests und zu einer 0%
Entfernung im Falle des Trocken-Tests.
-
Vergleichs-Beispiel 3
-
Die
in 3 dargestellte Behandlungsvorrichtung
wurde mit 80 l Helium pro Minute und 3,2 l Stickstoff pro Minute
betrieben, die durch die Elektroden strömten. Verwendet wurde eine übliche Corona-Entladungsbehandlungs-Stromversorgungsvorrichtung,
die bei einer Frequenz von 10 kHz und einer Leistung von 396 Watt
betrieben wurde. Polyethylennaphthalat wurde durch die Behandlungszone
mit einer linearen Geschwindigkeit von 10 ft./Min. geführt. Verwendet
wurden sechs blanke Titan-Behandlungsstäbe, die im Abstand von 0,76
mm von der mit Gummi beschichteten Trommel angeordnet waren. Nach
der Behandlung wurde der Polyesterträger beschichtet und getrocknet
wie oben beschrieben. Diese Behandlung führte zu einer 100% Entfernung
im Falle des Nass-Tests und zu einer 2% Entfernung im Falle des
Trocken-Tests.
-
Vergleichs-Beispiel 4
-
Die
in 3 dargestellte Behandlungsvorrichtung
wurde nur mit 8 l Stickstoff pro Minute betrieben, die durch die
Elektroden strömten.
Eine übliche
Corona-Entladungsbehandlungs-Stromversorgungsvorrichtung wurde
verwendet, die bei einer Frequenz von 10 kHz und einer Leistung
von 426 Watt betrieben wurde. Polyethylennaphthalat wurde durch
die Behandlungszone mit einer linearen Geschwindigkeit von 10 ft./Min.
geführt.
Sechs blanke Titan-Behandlungsstäbe, die
im Abstand von 0,76 nun von der mit Gummi beschichteten Trommel
angeordnet waren, wurden verwendet. Nach der Behandlung wurde der
Polyesterträger
beschichtet und getrocknet wie oben beschrieben. Diese Behandlung
führte
zu einer 1% Entfernung im Falle des Nass-Tests und zu einer 2% Entfernung
im Falle des Trocken-Tests.
-
Vergleichs-Beispiel 5
-
Die
in 3 dargestellte Behandlungsvorrichtung
wurde allein mit 8 l Helium pro Minute betrieben, die durch die
Elektroden strömten.
Verwendet wurde eine übliche
Corona-Entladungsbehandlungs-Stromversorgungsvorrichtung, die mit
einer Frequenz von 10 kHz und einer Leistung von 438 Watt betrieben
wurde. Polyethylennaphthalat wurde durch die Behandlungszone mit
einer linearen Geschwindigkeit von 30 ft./Min. geführt. Sechs
blanke Titan-Behandlungsstäbe,
die im Abstand von 0,76 mm von der mit Gummi beschichteten Trommel
angeordnet waren, wurden verwendet. Nach der Behandlung wurde der
Polyesterträger
beschichtet und getrocknet wie oben beschrieben. Diese Behandlung
führte
zu einer 100% Entfernung im Falle des Nass-Tests und zu einer 2%
Entfernung im Falle des Trocken-Tests.
-
Vergleichs-Beispiel 6
-
Die
in 3 dargestellte Behandlungsvorrichtung
wurde mit 8 l Helium pro Minute und 0,32 l Stickstoff pro Minute
betrieben, die durch die Elektroden strömten. Eine übliche Corona-Entladungsbehandlungs-Stromversorgungsvorrichtung
wurde verwendet, die bei einer Frequenz von 10 kHz und einer Leistung
von 482 Watt arbeitete. Polyethylennaphthalat wurde durch die Behandlungszone
mit einer linearen Geschwindigkeit von 30 ft./Min. geführt. Sechs
blanke Titan-Behandlungsstäbe,
die im Abstand von 0,76 mm von der mit Gummi beschichteten Trommel
angeordnet waren, wurden verwendet. Nach der Behandlung wurde der
Polyesterträger beschichtet
und getrocknet wie oben beschrieben. Diese Behandlung führte zu
einer 100% Entfernung im Falle des Nass-Tests und zu einer 0% Entfernung
im Falle des Trocken-Tests.
-
Vergleichs-Beispiel 7
-
Die
in 3 dargestellte Behandlungsvorrichtung
wurde betrieben mit 80 l Helium pro Minute und 3,2 l Stickstoff
pro Minute, die durch die Elektroden strömten. Verwendet wurde eine übliche Corona-Entladungsbehandlungs-Stromversorgungsvorrichtung,
die bei einer Frequenz von 10 kHz und einer Leistung von 376 Watt
betrieben wurde. Polyethylennaphthalat wurde durch die Behandlungszone
mit einer linearen Geschwindigkeit von 30 ft./Min. geführt. Sechs
blanke Titan-Behandlungsstäbe,
die im Abstand von 0,76 mm von der mit Gummi beschichteten Trommel
angeordnet waren, wurden verwendet. Nach der Behandlung wurde der
Polyesterträger
beschichtet und getrocknet wie oben beschrieben. Diese Behandlung
führte
zu einer 100% Entfernung im Falle des Nass-Tests und zu einer 1%
Entfernung im Falle des Trocken-Tests.
-
Vergleichs-Beispiel 8
-
Die
in 3 dargestellte Behandlungsvorrichtung
wurde allein mit 80 l Helium pro Minute betrieben, die durch die
Elektroden strömten.
Verwendet wurde eine übliche
Corona-Entladungsbehandlungs-Stromversorgungsvorrichtung, die bei
einer Frequenz von 10 kHz und einer Leistung von 396 Watt betrieben
wurde. Polyethylennaphthalat wurde durch die Behandlungszone mit
einer linearen Geschwindigkeit von 30 ft./Min. geführt. Sechs
blanke Titan-Behandlungsstäbe,
die im Abstand von 0,76 mm von der mit Gummi beschichteten Trommel
angeordnet waren, wurden verwendet. Nach der Behandlung wurde der
Polyesterträger
beschichtet und getrocknet wie oben beschrieben. Diese Behandlung
führte
zu einer 100% Entfernung im Falle des Nass-Tests und zu einer 1%
Entfernung im Falle des Trocken-Tests.
-
Vergleichs-Beispiel 9
-
Die
in 3 dargestellte Behandlungsvorrichtung
wurde in Luft betrieben ohne jegliches Gas, das durch die Elektroden
strömte,
was der Praxis im normalen Betrieb entsprach. Verwendet wurde eine übliche Corona-Entladungsbehandlungs-Stromversorgungsvorrichtung,
die bei einer Frequenz von 10 kHz und einer Leistung von 490 Watt
betrieben wurde. Polyethylennaphthalat wurde durch die Behandlungszone
mit einer linearen Geschwindigkeit von 30 ft./Min. geführt. Sechs
blanke Titan-Behandlungsstäbe,
die im Abstand von 0,76 mm von der mit Gummi beschichteten Trommel
angeordnet waren, wurden verwendet. Nach der Behandlung wurde der
Polyesterträger
beschichtet und getrocknet wie oben beschrieben. Diese Behandlung
führte
zu einer 100% Entfernung im Falle des Nass-Tests und zu einer 1%
Entfernung im Falle des Trocken-Tests.
-
In
Tabelle 2 unten sind die Adhäsions-Ergebnisse
dieser Beispiele zusammengestellt. In der Tabelle sind ferner die
Ergebnisse mit unbehandeltem Träger
enthalten. Im Falle eines Trägers
ohne Behandlung findet eine 100% Entfernung sowohl im Falle des
Nass-Tests als auch im Falle des Trocken-Tests statt, was zeigt, dass
die Adhäsion
von photographischen Emulsionen gegenüber unbehandeltem PEN nicht
akzeptabel ist.
-
-
Das
wichtige und überraschende
Ergebnis, das sich aus den Daten in Tabelle 2 ergibt, ist die Abhängigkeit
der Adhäsion
von der Stromversorgungs-Frequenz. In sämtlichen Fällen war bei einer Frequenz
von 450 kHz die Nass-Adhäsion
perfekt und in zwei Fällen
waren sowohl die Nass-Adhäsion
wie auch die Trocken-Adhäsion
perfekt. Trotz der Untersuchung eines ausgedehnten Satzes von Bedingungen
war in keinem Falle eine Behandlung bei einer üblichen Frequenz von 10 kHz
dazu geeignet, um eine perfekte Nass-Adhäsion zu erreichen. Im Verlaufe
dieser Arbeit wurde ferner gefunden, dass es bei Benutzung einer
Frequenz von 450 kHz erforderlich war, Helium als Trägergas zu
verwenden.
-
Roth
u. A. (WO 94/28568) beschreiben eine Analyse einer atmosphärischen
Glühentladungsvorrichtung,
wobei sie eine untere Grenze für
die Frequenz berechnen, bei der eine Entladung aufrecht erhalten
werden kann. Nach den Autoren ergibt sich diese Frequenz aus
wobei e steht für die ionische
Ladung, V die mittlere Quadratwurzel der Entladungsspannung ist,
m für die
ionische Masse steht, γ die
ionische Kollisionsfrequenz ist (von Roth u. A. mit 6,8 × 10
9 pro Sek. angegeben) und worin d der Platten-Abstand
für die
Entladung ist. Bei 450 kHz arbeiten die Helium-Entladungen der vorliegenden
Erfindung bei einem Elektrodenabstand von 0,76 mm mit einer rms-Spannung
von 1100 V. Nach den Lehren von Roth liegt die Mindest-Frequenz,
bei der eine Entladung unter diesen Bedingungen aufrecht erhalten
werden kann, bei 2,2 Mhz. Die obige effektive Behandlung erfolgt
bei 450 kHz, was fünfmal
geringer ist als die untere Grenze, die Roth lehrt.
-
Diese
Ergebnisse zeigen, dass Behandlungen von Polymerträgern mit
Helium oder Mischungen von Helium mit anderen reaktiven Gasen bei
den richtigen Frequenzen zu einer wesentlichen Verbesserung der Adhäsion einer
Emulsion direkt gegenüber
dem Träger
führen
können.
Diese Art von Ergebnissen sind nicht möglich mit üblichen Corona-Behandlungen,
die in typischer Weise im Frequenzbereich von 3 bis 40 kHz erfolgen.
-
Während die
Erfindung unter besondere Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform
beschrieben wurde, weiß der
Fachmann, dass verschiedene Änderungen
durchgeführt
werden können
und dass Elemente der bevorzugten Ausführungsform durch Äquivalente
ersetzt werden können,
ohne dass von dem Schutzbereich der Erfindung abgewichen wird. Weiterhin
können
viele Modifizierungen durchgeführt
werden, um eine besondere Materialsituation an die Lehren der Erfindung
anzupassen, ohne dass von den wesentlichen Lehren der vorliegenden
Erfindung abgewichen wird.
