用於成像的組合物、系統及方法

2023-04-29 23:39:41 3

專利名稱：用於成像的組合物、系統及方法
背景技術：
在採用如光或熱的能量刺激下能夠產生顏色變化的材料可能應用在成像中。例如，在熱敏列印紙和即時成像膠片中可以發現這樣的材料。一般而言，迄今已知的材料和組合物需要多層結構和進一步加工以產生圖像(如諸如偏振片的即時成像膠片)。在傳真和熱感應頭介質的情況下，需要供給大於1J/cm2的高能量以獲得優良的圖像。在多層膠片介質中的組合物可能需要控制進行成膜化學的擴散以及進一步加工，在分離相和層中也是如此。大多數熱敏和傳真紙塗層由通過製備兩種以上組分的細分散體而製備的塗層組成的。將所述成分進行混合併且在施加能量的條件下進行反應以產生有色的材料。為了進行必要的混合，所述的粒子需要穿過三個或更多的相或層接觸並且合併形成一個新的相。由於這些多個相或層的緣故，需要高能量來完成這個過程。例如，可能需要具有能量密度3J/cm2的較大功率的二氧化碳雷射以遠大於100微秒的時間以產生標記。在一些例子中，這種高能應用可能引起成像基底的損壞。在許多情況下，可能希望使用較小強度、較小功率和/或較短的能量施加而更有效地製造可見的標記。因而，需要可能由不足三個相和單層組成的快速標記塗層。由輻射引發和可尋址的，特別通過低於100微秒供給低於1J/cm2的能量密度的單層的成色材料是迄今未知的。
簡述這裡所公開的是成像材料和製造成像材料的方法。這裡所公開的材料可以包括天線分子(antenna)、成色劑和活化劑，它們全部分散在基體中。成色劑和活化劑在成像材料中是以兩個分離的相存在的。天線分子容易吸收能量，所述能量可以以成像方式用於成像材料。所吸收的能量將所述混合物加熱而引起成色劑和活化劑混合併反應，它引起成色劑變色並且產生了標記。
附圖簡述為了詳細描述本發明實施方式，現在將參考附圖，其中

圖1顯示了根據本發明實施方式製備成像材料的方法。
圖2顯示了根據本發明實施方式的成像介質。
注釋和命名在以下的描述和權利要求中用到的某些術語是指特定系統組分。作為本領域技術人員可以理解，公司可以用不同名稱命名組分。本文件並不試圖區分那些僅在名稱上而非功能上存在差異的組分。在下面的論述和權利要求中，使用的術語「包括」和「包含」是開放式的方式，因此，應當被解釋為「包括，但不限於…」。術語「無色染料」是指在未活化狀態時為無色的或單色的，在活化狀態可以產生或改變顏色的成色物質。這裡用到的術語「活化劑」是一種可以與無色染料反應並且導致無色染料改變化學結構而改變或產生顏色的物質。僅舉例來說，活化劑可以是可以實現這種變化的酚或其他供給質子的物質。術語「天線分子」是指任何吸收輻射的化合物，所述天線分子很容易吸收標記輻射所需要的特定波長。
發明祥述下面是針對本發明的多個實施方式的論述。所公開的實施方式將不能解釋為或另外用於限制本公開包括權利要求書的範圍，除非有相反的指示。此外，本領域技術人員將理解下面的描述具有廣泛的用途，並且任何實施方式的論述僅表示示例性的實施方式，而不是將包括權利要求書的本公開的範圍限定到實施方式中。
本發明的實施方式包括當用780nm雷射在45mw下操作進行標記時產生清晰標記和高質量圖像的塗層。能夠在能量刺激下產生能量變化的材料可以包括成色劑，如熒烷無色染料和活化劑，如磺醯基苯酚，所述磺醯基苯酚分散在基體如輻射固化的丙烯酸酯低聚物和單體中，並施加到基底上。在特定的實施方式中，無色染料或活化劑可以在環境條件下基本上不溶於基體。在這個塗層中還存在具有吸收能量和起將能量傳遞給反應物作用的高效輻射能量吸收劑。能量可以通過例如雷射或紅外線方式進行提供。在施加能量的情況下，活化劑、成色劑或兩者可以被加熱和混合，導致成色劑被活化並且產生標記。
參看圖2中闡述的實施例，其中顯示出成像介質100、能量110、基底120、成像組合物130和懸浮的粒子140。成像介質110可以包括基底120。基底120可以是任何合適的製造標記的基底，如僅以舉例方式，紙(如標籤、票據、收據或文具)、幻燈片、或如CD-R/RW/ROM或DVD-R/RW/ROM的標記表面。
成像組合物130可以包括基體、活化劑、吸收輻射的化合物如染料和成色染料。活化劑和成色染料在混合時可以改變顏色。活化劑或者成色染料中的一種可以溶解在基體中。另一組分(活化劑或成色染料)基本上不溶解於基體，並且像均勻分布的粒子140一樣被懸浮在基體中。成像組合物130可以以任意可接受的方法被施用到基底上，例如所述方法僅舉例性舉出輥軋、噴霧或絲網印刷。
能量110可以被以成像方式引入到成像介質100。能量的形式可以根據可用的設備、環境條件和需要的結果而變化。可以使用的能量的實例包括紅外線輻射、紫外線輻射、X-射線或可見光線。天線分子可以吸收能量並且將成像組合物130加熱。熱量可以導致懸浮粒子140達到足以使原來存在於粒子中的成色物質互相擴散的溫度(如粒子140和基體的玻璃化轉變溫度(Tg)或融化溫度(Tm))。然後活化劑和染料可以發生反應而形成顏色。
實施例1和2舉例說明了本發明的示範性實施方式。可以在本發明的範圍內進行一些變型。例如，天線分子60可以是有效吸收能量以被施加於成像介質來形成標記類型任何材料。僅舉例來說，以下化合物IR780(Aldrich42，531-1)(1)、IR783(Aldrich54，329-2)(2)、Syntec9/1(3)、Syntec9/3(4)或金屬絡合物(如二硫雜環戊烷金屬絡合物(5)和靛苯胺(indoaniline)金屬絡合物(6))可以是合適的天線分子
其中M1為過渡金屬，R1、R2、R3和R4為具有或不具有滷素取代基的烷基或芳基，A1、A2、A3和A4可以為S、NH或Se；
其中M2為Ni或Cu並且R5和R6為具有或不具有滷素取代基的烷基或芳基。
天線分子的另外的實例可以參見「吸收紅外的染料」Matsuoka、Masaru編著的Plenum出版(1990)(ISBN0-306-43478-4)和「用於高技術的近紅外染料」，Daehne.S.Resch-Genger.U.Wolfbeis.O.編著，Kluwer學術出版社(ISBN0-7923-5101-0)，這兩篇在此引作參考。
活化劑(如雙酚-A)和成色染料90(如BK-400)可以一前一後作用而產生標記。活化劑和染料可以為任何兩種在一起反應時產生顏色變化的物質。當發生反應時，活化劑可以引發染料中的顏色變化或使染料顯影。活化劑或染料中的一種在環境條件下溶解於基體(如漆)中。另一種組分在環境條件下基本上不溶解於漆中。「基本上不溶解」是指另一種組分在環境條件下在漆中的溶解度是很低的，以致於由於在環境條件下染料和活化劑的反應沒有或很少發生顏色的變化。不過，在上述描述的實施方式中，活化劑可以是溶解在漆中的，以及在環境條件下染料以固體形式懸浮在基體中，同樣可以接受的是，在環境條件下成色劑可以溶解在基體中，而活化劑可以保持為懸浮的固體。活化劑可以包括但不限於質子供體和酚類化合物如雙酚-A和雙酚-S。成色劑可以包括但不限於無色染料如「無色染料的化學和應用」Muthyala.Ramiah編著的Plenum出版(1997)(ISBN 0-306-45459-9)中描述的如熒烷無色染料和2-苯並[c]呋喃酮成色劑的，所述的文獻在此引作參考。可接受的熒烷無色染料包括式(7)所顯示的結構
其中A和R為烷基或芳基。
漆30可以是任何用於溶解和/或分散活化劑、天線分子和成色劑的合適基體。可接受的漆可以包括僅為舉例，具有照片包裝的可紫外固化的基體如丙烯酸酯衍生物、低聚物或單體。照片包裝可以包括引發用於固化如僅為舉例，漆如苯甲酮衍生物的反應的可吸收光的物質。用於自由基聚合的單體和預聚物的圖像引發劑的其他的實例包括但不限於噻噸衍生物、蒽醌衍生物、苯乙酮和苯偶姻醚類型。選擇通過輻射的形式被固化而不是引起顏色改變的輻射的基體是理想的。基於陽離子聚合樹脂的基體可以得到基於芳族重氮鹽、芳族滷鹽、芳族鋶鹽和金屬茂化合物的光引發劑。可接受的漆或介質的實例可以包括Nor-Cote CDG000(UV可固化聚丙烯單體和低聚物的混合物)，它包括光引發劑(羥基酮)和有機聚丙烯酸酯溶劑(如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸β-苯甲基-乙基酯和丙烯酸六亞甲基酯)。其他可接受的漆或基體可以包括如從Sartomer公司獲得的CN293和CN294的丙烯酸化的聚酯低聚物。
實施例實施例1參照圖1的實施方式，顯示出根據本發明的實施方式用於製備成像溶液的方法，所述方法可以包括活化劑熔體10、活化劑/天線分子溶液20、可紫外固化的漆溶液30、漆/天線分子/活化劑溶液40和兩相的可紫外固化的糊劑50。在圖1中闡述的實施方式中，將2g的草酸二苄基酯加熱至熔點(≈85℃)。將20g的活化劑雙酚-A和1g的天線分子IR780溶解在熔融的草酸二苄基酯中。冷卻活化劑/天線分子溶液20並且研碎成細粉末70。
將5g的研碎的活化劑/天線分子粉末70溶解在15.3g的Nor-CDG000 UV-漆30(可紫外固化的丙烯酸酯單體和低聚物的混合物)以形成漆/活化劑溶液40，在其中加入14.5g的BK-400無色染料90(由Nagase獲得的2』-苯胺基-3』-甲基-6』-(二丁基氨基)熒烷、結構式如下面結構式8中所列出的)(平均粒徑＜5μm)和1.9g的純雙酚A(平均粒徑＜5μm)。從混合物得到細膏狀物並且絲網印刷到厚度約7μm的基底上以形成成像介質(未顯示)。然後將在介質上的塗層通過汞燈進行固化。
用45mW雷射所得的經塗覆基底直接進行標記。以約20微秒-100微秒的能量產生了約20μm×45μm的標記。當需要的圖像標記在成像介質上時，無需使用印刷中介物，直接進行標記。
實施例2在實施例2的實施方式中，將2g的草酸二苄基酯加熱至熔點(≈85℃)。將20g的活化劑TG-SA(酚、4，4』-磺醯基雙[2-(2-丙烯基)-9氯])(結構式(9)和1.2g的天線分子IR780溶解在熔融的草酸二苄基酯中。冷卻活化劑/天線分子溶液20並且研碎成細粉末70。
將1.8g研碎的活化劑/天線分子粉末70溶解在15.3g的Nor-CDG000 UV-漆30(UV可固化的丙烯酸酯單體和低聚物的混合物)以形成漆/活化劑溶液40，在其中加入15g的S-205無色染料90(由Nagase有限公司獲得的2-苯胺基-3-甲基-6-(N-乙基-N-異戊基氨基)呋喃)(結構式10) (平均粒徑＜5μm)90和2.0g的純雙酚A(平均粒徑也＜5μm)。使混合物成為細膏狀物並且以約7μm的厚度絲網印刷到基底上以形成成像介質(未顯示)。然後通過汞燈對在基體上的塗層進行固化。用45mW雷射在得到的被塗覆的基底上產生直接標記。用約60微秒-100微秒的能量產生了約20μm×45μm的標記。
上述論述是對本發明原理和各種實施方式的示範性說明。一旦完全理解了上述所公開的內容，許多變型和改進對於本領域技術人員將是顯而易見的。以下權利要意圖求被解釋為涵蓋所有這樣的變型和改進。
權利要求
1.直接成像的混合物，它包括基體、溶解在該基體中的天線分子、成色劑和活化劑，其中所述的活化劑和所述的成色劑中的一種在環境條件下在所述的基體或基體前體中是可溶的；其中活化劑和成色劑中的所述可溶解的那一種溶解在基體中；其中活化劑和成色劑中的另一種基本上均勻地分布在所述基體中。
2.權利要求1的混合物，其中所述成色劑包括至少一種選自無色染料和2-苯並[c]呋喃酮染料的化合物。
3.權利要求1的混合物，其中所述活化劑包括酚類化合物。
4.權利要求1的混合物，其中所述天線分子包括至少一種選自下列的化合物醌、酞菁染料、萘胺藍、金屬絡合物、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.權利要求1的混合物，其中所述天線分子被調諧為易於吸收雷射輻射。
6.權利要求1的混合物，其中所述基本不溶解的組分包括平均直徑不大於約20μm的粒子。
7.權利要求1的混合物，其中該直接成像混合物包括3重量％-90重量％的固體粒子。
8.圖像記錄介質，該介質包括基底和權利要求1-17中任一項的直接成像混合物，並且其中所述成像材料被直接或間接地施加於所述基底上。
9.用於製備直接成像材料的方法，該方法包括提供粘合劑、染料、顯色劑和天線分子，其中當所述染料與顯色劑反應時所述染料的顏色發生了改變；其中在環境條件下所述染料和所述顯色劑中的一種可溶解在所述粘合劑中；將所述天線分子和所述可溶解於粘合劑的化合物溶解在粘合劑中；將所述染料和顯色劑中的另一種基本上均勻地分布在粘合劑中。
10.權利要求8的方法，其中所述染料包括無色染料。
11.權利要求8的方法，其中所述顯色劑包括酚類化合物。
12.權利要求8的方法，其中所述天線分子包括至少一種選自下列的化合物醌、酞菁染料、萘胺藍、金屬絡合物、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
13.權利要求8的方法，其中所述基本不溶解的組分包括平均直徑不高於約20μm的粒子。
14.權利要求8的方法，其中所述直接成像材料包括3重量％-90重量％的固體粒子。
15.由權利要求9-14中任一項的方法製備得到的成像組合物。
16.圖像記錄介質，該介質包括基底和直接成像材料，其中所述直接成像材料是通過權利要求9-14任一項的方法製備得到的，並且其中所述成像材料被直接或間接地施加於所述基底上。
全文摘要
用於記錄圖像的組合物、方法和系統。所述系統包括多相的成像材料130，所述材料通過天線材料將能量110吸收於其中。所吸收的能量導致活化劑與成色劑材料140發生反應。
文檔編號B41M5/30GK1989015SQ200480043584
公開日2007年6月27日 申請日期2004年7月15日 優先權日2004年7月15日
發明者M·P·戈爾, M·費爾德, V·P·卡斯珀基克 申請人:惠普開發有限公司