JPS5940636B2 - 熱記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、サーマルプリンターなどの熱記録装置に好適
に使用されうる新規な熱記録媒体に関する。

近時、サーマルプリンターなどの熱記録装置における複
写方法として、つぎのような方法が提案されている。

すなわち、２枚の感熱紙を用いて、重ね合わせてサーマ
ルヘッドから発生するジュール熱を利用して、双方の感
熱紙の発色面に同一パターンの印字像を形成せしめる方
法である。

しかしながら、かかる複写方法にあつては、以下に述べ
るごとき種々の欠点がある。

すなわち、第１の欠点は通常の紙に複写することができ
ないことである。

第２の欠点は、加熱発色させるのに多量のジュール熱が
必要なため、鮮明な印字像をうるには通常１５／１００
０ｓｅｃ以上のパルス巾でパルスを印加しなければなら
ず、したがつて複写スピードが１秒あたり約３０文字程
度と遅いことである。

第３の欠点は、１枚目および２枚目の感熱紙の発色面に
形成された印字像が、堅牢性に劣るのみならず、容易に
改ざんされうることである。第４の欠点は、複写によつ
て鮮明な印字像をうるために、２枚の感熱紙を充分に密
着させる必要があることである。本発明は、叙上の欠点
を一挙に克服しうる新規な熱記録媒体を提供せんとして
なされたものであつて、これを図面によつて説明すれば
、第１図は本発明にかかる熱記録媒体の一実施態様を示
す概略拡大部分縦断面図、第２図および第３図はそれぞ
れ印字中および印字後における本発明の熱記録媒体とコ
ピーシートの状態を示す概略説明図である。

すなわち本発明の熱記録媒体は、第１図に示されるごと
く、裏面がベツク平滑度６０〜２００００秒の基材１（
ただし、インディアン紙を除く）を用い、該基材１の表
面に感熱発色層２を設け、かつ裏面に熱伝導率６．０×
１０−４ 〜２５．０×１０−４ｃａ１／Ｓｅｃ−ＣＴ
ｎ・℃の黒色顔料や金属粉顔料などの粉体状熱伝導性物
質、バインダー剤としての針入度１０〜３０（２５℃）
の固体ロウおよび着色剤からなり、かつ熱伝導率が４×
１０−４ 〜１５×１０−４ｃａ１／（Ｖ７ｌ・Ｓｅｃ
・℃、粘度（１００℃、Ｂ型粘度計）が２０〜２００ｃ
Ｐである感圧転写性を有する熱溶融性着色インキ層３を
設けた３層構造を有する。

本発明において用いられる基材１は、裏面がベック平滑
度（ＪＩＳＰ８ｌｌ９）６０〜２００００秒、なかんづ
く２００〜１６０００秒のものが好ましい。

かかる基材１としては、たとえばグラシン紙、薄葉紙、
電気絶縁紙、硫酸紙、ロウ紙原紙などの紙が好適に使用
される。これらの紙は厚さが２０〜６０μ、なかんづく
３０〜５０μで密度が０．７５〜１．３Ｖ／Ｃｗｌ）な
かんづく０．８〜１．２ｙ／Ｃｗｉであるのが好ましい
。基材１の裏面のベツク平滑度が前記範囲より小なると
きは、平滑性に劣り、その凹凸により熱溶融性着色イン
キ層３との密着性がわるくなり、そのため該インキ層３
を溶融させるための熱伝導性に劣り、コピーシート５へ
の溶融転写にムラを生じさせ、また平滑度が大きいほど
溶融転写性は向上するが前記範囲より大なるときは、プ
リント時や保管時などに熱溶融性着色インキ層３の剥脱
が生じ易くなり、均一な複写像１２がえられなくなる惧
れがある。そのようなときには剥離防止のため粘着性を
もつ柔軟剤としてあげた各種樹脂類を添加するのが有効
である。また基材１の厚さが前記範囲より小なるときは
、熱溶融性着色インキが基材１の表面にまで浸透し、表
面白色度がわるくなると共に、インキの滲み出しにより
加熱ヘッド７を汚す惧れがあり、また前記範囲より大な
るときは、熱の拡散により解像度がゎるくなり、えられ
る複写像１２にシャープさがなくなる。

さらに基材１の密度が前記範囲より小なるときは、面が
粗くそのため熱伝導性がわるくなり、また前記範囲より
大なるときは面がつまつているために、熱容量が高くな
り、熱溶融性着色インキ層３を溶融転写させるのに大き
な電力が必要となる。前記熱溶融性着色インキ層３は、
熱伝導性物質、着色剤、バインダー剤および柔軟剤など
からなる組成物をホットメルトコーティングするか、ま
たは該組成物を適宜の溶媒に分散せしめた塗布液をソル
ベントコーティングして形成せしめた厚さが１〜１５Ｖ
／ｍ”、好ましくは３ 〜１０ｙ／７７１″の層である
。

熱溶融性着色インキ層３の厚さが前記範囲より小なると
きは、１回の印字によつて溶融転写されるインキ量が少
なく、えられる複写像１２の色が薄くなり、また前記範
囲より大なるときはえられる複写像１２ににじみが生じ
、シャープさに劣るようになる。

またかかる熱溶融性着色インキ層３は熱伝導率が４×１
０−４ 〜１５×１０−４ｃａ１ノｒ −Ｓｅｃ・℃、
なかんづく５×１０−４〜９×１０−４ｃａ１／ＣｗＬ
−Ｓｅｃ・℃であることが必要であり、熱伝導率が前記
範囲より小なるときは１回の印字における加熱がほぼ瞬
間的に行なわれるために熱溶融性着色インキ層３を完全
に溶融転写させるのに多量の熱エネルギーが必要となり
、また前記範囲より大なるときは製造が困難であり、実
際的ではない。

しかして本発明において用いられる前記粉体状熱伝導性
物質としては、たとえばアセチレンブラック、ランプブ
ラック、黒鉛、アニリンブラック、ケツチエンブラツク
（商品名）などの黒色顔料などの熱伝導率が６．０×１
０−４ 〜２５．０×１０−４ｃａ１／Ｓｅｃ−ＣＴｆ
Ｌ・℃のもの、およびアルミニウム、銅、錫、または亜
鉛などの金属粉などの熱伝導率のよいものが好適に使用
される。

かかる熱伝導性物質は、基材１の裏面に塗布された熱溶
融性着色インキ層３を熱によつて溶融、軟化または昇華
させる熱の伝導効果を促進するものであつて、インキが
溶融、軟化または昇華する時間を短縮しうるものである
。この熱伝導性物質はインキ層総量１００部（重量部、
以下同様）に対して２〜３０部の配合割合が好ましく、
かかる範囲内で形成された熱溶融性着色インキ層３は、
その溶融転写性がすぐれており、転写された印字像が非
常に鮮明になると共に、熱記録媒体４にコピーシート５
を軽く接触させるだけで、容易に前記印字像がえられる
ものである。バインダー剤としては、針入度が１０〜３
０（２５℃）の固体ロウを用いるのが、えられるインキ
層の感圧性を向上せしめるうえで好ましく、たとえば木
ろう、ミッロウ、セレシンワツクス、鯨ロウなどのワッ
クス類が用いられるが、さらに必要に応じて低分子量ポ
リエチレン、酸化ワックス、エステルワックスなど容易
に熱溶融しうる物質を併用して用いてもよい。

また柔軟剤としては、たとえばポリ酢酸ビニル、ポリス
チレン、スチレン−ブタジエン共重合体、セルロースエ
ステル類、セルロースエーテル類、アクリル系樹脂類な
どのごとき容易に熱溶融しうる物質または潤滑油が好適
に使用される。

なお、着色剤としては従来より複写紙の分野で多用され
ている各種染料または顔料が特別の制限なしに使用可能
である。これらバインダー剤、柔軟剤、着色剤は熱溶融
性着色インキ層総量１００部に対して、それぞれ５〜８
５部、５〜３５部、５〜２５部の配合割合とするのが好
ましく、そのばあいには形成された熱溶融性着色インキ
層３の溶融転写性がすこぶる良好である。

本発明におけるかかる熱溶融性着色インキ層３は熱を与
えることにより軟化し、ついで溶融するが、完全に溶融
した状態ではえられる印字像がにじみを起すという欠点
がある。

そのため軟化し溶融を始めた状態でインキ層を転写させ
るのが好ましく、さらにこのものはその状態において粘
着住を有するものが好ましい。しかして本発明において
は、前記熱溶融性着色インキ層３の粘度（１００℃、Ｂ
型粘度計）が２０〜２００ｃＰであるのが好ましく、か
かる範囲より小なるときは印字像がにじみ、またかかる
範囲より大なるときは転写性に劣るという新たな事実が
見出された。

溶融転写時におけるインキ層３の粘性はその溶融転写性
に大きく影響し、そのためかかる溶融転写時におけるイ
ンキ層３の粘性を規定しなければならない。

しかるに本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、１００℃
において前記粘度範囲を有するインキ層３を提供すると
きは、通常感熱ヘッドから加えられる熱に対して該イン
キ層３が軟化し（完全に溶融しない状態で）、かつ良好
な粘性を有し、きわめてすぐれた溶融転写性を有するこ
とを見出したのである。

また前記感熱発色層２は、酸と反応して発色しうる染料
前駆体と常温で固体ないし半固体の有機または無機酸と
を、適宜のバインダー剤によつて均一に分散した状態で
一体層状に固着せしめた約１０μ以下の層である。

この感熱発色層２は、サーマルヘッドから発生するジュ
ール熱によつて分散状の前記固体ないし半固体の酸が溶
融液化し、前記染料前駆体と発色反応して鮮明な印字像
を形成する。染料前駆体としては、フェノチアジン系、
フルオラン系、オーラミン系、トリフェニルメタン系、
スピロピラン系などの各種染料前駆体がいずれも好適に
用（・られる。

また前記有機または無機酸としては、たとえば安息香酸
、酒石酸、クエン酸、サリチル酸、ステアリン酸、没食
子酸、ビスフェノールＡ、ナフトエ酸、ピロリン酸、メ
タリン酸などが好適に用いられる。

なお本発明の熱記録媒体は、一般に市販されている感熱
紙の発色面と反対側の表面に、熱溶融性着色インキ層３
を設けることによつて製造してもよい。

また、ワックス類または合成樹脂類からなる浸透防止層
形成用の塗布液を予め含浸させた基材を用いて製造した
り、あるいは感熱発色層２と基材１との間に要すれば同
様の浸透防止層を設けるごとくして製造してもよい。

つぎに、前述のごとき基材１、感熱発色層２および熱溶
融性着色インキ層３からなる本発明の熱記録媒体を用い
てサーマルプリンターにより２枚複写するばあいについ
て説明する。

すなわち、第２図は印字中における本発明の熱記録媒体
とコピーシートの状態を示したもので、４は基材１、感
熱発色層２および熱溶融性着色インキ層３からなる本発
明の熱記録媒体、５はコピーシート、６はプラテン、７
は印字パターンの構成により１×７、５×７、７×９な
どのドット素子マトリクス状に発熱抵抗素子が配列され
たサーマルヘッド、８および９はサーマルヘッド７にパ
ルスを印加するための端子、１０は形成されつつある印
字像である。

熱記録媒体４は、その熱溶融着色インキ層３がコピーシ
ート５と対向するごとく重ね合されて装着されており、
熱記録媒体４の感熱発色層２はサーマルヘッド７と接し
、一方コピーシート５はプラテン６と接している。

なおコピーシート５は通常の紙である。端子８および９
から印字パターンに対応したパルスが印加されると、サ
ーマルヘッド１は印字パターンに応じたドットがジュー
ル熱を発生する。該ジュール熱は感熱発色層２に伝達し
、該感熱発色層２中に分散している固体ないし半固体の
有機または無機酸を融解し、染料前駆体を発色させて印
字パターンに応じた印字像１０を形成せしめつつ、さら
に基材１を経て熱溶融性着色インキ層３まで瞬間的に伝
達し、該インキ層３を印字パターンに応じて部分的に溶
融する。第３図はパルス印加後の状態を示すもので、１
から９までの符号は第２図の符号と同じものを表わし、
１１は完全に形成された印字像であり、１２は複写像で
ある。パルス印加がおわると、サーマルヘッド７、熱記
録媒体４およびコピーシート５は互いに分離した状態と
なり、そのときに印字パターンに応じて溶融された熱溶
融着色インキ層の部分が基材１から剥離してコピーシー
ト５の上面に転写され、印字パターンどおりの複写像１
２を形成する。

一方、感熱発色層２においては、染料前駆体と有機また
は無機酸との発色反応が終了しており、それによつて鮮
明な印字像１１を形成している。このようにしてパルス
印加が繰返され、複写が連続的に行なわれる。

なお、第２図および第３図にはコピーシート５上に本発
明の熱記録媒体４を載置して複写するばあいの使用態様
を示したが、コピーシート５が熱伝導性の良好なもので
あれば逆に熱記録媒体上にコピーシートを載置するごと
くして使用することももちろん可能である。かくして形
成された印字像１１は、きわめて鮮明であり、容易に読
み取ることができる。また形成された複写像１２は、前
述のごとく熱伝導性物質の働きによつて熱溶融性着色イ
ンキ層３の溶融転写性が向上せられており、かつ該イン
キ層３が溶融転写性の良好な１〜１５Ｖ／７７１″の薄
層であるため、コピーシート５上に容易に複写像１２を
形成することができ、かつその転写量が適量であるから
鮮明な複写像１２がえられる。

しかも熱溶融性着色インキのごとき固形着色インキを転
写してえられる複写像１２は、堅牢度が高くかつ容易に
改ざんすることができないという利点を有する。したが
つて長期間保管する必要があるばあいには、きわめて好
都合である。さらに本発明の熱記録媒体は、基材１の裏
面の平滑性や熱伝導性が良好であり、かつ感熱発色層２
中の有機または無機酸および熱溶融性着色インキ層３中
のバインダー剤および柔軟剤の溶融速度がきわめて大で
あるため、通常６ ／１０００ｓｅｃ（１３Ｗｔ／一）
程度の熱パルスで鮮明な印字像および複写像を形成する
ことができる。

したがつて本発明の熱記録媒体は、複写スピードが１秒
あたり約６０文字と速く、従来の感熱紙を２枚重ねて複
写するばあいの約２倍のスピードで、かつそのすぐれた
溶融転写性のために、きわめて容易に鮮明な印字像を複
写することができ、スピードの要求されるサーマルプリ
ンターなどの熱記録装置による複写にきわめて有用な複
写材である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる熱記録媒体の一実施態様を示す
概略拡大部分断面図、第２図および第３図はそれぞれ印
字中および印字後における本発明の熱記録媒体とコピー
シートの状態を示す概略説明図である。 （図面の主要符号）、１：基材、２：感熱発色層、３：
熱溶融性着色インキ層、４：熱記録媒体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 裏面がベツク平滑度６０〜２００００秒の基材（た
   だし、インディアン紙を除く）を用い、該基材の表面に
   感熱発色層を設けると共に、基材の裏面に熱伝導率６．
   ０×１０＾−＾４〜２．５．０×１０＾−＾４ｃａｌ／
   ｓｅｃ・ｃｍ・℃の粉体状熱伝導性物質、バインダー剤
   としての針入度１０〜３０（２５℃）の固体ロウおよび
   着色剤からなり、かつ熱伝導率が４×１０＾−＾４〜１
   ５×１０＾−＾４ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃、粘度（１
   ００℃、Ｂ型粘度計）が２０〜２００ｃＰである熱溶融
   性着色インキ層を設けてなる熱記録媒体。 ２ 感熱発色層が染料前駆体と固体ないし半固体の酸と
   を分散させた状態でバインダー剤により一体層状に形成
   してなる厚さが約１０μ以下の層である特許請求の範囲
   第１項記載の熱記録媒体。 ３ 熱溶融性着色インキ層が粉体状熱伝導性物質、着色
   剤、バインダー剤、柔軟剤からなる厚さが約１〜１５ｇ
   ／ｍ＾２の層である特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の熱記録媒体。 ４ 熱溶融性着色インキ層総量１００重量部に対して、
   熱伝導性物質約２〜３０重量部、着色剤約５〜２５重量
   部、バインダー剤約５〜８５重量部、柔軟剤約５〜３５
   重量部である特許請求の範囲第３項記載の熱記録媒体。 ５ 基材の裏面がベツク平滑度２００〜１６０００秒で
   ある特許請求の範囲第１項記載の熱記録媒体。 ６ 基材が厚さ２０〜６０μで、密度０．７５〜１．３
   ｇ／ｃｍ＾３の紙である特許請求の範囲第１項記載の熱
   記録媒体。