JP3242195B2 - 可逆性感熱記録媒体 - Google Patents

可逆性感熱記録媒体

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JP3242195B2
JP3242195B2 JP07509993A JP7509993A JP3242195B2 JP 3242195 B2 JP3242195 B2 JP 3242195B2 JP 07509993 A JP07509993 A JP 07509993A JP 7509993 A JP7509993 A JP 7509993A JP 3242195 B2 JP3242195 B2 JP 3242195B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可逆性感熱記録媒体に
関し、とくに温度の変化により透明度を変化させること
で所望の文字、数字、記号、パターン等(以下「文字
等」と記す)を可逆的に書き込むことが可能な可逆性感
熱記録媒体に関する。本発明の感熱記録媒体は、たとえ
ば各種のプリペイド方式の磁気カードの磁気記録内容に
対応した文字等を印字して、磁気記録内容を目視可能と
する用途に有効に利用できる。
【0002】
【従来の技術】感熱記録媒体において、可逆性感熱記録
塗料で構成された感熱記録層は、外部から熱を加えられ
たときに、その温度に応じて、透明な状態から白濁状態
までの範囲でその光透過性を変え、冷却後にはその状態
を保持する性質をもつので、文字等を書換え可能に書き
込むことができる。このような可逆性感熱記録材料とし
て、たとえば特開昭63−39378号、特開昭63−
130380号、特開平1−123788号公報等に記
載されたものが知られている。
【0003】これら公知の可逆性感熱記録塗料は、基本
的には、 (1) 樹脂母材 (2) 高級脂肪酸 (3) 有機溶媒 の3成分からなっている。
【0004】樹脂母材としては、一般に塩化ビニル・酢
酸ビニル共重合体が使用されている。また高級脂肪酸と
しては、炭素数16〜24程度の脂肪酸、たとえばステ
アリン酸あるいはベヘン酸が多く用いられている。有機
溶媒は、高級脂肪酸を溶解し得るもので、一般的にはテ
トラヒドロフラン(THF)が使用される。
【0005】また特開平2−1363号公報には、樹脂
母材、高級脂肪酸、有機溶媒からなる塗料にジカルボン
酸を添加することにより、透明化させる際の加熱温度範
囲が従来より高くなり、しかもその温度範囲が広くなる
ことが示唆されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述のような可逆性感
熱記録媒体において、文字等を記録し、もしくは消去す
る動作は、実際にはサーマルヘッドによる熱印字で行わ
れるのがふつうであるが、通常のサーマルヘッドの印字
時における温度を狭い範囲に厳格に維持することは容易
でないので、感熱記録層を構成している可逆性感熱記録
塗料の特性として、透明化するのに必要な温度の範囲が
できるだけ広いことが望まれる。
【0007】前述の特開平2−1363号公報の発明
は、この温度の範囲の拡大と高温側への移行を目指すも
のであるが、透明化の達成される温度範囲は約12℃程
度、その上限は80℃前後で、いずれも十分なものとは
いえず、透明化温度範囲のさらなる拡大および高温側へ
の移行が望まれている。しかし従来の高級脂肪酸を主成
分とする可逆性感熱記録塗料では、透明化温度範囲の拡
大ならびに高温化に限界があった。
【0008】本発明は、常温から所定の温度に加熱する
過程で透明になり、ついで常温に戻しても透明を維持で
きる温度の範囲、すなわち透明化温度範囲を大幅に拡大
し、しかも高温側へ移行させた感熱記録層を備えた、実
用性の高い可逆性感熱記録媒体を提供することを目的と
している。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による可逆性感熱
記録媒体は、 (A)樹脂母材と、 (B)下記一般式(I) HOCO−R−COOH (I) (式中、Rはアルキル基である)で表されるジカルボン
酸と、 (C)下記一般式(II) R1−COO−R2 (II) (ここでR1は炭素数10以上のアルキル基、R2はアル
キル基である) で表されるエステルと、(D)主鎖の任意の位置に2箇以上のヒドロキシル基を
有する炭素原子数14以上のヒドロキシル基置換脂肪酸
と、)有機溶媒と、からなる塗料で構成された感熱記録
層を備えていることを特徴とする。
【0010】すなわち本発明において、感熱記録層が、
その主要成分として、上記の一般式(I)および(II)
でそれぞれ表されるジカルボン酸およびエステル、さら
に上記ヒドロキシル基置換脂肪酸を含有していることが
重要である。
【0011】従来から使用されている高級脂肪酸に代え
て、前記のような特定のジカルボン酸を使用することに
よって、透明化温度範囲が拡大し、しかも高温度化する
ことが実験により実証された。このように性能が向上す
る理由は十分には明らかにされていないが、一般的な高
級脂肪酸と比較して、前記のジカルボン酸は融点が高
く、このため加熱されたときに溶解する温度が高く、し
かも広い温度範囲で溶解状態を保つことによると推測さ
れる。
【0012】しかしジカルボン酸単独では、透明領域と
白濁領域の視覚的コントラストがほとんど得られず、こ
のままでは文字等の記録は不可能である。本発明では、
前記のジカルボン酸と前記エステルとを組み合わせて使
用することで、白濁状態での濃度すなわち白色度が著し
く上昇して良好な視覚的コントラストが得られ、文字等
の可逆的な記録が可能となる。また同時に、加熱時に透
明化状態を保つ温度範囲の大幅な拡大および透明化温度
の高温度化が達成される。
【0013】好適なジカルボン酸としては、上記一般式
(I)のRの部分にあたる主鎖の炭素原子数が24以下の
ものが望ましく、具体的には、セバシン酸、ドデカン二
酸、ペンタデカン二酸、1,18−オクタデカメチレン
ジカルボン酸が挙げられる。これらの物質の融点は約1
00℃以上である。
【0014】また好ましいエステルは、ステアリルステ
アレート、ステアリルベヘネート、ベヘニルステアレー
ト、ベヘニルベヘネート等である。
【0015】ジカルボン酸に対するエステルの添加量に
とくに制限はないが、実験の結果によれば、ジカルボン
酸:エステルの比が重量で1:2〜1:100、好まし
くは1:2〜1:50の範囲になるように添加したとき
に良好な結果が得られた。
【0016】また本発明において、前記エステルは白濁
状態の濃度すなわち白色度を上昇させ、良好なコントラ
ストを得るために必要不可欠なものであるが、融点が7
5℃以下と比較的低いために、ジカルボン酸に対する混
合比を増すにつれて透明化温度範囲がわずかながら徐々
に下がる傾向がある。そこで、主鎖の任意の位置に2箇
以上のヒドロキシル基を有し、炭素原子数14以上のヒ
ドロキシル基置換脂肪酸を含有させることにより、前記
エステルの混合比を低く抑えた場合でも、透明化温度範
囲を高く保持しながら、透明領域と白濁領域のコントラ
ストを向上させている。
【0017】このように主鎖に2箇以上のヒドロキシル
基を有する炭素原子数14以上のヒドロキシル基置換脂
肪酸を含有させることで、透明化する温度範囲が高温域
で保持される理由は、この誘導体の融点が約100℃前
後と高いこと、および透明化温度まで加熱されたとき
に、広い温度範囲で溶解状態を保つことができることに
よると推測される。またこれらの物質は、樹脂母材に対
する相溶性が高いので、樹脂母材中に多く含有させるこ
とができ、とくに広い透明化温度範囲が望まれる場合に
好適である。しかしヒドロキシル基置換脂肪酸の炭素原
子数14未満のものでは、融点が低いため、透明化温度
範囲が狭くなってしまい、実用的でない。本発明におい
て、好適なヒドロキシル基置換脂肪酸の例は、ジヒドロ
キシベヘン酸、ジヒドロキシステアリン酸、トリヒドロ
キシステアリン酸、およびテトラヒドロキシステアリン
酸を包含する。具体的には、13,14−ジヒドロキシ
ベヘン酸、9,10−ジヒドロキシステアリン酸、9,
10,12−トリヒドロキシステアリン酸、および9,
10,12,13−テトラヒドロキシステアリン酸が挙
げられる。
【0018】また樹脂母材としては、通常の可逆性感熱
記録塗料に使用されている物質、たとえばポリ塩化ビニ
ル、あるいは塩化ビニルと塩化ビニリデン、酢酸ビニ
ル、ビニルアルコール、マレイン酸、アクリル酸エステ
ル、アクリロニトリルまたはポリエステルの1種または
2種以上との共重合体等を使用することができる。中で
も、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体樹脂(たとえばユ
ニオンカーバイド社製商品名「VMCH」)は有効に使
用できる。
【0019】本発明による記録媒体における感熱記録層
の加熱温度と光透過度との関係を図1に示す。
【0020】図1において、感熱記録層がT1〜T2の範
囲の温度に加熱され、ついでT0(常温)まで冷却され
たとすると、最も高い透明度を有する(A→B→C→
F)。つぎにこの層がT3以上の高い温度まで加熱され
たのちT0まで冷却されると、透明度の最も低い白濁し
た状態となる(F→C→D→E→A)。またT0〜T1ま
での間、またはT2〜T3までの間の温度に加熱した後T
0まで冷却した場合には、加熱時の温度に対応して変化
する透明度をもつ(A→B→GまたはF→C→D→
G)。そしてこの透明度の変化は可逆的であり、加熱お
よび冷却を繰り返す毎に所望の透明度を得ることができ
る。
【0021】このT1〜T2の温度範囲が、前述の透明化
温度範囲に相当し、本発明によれば、この透明化温度範
囲が大幅に拡大されるとともに高温度化される。
【0022】
【実施例】以下に本発明の一実施例による可逆性感熱記
録媒体を、磁気カードに適用した場合について図面を参
照しながら説明する。
【0023】図2において、基材1の一方の表面に、磁
性層2、平滑層3、金属蒸着層4、感熱記録層5、およ
び耐摩性の保護層6がこの順序で形成されている。なお
感熱記録層5と保護層6との間、または保護層6上に、
必要に応じて任意の視覚的記号またはパターンを形成す
るための印刷層7を設けてもよい。
【0024】基材1としては、たとえばポリエチレンテ
レフタレート、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニルおよびポ
リカーボネート等の合成樹脂シート、あるいは合成紙等
を用いることができる。
【0025】平滑層3は、この上に形成される金属蒸着
4の層表面が鏡面となるために適度な平滑性を与えるも
のである。この例では、紫外線硬化型樹脂(大日本イン
キ化学工業製「C7−164」)を磁性層2上に塗布し
た後、紫外線を照射して硬化させて形成した厚さ2〜4
μmのものである。
【0026】金属蒸着層4は、アルミニウム、スズ等の
金属を蒸着により数百オングストローム、好ましくは3
00〜400オングストロームの厚さに形成され、その
上に形成される感熱記録層5の文字等の情報を反射光で
見やすくするものである。
【0027】保護層6は、磁気カードの表面を保護する
ためのもので、たとえばセルロース系樹脂、ウレタン系
樹脂、ポリエステル系樹脂、ビニル系樹脂、エポキシ系
樹脂、アクリル系樹脂等の耐摩耗性および耐熱性の良好
な材料によって形成される。これらの樹脂には、可塑剤
としてフタル酸エステル、脂肪酸エステル、リン酸エス
テル等を添加することができ、また滑性を付与するもの
として、低分子ポリエチレン、オレイルアマイド、ステ
アリルアマイド、シリコーン等を添加することができ
る。さらに塗料として塗布する際には、他の層を侵すこ
とのない溶剤を使用することが必要であり、たとえばグ
リコールエーテル系やアルコール系等の溶剤から適宜選
択するのが好ましい。
【0028】なお、使用する溶剤の量を少なくするため
に、アクリル系、エポキシ系、ポリエステル系等の紫外
線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂を用いることもでき
る。
【0029】この保護層6の厚さは、たとえば10μm
以下、好ましくは1〜5μm程度である。
【0030】感熱記録層5は、前述の樹脂母材、ジカル
ボン酸、エステルを主体とする混合物に、必要に応じて
前記のヒドロキシル基置換脂肪酸を添加したのち、有機
溶媒を加えて溶解させるか、またはボールミル中で30
分間程度分散させ、次にたとえばワイヤーバーを用いて
適当な厚さに塗布し、乾燥することにより形成すること
ができる。
【0031】(参考実験例1) 本発明の効果を実証するための実験を行った。なお、以
下において、部は重量部であり、温度の単位は℃であ
る。
【0032】まず、1,18−オクタデカメチレンジカ
ルボン酸に対して重量比で種々の割合でステアリルステ
アレートを添加し、その合計とVMCHとが重量比で
1:2になるように使用し、その10部に対して100
部のTHFを加えて撹拌溶解させて塗料とした。
【0033】この塗料を用いて、ポリエチレンテレフタ
レート基材上に形成されたアルミニウム蒸着層の上に、
ワイヤーバーにより厚さ約4μmの塗膜を形成した。
【0034】この塗膜について、その透明化温度範囲を
測定し、その結果を下の表1に示す。
【0035】透明化温度の測定は、試料をオーブン内で
加熱して感熱記録層を白濁化したのち、熱傾斜試験機
(東洋精機製、TYPE-HG100)を使用して、52℃から2
℃ずつ温度を上昇させ、透明状態を維持した温度範囲を
測定することにより行なわれた。また反射型濃度計(マ
クベス社製、RD−918)を使用して、試料表面の透
明部分と白濁部分の濃度(Optical Dencity、「O.D.」
と記す)を測定し、その結果もあわせて表1に示す。
【0036】(参考実験例2)参考 実験例における試験において、1,18−オクタ
デカメチレンジカルボン酸に換えてドデカン二酸を使用
した以外は同様に操作して得た可逆性感熱記録層につい
て、その透明化領域の温度を測定した。その結果を下の
表1に示す。
【0037】(実験例) 1,18−オクタデカメチレンジカルボン酸2部に対し
て、5部のステアリルステアレートと15部のVMCH
を使用し、これに種々の割合で13,14−ジヒドロキ
シベヘン酸を添加し、この混合物に対して150部のT
HFを加えて撹拌溶解させて塗料とした。
【0038】この塗料を用い、参考実験例1と同様に操
作して得た可逆性感熱記録層について、その透明化領域
の温度を測定した。その結果を下の表2に示す。
【0039】
【表1】 上の表1から、参考実験例1および参考実験例2ともに
透明化領域の温度範囲が30℃〜40℃もしくはそれ以
上あり、温度範囲が大幅に拡大していることが明らかで
ある。また、その温度範囲の上限も100℃〜110℃
付近のものが得られており、温度範囲が大幅に高くなっ
ていることも明らかである。とくにジカルボン酸とエス
テルの比が1:2〜1:50のときは透明化温度範囲が
高温度化し、しかもコントラストも優れているという顕
著な効果が得られることが明らかである。
【0040】
【表2】 上の表2から、ジヒドロキシカルボン酸を添加すること
により、エステルの添加量を増すことなく、白濁時と透
明時のコントラストが向上し、しかも透明領域の温度範
囲は高温域に保たれていることが明らかである。
【0041】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、感熱記録
媒体の可逆性感熱記録層を形成するための塗料として、
樹脂母材と、下記一般式 HOCO−R−COOH (I) (式中、Rはアルキル基である)で表されるジカルボン
酸と、 R1−COO−R2 (II) (ここでR1は炭素数10以上のアルキル基、R2はアル
キル基である)で表されるエステルと、前記ジカルボン
酸に対する溶媒とを主要成分とする塗料を使用すること
により、この感熱記録層を透明化させるための温度範囲
の大幅な拡大と高温度化が可能となる。
【0042】さらにこの塗料に、ヒドロキシル基を分子
内に2以上有する炭素原子数14以上のヒドロキシル基
置換脂肪酸を添加した場合には、前記エステルの混合比
を増すことなく、透明領域と白濁領域のコントラストが
向上し、しかも透明化温度範囲が高温域に保持される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気記録媒体に用いられた可逆性感熱
記録層の加熱温度と透明度との関係を示すグラフ。
【図2】本発明の一実施例による感熱記録媒体の部分縦
断面図。
【符号の説明】
1 基材 2 磁性層 3 平滑層 4 金属蒸着層 5 感熱記録層 6 保護層 7 印刷層
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41M 5/26 B41M 5/36

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)樹脂母材と、 (B)下記一般式(I) HOCO−R−COOH (I) (式中、Rはアルキル基である) で表されるジカルボン酸と、 (C)下記一般式(II) R1−COO−R2 (II) (式中、R1は炭素数10以上のアルキル基、R2はアル
    キル基である) で表されるエステルと、(D)主鎖の任意の位置に2箇以上のヒドロキシル基を
    有する炭素原子数14以上のヒドロキシル基置換脂肪酸
    と、)有機溶媒と、 からなる塗料で構成された感熱記録層を備えていること
    を特徴とする可逆性感熱記録媒体。
  2. 【請求項2】 前記ジカルボン酸が、セバシン酸、ドデ
    カン二酸、ペンタデカン二酸、および1,18−オクタ
    デカメチレンジカルボン酸からなる群から選ばれたもの
    である請求項1に記載の可逆性感熱記録媒体。
  3. 【請求項3】 前記エステルが、ステアリルステアレー
    ト、ステアリルベヘネート、ベヘニルステアレートおよ
    びベヘニルベヘネートからなる群から選ばれたものであ
    る請求項1に記載の可逆性感熱記録媒体。
  4. 【請求項4】 前記ヒドロキシル基置換脂肪族が、ジヒ
    ドロキシベヘン酸、ジヒドロキシステアリン酸、トリヒ
    ドロキシステアリン酸、およびテトラヒドロキシステア
    リン酸からなる群から選ばれたものである請求項に記
    載の可逆性感熱記録媒体。
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