專利名稱：新型染料及其在成像元件和方法中的使用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型化合物，更具體而言，涉及當(dāng)呈結(jié)晶形式時(shí)具有一種顏色而當(dāng)呈液體或無定形形式時(shí)具有第二種不同顏色的化合物。本發(fā)明還描述了使用所述化合物的成像元件和方法，包括熱成像元件和方法。
背景技術(shù)：
熱印頭(獨(dú)立可尋址電阻器的線性陣列)的發(fā)展已帶來各種各樣熱敏介質(zhì)的發(fā)展。在這些稱為“熱轉(zhuǎn)移”系統(tǒng)中的一些中，使用熱來使有色材料從給體頁向受體頁移動(dòng)。 或者，可在稱為“直接熱”成像的方法中使用熱來將單頁上的無色涂層轉(zhuǎn)化為有色圖像。直接熱成像比熱轉(zhuǎn)移的優(yōu)勢在于單頁的簡單性。另一方面，除非結(jié)合了定影步驟，否則直接熱系統(tǒng)熱印后將仍對熱敏感。如果需要從未定影的直接熱系統(tǒng)得到穩(wěn)定的圖像，則成色的溫度必須高于正常使用過程中圖像可能遭遇的任何溫度。這就出現(xiàn)了一個(gè)問題，因?yàn)槌缮臏囟仍礁?，則介質(zhì)在用熱印頭印刷時(shí)的敏感性將越低。高敏感性對于最大印刷速度、對于最大限度地延長印刷頭的壽命以及對于移動(dòng)式電池供電印刷機(jī)中的節(jié)能都是很重要的。如下面更詳細(xì)地描述的，如果直接熱介質(zhì)的成色溫度與加熱時(shí)間基本無關(guān)，則將更易于獲得在保持穩(wěn)定性的同時(shí)敏感性的最大化。熱印頭在一定時(shí)間對一行圖像尋址。對于合理的印刷時(shí)間，各行圖像被加熱約十毫秒或更小。但介質(zhì)可能需要貯存(印刷前或以最終圖像形式)數(shù)年。因此，為了高成像敏感性，需要在短時(shí)間加熱中達(dá)到高成色程度，而為了良好的穩(wěn)定性，對于長時(shí)間加熱需要成色程度低。大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)將隨溫度的升高而加速。因此，在從熱印頭可得到的短加熱時(shí)間中成色所需的溫度通常將比長時(shí)間貯存過程中引起成色所需的溫度要高。在實(shí)際中要使此溫度順序反過來將是非常困難的事，但保持基本與時(shí)間無關(guān)的成色溫度以便長時(shí)和短時(shí)成色溫度基本相同是本發(fā)明達(dá)到的一個(gè)理想目標(biāo)。為何需要與時(shí)間無關(guān)的成色溫度還有其他原因。例如，可能需要在印刷后進(jìn)行需要較長時(shí)間加熱的第二熱步驟。這樣的步驟的一個(gè)實(shí)例可為圖像的熱層合。熱層合所需時(shí)間過程中介質(zhì)的成色溫度必須高于層合溫度(否則介質(zhì)將在層合過程中成色)。如與時(shí)間無關(guān)的成色溫度這一情況一樣，優(yōu)選成像溫度比層合溫度高出盡可能小的差數(shù)。最后，成像系統(tǒng)可包含超過一個(gè)成色層并可設(shè)計(jì)為用單個(gè)如上面提到的專利申請序號10/151，432中所述的熱印頭印刷。在成像系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案中，最上面的成色層在較高溫度下較短時(shí)間內(nèi)形成顏色，而下面的一個(gè)或多個(gè)層在較低溫度下較長時(shí)間內(nèi)形成顏色。這種類型直接熱成像系統(tǒng)理想的最上面層應(yīng)具有與時(shí)間無關(guān)的成色溫度?，F(xiàn)有技術(shù)直接熱成像系統(tǒng)已使用若干不同的化學(xué)機(jī)制來產(chǎn)生顏色變化。一些已采用內(nèi)在不穩(wěn)定及當(dāng)受熱時(shí)分解形成可見色的化合物。這樣的顏色變化可能涉及單分子化學(xué)反應(yīng)。該反應(yīng)可能使自無色前體形成顏色、使有色材料的顏色改變或使有色材料脫色。反應(yīng)速率將在熱的作用下加快。例如，美國專利3，488，705公開了三芳基甲烷染料的熱不穩(wěn)定有機(jī)酸鹽，其在受熱時(shí)分解并脫色。再頒為美國再頒專利29，168的美國專利3，745，009 和美國專利3，832，212公開了用于熱成像的熱敏化合物，所述化合物含被-OR基團(tuán)如羧酸酯基團(tuán)所取代的雜環(huán)氮原子，其通過受熱時(shí)發(fā)生氮-氧鍵的均裂或異裂產(chǎn)生RO+離子或 RO'自由基和可能進(jìn)一步部分分裂的染料堿或染料基團(tuán)而脫色。美國專利4，380，6 公開了響應(yīng)激活能經(jīng)由開環(huán)和閉環(huán)可逆或不可逆地發(fā)生成色或脫色的苯乙烯基類化合物。 美國專利4，720，449描述了一種將無色分子轉(zhuǎn)化為有色形式的分子內(nèi)?；磻?yīng)。美國專利4，M3，052描述了可用來形成染料的喹酞酮(quinophthalone)前體的混合碳酸鹽的熱解。美國專利4，602，263描述了一種可通過熱法移除的保護(hù)基，其可用來顯露染料的顏色或改變?nèi)玖系念伾Ｃ绹鴮＠?，350，870描述了一種可用來誘導(dǎo)顏色變化的分子內(nèi)?；磻?yīng)。單分子成色反應(yīng)的更多實(shí)例見述于"New Thermo-Response Dyes Coloration by the Claisen Rearrangement and Intramolecular Acid-Base Reaction (新型熱應(yīng)答染料通過克萊森重排和分子內(nèi)酸-堿反應(yīng)成色)”，Masahiko Inouye, Kikuo Ysuchiya, and Teijiro Kitao, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 31, pp. 204-5(1992)。在所有上面提到的實(shí)例中，化學(xué)反應(yīng)的控制通過改變溫度而發(fā)生的速率改變實(shí)現(xiàn)。在沒有相變的情況下化學(xué)反應(yīng)速率的熱誘導(dǎo)改變常?？捎葾rrhenius方程來近似，其中速率常數(shù)隨絕對溫度倒數(shù)的減小(即隨溫度升高)而呈指數(shù)增加。關(guān)聯(lián)速率常數(shù)的對數(shù)與絕對溫度的倒數(shù)的直線的斜率與所謂的“活化能”成比例。上面描述的現(xiàn)有技術(shù)化合物在成像前以無定形態(tài)涂布，因此在室溫和成像溫度間預(yù)期無相變發(fā)生且未見相變發(fā)生的描述。因此，如現(xiàn)有技術(shù)中所采用，這些化合物表現(xiàn)出強(qiáng)烈依賴于時(shí)間的成色溫度。這些現(xiàn)有技術(shù)化合物中的一些已見報(bào)道以結(jié)晶形式分離。然而，現(xiàn)有技術(shù)中沒有哪個(gè)提到當(dāng)化合物的晶體熔化時(shí)可能發(fā)生成色反應(yīng)活化能的任何改變。其他現(xiàn)有技術(shù)熱成像介質(zhì)依靠熔化來觸發(fā)成像。通常，一起反應(yīng)而產(chǎn)生顏色變化的兩種或更多種化合物作為例如小晶體的分散體以彼此隔離的方式被涂布到基材上。任一化合物自身或另外的可熔載體的熔化將使其彼此接觸而引起可見圖像的形成。例如，無色染料前體可在與試劑的熱誘導(dǎo)接觸時(shí)形成顏色。所述試劑可為如“Imaging Processes and Materials (成像方法和材料)”，Neblette' s English Edition, J. Sturge, V. Walworth, A. Shepp, Eds.，Van Nostrand Reinhold, 1989，pp. 274-275 中所述的 Bronsted 酸，或如例如美國專利4，636，819中所述的Lewis酸。適于與酸性試劑一起使用的染料前體在例如美國專利 2，417，897、南非專利 68-00170、南非專利 68-00323 和 Ger. Offenlegungschrift 2，259，409中有述。這樣的染料的更多實(shí)例可見于“Chemistry and Applications of Leuco Dyes (隱色染料化學(xué)和應(yīng)用)，，，Muthyala編，Plenum Press, New York，1997 中由 ha Fletcher 禾口 Rudolf Zink 編寫的"Synthesis and Properties of Phthalide-type Color Formers (四氯苯酞型成色劑的合成和性質(zhì))”中。所述酸性材料可例如為酚衍生物或芳族羧酸衍生物。這樣的熱成像材料及其各種組合是目前熟知的，采用這些材料制備熱敏記錄元件的各種方法也是熟知的，已見述于例如美國專利3，539，375,4, 401，717和4，415，633 中。美國專利4，390，616和4，436，920描述了包含與本發(fā)明的那些類似的材料的成像元件。 其中描述的材料為與顯影劑一起使用的熒烷染料，沒有在無顯影劑的情況下熔化時(shí)成像的報(bào)道。其中熔化轉(zhuǎn)變后至少兩種單獨(dú)的組分被混合的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)具有在熱印頭提供的非常短的時(shí)間中形成圖像所需的溫度可能大大高于較長時(shí)間的加熱過程中使介質(zhì)成色所需的溫度的缺點(diǎn)。此差異由將熔融組分混合在一起所需的擴(kuò)散速率的改變造成，當(dāng)施加熱的時(shí)間非常短時(shí)，此擴(kuò)散速率可能成為限制性的?？赡苄枰獙囟忍嵘竭h(yuǎn)高于各個(gè)組分的熔點(diǎn)以克服此緩慢的擴(kuò)散速率。但在長時(shí)間加熱的過程中，擴(kuò)散速率可能不是限制性的，在這些情況下發(fā)生成色的溫度可能實(shí)際低于在結(jié)晶材料的混合物的低共熔點(diǎn)下發(fā)生的各個(gè)組分的熔點(diǎn)。成像體系中的技術(shù)現(xiàn)狀是，進(jìn)行各種進(jìn)展和努力來提供能滿足新的性能要求的新成像系統(tǒng)并減少或消除已知系統(tǒng)的一些不希望有的特征，得到可用作成像系統(tǒng)包括熱成像系統(tǒng)中的成像材料的新化合物將是有利的。發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供新型化合物。本發(fā)明的另一目的是提供當(dāng)呈結(jié)晶形式和呈液體形式時(shí)具有不同顏色的化合物。本發(fā)明的再一目的是提供使用所述新型化合物的成像元件和方法，包括熱成像元件和方法。本發(fā)明提供了可用作成像系統(tǒng)中的圖像染料的新型若丹明化合物。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了當(dāng)呈結(jié)晶形式時(shí)具有第一顏色而當(dāng)呈液體無定形形式時(shí)具有不同于所述第一顏色的第二顏色的新型染料化合物。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，提供了式I所代表的新型化合物
權(quán)利要求
1. 一種熱成像元件，所述熱成像元件包含攜帶成像層的基材，所述成像層含式I所代表的化合物
2.如權(quán)利要求1所述的熱成像元件，其中所述式I所代表的化合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度至少為50 0C ο
3.如權(quán)利要求1所述的熱成像元件，其中所述成像層還包含至少一種熱溶劑。
4.如權(quán)利要求3所述的熱成像元件，其中所述熱溶劑選自二苯基砜、4，4’-二甲基二苯基砜、苯基對甲苯基砜和4，4’_ 二氯二苯基砜、1，2_雙(2，4_ 二甲基苯氧基)乙烷、1，4_雙 G-甲基苯氧基甲基)苯、1，4_雙(芐氧基)苯及其混合物。
5.如權(quán)利要求1所述的熱成像元件，其中所述成像層還包含至少一種包含酚基的化合物。
6.如權(quán)利要求5所述的熱成像元件，其中所述包含酚基的化合物選自2，2’_亞甲基雙 (6-叔丁基-4-甲基苯酚)、2，2 ’ -亞甲基雙(6-叔丁基-4-乙基苯酚)、2，2 ’ -亞乙基雙G， 6-二叔丁基苯酚)、雙[2-羥基-5-甲基-3-(1-甲基環(huán)己基)苯基]甲烷、1，3，5-三(2， 6-二甲基-3-羥基-4-叔丁基芐基)異氰脲酸酯、2，6_雙{[3-(1，1-二甲基乙基)-2-羥基-5-甲基苯基]甲基}-4_甲基苯酚、2，2’_ 丁叉基雙W-(l，l_ 二甲基乙基)-4-甲基苯酚]、2，2，-(3，5，5-三甲基己叉基)雙W，6-二甲基-苯酚]、2，2，-亞甲基雙W，6-雙 (1，1-二甲基乙基)-苯酚]、2，2，-(2-甲基丙叉基)雙[4，6_ 二甲基-苯酚]、1，1，3_三 (2-甲基-4-羥基-5-叔丁基苯基)丁烷、三(3，5- 二叔丁基-4-羥基芐基)異氰脲酸酯、 2，2’ -硫雙(4-叔辛基苯酚)和3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基硫醚。
7.一種熱成像方法，所述方法包括(a)提供如權(quán)利要求1所述的成像元件；和(b)以按圖像方式的圖案將至少部分所述化合物轉(zhuǎn)化為無定形形式由此形成圖像。
8.如權(quán)利要求7所述的熱成像方法，其中步驟(b)包括向所述成像元件施加按圖像方式的圖案的熱能，所述熱能足以使至少一些所述化合物轉(zhuǎn)化為無定形形式。
9.式I的化合物
10.式I的化合物，其中&為2，4- 二甲基苯基基團(tuán)，I 8、I 9、R1(1和R11為氟，R14、R15和R17 為甲基基團(tuán)，R1, R3> R4> R5> R6> R7> R12> R13> R16> R18 和 R19 為氫，X1 為碳。
全文摘要
本發(fā)明描述了新型若丹明染料化合物及使用所述化合物的成像元件和成像方法，包括熱成像元件和成像方法。所述染料化合物在呈結(jié)晶形式時(shí)具有第一顏色而在呈液體無定形形式時(shí)具有不同于所述第一顏色的第二顏色。
文檔編號C07D217/00GK102203066SQ200980112538
公開日2011年9月28日 申請日期2009年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者D·A·斯凱勒, F·B·哈桑, J·L·馬沙爾, J·M·哈丁, K-S·崔, M·P·菲羅薩, S·J·特爾弗 申請人:津克成像有限公司