JP4604407B2

JP4604407B2 - 情報記録媒体

Info

Publication number: JP4604407B2
Application number: JP2001203237A
Authority: JP
Inventors: 徹遠藤; 英幸山田
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2021-07-04
Also published as: JP2003011514A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、加熱により情報の記録あるいは消去が可能な情報記録媒体に関するものであり、特にレーザー光照射に伴う加熱によって情報の記録あるいは消色を効率よく行えるようにした情報記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、会員カード、ＩＤカード、工程管理カード、クレジットカード、キャッシュカード、ＩＣカード、プリペイドカード等は主として、塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂等を支持体としてなるものが使用されている。これらのカードにはその一部に磁気記録可能な磁気テープ、磁気記録層或いはＩＣチップ等を埋め込み、デジタル、あるいはアナログ信号により情報の記録がされている。
ところで、これらのカードは、情報記緑内容を表示、あるいは確認する場合は専用のリーダーで記録情報の読み込み処理を行う必要があり、一般のユーザーが記録情報を確認する手段はなかった。
【０００３】
一方、最近ではカードの情報記録内容を簡易に表示する要求が高まりつつあり、特に会員カード等ではプレミア、ポイント等をカードに可逆的に表示する要求が高まっている。これら可逆表示記録には、例えば特開平２−１８８２９３号公報の記載に代表されるロイコ化合物や、特開平１−１６３０９４号公報の記載に代表される有機低分子／高分子を用いる。可逆表示記録に当たっては、一般的にロイコ化合物を用いた場合では透明もしくは白の背景色から、主に青もしくは黒への変化を、有機低分子／高分子を用いた場合では透明から白色への変化を表示に用いている。これらの可逆性感熱記録媒体の情報書き込みには、外部からの熱刺激が利用され、通常、装置の小型化の観点から、サーマルヘッドが用いられている。
【０００４】
ところが、このような従来の可逆性感熱記録媒体は、サーマルヘッドの加熱によって接触方式で情報の記録と消去を繰り返すことで、可逆性感熱記録媒体の表面に傷が発生し、表面の剥離等による破損、あるいは可逆性感熱記録層の成分の分離等により均一な情報が記録できないという不都合がみられていた。
【０００５】
そこで、特開平０８−２６７９３５号公報や特開平１１−１５１８５６号公報の記載に代表される可逆性感熱記録媒体を利用し、レーザー光の照射により非接触方式により情報の記録や消去をする方法が提案されている。
【０００６】
しかし、このような情報記録においては、レーザー光の光エネルギーを如何に有効に熱エネルギーに変換するか、更にはその熱エネルギーを如何に有効に利用するかが課題となっている。熱エネルギーの効率を向上する方法として特開平１１−１５１８５６号公報に記載の発明では支持体に発泡フィルムを用いることを提案している。しかし、発泡フィルムは一般的に空隙部を設けているため、空隙部の界面により光散乱が発生して支持体は白色で、かつ不透明である。このため発泡フィルムを支持体とする可逆性感熱記録媒体の上層に印刷等を設けることはできるが、印刷の上層にこの可逆性感熱記録媒体を設けることができなかった。通常、可逆性感熱記録部を有するカードは、カード支持体に印刷を施し、この上層に可逆性感熱記録層やこれを有する可逆性感熱記録媒体を積層して製造している。このため、叙述の発泡フィルムは印刷部を隠蔽する問題が生じていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決すべく成されたものであり、情報の記録あるいは消去時に加えられる熱エネルギーが効率的に可逆性感熱記録層へ伝達され、情報の安定した記録と消去を可能とし、さらには下面に位置する印刷層等の可視情報を隠蔽してしまうことのない情報記録媒体の提供を目的とする。
【０００８】
本発明は以上の目的を達成すべくなされたもので、請求項１に記載の発明は、支持体上に、通常無色ないし淡色のロイコ染料と、加熱により前記ロイコ染料を発色、あるいは消色させる可逆性顕色剤を有する可逆性感熱記録層と、近赤外線吸収剤を有する光熱変換層と、光照射によって前記光熱変換層で変換された熱エネルギーを前記可逆性感熱記録層に効率良く伝達させるための断熱性微粒子を有する断熱層が少なくとも設けてられている情報記録媒体であって、前記断熱層は、内部が略真空状態の球形粒子を含んでおり、熱伝導率が０．０２４Ｗ／ｍＫで、光透過度が５０％以上であることを特徴とする情報記録媒体である。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の情報記録媒体において、可逆性感熱記録層と光熱変換層は隣接し、かつ可逆性感熱記録層が支持体側に位置するように設けてあることを特徴とする。
【００１０】
さらにまた、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の情報記録媒体において、可逆性感熱記録層と光熱変換層は隣接し、かつ光熱変換層が支持体側に位置するように設けてあることを特徴とする。
【００１１】
さらにまた、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の情報記録媒体において、隣接する可逆性感熱記録層と光熱変換層は断熱層を介して支持体上に設けてあることを特徴とする。
【００１２】
さらにまた、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の情報記録媒体において、隣接する可逆性感熱記録層と光熱変換層を挟み込むように複数の断熱層が設けてあることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
【００１５】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照にして詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態に係る情報記録媒体を示す断面構成説明図である。また、図２は本発明の他の実施形態に係る情報記録媒体を示す断面構成説明図である。
【００１７】
図１に示す情報記録媒体１は、支持体１１上に断熱層１２と可逆性感熱記録層１３と光熱変換層１４と保護層１５とが順次形成されている。
【００１８】
支持体１１としては耐熱性、引っ張り強度等に優れた強靱なプラスチックフィルムが適用できる。例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）、ポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）、ポリイミドフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム（ＰＰＳフィルム）等のフィルムが使用できる。これらフィルムからなる支持体１１は、加工性、操作性を考慮し、物理特性の優れた厚み８．５μｍから３００μｍの範囲から選択され、好ましくは１６μｍから２５０μｍ前後の厚みのものが用いられる。
【００１９】
このような支持体１１の上に設けてある断熱層１２は本発明の重要な構成層で、情報を記録あるいは消去する際のレーザー照射により後述する光熱変換層１４にて変換された熱エネルギーをこれも後述する可逆性記録層１３へ効率よく伝達するために設けるものである。
また、その下に位置する印刷層１６を目視できるように透明性を損なわないことも必要である。（図３参照）
このようにして設ける断熱層１２は樹脂バインダー中に断熱性に優れる中空フィラーやビーズ等の断熱性微粒子を透明性を損なわない範囲で分散してなる断熱性材料を使用し、印刷法、コーティング法等により、例えば層厚１〜１００μｍ程度に設ける。
【００２０】
使用される樹脂バインダーとしては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリエステル系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリイミド系樹脂等の公知の熱可塑性樹脂、紫外線又は電子線硬化樹脂等が単独あるいは、混合して用いられる。さらに、これらの樹脂を架橋する硬化剤や架橋剤等を適宜添加してもよい。
【００２１】
熱の伝導性を制御し、光熱変換層１４で変換された熱エネルギーを効率よく可逆性感熱記録層１３に伝達するために分散させる断熱性微粒子としては、無機あるいは有機の種々の中空フィラー、ビーズ等が適用される。具体的には、内部が空洞で空気、あるいはこれに換わる気体が充填されているか、さらにはほぼ真空状態の球形粒子であるフィラ、ビーズ等が使用できる。
更に、球形および不定形の微少粒子で表面および内部に微細な空隙を持ち、樹脂の伝導率を変化することができるフィラ、ビーズ等も使用可能である。
また、これらの断熱性微粒子の熱伝導率や添加量等は、その素材や層厚等によっても異なる。例えば熱伝導率に関しては、一般的な樹脂の熱伝導率は、常温付近で０．１〜０．４Ｗ／ｍＫ程度であるが、空気、あるいは窒素の熱伝導率は０．０２４Ｗ／ｍＫ程度であり、この熱伝導率と同等程度にすることが好ましい。また、添加量は断熱性微粒子の構成素材により比重が異なるため添加量を重量部で規定することができないため、光透過度で示すならば、光透過度５０％以上の透明度を保つ範囲で添加することができる。
【００２２】
この断熱層１２に隣接して設けてある可逆性感熱記録層１３は、バインダー中に分散されたロイコ化合物と顕減色剤の可逆的な発色反応を利用した熱発色性組成物からなり、印刷法、コーティング法等により膜厚４μｍ〜２０μｍ程度に設けたものである。さらにこの可逆性感熱記録層１３の上層にはロイコ化合物や顕減色剤がブリードアウトするのを防ぐ中間層を必要に応じて設けても一向にかまわない。
【００２３】
可逆性感熱記録層１３中に用いられる通常無色ないし淡色のロイコ化合物としては、一般的に感圧記録紙、感熱記録紙、感光感圧紙、通電感熱記録紙、感熱転写紙等に用いられるものに代表され、ラクトン、サルトン、スピロピラン等の部分骨格を有するキサンテン、スピロピラン、ラクトン、フルオラン、サルトン系等が用いられるが、特にこれらに制限されるものではない。例えばトリフェニルメタンフタリド系化合物、フルオラン系化合物、フェノチアジン系化合物、ロイコオーラミン系化合物、インドリノフタリド系化合物等が挙げられ、これらが単独あるいは混合して用いられる。
【００２４】
一方、顕色剤は、分子内にロイコ染料を発色させることができる顕色機能を示す構造と、分子間の凝集力を制御する炭素数５以上のアルキル鎖構造部分を併せ持つ化合物であり、炭素数１２以上の脂肪族基を持つ有機リン酸類および脂肪族カルボン酸類およびフェノール類、または炭素数１０〜１８の脂肪族基を持つメルカプト酢酸の金属塩、あるいは炭素数５〜８のアルキル基を持つカフェー酸のアルキルエステルである。脂肪族基には直鎖状または分枝状のアルキル基およびアルケニル基が包含され、ハロゲン、アルコキシ基、エステル基等の置換基を持ってもよい。さらには熱エネルギーの作用によりプロトンを可逆的に放出してロイコ化合物に対し顕色作用と減色作用を併せ持つ化合物も使用可能で、すなわち、フェノール性水酸基またはカルボキシル基から成る酸性基とアミノ基から成る塩基性基の双方を有し、熱エネルギーの違いにより酸性または塩基性となって上記ロイコ化合物を発色・消色させるものである。塩基性基は官能基として存在していても良いし化合物の一部として存在していても良い。また、顕減色剤の酸性基、あるいは塩基性基の何れか一方の官能基を有する顕減色剤とすることで発色作用のみ発現することが可能である。酸性基と塩基性基を官能基として有する顕減色剤は、例えば、アミノ安息香酸類、ヒドロキシアミノ安息香酸類、アミノフェノール類、アミノナフトエ酸類、ニコチン酸類等が挙げられる。また、塩基性基を塩化合物の一部として有するものには、フェノール性水酸基またはカルボキシル基を有する化合物とアミノ基を有する化合物の塩または錯塩であり、例えば、ヒドロキシ安息香酸類、ヒドロキシサリチル酸類、没食子酸類、ビスフェノール酢酸等の酸と、脂肪族アミン類、フェニルアルキルアミン類、トリアリルアルキルアミン類等の塩基との塩または錯塩が挙げられ、これらが単独あるいは混合して用いられる。尚、ロイコ化合物および顕色剤はこれ等のものに限定されるものではなく、かつ、これ等の内の一種類または二種類以上を混合させて適用することも可能である。
【００２５】
また、用いられるバインダーとしては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリウレア、メラミン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルブチラール等の樹脂の単独、混合あるいは共重合物が用いられる。さらに、可逆性感熱記録層の繰り返し記録・消去耐性を向上させるため、バインダーに対応した三次元架橋する硬化剤、架橋剤等をバインダーに対し、０．５％から１０％重量部程度添加することができる。さらに、耐性を向上させるためにロイコ化合物と比較的相溶性の高い紫外線吸収剤を添加することもできる。
【００２６】
一方、光熱変換層１４は、情報の記録、消去時に照射するレーザー光等の光を吸収し、可逆性感熱記録層１３に熱エネルギーを効率よく伝えるもので形成することが望ましく、例えば近赤外線吸収剤を適当な高分子バインダーに分散・インキ化したもので形成する。
近赤外線吸収剤としては有機系色素や金属錯体系の赤外線吸収剤、もしくはＦｅ²⁺および／またはＣｕ²⁺を含有するガラス系材料である赤外吸収ガラスや熱線吸収ガラスを粉砕、顔料化したものが使用できる。有機系の近赤外吸収剤としてはポリメチン系、ナフトキノン系、アンスラキン系、トリフェニルメタン系、アミニウム系、ジインモニウム系のものが挙げられる。また、金属錯体系のものには、フタロシアニン系、ジチオール金属錯体系等がある。また、これらを分散する高分子バインダーとしてばポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタンエラストマー等の熱可塑性樹脂や、架橋構造を形成する熱硬化性樹脂等が使用され、印刷法、コーティング法等により、膜厚１から１０μｍ程度に設ける。
【００２７】
保護層１５は、情報記録媒体１を保護する役割を果たすものであり、印刷法、コーティング法等により、膜厚０．２〜２０μｍ程度に設ける。具体的には、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリエステル系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリイミド系樹脂等の公知の熱可塑性樹脂、紫外線または電子線硬化樹脂の単独あるいは、共重合物により形成する。さらに、耐性の向上のために、樹脂を架橋する硬化剤、ポリエチレンワックス、カルナバワックス、シリコンワックス等のワックス類、あるいは炭酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、シリカ、アルミナ、タルク等の体質顔料、シリコーン油脂等の油脂類を透明性を損なわない範囲で添加することができる。
【００２８】
このような構成の情報記録媒体１は、可逆性感熱記録層１３と光熱変換層１４が隣接し、かつ可逆性感熱記録層１３が支持体１１側に位置するように設けてあるが、この構成に限定されるものではない。
即ち、可逆性感熱記録層１３と光熱変換層１４が隣接し、かつ光熱変換層１３が支持体１１側に位置するように設けてあっても（図示せず）、図２に示すように隣接する可逆性感熱記録層と光熱変換層を挟み込むように複数の断熱層１２、１２が設けてあってもよい。
図２に示すような断熱層を複数有する構成にすると、光は十分に断熱層を通過することができ、光熱変換層へ到達することができる。更に光熱変換層で光熱変換された熱は支持体、あるいは保護層へと放熱されることなく有効に可逆性感熱記録層へ作用する。
【００２９】
一方、図３は本発明のさらに他の実施の形態に係る情報記録媒体３の断面構成とレーザー光による情報の記録あるいは消去の作業状態を示している。
この情報記録媒体３は、前述した構成の情報記録媒体１がその支持体１１面をカード支持体１７面に接して一体化してなるカード状の情報記録媒体である。
【００３０】
カード支持体１７は、情報カードとして必要な所定厚みになるように調整してあり、その一部には印刷層１６や識別情報を設ける磁気記録可能な磁気記録層、あるいは電子情報を記憶または演算処理できる接触、非接触型ＩＣチップ等の情報記録部１８が設けてある。カード支持体１７は、例えば厚み０．０５mmから１．０mm程度のものが使用され、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩ビ樹脂等の樹脂からなる単層あるいは複層構成のシートが用いられる。
【００３１】
また、印刷層１６は、公知なオフセット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷等により印刷されたもので、各種染料、顔料等を適当な高分子バインダーに溶解、分散し、インキ化したもので形成され、この印刷層１６が支持体１１および、カード支持体１７を一体化させる接着剤として機能しない場合には、接着剤層を設ける必要がある。接着剤層は印刷法、コーティング法等により、膜厚０．１から２０μｍ程度に設けることができる。例えば、接着剤として使用される樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等、通常接着剤として用いられるもので良く、特に限定されるものではない。
【００３２】
このカード状の情報記録媒体３は、各部材を積層し、公知の熱ラミネート法、熱プレス法等により一体化して形成するが、積層し密着強度が得られればこれらの方法に限定されるものではない。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明を具体的な実施例を挙げて詳細に説明する。
【００３４】
＜実施例１＞
図２に示した構成の情報記録媒体を以下のようにして製造した。
まず、厚み５０μｍの透明ＰＥＴフィルムから成る支持体に下記組成の断熱層塗料１をバーコート法にて３０μｍの厚みで塗布し断熱層を得た。次ぎに、この上層に下記組成の可逆性感熱記録層塗料をバーコート法にて１０μｍの厚みで塗布し可逆性感熱記録層を得た。続いて、この上層に下記組成の光熱変換層塗料をバーコート法にて５μｍの厚みで塗布し光熱変換層を得た。さらに、この上層に断熱層塗料１をバーコート法にて３０μｍの厚みで塗布し断熱層を得た。最後に、この上層に下記組成の保護層塗料をバーコート法にて５μｍの厚みで塗布し、保護層を設けて情報記録媒体を得た。
【００３５】

【００３６】
【実施例２】
図２に示す構成の情報記録媒体を以下のようにして製造した。
まず、厚み５０μｍの透明ＰＥＴフィルムから成る支持体に下記組成の断熱層塗料２をバーコート法にて３０μｍの厚みで塗布し断熱層を得た。次ぎに、この上層に上記実施例１で使用した光熱変換層塗料をバーコート法にて５μｍの厚みで塗布し光熱変換層を得た。続いて、この上層に上記実施例１で使用した可逆性感熱記録層塗料をバーコート法にて１０μｍの厚みで塗布し可逆性感熱記録層を得た。さらに、この上層に下記組成の断熱層塗料３をバーコート法にて５０μｍの厚みで塗布し断熱層を得た。最後に、この上層に上記実施例１で使用した保護層塗料をバーコート法にて５μｍの厚みで塗布し保護層を設けて情報記録媒体を得た。
【００３７】

【００３８】
＜比較例１＞
実施例１の断熱層に替えて、実施例１で用いた断熱層塗料１から中空フィラを除いた樹脂組成物により樹脂層を形成した以外は実施例１と同様の条件にて可逆性感熱記録層と光熱変換層および保護層を形成した比較例に係る情報記録媒体を得た。
【００３９】
上記、実施例および比較例によって得られた情報記録媒体は下記に示すカード支持体にそれぞれ積層し、熱ロール法を用いて、転写温度１５０℃にて一体化し、図３に示すような構成のカード状の情報記録媒体を得た。
【００４０】
＜カード支持体＞
ＰＥＴ−Ｇ（イーストマンケミカル社製）を６６０μｍの厚みにシート化し、その上にスクリーン印刷法にて絵柄印刷を全面に施して得た。
【００４１】
このようにして得られたカード状の情報記録媒体には以下の条件で、図３に示すように、レーザー光源１１１から発生した波長が８３０ｎｍのレーザー光１１３をレンズ１１２を介して照射し、情報の記録・消去を行った。
【００４２】
＜情報の記録＞
照射スポット径；１００μmφ
記録媒体の移動線速度；４０ｍｍ／ｓｅｃ
照射光の強度；１２０ｍｗ
＜記録情報の消去＞
照射スポット径；４００μmφ
記録媒体の移動線速度；４０ｍｍ／ｓｅｃ
照射光の強度；１２０ｍｗ
特に消去はレンズ１１２を調節しレーザー光１１３の照射スポット径を大きくした状態で行った。
表１に情報記録ならびに情報消去の評価結果を示す。
【００４３】
【表１】

【００４４】
【発明の効果】
本発明の情報記録媒体は従来になく情報の記録および消去が安定して行え、さらに、上面に印刷層を施したカード支持体を一体化して有するカード状の情報記録媒体においても、下面に位置する印刷層が目視可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る情報記録媒体の断面構成説明図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る情報記録媒体の断面構成説明図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態に係るカード状の情報記録媒体とレーザー光による情報の記録あるいは消去の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１、２・・・情報記録媒体
１１・・・支持体
１２・・・断熱層
１３・・・可逆性感熱記録層
１４・・・光熱変換層
１５・・・保護層
１６・・・印刷層
１７・・・カード支持体
１８・・・情報記録部
１１１・・・レーザー光源
１１２・・・レンズ
１１３・・・レーザー光

Claims

支持体上に、通常無色ないし淡色のロイコ染料と、加熱により前記ロイコ染料を発色、あるいは消色させる可逆性顕色剤を有する可逆性感熱記録層と、
近赤外線吸収剤を有する光熱変換層と、
光照射によって前記光熱変換層で変換された熱エネルギーを前記可逆性感熱記録層に効率良く伝達させるための断熱性微粒子を有する断熱層が
少なくとも設けてられている情報記録媒体であって、
前記断熱層は、内部が略真空状態の球形粒子を含んでおり、熱伝導率が０．０２４Ｗ／ｍＫで、光透過度が５０％以上であることを特徴とする情報記録媒体。
前記可逆性感熱記録層と前記光熱変換層は隣接し、かつ前記可逆性感熱記録層が前記支持体側に位置するように設けてあることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
前記可逆性感熱記録層と前記光熱変換層は隣接し、かつ前記光熱変換層が前記支持体側に位置するように設けてあることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
隣接する前記可逆性感熱記録層と前記光熱変換層は前記断熱層を介して前記支持体上に設けてあることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の情報記録媒体。
隣接する前記可逆性感熱記録層と前記光熱変換層を挟み込むように複数の断熱層が設けてあることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の情報記録媒体。