JP2013067703A - 記録用インク、インクジェット記録方法、及び記録物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】JIS−Z8741で規定される75度鏡面光沢度が60%以上である記録媒体に付与して画像を記録するために用いられる記録用インクである。金属微粒子、金属微粒子を分散するための高分子分散樹脂、水溶性有機溶剤、及び界面活性剤を含有し、界面活性剤の含有量が1.0質量%以上であり、表面張力が35.0mN/m以下であり、記録媒体とのブリストウ法における浸透係数が20mL/(m2・s1/2)以上である。
【選択図】なし
Description
本明細書において、「プリント」(「記録」又は「印字」とも記す)とは、文字、図形等の有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成すること、又は記録媒体の加工を行うことをいう。
本発明の記録用インクは、以下に示すようなメカニズムによって、加熱しなくとも、金属光沢を有するとともに、電気伝導性及び耐擦過性に優れた配線や電気回路等の画像を記録することができると考えられる。
図1は、本発明の記録用インクにより形成されたインク滴の一例を示す模式図である。図1に示すように、本発明の記録用インクにより形成されたインク滴1には、水溶性有機溶剤を含む液媒体4と、液媒体4中に分散された金属微粒子分散体3とが含有されている。金属微粒子分散体3は、金属微粒子5と、金属微粒子5の表面に付着した高分子分散樹脂6とで形成されている。図2に示すように、このようなインク滴1が紙等の記録媒体2上に着弾すると、液媒体4が蒸発したり、又は記録媒体2内へと浸透若しくは拡散したりする。これにより、図3に示すように、金属微粒子5のみが記録媒体2の表面上に残る。そして、金属微粒子5は、金属微粒子特有の融点降下により、常温又は低温条件下において相互に結着して金属膜10が形成される。また、金属微粒子5を構成する金属と、紙等の記録媒体2が融着するので、形成される金属膜10は良好な耐擦過性を有する。
金属微粒子は、色材として機能する成分である。金属微粒子を構成する金属の種類は特に限定されない。金属の具体例としては、貴金属、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、亜鉛等を挙げることができる。これらの金属のなかでも、貴金属が好ましい。貴金属からなる金属微粒子は、卑金属からなる金属微粒子に比して表面に酸化皮膜が形成されにくい。このため、貴金属からなる金属微粒子同士は、低温で溶融して結着しやすい。このため、常温処理することで、金属光沢を有するとともに、電気伝導性及び耐擦過性に優れた配線や電気回路等を記録することができる。なお、貴金属の具体例としては、金、銀、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金等を挙げることができる。
高分子分散樹脂は、金属微粒子を記録インク中に分散させるために用いられる、分散剤として機能する成分である。なお、金属微粒子と高分子分散樹脂は、通常、金属微粒子分散体を構成する。高分子分散樹脂は、金属微粒子に対する親和性の高い官能基が導入されている両親媒性の共重合体であることが好ましい。このような高分子分散樹脂は、従来の塗料用の樹脂組成物等に対して十分な相溶性を有する。このため、有機顔料や無機顔料の分散樹脂として好適なものである。このため、通常は顔料分散樹脂として使用される成分であるが、金属微粒子を分散させるための分散樹脂としても有効である。
(1)顔料親和性基を主鎖及び複数の側鎖の少なくとも一方に有するとともに、溶剤和部分を構成する複数の側鎖を有する櫛形構造の高分子
(2)主鎖中に顔料親和性基からなる複数の顔料親和部分を有する高分子
(3)主鎖の片末端に顔料親和性基からなる顔料親和部分を有する直鎖状の高分子
本発明の記録用インクには、水溶性有機溶剤が含有される。なお、この水溶性有機溶剤は、通常、水と水溶性有機溶剤との混合溶剤として含有される。水溶性有機溶剤としては、記録用インクの乾燥防止効果を有する多価アルコール等が好ましい。また、水としては、種々のイオンを含有する一般の水でなく、脱イオン水を使用するのが好ましい。
SP=dΣG/M
(M:ポリマーの単位分子量、d:密度、G:原子団又は基に固有の定数)
本発明の記録用インクには、記録用インクの表面張力を調整するための成分である界面活性剤が含有される。界面活性剤の好適例としては、高級アルコールのエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールのエチレンオキサイド付加物、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体、及びアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物等を挙げることができる。これらの界面活性剤は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の記録用インクには、上述の各成分以外の成分(その他成分)を、本発明の目的の達成を妨げない範囲において必要に応じて含有させることができる。その他の成分としては、前述の高分子分散樹脂以外のその他の分散樹脂、前述の界面活性剤以外のその他の界面活性剤、粘度調整剤、pH調整剤、表面張力調整剤、蛍光増白剤、防カビ剤等を挙げることができる。その他の界面活性剤としては、カチオン系、アニオン系、又はノニオン系の各種界面活性剤等を挙げることができる。粘度調整剤としては、ポリビニルアルコール、セルロース類、水溶性樹脂等を挙げることができる。pH調整剤としては、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、緩衝液等を挙げることができる。
前述の金属のコロイド溶液は、溶剤が水の場合にはヒドロゾルである。金属のコロイド溶液の濃度は、ヒドロゾルの場合には50mM以上とすることができる。一方、オルガノゾルの場合には10mM以上とすることができる。金属のコロイド溶液は、例えば、金属化合物を溶剤に溶解した後に高分子分散樹脂を添加して得られた溶液中において、金属化合物(金属イオン)を金属に還元して調製することができる。
本発明のインクジェット記録方法は、JIS−Z8741で規定される75度鏡面光沢度が60%以上である記録媒体にインクジェットヘッドによりインクを付与して画像を記録するインクジェット記録方法である。そして、前述の本発明の記録用インクを用いることを特徴とする。また、本発明の記録物は、前述の本発明の記録用インクを用いて得られたものである。記録媒体にインクを付与するには、通常、インクジェットヘッドを備えたインクジェット装置を使用する。インクジェット装置は、サーマル方式とピエゾ方式のいずれであってもよい。ただし、サーマル方式のインクジェット装置は、溶剤の突沸現象を利用して記録用インクを噴射する方式であるので、油性インクよりも水性インクを吐出するのに適している。
特開平11−080647号公報に記載の方法に従って、銀微粒子分散体(銀コロイド)を調製した。具体的には、硝酸酸性の100mM硝酸銀水溶液100mLをビーカーに入れ、高分子分散樹脂(商品名「ディスパービック180」、ビックケミー社製)5gを加えた。高分子量顔料分散樹脂を完全に溶解させた後、トリエタノールアミン5mLをさらに加えて銀微粒子分散体(銀コロイド)を得た。それぞれの成分を表1に示す配合比で十分混合して溶解させた後、ポアサイズ2μmのフィルターで加圧濾過してインクA〜Fを調製した。
SP=dΣG/M
(M:ポリマーの単位分子量、d:密度、G:原子団又は基に固有の定数)
(1)粘度
東京計器社製の商品名「R80型粘度計」を使用し、インクの粘度(mPa・s)を測定した。
協和科学社製の商品名「キヨーワCBVPサーフィステンシオメーター(SURFACE TENSIOMETER)A−1」)を使用し、インクの表面張力(mN/m)を測定した。
堀場製作所社製のpHメータ(商品名「D−55」)を使用してインクのpHを測定した。
大塚電子社製の商品名「FPAR−1000」を使用するとともに、濃厚系プローブを用いて、インクに含まれる金属コロイド粒子の数平均粒子径(nm)を測定した。
発熱素子をインクの吐出エネルギー源として利用したインクジェットプリンタ(商品名「P−100M」、キヤノン社製)を使用し、調製したインクA〜Eを用いて5cm×5cmの100%dutyでベタ画像を記録媒体に印刷し、印刷物を得た。インクと記録媒体の組み合わせ、及び得られた印刷物の評価結果を表2−1及び2−2に示す。また、用いた記録媒体、及び印刷物の評価方法を以下に示す。なお、実施例1で得た印刷物に形成された印字部(配線パターン)は、回路として駆動可能であることを確認した。
・記録媒体A:キヤノン社製、商品名「キヤノン写真用紙・光沢ゴールド」
・記録媒体B:キヤノン社製、商品名「キヤノン写真用紙・光沢 プロフェッショナル」
・記録媒体C:王子製紙社製、商品名「ミラーコートゴールド」
・記録媒体D:キヤノン社製、「キヤノンマットフォトペーパー」
(1)ベタ画像の色味
目視にて確認した。
JIS−K7204に規定されている耐擦過性試験法に準拠して50回擦過し、以下に示す基準に従って評価した。
○:印字部に剥がれ等がない。
△:印字部に若干の剥がれがある。
×:印字部が剥がれてしまい、印字部がわからなくなった。
商品名「ダブルブリッジ2769」(横河M&C社製)を使用し、印刷物に形成された印字部の電気抵抗を測定し、下記式より印字部の体積抵抗率(Ω・cm)を算出した。
ρv=Rwt/L
ρv:体積抵抗率(Ω・cm)
R:測定端子間の被膜の電気抵抗(Ω)
w:測定端子間の被膜の幅(cm)
t:測定端子間の被膜の厚さ(cm)
L:測定端子間の被膜の長さ(cm)
2,12:記録媒体
3:金属微粒子分散体
4:液媒体
5:金属微粒子
6:高分子分散樹脂
10:金属膜
Claims (6)
- JIS−Z8741で規定される75度鏡面光沢度が60%以上である記録媒体に付与して画像を記録するために用いられる記録用インクであって、
金属微粒子、前記金属微粒子を分散するための高分子分散樹脂、水溶性有機溶剤、及び界面活性剤を含有し、
前記界面活性剤の含有量が1.0質量%以上であり、表面張力が35.0mN/m以下であり、前記記録媒体とのブリストウ法における浸透係数が20mL/(m2・s1/2)以上であることを特徴とする記録用インク。 - 前記界面活性剤のFedors法における溶解度パラメータと、前記高分子分散樹脂のFedors法における溶解度パラメータとの差が3以下である請求項1に記載の記録用インク。
- 前記界面活性剤が、高級アルコールのエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールのエチレンオキサイド付加物、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体、及びアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物からなる群より選択される少なくとも一種である請求項1又は2に記載の記録用インク。
- 前記金属微粒子が、金、銀、及び銅からなる群より選択される少なくとも一種の金属からなる請求項1〜3のいずれか一項に記載の記録用インク。
- JIS−Z8741で規定される75度鏡面光沢度が60%以上である記録媒体にインクジェットヘッドによりインクを付与して画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記インクとして、請求項1〜4のいずれか一項に記載の記録用インクを用いることを特徴とするインクジェット記録方法。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の記録用インクを用いて得られたことを特徴とする記録物。
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