JPH07242068A - 可逆性感熱記録媒体およびその記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特別な装置や機器類を用いずとも、容易に表
示内容の消去を行うことができる可逆性感熱記録媒体を
提供する。 【構成】 樹脂母材中に有機低分子物質が分散して成
り、印加温度に応じて透明度が可逆的に変化する可逆性
感熱記録層１４は、その有機低分子物質の融点が２７℃
以上３７℃以下であり、印加温度が融点以上では透明と
なる。尚、可視情報は、可逆性感熱記録層１４の透明度
の高低によって記録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可視情報表示部分を持
つプリペイドカード等の情報記録カードや熱記録型プリ
ンタ用紙などとして利用するのに適した可逆性感熱記録
媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、廃棄物処理の問題や省資源化に関
心が高まっている中で、可逆性感熱記録媒体は、記録す
る情報を書換えることによって繰り返し使用が可能であ
るため、注目されている。

【０００３】従来、可逆性感熱記録媒体として、加熱温
度に応じてその透明度が変化する可逆性感熱記録材料を
用い、加熱によって、透明度の低下（発色）と透明度の
再上昇（消色）とを繰返すものが提案されている。可逆
性感熱記録材料としては、例えば、特開昭５８−１９１
１９０号公報、特開昭６０−１９３６９１号公報等に
て、塩化ビニルやその共重合体の様な樹脂母材中に、高
級脂肪酸のような有機低分子材料を分散させたものが開
示されている。これら公報に開示された可逆性感熱記録
材料は、高分子−低分子系可逆性感熱記録材料とも呼ば
れ、加熱温度の違いによって、有機低分子物質の結晶状
態が変化することにより、結晶粒界で散乱される光の量
が増減し、これに伴って可逆的に透明度が変化するとい
う機能を有している。

【０００４】このような高分子−低分子系可逆性感熱記
録材料を使用した可逆性感熱記録媒体は、その表示内容
が常温で半永久的に保持され、表示を維持するためのエ
ネルギーも不要という特徴がある。また、記録および消
去温度を、有機低分子の組成によって比較的容易に設定
することもできる。そして、可逆性感熱記録媒体を情報
記録カードや熱記録型プリンタ用紙などとして実用に供
する場合には、環境条件によって表示文字が消えてしま
うといった事故を防ぐために、予め、消去温度の下限値
は５５℃以上に設定されることが普通である。具体的に
は、炭素数１６以上の低分子であるパルミチン酸、ステ
アリン酸、アラキジン酸、およびベヘン酸等を主成分と
した組成を用いる。

【０００５】また、これらの可逆性感熱記録媒体に可視
情報を記録あるいは消去するためには、以下のような方
法がある。即ち、可逆性感熱記録媒体の表面に所定の温
度に保たれた物体を接触させる方法、可逆性感熱記録媒
体自体を温水に漬けたり温風を吹き付ける等して加熱す
る方法、キセノンフラッシュやレーザ光線を照射する等
の方法である。ただし、実用に供する場合には、熱ロー
ラや面状発熱体、サーマルヘッド等の加熱機構を有する
専用の装置を必要とする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般の可視情報を表示
するための記録媒体に関し、その表示内容を第三者に開
示しない例として、個人的なメッセージや預貯金残高、
借入金額等の通知、あるいは部外秘や社外秘等の機密を
要する書類等がある。通常これらの情報は、紙類に記録
されることが多く、その内容が不要になった時点で、破
棄されるか、必要に応じて細断や焼却処分にされる。一
方、前述した従来の可逆性感熱記録媒体では、表示内容
を書換える際等に消去操作を行わない限り、その内容は
半永久的に保持される。したがって、表示内容を第三者
に開示しない場合には勿論、特定者自身にとっても表示
内容が不要になった場合には、専用の装置を用いるか、
所定の消去温度を実現する何らかの加熱手段によって表
示内容の消去を行わなければならない。

【０００７】可逆性感熱記録媒体を利用する上で、表示
内容の記録または書換え（消去および記録）ではなく、
表示内容の消去のみを要する場合が多くある。ところ
が、従来の可逆性感熱記録媒体は、ただ単に、消去だけ
が必要とされる場合であっても、専用の装置の設置場所
へ出向いてこれを用いたり、特別な手段を準備しなけれ
ばならなかった。このように、従来の可逆性感熱記録媒
体を利用する者は、その扱いに不便を強いられていると
いう問題点がある。

【０００８】本発明の課題は、特別な装置や機器類を用
いずとも、容易に表示内容の消去を行うことができ、高
い機密保持性を有する可逆性感熱記録媒体を提供するこ
とである。

【０００９】本発明の他の課題は、上記のような可逆性
感熱記録媒体のための記録装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、樹脂母
材中に有機低分子物質が分散して成り、印加温度に応じ
て透明度が可逆的に変化する可逆性感熱記録層を有し、
前記可逆性感熱記録層の前記透明度の高低によって可視
情報を記録する可逆性感熱記録媒体において、前記可逆
性感熱記録層は、その前記有機低分子物質の融点が２７
℃以上３７℃以下であり、印加温度が前記融点以上では
透明となることを特徴とする可逆性感熱記録媒体が得ら
れる。

【００１１】本発明によれば、また、入力される制御信
号に応じて、請求項１記載の可逆性感熱記録媒体表面の
少くとも一部を前記有機低分子物質の前記融点以上に加
熱する発熱素子と、入力される制御信号に応じて、前記
可逆性感熱記録媒体表面の少くとも一部を前記有機低分
子物質の前記融点よりも３０℃以上低温に冷却する冷却
素子と、入力される情報に基づいて、前記発熱素子およ
び前記冷却素子それぞれに対して前記制御信号を出力す
る素子制御部とを有することを特徴とする記録装置が得
られる。

【００１２】

【作用】可逆性感熱記録媒体は、その消去温度が有機低
分子物質の融点に依存するため、有機低分子物質の融点
以上に加熱することによって表示内容が消去される。こ
こで、本発明では、消去温度帯域をおよそ２７℃以上３
７℃以下とすることにより、消去のための熱源として、
例えば、人間の体温を利用できる。つまり、希望する部
位を指先で押さえただけで表示内容の消去が可能とな
る。したがって、特殊な装置や機器類を用いずとも、不
要の情報を如何なる場合でも容易に消去することができ
るため、高い機密保持特性を有する。尚、消去温度帯域
が２７℃より低いと、室温で表示内容が消去されてしま
い、３７℃より高いと体温での消去が困難となる。

【００１３】一方、発色温度について、従来の可逆性感
熱記録媒体の発色温度は、消去温度よりもおよそ１０℃
高い温度が一般的であったが、本発明による可逆性感熱
記録媒体は、消去温度より１０℃高温に加熱しても発色
しない。これは、消去温度自体が室温（約２０℃）に対
して差が小さく、したがって、この消去温度より１０℃
高温も室温との温度差が小さく、有機低分子物質が十分
に結晶化しないためであると考えられる。本発明による
可逆性感熱記録媒体を発色させるためには、上記の室温
との温度差を比較的大きくとればよい。ただし、発色の
ための温度差を高温方向へ大きくとっても、冷却過程の
最終温度が室温では消去温度に対する温度差が小さく、
有機低分子物質の結晶化が不十分であるため、低温方向
へ温度差をとる。即ち、発色させる部位を冷却する。よ
り具体的には、発色温度は、有機低分子物質の融点より
も３０℃以上低温である。

【００１４】そして、本発明による可逆性感熱記録媒体
用記録装置においては、記録媒体表面の一部または全部
を、有機低分子物質の融点以上に加熱する手段と、発色
温度に冷却する手段を備えることにより、いったん表示
内容を消去し、あらためて書き込むことができる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例によ
る可逆性感熱記録媒体およびその記録装置ついて説明す
る。

【００１６】図１は、本発明の実施例による可逆性感熱
記録媒体を示す断面図である。図１において、可逆性感
熱記録媒体１０は、基板１１と、背景層１２と、中間層
１３と、可逆性感熱記録層１４と、保護層１５とを有し
ている。

【００１７】基板１１は、高分子フィルムから成り、一
般的な用途ではポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエ
ステル、あるいは塩化ビニル等が適している。また、耐
久性、耐水性、および耐薬品性等の要求される諸条件が
満足されるならば、紙や金属、ガラス、あるいはセラミ
ックス等を用いることもできる。

【００１８】背景層１２は、可逆性感熱記録層１４の透
明度の変化、即ち、発色によって、主に白濁画像が得ら
れるため、コントラストを高める目的からは所謂濃色系
の色調を持つ材質が好ましい。あるいは、印刷等により
背景層１２の表面に濃色系の色調や模様等を形成しても
よい。さらに、背景層１２に代えて基板１１自体に背景
層の機能を持たせることも考えられる。

【００１９】中間層１３は、可逆性感熱記録層１４に含
まれる有機溶剤から背景層２を保護すると共に、背景層
１２と可逆性感熱記録層１４との間の密着性を向上させ
るために設けられる層であり、アクリル樹脂やポリエス
テル樹脂を用いることが好ましい。ただし、背景層１２
の材質が上記必要条件を満たすならば、設ける必要はな
い。

【００２０】可逆性感熱記録層１４に使用される樹脂母
材としては、透明性、物理的・化学的安定性、塗布適
性、および材料コスト等を考慮して、塩化ビニル系の各
種共重合体を用いることが好ましい。具体的には、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、あるい
は塩化ビニル・酢酸ビニル・マレイン酸共重合体等があ
げられる。また、他の塩化ビニリデン系共重合体、ポリ
エステル、およびポリアミド等のうち、単独または２種
以上混合したものを使用してもよい。

【００２１】一方、可逆性感熱記録層１４に使用される
有機低分子物質は、融点が２７℃以上３７℃以下であれ
ばよい。例えば、カプリン酸（融点３１．６℃）が適し
ている。また、混合物の共融による融点の低下を利用す
れば、ラウリン酸（融点４４．２℃）やミリスチン酸
（融点５３．９℃）等の融点６０℃以下、炭素数１６以
下の脂肪酸またはそのエステル、アミド類、および各種
カルボン酸またはそのエステル、アミド類、およびアル
カノール等を適宜配合して、所望の融点を有する低分子
物質を得ることができる。

【００２２】本実施例では、可逆性感熱記録層１４の材
料として、上記した材料のうちから選択した材料を、以
下の表１に示すように有機溶剤に混合して塗布液を得
た。

【００２３】

【表１】

【００２４】この塗布液を、乾燥後の膜厚が１０〜２０
μｍとなるようにワイヤーバーで中間層１３上に塗布
後、温度８０℃で乾燥させることにより、可逆性感熱記
録層１４を形成する。

【００２５】尚、有機溶剤としては、使用する塗布装置
や乾燥条件等によって、メチルエチルケトンの他に、キ
シレン、メチルイソブチルケトン、メチルセロソルブ、
およびテトラヒドロフラン等から選択した一種あるいは
数種を組み合わせたものでもよい。

【００２６】保護層１５は、可逆性感熱記録層１４上に
設けられ、透明性、傷や汚れの付き難さ、ケースなどか
らの可塑剤耐性の要求をみたす材料、例えば、ポリエス
テル樹脂、アクリル樹脂、あるいは各種紫外線硬化型塗
料ニス等を用いる。

【００２７】尚、本発明による可逆性感熱記録媒体にお
いて、その各層の材料は、以上説明した例に限らず、性
質が類似のものであれば同様な効果が得られる。また、
加熱温度の上限は、可逆性感熱記録媒体１０を構成する
各材質の耐熱性にもよるが、１２０℃程度である。ただ
し、あまり高温に加熱すると、後述する冷却による発色
工程に長時間を要するため、通常４０〜５０℃程度にと
どめることが好ましい。

【００２８】次に、本発明による可逆性感熱記録媒体用
記録装置について説明する。

【００２９】図２は、本発明の実施例による可逆性感熱
記録媒体に用いられる記録装置を示す概念図である。図
２において、記録装置２０は、図示しない命令入力手段
からの命令信号に基づいて素子を制御する素子制御部２
１と、素子制御部２１からの制御信号に基づいて可逆性
感熱記録媒体１０に対向（あるいは接触）する面の所定
の部分が所定の温度に発熱する発熱素子２２と、可逆性
感熱記録媒体１０の進行方向にて発熱素子２２と同じ列
にあり、素子制御部２１からの制御信号に基づいて可逆
性感熱記録媒体１０に対向（あるいは接触）する面の所
定の部分が所定の温度に冷却する冷却素子２３と、図示
しない駆動制御部からの駆動信号に基づいて可逆性感熱
記録媒体１０を搬送する搬送ローラ２４とを有してい
る。

【００３０】発熱素子２２は、サーマルヘッド、熱ロー
ラ、あるいは熱板等を用いることができる。一方、冷却
素子２３としては、熱電素子が適する。熱電素子は、二
種の異なった金属より成り、両金属間が二点で接続され
た回路に電流が流れるときに、一端では発熱が他端では
吸熱が生ずる現象（所謂ペルティエ効果）を利用した素
子であり、電子冷凍機等に用いられているものである。
その材質としては、クロメル−アルメル、銅−コンスタ
ンタン、白金−白金・ロジウム等、熱電対として供せら
れる金属材料の組合せが用いられる。

【００３１】以下、動作例に基づいて、記録装置２０を
さらに詳しく説明する。

【００３２】搬送ローラ２４によって可逆性感熱記録媒
体１０をその保護層１５を図中上にして図中矢印方向へ
搬送する。

【００３３】発熱素子２２は、素子制御部２１からの制
御信号に基づいて、可逆性感熱記録媒体１０側面の所定
部分（または全部）が約４０℃に発熱する。搬送中の可
逆性感熱記録媒体１０は、その可逆性感熱記録層１４が
発熱素子２２の発熱部分に応じて透明になり、背景層４
表面が可視状態となる。可逆性感熱記録媒体１０のこの
状態が、情報が消去された初期状態である。

【００３４】尚、可逆性感熱記録媒体１０は、前述した
ように、例えば、人の指先などの２７℃以上３７℃以下
程度の加熱手段によって、情報を消去できるものである
が、消去が不完全である場合等を考慮して、記録装置２
０によって完全に消去を行うことが好ましい。

【００３５】続いて、冷却素子２３は、素子制御部２１
からの制御信号に基づいて、可逆性感熱記録媒体１０側
面の所定部分が約マイナス１０℃に冷却する。可視情報
が消去された初期状態にある可逆性感熱記録媒体１０
は、その可逆性感熱記録層１４が冷却素子２３の冷却部
分に応じて発色し（透明度が下がり）、背景層１２表面
が不可視状態となる。このとき、素子制御部２１からの
制御信号によって、冷却素子２３の冷却部分を、文字、
記号、あるいは符号状とすれば、これに応じて可逆性感
熱記録層１４を発色させることで、可逆性感熱記録媒体
１０に可視情報を記録することができる。

【００３６】尚、本発明において、情報の記録および表
示の形式は、上記実施例に限定されるものではない。即
ち、記録装置２０の発熱素子２２および冷却素子２３の
順番を上記実施例とは反対に冷却素子２３に続いて発熱
素子２２とすれば、加熱されて所定のパターン状に透明
になった可逆性感熱記録層１４越しに見える濃色の背景
層１２の、可逆性感熱記録層１４の白濁部分に対するコ
ントラストよって情報の記録および表示をさせることが
できる。また、この形式の他にも、背景層１２に予め文
字、記号、あるいは絵柄等を印刷しておき、印刷された
文字等を見え隠れさせる形式や、これらの形式を組み合
わせることも可能である。ただし、これら形式、即ち、
冷却によって情報の消去を行う形式の場合には、勿論、
指先などをあてて消去することができず、何等かの冷却
手段が必要であることはいうまでもない。

【００３７】また、本発明の可逆性感熱記録媒体は、そ
の情報の消去温度からもわかるように、情報記録後の保
存温度に制約がある（１０℃〜２５℃程度）ため、その
点を留意して断熱ケース等に保管することが好ましい。

【００３８】

【発明の効果】本発明による可逆性感熱記録媒体は、可
逆性感熱記録層の前記有機低分子物質の融点が２７℃以
上３７℃以下であり、印加温度が融点以上では透明とな
るため、特別な装置や機器類を用いずとも、容易に表示
内容の消去を行うことができ、容易に、高い機密保持性
を実現できる。

【００３９】また、本発明による可逆性感熱記録媒体の
記録装置は、入力される制御信号に応じて、可逆性感熱
記録媒体表面の少くとも一部を有機低分子物質の融点以
上に加熱する発熱素子と、入力される制御信号に応じ
て、可逆性感熱記録媒体表面の少くとも一部を有機低分
子物質の融点よりも３０℃以上低温に冷却する冷却素子
とを有し、入力される情報に基づいて、発熱素子および
冷却素子それぞれに対して制御信号を出力する素子制御
部とを有するため、容易に、可逆性感熱記録媒体の表示
情報を消去および記録できる。さらに、記録および消去
形式を種々の形式に設定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による可逆性感熱記録媒体を
示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例による可逆性感熱記録媒体の
記録装置を示す概念図である。

【符号の説明】

１０ 可逆性感熱記録媒体 １１ 基板 １２ 背景層 １３ 中間層 １４ 可逆性感熱記録層 １５ 保護層 ２０ 記録装置 ２１ 素子制御部 ２２ 発熱素子 ２３ 冷却素子 ２４ 搬送ローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂母材中に有機低分子物質が分散して
   成り、印加温度に応じて透明度が可逆的に変化する可逆
   性感熱記録層を有し、前記可逆性感熱記録層の前記透明
   度の高低によって可視情報を記録する可逆性感熱記録媒
   体において、前記可逆性感熱記録層は、その前記有機低
   分子物質の融点が２７℃以上３７℃以下であり、印加温
   度が前記融点以上では透明となることを特徴とする可逆
   性感熱記録媒体。
2. 【請求項２】 入力される制御信号に応じて、請求項１
   記載の可逆性感熱記録媒体表面の少くとも一部を前記有
   機低分子物質の前記融点以上に加熱する発熱素子と、入
   力される制御信号に応じて、前記可逆性感熱記録媒体表
   面の少くとも一部を前記有機低分子物質の前記融点より
   も３０℃以上低温に冷却する冷却素子と、入力される情
   報に基づいて、前記発熱素子および前記冷却素子それぞ
   れに対して前記制御信号を出力する素子制御部とを有す
   ることを特徴とする記録装置。