JP2024051992A - Inkjet ink - Google Patents

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悠光 西田
昌平 竹田
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Abstract

【課題】インクジェット印刷された部位において、膜厚の均一性を向上させる。【解決手段】ここで開示されるインクジェットインクは、セラミック粉末と、バインダ樹脂と、有機溶剤とを含む。分散媒中で分散状態とされたセラミック粉末を動的散乱法により測定したときのセラミック粉末の平均一次粒子径をDPとして、インクジェットインクを動的散乱法により測定したときのセラミック粉末の平均粒子径をDIとしたとき、平均一次粒子径DPと平均粒子径DIとの比(DI/DP)が1.05以上1.5以下である。粘度が10(mPa・s)以下である。【選択図】なし[Problem] To improve the uniformity of film thickness in an inkjet printed area. [Solution] The inkjet ink disclosed herein contains ceramic powder, a binder resin, and an organic solvent. When the average primary particle diameter of the ceramic powder when the ceramic powder dispersed in a dispersion medium is measured by a dynamic scattering method is taken as DP, and the average particle diameter of the ceramic powder when the inkjet ink is measured by the dynamic scattering method is taken as DI, the ratio of the average primary particle diameter DP to the average particle diameter DI (DI/DP) is 1.05 or more and 1.5 or less. The viscosity is 10 (mPa·s) or less. [Selected Figure] None

Description

本開示は、インクジェットインクに関する。 This disclosure relates to inkjet inks.

印刷対象の表面に画像を描画する印刷方法の一つとして、インクジェット印刷が挙げられる。インクジェット印刷は、高精度の画像を低コストかつオンデマンドで印刷でき、印刷対象へのダメージが少ないため、様々な分野で利用されている。例えば、近年では、電子部品の製造にインクジェット印刷が用いられている。従来の電子部品の製造では、金属粒子、セラミック粒子等の無機粉末を含むスラリーを基材表面に塗布して焼成することによって、電極を形成してきた。一方、インクジェット印刷では、このスラリーの塗布に代えて、無機粉末を含むインクを基材表面に吐出(印刷)して、電極を形成する。 Inkjet printing is one printing method for drawing an image on the surface of a printing target. Inkjet printing is used in a variety of fields because it can print high-precision images at low cost and on demand, and causes little damage to the printing target. For example, in recent years, inkjet printing has been used in the manufacture of electronic components. In conventional electronic component manufacturing, electrodes are formed by applying a slurry containing inorganic powder such as metal particles or ceramic particles to the surface of a substrate and firing the substrate. On the other hand, in inkjet printing, instead of applying this slurry, an ink containing inorganic powder is ejected (printed) onto the surface of the substrate to form electrodes.

ところで、電極は、例えば、固体酸化物形燃料電池(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell)、固体酸化物形電解セル(SOEC:Solid Oxide Electrolysis Cell)、プロトン伝導性セラミック燃料電池(PCFC:Protonic Ceramic Fuel Cell)等の電気化学セルに含まれている。例えば、SOFCは、種々の燃料電池の中でも発電効率が高く、多様な燃料を使用できるという利点を有する電池として知られている。このため、次世代の発電装置として、SOFCの開発が進められている。このSOFCは、酸素イオン伝導体からなる緻密層である固体電解質と、当該固体電解質の一方の面に設けられた多孔質構造のカソード(空気極)と、固体電解質の他方の面に設けられた多孔質構造のアノード(水素極)とを備えている。特許文献1および特許文献2には、インクジェット印刷を用いて、SOFCの電極の形成することが開示されている。 Electrodes are included in electrochemical cells such as solid oxide fuel cells (SOFCs), solid oxide electrolysis cells (SOECs), and proton conductive ceramic fuel cells (PCFCs). For example, SOFCs are known as cells that have the advantage of being highly efficient at generating electricity and being able to use a variety of fuels among various fuel cells. For this reason, development of SOFCs is underway as a next-generation power generation device. This SOFC includes a solid electrolyte, which is a dense layer made of an oxygen ion conductor, a cathode (air electrode) with a porous structure provided on one side of the solid electrolyte, and an anode (hydrogen electrode) with a porous structure provided on the other side of the solid electrolyte. Patent Documents 1 and 2 disclose the formation of electrodes for SOFCs using inkjet printing.

特開2008-071537号公報JP 2008-071537 A 特開2010-077463号公報JP 2010-077463 A

本発明者は、インクジェット印刷された部位での膜厚の均一性を向上させたい、と考えている。 The inventors want to improve the uniformity of the film thickness in the inkjet printed area.

ここで開示されるインクジェットインクは、セラミック粉末と、バインダ樹脂と、有機溶剤とを含む。分散媒中で分散状態とされた上記セラミック粉末を動的散乱法により測定したときの該セラミック粉末の平均一次粒子径をDとして、該インクジェットインクを動的散乱法により測定したときの該セラミック粉末の平均粒子径をDとしたとき、上記平均一次粒子径Dと上記平均粒子径Dとの比(D/D)が1.05以上1.5以下である。粘度が10(mPa・s)以下である。 The ink-jet ink disclosed herein includes a ceramic powder, a binder resin, and an organic solvent. When the ceramic powder dispersed in a dispersion medium is measured by a dynamic scattering method, the average primary particle diameter of the ceramic powder is defined as D P , and when the ink-jet ink is measured by the dynamic scattering method, the average particle diameter of the ceramic powder is defined as D I , the ratio (D I /D P ) of the average primary particle diameter D P to the average particle diameter D I is 1.05 or more and 1.5 or less. The viscosity is 10 (mPa·s) or less.

かかる構成のインクジェットインクでは、セラミック粉末がインク中で適度な凝集状態となっている。また、インク粘度も適切なものに設定されている。このため、インクジェット印刷された部位における膜厚の均一性が向上される。 In an inkjet ink of this composition, the ceramic powder is in a moderately aggregated state in the ink. The ink viscosity is also set to an appropriate level. This improves the uniformity of the film thickness in the inkjet printed area.

このインクジェットインクの好ましい一態様では、上記セラミック粉末の平均一次粒子径Dが100nm以上500nm以下である。かかる構成によると、印刷膜における膜厚の均一性向上効果に加えて、インクの吐出性の低下抑制効果が実現される。 In a preferred embodiment of the ink-jet ink, the ceramic powder has an average primary particle diameter D P of 100 nm or more and 500 nm or less. This configuration not only improves the uniformity of the thickness of the printed film, but also suppresses the deterioration of the ink jetting properties.

このインクジェットインクの好ましい他の一態様では、該インクジェットインク全体を100重量%としたときの上記セラミック粉末の含有割合が5重量%以上40重量%以下である。かかる構成によると、印刷膜における膜厚の均一性の向上効果に加えて、印刷膜の作製効率を高めることができる。 In another preferred embodiment of the inkjet ink, the content of the ceramic powder is 5% by weight or more and 40% by weight or less when the entire inkjet ink is taken as 100% by weight. This configuration not only improves the uniformity of the film thickness of the printed film, but also increases the efficiency of producing the printed film.

このインクジェットインクの好ましい他の一態様では、上記比(D/D)が1.06以上1.35以下である。かかる構成によると、ここで開示される技術の効果がよりよく実現される。 In another preferred embodiment of the ink-jet ink, the ratio (D I /D P ) is 1.06 or more and 1.35 or less. With this configuration, the effects of the technology disclosed herein are more effectively realized.

このインクジェットインクの好ましい他の一態様では、インクの粘度が7(mPa・s)以上9(mPa・s)以下である。かかる構成によると、ここで開示される技術の効果がよりよく実現される。 In another preferred embodiment of this inkjet ink, the viscosity of the ink is 7 (mPa·s) or more and 9 (mPa·s) or less. With this configuration, the effects of the technology disclosed herein are more effectively realized.

このインクジェットインクの好ましい他の一態様では、上記セラミック粉末は、導電性セラミック粉末である。かかる構成によると、印刷膜の焼成体に導電性を付与することができる。 In another preferred embodiment of the inkjet ink, the ceramic powder is a conductive ceramic powder. This configuration makes it possible to impart electrical conductivity to the fired body of the printed film.

好ましくは、このインクジェットインクは、電気化学セルの電極を形成するために用いられる。かかる構成によると、適切に能力を発揮できる電気化学セルを提供することができる。 Preferably, the inkjet ink is used to form electrodes of an electrochemical cell. With this configuration, it is possible to provide an electrochemical cell that can perform appropriately.

インクの製造に用いられる撹拌粉砕機を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view that illustrates a typical agitator/pulverizer used in the production of ink. 電気化学セル200の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an electrochemical cell 200. インクジェット装置の一例を模式的に示す全体図である。FIG. 1 is an overall view illustrating an example of an inkjet device. 図3中のインクジェット装置のインクジェットヘッドを模式的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a schematic diagram of an ink-jet head of the ink-jet device in FIG. 3.

以下、ここで開示される技術の実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって、ここで開示される技術の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。ここで開示される技術は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施できる。本明細書において数値範囲を示す「P~Q」の表記は、「P以上Q以下」の場合、「Pを超えてQ未満」の場合、「Pを超えてQ以下の場合」、および「P以上Q未満」の場合を包含する。 Below, an embodiment of the technology disclosed herein is described. Note that matters other than those specifically mentioned in this specification that are necessary for implementing the technology disclosed herein can be understood as design matters for a person skilled in the art based on the prior art in the relevant field. The technology disclosed herein can be implemented based on the contents disclosed in this specification and the technical common sense in the relevant field. In this specification, the notation "P to Q" indicating a numerical range includes "P or more and Q or less", "more than P and less than Q", "more than P and Q or less", and "P or more and less than Q".

<インクジェットインク>
ここで開示されるインクジェットインク(以下、単に「インク」ということがある。)は、(A)無機粉末と、(B)バインダ樹脂と、(C)有機溶剤と、を含み得る。インクでは、例えば、無機粉末が有機ビヒクル成分(バインダ樹脂と有機溶剤との混合物)中に分散されている。以下、ここで開示されるインクに含まれる各成分について説明する。
<Inkjet ink>
The inkjet ink (hereinafter, sometimes simply referred to as "ink") disclosed herein may contain (A) an inorganic powder, (B) a binder resin, and (C) an organic solvent. In the ink, for example, the inorganic powder is dispersed in an organic vehicle component (a mixture of a binder resin and an organic solvent). Each component contained in the ink disclosed herein will be described below.

(A)無機粉末
無機粉末は、基材上の印刷膜を構成する材料である。ここでは、「印刷膜」は、基材上にインクを塗布することによって得られた膜状物であり、未焼成体である。無機粉末は、かかる印刷膜を焼成して得られた、印刷膜の焼成体(以下、「焼成膜」とも称する。)(例えば、電極等)を構成する材料である。ここで開示されるインクでは、無機粉末は、主成分としてセラミック粉末を含み得る。ここで、本明細書において、「RがSを主成分として含む」とは、R全体(例えば、無機粉末全体)を100重量%としたときに、S(例えば、セラミック粉末)の含有割合が、例えば50重量%以上であり、好ましくは70重量%以上であり、より好ましくは80重量%以上であり、さらに好ましくは90重量%以上であり、特に好ましくは95重量%以上である(100重量%に近いほどよい)ことをいう。また、セラミック粉末は、セラミック粒子から構成され得る。セラミック粒子は、当該セラミック粒子を構成するセラミックの他、セラミック粒子の生成過程等において混入し得る不可避的不純物を含み得る。なお、セラミック粉末は、1種のセラミック粉末で構成されてもよく、2種以上のセラミック粉末で構成されてもよい。
(A) Inorganic Powder The inorganic powder is a material that constitutes a printed film on a substrate. Here, the "printed film" is a film-like material obtained by applying an ink to a substrate, and is an unfired body. The inorganic powder is a material that constitutes a fired body of the printed film (hereinafter also referred to as a "fired film") (for example, an electrode, etc.) obtained by firing such a printed film. In the ink disclosed here, the inorganic powder may contain ceramic powder as a main component. Herein, "R contains S as a main component" means that when the entire R (for example, the entire inorganic powder) is taken as 100% by weight, the content ratio of S (for example, ceramic powder) is, for example, 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, even more preferably 90% by weight or more, and particularly preferably 95% by weight or more (the closer to 100% by weight, the better). The ceramic powder may be composed of ceramic particles. The ceramic particles may contain unavoidable impurities that may be mixed in during the production process of the ceramic particles, in addition to the ceramic that constitutes the ceramic particles. The ceramic powder may be composed of one type of ceramic powder, or may be composed of two or more types of ceramic powder.

セラミック粉末の種類は、ここで開示されるインクを用いて形成した焼成膜に付与する機能に応じて適宜設定されればよいため、特に限定されない。セラミック粉末は、例えば、導電性セラミック粉末であるとよい。この場合において、セラミックは、例えば、一般式:ABOで表されるペロブスカイト型酸化物が好ましく用いられ得る。このようなペロブスカイト型酸化物のAサイトは、例えば、ランタノイド元素(例えば、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)等)、および、アルカリ土類金属元素(例えば、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、ラジウム(Ra)等)のうちの少なくとも1種を含み得る。Bサイトは、例えば、少なくとも遷移金属元素(例えば、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)等)を含み得る。なかでも、ペロブスカイト型酸化物としては、例えば、(La,Sr)MnO(例えば、La0.8Sr0.2MnO;LSM)等のLa,Sr,Mnを含むペロブスカイト型酸化物;(La,Sr)CoO(例えば、La0.6Sr0.4CoO;LSC)、(La,Sr)(Co,Fe)O(例えば、La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8;LSCF)等のLa,Sr,Coを含むペロブスカイト型酸化物;が好ましく用いられ得る。セラミック粉末として導電性セラミック粉末を用いることによって、例えば、導電性焼成膜を作製することができる。この場合において、また、ここで挙げた各種のセラミックは、酸化物イオン伝導性を有しているため、電気化学セルの電極(例えば、空気極)の形成に用いるのに好ましい。 The type of ceramic powder is not particularly limited, as long as it is appropriately set according to the function to be imparted to the fired film formed using the ink disclosed herein. The ceramic powder may be, for example, a conductive ceramic powder. In this case, the ceramic may preferably be, for example, a perovskite oxide represented by the general formula: ABO3 . The A site of such a perovskite oxide may include, for example, at least one of lanthanoid elements (e.g., lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), etc.) and alkaline earth metal elements (e.g., strontium (Sr), barium (Ba), radium (Ra), etc.). The B site may include, for example, at least a transition metal element (e.g., manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), etc.). Among them, the perovskite oxide preferably used may be, for example , a perovskite oxide containing La, Sr , and Mn, such as (La,Sr) MnO3 (e.g., La0.8Sr0.2MnO3 ; LSM); or a perovskite oxide containing La, Sr, and Co, such as (La,Sr) CoO3 (e.g. , La0.6Sr0.4CoO3 ; LSC) or (La , Sr) ( Co, Fe ) O3 ( e.g., La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3 ; LSCF). By using a conductive ceramic powder as the ceramic powder, for example, a conductive fired film can be produced. In this case, the various ceramics mentioned herein are also suitable for use in forming electrodes (eg, air electrodes) of electrochemical cells because of their oxide ion conductivity.

セラミック粉末は、あるいは、非導電性セラミック粉末を含んでもよい。この場合において、セラミックは、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物等であり得る。なお、本明細書において、「金属」は、半金属を包含する。セラミックは、例えば、アルミニウム(Al)、ジルコニウム(Zr)、チタン(Ti)、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、および、ケイ素(Si)のうちのいずれか少なくとも1種の元素を含む酸化物、窒化物、炭化物、硫化物;等であり得る。なお、インクを導電性焼成膜の形成に用いる場合、例えば、非導電性セラミック粉末をインクに含ませておくことで、印刷層に耐熱性等を付与することができる。この場合において、セラミック粉末全体を100重量%としたときに、導電性セラミック粉末の含有割合を、例えば50重量%以上、好ましくは70重量%以上、より好ましくは80重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上、特に好ましくは95重量%以上として、残部を非導電性セラミック粉末とするとよい。 Alternatively, the ceramic powder may include non-conductive ceramic powder. In this case, the ceramic may be, for example, a metal oxide, a metal nitride, a metal carbide, a metal sulfide, or the like. In this specification, "metal" includes metalloids. The ceramic may be, for example, an oxide, a nitride, a carbide, a sulfide, or the like containing at least one element selected from aluminum (Al), zirconium (Zr), titanium (Ti), zinc (Zn), nickel (Ni), iron (Fe), magnesium (Mg), calcium (Ca), and silicon (Si). In addition, when the ink is used to form a conductive fired film, for example, by including non-conductive ceramic powder in the ink, it is possible to impart heat resistance, etc. to the printed layer. In this case, when the entire ceramic powder is taken as 100% by weight, the content ratio of the conductive ceramic powder is, for example, 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, even more preferably 90% by weight or more, and particularly preferably 95% by weight or more, and the remainder is non-conductive ceramic powder.

セラミック粉末の形状(外形)は、球形であっても、非球形であってもよい。焼成膜におけるセラミック粉末の充填密度を高め易いとの観点から、球形のセラミック粉末としては、例えば、平均アスペクト比が1.2以下、好ましくは1.15以下、例えば1.1以下のものを好ましく用いることができる。非球形とは、例えば、板状、鱗片状、フレーク状、不定形状等である。セラミック粒子どうしの接触面積を増大させ易いとの観点から、非球形のセラミック粉末としては、例えば、平均アスペクト比が1.2超過、好ましくは1.3以上、1.5以上、例えば1.7以上、さらに好ましくは2以上のものを用いるとよい。上記効果を相乗させる観点から、セラミック粉末は、球形粒子と非球形粒子とが混合されていてもよい。なお、本明細書において、「平均アスペクト比」は、セラミック粉末を走査電子顕微鏡(scanning electron microscope;SEM)で観察し、得られた観察画像から無作為に選択された複数(例えば10個~300個)の粒子における長径と短径とに基づくアスペクト比(長径と短径との比)の算術平均値をいう。 The shape (outer shape) of the ceramic powder may be spherical or non-spherical. From the viewpoint of easily increasing the packing density of the ceramic powder in the fired film, for example, spherical ceramic powder having an average aspect ratio of 1.2 or less, preferably 1.15 or less, for example 1.1 or less, can be preferably used. Non-spherical shapes include, for example, plate-like, scale-like, flake-like, and amorphous shapes. From the viewpoint of easily increasing the contact area between ceramic particles, for example, non-spherical ceramic powder having an average aspect ratio of more than 1.2, preferably 1.3 or more, 1.5 or more, for example 1.7 or more, and more preferably 2 or more can be used. From the viewpoint of synergizing the above effects, the ceramic powder may be a mixture of spherical particles and non-spherical particles. In this specification, the term "average aspect ratio" refers to the arithmetic average of the aspect ratios (ratio of long diameter to short diameter) based on the long diameter and short diameter of multiple particles (e.g., 10 to 300 particles) randomly selected from the image obtained by observing the ceramic powder with a scanning electron microscope (SEM).

ところで、インクジェットインクの吐出性を向上させるため、例えば、インクの粘度を低下させること、インク中での無機粉末の分散性を高めること等が検討されることがある。一方で、粘度が低く、よく分散したセラミック粉末を含むインクを用いた場合、印刷膜の中心部の厚みが縁部の厚みよりも小さくなる、いわゆる「コーヒーリング現象」が発生することがある。また、例えば、印刷膜形成後にインクが印刷膜の外側に向かって流動しないように、インクの粘度を高めてインクの流動性を低下させると、表面張力によって印刷膜の中心部の膜厚が局所的に大きくなることがある。印刷膜に膜厚の不均一さがあると、乾燥時、焼成時に印刷膜が熱で収縮すること等によって、焼成膜に割れが生じたり、焼成膜が剥がれたりする虞がある。本発明者は、セラミック粉末を含むインクについて、粘度と、インク中におけるセラミック粉末の凝集の程度と、について検討を行った。 In order to improve the ejection properties of inkjet ink, for example, reducing the viscosity of the ink and increasing the dispersibility of inorganic powder in the ink are sometimes considered. On the other hand, when an ink containing a low-viscosity, well-dispersed ceramic powder is used, the thickness of the center of the printed film becomes smaller than the thickness of the edge, which is called the "coffee ring phenomenon." In addition, for example, if the ink viscosity is increased to reduce the ink flowability so that the ink does not flow toward the outside of the printed film after the printing film is formed, the film thickness of the center of the printed film may locally increase due to surface tension. If the printed film has an uneven thickness, the printed film may shrink due to heat during drying and baking, which may cause cracks in the baked film or peel off the baked film. The present inventor has studied the viscosity and the degree of aggregation of the ceramic powder in the ink for ink containing ceramic powder.

セラミック粉末の平均一次粒子径Dは、例えば、100nm~500nmであるとよい。セラミック粉末をインク中で適度に凝集させて好適なインク粘度を実現させる観点から、平均一次粒子径Dは、475nm以下が好ましく、450nm以下がより好ましく、425nm以下がさらに好ましい。一方、セラミック粉末がインク中で凝集しすぎるのを抑制する観点から、平均一次粒子径Dは、150nm以上が好ましく、200nm以上がより好ましく、250nm以上がさらに好ましい。 The average primary particle diameter D P of the ceramic powder may be, for example, 100 nm to 500 nm. From the viewpoint of achieving a suitable ink viscosity by appropriately agglomerating the ceramic powder in the ink, the average primary particle diameter D P is preferably 475 nm or less, more preferably 450 nm or less, and even more preferably 425 nm or less. On the other hand, from the viewpoint of preventing the ceramic powder from excessively agglomerating in the ink, the average primary particle diameter D P is preferably 150 nm or more, more preferably 200 nm or more, and even more preferably 250 nm or more.

本明細書において、「平均一次粒子径D」とは、分散媒中で分散状態とされたセラミック粉末を動的光散乱(Dynamic light scattering:DLS)法にて測定したときの、セラミック粉末の平均一次粒子径(D50)をいう。DLS法に基づく平均粒子径は、JIS Z 8828:2013に準じて測定される。セラミック粉末が「分散媒中で分散状態とされた」とは、分散媒中でセラミック粒子それぞれ単独で存在していることをいい、2つ以上のセラミック粒子が凝集した凝集体が存在しないことをいう。平均一次粒子径Dの測定では、例えば、後述の試験例に記載のとおり、セラミック粉末を、分散媒中で超音波処理等によって分散状態としてから測定を行うとよい。必要に応じて、分散剤が用いられてもよい。なお、分散媒としては、イソボルニルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ブチルグリコールアセテート、ブチルジグリコールアセテート、メンタノールプロピオネート、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、n-アミルアルコール、ヘキサノール、ヘプタノール、n-オクタノール、2-エチルヘキサノール、イソオクタノール、ノナノール、デカノール、イソウンデカノール、ラウリルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、水等が挙げられる。 In this specification, the term "average primary particle diameter D P " refers to the average primary particle diameter (D 50 ) of the ceramic powder when the ceramic powder dispersed in the dispersion medium is measured by the dynamic light scattering (DLS) method. The average particle diameter based on the DLS method is measured in accordance with JIS Z 8828:2013. The ceramic powder "dispersed in the dispersion medium" means that each ceramic particle exists alone in the dispersion medium, and that there are no aggregates in which two or more ceramic particles are aggregated. In the measurement of the average primary particle diameter D P , for example, as described in the test example described later, it is preferable to disperse the ceramic powder in the dispersion medium by ultrasonic treatment or the like before measuring. If necessary, a dispersant may be used. Examples of the dispersion medium include isobornyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, butyl glycol acetate, butyl diglycol acetate, menthanol propionate, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, n-amyl alcohol, hexanol, heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, isooctanol, nonanol, decanol, isoundecanol, lauryl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, and water.

また、インク中でのセラミック粉末の平均粒子径は、印刷の前後いずれにおいてもインク中でセラミック粉末を好ましい分散状態とさせる一要素である。セラミック粉末がインク中で適度に凝集して好適なインク粘度を実現させる観点と、インクジェット装置の吐出口におけるセラミック粉末の詰まりを抑制する観点とから、インク中での平均粒子径は、例えば500nm以下であり、475nm以下が好ましく、450nm以下がより好ましい。一方、セラミック粉末がインク中で凝集しすぎるのを抑制する観点から、インク中での平均粒子径は、例えば100nm以上であり、150nm以上が好ましく、200nm以上がより好ましく、250nm以上がさらに好ましい。なお、インク中でのセラミック粉末の平均粒子径(D50)は、インクを動的散乱法により測定したときのセラミック粉末の平均粒子径をいう。以下の説明において、インク中でのセラミック粉末の平均粒子径を「平均粒子径D」とも称する。 The average particle diameter of the ceramic powder in the ink is one factor that allows the ceramic powder to be in a favorable dispersed state in the ink both before and after printing. From the viewpoint of realizing favorable ink viscosity by moderately agglomerating the ceramic powder in the ink and from the viewpoint of suppressing clogging of the ceramic powder at the ejection port of the inkjet device, the average particle diameter in the ink is, for example, 500 nm or less, preferably 475 nm or less, and more preferably 450 nm or less. On the other hand, from the viewpoint of suppressing excessive agglomeration of the ceramic powder in the ink, the average particle diameter in the ink is, for example, 100 nm or more, preferably 150 nm or more, more preferably 200 nm or more, and even more preferably 250 nm or more. The average particle diameter (D 50 ) of the ceramic powder in the ink refers to the average particle diameter of the ceramic powder when the ink is measured by a dynamic scattering method. In the following description, the average particle diameter of the ceramic powder in the ink is also referred to as the "average particle diameter D I ".

ここで開示される技術の効果を適切に実現させる観点から、平均一次粒子径Dと平均粒子径Dとの比(D/D)が、1.05~1.5を満たすことが好ましい。平均粒子径Dが平均一次粒子径Dよりも大きいことは、インク中に凝集した状態のセラミック粒子が存在することを示している。インク中でセラミック粒子を凝集させることで、インク中でのセラミック粒子の流動性が低下し得る。また、インク中でのセラミック粒子の凝集度合いと、インクの粘度とのバランスを調製することによって、印刷膜中でセラミック粒子が局所的に凝集するのを抑制することができる。このため、セラミック粒子が局所的に凝集した部位と他の部位とにおいて印刷膜の膜厚に差が生じるのを抑制することができる。比(D/D)は、1.46以下が好ましく、1.35以下がより好ましく、また、1.06以上が好ましい。 From the viewpoint of appropriately realizing the effects of the technology disclosed herein, it is preferable that the ratio (D I /D P ) of the average primary particle diameter D P to the average particle diameter D I is 1.05 to 1.5. The average particle diameter D I being larger than the average primary particle diameter D P indicates that ceramic particles in an aggregated state are present in the ink. By aggregating the ceramic particles in the ink, the fluidity of the ceramic particles in the ink can be reduced. In addition, by adjusting the balance between the degree of aggregation of the ceramic particles in the ink and the viscosity of the ink, it is possible to suppress local aggregation of the ceramic particles in the printed film. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a difference in the film thickness of the printed film between the part where the ceramic particles are locally aggregated and the other parts. The ratio (D I /D P ) is preferably 1.46 or less, more preferably 1.35 or less, and also preferably 1.06 or more.

インク中の無機粉末(例えば、セラミック粉末)の含有量は、特に限定されず、焼成膜の種類(例えば、形成予定の電極等)に応じて適宜調節することができる。例えば、インク中の無機粉末の含有量が増加するにつれて、少ない印刷回数で好適な厚みの印刷膜を形成しやすくなるとともに、印刷膜における膜厚の均一性を向上させることができる。かかる観点から、インク全体を100重量%としたとき、セラミック粉末の含有割合は、例えば1重量%以上であり、3重量%以上が好ましく、5重量%以上がより好ましく、10重量%以上がさらに好ましい。一方、無機粉末の含有量が大きくなりすぎると、インク中で無機粉末が凝集しすぎ、印刷膜における膜厚の均一性が低下する傾向がある。かかる観点から、インク全体を100重量%としたとき、セラミック粉末の含有割合は、例えば50重量%以下であり、40重量%以下が好ましく、30重量%以下がより好ましい。 The content of inorganic powder (e.g., ceramic powder) in the ink is not particularly limited and can be adjusted appropriately depending on the type of fired film (e.g., the electrode to be formed, etc.). For example, as the content of inorganic powder in the ink increases, it becomes easier to form a printed film of suitable thickness with fewer printing runs, and the uniformity of the film thickness in the printed film can be improved. From this perspective, when the entire ink is taken as 100% by weight, the content of ceramic powder is, for example, 1% by weight or more, preferably 3% by weight or more, more preferably 5% by weight or more, and even more preferably 10% by weight or more. On the other hand, if the content of inorganic powder becomes too large, the inorganic powder tends to aggregate too much in the ink, and the uniformity of the film thickness in the printed film tends to decrease. From this perspective, when the entire ink is taken as 100% by weight, the content of ceramic powder is, for example, 50% by weight or less, preferably 40% by weight or less, and more preferably 30% by weight or less.

(B)バインダ樹脂
バインダ樹脂は、インクを基材にインクジェット印刷した後、無機粉末を該基材上に固定する有機化合物である。基材上にインクジェット印刷されたインクは、例えば、該基材上で加熱乾燥された後、焼成処理を受ける。そのため、バインダ樹脂は、焼成処理で完全に消失する(燃え抜ける)ものであることが好ましい。
(B) Binder Resin The binder resin is an organic compound that fixes the inorganic powder on the substrate after the ink is inkjet printed on the substrate. The ink inkjet printed on the substrate is, for example, heated and dried on the substrate, and then baked. Therefore, it is preferable that the binder resin is one that completely disappears (burns out) during the baking process.

バインダ樹脂は、特に限定されないが、例えば、熱可塑性を有し、かつ、焼成工程(例えば、200℃以上の加熱焼成)によって焼失する樹脂材料であるとよい。バインダ樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール、カラギーナン、キサンタンガム等の天然高分子化合物;エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース系高分子化合物;アクリル系樹脂;エポキシ系樹脂;フェノール系樹脂;アミン系樹脂;アルキル系樹脂;等が挙げられる。バインダの配合量は、例えば、インク全体を100重量%としたとき、0.5重量%~10重量%であるとよい。 The binder resin is not particularly limited, but may be, for example, a resin material that has thermoplasticity and is burned away by a baking process (for example, heating and baking at 200°C or higher). Examples of binder resins include natural polymer compounds such as polyvinyl butyral, carrageenan, and xanthan gum; cellulose-based polymer compounds such as ethyl cellulose and carboxymethyl cellulose; acrylic resins; epoxy resins; phenolic resins; amine resins; and alkyl resins. The amount of binder may be, for example, 0.5% to 10% by weight when the total ink is taken as 100% by weight.

(C)有機溶剤
有機溶剤は、特に限定されない。この種の用途で用いられる有機溶剤を、適宜選択して用いることができる。有機溶剤としては、例えば、イソボルニルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ブチルグリコールアセテート、ブチルジグリコールアセテート、メンタノールプロピオネート、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、n-アミルアルコール、ヘキサノール、ヘプタノール、n-オクタノール、2-エチルヘキサノール、イソオクタノール、ノナノール、デカノール、イソウンデカノール、ラウリルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、水;等が挙げられる。これらの混合溶剤が用いられてもよい。上記溶剤の配合量は、例えば、インク全体を100重量%としたとき、50重量%~99重量%であるとよい。
(C) Organic Solvent The organic solvent is not particularly limited. An organic solvent used for this type of application can be appropriately selected and used. Examples of organic solvents include isobornyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, butyl glycol acetate, butyl diglycol acetate, menthanol propionate, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, n-amyl alcohol, hexanol, heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, isooctanol, nonanol, decanol, isoundecanol, lauryl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, water, etc. Mixtures of these solvents may also be used. The blending amount of the solvent is preferably, for example, 50% by weight to 99% by weight when the total weight of the ink is taken as 100% by weight.

(D)その他の添加剤
ここで開示される技術の効果を損なわない限りにおいて、この種の用途で用いられる添加剤をインクに添加してもよい。添加剤としては、分散剤(例えば、カチオン系分散剤)、可塑剤、消泡剤、離型剤、酸化防止剤、増粘剤、造孔材(気孔形成材)等が挙げられる。添加剤の配合量は、例えば、インクの全体を100重量部としたとき、0.1重量部~10重量部であるとよい。
(D) Other Additives Additives used in this type of application may be added to the ink as long as they do not impair the effects of the technology disclosed herein. Examples of additives include dispersants (e.g., cationic dispersants), plasticizers, defoamers, release agents, antioxidants, thickeners, pore formers (pore forming materials), etc. The amount of additives to be added may be, for example, 0.1 parts by weight to 10 parts by weight when the total amount of the ink is 100 parts by weight.

<インクの物性>
ここで開示されるインクでは、粘度が10(mPa・s)以下である。インクの粘度が低くなるほど、インクがインクジェット装置の吐出口に付着しにくくなり、インクの吐出性が向上し得る。かかる観点から、インクの粘度は、9.5(mPa・s)以下が好ましく、9.0(mPa・s)以下がより好ましい。一方で、インクの粘度が高くなるほど、吐出されたインクが基材上で広がりにくくなり、印刷膜における膜厚に不均一さの発生が抑制され得る。また、インクの粘度が高くなるほど、インクジェット装置の吐出口から飛び散りにくくなる。かかる観点から、インクの粘度は、例えば5(mPa・s)以上であり、5.5(mPa・s)以上が好ましく、6.0(mPa・s)以上がより好ましく、6.5(mPa・s)以上がさらに好ましく、7.0(mPa・s)以上または7.5(mPa・s)以上が特に好ましい。なお、本明細書において、インクに関しての「粘度」は、後述の試験例に記載のとおり、25℃の環境下にて、せん断速度10(1/s)で測定した値である。かかる測定には、市販の粘度計が用いられ得る。
<Ink properties>
The ink disclosed herein has a viscosity of 10 (mPa·s) or less. The lower the viscosity of the ink, the less likely the ink will adhere to the nozzle of the inkjet device, and the better the ink ejection properties. From this viewpoint, the viscosity of the ink is preferably 9.5 (mPa·s) or less, and more preferably 9.0 (mPa·s) or less. On the other hand, the higher the viscosity of the ink, the less likely the ejected ink will spread on the substrate, and the less likely the film thickness of the printed film will be uneven. In addition, the higher the viscosity of the ink, the less likely it will scatter from the nozzle of the inkjet device. From this viewpoint, the viscosity of the ink is, for example, 5 (mPa·s) or more, preferably 5.5 (mPa·s) or more, more preferably 6.0 (mPa·s) or more, even more preferably 6.5 (mPa·s) or more, and particularly preferably 7.0 (mPa·s) or more or 7.5 (mPa·s) or more. In this specification, the "viscosity" of the ink is a value measured at a shear rate of 10 (1/s) in an environment of 25° C., as described in the test examples described later. A commercially available viscometer can be used for such measurements.

2.インクの調製
次に、ここで開示されるインクを調製(製造)する手順について説明する。インクは、上述の各成分を混合した後、無機粉末の解砕・分散を行うことによって調製される。図1は、インクの製造に用いられる撹拌粉砕機を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明は、ここで開示されるインクを調製する手段の一例を示すものであり、ここで開示される技術を限定することを意図したものではない。
2. Preparation of Ink Next, the procedure for preparing (manufacturing) the ink disclosed herein will be described. The ink is prepared by mixing the above-mentioned components, followed by crushing and dispersing the inorganic powder. FIG. 1 is a cross-sectional view that shows a schematic diagram of a stirring and grinding machine used in the manufacture of ink. Note that the following description shows an example of a means for preparing the ink disclosed herein, and is not intended to limit the technology disclosed herein.

インクを製造する際には、先ず、上述した各成分を秤量して混合することによって当該インクの前駆物質であるスラリー(ペーストおよびサスペンションを含む。)を調製する。この際、(B)バインダ樹脂と、(C)有機溶剤とを混合して、予めビヒクルを調製しておいてもよい。そして、図1に示すような撹拌粉砕機100を用いて、スラリーの撹拌と無機粉末の解砕とを行うことによってインクを調製する。例えば、解砕用ビーズ(例えば、平均粒子径が10μm~500μm(例えば、100μm~400μm)のジルコニアビーズ)をスラリーに添加した後に、供給口110から撹拌容器120内にスラリーを供給する。この撹拌容器120内には、複数の撹拌羽132を有したシャフト134が収容されている。かかるシャフト134の一端はモータ(図示省略)に取り付けられており、当該モータを稼働させてシャフト134を回転させることによって複数の撹拌羽132でスラリーを送液方向Dの下流側に送り出しながら撹拌する。この撹拌の際に解砕用ビーズによって無機粉末が解砕され、微粒化した無機粉末がスラリー中に分散される。そして、送液方向Dの下流側まで送り出されたスラリーは、フィルター140を通過する。これによって、微粒化されなかった無機粉末や解砕用ビーズがフィルター140に捕集され、無機粉末が十分に分散されたインクが排出口150から排出される。 When manufacturing the ink, first, the above-mentioned components are weighed and mixed to prepare a slurry (including a paste and a suspension) which is a precursor of the ink. At this time, (B) a binder resin and (C) an organic solvent may be mixed to prepare a vehicle in advance. Then, the ink is prepared by stirring the slurry and crushing the inorganic powder using a stirring and crushing machine 100 as shown in FIG. 1. For example, after adding crushing beads (e.g., zirconia beads having an average particle size of 10 μm to 500 μm (e.g., 100 μm to 400 μm)) to the slurry, the slurry is supplied from the supply port 110 into the stirring vessel 120. A shaft 134 having a plurality of stirring blades 132 is housed in the stirring vessel 120. One end of the shaft 134 is attached to a motor (not shown), and the motor is operated to rotate the shaft 134, and the slurry is stirred by the plurality of stirring blades 132 while being sent downstream in the liquid sending direction D. During this stirring, the inorganic powder is crushed by the crushing beads, and the fine inorganic powder is dispersed in the slurry. The slurry sent downstream in the liquid sending direction D passes through the filter 140. As a result, the inorganic powder and the crushing beads that were not atomized are collected in the filter 140, and the ink with the inorganic powder sufficiently dispersed is discharged from the discharge port 150.

なお、上述の撹拌時間によって、インクの粘度と比(D/D)とが調整されうる。撹拌時間は、例えば、30分~10時間とするとよい。インク中で凝集したセラミック粉末を適度に存在させる観点と、インクの粘度を適切に調製する観点とから、撹拌時間は、30分以上が好ましく、1時間以上がさらに好ましい。一方、撹拌時間が長すぎると、セラミック粉末が凝集しすぎたり、インクの粘度が高まりすぎたりする傾向がある。かかる観点から、撹拌時間は、概ね5時間以下であるとよく、4時間以下が好ましい。また、シャフト134の回転速度、フィルター140の孔径、解砕用ビーズの平均粒子径および充填率等を調節することによって、インクの粘度および「平均粒子径D」を所望の範囲に調節できる。 The viscosity of the ink and the ratio (D I /D P ) can be adjusted by the above-mentioned stirring time. The stirring time is preferably 30 minutes to 10 hours, for example. From the viewpoint of allowing the aggregated ceramic powder to be present in the ink appropriately and from the viewpoint of appropriately adjusting the viscosity of the ink, the stirring time is preferably 30 minutes or more, and more preferably 1 hour or more. On the other hand, if the stirring time is too long, the ceramic powder tends to aggregate too much and the viscosity of the ink tends to increase too much. From this viewpoint, the stirring time is preferably about 5 hours or less, and preferably 4 hours or less. In addition, the viscosity of the ink and the "average particle diameter D I " can be adjusted to a desired range by adjusting the rotation speed of the shaft 134, the pore size of the filter 140, the average particle diameter and filling rate of the disintegration beads, and the like.

3.インクの用途
ここで開示されるインクは、例えば、電気化学セルの電極を形成するために用いられる。本明細書において「電気化学セル」とは、化学エネルギーを電気エネルギーに変換できる装置、および、電気エネルギーを化学エネルギーに変換できる装置をいい、アノード、カソード、および、電解質を有するものをいう。本明細書において「アノード」とは、外部回路に電子が流れ出す電極をいう。本明細書において、「カソード」とは、外部回路から電子が流れ込む電極をいう。電気化学セルの一例として、燃料電池が挙げられる。燃料電池では、例えば、水素と酸素との燃焼反応から生じた化学エネルギーから電力(電気エネルギー)を取り出すことができる。燃料電池は、例えば、電解質として固体電解質を有するSOFC(Solid Oxide Fuel Cell)と、プロトン伝導性セラミック燃料電池(PCFC:Protonic Ceramic Fuel Cell)とを包含する。電気化学セルの他の例として、電解セルが挙げられる。電解セルでは、例えば、水(例えば、水蒸気)に電気エネルギーを適用することで、水から水素と酸素とを生成する化学反応を起こすことができる。電解質は、例えば、電解質として固体電解質を有するSOEC(Solid Oxide Electrolysis Cell)を包含する。ここで開示される技術がSOFCに適用される場合を例にして、以下の実施形態を説明する。
3. Uses of the Ink The ink disclosed herein is used, for example, to form an electrode of an electrochemical cell. In this specification, the term "electrochemical cell" refers to a device capable of converting chemical energy into electrical energy, and a device capable of converting electrical energy into chemical energy, and refers to a device having an anode, a cathode, and an electrolyte. In this specification, the term "anode" refers to an electrode from which electrons flow into an external circuit. In this specification, the term "cathode" refers to an electrode from which electrons flow into from an external circuit. An example of an electrochemical cell is a fuel cell. In a fuel cell, for example, power (electrical energy) can be extracted from chemical energy generated by a combustion reaction between hydrogen and oxygen. Fuel cells include, for example, a solid oxide fuel cell (SOFC) having a solid electrolyte as an electrolyte, and a proton-conducting ceramic fuel cell (PCFC: Protonic Ceramic Fuel Cell). Another example of an electrochemical cell is an electrolysis cell. In an electrolysis cell, for example, a chemical reaction can be caused to generate hydrogen and oxygen from water (e.g., water vapor) by applying electrical energy to the water. The electrolyte includes, for example, a solid oxide electrolysis cell (SOEC) having a solid electrolyte as the electrolyte. The following embodiment will be described by taking as an example a case where the technology disclosed herein is applied to an SOFC.

図2は、電気化学セル200の断面図である。図2に示されているように、電気化学セル200は、水素極210と、固体電解質層220と、空気極230と、を備えている。この実施形態では、電気化学セル200は、SOFCである。ここでは、水素極210がアノードであり、空気極230がカソードである。 Figure 2 is a cross-sectional view of an electrochemical cell 200. As shown in Figure 2, the electrochemical cell 200 includes a hydrogen electrode 210, a solid electrolyte layer 220, and a cathode 230. In this embodiment, the electrochemical cell 200 is an SOFC. Here, the hydrogen electrode 210 is the anode, and the cathode 230 is the cathode.

水素極210は、例えば、水素を含む燃料ガスが供給される極(燃料極)である。燃料ガスとしては、水素ガス(H);メタン(CH)等の炭化水素ガス;が挙げられる。水素極210は、膜の内部まで燃料ガスが適切に供給されるように、多孔質構造を有していることが好ましい。水素極210では、例えば、固体電解質層220を介して空気極240から供給された酸化物イオンと燃料ガスとを反応させることによって電子を生じさせる。このため、水素極210には、酸化物イオン伝導性を有する無機粉末(イオン伝導粉末)と、燃料ガスの酸化を促進する無機粉末(触媒粉末)とを混合した混合膜が用いられる。 The hydrogen electrode 210 is, for example, an electrode (fuel electrode) to which a fuel gas containing hydrogen is supplied. Examples of the fuel gas include hydrogen gas (H 2 ); and hydrocarbon gas such as methane (CH 4 ). The hydrogen electrode 210 preferably has a porous structure so that the fuel gas is appropriately supplied to the inside of the membrane. In the hydrogen electrode 210, for example, oxide ions supplied from the air electrode 240 through the solid electrolyte layer 220 react with the fuel gas to generate electrons. For this reason, the hydrogen electrode 210 uses a mixed membrane in which an inorganic powder (ion conductive powder) having oxide ion conductivity and an inorganic powder (catalyst powder) that promotes the oxidation of the fuel gas are mixed.

イオン伝導粉末としては、例えば、この種の用途で用いられているセラミック粉末がよい。かかるセラミック粉末として、ジルコニウム酸化物、セリウム酸化物等の金属酸化物が好ましく用いられる。ジルコニウム酸化物は、例えば、ジルコニアおよび安定化ジルコニアを含み得る。安定化ジルコニアとしては、Y、Sc、Yb、Gd、CaO、MgO、または、CeOが固溶されたジルコニアが挙げられる。セリウム酸化物は、例えば、セリアおよびドープセリアを含み得る。ドープセリアとしては、Sm、Gd、または、Yが固溶されたセリアが挙げられる。触媒粉末としては、例えば、この種の用途で用いられている、例えば、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ルテニウム(Ru)、コバルト(Co)、ランタン(La)、ストロンチウム(Sr)、チタン(Ti)等の金属粉末;これらの金属元素を含む金属酸化物粉末;等が好ましく用いられる。水素極210における無機粉末全体を100重量%としたときに、イオン伝導性粉末の含有割合は、例えば、10重量%~60重量%に設定されるとよい。 The ion conductive powder may be, for example, a ceramic powder used in this type of application. As such ceramic powder, metal oxides such as zirconium oxide and cerium oxide are preferably used. The zirconium oxide may include, for example, zirconia and stabilized zirconia. The stabilized zirconia may include zirconia with Y2O3 , Sc2O3 , Yb2O3 , Gd2O3 , CaO, MgO , or CeO2 dissolved therein. The cerium oxide may include, for example, ceria and doped ceria . The doped ceria may include ceria with Sm2O3 , Gd2O3 , or Y2O3 dissolved therein. As the catalyst powder, for example, metal powders used in this type of application, such as nickel (Ni), copper (Cu), gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), ruthenium (Ru), cobalt (Co), lanthanum (La), strontium (Sr), titanium (Ti), etc.; metal oxide powders containing these metal elements; etc., are preferably used. When the entire inorganic powder in the hydrogen electrode 210 is taken as 100% by weight, the content ratio of the ion conductive powder may be set to, for example, 10% by weight to 60% by weight.

固体電解質層220は、例えば、酸化物イオンを伝導する機能を有し得る。図2に示されているように、固体電解質層220は、水素極210の上面に形成されている。固体電解質層220は、例えば、空気極230で生成した酸化物イオンを水素極210に伝導することができる。また、固体電解質層220は、水素極210と空気極230とを相互に離隔するセパレータとして機能し得る。かかる観点から、固体電解質層220は、緻密層であることが好ましい。 The solid electrolyte layer 220 may have, for example, a function of conducting oxide ions. As shown in FIG. 2, the solid electrolyte layer 220 is formed on the upper surface of the hydrogen electrode 210. The solid electrolyte layer 220 may, for example, conduct oxide ions generated at the air electrode 230 to the hydrogen electrode 210. The solid electrolyte layer 220 may also function as a separator that separates the hydrogen electrode 210 and the air electrode 230 from each other. From this perspective, it is preferable that the solid electrolyte layer 220 is a dense layer.

固体電解質層220は、固体電解質で構成され得る。固体電解質は、例えば、酸化物イオン伝導性を有するセラミック材料であり得る。かかる固体電解質としては、この種の用途に用いられる固体電解質を特に制限なく使用することができる。例えば、ジルコニウム(Zr)、セリウム(Ce)、マグネシウム(Mg)、スカンジウム(Sc)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、イットリウム(Y)、カルシウム(Ca)、ガドリニウム(Gd)、サマリウム(Sm)、バリウム(Ba)、ランタン(La)、ストロンチウム(Sr)、ガリウム(Ga)、ビスマス(Bi)、ニオブ(Nb)、タングステン(W)等の元素を含む酸化物が挙げられる。なかでも、ジルコニア、安定化ジルコニア等のジルコニウム酸化物;セリア、ドープセリア等のセリウム酸化物;が好ましく用いられ得る。固体電解質は、1種または2種以上の固体電解質で構成され得る。なお、安定化ジルコニアおよびドープセリアに関しては、上で説明したとおりである。 The solid electrolyte layer 220 may be made of a solid electrolyte. The solid electrolyte may be, for example, a ceramic material having oxide ion conductivity. As such a solid electrolyte, any solid electrolyte used for this type of application may be used without particular limitation. For example, oxides containing elements such as zirconium (Zr), cerium (Ce), magnesium (Mg), scandium (Sc), titanium (Ti), aluminum (Al), yttrium (Y), calcium (Ca), gadolinium (Gd), samarium (Sm), barium (Ba), lanthanum (La), strontium (Sr), gallium (Ga), bismuth (Bi), niobium (Nb), and tungsten (W) may be used. Among these, zirconium oxides such as zirconia and stabilized zirconia; and cerium oxides such as ceria and doped ceria; may be preferably used. The solid electrolyte may be made of one or more solid electrolytes. The stabilized zirconia and doped ceria are as described above.

空気極230は、例えば、酸素を含む気体(例えば空気)が供給される極である。空気極230は、膜の内部まで酸素が適切に供給されるように、多孔質構造を有していることが好ましい。空気極230に供給された酸素は、例えば、酸化物イオンに変換されて、固体電解質層220を通過して水素極210に送られる。この実施形態では、空気極230として、ここで開示されるインクを用いて形成され焼成膜が用いられる。すなわち、ここでの空気極230は、上で説明した、インクに含まれるセラミック粉末によって構成され得る。そして、上記のとおり、ここで開示されるインクを用いることで、空気極230では、膜厚の均一性が向上されている。このため、SOFCである電気化学セル200では、空気極230の割れ、剥がれ等が抑制されているため、発電効率が高いレベルで維持されている。 The air electrode 230 is, for example, an electrode to which a gas containing oxygen (e.g., air) is supplied. The air electrode 230 preferably has a porous structure so that oxygen is appropriately supplied to the inside of the membrane. The oxygen supplied to the air electrode 230 is, for example, converted into oxide ions and sent to the hydrogen electrode 210 through the solid electrolyte layer 220. In this embodiment, a fired film formed using the ink disclosed herein is used as the air electrode 230. That is, the air electrode 230 here can be composed of the ceramic powder contained in the ink described above. And, as described above, by using the ink disclosed herein, the uniformity of the film thickness is improved in the air electrode 230. Therefore, in the electrochemical cell 200, which is an SOFC, cracking, peeling, etc. of the air electrode 230 is suppressed, so that the power generation efficiency is maintained at a high level.

図2に示された電気化学セル200は、水素極210と、固体電解質層220と、空気極230と、を備えるSOFCであった。しかし、これに限定されない。電気化学セル200には、必要に応じて、固体電解質層220と空気極230との間に、反応抑止層を設けてもよい。反応抑止層を構成する材料としては、従来公知のSOFCの反応抑止層と同様なものを特に制限なく用いることができる。 The electrochemical cell 200 shown in FIG. 2 is an SOFC having a hydrogen electrode 210, a solid electrolyte layer 220, and an air electrode 230. However, this is not limited to this. The electrochemical cell 200 may have a reaction suppression layer between the solid electrolyte layer 220 and the air electrode 230, as necessary. The reaction suppression layer may be made of a material similar to the reaction suppression layer of a conventionally known SOFC, without any particular restrictions.

(1)印刷
図3は、インクジェット装置の一例を模式的に示す全体図である。図4は、図3中のインクジェット装置のインクジェットヘッドを模式的に示す断面図である。ここで開示されるインクは、図3に示すようなインクジェット装置1によって、印刷対象の表面に印刷される。印刷対象は、例えば、水素極210と、水素極210上に設けられた固体電解質層220とを備える焼成体W(図1参照)である。なお、ここでは、固体電解質層220における水素極210の形成面の反対側の面に反応抑止層が形成された焼成体に、ここで開示されるインクを用いて空気極230を形成する場合について説明する。
(1) Printing Fig. 3 is a schematic overall view of an example of an inkjet device. Fig. 4 is a schematic cross-sectional view of an inkjet head of the inkjet device in Fig. 3. The ink disclosed herein is printed on the surface of a printing target by an inkjet device 1 as shown in Fig. 3. The printing target is, for example, a sintered body W (see Fig. 1) including a hydrogen electrode 210 and a solid electrolyte layer 220 provided on the hydrogen electrode 210. Note that, here, a case will be described in which the ink disclosed herein is used to form an air electrode 230 on a sintered body in which a reaction suppression layer is formed on the surface of the solid electrolyte layer 220 opposite to the surface on which the hydrogen electrode 210 is formed.

まず、図3に示されたインクジェット装置1の構造について説明する。かかるインクジェット装置1は、インクを貯蔵するインクジェットヘッド10を備えている。インクジェットヘッド10は、印刷カートリッジ40の内部に収容されている。印刷カートリッジ40は、ガイド軸20に挿通されており、当該ガイド軸20の軸方向Xに沿って往復動するように構成されている。また、図示は省略するが、このインクジェット装置1は、ガイド軸20を垂直方向Yに移動させる移動手段を備えている。これによって、インクジェット装置1は、焼成体Wの所望の位置にインクを吐出できる。 First, the structure of the inkjet device 1 shown in Figure 3 will be described. The inkjet device 1 includes an inkjet head 10 that stores ink. The inkjet head 10 is housed inside a print cartridge 40. The print cartridge 40 is inserted into a guide shaft 20 and is configured to reciprocate along the axial direction X of the guide shaft 20. Although not shown, the inkjet device 1 also includes a moving means for moving the guide shaft 20 in the vertical direction Y. This allows the inkjet device 1 to eject ink at a desired position on the fired body W.

インクジェットヘッド10には、例えば、図4に示されるようなピエゾ型のインクジェットヘッドが用いられる。かかるピエゾ型のインクジェットヘッド10には、ケース12内にインクを貯蔵する貯蔵部13が設けられており、当該貯蔵部13が送液経路15を介して吐出部16と連通している。この吐出部16には、ケース12外に開放された吐出口17が設けられていると共に、当該吐出口17に対向するようにピエゾ素子18が配置されている。かかるインクジェットヘッド10では、ピエゾ素子18を振動させることによって、吐出部16内のインクを吐出口17から焼成体W(図3参照)に向けて吐出する。ここでは、インクを焼成体Wの反応抑止層上に吐出して、印刷膜を形成する。 For example, a piezoelectric inkjet head as shown in FIG. 4 is used as the inkjet head 10. In this piezoelectric inkjet head 10, a storage section 13 for storing ink is provided in a case 12, and the storage section 13 is connected to a discharge section 16 via a liquid transfer path 15. This discharge section 16 is provided with a discharge port 17 that opens to the outside of the case 12, and a piezoelectric element 18 is arranged to face the discharge port 17. In this inkjet head 10, the piezoelectric element 18 is vibrated to discharge the ink in the discharge section 16 from the discharge port 17 toward the fired body W (see FIG. 3). Here, the ink is discharged onto the reaction suppression layer of the fired body W to form a printed film.

(2)乾燥処理
次に、反応抑止層上にインクが吐出された焼成体Wに対して、所定の温度で加熱する乾燥処理を行う。これによって、インクから有機溶剤が除去されて、焼成体Wに、空気極230の乾燥膜が形成される。乾燥処理における加熱温度は、有機溶剤が除去され、かつ、無機粉末の焼結が生じない温度(例えば50℃~120℃)に設定することが好ましい。また、乾燥処理の時間は、例えば、1分間~60分間とするとよい。
(2) Drying Process Next, the sintered body W with the ink ejected onto the reaction suppression layer is subjected to a drying process in which the sintered body W is heated at a predetermined temperature. This removes the organic solvent from the ink, and a dry film of the air electrode 230 is formed on the sintered body W. The heating temperature in the drying process is preferably set to a temperature (e.g., 50°C to 120°C) at which the organic solvent is removed and at which sintering of the inorganic powder does not occur. The time for the drying process may be, for example, 1 minute to 60 minutes.

(3)焼成処理
次に、焼成体Wごと、空気極230の乾燥膜を焼成する焼成処理を行う。これによって、インク中の有機成分(例えば、バインダ樹脂、添加剤等)が消失し、無機粉末が焼結して焼成膜(ここでは空気極230)が形成される。焼成温度は、例えば、最高焼成温度が800℃~1200℃となる温度に設定するとよい。焼成処理の時間は、例えば、30分~8時間とするとよい。
(3) Firing Process Next, a firing process is performed for firing the dried film of the air electrode 230 together with the fired body W. As a result, the organic components (e.g., binder resin, additives, etc.) in the ink disappear, and the inorganic powder is sintered to form a fired film (here, the air electrode 230). The firing temperature may be set to a temperature such that the maximum firing temperature is 800° C. to 1200° C., for example. The firing process time may be set to 30 minutes to 8 hours, for example.

上記実施形態では、ここで開示されるインクを、SOFCである電気化学セル200の空気極230を形成するために用いられるインクとして説明した。しかし、これに限定されない。電気化学セル200は、SOECであってもよい。この場合において、SOECである電気化学セル200が、膜厚の均一性が向上された空気極230を有することによって、同極における酸化物イオンの酸化効率(酸素ガスの生成効率)を向上させることができ、延いては、電気化学セル200における水素ガスの生成効率を高めることができる。 In the above embodiment, the ink disclosed herein has been described as an ink used to form the air electrode 230 of the electrochemical cell 200, which is an SOFC. However, this is not limited thereto. The electrochemical cell 200 may be an SOEC. In this case, the electrochemical cell 200, which is an SOEC, has an air electrode 230 with improved film thickness uniformity, thereby improving the oxidation efficiency of oxide ions at the electrode (oxygen gas production efficiency), and ultimately improving the hydrogen gas production efficiency in the electrochemical cell 200.

なお、ここで開示される技術は、以下の項に記載の技術を包含する。
項1:
セラミック粉末と、バインダ樹脂と、有機溶剤とを含むインクジェットインクであって、
分散媒中で分散状態とされた前記セラミック粉末を動的散乱法により測定したときの該セラミック粉末の平均一次粒子径をDとして、該インクジェットインクを動的散乱法により測定したときの該セラミック粉末の平均粒子径をDとしたとき、平均一次粒子径Dと平均粒子径Dとの比(D/D)が1.05以上1.5以下であり、
粘度が10(mPa・s)以下である、インクジェットインク。
項2:
前記平均一次粒子径Dが100nm以上500nm以下である、項1に記載のインクジェットインク。
項3:
該インクジェットインク全体を100重量%としたときの前記セラミック粉末の含有割合が5重量%以上40重量%以下である、項1または2に記載のインクジェットインク。
項4:
前記比(D/D)が1.06以上1.35以下である、項1~3のいずれか一つに記載のインクジェットインク。
項5:
前記粘度が7(mPa・s)以上9(mPa・s)以下である、項1~4のいずれか一つに記載のインクジェットインク。
項6:
前記セラミック粉末は、導電性セラミック粉末である、項1~5のいずれか一つに記載のインクジェットインク。
項7:
電気化学セルの電極を形成するために用いられる、項1~6のいずれか一つに記載のインクジェットインク。
The technology disclosed herein includes the technologies described in the following sections.
Item 1:
An inkjet ink containing a ceramic powder, a binder resin, and an organic solvent,
wherein an average primary particle diameter of the ceramic powder when the ceramic powder dispersed in a dispersion medium is measured by a dynamic scattering method is defined as D P , and an average particle diameter of the ceramic powder when the ink-jet ink is measured by the dynamic scattering method is defined as D I , a ratio of the average primary particle diameter D P to the average particle diameter D I (D I /D P ) is 1.05 or more and 1.5 or less,
An ink-jet ink having a viscosity of 10 (mPa·s) or less.
Item 2:
2. The ink-jet ink according to item 1, wherein the average primary particle diameter D P is 100 nm or more and 500 nm or less.
Item 3:
3. The ink-jet ink according to item 1 or 2, wherein the content of the ceramic powder is 5% by weight or more and 40% by weight or less when the entire ink-jet ink is taken as 100% by weight.
Item 4:
4. The ink-jet ink according to any one of items 1 to 3, wherein the ratio (D I /D P ) is 1.06 or more and 1.35 or less.
Item 5:
5. The ink-jet ink according to any one of items 1 to 4, wherein the viscosity is 7 (mPa·s) or more and 9 (mPa·s) or less.
Clause 6:
Item 6. The ink-jet ink according to any one of Items 1 to 5, wherein the ceramic powder is a conductive ceramic powder.
Clause 7:
Item 7. The ink-jet ink according to any one of Items 1 to 6, which is used to form an electrode of an electrochemical cell.

次に、ここで開示される技術に関する試験例を説明する。なお、以下に示す試験例は、ここで開示される技術を限定することを意図したものではない。なお、特に断りがない限り、「%」および「部」は重量基準である。 Next, test examples related to the technology disclosed herein will be described. Note that the test examples shown below are not intended to limit the technology disclosed herein. Note that "%" and "parts" are by weight unless otherwise specified.

[例1]
セラミック粉末としてのLa0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8粉末と、エチルセルロース系ベヒクルとを、重量比で20:80の割合で混合し、これにカチオン系分散剤(クローダジャパン株式会社製の「Hypermer KD-1」)を添加した。これに際して、セラミック粉末の平均一次粒子径Dを測定した。セラミック粉末の平均一次粒子径Dを、市販の分析装置(Malvern Panalytical社製の「ゼータサイザーナノZS」)を用いて、分散媒としてのブチルジグリコールアセテートにセラミック粉末を分散させ、超音波分散によって適度な濃度の試料を調製し、20℃でDLS測定を行い、一般的なキュムラント法に基づいて算出した。その結果、平均一次粒子径Dは、300μmであった。なお、エチルセルロース系ベヒクルは、エチルセルロース(有機バインダ)とブチルジグリコールアセテート(有機溶剤)とを重量比で1:99の割合で混合し、ホットスターラーを用いて、300rpmの回転数で、90℃にて1時間撹拌した後に自然冷却することによって調製したものである。また、分散剤の含有割合は、セラミック粉末とエチルセルロース系ベヒクルと分散剤との混合物全体(100部)に対して0.6部であった。
[Example 1]
The ceramic powder La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3 powder and an ethyl cellulose vehicle were mixed in a weight ratio of 20:80 , and a cationic dispersant ("Hypermer KD - 1 " manufactured by Croda Japan Co., Ltd.) was added thereto. In this case, the average primary particle diameter Dp of the ceramic powder was measured. The average primary particle diameter Dp of the ceramic powder was measured by dispersing the ceramic powder in butyl diglycol acetate as a dispersion medium using a commercially available analyzer ("Zetasizer Nano ZS" manufactured by Malvern Panalytical Co., Ltd.), preparing a sample of a suitable concentration by ultrasonic dispersion, performing DLS measurement at 20 ° C., and calculating based on a general cumulant method. As a result, the average primary particle diameter Dp was 300 μm. The ethyl cellulose vehicle was prepared by mixing ethyl cellulose (organic binder) and butyl diglycol acetate (organic solvent) in a weight ratio of 1:99, stirring the mixture at 90° C. for 1 hour at 300 rpm using a hot stirrer, and then allowing it to cool naturally. The content of the dispersant was 0.6 parts relative to the total mixture (100 parts) of the ceramic powder, the ethyl cellulose vehicle, and the dispersant.

上述のセラミック粉末とエチルセルロース系ベヒクルと分散剤との混合物と、ジルコニアビーズ(粒子径:0.3mm)とを、市販のバッチ式ビーズミル装置(アイメックス株式会社製の「イージーナノ RMBII型」)に投入して、ビーズミル処理を行った。ここでは、上記混合物全体(100部)に対して、365部のジルコニアビーズを用いた。装置の回転数は、1,500rpmであった。装置におけるジルコニアビーズの充填率は、48体積%であった。処理時間は、1時間であった。そして、ビーズミル処理後、ジルコニアビーズを、フィルターを用いて加圧濾過することによって分離した。このようにして、本例に係るインクを得た。 The mixture of the ceramic powder, ethyl cellulose vehicle, and dispersant, and zirconia beads (particle diameter: 0.3 mm) were placed in a commercially available batch-type bead mill device (Easy Nano RMBII type manufactured by Imex Co., Ltd.) and bead mill processing was performed. Here, 365 parts of zirconia beads were used per total of the above mixture (100 parts). The rotation speed of the device was 1,500 rpm. The filling rate of the zirconia beads in the device was 48 volume %. The processing time was 1 hour. After the bead mill processing, the zirconia beads were separated by pressure filtration using a filter. In this way, the ink according to this example was obtained.

[例2~例12]
セラミック粉末として、表1の該当欄に示す平均一次粒子径Dを有するLa0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8粉末を用いた。また、ビーズミル処理における処理時間と、ビーズミル処理における回転数と、インク中の有機バインダの重量比とを、インク中のセラミック粉末の平均粒子径Dと、インクの粘度とが所望の値となるように適宜変更した。そのこと以外は例1と同様の材料および手順を用いて、各例に係るインクを得た。
[Examples 2 to 12]
As the ceramic powder , La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3 powder having an average primary particle diameter D P shown in the corresponding column of Table 1 was used. In addition, the processing time in the bead mill processing, the rotation speed in the bead mill processing, and the weight ratio of the organic binder in the ink were appropriately changed so that the average particle diameter D P of the ceramic powder in the ink and the viscosity of the ink were the desired values. Other than that, the inks according to each example were obtained using the same materials and procedures as in Example 1.

[比(D/D)の算出]
各例のインクを試料として、上述の分析装置を用いて平均粒子径DIを算出した。セラミック粉末の平均一次粒子径Dと平均粒子径DIとから、比(D/D)を算出した。結果を表1の該当欄に示す。なお、比(D/D)が大きいほど、インク中でセラミック粉末が凝集しているといえる。また、比(D/D)が小さいほど、インク中でセラミック粉末が分散しているといえる。
[Calculation of the ratio (D I /D P )]
Using the ink of each example as a sample, the average particle diameter DI was calculated using the above-mentioned analysis device. The ratio ( DI / DP ) was calculated from the average primary particle diameter DP of the ceramic powder and the average particle diameter DI . The results are shown in the corresponding column in Table 1. Note that the larger the ratio ( DI / DP ), the more the ceramic powder is aggregated in the ink. Also, the smaller the ratio ( DI / DP ), the more the ceramic powder is dispersed in the ink.

[粘度の測定]
各例のインクの粘度を測定した。具体的には、25℃の環境下にて、回転式レオメーター(Thermo Scientific社製の「HAAKE MARS レオメーター」)を用いて、各例のインクの粘度を測定した。測定時には、せん断速度を0.1(1/s)から1000(1/s)まで変化させて測定し、せん断速度10(1/s)のときの値を抽出した。結果を表1の該当欄に示す。
[Viscosity measurement]
The viscosity of the ink in each example was measured. Specifically, the viscosity of the ink in each example was measured using a rotational rheometer ("HAAKE MARS rheometer" manufactured by Thermo Scientific) in an environment of 25°C. During the measurement, the shear rate was changed from 0.1 (1/s) to 1000 (1/s), and the value at a shear rate of 10 (1/s) was extracted. The results are shown in the corresponding columns in Table 1.

[インクジェット印刷]
インクジェット印刷機(富士フィルム株式会社製の「マテリアルプリンターDMP-2831)を用いて、各例のインク5μlを、アルミナ製基材における0.2cmの範囲に印刷した。印刷後の基材を80℃にて30分間加熱した。これによって、各例の乾燥膜を得た。
[Inkjet printing]
Using an inkjet printer ("Material Printer DMP-2831" manufactured by Fuji Film Corporation), 5 μl of the ink of each example was printed on an area of 0.2 cm2 on an alumina substrate. After printing, the substrate was heated at 80° C. for 30 minutes. This resulted in a dried film of each example.

[膜厚の均一性評価]
各例の乾燥膜について、レーザ顕微鏡を用いて、任意の5点における膜厚を測定した。ここで測定された膜厚の最大値から最小値を減じて、各例の乾燥膜の膜厚差を算出した。結果を表1の該当欄に示す。
[Evaluation of film thickness uniformity]
The thickness of the dry film of each example was measured at any five points using a laser microscope. The thickness difference of the dry film of each example was calculated by subtracting the minimum value from the maximum value of the measured thickness. The results are shown in the corresponding column of Table 1.

さらに、上述の膜厚差に基づいて、膜厚の均一性の安定性を、以下の指標で評価した。結果を表1の該当欄に示す。
「E(Excellent:均一性に優れる)」:膜厚差が20μm未満であった。
「G(Good:均一性が良好である)」:膜厚差が20μm以上25μm未満であった。
「P(Poor:均一性に乏しい)」:膜厚差が25μm以上であった。
Furthermore, based on the above-mentioned film thickness difference, the stability of the film thickness uniformity was evaluated using the following indices. The results are shown in the corresponding columns in Table 1.
"E (Excellent: excellent uniformity)": The film thickness difference was less than 20 μm.
"G (Good: good uniformity)": The film thickness difference was 20 μm or more and less than 25 μm.
"P (Poor: poor uniformity)": The film thickness difference was 25 μm or more.

Figure 2024051992000001
Figure 2024051992000001

表1に示された結果から、例1~例6の乾燥膜は、例7~例12の乾燥膜よりも膜厚の均一性に優れることがわかった。これによって、比(D/D)が1.05以上1.5以下であり、粘度が10(mPa・s)以下であるインクを用いると、より膜厚が均一な膜を形成できることがわかった。 From the results shown in Table 1, it was found that the dried films of Examples 1 to 6 had better uniformity of film thickness than the dried films of Examples 7 to 12. This shows that a film with a more uniform thickness can be formed by using an ink having a ratio (D I /D P ) of 1.05 or more and 1.5 or less and a viscosity of 10 (mPa·s) or less.

以上、ここで開示される技術を説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。ここで開示される技術には、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得る。 The technology disclosed herein has been described above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. Various modifications may be made to the technology disclosed herein without departing from the spirit of the technology.

1 インクジェット装置
10 インクジェットヘッド
12 ケース
13 貯蔵部
15 送液経路
16 吐出部
17 吐出口
18 ピエゾ素子
20 ガイド軸
40 印刷カートリッジ
100 撹拌粉砕機
110 供給口
120 撹拌容器
132 撹拌羽
134 シャフト
140 フィルター
150 排出口
200 電気化学セル
210 水素極
220 固体電解質層
230 空気極
Reference Signs List 1 Inkjet device 10 Inkjet head 12 Case 13 Storage section 15 Liquid delivery path 16 Discharge section 17 Discharge port 18 Piezo element 20 Guide shaft 40 Print cartridge 100 Stirring and grinding machine 110 Supply port 120 Stirring container 132 Stirring blade 134 Shaft 140 Filter 150 Discharge port 200 Electrochemical cell 210 Hydrogen electrode 220 Solid electrolyte layer 230 Air electrode

Claims (7)

セラミック粉末と、バインダ樹脂と、有機溶剤とを含むインクジェットインクであって、
分散媒中で分散状態とされた前記セラミック粉末を動的散乱法により測定したときの該セラミック粉末の平均一次粒子径をDとして、該インクジェットインクを動的散乱法により測定したときの該セラミック粉末の平均粒子径をDとしたとき、平均一次粒子径Dと平均粒子径Dとの比(D/D)が1.05以上1.5以下であり、
粘度が10(mPa・s)以下である、インクジェットインク。
An inkjet ink containing a ceramic powder, a binder resin, and an organic solvent,
wherein an average primary particle diameter of the ceramic powder when the ceramic powder dispersed in a dispersion medium is measured by a dynamic scattering method is defined as D P , and an average particle diameter of the ceramic powder when the ink-jet ink is measured by the dynamic scattering method is defined as D I , a ratio of the average primary particle diameter D P to the average particle diameter D I (D I /D P ) is 1.05 or more and 1.5 or less,
An ink-jet ink having a viscosity of 10 (mPa·s) or less.
前記平均一次粒子径Dが100nm以上500nm以下である、請求項1に記載のインクジェットインク。 The ink-jet ink according to claim 1 , wherein the average primary particle diameter D P is 100 nm or more and 500 nm or less. 該インクジェットインク全体を100重量%としたときの前記セラミック粉末の含有割合が5重量%以上40重量%以下である、請求項1に記載のインクジェットインク。 The inkjet ink according to claim 1, wherein the content of the ceramic powder is 5% by weight or more and 40% by weight or less when the entire inkjet ink is taken as 100% by weight. 前記比(D/D)が1.06以上1.35以下である、請求項1に記載のインクジェットインク。 The ink-jet ink of claim 1 , wherein the ratio (D I /D P ) is 1.06 or greater and 1.35 or less. 前記粘度が7(mPa・s)以上9(mPa・s)以下である、請求項4に記載のインクジェットインク。 The inkjet ink according to claim 4, wherein the viscosity is 7 (mPa·s) or more and 9 (mPa·s) or less. 前記セラミック粉末は、導電性セラミック粉末である、請求項1~5のいずれか一項に記載のインクジェットインク。 The inkjet ink according to any one of claims 1 to 5, wherein the ceramic powder is a conductive ceramic powder. 電気化学セルの電極を形成するために用いられる、請求項6に記載のインクジェットインク。 The inkjet ink of claim 6, which is used to form an electrode of an electrochemical cell.
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