WO2022209096A1 - スクリーン印刷用インク組成物および印刷物の製造方法 - Google Patents

スクリーン印刷用インク組成物および印刷物の製造方法 Download PDF

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浩平 大吉
平 吉田
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ニチアス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an ink composition for screen printing and a method for producing a printed matter.
  • a rubber material or a synthetic resin having rubber-like elasticity is applied to the surface of a substrate such as a separator that constitutes a fuel cell in order to seal hydrogen gas, oxygen gas, etc. It is known to provide a flat-topped gasket made of material.
  • Patent Document 1 Patent Document 1
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2008-34383
  • the substrate B is separated from the screen plate S, and a paste coating layer P is formed on the surface of the substrate B in a predetermined printing pattern, as shown in the schematic sectional view corresponding to FIG. (3)
  • a gasket (having a shape corresponding to the coating layer P) is integrally formed on the substrate 1 by curing the coating layer P by heat or the like.
  • an ink composition for screen printing (a paste made of an uncrosslinked rubber material)
  • an ink composition with high thixotropy or an ink composition with high viscosity As a result of investigation, it was found that when an ink composition with high thixotropy or an ink composition with high viscosity is used, surface roughness such as mesh marks (screen marks) is likely to occur on the surface of the resulting gasket, resulting in poor appearance and poor appearance. It was found that performance defects tend to occur.
  • the present invention provides a screen printing ink composition that is less likely to cause poor printing and surface roughness in printed matter even when a thick printed matter is formed, and a printed matter using the ink composition for screen printing.
  • the object is to provide a manufacturing method.
  • the inventors of the present invention conducted intensive studies and found that (a) a rubber-forming component, (b) a cross-linking agent, (c) a main solvent for dissolving the rubber-forming component, and (d) ) containing a poor solvent that dissolves in the main solvent but does not dissolve in the rubber-forming component, and has a viscosity (0.1/s) of 300 to 50,000 Pa ⁇ s at 25°C as measured by an E-type viscometer at 25°C; The viscosity (10 / s) obtained by the E-type viscometer at a temperature of 50 to 1500 Pa s, and the loss tangent (0.1 rad / s) obtained by the E-type viscometer at a temperature of 25 ° C. is 10 to 20.
  • the present inventors have found that the above technical problems can be solved by the screen printing ink composition, and have completed the present invention based on this finding.
  • the present invention (1) (a) a rubber-forming component; (b) a cross-linking agent; (c) a primary solvent that dissolves the rubber-forming components; (d) a poor solvent that is soluble in the main solvent but not in the rubber-forming component; Viscosity (0.1 / s) obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C. is 300 to 50000 Pa s, Viscosity (10 / s) obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C.
  • a main solvent that dissolves the rubber-forming component and (d) a poor solvent that dissolves in the main solvent but does not dissolve in the rubber-forming component are employed as the solvent constituting the ink composition for screen printing.
  • the cohesiveness of the rubber-forming component in the ink composition can be improved, the adhesion to the screen plate can be reduced, the extrudability can be improved, and printing defects can be reduced.
  • the viscosity (0.1/s) of the screen printing ink composition obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25° C. is 300 to 50000 Pa s, so that printing sagging is prevented.
  • the viscosity (10 / s) of the screen printing ink composition obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C. is 50 to 1500 Pa s, so that the printing quality is suitably can be secured.
  • the loss tangent (0.1 rad/s) of the screen printing ink composition obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C. is 10.0 to 20.0, By reducing the adhesion of the ink composition to the screen plate and improving the extrudability thereof, it is possible to more effectively suppress the occurrence of printing defects. For this reason, according to the present invention, even when a thick printed matter is formed, a screen printing ink composition that does not easily cause printing defects or surface roughness on the printed matter, and the production of printed matter using the screen printing ink composition. can provide a method.
  • the screen printing ink composition according to the present invention is (a) a rubber-forming component; (b) a cross-linking agent; (c) a primary solvent that dissolves the rubber-forming components; (d) a poor solvent that is soluble in the main solvent but not in the rubber-forming component; Viscosity (0.1 / s) obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C. is 300 to 50000 Pa s, Viscosity (10 / s) obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C. is 50 to 1500 Pa s, It is characterized by a loss tangent (0.1 rad/s) of 10 to 20 obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25°C.
  • the rubber-forming component is composed of (a-1) the rubber component alone or (a-2) a mixture of the rubber component and the plasticizer. .
  • the rubber component constituting (a) the rubber-forming component specifically includes silicone rubber, acrylic rubber, chloroprene rubber, polysulfide rubber, urethane rubber, butyl rubber, and natural rubber. , ethylene-propylene rubber, nitrile rubber, fluororubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, ethylene-propylene-diene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, polyisobutylene, modified silicone, etc.
  • silicone rubber acrylic rubber, chloroprene rubber, polysulfide rubber, urethane rubber, butyl rubber, and natural rubber.
  • ethylene-propylene rubber, nitrile rubber, fluororubber isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, ethylene-propylene-diene rubber, chlorosul
  • the rubber-forming component comprises (a-2) a mixture of a rubber component and a plasticizer
  • the plasticizer is used to adjust the polymer viscosity of the rubber-forming component to the desired range. It is not particularly limited as long as it can adjust to Specific examples of plasticizers constituting rubber-forming components include, when the rubber component is ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), ethylene-propylene rubber (EPM), fatty acid esters, phthalic acid esters, and aliphatic dibasic bases. One or more selected from acid esters, phosphate esters, trimetate esters, polyesters, linose esters, acetate esters, mineral oils and the like can be mentioned.
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubber
  • EPM ethylene-propylene rubber
  • fatty acid esters phthalic acid esters
  • phthalic acid esters phthalic acid esters
  • aliphatic dibasic bases One or more selected from acid esters, phosphate esters, trime
  • the polymer viscosity (0.1 rad/s) of (a) the rubber forming component is preferably 2000 to 50000 Pa ⁇ s, more preferably 10000 to 45000 Pa ⁇ s. More preferably, it is 10,000 to 40,000 Pa ⁇ s.
  • the polymer viscosity (0.1 rad/s) of the rubber-forming component is within the above range, so that after the ink composition is extruded from the screen plate during screen printing,
  • the viscosity of the extrudate can be easily reduced to a desired range, and the leveling property (surface smoothness) of the extrudate can be easily improved.
  • the polymer viscosity (0.1 rad/s) of the rubber-forming component is the state in which the solvent is completely removed by dissolving the polymer-forming component in the main solvent and then drying it with hot air at 60°C for 12 hours or more.
  • E-type viscometer Anton-par Rheometer MCR301 using a parallel plate (PP12) with a diameter of 12 mm, 120 ° C., angular frequency of 0.1 radian / sec, strain 0.1%. means the value obtained by
  • the screen printing ink composition according to the present invention preferably contains 15.0 to 60.0% by mass, more preferably 20.0 to 50.0% by mass, of the rubber component, and 28.0% by mass. More preferably, it contains up to 40.0% by mass.
  • the screen printing ink composition according to the present invention contains a plasticizer in the rubber-forming component
  • the screen printing ink composition according to the present invention contains 1.0 to 20.0% by mass of the plasticizer. It preferably contains 3.0 to 18.0% by mass, even more preferably 5.0 to 15.0% by mass.
  • the screen printing ink composition according to the present invention preferably contains (a) a rubber-forming component in an amount of 15.0 to 80.0% by mass, more preferably 30.0 to 80.0% by mass. More preferably, it contains 35.0 to 65.0% by mass, and even more preferably 40.0 to 60.0% by mass.
  • the cross-linking agent (b) is not particularly limited as long as it can cross-link the rubber component in the rubber-forming component (a). can be selected, preferably a thermal cross-linking agent.
  • the (b) cross-linking agent is specifically one selected from sulfur, organic peroxides, quinoid compounds, phenol resins, amines, metal oxides, polyol compounds, and the like. The above can be mentioned.
  • the screen printing ink composition according to the present invention preferably contains 1.5 to 15.0% by mass, more preferably 2.0 to 10.0% by mass, of (b) a crosslinking agent, More preferably, it contains 3.0 to 8.0% by mass.
  • the screen printing ink composition according to the present invention can suitably crosslink the rubber component in the (a) rubber-forming component.
  • the screen printing ink composition according to the present invention contains (c) a main solvent that dissolves the rubber-forming component.
  • the main solvent for dissolving the (c) rubber-forming component is not particularly limited as long as it exhibits solubility in the (c) rubber-forming component.
  • the component is ethylene-propylene-diene rubber (EPDM)
  • aromatic hydrocarbons such as toluene, benzene, styrene, and xylene
  • aliphatic carbonization such as hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, and dodecane
  • One or more selected from hydrogen can be mentioned.
  • to dissolve the rubber-forming component means that a rubber-forming component molded into a sheet and having a thickness of 1 mm is cut into a square shape of 5 mm in length ⁇ 5 mm in width, and the resulting cut product and main A solvent was added at a weight ratio of 1:9, stirred with a stirrer for 12 hours, and then allowed to stand still for 12 hours.
  • the poor solvent (d) that is soluble in the main solvent but not in the rubber-forming component (a) can be appropriately selected according to the type of the rubber-forming component.
  • the rubber component is ethylene-propylene-diene rubber (EPDM)
  • one or more selected from diethylene glycol monoethyl ether acetate, ester solvents such as butyl lactate, ether solvents, and the like can be used.
  • solvent in the main solvent means that the main solvent and the poor solvent are mixed at a volume ratio of 1:1 in a glass container and left to stand for 12 hours. means that no emulsification or separation has occurred.
  • insoluble in rubber-forming components means that a rubber-forming component containing 10 to 50% by mass of a colored filler such as carbon black and a poor solvent are added at a weight ratio of 1:9. It means that the rubber-forming component (colored by the filler) was not dispersed by visual observation when the mixture was stirred for 12 hours with a stirrer and allowed to stand still for 12 hours.
  • the ink composition for screen printing according to the present invention contains (c) the main solvent and (d) the poor solvent, thereby improving the cohesion of the rubber-forming component in the ink composition and applying the ink composition to the screen plate. It is possible to effectively suppress the occurrence of printing sagging by reducing the adhesion of the ink and improving the extrusion property of the ink.
  • the boiling points of (c) the main solvent and (d) the poor solvent should be such that the effect on continuous printability due to drying during screen printing is small and drying during drying is difficult.
  • the temperature is not limited, but preferably 170 to 220°C, more preferably 185 to 220°C, even more preferably 200 to 220°C.
  • the content ratio of (c) the main solvent that dissolves the rubber-forming component and (d) the poor solvent that dissolves in the main solvent but does not dissolve in the rubber-forming component is , (c) the main solvent that dissolves the rubber-forming component: (d) the poor solvent that dissolves in the main solvent but does not dissolve in the rubber-forming component, is preferably 80:20 to 97:3, It is more preferably 80:20 to 96:4, even more preferably 85:15 to 95:5.
  • the content ratio of (c) the main solvent that dissolves the rubber-forming component and (d) the poor solvent that dissolves in the main solvent but does not dissolve in the rubber-forming component is within the above range. This improves the cohesiveness of the rubber-forming component in the ink composition, reduces the adhesion of the ink composition to the screen plate, improves the extrudability, and effectively suppresses the occurrence of printing sagging. be able to.
  • the screen printing ink composition according to the present invention comprises (a) a rubber-forming component, (b) a cross-linking agent, (c) a main solvent for dissolving the rubber-forming component, and (d) a rubber-forming component dissolved in the main solvent.
  • a rubber-forming component for example, a rubber-forming component, a cross-linking agent, a main solvent for dissolving the rubber-forming component, and a rubber-forming component dissolved in the main solvent.
  • the insoluble poor solvent it may contain, for example, one or more selected from fillers, plasticizers, dispersants, cross-linking aids, antifoaming agents, foaming agents, and the like.
  • the screen printing ink composition according to the present invention preferably contains (c) the main solvent and (d) the poor solvent in a total amount of 15.0 to 70.0% by mass, and 20.0% by mass. It preferably contains 0 to 70.0% by mass, more preferably 35.0 to 65.0% by mass, and even more preferably 40.0 to 60.0% by mass.
  • the screen printing ink composition according to the present invention has a viscosity (0.1/s) of 300 to 50,000 Pa ⁇ s and 300 to 10,000 Pa ⁇ s as measured by an E-type viscometer at a temperature of 25°C. is preferably 400 to 1000 Pa ⁇ s, and even more preferably 450 to 900 Pa ⁇ s.
  • the viscosity (0.1 / s) obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C. is measured at a temperature of 25 ° C. Lower means the viscosity measured under the condition of shear rate of 0.1/s.
  • the screen printing ink composition according to the present invention has a viscosity (10/s) of 50 to 1500 Pa s and 100 to 800 Pa s as measured by an E-type viscometer at a temperature of 25°C. It is preferably 100 to 500 Pa ⁇ s, more preferably.
  • the viscosity (10 / s) obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C. is within the above range, so that screen printing is performed while suitably ensuring printability. can do.
  • the screen printing ink composition according to the present invention preferably has a loss tangent (0.1 rad/s) of 10.0 to 20.0 as measured by an E-type viscometer at a temperature of 25°C. 0 to 17.0, more preferably 10.0 to 13.0.
  • the loss tangent (0.1 rad/s) obtained with an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C. is within the above range, so that the screen printing ink composition By reducing the adhesion to the ink and improving the extrudability, it is possible to effectively suppress the occurrence of printing sag.
  • the loss tangent (0.1 rad/s) obtained with an E-type viscometer at a temperature of 25° C. is It can be easily controlled by adjusting the types and mixing ratios of (c) main solvent and (d) poor solvent.
  • the loss tangent (0.1 rad/s) obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C. is obtained by stirring the screen printing ink composition for 12 hours or more, and After visually confirming that there are no bubbles, vacuum degassing is performed to remove internal bubbles, and an E-type viscometer (Anton-par Rheometer MCR301) is used with a parallel plate (PP25) with a diameter of 25 mm. , a sample thickness of 1 mm, 25° C., an angular frequency of 0.1 radian/second, and a strain of 0.1%.
  • the method for preparing the screen printing ink composition according to the present invention is not particularly limited.
  • the screen printing ink composition according to the present invention can be prepared, for example, by collecting desired amounts of (a) a rubber-forming component, (b) a cross-linking agent, and, if necessary, other components, and then intermixing and kneading.
  • a known kneading machine such as a Banbury mixer or a known kneading apparatus such as an open roll
  • the resulting kneaded product is mixed with (c) a main solvent for dissolving the rubber-forming component, and (d) a main solvent can be prepared by further adding a poor solvent that dissolves in the rubber-forming component but does not dissolve in the above-mentioned rubber-forming component, and stirring with a known stirrer.
  • the method of screen printing using the ink composition for screen printing according to the present invention is as detailed in the description of the method for producing a printed matter according to the present invention below.
  • the screen printing ink composition according to the present invention can be suitably used when printing thick prints by screen printing.
  • the screen printing ink composition according to the present invention can be suitably used, for example, when forming a gasket by screen printing, and can be more suitably used when forming a fuel cell gasket by screen printing. .
  • the method for producing a printed matter according to the present invention is characterized by forming a printed matter by performing a curing treatment after screen-printing the ink composition for screen printing according to the present invention.
  • the printed matter manufacturing method according to the present invention can be carried out, for example, by the following procedures (1) to (3).
  • (1) As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 1, a mask in which paste application openings O of a predetermined pattern corresponding to the planar shape of the printed matter to be obtained are formed on the lower surface of a screen S1 made of stainless steel mesh or the like. A screen plate S having M is placed, and the substrate B is brought into contact with the lower surface of the screen plate S for positioning.
  • the paste 1 (screen printing ink composition according to the present invention) supplied to the upper portion of the screen plate S is extruded into the paste application openings O of the mask M by running the squeegee R, and adhered to the surface of the substrate B.
  • the substrate B is separated from the screen plate S, and a paste coating layer P is formed on the surface of the substrate B in a predetermined printing pattern as shown in the schematic sectional view corresponding to FIG. (3)
  • the desired printed material is formed on the substrate 1 by curing the coating layer P with heat or the like.
  • the thickness of the printed matter can be easily controlled by adjusting the thickness of the screen plate.
  • the thickness of the printed matter obtained by the manufacturing method according to the present invention is preferably 90 ⁇ m or more, more preferably 100 ⁇ m or more, still more preferably 100 to 150 ⁇ m, and even more preferably 100 to 120 ⁇ m. .
  • the thickness of printed matter means the maximum value when the cross section of the printed matter is cut out and measured at eight points with a microscope.
  • the ink composition for screen printing according to the present invention since the ink composition for screen printing according to the present invention is used, printing defects such as sagging and surface roughness occur even when the thickness of the obtained printed matter is large. It is possible to easily form a printed matter while suppressing the
  • the printed matter obtained can be a gasket
  • the gasket can be a fuel cell gasket
  • the substrate on which the printed matter is formed include separators constituting fuel cells.
  • the substrate is a separator, an integrated product of the separator and the gasket can be easily formed.
  • the present invention it is possible to provide a printed matter manufacturing method that can easily form printed matter while suppressing the occurrence of printing defects such as printing sag and surface roughness, even if the resulting printed matter is thick.
  • Example 1 As shown in Table 1, (a) 31.3 parts by weight of ethylene propylene diene rubber 1 (EPDM1) as rubber-forming components, (b) 3.1 parts by weight of a cross-linking agent, and 12.5 parts by weight of carbon black. is kneaded with an open roll to prepare a kneaded product, and the resulting kneaded product is mixed with (c) 47.7 parts by weight of dodecane as a main solvent and (d) diethylene glycol monoethyl ether acetate (EDGAC) as a poor solvent. ) was further added and stirred with a stirrer to prepare an ink composition for screen printing.
  • EPDM1 ethylene propylene diene rubber 1
  • EDGAC diethylene glycol monoethyl ether acetate
  • the polymer viscosity (0.1 rad/s) of the rubber-forming component was 237000 Pa ⁇ s. Further, the resulting screen printing ink composition has a loss tangent (0.1 rad/s) of 10.6 obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C., and an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C.
  • the viscosity (0.1/s) obtained by the method was 886 Pa ⁇ s, and the viscosity (10/s) obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25°C was 584 Pa ⁇ s.
  • Example 1 Using the obtained ink composition for screen printing, screen printing was performed in the same manner as in Example 1 under the following conditions to obtain a gasket having a thickness of 102 ⁇ m, and the adhesion ratio to the screen plate was obtained. The number of surface roughnesses in the printed matter was measured. Table 1 shows the results.
  • the ink composition for screen printing is supplied onto a screen plate (165 mesh/inch), and after filling the openings of the screen plate with a scraper, the ink composition filled in the openings is transferred to the substrate with a squeegee. did.
  • the transferred ink composition was dried in a hot air oven at 120° C. for 30 minutes and then heated at 200° C. for 30 minutes for cross-linking and curing to obtain the desired gasket.
  • Example 2 As shown in Table 1, (a) as rubber-forming components, 28.5 parts by weight of ethylene propylene diene rubber 1 (EPDM1) and 9.1 parts by weight of plasticizer 1, (b) 2.8 parts by weight of a cross-linking agent and 11.4 parts by weight of carbon black is kneaded with an open roll to prepare a kneaded product, and 43.4 parts by weight of (c) dodecane as a main solvent and (d) a poor solvent are added to the resulting kneaded product.
  • An ink composition for screen printing was prepared by further adding 4.8 parts by weight of diethylene glycol monoethyl ether acetate (EDGAC) and stirring with a stirrer.
  • EGAC diethylene glycol monoethyl ether acetate
  • the polymer viscosity (0.1 rad/s) of the rubber-forming component was 35300 Pa ⁇ s. Further, the resulting screen printing ink composition has a loss tangent (0.1 rad/s) of 16.5 obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C., and an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C. The viscosity (0.1/s) obtained by the method was 541 Pa ⁇ s, and the viscosity (10/s) obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25°C was 328 Pa ⁇ s.
  • Example 1 Using the obtained ink composition for screen printing, screen printing was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a gasket having a thickness of 124 ⁇ m. The number of surface roughenings in the resulting printed matter was measured. Table 1 shows the results.
  • (Comparative example 1) As shown in Table 1, (a) 31.3 parts by weight of ethylene propylene diene rubber 1 (EPDM1) as rubber-forming components, (b) 3.1 parts by weight of a cross-linking agent, and 12.5 parts by weight of carbon black. is kneaded with an open roll to prepare a kneaded product, and 53.0 parts by weight of (c) dodecane, which is the main solvent, is further added to the obtained kneaded product and stirred with a stirrer to obtain a screen printing An ink composition was prepared. The polymer viscosity (0.1 rad/s) of the rubber-forming component was 237000 Pa ⁇ s.
  • EPDM1 ethylene propylene diene rubber 1
  • (c) dodecane which is the main solvent
  • the resulting screen printing ink composition has a loss tangent (0.1 rad/s) of 22.0 obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C., and an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C.
  • the viscosity (0.1/s) obtained by the method was 596 Pa ⁇ s
  • the viscosity (10/s) obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25°C was 375 Pa ⁇ s.
  • Example 1 Using the obtained ink composition for screen printing, screen printing was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a gasket having a thickness of 106 ⁇ m, and adhesion to a screen plate was performed in the same manner as in Example 1. The ratio and the number of surface roughenings in the obtained prints were measured. Table 1 shows the results.
  • Example 3 As shown in Table 1, (a) 35.9 parts by weight of ethylene propylene diene rubber 2 (EPDM2) as rubber-forming components, (b) 3.6 parts by weight of a cross-linking agent, and 14.4 parts by weight of carbon black. is kneaded with an open roll to prepare a kneaded product, and the resulting kneaded product is mixed with (c) 41.5 parts by weight of dodecane as a main solvent and (d) diethylene glycol monoethyl ether acetate (EDGAC) as a poor solvent. ) was further added and stirred with a stirrer to prepare an ink composition for screen printing.
  • EPDM2 ethylene propylene diene rubber 2
  • EDGAC diethylene glycol monoethyl ether acetate
  • the polymer viscosity (0.1 rad/s) of the rubber-forming component was 11900 Pa ⁇ s.
  • the resulting screen printing ink composition has a loss tangent (0.1 rad/s) of 19.0 obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C., and an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C.
  • the viscosity (0.1/s) obtained by the method was 804 Pa ⁇ s
  • the viscosity (10/s) obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25°C was 532 Pa ⁇ s.
  • Example 1 Using the obtained ink composition for screen printing, screen printing was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a gasket having a thickness of 117 ⁇ m, and then adhesion to a screen plate was performed in the same manner as in Example 1. The ratio and the number of surface roughenings in the obtained prints were measured. Table 1 shows the results.
  • the resulting screen printing ink composition has a loss tangent (0.1 rad/s) of 25.0 obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C., and an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C.
  • the viscosity (0.1/s) obtained by the method was 572 Pa ⁇ s
  • the viscosity (10/s) obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25°C was 349 Pa ⁇ s.
  • Example 1 Using the obtained ink composition for screen printing, screen printing was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a gasket having a thickness of 65 ⁇ m, and adhesion to a screen plate was performed in the same manner as in Example 1. The ratio and the number of surface roughenings in the obtained prints were measured. Table 1 shows the results.
  • Example 4 As shown in Table 1, (a) 31.3 parts by weight of ethylene propylene diene rubber 2 (EPDM2) as rubber-forming components, (b) 3.1 parts by weight of a cross-linking agent, and 12.5 parts by weight of carbon black. is kneaded with an open roll to prepare a kneaded product, and (c) 45.1 parts by weight of dodecane as a main solvent and (d) 8.0 parts by weight of butyl lactate as a poor solvent are added to the obtained kneaded product. was further added and stirred with a stirrer to prepare a screen printing ink composition. The polymer viscosity (0.1 rad/s) of the rubber-forming component was 237000 Pa ⁇ s.
  • EPDM2 ethylene propylene diene rubber 2
  • the resulting screen printing ink composition has a loss tangent (0.1 rad/s) of 10.7 obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C., and an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C.
  • the viscosity (0.1/s) obtained by the method was 850 Pa ⁇ s
  • the viscosity (10/s) obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25°C was 438 Pa ⁇ s.
  • Example 1 Using the obtained ink composition for screen printing, screen printing was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a gasket having a thickness of 91 ⁇ m, and adhesion to a screen plate was performed in the same manner as in Example 1. The ratio and the number of surface roughenings in the obtained prints were measured. Table 1 shows the results.
  • Example 5 As shown in Table 1, (a) 28.0 parts by weight of ethylene propylene diene rubber 1 (EPDM1) as rubber-forming components, (b) 2.8 parts by weight of a cross-linking agent, and 11.2 parts by weight of carbon black. is kneaded with an open roll to prepare a kneaded product, and the resulting kneaded product is mixed with (c) 52.2 parts by weight of dodecane as a main solvent and (d) diethylene glycol monoethyl ether acetate (EDGAC) as a poor solvent. ) was further added and stirred with a stirrer to prepare an ink composition for screen printing.
  • EPDM1 ethylene propylene diene rubber 1
  • EDGAC diethylene glycol monoethyl ether acetate
  • the polymer viscosity (0.1 rad/s) of the rubber-forming component was 237000 Pa ⁇ s.
  • the resulting screen printing ink composition has a loss tangent (0.1 rad/s) of 17.0 obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C., and an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C.
  • the viscosity (0.1/s) obtained by the method was 310 Pa ⁇ s
  • the viscosity (10/s) obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25°C was 210 Pa ⁇ s.
  • Example 1 Using the obtained ink composition for screen printing, screen printing was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a gasket having a thickness of 102 ⁇ m, and adhesion to a screen plate was performed in the same manner as in Example 1. The ratio and the number of surface roughenings in the obtained prints were measured. Table 1 shows the results.
  • the resulting screen printing ink composition has a loss tangent (0.1 rad/s) of 47.1 obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C., and an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C.
  • the viscosity (0.1/s) obtained by the method was 154 Pa ⁇ s
  • the viscosity (10/s) obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25°C was 127 Pa ⁇ s.
  • Example 1 Using the obtained ink composition for screen printing, screen printing was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a gasket having a thickness of 81 ⁇ m, and adhesion to a screen plate was performed in the same manner as in Example 1. The ratio and the number of surface roughenings in the obtained prints were measured. Table 1 shows the results.
  • the resulting screen printing ink composition has a loss tangent (0.1 rad/s) of 17.2 obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C., and an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C.
  • the viscosity (0.1/s) obtained by the method was 269 Pa ⁇ s
  • the viscosity (10/s) obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25°C was 201 Pa ⁇ s.
  • Example 1 Using the obtained ink composition for screen printing, screen printing was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a gasket having a thickness of 119 ⁇ m, and adhesion to a screen plate was performed in the same manner as in Example 1. The ratio and the number of surface roughenings in the obtained prints were measured. Table 1 shows the results.
  • Example 6 As shown in Table 1, (a) as rubber forming components, 28.5 parts by weight of ethylene propylene diene rubber 1 (EPDM1) and 9.1 parts by weight of plasticizer 2, (b) 2.8 parts by weight of a cross-linking agent and 11.4 parts by weight of carbon black is kneaded with an open roll to prepare a kneaded product, and 43.4 parts by weight of (c) dodecane as a main solvent and (d) a poor solvent are added to the resulting kneaded product.
  • An ink composition for screen printing was prepared by further adding 4.8 parts by weight of diethylene glycol monoethyl ether acetate (EDGAC) and stirring with a stirrer.
  • EGAC diethylene glycol monoethyl ether acetate
  • the polymer viscosity (0.1 rad/s) of the rubber-forming component was 31,300 Pa ⁇ s.
  • the resulting screen printing ink composition has a loss tangent (0.1 rad/s) of 19.9 obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C., and an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C.
  • the viscosity (0.1/s) obtained by the method was 439 Pa ⁇ s
  • the viscosity (10/s) obtained by an E-type viscometer at a temperature of 25°C was 287 Pa ⁇ s.
  • Example 1 Using the obtained ink composition for screen printing, screen printing was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a gasket having a thickness of 91 ⁇ m, and adhesion to a screen plate was performed in the same manner as in Example 1. The ratio and the number of surface roughenings in the obtained prints were measured. Table 1 shows the results.
  • the screen printing ink compositions obtained in Examples 1 to 6 each contained (a) a rubber-forming component and (b) a cross-linking agent, and at a temperature of 25°C, E
  • the viscosity (0.1/s) obtained by a type viscometer is 300 to 50000 Pa s
  • the viscosity (10/s) obtained by an E type viscometer at a temperature of 25°C is 50 to 1500 Pa s.
  • the screen printing ink compositions obtained in Examples 1 to 3 contained the main solvent (c) and the main solvent (d) as solvents constituting the screen printing ink composition.
  • the above (d) poor solvent volatilizes during the drying treatment after screen printing or (b) the heat curing treatment of the cross-linking agent, so that the extruded product is improved compared to immediately after extrusion by the screen plate. It can be seen that the viscosity during drying can be reduced, the leveling property (surface smoothness) can be easily improved, and the number of rough surfaces can be reduced.
  • the comparative screen printing ink compositions obtained in Comparative Examples 1 to 4 consisted of (c) a main solvent for dissolving the rubber-forming component and (d) a main Since it does not contain a poor solvent that dissolves in the solvent but does not dissolve in the rubber forming component, the amount of ink composition attached during screen printing is high, and the leveling property (surface smoothness) of the extruded product after extrusion with a screen plate is improved. It can be seen that the number of surface roughnesses is high and the number of surface roughnesses cannot be improved.
  • a screen printing ink composition that is less likely to cause poor printing and surface roughness in printed matter even when a thick printed matter is formed, and a method for producing printed matter using the ink composition for screen printing. can do.

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Abstract

厚みの厚い印刷物を形成した場合においても、印刷物に印刷不良や表面荒れを生じ難いスクリーン印刷用インク組成物を提供する。 (a)ゴム形成成分と、(b)架橋剤と、(c)ゴム形成成分を溶解させる主溶媒と、(d)主溶媒に溶解し前記ゴム形成成分には溶解しない貧溶媒とを含み、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が300~50000Pa・s、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が50~1500Pa・s、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)が10~20であることを特徴とするスクリーン印刷用インク組成物である。

Description

スクリーン印刷用インク組成物および印刷物の製造方法
 本発明は、スクリーン印刷用インク組成物および印刷物の製造方法に関する。
 多数のセルの積層構造体からなる燃料電池においては、水素ガスや酸素ガス等をシールするために、燃料電池セルを構成するセパレータなどの基板の表面に、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなる上面が平坦なガスケットを設けたものが知られている。
 上記ガスケットは、プレス成形法や射出成型法等によっても製造できるものの、タクトタイム等を考慮して、スクリーン印刷を用いた製造方法が提案されるようになっている(例えば、特許文献1(特開2008-34383号公報)参照)。
特開2008-34383号公報
 上記ガスケットをスクリーン印刷によって形成する場合、以下の(1)~(3)のような手順で行うことになる。
(1)図1に概略断面図で示すように、ステンレスメッシュ等からなるスクリーンS1の下部側に、ガスケットの平面形状に対応する所定パターンのペースト塗布用開口Oが形成されたマスクMを有するスクリーン版Sを配置し、係るスクリーン版Sの下部に、基板Bを位置決め当接する。
(2)スクリーン版Sの上部に供給したガスケット成形用の未架橋ゴム材料からなるペースト1を、スキージRの走行によってマスクMのペースト塗布用開口Oへ押し出して基板Bの表面に付着させた後、基板Bをスクリーン版Sから離間させ、図2に対応する概略断面図で示すように、基板Bの表面に所定の印刷パターンでペースト塗布層Pを形成する。
(3)上記塗布層Pを熱などにより硬化処理させることによって、基板1上に、(塗布層Pに対応する形状を有する)ガスケットを一体成形する。
 ところで、上記ガスケットとしては、厚さ90μm~100μm程度以上の比較的厚みの厚いものも求められるようになっている。
 しかしながら、本発明者等が検討したところ、厚みの厚いガスケットを、比較的粘度の低いインク組成物(未架橋ゴム材料からなるペースト)を用いてスクリーン印刷により製造しようとした場合、インク組成物がスクリーン版に付着し易く、インク組成物が押し出され難くなって、印刷ダレ等の印刷不良が発生しやすくなる。
 そこで、スクリーン印刷用のインク組成物(未架橋ゴム材料からなるペースト)として、チキソトロピー性の高いインク組成物や、粘度の高いインク組成物を使用することが考えられたが、本発明者等が検討したところ、チキソトロピー性の高いインク組成物や、粘度の高いインク組成物を用いた場合には、得られるガスケットの表面にメッシュ痕(スクリーン痕)等の表面荒れを生じ易くなり、外観不良や性能不良を生じ易くなることが判明した。
 このような状況下、本発明は、厚みの厚い印刷物を形成した場合においても、印刷物に印刷不良や表面荒れを生じ難いスクリーン印刷用インク組成物および係るスクリーン印刷用インク組成物を用いた印刷物の製造方法を提供することを目的とするものである。
 上記目的を達成するために、本発明者等が鋭意検討を行った結果、(a)ゴム形成成分と、(b)架橋剤と、(c)ゴム形成成分を溶解させる主溶媒と、(d)主溶媒に溶解し前記ゴム形成成分には溶解しない貧溶媒とを含み、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が300~50000Pa・s、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が50~1500Pa・s、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)が10~20であるスクリーン印刷用インク組成物により上記技術課題を解決し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、
(1)(a)ゴム形成成分と、
(b)架橋剤と、
(c)ゴム形成成分を溶解させる主溶媒と、
(d)主溶媒に溶解し前記ゴム形成成分には溶解しない貧溶媒と
を含み、
 25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が300~50000Pa・s、
 25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が50~1500Pa・s、
 25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)が10.0~20.0である
ことを特徴とするスクリーン印刷用インク組成物、
(2)上記(1)に記載のスクリーン印刷用インク組成物をスクリーン印刷した後、硬化処理することにより、印刷物を形成することを特徴とする印刷物の製造方法、
(3)上記印刷物がガスケットである上記(2)に記載の印刷物の製造方法、
を提供するものである。
 なお、以下、適宜、(c)ゴム形成成分を溶解させる主溶媒を「(c)主溶媒」、(d)主溶媒に溶解しゴム形成成分には溶解しない貧溶媒を「(d)貧溶媒」と、各々称するものとする。
 本発明によれば、スクリーン印刷用インク組成物を構成する溶媒として、(c)ゴム形成成分を溶解させる主溶媒とともに、(d)主溶媒に溶解しゴム形成成分には溶解しない貧溶媒を採用することにより、インク組成物中におけるゴム形成成分の凝集性を向上させ、スクリーン版への付着性を低減しその押出性を向上させて、印刷不良を低減することができる。
 また、本発明によれば、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られるスクリーン印刷用インク組成物の粘度(0.1/s)が300~50000Pa・sであることにより、印刷ダレを好適に抑制することができ、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られるスクリーン印刷用インク組成物の粘度(10/s)が50~1500Pa・sであることにより、印刷姓を好適に担保することができる。
 さらに、本発明によれば、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られるスクリーン印刷用インク組成物の損失正接(0.1rad/s)が10.0~20.0であることにより、インク組成物のスクリーン版への付着性が低減されその押し出し性が向上することにより、印刷不良の発生を一層効果的に抑制することができる。
 このため、本発明によれば、厚みの厚い印刷物を形成した場合においても、印刷物に印刷不良や表面荒れを生じ難いスクリーン印刷用インク組成物および係るスクリーン印刷用インク組成物を用いた印刷物の製造方法を提供することができる。
スクリーン印刷による印刷方法を説明するための概略断面図である。 スクリーン印刷により得られた印刷物について説明するための概略断面図である。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物は、
(a)ゴム形成成分と、
(b)架橋剤と、
(c)ゴム形成成分を溶解させる主溶媒と、
(d)主溶媒に溶解し前記ゴム形成成分には溶解しない貧溶媒と
を含み、
 25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が300~50000Pa・s、
 25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が50~1500Pa・s、
 25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)が10~20である
ことを特徴とするものである。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物において、(a)ゴム形成成分は、(a-1)ゴム成分のみ、または(a-2)ゴム成分および可塑剤の混合物により構成されるものを意味する。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物において、(a)ゴム形成成分を構成するゴム成分として、具体的には、シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ポリイソブチレン、変成シリコーン等から選ばれる一種以上を挙げることができ、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、フッ素ゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴムから選ばれる一種以上が好ましく、エチレン・プロピレン・ジエンゴムがより好ましい。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物において、(a)ゴム形成成分が、(a-2)ゴム成分および可塑剤の混合物からなる場合、可塑剤としては、ゴム形成成分のポリマー粘度を所望範囲に調整し得るものであれば特に制限されず、ゴム用の可塑剤または軟化剤として公知の物から適宜選択することができる。
 ゴム形成成分を構成する可塑剤として、具体的には、例えばゴム成分がエチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)である場合、エチレン・プロピレンゴム(EPM)、脂肪酸エステル、フタル酸エステル、脂肪族二塩基酸エステル、リン酸エステル、トリメット酸エステル、ポリエステル、リノシール酸エステル、酢酸エステル、鉱物油等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物において、(a)ゴム形成成分のポリマー粘度(0.1rad/s)は、2000~50000Pa・sであることが好ましく、10000~45000Pa・sであることがより好ましく、10000~40000Pa・sであることがさらに好ましい。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物において、(a)ゴム形成成分のポリマー粘度(0.1rad/s)が上記範囲内にあることにより、スクリーン印刷時にインク組成物をスクリーン版から押し出した後、押し出し物を乾燥処理または架橋剤の加熱硬化処理したときに、押し出し物の粘度を所望範囲に容易に低減し、押し出し物のレベリング性(表面平滑性)を容易に向上させることができる。
 なお、本出願書類において、ゴム形成成分のポリマー粘度(0.1rad/s)は、ポリマー形成成分を主溶媒に溶解させた後、60℃で12時間以上熱風乾燥させ完全に溶媒を除去した状態で、E型粘度計(Anton-paar社製レオメータMCR301)により、直径12mmのパラレルプレート(PP12)を用い、120℃、角周波数0.1ラジアン/秒間、ひずみ0.1%の条件下で測定して得られる値を意味する。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物は、ゴム成分を、15.0~60.0質量%含むものであることが好ましく、20.0~50.0質量%含むものであることがより好ましく、28.0~40.0質量%含むものであることがさらに好ましい。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物が、ゴム形成成分中に可塑剤を含むものである場合、本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物は、可塑剤を、1.0~20.0質量%含むものであることが好ましく、3.0~18.0質量%含むものであることがより好ましく、5.0~15.0質量%含むものであることがさらに好ましい。
 また、本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物は、(a)ゴム形成成分を、15.0~80.0質量%含むものであることが好ましく、30.0~80.0質量%含むものであることがより好ましく、35.0~65.0質量%含むものであることがさらに好ましく、40.0~60.0質量%含むものであることが一層好ましい。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物において、(b)架橋剤としては、上記(a)ゴム形成成分中のゴム成分を架橋し得るものであれば特に制限されず、公知の架橋剤から適宜選択することができ、熱架橋剤であることが好ましい。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物において、(b)架橋剤として、具体的には、硫黄、有機過酸化物、キノイド化合物、フェノール樹脂、アミン、金属酸化物、ポリオール化合物等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物は、(b)架橋剤を、1.5~15.0質量%含むものであることが好ましく、2.0~10.0質量%含むものであることがより好ましく、3.0~8.0質量%含むものであることがさらに好ましい。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物が、(b)架橋剤を上記範囲内で含むことにより、(a)ゴム形成成分中のゴム成分を好適に架橋することができる。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物は、(c)ゴム形成成分を溶解させる主溶媒を含む。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物において、(c)ゴム形成成分を溶解させる主溶媒としては、(c)ゴム形成成分に対して溶解性を示すものであれば特に制限されず、例えばゴム成分がエチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)である場合、トルエン、ベンゼン、シチレン、キシレン等の芳香族系炭化水素類や、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン等の脂肪族系炭化水素から選ばれる一種以上を挙げることができる。
 なお、本出願書類において、「ゴム形成成分を溶解させる」とは、シート状に成形した厚さ1mmのゴム形成成分を縦5mmmm×横5mmの正方形状に裁断し、得られた裁断物と主溶媒とを重量比で1:9の割合で投入し、撹拌機にて12時間攪拌した後、さらに12時間静置したときに、目視観察により溶け残りがないことを意味する。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物において、(d)主溶媒に溶解しゴム形成成分には溶解しない貧溶媒としては、(a)ゴム形成成分の種類に応じて適宜選択することができ、例えばゴム成分がエチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)である場合、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートや、乳酸ブチル等のエステル系溶媒、エーテル系溶媒等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
 本出願書類において、「主溶媒に溶解する」とは、ガラス製容器内において、主溶媒と貧溶媒とを体積比で1:1の割合で混合し、12時間静置したときに、目視観察により乳化や分離が生じていないことを意味する。
 また、本出願書類において、「ゴム形成成分に溶解しない」とは、カーボンブラック等の有色のフィラーを10~50質量%含むゴム形成成分と貧溶媒とを重量比で1:9の割合で投入し、撹拌機にて12時間攪拌した後、さらに12時間静置したときに、目視観察により(フィラーにより着色された)ゴム形成成分が分散していないことを意味する。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物が、(c)主溶媒とともに(d)貧溶媒を含むことにより、インク組成物中におけるゴム形成成分の凝集性を向上させ、インク組成物のスクリーン版への付着性を低減しその押し出し性を向上させて、印刷ダレの発生を効果的に抑制することができる。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物において、(c)主溶媒および(d)貧溶媒の沸点は、スクリーン印刷時に乾燥による連続印刷性への影響が小さく乾燥時の乾燥が困難でなければ特に制限されず、170~220℃であることが好ましく、185~220℃であることがより好ましく、200~220℃であることがさらに好ましい。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物において、(c)ゴム形成成分を溶解させる主溶媒と(d)主溶媒に溶解しゴム形成成分には溶解しない貧溶媒との含有比は、質量比で、(c)ゴム形成成分を溶解させる主溶媒:(d)主溶媒に溶解しゴム形成成分には溶解しない貧溶媒で表される比が、80:20~97:3 であることが好ましく、80:20~96:4であることがより好ましく、85:15~95:5であることがさらに好ましい。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物において、(c)ゴム形成成分を溶解させる主溶媒と(d)主溶媒に溶解しゴム形成成分には溶解しない貧溶媒との含有比が上記範囲内にあることにより、インク組成物中におけるゴム形成成分の凝集性を向上させ、インク組成物のスクリーン版への付着性を低減しその押し出し性を向上させて、印刷ダレの発生を効果的に抑制することができる。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物は、(a)ゴム形成成分、(b)架橋剤、(c)ゴム形成成分を溶解させる主溶媒および(d)主溶媒に溶解しゴム形成成分には溶解しない貧溶媒の他に、例えば、フィラー、可塑剤、分散剤、架橋助剤、消泡剤、発泡剤等から選ばれる一種以上を含んでもよい。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物は、(c)主溶媒と(d)貧溶媒とを、合計で、15.0~70.0質量%含むことが好ましく、20 .0~70.0質量%含むことが好ましく、35.0~ 65.0質量%含むことがより好ましく、40.0~60.0質量%含むことがさらに好ましい。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物は、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が、300~50000Pa・sであり、300~10000Pa・sであることが好ましく、400~1000Pa・sであることがより好ましく、450~900Pa・sであることがさらに好ましい。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物における、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が上記範囲内にあることにより、厚みの厚い印刷物を形成した場合においても、印刷ダレの発生を一層効果的に抑制することができる。
 なお、本出願書類において、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)は、E型粘度計(Anton-paar社製レオメータMCR301)を用い、25℃の温度下、剪断速度0.1/sの条件下で測定される粘度を意味する。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物は、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が、50~1500Pa・sであり、100 ~800Pa・sであることが好ましく、100~500Pa・sであることがより好ましい。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物における、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が上記範囲内にあることにより、印刷性を好適に担保しつつスクリーン印刷することができる。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物は、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)が、10.0~20.0であることが好ましく、10.0~17.0であることが好ましく、10.0~13.0であることがより好ましい。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物において、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)が、上記範囲内にあることにより、インク組成物のスクリーン版への付着性が低減されその押し出し性が向上することにより、印刷ダレの発生を効果的に抑制することができる。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物において、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)は、(a)ゴム形成成分および(b)架橋剤に対する、(c)主溶媒および(d)貧溶媒の種類および配合割合を調整することにより、容易に制御することができる。
 なお、本出願書類において、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)は、スクリーン印刷用インク組成物を12時間以上攪拌し、不分散物や溶け残りがないことを目視により確認した後、真空脱泡を行って内部の気泡を取り除いた状態で、E型粘度計(Anton-paar社製レオメータMCR301)により、直径25mmのパラレルプレート(PP25)を用い、サンプル厚み1mm、25℃、角周波数0.1ラジアン/秒間、ひずみ0.1%の条件下で測定して得られる値を意味
する。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物を調製する方法は特に制限されない。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物は、例えば、(a)ゴム形成成分と、(b)架橋剤と、さらに必要に応じその他の成分とを、各々所望量採取した上、インタミックス、ニーダ、バンバリーミキサ等の公知の混練機またはオープンロール等の公知の混練装置を用いて混練し、得られた混練物に対し、(c)ゴム形成成分を溶解させる主溶媒と、(d)主溶媒に溶解し上記ゴム形成成分には溶解しない貧溶媒をさらに加えて、さらに公知の攪拌機を用いて攪拌することによって調製することができる。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物を用いてスクリーン印刷する方法は、以下に述べる本発明に係る印刷物の製造方法の説明で詳述するとおりである。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物は、スクリーン印刷により厚みの厚い印刷物を印刷する際に好適に使用することができる。
 本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物は、例えば、スクリーン印刷によりガスケットを形成する際に好適に使用することができ、スクリーン印刷により燃料電池用ガスケットを形成する際により好適に使用することができる。
 本発明によれば、厚みの厚い印刷物を形成した場合においても、印刷物に印刷不良や表面荒れを生じ難いスクリーン印刷用インク組成物を提供することができる。
 次に、本発明に係る印刷物の製造方法について説明する。
 本発明に係る印刷物の製造方法は、本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物をスクリーン印刷した後、硬化処理することにより、印刷物を形成することを特徴とするものである。
 本発明に係る印刷物の製造方法で用いる、本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物の詳細は、上述したとおりである。
 本発明に係る印刷物の製造方法は、例えば以下の(1)~(3)のような手順で実施することができる。
(1)図1に概略断面図で示すように、ステンレスメッシュ等からなるスクリーンS1の下面側に、得ようとする印刷物の平面形状に対応する所定パターンのペースト塗布用開口Oが形成されたマスクMを有するスクリーン版Sを配置し、係るスクリーン版Sの下面に、基板Bを位置決め当接する。
(2)スクリーン版Sの上部に供給したペースト1(本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物)を、スキージRの走行によってマスクMのペースト塗布用開口Oへ押し出して基板Bの表面に付着させた後、基板Bをスクリーン版Sから離間させ、図2に対応する概略断面図で示すように、基板Bの表面に所定の印刷パターンでペースト塗布層Pを形成する。
(3)上記塗布層Pを熱などにより硬化処理させることによって、基板1上に、目的とする印刷物を形成する。
 印刷物の厚みは、上記スクリーン版の厚みを調整することにより、容易に制御することができる。
 本発明に係る製造方法で得られる印刷物の厚みは、90μm以上であることが好ましく、100μm以上であることがより好ましく、100~150μmであることがさらに好ましく、100~120μmであることが一層好ましい。
 なお、本出願書類において、印刷物の厚みは、印刷物の断面を切り出し、マイクロスコープで8点測定したときの最大値を意味する。
 本発明に係る印刷物の製造方法においては、本発明に係るスクリーン印刷用インク組成物を用いていることから、得られる印刷物の厚さが厚くても、印刷ダレ等の印刷不良や表
面荒れの発生を抑制しつつ簡便に印刷物を形成することができる。
 本発明に係る印刷物の製造方法において、得られる印刷物としては、ガスケットを挙げることができ、ガスケットとしては、燃料電池用ガスケットを挙げることができる。
 本発明に係る製造方法で得られる印刷物が燃料電池用ガスケットである場合、印刷物を形成する上記基板としては、燃料電池セルを構成するセパレータ等を挙げることができる。
 上記基板がセパレータである場合、セパレータとガスケットとの一体化物を容易に形成することができる。
 本発明によれば、得られる印刷物の厚さが厚くても、印刷ダレ等の印刷不良や表面荒れの発生を抑制しつつ簡便に印刷物を形成し得る印刷物の製造方法を提供することができる。
 次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これらは例示であって、本発明を制限するものではない。
(実施例1)
 表1に示すように、(a)ゴム形成成分として、エチレンプロピレンジエンゴム1(EPDM1)31.3重量部と、(b)架橋剤3.1重量部と、カーボンブラック12.5重量部とをオープンロールで混練りして混練物を作製し、得られた混練物に対し、(c)主溶剤であるドデカン47.7重量部および(d)貧溶媒であるジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(EDGAC)5.3重量部をさらに加えて撹拌機で攪拌することにより、スクリーン印刷用インク組成物を調製した。
 上記ゴム形成成分のポリマー粘度(0.1rad/s)は237000Pa・sであった。
 また、得られたスクリーン印刷用インク組成物は、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)が10.6、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が886Pa・s、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が584Pa・sであるものであった。
 得られたスクリーン印刷用インク組成物を用いて、実施例1と同様にして、以下の条件でスクリーン印刷を行い、厚さ102μmのガスケットを得た上で、スクリーン版への付着割合と得られた印刷物における表面荒れ個数を測定した。結果を表1に示す。
(スクリーン印刷方法)
 スクリーン印刷用インク組成物を、スクリーン版(165メッシュ/インチ)上に供給し、スクレーパーでスクリーン版の開口部に充てんした後、スキージにて開口部に充てんされたインク組成物を基材に転写した。転写したインク組成物を、熱風オーブンにより120℃で30分間乾燥させた後、200℃で30分間加熱して、架橋、硬化することにより、目的とするガスケットを得た。
(スクリーン版への付着割合)
 マイクロスコープを用いて上記スクリーン印刷時に使用したスクリーン版の印刷部分における任意の四箇所を倍率30倍で各々観察し、各観察箇所におけるスクリーン版への付着度合を下記式により求めた。
 スクリーン版への付着度合=(インク組成物が付着しているスクリーン開口数/観察箇所周縁部の開口を除く全スクリーン開口数)×100
 その上で、上記付着度合の算術平均値をインク組成物のスクリーン版への付着割合として求め、以下の基準によりインク組成物のスクリーン版への付着抑制性を評価した。
 〇:上記スクリーン版への付着割合が0%~30%
 ×:上記スクリーン版への付着割合が30%を超え100%以下
 結果を表1に示す。
(表面荒れ個数)
 マイクロスコープを用いて上記スクリーン印刷により得られたガスケット表面の任意の箇所を倍率5倍で観察し、係る観察箇所における、(スクリーン痕等の表面荒れ個数/全観察面積)×100を表面荒れ個数として求めた。
 結果を表1に示す。
(実施例2)
 表1に示すように、(a)ゴム形成成分として、エチレンプロピレンジエンゴム1(EPDM1)28.5重量部と可塑剤1を9.1重量部、(b)架橋剤2.8重量部およびカーボンブラック11.4重量部をオープンロールで混練りして混練物を作製し、得られた混練物に対し、(c)主溶剤であるドデカン43.4重量部および(d)貧溶媒であるジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(EDGAC)4.8重量部をさらに加えて撹拌機で攪拌することにより、スクリーン印刷用インク組成物を調製した。
 上記ゴム形成成分のポリマー粘度(0.1rad/s)は35300Pa・sであった。
 また、得られたスクリーン印刷用インク組成物は、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)が16.5、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が541Pa・s、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が328Pa・sであるものであった。
 得られたスクリーン印刷用インク組成物を用いて、実施例1と同様にしてスクリーン印刷を行い、厚さ124μmのガスケットを得た上で、実施例1と同様にして、スクリーン版への付着割合と得られた印刷物における表面荒れ個数を測定した。結果を表1に示す。
(比較例1)
 表1に示すように、(a)ゴム形成成分として、エチレンプロピレンジエンゴム1(EPDM1)31.3重量部と、(b)架橋剤3.1重量部と、カーボンブラック12.5重量部とをオープンロールで混練りして混練物を作製し、得られた混練物に対し、(c)主溶剤であるドデカン53.0重量部をさらに加えて撹拌機で攪拌することにより、スクリーン印刷用インク組成物を調製した。
 上記ゴム形成成分のポリマー粘度(0.1rad/s)は237000Pa・sであった。
 また、得られたスクリーン印刷用インク組成物は、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)が22.0、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が596Pa・s、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が375Pa・sであるものであった。
 得られたスクリーン印刷用インク組成物を用いて、実施例1と同様にして、スクリーン印刷を行って厚さ106μmのガスケットを得た上で、実施例1と同様にして、スクリーン版への付着割合と得られた印刷物における表面荒れ個数を測定した。結果を表1に示す。
(実施例3)
 表1に示すように、(a)ゴム形成成分として、エチレンプロピレンジエンゴム2(EPDM2)35.9重量部と、(b)架橋剤3.6重量部と、カーボンブラック14.4重量部とをオープンロールで混練りして混練物を作製し、得られた混練物に対し、(c)主溶剤であるドデカン41.5重量部および(d)貧溶媒であるジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(EDGAC)4.6重量部をさらに加えて撹拌機で攪拌することにより、スクリーン印刷用インク組成物を調製した。
 上記ゴム形成成分のポリマー粘度(0.1rad/s)は11900Pa・sであった。
 また、得られたスクリーン印刷用インク組成物は、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)が19.0、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が804Pa・s、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が532Pa・sであるものであった。
 得られたスクリーン印刷用インク組成物を用いて、実施例1と同様にして、スクリーン印刷を行って厚さ117μmのガスケットを得た上で、実施例1と同様にして、スクリーン版への付着割合と得られた印刷物における表面荒れ個数を測定した。結果を表1に示す。
(比較例2)
 表1に示すように、(a)ゴム形成成分として、エチレンプロピレンジエンゴム3(EPDM3)23.8重量部と、(b)架橋剤2.4重量部と、カーボンブラック9.5重量部とをオープンロールで混練りして混練物を作製し、得られた混練物に対し、(c)主溶剤であるドデカン64.3重量部をさらに加えて撹拌機で攪拌することにより、スクリーン印刷用インク組成物を調製した。
 上記ゴム形成成分のポリマー粘度(0.1rad/s)は300000Pa・sであった。
 また、得られたスクリーン印刷用インク組成物は、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)が25.0、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が572Pa・s、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が349Pa・sであるものであった。
 得られたスクリーン印刷用インク組成物を用いて、実施例1と同様にして、スクリーン印刷を行って厚さ65μmのガスケットを得た上で、実施例1と同様にして、スクリーン版への付着割合と得られた印刷物における表面荒れ個数を測定した。結果を表1に示す。
(実施例4)
 表1に示すように、(a)ゴム形成成分として、エチレンプロピレンジエンゴム2(EPDM2)31.3重量部と、(b)架橋剤3.1重量部と、カーボンブラック12.5重量部とをオープンロールで混練りして混練物を作製し、得られた混練物に対し、(c)主溶剤であるドデカン45.1重量部および(d)貧溶媒である乳酸ブチル8.0重量部をさらに加えて撹拌機で攪拌することにより、スクリーン印刷用インク組成物を調製した。
 上記ゴム形成成分のポリマー粘度(0.1rad/s)は237000Pa・sであった。
 また、得られたスクリーン印刷用インク組成物は、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)が10.7、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が850Pa・s、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が438Pa・sであるものであった。
 得られたスクリーン印刷用インク組成物を用いて、実施例1と同様にして、スクリーン印刷を行って厚さ91μmのガスケットを得た上で、実施例1と同様にして、スクリーン版への付着割合と得られた印刷物における表面荒れ個数を測定した。結果を表1に示す。
(実施例5)
 表1に示すように、(a)ゴム形成成分として、エチレンプロピレンジエンゴム1(EPDM1)28.0重量部と、(b)架橋剤2.8重量部と、カーボンブラック11.2重量部とをオープンロールで混練りして混練物を作製し、得られた混練物に対し、(c)主溶剤であるドデカン52.2重量部および(d)貧溶媒であるジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(EDGAC)5.8重量部をさらに加えて撹拌機で攪拌することにより、スクリーン印刷用インク組成物を調製した。
 上記ゴム形成成分のポリマー粘度(0.1rad/s)は237000Pa・sであった。
 また、得られたスクリーン印刷用インク組成物は、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)が17.0、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が310Pa・s、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が210Pa・sであるものであった。
 得られたスクリーン印刷用インク組成物を用いて、実施例1と同様にして、スクリーン印刷を行って厚さ102μmのガスケットを得た上で、実施例1と同様にして、スクリーン版への付着割合と得られた印刷物における表面荒れ個数を測定した。結果を表1に示す。
(比較例3)
 表1に示すように、(a)ゴム形成成分として、エチレンプロピレンジエンゴム1(EPDM1)28.0重量部と、(b)架橋剤2.8重量部と、カーボンブラック11.2重量部とをオープンロールで混練りして混練物を作製し、得られた混練物に対し、(c)主溶剤であるドデカン58.0重量部をさらに加えて撹拌機で攪拌することにより、スクリーン印刷用インク組成物を調製した。
 上記ゴム形成成分のポリマー粘度(0.1rad/s)は237000Pa・sであった。
 また、得られたスクリーン印刷用インク組成物は、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)が47.1、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が154Pa・s、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が127Pa・sであるものであった。
 得られたスクリーン印刷用インク組成物を用いて、実施例1と同様にして、スクリーン印刷を行って厚さ81μmのガスケットを得た上で、実施例1と同様にして、スクリーン版への付着割合と得られた印刷物における表面荒れ個数を測定した。結果を表1に示す。
(比較例4)
 表1に示すように、(a)ゴム形成成分として、エチレンプロピレンジエンゴム1(EPDM1)31.4重量部と、(b)架橋剤3.1重量部と、カーボンブラック12.5重量部とをオープンロールで混練りして混練物を作製し、得られた混練物に対し、(c)主溶剤であるデカン53.0重量部をさらに加えて撹拌機で攪拌することにより、スクリーン印刷用インク組成物を調製した。
 上記ゴム形成成分のポリマー粘度(0.1rad/s)は237000Pa・sであった。
 また、得られたスクリーン印刷用インク組成物は、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)が17.2、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が269Pa・s、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が201Pa・sであるものであった。
 得られたスクリーン印刷用インク組成物を用いて、実施例1と同様にして、スクリーン印刷を行って厚さ119μmのガスケットを得た上で、実施例1と同様にして、スクリーン版への付着割合と得られた印刷物における表面荒れ個数を測定した。結果を表1に示す。
(実施例6)
 表1に示すように、(a)ゴム形成成分として、エチレンプロピレンジエンゴム1(EPDM1)28.5重量部と可塑剤2を9.1質量部、(b)架橋剤2.8重量部およびカーボンブラック11.4重量部をオープンロールで混練りして混練物を作製し、得られた混練物に対し、(c)主溶剤であるドデカン43.4重量部および(d)貧溶媒であるジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(EDGAC)4.8重量部をさらに加えて撹拌機で攪拌することにより、スクリーン印刷用インク組成物を調製した。
 上記ゴム形成成分のポリマー粘度(0.1rad/s)は31300Pa・sであった。
 また、得られたスクリーン印刷用インク組成物は、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)が19.9、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が439Pa・s、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が287Pa・sであるものであった。
 得られたスクリーン印刷用インク組成物を用いて、実施例1と同様にして、スクリーン印刷を行って厚さ91μmのガスケットを得た上で、実施例1と同様にして、スクリーン版への付着割合と得られた印刷物における表面荒れ個数を測定した。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1に示すように、実施例1~実施例6で得られたスクリーン印刷用インク組成物は、(a)ゴム形成成分と、(b)架橋剤とを含み、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が300~50000Pa・s、25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が50~1500Pa・sであるものであるとともに、スクリーン印刷用インク組成物を構成する溶媒として、(c)ゴム形成成分を溶解させる主溶媒とともに、(d)主溶媒に溶解しゴム形成成分には溶解しない貧溶媒を含むことにより、E型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)を10.0~20.0に制御してインク組成物中におけるゴム形成成分の凝集性を効果的に向上させ、スクリーン印刷時におけるインク組成物の付着量を抑制して、その押し出し性を向上させ得るものであることが分かる。
 また、表1に示すように、実施例1~実施例3で得られたスクリーン印刷用インク組成物は、スクリーン印刷用インク組成物を構成する溶媒として、上記(c)主溶媒と(d)貧溶媒とを含むことにより、スクリーン印刷後の乾燥処理時または(b)架橋剤の加熱硬化処理時に上記(d)貧溶媒が揮発することにより、スクリーン版による押し出し直後に比較して押し出し物の乾燥時の粘度が低減し、レベリング性(表面平滑性)を容易に向上させ、表面荒れ個数を低減し得ることが分かる。
 これに対して、表1に示すように、比較例1~比較例4で得られた比較用スクリーン印刷用インク組成物は、(c)ゴム形成成分を溶解させる主溶媒とともに、(d)主溶媒に溶解しゴム形成成分には溶解しない貧溶媒を含まないために、スクリーン印刷時におけるインク組成物の付着量が高く、また、スクリーン版による押し出し後に押し出し物のレベリング性(表面平滑性)を向上させることができず、表面荒れ個数が高い数値を示すことが分かる。
 本発明によれば、厚みの厚い印刷物を形成した場合においても、印刷物に印刷不良や表面荒れを生じ難いスクリーン印刷用インク組成物および係るスクリーン印刷用インク組成物を用いた印刷物の製造方法を提供することができる。
1  ペースト
M  マスク
S  スクリーン版
S1 スクリーン
O  開口
B  基板
R  スキージ
P  ペースト塗布層
 

 

Claims (3)

  1. (a)ゴム形成成分と、
    (b)架橋剤と、
    (c)ゴム形成成分を溶解させる主溶媒と、
    (d)主溶媒に溶解し前記ゴム形成成分には溶解しない貧溶媒とを含み、
     25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(0.1/s)が300~50000Pa・s、
     25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる粘度(10/s)が50~1500Pa・s、
     25℃の温度下においてE型粘度計によって得られる損失正接(0.1rad/s)が10.0~20.0である
    ことを特徴とするスクリーン印刷用インク組成物。
  2.  請求項1に記載のスクリーン印刷用インク組成物をスクリーン印刷した後、硬化処理することにより、印刷物を形成することを特徴とする印刷物の製造方法。
  3.  前記印刷物がガスケットである請求項2に記載の印刷物の製造方法。 

     
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