JP2018111767A - 溶剤系インク組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
RO[(CH2CH2O)n]mPO(OH)3-m (5)
(式中、Rは、アルキル基を示し、nは、1以上の整数を示し、mは、1以上3以下の整数を示す。)
本実施形態の溶剤系インク組成物(以下、「溶剤系組成物」、「インク組成物」、「組成物」ともいう。)は、有機溶剤と、表面処理された金属粉末と、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物とを含む。また、そのポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物の含有量は、インクの総量に対して、0.1質量%以上10.0質量%以下である。さらに、その表面処理された金属粉末は、アルミニウム又はアルミニウム合金を含有し、かつ、フッ素系化合物の表面処理剤で表面処理されている。ここで、「溶剤系」とは、有機溶剤を主要な溶媒とすることを意味する。
本実施形態の組成物は、例えば、溶媒(分散媒)とその溶媒中に分散された表面処理された金属粉末とを含む分散液と、必要に応じて有機溶剤とを混合して得られる。分散液は、特に限定されないが、例えば、溶媒である有機溶剤中の母粒子の金属粉末及び表面処理剤を、所定の温度下で混合することにより、母粒子の金属粉末が表面処理剤により表面処理されて、表面処理された金属粉末を含む液として得られる。また、表面処理された金属粉末を分散液に含まれた状態ではなく、単体でその他の原料と混合することで組成物を得てもよいが、有機溶剤を溶媒として用いることが好ましい。ただし、表面処理された金属粉末を得た後に、溶媒は公知の方法で取り除くこともできるため、特に溶媒は限定されない。
本実施形態の表面処理された金属粉末は、母粒子(表面処理剤による表面処理を施される粒子)である金属粉末を表面処理剤で表面処理したものである。母粒子は、少なくとも、表面付近を含む領域がアルミニウム又はアルミニウム合金のアルミ金属(以下、「アルミ金属」という。)で構成されたものであればよく、例えば、全体がアルミ金属で構成されたものであってもよいし、非金属材料で構成されたコア部と、そのコア部を被覆するアルミ金属で構成された被膜とを備えるものであってもよい。アルミ金属を用いることにより、インク組成物の光沢性に優れ、原料コストにも優れる。なお、表面処理された金属粉末は、少なくともアルミ金属を含んでいればよく、他の金属をさらに含むものであってもよい。
まずアセトンで10倍以上に希釈した表面処理された金属顔料を平滑なガラス基板上に数滴滴下し、2時間以上自然乾固させる。
次に、原子間力顕微鏡(セイコーインスツルメンツ株式会社製:「SPA400」)を用いてこのガラス基板上に強制配向したアルミニウム顔料を30点抽出し、タッピングモードによってそれぞれの厚みを測定する。
測定した30点の厚みのうち、上位および下位の各3点の厚みを除外した残りの24点の厚みの平均値を求め、その平均値を平均厚みとする。
分散液中の溶媒(分散媒)は、表面処理された金属粉末を分散できるものであれば特に限定されない。表面処理された金属粉末の分散をより良好にする観点から、溶媒(分散媒)は、後述する組成物に含まれる有機溶剤として例示されたものが好ましく、その中でも組成物において好ましいとされる有機溶剤が同様に好ましい。分散液に含有させる有機溶剤とそれとは別に組成物に含有させる有機溶剤は、互いに同一の有機溶剤であってもよく、異なる有機溶剤であってもよい。
次に、母粒子の表面処理に用いられるフッ素系化合物について説明する。上述したように、本実施形態に係る溶剤系インク組成物に含まれる金属粉末は、上記母粒子がフッ素系化合物によって表面処理されたものである。このようなフッ素系化合物としては、フッ素系ホスホン酸、フッ素系カルボン酸、フッ素系スルホン酸、フッ素系シラン、およびこれらの塩などを好ましく用いることができる。これらのフッ素系化合物であれば、ホスホン酸基、カルボキシ基、スルホン酸基などが、母粒子の表面に結合することにより被膜を形成することができるので、耐水性が付与された卑金属顔料が得られる。これにより、卑金属顔料が水性媒体中における水と反応することを効果的に抑制でき、また分散性にも優れた卑金属顔料分散液が得られる。これらの中でも、ホスホン酸基が母粒子表面への結合能力に特に優れていることから、フッ素系ホスホン酸およびその塩がより好ましい。
本実施形態に係る溶剤系インク組成物は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物を含み、そのポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物は、好ましくは下記式(5)で表される化合物、そのエステル化合物、及びその塩である。
[RO(CH2CH2O)n]mPO(OH)3-m (5)
(式中、Rは、アルキル基を示し、nは、1以上の整数を示し、mは、1以上3以下の整数を示す。)
本実施形態の組成物に含まれる有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、グリコールモノエーテル、グリコールジエーテル、ラクトン、及び非プロトン性極性溶媒が挙げられ、これらは1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の組成物は、上記の各成分の他に、従来のインクジェット用インク組成物に用いられ得る任意の成分の1種又は2種以上を含んでもよい。そのような任意の成分として、具体的に、染料等の色材、界面活性剤、浸透剤、保湿剤、溶解助剤、粘度調整剤、pH調整剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、腐食防止剤、及び分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート化剤、その他の添加剤及び溶媒等が挙げられる。これらはそれぞれ、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
本実施形態に用い得るインクジェット記録装置は、インク組成物を吐出する吐出ヘッドを備える。以下、本実施形態に用い得るインクジェット記録装置を、図1に示すインクジェット記録装置200を用いて例示的に説明するが、本実施形態のインクジェット記録装置はインクジェット記録装置200の形状、構成等の態様には限定されず、適宜の構成とすることができる。図1は、本実施形態に用い得るインクジェット記録装置200を模式的に示す斜視図である。
本実施形態の吐出ヘッドは、ノズル孔を有するノズルプレートと、振動板とを備え、振動板により容積を変化させられる圧力室と、圧力室及びノズル孔と連通する流路と、圧力室にインク組成物を供給するインク供給室と、を有する。以下、本実施形態の吐出ヘッドを、図2及び図3に示す吐出ヘッド100、101を用いて例示的に説明するが、本実施形態の吐出ヘッドは吐出ヘッド100、101の形状、構造等の態様には限定されず、適宜の構成とすることができる。図2は、本実施形態に係る吐出ヘッドを模式的に示す分解斜視図である。
まず、表面が平滑なポリエチレンテレフタレート製のフィルム(表面粗さRaが0.02μm以下)を用意した。
アルミニウム粒子の平均粒径と平均厚さを変更する以外はアルミニウム粒子分散液Aの調製と同様の手順により、平均粒径0.60μm(900nm)、平均厚さ30.5nmであるアルミニウム顔料Bを含むアルミニウム顔料分散液Bを得た。
アルミニウム粒子の平均粒径と平均厚さを変更する以外はアルミニウム粒子分散液Aの調製と同様の手順により、平均粒径0.95μm(950nm)、平均厚さ82.5nmであるアルミニウム顔料Bを含むアルミニウム顔料分散液Cを得た。
フッ素系ホスホン酸化合物として、CF3(CF2)3(CH2)2O(P)(OH)2を用いてアルミニウム粒子の表面処理を行う以外はアルミニウム顔料分散液Aの調製と同様の手順により、アルミニウム粒子の平均粒径0.45μm(450nm)、平均厚さ14.6nmであるアルミニウム顔料Dを含むアルミニウム顔料分散液Dを得た。
各材料を下記の表1に示す組成で混合し、十分に撹拌し、各組成物を得た。なお、下記の表1中、数値の単位は質量%であり、合計は100.0質量%である。
〔ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物〕
プライサーフA212C(ポリ(10)オキシエチレントリデシルエーテルリン酸、エーテル鎖の炭素数:13、第一工業製薬社製の商品名)
プライサーフM208F(ポリ(10)オキシエチレントリデシルエーテルリン酸アミン、エーテル鎖の炭素数:8、第一工業製薬社製の商品名)
プライサーフA208F(ポリ(10)オキシエチレントリデシルエーテルリン酸、エーテル鎖の炭素数:8、第一工業製薬社製の商品名)
プライサーフA219B(ポリ(10)オキシエチレントリデシルエーテルリン酸、エーテル鎖の炭素数:12、第一工業製薬社製の商品名)
NIKKOL DDP−2(ポリ(2)オキシエチレンアルキルエーテルリン酸、エーテル鎖の炭素数:12−15、日光ケミカルズ社製の商品名)
NIKKOL DDP−10(ポリ(10)オキシエチレンアルキルエーテルリン酸、エーテル鎖の炭素数:12−15、日光ケミカルズ社製の商品名)
NIKKOL DLP−10(ポリ(10)オキシエチレンラウリルエーテルリン酸ナトリウム、エーテル鎖の炭素数:12、日光ケミカルズ社製の商品名)
NIKKOL DOP−8NV(ポリ(8)オキシエチレンオレイルエーテルリン酸ナトリウム、エーテル鎖の炭素数:18、日光ケミカルズ社製の商品名)
NIKKOL TLP−4 (ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸ナトリウム、日光ケミカルズ社製の商品名)
シラノール変性シリコーン(両末端シラノールジメチルシリコーンオイル、信越シリコーン社製、商品名「X−21−5841」)
〔有機溶剤〕
ジエチレングリコールジエチルエーテル(日本乳化剤社製)
ジエチレングリコールメチルエチルエーテル(日本乳化剤社製)
トリエチレングリコールモノブチルエーテル(日本乳化剤社製)
γ−ブチロラクトン(三菱化学社製)
ジメチルイミダゾリジノン(三井化学社製)
2−ピロリドン(三菱化学社製)
チャンバー(サーマルチャンバー)内に設置した液滴吐出装置および上記各実施例および比較例の組成物を用意し、ピエゾ素子の駆動波形を最適化した状態で、25℃、50%RHの環境下で、各記録物製造用組成物について、ノズル穴のサイズが直径22μmの液滴吐出ヘッドの全ノズルから、ピエゾ素子の振動数(周波数)を変化させつつ、液滴吐出を行った。各周波数での液滴吐出時間は1分間とした。1分間の吐出後時点で未吐出のノズル数が全ノズル数の0.5%未満であり、かつ遅延や吐出曲がり等の異常を示すノズル数が全ノズル数の5%未満の周波数までを実使用可能な最高周波数として、実使用可能な周波数範囲を以下の4段階の基準に従い、吐出安定性を評価した。この値が大きいほど周波数特性に優れていると言える。評価結果を表1に示す。
A:15kHz以上。
B:11kHz以上15kHz未満。
C:5kHz以上11kHz未満。
D:3kHz以上5kHz未満。
E:3kHz未満
得られた各組成物を、#6のバーコーターで基材(塩化ビニルシートTJ5829R(MACTAC社))に塗布し、50℃で2分間乾燥し、室温下で24時間放置し、HORIBA社製の光沢度計を用いて60°の光沢度を測定した。その結果及び下記の評価基準に基づいて光沢性を評価した。評価結果を表1に示す。
A:300以上
B:250以上300未満
C:150以上250未満
D:150未満
(外観)
上記各実施例および比較例の組成物を、インクジェットプリンタ(セイコーエプソン株式会社製、型式「SC−S70650」)に充填し、インクジェットヘッドから吐出し、被記録媒体である塩化ビニルシートTJ5829R(MACTAC社)にベタパターンを連続して30秒間形成し続けた(Sドット、720×720dpi)。印刷後、50℃のホットプレート上で20分間乾燥させ、得られたベタパターンを、下記評価基準に基づいた、それぞれの限度サンプルと目視観察により比較して、得られたベタパターンの外観を評価した。評価結果を表1に示す。
A:優れた光沢感を有し、極めて優れた外観を有している。
B:光沢感を有し、優れた外観を有している。
C:光沢感を有し、良好な外観を有している。
D:光沢感に劣り、外観がやや不良。
E:光沢感に劣り、外観が不良。
Claims (6)
- 有機溶剤と、表面処理された金属粉末と、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物と、を含み、
前記ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物の含有量は、インクの総量に対して、0.1質量%以上10.0質量%以下であり、
前記表面処理された金属粉末は、アルミニウム又はアルミニウム合金を含有し、かつ、フッ素系化合物の表面処理剤で表面処理されている、溶剤系インク組成物。 - 前記ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物は、下記式(5)で表される化合物又はその塩である、請求項1に記載の溶剤系インク組成物。
RO[(CH2CH2O)n]mPO(OH)3-m (5)
(式中、Rは、アルキル基を示し、nは、1以上の整数を示し、mは、1以上3以下の整数を示す。) - 前記ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物は、上記式(5)中のnが1以上25以下の整数を示す、請求項2に記載の溶剤系インク組成物。
- 前記表面処理された金属粉末の平均粒子径が、0.2μm以上1.0μm以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の溶剤系インク組成物。
- 前記表面処理された金属粉末の形状が、鱗片状である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の溶剤系インク組成物。
- 前記表面処理された金属粉末の平均厚さが、10nm以上90nm以下である、請求項5に記載の溶剤系インク組成物。
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