JP4402233B2

JP4402233B2 - 情報記録媒体及びその記録方法

Info

Publication number: JP4402233B2
Application number: JP2000011613A
Authority: JP
Inventors: 淳高橋
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2020-01-20
Also published as: JP2001199180A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー光を照射して書込み表示記録をすることができるカード等の情報記録媒体及びその記録方法であって、特に、異なる色からなる表示記録を選択して行うことができる情報記録媒体及びその記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばカード等の情報記録媒体をその使用者に発行する場合、予め作製しておいたカードに対し、ＩＤコード、氏名などカード毎に異なる可変情報を種々の手段により表示している。
例えば、カード基材の所定部分に部分的な圧力を加えるエンボス加工を施すことで、エンボス文字を形成したり、またカード基材上に金属薄膜層、感熱層、保護膜を順次積層した構成とし、画像（文字）形成及び消去を感熱層の温度による透明度変化を利用して、サーマルヘッドを使用してカード表面に加熱したサーマルヘッドを接触させ、記録表示を行うもの等が知られている。
【０００３】
しかしながら、上記エンボス加工により文字を形成する場合には、カード基材に機械的な応力が加わるため、カード基材に変形が生じる危険性がある。
また、感熱層を設けサーマルヘッドにより表示を行う場合には、カード表面にオーバーシート等の保護層をあまり厚く形成すると、サーマルヘッドの熱が感熱層まで十分伝わらないため、保護層をできるだけ薄く形成するか、また保護層を設けないようにするので、サーマルヘッドがカード表面と接触することによる擦れ等で、カード表面に傷を付ける危険性がある。
【０００４】
更に、従来のサーマルヘッドを用いた表示記録では、サーマルヘッドの解像度が最大でも約１６ｄｏｔ／ｍｍしかなく、より精細な記録像を形成したい場合でもこれ以上精細な記録像を表示できないという制限があり、細かな文字や図柄を表示する場合には適応できないという問題がある。
また、サーマルヘッドをカード表面に接触させた場合には、熱は常に上層から伝わって行き、サーマルヘッドの接触部の周囲にも若干の熱が影響し、どうしてもある程度の色のにじみやかぶりが発生することがあり、好ましくない。
【０００５】
また、これらの表示記録では、感熱層や発色層が単色であるため、１色の表示しかできないので、表示記録された内容が見にくく単調であり、デザイン的にも限界があり地味であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、カードに表示記録を行う際に機械的な応力を加えることなく表示記録を行うことができ、しかもオーバーシート等の保護層を厚く形成しても表示記録への影響が少なく、また２色の異なる色による表示記録を選択して行うことができる情報記録媒体とその記録方法を提供する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の目的を達成するために、第１の発明の情報記録媒体は、基体と、この基体上の少なくとも一方側に形成された第１の光吸収層と、該第１の光吸収層の上に形成された第１の感熱発色層と、該第１の感熱発色層の上に形成された断熱性中間層と、該断熱性中間層の上に形成された第２の感熱発色層と、該第２の感熱発色層の上に形成された、前記第１の光吸収層と最大光吸収波長領域の異なる第２の光吸収層と、を具備したことを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明の情報記録媒体の記録方法は、基体と、この基体上の少なくとも一方側に形成された第１の光吸収層と、該第１の光吸収層の上に形成された第１の感熱発色層と、該第１の感熱発色層の上に形成された断熱性中間層と、該断熱性中間層の上に形成された第２の感熱発色層と、該第２の感熱発色層の上に形成された、前記第１の光吸収層と最大光吸収波長領域の異なる第２の光吸収層と、を具備した情報記録媒体に対して、表示記録を行う情報記録媒体の記録方法であって、
前記情報記録媒体の上から、前記第１の光吸収層と前記第２の光吸収層のそれぞれの最大光吸収波長領域内の波長を有するレーザー光を選択して照射することにより、前記第１の感熱発色層と前記第２の感熱発色層を選択的に発色させて表示記録を行うことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の情報記録媒体及びその記録方法の実施の形態について詳しく説明する。
図１は、本発明に係る情報記録媒体の第１実施形態の断面図、図２は、第１実施形態の情報記録媒体にレーザーを照射して第１の感熱発色層に表示記録を行っている状態を示す図、図３は、第１実施形態の情報記録媒体にレーザーを照射して第２の感熱発色層に表示記録を行っている状態を示す図、図４は、本発明に係る情報記録媒体の第２実施形態の断面図、図５は、第２実施形態の情報記録媒体にレーザーを照射して第１の感熱発色層に表示記録を行っている状態を示す図、図６は、第２実施形態の情報記録媒体にレーザーを照射して第２の感熱発色層に表示記録を行っている状態を示す図である。
【００１１】
まず、本発明に係る情報記録媒体の第１実施形態について説明する。
本発明の第１実施形態の情報記録媒体１は、図１に示すように、シート状あるいは板状の基体２と、該基体２上の少なくとも一方側に形成された第１の光吸収層３と、該第１の光吸収層３の上に形成された第１の感熱発色層４と、該第１の感熱発色層４上に設けられた断熱性中間層５と、該断熱性中間層５上に形成された第２の光吸収層６と、該第２の光吸収層６上に形成された第２の感熱発色層７と、必要に応じて第２の感熱発色層７の上に保護層８とが積層されている。
またこの際、感熱発色層４，７および光吸収層３，６は、カード形状のうち全面を覆うように形成しても一部分のみを覆うように形成してもよい。
【００１２】
また、前記第１の光吸収層３と第２の光吸収層６とは、最大光吸収波長領域が異なるものを用いていて、それぞれの光吸収層３，６がレーザー光を受けた際に発熱する吸収波長領域に変化を持たせることで、断熱性中間層５を挟んで上下に積層されたそれぞれの感熱発色層４，７が独立して発色できるようになっている。
つまり、断熱性中間層５を中間にして、その下側に第１の光吸収層３及び第１の感熱発色層４を設け、またその上側に第２の光吸収層６及び第２の感熱発色層７とを設けることで、レーザー光の光熱変換効果による熱エネルギーが第１の感熱発色層４又は第２の感熱発色層７に対して個別に及ぼし、１つの同じレーザー光を用いて分離された発色を行うことが可能にしてある。
【００１３】
基体２は、シート状あるいは板状のものが使用され、例えば塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリエステル、ポリプロピレン、スチレン系樹脂、アクリル、ポリカーボネート、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ＰＥＴ−Ｇ等の合成樹脂、または、紙、不織布、金属蒸着物等が用いられる。
また、基体２上には、例えばシルクスクリーン印刷やオフセット印刷等により、所望のデザインの絵柄や模様及び文字等を印刷して印刷層を設けてもよい。
【００１４】
また、第１の光吸収層３及び第２の光吸収層６は、光を熱に変換するための光吸収材料を含み、第１の感熱発色層４及び第２の感熱発色層７の発色を妨げず、更に地色を抑えるため無色または淡色の色素を用いる。
第１の光吸収層３及び第２の光吸収層６は、光吸収性材料を水溶性樹脂等のバインダーに混合してコーティング又は印刷により形成する。
第１の光吸収層３及び第２の光吸収層６に用いる光吸収性材料としては、例えば、フタロシニアン系、ナフタロシニアン系、ビスチオウレア系化合物、スクアリリウム系、アズレニウム系、トリフェニルアミン系、トリスアゾ系、ジフェニルメタン系、トリフェニルメタン系、トリアリルメタン系、キノン系、ナフトキノン系、アントラキノン系、アゾ系、インモニウム系、ジインモニウム系、特金属錯体系、金属硫化物とチオウレア系化合物、リン化合物と銅化合物、等が使用でき、上記の２種類以上を混合して使用してもよい。
【００１５】
また、第１の感熱発色層４及び第２の感熱発色層７としては、熱融解反応により発色する電子供与性染料前駆体と電子受容性化合物、および増感剤、退色防止剤、顔料や滑剤などの充填剤、分散剤、結着剤などが含まれる。
この第１の感熱発色層４及び第２の感熱発色層７は、基体２上へのコーティング、印刷などにより層を形成する。層の形成方法としては、グラビア、ロールコート、スプレーコート、ディッピィングなどにより形成する。
前記電子供与性染料前駆体としては、ロイコ染料としてこの種の感熱材料に適応されているもの、フルカラーの場合には、イエロー、マゼンダ、シアン系に発色するものが選ばれ、例えば、トリフェニルメタン系、フルオラン系、フェノチアジン系、オーラミン系、スピロピラン系、インドリノフタリド系、等がある。
【００１６】
電子受容性化合物としては、電子供与性染料前駆体と組み合わせて顕色剤として用いられるものであり、熱プレスを行った際でもこれに耐えられる程度の耐熱性があり、かつ印字記録を行う際に印加される熱に対して感度よく反応する必要があり、例えば次に挙げる化合物が使用できる。
ビスフェノールＡ等のフェノール性物質、オクチルホスホン酸、ノニルホスホン酸、デシルホスホン酸、ドデシルホスホン酸、テトラデシルホスホン酸、ヘキサデシルホスホン酸、オクタデシルホスホン酸、エイコシルホスホン酸等やα−ヒドロキシオクタノイック酸、α−ヒドロキシドデカノイック酸、α−ヒドロキシテトラデカノイック酸、α−ヒドロキシオクタデカノイック酸、α−チオジフェニル酸、キノン類、等が挙げられる。
【００１７】
増感剤としては、例えば１−ヒドロキ−２−ナフト酸フェニル、ｐ−ベンジルビフェニル、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、シュウ酸ジベンジル、トリルビフェニルエーテル、脂肪酸アマイド類、等が挙げられる。
【００１８】
退色防止剤としては、水酸基をブロックした顕色剤の類似物、亜鉛塩などの有機金属塩、ヒンダードフェノール類などが挙げられる。
また、顔料には、隠蔽性がなく、吸油量が高く、ｐＨが高く、染料に対し活性がないことなどが求められる。また、白色顔料であれば、可視光、近赤外光を周囲に散乱させる効果があり、光吸収剤への近赤外光吸収を促進、発熱効果を上昇させる。
この顔料としては、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、珪酸塩、ゼオライト、シリカ、カオリンクレー、尿素ホルマリン樹脂、等が挙げられる。
【００１９】
結着剤としては、主に水溶性樹脂が主成分となり、ポリビニルアルコール、デンプン、変性デンプン、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ゼラチン、カゼイン、アルキレン−無水マイレン酸共重合体、ポリビニルピロリドン、アクリルアマイド系水溶性樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体エマルジョン、尿素樹脂、メラミン樹脂、アミド樹脂、ポリウレタン樹脂、などが挙げられる。また、必要に応じて各種補助剤を添加できる。
これら第１の感熱発色層４および第２の感熱発色層７は、違う材料を用いてもよい。
【００２０】
また、断熱性中間層５としては、染料に対して活性がなく、隠蔽性がないことが望ましく、第１の感熱発色層４及び第２の感熱発色層７に対して熱を遮断する必要があるため、１〜３μｍの厚さを持つことが望ましい。
断熱性中間層５の材料としては、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、珪酸塩、ゼオライト、シリカ、カオリンクレー、尿素ホルマリン樹脂、等の顔料、及びポリビニルアルコール、デンプン、変性デンプン、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ゼラチン、カゼイン、アルキレン−無水マイレン酸共重合体、ポリビニルピロリドン、アクリルアマイド系水溶性樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体エマルジョン、尿素樹脂、メラミン樹脂、アミド樹脂、ポリウレタン樹脂、などのバインダー樹脂の中から選択され、特に透明性を損なわず、近赤外光の透過を妨げないない状態で形成される。
【００２１】
更に、第２の光吸収層６の上層に保護層８を設けてもよい。
保護層８を設けることによって、形態時などに外部からの熱や傷等による悪影響から各層を保護することができる。
保護層８は、耐薬品性、耐水性、耐摩擦性、透明性を有し、前記バインダー樹脂の中から選択して用いればよく、通常０．１〜１０μｍの厚みで形成する。
特に、表面の耐摩擦性、耐薬品性、耐汚染性を施すために、熱硬化性樹脂又は紫外線や電子線等の電離放射線硬化性樹脂が通常よく用いられる。
また、保護層８と第２の感熱発色層７との間に、密着性を高めるためにアンカー層を設けてもよい。
【００２２】
本発明の情報記録媒体１は、クレジットカード、キャッシュカード、会員カード、等のカード類に適応することができ、特にカード使用者に関する情報として、氏名、ＩＤコード、等のカード毎に異なる個別情報をカードに表示記録する際に効果的である。
本発明の情報記録媒体１に対し表示記録する場合には、図２に示すように、レーザー光光源９から書込み用レーザー光１０を対物レンズ１１を介して情報記録媒体１に対し照射する。
この際、書込み用レーザー光１０の波長を、第１の光吸収層３の最大吸収波長に合わせて照射することで、第１の光吸収層３が発熱してこの熱の影響で第１の光吸収層３の上層の第１の感熱発色層４が発色する。
この際、断熱性中間層５で熱が遮断されるので、第２の感熱発色層７は発色しない。
【００２３】
また、書込み用レーザー光１０の波長を、第２の光吸収層６の最大吸収波長に合わせて照射することで、図３に示すように、第２の光吸収層６が発熱してこの熱の影響で第２の光吸収層６の上層の第２の感熱発色層７が発色する。
この際、やはり断熱性中間層５で熱が遮断されるので、第１の感熱発色層３は発色しない。
このようにして、書込み用レーザー光１０の波長を選択して照射することで、２つの光吸収層に対して選択的に表示記録を行うことができるように構成されている。
【００２４】
次に、本発明に係る情報記録媒体の第２実施形態について説明する。
本発明の第２実施形態の情報記録媒体１は、図４に示すように、シート状あるいは板状の基体２と、該基体２上の少なくとも一方側に形成された第１の光吸収層３と、該第１の光吸収層３の上に形成された第１の感熱発色層４と、該第１の感熱発色層４上に設けられた断熱性中間層５と、該断熱性中間層５上に形成された第２の感熱発色層７と、該第２の感熱発色層７上に形成された第２の光吸収層６と、必要に応じて第２の光吸収層６の上に保護層８とが積層されている。
【００２５】
第２実施形態の情報記録媒体１は、該断熱性中間層５上に形成された、第２の感熱発色層７と第２の光吸収層６の積層の順番を入れ替えた状態としたものである。
第２実施形態の情報記録媒体１によると、第１の感熱発色層４と第２の光吸収層６との間に、断熱性中間層５と第２の感熱発色層７とが積層されているので、第１実施形態の情報記録媒体１よりも第２の光吸収層６で発生した熱の影響を第１の感熱発色層４が受けにくいので好ましい。
【００２６】
本発明の第２実施形態の情報記録媒体１に対し表示記録する場合には、図５に示すように、レーザー光光源９から書込み用レーザー光１０を対物レンズ１１を介して情報記録媒体１に対し照射する。
この際、書込み用レーザー光１０の波長を、第１の光吸収層３の最大吸収波長に合わせて照射することで、第１の光吸収層３が発熱してこの熱の影響で第１の光吸収層３の上層の第１の感熱発色層４が発色する。
この際、断熱性中間層５で熱が遮断されるので、第２の感熱発色層７は発色しない。
【００２７】
また、書込み用レーザー光１０の波長を、第２の光吸収層６の最大吸収波長に合わせて照射することで、図６に示すように、第２の光吸収層６が発熱してこの熱の影響で第２の光吸収層６の下層の第２の感熱発色層７が発色する。
この際、断熱性中間層５および第２の感熱発色層７で熱が遮断されるので、第１の感熱発色層３は発色しない。
このようにして、書込み用レーザー光１０の波長を選択して照射することで、２つの光吸収層に対して選択的に表示記録を行うことができるように構成されている。
【００２８】
次に、本発明の情報記録媒体の記録方法について説明する。
本発明の情報記録媒体の記録方法は、前記した構成を有する情報記録媒体、つまり基体上の少なくとも一方側に形成した断熱性中間層を挟んで、該断熱性中間層の上層側及び下層側に、光吸収層及び感熱発色層とをそれぞれ積層して設けられ、前記上層側及び下層側にそれぞれ設けた光吸収層を、最大光吸収波長領域の異なる光吸収剤により構成した情報記録媒体に対して、表示記録を行う情報記録媒体の記録方法である。
そして、前記情報記録媒体の上から、前記上層側又は前記下層側にそれぞれ設けた光吸収層の最大光吸収波長領域内の波長を有するレーザー光を選択して照射することにより、前記断熱性中間層の上層側又は下層側に設けた感熱発色層を選択的に発色させて、絵柄、模様、文字、画像等の表示記録を行うものである。
【００２９】
また、レーザー光にパルスレーザー光を用いると、ごくわずかな時間の間のみ高出力を有する光を照射することで、熱が基材などに蓄積しないので、その部分での変形、変質等のダメージを起こさずにデザイン加工、文字の描写等を行うことができ好ましい。
また、パルスレーザー光の波長コントロールすることで、様々な種類の異なる絵柄、模様等のデザイン表示や、顔写真等の画像情報表示、そして情報記録媒体１毎に異なる機械読み取り可能な情報、例えばバーコード、ＯＣＲ文字、ＯＭＲ等の表示記録を異なる色の発色により形成できるので表示記録の選択の幅が広く選ぶことができる。
【００３０】
【実施例１】
基体２として厚さ１８８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ社製Ｅ−２０）を用い、この基体２の一方側の面にグラビア印刷法を用いて、第１の光吸収層３、第１の感熱発色層４、断熱性中間層５、第２の光吸収層６、第２の感熱発色層７、保護層８の順に積層して、情報記録媒体１を作製した。
ここで前記第１の光吸収層３には、７００〜１０００ｎｍの間に吸収波長のある近赤外光吸収物質（日本触媒社製ＴＸ−３０４Ａ）と、溶剤（ポリビニルアルコール１０％水溶液）と、イソシアネート硬化剤とを混合したものを乾燥後１〜２μｍの膜厚となるように形成した。
【００３１】
続いて、第１の感熱発色層４として、黒染料（３−（Ｎ−エチル−Ｎアシルアミノ）−６−メチル−７−アニリノフルオルラン）と、顕色剤（ビスフェノールＡ）と、溶剤（ポリビニルアルコール１０％水溶液）とを乾燥後、第１の光吸収層３上に５μｍの膜厚となるように形成した。
【００３２】
次に、断熱性中間層５として、ポリビニルアルコール１０％水溶液を用い、乾燥後２μｍの膜厚となるように形成した。
更に、第２の光吸収層６として、第１の光吸収層３よりもさらに長波長側で吸収のある赤外線吸収剤として、ＩＴＯ超微粒子粉体を溶剤（ポリビニルアルコール１０％水溶液）と、イソシアネート硬化剤とを混合したものを乾燥後１〜２μｍの膜厚となるように断熱性中間層５上に形成した。
【００３３】
続いて、第２の感熱発色層７として、赤染料（３−ジエチルアミノ−７−クロロフルオルラン）と、顕色剤（３、３−ジクロロフェニチオ尿素）と、溶剤（ポリビニルアルコール１０％水溶液）を混合したものを乾燥後、第１の光吸収層３上に５μｍの膜厚となるように形成した。
第１の感熱発色層４及び第２の感熱発色層７に用いる染料と顕色剤とは、サンドミドルにて十分分散させ、平均粒径が０．３μｍとなるよう塗料化し、可視光、近赤外光の透過率をできるだけ妨げないようにした。
【００３４】
更に、耐候性向上のための保護層８を、紫外線硬化型樹脂（ウレタンアクリレート）により、第２の光吸収層６上に形成した。
以上のようにして作製した情報記録媒体に対して、波長７８０ｎｍの半導体レーザー光を照射して書込みを行ったところ、第１の感熱発色層４が黒色に発色した。
また、波長１３００ｎｍの半導体レーザー光を照射して書込みを行ったところ、第２の感熱発色層７が赤色に発色した。
この際、どちらの発色についても色のにじみはなく、鮮明な表示記録が得られた。
【００３５】
【実施例２】
実施例２では、実施例１の積層構成のうち、第２の光吸収層６と第２の感熱発色層７の積層位置を入れ替えて、基体２の一方側の面にグラビア印刷法を用いて、第１の光吸収層３、第１の感熱発色層４、断熱性中間層５、第２の感熱発色層７、第２の光吸収層６、保護層８の順に積層して、情報記録媒体１を作製した。
そして、波長７８０ｎｍの半導体レーザー光を照射して書込みを行ったところ、第１の感熱発色層４が黒色に発色した。
また、波長１３００ｎｍの半導体レーザー光を照射して書込みを行ったところ、第２の感熱発色層７が赤色に発色した。
この際、どちらの発色についても色のにじみはなく、鮮明な表示記録が得られた。
【００３６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の情報記録媒体は、カードに表示記録を行う際に機械的な応力を加えることなく表示記録を行うことができ、しかもオーバーシート等の保護層を厚く形成しても表示記録への影響が少なく、また２色の異なる色による表示記録を選択して行うことができるという効果がある。
また、情報記録媒体をカードとすることで、特にカード使用者毎に異なる氏名、ＩＤコード、等の個別情報をカードに表示記録する際に、カード基材に悪影響を及ぼすことなく表示記録を行うことができ効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る情報記録媒体の第１実施形態の断面図である。
【図２】第１実施形態の情報記録媒体にレーザーを照射して第１の感熱発色層に表示記録を行っている状態を示す図である。
【図３】第１実施形態の情報記録媒体にレーザーを照射して第２の感熱発色層に表示記録を行っている状態を示す図である。
【図４】本発明に係る情報記録媒体の第２実施形態の断面図である。
【図５】第２実施形態の情報記録媒体にレーザーを照射して第１の感熱発色層に表示記録を行っている状態を示す図である。
【図６】第２実施形態の情報記録媒体にレーザーを照射して第２の感熱発色層に表示記録を行っている状態を示す図である。
【符号の説明】
１情報記録媒体
２基体
３第１の光吸収層
４第１の感熱発色層
５断熱性中間層
６第２の光吸収層
７第２の感熱発色層
８保護層
９レーザー光光源
１０レーザー光
１１対物レンズ
１０発色部

Claims

基体と、この基体上の少なくとも一方側に形成された第１の光吸収層と、該第１の光吸収層の上に形成された第１の感熱発色層と、該第１の感熱発色層の上に形成された断熱性中間層と、該断熱性中間層の上に形成された第２の感熱発色層と、該第２の感熱発色層の上に形成された、前記第１の光吸収層と最大光吸収波長領域の異なる第２の光吸収層と、を具備したことを特徴とする情報記録媒体。
基体と、この基体上の少なくとも一方側に形成された第１の光吸収層と、該第１の光吸収層の上に形成された第１の感熱発色層と、該第１の感熱発色層の上に形成された断熱性中間層と、該断熱性中間層の上に形成された第２の感熱発色層と、該第２の感熱発色層の上に形成された、前記第１の光吸収層と最大光吸収波長領域の異なる第２の光吸収層と、を具備した情報記録媒体に対して、表示記録を行う情報記録媒体の記録方法であって、
前記情報記録媒体の上から、前記第１の光吸収層と前記第２の光吸収層のそれぞれの最大光吸収波長領域内の波長を有するレーザー光を選択して照射することにより、前記第１の感熱発色層と前記第２の感熱発色層を選択的に発色させて表示記録を行うことを特徴とする情報記録媒体の記録方法。