JP2679788B2 - 可逆性感熱記録材料 - Google Patents

可逆性感熱記録材料

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    • B41M5/26Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
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    • B41M5/363Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used using a polymeric layer, which may be particulate and which is deformed or structurally changed with modification of its' properties, e.g. of its' optical hydrophobic-hydrophilic, solubility or permeability properties using materials comprising a polymeric matrix containing a low molecular weight organic compound such as a fatty acid, e.g. for reversible recording

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は画像の形成と消去とを温度変化により何度も
繰り返すことのできる可逆性感熱記録材料に関する。 従来技術 特願昭54−119377号及び同55−154188号には塩化ビニ
ル系樹脂のような樹脂母材中に高級脂肪酸のような有機
低分子物質を分散した感熱層を有する可逆性感熱記憶材
料が提案されている。この種の記録材料により画像形成
及び消去は温度による感熱層の可逆的な透明度変化を利
用したものであるが、不透明部が透明化する温度範囲が
約2〜4℃と狭いため、少くとも一部が不透明な記憶材
料全体を透明化したり、或いは全体が不透明な記録材料
に無色(透明)画像を形成する際、温度制御が困難で繰
り返し画像の形成と消去を行なうことは困難である。 特願昭62−12971号公報には、高沸点溶剤等を記録層
中に入れることにより白濁地にサーマルヘッドで透明画
像を形成できることが示してあるが、この場合には画像
を加熱して消去(白濁)した直後、サーマルヘッドでエ
ネルギーを印加しても画像の濃度が低く、鮮明な画像を
形成するには加熱後数十分待たなえればならないという
欠点があった。 目 的 本発明の目的は従来の欠点を克服し、画像消去直後で
も鮮明な画像が系できる可逆性感熱記録材料を提供する
ことである。 構 成 本発明の可逆性感熱記録材料は、樹脂母材と樹脂母材
中に分散された有機低分子物質を主成分とし、温度に依
存して透明度が可逆的に変化する感熱中に、更に亜リン
酸エステルを含有することを特徴とするものである。 本発明における透明状態と白濁不透明状態の違いは次
のような推測される。すなわち、透明の場合には樹脂母
材中に分散された有機低分子物質の粒子は有機低分子物
質の大きな粒子で構成されており、片側から入射した光
は散乱されることなく、反対側に透過するため透明に見
える。又、白濁の場合には有機低分子物質の粒子は有機
低分子物質の微細な結晶が集合した多結晶で構成され、
個々の結晶の結晶軸がいろいろな方向を向いているため
片側から入射した光は有機低分子物質粒子の結晶の界面
で何度も屈折し、散乱されるため白くみえる。 次に本発明の熱による透明度の変化を図面で説明す
る。 第1図において、樹脂母材と、この樹脂母材中に分散
された有機低分子物質と該有機低分子物質の結晶成長を
制御する物質とを主成分とする感熱体は例えばT0以下の
常温で白濁不透明状態にある。これをT1〜T2間の温度に
加熱すると透明になり、この状態で再びT0以下の常温に
戻しても透明のままである。これは温度T1〜T2間から温
度T0以下にいたるまでに有機低分子物質が半溶融状態を
経て多結晶から単結晶へと結晶が成長するための考えら
れる。更にT3以上の温度に加熱すると、最大透明度と最
大透明度との中間の半透明状態になる。次にこの温度を
下げて行くと、再び透明状態をとることなく、最初の白
濁不透明状態に戻る。 これは温度T3以上で有機低分子物質が溶融後冷却され
ることにより多結晶が析出するためであると考えられ
る。なお、この不透明状態のものをT0〜T1間の温度に加
熱した後、常温、即ち、T0以下の温度に冷却した場合に
は透明と不透明との間の状態をとることができる。また
前記の常温で透明になったものを再びT3以上の温度に加
熱し、常温に戻せば、再び白濁不透明状態に戻る。即ち
常温で不透明及び透明の両形態及びにその中間状態をと
ることができる。 従って熱を選択的に与えることにより感熱体を選択的
に加熱し、透明地に白濁画像、白濁地に透明画像を形成
することができ、その変化は何回も繰り返すことが可能
である。 そして、本発明者等は従来の可逆性感熱記録材料にお
いて、感熱層中に亜リン酸エステルを含有させることに
より、有機低分子物質の結晶の大きさに微小エネルギー
でも制御でき、かつ第1図のT3以上に加熱して冷却した
直後でもその現象が変化しないことを見い出し本発明に
到達した。 本発明の可逆性感熱記録材料を作るには一般に樹脂母
材、有機低分子物質及び亜リン酸エステルの3成分を溶
解した溶液、又は樹脂母材の溶液(溶剤としては有機低
分子物質を溶解しないものを用いる)に有機低分子物質
を微粒子状に分散し、さらにこれに高沸点溶剤を溶解し
てなる分散液を、紙、プラスチックフィルム、ガラス
板、金属板等の支持体上に塗布(又は含浸)乾燥して感
熱層を形成することにより作られる。 溶剤としてはテトラヒドロフラン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、クロロホルム、四塩化炭
素、エタノール、トルエン、ベンゼン等が挙げられる。 なお、分散液を使用した場合は勿論であるが、溶液を
使用した場合も得られる感熱シート中では有機低分子物
質は微粒子として析出し、分散状態で存在する。 感熱層に使用される樹脂母材は有機低分子物質を均一
に分散保持した層を形成すると共に、最大透明時の透明
度に影響を与える材料である。このため樹脂母材は透明
性が良く、機械的に安定で、且つ成膜性の良い樹脂が好
ましい。このような樹脂としてはポリ塩化ビニル;塩化
ビニル〜酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル〜酢酸ビニル
〜ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル〜酢酸ビイル
〜マレイン酸共重合体、塩化ビニリ〜アクリレート共重
合体等の塩化ビニル系共重合体;ポリ塩化ビニリデン、
塩化ビニリデン〜塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン
〜アクリロニトリル共重合体等の塩化ビニリデン系共重
合体;ポリエステル;ポリアミド;ポリアクリレート又
はポリメタクリレート或いはアクリレート〜メタクリレ
ート共重合体、シリコーン樹脂等が挙げられる。これら
は単独で或いは2種以上混合して使用される。 一方、有機低分子物質は第1図の温度T0〜T3を選定す
ることに応じて適宜選択すればよいが、融点30〜200
℃、特に50〜150℃程度のものが好ましい。このような
有機低分子物質としてはアルカノール;アルカンジオー
ル;ハロゲンアルカノールまたはハロゲンアルカンジオ
ール;アルキルアミン;アルカン:アルケン;アルキ
ン;ハロゲンアルカン;ハロゲンアルケン、ハロゲンア
ルキン;シクロアルカン;シクロアルケン;シクロアル
キン;飽和または不飽和モノまたはジカルボン酸または
これらのエステル、アミド、またはアンモニウム塩;飽
和または不飽和ハロゲン脂肪酸またはこれらのエステ
ル、アミド、またはアンモニウム塩;アリルカルボン酸
またはそれらのエステル、アミドまたはアンモニウム
塩;ハロゲンアリルカルボン酸またはそれらのエステル
ア、アミド、またはアンモニウム塩;チオアルコール;
チオカルボド酸またはそれらのエステル、アミン、また
はアンモニウム塩;チオアルコールのアルボン酸エステ
ル等が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上混合
して使用される。これらの化合物の炭素数は10〜30が好
ましい。エステル中のアルコール基部分が飽和していて
も飽和していなくてもよく、またハロゲン置換されてい
てもよい。いずれもにしても有機低分子物質は分子中に
酸素、窒素、硫黄及びハロゲンの少なくとも1種、例え
ば−OH,−COOH,−CONH2,−COOR,−NH−,−NH2,−S
−,−S−S−,−O−,ハロゲン等を含む化合物であ
ることが好ましい。 更に具体的にはこれら化合物にはラウリン酸、ドデカ
ン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、
ステアリン酸、ベヘン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、
オレイン酸等の高級脂肪酸;ステアリン酸メチル、ステ
アリン酸テトラデシル、ステアリン酸オクタデシル、ラ
ウリル酸オクタデシル、パルミチン酸テトラデシル、ベ
ヘン酸ドコシル等の高級脂肪酸のエステル; C16H33−O−C16H33,C16H33−S−C16H33, C18H37−S−C18H37,C12H25−S−C12H25, C19H39−S−C19H39,C12H25−S−S−C12H25, 等のエーテル又はチオエーテル等がある。 中でも本発明では高級脂肪酸、特にパルミチン酸、ス
テアリン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸等の炭素数16以
上の高級脂肪酸が好ましく、炭素数16〜24の高級脂肪酸
が更に好ましい。 また感熱層中に含有する亜リン酸エステルとしては、
亜リン酸ジベンジルエステル, 亜リン酸ジ−N−ブチルエステル, 亜リン酸ジデシルエステル, 亜リン酸ジエチルエステル, 亜リン酸ジイソプロピルエステル, 亜リン酸ジメチルエステル, 亜リン酸ジオレイルエステル,及び 亜リン酸ジフェニルエステル 等が挙げられる。 なお感熱層中の有機低分子物質と樹脂母材との割合は
重量比で2:1〜1:16程度が好ましく、2:1〜1:5が更に好
ましい。樹脂母材の比率がこれ以下になると、有機低分
子物質を樹脂母材中に保持した膜を形成することが困難
となり、一方、これ以上になると、有機低分子物質の量
が少ないため、不透明化が困難となる 感熱層の厚さは一般に1〜30μmであるが、脂肪酸の
量を増加させると白色度を増すことができる。 一方、亜リン酸エステルの使用量を樹脂母材1重量部
に対し0.01〜1重量部、好ましくは0.05〜0.5重量部が
適当である。この使用量が少なすぎるとサーマルヘッド
による透明画像の形成は困難であり、多すぎると膜の機
械的強度がなくなる。 感熱層には以上の成分の他、透明画像の形成を容易に
するために、界面活性材、高沸点溶剤等の添加物を添加
することができる。これら添加物の具体例は次の通りで
ある。 高沸点溶剤の例; リン酸トリブチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシ
ル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、オレイ
ン酸ブチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フ
タル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−n
−オクチル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル
酸ジイソノニル、フタル酸ジオクチルデシル、フタル酸
ジイソデシル、フタル酸ブチルベンジル、アジピン酸シ
ブチル、アジピン酸ジ−n−ヘキシル、アジピン酸ジ−
2−エチルヘキシル、アジピン酸アルキル610、アゼラ
イン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジブチル、
セバシン酸ジ−2−エチルヘキシル、ジエチレングリコ
ールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−2−
エチルブチラート、アセチルリシノール酸メチル、アセ
チルシリノール酸ブチル、ブチルフタリルブチルグリコ
レート、アセチルクエン酸トリブチル。 界面活性材、その他の添加物の例; 多価アルコール高級脂肪酸エステル;多価アルコール
高級アルキルエーテル;多価アルコール高級脂肪酸エス
テル、高級アルコール、高級アルキルフェノール、高級
脂肪酸高級アルキルアミン、高級脂肪酸アミド、油脂又
はポリプロピレングリコールの低級オレフィンオキサイ
ド付加物;アセチレングリコール;高級アルキルベンゼ
ンスルホン酸のNa,Ca,BaまたはMg塩;高級脂肪酸、芳香
族カルボン酸、高級脂肪族スルホン酸、芳香族スルホン
酸、硫酸モノエステル又はリン酸モノ−又はジ−エステ
ルのCa、Ba、又はMg塩;低度硫酸化油;ポリ長鎖アルキ
ルアクリレート;アクリル系オリゴマー;ポリ長鎖アル
キルメタクリレート:長鎖アルキルメタクリレート〜ア
ミン含有モノマー共重合体;スチレン〜無水マレイン酸
共重合体:オレフィン〜無水マレイン酸共重合体。 以下に本発明を実施例によって更に詳しく説明する。
なお、部は全て重量部である。 実施例1 75μ厚のポリエステルフィルム上に ベベン酸 10部 亜リン酸ジメチル 6部 グリセリンモノステアレート 2部 塩化ビニル〜酢酸ビニル共重合体 28部 テトラヒドロフラン 157部 よりなる溶液をワイヤーバーで塗布し、乾燥して15μm
厚の感熱層を設けることにより白色不透明な可逆性感熱
記録材料を作成した。 実施例2 亜リン酸ジメチルを亜リン酸ジエチルに変えた以外は
実施例1と同じ方法で白色不透明な可逆性感熱記録材料
を作成した。 実施例3 亜リン酸ジメチル6部を亜リン酸ジオレイル2部とす
る以外は実施例1と同じ方法で白色不透明な可逆性感熱
記録材料を作成した。 実施例4 亜リン酸ジメチル6部を亜リン酸ジフェニル4部とす
る以外は実施例1と同じ方法で白色不透明な可逆性感熱
記録材料を作成した。 比較例1 亜リン酸ジメチルとグリセリルモノシテアレートを除
いた以外は実施例1と同じ方法で白色不透明な可逆性感
熱記録材料を作成した。 比較例2 亜リン酸ジメチルをアジピン酸ジ−2−エチルヘキシ
ルとする以外は同様にして実施例1と同じ方法で白色不
透明な可逆性感熱記録材料を作成した。 次に各記録材料を90℃1分間加熱後、3時間経過した
ものと5分間経過したものとにサーマルヘッド(8ビッ
ト/mmの薄膜ラインヘッド)で0.7mJ/ドットのエネルギ
ーを与え、透明画像を形成した。これを黒色画用紙上に
置きマクベス濃度計RD514で反射濃度を測定した。 その結果は下表の通りである。 効果 以上述べたように、本発明の可逆性感熱記録材料は亜
リン酸エステルを含むので有機低分子物質の結晶の成長
を制御でき、加熱白濁化直後でもサーマルヘッド等の微
小エネルギーでも白地に鮮明な透明画像が形成できると
いる利点がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の可逆性感熱記録材料の記録及び消去原
理の説明図である。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.樹脂母材とこの樹脂母材中に分散された有機低分子
    物質を主成分とし、温度に依存して透明度が可逆的に変
    化する感熱層を有する可逆性感熱記録材料において、前
    記感熱層中に更に亜リン酸エステルを含有することを特
    徴とする可逆性感熱記録材料。
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