안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
영수증이나 은행 대기표로 쓰이는 감열지가 잉크나 리본 없이 열만으로 글씨를 나타내는 원리는 감열층에 포함된 화학 물질들의 열 유도 산-염기 반응과 분자 구조 변화에 있습니다. 감열지 표면에는 눈에 보이지 않는 미세한 화학 입자들이 바인더와 함께 균일하게 도포되어 있습니다. 가열시 발색되는 과정에 대해 설명해 드릴게요.
감열 프린터의 헤드에 있는 미세한 발열 소자가 인쇄할 부분에 순간적으로 높은 열을 가해지고, 가열된 부위의 증감제가 융점에 도달하면서 순간적으로 액체 상태로 녹아 내립니다. 녹아진 증감제 속에서 고체 상태였던 류코 염료와 현색제가 액화되어 분자 수준으로 섞이게 되는데, 이때 산성인 현색제가 류코 염료 분자에게 수소 이온을 줍니다.
수소 이온을 받은 류코 염료는 닫혀 있던 라크톤 고리가 열리면서 전자 구름이 넓게 연결되는 공액 구조로 전환됩니다. 이 구조 변화로 인해 분자가 가시광선을 강하게 흡수하게 되면서 투명하던 입자가 검은색으로 급격히 변합니다. 프린터 헤드가 지나간 뒤 열이 식으면, 결합된 염료와 현색제 혼합물이 착색된 화학 구조 그대로 다시 빠르게 고체로 굳어 종이 표면에 영구적인 글씨나 바코드 형태로 남게 됩니다.