KR100343861B1 - 자기함유화상화어셈블리및이의내부에화상을형성하는방법 - Google Patents

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에스. 토마스 브래머
죠셉 씨 캐밀러스
마크 에이. 존슨
윌리엄 리프케
존 엠. 테일러
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Abstract

투명한 제1 지지체, 투명하거나 불투명한 제2 지지체 및 현상 물질과 다수의 광경화성 미세 캡슐[미세 캡슐은 칼러 형성제와 광경화성 조성물을 함유한다]을 포함하고 투명한 제1 지지체와 불투명한 제2 지지체[불투명한 제2 지지체는 접착제 층에 의해 화상화 층과 결합된다] 사이에 배치되어 있는 화상화 층을 포함하는 자기 함유 광경화성 화상화 어셈블리(self-contained photohardenable imaging assembly).

Description

자기 함유 화상화 어셈블리 및 이의 내부에 화상을 형성하는 방법{Self-contained imaging assembly and method for forming images therein}
본 발명은 자기 함유 화상화 어셈블리(self-contained imaging assembly), 보다 구체적으로는 투명한 제1 지지체와 투명하거나 불투명할 수 있는 제2 지지체 사이에 광경화성 미세 캡슐(microcapsule) 및 현상 물질을 포함하는 조성물이 배치되어 밀봉 어셈블리를 형성하는 개선된 자기 함유 화상화 어셈블리에 관한 것이다. 상기 어셈블리를 화학선에 화상 방식(image-wise) 노출시키고, 균일한 파열력에 적용시켜 투명한 제1 지지체를 통해 관측하는 경우 불투명한 제2 지지체를 배경으로 하여 볼 수 있는 조성물 중에 화상을 제공하거나, 제2 지지체가 투명한 경우, 화상이 투명하게 보인다.
미세 캡슐화 방사선 민감성 조성물을 사용하는 광 경화성 화상화 시스템은 통상적으로 미국 특허 제4,399,209호 및 제4,416,966호의 주제일 뿐만아니라 1982년 1월 18일자로 출원된 공계류중인 미국 특허원 제320,643호의 주제이다. 이들 화상화 시스템은 내부상에 광경화성이거나 광연화성이자 광경화성인 조성물을 함유하는 미세 캡슐 층을 포함하는 화상화 시트가 화학선에 화상 방식 노출됨을 특징으로 한다. 가장 전형적인 양태에 있어서, 광경화성 조성물은 폴리에틸렌계 불포화 화합물 및 광개시제를 포함하는 광중합성 조성물이며, 이는 칼러 형성제로 캡슐화된다.화학선에 대한 노출은 미세 캡슐의 내부상을 경화시킨다. 노출 후에 화상화 시트를 한쌍의 가압 롤러사이의 닙(nip)을 통해 통과시킴으로써 화상화 시트를 균일한 파열력에 적용시킨다.
통상적으로 양도된 미국 특허 제4,440,846호는 캡슐화된 칼러 형성제 및 현상 물질이 하나의 층 또는 연속적인 2개의 층으로서 단일 기판의 한쪽 면에 함께 침착되는 자기 함유 화상화 시트를 기술하고 있다. 자기 함유 복사지를 복사지에 접촉된 가압 롤러를 통해 통과시키는 경우, 미세 캡슐이 화상 방식 파열되며, 칼러 형성제를 현상 물질로 이동시에 당해 현상 물질과 반응하여 착색된 화상을 형성하는 내부상을 방출한다.
통상적으로 양도된 미국 특허 제4,766,050호는 지지체, 미세 캡슐 함유 층, 현상 물질 층 및 불투명화제 함유 층을 포함하는 화상화 시스템을 교시하고 있다. 불투명화제는 독립된 층을 형성하거나 미세 캡슐 함유 층의 일부를 형성할 수 있으며, 또한 양자가 동시에 가능할 수도 있다.
발명의 요약
미국 특허 제4,766,050호에 기술된 화상화 시스템과 유사한 본 발명은 지지체, 내부상으로서 광경화성 조성물 및 칼러 형성제를 함유하는 미세 캡슐 층, 현상 액 함유 층 및 불투명화제를 포함한다. 전술한 시스템과는 달리 본 발명의 자기 함유 화상화 시스템은 지지체, 즉 미세 캡슐 층에 최종적으로 형성된 화상에 대한 배경을 제공하는 제2 지지체속으로 도입되는 경우 불투명화제가 요구된다. 화상 방식 노출시에 미세 캡슐은 파열되고, 칼러 형성제가 파열된 미세 캡슐로부터 화상 방식방출된다. 이어서, 현상 물질로 이동시키면 이는 현상 물질과 반응하여 제1의 투명한 지지체를 통해 관측했을 때 불투명한 제2 지지체를 배경으로 하여 보이는 화상을 형성한다. 본 발명의 또다른 양태에 있어서, 제1 지지체 및 제2 지지체는 오버헤드 투사기 또는 슬라이드 투사기와 같은 투사기를 통해 화상의 투명성을 관측하는 경우 투명차게 보인다. 본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 현상액과 광경화성 미세 캡슐은 같은 층에 존재한다. 또한, 본 발명의 자기 함유 화상화 시스템에 있어서, 상부 층과 하부 층을 형성하는 두 지지체 사이에 화상화 시스템이 밀봉된다. 이로써 현상 물질 및 미세 캡슐 내부의 화학약품이 취급자의 몸에 묻는 것을 방지하며, 지지체의 성질에 따라, 광경화성 물질 내부로의 산소의 침투를 방지할 수 있다. 이러한 방법은 또한 광택성의 "사진" 화상을 제공한다.
본 발명의 주요 목적은 투명한 지지체를 통해 백색 배경을 배경으로 하여 보이는 화상을 제공하거나 전후 지지체가 모두 투명한 경우 투명성을 제공하며, 어셈블리 취급자와 자극성 시약의 접촉을 방지하기 위해 밀봉된 개선되고 편리한 자기 함유 화상화 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 양태는 한쪽 표면이 현상 물질 및 광경화성 미세 캡슐을 포함하는 층으로 피복된 투명한 제1 지지체 및 한쪽 표면이 접착제로 피복된 불투명하거나 투명할 수 있는 제2 지지체를 포함하는 자기 함유 화상화 시스템이다. 투명한 제1 지지체는 현상액 및 미세 캡슐을 함유하는 층이 접착제 층의 대면에 배치되어 적층체를 형성하도록 제2 지지체와 결합된다. 제1 지지체가 투명하고, 제2 지지체가 불투명한 본 양태에 따라, 미세 캡슐의 파열시에 칼러 형성제는 현상 물질과 반응하여 투명한 지지체를 통해 관측했을때 불투명한 지치체를 배경으로 하여 보이는 화상을 형성한다. 제1 지지체와 제2 지지체 모두가 투명한 양태에 따르면 화상이 투명하게 보일 수 있다.
또다른 양태에 있어서, 한쪽 표면이 현상 물질 층으로 피복된 투명한 제1 지지체 및 한쪽 표면이 방사선 민감성 미세 캡슐 층으로 피복된 불투명하거나 투명한 제2 지지체를 포함하는 자기 함유 화상화 시스템이 제공된다. 제1 지지체는 현상액 층이 제2 지지체 상의 미세 캡슐 층의 대면에 배치되도록 제2 지지체와 어셈블링되며, 제1 지지체는 어셈블리 주위의 예비결정된 경계선을 따라 제2 지지체에 대해 밀봉된다. 미세 캡슐 함유 층 및 현상 물질 함유 층은, 미세 캡슐의 파열시에 칼러 형성제가 현상액 층으로 이동하여 화상을 형성하도록 배치된다. 제1 지지체가 투명하고, 제2 지지체가 불투명한 경우, 투명한 제1 지지체를 통해 관측했을 때 불투명한 지지체를 배경으로 하여 화상이 보인다. 양 지지체가 투명한 경우, 화상이 바람직하게는 오버헤드 투사기 또는 슬라이드 투사기를 사용하여 관측하는 경우 투명한 것으로 관측된다.
본 발명의 또다른 양태에 있어서, 미세 캡슐 층을 투명한 지지체를 통해 노출시키는 단계, 미세 캡슐이 파열되고 칼러 형성제가 현상액으로 화상 방식 이동되도록 자기 함유 화상화 시스템을 가압하는 단계 및 생성된 화상을 불투명한 지지체를 배경으로 하여 관측하거나 투명하게 관측하는 단계를 포함하여, 화상을 형성하는 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 화상화 시스템의 횡단면도이다.
도 2는 노출 및 미세 캡슐 파열 후의 도 1의 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 화상화 시스템의 횡단면도이다.
도 4는 도 3의 또다른 양태의 화상화 시스템의 횡단면도이다.
도 5는 도 3의 또다른 양태의 화상화 시스템의 횡단면도이다.
도 6은 노출 및 미세 캡슐 파열 후의 도 4의 횡단면도이다.
도 7은 박리된 후의 배열 상태로 노출된 다양한 층을 갖는 어셈블리의 주위에서 밀봉시킨 투명한 제1 지지체와 불투명한 제2 지지체의 경계를 도시한 도 3의 화상화 시트의 투시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 양태에 따르는 자기 함유 화상화 시스템(1)은 투명한 제1 지지체(10); 광경화성 미세 캡슐(14) 및 현상 물질(16)을 포함하는 화상화 조성물(12); 접착제 층(18): 및 불투명화제(26)을 함유하거나 함유하지 않을 수 있는 제2 지지체(20)을 순서대로 포함한다. 상기 단위를 화학선에 화상 방식 노출시킴으로써, 미국 특허 제4,399,209호 및 제4,440,846호에 교시된 바와 같이 미세 캡슐을 노출 영역내에서 차동 경화시킨다. 노출된 단위를 가압하여 미세 캡슐을 파열시킨다. 도 2는 미세 캡슐(14)의 노출 및 파열 후의 도 1의 자기 함유 화상화 시스템을 도시하고 있다. 파열된 미세 캡슐(22)는 현상 물질(16)과 반응하여 화상(24)를 형성하는 칼러 형성제를 방출한다. 전형적으로, 미세 캡슐은, 미국 특허 제4,772,541호에 교시된 바와 같이, 각각 적색, 녹색 및 담청색에 대해민감하고 시안색, 마젠타색 및 황색 형성제를 함유하는 3 세트의 미세 캡슐로 구성 될 것이다.
도 1 및 도 2의 양태에 있어서, 층(12)는 현상 물질과 광경화성 미세 캡슐의 혼합물을 함유한다. 이러한 층은 전형적으로는 현상액 약 20 내지 80%(무수 중량 기준), 미세 캡슐 약 80 내지 20%(무수 중량 기준) 및 결합제 0 내지 20%를 함유한다. 상기 층은 전형적으로 약 8 내지 20%g/㎠의 무수 피복물 중량으로 도포된다. 이러한 피복 제형의 일례가 하기 실시예 2에 기술되어 있다.
도 1에 도시된 자기 함유 광경화성 화상화 어셈블리에 있어서, 제1 지지체(10)은 바람직하게는 한쪽 표면이 전술한 혼합물로 피복된 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 지지체이다. 제2 지지체(20)은 바람직하게는 예를 들어 (백색 또는 흑색의) 불투명화제 함유 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 종이, 또는 (폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 등의) 필름으로 라이닝된 종이와 같은 불투명한 지지체이다. 가장 바람직하게는 불투명한 지지체는 밝은 백색으로 착색된 불투명한 지지체를 형성하는 약 10%의 이산화티탄을 함유하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 지지체이다. 이러한 지지체는 아이씨아이, 리미티드(ICI, Ltd.)에서 상표명 멜리넥스(Melinex)로 시판하고 있다.
불투명한 제2 지지체를 투명한 제1 지지체와 어셈블링하기 위해 불투명한 제2 지지체의 한쪽 표면을 접착제(18)로 피복한다. 화상화 층(12)가 접착제 층(18)의 대면에 배치되어 적층체를 형성하도록 투명한 제1 지지체(10)을 불투명한 제2 지지체(20)와 어셈블링한다. 균일한 파열력의 적용에 의한 화학선에 노출시에 밝은백색으로 착색된 불투명한 지지체(20)을 배경으로 하여 투명한 지지체(10)을 통해 관측되는 화상이 형성된다.
본 발명에 유용한 접착제는, 예를 들어 에어로세트(Aerosett) 2177 또는 에어로세트 2550[제조원: 애쉬랜드 케미칼 캄파니(Ashland Chemical Co.)]; PD 0681, AP 6903 및 W 3320[제조원: 에이치.비. 풀러(H.B. Fuller)]과 같은 수성 접착제 또는 예를 들어 PS 508[제조원: 애쉬랜드 케미칼 캄파니]와 같은 용매계 접착제일 수 있다. 접착제는 개별적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 접착제는 투명하거나 반투명하며, 가장 바람직하게는 미세 캡슐을 화상 방식 노출시키고 파열시키는 데 필요한 방사선 및 압력을 어셈블리에 적용시킨 후에도 투명하게 존재하는 투명한 수성 접착제이다. 접착제의 양은 접착제 및 지지체의 성질에 따라 변한다. 일반적으로 접착제는 약 2 내지 20g/㎠의 양으로 도포된다.
화상이 관측되는 투명한 제1 지지체는 임의의 투명한 중합체성 필름으로부터 형성될 수 있다. 화상을 관측하는 경우 양질의 사진을 제공하는 필름이 선택될 것이다. 바람직하게는 내황변성 필름이 사용될 것이다. 본 발명의 자기 함유 화상화 시스템에 유용한 바람직한 기판은 투명한 중합체성 물질인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이다. 투명성을 목적하는 경우, 투명한 제1 및 제2 지지체로서 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 개질되지 않은 채로 사용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 불투명한 지지체는 위에서 정의된 불투명화제를 함유하는 백색의 폴리에틸렌 테레프탈레이트이다. 전형적으로 PET 지지체 각각의 두께는 약 2 내지 4mil이다.
적층체의 제조에 있어서, 미세 캡슐을 파열시키지 않는 것이 중요하다. 이러한 적층체의 제조는 접착제를 활성화시키지만 미세 캡슐은 파열시키지 않는 압력에서 고무 롤러 사이에 접착제 층 및 현상액/미세 캡슐 층을 적층시킴으로써 성취할 수 있다.
바람직한 양태에 있어서, 불투명한 제2 지지체는 자기 함유 화상화 시트가 투명한 지지체를 통해 방사선에 노출되는 경우 불투명한 지지체가, 방사선이 노출 단계에서 화상화 시트 아래에 적층될 수 있는 다른 화상차 시트로 투시되는 것을 방지하기에 유효하도록 충분히 불투명하다. 그러나, 단위가 적층된 형태로 노출되지 않는 경우 지지체의 불투명화도는 지지체가 목적하는 배경을 제공하는 한 중요하지 않다. 두 지지체가 모두 투명한 경우, 각각의 자기 함유 화상화 어셈블리는 화상화 시트로부터 용이하게 분리되는 불투명한 시트 또는 백킹(backing)과 같은 불투명한 부재에 의해 다른 어셈블리로부터 분리되어야 한다.
일반적으로 불투명한 지지체는 시판되고 있다. 유용한 제품중의 일부는 종이, 판지, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 피복지 등을 포함한다. 이러한 제품들은 단일 층, 필름 또는 피복지 형태의 중합체 및 안료의 복합체 또는 혼합물이다. 또한, 불투명화제는 PET와 같은 중합체 필름의 상부 또는 하부에 별개의 층으로 제공될 수 있다. 상기 물질에 사용되는 불투명화제는 백색의 불투명한 배경을 나타내는 불활성인 광 반사 물질이다. 불투명화제로서 유용한 물질은 이산화티탄, 탄산마그네슘 또는 황산바륨과 같은 불활성인 광 산란 백색 안료를 포함한다. 바람직한 양태에 있어서, 불투명화제는 이산화티탄이다.
본 발명의 또다른 양태는 제1 지지체(30), 현상 물질(34) 함유 층(32), 광경화성 미세 캡슐(36) 함유 층(38) 및, 불투명화제(42)를 함유하거나 함유하지 않을 수 있는 제2 지지체(40)을 순서대로 포함하는 자기 함유 화상화 시스템을 도시한 도 3에 도시되어 있다. 미세 캡슐 층은 전형적으로 캡슐을 약 60 내지 90% 함유하며 약 4 내지 12g/㎡의 무수 중량으로 피복된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 양태의 바람직한 양태에서 자기 함유 화상화 시스템(3)은 제1 지지체(30), 현상 물질(34) 함유 현상액 층(32), 광경화성 미세 캡슐(36) 함유 층(38), 보조 층(44) 및, 불투명화제(42)를 함유하거나 함유하지 않을 수 있는 제2 지지체(40)을 순서대로 포함한다. 상기 양태의 또다른 바람직한 양태에 있어서, 도 5에 도시된 자기 함유 화상화 시스템(4)는 제1 지지체(30), 현상 물질(34) 함유 현상액 층(32), 광경화성 미세 캡슐(36) 및 스페이서 물질(46) 함유 층(38), 보조 층(44) 및, 불투명화제(42)를 함유하거나 함유하지 않을 수 있는 제2 지지체(40)을 순서대로 포함한다.
본 발명에 있어서, 화상은 미국 특허 제4,440,846호에 기술된 것과 동일한 방법으로 형성된다. 도 6은 미세 캡슐 층(38)에서 노출된 미세 캡슐(36) 및 비노출 미세 캡슐(48)을 생성하는 투명한 지지체(30)을 통한 도 4의 화상화 시스템(3)의 화상 방식 노출을 도시하고 있다. 화상화 시스템(3)을 예를 들어 한쌍의 압력 롤러 에 통과시킴으로써 균일한 파열력을 가하는 경우, 비노출 미세 캡슐(48)을 파열시키고, 단량체 및 칼러 형성제 함유 미세 캡슐의 내부상을 방출한다. 화살표로 도시된 바와 같이, 칼러 형성제는 현상액 층(32)에서 현상액(34)과 반응하여 착색된 화상(50)을 생성하는 현상액 층(32)로 이동한다. 착색된 화상(50)에 대해 백색 배경을 제공하는 불투명화제(42)를 함유하는 불투명한 제2 지지체(40)을 배경으로 하여 투명하거나 두 지지체가 모두 투명한 투명성을 나타내는 착색된 화상(50)이 투명한 제1 지지체(30)을 통해 관측될 수 있다.
본 발명의 또다른 양태에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이 현상액 및 광경화성 미세 캡슐이 상이한 지지체에 별개의 층으로 피복된 본 발명의 자기 함유 화상화 어셈블리(2)는 어셈블리 주변 가장자리의 경계(52)를 따라 밀봉된다. 도 7에 도시된 배열은 제1 지지체(30), 현상 물질(34) 함유 현상액 층(32), 광경화성 미세 캡슐(36) 함유 층(38), 및 불투명화제(42)를 함유하거나 함유하지 않을 수 있는 제2 지지체(40)을 순서대로 포함하는 본 발명의 한 양태를 나타낸다. 도 7은 또한 자기 함유 화상화 어셈블리(2) 주위에 프레임을 형성하는 백색 테이프(54)를 도시하고 있다.
자기 함유 어셈블리의 주변 가장자리들의 결찰은 중합체성 물질, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 밀봉하는 데 사용되는 임의의 통상적인 수단에 의해 성취될 수 있다. 예를 들어, 필름은 접착제를 사용하여 밀봉시킬 수 있거나, 이들을 함께 가열 밀봉시킬 수 있거나 기타 임의의 기술에 의해 밀봉시킬 수 있다. 바람직하게는, PET는 가열 나이프(heat knife)와 같은 가열 밀봉법을 사용하여 밀봉시킨다.
미세 캡슐이 현상액으로부터 별개의 층으로 제공되는 경우, 현상 도중 미세 캡슐의 픽 오프(pick off)를 방지하는 것이 유리하다. 분자량이 약 500,000인 폴리에틸린 옥사이드(PEO)와 같은 결합제를 미세 캡슐 층에 도입시켜 현상 도중 불투명한 지지체로부터의 미세 캡슐의 픽 오프를 방지할 수 있다. 특히 유용한 결합제는 폴리머 케미스트리 이노베이션스, 인코포레이티드(Polymer Chemistry Innovations, Inc.)에서 상표명 아쿠아졸(aquazol)로 시판되는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린)이다. 일반적으로, 결합제는 미세 캡슐을 기준으로 하여 약 2 내지 10%의 양으로 미세 캡슐 층에 부가된다. 폴리에틸렌 옥사이드가 또한 불투명한 기판과 미세 캡슐 층 사이에 보조층으로서 도포될 수 있거나, 이는 미세 캡슐 층에서 보조층이자 결합층으로서 사용될 수 있다. 보조층은 약 1 내지 4g/㎠(무수 중량 기준)의 피복물 중량으로 도포될 수 있다.
현상액 층과 미세 캡슐 층의 직접적인 적층의 방지에 사용될 수 있는 기타 결합제는 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴아미드 및 아크릴계 라텍스를 포함한다.
상기 양태의 또다른 양태에 있어서, 스페이서 또는 블로킹 방지제를 사용하 여 매체의 안정성을 개선시킴으로써 미세 캡슐 및 현상액이 별개의 층으로 피복된 화상화 시스템의 보관 수명을 연장시킬 수 있다. 미세 캡슐 층 및 현상액 층은 현상 후에 서로 밀접하게 유지되므로 개선된 매체 안정성은 파열된 미세 캡슐로부터의 화상 형성 물질과 화상 암화의 원인이 되는 현상 물질 사이의 연속 반응을 감소시키는데에 바람직하다. 전형적으로, 유용한 스페이서는 파쇄 저항이 큰 입자, 예를 들어 유리 미세구, 세라믹 입자 등이다. 이러한 물질의 예는 파쇄 저항이 10,000psi이고, 입자 크기가 약 35μ이고 약 90%의 "플로우터(floater)"(저밀도 입자)를 포함하는 쓰리엠(3M)사의 560/10,000 유리 미세구; 및 지오스피어 인더스트리즈(Zeeosphere Indurstries)의 지오스피어(Zeeosphere), 예를 들어 평균 입자 크기가 약 5μ인 지오스피어 그레이드(Zeeosphere Grade) 200 및 평균 입자 크기가 약 10μ인 지오스피어 600을 포함한다. 상기의 스페이서는 현상액 층 또는 미세 캡슐 층에 도입될 수 있다. 스페이서는 전형적으로 미세 캡슐을 기준으로 하여 약 1 내지 약 10%의 양으로 사용된다.
블로킹 방지제는 현상액 층에 피복되어 미세 캡슐 층에 대한 현상액 층의 고착을 방지하지만 착색 현상액에 착색 전구체의 접근을 억제하지 않아 양호한 밀도의 화상을 형성하는 중합체성 물질이다. 유용한 블로킹 방지제의 대표적인 예는 듀퐁(Dupont)의 네오프렌 에멀젼(Neoprene emulsion); 모톤 인터내셔널(Morton International)의 폴리스티렌 에멀젼, 즉 라이트론(Lytron) GA-5705; 및 비.에프. 굿리치(B.F. Goodrich)의 니트릴 에멀젼, 즉 하이카(Hycar)와 같은 탄성중합체성 물질을 포함한다.
매체 안정성을 개선시키는 또다른 기술은 현상액 및 미세 캡슐 층을 약 10 내지 40%, 바람직하게는 약 20%의 상대 습도로 컨디셔닝하는 데 있다. 가장 바람직하게는, 층은 주위 온도에서 약 2 내지 12시간 이상 동안 약 20%의 상대 습도에서 컨디셔닝한다. 컨디셔닝 후에 낮은 상대 습도 수준에서 어셈블리를 밀봉하는 경우, 어셈블리의 정상적인 보관 도중에 층이 비교적 수분 부재 상태로 유지되며, 이것은 현상액 층 및 미세 캡슐 층이 상기한 화상 암화를 초래하는 현상 후 접촉 상태로 유지되는 경향을 감소시킨다는 것을 보증한다.
유용한 광경화성 조성물, 광개시제, 색원체성(色原體性) 물질, 케리어 오일(carrier oil), 및 미세 캡슐(14) 층의 캡슐화 기술이 본원에서 참조로 인용되는 미국 특허 제4,399,209호에 기술되어 있다. 바람직한 광경화성 조성물은 통상적으로 양도된 미국 특허 제4,772,541호에 기술되어 있으며, 당해 특허 문헌은 본 명세서를 완성하기 위하여 본원에서 참조로 인용하는 것이다. 전술한 광경화성 조성물은 비은 시스템(non-silver system)이다. 또한, 미국 특허 제4,912,011호, 제 5,091,280호 및 제5,118,590호, 및 기타 후지 포토 필름 캄파니(Fuji Photo Film Co.)에게 양도된 특허 문헌에 기술된 바와 같은 은계(silver-based) 광경화성 미세 캡슐화 시스템이 본 발명에 유용하다.
본 발명의 바람직한 양태에 따라 미세 캡슐이 적색, 녹색 및 명청색에 대하여 각각 민감성인 완전한 칼러 화상화 시스템이 제공된다. 하나 이상, 가능하게는 3세트 미세 캡슐 모두의 광경화성 조성물이 미국 특히 제4,772,541호에 기술되어 있는 양이온성 염료-붕산염 음이온 착물에 의해 감작화된다. 최적의 칼러 균형에 있어서, 미세 캡슐은 각각 약 450nm, 540nm 및 650nm에서 민감하다(λmax). 당해 시스템은 직접 투과하거나 반사하는 화상화시 가시광원으로 유용하다. 이러한 물질은 칼러 사진 슬라이드의 밀착 인쇄 또는 투영 인쇄에 유용하다. 이들은 또한 적절한 파장의 레이저 또는 펜슬(pencil) 광원을 사용하는 전자 화상화에 유용하다.
양이온성 염료-붕산염 음이온 착물은 400nm 이상의 파장에서 흡수하므로, 이들은 착색된다. 비화상 영역에서 미세 캡슐중에 존재하는 비노출 염료 착물은 최종 화상의 배경 영역에서 바람직하지 않은 착색을 일으킬 수 있다. 전형적으로, 미세 캡슐들의 혼합물은 녹색 색조의 배경을 생성시키는 녹색을 띤다. 배경뿐만 아니라 현상된 화상에서 바람직하지 않은 착색을 방지하거나 감소시키기 위한 수단은, 하기의 실시예에서 제시되는 바와 같이, 사용되는 광개시제의 양을 감소시키고 시안색, 마젠타색 및 황색 미세 캡슐의 상대적인 양을 조정함을 포함한다.
본 발명의 광경화성 조성물은 코아세르베이션(coacervation), 계면 중합, 오일중에서 단량체 하나 이상의 중합뿐만 아니라 다양한 용융, 분산 및 냉각 방법을 포함하는, 비카본지(carbonless paper)의 분야에서 공지된 기술을 사용하여 다양한 벽 형성제(wall former)중에 캡슐화할 수 있다. 최대의 민감성을 성취하기 위해, 이들의 파열능에 관한 내부상의 점도 변화에 민감한 양질의 캡슐을 제공하는 캡슐화 기술을 사용하는 것이 중요하다. 붕산염은 산성 민감성이기 때문에, 캡슐화 공정을 높은 pH(예를 들어, 약 6 이상의 pH)에서 수행하는 것이 바람직하다.
멜라민-포름알데하이드 캡슐이 특히 유용하다. 본 발명에서는 미세 캡슐의 제조시에 예비 벽을 제공하는 것이 바람직하다. 시스템 개질제로서 펙틴 및 설폰화 폴리스티렌을 사용하는 특히 바람직한 캡슐화를 위해서는 미국 특허 제4,962,010호를 참조하라. 예비 벽의 형성은 공지되어 있으나, 다량의 폴리이소시아네이트 전구체를 사용하는 것이 바람직하다. 캡슐의 크기는 광 감쇠가 최소화되도록 선택되어야 한다. 본 발명에 사용된 캡슐의 평균 직경은 전형적으로 대략 1 내지 25μ이다. 일반적으로, 캡슐 크기가 감소됨에 따라 해상력이 향상된다. 그러나, 기술적으로 캡슐의 크기는 1μ내지 사람이 육안으로 관측가능한 범위로 한정할 수 있다.
현상 물질 및 비카본지 기술에 통상적으로 사용된 현상 물질을 함유하는 피복 조성물이 본 발명에 유용하다. 이의 예는 점토 광물[예: 산성 점토, 활성 점토, 애터펄자이드 등]; 유기 산[예: 탄닌산, 갈산, 프로필 갈레이트 등]; 산 중합체[예: 페놀-포름알데하이드 수지, 페놀 아세틸렌 축합 수지, 하이드록시 그룹의 수가 하나 이상인 유기 카복실산과 포름알데하이드의 축합물 등]; 방향족 카복실산 또는 이의 유도체의 금속 염, 예를 들어 아연 살리실레이트, 주석 살리실레이트, 아연 2-하이드록시 나프토에이트, 아연 3,5-디-3급 부틸 살리실레이트, 아연 3,5-디-(a-메틸벤질)살리실레이트, 오일 가용성 금속 염 또는 페놀-포름알데하이드 노볼락 수지(참조: 미국 특허 제3,672,935호, 제3,732,120호 및 제3,737,41호), 예를 들어 미국 특허 제3,732,120호에 기술된 아연 개질된 오일 가용성 페놀-포름알데하이드 수지, 탄산아연 및 이의 혼합물이다. 바람직한 현상 물질은, 예를 들어 아연살리실레이트, 특히 아연 살리실레이트와 페놀 포름알데하이드 수지의 혼합물과 같은 실온 현상이 가능한 것이다. 아연 살리실레이트 또는 아연 살리실레이트 유도체와 페놀-포름알데하이드 수지의 혼합물, 보다 특히 쉐넥타디 케미칼 캄파니(Schenectady Chemical Company)의 페놀계 수지인 25% HRJ 11177과 75% 아연 살리실레이트의 혼합물이 도 3 내지 도 7의 양태에 사용하기에 특히 바람직하다. 양질의 화상을 수득하기 위해서는 현상 물질의 입자 크기가 중요하다. 현상액의 입자 크기 범위는 약 0.2 내지 3μ, 바람직하게는 약 0.5 내지 1.5μ이어야 한다. 예를 들어, 폴리비닐 알콜(PVA)과 같은 적합한 결합제를 전형적으로는 약 1 내지 8중량%의 양으로 현상액과 혼합하여 피복 조성물을 제조한다.
현상액이 투명한 지지체와 인접하는 도 3 내지 도 7의 양태에 있어서, 화상이 불투명한 지지체에 의해 제공된 배경을 배경으로 하여 투명한 지지체를 통해 관측되는 경우, 현상액 층의 두께가 충분히 선명한 화상을 제공하도록 조절되어야 함이 명백하다. 따라서, 투명한 지지체위에 피복된 현상 물질의 양은 약 4 내지 12g/㎡, 바람직하게는 약 8g/㎡이다. 층의 두께가 너무 두꺼우면, 칼러 형성제가 충분히 밀집된 화상을 제공하는 지지체로 완전히 이동할 수 없다. 마찬가지로, 층에 현상 물질이 충분하지 않으면, 화상 밀도가 불충분할 수 있다. 이러한 이유로, 상기 범위가 권장되고 있다.
본 발명의 실행에 유용한 미세 캡슐은 바람직하게 제조되고, 블렌딩되어 하기 실시예 1에 기술된 광경화성 층을 형성한다. 본 발명에 따라 미세 캡슐 중의 광개시제의 양을 감소시키고 시안색 대 마젠타색 및 황색 캡슐의 비율을 조정하여 순백색 배경으로부터 전환되지 않도록 최소한의 색조를 띠는 층을 제공한다.
실시예 1
실험실형 캡슐의 제조
1. 600㎖ 들이 스테인레스 스틸 비이커속에 물 110g 및 이소부틸렌 말레산 무수물 공중합체 4.6g(무수 중량)을 계량하여 주입한다.
2. 비이커를 오버헤드 혼합기 아래의 열판위의 정위치에 고정시킨다. 혼합기에는 피치가 45° 인 6개 날의 터빈 임펠러가 사용된다.
3. 철저히 혼합한 후, 펙틴(폴리갈락투론산 메틸 에스테르) 4.Og을 비이커 속에 서서히 가한다. 이 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반한다(800 내지 1200rpm).
4. 20% 황산을 사용하여 pH를 7.0으로 조정한다.
5. 3000rpm 이하로 혼합기를 회전시키고, 10 내지 15초 동안 내부상을 가한다. 10분 동안 유화를 계속 수행한다. 마젠타색 및 황색 전구체 상은 25 내지 30℃ 에서 유화되고, 시안색 상은 (오일중에서는) 45 내지 50℃에서, (물중에서는) 25 내지 30℃에서 유화된다.
6. 유차 개시 후, 열판을 회전시켜 유화 도중 계속 가열한다.
7. 10분 후에 20% 탄산나트륨을 사용하여 pH를 8.25로 조정하고, 혼합 속도를 2000rpm으로 감소시키고, 물 44g중에 멜라민 3.9g을 분산시키고, 포름알데하이드 용액(37%) 6.5g을 가하고, 용액이 30분 이상 투명해질 때까지 60℃에서 가열함으로써 제조되는 멜라민-포름알데하이드 예비중합체 용액을 서서히 가한다.
8. pH를 6.0으로 조정하고, 비이커를 호일로 피복하고 수욕속에 위치시켜 제제의 온도를 65℃로 상승시킨다. 65℃에 도달하면, 캡슐 벽이 형성되는 2시간의 경화 시간 동안 이 온도가 유지되도록 열판을 조정한다.
9. 경화 후에 혼합 속도를 600rpm으로 감소시키고, 포름알데하이드 스캐빈저 용액(7.7g의 우레아 및 7.Og의 물)을 가하고, 용액을 추가로 40분 동안 경화시킨다.
10. 20% NaOH 용액을 사용하여 pH를 9.5로 조정하고, 실온에서 밤새 교반한다.
하기의 3개의 내부상 조성물을 사용하여 완전한 칼러 화상화 시트에 사용하기 위한 미세 캡슐의 3개의 배치를 상기와 같이 제조한다.
상기한 바와 같이 제조된 미세 캡슐을 사용하여 하기 표 4의 피복 조성물을 제조한다.
이러한 조성물을 불투명한 PET 지지체(멜리넥스(Melinex))위에 10g/㎡의 피복 중량으로 피복시킨다.
하기 표 5의 현상액 조성물을 12g/㎡의 피복 중량으로 투명한 PET 필름에 도포한다.
미세 캡슐 피복물과 현상액 피복물이 서로 마주보고, 두 지지체의 가장자리가 애쉬랜드의 PS 508 접착제를 사용하여 밀봉되도록 2개의 필름을 함께 결합시킨다.
실시예 2
하기 표 6의 피복 조성물을 제조하여 PET 지지체위에 피복시킨다.
제2 PET 지지체를 피복 조성물위로 위치시키고, 이들의 가장자리에서 애쉬랜드의 PS 508 접착제를 사용하여 두층을 밀봉시킨다.
본 발명의 화상화 시스템은 임의의 적당한 카메라 또는 기타 노출 장비 중에 노출되어 화상을 제공할 수 있다. 본 발명의 화상화 시스템은 비디오 카세트 판독기 또는 캠코더(camcorder) 둥으로부터 화상을 재생하기 위한 영상 신호에 의해 구동되는 액정 어레이(array) 또는 광 방출 다이오드를 사용하는 노출에 특히 적당하다.
본 발명은 이의 바람직한 양태를 참조로 하여 상세하게 기술되었으며, 여기에 첨부된 청구의 범위에서 한정된 발명의 범주를 벗어남이 없이 변형 및 변화가 가능하다는 것이 명백할 것이다.

Claims (10)

  1. 투명한 제1 지지체, 투명하거나 불투명할 수 있는 제2 지지체, 및 투명한 제1 지지체와 제2 지지체 사이에 배치되어 있는 화상화 층을 포함하는 자기 함유 광경화성 화상화 어셈블리(self-contained photohardenable imaging assembly)에 있어서, 화상화 층이 필수적으로 현상 물질과 칼러 형성제 및 광경화성 조성물을 함유하는 다수의 광경화성 미세 캡슐로 이루어지고, 화상화 어셈블리가 밀봉됨을 특징으로 하는 개선된 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 투명한 제1 지지체가 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이고, 제2 지지체가 백색 안료를 함유하는 불투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름인 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서, 제2 지지체가 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 포함하는 투명한 필름인 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서, 접착제 물질 층을 추가로 포함하는 어셈블리.
  5. 제2항에 있어서, 미세 캡슐을 투명한 제1 지지체를 통해 화학선에 화상 방식으로 노출시키는 단계,
    칼러 형성제가 미세 캡슐로부터 화상 방식으로 방출되고 현상액으로 이동하여 화상을 형성하도록 미세 캡슐을 파열시키는 균일한 압력을 어셈블리에 가하는 단계 및
    투명한 제1 지지체를 통해 화상을 관측하는 단계[불투명한 지지체는 백색의 반사 배경을 제공한다]를 포함하는 화상화 방법에서 화상을 형성하는 데 유용한 어셈블리.
  6. 제3항에 있어서, 미세 캡슐을 투명한 제1 지지체를 통해 화학선에 화상 방식으로 노출시키는 단계,
    칼러 형성제가 미세 캡슐로부터 화상 방식으로 방출되고 현상액으로 이동하여 화상을 형성하도록 미세 캡슐을 파열시키는 균일한 압력을 어셈블리에 가하는 단계 및
    화상의 투명성을 관측하는 단계를 포함하는 화상화 방법에서 화상을 형성하는 데 유용한 어셈블리.
  7. 투명한 제1 지지체, 투명한 제1 지지체의 한쪽 표면에 적용된 현상 물질 층, 투명하거나 불투명할 수 있는 제2 지지체 및 제2 지지체의 한쪽 표면에 적용된 미세 캡슐 층을 포함하고, 현상 물질이 미세 캡슐의 대면에 배치되도록 제1 지지체가 제2 지지체와 어셈블링되고 투명한 제1 지지체가 어셈블리의 주변에서 예비결정된 경계선을 따라 제2 지지체에 대해 밀봉되는 자기 함유 광경화성 화상화 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서, 현상 물질 층 및 미세 캡슐 층 중의 하나의 층이 스페이서(spacer)를 포함하는 어셈블리.
  9. 투명한 제1 지지체, 투명하거나 불투명할 수 있는 제2 지지체 및 현상 물질과 칼러 형성제와 제1 지지체와 제2 지지체 사이에 배치되어 있는 광경화성 조성물을 함유하는 다수의 광경화성 미세 캡슐을 포함하는 화상화 층을 포함하고, 제2 지지체가 접착제 층에 의해 화상화 층에 결합된 자기 함유 광경화성 화상화 어셈블리를 화학선 공급원에 화상 방식으로 노출시키는 단계,
    노출된 자기 함유 광경화성 화상화 어셈블리에 균일한 파열력을 가하여 광경화성 미세 캡슐을 파열시키고 칼러 형성제를 현상액에 화상 방식으로 이동시킴으로써 화상을 형성시키는 단계 및
    투명한 지지체를 통해 화상을 관측하는 단계를 포함하여, 자기 함유 화상화 어셈블리에 화상을 형성하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, 제2 지지체가 투명한 필름인 방법.
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