具有控制卷曲的層壓方法

專利名稱：具有控制卷曲的層壓方法
技術領域：
本發明涉及印刷介質。在優選的方式中，本發明涉及照相材料用的改善的基底。
如果印刷介質抗卷曲且保持平坦，那么它們被改善了。這對于形成彩色圖像中使用的介質來說，是特別重要的。所述介質包括噴墨，熱染料升華成像，蠟染料熱轉印，電子照相術所使用的那些介質。對于彩色照相紙而言，形成平坦基底是特別重要的。在彩色照相紙中，需要提供具有改善抗卷曲性的彩色照相紙。目前的彩色照相紙在顯影和儲存期間將發生卷曲。所述的卷曲認為是當彩色照相紙經受顯影和干燥處理時，其各層不同的性能所造成的。在彩色照相紙儲存期間濕度的改變將導致卷曲。當彩色照相紙經受延長的高濕度如大于50％相對濕度儲存時，彩色照相紙將產生一些特殊的問題。低于20％相對濕度的過低的濕度也將使照相紙產生卷曲。
卷曲值是拋物面變形試樣撓曲量的量度。在測試濕度條件下將8.5厘米直徑的圓形試樣儲存21天。所需的時間取決于施加至潮濕敏感紙基上層壓材料的蒸汽阻擋性能，并且，如果需要的話，應通過測量在測試濕度下試樣重量平衡所需的時間來進行調節。卷曲讀數以ANSI卷曲單位表示，具體地說，該單位等于100除以單位為英寸的曲率半徑。
曲率半徑通過用肉眼將沿卷曲軸觀察的卷曲形狀與背景中的標準曲線進行對照而確定。卷曲可以是正的或負的，對于照相產品而言，通常的習慣是正方向是朝光敏層方向進行卷曲。如果照相印刷紙的潮濕卷曲能減少的話，那么這將是所希望的。
彩色印刷紙通常由乳液下的三個結構層制成；即原紙基，和擠出鑄塑聚乙烯的頂涂層和底涂層。在該形式中，與原紙基相比，由于聚乙烯的強度性能較差，因此，在彎曲時印刷品的卷曲性能或挺度完全由原紙基來確定。由于在制備期間紙張纖維的對準，因此，原紙基在紙張平面內就強度性能而言是高度取向的；例如，在最強對最弱方向的彈性模量比經常為2∶1，其中最強方向為MD(縱向)。這就是為什么通常的聚乙烯試樣形狀為沿MD方向卷曲軸的圓柱體形，其中卷曲是由于在一低濕度表面上抗乳液收縮所造成的，因此，試樣在其最弱方向，或沿CD(橫向)卷曲。
因此，目前需要一種用于印刷和照相的基底，所述基底在處理之后和在儲存期間將抗卷曲，并且能使影像保持平坦。特別是，需要一種基材，所述基材在印刷材料壽命期間，在濕度改變時將抗平面取向的改變。
本發明的目的是提供改善的印刷材料。
本發明的另一個目的是提供在濕度改變時具有抗卷曲性的印刷材料。
本發明的目的是當高強度片材其模量或厚度并不是精確相同時，當組裝一復合結構時，提供一種卷曲控制方法。
本發明的另一個目的是當組件不需要張力控制時，對組裝復合結構的卷曲進行調節的方法。
本發明的這些目的和其它目的通過將聚合物片材層壓至芯材料兩側的卷曲控制方法而得以實現，所述方法包括提供底面聚合物片材；使所述底面片材與熱源接觸；提供所述的芯材料；使所述芯材料與所述底面聚合物片材接觸，與此同時，在所述底面片材和所述芯材料之間施加粘合劑，從而形成一層壓材料；提供一頂面聚合物片材；使所述頂面片材與所述的層壓材料接觸，與此同時在所述頂面片材和所述層壓材料之間施加粘合劑，從而形成復合材料；其中每個片材與芯材料的模量比大于1，其中所述的復合材料具有所希望的卷曲。
本發明提供一種改善的成像元件的生產方法，所述元件在各種條件下均具有抗卷曲性能。特別是，本發明提供一種在制造時控制復合結構卷曲的工藝。


圖1是通過對片材溫度的控制而控制卷曲的本發明方法的圖解說明。
圖2是通過在芯材料兩側進行加熱和冷卻，而增加溫度對卷曲控制作用的方法的圖解說明。
圖3是實施例1的圖解說明，示出了在該實施例中使用的底面雙軸取向片材的加熱布置。
本發明有許多優于現有技術的優點。當平衡圖像卷曲力而使用薄且強韌的聚合物層時，本發明的成像元件可以是薄的。由于圖像是平坦的，因此本發明的成像元件對于圖像觀看者來說更加令人愉快，因而，不會由于觀看卷曲圖像所造成的不希望的倒影和失真。本發明的成像材料還有發下的優點即所述成像材料在不發生卷曲的情況下容易進行處理。卷曲會導致用于顯影、輸送和包裝圖像材料所需的機器發生輸送困難和卡紙。如果在成像步驟期間發生卷曲，那么，照相紙將使圖像失真且對焦不準。本發明提供了在制造時控制成像元件的圖像卷曲的方法。這使得能根據一種設計來制造許多種產品，而不是改變各種現有技術中常用的材料。由于成像元件的卷曲將使紙道卡紙并降低設備的生產率，因此，在本發明中，層壓成像基底還有如下的優點即易于將圖像基底材料喂入電子照相的復印機、熱染料轉印、及噴墨打印機中。在參考下面詳細的說明之后，本發明的這些和其它的優點將變得顯而易見。
高強度塑料片通常通過雙軸取向共擠出流鑄厚(1025微米)聚烯烴而制得。在食品包裝應用中所使用的常用片材是雙軸取向的聚丙烯。能得到厚度約26微米的雙軸取向聚烯烴片材，所述片材已在MD拉伸5倍，然后在CD拉伸8倍。最終的主強度性能與CD對準，并且通常為MD的1.8倍。
所述這些材料的彈性模量與原料處于同一數量級，因此，所得到的層是通常弱的聚乙烯的很好的替代物。對于橫向與縱向取向比為5∶8的雙軸取向聚烯烴片材而言，主強度軸幾乎垂直于原料基底，因此，理論上能夠選擇粘結至基底上的兩片雙軸取向片材的組合，得到MD和CD方向相等的復合彎曲挺度。如果用于照相材料的基底可由雙軸取向片材和纖維素紙構成，得到MD和CD方向相等的復合彎曲挺度，那將是所希望的，這是因為消費者在感覺上優選MD和CD方向上相等的挺度。
在兩層或多層體系中進行卷曲控制，將比產生足夠的挺度以便阻擋表面涂層發生卷曲更為復雜。當將各層進行組合時，具有相同數量級強度性能的各組分的多層層壓材料也對引入的應力敏感。業已知道，尤其是利用高挺度的層壓產品，其起始卷曲量及其方向多少受將材料送入粘結各層的壓區中所使用的張力控制。例如，如果將高強度薄膜層粘結至紙基上，那么組件的卷曲將隨著薄膜張力的增加而增加卷曲值；這是因為，薄膜本身以拉伸狀態粘結至紙張上，并且在粘結完成之后組件不處于張力條件下，因此，薄膜將繼續拉曳紙張表面并產生卷曲條件。如果使多層進行粘結，那么所述過程將重復，并且最終組合的卷曲為各層的所有這些作用的總和，而且層合經常在兩側上進行，試圖保持整個層壓材料平坦。
現在考慮三層結構，即薄膜、紙和薄膜，在組合之后它們要求是平坦的。很明顯，兩個外層薄膜可由相同的材料和厚度制得，并且利用相同的喂料張力進行組合，從而實現了CD和MD應變的平衡，以便使卷曲變得最少。出于經濟的原因，如果兩外層薄膜具有不同的厚度并因此是不相配的話，很明顯的是，需要在更薄的薄膜上增加張力，從而實現相同的表面拉力，以便使包裝平衡。
通過在原紙兩側提供雙軸取向聚合物片材形成層壓基底而實現本發明。對原紙頂面和底面上的雙軸取向片材進行選擇，以致使，它們與原紙一起在各種濕度條件下能抗彎曲。優選的芯材料是纖維素紙。纖維素紙相對較為便宜并且具有產生感覺上優選挺性的照相部件的高模量。由于雙軸取向片材在其成形期間可以制造成在縱向和橫向具有選擇的性能，因此它們特別適合于抗原紙的彎曲。所述的這種選擇性能是在成形期間在兩個方向上進行拉伸的結果。例如，在雙軸取向片材成形期間，在橫向進行更大的拉伸，將使得片材在橫向強度更大。所述的聚合物片材當與橫向更弱的紙張結合時，將形成一片材，該片材具有很強的保持層壓片材平坦的趨勢的復合力。
在層壓期間，其中將雙軸取向片材粘結至原材料上，在層壓之前對雙軸取向片材進行加熱或冷卻。在層壓之后，當片材恢復至環境溫度條件時，在雙軸取向片材尺寸改變相反的方向上將產生成像載體的卷曲。由于現有技術的照相材料使用低強度熔融擠出的聚乙烯，因此，聚乙烯層不足以強至使載體發生彎曲。
為了形成將是平坦的平衡的層壓片材，需要根據在負載下原紙和所選雙軸取向片材的撓曲趨勢而精確地測量其性能。通過在至少縱向和橫向測量雙軸取向薄膜的片材和原紙的揚氏模量，而完成所述的測量。該測量是通過確定各材料的應力-應變曲線而完成。該試驗通過利用Instron拉伸測試儀進行。由于紙張性能隨濕度而改變，因此，就紙張而言，這些試驗是在各種濕度下進行的。
對熱膨脹系數(mm/mm-℃)的測量是有用的，它將測量薄膜隨溫度而改變尺寸的能力，高膨脹系數的材料將更加適合用于控制由于溫度而發生的卷曲。優選的是，熱膨脹系數大于0.00001mm/mm-℃的聚烯烴片材。當熱膨脹系數小于0.00001mm/mm-℃時，對于在層壓之前對片材施加預應力而言，膨脹將不夠。
在確定了原紙和雙軸取向片材的性能之后，對具有平衡抗卷曲力的原紙和薄膜進行選擇。該選擇過程通常是通過數學模擬進行的。就簡單的情況而言，在每一側，包裝是相對平衡的，將彎曲中心設定在包裝的幾何中心，并且各個不同層對彎曲挺度的作用根據模量乘以單位橫截面的慣性運動而計算得到。偏離中心的各層，其慣性運動必須使用平行軸理論進行校正。
計算層壓薄膜的熱膨脹或收縮所產生的力，并加上薄膜的喂料張力。利用束彎曲理論(beam bending theory)，在數學上將所述的力與包裝的挺度進行對照，從而確定卷曲量。在不平衡設計的情況下，彎曲中心是未知的，或者對于非線性材料需要極其精確的解決辦法，可使用非線性有限元素分析。
在照相紙成形時，在形成抗卷曲產品時所要考慮的另一個因素是置于紙張上的乳液層的性能。當乳液層隨著濕度的改變膨脹和收縮時，乳液層將力施加至紙張上。為了生產出在各種濕度條件下均具有最佳抗卷曲性的層壓材料，也應考慮乳液所施加的力。當成形之后進行干燥時，乳液將收縮，這將使得承載乳液層的紙張朝里發生卷曲，特別是在低濕度的常用條件下。當用作照相基底時，將本發明的層壓原紙設計成乳液存在于其表面上的各種條件下幾乎是平坦的。
就在照相紙中使用的層壓照相基底材料而言，可以使用原紙和雙軸取向薄膜性能的任何合適的組合。用于層壓紙張載體的優選的雙軸取向片材，其揚氏模量至少為340MPa。對于揚氏模量低于300MPa的雙軸取向片材而言，它們將沒有足夠的強度來抵抗明膠乳液成像層所產生的卷曲力。用于層壓紙張載體的最優選的雙軸取向片材，其縱向或橫向揚氏模量在690MPa和5520MPa之間。原紙的揚氏模量優選為縱向在13800MPa和2760MPa之間，橫向在6900MPa和1380MPa之間。對于原紙而言，縱向低于2700Mpa，橫向低于1300MPa的揚氏模量，將不能提供在高質量照相反射成像中消費者所期待觸感的挺度。
在本發明中使用的術語“頂”，“上”，“乳液側”，以及“正面”意指承載成像層的照相部件或圖像部件的一側，或面對承載成像層的照相部件或圖像部件的一側。術語“底”，“下側”，和“背面”意指與承載光敏成像層或顯影圖像的一側相反的照相部件的一側，或面對與承載光敏成像層或顯影圖像的一側相反的照相部件的一側。通過如噴墨或熱染料轉印的方法，也可以將層壓原材料用于成像用的基底。
任何合適的雙軸取向聚烯烴片材均可用于本發明層合基底頂表面上的片材。微空隙的復合雙軸取向片材是優選的并可通過芯層和表面層的共擠出，然后進行雙軸取向而方便地制備；借此，沿包含在芯層中的空隙起始材料形成了空隙。所述復合片材披露于US4,377,616；4,758,462；和4,632,869中。
優選的復合片材的芯，其厚度為片材總厚度的15-95％，優選為總厚度的30-85％。因此，無空隙的皮層占片材厚度的5-85％，優選占15-70％。
復合片材的密度(比重)以“固體密度的百分比”表示，并且按下式進行計算100×復合片材密度/聚合物密度＝％固體密度百分固體密度應在45％和100％之間，優選在67％和100％之間。當百分固體密度低于67％時，由于拉伸強度下降，因此，復合片材將變得較難制備，并且將變得更易物理損壞。
頂層復合片材的總厚度從12-100微米，優選從20-70微米。當厚度低于20微米時，微空隙的片材的厚度將不足以使載體中固有的非平面性變得最小，并且將變得更難以制備。當厚度大于70微米時，表面平滑性或機械性能只有很少的改進，并且就進一步增加額外材料的成本而言，這將是不合理的。
本發明的雙軸取向片材，其水蒸汽滲透性優選低于0.85×10-5克/毫米2/天/大氣壓。在將乳液涂布至載體上時，當本發明的層合載體在乳液涂布至載體上期間水蒸汽將不能透過乳液層，這將使得乳液能更快的固化。傳遞速率是由ASTM F1249測量的。
在本發明中使用的“空隙”指的是沒有添加的固體和液體物質，但“空隙”中可能包含氣體。留在最終包裝片材芯中的空隙起始顆粒，其粒徑應從0.1-10微米，優選為圓形，以便產生所希望形狀和大小的空隙。另外，空隙的大小還取決于在縱向和橫向的取向程度。實際上，空隙可假設為由兩個相對的且邊緣接觸的凹盤限定的形狀。換句話說，空隙往往有透鏡狀或兩面凸的形狀。使空隙取向，以致使兩個主要尺寸與片材的縱向和橫向對準。Z軸有很小的尺寸，并且約等于空隙顆粒側面的直徑。空隙通常是閉孔的，因此，實際上沒有通過此能輸送氣體或液體的從空隙芯的一側通向另一側的通道。
空隙起始材料可以從許多材料中進行選擇，并且以芯基體聚合物重量計，其用量應從約5-50％重量。優選的是，所述空隙起始材料包含聚合材料。當使用聚合材料時，該材料可以是這樣的聚合物，它能與制備芯基體的聚合物熔混并且當懸浮液冷卻時能形成分散的球形顆粒。所述聚合物的例子包括分散在聚丙烯中的尼龍，聚丙烯中的聚對苯二甲酸丁酯，或分散于聚對苯二甲酸乙酯中的聚丙烯。如果使聚合物預成形并混入基體聚合物中，那么，重要的特性是顆粒的大小和形狀。球形是優選的，并且它們可以是中空或實心的。這些球可以由交聯聚合物制得，所述交聯聚合物選自通式為Ar-C(R)＝CH2的烯基芳香化合物，式中Ar表示芳香烴基團，或苯系的芳香鹵代烴基團，R為氫或甲基基團；丙烯酸酯型單體包括式CH2＝C(R’)-C(O)(OR)的單體，式中R選自氫和包含約1-12個碳原子的烷基基團，R’選自氫和甲基；氯乙烯和偏二氯乙烯，丙烯腈和氯乙烯，溴乙烯，具有式CH2＝CH(O)CR的乙烯基酯的共聚物，式中R為包含2-18個碳原子的烷基基團；丙烯酸，甲基丙烯酸，衣康酸，檸康酸，馬來酸，富馬酸，油酸，乙烯基苯甲酸；通過對苯二甲酸和對苯二甲酸二烷基酯或其成酯衍生物與式HO(CH2)nOH的二元醇的反應而制得的合成聚酯樹脂，式中n為2-10的數，并且在聚合物分子內有活性烯鍵，上述聚酯包括其中至多20％重量的具有活性烯烴不飽和的仲酸或其酯及其混合物和選自如下的交聯劑發生共聚合的物質；所述交聯劑選自二乙烯苯，二甘醇二甲基丙烯酸酯，富馬酸二烯丙酯，鄰苯二甲酸二烯丙酯，及其混合物。
制備交聯的空隙起始聚合物的典型單體的例子包括苯乙烯，丙烯酸丁酯，丙烯酰胺，丙烯腈，甲基丙烯酸甲酯，二甲基丙烯酸乙二醇酯，乙烯基吡啶，醋酸乙烯酯，丙烯酸甲酯，氯化乙烯苯，偏二氯乙烯，丙烯酸，二乙烯苯，丙烯酰氨甲基丙磺酸，乙烯基甲苯等。優選的是，交聯聚合物為聚苯乙烯或聚(甲基丙烯酸甲酯)。最優選的是，聚苯乙烯并且交聯劑為二乙烯基苯。
現有技術中熟知的方法將得到不均勻大小的顆粒，其特征在于寬的粒徑分布。通過對復蓋原始大小分布范圍的小粒進行篩選，而對所得到的小粒進行分類。其它方法，如懸浮聚合，有限聚結將直接得到非常均勻大小的顆粒。
空隙起始材料可以用有利于成空隙的制劑進行涂布。合適的制劑或潤滑劑包括膠體二氧化硅，膠體氧化鋁，和金屬氧化物如氧化鋅和氧化鋁。優選的制劑是膠體二氧化硅和氧化鋁，最優選的是二氧化硅。帶有制劑涂層的交聯聚合物可以通過現有技術的方法進行制備。例如，優選的有，其中將制劑添加至懸浮液中的常規的懸浮聚合法。作為制劑，優選的是膠體二氧化硅。
另外，空隙起始顆粒也可以是無機球，包括實心或空心的玻璃球，金屬或陶瓷珠或無機顆粒，如粘土、滑石、硫酸鋇和碳酸鈣。重要的是，所述材料不與芯基體聚合物發生化學反應，從而產生一個或多個下列的問題(a)基體聚合物結晶動力學的變更，使之難以取向，(b)芯基體聚合物的破壞，(c)空隙起始顆粒的破壞，(d)空隙起始顆粒粘結至基體聚合物上，或(e)產生不希望的反應產物，如有毒或深色部分。空隙起始材料不應是照相活性或降解的，即其中使用雙軸取向聚烯烴片材的照相元件的性能。
對于面對乳液的頂面上的雙軸取向片材而言，用于優選復合片材的雙軸取向片材和芯基體聚合物的合適的熱塑性聚合物包含聚烯烴。合適的聚烯烴包括聚丙烯，聚乙烯，聚甲基戊烯，聚苯乙烯，聚丁烯及其混合物。也可以使用聚烯烴的共聚物，它們包括丙烯，乙烯，己烯，丁烯，以及辛烯的共聚物。由于聚丙烯成本低，且具有希望的強度性能，因此，聚丙烯是優選的。
復合片材無空隙的皮層可以由如上所述芯基體相同的聚合材料制得。復合片材可以用與芯基體相同的聚合材料制得，或者可以用與芯基體具有不同聚合組分的皮層制得。在多層體系的情況下，當使用不同的聚合材料時，可以需要另外的層，以便促進不相容聚合材料之間的粘結作用，以致使在制備期間或在最終的成像元件格式中，雙軸取向的片材不會產生層的開裂。
頂面皮層或暴露表層的總厚度應在0.20微米和1.5微米之間，優選在0.5微米和1.0微米之間。當厚度低于0.5微米時，共擠出皮層中任何固有的非平面性可能會導致不可接受的顏色改變。當皮層厚度大于1.0微米時，照相光學性能如圖像分辨率將降低。當厚度大于1.0微米時，就污染如塊料而言還將對更大量體積的材料進行過濾，還將有差的彩色顏料分散作用，或還將有污染。
可以將附加物添加至頂表面皮層中，以便改變成像元件的色彩。對于照相用途而言，優選帶淺藍色調的白色基底。可以通過現有技術中已知的任何方法實現淺藍色調的添加，所述方法包括在已按希望混合比預混的藍色著色劑擠出和熔融擠出之前彩色濃縮物的機械混合。耐擠出溫度大于320℃的著色劑是優選的，這是因為對于皮層的共擠出，需要大于320℃的擠出溫度。用于本發明的藍色著色劑可以是不對成像元件產生副作用的任何著色劑。優選的藍色著色劑包括酞菁藍顏料，Cromophtal藍顏料，Irgazin藍顏料，Irgalite有機藍顏料，以及顏料藍60。
本發明的一個優選的實施方案是直接在乳液層之下表面上的很薄的涂層(0.2-1.5微米)，所述涂層可通過利用共擠出然后在寬度和長度方向進行拉伸而制得。業已發現，實際上所述層的厚度是相當精確的，并且能用來提供通常分布在乳液和原紙之間片材整個厚度上的所有的色修正。所述最外層是如此的有效，以致使提供修正所需的總著色劑量為如果著色劑分散在整個厚度所需量的一半以下。著色劑經常是由于漿塊和差的分散作用所致的斑痕的原因。由于本發明使用了更少的著色劑，因此，利用本發明改善了降低圖像商業價值的斑痕，而且，由于在原紙和光敏層之間著色劑用量通常僅為聚合物總量的2-10％，因此，清理著色層的高質量過濾作用將更容易完成。
盡管在本發明的薄皮層中添加二氧化鈦不會對片材的光學性能有大的影響，但它將產生許多制備方面的問題，如產生擠出模頭線和斑點。因此優選的是，皮層基本不含二氧化鈦。添加至0.20和1.5微米之間厚度的層中的二氧化鈦不會明顯地改善載體的光學性能，將添加設計成本，并將在擠出過程中產生不合適的顏料線。
可以將附加物添加至本發明的雙軸取向片材中，結果是，當從表面觀察該雙軸取向片材時，當暴露至紫外光照射中時，該成像元件將發射出可見光譜的光線。在紫外光能量的存在下，發射可見光譜的光線使得載體具有所希望的背景色彩。當戶外如在含有紫外能的太陽光線下觀察圖像時，這是特別有用的，并且對于消費者和商業用途來說，這可以用來使圖像質量最佳化。
在藍色光譜中發射可見光線的現有技術中已知的附加物是優選的。與定義為在零點的b*單位內的b*的白色相比，消費者通常優選定義為負性b*的淺藍色調至白色。b*是CIE空間中黃色/藍色的量度。正性b*表示黃色，而負性b*表示藍色。添加在藍色光譜發射光線的附加物使得載體能在不添加將降低圖像白度的著色劑的情況下進行調色。優選的發射在1和5δb*單位之間。δb*被定義為利用紫外光源和沒有明顯紫外能的光源對試樣照射時所測量的b*的差值。δb*是確定將光學增亮劑添加至本發明的頂面雙軸取向片材中其基本作用的優選量度。小于1b*單位的發射光將不能被絕大多數消費者觀察到；因此，只添加少量光學增亮劑至雙軸取向片材中將不能降低成本。大于5b*單位的發射光將影響印刷品的色平衡，對于絕大多數消費者來說，將使得白紙變得太藍。
本發明優選的附加物是光學增亮劑。光學增亮劑是吸收紫外光并發射出可見藍光的無色、熒光、有機化合物。其例子包括但不局限于4，4’-二氨基芪-2，2’-二磺酸的衍生物，香豆素衍生物如4-甲基-7-二乙基氨基香豆素，1，4-雙(O-氰基苯乙烯基)芐醇，以及2-氨基-4-甲基苯酚。
在本發明雙軸取向片材暴露表面層之下的各層也可以包含已知能改善照相光學靈敏度如白度或銳度的各種顏料。在本發明中使用二氧化鈦來改善圖像的銳度，白度，并給雙軸取向片材提供所需的不透明度。所使用的二氧化鈦可以是銳鈦礦型或金紅石型二氧化鈦。對于本發明，由于金紅石型獨特的粒徑和幾何構形對于絕大多數消費者用途而言，將使圖像質量最佳化，因此，金紅石型是優選的。照相體系可接受的金紅石型二氧化鈦的例子是杜邦化學公司的R101金紅石二氧化鈦和杜邦化學公司的R104金紅石二氧化鈦。在本發明中也可以使用改善圖像質量的其它顏料。
包含光學增亮劑的傳統的照相載體通常將銳鈦礦型二氧化鈦與光學增亮劑結合使用。使用金紅石二氧化鈦盡管對于圖像質量是優選的，但是，當光學增亮劑和金紅石二氧化鈦結合使用時，往往會降低光學增亮劑的效率。包含光學增亮劑的現有技術的照相載體通常將銳鈦礦型二氧化鈦與光學增亮劑結合使用。通過將光學增亮劑和金紅石二氧化鈦濃集在一功能薄層中，金紅石二氧化鈦將不會明顯地降低光學增亮劑的效率，使得金紅石二氧化鈦和光學增亮劑能一起使用，這將改善圖像質量。二氧化鈦優選的位置是鄰接曝光層。由于二氧化鈦不會與暴露的擠出模頭表面接觸，因此該位置使得能有效的制備雙軸取向共擠出結構。
可以將光學增亮劑添加至多層共擠出雙軸取向聚烯烴片材中任一層中。優選的位置是鄰接所述片材的曝光表面層或在所述層中。這使得光學增亮劑能有效的聚集，當與傳統的照相載體相比時，這將能使用更少的光學增亮劑。當光學增亮劑聚集鄰近成像層的功能層中時，通常需要20％至40％的更少的光學增亮劑。
當希望光學增亮劑的重量百分負載接近光學增亮劑遷移至成像層中形成結晶的載體表面的濃度時，優選將光學增亮劑添加至鄰接曝光層的層中。在使用光學增亮劑的現有技術成像載體中，使用昂貴的光學增亮劑來防止其遷移入成像層中。正如光學增亮劑的遷移將在底面成像層中形成不希望的結晶一樣，光學增亮劑遷移將成為問題。在光敏鹵化銀成像體系，鄰接明膠層的優選的層包含基本不含光學增亮劑的聚乙烯。由于聚乙烯表面層起光學增亮劑遷移阻擋層的作用，因此，從鄰接聚乙烯層的層的光學增亮的遷移將明顯減少，這將使得更多的光學增亮劑用來使圖像質量最佳化。另外，使光學增亮劑位于鄰接聚乙烯層的層中，使得能使用不太昂貴的光學增亮劑作為基本不含光學增亮劑的聚乙烯層，將防止光學增亮劑的明顯遷移。
對于鄰接聚乙烯表面的層而言，通過使用聚丙烯減少本發明雙軸取向片材中不希望的光學增亮劑的遷移，這將是優選的。現有技術的照相載體通常使用熔融擠出的聚乙烯，以便給原紙提供防水作用。由于與聚乙烯相比，光學增亮劑更易溶于聚丙烯中，因此，光學增亮劑不太可能從聚丙烯中遷移至曝光表面層中。
優選有微空隙芯的本發明的雙軸取向片材。微空隙芯將不透明性和白度加至成像載體，這將進一步改善成像質量。將微空隙芯對圖像質量的益處與吸收紫外能并發射可見光譜光的材料相結合，將使得圖像質量進行獨特的最佳化作用，如，當暴露至紫外能中時，圖像載體能有一色調，但是當利用不含有大量紫外能如室內光線對圖像進行觀察時，仍保留優異的白度。
另外，還可以將附加物添加至芯基體中，以便進一步改善這些片材的白度。這將包括現有技術中已知的任何方法，包括添加白色顏料，如二氧化鈦，硫酸鋇，粘土，或碳酸鈣。這還將包括添加在紫餐區吸收能量并在藍光區大量發光的熒光劑，或改善片材物理性能或可制造性的其它添加劑。
可以通過生產取向片材的現有技術中已知的任何方法對這些復合片材進行共擠出，驟冷，取向，和熱定型，所述方法如平片法，膜泡法或管膜法。平片法包括通過縫模頭擠出共混物，并且在驟冷鼓上迅速地使擠出的膜驟冷，以致使片材的芯基體聚合物組份和皮層組份被驟冷至其玻璃化轉變溫度以下。然后，通過在基體聚合物玻璃化轉變溫度以上，在熔融溫度以下，在相互垂直的方向上的拉伸而使驟冷片材雙軸取向。可以在一個方向對片材進行拉伸，然后在第二方向進行拉伸，或者可以同時在兩個方向上進行拉伸。定義為縱向和橫向總計的最終長度除以縱向和橫向總計的原始長度的拉伸比，優選至少為10-1。在片材拉伸之后，通過加熱至足以使聚合物結晶或退火的溫度，同時一定程度地限制片材在兩個拉伸方向上的收縮，而使片材熱定型。
優選具有至少三個微空隙芯層和在兩側的皮層的復合片材，另外還可以有起改變雙軸取向片材性能的另外的層。可以利用能提供改善的粘結力，或照應載體和照相元件的表面來形成雙軸取向的片材。如果希望的話，可以利用10層來進行雙軸取向擠出，從而實現某些特別希望的性能。
在共擠出和取向處理之后，或在鑄塑和完全取向之間，可以利用任何數量的涂層對這些復合片材進行涂布或處理；所述涂層可以用來改善片材的性能包括適印性，提供蒸汽阻擋層，使它們熱可密封，或改善對載體或對光敏層的粘結作用。涂層的例子有用于改善適印性的丙烯酸涂層，用于改善熱密封性的涂布的聚偏二氯乙烯。另外的例子包括火焰、等離子體或電暈放電處理，以便改善適印性或粘結作用。
在微空隙芯上通過具有至少一個無空隙的皮層，增加了片材的拉伸強度，并且使之更易制造。與利用全部帶空隙的層制造片材相比，上述的結構使得片材能以更寬且更高的拉伸比進行制造。對各層的共擠出進一步簡化了制造過程。
其中，用成像層涂布暴露表面的、本發明優選的雙軸取向頂面片材的結構如下含藍色顏料的聚乙烯表面層含有光學增亮劑和18％金紅石型二氧化鈦的聚丙烯密度等于0.65g/cm3的微空隙的聚丙烯層含有18％銳鈦礦的聚丙烯聚乙烯與乳液層相反的原紙一側上的底面片材可以是任何合適的片材。該底層片材可以是微空隙的或非微空隙的。它可以與紙張背材頂面上的片材具有相同的組份。通過對底面片材進行共擠出，然后進行雙軸取向，可以方便地制得雙軸取向聚合物背側片材；所述片材可以包含若干層。所述的雙軸取向片材披露于US4,764,425中。
優選的底面雙軸取向片材是雙軸取向的聚烯烴片材，最優選的是聚乙烯或聚丙烯片材。雙軸取向底面片材的厚度應從10-150微米。當低于15微米時，該片材的厚度將不足以使載體中固有的非平面性變得最小，并且將更難以制造。當厚度大于70微米時，在表面平滑性或機械性能方面幾乎沒有改進，并且就進一步增加額外材料的成本而言，這將是不合理的。
用于底面雙軸取向片材的合適的熱塑性聚合物包括聚烯烴，聚酯，聚酰胺，聚碳酸酯，纖維素酯，聚苯乙烯，聚乙烯基樹脂，聚磺酰胺，聚醚，聚酰亞胺，聚偏二氟乙烯，聚氨酯，聚苯硫，聚四氟乙烯，聚縮醛，多磺酸鹽，聚酯離聚物，和聚烯烴離聚物。另外，也可以使用這些聚合物的共聚物和/或混合物。
用于底面片材的合適的聚烯烴包括聚丙烯，聚乙烯，聚甲基戊烯，及其混合物。另外，還可以使用聚烯烴共聚物，包括丙烯和乙烯如己烯，丁烯和辛烯的共聚物。由于聚丙烯成本低且具有良好的強度和表面性能，因此聚丙烯是優選的。
合適的聚酯包括由4-20個碳原子的芳族，脂族或環脂族二羧酸和2-24個碳原子的脂族或脂環族二醇生產的那些物質。合適二羧酸的例子包括對苯二甲酸，間苯二甲酸，鄰苯二甲酸，萘二甲酸，琥珀酸，戊二酸，己二酸，壬二酸，癸二酸，富馬酸，馬來酸，1，4-環己烷二甲酸，鈉代磺基間苯二甲酸，及其混合物。合適二醇的例子包括乙二醇，丙二醇，丁二醇，戊二醇，己二醇，1，4-環己烷二甲醇，二甘醇，其它的聚乙二醇及其混合物。所述的聚酯是現有技術中熟知的，并且可以通過熟知的技術進行制備，所述技術例如描述于US2,465,319和US2,901,466中。優選的連續的基體聚酯是具有如下重復單元的那些物質對苯二甲酸或萘二甲醇和至少一種選自乙二醇、1，4-丁二醇和1，4-環己烷二甲醇的二醇。尤其優選的是，可以通過少量其它單體進行改性的聚對苯二甲酸乙酯。其它合適的聚酯包括通過包括適量共酸組份如二苯乙烯二甲酸的液晶共聚多酯。所述液晶共聚多酯的例子披露于US4,420,607,4,459,402和4,468,510中。
有用的聚酰胺包括尼龍6，尼龍66，及其混合物。另外，聚酰胺的共聚物也是合適的連續相聚合物。有用聚碳酸酯的例子是雙酚-A聚碳酸酯。適用作復合片材連續相聚合物的纖維素酯包括硝酸纖維素，三醋酸纖維素，二醋酸纖維素，醋酸丙酸纖維素，醋酸丁酸纖維素，及其混合物或共聚物。有用的聚乙烯基樹脂包括聚氯乙烯，聚(乙烯基縮醛)，及其混合物。另外，也可以使用乙烯基樹脂的共聚物。
可利用相同聚合物材料的層制備層壓基底背側上雙軸取向片材，或者可利用不同的聚合物成份的層進行制備。就相容性而言，可使用輔助層來促進多層的粘結作用。
可以將附加物添加至雙軸取向背側片材上，以改善這些片材的白度。這將包括現有技術中已知的任何方法，包括添加白色顏料，如二氧化鈦，硫酸鋇，粘土，或碳酸鈣。另外，優選的是，添加吸收紫外區能量并且在藍光區大量發光的熒光劑。將在紫外區吸收能量并且在藍光區大量發光的材料添加至背側片材中，將掩蓋紙張如隨時間和溫度老化的紙張返黃。對于本發明底面片材而言，光學增亮劑的優選位置是鄰接暴露的皮層處。這使得皮層起光學增亮劑遷移阻擋層的作用。
可以通過生產取向片材的現有技術中已知的任何方法對這些雙軸取向的片材進行共擠出，驟冷，取向，和熱定型，所述方法如平片法，膜泡法或管膜法。平片法包括通過縫模頭擠出或共擠出共混物，并且在驟冷鼓上迅速地使擠出或共擠出的膜驟冷，以致使片材的聚合物組份被驟冷至其固化溫度以下。然后，通過在聚合物玻璃化轉變溫度以上的溫度，在相互垂直的方向上的拉伸而使驟冷片材雙軸取向。可以在一個方向對片材進行拉伸，然后在第二方向進行拉伸，或者可以同時在兩個方向上進行拉伸。在片材拉伸之后，通過加熱至足以使聚合物結晶的溫度，同時一定程度地限制片材在兩個拉伸方向上的收縮，而使片材熱定型。
在層壓基底背側上的、優選具有至少一層的雙軸取向片材另外還可以備有起改變雙軸取向片材性能的另外的層。通過另外的層可以取得不同的作用。所述的層可以包含使片材產生獨特性能的著色劑、美學材料，或滑爽劑。可以利用能提供改善的粘結力，或照應載體和照相元件的表面來形成雙軸取向的片材。如果希望的話，可以利用10層來進行雙軸取向擠出，從而實現某些特別希望的性能。
在共擠出和取向處理之后，或在鑄塑和完全取向之間，可以利用任何數量的涂層對這些復合片材進行涂布或處理，所述涂層可以用來改善片材的性能包括適印性，提供一蒸汽阻擋層，使片材變得熱可密封，或者改善與載體或與光敏層的粘結作用。涂層的例子有用于改善適印性的丙烯酸涂料，用于改善熱密封性的涂布的聚偏二氯乙烯。另外的例子包括火焰、等離子體或電暈放電處理，以便改善適印性或粘結作用。
其中實心芯層粘結至載體基底上的本發明優選的雙軸取向底面片材的結構如下聚乙烯和乙烯、丙烯和丁烯的三元共聚物(皮層)聚丙烯(實芯層)對于光敏鹵化銀層的層壓載體而言，層合微空隙復合片材和雙軸取向片材的載體可以是聚合、合成的紙，布，紡織聚合物纖維，或纖維素纖維紙載體，或其層合物。另外，底基也可以是微空隙的聚對苯二甲酸乙酯，如US4,912,333；4,994,312；以及5,055,371中所披露的。
當與聚合物基底相比時纖維素紙的成本低并且紙張的物理性能在照相處理設備設計說明書的范圍內，因此，優選的載體是照相級纖維素纖維紙。當從背側進行觀察時，傳統照相級紙張包含給紙張提供淺藍色調的光學增亮劑。這種淺藍色調將蓋住紙張過時不希望的返黃。當將光學增亮劑添加至頂面和底面片材中時，優選的是，纖維素原紙基本不含光學增亮劑，這是因為光學增亮劑可聚集，并因此在層壓至原紙上的雙軸取向片材中是更為有效的。
當使用纖維素纖維紙載體時，優選的是，利用聚烯烴樹脂，將微空隙復合片材擠出復合至原紙上。擠出復合是這樣進行的通過在本發明的雙軸取向片材和原紙之間利用熔融擠出粘合劑使它們粘合在一起，然后在如兩輥之間的壓區中對它們進行壓縮。粘合劑可以在它們被送入壓區之前施加至雙軸取向片材上或者施加至原紙上。在優選的方式中，與雙軸取向片材和原紙同時地將粘合劑加至壓區中。粘合劑可以是對照相元件沒有有害作用的任何合適的材料。優選的材料是在置于原紙和雙軸取向片材間壓區中時將熔融的聚乙烯。
通過對本發明雙軸取向片材進行可控的加熱和隨后的冷卻，可控制成像元件的卷曲。當與現有技術的流延聚乙烯層相比，由于本發明的雙軸取向片材強度高，因此，如果在層壓之前對它們進行加熱的話，它們將膨脹。在隨后的冷卻時，雙軸取向片材將對平衡濕度敏感明膠成像層的成像元件施加應力。
圖1示出了用于薄膜的、有張力和溫度調節的優選的薄膜層壓體系，以便控制照相元件的卷曲。從寬輥10上解卷待層壓的高強度雙軸取向聚合物片材。通過張力傳感控制裝置12進行張力控制，并返回至解卷電機(輥10未示出)。將預熱液輸送至輥16，18和26。將這些輥設計成在從縫型模頭20施加熔融擠出粘合劑時，對雙軸取向片材提供適當的溫度控制。輥16和18可被能控制薄膜溫度的其它方法替代，如強制空氣或紅外加熱。如果對熱轉印的設計很充分的話，可以通過輥26對整個溫度進行控制，而無需使用輥16和18。將控制好溫度的雙軸取向片材14層壓至基底22上。輥24將壓力施加至均勻連接的雙軸取向片材、從縫型模頭20施加的粘合劑、以及基底材料22上。在輥26上接觸時，粘合劑將固化，然后，層壓的基底28離開該層壓過程。
在層壓之前，優選通過加熱輥對雙軸取向片材加熱的方法。加熱輥能以連續的方法使移動料片進行足夠的熱傳遞。在層壓之后使料片冷卻的優選方法是冷卻輥。冷卻輥能以連續的方法使料片進行足夠的冷卻。
對底面片材加熱的優選溫度在環境溫度和低于玻璃化轉變溫度之間。在層壓之前，底面片材低于環境溫度的溫度將使片材收縮，當層壓載體返回至環境溫度時，將產生卷邊和皺折。頂面片材優選的溫度在環境溫度或環境溫度以下。在環境溫度下，更厚的頂面片材可以平衡層壓之前已加熱的更薄的底面片材。在低于環境溫度的溫度，頂面片材將發生收縮，并與底面片材協同地工作。在高于玻璃化轉變溫度的溫度下，聚合物將流動并將使應力降低。將該聚合物片材加熱至基底聚合物的玻璃化轉變溫度，將消除用于控制卷曲的熱誘導的應力。對于本發明的聚烯烴片材如聚烯烴片材而言，優選在32和100℃之間進行加熱。就聚烯烴而言，低于30℃的溫度將不能進行充分的熱膨脹。高于120℃的溫度，聚烯烴將接近玻璃化轉變溫度。
圖2是通過在基底材料的兩側進行加熱和冷卻而增加卷曲控制作用的優選方法和裝置29的圖解說明。從寬輥30提供芯材料31。雙軸取向片材24從冷卻輥36上退出。利用從縫型模頭32中的熔融擠出粘合劑，將基底材料31和雙軸取向片材34層壓在一起。使料片輸送通過壓輥40和驟冷輥38所形成的壓區。利用輸送輥44和46使一側層壓的載體42退出第一層壓過程，并輸送至第二層壓過程。然后，使一側層壓的料片42進入第二層壓過程，并通過縫型模頭62中的熔融擠出粘合劑，在壓輥54和驟冷輥52形成的壓區中，將通過輥50加熱的雙軸取向片材48層壓至料片42上。通過引離輥56從輥52上引離層壓的成像載體60，并退出該層壓過程。將層壓載體卷在輥59上。在該層壓過程中，由于在環境溫度下冷片材膨脹而加熱的片材收縮，因此，該成像載體將朝加熱側卷曲。
在此使用的術語“成像元件”指的是在形成圖像時利用非照相技術或非鹵化銀技術的材料。非照相成像方法包括熱染料轉印，噴墨，電子照相術，靜電印刷術，苯胺印刷術，或照相凹版輪轉印刷術。
本發明接受元件頂面上的熱染料圖像接受層可以包含例如聚碳酸酯，聚氨酯，聚酯，聚氯乙烯，共聚(苯乙烯-丙烯腈)，聚(辛內酯)，或其混合物。對于預定用途而言，染料圖像接受層可以以有效量存在。通常，在約1-約10g/m2的濃度時將得到良好的結果。如US4,775,657(Harrison等人)所述，另外還可以在染料接受層上涂布一罩面層。
借助本發明的染料接受元件而使用的染料給體元件通常包含在其上有一含染料層的載體。任何染料均可用于本發明中采用的染料給體中，前提條件是，通過熱的作用，它能轉印至染料接受層上。利用可升華的染料將得到特別好的結果。可用于本發明的染料給體描述于例如US4,916,112；4,927,803；和5,023,228中。
如上所述，染料給體元件用來形成染料轉印圖像。所述的過程包含成影像的加熱染料給體元件，和將染料圖像轉印至如上所述的染料接受元件上，從而形成染料轉印圖像。
在熱染料轉印印刷方法優選的實施方案中，采用包含聚(對苯二甲酸乙酯)載體的染料給體元件，所述載體順序涂布有青色、品紅和黃色染料的重復區域，并且染料轉印步驟就每處顏色來說是順序進行的，以便得到三色染料轉印圖像。當然，當該方法只是就單色進行時，將得到一單色染料轉印圖像。
能用來將染料從本發明的染料給體轉印至接受元件上的熱打印頭可從市場上得到。其中可使用的例如有Fujitsu Thermal Head(FTP-040 MCS001)，TDK Thermal Head F415 HH7-1089，或RohmThermal Head KE2008-F3。另外，還可以使用用于熱染料轉印的其它已知的能量源，如描述于例如GB2,083,726A中的激光。
本發明的熱染料轉印裝置包含如上所述的(a)染料-給體元件和(b)染料接受元件，所述染料接受元件與染料給體元件處于疊加關系，因此，給體元件的染料層與接受元件的染料圖像接受層接觸。
當要得到三色圖像時，在通過熱打印頭進行加熱期間，三次形成上述的裝置。在第一染料轉印之后，將元件剝離。然后，將第二染料給體元件(或帶不同染料區域的給體元件的另一個區域)與染料接受元件對準并重復所述過程。以相同的方式得到第三種顏色。
電記錄方法和電攝影方法以及它們的各個步驟已詳細描述于許多書和出版物中。所述方法包括如下基本步驟產生靜電圖像，借助帶電的彩色顆粒(色調劑)使所述圖像顯影，可有可無地將所得到的顯影圖像轉印至第二基材上，以及將圖像固著至該基材上。在這些方法和基本步驟中有許多變更；用液體色調劑替代墨粉是這些變更中簡單的一種。
可通過各種方法來完成第一基本步驟即產生一靜電圖像。通過模擬或數字曝光，復印機的電攝影方法使用均勻帶電光導體成影像的光致放電。感光體可以是一次性使用體系，或可以是可再充電的和可再次成像的，這類似于基于硒或有機感光體的那些體系。
在電攝影方法的一種形式中，通過模擬或數字曝光，復印機使用均勻帶電感光體成影像的光致放電。感光體可以是一次性使用體系，或可以是可再充電的和可再次成像的，這類似于基于硒或有機感光體的那些體系。
在電攝影方法的一種形式中，光敏元件被永久地成像，從而形成不同導電性的區域。均勻的靜電充電，然后是成圖像元件的不同的放電，將產生一靜電圖像。由于這些元件在一次成像曝光之后能重復地進行充電和顯影，因此它們被稱之為電記錄感光板或間接靜電印刷感光板。
在另一電記錄方法中，離子記錄地產生靜電圖像。在介電(電荷保持)介質上，即紙或薄膜上產生潛像。根據在所述介質寬度上有一定間隔的一排觸針，將電壓施加至選擇的金屬觸針或寫頭上，這將使得所選的觸針和介質之間的空氣絕緣擊穿。離子將產生，所產生的離子在介質上形成潛像。
然而，所產生的靜電圖像需要用相反電荷的色調劑顆粒進行顯影。就利用液體色調劑進行顯影而言，該液體顯影劑將直接與靜電圖像接觸。通常使用流動的液體，以便保證足夠的色調顆粒可以進行顯影。由靜電圖像產生的電場使得帶電顆粒懸浮于非導電的液體中，從而通過電泳進行移動。于是靜電潛像的電荷被相反電荷的顆粒中和。
如果使用可再次成像的感光體或電記錄感光板，那么，將著色的圖像轉印至紙(或其它基材)上。對紙張進行靜電充電，其中所選的極性使得色調劑顆粒轉印至紙張上。最后，使著色的圖像固著至紙張上。對于自固著色調劑而言，通過通風干燥或加熱，從紙張中除去殘余的液體。在溶劑蒸發時，這些色調劑形成粘結至紙張上的一薄膜層。對于熱可熔色調劑，將熱塑性聚合物用作顆粒部分。加熱不僅除去了殘余的液體，而且使色調劑固著至紙張上。
用于噴墨成像的染料接受層(DRL)，可以通過任何已知的方法進行施加，如溶劑涂布技術或熔融擠出涂布技術。將DRL涂布在粘結層(TL)上，其厚度從0.1-10微米，優選從0.5-5微米。有許多可以用作染料接受層的已知的配方。主要的要求是DRL與將成圖像的油墨相容，以便得到希望的色域和顏色濃度。當墨滴通過DRL時，染料被留在DRL中或在DRL中進行媒染，而油墨溶劑將自由地通過DRL，并迅速地被TL吸收。另外，優選借助水來涂布DRL配方，它將顯示出對TL足夠的粘結力，并能容易地控制表面光澤。
例如，Misuda等人在US4,879,166；5,264,275；5,104,730；4,879,166和JP1,095,091；2,276,671；2,276,670；4,267,180；5,024,335；和5,016,517中披露了包含假勃姆石(bohemite)和某些水溶性樹脂混合物的水基DRL配方。Light在US4,903,040；4,930,041；5,084,338；5,126,194；5,126,195；5,139,8667；和5,147,717中披露了包含乙烯基吡咯烷酮聚合物和某些水可分散的和/或水溶性的聚酯，以及其它的聚合物和附加物的混合物的水基DRL配方。Butters等人在US4,857,386和5,102,717中披露了包含乙烯基吡咯烷酮聚合物和丙烯酸或甲基丙烯酸聚合物混合物的吸收油墨的樹脂層。Sato等人在US5,194,317中，Higuma等人在US5,059,983中，披露了基于聚乙烯醇的含水的可涂布的DRL配方。Iqbal在US5,208,092中披露了包含隨后將進行交聯的乙烯基共聚物的水基油墨接受層(IRL)配方。除這些例子以外，還有其它已知的或預期的DRL配方，這些配方符合DRL的上述第一和第二要求，所有這些均落入本發明的精神和范圍之內。
優選的DRL是0.1-10微米的DRL，所述的DRL是用5份鋁氧烷和5份聚乙烯吡咯烷酮的水分散體涂布過的。另外，為了控制光澤，摩擦，和/或抗指印性，DRL還可以包含各種用量和大小的消光劑；增加表面均勻性且調節干燥涂層的表面張力的表面活性劑；媒染劑；抗氧劑；UV吸收化合物，光穩定劑，等等。
盡管如上所述的油墨接受元件能成功地用來實現本發明的目的，但是，為了增加成像元件的耐久性，優選對DRL進行罩面。所述的罩面層可以在元件成像之前或成像之后施加。例如，可通過油墨自由通過的油墨可滲透層對DRL進行罩面處理。所述的這種層描述于US4,686,118；5,027,131；和5,102,717中；以及EP0524 626中。另外，可以在元件成像之后施加罩面層。為此可以使用任何已知的層壓薄膜和設備。在上述成像過程中使用的油墨是熟知的，并且油墨配方常與具體的方法即連續法、壓電法、或熱法有著密切的聯系。因此，取決于具體的油墨方法，油墨可以包含很大區別用量和組合的溶劑、著色劑、防腐劑、表面活性劑、濕潤劑等。優選與本發明圖像記錄元件組合使用的油墨是水基油墨，如目前出售的用于Hewlett-PackardDesk Writer 560C打印機的那些油墨。然而，打算使如上所述的圖像記錄元件的另外的實施方案落入本發明的范圍內；可以配制所述圖像記錄元件，供對于給定的油墨記錄方法或給定的市場賣主是特殊的油墨使用。
通常通過苯胺印刷或照相凹印完成印刷。苯胺印刷術是一種印板由橡膠或光聚合物制得的凸版印刷技術。通過將油墨從印板突起的表面轉印至本發明的載體上而完成印刷。凹版印刷法使用帶有成千上萬小池的印刷圓筒，其中所述的小池在印刷圓筒表面之下。當在壓印輥處使印刷圓筒與紙幅接觸時，油墨從小池轉印。
用于本發明的合適的油墨包括溶劑基油墨，水基油墨，以及照射固化的油墨。溶劑基油墨的例子包括硝化纖維素馬來酸(maleic)，硝化纖維素聚酰胺，硝化纖維素丙烯酸(acrylic)，硝化纖維素氨基甲酸乙酯，氯化的橡膠，乙烯基，丙烯酸類，醇溶性丙烯酸類，醋酸纖維素丙烯酸苯乙烯(cellulose acetate acrylic styrene)，以及其它合成聚合物。水基油墨的例子包括丙烯酸乳液，馬來樹脂分散體，苯乙烯馬來酸酐樹脂，以及其它合成聚合物。照射固化油墨的例子包括紫外和電子束固化油墨。
當利用苯胺印刷油墨或凹版印刷油墨對本發明的載體進行印刷時，為使載體能進行有效的印刷，需要一油墨粘結涂層。可以用現有技術中任何已知的材料對雙軸取向片材的頂層進行涂布，以改善油墨對本發明雙軸取向片材的粘結力。例子包括丙烯酸涂層和聚乙烯醇涂層。另外，也可以對本發明的雙軸取向片材進行表面處理，以改善油墨的粘結力。其例子包括電暈處理和火焰處理。
在本發明中使用的術語“照相元件”指的是在形成圖像時使用光敏鹵化銀的材料。本發明的照相元件可以是黑白的單色元件，或多色元件。多色元件包含對光譜的三原色區域的每一個區域均敏感的形成圖像染料的單元。每個單元可包含對給定光譜區域敏感的單乳液層或多重乳液層。包括形成圖像單元的層在內的元件的各層可以現有技術中已知的各種順序進行排列。在另一排列方式中，可以將對光譜的三原色區域的每一個區域均敏感的乳液排列成單一的分段層(segmentde layer)。
通常，通過現有技術中常規的方法，借助在膠體基體中使鹵化銀結晶進行沉淀而制得用于本發明的照相乳液。所述膠體典型地是親水性薄膜形成劑，如明膠，海藻酸，或其衍生物。
對沉淀步驟中形成的結晶進行洗滌，然后通過添加光敏染料和化學增感劑而進行化學增感和光譜增感，接著，進行加熱步驟，在該加熱步驟間，乳液的溫度通常從40℃升至70℃，并在所述溫度下保溫一段時間。在制備用于本發明的乳液時所使用的沉淀方法及光譜和化學增感方法可以是現有技術中已知的方法。
乳液的化學增感通常采用增感劑，如含硫化合物，例如，異硫氰酸烯丙酯，硫代硫酸鈉和烯丙基硫脲；還原劑，例如，聚胺和二價錫鹽；貴金屬化合物，例如，金，鉑；以及聚合劑，例如，聚烯化氧。如上所述，采用加熱處理來完成化學增感。光譜增感是利用染料混合物進行的，所述染料混合物其波長范圍設計在可見光或紅外光光譜內。已知的是，可以在加熱處理之前和加熱之后添加所述的染料。
在光譜增感之后，將乳液涂布至載體上。各種涂布技術包括浸涂，氣刀涂布，幕簾式涂布和擠出涂裝。
用于本發明的鹵化銀乳液可以包含任何的鹵化物分布。因此，它們可以包含氯化銀，溴化銀，溴氯化銀，氯溴化銀，碘氯化銀，碘溴化銀，溴碘氯化銀，氯碘溴化銀，碘溴氯化銀，和碘氯溴化銀乳液。然而，優選的是，所述乳液主要是氯化銀乳液。主要為氯化銀意指乳液顆粒多于約50％摩爾的氯化銀。優選的是，氯化銀含量大于約90％摩爾；最佳的是大于約95％摩爾的氯化銀。
鹵化銀乳液可包含任何大小和形態的顆粒。因此，所述顆粒可以是立方體，八面體，立方-八面體，或任何其它天然存在的立方晶格型鹵化銀顆粒的形態。此外，所述顆粒還可以是不規則的，如球形顆粒或管狀顆粒。優選具有管形或立方形態的顆粒。
本發明的照相元件可以使用這樣的乳液，所述乳液描述于照相過程的理論，第四版，T.H.James，Macmillan Publishing Company，Inc.，1977，第151-152頁中。業已知道，還原增感作用將改善鹵化銀乳液的照相靈敏度。盡管還原增感的鹵化銀乳液通常顯示出良好的照相速度，但它們常常將遭受不希望的灰霧和差的儲存穩定性。
可通過添加還原增感劑，銀離子還原成金屬銀原子的化學劑，或者通過提供還原環境如高pH(過量氫氧化物離子)和/或低pAg(過量銀離子)，而有意地進行還原增感作用。在鹵化銀乳液沉淀期間，當例如硝酸銀或堿性溶液迅速添加時或者混合不好而形成乳液顆粒時，將發生無意的還原增感。另外，在熟化劑(顆粒生長改性劑)如硫醚，硒醚，硫脲，或氨存在下，鹵化銀乳液的沉淀往往會促進還原增感作用。
在沉淀或光譜/化學增感作用以還原增感乳液期間，可以使用的還原增感劑和環境的例子包括在US2,487,850；2,512,925；和GB789,823中描述的抗壞血酸衍生物；錫化合物；聚胺化合物；和二氧化硫脲基化合物。S.Collier在照相科學工程，23，113(1979)中討論了還原增感劑或條件的具體例子，如二甲氨基硼烷，二氯化錫，肼，高pH(pH8-11)和低pAg(pAg1-7)熟化。在EP0348 934 A1(Yamashita)，EP0 369 491(Yamashita)，EP0371 388(Ohashi)，EP0396 424 A1(Takada)，EP0404 142 A1(Yamada)，和EP 0435 355A1(Makino)中描述了有意地制備還原增感鹵化銀乳液方法的例子。
本發明的照相元件可以使用摻有第VIII族金屬如銥，銠，鋨，和鐵的乳液，所述金屬描述于Research Disclosure(1994.9，第36544款，第I部分，由Kenneth Mason Publications，Ltd.出版(Dudley，Annex，12a North Street，Emsworth，Hampshire PO10 7DQ，ENGLAND))中。另外，銥在鹵化銀乳液增感作用方面的用途概述于Carroll的“銥增感作用文獻回顧(literature review)”，照相科學工程，第24卷，第6號，1980中。在US4,693,965中描述了在銥鹽和照相光譜增感染料存在下，通過使乳液化學增感而制備鹵化銀乳液的方法。在某些場合，當摻入所述的摻雜劑時，當在用British Journal ofPhotography Annual，1982，第201-203頁中所述的彩色反轉E-6法(color reversal E-6 process)進行處理時，乳液將顯示出增加的新灰霧和降低的對比增感曲線。
本發明的典型的多色照相元件包含本發明的層合載體，所述載體含有青色染料成像單元，品紅染料成像單元，和黃色染料成像單元；其中所述的青色染料成像單元含有至少一種對紅色敏感的鹵化銀乳液層，該層帶有與其締合的至少一種形成青色染料的偶聯劑；其中所述的品紅成像單元含有至少一種對綠色敏感的鹵化銀乳液層，該層帶有與其締合的至少一種形成品紅染料的偶聯劑；其中所述的黃色染料成像單元含有至少一種對藍色敏感的鹵化銀乳液層，該層帶有與其締合的至少一種形成黃色染料的偶聯劑。所述元件可以含有另外的層，如過濾層，中間層，復蓋層，底層等。另外，本發明的載體可以用作和黑白照相印刷元件。
另外，照相元件還可以包含透明的磁性記錄層，如在透明載體底層上的包含磁性顆粒的層，如US4,279,945和4,302,523中所述。本發明的元件，其總厚度(除去載體)通常約5-30微米。
本發明可以采用Research Disclosure(40145，1997.9)中披露的材料。本發明特別適于采用XVI和XVII部分彩色紙例子的材料。第II部分的偶聯劑也是特別合適的。第II部分的品紅I偶聯劑，特別是下列的M-7，M-10，M-11，和M-18是特別希望的。
為了成功地輸送本發明的顯示材料，希望減少在紙幅輸送通過制備和圖像處理時所產生的靜電。由于本發明的光敏成像層會通過靜電放電所產生的光而出現灰霧，因此，必須減少靜電來避免不希望的靜電灰霧；其中所述的靜電放電是紙幅移動通過輸送設備如輥和驅動壓區時所積累的。本發明的聚合物材料當在輸送期間與接觸機器部件接觸時，有著明顯的積累靜電電荷的趨勢。因此，在本發明的紙幅材料上使用抗靜電材料來減少積累的電荷是所希望的。可以將抗靜電材料涂布至本發明的紙幅材料上，并且可以包含在照相紙輸送期間能涂布至照相紙幅材料上以減少靜電的現有技術中任何已知的材料。抗靜電涂料的例子包括導電鹽和膠體二氧化硅。本發明載體材料希望的抗靜電性能也可以通過作為聚合物層整體部分的抗靜電添加劑來完成。摻入能遷移至聚合物表面以改善導電性的添加劑包括脂肪季銨化合物，脂肪胺，和磷酸酯。其它類的抗靜電添加劑是降低紙幅材料摩擦系數的吸濕性化合物，如聚乙二醇和疏水滑爽添加劑。優選的是，將抗靜電涂層施加至圖像層反面或摻入背側聚合物層中。加至背側是優選的，這是因為在制備和光學處理時在輸送期間，紙幅的主要接觸是在背側。抗靜電涂層優選的表面電阻率在50％RH時小于1013歐姆/平方。業已發現，在50％RH時抗靜電涂層小于1013歐姆/平方的表面電阻率將有效地減少在制備時和在圖像層光學處理期間的靜電灰霧。
在下表中，列出了下列參考文獻(1)Research Disclosure，1978.12，第17643款，(2)Research Disclosure，1989.12，第308119款，(3)Research Disclosure，1996.9，第38957款，所有這些均由Kenneth Mason Publications，Ltd.出版(Dudley，Annex，12aNorth Street，Emsworth，Hampshire PO10 7DQ，ENGLAND)。須閱讀該表及表中引證的參考文獻，這是因為它們是特別適用于本發明的組分。該表及其引證的參考文獻也描述了對本發明元件合適的制備方法，曝光方法，處理方法以及控制方法，以及包含在其中的圖像。<
>照相元件能利用各種形式的能量進行曝光，所述能量包括電磁光譜的紫外光區，可見光區，和紅外光區；或者能利用如通過激光產生的電子束，β-照射，γ-照射，X-射線，α-粒子，中子照射，以及呈散粒狀(無規相)或呈相干(同相)形式的其它形式的微粒或波狀照射能進行曝光。當打算用X-射線對照相元件進行曝光時，這些照相元件可包括在常規射線照相的元件所發現的特征。
優選的是，使照相元件暴露至通過在可見光區內的光化照射中，形成一潛像，然后，進行處理以形成可見圖像，所述的處理優選不是熱處理。優選的是，利用已知的RA-4TM(Eastman Kodak Company)法或其它適合于高氯化物含量乳液的處理體系進行處理。
下面的實施例將對本發明進行說明。這些實施例并不意味著窮舉了本發明所有可能的變更。除非另有說明，份數和百分數均以重量計。
實施例1在本實施例中，通過將頂面和底面雙軸取向聚烯烴片材層壓至纖維素紙上而制得成像載體材料。本實施例的試樣1(對比例)使用標準的擠出層壓法條件，而沒有在利用熔融擠出聚乙烯將雙軸取向片材層壓至紙基上時對片材進行加熱和冷卻。本發明的試樣2(發明)，在恰好熔融擠出層壓之前，使用加熱輥使底面雙軸取向聚合物片材進行熱膨脹。該例將表明對底面雙軸取向片材的熱膨脹將大大地改善成像載體的卷曲性。
通過將頂面和底面雙軸取向片材擠出層合至照相級纖維素紙基的兩側上而制得下列的層壓照相基底。
纖維素紙基通過雙盤磨，然后通過Jordan圓錐精漿機將紙漿配料精制至200cc的加拿大標準游離度而生產照相紙載體；其中所述的紙漿配料由50％漂白闊葉木硫酸鹽漿，25％漂白闊葉木亞硫酸鹽漿，和25％漂白針葉木亞硫酸鹽漿組成。向所得到的紙漿配料中添加以干重計，0.2％烷基烯酮二聚體，1.0％陽離子玉米淀粉，0.5％聚酰胺-表氯醇，0.26％陰離子聚丙烯酰胺，和5.0％二氧化鈦。在長網紙機上制備約227g/m2絕干重量(46.5磅/1000英尺2(ksf))的原紙，濕壓至42％的固含量，然后利用蒸汽加熱的烘缸干燥至10％的水濕度，其中原紙的Sheffield多孔性為160Sheffield單位，表現密度為0.70克/厘米3。然后，利用含有10％羥乙基化玉米淀粉液的垂直施膠壓榨，對原紙進行表面施膠，從而取得3.3重量％淀粉的負載量。然后將表面施膠的載體壓光至1.04g/cc的表現密度。原紙的厚度為0.142mm，MD模量為6205MPa，MD/CD模量比為1.89。
頂面雙軸取向片材一種復合片材(0.0356mm厚，d＝0.70g/cc)，由微空隙且取向的聚丙烯芯組成。該復合片材由五層構成，它們分別是L1，L2，L3，L4，和L5。L1是頂面片材上的薄的著色層。L2是光學增亮劑和二氧化鈦添加至其中的層。所使用的光學增亮劑是由Ciba-Geigy制造的Hostalux KS。所使用的金紅石型二氧化鈦是DuPont R104(粒徑為0.22微米的二氧化鈦)。L3是聚丙烯的微空隙芯。L4和L5為實心聚丙烯。CD(橫向)模量為2758MPa，并且CD/MD(縱向)模量比為1.85。
底面雙軸取向片材層壓至照相基底A和B背側上的底面雙軸取向片材是一側消光整飾、一側處理過的雙軸取向聚丙烯片材(25.6微米厚)(d＝0.90g/cc)，該片材由實心的取向的聚丙烯層，和聚乙烯與包含乙烯，丙烯，和丁烯的三元共聚物的嵌段共聚物的皮層組成。所述皮層在底面，并將聚丙烯層層壓至紙張上。該底面片材的厚度為0.0178毫米，其MD模量為4000MPa，CD/MD模量比為1.85。
使用熔融擠出的粘合劑粘結層，將各層片材粘結至原紙上，各層的厚度為0.0114mm。與片材或原紙相比，粘結層沒有高的模量，但是，當設計包裝時，由于相對于原紙而言取向聚丙烯片材的位置可改變總的挺度，因此必須考慮所述的位置。所使用的粘合劑是擠出級低密度聚乙烯(d＝0.92g/cm3)。
試樣1(對比例)，如圖3所示，用標準的層壓構形施加頂面和底面片材，但不對頂面和底面片材進行加熱或冷卻。
試樣2(發明)利用表1列出的處理設置使用圖3中列出的薄膜加熱體系。從寬輥70解卷底面雙軸取向片材72。使該雙軸取向片材輸送通過張力控制裝置74。通過輸送輥76和78輸送底面雙軸取向片材72。利用縫型模頭85中的熔融擠出的聚乙烯，將底面雙軸取向片材72層壓至纖維素紙基80上。層壓在加熱輥84和壓輥85形成的壓區中進行。通過引離輥86從加熱輥84上引離一側層壓的纖維素紙88，并退出該層壓過程。圖3中的層壓過程在層壓之前將使底面雙軸取向片材進行熱膨脹。與試樣1(對比例)的唯一變化是對底面片材的預熱。
表1試驗器件說明 值 單位底面片材溫度起始值 24 ℃底面片材熱膨脹系數 1.1E-04mm/mm℃圖3中的水溫，輥(84) 57.2 ℃圖3中冷卻輥直徑，輥(84) 610mm圖3中的包角，器件(83)45 度線速度 130米/分在圖3中薄膜的張力，器件(74) 0.088 牛頓/毫米傳熱系數，頂面片材對轉筒 5.258E+4 焦耳/分鐘平方米2℃圖3中加熱輥上的停留時間，輥(84) 0.110 秒在頂面片材層壓之后，就載體的卷曲對試樣1和試樣2進行測量。卷曲值是呈拋物線變形試驗撓曲量的量度。將直徑8.5厘米的復合材料的圓形試樣在測試濕度下儲存21天。所需的時間取決于施加至濕氣敏感紙基上層壓材料的蒸汽阻擋性能，并且，如果需要的話，應通過測量在測試濕度下試樣重量平衡所需的時間來進行調節。卷曲讀數以ANSI卷曲單位表示，具體地說，該單位等于100除以單位為英寸的曲率半徑。曲率半徑通過用肉眼將沿卷曲軸觀察的卷曲形狀與背景中的標準曲線進行對照而確定。卷曲可以是正的或負的，對于照相產品而言，通常的習慣是正方向是朝光敏層方向進行卷曲。恰好在層壓之前，將十個試樣的平均卷曲值以及底面片材的溫度列于表2中。
表2試樣1 試樣2在連接處底面薄膜的溫度22℃ 56.5℃在環境溫度的卷曲測量值+15-2該實施例的目的是通過將高度正卷曲改變成基本平坦而改善層壓成像載體的卷曲。當頂面片材相當厚時，卷曲在試樣1中將是不平衡的，并且當在環境溫度對所有層進行組裝時，這將是不平衡的設計。在610毫米的加熱輥(57℃)上，本發明使用0.111秒的停留時間，并且能在組裝時使底面雙軸取向聚合物片材膨脹，以便當試樣達到環境溫度時提供足夠的收縮，從而使卷曲趨于零。本發明有很大的商業價值，其中層壓載體的卷曲能在層壓過程中得以控制。這將使各種成像層設計成能改變載體的卷曲，以致使圖像的最終卷曲接近零。現有技術的熔融擠出聚乙烯成像載體需要對載體設計進行昂貴的改進，以便取得可接受的圖像卷曲。其中一個例子是施加至現有技術噴墨反射紙背側上的明膠涂層。所述明膠涂層的目的是平衡圖像的卷曲，并且，由于需要額外的材料和另外的涂布操作，因此是昂貴的。
通過參考某些優選的實施方案，已對本發明進行了詳細的描述。但應理解的是，在本發明的精神和范圍內，還能進行各種各樣的變更和改進。
權利要求
1.一種在將聚合物片材層壓至芯材料每側上時控制卷曲的方法，所述方法包括提供底面聚合物片材；使所述的底面片材與熱源接觸；提供所述芯材料；使所述芯材料與所述底面聚合物片材接觸，同時在所述底面片材和所述芯之間施加粘合劑，以形成層壓材料；提供頂面聚合物片材；使所述頂面片材與所述層壓材料接觸，同時在所述頂面片材和所述層壓材料之間施加粘合劑，以形成復合材料，其中各片材與芯的模量比大于1，所述復合材料具有所希望的卷曲。
2.權利要求1的方法，其中所述的熱源包括加熱輥。
3.權利要求1的方法，其中所述的頂面片材處于環境溫度。
4.權利要求1的方法，其中所述的芯包括紙。
5.權利要求1的方法，其中所述的頂面聚合物片材和底面聚合物片材包括雙軸取向聚烯烴片材。
6.權利要求1的方法，其中所述的頂面和底面片材的模量大于340MPa。
7.權利要求1方法，其中所述的頂面和底片材的膨脹系數大于0.00001毫米/毫米-℃。
8.權利要求1的方法，其中將所述的底面片材加熱至大于環境溫度的溫度和低于所述底面片材的玻璃化轉變溫度。
9.權利要求8的方法其中所述的底面片材包含雙軸取向聚烯烴片材，并且所述加熱溫度必須在32和100℃之間。
10.權利要求1的方法，其中，通過使所述片材與冷卻輥接觸而使所述的頂面片材冷卻至16和2℃之間。
11.權利要求4的紙芯，其中所述的紙芯，其橫向揚氏模量在1380和6900MPa之間，縱向揚氏模量在2760和1380MPa之間。
12.一種在將聚合物片材層壓至芯材料每側上時控制卷曲的方法，所述方法包括提供底面聚合物片材；提供所述芯材料；使所述芯材料與所述底面聚合物片材接觸，同時在所述底面片材和所述芯之間施加粘合劑，以形成層壓材料；提供頂面聚合物片材；使所述頂面片材與所述層壓材料接觸，同時在所述頂面片材和所述層壓材料之間施加粘合劑，以形成復合材料；其中各片材與芯的模量比大于1，所述復合材料具有所希望的卷曲。
13.權利要求12的方法，其中所述的冷卻源包括冷卻輥。
14.權利要求13的方法，其中所述的底面片材處于環境溫度。
15.權利要求14的方法，其中所述的芯包括紙。
16.權利要求15的方法，其中所述的頂面聚合物片材和底面聚合物片材包括雙軸取向聚烯烴片材。
17.權利要求16的方法，其中所述的頂面和底面片材的模量大于340MPa。
18.權利要求16方法，其中所述的頂面和底片材的膨脹系數大于0.00001毫米/毫米-℃。
19.權利要求16的方法，其中將所述的底面片材加熱至大于環境溫度和低于所述底面片材的玻璃化轉變溫度的溫度。
20.權利要求19的方法，其中所述的底面片材包含雙軸取向聚烯烴片材，并且所述加熱溫度必須在32和100℃之間。
21.權利要求12的方法，其中，通過使所述片材與冷卻輥接觸而使所述的頂面片材冷卻至16和2℃之間。
22.權利要求15的紙芯，其中所述的紙芯，其橫向揚氏模量在1380和6900MPa之間，縱向揚氏模量在2760和1380MPa之間。
全文摘要
一種在將聚合物片材層壓至芯材料兩側上時控制卷曲的方法,所述方法包括:提供底面聚合物片材;使所述的底面片材與熱源接觸;提供所述芯材料;使所述芯材料與所述底面聚合物片材接觸,同時在所述底面片材和所述芯之間施加粘合劑,以形成層壓材料;提供頂面聚合物片材;使所述頂面片材與所述層壓材料接觸,同時在所述頂面片材和所述層壓材料之間施加粘合劑,以形成復合材料,其中各片材與芯的模量比大于1,所述復合材料具有所希望的卷曲。
文檔編號G03C1/79GK1254861SQ99124360
公開日2000年5月31日 申請日期1999年11月22日 優先權日1998年11月20日
發明者R·P·布爾德萊斯, T·S·古拉, P·T·艾爾瓦德 申請人:伊斯曼柯達公司