專利名稱：成像的組合物、體系以及方法
背景技術(shù)：
用于產(chǎn)生變色的材料在能量(例如光或熱)的刺激下可能應(yīng)用在成像方面。例如，用于熱敏打印紙和瞬時成像膠片的這些材料。通常，迄今為止這樣的材料和組合物可能要求多層結(jié)構(gòu)和進一步處理以產(chǎn)生圖像(例如瞬時照相膠片)。而在傳真和熱感應(yīng)頭介質(zhì)的情況下，需要供給超過1-5J/cm2的高能量以獲得好的成像。多層膠片介質(zhì)中的組合物可能需要控制在形成顏色化學(xué)和進一步處理的擴散，在分開的相和層中也是如此。許多熱敏和傳真紙涂層由通過精細(xì)分散兩種以上的組分制備的涂料構(gòu)成。這些組分在施加能量的條件下混合和相互反應(yīng)，得到彩色材料。為了必要的混合，這些微?？赡苄枰獧M貫三個或更多的相或?qū)咏佑|并且合并形成新的相。由于這些多個相和層，在實施這種工序中需要高的能量。例如，可能需要能量密度為3J/cm2以大大超過100μs的相對大功率的二氧化碳激光器以產(chǎn)生標(biāo)記。在一些情況下，這種高能量的施加可能對成像基質(zhì)造成破壞。
在許多情況下，為了更有效的產(chǎn)生可見標(biāo)記，采用較低強度的、較低功率的和/或更短暫的能量施加可能是理想的。因此，需要快速標(biāo)記涂料，該涂料可能由不足三個相構(gòu)成并在單層中形成。一種有效的方法可以是提供粘合劑、染料、顯色劑和感受劑(antenna)，其中染料在與顯色劑反應(yīng)時改變顏色，其中染料和顯色劑之一在環(huán)境溫度下可以溶解在粘合劑中，其中感受劑和溶于粘合劑的化合物溶解在粘合劑中；并且染料和顯色劑化合物其中的另一種基本上均勻地分布在粘合劑中。在這樣的體系中，如果感受劑基本上不是熱和光穩(wěn)定性的，換而言之，由于吸收了環(huán)境的能量(例如太陽光，人造光和/或環(huán)境的熱量)，那么進行標(biāo)記的能力將會消失或者降低。感受劑可以通過吸收能量而喪失性能和釋放能量來形成影像。例如，就算是最初被認(rèn)為是穩(wěn)定的感受劑(也就是指它們的消光系數(shù)大于100000或者在暴露在光或熱應(yīng)激后，吸收損失低于20％)也可能對環(huán)境能量非常敏感以及可能在暴露在環(huán)境能量之后顯示出降低的光標(biāo)記能力。
此外，如果沒有用足夠的能量進行顯影，所形成的圖像可能褪色。例如，很多標(biāo)記在暴露在40℃/80％的濕度之后三天可能褪色。褪色的原因可能由于感受劑未能向染料提供充足的能量，特別是由于暴露到光和熱的作用下。因此，需要建立一個能夠解決上面所述一個或多個問題的體系。
發(fā)明概述本文公開了成像材料以及制備成像材料材料的方法。在此，所公開的材料包括選自包含酞菁生色團的化合物和包含萘酞菁生色團的化合物的化合物的感受劑。
附圖簡述為了詳細(xì)的描述本發(fā)明實施方案，先參照附圖，其中附

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施方案制備成像材料的一種方法。
附圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施方案的一種成像介質(zhì)。
注釋和命名在以下的描述和權(quán)利要求中用到某些術(shù)語是指特定體系組分。作為本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，公司可以用不同名稱命名組分。本文件并沒有打算區(qū)分那些僅僅名稱上而非功能上存在差異的組分。在下面的論述和權(quán)利要求中，術(shù)語“包含”和“包括”以開放的方式使用，并因此應(yīng)該被理解成“包括但不限于…”。術(shù)語“無色染料”是指在未活化狀態(tài)時為無色或單色的，在活化狀態(tài)可以產(chǎn)生或者改變顏色的成色物質(zhì)。這里用到的術(shù)語“活化劑”是一種可以與無色染料發(fā)生反應(yīng)并導(dǎo)致“無色染料”改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)而改變或產(chǎn)生顏色的物質(zhì)。僅舉例來說，活化劑可以是可以引起變化的酚或者其他給質(zhì)子物質(zhì)。術(shù)語“感受劑”表示吸收輻照的化合物。感受劑很容易吸收所需特定波長的標(biāo)記輻照并傳遞能量來形成標(biāo)記。
發(fā)明詳述下面是針對本發(fā)明的多個實施方案的論述。這些公開的實施方案不能解釋為，或者另外用于限定本公開包括權(quán)利要求書的范圍。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解下面描述具有寬的用途，并且任何具體實施方案的論述僅表示示例性的實施方案，而不是將本公開、包括權(quán)利要求書的范圍限制到所述實施方案中。
本發(fā)明具體實施方案包括能形成在環(huán)境條件或接近環(huán)境條件下基本穩(wěn)定的標(biāo)記的涂層。能夠在能量刺激下形成標(biāo)志的材料包括成色劑，例如熒烷(fluoran)無色染料和活化劑，例如磺酰基苯酚，其分散在諸如輻照固化的丙烯酸酯低聚物和單體的基體中，并施加到基材上。在一些實施方案中，無色染料或活化劑中可以在環(huán)境條件下基本上不溶于基體。涂層中還存在一種基本上穩(wěn)定的、并具有吸收能量和將能量輸送到反應(yīng)物功能的輻射能吸收劑(例如感受劑)。然后，能量可能通過例如激光或紅外線的方式進行提供。在施加能量的情況下，活化劑、成色物質(zhì)或兩者都被加熱和混合，導(dǎo)致成色物質(zhì)被活化，產(chǎn)生標(biāo)記。
先參看附圖2中闡述的實施方案，其中示出了影像介質(zhì)100、能量110、基材120、成像組合物130、和懸浮粒子140。成像介質(zhì)100可以包括基材120。基材120可以是任何適合的制造標(biāo)記的基材，例如，僅以舉例方式，紙(例如，標(biāo)簽、票據(jù)、收據(jù)或者文具)，幻燈片，或者光盤例如CD-R/RW/ROM或DVD-R/RW/ROM的標(biāo)記表面。
成像組合物130可以包括基體、活化劑、感受劑和成色染料?；罨瘎┖统缮玖显诨旌蠒r可能會改變顏色。活化劑或者成色染料中的一種可以溶解于基體中，另一組分(活化劑或成色染料)基本上不溶于基體，并且像均勻分布的懸浮粒子140一樣懸浮在基體中。成像組合物130可以以任意能接受的方法施加到基材上，所述方法例如，僅舉例性舉出，輥軋、噴霧、絲網(wǎng)印刷。
能量110可以被成像式地引入到影像基質(zhì)100。能量的形式可以根據(jù)可用的設(shè)備、環(huán)境條件和需要的結(jié)果而變化。能量的實例可以使用包括紅外線輻照、紫外線輻照、X射線或可見光線。感受劑可以吸收該能量加熱成像組合物130。這些熱可能導(dǎo)致懸浮粒子140達到足以使原來存在于粒子中的成色物質(zhì)相互擴散的溫度(例如懸浮粒子140和基體的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度(Tg)或融化溫度(Tm))?；罨瘎┖腿玖峡赡馨l(fā)生反應(yīng)而形成顏色。非限制性的，感受劑可以選自以下化合物(A)硅2，3萘酞菁雙(三己基甲硅烷基氧化物)(式1)(Aldrich38，993-5，來自Aldrich，P.O.Box 2060，Milwaukee，WI 53201)，和可溶于基體的2，3萘酞菁衍生物(式2) 其中R為-O-Si-(CH2(CH2)4CH3)3； (B)在Rodgers，A.J.等人，PHYS.CHEM.A 3503-3514(2003年5月8日)中記載了可溶于基體的硅酞菁衍生物，和在Aoudia，Mohamed，119 J.AM.CHEM.SOC.6029-6039(1997年7月2日)，記載了可溶于基體的苯并酞菁衍生物(亞結(jié)構(gòu)分別如式3和式4所示) R為三己基甲硅烷氧基
其中M為金屬原子，和；(C)如式5所示化合物的化合物(如公開于美國專利US6015896) 其中M為金屬或氫；Pc為酞菁核；R1，R2，W1和W2獨立地是H或任選取代的烷基、芳基或芳烷基；R3為氨基烷基基團；L為二價的有機連接基團；x，y和t分別獨立地為0.5-2.5；并且(x+y+t)為3到4；(D)如式6所示化合物的化合物(如公開于美國專利US6025486) 其中其中M為金屬或氫；Pc為酞菁核；每一個R1獨立地是H或任選取代的烷基、芳基或芳烷基；L1獨立地為二價的有機連接基團；Z為任選取代的哌嗪基；q為1或2；x和y各自獨立地具有0.5-3.5的值；并且(x+y)為2到5；或者
(E)800NP(一種專利染料，可由Avecia，PO Box 42，HexagonHouse，Blackley，Manchester M9 8ZS，England獲得)。
活化劑(例如雙酚-A)和成色染料90(例如2’-苯胺基-3’-甲基-6’-(二丁基氨基)熒烷，其結(jié)構(gòu)如下式7所示)可以協(xié)力作用(act intandem)以形成標(biāo)記。
活化劑和染料可以為任意兩種在一起反應(yīng)時導(dǎo)致顏色變化的物質(zhì)。反應(yīng)后，活化劑可能啟動染料中的顏色變化或者使染料顯影?；罨瘎┗蛉玖现械囊环N可能在環(huán)境條件下溶解于基料中(例如漆30)。另一種組分在環(huán)境條件下應(yīng)該基本不溶于漆料中。這里提到的“基本不溶解”是指另一種組分在漆料中的溶解度如此低，使得在環(huán)境條件下染料和活化劑不會發(fā)生反應(yīng)而導(dǎo)致色彩發(fā)生變化或者僅發(fā)生非常小的顏色變化。不過，在上述具體實施方案中，在環(huán)境條件下活化劑可以是溶解在漆料中的，以及染料以固體形式懸浮在基體中，同樣的可以接受的是，在環(huán)境條件下成色物質(zhì)可以是溶解在基體中，而活化劑可以保持為懸浮固體?；罨瘎┛梢园ǖ幌抻谫|(zhì)子供體和酚化合物例如雙酚-A和雙酚-S。成色物質(zhì)可以包括但不限于無色染料例如熒烷無色染料和在″The Chemistry and Applications of Leuco Dyes″，Muthyala，Ramiah，ed.，Plenum Press(1997)(ISBN 0-306-45459-9)中記載的2-苯并呋喃酮成色劑，該文獻在此引入作為參考?？梢越邮艿臒赏闊o色染料的實例包括如式8所示的結(jié)構(gòu)
其中A和R為芳基或烷基。
漆料30可以為任何用于能夠溶解和/或分散活化劑、感受劑和成色劑的基體。可以接受的漆料包括，僅為舉例，具有photo package的能紫外固化的基體例如丙烯酸酯衍生物、低聚物和單體。
實施例1參照附圖1的實施方式，該圖示出了根據(jù)本發(fā)明具體實施方案來制備成像溶液的方法，該方法可能包括活化劑熔體10、活化劑/感受劑溶液20、可紫外固化的漆溶液30、漆料/感受劑/活化劑溶液40和可紫外固化的兩相糊劑50。
根據(jù)附圖1中闡述的具體實施方案，將2克草酸二芐酯加熱至熔化(約85℃)。將20克的雙酚-A活化劑和1克的感受劑硅2，3萘酞菁雙(三己基甲硅烷基氧化物)(式1)溶解在熔融的草酸二芐酯中?；罨瘎?感受劑溶液20被冷卻并研磨得到細(xì)粉末70。
將5克被研磨的活化劑/感受劑粉末70溶解在15.3克Nor-CoteCDG000 UV漆料30中以形成漆料/感受劑/活化劑溶液40。
將10克的間三聯(lián)苯50(作為加速劑)在燒杯中熔化。將熔體50加熱至110。再在勻速攪拌的情況下向其中小劑量地滴加100克的2’-苯胺基-3’-甲基-6’-(二丁基氨基)熒烷(式9)
(使得平均粒度小于約5μm)。該混合物的溫度升溫至170-180℃。持續(xù)攪拌至2’-苯胺基-3’-甲基-6’-(二丁基氨基)熒烷完全溶解在熔體中(大概10-15分鐘)，以形成加速劑/無色染料溶液。在勻速攪拌的情況下向其中加入550mg的硅2，3萘酞菁雙(三己基甲硅烷基氧化物)(式1)。
另外繼續(xù)加熱和攪拌約2-3分鐘，直到IR染料完全地溶解在熔體中形成無色染料/感受劑/加速劑的混合物(alloy)(共晶體)。無色染料/感受劑/加速劑混合物的溫度保持在約190℃以下。
將無色染料/感受劑/加速劑的混合物倒入一個內(nèi)襯有鋁箔的預(yù)先冷卻的制冷托盤中，在此使其固化。固化后的熔體被磨成粗粉末，然后在水分散體中研磨直至研磨混合物的平均粒度小于約4μm。真空干燥研磨所述混合物形成無色染料共晶粉末。
配制無色染料/感受劑/加速劑的混合物和漆料/感受劑/活化劑溶液40得到能紫外固化的糊劑50，然后將其以大致約5-約7μm的厚度絲網(wǎng)印刷在基材上形成成像介質(zhì)。用水銀燈將該介質(zhì)上的涂層進行紫外線固化。
用45毫瓦的激光照射所得的經(jīng)涂覆基材直接進行標(biāo)記。以約30-約100μsec能量施加時間段產(chǎn)生了約為20μm×45μm的標(biāo)記。當(dāng)所需要的圖像標(biāo)記在成像介質(zhì)上時，無需使用印刷中介物，直接進行成像。
實施例2實施實施例1的方法，區(qū)別在于20克苯酚，4，4’-磺?；p[2-(2-(丙烯基)-(9C1)(式10)
被用作活化劑和1.2克感受劑硅2，3萘酞菁雙(三己基甲硅烷基氧化物)(式1)，溶解在熔融的草酸二芐酯中，形成活化劑/感受劑溶液20?；罨瘎?感受劑溶液20被冷卻并研磨得到細(xì)粉末70。此外，用15克的2-苯胺基-3-甲基-6-(N-乙基-N-異戊基氨基)熒烷(式11)代替100克的2’-苯胺基-3’-甲基-6’-(二丁基氨基)熒烷來作為無色染料(平均粒度小于5μm)用來形成加速劑/無色染料溶液。
同實施例1一樣，無色染料/感受劑/加速劑的混合物和漆料/感受劑/活化劑溶液40經(jīng)配制得到可紫外固化的糊劑90，并以約7μm的厚度絲網(wǎng)印刷到基材上形成成像介質(zhì)。用水銀燈將該介質(zhì)上的涂層進行紫外固化。用45毫瓦的激光在所得的經(jīng)涂覆基材上進行直接標(biāo)記。用約60-100μsec的能量施加獲得了光學(xué)密度大于0.5的大小約為20μm×45μm的標(biāo)志。
采用吲哚花氰綠(Aldrich 22886-9)(式12)作為感受劑e進行相似的工序；
IR 780(Aldrich 42，531-1)(式13)；和800NP 將涂層暴露在21000lux的熒光燈下24小時，根據(jù)標(biāo)記速度和光密度進行篩選。在用光處理后，包含吲哚花氰綠或IR 780的涂層沒有顯示任何標(biāo)記。包含硅2，3萘酞菁雙(三己基甲硅烷基氧化物)(式1)感受劑或800NP的涂層在曝光后，顯示出低于20％的光密度下降。
上述論述是指對本發(fā)明原理和各種實施方案的示例性說明。一旦完全理解了上述公開，許多變形和改進對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。以下的權(quán)利要求意圖被解釋為涵蓋所有這些變形和改進。
權(quán)利要求
1.一種直接光成像化合物130，包括基體，和感受劑，其中該感受劑包括選自包括酞菁生色團的化合物和包括萘酞菁生色團的化合物的化合物，并且其中所述感受劑溶解在基體中。
2.權(quán)利要求1的化合物，還包括成色劑和活化劑，其中活化劑和成色劑中的一種在環(huán)境條件下可溶于基體或基體前體中；其中活化劑和成色劑中能溶解的組分溶解在基體中，并且，其中活化劑和成色劑的另一組分基本均勻分布140在基體中。
3.上述權(quán)利要求中任一項的化合物，其中所述感受劑選自(A)硅2，3萘酞菁雙(三己基甲硅烷基氧化物)；(B)2，3萘酞菁的衍生物；(C)硅酞菁的衍生物；(D)苯并酞菁的衍生物；(E) 其中M為金屬或氫；Pc為酞菁核；R1，R2，W1和W2獨立地是H或任選取代的烷基、芳基或芳烷基；R3為氨基烷基；L為二價的有機連接基團；x，y和t分別獨立地為0.5-2.5；并且(x+y+t)為3到4；(F) 其中其中M為金屬或氫；Pc為酞菁核；每一個R1獨立地是H或任選取代的烷基、芳基或芳烷基；每一個L1獨立地為二價的有機連接基團；Z為任選取代的哌嗪基；q為1或2；x和y分別獨立地具有0.5-3.5的值；并且(x+y)為2到5；和(G)800NP。
4.上述權(quán)利要求任一項的化合物，其中感受劑被調(diào)節(jié)為易于吸收預(yù)定頻率的激光輻射110。
5.上述權(quán)利要求任一項的化合物，其中感受劑被調(diào)節(jié)為易于吸收預(yù)定頻率的紅外輻射110。
6.一種制備直接光成像材料130的方法，該方法包括提供粘合劑、染料、顯色劑和感受劑，其中所述感受劑溶解于粘合劑中并選自包括酞菁生色團的化合物和包括萘酞菁生色團的化合物；其中染料在與顯色劑反應(yīng)時改變顏色；和在環(huán)境條件下，染料和顯色劑的一種可以溶解在粘合劑中；將感受劑和能溶于粘合劑的化合物溶解在粘合劑中，和將染料和顯色劑的另一組分140化合物基本上均勻分布在粘合劑中。
7.權(quán)利要求6的方法，其中感受劑被調(diào)節(jié)為能吸收預(yù)定頻率的紅外輻射110。
8.權(quán)利要求6或7的方法，其中感受劑被調(diào)節(jié)為能吸收預(yù)定頻率的激光輻射110。
9.權(quán)利要求6-8的方法，其中感受劑選自(A)硅2，3萘酞菁雙(三己基甲硅烷基氧化物)；(B)2，3萘酞菁衍生物；(C)硅酞菁衍生物；(D)苯并酞菁衍生物；(E) 其中M為金屬或氫；Pc為酞菁核；R1，R2，W1和W2獨立地是H或任選取代的烷基、芳基或芳烷基；R3為氨基烷基；L為二價的有機連接基團；x，y和t分別獨立地為0.5-2.5；并且(x+y+t)為3到4；(F) 其中其中M為金屬或氫；Pc為酞菁核；每一個R1獨立地是H或任選取代的烷基、芳基或芳烷基；每一個L1獨立地為二價的有機連接基團；Z為任選取代的哌嗪基；q為1或2；x和y分別獨立地具有0.5-3.5的值；并且(x+y)為2到5；和(G)800NP。
全文摘要
用于記錄圖像的體系。所述體系包括成像材料100，其中由感受劑材料吸收輻照能110。該感受劑材料可以選自酞菁和萘酞菁。
文檔編號B41M5/30GK1875424SQ200480032729
公開日2006年12月6日 申請日期2004年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月5日
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