JPH08258432A - 可逆性感熱記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光照射により可逆的に画像情報の記録と消去
とを行う感熱記録層を有する感熱記録媒体において、感
熱記録層の光照射領域内の厚さ方向及び平面方向の温度
分布を極力小さくし、高コントラストでしかも画像の周
辺部のぼけがない画像を記録できるようにする。また、
消去時に記録部の周辺が意図せずに記録状態とならない
ようにする。 【構成】 基材１上に可逆性感熱記録層２を積層し、こ
の可逆性感熱記録層２に、光を吸収して発熱する光熱変
換材料と熱により可逆的に結晶状態が変化する感熱記録
物質とを含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光の照射により可逆的
に情報の記録と消去とを行う可逆性感熱記録媒体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、非接触式の加熱手段、例えば
レーザー光を利用して可逆的な画像情報の記録と消去と
を行う感熱記録媒体として、図４に示すように、ガラス
やプラスチック板等の支持体４１上に光熱交換層４２と
感熱記録層４３とを順次積層した媒体が提案されている
（特開平４−２９６５９３号公報）。この場合、光熱交
換層４２は、光を吸収して熱を発生する層であり、その
層として白金やアルミニウムなどの金属薄膜等が用いら
れている（同公報段落００２７）。また、感熱記録層４
３は、熱により可逆的に結晶状態に変化を起こす結晶性
有機物質薄膜からなる層であり、その層としてベヘン酸
などの高級脂肪酸の薄膜等が用いられている。

【０００３】この感熱記録媒体に対する画像情報の記録
は以下に説明するように行われる。

【０００４】まず、感熱記録媒体に、感熱記録層４３側
から記録すべき画像情報に応じてレーザー光を照射す
る。感熱記録媒体に入射した光は、光熱変換層４２に吸
収されて熱に変換される。この熱が感熱記録層４３に伝
わり、感熱記録層４３の温度を感熱記録層４３を構成す
る結晶性有機物質の結晶状態が変化する温度以上に昇温
させる。これにより、結晶性有機物質の結晶状態が変化
し、その結果、感熱記録媒体の光照射領域と非照射領域
との間の光学的性質（可視光拡散性、可視光散乱性、可
視光透過性、赤外線透過性等）も変化し、その変化に基
づき記録が行われる。

【０００５】また、記録された画像情報の消去は、記録
が行われた光照射領域に再び光を照射して光熱変換層４
２を発熱させ、その熱で記録後の結晶性有機物質の結晶
状態を記録前の結晶状態に変化させることにより行われ
る。この場合、消去の際に発生させるべき熱量は、通
常、記録に要する熱量よりも小さい。

【０００６】このような画像情報の記録と消去とは、感
熱記録層４３の結晶性有機物質としてベヘン酸などの高
級脂肪酸を使用した場合、高級脂肪酸の結晶状態の変化
に応じた光拡散性の変化に基づいて次のように行われ
る。

【０００７】即ち、高級脂肪酸を融点以下であって融点
に近い温度に加熱することにより結晶ドメインが非常に
微細な結晶状態となり、結果として、感熱記録層４３が
全体として実質的に透明な状態となる。一方、高級脂肪
酸を融点以上に加熱して融解した後に放冷し、結晶化さ
せると比較的大きな結晶のドメインを形成し、結果とし
て、加熱された部分の感熱記録層４３で光が拡散され白
濁した状態となる。このような結晶状態の変化を、光熱
交換層４２に光を照射して発生した熱により可逆的に実
現している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
４−２９６５９３号公報に記載されている感熱記録媒体
の場合、光熱交換層４２が感熱記録層４３と別個に設け
られており、このため、感熱記録層４３の光照射領域内
の厚さ方向で温度に差が生じてしまうという問題があっ
た。この場合、感熱記録層４３内において光熱交換層４
２に近い側がより高い温度に加熱されることとなる。ま
た、熱は層の平面方向にも拡散するため、平面方向にも
温度に差が生じてしまうという問題もあった。この場合
には光照射領域近傍の非光照射領域も記録温度以上に加
熱されてしまうこととなる。このような温度差は、厚み
方向及び平面方向において感熱記録層４３の結晶性有機
物質の結晶状態が所期の画像情報に正確に対応したもの
となることを妨げる。その結果、高いコントラストで画
像情報を記録できなくなる。

【０００９】また、感熱記録層４３内で特に厚み方向に
温度差が生じた場合に、感熱記録層４３の表面付近で適
切な記録温度となるように光照射すると、感熱記録層４
３と光熱交換層４２との界面付近では温度が過度に上昇
し、熱損傷が生じる場合がある。逆に、感熱記録層４３
の光熱交換層４２との界面付近において適性な記録温度
となるように光照射すると、感熱記録層４３の表面付近
では消去温度となる場合がある。このように、均一な温
度分布を感熱記録層４３内で達成することは非常に困難
であり、特に、記録と消去とをレーザー光ビームなどを
走査して行なう場合には、照射光の有効出力範囲が非常
に制限されているというのが現状である。

【００１０】また、例えば、高級脂肪酸などからなる感
熱記録層４３に光照射により書き込まれた画像を光照射
により消去する場合、白濁している光照射領域（記録
部）と透明な非光照射領域（透明部）とでは光学的反射
濃度が異なるため、それらの領域の間では感熱記録層４
３の下層に設けられた光熱変換層４２に到達する光量に
差が生じ、白濁している光照射領域では光の拡散のため
に光熱交換層４２に到達する光量が少なくなる。このた
め、記録部の白濁している領域を消去する場合に、その
消去に必要な光量の光を照射すると、記録部の周辺では
かえって白濁が生じ、不要な記録が行われてしまうとい
う問題もあった。

【００１１】本発明は、以上の従来技術の課題を解決し
ようとするものであり、光照射により可逆的に画像情報
の記録と消去とを行う感熱記録層を有する感熱記録媒体
において、感熱記録層の光照射領域内の厚さ方向及び平
面方向の温度分布を極力小さくすることにより、高コン
トラストでしかも画像の周辺部のぼけがない記録を行え
るようにし、また、消去時に記録部の周辺が意図しない
記録状態とならないようにすることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、光熱交換層
と感熱記録層とを別個に設けるのではなく、感熱記録層
自体に光熱交換機能を持たせることにより上述の目的が
達成できることを見出し、本発明を完成させるに至っ
た。

【００１３】即ち、本発明は、基材上に可逆性感熱記録
層が積層されており、その可逆性感熱記録層が、光を吸
収して発熱する光熱変換材料と、熱により可逆的に結晶
状態が変化する感熱記録物質とを含有することを特徴と
する可逆性感熱記録媒体を提供する。

【００１４】以下、本発明を図面を参照しながら詳細に
説明する。

【００１５】図１は、本発明の基本的態様の可逆性感熱
記録媒体の断面図である。この記録媒体は、基材１上に
可逆性感熱記録層２が形成された構造を有する。ここ
で、可逆性感熱記録層２は、光を吸収して発熱する光熱
変換材料と、熱により可逆的に結晶状態が変化する感熱
記録物質とが、バインダー樹脂中に均一に分散保持され
た構造となっている。

【００１６】光熱変換材料としては、光を吸収して熱を
発生できる公知の材料を使用することができる。例え
ば、シアニン系色素やピリリウム系色素などのポリメチ
ン系色素、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン系色
素、ジチオール金属錯塩系色素、アルミニウム系色素、
ジインモニウム系色素等の近赤外線〜近紫外線吸収色素
などを使用することができる。

【００１７】なお、光熱変換材料を選択する場合、半導
体レーザー光等の照射光の波長に対して高い吸光係数を
有し、しかも高い光熱変換効率を有する材料を選択する
ことが好ましい。

【００１８】感熱記録物質としては、熱により可逆的に
結晶状態が変化する公知の有機物質を使用することがで
きる。例えば、脂肪酸類、脂環式カルボン酸類、安息香
酸類、ｎ−アルカン類及びそれらの誘導体を好ましく使
用することができる。ここで、脂肪酸及びその誘導体と
しては、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペ
ンタデカン酸、パルミチン酸、ヘプタデカン酸、ステア
リン酸、イソステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン
酸、ベヘン酸などの飽和脂肪酸類、オレイン酸、エライ
ジン酸、リノール酸、ソルビン酸などの不飽和脂肪酸
類、セバシン酸などの２塩基性飽和脂肪酸類、それらの
メチルエステル、エチルエステル、ヘキシルエステル、
オクチルエステル、デシルエステル、ドデシルエスエ
ル、テトラデシルエステル、ステアリルエステルなどの
アルキルエステル類、それらのアミド類あるいはアンモ
ニウム塩や金属塩などを挙げることができる。脂環式カ
ルボン酸及びその誘導体としては、シクロヘキサンカル
ボン酸などの脂環式モノカルボン酸類や１，４−シクロ
ヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸類、そ
れらのアルキルエステル類や塩類を挙げることができ
る。また、安息香酸類及びその誘導体としては、アルキ
ル基、アルコキシ基、アリール基などで置換された安息
香酸類、それらのアルキルエステル類や塩類を挙げるこ
とができる。これらの中でも、特にベヘン酸、セバシン
酸を好ましく使用することができる。この場合、記録又
は消去可能温度範囲を拡大するために１，４−シクロヘ
キサンジカルボン酸を併用することが好ましい。

【００１９】可逆性感熱記録層２における、光熱交換材
料と感熱記録物質との配合割合は、光熱交換材料の種類
や大きさ、感熱記録物質の種類、また、利用する光の主
波長などにより異なり、それらを考慮しつつ実験的に適
宜決定することができる。

【００２０】このような可逆性感熱記録層２は、上述の
光熱交換材料と感熱記録物質とを、バインダー樹脂中
に、適当な溶媒、例えば、テトラヒドロフラン、トルエ
ン、メチルエチルケトン等とともに均一に分散した混合
物を、基材１上に常法により塗布し乾燥することにより
形成することができる。ここで、バインダー樹脂として
は、光透過性で機械的性質に優れた種々の樹脂を使用す
ることができる。例えば、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
合体等を使用することができる。必要に応じて、ウレタ
ン系架橋剤やエポキシ系架橋剤を配合してもよい。

【００２１】本発明の可逆性感熱記録媒体の基材１とし
ては、記録媒体の使用目的に応じて要求される特性（強
度、剛性、隠蔽性、光不透過性等）を考慮して、公知の
基材材料から選択して使用することができる。例えば、
ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポ
リメタクリル酸メチル、ポリスチレン等のプラスチック
シート又はフィルム、紙、合成紙などを単独であるいは
複数を組み合わせた複合体として用いることができる。

【００２２】図１においては、基材１上に可逆性感熱記
録層２のみが積層された基本的な態様の例を示したが、
本発明の可逆性感熱記録媒体は、図２に示すように、基
材１と可逆性感熱記録層２との間に、記録された画像の
目視を容易とするような光反射性薄膜層３を設けてもよ
い。このような光反射性薄膜層３としては、画像を容易
に目視できるようにする光反射材料から形成することが
できる。例えば、記録画像を可逆性感熱記録層２の白濁
状態と透明状態との変化に基づき行なう場合には、光反
射性薄膜層３としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｎｉ等を真
空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法
等により成膜した厚さ０．０３〜０．０８μｍ程度の薄
膜を使用することができる。

【００２３】また、可逆性感熱記録層２上には、図３に
示すように、感熱記録媒体を保護するための保護層４を
設けてもよい。このような保護層４は、アクリル樹脂、
ウレタン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、ポ
リエステル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエ
チレン樹脂等の熱可塑性樹脂、紫外線あるいは赤外線硬
化樹脂等を使用して常法により形成することができる。
この場合、イソシアネート系硬化剤や、ポリエチレンワ
ックス、カルナバワックス等のワックス類、あるいは炭
酸カルシウム、シリカ、アルミナ等の体質顔料、シリコ
ーン油脂等の油脂類等を透明性を損なわない範囲で添加
することができる。

【００２４】

【作用】本発明の可逆性感熱記録媒体に対する記録が、
可逆性感熱記録層内の可逆性感熱記録物質の結晶状態の
変化に応じてどの様に行なわれるかについて、光学的性
質として透明状態と白濁状態との二つの状態を可逆的に
とりうる高級脂肪酸を可逆性感熱記録物質とした場合を
例にとり説明する。

【００２５】まず、微結晶状態の高級脂肪酸（可逆性感
熱記録物質）を含む可逆性感熱記録層（透明状態）を有
する可逆性感熱記録媒体に対し、画像情報に応じてレー
ザー光ビームを照射する。照射された光は、可逆性感熱
記録層中の光熱交換材料に吸収される。光を吸収した光
熱交換材料は、その光を熱に変換し、その近傍に存在す
る高級脂肪酸を、その融点以上に加熱して融解させる。
その後、放冷すると、高級脂肪酸は、比較的大きな結晶
ドメインを形成する。その結果、その部分は光を拡散し
白濁して見えるようになる。こうして、可逆性感熱記録
層に透明状態の領域と白濁状態の領域とが形成されるこ
ととなり、それにより記録が行なわれる。

【００２６】また、記録情報の消去は、白濁状態の領域
に、再度光を照射する。照射された光は、可逆性感熱記
録層中の光熱交換材料に吸収される。光を吸収した光熱
交換材料は、その光を熱に変換し、その近傍に存在する
高級脂肪酸を、融点以下であって融点に近い温度に加熱
する。すると、高級脂肪酸が微結晶状態となり、白濁状
態から透明状態になる。これにより、可逆性感熱記録層
全体が透明状態となり、記録状態が消去されたことにな
る。

【００２７】このように、本発明の可逆性感熱記録媒体
においては、光熱交換材料と可逆性感熱記録物質とが同
じ層内に近接もしくは接触して存在しているために、光
熱交換材料から発生する熱が、直接的に可逆性感熱記録
物質を加熱することができる。従って、可逆性感熱記録
層の光照射領域内の厚さ方向及び平面方向の温度分布を
極力小さくすることができ、このため、高コントラスト
の画像を得ることができる。しかも、画像の周辺部のぼ
けをなくすことができる。更に、消去時にも記録部の周
辺を白濁させないようにすることができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。

【００２９】実施例１ 基材としての５０μｍ厚さの透明ポリエチレンテレフタ
レートフィルム（Ｔ−６０（商品名）、パナック社製）
に、反射性薄膜層として５００オングストローム厚のア
ルミニウム薄膜を形成した。

【００３０】次に、このアルミニウム薄膜層上に、表１
に示す配合の可逆性感熱記録層形成用組成物を乾燥厚で
１０μｍとなるように塗布し乾燥することにより可逆性
感熱記録層を形成した。

【００３１】

【表１】成分 使用量（重量部） 近赤外線吸収色素*1 ０．２ ベヘン酸 ８ セバシン酸 ３ 1,4-シクロヘキサンシ゛カルホ゛ン酸 １ トルエン ６２ テトラヒドロフラン １４６ PVC-AcV-VA共重合体*2 ３３イソシアネート 系硬化剤*3 ３．３ 表１注 ＊１： λmax=８３０ｎｍ（ＰＡ１００５（商
品名）、三井東圧化学社製） ＊２： 塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共
重合体（積水化学工業社製） ＊３： ＨＭＤＩ（商品名）、旭化成社製 更に、可逆性感熱記録層上に、保護層として厚さ３μｍ
厚のＵＶ硬化型樹脂層を常法により形成することにより
本発明の可逆性感熱記録媒体を作製した。

【００３２】比較例１ 基材としての５０μｍ厚さの透明ポリエチレンテレフタ
レートフィルム（Ｔ−６０（商品名）、パナック社製）
に、反射性薄膜層として５００オングストローム厚のア
ルミニウム薄膜を形成した。

【００３３】次に、表２に示す配合の光熱交換層形成用
組成物を乾燥厚で２μｍとなるように塗布し乾燥するこ
とにより光熱交換層を形成した。

【００３４】

【表２】成分 使用量（重量部） 近赤外線吸収色素*1 ０．２ ポリエステル樹脂*4 ８ トルエン テトラヒドロフランイソシアネート 系硬化剤*3 ０．１ 表２注 ＊１： λmax=８３０ｎｍ（ＰＡ１００５（商
品名）、三井東圧化学社製） ＊３： ＨＭＤＩ（商品名）、旭化成社製 ＊４： バイロン２００（商品名）、東洋紡社製 次に、光熱交換層上に、表３に示す配合の可逆性感熱記
録層形成用組成物を乾燥厚で１０μｍとなるように塗布
し乾燥することにより可逆性感熱記録層を形成した。

【００３５】

【表３】成分 使用量（重量部） ベヘン酸 ８ セバシン酸 ３ 1,4-シクロヘキサンシ゛カルホ゛ン酸 １ トルエン ６２ テトラヒドロフラン １４６ PVC-AcV-VA共重合体*2 ３３イソシアネート 系硬化剤*3 ３．３ 表３注 ＊２： 塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアル
コール共重合体（積水化学工業社製） ＊３： ＨＭＤＩ（商品名）、旭化成社製 更に、可逆性感熱記録層上に、保護層として厚さ３μｍ
厚のＵＶ硬化型樹脂層を常法により形成することにより
比較のための可逆性感熱記録媒体を作製した。

【００３６】（評価）実施例１及び比較例１の可逆性感
熱記録媒体の中央部に対して、赤外線レーザー光（波長
８３０ｎｍ、出力１５０ｍＷ）でベタ印字を行なった。
その結果、実施例１の可逆性感熱記録媒体には、良好な
コントラストの画像（白濁状態）が形成できた。しかも
その画像は周囲にボケがないシャープなものであった。
一方、比較例１の記録媒体には、実施例１の記録媒体に
比べてコントラストの低い画像が得られた。しかも、そ
の画像の周囲にはボケが生じていた。

【００３７】次に、ベタ印字の周縁部に赤外線レーザー
光（波長８３０ｎｍ、出力１００ｍＷ）を照射し、白濁
した周縁部を透明化した。その結果、比較例１の記録媒
体の場合、ベタ印字の周辺部の透明部分がわずかに白濁
してしまった。

【００３８】

【発明の効果】本発明の可逆性感熱記録媒体によれば、
高コントラストの画像を得ることができる。しかも画像
の周辺部のぼけをなくすことができる。また、消去時に
記録部の周辺が意図しない記録状態とならないようにす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の可逆性感熱記録媒体の断面図である。

【図２】本発明の可逆性感熱記録媒体の断面図である。

【図３】本発明の可逆性感熱記録媒体の断面図である。

【図４】従来の可逆性感熱記録媒体の断面図である。

【符号の説明】

１ 基材 ２ 可逆性感熱記録層 ３ 反射性薄膜層 ４ 保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 李 漢森 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材上に可逆性感熱記録層が積層されて
   おり、その可逆性感熱記録層が、光を吸収して発熱する
   光熱変換材料と、熱により可逆的に結晶状態が変化する
   感熱記録物質とを含有することを特徴とする可逆性感熱
   記録媒体。
2. 【請求項２】 基材と可逆性感熱記録層との間に光反射
   性薄膜層が設けられている請求項１記載の可逆性感熱記
   録媒体。
3. 【請求項３】 可逆性感熱記録層上に保護層が設けられ
   ている請求項１又は２記載の可逆性感熱記録媒体。