CN104228385A - 一种医用热敏纸 - Google Patents
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Abstract
一种医用热敏纸，具有较高的显色温度和较宽的显色温度范围，能够满足医疗影像的输出。其技术方案是，在热敏显色层中运用几种多异氰酸酯及其预聚体微包裹隐性热敏染料形成微胶囊，利用不同微胶囊的软化温度来增大热敏层的显色温度范围，其最低显色温度范围在100℃—150℃。保护层使用高分子固体作为填料，并具用荧光增白效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种医用热敏记录纸。
背景技术
热敏记录已经成为生活中重要的信息记录方式，热敏记录材料以其加工工艺简单、容易得到高的显色密度、加工设备简单、价格低等优点，在各个行业得到了广泛的应用，在医用行业也有很多热敏产品进行使用，美国专利US4411979和US4742043提供了一种热敏信息记录材料，使用燃料微胶囊与相应的固体粉碎机以及其他添加剂形成信息记录材料的涂层，利用热敏微胶囊的形式基本解决了显色温度低的问题。但作为高端热敏记录载体，普通的热敏纸技术由于显色温度范围窄而受到使用限制，不能作为影像输出使用。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题是医用热敏高端产品的热敏显色温度范围窄的不足，采用不同二异氰酸酯分别包裹热敏染料制备微胶囊，混合使用，以达到使用要求，增大了显色温度范围，使其具有40℃-50℃的显色温度范围，可以使形成连续的显色图像，得到符合热敏图像输出的一种医用热敏记录纸。
本发明的技术方案是：
在支持体制基上面依次涂有热敏显色层和保护层，所述热敏显色层显色温度高于普通热敏纸热敏显色温度，其显色温度范围在100℃-150℃；
上述医用热敏纸，热敏层采用不同结构的聚氨酯或聚脲包裹隐性染料、溶剂、增感剂形成的微胶囊与显色剂乳液加上坚膜剂配制而成；
上述隐性染料为热敏显色领域内公知的热敏隐性染料，可以是荧烷类隐性染料、联乙烯隐性染料和三苯甲烷隐性染料，本发明采用荧烷类染料，如：2-苯胺基-3-甲基-6-N-乙基-仲丁胺基荧烷、3-（N-异戊基-N-乙胺基）-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-尔（正戊胺基）-6-甲基-7-苯胺基荧烷、2-苯胺基-3-甲基-6-二丁胺基荧烷等；
上述隐性染料微胶囊使用的高沸点溶剂为：甲苯、对苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二甲酯、磷酸三甲酚酯等，为降低其制备过程中的灰度，本发明采用甲苯作为高沸点溶剂；
上述隐性染料微胶囊壁材使用的为聚氨酯的前体二异氰酸酯：甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六脒二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二异氰酸酯预聚体，为降低其制备过程中灰度的增长，本发明采用二异氰酸酯的预聚体为壁材反应前体；
用于显色剂的是热敏显色领域公知的酚类和砜类显色剂，如：双羟基苯甲酸苄酯、4-羟基-4’-异丙基氧二苯砜、4-叔丁基苯酚、2,4-双（苯磺酰基）苯酚、4,4’-二羟基二苯基亚砜等；
上述医用热敏纸，所述坚膜剂是改性聚乙烯醇、聚乙烯亚胺聚丙烯酰胺、据羟乙基纤维素、聚乙烯吡硌烷酮等；
用于本发明的分散剂是本领域公知的水溶性分散剂，可以是阴离子型表面活性剂，也可以是非离子型表面活性剂。如：十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯烷基醇酰胺、乙二醇酰胺、聚氨基甲酸酯类、聚丙烯酸酯类等；
上述医用热敏纸，保护层采用无机填料和高分子固体填料，主要采用的无机填料包括：纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、高岭土等；采用的高分子固体树脂填料有酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂等；
上述保护层主要采用二氧化硅、聚甲基丙烯酸甲酯微米级研磨颗粒作为保护层的填料；
上述医用热敏纸主要采用纸用荧光增白剂进行保护层的增白；
本发明的医用热敏纸可以采用任何方式进行涂布，考虑到工业化和其他因素，优选使用光辊涂布方式和网棍涂布方式，形成的涂层厚度在5~15微米。
有益效果
本专利提供的上述医用热敏纸，加工工艺简单，在满足热敏图像信息记录使用要求的同时，改善了其显色温度低，存储性能差的不足。
下面结合具体实例对本发明做进一步的说明
（一）隐性染料微胶囊的制备
实例1，隐性染料微胶囊C的制备
将40g ODB-2，6g甲苯，120g丙酮加入到300ml烧杯中加热溶解，加入30g 二异氰酸酯预聚体1，搅拌均匀，得到油溶液A；在另一500ml容器中加入6%聚乙烯醇水溶液300g，并加入5g十二烷基硫酸钠，搅拌溶解得到水溶液B；
在高速剪切的作用下，将溶液A缓慢加入到溶液B中，并提高剪切速率到8000r/min，继续分散4分钟，向得到的乳液中加入50%的二乙烯三胺水溶液50g，在50℃加热搅拌5小时，得到500g微胶囊乳液C。
实例2，隐性染料微胶囊D的制备
将60g ODB-2，6g甲苯，120g丙酮加入到300ml烧杯中加热溶解，加入55g 二异氰酸酯预聚体2，搅拌均匀，得到油溶液A；在另一500ml容器中加入4%聚乙烯醇水溶液300g，并加入5g十二烷基硫酸钠，搅拌溶解得到水溶液B
在高速剪切的作用下，将溶液A缓慢加入到溶液B中，并提高剪切速率到8000r/min，继续分散4分钟，向得到的乳液中加入20%的二乙烯三胺水溶液70g，在50℃加热搅拌5小时，得到500g微胶囊乳液D。
实例3，隐性染料微胶囊E的制备
将60g ODB-2，6g甲苯，120g丙酮加入到300ml烧杯中加热溶解，加入80g二异氰酸酯预聚体2，搅拌均匀，得到油溶液A；在另一500ml容器中加入6%聚乙烯醇水溶液300g，并加入5g十二烷基硫酸钠，搅拌溶解得到水溶液B；
在高速剪切的作用下，将溶液A缓慢加入到溶液B中，并提高剪切速率到8000r/min，继续分散4分钟，向得到的乳液中加入20%的二乙烯三胺水溶液80g，在50℃加热搅拌5小时，得到500g微胶囊乳液E。
实例4，隐性染料微胶囊F的制备
将100g ODB-2，8g甲苯，120g丙酮加入到300ml烧杯中加热溶解，加入80g二异氰酸酯预聚体1，搅拌均匀，得到油溶液A；在另一500ml容器中加入6%聚乙烯醇水溶液300g，并加入5g十二烷基硫酸钠，搅拌溶解得到水溶液B；
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实例5，隐性染料微胶囊G的制备
将100g ODB-2，8g甲苯，120g丙酮加入到300ml烧杯中加热溶解，加入80g二异氰酸酯3，搅拌均匀，得到油溶液A；在另一500ml容器中加入10%聚乙烯醇水溶液300g，并加入5g十二烷基硫酸钠，搅拌溶解得到水溶液B；
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实例6，隐性染料微胶囊H的制备
将80g FH-102，8g对苯二甲酸二辛酯，120g乙酸乙酯加入到300ml烧杯中加热溶解，加入55g二异氰酸酯3，搅拌均匀，得到油溶液A；在另一500ml容器中加入6%聚乙烯醇水溶液300g，并加入5g十二烷基硫酸钠，搅拌溶解得到水溶液B；
在高速剪切的作用下，将溶液A缓慢加入到溶液B中，并提高剪切速率到8000r/min，继续分散4分钟，向得到的乳液中加入20%的二乙烯三胺水溶液50g，在60℃加热搅拌3小时，得到500g微胶囊乳液H。
实例7，隐性染料微胶囊I的制备
将60g FH-102，8g对苯二甲酸二辛酯，120g乙酸乙酯加入到300ml烧杯中加热溶解，加入80g二异氰酸酯预聚体1，搅拌均匀，得到油溶液A；在另一500ml容器中加入6%聚乙烯醇水溶液300g，并加入5g十二烷基硫酸钠，搅拌溶解得到水溶液B；
在高速剪切的作用下，将溶液A缓慢加入到溶液B中，并提高剪切速率到8000r/min，继续分散4分钟，向得到的乳液中加入20%的二乙烯三胺水溶液70g，在60℃加热搅拌3小时，得到500g微胶囊乳液I。
实例8，隐性染料微胶囊J的制备
将60g FH-102，6g对苯二甲酸二甲酯，120g乙酸乙酯加入到300ml烧杯中加热溶解，加入55g二异氰酸酯预聚体1，搅拌均匀，得到油溶液A；在另一500ml容器中加入6%聚乙烯醇水溶液300g，并加入5g十二烷基硫酸钠，搅拌溶解得到水溶液B；
在高速剪切的作用下，将溶液A缓慢加入到溶液B中，并提高剪切速率到8000r/min，继续分散4分钟，向得到的乳液中加入20%的二乙烯三胺水溶液70g，在60℃加热搅拌3小时，得到500g微胶囊乳液J。
实例9隐性染料微胶囊K的制备
将100g FH-102，8g对苯二甲酸二甲酯，120g乙酸乙酯加入到300ml烧杯中加热溶解，加入55g二异氰酸酯4，搅拌均匀，得到油溶液A；在另一500ml容器中加入6%聚乙烯醇水溶液300g，并加入5g乳化剂OP-10，搅拌溶解得到水溶液B；
在高速剪切的作用下，将溶液A缓慢加入到溶液B中，并提高剪切速率到8500r/min，继续分散4分钟，向得到的乳液中加入20%的二乙烯三胺水溶液70g，在60℃加热搅拌3小时，得到500g微胶囊乳液J。
实例10隐性染料微胶囊L的制备
将100g ODB-2，8 g对苯二甲酸二甲酯，120g乙酸乙酯加入到300ml烧杯中加热溶解，加入30g二异氰酸酯4，搅拌均匀，得到油溶液A；在另一500ml容器中加入6%聚乙烯醇水溶液300g，并加入10ml（30%）乳化剂OP-10，搅拌溶解得到水溶液B；
在高速剪切的作用下，将溶液A缓慢加入到溶液B中，并提高剪切速率到8500r/min，继续分散4分钟，向得到的乳液中加入20%的四乙烯五胺水溶液70g，在60℃加热搅拌3小时，得到500g微胶囊乳液J。
实例11隐性染料微胶囊M的制备
将100g FH-102，8g对苯二甲酸二甲酯，120g乙酸乙酯加入到300ml烧杯中加热溶解，加入80g二异氰酸酯4，搅拌均匀，得到油溶液A；在另一500ml容器中加入6%聚乙烯醇水溶液300g，并加入10ml乳化剂OP-10（30%），搅拌溶解得到水溶液B；
在高速剪切的作用下，将溶液A缓慢加入到溶液B中，并提高剪切速率到8000r/min，继续分散4分钟，向得到的乳液中加入20%的二乙烯三胺水溶液70g，在60℃加热搅拌3小时，得到500g微胶囊乳液J。
实例12隐性染料微胶囊N的制备
将100g ODB-2，10g磷酸三甲酚酯，120g乙酸乙酯加入到300ml烧杯中加热溶解，加入55g二异氰酸酯预聚体1，搅拌均匀，得到油溶液A；在另一500ml容器中加入6%聚乙烯醇水溶液300g，并加入5g十二烷基硫酸钠，搅拌溶解得到水溶液B；
在高速剪切的作用下，将溶液A缓慢加入到溶液B中，并提高剪切速率到8000r/min，继续分散4分钟，向得到的乳液中加入20%的二乙烯三胺水溶液60g，在60℃加热搅拌4小时，得到500g微胶囊乳液J。
实例13隐性染料微胶囊O的制备
将80gODB-2，6g对苯二甲酸二甲酯，120g乙酸乙酯加入到300ml烧杯中加热溶解，加入30g二异氰酸酯预聚体2，搅拌均匀，得到油溶液A；在另一500ml容器中加入6%聚乙烯醇水溶液300g，并加入5g十二烷基硫酸钠，搅拌溶解得到水溶液B；
在高速剪切的作用下，将溶液A缓慢加入到溶液B中，并提高剪切速率到8000r/min，继续分散4分钟，向得到的乳液中加入20%的二乙烯三胺水溶液70g，在60℃加热搅拌4小时，得到500g微胶囊乳液J。
（二）显色剂分散液的制备
例1，显色及微胶囊a的制备
将80gD-8，6g对磷酸三甲酚酯，80g丙酮加入到300ml烧杯中搅拌溶解，加入30g二异氰酸酯预聚体1，搅拌均匀，得到油溶液A；在另一500ml容器中加入6%聚乙烯醇水溶液300g，并加入5g十二烷基硫酸钠，搅拌溶解得到水溶液B；
在高速剪切的作用下，将溶液A缓慢加入到溶液B中，并提高剪切速率到8000r/min，继续分散4分钟，向得到的乳液中加入20%的二乙烯三胺水溶液70g，在60℃加热搅拌4小时，得到500g微胶囊乳液a。
例2，显色及微胶囊b的制备
将80gD-8，6g对磷酸三甲酚酯，80g丙酮加入到300ml烧杯中搅拌溶解，加入30g二异氰酸酯预聚体2，搅拌均匀，得到油溶液A；在另一500ml容器中加入6%聚乙烯醇水溶液300g，并加入5g十二烷基硫酸钠，搅拌溶解得到水溶液B；
在高速剪切的作用下，将溶液A缓慢加入到溶液B中，并提高剪切速率到8000r/min，继续分散4分钟，向得到的乳液中加入20%的二乙烯三胺水溶液70g，在60℃加热搅拌4小时，得到500g微胶囊乳液b。
例3，显色及微胶囊c的制备
将80gD-8，6g对磷酸三甲酚酯，80g丙酮加入到300ml烧杯中搅拌溶解，加入30g二异氰酸酯3，搅拌均匀，得到油溶液A；在另一500ml容器中加入6%聚乙烯醇水溶液300g，并加入5g十二烷基硫酸钠，搅拌溶解得到水溶液B；
在高速剪切的作用下，将溶液A缓慢加入到溶液B中，并提高剪切速率到8000r/min，继续分散4分钟，向得到的乳液中加入20%的二乙烯三胺水溶液70g，在60℃加热搅拌4小时，得到500g微胶囊乳液c。
例4，显色及微胶囊d的制备
将80gD-8，6g对磷酸三甲酚酯，80g丙酮加入到300ml烧杯中搅拌溶解，加入30g二异氰酸酯4，搅拌均匀，得到油溶液A；在另一500ml容器中加入6%聚乙烯醇水溶液300g，并加入5g十二烷基硫酸钠，搅拌溶解得到水溶液B；
在高速剪切的作用下，将溶液A缓慢加入到溶液B中，并提高剪切速率到8000r/min，继续分散4分钟，向得到的乳液中加入20%的二乙烯三胺水溶液70g，在60℃加热搅拌4小时，得到500g微胶囊乳液d。
（三）热敏层浆料的配置
得到的隐性染料微胶囊与显色剂分散液按1:1~1.5:1进行混合，加入表面活性剂和坚膜剂，得到热敏涂层溶液：
表1：热敏层浆料混合配方
| 样品序号 | 显色剂 | 染料微胶囊 | 表面活性剂 | 坚膜剂 |
| 1 | 110g显色剂a | 50gC+50gD | 2g | 5g |
| 2 | 110g显色剂b | 50gC+60gE | 2g | 5g |
| 3 | 110g显色剂c | 60gC+50gF | 2g | 5g |
| 4 | 110g显色剂d | 50gC+50gH | 2g | 5g |
| 5 | 110g显色剂a | 50gC+50gJ | 2g | 5g |
| 6 | 130g显色剂b | 60gJ+50gF | 2g | 5g |
| 7 | 130g显色剂c | 60gJ+50gK | 2g | 5g |
| 8 | 130g显色剂d | 60gJ+50gG | 2g | 5g |
| 9 | 130g显色剂a | 60gJ+50gN | 2g | 5g |
| 10 | 130g显色剂b | 60gL+50gI | 2g | 5g |
| 11 | 150g显色剂c | 60gL+50gM | 2g | 5g |
| 12 | 150g显色剂d | 60gL+50gO | 2g | 5g |
浆料在低温下进行棍涂涂布，得到厚度为8~12微米厚的热敏涂布层，其热敏显色性能对比为：
表2：热敏层热敏显色性能对比
| 93℃ | 98℃ | 105℃ | 116℃ | 124℃ | 136℃ | 145℃ | 158℃ | |
| 1 | 0.18 | 0.53 | 0.88 | 0.98 | 1.20 | 1.31 | 1.62 | 1.79 |
| 2 | 0.16 | 0.45 | 0.98 | 1.06 | 1.21 | 1.35 | 1.56 | 1.89 |
| 3 | 0.13 | 0.50 | 0.79 | 1.08 | 1.28 | 1.40 | 1.63 | 1.90 |
| 4 | 0.15 | 0.48 | 0.87 | 1.02 | 1.29 | 1.47 | 1.60 | 1.89 |
| 5 | 0.13 | 0.54 | 0.91 | 1.10 | 1.30 | 1.50 | 1.80 | 2.00 |
| 6 | 0.15 | 0.56 | 0.89 | 1.14 | 1.26 | 1.45 | 1.59 | 1.79 |
| 7 | 0.18 | 0.53 | 0.96 | 1.16 | 1.39 | 1.58 | 1.89 | 2.06 |
| 8 | 0.17 | 0.60 | 0.98 | 1.20 | 1.40 | 1.60 | 1.97 | 2.15 |
| 9 | 0.14 | 0.54 | 0.90 | 1.05 | 1.40 | 1.59 | 2.00 | 2.15 |
| 10 | 0.16 | 0.49 | 0.90 | 1.08 | 1.36 | 1.50 | 1.85 | 2.00 |
| 11 | 0.15 | 0.60 | 0.98 | 1.17 | 1.46 | 1.70 | 2.00 | 2.25 |
| 12 | 0.15 | 0.67 | 0.94 | 1.16 | 1.43 | 1.62 | 1.85 | 2.03 |
测试其性能，最低热敏显色温度都在100~150℃之间，最大显色密度根据微胶囊壁材不同结构、数量多少以及显色剂的多少不同。
（四）护膜的制备
使用砂磨机，分别将下面的所示成分磨碎冰分散大约1小时，得到保护层浆料：
二氧化硅 10份
聚甲基丙烯酸甲酯 3份
聚乙烯醇（6%水溶液） 60份
表面活性剂 （10%水溶液） 8份
结膜剂 10份
按3%比例加入荧光增白剂，即得到保护层涂布液，将其涂于热敏层上部，厚度为3~5μm即可得到良好的防护效果；
测其灰度为0.08左右，显色密度大于2.15，最低显色温度高于95℃，具有较大的热敏显色温度区间，能够形成达到需求的图像信息，具有较高的白度，使用过程中的抗水、溶剂性能好，完全满足使用要求。
Claims (6)
1.一种医用热敏记录纸，由纸基、热敏层、护膜组成，其特征是热敏层显色温度范围为100℃-150℃。
2.如权利要求1所述医用热敏记录纸，其特征是热敏层采用不同软化温度的染料微胶囊和显色剂微胶囊。
3.如权利要求2所述医用热敏记录纸，其特征是热敏层中的染料利用不同结构的二异氰酸酯及其预聚体进行包裹反应形成染料聚氨酯或聚脲微胶囊，其中二异氰酸酯包括：甲苯二期氰酸酯、六甲撑二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯以及二异氰酸酯预聚体。
4.如权利要求2所述医用热敏记录纸，其特征是热敏层中利用坚膜剂来提高热敏层牢固度，其中坚膜剂为多元酸或多元醛，如乙二酸，硼酸，、磷酸、乙二醛、丙二醛等。
5.如权利要求1所述医用热敏记录纸，其特征是保护层采用聚甲基丙烯酸甲酯和二氧化硅作为填料。
6.如权利要求5所述医用热敏记录纸，其特征是保护层具有荧光增白的效果。
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| CN201410467743.XA CN104228385A (zh) | 2014-09-15 | 2014-09-15 | 一种医用热敏纸 |
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