專利名稱：可脫色成像材料的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及可脫色成像材料，該材料能通過加熱或與脫色溶劑接觸而脫色。
森林保護(hù)對于維護(hù)地球環(huán)境并阻止由CO2引起的溫室效應(yīng)是必要的。為了促進(jìn)木材資源節(jié)約以及包括植樹在內(nèi)的森林再生，重要的是有效地利用現(xiàn)存的紙資源。當(dāng)前，紙資源是通過下述方法“再循環(huán)”的通過除去印在用過的紙上的成像材料的脫墨步驟從用過的紙中回收紙纖維，重制紙纖維來制造低紙質(zhì)量的回收紙，按照目的使用該回收紙。因此，就出現(xiàn)了脫墨步驟的高成本問題以及廢液處理所產(chǎn)生的新的環(huán)境污染的可能性。
另一方面，硬復(fù)制品的再利用已經(jīng)通過擦掉圖像而實現(xiàn)，例如，鉛筆圖像用橡皮，墨水圖像用修正液。最近，為了再利用硬復(fù)制紙片，已經(jīng)提出一種作為特殊紙類型的可再書寫的紙。這里，“再利用”不同于“再循環(huán)”，在前者情況下，紙頁重復(fù)用于相同的目的并盡可能防止紙質(zhì)下降，而在后者情況下，將紙質(zhì)下降的紙用于其它目的。目前，基于保護(hù)紙資源這一觀點，“再利用”可以說是更重要的觀念。如果在每個“再循環(huán)”階段都進(jìn)行有效的“再利用”，新的紙資源浪費可降到最少。
本發(fā)明人已經(jīng)注意到由成色劑和顯影劑的體系引起的下述現(xiàn)象，就是在成色劑和顯影劑之間的相互作用增強(qiáng)時形成了著色狀態(tài)，而在相互作用減弱時形成脫色狀態(tài)。因此，本發(fā)明人提出包含成色劑、顯影劑以及能夠捕獲顯影劑的脫色劑的組合物體系的成像材料，并將這作為紙的再利用技術(shù)。該成像材料在室溫左右能顯示出穩(wěn)定的著色狀態(tài)，且也能通過加熱或溶劑處理而在實用溫度下長時間保持脫色狀態(tài)。發(fā)明人也提出了用于該成像材料的圖像脫色方法以及圖像去除設(shè)備。這些成像材料具有下述優(yōu)點，圖像的著色和脫色狀態(tài)的高穩(wěn)定性，材料的高安全性，對于電子照相技術(shù)調(diào)色劑、液體墨水、墨帶和書寫工具的適用性，以及大規(guī)模脫色處理的可行性，這些優(yōu)點在任何現(xiàn)有技術(shù)中不能實現(xiàn)。
我們提出的可脫色成像材料能夠節(jié)約大量資源，因為它們促進(jìn)了紙張的再利用以及再循環(huán)，從而明顯地減少了廢紙。在針對可脫色成像材料的進(jìn)一步研究中，我們發(fā)現(xiàn)，如果圖像記錄介質(zhì)由極性聚合物例如紙制成，并且如果成像材料中所合的粘合劑由能夠通過加熱或與溶劑接觸而易于捕獲成色劑的非極性材料制成，那么甚至不含能夠捕獲顯影劑的脫色劑的成像材料也可以利用該圖像記錄介質(zhì)(紙)捕獲顯影劑的能力來進(jìn)行幾次脫色。因此，我們也提出了不含能夠捕獲顯影劑的脫色劑的成像材料，以及它的脫色方法(參見，例如，Jpn.Pat.Appln.KOKAI Publication No.2000-56477)。
然而，在改進(jìn)組合物體系的研究過程中出現(xiàn)了一些問題。最難的問題是在熱脫色中著色和脫色狀態(tài)之間的有限反差。在該組合物體系中，軟化的粘合劑中的成色劑和顯影劑之間相互作用的平衡決定了著色狀態(tài)和脫色狀態(tài)。由于這一原因，反差的有限性取決于粘合劑中平衡常數(shù)的溫度依賴性，也取決于成像材料的制造過程溫度以及脫色過程溫度。換句話說，著色狀態(tài)的光密度(稱作著色光密度)實質(zhì)上取決于所選材料的組合。因此，有改善可脫色成像材料的著色光密度的余地。
發(fā)明概述按照本發(fā)明的一方面，可脫色成像材料包含成色劑和顯影劑，通過它們之間的相互作用形成著色狀態(tài)，并能通過加熱或與溶劑接觸進(jìn)行脫色，所述顯影劑包含兩種或多種分子量相差15或更高的化合物。
附圖簡述

圖1為關(guān)于實施例1和2中的成像材料，顯示顯影劑中的棓酸乙酯濃度和著色光密度之間的關(guān)系的曲線圖；圖2為關(guān)于比較例中的成像材料，顯示顯影劑中的棓酸乙酯濃度和著色光密度之間的關(guān)系的曲線圖；以及圖3為顯示兩種顯影劑的分子量差值和著色光密度增量之間的關(guān)系的曲線圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明人為了改善包含成色劑和顯影劑的成像材料的著色光密度進(jìn)行廣泛研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)下述事實。即，用兩種成色劑(無色染料)和一種顯影劑制備的成像材料的著色光密度大致等于由單個成色劑的濃度推算的著色光密度的總和。然而，發(fā)現(xiàn)了用一種成色劑(無色染料)和兩種顯影劑制備的成像材料的光密度有時超過了由單個顯影劑的濃度推算的著色光密度的總和。
可以理解，這一現(xiàn)象的產(chǎn)生可能依賴于顯影劑和條件的組合，但其中的詳細(xì)機(jī)理是不清楚的。這里，在包含一種成色劑和一種顯影劑的成像材料中，發(fā)現(xiàn)著色光密度取決于樹脂粘合劑中的成色劑和顯影劑之間平衡反應(yīng)的平衡常數(shù)。甚至于當(dāng)為了在該平衡反應(yīng)中有利地顯色而加入過量的顯影劑時，光密度有飽和的趨勢。因此，在包含兩種或更多種顯影劑的成像材料中，如果顯影劑的組合適當(dāng)，那么產(chǎn)生某種協(xié)同效應(yīng)并且平衡朝一個方向移動從而增加著色光密度靈可以理解的。
按照本發(fā)明實施方案用在成像材料中的成分將在下面詳述。在下文中，依次描述成色劑、顯影劑、粘合劑樹脂、電荷控制劑以及蠟。
成色劑的例子包括給電子有機(jī)物質(zhì)，如無色金胺類(leucoauramines)，二芳基2-苯并[c]呋喃酮類，多芳基甲醇類，?；鸢奉悾蓟鸢奉?，若丹明B內(nèi)酰胺類，二氫吲哚類，螺吡喃類以及熒烷類。成色劑的具體例子是結(jié)晶紫內(nèi)酯(CVL)，孔雀綠內(nèi)酯，2-苯胺基-6-(N-環(huán)己基-N-甲氨基)-3-甲基熒烷，2-苯胺基-3-甲基-6-(N-甲基-N-丙氨基)熒烷，3-[4-(4-苯氨基苯基)氨基苯基]氨基-6-甲基-7-氯熒烷，2-苯胺基-6-(N-甲基-N-異丁氨基)-3-甲基熒烷，2-苯胺基-6-(二丁氨基)-3-甲基熒烷，3-氯-6-(環(huán)己氨基)熒烷，2-氯-6-(二乙氨基)熒烷，7-(N，N-二芐氨基)-3-(N，N-二乙氨基)熒烷，3，6-雙(二乙氨基)熒烷-γ-(4’-硝基)苯胺基內(nèi)酯，3-二乙氨基苯并[a]-熒烷，3-二乙氨基-6-甲基-7-氨基熒烷，3-二乙氨基-7-二甲代苯氨基熒烷，3-(4-二乙氨基-2-乙氧苯基-)-3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)-4-氮雜-2-苯并[c]呋喃酮，3-(4-二乙氨基苯基)-3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)-2-苯并[c]呋喃酮，3-二乙氨基-7-氯苯胺基熒烷，3-二乙氨基-7，8-苯并熒烷，3，3-雙(1-正-丁基-2-甲基吲哚-3-基)-2-苯并[c]呋喃酮，3，6-二甲基乙氧基熒烷，3-二乙氨基-6-甲氧基-7-氨基熒烷，DEPM，ATP，ETAC，2-(2-氯苯胺基)-6-二丁氨基熒烷，結(jié)晶紫甲醇，孔雀綠甲醇，N-(2，3-二氯苯基)無色金胺，N-芐基金胺，若丹明B內(nèi)酰胺，N-乙?；鸢罚琋-苯基金胺，2-(苯基亞氨基乙二叉基(phenyliminoethanedilidene))-3，3-二甲基二氫吲哚，N-3，3-三甲基二氫吲哚并苯并螺吡喃，8’-甲氧基-N-3，3-三甲基二氫吲哚并苯并螺吡喃，3-二乙氨基-6-甲基-7-氯熒烷，3-二乙氨基-7-甲氧基熒烷，3-二乙氨基-6-芐氧基熒烷，1，2-二苯并-6-二乙氨基熒烷，3，6-二-對甲苯氨基-4，5-二甲基熒烷，苯酰肼-γ-內(nèi)酰胺，以及3-氨基-5-甲基熒烷?？梢詥为毷褂眠@些成色劑化合物，也可以兩種或多種的混合物的形式使用。如果成色劑選擇合適，就能獲得各種著色狀態(tài)。其中，特別合適的是基于三苯基甲烷、熒烷和苯基吲哚-2-苯并[c]呋喃酮的成色劑。
顯影劑的例子包括酚類，金屬酚鹽類，羧酸類，金屬羧酸鹽類，二苯酮類，磺酸類，金屬磺酸鹽類，磷酸類，金屬磷酸鹽類，酸性磷酸酯類，酸性磷酸酯金屬鹽類，亞磷酸類，金屬亞磷酸鹽類。其中，特別合適的物質(zhì)例子包括棓酸；棓酸酯，如格酸甲酯，格酸乙酯，棓酸正丙酯，棓酸異丙酯，以及棓酸丁酯；二羥基苯甲酸及其酯，如2，3-二羥基苯甲酸，3，5-二羥基苯甲酸甲酯；羥基苯乙酮類，如2，4-二羥基苯乙酮，2，5-二羥基苯乙酮，2，6-二羥基苯乙酮，3，5-二羥基苯乙酮以及2，3，4-三羥基苯乙酮；羥基二苯酮類，如2，4-二羥基二苯酮，4，4’-二羥基二苯酮，2，3，4-三羥基二苯酮，2，4，4’-三羥基二苯酮，2，2’，4，4’-四羥基二苯酮，以及2，3，4，4’-四羥基二苯酮；聯(lián)苯酚類，如2，4’-聯(lián)苯酚，以及4，4’-聯(lián)苯酚；多羥酚類，如4-[(4-羥苯基)甲基]-1，2，3-苯三醇，4-[(3，5-二甲基-4-羥苯基)甲基]-1，2，3-苯三醇，4，6-雙[(3，5-二甲基-4-羥苯基)甲基]-1，2，3-苯三醇，4，4’-[1，4-亞苯基雙(1-甲基亞乙基)雙(苯-1，2，3-三醇]，4，4’-[1，4-亞苯基雙(1-甲基亞乙基)雙(1，2-苯二醇)]，4，4’，4”-亞乙基三苯酚，4，4’-(1-甲基亞乙基)二苯酚，以及亞甲基三對甲酚。
在本發(fā)明的實施方案中，作為顯影劑使用分子量差值為15或更高的兩種或更多種化合物。如果兩種或更多種顯影劑的分子量差值小于15，就不能得到提高著色光密度的效果。在本發(fā)明的實施方案中，作為兩種或更多種顯影劑優(yōu)選為分子結(jié)構(gòu)相互不同的顯影劑，例如基于格酸酯的顯影劑和基于二苯酮的顯影劑。
本發(fā)明實施方案中用到的合適的粘合劑樹脂是非極性樹脂或低極性樹脂。特別地，可以合適地使用基于苯乙烯的樹脂。另一方面，含有許多極性基團(tuán)如丙烯酸基，羰基，醚基，酮基，羥基以及酰氨基的樹脂不宜作為粘合劑樹脂。原因如下這些樹脂與含酚羥基的顯影劑有很高的相容性，這是因為極性基團(tuán)有助于產(chǎn)生氫鍵，從而在制備過程的捏合步驟中成色劑和顯影劑之間的平衡朝分離它們(脫色)的方向移動，降低了成像材料的著色光密度。例如，當(dāng)用熒烷染料、棓酸酯顯影劑和苯乙烯-丙烯酸丁酯粘合劑樹脂制備可脫色調(diào)色劑時，粘合劑樹脂的丙烯酸丁酯含量優(yōu)選為10wt％或更低。
用于可脫色調(diào)色劑的電荷控制劑要求是無色的，這樣在脫色時就不會留下顏色。其中在常用的電荷控制劑中，下述材料是合適的，作為負(fù)電荷控制劑，如Orient Kagaku K.K.制造的E-84(水楊酸鋅化合物)，NIPPON KAYAKU CO.LTD.制造的N-1、N-2和N-3(都是基于酚的化合物)，F(xiàn)UJIKURA KASEI CO.LTD.制造的FCA-1001N(基于苯乙烯-磺酸的樹脂)這樣的化合物，以及作為正電荷控制劑，如Hodogaya Chemical Co.Ltd.制造的TP-302(CAS #116810-46-9)和TP-415(CAS #117342-25-2)，Orient Kagaku K.K.制造的P-51(季胺化合物)和AFP-B(多胺低聚物)，和FUJIKURA KASEI CO.LTD.制造的FCA-201PB(基于苯乙烯-丙烯酸季銨鹽的樹脂)這樣的化合物。丙烯酸微粒也可用作電荷控制劑。負(fù)電荷控制劑的例子包括丙烯酸微粒MP-1451、MP-2200和MP-1000，以及苯乙烯/丙烯酸共聚物微粒MP-2701，上述負(fù)電荷控制劑由Soken Chemical&Engineering Co.，Ltd.制造。正電荷控制劑的例子包括丙烯酸微粒MP-2701以及苯乙烯/丙烯酸共聚物微粒MP-5500，上述正電荷控制劑由Soken Chemical&Engineering Co.，Ltd.制造。
在按照本發(fā)明實施方案的可脫色調(diào)色劑中，若有必要，可以混入能控制定影性能的蠟。蠟優(yōu)選由高級醇、高級酮或高級脂族酯組成的，且酸值為10或更低。也優(yōu)選重均分子量為102-104的蠟。也可以用重均分子量在上述范圍內(nèi)的低分子量聚丙烯，低分子量聚乙烯，低分子量聚丁烯，低分子量聚鏈烷等等。蠟的加入量優(yōu)選0.5-10重量份，基于可脫色調(diào)色劑的總重量。
實施例下面描述本發(fā)明的實施例。
(實施例1)混合作為成色劑的4重量份Blue 203(由Yamada Kagaku Co.Ltd.制造)作為顯影劑的2-0重量份棓酸乙酯(EG，分子量198)，0-2重量份三羥基二苯酮(2，4，4’-THBP，分子量230)，作為蠟組分的3重量份聚丙烯蠟，作為電荷控制劑的1重量份LR-147(來自Japan Carlit Co.，Ltd.)，以及作為粘合劑樹脂的90重量份聚苯乙烯(Mitsui Chemicals，Inc.，XPA6638)。單獨使用EG或2，4，4’-THBP，或者用EG和2，4，4’-THBP的等摩爾混合物作為顯影劑。在任何情況下，顯影劑的混合重量是2重量份(對于混合物，總混合重量是2重量份)。用封閉式捏合機(jī)充分捏合和分散這些組分，然后研磨并分離出平均粒度為約9.5μm的細(xì)粉。其后，外加基于總重量1wt％的疏水二氧化硅從而制備用于電子照相技術(shù)的可脫色的藍(lán)色調(diào)色劑。用Minolta制造的比色計(CR300)測量所得調(diào)色劑粉末的著色光密度。
(實施例2)用和實施例1相同的方法制備用于電子照相技術(shù)的可脫色的藍(lán)色調(diào)色劑，只是用二羥基二苯酮(2，4-DHBP，分子量214)代替三羥基二苯酮，然后測出調(diào)色劑粉末的光密度。
圖1為就實施例1和2中的成像材料，顯示顯影劑中的棓酸乙酯濃度和著色光密度之間的關(guān)系的曲線圖。如圖所示，用虛線表示由單個顯影劑濃度的加和性能預(yù)測出的著色光密度。從圖1可以看出，當(dāng)使用兩種顯影劑如EG和2，4，4’-THBP或EG和2，4-DHBP時，顏色顯影效果明顯超過了由單個顯影劑濃度的加和性能預(yù)測出的光密度。
(比較例)混合作為成色劑的4重量份Blue 203(由Yamada Kagaku Co.Ltd.制造)，作為顯影劑的2-0重量份棓酸乙酯(EG，分子量198)，0-2重量份棓酸正丙酯(PG，分子量212)，作為蠟組分的3重量份聚丙烯蠟，作為電荷控制劑的1重量份LR-147(來自Japan Carlit Co.，Ltd.)，以及作為粘合劑樹脂的90重量份聚苯乙烯(Mitsui Chemicals，Inc.，XPA6638)。單獨使用EG或PG，或者用EG和PG的等摩爾混合物作為顯影劑。在任何情況下，顯影劑的混合重量是2重量份(對于混合物，總混合重量是2重量份)。用封閉式捏合機(jī)充分捏合和分散這些成分，然后研磨并分離出平均粒度為約9.5μm的細(xì)粉。其后，外加基于總重量1wt％的疏水二氧化硅從而制備用于電子照相技術(shù)的可脫色的藍(lán)色調(diào)色劑。用Minolta制造的比色計(CR300)測量所得調(diào)色劑粉末的著色光密度。
圖2為關(guān)于比較例中的成像材料，顯示顯影劑中的棓酸乙酯濃度和著色光密度之間的關(guān)系的曲線圖。從圖2可以看出，即使使用了兩種顯影劑，EG和TG的組合對于提高光密度只有很小的影響。
比較圖1和2，可以預(yù)計具有兩種不同分子結(jié)構(gòu)的顯影劑的使用能有效提高著色光密度。
另外，圖3顯示了關(guān)于實施例1、2和比較例中的調(diào)色劑粉末，兩種顯影劑的分子量差值和著色光密度增量(實測值和預(yù)測值之間的差值)之間的關(guān)系。從圖3可以看出，兩種顯影劑的分子量差值優(yōu)選為15或更高。
本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到其它的優(yōu)點和變化。因此，本發(fā)明在較寬層面上不限于具體的細(xì)節(jié)和在此給出和描述的代表性實施方案。因此，在不脫離由所附權(quán)利要求或其等價物限定的總體發(fā)明構(gòu)思的精神或范圍的條件下可以作出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種可脫色成像材料，其特征在于，包含成色劑和顯影劑，通過它們之間的相互作用形成著色狀態(tài)，并能通過加熱或與溶劑接觸來脫色，所述顯影劑包括兩種或更多種分子量差值為15或更高的化合物。
2.按照權(quán)利要求1所述的可脫色成像材料，其特征在于，所述兩種或更多種化合物選自基于棓酸酯的顯影劑和基于二苯酮的顯影劑。
3.按照權(quán)利要求2所述的可脫色成像材料，其特征在于，基于棓酸酯的顯影劑是棓酸乙酯，基于二苯酮的顯影劑是2，4-二羥基二苯酮或2，4，4’-三羥基二苯酮。
4.按照權(quán)利要求1所述的可脫色成像材料，其特征在于，還包含粘合劑樹脂。
5.按照權(quán)利要求4所述的可脫色成像材料，其特征在于，所述粘合劑樹脂是基于聚苯乙烯的樹脂。
6.按照權(quán)利要求1所述的可脫色成像材料，其特征在于，還包含電荷控制劑。
7.按照權(quán)利要求1所述的可脫色成像材料，其特征在于，還包含蠟組分。
8.按照權(quán)利要求1所述的可脫色成像材料，其特征在于，成像材料以調(diào)色劑形式打印在紙介質(zhì)上。
全文摘要
一種可脫色成像材料包含成色劑和顯影劑，通過它們之間的相互作用形成著色狀態(tài)，并能通過加熱或與溶劑接觸來脫色，其中顯影劑包含兩種或多種分子量差值為15或更高的化合物。
文檔編號G03G9/00GK1808292SQ20051006778
公開日2006年7月26日 申請日期2005年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月20日
發(fā)明者佐野健二, 高山曉, 荻上正憲 申請人:株式會社東芝