JP2019065229A - Manufacturing method of mixed liquid, system for manufacturing mixture, ink composition, image formation method and image formation article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、混合液の製造方法、混合液を製造するシステム、インク組成物、画像形成方法および画像形成物に関する。 The present invention relates to a method of producing a liquid mixture, a system for producing a liquid mixture, an ink composition, an image forming method and an image formed article.
ラベル、パッケージ、公告印刷物および写真などの記録物に金属光沢を発現させる目的で、アルミニウム顔料およびパール顔料などが用いられている。これらの顔料は、インク組成物として、オフセット印刷、グラビア印刷およびスクリーン印刷などを含むアナログ印刷技術によって基材上に付与され、記録物中の金属光沢色を発する領域を形成する。 Aluminum pigments, pearl pigments and the like are used for the purpose of developing metallic gloss on recorded articles such as labels, packages, public printed matters and photographs. These pigments are applied as ink compositions by analog printing techniques, including offset printing, gravure printing, screen printing, etc., to form areas that emit metallic gloss colors in the recording.
近年は、金属光沢色を発する領域をより高精細にした記録物を作製するため、金、銀および銅などの金属を含むナノサイズの粒子(以下、単に「金属ナノ粒子」ともいう。)を基材表面に付与して、上記金属ナノ粒子を含む金属光沢層を基材上に形成する方法が開発されている。 In recent years, nano-sized particles (hereinafter, also simply referred to as "metal nanoparticles") containing metals such as gold, silver and copper are prepared in order to produce a recorded material in which the area emitting metallic gloss color is made higher definition. A method has been developed which is applied to the surface of a substrate to form a metallic gloss layer containing the metal nanoparticles on the substrate.
このような金属光沢層の色調を調整する方法として、たとえば、特許文献1には、20〜100nmの均一な粒度分布を有する銀微粒子が均一に分散した塗布液を基材上に室温で塗布および乾燥して得られる、金色系の金属光沢を有する銀膜が記載されている。また、特許文献2には、金(Au)を主成分とし、銀(Ag)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)などを副成分とする合金からなる金属粒子を基材表面に塗布および乾燥して得られる、レッドゴールド、ピンクゴールド、ホワイトゴールドなどの色調を有する塗膜が記載されている。 As a method of adjusting the color tone of such a metallic gloss layer, for example, Patent Document 1 applies a coating liquid in which silver fine particles having a uniform particle size distribution of 20 to 100 nm are uniformly dispersed on a substrate at room temperature A silver film having a metallic gloss of gold color obtained by drying is described. Further, in Patent Document 2, metal particles composed of an alloy containing gold (Au) as a main component and silver (Ag), copper (Cu), palladium (Pd) or the like as a secondary component are applied to the substrate surface and dried. A coating film having a color tone such as red gold, pink gold, white gold and the like obtained by
しかしながら、特許文献1に記載の銀微粒子を用いて得られる銀膜では、L*a*b*色空間(標準光源D65、視野角10°)における色指数がL*値:65前後、a*値:6前後、b*値:20前後の狭い色域の色調しか実現することができていない。また、特許文献2に記載の合金からなる金属粒子を用いて塗膜を得る方法では、形成すべき色調ごとに配合が異なる合金の金属粒子を作製する必要があり、煩雑な工程が必要となる。 However, in the silver film obtained by using the silver fine particles described in Patent Document 1, the color index in the L * a * b * color space (standard light source D65, viewing angle 10 °) is L * value: around 65, a * Only a narrow color tone of around 6 and b * around 20 can be realized. Moreover, in the method of obtaining a coating film using the metal particle which consists of an alloy of patent document 2, it is necessary to produce the metal particle of an alloy in which composition differs in every color tone which should be formed, and a complicated process is needed. .
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、より広い色域の色調を有する金属光沢層の形成に用いるインク組成物の製造に用いることができる混合液の製造方法、当該混合液を製造するシステム、当該混合液を含むインク組成物、当該インク組成物を用いる画像形成方法および当該インク組成物を用いて形成されうる画像形成物を提供することを、その目的とする。 This invention is made in view of the said subject, and the manufacturing method of the liquid mixture which can be used for manufacture of the ink composition used for formation of the metallic gloss layer which has a color tone of a wider color range, the said liquid mixture is manufactured. It is an object of the present invention to provide a system, an ink composition containing the mixture, an image forming method using the ink composition, and an image-formed product that can be formed using the ink composition.
上記課題を解決するための本発明の一態様は、混合液の製造方法に関する。当該方法は、前記混合液をインク組成物として、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成したときに、前記金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子と、前記第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子であり、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を変更する第2の複数の金属ナノ粒子と、を混合する工程と、を含む。 One aspect of the present invention for solving the above problems relates to a method for producing a liquid mixture. The method includes applying a main color tone to the metallic gloss layer when the mixture is used as an ink composition to form a metallic gloss layer having a sheet resistance of greater than 1 × 10 5 Ω / sq. The metal nanoparticles of the present invention and the first plurality of metal nanoparticles are a plurality of metal nanoparticles different in particle size distribution or metal species constituting the metal nanoparticles, and the metal of the first plurality of metal nanoparticles Mixing the second plurality of metal nanoparticles for changing the color tone applied to the gloss layer.
上記課題を解決するための本発明の別の態様は、混合液を製造するシステムに関する。当該システムは、混合容器と、前記混合液をインク組成物として、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成したときに、前記金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子を前記混合容器に投入する第1投入部と、前記第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子であり、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を変更する第2の複数の金属ナノ粒子を前記混合容器に投入する第2投入部と、を有する。 Another aspect of the present invention for solving the above problems relates to a system for producing a mixed solution. The system imparts a main color tone to the metallic gloss layer when a mixture container and the mixture liquid form an ink composition to form a metallic gloss layer having a sheet resistance of more than 1 × 10 5 Ω / sq. A plurality of metal nanoparticles different in particle size distribution or metal species constituting the metal nanoparticles from a first input portion for charging the first plurality of metal nanoparticles into the mixing container and the first plurality of metal nanoparticles And a second charging unit for charging a second plurality of metal nanoparticles for changing the color tone to be imparted to the metallic gloss layer by the first plurality of metal nanoparticles into the mixing container.
上記課題を解決するための本発明のさらに別の態様は、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成するためのインク組成物に関する。当該インク組成物は、前記金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子と、前記第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子であり、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を変更する第2の複数の金属ナノ粒子と、を含む。 Yet another aspect of the present invention for solving the above problems relates to an ink composition for forming a metallic gloss layer having a sheet resistance of more than 1 × 10 5 Ω / sq. In the ink composition, the first plurality of metal nanoparticles imparting a main color tone to the metallic gloss layer and the first plurality of metal nanoparticles differ in the particle size distribution or the metal species constituting the metal nanoparticles. A plurality of metal nanoparticles, and a second plurality of metal nanoparticles for changing the color tone imparted to the metallic gloss layer by the first plurality of metal nanoparticles.
上記課題を解決するための本発明のさらに別の態様は、上記インク組成物を基材上に付与し、乾燥する工程を含む、画像形成方法に関する。 Yet another aspect of the present invention for solving the above problems relates to an image forming method comprising the steps of applying the above ink composition onto a substrate and drying it.
上記課題を解決するための本発明のさらに別の態様は、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を含む画像形成物に関する。当該金属光沢層は、前記金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子と、前記第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子であり、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を変更する第2の複数の金属ナノ粒子と、を含む。 Yet another aspect of the present invention for solving the above problems relates to an image forming material comprising a metallic gloss layer having a sheet resistance of more than 1 × 10 5 Ω / sq. In the metal gloss layer, the first plurality of metal nanoparticles imparting a main color tone to the metal gloss layer and the first plurality of metal nanoparticles differ in the particle size distribution or in the metal species constituting the metal nanoparticles. A plurality of metal nanoparticles, and a second plurality of metal nanoparticles for changing the color tone imparted to the metallic gloss layer by the first plurality of metal nanoparticles.
本発明により、より広い色域の色調を有する金属光沢層の形成に用いるインク組成物の製造に用いることができる混合液の製造方法、当該混合液を製造するシステム、当該混合液を含むインク組成物、当該インク組成物を用いる画像形成方法および当該インク組成物を用いて形成されうる画像形成物が提供される。 A method of producing a liquid mixture that can be used to produce an ink composition used to form a metallic gloss layer having a wider color tone according to the present invention, a system for producing the liquid mixture, and an ink composition containing the liquid mixture And an image forming method using the ink composition, and an image forming product that can be formed using the ink composition.
本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討を行い、金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子に、第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる第2の複数の金属ナノ粒子を組み合わせて用いることで、第1の複数の金属ナノ粒子により付与される色調を変更できることを見出し、さらに検討および研究を重ね、本発明を完成させた。 The present inventors have conducted intensive studies in view of the above problems, and the first plurality of metal nanoparticles giving the main color tone to the metallic gloss layer, the first plurality of metal nanoparticles have a particle size distribution or metal nanoparticles. It has been found that the color tone imparted by the first plurality of metal nanoparticles can be changed by combining and using the second plurality of metal nanoparticles having different metal species, and the present invention is It was completed.
金属光沢層は略平滑面であると推測することができるため、その金属光沢層の色調(正反射スペクトル)は、金属光沢層を構成する物質の光学定数(屈折率および消衰係数)に依存すると推測することができる。また、ナノ粒子の屈折率および消衰係数は、ナノ粒子の粒径および金属種に依存して変化することが知られている。さらには、複数のナノ粒子が混在する複合物の光学定数は、それぞれのナノ粒子の誘電率(屈折率の二乗)およびバインダー樹脂などのその他の成分(添加剤)の誘電率と、これらの成分の体積分率と、をもとに、有効媒質近似によって算出される値になると考えることができる。 Since the metallic gloss layer can be presumed to be a substantially smooth surface, the color tone (specular reflection spectrum) of the metallic gloss layer depends on the optical constants (refractive index and extinction coefficient) of the material constituting the metallic gloss layer Then you can guess. It is also known that the refractive index and extinction coefficient of nanoparticles vary depending on the particle size of the nanoparticles and the metal type. Furthermore, the optical constant of the composite in which a plurality of nanoparticles are mixed includes the dielectric constant of each nanoparticle (the square of the refractive index) and the dielectric constant of other components (additives) such as a binder resin, and these components It can be considered to be a value calculated by the effective medium approximation based on the volume fraction of
つまり、金属光沢層により多く存在する第1の複数の金属ナノ粒子に加えて、第1の複数の金属ナノ粒子と同量またはより少なく存在する第2の複数の金属ナノ粒子を含むとき、当該金属光沢層の色調は、第1の複数の金属ナノ粒子により付与される色調に対して、第2の複数の金属ナノ粒子の粒度分布または金属種に応じた程度に変更された色調となる。なお、本明細書において、第1の複数の金属ナノ粒子または第2の複数の金属ナノ粒子の粒度分布とは、少なくとも当該金属ナノ粒子の平均粒子径およびピークの半値半幅を含む概念である。 That is, in addition to the first plurality of metal nanoparticles that are more abundant in the metallic gloss layer, the second plurality of metal nanoparticles that are present in the same amount or less than the first plurality of metal nanoparticles, The color tone of the metallic gloss layer is a color tone that is changed to a degree according to the particle size distribution or metal species of the second plurality of metal nanoparticles, with respect to the color tone provided by the first plurality of metal nanoparticles. In the present specification, the particle size distribution of the first plurality of metal nanoparticles or the second plurality of metal nanoparticles is a concept including at least the average particle diameter of the metal nanoparticles and the half width at the peak.
本発明はこのような思想のもとなされたものであり、第1の複数の金属ナノ粒子により金属光沢層に付与される色調を、第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる第2の複数の金属ナノ粒子により変更して、金属光沢層の色調を所望の色調に調整するものである。 The present invention has been made based on this idea, and the color tone imparted to the metallic gloss layer by the first plurality of metal nanoparticles is different from that of the first plurality of metal nanoparticles in particle size distribution or metal nano particles. The color tone of the metallic gloss layer is adjusted to a desired color tone by changing the metal species of the particles with a second plurality of different metal nanoparticles.
具体的には、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子(以下、これらをまとめて単に「金属ナノ粒子」ともいう。)を含む金属光沢層の色調は、上記有効媒質近似を用いた計算により定性的に推測することができるが、定量的には電磁場光学シミュレーションFDTD法により金属ナノ粒子の粒度分布(粒子径ごとの体積分率)および光学定数を用いて推測することができる。また、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の特定の組み合わせと、当該組み合わせにより実現される金属光沢層の色調と、の対応関係を予め求めておいて、上記対応関係を参照して、所望の色調を実現するための第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の組み合わせを用いて金属光沢層を形成することもできる。 Specifically, the color tone of the metallic luster layer containing the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles (hereinafter collectively referred to simply as "metal nanoparticles") is effective as described above. It can be estimated qualitatively by calculation using medium approximation, but quantitatively it is estimated using the particle size distribution (volume fraction per particle diameter) and optical constants of metal nanoparticles by electromagnetic field optical simulation FDTD method be able to. In addition, the correspondence relationship between the specific combination of the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles and the color tone of the metallic gloss layer realized by the combination is obtained in advance, Referring to the relationship, the combination of the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles for achieving a desired color tone can also be used to form a metallic gloss layer.
このような金属ナノ粒子の組み合わせによる色調の制御を可能とする観点から、金属光沢層では、複数の金属ナノ粒子が溶着および焼結などすることなく、金属ナノ粒子間に空隙が形成されていることが望まれる。そのため、金属形成物は、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を含むインク組成物を基材上に付与した後、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子が溶融などしない温度に加熱して、インク組成物を乾燥することが望ましい。 From the viewpoint of enabling control of color tone by such a combination of metal nanoparticles, in the metallic gloss layer, voids are formed between the metal nanoparticles without welding and sintering of a plurality of metal nanoparticles. Is desired. As such, the metal former can be formed by applying an ink composition comprising the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles onto the substrate, and then applying the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles. It is desirable to dry the ink composition by heating to a temperature at which the plurality of metal nanoparticles do not melt.
このようにして形成された金属光沢層では、金属ナノ粒子同士が溶着または焼結することによるシート抵抗の低下は生じにくいため、金属光沢層のシート抵抗は、1×105.0Ω/sqより大きくなる。なお、積層体のシート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい限りにおいて、金属ナノ粒子の一部は焼結、溶着または互いに接触していてもよい。上記シート抵抗は、公知の体積抵抗率測定器を用いて、接触式(4探針法)で測定して得られた値とすることができる。 In the metallic luster layer formed in this manner, the sheet resistance of the metallic luster layer is 1 × 10 5 Ω / sq, since a reduction in sheet resistance due to welding or sintering of metal nanoparticles is unlikely to occur. It gets bigger. In addition, as long as the sheet resistance of the laminate is greater than 1 × 10 5 Ω / sq, some of the metal nanoparticles may be sintered, welded, or in contact with each other. The said sheet resistance can be made into the value obtained by measuring by a contact type (4 probe method) using a well-known volume resistivity measuring device.
本発明者らの検討および実験によれば、第2の複数の金属ナノ粒子は、適切に選択すれば、第1の複数の金属ナノ粒子のみを用いて形成された金属光沢層の色調を、CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)上の距離が0.001以上0.05以下、好ましくは0.001以上0.02以下、より好ましくは0.002以上0.015以下、さらに好ましくは0.002以上0.01以下、特に好ましくは0.005以上0.01以下、離れた色調に変更することが可能である。なお、上記色座標(u’、v’)上の距離は、((u’の値の差の絶対値)2 + (v’の値の差の絶対値)2 の平方根)によって求められる値である。 According to the studies and experiments of the present inventors, the second plurality of metal nanoparticles, if appropriately selected, have the color tone of the metallic gloss layer formed using only the first plurality of metal nanoparticles, The distance on the color coordinates (u ′, v ′) in the CIE 1976 UCS chromaticity diagram (2 ° visual field) is 0.001 or more and 0.05 or less, preferably 0.001 or more and 0.02 or less, more preferably 0. It is possible to change the color tone to a distance of 002 or more and 0.015 or less, more preferably 0.002 or more and 0.01 or less, and particularly preferably 0.005 or more and 0.01 or less. Note that the distance on the color coordinates (u ', v') is a value obtained by ((absolute value of difference of values of u ') 2 + (absolute value of difference of values of v' 2 ) 2 ) It is.
また、本発明者らの検討および実験によれば、第1の複数の金属ナノ粒子と第2の複数の金属ナノ粒子との組み合わせにより、金属光沢層の色調を、より金属らしい色調である、CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)が、0.19<u’<0.27、かつ、0.45<v’<0.57の範囲で調整することができる。 Also, according to the studies and experiments of the present inventors, the combination of the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles makes the color tone of the metallic gloss layer more metallic. Adjust the color coordinates (u ', v') in the CIE 1976 UCS chromaticity diagram (2 ° visual field) in the range of 0.19 <u '<0.27 and 0.45 <v' <0.57 can do.
なお、CIE 1976UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)は、JIS Z 8781−5に記載の方法によって測定することができる。 The color coordinates (u ', v') in the CIE 1976 UCS chromaticity diagram (2 ° visual field) can be measured by the method described in JIS Z 8781-5.
第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、いずれも、金属原子を主体として構成されるナノ粒子である。上記金属の例には、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、白金、アルミニウム、亜鉛、クロム、鉄、コバルト、モリブデン、ジルコニウム、ルテニウム、イリジウム、タンタル、水銀、インジウム、スズ、鉛、およびタングステンならびにこれらの合金などが含まれる。これらのうち、高い光沢を発現可能であり、かつ、安価であることから、金、銀、銅、ニッケル、コバルト、スズ、鉛、クロム、亜鉛およびアルミニウムが好ましく、金、銀、銅、スズ、クロム、鉛およびアルミニウムがより好ましく、金、銀および銅がさらに好ましく、銀が特に好ましい。金属ナノ粒子は、これらの金属を主成分とすればよく、不可避的に含まれる他の成分を微量に含んでいてもよいし、分散安定性を高めるためにクエン酸などで表面処理されていてもよい。 Each of the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles is a nanoparticle composed mainly of metal atoms. Examples of such metals include gold, silver, copper, nickel, palladium, platinum, aluminum, zinc, chromium, iron, cobalt, molybdenum, zirconium, ruthenium, iridium, tantalum, mercury, indium, tin, lead, and tungsten, and These alloys are included. Among them, gold, silver, copper, nickel, cobalt, tin, lead, chromium, zinc and aluminum are preferable because they can express high gloss and are inexpensive, and gold, silver, copper, tin, Chromium, lead and aluminum are more preferred, gold, silver and copper are more preferred, and silver is particularly preferred. The metal nanoparticles may have these metals as main components, may contain other components inevitably contained in a small amount, and are surface-treated with citric acid or the like to enhance the dispersion stability. It is also good.
第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は、特に限定されないが、金属光沢層を作製するための組成物中での分散安定性および保存安定性を高める観点からは、いずれも、3nm以上100nm以下であることが好ましく、20nm以上75nm以下であることがより好ましい。上記平均粒子径が3nm以上であると、金属ナノ粒子の作製および粒度分布の制御が容易である。上記平均粒子径が100nm以下であると、金属光沢層に入射した光の乱反射を抑制してより滑らかな外観の金属光沢層を形成できるほか、金属光沢層の平滑性を高めたり、インク組成物中での金属ナノ粒子の分散性を高めたりすることができる。金属ナノ粒子の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)画像より求めた体積平均粒子径とすることができる。 The average particle size of the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles is not particularly limited, but enhances the dispersion stability and storage stability in the composition for producing the metallic gloss layer From the viewpoint, all of them are preferably 3 nm or more and 100 nm or less, and more preferably 20 nm or more and 75 nm or less. When the average particle size is 3 nm or more, preparation of metal nanoparticles and control of particle size distribution are easy. If the average particle diameter is 100 nm or less, irregular reflection of light incident on the metallic gloss layer can be suppressed to form a metallic gloss layer having a smoother appearance, and the smoothness of the metallic gloss layer can be enhanced, and the ink composition The dispersibility of the metal nanoparticles in it can be enhanced. The average particle size of the metal nanoparticles can be a volume average particle size obtained from a scanning electron microscope (SEM) image.
また、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、可視光領域の電磁波を受けて表面プラズモン共鳴を生じる金属ナノ粒子であることが好ましい。このような金属ナノ粒子は、表面プラズモン共鳴に由来する光の吸収および散乱を引き起こして、金属光沢層が有しうる色調をさらに広くすることができる。特に、第2の複数の金属ナノ粒子は、可視光領域の電磁波を受けて表面プラズモン共鳴を生じると、上記表面プラズモン共鳴に由来する光の吸収および散乱によって、第1の複数の金属ナノ粒子により付与される色調を、より多様な方向に変更することができる。このような観点からは、少なくとも第2の複数の金属ナノ粒子は可視光領域の電磁波を受けて表面プラズモン共鳴を生じる金属ナノ粒子であることが好ましく、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径はいずれも可視光領域の電磁波を受けて表面プラズモン共鳴を生じる金属ナノ粒子であることがより好ましい。 In addition, the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles are preferably metal nanoparticles that receive electromagnetic waves in the visible light region to generate surface plasmon resonance. Such metal nanoparticles can cause absorption and scattering of light derived from surface plasmon resonance to further widen the color tone that the metallic gloss layer may have. In particular, when the second plurality of metal nanoparticles receive an electromagnetic wave in the visible light region to generate surface plasmon resonance, the second plurality of metal nanoparticles are absorbed and scattered by the light from the surface plasmon resonance to form the first plurality of metal nanoparticles. The color tone to be applied can be changed in more various directions. From such a point of view, it is preferable that at least the second plurality of metal nanoparticles be metal nanoparticles that receive an electromagnetic wave in the visible light range to generate surface plasmon resonance, and the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles The average particle diameter of the plurality of metal nanoparticles is more preferably metal nanoparticles that receive electromagnetic waves in the visible light range to generate surface plasmon resonance.
たとえば、第2の複数の金属ナノ粒子が銀粒子であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径が20nm30nm以下であれば、表面プラズモン共鳴による短波長の光の吸光が多くなるため、金属光沢層の色調をより暖色系に(CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)のu’、v’がいずれも増加する方向に)変更することができる。 For example, when the second plurality of metal nanoparticles are silver particles, if the average particle diameter of the second plurality of metal nanoparticles is 20 nm or 30 nm or less, absorption of short wavelength light by surface plasmon resonance is increased. Changing the color tone of the metallic gloss layer to a warmer color system (in the direction in which u 'and v' of color coordinates (u ', v') in the CIE 1976 UCS chromaticity diagram (2 ° view) both increase) Can.
一方で、第2の複数の金属ナノ粒子が銀粒子であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径が35nm以上75nm以下であれば、表面プラズモン共鳴による特定の波長の光の吸光を抑制して、金属光沢層の色調をよりバルク金属に近い色調に(CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)のu’、v’がいずれも減少する方向に)変更することができる。 On the other hand, when the second plurality of metal nanoparticles is a silver particle, if the average particle diameter of the second plurality of metal nanoparticles is 35 nm or more and 75 nm or less, absorption of light of a specific wavelength by surface plasmon resonance Reduces the color tone of the metallic luster layer to a color closer to the bulk metal (in the CIE 1976 UCS chromaticity diagram (2 ° view), the u 'and v' of the color coordinates (u ', v') both decrease) Can be changed).
第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは少なくとも粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属ナノ粒子を構成する金属種が異なればよい。また、第2の複数の金属ナノ粒子は、粒度分布または構成する金属種が互いに異なる複数種の金属ナノ粒子を組み合わせて用いてもよい。 The second plurality of metal nanoparticles may be different from the first plurality of metal nanoparticles in at least the particle size distribution or the metal species constituting the metal nanoparticles constituting the metal nanoparticles. In addition, the second plurality of metal nanoparticles may be used in combination of a plurality of types of metal nanoparticles having different particle sizes or constituent metal species.
第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは平均粒子径が異なるとき、平均粒子径が15nm以上55nm以下異なることが好ましく、15nm以上50nm以下異なることがより好ましく15nm以上45nm以下異なることがさらに好ましい。平均粒子径の差が上記範囲であると、金属光沢層の色調を、第1の複数の金属ナノ粒子により付与される色調からより大きく変更することが可能である。 When the second plurality of metal nanoparticles differ from the first plurality of metal nanoparticles, the average particle diameter preferably differs by 15 nm or more and 55 nm or less, more preferably 15 nm or more and 50 nm or less, and more preferably 15 nm More preferably, the difference is 45 nm or less. When the difference in average particle size is in the above-mentioned range, it is possible to change the color tone of the metallic gloss layer more largely from the color tone imparted by the first plurality of metal nanoparticles.
第1の複数の金属ナノ粒子と第2の複数の金属ナノ粒子との粒度分布が異なるとは、これらを含む画像形成物、インク組成物または当該インク組成物を製造するための混合液の粒度分布が、第1の金属ナノ粒子のみを含む画像形成物、インク組成物または当該インク組成物を製造するための混合液の粒度分布とは異なるものになることを意味する。このとき、たとえば、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を含む画像形成物等の粒度分布に、それぞれが第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子のいずれかに由来する間に谷を挟んだ2つ以上のピークが見られればよい。上記谷とは、隣接するピークの間に、上記隣接するピークのうち個数が少ないピークの粒子個数と比較して、粒子の個数が60%以下となる粒子径が存在することを意味する。あるいは、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を含む画像形成物等の粒度分布のピークの半値半幅が、第1の複数の金属ナノ粒子のみを含む画像形成物等の粒度分布のピークの半値半幅と比較して、第2の複数の金属ナノ粒子により変化されていてもよい。なお、粒度分布は、SEM画像より測定することができる。なお、このとき、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、いずれも半値半幅が5nm以上45nm以下であることが好ましい。 The difference in the particle size distribution of the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles means that the particle size of an image-forming material, an ink composition, or a liquid mixture for producing the ink composition containing them. It means that the distribution will be different from the particle size distribution of the image forming material, the ink composition or the mixture for producing the ink composition containing only the first metal nanoparticles. At this time, for example, in the particle size distribution of the image forming material including the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles, each of the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metals is used. It is only necessary to see two or more peaks across valleys originating from any of the nanoparticles. The term “valley” means that, between adjacent peaks, there is a particle diameter such that the number of particles is 60% or less as compared to the number of particles of the peak having a smaller number of adjacent peaks. Alternatively, the half width at half maximum of the peak of the particle size distribution of the image forming material or the like including the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles is an image formation or the like including only the first plurality of metal nanoparticles The second plurality of metal nanoparticles may be changed as compared to the half width at half maximum of the particle size distribution. The particle size distribution can be measured from the SEM image. At this time, it is preferable that the half width at half maximum of each of the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles is 5 nm or more and 45 nm or less.
第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは金属ナノ粒子を構成する金属種が異なるとき、第1の複数の金属ナノ粒子の構成する金属種とは吸収波長のスペクトル形状がより異なる金属種が、第2の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種であることが好ましい。たとえば、第1の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種が銀であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種は銅とすることができる。なお、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種は、誘導結合プラズマ質量分析(ICP−MS)および蛍光X線分析などの公知の方法で定性および定量することができる。 When the metal species of the second plurality of metal nanoparticles are different from those of the first plurality of metal nanoparticles, the metal species of the first plurality of metal nanoparticles have an absorption wavelength of It is preferable that the metal species having a different spectral shape is the metal species constituting the second plurality of metal nanoparticles. For example, when the metal species that make up the first plurality of metal nanoparticles are silver, the metal species that make up the second plurality of metal nanoparticles can be copper. The metal species constituting the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles are characterized and quantified by known methods such as inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and fluorescent X-ray analysis. can do.
1.混合液の製造方法
本発明の一実施形態は、上記金属光沢層を形成するためのインク組成物の製造に用いる混合液の製造方法に関する。
1. Method of Producing Mixed Liquid An embodiment of the present invention relates to a method of producing a mixed liquid used for producing an ink composition for forming the metallic gloss layer.
上記金属光沢層は、基材上に、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を独立に付与して形成してもよい。一方で、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を互いに十分に分散させて、形成される金属光沢層の色調と当該金属ナノ粒子の組み合わせから予測される色調とのずれを抑制する観点からは、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を含む1液型のインク組成物を基材上に塗布して乾燥させて形成させることが好ましい。 The metallic gloss layer may be formed by independently applying the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles on a substrate. On the other hand, the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles are sufficiently dispersed with each other to form a color tone of the formed metallic gloss layer and a color tone predicted from the combination of the metal nanoparticles. From the viewpoint of suppressing the misalignment, it is preferable to form a one-component ink composition including the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles on a substrate and dry it. .
上記1液型のインク組成物(以下、単に「インク組成物」というときは、上記1液型のインク組成物を意味する。)は、たとえば、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を分散させた混合液と、分散媒と、任意に添加される添加剤と、を混合して製造することができる。 The one-component ink composition (hereinafter, simply referred to as “ink composition” means the one-component ink composition) includes, for example, the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles. The mixture liquid which disperse | distributed the several metal nanoparticle, the dispersion medium, and the additive added arbitrarily can be mixed and manufactured.
図1は、本実施形態に係る混合液の例示的な製造方法を示すフローチャートである。 FIG. 1 is a flow chart showing an exemplary method for producing a mixed liquid according to the present embodiment.
1−1.金属ナノ粒子の組み合わせの決定
本実施形態に係る混合液の例示的な製造方法において、まず、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を決定する(工程S100)。
1-1. Determination of Combination of Metal Nanoparticles In an exemplary method of producing a mixed liquid according to the present embodiment, first, a first plurality of metal nanoparticles and a second plurality of metal nanoparticles are determined (step S100).
第1の複数の金属ナノ粒子の金属ナノ粒子を構成する金属種は、当該インク組成物により形成される金属光沢層の主たる色調を付与する金属を選択すればよい。たとえば、銀基調の金属光沢層を形成しようとするときは、第1の複数の金属ナノ粒子は、銀により構成される複数の金属ナノ粒子とすればよく、金基調の金属光沢層を形成しようとするときは、第1の複数の金属ナノ粒子は、金により構成される金属原子とする複数の金属ナノ粒子とすればよく、銅基調の金属光沢層を形成しようとするときは、第1の複数の金属ナノ粒子は、銅により構成される金属原子とする複数の金属ナノ粒子とすればよい。 The metal species constituting the metal nanoparticles of the first plurality of metal nanoparticles may be selected from metals which impart the main color tone of the metallic gloss layer formed by the ink composition. For example, when it is intended to form a silver-based metallic gloss layer, the first plurality of metal nanoparticles may be a plurality of metallic nanoparticles composed of silver, and a gold-based metallic gloss layer may be formed. When it is assumed that the first plurality of metal nanoparticles may be a plurality of metal nanoparticles that are metal atoms composed of gold, and when it is intended to form a copper-based metal gloss layer, The plurality of metal nanoparticles may be a plurality of metal nanoparticles which are metal atoms composed of copper.
さらに、当該インク組成物により形成される金属光沢層の色調にあわせて、第1の複数の金属ナノ粒子の粒度分布、第2の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種、第2の複数の金属ナノ粒子の粒度分布、およびインク組成物中の第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子それぞれの混合比を決定する。 Furthermore, according to the color tone of the metallic gloss layer formed by the ink composition, the particle size distribution of the first plurality of metal nanoparticles, the metal species constituting the second plurality of metal nanoparticles, the second plurality of The particle size distribution of the metal nanoparticles and the mixing ratio of each of the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles in the ink composition are determined.
なお、このとき、粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる金属ナノ粒子の複数の組み合わせについての、上述した有効媒質近似またはFDTDによって算出される値を一覧にした対応関係を参照して、上記形成される金属光沢層の色調またはこれに近似した色調を実現するように、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の組み合わせを決定してもよい。また、このとき、粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる金属ナノ粒子の組み合わせと、当該組み合わせにより実現されるシート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、の対応関係を予め実験などにより求めておき、上記対応関係を参照して、上記形成される金属光沢層の色調またはこれに近似した色調を実現するように、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の組み合わせを決定してもよい。 At this time, for the particle size distribution or the plurality of combinations of metal nanoparticles having different metal species constituting the metal nanoparticles, the correspondence relationship is listed, in which the values calculated by the above-described effective medium approximation or FDTD are listed. The combination of the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles may be determined so as to realize the color tone of the formed metallic gloss layer or a color tone close thereto. At this time, a combination of metal nanoparticles different in particle size distribution or metal species constituting the metal nanoparticles, and a color tone of a metallic gloss layer having a sheet resistance realized by the combination of more than 1 × 10 5 Ω / sq. The correspondence relationship of and is previously obtained by experiment etc., and the first plurality of metal nano-sheets are realized so as to realize the color tone of the formed metallic gloss layer or the color tone similar thereto with reference to the above-mentioned correspondence relationship. The combination of the particle and the second plurality of metal nanoparticles may be determined.
第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、基材上に付与して乾燥させ、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成したときに、色調がCIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)が、0.19<u’<0.27、かつ、0.45<v’<0.57の範囲に含まれる金属光沢層を形成可能な組み合わせを構成する金属ナノ粒子となるように選択することができる。 The first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles are applied onto a substrate and dried to form a metallic gloss layer having a sheet resistance greater than 1 × 10 5 Ω / sq. The color coordinates (u ′, v ′) in the CIE 1976 UCS chromaticity diagram (2 ° visual field) are 0.19 <u ′ <0.27 and 0.45 <v ′ <0.57. The metal nanoparticles can be selected to constitute a combination capable of forming a metallic gloss layer included in the range of.
また、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子により付与された前記金属光沢層の色調を、CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)上の距離が0.001以上0.05以下離れた色調に変更するものを選択することが好ましい。上記色調が変更される度合いは、第1の複数の金属ナノ粒子のみを金属ナノ粒子として用いて形成された、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、第1の金属ナノ粒子および第2の金属ナノ粒子をあわせて用いて形成された、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、の差とすることができる。 In addition, the second plurality of metal nanoparticles is a color coordinate (u ′,) in the CIE 1976 UCS chromaticity diagram (2 ° view) in the color tone of the metallic gloss layer imparted by the first plurality of metal nanoparticles. It is preferable to select one that changes the color tone so that the distance on v ′) is 0.001 or more and 0.05 or less. The degree to which the color tone is changed is the color tone of a metallic gloss layer having a sheet resistance of greater than 1 × 10 5 Ω / sq, formed using only the first plurality of metal nanoparticles as the metal nanoparticles, It can be a difference between the first metallic nanoparticles and the second metallic nanoparticles and the color tone of the metallic gloss layer having a sheet resistance of more than 1 × 10 5 Ω / sq. .
1−2.金属ナノ粒子の混合
その後、上記決定された第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を混合して、混合液を製造する(S200)。
1-2. Next, the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles determined above are mixed to produce a mixed solution (S200).
第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、インク組成物の液体成分となる分散媒に分散しているものを混合することが好ましい。 The first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles are preferably mixed in the dispersion medium to be the liquid component of the ink composition.
金属ナノ粒子は、混合したときに上記決定された第1の複数の金属ナノ粒子と第2の複数の金属ナノ粒子との組み合わせを構成するものを用いればよい。たとえば、上記決定された第1の複数の金属ナノ粒子の条件を満たす複数の金属ナノ粒子と、上記決定された第2の複数の金属ナノ粒子の条件を満たす複数の金属ナノ粒子と、を混合すればよい。金属ナノ粒子は、市販のものを用いてもよいし、上記組み合わせとなるように混合したものを用いてもよい。 The metal nanoparticles may be used to constitute a combination of the above determined first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles when mixed. For example, a plurality of metal nanoparticles satisfying the condition of the first plurality of metal nanoparticles determined above and a plurality of metal nanoparticles satisfying the conditions of the second plurality of metal nanoparticles determined above are mixed do it. A commercially available thing may be used for a metal nanoparticle, and what was mixed so that it may become the said combination may be used.
上述したように、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は、3nm以上100nm以下であることが好ましい。 As described above, the average particle diameter of the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles is preferably 3 nm or more and 100 nm or less.
また、上述したように、金属光沢層が有しうる色調をさらに広くする観点からは、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、少なくとも第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径が20nm以上75nm以下であることが好ましく、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径がいずれも20nm以上75nm以下であることがより好ましい。 Also, as described above, from the viewpoint of further widening the color tone that the metallic gloss layer may have, the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles are at least a second plurality of metal nano-particles. The average particle size of the particles is preferably 20 nm or more and 75 nm or less, and the average particle sizes of the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles are more preferably 20 nm or more and 75 nm or less .
また、上述したように、金属光沢層の色調をより暖色系に変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子が銀粒子であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は20nm30nm以下であることが好ましい。一方で、金属光沢層の色調をよりバルク金属の色調に変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は35nm以上75nm以下であることが好ましい。 In addition, as described above, from the viewpoint of changing the color tone of the metallic gloss layer to a warmer color, when the second plurality of metal nanoparticles are silver particles, the average particle diameter of the second plurality of metal nanoparticles Is preferably 20 nm or less and 30 nm or less. On the other hand, from the viewpoint of changing the color tone of the metallic gloss layer to the color tone of the bulk metal, the average particle diameter of the second plurality of metal nanoparticles is preferably 35 nm or more and 75 nm or less.
また、上述したように、金属光沢層の色調を、第1の複数の金属ナノ粒子により付与される色調からより大きく変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは平均粒子径が15nm以上55nm以下異なることが好ましく、15nm以上50nm以下異なることがより好ましく、15nm以上45nm以下異なることがさらに好ましい。 Further, as described above, from the viewpoint of largely changing the color tone of the metallic gloss layer from the color tone imparted by the first plurality of metal nanoparticles, the second plurality of metal nanoparticles is the first plurality of metal nanoparticles. The metal nanoparticles preferably have an average particle size different from 15 nm to 55 nm, more preferably 15 nm to 50 nm, still more preferably 15 nm to 45 nm.
また、上述したように、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは金属ナノ粒子を構成する金属種が異なるとき、第1の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種とは吸収波長のスペクトル形状がより異なる金属種により、第2の複数の金属ナノ粒子が構成されることが好ましい。たとえば、第1の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種が銀であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種は銅とすることができる。 Also, as described above, the second plurality of metal nanoparticles constitute the first plurality of metal nanoparticles when the metal species constituting the metal nanoparticles are different from the first plurality of metal nanoparticles. It is preferable that the second plurality of metal nanoparticles be composed of a metal species that is different from the metal species in the spectrum shape of the absorption wavelength. For example, when the metal species that make up the first plurality of metal nanoparticles are silver, the metal species that make up the second plurality of metal nanoparticles can be copper.
なお、金属ナノ粒子は、金属ナノ粒子同士の分散性を高めるため、高分子分散剤が表面に吸着していてもよい。 In addition, in order to improve the dispersibility of metal nanoparticles, a metal dispersing agent may be adsorb | sucking on the surface of a metal nanoparticle.
高分子分散剤は、金属ナノ粒子の表面に吸着するための吸着基を有する。上記吸着基は、金属粒子の表面に対して強い吸着力を有する官能基であればよい。上記吸着基の例には、第1級〜3級アミノ基、第4級アンモニウム基、塩基性窒素原子を有する複素環基、ヒドロキシル基、カルボニル基、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基、およびチオール基などが含まれる。 The polymeric dispersant has an adsorptive group for adsorbing to the surface of the metal nanoparticles. The above-mentioned adsorption group should just be a functional group which has strong adsorption power to the surface of metal particles. Examples of the above-mentioned adsorptive groups include primary to tertiary amino groups, quaternary ammonium groups, heterocyclic groups having a basic nitrogen atom, hydroxyl groups, carbonyl groups, carboxyl groups, phosphoric acid groups, sulfonic acid groups, And thiol groups.
高分子分散剤を構成する樹脂は、親水性モノマーの単独重合体または共重合体が好ましい。親水性モノマーの共重合体は、親水性モノマーと疎水性モノマーとの共重合体であってもよい。 The resin constituting the polymer dispersant is preferably a homopolymer or copolymer of a hydrophilic monomer. The copolymer of the hydrophilic monomer may be a copolymer of a hydrophilic monomer and a hydrophobic monomer.
親水性モノマーの例には、カルボキシル基または酸無水物基を含有するモノマー((メタ)アクリル酸、マレイン酸などの不飽和多価カルボン酸、ならびに無水マレイン酸など)、ならびにアルキレンオキサイド変性(メタ)アクリル酸エステルモノマー(エチレンオキサイド変性(メタ)アクリル酸アルキルエステルなど)などが含まれる。なお、本発明において、(メタ)アクリルとは、アクリルおよびメタクリルの双方またはいずれかを意味する。 Examples of hydrophilic monomers include monomers containing a carboxyl group or an acid anhydride group ((meth) acrylic acid, unsaturated polyvalent carboxylic acids such as maleic acid, and maleic anhydride, etc.), and alkylene oxide modified (meth) And acrylic acid ester monomers (such as ethylene oxide modified (meth) acrylic acid alkyl ester) and the like. In the present invention, (meth) acrylic means acrylic and / or methacrylic.
疎水性モノマーの例には、(メタ)アクリル酸メチルおよび(メタ)アクリル酸エチルなどの(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、スチレン、α−メチルスチレンおよびビニルトルエンなどのスチレン系モノマー、エチレン、プロピレン、および1−ブテンなどのα−オレフィン系モノマー、ならびに、酢酸ビニルおよび酪酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル系モノマーなどが含まれる。 Examples of hydrophobic monomers include (meth) acrylate monomers such as methyl (meth) acrylate and ethyl (meth) acrylate, styrene monomers such as styrene, α-methylstyrene and vinyltoluene, ethylene, propylene And α-olefin monomers such as 1-butene, and carboxylic acid vinyl ester monomers such as vinyl acetate and vinyl butyrate.
高分子分散剤は、酸価を有することが好ましい。酸価を有する高分子分散剤の例には、吸着基または官能基として、カルボキシル基、リン酸基、およびスルホン酸基などを有する高分子分散剤が含まれる。上記酸性基は、カルボキシル基またはリン酸基が好ましく、カルボキシル基がより好ましい。 The polymer dispersant preferably has an acid value. Examples of polymer dispersants having an acid value include polymer dispersants having a carboxyl group, a phosphate group, a sulfonate group, and the like as an adsorptive group or a functional group. The acidic group is preferably a carboxyl group or a phosphoric acid group, more preferably a carboxyl group.
高分子分散剤は、酸価が1mgKOH/g以上100mgKOH/g以下であることが好ましい。上記酸価が1mgKOH/g以上であると、高分子分散剤は親水性の傾向を有するため、特に水系のインク組成物中での金属ナノ粒子の分散性を高めることができ、インクジェット法によるインク組成物とするときの水系のインク組成物の吐出安定性(分散安定性)もより高めることができる。一方で、上記酸価が100mgKOH/g以下であると、インクジェットヘッド中で高分子分散剤が膨潤することによる、インクジェットヘッドからの吐出安定性(分散安定性)の顕著な低下を抑制することもできる。上記観点からは、高分子分散剤の酸価は3mgKOH/g以上80mgKOH/g以下であることが好ましく、5mgKOH/g以上60mgKOH/g以下であることがより好ましく、7mgKOH/g以上50mgKOH/g以下であることがさらに好ましい。 The polymer dispersant preferably has an acid value of 1 mg KOH / g or more and 100 mg KOH / g or less. When the acid value is 1 mg KOH / g or more, the polymer dispersant has a tendency to be hydrophilic, so that the dispersibility of metal nanoparticles in an aqueous ink composition can be particularly enhanced, and the ink by the inkjet method The ejection stability (dispersion stability) of the water-based ink composition when used as a composition can also be further enhanced. On the other hand, when the above-mentioned acid value is 100 mg KOH / g or less, it is also possible to suppress a remarkable drop in the ejection stability (dispersion stability) from the inkjet head due to the swelling of the polymer dispersant in the inkjet head. it can. From the above viewpoint, the acid value of the polymer dispersant is preferably 3 mg KOH / g to 80 mg KOH / g, more preferably 5 mg KOH / g to 60 mg KOH / g, and 7 mg KOH / g to 50 mg KOH / g. It is further preferred that
高分子分散剤の酸価は、中和滴定法などの化学量論的手法を用いて分散剤の酸価をJIS K 0070に準じて測定すればよい。また、フーリエ変換赤外分光光法(FT−IR)、1H−NMRおよびガスクロマトグラフィー−質量分析法(GC/MS)によって分散剤の種類を特定してもよい。 The acid value of the polymer dispersant may be measured according to JIS K 0070 using a stoichiometric method such as neutralization titration. In addition, the type of dispersant may be identified by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), 1 H-NMR and gas chromatography-mass spectrometry (GC / MS).
高分子分散剤は、重量平均分子量が1000以上100000以下であることが好ましく、2000以上50000以下であることがより好ましい。 The weight average molecular weight of the polymer dispersant is preferably 1,000 or more and 100,000 or less, and more preferably 2,000 or more and 50,000 or less.
高分子分散剤の含有量は特に限定されないが、インク組成物中での金属ナノ粒子の分散性および基材への密着性を十分に高める観点からは、金属ナノ粒子の総質量に対して、1質量%以上15質量%以下であることが好ましく、2質量%以上10質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上8質量%以下であることがさらに好ましい。 The content of the polymer dispersant is not particularly limited, but from the viewpoint of sufficiently enhancing the dispersibility of the metal nanoparticles in the ink composition and the adhesion to the substrate, relative to the total mass of the metal nanoparticles, The content is preferably 1% by mass to 15% by mass, more preferably 2% by mass to 10% by mass, and still more preferably 3% by mass to 8% by mass.
このようにして製造された混合液は、そのままインク組成物として金属光沢層の形成に使用することができる。このとき、金属ナノ粒子と、分散媒(後述)と、任意に添加される添加剤(後述)と、を本工程で混合してもよい。 The liquid mixture produced in this manner can be used as it is as an ink composition to form a metallic gloss layer. At this time, metal nanoparticles, a dispersion medium (described later), and an additive (described later) optionally added may be mixed in this step.
また、後述するように、上記混合液を製造した後に、分散媒および任意に添加される添加剤を上記混合液に添加してインク組成物としてもよい。なお、分散媒および添加剤を上記混合液に添加してインク組成物とするとき、インク組成物が界面活性剤(表面調整剤)を含む場合は、本工程で金属ナノ粒子とともに界面活性剤を混合して、界面活性剤を含む混合液を製造することが好ましい。 In addition, as described later, after the above-mentioned mixed liquid is manufactured, a dispersion medium and an additive which is optionally added may be added to the above mixed liquid to make an ink composition. When a dispersion medium and an additive are added to the above mixed liquid to form an ink composition, when the ink composition contains a surfactant (surface conditioner), the surfactant is added to the metal nanoparticles in this step. It is preferable to mix and produce the liquid mixture containing surfactant.
界面活性剤の例には、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類および脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類およびポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類および第四級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤、ならびにシリコーン系やフッ素系の界面活性剤が含まれる。 Examples of surfactants include anionic surfactants such as dialkyl sulfosuccinates, alkyl naphthalene sulfonates and fatty acid salts, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, acetylene glycols and polyoxy acids It includes nonionic surfactants such as ethylene / polyoxypropylene block copolymers, cationic surfactants such as alkylamine salts and quaternary ammonium salts, and surfactants of silicone type and fluorine type.
界面活性剤の含有量は、たとえば、インク組成物の全質量に対して、0.001質量%以上1.0質量%未満とすることができる。 The content of the surfactant can be, for example, 0.001% by mass or more and less than 1.0% by mass with respect to the total mass of the ink composition.
1−3.インク組成物の製造
上記混合液は、インク組成物の液体成分となる分散媒および任意に添加される添加剤と混合して、インク組成物とすることができる。
1-3. Production of Ink Composition The above-mentioned mixed liquid can be mixed with a dispersion medium to be a liquid component of the ink composition and an additive which is optionally added to form an ink composition.
図2は、本実施形態に係るインク組成物の例示的な製造方法を示すフローチャートである。なお、工程S100および工程S200は上記混合液の製造方法と同様に行い得るので、重複する記載は省略する。 FIG. 2 is a flow chart showing an exemplary method of producing the ink composition according to the present embodiment. In addition, since step S100 and step S200 can be performed similarly to the manufacturing method of the said liquid mixture, the overlapping description is abbreviate | omitted.
1−3−1.分散媒の混合
上記混合液を製造した後、製造された混合液に分散媒を添加して、上記混合液と分散媒とを混合し、インク組成物として好適な粘度の分散液を作製することができる(工程S300)。
1-3-1. Mixture of Dispersion Medium After the above mixed liquid is manufactured, a dispersion medium is added to the manufactured mixed liquid, and the above mixed liquid and dispersion medium are mixed to prepare a dispersion having a viscosity suitable as an ink composition. (Step S300).
分散媒は、ナノサイズの金属粒子を分散できるものであれば水でも有機溶剤でもよいが、人体への安全性や処理の容易さから水であることが好ましい。ただし、分散媒として水を用いるときも、粘度調整などのために任意に公知の有機溶剤を含んでいてもよい。有機溶剤の例には、多価アルコール、多価アルコール誘導体、アルコール、アミド、ケトン、ケトアルコール、エーテル、含窒素溶剤、含硫黄溶剤、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、および1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンなどが含まれる。前記多価アルコールの例には、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロプレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、1,5−ペンタンジオール、および1,2,6−ヘキサントリオールなどが含まれる。前記多価アルコール誘導体の例には、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル、エチレングリコール−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコール−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコール−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコール−n−ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコール−n−プロピルエーテル、トリエチレングリコール−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコール−n−プロピルエーテル、プロピレングリコール−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコール−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールエチルエーテル、トリプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、およびトリプロピレングリコール−n−ブチルエーテルなどが含まれる。前記アルコールの例には、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、およびベンジルアルコールなどが含まれる。上記アミドの例には、ジメチルホルムアミド、およびジメチルアセトアミドなどが含まれる。上記ケトンの例には、アセトンなどが含まれる。上記ケトアルコールの例には、ジアセトンアルコールなどが含まれる。上記エーテルの例には、テトラヒドロフラン、およびジオキサンなどが含まれる。上記窒素溶剤の例には、ピロリドン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、およびトリエタノールアミンなどが含まれる。上記含硫黄溶剤の例には、チオジエタノール、チオジグリコール、チオジグリセロール、スルホラン、およびジメチルスルホキシドなどが含まれる。 The dispersion medium may be water or an organic solvent as long as it can disperse metal particles of nanosize, but water is preferable in terms of safety to human body and easiness of processing. However, even when water is used as the dispersion medium, a known organic solvent may optionally be contained for viscosity adjustment and the like. Examples of organic solvents include polyhydric alcohols, polyhydric alcohol derivatives, alcohols, amides, ketones, keto alcohols, ethers, nitrogen-containing solvents, sulfur-containing solvents, propylene carbonate, ethylene carbonate, and 1,3-dimethyl -2- And imidazolidinone and the like. Examples of the polyhydric alcohol include glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, hexylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, trimethylolpropane, 1, 5-pentanediol, 1,2,6-hexanetriol and the like are included. Examples of the polyhydric alcohol derivative include ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol n-propyl ether, ethylene glycol n-butyl ether, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol n-propyl ether, Diethylene glycol n-butyl ether, diethylene glycol n-hexyl ether, triethylene glycol methyl ether, triethylene glycol ethyl ether, triethylene glycol n-propyl ether, triethylene glycol n-butyl ether, propylene glycol methyl ether, propylene glycol ethyl Ether, propylene glycol-n-propyl ether Propylene glycol n-butyl ether, dipropylene glycol methyl ether, dipropylene glycol ethyl ether, dipropylene glycol n-propyl ether, dipropylene glycol n-butyl ether, tripropylene glycol methyl ether, tripropylene glycol ethyl ether, tripropylene Glycol-n-propyl ether, tripropylene glycol-n-butyl ether and the like are included. Examples of the alcohol include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, and benzyl alcohol. Examples of the above amides include dimethylformamide, dimethylacetamide and the like. Examples of the above ketone include acetone and the like. Examples of the keto alcohol include diacetone alcohol and the like. Examples of the above ether include tetrahydrofuran, dioxane and the like. Examples of the nitrogen solvent include pyrrolidone, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, cyclohexyl pyrrolidone, and triethanolamine. Examples of the above-mentioned sulfur-containing solvents include thiodiethanol, thiodiglycol, thiodiglycerol, sulfolane, dimethyl sulfoxide and the like.
金属ナノ粒子および任意に添加されるバインダー樹脂などの分散性をより高める観点からは、上記有機溶剤は、上記多価アルコール誘導体であることが好ましい。 From the viewpoint of further enhancing the dispersibility of the metal nanoparticles and the binder resin etc. optionally added, the organic solvent is preferably the polyhydric alcohol derivative.
また、インクジェット法による画像形成が可能なインクジェットインク組成物を製造するときは、インクジェットヘッドからの吐出時にノズルで揮発することによる吐出安定性の低下を防ぐ観点から、上記有機溶剤は、沸点が100℃以上350℃以下であることが好ましく、200℃以上350℃以下であることがより好ましい。 In addition, when producing an inkjet ink composition capable of image formation by an inkjet method, the organic solvent has a boiling point of 100 from the viewpoint of preventing a decrease in ejection stability due to volatilization by a nozzle at the time of ejection from an inkjet head. It is preferable that it is (degreeC) -350 degreeC, and it is more preferable that it is 200-350 degreeC.
分散媒の量は、製造しようとするインク組成物の粘度が達成される量であればよい。たとえば、インクジェットインク組成物を製造するときは、インク組成物の粘度が1cP以上100cP未満となる量の分散媒を添加して混合すればよい。 The amount of dispersion medium may be such that the viscosity of the ink composition to be produced is achieved. For example, when an inkjet ink composition is produced, a dispersion medium may be added and mixed in such an amount that the viscosity of the ink composition is 1 cP or more and less than 100 cP.
1−3−2.添加剤
上記分散液にバインダー樹脂などの添加剤を添加して、上記分散液と上記添加剤とを混合し、所望の特性を有するインク組成物を作製することができる(工程S400)。
1-3-2. Additive Additives such as binder resin may be added to the dispersion liquid, and the dispersion liquid and the additive may be mixed to prepare an ink composition having desired characteristics (Step S400).
バインダー樹脂は、金属ナノ粒子、特には金属ナノ粒子の表面に吸着した分散剤、と相互作用して、金属ナノ粒子の基材への密着性を高めうる。バインダー樹脂は、分散剤との親和性が高い樹脂であることが好ましく、(メタ)アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂(たとえばポリ塩化ビニル重合体、および塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体など)、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂、フッ素樹脂、スチレン共重合体(たとえばスチレン−ブタジエン共重合体、およびスチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体など)、ならびに酢酸ビニル共重合体(たとえばエチレン−酢酸ビニル共重合体など)などが含まれる。金属光沢層の耐水性をより高める観点から、バインダー樹脂は、(メタ)アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂、フッ素樹脂、スチレン共重合体)、および酢酸ビニル共重合体が好ましく、ウレタン樹脂および(メタ)アクリル樹脂がより好ましい。これらのバインダー樹脂は、1種を単独で、または2種類以上を組み合わせて用いることができる。 The binder resin can interact with the metal nanoparticles, particularly the dispersant adsorbed on the surface of the metal nanoparticles, to enhance the adhesion of the metal nanoparticles to the substrate. The binder resin is preferably a resin having high affinity to the dispersant, and (meth) acrylic resin, urethane resin, polyolefin resin, polyester resin, polyvinyl chloride resin (for example, polyvinyl chloride polymer, and vinyl chloride- Vinylidene chloride copolymer etc.), epoxy resin, polysiloxane resin, fluorine resin, styrene copolymer (eg styrene-butadiene copolymer, styrene- (meth) acrylate copolymer etc.), and vinyl acetate co-polymer Polymers (for example, ethylene-vinyl acetate copolymer etc.) etc. are included. From the viewpoint of further improving the water resistance of the metallic gloss layer, the binder resin is (meth) acrylic resin, urethane resin, polyolefin resin, polyvinyl chloride resin, epoxy resin, polysiloxane resin, fluorine resin, styrene copolymer), Vinyl acetate copolymers are preferred, and urethane resins and (meth) acrylic resins are more preferred. These binder resins can be used alone or in combination of two or more.
バインダー樹脂が光を吸収および散乱などすることによる金属光沢層の光輝性の低下を抑制する観点からは、バインダー樹脂の含有量(全質量)は、たとえば金属ナノ粒子が銀ナノ粒子であるときは、金属ナノ粒子の全質量に対して1/5以下であることが好ましく、1/7以下であることがより好ましく、1/10以下であることがさらに好ましい。 The content (total mass) of the binder resin is, for example, when the metal nanoparticles are silver nanoparticles, from the viewpoint of suppressing a decrease in the brightness of the metallic gloss layer due to absorption and scattering of light by the binder resin. It is preferable that it is 1/5 or less with respect to the total mass of a metal nanoparticle, It is more preferable that it is 1/7 or less, It is more preferable that it is 1/10 or less.
ただし、金属光沢層の反射率をより高める観点からは、インク組成物は、実質的に上記高分子分散剤が吸着した金属ナノ粒子、上記バインダー樹脂および分散媒、ならびに任意に必要量の界面活性剤からなることが好ましい。上記高分子分散剤が吸着した金属ナノ粒子、上記バインダー樹脂および分散媒の含有量の合計は、上記インク組成物の全質量に対して90質量%以上100質量%以下であることが好ましく、95質量%以上100質量%以下であることがより好ましい。 However, from the viewpoint of further increasing the reflectance of the metallic gloss layer, the ink composition substantially comprises metal nanoparticles adsorbed by the above-mentioned polymer dispersant, the above-mentioned binder resin and dispersion medium, and optionally a necessary amount of surface activity. It is preferable to consist of an agent. The total content of the metal nanoparticles adsorbed by the polymer dispersant, the binder resin, and the dispersion medium is preferably 90% by mass to 100% by mass with respect to the total mass of the ink composition, and 95 It is more preferable that the content is 100% by mass or more.
インク組成物が界面活性剤を含むとき、本工程で上記分散液と界面活性剤とを混合してもよい。 When the ink composition contains a surfactant, the dispersion and the surfactant may be mixed in this step.
2.混合液を製造するシステムおよびインク組成物を製造するシステム
2−1.混合液を製造するシステム
本発明の別の実施形態は、上記混合液を製造するシステムに関する。
2. System for Producing Mixed Liquid and System for Producing Ink Composition 2-1. System for Producing Mixed Liquid Another embodiment of the present invention relates to a system for producing the above mixed liquid.
図3は、上記混合液を製造するシステム100の概要を示す模式図である。システム100は、混合装置110と、入力部140と、記憶部150と、決定部160と、制御部170と、を有する。
FIG. 3 is a schematic view showing an outline of a
混合装置110は、混合容器112と、混合容器100に金属ナノ粒子を投入する複数の金属ナノ粒子投入部114a、114bおよび114cと、を有する
The mixing
混合容器112は、複数の金属ナノ粒子投入部114a、114bおよび114cと連通しており、これらの投入部から投入された複数種の金属ナノ粒子を混合して、混合液とする。混合容器は、投入された複数種の金属ナノ粒子を撹拌して混合する撹拌羽116を有してもよい。
The mixing
金属ナノ粒子投入部114a、114bおよび114cは、いずれも、投入される金属ナノ粒子を貯留する金属ナノ粒子タンクと、金属ナノ粒子タンクと混合容器112とを連通する金属ナノ粒子流路と、金属ナノ粒子流路を開放および閉鎖してそれぞれの金属ナノ粒子タンクから混合容器112への金属ナノ粒子の投入を制御する金属ナノ粒子流路弁と、を有する。図3には、3つの金属ナノ粒子投入部114a、114bおよび114cが記載されているが、金属ナノ粒子投入部は2つ以上あればよく、混合装置110は、4つ、5つまたはそれ以上の金属ナノ粒子投入部を有してもよい。
Each of the metal
それぞれの金属ナノ粒子タンクには、粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が互いに異なる複数の金属ナノ粒子が貯留される。それぞれの金属ナノ粒子タンク内の金属ナノ粒子は、投入および混合を容易にする観点から、インク組成物の液体成分となる分散媒と同一の液体により分散されていることが好ましい。 In each metal nanoparticle tank, a plurality of metal nanoparticles having different particle sizes or metal species constituting the metal nanoparticles are stored. The metal nanoparticles in each metal nanoparticle tank are preferably dispersed by the same liquid as the dispersion medium that is the liquid component of the ink composition, from the viewpoint of facilitating loading and mixing.
入力部140は、テンキー、スタートキーなどの各種操作キー、音声受信部、またはカメラなどの映像受信部などを備え、ユーザーによる各種の入力操作を受け付けて、インク組成物により形成される金属光沢層が有すべき色調を決定部160に出力する。入力部140は、受信コネクタなどの、他の媒体から電気的に出力された入力データを受信して決定部160に出力可能に構成された、各種の信号受信機器であってもよい。入力部140から出力された入力データは、決定部160に出力されて第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の決定に用いられる。
The
記憶部150は、たとえばROM、RAM、磁気ディスク、HDD、SSD等の各種の記憶媒体を備え、金属ナノ粒子の組み合わせと、当該組み合わせにより実現されるシート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、の対応関係を記憶する。また、記憶部150は、金属ナノ粒子投入部114a、114bおよび114cのそれぞれが金属ナノ粒子タンクに貯留する金属ナノ粒子に関する、粒度分布および金属ナノ粒子を構成する金属種などの情報を記憶する。
The
上記対応関係は、粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる金属ナノ粒子の複数の組み合わせについての、上述した有効媒質近似またはFDTDによって算出される値を一覧にしたものであってもよい、また、上記対応関係は、粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる金属ナノ粒子の複数の組み合わせについて、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成したときの色調を予め実験などにより求めておき、当該組み合わせと色調とを対応させて一覧としたものであってもよい。 The correspondence relationship may be a list of values calculated by the above-described effective medium approximation or FDTD for a plurality of combinations of metal nanoparticles having different particle types, such as particle size distribution or metal nanoparticles. Also, the above-mentioned correspondence relationship formed a metallic gloss layer having a sheet resistance of more than 1 × 10 5 Ω / sq for a plurality of combinations of metal nanoparticles different in particle size distribution or metal nanoparticles constituting the metal nanoparticles. The color tone of the time may be obtained in advance by experiment or the like, and the combination may be made to correspond to the color tone to make a list.
決定部160は、中央処理装置等のハードウェアプロセッサなどから構成され、入力部140から出力されたデータを受け付けた、上記金属光沢層が有すべき色調をもとに、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を決定する。その後、決定部160は、記憶部150に記憶されている上記対応関係に関する情報を参照して、上記金属光沢層が有すべき色調またはそれに近似した色調を実現する第1の複数の金属ナノ粒子と第2の複数の金属ナノ粒子との組み合わせを決定する。決定部160は、上記決定した組み合わせを、制御部170に出力する。
The
制御部170は、中央処理装置等のハードウェアプロセッサなどから構成され、決定部160が決定した、上記第1の複数の金属ナノ粒子と第2の複数の金属ナノ粒子との組み合わせをもとに、どのような組成の混合液を製造すべきかを決定する。さらに、制御部170は、記憶部150に記憶されている上記各金属ナノ粒子タンクに貯留される金属ナノ粒子に関する情報を参照して、いずれの金属ナノ粒子タンクに貯留される金属ナノ粒子をどの割合で投入して混合すべきかを決定する。
The
また、制御部170は、金属ナノ粒子投入部114a、114bおよび114cのうち、投入される金属ナノ粒子を金属ナノ粒子タンクに貯留する金属ナノ粒子投入部が有する金属ナノ粒子流路弁を開放して、上記決定された混合液の組成が実現されるように、複数種の金属ナノ粒子を混合容器112に投入させる。投入後、制御部170は、混合容器112の撹拌羽116を回転させて、投入された複数種の金属ナノ粒子を混合して、混合液とする。
Further, the
製造された混合液は、混合容器112から排出され、貯蔵容器などに回収される。
The manufactured mixed solution is discharged from the mixing
このようにして製造された混合液は、そのままインク組成物として金属光沢層の形成に使用することができる。このとき、混合装置110は、分散媒、ならびに界面活性剤およびバインダー樹脂などの添加剤を混合容器112に投入するそれぞれの投入部を有し、制御部170は、インク組成物である混合液の組成に応じて、これらの投入部から混合容器112への分散媒および添加剤の投入を制御してもよい。
The liquid mixture produced in this manner can be used as it is as an ink composition to form a metallic gloss layer. At this time, the mixing
また、後述するように、上記混合液を製造した後に、分散媒および任意に添加される添加剤を上記混合液に添加してインク組成物としてもよい。なお、分散媒および添加剤を上記混合液に添加してインク組成物とするとき、インク組成物が界面活性剤を含む場合は、混合装置110は、界面活性剤を混合容器112に投入する投入部を有し、制御部170は、上記投入部から混合容器112への界面活性剤の投入を制御してもよい。
In addition, as described later, after the above-mentioned mixed liquid is manufactured, a dispersion medium and an additive which is optionally added may be added to the above mixed liquid to make an ink composition. When the dispersion medium and the additive are added to the above mixed liquid to form an ink composition, if the ink composition contains a surfactant, the mixing
2−2.インク組成物を製造するシステム
図4は、混合液を製造する混合装置110を有する、インク組成物を製造するシステム200の概要を示す模式図である。システム200は、上述した混合装置100と、分散媒混合装置120と、添加剤混合装置130と、を有する。
2-2. System for Producing Ink Composition FIG. 4 is a schematic view showing an outline of a
分散媒混合装置120は、分散媒混合容器122と、分散媒混合容器122に分散媒を投入する分散媒投入部124と、を有する。
The dispersion
分散媒混合容器122は、混合装置110の混合容器112と連通し、かつ、分散媒投入部124と連通しており、混合容器112から流通してくる混合液と分散媒とを混合して、分散液とする。分散媒混合容器122は、投入された混合液と分散媒を撹拌して混合する撹拌羽126を有してもよい。
The dispersion
分散媒投入部124は、投入される分散媒を貯留する分散媒タンクと、分散媒タンクと分散媒混合容器122とを連通する分散媒流路と、分散媒流路を開放および閉鎖してそれぞれの分散媒タンクから分散媒混合容器122への分散媒の投入を制御する分散媒流路弁と、を有する。
The dispersion
添加剤混合装置130は、添加剤混合容器132と、添加剤混合容器132に添加剤を投入する添加剤投入部134と、を有する。
The
添加剤混合容器132は、分散媒混合装置120の分散媒混合容器122と連通し、かつ、添加剤投入部134と連通しており、分散媒混合容器122から流通してくる分散液と添加剤とを混合して、インク組成物とする。添加剤混合容器132は、投入された分散液と添加剤を撹拌して混合する撹拌羽136を有してもよい。
The
添加剤投入部134は、バインダー樹脂などの投入される添加剤を貯留する添加剤タンクと、添加剤タンクと添加剤混合容器132とを連通する添加剤流路と、添加剤流路を開放および閉鎖してそれぞれの添加剤タンクから添加剤混合容器132への添加剤の投入を制御する添加剤流路弁と、を有する。
The
インク組成物を製造するシステム200では、上述した混合液を製造するシステム100と同様に、決定部160は、入力部140から出力されたデータを受け付けた、上記金属光沢層が有すべき色調をもとに、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を決定する。その後、決定部160は、記憶部150に記憶されている上記対応関係に関する情報を参照して、上記金属光沢層が有すべき色調またはそれに近似した色調を実現する第1の複数の金属ナノ粒子と第2の複数の金属ナノ粒子との組み合わせを決定する。決定部160は、上記決定した組み合わせを、制御部170に出力する。
In the
制御部170は、決定部160が決定した、上記第1の複数の金属ナノ粒子と第2の複数の金属ナノ粒子との組み合わせをもとに、どのような組成のインク組成物を製造すべきかを決定する。さらに、制御部170は、記憶部150に記憶されている上記各金属ナノ粒子タンクに貯留される金属ナノ粒子に関する情報を参照して、いずれの金属ナノ粒子タンクに貯留される金属ナノ粒子をどの割合で投入して混合すべきかを決定する。さらに、制御部170は、インク組成物を所望の粘度とするための分散媒投入部124から投入すべき分散媒の量、およびインク組成物に所望の特性を付与するための添加剤投入部134から投入すべき添加剤の量を決定する。
Based on the combination of the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles determined by the
そして、制御部170は、上記決定されたインク組成物の組成が実現されるように、複数種の金属ナノ粒子を混合容器112に投入させ、投入された複数種の金属ナノ粒子を混合して、混合液とする。さらに、制御部170は、混合液を混合容器112から分散媒混合容器122へ流通させ、分散媒投入部124から分散媒を投入させて、流通された混合液と投入された分散媒とを混合して、分散液とする。さらに、制御部170は、分散液を分散媒混合容器122から添加剤混合容器132へ流通させ、添加剤投入部134から添加剤を投入させて、流通された分散液と投入された添加剤とを混合して、インク組成物とする。
Then, the
3.インク組成物
本発明のさらに別の実施形態は、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成するためのインク組成物に関する。
3. Ink Composition Yet another embodiment of the present invention relates to an ink composition for forming a metallic gloss layer having a sheet resistance of more than 1 × 10 5 Ω / sq.
上記インク組成物は、上述した第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子、分散液および任意に添加される添加剤を含む。 The ink composition comprises the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles described above, a dispersion, and optionally added additives.
第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、インク組成物または溶媒を一部除去して濃縮したインク組成物をICP−MSおよび蛍光X線分析で測定して、検出することができる。 The first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles are detected by measuring the ink composition or the ink composition concentrated by partially removing the solvent by ICP-MS and fluorescent X-ray analysis can do.
上記インク組成物は、CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)が、0.19<u’<0.27、かつ、0.45<v’<0.57の範囲に含まれる金属光沢層を形成可能である。 The ink composition has color coordinates (u ', v') of 0.19 <u '<0.27 and 0.45 <v' <0 in the CIE 1976 UCS chromaticity diagram (2 ° visual field). It is possible to form a metallic gloss layer within the range of .57.
また、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子により付与された前記金属光沢層の色調を、CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)上の距離が0.001以上0.05以下離れた色調に変更するものであることが好ましい。上記色調が変更される度合いは、上記検出された第1の複数の金属ナノ粒子のみを金属ナノ粒子として用いて形成された、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、第1の金属ナノ粒子および第2の金属ナノ粒子をあわせて用いて形成された、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、の差とすることができる。 In addition, the second plurality of metal nanoparticles is a color coordinate (u ′,) in the CIE 1976 UCS chromaticity diagram (2 ° view) in the color tone of the metallic gloss layer imparted by the first plurality of metal nanoparticles. It is preferable that the distance on the v ') be changed to a color tone separated by 0.001 or more and 0.05 or less. The degree to which the color tone is changed is a metallic gloss layer having a sheet resistance of more than 1 × 10 5 Ω / sq, formed using only the first plurality of metal nanoparticles detected as the metal nanoparticles. And the color tone of a metallic gloss layer having a sheet resistance of greater than 1 × 10 5 Ω / sq, formed by using together the first metal nanoparticles and the second metal nanoparticles. can do.
上述したように、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は、3nm以上100nm以下であることが好ましい。 As described above, the average particle diameter of the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles is preferably 3 nm or more and 100 nm or less.
また、上述したように、金属光沢層が有しうる色調をさらに広くする観点からは、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、少なくとも第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径が20nm以上75nm以下であることが好ましく、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径がいずれも20nm以上75nm以下であることがより好ましい。 Also, as described above, from the viewpoint of further widening the color tone that the metallic gloss layer may have, the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles are at least a second plurality of metal nano-particles. The average particle size of the particles is preferably 20 nm or more and 75 nm or less, and the average particle sizes of the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles are more preferably 20 nm or more and 75 nm or less .
また、上述したように、金属光沢層の色調をより暖色系に変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子が銀粒子であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は20nm30nm以下であることが好ましい。一方で、金属光沢層の色調をよりバルク金属の色調に変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は35nm以上75nm以下であることが好ましい。 In addition, as described above, from the viewpoint of changing the color tone of the metallic gloss layer to a warmer color, when the second plurality of metal nanoparticles are silver particles, the average particle diameter of the second plurality of metal nanoparticles Is preferably 20 nm or less and 30 nm or less. On the other hand, from the viewpoint of changing the color tone of the metallic gloss layer to the color tone of the bulk metal, the average particle diameter of the second plurality of metal nanoparticles is preferably 35 nm or more and 75 nm or less.
また、上述したように、金属光沢層の色調を、第1の複数の金属ナノ粒子により付与される色調からより大きく変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは平均粒子径が15nm以上55nm以下異なることが好ましく、15nm以上50nm以下異なることがより好ましく、15nm以上45nm以下異なることがさらに好ましい。 Further, as described above, from the viewpoint of largely changing the color tone of the metallic gloss layer from the color tone imparted by the first plurality of metal nanoparticles, the second plurality of metal nanoparticles is the first plurality of metal nanoparticles. The metal nanoparticles preferably have an average particle size different from 15 nm to 55 nm, more preferably 15 nm to 50 nm, still more preferably 15 nm to 45 nm.
また、上述したように、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは金属ナノ粒子を構成する金属種が異なるとき、第1の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種とは吸収波長のスペクトル形状がより異なる金属種により、第2の複数の金属ナノ粒子が構成されることが好ましい。たとえば、第1の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種が銀であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種は銅とすることができる。 Also, as described above, the second plurality of metal nanoparticles constitute the first plurality of metal nanoparticles when the metal species constituting the metal nanoparticles are different from the first plurality of metal nanoparticles. It is preferable that the second plurality of metal nanoparticles be composed of a metal species that is different from the metal species in the spectrum shape of the absorption wavelength. For example, when the metal species that make up the first plurality of metal nanoparticles are silver, the metal species that make up the second plurality of metal nanoparticles can be copper.
4.画像形成方法
本発明のさらに別の実施形態は、上記インク組成物を用いて金属光沢層を形成する工程を含む画像形成方法に関する。
4. Image Forming Method Still another embodiment of the present invention relates to an image forming method including the step of forming a metallic gloss layer using the above-mentioned ink composition.
上記インク組成物は、基材上に付与して乾燥させて、金属光沢層を形成することができる。また、金属光沢層は、単独で、または色材層などとあわせて、画像形成物とすることができる。また、上記インク組成物は、公知の中間転写媒体上に付与して乾燥させて、金属光沢層を含む中間転写物を形成した後、基材に転写して、画像形成物とすることができる。 The ink composition can be applied onto a substrate and dried to form a metallic gloss layer. The metallic gloss layer may be used alone or in combination with a coloring material layer to form an image-formed product. The ink composition may be applied onto a known intermediate transfer medium and dried to form an intermediate transfer material including a metallic gloss layer, and then transferred to a substrate to form an image-formed material. .
4−1.基材
基材は特に限定されず、アート紙、コート紙、軽量コート紙、微塗工紙およびキャスト紙などを含む塗工紙ならびに非塗工紙を含む吸収性の基材(紙基材)、ポリエステル(PE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン(PE)、ポリウレタン(PU)、ポリプロピレン(PP)、アクリル樹脂(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(PS)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびポリブタジエンテレフタレート(PBT)などを含むプラスチックで構成される非吸収性の基材(プラスチック基材)、ならびに金属類およびガラスなどを含む非吸収性の無機媒体を用いることができる。
4-1. The base material is not particularly limited, and an absorbent base material (paper base material) including coated paper including art paper, coated paper, lightweight coated paper, fine coated paper, cast paper and the like and non-coated paper (paper base) , Polyester (PE), polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE), polyurethane (PU), polypropylene (PP), acrylic resin (PA), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer Non-absorptive substrates (plastic substrates) composed of plastics including polymers (ABS), polyethylene terephthalate (PET) and polybutadiene terephthalate (PBT), and non-absorptive inorganic materials including metals, glass and the like Media can be used.
4−2.中間転写体
中間転写体は特に限定されず、各種プラスチック、セラミックス、ガラスおよび金属、ならびにこれらの複合材料を用いることができる。
4-2. Intermediate Transfer Member The intermediate transfer member is not particularly limited, and various plastics, ceramics, glasses and metals, and composite materials thereof can be used.
4−3.金属光沢層の形成
インク組成物の付与方法は特に限定されず、ロールコーターやスピンコーターなどを用いて上記インク組成物を基材の表面に塗布してもよいし、スプレー塗布、浸漬法、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷などの方法で上記インク組成物を基材の表面に付与してもよいし、インクジェット法で上記インク組成物を基材の表面に着弾させてもよい。これらのうち、より精細な記録物を形成する観点からは、インクジェット法が好ましい。
4-3. Formation of Metallic Gloss Layer The application method of the ink composition is not particularly limited, and the above ink composition may be applied to the surface of a substrate using a roll coater, a spin coater, etc., spray coating, immersion method, screen The ink composition may be applied to the surface of the substrate by a method such as printing, gravure printing, offset printing or the like, or the ink composition may be landed on the surface of the substrate by an inkjet method. Among these, the inkjet method is preferable from the viewpoint of forming a more precise recorded matter.
インクジェット法を用いるとき、上述した高分子分散剤が吸着した金属ナノ粒子、バインダー樹脂および溶媒を含むインクジェットインク組成物をインクジェットヘッドのノズルから吐出して、基材の表面に着弾させればよい。 When the inkjet method is used, an inkjet ink composition containing the metal nanoparticles adsorbed with the above-mentioned polymer dispersant, a binder resin and a solvent may be discharged from the nozzle of the inkjet head to land on the surface of the substrate.
上記インク組成物の付与後に、上記インク組成物を乾燥させてもよい。金属ナノ粒子同士の溶着および焼結による色調の変更を抑制する観点からは、このときの乾燥温度は、100℃未満であることが好ましく、80℃未満であることがより好ましい。 After application of the ink composition, the ink composition may be dried. The drying temperature at this time is preferably less than 100 ° C., and more preferably less than 80 ° C., from the viewpoint of suppressing a change in color tone due to welding and sintering of metal nanoparticles.
4−4.その他の層
上記金属光沢層は、基材上に形成された金属ナノ粒子の密着性をより高めるためのプライマー層に接して形成されてもよい。また、画像形成物の上記金属光沢層のより表層側に、色材層または保護層を形成してもよい。また、中間転写体を用いるときは、金属光沢層のより表層側に、基材への転写時に基材と金属光沢層とを接着させるための粘着層を形成してもよい。また、中間転写体を用いるときは、金属光沢層のより中間転写体側に、基材への転写時に金属光沢層と中間転写体とを離型させるための離型層を形成してもよい。また、
4-4. Other Layers The metallic luster layer may be formed in contact with a primer layer for further enhancing the adhesion of metal nanoparticles formed on a substrate. In addition, a coloring material layer or a protective layer may be formed on the surface side of the metal gloss layer of the image-formed product. When an intermediate transfer member is used, an adhesive layer may be formed on the surface side of the metallic gloss layer to adhere the substrate and the metallic gloss layer at the time of transfer to the substrate. When an intermediate transfer member is used, a release layer may be formed on the intermediate transfer member side of the metal gloss layer to release the metal gloss layer and the intermediate transfer member at the time of transfer to the substrate. Also,
4−4−1.プライマー層
プライマー層は、金属ナノ粒子を含む顔料などの基材への密着性を高めるために従来から用いられている材料から形成される層とすることができる。たとえば、プライマー層は、定着用の樹脂を含む。
4-4-1. Primer Layer The primer layer can be a layer formed of a material conventionally used to enhance adhesion to a substrate such as a pigment containing metal nanoparticles. For example, the primer layer contains a fixing resin.
プライマー層の膜厚は特に限定されないが、金属光沢層の基材への密着性を十分に高める観点からは、0.05μm以上100μm以下であることが好ましく、0.1μm以上50μm以下であることがより好ましく、0.5μm以上10μm以下であることがさらに好ましい。 Although the film thickness of the primer layer is not particularly limited, it is preferably 0.05 μm or more and 100 μm or less from the viewpoint of sufficiently enhancing the adhesion of the metallic gloss layer to the substrate, and is 0.1 μm or more and 50 μm or less Is more preferably 0.5 μm or more and 10 μm or less.
上記定着用の樹脂は、金属ナノ粒子などを含む顔料の基材への密着性を高めるために従来から用いられている樹脂であればよく、上述したバインダー樹脂と同様の樹脂であってもよい。 The resin for fixing may be any resin conventionally used to enhance the adhesion of the pigment containing metal nanoparticles and the like to the substrate, and may be the same resin as the binder resin described above .
上記定着用の樹脂の例には、(メタ)アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂、マレイン酸樹脂、ポリオレフィン樹脂、ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリヒドロキシスチレン、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、酢酸セルロース、エチルセルロース、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、およびアルキド樹脂などが含まれる。これらの定着用の樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the fixing resin include (meth) acrylic resin, epoxy resin, polysiloxane resin, maleic acid resin, polyolefin resin, vinyl resin, polyamide resin, polyvinyl pyrrolidone, polyhydroxystyrene, polyvinyl alcohol, nitrocellulose, acetic acid Cellulose, ethyl cellulose, ethylene-vinyl acetate copolymer, urethane resin, polyester resin, alkyd resin and the like are included. These fixing resins may be used alone or in combination of two or more.
定着用の樹脂の基材表面への付量は、金属光沢層の基材への密着性を十分に高める観点からは、0.01g/m2以上100g/m2以下であることが好ましく、0.05g/m2以上50g/m2以下であることがより好ましく、0.1g/m2以上10g/m2以下であることがさらに好ましい。 The application amount of the fixing resin to the substrate surface is preferably 0.01 g / m 2 or more and 100 g / m 2 or less, from the viewpoint of sufficiently enhancing the adhesion of the metallic gloss layer to the substrate, more preferably 0.05 g / m 2 or more 50 g / m 2 or less, and further preferably 0.1 g / m 2 or more and 10 g / m 2 or less.
4−4−2.色材層
上記色材層は、画像形成物の色調をさらに変化させて特定のメタリックカラーを発現させるための層である。
4-4-2. Color Material Layer The above-mentioned color material layer is a layer for further changing the color tone of the image-formed product to develop a specific metallic color.
上記色材層は、公知の顔料または染料と、上記顔料または染料を定着させるための樹脂とを含む層とすることができる。上記顔料または染料を定着させるための樹脂は、金属光沢層が含むバインダー樹脂およびプライマー層が含む定着用の樹脂と同様の樹脂から選択することができる。上記色材層は、これらの樹脂を、1種単独で含んでいてもよいし、2種類以上を組み合わせて含んでいてもよい。 The color material layer can be a layer containing a known pigment or dye and a resin for fixing the pigment or dye. The resin for fixing the pigment or the dye can be selected from the same resin as the binder resin contained in the metallic gloss layer and the resin for fixing contained in the primer layer. The coloring material layer may contain these resins singly or in combination of two or more.
4−4−3.保護層
上記保護層は、金属光沢層の耐擦過性などを高めて、画像形成物からの金属ナノ粒子の離脱を抑制する層である。
4-4-3. Protective Layer The above-mentioned protective layer is a layer that enhances the abrasion resistance and the like of the metallic gloss layer, and suppresses the detachment of the metal nanoparticles from the image-forming material.
上記保護層は、属光沢層が含むバインダー樹脂およびプライマー層が含む定着用の樹脂と同様の樹脂を含む層とすることができる。上記保護層は、これらの樹脂を、1種単独で含んでいてもよいし、2種類以上を組み合わせて含んでいてもよい。 The said protective layer can be made into the layer containing resin similar to resin for fixation which the binder resin which a genus gloss layer contains, and a primer layer. The said protective layer may contain these resin individually by 1 type, and may contain it in combination of 2 or more types.
4−4−4.粘着層
上記粘着層は、中間転写体から転写された金属光沢層を、基材に接着させる層である。上記粘着層は、粘着性を有する樹脂を含む層とすることができる。
4-4-4. Adhesive Layer The adhesive layer is a layer that adheres the metallic gloss layer transferred from the intermediate transfer body to the substrate. The said adhesion layer can be made into the layer containing resin which has adhesiveness.
上記粘着性を有する樹脂の例には、(メタ)アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリウレタン樹脂、スチレンアクリレート樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂などが含まれる。これらの粘着性を有する樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the tacky resin include (meth) acrylic resin, vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, polyvinyl acetal resin, polyether resin, polyurethane resin, styrene acrylate resin, polyacrylamide resin, polyamide resin, polystyrene resin, Polyethylene resin, polypropylene resin, polyvinyl pyrrolidone resin and the like are included. These resins having tackiness may be used singly or in combination of two or more.
4−4−5.離型層
上記離型層は、中間転写体からの金属光沢層の離型性を高める層である。離型層は、シリコーン・オイル、フッ素系オイル、炭化水素オイル、鉱物油、植物油、ポリアルキレングリコール、アルキレングリコールエーテル、アルカンジオール、および溶融ワックスなどを含む層とすることができる。
4-4-5. Release Layer The release layer is a layer that enhances the releasability of the metallic gloss layer from the intermediate transfer member. The release layer can be a layer containing silicone oil, fluorine-based oil, hydrocarbon oil, mineral oil, vegetable oil, polyalkylene glycol, alkylene glycol ether, alkanediol, molten wax and the like.
4−4−6.その他の層の形成
上記プライマー層は、上述したプライマー層が含む樹脂を含む樹脂組成物を、上記金属光沢層が形成される前の基材表面に付与して、形成することができる。上記樹脂組成物の付与後に、上記樹脂組成物を加熱などにより乾燥させて上記定着用の樹脂を成膜させてもよい。このときの乾燥温度は、100℃未満であることが好ましい。
4-4-6. Formation of Other Layers The primer layer can be formed by applying a resin composition containing the resin contained in the primer layer described above to the surface of the base before the metal gloss layer is formed. After the application of the resin composition, the resin composition may be dried by heating or the like to form a film of the fixing resin. The drying temperature at this time is preferably less than 100.degree.
また、上記プライマー層は、光重合性官能基を有する光硬化性のモノマーまたはオリゴマーを含む樹脂組成物を、上記金属光沢層が形成される前の基材表面に付与して、光照射により上記定着用の樹脂を成膜させて、形成することができる。このとき、上記樹脂組成物は、公知の光重合開始剤をさらに含んでいてもよい。 Moreover, the said primer layer provides the resin composition containing the photocurable monomer or oligomer which has a photopolymerizable functional group on the base-material surface before the said metallic-gloss layer is formed, and is said by light irradiation. The resin for fixing can be formed into a film. At this time, the resin composition may further contain a known photopolymerization initiator.
上記色材層および保護層は、これらの層に含ませるべき上述した樹脂を含む樹脂組成物を、基材表面のうち上記金属光沢層より表層側に付与して、形成することができる。このとき、上記樹脂組成物に上記公知の顔料または染料を含有させることで、形成される層を色材層とすることができる。上記樹脂組成物の付与後に、上記樹脂組成物を加熱などにより乾燥させて上記定着用の樹脂を成膜させてもよい。このときの乾燥温度は、100℃未満であることが好ましい。 The color material layer and the protective layer can be formed by applying the resin composition containing the above-mentioned resin to be contained in these layers to the surface side of the metallic gloss layer on the surface of the substrate. At this time, the layer formed can be made into a coloring material layer by making the above-mentioned resin composition contain the above-mentioned well-known pigment or dye. After the application of the resin composition, the resin composition may be dried by heating or the like to form a film of the fixing resin. The drying temperature at this time is preferably less than 100.degree.
また、上記色材層および保護層は、光重合性官能基を有する光硬化性のモノマーまたはオリゴマーを含む樹脂組成物を、基材表面のうち上記金属光沢層より表層側に付与し、光照射によりこれらの層に含ませるべき樹脂を成膜させて、形成することができる。このとき、上記樹脂組成物は、公知の光重合開始剤をさらに含んでいてもよい。 Further, the color material layer and the protective layer apply a resin composition containing a photocurable monomer or oligomer having a photopolymerizable functional group to the surface side of the metal gloss layer on the surface of the base material, and irradiate light. Thus, the resin to be contained in these layers can be formed into a film. At this time, the resin composition may further contain a known photopolymerization initiator.
上記粘着層は、上述した粘着層が含む樹脂を含む樹脂組成物を、中間転写体の表面のうち上記金属光沢層より表層側に付与して、形成することができる。 The pressure-sensitive adhesive layer can be formed by applying the resin composition containing the resin contained in the pressure-sensitive adhesive layer described above to the surface layer side of the metallic gloss layer on the surface of the intermediate transfer member.
上記離型層は、上述した離型層が含む材料を含む組成物を、上記金属光沢層が形成される前の中間転写体の表面に付与して、形成することができる。 The release layer can be formed by applying a composition containing the material contained in the release layer described above to the surface of the intermediate transfer member before the metallic gloss layer is formed.
上記各樹脂組成物または離型層が含む材料の付与方法は特に限定されず、ロールコーターやスピンコーターなどを用いて上記樹脂組成物を基材の表面に塗布してもよいし、スプレー塗布、浸漬法、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷などの方法で上記樹脂組成物を基材の表面に付与してもよいし、インクジェット法で上記樹脂組成物の液滴をノズルから吐出して基材の表面に着弾させてもよい。これらのうち、より精細な記録物を形成する観点からは、インクジェット法が好ましい。 The method for applying the material contained in each of the above resin compositions or release layers is not particularly limited, and the above resin composition may be applied to the surface of the substrate using a roll coater, a spin coater, or the like, or spray application, The resin composition may be applied to the surface of the substrate by a method such as immersion, screen printing, gravure printing, offset printing, or the substrate by discharging droplets of the resin composition from a nozzle by an inkjet method. It may be landed on the surface of Among these, the inkjet method is preferable from the viewpoint of forming a more precise recorded matter.
5.画像形成物
本発明のさらに別の実施形態は、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を含む画像形成物に関する。
5. Image-Forming Material Yet another embodiment of the present invention relates to an image-forming material comprising a metallic gloss layer having a sheet resistance of more than 1 × 10 5 Ω / sq.
上記画像形成物は、金属光沢層と、任意に形成される上記プライマー層、色材層、保護層または粘着層を含む。 The image-forming material comprises a metallic gloss layer, and the above-mentioned primer layer, color material layer, protective layer or adhesive layer optionally formed.
金属光沢層は、上述した第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を含む、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい層である。 The metallic gloss layer is a layer having a sheet resistance of greater than 1 × 10 5 Ω / sq, which includes the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles described above.
第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、公知の溶媒に溶解させてプライマー層、色材層または保護層を除去した後の金属光沢層、または、公知の溶媒に金属光沢層の成分を溶解または分散させた分散液、をICP−MSおよび蛍光X線分析で測定して、検出することができる。 The first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles are dissolved in a known solvent to form a primer layer, a metallic gloss layer after removing a colorant layer or a protective layer, or a known solvent. A dispersion in which components of the metallic gloss layer are dissolved or dispersed can be detected by measurement by ICP-MS and fluorescent X-ray analysis.
上記金属光沢層は、CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)が、0.19<u’<0.27、かつ、0.45<v’<0.57の範囲に含まれることが好ましい。 The metallic gloss layer has color coordinates (u ′, v ′) of 0.19 <u ′ <0.27 and 0.45 <v ′ <0 in the CIE 1976 UCS chromaticity diagram (2 ° visual field). It is preferable to be included in the range of .57.
また、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子により付与された前記金属光沢層の色調を、CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)上の距離が0.001以上0.05以下離れた色調に変更するものであることが好ましい。上記色調が変更される度合いは、上記検出された第1の複数の金属ナノ粒子のみを金属ナノ粒子として用いて形成された、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、第1の金属ナノ粒子および第2の金属ナノ粒子をあわせて用いて形成された、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、の差とすることができる。 In addition, the second plurality of metal nanoparticles is a color coordinate (u ′,) in the CIE 1976 UCS chromaticity diagram (2 ° view) in the color tone of the metallic gloss layer imparted by the first plurality of metal nanoparticles. It is preferable that the distance on the v ') be changed to a color tone separated by 0.001 or more and 0.05 or less. The degree to which the color tone is changed is a metallic gloss layer having a sheet resistance of more than 1 × 10 5 Ω / sq, formed using only the first plurality of metal nanoparticles detected as the metal nanoparticles. And the color tone of a metallic gloss layer having a sheet resistance of greater than 1 × 10 5 Ω / sq, formed by using together the first metal nanoparticles and the second metal nanoparticles. can do.
上述したように、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は、3nm以上100nm以下であることが好ましい。 As described above, the average particle diameter of the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles is preferably 3 nm or more and 100 nm or less.
また、上述したように、金属光沢層が有しうる色調をさらに広くする観点からは、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、少なくとも第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径が20nm以上75nm以下であることが好ましく、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径がいずれも20nm以上75nm以下であることがより好ましい。 Also, as described above, from the viewpoint of further widening the color tone that the metallic gloss layer may have, the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles are at least a second plurality of metal nano-particles. The average particle size of the particles is preferably 20 nm or more and 75 nm or less, and the average particle sizes of the first plurality of metal nanoparticles and the second plurality of metal nanoparticles are more preferably 20 nm or more and 75 nm or less .
また、上述したように、金属光沢層の色調をより暖色系に変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子が銀粒子であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は20nm30nm以下であることが好ましい。一方で、金属光沢層の色調をよりバルク金属の色調に変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は35nm以上75nm以下であることが好ましい。 In addition, as described above, from the viewpoint of changing the color tone of the metallic gloss layer to a warmer color, when the second plurality of metal nanoparticles are silver particles, the average particle diameter of the second plurality of metal nanoparticles Is preferably 20 nm or less and 30 nm or less. On the other hand, from the viewpoint of changing the color tone of the metallic gloss layer to the color tone of the bulk metal, the average particle diameter of the second plurality of metal nanoparticles is preferably 35 nm or more and 75 nm or less.
また、上述したように、金属光沢層の色調を、第1の複数の金属ナノ粒子により付与される色調からより大きく変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは平均粒子径が15nm以上55nm以下異なることが好ましく、15nm以上50nm以下異なることがより好ましく、15nm以上45nm以下異なることがさらに好ましい。 Further, as described above, from the viewpoint of largely changing the color tone of the metallic gloss layer from the color tone imparted by the first plurality of metal nanoparticles, the second plurality of metal nanoparticles is the first plurality of metal nanoparticles. The metal nanoparticles preferably have an average particle size different from 15 nm to 55 nm, more preferably 15 nm to 50 nm, still more preferably 15 nm to 45 nm.
また、上述したように、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは金属ナノ粒子を構成する金属種が異なるとき、第1の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種とは吸収波長のスペクトル形状がより異なる金属種により、第2の複数の金属ナノ粒子が構成されることが好ましい。たとえば、第1の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種が銀であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種は銅とすることができる。 Also, as described above, the second plurality of metal nanoparticles constitute the first plurality of metal nanoparticles when the metal species constituting the metal nanoparticles are different from the first plurality of metal nanoparticles. It is preferable that the second plurality of metal nanoparticles be composed of a metal species that is different from the metal species in the spectrum shape of the absorption wavelength. For example, when the metal species that make up the first plurality of metal nanoparticles are silver, the metal species that make up the second plurality of metal nanoparticles can be copper.
以下、本発明の具体的な実施例を比較例とともに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described together with comparative examples, but the present invention is not limited thereto.
1.材料
1−1.金属ナノ粒子の調製
<銀ナノ粒子分散液1(Ag−1)>
平板状の撹拌翼と邪魔板を有する、1Lのセパラブルフラスコに、8.6gのDISPERBYK−190(ビックケミー社製、「DISPERBYK」は同社の登録商標)、および269gのイオン交換水を投入して撹拌し、DISPERBYK−190を溶解させた。続いて、上記セパラブルフラスコに、269gのイオン交換水に溶解させた55gの硝酸銀を攪拌しながら投入した。70gのアンモニア水をさらに添加して撹拌した後、上記セパラブルフラスコをウォーターバスに入れ、溶液の温度が80℃に安定するまで加熱撹拌した。その後、144gのジメチルアミノエタノールをセパラブルフラスコに添加し、更に80℃に保ちながら6時間攪拌して、銀ナノ粒子を含む反応液を得た。
1. Material 1-1. Preparation of Metal Nanoparticles <Silver Nanoparticle Dispersion 1 (Ag-1)>
In a 1-L separable flask with a flat stirring blade and a baffle, 8.6 g of DISPERBYK-190 (by BIC-Chemie, “DISPERBYK” is a registered trademark of the company), and 269 g of ion-exchanged water Stir and dissolve DISPERBYK-190. Subsequently, 55 g of silver nitrate dissolved in 269 g of ion-exchanged water was charged into the separable flask while stirring. After further adding 70 g of aqueous ammonia and stirring, the above separable flask was placed in a water bath, and heated and stirred until the temperature of the solution stabilized at 80 ° C. Thereafter, 144 g of dimethylaminoethanol was added to the separable flask, and stirring was further performed while maintaining the temperature at 80 ° C. for 6 hours to obtain a reaction solution containing silver nanoparticles.
得られた反応液をステンレスカップに入れて、さらに2Lのイオン交換水を加えてから、ポンプを稼働して限外濾過を行った。ステンレスカップ内の溶液が減少したら、再びイオン交換水を入れて、濾液の伝導度が100μS/cm以下になるまで精製を繰り返し行った。その後、濾液を濃縮して、固形分30wt%の銀ナノ粒子分散液1(Ag−1)を得た。 The obtained reaction solution was placed in a stainless steel cup, and 2 L of ion exchanged water was further added, and then the pump was operated to perform ultrafiltration. When the solution in the stainless steel cup decreased, ion-exchanged water was again added, and purification was repeated until the conductivity of the filtrate became 100 μS / cm or less. Thereafter, the filtrate was concentrated to obtain a silver nanoparticle dispersion 1 (Ag-1) with a solid content of 30 wt%.
なお、限外濾過装置は、旭化成株式会社製、限外濾過モジュールAHP1010(分画分子量:50000、使用膜本数:400本)、と、Masterflex社製のチューブポンプと、をタイゴンチューブでつないだものを使用した。 In addition, the ultrafiltration device is a Asahi Kasei Co., Ltd. ultrafiltration module AHP1010 (fractional molecular weight: 50000, number of membranes used: 400), and a tube pump made by Masterflex Co., Ltd., connected by Tygon Tube It was used.
得られた銀ナノ粒子分散液をSEMにより観察し、以下の手順で体積粒度分布を求めた。
1)ガラス板上に銀ナノ粒子分散液を塗布した後、真空脱気して溶媒成分を揮発させてサンプルを得た。SEM(日本電子株式会社製、JEOL JSM−7401F)を用いて得られたサンプルを観察し、任意の300個の銀ナノ粒子の粒子径をそれぞれ測定した。
2)得られた測定データに基づいて、画像処理ソフトImage Jを用いて体積基準の粒度分布を求め、そのD50(メジアン径)を体積換算の平均粒子径(体積平均粒子径)とした。また、銀ナノ粒子の粒度分布から、ピーク数と半値全幅を求めた。
The obtained silver nanoparticle dispersion was observed by SEM, and the volume particle size distribution was determined according to the following procedure.
1) A silver nanoparticle dispersion was applied on a glass plate and vacuum deaerated to volatilize solvent components to obtain a sample. The sample obtained was observed using SEM (JEOL JSM-7401F, manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd.), and the particle diameter of any 300 silver nanoparticles was measured.
2) Based on the obtained measurement data, a particle size distribution based on volume is determined using image processing software Image J, and D50 (median diameter) thereof is defined as an average particle diameter (volume average particle diameter) in terms of volume. In addition, the number of peaks and the full width at half maximum were determined from the particle size distribution of silver nanoparticles.
なお、SEMでは銀ナノ粒子の表面に吸着した分散剤は観察できないため、銀ナノ粒子の粒子径は、分散剤を含まない銀ナノの粒子径として求めた。 In addition, since the dispersing agent adsorbed on the surface of the silver nanoparticles can not be observed by SEM, the particle diameter of the silver nanoparticles was determined as the particle diameter of silver nano particles not containing the dispersing agent.
銀ナノ粒子分散液1の平均粒子径は25nm、体積粒度分布は単峰性であり、半値全幅は21nmだった。 The average particle diameter of the silver nanoparticle dispersion liquid 1 was 25 nm, the volume particle size distribution was unimodal, and the full width at half maximum was 21 nm.
<銀ナノ粒子分散液2(Ag−2)>
銀ナノ粒子分散液1の調製において、硝酸銀の添加量を63g、分散剤を8.0g、アンモニア水量を80g、ジメチルアミノエタノール量を165gに変更した以外は同様にして銀ナノ粒子分散液2(Ag−2)を得た。
<Silver nanoparticle dispersion 2 (Ag-2)>
In the preparation of silver nanoparticle dispersion 1, silver nanoparticle dispersion 2 (CO 2 dispersion 2 Ag-2) was obtained.
上記銀ナノ粒子分散液1と同様にして、銀ナノ粒子分散液2の平均粒子径、ピーク数および半値全幅を求めた。銀ナノ粒子分散液2の平均粒子径は40nm、体積粒度分布は単峰性であり、半値全幅は23nmだった。 The average particle size, the number of peaks, and the full width at half maximum of the silver nanoparticle dispersion liquid 2 were determined in the same manner as the silver nanoparticle dispersion liquid 1. The average particle diameter of the silver nanoparticle dispersion 2 was 40 nm, the volume particle size distribution was unimodal, and the full width at half maximum was 23 nm.
<銀ナノ粒子分散液3(Ag−3)>
銀ナノ粒子分散液1の調製において、硝酸銀の添加量を80g、分散剤を7.2g、アンモニア水量を102g、ジメチルアミノエタノール量を209gに変更した以外は同様にして銀ナノ粒子分散液3(Ag−3)を得た。
<Silver nanoparticle dispersion 3 (Ag-3)>
In the preparation of silver nanoparticle dispersion 1, silver nanoparticle dispersion 3 (a) was prepared in the same manner except that the amount of silver nitrate added was 80 g, the dispersant was 7.2 g, the amount of aqueous ammonia was 102 g, and the amount of dimethylaminoethanol was 209 g. Ag-3) was obtained.
上記銀ナノ粒子分散液1と同様にして、銀ナノ粒子分散液3の平均粒子径、ピーク数および半値全幅を求めた。銀ナノ粒子分散液3の平均粒子径は70nm、体積粒度分布は単峰性であり、半値全幅は20nmだった。 The average particle size, the number of peaks, and the full width at half maximum of the silver nanoparticle dispersion liquid 3 were determined in the same manner as the silver nanoparticle dispersion liquid 1. The average particle diameter of the silver nanoparticle dispersion liquid 3 was 70 nm, the volume particle size distribution was unimodal, and the full width at half maximum was 20 nm.
<銀ナノ粒子分散液4(Ag−4)>
銀ナノ粒子分散液1の調製において、硝酸銀の添加量を5g、分散剤を2.0g、アンモニア水量を10g、ジメチルアミノエタノール量を8gに変更した以外は同様にして銀ナノ粒子分散液4Aを得た。
<Silver nanoparticle dispersion 4 (Ag-4)>
The silver nanoparticle dispersion 4A was prepared in the same manner as in the preparation of the silver nanoparticle dispersion 1, except that the amount of silver nitrate added was 5 g, the dispersant was 2.0 g, the amount of aqueous ammonia was 10 g, and the amount of dimethylaminoethanol was 8 g. Obtained.
上記銀ナノ粒子分散液1と同様にして、銀ナノ粒子分散液4Aの平均粒子径、ピーク数および半値全幅を求めた。銀ナノ粒子分散液4Aの平均粒子径は20nm、体積粒度分布は単峰性であり、半値幅は3nmだった。 The average particle size, the number of peaks, and the full width at half maximum of silver nanoparticle dispersion liquid 4A were determined in the same manner as in silver nanoparticle dispersion liquid 1 above. The average particle diameter of the silver nanoparticle dispersion 4A was 20 nm, the volume particle size distribution was unimodal, and the half width was 3 nm.
平板状の撹拌翼と邪魔板を有する、1Lのセパラブルフラスコに、8.0gのDISPERBYK−190、および269gのイオン交換水を投入し、撹拌を行ってDISPERBYK−190を溶解させた。続いて、作製した銀ナノ粒子分散液4A(30wt%)を5g添加した後、さらに、上記セパラブルフラスコに、269gのイオン交換水に溶解させた48gの硝酸銀を攪拌しながら投入した。さらに、アンモニア水80gを添加して撹拌を行い、その後、上記セパラブルフラスコをウォーターバスに入れ、溶液の温度が80℃に安定するまで加熱撹拌した。その後、75gのジメチルアミノエタノールをセパラブルフラスコに添加し、更に80℃に保ちながら9時間攪拌を続け、銀ナノ粒子を含む反応液を得た。 8.0 g of DISPERBYK-190 and 269 g of ion-exchanged water were charged into a 1 L separable flask having a flat stirring blade and a baffle and stirred to dissolve DISPERBYK-190. Subsequently, 5 g of the prepared silver nanoparticle dispersion liquid 4A (30 wt%) was added, and then, 48 g of silver nitrate dissolved in 269 g of ion exchanged water was charged into the separable flask while stirring. Further, 80 g of ammonia water was added and stirring was carried out, and then the above separable flask was put into a water bath, and heated and stirred until the temperature of the solution stabilized at 80 ° C. Thereafter, 75 g of dimethylaminoethanol was added to the separable flask, and stirring was further continued for 9 hours while maintaining the temperature at 80 ° C., to obtain a reaction solution containing silver nanoparticles.
得られた反応液をステンレスカップに入れて、さらに2Lのイオン交換水を加えてから、ポンプを稼働して限外濾過を行った。ステンレスカップ内の溶液が減少したら、再びイオン交換水を入れて、濾液の伝導度が100μS/cm以下になるまで精製を繰り返し行った。その後、濾液を濃縮して、固形分30wt%の銀ナノ粒子分散液4(Ag−4)を得た。 The obtained reaction solution was placed in a stainless steel cup, and 2 L of ion exchanged water was further added, and then the pump was operated to perform ultrafiltration. When the solution in the stainless steel cup decreased, ion-exchanged water was again added, and purification was repeated until the conductivity of the filtrate became 100 μS / cm or less. Thereafter, the filtrate was concentrated to obtain a silver nanoparticle dispersion 4 (Ag-4) with a solid content of 30 wt%.
なお、限外濾過装置は、限外濾過モジュールAHP1010(旭化成株式会社製、分画分子量:50000、使用膜本数:400本)、チューブポンプ(Masterflex社製)をタイゴンチューブでつないだものを使用した。 The ultrafiltration apparatus used was an ultrafiltration module AHP1010 (Asahi Kasei Co., Ltd., molecular weight cut off: 50000, number of membranes used: 400), and a tube pump (Masterflex Co., Ltd.) connected by a tygon tube. .
上記銀ナノ粒子分散液1と同様にして、銀ナノ粒子分散液4の平均粒子径、ピーク数および半値全幅を求めた。銀ナノ粒子分散液4の平均粒子径は55nm、体積粒度分布は単峰性であり、半値全幅は4nmだった。 The average particle size, the number of peaks, and the full width at half maximum of the silver nanoparticle dispersion liquid 4 were determined in the same manner as the silver nanoparticle dispersion liquid 1. The average particle diameter of the silver nanoparticle dispersion 4 was 55 nm, the volume particle size distribution was unimodal, and the full width at half maximum was 4 nm.
<銀ナノ粒子分散液5(Ag−5)>
銀ナノ粒子分散液2の調製において、アンモニア水に代わってイオン交換水80gを使用した以外は同様にして銀ナノ粒子分散液5(Ag−5)を得た。
<Silver nanoparticle dispersion 5 (Ag-5)>
A silver nanoparticle dispersion 5 (Ag-5) was obtained in the same manner as in the preparation of the silver nanoparticle dispersion 2, except that 80 g of ion-exchanged water was used instead of ammonia water.
上記銀ナノ粒子分散液1と同様にして、銀ナノ粒子分散液2の平均粒子径、ピーク数および半値全幅を求めた。銀ナノ粒子分散液2の平均粒子径は42nm、体積粒度分布は単峰性であり、半値全幅は35nmだった。 The average particle size, the number of peaks, and the full width at half maximum of the silver nanoparticle dispersion liquid 2 were determined in the same manner as the silver nanoparticle dispersion liquid 1. The average particle diameter of the silver nanoparticle dispersion 2 was 42 nm, the volume particle size distribution was unimodal, and the full width at half maximum was 35 nm.
<銅ナノ粒子分散液1(Cu−1)>
銀ナノ粒子分散液1の調製において、硝酸銀に代わって硫酸銅5水和物を117g、分散剤を7.2g、アンモニア水量を102g、ジメチルアミノエタノールに代わって3Mのアスコルビン酸ナトリウム水溶液780mLに変更し、反応を窒素雰囲気下で行った以外は同様にして銅ナノ粒子分散液1(Cu−1)を得た。
<Copper nanoparticle dispersion 1 (Cu-1)>
In preparation of silver nanoparticle dispersion 1, 117 g of copper sulfate pentahydrate was replaced with silver nitrate, 7.2 g of dispersant, 102 g of aqueous ammonia, 102 g of aqueous ammonia, and 780 mL of 3 M aqueous sodium ascorbate solution instead of dimethylaminoethanol. Copper nanoparticle dispersion liquid 1 (Cu-1) was obtained in the same manner except that the reaction was carried out under a nitrogen atmosphere.
上記銀ナノ粒子分散液1と同様にして、銅ナノ粒子分散液1の平均粒子径、ピーク数および半値全幅を求めた。銅ナノ粒子分散液1の平均粒子径は50nm、体積粒度分布は単峰性であり、半値全幅は20nmだった。 The average particle size, the number of peaks, and the full width at half maximum of the copper nanoparticle dispersion liquid 1 were determined in the same manner as the silver nanoparticle dispersion liquid 1 above. The average particle size of the copper nanoparticle dispersion 1 was 50 nm, the volume particle size distribution was unimodal, and the full width at half maximum was 20 nm.
1−2.混合液の調製
<混合液1>
銀ナノ粒子分散液1〜銀ナノ粒子分散液5および銅ナノ粒子分散液1を、表1に記載した比率で混合して、混合液1〜混合液3および混合液5〜混合液7を調製した。また、銀ナノ粒子分散液1〜銀ナノ粒子分散液5をそのまま用いて、混合液8〜混合液12とした。また、銅ナノ粒子分散液1をそのまま用いて、混合液4とした。なお、表1に記載の「体積分率」の欄に記載の数値は、それぞれ混合液に含まれる金属ナノ粒子の体積分率がこの欄に記載の数値となる割合で、分散液を混合したことを示す。
1-2. Preparation of mixed solution <mixed solution 1>
Silver nanoparticle dispersion 1 to silver nanoparticle dispersion 5 and copper nanoparticle dispersion 1 are mixed at a ratio described in Table 1 to prepare mixed solution 1 to mixed solution 3 and mixed solution 5 to mixed solution 7 did. Moreover, the silver nanoparticle dispersion liquid 1-the silver nanoparticle dispersion liquid 5 were used as it was, and it was set as the liquid mixture 8-the liquid mixture 12. In addition, the copper nanoparticle dispersion liquid 1 was used as it was to be a liquid mixture 4. In addition, the numerical value described in the column of "volume fraction" of Table 1 mixed the dispersion liquid in the ratio in which the volume fraction of metal nanoparticles contained in the mixed solution becomes the numerical value described in this column. Indicates that.
1−3.樹脂粒子分散液の調製
<樹脂粒子分散液1>
脱水装置を備えたフラスコ中に酸成分としてテレフタル酸を10質量部、イソフタル酸を190質量部およびアジピン酸を170質量部と、グリコール成分としてエチレングリコールを32質量部およびネオペンチルグリコールを510質量部とを仕込み、反応触媒としてテトライソプロピルチタネートを0.2質量部添加した後、酸価1.0以下、水分0.05%以下となるまで220℃で縮合反応を行い、ポリエステルグリコール1を得た。
1-3. Preparation of Resin Particle Dispersion <Resin Particle Dispersion 1>
10 parts by mass of terephthalic acid as an acid component, 190 parts by mass of isophthalic acid and 170 parts by mass of adipic acid, and 32 parts by mass of ethylene glycol as a glycol component and 510 parts by mass of neopentyl glycol in a flask equipped with a dehydrator And 0.2 parts by mass of tetraisopropyl titanate as a reaction catalyst, followed by condensation reaction at 220 ° C. until the acid value becomes 1.0 or less, and the moisture becomes 0.05% or less, to obtain polyester glycol 1 .
攪拌機、還流冷却管、温度計および窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに、上記で得たポリエステルグリコール1を488質量部、トリメチロールプロパンを13質量部、ジメチロールプロピオン酸を88質量部、イソホロンジイソシアネートを252質量部、メチルエチルケトンを670質量部加え、75℃で4時間反応させて、ウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液を得た。この溶液を40℃まで冷却し、そこにトリエチルアミンを40質量部加えて中和した。その後、1850質量部のイオン交換水を徐々に加え、ホモジナイザーを使用して乳化分散し、1時間攪拌した。これを減圧下、50℃で脱溶剤を行い、さらにイオン交換水を加えて、固形分濃度が約20%のウレタン樹脂エマルジョンが分散した樹脂粒子分散液1を得た。得られた樹脂粒子の平均粒子径を上記銀ナノ粒子分散液1と同様に測定したところ、40nmであった。 In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer and a nitrogen blowing pipe, 488 parts by mass of polyester glycol 1 obtained above, 13 parts by mass of trimethylolpropane, and 88 parts by mass of dimethylol propionic acid 252 parts by mass of isophorone diisocyanate and 670 parts by mass of methyl ethyl ketone were added and reacted at 75 ° C. for 4 hours to obtain a methyl ethyl ketone solution of a urethane prepolymer. The solution was cooled to 40 ° C., and 40 parts by mass of triethylamine was added thereto for neutralization. Thereafter, 1850 parts by mass of ion exchange water was gradually added, and the mixture was emulsified and dispersed using a homogenizer, and stirred for 1 hour. The solvent was removed at 50 ° C. under reduced pressure, and ion-exchanged water was further added to obtain a resin particle dispersion 1 in which a urethane resin emulsion having a solid content concentration of about 20% was dispersed. It was 40 nm when the average particle diameter of the obtained resin particle was measured similarly to the said silver nanoparticle dispersion liquid 1. FIG.
1−4.溶媒
H2O: 水
PG: プロピレングリコール(沸点:188℃)
TEGME: トリエチレングリコールモノメチルエーテル(沸点:248℃)
1-4. Solvent H 2 O: Water PG: Propylene glycol (boiling point: 188 ° C)
TEGME: Triethylene glycol monomethyl ether (boiling point: 248 ° C)
1−4.添加剤
界面活性剤:ビックケミー社製、BYK−348(「BYK」は同社の登録商標)
1-4. Additives Surfactant: BYK-348 manufactured by Big Chemie ("BYK" is a registered trademark of the company)
2.インク組成物の調製
混合液1〜混合液12のいずれか、エマルジョン樹脂粒子分散液1、PG、TEGME、BYK−348およびH2Oを、以下の割合で混合した後、ADVATEC社製テフロン(「テフロン」はデュポン社の登録商標)3μmメンブランフィルターで濾過して、インク組成物1〜インク組成物12を調製した。なお、混合液の量は、インク組成物中の金属ナノ粒子の量が以下の値となる量を添加したことを示し、エマルジョン樹脂粒子分散液の量は、インク組成物中の樹脂粒子(固形分)の量が以下の値となる量を添加したことを示す。
混合液: 5.0質量%
樹脂粒子分散液1: 2.0質量%
PG: 10.0質量%
TEGME: 25.4質量%
BYK−348: 0.1質量%
H2O: 残部
2. Preparation of Ink Composition After mixing any one of mixture 1 to mixture 12, emulsion resin particle dispersion 1, PG, TEGME, BYK-348 and H 2 O in the following proportions, ADVATEC Teflon (“ "Teflon" was filtered through a DuPont (registered trademark) 3 μm membrane filter to prepare ink composition 1 to ink composition 12. The amount of the mixed solution indicates that the amount of metal nanoparticles in the ink composition has added the following value, and the amount of the emulsion resin particle dispersion is determined by adding resin particles (solids in the ink composition) It shows that the amount of minutes has added the quantity which becomes the following value.
Mixture: 5.0% by mass
Resin particle dispersion 1: 2.0% by mass
PG: 10.0 mass%
TEGME: 25.4 mass%
BYK-348: 0.1 mass%
H 2 O: Remainder
3.金属光沢層の評価
インク組成物1〜インク組成物12を用いて、以下の基材に以下の状件で金属光沢層1〜金属光沢層9を形成した。
3. Evaluation of Metallic Gloss Layer The metallic gloss layer 1 to the metallic gloss layer 9 were formed on the following substrates using the ink composition 1 to the ink composition 12 under the following conditions.
(基材)
コート紙:WRG3−36(ラミーコーポレーション製)
(Base material)
Coated paper: WRG3-36 (manufactured by Lamy Corporation)
(金属光沢層の形成条件)
ピエゾ型インクジェットノズルを有するインクジェット記録装置を用いて、それぞれの基材に金属光沢層を形成した。インクジェット記録装置は、インクタンク、インク供給配管、インクジェットヘッド直前のインク供給タンク、フィルター、およびピエゾ型のインクジェットヘッドを、インクが流通する上流側から下流側に向けて、この順で有していた。インクジェットヘッドは、液滴量14pl、印字速度0.5m/sec、射出周波数10.5kHz、印字率100%となる条件で駆動して、インクの液滴を各基材に吐出して着弾させた。着弾後、60℃で10分ほど乾燥させて、金属光沢層を得た。
(Formation conditions of metallic gloss layer)
A metallic gloss layer was formed on each of the substrates using an inkjet recording apparatus having a piezoelectric inkjet nozzle. The inkjet recording apparatus includes an ink tank, an ink supply pipe, an ink supply tank immediately before the inkjet head, a filter, and a piezoelectric inkjet head in this order from the upstream side to the downstream side through which ink flows. . The ink jet head was driven under the condition that the droplet volume was 14 pl, the printing speed was 0.5 m / sec, the ejection frequency was 10.5 kHz, and the printing rate was 100%, and the ink droplets were ejected and landed on each substrate . After landing, it was dried at 60 ° C. for about 10 minutes to obtain a metallic gloss layer.
得られた金属光沢層の色座標およびシート抵抗を以下の方法で評価した。 The color coordinates and sheet resistance of the obtained metallic gloss layer were evaluated by the following method.
3−1.色座標
金属光沢層の色座標をJIS Z 8781−5に記載の方法により評価して、測定された色座標とした。
3-1. Color Coordinates The color coordinates of the metallic gloss layer were evaluated by the method described in JIS Z 8781-5, and were used as the measured color coordinates.
また、それぞれのインク組成物が含む金属ナノ粒子の粒度分布および光学定数、ならびに樹脂粒子分散液が含む樹脂の光学定数からFDTD法により光学スペクトルをシミュレートし、シミュレートされた光学スペクトルからJIS Z 8781−5に記載の方法により求めた色座標を、推測された色座標とした。 Furthermore, the optical spectrum is simulated by the FDTD method from the particle size distribution and the optical constant of the metal nanoparticles contained in each ink composition, and the optical constant of the resin contained in the resin particle dispersion, and the simulated optical spectrum is JIS Z The color coordinates obtained by the method described in 8781-5 were used as the estimated color coordinates.
3−2.色調の変化
インク組成物1、インク組成物2、インク組成物4〜インク組成物6についてを用いて形成した金属光沢層、当該インク組成物に含まれる第1の複数の金属ナノ粒子のみを用いて形成した金属光沢層(インク組成物3、インク組成物7〜インク組成物10のいずれかを用いて形成された金属光沢層)との、IE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)上の距離((u’の値の差の絶対値)2+ (v’の値の差の絶対値)2 の平方根)を求めた。
3-2. Change in color tone The metallic gloss layer formed using Ink Composition 1, Ink Composition 2, Ink Composition 4 to Ink Composition 6, and using only the first plurality of metal nanoparticles contained in the ink composition Colors in the IE 1976 UCS chromaticity diagram (2 ° visual field) with the metallic gloss layer (ink composition 3 and metallic gloss layer formed using any of ink composition 7 to ink composition 10) The distance on the coordinates (u ', v') ((absolute value of difference of values of u ') 2 + (absolute value of difference of values of v') 2 square root) was determined.
3−3.シート抵抗
三菱化学株式会社製の体積抵抗率測定器ローレスターを用い、PSPタイプの測定用プローブを使用して4端子法で測定し、のシート抵抗を得た。なお、上記抵抗測定器は1.0×106.0Ω/sqが測定限界だった。
3-3. Sheet resistance A sheet resistance was obtained by measurement using a measuring probe of PSP type using a volume resistivity measuring device Lorester manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd. and a four-terminal method. The above resistance indicator is 1.0 × 10 6.0 Ω / sq was measurement limit.
評価結果を表2に示す。 The evaluation results are shown in Table 2.
金属光沢層No.1〜金属光沢層No.3、金属光沢層No.5〜金属光沢層No.7に示すように、粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子を混合してインク組成物を調製することで、形成される金属光沢層の色調を変更することができた。 Metallic gloss layer No. No. 1 to No. 1 metallic gloss layer 3, metallic gloss layer No. No. 5 metallic gloss layer No. As shown in 7, changing the color tone of the formed metallic gloss layer by preparing a ink composition by mixing a plurality of metal nanoparticles different in particle size distribution or metal species constituting the metal nanoparticles. did it.
本発明によれば、金属光沢を発現しつつ、より広い色域を有する金属光沢層を形成できる。そのため、本発明は、光輝性を有する記録物の適用の幅を広げ、同分野の技術の進展および普及に貢献することが期待される。 According to the present invention, a metallic gloss layer having a wider color gamut can be formed while exhibiting metallic gloss. Therefore, the present invention is expected to expand the range of application of the recorded matter having the luminosity, and to contribute to the development and spread of the technology in the field.
100 混合溶液を製造するシステム
110 混合装置
112 混合容器
114a、114b、114c 金属ナノ粒子投入部
116 撹拌羽
120 分散媒混合装置
122 分散媒混合容器
124 分散媒投入部
126 撹拌羽
130 添加剤混合装置
132 添加剤混合容器
134 添加剤投入部
136 撹拌羽
140 入力部
150 記憶部
160 決定部
170 制御部
200 インク組成物を製造するシステム
DESCRIPTION OF
Claims (19)
前記混合液をインク組成物として、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成したときに、前記金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子と、
前記第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子であり、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を変更する第2の複数の金属ナノ粒子と、を混合する工程を含む、
方法。 A method of producing a mixture,
The first plurality of metal nanoparticles imparting a main color tone to the metallic gloss layer when the mixture liquid is used as an ink composition to form a metallic gloss layer having a sheet resistance of greater than 1 × 10 5 Ω / sq. When,
The first plurality of metal nanoparticles are a plurality of metal nanoparticles different in particle size distribution or metal species constituting the metal nanoparticles, and are applied to the metallic gloss layer by the first plurality of metal nanoparticles Mixing the second plurality of metal nanoparticles to change the color tone,
Method.
前記特定の色調を実現するための前記第1の複数の金属粒子と前記第2の複数の金属粒子との組み合わせを決定する工程を、前記混合する工程の前に含む、請求項1に記載の方法。 A combination of metal nanoparticles different in particle size distribution or different metal species constituting the metal nanoparticles, and a color tone of a metallic gloss layer having a sheet resistance realized by the combination of more than 1 × 10 5 Ω / sq, obtained in advance. Refer to the correspondence between and,
The method according to claim 1, further comprising the step of determining the combination of the first plurality of metal particles and the second plurality of metal particles to achieve the specific color tone, prior to the mixing step. Method.
前記第2の複数の金属ナノ粒子は、複数の銅ナノ粒子である、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。 The first plurality of metal nanoparticles are a plurality of silver nanoparticles,
The second plurality of metal nanoparticles are a plurality of copper nanoparticles,
A method according to any one of the preceding claims.
混合容器と、
前記混合液をインク組成物として、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成したときに、前記金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子を前記混合容器に投入する第1投入部と、
前記第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子であり、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を変更する第2の複数の金属ナノ粒子を前記混合容器に投入する第2投入部と、
を有するシステム。 A system for producing a liquid mixture,
With a mixing vessel,
The first plurality of metal nanoparticles imparting a main color tone to the metallic gloss layer when the mixture liquid is used as an ink composition to form a metallic gloss layer having a sheet resistance of greater than 1 × 10 5 Ω / sq. A first charging unit for charging the mixing container into the mixing container;
The first plurality of metal nanoparticles are a plurality of metal nanoparticles different in particle size distribution or metal species constituting the metal nanoparticles, and are applied to the metallic gloss layer by the first plurality of metal nanoparticles A second charging unit for charging a second plurality of metal nanoparticles for changing the color tone to the mixing container;
With a system.
前記特定の色調を実現するための前記第1の複数の金属粒子と前記第2の複数の金属粒子との組み合わせを決定する決定部を有する、請求項9に記載のシステム。 A combination of metal nanoparticles different in particle size distribution or different metal species constituting the metal nanoparticles, and a color tone of a metallic gloss layer having a sheet resistance realized by the combination of more than 1 × 10 5 Ω / sq, obtained in advance. Refer to the correspondence between and,
The system according to claim 9, further comprising: a determination unit that determines a combination of the first plurality of metal particles and the second plurality of metal particles to achieve the particular color tone.
前記金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子と、
前記第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子であり、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を変更する第2の複数の金属ナノ粒子と、を含む、
インク組成物。 An ink composition for forming a metallic gloss layer having a sheet resistance of greater than 1 × 10 5 Ω / sq,
A plurality of first metal nanoparticles that impart a main color tone to the metallic gloss layer;
The first plurality of metal nanoparticles are a plurality of metal nanoparticles different in particle size distribution or metal species constituting the metal nanoparticles, and are applied to the metallic gloss layer by the first plurality of metal nanoparticles And a second plurality of metal nanoparticles for changing the color tone,
Ink composition.
前記金属光沢層は、
前記金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子と、
前記第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子であり、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を変更する第2の複数の金属ナノ粒子と、を含む、
画像形成物。
An image formation comprising a metallic gloss layer having a sheet resistance of more than 1 × 10 5 Ω / sq,
The metallic gloss layer is
A plurality of first metal nanoparticles that impart a main color tone to the metallic gloss layer;
The first plurality of metal nanoparticles are a plurality of metal nanoparticles different in particle size distribution or metal species constituting the metal nanoparticles, and are applied to the metallic gloss layer by the first plurality of metal nanoparticles And a second plurality of metal nanoparticles for changing the color tone,
Image formation.
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