使用水性調(diào)配物制備的熱圖像接收器元件的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉參考
[0002] 這是2013年4月8日提交的標(biāo)題為使用水性調(diào)配物制備的熱圖像接收器元件 (THERMAL IMAGE RECEIVER ELEMENTS PREPARED USING AQUEOUS FORMULATIONS)的同在申 請(qǐng)中和共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利申請(qǐng)第13/858, 132號(hào)的部分繼續(xù)申請(qǐng)，所述申請(qǐng)?jiān)诖艘匀?引用的方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及具有水基圖像接收層的熱圖像接收器元件。本發(fā)明還涉及用于制得這 種熱圖像接收器元件的方法以及使用所述元件以自供體元件通過(guò)熱轉(zhuǎn)印提供染料圖像的 方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 近年來(lái)，已經(jīng)研發(fā)出熱轉(zhuǎn)印系統(tǒng)來(lái)從已經(jīng)自相機(jī)或掃描裝置產(chǎn)生的圖片獲得打印 圖。根據(jù)一種獲得這類打印圖的方法，首先通過(guò)濾色器對(duì)電子圖片進(jìn)行分色。隨后將對(duì)應(yīng) 的分色圖像轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。這些信號(hào)隨后被傳輸?shù)綗崦舸蛴C(jī)。為了獲得打印圖，給熱圖 像接收器元件面對(duì)面安置藍(lán)色、洋紅色或黃色染料供體元件。隨后將這兩者插在熱敏打印 頭與壓印滾筒之間。線型熱敏打印頭用于從染料供體薄片背面加熱。熱敏打印頭具有多個(gè) 加熱元件并且響應(yīng)于藍(lán)色、洋紅色或黃色信號(hào)中的一者依次加熱。隨后就其它顏色來(lái)說(shuō)重 復(fù)這過(guò)程。如此獲得顏色硬拷貝，其對(duì)應(yīng)于在顯示屏上查看的初始圖片。
[0005] 已經(jīng)提出多種途徑來(lái)提供熱染料接收層。染料圖像接收層調(diào)配物的溶劑涂布是一 種常見(jiàn)途徑。然而，使用溶劑涂布這些調(diào)配物帶來(lái)多種問(wèn)題，包括費(fèi)用、環(huán)境危害和廢棄物 問(wèn)題以及有害的制造過(guò)程。需要特別的預(yù)防措施來(lái)處理這些問(wèn)題。舉例來(lái)說(shuō)，經(jīng)有機(jī)溶劑 涂布的調(diào)配物和方法描述于美國(guó)專利5, 356, 859 (盧姆（Lum)等人）中。
[0006] 另一途徑涉及將染料圖像接收層調(diào)配物熱熔擠出到支撐體上。在熱圖像接收器 元件的制備中可以一同擠出多個(gè)層。這類方法對(duì)制備適用的熱圖像接收器元件極其有效， 但其由于擠出過(guò)程所使用的高溫，限制了可以并入到染料圖像接收層中的材料類型。美國(guó) 專利7, 993,559(冬圖拉（Dontula)等人）和美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)2010/0330306(冬圖拉等 人）描述了具有包括擠出柔性并且抗靜電底層的多個(gè)擠出層的成像元件。美國(guó)專利申請(qǐng)公 開(kāi)2008/0220190(馬宗達(dá)（Majumdar)等人）描述了包含支撐體的圖像錄入元件，所述支撐 體在其上具有水性底層和擠出染料接收層。此外，美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)2011/0091667(馬宗 達(dá)等人）和2010/0330306(冬圖拉等人）描述了包括擠出柔性層和粘附在圖像接收層上的 抗靜電層的熱染料轉(zhuǎn)印接收器元件。
[0007] 又一途徑為使用水性涂布調(diào)配物來(lái)制備染料圖像接收層。這類調(diào)配物典型地包括 水溶性或水分散性聚合物作為粘合劑基質(zhì)。制得這類調(diào)配物的一些工作為例如美國(guó)專利申 請(qǐng)公開(kāi)2011/0027505(馬宗達(dá)等人）和2011/0117299(宮（Kung)等人）所描述。
[0008] 雖然出于所提到的原因需要水性涂布方法和調(diào)配物，但是水性涂布的染料圖像接 收層可能在典型的客戶打印環(huán)境中表現(xiàn)出問(wèn)題，在典型的客戶打印環(huán)境中高速打印需要在 兩個(gè)元件的接觸表面之間無(wú)粘著的情況下染料供體元件與熱圖像接收器元件的光滑的分 離。在較高濕度環(huán)境中打印這類圖像可能是尤其麻煩的，因?yàn)闀?huì)與水性涂布的染料圖像接 收器層粘著。此外，這類熱圖像接收器元件常常在提供熱形成圖像中的足夠的染料密度方 面有所不足。當(dāng)與水接觸時(shí)，水性涂布層還可能破裂。
[0009] 業(yè)界已積極地用文獻(xiàn)中所描述的多種提出的解決方案處理這些問(wèn)題。舉例來(lái) 說(shuō)，美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)2009/0061124(小出（Koide)等人）描述了多種乳膠聚合物在染 料圖像接收層中的用途，所述乳膠聚合物一般至少部分從氯乙烯制備?；蛘撸绹?guó)專利 7,820,359(吉谷（Yoshitani)等人）描述了乳膠聚合物在染料圖像接收層中的用途，所述 乳膠聚合物衍生自具有亞烷氧基側(cè)鏈的特定單體以及不飽和腈、苯乙烯或苯乙烯衍生物。
[0010] 盡管存在與水性涂布染料圖像接收層調(diào)配物的用途相關(guān)的多種問(wèn)題的所有已知 途徑，但仍存在提高這類調(diào)配物（和自其獲得的干燥層）的耐相對(duì)濕度變化性的需要以使 得所得圖像一致并且展現(xiàn)足夠的密度，不管存儲(chǔ)或使用的熱染料轉(zhuǎn)印元件中的相對(duì)濕度如 何。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明提供熱圖像接收器元件，其包含支撐體并且在支撐體的至少一個(gè)側(cè)面上具 有：
[0012] 干燥圖像接收層，其具有至少25°(：的Tg，所述干燥圖像接收層為熱圖像接收器元 件的最外層，具有至少〇. 5 μ m并且直到5 μ m并包括5 μ m的干燥厚度，并且包含主要由以 下組成的聚合物粘合劑基質(zhì)：
[0013] (1)水分散性丙烯酸聚合物，其包含化學(xué)反應(yīng)或未化學(xué)反應(yīng)的羥基、二氧磷基、膦 酸酯、磺酸基、磺酸酯、羧基或羧酸酯基團(tuán)，以及
[0014] ⑵水分散性聚酯，其具有30 °C或更低的Tg，
[0015] 其中水分散性丙烯酸聚合物以總干燥圖像接收層的至少55重量％的量存在并且 以與水分散性聚酯至少1:1并且直到20:1并包括20:1的干燥比率存在于聚合物粘合劑基 質(zhì)中。
[0016] 本發(fā)明的一些具體實(shí)施例包含熱圖像接收器元件，其包含支撐體，并且在支撐體 的一個(gè)或兩個(gè)相對(duì)側(cè)面上具有：
[0017] 干燥圖像接收層，其具有至少35°C并且直到60°C并包括60°(：的Tg，所述干燥圖像 接收層為熱圖像接收器元件的最外層，具有至少1 μ m并且直到3 μ m并包括3 μ m的干燥厚 度，并且包含主要由以下組成的聚合物粘合劑基質(zhì)：
[0018] (1)水分散性丙烯酸聚合物，其包含化學(xué)反應(yīng)或未化學(xué)反應(yīng)的羧基或羧酸酯基團(tuán)，
[0019] 其中水分散性丙烯酸聚合物包含衍生自以下的重復(fù)單元：(a) -或多種包含具有 至少4個(gè)碳原子的非環(huán)狀烷基酯、環(huán)烷基酯或芳基酯基團(tuán)的烯系不飽和可聚合丙烯酸酯或 甲基丙烯酸酯，（b) -或多種含羧基或含羧酸鹽的烯系不飽和可聚合丙烯酸酯或甲基丙烯 酸脂，以及（C)任選地苯乙烯或苯乙烯衍生物，并且
[0020] 其中（a)重復(fù)單元代表總重復(fù)單元的至少20mol%并且直到99mol%并包括 99mol %，并且（b)重復(fù)單元代表至少Imol %并且直到IOmol %并包括IOmol %，以及
[0021] (2)水分散性成膜聚酯，其具有至少0°C并且直到20°C并包括20°C的Tg，所述水分 散性成膜聚酯包含水分散性基團(tuán)，
[0022] 其中水分散性丙烯酸聚合物以總干燥圖像接收層重量的至少60重量％并且直到 80重量％并包括80重量％的量存在，并且以與水分散性聚酯至少4:1并且直到15:1并包 括15:1的干燥比率存在于聚合物粘合劑基質(zhì)中。
[0023] 此外，本發(fā)明提供成像組件，其包含與熱供體元件熱結(jié)合的本發(fā)明的熱圖像接收 器元件。
[0024] 此外，用于制得本發(fā)明的熱圖像接收器元件的方法包含：
[0025] 將水性圖像接收層調(diào)配物施加到支撐體的一個(gè)或兩個(gè)相對(duì)側(cè)面上，水性圖像接收 層調(diào)配物包含主要由以下組成的聚合物粘合劑組合物：
[0026] (1)水分散性丙烯酸聚合物，其包含未化學(xué)反應(yīng)的羥基、二氧磷基、膦酸酯、磺酸 基、磺酸酯、羧基或羧酸酯基團(tuán)，以及
[0027] (2)水分散性成膜聚酯，其具有30 °C或更低的Tg，
[0028] 其中水分散性丙烯酸聚合物以所得總干燥圖像接收層重量的至少55重量％的量 存在，并且以與水分散性成膜聚酯至少4:1到15:1并包括15:1的干燥比率存在于聚合物 粘合劑基質(zhì)中，以及
[0029] 使水性圖像接收層調(diào)配物干燥以在支撐體的一個(gè)或兩個(gè)相對(duì)側(cè)面上形成干燥圖 像接收層。
[0030] 本發(fā)明還提供一種進(jìn)行熱轉(zhuǎn)印的方法，其包含：
[0031] 將透明聚合薄膜、一或多個(gè)染料圖像或透明聚合薄膜和一或多個(gè)染料圖像兩者從 熱供體元件逐圖像轉(zhuǎn)印到本發(fā)明的干燥熱圖像接收元件的圖像接收層上。
[0032] 在水性調(diào)配物中應(yīng)用獨(dú)特的聚合物組合來(lái)在相對(duì)濕度敏感性降低的熱圖像接收 器元件中制備圖像接收層。這種聚合物組合具有兩種基本類型的聚合物：（1)如本文中所 定義的水分散性丙烯酸聚合物和（2)具有30°C或更低的1；的水分散性聚酯。已發(fā)現(xiàn)本發(fā) 明的熱圖像接收器元件展現(xiàn)出由相對(duì)濕度變化所致的減少的熱打印密度變化。僅僅通過(guò)單 獨(dú)使用（1)或（2)類別的聚合物無(wú)法實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)勢(shì)。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 定義
[0034] 除非另外指明，否則當(dāng)在本文中使用單數(shù)形式"一（a) "、"一（an)"以及"所述 (the)"來(lái)定義本文中所描述的組合物、調(diào)配物以及層的多種組分時(shí)，意圖包括組分中的一 或多者（即包括多個(gè)指示物）。
[0035] 在本申請(qǐng)中未明確定義的各術(shù)語(yǔ)應(yīng)理解為具有本領(lǐng)域技術(shù)人員通常所接受的含 義。如果術(shù)語(yǔ)的建構(gòu)將使其在上下文中無(wú)意義或基本上無(wú)意義，那么術(shù)語(yǔ)的定義應(yīng)取自標(biāo) 準(zhǔn)辭典。
[0036] 除非另外明確指明，否則本文所指定的不同范圍中的數(shù)值的使用被視為近似值， 即使在所規(guī)定范圍內(nèi)的最小值和最大值的前面都加有詞語(yǔ)"約"。以此方式，在所規(guī)定范圍 上方和下方的微小變量可以用于實(shí)質(zhì)上實(shí)現(xiàn)與范圍內(nèi)的值相同的結(jié)果。此外，這些范圍的 公開(kāi)內(nèi)容意圖作為包括最小值與最大值之間的每個(gè)值的連續(xù)范圍。
[0037] 除非另外指明，否則互換使用術(shù)語(yǔ)"熱圖像接收器元件"和"接收器元件"來(lái)指本 發(fā)明的實(shí)施例。
[0038] 使用術(shù)語(yǔ)"雙面"來(lái)指本發(fā)明的實(shí)施例，其中襯底（定義如下）的相對(duì)側(cè)面中的每 一個(gè)具有干燥圖像接收層（定義如下）并且因此各側(cè)面能夠形成熱圖像（透明聚合薄膜或 染料圖像），雖然在本發(fā)明的方法中并不需要使熱圖像始終形成于襯底的兩個(gè)側(cè)面上。"雙 面"元件也可以稱為"雙側(cè)"元件。
[0039] 可以使用差示掃描量熱法（DSC)和例如就樣本組合物來(lái)說(shuō)監(jiān)測(cè)差分功率輸入的 已知程序測(cè)定玻璃轉(zhuǎn)移溫度（T g)并且參考是它們都以恒定速率加熱并且維持在相同的溫 度下。差分功率輸入可以繪制為溫度的函數(shù)并且曲線經(jīng)歷陡峭斜坡變化處的溫度一般指定 為樣本聚合物或干燥圖像接收層組合物的T g。
[0040] 除非另外指明，否則參考特定組合物或?qū)拥目偢芍匾?guī)定％固體或重量％。
[0041] 術(shù)語(yǔ)"熱供體元件"用于指可以用于熱轉(zhuǎn)印染料、墨水、透明薄膜或金屬的元件 (定義如下）。各熱供體元件未必僅僅轉(zhuǎn)印染料或墨水。
[0042] 術(shù)語(yǔ)"熱結(jié)合"用于指置于允許熱轉(zhuǎn)印染料、金屬或較薄聚合物膜的關(guān)系中的兩個(gè) 不同元件。這種關(guān)系一般需要當(dāng)其經(jīng)加熱時(shí)兩個(gè)元件的緊密的物理接觸。
[0043] 術(shù)語(yǔ)"水性涂布"用于指用水性涂布調(diào)配物施加或涂布的層。
[0044] 除非另外指明，否則術(shù)語(yǔ)"聚合物"和"樹(shù)脂"意指同一事物。除非另外指明，否則 術(shù)語(yǔ)"丙烯酸聚合物"意味著包涵沿有機(jī)主鏈具有相同重復(fù)單元的均聚物以及沿主鏈具有 兩種或兩種以上不同重復(fù)單元的共聚物。
[0045] 術(shù)語(yǔ)"烯系不飽和可聚合單體"是指具有一或多種烯系不飽和可聚合基團(tuán)（如乙 烯基團(tuán)）的有機(jī)化合物，所述基團(tuán)可以聚合以提供碳原子的有機(jī)主鏈和任選存在的附接到 有機(jī)主鏈的多個(gè)側(cè)鏈。特定烯系不飽和可聚合單體的聚合產(chǎn)物在有機(jī)主鏈內(nèi)被稱為"重復(fù) 單元"。在本發(fā)明的實(shí)踐中所使用的水分散性丙烯酸聚合物中的多個(gè)重復(fù)單元以隨機(jī)的方 式沿給定聚合物的主鏈分布，雖然可以發(fā)現(xiàn)常見(jiàn)重復(fù)單元的嵌段但其并非沿有機(jī)主鏈特意 形成。
[0046]當(dāng)關(guān)于在本發(fā)明的實(shí)踐中所使用的丙烯酸聚合物、聚酯和脫模劑使用術(shù)語(yǔ)"水分 散性（water-dispersible) "和"水分散性（water-dispersibility) "時(shí)，其是指特性，其中 這些聚合物在其制造期間一般分散于水性介質(zhì)中或涂布于支撐體上。其意味著丙烯酸聚合 物和聚酯一般呈水性分散液的形式供應(yīng)和使用。其不可溶于水性介質(zhì)中但其并不輕易沉淀 在水性介質(zhì)內(nèi)。這些術(shù)語(yǔ)并不是指當(dāng)經(jīng)涂布和干燥時(shí)丙烯酸聚合物和聚酯可再分散于水性 介質(zhì)中。而是，當(dāng)使這類丙烯酸聚合物和聚酯在支撐體上干燥時(shí)，在與水或水性溶液接觸時(shí) 其一般保持不變。
[0047] 術(shù)語(yǔ)"非空隙化"用于指不含添加的固體或液體物質(zhì)或含有氣體的空隙的層或支 撐體。
[0048] 術(shù)語(yǔ)"空隙