JPWO2018186295A1

JPWO2018186295A1 - 無機粒子分散体

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Publication number: JPWO2018186295A1
Application number: JP2019511200A
Authority: JP
Inventors: 孝保荒川; 芳昭山林; 後藤　英之; 英之後藤
Original assignee: Harima Chemical Inc
Current assignee: Harima Chemical Inc
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2020-02-20
Also published as: WO2018186295A1; EP3608368A4; US11186740B2; CN110461949A; US20200062989A1; EP3608368A1

Abstract

高い曳糸性を有する無機粒子分散体を提供する。本発明の一実施形態に係る無機粒子分散体は、無機粉末、親水性フュームドシリカ、及び水酸基を有する樹脂を有する。

Description

本発明は、曳糸性に優れた無機粒子を含む分散体に関する。

近年、特に電子材料分野において、基材上に無機粒子分散体を含む塗布液を、短時間で広範囲に精密塗布する技術の開発が求められている。精密塗布する方法の一つとして、平ノズル型の吐出手段（ディスペンサー）を用いた塗布方法がある。この塗布方法では、チキソトロピ性を有する塗布液をノズルと基材との間隙（クリアランス）を埋めるように吐出する（特許文献１参照）。

特開２０１４−１４７６号公報

しかしながら、上記の塗布方法で塗布する場合には、塗布中に塗布液が千切れないように、塗布液は高弾性かつ曳糸性を有することが求められる。また、塗布液に出来るだけせん断応力がかからないように、塗布量を多くして厚膜塗布化する（塗布膜厚を前記クリアランスと同じにする）、塗布速度を低速にする、等の塗布工程上の制限がある。

本発明は、上記の点に鑑み提案されたものであり、その目的として、一つの側面では、高い曳糸性を有する無機粒子分散体を提供することにある。

本発明の一実施形態に係る無機粒子分散体は、無機粉末、親水性フュームドシリカ、及び水酸基を有する樹脂を有する。

本発明の実施形態によれば、一つの側面では、高い曳糸性を有する無機粒子分散体を提供することができる。

図１は、本実施形態に係る無機粒子分散体の曳糸性を説明するための図である。図２は、本実施形態に係る無機粒子分散体を用いて塗布した塗膜の一例である。図３は、本実施形態に係る無機粒子分散体を用いて塗布した塗膜の一例である。図４は、本実施形態に係る無機粒子分散体を用いて塗布した塗膜の印字性を説明するための図である。図５は、本実施形態に係る無機粒子分散体における、ガラスの成分調整剤の効果を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態における無機粒子分散体について説明する。なお、本実施形態において無機粒子分散体とは、主成分として無機成分を含むが、その他の成分として有機成分を含んでいてもよい。その他の成分とは、例えば、曳糸性を向上させるための各種添加剤、無機粒子の分散性を向上させるための分散剤、レベリング性を向上させるためのレベリング剤、塗布液の粘度を調整するための有機溶剤、等を含む。

通常、本実施形態に係る無機粒子分散体は、基材上に塗布され、乾燥される。そして、得られた乾燥膜上に所望の印字（描画を含む）を施した後、焼成することで、無機性の（残炭しない）緻密な膜を得ることができる。なお、有機成分は、焼成によって分解消失する。

（無機粒子分散体）
本実施形態に係る無機粒子分散体は、少なくとも無機粉末、親水性フュームドシリカ及び水酸基を有する樹脂を有する。また、本実施形態に係る無機粒子分散体は、特性を向上させるための、その他の有機成分を含んでいてもよい。

以下、本実施形態に係る無機粒子分散体に含まれる構成要素について、詳細に説明する。

〈無機粉末〉
本実施形態に係る無機粒子分散体に含まれる無機粉末としては、特に限定されないが、例えばガラス粉や、金粉、銀粉、銅粉、鉄粉、ステンレス粉、チタン粉、ニッケル粉、クロム粉、タングステン粉、モリブデン粉等の金属粉が挙げられる。

上記挙げた粉末は、高温（使用する材料に依存するが、例えばガラス粉を使用する場合、ガラスの軟化点以上の温度）で焼成することで、焼結する。これを利用することにより、基材上に緻密な無機膜を形成することができる。

無機粉末としてガラス粉を使用する場合、ガラスからの発泡を抑制し、また印字後の文字崩れを抑制するための成分調整剤を添加することが好ましい。成分調整剤は、ガラスの焼成時に形成されるガラス膜中に溶け込み、ガラスの軟化時の流動性や清澄作用を制御する役割を果たす。

好ましい成分調整剤としては、アルミナ成分を主成分として含むカオリン、仮焼カオリン、アルカリ金属を主成分として含むベントナイトなどが挙げられる。使用するガラス粉の分量にも依存するが、所定の種類及び量の成分調整剤を添加することで、得られる無機膜のビッカース強度を低下させることなく、上記発泡及び文字崩れを抑制することができる。

本実施形態に係る無機粒子分散体における無機粉末の含有量は、特に制限はないが、通常、１０質量％〜８５質量％であり、好ましくは４０質量％〜７０質量％である。無機粉末の含有量が１０質量％を下回る場合、焼結後に得られる無機膜中に十分なフィラーが存在できないため、焼結物の性能が確保できないことがある。また、無機粉末の含有量が８５質量％を超える場合、塗布に適する粘性に調整できなくなることがある。

〈親水性フュームドシリカ〉
親水性フュームドシリカは、四塩化珪素を出発原料として、火炎中酸化・脱塩・精製などの工程を経て得られる乾式シリカの一種である。

親水性フュームドシリカは、後述する水酸基を有する樹脂との間で相互作用することで、得られる無機粒子分散体の曳糸性が向上する。そのため、塗布液として無機粒子分散体を塗布中に比較的強いせん断応力を加えられた場合であっても、塗布液が千切れにくい。そのため、本実施形態に係る無機粒子分散体をせん断応力がかかる塗布方法に応用した場合であっても、基材上に高速かつ精密に塗布することができる。

なお、フュームドシリカには、親水性フュームドシリカと、この親水性フュームドシリカをシラン系添加剤（シランカップリング剤）により表面処理した疎水性フュームドシリカとが挙げられるが、得られる無機粒子分散体の曳糸性の観点から、親水性フュームドシリカを使用することが好ましい。

本実施形態に係る無機粒子分散体における親水性フュームドシリカの含有量は、特に制限はないが、通常、０．０１質量％〜５質量％であり、好ましくは０．０５質量％〜２質量％である。フュームドシリカの含有量が０．０１質量％を下回る場合、得られる無機粒子分散体の曳糸性が発現しない場合がある。また、フュームドシリカの含有量が５質量％を超える場合、焼結後に焼結膜中に残留するシリカが、焼結膜の特性を変化させることがある。

〈水酸基を有する樹脂〉
水酸基を有する樹脂としては、特に限定されないが、得られる無機粒子分散体の曳糸性を向上させるために、高い弾性を有する樹脂を使用することが好ましい。具体的には、水酸基を有する変性アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、エチルセルロース、ブチラール樹脂（ブチラール樹脂は、生産工程上、水酸基が残存する）、ゼラチン樹脂、等を好ましく使用することができる。なお、これらの樹脂は、水酸基を有するように変性させた樹脂を使用してもよい。

上述したように、水酸基を有する樹脂は、親水性フュームドシリカとの間で相互作用することで、得られる無機粒子分散体の曳糸性が向上する。そのため、塗布中に比較的強いせん断応力を加えられた場合であっても、無機粒子分散体を含む塗布液が千切れにくい。そのため、本実施形態に係る無機粒子分散体をせん断応力がかかる塗布方法に応用した場合であっても、基材上に高速かつ精密に塗布することができる。

本実施形態に係る無機粒子分散体における水酸基を有する樹脂の含有量は、特に制限はないが、通常、１質量％〜５０質量％であり、好ましくは５質量％〜３５質量％である。水酸基を有する樹脂の含有量が１質量％を下回る場合、得られる無機粒子分散体の曳糸性が発現しない場合がある。また、水酸基を有する樹脂の含有量が５０質量％を超える場合、塗布に適する粘性に調整できなくなることがある。

〈その他の成分〉
本実施形態に係る無機粒子分散体は、塗布液の特性を向上させるための、その他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、無機粒子の分散性を向上させるための分散剤、レベリング性を向上させるためのレベリング剤、塗布液の粘度を調整するための有機溶媒、曳糸性を向上させるための各種添加剤、等が挙げられる。

≪分散剤≫
本実施形態に係る無機粒子分散体は、分散体中に粒子を安定的に分散させるために、末端に官能基などを有する分散剤を含んでいてもよい。分散剤の含有量は、０．１〜５質量％とすると好ましい。分散剤を含むことにより、分散剤の官能基を粒子の表面に配位させて粒子同士の接近を阻害することで粒子の再凝集を抑制し、粒子の分散性を向上させることができる。

分散剤としては、特に限定されず、例えば、カチオン系分散剤、アニオン系分散剤、ノニオン系分散剤、両性分散剤、シリコーン系分散剤、フッ素系等の分散剤を使用できる。

また、本実施形態に係る無機粒子分散体は、フィラーの沈降を防止するために、湿潤分散剤（沈降防止剤）を含んでもいてもよい。湿潤分散剤の含有量は、０．１〜５質量％とすると好ましい。湿潤分散剤を添加することにより、無機粒子分散体中のフィラーの沈降を遅らせつつ、沈殿物が硬化（ハードケーキ化）することを防ぐことができる。結果として、湿潤分散剤を添加することで、得られる無機粒子分散体の保管安定性を向上させることができる。

湿潤分散剤（沈降防止剤）の具体例としては、ビックケミー・ジャパン株式会社製のベントナイト系添加剤の「ＴＩＸＯＧＥＬシリーズ」（例えば、商品名「ＴＩＸＯＧＥＬ−ＥＺ１００」）が挙げられる。他にも、ビックケミー・ジャパン株式会社製のベントナイト系添加剤の「ＣＬＡＹＴＯＮＥシリーズ」、「ＧＡＲＡＭＩＴＥシリーズ」、「ＣＬＯＩＳＩＴＥシリーズ」、「ＯＰＴＩＧＥＬシリーズ」等が挙げられる。

≪レベリング剤≫
本実施形態に係る無機粒子分散体は、消泡やレベリング性改良のために、レベリング剤を含んでいてもよい。レベリング剤の含有量は、０．１〜５質量％とすると好ましい。レベリング剤は、塗布筋、クレーター、ピンホールなど、塗膜表面に生じる障害に対し、無機粒子分散体の接触角や表面張力を下げることにより濡れ性を向上させると共に、レベリング剤が塗膜表面に配向することで、無機粒子分散体を拡張する役割を果たす。

レベリング剤としては、特に限定されず、従来公知のものを使用することができる。レベリング剤の具体例としては、ビックケミー社製の商品名「ＢＹＫ（商品名）−３６１Ｎ」、「ＢＹＫ（商品名）−３６０Ｐ」、「ＢＹＫ（商品名）−３６４Ｐ」、「ＢＹＫ（商品名）−３６８Ｐ」、「ＢＹＫ（商品名）−３９００Ｐ」、「ＢＹＫ（商品名）−３９３１Ｐ」、「ＢＹＫ（商品名）−３９３３Ｐ」、「ＢＹＫ（商品名）−３９５０Ｐ」、「ＢＹＫ（商品名）−３９５１Ｐ」、「ＢＹＫ（商品名）−３９５５Ｐ」等が挙げられる。

≪高い弾性率を有する樹脂≫
本実施形態に係る無機粒子分散体は、曳糸性の向上のために、その他の樹脂成分を含んでいてもよい。その他の樹脂成分の含有量は、１〜１０質量％とすると好ましい。その他の樹脂成分としては、高い弾性率を有する樹脂であることが好ましく、例えば、上記説明した水酸基を有する樹脂、水酸基を有さないアクリル樹脂、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。また、これらの樹脂は、水素添加した樹脂を使用してもよい。

上記樹脂を配合することで、無機粒子分散体の曳糸性を向上させることができ、具体的には、他成分の種類や含有量にも依存するが、ノーマルフォース値で０．２Ｐａ程度曳糸性を向上させることができる。

≪有機溶剤≫
本実施形態に係る無機粒子分散体は、塗布液の粘度を調整するための有機溶媒を含んでいてもよい。有機溶媒の含有量は、１０〜５０質量％とすると好ましい。好ましい有機溶媒としては、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、オクタン、ブタン、ドデカン、テトラデカンなどの炭化水素系溶媒が挙げられる。また、使用した樹脂の種類によっては、ケトン系有機溶媒を使用してもよい。ケトン系有機溶媒として、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノンなどが挙げられる。

≪添加剤≫
本実施形態に係る無機粒子分散体は、求められる特性に応じて、その他の添加剤を含んでいてもよい。その他の添加剤の含有量は、０．１〜５質量％とすると好ましい。

その他の添加剤としては、得られる無機膜上に、高品質で印字できるようにする目的のために添加する、高い溶剤吸収性を有する添加剤などが挙げられる。高い溶剤吸収性を有する添加剤は、インクを小孔に吸い込んで保持することで、高い印刷適性を発揮する。

高い溶剤吸収性を有する添加剤の具体例としては、多孔質シリカ、多孔質アルミナ（フュームドアルミナ）などの多孔性微粒子、膨潤して溶剤を吸収する樹脂成分や水和アルミナなどが挙げられる。

（無機粒子分散体の製造方法）
上記説明した材料を用いて、本実施形態に係る無機粒子分散体を製造する方法について、説明する。

上記説明した親水性フュームドシリカ、水酸基を有する樹脂を、所定の量で混合し、ディスパー等の高速分散機を用いて均一になるまで攪拌する。その他の成分として、分散剤、レベリング剤、高い溶剤吸収性を有する添加剤、ガラスの成分調整剤、を添加する場合には、上記材料を加えるタイミングと同じタイミングで添加する。

得られた攪拌液に、上記説明した無機粉末を加え、ディスパー等の高速分散機を用いて均一に分散されるまで攪拌する。なお、高い弾性率を有する樹脂を加える場合には、無機粉末を加えるタイミングと同じタイミングで添加する。

最後に、得られた塗布液を、４００メッシュのステンレス網等でろ過し、上記説明した溶剤を用いて、塗布液を所定の粘度に調整する。

（無機粒子分散体を適用可能な塗布方法）
本実施形態に係る無機粒子分散体は、高い曳糸性を有する。そのため、せん断応力を加えた場合であっても切れにくく、せん断応力がかかる種々の塗布方法に適用した場合であっても、高速で高精度の塗布を実現できる。

具体的には、本実施形態に係る無機粒子分散体は、基材上に、平ノズル型のディスペンサーを用いて塗布液を引き伸ばすように塗布する工法、ニードルノズルやマルチノズルにより吐出液を螺旋状に巻き付けながら塗布する工法、スリットコーターを用いた塗布工法などに応用した場合であっても、高速かつ高精度に塗布可能である。

（実施例）

（実施例１）
高速分散機に、水酸基を有する樹脂として変性アクリル樹脂（ＤＨＭ−６３−２０ＨＣ：ハリマ化成株式会社製）を１５７ｇ、親水性フュームドシリカ（ＡＥＲＯＳＩＬ３８０：平均粒子径５０ｎｍ：日本アエロジル株式会社製）を０．５ｇ、インクの吸収成分としてフュームドアルミナ（ＳｐｅｃｔｒＡｌ１００：商品コードＦＡ−１００）を７ｇ、分散剤としてノイゲン（ＥＴ−８９）を５ｇ、ガラスの成分調整剤として仮焼カオリン（ＰｏｌｅＳｔａｒ４００）を１９．５ｇ、フィラーの沈降防止剤（ＴＩＸＯＧＥＬ−ＥＺ１００）を１０ｇ、レベリング剤（ＢＹＫ−３９２）を５ｇ入れた。そして、高速分散機を用いて１５００ｒｐｍで３０分攪拌して、各成分を分散させた。

得られた分散液に、ガラス粉３００ｇ、水素添加ポリブタジエン（ＧＩ−３０００）を５ｇ入れ、更に１５００ｒｐｍで１５分攪拌した。

得られた混錬物に、希釈溶剤としてテトラデカンを加え、規定の粘度（１０〜１１Ｐａ・ｓ）となるように調整を行った。

得られた無機粒子分散体のノーマルフォース値を測定したところ、最大ノーマルフォース値は２．６Ｐａであった。ノーマルフォース値の測定については、先ず、レオメーターＭＣＲ３０１（株式会社アントンパール・ジャパン製）を用いて、φ２５ｍｍのフラットコーンプレートを速度１０ｍｍ／ｓで引き上げた時のノーマルフォース（法線応力）の挙動を測定した。ノーマルフォースの挙動は、塗布液が伸びて千切れ始める寸前で最大値を迎え、この最大値を用いて曳糸性を評価した。

本実施例で得られた無機粒子分散体は、変性アクリル樹脂が有する水酸基と親水性フュームドシリカとが相互作用した状態となっているため、高い曳糸性を有する。すなわち、本実施例で得られる無機粒子分散体にせん断応力を加えた場合であっても切れにくい。実際に、本実施例で得られた無機粒子分散体を用いて、基材上に、平ノズル型のディスペンサーを用いて塗布液を引き伸ばすように塗布したが、高速で高精度の塗布を実現できた。なお、高速で高精度の塗布の評価方法については、後述する。

また、本実施形態に係る無機粒子分散体は、レベリング剤を配合可能であるため、塗布後に塗膜を平滑化できる。さらに、本実施形態に係る無機粒子分散体は、インクの吸収成分を配合可能であるため、塗膜に対してインクジェット印刷した場合であっても、文字や絵柄がにじまない。またさらに、本実施形態に係る無機粒子分散体は、ガラスの成分調整剤を配合可能であるため、印刷された文字や絵柄を焼成した場合であっても、文字や絵柄が崩れにくい。

（実施例２）
高速分散機に、水酸基を有する樹脂として変性アクリル樹脂（ＤＨＭ−６３−２０ＨＣ：ハリマ化成株式会社製）を１５７ｇ、親水性フュームドシリカ（ＡＥＲＯＳＩＬ３８０：平均粒子径５０ｎｍ：日本アエロジル株式会社製）を０．５ｇ、分散剤としてノイゲン（ＥＴ−８９）を５ｇ入れた。そして、高速分散機を用いて１５００ｒｐｍで３０分攪拌して、各成分を分散させた。

得られた分散液に、ガラス粉３００ｇを入れ、更に１５００ｒｐｍで１５分攪拌した。

得られた無機粒子分散体のノーマルフォース値を測定したところ、最大ノーマルフォース値は２．６Ｐａであった。本実施例では、無機粒子分散体が、レベリング剤等のその他の成分を配合していない場合であっても、高い曳糸性を有することが確認できた。実際に、本実施例で得られた無機粒子分散体を用いて、基材上に、平ノズル型のディスペンサーを用いて塗布液を引き伸ばすように塗布したが、高速で高精度の塗布を実現できた。

（実施例３）
実施例１で使用した親水性フュームドシリカ（ＡＥＲＯＳＩＬ３８０：平均粒子径５０ｎｍ：日本アエロジル株式会社製）を、親水性フュームドシリカ（ＡＥＲＯＳＩＬ５０：平均粒子径３０ｎｍ：日本アエロジル株式会社製）に変更した以外には実施例１と同様の方法により、無機粒子分散体を得た。

得られた無機粒子分散体のノーマルフォース値を測定したところ、最大ノーマルフォース値は２．５Ｐａと、実施例１で得られた無機粒子分散体と同程度であった。

本実施例により、使用する親水性フュームドシリカの粒子径に関わらず、高い曳糸性を有する無機粒子分散体を得ることができることがわかった。

（実施例４）
実施例１で使用した水素添加ポリブタジエン（ＧＩ−３０００）を配合しなかった以外は、実施例１と同様の方法により、実施例４の無機粒子分散体を得た。

得られた無機粒子分散体のノーマルフォース値を測定したところ、最大ノーマルフォース値は２．２Ｐａと、実施例１で得られた無機粒子分散体よりは少し小さくなったが十分な値であった。

（比較例１）
実施例１における、親水性フュームドシリカ（ＡＥＲＯＳＩＬ３８０：平均粒子径５０ｎｍ：日本アエロジル株式会社製）を配合しなかった以外は、実施例１と同様の方法により、比較例１の無機粒子分散体を得た。

得られた無機粒子分散体のノーマルフォース値を測定したところ、ノーマルフォース値は１．６Ｐａと、実施例１乃至４で得られた無機粒子分散体と比較すると、曳糸性が小さいことがわかった。

また、比較例１で得られた無機粒子分散体を用いて、基材上に、平ノズル型のディスペンサーを用いて塗布液を引き伸ばすように塗布したが、高速で薄膜に塗布することができなかった。

（比較例２）
別の比較例として、実施例１における、親水性フュームドシリカ（ＡＥＲＯＳＩＬ３８０：平均粒子径５０ｎｍ：日本アエロジル株式会社製）を疎水性フュームドシリカ（Ｒ８０５：平均粒子径６０ｎｍ：日本アエロジル株式会社製）に変更した以外は、実施例１と同様の方法により、比較例２の無機粒子分散体を得た。

得られた無機粒子分散体のノーマルフォース値を測定したところ、ノーマルフォース値は１．８Ｐａと、実施例１乃至４で得られた無機粒子分散体と比較すると、曳糸性が小さいことがわかった。

また、比較例２で得られた無機粒子分散体を用いて、基材上に、平ノズル型のディスペンサーを用いて塗布液を引き伸ばすように塗布したが、高速で薄膜に塗布することができなかった。

（比較例３）
別の比較例として、実施例１における、変性アクリル樹脂（ＤＨＭ−６３−２０ＨＣ：ハリマ化成株式会社製）を、水酸基を含まない樹脂としてポリイソプレンＬＩＲ−５０（クラレ製）、ポリブタジエンＬＢＲ−３０５（クラレ製）又はポリメタクリル酸メチルエポスターＭＡ１００２（日本触媒社製）に変更した以外は、実施例１と同様の方法により、比較例３の無機粒子分散体を得た。

得られた無機粒子分散体のノーマルフォース値を測定したところ、ノーマルフォース値は１．０Ｐａ以下と、実施例１乃至４で得られた無機粒子分散体と比較すると、曳糸性が著しく小さいことがわかった。

また、比較例３で得られた無機粒子分散体を用いて、基材上に、平ノズル型のディスペンサーを用いて塗布液を引き伸ばすように塗布したが、高速で薄膜に塗布することができなかった。

（曳糸性に関する評価）
実施例１の無機粒子分散体と比較例１の無機粒子分散体との間の曳糸性の差を明確にするために、各々の無機粒子分散体を同じ力で引き上げた際の曳糸性について図１を参照して説明する。

図１に、本実施形態に係る無機粒子分散体の曳糸性を説明するための図を示す。図１における左の無機粒子分散体は、実施例１に係る無機粒子分散体であり、右の無機粒子分散体は、比較例１に係る無機粒子分散体である。

図１より明らかであるように、実施例１に係る無機粒子分散体は、比較例１に係る無機粒子分散体と比較して、曳糸性に優れている。

（高速塗布に関する評価：凹凸のない基材への塗布）
外径φ１ｃｍ長さ３０ｍｍの円筒形基材の外側面に対して、スリット幅０．６ｍｍで幅２５ｍｍの平ノズルを用い、各実施例及び各比較例で得られた無機粒子分散体０．１４ｇを０．４秒で塗布した。より具体的には、平ノズルを基材側面上方０．６〜１．２ｍｍ（クリアランス０．６〜１．２ｍｍ）に保ち、基材を周方向に回転速度１５０ｒｐｍ（塗布速度７９ｍｍ／ｓ）で回転させ、平ノズルからの吐出速度１５．６ｍｍ／ｓで０．４秒吐出することで基材上に塗布した。

各実施例で得られた無機粒子分散体は、基材上に、塗布膜厚２４０μｍの薄膜で不塗れなく全周に均一に塗布することができた。

一方、各々比較例で得られた無機粒子分散体は、塗布中に途切れて斑状に塗布された。比較例で得られた無機粒子分散体は、吐出速度を４０ｍｍ／ｓまで上げることで均一塗布できることを確認した。しかしながら、この場合、塗布量が０．３６ｇ、塗布膜厚０．６ｍｍとなり、塗布された塗布液の量が大幅に多くなるため、基材上への薄膜塗布は不可能である。

（高速塗布に関する評価：凹凸のある基材への塗布）
外周部に周方向に向かう複数の溝状凹凸を持つ外径φ１ｃｍ長さ３０ｍｍの円筒形基材の外側面に対して、スリット幅０．６ｍｍで幅２５ｍｍの平ノズルを用いて、各実施例で得られた無機粒子分散体０．１４ｇを０．４秒で塗布した。なお、平ノズルは、基材外周側面の形状に沿う形状にノズル口およびスリット幅を加工したものを用いた。より具体的には、平ノズルを基材側面上方０．６ｍｍ（クリアランス０．６ｍｍ）に保ち、基材を周方向に回転速度１５０ｒｐｍ（塗布速度７９ｍｍ／ｓ）で回転させ、平ノズルからの吐出速度１５．６ｍｍ／ｓで０．４秒吐出することで基材上に塗布した。

（その他の評価：塗膜の仕上がり性）
図２及び図３に、本実施形態に係る無機粒子分散体を用いて塗布した塗膜の一例を示す。図２は、実施例１に係る無機粒子分散体を用いた塗膜であり、図３は、実施例２に係る無機粒子分散体を用いた塗膜である。

図２で示される塗膜は、図３で示される塗膜と比較して、表面が均一であることがわかる。また、図３で示される塗膜は、表面にピンホール等の塗膜の欠陥が見受けられる。実施例１に係る無機粒子分散体は、レベリング剤を含んでいるため、レベリング性が高い。そのため、塗布した際に発生する塗布跡やピンホールなど塗膜の欠陥を、無機粒子分散体がレベリングすることで補うことができ、結果、均一な塗膜が得られたと考えられる。

以上の結果から、本実施形態に係る無機粒子分散体は、レベリング剤を含むことが好ましいことがわかった。

（その他の評価：塗膜の印字性）
図４に、本実施形態に係る無機粒子分散体を用いて塗布した塗膜の印字性を説明するための図を示す。図４における左図は、実施例１に係る無機粒子分散体を用いて得られた塗膜の乾燥膜上に、所定の文字（Ｅ、Ｎ及びＳの文字）を印字（上絵付け）したものであり、図４における右図は、実施例２に係る無機粒子分散体を用いて得られた塗膜の乾燥膜上に、所定の文字を印字したものである。

図４の左図で示される文字は、図４の右図で示される文字と比較して、文字の輪郭が明確である。別の言い方をすると、図４の右図で示される文字は、滲んでいる。実施例１に係る無機粒子分散体は、フュームドアルミナを含んでいるため、塗膜の乾燥物におけるインク吸収性が高い。そのため、無機粒子分散体を塗布して得られた塗膜の乾燥膜に対して、高い品質で文字や絵柄を印刷できたと考えられる。

以上の結果から、本実施形態に係る無機粒子分散体は、高い溶剤吸収性を有する添加剤を含むことが好ましいことがわかった。

（その他の評価：ガラスの成分調整剤）
図５に、本実施形態に係る無機粒子分散体における、ガラスの成分調整剤の効果を説明するための図を示す。図５における左図及び中図は、実施例２に係る無機粒子分散体を用いて得られた塗膜の乾燥膜上に、所定の文字（Ｅ、Ｎ及びＳの文字）を印字（上絵付け）した後に焼成したものであり、図５における右図は、実施例１に係る無機粒子分散体を用いて得られた塗膜の乾燥膜上に、所定の文字を印字した後に焼成したものである。

図５の左図及び中図で示される文字は、文字崩れが発生していることと比較して、図５の右図で示される文字は、文字崩れが発生していない。実施例１に係る無機粒子分散体は、カオリンを含んでいるため、ガラスの軟化点温度以上で焼成した場合であっても、軟化したガラスの流動性を抑制することができるためである。

以上の結果から、本実施形態に係る無機粒子分散体は、無機粒子としてガラス粉末を使用する場合に、カオリン等の成分調整剤を添加することが好ましいことがわかった。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明は上記実施形態の構成になんら限定されるものではない。

Claims

無機粉末、
親水性フュームドシリカ、及び
水酸基を有する樹脂、
を有する、無機粒子分散体。
前記水酸基を有する樹脂は、水酸基を有する変性アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、エチルセルロース、ブチラール樹脂又はゼラチン樹脂を含む、
請求項１に記載の無機粒子分散体。
前記無機粉末は、ガラス粉、金粉、銀粉、銅粉、鉄粉、ステンレス粉、チタン粉、ニッケル粉、クロム粉、タングステン粉又はモリブデン粉を含む、
請求項１に記載の無機粒子分散体。
前記無機粒子分散体は更に、分散剤を含む、
請求項１に記載の無機粒子分散体。
前記無機粒子分散体は更に、レベリング剤を含む、
請求項１に記載の無機粒子分散体。
前記無機粒子分散体は更に、アクリル樹脂、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ブチルゴム又はウレタンゴムを含む、
請求項１に記載の無機粒子分散体。
前記無機粉末はガラス粉であり、
前記無機粒子分散体は更に、前記ガラス粉の成分調整剤を含む、
請求項１に記載の無機粒子分散体。
前記無機粒子分散体は更に、前記無機粒子分散体の粘度を調整するための有機溶媒を含む、
請求項１に記載の無機粒子分散体。
少なくとも親水性フュームドシリカ及び水酸基を有する樹脂を、所定の量で混合して攪拌する第１工程と、
前記第１工程で得られた混練物に所定の量の無機粉末を加え、攪拌する第２工程と、
前記第２工程で得られた混練物をろ過する第３工程と、
を含む、無機粒子分散体の製造方法。