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CN1329211C - 纳孔接收体元件和传质热成象方法 - Google Patents

纳孔接收体元件和传质热成象方法 Download PDF

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CN1329211C CNB028150120A CN02815012A CN1329211C CN 1329211 C CN1329211 C CN 1329211C CN B028150120 A CNB028150120 A CN B028150120A CN 02815012 A CN02815012 A CN 02815012A CN 1329211 C CN1329211 C CN 1329211C
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Abstract

本发明涉及用于热传质成象的纳孔接收体元件，它包含载有图象接收层的基底，所述图象接收层包含颗粒状材料和粘结剂材料。所述接收体元件有光泽外观。本发明还涉及传质热成象方法。

Description

纳孔接收体元件和传质热成象方法
相关申请的引用
本申请要求2001年5月30日提交的在先临时专利申请系列号60/294,528的优先权。
本申请参考了2001年12月21日提交的在先共同提交、共同转让专利申请系列号09/745,700，其在此并入作为参考。
技术领域
本发明涉及热传质成象应用中所用的接收体元件，并且更具体而言，涉及包括纳孔、超平滑的图象接收体层的接收体元件。本发明也涉及包括该接收体元件的热转印成象系统。
背景技术
许多不同的印刷系统都利用着色剂，比如染料，从给体元件到接收体元件的热诱导转印作用。在某些这类系统中，染料从给体元件的聚合物粘结剂独自扩散到接收体元件的另一聚合物层上，而在其它系统中，载体(可以是聚合物粘结剂、蜡或二者的组合)和染料从给体元件同时转印到接收体元件上。后一种方法通常称为热传质法。
现有技术中已知有许多不同类型的给体元件可用于热传质成象方法中。比如报道蜡或树脂一般可作为载体或粘结剂，而染料或颜料可以用作着色剂。
现有技术中也已知各种类型的接收体元件可用于热传质成象方法中。某些这类接收体元件含有在成象温度下软化以吸收转印材料的材料。这种接收体元件比如参见美国专利4,686,549。但是作为替代方法并且通常是优选的，接收体元件采用的是表面多孔的接收体材料，以便使受热给体材料通过完全或部分流入接收体元件的孔隙中而优先粘附到接收体元件上。比如，美国专利5,521,626和5,897,254公开了材料从受热给体元件到表面多孔型接收体片材上转印的方法，其中孔隙的直径是1-10μm。美国专利5,563,347公开了类似的系统。可惜的是，在这些现有技术的实例中，接收体片材中孔隙的尺寸足以散射可见光，其结果是接收体元件的外观没有光泽。
表面多孔型接收体涂层是针对喷墨印刷而设计的，其中平均孔隙直径大大低于1μm(一般为约0.02～0.2μm)。这种表面多孔层在本文中称为纳孔。尺寸这么小的孔隙不明显地散射可见光，因此接收体片材的外观有光泽。比如，美国专利5,612,281和美国专利6,165,606公开的接收体片材组合物针对的是喷墨印刷应用，其特性是纳孔并且有光泽。典型油墨的粘度大大低于前述的常规热传质材料(在其转印温度下)，因此油墨可以穿透纳孔接收体涂层的小孔隙，而熔融的常规传质给体材料则不可以。
有些性能虽然是热传质用接收体元件所需的，但是这些现有技术油墨接收体元件却不具有。为了获得某些额外所需的这些性能，可通过利用热传质方法来制造达到照片质量的图象时所采用的方法。采用了与版同宽的阵列加热元件(一般称为“热印刷头”)  的热传质方法所产生的图象的分辨率受限于所采用的热印刷头的分辨率。在典型的印刷排列方式中，给体和接收体元件是在一起的，并且所获得的层状组合件在热印刷头之下平移。在特定的时间内，仅向与有待印刷的该行图象中即将着色的象素对应的加热元件输送电流。因此，热印刷头，比如每英寸300个加热元件，在与两个元件相对于印刷头的运动方向垂直的方向上从给体元件到接收体元件每英寸仅转印300个点(很明显，沿运动方向每英寸可以印刷超过300个点)。如果转印点的尺寸都是相等的，那么最终图象中每个象素仅有两种可能的灰度等级：全染料密度(Dmax)或者零染料密度(Dmin)。在(典型)的300个点/英寸分辨率下，该灰度等级数值不足以产生照片质量的图象。在某些现有技术的热传质成象方法中，比如参见“A New Thermal Transfer InkSheet for Continuous-Tone Full Color Printer”，M.Kutami，M.Shimura，S.Suzuki和K.Yamagishi，J.Imaging Sci.，1990，16，70-74，其目的是在热印刷头分辨率所规定的象素间隔限定范围内通过改变点的尺寸(具有恒定的染料密度)而获得形成相片外观图象所必需的多级灰度。
通过改变点尺寸制造高质量图象时一个困扰的因素是颗粒性问题。颗粒性是因印刷点尺寸缺乏精确的控制而造成的。虽然一片尺寸相等的小点在肉眼看上去外观很平滑(前提是各个点无法分辨)，一片平均尺寸相等但是尺寸在平均值附近分布较宽的的点，会产生颗粒状外观或者斑点状外观。
如果热传质成象方法所用的接收体元件不足够平坦和平滑，给体元件与接收体元件之间的接触可能会不均匀。这种不均匀接触会导致形成尺寸无法控制的点(因为向“丘”比向“谷”上更容易转印)，并且表现为颗粒状外观图象。前述的现有技术喷墨接收体元件一般不具有为了在热传质方法中配合热印刷头使用时避免不可接受的颗粒性所需的平坦性和平滑性。
现有技术中也公开热转印接收体元件的其它有利性能。为了确保给体与接收体元件在印刷过程中沿整个热头宽度均匀接触，优选接收体元件具有一定程度的压缩性。除此之外，为了尽可能充分利用热印刷头所提供的热量，接收体元件优选具有较低的导热性。因此，比如美国专利5,244,861公开了接收体元件，它包含基底有染料图象接收体层。该基底是复合膜由微孔热塑性芯层和至少一个基本上不含孔隙的热塑性表面层构成的。微孔热塑性芯为接收体元件提供了必需的压缩性和低导热性。接收体元件的导热性在与图象平面平行的方向上在空间上也必须是均匀的。导热性如果存在不均匀性，就会在热转印技术所产生的图象中表现为染料密度发生变化。这是因为从热印刷头而来的给定加热脉冲，将给体和接收体元件加热至多高温度，取决于通过接收体基底热传导的损失速率，而且所获得的染料密度与这些温度有关。
随着热成象技术的发展，业界一直都在致力于开发可满足新型性能需要的新型热成象系统，并降低或消除已知系统的某些不利特性。最好能获得这种热传质成象应用中所用的接收体元件，它能提供有光泽外观的图象。
发明内容
因此，本发明的目的是提供热传质成象应用中所用的新型接收体元件。
本发明的另一目的是提供有纳孔、超平滑接收体层的接收体元件。
本发明的再一个目的是提供有光泽外观的接收体元件。
本发明的再一目的是提供接收体元件，它可以最大限度地降低图象形成过程中因小颗粒包埋在给体与接收体元件之间而造成的可视图象缺陷。
本发明的又一目的是提供接收体元件，它可在转印着色剂横向扩散和转印着色剂光褪色方面，为沉积在接收体元件上的图象提供稳定化效果。
再者，本发明的目的是提供热传质成象系统。
通过提供传质热成象应用中所用的接收体元件，就可以实现本发明的这些和其它目的和优点，它包含表面载有纳孔、超平滑接收体层的基底。该基底所包含的材料在压力1N/mm2(1MPa)下的压缩性至少为1％。任选在基底与纳孔接收体层之间提供厚度小于约50μm的层，它完全由在压力1MPa下压缩性小于约1％的材料构成。或者，基底仅包含在压力1MPa下压缩性小于约1％的材料，前提是基底的厚度不超过约50μm。
该图象接收体层有着均匀的孔隙结构，其表面是多孔的。该图象接收体层的空体积为约40～约70％。在按固定间隔取样时，其孔隙直径分布是这样的，在直径大于约30nm的孔隙中，至少有50％的孔隙的直径小于约300nm，而在直径大于约30nm的孔隙中，至少有95％的孔隙的直径小于约1000nm。在特别优选的实施方案中，在直径大于约30nm的孔隙中，至少有50％的孔隙其直径小于约200nm，而在直径大于约30nm的孔隙中，至少有95％的孔隙其直径小于约500nm。
在沿约1.5mm×约1.5mm的面积测量时，图象接收体层的均方根(RMS)表面粗糙度优选小于约300nm。特别优选的RMS表面粗糙度小于约200nm。
图象接收体层包含可以为有机或无机的颗粒状材料和粘结剂。在优选的实施方案中，粘结剂是疏水性聚合物材料。在另一个优选的实施方案中，接收体元件进一步包含水洗涂层(wash coating)，它在图象接收体层上沉积时要使得其它附加物比如光稳定剂能够引入纳孔接收体层中。
本发明也提供了热传质成象系统，它包含适宜的接收体元件和给体元件，给体元件包含在热成象温度下能转化成低粘度流体的热转印材料。
附图简述
为了更好地理解本发明以及其它目的和进一步的特征，参照附图对以下各种优选实施方案进行具体的说明，其中：
图1是本发明接收体元件的部分示意性侧截面视图；
图2是本发明热传质成象系统的部分示意性侧截面视图；并且
图3表示的是本发明图象接收体层的孔隙直径分布。
具体实施方式
现在来看图1，可以看到，接收体元件100包括基底102，它可以是单层104、单层106或者由层104和层106构成的复合结构。基底102所具有的性能可有助于最大限度地降低成象过程中因小颗粒包埋在给体与接收体元件之间而造成的最终图象中的可视缺陷。在旨在采用热转印方法制造出具有照片质量的图象时所遇到的一个问题是，小灰尘或尘埃颗粒在印刷过程中可能会包埋在给体元件与接收体元件之间。这类颗粒的存在会阻碍着色剂比如染料从给体到接收体的转印过程，由此在最终图象中导致形成可视缺陷。该缺陷尺寸可能受给体和接收体元件本身的物理性能强烈影响。
参照来看图2，可以看到带有凸尖202的热印刷头200(热印刷元件就排列在该凸尖上)，该凸尖与给体元件204接触。给体元件204压抵着本发明的接收体元件100，其后是压纸卷筒辊206。也可以看到灰尘颗粒208。如果给体元件204和接收体元件100的压缩性均不够大，就会围绕颗粒208形成“帐篷”，阻碍了给体与接收体之间的紧密接触，并由此形成比颗粒本身大许多倍的图象缺陷。
在某些情况下，比如当给体元件包含非常薄的基底，而且该基底载有甚至更薄的成象层时，如以下所具体说明的那样，不希望为避免这类“帐篷”而使得给体元件的压缩性足够大。因此根据本发明，优选将压缩性内置于接收体元件之中，或者当接收体元件足够薄时，内置于压纸卷筒206之中。通过试验发现，当承载图象接收体层的基底的厚度不超过上限约50μm并且是由在压力1MPa下压缩性小于约1％的材料构成时，可以在典型的灰尘和尘埃颗粒(最大尺寸一般不超过约15μm)存在下获得可接受的性能。因此来看图1，接收体元件100的基底102可以是厚度为约10～约50μm的单层104，它均匀地由在压力1MPa下压缩性小于约1％的材料构成。层104比如可以是聚合物材料，比如聚对苯二甲酸乙二醇酯，其测得的压缩性是约0.03％/MPa。图象接收体层本身的压缩性一般为约0.02％/MPa。必须由压纸卷筒辊2 06来提供对灰尘颗粒的柔顺性。或者，基底102可以是层状结构，该结构中所包含的材料层104，其厚度最高为50μm并且其压缩性小于约1％/MPa，余下的结构包含压缩性至少为1％/MPa的材料层106。对层106适宜的材料比如是微孔聚丙烯，其压缩性在规定条件下为约4％。如前所述，基底102可以仅包含层106。
据信接收体元件的压缩性在灰尘敏感性方面可发挥三种功能。再次来看图2，接收体元件100的压缩性首先使图象接收体层能够围绕热印刷头200的尖202在与热元件宽度相当的宽度范围内发生变形，并且压痕深度为几个微米。该变形取决于图象接收体层的弯曲劲度、接收体元件基底的压缩性、针尖半径和热头上的力。
其次，压缩性降低了将灰尘颗粒推入接收体中所需的力。结果，最大限度地减少了压纸卷筒辊206上压缩性局部增大的现象。如果压纸卷筒辊206的压缩性大于接收体元件的压痕，就会产生大的印刷缺陷，其尺寸可能达毫米量级。通过硬化或者放大该辊可以最大限度地降低压纸卷筒辊206的压缩性，但是其它考虑一般会限制该方法的适用性。
第三，据信图象接收体层压痕的特性宽度取决于其压缩模量的倒数立方根。就直径为D的球形灰尘颗粒，所观察到的缺陷B的近似尺寸，在D＝25μm时，B＝200μm，而当D＝40μm，似乎迅速地提高至B＝500μm。该阈特性与灰尘压痕周长与背景压痕的相互作用有关。考虑到前述三种影响，接收体元件100的理想压缩性似乎为2～60％/MPa。
为了在形成图象时获得改善的热成象系统敏感性，基底材料优选具有良好的绝热性能，由此防止热向成象的活性区域之外传导。基底102的厚度一般为约10μm～约300μm。基底102可以是不透明的或透明的。在优选的实施方案中，基底102包含不透明的热塑性聚合物材料。本发明优选的基底材料是层合在约150μm厚微孔聚丙烯层上的约12μm厚的透明聚对苯二甲酸乙二醇酯膜层。
在优选的实施方案中，为了采用接收体元件来提供质量非常高而颗粒性很低的图象，希望将图象接收体层涂布到非常平滑的表面上。图象接收体层的平滑度一般都与它所涂布的基底的平滑度密切一致。在本发明优选的实施方案中，图象接收体层所沉积的基底的平滑度要使得所获得的图象接收体层的RMS粗糙度在约1.5mm×1.5mm的面积内处于小于约300nm的量级，并且特别优选在沿该面积测量时小于约200nm。因此，所优选的基底材料是平滑度可产生该性能的材料。如果基底包含层106，而非层104，那么层106必需具有所需的平滑度。如果基底包含层106和层104，或者单独包含层104，那么层104优选具有所需的平滑度。
可以通过各种技术提供所需的表面平滑度。在优选的实施方案中，层104是热塑性聚合物材料的平滑片材，比如聚对苯二甲酸乙二醇酯。如前所述，层104的厚度为约10～约50μm。适用于层104的典型材料是48和92号厚度的453级聚酯，从E.I.duPont de Nemours获得(本文的“号”指的是一英寸的十万分之一)。聚酯材料也可提供光泽非常高的接收体元件。
如果基底102是之前所述的复合结构，通过借助各种方法将层104涂布或层合到层106上，也可以提供所需的表面平滑度。可以通过以下形成层104：以高浓溶液的形式或无溶剂的形式沉积聚合物或单体材料，该材料的粘度要足够低从而能通过表面张力效应实现流平，然后通过辐照或加热固化聚合物或单体材料；涂布自流平聚合物，然后干燥该材料；通过挤出方法沉积聚合物，比如聚乙烯或聚丙烯；或者“流延涂布”法，采用的是软化温度低于受热平滑转筒温度的聚合物。
层104的优选材料包含从水涂布而来的聚合物，比如4983R型聚丙烯酸乙二醇酯，从Michelman Company获得，涂布厚度为约10～约20μm，然后通过与受热平滑转筒接触而达到平滑效果。
图象接收体层108包含处于粘结剂中的颗粒状材料。层108一般包含约60～约90重量％的颗粒状材料和约10～约40重量％粘结剂材料。图象接收体层108有着均匀的孔隙结构，其表面多孔。如前所述，该层的空隙体积为约40～约70％。在按照固定间隔取样时，其孔隙直径分布优选是这样的，在直径大于约30nm的孔隙中，至少有约50％的孔隙其直径小于约300nm，而在直径大于约30nm的孔隙中，至少有约95％的孔隙其直径小于约1000nm。在特别优选的实施方案中，在直径大于约30nm的孔隙中，至少有约50％的孔隙其直径小于约200nm，而在直径大于30nm的孔隙中，至少有约95％的孔隙其直径小于约500nm。如前所述，在沿约1.5mm×1.5mm的表面测量时，图象接收体层的均方根(RMS)表面粗糙度优选小于约300nm。在沿该面积测量时，特别优选的RMS表面粗糙度小于约200nm。
该优选实施方案中对平滑度所提出的要求，是为了最大限度地降低图象的颗粒性。颗粒性指的是在印刷密度均匀的一块区域内观察者所察觉到的图象噪声。颗粒性是图象噪声的客观度量，并且可从光学密度的wiener光谱空间变化计算得到。首先，以长而窄的狭缝扫描一块均匀的印刷区域来测量wiener光谱(参见J.C.Dainty，R.Shaw，Image Sciene，London 1974，第276页)。然后以人类视觉系统的空间频率反应作为加权函数，计算出颗粒性，它是wiener光谱沿空间频率分量的加权平均值(C.J.Bartleson，Predicting Graininess fromGranularity，J.Photogr.Scr.，33，117(1985))。
通过试验发现，图象颗粒性(采用与前述类似的方法测量)随接收体在约1.5mm×1.5mm面积内的RMS表面粗糙度(采用光学干涉仪WYKO RST测得，从Veeco Instruments，Tucson，AZ 85706获得)而近似线性地提高。进一步的讨论见以下实施例VII。
图象接收体层中108所用的颗粒状材料可以是任何适宜的材料。一般适宜的颗粒状材料包括碳酸钙、氧化铝、二氧化钛、塑料颗粒、中空球颗粒比如Ropaques，从Rohm and Haas获得、硅胶、无定形二氧化硅和锻制二氧化硅颗粒。在优选的实施方案中，层108由锻制二氧化硅的水分散体形成。发现锻制二氧化硅可提供高的光泽度、高的空体积和对熔融给体材料转印适宜的孔隙尺寸。
粘结剂可以是任何与颗粒状材料相容的适宜材料。适宜的典型粘结剂材料包括比如热塑性聚合物材料，比如聚(乙烯醇)和聚(乙烯吡咯烷酮)、纤维素材料、明胶、胶乳材料等。优选的材料是Alrvol 540，从Air Products and Chemicals，Inc.，Allentown，PA获得，它是水解度为87％的聚(乙烯醇)。
但是，图象接收体层108中所用的粘结剂可以影响通过热转印着色剂而形成的最终图象的稳定性。针对染料使用纳孔接收体层时经常遇到的一个大问题是，染料分子因热诱导迁移而离开最初的印刷点，特别是在高湿度的环境下。这种染料迁移现象会提高该层的吸光量，结果使图象变暗。如果彩色图象的所有染料不是以相同的速率迁移的，就会观察到色移现象。在高湿度环境下，亲水性粘结剂比如聚(乙烯醇)会吸水，并且并提供染料在其中发生部分溶解和扩散的介质。
已经发现，通过以疏水性材料替换大部分的亲水性粘结剂聚合物，就可以减轻该现象。因此，在优选的实施方案中，所有或者很高百分比的粘结剂材料都是疏水性的。适宜的典型疏水性粘结剂材料包括丙烯酸酯聚合物材料，比如Carboset 526(从BFGoodrich Company，Specialty Polymers and Chemicals Division，Cleveland，Ohio获得)、Joncryl树脂(从S.C.Johnson Company，Racine，Wisconsin获得)和Neocryl树脂(从Avecia Corporation，Wilmington，Massachusetts获得)。
优选类型的疏水性粘结剂是含酸的聚合物材料。这类材料与胺或氨形成的盐容易溶解在含水涂布流体中。沉积在接收体基底上之后，加热涂层使氨或胺蒸发，聚合物粘结剂随之变成疏水性的不溶性材料。特别优选的疏水性粘结剂材料是羧酸化丙烯酸酯聚合物，Carboset526。配方中优选保留相对较少量，比如占粘结剂材料总量最高约20重量％的聚乙烯醇或者其它亲水性聚合物，以提供改善的膜性能。
Carboset 526是固体丙烯酸酯树脂，其性能如下：酸值＝100，分子量＝200,000，玻璃转变温度＝70℃。为了有助于本领域技术人员更好地理解本发明和实施本发明，以下讨论各个性能的重要性。
酸值，它是由在最佳水平下发生共聚并且链分布均匀的(甲基)丙烯酸酯类羧酸所产生的，可赋予其良好的涂布流体相互作用和干层性能。在胺或氨与酸值较低的丙烯酸聚合物之间所形成的盐在水中可能不完全溶解，并且在防止干燥过程中的龟裂方面可能不太有效。酸值较高的丙烯酸聚合物在除去氨之后更亲水，因此在高湿度条件下无法有效地防止染料扩散现象。
分子量影响聚合物在层干燥过程中发挥其颗粒状材料粘结剂作用的效力。据信最佳分子量的主要好处是能够在高的颗粒状材料/粘结剂比下(颗粒状材料/粘结剂为4/1或3/1)使配方干燥而会不形成裂纹。希望利用高的颗粒状材料/粘结剂比来提供所需的接收体层孔隙率。发现分子量相对较低的丙烯酸酯聚合物需要较高的粘结剂比例，比如2/1或者甚至1/1，以获得不合裂纹的干涂层。
存在相对较软的粘结剂材料容易导致给体元件与接收体元件粘着，并且甚至在成象过程中通过粘着到给体元件上而使接收体元件本身断裂。该效果已知为“拉出”，并且一般产生中央点的，该处温度最高。
图象接收体层108可以包括其它附加物，比如湿润剂(比如甘油、脲和硅烷)，从而有助于防止涂布和干燥过程中层的龟裂，表面活性剂，它可改善涂层的表面能并且改善分散体的涂布性能，以及交联剂，比如硼酸、乙二醛、双环氧化物和硅烷化环氧化物。
在特别优选的实施方案中，图象接收体层包括环氧硅烷。相信这些材料使图象接收体层能够更好地承受将疏水性接收体完全成象为Dmax时所需的高温。官能化硅烷在现有技术中已知可作为偶联剂，它无机表面与有机材料之间形成共价键。发现环氧硅烷Silquest A-186(β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷)和Silquest A-187(γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷)，从OSI Specialties，CrpomptonCorporation，Greenwich，CT获得，在与Carboset 526粘结剂配合使用时，所提供的疏水性图象接收体层更能耐受前述的“拉出”作用。
疏水性图象接收体层中存在硅烷的附加益处是提高干燥层的光泽。虽然为什么会提高光泽还不十分清楚，但是假定部分覆盖在二氧化硅表面上的有机部分的“疏水性”可能与锻制二氧化硅颗粒在干燥过程中的充填特性有关。按照如下次序获得最高光泽：Silquest A-174(γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷)＞Silquest A-186＞不含硅烷＞Silquest A-187。在采用未取代的烷基三甲氧基硅烷比如丙基三甲氧基硅烷和异丙基三甲氧基硅烷时，也观察到该“疏水性硅烷效果”。也可以组合使用硅烷，以优化光泽和“偶联/交联”效果；优选的配方组合采用了3％(硅烷重量/二氧化硅干重量)Silquest A-174和5％的Silquest A-187，以获得高的光泽以及良好的层物理强化效果。
图象接收体层108在涂布时其干涂布量一般为约3～约15g/m2。优选的涂布量是约6.5g/m2。
本发明的接收体元件10也含有光学水洗涂层(未表示)，它可包括光稳定剂材料等。活性材料包括抗氧剂或受阻胺稳定剂，比如Tinuvins，从Ciba Specialty Chemicals Corporation，Tarrytown，NY获得，过渡金属盐，比如钴(II)或铜(II)盐，或者铝化合物，比如水合氯化铝。后者已经发现有助于增进图象的耐臭氧性，特别是在臭氧敏感性酞菁铜染料存在的情况下，其原理可能是阻断了图象接收体元件中臭氧借由扩散的小通道。水洗层可以从含水溶液或含溶剂如2-丙醇等的溶液经涂布得到。因为图象接收体层108有多孔表面，涂布溶液可以穿透图象接收体层108的孔隙，并且在干燥之后将活性材料引入图象接收体层108的多孔结构之中。
本发明的图象接收体元件可以通过各种方法进行制造。除了将图象接收体层直接沉积在基底上之外，在另一种优选的方法中，将图象接收体层配方涂布到它所无法粘附的临时性平滑基底上，比如聚苯乙烯或聚酯膜，并干燥。然后将图象接收体层转印到接收体元件的基底层上，该基底层可包含粘附表面，以有助于图象接收体层粘附在基底上。
根据本发明的热传质成象系统，将图象接收体元件与这种给体元件组合在一起使用，该给体元件可参见2000年12月21日提交的共同未决、共同转让的美国专利申请系列号09/745,700并且是其所要求的，其并入本文作为参考。有利的给体元件包含载有热转印材料层的基底，该热转印材料包含含有染料的无定形(非晶态)相，它包括至少一种染料，并且无定形相中存在的染料形成连续的膜。任选并且优选的是，该热转印材料层包括至少一种热溶剂，从而将至少一部分热溶剂材料引入含染料相中，而另一部分热剂则形成与含染料相分离的第二结晶相。热转印材料层中的结晶热溶剂熔融并使含染料相溶解或液化，由此使溶解或液化过程能够在比不存在结晶热溶剂时实现该溶解或液化所需的温度低的温度下进行。该热转印材料层的特征是，它是固体透明或半透明膜，它在室温下不发生任何可察觉的流动，并且该膜是由无定形相中的染料形成的。
热转印材料层中所用的染料可以是形成本身为无定形固体的那些染料，就是说，缺少结晶固体那种长程有序结构特征的固体。现有技术已公开了许多由低分子量有机化合物形成的无定形固体。通过各个分子之间的弱键(比如氢键)网络，可以借助热力学法(比如在玻璃相中采用两种或多种化学上类似的分子的混合物)或动力学法相对于相应的结晶相来稳定这类薄膜。
为了稳定无定形固体染料膜，可以采用任何类型的分子间非共价弱键，比如离子化合物之间的库仑相互作用、氢键和Van der Waals相互作用。在给体元件的优选实施方案中，含染料相可以包含能够与其周围形成氢键的染料。这类化合物的实例很多；比如，形成氢键的染料可以是带有至少一个二羟基苯环的偶氮或蒽醌染料(本文所用的术语“二羟基苯环”包括三、四和五羟基取代环)。某些离子型染料，许多是可市售获得的，在涂布溶剂中有足够的溶解度，比如正丁醇，可流延成粘合强度和粘结强度足够大的无定形固体染料薄膜，以致用粘合带不能将其从给体片材基底上除去。这些膜的玻璃转变温度也大大高于室温，由此在室温下不发粘。离子型染料不一定都有两个分开的离子；这样的染料可以是两性离子型的。其它适宜的染料的实例包括溶剂黄13、溶剂黄19、溶剂黄36、溶剂黄47、溶剂黄88、溶剂黄143、碱性黄27、溶剂红35、溶剂红49、溶剂红52、溶剂红91、溶剂红122、溶剂红125、溶剂红127、碱性红1、碱性紫10、溶剂蓝5、溶剂蓝25、溶剂蓝35、溶剂蓝38、溶剂蓝44、溶剂蓝45、溶剂蓝67、溶剂蓝70、碱性蓝1、碱性蓝2和碱性蓝33。这些染料是已知的并且可参见文献，比如染料索引(Color Index)。这类染料的其它实例是Kayaset黄K-CL、Kayaset蓝K-FL和Kayaset黑K-R，均可从NipponKayaku Company，Ltd.，Color Chemicals Div.，Tokyo，Japan获得。也可以采用这些染料的混合物形成无定形固体膜，以用于给体元件的热转印材料层。
存在许多不同的热转印材料的优选实施方案，其可以宽泛地分为两种类型，即单相实施方案和多相实施方案。顾名思义，在单相实施方案中，转印层材料主要仅含有单一的含染料相，虽然在单独相中也可存在少量添加剂。这类添加剂比如可以是光稳定剂、紫外光吸收剂和抗氧剂。因此，该含染料相主要含有染料或者染料混合物，同时含有少量(如果有的话)其它材料。一般而言，热转印材料层中的任何其它成分不一定都是成膜材料，因为层的主要成膜组分是是染料本身。
含染料相可以是单一化合物(比如前述的化合物)，它本身能够形成必要的无定形非晶体相，或者此类化合物的混合物。该实施方案的优点是能够提供非常薄的转印材料层，因为没有或者几乎没有与染料共存的“稀释剂”。本发明的单相转印材料层实施方案特别适于某些应用，比如变点式热转印法。某些染料的玻璃化转变温度，特别是离子型染料，可以相对较高(在某些情况下大大超过100℃)，因此为了将转印材料从固体状态转化成可流动状态以便将该材料按图象方式转印到接收体片材上，单位成象面积上所需的能量输入相当高。高的能量输入在便携式印刷机或者能量利用很受关注的其它成象设备中是不希望的，并且如果单位面积上能量输入高的话，就会限制热头的印刷速度。因此，单相转印层优选应用在能量需要不是主要问题的热转印应用中。
或者，单相实施方案中的转印材料层可包含与第二非染料组分非共价键合(一般是氢键)的染料。比如，染料和第二组分中有一个可包含多个酸基团，而另一个可包含多个碱性基团。各种染料(作为纯化合物，可形成或不形成无定形染料固体膜)与其它非染料组分形成无定形的非晶体网络，并且可以采用这些网络提供热转印材料层的含染料相。这些网络的无定形(非晶体)特性可以通过不存在X射线衍射峰这一事实得到证实。使用这类网络就能够使用本身无法形成无定形染料固体膜的染料，由此拓宽可利用的染料的选择范围。
虽然不旨在排除可以使用其它技术形成前述网络的可能性，在该实施方案的优选形式中，染料和第二非染料组分中有一个包含多个酸基团，而另一个则包含多个碱性基团，优选含氮的碱性基团，并且最希望的是含氮的杂环碱性基团。比如，染料包含多个羧酸基团，而第二非染料组分可以是1，3-二(4-吡啶基)丙烷。这两种材料会形成单相，其似乎是无定形的氢键网络，其玻璃化转变温度非常接近所述非染料组分的熔点(46℃)。
在两相实施方案中，转印层包含含染料相和至少一种“热溶剂”的混合物，该热溶剂是结晶材料。热转印材料层中存在的至少一部分热溶剂形成与含染料分开的相。相信热溶剂在含染料无定形相中存在的无定形形式与另一相中存在的结晶形式之间达到平衡。含染料无定形相中可以存在的热溶剂量相信受到无定形相Tg的限制，其值优选至少约50℃并且特别优选约60℃。由此可以避免热转印给体片材发生粘连，即粘着在一起，即使在高温贮存条件下。优选整个热转印材料层在低于约50℃下不存在一级相变，即层不会发生熔融。结晶热溶剂在给体片材加热过程中发生熔融，并且使含染料相熔融或者液化，由此能够在比不存在晶体热溶剂时发生转印所需的温度低的温度下将多个转印层部分转印到接收体片材上。染料与热溶剂的混合物在与晶体热溶剂本身熔融温度近似相同的温度下发生熔融(并且大大低于粉末(晶体)形式的染料的熔点)。
在某些优选的实施方案中，为转印层选择的热溶剂是含染料相中染料的良溶剂。在这些实施方案中，采用针对变点印刷法而优化的热印刷头，可以改变转印成象材料的点尺寸。
两相实施方案能够在比转印层仅含同一含染料相时实现转印所需的温度大为降低的温度下进行染料转印，因此降低了单位成象面积上的能量输入。所采用的热溶剂可以是任何可熔性材料，它在高于环境温度的情况下发生熔融，并且使含染料相溶解或者液化，所形成的混合物能够在低于仅含含染料相时的温度下实现转印。热溶剂与染料的重量比为约1∶3～约3∶1。优选的比例是约2∶1。因此，两相实施方案可大幅度地降低成象温度，同时使给体层保持很薄。当混合物在成象之后冷却时，热溶剂会分离形成第二相，并且优选热溶剂所形成的晶体不应太大，以致于对所获得的图象的质量产生不利影响。热溶剂的熔点优选大大高于室温，从而使给体层在室温下不发粘，并且不会在成象之前给体片材在运输和贮存过程中经常遇到的温度下发生熔融。
两相实施方案所用的晶体热溶剂的熔点一般为约60℃～约120℃，并且优选为约85℃～约100℃。特别优选热溶剂的熔点约90℃。
并非给体层的所有热溶剂组分在成象之前都会从含染料相中结晶出来并且形成与含染料相分离的第二相。通过在含染料相中引入添加剂，提高后者与热溶剂的相容性，由此使更高百分数的热溶剂进入含染料相中，可以控制转印材料层中引入含染料相中的热溶剂的量。这类添加剂比如可以是分子量与热溶剂类似并且在给体层制备条件下不发生结晶的添加剂，或者是其它添加剂，比如光稳定剂。优选采用形成相对较小晶体的热溶剂，因为这会使含染料相在成象过程中迅速发生溶解，从而使染料满意地转印到转印层上。
通过测量转印层材料的熔融热并且将该值与转印层中存在的相同质量的热溶剂的熔融热进行对比，就可以确定热溶剂在转印层的含染料相和第二晶体相中的相对含量。各值的比例表明在含染料相和第二晶体相中存在的热溶剂的百分比。
在本发明的两相实施方案中，在室温和成象温度之间产生相变，从而基本上只形成一个相。含染料相转印层在室温下不发粘，其发生组成变化，在成象温度下表现出相对较低的粘度，从而使成象材料能够转印到转印层上。
在另一个优选的实施方案中，向转印层中引入一种以上的热溶剂。如果所采用的转印层包含两种(或多种)不同的热溶剂，这些热溶剂的熔点不同并且在选择时要使得熔点较低的热溶剂所溶解或液化的含染料相比熔点较高的热溶剂更少，成象方法过程中单位成象象素所转印的含染料相的量随转印层受热温度的不同而变化。在某些成象系统中，发现除了含染料相之外仅采用两种热溶剂就可以获得良好的连续色调性能。与传质严格遵循二元规则的常规热传质方法相比，这种连续色调性能是本发明的重要优点。或者，可以采用在单一热溶剂中的溶解度不同的两种或者多种染料。
很明显，必须相对于含染料相和目标系统的其它组分，来选择本发明任何特定成象系统中所用的热溶剂。热溶剂的挥发性也要足够低，从而使其基本上不会在成象之前在给体片材的运输和贮存过程中从薄的转印层中升华出来。按照本发明可以采用任何适宜的热溶剂。适宜的热溶剂包括比如含有至少12个碳原子的烷醇、含有至少约12个碳原子烷二醇、含有至少约12个碳原子的一元羧酸、这类酸的酯和酰胺、芳基磺酰胺和羟基烷基取代的芳烃。优选的具体热溶剂包括：十四-1-醇、十六-1-醇、十八-1-醇、十二-1，2-二醇、十六-1，16-二醇、肉豆蔻醇、棕榈酸、硬脂酸、二十二烷酸甲酯、1，14-双(羟基甲基)苯和对甲苯磺酰胺。
在优选的实施方案中，在转印材料层中，分子量比含染料相中分子量最高的染料还高的物质在该层中的含量不应超过5重量％。如果高分子量物质的含量较高，特别是聚合物材料，就会在成象条件下获得不希望的更为粘稠的熔体，就会不利地影响成象材料到接收体片材上的转印。而且，转印材料层的这种特征使得该层必须从粘度相对较低的溶液经涂布得到。转印层优选包括不超过约2重量％，并且特别优选不超过约1重量％的其分子量大于含染料相中最高分子量染料的组分。理想的是，热转印材料层不包括任何这类分子量较高的物质。
转印层中染料的存在量在很宽的范围内变化，这主要取决于所采用的具体染料、目标成象应用和所需结果。可以通过常规的定界实验来确定任何特定转印层的所需染料浓度。
希望的是使转印材料层尽可能薄，这符合良好的成象特性，特别是图象的最大光学密度，一般至少为约1.5。转印材料层的厚度一般不大于约1.5μm，优选不超过约1μm。优选的系统所采用的转印材料层厚度不超过约1.0μm或甚至更小；当转印层涂布重量低达0.5g/m2时，相应于厚度为约0.5μm，可以获得满意的成象特性和光学密度。优选的热转印材料层所产生的液化转印层，其熔体粘度低于约1Pa·s，并且表面能，或者表面张力也相对较低。特别优选采用的转印层的熔体粘度低于约0.5Pa·s。利用这类薄的层、低熔体粘度和低表面能，使用具有均匀孔隙结构的纳孔接收体元件，它有多孔表面，其中层中孔隙体积的百分比为约40～约70％，并且在按固定间隔取样时，其孔隙直径分布要使得在直径大于30nm的孔隙中，至少有约50％的孔隙小于约300nm，并且在直径大于30nm的孔隙中，至少有约95％的孔隙小于约1000nm，可以产生具有光泽外观的图象。根据本发明的优选实施方案，热转印材料的熔体粘度在结晶热溶剂的熔点下要足够低，从而使基本上所有的热转印材料都进入接收体材料的孔隙之中。
与常规热传质方法相比，本发明使用纳孔接收体元件的能力是重要的优点。在这类常规方法中，转印层包含溶解或者分散在载体中的染料或颜料，一般是蜡和/或合成聚合物。因为必须使染料或颜料在形成转印层时所用的涂布过程中和给体片材的贮存和运输过程中(给体片材在此过程中遭受温度、湿度和其它环境变量的剧烈变化)保持均匀地溶解或者分散在载体中，在实践中，染料或颜料一般占转印层的少于25重量％，从而确保高质量彩色图象所需的光学密度(约1.5)，转印层必须具有最小厚度约1.5μm。如果想要提高染料在转印层中的百分比，都容易增加转印层的熔体粘度和表面能量，因此这类常规系统无法采用小孔隙的接收体片材。
本发明热传质成象系统可以使用的转印薄层，连同无定形染料固体层的物理特性，与常规热传质方法相比，提供显著的优点。在采用差示粘合型方法时，所产生的图象一般比常规差示粘合热传质图象更耐摩擦，因为较薄的转印层一般自身更耐摩擦，而且因为采用了无定形染料固体膜，由于其具有玻璃的性质，会生成强韧的高度连贯的层。两相转印层也能大大降低成象时单位面积所需的能量，特别适于比如便携式印刷机，或者利用辐射的图象方式吸收作用而实现成象的印刷机，如下所述。但是，如果需要针对摩擦或者其它有害环境因素(比如紫外线辐射，它很容易造成图象褪色，或者洗涤图象时所用的溶剂)提供保护效果时，可以在接收体片材上的转印层上设置保护性罩面层。这种保护性罩面层可通过热层合法或者类似的技术施用，但可方便地采用成象方法本身所用的同一热头或者其它头源将其热转印到图象上；在彩色方法中，保护性罩面层基本上会成为额外的“色彩”，它是按照与其它色彩相同的方式转印的，当然区别是罩面层在转印后一般会覆盖整个图象而非仅仅是选定的象素。
虽然常规上将图象印刷在图象接收层上，而后者是涂布在不透明基底上的，并且将透明保护性罩面层层合在图象接收层上，或者图象接收层所涂布的基底是透明的，并且将不透明性保护层层合在图象接收层上。在后一种情况下，通过透明基底来观察图象，因此必须将最终图象的镜象印刷在图象接收体层上。该实施方案的优点是获得透明的基底材料比获得平滑的不透明基底材料更容易。
可以通过热传质成象领域技术人员熟悉的常规技术进行这些成象方法步骤。因此，采用线性或横向往返型热头，或者热金属模，就可以实现转印层的加热。或者，通过使转印层在转印层或与转印层热接触的层所吸收的辐射下发生成象曝光，就可以实现转印层的加热。在某些情况下，转印层本身不强烈吸收成象所用的辐射(比如基于成本考虑，要求使用可见染料无法吸收的红外激光时)，在这些情况下，转印层本身或与其热接触的层，可以包含强烈地吸收成象所用的辐射的辐射吸收体。根据需要，基底本身可含有辐射吸收体，或者辐射吸收体比如可以处于转印层与基底之间的独立的层中；比如为了防止辐射吸收体与转印层一起转印到接收体片材上，就可能希望如此。
虽然本发明热转印记录系统最常用来产生肉眼可看到的可视图象，但是它并不限于这类图象，并且可用于产生各种机读形式的非可视图象。比如，本发明可以用来形成保密码、条形码和类似的标记，比如在保密和证明文件上，并且这类保密和其它编码可以在红外或紫外线区域有“颜色”，使得在粗略观察时不容易被发现，但是可以通过已知的技术进行读取。因此本文所用的术语“染料”指的是选择性吸收电磁辐射某些波长的材料，并且不应限于具有肉眼可视的色彩的材料。应该按照同样的方式来理解术语“色彩”。本发明的记录方法也可用来形成彩色元件阵列，一般不将其视为“图象”，比如液晶显示器和其它光学或电子系统所用的滤色片。
热成象方法所用的记录技术在现有技术中是已知的，因此本文不需要对这类技术进行深入的讨论。本发明的热传质成象方法涵盖任何适宜的热记录技术。
热转印记录技术领域中技术人员都知道，为了产生彩色的可视热传质图象，必须向接收体片材上转印至少三种不同的彩色转印层；一般采用青、品红和黄(CMY)或青、品红、黄和黑(CMYK)转印层。在本发明一个热传质成象系统实施方案中，将各种色彩的转印层涂布在独立的基底上，然后利用独立的热头或其它热源成象各个转印层。在该实施方案中，实现该目的所需的印刷设备必须为独立的彩色图象提供精确的对准效果。在其它优选的实施方案中，为了形成给体片材，将各个转印层按照比如美国专利4,503,095所述的方式在一卷基底上涂布成一系列的彩色图象区域或“区块”阵列。每种色彩使用一个区块来成象一个接收体片材，从而将这些区块与接收体片材相继接触，并且被一个头所成象。因为仅需要一个卷材(实施时，一个进给绕轴和一个收取绕轴)和一个印刷头，可以使印刷设备小型化。
在彩色实施方案中，优选按照粘度提高的次序转印不同的彩色热转印材料，即首先是粘度最小的彩色材料，然后是次小粘度，最后是最大粘度(假定所有的热转印材料具有基本上相同的厚度和表面张力)。而且，在本发明热转印成象系统的彩色实施方案中，优选在每个不同色彩的热转印材料层中引入不同的热溶剂。在优选的彩色实施方案中，采用三个给体元件，每个元件包含不同的彩色热转印材料，即青、品红和黄，优选在每个转印层中引入一种热溶剂，至少一个热转印层所包含的热溶剂不同于其它热转印层中存在的热溶剂。发现在两个或多个层中采用相同的热溶剂时，在最终的图象中似乎容易产生“起霜现象”，即在图象表面上形成有害的晶体。
实施例
以下参照具体优选的实施方案以实施例的方式对本发明的热转印记录系统进行进一步的具体说明，要知道的是，这些实施例仅具有说明性质，而且本发明并不限于其中引述的材料、步骤、量、条件等。所有引用的份数和百分数都基于重量，除非另外指出。
实施例I
该实施例说明了本发明四个接收体元件的制备过程。
接收体元件A
按照如下制备图象接收层涂布流体：
在200rpm机械搅拌下在15min期间向去离子水(115.3g)中添加锻制二氧化硅Cab-O-Sperse PG 002(562.8g的20％含水分散体，经氢氧化钾稳定，表面积约200m2/g二氧化硅，从Cabot Corporation，Billerica，MA获得)。在200rpm下继续搅拌，同时按照以下所述的顺序添加其它组分。添加1-丙醇(33.8g)并且混合30min，然后添加乙酸(0.9g)并且混合30min，然后添加甘油(5.9g)并且混合物30min。然后将搅拌速度提高到500rpm，并且在60min内添加聚(乙烯醇)(281.4g，Airvol-540的10％含水溶液)。所获得的含水涂布流体含有14.63％固体。二氧化硅与粘结剂的比例是4∶1。
将如此制备的流体涂布在基底上，该基底是通过将厚度约12.2μm的透明聚对苯二甲酸乙二醇酯卷材(48号T-813，从E.I.DuPont deNemours，wilmington，DE获得)利用聚氨酯粘结剂层合到不透明的多孔型取向聚丙烯片基而获得的，该片基含有无机颜料，其厚度约154.2μm(FPG200，公称厚度为8mil，从Yupo Corporation，Chesapeake，VA获得)。将图象接收层涂层施用到聚对苯二甲酸乙二醇酯卷材上与已层合了多孔型取向聚丙烯材料的一侧相对的表面上。干燥之后，图象接收层的涂布量是约8g/m2。
采用光泽计(4520型，从BYK-Gardner Corporation，Columbia，MD获得)测量如此获得的涂层的光泽，结果发现，与法线呈60°时为43光泽单位，而与法线呈20°时为33光泽单位。
接收体元件B
按照如下制备图象接收层涂布流体：
a.按照以下制备Carboset 526铵盐的含水溶液：
在中速搅拌下(以避免发泡现象)在20-25℃下将Carboset 526粉末(120g)添加到去离子水(1864.4g)中。然后添加浓氨水(15.6g的30％含水溶液)，并且将混合物的温度升高到80-85℃，然后在该温度下保持约2h。然后将溶液的温度降低到约30℃，并且过滤该溶液。
b.按照以下制备环氧硅烷Silquest A-186的溶液：
在中速搅拌下将Silquest A-186(100.0g)添加到异丙醇(684.3g)中。然后在约1min内添加水(191.6g)，继续搅拌，并且将所获得的溶液在室温下搅拌10min。然后在15s内添加乙酸(5g)，并且搅拌溶液30min。该溶液在室温下的使用寿命约为4h。
c.在300rpm机械搅拌下将去离子水(333.9g)添加到锻制二氧化硅Cab-O-Sperse PG 002(795.2g的20％含水分散体，经氢氧化钾稳定，表面积约200m2/g二氧化硅)中。添加结束之后，混合物在300rpm下再搅拌5min。然后添加聚(乙烯醇)(75.7g，Airvol-540的7％含水溶液)，并且将混合物在400rpm下搅拌20min。然后按照顺序添加以下材料：Carboset 526的6％含水溶液，按照前述a.制备(795.2g，添加时非常慢)、浓氨水(82.5g的30％溶液)和Silquest A-186的10％溶液，按照前述b.制备(82.5g)。添加结束之后，混合物在500rpm下搅拌30min，所获得的涂布流体含有11％固体。二氧化硅与粘结剂的比例是3∶1，并且Carboset 526与Airvol-540的比例为9∶1。
将如此制备的图象接收层涂布流体涂布在与前述接收体元件A相同的基底上。干燥之后，图象接收体层的涂布量是约8g/m2。
采用与前述相同的光泽计测量如此获得的涂层的光泽，结果是，与法线呈60°时为39光泽单位，而与法线呈20°时为31光泽单位。
接收体元件C
按照以下制备图象接收层涂布流体：
a.按照前述接收体元件B所述制备Carboset 526铵盐的含水溶液。
b.按照以下制备硅烷Silquest A-174的溶液：
在中速搅拌下将水(22.5g)添加到异丙醇(22.5g)中。然后添加Silquest A-174(5.0g)。
c.按照以下制备环氧硅烷Silquest A-187的溶液：
在中速搅拌下将水(22.5g)添加到异丙醇(22.5g)中。然后添加Silquest A-187(5.0g)。该溶液在室温下的使用寿命约4h。
d.在机械搅拌下将去离子水(166g)添加到锻制二氧化硅Cab-O-Sperse PG 002(544.8g的20％含水分散体，经氢氧化钾稳定，表面积约200m2/g二氧化硅)中。添加结束之后，添加聚(乙烯醇)(51.9g，Airvol-540的7％含水溶液)。然后按照顺序添加以下材料：6％Carboset 526含水溶液，按照前述a.制备(544.8g，添加时非常慢)、浓氨水(5.5g的30％溶液)、10％Silquest A-174溶液，按照前述b.制备(32.7g)和10％Silquest A-187溶液(按照前述c.制备，54.5g)。添加结束之后，混合物在500rpm下搅拌30min，所获得的涂布流体含有11％固体。
将如此制备的图象接收层涂布流体涂布在与前述接收体元件A所用相同的基底上。干燥之后，图象接收层的涂布量是约8g/m2。
采用与前述相同的光泽计测量如此获得的涂层的光泽，结果是，与法线呈60°时为37光泽单位，而与法线呈20°时为27光泽单位。
接收体元件D
按照以下制备图象接收层涂布流体：
a.按照前述接收体元件B所述制备Carboset 526铵盐的含水溶液。
b.按照以下制备硅烷Silquest A-174的溶液：
在中速搅拌下将异丙醇(90g)添加到水(90g)中。然后在搅拌下在30min内添加Silquest A-174(20.0g)。
c.按照以下制备环氧硅烷Silquest A-187的溶液：
在中速搅拌下将异丙醇(112.5g)添加到水(112.5g)中。然后在搅拌下在30min期间添加Silquest A-187(25.0g)。该溶液在室温下的使用寿命约4h。
d.按照顺序在机械搅拌下混合以下材料：锻制二氧化硅Cab-O-Sperse PG 002(672.8g的20％含水分散体)、锻制二氧化硅Cab-O-Sperse PG 001(84.1g的30％含水分散体)、胶体二氧化硅Nalco 2326(56.07g的15％含水分散体，从Nalco Chemical Company，Naperville，IL 60563-1198获得)和去离子水(192g)。添加结束之后，在20min内添加聚(乙烯醇)(79.94g的6.78％含水溶液Airvol-540)。然后按照次序添加以下材料：6％Carboset 526含水溶液，按照前述a.制备(840g，在90min期间添加)、氨水溶液(24g溶液，通过混合16g去离子水与8g浓氨水溶液而制备，在5min期间添加)，以及Silquest A-174溶液，按照前述b.制备(50.4g的10％溶液)。然后在涡流混合机中将按照前述制备的混合物(1,851.88g的11.45％溶液)、水(68.6g)、10％Silquest A-187溶液(按照前述c.制备，79.52g)混合在一起，所提供的涂布流体含有11％固体。
将如此制备的流体涂布在基底上，该基底是通过将厚度约24.4μm的透明聚对苯二甲酸乙二醇酯卷材(96号T-813，从E.I.DuPont deNemours，wilmington，DE获得)利用聚氨酯粘结剂层合到不透明的多孔型取向聚丙烯片基的两侧而获得的，该片基含有无机颜料，厚度约116μm(FPG 200，公称为厚度6mil，从Yupo Corporation，Chesapeake，VA获得)。将图象接收层涂层施用在聚对苯二甲酸乙二醇酯卷材表面上。干燥之后，图象接收层的涂布量约为6.5g/m2。
采用与前述相同的光泽计测量如此获得的涂层的光泽，结果是，与法线呈60°时为37光泽单位，而与法线呈20°时为38光泽单位。
实施例II
该实施例说明了将给体元件热印刷到本发明的接收体元件上，该给体元件有热转印材料层，它包含无定形含染料相和前述的热溶剂。
按照如下制备热传质成象用给体元件：
制备涂布溶液，它在1-丁醇中含有以下指定的染料和以下指定的适量热溶剂。将该溶液涂布到厚度为4.5μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯片基上，将热印刷用润滑涂层放在背面上(International ImagingMaterials，Inc.，Amherst，New York提供)，然后干燥该涂层。
涂层 染料     热溶剂   染料∶Ts重量比   厚度
  青   溶剂蓝70     2TS I   1∶1.67   0.75μ
  品红   1染料I     3TS II   1∶2.8   0.45μ
  黄   溶剂黄88     3TS II   1∶2.4   0.62μ
染料I用以下结构式表示
Figure C0281501200261
其中R1＝R3＝从等量2-乙基苯基、2，3-二甲基苯基、2，4-二甲基苯基和
2，5-二甲基苯基获得的统计混合物；R2＝R4＝甲基；并且R5＝0；
2N-癸-1-基-4-硝基苯甲酰胺
3N-十二烷基-4-甲氧基苯甲酰胺
按照以下方式，将给体材料印刷到按照前述实施例I制备的接收体元件C上：
使给体材料的涂布一侧与接收体元件C的图象接收体层接触，并且采用配备有KST-87-12MPC8热头的试验室试验台印刷机印刷所获得的组合件，由Kyocera Corporation，Kyoto，Japan提供。采用了如下印刷参数：
印刷头宽度：  3.41in
电阻尺寸：    70×80μm
电阻间隔：
电阻：        35000hm
电压：        19.8V
印刷速度：    2in/s(1.6ms/行)
压力：        1.51b/线性英寸
给体剥离：    90°角，0.1-0.2s印刷之后
点图案：      逐行交替印刷偶数编号和奇数编号的象素；纸输送方向上的行间距为一个象素(70μm)。
印刷了10级不同的能量，每级中给定象素的电流脉冲在0.1-1ms/行之间变化。
按照青、然后品红、然后黄的次序印刷彩色给体元件。印刷彩色给体元件结束之后，施用罩面层。在制备罩面层材料时，将聚合物Paraloid丙烯酸酯树脂B44(获得从Rohm and Haas Company，Philadelphia，PA)的2-丁酮溶液涂布到前述厚度为4.5μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯片基上，使于厚度为1.5μm。罩面层按照与彩色给体元件相同的方式进行印刷，除了不采用交替的点图案；相反，逐行为每个像素施加能量。所采用的电压是19.8V，印刷速度为2in/s(1.6ms/行)并且每个象素的电流脉冲是1.36ms。
印刷之后，采用GretagMacbeth AG，Regensdorf，Switzerland提供的分光光度计测量每种色彩的光学密度。下表I表示对每种色彩所获得的密度，它与印刷头所提供的能量呈函数关系。
表I
 能量，J/cm2  Y  M  C
 0.147  0.05  0.05  0.05
 0.293  0.06  0.08  0.06
 0.440  0.30  0.29  0.17
 0.586  0.63  0.62  0.44
 0.733  1.46  1.22  1.15
 0.879  1.56  1.45  1.45
 1.026  1.58  1.59  1.71
 1.172  1.58  1.69  1.83
 1.319  1.58  1.70  1.88
 1.466  1.57  1.66  1.75
可以看到，所有三种色彩均获得了可接受的Dmax密度和彩色层次。
实施例III
该实施例说明，通过在本发明接收层中采用疏水性粘结剂，与采用亲水性粘结剂时所产生的光学密度变化量相比，可使潮湿条件下降低光学密度的变化量。如前所述，光学密度变化是因为染料从最初印刷的点中扩散出来而造成的，该过程可以在潮湿环境下加速。
A.制备接收体元件III/1-III/4
通过与前述实施例I类似的方法制备了4个接收体元件。所有这4个接收体元件的图象接收体层均含有相同的颗粒状物质(Cab-O-Sperse PG 002)。只是改变了配方中粘结剂组分的疏水性。
接收体元件III/1(按照前述实施例I接收体元件A制备)中二氧化硅与亲水性粘结剂聚(乙烯醇)Airvol 540的干重量比为3∶1。
接收体元件III/2(按照前述实施例I接收体元件B制备，除了从涂布流体中省去Silquest A-186)中锻制二氧化硅与疏水性粘结剂的干重量比为3∶1，该粘结剂由Carboset 526和聚(乙烯醇)Airvol 540的9∶1混合物构成。接收体元件III/2含有比接收体元件III/1疏水性更强的粘结剂组合物。
接收体元件III/3(按照前述实施例I接收体元件B制备)包括环氧硅烷Silquest A-186，其添加量要使得最终的干重量比为72.3％二氧化硅、21.7％Carboset 526、2.41％Airvol 540和3.61％SilquestA-186。接收体元件III/3含有比接收体元件III/1疏水性更强的粘结剂组合物。接收体元件III/3的疏水性约等于接收体元件III/2，但是前者引入了接收体元件III/2中不存在的交联成分。
接收体元件III/4(按照前述实施例I接收体元件B制备，除了从涂布流体中省去聚(乙烯醇)Airvol 540)的粘结剂完全由Carboset526构成，从而使最终的干重量比为72.3％二氧化硅、24.1％Carboset526和3.61％Silquest A-186。接收体元件III/4含有在所有4个待测接收体元件中疏水性最强的粘结剂组合物。
将这些图象接收层配方涂布到与前述实施例I相同的基底上，使其干涂布量约为10g/m2。
B.印刷到接收体元件上
采用如下组成，按照前述实施例II制备以下成象实施例中的热转印用给体片材：
  涂层   染料   热溶剂   染料∶TS比   厚度
  品红   染料I   TS  2   1∶2.4   0.45μ
  黄   溶剂黄88   TS  2   1∶2   0.53μ
将给体材料印刷到前述实施例II的接收体材料上，除了印刷电压为19.5V。
C.在潮湿环境中调节印品
印刷之后，采用GretagMacbeth分光光度计测量10个印刷区域中每个区域的反射密度。然后将印刷样品在环境为40℃和90％相对湿度的室中贮存16h，然后再次测量反射密度。表II和表III表示的是4个受测接收层的密度变化，它是从经过所述处理之后的读数中减去暴露到潮湿条件下之前的读数而获得的。
表II
  品红
  步骤   III/1   III/2   III/3   III/4
  1   0.003   0.000   0.000   0.000
  2   0.060   0.003   0.003   0.000
  3   0.073   0.007   0.003   0.003
  4   0.087   0.007   0.003   0.000
  5   0.100   0.010   0.000   0.003
  6   0.133   0.013   0.007   0.003
  7   0.140   0.017   0.007   0.003
  8   0.153   0.037   0.007   0.007
  9   0.083   0.050   0.023   0.030
  10   -0.013   0.037   0.040   0.050
表III
 黄
 步骤  III/1  III/2  III/3  III/4
 1  0.000  0.000  0.000  0.000
 2  0.033  0.007  0.003  0.003
 3  0.050  0.007  0.000  0.000
 4  0.063  0.010  0.000  0.000
 5  0.080  0.013  0.000  0.000
 6  0.090  0.013  0.000  0.000
 7  0.093  0.020  0.000  0.000
 8  0.093  0.020  0.000  0.003
 9  0.033  0.003  -0.003  0.000
 10  -0.063  -0.037  -0.013  -0.013
接收体元件III/1中存在着亲水性粘结剂，观察到它的品红和黄染料的梯级密度增量与接收体元件III/2、III/3和III/4的疏水性粘结剂系统相比均大得多。接收体元件III/3表明，向接收体配方中添加环氧硅烷之后，同元件III/2相比，其湿度诱导密度增量进一步稍有降低。接收体元件III/4表明，除去少量的亲水性聚乙烯醇之后，同元件III/3相比，其湿度诱导密度增量进一步稍有降低。
实施例IV
该实施例表明，通过在配方中采用环氧硅烷材料可改善图象接收体层的耐久性。
A.制备接收体元件IV/1-IV/3
按照与实施例I接收体元件B所述类似的方式制备3个接收体层。在每种情况下，图象接收层的干涂布量约10g/m2，并且组成如下(干重量百分数)：
Cab-O-Sperse PG 002    72.3％
Carboset 526           21.7％
Airvol 540             2.4％
硅烷                   3.6％
采用了如下的硅烷：
涂层    硅烷
IV/1  Silquest A-174(γ-甲基丙烯酰氨基丙基三甲氧基硅烷)
IV/2  Silquest A-186(β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷)
IV/3  Silquest A-187(γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷)
涂层IV/2和IV/3中所用的硅烷含有环氧基团，而IV/1中所用的却不含有。
B.印刷到接收体元件上
按照前述实施例III进行印刷，采用本文所述的品红给体元件以及3个接收体元件IV/1-IV/3。
随着印刷能量的提高，接收体层能够保持高的图象密度，表明接收体层的耐久性得到改善。发现在最高能量级别下密度发生降低，这是由于图象点中心处的无色多孔区域所致，剥离之后会在给体卷材上观察到相应的品红斑点。该多孔区域有助于这些点中心最热处的有机粘结剂发生软化，导致材料被拉出接收体并优先粘附到给体卷材上。
在接收层中采用环氧硅烷可获得耐久性增强效果，在经过一段“老化”时期之后发现可使该效果达到最高。在某些情况下，老化可通过高温干燥实现，该高温干燥是涂布过程的一部分，或者在必须限制最高温度的情况下，在较低的温度下处以较长的时间证明是很有效的。特别而言，已证明在室温下贮存期限达到3星期时，所提供的图象接收体层耐久性比涂布之后立即使用该接收体元件时所获得的要高。
下表IV表示通过在按照前述A.制备的3个接收体元件上进行印刷而获得的品红梯级光楔密度。标有“A”的列表示涂布过程之后立即印刷的接收体元件的成象结果。标有“B”的列表示同一些接收体在100℃下调节30min之后所获得的印刷结果，以便模拟前述的“老化”效果。
表IV
 能量(J/cm^2)  IV/1  IV/2  IV/3
 级别  A  B  A  B  A  B
 1  0.18  0.04  0.04  0.03  0.04  0.03  0.03
 2  0.37  0.05  0.04  0.05  0.05  0.03  0.04
 3  0.55  0.27  0.26  0.27  0.27  0.25  0.25
 4  0.73  0.61  0.56  0.59  0.59  0.54  0.56
 5  0.92  1.42  1.35  1.36  1.33  1.27  1.27
 6  1.10  1.57  1.62  1.56  1.61  1.53  1.60
 7  1.28  1.71  1.68  1.62  1.63  1.55  1.62
 8  1.46  1.61  1.66  1.59  1.65  1.55  1.62
 9  1.65  1.32  1.46  1.41  1.58  1.42  1.57
 10  1.83  1.03  1.19  1.14  1.51  1.26  1.53
接收体元件IV/1所含的硅烷不具有环氧基团，并且说明了高能“拉出”效果。以1.28J/cm2印刷时，在级别7下获得了最高的品红密度1.71。以1.83J/cm2印刷时，在级别10下所表现出的密度仅为1.03。显微观察结果表明，在级别10中，空隙区域处于大多数点的中心处。
100℃调节之后，仅看到稍微的改善效果(列B：级别10时密度仅提高到1.19)。相反，接收体元件IV/2和IV/3(以含环氧的硅烷制造)经100℃调节之后，在级别10下获得了高得多的密度(分别是1.51和1.53)。显微观察表明，这两个接收体元件中的转印点呈现出均匀的品红密度。
实施例V
该实施例举例说明了水洗涂层的用途，将其沉积在图象接收体层上的目的是为了将其它附加物比如光稳定剂引入接收层中。
A.水洗涂层的沉积。
在按照前述实施例I制备的接收体元件C上罩面涂布以如下光稳定剂在指定溶剂中的溶液，使干涂布量达到光稳定剂的指定值。因为接收体元件C表面上的图象接收体涂层是多孔的，涂布溶液穿透了接收体的孔隙。因此，溶剂干燥之后，就可以将光稳定剂引入接收体元件C的图象接收层的多孔结构中。
接收体涂层 光稳定剂 溶剂   光稳定剂的涂布量(g/m2)
  V/1   无   -   -
  V/2   Tinuvin 292*   2-丙醇   0.1
V/3   双(三氟乙酰丙酮)铜(II) 2-丙醇 0.05
  V/4   硫酸铜(II)   水   0.1
V/5   硫酸铜(II)+水合氯化铝(比例为1∶4)   10％的2-丙醇水中 0.1
*Tinuvin 292是受阻胺光稳定剂，从Ciba Specialty ChemicalsCorporation，Tarrytown，NY获得。
B.印刷和光褪色结果。
采用本文所述的品红给体元件和5个接收体元件V/1-V/5，按照前述实施例II进行印刷。选择品红染料进行该试验，因为之前表明，当不存在光稳定剂时，它特别容易光褪色。
彩色给体元件印刷之后，按照前述实施例II施用罩面层，只是在制备罩面层材料时，将以下所述的溶液涂布在实施例II所述的厚度为4.5μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯片基上，其干厚度为1.5μm。
罩面涂布流体：
将丙烯酸酯树脂Paraloid B60(从Rhom and Haas Company，Philadelphia，PA获得，13.84g)、Tinuvin 328(从Ciba SpecialtyChemicals Corporation，Tarrytown，NY获得，1.0g)和Tinuvin-900(从Ciba Specialty Chemicals Corporation，Tarrytown，NY获得，1.65g)溶解在2-丁酮(83.5g)中。
印刷样品在氙弧(约10,000英尺-烛光)下暴露3天，并且在荧光照射(2,500英尺-烛光)下暴露18天。通过对比暴露之前和之后取得的密度测量结果来测量染料损失率。所获得的结果见下表V。
表V
  接收体元件   氙弧，3天   荧光照射，18天
  V/1   损失率70％   损失率64％
  V/2   损失率50％   损失率48％
  V/3   损失率50％   -
  V/4   损失率40％   -
  V/5   损失率30％   -
结果发现，接收体元件V/1(不包含光稳定剂的水洗涂层)的染料损失率比接收体元件V/2、V/3、V/4和V/5大得多，它们包括光稳定剂的水洗涂层。
实施例VI
该实施例说明了本发明3个图象接收体层中孔隙率与孔隙直径分布的表征方法。所采用的样品，接收体元件VI/1、VI/2和VI/3，是按照前述实施例I部件B、C和D制备的接收元件，除了涂布量分别为0.928、0.674和0.69mg/cm2。
通过接收体元件VI/1横截面的场发射扫描电子显微镜法(FESEM)，测定图象接收层内孔隙分布的均匀性。通过切片法分切接收体元件样品。将样品切去表面的部分(即，样品上取走切片之后剩余的部分)通过蒸镀法涂布导电性膜C-Pt。以场发射扫描电子显微镜法在低(2)kV、45°斜角下按二次成相模式研究该样品，表现其内部结构和表面结构，工作距离为16mm。样品的内部结构和表面结构之间没有明显的差异。
已经由此证明图象接收体元件是均匀多孔的，按照以下方式表征接收体元件VI/1-VI/3的孔隙率：
a.对样品进行FESEM分析，以获得图象接收层的表面图象。从相关接收体元件中选出约10×10mm的代表性样品。将样品固定在适当的样品夹上，然后采用蒸镀机涂布导电性碳膜。在场发射扫描电子显微镜(FES EM)上在10,000放大倍数、2.0kV加速电压、0斜角和17.0工作距离下以二次电子进行成象。在分辨率1024×819象素下按8位灰色级谱以数字方式捕捉图象，以分析图象；
b.对每个接收体元件的横截面进行光学显微镜观察，以测量图象接收体的厚度。通过切片法将接收体材料的代表性样品切片。然后通过明场反射光显微镜在500放大倍数下观察样品除去表面后的部分(即，取走切片之后样品剩余的部分)。在800×600象素分辨率下以数字方式捕捉图象。采用适当的软件从所获得的图象测量接收体涂层的厚度。就接收体元件VI/1、VI/2和VI/3而言，测量的厚度分别为12.7、8.57和9.59μm；
c.已知涂布量和涂布材料的密度(接收体元件VI/1、VI/2和VI/3是1.74g/cm3)，测定涂层中可能不含孔隙的厚度，并且将该值与测量厚度进行对比，以获得图象接收体层的孔隙率(对于接收体元件VI/1、VI/2和VI/3而言分别58.01％、54.81％和58.65％)；
d.然后对接收体表面进行FESEM图象分析。因为如前所述，图象接收层是均匀多孔的，可以按照通过图象接收层的任意平面切片那样处理表面图象。因此，首先为图象规定阈值，使多孔与实心材料的相对面积与层中多孔和实心材料的总相对体积相同。然后通过在图象内沿固定间隔的水平线取样，计算孔隙区域的宽度，从而获得孔隙直径的统计分布。对于每个接收体元件，对9个不同的表面图象进行该分析，并且对结果进行平均。所获得的尺寸大于30nm的孔隙的分布见图3。
从图3可以看出，在本发明的接收体元件VI/1-VI/3中，在大于30nm的孔隙中，有约50％的孔隙小于约150nm，并且在大于30nm的孔隙中，有约95％的孔隙小于约500nm。
实施例VII
该实施例说明了图象接收层平滑度对印刷图象的颗粒性影响。
采用之前实施例I部分D所述的步骤，在5个不同的基底上涂布图象接收体层，这些基底是以下所述的VII/1-VII/5。
基底：
VII/1：不透明多孔型取向聚丙烯片基，它含有无机颜料，厚度约154μm(FPG 200，公称厚度为8mil，从Yopu Corporation，Chesapeake，VA获得)；
VII/2：通过将厚度约24.4μm的透明聚对苯二甲酸乙二醇酯卷材(96号T-813，从E.I.DuPont de Nemours，Wilmington，DE获得)以聚氨酯粘结剂层合在不透明多孔型取向聚丙烯片基的两侧而获得的基底，它含有无机颜料，厚度约116μm(FPG 200，公称厚度为6mil，从Yopu Corporation，Chesapeake，VA获得)；
VII/3：通过将厚度为15.25μm的低密度聚乙烯层挤出到不透明多孔型取向聚丙烯片基的一侧，并且将厚度为12.2μm的高密度聚乙烯层挤出到所述片基的相反一侧而获得的基底，所述片基含有无机颜料，厚度约154μm(FPG 200，公称厚度为8mil，从Yopu Corporation，Chesapeake，VA获得)，并且在基底上载有低密度聚乙烯层的一侧施用图象接收层；
VII/4：厚度为180μm的基底，它包含不透明多孔型取向聚丙烯芯，两面涂布有含粘土层(PEPA PI-180，从Nan-Ya plastics，Taiwan获得)；
VII/5：包含之前VII/4所述材料的基底，一侧涂布以平滑层，后者包含0.6g/m2的4983R型聚乙烯丙烯酸，从Michelman Company获得，然后在涂布有平滑层的一侧施用图象接收层。
分析所获得的涂层的光泽(采用4520型光泽计，从BYK-GardenerCorporation，Columbia，MD获得)和表面粗糙度。采用WYKO RST光学干涉仪测量1.7mm×1.9mm面积内的均方根(RMS)表面粗糙度，从Veeco Instruments，Tucson，AZ 85706获得。每个涂布基底取得3个测试结果。从这些测量所获得的值见下表VI。
然后采用以下所述的步骤印刷每个经过涂布的基底。
按照如下制备给体元件：
制备涂布溶液，它在1-丁醇中含有重量比为1∶2的溶剂蓝70和热溶剂(N-癸-1-基-4-硝基苯甲酰胺)。将该溶液涂布在厚度为4.5μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯片基上，在背面上涂有热印刷用润滑涂层，然后干燥该涂层，使涂布量为1.0g/m2。
按照以下方式将给体材料印刷在按照前述制备的接收体元件VII/1-VII-5上：
使给体材料的涂布面与接收体元件的图象接收层接触，然后采用试验室试验台印刷机印刷所获得的组合件。采用了如下的印刷参数：
热印刷头：    KPT-106-12PAN20，Kyocera Corporation，Kyoto，Japan提供
印刷头宽度：  106mm
电阻尺寸：    60×60μm
电阻间隔：    300dpi
电阻：        31000hm
电压：        16V
印刷速度：    3in/s
压力：        21b/线性英寸
给体剥离：    90°角，印刷之后0.1-0.2s
点图案：      逐行交替印刷偶数编号和奇数编号的象素；在纸输送方向上的行间距为63μm。
制备了由不同印刷密度的均匀区域构成的图象，每个区域中给定象素的电流脉冲值界于0.1-0.5ms/行，这取决于目标印刷密度。
彩色给体元件印刷之后，施用罩面层。制备罩面层材料时，将聚合物Paraloid丙烯酸酯树脂B44(从Rohm and Haas Company，Philadelphia，PA获得)的2-丁酮溶液涂布到前述厚度为4.5μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯片基上，使其干厚度为1.5μm。按照如下方式印刷罩面层：
热印刷头：    KPT-106-12MFW4，Kyocera Corporation，Kyoto，Japan提供
印刷头宽度：  106mm
电阻尺寸：    70×110μm
电阻间隔：  300dpi
电阻：      37000hm
电压：      19V
印刷速度：  3in/s
压力：      21b/线性英寸
给体剥离：  90°角，印刷之后0.1-0.2s
点图案：    均匀加热
印刷之后，采用UMAX PowerLookIII平台扫描仪(从UMAXTechnologies，Inc.获得)在1200dpi和14位灰谱分辨率下扫描图象。按照以下具体所述的J.C.Dainty，R.Shaw，Image Science，London 1974，第276页和C.J.Bartleson，Predicting Graininessfrom Granularity，J.Photogr.Sci.，33，117(1985)所述，大体估测反射光学密度0.75下的颗粒性。
颗粒性是空间频率f和反射密度D的函数。噪声功率谱(NPS)描述空间频率对密度波动的依赖性。通过以长而窄的狭缝扫描均匀的灰色区域测量多个密度下的噪声功率谱N(f，D)。为了计算NPS，将扫描图象细分为M个‘片’，然后针对每个片模拟其一维微型光密度计的狭缝扫描结果。由狭缝尺寸(宽度a和长度h)和所采用的数据序列的长度L确定每个片m的尺寸。所采用的设置是，a＝1个象素，h＝64个象素，并且L＝256个象素)。
每个空间频率通道fk中的噪声功率是
N ( f k ) = a ML Σ m = 0 M - 1 | Σ l = 0 L - 1 Δ D l e - 2 πikl / L | 2 , - - - ( 1 )
空间频率界在fmin＝1/(LΔx)＝0.18cy/mm和fmax＝1/(2Δx)＝23.6cy/mm之间，其中Δx是由扫描仪步距确定。
为了估测噪声对观察者的可视度，然后将如此生成的数据在色彩、空间频率和密度方面进行加权。
为了模拟与人观察者相近的光谱响应，采用视觉加权系数，将来自彩色信道(红、绿和蓝，或者R、B和B)的反射比信号转化成亮度值，然后将其转化成视觉密度：
D1＝-log(0.29 R1+0.6G1+0.11B1)    (2)
然后相对于空间频率和密度对噪声功率谱进行加权。任何给定密度D下的颗粒性G(D)代表在固定孔径下测量时密度的RMS波动量。一般而言，所选择的孔径是为了与颗粒性视觉感觉产生最好的相关性。因此，给定密度下的颗粒性G(D)代表沿空间频率分量的加权平均值，并且可采用人类视觉系统空间频率响应函数E(f)经由低通滤波法从N(f，D)计算得到：
G ( D ) = σ 2 = ∫ ( E ( f ) f ) 2 N ( f , D ) df ∫ ( E ( f ) f ) 2 df - - - ( 3 )
其近似形式为
E ( f ) f = a · e - { [ log ( f + a ) b ] c } - - - ( 4 )
所采用的a＝1.8778、b＝0.5157并且c＝3.53。在560μm的2σ宽度内，肉眼加权函数(E(f)/f)2可以视为等效于投影在图象上的Gaussian加权孔径。
从在低于和高于0.75的两个灰密度梯级下所测量的NPS计算出密度0.75下的颗粒性值，并且在两个主要印刷方向上。每个NPS至少评价0.5in2，并且每个测试结果重复3次。采用方程式(3)和(4)，将颗粒性指数计算为103σ(D＝0.75)。颗粒性指数值越大，相应于图象的颗粒性更易察觉。当颗粒性指数值小于约6.5时，获得了可接受的图象质量。
所计算的颗粒性值见下表VI。
表VI
    基底 20°光泽   60°光泽     RMS粗糙度(标准偏差)(nm)   颗粒性指数
    VII/1     2     11     552(14)     10.9
    VII/2     38     37     200(17)     6.6
    VII/3     15     24     167(7)     4.0
    VII/4     2     15     282(26)     7.5
    VII/5     9     23     225(21)     6.2
从表VI可以看到，RMS粗糙度与颗粒性指数值之间有着良好的相关性，但是这些测试结果中无论哪一个与光泽测试结果之间的相关性都很差。
虽然已参照多个优选的实施方案对本发明进行了具体的说明，但是这些均不对其构成限制，本领域技术人员都知道，各种改变和修改方案都是可能的，而且这些都是处于本发明的精神和附录权利要求范围之内的。

Claims (24)

1.一种用于热传质成象的纳孔接收体元件，它包含载有图象接收层的基底，该图象接收层包含颗粒状材料和粘结剂材料，
该基底所包含的材料在压力1N/mm2下的压缩性至少为1％，或者该材料的厚度小于50μm并且在压力1N/mm2下的压缩性小于1％；并且
所述图象接收体层的空隙体积为40％～70％，并且其孔隙直径分布为：在直径大于30nm的孔隙中，至少有50％的孔隙其直径小于300nm，且在直径大于30nm的孔隙中，至少有95％的孔隙其直径小于1000nm。
2.权利要求1的纳孔接收体元件，其中所述基底包含一层在压力1N/mm2下的压缩性至少1％的材料。
3.权利要求2的纳孔接收体元件，在所述图像接收层和所述在压力1N/mm2下的压缩性小于1％的材料的层之间进一步包括厚度小于50μm并且在压力1N/mm2下的压缩性小于1％的层。
4.权利要求3的纳孔接收体元件，其中厚度小于50μm并且在压力1N/mm2下压缩性小于1％的所述材料包含聚对苯二甲酸乙二醇酯，并且在压力1N/mm2下的压缩性至少1％的所述材料包含微孔聚丙烯。
5.权利要求4的纳孔接收体元件，其中所述聚对苯二甲酸乙二醇酯层的厚度12μm，并且所述微孔聚丙烯层的厚度150μm。
6.权利要求1的纳孔接收体元件，其中所述基底包含一层厚度小于50μm并且在压力1N/mm2下的压缩性小于1％的材料。
7.权利要求1的纳孔接收体元件，其中所述图象接收层的孔隙直径分布为：在直径大于30nm的孔隙中，至少有50％的孔隙其直径小于200nm，且在直径大于30nm的孔隙中，至少有95％的孔隙其直径小于500nm。
8.权利要求1的纳孔接收体元件，其中所述图象接收层包含60～90重量％的颗粒状材料以及10～40重量％的粘结剂材料。
9.权利要求1的纳孔接收体元件，其中所述图象接收层外表面的表面粗糙度小于300nm。
10.权利要求1的纳孔接收体元件，其中所述图象接收层外表面的表面粗糙度小于200nm。
11.权利要求1的纳孔接收体元件，其中所述粘结剂材料包含疏水性材料。
12.权利要求10的纳孔接收体元件，其中所述图象接收层进一步包括环氧硅烷化合物。
13.权利要求1的纳孔接收体元件，进一步包括照相稳定剂材料。
14.权利要求1的纳孔接收体元件，其中所述颗粒状材料包含二氧化硅化合物。
15.权利要求14的纳孔接收体元件，其中所述二氧化硅化合物选自硅胶、无定形二氧化硅和锻制二氧化硅颗粒。
16.权利要求14的纳孔接收体元件，其中所述粘结剂材料包含疏水性材料。
17.一种传质热成象方法，包含：
(a)成象加热彩色热传质给体元件，所述给体元件包含载有彩色热转印材料层的基底，该热转印材料层包含含染料无定形相，所述无定形相包含至少一种染料，其中所述的染料形成连续膜；和
(b)至少将所述热转印材料层的图象区域转印到权利要求1的纳孔接收体元件的接收层上。
18.权利要求17的传质热成象方法，其中所述给体元件的所述热转印材料层进一步包括热溶剂。
19.权利要求17的传质热成象方法，其中在所述接收体元件的所述图象接收层中，所述粘结剂包含疏水性材料。
20.权利要求19的传质热成象方法，其中所述图象接收层进一步包括环氧硅烷化合物。
21.权利要求17的传质热成象方法，其中所述图象接收层的所述颗粒状材料包含二氧化硅化合物，选自硅胶、无定形二氧化硅和锻制二氧化硅颗粒。
22.权利要求17的传质热成象方法，其中所述接收体元件进一步包括照相稳定剂材料。
23.权利要求17的传质热成象方法，其中成象加热多个所述给体元件，每个所述给体元件的色彩不同，并且至少将每个所述转印材料的图象区域转印到所述接收体元件上，由此在所述接收体元件上形成彩色图象。
24.权利要求23的传质热成象方法，其中成象加热青、品红和黄色给体元件，并且至少将所述青、品红和黄转印材料的图象区域转印到所述接收体元件上，由此在所述接收体元件上形成彩色图象。
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