[go: up one dir, main page]

JP2019065229A - 混合液の製造方法、混合液を製造するシステム、インク組成物、画像形成方法および画像形成物 - Google Patents

混合液の製造方法、混合液を製造するシステム、インク組成物、画像形成方法および画像形成物 Download PDF

Info

Publication number
JP2019065229A
JP2019065229A JP2017194285A JP2017194285A JP2019065229A JP 2019065229 A JP2019065229 A JP 2019065229A JP 2017194285 A JP2017194285 A JP 2017194285A JP 2017194285 A JP2017194285 A JP 2017194285A JP 2019065229 A JP2019065229 A JP 2019065229A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal nanoparticles
metal
color tone
gloss layer
metallic gloss
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017194285A
Other languages
English (en)
Inventor
恒雄 柏木
Tsuneo Kashiwagi
恒雄 柏木
哲哉 加川
Tetsuya Kagawa
哲哉 加川
禄人 田口
Yoshito Taguchi
禄人 田口
中林 亮
Akira Nakabayashi
亮 中林
伊丹 明彦
Akihiko Itami
明彦 伊丹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2017194285A priority Critical patent/JP2019065229A/ja
Publication of JP2019065229A publication Critical patent/JP2019065229A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

【課題】より広い色域の色調を有する金属光沢層の形成に用いるインク組成物の製造に用いることができる混合液の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明に関する混合液の製造方法は、前記混合液をインク組成物として、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成したときに、前記金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子と、前記第1の複数の金属ナノ粒子とは平均粒子径または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子であり、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を変更する第2の複数の金属ナノ粒子と、を混合する工程と、を含む。【選択図】図1

Description

本発明は、混合液の製造方法、混合液を製造するシステム、インク組成物、画像形成方法および画像形成物に関する。
ラベル、パッケージ、公告印刷物および写真などの記録物に金属光沢を発現させる目的で、アルミニウム顔料およびパール顔料などが用いられている。これらの顔料は、インク組成物として、オフセット印刷、グラビア印刷およびスクリーン印刷などを含むアナログ印刷技術によって基材上に付与され、記録物中の金属光沢色を発する領域を形成する。
近年は、金属光沢色を発する領域をより高精細にした記録物を作製するため、金、銀および銅などの金属を含むナノサイズの粒子(以下、単に「金属ナノ粒子」ともいう。)を基材表面に付与して、上記金属ナノ粒子を含む金属光沢層を基材上に形成する方法が開発されている。
このような金属光沢層の色調を調整する方法として、たとえば、特許文献1には、20〜100nmの均一な粒度分布を有する銀微粒子が均一に分散した塗布液を基材上に室温で塗布および乾燥して得られる、金色系の金属光沢を有する銀膜が記載されている。また、特許文献2には、金(Au)を主成分とし、銀(Ag)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)などを副成分とする合金からなる金属粒子を基材表面に塗布および乾燥して得られる、レッドゴールド、ピンクゴールド、ホワイトゴールドなどの色調を有する塗膜が記載されている。
特開2009−269935号公報 特開2006−124826号公報
しかしながら、特許文献1に記載の銀微粒子を用いて得られる銀膜では、L*a*b*色空間(標準光源D65、視野角10°)における色指数がL*値:65前後、a*値:6前後、b*値:20前後の狭い色域の色調しか実現することができていない。また、特許文献2に記載の合金からなる金属粒子を用いて塗膜を得る方法では、形成すべき色調ごとに配合が異なる合金の金属粒子を作製する必要があり、煩雑な工程が必要となる。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、より広い色域の色調を有する金属光沢層の形成に用いるインク組成物の製造に用いることができる混合液の製造方法、当該混合液を製造するシステム、当該混合液を含むインク組成物、当該インク組成物を用いる画像形成方法および当該インク組成物を用いて形成されうる画像形成物を提供することを、その目的とする。
上記課題を解決するための本発明の一態様は、混合液の製造方法に関する。当該方法は、前記混合液をインク組成物として、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成したときに、前記金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子と、前記第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子であり、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を変更する第2の複数の金属ナノ粒子と、を混合する工程と、を含む。
上記課題を解決するための本発明の別の態様は、混合液を製造するシステムに関する。当該システムは、混合容器と、前記混合液をインク組成物として、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成したときに、前記金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子を前記混合容器に投入する第1投入部と、前記第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子であり、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を変更する第2の複数の金属ナノ粒子を前記混合容器に投入する第2投入部と、を有する。
上記課題を解決するための本発明のさらに別の態様は、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成するためのインク組成物に関する。当該インク組成物は、前記金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子と、前記第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子であり、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を変更する第2の複数の金属ナノ粒子と、を含む。
上記課題を解決するための本発明のさらに別の態様は、上記インク組成物を基材上に付与し、乾燥する工程を含む、画像形成方法に関する。
上記課題を解決するための本発明のさらに別の態様は、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を含む画像形成物に関する。当該金属光沢層は、前記金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子と、前記第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子であり、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を変更する第2の複数の金属ナノ粒子と、を含む。
本発明により、より広い色域の色調を有する金属光沢層の形成に用いるインク組成物の製造に用いることができる混合液の製造方法、当該混合液を製造するシステム、当該混合液を含むインク組成物、当該インク組成物を用いる画像形成方法および当該インク組成物を用いて形成されうる画像形成物が提供される。
図1は、本発明の一実施形態に係る混合液の例示的な製造方法を示すフローチャートである。 図2は、本発明の別の実施形態に係るインク組成物の例示的な製造方法を示すフローチャートである。 図3は、混合液を製造するシステムの概要を示す模式図である。 図4は、インク組成物を製造するシステムの概要を示す模式図である。
本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討を行い、金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子に、第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる第2の複数の金属ナノ粒子を組み合わせて用いることで、第1の複数の金属ナノ粒子により付与される色調を変更できることを見出し、さらに検討および研究を重ね、本発明を完成させた。
金属光沢層は略平滑面であると推測することができるため、その金属光沢層の色調(正反射スペクトル)は、金属光沢層を構成する物質の光学定数(屈折率および消衰係数)に依存すると推測することができる。また、ナノ粒子の屈折率および消衰係数は、ナノ粒子の粒径および金属種に依存して変化することが知られている。さらには、複数のナノ粒子が混在する複合物の光学定数は、それぞれのナノ粒子の誘電率(屈折率の二乗)およびバインダー樹脂などのその他の成分(添加剤)の誘電率と、これらの成分の体積分率と、をもとに、有効媒質近似によって算出される値になると考えることができる。
つまり、金属光沢層により多く存在する第1の複数の金属ナノ粒子に加えて、第1の複数の金属ナノ粒子と同量またはより少なく存在する第2の複数の金属ナノ粒子を含むとき、当該金属光沢層の色調は、第1の複数の金属ナノ粒子により付与される色調に対して、第2の複数の金属ナノ粒子の粒度分布または金属種に応じた程度に変更された色調となる。なお、本明細書において、第1の複数の金属ナノ粒子または第2の複数の金属ナノ粒子の粒度分布とは、少なくとも当該金属ナノ粒子の平均粒子径およびピークの半値半幅を含む概念である。
本発明はこのような思想のもとなされたものであり、第1の複数の金属ナノ粒子により金属光沢層に付与される色調を、第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる第2の複数の金属ナノ粒子により変更して、金属光沢層の色調を所望の色調に調整するものである。
具体的には、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子(以下、これらをまとめて単に「金属ナノ粒子」ともいう。)を含む金属光沢層の色調は、上記有効媒質近似を用いた計算により定性的に推測することができるが、定量的には電磁場光学シミュレーションFDTD法により金属ナノ粒子の粒度分布(粒子径ごとの体積分率)および光学定数を用いて推測することができる。また、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の特定の組み合わせと、当該組み合わせにより実現される金属光沢層の色調と、の対応関係を予め求めておいて、上記対応関係を参照して、所望の色調を実現するための第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の組み合わせを用いて金属光沢層を形成することもできる。
このような金属ナノ粒子の組み合わせによる色調の制御を可能とする観点から、金属光沢層では、複数の金属ナノ粒子が溶着および焼結などすることなく、金属ナノ粒子間に空隙が形成されていることが望まれる。そのため、金属形成物は、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を含むインク組成物を基材上に付与した後、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子が溶融などしない温度に加熱して、インク組成物を乾燥することが望ましい。
このようにして形成された金属光沢層では、金属ナノ粒子同士が溶着または焼結することによるシート抵抗の低下は生じにくいため、金属光沢層のシート抵抗は、1×105.0Ω/sqより大きくなる。なお、積層体のシート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい限りにおいて、金属ナノ粒子の一部は焼結、溶着または互いに接触していてもよい。上記シート抵抗は、公知の体積抵抗率測定器を用いて、接触式(4探針法)で測定して得られた値とすることができる。
本発明者らの検討および実験によれば、第2の複数の金属ナノ粒子は、適切に選択すれば、第1の複数の金属ナノ粒子のみを用いて形成された金属光沢層の色調を、CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)上の距離が0.001以上0.05以下、好ましくは0.001以上0.02以下、より好ましくは0.002以上0.015以下、さらに好ましくは0.002以上0.01以下、特に好ましくは0.005以上0.01以下、離れた色調に変更することが可能である。なお、上記色座標(u’、v’)上の距離は、((u’の値の差の絶対値) + (v’の値の差の絶対値) の平方根)によって求められる値である。
また、本発明者らの検討および実験によれば、第1の複数の金属ナノ粒子と第2の複数の金属ナノ粒子との組み合わせにより、金属光沢層の色調を、より金属らしい色調である、CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)が、0.19<u’<0.27、かつ、0.45<v’<0.57の範囲で調整することができる。
なお、CIE 1976UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)は、JIS Z 8781−5に記載の方法によって測定することができる。
第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、いずれも、金属原子を主体として構成されるナノ粒子である。上記金属の例には、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、白金、アルミニウム、亜鉛、クロム、鉄、コバルト、モリブデン、ジルコニウム、ルテニウム、イリジウム、タンタル、水銀、インジウム、スズ、鉛、およびタングステンならびにこれらの合金などが含まれる。これらのうち、高い光沢を発現可能であり、かつ、安価であることから、金、銀、銅、ニッケル、コバルト、スズ、鉛、クロム、亜鉛およびアルミニウムが好ましく、金、銀、銅、スズ、クロム、鉛およびアルミニウムがより好ましく、金、銀および銅がさらに好ましく、銀が特に好ましい。金属ナノ粒子は、これらの金属を主成分とすればよく、不可避的に含まれる他の成分を微量に含んでいてもよいし、分散安定性を高めるためにクエン酸などで表面処理されていてもよい。
第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は、特に限定されないが、金属光沢層を作製するための組成物中での分散安定性および保存安定性を高める観点からは、いずれも、3nm以上100nm以下であることが好ましく、20nm以上75nm以下であることがより好ましい。上記平均粒子径が3nm以上であると、金属ナノ粒子の作製および粒度分布の制御が容易である。上記平均粒子径が100nm以下であると、金属光沢層に入射した光の乱反射を抑制してより滑らかな外観の金属光沢層を形成できるほか、金属光沢層の平滑性を高めたり、インク組成物中での金属ナノ粒子の分散性を高めたりすることができる。金属ナノ粒子の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)画像より求めた体積平均粒子径とすることができる。
また、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、可視光領域の電磁波を受けて表面プラズモン共鳴を生じる金属ナノ粒子であることが好ましい。このような金属ナノ粒子は、表面プラズモン共鳴に由来する光の吸収および散乱を引き起こして、金属光沢層が有しうる色調をさらに広くすることができる。特に、第2の複数の金属ナノ粒子は、可視光領域の電磁波を受けて表面プラズモン共鳴を生じると、上記表面プラズモン共鳴に由来する光の吸収および散乱によって、第1の複数の金属ナノ粒子により付与される色調を、より多様な方向に変更することができる。このような観点からは、少なくとも第2の複数の金属ナノ粒子は可視光領域の電磁波を受けて表面プラズモン共鳴を生じる金属ナノ粒子であることが好ましく、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径はいずれも可視光領域の電磁波を受けて表面プラズモン共鳴を生じる金属ナノ粒子であることがより好ましい。
たとえば、第2の複数の金属ナノ粒子が銀粒子であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径が20nm30nm以下であれば、表面プラズモン共鳴による短波長の光の吸光が多くなるため、金属光沢層の色調をより暖色系に(CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)のu’、v’がいずれも増加する方向に)変更することができる。
一方で、第2の複数の金属ナノ粒子が銀粒子であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径が35nm以上75nm以下であれば、表面プラズモン共鳴による特定の波長の光の吸光を抑制して、金属光沢層の色調をよりバルク金属に近い色調に(CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)のu’、v’がいずれも減少する方向に)変更することができる。
第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは少なくとも粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属ナノ粒子を構成する金属種が異なればよい。また、第2の複数の金属ナノ粒子は、粒度分布または構成する金属種が互いに異なる複数種の金属ナノ粒子を組み合わせて用いてもよい。
第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは平均粒子径が異なるとき、平均粒子径が15nm以上55nm以下異なることが好ましく、15nm以上50nm以下異なることがより好ましく15nm以上45nm以下異なることがさらに好ましい。平均粒子径の差が上記範囲であると、金属光沢層の色調を、第1の複数の金属ナノ粒子により付与される色調からより大きく変更することが可能である。
第1の複数の金属ナノ粒子と第2の複数の金属ナノ粒子との粒度分布が異なるとは、これらを含む画像形成物、インク組成物または当該インク組成物を製造するための混合液の粒度分布が、第1の金属ナノ粒子のみを含む画像形成物、インク組成物または当該インク組成物を製造するための混合液の粒度分布とは異なるものになることを意味する。このとき、たとえば、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を含む画像形成物等の粒度分布に、それぞれが第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子のいずれかに由来する間に谷を挟んだ2つ以上のピークが見られればよい。上記谷とは、隣接するピークの間に、上記隣接するピークのうち個数が少ないピークの粒子個数と比較して、粒子の個数が60%以下となる粒子径が存在することを意味する。あるいは、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を含む画像形成物等の粒度分布のピークの半値半幅が、第1の複数の金属ナノ粒子のみを含む画像形成物等の粒度分布のピークの半値半幅と比較して、第2の複数の金属ナノ粒子により変化されていてもよい。なお、粒度分布は、SEM画像より測定することができる。なお、このとき、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、いずれも半値半幅が5nm以上45nm以下であることが好ましい。
第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは金属ナノ粒子を構成する金属種が異なるとき、第1の複数の金属ナノ粒子の構成する金属種とは吸収波長のスペクトル形状がより異なる金属種が、第2の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種であることが好ましい。たとえば、第1の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種が銀であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種は銅とすることができる。なお、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種は、誘導結合プラズマ質量分析(ICP−MS)および蛍光X線分析などの公知の方法で定性および定量することができる。
1.混合液の製造方法
本発明の一実施形態は、上記金属光沢層を形成するためのインク組成物の製造に用いる混合液の製造方法に関する。
上記金属光沢層は、基材上に、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を独立に付与して形成してもよい。一方で、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を互いに十分に分散させて、形成される金属光沢層の色調と当該金属ナノ粒子の組み合わせから予測される色調とのずれを抑制する観点からは、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を含む1液型のインク組成物を基材上に塗布して乾燥させて形成させることが好ましい。
上記1液型のインク組成物(以下、単に「インク組成物」というときは、上記1液型のインク組成物を意味する。)は、たとえば、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を分散させた混合液と、分散媒と、任意に添加される添加剤と、を混合して製造することができる。
図1は、本実施形態に係る混合液の例示的な製造方法を示すフローチャートである。
1−1.金属ナノ粒子の組み合わせの決定
本実施形態に係る混合液の例示的な製造方法において、まず、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を決定する(工程S100)。
第1の複数の金属ナノ粒子の金属ナノ粒子を構成する金属種は、当該インク組成物により形成される金属光沢層の主たる色調を付与する金属を選択すればよい。たとえば、銀基調の金属光沢層を形成しようとするときは、第1の複数の金属ナノ粒子は、銀により構成される複数の金属ナノ粒子とすればよく、金基調の金属光沢層を形成しようとするときは、第1の複数の金属ナノ粒子は、金により構成される金属原子とする複数の金属ナノ粒子とすればよく、銅基調の金属光沢層を形成しようとするときは、第1の複数の金属ナノ粒子は、銅により構成される金属原子とする複数の金属ナノ粒子とすればよい。
さらに、当該インク組成物により形成される金属光沢層の色調にあわせて、第1の複数の金属ナノ粒子の粒度分布、第2の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種、第2の複数の金属ナノ粒子の粒度分布、およびインク組成物中の第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子それぞれの混合比を決定する。
なお、このとき、粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる金属ナノ粒子の複数の組み合わせについての、上述した有効媒質近似またはFDTDによって算出される値を一覧にした対応関係を参照して、上記形成される金属光沢層の色調またはこれに近似した色調を実現するように、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の組み合わせを決定してもよい。また、このとき、粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる金属ナノ粒子の組み合わせと、当該組み合わせにより実現されるシート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、の対応関係を予め実験などにより求めておき、上記対応関係を参照して、上記形成される金属光沢層の色調またはこれに近似した色調を実現するように、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の組み合わせを決定してもよい。
第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、基材上に付与して乾燥させ、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成したときに、色調がCIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)が、0.19<u’<0.27、かつ、0.45<v’<0.57の範囲に含まれる金属光沢層を形成可能な組み合わせを構成する金属ナノ粒子となるように選択することができる。
また、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子により付与された前記金属光沢層の色調を、CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)上の距離が0.001以上0.05以下離れた色調に変更するものを選択することが好ましい。上記色調が変更される度合いは、第1の複数の金属ナノ粒子のみを金属ナノ粒子として用いて形成された、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、第1の金属ナノ粒子および第2の金属ナノ粒子をあわせて用いて形成された、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、の差とすることができる。
1−2.金属ナノ粒子の混合
その後、上記決定された第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を混合して、混合液を製造する(S200)。
第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、インク組成物の液体成分となる分散媒に分散しているものを混合することが好ましい。
金属ナノ粒子は、混合したときに上記決定された第1の複数の金属ナノ粒子と第2の複数の金属ナノ粒子との組み合わせを構成するものを用いればよい。たとえば、上記決定された第1の複数の金属ナノ粒子の条件を満たす複数の金属ナノ粒子と、上記決定された第2の複数の金属ナノ粒子の条件を満たす複数の金属ナノ粒子と、を混合すればよい。金属ナノ粒子は、市販のものを用いてもよいし、上記組み合わせとなるように混合したものを用いてもよい。
上述したように、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は、3nm以上100nm以下であることが好ましい。
また、上述したように、金属光沢層が有しうる色調をさらに広くする観点からは、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、少なくとも第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径が20nm以上75nm以下であることが好ましく、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径がいずれも20nm以上75nm以下であることがより好ましい。
また、上述したように、金属光沢層の色調をより暖色系に変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子が銀粒子であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は20nm30nm以下であることが好ましい。一方で、金属光沢層の色調をよりバルク金属の色調に変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は35nm以上75nm以下であることが好ましい。
また、上述したように、金属光沢層の色調を、第1の複数の金属ナノ粒子により付与される色調からより大きく変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは平均粒子径が15nm以上55nm以下異なることが好ましく、15nm以上50nm以下異なることがより好ましく、15nm以上45nm以下異なることがさらに好ましい。
また、上述したように、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは金属ナノ粒子を構成する金属種が異なるとき、第1の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種とは吸収波長のスペクトル形状がより異なる金属種により、第2の複数の金属ナノ粒子が構成されることが好ましい。たとえば、第1の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種が銀であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種は銅とすることができる。
なお、金属ナノ粒子は、金属ナノ粒子同士の分散性を高めるため、高分子分散剤が表面に吸着していてもよい。
高分子分散剤は、金属ナノ粒子の表面に吸着するための吸着基を有する。上記吸着基は、金属粒子の表面に対して強い吸着力を有する官能基であればよい。上記吸着基の例には、第1級〜3級アミノ基、第4級アンモニウム基、塩基性窒素原子を有する複素環基、ヒドロキシル基、カルボニル基、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基、およびチオール基などが含まれる。
高分子分散剤を構成する樹脂は、親水性モノマーの単独重合体または共重合体が好ましい。親水性モノマーの共重合体は、親水性モノマーと疎水性モノマーとの共重合体であってもよい。
親水性モノマーの例には、カルボキシル基または酸無水物基を含有するモノマー((メタ)アクリル酸、マレイン酸などの不飽和多価カルボン酸、ならびに無水マレイン酸など)、ならびにアルキレンオキサイド変性(メタ)アクリル酸エステルモノマー(エチレンオキサイド変性(メタ)アクリル酸アルキルエステルなど)などが含まれる。なお、本発明において、(メタ)アクリルとは、アクリルおよびメタクリルの双方またはいずれかを意味する。
疎水性モノマーの例には、(メタ)アクリル酸メチルおよび(メタ)アクリル酸エチルなどの(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、スチレン、α−メチルスチレンおよびビニルトルエンなどのスチレン系モノマー、エチレン、プロピレン、および1−ブテンなどのα−オレフィン系モノマー、ならびに、酢酸ビニルおよび酪酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル系モノマーなどが含まれる。
高分子分散剤は、酸価を有することが好ましい。酸価を有する高分子分散剤の例には、吸着基または官能基として、カルボキシル基、リン酸基、およびスルホン酸基などを有する高分子分散剤が含まれる。上記酸性基は、カルボキシル基またはリン酸基が好ましく、カルボキシル基がより好ましい。
高分子分散剤は、酸価が1mgKOH/g以上100mgKOH/g以下であることが好ましい。上記酸価が1mgKOH/g以上であると、高分子分散剤は親水性の傾向を有するため、特に水系のインク組成物中での金属ナノ粒子の分散性を高めることができ、インクジェット法によるインク組成物とするときの水系のインク組成物の吐出安定性(分散安定性)もより高めることができる。一方で、上記酸価が100mgKOH/g以下であると、インクジェットヘッド中で高分子分散剤が膨潤することによる、インクジェットヘッドからの吐出安定性(分散安定性)の顕著な低下を抑制することもできる。上記観点からは、高分子分散剤の酸価は3mgKOH/g以上80mgKOH/g以下であることが好ましく、5mgKOH/g以上60mgKOH/g以下であることがより好ましく、7mgKOH/g以上50mgKOH/g以下であることがさらに好ましい。
高分子分散剤の酸価は、中和滴定法などの化学量論的手法を用いて分散剤の酸価をJIS K 0070に準じて測定すればよい。また、フーリエ変換赤外分光光法(FT−IR)、H−NMRおよびガスクロマトグラフィー−質量分析法(GC/MS)によって分散剤の種類を特定してもよい。
高分子分散剤は、重量平均分子量が1000以上100000以下であることが好ましく、2000以上50000以下であることがより好ましい。
高分子分散剤の含有量は特に限定されないが、インク組成物中での金属ナノ粒子の分散性および基材への密着性を十分に高める観点からは、金属ナノ粒子の総質量に対して、1質量%以上15質量%以下であることが好ましく、2質量%以上10質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上8質量%以下であることがさらに好ましい。
このようにして製造された混合液は、そのままインク組成物として金属光沢層の形成に使用することができる。このとき、金属ナノ粒子と、分散媒(後述)と、任意に添加される添加剤(後述)と、を本工程で混合してもよい。
また、後述するように、上記混合液を製造した後に、分散媒および任意に添加される添加剤を上記混合液に添加してインク組成物としてもよい。なお、分散媒および添加剤を上記混合液に添加してインク組成物とするとき、インク組成物が界面活性剤(表面調整剤)を含む場合は、本工程で金属ナノ粒子とともに界面活性剤を混合して、界面活性剤を含む混合液を製造することが好ましい。
界面活性剤の例には、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類および脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類およびポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類および第四級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤、ならびにシリコーン系やフッ素系の界面活性剤が含まれる。
界面活性剤の含有量は、たとえば、インク組成物の全質量に対して、0.001質量%以上1.0質量%未満とすることができる。
1−3.インク組成物の製造
上記混合液は、インク組成物の液体成分となる分散媒および任意に添加される添加剤と混合して、インク組成物とすることができる。
図2は、本実施形態に係るインク組成物の例示的な製造方法を示すフローチャートである。なお、工程S100および工程S200は上記混合液の製造方法と同様に行い得るので、重複する記載は省略する。
1−3−1.分散媒の混合
上記混合液を製造した後、製造された混合液に分散媒を添加して、上記混合液と分散媒とを混合し、インク組成物として好適な粘度の分散液を作製することができる(工程S300)。
分散媒は、ナノサイズの金属粒子を分散できるものであれば水でも有機溶剤でもよいが、人体への安全性や処理の容易さから水であることが好ましい。ただし、分散媒として水を用いるときも、粘度調整などのために任意に公知の有機溶剤を含んでいてもよい。有機溶剤の例には、多価アルコール、多価アルコール誘導体、アルコール、アミド、ケトン、ケトアルコール、エーテル、含窒素溶剤、含硫黄溶剤、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、および1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンなどが含まれる。前記多価アルコールの例には、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロプレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、1,5−ペンタンジオール、および1,2,6−ヘキサントリオールなどが含まれる。前記多価アルコール誘導体の例には、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル、エチレングリコール−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコール−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコール−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコール−n−ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコール−n−プロピルエーテル、トリエチレングリコール−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコール−n−プロピルエーテル、プロピレングリコール−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコール−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールエチルエーテル、トリプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、およびトリプロピレングリコール−n−ブチルエーテルなどが含まれる。前記アルコールの例には、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、およびベンジルアルコールなどが含まれる。上記アミドの例には、ジメチルホルムアミド、およびジメチルアセトアミドなどが含まれる。上記ケトンの例には、アセトンなどが含まれる。上記ケトアルコールの例には、ジアセトンアルコールなどが含まれる。上記エーテルの例には、テトラヒドロフラン、およびジオキサンなどが含まれる。上記窒素溶剤の例には、ピロリドン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、およびトリエタノールアミンなどが含まれる。上記含硫黄溶剤の例には、チオジエタノール、チオジグリコール、チオジグリセロール、スルホラン、およびジメチルスルホキシドなどが含まれる。
金属ナノ粒子および任意に添加されるバインダー樹脂などの分散性をより高める観点からは、上記有機溶剤は、上記多価アルコール誘導体であることが好ましい。
また、インクジェット法による画像形成が可能なインクジェットインク組成物を製造するときは、インクジェットヘッドからの吐出時にノズルで揮発することによる吐出安定性の低下を防ぐ観点から、上記有機溶剤は、沸点が100℃以上350℃以下であることが好ましく、200℃以上350℃以下であることがより好ましい。
分散媒の量は、製造しようとするインク組成物の粘度が達成される量であればよい。たとえば、インクジェットインク組成物を製造するときは、インク組成物の粘度が1cP以上100cP未満となる量の分散媒を添加して混合すればよい。
1−3−2.添加剤
上記分散液にバインダー樹脂などの添加剤を添加して、上記分散液と上記添加剤とを混合し、所望の特性を有するインク組成物を作製することができる(工程S400)。
バインダー樹脂は、金属ナノ粒子、特には金属ナノ粒子の表面に吸着した分散剤、と相互作用して、金属ナノ粒子の基材への密着性を高めうる。バインダー樹脂は、分散剤との親和性が高い樹脂であることが好ましく、(メタ)アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂(たとえばポリ塩化ビニル重合体、および塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体など)、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂、フッ素樹脂、スチレン共重合体(たとえばスチレン−ブタジエン共重合体、およびスチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体など)、ならびに酢酸ビニル共重合体(たとえばエチレン−酢酸ビニル共重合体など)などが含まれる。金属光沢層の耐水性をより高める観点から、バインダー樹脂は、(メタ)アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂、フッ素樹脂、スチレン共重合体)、および酢酸ビニル共重合体が好ましく、ウレタン樹脂および(メタ)アクリル樹脂がより好ましい。これらのバインダー樹脂は、1種を単独で、または2種類以上を組み合わせて用いることができる。
バインダー樹脂が光を吸収および散乱などすることによる金属光沢層の光輝性の低下を抑制する観点からは、バインダー樹脂の含有量(全質量)は、たとえば金属ナノ粒子が銀ナノ粒子であるときは、金属ナノ粒子の全質量に対して1/5以下であることが好ましく、1/7以下であることがより好ましく、1/10以下であることがさらに好ましい。
ただし、金属光沢層の反射率をより高める観点からは、インク組成物は、実質的に上記高分子分散剤が吸着した金属ナノ粒子、上記バインダー樹脂および分散媒、ならびに任意に必要量の界面活性剤からなることが好ましい。上記高分子分散剤が吸着した金属ナノ粒子、上記バインダー樹脂および分散媒の含有量の合計は、上記インク組成物の全質量に対して90質量%以上100質量%以下であることが好ましく、95質量%以上100質量%以下であることがより好ましい。
インク組成物が界面活性剤を含むとき、本工程で上記分散液と界面活性剤とを混合してもよい。
2.混合液を製造するシステムおよびインク組成物を製造するシステム
2−1.混合液を製造するシステム
本発明の別の実施形態は、上記混合液を製造するシステムに関する。
図3は、上記混合液を製造するシステム100の概要を示す模式図である。システム100は、混合装置110と、入力部140と、記憶部150と、決定部160と、制御部170と、を有する。
混合装置110は、混合容器112と、混合容器100に金属ナノ粒子を投入する複数の金属ナノ粒子投入部114a、114bおよび114cと、を有する
混合容器112は、複数の金属ナノ粒子投入部114a、114bおよび114cと連通しており、これらの投入部から投入された複数種の金属ナノ粒子を混合して、混合液とする。混合容器は、投入された複数種の金属ナノ粒子を撹拌して混合する撹拌羽116を有してもよい。
金属ナノ粒子投入部114a、114bおよび114cは、いずれも、投入される金属ナノ粒子を貯留する金属ナノ粒子タンクと、金属ナノ粒子タンクと混合容器112とを連通する金属ナノ粒子流路と、金属ナノ粒子流路を開放および閉鎖してそれぞれの金属ナノ粒子タンクから混合容器112への金属ナノ粒子の投入を制御する金属ナノ粒子流路弁と、を有する。図3には、3つの金属ナノ粒子投入部114a、114bおよび114cが記載されているが、金属ナノ粒子投入部は2つ以上あればよく、混合装置110は、4つ、5つまたはそれ以上の金属ナノ粒子投入部を有してもよい。
それぞれの金属ナノ粒子タンクには、粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が互いに異なる複数の金属ナノ粒子が貯留される。それぞれの金属ナノ粒子タンク内の金属ナノ粒子は、投入および混合を容易にする観点から、インク組成物の液体成分となる分散媒と同一の液体により分散されていることが好ましい。
入力部140は、テンキー、スタートキーなどの各種操作キー、音声受信部、またはカメラなどの映像受信部などを備え、ユーザーによる各種の入力操作を受け付けて、インク組成物により形成される金属光沢層が有すべき色調を決定部160に出力する。入力部140は、受信コネクタなどの、他の媒体から電気的に出力された入力データを受信して決定部160に出力可能に構成された、各種の信号受信機器であってもよい。入力部140から出力された入力データは、決定部160に出力されて第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の決定に用いられる。
記憶部150は、たとえばROM、RAM、磁気ディスク、HDD、SSD等の各種の記憶媒体を備え、金属ナノ粒子の組み合わせと、当該組み合わせにより実現されるシート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、の対応関係を記憶する。また、記憶部150は、金属ナノ粒子投入部114a、114bおよび114cのそれぞれが金属ナノ粒子タンクに貯留する金属ナノ粒子に関する、粒度分布および金属ナノ粒子を構成する金属種などの情報を記憶する。
上記対応関係は、粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる金属ナノ粒子の複数の組み合わせについての、上述した有効媒質近似またはFDTDによって算出される値を一覧にしたものであってもよい、また、上記対応関係は、粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる金属ナノ粒子の複数の組み合わせについて、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成したときの色調を予め実験などにより求めておき、当該組み合わせと色調とを対応させて一覧としたものであってもよい。
決定部160は、中央処理装置等のハードウェアプロセッサなどから構成され、入力部140から出力されたデータを受け付けた、上記金属光沢層が有すべき色調をもとに、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を決定する。その後、決定部160は、記憶部150に記憶されている上記対応関係に関する情報を参照して、上記金属光沢層が有すべき色調またはそれに近似した色調を実現する第1の複数の金属ナノ粒子と第2の複数の金属ナノ粒子との組み合わせを決定する。決定部160は、上記決定した組み合わせを、制御部170に出力する。
制御部170は、中央処理装置等のハードウェアプロセッサなどから構成され、決定部160が決定した、上記第1の複数の金属ナノ粒子と第2の複数の金属ナノ粒子との組み合わせをもとに、どのような組成の混合液を製造すべきかを決定する。さらに、制御部170は、記憶部150に記憶されている上記各金属ナノ粒子タンクに貯留される金属ナノ粒子に関する情報を参照して、いずれの金属ナノ粒子タンクに貯留される金属ナノ粒子をどの割合で投入して混合すべきかを決定する。
また、制御部170は、金属ナノ粒子投入部114a、114bおよび114cのうち、投入される金属ナノ粒子を金属ナノ粒子タンクに貯留する金属ナノ粒子投入部が有する金属ナノ粒子流路弁を開放して、上記決定された混合液の組成が実現されるように、複数種の金属ナノ粒子を混合容器112に投入させる。投入後、制御部170は、混合容器112の撹拌羽116を回転させて、投入された複数種の金属ナノ粒子を混合して、混合液とする。
製造された混合液は、混合容器112から排出され、貯蔵容器などに回収される。
このようにして製造された混合液は、そのままインク組成物として金属光沢層の形成に使用することができる。このとき、混合装置110は、分散媒、ならびに界面活性剤およびバインダー樹脂などの添加剤を混合容器112に投入するそれぞれの投入部を有し、制御部170は、インク組成物である混合液の組成に応じて、これらの投入部から混合容器112への分散媒および添加剤の投入を制御してもよい。
また、後述するように、上記混合液を製造した後に、分散媒および任意に添加される添加剤を上記混合液に添加してインク組成物としてもよい。なお、分散媒および添加剤を上記混合液に添加してインク組成物とするとき、インク組成物が界面活性剤を含む場合は、混合装置110は、界面活性剤を混合容器112に投入する投入部を有し、制御部170は、上記投入部から混合容器112への界面活性剤の投入を制御してもよい。
2−2.インク組成物を製造するシステム
図4は、混合液を製造する混合装置110を有する、インク組成物を製造するシステム200の概要を示す模式図である。システム200は、上述した混合装置100と、分散媒混合装置120と、添加剤混合装置130と、を有する。
分散媒混合装置120は、分散媒混合容器122と、分散媒混合容器122に分散媒を投入する分散媒投入部124と、を有する。
分散媒混合容器122は、混合装置110の混合容器112と連通し、かつ、分散媒投入部124と連通しており、混合容器112から流通してくる混合液と分散媒とを混合して、分散液とする。分散媒混合容器122は、投入された混合液と分散媒を撹拌して混合する撹拌羽126を有してもよい。
分散媒投入部124は、投入される分散媒を貯留する分散媒タンクと、分散媒タンクと分散媒混合容器122とを連通する分散媒流路と、分散媒流路を開放および閉鎖してそれぞれの分散媒タンクから分散媒混合容器122への分散媒の投入を制御する分散媒流路弁と、を有する。
添加剤混合装置130は、添加剤混合容器132と、添加剤混合容器132に添加剤を投入する添加剤投入部134と、を有する。
添加剤混合容器132は、分散媒混合装置120の分散媒混合容器122と連通し、かつ、添加剤投入部134と連通しており、分散媒混合容器122から流通してくる分散液と添加剤とを混合して、インク組成物とする。添加剤混合容器132は、投入された分散液と添加剤を撹拌して混合する撹拌羽136を有してもよい。
添加剤投入部134は、バインダー樹脂などの投入される添加剤を貯留する添加剤タンクと、添加剤タンクと添加剤混合容器132とを連通する添加剤流路と、添加剤流路を開放および閉鎖してそれぞれの添加剤タンクから添加剤混合容器132への添加剤の投入を制御する添加剤流路弁と、を有する。
インク組成物を製造するシステム200では、上述した混合液を製造するシステム100と同様に、決定部160は、入力部140から出力されたデータを受け付けた、上記金属光沢層が有すべき色調をもとに、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を決定する。その後、決定部160は、記憶部150に記憶されている上記対応関係に関する情報を参照して、上記金属光沢層が有すべき色調またはそれに近似した色調を実現する第1の複数の金属ナノ粒子と第2の複数の金属ナノ粒子との組み合わせを決定する。決定部160は、上記決定した組み合わせを、制御部170に出力する。
制御部170は、決定部160が決定した、上記第1の複数の金属ナノ粒子と第2の複数の金属ナノ粒子との組み合わせをもとに、どのような組成のインク組成物を製造すべきかを決定する。さらに、制御部170は、記憶部150に記憶されている上記各金属ナノ粒子タンクに貯留される金属ナノ粒子に関する情報を参照して、いずれの金属ナノ粒子タンクに貯留される金属ナノ粒子をどの割合で投入して混合すべきかを決定する。さらに、制御部170は、インク組成物を所望の粘度とするための分散媒投入部124から投入すべき分散媒の量、およびインク組成物に所望の特性を付与するための添加剤投入部134から投入すべき添加剤の量を決定する。
そして、制御部170は、上記決定されたインク組成物の組成が実現されるように、複数種の金属ナノ粒子を混合容器112に投入させ、投入された複数種の金属ナノ粒子を混合して、混合液とする。さらに、制御部170は、混合液を混合容器112から分散媒混合容器122へ流通させ、分散媒投入部124から分散媒を投入させて、流通された混合液と投入された分散媒とを混合して、分散液とする。さらに、制御部170は、分散液を分散媒混合容器122から添加剤混合容器132へ流通させ、添加剤投入部134から添加剤を投入させて、流通された分散液と投入された添加剤とを混合して、インク組成物とする。
3.インク組成物
本発明のさらに別の実施形態は、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成するためのインク組成物に関する。
上記インク組成物は、上述した第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子、分散液および任意に添加される添加剤を含む。
第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、インク組成物または溶媒を一部除去して濃縮したインク組成物をICP−MSおよび蛍光X線分析で測定して、検出することができる。
上記インク組成物は、CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)が、0.19<u’<0.27、かつ、0.45<v’<0.57の範囲に含まれる金属光沢層を形成可能である。
また、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子により付与された前記金属光沢層の色調を、CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)上の距離が0.001以上0.05以下離れた色調に変更するものであることが好ましい。上記色調が変更される度合いは、上記検出された第1の複数の金属ナノ粒子のみを金属ナノ粒子として用いて形成された、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、第1の金属ナノ粒子および第2の金属ナノ粒子をあわせて用いて形成された、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、の差とすることができる。
上述したように、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は、3nm以上100nm以下であることが好ましい。
また、上述したように、金属光沢層が有しうる色調をさらに広くする観点からは、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、少なくとも第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径が20nm以上75nm以下であることが好ましく、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径がいずれも20nm以上75nm以下であることがより好ましい。
また、上述したように、金属光沢層の色調をより暖色系に変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子が銀粒子であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は20nm30nm以下であることが好ましい。一方で、金属光沢層の色調をよりバルク金属の色調に変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は35nm以上75nm以下であることが好ましい。
また、上述したように、金属光沢層の色調を、第1の複数の金属ナノ粒子により付与される色調からより大きく変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは平均粒子径が15nm以上55nm以下異なることが好ましく、15nm以上50nm以下異なることがより好ましく、15nm以上45nm以下異なることがさらに好ましい。
また、上述したように、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは金属ナノ粒子を構成する金属種が異なるとき、第1の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種とは吸収波長のスペクトル形状がより異なる金属種により、第2の複数の金属ナノ粒子が構成されることが好ましい。たとえば、第1の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種が銀であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種は銅とすることができる。
4.画像形成方法
本発明のさらに別の実施形態は、上記インク組成物を用いて金属光沢層を形成する工程を含む画像形成方法に関する。
上記インク組成物は、基材上に付与して乾燥させて、金属光沢層を形成することができる。また、金属光沢層は、単独で、または色材層などとあわせて、画像形成物とすることができる。また、上記インク組成物は、公知の中間転写媒体上に付与して乾燥させて、金属光沢層を含む中間転写物を形成した後、基材に転写して、画像形成物とすることができる。
4−1.基材
基材は特に限定されず、アート紙、コート紙、軽量コート紙、微塗工紙およびキャスト紙などを含む塗工紙ならびに非塗工紙を含む吸収性の基材(紙基材)、ポリエステル(PE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン(PE)、ポリウレタン(PU)、ポリプロピレン(PP)、アクリル樹脂(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(PS)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびポリブタジエンテレフタレート(PBT)などを含むプラスチックで構成される非吸収性の基材(プラスチック基材)、ならびに金属類およびガラスなどを含む非吸収性の無機媒体を用いることができる。
4−2.中間転写体
中間転写体は特に限定されず、各種プラスチック、セラミックス、ガラスおよび金属、ならびにこれらの複合材料を用いることができる。
4−3.金属光沢層の形成
インク組成物の付与方法は特に限定されず、ロールコーターやスピンコーターなどを用いて上記インク組成物を基材の表面に塗布してもよいし、スプレー塗布、浸漬法、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷などの方法で上記インク組成物を基材の表面に付与してもよいし、インクジェット法で上記インク組成物を基材の表面に着弾させてもよい。これらのうち、より精細な記録物を形成する観点からは、インクジェット法が好ましい。
インクジェット法を用いるとき、上述した高分子分散剤が吸着した金属ナノ粒子、バインダー樹脂および溶媒を含むインクジェットインク組成物をインクジェットヘッドのノズルから吐出して、基材の表面に着弾させればよい。
上記インク組成物の付与後に、上記インク組成物を乾燥させてもよい。金属ナノ粒子同士の溶着および焼結による色調の変更を抑制する観点からは、このときの乾燥温度は、100℃未満であることが好ましく、80℃未満であることがより好ましい。
4−4.その他の層
上記金属光沢層は、基材上に形成された金属ナノ粒子の密着性をより高めるためのプライマー層に接して形成されてもよい。また、画像形成物の上記金属光沢層のより表層側に、色材層または保護層を形成してもよい。また、中間転写体を用いるときは、金属光沢層のより表層側に、基材への転写時に基材と金属光沢層とを接着させるための粘着層を形成してもよい。また、中間転写体を用いるときは、金属光沢層のより中間転写体側に、基材への転写時に金属光沢層と中間転写体とを離型させるための離型層を形成してもよい。また、
4−4−1.プライマー層
プライマー層は、金属ナノ粒子を含む顔料などの基材への密着性を高めるために従来から用いられている材料から形成される層とすることができる。たとえば、プライマー層は、定着用の樹脂を含む。
プライマー層の膜厚は特に限定されないが、金属光沢層の基材への密着性を十分に高める観点からは、0.05μm以上100μm以下であることが好ましく、0.1μm以上50μm以下であることがより好ましく、0.5μm以上10μm以下であることがさらに好ましい。
上記定着用の樹脂は、金属ナノ粒子などを含む顔料の基材への密着性を高めるために従来から用いられている樹脂であればよく、上述したバインダー樹脂と同様の樹脂であってもよい。
上記定着用の樹脂の例には、(メタ)アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂、マレイン酸樹脂、ポリオレフィン樹脂、ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリヒドロキシスチレン、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、酢酸セルロース、エチルセルロース、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、およびアルキド樹脂などが含まれる。これらの定着用の樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
定着用の樹脂の基材表面への付量は、金属光沢層の基材への密着性を十分に高める観点からは、0.01g/m以上100g/m以下であることが好ましく、0.05g/m以上50g/m以下であることがより好ましく、0.1g/m以上10g/m以下であることがさらに好ましい。
4−4−2.色材層
上記色材層は、画像形成物の色調をさらに変化させて特定のメタリックカラーを発現させるための層である。
上記色材層は、公知の顔料または染料と、上記顔料または染料を定着させるための樹脂とを含む層とすることができる。上記顔料または染料を定着させるための樹脂は、金属光沢層が含むバインダー樹脂およびプライマー層が含む定着用の樹脂と同様の樹脂から選択することができる。上記色材層は、これらの樹脂を、1種単独で含んでいてもよいし、2種類以上を組み合わせて含んでいてもよい。
4−4−3.保護層
上記保護層は、金属光沢層の耐擦過性などを高めて、画像形成物からの金属ナノ粒子の離脱を抑制する層である。
上記保護層は、属光沢層が含むバインダー樹脂およびプライマー層が含む定着用の樹脂と同様の樹脂を含む層とすることができる。上記保護層は、これらの樹脂を、1種単独で含んでいてもよいし、2種類以上を組み合わせて含んでいてもよい。
4−4−4.粘着層
上記粘着層は、中間転写体から転写された金属光沢層を、基材に接着させる層である。上記粘着層は、粘着性を有する樹脂を含む層とすることができる。
上記粘着性を有する樹脂の例には、(メタ)アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリウレタン樹脂、スチレンアクリレート樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂などが含まれる。これらの粘着性を有する樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
4−4−5.離型層
上記離型層は、中間転写体からの金属光沢層の離型性を高める層である。離型層は、シリコーン・オイル、フッ素系オイル、炭化水素オイル、鉱物油、植物油、ポリアルキレングリコール、アルキレングリコールエーテル、アルカンジオール、および溶融ワックスなどを含む層とすることができる。
4−4−6.その他の層の形成
上記プライマー層は、上述したプライマー層が含む樹脂を含む樹脂組成物を、上記金属光沢層が形成される前の基材表面に付与して、形成することができる。上記樹脂組成物の付与後に、上記樹脂組成物を加熱などにより乾燥させて上記定着用の樹脂を成膜させてもよい。このときの乾燥温度は、100℃未満であることが好ましい。
また、上記プライマー層は、光重合性官能基を有する光硬化性のモノマーまたはオリゴマーを含む樹脂組成物を、上記金属光沢層が形成される前の基材表面に付与して、光照射により上記定着用の樹脂を成膜させて、形成することができる。このとき、上記樹脂組成物は、公知の光重合開始剤をさらに含んでいてもよい。
上記色材層および保護層は、これらの層に含ませるべき上述した樹脂を含む樹脂組成物を、基材表面のうち上記金属光沢層より表層側に付与して、形成することができる。このとき、上記樹脂組成物に上記公知の顔料または染料を含有させることで、形成される層を色材層とすることができる。上記樹脂組成物の付与後に、上記樹脂組成物を加熱などにより乾燥させて上記定着用の樹脂を成膜させてもよい。このときの乾燥温度は、100℃未満であることが好ましい。
また、上記色材層および保護層は、光重合性官能基を有する光硬化性のモノマーまたはオリゴマーを含む樹脂組成物を、基材表面のうち上記金属光沢層より表層側に付与し、光照射によりこれらの層に含ませるべき樹脂を成膜させて、形成することができる。このとき、上記樹脂組成物は、公知の光重合開始剤をさらに含んでいてもよい。
上記粘着層は、上述した粘着層が含む樹脂を含む樹脂組成物を、中間転写体の表面のうち上記金属光沢層より表層側に付与して、形成することができる。
上記離型層は、上述した離型層が含む材料を含む組成物を、上記金属光沢層が形成される前の中間転写体の表面に付与して、形成することができる。
上記各樹脂組成物または離型層が含む材料の付与方法は特に限定されず、ロールコーターやスピンコーターなどを用いて上記樹脂組成物を基材の表面に塗布してもよいし、スプレー塗布、浸漬法、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷などの方法で上記樹脂組成物を基材の表面に付与してもよいし、インクジェット法で上記樹脂組成物の液滴をノズルから吐出して基材の表面に着弾させてもよい。これらのうち、より精細な記録物を形成する観点からは、インクジェット法が好ましい。
5.画像形成物
本発明のさらに別の実施形態は、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を含む画像形成物に関する。
上記画像形成物は、金属光沢層と、任意に形成される上記プライマー層、色材層、保護層または粘着層を含む。
金属光沢層は、上述した第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子を含む、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい層である。
第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、公知の溶媒に溶解させてプライマー層、色材層または保護層を除去した後の金属光沢層、または、公知の溶媒に金属光沢層の成分を溶解または分散させた分散液、をICP−MSおよび蛍光X線分析で測定して、検出することができる。
上記金属光沢層は、CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)が、0.19<u’<0.27、かつ、0.45<v’<0.57の範囲に含まれることが好ましい。
また、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子により付与された前記金属光沢層の色調を、CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)上の距離が0.001以上0.05以下離れた色調に変更するものであることが好ましい。上記色調が変更される度合いは、上記検出された第1の複数の金属ナノ粒子のみを金属ナノ粒子として用いて形成された、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、第1の金属ナノ粒子および第2の金属ナノ粒子をあわせて用いて形成された、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、の差とすることができる。
上述したように、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は、3nm以上100nm以下であることが好ましい。
また、上述したように、金属光沢層が有しうる色調をさらに広くする観点からは、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子は、少なくとも第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径が20nm以上75nm以下であることが好ましく、第1の複数の金属ナノ粒子および第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径がいずれも20nm以上75nm以下であることがより好ましい。
また、上述したように、金属光沢層の色調をより暖色系に変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子が銀粒子であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は20nm30nm以下であることが好ましい。一方で、金属光沢層の色調をよりバルク金属の色調に変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子の平均粒子径は35nm以上75nm以下であることが好ましい。
また、上述したように、金属光沢層の色調を、第1の複数の金属ナノ粒子により付与される色調からより大きく変更する観点からは、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは平均粒子径が15nm以上55nm以下異なることが好ましく、15nm以上50nm以下異なることがより好ましく、15nm以上45nm以下異なることがさらに好ましい。
また、上述したように、第2の複数の金属ナノ粒子は、第1の複数の金属ナノ粒子とは金属ナノ粒子を構成する金属種が異なるとき、第1の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種とは吸収波長のスペクトル形状がより異なる金属種により、第2の複数の金属ナノ粒子が構成されることが好ましい。たとえば、第1の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種が銀であるとき、第2の複数の金属ナノ粒子を構成する金属種は銅とすることができる。
以下、本発明の具体的な実施例を比較例とともに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
1.材料
1−1.金属ナノ粒子の調製
<銀ナノ粒子分散液1(Ag−1)>
平板状の撹拌翼と邪魔板を有する、1Lのセパラブルフラスコに、8.6gのDISPERBYK−190(ビックケミー社製、「DISPERBYK」は同社の登録商標)、および269gのイオン交換水を投入して撹拌し、DISPERBYK−190を溶解させた。続いて、上記セパラブルフラスコに、269gのイオン交換水に溶解させた55gの硝酸銀を攪拌しながら投入した。70gのアンモニア水をさらに添加して撹拌した後、上記セパラブルフラスコをウォーターバスに入れ、溶液の温度が80℃に安定するまで加熱撹拌した。その後、144gのジメチルアミノエタノールをセパラブルフラスコに添加し、更に80℃に保ちながら6時間攪拌して、銀ナノ粒子を含む反応液を得た。
得られた反応液をステンレスカップに入れて、さらに2Lのイオン交換水を加えてから、ポンプを稼働して限外濾過を行った。ステンレスカップ内の溶液が減少したら、再びイオン交換水を入れて、濾液の伝導度が100μS/cm以下になるまで精製を繰り返し行った。その後、濾液を濃縮して、固形分30wt%の銀ナノ粒子分散液1(Ag−1)を得た。
なお、限外濾過装置は、旭化成株式会社製、限外濾過モジュールAHP1010(分画分子量:50000、使用膜本数:400本)、と、Masterflex社製のチューブポンプと、をタイゴンチューブでつないだものを使用した。
得られた銀ナノ粒子分散液をSEMにより観察し、以下の手順で体積粒度分布を求めた。
1)ガラス板上に銀ナノ粒子分散液を塗布した後、真空脱気して溶媒成分を揮発させてサンプルを得た。SEM(日本電子株式会社製、JEOL JSM−7401F)を用いて得られたサンプルを観察し、任意の300個の銀ナノ粒子の粒子径をそれぞれ測定した。
2)得られた測定データに基づいて、画像処理ソフトImage Jを用いて体積基準の粒度分布を求め、そのD50(メジアン径)を体積換算の平均粒子径(体積平均粒子径)とした。また、銀ナノ粒子の粒度分布から、ピーク数と半値全幅を求めた。
なお、SEMでは銀ナノ粒子の表面に吸着した分散剤は観察できないため、銀ナノ粒子の粒子径は、分散剤を含まない銀ナノの粒子径として求めた。
銀ナノ粒子分散液1の平均粒子径は25nm、体積粒度分布は単峰性であり、半値全幅は21nmだった。
<銀ナノ粒子分散液2(Ag−2)>
銀ナノ粒子分散液1の調製において、硝酸銀の添加量を63g、分散剤を8.0g、アンモニア水量を80g、ジメチルアミノエタノール量を165gに変更した以外は同様にして銀ナノ粒子分散液2(Ag−2)を得た。
上記銀ナノ粒子分散液1と同様にして、銀ナノ粒子分散液2の平均粒子径、ピーク数および半値全幅を求めた。銀ナノ粒子分散液2の平均粒子径は40nm、体積粒度分布は単峰性であり、半値全幅は23nmだった。
<銀ナノ粒子分散液3(Ag−3)>
銀ナノ粒子分散液1の調製において、硝酸銀の添加量を80g、分散剤を7.2g、アンモニア水量を102g、ジメチルアミノエタノール量を209gに変更した以外は同様にして銀ナノ粒子分散液3(Ag−3)を得た。
上記銀ナノ粒子分散液1と同様にして、銀ナノ粒子分散液3の平均粒子径、ピーク数および半値全幅を求めた。銀ナノ粒子分散液3の平均粒子径は70nm、体積粒度分布は単峰性であり、半値全幅は20nmだった。
<銀ナノ粒子分散液4(Ag−4)>
銀ナノ粒子分散液1の調製において、硝酸銀の添加量を5g、分散剤を2.0g、アンモニア水量を10g、ジメチルアミノエタノール量を8gに変更した以外は同様にして銀ナノ粒子分散液4Aを得た。
上記銀ナノ粒子分散液1と同様にして、銀ナノ粒子分散液4Aの平均粒子径、ピーク数および半値全幅を求めた。銀ナノ粒子分散液4Aの平均粒子径は20nm、体積粒度分布は単峰性であり、半値幅は3nmだった。
平板状の撹拌翼と邪魔板を有する、1Lのセパラブルフラスコに、8.0gのDISPERBYK−190、および269gのイオン交換水を投入し、撹拌を行ってDISPERBYK−190を溶解させた。続いて、作製した銀ナノ粒子分散液4A(30wt%)を5g添加した後、さらに、上記セパラブルフラスコに、269gのイオン交換水に溶解させた48gの硝酸銀を攪拌しながら投入した。さらに、アンモニア水80gを添加して撹拌を行い、その後、上記セパラブルフラスコをウォーターバスに入れ、溶液の温度が80℃に安定するまで加熱撹拌した。その後、75gのジメチルアミノエタノールをセパラブルフラスコに添加し、更に80℃に保ちながら9時間攪拌を続け、銀ナノ粒子を含む反応液を得た。
得られた反応液をステンレスカップに入れて、さらに2Lのイオン交換水を加えてから、ポンプを稼働して限外濾過を行った。ステンレスカップ内の溶液が減少したら、再びイオン交換水を入れて、濾液の伝導度が100μS/cm以下になるまで精製を繰り返し行った。その後、濾液を濃縮して、固形分30wt%の銀ナノ粒子分散液4(Ag−4)を得た。
なお、限外濾過装置は、限外濾過モジュールAHP1010(旭化成株式会社製、分画分子量:50000、使用膜本数:400本)、チューブポンプ(Masterflex社製)をタイゴンチューブでつないだものを使用した。
上記銀ナノ粒子分散液1と同様にして、銀ナノ粒子分散液4の平均粒子径、ピーク数および半値全幅を求めた。銀ナノ粒子分散液4の平均粒子径は55nm、体積粒度分布は単峰性であり、半値全幅は4nmだった。
<銀ナノ粒子分散液5(Ag−5)>
銀ナノ粒子分散液2の調製において、アンモニア水に代わってイオン交換水80gを使用した以外は同様にして銀ナノ粒子分散液5(Ag−5)を得た。
上記銀ナノ粒子分散液1と同様にして、銀ナノ粒子分散液2の平均粒子径、ピーク数および半値全幅を求めた。銀ナノ粒子分散液2の平均粒子径は42nm、体積粒度分布は単峰性であり、半値全幅は35nmだった。
<銅ナノ粒子分散液1(Cu−1)>
銀ナノ粒子分散液1の調製において、硝酸銀に代わって硫酸銅5水和物を117g、分散剤を7.2g、アンモニア水量を102g、ジメチルアミノエタノールに代わって3Mのアスコルビン酸ナトリウム水溶液780mLに変更し、反応を窒素雰囲気下で行った以外は同様にして銅ナノ粒子分散液1(Cu−1)を得た。
上記銀ナノ粒子分散液1と同様にして、銅ナノ粒子分散液1の平均粒子径、ピーク数および半値全幅を求めた。銅ナノ粒子分散液1の平均粒子径は50nm、体積粒度分布は単峰性であり、半値全幅は20nmだった。
1−2.混合液の調製
<混合液1>
銀ナノ粒子分散液1〜銀ナノ粒子分散液5および銅ナノ粒子分散液1を、表1に記載した比率で混合して、混合液1〜混合液3および混合液5〜混合液7を調製した。また、銀ナノ粒子分散液1〜銀ナノ粒子分散液5をそのまま用いて、混合液8〜混合液12とした。また、銅ナノ粒子分散液1をそのまま用いて、混合液4とした。なお、表1に記載の「体積分率」の欄に記載の数値は、それぞれ混合液に含まれる金属ナノ粒子の体積分率がこの欄に記載の数値となる割合で、分散液を混合したことを示す。
Figure 2019065229
1−3.樹脂粒子分散液の調製
<樹脂粒子分散液1>
脱水装置を備えたフラスコ中に酸成分としてテレフタル酸を10質量部、イソフタル酸を190質量部およびアジピン酸を170質量部と、グリコール成分としてエチレングリコールを32質量部およびネオペンチルグリコールを510質量部とを仕込み、反応触媒としてテトライソプロピルチタネートを0.2質量部添加した後、酸価1.0以下、水分0.05%以下となるまで220℃で縮合反応を行い、ポリエステルグリコール1を得た。
攪拌機、還流冷却管、温度計および窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに、上記で得たポリエステルグリコール1を488質量部、トリメチロールプロパンを13質量部、ジメチロールプロピオン酸を88質量部、イソホロンジイソシアネートを252質量部、メチルエチルケトンを670質量部加え、75℃で4時間反応させて、ウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液を得た。この溶液を40℃まで冷却し、そこにトリエチルアミンを40質量部加えて中和した。その後、1850質量部のイオン交換水を徐々に加え、ホモジナイザーを使用して乳化分散し、1時間攪拌した。これを減圧下、50℃で脱溶剤を行い、さらにイオン交換水を加えて、固形分濃度が約20%のウレタン樹脂エマルジョンが分散した樹脂粒子分散液1を得た。得られた樹脂粒子の平均粒子径を上記銀ナノ粒子分散液1と同様に測定したところ、40nmであった。
1−4.溶媒
O: 水
PG: プロピレングリコール(沸点:188℃)
TEGME: トリエチレングリコールモノメチルエーテル(沸点:248℃)
1−4.添加剤
界面活性剤:ビックケミー社製、BYK−348(「BYK」は同社の登録商標)
2.インク組成物の調製
混合液1〜混合液12のいずれか、エマルジョン樹脂粒子分散液1、PG、TEGME、BYK−348およびHOを、以下の割合で混合した後、ADVATEC社製テフロン(「テフロン」はデュポン社の登録商標)3μmメンブランフィルターで濾過して、インク組成物1〜インク組成物12を調製した。なお、混合液の量は、インク組成物中の金属ナノ粒子の量が以下の値となる量を添加したことを示し、エマルジョン樹脂粒子分散液の量は、インク組成物中の樹脂粒子(固形分)の量が以下の値となる量を添加したことを示す。
混合液: 5.0質量%
樹脂粒子分散液1: 2.0質量%
PG: 10.0質量%
TEGME: 25.4質量%
BYK−348: 0.1質量%
O: 残部
3.金属光沢層の評価
インク組成物1〜インク組成物12を用いて、以下の基材に以下の状件で金属光沢層1〜金属光沢層9を形成した。
(基材)
コート紙:WRG3−36(ラミーコーポレーション製)
(金属光沢層の形成条件)
ピエゾ型インクジェットノズルを有するインクジェット記録装置を用いて、それぞれの基材に金属光沢層を形成した。インクジェット記録装置は、インクタンク、インク供給配管、インクジェットヘッド直前のインク供給タンク、フィルター、およびピエゾ型のインクジェットヘッドを、インクが流通する上流側から下流側に向けて、この順で有していた。インクジェットヘッドは、液滴量14pl、印字速度0.5m/sec、射出周波数10.5kHz、印字率100%となる条件で駆動して、インクの液滴を各基材に吐出して着弾させた。着弾後、60℃で10分ほど乾燥させて、金属光沢層を得た。
得られた金属光沢層の色座標およびシート抵抗を以下の方法で評価した。
3−1.色座標
金属光沢層の色座標をJIS Z 8781−5に記載の方法により評価して、測定された色座標とした。
また、それぞれのインク組成物が含む金属ナノ粒子の粒度分布および光学定数、ならびに樹脂粒子分散液が含む樹脂の光学定数からFDTD法により光学スペクトルをシミュレートし、シミュレートされた光学スペクトルからJIS Z 8781−5に記載の方法により求めた色座標を、推測された色座標とした。
3−2.色調の変化
インク組成物1、インク組成物2、インク組成物4〜インク組成物6についてを用いて形成した金属光沢層、当該インク組成物に含まれる第1の複数の金属ナノ粒子のみを用いて形成した金属光沢層(インク組成物3、インク組成物7〜インク組成物10のいずれかを用いて形成された金属光沢層)との、IE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)上の距離((u’の値の差の絶対値)+ (v’の値の差の絶対値) の平方根)を求めた。
3−3.シート抵抗
三菱化学株式会社製の体積抵抗率測定器ローレスターを用い、PSPタイプの測定用プローブを使用して4端子法で測定し、のシート抵抗を得た。なお、上記抵抗測定器は1.0×106.0Ω/sqが測定限界だった。
評価結果を表2に示す。
Figure 2019065229
金属光沢層No.1〜金属光沢層No.3、金属光沢層No.5〜金属光沢層No.7に示すように、粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子を混合してインク組成物を調製することで、形成される金属光沢層の色調を変更することができた。
本発明によれば、金属光沢を発現しつつ、より広い色域を有する金属光沢層を形成できる。そのため、本発明は、光輝性を有する記録物の適用の幅を広げ、同分野の技術の進展および普及に貢献することが期待される。
100 混合溶液を製造するシステム
110 混合装置
112 混合容器
114a、114b、114c 金属ナノ粒子投入部
116 撹拌羽
120 分散媒混合装置
122 分散媒混合容器
124 分散媒投入部
126 撹拌羽
130 添加剤混合装置
132 添加剤混合容器
134 添加剤投入部
136 撹拌羽
140 入力部
150 記憶部
160 決定部
170 制御部
200 インク組成物を製造するシステム

Claims (19)

  1. 混合液の製造方法であって、
    前記混合液をインク組成物として、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成したときに、前記金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子と、
    前記第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子であり、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を変更する第2の複数の金属ナノ粒子と、を混合する工程を含む、
    方法。
  2. 予め求められた、粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる金属ナノ粒子の組み合わせと、当該組み合わせにより実現されるシート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、の対応関係を参照して、
    前記特定の色調を実現するための前記第1の複数の金属粒子と前記第2の複数の金属粒子との組み合わせを決定する工程を、前記混合する工程の前に含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記第2の複数の金属ナノ粒子は、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を、CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)上の距離0.001以上0.05以下離れた色調に変更する、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記第1の複数の金属ナノ粒子および前記第2の複数の金属ナノ粒子は、いずれも、体積平均粒子径が20nm以上75nm以下の金属ナノ粒子である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記第1の複数の金属ナノ粒子または前記第2の複数の金属ナノ粒子は、可視光領域の電磁波を受けて表面プラズモン共鳴を生じる金属ナノ粒子である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記第1の複数の金属ナノ粒子および前記第2の複数の金属ナノ粒子は、体積平均粒子径が互いに15nm以上異なる、金属ナノ粒子を構成する金属種が同一の金属ナノ粒子である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記第1の複数の金属ナノ粒子および前記第2の複数の金属ナノ粒子は、金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる金属ナノ粒子である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記第1の複数の金属ナノ粒子は、複数の銀ナノ粒子であり、
    前記第2の複数の金属ナノ粒子は、複数の銅ナノ粒子である、
    請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
  9. 混合液を製造するシステムであって、
    混合容器と、
    前記混合液をインク組成物として、シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成したときに、前記金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子を前記混合容器に投入する第1投入部と、
    前記第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子であり、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を変更する第2の複数の金属ナノ粒子を前記混合容器に投入する第2投入部と、
    を有するシステム。
  10. 予め求められた、粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる金属ナノ粒子の組み合わせと、当該組み合わせにより実現されるシート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層の色調と、の対応関係を参照して、
    前記特定の色調を実現するための前記第1の複数の金属粒子と前記第2の複数の金属粒子との組み合わせを決定する決定部を有する、請求項9に記載のシステム。
  11. 前記決定部は、前記第2の複数の金属ナノ粒子が、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を、CIE 1976 UCS色度図(2°視野)における色座標(u’、v’)上の距離が0.001以上0.05以下離れた色調に変更する前記対応関係を参照して、前記組み合わせを決定する、請求項10に記載のシステム。
  12. 前記決定部は、前記第1の複数の金属ナノ粒子および前記第2の複数の金属ナノ粒子が、いずれも、体積平均粒子径が20nm以上75nm以下の金属ナノ粒子である組み合わせを含む前記対応関係を参照して、前記組み合わせを決定する、請求項10または11に記載のシステム。
  13. 前記決定部は、前記第1の複数の金属ナノ粒子または前記第2の複数の金属ナノ粒子が、可視光領域の電磁波を受けて表面プラズモン共鳴を生じる金属ナノ粒子である組み合わせを含む前記対応関係を参照して、前記組み合わせを決定する、請求項10〜12のいずれか1項に記載のシステム。
  14. 前記決定部は、前記第1の複数の金属ナノ粒子および前記第2の複数の金属ナノ粒子が、体積平均粒子径が互いに15nm以上異なる、金属ナノ粒子を構成する金属種が同一の金属ナノ粒子である組み合わせを含む前記対応関係を参照して、前記組み合わせを決定する、請求項10〜13のいずれか1項に記載のシステム。
  15. 前記決定部は、前記第1の複数の金属ナノ粒子および前記第2の複数の金属ナノ粒子が、金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる金属ナノ粒子である組み合わせを含む前記対応関係を参照して、前記組み合わせを決定する、請求項10〜13のいずれか1項に記載のシステム。
  16. 前記決定部は、前記第1の複数の金属ナノ粒子が複数の銀ナノ粒子であり、前記第2の複数の金属ナノ粒子が複数の銅ナノ粒子である組み合わせを含む前記対応関係を参照して、前記組み合わせを決定する、請求項10〜15のいずれか1項に記載のシステム。
  17. シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を形成するためのインク組成物であって、
    前記金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子と、
    前記第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子であり、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を変更する第2の複数の金属ナノ粒子と、を含む、
    インク組成物。
  18. 請求項17に記載のインク組成物を基材上に付与し、乾燥して金属光沢層とする工程を含む、画像形成方法。
  19. シート抵抗が1×105.0Ω/sqより大きい金属光沢層を含む画像形成物であって、
    前記金属光沢層は、
    前記金属光沢層に主たる色調を付与する第1の複数の金属ナノ粒子と、
    前記第1の複数の金属ナノ粒子とは粒度分布または金属ナノ粒子を構成する金属種が異なる複数の金属ナノ粒子であり、前記第1の複数の金属ナノ粒子により前記金属光沢層に付与される色調を変更する第2の複数の金属ナノ粒子と、を含む、
    画像形成物。
JP2017194285A 2017-10-04 2017-10-04 混合液の製造方法、混合液を製造するシステム、インク組成物、画像形成方法および画像形成物 Pending JP2019065229A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017194285A JP2019065229A (ja) 2017-10-04 2017-10-04 混合液の製造方法、混合液を製造するシステム、インク組成物、画像形成方法および画像形成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017194285A JP2019065229A (ja) 2017-10-04 2017-10-04 混合液の製造方法、混合液を製造するシステム、インク組成物、画像形成方法および画像形成物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019065229A true JP2019065229A (ja) 2019-04-25

Family

ID=66337615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017194285A Pending JP2019065229A (ja) 2017-10-04 2017-10-04 混合液の製造方法、混合液を製造するシステム、インク組成物、画像形成方法および画像形成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2019065229A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021025023A (ja) * 2019-08-05 2021-02-22 国立大学法人神戸大学 フルカラー無機ナノ粒子インクとその作製方法、及びシリコンナノ粒子の作製方法

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004241294A (ja) * 2003-02-07 2004-08-26 Toppan Forms Co Ltd 金属ナノ微粒子を含む導電性塗工液、導電性金属箔
JP2005530005A (ja) * 2002-06-13 2005-10-06 ナノパウダーズ インダストリーズ リミテッド 導電性及び透明性を有するナノ被覆物及びナノインクの製造方法、並びにこの製造方法により製造されるナノ粉末被覆物及びインク
US20050227063A1 (en) * 2004-03-26 2005-10-13 Solaris Nanosciences, Inc. Plasmon nanoparticles and pixels, displays and inks using them
JP2006076283A (ja) * 2004-08-12 2006-03-23 Mitsubishi Materials Corp 金属コロイド含有塗膜形成物
JP2006124583A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光沢膜形成用塗料と光沢膜およびそれを備えた物品
JP2006124826A (ja) * 2004-09-29 2006-05-18 Mitsubishi Materials Corp 金属コロイド粒子及び金属コロイド並びに該金属コロイドの用途
KR20070050009A (ko) * 2007-01-08 2007-05-14 주식회사 나노신소재 금속성 잉크, 그리고 이를 이용한 전극형성방법 및 기판
JP2009001883A (ja) * 2007-06-22 2009-01-08 Mitsuboshi Belting Ltd 金属微粒子を含有する分散液及び金属薄膜
JP2009501786A (ja) * 2005-07-18 2009-01-22 コリア リサーチ インスティテュート オブ バイオサイエンス アンド バイオテクノロジー 金及び/または銀ナノ粒子を含有する化粧料用顔料組成物
JP2012082502A (ja) * 2010-10-14 2012-04-26 Toshiba Corp 金属ナノ粒子分散組成物
JP2012143871A (ja) * 2011-01-06 2012-08-02 Seiko Epson Corp 印刷物
JP2012178507A (ja) * 2011-02-28 2012-09-13 Mitsubishi Materials Corp 接合用積層体および接合体
JP2014088550A (ja) * 2012-10-03 2014-05-15 Dainippon Printing Co Ltd 金属粒子分散体、並びに、当該金属粒子分散体を用いた物品、焼結膜及び焼結膜の製造方法
JP2015175001A (ja) * 2014-03-17 2015-10-05 ゼロックス コーポレイションXerox Corporation インク組成物およびインク組成物の硬化度を決定する方法
JP2015199992A (ja) * 2014-04-09 2015-11-12 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 合金微粒子分散液およびその製造方法
JP2017514995A (ja) * 2014-04-11 2017-06-08 アルファ・アセンブリー・ソリューションズ・インコーポレイテッドAlpha Assembly Solutions Inc. 低圧焼結用粉末

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005530005A (ja) * 2002-06-13 2005-10-06 ナノパウダーズ インダストリーズ リミテッド 導電性及び透明性を有するナノ被覆物及びナノインクの製造方法、並びにこの製造方法により製造されるナノ粉末被覆物及びインク
JP2004241294A (ja) * 2003-02-07 2004-08-26 Toppan Forms Co Ltd 金属ナノ微粒子を含む導電性塗工液、導電性金属箔
US20050227063A1 (en) * 2004-03-26 2005-10-13 Solaris Nanosciences, Inc. Plasmon nanoparticles and pixels, displays and inks using them
JP2006076283A (ja) * 2004-08-12 2006-03-23 Mitsubishi Materials Corp 金属コロイド含有塗膜形成物
JP2006124826A (ja) * 2004-09-29 2006-05-18 Mitsubishi Materials Corp 金属コロイド粒子及び金属コロイド並びに該金属コロイドの用途
JP2006124583A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光沢膜形成用塗料と光沢膜およびそれを備えた物品
JP2009501786A (ja) * 2005-07-18 2009-01-22 コリア リサーチ インスティテュート オブ バイオサイエンス アンド バイオテクノロジー 金及び/または銀ナノ粒子を含有する化粧料用顔料組成物
KR20070050009A (ko) * 2007-01-08 2007-05-14 주식회사 나노신소재 금속성 잉크, 그리고 이를 이용한 전극형성방법 및 기판
JP2009001883A (ja) * 2007-06-22 2009-01-08 Mitsuboshi Belting Ltd 金属微粒子を含有する分散液及び金属薄膜
JP2012082502A (ja) * 2010-10-14 2012-04-26 Toshiba Corp 金属ナノ粒子分散組成物
JP2012143871A (ja) * 2011-01-06 2012-08-02 Seiko Epson Corp 印刷物
JP2012178507A (ja) * 2011-02-28 2012-09-13 Mitsubishi Materials Corp 接合用積層体および接合体
JP2014088550A (ja) * 2012-10-03 2014-05-15 Dainippon Printing Co Ltd 金属粒子分散体、並びに、当該金属粒子分散体を用いた物品、焼結膜及び焼結膜の製造方法
JP2015175001A (ja) * 2014-03-17 2015-10-05 ゼロックス コーポレイションXerox Corporation インク組成物およびインク組成物の硬化度を決定する方法
JP2015199992A (ja) * 2014-04-09 2015-11-12 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 合金微粒子分散液およびその製造方法
JP2017514995A (ja) * 2014-04-11 2017-06-08 アルファ・アセンブリー・ソリューションズ・インコーポレイテッドAlpha Assembly Solutions Inc. 低圧焼結用粉末

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021025023A (ja) * 2019-08-05 2021-02-22 国立大学法人神戸大学 フルカラー無機ナノ粒子インクとその作製方法、及びシリコンナノ粒子の作製方法
JP7277923B2 (ja) 2019-08-05 2023-05-19 国立大学法人神戸大学 フルカラー無機ナノ粒子インクとその作製方法、及びシリコンナノ粒子の作製方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8574356B2 (en) Ink composition and recording method
CN101356245A (zh) 用于绘图应用的金属喷墨印刷系统
US20100167023A1 (en) Ink jet recording method, recorded matter, ink set, ink cartridge, and ink jet recording apparatus
JP2009269397A (ja) 不透明層の形成方法、記録方法、インクセット、インクカートリッジ、記録装置
JPWO2019022239A1 (ja) 画像形成方法、画像形成物及びインクジェットインク
WO2019131435A1 (ja) 銀ナノ粒子分散液の製造方法、銀ナノ粒子分散液、インクジェットインクおよびそれを用いた画像形成方法
JP5834502B2 (ja) インクセット、記録物の製造方法および記録物
CN101774296A (zh) 喷墨记录方法、记录物、喷墨记录用墨液组合物、墨液组、墨盒和喷墨记录装置
JP2010202815A (ja) 耐水化アルミニウム顔料分散液の製造方法、耐水化アルミニウム顔料およびそれを含有する水性インク組成物
CN110317494A (zh) 喷墨用组合物以及记录物
JP2013023628A (ja) 紫外線硬化型インクジェット組成物および記録物
JP2019065229A (ja) 混合液の製造方法、混合液を製造するシステム、インク組成物、画像形成方法および画像形成物
JP2019026652A (ja) インクジェットインク、画像形成方法、及び画像形成物
CN114450105A (zh) 鳞片状复合粒子及其制造方法、油墨、涂膜以及印刷物
JP2013018920A (ja) インクセットおよび記録物
JP2021187089A (ja) 画像形成方法、画像形成装置及び画像記録物
JP7555321B2 (ja) 塗料用水性樹脂組成物及び塗料
JP7367672B2 (ja) 画像形成方法
JP6992207B1 (ja) 印刷物及びインク組成物
JP7363778B2 (ja) 活性光線硬化型インク、インクセット、画像形成物、および画像形成方法
JP7147233B2 (ja) 水系インクジェットインク、インクセット、および画像形成方法
JP2020089987A (ja) 光輝性画像形成物およびその製造方法
WO2018181080A1 (ja) 光輝性インクジェットインク及びそれを用いた画像形成方法
JP2018172461A (ja) 光輝性呈色樹脂組成物、光輝性呈色物品およびその製造方法
WO2019065371A1 (ja) インク、画像形成物および画像形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20190708

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20191011

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200819

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210519

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210629

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210804

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220118

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220719