JP5842532B2 - 機能性インクジェットインク及び機能性塗膜の形成方法 - Google Patents
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Description
1.
導電性材料、絶縁性材料、半導体材料、光学フィルター材料及び誘電体材料から選ばれる少なくとも1種の機能性材料と、下記構成(a)、(b)及び(c)を具備する有機溶剤とを
含有することを特徴とする機能性インクジェットインク。
(a)炭素数2〜4の1価アルコールから選ばれる少なくとも1種を総量でインク中に3
0〜50重量%含有すること
(b)グリコール類のモノエーテルまたはジエーテルから選ばれる少なくとも1種であり、25℃での表面張力25mN/m未満かつ、沸点140℃以上210℃以下の有機溶剤を総量でインク中に2〜15重量%含有すること
(c)エチレングリコール、プロピレングリコール、ジメチルスルフォキシド、ジメチル
フォルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンから選ばれる少なくとも
1種の有機溶剤を総量でインク中に5〜15重量%含有すること
2.
構成(a)の1価アルコールが、25℃での表面張力22mN/m未満のものから選ばれる少なくとも1種である前記1.に記載の機能性インクジェットインク。
3.
前記1.または2.に記載の機能性インクジェットインクを、インクジェットヘッドを用いたワンパス印字法によって基材に湿潤塗膜を付与し、次いで乾燥して塗膜を形成することを特徴とする機能性塗膜の形成方法。
4.
前記湿潤塗膜は、塗布時の湿潤膜厚が1μm〜100μmの範囲であることを特徴とする前記3.に記載の機能性塗膜の形成方法。
0〜50重量%含有すること、
(b)グリコール類のモノエーテルまたはジエーテルから選ばれる少なくとも1種であり、25℃での表面張力25mN/m未満かつ、沸点140℃以上210℃以下の有機溶剤を総量でインク中に2〜15重量%含有すること、
(c)エチレングリコール、プロピレングリコール、ジメチルスルフォキシド、ジメチル
フォルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンから選ばれる少なくとも
1種の溶剤を総量でインク中に5〜15重量%含有すること。
構成(a)の有機溶剤は、炭素数2〜4の1価アルコールであり、好ましくは、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール(別名:イソプロパノール)、1−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノールを挙げることができる。
構成(b)の有機溶剤は、25℃での表面張力25mN/m未満かつ、沸点140℃以上210℃以下の有機溶剤であり、好ましくはグリコール類のモノエーテルまたはジエーテルから選ばれる少なくとも1種であり、具体的には、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテルを好ましく例示できる。表面張力は、協和界面科学社製の自動表面張力計CVBP−Z型を用いて、Wilhelmy法(プレート法)により25℃で測定した値である。
構成(c)の有機溶剤は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジメチルスルフォキシド、ジメチルフォルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンから選ばれる少なくとも1種であり、かかる有機溶剤の総量は、インク中に5〜15重量%含有される。
本発明の機能性インクジェットインクには、発明の効果を損なわない範囲で上述した構成(a)〜(c)で規定される溶剤に該当しない他の溶剤を添加することができる。
本発明のインクが含有する機能性材料としては、格別限定されるものではないが、導電性微粒子、導電性ポリマー等の導電性材料、絶縁性材料、半導体材料、光学フィルター材料、誘電体材料等を好ましく例示できる。
本発明において、機能性インクジェットインクが付与されて、塗膜が形成される基材は、格別限定されず、光透過性であっても、光不透過性であってもよい。例えば、基材としての硬度に優れ、またその表面への導電層の形成のし易さ等の点で、ガラス基板、樹脂基板、樹脂フィルム等を好ましく例示できるが、軽量性及び可撓性に優れ、且つ安価である等の観点から、樹脂フィルムを用いることが好ましい。
本発明の機能性インクジェットインクによる塗膜形成に用いられるインクジェットヘッドとしては、ピエゾ方式、サーマル方式、コンティニュアス方式など既存の方式の何れを用いてもよいが、本願発明に係るインクを用いた際における射出安定性を更に好適に向上できる観点から、ピエゾ方式を用いることが好ましい。
インクジェットによる印字方法には、ワンパス印字法とマルチパス印字法がある。
<機能性インクジェットインクNo.1〜35の調製>
表1に示す機能性材料及び有機溶剤に純水を加えて混合後、0.45μmのPTFEフィルターにて濾過して、得られた濾液をインクNo.1〜35とした。なお、濾過前後において、表1に示した組成は実質的に変化していないことを確認した。
10cm角(10cm×10cm)ガラス上に、スパッタリングにてITO(酸化インジウムスズ)を0.8g/m2の厚さでコーティングし、洗剤洗浄、純水洗浄後、更に、UV−オゾン洗浄機を用いて、低圧水銀灯(UV波長254nm、185nm)で30mmの距離から照度2mW/cm2で10分間UV照射して処理を行い、基材を得た。
評価5:10パターンに故障なし
評価4:1パターンに故障あり
評価3:2パターンに故障あり
評価2:3〜5パターンに故障あり
評価1:6パターン以上に故障あり
上記はじき故障の評価と同様にして形成されたパターン膜に、Pd蒸着(厚さ1mm)を均一に施し、光干渉型表面形状測定装置(日本ビーコ社製「WYKO NT9300」)を用いた光干渉法で得られた垂直方向の2次元プロファイルに基づいて、塗布端部における膜厚異常部の幅を測定し、下記の評価基準に従って評価した。なお、2次元プロファイルに基づく塗布端部における膜厚異常部の幅の測定例は図1に示した通りである。
評価5:膜厚異常部の幅が50μm未満である
評価4:膜厚異常部の幅が50μm以上100μm未満である
評価3:膜厚異常部の幅が100μm以上150μm未満である
評価2:膜厚異常部の幅が150μm以上300μm未満である
評価1:膜厚異常部の幅が300μm以上である
上記端部異常1と同様に、光干渉法による2次元プロファイルに基づいて、塗布端部における膜厚異常部の高さを測定し、パターン中央部膜厚(正常部)と比較し、下記の評価基準に従って評価した。なお、2次元プロファイルに基づく塗布端部における膜厚異常部の高さ(パターン中央部膜厚に対する突出高さ)、及び、パターン中央部膜厚の測定例は図1に示した通りである。
評価5:膜厚異常部の高さが、中央部膜厚の15%未満である
評価4:膜厚異常部の高さが、中央部膜厚の15%以上30%未満である
評価3:膜厚異常部の高さが、中央部膜厚の30%以上45%未満である
評価2:膜厚異常部の高さが、中央部膜厚の45%以上60%未満である
評価1:膜厚異常部の高さが、中央部膜厚の60%以上である
インクジェットヘッド(コニカミノルタ社製「KM512S」)を搭載したインクジェット描画装置を用いて、インクジェット法により、インクジェット用光沢メディア(空隙型)上に、上記調製されたインクを吐出して、36mm幅×290mm高さのパターンを連続して印字した。インクジェット法の描画条件は、印加電圧調整により液適量を10.0ngとし、解像度を360dpi×360dpiとし、各パターン膜毎にワンパス印字とした。
評価5:ノズル欠、ノズル曲がりの発生なし
評価4:ノズル欠の発生はないが、ノズル曲がりの発生あり(25本未満)
評価3:ノズル欠の発生はないが、ノズル曲がりの発生あり(25本以上50本未満)
評価2:ノズル欠の発生あり(50本未満)
評価1:ノズル欠の発生あり(50本以上)
表1より、構成(a)に係る有機溶剤の重量%が、30重量%に満たないインクNo.1は、はじき故障、端部異常1、端部異常2及び射出安定性に劣り、一方、50重量%を超えるインクNo.7は、端部異常1、端部異常2及び射出安定性に劣ることがわかる。
Claims (4)
- 導電性材料、絶縁性材料、半導体材料、光学フィルター材料及び誘電体材料から選ばれる少なくとも1種の機能性材料と、下記構成(a)、(b)及び(c)を具備する有機溶剤とを含有することを特徴とする機能性インクジェットインク。
(a)炭素数2〜4の1価アルコールから選ばれる少なくとも1種を総量でインク中に3
0〜50重量%含有すること
(b)グリコール類のモノエーテルまたはジエーテルから選ばれる少なくとも1種であり、25℃での表面張力25mN/m未満かつ、沸点140℃以上210℃以下の有機溶剤を総量でインク中に2〜15重量%含有すること
(c)エチレングリコール、プロピレングリコール、ジメチルスルフォキシド、ジメチル
フォルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンから選ばれる少なくとも
1種の有機溶剤を総量でインク中に5〜15重量%含有すること - 構成(a)の1価アルコールが、25℃での表面張力22mN/m未満のものから選ばれる少なくとも1種である請求項1記載の機能性インクジェットインク。
- 請求項1または2に記載の機能性インクジェットインクを、インクジェットヘッドを用いたワンパス印字法によって基材に湿潤塗膜を付与し、次いで乾燥して塗膜を形成することを特徴とする機能性塗膜の形成方法。
- 前記湿潤塗膜は、塗布時の湿潤膜厚が1μm〜100μmの範囲であることを特徴とする請求項3記載の機能性塗膜の形成方法。
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