专利名称：热敏转印油墨的制备配方和产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油墨的制备配方及其产品，尤其是涉及一种热敏转印油墨的制备配方和用所述配方制备出的热敏转印介质，例如打字带。
在打印领域内，冲击型打印机已成为提供增加打印能力的主要设备。所述冲击型打印机包括点状版型和全字符型两类打印机。其中，点状版型打印机是靠驱动单独分开的打印元件，从储存位置上把各个线点阵符号打印到印出位置上。另一类全字符型打印机中，各个字型元件被驱动而对着打字带和纸张打印，或着对着相邻的或与型板相接触的，类似的显示介质打印。
在打印操作中，典型和熟知的过程是把位于打字带上的某个部份的油墨转移到纸张上，形成一个记号或图象。打印操作中的另一种设计是使用无碳复写纸，利用驱动打印机的印刷线点元件或字型元件，冲击并压裂无碳复写纸上的包胶囊材料而在纸张上形成记号。此外，已知的有一种打印油墨，该油墨含有磁性颗粒，在打印操作中，某一些磁性颗粒被转移到到显示介质上，以形成具有一定特性和形状的编码字符记号，所述字符记号可以在接着进行的操作中被机器读出。已知的一种编码印刷系统称作磁性油墨字符识别系统即MICR(Magnetic Ink Character Recognition)就是利用了上面叙述的操作方式来达到目的的。
当冲击打印方法已在工业界处于支配地位时，该种打印方法已暴露出的一个缺点是在打印操作中会产生噪音。已作过许多努力以减低该种高噪音的量级，例如利用吸声材料或者缓冲材料，或者采用把上述的打印设备隔绝起来的方法。
更新近的是出现了热敏打印，该种打印设备有效并显著地减低了噪音的量级。它的作用原理是要求利用很薄的薄膜电阻器的快速反应，对记录介质上的非常精确的部位加热。所述的被选择的电阻器的强烈的加热，致使打字带上的相应部位的油墨转即到纸张或类似的接受基材上。另一种方法是纸张可以是热敏型的，即所述纸张包含有对产生的热有反应的材料。
更进一步还可以看到，热敏打印也适用记录纸编码的磁性油墨字母识别系统，上述系统中，磁性材料被转印到所述的记录纸上以便用机器读出上面的字符。这种热敏转印打印已接近于解决记录纸编码磁性油墨字符识别系统能在较低的噪音量级中操作。
但在使用热敏转移打印特别是进行连续性的打印操作时，会在接受基材上的相邻的打印符号或数字处形成渗开模糊或污渍。所述的渗开模糊会造成某些识别系统，例如光字符识别系统即OCR(Optical Character Recognition)或者磁性油墨字符识别系统即MICR，对字符识别困难，有时甚至不能识别出字符。
本发明的目的是提供一种热敏油墨的制备配方和热敏转印介质，以所述配方制得的介质可以消除或显著地减少在速续打印操作中并列或相邻的印刷符号或数字处的渗开模糊或污渍。
本发明的目的是这样实现的，即提供一种热敏转印油墨的配方，所述配方中包括有热敏材料和含在溶剂中的转印剂。所述的转印剂是以醇为基础的转印剂，而所述的配方中也包括有水性的乳液，染料和聚四氟乙烯。
此外，本发明还提供一种热转印介质，该热转印介质由涂有热敏涂料的基材组成，所述的涂料含有敏感材料和转印剂，所述的转印剂是一种醇基转移剂，所述的热敏材料还含有水性乳液和染料以及聚四氟乙烯。
以下将结合实施例和附图，对本发明进行详细叙述。
图1是具有磁性热敏功能涂层的打字带，以及接受基材，在准备热敏打印时的结构剖析示意图。
图2是经打印后，在接受基材上已打印上一部分涂层后的结构示意图。
参照图1、图2。传印打字带20由基材22和涂层24构成。所述的基材22是一层薄的、光滑的、薄绢状的纸或者是聚酯型的塑料或者是类似的材料。所述的涂料或涂层24是涂复在基材22上的。所述涂层24是有热敏活性的，并含有磁性颜料或磁性颗粒26，所述磁性颜料或颗粒26是一种配料，该配料用作于显图或编码操作中，形成能被机械读出的字符或其他记号，每一个字符或记号，也就是在接受的记录纸28上或者在类似的记录介质上产生的可被读者辨认与阅读的、清晰的磁性字型或图象。在上述情形中，打字带是采用磁性热敏打印原理来操作的，所述的颜料或颗粒26包括磁性氧化物或类似的敏感材料。
如上面所述，所用的热敏打印机具有打印头元件，如图1和图2中的30所表示的。所述的打印机能显著地降低在打印操作中产生的噪音量级，并且对MICR显型或纸张的编码以及类似于记录纸28的打印上提供可靠的效果。当利用磁性信号可感应油墨对记录纸28输入编码字型或图形时，磁性热敏转印打字带20使热敏打印显出优越性。热敏打印头的打印头元件30被驱动时，要求在已涂复过的打字带20上的涂层24中的一部份颜料或磁性涂料26从打字带20上被转印到记录纸28上，形成字符32以供读者识别。
所述的功能性涂料层即涂层24呈现下列特征耐擦;不易形成污渍而变模糊;对于在正常的打印头电压、脉冲宽度和正常温度下的。含在涂层24中的热敏材料颗粒26的转印没有阻碍作用;在包含在涂层24中的磁性热敏材料颗粒26转印到记录纸28的操作中，对所述的材料颗粒26提供一定的粘结力。
适用于上述磁性热敏功能涂层24特性的、优异的备配方(包括相应的配料用量)如实施例Ⅰ所示。
实施例1加入物料 乾用量% 乾重量份数 湿重量份数 乾用量范围%拜斯夫(BASF) 48.0 144.0 144.0 40.0-55.0氧化物0045二十二醇 41.0 123.0 123.0 30.0-50.0乳液EC-1052(40%) 7.0 21.0 52.5 5.0-10.0布特伐尔B98 2.0 6.0 6.0 1.0-3.0巴索尼尔黑X-22 1.5 4.5 9.0 1.0-2.0PTFESST-3 0.5 1.5 1.5 0.5-1.5正丙醇 - - 464.0100.0 300.0 800.0
必须指出，乳液EC-1052以含固量40%的状态加入，而巴索尼尔(Basonyl)黑X-22以含固量50%的状态加入。根据不同提供商所提供产品的差别，乳液EC-1052可以是含固量38%到42%范围内的产品，巴索尼尔(Basonyl)黑X-22可以是含固量48%到52%的产品。在上述配方中的正丙醇溶剂的用量应选取为对各种加入物料的固体都能适应的范围。其他溶剂，例如异丙醇、饮用水或者它们的混合物也可以被使用。同时，也必须指出，在上述制备配方(实施例1)中的固体含量是37.5%。
实施例2是另一种制备配方，其加入的物料及用量如下表所述实施例2加入物料 乾用量% 乾用量份数 湿用量份数 乾用量范围%磁性氧化物 48.0 120.0 120.0 40.0-55.0二十二醇 41.0 102.5 102.5 35.0-50.0乳液EC-1052(40%) 7.0 17.5 43.8 5.0-15.0(续下表)
PVP 2.0 5.0 5.0 1.0-3.0PTFESST-3 0.5 0.25 1.2 1.5-2.0巴索尼尔黑X-22 1.5 3.75 7.5 1.0-3.0饮用水 - - 70.0正丙醇 - - 400.0100.0 250.0 750.0必须指出，当饮用水和正丙醇的比例为15比85时，饮用水的用量可高至整个混合物的50%。所述的水和正丙醇在本制备配方中的用量也必须选取为对各种所加入物料的固体相适应的范围。同时，也必须指出，在实施例2的配方中的固体含量为33.3%。
本发明的实践的目的是提供用于制备打字带20上的涂层24的配方，所述配方在高速打印操作时呈现优越的抗渗出模糊性能。从本发明的配方的使用中可以观察到涂料的堆积低，以及残留在不锈钢薄片上的残余物少，而这些堆积残余物在高速打印时对于字符显出和打印头的操作是有阻碍的。已进一步观察到采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)可以减少或降低堆积物。PVP可以与水和醇互溶。所述的聚乙烯吡咯烷酮在配方的实施例2中已被加入使用，以提高涂层的性能和在打印操作中，提高热敏转印打字带的性能，使位于涂层24中的热敏材料26不致损失转印性，增加涂层的耐渗开模糊和抗形成污渍的能力。
可以采用粘合剂来提高涂层24的转印性能，例如可以采用布特伐尔B98(Butvar)是一种聚乙烯醇、醋酸丁酸纤维素、醋酸乙烯的水性乳液。
在磁性热敏转印打字带20的制备中，按配方制备的涂层24被涂复在基材22上面。所述的基材或称之为基础的22可以是规格号为14到35的聚酯薄膜，例如采用杜邦(du Pont)公司商标为Mylar的聚酯薄膜，也可以是规格号为30到40的电容器用绢纹状薄膜，例如可以用格拉兹(Glatz)公司制造的产品。所述用作基材的材料应具有高的拉伸强度，以使制得的基材便于输送和便于涂布操作。此外，所述基材还应具有最小的厚度和低的热阻力，以延长热敏打印头的热敏元件30的使用寿命，因为具有这些特性可以减少打印头所需的驱动能量。
涂层24可以采用传统的涂布工艺涂复到基材22上，例如可以采用装置在典型的涂布机的迈耶杆(Meyer rod)或类似于线绕刮刀棒，提供每平方米重量为5.5到8.5克之间的涂层。所述的涂层含有大约30%到37.5%的不挥发性材料，并且在整个涂布工艺过程中，维持设定的温度和粘度。当所述涂层被涂复到上述基材上之后，即为待乾的打字带的薄片带被通入干燥器，在该干燥器的挥发温度93～150℃的范围内，经历约5～10秒，以保证涂层24充分燥并牢坚地粘合到基材22上，制得转印打字带20。上面叙述的每平方米的涂层重量，以迈耶杆涂布到电容器级绢纹状薄膜上的较佳厚度为9～12微米，连基材加在一起的较佳总厚度为10～20微米。在热敏转印编码装置中，当打印能量处于0.80到1.2毫焦耳的能量范围时，涂层24呈现较优的转印特性。
所述的磁性氧化铁是一种淡红色或红黑色的无定形粉末，具有磁性功能，不溶于水、醇、和醚，用作为颜料或敏感材料。二十二醇是一种长链的，高分子量(326)的饱和脂肪醇，可溶于热的醇、酮的醚中，用作为转印剂。乳液EC1052是水性乳液，用作为粘合剂，同时也对磁性氧化铁的转印和粘结到纸张28上起辅助作用。上述乳液更明确地说是一种PH值为8.2到8.5，粘度为25到30英的水性乙烯基底漆。布特伐尔B98是一种聚醋酸乙烯树脂(更明确地说是指聚乙烯醇缩丁醛)，用作为粘合剂，以调节涂层24的转印特性。上述的聚醋酸乙烯树脂提供柔韧性、粘附性、粘合性、坚固性和耐摩擦性。由于布特伐尔所具有的溶解特性，使用它制得的组合物具有溶剂快乾作用，能适用于高速打印。巴索尼尔(Basonyl)黑X-22是在正丙醇中的丫嗪染料，用以在不损失耐渗开模糊性情况下增加转印出的图象字符的亮度。所述的巴索尼尔黑X-22也提高涂层24对基材22的粘合性能。PTFE是从四氟乙烯衍生出的聚合物、塑料或树脂，是直链状的，具有蜡状的结构，是乳白色的不透明材料。PVP(聚乙烯吡烷酮)是一种自由流动状的，白色无定形粉末，溶于水、氯代烃、醇、胺、硝基烷和低分子量的脂肪酸中。
用在本发明中的所述的各种加入物料的应用性由下表所示的各公司提供
材料名称 供应商氧化铁＃0045 拜斯夫(BASF)公司二十二醇 法洛克化学公司(Fallak Chemical)乳液EC-1052 环境油墨公司(40%含固量) (Environmental-Ink Co.)在特伐尔B98 孟山都公司(Monsanto)巴索尼尔黑X-22 拜斯夫(BASF)公司(50%含固量)PTFE SST-3 钻石沙莫克公司(Diamond Shamrock)PVP 盖夫(GAF)公司水或醇作为溶剂，和在本发明配方中的各种其他物料一起，制备出使被转印出的图象字符具有耐渗开模糊性和耐刮除性的磁性热敏转印打字带。正丙醇、异丙醇和饮用水可以由任何相应的厂商提供。饮用水是适用于本发明配方的，去离子水(即被提纯除去盐类)自然可以适用于上述配方，蒸馏水(即除去了非离子型不纯物的)也可以被使用。
本发明提供了一种水性热敏转印系统，不需使用传统的蜡。所用的二十二醇和水性乳液用作为转印剂。水性乳液和二十二醇所构成的组合物使得转印剂具有优异的耐渗开模糊性，而且使所述的转印剂在高速打印机的不锈钢薄片上的残留堆积物低。巴索尼尔黑用作提高被转印后的图型字符的亮度，并且不减少它的耐渗开模糊性，同时也用以提高涂层24的粘附力和流变特性。
综上所述可以看到，本发明所提出的用于热敏打印操作的热敏转印打字带包括涂复在所述的打字带一侧表面上的热敏感涂料。所述的具有涂层的打字带能够在打印操作中，使得被涂复的材料的某些部分转印到记录纸或类似的记录介质上，从而在记录介质上，根据成图型或编码的要求，形成数字符号或其他记号，以使机器或其他读者能够读出上述字符。所述的热敏感涂料包括多种物料的组合物或混合物，使被被转印出的图象字符或其他记号能耐渗开模糊、不易形成污渍并耐刮除。组成所述组合物或混合物的各种物料包括有水、醇或水与醇的混合溶剂。本发明配方中包括有布特伐尔B98(在实施例1中)，较佳的是以正丙醇作为溶剂。
权利要求
1.一种热敏转印油墨的制备配方，包括有敏感材料(26)和含在溶剂中的转印剂，其特征是所述的转印剂是醇基的转印剂，上述配方也包括水性乳液、染料和聚四氟乙烯。
2.根据权利要求1所述的热敏转印油墨的配方，其特征是所述的溶剂包括醇、水或醇与水的混合物。
3.根据权利要求2所述的热敏转印油墨的配方，其特征是所述的溶剂是正丙醇或异丙醇。
4.根据权利要求1所述的热敏转印油墨的配方，其特征是所述的配方中包括粘合剂。
5.根据权利要求4所述的热敏转印油墨的配方，其特征是所述的粘合剂是从聚醋酸乙烯树脂、聚乙烯醇、乙酸丁酸纤维素、醋酸乙烯酯的水性乳液中选取的。
6.根据权利要求1所述的热敏转印油墨的配方，其特征是所述的转印剂是脂肪族醇。
7.根据权利要求6所述的热敏转印油墨的配方，其特征是所述的转印剂是二十二醇。
8.根据权利要求1所述的热敏转印油墨的配方，其特征是所述的配方中包括聚乙烯吡咯烷酮。
9.根据权利要求1所述的热敏转印油墨的配方，其特征是敏感材料占40%～55%，转印剂占30～50%，水性乳液占5～10%，染料占1～3%，聚四氟乙烯占0.5～2%，上述各组分的用量都是以乾重量计的。
10.一种热敏转印介质，由涂复有热敏涂料24的基材22组成，所述的热敏涂料24包括敏感材料26和转印剂，其特征是所述的转印剂是醇基转印剂，所述的热敏涂料24还包括水性乳液，染料和聚四氟乙烯。
11.根据权利要求10所述的热敏转印介质，其特征是所述的基材22包括商品规格号为14到35的聚酯薄膜。
12.根据权利要求10所述的热敏转印介质，其特征是所述的基材22包括商品规和号为30到40的电容器绢纹状薄膜。
13.根据权利要求10所述的热敏转印介质，其特征是所述的热敏涂料24每平方米的重量是5.5～8.5克。
全文摘要
本发明提供一种热敏转印油墨的制备配方及其产品热敏转印介质。所述配方包括醇基转印剂、溶剂、水性乳液、染料、聚四氟乙烯等，用所述配方制得的热敏涂料涂覆在基材上制得热敏打字带，可用于高速打印操作，具有操作时的噪音量级低、打印出的图型字符耐磨、耐刮除，不易渗开模糊，不易产生污渍等优点。
文档编号B41M5/26GK1048869SQ90104568
公开日1991年1月30日 申请日期1990年7月9日 优先权日1989年7月10日
发明者夏希·G·塔尔凡加, 马里欧·E·马格莱特, 汤马斯·J·奥伯里杰 申请人:Ncr股份有限公司