热敏纸是一种特殊的涂布加工纸，其外观与普通白纸相似，热敏纸表层光滑，是由普通纸张作为纸基，上面涂布一层热敏发色层，都涂在普通纸张表面的一面。发色层是由胶粘剂、显色剂、无色染料(或称隐色染料)组成，没有加热时通过微胶囊予以隔开，化学反应处于“潜伏”状态。
当热敏纸遇到发热的打印头时，打印头所打印之处的显色剂与无色染料即发生化学反应而变色，形成图文。 经实验显示热敏纸被置于70度以上环境时，热敏涂层开始变色。其变色的原因还要从它的成份谈起。 热敏纸涂层中的热敏成份主要是两种：一种是无色染料或称隐色染料；另外一种是显色剂。
这类热敏纸也被称为双组分化学型热敏记录纸。常用作无色染料的主要是：三苯甲烷基苯酞体系的结晶紫内酯(CVL）、荧烷体系、无色苯酰亚甲基蓝(BLMB)或螺吡喃体系等物质。常用作显色剂的主要是：对位羟基苯甲酸及其酯类(PHBB、PHB)、水杨酸、2,4-二羟基苯甲酸或芳族砜等物质。
热敏纸遇热后无色染料与显色剂发生化学反应产生颜色，于是使用热敏纸在传真机上接收信号打印或直接用热敏打印机打印时，图文就显示出来了。由于用作无色染料的品种有许多种，所以显现的字迹颜色就有不同，有蓝色、紫红色、黑色等。 热敏纸上传真或打印生成的字迹不稳定会自然退色，其原因是热敏纸的显色反应是可逆的，有色产物会不同程度地自行分解，字迹颜色会慢慢退色越来越浅淡，直至自然退色到字迹完全消失在白纸之中。
因此放置时间长、光照时间长，受热时间长以及在较高的环境温度下、环境潮湿、接触胶纸等外界条件的作用下，还会加速颜色产物的分解，使图文退色加快。当然退色的快慢还与热敏纸的本身热敏材料有关。
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