使用微胶囊的感光材料 |
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申请号 | CN00808071.2 | 申请日 | 2000-05-23 | 公开(公告)号 | CN1352762A | 公开(公告)日 | 2002-06-05 |
申请人 | 希卡勒公司; | 发明人 | 约瑟夫·C·卡米鲁斯; 亚历山大·Y·保利卡普夫; | ||||
摘要 | 一种包含感光材料和显影剂材料的感光成象系统,此感光材料包括在其表面上具有感光微胶囊层的载体,上述感光微胶囊包括含感光组合物和 颜色 先驱物的内部相,其中,当把上述感光材料影象曝光并使上述微胶囊破裂时,上述颜色先驱物与上述显影剂材料起成影象的反应,形成彩色图象,上述载体是在一对白色素膜之间层叠的黑色或棕色膜的高度不透明的叠层;在一个 实施例 中黑色或棕色膜是磁记录层。 | ||||||
权利要求 | 1.一种感光材料,包括不透明载体,在上述不透明载体上具有感 光微胶囊层,上述感光微胶囊包括含有感光组合物和颜色先驱物的内部 相,其中,当把上述感光材料成影象曝光在光化辐射下并在存在显影剂 材料的情况下使上述微胶囊破裂时,上述颜色先驱物与上述显影剂材料 起成影象的反应,形成彩色图象,其中的改进在于:上述载体是在一对 白色素膜之间层叠的黑色膜的高度不透明的叠层。 |
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说明书全文 | 技术领域本发明涉及对美国专利No.4399209和4440846中教导的类型的感光 成象系统的改进,其中,在感光材料中使用高度不透明的片基。 背景技术使用微包胶辐射感光组合物的成象系统是共同转让的美国专利 No.4399209、4416966、4440846、4766050和5783353的主题。这些成 象系统的特征在于,包括微胶囊层的成象片曝露在光化辐射下时是成影 像的,此微胶囊层在内部相中包含可光硬化的组合物。在大多数典型实 施例中,可光硬化的组合物是包含乙烯不饱和化合物与光引发剂的光聚 合组合物,成色剂用光聚合组合物包覆。曝露在光化辐射下使微胶囊的 内部相变硬。曝光后,通过使成象片在显影剂存在的情况下经受均匀的 破裂力而显影。在共同转让的美国专利No.4399209中公布一种图象转印 系统,其中显影剂材料涂敷在单独的基片上作为独立显影剂或拷贝片。 在共同转让的美国专利No.4440846中公开了一种自含成象系统,其中被 包胶(即用胶囊包起来)的成色剂和显影剂材料位于一个层或在两个交 互层中。 当成象系统,尤其是美国专利NO.4440846和5783353中所述类型 的自含成象系统,在小开本印相机中曝光和显影时,经常希望在成象片 位于箱内的同时进行曝光。为实现这一点,关键在于曝光辐射不从箱内 的顶部成象片发射到底板,否则底板会被损坏。另外,在某些应用中希 望在图象的背面上写或印相。关键在于此印相不通过载体(support)显现 并且不损害图象的质量。 发明概述 根据本发明提供一种感光材料,此感光材料的最简单的形式包括感 光微胶囊层和载体(support),其中,此载体是含白色素的第一膜、含黑 色素的第二膜与含白色素的第三膜的叠层。 在本发明的更具体的实施例中,感光材料是自含的感光材料(self- contained photosensitive material),其中包括:感光微胶囊层、与上述微 胶囊在相同层内或在不同层内的显影剂、以及具有上述叠层结构的不透 明载体。 在本发明的另一实施例中,提供一种数字印相机介质,此介质使得 能在单片介质的双面上形成图象。此成象材料包括一对透明载体(如 PET),它们位于感光微胶囊和显影剂混合物层的外侧或者在感光微胶囊 和显影剂的各自层的外侧。在成象材料的中间是不透明结构。 实施发明的具体方式 在不与本文矛盾的范围内,美国专利NO.4399209、4440846和 5783353在此引作参考。 本发明的改进的成象系统可以体现在自含拷贝片中,如美国专利 NO.5783353所述,在自含拷贝片中,感光微胶囊和显影剂材料在一个层 内或在两交互层中共同淀积;或者,本发明的改进成象系统还可以体现 在转印系统中,如美国专利NO.4399209所述,在转印系统中,感光微胶 囊和显影剂材料涂敷在分立的基片上;本发明的改进成象系统在微胶囊 已曝光形成潜象后被组装。本发明的成象系统还可以体现在双面自含系 统中,其中,在不透明载体的相反侧,微胶囊和显影剂材料如刚才上述 地在一个层内或在不同层内形成。每个系统都通过照相控制前述显色材 料和显影剂之间的接触来工作。在自含成象系统中,在胶囊破裂后,显 色材料和显影剂能互相反应,在未曝光的区域形成可视图象。在曝光和 胶囊破裂之后,当显色材料从微胶囊渗出,流动到显影剂,与之混合并 起反应时,观察到可视图象的缓慢显影。在大多数典型实施例中,通过 只对成象片施加压力(在自含系统的情况下)或通过使用压滚或滚球与 显影剂片接触(在转印系统的情况下)而使胶囊破裂。为了记录图象, 成象材料可以用LED印相头扫描并通过对此单元施加压力而显影。可用 包含了美国专利NO.5550627中所述的LED/显影头的印相机对介质成 象。 根据本发明,感光材料用高度不透明的载体构造,此载体允许该材 料在箱内曝光或在背面印相而不损害图象。此种载体是位于两个不透明 的白色素膜之间的不透明黑色膜的叠层。此种载体可以是DuPont制造的 Melinex 6295(商品名)。该载体的厚度一般为大约4密耳,并且每个单 独的膜各占约1/3的厚度。白色素一般为硫酸钡,但本领域技术人员清楚 也可使用其它的白色素。黑色素为炭黑。然而,在本发明的另一实施例 中,在常规磁记录膜中用氧化铁和/或氧化铬作为层间膜的黑色素。用这 样的方式,信息可磁记录到膜中,从而使感光材料用于某些基于信息的 和/或基于安全的应用中。例如,感光材料可以是雇员身份证明徽章,在 徽章内设置雇员的像片并在膜内磁记录雇员的有关信息或在膜内记录一 定的代码,从而允许此雇员通过在适当的阅读器中刷含上述膜的感光材 料来进入工作场合或工作场合的限制区域。 图1详细示出根据本发明一个实施例的感光材料。自含成象系统1 依次包括:第一透明载体10;胶层11;包含光硬化微胶囊14和显影剂 材料16的成象组合物12;粘合剂层18;以及不透明载体20。成象层12 一般包含大约20-80%(干重)的显影剂、大约80-20%(干重)的微胶 囊以及0-20%的粘合剂。此层一般以大约8-20g/cm2的干燥涂敷量进行涂 敷。在以下实例1中示出此种涂层成分的实例。 在本发明中以与美国专利NO.4440846所述相同的方式形成图象。 通过使此单元成影象曝露在光化辐射中,在曝光区域中微胶囊被有区别 地硬化。对曝光单元施加压力而使微胶囊破裂。图2示出图1自含成象 系统在微胶囊14曝光和破裂后的状态。破裂的微胶囊22释放出颜色形 成剂,随后显影剂材料16与此颜色形成剂起反应形成图象24。可通过从 透明载体10到载体20观察形成的图象。如图1a所示,载体20为三层 结构,由两个外侧的白色素膜30、32和内部的黑色或棕色素膜或涂层34 构成,其中白色素例如为硫酸钡。上述膜可以是复合PET膜,或者白色 膜可以用色素层(如磁记录层)涂敷并用其它的白色膜热密封以形成叠 层。通过透明载体可观察到图象,透明载体可用任何透明聚合膜形成。 选择在观察图象时能提供良好相片质量的膜。优选使用耐发黄并含UV 吸收物的膜。优选的基片是聚对苯二甲酸乙二酯(PET),它是透明的聚 合材料。PET的厚度一般为约1-4密耳。 图3和4示出另一实施例,其中,与图1和2中的单个层不同的是, 显影剂设置在层16′内而微胶囊设置在层14′内。如下面将解释的,此组 件可通过用胶层11、显影剂层16′和微胶囊层14′依次涂敷载体10并借助 压敏粘合剂18把该子组件紧固到不透明膜20上来制备。当此单元被曝 光并且胶囊破裂时,图象24′在层16′内形成。 图5示出根据本发明的感光材料的另一实施例。感光材料都由符号11 代表,并且包括分别设有胶层16和18的第一和第二透明膜12和14、以 及感光微胶囊24和显影剂材料26的混合层20和22。这些膜紧固到不透 明载体27上。微胶囊承载膜用一对粘合剂层28和30紧固到不透明膜27 上。为了制造此单元,混合的或在不同层内的微胶囊和显影剂涂敷在透 明PET上。被涂敷的膜接着用不透明膜层叠,粘合剂已经涂敷在不透明 膜的一面或双面上。胶层优选设置在透明PET膜上以把膜紧紧粘合在一 起,从而使膜不会分离且不会毁坏单元。当然,也可使用其它的制造工 艺。在制造双面单元形成背面有粘合剂的单元时,不透明膜将在双面上 涂敷粘合剂。背面有粘合剂的单元在一面上覆盖脱离衬里。双面单元将 与涂敷有微胶囊的膜配合。 本发明的成象系统的工作中心是微胶囊或微胶囊的内部相。根据本 发明,内部相包含感光组合物和显色材料。感光组合物一般包括光引发 剂和当存在光引发剂时一经曝光其粘度就会改变的物质。此物质最典型 为聚合成更高分子量化合物的单聚物、二聚物或低聚物,或者为交联的 聚合物。如果需要负性成象材料,那么可以是一经曝光就解聚或分解的 化合物。 感光组合物一般是添加自由基的可聚合或可交联组合物。用于本发 明的添加自由基的可聚合或可交联组合物的最典型实例包含乙烯不饱和 化合物,并且更具体地包含聚乙烯不饱和化合物。这些化合物包括具有 一个以上乙烯不饱和基如乙烯基或烯丙基的单聚物、以及具有作为端基 的或侧基的乙烯不饱和基的聚合物。此种化合物在本领域内众所周知, 包括:多元醇如三羟甲基丙烷、四甲醇甲烷等的丙烯酸酯和甲基丙烯酸 酯;以及端接丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的环氧树脂、端接丙烯酸酯和甲 基丙烯酸酯的聚酯等。代表性实例包括乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲 基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇四丙烯酸 酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇羟基五丙烯酸酯(DPHPA)、 己二醇-1,6-二甲基丙烯酸酯、以及二甘醇二甲基丙烯酸酯。在美国专利 NO.4399209中描述了其它辐射可固化的物质以及辐射可解聚的材料。 在本发明中使用的显色材料包括那些在无碳纸中通常使用的显色材 料。一般而言,这些材料是无色的给电子染料起始化合物,它与显影剂 化合物起反应而生成染料。此种染料起始物的代表性实例包括基本无色 的化合物,它们在局部骨架中具有内酯、内酰胺、磺内酯、螺吡喃、酯 或氨基结构。具体地,有三芳基甲烷化合物、联苯基甲烷化合物、呫吨 化合物、噻嗪化合物、螺吡喃化合物等。它们的典型实例包括晶紫内酯、 苯甲酰基无色美蓝、孔雀石绿内酯、p-硝基苯甲酰无色美蓝、3-二烃基氨 基-7-二烃基氨基-荧烷、3-甲基-2,2′-螺二(苯并-f-铬)、3,3-双(p-二甲氨 基苯基)苯酞、3-(p-二甲氨基苯基)-3-(1,2二甲基吲哚-3-含氧基)苯 酞、3-(p-二甲氨基苯基)-3-(2-甲基吲哚3-含氧基)苯酞、3-(p-二甲 氨基苯基)-3-(2-苯基吲哚-3-含氧基)苯酞、3,3-双(1,2-二甲基吲哚-3- 含氧基)-5-二甲氨基苯酞、3,3-双-(1,2-二甲基吲哚-3-含氧基)-6-二甲氨 基苯酞、3,3-双-(9-乙基咔唑-3-含氧基)-5-二甲氨基苯酞、3,3-双(2-苯基 吲哚-3-含氧基)-5-二甲氨基苯酞、3-p-二甲氨基苯基-3-(1-甲基吡咯-2- 含氧基)-6-二甲氨基苯酞、4,4′-双-二甲氨基苯并[e]二氢二苄醚、N-卤代 苯基无色槐黄、N-2,4,5-三氯苯基无色槐黄、绕丹宁-B-苯胺基内酰胺、绕 丹宁-(p-硝基苯胺基)内酰胺、绕丹宁-B-(p-氯基苯胺基)内酰胺、3- 二甲氨基-6-甲氧基荧烷、3-二乙氨基-7-甲氧基荧烷、3-二乙氨基-7-氯基- 6-甲基荧烷、3-二乙氨基-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-二乙氨基-7-(乙酰基 甲氨基)荧烷、3-二乙氨基-7-(二苄基氨基)荧烷、3-二乙氨基-7-(甲 基苄基氨基)荧烷、3-二乙氨基-7-(氯基乙基甲氨基)荧烷、3-二乙氨基 -7-(二乙氨基)荧烷、3-甲基-螺-二萘并吡喃、3,3′-二氯基-螺-二萘并吡 喃、3-苄基-螺-二萘并吡喃、3-甲基-萘并-(3-甲氧基苯并)-螺吡喃、3- 丙基-螺二苯并二吡喃等。如果需要可以使用这些染料起始物的混合物。 在本发明中还使用美国专利NO.3920510中所述的荧烷成色剂,此专利在 此引作参考。 根据本发明,包含在内部相中的显色材料的量为使其在与显影剂起 反应时足以产生所需色度的可视图象。一般而言,这些量的范围为占包 含生色团的内部相溶液(如单聚物、油和其它添加剂)重量的约0.5- 20.0%。优选的范围为约2-8%。获得合适图象所需的显色材料的量取 决于生色团的性质、内部相的性质以及成象系统的类型。在自含成象系 统的内部相中使用显色材料更少,在此系统中,显影剂材料与微胶囊共 同淀积在共用基片上。为了防止在自含片上形成不希望的显色,此片可 包含颜色抑制剂和显色材料。 除了显色材料和感光材料之外,微胶囊的内部相也可包含载体油以 影响和控制所获得图象的色调质量。色调质量(半色调层次)是在忠实 复制图象时的重要因素。初步研究表明在三羟甲基丙烷三丙烯酸酯用于 辐射可固化材料的场合中,20%的载体油如溴化石蜡可提高色调质量。 优选的载体油是弱极性溶剂,其沸点大于170℃并优选在180℃-300℃的 范围内。在本发明中所用的载体油是通常在无碳纸制造中所用的载体油。 这些油的一般特征在于它们以0.5wt%以上的浓度溶解晶紫内酯的能力。 然而,并不总是需要载体油。是否应该使用载体油取决于曝光前显色材 料在感光材料中的浓度、显色材料的性质和内部相的特征粘度。当存在 载体油时,载体油的实例是烷基化联苯(如一异丙基联苯)、多氯代联苯、 蓖麻油、矿物油、脱臭煤油、环烷基矿物油、酞酸二丁酯、富马酸二丁 酯、溴化石蜡以及它们的混合物。烷基化联苯一般毒性较小并且是优选 的。 可选择各种光引发剂用于本发明。这些化合物吸收曝光辐射,并且 单独或与增光剂一起产生自由基。通常有裂开形成两个基团的均裂光引 发剂和辐射后转变成活性物质的引发剂,此活性物质通过从氢施主除去 氢而产生基团。还有与增光剂络合产生自由基生成物质的引发剂和当存 在增光剂时产生基团的引发剂。这两种类型都可以使用。在需要紫外线 敏感性的场合中,与使用紫外光直接透射成象的情况相同,合适的光引 发剂包括α-烷氧基苯基酮、O-酰化-α-肟酮、多环苯醌、苯酮和替代的 苯酮、呫吨酮、噻吨酮、诸如氯磺酰和氯甲基多核芳香族化合物的卤代 化合物、氯磺酰和氯甲基杂环化合物、氯磺酰和氯甲基苯酮和芴酮、卤 代烷、α-卤代-α苯基苯乙酮;光致还原染料-还原剂氧化还原偶、卤代 石蜡(如溴化的或氯化的石蜡)以及苯偶烷基醚。用于本发明的具体光 引发剂包括:α-烷氧基酮、α,α-二烷氧基酮、苯酮、呫吨烷、氯代呫吨 烷酮、氯甲基呫吨烷酮、氯磺酰呫吨烷酮、噻吨烷酮、氯代呫吨烷酮、 氯甲基噻吨烷酮、氯磺酰噻吨烷酮、氯甲基萘烷、氯磺酰萘烷、氯甲基 蒽、氯磺酰蒽、氯甲基苯并噁唑、氯甲基苯并噻唑、氯甲基苯并咪唑、 氯磺酰苯并噁唑、氯磺酰苯并噻唑、氯磺酰苯并咪唑、氯甲基喹啉、氯 磺酰喹啉、氯甲基苯酮、氯磺酰苯酮、氯甲基芴酮、氯磺酰芴酮、四溴 化碳、苯偶甲基醚、苯偶乙基醚、二苯乙酮基氯化物、二苯乙酮基胺、 美蓝/抗坏血酸、氯化脂族烃以及它们的结合物。通过增加取代基可使这 些化合物的敏感性改变,从而当曝露在所需辐射波长下时这些化合物产 生基团。 在本发明中具体用作引发剂的是如共同转让的美国专利 NO.5112752、5100755、5057393、4865942、4842980、4800149、4772530 和4772541中所公布的阳离子染料-硼酸盐阳离子合成物,这些专利在此 引作参考。当在本发明中用作光引发剂时,阳离子染料-硼酸盐阳离子合 成物通常使用的量与光硬化组合物中可光聚或可交联物质重量之比高达 约1wt%。更具体地,所用的阳离子染料-硼酸盐阳离子合成物的量在约 0.2wt%-0.5wt%的范围内。尽管阳离子染料-硼酸盐阳离子合成物可单独 用作引发剂,但优选与自动氧化剂一起使用此合成物。自动氧化剂是在 自由基化学链工艺中消耗氧的化合物。所用自动氧化剂的实例是N,N-二 烃基苯胺。 N,N-二烃基苯胺的实例是在正、偏、或侧位置替换一个以上的以下 官能团的二烃基苯胺,此官能团为甲基、乙基、异丙基、t-丁基、3,4-四 亚甲基、苯基、四氟甲基、乙酰基、乙氧羰基、羧基、羧酸酯、三甲基 甲硅烷甲基、三甲基甲硅烷、三乙基甲硅烷、三甲基三苯锗基、三乙基 三苯锗基、三甲基甲锡烷基、三乙基甲锡烷基、n-丁氧基、n-戊氧基、苯 氧基、羟基、乙酰氧基、甲硫基、乙硫基、异丙硫基、硫-(巯基)、乙酰 硫基、氟基、氯基、溴基以及碘基。用于本发明的N,N-二烃基苯胺的代 表性实例是4-氰-N,N-二甲基苯胺、4-乙酰基-N,N-二甲基苯胺、4-溴基-N,N- 二甲基苯胺、乙基4-(N,N-二甲胺基)苯甲酸酯、3-氯基-N,N-二甲基苯 胺、4-氯基-N,N-二甲基苯胺、3-乙氧基-N,N-二甲基苯胺、4-氟基-N,N-二 甲基苯胺、4-甲基-N,N-二甲基苯胺、4-乙氧基-N,N-二甲基苯胺、N,N-二 甲基苯胺、N,N-二甲基thioanicidine、4-胺基-N,N-二甲基苯胺、3-羟基- N,N-二甲基苯胺、N,N,N′,N′-四甲基-1,4-二苯胺、4-乙酰氨基-N,N-二甲基 苯胺、2,6-二异丙基-N,N-二甲基苯胺、2,6-二乙基-N,N-二甲基苯胺、 N,N,2,4,6-五甲基苯胺(PMA)以及p-t-丁基-N,N-二甲基苯胺。 根据本发明的一个实施例,用于微胶囊内的光硬化组合物包含染料 硼酸光引发剂和二硫化物辅助引发剂。所用二硫化物的实例在美国专利 NO.5230982中有描述。 根据本发明的一个实施例,提供一种全色成象系统,其中微胶囊为 三组,分别包含对红色、绿色和蓝色光敏感的蓝绿色、绛红色和黄色成 色剂。为获得良好的颜色平衡,对可见光敏感的微胶囊分别在约450nm、 540nm和650nm是敏感的(λ最大)。此种系统在直接透射或反射成象 中对于可见光源是有用的。此种材料用于制作接触相片、彩色幻灯机的 投映相片中或数字印相中。它们还用于使用适当波长激光或束光源的电 子成象中。因为数字成象系统不要求使用可见光,所以敏感性可延伸到 UV和IR。相应地,此敏感性可延伸到IR和/或UV,以扩展光引发剂的 吸收光谱并避免串扰。 在无碳纸技术中应用的显影剂材料在本发明中是有用的。说明性实 例为:诸如酸性粘土、活性粘土、硅镁土等的粘土矿物;诸如鞣酸、镓 酸、丙基镓酸酯等的有机酸;诸如苯酚-甲醛树脂、苯酚乙炔缩聚树脂、 在具有至少一个羟基的有机羧酸和甲醛之间的缩聚物等的酸性聚合物; 诸如锌水杨酸盐、锡水杨酸盐锌2-羟基萘甲酸酯、锌3,5二-特丁基水杨 酸盐、锌3,5-二-(a-甲基苄基)水杨酸盐的芳香族羧酸金属盐或其衍生 物;油溶金属盐或苯酚-甲醛酚醛清漆树脂(如见美国专利NO.3672935 和NO.3732120),如美国专利3732120所公布的锌改性油溶苯酚-甲醛树 脂;碳酸锌等;以及它们的混合物。显影剂材料的粒径对于获得高质量 的图象是重要的。显影剂颗粒应该在约0.2-3微米的范围内,优选在约 0.5-1.5微米的范围内。适当的粘合剂可与显影剂和微胶囊一起混合以制 备涂层组合物,此粘合剂例如为聚乙烯氧化物、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、 丙烯酸橡胶、聚氯丁橡胶乳胶、聚苯乙烯乳胶和腈乳胶等,并且含量一 般为约1-8wt%。 当微胶囊和显影剂混合并在一个层中使用或在邻近层涂湿以形成自 含系统时,显影剂材料优选那些与微胶囊浆液具有高度相容性的材料。 许多材料,包括锌水杨酸盐和一些苯树脂配制品,具有与MF微胶囊配 制品的临界或较差相容性并导致团聚,此团聚相信是因为在制备微胶囊 时所用的乳化剂和显影剂的不相容性而引起的。此问题本身表明溶液粘 性增加和/或微胶囊壁不稳定。随着微胶囊壁的完全崩溃或解体,微胶囊 变得完全破裂。相信此问题是由于在显影剂溶液中存在水溶酸性盐而造 成的。通过改进水溶酸性盐使之不溶于水,显影剂材料可制作得与MF 微胶囊相容。具有良好稳定性的优选显影剂是Schenectady国际苯酚树脂 HRJ-4250溶液。 微包胶已经用各种已知的技术包括凝聚、面际聚合、在油中聚合一 种或多个单聚物、以及各种熔化、弥散和冷却方法实现。在本发明的一 个实施例中,内部相被脲-甲醛壁-形成物,更具体为被脲-间苯二酚-甲醛 壁形成物包胶,其中,间苯二酚已添加到壁形成物中以增强其亲脂性。 在本发明中也可使用的其它亲水性壁-形成材料包括:明胶(见Green等 的美国专利NO.2730456和2800457)、阿拉伯胶、聚乙烯醇、羧基甲基 纤维、间苯二酚-甲醛(见Hart等的美国专利NO.3755190)、异氰酸酯 (见Vassiliades的美国专利NO.3914511)、聚氨酯(见Kiritani等的美 国专利NO.3796669)、蜜胺-甲醛树脂和羟丙基纤维、脲甲醛壁形成物和 更具体的脲-间苯二酚-甲醛壁形成物(其中通过添加间苯二酚增强亲油 性)(见Foris等的美国专利NO.4001140、4087376和4089802)、蜜胺- 甲醛树脂和羟丙基纤维(见Shackle的共同转让的美国专利 NO.4025455)。在这些壁-形成材料完全公开所需的程度内,上述专利具 体地在此引作参考。蜜胺-甲醛胶囊尤其是有用的。在本发明中需要在制 备微胶囊时提供预制壁。参见美国专利NO.4962010,对于特别优选的包 胶,使用果胶和磺化聚苯乙烯作为系统改良剂。预制壁的形成是已知的, 然而,希望使用更大量的聚异氰酸酯先驱物。应该选择使光衰减最小的 胶囊尺寸。 本发明中所用胶囊的平均尺寸可在较大的范围内变化,但一般在约 1-25微米的范围内。一般来讲,随着胶囊尺寸减小,图象分辨率提高, 但如果胶囊尺寸太小,胶囊有可能位于载体的不适宜位置并且载体遮蔽 胶囊而使之不被曝光。而且,在施加压力时非常小的胶囊不会破裂。考 虑到上述理由,已发现优选的胶囊平均尺寸范围为约1-15微米,具体为 约1-10微米。 在本发明的优选实施例中,成象系统是密封的自含成象系统。此处 所用的术语“密封”是指这样的密封,它设计成非暂时的密封,如果此 密封破坏就会导致成象组件的破坏。此种密封形式是有利的,因为它在 处理过程中防止显影剂材料和微胶囊中的化学物接触到人,并且根据载 体的性质,还防止氧气渗入光硬化材料中以提高膜速度和图象的稳定性。 为了保证成象系统在载体之间被有效密封,在一个载体和成象层之 间设置胶层,并且在另一载体和成象层之间设置粘合剂。考虑到光学透 明,胶层一般位于透明载体和成象层之间。(术语“成象层”指微胶囊和 显影剂的混合层或指微胶囊层和显影剂层的组合)。然而,接受胶层的载 体和接受粘合剂的载体随着涂敷湿成象层组合物的载体和装配有被涂敷 且干燥的成象层的载体而变化。涂敷有成象层组合物的载体(一般为透 明载体)将配备胶层,而不透明载体将接受粘合剂。根据本发明的优选 实施例,胶层由具有诸如羟基的化学部分的化合物形成,羟基会与微胶 囊起反应并粘附到其上,此化合物例如为部分水解的聚酯、芳基酸的磺 化聚酯、脂肪醇或环脂醇以及它们的盐,如可从Eastman Chemical得到 的AQ聚合物如AQ38和AQ55。有用的聚合物还包括聚乙烯氧化物以及 更具体地包括AQUAZOL。胶层以大约1-4g/cm2(干重)的涂敷量涂敷。 尽管是优选的,但当显影剂层涂敷在透明膜上时,并不总是需要胶层16 和18的。 一种用于提高介质稳定性的技术是调节显影剂和微胶囊层的相对温 度为约45-80%,优选为约60%。更优选地,在环境温度下调节该层为约 60%R.H.,持续时间约2-12小时。这对于图象固着和照相速度是有利的。 在本发明中,用于装配成象单元的粘合剂材料可从具有良好粘附力 的大类“改性的丙烯酸”中选择,并且在配制时可通过添加增粘树脂或 其它化学添加剂以提高粘性。有用的粘合剂必须设计得具有高的初始粘 附力并且可粘附象聚酯那样的塑料基片。它必须具有这样的能力,即流 动迅速以层叠多孔材料(成象层),并对于成象层是惰性的。优选粘合剂 是透明的或半透明的,并且,最优选它是即使在组件经受成影象曝光所 必需的辐射和压力并且微胶囊破裂之后也保持清晰的透明粘合剂。用于 本发明的高强度粘合剂是3M公司的电影膜(film lakel stock)粘合剂;优 选3M的#300和#310粘合剂配方,它们已显示出对于成象层的良好“惰 性”以及稳定性,并且当以大约10-30g/m2的量涂敷时是有益的。用于本 发明的其它粘合剂实例是基于水的粘合剂,如Ashland Chemical Co.的 Aerosett 2177或Aerosett 2550、H.B.Fuller的PD 0681、AP 6903和W 3320;或者是诸如Ashland Chemical Co.PS 508的基于溶剂的粘合剂。 粘合剂可单独使用或结合使用。粘合剂的量随着粘合剂和载体的性质而 改变。 当微胶囊和显影剂以不同层在不同载体上涂敷时,分隔物或抗阻塞 剂可用于提高介质稳定性并由此延长成象系统的搁置寿命。如果微胶囊 层和显影剂层在显影后仍然互相很靠近,那么在破裂微胶囊的成象材料 和显影剂材料之间的持续反应可在某些情况下使图象变暗。如果这成问 题的话,就可使用分隔物。一般来说,有用的分隔物是具有高耐碾磨性 的颗粒,如矿物颗粒:碳酸钙、玻璃微球和陶瓷颗粒等。此种材料的实 例包括:3M的560/10000玻璃微球,其耐碾磨性10000psi,粒径约35 微米且含约90%的“漂浮物”(低密度颗粒);Zeeosphere Industries的 Zeeosphere,如平均粒径约5微米的Zeeosphere牌号200和平均粒径约 10微米的Zeeosphere 600;以及粒径约1微米的碳酸钙。这些分隔物可 包含在显影剂层或微胶囊层内。一般地,所使用的分隔物的量是微胶囊 的大约1-10%。 在某些情况下,还希望用抗阻塞剂涂敷显影剂层。抗阻塞剂是涂敷 在显影剂层上的聚合材料,以防止显影剂层粘附到微胶囊层,但它不拒 绝颜色先驱物到达颜色显影剂以形成具有良好色度的图象。实用的抗阻 塞剂的代表性实例包括:诸如DuPont的聚氯丁橡胶乳胶的弹胶材料; Morton International的聚苯乙烯乳胶Lytron GA-5705;以及B.F. Goodrich的腈乳胶Hycar。 当显影剂涂敷在一个载体上并且微胶囊涂敷在单独的载体上时,微 胶囊层和显影剂层不相邻粘接,这时,可使用任一种用于密封聚合材料 如聚对苯二甲酸乙二酯的常规方式来粘接自含组件的周缘。例如,膜可 用粘合剂密封,或者可热密封在一起,或可用任何其它的技术密封。优 选地,PET用诸如热刃具的热密封方法密封。尽管所描述的密封在周围 进行,容易理解,只要密封位于成象化学物和用户之间,密封就可从周 围镶边某个宽度,如边界的宽度。 通过以下非限制性的实例进行更详细地说明本发明。 实例1 模型试验胶囊的制备 1.称取110g水和4.5g聚乙烯苯磺酸(VERSA)的干燥钠盐倒入 不锈钢烧杯中。 2.烧杯固定在热板的适当位置上,并位于高架混合器之下。在混 合器上使用6叶片且45°仰角的透平式叶轮。 3.在充分混合后,把4.0克果胶(聚半乳糖醛酸甲基酯)缓慢过 滤到烧杯中。此混合物在室温下搅拌2小时(800-1200rpm)。 4.用2%氢氧化钠调节pH值为6.0。 5.把混合器加速到3000rpm并且内部相的添加超过10-15秒。继 续进行10分钟的乳化。绛红色和黄色先驱物相在25-30℃下乳化,蓝绿 色相在45-50℃(油)、25-30℃(水)下乳化。 6.在开始乳化时,热板转速提高以便在乳化过程中继续进行加热。 7.在20分钟后,混合速度降低到2000rpm,缓慢加入蜜胺-甲醛 预聚物溶液。此预聚物通过在3.9g蜜胺和44g水的悬浮液中加入6.5g甲 醛溶液(37%)而制备。在室温下搅拌1小时后,用5%碳酸钠把pH值调 节到8.5,然后加热到62℃,直到溶液变得透明为止(30分钟)。 8.用5%的磷酸把pH值调节到6.0。接着烧杯用箔覆盖并放入水 槽中使配制品的温度变为75℃。当到达75℃时,调节热板以维持此温度 进行2小时的固化,在此期间形成胶囊壁。 9.在固化之后,混合速度降低到1800rpm,加入甲醛清除溶液(7.7g 脲和7.0g水),又对溶液进行40分钟的固化。 10.在40分钟维持时间之后,把混合器转速降低到1100rpm并用 20%NaOH溶液把pH值调节为9.5,然后在500rpm转速下且在室温下 搅拌一整夜。 按上述制备三批用于全色成象片中的微胶囊,此全色成象片使用三 个内部相组合物,如下所述。 黄色胶囊内部相(420nm) TMPTA 163.6g 光引发剂 0.80g 双-2,2′苯并噻唑二硫化物 0.55g 2,6-二异丙基二甲基苯胺(DIDMA) 0.82g CP269(Hilton Davis的黄色染料先驱物) 16.0g 聚氨基甲酸酯类粘合剂N-100(Bayer Biuret 13.09g 聚异氰酸酯树脂) 绛红色胶囊内部相(550nm) TMPTA 147.3g DPHPA 16.3g 光引发剂 0.47g 双-2,2′苯并噻唑二硫化物 0.55g 2,6-二异丙基二甲基苯胺 1.09g CPl64(Hilton Davis Chemical Co.的绛红色先驱物) 25.3g 聚氨基甲酸酯类粘合剂N-100(Bayer Biuret 13.09g 聚异氰酸酯树脂) 蓝绿色胶囊内部相(650nm) TMPTA 114.50g DPHPA 49.10g 光引发剂 0.85g 双-2,2′苯并噻唑二硫化物 0.55g 2,6-二异丙基二甲基苯胺 1.09g CP270(日本Yamada Chemical Co.的蓝绿色先驱物) 6g 按上述制备的微胶囊用以下干燥百分比制备后述涂层组合物: 蓝绿色胶囊 38% 绛红色胶囊 32% 黄色胶囊 30% 典型的涂层组合物以17g/m2的干燥涂敷量涂敷在不透明PET载体 (Melinex)上。此种组合物包含: Cyliths 4.94g(29%) 苯酚树脂(Schenectady Chemical Co.的HRJ4542) 11.54g(68%) 聚乙烯醇(Air Products Co.的airvol205牌号) 0.26g(1.5%) Sequrez 755(粘合剂) 0.26g(1.5%) 为制备膜单元,涂敷有显影剂的膜可用涂敷有微胶囊的载体以相向 的关系组装,并用Ashland的PS508粘合剂密封这两个载体的边缘。 实例2 可制备下述涂层组合物并涂敷在PET载体上: 蓝绿色胶囊(实例1) 36g 绛红色胶囊(实例1) 30g 黄色胶囊(实例1) 34g Dow粘合剂(实例1) 10g HRJ4542显影剂(Schenectady Chemical Co.) 90g PVA(Air Products Co.的airvol 205牌号) 10g 为制备根据本发明的膜单元,上述涂敷的片可用涂敷有Ashland的 PS508粘合剂的Melinex6295膜组装,并密封形成膜单元。 已经参照本发明的优选实施例详细描述了本发明,显而易见,只要 不偏离后附权利要求书所定义的本发明范围,就可以对本发明作各种变 更和变化。 |