JP2015013982A - プラズマ処理検知用インキ組成物及びプラズマ処理検知インジケーター - Google Patents
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Abstract
Description
1.色素及びノニオン系界面活性剤を含有するプラズマ処理検知用インキ組成物であって、
(1)前記色素は、アントラキノン系色素、メチン系色素、アゾ系色素、フタロシアニン系色素、トリフェニルメタン系色素及びキサンテン系色素からなる群から選択される少なくとも1種であり、
(2)前記ノニオン系界面活性剤は、一般式(I)〜(V)で示されるノニオン系界面活性剤の少なくとも1種である、
ことを特徴とするインキ組成物。
2.更に、バインダー樹脂及び増量剤の少なくとも1種を含有する、上記項1に記載のインキ組成物。
3.前記バインダー樹脂の一部又は全部が、窒素含有高分子である、上記項2に記載のインキ組成物。
4.前記窒素含有高分子の一部又は全部が、ポリアミド樹脂である、上記項3に記載のインキ組成物。
5.前記バインダー樹脂の一部又は全部が、フェノール系樹脂である、上記項2に記載のインキ組成物。
6.前記増量剤の一部又は全部が、シリカである、上記項2〜5のいずれかに記載のインキ組成物。
7.更に、前記プラズマ処理雰囲気下で変色しない色素成分の少なくとも1種を含有する、上記項1〜6のいずれかに記載のインキ組成物。
8.上記項1〜7のいずれかに記載のインキ組成物からなる変色層を含むプラズマ処理検知インジケーター。
9.更に、前記プラズマ処理雰囲気下で変色しない非変色層を含む、上記項8に記載のインジケーター。
10.前記変色層の形状がバーコードの形状である、上記項8又は9に記載のインジケーター。
11.プラズマ処理環境下で前記変色層が変色してバーコードリーダーによる読み取りが可能となることによりプラズマ処理管理が行える、上記項10に記載のインジケーター。
12.気体透過性包装体の内面に上記項8〜11のいずれかに記載のインジケーターが設けられているプラズマ処理用包装体。
13.前記インジケーターを外部から確認できるように、包装体の一部に透明窓部が設けられている、上記項12に記載の包装体。
14.上記項12又は13に記載の包装体に被処理物を装填する工程、被処理物が装填された包装体を密封する工程、及び当該包装体を前記プラズマ処理雰囲気下に置く工程を有するプラズマ処理方法。
15.前記インジケーターの変色層が変色するまで前記プラズマ処理雰囲気下に包装体を置く、上記項14に記載の処理方法。
16.上記項1〜7のいずれかに記載のインキ組成物を充填した描画具。
1.プラズマ処理検知用インキ組成物
本発明のプラズマ処理検知用インキ組成物(以下、単に「インキ組成物」とも言う)は、色素及びノニオン系界面活性剤を含有し、
(1)前記色素は、アントラキノン系色素、メチン系色素、アゾ系色素及びフタロシアニン系色素からなる群から選択される少なくとも1種であり、
(2)前記ノニオン系界面活性剤は、一般式(I)〜(V)で示されるノニオン系界面活性剤の少なくとも1種である、
ことを特徴とする。
本発明のインキ組成物は、着色剤(色素、変色色素とも言う)として、アントラキノン系色素、メチン色素、アゾ系色素及びフタロシアニン系色素からなる群から選択される少なくとも1種を用いる。
本発明のインキ組成物では、ノニオン系界面活性剤は変色促進剤として作用し、着色剤と併用することによって、より優れた検知感度を得ることができる。
で表されるノニオン系界面活性剤は、アルキレングリコール誘導体である。
で表されるノニオン系界面活性剤は、ポリグリセリン誘導体である。
で表されるノニオン系界面活性剤は、アルキレングリコールグリセリル誘導体である。
で表されるノニオン系界面活性剤はアセチレングリコール誘導体である。
バインダー樹脂としては、基材の種類等に応じて適宜選択すればよく、例えば筆記用、印刷用等のインキ組成物に用いられている公知の樹脂成分をそのまま採用できる。例えば、マレイン酸樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、スチレンマレイン酸樹脂、スチレンアクリル酸樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルイミダゾール樹脂、ポリエチレンイミン樹脂、アミノ樹脂等を挙げることができる。
増量剤としては、特に制限されず、例えば、ベントナイト、活性白土、酸化アルミニウム、シリカ、シリカゲル等の無機材料を挙げることができる。その他にも公知の体質顔料として知られている材料を用いることができる。この中でも、シリカ、シリカゲル及びアルミナの少なくもと1種が好ましく、特にシリカがより好ましい。シリカ等を使用する場合には、特に変色層表面に複数のクラックを効果的に生じさせることができる。その結果、インジケーターの検知感度をより高めることができる。
本発明のインキ組成物は、必要に応じて溶剤、レベリング剤、消泡剤、紫外線吸収剤、表面調整剤等の公知のインキに用いられている成分を適宜配合することができる。
2.プラズマ処理検知インジケーター
本発明のインジケーターは、本発明のインキ組成物からなる変色層を含む。一般的には、基材上に本発明のインキ組成物を塗布又は印刷することによって変色層を形成することができる。この場合の基材としては、変色層を形成できるものであれば特に制限されない。
3.包装体
本発明は、気体透過性包装体の内面に本発明のインジケーターが設けられているプラズマ処理用包装体を包含する。
4.描画具
更に、本発明は本発明のインキ組成物を充填した描画具の発明も包含している。
(1)前記色素は、アントラキノン系色素、メチン系色素、アゾ系色素及びフタロシアニン系色素の少なくとも1種であり、
(2)前記ノニオン系界面活性剤は、一般式(I)〜(V)で示されるノニオン系界面活性剤の少なくとも1種であることにより、当該インキ組成物からなる変色層を含むプラズマ処理検知インジケーターは、大掛かりな装置を必要とせず、被処理物のそれぞれについて、プラズマ発生用ガスを用いたプラズマ処理の完了を個別検知することができる。
表1に示される組成で各成分を混合することにより各インキ組成物を調製した。
各インジケーターに対して耐熱性試験及び変色性試験を行った。各試験方法及び評価基準は下記の通りである。
≪耐熱性試験≫
先ず、各インジケーターの変色層(熱処理前)の色度L*a*b*を日本電色工業株式会社製ハンディー型色彩計NR-11Aで測色した。
試験結果を表1に示す。
≪変色性試験≫
(窒素プラズマ処理)
各インジケーターをマイクロ波プラズマ処理装置「東芝製TMP-0063A」にセットし、プラズマ発生用ガスとして窒素を用意し、条件「窒素流量0.5L/分、真空度1.7Torr」にて、周波数2.45GHz、出力1kWのマイクロ波を10分印加することで窒素プラズマ処理を行った。
(酸素プラズマ処理)
各インジケーターをマイクロ波プラズマ処理装置「東芝製TMP-0063A」にセットし、プラズマ発生用ガスとして酸素を用意し、条件「酸素流量0.5L/分、真空度1.7Torr」にて、周波数2.45GHz、出力0.5kWのマイクロ波を3分印加することで酸素プラズマ処理を行った。
(考 察)
いずれのインジケーターも、窒素プラズマ処理によって緑色に、酸素プラズマによってピンク色に変色した。参考例1及び2は、従来からプラズマ処理検知用インキ組成物で変色促進剤として用いられているカチオン性界面活性剤「ニッコールCA2580」を使用した時の結果であり、変色促進剤を含まない比較例1及び2と比べると変色促進効果があることが分かる。
≪変色性試験≫
実施例1のインキ組成物を用いて作製した実施例1のインジケーターの変色層(プラズマ処理前)を下記に示す種々のプラズマ処理にそれぞれ供した。
(プラズマ処理条件)
プラズマ処理(1):水蒸気・過酸化水素プラズマ
・装置:高周波プラズマ処理装置BP-1(サムコ製)
・蒸気:2mmol/min,電力:75W, 圧力:40Pa, 極間距離:50mm,処理時間:20min
プラズマ処理(2):四フッ化炭素プラズマ
・装置:高周波プラズマ処理装置BP-1(サムコ製)
・CF4ガス:5ml/min,電力:75W, 圧力:100Pa, 極間距離:50mm,処理時間:10min
プラズマ処理(3):アルゴンプラズマ
・装置:高周波プラズマ処理装置BP-1(サムコ製)
・Arガス:20ml/min,電力:75W, 圧力:20Pa, 極間距離:50mm,処理時間:30min
プラズマ処理(4):大気圧プラズマ
・装置:プラズマトリートシステム(理化精機製)
・ガス:ドライエアー40L/h,照射距離:10mm,処理時間:400m/s×10回
プラズマ処理(5):大気圧プラズマ
・装置:タフプラズマ(富士機械製造製)
・ガス:N229.7L/min+ドライエアー0.3L/min,照射距離:10mm,処理時間:20m/s×10回
プラズマ処理(6):大気圧プラズマ
・装置:Precise300C(イースクエア製)
・ガス:N2125/min+H2O 2L/min,照射距離:1mm,処理時間:1m/s×10回
プラズマ処理(7):大気圧プラズマ
・装置:Precise300C(イースクエア製)
・ガス:N2125/min+H2 3.6L/min,照射距離:1mm,処理時間:1m/s×10回
試験例3
実施例2のインキ組成物を用いて作製した実施例2のインジケーターの変色層に対して、試験例2と同様の変色性試験をそれぞれ実施したところ、プラズマ処理(1)〜(7)のいずれの条件においても処理前後の変色色差ΔE*abが5以上であることを確認した。即ち、プラズマ処理の完了を確認できることが実証された。
実施例3のインキ組成物を用いて作製した実施例3のインジケーターの変色層に対して、試験例2と同様の変色性試験をそれぞれ実施したところ、プラズマ処理(1)〜(7)のいずれの条件においても処理前後の変色色差ΔE*abが5以上であることを確認した。即ち、プラズマ処理の完了を確認できることが実証された。
実施例4のインキ組成物を用いて作製した実施例4のインジケーターの変色層に対して、試験例2と同様の変色性試験をそれぞれ実施したところ、プラズマ処理(1)〜(7)のいずれの条件においても処理前後の変色色差ΔE*abが5以上であることを確認した。即ち、プラズマ処理の完了を確認できることが実証された。
実施例1〜4で得られたインキ組成物1重量部に対してプロピレングリコールモノメチルエーテル1重量部を加えて攪拌機で15分撹拌し、ボールペン用油性インキ組成物を調製した。ポリプロピレン製のチューブの一端に、直径0.7mmφの超硬ボールと洋白製ボールペンソケットを装着したペン体を圧入し、前記ボールペン用油性インキ組成物を充填した後、更に遠心分離でインキ中の泡を除去することで、フリーインキ式ボールペンを作製した。
実施例5〜7で得られたインキ組成物1重量部に対してプロピレングリコールモノメチルエーテル2重量部を加えて攪拌機で15分撹拌し、マーキングペン用油性インキ組成物を調製した。マーキングペン用油性インキ組成物を、フェルトをペン先として使用した筆記具(サクラクレパス社製油性マーカー、商品名「ペンタッチ」)に充填した。
実施例8〜13で得られたインキ組成物1重量部に対してプロピレングリコールモノメチルエーテル2重量部を加えて攪拌機で15分撹拌し、マーキングペン用油性インキ組成物を調製した。マーキングペン用油性インキ組成物を、中芯式マーキングペンに充填した。
Claims (16)
- 色素及びノニオン系界面活性剤を含有するプラズマ処理検知用インキ組成物であって、
(1)前記色素は、アントラキノン系色素、メチン系色素、アゾ系色素、フタロシアニン系色素、トリフェニルメタン系色素及びキサンテン系色素からなる群から選択される少なくとも1種であり、
(2)前記ノニオン系界面活性剤は、一般式(I)〜(V)で示されるノニオン系界面活性剤の少なくとも1種である、
ことを特徴とするインキ組成物。 - 更に、バインダー樹脂及び増量剤の少なくとも1種を含有する、請求項1に記載のインキ組成物。
- 前記バインダー樹脂の一部又は全部が、窒素含有高分子である、請求項2に記載のインキ組成物。
- 前記窒素含有高分子の一部又は全部が、ポリアミド樹脂である、請求項3に記載のインキ組成物。
- 前記バインダー樹脂の一部又は全部が、フェノール系樹脂である、請求項2に記載のインキ組成物。
- 前記増量剤の一部又は全部が、シリカである、請求項2〜5のいずれかに記載のインキ組成物。
- 更に、前記プラズマ処理雰囲気下で変色しない色素成分の少なくとも1種を含有する、請求項1〜6のいずれかに記載のインキ組成物。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のインキ組成物からなる変色層を含むプラズマ処理検知インジケーター。
- 更に、前記プラズマ処理雰囲気下で変色しない非変色層を含む、請求項8に記載のインジケーター。
- 前記変色層の形状がバーコードの形状である、請求項8又は9に記載のインジケーター。
- プラズマ処理環境下で前記変色層が変色してバーコードリーダーによる読み取りが可能となることによりプラズマ処理管理が行える、請求項10に記載のインジケーター。
- 気体透過性包装体の内面に請求項8〜11のいずれかに記載のインジケーターが設けられているプラズマ処理用包装体。
- 前記インジケーターを外部から確認できるように、包装体の一部に透明窓部が設けられている、請求項12に記載の包装体。
- 請求項12又は13に記載の包装体に被処理物を装填する工程、被処理物が装填された包装体を密封する工程、及び当該包装体を前記プラズマ処理雰囲気下に置く工程を有するプラズマ処理方法。
- 前記インジケーターの変色層が変色するまで前記プラズマ処理雰囲気下に包装体を置く、請求項14に記載の処理方法。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のインキ組成物を充填した描画具。
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