JP5924017B2 - 可逆性感熱記録媒体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
そこで、従来の大量生産、大量消費、大量廃棄等の経済社会やライフスタイルを見直し、物資の効率的な利用やリサイクルを進めることにより、資源の消費を抑え、環境への負荷が少ない循環型社会を形成することが急務になっている。
このような電子情報記録モジュールを組み込んだ可逆性感熱記録媒体は、製造業分野における作業書、部品管理票、工程管理票等の指示書として用いられてきている。具体的には、指示書を丸棒状部品に巻き付けたり、カードケースに入れたりして使用したのち、指示書を書き換えることが繰り返し行われている。
また、テーブルなど平面上に置いてある状態の可逆性感熱記録媒体のピックアップ動作時、及びホルダー内に入っている状態からの抜き取り動作時に屈曲させて取り扱われることがあるため、このような屈曲に対するICチップ部の機械的耐久性が求められる。同時に、媒体に柔軟性を付与して、ピックアップ等の作業効率を向上することが求められる。
また、サーマルヘッドとの密着性を向上させて高品質の画像を得る観点からも、柔軟性を付与することが重要となる。
更に、可逆性感熱記録媒体の厚みが大きくなると、柔軟性を損ねるという問題、及びプリンタのスタッカーに積み上げ可能な枚数が少なくなるという問題がある。
しかしながら、電子情報記録素子による段差に対して、段差を吸収するためのシートを内部に設けているため、可逆性感熱記録媒体の厚みが大きくなり、柔軟性を損ねる問題やプリンタのスタッカーに積み上げ可能な枚数が少なくなるという問題がある。
しかしながら、可逆性感熱記録媒体の厚みを薄くしようとすると、前記凹部を相対的に深くする必要がある。前記凹部を深くすると前記保護部材の平面部との段差が大きくなり、前記保護部材の前記凹部の有る面上に樹脂をアプリケータなどで均一に塗布しようとした場合、凹部内への前記樹脂の充填が不十分になりやすく、気泡が混入するなどの問題がある。
図1は、前記保護部材の凹部を有する面上に樹脂をアプリケータで塗布する一例を表す模式図である。まず、可逆性感熱記録層1が片方の面に配された第1のシート状基材3を用意し、第1のシート状基材3の可逆性感熱記録層1が配された面と反対の面に切削加工などによりテーパの無い凹部2を形成する。次に、第1のシート状基材3の凹部2を形成した面と凹部2内に第1の樹脂層11をアプリケータ20などを用いて塗布する。凹部2の深さが深くなった場合、アプリケータ20により樹脂11が凹部2内に入り込もうとした際に、凹部2底面の左角部に隙間a1が形成されやすい。また、引き続きアプリケータ20を動かして、凹部2内に樹脂11を充填させていった場合、凹部2底面の右角部に隙間a2が形成されやすくなる。
また、使用する樹脂によっては、隙間に残留した空気及びその空気中の水分などと反応することにより気体を発生し、隙間a1乃至a2部に気泡を生じ、可逆性感熱記録層1表面に凸部が形成されることがある。
このような可逆性感熱記録層1の表面の凹凸は、サーマルヘッドによる画像形成時に白抜けや発色不良を生じさせる原因となる。
本発明の可逆性感熱記録媒体は、可逆性感熱記録層と、第1のシート状基材と、第2のシート状基材と、モジュール基板上に電子情報記録素子及びアンテナ回路を有する電子情報記録モジュールとを有し、
前記可逆性感熱記録層が、前記第1のシート状基材に隣接して配され、
前記第1のシート状基材及び前記第2のシート状基材のいずれかが、前記電子情報記録素子を深さ方向に配置するように凹部を有し、
前記電子情報記録モジュールが、前記第1のシート状基材と前記第2のシート状基材との間に、前記凹部を有するシート状基材側に第1の樹脂層を介して、かつ前記凹部を有しないシート状基材側に第2の樹脂層を介して配され、
前記凹部の内壁面が、前記凹部の開口端から前記凹部の底面に向かって前記凹部の最大開口径が小さくなるように傾斜したテーパ面であることを特徴とする。
本発明の可逆性感熱記録媒体は、可逆性感熱記録層と、第1のシート状基材と、第2のシート状基材と、電子情報記録モジュールとを少なくとも有してなり、必要に応じてその他の部材を有してなる。
前記可逆性感熱記録媒体は、前記可逆性感熱記録層が、前記第1のシート状基材に隣接し、前記第1のシート状基材及び前記第2のシート状基材のいずれかが、前記電子情報記録素子を深さ方向に配置するように凹部を有し、前記電子情報記録モジュールが、前記第1のシート状基材と前記第2のシート状基材との間に、前記凹部を有するシート状基材側に第1の樹脂層を介して、かつ前記凹部を有しないシート状基材側に第2の樹脂層を介して配され、前記凹部の内壁面が、前記凹部の開口端から前記凹部の底面に向かって前記凹部の最大開口径が小さくなるように傾斜したテーパ面である。
前記可逆性感熱記録層は、色調が可逆的に変化する感熱記録層であり、温度変化によって色の状態が可逆的に変化する可逆性感熱記録材料を含有する。前記可逆性感熱記録材料は透過率、反射率、吸収波長、散乱度等の変化の組み合わせにより、色の状態が変化する。
具体的には、第1の温度で透明状態となり、第2の温度で白濁状態となる材料(特開昭55−154198号公報参照)、第2の温度で発色し、第1の温度で消色する材料(特開平4−224996号公報、特開平4−247985号公報、特開平4−267190号公報参照)、第1の温度で白濁状態となり、第2の温度で透明状態となる材料(特開平3−169590号公報参照)、第1の温度で黒色、赤色、青色等に発色し、第2の温度で消色する材料(特開平2−188293号公報、特開平2−188294号公報参照)等が挙げられる。これらの中でも、樹脂母材中に高級脂肪酸等の有機低分子物質を分散した系や、ロイコ染料と顕色剤を用いた系が特に好ましい。
前記顕色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、特開平5−124360号公報、特開平6−210954号公報、特開平10−95175号公報等に開示されているものなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記顕色剤は、分子内に、ロイコ染料を発色させる顕色能を持つ構造(例えば、フェノール性水酸基、カルボン酸基、リン酸基等)と、分子間の凝集力を制御する構造(例えば、長鎖炭化水素基が連結した構造)を1つ以上有する化合物である。これらの構造は、ヘテロ原子を有する2価以上の連結基を介して連結されていてもよい。また、長鎖炭化水素基は、同様の連結基及び芳香族基の少なくともいずれかを有していてもよい。
前記R1及びR3としては、以下の構造式で表されるものが好適に挙げられる。
前記脂肪族炭化水素基は、直鎖でも分枝していてもよく、不飽和結合を有していてもよい。炭化水素基に結合している置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基等がある。なお、R1及びR2、R3及びR4の炭素の和が7以下では発色の安定性や消色性が低下するため、炭素数は8以上が好ましく、11以上がより好ましい。
前記R2及びR4としては、以下に示すものが好適に挙げられる。
前記可逆性感熱記録層は、ロイコ染料、顕色剤及び添加剤をバインダー樹脂と共に含有することが好ましい。前記バインダー樹脂としては、第1のシート状基材上に、これらの材料を結着できさえすれば特に限定されない。これらの中でも、繰り返し時の耐久性を向上させるため、熱、紫外線(UV)、電子線(EB)等を用いて硬化させた樹脂が好ましく、硬化剤を用いて熱硬化させた樹脂が特に好ましい。これにより、ゲル分率を向上させることができる。
前記熱硬化させることが可能な樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリルポリオール樹脂、ポリエステルポリオール樹脂、ポリウレタンポリオール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートなどが挙げられる。
ここで、前記ゲル分率は、塗膜を溶解性の高い溶媒中に浸すことにより測定することができる。具体的には、第1のシート状基材から可逆性感熱記録層を剥離して、可逆性感熱記録層の初期質量を測定する。次に、可逆性感熱記録層を400メッシュの金網に挾んで、未硬化のバインダー樹脂が可溶な溶剤中に24時間浸した後、真空乾燥して、乾燥後の質量を測定する。これにより、ゲル分率は下記式1から求めることができる。
ゲル分率(%)=(乾燥後の質量)/(初期質量)×100 ・・・式1
前記可逆性感熱記録層は、ロイコ染料、顕色剤、添加剤、バインダー樹脂、及び溶媒を均一に分散させた塗布液を塗布して形成することができる。
前記溶媒としては、例えば、アルコール類、ケトン類、エーテル類、グリコールエーテル類、エステル類、芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素類などが挙げられる。
前記塗布液は、例えば、ペイントシェーカー、ボールミル、アトライター、三本ロールミル、ケディーミル、サンドミル、ダイノミル、コロイドミル等の分散装置を用いて調製することができる。このとき、分散装置を用いて各材料を溶媒中に分散させてもよいし、各材料を分散させたものを混合してもよい。更に、各材料を加熱溶解させて急冷又は徐冷することによって析出させてもよい。
前記塗布液の塗布方法としては、例えば、ブレード塗工法、ワイヤーバー塗工法、スプレー塗工法、エアナイフ塗工法、ビード塗工法、カーテン塗工法、グラビア塗工法、キス塗工法、リバースロール塗工法、ディップ塗工法、ダイ塗工法などが挙げられる。
前記第1のシート状基材は、前記可逆性感熱記録媒体に隣接してなり、前記第1のシート状基材及び前記第2のシート状基材のいずれかは、前記電子情報記録素子(ICチップ)を深さ方向に配置するように凹部を有する。
なお、以下の記載においては、第1のシート状基材と第2のシート状基材とを区別しない場合には、これらを単に「シート状基材」と称する。
前記樹脂シートとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)シート、ポリカーボネートシート、ポリスチレンシート、ポリメチルメタクリレートシートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリエチレンテレフタレート(PET)シートが特に好ましい。
前記シート状基材の厚みとしては、凸状の電子情報記録素子を挿入可能に形成される凹部が形成する場合には、該凹部の深さを考慮して選択され、20μm〜300μmが好ましく、50μm〜188μmがより好ましい。
前記厚みが、25μm未満であると、カールを防止する効果が抑制され、100μmを超えると、可逆性感熱記録媒体の厚みが大きくなり、柔軟性を損ねることがある。
前記凹部の内壁面は、前記凹部の開口端から前記凹部の底面に向かって前記凹部の最大開口径が小さくなるように傾斜したテーパ面である。
前記凹部の内壁面は、前記凹部の開口端から前記凹部の底面に向かって前記凹部の最大開口径が小さくなるように漸次傾斜したテーパ面であることが好ましい。
また、前記凹部の深さとしては、20μm〜260μmが好ましい。
前記凹部の内壁面が前記のようなテーパ面を有すると、白抜けやカスレがなく、極めて優れた印字品質を得ることができる。
前記凹部の開口部を上方から見た形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円形、楕円形、四角形、長方形、六角形、八角形などが挙げられる。
前記テーパ面の傾斜角度(テーパ角)θとしては、30°以下が好ましく、5°〜20°がより好ましく、8°〜15°が更に好ましい。前記テーパ角θが、30°を超えると、前記凹部と塗布される第1の樹脂との間に隙間が生じることがある。
ここで、前記テーパ角θとは、凹部の底面の水平面とテーパ面とで形成される角度を意味する(図3〜図9参照)。なお、テーパ面が複数のテーパ面や湾曲面で構成されている場合、後述する第1の樹脂を塗布する際の方向軸で切った断面において、凹部の底面部の水平面と凹部の内壁面が接する点と、凹部の開口部の水平面と凹部の内壁面が接する点とを結ぶ線で形成される角度を前記テーパ角θとすることができる(図7〜図9参照)。
前記凹部と前記電子情報記録素子との間の前記凹部の幅方向における間隔とは、該凹部に前記電子情報記録素子を挿入した状態で空隙となる部分の幅寸法を意味する。
前記間隔が、5μm未満であると、電子情報記録素子がシート状基材側に突出して、記録時に電子情報記録素子の周囲領域が発色不良となることがある。一方、前記間隔が、50μmを超えると、電子情報記録素子が裏面側に凹となり、記録時に電子情報記録素子領域が発色不良となることがある。
前記切削加工において、凹部の開口部を上方から見た形状が円形の場合には、回転させて切削する刃の角度を変化させることにより、テーパ角を調整することができる。また、凹部の開口部を上から見た形状が四角形の場合には、まず、四角形に凹部を削った後、四角形の外周縁部を面取りすることによりテーパ面を形成することができる。
前記電子情報記録モジュールは、モジュール基板上に電子情報記録素子及びアンテナ回路を有し、必要に応じて、その他の部材を有してなる。また、前記電子情報記録モジュールは、前記第1のシート状基材と前記第2のシート状基材との間に、前記凹部を有するシート状基材側に第1の樹脂層を介して、かつ前記凹部を有しないシート状基材側に第2の樹脂層を介して配されてなる。
前記モジュール基板に対して、例えば、前記アンテナ回路としての金属箔をラミネートする場合、前記金属箔としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、銅箔、アルミニウム箔、鉄箔などを使用できるが、コスト、加工性に優れることからアルミニウム箔が好ましく、その厚みとしては、6μm〜50μmが好ましい。
前記モジュール基板の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、正方形、長方形、円形、楕円形などが挙げられる。
前記保護膜の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1μm〜20μmが好ましい。
前記第1の樹脂層は、前記凹部を有するシート状基材と前記電子情報記録モジュールとを接着することとしてなり、前記凹部と前記電子情報記録素子との間の隙間を埋めるように形成されてなる。前記第1の樹脂層を形成すると、前記凹部に対応する前記可逆性感熱記録媒体の表面領域に凹みが生ずることを抑制することができ、画像品質に優れた画像の形成及び消去を行うことができる。
これらの中でも、天然ゴム、合成ゴム、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、EVA系樹脂が好ましく、アクリル系樹脂が特に好ましい。
前記最短距離が、10μm未満であると、前記アンテナ回路の凹凸形状の影響を受け、画像形成時における白抜け、カスレ等の発色不良の原因となる。このような観点から、前記最短距離としては、15μm以上がより好ましく、20μm以上が特に好ましい。
ただし、前記最短距離が10μmであれば、前記アンテナ回路の凹凸形状を吸収することができる。前記最短距離が大きくなりすぎると、前記可逆性感熱記録媒体の総厚みが大きくなり、目的とする柔軟性が得られないことがある。したがって、前記最短距離の上限値としては、50μm以下が好ましい。
前記の通り、アンテナ回路における配線部の厚みは、通常、5μm〜30μmの凹凸形状を有している。
前記最短距離は、前記配線部近傍を断面研磨し、断面形状を観察することにより測定することができる。
前記樹脂層の厚みが、100μmを超えると、前記可逆性感熱記録媒体の総厚みが大きくなり、目的とする柔軟性が得られないことがある。
前記第2の樹脂層は、前記第2のシート状基材と前記第1のシート状基材とを接着することとしてなる。
前記可逆性感熱記録媒体は、前記第1のシート状基材と前記第2のシート状基材との間に前記電子情報記録モジュールを内包するように構成され、前記モジュール基板の面外方向の領域において、前記第2のシート状基材と前記第1のシート状基材とが接着される。
前記第2の樹脂層の形成材料としては、前記第1の樹脂層の形成材料と同一の樹脂材料で形成する場合、低コストで簡易に各樹脂層を形成することができる。
ただし、前記第1の樹脂層は、前記電子情報記録モジュールと接する層として、前記電子情報記録モジュールの機械的強度を補強する機能を奏することが好ましく、一方、前記第2の樹脂層は、前記可逆性感熱記録媒体に対して柔軟性を付与する機能を奏することが好ましく、前記両層を別個の形成材料により形成することもできる。
このような観点からは、前記第1の樹脂層における弾性率は、前記第2の樹脂層における弾性率よりも大きいことが好ましい。
具体的には、前記第1の樹脂層における弾性率としては、500MPa以上2,000MPa以下が好ましく、700MPa以上1,000MPa以下がより好ましい。
また、前記第2の樹脂層における弾性率としては、200MPa以上1,000MPa以下が好ましく、250MPa以上700MPa以下がより好ましい。
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記第2のシート状基材1の露出面に対して、バック層を設けてもよい。また、前記可逆性感熱記録層の露出面に対して、保護層を設けてもよい。更に、前記保護層と前記可逆性感熱記録層との間には、中間層が配されていてもよい。
前記バック層の構成材料としては、熱、紫外線、電子線等、好ましくは、紫外線を用いて硬化させた樹脂が挙げられる。また、熱、紫外線、電子線等を用いて硬化させることが可能なものとしては、前記可逆性感熱記録層と同様のものを用いることができ、同様に硬化させることができる。
前記バック層の形成方法としては、前記可逆性感熱記録層と同様であるが、このとき、前記可逆性感熱記録層が設けられている側と、前記バック層が設けられている側の収縮のバランスが取れるように塗布することが好ましい。これにより、全ての層が塗布された後に、前記可逆性感熱記録媒体を平坦にすることができる。
前記無機フィラーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、炭酸塩、ケイ酸塩、金属酸化物、硫酸化合物などが挙げられる。
前記有機フィラーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリコーン樹脂、セルロース樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチレン樹脂、ホルムアルデヒド系樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂などが挙げられる。
前記紫外線吸収剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、サリシレート構造、シアノアクリレート構造、ベンゾトリアゾール構造、ベンゾフェノン構造等を有する化合物が挙げられる。
前記滑剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、合成ワックス類、植物性ワックス類、動物性ワックス類、高級アルコール類、高級脂肪酸類、高級脂肪酸エステル類、アミド類などが挙げられる。
前記バック層の厚みとしては、0.1μm〜10μmが好ましい。
前記保護層の構成材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱、紫外線、電子線等を用いて硬化させた樹脂などが挙げられる。これらの中でも、紫外線又は電子線を用いて硬化させた樹脂が特に好ましい。
前記紫外線(電子線)を用いて硬化させることが可能な樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ビニル系、不飽和ポリエステル系等のオリゴマー;各種単官能、多官能のアクリレート、メタクリレート、ビニルエステル、エチレン誘導体、アリル化合物等のモノマーなどが挙げられる。
なお、紫外線を用いて架橋させる際には、光重合開始剤乃至光重合促進剤を用いることが好ましい。また、熱硬化させることが可能な樹脂としては、前記可逆性感熱記録層と同様の樹脂を用いることができ、同様に硬化させることができる。
前記保護層の厚みとしては、0.1μm〜10μmが好ましい。
前記中間層の構成材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱、紫外線、電子線等を用いて硬化させた樹脂(熱硬化性樹脂)、熱可塑性樹脂などが挙げられる。
前記熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、飽和ポリエステル、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート、ポリアミドなどが挙げられる。
また、前記熱、紫外線、電子線等を用いて硬化させた樹脂としては、特に制限はなく、前記可逆性感熱記録層と同様のものを用いることができ、同様に硬化させることができる。
なお、前記中間層の形成方法としては、前記可逆性感熱記録層と同様の形成方法などが挙げられる。
前記中間層中のフィラーの含有量としては、1体積%〜95体積%が好ましく、5体積%〜75体積%がより好ましい。
前記中間層中の紫外線吸収剤の含有量としては、前記樹脂に対して、0.5質量%〜10質量%が好ましい。
前記中間層の厚みは、0.1μm〜20μmが好ましく、0.3μm〜3μmがより好ましい。
なお、前記可逆性感熱記録層と第1のシート状基材の間にアンダー層を設けてもよい。これにより、前記可逆性感熱記録層の発色感度及び前記可逆性感熱記録層と前記第1のシート状基材の接着性を向上させることができる。
また、レーザー光を用いて、前記可逆性感熱記録層を発色させるためのレーザー光を吸収して光を熱に変換する光熱変換層を設けてもよい。
更に、放熱を防止するために、空気層等の断熱層を設けてもよい。
前記総厚みが、500μmを超えると、柔軟性が損なわれヘッド密着性向上効果が発揮できない。更に、580μm以上となると、プリンタの搬送系で詰まりが発生することがある。
前記総厚みが、150μm未満であると、薄くなりすぎることでサーマルヘッドへの押し付けが足りず、印字不良が発生することがある。
ここで、前記柔軟性を表す曲げ変形荷重は、以下のようにして測定することができる。
図18に示す荷重測定装置を用い、断面方向から見て可逆性感熱記録媒体を支持体間距離が10mmとなるように2点で支持し、中央部を1点で押圧する3点曲げ法により、曲げに対するたわみ量と荷重とを測定する。前記測定は、たわみ量が10mmとなったときの荷重を測定し、該荷重の値が小さいほど柔軟性を有する。
<第1の実施形態>
本発明の実施形態に係る可逆性感熱記録媒体100について図2を用いて説明する。
前記可逆性感熱記録媒体100は、可逆性感熱記録層1が配される面と反対の面には断面形状が台形である凹部2を有する第1のシート状基材3と、第1の基材3における可逆性感熱記録層1が配される面と反対の面側に配される第2のシート状基材4と、第1のシート状基材3と第2のシート状基材4との間に配され、モジュール基板5上にアンテナ回路6、及びバンプ7とアンダーフィル8とでモジュール基板5に固定されたICチップ9を有する電子情報記録モジュール10とが配されてなる。
第1のシート状基材と電子情報記録モジュール10とは第1の樹脂層11を介して接着され、第2のシート状基材と第1のシート状基材とは第2の樹脂層12を介して接着されている。
このような可逆性感熱記録媒体100によれば、ICチップ9が凹部2に対して挿入され、ICチップ9と凹部2の間には第1の接着層11が形成されるような構造であり、前記凹部2と第1の接着層11との間に隙間が生じ難いため、可逆性感熱記録媒体100の総厚みを薄く維持したまま、可逆性感熱記録層3の表面の凹凸の発生を抑制し、サーマルヘッドにより良好な印字品質を提供することが可能となる。
第2〜7の実施形態に係る可逆性感熱記録媒体を図4〜9を用いて説明する。図4〜9は、前記凹部を樹脂塗布方向の側面から見た断面形状と前記凹部を開口部側上方から見たザグリの形状との関係性を説明するための概念図である。
第2の実施形態では、ザグリが方形であり、凹部の四つの側壁面すべてがテーパを有するものである(図4参照)。
第3の実施形態では、ザグリが多角形であり、凹部のすべての側壁面がテーパを有するものである。(図5参照)
第4の実施形態では、ザグリが方形であり、樹脂塗布方向軸と交わる二つの側壁面がテーパを有するものである(図6参照)。
第5の実施形態では、第4の実施形態においてテーパを有する二つの側壁面が湾曲して傾斜している(Rを有する)ものである(図7参照)。
第6の実施形態では、ザグリが方形であり、テーパを有する側壁面においてテーパの途中に段差を有するものである(図8参照)。
第7の実施形態では、ザグリが円形(楕円形も含む)であり、テーパを有する側壁面においてテーパの途中に段差を有するものである(図9参照)。
第2〜7の実施形態において、前記以外は、それぞれ第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
本発明の実施形態に係る可逆性感熱記録媒体200について図10を用いて説明する。
この可逆性感熱記録媒体200は、可逆性感熱記録層1が一方の面に形成された第1のシート状基材3と、第1のシート状基材3における可逆性感熱記録層1が配される面と反対の面側に配される第2のシート状基材4と、第2のシート状基材の片面に配される断面形状が台形である凹部2と、第1のシート状基材3と第2のシート状基材4との間に配され、モジュール基板5上にアンテナ回路6、及びバンプ7とアンダーフィル8とでモジュール基板5に固定されたICチップ9を有する電子情報記録モジュール10とが配される。
第2のシート状基材4と電子情報記録モジュール10とは第1の樹脂層11を介して接着され、第2のシート状基材と第1のシート状基材とは第2の樹脂層12を介して接着されている。
なお、前記凹部を開口部側上方から見た際のザグリの形状としては、円形(楕円形も含む)である。
本発明の可逆性感熱記録媒体の製造方法は、可逆性感熱記録層形成工程と、凹部形成工程と、第1の樹脂層形成工程と、電子情報記録モジュール配置工程と、第2の樹脂層形成工程と、貼合わせ工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
前記可逆性感熱記録層形成工程は、第1のシート状基材の一の面に可逆性感熱記録層を形成する工程である。
前記可逆性感熱記録層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、本発明の前記可逆性感熱記録層において説明した方法と同様の方法とすることができる。また、予め第1のシート状基材の一の面に前記可逆性感熱記録層が形成されたものを用いることとしてもよい。
前記凹部形成工程は、前記第1のシート状基材の前記一の面と反対の面及び第2のシート状基材のいずれかに内壁面がテーパ面である凹部を形成する工程である。
このような凹部形状を有するように形成された前記可逆性感熱記録媒体は、後述する第1の樹脂層形成工程において凹部に樹脂を塗布した際に凹部底面の角部に隙間が生じないため、高い屈曲耐性及び面圧耐性を維持しつつ、薄型で優れた柔軟性を有し、1回の画像形成に対する初期的な白抜けや発色不良に加えて、繰り返し画像を形成消去した際の白抜けや発色不良を抑制することができる。
前記凹部の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、切削加工、レーザー加工、プレス加工、及びエッチング加工のいずれかが好ましい。これらの凹部の形成方法によると、目的とする大きさに対して高精度で凹部を形成することができる。
前記第1の樹脂層形成工程は、前記凹部を形成した面の少なくとも一部と前記凹部内とに第1の樹脂層を形成する工程である。
前記第1の樹脂層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、本発明の前記可逆性感熱記録媒体について説明した前記樹脂材料を塗布することにより形成することができるが、前記凹部のテーパ面の傾斜に沿って樹脂を塗布することが好ましい。そうすることで、凹部に樹脂を塗布した際に凹部底面の角部に隙間が生じないため、高い屈曲耐性及び面圧耐性を維持しつつ、薄型で優れた柔軟性を有し、1回の画像形成に対する初期的な白抜けや発色不良に加えて、繰り返し画像を形成消去した際の白抜けや発色不良を抑制することができる。
また、前記第1の樹脂の加工方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前述の接着剤を含む組成物溶液を塗布した後、加熱して接着させる加工方法が挙げられる。
前記電子情報記録モジュール配置工程は、前記第1の樹脂層を介して前記凹部を形成したシート状基材と、モジュール基板上に電子情報記録素子及びアンテナ回路を有する電子情報記録モジュールとを接着し、前記電子情報記録素子を前記凹部に対して該凹部の深さ方向に隙間を有する状態で挿入して前記電子情報記録モジュールを配置する工程である。
前記電子情報記録モジュールとしては、本発明の前記可逆性感熱記録媒体について説明したものと同様のものを用いることができる。
前記電子情報記録素子を前記凹部に挿入する際の位置合わせの方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、搬送ローラ上に配された電子情報記録モジュールの搬送速度を、前記電子情報記録素子と前記凹部との位置が合うように調整する方法などが挙げられる。
前記第2の樹脂層形成工程は、前記第1のシート状基材及び前記第2のシート状基材のうち前記凹部を形成しないシート状基材に第2の樹脂層を形成する工程である。
前記第2の樹脂層形成工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、本発明の前記可逆性感熱記録媒体について説明した前記樹脂材料を塗布することにより形成することができる。
前記貼り合せ工程は、前記凹部を形成しないシート状基材を前記第2の樹脂層を介して前記凹部を形成したシート状基材及び前記電子情報記録モジュールに接着して、前記2つのシート状基材を貼り合わせる工程である。
前記貼り合せにおける、前記第1のシート状基材と前記第2のシート状基材との貼り合せ手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2枚のシートの貼り合せをする際に用いられる公知の貼り合せ手段などが挙げられる。
本発明の第1の実施形態に係る可逆性感熱記録媒体100の製造方法について図11を用いて説明する。
可逆性感熱記録層1が片方の面に配された第1のシート状基材3を用意し、第1のシート状基材3の可逆性感熱記録層1が配された面と反対の面に切削加工などにより断面形状が台形の凹部2を形成する。
次に、第1のシート状基材3の凹部2を形成した面と凹部2内に第1の樹脂層11をアプリケータ20などを用いて塗布する。
その後、凹部2内に電子情報記録モジュール10上の電子情報記録素子9が収納されるように、第1の樹脂層11を介して、第1のシート状基材3と電子情報記録モジュール10を貼り合わせる。
第2のシート状基材4には、第2の樹脂層12が塗布される。
第2の樹脂層12が形成された第2のシート状基材4と、電子情報記録モジュール10が貼り合わされた第1のシート状基材3を貼り合わせた後に、図中の破線で示すように所望の大きさに切断されることにより可逆性感熱記録媒体100が得られる。
本発明の第8の実施形態に係る可逆性感熱記録媒体200の製造方法について図12を用いて説明する。
第2のシート状基材4を用意し、切削加工などにより断面形状が台形となるような円形状の凹部2を形成する。
次に、第2のシート状基材4の凹部2を形成した面と凹部2内に第1の樹脂層11をアプリケータ20などを用いて塗布する。
その後、前記凹部2内に電子情報記録モジュール10上の電子情報記録素子9が収納されるように、第1の樹脂層11を介して、第2のシート状基材4と電子情報記録モジュール10を貼り合わせる。
可逆性感熱記録層1が片方の面に配された第1のシート状基材3を用意し、第1のシート状基材3の可逆性感熱記録層1が配された面と反対の面に第2の樹脂層12が塗布される。
第2の樹脂層12が形成された第1のシート状基材3と、電子情報記録モジュール10が貼り合わされた第2のシート状基材4を貼り合わせた後に、図中の破線で示すように所望の大きさに切断されることにより可逆性感熱記録媒体200が得られる。
可逆性感熱記録層1が片方の面に配された第1のシート状基材3を用意し、第1のシート状基材3の可逆性感熱記録層1が配された面と反対の面に切削加工などによりテーパの無い凹部2を形成する。
次に、第1のシート状基材3の凹部2を形成した面と凹部2内に第1の樹脂層11をアプリケータ20などを用いて塗布する。
この時、アプリケータの移動に併せて第1の樹脂層11は凹部2内にも塗布されているが、樹脂の塗布方向における凹部の両端付近では、第1の樹脂層11が十分に充填されにくい隙間aが形成されやすくなる。
以降、本発明の実施形態と同様の手順で可逆性感熱記録媒体300を作製した場合、凹部2内の可逆性感熱記録層3下に隙間aが残りやすくなる。
凹部に充填された樹脂が硬化する際に、隙間には樹脂が無いため樹脂の硬化収縮時に隙間a直上部の基材に変形を生じ、可逆性感熱記録層1表面が凹むことが懸念される。
また、使用する樹脂によっては、隙間に残留した空気及びその空気中の水分などと反応することにより気体を発生し、隙間に気泡を生じ、可逆性感熱記録層表面に凸部が形成されることが懸念される。
図14に実施例1における可逆性感熱記録媒体110の断面図を示す。
厚み188μmのポリエチレンテレフタレート(PET)シート3(第1のシート状基材に相当)上に、黒色発色の可逆性感熱記録層1を形成した可逆性感熱記録シート30(株式会社リコー製、630BD、厚み:226μm)の可逆性感熱記録層1と反対の面に、切削加工により底面の直径6mm、深さ150μm、テーパ角15°の凹部2を形成した。
なお、切削加工には、ミリング装置(ルーラーマット社製、MS330)を用いた。
前記ホットメルト接着剤21を塗布した第2のPETシート4を電子情報記録モジュール10が貼られた可逆性感熱記録シート30にロールプレスにより貼り合せた後、ダイ切断機を用いて所望の大きさに切断し、実施例1における可逆性感熱記録媒体110を製造した。
図15に実施例1における可逆性感熱記録媒体120の断面図を示す。
実施例1において、可逆性感熱記録シート30の可逆性感熱記録層1形成面の反対面に、切削加工における刃の角度を変えることにより底面の直径6mm、深さ150μm、テーパ角8°の凹部2’を形成した。それ以外は、実施例1と同様にして、実施例2における可逆性感熱記録媒体を製造した。
図16に比較例1における可逆性感熱記録媒体130の断面図を示す。
実施例1において、可逆性感熱記録シート30の可逆性感熱記録層1形成面の反対面に、切削加工により底面の直径6mm、深さ150μm、テーパの無い凹部2’’を形成した。
それ以外は、実施例1と同様にして、比較例1における可逆性感熱記録媒体を製造した。
図17に比較例2における可逆性感熱記録媒体140の断面図を示す。
PETシート(第1のシート状基材)3上に黒色発色の可逆性感熱記録層1を形成した可逆性感熱記録シート30(株式会社リコー製、630BD、厚み138μm)、ICチップ9を挿入可能な直径6mmの貫通孔22を有する第1のシート41(東洋紡株式会社製、クリスパー、厚み188μm)、ICチップ9を有する電子情報記録モジュール10(株式会社日立製作所製、RKT−132)、電子情報記録モジュール10を収納可能なくり貫き部23を有する第2のシート42(東洋紡株式会社製、クリスパー、厚み50μm)、第3のシート43(東洋紡株式会社製、クリスパー、厚み75μm)、基材シート44(東洋紡株式会社製、クリスパー、厚み100μm)がホットメルト接着剤21(日本エヌエスシー株式会社製、ボンドマスター170−7310)を介して順次積層させた。
この可逆性感熱記録媒体140は、前記くり貫き部23に前記モジュール基板5全体を収納した第2のシート42を前記第1のシート41上に有すると共に、前記電子情報記録モジュール10の前記可逆性感熱記録シート30側に突出したICチップ9が前記第1のシート41の貫通孔22に挿入されている。
即ち、可逆性感熱記録シート30、第1のシート41、くり貫き部23に電子情報記録モジュール10全体を収納した第2のシート42、第3のシート43、及び基材シート44が、この順に積層されている。
前記実施例1及び2、並びに比較例1及び2で作製された可逆性感熱記録媒体110、120、130及び140について、以下のように、凹部の形状(深さ、底面の径、及びテーパ角)、厚み、表面の凹凸、柔軟性、及び発色性を測定乃至評価した。結果を表1に示す。
前記可逆性感熱記録媒体110、120、130及び140に対して、レーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製、VK−8500)を用いて、凹部の形状をスキャンし、得られた画像上に引いた任意の直線及び曲線からなる断面プロファイルを抽出し、その断面プロファイルから、凹部の形状(深さ、底面の径及びテーパ角)を測定した。
前記可逆性感熱記録媒体110、120、130及び140の総厚みを、電子マイクロメーター(アンリツ株式会社製、K−35)を用いて測定した。
前記可逆性感熱記録媒体110、120、130及び140の可逆性感熱記録層の表面の凹凸を、表面粗さ計(株式会社東京精密製、サーフコム750A−3D)を用いて測定した。
前記可逆性感熱記録媒体110、120、130及び140に対して、荷重測定装置を用い、図18に示すようにして断面方向から見て可逆性感熱記録媒体を支持体間距離が10mmとなるように2点で支持し、中央部を1点で押圧する3点曲げ法により、曲げに対するたわみ量と荷重とを測定した。測定は、たわみ量が10mmとなったときの荷重として測定し、下記基準により評価した。なお、荷重の値が小さいほど柔軟性を有する。
−評価基準−
〇:前記荷重が45gf未満
×:前記荷重が45gf以上
前記可逆性感熱記録媒体110、120、130及び140に対して、サーマルプリンタ(シンフォニアテクノロジー株式会社製、RP−K)を用いて全面ベタ画像を1回目記録と、300回繰り返し記録及び消去した後の凹部及びその近傍の画像濃度をX−Rite938(X−Rite社製)により測定し、印字画像の発色性を以下の基準で評価した。
〔1回目記録の評価基準〕
○:画像濃度が1.1以上で、発色性良好(印字抜けが無い)
×:画像濃度が1.1未満で、発色性不良(凹部のエリアに印字濃度が低い箇所(印字抜け)が有る)
〔300回繰り返し記録後の評価基準〕
○:画像濃度が0.8以上で、発色性良好(印字抜けが無い)
×:画像濃度が0.8未満で、発色性不良(凹部のエリアに印字濃度が低い箇所(印字抜け)が有る)
<1> 可逆性感熱記録層と、第1のシート状基材と、第2のシート状基材と、モジュール基板上に電子情報記録素子及びアンテナ回路を有する電子情報記録モジュールとを有し、
前記可逆性感熱記録層が、前記第1のシート状基材に隣接して配され、
前記第1のシート状基材及び前記第2のシート状基材のいずれかが、前記電子情報記録素子を深さ方向に配置するように凹部を有し、
前記電子情報記録モジュールが、前記第1のシート状基材と前記第2のシート状基材との間に、前記凹部を有するシート状基材側に第1の樹脂層を介して、かつ前記凹部を有しないシート状基材側に第2の樹脂層を介して配され、
前記凹部の内壁面が、前記凹部の開口端から前記凹部の底面に向かって前記凹部の最大開口径が小さくなるように傾斜したテーパ面であることを特徴とする可逆性感熱記録媒体である。
<2> 前記凹部の内壁面が、前記凹部の開口端から前記凹部の底面に向かって前記凹部の最大開口径が小さくなるように漸次傾斜したテーパ面である前記<1>に記載の可逆性感熱記録媒体である。
<3> テーパ面の傾斜角度が30°以下である前記<1>から<2>のいずれかに記載の可逆性感熱記録媒体である。
<4> 凹部を有するシート状基材が第1のシート状基材である前記<1>から<3>のいずれかに記載の可逆性感熱記録媒体である。
<5> 第1のシート状基材の一の面に可逆性感熱記録層を形成する可逆性感熱記録層形成工程と、
前記第1のシート状基材の前記一の面と反対の面及び第2のシート状基材のいずれかに内壁面がテーパ面である凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部を形成した面の少なくとも一部と前記凹部内とに第1の樹脂層を形成する第1の樹脂層形成工程と、
前記第1の樹脂層を介して前記凹部を形成したシート状基材と、モジュール基板上に電子情報記録素子及びアンテナ回路を有する電子情報記録モジュールとを接着し、前記電子情報記録素子を前記凹部に対して該凹部の深さ方向に隙間を有する状態で挿入して前記電子情報記録モジュールを配置する電子情報記録モジュール配置工程と、
前記第1のシート状基材及び前記第2のシート状基材のうち前記凹部を形成しないシート状基材に第2の樹脂層を形成する第2の樹脂層形成工程と、
前記凹部を形成しないシート状基材を前記第2の樹脂層を介して前記凹部を形成したシート状基材及び前記電子情報記録モジュールに接着して、前記2つのシート状基材を貼り合わせる貼り合せ工程と、を含むことを特徴とする可逆性感熱記録媒体の製造方法である。
<6> 凹部を形成したシート状基材が第1のシート状基材である前記<5>に記載の可逆性感熱記録媒体の製造方法である。
<7> 第1の樹脂層形成工程において凹部のテーパ面の傾斜に沿って樹脂を塗布する前記<5>から<6>のいずれかに記載の可逆性感熱記録媒体の製造方法である。
<8> テーパ面の傾斜角度が30°以下である前記<5>から<7>のいずれかに記載の可逆性感熱記録媒体の製造方法である。
<9> 凹部形成工程における凹部の形成が、切削加工、レーザー加工、プレス加工、及びエッチング加工のいずれかにより行われる前記<5>から<8>のいずれかに記載の可逆性感熱記録媒体の製造方法である。
2 凹部
3 第1のシート状基材
4 第2のシート状基材
5 モジュール基板
6 アンテナ回路
7 バンプ
8 アンダーフィル
9 ICチップ
10 電子情報記録モジュール
11 第1の樹脂層(樹脂)
12 第2の樹脂層
20 アプリケータ
21 ホットメルト接着剤
22 貫通孔
23 くり貫き部
30 可逆性感熱記録シート
41 第1のシート
42 第2のシート
43 第3のシート
44 基材シート
100、110、120、130、140 可逆性感熱記録媒体
a、a1、a2 隙間
θ テーパ面の傾斜角度(テーパ角)
Claims (9)
- 可逆性感熱記録層と、第1のシート状基材と、第2のシート状基材と、モジュール基板上に電子情報記録素子及びアンテナ回路を有する電子情報記録モジュールとを有し、
前記可逆性感熱記録層が、前記第1のシート状基材に隣接して配され、
前記第1のシート状基材及び前記第2のシート状基材のいずれかが、前記電子情報記録素子を深さ方向に配置するように凹部を有し、
前記電子情報記録モジュールが、前記第1のシート状基材と前記第2のシート状基材との間に、前記凹部を有するシート状基材側に第1の樹脂層を介して、かつ前記凹部を有しないシート状基材側に第2の樹脂層を介して配され、
前記凹部の内壁面が、前記凹部の開口端から前記凹部の底面に向かって前記凹部の最大開口径が小さくなるように傾斜したテーパ面であることを特徴とする可逆性感熱記録媒体。 - 凹部の内壁面が、前記凹部の開口端から前記凹部の底面に向かって前記凹部の最大開口径が小さくなるように漸次傾斜したテーパ面である請求項1に記載の可逆性感熱記録媒体。
- 凹部の底面の水平面とテーパ面とのなす傾斜角度が30°以下である請求項1から2のいずれかに記載の可逆性感熱記録媒体。
- 凹部を有するシート状基材が第1のシート状基材である請求項1から3のいずれかに記載の可逆性感熱記録媒体。
- 第1のシート状基材の一の面に可逆性感熱記録層を形成する可逆性感熱記録層形成工程と、
前記第1のシート状基材の前記一の面と反対の面及び第2のシート状基材のいずれかに内壁面がテーパ面である凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部を形成した面の少なくとも一部と前記凹部内とに第1の樹脂層を形成する第1の樹脂層形成工程と、
前記第1の樹脂層を介して前記凹部を形成したシート状基材と、モジュール基板上に電子情報記録素子及びアンテナ回路を有する電子情報記録モジュールとを接着し、前記電子情報記録素子を前記凹部に対して該凹部の深さ方向に隙間を有する状態で挿入して前記電子情報記録モジュールを配置する電子情報記録モジュール配置工程と、
前記第1のシート状基材及び前記第2のシート状基材のうち前記凹部を形成しないシート状基材に第2の樹脂層を形成する第2の樹脂層形成工程と、
前記凹部を形成しないシート状基材を前記第2の樹脂層を介して前記凹部を形成したシート状基材及び前記電子情報記録モジュールに接着して、前記2つのシート状基材を貼り合わせる貼り合せ工程と、を含むことを特徴とする可逆性感熱記録媒体の製造方法。 - 凹部を形成したシート状基材が第1のシート状基材である請求項5に記載の可逆性感熱記録媒体の製造方法。
- 第1の樹脂層形成工程において凹部のテーパ面の傾斜に沿って樹脂を塗布する請求項5から6のいずれかに記載の可逆性感熱記録媒体の製造方法。
- 凹部の底面の水平面とテーパ面とのなす傾斜角度が30°以下である請求項5から7のいずれかに記載の可逆性感熱記録媒体の製造方法。
- 凹部形成工程における凹部の形成が、切削加工、レーザー加工、プレス加工、及びエッチング加工のいずれかにより行われる請求項5から8のいずれかに記載の可逆性感熱記録媒体の製造方法。
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