JP2630044B2 - 可逆性感熱記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

可逆性感熱記録媒体およびその製造方法

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JP2630044B2 JP2252446A JP25244690A JP2630044B2 JP 2630044 B2 JP2630044 B2 JP 2630044B2 JP 2252446 A JP2252446 A JP 2252446A JP 25244690 A JP25244690 A JP 25244690A JP 2630044 B2 JP2630044 B2 JP 2630044B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は可逆性記録媒体に関するものである。更に詳
しくは、加熱温度の違いによって、画像形成及び消去を
行ないうる可逆性感熱記録媒体およびその製造方法に関
する。
〔従来技術〕
可逆的記録媒体(材料)については、従来より数多く
の先行技術がある。
たとえば、特開昭58−191190号公報、特開昭60−1936
91号公報、米国特許第3666525号明細書、特開昭54−119
377号公報、特開昭63−393377号公報、特開昭63−41186
号公報、米国特許第4028118号明細書、特開昭50−81157
号公報、特開昭50−105555号公報に開示されている。
しかし、たとえば米国特許第4028118号明細書、特開
昭50−81157号公報および特開昭50−105555号公報にお
いて形成される画像は、温度によって変化するので、画
像のメモリー性がない。また、特開昭58−191190号公
報、特開昭60−193691号公報、米国特許第3666525号明
細書に記載されているものは、発色剤、顕色剤及びバイ
ンダーからなる記録層を設けていて、場合によっては、
低蒸気圧溶剤、もしくは熱溶融物質を添加している。発
色は熱エネルギーを用いて、水、水蒸気、または、ある
種の有機溶剤によって消色するものであり、加熱温度の
制御のみで発色・消色を繰り返すものではない。さらに
は発色・消色が化学変化を基にする発色材系を使用する
ものは、記録材料としての耐性面で課題を残している。
また、特開昭62−162254号公報には、温度によりコレ
ステリック性を示す高分子液晶が、らせんピッチに変化
を生じさせ、可視光から近赤外光波長域に選択反射され
る光記録媒体が開示されており、さらに特開平1−1622
45号公報には加熱又は電界の印加による高分子液晶の屈
折率変化から記憶層の光学的厚みを変化させ、可干渉な
光による干渉回折作用を生じ、記録部分と非記録部分の
差を読み取る情報記録媒体が開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記のようにコレステリック性を示す
高分子液晶では、らせんピッチの変化により選択反射が
可能であり、かつらせんピッチにより任意に選択反射波
長を選択可能であるが、とくに可視光領域において情報
の読み取りを行う、例えばディスプレー、電子黒板、カ
ード類、プリペイドカード等のの残額表示など可視情報
を記録する可逆性感熱記録媒体の記録層としてコレステ
リック性を示す高分子液晶を用いた場合に、可視光領域
に選択反射が得られないことがあった。
そこで、可視光領域において確実に選択反射を得るこ
とが可能なコレステリック液晶相を有する高分子液晶を
ネマチックモノマーとコレステリックモノマーの共重合
により得ることができる、発色・消色するメモリー性の
ある可逆性感熱記録媒体及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成すべくなされた本発明は、 請求項1に記載の可逆性感熱記録媒体は、支持体上
に、少なくとも記録層として、コレステリック液晶相を
有し、加熱温度の違いにより発色・消色もしくは変色す
る高分子液晶を塗布してなる可逆性感熱記録媒体であっ
て、高分子液晶が下記の一般式(A)で示されるネマチ
ックモノマーと、下記の一般式(B)で示されるコレス
テリックモノマーとの共重合体であり、かつコレステリ
ックモノマーの組成比が5モル%以上50モル%以下であ
ることを特徴とするものであり、 〔ただし、R1は水素原子、もしくはメチル基であり、R2
は下記に示す、 もしくは、 −(CH2−O−φ−φ−CN (ただし、nは1から14までの整数、φは を示し、Meはメチル基を示す)〕 〔ただし、R1は水素原子、もしくはメチル基であり、R3
は下記に示す、 (ただし、mは1から14までの整数)〕 また、請求項2に記載の可逆性感熱記録媒体の製造方
法は、支持体上に、少なくとも記録層として、コレステ
リック液晶相を有し、加熱温度の違いにより発色・消色
もしくは変色する高分子液晶を塗布してなる可逆性感熱
記録媒体の製造方法において、高分子液晶を上記の一般
式(A)で示されるネマチックモノマーに対して、組成
比が5モル%以上50モル%以下となるように上記の一般
式(B)で示されるコレステリックモノマーを共重合し
共重合体としてなることを特徴とするものであり、 また、請求項3に記載の可逆性感熱記録媒体は、支持
体上に、少なくとも記録層として、コレステリック液晶
相を有し、加熱温度の違いにより発色・消色もしくは変
色する高分子液晶を塗布してなる可逆性熱記録媒体であ
って、高分子液晶が下記の一般式(C)で示されるネマ
チックモノマーと、下記の一般式(D)で示されるコレ
ステリックモノマーとの共重合体であり、かつ前記コレ
ステリックモノマーの組成比が5モル%以上であること
を特徴とするものであり、 〔ただし、R4は水素原子、もしくはメチル基であり、R5
は下記に示す、 (ただし、lは1から14までの整数、φは を示す)〕 〔ただし、R4は水素原子、もしくはメチル基であり、R6
は下記に示す〕 また、請求項4に記載の可逆性感熱記録媒体の製造方
法は、支持体上に、少なくとも記録層として、コレステ
リック液晶相を有し、加熱温度の違いにより発色・消色
もしくは変色する高分子液晶を塗布してなる可逆性感熱
記録媒体の製造方法において、高分子液晶を上記の一般
式(C)で示されるネマチックモノマーに対して、組成
比が5モル%以上となるように上記の一般式(D)で示
されるコレステリックモノマーを共重合し共重合体とし
てなることを特徴とするものである。
〔作用〕
本発明の記憶媒体の記録、すなわち画像形成および消
去の原理は、以下の通りである。
高分子液晶には低分子液晶同様、リオトロピック及び
サーモトロピックの液晶が存在し、後者は熱エネルギー
により相転移を可逆的に行ないうる。
サーモトロピック高分子液晶は、固体相から液晶相
(ガラス転移点Tg)、液晶相から等方相(TCL)の相転
移挙動を示し、ガラス転移点(Tg)を持つことが特徴で
ある。このガラス転移点を有するため、昇温により出現
した液晶状態をガラス転移点(Tg)以下に冷却すること
により固定化可能である。すなわち、液晶状態が固体相
中に固定化されることであり、メモリー性の発現にほか
ならない。また消去は記録面を等方相に導き、Tg以下に
冷却することにより行える。
コレステリック液晶の特徴は選択反射を有する点であ
り、記録材料として化学的変化を基にする染料系等とは
その性質を異にする。またコレステリックピッチにより
任意の選択反射波長を選択可能である。効果的な選択反
射を有する高分子液晶の合成法は、(1)ネマチックな
モノマーとコレステリックなモノマーの共重合、(2)
それ自身ネマチックなモノマーにキラルな化合物を結合
することにより得られるコレステリックモノマーの重
合、(3)ネマチックなモノマーと非メソゲンなキラル
モノマーの共重合が知られている。このようにして得ら
れた高分子はコレステリック液晶相を発現可能であり、
その選択反射波長は共重合の組成、及び組成比により制
御可能である。
また、高分子液晶中のコレステリックモノマーがそれ
自身のホモポリマーでは液晶性を示さなければ、このモ
ノマーの分率を増加することにより等方相への転移温度
を低温側へシフトすることが可能である。
本発明における可逆性感熱記録媒体の記録層をなす高
分子液晶は、ネマチックなモノマーとコレステリックな
モノマーの共重合体であり、基本的にはネマチックな液
晶にキラルな性質を付与しコレステリック液晶相を誘起
するものである。
したがって、本発明における高分子液晶ではキラル成
分であるコレステリックモノマーの組成比が重要であ
り、キラル成分の増加に伴いコレステリックらせんピッ
チは小さくなり、選択反射波長は減少する。本発明の請
求項(4)記載の相製造方法ではコレステリックモノマ
ーが5%未満の共重合体及び50%を越える共重合体で
は、また請求項(6)記載の製造方法ではコレステリッ
クモノマーが5%未満の共重合体及び25%を越える共重
合体では、400nmから700nmの可視光領域に選択反射を与
えず、これらの組成比では目的の高分子液晶は得られな
かった。
高分子液晶を用いる画像形成は、熱により画線部をコ
レステリックカラーに導き、ガラス転移点(Tg)以下に
冷却することによりコレステリックカラーが固定化され
る。また消去は記録面を等方相に導き、Tg以下に冷却す
ることにより行える。コレステリックカラーを利用する
記録体では、指示体が光を反射するか否かによりその色
相が異なることは言うまでもない。
次に本発明における支持体上に記録層を塗工する方法
は、具体的には、有機溶剤にて溶解した塗液中にバイン
ダーを溶解させて成る記録層塗工液を紙、プラスチック
フィルム又はシート等の上に、バー塗布、、ブレード塗
布、エアーナイフ塗布、グラビア塗布、ロールコーティ
ング等の塗布法により塗布、乾燥して記録層を設ける。
さらに、本発明である可逆性記録媒体の高分子液晶か
らなる記録層上に、サーマルヘッドマッチング性(サー
マルヘッドへのカス付着防止、スティッキング防止)の
改良、あるいは記録層の耐久性を付与する目的で保護層
を設けても、なんら本発明の記録体の特性を損なうこと
はなく、保護層と同様な材料にてラミネートしてもまっ
たく問題ない。例えば、保護層成分として、無色無機顔
料あるいはワックス類等のフィラーと熱可塑性樹脂、あ
るいは熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂との組合せが用い
られる。具体例をもって示せば、ポリビニルアルコー
ル、メチルセルロース、エチルセルロース、酢酸セルロ
ース、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、線状の飽和ポリ
エステル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸
エチル等のメタクリル樹脂の単独又は共重合物、ポリウ
レタン、ポリブチラール、ニトロセルロース等が使用で
きる。
また、支持体上にあらかじめ黒色顔料を分散した樹脂
等を塗布し、光吸収層を設けても良い。
本発明による画像形成または画像消去の手段は、熱に
よるものであり、サーマルプリンター、熱反射噴射装
置、ホットスタンパーや熱ロール等の装置を用いて行な
うことができる。
〔実施例1〕 以下、実施例を挙げて具体的に本発明を説明する。
なお、実施例中の「部」は重量部を示す。
化合物(A): 化合物(B): 化合物(A)のモノマーを67モル%、化合物(B)の
モノマーを33モル%を、ベンゼン溶媒中に溶解し、重合
開始剤としてα,α−アゾビスイソブチロニトリル(AI
BN)を用い、窒素雰囲気下60℃にて8時間反応し、メタ
ノールからの再沈により精製した。この高分子液晶をフ
ィルム化し選択反射波長を測定したところ、その選択反
射波長は450nmであった。
上記高分子液晶1部に対して、トルエン10部を加え十
分に溶解し記録塗工液を調製した。この塗工液を光吸収
層を設けた支持体である上質紙上に、メイヤーバーを用
いて、塗布、乾燥して可逆性感熱記録媒体を作製した。
このようにして作製した可逆性感熱記録紙を東芝製サ
ーマルシュミレーターを用いて印字したところ鮮明なコ
レステリックカラーによる印字像を得ることができた。
次に130℃の熱印板で2秒間押圧し、急冷すると、印字
像は消去され、元の状態の記録層にもどった。再び同様
の印字、消去を行なったところ再現性があり、可逆性感
熱記録媒体として極めて優れたものであることが確認で
きた。
〔実施例2〕 化合物(A): 化合物(B): 化合物(A)のモノマーを64モル%、化合物(B)の
モノマーを36モル%を、ベンゼン溶媒中に溶解し、重合
開始剤としてα,α−アゾビスイソブチロニトリル(AI
BN)を用い、窒素雰囲気下60℃にて8時間反応し、メタ
ノールからの再沈により精製した。この高分子液晶をフ
ィルム化し選択反射波長を測定したところ、その選択反
射波長は550nmであった。
上記高分子液晶1部に対して、トルエン10部を加え十
分に溶解し記録塗工液を調製した。この塗工液を光吸収
層を設けた上質紙上に、メイヤーバーを用いて、塗布、
乾燥して可逆性感熱記録媒体を作製した。
このようにして作製した可逆性感熱記録紙を東芝製サ
ーマルシュミレーターを用いて印字したところ鮮明なコ
レステリクカラーによる印字像を得ることができた。次
に140℃の熱印板で2秒間押圧し、急冷すると、印字像
は消去され、元の状態の記録層にもどった。再び同様の
印字、消去を行なったところ再現性があり、可逆性感熱
記録媒体として極めて優れたものであることが確認でき
た。
〔実施例3〕 モノマー(C)90モル%、モノマー(D)10モル%を
ベンゼン溶媒中に溶解し、開始剤としてα,α−アゾビ
スイソブチロニトリル(AIBN)を用い、窒素雰囲気下60
℃にて8時間反応し、メタノールからの再沈により精製
した。精製により得られたポリマーの等方相への転移温
度は103℃であった。この高分子液晶をフィルム化した
ところ、可視領域に選択反射を有するコレステリックカ
ラーを呈した。
上記高分子液晶1部に対して、トルエン10部を加え十
分に溶解し記録塗工液を溶解し記録塗工液を調製した。
この塗工液を光吸収層を設けた上質紙上に、メイヤーバ
ーを用いて、塗布、乾燥して可逆性感熱記録紙を作製し
た。
このようにして作製した記録紙を東芝製サーマルシュ
ミレーターを用いて印字したところ鮮明なコレステリッ
クカラーによる印字像を得ることができた。次に120℃
の熱印板で2秒間押圧し、急冷したら印字像は消去さ
れ、元の状態の記録層にもどった。再び同様の印字、消
去を行なったところ再現性があり、可逆性感熱記録媒体
として極めて優れたものであることが確認できた。
〔実施例4〕 モノマー(C)80モル%、モノマー(D)20モル%を
ベンゼン溶媒中に溶解し,開始剤としてα,α−アゾビ
スイソブニロニトリル(AIBN)を用い,窒素雰囲気下60
℃にて8時間反応し、メタノールからの再沈により精製
した。精製により得られたポリマーの等方相への転移温
度は86℃であった。この高分子液晶をフィルム化したと
ころ、可視領域に選択反射を有するコレステリックカラ
ーを呈した。
上記高分子液晶1部に対して、トルエン10部を加え十
分に溶解し記録塗工液を調製した。この塗工液を光吸収
層を設けた上質紙上に、メイヤーバーを用いて、塗布、
乾燥して可逆性感熱記録紙を作製した。
このようにして作製した記録紙を東芝製サーマルシュ
ミレーターを用いて印字したところ鮮明なコレステリッ
クカラーによる印字像を得ることができた。次に100℃
の熱印板で2秒間押圧し、急冷したら印字像は消去さ
れ、元の状態の記録層にもどった。再び同様の印字、消
去を行なったところ再現性があり、可逆性感熱記録媒体
として極めて優れたものであることが確認できた。
〔発明の効果〕
本発明の可逆性感熱記録媒体および可逆性感熱記録媒
体の製造方法によれば、加熱温度の制御のみによって簡
単に画像の形成及び消去を繰り返し行うことができ、化
学変化を伴わずに発色・消去もしくは変色する系にあっ
て、可視光領域において確実に選択反射を得ることが可
能なコレステリック液晶相を有する高分子液晶をネマチ
ックモノマーとコレステリックモノマーの共重合により
得ることができる記録層であることから、可視光領域に
おいて情報の読み取りが可能であり、コレステリックピ
ッチを変えることにより種々の色相を表すことができ、
画像もコレステリックカラーによる鮮明な画像である。
とくに可視光領域において情報の読み取りを行う、例
えばディスプレー、電子黒板、カード類、プリペイドカ
ード等のの残額表示など可視情報を記録する可逆性感熱
記録媒体に利用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02F 1/13 102 G02F 1/13 500 500 8721−5D G11B 7/24 516 G11B 7/24 516 D21H 1/34 E (56)参考文献 特開 昭62−162254(JP,A) 特開 昭64−162245(JP,A) 特開 昭59−109505(JP,A) 特開 平4−221677(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】支持体上に、少なくとも記録層として、コ
    レステリック液晶相を有し、加熱温度の違いにより発色
    ・消色もしくは変色する高分子液晶を塗布してなる可逆
    性感熱記録媒体であって、 前記高分子液晶が下記一般式(A)で示されるネマチッ
    クモノマーと、下記一般式(B)で示されるコレステリ
    ックモノマーとの共重合体であり、かつ前記コレステリ
    ックモノマーの組成比が5モル%以上50モル%以下であ
    ることを特徴とする可逆性感熱記録媒体。 〔ただし、R1は水素原子、もしくはメチル基であり、R2
    は下記に示す、 もしくは、 −(CH2−O−φ−φ−CN (ただし、nは1から14までの整数、φは を示し、Meはメチル基を示す)〕 〔ただし、R1は水素原子、もしくはメチル基であり、R3
    は下記に示す、 (ただし、mは1から14までの整数)〕
  2. 【請求項2】支持体上に、少なくとも記録層として、コ
    レステリック液晶相を有し、加熱温度の違いにより発色
    ・消色もしくは変色する高分子液晶を塗布してなる可逆
    性感熱記録媒体の製造方法において、 前記高分子液晶が前記一般式(A)で示されるネマチッ
    クモノマーに対して、組成比が5モル%以上50モル%以
    下となるように前記一般式(B)で示されるコレステリ
    ックモノマーを共重合し共重合体としてなることを特徴
    とする可逆性感熱記録媒体の製造方法。
  3. 【請求項3】支持体上に、少なくとも記録層として、コ
    レステリック液晶相有し、加熱温度の違いにより発色・
    消色もしくは変色する高分子液晶を塗布してなる可逆性
    感熱記録媒体であって、 前記高分子液晶が下記一般式(C)で示されるネマチッ
    クモノマーと、下記一般式(D)で示されるコレステリ
    ックモノマーとの共重合体であり、かつ前記コレステリ
    ックモノマーの組成比が5モル%以上25モル%以下であ
    ることを特徴とする可逆性感熱記録媒体。 〔ただし、R4は水素原子、もしくはメチル基であり、R5
    は下記に示す、 (ただし、lは1から14までの整数、φは を示す)〕 〔ただし、R4は水素原子、もしくはメチル基であり、R6
    は下記に示す〕
  4. 【請求項4】支持体上に、少なくとも記録層として、コ
    レステリック液晶相有し、加熱温度の違いにより発色・
    消色もしくは変色する高分子液晶を塗布してなる可逆性
    感熱記録媒体の製造方法において、 前記高分子液晶を前記一般式(C)で示されるネマチッ
    クモノマーに対して、組成比が5モル%以上25モル%以
    下となるように前記一般式(D)で示されるコレステリ
    ックモノマーを共重合し共重合体としてなることを特徴
    とする可逆性感熱記録媒体の製造方法。
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