JPH07304265A - 可逆的感熱記録方法 - Google Patents

可逆的感熱記録方法

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JPH07304265A
JPH07304265A JP12441494A JP12441494A JPH07304265A JP H07304265 A JPH07304265 A JP H07304265A JP 12441494 A JP12441494 A JP 12441494A JP 12441494 A JP12441494 A JP 12441494A JP H07304265 A JPH07304265 A JP H07304265A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 透明状態と不透明状態のコントラストが高
く、透明状態を形成するときも不透明状態を形成するお
きも加熱温度の幅が広く、温度制御が容易であり、しか
も耐久性の高い記録が可能な可逆的感熱記録方法を提供
する。 【構成】 室温より高いガラス転移温度を持つ高分子液
晶中に有機低分子化合物を分散させた記録層を有する記
録媒体を用い、これに画像状または全面を高分子液晶の
ガラス転移温度T1以上に加熱した後急冷することによ
り相対的に透明状態として画像を記録し又は消去し、画
像状または全面を有機低分子化合物の融点T2以上に加
熱した後除冷することにより相対的に不透明状態として
画像を消去または記録することを特徴とする可逆的感熱
記録方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は可逆的感熱記録方法に関
し、詳しくは、温度による感熱層(記録層)の可逆的な
透明度変化を利用して記録の形成および消去を行う可逆
的感熱記録方法に関する。
【0002】
【従来の技術】可逆的感熱記録方式については、多くの
記録媒体および記録方法が提案されている。たとえばそ
の代表的なものとして高分子母材中に脂肪酸などの有機
低分子化合物を微粒子状に分散した感熱層を有する可逆
的感熱記録媒体が知られている(たとえば特開昭54−
119377号、同55−154198号公報など)。
この種の記録媒体による記録の形成および消去は温度に
よる感熱層の透明度変化を利用するものである。そし
て、これらの記録媒体は、はじめは透明状態と不透明状
態(白濁)のコントラストは大きいが、不透明状態から
透明状態にするときの加熱温度範囲が狭く、実用的には
温度制御が難しいという問題があった。
【0003】また、同じように透明性の変化を利用する
記録媒体として高分子液晶化合物を用いるものが知られ
ている(たとえば特開昭62−112295号、同62
−66990号、同63−191673号公報など)。
これらの記録媒体は、高分子液晶化合物の等方相温度か
ら徐冷することによって得られる不透明状態(白濁)
と、等方相温度から急冷することによって得られる透明
状態とを利用し、記録の形成及び消去を行うものであ
る。この記録媒体は、前記の高分子母材と有機低分子化
合物とを用いる記録媒体に比べ、透明化および不透明化
の温度範囲が広いという利点はあるが、得られる透明・
不透明のコントラストが十分ではないという問題点があ
った。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような従来の記録媒体および記録方法がもつ問題を解
決し、透明状態と不透明状態のコントラストが高く、透
明状態を形成するときも不透明状態を形成するときも加
熱温度の幅が広く、温度制御が容易であり、しかも耐久
性の高い記録が可能な可逆的感熱記録方法を提供するも
のである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の可逆的感熱記録
方法は、室温より高いガラス転移温度をもつ高分子液晶
中に有機低分子化合物を分散させた記録層を有する記録
媒体を用い、これに画像状または全面を高分子液晶のガ
ラス転移温度以上に加熱した後急冷することにより相対
的に透明状態として画像を記録し又は消去し、画像状ま
たは全面を有機低分子化合物の融点以上に加熱した後徐
冷することにより相対的に不透明状態として画像を消去
または記録することを特徴としている。本発明の方法に
おいては、有機低分子化合物の融点が高分子液晶の液
晶温度範囲内にあること、高分子液晶がポリシロキサ
ン主鎖構造を有する側鎖型高分子液晶であること、及び
/又は、記録媒体に対し画像状または全面を高分子液
晶のガラス転移温度以上に加熱し、その状態からの降温
速度を変化させることにより、多段階の透明度を得るこ
とができる。
【0006】本発明者らは、高分子母材中に有機低分子
化合物が分散された記録媒体の透明度の変化のメカニズ
ムを明らかにし、この可逆変化における高分子母材の機
能を考慮した結果、母材に高分子液晶材料を用いること
により、上記の問題が解決できしかも高分子液晶を単独
で用いたときより大きなコントラストが得られることを
見出した。本発明はこれらの知見に基づいてなされたも
のである。
【0007】以下に本発明を添付の図面を参照しながら
さらに詳細に説明する。図1は、本発明の記録方法で用
いられる記録媒体の可逆的な透明度の変化を示すもので
ある。ここで高分子液晶のガラス転移温度をT1、液晶
の等方相転移温度をT3とし、低分子化合物の融点をT2
とする。まず室温で不透明状態(白濁)Aにある記録媒
体を昇温していくと高分子液晶のガラス転移温度T1付
近で透過率が上昇しほぼ透明な状態となり(B)、さら
に昇温して低分子化合物の融点T2付近でもっとも透明
な状態となり(C)、T2を越えると透過率は急激に減
少して不透明状態になる。さらに昇温していくと高分子
液晶が等方性になる温度T3付近では透過率が再び上昇
する。透過率の高いCから急冷すると透明状態Fとな
る。透過率が低下しているDあるいはEから急冷しても
透明状態Fが得られる。またBから急冷した場合もほぼ
透明な状態となる。このようにこの記録媒体では、急冷
により透明状態が得られる温度幅が広い。一方、徐冷し
た場合には、T2以上の各温度とも不透明状態に戻る。
【0008】本発明に用いる記録媒体では、高分子液晶
のガラス転移温度T1が室温より高く、しかもその液晶
温度範囲すなわちT1〜T3の中に低分子化合物の融点が
存在していることが好ましい。高分子液晶が室温で液晶
状態である場合には、昇温すると低分子化合物の融点付
近以上では透明状態となるが、ここから急冷しても透明
状態は維持できず透過率が低下してしまう。液晶温度範
囲が低分子化合物の融点より高い温度にある場合には、
不透明状態から昇温してもわずかに透過率が上がる程度
であり、従って、どの温度から降温しても透明状態は得
られない。
【0009】このように本発明の可逆感熱記録方法は、
高分子液晶のガラス転移温度T1以上好ましくは低分子
化合物の融点T2以上の温度から急冷したとき透明状態
が得られ、低分子化合物の融点T2以上の温度から徐冷
したとき不透明状態が得られることを利用して、記録の
形成または消去を行うものである。ここで急冷あるいは
徐冷の具体的な冷却速度は、用いる高分子液晶の種類に
よって大きく変化するので一概に決めることはできな
い。毎秒100℃以上で急冷それ以下で徐冷となる場合
もあるし、毎秒10℃以上と以下の場合もある。また冷
却速度に対して得られる透明度あるいは白濁度は、連続
的に変化するので急冷とし徐冷の条件が必ずしもひとつ
に限定されるというものではない。相対的に透明または
白濁状態が形成できれば画像形成が可能であるので、用
途に応じて条件を選択すればよい。
【0010】本発明に用いる記録媒体では、得られる透
明度がガラス転移温度T1以上からの冷却速度に依存し
て連続的に変化するという特徴をもっている。したがっ
て、冷却速度を変えることにより透明度が連続的に変化
した画像も形成できるし、多段階の透明度をもつ画像も
形成できる。
【0011】本発明において用いられる高分子液晶材料
には下記のような公知のものが利用できる。これらには
メソゲン基を主鎖に持つものと側鎖に持つものがある。
【0012】i)主鎖型液晶高分子 下記構造を有するポリエステル、ポリエステルアミド、
ポリカーボネート、ポリエーテル等の単独重合体または
共重合体:
【化1】
【0013】ii)側鎖型液晶高分子 下記構造を有するビニル系高分子、シロキサン系高分子
等の単独重合体または共重合体: (以下余白)
【化2】
【0014】本発明では、特にポリシロキサン主鎖構造
を有する側鎖型高分子液晶を用いるのが好ましい。この
ポリシロキサン系側鎖型液晶高分子は、シロキサン結合
の高分子主鎖に対してメソゲン基を付加したものであ
る。
【化3】
【0015】このポリシロキサン系側鎖型液晶高分子の
具体的化合物の幾つかをあげれば次のようなものであ
る。
【表1】
【表2】
【0016】また、本発明に用いられる有機低分子化合
物は、融点が30〜200℃の化合物が使用でき、特に
50〜150℃に融点を持つ化合物が好ましい。これら
の有機低分子化合物の選択は共に用いる高分子液晶の液
晶温度範囲との関係から行なわれる。このような有機低
分子化合物としては炭素数が10以上の長鎖化合物が好
適である。
【0017】このような有機低分子物質の例としては、
アルカノール;アルカンジオール;ハロゲンアルカノー
ルまたはハロゲンアルカンジオール;アルキルアミン;
アルカン;アルケン;アルキン;ハロゲンアルカン;ハ
ロゲンアルケン;ハロゲンアルキン;シクロアルカン;
シクロアルケン;シクロアルキン;飽和または不飽和モ
ノまたはジカルボン酸またはこれらのエステル、アミド
またはアンモニウム塩;飽和または不飽和ハロゲン脂肪
酸またはこれらのエステル、アミドまたはアンモニウム
塩;アリルカルボン酸またはそれらのエステル、アミド
またはアンモニウム塩;ハロゲンアリルカルボン酸また
はそれらのエステル、アミドまたはアンモニウム塩;チ
オアルコール;チオカルボン酸またはそれらのエステ
ル、アミンまたはアンモニウム塩;チオアルコールのカ
ルボン酸エステル等が挙げられる。これらは単独で又は
2種以上混合して使用される。これらの化合物の炭素数
は10〜60、好ましくは10〜38、特に10〜30
が好ましい。エステル中のアルコール基部分は飽和して
いても飽和していなくてもよく、またハロゲン置換され
ていてもよい。いずれにしても有機低分子物質は分子中
に酸素、窒素、硫黄及びハロゲンの少くとも1種、例え
ば−OH、−COOH、−CONH−、−COOR、−
NH−、−NH2、−S−、−S−S−、−O−、ハロ
ゲン等を含む化合物であることが好ましい。
【0018】更に具体的には、これら化合物にはミリス
チン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸、ベヘン酸、ノナデカン酸、アラギン酸、リグノセリ
ン酸、モンタン酸、メリシン酸等の高級脂肪酸;ステア
リン酸メチル、ステアリン酸テトラデシル、ステアリン
酸オクタデシル、ラウリン酸オクタデシル、パルミチン
酸テトラデシル、ベヘン酸ドデシル等の高級脂肪酸のエ
ステル;
【表3】 等のエーテル又はチオエーテル等がある。
【0019】なお、記録層を形成する高分子液晶材料と
有機低分子化合物との割合は、重量比で0.5〜20:
1程度で特に1〜10:1が好ましい。高分子液晶材料
がこれ以下では、有機低分子化合物を粒子状に保持した
膜の形成が困難になり、また有機低分子化合物の量が少
ないと高分子液晶材料単独の場合のコントラストと同程
度になり、有機低分子化合物を用いた効果が十分に現わ
れない。本発明では、高分子母材として高分子液晶を用
いることを特徴とするが、成膜性や膜の機械的強度を向
上させるため、例えばポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニ
ル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、
ポロビニルブチラール、ポリウレタン、ポリアミドなど
他の高分子化合物を添加することができる。
【0020】本発明に用いる記録媒体を作るには、高分
子液晶化合物と有機低分子化合物とを適当な有機溶剤
(テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、ジオキサ
ン、ジメチルホルムアミド、1,2−ジクロルエタンな
ど)に溶解または分散した液をプラスチックフィルム、
ガラス板などの支持体上に塗布し乾燥すればよい。感熱
記録層の厚さは2〜30μm好ましくは5〜20μmく
らいであり、30μmより厚いと熱感度が低下し、逆
に、2μmより薄いと十分な不透明状態が得られない。
また、記録材料の機械的強度を向上させるため、感熱記
録層の上に保護層を設けることもできる。
【0021】保護層(厚さ0.1〜5μm)の材料とし
ては、シリコーン系ゴム、シリコーン樹脂(特開昭63
−221087号に記載)、ポリシロキサングラフトポ
リマー(特願昭62−52550号明細書に記載)や紫
外線硬化樹脂又は電子線硬化樹脂(特願昭63−310
600号明細書に記載)等が挙げられる。保護層形成液
の調製には溶剤を用いるが、その溶剤は、記録層を溶解
しにくいほうが望ましい。そのような溶剤としてはn−
ヘキサン、メチルアルコール、エチルアルコール、イソ
プロピルアルコール等が挙げられ、特にアルコール系の
溶剤がコスト面から望ましい。
【0022】更にまた、保護層形成液の溶剤から記録層
を保護するために、保護層と記録層との間に中間層を設
けることができる。中間層の材料としては下記のような
熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が使用可能である。即ち、
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
等が挙げられる。中間層の厚さは0.1〜5μmくらい
が好ましい。
【0023】本発明の記録材料を用いて、画像の形成お
よび画像の消去を行なうには画像状または全面を所定温
度に加熱できる装置を用いればよい。具体的には、たと
えばサーマルヘッド、レーザー光、ヒートローラー、ホ
ットプレート、オーブンなどが用いられる。画像状に熱
を加えるにはサーマルヘッドやレーザー光の照射で行な
うのが好ましい。これらは特にそのままで急冷条件とな
るので透明状態を得るのに適している。徐冷および冷却
速度のコントロールは、熱の印加時間や雰囲気温度の調
節を行なうことにより達成できる。
【0024】
【実施例】次に実施例をあげて本発明をさらに具体的に
説明する。なお、ここでの部は重量基準である。
【0025】実施例1 下記構造式(I)で表わされる高分子液晶(液晶温度域
74〜102℃)3部とベヘン酸融点(80℃)1部と
をテトラヒドロフラン12部に溶解した液を、厚さ約7
5μmのポリエステルフィルム上に塗布し、直ちに温度
110℃のオーブンで5分間乾燥して記録材料を作っ
た。記録層の厚さは約15μmであった。
【化4】このように形成された記録層の初期状態は、不
透明(白濁)状態であり、透過率を測定すると10%で
あった。
【0026】この記録材料について表4に示す温度に一
時的に加熱し、冷却し、得られる状態とそのときの透過
率を測定した。その結果も併せて表4に示す。表4の
(1)、(2)の加熱冷却条件の結果より、ベヘン酸の融点
より高い温度域、あるいは、さらに高温の高分子液晶が
等方相となる領域から急冷したとき高い透明性が得ら
れ、また(3)の高分子液晶が液晶相にあり、ベヘン酸の
融点より低い温度域から降温したときもほぼ透明な状態
が得られることがわかる。一方、(4)、(5)、(6)から
液晶相となる温度以上のどの領域から徐冷しても透過率
が低く十分な不透明(白濁)状態が得られることがわか
る。また、急冷と徐冷の中間的な冷却条件となる(7)、
(8)では、透過率も急冷時と徐冷時の間の透過率とな
り、冷却の速度により透明性が連続的に変化することが
わかる。更に、この記録材料は、加熱・急冷と加熱・徐
冷の繰り返しにより、透明状態と不透明状態を交互にと
り、これにより可逆的な画像形成が可能であることを確
認した。 (以下余白)
【0027】
【表4】 (*1) 急冷 100℃/秒程度 (*2) 徐冷 20℃/分程度
【0028】比較例1 実施例1における高分子液晶化合物(I)の代わりに下
記構造式(II)で表わされる高分子液晶化合物を用いた
以外は、実施例1と同様にして記録材料を形成した。こ
の高分子液晶化合物(II)は液晶温度域が144〜17
8℃であり、ベヘン酸の融点は、この温度領域にはな
い。初期状態は白濁不透明状態であった。実施例1と同
様にベヘン酸の融点以上の90℃および液晶温度域の1
55℃に加熱し急冷したが、この記録材料は加熱状態に
おいても透明化されず、急冷後も初期状態と同様の白濁
不透明状態であった。
【化5】
【0029】比較例2 実施例1における高分子液晶化合物(I)の代わりに下
記構造式(III)で表わされる高分子液晶化合物を用い
た以外は、実施例1と同様にして記録材料を形成した。
この高分子液晶化合物(III)は液晶温度域が室温〜1
15℃である。記録材料の初期状態は、やはり白濁不透
明状態であった。実施例1と同様にベヘン酸の融点以上
の90℃および等方相となる120℃に加熱し急冷した
ところ、どちらも加熱状態では透明化するが、急冷して
もその状態は維持されず、ほとんど白濁不透明状態にな
った。初期状態の透過率は6%であるのに対し、急冷後
は15%であった。
【化6】
【0030】比較例3 実施例1において高分子液晶化合物(I)だけを用いベ
ヘン酸を加えず、それ以外は実施例1と同様にして記録
材料を作った。実施例1のように各温度に加熱し同条件
で急冷および徐冷した。急冷した場合には、実施例1と
同様に透明状態が得られたが、徐冷したときの不透明性
は十分ではなく、その透過率は38%と高かった。この
結果から高分子液晶単独でも急冷と徐冷で透明性の変化
は起きるが、本発明で用いられる記録材料に比べコント
ラストが低いことがわかる。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、光透過性のコントラス
トの大きな画像の形成および消去が従来より容易な温度
制御のもとで実現できる。また、冷却速度をコントロー
ルすれば、多段階の透明度を持つ画像が形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の記録方法における温度に対する記録媒
体の透明度の変化を説明するための図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 室温より高いガラス転移温度を持つ高分
    子液晶中に有機低分子化合物を分散させた記録層を有す
    る記録媒体を用い、これに画像状または全面を高分子液
    晶のガラス転移温度以上に加熱した後急冷することによ
    り相対的に透明状態として画像を記録し又は消去し、画
    像状または全面を有機低分子化合物の融点以上に加熱し
    た後徐冷することにより相対的に不透明状態として画像
    を消去または記録することを特徴とする可逆的感熱記録
    方法。
  2. 【請求項2】 前記の記録媒体を形成する有機低分子化
    合物の融点が高分子液晶の液晶温度範囲内にある請求項
    1記載の可逆的感熱記録方法。
  3. 【請求項3】 前記の記録媒体を形成する高分子液晶が
    ポリシロキサン主鎖構造を有する側鎖型高分子液晶であ
    る請求項1記載の可逆的感熱記録方法。
  4. 【請求項4】 前記の記録媒体に対し画像状または全面
    を高分子液晶のガラス転移温度以上に加熱し、その状態
    からの降温速度を変化させることにより、多段階の透明
    度を得る請求項1記載の可逆的感熱記録方法。
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JP2008546140A (ja) * 2005-05-27 2008-12-18 ブサン ナショナル ユニヴァーシティー インダストリー−ユニヴァーシティー コーポレーション ファウンデーション 液晶物質を含む固体電解質およびこれを用いた染料感応型太陽電池素子

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