CN107685558A - 热敏医用影像记录材料 - Google Patents
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Abstract
热敏微胶囊信息记录技术通过结合热敏技术和微胶囊技术，形成新型非银盐信息记录材料，具有显影快、分辨率高、绿色环保等特点。热敏微胶囊材料的热显影特性是其最重要的性质，其热显影后的影像密度情况可以直接反映其成像质量。
Description
技术领域
本发明涉及热敏医用影像记录材料。
技术背景
信息记录与复现材料是人类的学习、生活和工作中必不可少的一种工具。随着信息技术的飞速发展，图片、文字等形式的信息都需要记录、保存或复现出来，人们对信息记录与复现材料提出更高的要求。
传统信息记录以银盐信息记录材料为主要载体，银盐信息记录材料是一种高效的信息记录存储材料，它集信息的接收、存储和再现于一体，影像分辨率高，实现信息记录的装置也比较简单，因此在军事、科技、医疗和日常生活等领域有着广泛的应用。但是银盐信息记录材料以贵金属银为原材料，生产工艺复杂，而且生产和使用过程中产生大量含有重金属元素的废水，污染环境，在处理和传输中需要的技术条件苛刻，已不适应社会发展的要求，将逐步被电子、数字信息采集、记录方式代替。
数字信息技术是近年来高速发展的信息技术，煞而数字信息记录和复现的平面媒质发展缓慢。着色类媒质以印刷、打印、复印材料为主，利用光电技术控制数字信息转变为墨滴、碳粉的分布，继而转移到空白平面媒质形成文字图像，但是存在废弃物污染环境这一严重的社会问题，并且复现的图像分辨率依赖于墨滴、碳粉等着色物质的颗粒度和复现设备的性能；显色类媒质以银盐材料、微胶囊材料为主，通过在平面媒质上涂布信息记录单元，将数字信息转变为压力、温度、电场等的分布直接记录在媒质上相应区域的单元中，分辨率较高，但存在显影废水污染环境和消耗贵金属的问题，并且不适合直接记录数字信息。现有微胶囊材料则利用干式技术复现信息，不存在废弃物、残存物污染环境的问题，但压敏微胶囊材料受微胶囊粒径的限制，只能在文字复印等领域记录和复现低分辨率影像信息。随着节能环保理念在材料领域被广泛认同，高分辨率、绿色
无污染的数字、图像信息记录复现技术是发展的必然趋势，其中热敏微胶囊信息记录复现技术成为信息行业的研究热点。热敏微胶囊材料通过控制微胶囊的粒径分布提高了信息记录分辨率，已在医疗数字影像领域广泛应用。热敏微胶囊材料因具有显影方便快速、高分辨率、低污染等优势，成为新型信息记录、图像复现的载体，在信息领域存在巨大的应用潜力和市场。
发明内容
本发明的目的是提供一种热敏医用影像记录材料，该材料显影方便快速、高分辨率、低污染。
本发明的技术方案是：
在支持体的一面涂有热热显影层和保护层，支持体的另一面涂有背层，所述热显影层含有染料前体微胶囊和显色剂微胶囊；
感热成像层中的染料前体微胶囊和显色剂微胶囊是记录材料形成影像的最主要的因素，二者均包括囊壁和囊芯，微胶囊的颗粒大小相当，二者的主要不同在于显色剂微胶囊壁薄，玻璃点转化温度低，以保证在受热到一定程度时，可以迅速释放出内含物；然后，随着热传递和温度的继续升高，接近或达到染料前体微胶囊囊壁的玻璃点转化温度，囊壁渗透性能提高，显色剂可以迅速进入染料前体微胶囊，与染料前体反应形成影像。
囊壁；采用具有一定玻璃点转化温度的高分子材料，起包裹囊芯作用。常温下阻隔染料前体与显色剂接触，在熟显影温度达到囊壁玻璃点转化温度时囊壁渗透性增强，使显色剂渗透进入微胶囊内部。
染料前体：无色，碱性电子给予体，可与渗透进入微胶囊的显色剂通过电子得失发生显色反应，形成有色化和物，实现信息记录。
有机溶剂：用于溶解染料前体，起一个载体昀作用，使囊芯成分在分散过程中具有较小的粘度，便于分散到理想的粒径，并经过界面聚合反应得到粒径分布理想的微胶囊。
染料前体：通常呈碱性，无色，为电子接受体，与显色剂反应的过程中接受电子，必须在常温下性质稳定，熔点高于囊壁的玻璃点转化温度和热显影温度。选择荧烷类染料ODB-2，该染料化学名称：2.苯氨基-3-甲基，昏二丁氨基荧烷，分子式：C35H36N203，分子量：532.7，熔点：182℃
显色剂：为电子给予体，在显色反应过程中向染料前体提供电子。显色剂的熔点太低容易造成热敏记录材料在运输、储存过程中的灰雾提高，选择与ODB-2对应的属于酚类的D-8，该显色剂具有清晰度和成像灵敏度高的优点。其化学名称：4.羟基-4-异丙氧基二苯砜，化学分子式：CISH1604S，分子量：292，熔点为128℃
用于信息记录的微胶囊的囊壁材料的渗透性直接与热显影影像特性相关。囊壁材料不能和囊芯材料发生化学反应，形成的囊壁在常温下比较稳定，具有合适的玻璃点转化温度，在玻璃化状态有较好的渗透性，使显色剂渗透进入微胶囊与染料前体接触发生显色反应，有一定的机械强度，避免微胶囊因外界压力而破裂，造成信息记录材料灰雾增加。选择异氰酸酯D-110作为囊壁材料。
溶剂存在于微胶囊内部作为染料前体的载体，其溶解能力越强，溶解染料前体的量越大，对影像密度的提高越有利。在水相中添加保护胶体，使溶液浓度提高以减缓分子无规则运动，避免乳化油滴之间发生粘连，以形成稳定、均匀的乳化油滴并有效控制其粒径分布，可以使用的保护胶体中效果较好的是聚乙烯醇水溶液，选择PVA224水溶液作为保护胶体。
染料前体和显色剂的显色反应是通过电子得失而发生的，选择的分散剂必须是两性离子表面活性剂或非离子表面活性剂，在微胶囊化过程中不会使染料前体发生显色反应，选择两性离子表面活性剂甜菜碱C17H37NS03作为分散剂。
本发明提供的染料前体微胶囊可以使用现有的公知化学方法来制备，这些公知方法包括界面聚合法、原位聚合法、复合凝聚法以及相分离法中的任何一种，本发明优选界面聚合法。
在本发明提供的医用热敏影像记录材料的感热成像层中，显色剂不是以固态颗粒的形式存在，而是以显色剂微胶囊形式分散在成像层中，这样可以提高胶片的透明度，并加快成像层的热响应速度。该显色剂微胶囊包括囊壁和囊芯，囊壁的材料为异氰酸酯D-110，玻璃化温度为106℃～141.2℃，囊芯中含有显色剂和水溶液。
显色剂微胶囊可以使用现有的公知化学方法来制备，如界面聚合法、原位聚合法、复合凝聚法以及相分离法中的任何一种，优选界面聚合法。
该显色剂微胶囊的特点是当热敏记录材料被加热到高于显色剂中的溶剂的沸点之上时，微胶囊可以迅速释放出显色剂，使得显色剂可以更加迅速的渗透进入染料前体微胶囊内，并与染料前体发生电子传递反应，形成有色物质，并进一步产生光学可见影像。
本发明的热敏医用影像记录材料可以采用坡流涂布、挤压涂布或溶帘涂布方式，形成的涂布厚度为7～25微米。
有益效果
本发明提供的热敏医用影像记录材料，具有显影快、分辨率高、绿色环保等特点，同时，改善了其不耐存储、影像质量差、不能满足多层次、大容量图像信息记录要求的缺陷。
具体实施方式
下面具体实施例对本发明进一步的说明。
实施例1染料前体微胶囊A的制备
将8g ODB-2、5ga-甲基萘、30g ETAC放入同一烧杯中，搅拌，并放到自动恒温电热套中加热，使ODB-2溶解在高沸点溶剂α-甲基萘和低沸点溶剂ETAC的混合溶剂中，取出冷却到室温，ODB-2不能析出；耿20mlD-110放入其中，搅拌，得到油相混合物。
量取浓度3％的PVA-224水溶液135ml放入剪切罐中，加入20ml表面活性剂，水相准备完毕
利用高速巩化剪切机对水相进行高速剪切，转速13000rpm，然后将油相加到水相中，乳化分散10min得到水包油型乳化液。向油乳分散液中加入去离子水300ml，四乙烯五胺8克，然后在800r/min的搅拌速度下，于60摄氏度反应3小时，得到染料前体微胶囊A。
实施例2染料前体微胶囊B的制备
将8g ODB-2、5ga-甲基萘、30g ETAC放入同一烧杯中，搅拌，并放到自动恒温电热套中加热，使ODB-2溶解在高沸点溶剂α-甲基萘和低沸点溶剂ETAC的混合溶剂中，取出冷却到室温，ODB-2不能析出；耿20mlD-110放入其中，搅拌，得到油相混合物。
量取浓度3％的PVA-224水溶液135ml放入剪切罐中，加入10ml表面活性剂，水相准备完毕
利用高速巩化剪切机对水相进行高速剪切，转速7000rpm，然后将油相加到水相中，乳化分散10min得到水包油型乳化液。向油乳分散液中加入去离子水300ml，四乙烯五胺8克，然后在800r/min的搅 拌速度下，于60摄氏度反应3小时，得到染料前体微胶囊B。
实施例3染料前体微胶囊C的制备
将8g ODB-2、5ga-甲基萘、30g ETAC放入同一烧杯中，搅拌，并放到自动恒温电热套中加热，使ODB-2溶解在高沸点溶剂α-甲基萘和低沸点溶剂ETAC的混合溶剂中，取出冷却到室温，ODB-2不能析出；耿20mlD-110放入其中，搅拌，得到油相混合物。
量取浓度3％的PVA-224水溶液135ml放入剪切罐中，加入20ml表面活性剂，水相准备完毕
利用高速巩化剪切机对水相进行高速剪切，转速14000rpm，然后将油相加到水相中，乳化分散10min得到水包油型乳化液。向油乳分散液中加入去离子水300ml，四乙烯五胺8克，然后在800r/min的搅拌速度下，于60摄氏度反应3小时，得到染料前体微胶囊C。
实施例4染料前体微胶囊D的制备
将8g ODB-2、5ga-甲基萘、30g ETAC放入同一烧杯中，搅拌，并放到自动恒温电热套中加热，使ODB-2溶解在高沸点溶剂α-甲基萘和低沸点溶剂ETAC的混合溶剂中，取出冷却到室温，ODB-2不能析出；耿20mlD-110放入其中，搅拌，得到油相混合物。
量取浓度3％的PVA-224水溶液135ml放入剪切罐中，加入20ml表面活性剂，水相准备完毕
利用高速巩化剪切机对水相进行高速剪切，转速5000rpm，然后将油相加到水相中，乳化分散10min得到水包油型乳化液。向油乳分散液中加入去离子水300ml，四乙烯五胺8克，然后在800r/min的搅拌速度下，于60摄氏度反应3小时，得到染料前体微胶囊D。
(一)显色剂微胶囊的制备
1.显色剂微胶囊E的制备
取15g D-8，溶解于20g乙酸乙酯、2.5g磷酸三丁酯中，加热溶解后加入囊壁材料组成油相；取135ml的PVA水溶液作保护胶体，加入20ml的表面活性剂组成水相：油水两相在高速剪切机14000转下乳化分散10分钟得到油水乳化液；加入100ml去离子水后将1g四乙烯五胺加入乳化系统中成熟3～5小时，即制得显色剂微胶囊乳液E。
2.显色剂微胶囊F的制备
取15g D-8，溶解于20g乙酸乙酯、2.5g磷酸三丁酯中，加热溶解后加入囊壁材料组成油相；取135ml的PVA水溶液作保护胶体，加入20ml的表面活性剂组成水相：油水两相在高速剪切机7000转下乳化分散10分钟得到油水乳化液；加入100ml去离子水后将1g四乙烯五胺加入乳化系统中成熟3～5小时，即制得显色剂微胶囊乳液F。
3.显色剂微胶囊G的制备
取15g D-8，溶解于20g乙酸乙酯、2.5g磷酸三丁酯中，加热溶解后加入囊壁材料组成油相；取135ml的PVA水溶液作保护胶体，加入10ml的表面活性剂组成水相：油水两相在高速剪切机5000转下乳化分散10分钟得到油水乳化液；加入100ml去离子水后将1g四乙烯五胺加入乳化系统中成熟3～5小时，即制得显色剂微胶囊乳液G。
4.显色剂微胶囊H的制备
取15g D-8，溶解于20g乙酸乙酯、2.5g磷酸三丁酯中，加热溶解后加入囊壁材料组成油相；取135ml的PVA水溶液作保护胶体，加入20ml的表面活性剂组成水相：油水两相在高速剪切机8000转下乳化分散10分钟得到油水乳化液；加入100ml去离子水后将1g四乙烯五胺加入乳化系统中成熟3～5小时，即制得显色剂微胶囊乳液H。
(二)成像层涂布液制备
按照表下中给出的用量，将上述制备的热敏微胶囊和显色剂微胶囊在一个带有搅拌的容器中均匀混和，并加入十二烷基苯磺酸钠，即得到成像涂层涂布液。
表A成像层涂布乳剂配料表
(三)保护层制备
按照表B中所列的用量，将下述各种添加剂在容器中充分均匀混和，得到保护层涂布液。
表B保护层配料表
| 物料名称 | 浓度 | 用量 |
| 羟甲基纤维素溶液 | 6％ | 3000ml |
| 液体石蜡分散液 | 15％ | 200ml |
| 硅油分散液 | 20％ | 150ml |
| 紫外吸收剂分散液 | 40％ | 60ml |
| 十八酰胺分散液 | 25％ | 45ml |
| 硬脂酸钙分散液 | 19％ | 80ml |
| 硼酸溶液 | 4％ | 280ml |
(四)涂布
将上述得到的各涂布液用挤压涂布方式，以成像层、保护层分别120、25ml/m2的涂布量进行涂布，并充分干燥，得到样品胶片，并测量其密度值。
表C不同条件下的密度对应表
| 样品序号 | 100℃ | 110℃ | 120℃ | 130℃ | 140℃ | 150℃ |
| 1 | 0.26 | 0.38 | 1.08 | 2.38 | 3.08 | 3.47 |
| 2 | 0.26 | 0.27 | 0.96 | 1.48 | 1.96 | 2.66 |
| 3 | 0.25 | 0.42 | 1.12 | 1.68 | 2.36 | 2.77 |
| 4 | 0.28 | 0.44 | 1.24 | 1.80 | 2.57 | 2.97 |
备注：
1.胶片密度测试
利用美国Michigan公司X-Rite-310型密度计或德国PMGG公司DENSONORM感光密度仪。
2.表C中所列数据中，包括支持体片基的密度0.19。
Claims (7)
1.一种医用热敏影像记录材料，它包括：
——PET材质的支持体，在支持体的一面涂有热热显影层和保护层，支持体的另一面涂有背层，所述热显影层含有染料前体微胶囊和显色剂微胶囊；
——染料前体微胶囊包括囊壁和囊芯；
——囊壁的材料为异氰酸酯D-110，囊芯包括染料前体、有机溶液。
2.根据权利要求1所述的医用热敏影像记录材料，其特征是，所述囊芯中的溶剂为α-甲基萘。
3.根据权利要求2所述的医用热敏影像记录材料，其特征是，所述染料前体微胶囊的平均粒径在0.1～1.0微米。
4.根据权利要求3所述的医用热敏影像记录材料，其特征是，所述染料前体微胶囊的平均粒径在0.5～1.0微米。
5.根据权利要求1所述的医用热敏影像记录材料，其特征是，所述显色剂微胶囊包括囊壁和囊芯，囊壁的材料为异氰酸酯D-110，囊芯中含有显色剂和PVA水溶液。
6.根据权利要求5所述的医用热敏影像记录材料，其特征是，所述显色剂微胶囊的平均粒径在0.2～1.0微米。
7.根据权利要求6所述的医用热敏影像记录材料，其特征是，所述显色剂微胶囊的平均粒径在0.4～1.0微米。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180213 |