(57)【要約】  所望の波長で現像可能な、カラー画像生成用組成物及び方法を開示、記載する。発色組成物は、スピロ染料である発色剤を含むことができる。発色組成物は、発色剤と混合されているか又は熱的に接触している放射線アンテナを含むことができる。発色組成物はまた、所定の現像波長を有する電磁放射線を用いた現像に関して最適化することができる。発色組成物は、光ディスクのような種々の基材上に画像を形成するのに有用である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）スピロ染料である発色剤、及び
ｂ）前記発色剤と混合されているか又は熱的に接触している放射線アンテナ、
を含む、発色組成物。
【請求項２】
前記スピロ染料が、スピロピラン、スピロベンゾピラン、スピロインドリノベンゾピラン、スピロベンゾピラノベンゾピラン、スピロナフトキサジン、スピロチオピラン、スピロベンゾピラノピラン、スピロベンゾチオラジン(spirobenzothiolazine)、ペリミジンスピロシクロヘキサジエノン、スピロ［ベンゾジチオラン］ベンゾピラン及びそれら組合せから成る群から選択される成分である、請求項１に記載の発色組成物。
【請求項３】
現像状態における前記発色剤の安定化を可能にする安定剤をさらに含み、前記安定剤が、亜鉛ベースの塩、カルボン酸塩、フェノール系化合物、カルボン酸塩、カルシウム塩及びそれらの組合せから成る群から選択される成分である、請求項１に記載の発色組成物。
【請求項４】
融解助剤をさらに含み、前記融解助剤が、現像時間を低減させ且つ適用される放射線源に対する前記発色剤の感度を増大させることが可能であり、且つ前記融解助剤が、約５０℃〜約１５０℃の融解温度を有する有機固形物である、請求項１に記載の発色組成物。
【請求項５】
前記融解助剤が、芳香族炭化水素、フェノール系エーテル、芳香族酸−エステル、６個以上の炭素を有する長鎖脂肪酸エステル、ポリエチレンワックス及びそれらの誘導体から成る群から選択される成分を含む、請求項４に記載の発色組成物。
【請求項６】
ａ）画像データソースと、
ｂ）その上に発色組成物がコーティングされた基材であって、前記発色組成物が、
ｉ）スピロ染料である発色剤、及び
ｉｉ）前記発色剤と混合されるているか又は熱的に接触している放射線アンテナ
を含んで成る、基材と、
ｃ）前記画像データソースに操作可能に接続されており且つ現像波長の電磁放射線を前記発色組成物に誘導するように構成された電磁放射線源と、
を含む、基材をラベリングするためのシステム。
【請求項７】
前記現像波長が、約２００ｎｍ〜約１２００ｎｍである、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記電磁放射線源が、レーザである、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記レーザが、約０．３Ｊ／ｃｍ２から３．０Ｊ／ｃｍ２未満にて電磁放射線を適用するように構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記スピロ染料が、スピロピラン、スピロベンゾピラン、スピロインドリノベンゾピラン、スピロベンゾピラノベンゾピラン、スピロナフトキサジン、スピロチオピラン、スピロベンゾピラノピラン、スピロベンゾチオラジン及びそれら組合せから成る群から選択される成分である、請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
前記発色組成物が、現像状態における前記発色剤の安定化を可能にする安定剤をさらに含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項１２】
前記発色組成物が、現像時間を低減させ且つ適用される放射線源に対する前記発色剤の感度を増大させることが可能な融解助剤をさらに含み、前記融解助剤が、約５０℃〜約１５０℃の融解温度を有する有機固形物である、請求項６に記載のシステム。
【請求項１３】
前記基材が、光ディスクである、請求項６に記載のシステム。
【請求項１４】
基材上にカラー画像を形成する方法であって：
ａ）基材上に発色組成物を適用することであって、前記発色組成物が、
ｉ）ポリマーマトリックス、
ｉｉ）スピロ染料である発色剤、及び
ｉｉｉ）前記発色剤と混合されているか又は熱的に接触している放射線アンテナ、
を含み、前記発色組成物が、現像波長を有する電磁放射線を用いた現像に関して最適化されている、適用すること；及び
ｂ）前記発色組成物を分解することなく、前記発色剤を現像するのに十分な現像波長の電磁放射線を前記発色組成物に対して適用すること、
を包含する、方法。
【請求項１５】
前記現像波長が、約２００ｎｍ〜約１２００ｎｍである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記電磁放射線源が、レーザである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記スピロ染料が、スピロピラン、スピロベンゾピラン、スピロインドリノベンゾピラン、スピロベンゾピラノベンゾピラン、スピロナフトキサジン、スピロチオピラン、スピロベンゾピラノピラン、スピロベンゾチオラジン及びそれら組合せから成る群から選択される成分である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記発色組成物が、約１００μ秒〜約５００μ秒間適用される電磁放射線を用いた現像に関して最適化されている、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、発色組成物に関する。より詳細には、本発明は、スピロ染料を使用して迅速にカラー画像を形成する方法及び組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
光又は熱の形態のエネルギーに曝すと変色する組成物は、様々な基材上に画像を生成するにあたり非常に関心が寄せられている。一例として、光ディスクは、ソフトウェア、並びに写真、ビデオ及び／又はオーディオデータのデータ保存に関して、市場のかなりの割合を占めている。通常、光ディスクは、ディスクの一方の面に読み書きし得るところの埋め込みデータパターンと、ディスクの他方の面上に印刷されたグラフィック表示又はラベルとを有する。
【０００３】
光ディスクの内容を識別するために、印刷されたパターン又はグラフィック表示情報を、ディスクの非データ面、即ち、ラベル面にもたらすことができる。パターン又はグラフィック表示は共に、装飾用であり、ディスクのデータ内容に関する適切な情報を提供することができる。従来、商業的なラベリングは、スクリーン印刷法を用いて日常的に行われてきた。この方法は、多種多様なラベル内容を提供し得るものの、ステンシル又はステンシルの組合せを作成したり、所望のパターン又はグラフィック表示を印刷することに付随する固定費のために、約４００個未満の特注ディスクの製作には費用的に有用でない傾向にある。
【０００４】
近年では、消費者によるデータ保存のための光ディスクの使用が著しく増加しており、光ディスクの内容を表す特注ラベルへの要求が高まっている。消費者が利用可能なたいていのラベリング法は、専門的な外観、品質及び多様性を欠いた手書きの記述、或いはディスクへ添付し得るが高速回転時にディスク性能に悪影響を与えかねない事前印刷ラベルの何れかに限定される。
【０００５】
エネルギーに曝すと変色する多数の材料が知られている。例えば、発色用材料は、感熱紙、インスタントイメージングフィルム等で用いられている。これらの材料は、通常、複層構成の構造、並びに多くの場合、付加処理工程を要する。たいていの場合、これらの技術は、比較的長時間にわたって、比較的高い熱流束を必要とし得る。例えば、これらの方法の幾つかにおいては、約１００μ秒を超える露出時間にわたって、３Ｊ／ｃｍ２以上のエネルギー密度を有する二酸化炭素レーザが用いられる。従って、基材に利用し得る材料の種類、及びマーキング速度が制限される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
最近、マーキング速度を改善し熱流束要件を軽減させつつ画像を形成するために、レーザなどのエネルギー源により現像され得る発色組成物が開発された。しかしながら、より一層速い現像速度、色調範囲に関する増大された柔軟性、並びに発色プロセスにおける多様性のような、望ましい特性を有する組成物が必要とされている。これら及び他の理由によって、そのような画像形成システムに利用し得る選択肢を広げる発色組成物が依然として必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
様々な波長で現像可能であり且つ迅速に現像可能である発色組成物を提供することが望ましいと考えられる。本発明の一態様では、発色組成物は、スピロ染料である発色剤を含むことができる。また、放射線アンテナを、発色剤と混合させるか又は熱的に接触させることができる。通常、発色組成物はまた、所望の現像波長を有する電磁放射線を用いた現像に関して最適化することができる。
【０００８】
当該発色組成物を現像するためのシステムは、その上に発色組成物を有する基材を含むことができる。画像データソースは、電磁放射線源から電磁放射線を選択的に誘導するために、当該システムの一部として用いることができる。発色組成物及び電磁放射線源は、発色組成物を十分加熱させて発色剤を現像するように構成することができる。
【０００９】
本発明の他の態様及び利点は、以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、例示的な実施形態について説明するが、例示的な実施形態について記載するために特定の用語を用いる。しかし、それによって本発明の範囲を限定する意のないことは理解されよう。本書中に記載する本発明の特徴の変更及びさらなる修正、並びに本書中に記載する本発明の原理のさらなる応用は、関連技術における、この開示を手にする当業者には想起されるものであり、本発明の範囲内であるとみなされるべきである。さらに、本発明の特定の実施形態を開示及び記載するにあたり、本発明が、本書中に開示する特定のプロセス及び材料に限定されないことを理解されたい。何故なら、プロセス及び材料はある程度変更し得るからである。また、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等物によってのみ規定され、本書中で用いる専門用語は、単に特定の実施形態を記載するために用いるものにすぎず、限定の意のないことを理解されたい。
【００１１】
本発明を説明するにあたり、また、本発明を特許請求するにあたり、以下の専門用語を用いることとする。
【００１２】
単数形「a」、「an」及び「the」は、別途指示のない限り、複数形の意味を包含する。従って、例えば、「放射線アンテナ」という場合、１つ又は複数の当該材料の意を包含する。
【００１３】
本書で用いるとき、用語「発色組成物」は、典型的に、発色剤、放射線アンテナ、及び任意のポリマーマトリックスを含む。これらの構成成分は、放射線に曝されると一緒に機能して、発色剤を現像させて変色を引き起こすことができる。本発明の趣旨において、用語「色」又は「着色した」は、黒、白又は伝統的な色への現像を包含する、現像時に見られる可視吸光度の変化を意味する。未現像の発色剤は、無色であり得るか、或いは現像時に異なる色へと変化する色を多少とも有することができる。
【００１４】
本書中で用いるとき、用語「発色剤」は、エネルギー適用時に変色する任意の組成物を指す。本発明の発色剤は、通常、開形態で着色され且つ閉形態で無色であるスピロ染料を含み得る。
【００１５】
本書で用いるとき、「スピロ染料」は、２つの環に共通の単一原子を有する色素を指す。本発明のスピロ染料はまた、発色剤であり得る。
【００１６】
本書で用いるとき、「現像する」、「現像」等は、化学反応を介して、対応する発色剤の有色状態への可視的な変色をもたらすように、発色剤に影響を及ぼす相互作用又は反応を指す。たいていの場合、スピロ染料発色剤は、フォトクロミック反応において反応することによって、該スピロ染料の閉形態から着色した開形態（即ち、メロシアニン体）を形成することができる。例えば、２Ｈ−ベンゾピランは、通常、スピロ炭素と隣接酸素との間の結合を切断するように反応する。
【００１７】
本書で用いるとき、「放射線アンテナ」は、概して、特定波長の放射線に曝されると周囲分子を加熱するか又はエネルギーを伝達し得る放射線感受性剤を指す。発色剤と混合されるか、又は発色剤と熱的に接触している場合、放射線アンテナは、発色剤を少なくとも部分的に現像させるのに十分なエネルギーをもたらすように、十分な量にて存在し得る。
【００１８】
本書で用いるとき、「熱的接触」とは、アンテナと発色剤との間の空間的な関係を指す。例えば、アンテナがレーザ放射線との相互作用により作動する際、アンテナにより生成されたエネルギーは、化学反応を介して、発色組成物の発色剤を黒ずませたり、変化させたり、又は着色させたりするのに十分であるべきである。熱的な接触は、アンテナから発色剤へのエネルギーの移動が可能となるように、アンテナと発色剤とが近接していることを包含し得る。熱的な接触はまた、直に隣接する層の場合のような、又は両成分を含む混合物の場合のような、アンテナと発色剤とが実際に密接していることも包含し得る。
【００１９】
本書で用いるとき、用語「スピンコーティング可能な組成物」は、その中に様々な構成成分が溶解又は分散している液体キャリアを含む。幾つかの実施形態では、スピンコーティング可能な組成物は、一般的な液体キャリア中に、発色剤、未硬化ポリマーマトリックス材料、及び放射線アンテナを含むことができる。他の実施形態では、スピンコーティング可能な組成物を形成する液体キャリア中には、より少数の構成成分が存在し得る。発色組成物は、一実施形態では、スピンコーティング可能とし得、又は同様に他の適用法（例えば、オフセット、インクジェット、グラビア、ロータコーティング、スクリーン印刷、スプレー又は当業者に既知の他の適用法）に向くように構成することができる。
【００２０】
本書で用いるとき、「最適化」又は「最適化された」とは、特定出力の放射線に一定期間曝すことで迅速に現像可能な組成物をもたらす、発色組成物の成分選択プロセスを指す。例えば、本発明の組成物は、特定波長のレーザ光を用いた現像に関して最適化することができ、この場合、レーザ光に曝される発色組成物は、所定の時間、例えば５ｍ秒〜１００μ秒未満で現像される。しかしながら、「最適化された」とは、必ずしも発色組成物が特定波長で最も迅速に現像されることを示すのではなく、むしろ組成物が、所定の放射線源を用いて特定時間内に現像され得ることを示す。最適化された組成物はまた、長期間、即ち数ヶ月から数年にわたって環境光に対し安定である。従って、最適化された組成物は、現像特性及び安定性に影響を及ぼす発色組成物の全構成成分の組み合わせに起因する。
【００２１】
本書で用いるとき、「光ディスク」は、オーディオ、ビデオ、マルチメディア、並びに／或いはＣＤ及び／又はＤＶＤドライブ等において読取り可能なマシンであるソフトウェアディスクを包含する意がある。光ディスクフォーマットの例としては、書き込み可能なディスク、記録可能なディスク及び書き換え可能なディスク（例えば、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等）が挙げられる。また、類似のフォーマット及び今後開発される予定のフォーマットのような、他の同様のフォーマットも包含され得る。
【００２２】
本書で用いるとき、「グラフィック表示」は、光ディスクのような基材上に見られる任意の可視的な文字又は画像を包含することができる。光ディスクでは、グラフィック表示は光ディスクの一方の面に顕著に見出されるが、これは必ずしもそうとは限らない。
【００２３】
本書で用いるとき、「データ」は、本発明に関して、光ディスクの中にデジタル処理により又は他の方法で埋め込まれた、光ディスク上に含有される非グラフィック情報を包含するのに通常用いる。データとしては、オーディオ情報、ビデオ情報、写真情報、ソフトウェア情報等を挙げることができる。
【００２４】
本書では、濃度、量及び他の数値データを範囲形式で提示する場合がある。かかる範囲形式は、単に利便性及び簡潔性のために用いるものであり、範囲の限界として明記した数値を包含するだけでなく、各数値又は副範囲があたかも明記されているかのように、範囲内に包含される全ての個々の数値又は副範囲も包含するものと柔軟に解釈されるべきことを理解されたい。例えば、約１□ｍ〜約２００□ｍのサイズ範囲は、１□ｍ〜約２００□ｍという明記された限界を包含するだけでなく、２□ｍ、３□ｍ、４□ｍのような個々のサイズ、及び１０□ｍ〜５０□ｍ、２０□ｍ〜１００□ｍ等のような副範囲を包含すると解釈されるべきである。
【００２５】
本発明によれば、発色組成物は、発色剤を含むことができる。本発明の発色剤は、スピロ染料とし得る。発色組成物は、発色剤と混合されているか又は熱的に接触している放射線アンテナをさらに含むことができる。さらに、発色組成物はまた、具体的用途に依存する特定の現像波長を有する電磁放射線を用いた現像に関し、最適化することができる。
【００２６】
適切な電磁放射線を適用すると、放射線アンテナ及び発色剤は、発色剤を現像させるのに十分なエネルギーを吸収する。特定の発色剤、放射線アンテナ及び発色組成物の他の構成成分はそれぞれ、発色組成物の現像特性及び長期安定性に影響を及ぼし得る。これらは、以下に、より詳細に説明する。
発色剤
本発明の発色組成物は、ポリマーマトリックス内に分散させることができる（例えば、溶解又は混合させ得る）発色剤を含み得る。これは、混合、回転、粉砕、均質化等のような任意の既知の方法により実施し得る。多くの場合、ポリマーマトリックス全体にわたって発色剤を一様に分散させることが望ましい。ポリマーマトリックス内に発色剤を分散させることにより、アンテナ及び／又は他のエネルギー移動材料（これらは、以下に、より詳細に説明する）と発色剤との接触を増大させることが可能となる。さらに、ポリマーマトリックス内の発色剤の分散物は単一組成物、例えばペーストとして形成することができ、それは、単一工程にて基材上にコーティングすることができる。通常、発色組成物は、発色剤及び放射線アンテナを加熱して実質的に均質の融解物を形成した後に冷却することにより形成することができる。このようにして、放射線アンテナは、発色剤と一様に混合されて、マーキング速度及び画像品質を改善させることができる。しかしながら、場合によっては、構成成分は、融解物を生ずることなく十分に混合させることができる。緊密な混合物を調製するのに一般的に使用されるプロセスは、ボールミル粉砕、マイクロ流動化（microfluidization）、超音波処理、マイクロ波処理、並びに米国特許第５，９７６，２３２号（参照することで、本書に取り入れることとする）に記載されるようなＡＰＶ均質化技法を用いた高圧均質化である。他の方法としては、Netzsch LMCミル及びDrais DCPミルのような従来の媒体ミル設計において改良を伴う粉砕プロセスの変形方法が挙げられる。これらのミルは、より大きな粉砕媒体と２５０〜３００マイクロメートル程度と小さい粉砕基材粒子との物理的な分離（例えば、濾過）を可能にする、より小さなスクリーン開口寸法を組み込んでおり、本発明で用いる緊密な混合物を調製するのに使用することができる。
【００２７】
ポリマーマトリックス内に分散している発色剤の量は、用いる発色剤の濃度及び種類、並びに所望の現像速度、現像される発色剤の所望の色強度等のような多数の他の因子に相当程度依存して、種々とし得る。しかしながら、一般的な指針としては、発色剤は、約１重量％〜約５０重量％を構成し得る。組成物の他の成分に応じて、この範囲外の量もまた使用することができるが、約５重量％〜約３０重量％の量が適正な結果をもたらす場合が多い。或いは、発色剤及びポリマーマトリックスは、隣接する別個の層に形成させることができる。
【００２８】
本発明によれば、発色剤は、スピロ染料であり得る。スピロ染料は、式Ｉに示すような一般的な化学構造を有することが分かっている。
【００２９】
【化１】
2008514779.tif 000002
【００３０】
式中、Ｒ１及びＲ２は、任意数の単環式基、多環式基、ヘテロ環式基、芳香族基又は他の類似した基のバランスを提供し得る。これらＲ１及びＲ２基はさらに、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、ニトロ基、フルオロ基、ブロモ基、クロロ基のような置換基を包含し得る。スピロ染料は、通常、式Ｉに示すような閉形態、或いは後の式ＩＩに示すような中心スピロ炭素間の少なくとも１つの結合が崩壊した開形態のいずれかにて存在する。閉形態から開形態への変換は、光及び／又は熱の付加により達成し得る。通常、この変換は、エネルギーが適用される場合に比較的ゆっくりであるだけでなく、多くの場合、可逆的であり、それによって、光の除去、或いは光や他のエネルギー源の別の波長の暴露、或いは熱又は光への暴露時に、スピロ染料は初期の構造を再び取ることができる。これは、予想可能で且つ長い寿命を要するマーキング用途にとって望ましくない場合がある。従って、本発明によれば、長期にわたる許容可能なレベルの光安定性を有する高速マーキング組成物を製造するために、以下に説明するように、さらなる構成成分を添加することができる。
【００３１】
適切なスピロ染料の非限定例は、"Organic Photo Chromic and Thermochromic Compounds)" Volume 1, Crano, J.C; Guglielmetti, R.J., Eds., 1999, Plenum, Press, New York, ISBN 0-306-45882-9、"Organic Photo Chromic and Thermochromic Compounds)" Volume 2, Crano, J.C; Guglielmetti, Eds., 1999, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, ISBN 0-306-45883-7、及び"Photochromism, Molecules and Systems" Pages 314-466, Durr, H.; Bouas Laurent, H., Eds., 2003, Elsevier Science, Amsterdam The Netherlands, ISBN 0-444-51322-1に記載があり、これらはそれぞれ、参照することで本書に取り入れることとする。記載する発色剤には、スピロピラン（式ＩＩＩ）、スピロオキサジン（式ＩＶ）、スピロベンゾピラン、スピロインドリノベンゾピラン、スピロベンゾピラノベンゾピラン、スピロナフトキサジン（式Ｖ）、スピロチオピラン、スピロベンゾピラノピラン（式ＶＩ）、スピロベンゾチオザリン（式ＶＩＩ）及びそれらの組合せのような基礎構造を有する化合物が含まれる。これらの染料の幾つかは、高分子構造の一部であってもよい。発色反応の一例を式ＩＩにおいて説明する。Ｒ１〜Ｒ６基は、ニトロ、アルコキシ、アルキル、アリール、芳香族及びヘテロ芳香族の単環式又は多環式構造を有する鎖及び環、或いはハロゲンを表し、これらの例は先に引用した参考文献に記載されている。
【００３２】
【化２】
2008514779.tif 000003
【００３３】
【化３】
2008514779.tif 000004
【００３４】
【化４】
2008514779.tif 000005
【００３５】
これらの材料の多くは、Ｐｈｏｔｏｓｏｌという名称でペンシルバニア州ピッツバーグのPPG Industriesから、Ｒｅｖｅｒｓａｃｏｌ光発色性染料という名称で英国ウェストヨークシャー・ハダーズフィールドのJames Robinsonから、並びにウィスコンシン州ミルウォーキーのAldrich chemical companyから市販されている。
放射線アンテナ
効率的なエネルギー吸収剤として作用する放射線アンテナは、所定の暴露時間及び／又は波長での放射線への暴露時に発色組成物の現像を最適化するのに使用することができる構成成分として、発色組成物中に含有させることができる。放射線アンテナは、エネルギーアンテナとして作用することができ、エネルギー源との相互作用時に周囲領域にエネルギーを供給する。放射線アンテナにより所定量のエネルギーを供給し得るため、使用する具体的アンテナに対して放射線の波長及び強度を調和させることにより、所望の最適範囲内にシステムを最適化することができる。最も一般的な商業用途では、約２００ｎｍ〜約１２００ｎｍの現像波長に対し最適化することが必要となるが、この範囲外の波長もまた、放射線アンテナ及び発色組成物をそれ相応に調節することにより利用することができる。幾つかの一般的な現像波長としては、４０５ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍ及び１０８４ｎｍを挙げることができる。
【００３６】
適切な放射線アンテナは、限定はしないが、アルミニウムキノリン錯体、ポルフィリン、ポルフィン、インドシアニン色素、フェノキサジン誘導体、フタロシアニン色素、ポリメチルインドリウム色素、ポリメチン色素、グアイアズレニル色素、クロコニウム色素、ポリメチンインドリウム色素、金属錯体ＩＲ色素、シアニン色素、スクアリリウム色素、カルコゲノ−ピリロアリーリデン色素、インドリジン色素、ピリリウム色素、キノイド色素、キノン色素、アゾ色素及びそれらの混合物又は誘導体のような多数の放射線吸収剤から選択することができる。他の適切なアンテナもまた、本発明で使用することができ、当業者に既知であり、且つ"Infrared Absorbing Dyes", Matsuoka, Masaru, ed., Plenum Press, New York, 1990(ISBN 0-306-43478-4)）及び"Near-Infrared Dyes for High Technology Applications", Daehne, Resch-Genger Wolfbeis, Kluwer Academic Publishers (ISBN 0-7923-5101-0)（参照することで本書に取り入れることとする）のような文献に見出すことができる。
【００３７】
種々の放射線アンテナは、特定の波長及び範囲の電磁放射線を吸収するためのアンテナとして作用し得る。概して、所望の現像波長で、或いは所望の現像波長付近で、最大吸光度を呈する放射線アンテナが、本発明で使用するのに適している。例えば、本発明の一態様では、発色組成物は、約７２０ｎｍ〜約９００ｎｍの波長の赤外放射線を用いた現像に関して最適化することができる。一般的なＣＤバーニングレーザは、約７８０ｎｍの波長を有し、発色組成物の一部を選択的に現像させて画像形成するように適応させることができる。赤外範囲における使用に適する放射線アンテナとしては、限定はしないが、ポリメチルインドリウム、金属錯体ＩＲ色素、インドシアニングリーン、ポリメチン色素（例えば、ピリミジントリオン−シクロペンチリデン）、グアイアズレニル色素、クロコニウム色素、シアニン色素、スクアリリウム色素、カルコゲノピリロアリーリデン色素、金属チオラート錯体色素、ビス（カルコゲノピリロ）ポリメチン色素、オキシインドリジン色素、ビス（アミノアリール）ポリメチン色素、インドリジン色素、ピリリウム色素、キノイド色素、キノン色素、フタロシアニン色素、ナフタロシアニン色素、アゾ色素、六官能性ポリエステルオリゴマー、複素環式化合物及びそれらの組合せを挙げることができる。
【００３８】
幾つかの特定のポリメチルインドリウム化合物はAldrich Chemical Companyから入手可能であり、それらとしては、２−［２−［２−クロロ−３−［２−（１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチル−２Ｈ−インドール−２−イリデン）−エチリデン］−１−シクロペンテン−１−イル−エテニル］−１，３，３−トリメチル−３Ｈ−インドリウム過塩素酸塩；２−［２−［２−クロロ−３−［２−（１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチル−２Ｈ−インドール−２−イリデン）−エチリデン］−１−シクロペンテン−１−イル−エテニル］−１，３，３−トリメチル−３Ｈ−インドリウムクロリド；２−［２−［２−クロロ−３−［（１，３−ジヒドロ−３，３−ジメチル−１−プロピル−２Ｈ−インドール−２−イリデン）エチリデン］−１−シクロヘキセン−１−イル］エテニル］−３，３−ジメチル−１−プロピルインドリウムヨウ化物；２−［２−［２−クロロ−３−［（１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチル−２Ｈ−インドール−２−イリデン）エチリデン］−１−シクロヘキセン−１−イル］エテニル］−１，３，３−トリメチルインドリウムヨウ化物；２−［２−［２−クロロ−３−［（１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチル−２Ｈ−インドール−２−イリデン）エチリデン］−１−シクロヘキセン−１−イル］エテニル］−１，３，３−トリメチルインドリウム過塩素酸塩；２−［２−［３−［（１，３−ジヒドロ−３，３−ジメチル−１−プロピル−２Ｈ−インドール−２−イリデン）エチリデン］−２−（フェニルチオ）−１−シクロヘキセン−１−イル］エテニル］−３，３−ジメチル−１−プロピルインドリウム過塩素酸塩；及びそれらの混合物が挙げられる。或いは、放射線アンテナは、無機化合物、例えば、酸化第二鉄、カーボンブラック、セレニウム等とし得る。ポリメチン色素又はそれらの誘導体（例えば、ピリミジントリオン−シクロペンチリデン）、グアイアズレニル色素のようなスクアリリウム色素、クロコニウム色素、又はそれらの混合物もまた、本発明において使用することができる。適切なピリミジントリオン−シクロペンチリデン赤外アンテナとしては、例えば、２，４，６（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−ピリミジントリオン  ５−［２，５−ビス［（１，３−ジヒドロ−１，１，３−ジメチル−２Ｈ−インドール−２−イリデン）エチリデン］シクロペンチリデン］−１，３−ジメチル−（９Ｃｌ）（独国Few Chemicals入手可能なＳ０３２２）が挙げられる。
【００３９】
本発明の他の態様では、放射線アンテナは、約６００ｎｍ〜約７２０ｎｍの波長範囲（例えば、約６５０ｎｍ）における発色組成物の最適化に関して選択することができる。この範囲の波長において使用するのに適する放射線アンテナの非限定例としては、インドシアニン色素（例えば、２−［５−（１，３−ジヒドロ−３，３−ジメチル−１−プロピル−２Ｈ−インドール−２−イリデン）−１，３−ペンタジエニル］−３，３−ジメチル−１−プロピル−３Ｈ−インドリウムヨウ化物（色素７２４  λｍａｘ  ６４２ｎｍ）、１−ブチル−２−［５−（１−ブチル−１，３−ジヒドロ−３，３−ジメチル−２Ｈ−インドール−２−イリデン）−１，３−ペンタジエニル］−３，３−ジメチル−３Ｈ−インドリウム過塩素酸塩（色素６８３  λｍａｘ  ６４２ｎｍ））、及びフェノキサジン誘導体（例えば、３，７−ビス（ジエチルアミノ）−フェノキサジン−５−イウム過塩素酸塩（オキサジン１  λｍａｘ＝６４５ｎｍ））を挙げることができる。ほぼ所望の現像波長のλｍａｘを有するフタロシアニン色素（例えば、ケイ素２，３−ナフタロシアニンビス（トリヘキシルシリルオキシド）及び２，３−ナフタロシアニンのマトリックス可溶性誘導体（ともに、Aldrich Chemicalから市販されている）、ケイ素フタロシアニンのマトリックス可溶性誘導体（Rodgers, A.J. et al., 107 J. Phys. Chem. A 3503-3514, May 8, 2003に記載されるような）及びベンゾフタロシアニンのマトリックス可溶性誘導体（Aoudia, Mohamed, 119 J. Am. Chem. Soc. 6029-6039, July 2, 1997に記載されるような）、米国特許第６，０１５，８９６号及び同第６，０２５，４８６号（これらはそれぞれ、参照することで本書に取り入れることとする）に記載されるもののようなフタロシアニン化合物、並びにＣｉｒｒｕｓ  ７１５（λｍａｘ＝８０６ｎｍを有する、英国マンチェスターのAveciaから入手可能なフタロシアニン色素））もまた使用することができる。
【００４０】
本発明のさらに他の態様では、約３００ｎｍ〜約６００ｎｍの青色及び藍色波長を有するレーザ光を用いて、発色組成物を現像することができる。従って、本発明は、この範囲内の波長を放出するデバイスにおける使用に関し最適化された発色組成物を提供することができる。或る特定のＤＶＤ及びレーザディスク記録装置に見出される最近開発された商業用レーザは、約４０５ｎｍの波長でエネルギーを提供することができる。従って、適切な放射線アンテナを用いた本発明の組成物は、すでに市場で入手可能であるか又はイメージングを達成するように容易に変更し得る構成要素と共に用いるのに適している。青色（およそ４０５ｎｍ）及び藍色波長における最適化に有用な放射線アンテナとしては、限定はしないが、アルミニウムキノリン錯体、ポルフィリン、ポルフィン及びそれらの混合物又は誘導体を挙げることができる。適切な放射線アンテナの非限定的な具体例としては、１−（２−クロロ−５−スルホフェニル）−３−メチル−４−（４−スルホフェニル）アゾ−２−ピラゾリン−５−オン二ナトリウム塩（λｍａｘ＝４００ｎｍ）、７−ジエチルアミノクマリン−３−カルボン酸エチル（λｍａｘ＝４１８ｎｍ）、３，３’−ジエチルチアシアニンエチル硫酸塩（λｍａｘ＝４２４ｎｍ）、３−アリル−５−（３−エチル−４−メチル−２−チアゾリニリデン）ローダミン（λｍａｘ＝４３０ｎｍ）（それぞれ、Organica Feinchemie GmbH Wolfenから入手可能）及びそれらの混合物を挙げることができる。適切なアルミニウムキノリン錯体の非限定的な具体例としては、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（ＣＡＳ  ２０８５−３３−８）及び誘導体（例えば、トリス（５−クロロ−８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（ＣＡＳ  ４１５４−６６−１）、２−（４−（１−メチル−エチル）−フェニル）−６−フェニル−４Ｈ−チオピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル−１，１−ジオキシド（ＣＡＳ  １７４４９３−１５−３）、４，４’−［１，４−フェニレンビス（１，３，４−オキサジアゾール−５，２−ジイル）］ビスＮ，Ｎ−ジフェニルベンゼンアミン（ＣＡＳ  １８４１０１−３８−０）、ビス−テトラエチルアンモニウム−ビス（１，２−ジシアノ−ジチオルト）亜鉛（ＩＩ）（ＣＡＳ  ２１３１２−７０−９）、２−（４，５−ジヒドロナフト［１，２−ｄ］−１，３−ジチオール−２−イリデン）−４，５−ジヒドロ−ナフト［１，２−ｄ］１，３−ジチオール（全て、Syntec GmbHから入手可能））を挙げることができる。特定のポルフィリン及びポルフィリン誘導体の非限定的な例としては、エチオポリフィリン１（ＣＡＳ  ４４８−７１−５）、Frontier Scientificから入手可能なジューテロポルフィリンＩＸ  ２，４ビスエチレングリコール（Ｄ６３０−９）、及びオクタエチルポルフリン（ＣＡＳ  ２６８３−８２−１）、アゾ色素（例えば、Ｍｏｒｄａｎｔ  Ｏｒａｎｇｅ（ＣＡＳ  ２２４３−７６−７）、Ｍｅｒｔｈｙｌ  Ｙｅｌｌｏｗ（ＣＡＳ  ６０−１１−７）、４−フェニルアゾアニリン（ＣＡＳ  ６０−０９−３）、Ａｌｃｉａｎ  Ｙｅｌｌｏｗ（ＣＡＳ  ６１９６８−７６−１）（Aldrich chemical companyから入手可能）及びそれらの混合物）を挙げることができる。
【００４１】
具体的現像波長とは無関係に、放射線アンテナは、本発明の発色剤と熱伝導関係にあるように構成することができる。例えば、放射線アンテナは、発色剤、ポリマーマトリックス、及び／又は別個の層と混合することができる。従って、放射線アンテナは、発色剤と混合されているか又は発色剤と熱的に接触することができる。通常、放射線アンテナは、発色剤及びポリマーマトリックスの両方に存在し得る。このようにして、露出領域内のほぼ全ての発色組成物を、迅速且つほぼ同時に加熱することができる。これはまた、活性化剤がポリマーマトリックス中に含まれる場合にも有益である。或いは、放射線アンテナは、任意にスピンコーティング可能であり得るか、又はスクリーン印刷可能であり得、別個の層として適用することができる。
【００４２】
本発明の発色組成物の調合に関しては、各構成成分が、現像特性（例えば時間、色強度等）に影響し得るため、最適化された組成物は、様々な要因に依存し得る。例えば、約７８０ｎｍに最大吸光を呈する放射線アンテナを有する発色組成物は、７８０ｎｍにて最も迅速に現像しない場合がある。他の構成成分及び具体的調合によっては、放射線アンテナの最大吸光度に対応しない波長に最適化された組成物をもたらす場合がある。従って、最適化された発色組成物を調合するプロセスには、許容可能な色変化を形成するために、特定強度及び波長のエネルギーを用いて所望の現像時間を達成するように配合物を試験することが包含される。
【００４３】
また、可視範囲で吸収される光が現像前又は後の発色組成物のグラフィック表示若しくは外観に悪影響を及ぼさないように、放射線アンテナの選択に関して考慮することができる。例えば、コーティングの現像領域と非画像化領域、即ち、非現像領域との間での可視的なコントラストを達成するために、発色剤は、背景色とは異なる色を形成するように選択することができる。例えば、ブラック、ブルー、レッド、マゼンタ等のような現像色を有する発色剤は、黄色がかったバックグラウンドに対して良好なコントラストを提供し得る。任意選択的に、さらに、発色剤以外の着色剤を、本発明の発色組成物に、又は発色組成物がその上に配置されることになる基材に添加することができる。任意の既知の非発色剤着色剤を用いて、所定の商品に関し望まれるたいていの背景を実現することができる。本書で説明する特定の発色剤及びアンテナは、典型的に、別個の化合物であるが、かかる活性は、発色剤の活性化及び／又は放射線吸収作用に関与するバインダ及び／又は発色剤の成分群によりもたらされ得、本発明の範囲内であるとみなされる。概して、放射線アンテナは、約０．００１重量％〜約１０重量％にて、典型的に約０．５重量％〜約１重量％の量にて発色組成物中に存在し得るが、他の重量範囲もまた、具体的アンテナのモル吸光係数に応じて望ましい場合がある。
安定剤
本発明によれば、発色組成物は、現像剤(developer)又は安定剤をさらに包含することができる。特定の理論に囚われるわけではないが、現像剤は、発色剤との反応において色変化を促進することが可能である。安定剤は、現像状態での発色剤を安定化させることができ、且つ／又は発色剤の現像を促進するための活性化剤として作用することができる。多くの場合、単一の構成成分が両方の機能を成し得る。詳細には、本発明の幾つかの実施形態では、スピロ染料は、例えばＵＶ又はポリマーマトリックス及び／又は付随する放射線アンテナ中への分散に少なくとも部分的に起因して、もはや光発色性ではない。適切な安定剤としては、発色剤の現像を促進することができ、且つ／又は発色剤が閉形態、即ち未現像形態へと戻るのを防止することができる任意の作用物質を挙げることができる。安定剤の非限定例としては、亜鉛塩（例えば、ステアリン酸亜鉛、ヘキサン酸亜鉛、サリチル酸亜鉛、酢酸亜鉛）、カルボン酸塩（例えば、モノブチルフタル酸カルシウム及びカルシウムレジメート（ＣＡＳ  ９００７−１３−０）、フェノール化合物（例えば、ビスフェノールＡ、スルホニルジフェノール、ＴＧ−ＳＡ）及びそれらの亜鉛塩又はカルシウム塩を挙げることができる。一般的な指針として、本発明の発色組成物は、約５重量％〜約４０重量％の現像剤／安定剤を含むことができる。好ましくは、総組成物の約１０重量％〜約２０重量％が安定剤から成る。
ポリマーマトリックス
本発明の発色組成物は、通常、主としてバインダとして作用するポリマーマトリックスを包含し得る。上述のように、発色剤相は、ポリマーマトリックス内に分散させることができる。様々なポリマーマトリックス材料は、現像速度、光安定性、並びに組成物を現像させるのに用い得る波長のような、発色組成物の現像特性に影響を及ぼし得る。許容し得るポリマーマトリックス材料としては、一例として、光パッケージ（photo package）の一部として含まれるようなＵＶ硬化性ポリマー（アクリレート誘導体）、オリゴマー及びモノマーを挙げることができる。光パッケージは、ラッカーの硬化反応を開始させる光吸収性種を含み得る。かかる光吸収性種は、一例としてベンゾフェノン誘導体のような、ＵＶ又は電子ビーム硬化システムを用いた硬化に関して応答し得る。フリーラジカル重合モノマー及びプレポリマー用の光開始剤の他の例としては、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を挙げることができる。水若しくは溶媒中の分散物、溶液、固体融解物として調製、コーティングされるマトリックス材料の他の例としては、ポリビニルアルコール、塩化ポリビニル、ポリビニルブチラール、セルロースエステル及びセルロースアセテートブチレートのようなブレンド、スチレン、ブタジエン、エチレンのポリマー、ポリカーボネート、ビニルカーボネートのポリマー（例えば、ＣＲ３９）（ピッツバーグのPPG Industriesから入手可能）、並びにアクリル系モノマー及びアリルカーボネートモノマーのコポリマー（例えば、ＢＸ−９４６）（コネチカット州ストラトフォードのHampford Researchから入手可能）が挙げられる。これらの構成成分は、これらのマトリックス中に溶解、分散、粉砕及び配置することができ、また、溶媒若しくはキャリアの蒸発、真空加熱、乾燥及び光を用いた処理のような、一般的に知られているプロセスを利用してフィルムを形成させることができる。
【００４４】
本発明の特定の実施形態では、発色剤を現像せず、当該コーティングを硬化させるのに必要なエネルギー入力及び流束において発色組成物の安定性を低下させないような形態の放射線によって硬化されるポリマーマトリックスを選択することが望ましい。従って、ポリマーマトリックスは、現像波長と実質的に異なる硬化波長にて硬化可能とし得る。
【００４５】
さらに、適切な光開始剤はまた、放射線アンテナの吸収バンドとは重ならない光吸収バンドを有するべきであり、そうでなければ放射線アンテナは、光開始剤の活性化を妨害する可能性があり、コーティングの硬化を妨げる可能性がある。しかしながら、実際には、光開始剤の吸収バンドと放射線アンテナの吸収バンドとは重複し得る。かかる場合、発色剤の現像に要されるエネルギー束が硬化の開始に必要とされるよりも約１０倍高いため、実用的なシステム設計が可能である。さらに他の実施形態では、放射線アンテナは、二重の機能を有しており、硬化条件（比較的低エネルギー束）下ではＵＶ硬化に対する硬化感度を有し、現像時にはマーキング用のエネルギーを供給する。カチオン重合樹脂をベースとするポリマーマトリックス材料は、アシロイン化合物、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、酸化ホスフィン、アミン−ケトン種及びメタロセン化合物をベースとする光開始剤を包含することができる。これらの多くは、Ciba-GiegyからＩＲＧＡＣＵＲＥ及びＤＡＲＯＣＵＲＥ材料として入手可能であり、参照することで取り入れることとする。増感剤、追加の光開始剤などの追加の構成成分もまた、当業者に既知の原則に従って用いることができる。
【００４６】
さらに、ポリマーマトリックスの一部として、バインダを含むことができる。適切なバインダとしては、限定はしないが、高分子材料、例えば、モノマー及びオリゴマーからのポリアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリジン、ポリエチレン、ポリフェノール又はポリフェノールエステル、ポリウレタン、アクリルポリマー及びそれらの混合物を挙げることができる。例えば、以下のバインダを本発明の発色組成物に用いることができる：セルロースアセテートブチレート、エチルアセテートブチレート、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルブチラール及びそれらの混合物。
他の任意成分
本発明の発色組成物はまた、界面活性剤、着色剤、液体ビヒクル、安定剤、ＵＶ吸収剤、退色防止剤、可塑剤、ロイコ染料、非発色剤染料及び当業者に既知の他の添加剤のような様々な追加の構成成分を含むことができる。
【００４７】
任意の一実施形態では、ロイコ染料である（即ち、スピロ染料ではない）発色剤を用いることができる。適切なロイコ染料としては、限定はしないが、フルオラン、フタリド、アミノ−トリアリールメタン、アミノキサンテン、アミノチオキサンテン、アミノ−９，１０−ジヒドロ−アクリジン、アミノフェノキサジン、アミノフェノチアジン、アミノジヒドロ−フェナジン、アミノジフェニルメタン、アミノヒドロケイ皮酸（シアノエタン、ロイコメチン）及び対応するエステル、２（ｐ−ヒドロキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール、インダノン、ロイコインダミン、ヒドロジン、ロイコインジゴイド染料、アミノ−２，３−ジヒドロアントラキノン、テトラハロ−ｐ，ｐ’−ビフェノール、２（ｐ−ヒドロキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール、フェネチルアニリン、フタロシアニン前駆体（例えば、インド国のSitaram Chemicalsから入手可能なもの）並びにそれらの混合物を挙げることができる。他のロイコ染料もまた、本発明と共に使用することができ、それらは当業者に既知である。これらの種のロイコ染料に関する幾つかのより詳細な説明は、米国特許第３，６５８，５４３号及び同第６，２５１，５７１号にあり、参照することで、それらの内容を本書に取り入れることとする。幾つかの例は、Chemistry and Application of Leuco Dyes, Muthyala, Ramaiha, ed.,; Plenum Press, New York, London; ISBN:0-306-45459-9にあり、参照することで、本書に取り入れることとする。
【００４８】
現像時間を短縮させ、且つ適用される放射線源に対する感度を増大させるために、発色組成物は、さらに融解助剤を含むことができる。適切な融解助剤は、約５０℃〜約１５０℃、多くの場合、約７０℃〜約１２０℃の融解温度を有し得る。融解助剤は、通常、特定の発色剤と共に融解及び混合し得る結晶性の有機固形物である。例えば、たいていの発色剤もまた、標準的な液体溶媒中に可溶性である固体微粒子として入手可能である。従って、発色剤と融解助剤を混合、加熱することで、融解混合物を形成することができる。冷却すると、発色剤及び融解助剤から成る発色剤相が形成され、次いで粉末へと粉砕することができる。本発明の幾つかの実施形態では、発色剤及び融解助剤の割合は、発色剤の現像特性を損なうことなく発色剤相の融解温度を最低限に抑えるように調節することができる。用いる場合、融解助剤は、発色剤相の約５重量％〜約２５重量％を構成し得る。
【００４９】
多数の融解助剤を、本発明の発色組成物に有効に用いることができる。適切な融解助剤の幾つかの非限定的な例としては、ｍ−ターフェニル、ｐ−ベンジルビフェニル、アルファ−ナフチルベンジルエーテル、１，２−ビス（３，４）ジメチルフェニルエタン及びそれらの混合物が挙げられる。同様に、適切な融解助剤として、本発明の調合物及び方法に用いられる発色剤及び放射線アンテナについて良好な溶媒特性をもたらす芳香族炭化水素（又はそれらの誘導体）を挙げることができる。一般に、高い溶解性及び／又は発色剤との混和性を有し、染料と共にガラス相若しくは共晶相を形成し且つ染料の融解特性を変更する任意の材料が、本プロセスにおいて有用である。例えば、芳香族炭化水素、フェノールエーテル、芳香族酸−エステル、長鎖（Ｃ６以上）脂肪酸エステル、ポリエチレンワックス等もまた、適切な融解助剤であり得る。
【００５０】
本発明のある特定の実施形態では、コーティング可撓性、耐久性及びコーティング性能を改善させるために、可塑剤を添加することが望ましい場合がある。可塑剤は、固体可塑剤又は液体可塑剤のいずれかとし得る。かかる適切な可塑剤は、米国特許第３，６５８，５４３号に例示されるように当業者に既知であり、参照することで、その内容の全てを本書に取り入れることとする。可塑剤は、ポリマーマトリックス及び発色剤相のいずれか又は両方に含有させ得る。
【００５１】
例えば、さらなる所望の色を画像に付与するために着色剤を含有させるなど、他の添加剤もまた、特定の商品を生産するのに用いることができる。着色剤は、現像波長範囲外の波長で現像される発色剤、又は背景色をもたらし得る非ロイコ着色剤とし得る。一実施形態では、任意の着色剤は、標準的な顔料及び／又は染料とし得る。例えば、不透明な顔料又は他の着色剤を用いることによって、基材に背景色をもたらすことができる。発色剤の現像が、任意の着色剤の存在に起因して少なくとも幾らか阻害されない限りは、任意の着色剤を発色組成物に添加することができ、下刷り(underprint)することができ、又は上刷り(overprint)することができる。
【００５２】
一実施形態では、発色組成物は、実質的に透明又は半透明である溶液として調製され得る。使用のために選択される特定の発色剤、ポリマーマトリックス及び／又は他の構成成分と適合性のある任意の適切な液体キャリア、例えば界面活性剤を伴うアルコールを用いることができる。液体キャリアとしては、限定はしないが、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコール又は他のアルコール及びジオールのような溶媒、水、界面活性剤並びにそれらの混合物を挙げることができる。発色組成物を溶液形態で調製する場合、発色組成物の下方にある基材の少なくとも一部の上に、着色コーティングを下刷りすることが望ましい場合がある。任意の着色コーティングは、溶液層の真下に視認できる背景色をもたらす。この着色コーティングは、他の顔料及び／又は染料のような様々な着色剤を含有することができる。別の実施形態では、コーティングは、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化カルシウム及び高分子顔料のような乳白剤を含有することができる。
【００５３】
基材に適用するための発色組成物は、多数の方法で調製することができる。多くの場合、既知の溶媒除去プロセスにより少なくとも部分的に除去し得る液体キャリアを用いることができる。通常、液体キャリアの少なくとも一部は、コーティングプロセスが完了した後、排除するか、或いは蒸発させることができる。さらに、潤滑剤、界面活性剤及び防湿性を付与する物質などの種々の追加成分もまた、機械的保護をもたらすために発色組成物に添加することができる。他のオーバーコート組成物も使用することができ、それらは当業者に既知である。
【００５４】
本発明の一態様では、発色組成物は、スピンコーティング可能であり得る。所望の発色特性及びスピンコーティング性をもたらすために、粘性及び固形分含量、粒径のような種々の因子も考慮され得る。本発明の発色組成物は、約１０重量％未満の固形分を有することができ、これは通常、良好なコーティング特性をもたらす。例えば、一態様では、スピンコーティング可能な発色組成物の固形分含量は、約５重量％〜約９重量％であり得る。
現像用放射線の適用
本発明の一実施形態では、発色組成物は、基材に適用することができる。組成物は、スピンコーティング、スクリーン印刷、スパッタリング、スプレーコーティング、インクジェット等のような任意の既知の技法を利用して、基材に適用することができる。光ディスク、高分子表面、ガラス、セラミック、金属又は紙のような各種基材を使用することができる。一実施形態では、発色組成物は、レーザ又は他の放射線源を使用して現像される光ディスク又はそれらの選択部に適用することができる。
【００５５】
発色組成物を一旦基材に適用すると、本発明の発色組成物の現像条件は多様であり得る。例えば、電磁放射線の波長、熱流束及び露出時間を変更することができる。適用すべきエネルギー量は、選択する発色剤及び特定の放射線アンテナの現像反応の活性化エネルギーにある程度依存する。しかしながら、適用するエネルギーは、通常、発色組成物を分解させることなく、基材に損傷を与えることもなく、発色剤を現像するのに十分である。かかるエネルギーレベルは、通常、発色組成物の分解に要すエネルギーをはるかに下回る。スポットサイズ、焦点及びレーザ出力のような変数もまた、任意の特性のシステム設計に影響を及ぼし、所望の結果に基づいて選択し得る。続いて、既定値に固定したこれらの変数を用いて、放射線源は、シグナルプロセッサから受信したデータに従って発色組成物に電磁放射線を誘導することができる。さらに、発色剤及び／又は放射線アンテナの濃度並びに互いの近接性を変更することによって、現像時間並びに現像される画像の光学密度に影響を及ぼすことができる。
【００５６】
通常、表面上に形成されることになる画像は、デジタル保存され、次いでラスタ化又はスパイラル化することができる。得られたデータは、光ディスクの回転時、発色組成物の一部を放射線に露出させる放射線源へと送ることができる。任意の電磁放射線源を使用することができる。レーザは、ほぼ任意の所望の波長にて、集束され且つ高度に制御されたパルス光を供給する簡潔且つ有効な方法をもたらす。
【００５７】
本発明の発色組成物は、出力約１５〜１００ｍＷのレーザを利用して現像させることができるが、この範囲外の出力を有するレーザもまた使用することができる。通常、約３０ｍＷ〜約５０ｍＷのレーザは容易に市販入手することができ、本書に記載する発色組成物について良好に機能する。レーザにより作成されるスポットサイズは、或る単一時点（a single point in time）に基材に接触する放射線により確定され得る。スポットサイズは、円形、長方形又は他の幾何学形状とすることができ、最大寸法に沿って約１μｍ〜約２００□ｍであり、多くの場合、約１０μｍ〜約６０μｍの範囲とし得るが、より小さなサイズ又はより大きなサイズも使用することができる。
【００５８】
熱流速は、同様に変更させ得る変数であり、一実施形態では、約０．０５〜５．０Ｊ／ｃｍ２とし得、第２の実施形態では約０．３〜０．５Ｊ／ｃｍ２とし得る。概して、３．０Ｊ／ｃｍ２未満の熱流速を使用することができ、しばしば、約０．５Ｊ／ｃｍ２未満もまた許容可能な結果を達成し得る。本発明の発色組成物は、放射線アンテナ、発色剤及びポリマーマトリックスの濃度並びに種類を調節することにより最適化することができる。本発明の組成物によれば、上記範囲の熱流速は、幾つかの実施形態では、１ドット当たり約１０μ秒〜約１００μ秒で、最適化された組成物中の発色剤の現像を可能にする。さらに、本発明の発色組成物は、約１ミリ秒未満、及び幾つかの実施形態では約５００μ秒未満で現像に関して最適化され得る。いくつかの実施形態では、本発明の発色組成物は、約１００μ秒〜約５００μ秒で現像に関して最適化され得る。当業者は、様々な解像度及び現像時間を達成するようにこれらの変数及び他の変数を調節することができる。基材が光ディスク又は他の可動基材である実施形態では、露出時間は、基材の動きの速度に依存する。より具体的には、かかる実施形態では、上記露出時間とは、基材上の所定のポイントが放射線に露出する時間を指す。従って、本発明によれば、発色組成物のマーキング及び現像は、印刷中間ステップ又は他の付加ステップを用いることなく、直ちに達成することができる。
【００５９】
以下の実施例において、本発明の例示的な実施形態を説明する。しかしながら、以下は、本発明の単なる例示にすぎず、また、本発明の原理の応用の説明にすぎないことを理解されたい。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、多数の変更並びに代替的な組成物、方法及びシステムを当業者であれば案出することができる。添付の特許請求の範囲は、かかる変更及び構成を網羅する意がある。従って、これまで本発明を詳細に説明してきたが、以下の実施例は、現時点で、本発明の実用的な実施形態であるとみなされる事項に関して、さらに詳述するものである。
【実施例】
【００６０】
４つのスピロ染料：６，８−ジブロモ−１’，３−ジヒドロ−１’，３’，３’−トリメチルスピロ［２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２’−（２Ｈ）−インドール（ＣＡＳ  ２０２００−６２−８）；１，３’−ジヒドロ−１，３，３−トリメチルスピロ［２Ｈ−インドールー２，３’−［３Ｈ］ナフト［２，１−ｂ］［１，４］オキサジン］（ＣＡＳ  ２７３３３−４７−７）；１，３−ジヒドロ−８−メトキシ−１’，３’，３’−トリメチル−６−ニトロスピロ［２Ｈ−１−ベンゾピラン−２’、２’−（２Ｈ）−インドール］（ＣＡＳ  １４９８−８９−１）及び１’，３’−ジヒドロ−１’，３’，３’−トリメチル−６−ニトロスピロ［２Ｈ−１−ベンゾピラン−２’，２’−（２Ｈ）−インドール（ＣＡＳ  １４９８−８８−０）をそれぞれ、以下に記載するように４つの別個の発色組成物として調製した。スピロ染料は、乳鉢と乳棒(pastle)を用いて微粉砕して、そしてスピロ染料０．３ｇｍを、高せん断ミキサを用いて、現像剤／安定剤であるステアリン酸亜鉛、マトリックス（ポリビニルアルコール）、吸収剤（インドシアニングリーン）及び界面活性剤（Ｓｕｒｆｙｎｏｌ  ４６５）を含有するストックペースト２．７ｇｍ中に分散させた。ストックペーストを、９７％加水分解されたＰＶＡ（０．８ｇ）、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ  ４６５（０．２ｇ）、安定剤であるステアリン酸Ｚｎ（３．２ｇ）及び放射線吸収剤であるインドシアニングリーン０．２０ｇｍを用いて調製し、Ｔｒｏｌｏｘ高せん断ミキサ中で１５０００ｒｐｍにて３０分間混合させた。得られたペースト混合物を、約５μｍ〜約７μｍの厚さにて幾つかの光ディスク上にスクリーン印刷し、ディスク上に発色組成物を形成させた。次いで、発色組成物を乾燥させた後、０．１ミリ秒〜０．５ミリ秒の露出時間にて、３５ｍＷの７８０ｎｍレーザにより直接マーキングした。良好な周辺光及びＵＶ光安定性を示す優れたマーキングが生成された。
【００６１】
上記で参照した構成は、本発明の原理の応用の説明であることを理解されたい。これまで例示的な実施形態に関連して本発明を説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、多数の変更及び代替構成を案出することができる。特許請求の範囲に記載するような本発明の原理及び概念から逸脱することなく、多数の変更をなし得ることは、当業者に明らかであろう。
【国際調査報告】
2008514779.tif 000006
2008514779.tif 000007
2008514779.tif 000008