TWI310000B - Compositions, systems, and methods for imaging - Google Patents

Description

1310000 玖、發明說明： 【明屬 3 本發明係有關於顯像用組成物’系統及方法。 t先前技術;3 5 發明背景 以能量（例如光或熱）刺激時可產生色彩變化之材料可 應用於成像。例如此等材料可參考熱轉印紙及瞬間成像底 片（拍立得底片）。通常，至目前為止已知之材料及組成物需 要多層膜結構，以及要求進一步加工處理來產生影像(拍立 1〇 得相機底片）。於傳真機之熱印頭媒體之情況下，需要達成 大於1-5焦耳/平方厘米的高能輸入才能獲得良好影像。多層 膜媒體之組成物要求控制色彩形成化學的擴散，以及要求 進一步加工處理，各別係位在不同相及不同層。多種熱轉 印紙及傳真紙塗層係由施用多於兩種成分之精細分散液製 15 備。各個成分混合，當施用能量時反應，結果形成有色材 料。為了獲得所需混合，粒子需要跨越三相或三相以上或 三層或三層以上來合併入新相。由於有多相及多層，要求 高能量來進行處理。例如相對強力二氧化碳雷射，具有能 密度3焦耳/平方厘米以達大於1〇〇微秒時間乃產生記號所 萬。某些情況下，如此施加高能，造成成像基材的損傷。 多種情況下，希望使用較非密集、較非強力及/或時間 較短的能量施用，來更有效產生可目視記號。因此，需要 快速標記塗層，可能由少於三相組成，且可能為單層。一 種方法係提供黏結劑、染料、顯色劑及接收體，其中該染 1310000 料當與顯色劑反應時改變顏色，其中染料及顯色劑之一可 於周圍條件下溶解於黏結劑，其中該接收體及黏結劑可溶 性化合物係溶解於黏結劑；以及其它染料及顯色劑化合物 貫貝均勻分散於黏結劑。此種系統中，若接收體並非實質 5上熱穩定及光穩定，則標示記號能力可能喪失或減低，由 於吸收周圍能光(例如日光、人造光及/或周圍熱量）而喪失 或減低。接收體喪失其吸收能量能力，以及傳輸能量來形 成影像的能力。例如即使先前視為穩定之接收體（亦即暴露 於光或應力後，具有消光係數大於100,000，或光吸收耗損 10低於20%)之接收體也可能對周圍能高度敏感，於暴露於周 圍能之後可能顯示光標記能力的減弱。 此外’形成的影像若未能使用足夠能量顯影則可能才退 色。例如許多標記於暴露於40°c/80%濕度3曰後褪色。此種 褪色可能係由於接收體無法傳輸足夠能量給染料，特別由 15於暴露於光或熱的影響而無法傳輸足夠能量給染料。希望 製造一種系統其可解決前述一或多項問題。 【發明内容】 發明概要 此處揭示成像材料以及標記成像材料之方法。此處揭 20 示之材料包括接收體，接收體包含一種選自由含酞花青發 色基團化合物及含萘花青發色基團化合物組成之群組之& 合物。 註釋與命名 若干術語用於後文說明及申請專利範圍來表示特定系 1310000 統成分。熟諳技藝人士了解公司可能對各成分有不同的名 稱。本文件並未意圖區別名稱不同但非功能不同之成分。 後文討論之申請專利範圍，「包括」及「包含」等詞係以開 放端方式使用，表示「包括但非限制性…」。「隱色染料」 5 一詞為一種色彩生成物質，該物質於未經活化態為無色或 一種顏色，而於活化態產生顏色或改變顏色。用於此處，「活 化劑」一詞為一種物質其於隱色染料反應，造成隱色染料 變更其化學結構，且改變或獲得色彩。僅供舉例說明之用’ 活化劑可為盼系化合物或其它質子施體物種而其可執行此 10項改變。「接收體」一詞表示輻射吸收性化合物。接收體容 易吸收預定特定波長之標記輕射，且傳輸能量造成標記。 圖式簡單說明 為了詳細說明本發明之具體實施例，，現在參照附圖， 附圖中： 15 第1圖顯不根據本發明之一具體實施例，製備成像材料 之方法。 第2圖顯示根據本發明之一具體實施例之成像媒體。 【實施方式】 較佳實施例之詳細說明 20 狀討論係針對本發明之各具體實施例。所揭示之具 體實施例不可解譯為或用作為限制此處揭示之範圍包括申 凊專利犯圍此外’熟諳技藝人士了解後文說明有寬廣應 用’任一”體實施例之討論非僅舉例說明該具體實施例， 決非表示揭示範圍包括申請專利範圍係園限於該具體實施 1310000 例0 本發明之具體實施例包括塗層，該塗層可獲得於周圍 條件及接近周圍條件為實質穩定的標記。用來於藉能量刺 激產生標記之材料包括成色劑例如螢烷(fluoran)隱色染料 5及活化劑例如磺醯基酚分散於基體（如輻射硬化丙烯酸酯 募聚物及單體）以及施用於基材。若干具體實施例中，隱色 染料或活化劑於周圍條件下實質上不溶於基體。用來吸收 能量且傳輸能量給反應物之實質穩定之輻射能吸收劑（亦 即接收體)也存在於本塗層。能量例如可藉雷射或紅外光施 10用。當施用能量時，活化劑、成色劑、或二者被加熱且混 合’造成成色劑被活化，且產生記號。 現在參照第2圖舉例說明之具體實施例，顯示成像媒體 100，能量110，基材120，成像組成物130及懸浮粒子140。 成像媒體100包含基材120。基材120可為需要做記號的任一 15種基材，例如舉例言之，紙(如標籤、票券、收據或文具）、 投影片或光碟標記表面如CD_R/RW/R〇M或 DVD-R/RW/ROM。 成像組成物130包含基體、活化劑、接收體及成色染 料。活化劑與成色染料於混合時可改變色彩。活化劑及成 20色染料中之任一者可溶於基體。活化劑或成色染料之另一 種成分可能實質不溶於基體，而可懸浮於基體呈均勻分散 粒子140。成像纟且成物130可透過任一種可接受之方法例如 僅供舉例說明之用，輥塗、噴塗或網印而施用於基材。 能量110係以全影像方式導致成像媒體10〇。能量形式 1310000 依據所利用之設備、周圍條件以及期望結果改變。 能量例如包括紅純射、紫外輻射、X光或可見光 可吸收能量，加熱成像組成物130。熱量造成懸浮粒子⑽ 達到足夠造成初步存在於粒子的成色物種交互擴散之溫度 5 (例如粒子140及基體之玻璃轉換溫度(Tg)或熔點（Tm))。活 化劑及染料隨後反應而形成顏色。非限制性，接收體可選 自下列化合物： (A)2,3萘花青氧（三己基矽烷基氧化）石夕（式1)(亞利希 (Aldrich)38,993-5，得自亞利希公司，威斯康辛州53201， 10密瓦基，郵政信箱2060)，及2,3萘花青之基體可溶性衍生物 (式2)

此處R=-0_Si-(CH2(CH2)4CH3)3，

9 1310000

(B)酞花青矽之基體可溶性衍生物，述於R〇dgers，AJ 等人，1〇7物理化學期刊A3503-3514(2003年5月8曰）；及苯 并酞花青之基體可溶性衍生物，述於A〇udia，

Mohamed, 119 美國化學會期刊6029-6039( 1997年7月2日）(其子結構式分 5別以式3及式4舉例說明）：

(3) R=三己基石夕烧氧基

(4) 此處Μ為金屬，以及· (C)化合物如式5所示(揭示於美國專利第6,015,896號) 1310000 (so3h)x

此處M為金屬或氫；Pc為酞花青核；R1、R2、W1及W2分別 為H或選擇性經取代之烷基、芳基或芳烷基；R3為胺基烷 基；L為二價有機鍵聯基；X、y及t各自分別為0.5至2.5 ;及 5 (x+y+t)為 3 至4 ; (D)式6所示化合物(揭示於美國專利第6,025,486號） /(S03H)x

UPC ⑹ 此處Μ為金屬或氫；Pc為酞花青核；各個R分別為Η或選擇 性經取代之烷基、芳基或芳烷基；L1分別為二價有機鍵聯 10 基；Ζ為選擇性經取代之哌讲基；q為1或2 ; X及y各自分別 具有0.5至3.5之值；以及(x+y)為2至5 ;或 (E)800NP(—種專屬染料，得自亞維西（Avecia)公司， 英國，曼徹斯特M9 8ZS，布雷克利，六角屋，郵政信箱42)。 活化劑（例如雙酚-A)及成色染料90(例如2’-苯胺基-3 ’-15 曱基-6’-(二丁基胺基）螢烷，其結構式列舉如下式7) 1310000

ι-Bu·' —N ⑺ >*8u

兩種物 活化劑 於 5 10 15 貝其當共同反應時產生色較變的物f。反應時 於染利發色較變或顯影該純。活化染料之一於 = =Γ_如清漆3°)，一者於周圍條件 實貝不洛於 漆。實質不溶性」—詞表示另—者於周圍 ^牛下u之办解度過低，因此未出現或極少出現因染 料與活化劑於關條件反應所致之色彩變化。軸於前述 八體實施射’活化劑可溶解於清漆，染料於周圍條件下 維持呈固體而懸浮於基體，但也可接受成色劑可溶解於基 體，而活化劑於周圍條件下維持呈懸浮固體。活化劑可包 括（但非限制性）質子施體及酚系化合物如雙酚A及雙酚s。 成色劑包括（但非限制性）隱色染料如螢烷隱色染料及酞成 色劑’述於「隱色染料之化學及應用」，Muthyala，Ramiah， 編輯，（普南印刷所(Plenum press))(1997)(ISBN0-306-45459-9)，該文以引用方式併入此處。可接受之螢烷隱 色染料例如包含式8所示結構式： 12 1310000

此處A及R為芳基或烷基。 清漆30可為任-種溶解及/或分散活化劑、接收體及成 色劑之適當基體。可接受之清漆包括(僅供舉例說明之用） 5紫外光可硬化基體例如丙稀酸系衍生物、寡聚物及單體， 及光封裝體。 實施例1 參照第1圖之具體實施例，顯示一種根據本發明之具體 實施例製備成像溶液及方法，該方法包含活化劑熔體10， 10活化劑/接收體溶液20，紫外光可硬化清漆溶液30，清漆/ 接收體/活化劑溶液40，以及二相紫外光可硬化糊膏5〇。 根據第1圖舉例說明之具體實施例，2克草酸二苄酯被 加熱至熔化（約85 C)。20克活化劑雙盼a及1克接收體2,3萘 才匕月武（二己基石夕烧基氧化)石夕（式1)溶解於溶化後之草酸二 15苄酯。活化劑/接收體溶液20經冷卻及研磨成細粉7〇。 5克研磨後之活化劑/接收體粉末7〇溶解於153克諾_寇 特(N〇r-C〇te)CDG000紫外光-清漆3 〇而形成清漆/接收體/活 化劑溶液40。 10克間-聯三苯(加速劑）50於繞杯内熔化。熔體5〇加熱 20至11〇°F。於恆定攪拌下，以小量增量遞增添加100克2,-苯 13 1310000 胺基-3甲基-6’-(^一丁基胺基）勞燒(式9): n-Bu

(平均粒徑小於約5微米）。混合物溫度增高至17〇_18〇°c。持 續攪拌至2，-苯胺基-3’-曱基-6’-(二丁基胺基）螢烷完全溶解 5於炫體（約1〇_15分鐘）而形成加速劑/隱色染料溶液。550毫 克2,3-萘花青似三己基石夕烧基氧化)石夕（式υ於怪定授掉下 添加至熔體。 10 15 又持續加熱及授拌約2至3分鐘，直至紅外光毕料完全 溶解於溶體而形成隱色_接收體/加速劑 _止。隱色染料/接收體/加速劑合金咖__19σ〇 且舖鋁猪之冰箱托盤内，讓；:公金倒入預先經過冷卻 粗粉，然後於水性分散液中細磨至研研磨成 徑小於約4微米為止 磨:之。金之平均粒 染料共、熔混合婦末。 °金_錢水而形成隱色 14 20 1310000 使用45宅瓦雷射於所得經塗覆基材上直接加標記。約 20微米χ45微米§己號係以約3〇微秒至約1〇〇微秒之能量施用 時間來產生。當成像介質上標記預定之影像時出現直接成 像’而無需使用列印之中間過程。 5 實施例2 進行實施例1之方法，但使用2〇克酴，4,4’-續酿基家 [2-(2-丙烯基)-(9CI)(式 1〇): 0

^γ/〇Η

(1〇) 作為活化劑，及1.2克接收體2,3-萘花青貳（三己基矽烷基氧 10 化)矽（式1)溶解於熔化後之草酸二苄酯而形成活化劑/接收 體溶液20。活化劑/接收體溶液20經冷卻及研磨成為細粉 70。此外，替代使用1〇〇克2’-苯胺基-3，-甲基-6’-(二丁基胺 基)螢烷作為隱色染料，使用15克隱色染料2-苯胺基_3_甲基 _6-(Ν-乙基-Ν-異戊胺基）螢烷（式^)(平均粒徑<5微米）來形 15 成加速劑/隱色染料溶液。 15 1310000

如同實施例l，隱色染料/接收體/加速劑合金與清漆/接收體 /活化劑溶液40之混合物成型為紫外光可硬化糊膏9〇，以約 7微米厚度網印至基材上而形成成像媒體。隨後媒體上的塗 層藉汞燈作紫外光硬化。可使用45毫瓦雷射於所得經塗覆 基材上直接標記。能量施用約60微秒至1〇〇微秒，產生約20 微米x45微米記號，具有光密度>〇·5。 遵循類似程序，但使用茚花青綠(亞利希22886-9)(式12) 接收體：

10 (12)

IR 780(亞利希42,531-1)(式 13);及800NP

塗層暴露於21，〇〇〇勒克司螢光燈24小時，篩選記號速度及 光密度。含節花青綠或IR 780之塗層於光處理後並未顯示 16 1310000 任何記號。含2,3-萘花青戴(三己基石續基氣化)石夕接收體(式 1)或800 NP之塗層於曝光後顯示光密度之下降小於^ 前文討論僅供舉例說明本發明之原理及各具體實施 例。熟諳技藝人士一旦完整前文揭示，則顯然易知多^ 5化及修改。後文申請專利範圍意圖解譯為涵蓋全部此等變 化及修改。 t圖式簡單說明；| 第1圖顯示根據本發明之—具體實施例，製備成像材料 之方法。 10

第2圖顯示«本發明之—具體實施例之成像媒體。 【圖式之主要元件代表符號表】 10.·.活化劑熔體 20··.活化劑/接收體溶液 30.. .紫外光可硬化清漆溶液 40…清漆/接收體/活化劑溶液

50.. .二相紫外光可硬化糊膏 60…加速劑 70…活化劑/接收體細粉 90…紫外光可硬化糊膏 100…成像媒體 110…能量 120···基材 130…成像組成物 140···懸浮粒子 17 1310000

Claims (1)

1. 修正日期：97年12月 射請案f請專職圍修正本 拾'申請專利範圍： 1· 種直接光成像組成物，包含： 一基體，以及 一接收體， 其中該接收體包含一種選自由含酞花青發色基團 化合物及含萘花青發色基團化合物組成之群組之化合物， 以及

   其中該接收體係溶解於該基體。 10 15 20 2.如申請專利範圍第1項之組成物，進一步包含： 一種成色劑，以及 一種活化劑， 之一者於周圍條件可 之可溶者係溶解於該 其中該活化劑與該成色劑中 溶於該基體或基體前驅物； 其中該活化劑與該成色劑中 基體；以及

   兵T该活化劑與該成色劑之另—者為實質h 散於該基體。 、= 3.如申請專概圍第丨或2項之組成物，其巾 —種化合物，且該化合物係選自由下列組成之群組 2,3萘;青貳（三己基石夕烧基氧化)石夕；（b) 2 3秦―主 物；（C)酞花青矽衍生物；（D)苯并酞花青衍生物.丨 19 1310000

   5 此處Μ為金屬或氫；Pc為酞花青核；R1、R2、W1及W2 分別為Η或選擇性經取代之烷基、芳基或芳烷基；R3為 胺基烷基；L為二價有機鍵聯基；X、y及t各自分別為0.5 至2_5 ;及(x+y+t)為 3至4 ; (F)

   此處Μ為金屬或氫；Pc為酞花青核；各個R1分別為Η或 選擇性經取代之烷基、芳基或芳烷基；L1分別為二價有 機鍵聯基；Ζ為選擇性經取代之哌畊基；q為1或2 ; X及y 各自分別具有0.5至3.5之值；以及（x+y)為2至5 ;及（G) 800NP。 如申請專利範圍第1或2項之組成物，其中該接收體經調 整為容易吸收具有預定頻率之雷射輻射。 如申請專利範圍第1或2項之組成物，其中該接收體經調 整為容易吸收具有預定頻率之紅外線輻射。 一種製備一種直接成像材料之方法，該方法包含： 20 提供一種黏結劑、一種染料、一種顯色劑以及一種 接收體， 其中該接收體可溶於該黏結劑且該接收體係選自 由包含酞花青發色基團之化合物及包含萘花青發色基 團之化合物組成之群組； 其中該染料於與該顯色劑反應時改變色彩；以及 其中該染料與該顯色劑之一係於周圍條件下可溶 於該黏結劑； 溶解該接收體及該黏結劑可溶性化合物於該黏結 劑；以及 實質上均勻分散該染料與該顯色劑中之另一化合 物於該黏結劑。 如申明專利圍第6項之方法’其中該接收體經調整為 容易吸收具有預定頻率之紅外線輻射。 士申-月專利範圍第6或7項之方法，其中該接收體經調整 為容易吸收具有預定頻率之雷射輻射。 如申請專利範㈣6或7項之方法，其中祕收體係選自 由下列組成之群組：（A) W青€(三己基雜基氧 ^)、發，（B) 2,3萘花青衍生物；（c)狄花切衍生物；（D) 本并敗花青衍生物；（E) 21 1310000 (so3h)x

   5 此處M為金屬或氫；Pc為酞花青核；R1、R2、W1及W2 分別為H或選擇性經取代之烷基、芳基或芳烷基；R3為 胺基烷基；L為二價有機鍵聯基；x、y及t各自分別為0.5 至2.5 ;及(x+y+t)為 3至4 ; (F) (S〇3H)x

   此處Μ為金屬或氫；Pc為酞花青核；各個R1分別為Η或 選擇性經取代之烷基、芳基或芳烷基；L1分別為二價有 機鍵聯基；Ζ為選擇性經取代之°底。井基；q為1或2 ; X及y 各自分別具有0.5至3.5之值；以及(x+y)為2至5 ;及（G) 800NP。 22 1310000 柒、指定代表囷： (一） 本案指定代表圖為：第（1 )圖。 (二) 本代表圖之元件代表符號簡單說明： 10.. .活化劑熔體 20.. .活化劑/接收體溶液 30.. .紫外光可硬化清漆溶液 40.. .清漆/接收體/活化劑溶液 50.. .二相紫外光可硬化糊膏 60.. .加速劑 70.. .活化劑/接收體細粉 90.. .紫外光可硬化糊膏 捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：