JPH0320770A - 焼成用パターンシート及び焼成パターン形成方法並びに熱定着性インク - 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、非ガラス系のセラミックシートに金属系パタ
ーンを設けてなる焼成用パターンシートとその製造方法
、及びかかるシートの焼成体からなり鮮明性等に優れる
焼成パターン形成方法、並びに熱定着性インクとそのイ
ンクシートとインクリボンカートリッジ、及び転写用の
パターンシートに関する。

従来の技術及び課題 多品種少量生産へと生産体制が変遷するなか、金属や焼
成セラミックなどからなる製品、あるいは半製品や部品
等の管理に用いる識別ラベルとして、これまでの焼成セ
ラミックや金属、ほうろう体などからなる基板タイプの
ものを用いるのでは、剛性による曲面固着性欠如の問題
、現場等でのパターン付与による識別ラベルの臨機形成
性欠如の問題などがあることから、ガラス粉末をワック
ス系バインダで保形したシートに、ガラス粉末を用いた
インクからなるパターンをスクリーン印刷方式で付与し
てなる焼成用パターンシートが提案されている。これは
、焼成によりその焼成体が被着体に固着するようにした
もので、柔軟性、臨機なラベル形成性を有し、その焼成
体は耐擦過性、耐熱性、耐薬品性に優れる。

しかしながら、多品種少量の生産体制下では予め準備す
べきスクリーンが膨大な量となり、その準備に多時間、
多労力を要する問題点もさりながら、シートないしイン
クに用いたガラス粉末のためか、焼成処理して形成した
焼成体におけるパターンが滲み、シャープなパターンが
形威されない問題点があった。かかる滲みは、外観不良
に加えてバーコードパターン等の識別ラベルの場合、判
読不能や誤認の原因となる。

課題を解決するための手段 本発明者らは前記の課題を克服し、シャープな焼成パタ
ーンを形成することができる焼成用パターンシートを開
発するために鋭意研究を重ねた結果、非ガラス系のセラ
ミックシートと、焼成で酸化物に変化する金属系パター
ンとの組合せとすることによりその目的を達成できるこ
とを見出し、本発明をなすに至った。

すなわち本発明は、非ガラス系セラミック粉末を樹脂バ
インダで保形してなるセラミックシートに、焼成時に酸
化物となりうる金属又は金属化合物の粉末からなるパタ
ーンを設けてなることを特徴とする焼成用パターンシー
ト、及びその焼成用パターンシートを耐熱性被着体に仮
着し、又は前記のセラミックシートを耐熱性被着体に仮
着し、その上にパターンを設けて前記した焼成用パター
ンシートを形成したのち、これを酸化雰囲気下で加熱し
てセラミックシートを焼成しつつ耐熱性被着体に固着さ
せると共に、パターンを形成する金属又は金属化合物の
粉末を金属酸化物に変化させつつセラミックシートの焼
威体に定着させることを特徴とする焼成パターン形成方
法を提供するものである。

また本発明は、焼成時に酸化物となりうる金属又は金属
化合物の粉末と、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、並びにそ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
、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、さらに前記のイ
ンクシートを用いて熱転写プリンタを介し、セラミック
シートの上にパターンを形成することを特徴とする前記
した焼成用パターンシートの製造方法を提供するもので
ある。

加えて本発明は、転写紙の上に、前記の熱定着性インク
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
ートを提供するものである。

作用 上記したセラミックシートは、柔軟で曲面密着性を有し
、熱転写プリンタやスクリーン印刷等の適宜な印刷方式
などによりパターンを臨機に付与することができる。ま
た粘着層の付与等で被着体に対する仮着性も容易に付与
することができる。

一方、焼成により焼成用パターンシートがそれに付与し
たパターンを温存しつつ焼成体化し、耐熱性被着体に固
着する。その際、パターンを形成する金属又は金属化合
物の粉末が金属酸化物に変化しつつ、セラミックシート
と反応して複合酸化物化するなどし、酸化物特有の色を
呈して耐熱性、耐擦過性、耐薬品性に優れ、かつ鮮明性
に優れる焼成パターンを形成する。

発明の構成要素の例示 本発明において用いるセラミックシートは、非ガラス系
セラミック粉末を樹脂バインダで保形したものである。

非ガラス系セラミック粉末としては、焼成時に反応する
などして耐熱性被着体と固着するものが用いられる。従
って固着対象の耐熱性被着体に応じ適宜な種類のセラミ
ック粉末を用いてよい。一般にはアルミナ、ジルコニア
、アルミナ・シリカ、酸化カルシウム、マグネシアなど
が用いられる・一。

粉末の粒径は０．１−１００ｕｎ＋ｓ就中０．５〜２０
ｕｍが適当である。

樹脂バインダとしては、焼成時に熱・分解して消−失す
るものが用いられ、その種類につき特に限定はない。一
般には、炭化水素系樹脂、ビニル系ないしスチレン系樹
脂、アセタール系樹脂、ブチラール系樹脂、アクリル系
樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、繊維素系
樹脂などが用・いられる。樹脂バインダの使用量は、併
用のセラミック粉末の比重や粒度などにより適宜に決定
してよい。一般にはセラミック粉末１００重量部あたり
５〜１００ｆｆｉ量部、就中１５〜５０・重量部が用い
られる。

セラミックシートの形成は例えば、溶剤等を用いて形成
威分をボールミル等で混合し、混合液を適宜な方式でセ
バレータ等の支持基村上に展開して乾燥させる方法など
により行うことができる。

展開方式は、ドクターブレード法が層厚の制御精度など
の点より好ましい。消泡剤を併用するなどして展開層中
に気泡が残らないよう充分に脱泡処理することが好まし
い。セラミックシートの形成に際しては、必要に応じ可
塑剤、分散剤、焼成助剤などの適宜な添加剤を配合して
よい。セラミックシートの厚さは、使用目的に応じ適宜
に決定してよい。一般にはｌｏｕｉ＋〜５園とされる。

本発明の焼成用パターンシートは、セラミックシートに
パターンを付与したものである。

パターンは、焼成時に酸化物となりうる金属又（よ金属
化合物の粉末の１種又は・２種以上を用いて形威される
。用いうる金属、ないし金属化合物の粉末としては例え
ば、鉄、ニッケル、コバルト、クロム、モリブデン、マ
ンガン、銅、アルミニウム、チタンなどの金属や、その
ケイ化物、窒化物、炭化物、ホウ化物、炭酸塩、硝酸塩
、硫酸塩など．からなるものがあげられる。粉末の粒径
は０．１〜５０門、就中０．２〜２０μ−が適当である
。

段けるパターンは、印字パターン、転写パターン、絵柄
パターン、バーコードパターンなど任意である。またパ
ターンの形威方式も任意である。

手書き方式、スクリーン印刷方式等のパターン形威マス
クを介しての直接塗布方式、転写紙に設けたパターンを
転写する方式、プリンタによる形成方式など、適宜な方
式を適用してよい。

手書き方式や塗布方式等に用いうるインク液は、金属粉
末等を単に溶媒に分散させた液や、バインダを併用した
ペースト状の液などとして調製することができる。熱溶
融性バインダを用いてなる熱定着１１インクは、ＸＹブ
ロック、ワイヤードット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た
めのインクシートの形威に有利に用いつる。プリンタに
よるパターン形威方式は、適宜なパタ５−ンを能率的に
、かつ精度よく形成できる利点がある。

熱定着性インクの調製に用いる熱溶融性バインダとして
はワック，スやポリマなどがあげられる，好ましく用い
うるワックスとしては例えば、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、カルナバワックス、木ろうの
如き天然ワックス類、ヘキストワックスの如きエステル
系ワックス類、ステアリルアルコール、バルミチルアル
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、プチルステアレート、エチルバルミテ
ート、ミリスチルステアレートの如きエステル系ワック
ス類などがあげられる。ボリマとしては親水性ボリマ、
疎水性ボリマのいずれも用いることができ、ワックスと
併用してもよい。好ましく用いつるボリマは、環球法に
基づく軟化点が４０〜２００℃のものである。前記の親
水性ボリマの例としては、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ブン等の多糖
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、ポリビニルビロリドン、アクリルアミド重合体の如
き水溶性ボリマ、ビニル系ラテックス、ウレタン系ラテ
ックスの如きボ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ボリマの例としては、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、ボリアミド、エチルセルロース、セルロ
ースアセテート、ボリスチレン、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
ニルコボリマ、エチレン・酢酸ビニルコボリマ、塩化ビ
ニル・酢酸ビニル・マレイン酸ターボリマ、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
ボリマも用いうる（米国特許明細書第３０６２６７４号
、同第３１４２５８６号、同第３１４３３８８号、同第
３２２０８４４号、同第３２８７２８９号、同第３４１
１９１１号など）。

熱定着性インクにおける金属又は金属化合物の粉末、ワ
ックス、ボリマの組成比は適宜に決定してよい。一般に
は金属又は金属化合物の粉末の合計１００重量部あたり
、熱溶融性バインダ３〜１０００重量部、就中ワックス
３〜５００重量部、ボリマ０〜ｓｏｏ重量部が用いられ
る。熱定着性インクはこれらを溶媒を用いるなどして適
宜に混合することにより調製することができる。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、アマ二油、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。

プリンタ等に適用するためのインクシートは、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
保持させることにより形成することができる。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、ボリスチレン、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、アノし
ミニウム箔の如き金属シート、ナイロン、ポリエステル
等の繊維からなる布などを用いつる。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つ
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　　８１１９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
ｌ０〇一以下、就中２〜５０μ窮が適当である。

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、公知の方式を適用してよい。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市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、イソブロバノール、ソルベ
ントナフサ、ヘキサン、ヘブ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１００μｓ以下、就中５〜５０
ｌＪｌｌ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、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
実用に供することができるほか、そのまま実用に供する
こともできる。

熱転写式のインクシートとプリンタを介してセラミック
シートの上にパターンを形成しつつ、熱溶融性バインダ
の溶融下にパターンを仮定着させて焼成用パターンシー
トを得る方法は、製造効率や焼成パターン形成時におけ
るシートの取り扱い性などに優れて好ましい。

本発明においてセラミックシートにパターンを付与して
焼成用パターンシートを形成する段階は、セラミックシ
ートを耐熱性被着体に仮着する前後のいずれでもよい。

前者の場合には予め焼成用パターンシートが形成される
こととなり、適宜な装置を用いて精微なパターンを付与
できる利点がある。後者の場合には被着体に仮着したセ
ラミックシートを処理して焼成用パターンシートとする
ことになる。その場合、限定するものではないがパター
ンの付与には、転写紙の上に熱定着性インクからなるパ
ターンを設けて、転写方式でパターンを付与できるよう
にしたパターンシートが好ましく用いられる。

耐熱性被着体に仮着するセラミックシートないし焼成用
パターンシートには、必要に応じ粘着層を付設して被着
体に対する接着力を高めてもよい。

その粘着層は、焼成時に焼失するように形成される。従
って用いる粘着剤は、被着体に仮着できる接着力を有し
、焼成温度以下で熱分解するなどして焼失するものであ
ればよい。一般には、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤
、ビニルアルキルエーテル系粘着剤などが用いられる。

就中、天然ゴム（合戊天然ゴム）、ブチルゴム、ポリイ
ソブレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、スチレン・
イソブレン●スチレンブロック共重合体ゴム、スチレン
・ブタジエン・スチレンブロック共重合体ゴムの如きポ
リマの単独物からなるゴム系粘着剤、あるいはかかるボ
リマ１００重量部に、石油系樹脂、テルペン系樹脂、ロ
ジン系樹脂、キシレン系樹脂、クマロンインデン系樹脂
の如き粘着付与樹脂を１０〜３００重量部、その他軟化
剤、老化防止剤、着色剤、充填剤等の配合剤を添加して
なるゴム系粘着剤、アクリル酸ないしメタクリル酸のア
ルキルエステルのボリマを主体とするアクリル系粘着剤
などが用いられる。粘着層の付設は、例えばセパレータ
上に設けた粘着層を移着する方法や、セラミックシート
等の上に粘着剤を塗設する方法などにより行うことがで
きる。粘着層の厚さは使用目的に応じ適宜に決定してよ
い。一般には、１〜２００ｕｍとされる。なお、粘着層
の露出面にはセパレー夕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。セラミックシートない
し焼成用パターンシートの耐熱性被着体への仮着にはロ
ボットによる自動接着方式などを採用してもよい。

耐熱性被着体に仮着する焼成用パターンシートの焼或は
、酸化雰囲気下で行われる。これによりセラミックシー
トを焼成して耐熱性被着体に固着させる際に、パターン
を形成する金属又は金属化合物の粉末を金属酸化物に変
化させつつセラミックシートの焼成体に定着させること
ができる。焼成は、非ガラス系セラミック粉末や、パタ
ーンを形成する金属粉末等の酸化物形成温度などに応じ
適宜な加熱温度で行ってよい。

前記した焼成パターン形成方法は、耐熱レンガやその他
の焼成セラミック、焼成台、金属などからなる耐熱性被
着体へのバーコード等からなる識別ラベルの付与などに
好ましく適用することができる。耐熱性被着体が未焼戚
のセラミック成形体等からなる場合などには、焼成用パ
ターンシートの焼成とその被着体の焼成ないし加熱処理
とを兼ねさせることもできる。

発明の効果 本発明の焼成用パターンシートは、非ガラス系のセラミ
ックシートと、酸化物に変化する金属系パターンからな
るので、焼成パターンが滲み難く精微なパターンを精度
よく形成することができる。

また曲面に対しても容易に適用でき、任意なパターンを
容易、かつ臨機に付与するこ−とができる。

さらに、焼成時おけるパターンの温存性に優れ、その焼
成体は耐擦過性、耐熱性、耐薬品性に優れて被着体に対
する固着力にも優れている。

加えて、本発明の熱定着性インク、ないしそのインクシ
ート、又はパターンシートによれば、セラミックシート
に対するパターンの仮着性に優れて、精微なパターンも
容易に形成することができる。

実施例 実施例１ 平均粒径２ｕｖｉのアルミナ粉末８０部（重量部、以下
同し）、平均粒径３μｍのタルク粉末２０部、ポリイソ
ブチルメタクリレート２０部、ジブチルフタレート２部
及びステアリン酸１部を、トルエン４５部を用いてボー
ルミルで均一に混合して得た混合液をドクターブレード
法でセバレー夕上に展開し、乾燥させて厚さ６ｈｍのセ
ラミックシートを形威し、その表面にアクリル系粘着剤
からなる厚さ１５ｎの粘着層を付与し、セパレータで被
覆保護した。

次に、平均粒径５μ曽のニッケル粉末２０部及びボリイ
ソブヂルメタクリレート１０部をロールミルでトルエン
２０部により均一に混合して調製したスラリー状のイン
ク液を、パターンマスクを介して前記セラミックシート
の露出面に塗布印刷し、乾燥させてバーコードパターン
を形成し、焼成用パターンシートを形成した。

ついで、前記の焼成用パターンシートよりセパレータを
剥がしてその粘着層を介し、アルミナ系耐火板（アルミ
ナ８０重量％、シリカ２０重量％）に仮着し、ｌＯ℃／
分の速度で昇温して１５５０℃で１時間焼成（空気中）
した。

前記により、アルミナ系耐火板に強固に固着した焼或パ
ターンを得た。そのバーコードパターンは緑系色で、滲
みがなく鮮明であった。

実施例２ 平均粒径１μｓのニッケル粉末２０部、バラフィンワッ
クス５部及びポリイソブチルメタクリレート５部をロー
ルミルでトルエン２０部により均一に混合して調製した
熱定着性インクの塗布液を、厚さ５μ鶏のポリエステル
フィルム上に乾燥後の厚さが約２０ｕｓ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、そのリボ
ンをケースに収容してインクリボンカートリッジとし、
これを用いて通常の熱転写プリンタを介し実施例１で得
たセラミックシートの露出面にバーコードパターンを印
刷し、焼成用パターンシートを得た。

ついで、前記の焼成用パターンシートを実施例１に準じ
アルミナ系耐火仮に仮着し、焼成した。

前記により、アルミナ系耐火板に強固に固着した焼成パ
ターンを得た。そのバーコードパターンは緑系色で、滲
みがなく鮮明であった。

粘着層を介してアルミナ系耐火板に仮着後、そのセラミ
ックシートに前記のパターンシートにおけるバーコード
パターンを熱ロールを介し転写して焼成用パターンシー
トとし、これを実施例１に準じ焼戊した。

前記により、アルミナ系耐火板に強固に固着した焼成パ
ターンを得た。そのバーコードパターンは緑系色で、滲
みがなく鮮明であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非ガラス系セラミック粉末を樹脂バインダで保形し
   てなるセラミックシートに、焼成時に酸化物となりうる
   金属又は金属化合物の粉末からなるパターンを設けてな
   ることを特徴とする焼成用パターンシート。 ２、パターンを有しない面に粘着層を有する請求項１に
   記載の焼成用パターンシート。 ３、請求項１に記載の焼成用パターンシートを耐熱性被
   着体に仮着し、これを酸化雰囲気下で加熱してセラミッ
   クシートを焼成しつつ耐熱性被着体に固着させると共に
   、パターンを形成する金属又は金属化合物の粉末を金属
   酸化物に変化させつつセラミックシートの焼成体に定着
   させることを特徴とする焼成パターン形成方法。 ４、セラミックシートを耐熱性被着体に仮着し、その上
   にパターンを設けて請求項１に記載の焼成用パターンシ
   ートを形成したのち、これを酸化雰囲気下で加熱してセ
   ラミックシートを焼成しつつ耐熱性被着体に固着させる
   と共に、パターンを形成する金属又は金属化合物の粉末
   を金属酸化物に変化させつつセラミックシートの焼成体
   に定着させることを特徴とする焼成パターン形成方法。 ５、焼成時に酸化物となりうる金属又は金属化合物の粉
   末と、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。 ６、請求項５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。 ７、請求項６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。 ８、請求項６に記載のインクシートを用いて熱転写プリ
   ンタを介し、セラミックシートの上にパターンを形成す
   ることを特徴とする請求項１に記載の焼成用パターンシ
   ートの製造方法。 ９、転写紙の上に、請求項５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。