(57)【要約】【課題】インクジェット法により吐出される場合に、吐出安定性に優れる溶剤系インク組成物を提供する。【解決手段】有機溶剤と表面処理された金属粉末とポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物とを含み、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物の含有量は、インクの総量に対して０．１質量％以上１０．０質量％以下であり、表面処理された金属粉末はアルミニウム又はアルミニウム合金を含有し、かつ、フッ素系化合物の表面処理剤で表面処理されている、溶剤系インク組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶剤と、表面処理された金属粉末と、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物と、を含み、
前記ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物の含有量は、インクの総量に対して、０．１質量％以上１０．０質量％以下であり、
前記表面処理された金属粉末は、アルミニウム又はアルミニウム合金を含有し、かつ、フッ素系化合物の表面処理剤で表面処理されている、溶剤系インク組成物。
【請求項２】
前記ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物は、下記式（５）で表される化合物又はその塩である、請求項１に記載の溶剤系インク組成物。
ＲＯ［（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）n］mＰＯ（ＯＨ）3-m      （５）
（式中、Ｒは、アルキル基を示し、ｎは、１以上の整数を示し、ｍは、１以上３以下の整数を示す。）
【請求項３】
前記ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物は、上記式（５）中のｎが１以上２５以下の整数を示す、請求項２に記載の溶剤系インク組成物。
【請求項４】
前記表面処理された金属粉末の平均粒子径が、０．２μｍ以上１．０μｍ以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の溶剤系インク組成物。
【請求項５】
前記表面処理された金属粉末の形状が、鱗片状である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶剤系インク組成物。
【請求項６】
前記表面処理された金属粉末の平均厚さが、１０ｎｍ以上９０ｎｍ以下である、請求項５に記載の溶剤系インク組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶剤系インク組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方法は、比較的単純な装置で、高精細な画像の記録が可能であり、各方面で急速な発展を遂げている。その中で、より安定して高品質な記録物を得ることについて種々の検討がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、保存安定性に優れるとともに、硬化性に優れ、光沢感、耐擦性に優れた印刷部を有し、耐久性に優れた印刷物の製造に好適に用いることのできる紫外線硬化型インクジェット組成物を提供することを目的として、インクジェット方式により吐出されるものであって、重合性化合物と、表面処理が施された金属粒子と、特定の部分構造を有する物質とを含む紫外線硬化型インクジェット組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２５５１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるような紫外線硬化型インクジェット組成物は、金属粒子が重合性化合物に対して活性を有していることに起因するゲル化を抑制することにより、優れた保存安定性を有するものである。このような紫外線硬化型のインク組成物は、重合性化合物が主要な溶媒であるが、それに対して、有機溶剤を主要な溶媒とするのが溶剤系インク組成物である。これらのインク組成物は、溶媒中で金属粒子が反応することが問題となり得る点では共通するが、その反応の主な対象物は互いに異なる。即ち、紫外線硬化型のインク組成物は、金属粒子と重合性化合物との反応が主な問題となるのに対して、溶剤系インク組成物は、金属粒子と不純物である水や酸素との反応と、それに伴う金属粒子同士の凝集とが主な問題である。ここで、特許文献１に記載されるような紫外線硬化型インクジェット組成物を、金属粒子を変えることなく、仮に有機溶剤を主要な溶媒とするものに置き換えて溶剤系インク組成物とし、インクジェット法により吐出しても、優れた吐出安定性を得ることはできない。
【０００６】
一般的に、金属粒子を含むインク組成物をインクジェット法によって吐出する場合は、金属粒子の平均粒子径が小さいほど吐出安定性が良好になる傾向にある。その理由は、金属粒子の微細化と粗大粒子の低減とに起因するものと推察される。
【０００７】
一方、鱗片状の金属粒子は異方性が高いため、ピエゾ方式のインクジェット法を採用した場合には、吐出不良が発生しやすくなり、金属粒子の粒子径を小さくしなければ、良好な吐出安定性が得られにくい。他方、金属粒子の粒子径を小さくした場合には、吐出して得られる塗膜について良好な光沢性が得られない。その理由は、金属粒子の微細化に伴ってアスペクト比が低下することが考えられ、また、インク組成物に含まれる有機溶剤が乾燥及び吸収されて光沢が発現していく過程で、金属粒子が対流の影響を受けやすいことにより被記録媒体表面に並行になりにくくなってしまうことも考えられる。例えば、平均粒子径が１μｍ以下の金属粒子を用いた場合には、光沢の低下が顕著になる場合がある。
【０００８】
ここで、金属粒子の表面を、疎水性の表面処理剤で処理すると、金属粒子の表面自由エネルギーが低下して、インク組成物が乾燥する過程で、液滴の気液界面に金属粒子が並びながら、有機溶剤の吸収及び乾燥されて高い光沢の状態を維持することができる（「リーフィング効果」ともいう。）。特に、フッ素系の表面処理剤で処理した金属粒子を用いた場合に、より高い光沢が得られる傾向にある。
【０００９】
ただし、フッ素系の表面処理剤を用いた金属粒子を含むインク組成物は、所定の有機溶剤との相溶性が低下する場合があり、また、ピエゾ方式のインクジェット法のように圧電素子でインク組成物を高速に高周波数で吐出する方式に適用すると、金属顔料の分散性が不安定となることに起因して、優れた吐出安定性を得ることができない傾向にある。これは、異方性が高く、表面自由エネルギーの低い金属粒子が互いに干渉しあって、ピエゾと共に流動する有機溶剤の運動に高速で追従できなくなってくるためと推察される。
【００１０】
そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、インクジェット法により吐出される場合に、吐出安定性に優れる溶剤系インク組成物を提供することを目的とする。特に、インクジェット法のピエゾ方式で高周波数、高飛翔スピードで吐出した場合においても、吐出安定性に優れる溶剤系インク組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、有機溶剤と表面処理された金属粉末とポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物とを含み、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物の含有量はインクの総量に対して０．１質量％以上１０．０質量％以下であり、表面処理された金属粉末はアルミニウム又はアルミニウム合金を含有し、かつ、フッ素系化合物の表面処理剤で表面処理されている、溶剤系インク組成物を用いることにより、分散の安定性が高いため長期保存安定性が高く、吐出安定性に優れることを見出した。
【００１２】
また、上記溶剤系インク組成物では、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物を含むことにより、分子の立体障害が新たに金属粉末の表面に導入され、金属粉末同士の距離が近くなりすぎず、金属粒子間の干渉が抑制され、高周波における凝集抑制により吐出安定性に優れ、その結果、優れた光沢性を得られつつ、吐出安定性にも優れることを見出し、本発明を完成させた。
【００１３】
すなわち、本発明は、有機溶剤と、表面処理された金属粉末と、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物と、を含み、前記ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物の含有量は、インクの総量に対して、０．１質量％以上１０．０質量％以下であり、前記表面処理された金属粉末は、アルミニウム又はアルミニウム合金を含有し、かつ、フッ素系化合物の表面処理剤で表面処理されている、溶剤系インク組成物である。
【００１４】
また、本発明に係る溶剤系インク組成物において、前記ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物は、下記式（５）で表される化合物又はその塩であると好ましい。
ＲＯ［（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）n］mＰＯ（ＯＨ）3-m      （５）
（式中、Ｒは、アルキル基を示し、ｎは、１以上の整数を示し、ｍは、１以上３以下の整数を示す。）
【００１５】
さらに、本発明に係る溶剤系インク組成物において、前記ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物は、上記式（５）中のｎが１以上２５以下を示すポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸であるとより好ましく、前記表面処理された金属粉末の平均粒子径が、０．２μｍ以上１．０μｍ以下であると好ましく、前記表面処理された金属粉末の形状が、鱗片状であると好ましく、前記表面処理された金属粉末の平均厚さが、１０ｎｍ以上９０ｎｍ以下であるとより好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に用い得るインクジェット記録装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る吐出ヘッドを模式的に示す分解斜視図である。
【図３】本実施形態に係る吐出ヘッドの要部を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明はその要旨の範囲内で、適宜に変形して実施できる。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右などの位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００１８】
〔溶剤系インク組成物〕
本実施形態の溶剤系インク組成物（以下、「溶剤系組成物」、「インク組成物」、「組成物」ともいう。）は、有機溶剤と、表面処理された金属粉末と、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物とを含む。また、そのポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物の含有量は、インクの総量に対して、０．１質量％以上１０．０質量％以下である。さらに、その表面処理された金属粉末は、アルミニウム又はアルミニウム合金を含有し、かつ、フッ素系化合物の表面処理剤で表面処理されている。ここで、「溶剤系」とは、有機溶剤を主要な溶媒とすることを意味する。
【００１９】
本実施形態の組成物は、フッ素系化合物の表面処理剤で表面処理された、アルミニウム又はアルミニウム合金を含有し、かつ、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物を含むことにより、インクジェット法により吐出される場合に、優れた吐出安定性を得ることが可能となる。この要因は、次のように推察される（ただし、要因はこれに限定されない。）。従来の溶剤系インク組成物は、アルミニウム又はアルミニウム合金を含有する金属粉末を含む場合に、インクジェット法により吐出される際の加熱や加圧のストレスにより、その金属粉末同士の凝集やその金属粉末が有機溶剤中の不純物である水や酸素と反応することに起因して、吐出安定性に劣る。特にそれは、溶剤系インク組成物を、ピエゾ方式のインクジェット法により高周波数で吐出する場合に顕著である。また、その金属粉末をフッ素系化合物の表面処理剤により表面処理したとしても、インクジェット法により吐出する際のストレスにより、金属粉末の表面から可逆的又は不可逆的に表面処理剤が外れ、金属粉末同士の凝集や水、酸素との反応が生じ、優れた吐出安定性を得ることはできない。一方、本実施形態の溶剤系インク組成物は、フッ素系化合物の表面処理剤で表面処理された、アルミニウム又はアルミニウム合金を含有する金属粉末を含む場合にも、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物を含有することにより、インクジェット法により吐出される際の加熱や加圧のストレス条件下においても、金属粉末の表面に表面処理剤が強く保持されることに起因して、金属粉末同士の凝集や水、酸素との反応が抑制されると推察される。これにより、組成物の吐出安定性に優れる。さらに、光沢性を得るために必要な量の金属粉末を含有させることができるため、光沢性にも優れる。
【００２０】
さらに、従来の表面処理された金属粉末を含む組成物では、光沢性と吐出安定性とのバランスを図ることが困難である。特に、インクジェット法によってインク組成物を高周波で吐出する場合に吐出不良が増大する傾向にある。例えば、フッ素含有リン酸エステルで表面処理された金属粉末は、その表面自由エネルギーが減少しているため、インク組成物中に金属粉末が分散しているよりも、金属粉末同士が近距離で凝集しているほうが、疎水性相互作用により安定になる。このため、ピエゾ方式のインクジェット法を採用した場合に、インクジェット装置の圧力室でせん断応力が強くかかるような条件（例えば、高速で高電圧の条件）により、金属粉末同士の距離が近づき、軟凝集が生じる。軟凝集が生じることにより、流動性が低下し、圧力室からノズル周辺のインク組成物の流動が滞り、インク組成物の供給に影響が生じることで、吐出不良が増大するものと推察される。一方、本実施形態の組成物では、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物を含むことにより上述した軟凝集が解れやすくなる効果が生まれる。具体的にはフッ素系の表面処理剤で表面処理された金属粉末の表面にポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物が吸着・配位し、分子の立体障害が新たに金属粉末の表面に導入される。その結果、金属粉末同士の距離が近くなりすぎず、金属粒子間の干渉が抑制され、高周波における吐出安定性に優れ、その結果、塗膜形成時においても金属粉末同士が凝集せずに乾燥して光沢面を形成するために、フッ素系の表面処理剤のみを用いたときと同程度以上の優れた光沢性を得られる。また、本実施形態の組成物では、フッ素系表面処理剤の化学構造単独と比較してポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物の化学構造（特にポリオキシエチレン構造）に起因して、金属粉末と所定の有機溶剤との相溶性が良好である。同様に、金属粉末と有機化合物との相溶性も高い為、金属粉末により形成された光沢表面の上に保護や意匠性向上の目的で、色材や樹脂などの有機薄膜層を設けた場合のインクの濡れ広がりも良く塗膜の厚みの均一性や密着性も良好となる。
【００２１】
本実施形態の溶剤系組成物は、少なくとも、後述する表面処理された金属粉末と有機溶剤とを含む。溶剤を含む組成物には大別して、リアルソルベント（高有機溶剤）組成物と、エコソルベント（低有機溶剤）組成物の２つがある。エコソルベント組成物は、低臭気性で人体や環境に配慮した組成物であり、労働安全衛生法が定める有機溶剤に該当しない、有機溶剤中毒予防則に定める第１種及び第２種有機溶剤にも該当しない、又は消防法に定める設置環境の屋内作業場において局所排気装置の義務付対象外となる有機溶剤を使用する。本実施形態の溶剤系組成物は、このようなエコソルベント組成物に用いられ得る有機溶剤を含むことが好ましい。
【００２２】
本実施形態の組成物は、吐出安定性に優れる観点から、非水系であることが好ましい。「非水系」とは、水を実質的に含有しないことである。また、組成物の調製において主な溶媒成分として意図的に水を添加しない組成物であることがより好ましく、組成物には、不純物として不可避的に水分を含んでしまう場合も包含される。組成物中の水の含有量は、吐出安定性の観点から、その組成物の総量（１００質量％）に対して、好ましくは３．０質量％以下であり、より好ましくは２．０質量％以下であり、さらに好ましくは１．０質量％以下である。その水の含有量の下限は特に限定されず、検出限界以下であってもよく、０．０１質量％であってもよい。水の含有量は、公知の方法で定量することができる。
【００２３】
組成物における水の含有量を調整する方法としては、例えば、組成物の各成分から水を除去する方法、具体的には有機溶剤に混入した水を除去する方法、組成物から水を除去する方法、及び組成物の調製時における水の混入を抑制する方法が挙げられる。このうち、有機溶剤に混入した水を除去する方法として、より具体的には、有機溶剤を蒸留精製する方法、水を選択的に透過する半透過膜に有機溶剤を透過させる方法、及び水を吸着する水吸着剤に有機溶剤に混入した水を選択的に吸着させる方法が挙げられる。これらの中では、水分量をより効率的かつ確実に低減できる観点から、蒸留精製する方法が好ましい。
【００２４】
本実施形態の組成物は、インク用であり、インクジェット法により吐出して用いることができる。以下、本実施形態の組成物をインク組成物の１実施形態である、インクジェット記録用インク組成物として用いる場合についてより詳細に説明するが、本実施形態の組成物は、これに限定されない。
【００２５】
〔分散液〕
本実施形態の組成物は、例えば、溶媒（分散媒）とその溶媒中に分散された表面処理された金属粉末とを含む分散液と、必要に応じて有機溶剤とを混合して得られる。分散液は、特に限定されないが、例えば、溶媒である有機溶剤中の母粒子の金属粉末及び表面処理剤を、所定の温度下で混合することにより、母粒子の金属粉末が表面処理剤により表面処理されて、表面処理された金属粉末を含む液として得られる。また、表面処理された金属粉末を分散液に含まれた状態ではなく、単体でその他の原料と混合することで組成物を得てもよいが、有機溶剤を溶媒として用いることが好ましい。ただし、表面処理された金属粉末を得た後に、溶媒は公知の方法で取り除くこともできるため、特に溶媒は限定されない。
【００２６】
＜表面処理された金属粉末＞
本実施形態の表面処理された金属粉末は、母粒子（表面処理剤による表面処理を施される粒子）である金属粉末を表面処理剤で表面処理したものである。母粒子は、少なくとも、表面付近を含む領域がアルミニウム又はアルミニウム合金のアルミ金属（以下、「アルミ金属」という。）で構成されたものであればよく、例えば、全体がアルミ金属で構成されたものであってもよいし、非金属材料で構成されたコア部と、そのコア部を被覆するアルミ金属で構成された被膜とを備えるものであってもよい。アルミ金属を用いることにより、インク組成物の光沢性に優れ、原料コストにも優れる。なお、表面処理された金属粉末は、少なくともアルミ金属を含んでいればよく、他の金属をさらに含むものであってもよい。
【００２７】
アルミニウム合金としては、被記録媒体のような媒体に付着したときに光沢性を呈し得るものであれば特に限定されないが、例えば、アルミニウムと、銀、金、白金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛、インジウム、チタン、及び銅からなる群より選ばれる１種又は２種以上との合金が挙げられる。
【００２８】
また、母粒子は、いかなる方法で製造されたものであってもよいが、気相成膜法によりアルミ金属で構成された膜を形成し、その後、当該膜を粉砕することにより得られたものであるのが好ましい。これにより、光沢性により優れ、かつ、各粒子間での特性のばらつきを抑制することができる傾向にある。また、母粒子の製造方法として上記方法を用いることにより、比較的薄い金属粉末であっても好適に製造することができる傾向にある。
【００２９】
母粒子は、粒子状であれば特に限定されず、球状、紡錘形状、針状、鱗片状等のいかなる形状のものであってもよい。この中では、鱗片状が好ましい。すなわち、表面処理された金属粉末も同様に、鱗片状であると好ましい。鱗片状であることにより、インク組成物が付着する被記録媒体上で、粒子の主面が被記録媒体の表面形状に沿うように、表面処理された金属粉末を配置することができ、表面処理された金属粉末を構成する金属材料が本来有している光沢性が得られやすくなり、印刷物の耐擦性をより優れたものとすることができる傾向にある。
【００３０】
本実施形態において、鱗片状とは、平板状、湾曲板状等のように、所定の角度から観察した際（平面視した際）の面積が、当該観察方向と直交する角度から観察した際の面積よりも大きい形状のことをいい、特に、投影面積が最大となる方向から観察した際（平面視した際）の面積Ｓ1［μｍ2］と、当該観察方向と直交する方向のうち観察した際の面積が最大となる方向から観察した際の面積Ｓ0［μｍ2］との比率（Ｓ1／Ｓ0）が、好ましくは２．０以上であり、より好ましくは５．０以上であり、さらに好ましくは８．０以上である。比率（Ｓ1／Ｓ0）は、後述する表面処理された金属粉末の平均粒子径及び平均厚さから求めることができる。
【００３１】
母粒子が鱗片状をなすものである場合、表面処理された金属粉末の平均厚さは、好ましくは１０ｎｍ以上９０ｎｍ以下であり、より好ましくは１２ｎｍ以上６０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは１４ｎｍ以上３５ｎｍ以下である。これにより、母粒子が鱗片状であることによる効果がより顕著に発揮される。
【００３２】
表面処理された金属粉末の平均厚さは以下の方法で測定した。
まずアセトンで１０倍以上に希釈した表面処理された金属顔料を平滑なガラス基板上に数滴滴下し、２時間以上自然乾固させる。
次に、原子間力顕微鏡（セイコーインスツルメンツ株式会社製：「ＳＰＡ４００」）を用いてこのガラス基板上に強制配向したアルミニウム顔料を３０点抽出し、タッピングモードによってそれぞれの厚みを測定する。
測定した３０点の厚みのうち、上位および下位の各３点の厚みを除外した残りの２４点の厚みの平均値を求め、その平均値を平均厚みとする。
【００３３】
表面処理された金属粉末の平均粒子径は、好ましくは０．２μｍ以上１．０μｍ以下であり、より好ましくは０．３μｍ以上０．７μｍ以下であり、さらに好ましくは０．４μｍ以上０．６μｍ以下である。平均粒子径が１．０μｍ以下であることにより、インク組成物を用いて製造される記録物の光沢性をより優れたものとすることができる傾向にある。また、組成物の吐出安定性をさらに優れたものとすることができる傾向にある。他方、平均粒子径が０．２μｍ以上であることにより、記録物の光沢性が得られ易くなる傾向にある。なお、平均粒子径は体積基準で求める。
【００３４】
表面処理された金属粉末の平均粒子径は、測定器として、マイクロトラックＭＴ−３０００（日機装株式会社）を使用し、表面処理された金属粉末をジエチレングリコールジエチルエーテルで最適な倍率に希釈した溶液を装置流路内に循環させて４回の測定結果の平均により算出した。
【００３５】
表面処理された金属粉末の最大粒子径は、好ましくは５．０μｍ以下であり、より好ましくは４．５μｍ以下であり、さらに好ましくは４．０μｍ以下である。これにより、組成物の吐出安定性をより優れたものとすることができる傾向にある。なお、金属粉末の最大粒子径の下限は特に限定されず、例えば、１．０μｍであってもよい。
【００３６】
なお、表面処理された金属粉末の平均厚さ、平均粒子径、及び最大粒子径における上記の各範囲とするためには、その原料である母粒子の平均厚さ、平均粒子径、及び最大粒子径が同様の範囲のものを用いればよい。
【００３７】
分散液中の母粒子の含有量は、分散液中の溶媒の質量（１００質量％）に対して、好ましくは０．５質量％以上１００質量％以下であり、より好ましくは１．５質量％以上５０質量％以下であり、さらに好ましくは３．０質量％以上１０質量％以下である。母粒子の含有量をこのような範囲にすることにより、母粒子の分散性を更に良好にすると共に、最終的に得られるインク組成物に含まれる表面処理された金属粉末を所望の含有量以上にすることが一層容易となる。
【００３８】
組成物中における表面処理された金属粉末の含有量は、好ましくは０．２質量％以上４０質量％以下であり、より好ましくは０．５質量％以上１０．０質量％以下であり、さらに好ましくは１．２質量％以上３．０質量％以下である。表面処理された金属粉末の含有量をこのような範囲にすることにより、記録物の光沢性と組成物の吐出安定性とをさらにバランスよく良好なものとすることができる。
【００３９】
＜溶媒（分散媒）＞
分散液中の溶媒（分散媒）は、表面処理された金属粉末を分散できるものであれば特に限定されない。表面処理された金属粉末の分散をより良好にする観点から、溶媒（分散媒）は、後述する組成物に含まれる有機溶剤として例示されたものが好ましく、その中でも組成物において好ましいとされる有機溶剤が同様に好ましい。分散液に含有させる有機溶剤とそれとは別に組成物に含有させる有機溶剤は、互いに同一の有機溶剤であってもよく、異なる有機溶剤であってもよい。
【００４０】
＜表面処理剤＞
次に、母粒子の表面処理に用いられるフッ素系化合物について説明する。上述したように、本実施形態に係る溶剤系インク組成物に含まれる金属粉末は、上記母粒子がフッ素系化合物によって表面処理されたものである。このようなフッ素系化合物としては、フッ素系ホスホン酸、フッ素系カルボン酸、フッ素系スルホン酸、フッ素系シラン、およびこれらの塩などを好ましく用いることができる。これらのフッ素系化合物であれば、ホスホン酸基、カルボキシ基、スルホン酸基などが、母粒子の表面に結合することにより被膜を形成することができるので、耐水性が付与された卑金属顔料が得られる。これにより、卑金属顔料が水性媒体中における水と反応することを効果的に抑制でき、また分散性にも優れた卑金属顔料分散液が得られる。これらの中でも、ホスホン酸基が母粒子表面への結合能力に特に優れていることから、フッ素系ホスホン酸およびその塩がより好ましい。
【００４１】
フッ素系ホスホン酸およびその塩としては、下記一般式（１）で表される構造を有するものであることが好ましい。
【００４２】
【化１】
2018111767.tif 000002
【００４３】
上記式（１）中、Ｒ1はそれぞれ独立にＣＦ3（ＣＦ2）m−、ＣＦ3（ＣＦ2）m（ＣＨ2）l−、ＣＦ3（ＣＦ2）m（ＣＨ2Ｏ）l−、ＣＦ3（ＣＦ2）m（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）l−、ＣＦ3（ＣＦ2）mＯ−、ＣＦ3（ＣＦ2）m（ＣＨ2）lＯ−の中から選択される１種の基であり、Ｍはそれぞれ独立に水素原子、１価の金属イオン、アンモニウムイオンまたはＮ（−Ｒ2）（−Ｒ3）（−Ｒ4）である。Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4は、それぞれ水素原子またはＣ2Ｈ4ＯＨ基であるが、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4がともに水素原子である場合は除く。ｎは１以上３以下の整数であり、ｍは１以上１２以下の整数であり、ｌ（エル）は１以上１２以下の整数である。
【００４４】
上記式（１）中、ｍは１以上１２以下の整数であるが、１以上８以下の整数であることが好ましく、１以上５以下の整数であることがより好ましい。また、ｌ（エル）は１以上１２以下の整数であるが、１以上１０以下の整数であることが好ましく、１以上６以下の整数であることがより好ましい。ｍ及びｌ（エル）が上記好ましい範囲にあると、上述したような効果がより顕著に発揮される。
【００４５】
上記フッ素系ホスホン酸としては、母粒子表面への吸着能と耐水性向上とのバランスに優れている観点から、下記一般式（２）で表される化合物であることが特に好ましい。
【００４６】
【化２】
2018111767.tif 000003
【００４７】
上記式（２）中、ｍは１以上１２以下の整数であるが、１以上８以下の整数であることが好ましく、１以上５以下の整数であることがより好ましい。また、ｌ（エル）は１以上１２以下の整数であるが、１以上１０以下の整数であることが好ましく、１以上６以下の整数であることがより好ましい。ｍ及びｌ（エル）が上記好ましい範囲にあると、上述したような効果がより顕著に発揮される。
【００４８】
フッ素系カルボン酸およびその塩としては、下記一般式（３）で表される構造を有するものであることが好ましい。
【００４９】
【化３】
2018111767.tif 000004
【００５０】
上記式（３）中、Ｒ5は、ＣＦ3（ＣＦ2）m−、ＣＦ3（ＣＦ2）m（ＣＨ2）l−、ＣＦ3（ＣＦ2）mＯ（ＣＨ2）l−の中から選択される１種の基であり、Ｍは水素原子、１価の金属イオンまたはアンモニウムイオンである。ｍは１以上１２以下の整数であるが、１以上８以下の整数であることが好ましく、１以上５以下の整数であることがより好ましい。また、ｌ（エル）は１以上１２以下の整数であるが、１以上１０以下の整数であることが好ましく、１以上６以下の整数であることがより好ましい。
【００５１】
フッ素系スルホン酸およびその塩としては、下記一般式（４）で表される構造を有するものであることが好ましい。
【００５２】
【化４】
2018111767.tif 000005
【００５３】
上記式（４）中、Ｒ6は、ＣＦ3（ＣＦ2）m−、ＣＦ3（ＣＦ2）m（ＣＨ2）l−、ＣＦ3（ＣＦ2）mＯ（ＣＨ2）l−の中から選択される１種の基であり、Ｍは水素原子、１価の金属イオンまたはアンモニウムイオンである。ｍは５以上１７以下の整数であり、ｌ（エル）は１以上１２以下の整数である。
【００５４】
また、フッ素系化合物は、その構造の少なくとも一部にパーフルオロアルキル基（ＣnＦ2n+1−）を有するものであることが好ましく、該パーフルオロアルキル基の炭素数が１〜６であることがより好ましい。フッ素系化合物がこのような構造を有することにより、耐水性がより向上し、金属光沢性および分散性に優れた卑金属顔料が得られやすい。
【００５５】
なお、フッ素系化合物の分子量は、１０００以下であることが好ましい。母粒子の表面に吸着させるフッ素系化合物が、例えば特開２００３−２１３１５７号公報、特開２００６−１６９３９３号公報、特開２００９−２１５４１１号公報などに記載されているフッ素系重合体である場合、被膜が厚くなりすぎて金属光沢性が損なわれるだけでなく、被膜が形成された卑金属顔料同士のインタラクションが強くなるため、分散性が著しく低下する場合がある。そのため、母粒子の表面に形成される膜は、分子量１０００以下のフッ素系化合物により形成された単分子膜とすることが好ましい。
【００５６】
分散液中の表面処理剤の含有量は、母粒子の質量（１００質量％）に対して、好ましくは０．５質量％以上２０質量％未満であり、より好ましくは１．５質量％以上１０質量％未満であり、さらに好ましくは３．０質量％以上８．０質量％以下である。この含有量が０．５質量％以上であることにより、吐出安定性により優れる傾向にあり、３．０質量％以上であることにより、吐出安定性にさらに優れる傾向にある。また、この含有量が２０質量％未満であることにより、吐出安定性により優れる傾向にあり、８．０質量％未満であることにより、吐出安定性にさらに優れる傾向にある。
【００５７】
＜ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物＞
本実施形態に係る溶剤系インク組成物は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物を含み、そのポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物は、好ましくは下記式（５）で表される化合物、そのエステル化合物、及びその塩である。
［ＲＯ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）n］mＰＯ（ＯＨ）3-m      （５）
（式中、Ｒは、アルキル基を示し、ｎは、１以上の整数を示し、ｍは、１以上３以下の整数を示す。）
【００５８】
式（５）中のＲは、アルキル基を示し、そのアルキル基の一部が置換されていてもよい。アルキル基の炭素数は、特に限定されないが、好ましくは４以上１８以下である。具体的なアルキル基としては、例えば、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基（ラウリル基）、及びトリデシル基が挙げられ、好ましくはトリデシル基である。また、アルキル基は、スチレン化フェニル基であってもよい。
【００５９】
式（５）中のｎは、１以上の整数を示し、好ましくは１以上２５以下であり、より好ましくは２以上２４以下であり、さらに好ましくは５以上２３以下である。
【００６０】
式（５）中のｍは、１以上３以下の整数を示す。
【００６１】
ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物の市販品としては、特に限定されないが、例えば、プライサーフ  Ａ２１２Ｃ、Ａ２１５Ｃ、Ａ２０８Ｆ、Ｍ２０８Ｆ、Ａ２０８Ｎ、Ａ２０８Ｂ、Ａ２１９Ｂ、ＤＢ−０１、Ａ２１０Ｄ、ＡＬ、及びＡＬ１２Ｈ（第一工業製薬社製の商品名）、ＤＩＳＰＥＲ  ＢＹＫ１０２、及びＢＹＫ１８０（ビック・ケミー社製の商品名）、ＮＩＫＫＯＬ  ＤＬＰ−１０、ＤＯＰ−８ＮＶ、ＤＤＰ−２、ＤＤＰ−４、ＤＤＰ−６、ＤＤＰ−８、及びＤＤＰ−１０（日光ケエミカルズ社製）が挙げられる。この中でも、プライサーフ  Ａ２１２Ｃ、Ｍ２０８Ｆ、Ａ２０９Ｂ、Ａ２１５Ｃ、及びＤＩＳＰＥＲ  ＢＹＫ１０２が好ましい。
【００６２】
ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸由来の構造を有するものであれば特に限定されないが、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸、そのエステル化合物、及びその塩が挙げられる。
【００６３】
ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物の含有量は、インクの総量（１００％質量）に対して、０．１％以上１０．０％以下であり、好ましくは０．２％以上５．０％以下であり、より好ましくは、０．３％以上３％以下である。
【００６４】
母粒子である金属粉末を表面処理剤により表面処理する際の条件としては、例えば、温度及び時間が挙げられる。表面処理の温度は、２０℃以上１００℃以下が好ましく、３０℃以上８０℃以下がより好ましく、４０℃以上６０℃以下がさらに好ましい。表面処理の時間は、１．０分以上１週間以下が好ましく、１．０時間以上３日間以下がより好ましく、１０時間以上１．５日以下がさらに好ましい。これらにより、インク組成物の吐出安定性がより良好となる傾向にある。
【００６５】
また、フッ素系化合物以外の他の表面処理剤を併用してもよい。このような場合、同一の母粒子に複数種の表面処理剤による表面処理が施されていてもよいし、表面処理された金属粉末が、異なる表面処理剤による表面処理を施された複数種の粒子を含むものであってもよい。他の表面処理剤としては、特に限定されず、例えば、フッ素系、脂肪酸系、油脂系、界面活性剤系、ワックス系、カルボン酸系、リン酸系、カップリング剤、及び高分子系の公知の表面処理剤を広く用いることができる。
【００６６】
上記のような表面処理剤による表面処理を施される母粒子は、予め酸又は塩基と接触させたものであると好ましい。これにより、母粒子表面に、表面処理剤による化学的な結合による修飾をより確実に行うことができ、上述したような本発明による効果をより効果的に発揮させることができる傾向にある。酸としては、特に限定されないが、例えば、塩酸、硫酸、リン酸、硝酸、酢酸、炭酸、蟻酸、安息香酸、亜塩素酸、次亜塩素酸、亜硫酸、次亜硫酸、亜硝酸、次亜硝酸、亜リン酸、及び次亜リン酸等のプロトン酸が挙げられる。これらの中でも、塩酸、リン酸、及び酢酸からなる群より選ばれる１種又は２種以上が好適である。一方、塩基としては、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び水酸化カルシウムが挙げられる。これらの中でも、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウムからなる群より選ばれる１種又は２種以上が好適である。同一の粒子に対し、複数種の表面処理を施す場合、各表面処理剤に対応する複数の工程に分けて表面処理を行ってもよいし、同一工程において、複数種の表面処理剤による表面処理を行ってもよい。
【００６７】
＜有機溶剤＞
本実施形態の組成物に含まれる有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、グリコールモノエーテル、グリコールジエーテル、ラクトン、及び非プロトン性極性溶媒が挙げられ、これらは１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【００６８】
グリコールモノエーテルとしては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルトリエチエレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルが挙げられる。このなかでも、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、及びテトラエチレングリコールモノブチルエーテルが挙げられ、これらが好ましい。グリコールモノエーテルを含有することにより、得られる記録物の隠蔽性がより向上する傾向にある。グリコールモノエーテルは、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【００６９】
グリコールジエーテルとしては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、及び、ジプロピレングリコールジエチルエーテルが挙げられる。これらのなかでも、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、及びジエチレングリコールジエチルエーテルが好ましい。このようなグリコールジエーテルを含有することにより、吐出安定性と、得られる記録物の隠蔽性のバランスがより向上する傾向にある。グリコールジエーテルは、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【００７０】
ラクトンとしては、特に限定されないが、例えば、エステル結合による環状構造を有する化合物であり、５員環構造のγ−ラクトン、６員環構造のδ−ラクトン、及び７員環構造のε−ラクトンが挙げられる。より具体的には、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−ヘキサラクトン、γ−ヘプタラクトン、γ−オクタラクトン、γ−ノナラクトン、γ−デカラクトン、γ−ウンデカラクトン、δ−バレロラクトン、δ−ヘキサラクトン、δ−ヘプタラクトン、δ−オクタラクトン、δ−ノナラクトン、δ−デカラクトン、δ−ウンデカラクトン、及びε−カプロラクタムが挙げられる。これらの中でも、５員環構造のγ−ラクトンが好ましく、γ−ブチロラクトン及びγ−バレロラクトンがより好ましい。このようなラクトンを含有することにより、耐擦性がより向上する傾向にある。ラクトンは、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【００７１】
非プロトン性極性溶剤としては、特に限定されないが、例えば、環状ケトン化合物、鎖状ケトン化合物、及び鎖状窒素化合物が挙げられる。また、環状窒素化合物及び非プロトン性極性溶剤としては、ピロリドン系、イミダゾリジノン系、スルホキシド系、ラクトン系、アミドエーテル系の溶剤が代表例として挙げられる。具体的には、これらの中でも２−ピロリドン、Ｎ−アルキル−２−ピロリドン、１−アルキル−２−ピロリドン、γ‐ブチロラクトン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、イミダゾール、１−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、及び１，２−ジメチルイミダゾールが好ましい。
【００７２】
有機溶剤の含有量は、組成物の全量（１００質量％）に対し、好ましくは３５質量％以上９９．５質量％以下であり、より好ましくは４５質量％以上９９．０質量％以下であり、さらに好ましくは６０質量％以上９８．５質量％以下である。なお、ここでの組成物中の有機溶剤の含有量は、分散液に用いた有機溶剤も含む含有量である。
【００７３】
〔その他の成分〕
本実施形態の組成物は、上記の各成分の他に、従来のインクジェット用インク組成物に用いられ得る任意の成分の１種又は２種以上を含んでもよい。そのような任意の成分として、具体的に、染料等の色材、界面活性剤、浸透剤、保湿剤、溶解助剤、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、腐食防止剤、及び分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート化剤、その他の添加剤及び溶媒等が挙げられる。これらはそれぞれ、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００７４】
〔インクジェット記録装置〕
本実施形態に用い得るインクジェット記録装置は、インク組成物を吐出する吐出ヘッドを備える。以下、本実施形態に用い得るインクジェット記録装置を、図１に示すインクジェット記録装置２００を用いて例示的に説明するが、本実施形態のインクジェット記録装置はインクジェット記録装置２００の形状、構成等の態様には限定されず、適宜の構成とすることができる。図１は、本実施形態に用い得るインクジェット記録装置２００を模式的に示す斜視図である。
【００７５】
インクジェット記録装置２００は、ヘッドユニット２３０と、駆動部２１０と、制御部２６０とを備える。また、インクジェット記録装置２００は、装置本体２２０と、給紙部２５０と、記録用紙Ｐを設置するトレイ２２１と、記録用紙Ｐを排出する排出口２２２と、装置本体２２０の上面に配置された操作パネル２７０とを備える。
【００７６】
ヘッドユニット２３０は、後述する吐出ヘッド１００から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に「ヘッド」又は「吐出ヘッド」ともいう。）を備える。ヘッドユニット２３０は、さらに、ヘッドにインク組成物を供給するインクカートリッジ２３１と、ヘッド及びインクカートリッジ２３１を搭載した運搬部（キャリッジ）２３２とを備える。
【００７７】
駆動部２１０は、ヘッドユニット２３０を往復動させることができる。駆動部２１０は、ヘッドユニット２３０の駆動源となるキャリッジモーター２４１と、キャリッジモーター２４１の回転を受けて、ヘッドユニット２３０を往復動させる往復動機構２４２とを備える。
【００７８】
往復動機構２４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸２４４と、キャリッジガイド軸２４４と平行に延在するタイミングベルト２４３とを備える。キャリッジガイド軸２４４は、キャリッジ２３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ２３２を支持している。さらに、キャリッジ２３２は、タイミングベルト２４３の一部に固定されている。キャリッジモーター２４１の作動により、タイミングベルト２４３を走行させると、キャリッジガイド軸２４４に導かれて、ヘッドユニット２３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから所定のタイミングでインク組成物が吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【００７９】
本実施形態では、吐出ヘッド１００及び記録用紙Ｐがいずれも移動しながら印刷が行われる例を示しているが、インクジェット記録装置は、吐出ヘッド１００及び記録用紙Ｐが互いに相対的に位置を変えて記録用紙Ｐに印刷される機構であればよい。また、本実施形態では、記録用紙Ｐに印刷が行われる例を示しているが、本実施形態のインクジェット記録装置によって印刷を施すことができる被記録媒体としては、紙に限定されず、布、フィルム、金属等の広範な媒体を挙げることができ、適宜構成を変更することができる。
【００８０】
制御部２６０は、ヘッドユニット２３０、駆動部２１０、及び給紙部２５０を制御することができる。給紙部２５０は、記録用紙Ｐをトレイ２２１からヘッドユニット２３０側へ送り込むことができる。給紙部２５０は、その駆動源となる給紙モーター２５１と、給紙モーター２５１の作動により回転する給紙ローラー２５２とを備える。給紙ローラー２５２は、記録用紙Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラー２５２ａと、駆動ローラー２５２ｂとを備える。駆動ローラー２５２ｂは、給紙モーター２５１に連結されている。制御部２６０によって給紙部２５０が駆動されると、記録用紙Ｐは、ヘッドユニット２３０の下方を通過するように送られる。ヘッドユニット２３０、駆動部２１０、制御部２６０、及び給紙部２５０は、装置本体２２０の内部に設けられている。
【００８１】
なお、例示しているインクジェット記録装置２００は、１つの吐出ヘッドを備え、この吐出ヘッドによって、被記録媒体に印刷を行うことができるものであるが、複数の吐出ヘッドを備えてもよい。インクジェット記録装置が複数の吐出ヘッドを有する場合には、複数の吐出ヘッドは、それぞれ独立して上述のように動作されてもよいし、複数の吐出ヘッドが互いに連結されて、１つの集合したヘッドとなっていてもよい。このような集合となったヘッドとして、具体的には、複数のヘッドのそれぞれのノズル孔が全体として均一な間隔を有するような、ライン型のヘッド等が挙げられる。
【００８２】
＜吐出ヘッド＞
本実施形態の吐出ヘッドは、ノズル孔を有するノズルプレートと、振動板とを備え、振動板により容積を変化させられる圧力室と、圧力室及びノズル孔と連通する流路と、圧力室にインク組成物を供給するインク供給室と、を有する。以下、本実施形態の吐出ヘッドを、図２及び図３に示す吐出ヘッド１００、１０１を用いて例示的に説明するが、本実施形態の吐出ヘッドは吐出ヘッド１００、１０１の形状、構造等の態様には限定されず、適宜の構成とすることができる。図２は、本実施形態に係る吐出ヘッドを模式的に示す分解斜視図である。
【００８３】
図２に示す吐出ヘッド１００は、図１に示すインクジェット記録装置２００に搭載される状態とは上下を逆に示したものである。図２に示す吐出ヘッド１００は、ノズルプレート１０に形成される複数のノズル孔１２のそれぞれに通ずる複数の圧力室２０と、複数の圧力室２０のそれぞれの容積を変化させる振動板３０と、複数の圧力室２０にインク組成物を供給するインク供給室４０とを有する。
【００８４】
また、吐出ヘッド１００は、圧電素子３２を備え、圧電素子３２は振動板３０に直接接して形成されている。そして、圧電素子３２と振動板３０とによって圧電アクチュエーター３４が構成されている。なお、図示においては説明の便宜のために各構成の縮尺を適宜変更して示してある。また、図２では、圧電素子３２は簡略化して図示されている。
【００８５】
さらに、吐出ヘッド１００は、ノズル孔１２が形成されているノズルプレート１０と、圧力室２０を形成するための圧力室基板１２０と、圧電素子３２とを備える。なお、吐出ヘッド１００は、筐体１３０を備えることができる。
【００８６】
ノズルプレート１０には、ノズル孔１２が形成されている。ノズル孔１２は、そこからインク組成物を吐出することができる。ノズルプレート１０には、複数のノズル孔１２が配列されて設けられている。ノズルプレート１０の材質として、具体的には、シリコーン及びステンレス鋼（ＳＵＳ）が挙げられる。また、ノズルプレート１０の材質としては、鉄（Ｆｅ）を主成分（５０質量％以上）として、クロム（Ｃｒ）を１０．５質量％以上含む合金であると、剛性と錆び難さとを両立できるため好ましい。
【００８７】
ノズル孔１２の孔径は、インク組成物を吐出することができれば特に限定されないが、５．０μｍ以上３０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以上２５μｍ以下がより好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下がさらに好ましい。孔径が、５．０μｍ以上であることで、吐出できる液適量を微小化しやすい傾向にあり、３０μｍ以下であることで、２００ｄｐｉ以上の高密度に配列したノズルから連続安定して吐出できる傾向にある。複数のノズル孔１２に対しては、孔径として平均の数値を用いる。
【００８８】
また、ノズル孔１２の形状として、具体的には、円形、楕円形、長方形が挙げられ、円形が、加工精度、吐出された液適形状の観点から好ましい。
【００８９】
吐出ヘッド１００において、圧力室基板１２０は、ノズルプレート１０に直接接して設けられている。圧力室基板１２０の材質として、具体的には、シリコーンが挙げられるがこれに限定されない。圧力室基板１２０がノズルプレート１０と振動板３０との間の空間を区画することにより、インク供給室４０（液体貯留部）と、インク供給室４０と連通する供給口１２６と、供給口１２６と連通する圧力室２０とが形成される。
【００９０】
この例では、インク供給室４０と、供給口１２６と、圧力室２０とを区別して説明するが、これらはいずれも液体の流路であって、圧力室２０が形成される限り、流路はどのように設計されてもよい。また、例えば、図２に示す供給口１２６として、流路の一部が狭窄された形状を有しているが、そのような流路の拡大縮小は、設計にしたがって任意に形成することができる。
【００９１】
また、吐出ヘッド１００の圧力室２０は、ノズルプレート１０と、圧力室基板１２０と、振動板３０とによって区画される空間のことを指し、少なくともノズル孔１２及び供給口１２６を含まない空間のことをいう。すなわち、圧力室２０は、振動板３０の変位によって容積が変化する空間であり、当該空間に連通する狭窄された流路等を含まない空間である。
【００９２】
インク供給室４０、供給口１２６、及び圧力室２０は、ノズルプレート１０と圧力室基板１２０と振動板３０とによって区画されている。インク供給室４０は、外部（例えばインクカートリッジ）から、振動板３０に設けられた貫通孔１２８を通じて供給されるインク組成物を一時貯留することができる。インク供給室４０内のインク組成物は、供給口１２６を介して、圧力室２０に供給されることができる。圧力室２０は、振動板３０の変形により容積が変化する。圧力室２０はノズル孔１２と連通しており、圧力室２０の容積が変化することによって、ノズル孔１２からインク組成物が吐出されたり、インク供給室４０から圧力室２０にインク組成物が導入されたりすることができる。
【００９３】
吐出ヘッド１００では、振動板３０は、圧力室基板１２０に接して設けられる。振動板３０は、圧電素子３２の動作によって変形し、圧力室２０の容積を変化させることで圧力室２０の内部圧力を変化させることができる。なお、この例では、圧力室２０はノズルプレート１０、圧力室基板１２０、及び振動板３０によって区画されているが、圧力室２０は、振動板３０の振動によって容積が変化され得る限り、適宜の部材によって形成されることができ、そのための部材の数、形状、材質等は任意である。
【００９４】
吐出ヘッド１００では、圧電素子３２は、振動板３０に直接接して設けられている。圧電素子３２は、圧電素子駆動回路（図示せず）に電気的に接続され、圧電素子駆動回路の信号に基づいて動作（振動、変形）することができる。圧電素子３２として、具体的には、電圧を印加することによって変形を生じる種の素子（電気機械変換素子）等が挙げられる。本実施形態では、振動板３０のうち、圧力室２０を区画する部分と、当該部分に設けられた圧電素子３２とをあわせて圧電アクチュエーター３４と称する場合がある。また、振動板３０は、圧電素子３２を構成する電極（例えば、Ｐｔ等で形成される。）と一体的であってもよい。
【００９５】
吐出ヘッド１００は、複数のノズル孔１２間の間隔を所定以下とすることができるため、圧電素子３２として２つの電極の間に圧電材料が配置された構成であることが好ましい。すなわち、圧電アクチュエーター３４として、具体的には、振動板３０に対して、一方の電極、圧電材料（例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛））の層、及び他方の電極が順次積層された、全体として薄膜状の態様であることが好ましい。
【００９６】
振動板３０の材質について、具体的には、酸化シリコーン（ＳｉＯ2）、窒化シリコーン（ＳｉＮ）、酸化窒化シリコーン（ＳｉＯＮ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、及び炭化ケイ素（ＳｉＣ）、並びにそれらの材質からなる層の積層体等が挙げられる。振動板３０の材質としては、ヤング率が２５０ＧＰａ以下のものが、変位を大きくできる点、及び破損を生じにくい点でより好ましく、具体的には、ＺｒＯ2（１５０ＧＰａ）、ＳｉＯ2（７５ＧＰａ）、Ｓｉ（１３０ＧＰａ）、ＳＵＳ（１９９ＧＰａ）、及びＣｒ（２４８ＧＰａ）の少なくとも１種を含んで形成されることがより好ましい（括弧内はヤング率）。また、圧電素子３２の電極がＰｔで形成され、振動板３０と一体的に積層されている場合には、ヤング率はＰｔで１６８ＧＰａ、ＺｒＯ2で１５０ＧＰａであり、組み合わせても２５０ＧＰａ以下となるため、そのように構成してもよい。
【００９７】
なお、本実施形態において、ヤング率とは、静的試験（ＪＩＳ  Ｇ０５６７Ｊ等、機械的試験）で測定されるヤング率を指し、具体的には、ＩＩ−６号試験片を用いて測定される。
【００９８】
筐体１３０は、ノズルプレート１０、圧力室基板１２０及び圧電素子３２を収納することができる。筐体１３０の材質として、具体的には、樹脂、金属等が挙げられる。筐体１３０は、圧電素子３２を外部環境から隔てる機能を有してもよい。また、筐体１３０内に不活性ガス等が封入されたり、筐体１３０内が減圧されてもよく、これにより、圧電材料の劣化等を抑制することができる。また、筐体１３０は、圧電素子３２を覆うカバーとなっているが、筐体１３０とは別に、図示せぬカバーが設けられてもよく、その場合に筐体１３０は、吐出ヘッド１００の支持体として機能してもよい。
【００９９】
図３は、本実施形態に係る吐出ヘッドの要部を模式的に示す断面図である。図３は吐出ヘッド１０１の要部を模式的に示す断面図である。吐出ヘッド１０１の説明においては、上述の吐出ヘッド１００と同様の機能を有する部材については同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１００】
図３に示す吐出ヘッド１０１は、ノズルプレート１０に形成されたノズル孔１２に通ずる圧力室２０を形成され、圧力室２０の容積を変化させる振動板３０を備え、圧力室２０にインク組成物を供給するインク供給室４０を形成される。図３には、インク組成物の吐出動作の際のインク供給室４０からノズル孔１２までのインク組成物の流れを破線矢印で模式的に示してある。
【０１０１】
図３に示す吐出ヘッド１０１には、流路１２７が形成されている。圧力室２０は、流路形成基板１１０と、圧力室基板１２０と、振動板３０とによって区画される空間のことである。すなわち、圧力室２０は、振動板３０の変位によって容積が変化する空間のことを指し、ノズル孔１２、流路１２７を含まない空間である。
【０１０２】
本実施形態の吐出ヘッド１０１は、より良好な吐出安定性及び印刷の解像度を得る観点から、特に限定されないが、圧力室２０の容積が１０．０×１０6μｍ3以下、ノズル孔１２の配列の密度が２００ｄｐｉ以上であることが好ましい。また、同様の観点から、ヘッド周波数は、８ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下であることが好ましく、１０ｋＨｚ以上６０ｋＨｚ以下であることがより好ましく、２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下であることがさらに好ましい。
【０１０３】
圧力室２０の容積を上記の範囲にするためには、例えば、圧力室２０を区画している流路形成基板１１０と振動板３０との距離を適宜設定し、吐出ヘッド１０１を作製すればよい。また、圧力室２０を区画している流路形成基板１１０により、圧力室２０及びノズル孔１２と連通する流路１２７が形成されている。
【０１０４】
圧力室２０は、ノズル孔１２に通ずるものであるが、ノズル孔１２に連通するものではなく、流路１２７を介してノズル孔１２と通ずるものである。ここで、圧力室２０とノズル孔１２に直接に連通する場合に比べて、吐出するインク組成物の量を精密に制御することが可能となる。また、インク組成物の流れが、流路１２７によりインク組成物の吐出する方向に整えられることにより、より吐出性が良好となる傾向にある。
【０１０５】
ただし、このような構造を有する吐出ヘッド１０１に対して、インク組成物が自己分散型顔料及び／又はポリマー分散型顔料を含む場合には、安定した連続印刷性が得られにくくなっている。これは、振動板３０の変位後に、流路１２７中でこれらの顔料の分散性が抑制されていることから発生するものと推察される。また、ところが、さらにインク組成部中の窒素含有量を特定範囲にすることにより、安定した連続印刷性が得られる。
【０１０６】
流路１２７は、ノズル孔１２及び圧力室２０と連通するものであり、流路２０から流路１２０へと、インクの流れる方向が直線をなしておらず、インク組成物の流れの方向を変更するものである。図３においては、流路１２７のインク組成物の流れの方向が、圧力室２０におけるインク組成物の流れの方向に対して、９０度変化しているものであるが、流の方向が変化するものであればよく、特にその角度は限定されない。また、インク組成物の流れの方向は、重力方向と一致することが、安定した連続印刷性の点から好ましい。このような流れの変化点では、インクの流速分布が生じ、低流速部分にインク中の気泡が停滞することで、抜けが発生する場合がある。これは、インク組成物が自己分散型顔料及び／又はポリマー分散型顔料を含む場合に多く、顔料粒子と顔料粒子の空隙に吸着した微小な気泡が、前記低流速部分で多く集まることで気泡同士が融合し、大きく成長することで、ドット抜けを誘発するものと考えられる。
【０１０７】
流路１２７の形状は、ノズル孔１２及び圧力室２０と連通するものであれば特に限定されないが、具体的には、インク組成物の流れ方向に垂直な面が正方形、長方形、円形であることが挙げられ、ヘッド製造上の観点から、正方形であることが好ましい。また、該垂直な面の面積は、１．０×１０-4μｍ2以上１．０×１０-7μｍ2以下であることが好ましく、１．０１０-5μｍ2以上１．０１０-7μｍ2以下であることがより好ましく、１．０×１０-5μｍ2以上１．０×１０-6μｍ2以下であることがさらに好ましい。面積が１．０×１０-4μｍ2以上であることにより、印字に必要なインク流量を確保することができる傾向にあり、１．０×１０-7μｍ2以下であることにより、流路を流れるインクの流速低下が抑制される傾向にある。さらに、流路１２７の長さは、１．０μｍ以上６００μｍ以下であることが好ましく、２．０μｍ以上４００μｍ以下であることがより好ましく、５．０μｍ以上３００μｍ以下であることがさらに好ましい。長さが１．０μｍ以上であることで、安定した連続吐出を可能とする傾向にあり、６００μｍ以下であることで、吐出するための最低限の圧力を与えることができる傾向にある。
【０１０８】
図３に示す吐出ヘッド１０１には、インク流路の一部を形成する部材としてコンプライアンスシート１４０が用いられている。コンプライアンスシート１４０は、可撓性の弾性膜である。コンプライアンスシート１４０は、弾性を有する膜であれば特に限定されないが、具体例としては、高分子膜、薄膜にした金属、ガラスファイバーから構成される膜、及びカーボンファイバーから構成される膜が挙げられる。高分子膜の材質として、具体的には、ポリイミド、ナイロン、ポリオレフィン、及びポリフェニレンスルファイトが挙げられる。また、金属として、具体的には、鉄、及びアルミニウムを含む材料が挙げられる。
【０１０９】
コンプライアンスシート１４０の厚さは、５０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがより好ましく、１．０μｍ以上１０μｍ以下であることがさらに好ましい。コンプライアンスシート１４０は、ポリフェニレンスルファイトで形成されることが好ましい。コンプライアンスシート１４０は、上記所定以上の厚さを有することで、インク組成物の吐出時に振動が大きくなることを抑制し、残留振動が発生することを抑制することができる。コンプライアンスシート１４０は、インク組成物の吐出又は流通のためのダンパーの機能を有する。また、コンプライアンスシート１４０は、インク組成物の体積が膨張した場合に、変形することによって吐出ヘッド１０１の破損を抑制する機能を有している。
【０１１０】
吐出ヘッド１０１は、いずれもカバー１５０を有している。かかるカバー１５０は、図示せぬ筐体とは別部材として構成されている。カバー１５０は、振動板３０に直接接して設けられ、圧電素子３２を収容する空間を形成し、圧電素子３２を当該空間に収納している。カバー１５０の材質は、上述の筐体１３０の材質と同様である。カバー１５０は、圧電素子３２を外部環境から隔てる機能を有し、カバー１５０によって形成される空間に不活性ガス等が封入されたり、当該空間が減圧されてもよい。これにより、圧電素子３２の圧電材料の劣化等を抑制することができる。
【実施例】
【０１１１】
以下、実施例及び比較例を挙げて本実施形態をより具体的に説明するが、本実施形態はその要旨を超えない限り、以下の実施例及び比較例によって何ら限定されるものではない。
【０１１２】
＜アルミニウム顔料分散液Ａの調製＞
まず、表面が平滑なポリエチレンテレフタレート製のフィルム（表面粗さＲａが０．０２μｍ以下）を用意した。
【０１１３】
次に、このフィルムの一方の面の全体にシリコーンオイルを塗布した。このシリコーンオイルやメタクリレートなどの剥離コート剤を塗布した面側に、蒸着法を用いてアルミニウムで構成された膜（以下、単に「アルミニウム膜」ともいう。）を形成した。
【０１１４】
次に、アルミニウム膜が形成されたフィルムを、ジエチレングリコールジエチルエーテル中に入れ、超音波を照射することにより、フィルムからアルミニウム膜を剥離・粉砕した。次に、これをホモジナイザーに投入し約８時間粉砕処理することにより、平板状のアルミニウム粒子（母粒子）の分散液を得た。この分散液中におけるアルミニウム粒子の濃度は１０質量％であった。
【０１１５】
次に、上記のようにして得られたアルミニウム粒子を含む分散液１００質量部に対して、ジエチレングリコールジエチルエーテルを１００質量部添加し、アルミニウム粒子の濃度を５質量％に調整後、アルミニウム粒子１００質量部に対してフッ素系ホスホン酸化合物としてのＣＦ3（ＣＦ2）5（ＣＨ2）2Ｏ（Ｐ）（ＯＨ）2を２０質量部加え、液温５５℃で、３時間超音波を照射しながら、アルミニウム粒子の表面処理を行い、アルミニウム粒子を５質量％含有する分散液を得た。
【０１１６】
分散液中におけるアルミニウム粒子を、レーザー回折散乱式粒度分布計  マイクロトラック  ＭＴ３０００（日機装株式会社）を用いて、「粒子透過性：反射」とした測定条件にて測定したところ、平均粒径は０．４５μｍ（４５０ｎｍ）であった。一方、アルミニウム粒子の厚さは以下の方法で透過型電子顕微鏡により測定した。分散液をシリコーン基板上に塗布し、その後１日間自然乾燥させた。次に、集積イオンビーム（ＦＩＢ）装置を用いてアルミニウム顔料の断面試料を作成し、透過型電子顕微鏡（ＦＥＩ社、Ｔｅｃｎａｉ  Ｇ２  Ｆ３０）により断面を観察することによって、厚さを測定した。３０サンプルを測定し、得られた測定値のうち上下３サンプルを除いた２４サンプルの算術平均を調べることにより、平均厚さを計測した。その結果、平均厚さは１４．６ｎｍであった。
【０１１７】
最後に、このアルミニウム粒子を含有する分散液にヘキシレングリコールと水との混合物を加えて、超音波で撹拌処理することにより、アルミニウム顔料Ａを含むアルミニウム顔料分散液Ａを得た。
【０１１８】
＜アルミニウム顔料分散液Ｂの調製＞
アルミニウム粒子の平均粒径と平均厚さを変更する以外はアルミニウム粒子分散液Ａの調製と同様の手順により、平均粒径０．６０μｍ（９００ｎｍ）、平均厚さ３０．５ｎｍであるアルミニウム顔料Ｂを含むアルミニウム顔料分散液Ｂを得た。
【０１１９】
＜アルミニウム顔料分散液Ｃの調製＞
アルミニウム粒子の平均粒径と平均厚さを変更する以外はアルミニウム粒子分散液Ａの調製と同様の手順により、平均粒径０．９５μｍ（９５０ｎｍ）、平均厚さ８２．５ｎｍであるアルミニウム顔料Ｂを含むアルミニウム顔料分散液Ｃを得た。
【０１２０】
＜アルミニウム顔料分散液Ｄの調製＞
フッ素系ホスホン酸化合物として、ＣＦ3（ＣＦ2）3（ＣＨ2）2Ｏ（Ｐ）（ＯＨ）2を用いてアルミニウム粒子の表面処理を行う以外はアルミニウム顔料分散液Ａの調製と同様の手順により、アルミニウム粒子の平均粒径０．４５μｍ（４５０ｎｍ）、平均厚さ１４．６ｎｍであるアルミニウム顔料Ｄを含むアルミニウム顔料分散液Ｄを得た。
【０１２１】
［溶剤系インク組成物の調製］
各材料を下記の表１に示す組成で混合し、十分に撹拌し、各組成物を得た。なお、下記の表１中、数値の単位は質量％であり、合計は１００．０質量％である。
【０１２２】
表１の実施例及び比較例において用いた溶剤系インク組成物用の主な材料は、以下の通りである。
〔ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸化合物〕
プライサーフＡ２１２Ｃ（ポリ（１０）オキシエチレントリデシルエーテルリン酸、エーテル鎖の炭素数：１３、第一工業製薬社製の商品名）
プライサーフＭ２０８Ｆ（ポリ（１０）オキシエチレントリデシルエーテルリン酸アミン、エーテル鎖の炭素数：８、第一工業製薬社製の商品名）
プライサーフＡ２０８Ｆ（ポリ（１０）オキシエチレントリデシルエーテルリン酸、エーテル鎖の炭素数：８、第一工業製薬社製の商品名）
プライサーフＡ２１９Ｂ（ポリ（１０）オキシエチレントリデシルエーテルリン酸、エーテル鎖の炭素数：１２、第一工業製薬社製の商品名）
ＮＩＫＫＯＬ  ＤＤＰ−２（ポリ（２）オキシエチレンアルキルエーテルリン酸、エーテル鎖の炭素数：１２−１５、日光ケミカルズ社製の商品名）
ＮＩＫＫＯＬ  ＤＤＰ−１０（ポリ（１０）オキシエチレンアルキルエーテルリン酸、エーテル鎖の炭素数：１２−１５、日光ケミカルズ社製の商品名）
ＮＩＫＫＯＬ  ＤＬＰ−１０（ポリ（１０）オキシエチレンラウリルエーテルリン酸ナトリウム、エーテル鎖の炭素数：１２、日光ケミカルズ社製の商品名）
ＮＩＫＫＯＬ  ＤＯＰ−８ＮＶ（ポリ（８）オキシエチレンオレイルエーテルリン酸ナトリウム、エーテル鎖の炭素数：１８、日光ケミカルズ社製の商品名）
ＮＩＫＫＯＬ  ＴＬＰ−４ （ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸ナトリウム、日光ケミカルズ社製の商品名）
シラノール変性シリコーン（両末端シラノールジメチルシリコーンオイル、信越シリコーン社製、商品名「Ｘ−２１−５８４１」）
〔有機溶剤〕
ジエチレングリコールジエチルエーテル（日本乳化剤社製）
ジエチレングリコールメチルエチルエーテル（日本乳化剤社製）
トリエチレングリコールモノブチルエーテル（日本乳化剤社製）
γ−ブチロラクトン（三菱化学社製）
ジメチルイミダゾリジノン（三井化学社製）
２−ピロリドン（三菱化学社製）
【０１２３】
（吐出安定性）
チャンバー（サーマルチャンバー）内に設置した液滴吐出装置および上記各実施例および比較例の組成物を用意し、ピエゾ素子の駆動波形を最適化した状態で、２５℃、５０％ＲＨの環境下で、各記録物製造用組成物について、ノズル穴のサイズが直径２２μｍの液滴吐出ヘッドの全ノズルから、ピエゾ素子の振動数（周波数）を変化させつつ、液滴吐出を行った。各周波数での液滴吐出時間は１分間とした。１分間の吐出後時点で未吐出のノズル数が全ノズル数の０．５％未満であり、かつ遅延や吐出曲がり等の異常を示すノズル数が全ノズル数の５％未満の周波数までを実使用可能な最高周波数として、実使用可能な周波数範囲を以下の４段階の基準に従い、吐出安定性を評価した。この値が大きいほど周波数特性に優れていると言える。評価結果を表１に示す。
Ａ：１５ｋＨｚ以上。
Ｂ：１１ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ未満。
Ｃ：５ｋＨｚ以上１１ｋＨｚ未満。
Ｄ：３ｋＨｚ以上５ｋＨｚ未満。
Ｅ：３ｋＨｚ未満
【０１２４】
（光沢性）
得られた各組成物を、＃６のバーコーターで基材（塩化ビニルシートＴＪ５８２９Ｒ（ＭＡＣＴＡＣ社））に塗布し、５０℃で２分間乾燥し、室温下で２４時間放置し、ＨＯＲＩＢＡ社製の光沢度計を用いて６０°の光沢度を測定した。その結果及び下記の評価基準に基づいて光沢性を評価した。評価結果を表１に示す。
Ａ：３００以上
Ｂ：２５０以上３００未満
Ｃ：１５０以上２５０未満
Ｄ：１５０未満
（外観）
上記各実施例および比較例の組成物を、インクジェットプリンタ（セイコーエプソン株式会社製、型式「ＳＣ−Ｓ７０６５０」）に充填し、インクジェットヘッドから吐出し、被記録媒体である塩化ビニルシートＴＪ５８２９Ｒ（ＭＡＣＴＡＣ社）にベタパターンを連続して３０秒間形成し続けた（Ｓドット、７２０×７２０ｄｐｉ）。印刷後、５０℃のホットプレート上で２０分間乾燥させ、得られたベタパターンを、下記評価基準に基づいた、それぞれの限度サンプルと目視観察により比較して、得られたベタパターンの外観を評価した。評価結果を表１に示す。
Ａ：優れた光沢感を有し、極めて優れた外観を有している。
Ｂ：光沢感を有し、優れた外観を有している。
Ｃ：光沢感を有し、良好な外観を有している。
Ｄ：光沢感に劣り、外観がやや不良。
Ｅ：光沢感に劣り、外観が不良。
【０１２５】
【表１】
2018111767.tif 000006
【０１２６】
表１に示す実施例及び比較例の対比により、本発明に係る溶剤系インク組成物によれば、優れた吐出安定性が得られ、さらに、光沢性に優れた塗膜が得られることが分かった。
【符号の説明】
【０１２７】
１０…ノズルプレート、１２…ノズル孔、２０…圧力室、３０…振動板、３２…圧電素子、３４…圧電アクチュエーター、４０…インク供給室、１００，１０１…吐出ヘッド、１１０…流路形成基板、１２０…圧力室基板、１２６…供給口、１２７…流路、１２８…貫通孔、１３０…筐体、１４０…コンプライアンスシート、１５０…カバー、２００…インクジェット記録装置、２１０…駆動部、２２０…装置本体、２２１…トレイ、２２２…排出口、２３０…ヘッドユニット、２３１…インクカートリッジ、２３２…キャリッジ、２４１…キャリッジモーター、２４２…往復動機構、２４３…タイミングベルト、２４４…キャリッジガイド軸、２５０…給紙部、２５１…給紙モーター、２５２…給紙ローラー、２５２ａ…従動ローラー、２５２ｂ…駆動ローラー、２６０…制御部、２７０…操作パネル
【図１】
2018111767.tif 000007
【図２】
2018111767.tif 000008
【図３】
2018111767.tif 000009