親水性包裝材料的保護層的製作方法

2023-12-01 22:20:06 3

專利名稱：親水性包裝材料的保護層的製作方法
技術領域：
本發明涉及包裝材料地環境保護。在一個優選形式中，本發明涉及利用滷化銀壓敏標籤來印刷施加於包裝材料的文本、圖形和圖像，該包裝材料具有防潮保護性並且也防指印和劃痕的外塗層。
背景技術：
在包裝上施加壓敏標籤來明示其商標、描述包裝內容、傳遞有關包裝內容的質量信息並且為消費者提供比如產品使用指南或包裝內容的成分清單等信息。將通常用照相凹印或苯胺印刷印刷的壓敏標籤施加於包裝上。施加於壓敏標籤的三種信息類型是文本、圖形和圖像。一些包裝僅需要一種類型的信息，而其它的包裝需要一種以上的信息。
現有的施加於包裝的標籤由表層原材料、壓敏粘結劑和襯裡(liner)組成。由表層原材料、壓敏粘結劑和襯裡組成的標籤基體通常被疊壓並且利用許多非照相印刷方法來印刷。印刷之後，通常通過套壓的材料或保護性塗膜來保護標籤。利用高速貼標籤設備將由保護層、印刷的信息、表面原材料和壓敏粘結劑組成的完整標籤施加在包裝上。
苯胺印刷是膠印活版印刷技術，其印板由橡膠或光聚物製成。通過使印板凸起面的油墨向被印刷材料表面的傳輸完成了壓敏標籤的印刷。照相凹版印刷使用的印刷滾筒具有數千個位於其表面以下的細墨孔。當印刷滾筒與加壓輥上的壓敏標籤接觸時由墨孔傳輸油墨。苯胺印刷或照相凹版印刷用油墨包括溶劑基油墨、水基油墨和輻射固化油墨。當苯胺印刷或照相凹版印刷確實提供可接受的圖像質量時，這兩種印刷方法需要昂貴並且費時地製造印刷滾筒或印板，這使得小於100000單位的印刷工作成本很高，因為準備成本和滾筒或印板的成本通常是隨印量的增加而降低。
近年來，數字印刷已成為用於在包裝上印刷信息的可行方法。術語數字印刷是指可通過能夠轉換數字信息的電子輸出設備來印刷的電子數字字符或電子數字圖像。兩種主要的數字印刷技術是噴墨式和電子照相。
在二十世紀80年代初引入的壓電脈衝依令下滴(drop-on-demand，DOD)和熱DOD噴墨印表機提供了噴墨列印系統。這些早期的印表機非常慢並且噴墨噴嘴經常被堵塞。在二十世紀90年代Hewlett Packard介紹了第一臺單色噴墨印表機，並且在不久以後，彩色寬格式噴墨印表機的引入使得圖形技術市場有了商機。如今，許多不同的噴墨技術應用於包裝、桌上型電腦、工業、商業、照相和紡織應用。
在壓電技術中，電激勵壓電晶體以產生使油墨從油墨室噴出的壓力波。油墨可帶電並且在勢場中偏離，從而產生了不同的字符。最近發展引入的DOD多噴口利用的導電壓電陶瓷材料在充電後增加了通道中的壓力並且迫使油墨從噴嘴端滴出。這樣可形成非常小的油墨滴並且在高速下可呈現非常高的接近1000dpi(每英寸的點數)的印刷解析度。
直到最近，在噴墨中使用彩色顏料也不常見。但是，這種現象迅速的改變了。日本開發了用於噴墨應用的亞微細粒的顏料。利用顏料可使熱噴墨印表機和疊層所需的油墨耐更高的溫度。著色的水基噴墨可通過市售得到，而UV可固化噴墨仍處於研究階段。著色油墨具有更高光固性和耐水性。
緣於數字噴墨印刷可使小批量彩色印刷工作更經濟，它具有使印刷業革命化的潛能。但是，下一個商業階段將需要在噴墨技術有明顯的改進；主要的障礙仍是提高印刷速度。該問題的一部分是限制印刷機可快速處理的數據量。設計越複雜，則印刷過程越慢。目前它們比同類數字靜電印刷機慢約10倍。
Chester Carlson在二十世紀30年代發明了電子照相。在二十世紀70年代初以前，許多公司研究開發了電子照相彩色複印機。製造彩色複印機的技術已存在，但是沒有市場。直到許多年後消費者對彩色複印機的需求導致了開發合適靜電彩色複印機的必要激勵。在二十世紀70年代末以前，僅有幾個公司使用可掃描文件的傳真機，使圖像變為電子信號，使其由電話線送出並且利用另外一個傳真機檢索電子信號並且利用熱敏紙列印出源圖像，從而產生列印的副本。
在1993年Indigo和Xeikon推出了目標為小批量市場並且主要為紙張送入式(sheet-fed)平板印刷機的數字印刷機。與膠印所用底板和印板有關的中間步驟的消除賦予快速的周轉並且更好的為消費者服務。這些數字印刷享有常規靜電複印的一些特性，但是利用了專門的油墨。與常規的照相複印機用油墨不同，這些油墨由1μm範圍內的顆粒尺寸非常小的組分製成。靜電複印所用的乾性調色劑尺寸通常為8-10μm。
在1995年Indigo推出了為印刷柔性包裝製品而設計的Ominus印刷。0minus利用了被稱為One Shot Color(一次性彩色)的具有六種顏色的數字膠印彩色工藝。關鍵的改進是透明基體利用了專門的白色Electro油墨。Ominus紙卷送入式(Web-fed)數字印刷系統利用向基體傳輸彩色圖像的膠印滾筒可在各種基體上印刷。原則上講，不管印刷基體如何這可得到完美的色彩定位，由該工藝可印刷紙、膠片和金屬。該數字印刷系統所基於的電子照相過程中，首先通過電暈放電使光導體帶電並且使該光導體表面以圖像形式曝光於光源，從而在光導體表面上產生了靜電圖像。
接著利用帶有與圖像相反電荷的油墨形成帶電的靜電潛像。該工藝的這部分與光複印機相匹配的靜電式調色劑相似。利用液體調色劑的電泳傳輸使光導體表面上形成的帶電的靜電潛像顯影。接著將該靜電調色劑圖像傳輸至熱氈，該熱氈使調色劑凝結並且維持其發粘狀態直至其傳輸至基體，該基體冷卻油墨並且產生不粘的印刷品。
電油墨通常含有礦物油和不如常規膠印油墨易揮發的有機化合物。其設計應使熱塑樹脂在高溫下可熔化。在實際的印刷過程中，樹脂凝結、油墨被傳輸至基體並且無需熱量來使油墨乾燥。儘管當油墨冷卻並且達到室溫時其不粘，但仍將其沉積在基本上幹的基體上。
幾十年以來一直在研究被稱為「磁記錄術」的磁性數位技術。該工藝涉及在磁性滾筒上產生電子圖像並且利用磁性色調劑作為油墨來產生圖像。該技術潛在的優勢在於其高的印刷速度。測試表明其速度為每分鐘200米。儘管這些磁性數字印刷機僅限於黑白複印，但是彩色磁性油墨的發展將會使該高速數位技術經濟上可行。其成長的關鍵是要進一步發展VHSM(非常高速磁性)輥和彩色磁性油墨。
在磁性數字領域內，已建立起了被稱為磁平板印刷術的混合系統，並且已在由法國Belfort的Nipson Printing System開發的窄網(narrow web)和小批量應用中進行了測試。該技術顯示出賦予了高解析度，並且利用矽基高密度磁記錄頭進行了測試。需要在油墨的發展方面做更多的工作來使該系統與噴墨或電子照相相比具有競爭力。但是，實際上由於其高速印刷的潛能使其在噴墨和電子照相技術停滯的今天成為包裝應用有吸引力的選擇。
已知照相材料用作留存特殊事件比如生日和旅行記憶的印製品。它們也用於廣告所用的大顯示材料。這些材料一直被認為是高質量的產品，它們成本高並且一定程度上易被損壞，這是因為它們易於被手印、磨蝕、水或彎折而損環。由於其嬌氣的本性及其價值，相片通常被放在相框、相冊和保護材料之後。它們被消費者認為是留存其人生中重要事件記錄的奢侈品。它們也被認為是昂貴的廣告顯示材料。考慮到其奢侈品的地位，它們一直沒有被用於其它的商業領域。
滷化銀照相元件的親水乳劑中含有光敏滷化銀。通過使滷化銀曝光或暴露於其它光化學輻射並且使曝光的滷化銀顯影以將其還原為元素銀從而在元件中形成了圖像。
在彩色照相元件中，用幾種不同工藝之一使滷化銀顯影的結果是形成了染料影像。最常見的是使滷化銀顯影的副產品、氧化的滷化銀顯影劑與被稱為成色劑的化合物反應以形成染料影像。接著除去照相元件的銀和未反應的滷化銀，留下染料影像。
在兩種情況中的任何一種情況下，圖像的形成通常都涉及用必須滲透元件表面與滷化銀和成色劑接觸的水溶液來溼法處理。由此已證明明膠和類似的天然或合成親水聚合物是滷化銀照相元件粘合劑的選擇。不幸的是，當明膠和類似聚合物配製成可便於使滷化銀晶體和衝洗水溶液之間接觸時，它們不像所希望的欲以處理包裝標籤的方式處理時防水、防指印和防劃痕。
多年來一直試圖為明膠基圖像體系提供保護層來保護圖像免受水或水溶液的損壞。專利US2,173,480描述的方法中，在潮溼的膠片上塗覆膠質懸浮液是照相處理在乾燥前的最後一個步驟。許多專利描述的方法是在照相處理完成後在圖像上塗覆保護層，例如美國專利US2,259,009、2,331,746、2,798,004、3,113,867、3,190，197、3,415,670和3,733,293。溶劑塗覆方法的一個缺點是那些化學藥劑對塗覆操作者的健康和環境的影響。最近，專利US5,376,434描述了在攜帶影像的含明膠層上塗覆乳膠並且乾燥之以在照相印製品上形成保護層。該乳膠是玻璃轉化溫度為30℃-70℃的樹脂。
已知各種疊層技術並且實踐於商業中。美國專利US3,397,980、3,697,277和4,999,266描述了將聚合體片式膠片作為保護層疊壓在處理圖像上的方法。
專利US5,447,832描述了將含高和低Tg乳膠混合物的保護層用作防水層來使通過照相處理的V2O5保留抗靜電性能。但是該保護層不是塗覆在圖像形成層上。專利US3,443,946提供了粗糙的(遮光的)防劃痕保護層，但是並未設計成是水可滲透或防水的那種。
保護層的另一種類型涉及在處理的圖像上塗覆UV-可聚合單體和低聚物，並且隨後輻射曝光該圖像以形成交聯的變化層，這在美國專利US4,092,173、4,171,979、4,333,998和4,426,431中有描述。雖然這些塗層適用於以常規方式使用的照片，但是沒有顯示出在環境條件範圍內的韌性和包裝材料所需的處理粗糙度。在包裝所遇到的條件範圍內，這些塗層將不能保持塗層的完整性。
UV可固化體系的優點是大多數UV油墨和塗層是100％固體並且沒有可揮發或可燃溶劑。UV固化體系中所用的化學成份經UV光曝光可迅速反應從而有高的處理量。該工藝比常規幹處理的能效高。在乾燥過程中水和溶劑油墨以及塗層需要更多的能量來蒸發載體。固化設備相對緊湊並且可安裝在印刷和塗覆設備的密封空間內。由於UV產物不蒸發，它們在印刷設備上不乾燥並且易於被清除。固化層提供了非常好的光澤度並且耐水和防蝕性好。明膠作為照相和噴墨元件以及其它圖像系統粘合劑的一個缺點是它具有親水性並且不易被親有機物質的化合物、比如UV可固化單體或低聚物潤溼。另外，基於同樣的理由，不易得到UV固化外塗層與攜帶圖像的親水層的充分粘結。雖然現有技術聲稱UV固化外塗層與成像的明膠層粘結的好，但是沒有實驗證據來證實這些說法。因此需要本發明所述的UV固化的防潮外塗層，它可塗覆於與基體粘結好的明膠基體上。

發明內容
本發明的一個目的是克服現有技術的缺點。
另一個目的是提供防潮性能提高的標籤。
另一個目的是提供與成像基體的粘結改進的外塗層。
本發明涉及包裝材料，其依次包括紫外輻射固化的環保層、底料(primer)層、親水圖像層、基層和粘結層。
本發明有許多優於該領域現有實踐的優點。當印刷小批量進行時，本發明提供的印刷方法經濟上是可行的，因為避免了印板或印刷滾筒的成本。應用滷化銀圖像、例如施加在包裝上，可確保得到與常規相比目前可以獲得到質量最好的圖像，但是其質量低於六色照相凹版印刷的圖像。另外，由於黃色、品紅色和青色層含有明膠中間層，滷化銀圖像顯得有深度。也已使滷化銀圖像層最佳化來準確複製膚色，與其它現有技術數字圖像技術相比提供的人像更好。
滷化銀圖像技術可在壓敏標籤上同時印刷文本、圖形和照相質量的圖像。由於本發明是光學和數字兼容的滷化銀成像層，可利用已知的數字印刷設備、比如雷射和CRT印刷機來印刷文本、圖形和圖像。因為滷化銀體系是數字兼容的，每個包裝可含有不同數據，從而可定製單個包裝而無需額外印板或滾筒費用。另外，印刷數字文檔允許使用電子數據傳輸技術、比如英特網來傳輸文檔，從而縮短了包裝印刷的時間周期。可以與目前噴墨或電子照相印刷機相比具有競爭力的大於75米每分鐘的印刷速度用雷射或CRT進行滷化銀圖像層的數字曝光。這些和其它優點在以下的詳細描述中會更明顯。
本發明提供了照相製品、尤其是被最終用戶頻繁處理的滷化銀基標籤的乳劑面外塗層的新穎配方。本發明也為含親水成像層的柔性包裝材料提供了對最終標籤的防潮環境保護。根據本發明，曝光和處理後在圖像元件的親水成像層上施加環保層。環保層由塗覆在底料層上的紫外(UV)輻射固化的聚合層組成，並且提供了防水層。已發現如果單獨使用UV固化的聚合體而不加底料層，則環保層與下面的親水成像層的粘結會減弱。
可用於本發明的UV可固化成份可以是兩種主要類型的固化化學試劑，即自由基化學試劑和陽離子化學試劑。丙烯酸酯單體(活性稀釋劑)和低聚物(活性樹脂)是自由基基配方的主要組份，它為固化層提供大多數的物理特性。需要光引發劑來吸收UV光能量、使其失穩以形成自由基並且攻擊丙烯酸酯基團C＝C雙鍵來引發聚合作用。陽離子化學試劑利用環脂族環氧樹脂和乙烯基醚單體作為主要成份。光引發劑吸收UV光以形成攻擊環氧環引發聚合作用的Lewis酸。
將紫外可聚合單體和低聚物塗覆於顯影的滷化銀成像層最外層上的底料層，並且隨後曝光於UV輻射以形成薄的交聯保護層。優選UV固化吸收能是在10-150mJ/cm2之間。
用於本發明環保層的UV可固化體系的一些市售可得到的例子包括RD1020和RD1200，它們均為R&D Coatings，Inc.的丙烯酸酯基單體和低聚物；Radcure504W和Radcure159SLV，自Rad-Crue公司，也是丙烯酸酯基單體和低聚物；L533-119，自QureTech和ImagegardFP-3/MF-1，自Dalcor Products Company，Inc的環氧基外塗層組合物。
在一個特定的實施方式中，連續的保護性外塗層形式的環保層塗覆於含有至少一個滷化銀光敏乳劑層的成像的滷化銀基標籤上，它包括在底料層上的紫外輻射固化的環保層，由此為成像的照相元件提供了環保、使其與成像層的粘合併且具有優異的光澤性。根據本發明的一個優選形式，包裝標籤依次包括上部環保層、優選由滷化銀形成的圖像、基底層、粘合層、可剝離的底部支持層，其中所述環保層包括塗覆於底料層之上的紫外輻射固化的環保層。
由於本發明外塗層的優良物理性能包括優異的防水透過性能、防指印性能、防褪色和變黃的性能、優異的透明和粗糙度，這些性能是提供耐劃痕、磨蝕和保護所必需的性能，因此該外塗層特別有優勢。優選紫外輻射固化的環保層的Rockwell R硬度大於90，最優選在100-160之間。用Rockwell硬度測試來測量環保層硬度是通過確定塑性層的抗壓痕性能進行的。在Rockwell硬度測試方法中，在特定的時間段內以給定的負載來測定一定任意測試條件下壓痕儀(不變形的球或圓錐)滲透的深度。最常用Rockwell硬度測試來進行塑性硬度測試。
環保層應該是乾淨即透明的，並且優選是無色的。但是具體的考慮是，為了顏色校正的目的或特殊的效果，環保層可有一些顏色，只要不對成像或透過外塗層來看圖像有壞的影響即可。因此，可以將賦予顏色的染料加入聚合物中。另外，可將會賦予外塗層理想性能的添加劑加入聚合物。可將其它附加的化合物包括表面活性劑、乳化劑、塗覆助劑、潤滑劑、遮光顆粒、流變改進劑、交聯劑、防灰霧劑、無機填充劑比如導電和不導電的金屬氧化物顆粒、顏料、磁性顆粒、和生物殺滅劑等加入塗層的組成中，這取決於特定層的功能。塗層組合物中還可包括少量的有機溶劑，優選有機溶劑的含量小於總塗層組合物的1％。
本發明也含有如上所述的底料層。該層改進了外塗層與其下的基底的粘合。合適的底料包括如美國專利US2,627,088、2,698,235、2,698,240、2,943,937、3,143,421、3,201,249、3,271,178和3,501,301所述的偏二氯乙烯/丙烯酸甲酯/甲叉丁二酸三聚物或偏二氯乙烯/丙烯腈/丙烯酸三聚物。最優選的底料是偏二氯乙烯/丙烯酸甲酯/甲叉丁二酸三聚物。底料的幹覆蓋度優選是大於0.27g/m2，並且最優選在0.5g/m2-2g/m2之間。
可將本領域熟知的遮光顆粒用於本發明的塗料組合物，1989年12月出版的Research Discloure No.308119，1008-1009頁描述了該遮光劑。當利用聚合物遮光顆粒時，為了促進遮光顆粒與塗覆層粘結的改善，聚合物可含有能夠通過分子間交聯或與交聯劑反應而與粘合劑聚合物形成共價鍵的活性官能團。
為了減少本發明照相元件的滑動摩擦，UV固化的聚合物可含有氟化的或矽氧烷基組分，並且塗料組合物也可包括潤滑劑或潤滑劑複合物。典型的潤滑劑包括例如(1)液體石蠟和石蠟或蠟狀材料比如巴西棕櫚蠟、天然和合成蠟、石油蠟和礦物蠟等；(2)高級脂肪酸及其衍生物、高級醇及其衍生物、高級脂肪酸的金屬鹽、高級脂肪酸酯、高級脂肪酸醯胺、高級脂肪酸的多元醇酯等，這在美國專利US2,454,043、2,732,305、2,976,148、3,206,311、3,933,516、2,588,765、3,121,060、3,502,473、3,042,222和4,427,964，在英國專利GB1,263,722、1,198,387、1,430,997、1,466,304、1,320,757、1,320,565和1,320,756以及德國專利DE1,284,295和1,284,294中有描述；(3)全氟-或含氟-或含氟氯材料，這包括聚(四氟乙烯)、聚(三氟氯乙烯)、聚(偏二氟乙烯)、三氟氯乙烯-氯乙烯共聚物、聚(甲基)丙烯酸酯或含全氟烷基側基的聚(甲基)丙烯醯胺等。但是，為了使帶有UV固化環保層的標籤簡化為面對面的粘結條(stick-slip)，優選蠟為巴西棕櫚蠟或蜂蠟。
可由許多熟知技術中的任何一種方法比如浸漬塗覆、杆塗覆、刮鏟塗覆、氣刀塗覆、照相凹板式塗敷和逆轉輥塗覆、槽塗覆、擠壓塗覆、滑動塗覆和幕式淋塗等技術在印刷和處理標籤之後、利用高速標籤設備施加於容器之前來塗覆本發明的底料層和環保層。在塗覆後，通常通過可由已知技術比如對流加熱加速的簡單蒸發來乾燥該層。1989年12月出版的Research Discloure No.308119，1007-1008頁詳細描述了已知的塗覆和乾燥方法。在所述成像的支持體上塗覆所述環保層的方法優選為直接或膠印照相凹板式塗敷中的一種，因為這是標籤工業的標準，並且製造這樣的所述產品需要最少的額外資金、操作/處理技能或工業標準實踐的改變。但是，由於此時塗覆的是連續塗層，需要照相凹板滾筒表面具有連續的雕版而非更典型的印刷使用間斷紋式。優選的塗覆速度至少每分鐘為200英尺。
為了確保最小的捲曲和最大程度的環保，合適的是所述成像支持體上的所述環保層的幹塗覆覆蓋度至少為0.32g/m2並且小於10.76g/m2，優選為1.08g/m2-4.31g/m2。也建議在塗覆過程後將該層在環境條件下「固化」至少24小時。
在直接/膠印照相凹板塗敷方式中，推薦以20-50釐泊之間的粘度塗覆環保層，以便於形成視覺上均勻的塗層而沒有膜分裂和/或「桔皮」式樣的缺陷或不連續的單元形式「印刷」。在直接/膠印照相凹板塗敷中，理想的幹塗層重量和提供推薦粘度的固體百分數一起規定溼塗層厚度，並且因此表示所用anilox滾筒雕版的體積。雕版體積範圍通常是0.3-2cc/ft2。苯胺印刷工業熟知的anilox滾筒是雕刻的鋼輥，該元件的整體形式容納塗覆液，並且通過接觸和壓力使其傳輸至標籤原料表面(直接/膠印照相凹板塗敷)或媒介「膠印」輥的表面，其隨後使該溶液傳輸至標籤原料(膠印照相凹板塗敷)。
在需要以1-10釐泊數量級的粘度塗覆所述環保層時，為了得到最均勻的塗層，則推薦以反轉照相凹版塗覆、反轉膠印照相凹版塗覆或繞線杆塗覆方式來塗覆。可基於所需的塗覆速度、和繞線杆方式時「網紋」對均勻塗層的自整平能力來選擇理想的塗覆厚度。如果粘度是1-10釐泊並且直接照相凹板塗覆是唯一可用的方法，則為了避免膜的裂紋缺陷，建議維持低的塗覆速度(低於80fpm)，並且溼覆蓋度高(1.0cc/ft2以上)；另外，為了充分固化塗層應提供充足的UV光能。
為了成功地傳送本發明材料，希望通過製造和圖像處理時捲筒紙傳遞(web transport)產生的靜電減小。由於當本發明光敏成像層移動通過傳送設備比如輥或驅動輥隙時，來自捲紙積累的靜電放電光可使其圖像模糊，靜電減小對避免不理想的靜電灰霧而言是有必要的。當在輸送本發明聚合物基體材料過程中與機器部件接觸時，該材料具有明顯積累靜電電荷的趨勢。利用抗靜電材料來減少本發明捲紙材料(web materials)上的電荷累積是理想的。
可將抗靜電材料塗覆於本發明捲紙材料上，並且可含有任何本領域已知的可塗覆於照相捲紙材料上來減少傳送相紙過程中的靜電的材料。抗靜電塗料的例子包括導電鹽和矽膠。也可通過成為聚合物層完整部分的靜電添加劑來實施本發明支持體材料的理想抗靜電性能。加入的可遷移至聚合物表面以改善電導的添加劑包括脂肪季銨化合物、脂肪胺和膦酸酯。其它類型的抗靜電添加劑是吸溼化合物比如聚乙二醇，以及減少捲紙材料摩擦係數的疏水滑爽添加劑。優選塗覆於圖像層對側的抗靜電層或將其加入支持體背面聚合物層中。優選背面是因為在製造和光處理的傳送過程中，大部分捲紙接觸是在背面。背面是不攜帶含乳劑圖像形成層的一側。優選抗靜電塗層的表面電阻率在50％RH時小於1013歐姆/平方。已表明抗靜電塗層的表面電阻率在50％RH時小於1013歐姆/平方足以在製造和光處理圖像層的過程中減小靜電灰霧。
基於具體成像元件的需要，可將導電層加入各種構型的任何一種多層成像元件中。優選導電層以膠層或結合層的形式存在於成像層對側的支持體之上的磁性記錄層之下。但是，為了使外塗後導電層電阻率的增加最小，導電層可外塗有除透明磁性記錄層以外的層(例如耐磨蝕背層、捲曲控制層、pelloid等)。另外，其它的導電層也可置於與成像層相同的支持體側或支持體的兩側。可將任選的導電膠層塗覆於含光暈染料或顏料的明膠膠層之下或之上。可選擇的是，消光暈和抗靜電功能可結合於含導電顆粒、消光暈染料和粘合劑的單一層中。該混合層通常被塗覆在與敏化乳劑層相同的支持體側。也可存在其它任選的層。其它的導電層可用作成像元件的最外層例如作為覆蓋圖像形成層的保護層。當將導電層塗覆于敏化的乳劑層上時，沒有必要在導電外塗層和成像層之間塗覆任何的中間層比如阻擋層或粘合促進層，儘管其可以任選地存在。其它的附加物、比如改進尺寸穩定性的聚合物晶格、硬化劑或交聯劑、表面活性劑、遮光劑、潤滑劑和各種其它已知添加劑可存在於上述層中的任何一層或所有層中。
透明磁性記錄層之下的導電層通常顯示出小於1×1010歐姆/平方的內電阻，優選小於1×109歐姆/平方，更優選小於108歐姆/平方。
本文所用的術語「頂層」、「上部」、「乳劑側」和「面」是指攜帶成像層的包裝材料側或朝向該側。術語環保層的意思是在圖像形成後施加於成像層上的層。術語「表層原料(face stock)」、「基體」和「基底」是指塗覆親水成像層比如滷化銀層的材料。術語「底部」、「下側」和「背面」是指與攜帶圖像側相反的標籤或包裝材料側或朝向該側。
為了產生壓敏照相標籤，應考慮到在製造、圖像印刷、圖像顯影、標籤轉化和施加標籤設備中可有效傳輸載有壓敏粘合劑、表層原料和成像層的襯裡材料。優選標籤包括滷化銀成像層、基底和通過粘合劑與所述基底粘合的可剝離襯裡，其中所述基底具有15-60毫牛頓的剛度並且L*大於92.0，並且其中優選所述襯裡具有40-120毫牛頓的剛度。優選的照相標籤包裝材料優選具有白色剛性的襯裡，因為這樣可以有效地傳輸通過照相印刷和處理設備，而且與棕色或透明的常規襯裡材料相比其加快了印刷速度並且對二次曝光影響很小。
可剝離的襯裡或背面優選為標籤和包裝粘結所需的壓敏粘合，沒有該襯裡不能傳輸通過標籤設備。襯裡提供了傳輸用強度並且在壓敏粘合施加於包裝之前保護之。優選的襯裡材料是纖維素紙。與聚合物基體相比，纖維素紙柔韌、強度高並且成本低。另外，纖維素紙基體允許在一些包裝應用中所希望的有織紋標籤表面。因為本發明的照相元件為了顯影必需在含水的化學藥劑中處理，所以該紙可塗覆有賦予其防水性能的塗層。塗覆於該紙上的合適防水塗層的例子是疊壓於紙上的丙烯酸聚合物、熔體擠壓的聚乙烯和取向聚烯烴片。也優選紙可以含水份並且可含有提供抗靜電性能以阻止滷化銀圖像層靜電增感的鹽。
另外，含有相紙領域已知的、公開於US6,093,521的漿料的紙，將防止滷化銀圖像處理用化學藥劑的邊緣滲透。優選邊緣滲透小於8微米，因為已表明當衝切表層原料基質時，處理用化學藥劑滲透大於12微米時紙的膨脹會導致衝切問題並且使表層材料從襯裡剝離。處理用化學藥劑滲透大於12微米也增加了處理用化學藥劑的使用量從而導致了處理成本提高。
另一種優選的襯裡材料或可剝離背面是聚合物取向片材。襯裡優選是取向聚合物是因為其在取向工藝中顯現的強度和韌性。優選襯裡基體聚合物包括聚烯烴、聚酯和尼龍。優選聚烯烴聚合物包括聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊烯、聚苯乙烯、聚丁烯及其混合物。聚烯烴共聚物包括丙烯和乙烯共聚物，也可利用比如己烯、丁烯和辛烯。最優選聚酯，因為它具有高速標籤設備有效傳輸滷化銀壓敏標籤襯裡所需的理想的強度和韌性。
在另一個優選實施方式中，襯裡由其上疊壓有取向聚合物片材的紙芯組成。優選為疊壓的紙襯裡，因為與塗覆的紙相比，聚合物取向片材提供的抗拉強度可使襯裡的厚度減小，並且取向的聚合物片材在製造和滷化銀處理乾燥過程中可防止捲曲。
基體分裂時襯裡的抗拉強度或拉伸應力是一個重要的傳送和成形參數。通過ASTM D882過程來測量抗拉強度。優選抗拉強度大於120Mpa，因為在傳送、成形和施加於包裝的過程中襯裡小於110Mpa會在自動包裝設備中破裂。
攜帶滷化銀成像層的襯裡其摩擦係數或COF是重要的特性，因為COF與自動標籤設備的傳送和成形效率有關。COF是在表面移動物品的重量與維持表面和物品之間接觸的力之比。COF的數學表達式如下
COF＝μ＝(摩擦力/法向力)
測量襯裡的COF所用的ASTM D-1894利用不鏽鋼滑板測量了襯裡的靜態和動態COF。優選本發明襯裡的COF在0.2-0.6之間。例如，塗覆於挑選-放置(pick-and-place)應用的標籤上必須要0.2COF。用機械設備挑選標籤並且將其移動至另一點的操作需要低COF，因此標籤容易滑過標籤之下的表面。在其它極大的紙張比如書的封面需要0.6COF，以阻止其滑落並且在存儲過程中摞在一起時滑動。有時特定的材料的一側可需要高COF而另一側可以是低的COF。通常是，基底材料本身比如塑料膜、箔或紙基體可為一側提供必需的COF。適當塗層的應用可修正圖像側至更高或更低值。可想像兩側可利用兩種不同的塗層。可以是靜態或動態的COF。靜態摩擦係數是兩個表面間的移動將開始而實際上還未發生實際移動時的值。動態摩擦係數是指兩個表面彼此間實際上以恆定速率相對滑動時的情況。通常利用放置在表面上的滑板來測量COF。開始滑動時必需的力提供了靜態COF的測量值。在給定長度上以恆定的速率拉滑板提供了動態摩擦力的測量值。
優選本發明襯裡厚度在75-225微米之間。襯裡厚度的重要性在於以術語抗拉強度或機械模量表示的襯裡強度必須與襯裡的厚度相匹配，以得到成本效率好的設計。例如，厚的襯裡強度高但是成本效率不好，因為與薄襯裡相比，在一定的卷直徑下，厚的襯裡會導致短的卷長度。已表面襯裡厚度小於60微米會導致邊緣引導的滷化銀印刷機的傳送失敗。厚度大於250微米的設計成本效率不好並且很難在現有的滷化銀印刷機中傳送。
本發明的襯裡優選具有小於20％的透光率。在滷化銀標籤的印刷過程中，需要曝光能量從表層原料/襯裡的組合反射以產生二次曝光。二次曝光是維持高水平印刷生產率的關鍵。已表明透光率大於25％的襯裡明顯減小了滷化銀標籤的印刷速度。另外，提供「無標籤外觀」的透明表面原材料需要不透明的襯裡來不僅維持印刷速度，而且阻止不需要的現有滷化銀印刷機的印板反射。
由於在製造、印刷和處理過程中，色域擴展的光敏滷化銀層可遭受不需要的來自靜態放電的曝光，優選襯裡的電阻率小於1011歐姆/平方。可將寬範圍的許多導電材料加入抗靜電層以產生範圍寬的導電率。這可分為寬的兩組(i)離子導電體和(ii)電子導電體。離子導電體中，通過帶電粒子大部分擴散通過電解質來傳輸電荷。此時抗靜電層的電阻率取決於溫度和溼度。在之前的專利文獻中描述的含簡單的無機鹽、表面活性劑的鹼金屬鹽、離子導電的聚合物、含鹼金屬鹽的聚合電解質和膠體狀金屬氧化物溶膠(由金屬鹽穩定化)的抗靜電層屬於該範疇。但是，所用的許多無機鹽、聚合電解質和低分子量表面活性劑是水溶性的並且在處理過程中被浸出抗靜電層從而導致其喪失了抗靜電功能。利用電子導電體的抗靜電層其電阻率取決於電子遷移而不是離子遷移並且與溼度無關。含共軛聚合物、半導體金屬滷化物鹽和半導體金屬氧化物顆粒等的抗靜電層在之前已有描述。但是，這些抗靜電層通常含有高體積百分數的導電材料，這些材料通常很昂貴並且會帶來不利的物理特性比如顏色、增加的脆性並且與抗靜電層的粘合差。
在本發明優選的實施方式中，標籤的抗靜電材料加入於襯裡中或塗覆於襯裡之上。理想的抗靜電是表面電阻率至少為1011log歐姆/平方。在最優選的實施方式中，抗靜電材料至少包括選自氧化錫和五氧化二釩的一種材料。
在本發明另一個優選的實施方式中，將抗靜電材料加入壓敏粘合層。加入壓敏粘合層的抗靜電材料提供了對滷化銀層的靜電保護並且減小了照相標籤的靜電，已表明這有助於在高速貼標籤設備中對容器貼標籤。作為單獨的或含抗靜電層襯裡增補物的壓敏粘合劑也可另外包括選自導電金屬氧化物、碳顆粒和合成蒙脫石粘土的抗靜電劑，或具有本身導電的聚合物的多層。在一個優選實施方式中，抗靜電材料是金屬氧化物。優選金屬氧化物是因為其容易分散於熱塑性粘合劑中並且可利用本領域已知的任何方法將其塗覆於聚合物片材上。可用於本發明的導電金屬氧化物選自導電顆粒，包括摻雜的金屬氧化物、含氧缺陷的金屬氧化物、金屬銻酸鹽、導電的氮化物、碳化物或硼化物，例如TiO2、SnO2、Al2O3、ZrO3、In2O3、MgO、ZnSb2O6、InSbO4、TiB2、ZrB2、NbB2、TaB2、CrB2、MoB、WB、LaB6、ZrN、TiN和WC。最優選的材料是氧化錫和五氧化二釩，因為它們提供了優良的導電性並且是透明的。
其上施加有光敏滷化銀成像層的本發明所用基底材料或撓性基體必須不幹擾滷化銀成像層。另外，本發明的基底材料應使滷化銀成像體系的性能最佳。適宜的撓性基體必須在將照相標籤施加於各種容器的自動包裝設備中也可進行有效的操作。優選的撓性基體是纖維素紙。與聚合物基體相比，纖維素紙基體柔韌、強度好並且成本低。另外，纖維素紙基體允許在一些包裝應用中利用所希望的有織紋標籤表面。因為本發明的照相元件為了使滷化銀圖像顯影必需在含水的化學藥劑中處理，所以該紙可塗覆有賦予其防水性能的塗層。適宜塗層的例子是丙烯酸或聚乙烯聚合物。
聚合物基體是另一種優選的基底材料，因為它們抗撕扯、具有優良的適應性、好的耐化學品性和高的強度。優選的聚合物基體包括聚酯、取向的聚烯烴比如聚乙烯和聚丙烯、鑄型聚烯烴比如聚丙烯和聚乙烯、聚苯乙烯、醋酸酯和乙烯基。優選聚合物是因為其強度高和柔韌並且為塗覆滷化銀成像層提供了好的表面。
優選雙軸取向的聚烯烴片材，因為其成本低，具有可使滷化銀體系最佳的優良光學性能，並且可用高速貼標籤設備將其施加於包裝上。微空隙的複合雙軸取向片材最優選，因為空隙層不需要TiO2即可提供不透明性和亮度。已表明微空隙雙軸取向片材的空隙層明顯減小了滷化銀成像層的壓敏度。通過共擠壓芯和表層、接著進行在包含於芯層中的空隙引發材料周圍形成空隙的雙軸取向可方便的製造微空隙雙軸取向片材。美國專利US4,377,616、4,758,462、4,632,869和5,866,282公開了該複合片材。如果需要也可將雙軸取向的聚烯烴片材疊壓至紙張的一側或兩側，以形成具有所需硬度的照相標籤。
撓性的聚合物基底可包括不止一層。撓性基體的表層可由與以上列出的用於芯基質的相同聚合材料製成。製成的複合片材其表面的聚合材料可與芯基質相同，或其表面的聚合組份可與芯基質不同。為了適應性，可利用輔助層來改善表層與芯的粘結。
塗覆光敏滷化銀成像層用撓性基體優選是空隙雙軸取向聚烯烴片材。優選為空隙膜，因為它們為圖像提供了不透明性、白度和圖像清晰度。儘管「空隙」可能含有氣體，但是本文所用的「空隙」是指沒有附加的固體和液體物質。最終的包裝片材芯中仍有的空隙引發顆粒其直徑應為0.1-10μm，並且優選為圓形以產生理想尺寸和形狀的空隙。空隙的尺寸也取決於在機器中的取向和橫向度。理想的是，空隙所具有是形狀可由兩個相對的邊緣接觸的凹盤來確定。換言之，空隙趨於有透鏡狀或雙凹形狀。空隙如此取向以使兩個主要尺寸與機器和片材的橫向成一直線。Z軸方向的尺寸最小並且大致是空隙顆粒的橫斷面直徑尺寸。空隙基本上趨於是閉孔，從而自空隙中心一側至氣體或液體可穿過的另一側實際上沒有通路。
本發明的照相元件通常具有光澤的表面，即光滑至足以提供優異反射性能的表面。優選為乳白色的表面，因為它為標籤提供了消費者感覺上更樂於接受的獨特的照相外觀。當垂直方向的微空隙在1-3μm之間時可實現乳白色的表面。垂直方向的意思是指垂直於成像元件平面的方向。為了最好的物理性能和乳白色性能，微空隙的厚度優選在0.7-1.5μm之間。垂直方向的微空隙數優選在8-30之間。垂直方向的微空隙數小於6不能產生所需要的乳白色表面。垂直方向的微空隙數大於35沒有明顯改進乳白色表面的光學外觀。
撓性基體的空隙引發材料可選自許多材料並且其存在量應為芯基質聚合物重量的約5-50％。優選空隙引發材料包括聚合材料。當使用聚合材料時，該聚合物可以與製成芯基質的聚合物混熔，並且當冷卻懸浮物時可形成分散的球形顆粒。這樣的例子包括分散於聚丙烯中的尼龍、分散於聚丙烯中的聚鄰苯二甲酸丁二酯或分散於聚鄰苯二甲酸乙二酯中的聚丙烯。如果該聚合物被預成型並且混入基質聚合物中，則重要的特性是顆粒的尺寸和形狀。優選為球形並且可以是中空或實心的。這些球形可由交聯的聚合物製成，該聚合物可選自通式為Ar-C(R)＝CH2的鏈烯基芳香化合物，其中Ar表示苯系列的芳香烴基團或滷代芳香烴基團，並且R是氫或甲基；包括式CH2＝C(R′)-C(O)(OR)表示的單體在內的丙烯酸酯型單體，其中R選自氫和含約1-12個碳原子的烷基，並且R′選自氫和甲基；氯乙烯和偏二氯乙烯的共聚物、丙烯腈和氯乙烯、溴乙烯、具有式CH2＝CH(O)COR的乙烯基酯，其中R是含2-18個碳原子的烷基；丙烯酸、甲基丙烯酸、甲叉丁二酸、檸康酸、馬來酸、反丁烯二酸、油酸、乙烯基安息香酸；通過使對苯二甲酸和二烷基對苯二甲酸或其形成酯的衍生物與HO(CH2)nOH系列的二醇反應製備的並且聚合物分子內具有活性烯烴鏈的合成聚酯樹脂，其中n是2-10範圍內的整數，上述聚酯中含有共聚的重量高達20％的具有不飽和活性烯烴的第二酸或其酯和其混合物，和選自二乙烯基苯、二甘醇二甲基丙烯酸酯、二烯丙基富馬酸酯、二烯丙基鄰苯二甲酸酯及其混合物的交聯劑。
製造交聯聚合物空隙引發顆粒的典型單體的例子包括苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯醯胺、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙烯基吡啶、乙烯基乙酸酯、丙烯酸甲酯、乙烯基甲苯基氯、偏二氯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯、丙烯醯氨基甲基丙磺酸、乙烯基甲苯等。優選交聯聚合物是聚苯乙烯或聚(甲基丙烯酸甲酯)。最優選為聚苯乙烯並且交聯劑是二乙烯基苯。
本領域已知工藝產生尺寸不均勻的空隙引發顆粒，其特點是其顆粒尺寸分布廣。可通過使跨度為原始尺寸分布範圍的珠過篩而將所得珠分類。其它工藝比如有限聚結的懸浮聚合直接產生了尺寸非常均勻的顆粒。
空隙引發材料可與試劑一起塗覆以便於產生空隙。合適的試劑或潤滑劑包括矽膠、膠體狀氧化鋁和金屬氧化物比如氧化錫和氧化鋁。優選的試劑是矽膠和膠體狀氧化鋁，最優選矽膠。具有試劑層的交聯聚合物可通過本領域已知的工藝來製備。例如，常規的懸浮聚合工藝，其中優選將試劑加入懸浮液。矽膠是優選的試劑。
空隙引發顆粒也可以是包括實心和中空玻璃球的無機球、金屬或陶瓷珠或無機顆粒比如粘土、滑石、硫酸鋇或碳酸鈣。重要的是材料不與芯基質聚合物發生化學反應導致下列一種或多種問題(a)改變基質聚合物的結晶動力學使其難以取向，(b)破壞芯基質聚合物，(c)破壞空隙引發顆粒，(d)空隙引發顆粒與基質聚合物的粘結，或(e)生成不需要的反應產物，比如有毒的或深色部分。空隙引發材料不應該為照相活性或使其中利用了雙軸取向聚烯烴片的照相元件的性能降級。
聚合物基底表層最上層的總厚度可在0.20-1.5μm之間，優選在0.5-1.0μm之間。低於0.5μm則共擠壓的表層中任何固有的非平面性可導致不能接受的顏色變化。表層厚度大於1.0μm時，照相光學性能比如圖像解析度會減弱。厚度大於1.0μm，由於雜質比如凝塊或差的彩色顏料分散也會使過濾的材料體積增加。
可將附加物加入撓性基底表層最上層以改變成像元件的顏色。標籤應用中優選使用具有淡藍色色調的白色基體。可通過本領域已知的任何工藝來加入淡藍色色調，包括在擠壓前機混濃色母料以及熔體擠出以所需混合比預混的藍色著色劑。優選可經受高於320℃擠壓溫度的著色顏料，因為高於320℃的溫度是共擠壓表層所必需的溫度。本發明所用的藍色著色劑可以是任何不對成像元件具有不利影響的著色劑。優選的藍色著色劑包括Phthalocyanine(酞菁)藍色顏料、Cromophtal藍顏料、Irgazin藍顏料和Irgalite有機藍顏料。也可將螢光增白劑加入表層以吸收UV能量並且發出大部分在藍區的光。也可將TiO2加入表層。在本發明的薄表層中加入TiO2不能明顯有助於該片的光學性能，但是產生了許多製造問題比如擠壓模線和點。優選表層中基本上沒有TiO2。將TiO2加入0.20-1.5μm的層中基本上不會改進支持體的光學性能，會增加設計成本並且會在擠壓工藝中產生討厭的顏料線。
可將附加物加入芯基質和/或表層的一層或多層中以改善撓性基體的光學性能。優選二氧化鈦，將其用於本發明來改善圖像清晰度或MTF、不透明性和白度。銳鈦型或金紅石型TiO2均可使用。另外，可將銳鈦型和金紅石型TiO2混合以同時提高白度和清晰度。適用於照相體系的TiO2的例子有DuPont Chemical Co.的R101金紅石型TiO2和DuPont Chemical Co.的R104金紅石型TiO2。本發明也可使用可改善照相光學響應的本領域已知的其它顏料。本領域已知的可改善白度的其它顏料是滑石、高嶺土、CaCO3、BaSO4、ZnO、TiO2、ZnS和MgCO3。優選的TiO2類型是銳鈦型，因為已發現銳鈦型TiO2使具有空隙層的圖像其白度和清晰度最佳。
空隙賦予撓性基體額外的不透明性。該空隙層可與含至少一種顏料的層結合使用，該顏料選自TiO2、CaCO3、粘土、BaSO4、ZnS、MgCO3、滑石、高嶺土或其它可在所述不止一層的膜中提供高反射白層的材料。著色層與空隙層的結合使最終圖像的光學性能有優勢。
優選本發明撓性雙軸基體具有微空隙芯。微空隙芯增加了成像支持體的不透明性和白度，進而改善了成像質量。微空隙芯的圖像質量優勢和吸收紫外能量並且發出可見光的材料結合使得圖像質量無比地最佳化，因為圖像支持體的色彩在利用不含有大量紫外能量比如室內光的光線看圖像時的優良白度在曝光於紫外能量時仍可保持。
已發現撓性雙軸取向基體的空隙層中的微孔隙可減小不希望的壓力圖像模糊。由於在寫作時尚未完全理解的機理，每平方釐米幾百千克數量級的機械壓力導致了不希望的可逆靈敏度降低。機械壓力的淨結果是不希望地使密度、主要是黃色密度增加。雙軸取向的撓性基體中的空隙層通常是在轉化和照相處理步驟中通過壓縮空隙層而吸收了機械壓力，並且減少了黃色密度變化量。通過向塗覆的光敏滷化銀乳劑施加206Mpa的負載、使黃色層顯影並且用X-Rite model 310(或類似的)照相透射密度儀測量了未施載的對比樣和有負載的樣品之間的密度差而測得了壓敏度。優選在206Mpa的壓力下黃色層密度變化小於0.02。黃色密度0.04的變化感覺上很明顯，因此是不理想的。
可利用本領域已知用於製造取向片材的任何工藝比如平片工藝、氣泡法或管式法來實施撓性基體的共擠壓、淬火、取向和熱定形。平片擠壓涉及通過帶槽模擠壓混合物並且在冷卻的鑄輥上快淬擠壓的卷以使片材的芯基質聚合物組份和表層組份在其玻璃固化溫度以下被淬冷。接著在相互垂直的方向、在高於玻璃轉化溫度並且低於基質聚合物熔化溫度的溫度下拉伸淬冷的片材來使其雙軸取向。可在一個方向並且接著在第二方向拉伸該片材，或同時在兩個方向拉伸。在片材被拉伸以後，將其加熱至足以使聚合物結晶或退火的溫度來進行熱定形，同時一定程度上抑制在兩個拉伸方向的片材的收縮。
通過使微孔隙芯上具有至少一個非空隙表層，增加了撓性基體的抗張強度並且使得片材更易於製造。與製成所有層都有空隙的片材相比，較高的抗張強度也使得可製成寬度更寬並且拉伸比更高的片材。對層的共擠壓進一步簡化了製造工藝。
為了使提供的數字印刷技術可用於高質量包裝、可處理文本、圖形和圖像、使小批量印刷工作經濟並且準確再現膚色，優選是滷化銀成像。滷化銀技術可以是黑白或彩色。優選在將滷化銀成像層應用於包裝之前進行曝光和顯影。本發明的撓性基體具有在高速貼標籤設備中可使圖像有效傳遞和應用所必需的抗張強度特性和摩擦係數特性。通過塗覆含壓敏粘合劑的撓性標籤原料的光敏滷化銀成像層形成了本發明的基體。利用韌性的襯裡材料來支持成像層、表層材料和壓敏粘合劑並且傳送通過貼標籤設備。因為優選的光敏滷化銀成像層易被環境溶劑比如水和手油損壞，優選將本發明的環保層在圖像顯影后施加於光敏滷化銀成像層，因為圖像顯影用液體化學處理藥劑必須能夠有效滲透成像層的表面，從而與滷化銀和利用典型滷化銀成像處理的成色劑接觸。環保層一般不透過顯影劑化學藥劑。
雖然由於上述原因而優選滷化銀圖像，但本發明的環保層也可用於其它的成像材料比如噴墨、熱和電子照相等。特別發現可用於含水溶性膠狀粘合劑比如明膠和聚乙烯醇等的那些材料。
噴墨印刷是用於產生圖像的非衝擊(non-Impact)方法，它以象素乘象素的方式使墨滴沉積至數位訊號響應的圖像記錄元件。可利用各種方法來控制墨滴在圖像記錄元件上的沉積以產生所需要的圖像。在一種被稱為連續噴墨的方法中，連續的滴流被帶電並且以成像方式被偏離至圖像記錄元件的表面，而未成像的小滴被捕獲並且返回墨槽。在另一種被稱為依令下滴的方法中，單個的墨滴被按需發射至圖像記錄元件上以形成所需圖像。在依令下滴印刷中控制墨滴發射的常見方法包括壓電轉換器和熱氣泡形成。已發現噴墨印表機在自標籤工業至小批量印刷至桌面文件和圖形成像範圍的市場均有很寬的應用。
可將用於各種噴墨印表機的油墨分成染料基或顏料基。染料是被載色劑以分子形式分散或溶劑化的著色劑。載色劑在室溫下可以是液體或固體。常用的載色劑是水或水與有機共溶劑的混合物。每個染料分子被載色劑分子包圍。在染料基油墨中，在顯微鏡下沒有發現顆粒。儘管近來在染料基噴墨油墨領域已有許多進展，但是該油墨仍被比如普通紙上的光學密度低並且耐光性差的缺點所困擾。當用水作載色劑時，該油墨的耐水性通常也差。
噴墨記錄元件通常包括一個支持體，該支持體的至少一個表面上具有接受油墨或形成圖像的層。接受油墨層可以是膨脹吸收油墨的聚合物層或通過毛細作用吸附油墨的多孔層。
通過印刷在噴墨記錄元件上而形成的噴墨印刷品會經歷環境退化。它們尤其易受水汙、染料滲流、聚結和光褪色的損環。例如，由於噴墨染料是水溶性的，當成像後水與受體接觸時，它們可自圖像層中的位置遷移。高度可膨脹親水層可花費不希望的長時間來乾燥，降低了印刷速度，並且當離開後與水的接觸時會溶解，從而損壞了印刷的圖像。多孔層加速了油墨介質的吸收，但是通常面臨不充分的光澤和嚴重的光褪色。
粘合劑也可用於本發明的圖像接受層。在一個優選的實施方式中，粘合劑是水溶性膠狀聚合物。可用於本發明的水溶性膠狀聚合物的例子包括聚(乙烯醇)、聚乙烯吡咯烷酮、聚(乙基惡唑啉)、聚-N-乙烯基乙醯胺、未去離子或去離子的IV型骨明膠、酸處理的骨膠原明膠、豬皮明膠、乙醯化的明膠、鄰苯二甲醯化明膠、氧化的明膠、殼聚糖、聚(環氧烷)、磺化的聚酯、部分水解的聚(乙烯基乙酸酯-合-乙烯基醇)、聚(丙烯酸)、聚(1-乙烯基吡咯烷酮)、聚(苯乙烯磺酸鈉)、聚(2-丙烯醯氨基-2-甲磺酸)、聚丙烯醯胺或其混合物。在本發明的一個優選實施方式中，粘結劑是明膠或聚乙烯醇。
如果將親水聚合物用於圖像接受層，其存在量為約0.02-約30g/m2圖像接受層，優選約0.04-約16g/m2圖像接受層。
也可將乳膠聚合物顆粒和/或無機氧化物顆粒用作圖像接受層的粘合劑，從而增加層的孔隙度並且改進乾燥時間。優選乳膠聚合物顆粒和/或無機氧化物顆粒是陽離子或中性的。無機氧化物顆粒的例子包括硫酸鋇、碳酸鈣、粘土、二氧化矽或氧化鋁、或其混合物。此時，圖像接受層中細粒的重量百分數是約80-約95％，優選約85-90％。
可通過加入有機或無機酸或鹼來調節用於本發明的含水油墨組合物的pH。可利用的油墨具有優選為約2-10的pH，這取決於所用染料的類型。典型的無機酸包括鹽酸、磷酸和硫酸。典型的有機酸包括甲磺酸、乙酸和和乳酸。典型的無機鹼包括鹼金屬氫氧化物和碳酸鹽。典型的有機鹼包括氨、三乙醇胺和四甲基乙二胺。
本發明所用的噴墨組合物利用溼潤劑來有助於阻止印刷頭的小孔中油墨變幹或結殼。可利用的潤溼劑的例子包括多元醇比如乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、四甘醇、聚乙二醇、丙三醇、2-甲基-2，4-戊二醇、1，2，6-己三醇和硫甘醇；衍生自烷撐二醇的低級烷基一醚或二醚，比如乙二醇一甲醚或一乙醚、二甘醇一甲醚或一乙醚、丙二醇一甲醚或一乙醚、三甘醇一甲醚或一乙醚、二甘醇二甲醚或二乙醚和二甘醇一丁醚；含氮環狀化合物比如吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮和1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；以及含硫化合物比如二甲基亞碸和四亞甲基碸。本發明所用組合物優選潤溼劑是二甘醇、丙三醇或二甘醇一丁醚。
也可將與水混溶的有機溶劑加入本發明所用的含水油墨中，從而特別是當基體是尺寸大的紙時有助於使油墨滲透接受基體。該溶劑的例子包括醇比如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、異丁醇、糠醇和四氫呋喃醇；酮或酮醇比如丙酮、甲乙酮和二丙酮醇；醚比如四氫呋喃和二噁烷；以及酯比如乳酸乙酯、碳酸亞乙酯和碳酸異丙烯酯。
可加入表面活性劑來將油墨的表面張力調節至合適的程度。表面活性劑可以是陰離子型、陽離子型、兩性型或非離子型。
也將殺生物劑加入本發明所用的組合物以抑制微生物比如黴和真菌等在含水油墨中生長。用於本發明所用組合物的殺生物劑優選是最終濃度為0.0001-0.5重量％的Proxel GXL(Zeneca SpecialtiesCo.)。
用於本發明材料的典型油墨組合物可含有例如以重量計的下述取代物著色劑(0.05-5％)、水(20-95％)、潤溼劑(5-70％)、水可混溶的共溶劑(2-20％)、表面活性劑(0.1-10％)、殺生物劑(0.05-5％)和pH控制劑(0.1-10％)。
可任選地存在於本發明所用噴墨油墨組合物的其它添加劑包括增稠劑、導電率增強劑、anti-kogation劑、乾燥劑和消泡劑。
本發明所用的噴墨油墨可用於噴墨印刷中，其中以控制方式通過噴墨印刷機印刷頭的許多噴嘴或小孔噴出小滴而將油墨液滴施加於油墨接受層基體。
本發明方法所用的圖像記錄層也可含有各種已知添加劑，包括為了有助於非保護特性並且控制其防汙的遮光劑比如二氧化鈦、氧化鋅、二氧化矽和聚合珠比如交聯的聚(甲基丙烯酸甲酯)或聚苯乙烯珠；表面活性劑比如非離子型、烴或碳氟表面活性劑，或陽離子表面活性劑比如季銨鹽；螢光染料；pH控制劑；防沫劑；潤滑劑；防腐劑；粘度修正劑；染料定影劑；防水劑；分散劑；UV吸收劑；防黴劑；媒染劑；抗靜電劑；抗氧化劑和螢光增白劑等。如果需要也可將硬化劑加入油墨接受層中。
為了改善圖像記錄層與支持體的粘結，可在支持體表面施加於圖像記錄層之前對其進行電暈放電處理。
另外，也可將膠層、比如由滷代苯酚或部分水解的氯乙烯-醋酸乙烯共聚物形成的層施加於支持體的表面，從而增加與圖像記錄層的粘結。如果使用膠層，其厚度(即幹塗層厚度)應小於約2μm。
為了預期的目的，噴墨圖像記錄層可以任意的有效量存在。一般地，當其存在量為約2-約44g/m2時得到的結果好，優選為約6-約32g/m2，這相當於約2-約40μm的幹厚度，為了平衡油墨的吸收、乾燥時間和材料使用量，優選約6-約30μm。
具體實施例方式
下面的實施例用於解釋本發明。但是，應理解為本發明並不受這些解釋性實施例的限制。
用於本文所述實施例環保層的UV可固化組分可通過市售得到。RD1020、RD1200、RD1220和RD707均為從R&D Coating，Inc.得到的丙烯酸基單體和低聚物，亦為丙烯酸酯基單體和低聚物的Radcure504W和Radcure 159SLV從Rad-Crue公司獲得，從QureTech獲得的L533-119以及從Dalcor Products Company，Inc獲得的ImagegardFP-3/MF-1，一種環氧基外塗層組分。從Aldrich獲得的蜂蠟和從Acros獲得的巴西棕櫚蠟。
利用下述配方和設計在滷化銀成像並且處理的標籤上塗覆所有的輻射可固化環保層。
通過將光敏滷化銀彩色成像層施加於壓敏標籤原料上而產生了滷化銀壓敏包裝標籤。標籤原料由塗覆有壓敏粘合劑的撓性白色雙軸取向的聚丙烯表層原料組成，該粘結層疊壓於高強度的聚酯襯裡上。光敏滷化銀成像層是能夠準確再現膚色的黃色、品紅色和青色成色劑體系。在對該標籤原料塗覆環保層之前對其進行成像和處理。雙軸取向的聚烯烴表層原料
複合聚烯烴片(31μm厚)(d＝0.68g/cc)由微空隙並且取向的聚丙烯芯(總片厚的近60％)和位於空隙層兩側的均聚物非微空隙取向的聚丙烯層組成，使用的空隙引發材料是聚(對苯二甲酸丁二酯)。聚烯烴片的表層由聚乙烯和藍色顏料組成。鄰近空隙層的聚丙烯層含4％的金紅石TiO2和螢光增白劑。滷化銀成像層施加於藍色調的聚乙烯表層上。壓敏粘合劑
持久的水基丙烯酸粘合劑12μm厚聚酯襯裡
37μm厚的聚對苯二甲酸乙二酯襯裡是透明的。聚對苯二甲酸乙二酯基底在機器方向具有15毫牛頓的剛度並且在橫向為20毫牛頓。
在加入實施例的圖像層之前照相包裝標籤材料的結構如下
有空隙的聚丙烯基底
丙烯酸壓敏粘合劑
聚酯襯裡
按照如下方式對氯化銀乳劑進行化學和光學增感。在增感作用之後加入含N-甲基-異噻唑啉酮和N-甲基-5-氯-異噻唑啉酮混合物的殺生物劑。
藍色感光乳劑(Blue EM-1)通過在含有戊二醯二氨基苯基二硫化物、明膠膠溶劑和硫醚催熟劑的充分攪拌容器中加入約等摩爾的硝酸銀和氯化鈉溶液沉澱得到了高氯化物滷化銀乳劑。在滷化銀顆粒形成過程中，為了大多數沉澱加入了五氯亞硝醯基鋨(II)酸鈰摻雜劑，接著加入了六氰基釕(II)酸鉀、(5-甲基噻唑)-五氯銥酸鉀、少量的KI溶液和沒有任何摻雜劑的殼(shelling)。所得的乳劑含有邊長為0.6μm的立方形顆粒。通過加入硫化亞金的膠狀懸浮液並且緩慢加熱至60℃、其間加入藍色增感染料BSD-4、六氯銥酸鉀、Lippmann溴化物和1-(3-乙醯氨基苯基)-5-巰基四唑來使乳劑的增感最佳。綠色感光乳劑(Green EM-1)
通過在含有明膠膠溶劑和硫醚催熟劑的充分攪拌容器中加入約等摩爾的硝酸銀和氯化鈉溶液沉澱得到了高氯化物滷化銀乳劑。在滷化銀顆粒形成過程中，為了大多數沉澱加入了五氯亞硝醯基鋨(II)酸鈰摻雜劑，接著加入了(5-甲基噻唑)-五氯銥酸鉀。所得的乳劑含有邊長為0.3μm的立方形顆粒。通過加入戊二醯二氨基苯基二硫化物、硫化亞金的膠狀懸浮液並且緩慢加熱至55℃、其間加入六氯銥酸鉀摻雜的Lippmann溴化物、綠色增感染料GSD-1的液晶懸浮液和1-(3-乙醯氨基苯基)-5-巰基四唑來使乳劑的增感最佳。
紅色感光乳劑(Red EM-1)通過在含有明膠膠溶劑和硫醚催熟劑的充分攪拌容器中加入約等摩爾的硝酸銀和氯化鈉溶液沉澱得到了高氯化物滷化銀乳劑。在滷化銀顆粒形成過程中，加入了六氰基釕(II)酸鉀和(5-甲基噻唑)-五氯銥酸鉀。所得的乳劑含有邊長為0.4μm的立方形顆粒。通過加入戊二醯二氨基苯基二硫化物、硫代硫酸鈉、三鉀二(2-[3-(2-硫苯甲醯氨基)苯基]-巰基四唑}金(I)並且緩慢加熱至64℃、其間加入1-(3-乙醯氨基苯基)-5-巰基四唑、六氯銥酸鉀和溴化鉀來使乳劑的增感最佳。接著將乳膠冷卻至40℃，pH調節至6.0並且加入紅色增感染料RSD-1。
通過本領域已知的方法使成色劑分散體乳劑化，接著將下述層塗覆於下述支持體上
利用下面的膚色最佳的光敏滷化銀成像層來製備利用本發明標籤基底材料的照相標籤。利用幕式淋塗方法塗覆下面的成像層。用明膠總重量1.95％的二(乙烯磺醯基甲基)醚使含明膠層硬化。
表1
用數字CRT照相印刷機印刷塗覆於該實施例標籤支持體上的光敏滷化銀乳劑卷。在照相包裝標籤材料上印刷了包括圖形、文本和圖像在內的幾個測試圖像。然後用標準反射照相RA4溼化學藥劑使印刷的圖像顯影。此時在薄標籤支持體上形成了圖像。利用擠壓料鬥塗覆法自塗覆液在成像層最上部明膠層以13重量％固體塗覆用於本發明的環保層和底料層。
成像並且保護的滷化銀壓敏包裝標籤的結構如下
環保層
底料層
顯影的滷化銀成像層(黃色、品紅色和青色)
有空隙的聚丙烯基底
丙烯酸壓敏粘合劑
聚酯襯裡標籤測試水測試
為了測試保護外塗層對水的阻擋性能，將一滴水置於該塗層上並且在抖落後放置10分鐘。肉眼觀察出現或未出現膨脹，然後用織物擦拭該區域以檢測該表面的任何粘性。粘合性測試
用鋒利刀片輕輕劃所述塗層的表面，以產生由至少5塊組成的類似由交叉的平行線畫出的陰影圖案。為了測試該層與其下的明膠層的粘合性，用Scotch膠帶緊緊壓在該交叉陰影區域的同時以約180度的角度牽引並且檢查該塗層的移動。給定該塗層的等級級別為0-5，0表示未移動，0-1表示塊邊緣有一些移動，1表示整塊移動等。級別為5表示移動大於3塊。摩擦實驗實施例1-6
在帶有滷化銀成像和處理的標籤原料的三聚物偏二氯乙烯/丙烯酸甲酯/衣康酸底料層上，利用第一號Meyer繞線杆塗覆的表1所列輻射可固化組合物作為環保層(以0.54g/m2塗層重)，並且以150英尺每分鐘的速度使其通過6英寸Fusion UV H+燈泡來固化之。固化層的幹覆蓋度為2.46g/m2。對塗覆的樣品和未塗覆環保層的對比樣進行水測試。在所有的情況下，與當擦拭溼時會膨脹並且有汙點的對比層相比，保護性的外塗層提供了優異的水阻擋性能。
表2實施例7-12
這些實施例表明了利用底料層對UV固化的環保層與其下的明膠層之間粘合性能的改進。通過塗覆三聚物偏二氯乙烯/丙烯酸甲酯/衣康酸首先將底料層塗覆至滷化銀成像和處理的標籤原料，由此得到了0.54g/m2的塗層重。利用第一號Meyer繞線杆將表3所列的輻射可固化組合物塗覆在底料塗覆的標籤原料上作為環保層，並且以150英尺每分鐘的速度使其通過6英寸Fusion UV H+燈泡來固化之。固化層的幹覆蓋度為2.46g/m2。如表3所示，當為L533-119時，將其塗覆在底料上該層沒有顯示出粘合失敗，反之在沒有底料時會從明膠表面層離。另外，當UV可固化單體難於使親水明膠表面潤溼時，當塗覆於底料層上時，其潤溼性得到了極大的提高。
表3實施例13-15
實施例13-15表示利用蠟來降低環保塗層面對面的摩擦。利用第一號Meyer繞線杆將Imagegard FP-3塗覆在滷化銀成像和處理的標籤原料上作為環保層，並且以150英尺每分鐘的速度使其通過6英寸Fusion UV H+燈泡來固化之。固化層的幹覆蓋度為2.46g/m2。製成的三個相似塗層，相對於UV固化聚合物分別含有百分之一的來自DowCorning的蜂蠟(BW)、巴西棕櫚蠟(CW)和矽氧烷流體(SF)DC200。測量了每個樣品的面對面摩擦。如表4所示，與包括矽氧烷流體的對比樣相比，蠟在減小面對面粘性方面表現出明顯的改進。
表4附錄用於本發明的化合物
BSD-4
GSD-1
RSD-1
Y-4
ST-23
ST-24
ST-16
SF-1
染料-1
ST-4雙十一烷基鄰苯二甲酸酯 S-3
M-4
ST-21
ST-22
染料-2
IC-35
IC-36三(2-乙基己基)磷酸酯 S-3
染料-3
UV-1
UV-權利要求
1.一種包裝材料，它依次包括紫外輻射固化的環保層、底料層、親水圖像層、基底層和粘結層。
2.權利要求1的包裝材料，其中所述親水圖像層包括利用滷化銀形成的圖像。
3.權利要求1或2的包裝材料，其中所述親水圖像層包括利用噴墨印刷形成的圖像。
4.權利要求1-3中任一項的包裝材料，其中所述親水圖像層包括利用電子照相形成的圖像。
5.權利要求1-3中任一項的包裝材料，其中所述底料層包括含酸官能性的丙烯酸類乳膠共聚物。
6.權利要求1-3中任一項的包裝材料，其中所述底料層包括偏二氯乙烯。
7.權利要求1-6中任一項的包裝材料，其中所述環保層包括丙烯酸酯聚合物。
8.權利要求1-7中任一項的包裝材料，其中所述環保層的Rockwell R硬度大於90。
9.權利要求1-8中任一項的包裝材料，還包括潤滑劑，它位於與所述底料層相對側的所述環保層上。
10.權利要求9的包裝材料，其中所述潤滑劑其本身的摩擦係數小於0.5。
全文摘要
本發明涉及一種包裝材料，它依次包括紫外輻射固化的環保層、底料層、親水圖像層、基底層和粘結層。
文檔編號G09F3/02GK1426934SQ02160
公開日2003年7月2日 申請日期2002年12月20日 優先權日2001年12月21日
發明者M·奈爾, W·T·羅克福特, K·W·小貝斯特, R·P·布爾德萊斯 申請人:伊斯曼柯達公司