Носитель для тепловой записи негативного изображения и способ записи негативного изображения на указанный носитель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (6t ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 2908.78 (23) 2659504/18-10 (51)pA К, 3

G 03 С 5/00 G 03 С 1/00

03 G 5/00 с присоединением заявки Ио 2659 2 78/18-10

Государетаеииый комитет СССР ио яеаам изобретеиий и открытий (23) Приоритет 31. 08. 78

Опубликовано 070281, Бюллетень Мо 33 (53) УД (772. 93 (088.8) Дата опубликоваиия описания 070981 (72) Авторы изооретени я,И.М. Котелянский, В.B. Кравченко и Я.А. Моносов

Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР (71) 3а явитель (54 ) НОСИТЕЛЬ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ЗАПИСИ НЕГАТИВНОГО ИЭОБРАЖЕНИЯ И СПОСОБ ЗАПИСИ НЕГАТИВНОГО

ИЗОБРАЖЕНИЯ НА УКАЗАННЫЙ НОСИТЕЛЬ

I !

Изобретение относится к способам Недостатком известных йосйтелей записи изображения с йомощью потоков является недолговечность иэображения энергии, например тепловой, световой, и нестойкость носителя при хранении, электрической, энергии электронных а также невозможность его многократпотоков и т.д., а именно к носителям ного использования. для записи иэображения. . С целью. увеличения его стойкости

Известны носители для записи изоб- и возможности многократного испольэоражения, не требукеаие проявления, сО- ваниЯ, а также Увеличения долговечдержащие светочувствительный слой s ности изображения в устройстве по виде гетерогенной смеси веществ,однй .изобретению частицы дисперсной. фазы из компонентов которой обладает спо- выполнены из материала, имеющего в собностью к агрегатным превращениям твердом состоянии в рабочем диапазопод действием света, а другой, в ви- ие температур фазовый переход с возде частиц, обладает способностью вэа- мбжностьв изменения способности матеимодействовать с силовым полем. Способ 15 риала частиц взаимодействовать с записи на указанный носитель состоит . внешним силовым полем, а дисперсионв том, что иэображение экспонируют ная среда выполнена из материала с на носитель, помещенный в силовое по- температурой размягчения ниже темпеле, и фиксируют полученное иэображе- ратуры фазового перехода материала ние охлаждением (1) . Недостатком из- 26 дисперсной фазы. вестных носителей является воэмож- . Дйспереная фаза может быть выполность получения только позитивного иена из магнитного материала, имекщеиэображения. го фазовый переход в твердом состояиэвестны носители для тепловой эа-.. яии в рабочем диапазоне температур писи негативного иэображения, содер-". 25 15-250 0. жащие подложку и гетерогенную смесь - Дисперсная фаза может быть выполнев виде различающихся по прозрачности на из сегнетоэлектрического материадисперсионной среды и дисперснсй фазы ла, имеющего фазовый переход в твериз частиц способных взаимодейство- дом сОстоянйИ в рабочем диапазоне

У о вать.с внешним тепловым полем (2)-. 30 температур 15-250 С.

784 55б

Температура плавления дисперсионной .среды ниже температуры фазового перехода в твердом состоянии материала дисперсной фазы.

Ч-.с- ицы р,исперсной. фазы могут быть выполнены с оболочкой из веЩества с температурой размягчения выше темпе ратуры фазового перехода материала частиц.

На гетерогенной среде дополнительно может быть выполнен защитный слой из вещества с температурой раз- мягчения выше температуры фазового перехода материала частиц дисперсной фазы. на фиг. 1 изображен носитель до записи, на фиг. 2 — носитель во время записи.

Носитель состойт из йодлЬжки i, гетерогенной смеси в вйде дисперсионной среды 2 и диснерсной фазы 3.

Дисперсионная среда может быть выполнена как иэ материала, имеющего точку -агрегатного превращения (йапример, плавления) ниже температуры фазового перехода материала дисперсной фазы, так и иэ материала, который то)тйко размягчается при температуре ниже температуры фазового перехода дисаерсной фазы. Это обеспечивает возможяость изменения пространствейного - " положения частиц; Дисперсионная среда не должна реагировать с материалом: частиц, -быть устойчивой к действию иэлучейия, влаги. Примерами веществ, из которых могут быть выполнены дисйерсйонные- среды, являются парафйны, воскй, смолы и" различные полимерные матерйалы других типов. Целесообразно, чтобы Температура размягченйябыла не более, чем на 10 К Ниже тем Р пературы фазового йерехода материала дисперсной фазы.

Размер частиц и их концентрация в гетерогенной смеси определйется желаемой контрастностью и разрешением .ИЗображения, 65 тиц и стабилизировать ее поддержание.

При размере частиц 0,3-10 мкм целесообразная толщина покровногО Слоя носителя †. 1-20 мкм. Концентрация частиц может меняться .в широких пре. делах B зависимостй от размера частиц толщины слоя и других факторов.и составляет обычно 10" -10 частиц на

1 см материала гетерогенной смеси.

:При этом по толщине смеси должно ук,. ладываться несколько частиц (целесообразно не менее пяти).

Запись изображения на носителе

:"проводится, например, следующим.образом. На носитель:проецируют изображеняе, например, с помощью ИК-излучения (HK-лампа, световой источник,топливное поле и др.), Под действием иэ луЧения носитель в пробельных участках нагревается. Нагрев пройсхбдйт" при поглОщении излучения дисперсион- ной средой, частицами или этими обеи4 ми фазами смеси. Частицы, нагретые до температуры выше температуры фазоаого перехода в твердом состоянии материала, из которого они выполнены, теряют (нли резко ослабляют) свою

5 способность взаимодействовать с внешним силовым полем. Затем на носитель воздействуют внешним силовым полем.

Это поле перемещает ненагретые части-. цы.. Йеосвещейные участки носителя просветляются (см. фиг.2).На освещен,ных участках"частицы не перемещаются, эти участки остаются темными. Получается †негативн изображение.

Чувствительность" носителя определяется крутизной температурной зави-. симости свойств материала частйц в области Фазового перехода в твердом

" состояни%; г. е., например, температурной зависимостью магнитной восйриим- чивости и диэлектрической проницае2б мости.

Изменение температуры .на 1 К вблизи темперагуры фазового перехода (48 С) выэйвает изменение магнитймю проницаемости более чем на 2000. Энерр5 гия записи на таком носителе приближенно рассчитывается по формуле

Е--4ао о/ „ g2 -/р„ С„C-, и где Ч вЂ” энергия записи, Дж/см а — радиус частицы, см, ЬТ,, — температурный интервал фазового перехода, используемый в " момент записи . (он может быть равным О, 01" К путем выбора условий записи, что необходимо для переда чи полутонов);

К,К - коэффициенты теплопровод2 йости дисперсионной среды и чаСтиц, Вт/см К, Я,P - -коэффициенты плотности дисперсионной среды и частиц г/см

С,С,- коэффйцйентЫ теплостойкости дисперсиойной среды и . частиц, Дж/гК.Наарймер,.носитель, гетерогенная смесь которого выполнена иэ парафина (дисперсионная среда) и никельф цинкового феррита (дисперсная фаза) имеет энергию записи 10 6Дж/см при диаметре частиц 1 мкм, Для реалйзации записи температуру . носителя можно поддерживать с относительно небольшой точностью (единицы градусов) на некотором среднем уровне. между температурой раэмягчеийя дисперсионной среды и температурой фазового перехода материала частиц, что"обеспечивает возможность

60 прострайственного перераспределения частиц. Однако для"получения высокой чувСтвителЬнОсти необходимо приблизить температуру носителя к темпера.туре фазового перехода материала час5 784556 „6

/ для фиксации иэображения достаточ- смеси 8 мкм, концентрация частиц но охладить носитель С изображением 10 см, рабочий интервал темпераниже температуры размягчения дис- тур 55-56 С. Носитель и записанное персионной среды. : . изображение стабильны до температуры о

Для улучшения сохранности носите- 55 С, ля частицы выполняют с оболочкой иэ tI р и м е р 3..Носитель выполнЕн вещества не взаимодействующего с из йодложки-пленки триацетата целлювнешним силовым полем и имеющего тем- лозы, гетерогенной смеси, в которой йературу. размягчения .выше темйерату- дисперсионная среда выполнена из поры фазового перехода материала час- либутилакрилата с температурой раэтиц например иэ полимера., мягчения 4б» С и температурой плавле» °

° и а

Для повыаения стойкости:носителя нйя 47 С,. а частицы выполнены из при хранении и обеспечения долговеч-; триглициисульфата с температурой фаности изображения на гетерогенной зового перехода (точка: Кюри) 47 С. смеси дополнительно выполняют защит- Частицы триглицинсульфата (сегнето ный слой из вещества с температурой электрика) выполнены с оболочкой иэ

Размягчения вйше температуры фазово- ($ фтороорганического лака Ф-32 с добавго прехода материала частиц, напри-. кой черного красителя. толщина обо-

:мер иэ полимера. Этот .слой предохра- лочки 1 мкм, суммарный размер частиц няет гетерогеинУю смесь от пйли и с оболочкой 2 мкм; толщина гетерогенвлаги. :. . .,: иой смеси 20 мкм. Для записи необхоЫирокий спектральный диапазон димо:внешнее М ж ск ж пОл . Носитель и записанное изображение ус: чувствительиости носмтеля позволяет тойчи ы до -46оосуществить запись как- излучением, а и ИепосРелстэенио с.DGMceih19 тЕН так же, как в примере 1, и дополни.лового нагрева. тельно выполнен с защитным слоем из

Носитель может бъи ь многократно . 23 испольэоВан для записн изОбраженйя. имеет значительно более высокую стойзапйсь изображен Я . кость при хранении и долговечность

aaeecaeHof иэ»о Ражеиия ., З записанного на нем иэображения, чем, изображ@иия сдыще 10 например, термореактивная 6yMara.3òî

Пр ц с ст"ран ия эаписаийо о из " 39 связано с тем что обычное тепловое v©c!! re пбс едующе записи осуществляют,на- активной бумаге начинается разложедо темпеРа: иие или реакция с участием активного турй выше температуры размягчения

ДиспеРсионной сРеды н перемешиВанй™ 35 воздействия на носитель до температучастиц с и» м»вещью ул траз ука до: . Ры размягчения дисперсионной среды. HpN, их Равномерного Распределения в дис- . отсутствии внешнего силового поля в

ПЕРСИОННОй СРЕДЕ С ПОСЛЕДУЮЩИМ ОХ- . носителе не происходит .перераспределения частиц или их химического разП Р и м.е Р 1.. Носитель выполиеи 46 ложения. Поэтому носитель с иэобрабУ ага) rexePc-. . жением e own!!v!!e oT термор»активной генной смеси, в которой дисперсион- б аги стойчив на свету йая среда выполнена из поликзобутена, Ве ества э которых йэготавливаее ег© те ератУру riaasления 44 c, . ется носитель, не являются дефицита дисперсная фаза (частицы) выполне- ны,»И и могут быть легко получены в никель цин о о о феррита И» » большо количестве при невысокой сто "ор ег 6 с тем ературой ф эового пе- . имо ши. Дпя пеоизводства носителя можно использовать стандартное о оства магнитной ленты и о ычных щина покровного слоя 18 мкм, концей -.., т а магнитной ленты и о ычных торация частиц ТО см З рабочий интервал температур носителя 44-48 С. Для За- . Запись негативноГо изображения на писк необходимо внешнее магнитное . указанном носителе осуществляют слеполе. Носитель и записанное изображе- дубасим образом. ние. стабильны до температуры 43 С. : 1. Нагревают носитель, содержащий

Пример 2. Носитель выполнен основу и покровный слой, который иэ подложки (полиэтилеитерефталатиая., представляет собой гетерогенную смесь пленка), гетерогенной смеси, в кото- йз дисперсионной среды и дисперсной рой дисперсионная среда выполнена фазы, выполненной из материала, споиз полнкапролактона с тЕмпературОЙ . Собного взаимодействовать с внешним плавления 55ОС, а ча»стицы из феррит- 66 силовым нолем и имеющего при изменеграната Точсд .q »ьГе АЦ y G g, имеище- : нии температуры фазовый переход в

rо температуру фазового йерехода в. . твердом состоянии, при котором он метвердом состоянии (темйературу маг- : ияет способность взаимодействия с нитных подрешеток) 56» С. Размер час- внешйим полем, а дисперсионная среда тиц 0,3 мкм,. толщина гетерогенной . 43 выполнена из материала с теиперату784 55.6 рой размягчения ниже температуры фазового перехода материала частиц,до температуры между температурой размягчения дисперсионной среды и темпера"óðîé фазового перехода материала дисперсной фазы.

2. Создают изображение на указан-. ном носителе с помощью потока энергии, например тепловой, световой, и поддерживают указанный поток до нагрева частиц дисперсной фазы до температуры фазового перехода материала частиц

3. Включают внешнее силовое поле, обеспечивающее возможность изменения пространственного расположения ненагретых частиц, на время, достаточ- 35 ное для получения видимого изображения.

4. Охлаждают носитель до температуры ниже температуры размягчения дисперсиониой среды.

Операция 2 аналогична обычной операции экспоййрования, операция 4— обычной операцйи фиксироВания. Опера20 ции 1 и 3 связаны:со свойствами используемого для записи носителя и в 25 совокупности с операциями 2 и 4 обес- . печивают достижение поставленной цели.

В покровном слое нагретого. носителя дисперсная фаза распределена рав номерно. )дополнительный нагрев частиц дисперсной фазы за счет записываюшего потока энергии выше температуры фазового перехода материала,из которого они выполнены, приводит к резкому уменьшению их способности вэаймодействовать с внешним силовым полам, и в нагретых участках части:- цы диснерсной фазы остаются неподвижными при включении внешнего силового поля. Исходная оптическая плотность s этих участках не изменяется.

В пробельных участках изображения дополнительно не нагретые записывающим потоком энергии частицы дисперсной фазы сохраняют способность переснтеля для записи изображения процесс вытирания записанного изображения и подготовки носителя для последующей мешаться под действием внешнего силового поля, поэтому при включений по.ля частицы дисперсной фазы располагаются в соответствии с картиной си. ловых линий этого поля в нити, орйен- Щ тированные перпендикулярно к ловерх-. нооти носителя. При этом плотность видимых частиц на единицу поверхности в таких участках уменьшается. Образуется негативное изображение.

Так как изображение в сПособе формируется под воздействием внешнего силоэого поля, нагрев или облучение носителя вплоть до"тем ературы раз Мягчения растворителя не приводит к изменению изображения. Это обеспечи- бо, вает его долговечйость. В случае надобности повторного использования нозаписи может быть осуществлен различными способами, например носитель нагревают до температуры размягчения материала дисперсионной среды и перемешивают частицы дисперсной фазы . ультразвуком до их равномерного распределения в дисперсионной среде, а затем охлаждают ниже температуры размягчения дисперсионной среды.

Высокое качество изображения обеспечивается использованием носителя, обладающего высокой чувствительностью, Оптимальным является нагрев носителя до температуры, которая не более, чем на 5 С меньше температуры фазового перехода катериала частиц дисперсной фазы. Если носитель, в котором дисперсионная среда выполнена из парафина, а дисперсная фаза - из никель-цинкового феррита с размером частиц 1 мкм, нагрет вйлоть до тем-: пературы фазового перехода феррита, то его чувствительность составляет

10 Дк/см (энергия записи) без при .2. менения каких-либО обычных средств " усиления чувствительности, например фотойолупроводника, цомещаемого. перед носнтелем. Время экспозиции при указанной чувствительности меньше в несколько раз по сравнению с времейем экспозиции на термореактивной бумаге при использовании тех же исс. точников нагрева. При этом чувствительность по спектру расширяется,так

:как нагрев частиц дисперсной фазы происходит ие только от ИК-излучения, . Ho и других потоков энергии, которые. поглощаются частицами дисперсной фазы или дисперсионной средой, например .потоками электронов, нейтронов, СВЧ" излученнем и т.д, Например, облученне материала, содержащего ферритовые: частицы, потоком СВЧ-излучения через металлическую маску создает:на носителе картину, соответствующую этой маске; т.е. изображение можно записывать путем проецирования его на носитель. Кроме того, создание изображения на носителе может быть осуществлено непосредственным воздеиствием ноля объекта, например теплового, которое в заданных местах разогревает участки носителя до температурЫ выше температуры фазового перехода материала дисперсной фазы.

В качестве материала частиц дисперсной фазы можно использовать магйитиЩз материалй и соответственно внешнее магнитное поле, или сегнето, или антисегнетоэлектрические материалы и соответственно. электрическое поле. .Н р и "м е р 5. Носитель, состоищий из Основы и покровного слоя, содержащего подиизобутен (температура плавленйя 44 С) и частицы феррнта и ., Еп, „ Ге 04 (температура фазового перехода — температура Кюри 48 С), нагревайт до 47ОС, проецируют на по/,784 55 6

"10 верхность носителя изображение с помощью кварц вой лампы накаливания мощностью 800 Вт в течение 0,1 с, включают внешнее магнитное поле на

0Ä1 с., охлаждают полученное иэображение по крайней мере до 43 С.

Пример 6. К носителю для за- . паса изображения, использованному в примере 5, подносят тело, температу" ра в разлйчных точках которого различная.и находится в интервале 4550ОС. Через 0,1 с включают внешнее магнитное поле на 0,1 с, тело удаля-: ют, носитель охлаждают до температуры ниже 43 с. изображение на носителе соответствует картине нагрева тела. 15

Иэображение на носителе в примерах 5 и 6 сохраняется беэ измейения при световом воздействии и нагреве носителя вплоть до 43ОC. Изображе- ние в обоих случаях негатнвное, т.е. 2О . нагретым или светлым участкам изображения соответствуют теМные участки на носителе с записанным изображенй» ем.

Использование теплового способа записи негативного изображения обеспечивает по сравнению с существующими способами записи на бессеребряиые носители следующие преимущества; повышение чувствительности записи; увеличение срока сохранности записанного изображения, возможностьмногократного использования, т.е. роведение большого числа циклоЭ:- запись изображения - стирание -. на одном и том же носителе дешевизну за1 писывающей среды.

<Т cТ трсгъм- нос ФОЗ

О где Трез - температура размягчения дисперсионной среды, Т@, з - температура фазового перехода материала дисперсной фазы, а экспонируют носитель до нагревания материала дисперсной фазы в освещенных участках до Т с,>, после чего включают внешнее силовое поле.

8. Способ по п. 7, о т л и ч а юшийся тем, что нагрев носителя производят до температуры Т „с, которую выбирают иэ условия

Формула изобретения

1. Носитель для тепловой записи негативного иэображения, содержащий подложку и гетерогенную смесь в виде различающихся по прозрачности 50 дисперсионной среды и дисперсной фазы иэ частиц, способных взаимодействовать с внешним силовым полем, о тл н ч а ю шийся тем, чтo, ñ целью увеличения его стойкости и воз- 55 можностн многократного использования, а также увеличения долговечности изображения, в нем частицы дисперсной фазы выполнены иэ материала, имеющего в твердом состоянии в рабочем диапазоне температур фазовый пе- 60 реход .с возможностью изменения способности материала частиц взаимодействовать с внешним силовым полем,а дисперсионная среда выполнена из ма-. териала с температурой размягчения 65

ПеречисленныЕ преимущества обеспечивают повышение качества записи негативного изображения и позволяет получить значительный экономический эффект. ниже температуры фазового перехода материала дисперсной фазы.

2. Носитель по и. 1,"о т л и ч а ю шийся тем, что днсперсная фаза выполнена из магнитного материала, имеющего фазовый переход в твердом состоянии в рабочем диапазоне температур 15-250 С.

3. Носитель по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что дисперсная фаза выполнена из сегнетоэлектрического материала, имеющего фазовый гереход в твердом состоянии в рабо чем диапаэоне температур 15-250 С.

4.Носитель по пп,1-3, о т л ич а ю шийся тем, что температура плавления дисперсионной среды ниже температуры фазового перехода в твердом состоянии материала дисперсной Фазы.

5. Носитель по пп. 1-4, о т л ич а ю щ и Й с я тем, что частицы дисперсной фазы выполненй с оболочкой из вещества с температурой размягчения выше температуры фазового перехода материала частиц.

6. Носитель по пп.1-5, о т л и ч а ю шийся тем, что на гетерогенной смесй дополнительно выполнен защйтный слой из вещества с температурой размягчения выше температуры фазового перехода материала частиц

7. Способ записи .негативного изображения на носитель по пп. 1-6 путем нагрева и экспонирования носителя и фиксации полученного изображения охлаждением, о т л и ч а юшийся тем, что носитель нагревают до температуры „ос, которая выбирается из условия о

Фс ъ- н с фс1з.

Приоритет пунктов. 7, 8 исчислять от 31. 08.. 78.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2462902 /18-10, кл. 6. 03 С 5/ОО, 1977.

2. Иванов P.Н. РепрЬграфия. М., 197.7, с. 287.

784556

Фиу,Я 4

Составитель: Л. Теплова

Редактор Т.Иванова Теехред А, Бабинец Корректор С. Шекмар

«» ° м « м М 4

Ф

Заказ 6775/66 Тиращ %Об . . Подписное

ВНИИПИ ГОсударстванного комитета СССР по:делай изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.",. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г..ужгород, ул. Проектная, 4