KR20010041213A - 캡슐화된 방사선 민감성 조성물을 사용하는 화상 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광경화성 조성물(광경화성 조성물은 유리 라디칼 부가 중합성 또는 가교결합성 화합물 및, 적외선을 흡수하여 유리 라디칼 부가 중합성 또는 가교결합성 화합물의 유리 라디칼 중합 또는 가교결합을 개시하는 유리 라디칼을 생성시킬 수 있는, 적외선 민감성 양이온성 염료와 보라닐 음이온과의 착물을 포함한다)을 포함하는 내부 상을 함유하고 화상 형성제가 결합되어 있는 미세 캡슐 층을 한쪽 표면에 갖는 지지체를 포함하는 감광성 재료에 관한 것이다.
Description
관련된 출원에 대한 상호 참조
본 발명은 35 U.S.C. §119하에, 1998년 2월 25일자로 출원된 가출원 제60/075,892호로부터 우선권을 주장한다.
발명의 배경
본원은 싸이칼라, 인크(Cycolor, Inc.)의 미국 특허 제4,399,209호, 제4,440,846호 및 제4,772,530호에 기재된 화상 시스템의 개선에 관한 것이다. 이들 화상 시스템은 감광성 미세 캡슐 층을 사용한다. 미세 캡슐은 전자 공여성 색상 전구체를 함유하는 유리 라디칼 중합성 조성물을 미세 캡슐화하여 제조한다. 전형적으로 화상 시스템은 두 가지 형태를 갖는다. 한 양태에서, 화상 시스템은 감광성 미세 캡슐 층을 갖는 지지체를 방사선에 화상 방식(image-wise)으로 노출시키고 현상제 시트, 예를 들면, 페놀성 수지와 같은 루이스 산으로 이루어진 층을 함유하는 시트와 조립한 전달 시스템이다. 조립품은 압력을 받으면 미세 캡슐이 파열되고 미세 캡슐의 내용물은 현상제 시트에 화상 방식으로 방출되고 이때 색상 전구체가 착색된다. 또 다른 양태에서, 화상 시스템은 감광성 미세 캡슐과 루이스 산이 하나의 층 또는 적층된 층들 내의 통상적인 기판 표면으로 운반되는 자기-함유된(self-contained) 화상 시스템이다. 당해 발명의 또 다른 양태에서, 미국 특허원 제08/570,658호 및 국제공개공보 WO 제95/34845호에 기재된 바와 같이, 감광성 미세 캡슐과 현상제 물질을 함유하는 층을 2개의 플라스틱 필름(이들 중 1개 이상은 투명하다) 사이에 삽입한다. 접착제와 기재 층의 조합물을 사용함으로써 필름은 영구적으로 밀봉되어 필름 유니트를 제공한다. 이 구조물은 화상 시스템 내의 화학 반응물이 사용자와 접촉되지 않게 해주기 때문에 유리하다.
화상 시스템은 바람직하게는 세 가지 상이한 미세 캡슐 세트(set)를 조합하여 사용하고 각각의 미세 캡슐 세트가 상이한 파장 밴드에 민감한 전색(full color) 화상 시스템이다. 당해 전색 시스템은 미국 특허 제4,842,976호에 기재되어 있다. 화상 시스템의 상업적 형태에 따라, 각각 적색, 녹색 및 청색 광에 민감한 시안(cyan) 전구체, 마젠타(magenta) 전구체 및 황색 전구체를 각각 함유하는 세 가지 미세 캡슐 세트가 사용된다. 추가의 양태에서, 이들 미세 캡슐은, 고트쇼크(Gottschalk)의 미국 특허 제4,772,530호에 기재된 유형의 이른바 "염료-붕산염 광개시제"를 사용하여 민감화된다. 한 양태에서, 이들 광개시제는 양이온성 시아닌 염료와 보라닐 음이온, 예를 들면, 트리페닐부틸보라닐 음이온과의 착물이다. 사진 복사 및 가시광선 공급원을 사용하는 기타 용도를 위해, 적색-민감성, 청색-민감성 및 녹색-민감성 미세 캡슐을 사용하는 화상 시스템이 바람직하지만, 적색, 녹색 및 청색 민감성을 갖는 화상 시스템을 고안할 때 나타나는 어려움 중 하나는 크로스-토크(cross-talk)이다. 즉, 적색 및/또는 녹색 및/또는 청색 광개시제의 흡수 스펙트럼이 중첩될 수 있다. 이 경우, 미세 캡슐을 노출시키는 경우, 중첩 영역에 발생하는 광량을 제한하는 것이 중요하다. 달리 말하면, 재생 색상 품질은 양호하지 않다. 당해 분야에는 이 문제를 해결하기 위해 취할 수 있는 여러가지 방법이 기재되어 있다. 그러나, 디지탈 화상 시스템을 증폭시키는 경우, 다수의 용도에서 적색, 녹색 및 청색 민감성이 필요하지 않다. 특히, 가시광선 영역을 벗어나는, 예를 들면, 적외선 영역 내의 파장에서 발광하는 방사선 공급원을 사용하는 프린터를 고안할 수 있다. 이는, 더 이상 감광성 물질의 민감도 범위를 가시광선 영역으로 제한할 필요가 없기 때문에 화상 시스템의 민감도 범위를 한쪽 말단은 적외선 영역까지, 그리고 임의로 다른쪽 말단은 자외선 영역까지 확장시킬 수 있어서 크로스-토크와 관련된 문제를 최소화할 기회를 제공한다.
발명의 요약
본 발명에 따라, 과거의 화상 시스템, 더욱 특히 미국 특허 제4,772,530호에 기재된 화상 시스템은 하나 이상의 적외선 감광성 조성물, 더욱 특히 광개시제가 위에서 언급한 유형의 적외선 민감성 염료와 보라닐 음이온과의 착물인 하나 이상의 감광성 조성물을 함유하도록 개질된다.
따라서, 본 발명의 한 양태는 하나 이상의 감광성 미세 캡슐 세트(미세 캡슐은 상이한 방사선 밴드에 민감하고 적외선 민감성 양이온성 염료와 보라닐 음이온과의 착물을 함유한다)로 이루어진 층을 표면에 갖는 지지체를 포함하는 화상 시스템에 있다.
또 다른 양태에서, 화상 시스템은 시안 형성 캡슐, 마젠타 형성 캡슐 및 황색 형성 캡슐을 포함하고 하나 이상의 캡슐 세트는 광개시제로서 적외선 민감성 염료인 붕산염 화합물을 포함한다. 임의로, 하나 이상의 다른 세트는 가시광선 민감성 염료인 붕산염 화합물 또는 자외선 개시제를 포함한다.
또 다른 양태에서, 세 가지 모든 미세 캡슐 세트는 양이온성 적외선 민감성 염료와 보라닐 음이온과의 착물을 함유하는 광경화성 조성물을 함유한다.
본 발명의 화상 시스템에 사용할 수 있는 적외선 민감성 광개시제의 예는 일본 특허원 제3-221506호, 제4-261405호, 제8-100011호, 제8-100012호 및 제8-34808호에 기재되어 있고, 이들 모든 특허원은 양이온성 염료에 대한 설명 및 광개시제 제조방법에 대한 설명을 위해 본원에서 참조로 인용한다. 앞에 언급된 특허원에 기재된 적외선 민감성 양이온성 염료에 대한 표가 아래의 표 1에 제공되어 있다(여기서, "Ph"는 페닐 그룹을 나타낸다).
표 1에 제시된 적외선 염료를 붕산염 음이온으로 착화시킨다. 본 발명에서는 미국 특허 제4,772,530호에 기재된 임의의 붕산염 음이온을 사용할 수 있다. 바람직한 보라닐 음이온은 트리페닐 n-부틸보라닐 음이온이다. 당해 음이온은 화학식 I의 화합물일 수 있다.
상기 식에서,
R1, R2, R3및 R4는 독립적으로 알킬, 아릴, 알크아릴, 알릴, 아르알킬, 알케닐, 알키닐, 지환족 및 포화 또는 불포화 헤테로사이클릭 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
특히 바람직한 음이온은 예를 들면, 트리페닐알킬보레이트 및 트리아니실알킬보레이트 음이온, 예를 들면, 트리페닐부틸보레이트 및 트리아니실부틸보레이트 음이온이다. 왜냐 하면, 이들은 용이하게 트리페닐보란 또는 트리아니실보란 및 부틸 라디칼로 분해되기 때문이다. 한편, 추측컨대 테트라부틸보레이트 음이온은 테트라부틸보레이트 라디칼이 안정하지 않고 전자 재전달(back electron transfer)시 염료로부터 전자를 용이하게 다시 수용하고 효율적으로 분해되지 않기 때문에 적합하게 작용하지 않는다. 마찬가지로, 테트라페닐보레이트 음이온은 페닐 라디칼이 용이하게 형성되지 않기 때문에 매우 불량하다.
바람직하게는, R1, R2, R3및 R4중 한 개 내지 세 개는 알킬 그룹이다. 각각의 R1, R2, R3및 R4는 알킬 그룹이다. 각각의 R1, R2, R3및 R4는 탄소수 20 이하일 수 있고 전형적으로 탄소수 1 내지 7이다. R1내지 R4는 더욱 바람직하게는 알킬 그룹(들) 및 아릴 그룹(들) 또는 아르알킬 그룹(들)의 조합이고, 보다 더욱 바람직하게는 3개의 아릴 그룹과 1개의 알킬 그룹의 조합이다.
R1내지 R4가 나타내는 알킬 그룹의 대표적인 예는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 옥틸, 스테아릴 등이고, 직쇄 또는 측쇄일 수 있고 사이클릭일 수도 있다. 알킬 그룹은 예를 들면, 하나 이상의 할로겐, 시아노, 아실옥시, 아실, 아릴, 알콕시 또는 하이드록시 그룹으로 치환될 수 있다.
R1내지 R4가 나타내는 아릴 그룹의 대표적인 예는 페닐, 나프틸 및 치환된 아릴 그룹, 예를 들면, 아니실을 포함한다. 알크아릴 그룹은 메틸페닐, 디메틸페닐 등을 포함한다. 아르알킬 그룹의 대표적인 예는 벤질을 포함한다. 대표적인 지환족 그룹은 사이클로부틸, 사이클로펜틸 및 사이클로헥실 그룹을 포함한다. 알키닐 그룹의 예는 프로피닐 및 에티닐이고, 알케닐 그룹의 예는 비닐 그룹을 포함한다.
일본 특허원 제4-261405호에 기재된 본 발명의 광개시제로서 유용한 기타 적외선 민감성 착물은 표 2에 나타내었다.
하나 이상의 미세 캡슐 세트에 적외선 민감성 염료인 붕산염을 사용함으로써, 미세 캡슐의 민감도 값을 분리시켜 이들의 민감도 곡선에서의 중첩을 최소화하고, 이로써 크로스토크를 최소화할 수 있다. 적외선 민감성 붕산염은 시안 형성 미세 캡슐, 마젠타 형성 미세 캡슐 및 황색 형성 미세 캡슐 중 임의의 캡슐 또는 이들 모두에 사용할 수 있다. 한 예로, 미세 캡슐이 750, 850 및 1050nm에서 민감도가 높은 화상 시스템을 고안할 수 있다. 또 다른 양태에서, 미국 특허 제4,772,530호(고트샤크)에 기재된 적색 민감성 캡슐을 부록 내의 염료 중 하나, 예를 들면, 표 1의 제5번 염료를 사용하여 제조한 적외선 민감성 미세 캡슐로 대체한다. 또 다른 양태에서, 미세 캡슐이 800, 900 및 1100nm에서 민감한 화상 시스템을 고안할 수 있다. 통상적인 시스템에서, 시안, 마젠타 및 황색 형성 미세 캡슐은 각각 450, 550 및 650nm에서 민감하다. 본 발명의 다른 양태에서, 임의의 450, 550 및 650 감광제를 적외선 염료로 대체한다. 바람직하게는, 마젠타 550 개시제 대신에 적외선 염료를 사용하여 흡수에서 가장 높은 분리도를 달성한다. 예를 들면, 450, 840 및 650nm 시스템을 사용할 수 있다.
적외선 민감성 조성물은 본원에 참조로 인용된 미국 특허 제4,772,530호에 기재된 N,N-디메틸아닐린과 같은 자동 산화제를 포함하도록 개질시킬 수 있다. 마찬가지로, 광경화성 조성물을 캡슐화하기 위한 미세 캡슐, 시안, 마젠타 및 황색 전구체, 현상제 물질, 광중합성 아크릴레이트 조성물을 포함하는 광경화성 조성물이 미국 특허 제4,772,530호에 상세하게 기재되어 있다. 하나 이상의 미세 캡슐 세트에 자외선 개시제를 사용하고자 하는 경우, 자외선 개시제는 당해 분야에 공지된 것들로부터 선택할 수 있다. 몇 가지 예가 미국 특허 제4,399,209호에 제시되어 있다.
적외선 민감성 염료는 광중합성 물질의 중량을 기준으로 하여, 일반적으로 1중량% 이하, 더욱 전형적으로는 약 0.2 내지 0.5중량%의 양으로 사용한다. 그러나, 당해 분야의 숙련가라면, 그 양을 용이하게 조정하여 감광성 재료의 목적하는 민감도와 감광 반응을 달성할 수 있음을 인식하고 있다.
본 발명을 이의 바람직한 양태를 참조로 상세하게 기재하였지만, 청구의 범위에서 제한된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 변경 및 변화시킬 수 있다.
Claims (9)
- 광경화성 조성물(광경화성 조성물은 유리 라디칼 부가 중합성 또는 가교결합성 화합물 및, 적외선을 흡수하여 유리 라디칼 부가 중합성 또는 가교결합성 화합물의 유리 라디칼 중합 또는 가교결합을 개시하는 유리 라디칼을 생성시킬 수 있는, 적외선 민감성 양이온성 염료와 보라닐 음이온과의 착물을 포함한다)을 포함하는 내부 상을 함유하고 화상 형성제가 결합되어 있는 미세 캡슐 층을 한쪽 표면에 갖는 지지체를 포함하는 감광성 재료.
- 제1항에 있어서, 보라닐 음이온이 화학식 I의 화합물인 감광성 재료.화학식 I상기 식에서,R1, R2, R3및 R4는 독립적으로 알킬, 아릴, 알크아릴, 알릴, 아르알킬, 알케닐, 알키닐, 지환족 및 포화 또는 불포화 헤테로사이클릭 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
- 제2항에 있어서, 미세 캡슐이 시안 화상 형성제가 결합된 제1 미세 캡슐 세트(set), 마젠타 화상 형성제가 결합된 제2 미세 캡슐 세트 및 황색 화상 형성제가 결합된 제3 미세 캡슐 세트를 포함하고 광경화성 조성물을 함유하는 제1 미세 캡슐 세트, 제2 미세 캡슐 세트 및 제3 미세 캡슐 세트 중 하나 이상이 상기 착물을 함유하는, 전색(full color) 화상 형성에 유용한 감광성 재료.
- 제3항에 있어서, 미세 캡슐을 3개의 상이한 파장의 화학선에 화상 방식(image-wise)으로 노출시켜 각각 제1 미세 캡슐 세트, 제2 미세 캡슐 세트 및 제3 미세 캡슐 세트를 경화시키는 단계 및 미세 캡슐에 일정한 파열력(rupturing force)을 가하는 단계를 포함하는 방법으로 화상을 형성시키는 데 유용한 감광성 재료.
- 제4항에 있어서, 파장 중 하나 이상이 800nm 이상인 감광성 재료.
- 제5항에 있어서, 착물을 함유하는 미세 캡슐 세트 이외의 하나 이상의 미세 캡슐 세트가 양이온성 염료와 보라닐 음이온과의 가시광선 민감성 착물을 함유하는 감광성 재료.
- 제5항에 있어서, 착물을 함유하는 미세 캡슐 세트 이외의 하나 이상의 미세 캡슐 세트가 자외선 민감성 광개시제를 함유하는 감광성 재료.
- 제1항에 있어서, 착물이 표 1 또는 표 2의 염료로부터 선택된 염료의 착물인 감광성 재료.
- 제3항에 있어서, 하나의 미세 캡슐 세트가 약 800nm에서 민감하고, 또 다른 미세 캡슐 세트가 약 900nm에서 민감하고 나머지 미세 캡슐 세트가 약 1100nm에서 민감한 감광성 재료.
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