JPH0384073A - 熱定着性インク及びパターンシート並びにパターン形成方法 - 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、定着性、耐熱性、耐擦過性に優れて熱転写用
途に好適な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一トとその製造方法、並び
に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ードプロセッサ
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、ガラスないし坑底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、かか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、ガラス粉末
含量が少ないと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
に乏しく、反対にガラス粉末含量が多いと熱転写性の維
持下に付与インク層の厚さを増すことが困難でパターン
濃度に乏しく、明瞭なパターンを形成できない問題点が
あった。

課題を解決するための手段 本発明は、熱溶融性の無機粉末と耐熱性顔料の体積に基
づく配合割合を制御することにより上記の課題を克服し
たものである。

すなわち本発明は、熱溶融性の無機粉末と、耐熱性顔料
と、熱溶融性バインダからなり、前記無機粉末を体積部
に基づいて耐熱性顔料１００部あたり１００〜５００部
含有することを特徴とする熱定着性インク、並びに前記
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又は転写
紙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
てパターンとインク受容層を融和させることを特徴とす
るパターン形成方法、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
ターンを形成したのち加熱処理し、パターンとインク受
容層を融和させることを特徴とするパターン形成方法の
提供も目的とする。

作用 熱溶融性の無機粉末と耐熱性顔料の配合割合を上記した
体積部に基づく範囲とすることにより、熱転写パターン
の解像度に優れ、焼成後におけるパターンの耐擦過性に
優れる熱定着性インク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、熱溶融性の無機粉末と、耐
熱性顔料と、熱溶融性バインダを成分とする。

熱溶融性の無機粉末としては、２００〜１７００℃で軟
化、ないし溶融するものが用いられる。一般には亜鉛、
スズ、鉛、アルミニウム、クロム、コバルト、鉄、銅、
ニッケル、カドミウム、ビスマスなどからなる金属の単
体物や、かかる金属を含む合金、Ｓｉｏ２、Ｐ２０ｓ　
、Ｚｎ０Ｘ’ＰｂＯ，Ｂ２０３　、Ａ　Ｉ　２０３等を
主成分とするガラスの粉末などが用いられる。

耐熱性顔料としては、焼成の前後における質量変化の少
ないものが用いられる。一般にはコバルト、クロム、鉄
、鋼、亜鉛、マグネシウム、マンガン、スズ、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、ＣｕＣｒ２０１．２（Ｃ
ｏ、Ｍｇ）０・ＳｎＯ２、Ｃ０Ｏ−Ａ１２０３、Ｆｅ２
Ｏ３、Ｃ０（ＡＩ−Ｃｒ）２０４　、（ＺｎＦｅ）（Ｆ
ｅＣｒ）２０４、（ＣｕＭｎ）（ＣｒＭｎ）２０４　、
ＭｎＰＯ４、（Ｃ。

Ｆｅ）（ＦｅＣｒ）２０４　、ＣＯ２ＴｉＯ４・Ｎｉ０
ＺｎＯ１ＣｏＯ−ＺｎＯなどがあげられる。

前記無機粉末や耐熱性顔料の形状や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２ｈｍ以下、就中１ｈｍ以下のものが好ましい。

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・ソクス、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く、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。その例としては、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、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、アクリル酸やメタクリル酸の如き酸
系ポリマ、メチル基、エチル基、ｎ−ブチル基、イソブ
チル基の如きアルキル基を有する前記酸のエステル系モ
ノマなどを成分とする単成分系ポリマや共重合系ポリマ
、あるいは前記エステル系モノマにエチレン、スチレン
、酢酸ビニル、塩化ビニル、ブチレン、イソブチレン、
ブタジェンの如きビニル系モノマを２０重量％以下、就
中１０重量％以下併用した共重合系ポリマなどがあげら
れる。

熱定着性インクの調製は、熱溶融性の無機粉末と耐熱性
顔料と熱溶融性バインダの１種又は２種以上を適宜に混
合することにより行うことができる。熱定着性インクに
おける熱溶融性の無機粉末、耐熱性顔料、ワックス、ポ
リマの組成比は、熱溶融性の無機粉末と耐熱性顔料の合
計１００重量部あたりワックス１０〜５００重量部、就
中３０〜４００重量部、ポリマＯ〜５００重量部、就中
１〜４００重量部、特に５〜３００重量部が用いられる
。熱溶融性の無機粉末の配合量は、体積部に基づいて耐
熱性顔料１００部あたり１００〜５００部、就中１５０
〜４００部とされる。

かかる配合割合とすることにより、明瞭なパターンを形
成できて、焼成後における形成パターンを耐擦過性、明
瞭性に優れるものとすることができる。なお前記の体積
部における体積は、質量を比重で除した値に基づき、そ
の比重は比重びん法やビクノメーター法の如き液浸法で
測定した真密度に基づく。

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、ボッエステル、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　　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
０μｍ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、その厚さは耐熱性顔料の含
有濃度にもよるが、一般には３０μｍ以下、就中２〜２
０μｍとされる。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。

本発明のパターンシートは、受容シートのインク受容層
や、転写紙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。受容シートのインク受容層の上に設け
る場合、そのパターンは加熱定着させるときもあるが、
転写紙の上に設ける場合には、そのパターンを他の被着
体に転写する必要のあることから、転写紙に対しパター
ンを加熱定着させない。

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。

前者は２００〜３００℃程度の比較的低温での使用を目
的とする低温用受容シートであり、ポリエステルやポリ
イミドの如き耐熱性樹脂からなるフィルムやその積層体
に、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等
の樹脂と無機粉末の混合物からなるインク受容層を設け
て形成される。

後者のセラミック系シートは、高温、就中３００〜１７
００℃での使用を目的とする高温用受容シートである。

その例としては鉛ガラス系、ホウ珪酸鉛ガラス系、ソー
ダガラス系、珪酸ガラス系、石英ガラス系等の適宜なガ
ラス粉末を、必要に応じセラミック、金属ないしその酸
化物等からなる無機物や、有機バインダなどを用いて熱
溶融性のシートとしたものがあげられる（例えば特開昭
６２−２２３０５７号公報等〉。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。

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、熱転写プリンタ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、熱定着
性インクやインク受容層の種類などに応じて適宜な加熱
温度で行ってよい。一般には、２００〜１７００℃の温
度範囲とされる。加熱処理により、熱定着性インク中の
熱溶融性無機粉末が耐熱性顔料を保持しつつインク受容
層と融和し、耐擦過性に優れるパターンを形成する。

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。セラミック系シートを用いて焼成処理する
場合には、焼成時に消失する粘着剤の使用が適当である
。低温用受容シートの場合には、耐熱性の粘着剤、ない
し加熱処理で硬化する接着剤が適当である。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。接着処理にはロ
ボットによる自動接着方式なども採用してよい。

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
セラミック等の耐熱性基板、試作品などへの社名、ロッ
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、熱溶融性無機粉末と耐熱性
顔料を特定の割合で配合したので、明瞭なパターンを形
成することができ、焼成後のパターンは耐擦過性、明瞭
性に優れている。

また本発明の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。

参考例ｌ ＰｂＯ−８２０３・ＺｎＯ系ガラス粉末８５部（重量部
、以下同じ〉、白色顔料１５部、アクリル系ポリマ３０
部、トルエン５０部の混合物を、セパレータ上に設けた
粘着剤層の上に塗布し、乾燥させ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。

参考例２ Ｓｉ○２系ガラス粉末１００部、白色顔料１０部、アク
リル系ポリマ３０部、トルエン５０部の混合物を、セパ
レータ上に設けた粘着剤層の上に塗布し、乾燥させてガ
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１ ＣｕＣｒ２０４　　（比重５．３　ｇ　／　ｃｄ　）　
１００体積部と、ＰｂＯ−８２０３・ＺｎＯ系ガラス粉
末（比重６．２ｇ　／　ｃｄ　）　３００体積部の割合
で合計ｌ００部、ステアリン酸４０部及びエチレン・酢
酸ビニル共重合体ＩＯ部の混合物をロールミルでトルエ
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５μｍ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１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、明
瞭なパターンを有する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分間焼成して、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ＪＩＳ　Ｈ８５０３に準
拠して耐磨耗試験を行ったが、パターンは削られること
なく、優れた定着性を示した。

比較例１ ＣｕＣｒ２０４　／ＰｂＯ−Ｂ２０３　”　ＺｎＯ系ガ
ラス粉末の配合体積比を１００１５０としたほかは実施
例１に準じ熱定着性インク、インクシート、パターンシ
ート、焼成パターンを形成し、その焼成パターンにつき
ＪＩＳ　Ｈ８５０３に準拠して耐磨耗試験を行ったとこ
ろ、パターンは定着が不十分で部分的に削り取られ、識
別不能となった。

比較例２ ＣｕＣｒ２０４／ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３・ＺｎＯ系ガラス粉
末の配合体積比をｔｏｏ／８００としたほかは実施例１
に準じ熱定着性インク、インクシート、パターンシート
を形成したが、濃度不足でパターンの明瞭性に劣ったも
のであった。

実施例２ ＰｂＯ−Ｂ２０３・ＺｎＯ系ガラス粉末に代えて亜鉛粉
末（比重７．１４ｇ／ｃｄ）を用いたほかは実施例１に
準じ熱定着性インク、インクシート、パターンシート、
焼成パターンを形成し、その焼成パターンについてＪＩ
Ｓ　Ｈ８５０３に準拠して耐磨耗試験を行ったが、パタ
ーンは削られることなく、優れた定着性を示した。

比較例３ ＣｕＣｒ２０＜／亜鉛粉末の配合体積比を１００１５０
としたほかは実施例２に準じ熱定着性インク、インクシ
ート、パターンシート、焼成パターンを形成し、その焼
成パターンにっきＪＩＳ　Ｈ８５０３ニ準拠して耐磨耗
試験を行ったところ、パターンは定着が不十分で部分的
に削り取られ、識別不能となった。

実施例３ ＰｂＯ・Ｂ２Ｏ３・ＺｎＯ系ガラス粉末に代えて５ｉｎ
２系ガラス粉末（比重２．２ｇ／ｃｉ）を、参考例１の
シートに代えて参考例２のシートを用い、焼成条件を８
００℃、３０分間としたほかは実施例１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
を形成し、その焼成パターンについてＪＩＳ　Ｈ８５０
３に準拠して耐磨耗試験を行ったが、パターンは削られ
ることなく、優れた定着性を示した。

比較例４ Ｃｕ　Ｃｒ　２０４　／　Ｓ　ｉ　Ｏ２系ガラス粉末の
配合体積比を１００１５０としたほかは実施例３に準じ
、熱定着性インク、インクシート、パターンシート、焼
成パターンを形成し、その焼成パターンにつきＪＩＳ　
Ｈ８５０３に準拠して耐磨耗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削り取られ、識別不能と
なった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱溶融性の無機粉末と、耐熱性顔料と、熱溶融性バ
   インダからなり、前記無機粉末を体積部に基づいて耐熱
   性顔料１００部あたり１００〜５００部含有することを
   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、転写紙の上に請求項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
   。 ７、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パターンとインク
   受容層を融和させることを特徴とするパターン形成方法
   。 ８、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
   形成して加熱処理し、パターンとインク受容層を融和さ
   せることを特徴とするパターン形成方法。