KR20030097696A - 전도성 포움 코어 화상 부재 - Google Patents

전도성 포움 코어 화상 부재 Download PDF

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KR20030097696A KR10-2003-0039745A KR20030039745A KR20030097696A KR 20030097696 A KR20030097696 A KR 20030097696A KR 20030039745 A KR20030039745 A KR 20030039745A KR 20030097696 A KR20030097696 A KR 20030097696A
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돈튤라나라심하라오
선더라잔수레쉬
에일워드피터토마스
로빈슨켈리스티븐
케스트너멜빈마이클
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이스트맨 코닥 캄파니
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Abstract

본 발명은 화상 층; 및 폐쇄 셀 포움 코어 시이트 및 여기에 부착된 상위 및 하위 플랜지 시이트를 포함하는 베이스를 포함하되, 50 내지 250 밀리뉴톤의 강성도를 갖고 전도성인 화상 부재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

전도성 포움 코어 화상 부재{CONDUCTIVE FOAM CORE IMAGING MEMBER}
본 발명은 화상 매체에 관한 것이다. 바람직한 형태로는, 포토그래픽, 잉크 젯, 열적 및 일렉트로포토그래픽 매체용 지지체에 관한 것이다.
프린트 화상 지지체가 화상 용도로 소비자들에 의해 널리 허용되도록 하기 위해서는, 바람직한 평량, 캘리퍼, 강성, 연성, 광택, 백색도 및 불투명도에 대한 요건을 만족시켜야 한다. '화상 매체'에 대한 전형적인 범위를 벗어난 성질을 갖는 지지체는 소비자 허용도가 낮다.
기본적인 요건 이외에도, 화상 지지체는 또한 화상을 지지체상에 형성시키는 양식에 따라 다른 특정 요건을 갖춰야 한다. 예를 들면, 인화지의 형성시, 인화지는 액체 처리 화학약품에 의한 침투 오류(오류시, 화상 품질의 심한 손상을 수반하는 프린트 경계상의 얼룩이 존재한다)에 대해 내성이 있는 것이 바람직하다. '포토-품질(photo-quality)' 잉크젯 페이퍼의 형성시, 페이퍼는 잉크에 의해 쉽게 젖고 고농도 잉크의 흡수능력 및 신속 건조 능력을 나타내는 것이 요구된다. 만일 잉크가 신속하게 흡수되지 않는다면, 상기 요소는 후속적인 프린트에 대해 적체될때 서로 막히고(들러붙고) 얼룩을 묻히고 불균일한 프린트 밀도를 나타낸다. 열적 매체의 경우, 상기 지지체는, 도너로부터 염료의 이동을 최대화하기 위해 절연층을 함유할 것이 요구된다(절연층을 함유하면, 더욱 높은 칼라 포화가 이루어진다).
따라서 화상 매체가 동시에 여러가지 요건을 만족시키는 것이 중요하다. 해당 기술분야에서 복합적인 요건을 동시에 만족시키기 위해 통상 사용된 기술은 다층을 포함하는 복합 구조물의 사용을 통해서이다(이때, 각 층은 개별적으로 또는 상승적으로 구별되는 작용을 한다). 예를 들면, 통상적인 인화지는 셀룰로즈 페이퍼 베이스를 포함하고, 그 각 측면에 폴리올레핀 수지 층, 일반적으로 폴리에틸렌 수지층을 적용하면, 상기 수지층이 페이퍼에 방수성을 제공하고 또한 감광성 층이 형성될 유연한 표면을 제공하는 기능을 한다. 미국 특허 제 5,866,282 호에 개시된 또 다른 화상 소재에서는, 양축배향된 폴리올레핀 시이트를 셀룰로즈 페이퍼에 압출 적층하여 할로겐화은 화상층을 위한 지지체를 생성한다. 여기에 개시된 양축배향된 시이트는 공압출된 층과 함께 마이크로공극 층을 갖고, 상기 공압출된 층은 상기 마이크로공극 층의 상하에 TiO2와 같은 백색 안료를 함유한다. 상기 개시된 복합 화상 지지체 구조물은, 셀룰로즈 페이퍼상에 코팅된 캐스트 용융 압출된 폴리에틸렌 층을 사용하는 종래의 인화지 화상 지지체보다 더욱 내구성이고, 선명하고 밝은 것으로 밝혀졌다. 미국 특허 제 5,851,651 호에서, 무기 안료 및 음이온성 유기 결합제를 포함하는 다공성 코팅을 셀룰로즈 페이퍼에 블레이드 코팅하여 '포토-품질' 잉크 젯 페이퍼를 생성한다.
상기 모든 화상 지지체에서, 개별적인 층 모두를 제조하고 조립하는데 복합적인 작업이 요구된다. 예를 들면, 인화지는 일반적으로 제지 작업 후 폴리에틸렌 압출 코팅 작업을 필요로 하거나, 미국 특허 제 5,866,282 호에 개시된 바와 같이 제지 작업 후, 적층 작업(이를 위해 적층물이 또 다른 압출 캐스팅 작업에서 제조됨)을 수행한다. 단일 인-라인(in-line) 제조공정으로 제조될 수 있으면서 화상 베이스의 엄격한 특성 및 품질 요건을 만족시키는 화상 지지체가 필요하다.
전통적인 화상 베이스가 원료 페이퍼 베이스로 구성된다는 것이 당해 기술분야에 잘 공지되어 있다. 예를 들면, 현재 제조되는 일반적인 인화지에서, 인화지의 대략 75중량％가 원료 페이퍼 베이스를 포함한다. 원료 페이퍼 베이스가 일반적으로 고 모듈러스 및 저비용 물질이지만, 제지 공정에는 상당한 환경적 문제가 존재한다. 더욱 환경 친화적인 대안적인 원료 물질 및 제조방법이 필요하다. 또한, 환경적인 영향을 최소화하기 위해, 원료 페이퍼 베이스 함량을 감소시키면서 가능하게는 소비자에 의해 평가되는 화상 베이스 특성, 즉 화상 지지체의 강도, 강성 및 표면 특성을 손상시키지 않는 것이 중요하다.
마지막으로 중요한 것은, 인화지를 재생하기 위한 능력이다. 종래의 인화지는 폴리에틸렌과 원료 페이퍼 베이스의 복합체이기 때문에 재생될 수 없고, 따라서 중합체 회수 방법 또는 페이퍼 회수 방법을 사용하여 재생될 수 없다. 상당히 높은 함량의 중합체를 포함하는 인화지는 중합체 회수 방법을 사용하여 재생되고 있다.
현존의 복합 칼라 페이퍼 구조물은 일반적으로 제작, 마무리 및 처리 작업을통해 컬링된다. 이러한 컬은 일차적으로 제작 및 건조 작업 뿐만 아니라 저장 작업(코어-세트 컬)중의 상기 복합 구조물의 다양한 층에 생성되는 내부 응력에 기인한 것이다. 또한, 상기 복합 구조물의 상이한 층들은 습도에 대한 상이한 순응성을 나타내기 때문에, 화상 베이스의 컬은 그의 직접적인 환경의 습도의 작용에 따라 변화한다. 습도의 작용에 대한 컬 민감도를 최소로 하는, 또는 이상적으로 컬 민감도를 나타내지 않는 화상 지지체가 필요하다.
따라서, 화상 매체의 엄격하고 다양한 것은 소재 및 처리 기술의 어느 정도의 발달을 필요로 한다. 당해 기술분야에서 '중합체 포움'으로서 공지된 한가지 기술은 식품 및 음료 용기, 포장, 가구 및 가전에 이미 상당한 용도를 발견하였다. 중합체 포움은 또한 기포상 중합체, 발포성 플라스틱 또는 팽창 플라스틱으로 칭한다. 중합체 포움은 연속적인 고형 중합체 매트릭스 및 기체상을 포함하는 복합 상 시스템이다. 예를 들면, 미국 특허 제 4,832,775 호에는 폴리스티렌 포움 물질, 상기 폴리스티렌 포움 물질의 하나 이상의 주면에 적용된 배향 폴리프로필렌 필름 및 폴리프로필렌 필름을 상기 폴리스티렌 포움 물질의 상기 주면에 고정시키는 아크릴릭 접착제 성분을 포함하는 복합 포움/필름 구조물이 개시된다. 상기 복합 포움/필름 구조물은 종래의 열형성과 같은 방법에 의해 형성되어, 우수한 수준의 천공, 휨-균열, 그리스 및 내마모성, 수분차단성 및 탄성을 나타내는 많은 유형의 유용한 제품(예: 컵, 그릇 및 판 뿐만 아니라 판지, 및 용기)을 제공한다.
최근 고강성의 우수한 연성, 높은 불투명성 및 우수한 습도 컬 내성을 갖고, 폐쇄 셀 포움 코어 시이트 및 이에 부착된 상위 플랜지 시이트 및 하위 플랜지 시이트를 포함하는 우수한 화상 지지체가 돈툴라(Dontula)에 의해 2000년 11월 28일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제 09/723,518 호에 개시되었다. 이러한 화상 지지체는 단일 인-라인 작업을 사용하여 제조될 수 있고 효율적으로 재생될 수 있다. 그러나, 이러한 화상 지지체는, 종래의 수지-코팅된 페이퍼와 비교하여 제작, 감광화, 피니싱 및 포토피니싱중에 높은 정도의 정전하 발생 및 축적이 일어날 수 있다. 상기 문제는 수분 및 염 함량 때문에 원래 전도성인 페이퍼와는 달리 상기 포움계 화상 지지체는 소수성이고 매우 절연성이고 따라서 용이하게 정전기적으로 하전될 수 있다는 사실로부터 비롯된다. 이러한 정전기 빌드-업은 지지체의 고속 운반중 유전 물질과의 마찰 및 마찰전기 하전가능한 수송 수단(예: 롤) 때문에 일어난다. 전기적으로 하전된 지지체는 일반적인 코팅 자리에서 방염성 용매의 존재하에 화재 위험을 제기하는 스파크의 발생을 통해 정전기 방출을 생성할 수 있다.
종래의 포토그래픽 수지-코팅된 페이퍼 프린트는 페이퍼 코어에서의 전도성을 외부 대전방지층과 함께 사용하여 정전기를 조절한다. 이는 페이퍼 베이스 내부의 염 및 수분의 첨가 및 최외 배면층상의 저전도성층에 의해 달성된다. 이러한 정전기 조절 수단은 일반적으로 습도 의존적이고 저습도 조건에서 많은 문제를 겪을 수 있다. 이러한 문제점은 정전기 방출, 감광성 층의 정전기 마킹, 운반 및 기타 프린팅 장치에서 복합 시이트 공급중 프린트 잼을 일으킬 수 있는 정전기 클링을 포함한다. 또한 수지-코팅된 포토그래픽 프린트의 페이퍼 베이스에 염을 첨가하면 염이 처리 화학물질에 달라붙어서 일반적인 할로겐화은 화상 층에서 화학적 층의 처리를 간섭함으로써 문제점을 야기할 수 있다. 또한, 염을 첨가하면 페이퍼베이스의 처리 화학물질의 침투에 대항하도록 하는 능력과 간섭하고 프린트의 가장자리상에 얼룩을 생성할 수 있다. 모든 중합체 화상 요소에 있어서 전하를 수송하거나 유출시키는 내부 수단이 전혀 없고, 따라서 정전기 조절 및 전하 축적의 상이한 수단이 필요하다.
또한, 모든 합성 프린트 페이퍼의 요건은 감광성 필름 베이스 네가티브 작업 시스템 및 다른 페이퍼계 화상 시스템과 상이하다. 예를 들면, 할로겐화은 프린트 페이퍼에 대한 포토그래픽 속도는 필름 베이스 시스템보다 몇배 낮다. 상기 필름 할로겐화은의 감도는 더 느린 프린트 페이퍼 시스템보다 훨씬 높다. 반면, 프린트 페이퍼 제품은 일반적으로 상당한 고속으로 제조된다. 이는 포토그래픽 물질이 매우 고속으로 변화하는 조성의 롤을 가로질러 수송되기 때문에, 대전방지 및 전하 조절 시스템에 대한 성능 요건에 대한 추가의 독특한 요구를 만든다. 상기 롤 표면으로부터 웹이 분리됨에 따라, 잔사성 전하 축적이 증강되고 문턱값에 도달함에 따라 정전기 방출을 유발할 수 있다. 전통적인 페이퍼 제품에서, 전도성은 염 화합물에 의해 제공되지만 페이퍼가 가공됨에 따라 염의 일부는 외부 대전방지제에 달라붙고 따라서 전도성이 감소된다. 페이퍼 제품이 내부의 대전방지제를 갖기 때문에, 임의의 부가적인 정전기 또는 전하 조절 필요성이 페이퍼의 내부 전도성에 의해 제공된다. 모든 합성 프린트 페이퍼(대전방지성이 외부 대전방지제에 의해 제공됨)에서, 처리후 실질적으로 변하지 않는 정전기 및 전하 관리를 하는 것이 중요하다.
비-감광성 화상 부재에 있어서, 내부(요소의 코어 또는 베이스 구조물 안에)대전방지제 또는 전하 축적을 소산시키기 위한 수단이 없으면 롤에 모든 합성 프린트 페이퍼가 들러붙어 잼 및 기타 수송 문제 뿐만 아니라 시이트 몇 개가 함께 들러붙어서 페이퍼 잼을 유발할 수 있다. 몇몇 화상 시스템에서, 페이퍼를 가열하고 압축하고 열적 염료 승화시 염료 도너 시이트와 같은 다른 웹과 접촉된다. 이러한 방법은 시이트-시이트 분리 스티킹 문제를 유발하여 웹 및 특히 프린트 웹의 적절한 정전기 조절을 제공하는 것이 중요하다.
전하의 관리 및 조절은 매우 복잡하고 이러한 힘의 조절은 화상 요소 제조 및 가공 시스템 요건에 의존할 뿐 아니라 화상 요소 자체는 시스템 및 화상 요소의 전반적인 성능을 최적화하기 위해 동시에 디자인되어야 한다.
화상 지지체, 특히 포토그래픽 유화액을 함유하는 것에 있어서, 스파킹은 또 다른 문제점, 예를 들면 불규칙한 포그 패턴 또는 정전기 마크 및 화상 화질의 손상을 유발할 수 있다. 정전기 문제는 새로운 유화액 감도의 증가, 코팅 기계 속도에서의 증가 및 코팅후 건조 효율 증가에 의해 악화되었다. 코팅 과정중에 발생된 전하는 감기 및 풀기 작업중에, 코팅 기계를 통한 수송중에 및 슬릿팅 및 스풀링과 같은 피니싱 작업중에 축적될 수 있다.
미국 특허 제 5,244,728 호, 제 5,683,862 호, 제 5,955,190 호 및 제 6,171,769 호에 교시된 포토그래픽 페이퍼를 위한 대다수의 대전방지제는 통상적으로 "처리-생존적"이지 않은데, 즉 습윤 화학 처리 후 전도성을 상실하는 것을 의미한다. 상기 페이퍼 코어가 전하 소실을 위한 전도성 수단을 제공하기 때문에, 이는 임의의 후속적인 용도를 위한 통상적인 포토그래픽 페이퍼에 대해 허용가능하다. 그러나, 포움 코어를 포함하는 화상 지지체에 대해, 처리-생존적이지 않은 이러한 대전방지제는 저습도 분위기에서 프린트 스티킹 및 오염물 흡입과 관련된 어려움을 유발할 수 있다.
따라서, 화상 지지체의 정전기적 특성을 조심스럽게 조절하는 것은 특히 높은 절연 포움 코어를 포함하는 것에 대해 결정적인 문제이다. 또한, 이들 포움계 화상 지지체의 정전기 조절을 위해 채택된 전도성 수단은 더스팅 또는 트랙-오프(track-off), 백마크(backmark) 보유력 및 스플라이스성(spliceablility)없이 수송을 포함하는, 통상적인 칼라 페이퍼 제품의 모든 요건을 만족시켜야 한다.
단일의 인-라인 조작으로 제조될 수 있고 화상 베이스의 모든 요건을 만족시키는 복합 물질이 필요하다.
사용되는 원료 페이퍼 베이스의 양을 감소시키는 화상 베이스가 또한 필요하다.
효과적으로 재생될 수 있는 화상 베이스가 또한 필요하다.
주변 습도의 작용에 따라 컬링되는 경향에 내성이 있는 화상 베이스가 또한 필요하다.
성공적인 제작, 감광화, 피니싱, 포토피니싱 및 이러한 베이스의 최종 용도를 위한 정전기 조절의 필요성이 있다.
본 발명의 목적은 종래의 화상 베이스의 단점을 극복하는 복합 화상 물질을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 습도 컬링에 내성인 복합 화상 물질을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 단일 조작의 인-라인으로 제조할 수 있는 화상 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 재생될 수 있는 화상 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 화상 베이스의 우수한 정전기적 성능을 달성하기 위해 전기적으로 전도성인 수단을 갖는 화상 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적 및 또 다른 목적은 하나 이상의 화상 층, 폐쇄 셀 포움 코어 시이트 및 여기에 부착된 상위 및 하위 플랜지 시이트를 포함하는 베이스를 포함하되, 50 내지 250 밀리뉴톤의 강성도를 갖고 전도성인 화상 부재에 의해 달성될 수 있다. 본 발명은 또한 25 내지 175㎛의 두께를 갖는 폐쇄 셀 포움 코어 시이트를 포함하는 전도성 베이스를 공급하고, 상기 포움 코어 시이트의 각 측에 플랜지 물질을 접착시키고, 하나 이상의 화상 층을 첨가하는 것을 포함하는, 50 내지 250 밀리뉴톤의 강성도를 갖는 전도성 화상 부재의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 우수한 화상 지지체를 제공한다. 구체적으로, 높은 강성, 우수한연성, 높은 불투명성, 및 우수한 습도 컬링 내성을 갖는 화상 지지체를 제공한다. 또한 단일 인-라인 작업을 사용하여 제조될 수 있는 화상 지지체를 제공한다. 효과적으로 재생될 수 있는 화상 지지체를 제공한다. 또한, 상기 화상 부재는 전도성 수단을 도입하여 전기적으로 전도성이 되도록 할 수 있다. 또한, 이러한 화상 부재는 성공적인 제작, 감광화, 가공, 포토피니싱 및 최종 용도를 위한 다른 요건을 만족시킨다.
본 발명은 많은 장점을 갖는다. 본 발명은 심한 습기에 노출될 때 컬링되는 경향이 훨씬 적은 요소를 생산한다. 상기 요소는 단일 인-라인 작업으로 제조될 수 있다. 이는 요소 제작 비용을 상당히 감소시키고 화상 지지체의 제조중 전류가 발생하는 단점(원료 베이스에서 매우 타이트한 수분 설계 및 수지 코팅중 피트를 최소화하기 위한 설계를 포함함)을 없애줄 것이다. 본 발명의 목적은 화상 베이스의 코어에서 높은 모듈러스의 플랜지 층과 함께 포움을 사용하여 포움 코어의 각 측상에서 그 둘레의 필요한 강성을 제공하는 것이다. 이러한 접근을 사용하여 화상 베이스의 많은 새로운 특징이 개발되었고 제조시 제약이 제거되었다. 본 발명의 추가의 장점은 전도성 수단(요소를 정전기 조절을 위해 전기적으로 전도성으로 만듦)의 도입을 통해 달성될 수 있다. 이러한 전기 전도성 요소는 조기 포깅의 위험없이 고속으로 제조, 감광화 및 피니싱될 수 있다. 본 발명에 따라 처리-생존성 전도성 수단이 부여될 때, 이러한 요소는 프린트-스티킹 및 오염물 축적 없이 편하게 처리하고 조작하고 최종 사용할 수 있다. 이러한 장점 및 기타 장점은 이하 상세한 설명으로부터 명백할 것이다.
본 발명의 화상 부재는 상위 및 하위 플랜지 시이트가 부착된 중합체 포움 코어를 포함한다. 이러한 코어의 중합체 포움은 진정한 포움이며 기포상 중합체, 발포 플라스틱 또는 팽창된 플라스틱으로 언급된다. 중합체 포움은 연속적인 고형 중합체 매트릭스 및 기체상을 포함하는 다중 상 시스템이다. 이들 포움은, 비상용성 상 또는 공극-개시 입자를 중합체 매트릭스에 첨가하고 매트릭스 중합체가 공극-개시 입자 둘레로 연신됨에 따라 공극이 매트릭스 중합체 안에 생성되도록 배향하면 공극-개시 입자가 피니싱된 시이트의 공극 안에 남게 되어 생성되는 공극 중합체 또는 공극 중합체층과 동의어가 아니다.
본 발명의 중합체 포움 코어는 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드 또는 기타 전형적인 열가소성 중합체와 같은 단독중합체, 공중합체 또는 이들의 블렌드 또는 기타 중합체 시스템(예: 폴리우레탄, 폴리이소시아누레이트)을 포함하고, 2상, 즉 고형 중합체 매트릭스 및 기체상으로 이루어지도록 취입제를 사용하여 팽창된다. 다른 고체상은 유기(중합체상, 섬유상) 또는 무기(유리, 세라믹, 금속) 기원으로 이루어질 수 있는 충전제의 형태로 포움 안에 존재할 수 있다. 상기 충전제는 포움의 물리적, 광학적(밝기, 백색도 및 불투명도), 화학적 또는 처리 특성 향상을 위해 사용될 수 있다.
이들 중합체의 포밍은 몇가지 기계적, 화학적 또는 물리적 수단을 통해 수행될 수 있다. 기계적 방법은 기체를 중합체 용융물, 용액 또는 현탁액 안으로 몰아넣고, 그 후 촉매 작용 또는 열 또는 모두에 의해 경화시키고, 기체 버블이 매트릭스 안에 잡히게 하는 것을 포함한다. 화학적 방법은 중합중 열의 적용에 의해 또는 반응의 발열 열을 통해 질소 또는 이산화탄소와 같은 기체를 발생하는 화학적 취입제의 열적 분해와 같은 기술을 포함한다. 물리적 방법은 시스템 압력의 감소시 중합체 덩어리 안에 용해된 기체의 팽창, 플루오로카본 또는 메틸렌 클로라이드와 같은 저-비등 액체의 휘발 또는 중합체 매트릭스에서 중공 미소구의 도입과 같은 기술을 포함한다. 이러한 포밍 기술은 목적하는 포움 밀도 감소, 원하는 특성 및 제조 방법에 따라 선택할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시태양에서, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 이들의 블렌드 및 이들의 공중합체가 화학적 취입제[예: 중탄산나트륨 및 그와 시트르산의 혼합물, 유기산 염, 아조디카본아미드, 아조비스포름아미드, 아조비스이소부티롤니트릴, 디아조아미노벤젠, 4,4'-옥시비스(벤젠 설포닐 하이드라지드)(OBSH), N,N'-디니트로소펜타메틸테트라민(DNPA), 나트륨 보로하이드라이드] 및 기타 당해 기술분야에 공지된 취입제와 함께 포움 코어에서 매트릭스 중합체로서 사용될 수 있다. 상기 바람직한 화학적 취입제는 다른 것도 사용될 수 있지만, 중탄산나트륨/시트르산 혼합물, 아조디카본아미드일 것이다. 이러한 포밍제는 보조 포밍제, 핵제 및 가교결합제와 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 플랜지 시이트는 굴곡 모듈러스, 캘리퍼, 표면 조도 및 광학 특성(예: 색도계 및 불투명도)의 구체적인 요건을 만족시키도록 선택된다. 상기 플랜지 부재는 플랜지 스킨 시이트를 갖는 포움 코어를 제조하여 포움 코어와 일체형으로 형성되거나 상기 플랜지는 포움 코어 물질에 적층될 수 있다. 상기 코어와 플랜지 부재의 일체형 압출이 비용상 바람직할 수 있다. 상기 적층 기술은 광범위한 성질 및 물질이 스킨 물질에 대해 사용될 수 있도록 해준다. 화상 요소는 소정 범위의 강성 및 캘리퍼로 구속된다. 특정 최소 강성도 이하의 강성도에서, 요소에 포토피니싱 장치, 특히 고속 포토프로세서를 통한 수송중에 인쇄 스택성 및 인쇄 수송 면에서 문제가 있을 수 있다. 포토피니싱 장치를 통한 효율적인 수송을 위해 60 mN의 최소 횡방향 강성도가 요구된다고 생각된다. 특정 최대값 이상의 강성도에서, 요소에 포토피니싱 장치를 통한 수송중 컷팅, 펀칭, 슬릿팅, 및 쵸핑과 관련한 문제가 있을 수 있다. 포토피니싱 장치를 통한 효과적인 수송을 위해 300 mN의 최대 기계방향 강성도가 필요할 것으로 생각된다. 화상 요소의 캘리퍼가 75 내지 350㎛인 것이 마찬가지로 포토피니싱 장치를 통한 수송 이유로 보아 바람직하다.
화상 요소는 일반적으로 소비자 수행 및 존재하는 가공 기계 제약에 의해 약 50 내지 250 mN의 강성도 범위 및 대략 100 내지 400㎛의 캘리퍼 범위로 한정된다. 본 발명의 요소의 디자인에서, 화상 요소의 강성도와 포움 코어의 캘리퍼 및 모듈러스 및 플랜지 시이트의 모듈러스, 즉 소정의 코어 두께 사이의 관계가 존재하고, 상기 요소의 강성은 플랜지 요소의 캘리퍼를 변화시키고/변화시키거나 플랜지 요소의 모듈러스를 변화시키고/변화시키거나 포움 코어의 모듈러스를 변화시켜 변화될 수 있다.
화상 요소의 표적 총 강성도 및 캘리퍼가 주어진 코어 두께 및 코어 물질에 대해 구체화되면, 플랜지 요소의 표적 캘리퍼 및 모듈러스는 절대적으로 한정된다. 역으로, 플랜지 시이트의 소정의 캘리퍼 및 모듈러스에 대한 화상 요소의 표적 강성도 및 캘리퍼가 주어지면, 코어 두께 및 코어 모듈러스가 절대적으로 한정된다.
포움 코어 캘리퍼 및 모듈러스 및 플랜지 캘리퍼 및 모듈러스의 바람직한 범위는 다음과 같다: 본 발명의 포움 코어의 바람직한 캘리퍼는 200 내지 350㎛이고, 본 발명의 플랜지 시이트의 캘리퍼는 10 내지 175㎛이고, 본 발명의 상기 포움 코어의 모듈러스는 30 내지 1000 MPa이고, 본 발명의 플랜지 시이트의 모듈러스는 700 내지 10500 MPa이다. 각 경우, 상기 범위는 (a) 소비자 선호도, (b) 제작가능성 및 (c) 물질 선택 때문에 바람직하다. 바람직한 실시태양에서, 상기 화상 부재는 100 내지 400㎛의 두께를 갖는 베이스를 포함한다. 플랜지 및 코어 물질, 모듈러스 및 캘리퍼의 최종 선택은 표적 총 요소 강성도 및 캘리퍼에 따라 결정될 것이라는 것을 주목한다.
코어 물질의 선택, 밀도 감소(포밍)의 정도 및 예를 들면 상기 포움을 가교결합하기 위한 임의의 첨가제/처리제의 사용은 포움 코어 모듈러스를 결정한다. 플랜지 물질 및 처리(예를 들면, 페이퍼 베이스를 위한 보강제의 첨가 또는 중합체 플랜지 물질을 위한 충전 물질의 사용)의 선택은 플랜지 모듈러스를 결정한다. 바람직한 실시태양에서, 상기 포움 코어의 모듈러스는 플랜지 층 또는 층들의 모듈러스보다 낮을 것이다.
예를 들면, 하한값의 표적 강성도(50mN) 및 캘리퍼(100㎛)에서, 캘리퍼 50㎛ 및 모듈러스 137.9 MPa의 일반적인 폴리올레핀이 주어지면, 상기 플랜지 시이트 캘리퍼는 상기 코어의 각 측상에서 25㎛까지 한정되고, 상기 플랜지 모듈러스는 10343 MPa이어야 한다. 또한, 예를 들면 상한값의 표적 강성도(250 mN) 및 캘리퍼(400㎛)에서, 캘리퍼 300㎛ 및 모듈러스 137.9 MPa의 일반적인 폴리올레핀포움이 주어지면, 상기 플랜지 시이트 캘리퍼는 각 측상에서 50㎛로 한정되고 상기 플랜지 모듈러스는 1034 MPa로 되어야 하고, 이러한 특성은 폴리올레핀 플랜지 시이트를 사용하여 만족시킬 수 있다.
바람직한 실시태양에서, 상위 및 하위 플랜지 시이트 각각은 폐쇄 셀 포움 코어 시이트의 상기 모듈러스보다 큰 모듈러스를 갖는다. 본 발명의 또 다른 바람직한 적층 실시태양에서, 상기 사용된 플랜지 시이트는 페이퍼를 포함한다. 본 발명의 페이퍼는 표준 연속 푸드리니어 와이어 기계 또는 다른 최신 페이퍼 형성기상에서 제조될 수 있다. 당해 기술분야에 페이퍼를 제공하도록 공지된 임의의 펄프가 본 발명에 사용될 수 있다. 표백 경질목재 화학적 크라프트 펄프가 밝기, 양호한 출발 표면 및 우수한 형성성을 제공하면서도 강도를 제공하기 때문에 바람직하다. 본 발명에 유용한 페이퍼 플랜지 시이트는 25 내지 100㎛, 바람직하게는 30 내지 70㎛의 캘리퍼를 가질 수 있는데, 이러면 총 요소 두께가 화상 요소 및 기존 장치의 방법에 대해 소비자에 의해 선호되는 범위 안에 있기 때문이다. 이들은 화상의 시인을 간섭하지 않도록 "연성"이어야 한다. 소수성(사이징), 습윤 강도 및 건조 강도를 부여하기 위한 화학적 첨가제가 필요에 따라 사용될 수 있다. 무기 충전 물질(예: TiO2, 활석 및 CaCO3점토)는 광학 성질을 향상시키도록 사용되고 필요에 따라 비용을 감소시킬 수 있다. 염료, 살생물제 및 가공 화학물질이 또한 필요에 따라 사용될 수 있다. 페이퍼는 또한 건식 또는 습식 카렌더링과 같은 연성 작업 뿐만 아니라 인-라인 또는 오프-라인 페이퍼 코터를 통해 코팅에 도입될 수있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 적층 실시태양에서, 사용된 플랜지 시이트는 바람직하게는 700 내지 10500MPa의 모듈러스를 갖는 높은 모듈러스 중합체, 예를 들면 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리스티렌, 이들의 혼합물 또는 공중합체(연신되고 배향됨)를 포함한다. 이들은 바람직하게는, 700 내지 10500 MPa의 모듈러스 범위까지 중합체의 모듈러스를 증가시키기 위해 적절한 충전제 물질로 충전되고 불투명성 및 연성과 같은 기타 성질을 향상시킬 수 있다. 통상적으로 사용된 무기 충전제 물질은 활석, 점토, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 운모, 알루미늄 하이드록사이드(트리하이드레이트), 규회석, 유리 섬유 및 구, 실리카, 다양한 실리케이트 및 카본 블랙일 수 있다. 사용된 유기 충전제는 목재 가루, 주트 섬유(jute fiber) 및 사이잘삼 섬유, 폴리에스테르 섬유일 수 있다. 바람직한 충전제는 활석, 운모 및 탄산칼슘이며, 우수한 모듈러스 향상 특성을 제공하기 때문이다. 본 발명에 유용한 중합체 플랜지 시이트는 10 내지 150㎛, 바람직하게는 35 내지 70㎛의 캘리퍼일 수 있다.
제조방법:
본 발명의 요소는 몇가지 상이한 제조방법을 사용하여 제조될 수 있다. 요소의 공압출, 급랭, 배향 및 열 경화는 플랫 시이트 방법 또는 버블 또는 관형 방법과 같은, 배향된 시이트를 생성하기 위한 당해 기술분야의 공지된 임의의 방법에 의해 수행될 수 있다. 상기 플랫 시이트 방법은 상기 블렌드를 슬릿 다이를 통해 압출시키고 상기 압출된 웹을 냉각 캐스팅 드럼상에서 신속하게 급랭시켜서 상기요소의 포움 코어 구성요소 및 중합체 일체형 플랜지 구성요소가 유리 고형화 온도 아래로 급랭되도록 하는 것을 포함한다. 상기 플랜지 구성요소는 포밍제를 함유하지 않는 외부 플랜지 형성 중합체 스트림으로 다중 스트림 다이를 통해 압출될 수 있다. 선택적으로, 상기 포밍제-함유 중합체 표면은 표면 포밍을 방지하고 플랜지를 형성하도록 냉각될 수 있다. 상기 급랭된 시이트는 매트릭스 중합체의 유리 전이 온도 이상 및 융점 이하의 온도에서 상호 수직적인 방향으로 연신되어 양축으로 배향될 수 있다. 상기 시이트는 한방향으로 연신되고 그 다음 제 2 방향으로 연신되거나 양 방향으로 동시에 연신될 수 있다. 상기 시이트는 연신된 후, 상기 중합체를 결정화하거나 연신시키기에 충분한 온도까지 가열에 의해 열 경화되면서 어느 정도까지 연신의 양 방향의 수축에 대해 제약을 받는다.
상기 요소는, 각 측면상에 포움 코어 및 플랜지 층의 바람직하게는 3개 이상의 층을 갖는 것으로 개시되지만, 상기 요소의 특성을 변화시키도록 할 수 있는 추가의 층을 갖출 수도 있다. 화상 요소는 향상된 접착력 또는 외관을 제공하는 표면층으로 형성될 수 있다.
상기 요소들은 공압출 및 배향 공정 후 또는 캐스팅과 완전 배향 사이에, 인쇄성을 포함한 시이트의 특성을 향상시키거나, 증기 차단을 제공하거나, 이들을 열밀봉성으로 만들거나, 지지체 또는 감광성 층으로의 접착력을 향상시키기 위한 다수의 코팅으로 코팅되거나 처리될 수 있다. 이들 예는 인쇄성을 위한 아크릴릭 코팅, 열 밀봉특성을 위한 폴리비닐리덴 클로라이드 코팅일 수 있다. 또한 이러한 예들은 인쇄성 또는 접착성을 향상시키기 위해 불꽃, 플라즈마, 또는 코로나 방전처리를 포함한다.
상기 요소는 압출 적층 방법을 통해 제조될 수도 있다. 압출 적층은 본 발명에 사용된 페이퍼 또는 중합체 플랜지 시이트를 포움 코어와 함께 취하고 이들 사이에 접착제를 적용하고, 이어서 두 개의 롤 사이의 닙에서 가압되어 수행될 수 있다. 상기 접착제는 닙으로 취해지기 전에 플랜지 시이트 또는 포움 코어에 적용될 수 있다. 바람직한 형태로, 상기 접착제는 플랜지 시이트 및 포움 코어와 동시에 닙으로 적용될 수 있다. 상기 접착제는 요소상에 악영향을 미치지 않는 임의의 적절한 물질일 수 있다, 바람직한 물질은 포움 코어와 플랜지 시이트 사이에 닙으로 위치시킬 때 용융될 수 있는 폴리에틸렌이다. 추가물질이 접착제 층에 첨가될 수 있다. 시스템의 광학 성능을 향상시키기 위해 당해 기술분야에 임의의 공지된 물질이 사용될 수 있다. TiO2의 사용이 바람직하다. 적층 과정중에, 생성된 적층된 수용체 지지체 안에 컬링을 최소화하기 위해 플랜지 시이트의 장력의 조절을 유지하는 것이 바람직하다.
포움 코어에 대한 설계는 25 내지 350㎛의 포움 코어의 캘리퍼의 적절한 범위를 포함할 수 있다. 100 내지 400㎛의 요소의 바람직한 총 캘리퍼 때문에 50 내지 200㎛가 바람직한 캘리퍼 범위이다. 포움 코어의 밀도 감소 범위는 20 내지 95％일 수 있다. 밀도 감소의 바람직한 범위는 40 내지 70％이다. 이는 매우 높은 밀도 감소(70％ 이상)의 균일한 제품을 제조하는 것이 어렵기 때문이다. 밀도 감소율은 고형 중합체와 특정 포움 샘플 사이의 차이(％)이다. 40％ 미만의 밀도 감소율을 갖는 제품을 제조하는 것은 경제적인 것이 아니다.
본 발명의 또 다른 실시태양에서, 사용된 플랜지 시이트는 한쪽 측면에 페이퍼를 또 다른 측면에 높은 모듈러스 중합체 물질을 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 일체형 스킨이 한쪽 측에 있고 또 다른 스킨이 포움 코어의 다른 측에 적층된다. 페이퍼 및 높은 모듈러스 중합체 물질의 캘리퍼는, 화상 요소의 총 강성도가 바람직한 범위 안에 있고 중심축 둘레의 벤딩 모멘트가 과잉의 커얼을 방지하기에 균형을 맞출수 있게 되도록 하는 각각의 굴곡 모듈러스에 의해 결정된다.
강성도 및 캘리퍼에 덧붙여, 화상 요소는 표면 연성 및 광학 특성(예: 불투명성 및 색도계)에서 구속인자를 만족시킬 필요가 있다. 바람직하게는, 화상 부재는 상면 및 하면을 포함하되, 상기 베이스의 상면 및 하면중 하나 이상은 0.1 내지 1.1㎛의 평균 조도를 갖는다. 표면 연성 특성은 페이퍼 제조 또는 배향 폴리스티렌과 같은 배향 중합체의 제조중과 같은 플랜지-시이트 제조 작업중에 만족될 수 있다. 선택적으로, 폴리에틸렌과 같은 중합체의 부가층을 텍스튜어링된 냉각 롤과 접촉하는 플랜지 시이트에 압출코팅하거나 또는 당해 기술분야에 공지된 유사한 기술에 의해 만족될 수 있다. 불투명도 및 색도계와 같은 광학 특성은 이산화티탄 및 탄산칼슘과 같은 충전제 물질, 착색제, 염료 및/또는 광학 증백제 또는 당해 기술분야에 공지된 기타 첨가제의 적절한 사용에 의해 만족될 수 있다. 불투명도는 ASTM 방법 E308-96에 따라 측정될 수 있다. 이러한 시험 방법에 따라 베이스는 80 내지 99％의 불투명도를 갖는 것이 바람직하다. 폴리에틸렌과 같은 충전제는 플랜지 또는 오버코트층, 또는 표면 오버코트(SOC) 층 안에 있을 수 있다. 일반적으로, 칼라 프린트 화상 물질을 위한 베이스 물질은 가능하게는 블루 색조를 띤 백색이고, 연한 블루색이 화상에서 바람직한 백색 외관을 형성하기 위해 선호되기 때문이다. 임의의 적절한 백색 안료가 폴리올레핀 층에 도입될 수 있다(예: 이산화티탄, 산화아연, 황화아연, 이산화지르코늄, 백색 납, 황화납, 납 클로라이드, 납 알루미네이트, 납 프탈레이트, 삼산화안티모니, 백색 비스무쓰, 산화주석, 백색 망간, 백색 텅스텐 및 이들의 조합). 상기 안료는 플랜지 또는 수지 코트 층 안에서 통상적으로 분산된 임의의 형태로 사용될 수 있다. 상기 바람직한 안료는 이산화티탄이다. 또한, 적절한 광학 증백제가 문헌[Research Disclosure, Vol. No.308, December 1989, Publication 308119, Paragraph V, page 998]에 개시된 것을 포함하는 폴리올레핀 층에서 사용될 수 있다.
또한, 플라스틱 요소에서 산화방지제, 슬립제 또는 윤활제 및 광안정화제 뿐만 아니라 페이퍼 요소에서의 살생물제와 같은 다양한 첨가제를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 첨가제는 다른 것 중에서 충전제 및/또는 착색제의 분산성, 뿐만 아니라 가공 및 제작중 열적 및 착색 안정성 및 피니싱된 제품의 수명을 향상시키기 위해 첨가될 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리올레핀 코팅은 4,4'-부틸리덴-비스(6-t-부틸-메타-크레솔), 디-라우릴-3,3'-티오프로피오네이트, N-부틸레이트화-p-아미노페놀, 2,6-디-t-부틸-p-크레솔, 2,2-디-t-부틸-4-메틸-페놀, N,N-디스알리사일리덴-1,2-디아미노프로판, 테트라(2,4-t-부틸페닐)-4,4'-디페닐 디포스포나이트, 옥타데실 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐 프로피오네이트), 상기의 조합과 같은 산화방지제; 열 안정화제, 예를 들면 고급 지방산 금속 염, 예를들면 마그네슘 스테아레이트, 칼슘 스테아레이트, 아연 스테아레이트, 알루미늄 스테아레이트, 칼슘 팔미테이트, 지르코늄 옥틸레이트, 나트륨 라우레이트 및 벤조산의 염(예: 나트륨 벤조에이트, 칼슘 벤조에이트, 마그네슘 벤조에이트 및 아연 벤조에이트); 광 안정화제[예: 장애 아민 광 안정화제(HALS); 그 바람직한 예는 폴리[[6-[(1,1,3,3-테트라메틸부틸아미노]-1,3,5-트리아진-4-피페리디닐)-이미노]-1,6-헥산디일[[2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노]](Chimassorb(등록상표) 944 LD/FL)]를 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 전도성 수단은 화상 요소에 임의의 전기 전도성 물질을 도입하여 달성될 수 있다. 상기 전도성 수단 함유층은 또한 대전방지층으로서 공지되어 있다. 전기전도성 물질은 2개의 넓은 그룹으로 나뉠 수 있다: (i) 이온성 전도체 및 (ii) 전자 전도체. 이온 전도체에서 전하는 전극을 통해 하전된 종의 벌크 확산에 의해 전달될 수 있다. 여기서 저항은 온도 및 습도 의존적이다. 많은 이온성 전도체는 상대적으로 저렴하지만, 수용성이고 가공중 대전방지층 밖으로 흘러나와 대전방지 작용의 손실을 초래한다. 전자 전도체의 전도성은 이온 이동성보다 전자 이동성에 의존하고 습도와 무관하다. 전기 전도성인 물질은 통상적으로 처리-생존적이지만, 고가이고 칼라, 증가된 휘성 및 열등한 접착성과 같은 바람직하지 않은 물리적 특성을 부여할 수 있다.
공액 전도성 중합체, 전도성 탄소 입자, 결정성 반도체 입자, 비결정성 반도체 피브릴 및 연속적 전도성 금속 또는 반도체 박막과 같은 전자 전도체가 본 발명에 사용되어 습도와 무관한 처리-생존적 대전방지 보호 특성을 부여할 수 있다.다양한 유형의 전자 전도체중, 전자전도성 금속-함유 입자(예: 반도체 금속 산화물), 및 전기전도성 중합체, 예를 들면 치환된 또는 비치환된 폴리티오펜, 치환된 또는 비치환된 폴리피롤 및 치환된 또는 비치환된 폴리아닐린은 본 발명에 대해 특히 효과적이다.
본 발명에 사용될 수 있는 전도성 금속-함유 입자는 전도성 결정성 무기 산화물, 전도성 금속 안티모네이트 및 전도성 무기 비-산화물을 포함한다. 결정성 무기 산화물은 미국 특허 제 4,275,103 호, 제 4,394,441 호, 제 4,416,963 호, 제 4,418,141 호, 제 4,431,764 호, 제 4,495,276 호, 제 4,571,361 호, 제 4,999,276 호 및 제 5,122,445 호에 개시된 바와 같은 산화아연, 티타니아, 산화주석, 알루미나, 산화인듐, 실리카, 마그네시아, 산화바륨, 몰리브덴 산화물, 텅스텐 산화물 및 바나듐 산화물 또는 이들의 복합 산화물로부터 선택될 수 있다. 이러한 전도성 결정성 무기 산화물은 0.01 내지 30몰％로 "도판트"를 함유할 수 있고, 바람직한 도펀트는 산화아연에 대해서는 알루미늄 또는 인듐, 티타니아에 대해서는 니오븀 또는 탄탈륨 및 산화주석에 대해서는 안티모니, 니오븀 또는 할로겐이다. 선택적으로, 전도성은 당해 기술분야에 공지된 방법에 의해 산소 결함의 형성에 의해 향상될 수 있다. 미국 특허 제 5,484,694 호에 교시된 바와 같이, 100Å 미만의 X-선 미세결정 크기 및 15 nm 미만이되 상기 X-선 미세결정 크기 이상인 평균 등가 구 직경을 갖는 안티모니-도핑된 산화주석을 8원자％ 이상의 안티모니 도핑 수준으로 사용하는 것이 특히 고려된다.
특히 유용한 전기전도성 금속-함유 입자(대전방지층에 사용될 수 있음)는 침상 도핑된 금속 산화물, 침상 금속 산화물 입자, 산소 결핍된 침상 금속 산화물을 포함한다. 이러한 범주에서, 침상 도핑된 산화주석 입자, 특히 침상 안티모니-도핑된 산화주석 입자, 침상 니오븀-도핑된 이산화티탄 입자는 그 이용가능성 때문에 바람직하다. 상기 침상 전도성 입자는 바람직하게는 0.02 ㎛ 이하의 단면 직경과 5:1 이상의 종횡비를 갖는다. 본 발명에 유용한 이들 침상 전도성 입자중 일부는 미국 특허 제 5,719,016 호, 제 5,731,119 호, 제 5,939,243 호 및 본원에서 참조로 하는 문헌에 개시되어 있다.
본 발명에 사용된 건조된 대전방지층에 침상 전기전도성 금속 산화물 입자가 사용된다면 그 체적분율은 최적 물리적 성질에 대해 1 내지 70％, 바람직하게는 5 내지 50％로 다양할 것이다. 비-침상 전기전도성 금속 산화물 입자의 경우, 체적 분율은 최적 성질에 대해 15 내지 90％, 바람직하게는 20 내지 80％로 다양할 수 있다.
본 발명은 또한 전도성 시약이 바나듐 산화물 리본 또는 섬유로 구성된 바나듐 산화물 겔과 같은 전도성 "비결정성" 겔을 포함하는 곳에 적용가능하다. 이러한 바나듐 산화물 겔은 비제한적으로 미국 특허 제 4,203,769 호에 개시된 바와 같은 용융 급랭, DE 4,125,758에 개시된 이온교환 또는 WO93/24584에 청구된 바나듐 옥소알콕사이드의 가수분해를 비롯한 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 상기 바나듐 산화물 겔은 전도성을 향상시키기 위해 바람직하게는 은으로 도핑될 수 있다. 문헌에 잘 공지된 바나듐 산화물 겔을 제조하는 다른 방법은 바나듐 또는 바나듐 펜톡사이드와 수소 과산화물의 반응 및 VO2OAc 또는 바나듐 옥시클로라이드의 가수분해를 포함한다.
본 발명에 따라 사용하기에 적절한 전도성 금속 안티모네이트는 예를 들면 미국 특허 제 5,368,995 호 및 제 5,457,013 호에 개시된 것을 포함한다. 바람직한 전도성 금속 안티모네이트는 금홍석 또는 금홍석-관련된 크리스탈로그래픽 구조를 갖고 M+2Sb+5 2O6(이때 M+2=Zn+2, Ni+2, Mg+2, Fe+2, Cu+2, Mn+2, Co+2) 또는 M+3Sb+5O4(이때, M+3=In+3, Al+3, Sc+3, Cr+3, Fe+3)로 나타낼 수 있다. 몇가지 콜로이드성 전도성 금속 안티모네이트 분산액은 수성 또는 유기 분산액 형태로 닛산 케미칼 캄파니(Nissan Chemical Company)로부터 시판된다. 선택적으로, 미국 특허 제 4,169,104 호 및 제 4,110,247 호에는 칼륨 안티모네이트 수용액을 적절한 금속 염(예: 클로라이드, 니트레이트, 설페이트)의 수용액으로 처리하여, 적절한 처리에 의해 전도성 금속 안티모네이트로 전환될 수 있는 상응하는 불용성 하이드레이트의 젤라틴성 침강물을 형성하여 M+2Sb+5 2O6를 제조하는 방법이 교시되어 있다. 건조된 대전방지층에서 전도성 금속 안티모네이트는 사용된다면 그 체적 분율은 15 내지 90％이다. 그러나, 최적 물리적 성질을 위해 20 내지 80％가 바람직하다.
본 발명에서 전도성 입자로서 사용하기에 적절한 전도성 무기 비-산화물은 금속 니트라이드, 금속 보라이드 및 금속 실리사이드(침상 또는 비-침상 형상일 수 있음)를 포함한다. 이들 무기 비-산화물의 예는 티탄 니트라이드, 티탄 보라이드,티탄 카바이드, 니오븀 보라이드, 텅스텐 카바이드, 란탄 보라이드, 지르코늄 보라이드 및 몰리브덴 보라이드를 포함한다. 전도성 탄소 입자의 예는 단벽 또는 다벽 형태를 갖는 카본 블랙 및 카본 피브릴 또는 나노튜브를 포함한다. 이러한 적절한 전도성 탄소 입자의 예는 미국 특허 제 5,576,162 호 및 본원 참고문헌에 개시되어 있다.
본 발명의 대전방지층에 도입하기에 바람직한 적절한 전기전도성 중합체는 특히 전기전도성 중합체, 예를 들면 미국 특허 제 6,025,119 호, 제 6,060,229 호, 제 6,077,655 호, 제 6,096,491 호, 제 6,124,083 호, 제 6,162,596 호, 제 6,187,522 호, 및 제 6,190,846 호에 개시된 것이다. 이들 전기전도성 중합체는 치환된 또는 비치환된 아닐린-함유 중합체(미국 특허 제 5,716,550 호, 제 5,093,439 호 및 제 4,070,189 호에 개시됨), 치환된 또는 비치환된 티오펜-함유 중합체(미국 특허 제 5,300,575 호, 제 5,312,681 호, 제 5,354,613 호, 제 5,370,981 호, 제 5,372,924 호, 제 5,391,472 호, 제 5,403,467 호, 제 5,443,944 호, 제 5,575,898 호, 제 4,987,042 호 및 제 4,731,408 호에 개시됨), 치환된 또는 비치환된 피롤-함유 중합체(미국 특허 제 5,665,498 호 및 제 5,674,654 호에 개시됨) 및 폴리(이소티아나프텐) 또는 이들의 유도체를 포함한다. 이러한 전도성 중합체는 유기 용매 또는 물 또는 이들의 혼합물에 가용성 또는 분산성일 수 있다. 본 발명의 바람직한 전도성 중합체에는 폴리피롤 스티렌 설포네이트(미국 특허 제 5,674,654 호에 개시된 폴리피롤/폴리(스티렌 설폰산)), 3,4-디알콕시 치환된 폴리피롤 스티렌 설포네이트 및 3,4-디알콕시 치환된 폴리티오펜 스티렌 설포네이트가그 색상 때문에 포함된다. 가장 바람직한 치환된 전기전도성 중합체는 그 명백한 이용가능성 때문에 바이엘 코포레이션(Bayer Corporation)에 의해 공급된 Baytron(등록상표)와 같은 폴리(3,4-에틸렌 디옥시티오펜 스티렌 설포네이트)를 비교적 다량으로 포함한다. 본 발명의 건조된 대전방지층에서 전도성 중합체의 중량％는 1 내지 99％이되, 최적 물리적 성질을 위해 바람직하게는 2 내지 30％이다.
이온성 전도체는 비록 습도 의존적이긴 하지만 전자 전도체보다 전통적으로 더욱 비용 효과적이고 페이퍼와 같은 반사성 화상 매체에 널리 그 용도를 찾을 수 있다. 임의의 이러한 이온 전도체가 본 발명의 대전방지층에 도입될 수 있다. 상기 이온 전도체는 무기 및/또는 유기 염을 포함한다. 알칼리 금속 염, 특히 폴리산의 염이 효과적일 수 있다. 상기 알칼리 금속은 리튬, 나트륨 또는 칼륨을 포함하고 상기 폴리산은 폴리아크릴산 또는 폴리메타크릴산, 말레산, 이타콘산, 크로톤산, 폴리설폰산 또는 이들의 화합물의 혼합된 중합체 뿐만 아니라 셀룰로즈 유도체를 포함할 수 있다. 폴리스티렌 설폰산, 나프탈렌 설폰산 또는 알칼리 셀룰로즈 설페이드의 알칼리 염이 그 성능에서 바람직하다.
미국 특허 제 4,542,095 호 및 제 5,683,862 호에 개시된 중합된 알킬렌 산화물 및 알칼리 금속 염의 조합이 또한 바람직한 선택이다. 바람직한 알킬렌 산화물은 예를 들면 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 산화물 및 폴리에틸렌 산화물의 상호중합체를 포함한다. 구체적으로, 폴리에틸렌 에테르 글리콜과 리튬 니트레이트의 조합이 그 성능 및 비용 때문에 바람직한 선택일 수 있다. 또한, 전기전도성 합성 또는 천연 스멕타이트 점토와 같은 무기 입자가 바람직하다. 미국 특허 제5,683,862 호, 제 5,869,227 호, 제 5,891,611 호, 제 5,981,126 호, 제 6,077,656 호, 제 6,120,979 호, 제 6,171,769 호 및 참고문헌에 개시된 바와 같이 이온성 전도체가 본 발명에 사용하기에 특히 바람직하다.
정적 소산이 가능한 계면활성제가 본 발명에 적용하기에 적당하다. 이러한 계면활성제는 통상적으로 미국 특허 제 6,136,396 호에 개시된 바와 같이 매우 극성인 화합물이고 음이온성, 양이온성 또는 비이온성 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 음이온성 계면활성제의 예는 탄소수 4 이상의 알킬 쇄를 갖는 알킬 설페이트, 알킬 설포네이트 및 알킬 포스페이트를 포함하는 것과 같은 화합물을 포함한다. 양이온성 계면활성제의 예는 탄소수 4 이상의 알킬 쇄를 갖는 오늄 염, 특히 4급 암모늄 또는 포스포늄 염을 포함한다. 비이온성 계면활성제의 예는 폴리비닐 알콜, 폴리비닐피롤리돈 및 폴리에테르 뿐만 아니라 탄소수 4 이상의 알킬기를 갖는 아민, 산 및 지방산 에스테르와 같은 화합물을 포함한다. 계면활성제는 또한 본 발명에 따라 전하 균형에 효과적으로 사용될 수 있다. 이 경우, 적절한 계면활성제는 표면상에 발생된 마찰전기를 반대로 균형잡기 위해 선택될 수 있다.
전도성 시약 이외에, 본 발명의 대전방지층은 접착력, 내마모성, 백마크 보유성 및 기타 물리적 성질을 달성하기 위해 적절한 중합체 결합제를 포함하는 것이 바람직하다. 중합체 결합제는 구체적인 필요성에 따라 임의의 중합체일 수 있다. 상기 결합제 중합체는 수용성 중합체, 친수성 콜로이드 또는 수불용성 중합체, 라텍스 또는 분산액중 하나 이상일 수 있다. 에틸렌성 불포화 단량체(예: 스티렌, 스티렌 유도체, 아크릴산 또는 메타크릴산 및 이들의 유도체, 올레핀, 염소화 올레핀, (메타)아크릴로니트릴, 이타콘산 및 이들의 유도체, 말레산 및 이들의 유도체, 비닐 할라이드, 비닐리덴 할라이드, 1급 아민 부가 염을 갖는 비닐 단량체, 아미노스티렌 부가염을 함유하는 비닐 단량체 및 기타)로부터 제조된 중합체 및 상호중합체의 군으로부터 선택된 중합체가 특히 바람직하다. 폴리우레탄 및 폴리에스테르와 같은 중합체가 포함된다. 특히 바람직한 결합제 중합체는 그 우수한 접착 특성 때문에 미국 특허 제 6,161,769 호, 제 6,120,979 호 및 제 6,077,656 호에 개시된 것이다.
대전방지층에 도입될 수 있는 전도성 입자는 그 입자 크기 및 형상에 구체적으로 제한되지 않는다. 특정 형상은 대략 구형의 또는 등축 입자로부터 높은 종횡비 입자(예: 섬유, 가닥, 튜브, 소판 또는 리본)까지의 범위이다. 또한, 상기한 전도성 물질은 다양한 다른 입자상에 피복될 수 있고 형상 또는 조성에 특히 제한되지는 않는다. 예를 들면, 상기 전도성 무기 물질은 비-전도성 실리카, 알루미나, 티타니아 및 운모 입자, 가닥 또는 섬유상으로 코팅될 수 있다.
본 발명의 대전방지층은 바람직하게는 전기전도성이거나 아닌 콜로이드상 졸을 포함하여 물리적 성질(예: 내구성, 거칠기, 마찰계수)을 향상시킬 뿐만 아니라 비용을 감소시킨다. 본 발명에 사용된 콜로이드상 졸은 액체 매질, 바람직하게는 물에 미세하게 분할된 무기 입자를 포함한다. 가장 바람직하게는, 무기 입자는 금속 산화물계이다. 이러한 금속 산화물은 산화주석, 티타니아, 안티모니 산화물, 지르코니아, 세리아, 이트리아, 지르코늄 실리케이트, 실리카, 알루미나(예: 보헤마이트), 알루미늄 개질된 실리카 뿐만 아니라 주기율표 III 및 IV 족의 무기 금속산화물 및 이들의 혼합물을 포함한다. 무기 금속 산화물 졸의 선택은 목적하는 성질과 비용의 궁극적인 균형에 의존한다. 실리콘 카바이드, 실리콘 니트라이드 및 마그네슘 플루오라이드와 같은 무기 입자는 졸 형태일 때 본 발명에 유용할 수 있다. 졸의 무기 입자는 100 nm 미만, 바람직하게는 70 nm 미만, 가장 바람직하게는 40 nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는다. 본 발명에 사용할 수 있는 다양한 콜로이드성 졸은 듀퐁(DuPont), 날코 케마칼 캄파니(Nalco Chemical Company) 및 네이콜 프로덕츠 인코포레이티드(Nyacol Products Inc.)로부터 시판된다.
상기 졸의 무기 입자의 중량％는 목적하는 물리적 특성을 달성하기 위해 본 발명의 건조된 대전방지층의 바람직하게는 5％ 이상, 더욱 바람직하게는 10％ 이상이다.
한가지 실시태양에서, 대전방지층은 잘 공지된 코팅 방법에 의해 수성 또는 비수성일 수 있는 코팅 조성물로부터 형성될 수 있다. 환경적 이유에서, 수성 코팅이 바람직하다. 상기 코팅 방법은 비제한적으로 호퍼 코팅(hopper coating), 로드 코팅(rod coating), 그라비어 코팅(gravure coating), 롤 코팅(roller coating), 스프레이 코팅(spray coating)을 포함한다. 코팅 조성물이 대전방지층을 형성하기 위해 침적된 표면은 당해 기술분야에 공지된 임의의 수단(예: 산 에칭, 화염 처리, 코로나 방전 처리, 글로우 방전 처리)에 의해 향상된 접착력을 위해 처리될 수 있거나 적절한 프라이머 층으로 코팅될 수 있다. 그러나, 코로나 방전 처리가 접착력 향상을 위해 바람직한 수단이다.
선택적인 실시태양에서, 대전방지층은 배향이 있거나 없는 압출, 공압출, 사출 성형, 취입 성형 및 적층과 같은 열적 가공에 의해 형성될 수 있다. 열적 가공이 관련되면, 전도성 물질이 열처리가능한 것이 바람직하다. 용융가공성 전도성 중합체 물질중 임의의 것이 미국 특허 제 6,197,486 호, 제 6,207,361 호 및 마줌다(Majumdar) 등에 의해 2001년 5월 11일자로 출원된 미국 특허 출원번호 09/853,846(현재 허여됨), 09/853,905 및 09/853,515에 개시되어 있다. 이러한 중합체 물질은 폴리에테르 기를 포함하는 것, 예를 들면 폴리에테르-블록-폴리아미드, 폴리에테르에스테르아미드, 폴리알킬렌 글리콜 잔기를 함유하는 폴리우레탄(열처리가능한 오늄 염을 갖거나 갖지 않음)을 포함한다. 치환된 또는 비치환된 폴리아닐린이 또한 이러한 목적에 적합하다. 용융처리가능한 전도성 물질이 바람직한 물리적 성질을 달성하기 위해 당해 기술분야에 공지된 하나 이상의 매트릭스 중합체 및 상용화제와 결합되는 것이 바람직하다.
본 발명의 대전방지층은 특정 목적을 위해 많은 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 톱니-제공 성분(tooth-providing ingredient; 예를 들면, 미국 특허 제 5,405,907 호 참조), 계면활성제, 소포제 또는 코팅 보조제, 전하조절제, 증점제 또는 점도 개질제, 유착 보조제(coalescing aid), 가교결합제 또는 경화제, 가용성 및/또는 고형 입자 염료, 안티포그제, 충전제, 매트 비드(matte bead), 무기 또는 중합체 입자, 접착촉진제, 바이트 용매(bite solvent) 또는 화학적 에칭제, 윤활제, 가소제, 산화방지제, 공극제(voiding agent), 착색제 또는 틴트, 조질화제, 슬립제 및 기타 기술분야에 공지된 것을 포함한다.
본 발명의 대전방지층은 화상 요소의 임의의 위치, 즉 상부측, 또는 하부측또는 양측에 위치될 수 있다. 상기 상부측은 화상 수용측으로 칭하고 하부측은 화상 지지체의 반대측으로 칭한다. 마찬가지로, "상위 플랜지"는 화상 수용층에 가까운 플랜지를 말하고 "하위 플랜지"는 화상 수용층으로부터 가장 멀리 있는 플랜지를 말한다. 구체적으로는, 대전방지층은 상위 플랜지 및/또는 하위 플랜지상에 및/또는 폐쇄 셀 포움 코어와 상기 플랜지의 임의의 위치 사이에 위치될 수 있다. 상기 플랜지가 스킨층을 가지면, 대전방지층이 스킨 층 위에 및/또는 아래에 위치될 수 있다. 선택적으로, 폐쇄 셀 포움 코어 및/또는 임의의 플랜지 자체는 상기한 임의의 전도성 물질을 폐쇄 셀 포움 코어 및/또는 플랜지의 몸체에 도입함으로써 대전방지성이 될 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 대전방지층은 임의의 화상 수용층, 화상 수용층들 사이, 즉 인터레이어, 임의의 화상 수용층 아래, 즉 언더코터, 화상 수용층 위에, 즉 외부 층 또는 오버코트, 또는 이들의 임의의 조합에 위치할 수 있다. 바람직한 실시태양에서, 대전방지층은 화상 요소의 하위 플랜지상에 바닥-최외층으로서 위치할 수 있다.
적절한 정적 보호를 위해, 본 발명의 대전방지층은 13 log ohm/sq 미만, 바람직하게는 12 log ohm/sq 미만, 더욱 바람직하게는 11 log ohm/sq 미만, 가장 바람직하게는 10 log ohm/sq 미만의 표면 전기 저항 또는 내부 전기 저항을 가질 필요가 있다.
본원에 사용된 '화상 요소'란 화상 요소상으로의 화상의 전달을 지배하는 복합 기술에 적용가능한 화상 수용층과 함께 상기 화상 지지체를 포함한다. 이러한 기술은 열적 염료 전사, 일렉트로포토그래픽 프린팅 또는 잉크젯 프린팅 뿐만 아니라 포토그래픽 할로겐화은 화상을 위한 지지체를 포함한다. 본원에 사용된 '포토그래픽 요소'란 화상 형성시 감광성 할로겐화은을 사용하는 물질이다.
본 발명의 수용 요소의 열적 염료 화상-수용층은 예를 들면 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리비닐 클로라이드, 폴리(스티렌-co-아크릴로니트릴), 포리(카프롤락톤), 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 건조 화상-수용 층은 의도하는 목적에 효과적인 임의의 양으로 존재할 수 있다. 일반적으로 양호한 결과가 1 내지 10 g/㎡의 농도로 수득되었다. 오버코트층은 해리슨(Harrison) 등의 미국 특허 제 4,775,657 호에 개시된 바와 같은 염료-수용층상에 또한 코팅될 수 있다.
본 발명에 사용된 염료-수용 요소와 함께 사용될 수 있는 염료-도너 요소는 통상적으로 염료 함유 층을 그 위 갖는 지지체를 포함한다. 열의 작용에 의해 염료-수용층에 전달될 수 있다면, 임의의 염료가 본 발명에서 사용된 염료-도너에 사용될 수 있다. 특히 양호한 결과가 승화될 수 있는 염료로 수득되었다. 본 발명에 사용할 수 있는 염료 도너는 미국 특허 제 4,916,112 호, 제 4,927,803 호, 및 제 5,023,228 호에 개시된다. 상기한 바와 같이, 염료-도너 요소를 사용하여 염료 전사 화상을 형성한다. 이러한 방법은 염료-도너 요소를 화상-방향-가열하고 염료 화상을 상기한 바와 같이 염료-수용 요소에 전달하여 염료 전사 화상을 형성하는 것을 포함한다. 인쇄의 열적 염료 전사 방법의 바람직한 실시태양에서, 염료 도너 요소를 사용하고 이는 시안, 마젠타 및 옐로우 염료의 일련의 반복 영역으로 코팅된 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 지지체이고 염료 전사 단계는 삼색 염료 전사 화상을 수득하기 위해 각 색상에 대해 연속적으로 수행될 수 있다. 방법이 단일 색상에 대해 수행되면, 단색 염료 전사 화상이 수득될 수 있다.
염료를 염료-도너 요소로부터 본 발명에 사용된 수용 요소로 전달하는데 사용될 수 있는 열적 인쇄 헤드가 시판된다. 예를 들면 후지쯔 써멀 헤드(Fujitsu Thermal Head)(FTP-040 MCS001), TDK 써멀 헤드 F415 HH7-1089 또는 롬 써멀 헤드(Rohm Thermal Head) KE 2008-F3이 사용될 수 있다. 선택적으로, 열적 염료 전사을 위한 기타 공지된 에너지원, 예를 들면 GB 2,083,726A에 개시된 바와 같은 레이저가 사용될 수 있다.
본 발명에 사용된 열적 염료 전사 어셈블리는 (a) 염료-도너 요소, 및 (b) 상기된 염료-수용 요소를 포함하고, 상기 염료-수용 요소는 도너 요소의 염료층이 수용 요소의 염료 화상-수용층과 접촉할 수 있도록 염료-도너 요소와 중첩된 관계에 있다.
3개의 색상 화상이 수득될 때, 상기 어셈블리는 열이 열적 인쇄 헤드에 의해 인가되는 동안 3가지로 형성될 수 있다. 제 1 염료가 전달된 후, 요소들이 따로 분리될 수 있다. 제 2 염료-도너 요소(또는 상이한 염료 영역을 갖는 도너 요소의 또 다른 영역)를 염료-수용 요소와 맞물리게 하고 상기 방법을 반복하였다. 제 3 색상을 동일한 방식으로 수득할 수 있다.
일렉트로그래픽 및 일렉트로포토그래픽 프로세스 및 그들의 각각의 단계가 선행 기술에 잘 개시되어 있다. 상기 방법은 정전기 화상을 생성하는 단계, 하전된 색생 입자(토너)를 갖는 화상을 현상하는 단계, 상기 생성된 현상된 화상을 제2 기재에 전사하는 단계 및 상기 화상을 기재에 고정시키는 단계의 기본 단계를 포함한다. 건조 토너 대신 액체 토너를 사용하는 것이 간단히 그 변형중 하나일 수 있다.
제 1 기본 단계, 정전기 화상의 생성이 다양한 방법에 의해 달성될 수 있다. 한가지 형태에서, 복사기의 일렉트로포토그래픽 프로세스는 균일하게 하전된 포토컨덕터의 아날로그 또는 디지털 노출을 통해 화상 방향 광방출을 사용한다. 포토컨덕터는, 셀레늄을 기준으로 한 것 또는 유기 포토리셉터와 같이, 단일-용도 시스템이거나 재방출가능하고 재화상형성가능하다.
선택적인 일렉트로그래픽 방법에서, 정전기 상은 이오노그래픽적으로 생성될 수 있다. 잠재적 화상을 유전(전하-보유) 매질, 페이퍼 또는 필름상에 생성할 수 있다. 전압을 선택된 금속 스타일러스 또는 매질의 폭을 가로질러 이격된 스타일러스의 배열로부터 기록 닙에 인가하여 선택된 스타일러스와 매질 사이에 공기의 유전 브레이크다운을 유발할 수 있다. 이온이 생성되고, 이는 매질상에 잠상을 형성한다.
정전기적 화상이 생성되더라도 반대로 하전된 토너 입자로 현상될 수 있다. 액체 토너로 현상하기 위해, 액체 현상제는 정전기적 화상과 직접 접촉하도록 될 수 있다. 통상적으로, 유동 액체를 사용하여 충분한 토너 입자가 현상에 이용될 수 있도록 한다. 정전기 화상에 의해 생성된 전기장은 비전도성 액체중에 현탁된 하전된 입자를 유발하여 전기이동에 의해 이동한다. 잠재적 정전기 화상의 전하는 따라서 반대로 하전된 입자에 의해 중성화될 수 있다. 액체 토너를 갖는 전기이동현상의 이론 및 물리학은 많은 문헌 및 간행물에 개시되어 있다.
재화상가능한 포토리셉터 또는 일렉트로그래픽 마스터가 사용되면, 조색된 화상이 페이퍼( 또는 기타 기재)로 전달될 수 있다. 상기 페이퍼를 토너 입자가 페이퍼로 전달되도록 선택된 극성으로 정전기적으로 하전할 수 있다. 최종적으로 조색된 화상을 페이퍼에 고정할 수 있다. 자가-고정 토너의 경우, 잔사성 액체가 공기-건조 또는 가열에 의해 페이퍼로부터 제거될 수 있다. 용매의 증발시, 이러한 토너는 페이퍼에 결합된 필름을 형성한다. 열-융합성 토너의 경우, 열가소성 중합체를 입자의 일부로서 사용할 수 있다. 가열은 모두 잔사성 액체를 제거하고 토너를 페이퍼에 고정시킨다.
잉크 젯 화상 매체로서 사용되면, 기록 요소 또는 매체는 일반적으로 잉크-수용 또는 화상-형성층을 그 하나 이상의 표면상에 갖는 기재 또는 지지체 물질을 포함한다. 지지체에 대한 잉크 수용층의 접착성을 향상시키기 위해, 지지체의 표면은 용매-흡수 층을 지지체에 적용하기 전 코로나-방출-처리될 수 있거나, 선택적으로 할로겐화 페놀 또는 부분적으로 가수분해된 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 공중합체로부터 형성된 층과 같은 언더코팅을 상기 지지체의 표면에 적용할 수 있다. 상기 잉크 수용층은 바람직하게는 3 내지 75 ㎛, 바람직하게는 8 내지 50㎛의 건조 두께로 물 또는 물-알콜 용액으로부터 지지체 층상에 코팅될 수 있다.
임의의 공지된 잉크 젯 수용체 층을 본 발명에 조합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 잉크 수용층은 본질적으로 무기 산화물 입자(예: 실리카, 변형된 실리카, 점토, 알루미나, 융해가능한 비드, 예를 들면 열가소성 또는 열경화성 중합체로 이루어진 비드, 비-융해성 유기 비드, 또는 자연적으로 발생하는 친수성 콜로이드 및 검(예: 젤라틴, 알부민, 구아, 크산틴, 아카시아, 키토산, 전분 및 이들의 유도체)과 같은 친수성 중합체, 작용화된 단백질, 작용화된 검 및 전분 및 셀룰로즈 에테르 및 그 유도체와 같은 천연 중합체의 유도체, 및 폴리비닐옥사졸린, 폴리비닐메틸옥사졸린, 폴리옥사이드, 폴리에테르, 폴리(에틸렌 이민), 폴리(아크릴산), 폴리(메타크릴산), n-비닐 아미드(예: 폴리아크릴아미드 및 폴리비닐피롤리돈), 및 폴리(비닐 알콜), 그의 유도체 및 공중합체, 이들 물질의 조합과 같은 합성 중합체를 포함한다. 친수성 중합체, 무기 산화물 입자, 및 무기 비드를 기판상에서 하나 이상의 층상에 및 층 안에서 다양한 조합으로 존재할 수 있다.
다공성 구조물을, 세라믹 또는 경질 중합체 미립자를 첨가하여 코팅중 포밍 또는 취입하여, 또는 비-용매의 도입을 통한 층에 상 분리를 유도하여 친수성 중합체로 구성된 잉크 수용층으로 도입할 수 있다. 일반적으로, 베이스층이 친수성이고 다공성은 아닌 것이 바람직하다. 다공도가 광택 손실을 유발하는 포토그래픽 품질 프린트에 대해 특히 그러하다. 특히, 잉크 수용층은 임의의 친수성 중합체 또는 중합체와 당해 기술분야에 잘 공지된 첨가제와의 조합(첨가제가 없을 수도 있음)으로 구성된다.
필요하다면, 잉크 수용층은 잉크-투과성, 안티-택 보호층(예: 셀룰로즈 유도체 또는 양이온적으로 개질된 셀룰로즈 유도체 또는 이들의 혼합물)으로 오버코팅될 수 있다. 특히 바람직한 오버코트는 폴리 β-1,4-무수-글루코즈-g-옥시에틸렌-g-(2'-하이드록시프로필)-N,N-디메틸-N-도데실암모늄 클로라이드이다. 오버코트층은 비다공성일 수 있지만 잉크 투과성이고 수계 잉크를 갖는 요소상에 프린트된 화상의 광학 밀도를 향상시키는 작용을 한다. 상기 오버코트층은 또한 마모, 얼룩짐 및 수 손상으로부터 잉크 수용층을 보호할 수 있다. 일반적으로 이러한 오버코트층은 0.1 내지 5㎛, 바람직하게는 0.25 내지 3㎛의 건조 두께로 존재할 수 있다.
실행상, 다양한 첨가제가 잉크 수용층 및 오버코트에 사용될 수 있다. 이러한 첨가제는 계면활성제와 같은 표면 활성제를 포함하여 코팅성을 향상시키고 건조된 코팅의 표면장력을 조절하고, pH를 조절하기 위한 산 또는 염기, 현탁제, 산화방지제, 코팅을 가교결합하기 위한 경화제, 산화방지제, UV 안정화제 및 광안정화제를 조절할 수 있다. 또한, 매염제가 수견뢰도를 향상시키기 위해 소량(베이스층의 2 내지 10중량％) 첨가될 수 있다. 유용한 매염제가 미국 특허 제 5,474,843 호에 개시된다.
잉크 수용층 및 오버코트 층을 포함하는 상기 층은 통상적인 코팅 수단에 의해 투명 또는 불투명 지지체 물질에 코팅될 수 있다. 코팅 방법은 비제한적으로 블레이드 코팅, 권취 와이어 봉 코팅, 슬롯 코팅, 슬라이드 호퍼 코팅, 그라비어, 커튼 코팅을 포함한다. 이들 방법중 일부는, 제조 비용 차원에서 바람직한 모든 층의 동시 코팅을 허용한다.
상기 DRL(염료 수용층; dye receiving layer)은 연결 층(TL)상에 0.1 내지 10㎛, 바람직하게는 0.5 내지 5㎛의 두께로 코팅될 수 있다. 염료 수용층으로서 유용한 많은 공지된 배합물이 존재한다. 1차 요건은 DRL이 바람직한 색상 범위 및밀도를 형성하도록 화상 형성될 잉크와 상용가능해야 하는 것이다. 잉크 방울이 DRL을 통과함에 따라, 염료는 DRL 안에 유지되거나 매염제 처리되는 동시에 잉크 용매가 DRL을 자유롭게 통과하고 TL에 의해 신속하게 흡수된다. 또한, DRL 배합물은 바람직하게는 물로부터 코팅되고 TL에 대한 적절한 접착력을 나타내고 표면 광택의 용이한 조절을 허용한다.
예를 들면, 미국 특허 제 4,879,166 호, 제 5,264,275 호, 제 5,104,730 호, 제 4,879,166 호, 및 일본 특허 제 1,095,091 호, 제 2,276,671 호, 제 2,276,670 호, 제 4,267,180 호, 제 5,024,335 호, 및 제 5,016,517 호(Misuda)에는 유사-보헤마이트와 특정 수용성 수지의 혼합물을 포함하는 수성계 DRL 배합물이 개시되었다. 미국 특허 제 4,903,040 호, 제 4,930,041 호, 제 5,084,338 호, 제 5,126,194 호, 제 5,126,195 호, 및 제 5,147,717 호에서 라이트(Light)는 비닐 피롤리돈 중합체와 특정 수분산성 및/또는 수용성 폴리에스테르의 혼합물을 기타 중합체 및 첨가제와 포함하는 수계 DRL 배합물이 개시된다. 미국 특허 제 4,857,386 호 및 제 5,102,717 호에서 버터(Butters) 등은 비닐 피롤리돈 중합체 및 아크릴릭 또는 메타크릴릭 중합체의 혼합물을 포함하는 잉크-흡수성 수지층을 개시한다. 사토(Sato) 등은 미국 특허 제 5,194,317 호 및 히구마(Higuma) 등의 미국 특허 제 5,059,983 호에 폴리(비닐 알콜)을 기준으로 하는 수성-코팅가능한 DRL 배합물이 개시되어 있다. 미국 특허 제 5,208,092 호에서 이크발(Iqbal)은 후속적으로 가교결합된 비닐 공중합체를 포함하는 수계 DRL 배합물이 개시되어 있다. 이러한 예에 덧붙여, DRL의 1차 및 2차 요구를 만족시키는 다른 공지된 또는 고려되는 DRL 배합물이 있고, 이들 모두는 본 발명의 취지 및 범주 안에 있다.
바람직한 DRL은 0.1 내지 10㎛ 두께이고 5부 알루목산 및 5부 폴리(비닐 피롤리돈)의 수성 분산액으로 코팅된다. DRL은 또한 광택, 마찰, 및/또는 지문 내성을 조절할 목적으로 매팅 시약(matting agent), 표면 균일성을 향상시키고 건조된 코팅의 표면장력을 조절하기 위한 계면활성제, 매염제, 산화방지제, UV 흡수 화합물 및 광안정화제를 다양한 양 및 크기로 함유할 수 있다.
비록 상기한 잉크-수용 요소가 본 발명의 목적을 달성하기 위해 성공적으로 사용될 수 있지만, 화상 형성된 요소의 내구성을 향상시키기 위해 DRL을 오버코팅하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 오버코트를 요소가 화상형성된 전후 DRL에 적용될 수 있다. 예를 들면, DRL은 잉크가 자유롭게 진행되는 잉크-투과성 층으로 오버코팅될 수 있다. 이러한 유형의 층이 미국 특허 제 4,686,118, 제 5,027,131 호 및 제 5,102,717 호에 개시된다. 선택적으로, 오버코트가 요소가 화상형성된 후에 첨가될 수 있다. 공지된 임의의 적층 필름 및 장치가 이러한 목적에 사용될 수 있다. 상기 화상 프로세스에 사용된 잉크는 잘 공지되어 있고, 잉크 배합물은 특정 프로세스, 즉 연속, 압전, 또는 열적 프로세스에 밀접하게 연결된다. 따라서, 특정 잉크 프로세스에 따라, 잉크는 광범위하게 상이한 양으로 용매, 착색제, 보존제, 계면활성제 및 휴멕탄트의 조합을 함유할 수 있다. 본 발명의 화상 기록 요소와 함께 사용하기 위한 바람직한 잉크는 휴렛-팩카드 데스크 라이터 560C 프린터(Hewlett-Packard Desk Writer 560C printer)용으로 시판되고 있는 수계의 것이다. 그러나, 주어진 잉크-기록 프로세스 또는 기존의 상업적 공급자에게 특이적인잉크와 함께 사용하기 위해 배합될 수 있는 상기 화상-기록 요소의 선택적 실시태양을 본 발명의 범주 안에 넣고자 한다.
연성 불투명 페이퍼 베이스는, 할로겐화은 화상의 콘트라스트 범위가 향상될 수 있고 화상 시인이 감소되는 동안 주변 광을 통해 나타날 수 있기 때문에, 할로겐화은 화상과 함께 사용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 포토그래픽 요소는 전자 프린팅 방법 또는 종래의 광학 프린팅 방법에 의해 노출될 때 우수한 성능을 가능하게 하는 할로겐화은 포토그래픽 요소에 관한 것이다. 전자 프린팅 방법은 기록 요소의 방사선 민감성 할로겐화은 유화액 층을 픽셀 X 픽셀 모드(할로겐화은 유화액 층이 상기한 할로겐화은 입자로 구성될 수 있음)로 10마이크로초 이하의 기간동안 10-4ergs/㎠ 이상의 화학방사선에 기록 요소의 방사선 민감성 할로겐화은 유화액 층에 도입하는 것을 포함한다. 종래의 광학 프린팅 방법은 기록 요소의 방사선 민감성 할로겐화은 유화액 층을 화상 방향 모드(할로겐화은 유화액 층은 상기 할로겐화은 입자로 구성될 수 있다)로 10-3내지 300초 동안 10-4ergs/㎠의 화학 방사선에 도입하는 것을 포함한다. 바람직한 실시태양에서 본 발명은 (a) 은계 클로라이드 50몰％ 이상을 함유하고, (b) {100} 결정 페이스에 의해 제공된 표면적의 50％ 이상을 갖고, (c) 총 은의 95 내지 99％를 계수하고 다음 요건 각각을 만족하기 위해 선택된 2개의 도판트를 함유하는 중심 부분을 갖는 할로겐화은 입자로 구성된 방사선 민감성 유화액을 사용한다: (i) 하기 화학식 1을 만족시키는 금속 착체:
[ML6]n
[상기 식에서, n은 0, -1, -2, -3 또는 -4이고, M은 충전된 프론티어 오비탈 다가 금속 이온(이리듐 제외)이고, L6은 독립적으로 선택될 수 있는 가교 리간드이되, 단 리간드중 4개 이상은 음이온성 리간드이고 1개 이상은 시아노 리간드이거나 시아노 리간드보다 더욱 일렉트로네가티브한 리간드이다]; 및 (ii) 티아졸 또는 치환된 티아졸 리간드를 함유하는 이리듐 배위 착화합물. 바람직한 포토그래픽 화상 층 구조는 EP 1 048 977에 개시된 바와 같다. 본원에 개시된 감광성 화상 층은 본 발명을 기준으로 특히 바람직한 화상을 제공한다.
본 발명은 지지체 및 상기한 할로겐화은 입자를 포함하는 하나 이상의 감광성 할로겐화은 유화액 층을 포함하는 포토그래픽 기록 요소에 관한 것이다.
하기 실시예는 본 발명의 실행을 설명한다. 이는 본 발명의 모든 가능한 변형을 배제하고자 하는 것은 아니다. 달리 지시하지 않는한 부 및 ％는 중량기준이다.
실시예
수성 코팅 조성물로부터 코팅된 대전방지층을 위한 지지체
본원에 개시된 지지체 A는 수성 대전방지 조성물 코팅을 위해 사용될 수 있다.
캘리퍼 6.0 mil 및 밀도 0.53 g/㎤의 폴리프로필렌 포움을 미국 펜실바니아 버위크 버윅크 인더스트리즈(Berwick Industries)로부터 수득하였다. 이는 플랫 시이트 다이를 사용하여 양측상에 코팅된 압출 수지이다. 포움의 상위 플랜지 또는 정면측은 공압출 코팅되었다. 상기 포움에 가까운 층은 7.5 lbs./ksf 적용범위, 525℉의 융점에서 코팅되었고 10％ 아나타제 TiO2, 20％ 미스트론(등록상표)CB 탈크(Luzenac America), 20％ PA 609(등록상표)(Exxon Mobil로부터 비결정성 치환된 사이클로펜타디엔 유기 중합체) 및 50％ PF611(등록상표)(폴리프로필렌 단독중합체-압출 코팅용, Basell)로 구성된다. 스킨층을 2.55 lbs./ksf 적용범위로, 575℉의 융점에서 코팅하고 18％ TiO2, 4.5％ ZnO, 및 78.5％ D4002P(등록상표)(Eastman Chemical Company로부터 시판되는 저밀도 폴리에틸렌)로 구성된다. 상기 포움의 하위 플랜지 또는 와이어 측면을 525℉ 융점에서 단일 압출 코팅하였다. 하위 플랜지 코팅은 11.5 lbs./ksf 적용범위이었고 10％ 아나타제 TiO2, 20％ 미스트론(등록상표)CB Talc, 20％ PA609(등록상표) 및 50％ PF611(등록상표)로 구성된다.
수성 대전방지 조성물:
실시예에 사용된 수성 대전방지 코팅 조성물은 다음 성분을 포함한다:
전도성 물질:
(a) 이시하라 테크노 코포레이션(Ishihara Techno Corp.)으로부터 공급되는 침상 안티모니 도핑된 산화주석 분산액 FS 10D(등록상표)
(b) 바이엘 코포레이션에 의해 공급된 폴리(3,4-에틸렌 디옥시티오펜 스티렌 설포네이트) Baytron P(등록상표).
중합체 결합제:
아베시아(Avecia)에 의해 공급된 스티렌 아크릴레이트 라텍스 Neocryl(등록상표) A5045
콜로이드상 졸
듀퐁에 의해 공급된 알루미나 개질된 콜로이드성 실리카 Ludox(등록상표) AM
하기 샘플 실시예 1 내지 13은, 표면을 코로나 방전 처리에 도입한 후 적절한 수성 대전방지 조성물을 상기 지지체 A의 하위 플랜지의 표면상에 코팅하여 본 발명에 따라 제조된다. 샘플 비교예 1은 비교를 위해 추가의 코팅없는 미처리된 지지체 A이다. 샘플의 조성에 대한 상세한 사항은 하기 표 1a에 나타낸다.
샘플 지지체 하위 플랜지 표면상의 건조 대전방지층 조성 건조대전방지층 적용범위
FS 10D(등록상표) 중량％ Ludox(등록상표) AM 중량％ Neocryl(등록상표) 중량％ mg/ft2
실시예 1 A 20 16 64 30
실시예 2 A 25 15 60 30
실시예 3 A 30 14 56 30
실시예 4 A 35 13 52 30
실시예 5 A 40 12 48 30
실시예 6 A 45 11 44 30
실시예 7 A 50 10 40 30
Baytron P(등록상표) 중량％ Ludox(등록상표) AM 중량％ Neocryl(등록상표) 중량％
실시예 8 A 4 19.2 76.8 30
실시예 9 A 6 18.8 75.2 30
실시예 10 A 8 18.4 73.6 30
실시예 11 A 10 18 72 30
실시예 12 A 12 17.6 70.4 30
실시예 13 A 15 17 68 30
비교실시예 1 A 미처리 표면 없음
이렇게 제조한 샘플을 그 성능에 대해 평가하였다.
표면 전기 저항(SER)은 미국 특허 제 2,801,191 호(칼럼 4, 라인 4 내지 34)에 개시된 것과 유사한 방법에 의해 2개의 포인트 DC 탐침을 사용하여 케이쓰리(Keithly) 모델 616 디지털 일렉트로미터로 측정하였다. 내부 저항 또는 "물 전극 저항(WER)"을 문헌[R.A. Elder, "Resistivity Measurement on Buried Conductive Layers," EOS/ESD Symposium Proceedings, September 1990, pages 251-254]에 개시된 절차에 따라 측정한다.
백마크 보유에 대해, 프린트된 화상을 도트 매트릭스 프린터를 사용하여 대전방지 코팅된 표면상에 적용한다. 상기 지지체를 30초 동안 통상의 칼러 페이퍼 현상제 용액에 도입하고 5초 동안 따뜻한 물로 세척하고 프린트 보유 평가를 위해 문질렀다. 다음 등급을 매기고, 이때 1 내지 3은 허용가능한 양호한 성능을 나타낸다.
1 = 현저함, 프로세스된 외관과 프로세스되지 않은 외관 사이의 매우 경미한 차이
2 = 우수함, 외관이 약간 손상됨
3 = 허용가능함, 외관이 보통으로 손상됨
4 = 허용불가능함, 외관이 심하게 손상됨
5 = 허용불가능함, 완전히 손상됨
샘플 실시예 1 내지 13 및 비교실시예 1로부터 결과를 하기 표 1b에 나타낸다.
샘플 SERlog ohms/sq BMR
실시예 1 10.3 1-2
실시예 2 9.6
실시예 3 9.1 1-2
실시예 4 8.6
실시예 5 8.4
실시예 6 8.2 1-2
실시예 7 7.9
실시예 8 10.2 1-2
실시예 9 9.3
실시예 10 8.9 1-2
실시예 11 8.2
실시예 12 7.9 1-2
실시예 13 7.3
비교실시예 1 >13.9
본 발명에 따라 제조된 실시예 1 내지 13상의 코팅된 대전방지층이 합성 페이퍼 지지체에 전기전도성 수단을 부여하는 것이 명백하다. 대전방지층 없이는, 비교실시예 1에서와 같이, 지지체는 매우 절연성이다. 이러한 차이는 샘플 실시예 1 내지 13 및 비교실시예 1의 SER 값에 반영된다. 또한, 샘플 실시예 1 내지 13은 또한 우수한 백마크 보유 특성이 현저하고 칼라 포터그래픽 페이퍼와 같은 프린트 화상 매질로서의 바람직한 특성이 입증된다.
열적으로 처리가능한 조성물로부터 형성된 대전방지층을 위한 지지체
본원에서 설명한 실시예에 사용된 지지체 B는, 대전방지층이 지지체 제조중에 하위 플랜지 표면상에 또는 폐쇄 셀 포움 코어와 하위 플랜지 사이에 압출코팅되는 것을 제외하고는 지지체 A와 유사한 포움 코어 및 상위 및 하위 플랜지를 포함한다.
열적으로 처리가능한 대전방지성 조성물
본 실시예에 사용된 열적으로 가공가능한 대전방지 조성물은 하기 성분들을 포함한다:
전도성 물질:
폴리에테르-블록-폴리아미드 Pebax(등록상표) 1074(공급원: Atofina)
매트릭스 중합체:
폴리프로필렌 PF611(등록상표)(공급원: Basell)
상용화제:
말레산 무수물 작용화된 폴리프로필렌 Orevac(등록상표) CA 100(공급원: Atofina)
샘플 실시예 14 및 15는 232℃에서 압출 코팅에 의해 지지체 B에 열적으로 처리가능한 대전방지층을 도입하여 제조된다. 상기 대전방지층은 실시예 14에서 하위 플랜지상에 그리고 실시예 15에서 하위 플랜지와 포움 코어 사이에 위치한다. 샘플의 조성 및 그들의 전기적 저항(실시예 14에 대해서는 SER 및 실시예 15에 대해서는 WER)에 대한 상세한 사항을 하기 표 2에 나타낸다.
샘플 지지체 대전방지층의 위치 대전방지층 조성 대전방지층의 적용범위 SER/WERlog ohms/sq
Pebax(등록상표) 중량％ PF611(등록상표) 중량％ Overvac(등록상표) CA 100중량％ g/ft2
실시예 14 B 하위 플랜지상 30 67.5 2.5 3.6±0.9 11.5
실시예 15 B 포움과 하위 플랜지 사이 30 67.5 2.5 3.6±0.9 11.5
열처리 방법에 의해 본 발명에 따라 제조된 실시예 14 및 15는 (그렇지 않으면 매우 절연성인) 지지체에 적절한 전기 전도성을 부여할 수 있다.
본 발명은 높은 강성, 우수한 연성, 높은 불투명성, 및 우수한 습도 컬링 내성을 갖는 화상 지지체를 제공한다. 본 발명에 따른 화상 지지체는 또한 단일 인-라인 작업으로 제조될 수 있고 효과적으로 재생될 수 있다.

Claims (10)

  1. 하나 이상의 화상 층; 및 폐쇄 셀 포움 코어 시이트 및 여기에 부착된 상위 및 하위 플랜지 시이트를 포함하는 베이스를 포함하고, 50 내지 250 밀리뉴톤의 강성도를 갖고 전도성인 화상 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상위 및 하위 플랜지 시이트가 각각 폐쇄 셀 포움 코어 시이트의 모듈러스보다 큰 모듈러스를 갖는 화상 부재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    전하 균형을 이룬 화상 부재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    13 log ohms/sq 미만의 표면 또는 내부 전기 저항을 갖는 화상 부재.
  5. 제 4 항에 있어서,
    이온성 전도체를 포함하는 화상 부재.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 이온성 전도체가 무기 염, 알칼리 금속 염, 계면활성제, 중합체 염 및 열적으로 처리가능한 전도성 중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 화상 부재.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 이온성 전도체가 알킬렌 산화물을 추가로 포함하는 화상 부재.
  8. 제 4 항에 있어서,
    전자 전도체를 포함하는 화상 부재.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전자 전도성 수단이 금속-함유 입자 및 전자 전도성 중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 화상 부재.
  10. 25 내지 175㎛의 두께를 갖는 폐쇄 셀 포움 코어 시이트를 포함하는 베이스를 공급하고, 플랜지 물질을 상기 포움 코어 시이트의 각 측면에 접착시키고, 하나 이상의 화상 층을 첨가하는 것을 포함하는, 50 내지 250 밀리뉴톤의 강성도를 갖는 전도성 화상 부재의 제조방법.
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