JP2787847B2 - 反復熱記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は反復熱記録方法に関し、更に詳しくは目視可
能な各種情報を書き込み及び消去が繰り返し可能な反復
熱記録方法に関する。

（従来の技術） 従来、テレホンカード、乗車券購入用カード、ハイウ
ェーカード、キャッシュカード、IDカード、ICカード、
会員証カード等各種のカードが広く使用されている。

これらのカードの多くは各種情報を記録したものであ
り、一部の情報が目視可能な場合も存在するが、多くの
情報はカードに設けた磁気記録層又はIC等に記録されて
いる。

上記各種カードにおいて、磁気記録層中に記録された
情報及び使用の都度新たに記録された情報の変化の一部
を目視可能にすることが望ましい場合がある。

例えば１例としてテレホンカードの場合には、使用者
は使用の都度その使用度数（すなわち残度数）を肉眼で
知ることが望ましい。又、乗車券購入カードの場合には
使用の都度カードに残っている残額を知ることが望まし
く、又、ハイウェーカードの場合には、利用した日付等
も目視可能に記録されることが望ましい。この様な要求
に対しては従来はカードにパンチ孔を設けて凡その目安
が解る様になっている。又、基材にサーマルヘッド等の
熱記録手段によって目視情報を記録する方式が採用され
ている。又、別の方式としては光や熱で色変化を起すホ
トクロミック材料やサーモクロミック材料による記録も
提案されている。

（発明が解決しようとしている問題点） 上記の如き目視情報をパンチングによって表わす場合
には詳細な情報の表示は不可能であり、凡その目安を単
に表示するに過ぎない。一方、サーマルヘッド等により
不可逆的に記録する方式ではカード自体の表面積が小さ
いためやはり表示情報は当然制限され、表示情報を多く
すべく表示文字を小さくすると目視自体が困難になる。

又、この様な欠点を解決する方法として繰返し書き込
み及び消去が可能なホトクロミック材料やサーモクロミ
ック材料を記録層に用いる方法も提案されているが、こ
の方法は材料のメモリー性、耐光性及び耐熱性等が低く
耐久性に問題があり、実用化には遠い。

本発明者は上記の如き欠点を解決する手段として、カ
ード上に熱により透明状態と白濁状態とが相変化として
可逆的に変化し、且つ常温で上記２形態が保持出来るポ
リマー組成物からなる可逆性熱記録層を設けた反復印字
可能なカードを提案したが、この場合には熱記録層は熱
可塑性樹脂をマトリックスとするため、多数回の書き込
み及び消去を繰り返すと、サーマルヘッドの熱と圧力に
より、記録の跡が残り熱記録層表面が荒れて表面平滑性
が失われ、印字面の凹凸と乱反射により印字文字の解像
性及び品質が低下するという欠点が生じた。

このような欠点を解決するために熱記録層上に保護層
を設けることも可能であるが、この場合は問題点が保護
層に移っただけであり、若干の改善が得られるものの本
質的な解決手段とはならないことが実験の結果判明し
た。

以上の如き問題はカードに限らず、同種被記録体にお
いて同様に生じる。

従って、本発明の目的は、熱記録層の表面を荒らすこ
となく、多くの目視情報を繰り返し印字出来る新規な熱
記録方法を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的は以下の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、基材表面の少なくとも一部に、
熱により透明状態と白濁状態とが相変化として可逆的に
変化し、且つ常温で上記２形態が保持出来るポリマー組
成物からなる可逆性熱記録層を有する被記録体に、接触
型発熱素子によって反復記録する熱記録方法において、
記録の都度、発熱素子と被記録体との間にテープ状のフ
ィルムを走行させて印字することを特徴とする反復熱記
録方法である。

（作用） 可逆性熱記録層を有する被記録体に、接触型発熱素子
によって反復記録する際に、記録の都度、発熱素子と被
記録体との間にテープ状のフイルムを走行させて印字す
ることによって、熱記録層表面の荒れが防止され、記録
層の耐久性が向上し、多数回繰り返し印字及び消去して
も高い解像度及び高品質の印字が可能となる。

（好ましい実施態様） 次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳しく説
明する。

本発明において使用する被記録体の基材は、紙、プラ
スチックフイルム、金属等いずれのシート状又はフイル
ム状の基体でもよく、従来公知の被記録体の基材はいず
れも本発明で使用することが出来る。

例えば、本発明をカードに利用する場合には、従来公
知のカードそのものでよく、例えば、テレホンカード、
乗車券購入用カード、ハイウェーカード、キャッシュカ
ード、IDカード、ICカード、会員証カード等各種のカー
ド又はカード基材の構成がそのまま使用出来る。

又、本発明で使用する熱記録層とは、例えば、特開昭
54−119377号公報、同55−154198号公報、同61−258853
号公報、同58−7683号公報、同57−109695号公報、同57
−82086乃至82088号公報等において知られた材料であ
り、これらの材料は熱により透明状態と白濁状態とが可
逆的に変化し、且つ常温で上記２形態が保持出来るポリ
マー組成物である。例えば、これらの材料は常温より高
い温度T₁以上に加熱後冷却すると白濁し、且つ常温より
高く且つT₁より低い温度T₂に加熱後冷却すると透明とな
る。

従ってこれらのポリマー組成物から基材上に熱記録層
を形成し、この層をT₁より低く且つ常温より高い温度T₂
に加熱後冷却すると全体が透明なフイルムとなり、この
透明フイルムにサーマルヘッド等によりT₁以上の温度で
印字すると白濁による白色文字が形成される。文字を形
成後に全面を再度T₂の温度に加熱するとこれらの文字は
消去され、再度T₁以上の温度で印字可能となる。又、逆
に全体をT₁以上の温度で白濁させ、T₂の温度で抜き文字
状に印字することも出来る。

以上の如き物性を有するポリマー組成物はいずれも本
発明において使用可能であるが、好ましい具体例として
は、例えば、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル系共重合体、
塩化ビニリデン系共重合体、ポリエステル等の熱可塑性
樹脂をマトリックス材とし、このマトリックス材中に炭
素数10乃至30の飽和或いは不飽和脂肪酸、それらのエス
テル、アミド又はアンモニウム塩等の有機低分子物質を
分散させたものである。上記マトリックス材料と有機分
子物質との使用比率は、重量比で3:1乃至16:1、好まし
くは6:1乃至12:1の範囲である。

本発明で使用する被記録体は、前記の基材の表面の少
なくとも一部に上記のポリマー組成物からなる熱記録層
を設けたものであり、カードに応用した場合の具体例と
しては、例えば、第１図及び第２図示の例が挙げられ
る。

第１図示の例は、テレホンカード等のプリペードカー
ドに応用した例であり、この例ではポリエステル製カー
ド基材１（厚み100乃至300μｍ）の表面に熱記録層２
（厚み２乃至40μｍ）が設けられている。又、好ましい
例では印字により生じた可視画像のコントラストを高め
るために熱記録層２とカード基材１との間に着色層３
（任意の厚みでよい）を設けることが出来る。

この着色層３を、例えば、黒色にすると白濁印字の場
合には黒のバックグラウンドに白い文字が印字され、一
方、透明印字の場合には白のバックグラウンドに黒の文
字が印字され、他の色相に着色した場合には夫々対応し
た色相の文字及びバックグラウンドとなる。又、逆にカ
ード基材の表面を白色に着色しておいて、熱記録層自体
を着色しておくことも可能である。勿論、カード基材自
体が着色されている場合には熱記録層の着色は別の色相
が好ましい。

更に熱記録層２の耐久性を向上させるためにその表面
に透明なポリエステル樹脂やアクリル樹脂等からなる保
護層４（厚み１乃至８μｍ）を設けることも出来、特に
これらの保護層を熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等の如く
架橋性樹脂から形成することが出来る。又、熱記録層２
の接着性を良好にするために熱記録層２とその下地との
間に接着層５（厚みは任意でよい）を設けることも出来
る。

又、本発明の好ましい実施態様では、カード基材１と
して磁気記録層６を有するものを用いる場合には、この
磁気記録層６自体が着色しているために、磁気記録層６
と着色層３とを兼ねさせることが出来る。この様な磁気
記録層６は熱伝導性に優れているため、印字時に加えら
れる熱の拡散が良好で印字部が急冷される結果、印字が
シャープとなり解像度に優れた印字が得られる。勿論磁
気記録層６の上に着色層３を形成してもよい。

以上の如くカード基材上に形成する感熱記録層、着色
層、保護層、接着層及び磁気記録層は夫々カード基材の
両面の全部、片面の全部、１部、或いは埋め込みの如く
その面積及びその設置場所は特に限定されず、夫々のカ
ードの使用目的に適合させて設ければよい。

第２図示の具体例は、キャッシュカード、IDカード、
会員証カード等の如くカード基材が硬質塩化ビニル樹脂
からなるカードの例であり、この例ではセンターコア層
７（厚み280乃至660μｍ）及びその両面のオーバーシー
ト８（厚み50乃至100μｍ）とからなるカード基材10の
一方のオーバーシート８中に熱記録層を埋め込んだ例を
示しているが、勿論埋め込むことなく表面に設けてもよ
い。熱記録層２、着色層３、保護層４、接着層５、磁気
記録層６及びそれらの組合せや設置面積、設置場所等の
構成は前記第１図示の例と同様に種々の態様が可能であ
る。又、基材は厚型でも薄型でもよい。

以上の如き反復印字可能なカードは、適当なカード又
はカード基材を用意し、その表面に印刷方法、転写方法
等の常用の手段により、上記の夫々の層を形成すること
によって得られる。

又、上記のカードには熱記録層以外に、従来公知の各
種印刷や装飾或いはエンボス文字等が形成されていても
よいのは当然である。

以上は本発明を用いる被記録体の１例であり、本発明
はこれらのカードに限定されず、基材上に前記の熱記録
層を有する限り、例えば、オーバーヘッドプロジェクタ
ーや電子黒板の如き他の被記録体でもよい。

本発明において使用する発熱素子は、一般的にはサー
マルヘッドであり、その他熱ペン等も使用出来、これら
の発熱素子を有する記録手段はいずれも本発明で使用す
ることが出来る。

本発明において使用するフイルムとは、サーマルヘッ
ドの接触によって破れず、サーマルヘッドの熱を熱記録
層に良好に伝達する薄いフイルムであればよく、それ自
体は必らずしも高い耐熱性を有する必要はない。

例えば、好ましい樹脂フイルムとしては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ
カーボネート、ポリウレタン、アラミド、ポリサルホ
ン、セロハン、アセチルセルロース等の公知の樹脂から
なるフイルム等が使用出来る。又、別の例としてはアル
ミニウム箔、ガラス、雲母等の無機フイルムも使用出来
る。特に熱可塑性樹脂フイルムを使用する場合には、印
字時にその片面又は両面がサーマルヘッド又は熱記録層
に粘着しないに様に、例えば、シリコーンや弗素樹脂等
の離型剤で離型処理しておくのが好ましい。

以上の如きフイルムはサーマルヘッドの熱を熱記録層
に十分に伝える必要があるため、あまり厚いものであっ
てはならず、例えば、１乃至20μｍ程度の厚みのフイル
ムが好ましい。

本発明方法は以上の如き被記録体、発熱素子及びフイ
ルムを使用する方法であり、印字に際して印字の都度、
発熱素子と被記録体との間にテープ状のフイルムを走行
させて印字を行う限り、いずれの方法でもよく特に限定
されない。

第１図は本発明の好ましい方法を図解的に示す図であ
り、図示の如くフイルム12をテープ状にしてロール状に
巻き取り、これをサーマルヘッド11と熱記録層２との間
を走行させて常法により印字する方法を示している。

上記方法において、熱記録層２の全体が透明である場
合には、サーマルヘッド11によりT₁以上の温度で印字す
ると白濁による白色文字が形成される。この文字が不要
になった時には全面をT₂の温度に加熱するとこれらの文
字は消去され、再度T₁以上の温度で白濁印字が可能とな
る。又、熱記録層全体が白濁している場合には、T₂の温
度で抜き文字状に印字することも出来る。

以上の如き印字及び消去を繰返す場合に、本発明方法
により、サーマルヘッド11と熱記録層２との間にフイル
ム12を介在させることにより、サーマルヘッド11の衝撃
力はフイルムに吸収され、熱のみが熱記録層２に伝達さ
れるので熱記録層２の表面が十分に保護される。特に印
字毎にフイルム12を走行させることにより、フイルム12
は同一箇所においてサーマルヘッド11により多数回加熱
加圧されることがないので、フイルム12は通常の熱可塑
性フイルムでも充分であり、逆に熱可塑性フイルムであ
るためにサーマルヘッド11の衝撃力を充分に吸収して熱
のみを熱記録層２に伝えることが出来、熱記録層２保護
が更に十分となる。

（効果） 以上の如き本発明によれば、可逆性熱記録層を有する
被記録体に、接触型発熱素子によって反復記録する際
に、記録の都度発熱素子と被記録体との間にテープ状の
フイルムを走行させることによって、熱記録層表面の荒
れが防止され、記録層の耐久性が向上し、多数回繰り返
し印字及び消去しても高い解像度及び高品質の印字が可
能となる。

又、好ましい実施態様においては、フイルムをテープ
状にして、熱記録層上を走行させることにより、フイル
ムは一般の熱可塑性樹脂フイルムでもよく、フイムル自
体が熱と圧力によって変形して、特に圧力を吸収するの
で熱記録層は十分に保護される。

又、別の好ましい実施態様においては、熱記録層の下
面に着色層を設けることにより印字を鮮明且つ見易くす
ることが出来る。

（実施例） 次に実施例により本発明を更に具体的に説明する。
尚、文中部又は％とあるのは特に断りの無い限り重量基
準である。

実施例１ 片面に磁気記録層が形成された厚み200μｍの白色ポ
リエステルフイルムの他方の面に、文字や絵柄等をオフ
セット印刷方式にて印刷した。

一方、塩化ビニリデン−アクリルニトリル共重合体の
テトラヒドロフラン30％溶液60部に、ベヘン酸のテトラ
ヒドロフラン５％溶液10部を加えて混合物を得た。この
混合物を上記の磁性剤料層の上にワイヤーバーにて塗布
し、乾燥させて膜厚10μｍで不透明白色状態の熱記録層
を形成し反復印字可能なカードを得た。

次にこのカードを65℃の雰囲気に加熱後冷却して熱記
録層を透明な状態にしたところ、下層の磁気記録層が黒
色に見える様になった。

この透明な熱記録層にサーマルヘッド（抵抗320Ω）
を用いて、印加電圧10V及び印加時間3msecの条件により
直接印字したところ、印字部分が不透明白色に変化し、
印字文字が明瞭に読めた。この印字されたカードを表面
温度65℃の加熱ロール２本の間を通過させ放冷したとこ
ろ、全面が透明となって白色文字は消滅し、下層の磁気
記録層の黒色が見える状態すなわち消去状態となった。
以上の書き込み及び消去を５回繰り返した後に記録層の
表面を調べたところ、肌荒れが生じており、印字文字を
顕微鏡で調べたことろ周辺がギザギザになっており、
又、表面の乱反射によって周辺がボヤケた文字に見え
た。

次に上記方法においてサーマルヘッドによる印字を行
うに際し、巾8mm、厚さ12μｍのポリエステルテープを
入れたカセットを用いて、印字毎にサーマルヘッドと熱
記録層との間にテープを走行させ、その上から同様に20
0回の繰り返し印字を行って、前記と同様に熱記録層表
面の状態を調べたところ、熱記録面の荒れは認められ
ず、印字文字はシャープ且つ解像度の高いものであっ
た。

実施例２ 実施例１における熱記録層の表面に、ウレタンアクリ
レート系紫外線硬化性樹脂を塗布し紫外線照射により硬
化させ、厚み５μｍの透明保護層を形成し、反復印字可
能なカードとした。このカードを用いて実施例１と同様
に印字を行ったところ、フイルムを介在させない場合に
は10回の印字で熱記録層にかなりの荒れが認められた
が、６μｍ厚ポリイミドフイルムを介在させた場合には
200回でも荒れは全く認められず一層解像性の高い印字
が可能であった。

実施例３ 厚み500μｍの白色硬質塩化ビニル樹脂シートのセン
ターコアとその上下に厚み100μｍの透明硬質塩化ビニ
ル樹脂のオーバーシートを１枚づつ重ねて置き、プレス
機を用いて150℃、120Kg/cm²の条件で30分間加熱加圧し
て一体化し記録材料を埋設するための凹部を形成した。

次に、実施例１により得た磁気記録層上に熱記録層を
設けた記録材料を、上記の塩化ビニル樹脂シートの凹部
に嵌込み、反復印字可能なカードとし実施例１と同様に
印字を行ったところ同様な効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で使用する被記録体がカードである場合
の方法を図解的に示し、第２図はカードの別の構成を図
解的に説明する図である

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基材表面の少なくとも一部に、熱により透
   明状態と白濁状態とが相変化として可逆的に変化し、且
   つ常温で上記２形態が保持出来るポリマー組成物からな
   る可逆性熱記録層を有する被記録体に、接触型発熱素子
   によって反復記録する熱記録方法において、記録の都
   度、発熱素子と被記録体との間にテープ状のフイルムを
   走行させて印字することを特徴とする反復熱記録方法。
2. 【請求項２】フイルムが樹脂フイルム又は無機質フイル
   ムである請求項１に記載の反復熱記録方法。
3. 【請求項３】基材と熱記録層との間に着色層が設けられ
   ている請求項１に記載の反復熱記録方法。
4. 【請求項４】着色層が磁気記録層である請求項３に記載
   の反復熱記録方法。
5. 【請求項５】フイルムが離型処理されている請求項１〜
   ４の何れか１に記載の反復熱記録方法。
6. 【請求項６】熱記録層上に保護層を設けることを特徴と
   する請求項１〜５の何れか１に記載の反復熱記録方法。