CN1989015B - 用于成像的组合物、系统及方法 - Google Patents

Abstract

用于记录图像的组合物、方法和系统。所述系统包括多相的成像材料130，所述材料通过天线材料将能量110吸收于其中。所吸收的能量导致活化剂与成色剂材料140发生反应。

Description

用于成像的组合物、系统及方法

背景技术

在采用如光或热的能量刺激下能够产生颜色变化的材料可能应用在成像中。例如，在热敏打印纸和即时成像胶片中可以发现这样的材料。一般而言，迄今已知的材料和组合物需要多层结构和进一步加工以产生图像(如诸如偏振片的即时成像胶片)。在传真和热感应头介质的情况下，需要供给大于1J/cm²的高能量以获得优良的图像。在多层胶片介质中的组合物可能需要控制进行成膜化学的扩散以及进一步加工，在分离相和层中也是如此。大多数热敏和传真纸涂层由通过制备两种以上组分的细分散体而制备的涂层组成的。将所述成分进行混合并且在施加能量的条件下进行反应以产生有色的材料。为了进行必要的混合，所述的粒子需要穿过三个或更多的相或层接触并且合并形成一个新的相。由于这些多个相或层的缘故，需要高能量来完成这个过程。例如，可能需要具有能量密度3J/cm²的较大功率的二氧化碳激光以远大于100微秒的时间以产生标记。在一些例子中，这种高能应用可能引起成像基底的损坏。在许多情况下，可能希望使用较小强度、较小功率和/或较短的能量施加而更有效地制造可见的标记。因而，需要可能由不足三个相和单层组成的快速标记涂层。由辐射引发和可寻址的，特别通过低于100微秒供给低于1J/cm²的能量密度的单层的成色材料是迄今未知的。

简述

这里所公开的是成像材料和制造成像材料的方法。这里所公开的材料可以包括天线分子(antenna)、成色剂和活化剂，它们全部分散在基体中。成色剂和活化剂在成像材料中是以两个分离的相存在的。天线分子容易吸收能量，所述能量可以以成像方式用于成像材料。所吸收的能量将所述混合物加热而引起成色剂和活化剂混合并反应，它引起成色剂变色并且产生了标记。

附图简述

为了详细描述本发明实施方式，现在将参考附图，其中：

图1显示了根据本发明实施方式制备成像材料的方法。

图2显示了根据本发明实施方式的成像介质。

注释和命名

在以下的描述和权利要求中用到的某些术语是指特定系统组分。作为本领域技术人员可以理解，公司可以用不同名称命名组分。本文件并不试图区分那些仅在名称上而非功能上存在差异的组分。在下面的论述和权利要求中，使用的术语“包括”和“包含”是开放式的方式，因此，应当被解释为“包括，但不限于...”。术语“无色染料”是指在未活化状态时为无色的或单色的，在活化状态可以产生或改变颜色的成色物质。这里用到的术语“活化剂”是一种可以与无色染料反应并且导致无色染料改变化学结构而改变或产生颜色的物质。仅举例来说，活化剂可以是可以实现这种变化的酚或其他供给质子的物质。术语“天线分子”是指任何吸收辐射的化合物，所述天线分子很容易吸收标记辐射所需要的特定波长。

发明祥述

下面是针对本发明的多个实施方式的论述。所公开的实施方式将不能解释为或另外用于限制本公开包括权利要求书的范围，除非有相反的指示。此外，本领域技术人员将理解下面的描述具有广泛的用途，并且任何实施方式的论述仅表示示例性的实施方式，而不是将包括权利要求书的本公开的范围限定到实施方式中。

本发明的实施方式包括当用780nm激光在45mw下操作进行标记时产生清晰标记和高质量图像的涂层。能够在能量刺激下产生能量变化的材料可以包括成色剂，如荧烷无色染料和活化剂，如磺酰基苯酚，所述磺酰基苯酚分散在基体如辐射固化的丙烯酸酯低聚物和单体中，并施加到基底上。在特定的实施方式中，无色染料或活化剂可以在环境条件下基本上不溶于基体。在这个涂层中还存在具有吸收能量和起将能量传递给反应物作用的高效辐射能量吸收剂。能量可以通过例如激光或红外线方式进行提供。在施加能量的情况下，活化剂、成色剂或两者可以被加热和混合，导致成色剂被活化并且产生标记。

参看图2中阐述的实施例，其中显示出成像介质100、能量110、基底120、成像组合物130和悬浮的粒子140。成像介质110可以包括基底120。基底120可以是任何合适的制造标记的基底，如仅以举例方式，纸(如标签、票据、收据或文具)、幻灯片、或如CD-R/RW/ROM或DVD-R/RW/ROM的标记表面。

成像组合物130可以包括基体、活化剂、吸收辐射的化合物如染料和成色染料。活化剂和成色染料在混合时可以改变颜色。活化剂或者成色染料中的一种可以溶解在基体中。另一组分(活化剂或成色染料)基本上不溶解于基体，并且像均匀分布的粒子140一样被悬浮在基体中。成像组合物130可以以任意可接受的方法被施用到基底上，例如所述方法仅举例性举出辊轧、喷雾或丝网印刷。

能量110可以被以成像方式引入到成像介质100。能量的形式可以根据可用的设备、环境条件和需要的结果而变化。可以使用的能量的实例包括红外线辐射、紫外线辐射、X-射线或可见光线。天线分子可以吸收能量并且将成像组合物130加热。热量可以导致悬浮粒子140达到足以使原来存在于粒子中的成色物质互相扩散的温度(如粒子140和基体的玻璃化转变温度(Tg)或融化温度(Tm))。然后活化剂和染料可以发生反应而形成颜色。

实施例1和2举例说明了本发明的示范性实施方式。可以在本发明的范围内进行一些变型。例如，天线分子60可以是有效吸收能量以被施加于成像介质来形成标记类型任何材料。仅举例来说，以下化合物IR780(Aldrich42，531-1)(1)、IR783(Aldrich54，329-2)(2)、Syntec 9/1(3)、Syntec9/3(4)或金属络合物(如二硫杂环戊烷金属络合物(5)和靛苯胺(indoaniline)金属络合物(6))可以是合适的天线分子：

其中M₁为过渡金属，R₁、R₂、R₃和R₄为具有或不具有卤素取代基的烷基或芳基，A₁、A₂、A₃和A₄可以为S、NH或Se；

其中M₂为Ni或Cu并且R₅和R₆为具有或不具有卤素取代基的烷基或芳基。

天线分子的另外的实例可以参见“吸收红外的染料”Matsuoka、Masaru编著的Plenum出版(1990)(ISBN0-306-43478-4)和“用于高技术的近红外染料”，Daehne.S.Resch-Genger.U.Wolfbeis.O.编著，Kluwer学术出版社(ISBN0-7923-5101-0)，这两篇在此引作参考。

活化剂(如双酚-A)和成色染料90(如BK-400)可以一前一后作用而产生标记。活化剂和染料可以为任何两种在一起反应时产生颜色变化的物质。当发生反应时，活化剂可以引发染料中的颜色变化或使染料显影。活化剂或染料中的一种在环境条件下溶解于基体(如漆)中。另一种组分在环境条件下基本上不溶解于漆中。“基本上不溶解”是指另一种组分在环境条件下在漆中的溶解度是很低的，以致于由于在环境条件下染料和活化剂的反应没有或很少发生颜色的变化。不过，在上述描述的实施方式中，活化剂可以是溶解在漆中的，以及在环境条件下染料以固体形式悬浮在基体中，同样可以接受的是，在环境条件下成色剂可以溶解在基体中，而活化剂可以保持为悬浮的固体。活化剂可以包括但不限于质子供体和酚类化合物如双酚-A和双酚-S。成色剂可以包括但不限于无色染料如“无色染料的化学和应用”Muthyala.Ramiah编著的Plenum出版(1997)(ISBN 0-306-45459-9)中描述的如荧烷无色染料和2-苯并[c]呋喃酮成色剂的，所述的文献在此引作参考。可接受的荧烷无色染料包括式(7)所显示的结构

其中A和R为烷基或芳基。

漆30可以是任何用于溶解和/或分散活化剂、天线分子和成色剂的合适基体。可接受的漆可以包括仅为举例，具有照片包装的可紫外固化的基体如丙烯酸酯衍生物、低聚物或单体。照片包装可以包括引发用于固化如仅为举例，漆如苯甲酮衍生物的反应的可吸收光的物质。用于自由基聚合的单体和预聚物的图像引发剂的其他的实例包括但不限于噻吨衍生物、蒽醌衍生物、苯乙酮和苯偶姻醚类型。选择通过辐射的形式被固化而不是引起颜色改变的辐射的基体是理想的。基于阳离子聚合树脂的基体可以得到基于芳族重氮盐、芳族卤盐、芳族锍盐和金属茂化合物的光引发剂。可接受的漆或介质的实例可以包括Nor-Cote CDG000(UV可固化聚丙烯单体和低聚物的混合物)，它包括光引发剂(羟基酮)和有机聚丙烯酸酯溶剂(如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸β-苯甲基-乙基酯和丙烯酸六亚甲基酯)。其他可接受的漆或基体可以包括如从Sartomer公司获得的CN293和CN294的丙烯酸化的聚酯低聚物。

实施例

实施例1

参照图1的实施方式，显示出根据本发明的实施方式用于制备成像溶液的方法，所述方法可以包括活化剂熔体10、活化剂/天线分子溶液20、可紫外固化的漆溶液30、漆/天线分子/活化剂溶液40和两相的可紫外固化的糊剂50。在图1中阐述的实施方式中，将2g的草酸二苄基酯加热至熔点(≈85℃)。将20g的活化剂双酚-A和1g的天线分子IR780溶解在熔融的草酸二苄基酯中。冷却活化剂/天线分子溶液20并且研碎成细粉末70。

将5g的研碎的活化剂/天线分子粉末70溶解在15.3g的Nor-CDG000UV-漆30(可紫外固化的丙烯酸酯单体和低聚物的混合物)以形成漆/活化剂溶液40，在其中加入14.5g的BK-400无色染料90(由Nagase获得的2’-苯胺基-3’-甲基-6’-(二丁基氨基)荧烷、结构式如下面结构式8中所列出的)(平均粒径＜5μm)和1.9g的纯双酚A(平均粒径＜5μm)。从混合物得到细膏状物并且丝网印刷到厚度约7μm的基底上以形成成像介质(未显示)。然后将在介质上的涂层通过汞灯进行固化。

用45mW激光所得的经涂覆基底直接进行标记。以约20微秒-100微秒的能量产生了约20μm×45μm的标记。当需要的图像标记在成像介质上时，无需使用印刷中介物，直接进行标记。

实施例2

在实施例2的实施方式中，将2g的草酸二苄基酯加热至熔点(≈85℃)。将20g的活化剂TG-SA(酚、4，4’-磺酰基双[2-(2-丙烯基)-9氯])(结构式(9)和1.2g的天线分子IR780溶解在熔融的草酸二苄基酯中。冷却活化剂/天线分子溶液20并且研碎成细粉末70。

将1.8g研碎的活化剂/天线分子粉末70溶解在15.3g的Nor-CDG000UV-漆30(UV可固化的丙烯酸酯单体和低聚物的混合物)以形成漆/活化剂溶液40，在其中加入15g的S-205无色染料90(由Nagase有限公司获得的2-苯胺基-3-甲基-6-(N-乙基-N-异戊基氨基)呋喃)(结构式10)

(平均粒径＜5μm)90和2.0g的纯双酚A(平均粒径也＜5μm)。使混合物成为细膏状物并且以约7μm的厚度丝网印刷到基底上以形成成像介质(未显示)。然后通过汞灯对在基体上的涂层进行固化。用45mW激光在得到的被涂覆的基底上产生直接标记。用约60微秒-100微秒的能量产生了约20μm×45μm的标记。

上述论述是对本发明原理和各种实施方式的示范性说明。一旦完全理解了上述所公开的内容，许多变型和改进对于本领域技术人员将是显而易见的。以下权利要意图求被解释为涵盖所有这样的变型和改进。

Claims (8)

1.直接成像的混合物，它包括：基体、溶解在该基体中的天线分子、成色剂和活化剂，其中所述的活化剂和所述的成色剂中的一种在环境条件下在所述的基体或基体前体中是可溶的；其中活化剂和成色剂中的所述可溶解的那一种溶解在基体中；其中活化剂和成色剂中的另一种基本上均匀地分布在所述基体中，且活化剂和成色剂中的另一种基本上不溶解在基体中。

2.权利要求1的混合物，其中所述成色剂包括至少一种选自无色染料和2-苯并[c]呋喃酮染料的化合物。

3.权利要求1的混合物，其中所述活化剂包括酚类化合物。

4.权利要求1的混合物，其中所述天线分子包括至少一种选自下列的化合物：醌、酞菁染料、萘胺蓝、金属络合物、偶氮、克酮酸

方形酸染料、六官能聚酯低聚物和由下式表示的化合物：

5.权利要求1的混合物，其中所述天线分子被调谐为易于吸收激光辐射。

6.权利要求1的混合物，其中所述基本不溶解的组分包括平均直径不大于20μm的粒子。

7.权利要求1的混合物，其中该直接成像混合物包括3重量％-90重量％的固体粒子。

8.图像记录介质，该介质包括基底和权利要求1-7中任一项的直接成像混合物，并且其中所述成像混合物被直接或间接地施加于所述基底上。

Images