我们都知道热敏纸使用时间长了会变色，而引起变色的原因就是热敏纸里面的变色层。下面我们就来揭秘一下热敏纸变色层里面的奥秘。热敏纸变色层由以下几种原料组成。
一、无色染料
无色染料通常是具有内酯环或杂环结构的有机分子构成。理想的热敏纸变色层无色染料本身应为无色或近乎白色，在常温下稳定，不会被空气氧化，光照不变色，不溶于水，同时又能与显色剂快速反应产生高浓度有色染料。在此介绍3类常用的热敏纸变色层无色染料。
1.苯酞类
这类热敏纸变色层无色染料中，使用最早的就是染料CVL（PH-1）。它发色时呈现鲜艳的钴蓝色，优点是显色反应快、颜色深、不升华。尽管它具有显色后耐光性较差等缺点，但因价格便宜而得到广泛使用。为改善热敏纸材料的性能，人们将CVL与其他物质调配使用，这已经成为一个研究热点。
2.吩噻嗪和吩噁嗪类
这两类化合物属于杂环分子。其中，使用最多的是吩噻嗪类染料苯甲酰亚甲蓝BLMB。它的特点是发色缓慢，但一旦发色就不容易退色。如果将BLMB与CVL混合使用，利用BLMB不易退色的特性来弥补CVL易退色的缺点，可以得到性能更好的热敏纸。染料分子为吩噁嗪化合物。这两类化合物与显色剂作用时，酰胺键断裂后形成有色染料。
3.荧烷类
荧烷类是当今世界热敏纸染料的开发主流，最有发展前途。它能呈现黄、橙、红、绿、黑等颜色，以显黑色的荧烷染料最为常见。如果将荧烷类化合物混合使用，可以调制出不同的颜色来。例如，将发绿色的F-4与发红色的F-3混合使用，可获得稳定的黑色。
二、显色剂
显色剂通常是起质子给予体作用，一般为有机固体酸性物质，常使用酚类化合物。显色剂最好本身为无色或近乎白色，熔点低，不溶于水，并可与无色染料迅速反应。双酚A（BPA）是一种常用的显色剂，它的缺点是熔点高（156~158℃），发色感光度较低，需配合使用增感剂。目前已开发出熔点低、感光度高的显色剂，例如对羟基苯甲酸苄酯。
此外，通常还需要在热敏纸变色层中加入一些助剂，以改进热敏纸性能。例如，加入填料以提高纸张的不透明度，提高成像与底色的反差；加入粘合剂使涂料具有良好的表面强度和印刷性能，同时在染料和显色剂之间形成胶体保护膜，使两者隔离以防过早发生反应；加入敏化剂来降低显色剂熔点，进而达到控制热敏纸涂料反应速度的效果。
