本发明涉及成象体系,更具体地说,涉及一种成象片及其使用方法,成象片中有开口的多孔基体,孔里装有光硬化性或光软化性组合物。 光敏成象体系在技术上是众所周知的。例如,采用微胶囊化的光敏组合物的光敏成象体系,是美国专利4,399,209号和4,416,966号(授权于Mead公司)的题目。这些成象体系的特征在于:带一层内相中含光敏组合物的微胶囊的成象片以成象方式用光化辐射曝光。最典型的实施方案中,光敏组合物是一种含多烯属不饱和化合物和光引发剂的光聚合组合物,而且同色母体包封在一起。以成象方式曝光使微胶囊的内相硬化。曝光之后,将成象片通过一对压辊之间的辊隙,使它受到均匀的破裂力。
虽然已经证实上述体系是极其成功的,其发明的主要特点在于使用了光敏微胶囊。因此,在制造微胶囊时,专业人员必须格外小心,以确保生成的微胶囊合适。另外,由于形成微胶囊所需的原材料和加工条件的结果,提高了制造成本。
技术上已经提供了别地光敏转移成象体系。例如,转让给杜邦公司的英国专利1,001,832公开的一种成象材料,其中,成色剂放在一层光聚合性烯属不饱和化合物里,在曝光中,该光聚合层上面放置了一片不透氧的盖片,以限制与光聚合层相接触的大气中的氧浓度,由此提高了光聚合材料的曝光速度和感光度。实际上,这种光聚合材料混有另外一种材料,使制成的组合物涂在载体上有足够的粘性。涂布好的组合物作为整体一层,显然并未渗入所涂的基体。
同样转让给杜邦公司的英国专利1,058,798号,1,141,475号和1,193,923号述及的成象材料采用了一种光聚合性的底层,它是由分散在固体粘结剂里的聚合性烯属不饱和化合物所组成。该材料以成象方式用光化辐射曝光形成图象。曝光控制了显影剂材料扩散入(或扩散出)光聚合性底层的速度。
转化给Eastman Kodak公司的美国专利3,387,974号公开了一种照相转移装置,其中,涂复在基体上的光敏材料,一般是内含光聚合性材料的热塑性材料。这种组合物是以整体一层的形式涂复到基体上。在转移中对组合物必须加以控制以产生高质量的图象。在光敏层表面上涂复的是一层多孔的外层,它起着调节和计量光敏材料从基体往接受片表面转移的作用。这种多孔的外层还起着降低光敏涂层在转移中发生不希望有的横向扩散以及使光敏层免于磨损和沾污的作用。采用这种多孔的外层显然对调节膜的曝光速度和光敏涂层的其它照相性能并没有帮助。
转让给富士胶片株式会社的美国专利3,779,775号公开的一种光敏材料(一般是卤化银材料)被保存在塑料材料的孔洞里。这种多孔材料是用来防止光敏材料给水降解,并可避免使用保存光敏材料的明胶类粘结剂。该专利并未公开塑料层的孔洞可以含有光硬化性或光软化性组合物。
转让给Richard Peck的美国专利4,390,614号和4,420,552号公开一种利用彩色复制印刷装置制造印刷图象的方法。该发明的特征在于,利用保存光敏油墨的多孔基体。按照这些专利所用的光敏油墨最好是以卤化银乳剂材料为主。这些专利都没有公开多孔材料含有光硬化性或光软化性组合物。
上述体系都没有公开前面所述Mead公司所用的微胶囊体系(其中,光聚合材料包含在微胶囊的内相里)的光敏特征。因此,技术上需要有另一种成象体系,它既具有Mead公司光聚合成象材料的照相特性,又不需要把光敏材料用微胶囊包封起来。
按照本发明,提供了一种有开口多孔基体并内含光硬化性或光软化性组合物的成象片。这种成象片的多孔结构加上内含的光敏材料使发明者可以通过转移方法制成高质量的图象。成象片按下面的方法使用:将片子以成象方式用光化辐射曝光并受压使光硬化性或光软化性组合物从多孔基体以图象式样渗出到接受片上。通过一些不同的方法用成象片可形成若干不同类型的图象。
例如,如果将染料与光敏组合物一起放入开口多孔基体,经以成象方式曝光和在接受片存在下加压,染料便以成象方式转移到接受片上形成可见的图象。
另外,光敏组合物可以含有一种无色的成象剂,它与显影剂材料反应便形成图象。在这个实施方案中,将光敏组合物以成象方式曝光并给多孔基体施加压力,使成象剂从多孔基体中渗出,并与含有显影剂材料的片子相接触。在以成象方式释放出成象剂的区域,成象剂同显影剂材料相结合形成图象。
还有一种用法是,光敏组合物含有加到开口多孔基体里的光硬化性材料。经光化辐射曝光,该材料按作用于它上面的曝光量正比例地选择性硬化。然后将未曝光的光硬化性组合物从基体中除掉,由此在成象片上形成图象。该图象可用来测定光敏材料的照相性能,诸如反差(r值)和动态范围。
还有另一种用法是,基片可充当接受片的作用,并可利用诸如技术上共知的直接显影工艺。例如,可将成象片以成象方式用光化辐射曝光,然后涂上显影剂材料,由此在基片的未曝光区形成或见图象。
选作成象片的基片可以采取多种形式。在某个实施方案中,这种基片可以是一种聚合物材料,它带有很多孔洞或遍及基片的垂直孔道。另一个实施方案中,基片可采用纺织品,无纺织品或纸料。还有一个实施方案中,基片可涂有能提供开口多孔基体的材料。所有上述实施方案,都可根据保存在多孔基体中成象剂的量制得单张或多张复制件。
还有一个实施方案中,成象片可采用照相凹版印刷版的形式。其中,有开口多孔基体的基片的微孔填满了光硬化性组合物,将基片以成象方式用光化辐射曝光,使光硬化性组合物选择性硬化。利用诸如压力的方法将未硬化的区域抽空,用印刷油墨填满抽空的微孔,由此制成可适合于印刷的印版。根据保存在微孔里成象剂的量以及使印刷油墨从微孔里渗出所用的压力,可印出许多数量的图象。按照类似的方法,这种多孔基体的基片可以起到供丝网印刷用的丝网的作用。
另一个实施方案中,提供了用本发明的成象片制成图象的一种方法,该方法包括以下的步骤:将持有开口多孔基体(内含光硬化性或光软化性组成物)的基片以成象方式用光化辐射曝光;将所述的成象片同接受片组装在一起;并向所述的成象片加压,使所述的成象剂以成象方式从上述多孔基体中渗出,并转移到所述的接受片上形成图象。
这种成象方法能制成单色或全色的图象,而且可以有大量的实际应用包括复制照片,书面原文,以及其它可见的图象。
又一个实施方案中,本发明提供了采用所发明的成象片的成象体系。该体系包括成象片和接受片,成象片由有开口多孔基体的基片和存放在所述多孔基体里的成象剂和光硬化性或光软化性组合物所组成,所述的成象片使用方法如下:将成象片的成象方式用光化辐射曝光,加压于该成象片,使所述的成象剂和所述的光硬化性或光软化性组合物从上述多孔基体中以成象方式渗出;此时,接受片用来接受渗出的成象剂。
在还有一个实施方案中,本发明提供了一种制造平版印刷版(胶印版)的方法。该方法包括下面的步骤:提供一种成象片,它是由有开口多孔基体的基片和存放在所述多孔基体里的光硬化性组合物所组成;将所述的成象片以成象方式用光化辐射曝光;把所述的以成象方式曝光了的成象片同用作印刷版的印版组装起来;将曝光了的成象片加压,使所述的光硬化组合物从上述的多孔基体里渗出,并以成象方式转移到作印刷版的印版上,转移的光硬化组合物经硬化形成可接油墨而排斥水的聚合物图象。使用中,将印刷油墨涂覆到制得的印刷版上使印版上光硬化的部份接受用来印刷固象的油墨,未光硬化区域排斥这种油墨。
图1是用来具体表现本发明意图的一种成象片。
图2是用来具体表现本发明意图的另一种成象片。
图3是用来具体表现本发明意图的又一种成象片。
图4(a)~4(e)描绘了按照本发明的意图制成图象的一种方法。
图5描绘了体现本发明的意图能制成全色图象的一种成象片。
图6(a)~6(c)描绘了体现本发明的意图能制成全色图象的又一种成象片。
图7描绘了制成全色图象的另一种方法。
图8(a)~8(e)描绘了按照本发明的意图制成平版印刷版的一种方法。
在说明推荐的实施方案中,为清楚起见,要采用某些术语。当然这些术语不光是包括所列举的实施方案,而且也把所有技术上等效的内容包括在内,这些内容是按基本相同的方法起同样的功用,由此得到相同的结果。
参照附图,一般更具体地是参照附图1,来说明本发明成象片的一个实施方案,该成象片用结构10表示。成象片10由有很多遍及基片的微孔14的基片12所组成。在这个举例说明的实施方案中,微孔延伸遍及基片12的整个厚度。保存在微孔14里的是光敏材料16。在实践中,微孔14的大小约在0.1微米(u)~10u范围。控制微孔大小的能力主要取决于产生这些微孔所用的方法以及为收容光敏材料所用的基体。一般说来,缩小微孔的大小随之提高了一定面积中的微孔数目,由此提高了制得的图象的分辨率。通过采用一种高度压缩性的材料作基片12也可提高制得的图象的分辨率。
另外,微孔和基片的厚度选择应与成象片所要求的用途相适应。一般说来,微孔层的厚度约为5~100u。当要求制作大量的图象时,微孔里装载的染料量应当较大。对某些应用来说,则可以使用较大厚度的基片。
基片12可由一些不同的材料组成,包括纸张,金属、纤维布以及聚合材料(但不限于这些材料)。实践中,特别优选的是聚合材料,而尤其推荐采用技术上已知方法制得的薄膜状聚乙烯,聚氨酯,聚酯,聚碳酸酯,以及其它合适的聚合物。
在选择多孔材料时应考虑的一项性能是,该材料的临界表面能要高于打算保存在多孔基体里的材料的表面能。提高多孔基片的表面能可以使保存在多孔结构里的光敏材料不致发生从多孔基体里偶然释放出来的危险。另外,提高多孔基片的表面能可确保光敏材料充分润湿多孔基片的微孔。
此外,为制得高分辨率的图象,基片的折射率应几乎接近于其多孔基体内保存的材料的折射率。如果两者不充分匹配,在微孔界面便发生散射,因而不能得到高分辨率的图象。
基片12还必须由能够经受成象过程中存在的机械作用力的材料制成,诸如能经受随着施加压力产生的压缩和松弛所造成的机械损伤。
可采用若干种不同的方法在基片12中形成微孔14。例如,利用物理方法可在基片12中产生微孔14,诸如用辐射线轰击固体基片在其中产生空洞。采用电子束或激光束轰击载体可在基片中形成孔径范围为微米大小的微孔。
按照另一种方法,可以在制备基片材料过程中形成微孔。例如,美国专利3,865,674号公开的制备多孔聚乙烯基片的方法是,将聚乙烯粉末同一种载体油混合,形成一种糊状物,然后将油从糊状物中脱去,制成多孔的聚乙烯基片。
本发明还可选用市售的多孔基片。这类基片包括开孔的弹性材料诸如聚氨酯泡沫材料,多孔的过滤材料诸如聚碳酸酯薄膜和聚乙烯薄膜(Nuclepore公司制造),还包括Metricell公司制造的薄膜,以及无纺布。对某些应用来说,纸料诸如市售的滤纸,其多孔性完全足以适合本发明的用途。
成象片10可用于丝网印刷操作,也可用作照相凹版印刷版。在用作丝网印刷操作时,成象片10起印刷丝网的作用。如果成象片10足够厚,它可用于照相凹版印刷方法,而且可以固定在辊筒上,制成很多数量的图象。当成象片10是由某种柔性材料,诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯制成时,它尤其适合作照相凹版印刷版。成象片还可以由金属材料诸如铝和钢制成。
保存在微孔14里的是光敏组成物16。它含有一种光硬化性材料或光软化性材料,以及任选的成象剂。在用辐射曝光下,光硬化组合物诸如光聚合性和光交联性材料的粘度增加或固化,由此能产生正型图象。
烯属不饱和有机化合物是合用的辐射固化材料。这些化合物的每个分子至少含有一个端乙烯基。它们一般是液体。优选的是每个分子中含二个或多个端乙烯基的多烯属不饱和化合物。优选的这类化合物的例子是多元醇的烯属不饱和酸酯,诸如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP-TA)和二季戊四醇羟基五丙烯酸酯(DPHPA)。
可用于本发明的另一类单体是可以经阳离子聚合作用聚合的单体。这类单体的一个例子是乙烯基醚。
组合物16一般还含有一种光引发剂。可用于本发明的优选的游离基光引发剂体系包括离子型的染料-抗衡离子化合物,欧洲专利0,233,587号中对此作了说明。推荐的一类离子型染料-抗衡离子化合物是阳离子染料硼酸酯,尤其是花青染料硼酸酯。这种硼酸酯一般是一种三苯烷基硼酸酯诸如三苯丁基硼酸酯。也可以使用其它的染料络合物诸如玫瑰红碘鎓盐和玫瑰红吡啶鎓盐。
可用于本发明的其它游离基光引发剂包括二芳基酮衍生物,醌,以及苯偶姻烷基醚。在要求对紫外光感光的场合,适用的光引发剂包括烷氧基苯基酮,O-酰化的肟酮,多环醌,六蒽醌,萘醌,二异丙基菲醌,二苯甲酮和取代的二苯甲酮,呫吨酮,噻吨酮,卤代化合物诸如氯磺酰基和氯甲基多核芳族化合物,氯磺酰基和氯甲基杂环化合物,氯磺酰基和氯甲基二苯甲酮,芴酮,以及卤代烷。很多情况下,采用成象光引发剂的组合物是有益的。
当采用阳离子单体诸如乙烯基醚和环氧化物时,建议采用阳离子光引发剂体系。阳离子光引发剂的例子包括芳基重氮盐,二芳基碘鎓盐,三芳基锍盐等等。
含有离子染料络合物的引发剂最好含有自动氧化剂。合适的例子包括欧洲专利中所述的N.N-二烷基苯胺和硫醇。
组合物16中可采用各种成象剂。例如,通过采用在无碳复写纸技术中常用的这类成色剂和显色剂的相互作用便可形成图象。另外,也可通过某种螯合剂和金属盐的相互作用生色或通过某些“氧化还原反应对”的反应生色而形成图象,其中有许多已被研究用于压敏无碳复写纸。还可以通过使用油溶性染料将它转移到光面纸或处理过的纸上形成图象。组合物16本身可以有自己的成象能力。例如,已经知道,很多颜料,诸如在复印记录过程中所用的调色剂,可以选择性地粘结到如本发明那样曝光和显影好的成象片的图象区上。
可用于上述实施方案的典型的成色剂包括无色电子型化合物。这类成色剂的代表性例子包括在它们的部份骨架上带有内酯、内酯胺,砜,螺吡喃,酯,或酰氨基结构的基本无色的化合物,诸如三芳基甲烷化合物、二苯甲烷化合物,呫吨化合物,荧烷,噻嗪化合物、螺吡喃化合物等等。当制造全色图象时,尤其推荐用于本发明的是黄,品、青色母体,它们可从市场上购得。
作为另一个实施方案,可采用图2中用结构20表示的成象片。成象片20由基片22和技术上众知的无孔材料组成。前者可以用上述涉及基片12的任何材料,后者可包括某些纸料和聚合材料。在基片22的上表面有很多惰性颗粒24。它们被间隙区26隔开,而间隙区26则形成开口多孔基体,其中含有光敏组合物28,该组合物与上述组合物16相同。正如图所示的实施方案的情况,颗粒24的表面能宜大于组合物28的表面能。
所选择的颗粒24要求它们在与基片22的上表面接触时不会同组合物28发生化学或物理反应,从而过早地形成图象,或者是使组合物28降解。颗粒的大小最好在微米大小的范围,其平均直径范围约为0.1u~10u。本发明可以使用的非活性颗粒的例子包括聚合材料和细碎的白土,Sio2,Baso4,Caco3等等。颗粒24也可采用带有固体内相的微胶囊的形式,或可采用聚合物细粒的形式。当内相是固体时,组合物28不会同内相反应。
有开口多孔基体的成象片的另一个实施方案示于图3,并分别用结构30和32表示成象片和基片,在基片上涂有一层多孔层34。该层的多孔空间用单位36表示,在这些区域沉积光敏组合物38。该组合物38与图1所述的组合物16以及图2所述的组合物28是相同的。可以采用若干不同方法中任何一种在基片32上形成多孔层34。其中一种方法是直接在基片32的上表面粘结一种多孔材料,诸如压缩的聚氨酯。若利用粘结作用的话,多孔层34必须覆盖在基片32上面,使粘结剂不干扰光敏组合物38。
形成多孔层34的另一种方法是将连续的聚合物膜表面诸如聚酯,粗化成不连续的表面。这种表面的不连续性构成保存光敏组合物的储蓄器。
形成区域36的又一种方法是制成至少两种材料的混合物,将该混合物涂布成整体的一层34,从该层34中选择性地至少除掉一种材料,使它呈多孔性。例如,可将含有可溶性溶质的基体(诸如粘结剂)组成的混合物涂布到基片32上,形成整体的一层34,然后除去溶质,由此制成多孔的基体材料。这种方法的一个例子是,将低分子量酚醛树脂(诸如线型酚醛树脂)颗粒分散在丙烯酸类粘结剂中形成的显影剂材料涂布在基片上,然后用甲醇溶解这种颗粒,以除去线型酚醛树脂。制得的膜层构成了丙烯酸类粘结剂的多孔层。另外,由于显影剂颗粒已从粘结剂里溶解掉,不会使涂覆在多孔层上的光敏组合物发生降解或不希望的反应。这样还可以合乎理想的形成了粘结力,以确保基体34同基片32的粘结。
正如专于此行者会推断到的那样,也可采用别的方法来构成层34和区域36。这类方法的一个例子是聚合物辅助倒相(PAPI)加工技术。可参见Kesting所著的《Synthetic Polymeric Membranes》(《合成聚合物膜》,264~265页,1985年,第二版,Wiley公司出版)。另一种方法是利用相分离制造多孔基片的铸膜技术。可参见《Material Science of Synthetic Membranes》(《合成膜的材料科学》,Lloyd编辑,美国化学会,1985出版)。正如图1所示的实施方案的情况,这种多孔层34的表面能不宜低于光敏组合物38的表面能。此外,多孔层34必须设计成使它在施加压力之下,光敏组合物38能从多孔层中渗出,并转移到另一张接受片上,或者是使它的内相可以通过技术上已知的方法抽提出来。
利用如图1所示的本发明成象片制造转移图象的过程,这里参照图4(a-e)加以说明。正如专于此行者所估计的那样,采用的是与成象片20和30相类似的方法,唯一的差别在于用图4(a)所示的成象片40代替上面涉及的成象片。为着手进行该成象过程,可将成象片40放置在盖片46上面,后者的作用是为了使基片40的下表面避开空气和水分。在一个推荐实施方案中,光敏组合物44是由一种光聚合性单体和一种光引发剂所构成。由于光引发剂产生的游离基以及单体经游离基聚合作用而实现了聚合。聚合反应成功的关键在于,反应要在没有氧的存在下进行,因为氧消耗游离基,从而、抑制聚合反应。在早先的微胶囊体系技术中,微胶囊壁起到保护光敏组成物不受氧的阻聚作用。本发明由于没有微胶囊壁,就必须利用诸如保护片46和48的保护方法,以使光敏组合物不受氧的影响。片46最好是一种透明聚合物诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯。
接着,把光敏组合物44涂布于基片40的上表面,从而使组合物44流入微孔42。然后在基片40的上表面复以盖片48,并向该片施加压力,使过量的组成物44析出,同时使组合物44同水和氧完全隔绝。盖片48是透明的,这种片子应由对组合物44有良好脱模性能的聚乙烯或其它材料制成。重要的是,组合物44要保存在微孔42里,而且不润湿盖片46和48,从而使盖片46和48不影响成象过程。反而,盖片46和48是主要起到有效防止氧和水分对组合物44的阻聚作用。此外,正如下面所讨论的那样,在把盖片46和48从成象片44拿走时,组合物44不应偶然转移到盖片46和48上,而是仍然留在微孔42中。
盖片46和48也可以采用热熔性透明热塑性材料的形式,这类材料在室温下是固体。它们的例子包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以及低分子量的聚乙烯蜡。实践中,这种热熔性材料是以液体状态涂布在基片上,在冷却到室温时,材料固化,从而防止了光敏组合物被水或氧降解。热熔性材料应当是透明的,而且对组合物44具有良好的脱模性能,从而使它们不影响成象过程。
在又一个实施方案中,盖片46和48可采用预制的可剥离性膜,溶剂浇铸膜,或喷雾涂覆密封材料的形式。
正如图4(a)所示,基片40是用光化辐射(以hv表示)通过掩膜M和透明盖片48以成象方式曝光,光化辐射的波长一般在红外区,可见区或紫外区。如图4(b)所示,这样做使得组合物44的曝光部分发生光硬化(用44A表示),而未曝光部分(用44B表示)仍然是液体。盖片46和48可用技术上已知的方法诸如卷取辊(未图示出)来除掉盖片46和48。对某些应用来说,只需要除掉盖片46和48中的一片。
接着,将基片40同接受片50组装起来,并向基片40的上表面施加压力,使组合物44B从微孔42中渗出并转移到接受片50上,在那里形成图象52。接受片一般是用于无碳复制体系的基片,诸如纸料或聚合材料,如聚对苯二甲酸乙二醇酯。施加压力一般是利用机械作用力诸如用压辊的方法来完成。但是,也可采用其它方法包括空气压差或真空升华法,使组合物44B转移到接受片50上。如果有一些组合物44B在转移到接受片50的操作后仍留在成象片的微孔42里的话,取决于成象片40的厚度,可通过与别的接受片重复压力转移步骤来制得多次复制件。这种过程可以反复进行直到微孔42里不再留下组合物44B。在盖片采用热熔性材料的实施方案中,当向基片施加压力之前或之中,必须将基片加热,使组合物44B从微孔42里渗出。
在另一个实施方案中,可在成象片40的上、下两个表面覆上接受片。两张接受片上制得的图象将是镜面对称的。
在成象片40用作照相凹版印刷版的实施方案中,从成象片背面以成象方式曝光之后,将组合物44B从微孔42里抽掉,留下的空隙便构成图象的样子。背面曝光的作用是为了封闭多孔基体的微孔。接着从成象片的正面用印刷油墨(未图示出)填满微孔42,并通过向成象片40施加压力使油墨从微孔42里渗出并转移到接受片上。
在成象片40用作供丝网印刷的丝网的实施方案中,成象片在以成象方式曝光之后,从微孔42里抽去未曝光的组合物44B。此后,将油墨填入由组合物44B所空出的微孔里,向成象片40加压,将油墨从微孔42转移到接受片介质上。
在组合物44不含成象剂的实施方案中,图象52可用来测定组合物44的照相性能诸如胶片的感光速度,动态范围和反差(v值)。用成象片40测试照相性能,要求用不同剂量的辐射光使组合物44曝光,可用阶跃式光楔简单地完成测试。由于当组合物用不同强度光曝光时,光硬化性组合物发生单体-聚合物的转变,组合物的折射率改变,在成象片40上形成图象,因此测定照相性能是便利的。在成象片40上仅有未曝光的和部分聚合的组合物会表现为图象。会从图象上看到散射光的差异,这就可以用来简单地测定出胶片的感光速度,动态范围,反差(v值)等等。这种成象片还可用作幻灯片。
在更为传统的应用中,组合物44含有染料、颜料或成色剂,并在接受片50上制得清晰可见的图象52。
在成象剂不是染料或颜料的场合,接受片50上有一种选定的显影剂材料,与成色剂反应而形成图象。跟采用前述色母体的实施方案一起使用的说明性的实施例是:粘土矿诸如酸性粘土,活性白土,硅镁土等;有机酸诸如单宁酸,没食子酸,棓酸丙酯等;酸性聚合物诸如苯酚二甲醛树脂,酚-乙炔缩合树脂,含至少一个羟基的有机羧酸同甲醛之间的缩合物等;芳族羧酸的金属盐诸如水扬酸锌,水扬酸锡,2-羟基萘甲酸锌,3、5-二叔丁基水扬酸锌;油溶性金属盐或苯酚-甲醛线型酚醛树脂(例子参见美国专利3,672,935号;3,732,120号和3,737,410号)诸如锌改性的油溶性苯酚-甲醛树脂(公开于美国专利3,732,120号),碳酸锌等,以及它们的混合物。在授权的美国专利申请号073,036号(1987年7月14日提出)中介绍了一类优选的起光泽的显影剂。
显影剂材料还可直接涂布在以成象方式曝光的基片上,使显影剂材料同保存在未曝光区的成色剂反应,形成可见的图象。在这个实施方案中,不使用接受片,同时成象片同时起接受片的作用。
本发明可用来制造单色或全色图象。为制得全色图象,必须利用特殊的技术来防止不同的成象剂在曝光和显影之前混杂。全色成象体系传统上利用含三种成色剂的组合物。更具体地说,是含黄、品、青三种成色剂的组合物。每种组合物含不同的成色剂,各组合物分别主要对不同的波长区感光,从而使有关的组合物可以各自分别曝光而把相互干扰减至最小。在全色体系中,形成黄、品、青的组合物分别感兰、绿、红光。
制成全色成象片的第一种方法是利用在多孔基片上能印刷网点几何图形的一种平版或照相凹版印刷装置。用这种方法制得的成象片示于图5,并用结构100表示。通过仔细控制成象片100的印刷条件,第一次印刷可以按如下方法进行,先印出一行含有青成色剂和光硬化性组合物C(内含光引发剂)的网点R1,移动印刷机,暂时不印刷下面两行(R2和R3),然后再下一行(R4)印出形成青色的组合物C的网点。成象片100的多孔基体的微孔大小和临界表面能要调节到使形成青色的组合物C很快吸收入微孔P。第一次印刷多孔基片要使其多孔表面约三分之一填满了形成青色的组合物。接着,用第二种成色的组合物,诸如形成品色的组合物M,使印刷装置重复进行上面的过程,唯一的差别在于,形成品红色的各行网点(R2,R5)不能与形成青色的各行网点(R1,R4)重合,以防止不希望的混杂。用第三种成色剂,诸如形成黄色的组合物Y,重复进行上面的过程,其中,形成黄色的各行网点(R3,R6)不能与形成青色和品红色的各行网点重合。由于基体中的微孔是不相连通的,因此形成黄,品,青色的网点并不会混杂,其结果便形成一片网状物。这种印刷方法可利用技术上已知的方法诸如计算机控制来加以控制。另外,涂覆到基片上的这三种成色组合物要求它们彼此不能重叠。如果它们重叠的话,则难以(虽然不是不可能)精确制成全色图象。如果组合物彼此重叠,它们便会混杂,从而可使图象色彩不一致和不平衡。
一旦基片100已经把三种不同的成色组合物C,Y,M吸收到多孔基体P中,将基片100用三个不同谱带的光化辐射以成象方式曝光,使不同的组合物选择性地硬化,并将此基片同一片接受片加压接触,使未硬化的组合物以成象方式从多孔基体中渗出,从而在接受片上形成全色图象。
另一种制成全色成象片的方法是,在基片中形成第一组微孔,随即在微孔里填满第一种成色组合物,将孔内的组合物封闭,再用别的成色组合物重复成孔和填孔的步骤(如图6(a)-6(C)所示)。参照图6(a),在一张绦纶聚酯基片200上用上述机械方法或别的方法形成一组微孔202,这些微孔延伸遍及基片并遮盖了基片总表面的约三分之一。然后,将第一种光硬化性成色组合物C,例如青色组合物,涂布到表面上,使组合物C正好填满制出的微孔202。接着,用医用刀片刮擦(未图示出),从基片表面除掉多余的形成青色的组合物C,并将热熔性涂层204涂覆到基片上,使形成青色的组合物封闭在微孔202中。热熔性组合物204应当是光学透明的,它提供了一种氧的屏障,而且能与形成青色的组合物C相混溶,并易于粘结到基片200上。这类热熔性组合物的例子包括低熔点蜡和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。也可以用可剥离的成膜性材料,溶剂浇铸膜或喷雾涂覆密封材料来代替热熔性组合物204。当形成青色的组成物C已经被热熔性涂层204有效封闭之后,接着,参照图6(b),在基片200中制出第二组微孔(未图示)206,并将第二种成色组合物M,例如品红组合物涂布在基片200上,以填满新制成的微孔206。由于形成青色的组合物完全被热熔性组合物204限制在微孔202中,形成品红的组合物M不会同形成青色的组合物C相混杂。多余的形成品红色的组合物M随后从基片200上被除掉(未图示),以防止组合物M同组合物C重叠,再在基片200上涂布热熔性组合物208,将品红组合物M封闭在微孔206中(未图示)。热熔性组合物208与204可以相同,也可以不相同。组合物208必须能封闭微孔206里的组合物M,并防止在基片200上组合物M与别的组合物偶然混合。参照图6(c),再在基片200中制出第三种微孔210(未图示),将第三种成色组合物Y,例如黄色组合物,填满微孔210。除去基片上多余的形成黄色的组合物Y,然后在上面涂布热熔性组合物212,使组合物Y封闭在微孔210中。组合物212同样起组合物204和208的作用,它的主要目的是为了防止组合物Y接触氧气和水分,并防止组合物Y与组合物C和M混杂。
在使用中,成象片经三种波长的辐射以成象方式曝光之后,在加压显影步骤之前或之中,另外要进行一项加热的步骤,把热熔性组合物204,208,212熔融,使未硬化的成色组合物C、Y、M能从微孔202,206,210中渗出,此时将成象片同接受片加压接触,便形成全色图象。
另一种制造全色图象的方法涉及到由Polaroid公司所开发的原理(Land,Photographic Science,& Engineering,21,5,225~236(1977))〔“照相科学和工程”,1977年第21卷第5期,225~236页〕,该原理是关系到制造即时可取的幻灯片用的全色胶片。参照图7,成象体系300包括成象片302,盖片304和接受片306。成象片302与上述的成象片相同而且是透明的。保存在微孔基体310中的光敏材料308包括至少三种光引发剂,以构成对谱带宽度很宽的感光体系,该体系对可见光全部感光。这种光敏组合物除三种光引发剂外还含有一种黑色成色剂或黄、品、青成色剂的混合物。在用光化辐射以成象方式曝光之下,光敏组合物将取决于曝光所用可见光的波长而硬化。
盖片304的表面印上的或叠加彩色网格。这种网格含有G,而且起形成全色图象的载色体的作用。网格304一般含有交替的兰、绿、红线。对一片8 1/2 ″×11″大小的网格来说,将出现约7000条网线。
为了制成彩色图象,例如红色图象,可实施以下的步骤。用红光射向彩色网格,该网格对投射光起选择性吸收或透射的作用。例如,当红光遇到网格304时,光线可以穿过它的红区使组合物308聚合(用308B表示)。网格的绿区和兰区则有效地吸收红光,使组合物308不发生聚合(用308A表示)。接着,向体系300施加压力,从而使保存在组合物308A里的黑色成色剂迁移到接受片306上,并形成黑色图象312。为观察图象,观察者须透过彩色网格进行观察,因此只会看到组合物310没有被显影在接受片306上的部位的图象,这就像显影出来的黑色会屏蔽彩色成象。正如图7所示那样,仅有未在接受片306上显影的区域是正好位在网格304的红区之下的位置,因此所看到的便是红色的图象。这种组合片是一种自我配套的组件,它靠的是彩色网格而不是靠使用不同的成象剂来制成带色图象。
为制造转移图象,将片306除掉,使体系300同一片接受片(未图示)加压接触,把组合物308A转移到接受片上。再在接受片上叠加与网格304同样套准的一张彩色网格(未图示)。观察者须透过这种彩色网格来观察图象。
这个体系有利于制成高反差的带色图象,因为所看到的只是来自网格的颜色而不是来自显影出的图象的颜色。此外,显影在接受片上的图象还可有效地起负片的作用,尤其如果接受片是无色的话。不过,这种负片将是黑白负片。
还有一种用途是,本发明可用来制造如图8(a)~8(e)所示的平版印刷版。该用途与制造上述的照相凹版型印刷版不同。参照图8(a),基片60的微孔62中含有上述的光敏组合物64。盖片66和68盖住了基体60,以防止组合物64接触氧气和水分。将基片60通过掩膜M用光化辐射曝光,使组合物选择性硬化(在图8(b)中以64A表示)。在未曝光区的组合物64仍然是液体状(用64B表示)。除去基片60上的盖片66和68,使基片60(图8(c))与印版70相互接触。只要盖片66和68有良好的脱膜性能,在除去盖片过程中,组合物64B不会偶然转移到盖片66和68上。
印版70是由常用于平版型印刷版的材料制成。这类材料的例子包括经碱金属硅酸盐处理过的阳极化铝,氧化的铝,不锈钢,镀钴钢,涂铜钢,镀铬钢,涂铜环氧材料等等。接着,用辊筒P向基片60加压,使组合物64B转移到印版70上的部位72。
在制版过程的这个阶段,印版70上的组合物64B仍然是呈液体状。接着,将印版70全部用光化辐射曝光,使印版70上的组合物64B硬化(用74表示)。
74区是疏水或亲油性的,而且可接受印刷油墨。不含任何光硬化性材料的76区是亲水性的,而且不接受油墨。在使用中,将非水性印刷油墨涂在印版70上,在那上面,油墨迁移到74区的表面而不会覆盖76区的表面。然后,用印版70通过技术上众知的方法使油墨从74区释放到接受片上而成象。
同样,利用本发明的成象片,可以如技术上所了解的那样预计出涉及通过成象片转移一种材料到接受片材料的其它用途。例如,可通过将导电性物质经本发明的成象片转移到一块导电性板上,然后,再通过后转移步骤使板上的导电材料固化,从而制成印刷线路板。
下面通过非限制性的实施对本发明作更为详细的说明:
实施例1
在室温条件下将以下的材料相互混和,制成下面的光敏组合物:
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA) 40.00克
二季戊四醇羟基五丙烯酸酯(DPHPA) 14.64克
异丙基噻吨酮 1.6克
结晶紫内酯 4.00克
乙基-4-(二甲氨基)苯甲酸酯 3.20克
在厚度为23微米的透明聚酯薄膜上放置有平均孔径1u的微孔的NuclePore聚碳酸酯膜。将光敏组合物放到膜的敞开的表面并用刮刀将其散布到微孔里。在膜的敞开表面上覆一张结构与前一张聚酯片相同的第二张聚酯片,用直尺往上表面加压,以赶掉所有留在膜中的气泡。随后封闭该组合片,从而给膜创造无氧又无水分的环境,向组合片通过压辊以大约400P.l.i(每线英寸磅数)的压力加压,以保证组合物在集个膜的多孔结构中均匀分布。用紫外光或萤光采取通过作为照相掩膜的标准阶跃式光楔对膜进行曝光,相距4英寸,曝光时间在16~8192秒范围。每次曝光期间,除去其中一张聚酯盖片而代之以一面有酚类显影剂的接受片,并在另一张盖片上放置附加的一张纸质盖片。将该组合片通过压辊,以大约400P.l.i的压力加压,从组合片取出接受片。这样在接受片上便形成高反差、高分辨的图象。由每次选择的曝光时间得到的图象证实,在4~8192秒的曝光时间范围内,该体系服从互易定理。
实施例2
为了证实实施例1的方法是否能制成具有半色调反差的图象,重复实施例1的方法,只是所用的Naclepore聚碳酸酯的平均微孔孔径为3u,所用曝光光源选用白炽灯,萤光,以及紫外光三种光源,曝光距离为8英寸,曝光时间为4秒,而且组合物是通过一张有人脸图象的照相掩膜进行曝光。由此制得了具有优异半色调反差的高分辨图象。
实施例3
采用以下的光敏组合物重复实施例1的实验:
TMPTA 150克
三苯基-正丁基硼酸酯的花青盐 0.6克
二异丙基二甲基苯胺(DIDMA) 1.5克
Hilton Davis HD-5100(青成色剂) 36克
由此制得了高分辨、高反差的图象。
实施例4
采用实施例3的组合物重复实施例2的实验,由此制得合格的图象。
实施例5
将实施例1的光敏组合物涂布在高度多孔的包装纸片上。在涂布中,纸张的毛细管作用使组合物很快吸收到纸的多孔基体中。将吸入组合物的纸张夹在两张绦纶片基中间,加压密合在一起,以防止纸张接触空气和水分。用萤光和紫外光两种光,取4英寸距离,通过一片阶跃式光楔使纸曝光,曝光时间为256秒。取去其中一张绦纶片基,代之以接受纸,将含组合物的纸和接受纸通过压辊,使未曝光的组合物转移到接受片上。由此制成良好密度和合格的高反差与半色调反差的图象。这种用途尤其适合于需要大容量,低成本复制件的复制作业。
实施例6
重复实施例5的实验,只是曝光时间延长到512秒。在接受片上制得合格的图象。
实施例7
将含有光硬化性单体(TMPTA)和紫外光引发剂的光敏微胶囊涂布在聚酯膜上。用紫外光在4英寸距离使膜曝光60秒钟,使聚酯基片上的单体完全聚合和微胶囊硬化。在室温条件下将以下组分一起混合,制成下面的光敏组合物:
TMPTA 40克
DPHPA 14.64克
异丙基噻吨酮 1.6克
结晶紫内酯 4.0克
将该组合物涂布在覆有硬化胶囊的表面上,使组合物填满硬化了的微胶囊间的间隙空间。用透明的塑料片覆在涂有胶囊的表面上,加压除掉多余的光敏组合物和空气泡,使涂布的组合物封闭,防止由空气和水分导致的降解。在透明塑料片上面放置一阶跃式光楔,用紫外光和可见光通过盖片和阶跃式光楔将组合物曝光64秒钟。除去盖片,代之以一张接受片,片上涂有酚类显影剂,将这组片子通过压辊,使未曝光的组合物从涂有胶囊的表面迁移到接受片上。由此制成高质量高分辨的图象。
比较实施例7
重复实施例7的实验,只是所用光敏组合物不是涂覆在涂有胶囊的基片上而是直接涂覆在聚酯基片上。虽然也制成了图象,但图象的密度不均匀,一部份光敏组合物在除去盖片过程中偶然被脱除了。
采用本发明,具有以下的优点:
1)能够从不必形成微胶囊的“微胶囊型”工艺制得图象;
2)消除了与光敏微胶囊有关的所有麻烦,包括降低了为加工所需的压力量,因为不需要使胶囊破裂的工序;
3)提高了光敏材料涂层的均匀性;
4)可通过控制横过多孔成象片的交联断面,调节照相性能诸如动态范围,密度,反差(v值)等;
5)取决于可保存在多孔基体里的成象剂量的多少可制得不止一个图象;
6)提高了光敏材料的处理能力;
7)简化了加工条件;
8)能够从一张单张成象片制成镜面对称的图象。
经过对本发明作了详细说明,并参照了其中优选的实施方案,显而易见,只要不偏离本发明的所附权利要求中所规定的范围,可以对本发明作修正或改变。