CN1318226C - 可逆的热敏记录介质、标签和组件,以及图像处理设备和方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的可逆热敏记录介质按顺序包含基体、热敏层和保护层,热敏层包含给电子着色化合物和受电子化合物以及可以根据温度可逆的改变颜色,并且保护层包含反应活性的杂环化合物,和至少部分表面处理成疏水的无机细微粒,或者保护层含有数均粒径为100nm或更小的其表面涂敷有机硅烷化合物的无机细微粒。

Description

可逆的热敏记录介质、标签和组件,以及图像处理设备和方法
技术领域
本发明涉及一种可逆的热敏记录介质,其中,基于通过控制热能在给电子着色化合物和受电子化合物之间的显色反应,彩色图像可以可逆地形成和消失,还涉及一种可逆的热敏记录标签、一种可逆的热敏记录组件、分别使用可逆的热敏记录介质的图像处理设备和方法。
背景技术
以前,众所周知,利用给电子着色化合物(以下有时称为″着色剂″)和受电子化合物(以下有时称为″显色剂″)之间反应的热敏记录介质已经广泛地用作有助于办公自动化的传真、文字处理软件和科学测试仪器的输出用纸,以及现今用于磁性热敏卡片例如预付卡和点卡。
然而,因为上述热敏记录介质是非可逆的和一次性的,在他们的用过以后产生了一些环境问题。因此,从现今再循环的观点看来,建议使用可逆的热敏记录组合物和在热敏层中使用该组合物的可逆的热敏记录介质,其中包含长链脂肪烃基的有机磷化合物、脂肪族羰基酸化合物、或酚化合物作为显色剂,其与一种作为成色剂(参见日本专利申请延迟公开(JP-A)5-124360)的无色染料混合。还建议使用一种可逆的热敏记录组合物,其使用含有长链脂肪族烃基结构的酚化合物作为显色剂(参见JP-A6-210954)。
然而,实际情况中,当在可逆的热敏记录介质上重复地印刷和擦除时,就会出现图像密度下降、击痕(blowing trace)、裂纹、擦除残留物上述问题。结果,由掺入了可逆热敏记录介质的着色剂和显色剂带来的优异可擦写性能不能充分显现出来。
为了解决涉及可逆热敏记录介质的上述问题,从力学观点考虑,提出了使记录表面的负载应该尽量低的方法。比如,提出了一种提高抵抗力的方法,其中在擦除步骤中用水或清洗溶液除去污渍(见JP-A No.2001-301331);和一种利用光热横断磁带(photothermo-transverse tape)的擦除方法(见日本专利(JP-B)No.3194398,JP-ANo.2001-315367)。
但是,上述方案中产生了一些困难,如需要额外的消耗品,设备变得复杂且昂贵。
结果,就需要可逆热敏记录介质本身有更高的耐久性,比如,提出了加入用有机硅烷化合物进行表面处理的氧化硅的方法(见JP-B No.3315831)。然而,该方案中,却出现了这样的问题,即擦除的残留物并不随反复的印刷-擦除而减少到一个另人满意的程度,同时在印刷区域出现裂纹。
另外,还提出了相似的方案,它将颜料经表面处理加入到热敏层、保护层和固定层(anchorlayer)之一之中(见JP-A No.10-264521)。然而,当颜料经表面处理加入到保护层时,反复印刷造成的失真无法消除而产生裂纹。另一方面,当颜料经表面处理加入到热敏层和保护层时,会出现图像的清晰度下降并变得模糊的缺陷。
如前所述,甚至是反复印刷和擦除之后的机械破坏,都不会造成图像退化的可逆热敏记录介质尚未获得。所以,迫切需要对可逆热敏记录介质进行改进。
本发明的目的在于提供一种可逆热敏记录介质,它可避免由机械破坏,甚至是反复记录和擦除对表面的破坏导致的图像退化,可逆热敏记录标签,可逆热敏记录组件,以及分别使用可逆热敏记录介质的图像处理设备和方法。
第一方面,根据本发明的记录介质按顺序含有基体、热敏层和保护层,
热敏层包含给电子着色化合物和受电子化合物并且可以根据温度可逆地改变颜色,和
保护层包含反应活性的杂环化合物,和表面至少部分处理成疏水的无机细微粒。
在可逆热敏记录介质中,保护层包含反应活性的杂环化合物,和表面至少部分处理成疏水的无机细微粒,由此印刷区域的耐久性得以显著的提高,并防止由于反复印刷造成的诸如击痕(blowing trace)、背景污渍、裂纹、擦伤和擦除残留物的出现。
第二方面,根据本发明的记录介质按顺序包含基体,热敏层和保护层,
热敏层包含给电子着色化合物和受电子化合物以及可以根据温度可逆地改变颜色,和
保护层包含数均粒径为100nm或更小的表面至少部分处理成疏水的无机细微粒。
在可逆热敏记录介质中,保护层包含数均粒径为100nm或更小的表面至少部分处理成疏水的无机细微粒,由此印刷区域的耐久性得以显著的提高,并防止由于反复印刷造成的诸如击痕(blowing trace)、背景污渍、裂纹、擦伤和擦除残留物的出现。
根据本发明的可逆热敏记录标签包含一个粘合层(adhesive layer)和粘结层(tacky layer),它位于正对于上述本发明第一和第二方面的记录介质的图像形成面的表面。
记录标签显示出适当的颜色密度,以适于热头的高速擦除,且在反复印刷后在擦除残留物和在印刷区域的耐久性方面表现出超强特性。另外,由于粘合层(adhesive layer)或粘结层(stacky layer),记录标签可以广泛用于例如聚氯乙烯和磁条做成的卡这样的厚衬底,其中热敏层的直接涂膜很困难,板(sheet)容器的尺寸大于卡、粘着剂和宽屏的尺寸。
可逆热敏记录组件包含信息存储部分和可逆显示部分,可逆显示部分包含根据本发明的第一和第二方面的可逆热敏记录介质。记录组件中,可逆显示部分的保护层包含反应活性的杂环化合物,和表面至少部分处理成疏水的无机细微粒。由此反复印刷造成的擦除残留物和印刷区域的耐久性得以显著的提高。因此,就形成了具有更高对比度、可视性等等的图像。
另一方面,在信息存储部分中,多种可选信息诸如文字、图像、音乐和图片都可以通过相应于磁热敏层、磁条、IC存储器、光存储器、全息摄影、RF-ID标识卡片、磁盘,盒式磁盘和盒式磁带的记录方法进行记录和擦除。
图像处理设备包括至少一个图像形成元件和一个图像擦除元件,其中图像是在本发明第一或第二方面的可逆热敏记录介质上形成的。
在图像形成设备中,图像形成元件在根据本发明的第一或第二方面的可逆热敏记录介质上通过加热记录介质来形成图像。另一方面,图像擦除元件在根据本发明的第一或第二方面的可逆热敏记录介质上通过加热记录介质来擦除图像。
图像处理设备包括有根据本发明的可逆热敏记录介质作为的记录介质,从而重复耐久性将显著提高,以提供高实用性的可再写记录。
图像处理方法通过加热根据本发明第一或第二方面的记录介质,实现至少一次图像形成和擦除。在图像处理方法中,通过加热记录介质使图像在记录介质上形成。另一方面,通过加热记录介质擦除形成在记录介质上的图像。在图像处理方法中,根据本发明的可逆热敏记录介质被用作记录介质,从而形成高色彩密度的图像,并不出现由重复印刷引起的擦除残留物、背景污渍、裂纹和击痕(blowing trace)。
发明内容
(可逆热敏记录介质)
根据本发明的可逆热敏记录介质包含基体、和在基体上的至少一个热敏层和保护层,还可以任选包含中间层和其他层。
<基体>
对基体的形状、构造、尺寸等没有限制,可依应用进行适当的选择;例如,形状可以是片状,构造可以为单层,尺寸可以根据可逆热敏记录介质等的尺寸来选择。
基体的材料可以是无机的或有机的。无机材料的例子包括,但是不限于玻璃、石英、硅、氧化硅、氧化铝、SiO2和金属。有机材料的例子包括,但是不限于纸、纤维素衍生物如三乙酰基纤维素、合成纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯,和聚甲基丙烯酸甲酯。它们可以单独或结合使用。
这些材料中,尤其优选自身作为基体的聚对苯二甲酸乙二醇酯和模糊度为10%或更低(模糊,见JISK7105中定义)的PET-G膜,这样可以得到高图像清晰度的板。
优选通过电晕放电处理、氧化反应处理(用氧化铬等)、蚀刻处理、可粘结处理或去静电处理对基体进行表面改性。进一步,优选通过与白色颜料如氧化钛等混合将基体渲染变白。
基体的厚度可以根据应用合适的选择而没有特别的限制;优选厚度为10到2000μm,更优选20到1000μm。
基体上可以在与热敏层相同或相反的至少一面覆盖一层磁热敏层。另外,根据本发明的可逆热敏记录介质可以通过粘结层(tacky layer)等层压到其他介质上。
<热敏层>
热敏层可以随温度可逆的改变颜色。热敏层包含给电子着色化合物和受电子化合物,还有脱色增强剂、粘合树脂和其他随需要而定的成分。
上述的“随温度可逆的改变颜色”含义为一种随温度改变引起的可逆的可视的变化现象。换句话说,是指根据加热温度和/或加热后的冷却速率出现的相对显色情况和相对擦除情况。在这种意义上讲,可视的变化可包括色彩状态(color condition)和形状的变化。在本发明中,主要使用能引起色彩状态变化的材料。
色彩状态变化包括透射率、反射率、吸收波长和散射参数的变化。实际中的可逆热敏记录介质就是通过这些变化的结合表现的。具体的,还可例举这样的材料,其在高于环境温度的第一个温度时出现第一个色彩状态,且在加热到比第一个温度高的第二个温度然后冷却时,出现第二个色彩状态,也就是说,任何可以随温度改变透明度和/或颜色的物质都可以使用。在这些物质中,能在第一个特定温度和第二个特定温度改变色彩状态的材料优选使用。
就上述物质而言,可以例举在第一个温度下透明而在第二个温度下白色不透明(JP-A No.55-154198)的物质,在第二个温度下显色而在第一个温度下擦除(JP-A No.04-224996,JP-A No.04-247985,JP-A No.04-267190等)的物质,在第一个温度下白色不透明而在第二个温度下透明的物质(JP-ANo.03-169590等),显黑、红、蓝等颜色且在第二个温度下擦除的物质(JP-ANo.02-188293,JP-A No.02-188294等)。
如上述所讨论,根据本发明的可逆热敏记录介质可随加热温度和/或加热后的冷却速率表现出相对颜色状态和相对擦除状态。
组合物必需的显影-擦除现象,包括着色剂和显色剂,将在下文中讨论。图1显示了色彩密度和温度之间在可逆热敏记录介质中的关系。当记录介质从最初的擦除状态(A)开始加热,记录介质经在开始熔化的温度T1显色,直至达到熔化和显色状态(B)。当从熔化和显色状态(B)快速冷却时,可以降至室温并保持显色状态,所以出现固定的显色状态(C)。是否出现显色状态依赖于从熔化状态冷却的速率;当缓慢降温时出现擦除,亦即,出现最初擦除状态(A)或比快速冷却(C)时更低密度。另一方面,当从快速降温状态(C)重新加热时,在比显色温度低的温度T2(D到E)出现擦除;当从该温度降温时,产生最初的擦除状态(A)。因为这些温度根据所用的着色剂和显色剂变化,实际的显色和擦除温度可依据应用选择。进一步,在熔化状态下的色彩密度和快速冷却后的色彩密度不必一致,它们在某些情况下明显不同。
在记录介质中,通过从熔化状态快速冷却得到着色状态(C),它是着色剂和显色剂混合以使其能通过分子接触进行反应的状态,着色状态往往是固态。在该状态下,着色剂和显色剂凝聚在一起表现为着色状态。据信形成凝聚状态会使着色状态更稳定。另一方面,在擦除状态中,着色剂和显色剂进行相分离。据信至少一种化合物的分子在分离状态下形成晶域或结晶,从而着色剂和显色剂相互分离并通过凝聚或结晶而稳定。
在很多情况下,着色剂和显色剂的相分离和显色剂的结晶使得擦除更完全。如图1所示,在从熔化状态下缓慢冷却引起的擦除以及从着色状态下加热引起的擦除中,凝聚的结构随温度而变化,导致相分离和/或显色剂的结晶。
在记录介质中,显色记录可以通过加热到熔化温度以及通过热头等混合,然后经快速冷却来形成。
进一步,擦除可以通过两个途径进行:一个是从加热状态缓慢冷却,另一个是加热到比着色温度低的温度。两个方法是等价的,因为该温度下着色剂和显色剂开始相分离,或着色剂和显影剂中至少一种会结晶。
着色状态中的快速冷却不容易保持相分离或结晶温度。另外,术语“快速”和“缓慢”冷却仅代表针对特定组合物的相对冷却速率,且实际速率随着着色剂和显色剂的组合而改变。
-受电子化合物-
受电子化合物(显色剂)可以随具体应用而适当选择,并无特别限制,它应能随着作为人为变量因子(intentional varable factor)的温度的变化而可逆的着色和擦除。例如,优选其分子中含有一个或多个选自如下结构的化合物:(i)能为给电子着色化合物(着色剂)提供显色能力的结构(例如苯酚型羟基、羧酸基、磷酸基等),和(ii)控制分子间粘性的结构(连接长链烃基的结构)。另外,连接部分可插入含有二价或更高价杂原子的连接基团,长链烃基可以含有这样的连接基团和/或芳基。这些化合物中,优选式(1)所示的苯酚化合物。
Figure C20041006396400131
                           式(1)
其中n为1到3的整数;X代表含氮和/或氧原子的二价有机基团;R1和R2各自代表脂肪烃基、其还可以被其他基团取代。
R1代表脂肪烃基,其还可以被其他基团取代,其中的碳原子数为2或更多,优选5或更多。
R2代表脂肪烃基,其还可以被其他基团取代,其中的碳原子数为2到24,优选8到18。
脂肪烃基可以为线型或分枝型,可以包含不饱和键。与烃基相键连的取代基团可以为羟基、卤原子、烷氧基等。当R1和R2的总碳原子数小于等于7时,显色稳定性和擦除特性不足,因此碳原子总数优选8或更多,更优选11或更多。
对于R1,可以适当的例举如下。
—(CH2)q—,
Figure C20041006396400132
—(CH2)q—CH=CH—(CH2)q′—  ,
Figure C20041006396400134
Figure C20041006396400135
其中q,q′,q″和q为能满足R1和R2的碳原子数的整数。其中,优选-(CH2)q-。
对于R2,可以适当的例举如下。
——(CH2)q-CH3 ,
—(CH2)q-CH=CH—(CH2)q′—CH3
Figure C20041006396400142
其中q,q′,q″和q为能满足R1和R2的碳原子数的整数。其中,优选-(CH2)q-CH3
X代表含有氮和/或氧原子的二价有机基团,可以例举含有至少下式所列基团之一的二价基团。
Figure C20041006396400143
对于二价有机基团,可以适当的例举如下。
其中,优选下面列举的基团。
对于式(1)所示的苯酚化合物,可以适当的例举下面式(2)和式(3)化合物。
Figure C20041006396400153
式(2)
Figure C20041006396400161
式(3)
其中式(2)和式(3)中的m代表5到11,n代表8到22。下面所示为式(2)和式(3)的具体例子。
Figure C20041006396400162
Figure C20041006396400171
-给电子着色化合物-
给电子着色化合物(着色剂)可以根据应用适当的选择,没有特别的限制;优选例举无色染料。
作为无色染料,优选荧烷(fluoran)和氮杂苯酞化合物,如下所列举化合物:
2-苯胺基-3-甲基-6-二乙基氨基荧烷、
2-苯胺基-3-甲基-6-(二正丁基氨基)荧烷、
2-苯胺基-3-甲基-6-(N-正丙基-N-甲基氨基)荧烷、
2-苯胺基-3-甲基-6-(N-异丙基-N-甲基氨基)荧烷、
2-苯胺基-3-甲基-6-(N-异丁基-N-甲基氨基)荧烷、
2-苯胺基-3-甲基-6-(N-正戊基-N-甲基氨基)荧烷、
2-苯胺基-3-甲基-6-(N-仲丁基-N-甲基氨基)荧烷、
2-苯胺基-3-甲基-6-(N-正戊基-N-乙基氨基)荧烷、
2-苯胺基-3-甲基-6-(N-正异戊基-N-乙基氨基)荧烷
2-苯胺基3-甲基-6-(N-正丙基-N-异丙基氨基)-荧烷
2-苯胺基-3甲基-6-(N-环己基-N-甲基氨基)-荧烷
2-苯胺基-3-甲基-6-(N-乙基-p-甲苯氨基)荧烷
2-苯胺基-3-甲基-6-(N-甲基-p-甲苯氨基)荧烷、
2-(m-三氯甲基苯胺基)-3-甲基-6-二乙基氨基荧烷、
2-(m-三氟甲基苯胺基)-3-甲基-6-二乙基氨基荧烷、
2-(m-三氯甲基苯胺基)-3-甲基-6-(N-环己基-N-甲基氨基)荧烷、
2-(2,4-二甲基苯胺基)-3-甲基-6-二乙基氨基荧烷、
2-(N-乙基-p-甲苯氨基)-3-甲基-6-(N-乙基苯胺基)荧烷
2-(N-乙基p-甲苯氨基)-3-甲基-6-(N-丙基-p-甲苯氨基)荧烷、
2-苯胺基-6-(N-正己基-N-乙基氨基)荧烷、
2-(o-氯苯胺基)-6-二乙基氨基荧烷
2-(o-氯苯胺基)-6-二丁基氨基荧烷
2-(m-三氟甲基苯胺基)-6-二乙基氨基荧烷、
2,3-二甲基-6-二甲基氨基荧烷
3-甲基-6-(N-乙基-p-甲苯氨基)荧烷、
2-氯-6-二乙基氨基荧烷,
2-溴-6-二乙基氨基荧烷、
2-氯-6-二丙基氨基荧烷、
3-氯-6-环己基氨基荧烷、
3-溴-6-环己基氨基荧烷、
2-氯-6-(N-乙基-N-异戊基氨基)荧烷、
2-氯-3-甲基-6-二乙基氨基荧烷、
2-苯胺基-3-氯-6-二乙基氨基荧烷、
2-(o-氯苯胺基)-3-氯-6-环己基氨基荧烷、
2-(m-三氟甲基苯胺基)-3-氯-6-二乙基氨基荧烷、
2-(2,3-二氯苯胺基)-3-氯-6-二乙基氨基荧烷、
1,2-苯并-6-二乙基氨基荧烷、
3-二乙基氨基-6-(m-三氟甲基苯胺基)荧烷、
3-(1-乙基2-甲基吲哚-3-基)-3-(2-乙氧基-4-二乙基氨基苯基)-4-氮杂苯酞、
3-(1-辛基-2-甲基吲哚-3-基)-3-(2-乙氧基-4-二辛基氨基苯基)-4-氮杂苯酞、
3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)-3-(2-乙氧基-4-二乙基氨基苯基)-7-氮杂苯酞、
3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)-3-(2-甲基-4-二乙基氨基苯基)-4-氮杂苯酞、
3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)-3-(2-甲基-4-二乙基氨基苯基)-7-氮杂苯酞、
3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)-3-(4-二乙基氨基苯基)-4-氮杂苯酞、
3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)-3-(4-N-正戊基-N-甲基氨基苯基)-4-氮杂苯酞、
3-(1-甲基-2-甲基吲哚-3-基)-3-(2-己氧基-4-二乙基氨基苯基)-4-氮杂苯酞、
3,3-二(2-乙氧基4-二乙基氨基苯基)-4-氮杂苯酞、和
3,3-二(2-乙氧基-4-二乙基氨基苯基)-7-氮杂苯酞。
除了上述荧烷和氮杂苯酞化合物外,给电子着色化合物(着色剂)还可以包括常规的无色染料,例如:
2-(p-乙酰基苯胺基)-6-(N-正戊基-N-正丁基氨基)荧烷、
2-苯甲氨基-6-(N-乙基-p-甲苯氨基)荧烷、
2-苯甲氨基-6-(N-甲基-2,4-二甲基苯胺基)荧烷、
2-苯甲氨基-6-(N-乙基-2,4-二甲基苯胺基)荧烷、
2-二苯甲氨基-6-(N-甲基-p-甲苯氨基)荧烷、
2-二苯甲氨基-6-(N-乙基-p-甲苯氨基)荧烷、
2-(二-p-甲基苯甲氨基)-6-(N-乙基-p-甲苯氨基)荧烷、
2-(α-苯基乙基氨基)-6-(N-乙基-p-甲苯氨基)荧烷、
2-甲基氨基-6-(N-甲基苯胺基)荧烷、
2-甲基氨基-6-(N-乙基苯胺基)荧烷、
2-甲基氨基-6-(N-丙基苯胺基)荧烷、
2-乙基氨基-6-(N-甲基-p-甲苯氨基)荧烷、
2-甲基氨基-6-(N-甲基-2,4-二甲基苯胺基)荧烷、
2-乙基氨基-6-(N-乙基-2,4-二甲基苯胺基)荧烷、
2-二甲基氨基-6-(N-甲基苯胺基)荧烷、
2-二甲基氨基-6-(N-乙基苯胺基)荧烷、
2-二乙基氨基-6-(N-甲基-p-甲苯氨基)荧烷、
2-二乙基氨基-6-(N-乙基-p-甲苯氨基)荧烷、
2-二丙基氨基-6-(N-甲基苯胺基)荧烷、
2-二丙基氨基-6-(N-乙基苯胺基)荧烷、
2-氨基-6-(N-甲基苯胺基)荧烷、
2-氨基-6-(N-乙基苯胺基)荧烷、
2-氨基-6-(N-丙基苯胺基)荧烷、
2-氨基-6-(N-甲基-p-甲苯氨基)荧烷、
2-氨基-6-(N-乙基-p-甲苯氨基)荧烷、
2-氨基-6-(N-丙基-p-甲苯氨基)荧烷、
2-氨基-6-(N-甲基-p-乙基苯胺基)荧烷、
2-氨基-6-(N-乙基-p-乙基苯胺基)荧烷、
2-氨基-6-(N-丙基-p-乙基苯胺基)荧烷、
2-氨基-6-(N-甲基-2,4-二甲基苯胺基)荧烷、
2-氨基-6-(N-乙基-2,4-二甲基苯胺基)荧烷、
2-氨基-6-(N-丙基-2,4-二甲基苯胺基)荧烷、
2-氨基-6-(N-甲基-p-氯苯胺基)荧烷、
2-氨基-6-(N-乙基-p-氯苯胺基)荧烷、
2-氨基-6-(N-丙基-p-氯苯胺基)荧烷、
1,2-苯并-6-(N-乙基-N-异戊基氨基)荧烷、
1,2-苯并-6-二丁基氨基荧烷、
1,2-苯并-6-(N-乙基-N-环己基氨基)荧烷、和
1,2-苯并-6-(N-乙基-N-甲苯氨基)荧烷可以作为示例。
它们可以单独或可以结合使用。另外,多色或全色状态可以用显示不同色调的多层的层压的方法表现。
给电子着色化合物(着色剂)和受电子化合物(显色剂)的混合比例没有特别的限制,因为随着所使用的化合物不同适用的范围是不同的。优选的,显色剂对着色剂的摩尔比为0.1到20,更优选0.2到10。过量或不足的显色剂会导致较低的色彩密度。另外,着色剂和显色剂可以在封入胶囊的条件下使用。
-擦除促进剂-
当显色剂与至少含有酰氨基、氨基甲酸酯基、脲基中一个基团的用作擦除促进剂的化合物结合使用时,擦除率显著提高,因为擦除促进剂和显色剂之间分子有相互作用。
擦除促进剂可以为至少含有酰氨基、氨基甲酸酯基、脲基中一个基团的化合物。尤其是,优选下述分子式的化合物。
R4-NHCO-R5            式(4)
R4-NHCO-R6-CONH-R5    式(5)
R4-CONH-R6-NHCO-R5    式(6)
R4-NHCOO-R5           式(7)
R4-NHCOO-R6-OCONH-R5  式(8)
R4-OCONH-R6-NHCOO-R5  式(9)
                      式(10)
其中式(4)到(10)中的R4、R5和R7代表碳原子数为7到22的直链烷基,支链烷基或不饱和烷基。R6代表碳原子数为1到10的二价官能基团。R8代表碳原子数为4到10的三价官能基团。
R4、R5和R7的例子包括庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十八烷基、二十二烷基,和油烯基。
R6的例子包括亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、环七亚甲基、环六亚甲基、环八亚甲基。
优选地,R8为下式所列举。
Figure C20041006396400221
式(4)到(10)化合物的具体例子优选包括下述化合物(1)到(81)。
(1)C11H23CONHC12H25
(2)C15H31CONHC16H33
(3)C17H35CONHC18H37
(4)C17H35CONHC18H35
(5)C21H41CONHC18H37
(6)C15H81CONHC18H37
(7)C17H35CONHCH2NHCOC17H35
(8)C11H23CONHCH2NHCOC11H23
(9)C7H15CONHC2H4NHCOC17H35
(10)C9H19CONHC2H4NHCOC9H19
(11)C11H23CONHC2H4NHCOC11H23
(12)C17H35CONHC2H4NHCOC17H35
(13)(CH3)2CHC14H35CONHC2H4NHCOC14H35(CH3)2
(14)C21H43CONHC2H4NHCOC21H43
(15)C17H35CONHC6H12NHCOC17H35
(16)C21H43CONHC6H12NHCOC21H43
(17)C17H33CONHCH2NHCOC17H33
(18)C17H33CONHC2H4NHCOC17H33
(19)C21H41CONHC2H4NHCOC21H41
(20)C17H33CONHC6H12NHCOC17H33
(21)C8H17NHCOC2H4CONHC18H37
(22)C10H21NHCOC2H4CONHC10H21
(23)C12H25NHCOC2H4CONHC12H25
(24)C18H37NHCOC2H4CONHC18H37
(25)C21H43NHCOC2H4CONHC21H43
(26)C18H37NHCOC6H12CONHC18H37
(27)C18H35NHCOC4H8CONHC18H35
(28)C18H35NHCOC8H16CONHC18H35
(29)C12H25OCONHC18H37
(30)C13H27OCONHC18H37
(31)C16H33OCONHC18H37
(32)C18H37OCONHC18H37
(33)C21H43OCONHC18H37
(34)C12H25OCONHC16H33
(35)C13H27OCONHC16H33
(36)C16H33OCONHC16H33
(37)C18H37OCONHC16H33
(38)C21H43CONHC16H33
(39)C12H25OCONHC14H29
(40)C13H27OCONHC14H29
(41)C16H33OCONHC14H29
(42)C18H37OCONHC14H29
(43)C22H45OCONHC14H29
(44)C12H25OCONHC12H37
(45)C13H27OCONHC12H37
(46)C16H33OCONHC12H37
(47)C18H37OCONHC12H37
(48)C21H43OCONHC12H37
(49)C22H45OCONHC18H37
(50)C18H37NHCOOC2H4OCONHC18H37
(51)C18H37NHCOOC3H6OCONHC18H37
(52)C18H37NHCOOC4H8OCONHC18H37
(53)C18H37NHCOOC6H12OCONHC18H37
(54)C18H37NHCOOC8H16OCONHC18H37
(55)C18H37NHCOOC2H4OC2H4OCONHC18H37
(56)C18H37NHCOOC3H6OC3H6OCONHC18H37
(57)C18H37NHCOOC12H24OCONHC18H37
(58)C18H37NHCOOC2H4OC2H4OC2H4OCONHC18H37
(59)C16H33NHCOOC2H4OCONHC16H33
(60)C16H33NHCOOC3H6OCONHC16H33
(61)C16H33NHCOOC4H8OCONHC16H33
(62)C16H33NHCOOC6H12OCONHC16H33
(63)C16H33NHCOOC8H16OCONHC16H33
(64)C18H37OCOHNC6H12NHCOOC18H37
(65)C16H33OCOHNC6H12NHCOOC16H33
(66)C14H29OCOHNC6H12NHCOOC14H29
(67)C12H25OCOHNC6H12NHCOOC12H25
(68)C10H21OCOHNC6H12NHCOOC10H21
(69)C8H17OCOHNC6H12NHCOOC8H17
擦除促进剂的用量优选0.1到300质量份,更优选3到100质量份,基于显色剂为100质量份计。当用量小于0.1质量份时,不能起到加入擦除促进剂的效果,另一方面,当超过300质量份时,色彩密度将降低。
在热敏层中,根据需要,可以引入粘结剂树脂和各种添加剂,用于提高和/或控制涂层和/或颜色擦除性能。这样的添加剂的例子包括交联剂、交联促进剂、填料、润滑剂、表面活性剂、传导剂、填充物、抗氧化剂、耐日光的物质、颜色稳定剂、增塑剂等等。
粘合剂树脂可以根据应用适当选择,没有特别的限制;粘合剂树脂的例子包括聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙基纤维素、聚苯乙烯树脂、苯乙烯共聚物、苯氧基树脂、聚酯树脂、芳香族聚酯树脂、聚氨基甲酸酯树酯、聚碳酸酯树酯、聚酯丙烯酸酯树脂、聚酯甲基丙烯酸、丙烯基共聚物、马来酸共聚物、聚乙烯醇树脂、改性的聚乙烯醇树脂、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素,和淀粉。
这些粘合剂树脂用来防止由于为擦除记录而进行的加热导致的组合物中各物质的偏差,从而保持均一地分散状态。因此,这种粘合剂树脂优选非常耐热。更进一步的,这种粘合剂树脂优选为通过交联剂以及加热、紫外线照射、电子束等等硬化的交联树脂(以下有时称″交联树脂″)。将交联树脂掺入热敏层中可以提高热敏层的耐热性和涂布强度,并可以提高重复耐久性。
该固化树脂可以根据应用适当选择,没有特别的限制;固化树脂的例子包括含有能与交联剂反应的基团的树脂,如丙烯多元醇树脂、聚酯多元醇树脂、聚氨基甲酸酯多元醇树脂、苯氧基树脂、聚乙烯丁醛树脂、醋酸纤维素丙酸酯树脂,以及醋酸纤维素丁酸酯树脂、以及其他具有能与交联剂反应的基团的单体和其他单体的共聚物树脂。在这些树脂之中,优选丙烯多元醇树脂、聚酯多元醇树脂和聚氨基甲酸酯多元醇树脂。
固化树脂的羟值优选为70KOHmg/g或更高、更优选90KOHmg/g或更高,从而耐久性、涂层的表面硬度和抗碎裂性得以提高。羟值的水平与交联密度有关;所以它能影响涂层的耐化学腐蚀性等。
这种丙烯多元醇树脂可以通过惯用方法制备,比如由丙烯酸酯单体或甲基丙烯酸酯单体和有羧基、羟基等基团的不饱和单体进行溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合。这种含有羧基的不饱和单体的例子包括羟乙基丙烯酸酯(HEA)、羟丙基丙烯酸酯(HPA)、2-羟乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)、2-羟丙基甲基丙烯酸酯(HPMA),2-羟丁基单丙烯酸酯(2-HBA),和1,4-羟丁基单丙烯酸酯(1-HBA)。
在这些单体之中,含有伯醇羟基比如2-羟乙基甲基丙烯酸酯的单体是适用的,因为其涂层具有超强抗碎裂性和耐久性。
这种交联剂可以选自惯用的异氰酸酯化合物、胺化合物、酚化合物、环氧化合物等。  在这些化合物之中,特别优选异氰酸酯化合物。  异氰酸酯化合物可以根据应用适当选择,没有特别的限制,并且包括多种异氰酸酯单体衍生物的例子比如氨基甲酸酯-修饰的、脲基甲酸酯-修饰的、异氰尿酸酯-修饰的、滴定管(buret)-修饰的,和碳二酰亚胺-修饰的化合物、和封端的异氰酸酯化合物。
能形成上述修饰化合物的异氰酸酯单体的例子包括二异氰酸亚甲苯酯(TDI)、4,4′-二苯基甲二异氰酸酯(MDI)、二异氰酸亚二甲苯酯(XDI)、二异氰酸萘酯(NDI)、对亚苯基二异氰酸酯(PPDI)、四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(TMXDI)、亚己基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲二异氰酸酯(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)、异亚丙基二(4-环己基异氰酸酯)(IPC)、环己基二异氰酸酯(CHDI),和联甲苯胺二异氰酸酯(TODI)。
可以使用该反应一般使用的催化剂作为交联促进剂。交联促进剂的例子包括叔胺例如1,4-二氮杂-二环(2,2,2)辛烷,和金属化合物例如有机锡化合物。更进一步的,引入的交联剂不必都进行交联。换言之,这种交联剂可以是保持在未反应的状态。上述交联反应可以随时间进行,因此未反应的交联剂的存在并不意味着交联反应完全没有进行,也不表明交联树脂不存在,即使能够检测到未反应的交联剂。
更进一步的,将聚合物放入高溶解性的溶剂中的浸没试验可以用于辨别这种聚合体是否处于交联状态。换言之,这种非交联聚合物不能在该溶质中存在,因为上述聚合物能溶解于这种溶剂中。可以适当地进行分析来检测溶质中的聚合物。当在溶质中没有发现聚合物时,聚合物被认为是处于非交联状态,从而可区分聚合物和交联聚合物。在本说明书中使用″凝胶分数″。
上述“凝胶分数”的含义为,由于相互聚集变为固态凝胶而导致树脂溶质中失去在溶剂中的独立流动性的状态下产生的凝胶的百分数。优选的,树脂的凝胶分数为30%或更高,更优选50%或更高,更优选70%或更高,和尤其优选80%或更高。越低的凝胶分数表示越差的重复耐久性;因此为了提高凝胶分数,在树脂中掺入能通过加热、UV辐射或电子束等手段固化的固化树脂,另选地,树脂本身也可以通过上述方法交联。
凝胶分数可以如下确定:从基体上剥离一块涂层,称取其初始重量。然后将涂层夹于#400金属丝网之间,并浸入溶剂中24小时,交联前的树脂能溶解于该溶剂中。然后真空干燥涂层,测量干燥后的涂层质量。
凝胶分数通过如下方程计算:
-方程(1)-
凝胶分数(%)=(干燥后质量(g))/初始质量(g)×100
用该方程计算凝胶分数时,排除了虽是热敏层的树脂成分但是分子量较小的有机物质的质量。当不限定较小分子量的有机物质的质量时,凝胶分数可以通过透射电子显微镜(TEM)或扫描电子显微镜(SEM)观测树脂截面,并测量树脂和较小分子量有机物质的面积比得到凝胶分数;以及从面积比和各自的比重,得到较小分子量的有机物质的质量。
进一步的,当热敏层放置到基体上时,该基体上已经层压了诸如保护层的其它层,或当其它层放置于基体和热敏层之间时,凝胶分数可依如下类似测定,热敏层和其它层的层厚度可以通过使用TEM或SEM测量,刮去与其它层的层厚度相对应的深度,这样热敏层就暴露于外并被剥去,然后再类似的使用上述方法。
更进一步的,当由紫外固化树脂等形成的保护层位于热敏层上时,应刮去与保护层相等的厚度,以及极小深度的热敏层,以尽可能减少含有保护层,从而避免对测得的凝胶分数产生影响。
概括的说,上述填料包括无机填料和有机填料。
无机填料的例子包括碳酸钙、碳酸镁、无水硅酸、矾土、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化铬、氧化锰、硅石、滑石,以及云母。
有机填料的例子包括硅酮树脂、纤维素树脂、环氧树脂、尼龙树脂、酚树脂、聚氨基甲酸酯树酯、尿素树脂、三聚氰胺树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树酯;聚苯乙烯树脂比如聚苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯共聚物和苯乙烯-乙烯基苯共聚物;丙烯树脂比如聚氯亚乙烯基丙烯、聚丙烯氨基甲酸酯和聚乙烯丙烯;聚乙烯树脂;甲醛树脂比如苯并胍胺甲醛和三聚氰胺甲醛;聚甲基丙烯酸甲酯树脂和氯乙烯树脂。
它们可以是单独或结合使用。当使用多种复合填料时、对无机和有机填料的结合没有特别的限制。填料的形状可以是球形、粒状的、片状物或针状等等。填料的含量通常为5到50体积百分比。
润滑剂可以根据应用从惯用的物质中适当选择,没有特别的限制;润滑剂的例子包括合成蜡比如酯蜡、石蜡和聚乙烯蜡;植物蜡比如硬化的蓖麻油;动物蜡比如硬化牛脂;高级醇比如十八烷醇和二十二烷醇;高级脂肪酸比如十七烷酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸和二十二烷酸;高级脂肪酸酯比如山梨聚糖的脂肪酸酯;酰胺比如硬脂酰胺、油酰胺、月桂酰胺、亚乙基二硬脂酰胺、亚甲基二硬脂酰胺、甲醇基硬脂酰胺。
热敏层中润滑剂的含量优选0.1到95体积%,更优选1到75体积%。
上述表面活性剂可以根据应用适当的选择,没有特别的限制;表面活性剂的例子包括阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂,和两性表面活性剂。
上述热敏层的形成方法可以根据应用适当的选择,没有特别的限制;例如,可以例举下述的方法:(1)粘合剂树脂、给电子着色化合物和受电子化合物溶于或分散于溶剂中,制得热敏层的粗流体,将粗流体涂敷于基体上,蒸发溶剂形成板状薄层并同时或此后板状薄层进行交联;(2)只将粘合剂树脂溶入溶剂中,然后给电子着色化合物和受电子化合物再分散到溶剂中,制得热敏层的粗流体,将粗流体涂敷于基体上,蒸发溶剂形成板状薄层并同时或此后板状薄层进行交联;(3)加热粘合剂树脂、给电子着色化合物和受电子化合物至熔化,不用溶剂共混形成混合物,熔融的混合物形成板状薄层并在冷却后板状薄层进行交联;
可替代地,这些方法中,板状可逆记录介质可以在没有基体的情况下生产。
方法(1)和(2)中用到的溶剂没有严格的限制,因为它们受限于给电子着色化合物和受电子化合物的类型。通常,可以例举四氢呋喃、甲乙酮、甲基异丁基酮、氯仿、四氯化碳、乙醇、甲苯、苯等等。
此外,受电子化合物以分散微粒的状态存在于热敏层中。
为了使热敏层的涂敷液体具有作为涂层材料的适宜性能,热敏层的涂敷液体可以包含多样添加剂比如颜料、消沫剂、分散剂、润滑剂、防腐剂、交联剂和增塑剂。
涂敷工艺可以根据应用从惯用方法中适当的选择,没有特别的限制;例如:将基体从辊中反绕或将基体切成薄板,然后在输送基体的同时通过刮刀涂布、拉丝锭涂布、喷雾涂布、气刀涂布、焊珠卷边涂布、幕式涂布、照相凹板涂布、压边浇口(kiss)涂布、逆向锟涂、浸渍涂布或模具涂布方法涂上涂敷液体。
涂于热敏层上的液体的干燥条件可以根据应用适当的选择,没有特别的限制;比如,可以大约在环境温度至140℃的温度下干燥10分钟到1小时。
热敏层中树脂的硬化可以通过加热、紫外辐射、电子束辐射等方式进行。
紫外辐射可以是惯用的紫外辐射仪器。紫外辐射仪器可以包含有紫外源、发光成套设备、供电装置、冷却设备和运送装置。
紫外源可以是汞灯、金属卤化物灯、镓灯、汞氙灯、闪光灯等等。紫外源的波长可以根据光致聚合引发剂或光致聚合增强剂的紫外线吸收波长来选择。
紫外线辐射的条件可以根据应用适当的选择,没有特别的限制。例如:根据树脂交联所必需的照射能量,确定灯功率、运送速率等等。
电子束辐射可以用传统的电子束辐射仪器进行。上述电子束辐射仪器可以是概略地被分成扫描电子束型和区域电子束型,并且类型可以根据辐射面积、辐照剂量等等进行选择。根据交联树脂所需的剂量,以及电子流、辐射宽度、运送速率等,可以由下列方程(2)计算辐射条件。
-方程(2)-
D=(ΔE/ΔR)·η·I/(W·V)
其中D代表所需的剂量(Mrad);“ΔE/ΔR”代表平均能量损失;η代表效率;I代表电子流(mA);W代表辐射宽度;以及V运送速率。
商业上,推荐用方程(3),它是由方程(2)简化而来的。
-方程(3)-
D·V=K·I/W
仪器额定值表示为″Mrad-m/rnin″,电子流的额定值为约20到500mA.
热敏层的膜厚度可以根据应用适当的选择,优选厚度为1到20μm,更优选3到15μm。
当厚度过于小时,图象对比度会因较低的色彩密度而降低;另一方面,当厚度过于高时,有可能得不到所要的色彩密度,因为温度分布在膜上分布过宽,就出现了较低温度引起的非显色部分。
<保护层>
第一方面,根据本发明的保护层包含反应活性的杂环化合物,和至少部分表面处理成疏水的无机细微粒,和其他根据需要而定的成分。
第二方面,根据本发明的保护层包含数均粒径为100μm或更小,至少部分表面处理成疏水的无机细微粒,和其他根据需要而定的成分。
这种反应活性的杂环化合物可以根据应用适当选择,并且可以例举(1)反应活性的杂环单体和(2)反应活性的杂环低聚物。
反应活性的杂环单体(1)包括,例如:具有至少一个乙烯基和至少一个杂环的低分子量化合物,并且可以从能通过紫外线或电子束辐射发生交联反应的化合物中选择。含有杂环的反应活性单体的例子包括丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、1,6-己二醇和二缩水甘油醚的二丙烯酸酯、环氧甲基丙烯酸酯、丙烯酸四氢糠基酯、己内酰胺-修饰的丙烯酸四氢糠基酯、新戊二醇-修饰的二丙烯酸三羟甲基丙酯、甲基丙烯酸五甲基哌啶酯、二丙烯酸酯化的异氰尿酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯、己内酰胺-修饰的三(丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯、三(甲基丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯、N-丙烯酰吗啉,以及N-乙烯基比咯烷酮。这些可以是单独或结合使用。
反应活性的杂环低聚物(2)可以通过一种含有除乙烯基之外的反应活性基团的杂环骨架化合物(A),与一种低分子量的含有能与上述(A)的反应活性基团和乙烯基反应的官能基团的化合物(B)之间的反应而获得。该反应活性低聚物的分子量从几千到几万。(A)和(B)的活性基团可以选自例如羧基和羟基或氨基、异氰酸酯基和羟基或氨基的组合。
化合物(A)可以是低分子量化合物。优选的,化合物(A)的分子量可以预先通过杂环的反应活性基团与含有多个官能团的化合物比如二醇、二胺、二羧酸,或氨基酸反应增加,从而扩展反应活性基团。
化合物(B),例如为三丙烯酸季戊四醇酯和五丙烯酸二季戊四醇酯。
含有杂环的反应活性低聚物(2)的例子包括异氰尿酸酯(亚己基二异氰酸酯(HDI)的三聚物)和三丙烯酸季戊四醇酯(PETA)的反应产物;HDI的异氰尿酸酯和2-羟乙基甲基丙烯酸酯(2-HEMA)的反应产物;氢化亚二甲苯基二异氰酸酯(H6XDI)的异氰尿酸酯和PETA的反应产物;H6XDI异氰尿酸酯和2-HEMA的反应产物;二异氰酸甲苯酯(TDI)的异氰尿酸酯和PETA的反应产物;TDI的异氰尿酸酯和2-HEMA的反应产物;异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的异氰尿酸酯和PETA的反应产物;IPDI的异氰尿酸酯和2-HEMA的反应产物。
对于上述HDI的异氰尿酸酯,例如为D-170N(由Mitsuitakeda-Chem.Co.生产)。对于H6XDI的异氰尿酸酯,例如为D-127N(由Mitsuitakeda-Chem.Co.生产)。对于上述TDI的异氰尿酸酯,例如为D-215(由Mitsuitakeda-Chem.Co生产)。对于IPDI的异氰尿酸酯,例如为Z-4370(由Bayer Co生产)。
另外,含有杂环的反应活性低聚物(2),例如为含有杂环的低聚合度的聚合物的化合物(A)和化合物(B)的反应产物。该反应活性的低聚物的分子量从几千到几万。
对于该低聚合度的聚合物的化合物(A),例如为聚乙二醇、聚碳酸二醇,以及聚酯二醇。
另外,含有杂环的反应活性低聚物(2),例如为三种化合物,即聚酯二醇和异氰尿酸酯(HDI)和2-羟乙基甲基丙烯酸酯(2-HEMA),以及聚碳酸二醇和HDI和2-HEMA的反应产物。
紫外线或电子束辐射可以使含有反应活性的杂环低聚物(3)的保护层成为三维交联结构的薄膜。
上述反应活性的杂环化合物中的杂环,可以根据应用适当选择,没有特别的限制;杂环的例子包括由脂肪族链与一个杂原子环绕形成的杂环,比如环氧乙烷、环氧丁烷、呋喃、吡喃、氮丙啶、氮杂环丁烷、吡咯烷、哌啶、环硫乙烷、环硫丁烷、噻吩和硫代吡喃;含有两个或更多杂原子的环比如二氧六环、吗啉、噁唑烷、哌嗪、三唑、硫代吗啉、噻唑烷、噁唑和噻唑;内酯环比如环糊精、异氰尿酸酯和吡咯烷酮(pyrrolidon);和其他环比如内酰胺环、异氰尿酰(isocyanuru)环和其他的骨架。
杂环的大小没有特别的限制,根据应用适当选择;例如优选三到十二员环或(2n+2)员环(n=整数),更优选三到十员环。键可以是饱和或部分不饱和的。
更进一步的,可以是部分与杂原子稠合的稠环氧杂蒽或吲哚。
为了增强保护层的性能,保护层除了反应活性杂环化合物之外,还可以含有另外的反应活性化合物,比如反应活性单体、反应活性低聚物和反应活性聚合物。
另外的反应活性单体的例子包括多种单官能团或多官能团的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯酯、乙烯衍生物和烯丙基化合物。
另外的反应活性低聚物的例子包括氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物,环氧丙烯酸酯低聚物,聚酯丙烯酸酯低聚物,聚醚丙烯酸酯低聚物,乙烯低聚物,和不饱和的-聚酯低聚物。
在这些化合物之中,特别优选含有4个以上官能团的多官能团单体和多官能团低聚物。
多官能团单体可以根据应用适当选择,没有特别的限制,多官能团单体的例子包括三丙烯酸三羟甲基丙酯,三丙烯酸季戊四醇酯,加入了甘油PO的三丙烯酸酯,三丙烯酰氧基乙基磷酸酯,四丙烯酸季戊四醇酯,加入了3mol三羟甲基丙烷的三丙烯酸环氧丙酯,甘油丙氧基三丙烯酸酯,聚丙烯酸二季戊四醇酯,加入了己内酯的聚丙烯酸二季戊四醇酯,丙酸-三丙烯酸二季戊四醇酯,羟基特戊酰茚二酮修饰的三丙烯酸二羟甲基丙酯,丙酸-四丙烯酸二季戊四醇酯,二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯,丙酸-五丙烯酸二季戊四醇酯,加入了氨基甲酸酯预聚合物的三丙烯酸三羟甲基丙酯,六丙烯酸二季戊四醇酯(DPHA),和加入了ε-己内酯的DPHA。
对于多官能团低聚物,例如为HDI同三羟甲基丙烷和2-羟乙基甲基丙烯酸酯(2-HEMA)的加合反应产物;滴管(buret)HDI和2-HEMA的产物;三种反应物,即,聚酯二醇、HDI和2-HEMA的加合物的反应产物;以及三种反应物,即,聚碳酸二醇、HDI和2-HEMA的加合的反应产物。
在这些化合物之中,根据耐热性和机械强度,多官能团单体特别优选为六丙烯酸二季戊四醇酯,四丙烯酸季戊四醇酯,并且优选这些化合物和氨基甲酸酯丙烯酸酯的混合物。
对于另外的反应活性聚合物,优选使用含有硅酮如硅氧烷部分的硅酮树脂,因为其表面润滑性和耐久性增加。活性基团的例子包括乙烯基,丙烯基等等。
优选的,具有反应活性基团的硅酮树脂的用量是0.05到50质量百分比,基于保护层中树脂成分的总量计,更优选0.1到30质量百分比。当用量小于0.05质量百分比时,这种含有反应活性基团的硅酮树脂添加剂的效果实际上没有显示出来,另一方面,当用量超过50质量百分比时,保护层会变得非常软且耐久性差。
反应活性的杂环化合物的含量优选10到90质量百分比,更优选15到80质量百分比,尤其优选30到70质量百分比。当含量低于10质量百分比时,反应活性的杂环化合物性能可能较差,另一方面,当超过90质量百分比时,除反应活性的杂环化合物之外,由反应活性化合物的结合所导致的性能可能不易表现出来。
保护层含有至少部分表面处理成疏水的无机细微粒。无机细微粒可以根据应用适当选择,没有特别的限制;其例子包括无定形氧化硅,矾土,氧化锆,二氧化钛,氧化锌,滑石,粘土,云母,高岭土等等。在这些之中,更优选无定形氧化硅。
在上述第一方面中,无机细微粒的数均粒径的尺寸优选0.8μm或更小,更优选100nm或更小。更进一步的,形状优选为球形。
在上述的第二方面中,无机细微粒的数均粒径的尺寸为100nm或更小,优选5到50nm。更进一步的,形状优选为球形。
使用数均粒径尺寸为100nm或更小的无机细微粒(填充物)能使用于保护层的涂敷液体具有适宜的粘度,在涂敷后可以避免液体下流,所以更易于制得均一的膜。另外,涂敷的缺陷可被协同减少。其原因不明,但是认为细微粒很少在保护层流体中凝聚,从而均一的存在于流体中。
生产数均粒径为100nm或更小的无机细微粒的方法可以是惯用的方法如气相反应或液相反应。
至于确定数均粒径的方法,下述方法值得推荐,首先用SEM或TEM对微粒照相,用计算机或手绘直方图进行图像分析,然后计算数均粒径尺寸;因为以激光散射和库特氏计数器(Coulter Counter)的其他方法测量的是凝聚物的尺寸。
无机细微粒的表面是,至少部分地优选全部,通过应用至少一种选自硅烷偶合剂,钛酸酯偶合剂,和含铝偶合剂的化合物处理成疏水的。
上述硅烷偶联剂可以根据应用从惯用试剂中适当选择,没有特别的限制;试剂的例子包括硅烷单体,硅酮化合物和硅烷偶联剂比如二氯甲硅烷,甲基三氯硅烷,三甲基烷氧基硅烷,二甲基二烷氧基硅烷,甲基三烷氧基硅烷,六甲基二硅氮烷,以及各种硅油;乙烯基硅烷化合物比如乙烯基三乙氧基硅烷,乙烯基三氯硅烷,乙烯基三甲氧基硅烷,乙烯三(β-甲氧基乙氧基)硅烷,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷,环氧硅烷化合物例如β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷,γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷;氨基硅烷化合物比如γ-氨基丙基三甲氧基硅烷,γ-氨基丙基三甲氧基硅烷,N-β-(氨乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷,N-β-(氨乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷,以及γ-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷,反应活性的硅烷化合物比如γ-巯基丙基三甲氧基硅烷,γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷,γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷,和脲基丙基三乙氧基硅烷。它们可以是单独或结合使用。
在这些化合物之中,就更高密度和所得层的坚韧性而言,优选具有反应活性不饱和基团的有机硅烷化合物比如乙烯基硅烷化合物,环氧硅烷化合物,氨基硅烷和反应活性的硅烷化合物,特别优选反应活性的硅烷化合物。
钛酸酯偶合剂的例子包括异丙基三异硬脂酰基钛酸酯,异丙基三(二辛基焦磷酸酯)钛酸酯,异丙基三(N-氨乙基)钛酸酯,四辛基二(二三脱硫磷酸酯(ditridesulphosphate))钛酸酯,四(2,2-二烯丙氧基甲基-1-丁基)二(二三脱硫(ditridesul))磷酸酯钛酸酯,二(二辛基焦磷酸酯)氧乙酸酯钛酸酯,二(二辛基焦磷酸酯)亚乙基钛酸酯。
含铝偶合剂的例子包括乙酰烷氧基二异丙醇铝。
用表面改性剂对无机细微粒进行的表面处理方法可以是将偶合剂以最理想的浓度溶解的在适当的溶剂形成的偶合剂溶液,喷向搅拌的无机细微粒。同时可以使用商业的偶合剂溶液。处理方法还可以是直接将耦合剂加入到分散的无机细微粒中,可替代地,无机细微粒和耦合剂在粉末混合器中加热搅拌。
对于保护层,为了增强表面粗糙度和/或印刷能力,可以加入其他无机填料和有机填料。
无机填料可以根据应用适当选择,没有特别的限制,填料的例子包括碳酸盐比如碳酸钙和碳酸镁;磷酸盐比如磷酸钙;硅酸盐比如无水硅酸盐,水合硅酸盐,含水的硅酸铝,和含水的硅酸钙;氧化物比如矾土,氧化锌,氧化铁,和氧化钙;和氢氧化物比如氢氧化铝。
可以根据应用选择含有有机填料的物质,没有特别的限制;该物质的例子包括硅酮树脂,纤维素树脂,环氧树脂,尼龙树脂,酚树脂,聚氨基甲酸酯树酯,尿素树脂,三聚氰胺树脂,聚酯树脂,聚碳酸酯树酯,聚苯乙烯树脂,聚苯乙烯异戊二烯,聚苯乙烯乙烯苯,聚偏二氯乙烯,丙烯氨基甲酸酯树脂,乙烯基丙烯树脂,聚乙烯树脂,苯并胍胺甲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂,聚甲基丙烯酸甲酯树脂,和聚氯乙烯。
通过加热,紫外线,电子束,或联合使用它们使保护层进行交联,使之变硬。另外,在加热交联方法中要求高温和延长周期,但由于不希望对热敏层着色,不能用足够的高温,结果保护层的涂布强度可能不够。更进一步的,利用电子束的交联固化可以在较短的时期内得到足够的涂布强度;然而,电子束辐射仪器和电子束固化的树脂相对昂贵,并且运转费用相对昂贵,因为需要额外置换惰性气体。所以,经常优选紫外线固化。
当固化是通过紫外线进行时,光致聚合引发剂和/或助催化剂加入到保护层。
光致聚合引发剂通常被分成自由基反应和离子反应类型。另外,自由基反应类型可以分为光致断裂类型和吸氢(hydrogen-drawing)类型。
这种光致聚合引发剂可以根据应用适当选择,没有特别的限制;引发剂的例子包括异丁基安息香醚,异丙基安息香醚,安息香乙醚安息香甲醚,1-苯基-1,2-丙二酮-2-(o-乙氧羰基)肟,2,2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯苄基,羟基环己基苯甲酮,二乙氧基苯乙酮,2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮,二苯甲酮,氯噻吨酮,2-氯噻吨酮,异丙基噻吨酮,2-甲基噻吨酮,氯代二苯甲酮。它们可以单独或结合使用。
光致聚合助催化剂是这样一种试剂,它可以增加伴随吸氢类型例如二苯甲酮和噻吨酮的光致聚合引发剂的固化速率;例如为芳香族叔胺和脂肪族胺。具体地,光致聚合助催化剂例如为p-二甲基氨基苯甲酸异戊酯和p-二甲基氨基苯甲酸乙酯。它们可以单独或结合使用。
光致聚合引发剂或光致聚合助催化剂的用量优选0.1到20质量%,基于保护层中总树脂质量计,更优选1到10质量百分比。
更进一步的,保护层可含有有机紫外线吸收材料;其含量优选0.5到10质量百分比,基于保护层中总树脂质量计。
另外,惯用的表面活性剂,抗氧化剂,均化剂,光稳定剂,抗静电剂等等都可以作为添加剂。
涂敷工艺可以根据应用从惯用方法中适当的选择,没有特别的限制;例如:从辊中反绕或或将基体切成薄板,然后在输送基体的同时通过刮刀涂布、拉丝锭涂布、喷雾涂布、气刀涂布、焊珠卷边涂布、幕式涂布、照相凹板涂布、压边浇口(kiss)涂布、逆向锟涂、浸渍涂布或模具涂布方法涂上涂敷液体。
该涂层薄板连续地传送到通风干燥机,然后在30到150℃干燥10秒到10分钟。
为了无缺陷的进行此涂敷工艺,涂敷保护层流体可以经不锈网,尼龙网,过滤棉,或碳纤维过滤器过滤,和超声波振动1分钟到200小时,更优选10分钟到80小时,以除去污染和气泡,以及分散集结的悬浮液。
其中,特别优选用过滤棉或过滤膜过滤和超声波去结块。优选地,所有的方法是在10000级或更低的净化室中进行。
涂层的干燥优选通过吹入空气或惰性气体如氮气,穿过过滤器,除湿器和加热器,到达涂层的一个或两个表面。优选的,通过选择合适的涂敷条件得到高涂敷均一性,印刷中的针孔样缺陷可以抑制在100/m2或更低。
当对保护层进行热硬化时,如果需要在干燥涂层之后进行固化操作。通过固化操作,在热交联情况下交联得以增强,并且由于降低了溶剂残余物,性质更加稳定。
固化操作可以在自动调温器中在较高温度进行较短时间或在较低温度进行较长时间。优选的,固化操作在10到130℃进行1分钟到200小时,更优选在15到100℃进行2分钟到180小时。
另外,至于固化条件,完全交联的时间并不与产量成正相关。从这一点看,优选的固化条件为40到100℃进行2分钟到120小时。
加热可以直接鼓风到涂层的表面,也可以在辊形或堆叠薄板形的自动调温器中静止加热。当高温不适当时,推荐用减压干燥。
温度可以逐步的升高或降低,加热时段也可以分为多个时间这样可以控制性质或有效产量。
用UV线成形的薄膜可以通过在涂层干燥之后用UV辐射仪器进行光致聚合反应。UV固化可以使用惯用的UV辐射仪器而没有特别的限制。UV辐射源可以是汞灯、卤金属灯、钾灯、汞氙灯、闪光灯等。UV辐射源还可以是选自能提供相应于光致聚合引发剂和光致聚合助催化剂的发射光谱。
灯的输出和输送速率可以根据树脂交联所需的辐射能量进行控制。
在利用电子束固化的情况中,电子束辐射仪器可以选自扫描或非扫描型,视辐射面积和辐射剂量而定。具体的辐射条件可以确定为电流、辐射宽度和运送速率,它们视树脂交联所需剂量而定。
保护层的厚度优选为0.1到20μm,更优选为0.5到10μm,进一步优选为1.5到6μm。当厚度小于0.1μm时,将不能得到足够的耐久性,从而保护层就会在反复印刷和擦除图像之后破坏,或容易被化学物质破坏,以及此后彻底毁坏记录介质。当层厚大于20μm时,图像容易变模糊,点的可重复性变差(图像的精确度);以及由于热传导性差,印刷和擦除所需的能量趋于增加,结果仪器负荷趋于增大。
<中间层>
优选的,为了提高热敏层和保护层的粘结性能,阻止由于涂敷保护层对于热敏层的破坏,以及阻止添加剂扩散到保护层,中间层置于根据本发明的热敏层和保护层之间;因此彩色图像的保存得以提高。
进一步,将固化树脂引入到中间层会提高可逆热敏记录介质的抗热性;因此会获得更好的可重复耐久性。
中间层主要由树脂组成;用于中间层的树脂可以是热敏层中的树脂。
优选地,将UV辐射吸收剂引入到中间层。有机类型的UV辐射吸收剂的例子包括苯并三唑、苯甲酮、水杨酸酯、氰基丙烯酸酯和肉桂酸。其中,优选苯并三唑,尤其优选苯并三唑的羟基被相邻的大官能团保护。具体的优选2-(2′-羟基-3′,5′-二叔丁基苯基)苯并三唑,2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)苯并三唑,2-(2′-羟基-3′,5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑和2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)苯并三唑。
更进一步的,如丙烯树脂和苯乙烯树脂的共聚物是可接受的,它们都有附属(pendant)骨架显示出具有UV射线吸收性能。UV辐射吸收剂的含量优选为0.5到80质量百分比,基于中间层中的总树脂质量计。
在中间层中,可以加入显示有UV线吸引或屏蔽性能的无机化合物(有时称为″UV线控制无机化合物″)。
至于该UV线控制无机化合物,可以例举平均粒度是100nm或更小的金属化合物。金属化合物的例子包括金属氧化物或金属复合氧化物比如氧化锌,氧化铟,矾土,硅石,氧化锆,氧化锡,二氧化铈,氧化铁,氧化锑,氧化钡,氧化铋,氧化镍,氧化镁,氧化铬,氧化锰,氧化钽,氧化铌,氧化钍,氧化铪,氧化钼,铁酸铁,铁酸镍,铁酸钴,钛酸钡和钛酸钾,金属硫化物或硫酸盐比如硫化锌和硫酸钡,金属碳化物比如碳化钛,碳化硅、碳化钼、碳化钨和碳化钽,金属氮化物如氮化铝、氮化硅、氮化硼、氮化锆、氮化钒、氮化铌、氮化镓。
优选金属氧化物的超细粉末,尤其优选硅石、矾土、氧化锌、氧化钛,和氧化铈。另外,金属超细粉末的表面可以用硅酮、蜡、有机硅烷或硅石处理。
UV线控制无机化合物的含量优选1到95体积%。这些有机或无机UV线吸收剂可以引入到热敏层中。
用于中间层的涂敷液体的溶剂、分散仪器、中间层的涂敷工艺,以及中间层的干燥和固化方法都可以为惯用方法,实质上与热敏层和保护层所用方法相同。
中间层的厚度可以根据应用适当的选择,没有特别的限制。优选0.1到20μm,更优选0.5到5μm。
在本发明中为了有效的利用加热,可在基体和热敏层中间添加绝缘的内涂层(undercoat)。进一步的,为了提高基体和热敏层的粘结力以及阻止热敏物质渗入到基体中去,可以放置内涂层。
内涂层可以通过涂敷加入了无机和有机中空的细微粒的粘结剂树脂而形成。用于内涂层的树脂基本上与热敏层和保护层的相同。
另外,内涂层可以含有至少一种填料,其选自无机填料比如碳酸钙、碳酸镁、氧化钛、二氧化硅、氢氧化铝、高岭土和云母,和各种有机填料,还有润滑剂、表面活性剂和分散剂。
记录介质的动摩擦系数优选0.3或更低,以避免由于机械破坏甚至是此后的翻复印刷和擦除所引起的图像变坏。当动摩擦参数大于0.3时,由于介质表明较差的滑动性质,导致传动不足。
为了使得动摩擦系数为0.3或更低,优选将具有反应活性基团的硅酮、硅酮接枝的聚合物、蜡、脱模剂如硬脂酸锌、或润滑剂如硅油加入到保护层中。
润滑剂的用量优选0.01到50质量%,更优选0.1到40质量%,基于保护层中树脂成分的总质量计。润滑剂对系数有小量的影响。当加入量大于50%质量时,与下层的粘合力将很差。
例如,动摩擦系数可以通过有陶瓷壁的HEIDON型测试仪,在加入量200g和迁移速率为0.75mm/sec的条件下确定。
可逆热敏记录介质的表面粗糙度优选0.2μm或更小。当表面粗糙度大于0.2μm时,光泽不足,光泽会随着反复使用而降低,擦痕将足以辨认,擦除的残余物增加,产生幻境。
根据JIS B0601确定表面粗糙度,具体的通过数字显微镜VK-850(Keyence Co.制造)观测。
可以根据应用将可逆热敏记录介质制成各种形状如卡状、板状或辊状。
将记录介质制成卡状的应用包括预付费卡、点卡和信用卡。制成板状的记录介质为常用的文件如A4的尺寸,它已经广泛应用于临时输出,如普通文件、进程管理的指示信函、流通文件、和会议数据、当引入印刷-擦除设备时,因为其可打印区域大于卡状,更不必说实验印刷了。
制成辊状的记录介质可以将印刷-擦除部分集成到设备中用作显示板、告示板和电子白板。因为这样的显示装置不会放出灰尘和污染物,它可以放置到干净的屋子里。
记录介质也可以含有不可逆热敏层。在此情况下,各个热敏层的着色可以相同或不同。进一步的,可以利用喷墨打印机、热传递打印机、或升华型打印机,在热敏层的表面或背面上,进行部分或全部打印诸如胶印和照相凹版印刷或得到有任何图案的着色层。进一步的,在整个或部分着色层,可以在可固化树脂上放置OP清漆层。上述的任何图案包括文字、图案(design)、图形、照片和红外检测信息。进一步的,所述的任一层都可以简单地加入染料或颜料使之染色。
另外,为安全起见记录介质可提供全息摄影。为增强记录介质的图案,可以通过使用外形或内部凹凸面,产生诸如人物肖像、公司标志或象征符号等图案(挖或刻图案)。
在可逆热敏记录介质上形成或擦除图像可以通过惯用的处理设备进行,优选使用下述的处理设备。
图像处理设备优选使用包括用于形成图像的图像形成单元和和用于从记录介质中擦除图像的图像擦除单元,更优选包括能在更短时间内形成和擦除图像的结合单元。具体的,图像处理设备的例子是带热头的并通过改变提供给热头的能量处理图像的类型;或图像形成单元含有热头、图像擦除单元含有接触印刷工具如热头、陶瓷加热器(如一种在铝基上的筛网是抗热元素的加热器)、火印、热辊、加热块等,、或利用热吹风、红外照射等的非接触打印工具的类型。
(可逆热敏记录介质)
根据可逆热敏记录介质,可逆的能显示的热敏层和信息存储部分可以使用在识别卡中(集成的),以及信息存储部分中存储的信息的一部分会显示在热敏层上,这样对卡的所有人很方便,因为只需一看就能确认信息而不需特别的设备。进一步的,在信息存储部分的内容溢出的情况下,记录介质可以通过重写热敏记录部分的显示来重复使用。
组件包括信息存储部分和可逆显示部分,它可以分为如下两类。
(1)包含有信息存储部分的组件的一部分可以用作可逆热固记录介质的基体,然后热敏层直接置于基体上。
(2)先独立地将热敏层置于基体上形成可逆热敏记录介质,然后将基体粘到含有信息存储部分的组件上。
情况(1)和(2)中,信息存储部分放置的位置可以在记录介质基体的热敏层的反面、介于基体和热敏层之间、或在部分热敏层的上面,使得信息存储部分和可逆显示部分可以发挥它们的特性。
信息存储部分可以由磁热敏层、磁条、IC存储器、光存储器、全息摄影、RF-ID标识卡片等制成。在大于卡尺寸的片介质中、优选使用IC存储器、RF-ID标识卡片。另外,RF-ID标识卡片由IC芯片和连接于芯片上的天线组成。
磁热敏层可以通过将涂敷物质涂敷到基体上制成,该涂敷物质含有惯用的氧化铁、铁酸钡等和氯乙烯树脂、氨基甲酸酯树脂、尼龙树脂等,或通过不使用树脂的气相沉积、溅射等方法制成。磁热敏层可以置于于热敏层相对的基体的表面,介于基体和热敏层之间、或在部分热敏层上面。进一步的,用于显示的可逆热敏物质可以用于条形码、二维码等的形式的存储部分。其中更优选磁记录和IC。
至于全息摄影,优选可以重复写入的,例如,以相干光在偶氮苯的液晶屏上写入的可重复写入的全息摄影。
一般,包含信息记录部分的组件有卡、磁盘、盒式磁盘,和盒式磁带。具体的,组件的例子有较厚的卡如IC卡和光卡;含有可重写信息的盒式磁盘如光磁盘(MD)和DVD-RAM;不使用盒式磁盘的磁盘,如DC-RW;重写型盘如CR-R;带有相变化记录物质(CD-RW)的光信息记录介质;和盒式录像带。
进一步的,含有信息存储部分和可逆显示部分的组件显示有更强的实用性。也就是说,以卡为例,卡的所有人只需看到卡而不需将存储于信息记录部分中的部分信息显示到热敏层上的特别的设备就可以确认信息。
信息存储部分可以根据应用适当的选择,而没有特别的限制,只要能将必要的信息记录下来,例如,磁记录、接触式IC、非接触式IC,和光存储器。
磁热敏层可以通过将涂敷物质涂敷到基体上制成,该涂敷物质含有惯用的氧化铁、铁酸钡等和氯乙烯树脂、氨基甲酸酯树脂、尼龙树脂等,或通过不使用树脂的气相沉积、溅射等方法制成。进一步的,用于显示的可逆热敏物质可以用于条形码、二维码等的形式的存储部分。更具体的,可以适当的选择存储介质用于可逆热敏记录介质、可逆热敏存储组件、图像处理设备,和图像处理方法。本发明中,“可逆热敏记录介质的表面”含义为热敏面的表面诸如打印层表面或OP层表面,不仅是保护层而且还有所有或部分的在印刷和擦写过程中与热头相接触的表面。
可逆热敏记录组件包含可逆显示热敏层和信息记录部分,优选例如RF-ID标识卡片作为信息记录部分。图2所示为RF-ID标识卡片85。RF-ID标识卡片由IC芯片81、和连接于IC芯片的天线82组成。IC芯片81可以分为存储部分,电力提供控制部分、传输部分和接收部分四部分;各个部分利用各自的辊,并进行通信。通过RF-ID标识卡片的天线和读写器使用电波交换数据,进行通信。
具体的,RF-ID的天线接受电波,由于共振作用,感应产生电子移动力。结果,RF-ID标识卡片中的IC芯片被激活,芯片中的信息变成信号,然后从RF-ID标识卡片中分配信号。读写器的天线接收信息并用数据处理装置识别之,然后在软面(soft side)上完成数据处理。
RF-ID标识卡片可以制成标签状或卡状。如图3所示,RF-ID标识卡片85可以层压到可逆热敏记录介质90上。RF-ID标识卡片85可以层压到热敏层或背面的表面,优选在背面的表面。为了将RF-ID标识卡片层压到记录介质,可以使用惯用的粘合剂。
图4A和B例举了用于商业可重写板90(可逆热敏记录介质)的可逆热敏记录介质。如图4A所示,可重写显示部分至于热敏层上。在其后面(背面),可逆热敏记录介质可以不必层压,如图4B所示,或可逆热敏记录介质可被层压,如图3所示。优选具有更高实用性的RF-ID标识卡片。
图5为使用结合了可逆热敏记录介质的商业可重写板(可重写板)和RF-ID标识卡片的方法。首先,对于传递原材料,诸如文件名和数量的信息首先记录在可重写板或RF-ID标识卡片上,,然后例如用循环盒中的可重写板或RF-ID标识卡片的信息检查原材料。下一步,将一个工作指示放到传递原材料上,具有记录信息的可重写板和RF-ID标识卡片转成工作指示文字,再进行工作步骤。然后,记录了定制信息的可重写板和RF-ID标识卡片与作为定制指示文字的处理过的产品相连。在输出后可重写板复原,读出输出信息,随后可重写板再次被用作传递文字。
(可逆热敏记录标签)
可逆热敏记录标签含有粘合层或粘结层在可逆热敏记录介质的形成图像的一面的反面,(在此情况下热敏层在基体上,基体的反面支撑热敏层),其它层根据需要适当的选择。进一步的,在记录介质的基体加热熔化的情况下,形成图像的反面的粘合层或粘结层就不是必要的了。
粘合层或粘结层的形状、构造、尺寸等根据应用适当的选取,没有特别的限制。其外形可以为板状或膜状;构造可以为单层或层压的多层;尺寸可以比热敏层大也可以小。
粘合层或粘结层的材料可以根据应用适当的选择,没有特别的限制;材料的例子有脲醛树脂、三聚氰胺树脂、苯酚树脂,环氧树脂,聚醋酸乙烯酯树脂,醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚物,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,丙烯酸树脂,聚乙烯醚树脂,氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,聚苯乙烯树脂,聚酯树脂,聚氨基甲酸酯树酯,聚酰胺树脂,氯化聚烯烃树脂,聚乙烯丁醛树脂,丙烯酸酯共聚物,甲基丙烯酸酯共聚物,天然橡胶,氰基丙烯酸酯树脂,硅酮树脂。它们可以单独或结合使用。更进一步的,该物质可以是的热熔化类型,并且可以同一次性的脱膜纸一起使用或不用一次性的脱膜纸。
可逆热敏记录标签一般地以层压到衬底薄层如卡片的构造使用,其中可逆热敏标签层压到整个或部分的衬底薄层上的一面或两面上。
衬底薄层的形状、构造、尺寸等可以根据需要适当的选择,没有特别的限制。其形状可以是板状等;构造可以为单层或层压层;并且尺寸可根据可逆热敏记录介质的尺寸适当的选择。例如,衬底可以为含氯聚合物、聚酯树脂、生物降解塑料等制成的单层或层压体。
含氯聚合物可以根据应用适当选择,没有特别的限制;该聚合物的例子包括聚氯乙烯,氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,氯乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇共聚物,氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物,氯乙烯-丙烯酸酯共聚物,聚偏二氯乙烯,偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物,以及偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物。
聚酯树脂的例子包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),换句话说缩合酯的酸成分比如为对苯二甲酸、间苯二甲酸,并且醇成分比如为乙二醇,环己烷二甲醇(例如,PETG,Eastman ChemicalCo的商品名)。
可生物降解的塑料的例子包括天然聚合物树脂,其含有聚乳酸,淀粉,变性的聚乙烯醇等等,和微生物产物树脂包括β-丁酸和β-戊酸。
更进一步的,衬底可以是合成树脂薄层或纸,由聚醋酸酯树脂,聚苯乙烯(PS)树脂,环氧树脂,聚氯乙烯(PVC)树脂,聚碳酸酯(PC)树脂,聚酰胺树脂,丙烯树脂,硅酮树脂等等制得。这些物质可以被适当地混合或层压。
至于层压体,例如它包含一个由两层250μm厚的白聚氯乙烯树脂层压的核心层,和100μm厚的透明聚氯乙烯树脂在核心层上面和下面层压的面层。层压体还可以包含一个由两层250μm厚的白PETG层压的核心层,和100μm厚的透明PETG在核心层上面和下面层压的面层。
关于层压衬底薄层和可逆热敏记录标签的方法,如图6所示,可逆热敏记录标签3和衬底薄层4相对叠加,放置和压在镜面盘2两个薄层之间,同时用热盘1加热。
另外,如图7所示,对衬底薄层4进行类似方法处理,其中包含重叠的核心层6和面层7。
用压力和热进行的粘合可以通过惯用的方式进行,一般在5到70kgf/cm2压力下,优选10到50kgf/cm2,在80到170℃的温度,优选90到150℃,通过装有加热盘1的热压装置进行。
当使用透明的聚氯乙烯薄层/白聚氯乙烯薄层/白聚氯乙烯薄层/透明聚氯乙烯薄层的层压体时,在热压下的加热温度优选130到150℃。进一步的,当使用透明的PETG/白PETG/白PETG/透明PETG的层压体时,热压下的加热温度优选110到130℃。
至于其它层压衬底薄层和可逆热敏记录标签的方法,首先加热粘合,然后热层压。热层压后的热粘合可以通过压橡胶辊进行。
热粘合的优化的条件可以根据所用的衬底薄层适当的选择,一般保持在90到130℃进行1小时或更少,优选1到50分钟。
当可逆热敏记录标签含有表面被填料等处理粗糙的保护层时,记录标签热粘合并且压到标签样的衬底上,出现了下述问题:保护层表面的填料会被由于加热和压力被压到保护层中或进入到其底部,所以表面光泽提高且由于填料效果降低而导致重复耐受性降低,并且当在表面光泽提高的情况下反复印刷擦除时,印刷-擦除部分的光泽降低,结果可以发现它与非印刷-擦除部分的光泽有差别,不再均一。可逆热敏记录介质中的保护层的存在应该能消除上述问题。在这方面,优选记录介质的表面粗糙度为0.15μm或更低,因为可以得到更高的光泽。
当至少一种粘合层和粘结层存在于记录介质中时,记录介质可以粘附于全部或部分较厚的衬底,如带有通常难以粘附记录介质的磁条的聚氯乙烯卡,从而,磁体存储中的部分信息就可以显示出来。
可逆热敏记录介质可以为较厚的卡如IC卡和光卡,软盘、含有可重写盘的盒式磁盘如光磁记录磁盘(MD)和DVD-RAM、没有盒式磁盘的磁盘如CD-RW、只能写一次的磁盘如CD-R、基于相转变记录材料的光信息记录介质(CD-RW)、和盒式录像带的显示标签。
图8为粘附于MD盒式磁盘70的记录介质10。在此情况下,显示内容可以随着MD中存储的内容的改变而自动改变。进一步的,在没有盒式磁盘的磁盘如CD-RW中,记录标签可以直接粘附于磁盘。
图9所示为粘附于CD-RW71的记录介质10。当记录标签粘附于只能写一次的磁盘如CD-R而非CD-RW的情况下,一部分CD-R中存储的信息可以再次写入并显示。
图10显示粘附于AgInSbTe型相转变记录材料的光信息记录介质(CD-RW)的记录介质10。至于CD-RW的基本构造,第一介电层110,光信息存储层109,第二介电层108,反射散热层107,和中间层106按照顺序依次置于有导槽的衬底111上。衬底111的背面有硬膜层112。在CD-RW的中间层106上,粘附有记录标签10。可逆热敏记录介质10按顺序含有粘结层或粘合层105、背面层104(back layer)、基体103、热敏层102,和保护层101。
光信息存储层的两面不必均有介电层。当衬底由低抗热材料如聚碳酸酯制成时,优选使用第一介电层110。
图11所示为粘附于录像带72上的记录介质10。这时,显示会根据录像带中所存储的改变而自动改变。
至于将可逆热敏记录到卡、磁盘、盒式磁盘、和盒式磁带的方法、除了将记录标签粘附到卡等的方法之外还可以例举直接将热敏层涂敷于其上的方法,以及在热敏层转移之后在其他基体上预制热敏层的方法。在转移热敏层的方法中,热熔型的粘合或粘结层可以用于热敏层。
在粘附有记录标签或有热敏层的硬卡上,优选在硬衬底和记录标签或热敏层之间放置弹性缓冲层,这样可以提高与热头的接触能力并形成均一图像。
一方面,记录介质可以是如图12所示的薄膜,它可以在基体11上含有可逆热敏层13、中间层14,和保护层15,在基体11背面有背面层16。另一方面,记录介质可以是如图12所示的薄膜,它可以在基体11上含有可逆热敏层13、和保护层15,在基体11背面有背面层16。
各种薄膜(可逆热敏记录介质)可以适当的用于多种商业上的可重写薄层,其如图5所示的装有RF-ID标识卡片85的薄层状。另外,薄膜可以制成如图14A所示的具有打印显示部分23的可逆热敏记录卡21的构造并使用之。其中在卡的背面有磁记录部分且在磁记录部分上有背面层24。
图15A中所示的可逆热敏记录组件(卡)通过加工薄膜制成卡状,该膜在基体上含有热敏层和保护层,形成一个凹部容纳IC芯片而制得。在图15A所示中,可重写记录部分26在卡状记录介质上处理成标签状,在卡的背面形成一个凹部用于容纳IC芯片。
如图15B所示晶片231被装入并固定在凹部25中。在晶片231中,晶片衬底232上有集成电路233,在晶片衬底232上有与集成电路233电相连的多个接触终端234。接触终端234暴露于晶片衬底232的反面,如此构造可使专用打印机(读写器)通过与接触终端234的电接触产生的特定信息进行读写。
可逆热敏记录介质的性能通过图16A和B来解释。图16A为集成电路233的构件框图。另外,图16B的构件框图显示了PAM中存储的数据的一个例子。集成电路233包含LSI,其中CPU235通过预制步骤进行控制,ROM236存储CPU235中的操作程序数据,并且RAM237读写必要的数据。
另外,集成电路233包含I/O介面238,它接收输入的信号并将其传送到CPU235,和接收从CPU235输出的信号并向外分发,并且(图中没有显示)还有电力重启电路、时钟产生电路、脉冲分隔周边电路(pulse dividedperimeter circuit)(中断脉冲产生电路)和地址解码电路。
CPU235可以根据分隔周边电路产生的周期性的中断脉冲进行日常中断控制。进一步的,地址解码电路可以对从CPU235中传出的地址数据进行解码并且传送信号到ROM236、RAM237和I/O介面238。多个接触终端234(图16A中有8个)与I/O介面238相连,从专用打印机(读写器)中传出的具体数据通过接触终端234至I/O介面238输入到CPU235中。CPU235响应输入的信号并根据存储于ROM236中的程序数据进行各种处理,并且通过I/O介面238输出预制数据和信号到读写器板。
如图16B所示,RAM237含有多个存储区域239a到239g。例如,板序号存储于区域239a中。例如,在存储区域239b中,存储了板所有人的ID数据诸如全名、财产、电话号码。例如,存储区域239c预留空白给用户,或存储要处理的信息。例如,关于优先级管理员和优先级用户的信息存储于存储区域239d,239e,239f和239g。
热敏记录标签或记录组件可以通过不同的图像处理方法和图像处理设备进行图像处理,优选如下文所阐述通过图像处理设备进行图像的形成和擦除。
(图像处理方法和图像处理设备)
图像处理设备包括至少一个图像形成单元和图像擦除单元,以及其它根据必要适当的选择的单元,如传导单元、控制单元等。
通过加热热敏记录介质,形成或擦除图像进行图像处理的方法,还包括其它操作,可以根据需要适当的选择,比如传导、控制等等。
图像形成方法可以通过图像形成设备适当的进行,通过在图像形成或擦除单元中加热热敏记录介质进行图像的形成或擦除,并且其它操作可以通过其它单元进行。
-图像形成单元和图像擦除单元-
图像形成单元就是在其中能通过加热可逆热敏记录介质形成图像的单元。图像擦除单元技术在其中能通过加热可逆热敏记录介质擦除图像的单元。
图像形成单元可以根据应用,从热头、激光等等中适当的选择。它们可以单用也可以结合使用。
图像擦除单元可以根据应用从火印、陶瓷加热器、加热辊、加热块、热风、热头、激光辐射设备等等中适当的选择。其中优选陶瓷加热器。通过陶瓷加热器,设备可以小型化,擦除状态可以稳定化,得到高对比度图像。陶瓷加热器的操作温度可以根据应用适当的选择,优选110℃或以上,更优选112℃或以上,最优选115℃或以上。
通过热头,设备也可以小型化,另外,可以节约电力消耗,可以使用易得的电力供应。进一步的,图像形成和擦除可以结合在一个热头上,这样设备可以更加小型化。当记录和擦除在一个热头上进行时,一旦前一个图像被彻底擦除了,随后新的图像就会记录进去;或者使用重写型,其中单个的图像在可变的能量水平被擦除,并且新的图像又被记录。在重写类型中,记录和擦除总时间相对较短,结果加速了记录。
在使用具有热敏层和信息存储层的可逆热敏记录组件(卡)部分的情况下,上述的设备包括信息记录部分中的用于存储的读取单元和重复写入单元。
传导单元可以根据应用适当的选择,使得单元能连续的传输记录介质;可以例举传送带、传送辊,和传送带和传送辊的结合体。
控制单元可以根据应用适当的选择,使得该单元能够控制从序列器、计算机等等中各个步骤。
利用图像处理设备的图像处理方法的一个方面将参照图17和19进行解释。如图17所示,图像处理设备100包括热辊96、热头95,和传导辊。图像处理设备中,记录在热敏层的图像通过热辊96进行加热和擦除。然后处理过的新信息通过热敏层上的热头95进行记录。
在记录介质包括RF-ID标识卡片的情况下,该设备包含有RF-ID读取装置99,如图18和19所示。在此情况下,可以用平行的图像处理设备,如图19所示。
如图18和19所示,在图像处理设备100中,RF-ID标识卡片粘附在记录介质上,记录在RF-ID标识卡片中的信息通过RF-ID读写器99读取,新的信息输入到RF-ID中,然后记录在热敏层中的图像进行加热辊96加热并擦除。然后在经RF-ID读写器读取和重写信息的基础上,处理后的新信息通过热头记录在热敏层上。
另外,RF-ID读写器可以替换为条形码读取器和磁头。在条形码读写器的情况下,记录在热敏层中的条形码信息被读取,然后记录在热敏层中的条形码和可视信息通过加热辊进行擦除,然后在条形码的信息基础上,新处理的信息通过热头以条形码和可视信息的形式记录在热敏层上。
图17和18中所示的图像处理设备中,存在一个盘用于堆叠记录介质,其中记录介质能通过摩擦垫型供纸方法以一片一片的形式取出。通过传送辊,被传送的记录介质转移到RF-ID读写器区域,然后进行读写。进一步的,记录介质通过传送辊传送到擦除单元的加热辊区域,在此处记录在介质中的可视信息被擦除。然后,记录介质传送到热头区域,此处新的信息记录到记录介质中。至此,记录介质通过传送辊传送从上面出口处释放出来。
另外,控制加热辊的温度以符合记录介质的擦除温度。例如,加热辊的表面温度优选100℃到190℃,更优选110℃到180℃,最优选115℃到170℃。
此后,参照图20进一步解释。图20A中的图像处理设备包括热头53作为加热单元,陶瓷加热器38,磁头34,传送辊31、40和47。
如图20A所示,存储在记录介质的磁热敏层中的信息用磁头读取,然后,通过陶瓷加热器加热擦除记录在热敏层中的图像。进一步的,在磁头读取的信息的基础上,处理的新信息记录到热敏层。此后,磁热敏层中的信息被新信息取代。
在如图20A中的图像处理设备中,可逆热敏层5、在热敏层背面的磁热敏层沿传送路线(从后向前的箭头所示)或逆向传送路线传递。记录介质5在磁头34和传送辊31之间的磁热敏层上进行磁记录和擦除,然后在陶瓷加热器38和传送辊40之间进行用于擦除图像的热处理,然后在热头53和传送辊47之间形成图像,此后从设备中释放出来。如上面所述,陶瓷加热器38优选设置在110℃或更高,更优选112℃或更高,最优选115℃或更高。
另外,磁记录的重写入应该在用陶瓷加热器擦除图像之前或之后。另外,在通过陶瓷加热器38和传送辊40之间之后,在通过热头53和传送辊47之间之后,或在通过热头53和传送辊47之后,视需要而定,记录介质反向传送。用陶瓷加热器38进行的复制热处理,和用热头53进行的复印可以在一些实例中应用。
如图20B所示的图像处理装置,从入口30插入的可逆热敏记录介质5,沿着长短线所示的传送路线50进行处理,或在设备中沿着反方向进行处理。从入口30插入的记录介质5通过传送辊31和导向轮32在设备中传送。当它到达传送路线50中预定的位置时,用传感器33和控制装置34c检测其存在,磁热敏层在磁头34和压带卷轴35之间进行磁记录或擦除,然后记录介质通过导向轮39和传送辊40之间,且在陶瓷加热器38之间,进行用于擦除图像的热处理。用传感器43检测其存在并通过陶瓷加热器控制装置38c和压带卷轴44进行操作,然后沿着传送路线50通过传送辊45、46和47进行传送,在热头53之间进行图像形成,在特定位置用传感器51检测其存在,通过热头5控制装置53c和压带卷轴52进行操作,用传送辊59和导向轮60从传送路线56a通过出口61,,将其释放出去。另外,陶瓷加热器38的温度可以根据应用适当的选择,如前文所述,陶瓷加热器38优选设定在110℃或更高,更优选112℃或更高,最优选115℃或更高。
如果需要,记录介质5可以通过开关传送路线改变装置55a,而转向传导路线56b,记录介质5的压力开动限位开关57a动作带动可逆传送带58,通过可逆传送带58,记录介质5在热头53和压带卷轴52之间再次进行加热处理,然后通过传送路线49b进行传送,通过依次连接改变传送路线变换装置55b、限位开关57b和传送带48,然后通过传送辊59和导向轮60沿传导路线56a从出口61释放出去。
进一步的,漂白的传送路线和传送路线变换装置可以置于陶瓷加热器38的两面。在此情况下,优选将传感器43置于压带卷轴44和传送辊45之间。
根据图像处理设备和图像处理方法,由于反复印刷造成的擦除残余物可以显著的减少,同时打印部分的持久性可以显著的提高。
附图说明
图1所示为在一个根据本发明的可逆热敏记录介质的实施例中显色-还原性能(显色一擦除现象)。
图2所示为RF-ID标识卡片的实施例。
图3示意地显示了一种构造,其中RF-ID标识卡片粘贴于可逆热敏记录介质的一个实施例的背面。
图4A和B所示为商业的可重写板(根据本发明的可逆热敏记录介质)。
图5例示如何使用该商业可重写板(根据本发明的可逆热敏记录介质)。
图6例示了一个具体实施方式,其中记录介质和基底板在热压缩过程中结合。
图7例示了另一个具体实施方式,其中记录介质和基底板在热压缩过程中结合。
图8例示了一种构造,其中记录标签层压到MD盒式磁盘上。
图9例示了一种构造,其中记录标签层压到光信息记录介质上。
图10例示了一种构造的横截面,其中记录标签层压到光信息记录介质上。
图11例示了一种构造,其中记录标签层压到盒式录像带上。
图12例示了一个示意横截面中记录标签的层结构。
图13例示了另一个示意横截面中记录标签的层结构。
图14A例示记录介质的正面,其中记录介质做成卡片形状。图14B例示图14A的反面。
图15A例示另一种记录介质,其中记录介质做成另一种卡片形状。图15B例示IC芯片被嵌入到预留给IC芯片的凹部中。
图16A所示为集成电路中的构件框图的一个实施例。图16B所示为含有多个存储区域的RAM。
图17例示使用了一种图像处理方法的图像处理设备。
图18例示另一种使用了一种图像处理方法的图像处理设备。
图19仍是另一种使用了一种图像处理方法的图像处理设备。
图20A例示一种图像处理设备,其中分别通过陶瓷加热器进行图像擦除,和通过热头进行图像形成。图20B例示一种图像处理设备。
具体实施方式
下文将阐述本发明的实施例,它只是本发明的说明而不是用于限制。
数均粒径和表面粗糙度用下述方法测定。
<数均粒径>
无机细微粒的数均粒径是通过用透射电子显微镜(TEM)对无机细微粒进行拍照获得的,测量单个粒子的直径,计算其平均值。
<表面粗糙度>
根据JISB0610通过使用数字显微镜VK-8510(Keyence Co.制造)观察表面来确定。
实施例1
<可逆热敏记录介质的制备>
-热敏层的制备-
取含有4.5质量份的3-二乙基氨基-6-甲基-7-苯胺基荧烷,15质量份的下式所示的着色剂,和61质量份的50wt%丙烯多羟基醇溶液(FR4754,Mitsubishi Rayon K.K.制造)的组合物,研磨并用涂料振荡器分散为1.0μm微粒。向得到的分散物中加入20质量份的75质量%的加合型亚己基二异氰酸酯的乙酸乙酯溶液(Colonate HL,Nippon Urethane K.K.制造),充分搅拌制得用于热敏层的涂敷液体。
Figure C20041006396400521
得到的用于热敏层的涂敷液体通过拉丝锭涂到250μm厚的白色PET薄膜上,在100℃下干燥1分钟,然后60℃加热24小时,最后得到厚度为11μm的热敏层。
-中间层的制备-
充分搅拌1质量份的聚酯多元醇树脂(Takelac U-21,Takeda ChemicalIndustries Ltd制造),1质量份氧化锌(ZnO-305,Sumitomo-Osaka CementK.K.制造),2质量份75质量%的加合型亚己基二异氰酸酯的乙酸乙酯溶液(Colonate HL,Nippon Polyurethane Industries Co.制造),和9质量份甲基乙基酮(MEK),制得用于中间层的涂敷液体。
得到的用于中间层的涂敷液体通过拉丝锭涂到热敏层上,90℃下干燥1分钟,然后70℃加热2小时,最后得到厚度为2.0μm的热敏层。
-保护层的制备-
含有2质量份的用有机硅烷处理过的氧化硅(Sailo Horbic 100,数均粒径1.4μm,Fuji Silysia Ltd制造),8质量份三(丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯(FA-731A,Hitachi Chemical Co.制造),0.4质量份光致聚合引发剂(Irgacure907,Japan Chiba Gaigy Co.制造)、9质量份异丙醇、和9质量份甲苯的组合物,将其振动30分钟制得用于保护层的涂敷液体。
得到的用于保护层的涂敷液体通过拉丝锭涂到所述的中间层上,加热和干燥,在紫外辐射灯下以辐射能量80W/cm照射,传送速率为10m/min,,硬化涂层,然后在60℃加热24小时,得到4μm厚的保护层。
由此,制备出了根据本发明的可逆热敏记录介质。
实施例2
<可逆热敏记录介质的制备>
除了保护层用下述的方法制备外,用与实施例1相同的方式制备可逆热敏记录介质。
得到的记录介质的表面粗糙度为1.4μm。
-保护层的制备-
含有2质量份的用有机硅烷处理过的氧化硅(Sailo Horbic 100,数均粒径1.4μm,Fuji Silysia Ltd制造),4质量份三(丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯(FA-731A,Hitachi Chemical Co.制造),2质量份六丙烯酸二季戊四醇酯(DPHA,Nippon Kayaku Co.制造)、2质量份氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(ArtResin UN-3320HA,Negami Chemical Industrial Co.制造)、0.4质量份光致聚合引发剂(Irgacure 907,Japan Chiba Gaigy Co.制造)、9质量份异丙醇和9质量份甲苯的组合物,将其充分搅拌制得用于保护层的成膜液。
得到的用于保护层的涂敷液体通过拉丝锭涂到所述的中间层,加热和干燥,在紫外辐射灯下以辐射能量80W/cm照射,传送速率为10m/min,硬化涂层,然后在60℃加热24小时,得到4μm厚的保护层。
实施例3
<可逆热敏记录介质的制备>
除了保护层用下述的方法制备外,用与实施例1相同的方式制备可逆热敏记录介质。
-保护层的制备-
含有2质量份的用有机硅烷处理过的氧化硅(Sailo Horbic 100,数均粒径1.4μm,Fuji Silysia Ltd制造),0.5质量份三(丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯(FA-731A,Hitachi Chemical Co.制造),3.5质量份六丙烯酸二季戊四醇酯(DPHA,Nippon Kayaku Co.制造)、4质量份氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(Art Resin UN-3320HA,Negami Chemical Industrial Co.制造)、0.4质量份光致聚合引发剂(Irgacure 907,Japan Chiba Gaigy Co.制造)、9质量份异丙醇的组合物,将其充分搅拌制得用于保护层的涂敷液体。
得到的用于保护层的涂敷液体通过拉丝锭涂到所述的中间层上,加热和干燥,在紫外辐射灯下以辐射能量80W/cm照射,传送速率为10m/min,硬化涂层,然后在60℃加热24小时,得到4μm厚的保护层。
实施例4
<可逆热敏记录介质的制备>
除了在保护层制备中用新戊基乙二醇修饰的三羟甲基丙烷二丙烯酸酯(R-604,Nippon Layaku Co制造)替换三(丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯(FA-731A,Hitachi Chemical Co.制造)外,用与实施例2相同的方式制备可逆热敏记录介质。
实施例5
<可逆热敏记录介质的制备>
除了在保护层制备中用丙烯酸四氢糠基酯(SR-285,Sartomer K.K.制造)替换三(丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯(FA-731A,Hitachi Chemical Co.产)外,用与实施例2相同的方式制备可逆热敏记录介质。
实施例6
<可逆热敏记录介质的制备>
除了在保护层制备中用可聚合的有机硅烷处理过的超细氧化硅(No.30,数均粒径4μm,Mizusawa Industrial Chemical,Ltd制造)代替有机硅烷处理过的氧化硅(Sailo Horbic 100,数均粒径1.4μm,Fuji Silysia Ltd产)外,用与实施例2相同的方式制备热敏层、中间层和保护层,从而得到可逆热敏记录介质。
实施例7
<可逆热敏记录介质>
除用下述方法代替实施例1中制备保护层的方法外,用与实施例1相同的方式制备可逆热敏记录介质。
-保护层的制备-
含有2质量份的用有机硅烷处理过的超细氧化硅(R972,数均粒径16nm,Japan Aerosil Co.制造),4质量份六丙烯酸二季戊四醇酯(DPHA NipponKayaku Co.制造),4质量份氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(Art ResinUN-3320HA,Negami Chemical Industrial Co.制造)、0.4质量份光致聚合引发剂(Irgacure 907,Japan Chiba Gaigy Co.制造)、9质量份异丙醇、和9质量份甲苯的组合物,将其充分搅拌制得用于保护层的涂敷液体。
得到的用于保护层的涂敷液体通过拉丝锭涂到所述的中间层上,加热和干燥,在紫外辐射灯下以辐射能量80W/cm照射,传送速率为10m/min,硬化涂层,然后在60℃加热24小时,得到4μm厚的保护层。
实施例8
<可逆热敏记录介质的制备>
除用被有机硅烷处理过的超细氧化硅(R972,数均粒径16nm,JapanAerosil Co.制造)代替被有机硅烷处理过的氧化硅(Sailo Horbic 100,数均粒径1.4μm,Fuji Silysia Ltd制造)外,用与实施例2相同的方式制备可逆热敏记录介质。
实施例9
<可逆热敏记录介质的制备>
除了在保护层的形成过程中,所得到的用于保护层的涂敷液体要经由超声装置(VS-100,Azone Co制造)在50kHz的频率下超声振动10分钟外,按照与实施例2相同的方式制备可逆热敏记录介质。
得到的可逆热敏记录介质的表面粗糙度为0.6μm。
实施例10
<可逆热敏记录介质的制备>
除了保护层用下述的方法制备外,用与实施例1相同的方式制备可逆热敏记录介质。
-保护层的制备-
2质量份的用有机硅烷处理过的超细氧化硅(R972,数均粒径16nm,Japan Aerosil Co.制造),4质量份三(丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯(FA-731A,Hitachi Chemical Co.制造),2质量份六丙烯酸二季戊四醇酯(DPHA,NipponKayaku Co.制造)、2质量份氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(Art ResinUN-3320HA,Negami Chemical Industrial Co.制造)、1质量份的30质量%UV固化硅酮树脂溶液(AY42-146-U10,Toray Dow Coming Co.制造)、0.4质量份光致聚合引发剂(Irgacure 907,Japan Chiba Gaigy Co.制造)、9质量份异丙醇、和9质量份甲苯,将其充分搅拌,制得用于保护层的涂敷液体。
得到的用于保护层的涂敷液体通过拉丝锭涂到上述的中间层上,加热和干燥,在紫外辐射灯下以辐射能量80W/cm照射,传送速率为10m/min,硬化涂层,然后在60℃加热24小时,得到4μm厚的保护层。
实施例11
<可逆热敏记录介质的制备>
除了不用中间层外,用与实施例2相同的方式制备可逆热敏记录介质。
进一步的,涂敷了热敏层的薄膜为奶白色;然而,由于涂敷了用于保护层的液体之后的UV交联作用,薄膜变成暗棕红色。
对比实施例1
<可逆热敏记录介质的制备>
除用未被硅烷处理过的无定形氧化硅(Silysia 310P,数均粒径1.4μm,Fuji Silysia Chemical Ltd制造)代替实施例7中制备保护层的用有机硅烷处理过的超细氧化硅(R972,数均粒径16nm,Japan Aerosil Co.制造)外,用与实施例7相同的方式制备可逆热敏记录介质。
对比实施例2
<可逆热敏记录介质的制备>
除用未被硅烷处理过的无定形氧化硅(Silysia 310P,数均粒径1.4μm,Fuji Silysia Chemical Ltd制造)代替实施例2中制备保护层的用有机硅烷处理过的氧化硅(Sailo Horbic 100,数均粒径1.4μm,Fuji Silysia Ltd制造)外,用与实施例2中制备保护层相同的方式制备可逆热敏记录介质。
对比实施例3
<可逆热敏记录介质的制备>
除用被有机硅烷处理过的氧化硅(Sailo Horbic 100,数均粒径1.4μm,Fuji Silysia Ltd制造)代替实施例7中制备保护层的被有机硅烷处理过的超细氧化硅(R972,数均粒径16nm,Japan Aerosil Co.制造)外,用与实施例7相同的方式制备可逆热敏记录介质。
对比实施例4
<可逆热敏记录介质的制备>
-热敏层的制备-
取含有4.5质量份的3-二乙基氨基-6-甲基-7-苯胺基荧烷,15质量份的下式所示的着色剂,3质量份被有机硅烷处理过的氧化硅(Sailo Horbic 100,数均粒径1.4μm,Fuji Silysia Ltd制造)、和61质量份的50wt%丙烯多元醇溶液(FR4754,Mitsubishi Rayon K.K.制造)的组合物,研磨并用涂料振荡器分散为1.0μm微粒。向得到的分散物中加入20质量份的75质量%的加合型亚己基二异氰酸酯的乙酸乙酯溶液(Colonate HL,Nippon Urethane K.K.制造),并充分搅拌,制得用于热敏层的涂敷液体。
得到的用于热敏层的涂敷液体通过拉丝锭涂到250μm厚的白色PET薄膜上,100℃下干燥1分钟,然后60℃加热24小时,最后得到厚度为14μm的热敏层。
然后将与实施例1实质上相同的中间层置于热敏层上,与对比实施例1实质上相同的保护层置于中间层上,这样就制备得到了可逆热敏记录介质。
然后所得到的记录介质经重复耐久性步骤,用最大色彩密度、擦除残留物、背景污渍、裂纹和击痕(blowing trace)等表征初始(制备时)和重复耐久性步骤之后。
<重复耐久性步骤>
至于重复耐久性步骤,实施例1到11和对比实施例1到4中所得的各个记录介质都被冲压成信用卡状,然后用卡打印机R-28000(PanasonicCommunications K.K.制造)以印刷-擦除模式进行打印。在印刷-擦除模式下,图像在将卡插入和取出之间的时间内重写,也就是一个回程。通过陶瓷加热器(擦除棒)进行擦除,通过热头连续的进行印刷。
至于条件,印刷能量设置为0.82mJ/dot,陶瓷加热器上的擦除能量设定在一范围的中间值,在该范围内不会存在由于能量不足造成的擦除残留物以及也不出现由于能量过量造成的模糊。印刷密度根据Macbeth DensitometerRD914的黑密度来确定。
重复耐久性步骤通过手动操作视具体应用而定,各个记录介质的整个记录面在每次印刷后都要用手指触觉厚度,并且各个记录介质都要在3分钟后重复印刷。
用Macbeth Densitometer RD914测量开始印刷时的最大色彩密度和100次重复耐久性步骤以后的色彩密度。
另外,根据本发明的目的,上述两个最大色彩密度都大于1.0。当密度为1.0或更高时,结果表示为“B”,当密度小于1.0时,结果表示为“D”。
<擦除残留物的评价>
用密度差别对各个记录介质来进行擦除残留物的评价,也就是说,印刷之前的非印刷区域的密度与经过100次重复印刷和擦除实心文字,从而实心文字被擦除的区域的密度之间的差别。擦除残留物可用于测量由于加热和压纸卷筒的压力造成的热敏层中的熔融和溶解成分。至于根据本发明的目的,当密度差别小于0.03时擦除残留物不能检出。因此,当密度差别是0.03或更小时,结果表示为“B”,当密度差别大于0.03,结果表示为“D”。
<背景污渍的评价>
用密度差别对各个记录介质的背景污渍进行评价。也就是说,印刷之前非印刷区域的密度和重复耐久性步骤中热滞后现象完全没有发生情况下的区域的密度之间的差别。背景污渍可用于测量粘附于记录介质上的油性污渍。至于根据本发明的目的,当密度差别小于0.03时背景污渍不能检出。因此,当密度差别是0.03或更小时,结果表示为“B”,当密度差别大于0.03,结果表示为“D”。
<裂纹的评价>
通过观察各个记录介质上实心文字重复100次印刷的区域的外观来评价裂纹。
[评价标准]
A:外观没有改变
B:表面外观大体没有改变
C:在印刷文字上有轻微裂纹(小于1mm长)
D:在实心印刷区域有1mm或更长的裂纹出现。
<击痕(blowing trace)的评价>
对各个记录介质进行100次反复印刷,其中在每一个奇数次印刷实心文字而在偶数次擦除之,然后观察印刷区域和非陶瓷加热器引起的热滞后现象没有出现的情况下的相邻区域的外观的差别,对击痕进行评价。
[评价标准]
A:所有区域没有分界线
B:光泽有轻微差别
C:光泽有差别
D:出现剥落
结果如表1所示,从对比实施例1和2的结果可以看出,保护层中未用有机硅烷处理过的无定形氧化硅会导致它们的重复耐久性较差。进一步的,从对比实施例2的结果可以看出,没有反应活性杂环单体的保护层会导致重复持久性较差。
对比实施例4的记录介质的图像不均一,粗糙并且不均匀。当能量增加引起最大色彩密度增加时,保护层破裂,结果不能得到较高的密度。
相反的,实施例1到11的记录介质分别得到了高色彩密度的图像,且未引起擦除残留物、背景污渍、裂纹和击痕。
根据本发明的可逆热敏记录介质可以用于卡类物品,如预付卡、点卡,和信用卡。对于薄片,用于印刷的区域大于卡;结果,记录介质可以用于传统文件或用于进程管理的指示。根据本发明的可逆热敏记录介质可以广泛应用于宽幅图片或各种显示如门票、冷冻食品容器、工业产品和各种化学品容器的标签,以及可以用于物理分散管理和生产工艺管理。
表1
初始最大色彩密度 EV 100次重复印刷后
 最大色彩密度  EV  擦除残留物  EV   背景污渍  EV  裂纹EV  击痕EV
    实施例1   1.25  B     1.03  B     0.02  B     0.02  B     B     C
    实施例2   1.30  B     1.07  B     0.02  B     0.01  B     B     B
    实施例3   1.34  B     1.05  B     0.02  B     0.01  B     C     C
    实施例4   1.29  B     1.06  B     0.02  B     0.02  B     B     B
    实施例5   1.33  B     1.00  B     0.02  B     0.01  B     B     B
    实施例6   1.23  B     1.11  B     0.00  B     0.01  B     A     A
    实施例7   1.27  B     1.05  B     0.03  B     0.01  B     B     A
    实施例8   1.26  B     1.12  B     0.01  B     0.01  B     A     A
    实施例9   1.28  B     1.12  B     0.00  B     0.01  B     A     B
    实施例10   1.25  B     1.03  B     0.02  B     0.00  B     B     A
    实施例11   1.35  B     1.07  B     0.03  B     0.01  B     B     C
    对比实施例1   1.30  B     0.93  D     0.07  D     0.05  D     D     D
    对比实施例2   1.21  B     0.97  D     0.05  D     0.05  D     B     B
    对比实施例3   1.25  B     1.04  B     0.07  D     0.02  B     D     C
    对比实施例4   0.94  D     0.73  D     0.03  B     0.05  D     D     B
EV:评价

Claims (35)

1.一种可逆热敏记录介质,按照顺序其包含基体,热敏层和保护层,其中:
热敏层包含给电子着色化合物和受电子化合物,并且可以根据温度可逆的改变颜色,
保护层包含反应活性的杂环化合物,和至少部分表面处理成疏水的无机细微粒,和
该保护层还包含多官能团丙烯酸酯单体和氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物中的至少一种。
2.根据权利要求1的可逆热敏记录介质,其中反应活性杂环化合物选自反应活性杂环单体和反应活性杂环低聚物中的至少一种。
3.根据权利要求1的可逆热敏记录介质,其中基于反应活性化合物的总质量,反应活性杂环化合物的质量百分比为10到90%。
4.根据权利要求1的可逆热敏记录介质,其中无机细微粒的表面用选自硅烷偶合剂、钛酸酯偶合剂和铝偶合剂中至少一种进行处理。
5.根据权利要求4的可逆热敏记录介质,其中硅烷偶合剂含有具有反应活性不饱和基团的有机硅化合物。
6.根据权利要求1的可逆热敏记录介质,其中无机细微粒的数均粒径为100nm或更低。
7.根据权利要求1的可逆热敏记录介质,其中保护层还含有具有反应活性基团的硅酮树脂。
8.根据权利要求1的可逆热敏记录介质,其中保护层是在用于保护层的涂敷液体暴露于超声后,由涂敷液体形成的。
9.根据权利要求1的可逆热敏记录介质,其中热敏层还含有固化树脂。
10.根据权利要求1的可逆热敏记录介质,其中将中间层置于热敏层和保护层之间,并且中间层含有UV线吸收剂和固化树脂。
11.根据权利要求1的可逆热敏记录介质,其中可逆热敏记录介质的表面粗糙度为0.2μm或更低。
12.根据权利要求1的可逆热敏记录介质,其中可逆热敏记录介质的动摩擦系数为0.3或更低。
13.根据权利要求1的可逆热敏记录介质,其中可逆热敏记录介质制成卡状、标签状、板状和辊状构造中的一种。
14.一种可逆热敏记录介质,按顺序其包含基体、热敏层和保护层,其中
热敏层包含给电子着色化合物和受电子化合物,并且可以根据温度可逆的改变颜色,
保护层包含无机细微粒,其数均粒径为100nm或更低并且至少部分表面处理成疏水,和
该保护层还包含多官能团丙烯酸酯单体和氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物中的至少一种。
15.根据权利要求14的可逆热敏记录介质,其中无机细微粒的表面用选自硅烷偶合剂、钛酸酯偶合剂和铝偶合剂中至少一种进行处理。
16.根据权利要求15的可逆热敏记录介质,其中硅烷偶合剂含有具有反应活性不饱和基团的有机硅烷化合物。
17.根据权利要求14的可逆热敏记录介质,其中保护层还含有具有反应活性基团的硅酮树脂。
18.根据权利要求14的可逆热敏记录介质,其中热敏层含有固化树脂。
19.根据权利要求14的可逆热敏记录介质,其中可逆热敏记录介质的表面粗糙度为0.2μm或更低。
20.根据权利要求14的可逆热敏记录介质,其中可逆热敏记录介质的动摩擦系数为0.3或更低。
21.根据权利要求14的可逆热敏记录介质,其中可逆热敏记录介质制成卡状、标签状、板状或辊状构造。
22.一种可逆热敏记录标签,其含有可逆热敏记录介质和粘合层或粘结层中的一种,其中
记录介质按顺序含有基体、热敏层和保护层,
热敏层包含给电子着色化合物和受电子化合物,并且可以根据温度可逆的改变颜色,
保护层包含反应活性的杂环化合物,和至少部分表面处理成疏水的无机细微粒,
该保护层还包含多官能团丙烯酸酯单体和氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物中的至少一种,和
粘合层与粘结层之一位于正对于记录介质的图像形成面的表面。
23.一种可逆热敏记录标签,其含有可逆热敏记录介质和粘合层与粘结层中一种,其中
记录介质按顺序含有基体、热敏层和保护层,
热敏层包含给电子着色化合物和受电子化合物,并且可以根据温度可逆的改变颜色,
保护层包含数均粒径为100nm或更小、并且至少部分表面处理成疏水的无机细微粒,
该保护层还包含多官能团丙烯酸酯单体和氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物中的至少一种,和
粘合层与粘结层之一位于正对于记录介质的图像形成面的表面。
24.一种可逆热敏记录组件,其含有信息存储部分和可逆显示部分,其中
可逆显示部分包含可逆热敏记录介质,可逆热敏记录介质按顺序含有基体、热敏层和保护层,
热敏层包含给电子着色化合物和受电子化合物,并且可以根据温度可逆的改变颜色,
保护层包含反应活性的杂环化合物,和至少部分表面处理成疏水的无机细微粒,和
该保护层还包含多官能团丙烯酸酯单体和氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物中的至少一种。
25.根据权利要求24的可逆热敏记录组件,其中信息存储部分和可逆显示部分是集成的。
26.根据权利要求24的可逆热敏记录组件,其中信息存储部分选自磁热敏层、磁条、IC存储器、光存储器、全息摄影、RF-ID标识卡片、磁盘、盒式磁盘和盒式磁带。
27.一种可逆热敏记录组件,其含有信息存储部分和可逆显示部分,其中
可逆显示部分包含可逆热敏记录介质,可逆热敏记录介质按顺序含有基体、热敏层和保护层,
热敏层包含给电子着色化合物和受电子化合物,并且可以根据温度可逆的改变颜色,
保护层包含数均粒径为100nm或更小、并且至少部分表面处理成疏水的无机细微粒,和
该保护层还包含多官能团丙烯酸酯单体和氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物中的至少一种。
28.一种图象处理设备,其包含至少一个图象形成单元和图象擦除单元,其中
通过加热图象形成单元中的可逆热敏记录介质,在可逆热敏记录介质上形成图象,
通过加热图象擦除单元中的可逆热敏记录介质,从可逆热敏记录介质中擦除图象,和
可逆热敏记录介质按顺序包含基体、热敏层和保护层,
热敏层包含给电子着色化合物和受电子化合物,并且可以根据温度可逆的改变颜色,
保护层包含反应活性的杂环化合物,和至少部分表面处理成疏水的无机细微粒,和
该保护层还包含多官能团丙烯酸酯单体和氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物中的至少一种。
29.根据权利要求28的图象处理设备,其中图象形成单元具有热头和激光辐射设备中的一种。
30.根据权利要求28的图象处理设备,其中擦除单元含有选自热头、陶瓷加热器、热辊、火印、加热块和激光辐射设备中的一种。
31.一种图象处理设备,其包含至少一个图象形成单元和图象擦除单元,其中
通过加热图象形成单元中的可逆热敏记录介质,在可逆热敏记录介质上形成图象,
通过加热图象擦除单元中的可逆热敏记录介质,从可逆热敏记录介质中擦除图象,和
可逆热敏记录介质按顺序包含基体、热敏层和保护层,
热敏层包含给电子着色化合物和受电子化合物,并且可以根据温度可逆的改变颜色,
保护层包含数均粒径为100nm或更小、并且至少部分表面处理成疏水的无机细微粒,和
该保护层还包含多官能团丙烯酸酯单体和氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物中的至少一种。
32.一种图象处理方法,包含下述至少一种:
通过加热可逆热敏记录介质在可逆热敏记录介质上形成图象,和
通过加热可逆热敏记录介质从可逆热敏记录介质中擦除图象;
其中可逆热敏记录介质按顺序包含基体、热敏层和保护层,
热敏层包含给电子着色化合物和受电子化合物,并且可以根据温度可逆的改变颜色,
保护层包含反应活性的杂环化合物,和至少部分表面处理成疏水的无机细微粒,和
该保护层还包含多官能团丙烯酸酯单体和氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物中的至少一种。
33.根据权利要求32的图象处理方法,其中通过热头或激光辐射设备之一进行图象的形成。
34.根据权利要求32的图象处理方法,其中通过选自热头、陶瓷加热器、热辊、火印、加热块和激光辐射设备中的一种进行图象擦除。
35.根据权利要求34的图象处理方法,其中通过热头,新图象伴随着旧图象的擦除而形成。
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