(57)【要約】  画像記録用の組成物、方法、及びシステム。当該システムは、複層の画像形成材料を備え、そこでは、アンテナ材料（１３０）によってエネルギー（１１０）が吸収される。吸収されたエネルギー（１１０）によって、活性化剤（１３０）と発色物質（１４０）との反応が起こり、マークが形成される。マークの退色を防止すべく、定着剤（１３０）を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成化合物であって：
マトリックス（１３０）；
アンテナ；
発色剤（１４０）；
活性化剤；及び
定着剤；
を含んで成り、
前記発色剤（１４０）及び前記活性化剤が別個の相にあり、
混ざると、前記活性化剤が前記発色剤（１４０）を活性化して色の変化を生じさせ、且つ
前記定着剤が活性化された前記発色剤の退色を防止する、画像形成化合物。
【請求項２】
前記定着剤が、遷移金属の陽イオンを含む、請求項１に記載の画像形成化合物。
【請求項３】
前記定着剤が、ルイス酸を含む、前出の請求項の何れかに記載の画像形成化合物。
【請求項４】
前記定着剤が、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ａｌ、及びＳｎからなる群から選択される金属を含む、前出の請求項の何れかに記載の画像形成化合物。
【請求項５】
前記定着剤が、ステアリン酸亜鉛、ウンデシレン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、カプリン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、リノール酸亜鉛、オレイン酸アルミニウム、パルミチン酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸銅、ステアリン酸鉄、ステアリン酸マンガン、ナフテン酸マンガン、オレイン酸ニッケル、オレイン酸スズからなる群から選択される化合物を含む、前出の請求項の何れかに記載の画像形成化合物。
【請求項６】
画像形成媒体（１００）であって：
基材（１２０）と；
変色体（１４０）、前記変色体の変色を開始させるための顕色剤、エネルギー吸収剤、顕色された前記変色体の退色を防止するための抗退色剤、並びに前記顕色剤、変色体（１４０）、エネルギー吸収剤、及び抗退色剤を結合させるためのバインダー（１３０）を含んで成る画像形成化合物と；
から構成される、画像形成媒体（１００）。
【請求項７】
前記抗退色剤が、電子受容体を含む、請求項６に記載の画像形成媒体（１００）。
【請求項８】
前記抗退色剤が、遷移金属の陽イオンを含む、請求項６又は７に記載の画像形成媒体（１００）。
【請求項９】
前記抗退色剤が、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ａｌ、及びＳｎからなる群から選択される金属を含む、請求項６〜８の何れか１項に記載の画像形成媒体（１００）。
【請求項１０】
前記抗退色剤が、ステアリン酸亜鉛、ウンデシレン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、カプリン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、リノール酸亜鉛、オレイン酸アルミニウム、パルミチン酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸銅、ステアリン酸鉄、ステアリン酸マンガン、ナフテン酸マンガン、オレイン酸ニッケル、オレイン酸スズからなる群から選択される金属を含む、請求項６〜９の何れか１項に記載の画像形成媒体（１００）。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
エネルギー（例えば、光又は熱）で刺激されると変色する材料は、画像形成用途に用い得る。例えば、そのような材料は、感熱プリント紙及びインスタント画像形成フィルムに見出すことができる。一般に、既知の材料及び組成物は、画像を生成するのに複層構造及び付加処理を必要とすることがある（例えば、インスタント画像形成カメラフィルム）。そして、ファクシミリ及びサーマルヘッドの媒体の場合は、良好な画像を得るのに１Ｊ／ｃｍ２を上回る高いエネルギー入力する必要がある。福層構造における組成物は、発色剤の拡散制御並びに付加処理を必要とし、且つそれらは別個の相及び層にある。ほとんどの感熱及びファクシミリ紙のコーティングは、少なくとも３つの成分から成る微細分散物を作ることにより作製されたコーティングから構成される。エネルギーが適用されると、その組成物は混合し反応して、着色材料となる。必要とされる混合を達成するためには、その粒子は、３つ以上の相及び層にわたって接触しなければならず、新しい相の中へ入り込まなければならない。これらの複数の相及び層のため、当該プロセスを達成するには高いエネルギーが必要となる。例えば、マークを作り出すのに、１００μｓよりはるかに長い時間において３Ｊ／ｃｍ２というエネルギー密度を有する比較的強力な炭酸ガスレーザが必要となり得る。ある場合には、この高いエネルギーの適用によって、画像形成基材への損傷の原因となることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
多くの場合、それほど強烈ではなく、それほど強力ではなく、且つ／又は比較的短時間の、何れかのエネルギーの適用を利用して可視マークをより効率的に作り出すことは望ましいことであろう。それ故、可能であれば２相以下からなり且つ単一層の、高速画像形成コーティングが必要とされている。そのようなコーティングは時間の経過と共に退色することがある。退色に耐性のある高速画像形成コーティングを作り出すことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
画像形成材料及び画像形成材料の製造方法を開示する。本開示の材料は、アンテナ、発色剤、活性化剤、及び定着剤から構成することができ、その全てがマトリックスに分散している。発色剤と活性化剤は、画像形成材料中で２つの別個の相に存在する。発色剤と活性化剤が混ざり合うことによって、発色剤が変色する。定着剤は、マークの退色を防止する化合物を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
本発明の実施形態を詳しく説明するために、以下、本発明の一実施形態による画像形成媒体を示す添付の図面を参照することとする。
表記及び命名
以下の説明並びに特許請求の範囲においては、特定のシステムの構成成分を表すのに一定の用語を用いる。当業者には理解されるであろうが、成分は会社によって異なる名称で表される場合がある。本書は、機能ではなく名称の異なる成分を区別しようとするものではない。以下の説明並びに特許請求の範囲においては、用語「含む」及び「から成る」は、非限定的に使用され、従って、「限定はしないが、．．．．を含む、」を意味するものと解釈されたい。用語「ロイコ染料」は、非活性化状態では無色若しくは或る色であり、活性化状態では顕色若しくは変色する発色物質である。ここで用いるとき、用語「活性化剤」とは、ロイコ染料と反応して、ロイコ染料の化学構造を変化させ、変色又は顕色させる物質である。例を挙げると、活性化剤は、当該変化をもたらし得るフェノール化学種又は他のプロトン供与種とし得る。用語「アンテナ」とは、任意の放射線吸収化合物を指し、当該アンテナは、所望の特定波長の画像形成用放射線を容易に吸収する。
【０００５】
以下、本発明の種々の実施形態について説明する。開示する実施形態は、特許請求の範囲をはじめとする本開示範囲を限定するものと解釈若しくは使用されるべきではない。加えて、以下の説明には広範な用途があり、また、任意の実施形態についての説明が、その実施形態の単なる例示であって、特許請求の範囲をはじめとする本開示範囲を限定する意のないことは、当業者には理解されよう。
【０００６】
本発明の実施形態には、レーザを用いてマークを付ける際にはっきりしたマークと優れた画像品質とをもたらすコーティングが包含される。エネルギーによって刺激されると変色する材料は、フルオランロイコ染料などの発色剤と、放射線硬化性アクリレートのオリゴマー及びモノマーなどのマトリックス中に分散しているスルホニルフェノール等の活性化剤とから構成することができ、それは基材に適用される。特定の実施形態では、ロイコ染料又は活性化剤のどちらかは、周囲条件下でマトリックスに実質的に不溶性とし得る。当該コーティングにはまた、エネルギーを吸収してそれを反応物に供給する働きのある効率的な放射エネルギー吸収剤も存在する。そして、例えばレーザ又は赤外光線としてエネルギーを適用し得る。エネルギーが適用されると、活性化剤、発色剤のどちらか、又はその両方が、加熱され且つ混合された状態となり、これによって発色剤は開環したラクトン環を形成し、マークが生じる。遷移金属塩のようなルイス酸を含む定着剤は、開環した環から電子を受容し、環が閉じるのを阻害することによって、画像の退色を防止又は遅延させる。
【０００７】
次に、図面に記載の実施形態を参照すると、そこには、画像形成媒体１００、エネルギー１１０、基材１２０、画像形成組成物１３０、及び懸濁粒子１４０が示されている。画像形成媒体１００は、基材１２０を含むことができる。当該基材１２０は、その上にマークを作成するのが望ましい基材とし得、限定はしないが、紙（例えば、ラベル、チケット、レシート、又は便箋）、ＯＨＰ用透明体、又はＣＤ−Ｒ／ＲＷ／ＲＯＭ又はＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ／ＲＯＭのような媒体のラベル表示面などである。
【０００８】
画像形成組成物１３０は、マトリックス、活性化剤、染料のような放射線吸収性化合物、発色性染料、及び定着剤から構成することができる。活性化剤と発色性染料は、混合されると変色し得る。活性化剤及び発色性染料のいずれかは、マトリックスに可溶性とし得る。他方の化合物（活性化剤又は発色性染料）は、マトリックスに実質的に不溶性とし得、且つ均一に分布している粒子１４０としてマトリックス中に懸濁させ得る。定着剤は、画像形成組成物１３０中に微細に粉砕された粉末として存在するか又は不溶性成分の付加以前に付加された高温溶融物として分散させることができる。画像形成組成物１３０は、例を挙げれば、ローラ塗布、噴霧、又はスクリーン印刷のような、許容し得る任意の方法によって基材に適用することができる。
【０００９】
エネルギー１１０は、画像形成媒体１００に対して、画像をもたらすように誘導することができる。エネルギーの形態は、用いる装置、周囲条件、及び所望の結果に応じて、種々変化させ得る。用い得るエネルギーの例としては、ＩＲ放射、ＵＶ放射、Ｘ線、又は可視光線が挙げられる。アンテナは、エネルギーを吸収し、そして画像形成組成物１３０を加熱することができる。その熱によって、懸濁粒子１４０は、粒子中に元々存在している発色種の相互拡散が生じるのに十分な温度（例えば、粒子１４０とマトリックスのガラス転移温度（Ｔｇ）又は融解温度（Ｔｍ））に到達することができる。次いで、活性化剤と染料が反応して発色することができる。１つの発色方法として、フルオランロイコ染料が酸性活性化剤と反応するような反応を挙げることができる。ロイコ染料のラクトン環は、活性化剤からプロトンが転移すると、開環して発色する。この反応は、可逆容易であり、色損失を生じる。逆反応の一例として、開環したラクトン環のカルボキシは、容易にプロトンを失って環の閉鎖を引き起こす。定着剤（例えば、遷移金属陽イオン）は、開環したラクトン環のカルボキシとキレート錯体を形成して、環が閉じるのを防止する（即ち、色損失を防止又は遅延させる）。
【００１０】
実施例１には、本発明の典型的な実施形態を示している。本発明の範囲内において、幾つかの変更を施すことができる。例えば、アンテナ６０は、マークをもたらすために画像形成媒体に適用される種類のエネルギーを効率的に吸収する任意の材料とし得る。例を挙げれば、次の化合物、ＩＲ７８０（Ａｌｄｒｉｃｈ  ４２，５３１−１）（１）、ＩＲ７８３（Ａｌｄｒｉｃｈ  ５４，３２９−２）（２）、Ｓｙｎｔｅｃ  ９／１（３）、Ｓｙｎｔｅｃ  ９／３（４）（ジチオラン金属錯体（５）及びインドアニリン金属錯体（６）のような）金属錯体、Ｄｙｅ  ７２４（７）、Ｄｙｅ  ６８３（８）、又はＯｘａｚｉｎｅ  １（９）（７、８、及び９は、Ｏｒｇａｎｉｃａ  Ｆｅｉｎｃｈｅｍｉｅ  ＧｍｂＨ  Ｗｏｌｌｅｎから入手可能）が適切なアンテナである：
【００１１】
【化１】
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【００１２】
【化２】
2007535704.tif 000004
【００１３】
式中、Ｍ１は遷移金属であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、ハロ置換基を有する又は有さないアルキル若しくはアリール基であり、そしてＡ１、Ａ２、Ａ３、及びＡ４は、Ｓ、ＮＨ、又はＳｅであり得、
【００１４】
【化３】
2007535704.tif 000005
【００１５】
ここで、Ｍ２はＮｉ又はＣｕであり、Ｒ５及びＲ６は、ハロ置換基を有する又は有さないアリール若しくはアルキル基であり、
【００１６】
【化４】
2007535704.tif 000006
【００１７】
【化５】
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【００１８】
アンテナの他の例は、“Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ａｂｓｏｒｂｉｎｇ  Ｄｙｅｓ”，Ｍａｔｓｕｏｋａ，Ｍａｓａｒｕ，ｅｄ．，Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｒｅｓｓ（１９９０）（ＩＳＢＮ  ０−３０６−４３４７８−４）及び“Ｎｅａｒ−Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｄｙｅｓ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，Ｄａｅｈｎｅ，Ｓ．；Ｒｅｓｃｈ−Ｇｅｎｇｅｒ，Ｕ．；  Ｗｏｌｆｂｅｉｓ，Ｏ．，Ｅｄ．，Ｋｌｕｗｅｒ  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ（ＩＳＢＮ  ０−７９２３−５１０１−０）に見出すことができる。
【００１９】
活性化剤（例えば、ビスフェノール−Ａ）と発色性染料９０（例えば、２−アニリノ−３−メチル−６−ジブチルアミノフルオラン）は、協働してマークを生成することができる。活性化剤と染料には、互いに反応すると変色する任意の２つの物質を用い得る。反応時、活性化剤は、染料の変色又は顕色を引き起こすことができる。活性化剤及び染料の一方は、周囲条件下でマトリックスに可溶性であり得る。他方は、周囲条件下でラッカーに実質的に不溶性とし得る。「実質的に不溶性」という用語は、周囲条件下におけるラッカー中への溶解度が非常に低いため、周囲条件下では染料と活性化剤との反応による変色が全く生じない又は最小限にしか生じないことを意味する。上述の実施形態では、活性化剤が周囲条件下でラッカーに溶解し得、染料がマトリックス中に固体として懸濁した状態に維持されるているが、発色剤を周囲条件下でマトリックス中に溶解させ、活性化剤を懸濁した固体として維持させることもできる。活性化剤としては、限定はしないが、プロトン供与体、並びにビスフェノール−Ａ及びビスフェノール−Ｓのようなフェノール系化合物を挙げることができる。発色剤としては、限定はしないが、”Ｔｈｅ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｌｅｕｃｏ  Ｄｙｅｓ“，Ｍｕｔｈｙａｌａ，Ｒａｍｉａｈ，ｅｄ．，Ｐｌｅｎｕｍｕ  Ｐｒｅｓｓ（１９９７）  （ＩＳＢＮ  ０−３０６−４５４５９−９）に記載のようなフルオランロイコ染料のようなロイコ染料並びにフタリド発色剤を挙げることができる。許容し得るフルオランロイコ染料として、限定はしないが、式（１０）に示す構造を含むものが挙げられる。
【００２０】
【化６】
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【００２１】
ここで、Ａ及びＲは、アリール又はアルキル基である。
【００２２】
ラッカー３０は、活性化剤、アンテナ、及び発色剤を溶解及び／又は分散させるための適切な任意のマトリックスとし得る。許容し得るラッカーとしては、例えば、光パッケージを有する、アクリレートの誘導体、オリゴマー及びモノマーのようなＵＶ硬化性マトリックスを挙げることができる。光パッケージの例としては、ベンゾフェノン誘導体のような、ラッカーの硬化反応を開始させる光吸収性の化学種を挙げることができる。フリーラジカル重合モノマー及びプレポリマーのための光開始剤のその他の例としては、限定はしないが、チオキサントン誘導体、アントラキノン誘導体、アセトフェノン及びベンゾインエーテルタイプがある。変色をもたらす種類の放射線以外の放射線で硬化されるようなマトリックスを選択するのが望ましい。カチオン重合樹脂をベースとしたマトリックスは、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ハロニウム塩、芳香族スルホニウム塩及びメタロセン化合物をベースとする光開始剤を必要とすることがある。許容し得るラッカー、即ちマトリックスの一例として、光開始剤（ヒドロキシケトン）と有機溶媒アクリレート（例えば、メチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、ベータフェノキシエチルアクリレート、及びヘキサメチレンアクリレート）を含有するＮｏｒ−Ｃｏｔｅ  ＣＤＧ０００（ＵＶ硬化性アクリレートのモノマー及びオリゴマーの混合物）（Ｎｏｒ−Ｃｏｔｅ  Ｉｎｔ’ｌ，Ｃｒａｗｆｏｒｄｓｖｉｌｌｅ，Ｉｎｄｉａｎａから入手可能）を挙げることができる。その他の許容し得るラッカー、即ちマトリックスとしては、（Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏ．，５０２  Ｊｏｎｅｓ  Ｗａｙ，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ  １９３４１から入手可能な）ＣＮ２９２、ＣＮ２９３、ＣＮ２９４、ＳＲ３５１（トリメチロールプロパントリアクリレート）、ＳＲ３９５（イソデシルアクリレート）、及びＳＲ２５６（２（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート）のようなアクリル化ポリエステルのオリゴマーを挙げることができる。
【００２３】
定着剤としては、例えば、遷移金属の陽イオンのような、ルイス酸を挙げることができる。その他の典型的な例には、Ｆｅ３＋、Ｃｕ２＋、Ｎｉ２＋、Ｃｏ２＋、Ｚｎ２＋、Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋、Ｚｒ４＋、Ａｌ３＋、又はＳｎ２＋からなる塩が含まれ得る。その他の典型的な例としては、ステアリン酸亜鉛、ウンデシレン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、カプリン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、リノール酸亜鉛、オレイン酸アルミニウム、パルミチン酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸銅、ステアリン酸鉄、ステアリン酸マンガン、ナフテン酸マンガン、オレイン酸ニッケル、オレイン酸スズ、遷移金属／有機酸の塩、及び遷移金属／脂肪族酸の塩を挙げることができる。また、定着剤は、顕色し始める温度にて容易に融解若しくは溶融し得ることが望ましい。
【実施例】
【００２４】
ビスフェノール−Ａの高温溶融物中に染料ＩＲ７８０を溶解させることによって、ＩＲ感応性ビスフェノール−Ａを調製した。当該共融物は、９７．２６％のビスフェノール−Ａと２．７４％のＩＲ７８０から構成された。当該共融物を冷却し粉砕して、微細粉末にした。当該共融物粉末１４．３１ｇ、Ｄａｒｏｃｕｒ−４２６５（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，５４０  Ｗｈｉｔｅ  Ｐｌａｉｎｓ  Ｒｄ．，ＰＯ  Ｂｏｘ  ２００５，Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ  １０５９１から入手可能）１．５４ｇ、及びステアリン酸亜鉛の微細粉末４．９２ｇを、順次、ＣＤＧ０００  ＵＶ−硬化ラッカー３５．７７ｇ中に混合してラッカー混合物を形成した。
【００２５】
２−アニリノ−３−メチル−６−ジブチルアミノフルオラン（式１１）とｍ−ターフェニルを含有する溶融物中に染料ＩＲ７８０を溶解させることによって、ＩＲ感応性２−アニリノ−３−メチル−６−ジブチルアミノフルオラン（ロイコ染料共融物）を調製した。当該共融物の組成は、９０．４５％の２−アニリノ−３−メチル−６−ジブチルアミノフルオラン、９．０５％のｍ−ターフェニル、及び０．５％のＩＲ７８０であった。そのロイコ染料共融物をボールミル中で微細に粉砕した（粒子サイズ１μｍ〜７μｍ）。微細に粉砕されたロイコ染料共融物２３．４７ｇをラッカー混合物に付加した。
【００２６】
【化７】
2007535704.tif 000009
【００２７】
得られた混合物を３−ロールミルで調合し、基材に適用し、そして水銀球の放射によってＵＶ硬化させた。エネルギー密度０．１−０．５Ｊ／ｃｍ２の７８０ｎｍ  ＩＲ−レーザを用いてマークを形成した。
【００２８】
マークの形成された基材を３５℃、相対湿度８０％の条件に３日間曝した。３日後、画像化領域は、５％−１０％未満のコントラスト損失を示した。ステアリン酸亜鉛を付加することなく調製した同様のコーティングは、同一環境下において６０％−８０％のコントラスト損失を示した。
【００２９】
以上の説明は、本発明の原理及び種々の実施形態の例示である。以上の説明を十分理解することにより、当業者には、種々の変更並びに改良が明らかになろう。特許請求の範囲は、上述の変更並びに改良の全てを網羅するしているものと解釈されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態による画像形成媒体
【図１】
2007535704.tif 000010
【国際調査報告】
2007535704.tif 000011
2007535704.tif 000012