JPH0381377A - 熱定着性インク及びパターンシート並びに焼成パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、低温ないし短時間定着性、耐熱性、耐擦過性
に優れる熱定着性インクとそのインクシート、及び当該
インクを用いたパターンシートとその製造方法、並びに
焼成パターン形成方法に関する。

発明の背景 記録装置の小型化や維持管理の容易性、低騒音性などの
利点に着目されて、熱転写記録方式がワ−ドブロセッサ
等のＯＡ分野や、バーコードプリンタ等のＦＡ分野ない
しＰＯＳシステム等へと普及するのに伴い、それに用い
る熱定着性インクに新たな性能が要求されている。高温
保存のための耐熱性の要求、長期保存のための耐擦過性
の要求などはその例である。耐熱性に優れる熱定着性イ
ンクは、例えばバーコード等を付与した識別ラベルの場
合、ガラスないし焼成セラミックや金属などからなる熱
処理を受ける製品や半製品ないし部品等への適用が可能
となり、多品種少量生産体制下でのそれら製品等の管理
を容易にする。

従来の技術及び課題 従来、熱定着性インクとしては、カーボン等の顔料と熱
溶融性バインダとの混合物からなるものが知られていた
。しかしながら、ががる熱定着性インクを用いてパター
ンを付与した被着体を高温（約３００℃以上）で処理す
ると、パターンが焼失したり、変質したりして実用に供
しつる焼成パターンが得られない問題点があった。

ガラス粉末を併用して焼成によりパターンが定着するよ
うにした熱定着性インクも知られているが、定着処理に
長時間を要する問題点、あるいは被着体に付与したパタ
ーンが外部衝撃等で簡単に損傷したり、その周辺を汚染
するなど耐擦過性に乏しい問題点があった。

課題を解決するための手段 本発明は、低融点金属粉末と耐熱性顔料を用いて上記の
課題を克服したものである。

すなわち本発明は、融点６００℃以下の低融点金属粉末
と、耐熱性顔料と、熱溶融性バインダからなることを特
徴とする熱定着性インク、並びにかかる熱定着性インク
を支持基材に保持させてなることを特徴とするインクシ
ート、及びそのインクシートをケースに収容してなるこ
とを特徴とするインクリボンカートリッジの提供を目的
とする。

また本発明は、当該熱定着性インクからなるパターンを
、受容シートにおける熱溶融性のインク受容層の上に設
けてなることを特徴とするパターンシート、及び前記し
たインクシートを用いて熱転写プリンタを介しインク受
容層の上にパターンを形成定着させることを特徴とする
当該パターンシートの製造方法の提供も目的とする。

さらに本発明は、受容シートを用いてなるパターンシー
トを被着体に接着し、そのパターンシートを加熱処理し
て被着体に焼成パターンを設けるこを特徴とする焼成パ
ターン形成方法、及び被着体に接着した受容シートのイ
ンク受容層の上に、当該熱定着性インクからなるパター
ンを設けて加熱処理し、被着体に焼成パターンを設ける
こを特徴とする焼成パターン形成方法の提供も目的とす
る。

作用 低融点金属粉末を併用することにより、耐熱性顔料に基
づく優れた耐熱性、耐擦過性を損なうことなく、低温定
着性、ないし短時間定着性に優れる熱定着性インクとす
ることができる。また受容シートのインク受容層の上に
熱定着性インクのパターンを設けてこれを加熱処理して
も、そのパターンが良好な状態で温存する焼成パターン
を得ることができる。その場合、受容シートがセラミッ
ク系シートからなる場合には、焼成体からなるパターン
付シートとすることができる。

発明の構成要素の例示 本発明の熱定着性インクは、低融点金属粉末と耐熱性顔
料と熱溶融性バインダを成分とする。

低融点金属粉末としては、融点が６００℃以下、就中１
００〜６００℃のものが用いられる。一般には亜鉛、ス
ズ、鉛、カドミウム、ビスマスなどからなる金属の単体
物や、かかる金属を２種以上含む合金などが用いられる
。粉末の形状、粒径について特に限定はないが、インク
シートの形成性等の点からは平均粒径１０ｍ以下、就中
１〜５μｍのものが好ましい。

耐熱性顔料としては、コバルト、クロム、鉄、銅、亜鉛
、マグネシウム、スズ、マンガン、アルミニウム、ニッ
ケル、チタンなどの金属の少なくとも１種を含む無機化
合物や、耐熱性カーボンなどがあげられる。無機化合物
の具体例としては、ＣｕＣｒ２Ｏ４，２（Ｃｏ、Ｍｇ）
Ｏ−８ｎ０２　、Ｃｏｏ　・Ａ１２０３　、Ｆｅ２０ｗ
１　、Ｃｏ（ＡｉＣｒ）２０４　、ＭｎＰＯ９、Ｃｏ０
−ＺｎＯなどがあげられる。

熱溶融性バインダとしてはワックスが用いられる。その
種類につき特に限定はない。好ましく用いうるワックス
の例としては、パラフィンワックス、マイクロワックス
、ポリエチレンワックスの如きパラフィン系ワックス類
、蜜ろう、カルナウバワックス、木ろうの如き天然ワッ
クス類、ステアリルアルコール、パルミチルアルコール
の如き高級アルコール系ワックス類、ステアロアミド、
オレオアミド、パルミチロアミドの如き高級アミド系ワ
ックス類、ヘキストワックス、ブチルステアレート、エ
チルパルミテート、ミリスチルステアレートの如きエス
テル系ワックス類、ステアリン酸、パルミチン酸、ベヘ
ニン酸、ミリスチン酸、カプリン酸、ラウリン酸、１．
２０−エイコサンニ酸の如き高級脂肪酸からなる酸ワツ
クス類、ソルビタン誘導体類などがあげられる。

熱溶融性バインダとしてポリマを併用してもよい。親水
性ポリマ、疎水性ポリマのいずれも用いることができ、
環球法に基づく軟化点が４０〜２００℃のポリマが好ま
しく用いられる。親水性ポリマの例としては、ゼラチン
、その誘導体、セルロース誘導体、カゼイン等の蛋白質
やデンプン等の多糖類の如き天然物ないしその誘導体、
ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アクリ
ルアミド重合体の如き水溶性ポリマ、ビニル系ラテック
ス、ウレタン系ラテックスの如きポリマーラテックスな
どがあげられる。好ましく用いつる疎水性ポリマの例と
しては、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール
、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、エチル
セルロース、セルロースアセテート、ポリスチレン、ポ
リ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、
塩化ビニル・酢酸ビニルコポリマ、エチレン・酢酸ビニ
ルコポリマ、塩化ビニル・酢酸ビニル・マレイン酸ター
ポリマ、エステルガムの如きロジン誘導体などがあげら
れる。その他種々のポリマも用いうる（米国特許第３０
６２６７４号明細書、同第３１４２５８６号明細書、同
第３１４３３８８号明細書、同第３２２０８４４号明細
書、同第３２８７２８９号明細書、同第３４１１９１１
号明細書など〉。

熱定着性インクにおける低融点金属粉末、耐熱性顔料、
ワックス、ポリマの組成比は適宜に決定してよい。一般
には耐熱性顔料１００重量部あたり低融点金属粉末５０
〜５００重量部、好ましくは２００〜４００奮量部、ワ
ックス１０〜５００重量部、好ましくは３０〜４００重
量部、ポリマＯ〜５００重量部、好ましくは１〜４００
重量部、就中５〜３００重量部が用いられる。熱定着性
インクはこれらを適宜に混合して調製される。

なお、熱定着性インクには柔軟剤等の適宜な添加剤を加
えてもよい。柔軟剤としては通常、ひまし油、アマニ油
、オリーブ油の如き植物油、鯨油の如き動物油、その他
鉱油などが用いられる。

本発明のインクシートは、熱定着性インクを支持基材に
塗布するなり、含浸させるなどして保持させたものであ
る。支持基材としては例えば、普通紙、コンデンサー紙
、ラミネート紙、コート紙の如き紙類、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリイ
ミドの如き樹脂からなるフィルムないし紙・フィルム複
合体、アルミニウム箔の如き金属シート、ポリアミド、
ポリイミド、ポリエステル等の繊維からなる布などがあ
げられる。

熱転写プリンタに適用するためのインクシートにあって
は、耐熱性、寸法安定性、表面平滑性に優れる支持基材
を用いることが望ましい。サーマルプリンターヘッド等
の熱源の加熱温度で軟質化ないし可塑化せず、支持体と
しての強靭性を保持する耐熱性ないし寸法安定性を有し
、熱定着性インクの転写を阻害しない表面平滑性を有す
る支持基材が好ましく用いうる。表面平滑度としては、
転写率や画像の再現制度の点より、ＪＩＳ　Ｐ　　８１
１９に基づくベック試験機による平滑度が１００秒以上
、就中３００秒以上のものが好ましい。支持基材の厚さ
は通常、熱伝導性の点より約６０μｍ以下、就中２〜２
Ｏｎが適当である。

熱定着性インクを支持基材に保持させる方式について特
に限定はなく、いずれの公知方式も適用することができ
る。その例としては、熱定着性インクを適宜な溶媒に溶
解ないし分散させた液を支持基材に塗布する方式などが
あげられる。その際、溶媒としては例えばトルエン、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチ
ル、酢酸ブチル、メタノール、エタノール、イソプロパ
ツール、ソルベントナフサ、ヘキサン、ヘプタンなど適
宜なものを用いてよい。塗布は、リバースロールコータ
、押出コータ、グラビアコータ、ワイヤバーなと適宜な
塗布機を用いて行ってよい。熱定着性インクを塗布層と
して支持基材に設ける場合、その厚さは１５ｎ以下、就
中２〜ＩＯｐｍが適当である。なお、熱定着性インクの
塗布層を設けない支持基材面は任意に構成してよく、適
宜に利用してよい。

インクシートはそのまま実用に供してもよい。

また、適当な幅に裁断して熱転写リボン、押印転写リボ
ン、押印印字リボン等のリボン形態とし、これをケース
に収容してインクリボンカートリッジにするなどして、
各種のプリンタなどに適用できる形態として実用に供し
てもよい。

本発明の熱定着性インクないしそのインクシートは紙、
プラスチック、金属、セラミック等の種々の材質からな
る被着体に適用することができる。

熱転写プリンタ等の加熱媒体を介し被着体に印字ないし
パターンを付与した場合にはそのままインクを定着させ
ることができる。転写紙に形成したパターンを被着体に
転写したときなど、加熱媒体を介すことなくパターンを
付与した場合には、熱ロールで押圧するなど適宜な加熱
処理を施すことにより、インクを定着させることができ
る。インクを定着させるための加熱処理は被着体に対し
て行ってもよい。なおインクを定着させるための加熱処
理は、熱定着性インクにおける低融点金属粉末の種類等
に応じて適宜な温度で行ってよい。好ましくは低融点金
属粉末の融点よりも１０〜１００℃高い加熱温度である
。

本発明のパターンシートは、受容シートのインク受容層
の上に熱定着性インクからなるパターンを設けたもので
ある。

受容シートとしては、無機粉末と樹脂の混合物からなり
インクの定着ベースとなる熱溶融性のインク受容層を耐
熱性フィルムからなる基材に設けたものや、ガラス粉末
ないしセラミック粉末を含有する熱溶融性のセラミック
系シートなどがあげられる。なお識別ラベルとして利用
する場合などのように、熱定着性インクとインク受容層
の加熱処理体との間に良好なコントラストや色調の変化
が望まれるときには、インク受容層に顔料や充填剤を添
加して適当な色調に着色化することが好ましい。

受容シートのインク受容層に設けるパターンは、バーコ
ードパターンや文字、陶磁器用等の絵柄パターンなど任
意である。また、パターンの形成方法も任意である。熱
定着性インクそのもの、ないしそのインク液の場合、手
書き方式、パターン形成マスクを介しての塗布方式など
適宜な方式でパターンを形成することができる。インク
シートの場合には、上記したようにＸＹプロッタ、ワイ
ヤートッド型や熱転写型ないしインパクト型などの適宜
なプリンタを用いてパターンを形成することができる。

プリンタによる場合には、印字パターン、バーコードパ
ターン、転写パターン、絵付はパターンなどの適宜なパ
ターンを能率的に、かつ精度よく形成することができる
。

受容シートを用いたパターンシートの好ましい製造方法
は、熱転写式のインクシートとプリンタを介してパター
ンを形成しつつ定着させる方法である。この方法は、パ
ターンシートの製造効率に優れるほか、形成されたパタ
ーンシートを被着体に接着する場合等における取り扱い
性に優れるなどの利点を有する。また、パターンシート
を加熱処理してなるパターン付シートにおける焼成パタ
ーンが耐擦過性に優れる利点もある。

被着体にパターンを形成する方法としては、受容シート
を用いてなるパターンシートを被着体に接着して加熱処
理する方法、あるいは被着体に受容シートを接着したの
ち、そのインク受容層に熱定着性インクのパターンを付
与して加熱処理する方法などがあげられる。前者の方法
は、予めパターンシートを形成してこれを被着体に接着
するもので、適宜なプリンタ等を用いて形成したパター
ンシートを介し、精微なパターンを被着体に容易に付与
できる利点がある。後者の方法は、先ず受容シートを被
着体に接着したのち、そのインク受容層にパターンを形
成してパターンシートとするもので、被着体が基板やシ
ート状のものなどからなる場合に好ましく適用される。

なお、離型処理紙ないしフィルム、金属箔などの適宜な
転写紙に設けたパターンを受容シートに転写してパター
ンシートとする方式は、いずれの形成方法の場合にも適
用することができる。

被着体に接着するパターンシートの加熱処理は、インク
受容層の種類などに応して適宜な加熱温度で行ってよい
。加熱処理により、熱定着性インクとインク受容層が融
和し、焼成パターンからなるパターン付シートが形成さ
れる。その際セラミック系シートの場合のように、加熱
処理で溶融したセラミック粉末等の接着剤的機能により
、パターンとの一体化物として被着体に固着させること
も可能である。

被着体に接着される受容シートには、必要に応じ粘着剤
層や接着層を付設するなどして被着体に対する接着力が
高められる。受容シートを焼成処理する場合には焼成時
に消失する粘着剤の使用が適当である。なお、粘着剤層
等の露出面にはセパレータを貼着するなどして取り扱い
性を良くしておくことが望ましい。

被着体としては、ガラスないし焼成セラミック、金属な
どからなる完成品、未焼成のセラミック成形体などの未
完成品であってもよい。未完成品の場合、その被着体の
焼成をセラミック系シートからなるパターンシートのそ
れと兼ねてもよい。

本発明の焼成パターン形成方法は、陶磁器、ガラス製品
、はうろう体などへの絵付けに好ましく適用できる。ま
た、ガラスないしセラミック、金属などからなる製品、
半製品ないし部品、搬送用パレットなどの種々の物品、
特にセラミック箋の耐熱性基板、試作品などへの社名、
ロフト番号、品名、納入先、輸出国や、その他任意な識
別記号、着色パターン、色分はパターン、バーコードな
どからなる識別ラベルの付与などにも好ましく適用でき
る。もちろん上記に限定するものでなく、その他種々の
目的を有するパターンの付与に適用することができる。

発明の効果 本発明の熱定着性インクは、低融点金属粉末を含有する
ので低温定着性、ないし短時間定着性に優れている。従
って、かかる熱定着性インクからなるインクシート、パ
ターンシートは定着性に優れており、定着処理されたパ
ターンは耐擦過性に優れて被着体に長時間存続し、精微
なパターンも容易に形成することができる利点も有して
いる。

また、本発明の焼成パターン形成方法は、曲面に対して
も容易に適用でき、任意なパターンを容易、かつ臨機に
形成することができて、大量生産品用ばかりでなく、多
品種少量生産品用の識別ラベルや絵柄などのパターンを
容易に得ることができる。加えて、焼成により被着体に
固着した焼成パターンは、上記特長のほか耐久性、耐熱
性、耐薬品性等にも優れる。

実施例 参考例 ＢａＯ−ＣａＯ−８ｉＯ２系ガラス１００部（重量部、
以下間し〉、ポリメタクリル酸イソブチル１２部、ジブ
チルフタレート４部及びオレイン酸１部の混合物からな
るガラス粉末含有層を、セパ−レータ上に設けた粘着剤
層の上に形成してガラス粉末含有シート（セラミック系
シート）を調製した。

実施例 平均粒径３　ｕｍの亜鉛粉末４５部、ＣｕＣｒ２０ｑ１
５部、ステアリン酸３２部及びエチレン・酢酸ビニル共
重合体８部をボールミルでトルエン中に均一に分散させ
て熱定着性インクの塗布液を調製した。

ついで、前記の塗布液を厚さ６μｍのポリエステルフィ
ルム上に乾燥後の厚さが約１０μｍとなるよう塗布機に
て塗布し、乾燥させてインクシートを作製した。

次に、前記のインクシートを所定幅に裁断してリボンと
し、これをケースに収容してインクリボンカートリッジ
を作製し、これを用いて通常の熱転写プリンタを介し、
参考例で得たガラス粉末含有シートにおけるガラス粉末
含有層の上に所定のバーコードパターンを印刷し、パタ
ーンシートを得た。

前記のパターンシートをその粘着剤層を介し、表面を加
熱酸化したステンレス板に接着し、これを４５０℃で３
０分間焼焼成て、ステンレス板に固着した焼成パターン
を得た。なお焼成時にステアリン酸等の有機成分は焼失
した。

得られた焼成パターンについてメンディングテープ剥離
法により定着性試験を行ったが、パターンは剥ぎ取られ
ることなく、優れた定着性を示した。なおメンディング
テープ剥離法による定着性の評価は、印字部の上にメン
ディングテープ（スコッチメンディングテープ＃８１０
　：商品名〉を軽く貼り付けてその上を１−の円筒状重
りをゆっくりと二往復させて押圧し、その後メンディン
グテープを印字面に対して１８０度の角度で剥離し、テ
ープ側に付着したインク量に基づいて行った。

比較例 亜鉛粉末を用いないほかは実施例に準じ熱定着性インク
、インクシート、パターンシート、焼成パターンを形威
し、その焼成パターンにつきメンディングテープ剥離法
による定着性試験を行ったところ、パターンは定着が不
十分で部分的に剥ぎ取られ、識別不能となった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、融点６００℃以下の低融点金属粉末と、耐熱性顔料
   と、熱溶融性バインダからなることを特徴とする熱定着
   性インク。 ２、請求項１に記載の熱定着性インクを支持基材に保持
   させてなることを特徴とするインクシート。 ３、請求項２に記載のインクシートをケースに収容して
   なることを特徴とするインクリボンカートリッジ。 ４、受容シートにおける熱溶融性のインク受容層の上に
   、請求項１に記載の熱定着性インクからなるパターンを
   有することを特徴とするパターンシート。 ５、請求項２に記載のインクシートを用いて熱転写プリ
   ンタを介し、インク受容層の上にパターンを形成定着さ
   せることを特徴とする請求項４に記載のパターンシート
   の製造方法。 ６、請求項４に記載のパターンシートを被着体に接着し
   、そのパターンシートを加熱処理して被着体に焼成パタ
   ーンを設けることを特徴とする焼成パターン形成方法。 ７、被着体に接着した受容シートのインク受容層の上に
   、請求項１に記載の熱定着性インクからなるパターンを
   設けて加熱処理し、被着体に焼成パターンを設けること
   を特徴とする焼成パターン形成方法。