JPH01502016A - ホットメルトインク透明画 - 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】 ２、前記透明層の厚さが、インクスポットの中心付近の領域よりインクスポット の周辺付近の領域においてより厚いことを特徴とする請求項１記載の透明画。

３、前記インクスポットをおおう領域で透明層の表面が支持体の平面に平行な平 面から約２０°までずれていてもよいことを特徴とする請求項１記載の透明画。

４、前記透明画の屈折率がインクスポットの屈折率から約１０％を越えて異なら ないことを特徴とする請求項１記載の透明画。

５、前記透明層の屈折率がインクスポットの屈折率から約５％を越えて異ならな いことを特徴とする請求項４記載の透明画。

６、前記支持体がポリエステル材料のシートであることを特徴とする請求項１記 載の透明画。

７、前記インクスポットのインクがワックスベースのインクであることを特徴と する請求項１記載の透明画。

８、前記透明層がポリウレタン材料から成ることを特徴とする請求項１記載の透 明画。

９、前記透明層がアクリル材料から成ることを特徴とする請求項１記載の透明画 。

１０、透明支持体の表面にインクを施して湾曲した表面を有する三次元インクス ポットを含むインクパターンを形成し、該インクパターンを含む支持体の表面に 透明液体コーティングを施し、ここで該コーティングは支持体の表面およびイン クスポットの表面に広がる層を形成するためにインクスポットより小さい表面張 力を有し、前記コーティングを固化してインクスポットを実質的におおう固体透 明層を与えることから成る、透明画の製造方法。

１１、前記インクスポットをおおう領域で固体透明層の表面が、支持体の平面に 平行な平面に対して約２０’を越えない角度で延びるように、前記コーティング を施すことを特徴とする請求項１０記載の方法。

１２、前記透明コーティングがポリウレタン材料から成ることを特徴とする請求 項１０記載の方法。

１３、前記透明コーティングが約３５％のポリウレタンを含むポリウレタンエマ ルジョンの形で施されることを特徴とする請求項１２記載の方法。

１４、前記ポリウレタンエマルジョンが約５％のメチルエチルケトンを含むこと を特徴とする請求項１３記載の方法。

１５、前記ポリウレタンエマルジョンが約５％のＮ−メチルピロリドンを含むこ とを特徴とする請求項１３記載の方法。

１６、前記透明コーティングがアクリル材料から成ることを特徴とする請求項ｌ Ｏ記載の方法。

１７、前記透明層の屈折率がインクスポットの屈折率と約１０％を越えて違わな いことを特徴とする請求項１０記載の方法。

１ｇ、前記透明層の屈折率がインクスポットの屈折率と約５％を越えて違わない ことを特徴とする請求項１７記載の方法。

１９、前記透明液体コーティングがロールコーチインクチ施されることを特徴と する請求項ｌＯ記載の方法。

２０、前記透明液体コーティングが噴霧で施されることを特徴とする請求項ｌＯ 記載の方法。

２１、前記透明液体コーティングの厚さが該コーティングを施した後に調整され ることを特徴とする請求項１（ｌ記載の方法。

２２、前記透明コーティングの厚さがスキージ−を用いて調整されることを特徴 とする請求項２１記載の方法。

２３、前記透明コーティングの厚さがドクターブレードを用いてｍ整されること を特徴とする請求項２１記載の方法。

２４、前記透明コーティングの厚さがメータリングロッドを用いてｍ！Ｉされる ことを特徴とする請求項２１記載の方法。

２５、透明インクを透明支持体の表面に施して湾曲した表面を有する三次元イン クスポットを含むインクパターンを形成し、前記インクパターンを含む支持体の 表面に透明コーティングを施して実質的にインクスポットをおおい、インクスポ ットと類似の屈折率を有する固体透明層を与えることから成る映写透明画の製造 方法。

２Ｂ、前記インクスポットをおおう領域で固体透明層の表面が、支持体の平面に 平行な平面に対して約２０”を越えない角度で延びるように、前記コーティング を施すことを特徴とする請求項２５記載の方法。

２７、前記透明コーティングがポリウレタン材料がら成ることを特徴とする請求 項２５記載の方法。

２８、前記透明コーティングがアクリル材料から成ることを特徴とする請求項２ ５記載の方法。

２９、前記透明層の屈折率が前記インクスポットの屈折率と約１０％を越えて違 わないことを特徴とする請求項２５記載の方法。

３０、前記透明層の屈折率が前記インクスポットの屈折率と約５％を越えて違わ ないことを特徴とする請求項２５記載の方法。

明　細　書 本発明はホットメルトインクを用いて作られた透明画（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃ ｙ）およびそのような透明画の製造方法に関する。

ホットメルトインクは熱転写プリンター（ｔｈｅｒｍａｌ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　 ｐｒｌｎｔｅｒ）およびある種のインクジェットプリンターに使いられる。これ らのインクの特徴は、室温では固体であり、マーキングのために加熱して液化さ れ、マークド支持体上で凍結することによって再び固化されることである。

従来技術 透明支持体はポリエステル材料のような透明シート材料から作られ、これらの材 料はインクなどの液体物質を受け入れにくくなっている。透明画を作るのに溶剤 ベースのインクを使用する場合、支持体はインクを受け入れやすい層でコートさ れ、このインクはコーティングに吸収される。

例えば米国特許１１４．５２８．２４２号（Ｂｕｒｖａｓｓｅｒ）　、第４．５ ４７゜４０５号（Ｂｅｄｅｌ　］等）、第４，５５５．４１１７号（Ｐａｎｃｋ ）　、第４．５７５゜４６５号およびｉ１４．５７Ｌ２Ｂ５号（Ｖｉｏｌａ）　 、および第４．５９２゜９５４号（Ｍａｌｈｏｔｒａ）は、マイラーなどの透明 ベース材料のためのインクを吸収できる特別なコーティングを開示している。し かし、ホットメルトインクは支持体または支持体上のコーティングに浸透せず、 その表面に付着して三次元形状を保持する。このように、ホットメルトインクは 、蒸発または吸収によって平らなスポットへと吸収されるかまたは乾燥するイン クとは異なる。

透明画から投射されると、沈積された三次元インクスポットは透過光を屈折レン ティキニール（ｄｌｓｐｔｒｉｃ　Ｉｅｎｔｌｃｕｆｅ）のように散乱させる。

三次元インクスポットによって形成された小さいレンティキニールは、それを通 過する光を光路から映写レンズの方に屈折させ、レンティキニールを形成するイ ンクの色に関係なく投射に灰色の影を落す。

透明支持体上の三次元インクスポットを平らにすることでこの問題を解決しよう とする試みがなされているが、このように平らにすることはスポットの最高部の みに効果を奏するのみでスポットの周囲部は湾曲したままであり、インクスポッ トを通過する光のほとんどは光路から映写レンズに向って屈折される。その結果 、透明画の三次元インクスポットを平らにすることがわずかな改良をもたらすと しても、このようにして得られた画像はまだ満足のいくものではない。

本発明の開示 本発明によれば、湾曲した表面を有する固体インクの三次元スポットを含むイン クパターンを透明支持体の表面に形成し、その支持体表面を、インクスポットお よび支持体を湿潤させインクスポットとほぼ同じ屈折率を有する透明コーティン グ材料でコートする。

本発明により得られる透明画は、透明支持体、その支持体の表面に沈積された湾 曲した表面を有する三次元インクスポットのパターン、および支持体とインクス ポットを湿潤させインクスポットとほぼ同じ屈折率を有する物質で作られた、支 持体およびインクスポット上の透明コーティングから成る。

図面の簡単な説明 第１図は、一方の表面に三次元インクスポットを有する透明画を通る光の透過を 示す略部分断面図である。

第２図は、三次元インクスポットおよび透明コーティングを通る光線の透過を示 す、本発明に従って製造された透明画の！＠部分断面図である。

本発明を実施するための好ましい実施例従来の透明画映写機において、透明画照 明オブチックスは通常、リフレクタ−およびコレクティングレンズと共に配され 、光はほぼ平行光線で透明画を透過し、映写レンズの平面内に光源の画像を作る 。この透明画および照明システムを光が通過中に他の方向に散乱してしまった光 を除き、前述のようにして照明光のほぼ全てが映写レンズにより集められ、投射 画像を形成するのに役立つ。もし、透明画パターン中のそれぞれのインクスポッ トを通過する光のかなりの部分が散乱するならば、映写レンズによって投射され る画像は、コントラストおよび色飽和度が不充分となり、通常灰色で色あせた外 観を呈する。

ポリエステル　シート材料上に画像を作るためホットメルトインクを使用する場 合のように、インクを吸収できない表面にインク画像を形成する場合、球の表面 に類似した湾曲表面を有する三次元スポットの形状でインクは固化する。これを 第１図に示した。この第１図では透明支持体１０が球のセグメント形状を示す固 化インクスポットを有する。

この例示した例において、スポット１１は直径約０．０１１Ｊ、最大要約０．０ ０１９ｃｍを有し、その上部表面１２の半径は約０．００８４αである。その結 果この表面１２は支持体１０の上部表面１３にスポット１１の周囲で約３７″の 角度で交差する。

前述したタイプの映写システムにおいて、透明画はほぼ平行な光線１５−１９に よって反対の側１４から照明される。これらの光線１５−１９は第１図に示され た例においてシート１０の表面１３および１４にほぼ垂直な方向で入射する。光 線の実質的に垂直な入射は透明画の中心領域で起こり、透明画の周辺部では照明 光線の方向が例えば投射される透明画の大きさおよび映写レンズの焦点、距離に よって約１５°まで、垂直から比較的小さい角度偏向する。従って、第１図を参 照して述べられている定量的結果は投射される透明画の中心部にあるインクスポ ットに適用することができ、周辺部のインクスポットに対しては特定の数値が若 干具なるが、透明画の周辺部のインクスポットに関しても同じ定量的結果が適用 できる。更に、それぞれのインクスポットの形状は第１図に示された典型的三次 元インクスポットの形状から若干変えても良いことは理解されよう。

画像のインクジエットブリンテインクまたは熱転写に使用されるタイプの従来の ホットメルトインクは通常的１．４０−１．５０の範囲の屈折率を有する。例示 のため、第１図に示した三次元インクスポット１１は１．４５の屈折率を有する ものと考える。この屈折率のもとで、中心光線１５から外側にスポットの半径の 約４４％の距離をおいてスポット１１に入射して来る光線（第１図に示された光 線１８および１７のように）は垂直から約１５．５°の角度で表面１２に入射し 、表面１２を通過する際、中心先線１５に向って７．２＃の角度で屈折すること によって偏向される。光線の入射方向からのこのような偏向の度合は中心光線か らの距離が増すにつれて増加し、光線１８および１９のようなインクスポットの 半径の６１％の距離を中心光線１５から離れて入射する光線は垂直から約２１． ７０の角度で表面１２に入射し、表面１２を通過する際に中心光線１５に向って １０．７°偏向される。

もしこの透明画映写システムに使用される映写レンズがこのようなシステムに通 常用いられるほぼ最大口径であるｆ／４の口径を有するならば、この映写レンズ は投射される画像中のそれぞれのポイントから約１４．４＠の角度を張る。

従って映写レンズに向うどの光線も、映写レンズの中心と像を造るポイントとの 間に延びる線から７．２＠を越えて偏向されると映写レンズによって集められな くなり、画像を形成する役には立たない。その結果、第１図に示されるタイプの 透明画中のインクスポットと共に、そのスポットの半径の４４％未満の距離を中 心から離れてスポットに入射する光線のみが映写レンズに伝達される。そのよう な光線はインクスポットに入射する全ての光線の１９．４％でしかななく、８０ ％を越える入射光の損失をまねく。

たとえ映写レンズの口径を５０％大きくしても、インクスポットによる光線の屈 折に起因する問題はさけられない。

その場合、映写レンズはそれぞれのスポットから２１．４°の角度を張り、第１ 図に示された光線１８および１９のようなスポットの半径の６１％までの距離を 中心先線１５から離れて入射して来る光線を受容する。この場合、レンズはイン クスポットに入射する光線の約３７％しか受容しない。従って、かなり大きな映 写レンズを用いても、それぞれのスポットに入射する光の６０％を越える量が失 われる。一方、インクスポット１１のない部分で支持体１０に入射する光は全て 映写レンズへ伝達され、得られる投射インクパターンは、三次元インクスポット が入射光を屈折させない場合の比較的明るい背景と対照的に比較的暗いほぼ色の ないものである。

これまでホットメルトインクを使用した良質の透明画製造を妨げてきたこれらの 問題は、第２図に例示される方法で製造された透明画を与えることによって本発 明により解決された。第２図に示すように、透明画は湾曲した表面２２を有する 三次元インクスポット２１を施した透明支持体２ｏから成る。従って透明材料の コーティング２３は、支持体およびインクスポットの表面と光学的接触をし、支 持体の表面２５に平行な平面から比較的小さい最大偏向角を有する表面２４を形 成するように支持体２０およびインクスポット２１に施される。

この目的のため、液体状で施される層２３は支持体２０の表面２５とインクスポ ット２１の表面２２を湿潤させる材料で作られなければならない。更に、その材 料が施される液体状態で、この材料は支持体の表面およびインクスポットの表面 に沿って広がるのに十分な程低い表面張力を有していなければならない。その結 果、層２３は表面２２および２５の角交差部２Ｂで厚く、スポット２１の頂部お よびスポット２１と隣接するスポットとの間の表面２５の部分のような交差部２ Ｂから距離を置いた表面では比較的薄くなっている。もちろん層２３はスポット ２１と同じ厚さかあるいはそれより厚くても良く、その場合は表面２４が全体に 亘って表面２５にほぼ平行である。

更に、層２３の屈折率はインクスポット２１とほぼ同じでなければならず、イン クスポット２１から界面２２を通って層２３に入る光線には実質的に偏向がない 。この目的のため、層２３の屈折率はインクスポットの屈折率から約ｌＯ％の範 囲、好ましくは約５％の範囲に入っていなければならない。

もし支持体２０が柔軟シートならば、透明画が曲げられた場合に分離またはフレ ーキングをさけるために層２３の材料も、同様に柔軟でなければならない。層２ ３を支持体に施すのに都合良いように、層を形成するコーティング材料は適度な 時間内で、しかもあわまたは表面欠陥の形成をさけるように乾燥または固化する ものでなければならない。もちろん、コーティング材料に含まれてるいかなる溶 剤もインクスポット２１中の物質および支持体中の物質と相容性がなければなら ない。ホットメルトインクは通常、天然または合成ワックスを用いて作られ、コ ーティング材料はこれらの成分を溶解したり劣化させてはならない。

特に、透明ポリウレタンおよびアクリルコーティングが支持体２０およびインク スポット２１と相客性があり、欠陥のない付着性のコーティングを形成してフレ ーキングが起きないならば、これらの材料が適している。特に適したコーティン グ材料は、Ｃｏｗｐｏ　ＩｎｄｕｓｒｉｅｓからＬ　Ｐ　１２９として売り出さ れている材料のような、約３５％のポリウレタンおよび約５−６％のメチルエチ ルケトンまたはＮ−メチルピロリドンを含む水性ポリウレタンエマルジョンから 得られる。

支持体２０は、インクスポット２１中の物質および層２３中の物質と相客性のあ る従来のどんな透明支持体でも良い。光学ベース“マイラー２．３Ｍスコッチブ ランドＮα５０１およびアークラント（Ａｒｋｖｒｉｇｈｔ）　ＮＱ７２３とし て販売されているシート材料のようなポリエステル支持体が特に適している。

支持体の表面は荒くな（、なめらかであることが好ましい。

インクスポットを通る光の透過に対するコーティング２３の効果は第２図に示す 光線の光路によって表わされている。

この図において、スポット２１はＭ１図のスポット１１と同じ゛　形状を有して おり、層２３はインクスポットと同じ屈折率を有していると考える。第２図は光 線１５’−１９’は第１因の入射光線１５−１９にそれぞれ対応するが、第２図 に示されてらの光線１５’−１９’はインクスポットと層２３の間の界面２２を 偏向することなく通過する。

第２図に示された例において、層２３の表面２４は、光線１Ｂ’および１７’が この表面に１０＠の角度で入射し、光線１８′および１９′が１２°の角度で入 射するように形づくられる。その結果、第２図に示されるように新たに現われる 光線（ｅｓｅｒｇｎｉｇ　ｒａｙｓ）はそれぞれ約４．６　”および５．６°の 角度だけ偏向される。従って、これらの光線全てがｆ／４映写レンズによって張 られた７、２′″の半角範囲内に十分大る。

更に、インクスポット２１の周囲を通過する光線２７および２８は１４°の角度 で層２３の表面２４に入射し、スポットと映写レンズの中心との間の直線かられ ずか約６．ｌＬか偏向しない。従うて、ｓ２図に示されるようなタイプのコーテ ィング２３を用いてインクスポット２３のようなインクスポットを含むインクパ ターンに入射する光の全てをｆ／４の口径を有する映写レンズに伝達し、はっき りとして明るい完全色の画像が得られる。

この点に関し、層２３の表面２４は驚くことに支持体２０の表面２５に厳密に平 行である必要はなく、映写レンズが張る角度かられずかに大きい最大角までの角 度で平行からずれていても所望する結果が得られる。図示した例において、表面 ２４の表面２５に平行な平面からの最大ずれ角は約１５°である。更に、インク スポット端に近い部分においては支持体の表面２５に対する平面２４の平行から のずれはもっと大きくても良い。例えば、インクスポットの周辺において、約９ ．８°の入射光線の偏向を生じる平行平面からの表面２４の２０°のずれは、ｆ ／４の口径を有する映写レンズを用いるとインクスポットを透過する光のほんの 少量しか損失せず、５０％大きな口径を有する映写レンズを用いると損失しない 。

この５０％大きな口径を有するレンズは第１図の光線１８および１９に関して述 べた１０．７＠の半角を張る。

映写レンズの口径により張られる半角より小さい角度でスポットを通過する光線 のほとんどを偏向させるのに十分な小ささで、スポット２１をカバーする範囲内 で平行平面からずれ角を有する表面２４を形成するのに十分なコーティング材料 が与えられる限り、所望する特性を与える層２３は、インクドロップ２１を有す る支持体２０にどのような従来方法で施されてもよい。第２図に示す例において 、平行からのずれは約１５°であるが、前述したように約２０＠までずれていて もよい。典型的なコーティング方法は噴霧、浸漬およびロールコーティングであ る。次にコーティングの厚さを、スキージ−、ドクターブレード、メータリング ロッド等を用いて余分なコーティング材料を除去することによって調整し、コー ティング材料の溶剤またはキャリヤーによって、加熱したり加熱しなかったりし ながら層に向けて空気を当てることにより乾燥してもよい。

本発明を特定の実施例を参照しながら述べてきたが、本発明に関する多くの改良 や変更は当業者にとって自明のことである。例えば、前述のホットメルトインク に加えて、本発明は湾曲した表面を有する三次元スポットを形成する他の全ての マーキング材料を用いて透明画を作ることにも有用である。従って、以下の請求 範囲に記載された本発明の意図する範囲内において前記の改良および変更も本発 明に含む。

ＦＩＧ、　１ 補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の７第１項） 平成元年１月１１日

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. １．透明支持体、該支持体上に配された湾曲した表面を有する三次元インクスポ ット状のインクパターン、およびインクスポットとほぼ同じ屈折率を有する材料 から作られた、支持体およびインクスポット上の透明層から成る透明画。
2. ２．前記透明層の厚さが、インクスポットの中心付近の領域よりインクスポット の周辺付近の領域においてより厚いことを特徴とする請求項１記載の透明画。
3. ３．前記インクスポットをおおう領域で透明層の表面が支持体の平面に平行な平 面から約２０°までずれていてもよいことを特徴とする請求項１記載の透明画。
4. ４．前記透明画の屈折率がインクスポットの屈折率から約１０％を越えて異なら ないことを特徴とする請求項１記載の透明画。
5. ５．前記透明層の屈折率がインクスポットの屈折率から約５％を越えて異ならな いことを特徴とする請求項４記載の透明画。
6. ６．前記支持体がポリエステル材料のシートであることを特徴とする請求項１記 載の透明画。
7. ７．前記インクスポットのインクがワックスベースのインクであることを特徴と する請求項１記載の透明画。
8. ８．前記透明層がポリウレタン材料から成ることを特徴とする請求項１記載の透 明画。
9. ９．前記透明層がアクリル材料から成ることを特徴とする請求項１記載の透明画 。
10. １０．透明支持体の表面にインクを施して湾曲した表面を有する三次元インクス ポットを含むインクパターンを形成し、該インクパターンを含む支持体の表面に 透明液体コーティングを施し、ここで該コーティングは支持体の表面およびイン クスポットの表面に広がる層を形成するためにインクスポットより小さい表面張 力を有し、前記コーティングを固化してインクスポットを実質的におおう固体透 明層を与えることから成る、透明画の製造方法。
11. １１．前記インクスポットをおおう領域で固体透明層の表面が、支持体の平面に 平行な平面に対して約２０°を越えない角度で延びるように、前記コーティング を施すことを特徴とする請求項１０記載の方法。
12. １２．前記透明コーティングがポリウレタン材料から成ることを特徴とする請求 項１０記載の方法。
13. １３．前記透明コーティングが約３５％のポリウレタンを含むポリウレタンエマ ルジョンの形で施されることを特徴とする請求項１２記載の方法。
14. １４．前記ポリウレタンエマルジョンが約５％のメチルエチルケトンを含むこと を特徴とする請求項１３記載の方法。
15. １５．前記ポリウレタンエマルジョンが約５％のＮ−メチルピロリドンを含むこ とを特徴とする請求項１３記載の方法。
16. １６．前記透明コーティングがアクリル材料から成ることを特徴とする請求項１ ０記載の方法。
17. １７．前記透明層の屈折率がインクスポットの屈折率と約１０％を越えて違わな いことを特徴とする請求項１０記載の方法。
18. １８．前記透明層の屈折率がインクスポットの屈折率と約５％を越えて違わない ことを特徴とする請求項１７記載の方法。
19. １９．前記透明液体コーティングがロールコーティングで施されることを特徴と する請求項１０記載の方法。
20. ２０．前記透明液体コーティングが噴霧で施されることを特徴とする請求項１０ 記載の方法。
21. ２１．前記透明液体コーティングの厚さが該コーティングを施した後に調整され ることを特徴とする請求項１０記載の方法。
22. ２２．前記透明コーティングの厚さがスキージーを用いて調整されることを特徴 とする請求項２１記載の方法。
23. ２３．前記透明コーティングの厚さがドクターブレードを用いて調整されること を特徴とする請求項２１記載の方法。
24. ２４．前記透明コーティングの厚さがメータリングロッドを用いて調整されるこ とを特徴とする請求項２１記載の方法。
25. ２５．透明インクを透明支持体の表面に施して湾曲した表面を有する三次元イン クスポットを含むインクパターンを形成し、前記インクパターンを含む支持体の 表面に透明コーティングを施して実質的にインクスポットをおおい、インクスポ ットと類似の屈折率を有する固体透明層を与えることから成る映写透明画の製造 方法。
26. ２６．前記インクスポットをおおう領域で固体透明層の表面が、支持体の平面に 平行な平面に対して約２０°を超えない角度で延びるように、前記コーティング を施すことを特徴とする請求項２５記載の方法。
27. ２７．前記透明コーティングがポリウレタン材料から成ることを特徴とする請求 項２５記載の方法。
28. ２８．前記透明コーティングがアクリル材料から成ることを特徴とする請求項２ ５記載の方法。
29. ２９．前記透明層の屈折率が前記インクスポットの屈折率と約１０％を越えて違 わないことを特徴とする請求項２５記載の方法。
30. ３０．前記透明層の屈折率が前記インクスポットの屈折率と約５％を越えて違わ ないことを特徴とする請求項２５記載の方法。