JP7813620B2 - Decorative inks and their uses - Google Patents
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Description
本開示は、装飾用インクおよびその利用に関する。 This disclosure relates to decorative inks and their uses.
近年、ガラス基材、セラミック基材(例えば、陶磁器、セラミックタイル)、金属基材等の無機基材に画像を描画する技術の開発が行われている。かかる画像の描写の際には、種々の色インクが用いられ得る。例えば、下記特許文献1には、色インク(赤色インク)に関する技術が開示されている。かかる色インクは、色材として無機顔料を含むことが記載されている。 In recent years, technologies have been developed for drawing images on inorganic substrates such as glass substrates, ceramic substrates (e.g., porcelain, ceramic tile), and metal substrates. Various colored inks can be used when drawing such images. For example, Patent Document 1 below discloses technology related to colored ink (red ink). It is stated that such colored ink contains an inorganic pigment as a coloring material.
ところで、本発明者は、金粒子を含むガラスフリット(以下、単に「含金ガラス」ともいう)が、マゼンタ色(赤紫色)インクの色材として好ましく使用できることを見出した。ここで、含金ガラスを含むマゼンタ色インクは、ガラス成分を相対的に多く含んでいる。一方、その他の色インクは、特にガラス基材への画像の描写に使用される場合に、塗膜の隠蔽性を確保すべく無機顔料を多く含む(換言すると、ガラス成分の含有量は相対的に少ない)傾向にある。そして、本発明者の検討によると、例えばガラス基材への画像の描写に際して、かかるマゼンタ色インクと他の色インクとを併用した(即ち、多色印刷した)場合に、焼成時における収縮率に差が生じ得ることが分かった。これによって、焼成後の画像(以下、「装飾部」ともいう)にクラックが発生し得るため、好ましくない。 The present inventors have discovered that glass frit containing gold particles (hereinafter simply referred to as "gold-containing glass") can be preferably used as a coloring material for magenta (reddish-purple) ink. Here, magenta ink containing gold-containing glass contains a relatively high amount of glass components. On the other hand, other color inks, particularly when used to print images on glass substrates, tend to contain a high amount of inorganic pigments (in other words, have a relatively low content of glass components) to ensure the hiding power of the coating film. Furthermore, the inventors' research has revealed that, for example, when printing an image on a glass substrate, using such magenta ink in combination with other color inks (i.e., multicolor printing) can result in differences in shrinkage rates during firing. This is undesirable because it can cause cracks to form in the image (hereinafter also referred to as "decorative portion") after firing.
本開示は、かかる事情に鑑みてなさなれたものであって、その主な目的は、クラックの抑制と、優れた発色性とが好適に両立された装飾部をガラス基材に形成することができる技術を提供することである。 This disclosure was made in light of these circumstances, and its main purpose is to provide technology that can form decorative features on a glass substrate that optimally combine crack suppression with excellent color development.
かかる目的を実現するべく、本開示は、ガラス基材への画像の描写に使用される装飾用インクを提供する。かかる装飾用インクは、金粒子を含むガラスフリットと、上記ガラスフリットにおける非晶質のマトリックスを構成していない無機フィラーと、を含む。また、上記ガラスフリットおよび上記無機フィラーを含む無機固体成分の総体積を100体積%としたとき、上記無機フィラーは5体積%以上80体積%未満含まれる。詳細については後述するが、かかる構成の装飾用インク(マゼンタ色インク)によると、クラックの抑制と、優れた発色性とが好適に両立された装飾部をガラス基材に形成することができる。 To achieve this objective, the present disclosure provides a decorative ink used to depict images on a glass substrate. This decorative ink includes a glass frit containing gold particles and an inorganic filler that does not constitute an amorphous matrix in the glass frit. Furthermore, when the total volume of inorganic solid components including the glass frit and the inorganic filler is taken as 100 volume %, the inorganic filler accounts for 5 volume % or more and less than 80 volume %. As will be described in more detail below, a decorative ink (magenta ink) with this configuration can be used to form a decorative portion on a glass substrate that effectively suppresses cracking and provides excellent color development.
ここで開示される装飾用インクの好ましい一態様では、上記無機固体成分の総体積を100体積%としたとき、上記無機フィラーは20体積%以上60体積%未満含まれる。無機フィラーを上記範囲内で含有する装飾用インクによると、ガラス基材に対する装飾部の定着性がより好適に向上するため、好ましい。 In one preferred embodiment of the decorative ink disclosed herein, the inorganic filler is contained in an amount of 20% by volume or more and less than 60% by volume, assuming the total volume of the inorganic solid components to be 100% by volume. A decorative ink containing an inorganic filler within this range is preferred because it more suitably improves the adhesion of the decorative portion to the glass substrate.
ここで開示される装飾用インクの一態様では、上記無機フィラーは、シリカ、アルミナ、無機顔料、および高火度ガラスからなる群から選択される少なくとも1種である。かかる構成において、クラックが好適に抑制された装飾部をガラス基材に形成することができる。 In one embodiment of the decorative ink disclosed herein, the inorganic filler is at least one selected from the group consisting of silica, alumina, inorganic pigments, and high-temperature glass. With this configuration, a decorative portion can be formed on the glass substrate with cracks suitably suppressed.
ここで開示される装飾用インクの一態様では、上記装飾用インクはインクジェットインクであって、上記インクジェットインクの総体積を100体積%としたとき、上記無機固体成分は35体積%以下含まれる。装飾用インクがインクジェットインクである場合、該インクジェットインクの粘度を適切なものにするという観点から、無機固体成分が35体積%以下含有されていることが好ましい。 In one embodiment of the decorative ink disclosed herein, the decorative ink is an inkjet ink, and when the total volume of the inkjet ink is taken as 100% by volume, the inorganic solid components are contained in an amount of 35% by volume or less. When the decorative ink is an inkjet ink, it is preferable that the inorganic solid components be contained in an amount of 35% by volume or less, from the perspective of ensuring an appropriate viscosity of the inkjet ink.
ここで開示される装飾用インクの好ましい一態様では、さらに、光硬化性を有するモノマー成分を含む。このように、紫外線の照射による硬化性が良好な装飾用インクを用いることで、例えば水溶性糊剤が塗布された撥水性を有する転写紙上において、より鮮明な画像を描写することができるため、好ましい。 In one preferred embodiment, the decorative ink disclosed herein further contains a photocurable monomer component. Using a decorative ink that exhibits good curing properties when irradiated with ultraviolet light is preferable because it allows for clearer images to be drawn on water-repellent transfer paper coated with a water-soluble adhesive, for example.
また、本開示は、他の側面として、ここで開示されるいずれかの装飾用インクからなる画像の描写を備えた、印刷物を提供する。かかる印刷物は、クラックの抑制と、優れた発色性とが好適に両立された画像(装飾部)を備えるため、好ましい。 In another aspect, the present disclosure provides a printed matter bearing an image depicting the decorative ink of any one of the decorative inks disclosed herein. Such a printed matter is preferable because it has an image (decorative portion) that favorably combines crack suppression with excellent color development.
また、本開示は、他の側面として、ここで開示されるいずれかの装飾用インクからなる画像の描写を備えた、転写紙を提供する。かかる転写紙は、クラックの抑制と、優れた発色性とが好適に両立された画像(装飾部)を備えるため、好ましい。 In another aspect, the present disclosure provides transfer paper bearing an image formed from any of the decorative inks disclosed herein. Such transfer paper is preferable because it has an image (decorative portion) that favorably combines crack suppression with excellent color development.
また、本開示は、他の側面として、ガラス製品の製造方法を提供する。かかるガラス製品の製造方法は、ここで開示されるいずれかの装飾用インクを使用して、ガラス基材の表面に装飾を施す工程を含む。かかる製造方法によると、クラックの抑制と、優れた発色性とが好適に両立された画像(装飾部)を備えたガラス製品を得ることができるため、好ましい。 In another aspect, the present disclosure provides a method for manufacturing a glass product. The method for manufacturing such a glass product includes a step of decorating the surface of a glass substrate using any of the decorative inks disclosed herein. This manufacturing method is preferable because it allows for the production of a glass product having an image (decorative portion) that optimally achieves both crack suppression and excellent color development.
ここで開示されるガラス製品の製造方法の一態様では、上記装飾工程は、以下の工程:ここで開示されるいずれかの装飾用インクの硬化物を、ガラス基材の表面に堆積する工程;および、上記ガラス基材を350℃~1000℃の範囲内で最高焼成温度が設定される条件で焼成する工程;を含む。 In one embodiment of the glass product manufacturing method disclosed herein, the decorating step includes the following steps: depositing a cured product of any of the decorative inks disclosed herein on the surface of a glass substrate; and firing the glass substrate under conditions in which the maximum firing temperature is set within the range of 350°C to 1000°C.
以下、本開示の好適な実施形態について説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本開示の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本開示は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。なお、以下の実施形態は、ここで開示される技術をかかる実施形態に限定することを意図したものではない。また、本明細書にて示す図面では、同じ作用を奏する部材・部位に同じ符号を付して説明している。そして、各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は実際の寸法関係を反映するものではない。なお、本明細書および特許請求の範囲において、所定の数値範囲をA~B(A、Bは任意の数値)と記すときは、A以上B以下の意味である。したがって、Aを上回り且つBを下回る場合を包含する。また、本明細書および特許請求の範囲において「装飾用インク」とは、典型的には、ガラスフリットや無機フィラー等の無機固体成分を媒体によって分散(あるいは、溶解)させた組成物のことをいい、ペースト状組成物、スラリー状組成物を包含し得る概念である。 Preferred embodiments of the present disclosure are described below. Matters necessary for implementing the present disclosure, other than those specifically mentioned in this specification, can be understood as design matters for a person skilled in the art based on the prior art in the relevant field. The present disclosure can be implemented based on the contents disclosed in this specification and the common general technical knowledge in the relevant field. The following embodiments are not intended to limit the technology disclosed herein. In the drawings shown in this specification, components and parts that perform the same function are denoted by the same reference numerals. Dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in each figure do not reflect actual dimensional relationships. In this specification and claims, when a specified numerical range is expressed as A to B (A and B are arbitrary numbers), it means A or greater and B or less. Therefore, it includes cases where the range is greater than A and less than B. In this specification and claims, "decorative ink" typically refers to a composition in which inorganic solid components such as glass frit and inorganic filler are dispersed (or dissolved) in a medium, and is a concept that can encompass paste-like compositions and slurry-like compositions.
1.装飾用インク
ここで開示される装飾用インク(マゼンタ色インク)は、ガラス基材への画像の描写に使用される装飾用インクである。かかる装飾用インクは、金粒子を含むガラスフリット(即ち、含金ガラス)と、該ガラスフリットにおける非晶質のマトリックスを構成していない無機フィラーとを含む。そして、ガラスフリットおよび無機フィラーを含む無機固体成分の総体積を100体積%としたとき、該無機フィラーは5体積%以上80体積%未満含まれる。
1. Decorative Ink The decorative ink (magenta ink) disclosed herein is a decorative ink used to draw images on glass substrates. This decorative ink contains glass frit containing gold particles (i.e., gold-containing glass) and an inorganic filler that does not constitute an amorphous matrix in the glass frit. When the total volume of the inorganic solid components including the glass frit and the inorganic filler is taken as 100 volume %, the inorganic filler accounts for 5 volume % or more and less than 80 volume %.
上記の構成とすることにより、ここで開示される技術による効果が達成される理由としては、特に限定して解釈されるものではないが、以下が考えられる。即ち、装飾用インク(マゼンタ色インク)が含金ガラスに加えて無機フィラーを所定量含むことによって、装飾用インク中のガラス成分の割合を低減することができる。これによって、装飾用インク組成を、ガラス成分の含有量が比較的少ない他の色インクの組成に近づけることができる。そして、例えば、装飾用インクと他の色インクとを併用した(即ち、多色印刷した)場合に、焼成時における収縮率に差を好適に低減することができるため、焼成後の画像(即ち、装飾部)におけるクラック(ひび割れ)を好適に抑制することができる。また、含金ガラスはマゼンタ色発色性に優れるため、装飾部におけるマゼンタ色部分に優れた発色性を付与することができる。以上より、ここで開示される装飾用インクによると、クラックの抑制と、優れた発色性とが好適に両立された装飾部をガラス基材に形成することができる。なお、上記説明は、実験結果に基づく本発明者の考察であり、ここで開示される技術は、上記メカニズムに限定して解釈されるものではない。以下、各構成成分について説明する。 The reasons for achieving the effects of the technology disclosed herein by using the above configuration are believed to be, but are not limited to, the following: Specifically, by including a predetermined amount of inorganic filler in addition to the metal-containing glass in the decorative ink (magenta ink), the proportion of glass components in the decorative ink can be reduced. This allows the decorative ink composition to be closer to the composition of other colored inks with relatively low glass component contents. Furthermore, for example, when the decorative ink is used in combination with other colored inks (i.e., multicolor printing), the difference in shrinkage rate during firing can be suitably reduced, thereby suitably suppressing cracks in the image (i.e., the decorative portion) after firing. Furthermore, because the metal-containing glass has excellent magenta color development, it can impart excellent color development to the magenta portion of the decorative portion. Therefore, the decorative ink disclosed herein can form a decorative portion on a glass substrate that suitably achieves both crack suppression and excellent color development. Please note that the above explanation is the inventor's speculation based on experimental results, and the technology disclosed herein should not be interpreted as being limited to the above mechanism. Each component will be explained below.
(1)無機固体成分
無機固体成分は、焼成後における画像の母材を構成する成分であり、ガラスフリットと、無機フィラーとを含む。
(1) Inorganic Solid Components The inorganic solid components are components that constitute the base material of the image after firing, and include glass frit and inorganic filler.
(a)ガラスフリット
ここで開示されるガラスフリットは、金粒子を含む。具体的には、ガラスフリットにおける非晶質のマトリックス(以下、単に「ガラスマトリックス」ともいう)中には金粒子が分散している。ガラス成分と金粒子とは、典型的には一体的に焼結されており、焼結体の形態をなしている。
(a) Glass Frit The glass frit disclosed herein contains gold particles. Specifically, gold particles are dispersed in an amorphous matrix of the glass frit (hereinafter simply referred to as "glass matrix"). The glass component and the gold particles are typically sintered together to form a sintered body.
ガラスマトリックスは、典型的に無機バインダとして機能する成分であり、金粒子とガラス基材との結合性を高める働きをする。ガラスマトリックスを構成するガラスの線熱膨張係数(具体的には、熱機械分析装置を用いて25℃から500℃までの温度領域において測定した平均線熱膨張係数、以下同様。)は、ここで開示される技術の効果が発揮される限りにおいて特に限定されないが、例えばガラス基材と同等でよい。一例では、ガラスの熱膨張係数が、ガラス基材の熱膨張係数±2×10―6K―1程度であるとよい。例えば、4.0×10―6K―1~10.0×10―6K―1程度であるとよい。これによって、画付焼成時におけるガラス基材とガラスフリットとの収縮率の差が小さくなり、装飾部においてクラック(ひび割れ)が生じにくくなる。 The glass matrix is a component that typically functions as an inorganic binder and serves to enhance the bonding between the gold particles and the glass substrate. The linear thermal expansion coefficient of the glass constituting the glass matrix (specifically, the average linear thermal expansion coefficient measured using a thermomechanical analyzer in a temperature range from 25°C to 500°C; the same applies hereinafter) is not particularly limited as long as the effects of the technology disclosed herein are exhibited, but may be the same as that of the glass substrate. In one example, the thermal expansion coefficient of the glass may be approximately ±2×10 −6 K −1 of the thermal expansion coefficient of the glass substrate. For example, it may be approximately 4.0×10 −6 K −1 to 10.0×10 −6 K −1 . This reduces the difference in shrinkage rate between the glass substrate and the glass frit during firing, making cracks less likely to occur in the decorative portion.
ガラスマトリックスを構成するガラスのガラス転移点(示差走査熱量分析に基づくTg値、以下同様。)は、ここで開示される技術の効果が発揮される限りにおいて特に限定されない。例えば後述する焼結温度との関係から、概ね400~1500℃であるとよい。なかでも、下絵付けやシンクインの用途では、ガラス転移点が概ね900~1300℃程度、上絵付けの用途では、ガラス転移点が概ね500~900℃程度であるとよい。 The glass transition point (Tg value based on differential scanning calorimetry; the same applies hereinafter) of the glass that constitutes the glass matrix is not particularly limited, as long as the effects of the technology disclosed herein are achieved. For example, in relation to the sintering temperature described below, a glass transition point of approximately 400 to 1500°C is preferable. In particular, for underglaze and sink-in applications, a glass transition point of approximately 900 to 1300°C is preferable, and for overglaze applications, a glass transition point of approximately 500 to 900°C is preferable.
このような性状(熱膨張係数やガラス転移点)を有し得るガラスとしては、例えば、SiO2-RO(ROは第2族元素の酸化物、例えばMgO、CaO、SrO、BaOを表す。以下同様。)系ガラス、SiO2-RO-R2O(R2Oはアルカリ金属元素の酸化物、例えばLi2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、Fr2Oを表す。特にはLi2O。以下同様。)系ガラス、SiO2-RO-ZnO系ガラス、SiO2-RO-ZrO2系ガラス、SiO2-RO-Al2O3系ガラス、SiO2-RO-Bi2O3系ガラス、SiO2-R2O系ガラス、SiO2-ZnO系ガラス、SiO2-ZrO2系ガラス、SiO2-ZnO-ZrO2-TiO2系ガラス、SiO2-Al2O3系ガラス、RO-R2O系ガラス、RO-ZnO系ガラスなどが挙げられる。なお、これらのガラスは、上記呼称に現れている主たる構成成分の他に1つまたは2つ以上の成分を含んでもよい。また、ガラスは、一般的な非晶質ガラスの他、結晶を含んだ結晶化ガラスであってもよい。 Examples of glasses that can have such properties (thermal expansion coefficient and glass transition point) include SiO 2 -RO (RO represents an oxide of a Group 2 element, such as MgO, CaO, SrO, or BaO; the same applies hereinafter)-based glasses, SiO 2 -RO-R 2 O (R 2 O represents an oxide of an alkali metal element, such as Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Rb 2 O, Cs 2 O, or Fr 2 O; particularly Li 2 O; the same applies hereinafter)-based glasses, SiO 2 -RO-ZnO-based glasses, SiO 2 -RO-ZrO 2- based glasses, SiO 2 -RO-Al 2 O 3- based glasses, SiO 2 -RO-Bi 2 O 3 -based glasses, SiO 2 -R 2 O-based glasses, and SiO 2 Examples of such glasses include SiO-ZnO - based glasses, SiO-ZrO - based glasses, SiO - ZnO - ZrO- TiO - based glasses, SiO - Al-based glasses, RO-R-based glasses, and RO-ZnO-based glasses. These glasses may contain one or more components in addition to the main components indicated by the names above. Furthermore, the glass may be a typical amorphous glass or a crystallized glass containing crystals.
好適な一態様では、ガラス全体を100モル%としたときに、酸化物換算のモル比でSiO2が半数(50モル%)以上を占めている。一般にはSiO2の割合が高いほど上記ガラス転移点が高くなる傾向がある。したがって、例えば焼結温度を低く設定する場合には、SiO2の割合を概ね80モル%以下に抑えるとよい。また、ガラス転移点を低下させてガラスの溶融性を向上するという観点からは、ROやR2O、B2O3などの成分を添加することが有効である。一方で、これらの成分を多く含むほど、ガラスの熱膨張係数が大きくなる傾向にある。好適な一態様では、ガラス全体を100モル%としたときに、酸化物換算のモル比でROが15~35モル%を占めている。好適な一態様では、ガラス全体を100モル%としたときに、酸化物換算のモル比でR2Oが0~5モル%を占めている。 In a preferred embodiment, when the entire glass is taken as 100 mol %, SiO 2 accounts for more than half (50 mol %) in terms of the molar ratio of oxide. Generally, the higher the SiO 2 ratio, the higher the glass transition temperature tends to be. Therefore, for example, when the sintering temperature is set low, it is advisable to keep the SiO 2 ratio to approximately 80 mol % or less. Furthermore, from the viewpoint of lowering the glass transition temperature and improving the meltability of the glass, it is effective to add components such as RO, R 2 O, and B 2 O 3. On the other hand, the greater the content of these components, the higher the thermal expansion coefficient of the glass tends to be. In a preferred embodiment, when the entire glass is taken as 100 mol %, RO accounts for 15 to 35 mol % in terms of the molar ratio of oxide. In a preferred embodiment, when the entire glass is taken as 100 mol %, R 2 O accounts for 0 to 5 mol % in terms of the molar ratio of oxide.
好適な一態様では、ガラスが4成分以上の(例えば5成分以上の)多成分系で構成されている。これにより、物理的安定性が向上する。例えば食器の装飾に使用される用途では、装飾部に対しても、酸性の食品に対する十分な耐酸性や、アルカリ性の洗剤に対する十分な耐アルカリ性が求められる。かかる場合には、Al2O3やZnO、CaOなどの成分を、例えばモル%以上の割合で、添加することが有効である。これにより、装飾部の化学的耐久性を向上することができる。好ましくは、耐摩耗性をも向上することができる。 In a preferred embodiment, the glass is composed of a multi-component system of four or more components (e.g., five or more components). This improves physical stability. For example, when used to decorate tableware, the decorative portion must also have sufficient acid resistance against acidic foods and sufficient alkali resistance against alkaline detergents. In such cases, it is effective to add components such as Al2O3 , ZnO, and CaO, for example, in a proportion of 100% by mole or more. This improves the chemical durability of the decorative portion. Preferably, it also improves wear resistance.
装飾用インクに占めるガラスマトリックスの割合は、ここで開示される技術の効果が発揮される限りにおいて特に限定されない。一方、ガラス基材との結合性を高めるという観点からは、装飾用インク全体を100体積%としたときに、概ね1体積%以上、典型的には5体積%以上、例えば10体積%以上であるとよい。また、装飾部におけるクラックをより好適に抑制するという観点からは、装飾用インク全体を100体積%としたときに、ガラスマトリックスの割合が、概ね30体積%以下、典型的には20体積%以下、例えば14体積%以下であるとよい。 The proportion of glass matrix in the decorative ink is not particularly limited, as long as the effects of the technology disclosed herein are achieved. From the perspective of improving bonding with the glass substrate, it is preferable that the proportion be approximately 1% by volume or more, typically 5% by volume or more, for example 10% by volume or more, when the decorative ink as a whole is taken as 100% by volume. Furthermore, from the perspective of more effectively suppressing cracks in the decorative portion, it is preferable that the proportion of glass matrix be approximately 30% by volume or less, typically 20% by volume or less, for example 14% by volume or less, when the decorative ink as a whole is taken as 100% by volume.
好適な一態様では、ガラスマトリックス中に、人体や環境に対して悪影響となり得る成分、例えばヒ素成分や鉛成分、カドミウム成分を実質的に含まない。とりわけ食器の装飾に使用される用途などでは、これらの成分を積極的には添加しない(不可避的な不純物として混入することは許容され得る)ことが好ましい。 In a preferred embodiment, the glass matrix is substantially free of components that may be harmful to the human body or the environment, such as arsenic, lead, and cadmium. In particular, for applications such as decorative tableware, it is preferable not to actively add these components (although their inclusion as unavoidable impurities may be tolerated).
上述したように、ここで開示されるガラスフリットは金粒子を含む。ここで、金属粒子は、表面プラズモン共鳴(SPR:Surface Plasmon Resonance)に起因して、紫外~可視領域に固有の光学的特徴(例えば強い光吸収帯)を有する。そのなかでも金(Au)粒子は、530nm付近の波長の光(緑色~水色光)を吸収して、「マゼンタ」と呼ばれる青みがかった赤色(赤紫色)の発色を呈する。このため、金粒子を含むガラスフリットによると、鮮やかなマゼンタ色発色を実現することができる。 As described above, the glass frit disclosed herein contains gold particles. Metal particles have unique optical characteristics (e.g., strong light absorption bands) in the ultraviolet to visible range due to surface plasmon resonance (SPR). Gold (Au) particles, in particular, absorb light with a wavelength around 530 nm (green to light blue light) and exhibit a bluish-red (reddish-purple) color known as "magenta." Therefore, glass frit containing gold particles can produce a vivid magenta color.
ここで、本明細書および特許請求の範囲において「金粒子」とは、金(Au)を主体として構成される粒子を意味し得る。「金を主体として構成される」とは、粒子を構成する成分のうち、重量基準で最も多く含まれる成分が金(Au)であることを意味する。金粒子は、粒子の全重量を100重量%としたとき、好ましくは金(Au)を90重量%以上、95重量%以上、あるいは99重量%以上含む粒子であり得る。金以外の成分としては、不可避的な不純物としての種々の金属元素や非金属元素等が挙げられる。 In this specification and claims, "gold particles" can refer to particles composed primarily of gold (Au). "Composed primarily of gold" means that of the components constituting the particles, gold (Au) is the component that is contained in the greatest amount by weight. When the total weight of the particles is taken as 100% by weight, gold particles can be particles that preferably contain 90% by weight or more, 95% by weight or more, or 99% by weight or more of gold (Au). Components other than gold include various metallic elements and non-metallic elements that are unavoidable impurities.
金粒子の形状は特に制限されず、球形状であってもよいし非球形状であってもよい。また、金粒子の平均粒子径(D50粒径)は、ここで開示される技術の効果が発揮される限りにおいて特に限定されないが、上記表面プラズモン共鳴との兼ね合いから、粒径がナノメートルサイズであることが好ましい。金粒子の表面プラズモン共鳴の効果は、粒径によって変化し得る。したがって、粒径を適切に調整することによって、表面プラズモン共鳴の効果をより良く享受することができる。好適な一態様では、金粒子の平均粒子径は、概ね1nm以上、5nm以上、典型的には10nm以上、例えば15nm以上である。好適な一態様では、金粒子の平均粒子径は、例えば100nm以下、80nm以下、典型的には50nm以下、例えば30nm以下である。平均粒子径を上記範囲とすることで、金粒子の特定波長の吸光度が増大して、少量の添加で良好なマゼンタ色発色を実現することができる。また、色ムラの少ない、緻密な装飾を実現することができる。 The shape of the gold particles is not particularly limited and may be spherical or aspherical. Furthermore, the average particle size (D50 particle size) of the gold particles is not particularly limited as long as the effects of the technology disclosed herein are achieved. However, taking into account the above-mentioned surface plasmon resonance, a particle size of nanometer size is preferable. The effect of surface plasmon resonance of gold particles can vary depending on the particle size. Therefore, by appropriately adjusting the particle size, the effect of surface plasmon resonance can be more effectively achieved. In a preferred embodiment, the average particle size of the gold particles is approximately 1 nm or more, 5 nm or more, typically 10 nm or more, for example, 15 nm or more. In a preferred embodiment, the average particle size of the gold particles is, for example, 100 nm or less, 80 nm or less, typically 50 nm or less, for example, 30 nm or less. By setting the average particle size within the above range, the absorbance of the gold particles at a specific wavelength is increased, allowing for good magenta color development with a small amount of addition. Furthermore, detailed decoration with minimal color unevenness can be achieved.
そして、ガラスフリットの形状も特に制限されず、球形状であってもよいし非球形状であってもよい。また、ガラスフリットの平均粒子径(D50粒径)は、ここで開示される技術の効果が発揮される限りにおいて特に限定されないが、概ね0.1μm~10μm程度(例えば、0.5μm~5μm程度)とすることができる。また、装飾用インクをインクジェットインクとして使用した場合、ガラスフリットの粒径はインクの粘度に影響し得るため、インクジェット装置からの吐出性を考慮して適宜調整すると好ましい。具体的には、インク中に粒径が大きなガラスフリットが含まれていると、吐出口の詰まりが発生しやすくなり、吐出性が低下するおそれがある。このため、ガラスフリットの平均粒子径は例えば1μm以下(好ましくは0.85μm以下)となるようにガラスフリットの粒径を制御することが好ましい。 The shape of the glass frit is not particularly limited and may be spherical or aspherical. The average particle diameter (D50 particle diameter) of the glass frit is not particularly limited as long as the effects of the technology disclosed herein are achieved, but can be approximately 0.1 μm to 10 μm (e.g., approximately 0.5 μm to 5 μm). When the decorative ink is used as an inkjet ink, the particle diameter of the glass frit can affect the viscosity of the ink, so it is preferable to adjust it appropriately taking into account the ejection properties from the inkjet device. Specifically, if the ink contains glass frit with a large particle diameter, the ejection orifices may be easily clogged, which may reduce the ejection properties. Therefore, it is preferable to control the particle diameter of the glass frit so that the average particle diameter is, for example, 1 μm or less (preferably 0.85 μm or less).
なお、本明細書において「平均粒子径」(D50粒径)とは、レーザー回折・散乱法に基づく体積基準の粒度分布において、粒径の小さい側から積算値50%に相当する粒径を意味し得る。かかる測定は、例えば、市販の装置であるマイクロトラック・ベル株式会社製のマイクロトラックMT3000IIを用いて実施することができる。 In this specification, "average particle size" (D50 particle size) can refer to the particle size corresponding to the cumulative 50% smallest particle size in a volume-based particle size distribution based on laser diffraction/scattering. Such measurements can be performed using, for example, a commercially available device, the Microtrac MT3000II manufactured by Microtrac Bell Corporation.
装飾用インクに占める金粒子の割合は、ここで開示される技術の効果が発揮される限りにおいて特に限定されない。マゼンタ色発色性を向上するという観点やコストの観点などから、装飾用インク全体を100体積%としたときに、概ね0.01体積%以上、例えば0.05体積%以上、0.1体積%以上であって、概ね0.5体積%以下、典型的には0.3体積%以下、例えば0.2体積%以下であるとよい。 The proportion of gold particles in the decorative ink is not particularly limited, as long as the effects of the technology disclosed herein are achieved. From the perspective of improving magenta color development and cost considerations, when the decorative ink as a whole is taken as 100% by volume, it is desirable that the proportion be approximately 0.01% by volume or more, for example 0.05% by volume or more, 0.1% by volume or more, and approximately 0.5% by volume or less, typically 0.3% by volume or less, for example 0.2% by volume or less.
好適な一態様では、ガラスマトリックスを100体積部としたときに、金粒子の割合が、概ね0.1体積部以上、好ましくは0.5体積部以上、例えば1体積部以上である。金粒子の割合を所定値以上とすることで、L*a*b*表色系において、赤方向のa*値を向上し、赤色発色性を高めることができる。また、明度L*値を向上し、明るく鮮やかな色みをより良く実現することができる。また、好適な一態様では、ガラスマトリックスを100体積部としたときに、金粒子の割合が、概ね5体積部以下、典型的には3体積部以下、好ましくは2体積部以下である。金粒子の割合を所定値以下とすることで、L*a*b*表色系において、明度L*値を向上し、明るく鮮やかな色みをより良く実現することができる。また、コストを低く抑えることができる。 In a preferred embodiment, the proportion of gold particles is approximately 0.1 parts by volume or more, preferably 0.5 parts by volume or more, for example, 1 part by volume or more, relative to 100 parts by volume of the glass matrix. By setting the proportion of gold particles at a predetermined value or more, the a * value in the red direction in the L * a * b * color system can be improved, thereby enhancing red color development. Furthermore, the lightness L * value can be improved, resulting in a brighter, more vivid color. In a preferred embodiment, the proportion of gold particles is approximately 5 parts by volume or less, typically 3 parts by volume or less, and preferably 2 parts by volume or less, relative to 100 parts by volume of the glass matrix. By setting the proportion of gold particles at a predetermined value or less, the lightness L * value can be improved in the L * a * b * color system, thereby enhancing a brighter, more vivid color. Furthermore, costs can be kept low.
(b)無機フィラー
上述したように、ここで開示される装飾用インク(マゼンタ色インク)は、含金ガラスに加えて無機フィラーを含む。かかる無機フィラーは、ガラスマトリックスを構成していない(換言すると、ガラスマトリックスよりも融点が高い)無機フィラーを含む。即ち、ここで開示される装飾用インクは、ガラスマトリックスを構成していない無機フィラーのみを含んでいてもよいし、ガラスマトリックスを構成していない無機フィラーと、上述したガラスフリットと一体化された無機フィラーとを含んでいてもよい。
(b) Inorganic Filler As described above, the decorative ink (magenta ink) disclosed herein contains an inorganic filler in addition to the metal-containing glass. Such inorganic filler includes an inorganic filler that does not constitute a glass matrix (in other words, has a higher melting point than the glass matrix). That is, the decorative ink disclosed herein may contain only an inorganic filler that does not constitute a glass matrix, or it may contain an inorganic filler that does not constitute a glass matrix and an inorganic filler integrated with the above-mentioned glass frit.
無機フィラーとしては、例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア等のセラミック粒子、無機顔料、高火度ガラス等が挙げられる。そのなかでも、シリカ、アルミナ、無機顔料、および高火度ガラスからなる群から選択される少なくとも1種を用いる場合が好適である。ここで、無機顔料は、上述したような焼成時の収縮率の差を低減するとともに、装飾部の発色性をより優れたものにすることができる。かかる無機顔料は、例えば金属化合物(典型的には、金属酸化物)を含むものであり、耐熱性に優れている。このため、インクが付着したガラス基材に対して350℃以上(例えば350℃~1000℃)の焼成処理を行った際に、無機顔料が変色(または消色)することを抑制することができる。かかる無機顔料の具体例としては、Cu、Mn、Zr、Ti、Pr、Cr、Sb、Ni、Co、Al、Cdからなる群のうち、少なくとも1つ以上の金属元素を含む複合金属化合物が挙げられる。かかる無機顔料の一例としては、スズスフェーン系、亜鉛フェライト系、ジルコン系等が挙げられる。かかる無機顔料の、例えばJIS Z8729(2004年)に基づくL*a*b*表色系におけるa*値は特に制限されないが、概ね5~60程度とすることができる。また、高火度ガラスとは、例えば融点が1000℃以上であるガラスを意味し得る。かかる高火度ガラスの組成は特に制限されず、例えば釉薬に使用されるようなシリケートガラスが挙げられる。なお、無機フィラーは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、かかる無機フィラーとしては、市販のものを特に制限なく用いることができる。 Examples of inorganic fillers include ceramic particles such as silica, alumina, zirconia, and titania, inorganic pigments, and high-temperature glass. Among these, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of silica, alumina, inorganic pigments, and high-temperature glass. Here, the inorganic pigment can reduce the difference in shrinkage rate during firing as described above and improve the color development of the decorative portion. Such inorganic pigments contain, for example, metal compounds (typically metal oxides) and have excellent heat resistance. Therefore, discoloration (or fading) of the inorganic pigment can be suppressed when the glass substrate to which the ink is applied is fired at 350°C or higher (e.g., 350°C to 1000°C). Specific examples of such inorganic pigments include composite metal compounds containing at least one metal element selected from the group consisting of Cu, Mn, Zr, Ti, Pr, Cr, Sb, Ni, Co, Al, and Cd. Examples of such inorganic pigments include tin-sphene-based, zinc ferrite-based, and zircon-based pigments. The a * value of such inorganic pigments in the L * a * b * color system based on JIS Z8729 (2004) is not particularly limited, but can be approximately 5 to 60. Furthermore, high-temperature glass can refer to glass having a melting point of 1000°C or higher. The composition of such high-temperature glass is not particularly limited, and examples include silicate glass used in glazes. The inorganic filler may be used alone or in combination of two or more types. Commercially available inorganic fillers can be used without particular limitations.
無機フィラーの形状は特に制限されず、球形であってもよいし非球形であってもよい。無機フィラーは、取り扱い易さの観点から、典型的には球形状であることが好ましい。また、無機フィラーの平均粒子径(D50粒径)は、ここで開示される技術の効果が発揮される限りにおいて特に制限されない。無機フィラーのD50粒径は、典型的には、0.001μm~4μm程度(例えば0.005μm~2μm程度)とすることができる。また、無機フィラーは、典型的には粒子状であり得る。かかる粒子状の無機フィラーの粒子径は、例えば装飾用インクをインクジェットインクとして使用する場合、後述するインクジェット装置の吐出口の直径を考慮して適宜調整すると好ましい。無機フィラーの粒子径が大きすぎると無機フィラーが吐出口に詰まってインクの吐出性が低下する虞がある。一般的なインクジェット装置の吐出口の直径は15μm~60μm(例えば25μm)程度であるため、粒径が小さい側から累積100個数%に相当するD100粒径(最大粒子径)が5μm以下(好ましくは1μm以下)となるように無機フィラーを微粒子化すると好ましい。なお、上記D100粒径は、動的光散乱法による粒度分布測定に基づいて測定される値が採用され得る。 The shape of the inorganic filler is not particularly limited and may be spherical or non-spherical. From the perspective of ease of handling, it is typically preferable that the inorganic filler be spherical. Furthermore, the average particle size (D50 particle size) of the inorganic filler is not particularly limited as long as the effects of the technology disclosed herein are achieved. The D50 particle size of the inorganic filler can typically be approximately 0.001 μm to 4 μm (e.g., approximately 0.005 μm to 2 μm). Furthermore, the inorganic filler may typically be particulate. When using the decorative ink as an inkjet ink, for example, it is preferable to appropriately adjust the particle size of such particulate inorganic filler, taking into account the diameter of the nozzle of the inkjet device described below. If the particle size of the inorganic filler is too large, the inorganic filler may clog the nozzle, reducing the ink's ejection performance. Because the diameter of the ejection ports of typical inkjet devices is approximately 15 μm to 60 μm (e.g., 25 μm), it is preferable to microparticulate the inorganic filler so that the D100 particle size (maximum particle size), which corresponds to a cumulative 100% number of particles from the smallest particle size side, is 5 μm or less (preferably 1 μm or less). The D100 particle size can be a value measured based on particle size distribution measurement using dynamic light scattering.
装飾用インクに占める無機フィラーの割合は特に限定されないが、装飾用インク全体を100体積%としたときに、概ね0.5体積%以上、1体積%以上、例えば3体積%以上であるとよい。また、艶感や輝きを高めるという観点からは、装飾用インク全体を100体積%としたときに、無機フィラーの割合が、概ね20体積%以下、例えば15体積%以下、12体積%以下であるとよい。 The proportion of inorganic filler in the decorative ink is not particularly limited, but it is preferable that it be approximately 0.5% by volume or more, 1% by volume or more, for example 3% by volume or more, when the decorative ink as a whole is taken as 100% by volume. Furthermore, from the perspective of enhancing gloss and shine, it is preferable that the proportion of inorganic filler be approximately 20% by volume or less, for example 15% by volume or less, 12% by volume or less, when the decorative ink as a whole is taken as 100% by volume.
好適な一態様では、無機フィラー中に、人体や環境に対して悪影響となり得る成分、例えばヒ素成分や鉛成分、カドミウム成分を実質的に含まない(不可避的な不純物として混入することは許容され得る)。とりわけ食器の装飾に使用される用途などでは、これらの成分を含まないことが好ましい。 In a preferred embodiment, the inorganic filler is substantially free of components that may be harmful to the human body or the environment, such as arsenic, lead, and cadmium (though their inclusion as unavoidable impurities may be tolerated). It is particularly preferable for the filler to be free of these components when used to decorate tableware.
(2)その他の成分
ここで開示される装飾用インクは、ここで開示される技術の効果が発揮される限りにおいて、適宜に他の成分を含んでいてもよい。他の成分の一例としては、分散剤、モノマー成分、光重合開始剤、重合禁止剤、有機バインダ、反応促進剤、界面活性剤、増粘剤、pH調整剤、防腐剤、消泡剤、可塑剤、安定剤、酸化抑制剤などが例示される。例えば、上記モノマー成分や分散剤は、ガラスフリットや無機フィラー等の無機固体成分を分散(あるいは、溶解)させる液状成分となり得る。
(2) Other Components The decorative ink disclosed herein may contain other components as appropriate, as long as the effects of the technology disclosed herein are achieved. Examples of other components include dispersants, monomer components, photopolymerization initiators, polymerization inhibitors, organic binders, reaction accelerators, surfactants, thickeners, pH adjusters, preservatives, antifoaming agents, plasticizers, stabilizers, and oxidation inhibitors. For example, the monomer components and dispersants can serve as liquid components that disperse (or dissolve) inorganic solid components such as glass frit and inorganic fillers.
(a)モノマー成分
ここで開示される装飾用インクは、モノマー成分を含んでいてもよい。かかるモノマー成分の一例としては、熱硬化性モノマーや光硬化性モノマー等が挙げられる。モノマー成分としては、本開示の効果が著しく妨げられない限りにおいて、一般的な装飾用インクに使用され得るモノマーを特に制限なく使用することができる。また、モノマー成分は、例えば室温(典型的には、25℃程度)において液状であるものを好ましく用いることができる。モノマー成分の重量平均分子量は、ここで開示される技術の効果が発揮される限りにおいて特に制限されないが、概ね500~5000程度(例えば1000~3000程度)とすることができる。なお、本明細書において「重量平均分子量」とは、ゲルクロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography:GPC)によって測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて換算した重量基準の平均分子量をいう。モノマー成分は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、モノマー成分としては、市販品を特に制限なく用いることができる。
(a) Monomer Component The decorative ink disclosed herein may contain a monomer component. Examples of such monomer components include thermosetting monomers and photocurable monomers. As long as the effects of the present disclosure are not significantly impaired, any monomer that can be used in general decorative inks can be used without particular limitation. Furthermore, monomer components that are liquid at room temperature (typically, about 25°C) are preferably used. The weight-average molecular weight of the monomer component is not particularly limited as long as the effects of the technology disclosed herein are exhibited, but can be approximately 500 to 5,000 (e.g., about 1,000 to 3,000). In this specification, "weight-average molecular weight" refers to the weight-average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC) and converted using a standard polystyrene calibration curve. The monomer component may be used alone or in combination of two or more types. Commercially available products can be used as the monomer component without particular limitation.
ここで、モノマー成分として光硬化性モノマーを含む場合、例えば水溶性糊剤が塗布された撥水性を有する転写紙上において、より鮮明な画像を描写することができるため、好ましい。ここで、本明細書における「光硬化性モノマー成分」は、光(例えば紫外線)照射時に重合(又は架橋)して硬化する樹脂の単量体(モノマー)を少なくとも一種含む材料を指す。 Here, it is preferable to include a photocurable monomer as a monomer component, as this allows for clearer images to be depicted on, for example, water-repellent transfer paper coated with a water-soluble adhesive. Here, "photocurable monomer component" in this specification refers to a material containing at least one resin monomer that polymerizes (or crosslinks) and hardens when irradiated with light (e.g., ultraviolet light).
光硬化性モノマー成分の好適例としては、(a1)単官能アクリレートモノマー、(a2)単官能N-ビニル化合物モノマー、(a3)多官能ビニルエーテルモノマー等が挙げられる。上記(a1)~(a3)の少なくとも1種のモノマーを含む光硬化性モノマー成分は、印刷対象への定着性(光硬化性)に優れているため、種々の印刷対象に好適に使用できる。また、上記(a1)~(a3)の少なくとも1種のモノマー含む光硬化性モノマー成分は、光硬化後の柔軟性に優れているという利点も有しているため、使用時に湾曲させる必要がある印刷対象(例えば、転写紙)に特に好適に使用できる。 Suitable examples of photocurable monomer components include (a1) monofunctional acrylate monomers, (a2) monofunctional N-vinyl compound monomers, and (a3) polyfunctional vinyl ether monomers. Photocurable monomer components containing at least one of the monomers (a1) to (a3) above have excellent fixability (photocurability) to the printing target, making them suitable for use on a variety of printing targets. Furthermore, photocurable monomer components containing at least one of the monomers (a1) to (a3) above also have the advantage of excellent flexibility after photocuring, making them particularly suitable for use on printing targets that need to be curved during use (e.g., transfer paper).
(a1)単官能アクリレートモノマー
単官能アクリレートモノマーは、アクリロイル基(CH2=CHCOO‐)またはメタアクリロイル基(CH2=CCH3COO‐)を分子内に1つ含む化合物である。かかる単官能アクリレートモノマーは、無機固体成分の分散性に優れ、インク粘度の上昇を抑制できるため、好適な吐出性を有するインクの調製に貢献できる。また、単官能アクリレートモノマーは、光硬化性を有するモノマーの中では、光硬化後の剛性が比較的に低い(柔軟性が高い)という特性も有している。なお、吐出性と柔軟性をより向上させるという観点から、光硬化性モノマー成分の総体積を100体積%としたときの単官能アクリレートモノマーの体積比は、40体積%以上であることが好ましく、45体積%以上であることがより好ましく、50体積%以上であることがさらに好ましく、55体積%以上であることが特に好ましく、例えば60体積%以上である。一方で、単官能アクリレートモノマーは、光硬化性が比較的に低い傾向があるため、後述する光硬化性に優れたモノマーの含有量を確保するという観点から、96体積%以下であることが好ましく、90体積%以下であることがより好ましく、85体積%以下であることがさらに好ましく、80体積%以下であることが特に好ましく、例えば78体積%以下である。
(a1) Monofunctional Acrylate Monomer The monofunctional acrylate monomer is a compound containing one acryloyl group ( CH2 =CHCOO-) or one methacryloyl group ( CH2 = CCH3COO- ) in the molecule. Such monofunctional acrylate monomers have excellent dispersibility of inorganic solid components and can suppress an increase in ink viscosity, thereby contributing to the preparation of ink with favorable jetting properties. Furthermore, among photocurable monomers, monofunctional acrylate monomers also have the property of having relatively low rigidity after photocuring (high flexibility). From the viewpoint of further improving jetting properties and flexibility, the volume ratio of the monofunctional acrylate monomer when the total volume of the photocurable monomer components is taken as 100 volume% is preferably 40 volume% or more, more preferably 45 volume% or more, even more preferably 50 volume% or more, and particularly preferably 55 volume% or more, for example 60 volume% or more. On the other hand, since monofunctional acrylate monomers tend to have relatively low photocurability, from the viewpoint of ensuring the content of monomers with excellent photocurability, which will be described later, the content is preferably 96% by volume or less, more preferably 90% by volume or less, even more preferably 85% by volume or less, and particularly preferably 80% by volume or less, for example, 78% by volume or less.
単官能アクリレートモノマーの具体例としては、例えば、ベンジルアクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、メトキシエチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、(2ーメチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、n-ステアリルアクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、t-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソアミルアクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクチルアクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソノニルアクリレート、デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、イソミリスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシル-ジグリコールアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート、2-エチルヘキシルカルビトールアクリレート、フェノキシエトキシエチルアクリレートなどが挙げられる。上述した(メタ)アクリレート化合物は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、ベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレートは、光硬化後の柔軟性に特に優れているため、転写紙を湾曲させた際のクラックの発生を好適に抑制できる。 Specific examples of monofunctional acrylate monomers include benzyl acrylate, cyclic trimethylolpropane formal acrylate, phenoxyethyl acrylate, isobornyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, methoxyethyl acrylate, cyclohexyl acrylate, ethyl carbitol acrylate, (2-methyl-2-ethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, methyl (meth)acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, pentyl acrylate, n-stearyl acrylate, butoxyethyl (meth)acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate. acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate, t-butylcyclohexyl (meth)acrylate, isoamyl acrylate, lauryl (meth)acrylate, octyl acrylate, isooctyl (meth)acrylate, isononyl acrylate, decyl acrylate, isodecyl acrylate, tridecyl (meth)acrylate, isomyristyl acrylate, isostearyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl-diglycol acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, methoxydiethylene glycol acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, ethoxydiethylene glycol acrylate, 2-(2-ethoxyethoxy)ethyl acrylate, 2-ethylhexyl carbitol acrylate, phenoxyethoxyethyl acrylate, etc. The above-mentioned (meth)acrylate compounds can be used alone or in combination of two or more. Among these, benzyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, and cyclic trimethylolpropane formal acrylate have particularly excellent flexibility after photocuring, making them ideal for preventing cracks from occurring when the transfer paper is bent.
(a2)単官能N-ビニル化合物モノマー
単官能N-ビニル化合物モノマーは、窒素含有化合物の窒素(N)原子にビニル基が1つ結合した化合物である。ここでいう「ビニル基」は、CH2=CR1-(ここで、R1は水素原子又は有機基である)を指す。かかる単官能N-ビニル化合物モノマーは、延伸性が高いため、描画した画像にクラックが生じることを抑制できる。また、単官能N-ビニル化合物モノマーは、優れた光硬化性を有しており、印刷対象の表面への定着性を向上させる機能を有している。なお、定着性をより向上させるという観点から、光硬化性モノマー成分の総体積を100体積%としたときの単官能N-ビニル化合物モノマーの体積比は、2体積%以上であることが好ましく、3体積%以上であることがより好ましく、4体積%以上であることがさらに好ましく、5体積%以上であることが特に好ましい。一方で、単官能N-ビニル化合物モノマーを添加すると硬化後のインクの柔軟性が低下する傾向がある。このため、転写紙等を印刷対象にする場合には、単官能N-ビニル化合物モノマーの含有量を少なくした方が好ましい。かかる観点から、単官能N-ビニル化合物モノマーの体積比は、20体積%以下が好ましく、17体積%以下がより好ましく、15体積%以下がさらに好ましく、13体積%以下が特に好ましく、例えば10体積%以下である。
(a2) Monofunctional N-vinyl Compound Monomer A monofunctional N-vinyl compound monomer is a compound in which one vinyl group is bonded to the nitrogen (N) atom of a nitrogen-containing compound. Here, "vinyl group" refers to CH 2 ═CR 1 — (where R 1 is a hydrogen atom or an organic group). Such monofunctional N-vinyl compound monomers have high extensibility, thereby preventing cracks from occurring in the drawn image. Furthermore, monofunctional N-vinyl compound monomers have excellent photocurability and function to improve fixation to the surface of the printed object. From the perspective of further improving fixation, the volume ratio of the monofunctional N-vinyl compound monomer, when the total volume of the photocurable monomer components is taken as 100% by volume, is preferably 2% by volume or more, more preferably 3% by volume or more, even more preferably 4% by volume or more, and particularly preferably 5% by volume or more. On the other hand, the addition of a monofunctional N-vinyl compound monomer tends to reduce the flexibility of the ink after curing. For this reason, it is preferable to reduce the content of the monofunctional N-vinyl compound monomer when printing on transfer paper, etc. From this viewpoint, the volume ratio of the monofunctional N-vinyl compound monomer is preferably 20% by volume or less, more preferably 17% by volume or less, even more preferably 15% by volume or less, particularly preferably 13% by volume or less, for example, 10% by volume or less.
上記N-ビニル化合物モノマーは、例えば、下記一般式(I)で表される。
CH2=CR1-NR2R3 (I)
上記一般式(I)中、R1は水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基、フェニル基、ベンジル基またはハロゲン基である。なかでも、水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基が好ましく、水素原子が特に好ましい。R2,R3は、水素原子、置換基を有してよいアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルキロール基、アセチル基(CH3CO-)および芳香族基から選択される基であり得る。なお、R2,R3の各々は同じであってもよく異なっていてもよい。置換基を有してよいアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルキロール基およびアセチル基における炭素原子の総数は1~20であり得る。また、上記置換基を有してよいアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルキロール基およびアセチル基は鎖状または環状であり得るが、鎖状であることが好ましい。また、芳香族基は、置換基を有してよいアリール基である。上記芳香族基における炭素原子の総数は6~36である。上記アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルキロール基、アセチル基および芳香族基が有し得る置換基は、例えば、水酸基、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を包含する。また、上記一般式(I)中、R2とR3とは互いに結合して環状構造を形成していてもよい。
The N-vinyl compound monomer is represented by, for example, the following general formula (I):
CH 2 =CR 1 -NR 2 R 3 (I)
In the general formula (I), R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, a benzyl group, or a halogen group. Among these, a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferred, with a hydrogen atom being particularly preferred. R 2 and R 3 may be selected from a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, an alkylol group, an acetyl group (CH 3 CO—), and an aromatic group. R 2 and R 3 may be the same or different. The total number of carbon atoms in the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aralkyl group, alkoxy group, alkoxyalkyl group, alkylol group, and acetyl group which may have a substituent may be 1 to 20. The alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aralkyl group, alkoxy group, alkoxyalkyl group, alkylol group, and acetyl group which may have a substituent may be linear or cyclic, with linear being preferred. The aromatic group is an aryl group which may have a substituent. The total number of carbon atoms in the aromatic group is 6 to 36. Substituents that the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aralkyl group, alkoxy group, alkoxyalkyl group, alkylol group, acetyl group, and aromatic group may have include, for example, a hydroxyl group and a halogen atom such as a fluorine atom or a chlorine atom. In the general formula (I), R2 and R3 may be bonded to each other to form a cyclic structure.
上記単官能N-ビニル化合物モノマーの一好適例としては、N-ビニル-2-カプロラクタム、N-ビニル-2-ピロリドン、N-ビニル-3-モルホリノン、N-ビニルピペリジン、N-ビニルピロリジン、N-ビニルアジリジン、N-ビニルアゼチジン、N-ビニルイミダゾール、N-ビニルモルホリン、N-ビニルピラゾール、N-ビニルバレロラクタム、N-ビニルカルバゾール、N-ビニルフタルイミド、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド、N-メチル-N-ビニルホルムアミド、N-メチル-N-ビニルアセトアミド等が挙げられる。これらのなかでも、N-ビニル-2-カプロラクタムは、単官能N-ビニル化合物モノマーの中でも光硬化性が高く、印刷対象の表面への定着性をより好適に向上できる。 Suitable examples of the monofunctional N-vinyl compound monomer include N-vinyl-2-caprolactam, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-3-morpholinone, N-vinylpiperidine, N-vinylpyrrolidine, N-vinylaziridine, N-vinylazetidine, N-vinylimidazole, N-vinylmorpholine, N-vinylpyrazole, N-vinylvalerolactam, N-vinylcarbazole, N-vinylphthalimide, N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-methyl-N-vinylformamide, and N-methyl-N-vinylacetamide. Among these, N-vinyl-2-caprolactam has high photocurability among monofunctional N-vinyl compound monomers, and can further improve fixation to the surface of the printed object.
(a3)多官能ビニルエーテルモノマー
多官能ビニルエーテルモノマーは、ビニルエーテル基を分子内に少なくとも2つ含む化合物である。ここでいう「ビニルエーテル基」は、-O-CH=CHR1(ここで、R1は水素原子又は有機基である)を指す。かかるビニルエーテル基を少なくとも2つ含む多官能ビニルエーテルモノマーは、UV照射時の光硬化速度が速く、かつ、光硬化性に優れているため、印刷対象の表面への定着性を向上させる機能を有している。さらに、多官能ビニルエーテルモノマーは、光硬化性に優れたモノマーのなかでは硬化後の剛性が低く、柔軟性に優れているという特性を有している。なお、印刷対象への定着性と光硬化後の柔軟性とを両立させるという観点から、光硬化性モノマー成分の総体積を100体積%としたときの多官能ビニルエーテルモノマーの体積比は、2体積%以上であることが好ましく、5体積%以上であることがより好ましく、7体積%以上であることがさらに好ましく、10体積%以上であることが特に好ましく、例えば15体積%以上である。一方で、多官能ビニルエーテルモノマーを添加しすぎると、単官能アクリレートモノマーの添加量が少なくなって光硬化後の柔軟性が低くなる傾向がある。このため、多官能ビニルエーテルモノマーの体積比の上限は、40体積%以下であることが好ましく、35体積%以下であることがより好ましく、30体積%以下であることがさらに好ましく、25体積%以下であることが特に好ましく、例えば20体積%以下である。
(a3) Polyfunctional Vinyl Ether Monomer A polyfunctional vinyl ether monomer is a compound containing at least two vinyl ether groups in the molecule. The term "vinyl ether group" as used herein refers to -O-CH=CHR 1 (where R 1 is a hydrogen atom or an organic group). Such polyfunctional vinyl ether monomers containing at least two vinyl ether groups have a fast photocuring rate upon UV irradiation and excellent photocurability, thereby improving fixation to the surface of a printed object. Furthermore, among monomers with excellent photocurability, polyfunctional vinyl ether monomers have the properties of low rigidity after curing and excellent flexibility. From the perspective of achieving both fixation to a printed object and flexibility after photocuring, the volume ratio of the polyfunctional vinyl ether monomer, when the total volume of the photocurable monomer components is taken as 100% by volume, is preferably 2% by volume or more, more preferably 5% by volume or more, even more preferably 7% by volume or more, and particularly preferably 10% by volume or more, for example, 15% by volume or more. On the other hand, if too much polyfunctional vinyl ether monomer is added, the amount of monofunctional acrylate monomer added tends to be reduced, resulting in reduced flexibility after photocuring. Therefore, the upper limit of the volume ratio of the polyfunctional vinyl ether monomer is preferably 40% by volume or less, more preferably 35% by volume or less, even more preferably 30% by volume or less, and particularly preferably 25% by volume or less, for example, 20% by volume or less.
上記多官能ビニルエーテルモノマーの一好適例としては、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、テトラエチレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、トリプロピレングリコールジビニルエーテル、ポリプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、ノナンジオールジビニルエーテル、1,4-シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル等が挙げられる。これらのなかでも、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、1,4-シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテルは、基材表面への定着性と光硬化後の柔軟性を高いレベルで両立できるため特に好ましい。 Suitable examples of the above-mentioned polyfunctional vinyl ether monomers include ethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, tetraethylene glycol divinyl ether, polyethylene glycol divinyl ether, propylene glycol divinyl ether, dipropylene glycol divinyl ether, tripropylene glycol divinyl ether, polypropylene glycol divinyl ether, butanediol divinyl ether, neopentyl glycol divinyl ether, hexanediol divinyl ether, nonanediol divinyl ether, and 1,4-cyclohexanedimethanol divinyl ether. Among these, diethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, and 1,4-cyclohexanedimethanol divinyl ether are particularly preferred because they achieve both high levels of adhesion to the substrate surface and flexibility after photocuring.
(a4)他の光硬化性モノマー
なお、上述したように、ここで開示される装飾用インクにおける光硬化性モノマー成分は、一般的な装飾用インクに使用され得る光硬化性モノマー成分を特に制限なく使用でき、上述した(a1)~(a3)のモノマーに限定されない。
上記(a1)~(a3)以外のモノマー(他のモノマー)の一例として、アクリロイル基またはメタアクリロイル基を分子内に少なくとも2つ含む多官能アクリレートモノマーが挙げられる。この多官能アクリレートモノマーの好適例として、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサン-1,4-ジメタノールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサン-1,3-ジメタノールジ(メタ)アクリレート、1,4-シクロヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAEO3.8モル付加物ジアクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールオクタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンポリエトキシトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、ソルビトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールポリエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールポリプロキシテトラ(メタ)アクリレート、ソルビトールテトラ(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ソルビトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、多官能アクリレートモノマー以外の他のモノマーの一例として、ブチルビニルエーテル、ブチルプロペニルエーテル、ブチルブテニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、エチルヘキシルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、フェニルアリルエーテル、酢酸ビニル、アクリルアミド、メタクリルアミド、トリメチロールプロパントリ((メタ)アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ((メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルアクリル酸付加物等が挙げられる。
(a4) Other Photocurable Monomers As mentioned above, the photocurable monomer component in the decorative ink disclosed herein can be any photocurable monomer component that can be used in general decorative inks, and is not limited to the monomers (a1) to (a3) described above.
An example of a monomer (other monomer) other than the above (a1) to (a3) is a polyfunctional acrylate monomer containing at least two acryloyl groups or methacryloyl groups in the molecule. Suitable examples of this polyfunctional acrylate monomer include 1,9-nonanediol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, 1,4-butanediol di(meth)acrylate, tricyclodecane dimethanol diacrylate, hydroxypivalic acid neopentyl glycol diacrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, tetramethylene glycol di(meth)acrylate, tripropylene glycol di(meth)acrylate, polypropylene glycol di(meth)acrylate, 1,3-but ...hydroxypivalic acid neopentyl glycol diacrylate, hydroxy acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, hexanediol di(meth)acrylate, cyclohexane-1,4-dimethanol di(meth)acrylate, cyclohexane-1,3-dimethanol di(meth)acrylate, 1,4-cyclohexanediol di(meth)acrylate, tetraethylene glycol di(meth)acrylate, pentaerythritol di(meth)acrylate, dipentaerythritol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, polytetramethylene glycol di(meth)acrylate, bisphenol Trimethylol AEO 3.8 mol adduct diacrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, trimethylolethane tri(meth)acrylate, trimethyloloctane tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, trimethylolpropane polyethoxy tri(meth)acrylate, dipentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol propionate tri(meth)acrylate, tris(2-hydroxyethyl)isocyanurate tri(meth)acrylate, sorbitol tri(meth)acrylate, ditrimethylol Examples of the acrylate include methylpropane tetra(meth)acrylate, pentaerythritol polyethoxy tetra(meth)acrylate, pentaerythritol polyproxy tetra(meth)acrylate, sorbitol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol propionate tetra(meth)acrylate, ethoxylated pentaerythritol tetra(meth)acrylate, sorbitol penta(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, and sorbitol hexa(meth)acrylate.
Furthermore, examples of other monomers other than the polyfunctional acrylate monomers include butyl vinyl ether, butyl propenyl ether, butyl butenyl ether, hexyl vinyl ether, ethylhexyl vinyl ether, phenyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, phenyl allyl ether, vinyl acetate, acrylamide, methacrylamide, trimethylolpropane tri((meth)acryloyloxypropyl)ether, tri((meth)acryloyloxyethyl)isocyanurate, and bisphenol A diglycidyl ether acrylic acid adduct.
なお、印刷対象への定着性と光硬化後の柔軟性とを両立させるという観点から、光硬化性モノマー成分の総体積を100体積%としたときの他の光硬化性モノマーの体積比は、2体積%以上であることが好ましく、5体積%以上であることがより好ましく、7体積%以上であることがさらに好ましく、10体積%以上であることが特に好ましく、例えば15体積%以上である。また、他の光硬化性モノマーの体積比の上限は、40体積%以下であることが好ましく、35体積%以下であることがより好ましく、30体積%以下であることがさらに好ましく、25体積%以下であることが特に好ましく、例えば20体積%以下である。 In order to achieve both fixation to the printing surface and flexibility after photocuring, the volume ratio of the other photocurable monomers, when the total volume of the photocurable monomer components is taken as 100% by volume, is preferably 2% by volume or more, more preferably 5% by volume or more, even more preferably 7% by volume or more, and particularly preferably 10% by volume or more, for example 15% by volume or more. The upper limit of the volume ratio of the other photocurable monomers is preferably 40% by volume or less, more preferably 35% by volume or less, even more preferably 30% by volume or less, and particularly preferably 25% by volume or less, for example 20% by volume or less.
なお、上述した(a1)~(a4)のモノマーを含有する光硬化性モノマー成分を使用する場合には、装飾用インクの総体積を100体積%としたときの光硬化性モノマー成分の体積比率を30体積%以上にすることが好ましく、40体積%以上にすることがより好ましく、50体積%以上にすることがさらに好ましい。これによって、印刷対象の表面への定着性と、定着後の柔軟性とをより高いレベルで両立できる。また、無機固体成分の含有量を十分に確保し、光沢と発色性に優れた画像を形成するという観点から、上記光硬化性モノマー成分の体積比率は、65体積%以下にすることが好ましく、60体積%以下にすることがより好ましい。また、(a1)~(a4)の配合比は、使用用途等によって適宜決定されることが好ましい。 When using a photocurable monomer component containing the monomers (a1) to (a4) described above, the volume ratio of the photocurable monomer component, when the total volume of the decorative ink is taken as 100 volume %, is preferably 30 volume % or more, more preferably 40 volume % or more, and even more preferably 50 volume % or more. This allows for a high level of both fixation to the surface of the printing object and flexibility after fixation. Furthermore, from the perspective of ensuring a sufficient content of inorganic solid components and forming an image with excellent gloss and color development, the volume ratio of the photocurable monomer component is preferably 65 volume % or less, more preferably 60 volume % or less. Furthermore, it is preferable that the blending ratio of (a1) to (a4) be determined appropriately depending on the intended use, etc.
(b)分散剤
ここで開示される装飾用インクは、分散剤を含んでもよい。分散剤としては、例えばカチオン系分散剤が用いられる。かかるカチオン系分散剤は、酸塩基反応によって無機フィラー(例えば、無機顔料)の表面に効率良く付着するため、リン酸系分散剤などの他の分散剤と異なり、上記した無機フィラーの凝集を抑制して好適に分散させることができる。かかるカチオン系分散剤の一例としてアミン系分散剤が挙げられる。かかるアミン系分散剤は、立体障害により無機フィラーが凝集することを抑制すると共に、当該無機フィラーを安定化させることができる。また、無機フィラーの粒子に同一の電荷を付与することができるため、この点においても、無機フィラーの凝集を好適に抑制することができる。このため、インクの粘度を好適に低下させて印刷性を大きく向上させることができる。かかるアミン系分散剤の例としては、脂肪酸アミン系分散剤、ポリエステルアミン系分散剤などが挙げられる。分散剤の含有量は特に制限されず、装飾用インクの全体を100体積%としたとき、概ね10~50体積%程度とすることができる。また、分散剤としては、市販品を特に制限なく用いることができる。
(b) Dispersant The decorative ink disclosed herein may contain a dispersant. Examples of dispersants include cationic dispersants. Such cationic dispersants efficiently adhere to the surface of inorganic fillers (e.g., inorganic pigments) through an acid-base reaction. Therefore, unlike other dispersants such as phosphate-based dispersants, they can suppress the aggregation of the inorganic fillers and effectively disperse them. An example of such a cationic dispersant is an amine-based dispersant. Such an amine-based dispersant can suppress the aggregation of inorganic fillers due to steric hindrance and stabilize the inorganic filler. Furthermore, by imparting the same charge to inorganic filler particles, they can also effectively suppress the aggregation of inorganic fillers. This effectively reduces the viscosity of the ink and significantly improves printability. Examples of such amine-based dispersants include fatty acid amine-based dispersants and polyester amine-based dispersants. The content of the dispersant is not particularly limited and can be approximately 10 to 50% by volume, assuming the entire decorative ink to be 100% by volume. Furthermore, commercially available dispersants can be used without any particular restrictions.
(c)光重合開始剤
ここで開示される装飾用インクは、例えば光硬化性モノマー成分を含む場合、さらに光重合開始剤を含んでいてもよい。光重合開始剤は、光を吸収して活性化し、ラジカル分子や水素イオンなどの反応開始物質を生成する。これらの反応開始物質が光硬化性モノマーに作用することによって、当該光硬化性モノマーの重合反応や架橋反応が促進される。即ち、光重合開始剤の含有量を増加させることによって、少量の光でも容易に硬化するインクを調製できる。なお、光重合開始剤は、従来から使用されている光重合開始剤を特に制限なく使用できる。一例として、アルキルフェノン系光重合開始剤やアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤などのラジカル系光重合開始剤が挙げられる。かかるアルキルフェノン系光重合開始剤としては、例えば、α-アミノアルキルフェノン系光重合開始剤(例えば、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノンなど)が好ましく用いられる。また、アルキルフェノン系光重合開始剤の他の例として、α-ヒドロキシアルキルフェノン系光重合開始剤(1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オンなど)を用いることができる。上記した種々の光重合開始剤の中でも、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オンなどのα-アミノアルキルフェノン系光重合開始剤は、高い反応性を発揮してインクの硬化速度を向上させることができ、薄膜硬化性や表面硬化性に優れているため、特に好ましく用いることができる。光重合開始剤の含有量は特に制限されず、装飾用インクの全体を100体積%としたとき、概ね1~5体積%程度とすることができる。また、光重合開始剤としては、市販品を特に制限なく用いることができる。
(c) Photopolymerization Initiator: When the decorative ink disclosed herein contains, for example, a photocurable monomer component, it may further contain a photopolymerization initiator. The photopolymerization initiator absorbs light and becomes activated, generating reaction initiators such as radical molecules and hydrogen ions. These reaction initiators act on the photocurable monomer, accelerating the polymerization and crosslinking reactions of the photocurable monomer. In other words, by increasing the content of the photopolymerization initiator, it is possible to prepare an ink that cures easily even with a small amount of light. Conventional photopolymerization initiators can be used as the photopolymerization initiator without any particular restrictions. Examples include radical photopolymerization initiators such as alkylphenone-based photopolymerization initiators and acylphosphine oxide-based photopolymerization initiators. As such alkylphenone-based photopolymerization initiators, for example, α-aminoalkylphenone-based photopolymerization initiators (e.g., 2-methyl-1-(4-methylthiophenyl)-2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1, 2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl)methyl]-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone, etc.) are preferably used. Further, as other examples of alkylphenone-based photopolymerization initiators, α-hydroxyalkylphenone-based photopolymerization initiators (1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2-hydroxy-1-{4-[4-(2-hydroxy-2-methylpropionyl)benzyl]phenyl}-2-methylpropan-1-one, etc.) can be used. Among the various photopolymerization initiators described above, α-aminoalkylphenone-based photopolymerization initiators such as 2-methyl-1-(4-methylthiophenyl)-2-morpholinopropan-1-one are particularly preferred because they exhibit high reactivity, can improve the ink curing speed, and have excellent thin film curing properties and surface curing properties. The content of the photopolymerization initiator is not particularly limited, and can be approximately 1 to 5% by volume when the entire decorative ink is taken as 100% by volume. Furthermore, commercially available photopolymerization initiators can be used without any particular restrictions.
(d)重合禁止剤
ここで開示される装飾用インクは、例えば光硬化性モノマー成分を含む場合、さらに重合禁止剤を含んでもよい。かかる重合禁止剤を添加することにより、使用前に光硬化性モノマー成分が重合・硬化することを抑制できるため、インクの保存を容易にすることができる。重合禁止剤には、光硬化性モノマー成分の光硬化性を著しく低下させ、ここで開示される技術の効果を低下させない限りにおいて、光硬化型インクジェットインクの分野において従来から使用されているものを特に制限なく使用できる。かかる重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、メトキノン、ジ-t-ブチルハイドロキノン、P-メトキシフェノール、ブチルヒドロキシトルエン、ニトロソアミン塩等が挙げられる。これらに含まれる化合物の中でもN-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩は、長期保存における安定性に優れているため特に好適である。重合禁止剤の含有量は特に制限されず、装飾用インクの全体を100体積%としたとき、概ね0.1~5体積%程度とすることができる。また、重合禁止剤としては、市販品を特に制限なく用いることができる。
(d) Polymerization Inhibitor: When the decorative ink disclosed herein contains a photocurable monomer component, it may further contain a polymerization inhibitor. Adding such a polymerization inhibitor can prevent the photocurable monomer component from polymerizing and curing before use, thereby facilitating ink storage. Any polymerization inhibitor conventionally used in the field of photocurable inkjet inks can be used without particular limitation, as long as it does not significantly reduce the photocurability of the photocurable monomer component and thus the effects of the technology disclosed herein. Examples of such polymerization inhibitors include hydroquinone, methoquinone, di-t-butylhydroquinone, p-methoxyphenol, butylhydroxytoluene, and nitrosamine salts. Among these compounds, N-nitroso-N-phenylhydroxylamine aluminum salt is particularly suitable due to its excellent long-term storage stability. The content of the polymerization inhibitor is not particularly limited, and can be approximately 0.1 to 5% by volume, based on 100% by volume of the entire decorative ink. Furthermore, commercially available polymerization inhibitors can be used without particular limitation.
(3)各構成成分の含有量
ここで開示される装飾用インクは、(a)無機固体成分の総量に対する無機フィラーの体積比が所定の範囲内に制御されることによって特徴づけられる。また、ここで開示される装飾用インクは、(b)含金ガラスの総量に対する無機フィラーの体積比が所定の範囲内に制御されていてもよい。そして、装飾用インクをインクジェットインクとして用いた場合、インクの粘度を適切な範囲内とするという観点から(c)インクの総量に対する無機固体成分の体積比が所定の範囲内に制御されることが好ましい。
(3) Content of Each Component The decorative ink disclosed herein is characterized by (a) the volume ratio of the inorganic filler to the total amount of inorganic solid components being controlled within a predetermined range. The decorative ink disclosed herein may also have (b) the volume ratio of the inorganic filler to the total amount of metal-containing glass being controlled within a predetermined range. When the decorative ink is used as an inkjet ink, it is preferable that (c) the volume ratio of the inorganic solid components to the total amount of ink be controlled within a predetermined range, in order to maintain the viscosity of the ink within an appropriate range.
(a)無機固体成分の総量に対する無機フィラーの体積比
ここで開示される装飾用インクでは、無機固体成分の総体積を100体積%としたときの無機フィラーの体積が5体積%以上に調整されている。かかる「無機固体成分の総体積」は、ここでは無機フィラーとガラスフリットの合計体積を指す。無機フィラーの効果を得るという観点から、無機フィラーの体積比の下限は、5体積%以上に設定している。なお、装飾部におけるクラックの抑制と、ガラス基材への定着性をより優れたものにするという観点から、無機フィラーの下限は、20体積%以上であることが好ましい。一方、無機固体成分の総量に対する無機フィラーの体積比を増加させすぎると、装飾部の発色性が低下し、かつ、ガラスフリット含有量の減少によって装飾部の定着性が低下するおそれがある。かかる観点から、無機フィラーの体積比の上限は、80体積%未満に設定される。なお、装飾部の定着性をより優れたものにするという観点から、無機フィラーの体積の上限は、70体積%以下(例えば60体積%以下)であることが好ましく、40体積%以下であることがより好ましい。
(a) Volume Ratio of Inorganic Filler to the Total Amount of Inorganic Solid Components In the decorative ink disclosed herein, the volume of the inorganic filler is adjusted to 5% by volume or more when the total volume of the inorganic solid components is 100% by volume. Here, the "total volume of inorganic solid components" refers to the combined volume of the inorganic filler and the glass frit. From the viewpoint of obtaining the effects of the inorganic filler, the lower limit of the volume ratio of the inorganic filler is set to 5% by volume or more. Note that, from the viewpoints of suppressing cracks in the decorative portion and improving adhesion to the glass substrate, the lower limit of the inorganic filler is preferably 20% by volume or more. On the other hand, if the volume ratio of the inorganic filler to the total amount of inorganic solid components is increased too much, the color development of the decorative portion may be reduced, and the adhesion of the decorative portion may be reduced due to a decrease in the glass frit content. From these viewpoints, the upper limit of the volume ratio of the inorganic filler is set to less than 80% by volume. From the viewpoint of improving the fixation of the decorative portion, the upper limit of the volume of the inorganic filler is preferably 70% by volume or less (for example, 60% by volume or less), and more preferably 40% by volume or less.
(b)含金ガラスの総量に対する無機フィラーの体積比
ここで開示される装飾用インクにおいて、含金ガラスの総体積を100体積部としたときの無機フィラーの体積比は、ここで開示される技術の効果が発揮される限りにおいて特に制限されない。無機フィラーの体積比の下限は、概ね1体積部以上、例えば5体積部以上、15体積部以上であり、装飾部のクラックをより好適に抑制するという観点から、20体積部以上であることが好ましい。また、無機フィラーの体積の上限値は、概ね300体積部以下(例えば250体積部以下)であり、装飾部の発色性をより優れたものにするという観点から、200体積部以下(例えば150体積部以下)が好ましく、さらに装飾部の定着性をより優れたものにするという観点から、100体積部以下(例えば70体積部以下)がより好ましい。
(b) Volume ratio of inorganic filler to the total amount of metal-containing glass In the decorative ink disclosed herein, the volume ratio of the inorganic filler relative to the total volume of the metal-containing glass, taken as 100 parts by volume, is not particularly limited as long as the effects of the technology disclosed herein are exhibited. The lower limit of the volume ratio of the inorganic filler is generally 1 part by volume or more, for example, 5 parts by volume or more, or 15 parts by volume or more. From the viewpoint of more effectively suppressing cracks in the decorative portion, 20 parts by volume or more is preferable. The upper limit of the volume of the inorganic filler is generally 300 parts by volume or less (e.g., 250 parts by volume or less). From the viewpoint of improving the color development of the decorative portion, 200 parts by volume or less (e.g., 150 parts by volume or less) is preferable. Furthermore, from the viewpoint of improving the fixation property of the decorative portion, 100 parts by volume or less (e.g., 70 parts by volume or less) is even more preferable.
(c)装飾用インクの総量に対する無機固体成分の体積比
ここで開示される装飾用インクをインクジェットインクとして使用する場合、粘度を適切な範囲内とするという観点から、インクジェットインクの総体積を100体積%としたときの無機固体成分の体積比は35体積%以下に設定されている。かかる「無機固体成分の総体積」は、ここでは無機フィラーとガラスフリットの合計体積を指す。かかる無機固体成分の体積が大きくなるに従ってインク粘度が上昇する傾向がある。なお、無機固体成分に含まれる無機フィラーとガラスフリットには多くの種類があり、その比重は様々であるため、本実施形態では、無機固体成分の「重量」ではなく、「体積」を調整している。インクの総量に対する無機固体成分の体積比を35体積%以下にすることによって、インクジェット印刷に適した低いインク粘度(典型的には20mPa・s以上110mPa・s未満程度、好適には30mPa・s以上70mPa・s以下程度)を得ることができる。なお、インク粘度をより好適に低下させるという観点から、上記無機固体成分の体積比は、30体積%以下であることが好ましく、20体積%以下であることがより好ましい。一方、装飾部の隠蔽性や定着性を十分に確保するという観点から、上記無機固体成分の体積比の下限は、10体積%以上であることが好ましく、15体積%以上(例えば、16体積%以上)であることがより好ましい。
(c) Volume Ratio of Inorganic Solid Components to the Total Amount of Decorative Ink When the decorative ink disclosed herein is used as an inkjet ink, the volume ratio of the inorganic solid components is set to 35% by volume or less when the total volume of the inkjet ink is taken as 100% by volume, in order to maintain an appropriate viscosity range. Here, the "total volume of inorganic solid components" refers to the combined volume of the inorganic filler and glass frit. Increasing the volume of the inorganic solid components tends to increase the ink viscosity. Note that there are many types of inorganic filler and glass frit contained in the inorganic solid components, and their specific gravities vary. Therefore, in this embodiment, the "volume" of the inorganic solid components is adjusted rather than the "weight." By setting the volume ratio of the inorganic solid components to the total amount of ink to 35% by volume or less, a low ink viscosity suitable for inkjet printing (typically between 20 mPa·s and 110 mPa·s, preferably between 30 mPa·s and 70 mPa·s) can be obtained. From the viewpoint of more suitably reducing the ink viscosity, the volume ratio of the inorganic solid component is preferably 30% by volume or less, and more preferably 20% by volume or less. On the other hand, from the viewpoint of ensuring sufficient hiding power and fixation power of the decorative portion, the lower limit of the volume ratio of the inorganic solid component is preferably 10% by volume or more, and more preferably 15% by volume or more (for example, 16% by volume or more).
2.装飾用インクの調製
ここで開示される装飾用インクは、種々のインクとして用いることができる。ここで開示される装飾用インクは、例えば、スクリーン印刷用インク、絵付用インク、インクジェットインク等に用いることができる。これらのインクは、従来公知の方法によって調製することができる。また、各インクの粘度は、例えば従来公知の各インクの粘度にしたがって調整することができる。以下では一例として、装飾用インクをインクジェットインクとした場合について、その調製方法を説明する。
2. Preparation of Decorative Inks The decorative inks disclosed herein can be used as various inks. The decorative inks disclosed herein can be used, for example, as screen printing inks, painting inks, inkjet inks, etc. These inks can be prepared by conventionally known methods. Furthermore, the viscosity of each ink can be adjusted, for example, according to the viscosity of each conventionally known ink. Below, as an example, a method for preparing an inkjet ink as the decorative ink will be described.
先ず、ガラスフリットの好適な調製方法について説明する。はじめに、上述したような金粒子とガラス成分とを湿式方で混合し、液状の混合物を調製する(混合物調製工程)。続いて、かかる混合物を熱処理して、ガラスマトリックス中に金粒子が分散している焼結体を得る(熱処理工程)。そして、かかる焼結体を粉砕する(粉砕工程)。かかる製造方法によると、混合、熱処理という簡単な工程でガラスフリットを得ることができる。 First, we will explain a suitable method for preparing glass frit. First, the gold particles and glass components described above are wet mixed to prepare a liquid mixture (mixture preparation step). Next, this mixture is heat-treated to obtain a sintered body in which the gold particles are dispersed in a glass matrix (heat treatment step). This sintered body is then pulverized (pulverization step). This manufacturing method makes it possible to obtain glass frit through the simple steps of mixing and heat treatment.
混合物調製工程では、金粒子とガラス成分とを所定の比率で混合する。かかる金粒子は凝集性が高いため、典型的には当該金粒子が分散溶媒中で安定化された分散液の状態で市販されている。また、混合の操作は、例えばマグネティックスターラーや超音波などを用いて行うことができる。本実施形態では、金粒子とガラスフリットとを湿式法で混合することにより、均質性の高い混合物を得ることができる。このようにして、液状の混合物を調製する。 In the mixture preparation process, gold particles and glass components are mixed in a predetermined ratio. Because such gold particles have a high tendency to aggregate, they are typically sold commercially as a stabilized dispersion in a dispersion solvent. The mixing process can be performed using, for example, a magnetic stirrer or ultrasound. In this embodiment, a highly homogeneous mixture can be obtained by mixing gold particles and glass frit using a wet method. In this manner, a liquid mixture is prepared.
熱処理工程では、混合物を熱処理する。例えば、先ず100℃以下の温度域で乾燥して分散媒をある程度除去し、次にガラス成分のガラス転移点以上の温度で加熱して一体焼結させる。焼結温度は、概ねガラス転移点+0~300℃程度に設定するとよい。例えば上絵付け用の絵具の製造において、ガラス成分のガラス転移点が600~800℃である場合は、焼結温度を800~900℃程度に設定するとよい。焼結時間は、通常凡そ0.1~数時間程度とするとよい。焼結時の雰囲気は、大気雰囲気、酸化雰囲気、不活性ガス雰囲気などとするとよい。このように熱処理することで、ガラスマトリックス中に金粒子が分散している一体的な焼結体を得る。 In the heat treatment process, the mixture is heat-treated. For example, it is first dried at a temperature below 100°C to remove some of the dispersant, and then heated to a temperature above the glass transition point of the glass component to sinter it into a cohesive body. The sintering temperature should generally be set to about 0 to 300°C above the glass transition point. For example, in the production of overglaze paint, if the glass transition point of the glass component is 600 to 800°C, the sintering temperature should be set to about 800 to 900°C. The sintering time is usually about 0.1 to several hours. The sintering atmosphere can be air, an oxidizing atmosphere, or an inert gas atmosphere. By heat treating in this manner, a cohesive sintered body is obtained in which gold particles are dispersed in a glass matrix.
粉砕工程では、上記焼結体を粉砕(解砕であり得る)および/または分級して、所望の大きさやサイズに調整する。粉砕の操作は、例えば振動ミル、遊星ミル、撹拌雷潰機などを用いて行うことができる。 In the pulverization process, the sintered body is pulverized (which may be crushed) and/or classified to adjust it to the desired size. The pulverization operation can be carried out using, for example, a vibrating mill, a planetary mill, or a stirring mill.
このようにして、ここで開示されるガラスフリットを得ることができる。 In this way, the glass frit disclosed herein can be obtained.
ここで開示されるインクジェットインクは、上記した各材料を所定の割合で混合した後に、無機固体成分の解砕・分散を行うことによって調製され得る。図1はインクジェットインクの製造に用いられる撹拌粉砕機を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明は、ここで開示されるインクジェットインクを限定することを意図したものではない。 The inkjet ink disclosed herein can be prepared by mixing the above-mentioned materials in the specified ratios, followed by crushing and dispersing the inorganic solid components. Figure 1 is a cross-sectional view that schematically shows an agitator/pulverizer used in the production of inkjet ink. Note that the following description is not intended to limit the inkjet ink disclosed herein.
ここで開示されるインクジェットインクを製造するに際には、先ず、上述した各々の材料を秤量して混合し、当該インクの前駆物質であるスラリーを調製する。次に、図1に示すような撹拌粉砕機100を用いて、スラリーの撹拌と無機固体成分(ガラスフリットおよび無機フィラー)の粉砕を行う。具体的には、上記したスラリーに粉砕用ビーズ(例えば、直径0.5mmのジルコニアビーズ)を添加した後に、供給口110から撹拌容器120内にスラリーを供給する。この撹拌容器120内には、複数の撹拌羽132を有したシャフト134が収容されている。かかるシャフト134の一端はモータ(図示省略)に取り付けられており、当該モータを稼働させてシャフト134を回転させることによって複数の撹拌羽132でスラリーを送液方向Aの下流側に送り出しながら撹拌する。この撹拌の際に、スラリーに添加された粉砕用ビーズによって無機固体成分が粉砕され、微粒化した無機固体成分がスラリー中に分散される。 To manufacture the inkjet ink disclosed herein, the above-described materials are first weighed and mixed to prepare a slurry, which is a precursor of the ink. Next, using an agitator/miller 100 such as that shown in FIG. 1, the slurry is agitated and the inorganic solid components (glass frit and inorganic filler) are pulverized. Specifically, milling beads (e.g., zirconia beads with a diameter of 0.5 mm) are added to the slurry, and the slurry is then supplied from the supply port 110 into the agitator vessel 120. The agitator vessel 120 contains a shaft 134 with multiple agitator blades 132. One end of the shaft 134 is attached to a motor (not shown). Operating the motor rotates the shaft 134, stirring the slurry with the multiple agitator blades 132 while sending it downstream in the liquid feed direction A. During this agitation, the inorganic solid components are pulverized by the milling beads added to the slurry, and the finely divided inorganic solid components are dispersed throughout the slurry.
そして、送液方向Aの下流側まで送り出されたスラリーは、フィルター140を通過する。これによって、粉砕用ビーズや微粒化されなかった無機固体成分がフィルター140によって捕集され、微粒化された無機固体成分が十分に分散されたインクジェットインクが排出口150から排出される。このときのフィルター140の孔径を調節することによって、インクジェットインク中の無機固体成分の最大粒子径を制御できる。 The slurry sent downstream in the liquid feed direction A then passes through the filter 140. As a result, the grinding beads and unatomized inorganic solid components are collected by the filter 140, and the inkjet ink with the atomized inorganic solid components sufficiently dispersed is discharged from the outlet 150. By adjusting the pore size of the filter 140 at this time, the maximum particle size of the inorganic solid components in the inkjet ink can be controlled.
3.装飾用インクの用途
次に、ここで開示される装飾用インクの用途について説明する。なお、以下では一例として、装飾用インクをインクジェットインクとした場合について説明する。上述したように、ここで開示されるインクジェットインクは、無色透明なガラス基材への画像の描画に好適に使用することができる。なお、本明細書において「ガラス基材への画像の描画に使用される」とは、ガラス基材の表面にインクを直接付着させる態様だけでなく、転写紙等を介して間接的にインクをガラス基材の表面に付着させる態様を含む概念である。即ち、ここで開示される装飾用インクは、転写紙への印刷(転写紙の製造)や、ガラス基材の表面への印刷(ガラス製品の製造)に使用することができる。なお、ガラス基材の表面に直接的に印刷を施したものを「印刷物」と呼称するものとする。
3. Uses of Decorative Ink Next, uses of the decorative ink disclosed herein will be described. The following description will be given, as an example, of a case where the decorative ink is an inkjet ink. As described above, the inkjet ink disclosed herein can be suitably used to draw images on a colorless, transparent glass substrate. In this specification, the phrase "used to draw an image on a glass substrate" refers not only to a case where the ink is directly applied to the surface of the glass substrate, but also to a case where the ink is indirectly applied to the surface of the glass substrate via transfer paper or the like. In other words, the decorative ink disclosed herein can be used for printing on transfer paper (transfer paper manufacturing) or printing on the surface of a glass substrate (glass product manufacturing). A product printed directly on the surface of a glass substrate will be referred to as a "printed matter."
(1)転写紙の製造
ここで開示されるインクジェットインクを用いて、ガラス基材用転写紙を製造する方法(転写紙の表面に画像を描画する印刷方法)を説明する。図2はインクジェット装置の一例を模式的に示す全体図である。図3は図2中のインクジェット装置のインクジェットヘッドを模式的に示す断面図である。
(1) Production of Transfer Paper A method for producing transfer paper for glass substrates (a printing method for drawing an image on the surface of transfer paper) using the inkjet ink disclosed herein will be described. Figure 2 is a general view showing a typical example of an inkjet device. Figure 3 is a cross-sectional view showing a typical inkjet head of the inkjet device shown in Figure 2.
ここで開示されるインクジェットインクは、図2に示すインクジェット装置1のインクジェットヘッド10内に貯蔵される。かかるインクジェット装置1は、4個のインクジェットヘッド10を備えている。各々のインクジェットヘッド10には、ブラック(K)、シアン(C)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)の異なる4色のインクが貯蔵される。ここで開示されるインクジェットインクは、マゼンタ(M)のインクジェットヘッド10に貯蔵される。そして、各々のインクジェットヘッド10は、印刷カートリッジ40の内部に収容されている。かかる印刷カートリッジ40は、ガイド軸20に挿通されており、当該ガイド軸20の軸方向Xに沿って往復動するように構成されている。また、図示は省略するが、このインクジェット装置1は、ガイド軸20を垂直方向Yに移動させる移動手段を備えている。これによって、転写紙の台紙Wの所望の位置に向けてインクジェットヘッド10からインクを吐出することができる。 The inkjet ink disclosed herein is stored in the inkjet head 10 of the inkjet device 1 shown in Figure 2. This inkjet device 1 is equipped with four inkjet heads 10. Each inkjet head 10 stores four different colors of ink: black (K), cyan (C), yellow (Y), and magenta (M). The inkjet ink disclosed herein is stored in the magenta (M) inkjet head 10. Each inkjet head 10 is housed inside a print cartridge 40. This print cartridge 40 is inserted into a guide shaft 20 and is configured to move back and forth along the axial direction X of the guide shaft 20. Although not shown, this inkjet device 1 also includes a moving means for moving the guide shaft 20 in the vertical direction Y. This allows ink to be ejected from the inkjet head 10 toward a desired position on the transfer paper backing W.
なお、上述したように、ここで開示される装飾用インク(マゼンタ色インク)は、他の色インクと併用された場合に(換言すると、多色印刷された場合に)、焼成後の収縮率の差を低減することができるため、装飾部におけるクラックの発生を好適に抑制することができる。ここで、他の色インクとしては、無機顔料とガラス成分とが含有されたインクが挙げられる。かかる他の色インクにおいて、無機顔料とガラス成分との体積比は、概ね30:70~90:10程度(例えば40:60~80:20程度)とすることができる。ただし、この組成に限定されるものではない。 As mentioned above, the decorative ink (magenta ink) disclosed herein, when used in combination with other colored inks (in other words, when printed in multiple colors), can reduce the difference in shrinkage rate after firing, thereby effectively suppressing the occurrence of cracks in the decorative portion. Examples of other colored inks include inks containing inorganic pigments and glass components. In such other colored inks, the volume ratio of inorganic pigment to glass component can be approximately 30:70 to 90:10 (for example, approximately 40:60 to 80:20). However, this composition is not limited to this.
図2に示すインクジェットヘッド10には、例えば、図3に示されるようなピエゾ型のインクジェットヘッドが用いられる。かかるピエゾ型のインクジェットヘッド10には、ケース12内にインクを貯蔵する貯蔵部13が設けられており、当該貯蔵部13が送液経路15を介して吐出部16と連通している。この吐出部16には、ケース12外に開放された吐出口17が設けられていると共に、当該吐出口17に対向するようにピエゾ素子18が配置されている。かかるインクジェットヘッド10では、ピエゾ素子18を振動させることによって、吐出部16内のインクを吐出口17から台紙W(図2参照)に向けて吐出する。 The inkjet head 10 shown in Figure 2 is, for example, a piezoelectric inkjet head such as that shown in Figure 3. This piezoelectric inkjet head 10 has a storage section 13 for storing ink within a case 12, and the storage section 13 is connected to a discharge section 16 via a liquid supply path 15. This discharge section 16 has a discharge port 17 that opens to the outside of the case 12, and a piezoelectric element 18 is arranged opposite the discharge port 17. In this inkjet head 10, the piezoelectric element 18 is vibrated to discharge the ink in the discharge section 16 from the discharge port 17 toward the backing paper W (see Figure 2).
そして、図2に示すインクジェット装置1のガイド軸20には、UV照射手段30が取り付けられている。かかるUV照射手段30は、印刷カートリッジ40に隣接するように配置されており、印刷カートリッジ40の往復動に伴って移動し、インクが付着した台紙Wに紫外線を照射する。これによって、台紙Wの表面に付着した直後にインクが硬化するため、十分な厚みのインクを転写紙(台紙W)の表面に定着させることができる。 A UV irradiation means 30 is attached to the guide shaft 20 of the inkjet device 1 shown in Figure 2. This UV irradiation means 30 is positioned adjacent to the print cartridge 40 and moves as the print cartridge 40 reciprocates, irradiating the ink-adhered backing paper W with ultraviolet light. This causes the ink to harden immediately after adhering to the surface of the backing paper W, allowing a sufficient thickness of ink to be fixed to the surface of the transfer paper (backing paper W).
上述したように、ここで開示されるインクジェットインクでは、インクジェットインクの総体積に対する無機固体成分の体積が35体積%以下に調節されている。これによって、インク粘度を低い状態に維持できるため、吐出口17から精度高くインクを吐出し、印刷対象(ここでは転写紙)の表面に精密な画像を描画できる。 As mentioned above, in the inkjet ink disclosed herein, the volume of inorganic solid components relative to the total volume of the inkjet ink is adjusted to 35% by volume or less. This allows the ink viscosity to be maintained at a low level, enabling the ink to be ejected from the ejection port 17 with high precision and a precise image to be drawn on the surface of the printing target (in this case, transfer paper).
また、この転写紙の製造には、上述した(a1)~(a4)のモノマーを含有する光硬化性モノマー成分を使用することが好ましい。これにより、十分な柔軟性を有する画像(硬化後のインク)を描画できるため、転写紙を湾曲させた際に画像にクラックが生じることを好適に抑制できる。 In addition, it is preferable to use a photocurable monomer component containing the monomers (a1) to (a4) described above when manufacturing this transfer paper. This allows for the printing of an image (cured ink) with sufficient flexibility, which effectively prevents cracks from occurring in the image when the transfer paper is bent.
(2)印刷物の製造
次に、ここで開示されるインクジェットインクを用いて、印刷物を製造する方法について説明する。印刷物は、ガラス基材の表面にインクジェット装置を用いて画像を描写することによって製造することができる。インクジェット装置を用いた画像の描写方法に関しては、上述した「転写紙の製造」を参照されたい。
(2) Production of Printed Material Next, a method for producing a printed material using the inkjet ink disclosed herein will be described. A printed material can be produced by drawing an image on the surface of a glass substrate using an inkjet device. For the method for drawing an image using an inkjet device, see the above-mentioned "Production of Transfer Paper."
(3)ガラス製品の製造方法
続いて、ここで開示されるインクジェットインクを用いて、ガラス製品を製造する方法を説明する。かかるガラス製品の製造方法は、装飾用インク(ここでは、インクジェットインク)を使用して、ガラス基材の表面に装飾を施す工程を含む。また、ガラス製品の製造方法の好適な一態様では、上記装飾工程は、以下の工程:ここで開示されるいずれかの装飾用インクの硬化物を、ガラス基材の表面に堆積する工程(堆積工程);および、上記ガラス基材を350℃~1000℃の範囲内で最高焼成温度が設定される条件で焼成する工程(焼成工程);を含む。
(3) Method for Manufacturing Glass Products Next, a method for manufacturing a glass product using the inkjet ink disclosed herein will be described. The method for manufacturing a glass product includes a step of decorating the surface of a glass substrate using a decorative ink (here, an inkjet ink). In a preferred embodiment of the method for manufacturing a glass product, the decorating step includes the following steps: a step of depositing a cured product of any of the decorative inks disclosed herein on the surface of the glass substrate (a deposition step); and a step of firing the glass substrate under conditions in which the maximum firing temperature is set within the range of 350°C to 1000°C (a firing step).
かかる製造方法において製造されるガラス製品は、ガラス基材の表面に装飾部が形成されたものであれば特に限定されない。例えば、ガラス製品は、食器、窓ガラス、調理機器などの日用品に限定されず、電子機器、ディスプレイなどの工業用品などであってもよい。また、印刷対象であるガラス基材は、特に限定されず、一般的に使用されているガラス製の部材を特に制限なく使用できる。なお、後述の焼成工程を考慮すると、ガラス基材は、軟化点が500℃以上、(より好ましくは600℃以上、さらに好ましくは700℃以上)のものを使用することが好ましい。一方、ガラス基材の軟化点の上限は、特に限定されない。例えば、ガラス基材の軟化点の上限は、1600℃以下であってもよいし、1200℃以下であってもよいし、1000℃以下であってもよい。 The glass products produced using this manufacturing method are not particularly limited, as long as they have a decorative portion formed on the surface of a glass substrate. For example, glass products are not limited to everyday items such as tableware, window glass, and cooking equipment, but may also be industrial products such as electronic devices and displays. Furthermore, the glass substrate to be printed on is not particularly limited, and commonly used glass components can be used without any particular restrictions. Considering the firing process described below, it is preferable to use a glass substrate with a softening point of 500°C or higher (more preferably 600°C or higher, and even more preferably 700°C or higher). Meanwhile, there are no particular restrictions on the upper limit of the softening point of the glass substrate. For example, the upper limit of the softening point of the glass substrate may be 1600°C or lower, 1200°C or lower, or 1000°C or lower.
また、ガラス基材に形成された装飾部におけるマゼンタ色部分の色調は、例えばJIS Z8729(2004年)に基づくL*a*b*表色系において、以下の条件:
・L*値が10~80(好ましくは15~75)である;
・a*値が5以上(好ましくは6以上)である;
・b*値が-15以上15以下(好ましくは-10以上10以下、例えば-8以上8以下)である;
を好適に満たし得る。明度L*値を所定値以上とすることで、明るく鮮やかな色みを実現することができる。また、明度L*値を所定値以下とすることで、深みや温かみのある色みを実現することができる。また、赤方向のa*値を所定値以上とすることで、赤色発色性を高めて、シャープではっきりした色みを実現することができる。また、黄方向のb*値を所定値以下とすることで、換言すれば黄方向のb*値を小さく抑えることで、例えば「マゼンタ」のように紫~青みがかった発色となり、鮮やかなマゼンタ色発色を実現することができる。なお、かかる測定は、例えば市販の装置を用いて実施することができる。
The color tone of the magenta color portion of the decorative portion formed on the glass substrate is determined, for example, in the L * a * b * color system based on JIS Z8729 (2004) according to the following conditions:
- an L * value of 10 to 80 (preferably 15 to 75);
a * value is 5 or more (preferably 6 or more);
The b * value is -15 or more and 15 or less (preferably -10 or more and 10 or less, for example -8 or more and 8 or less);
can be preferably satisfied. By setting the lightness L * value to a predetermined value or more, a bright and vivid color can be realized. Furthermore, by setting the lightness L * value to a predetermined value or less, a color with depth and warmth can be realized. Furthermore, by setting the a * value in the red direction to a predetermined value or more, the red coloring can be enhanced, and a sharp and clear color can be realized. Furthermore, by setting the b * value in the yellow direction to a predetermined value or less, in other words, by keeping the b * value in the yellow direction small, a purple to bluish color like "magenta" can be developed, and a vivid magenta color can be realized. Note that such measurements can be performed using, for example, a commercially available device.
また、ガラス基材に形成された装飾部におけるマゼンタ色部分の色相角(h*値)は、例えばJIS Z8729(2004年)に基づくL*a*b*表色系をベースにして、a*およびb*から算出され得る。h*値は、a*赤方向の軸を0°として、そこから反時計方向の色相に対して移動した角度を意味し得る。h*値を所定の範囲内とすることで、マゼンタ色発色性を高めて、シャープではっきりした色みを実現することができる。好適な一態様では、h*値は-45°以上45°以下であり、例えば-45°以上40°以下や-40°以上45°以下であり、好ましくは-40°以上40°以下である。なお、かかる測定は、例えば市販の装置を用いて実施することができる。 Furthermore, the hue angle (h * value) of the magenta portion of the decorative portion formed on the glass substrate can be calculated from a * and b * based on the L * a * b * color system, for example, as specified in JIS Z8729 (2004). The h * value can refer to the angle shifted counterclockwise from the a * -red axis, with the axis at 0°. By setting the h * value within a predetermined range, the magenta color development can be enhanced, resulting in a sharp and distinct hue. In a preferred embodiment, the h * value is -45° or more and 45° or less, for example, -45° or more and 40° or less, or -40° or more and 45° or less, preferably -40° or more and 40° or less. Such measurements can be performed, for example, using a commercially available device.
堆積工程では、インクジェットインクをガラス基材の表面に付着(堆積)させる。ガラス基材にインクを付着させる手段は、特に限定されず、インクジェット装置を使用してガラス基材の表面に直接インクを付着させてもよいし、上述した転写紙を介して間接的にインクを付着させてもよい。なお、インクジェット装置を使用し、ガラス基材の表面に直接インクを付着させる場合には、上述した「転写紙の製造」と同じ手順に従って、ガラス基材の表面に向けてインクを吐出させると好ましい。 In the deposition process, the inkjet ink is applied (deposited) onto the surface of the glass substrate. The means for applying the ink to the glass substrate is not particularly limited, and the ink may be applied directly to the surface of the glass substrate using an inkjet device, or the ink may be applied indirectly via the transfer paper described above. When using an inkjet device to apply the ink directly to the surface of the glass substrate, it is preferable to eject the ink toward the surface of the glass substrate according to the same procedure as in the "Manufacturing the Transfer Paper" described above.
焼成工程では、インクが付着したガラス基材を350℃~1000℃(好ましくは500℃~1000℃、より好ましくは550℃~850℃)の範囲内で最高焼成温度が設定される条件で焼成する。これによって、モノマーが硬化した樹脂成分が焼失すると共に、無機固体成分中のガラスフリットが融解する。そして、焼成後に冷却されることによって、融解したガラスフリットが固化し、焼成膜が基材表面に定着する。このとき、ここで開示される製造方法では、無機固体成分の総体積に対する無機フィラーの体積が5体積%以上に調整されたインクを使用しているため、隠蔽性に優れた美しい装飾部を形成できる。さらに、無機固体成分の総体積に対する無機フィラーの体積が80体積%未満に調整されているため、焼成膜をガラス基材の表面に適切に定着させることができる。 In the firing process, the glass substrate with the ink attached is fired at a maximum firing temperature within the range of 350°C to 1000°C (preferably 500°C to 1000°C, more preferably 550°C to 850°C). This burns off the resin component, which is the hardened monomer, and melts the glass frit in the inorganic solid component. The melted glass frit then solidifies upon cooling after firing, and the fired film is fixed to the surface of the substrate. The manufacturing method disclosed herein uses ink in which the volume of inorganic filler relative to the total volume of inorganic solid components is adjusted to 5% by volume or more, thereby forming a beautiful decorative portion with excellent hiding power. Furthermore, the volume of inorganic filler relative to the total volume of inorganic solid components is adjusted to less than 80% by volume, allowing the fired film to be properly fixed to the surface of the glass substrate.
以下、ここで開示される装飾用インクに関する試験例について説明するが、本開示をかかる試験例に限定することを意図したものではない。また、以下では、ここで開示される装飾用インクをインクジェットインクとして用いた場合について説明する。 Test examples relating to the decorative ink disclosed herein are described below, but the present disclosure is not intended to be limited to these test examples. Furthermore, the following describes the use of the decorative ink disclosed herein as an inkjet ink.
[試験例1]
<インクジェットインクの調製>
本試験では、無機固体成分と光硬化性化合物と光重合開始剤とを含む5種類のインクジェットインク(例1~5)を調製した。具体的には、表1に示す体積比で各原料を混合したスラリーを調製し、粉砕用ビーズ(直径0.5mmのジルコニアビーズ)を使用した粉砕・分散処理を行うことによって例1~5のインクを得た。なお、表中の体積比は、特に説明のある箇所を除き、インクの総体積を100体積%とした場合の値である。ここで、本試験例では、無機固体成分として、無機顔料(日陶顔料株式会社製:M-81,スズスフェーン系,a*値:20.5)と、自社製の含金ガラスとを用いた。ここで、かかる含金ガラスは、ガラスマトリクス(詳しくは、SiO2-ZnO-ZrO2-TiO2系ガラス(67-11-4-5モル%),Tg:500℃,熱膨張係数:9×10―6K―1)中に、金粒子(詳しくは、平均粒子径が20nm程度である金粒子)が分散した形態のものを用いた。また、含金ガラスの平均粒子径は3μm程度であり、ガラスマトリックスを100体積部としたとき、金粒子が0.1体積部含まれていた。粉砕(分散)後の含金ガラスの平均粒子径(D50粒径)は、1μm以下であった。そして、分散剤としてアミン系分散剤(ビックケミー・ジャパン株式会社製:BYK-2013)、光重合開始剤としてアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤(IGM RESINS社製:Omnirad 819)、重合禁止剤としてN-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム(富士フィルム和光純薬株式会社製:Q-1301)を添加した。
[Test Example 1]
<Preparation of Inkjet Ink>
In this test, five types of inkjet inks (Examples 1 to 5) containing an inorganic solid component, a photocurable compound, and a photopolymerization initiator were prepared. Specifically, the raw materials were mixed in the volume ratios shown in Table 1 to prepare slurries, and the inks of Examples 1 to 5 were obtained by performing a pulverization and dispersion process using pulverization beads (zirconia beads with a diameter of 0.5 mm). The volume ratios in the table are values assuming the total volume of the ink as 100% by volume, unless otherwise specified. In this test example, an inorganic pigment (M-81, tin-sphene type, a * value: 20.5, manufactured by Nitto Pigment Co., Ltd.) and a metal-containing glass manufactured in-house were used as the inorganic solid component. Here, the gold-containing glass used was in the form of gold particles (specifically, gold particles with an average particle size of about 20 nm) dispersed in a glass matrix (specifically, SiO 2 -ZnO-ZrO 2 -TiO 2 glass (67-11-4-5 mol %), Tg: 500°C, thermal expansion coefficient: 9×10 −6 K −1 ). The average particle size of the gold-containing glass was about 3 μm, and 0.1 parts by volume of gold particles were contained per 100 parts by volume of the glass matrix. The average particle size (D50 particle size) of the gold-containing glass after pulverization (dispersion) was 1 μm or less. Then, an amine-based dispersant (BYK-2013 manufactured by BYK Japan K.K.) was added as a dispersant, an acylphosphine oxide-based photopolymerization initiator (Omnirad 819 manufactured by IGM RESINS) was added as a photopolymerization initiator, and N-nitroso-N-phenylhydroxylamine aluminum (Q-1301 manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added as a polymerization inhibitor.
また、表1中の「光硬化性モノマー成分」は、単官能アクリレートモノマーと、単官能N-ビニル化合物モノマーと、2官能アクリレートモノマーと、2官能ビニルエーテルモノマーとを所定の体積比で混合したものである。なお、単官能アクリレートモノマーとしては、イソボルニルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製:IBXA)、ベンジルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製:BZA)、フェノキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製:PHEA)、環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製:CTFA)を混合したものを使用した。また、単官能N-ビニル化合物モノマーとしては、N-ビニル-ε-カプロラクタム(東京化成株式会社製:NVC)を使用した。さらに、2官能アクリレートモノマーとしては、1,9-ノナンジオールジアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製:NDDA)を使用した。そして、2官能ビニルエーテルモノマーとしては、トリエチレングリコールジビニルエーテル(日本カーバイド株式会社製:TEGDVE)、ジエチレングリコールジビニルエーテル(日本カーバイド株式会社製:DEGDVE)、1,4-シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル(日本カーバイド株式会社製:CHDVE)を混合したものを使用した。 The "photocurable monomer component" in Table 1 is a mixture of a monofunctional acrylate monomer, a monofunctional N-vinyl compound monomer, a bifunctional acrylate monomer, and a bifunctional vinyl ether monomer in a specified volume ratio. The monofunctional acrylate monomers used were a mixture of isobornyl acrylate (IBXA, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Ltd.), benzyl acrylate (BZA, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Ltd.), phenoxyethyl acrylate (PHEA, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Ltd.), and cyclic trimethylolpropane formal acrylate (CTFA, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Ltd.). The monofunctional N-vinyl compound monomer used was N-vinyl-ε-caprolactam (NVC, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). The bifunctional acrylate monomer used was 1,9-nonanediol diacrylate (NDDA, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Ltd.). The bifunctional vinyl ether monomer used was a mixture of triethylene glycol divinyl ether (manufactured by Nippon Carbide Corporation: TEGDVE), diethylene glycol divinyl ether (manufactured by Nippon Carbide Corporation: DEGDVE), and 1,4-cyclohexanedimethanol divinyl ether (manufactured by Nippon Carbide Corporation: CHDVE).
そして、本試験例では、各例について「インクの総量に対する無機固体成分の体積比」と、「無機固体成分に対する無機フィラーの体積比」とを算出した。なお、「インクの総量に対する無機固体成分の体積比」は、インクの総量を100体積%とした場合の値であり、「無機固体成分に対する無機フィラーの体積比」は、無機固体成分の総量を100体積%とした場合の値である。後述する表2についても同様である。 In this test example, the "volume ratio of inorganic solid components to the total amount of ink" and the "volume ratio of inorganic filler to inorganic solid components" were calculated for each example. Note that the "volume ratio of inorganic solid components to the total amount of ink" is a value when the total amount of ink is 100% by volume, and the "volume ratio of inorganic filler to inorganic solid components" is a value when the total amount of inorganic solid components is 100% by volume. The same applies to Table 2, which will be described later.
<評価試験>
・インク粘度の評価
調製した各例のインク粘度についてB型粘度計(日本S.T.ジョンソン商会製:プログラマブルレオメータLVDV-IIIUltra)を用いて測定した。なお、測定時のインク温度は25℃、スピンドルの回転速度は5rpmに設定した。そして、粘度が70mPa・s未満であったインクをインク粘度「◎」、70mPa・s以上110mPa・s未満であったインクをインク粘度「○」、110mPa・s以上であったインクをインク粘度「×」と評価した。評価結果を表1の該当欄に示した。
<Evaluation test>
Evaluation of Ink Viscosity The viscosity of the ink prepared in each example was measured using a Brookfield viscometer (Programmable Rheometer LVDV-III Ultra, manufactured by S.T. Johnson & Co., Japan). The ink temperature during measurement was set to 25°C, and the spindle rotation speed was set to 5 rpm. Inks with a viscosity of less than 70 mPa·s were evaluated as having an ink viscosity of "◎", inks with a viscosity of 70 mPa·s or more but less than 110 mPa·s were evaluated as having an ink viscosity of "◯", and inks with a viscosity of 110 mPa·s or more were evaluated as having an ink viscosity of "×". The evaluation results are shown in the corresponding columns in Table 1.
表1に示すように、装飾用インク(ここでは、インクジェットインク)の総体積を100体積%としたとき、無機固体成分(ここでは、無機フィラーおよび含金ガラス)が35体積%以下含まれる例1~4では、インク粘度を適切に調整できることが確認された。一方、無機固体成分を上記範囲外で含む例5では、インク粘度を適切に調整できないことが確認された。また、無機固体成分が30%未満(例えば、20%以下)含む例1~3では、インク粘度をより好適に調整できることが確認された。 As shown in Table 1, when the total volume of the decorative ink (here, inkjet ink) is taken as 100% by volume, it was confirmed that the ink viscosity could be appropriately adjusted in Examples 1 to 4, which contain 35% or less by volume of inorganic solid components (here, inorganic filler and metal-containing glass). On the other hand, it was confirmed that the ink viscosity could not be appropriately adjusted in Example 5, which contains inorganic solid components outside the above range. Furthermore, it was confirmed that the ink viscosity could be more appropriately adjusted in Examples 1 to 3, which contain inorganic solid components less than 30% (e.g., 20% or less).
[試験例2]
本試験例では、試験例1でインク粘度を特に好適に調整できることが確認された無機固体成分が30%未満の場合について、焼成後の画像(即ち、装飾部)の「硬度」、「発色性」、「定着性」および「クラック」の評価を行った。
[Test Example 2]
In this test example, the hardness, color development, fixability, and cracking of the image (i.e., decorative part) after baking were evaluated for cases where the inorganic solid component was less than 30%, which was confirmed to be able to adjust the ink viscosity particularly favorably in Test Example 1.
<インクジェットインクの調製>
本試験では、無機固体成分と光硬化性化合物と光重合開始剤とを含む13種類のインクジェットインク(例6~18)を調製した。具体的には、表2に示す体積比で各原料を混合したスラリーを調製し、粉砕用ビーズ(直径0.5mmのジルコニアビーズ)を使用した粉砕・分散処理を行うことによって例6~18のインクを得た。表中の体積比は、特に説明のある箇所を除き、インクの総体積を100体積%とした場合の値である。なお、表2中の各原料としては、試験例1と同じものを使用した。また、表2中の無機フィラーとしては、上述した無機顔料(M-81)に加えて、シリカ(株式会社アドマッテクス製:SO-C2)、アルミナ(住友化学工業株式会社製:AKP-20)、高火度ガラス(株式会社ノリタケカンパニーリミテド製:690N)を用いた。
<Preparation of Inkjet Ink>
In this test, 13 types of inkjet inks (Examples 6 to 18) containing inorganic solid components, photocurable compounds, and photopolymerization initiators were prepared. Specifically, the inks of Examples 6 to 18 were obtained by preparing slurries by mixing the raw materials in the volume ratios shown in Table 2, and then performing a pulverization and dispersion process using pulverization beads (zirconia beads with a diameter of 0.5 mm). The volume ratios in the table are values assuming the total volume of the ink as 100% by volume, unless otherwise specified. The raw materials in Table 2 were the same as those used in Test Example 1. In addition to the inorganic pigment (M-81) described above, the inorganic fillers used in Table 2 included silica (SO-C2 manufactured by Admattex Co., Ltd.), alumina (AKP-20 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), and high-fired glass (690N manufactured by Noritake Co., Ltd.).
<画像の印刷>
インクジェット印刷を用いて、各例のインクを厚さ5mmのガラス基材(軟化点:820℃)の表面に印刷した。具体的には、インクジェット装置(富士フィルム株式会社製:マテリアルプリンターDMP-2831)を使用してガラス基材の表面にインクを吐出した後に、UV光(波長:395nm)を1秒間照射することによって、ガラス基材の表面に厚み5μm~50μmの画像を描画した。そして、このガラス基材を700℃で焼成することによって画像(装飾部)を有する試験片を作製した。
<Printing images>
Using inkjet printing, the ink of each example was printed on the surface of a 5 mm thick glass substrate (softening point: 820°C). Specifically, an ink was ejected onto the surface of the glass substrate using an inkjet device (Fujifilm Corporation: Material Printer DMP-2831), and then an image with a thickness of 5 μm to 50 μm was drawn on the surface of the glass substrate by irradiating it with UV light (wavelength: 395 nm) for 1 second. Then, this glass substrate was fired at 700°C to produce a test piece having an image (decorative portion).
・装飾部の硬度
上記のとおり作製した試験片における画像(装飾部)のガラス基材への硬度を、引っかき硬度(鉛筆法)(JIS K5600-5-4)にて測定し、鉛筆硬度が3H以上であったものを硬度「◎」、鉛筆硬度が1H以上3H未満であったものを硬度「○」、鉛筆硬度が1H未満であったものを硬度「×」とした。評価結果を表2の該当欄に示した。
Hardness of decorative part The hardness of the image (decorative part) on the glass substrate of the test piece prepared as described above was measured by scratch hardness (pencil method) (JIS K5600-5-4), and a pencil hardness of 3H or more was rated as "◎", a pencil hardness of 1H or more but less than 3H was rated as "○", and a pencil hardness of less than 1H was rated as "×". The evaluation results are shown in the corresponding columns in Table 2.
<積層体の作製>
インクジェット印刷を用いて、各例のインクを厚さ5mmのガラス基材(軟化点:820℃)の表面に印刷した。具体的には、インクジェット装置(富士フィルム株式会社製:マテリアルプリンター(DMP-2831)を使用してガラス基材の表面にインクを吐出した後に、UV光(波長:395nm)を1秒間照射することによって、ガラス基材の表面に厚み5μm~50μmの画像を描画した。そして、この上に無機顔料およびガラスの体積比が60:40であるホワイト層を積層し、700℃で焼成することによって装飾部を有する積層体を作製した。
<Preparation of Laminate>
Using inkjet printing, the ink of each example was printed on the surface of a 5 mm thick glass substrate (softening point: 820°C). Specifically, an ink was ejected onto the surface of the glass substrate using an inkjet device (Fujifilm Corporation: Material Printer (DMP-2831)), and then UV light (wavelength: 395 nm) was irradiated for 1 second to draw an image 5 μm to 50 μm thick on the surface of the glass substrate. A white layer having a volume ratio of inorganic pigment to glass of 60:40 was then laminated on top of this, and fired at 700°C to produce a laminate with a decorative portion.
・発色性評価
上記のとおり作製した積層体における装飾部のマゼンタ色部分の色度(a*値)、色相角(h*値)を、分光測色計(コニカミノルタ株式会社製:CM-600)を用い、JIS Z8729(2004年)に基づくL*a*b*表色系のa*およびh*を測定した。そして、a*≧6かつ-35°≦h*≦35°であったものを発色性「◎」、a*≧6かつ35°<h*≦45°および-45°≦h*<35°であったものを発色性「○」、a*<6または45°<h*<315°であったものを発色性「×」とした。評価結果を表2の該当欄に示した。
- Color development evaluation The chromaticity (a * value) and hue angle (h * value) of the magenta color part of the decorative part in the laminate prepared as described above were measured using a spectrophotometer (Konica Minolta, Inc.: CM-600) according to JIS Z8729 (2004) in terms of a * and h * of the L * a * b * color system. Then, if a * ≧ 6 and -35 ° ≦ h * ≦ 35 °, the color development was evaluated as "◎", if a * ≧ 6 and 35 ° < h * ≦ 45 ° and -45 ° ≦ h * < 35 °, the color development was evaluated as "○", and if a * < 6 or 45 ° < h * < 315 °, the color development was evaluated as "×". The evaluation results are shown in the corresponding columns in Table 2.
・定着性評価
上記のとおり作製した積層体に対して、テーププル試験(ニチバンNo.405)にて、剥離が10%未満であったものを定着性「◎」、剥離が10%以上80%未満であったものを定着性「○」、剥離が80%以上であったものを定着性「×」とした。評価結果を表2の該当欄に示した。
- Evaluation of Fixation Ability In a tape pull test (Nichiban No. 405) for the laminates prepared as described above, the fixation was evaluated as "◎" when peeling was less than 10%, "○" when peeling was 10% or more but less than 80%, and "×" when peeling was 80% or more. The evaluation results are shown in the corresponding columns in Table 2.
・クラックの評価
上記のとおり作製した積層体におけるガラス側から、装飾部のクラックの有無をデジタルマイクロスコープ(Leica DVM6)にて観察した。倍率500倍でクラックが確認されなかったものをクラック「◎」、デジタルマイクロスコープではクラックが確認されたが目視ではクラックが確認されなかったものをクラック「○」、目視でクラックが確認されたものをクラック「×」とした。評価結果を表2の該当欄に示した。
Crack evaluation The presence or absence of cracks in the decorative portion of the laminate prepared as described above was observed from the glass side using a digital microscope (Leica DVM6). Those in which no cracks were observed at a magnification of 500x were marked with a "Crack" symbol, those in which cracks were observed using the digital microscope but not visually were marked with a "Crack" symbol, and those in which cracks were observed visually were marked with a "Crack" symbol. The evaluation results are shown in the corresponding columns in Table 2.
表2に示すように、金粒子を含むガラスフリットと、上記ガラスフリットにおける非晶質のマトリックスを構成していない無機フィラーと、を含み、無機固体成分(ここでは、無機フィラーおよび含金ガラス)の総体積を100体積%としたとき、上記無機フィラーは5体積%以上80体積%未満含まれる例6~16では、装飾部において、クラックの抑制と、優れた発色性とが好適に両立できることが確認された。また、装飾部の硬度および定着性に優れることが確認された。一方、無機フィラーの含有量が上記範囲外である例17~18では、装飾部において、クラックの抑制と、優れた発色性とが両立できないことが確認された。 As shown in Table 2, in Examples 6 to 16, which contain glass frit containing gold particles and inorganic filler that does not form an amorphous matrix in the glass frit, and in which the inorganic filler is contained in an amount of 5% by volume or more and less than 80% by volume when the total volume of the inorganic solid components (here, the inorganic filler and gold-containing glass) is taken as 100% by volume, it was confirmed that crack suppression and excellent color development were both achieved in the decorative portion. Furthermore, it was confirmed that the decorative portion had excellent hardness and fixation. On the other hand, in Examples 17 and 18, in which the inorganic filler content was outside the above range, it was confirmed that crack suppression and excellent color development were both not achieved in the decorative portion.
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and variations of the specific examples given above.
1 インクジェット装置
10 インクジェットヘッド
12 ケース
13 貯蔵部
15 送液経路
16 吐出部
17 吐出口
18 ピエゾ素子
20 ガイド軸
30 UV照射手段
40 印刷カートリッジ
100 撹拌粉砕機
110 供給口
120 撹拌容器
132 撹拌羽
134 シャフト
140 フィルター
150 排出口
A 送液方向
X ガイド軸の軸方向
Y ガイド軸の垂直方向
REFERENCE SIGNS LIST 1 Inkjet device 10 Inkjet head 12 Case 13 Storage section 15 Liquid supply path 16 Discharge section 17 Discharge port 18 Piezo element 20 Guide shaft 30 UV irradiation means 40 Print cartridge 100 Stirring and grinding machine 110 Supply port 120 Stirring container 132 Stirring blade 134 Shaft 140 Filter 150 Discharge port A Liquid supply direction X Axial direction of guide shaft Y Vertical direction of guide shaft
Claims (8)
金粒子を含むガラスフリットと、
前記ガラスフリットにおける非晶質のマトリックスを構成していない無機フィラーと、
を含み、
前記ガラスフリットおよび前記無機フィラーを含む無機固体成分の総体積を100体積%としたとき、前記無機フィラーは20体積%以上60体積%未満含まれる、装飾用インク。 1. A decorative ink used to render images on a glass substrate, comprising:
a glass frit containing gold particles;
an inorganic filler that does not constitute an amorphous matrix in the glass frit;
Including,
The decorative ink contains the inorganic filler in an amount of 20 % by volume or more and less than 60 % by volume when the total volume of the inorganic solid components including the glass frit and the inorganic filler is taken as 100% by volume.
前記インクジェットインクの総体積を100体積%としたとき、前記無機固体成分は35体積%以下含まれる、請求項1または2に記載の装飾用インク。 The decorative ink is an inkjet ink,
3. The decorative ink according to claim 1, wherein the inorganic solid component accounts for 35% by volume or less when the total volume of the inkjet ink is taken as 100% by volume.
請求項1~4のいずれか一項に記載の装飾用インクを使用して、ガラス基材の表面に装飾を施す装飾工程を含む、ガラス製品の製造方法。 A method for manufacturing a glass product, comprising:
A method for manufacturing a glass product, comprising a decorating step of decorating the surface of a glass substrate using the decorative ink according to any one of claims 1 to 4 .
請求項1~4のいずれか一項に記載の装飾用インクの硬化物を、ガラス基材の表面に堆積する工程;および、
前記ガラス基材を350℃~1000℃の範囲内で最高焼成温度が設定される条件で焼成する工程;
を含む、請求項7に記載のガラス製品の製造方法。 The decoration process includes the following steps:
A step of depositing a cured product of the decorative ink according to any one of claims 1 to 4 on the surface of a glass substrate; and
Firing the glass substrate under conditions in which a maximum firing temperature is set within a range of 350°C to 1000°C;
The method of claim 7 , comprising:
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