JP2021130778A - Coating material for metal, metal substrate for printing obtained therefrom and manufacturing method therefor, and coated metal material - Google Patents

Coating material for metal, metal substrate for printing obtained therefrom and manufacturing method therefor, and coated metal material Download PDF

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Abstract

To provide a coating material for metal for forming a layer to which a cured material of a metal substrate and active ray energy ray curable composition are robustly bonded, a metal substrate for printing formed using the same and its manufacturing method, and a coated metal material.SOLUTION: The coating material for metal comprises a polyester resin having a number average molecular weight of 4000 to 12000 and a melamine resin. The polyester resin comprises an alcohol structural unit derived from polyvalent alcohol and a carboxylic acid structural unit derived from a polyvalent carboxylic acid, in which a ratio of an amount of the structural units derived from alcohol of trivalent or larger with respect to a total amount of the alcohol structural unit and the carboxylic acid structural unit is 20 mol% or smaller.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、金属用塗料、これから得られる被印刷用金属基材およびその製造方法、ならびに塗装金属材に関する。 The present invention relates to a metal coating material, a metal base material to be printed and a method for producing the same, and a coated metal material.

近年、意匠性の高い塗装金属材が求められており、金属基材上に様々な色の塗膜を形成したり、金属基材表面に細かな模様を付したりすることが求められている。そこで、金属基材上に、活性エネルギー線硬化型組成物を塗布することが検討されている。 In recent years, there has been a demand for a coated metal material having a high design property, and it is required to form a coating film of various colors on a metal base material and to give a fine pattern on the surface of the metal base material. .. Therefore, it has been studied to apply an active energy ray-curable composition on a metal substrate.

活性エネルギー線硬化型組成物は、活性エネルギー線の照射によって硬化する。そのため、溶剤吸収性を有さない基材上にも画像形成が可能である。しかしながら、活性エネルギー線硬化型組成物は、硬化の際の収縮が比較的大きい。そのため、活性エネルギー線硬化型組成物の硬化物であるインク層が、各種基材から剥離しやすい、という課題があった。 The active energy ray-curable composition is cured by irradiation with active energy rays. Therefore, it is possible to form an image on a base material that does not have solvent absorption. However, the active energy ray-curable composition has a relatively large shrinkage during curing. Therefore, there is a problem that the ink layer, which is a cured product of the active energy ray-curable composition, is easily peeled off from various substrates.

このような課題に対し、インク層の基材に対する密着性を高める方法がいくつか提案されている。例えば、特許文献1には、基材上に活性エネルギー線硬化型組成物を塗布し、活性エネルギー線を照射した後、さらにヒーターで加熱する方法が記載されている。当該方法によれば、インク層の硬化性が高まることで、インク層と基材との密着性が高まる、と考えられる。また、特許文献2には、予備加熱した基材上に活性エネルギー線硬化型組成物を塗布する方法が記載されている。当該方法によれば、活性エネルギー線硬化型組成物を基材上に十分に濡れ広がらせることができ、インク層と基材との密着性が高まると考えられる。 To solve such problems, some methods for improving the adhesion of the ink layer to the substrate have been proposed. For example, Patent Document 1 describes a method in which an active energy ray-curable composition is applied onto a substrate, irradiated with active energy rays, and then further heated by a heater. According to this method, it is considered that the adhesion between the ink layer and the base material is enhanced by increasing the curability of the ink layer. Further, Patent Document 2 describes a method of applying an active energy ray-curable composition on a preheated substrate. According to this method, it is considered that the active energy ray-curable composition can be sufficiently wetted and spread on the base material, and the adhesion between the ink layer and the base material is enhanced.

さらに、樹脂フィルム上に活性エネルギー線硬化型組成物を塗布する前に、樹脂フィルムをコロナ放電処理し、樹脂フィルムとインク層との密着性を高めることが、特許文献3および特許文献4に記載されている。 Further, it is described in Patent Documents 3 and 4 that the resin film is subjected to a corona discharge treatment before the active energy ray-curable composition is applied onto the resin film to improve the adhesion between the resin film and the ink layer. Has been done.

特開2001−009367号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-09367 特開2008−087242号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-0872242 国際公開第2018/163941号International Publication No. 2018/163941 特開平9-300477号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-300747

しかしながら、金属基材上に活性エネルギー線硬化型組成物を塗布する場合、上記特許文献1〜4のいずれの方法を行ったとしても、金属基材とインク層との密着性を十分に高めることは難しかった。また特に、活性エネルギー線硬化型組成物の塗布厚みを厚くすると、硬化時に生じる硬化収縮量が大きくなり、インク層がさらに剥離しやすかった。 However, when the active energy ray-curable composition is applied onto the metal base material, the adhesion between the metal base material and the ink layer is sufficiently enhanced regardless of any of the methods of Patent Documents 1 to 4. Was difficult. Further, in particular, when the coating thickness of the active energy ray-curable composition is increased, the amount of curing shrinkage generated during curing increases, and the ink layer is more easily peeled off.

そこで本発明は、金属基材および活性光線エネルギー線硬化型組成物の硬化物を強固に密着させる層を形成するための金属用塗料、これを用いて形成される被印刷用金属基材およびその製造方法、ならびに塗装金属材の提供を目的とする。 Therefore, the present invention relates to a metal coating material for forming a layer for firmly adhering a metal base material and a cured product of an active ray energy ray-curable composition, a metal base material to be printed formed by using the metal base material, and a metal base material to be printed. The purpose is to provide a manufacturing method and a coated metal material.

本発明は、以下の金属用塗料を提供する。
数平均分子量が4000〜12000であるポリエステル樹脂と、メラミン樹脂と、を含む金属用塗料であって、前記ポリエステル樹脂は、多価アルコール由来のアルコール構造単位と、多価カルボン酸由来のカルボン酸構造単位と、を含み、前記アルコール構造単位および前記カルボン酸構造単位の合計量に対する、3価以上のアルコール由来の構造単位の量の割合が20モル%以下である、金属用塗料。
The present invention provides the following metallic paints.
A metal coating material containing a polyester resin having a number average molecular weight of 4000 to 12000 and a melamine resin, wherein the polyester resin has an alcohol structural unit derived from a polyhydric alcohol and a carboxylic acid structure derived from a polyvalent carboxylic acid. A metal coating material comprising a unit and, wherein the ratio of the amount of the structural unit derived from a trihydric or higher alcohol to the total amount of the alcohol structural unit and the carboxylic acid structural unit is 20 mol% or less.

本発明は、以下の被印刷用金属基材を提供する。
金属基材と、前記金属基材上に配置された、上記金属用塗料の硬化物である被印刷層と、を有する、被印刷用金属基材。
The present invention provides the following metal substrates for printing.
A metal base material to be printed, which comprises a metal base material and a layer to be printed, which is a cured product of the paint for metal, which is arranged on the metal base material.

本発明は、以下の塗装金属材を提供する。
上記被印刷用金属基材と、前記被印刷層上に配置された、活性エネルギー線硬化型組成物の硬化物である、インク層と、を有する、塗装金属材。
The present invention provides the following coated metal materials.
A coated metal material having the metal substrate for printing and an ink layer which is a cured product of an active energy ray-curable composition arranged on the layer to be printed.

本発明は、以下の被印刷用金属基材の製造方法を提供する。
金属基材上に、上記金属用塗料を塗布し、被印刷層を形成する工程と、前記被印刷層にフレーム処理またはコロナ放電処理を行う工程と、を含む、被印刷用金属基材の製造方法。
The present invention provides the following method for producing a metal substrate for printing.
Production of a metal substrate to be printed, which comprises a step of applying the above-mentioned metal paint on a metal substrate to form a layer to be printed, and a step of performing a frame treatment or a corona discharge treatment on the layer to be printed. Method.

本発明の金属用塗料によれば、金属基材上に、インク層との密着性が高い被印刷層を形成可能である。したがって、各種金属基材上に、活性エネルギー線硬化型組成物を用いて、意匠性の高い、種々の層を形成することが可能である。 According to the metal coating material of the present invention, a layer to be printed having high adhesion to an ink layer can be formed on a metal base material. Therefore, it is possible to form various layers with high designability on various metal substrates by using the active energy ray-curable composition.

1.金属用塗料およびこれを用いた被印刷用金属基材
上述のように、金属基材上に活性エネルギー線硬化型組成物を塗布し、金属基材の意匠性を高めることが従来検討されている。しかしながら、活性エネルギー線硬化型組成物の硬化物であるインク層の密着性を高めることは難しく、特にインク層の厚みが厚くなるとこれらの界面で剥離が生じやすかった。その理由としては、活性エネルギー線硬化型組成物が硬化する際の収縮が大きく、硬化後のインク層内に残留応力が生じたり、硬化時に金属基材とインク層との界面で応力が発生したりするため、インク層の剥離が生じる、と考えられる。
1. 1. Paints for metals and metal base materials for printing using the same As described above, it has been conventionally studied to apply an active energy ray-curable composition on a metal base material to enhance the design of the metal base material. .. However, it is difficult to improve the adhesion of the ink layer which is a cured product of the active energy ray-curable composition, and especially when the thickness of the ink layer is increased, peeling is likely to occur at these interfaces. The reason is that the active energy ray-curable composition shrinks greatly when it is cured, and residual stress is generated in the ink layer after curing, or stress is generated at the interface between the metal base material and the ink layer during curing. Therefore, it is considered that the ink layer is peeled off.

これに対し、本発明の金属用塗料を金属基材上に塗布し、被印刷層を形成してから、活性エネルギー線硬化型組成物を塗布してインク層を形成すると、インク層の密着性が非常に高まりやすいことが明らかとなった。本発明の金属用塗料は、数平均分子量が4000〜12000であるポリエステル樹脂と、メラミン樹脂と、を含む。そして、上記ポリエステル樹脂中の、多価アルコール由来のアルコール構造単位と、多価カルボン酸由来のカルボン酸構造単位との合計量に対する、3価以上のアルコール由来の構造単位の量の割合が20モル%以下である。そのため、金属基材上に金属用塗料を塗布して被印刷層を形成した際に、架橋密度が過度に高まらず、比較的柔軟な被印刷層が形成される。そして、このような被印刷層上に活性エネルギー線硬化型組成物を塗布すると、当該活性エネルギー線硬化型組成物が硬化の際に収縮したとしても、被印刷層が応力を緩和することが可能である。つまり、インク層内に残留する応力が低減される。また被印刷層が比較的柔軟であることから、活性エネルギー線硬化型組成物の硬化収縮に合わせて、被印刷層が追従して変形可能である。したがって、被印刷層とインク層との間に応力が働き難く、これらの密着性を高められる。 On the other hand, when the metal coating material of the present invention is applied onto a metal substrate to form a layer to be printed, and then an active energy ray-curable composition is applied to form an ink layer, the adhesion of the ink layer is formed. It became clear that it was very easy to increase. The metal coating material of the present invention includes a polyester resin having a number average molecular weight of 4000 to 12000 and a melamine resin. Then, the ratio of the amount of trihydric or higher alcohol-derived structural units to the total amount of the polyhydric alcohol-derived alcohol structural units and the polyvalent carboxylic acid-derived carboxylic acid structural units in the polyester resin is 20 mol. % Or less. Therefore, when the metal paint is applied onto the metal base material to form the print layer, the crosslink density does not become excessively high, and a relatively flexible print layer is formed. Then, when the active energy ray-curable composition is applied onto such a layer to be printed, the layer to be printed can relieve stress even if the active energy ray-curable composition shrinks during curing. Is. That is, the stress remaining in the ink layer is reduced. Further, since the layer to be printed is relatively flexible, the layer to be printed can be deformed following the curing shrinkage of the active energy ray-curable composition. Therefore, it is difficult for stress to act between the printing layer and the ink layer, and the adhesion between them can be enhanced.

また、金属基材上に被印刷層を形成後、被印刷層を全て覆うようにインク層を形成してもよいが、一般的には、被印刷層上にインク層が形成されない領域も生じる。そのため、被印刷層には、耐侯性等が高いことも求められる。ここで、当該金属用塗料から得られる被印刷層の耐候性は、金属用塗料中のポリエステル樹脂の数平均分子量が低く、被印刷層の架橋密度が高くなるほど向上する。ただし、被印刷層の架橋密度が高まると、上述のように、被印刷上に形成されるインク層の密着性が低くなる。そして特に、金属用塗料中のポリエステル樹脂の数平均分子量が4000未満であると、得られる被印刷層において、ポリエステル樹脂およびメラミン樹脂の架橋密度が過度に高くなってしまい、上述の十分なインク密着性を得ることができなくなることが見出された。一方、ポリエステル樹脂の数平均分子量が15000を超えると架橋密度が低くなるため、インク層の密着性が高い被印刷層が得られるものの、十分な塗膜耐候性が得られ難いことも明らかとなった。 Further, after forming the print layer on the metal base material, the ink layer may be formed so as to cover the entire print layer, but in general, there is a region where the ink layer is not formed on the print layer. .. Therefore, the layer to be printed is also required to have high weather resistance and the like. Here, the weather resistance of the layer to be printed obtained from the paint for metal is improved as the number average molecular weight of the polyester resin in the paint for metal is low and the crosslink density of the layer to be printed is high. However, as the crosslink density of the layer to be printed increases, the adhesion of the ink layer formed on the layer to be printed decreases, as described above. In particular, when the number average molecular weight of the polyester resin in the metal coating material is less than 4000, the crosslink density of the polyester resin and the melamine resin becomes excessively high in the obtained layer to be printed, and the above-mentioned sufficient ink adhesion is achieved. It was found that sex could not be obtained. On the other hand, when the number average molecular weight of the polyester resin exceeds 15,000, the crosslink density becomes low, so that a layer to be printed having high adhesion of the ink layer can be obtained, but it is also clear that it is difficult to obtain sufficient weather resistance of the coating film. rice field.

そこで、ポリエステル樹脂の数平均分子量を4000〜12000にし、かつポリエステル樹脂中の多価アルコール由来の構造単位の割合を20モル%以下にすることにより、得られる被印刷層の架橋密度が調整され、屋外でも使用可能な耐候性とインク密着性とが両立した被印刷層が得られる。 Therefore, by setting the number average molecular weight of the polyester resin to 4000 to 12000 and the ratio of structural units derived from polyhydric alcohol in the polyester resin to 20 mol% or less, the crosslink density of the obtained layer to be printed is adjusted. A layer to be printed having both weather resistance and ink adhesion that can be used outdoors can be obtained.

なお、当該金属用塗料は、プレコート金属板を作製するために使用してもよく、ポストコート金属板を作製するために使用してもよい。 The metal paint may be used for producing a pre-coated metal plate, or may be used for producing a post-coated metal plate.

以下、金属用塗料について説明し、その後、当該金属用塗料を用いて形成される被印刷用金属基材について説明する。 Hereinafter, the metal coating material will be described, and then the metal base material to be printed formed by using the metal coating material will be described.

(金属用塗料)
本発明の金属用塗料は、特定の構造および分子量を有するポリエステル樹脂と、メラミン樹脂と、を含んでいればよく、必要に応じて触媒やアミン、体質顔料や着色顔料等、他の成分を含んでいてもよい。
(Metal paint)
The metal coating material of the present invention may contain a polyester resin having a specific structure and molecular weight and a melamine resin, and if necessary, contains other components such as a catalyst, an amine, an extender pigment, and a coloring pigment. You may be.

ポリエステル樹脂は、分子鎖中に複数のエステル構造を有する樹脂であり、多価カルボン酸由来のカルボン酸構造単位と、多価アルコール由来のアルコール構造単位と、を含む樹脂である。当該ポリエステル樹脂は、通常、多価カルボン酸と多価アルコールとを重合させて調製できる。 The polyester resin is a resin having a plurality of ester structures in the molecular chain, and is a resin containing a carboxylic acid structural unit derived from a polyvalent carboxylic acid and an alcohol structural unit derived from a polyhydric alcohol. The polyester resin can usually be prepared by polymerizing a polyvalent carboxylic acid and a polyhydric alcohol.

ここで、多価カルボン酸の例には、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸類およびこれらの無水物;コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸類およびこれらの無水物;γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン類;トリメリット酸、トリメジン酸、ピロメリット酸等の3価以上の多価カルボン酸類;等が含まれる。ポリエステル樹脂は、上記多価カルボン酸由来のカルボン酸構造単位を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。ポリエステル樹脂中の、多価アルコール由来のアルコール構造単位と、多価カルボン酸由来のカルボン酸構造単位との合計量に対する、3価以上の多価カルボン酸由来の構造単位の量の割合は、塗膜の架橋密度が過度に高まらないようにするために、好ましくは5モル%以下であり、さらに好ましくは2モル%以下である。 Here, examples of polyvalent carboxylic acids include aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, and anhydrides thereof; succinic acid. , Adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and anhydrides thereof; lactones such as γ-butyrolactone and ε-caprolactone; trimellitic acid, trimedin. Trivalent or higher valent carboxylic acids such as acids and pyromellitic acids; etc. are included. The polyester resin may contain only one type of carboxylic acid structural unit derived from the polyvalent carboxylic acid, or may contain two or more types. The ratio of the amount of trivalent or higher polyvalent carboxylic acid-derived structural units to the total amount of polyhydric alcohol-derived alcohol structural units and polyvalent carboxylic acid-derived carboxylic acid structural units in the polyester resin is applied. In order to prevent the cross-linking density of the film from becoming excessively high, it is preferably 5 mol% or less, more preferably 2 mol% or less.

一方、多価アルコールの例には、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,3−ペンタンジオール、1,4−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−ドデカンジオール、1,2−オクタデカンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールAアルキレンオキシド付加物、ビスフェノールSアルキレンオキシド付加物等のグリコール類;トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の3価以上の多価アルコール類等が含まれる。ポリエステル樹脂は、上記多価アルコール由来のアルコール構造単位を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。 On the other hand, examples of polyhydric alcohols include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1, 2-Pentanediol, 1,4-Pentanediol, 1,5-Pentanediol, 2,3-Pentanediol, 1,4-Hexanediol, 2,5-Hexanediol, 1,5-Hexanediol, 1,6 -Hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-dodecanediol, 1,2-octadecanediol, neopentyl glycol, Glycols such as 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, bisphenol A alkylene oxide adduct, bisphenol S alkylene oxide adduct; trihydric or higher polyhydric alcohols such as trimethylpropane, glycerin, pentaerythritol, etc. Kind etc. are included. The polyester resin may contain only one type of alcohol structural unit derived from the polyhydric alcohol, or may contain two or more types.

ただし、金属用塗料が含むポリエステル樹脂中のカルボン酸構造単位およびアルコール構造単位の総量に対する、3価以上のアルコール由来の構造単位の割合は、20モル%以下である。当該3価以上のアルコール由来の構造単位の割合は、より好ましくは15モル%以下であり、さらに好ましくは10モル%以下である。3価以上のアルコール由来の構造単位の量が20モル%超になると、ポリエステル樹脂が後述のメラミン樹脂と架橋する際に、3次元架橋構造が多くなる。その結果、得られる被印刷層が硬くなりやすく、インク層との密着性が低くなりやすい。なお、ポリエステル樹脂が3価以上のアルコール由来の構造単位を含む場合、トリメチロールプロパン由来の構造単位を含むことが好ましい。ポリエステル樹脂がトリメチロールプロパン由来のアルコール構造単位を含むと、塗膜の架橋密度がより安定するため、インク層との密着性が得られやすくなる。 However, the ratio of the trivalent or higher alcohol-derived structural unit to the total amount of the carboxylic acid structural unit and the alcohol structural unit in the polyester resin contained in the metal coating material is 20 mol% or less. The proportion of the trihydric or higher alcohol-derived structural unit is more preferably 15 mol% or less, still more preferably 10 mol% or less. When the amount of the trivalent or higher alcohol-derived structural unit exceeds 20 mol%, the three-dimensional crosslinked structure increases when the polyester resin is crosslinked with the melamine resin described later. As a result, the obtained layer to be printed tends to be hard, and the adhesion to the ink layer tends to be low. When the polyester resin contains a structural unit derived from a trihydric or higher alcohol, it preferably contains a structural unit derived from trimethylolpropane. When the polyester resin contains an alcohol structural unit derived from trimethylolpropane, the crosslink density of the coating film becomes more stable, so that adhesion to the ink layer can be easily obtained.

また、上記ポリエステル樹脂の数平均分子量は4000〜12000であり、より好ましくは5000〜11000である。ポリエステル樹脂の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で特定されるスチレン換算値である。ポリエステル樹脂の数平均分子量が4000以上であると、得られる被印刷層の強度が高まりやすく、被印刷層の耐侯性や加工性が良好になりやすい。一方、ポリエステル樹脂の数平均分子量が12000以下であると、被印刷層とインク層との密着性が良好になりやすい。 The number average molecular weight of the polyester resin is 4000 to 12000, more preferably 5000 to 11000. The number average molecular weight of the polyester resin is a styrene equivalent value specified by gel permeation chromatography (GPC). When the number average molecular weight of the polyester resin is 4000 or more, the strength of the obtained layer to be printed tends to increase, and the weather resistance and processability of the layer to be printed tend to be improved. On the other hand, when the number average molecular weight of the polyester resin is 12000 or less, the adhesion between the printing layer and the ink layer tends to be good.

また、ポリエステル樹脂の水酸基価は、5〜100mgKOH/gが好ましく、10〜70mgKOH/gがより好ましい。水酸基価は、0.5mol/L KOHアルコール溶液を用いてJIS K0070で規定された電位差滴定法により特定される。ポリエステル樹脂の水酸基価が当該範囲であると、金属基材表面のOH基とポリエステル樹脂(被印刷層)中のOH基とが水素結合等しやすくなり、金属基材と被印刷層との密着性が高まる。また同様に、ポリエステル樹脂(被印刷層)中のOH基が、インク層中の親水基とも水素結合しやすくなり、これらの密着性がさらに高まる。 The hydroxyl value of the polyester resin is preferably 5 to 100 mgKOH / g, more preferably 10 to 70 mgKOH / g. The hydroxyl value is specified by the potentiometric titration method specified by JIS K0070 using a 0.5 mol / L KOH alcohol solution. When the hydroxyl value of the polyester resin is within the above range, the OH groups on the surface of the metal base material and the OH groups in the polyester resin (printed layer) are likely to form hydrogen bonds, and the metal base material and the printed layer are in close contact with each other. Increases sex. Similarly, the OH groups in the polyester resin (printed layer) are likely to hydrogen bond with the hydrophilic groups in the ink layer, and their adhesion is further enhanced.

また、ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、0〜100℃が好ましく、20〜70℃がより好ましい。ポリエステル樹脂のガラス転移温度が上記範囲であると、得られる被印刷層の加工性が良好になる。 The glass transition temperature of the polyester resin is preferably 0 to 100 ° C, more preferably 20 to 70 ° C. When the glass transition temperature of the polyester resin is in the above range, the processability of the obtained layer to be printed becomes good.

一方、金属用塗料が含むメラミン樹脂は特に制限されないが、メチロールメラミンメチルエーテル等のメチル化メラミン樹脂;メチロールメラミンブチルエーテル等のブチル化メラミン樹脂;メチルとn−ブチルとの混合エーテル化メラミン樹脂等が含まれる。金属用塗料は、メラミン樹脂を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。上記の中でも、メチル化メラミン樹脂、ブチル化メラミン樹脂、およびこれらの組合せが好ましく、特にメチル化メラミン樹脂が好ましい。ブチル化メラミン樹脂を過剰に添加すると塗膜表層の架橋密度が過度になることがある。 On the other hand, the melamine resin contained in the metal coating material is not particularly limited, but methylated melamine resin such as methylol melamine methyl ether; butylated melamine resin such as methylol melamine butyl ether; mixed etherified melamine resin of methyl and n-butyl, etc. included. The metal coating material may contain only one type of melamine resin, or may contain two or more types of melamine resin. Among the above, a methylated melamine resin, a butylated melamine resin, and a combination thereof are preferable, and a methylated melamine resin is particularly preferable. Excessive addition of the butylated melamine resin may result in an excessive crosslink density on the surface layer of the coating film.

金属用塗料が含むポリエステル樹脂およびメラミン樹脂の比(質量比)は、90:10〜60:40が好ましく、85:15〜65:35程度がより好ましい。ポリエステル樹脂およびメラミン樹脂の質量比が当該範囲であると、耐候性や耐衝撃性に優れた被印刷層が得られる。 The ratio (mass ratio) of the polyester resin and the melamine resin contained in the metal coating material is preferably 90: 10 to 60:40, more preferably about 85: 15 to 65:35. When the mass ratio of the polyester resin and the melamine resin is in the above range, a layer to be printed having excellent weather resistance and impact resistance can be obtained.

金属用塗料の固形分100質量部に対する、ポリエステル樹脂およびメラミン樹脂の合計量は、30〜80質量部が好ましく、50〜70質量部がより好ましい。ポリエステル樹脂およびメラミン樹脂の合計量が当該範囲であると、金属用塗料から得られる被印刷層の強度が十分に高まりやすい。さらに、被印刷層とインク層との密着性が良好になりやすい。 The total amount of the polyester resin and the melamine resin with respect to 100 parts by mass of the solid content of the metal coating material is preferably 30 to 80 parts by mass, more preferably 50 to 70 parts by mass. When the total amount of the polyester resin and the melamine resin is within the above range, the strength of the layer to be printed obtained from the metal coating material tends to be sufficiently increased. Further, the adhesion between the printing layer and the ink layer tends to be good.

金属用塗料は、触媒をさらに含んでいてもよい。触媒の例には、ドデシルベンゼンスルフォン酸、パラトルエンスルフォン酸、ベンゼンスルフォン酸等が含まれる。触媒の使用量は、金属用塗料の固形分総量に対して0.1〜8質量%が好ましい。 The metallic paint may further contain a catalyst. Examples of catalysts include dodecylbenzene sulphonic acid, paratoluene sulphonic acid, benzenesulphonic acid and the like. The amount of the catalyst used is preferably 0.1 to 8% by mass with respect to the total solid content of the metal coating material.

さらに、金属用塗料はアミンをさらに含んでいてもよい。アミンは、触媒反応を中和するための化合物であり、その例には、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、モノエタノールアミン、イソプロパノールアミン等が含まれる。アミンの使用量は、特に限定されないが、酸(触媒)当量の50モル%以上が好ましい。 In addition, the metallic paint may further contain amines. Amine is a compound for neutralizing a catalytic reaction, and examples thereof include triethylamine, dimethylethanolamine, dimethylaminoethanol, monoethanolamine, isopropanolamine and the like. The amount of amine used is not particularly limited, but is preferably 50 mol% or more of the acid (catalyst) equivalent.

また、金属用塗料は、体質顔料(ビーズを含む)や着色顔料等をさらに含んでいてもよい。体質顔料の例には、シリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、タルク、マイカ、樹脂ビーズ、ガラスビーズ等が含まれる。樹脂ビーズの例には、アクリル樹脂ビーズ、ポリアクリロニトリルビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリプロピレンビーズ、ポリエステルビーズ、ウレタン樹脂ビーズ、エポキシ樹脂ビーズ等が含まれる。 Further, the metal coating material may further contain an extender pigment (including beads), a coloring pigment and the like. Examples of extender pigments include silica, calcium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, talc, mica, resin beads, glass beads and the like. Examples of resin beads include acrylic resin beads, polyacrylonitrile beads, polyethylene beads, polypropylene beads, polyester beads, urethane resin beads, epoxy resin beads and the like.

これらの樹脂ビーズは、公知の方法を用いて製造したものでもよいし、市販品を利用してもよい。市販のアクリル樹脂ビーズの例には、東洋紡株式会社の「タフチック AR650S(平均粒径18μm)」、「タフチック AR650M(平均粒径30μm)」、「タフチック AR650MX(平均粒径40μm)」、「タフチック AR650MZ(平均粒径60μm)」、「タフチック AR650ML(平均粒径80μm)」、「タフチック AR650L(平均粒径100μm)」および「タフチック AR650LL(平均粒径150μm)」が含まれる。また、市販のポリアクリロニトリルビーズの例には、東洋紡株式会社の「タフチック A−20(平均粒径24μm)」、「タフチック YK−30(平均粒径33μm)」、「タフチック YK−50(平均粒径50μm)」および「タフチック YK−80(平均粒径80μm)」が含まれる。金属用塗料は、これらを1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。 These resin beads may be manufactured by a known method, or a commercially available product may be used. Examples of commercially available acrylic resin beads include "Tuftic AR650S (average particle size 18 μm)", "Tuftic AR650M (average particle size 30 μm)", "Tuftic AR650MX (average particle size 40 μm)", and "Tuftic AR650MZ". (Average particle size 60 μm) ”,“ Toughtic AR650ML (average particle size 80 μm) ”,“ Toughtic AR650L (average particle size 100 μm) ”and“ Toughtic AR650LL (average particle size 150 μm) ”are included. Examples of commercially available polyacrylonitrile beads include Toyobo Co., Ltd.'s "Tuftic A-20 (average particle size 24 μm)", "Tuftic YK-30 (average particle size 33 μm)", and "Tuftic YK-50 (average grain size)". Diameter 50 μm) ”and“ Toughtic YK-80 (average particle size 80 μm) ”are included. The metal paint may contain only one kind of these, or may contain two or more kinds of these.

一方、着色顔料の例には、カーボンブラック、酸化チタン、酸化鉄、黄色酸化鉄、フタロシアニンブルー、コバルトブルー等が含まれる。顔料の量は、顔料の種類、粒径等に応じて適宜選択される。金属用塗料は、これらを1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。 On the other hand, examples of colored pigments include carbon black, titanium oxide, iron oxide, yellow iron oxide, phthalocyanine blue, cobalt blue and the like. The amount of the pigment is appropriately selected according to the type of pigment, the particle size and the like. The metal paint may contain only one kind of these, or may contain two or more kinds of these.

金属用塗料は、必要に応じて溶媒をさらに含んでいてもよい。溶媒は、上記ポリエステル樹脂やメラミン樹脂を十分に溶解させたり、上記体質顔料や着色顔料等を均一に分散させたりすることが可能であれば特に制限されない。溶媒の例には、トルエン、キシレン、Solvesso(登録商標)100(商品名、エクソンモービル社製)、Solvesso(登録商標)150(商品名、エクソンモービル社製)、Solvesso(登録商標)200(商品名、エクソンモービル社製)等の炭化水素系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤;メタノール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール等のアルコール系溶剤;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等のエーテルアルコール系溶剤;等が含まれる。金属用塗料は、これらを1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。これらの中でも、ポリエステル樹脂やメラミン樹脂との相溶性等の観点で、好ましくはキシレン、Solvesso(登録商標)100、Solvesso(登録商標)150、シクロヘキサノン、n−ブチルアルコールである。 The metallic paint may further contain a solvent, if necessary. The solvent is not particularly limited as long as it is possible to sufficiently dissolve the polyester resin and the melamine resin, and uniformly disperse the extender pigment, the coloring pigment and the like. Examples of solvents include toluene, xylene, Solvesso (registered trademark) 100 (trade name, manufactured by Exxon Mobile), Solvesso (registered trademark) 150 (trade name, manufactured by Exxon Mobile), Solvesso (registered trademark) 200 (commodity). (Name: Exxon Mobile Co., Ltd.) and other hydrocarbon solvents; methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, isophorone and other ketone solvents; ethyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate and other ester solvents; methanol, isopropyl Alcohol-based solvents such as alcohol and n-butyl alcohol; ether alcohol-based solvents such as ethylene glycol monoethyl ether and diethylene glycol monobutyl ether; and the like are included. The metal paint may contain only one kind of these, or may contain two or more kinds of these. Among these, xylene, Solvesso (registered trademark) 100, Solvesso (registered trademark) 150, cyclohexanone, and n-butyl alcohol are preferable from the viewpoint of compatibility with polyester resin and melamine resin.

上記金属用塗料の調製方法は特に制限されず、ポリエステル樹脂と、メラミン樹脂と、必要に応じて他の成分を公知の方法で混合すればよい。 The method for preparing the above-mentioned metal coating material is not particularly limited, and the polyester resin, the melamine resin, and other components may be mixed by a known method, if necessary.

(被印刷用金属基材)
上述の金属用塗料から得られる被印刷層を有する被印刷用金属基材について説明する。被印刷用金属基材は、金属基材と、当該金属基材上に配置された、上述の金属用塗料の硬化物である被印刷層とを有する。当該被印刷用金属基材は、例えば後述の活性エネルギー線硬化型組成物等を塗布し、インク層を形成するための基材として使用される。また、当該被印刷用基材は、プレコート金属板であってもよく、ポストコート金属板であってもよい。
(Metal base material for printing)
A metal substrate for printing having a layer to be printed obtained from the above-mentioned paint for metal will be described. The metal base material to be printed has a metal base material and a layer to be printed, which is a cured product of the above-mentioned metal coating material, which is arranged on the metal base material. The metal base material to be printed is used as a base material for forming an ink layer by applying, for example, an active energy ray-curable composition described later. Further, the base material to be printed may be a pre-coated metal plate or a post-coated metal plate.

・金属基材
金属基材は、上記金属用塗料を塗布して被印刷層を形成可能な構造を有していればよく、その形状は特に制限されない。例えば平板状であってもよく、立体的な構造を有していてもよい。また、金属基材は、帯状等であってもよい。金属基材の厚みは特に制限されず、塗装金属材の用途に応じて適宜選択される。
-Metal base material The metal base material may have a structure capable of forming a layer to be printed by applying the above-mentioned metal paint, and its shape is not particularly limited. For example, it may be flat or have a three-dimensional structure. Further, the metal base material may have a strip shape or the like. The thickness of the metal base material is not particularly limited, and is appropriately selected depending on the use of the coated metal material.

また、金属基材の材質は特に制限されず、溶融Znめっき鋼板、溶融Zn−55%Al合金めっき鋼板、溶融Zn−Al−Мg合金めっき鋼板、溶融Alめっき鋼板、電気Znめっき鋼板、電気Cuめっき鋼板等のめっき鋼板;普通鋼板やステンレス鋼板等の鋼板;アルミニウム板;銅板等が含まれる。金属基材には、本発明の効果を阻害しない範囲で、その表面に化成処理皮膜や下塗り塗膜等が形成されていてもよい。さらに、当該金属基材は、本発明の効果を損なわない範囲で、エンボス加工や絞り成形加工等の凹凸加工がなされていてもよい。 The material of the metal base material is not particularly limited, and is a hot-dip Zn-plated steel sheet, a hot-dip Zn-55% Al alloy-plated steel sheet, a hot-dip Zn-Al-Мg alloy-plated steel sheet, a hot-dip Al-plated steel sheet, an electric Zn-plated steel sheet, and an electric Cu. Includes galvanized steel sheets such as plated steel sheets; steel sheets such as ordinary steel sheets and stainless steel sheets; aluminum plates; copper plates and the like. A chemical conversion treatment film, an undercoat film, or the like may be formed on the surface of the metal substrate as long as the effects of the present invention are not impaired. Further, the metal base material may be subjected to uneven processing such as embossing or draw forming as long as the effect of the present invention is not impaired.

化成処理皮膜を形成するための化成処理の種類は、特に限定されない。化成処理の例には、クロメート処理、クロムフリー処理、リン酸塩処理等が含まれる。化成処理皮膜の付着量は、耐食性の向上に有効な範囲内であれば特に限定されない。 The type of chemical conversion treatment for forming the chemical conversion treatment film is not particularly limited. Examples of chemical conversion treatments include chromate treatment, chromium-free treatment, phosphate treatment and the like. The amount of the chemical conversion coating adhered is not particularly limited as long as it is within an effective range for improving the corrosion resistance.

さらに、下塗り塗膜は、金属基材上に直接、または上記化成処理皮膜上に形成され、被印刷層の密着性を向上させたり、金属基材の耐食性を向上させたりする層である。 Further, the undercoat coating film is a layer formed directly on the metal base material or on the chemical conversion treatment film to improve the adhesion of the layer to be printed and the corrosion resistance of the metal base material.

下塗り塗膜は、例えば樹脂を含む下塗り塗料を金属基材または化成処理皮膜の表面に塗布し、乾燥(または硬化)させることで形成される。下塗り塗料が含む樹脂の種類は、特に限定されない。樹脂の例には、ポリエステル、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等が含まれる。エポキシ樹脂は、極性が高く、かつ金属基材に対する密着性が良好であることから特に好ましい。また、下塗り塗膜の厚みは、最終的な塗装金属材の用途や種類に合わせて適宜選択され、例えば5μm程度である。 The undercoat coating film is formed by, for example, applying an undercoat coating material containing a resin to the surface of a metal base material or a chemical conversion treatment film and drying (or curing) the undercoat coating film. The type of resin contained in the undercoat paint is not particularly limited. Examples of the resin include polyester, epoxy resin, acrylic resin and the like. Epoxy resins are particularly preferable because they have high polarity and good adhesion to metal substrates. The thickness of the undercoat coating film is appropriately selected according to the intended use and type of the final coated metal material, and is, for example, about 5 μm.

・被印刷層
被印刷層は、上述の金属用塗料の硬化物を含む層であり、上述の金属基材上に、上述の金属用塗料を塗布し、硬化させることで形成される。当該金属用塗料の硬化物からなる層をそのまま被印刷層としてもよいが、当該層にさらにフレーム処理またはコロナ放電処理を行った層を被印刷層とすることがより好ましい。フレーム処理やコロナ放電処理を行うことで、格段に後述のインク層の密着性が高まり、例えば厚みの厚いインク層を形成しても、剥離し難くなる。なお、これらの中でも特に、フレーム処理を行った被印刷層が、インク層の密着性等の観点で好ましい。
-Layer to be printed The layer to be printed is a layer containing a cured product of the above-mentioned metal coating material, and is formed by applying the above-mentioned metal coating material on the above-mentioned metal base material and curing the above-mentioned metal coating material. The layer made of the cured product of the metal coating material may be used as it is as the layer to be printed, but it is more preferable that the layer further subjected to frame treatment or corona discharge treatment is used as the layer to be printed. By performing the frame treatment and the corona discharge treatment, the adhesion of the ink layer described later is remarkably enhanced, and even if a thick ink layer is formed, for example, it becomes difficult to peel off. Of these, the frame-processed layer to be printed is particularly preferable from the viewpoint of adhesion of the ink layer and the like.

上述の金属用塗料を、金属基材上に塗布する方法は特に制限されず、金属基材の形状や、形成する被印刷層のパターン、形成する被印刷層の面積等に合わせて適宜選択される。塗布方法の例には、インクジェット印刷法や、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、ロールコート法、バーコート法、スピンコート法、エアースプレー法、エアーレススプレー法、浸漬引き上げ法等が含まれる。金属用塗料を塗布する際に、これらの方法を2種以上組み合わせてもよい。 The method of applying the above-mentioned metal paint on a metal base material is not particularly limited, and is appropriately selected according to the shape of the metal base material, the pattern of the layer to be printed to be formed, the area of the layer to be printed to be formed, and the like. NS. Examples of coating methods include inkjet printing, gravure printing, offset printing, screen printing, roll coating, bar coating, spin coating, air spray, airless spray, and immersion pulling. included. When applying the metal paint, two or more of these methods may be combined.

そして、金属基材上に、上記金属用塗料を塗布後、金属用塗料を加熱し(以下、「焼き付け」とも称する)硬化させる。焼き付けの方法は特に制限されないが、金属基材を、到達板温が150〜250℃の範囲内となるように加熱することが好ましい。 Then, after applying the metal paint on the metal base material, the metal paint is heated (hereinafter, also referred to as “baking”) and cured. The baking method is not particularly limited, but it is preferable to heat the metal base material so that the reaching plate temperature is in the range of 150 to 250 ° C.

また、上記金属用塗料の焼き付け後、被印刷層をフレーム処理する場合には、被印刷層を形成した金属基材をベルトコンベア等の搬送機に載置する。そして、一定方向に移動させながら、フレーム処理用バーナーで被印刷層に火炎を放射する。 When the layer to be printed is frame-processed after the metal paint is baked, the metal base material on which the layer to be printed is formed is placed on a conveyor such as a belt conveyor. Then, while moving in a certain direction, a flame is radiated to the layer to be printed with a burner for frame processing.

ここで、フレーム処理量は、100〜600kJ/mが好ましい。本明細書における「フレーム処理量」とは、LPガス等の燃焼ガスの供給量を基準として計算される金属基材の単位面積当たりの熱量である。当該フレーム処理量は、フレーム処理用バーナーのバーナーヘッドと被印刷層表面との距離、被印刷層の搬送速度等によって調整できる。フレーム処理量が100kJ/m以上であると、被印刷層表面全体が均一に処理されやすくなる。一方、フレーム処理量が600kJ/m以下であると、被印刷層が黄変等し難い。 Here, the frame processing amount is preferably 100 to 600 kJ / m 2. The "frame processing amount" in the present specification is the amount of heat per unit area of the metal base material calculated based on the supply amount of combustion gas such as LP gas. The frame processing amount can be adjusted by the distance between the burner head of the frame processing burner and the surface of the layer to be printed, the transport speed of the layer to be printed, and the like. When the frame processing amount is 100 kJ / m 2 or more, the entire surface of the layer to be printed tends to be uniformly processed. On the other hand, when the frame processing amount is 600 kJ / m 2 or less, the layer to be printed is unlikely to turn yellow.

なお、上記フレーム処理前に、被印刷層表面を40℃以上に加熱する予熱処理を行ってもよい。熱伝導率が高い金属基材(例えば、熱伝導率が10W/mK以上の金属基材)表面に形成された被印刷層に火炎を照射すると、燃焼性ガスの燃焼によって生じた水蒸気が冷やされて水となり、一時的に被印刷層の表面に溜まる。そして、当該水がフレーム処理時のエネルギーを吸収して水蒸気となることで、フレーム処理が阻害されることがある。これに対し、被印刷層表面を予め加熱しておくことで、火炎照射時の水の発生を抑えることができる。 Before the frame treatment, a preheat treatment may be performed to heat the surface of the layer to be printed to 40 ° C. or higher. When the layer to be printed formed on the surface of a metal substrate having a high thermal conductivity (for example, a metal substrate having a thermal conductivity of 10 W / mK or more) is irradiated with a flame, the water vapor generated by the combustion of the combustible gas is cooled. Becomes water and temporarily collects on the surface of the layer to be printed. Then, the water absorbs the energy during the frame treatment and becomes water vapor, which may hinder the frame treatment. On the other hand, by preheating the surface of the layer to be printed, it is possible to suppress the generation of water during flame irradiation.

被印刷層を予熱する手段は特に限定されず、金属基材の形状等に合わせて適宜選択される。例えば、一般に乾燥炉と呼ばれる加熱装置を使用することができる。例えば、バッチ式の乾燥炉(「金庫炉」とも称する。)を使用することができ、その具体例には、株式会社いすゞ製作所社製低温恒温器(型式 ミニカタリーナ MRLV−11)、東上熱学社製自動排出型乾燥器(型式 ATO−101)、および東上熱学社製簡易防爆仕様乾燥器(型式 TNAT−1000)等が含まれる。 The means for preheating the layer to be printed is not particularly limited, and is appropriately selected according to the shape of the metal substrate and the like. For example, a heating device generally called a drying oven can be used. For example, a batch-type drying oven (also referred to as a "safe oven") can be used, and specific examples thereof include a low-temperature thermostat manufactured by Isuzu Seisakusho Co., Ltd. (model Mini Catalina MRLV-11) and Tojo Thermostat. An automatic discharge type dryer (model ATO-101) manufactured by Tojo Thermal Science Co., Ltd. and a simple explosion-proof specification dryer (model TNAT-1000) manufactured by Tojo Thermal Science Co., Ltd. are included.

一方、被印刷層にコロナ放電処理を行う場合には、被印刷層を形成した金属基材を、絶縁された電極と、接地された対極誘電体ロールとの間に載置する。そして、これらの間に、1〜600KHz、5〜30KVの高周波、高電圧を印加し、コロナ放電を生じさせる。コロナ放電処理装置としては、スパークギャップ方式、真空管方式、ソリッドステート方式等があり、いずれも使用できる。コロナ放電処理条件は、200w/m/分以上が好ましく、200〜800w/m/分がより好ましい。200w/m/分未満であるとコロナ放電処理量が不十分になることがあり、800w/m/分を越えると、処理が過剰となるので経済上好ましくない。 On the other hand, when the corona discharge treatment is performed on the layer to be printed, the metal base material on which the layer to be printed is formed is placed between the insulated electrode and the grounded counterpole dielectric roll. Then, a high frequency and a high voltage of 1 to 600 KHz and 5 to 30 KV are applied between them to generate a corona discharge. The corona discharge processing device includes a spark gap method, a vacuum tube method, a solid state method, and the like, and any of them can be used. Corona discharge treatment conditions, preferably 200 w / m 2 / min or more, 200~800w / m 2 / min is more preferred. May corona discharge treatment amount is less than 200 w / m 2 / min is insufficient, and exceeding 800w / m 2 / min, the process economically undesirable since excessive.

ここで、被印刷層の厚みは、特に制限されないが、例えば10〜40μmが好ましく、12〜25μmがより好ましい。被印刷層の厚みが10μm以上であると、被印刷層の耐久性が良好になりやすい。また、被印刷層が柔軟になりやすく、後述のインク層の密着性が高まりやすくなる。一方、厚みが40μm以下であると、上記加熱時にワキが発生し難く、表面状態が良好になりやすい。さらに、被印刷層の表面状態が良好であると、後述の活性エネルギー線硬化型組成物が均一に濡れ広がりやすく、これから得られるインク層と被印刷層との密着性が高まりやすい。 Here, the thickness of the layer to be printed is not particularly limited, but is preferably 10 to 40 μm, more preferably 12 to 25 μm, for example. When the thickness of the layer to be printed is 10 μm or more, the durability of the layer to be printed tends to be good. In addition, the layer to be printed tends to be flexible, and the adhesion of the ink layer described later tends to increase. On the other hand, when the thickness is 40 μm or less, armpits are less likely to occur during the above heating, and the surface condition tends to be good. Further, when the surface condition of the layer to be printed is good, the active energy ray-curable composition described later tends to be uniformly wetted and spread, and the adhesion between the ink layer to be printed and the layer to be printed tends to be improved.

ここで、被印刷層は、その表面をX線電子分光分析法(以下、XPS法とも称する)で分析したときのC原子の量に対するO原子の量の割合は、0.6以上が好ましい。C原子の量に対するO原子の量の割合は、0.8以上がより好ましい。XPS法で測定したときのC原子の量に対するO原子の量の割合は、上述のフレーム処理またはコロナ放電処理によって、調整できる。上述のフレーム処理やコロナ放電処理を行うと、被印刷層表面の有機基が一部分解されて、OH基が導入される。その結果、フレーム処理やコロナ放電処理を行わない場合と比較して、O原子の量が増加する。つまり、C原子の量に対するO原子の量の割合が大きくなる。そして、当該OH基が被印刷層上に形成されるインク層中の親水基と水素結合しやすくなり、被印刷層とインク層との密着性が高くなりやすい。 Here, the ratio of the amount of O atoms to the amount of C atoms when the surface of the layer to be printed is analyzed by X-ray electron spectroscopy (hereinafter, also referred to as XPS method) is preferably 0.6 or more. The ratio of the amount of O atoms to the amount of C atoms is more preferably 0.8 or more. The ratio of the amount of O atoms to the amount of C atoms as measured by the XPS method can be adjusted by the above-mentioned frame treatment or corona discharge treatment. When the above-mentioned frame treatment or corona discharge treatment is performed, some organic groups on the surface of the layer to be printed are decomposed and OH groups are introduced. As a result, the amount of O atoms increases as compared with the case where the frame treatment and the corona discharge treatment are not performed. That is, the ratio of the amount of O atoms to the amount of C atoms increases. Then, the OH group is likely to hydrogen bond with the hydrophilic group in the ink layer formed on the print layer, and the adhesion between the print layer and the ink layer is likely to be high.

XPS法による被印刷層表面の組成(C原子およびO原子の量)の分析は、X線源としてAlKαを用いた、一般的なXPS法による分析と同様とすることができる。例えば以下の測定装置や測定条件で行うことができる。
(測定装置および測定条件)
測定装置:KRATOS社製 AXIS−NOVA 走査型X線光電子分光装置
X線源:AlKα 1486.6eV
分析領域 700×300μm
分析室真空度:1.0×10−7Pa
The analysis of the composition (amount of C atoms and O atoms) of the surface of the layer to be printed by the XPS method can be the same as the analysis by the general XPS method using AlKα as an X-ray source. For example, it can be performed with the following measuring devices and measuring conditions.
(Measuring equipment and measurement conditions)
Measuring device: AXIS-NOVA scanning X-ray photoelectron spectrometer manufactured by KRATOS X-ray source: AlKα 1486.6 eV
Analysis area 700 x 300 μm
Laboratory vacuum: 1.0 × 10-7 Pa

上述のように、フレーム処理およびコロナ放電処理のいずれによっても、上記C原子の量に対するO原子の量の割合を高めることができる。ただし、コロナ処理で被印刷層表面を処理する場合より、フレーム処理によって被印刷層表面を処理したほうが、より均一に表面を親水化(O原子の量を均一に増加)させることができ、インクの密着性を高めることができる。 As described above, the ratio of the amount of O atoms to the amount of C atoms can be increased by both the frame treatment and the corona discharge treatment. However, when the surface of the layer to be printed is treated by frame treatment, the surface can be hydrophilized more uniformly (the amount of O atoms is uniformly increased) than when the surface of the layer to be printed is treated by corona treatment. Adhesion can be improved.

被印刷層の表面が、均一に親水化されているか否かは、以下のヨウ化メチレン転落角によって評価できる。例えば、被印刷層のヨウ化メチレン転落角が15°以上45°以下である場合には、表面が均一に親水化されているといえる。なお、ヨウ化メチレン転落角は35°以下がより好ましい。 Whether or not the surface of the layer to be printed is uniformly hydrophilic can be evaluated by the following methylene iodide rolling angle. For example, when the methylene iodide fall angle of the layer to be printed is 15 ° or more and 45 ° or less, it can be said that the surface is uniformly hydrophilic. The methylene iodide fall angle is more preferably 35 ° or less.

ヨウ化メチレン転落角は、被印刷層表面の親水性が十分に高い場合や、被印刷層表面の粗度が粗い場合に上記範囲に収まりやすい。ただし、被印刷層の親水性が不均一である場合には、ヨウ化メチレン転落角が45°より高くなる。例えば、コロナ処理で表面処理されている場合には、ヨウ化メチレン転落角が45°超となりやすい。これに対し、フレーム処理が行われている場合には、表面が均一に親水化されており、ヨウ化メチレン転落角が45°以下となる。 The methylene iodide fall angle tends to fall within the above range when the surface of the layer to be printed has sufficiently high hydrophilicity or when the surface of the layer to be printed has a rough surface. However, if the hydrophilicity of the layer to be printed is non-uniform, the methylene iodide fall angle will be higher than 45 °. For example, when the surface is treated by corona treatment, the methylene iodide fall angle tends to exceed 45 °. On the other hand, when the frame treatment is performed, the surface is uniformly hydrophilic and the methylene iodide rolling angle is 45 ° or less.

なお、コロナ放電処理等によって、被印刷層表面の親水性が不均一となった場合に、ヨウ化メチレン転落角が45°より大きくなる理由は、以下のように考えられる。表面に親水基および疎水基をそれぞれ同数ずつ有する2種類の塗膜が有り、一方は親水基と疎水基との分布に偏りが無く、他方は親水基と疎水基との分布に偏りが有ると仮定する。このとき、両者の静的接触角は、親水基および疎水基の分布に左右され難く、略同一となる。これに対し、両者の動的接触角(ヨウ化メチレン転落角)は、親水基および疎水基の分布によって左右され、異なる値となる。ヨウ化メチレン転落角を測定する際、親水基および疎水基の分布が不均一であると、親水基の密度が高い部分にヨウ化メチレン滴が吸着される。つまり、親水基と疎水基との分布に偏りが有ると、分布ムラがない場合と比較してヨウ化メチレン滴が動き難くなり、転落角が大きくなる。したがって、コロナ放電処理のように、被印刷層表面に親水基が多数導入されるものの、その分布にはムラがある場合には、ヨウ化メチレン転落角が45°を超える高い値となる。 The reason why the methylene iodide fall angle becomes larger than 45 ° when the hydrophilicity of the surface of the layer to be printed becomes non-uniform due to the corona discharge treatment or the like is considered as follows. There are two types of coating films that have the same number of hydrophilic groups and hydrophobic groups on the surface, one with no bias in the distribution of hydrophilic groups and hydrophobic groups, and the other with a bias in the distribution of hydrophilic groups and hydrophobic groups. Suppose. At this time, the static contact angles of the two are not easily affected by the distribution of the hydrophilic group and the hydrophobic group, and are substantially the same. On the other hand, the dynamic contact angle (methylene iodide fall angle) of both depends on the distribution of hydrophilic groups and hydrophobic groups, and has different values. When measuring the fall angle of methylene iodide, if the distribution of hydrophilic groups and hydrophobic groups is non-uniform, methylene iodide droplets are adsorbed on the portion where the density of hydrophilic groups is high. That is, if the distribution of the hydrophilic group and the hydrophobic group is biased, the methylene iodide droplets become more difficult to move and the fall angle becomes larger than in the case where there is no uneven distribution. Therefore, when a large number of hydrophilic groups are introduced on the surface of the layer to be printed as in the corona discharge treatment, but the distribution is uneven, the methylene iodide tipping angle becomes a high value exceeding 45 °.

なお、ヨウ化メチレン転落角は、以下のように測定される値である。まず、被印刷層上に2μlのヨウ化メチレンを滴下する。その後、接触角測定装置を用いて、2度/秒の速度で被印刷層の傾斜角度(重力に垂直な平面と被印刷層とがなす角度)を大きくする。このとき、接触角測定装置に付属しているカメラによって、ヨウ化メチレンの液滴を観察する。そして、ヨウ化メチレンの液滴が転落する瞬間の傾斜角度を特定し、5回の平均値を当該被印刷層のヨウ化メチレン転落角とする。なお、ヨウ化メチレンの液滴が転落する瞬間とは、ヨウ化メチレン(液滴)の重力下方向の端点および重力上方向の端点の両方が動き出す瞬間とする。 The methylene iodide tipping angle is a value measured as follows. First, 2 μl of methylene iodide is added dropwise onto the layer to be printed. Then, using a contact angle measuring device, the inclination angle of the layer to be printed (the angle formed by the plane perpendicular to gravity and the layer to be printed) is increased at a speed of 2 degrees / sec. At this time, the droplets of methylene iodide are observed by the camera attached to the contact angle measuring device. Then, the inclination angle at the moment when the droplets of methylene iodide fall is specified, and the average value of 5 times is taken as the methylene iodide fall angle of the layer to be printed. The moment when the droplet of methylene iodide falls is the moment when both the end point in the downward direction of gravity and the end point in the upward direction of gravity of methylene iodide (droplet) start to move.

2.塗装金属材
塗装金属材は、上述の被印刷用金属基材と、当該被印刷用金属基材の被印刷層上に配置された、活性エネルギー線硬化型組成物(以下、「硬化型組成物」とも称する)の硬化物であるインク層と、を有する。インク層は、被印刷層が形成された全ての領域に配置されていてもよく、被印刷層が形成された領域のうちの一部のみに配置されていてもよい。
2. Painted metal material The painted metal material is an active energy ray-curable composition (hereinafter, "curable composition") arranged on the above-mentioned metal substrate to be printed and the layer to be printed of the metal substrate to be printed. It also has an ink layer which is a cured product (also referred to as). The ink layer may be arranged in all the areas where the layer to be printed is formed, or may be arranged only in a part of the areas where the layer to be printed is formed.

インク層は、1種(例えば1色)のみの硬化型組成物の硬化物であってもよく、2種以上(例えば2色以上)の硬化型組成物の硬化物であってもよい。硬化型組成物の組成については後述する。また、硬化型組成物の種類や、配置面積、配置パターン等は、塗装金属材の用途に合わせて適宜選択される。また、本明細書における活性エネルギー線の例には、電子線、紫外線、α線、γ線、エックス線等が含まれる。 The ink layer may be a cured product of only one type (for example, one color) of the curable composition, or may be a cured product of two or more types (for example, two or more colors) of the curable composition. The composition of the curable composition will be described later. Further, the type, arrangement area, arrangement pattern, etc. of the curable composition are appropriately selected according to the use of the coated metal material. Further, examples of active energy rays in the present specification include electron beams, ultraviolet rays, α rays, γ rays, X-rays and the like.

硬化型組成物の塗布方法は特に制限されず、公知の方法から適宜選択される。硬化型組成物の塗布方法の例には、インクジェット印刷法や、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、ロールコート法、バーコート法等が含まれる。これらの中でも、多色の模様や、複雑な模様を短時間で容易に形成できるという観点でインクジェット法が好ましい。硬化型組成物の塗布の際には、これらを組み合わせてもよい。 The method for applying the curable composition is not particularly limited, and is appropriately selected from known methods. Examples of the coating method of the curable composition include an inkjet printing method, a gravure printing method, an offset printing method, a screen printing method, a roll coating method, a bar coating method and the like. Among these, the inkjet method is preferable from the viewpoint that a multicolored pattern or a complicated pattern can be easily formed in a short time. These may be combined when applying the curable composition.

さらに、硬化型組成物の塗布量は特に制限されず、硬化後の厚みが5〜150μm程度となるように塗布することが好ましく、10〜100μm程度とすることがより好ましい。なお、硬化型組成物を同一箇所に複数回塗布して、上記厚みを達成してもよい。上述のように、一般的には、硬化型組成物の塗布量が多くなると、硬化時の硬化収縮が大きくなり、得られるインク層が剥離しやすくなる。しかしながら、上記被印刷用金属基材(特にフレーム処理を行った被印刷層を有する場合)は、被印刷層と形成されるインク層との密着性が高く、例えば40μm以上の厚みを有するインク層を形成しても剥離が生じ難い。 Further, the coating amount of the curable composition is not particularly limited, and it is preferable to apply the curable composition so that the thickness after curing is about 5 to 150 μm, and more preferably about 10 to 100 μm. The curable composition may be applied to the same location a plurality of times to achieve the above thickness. As described above, in general, when the amount of the curable composition applied is large, the curing shrinkage at the time of curing becomes large, and the obtained ink layer is easily peeled off. However, the metal substrate for printing (particularly when it has a frame-processed layer to be printed) has high adhesion between the layer to be printed and the ink layer to be formed, and is, for example, an ink layer having a thickness of 40 μm or more. It is difficult for peeling to occur even if the ink is formed.

なお、硬化後のインク層の厚みが連続的、または断続的に変化するように、硬化型組成物を塗布してもよい。一般的な被印刷層上に、厚みの異なる被印刷層を形成すると、インク層の厚みの厚い箇所と厚みの薄い箇所とで、密着性が変化し、密着性の低い箇所から剥離してしまうことがある。これに対し、上記被印刷用金属基材(特にフレーム処理を行った被印刷層を有する場合)では、インク層の厚みが薄い場合、およびインク層の厚みが厚い場合のいずれにおいても、インク層と被印刷層との密着性が高い。したがって、厚みが変化するインク層を形成しても、剥離が生じ難い。 The curable composition may be applied so that the thickness of the ink layer after curing changes continuously or intermittently. When layers to be printed with different thicknesses are formed on a general layer to be printed, the adhesion changes between the thick portion and the thin portion of the ink layer, and the ink layer is peeled off from the portion having low adhesion. Sometimes. On the other hand, in the above-mentioned metal base material for printing (particularly when it has a frame-processed layer to be printed), the ink layer is used regardless of whether the ink layer is thin or thick. Has high adhesion to the printed layer. Therefore, even if an ink layer having a varying thickness is formed, peeling is unlikely to occur.

硬化型組成物の塗布後、その塗膜に、活性エネルギー線を照射し、硬化させる。活性エネルギーは、電子線、紫外線、α線、γ線、およびエックス線のいずれかとすることができる。これらの中でも、エネルギー効率や、大掛かりな装置が不要であるとの観点で、電子線または紫外線が好ましく、特に紫外線が好ましい。 After applying the curable composition, the coating film is irradiated with active energy rays to cure it. The active energy can be any of electron beam, ultraviolet ray, α ray, γ ray, and X-ray. Among these, electron beams or ultraviolet rays are preferable, and ultraviolet rays are particularly preferable, from the viewpoint of energy efficiency and the need for a large-scale device.

照射する活性エネルギー線の量は、後述の硬化型組成物中の光重合開始剤や光酸発生剤の種類や量等に応じて適宜選択される。また、照射する活性エネルギー線の主波長も、光重合開始剤や光酸発生剤の種類に応じて適宜選択され、例えば波長360〜425nmとすることができる。 The amount of the active energy ray to be irradiated is appropriately selected according to the type and amount of the photopolymerization initiator and the photoacid generator in the curable composition described later. Further, the main wavelength of the active energy ray to be irradiated is also appropriately selected according to the type of the photopolymerization initiator and the photoacid generator, and can be, for example, a wavelength of 360 to 425 nm.

なお、硬化型組成物を複数種塗布する場合、硬化型組成物を1種塗布する毎に、活性エネルギー線の照射を行ってもよく、硬化型組成物を複数種塗布してから、活性エネルギー線の照射を行ってもよい。 When a plurality of types of the curable composition are applied, each time one type of the curable composition is applied, irradiation with active energy rays may be performed. After applying the plurality of types of the curable composition, the active energy may be applied. Line irradiation may be performed.

・硬化型組成物
上記被印刷層上に塗布する硬化型組成物は、従来、金属板への印刷に使用されている公知の組成物であってもよい。硬化型組成物には、ラジカル重合型組成物とカチオン重合型組成物が存在し、本発明では、いずれも使用可能である。
-Curing composition The curing composition applied on the layer to be printed may be a known composition conventionally used for printing on a metal plate. The curable composition includes a radical polymerization type composition and a cationic polymerization type composition, and both can be used in the present invention.

ラジカル重合型組成物は、例えば、光重合性化合物、光重合開始剤、および着色剤を含む組成物とすることができる。光重合性化合物は、活性エネルギー線の照射時に反応性を示す光重合性基を少なくとも1つ有する化合物であればよい。光重合性化合物の例には、(メタ)アクリロイルオキシ基を1以上6以下有する、公知の(メタ)アクリル系モノマーまたは(メタ)アクリル系オリゴマーが含まれる。なお、本明細書において(メタ)アクリロイルとの記載は、メタクリロイルおよびアクリロイルのいずれか一方、もしくは両方を表し、(メタ)アクリルとの記載は、メタクリルおよびアクリルのいずれか一方、もしくは両方を表す。ラジカル重合型組成物は、光重合性化合物を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。 The radical polymerization type composition can be, for example, a composition containing a photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator, and a colorant. The photopolymerizable compound may be a compound having at least one photopolymerizable group that exhibits reactivity when irradiated with active energy rays. Examples of photopolymerizable compounds include known (meth) acrylic monomers or (meth) acrylic oligomers having 1 to 6 (meth) acryloyloxy groups. In the present specification, the description of (meth) acryloyl means either one or both of methacryloyl and acryloyl, and the description of (meth) acrylic means either one or both of methacryl and acrylic. The radical polymerization type composition may contain only one kind of photopolymerizable compound, or may contain two or more kinds of photopolymerizable compounds.

ラジカル重合型組成物は、上記光重合性化合物を固形分中に50〜90質量%含むことが好ましい。ラジカル重合型組成物中の光重合性化合物の量が当該範囲であると、ラジカル重合型組成物が上述の被印刷層上に十分に濡れ広がりやすく、インク層が被印刷層に密着しやすくなる。 The radical polymerization type composition preferably contains the above photopolymerizable compound in an amount of 50 to 90% by mass in the solid content. When the amount of the photopolymerizable compound in the radical polymerization type composition is within the above range, the radical polymerization type composition is easily sufficiently wetted and spread on the above-mentioned layer to be printed, and the ink layer is easily adhered to the layer to be printed. ..

一方、光重合開始剤は、活性エネルギー線の照射によって、ラジカルを発生可能な化合物であればよく、活性エネルギー線の波長に対応する吸収波長を有する化合物が好ましい。光重合開始剤の例には、ベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、フォスフィンオキサイド系化合物等が含まれる。特にフォスフィンオキサイド系化合物は370nm以上に吸収波長を有することから、インク層の深部硬化を促進するために添加することがより好ましい。ラジカル重合型組成物は、光重合開始剤を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。 On the other hand, the photopolymerization initiator may be a compound capable of generating radicals by irradiation with active energy rays, and a compound having an absorption wavelength corresponding to the wavelength of the active energy rays is preferable. Examples of the photopolymerization initiator include benzophenone compounds, acetophenone compounds, thioxanthone compounds, phosphine oxide compounds and the like. In particular, since the phosphine oxide compound has an absorption wavelength of 370 nm or more, it is more preferable to add it in order to promote deep curing of the ink layer. The radical polymerization type composition may contain only one kind of photopolymerization initiator, or may contain two or more kinds of photopolymerization initiators.

ラジカル重合型組成物は、上記光重合開始剤を固形分中に1〜25質量%含むことが好ましい。ラジカル重合型組成物中の光重合開始剤の量が当該範囲であると、上記光重合性化合物を硬化させることが可能となる。 The radical polymerization type composition preferably contains the above photopolymerization initiator in a solid content of 1 to 25% by mass. When the amount of the photopolymerization initiator in the radical polymerization type composition is within the above range, the photopolymerizable compound can be cured.

また、着色剤の種類は特に制限されず、公知の顔料または染料を使用できる。ラジカル重合型組成物は、着色剤を固形分中に0.1〜10質量%含むことが好ましい。ラジカル重合型組成物は、着色剤を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。 The type of colorant is not particularly limited, and known pigments or dyes can be used. The radical polymerization type composition preferably contains a colorant in the solid content of 0.1 to 10% by mass. The radical polymerization type composition may contain only one kind of colorant, or may contain two or more kinds of colorants.

一方、カチオン重合型組成物は、光重合性化合物と、光酸発生剤と、着色剤とを含む組成物とすることができる。 On the other hand, the cationically polymerizable composition can be a composition containing a photopolymerizable compound, a photoacid generator, and a colorant.

光重合性化合物は、活性エネルギー線の照射時に反応性を示す光重合性基を少なくとも1つ有する化合物であればよい。光重合性化合物の例には、オキシラン基を有するエポキシ化合物が含まれる。エポキシ化合物の例には、芳香族エポキシド、脂環式エポキシド、および脂肪族エポキシドが含まれる。 The photopolymerizable compound may be a compound having at least one photopolymerizable group that exhibits reactivity when irradiated with active energy rays. Examples of photopolymerizable compounds include epoxy compounds having an oxylan group. Examples of epoxy compounds include aromatic epoxides, alicyclic epoxides, and aliphatic epoxides.

また、光重合性化合物は、脂肪酸エステル、脂肪酸グリセライドにエポキシ基を導入したエポキシ化脂肪酸エステルやエポキシ化脂肪酸グリセライド等であってもよい。さらに、光重合性化合物は、オキセタン環を含有する化合物やビニルエーテル化合物であってもよい。カチオン重合型組成物は、光重合性化合物を1種のみを含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。 Further, the photopolymerizable compound may be a fatty acid ester, an epoxidized fatty acid ester in which an epoxy group is introduced into a fatty acid glyceride, an epoxidized fatty acid glyceride, or the like. Further, the photopolymerizable compound may be a compound containing an oxetane ring or a vinyl ether compound. The cationically polymerizable composition may contain only one type of photopolymerizable compound, or may contain two or more types of photopolymerizable compounds.

また、カチオン重合型組成物は、上記光重合性化合物を固形分中に60〜95質量%含むことが好ましい。カチオン重合型組成物中の光重合性化合物の量が当該範囲であると、カチオン重合型組成物が上述の被印刷層上に十分に濡れ広がりやすく、インク層が被印刷層に密着しやすくなる。 Further, the cationically polymerizable composition preferably contains the above photopolymerizable compound in an amount of 60 to 95% by mass in the solid content. When the amount of the photopolymerizable compound in the cationically polymerizable composition is within the above range, the cationically polymerizable composition is likely to be sufficiently wetted and spread on the above-mentioned layer to be printed, and the ink layer is likely to adhere to the layer to be printed. ..

光酸発生剤は、例えば、芳香族オニウム化合物の塩;スルホン酸を発生するスルホン化物;ハロゲン化水素を発生するハロゲン化物等が含まれる。カチオン重合型組成物は、上記光酸発生剤を固形分中に3〜20質量%含むことが好ましい。カチオン重合型組成物中の光酸発生剤の量が当該範囲であると、上記光重合性化合物を十分に硬化させることが可能となる。 Photoacid generators include, for example, salts of aromatic onium compounds; sulfonates that generate sulfonic acids; halides that generate hydrogen halides, and the like. The cationically polymerized composition preferably contains the photoacid generator in an amount of 3 to 20% by mass in the solid content. When the amount of the photoacid generator in the cationically polymerizable composition is within the above range, the photopolymerizable compound can be sufficiently cured.

また、カチオン重合型組成物が含む着色剤は、ラジカル重合型組成物が含む着色剤と同様である。 The colorant contained in the cationically polymerized composition is the same as the colorant contained in the radically polymerized composition.

上記硬化型組成物は、必要に応じて他の成分を含んでいてもよい。他の成分の例には、重合禁止剤、酸化防止剤、シランカップリング剤、可塑剤、防錆剤、溶剤、非反応性ポリマー、充填剤、pH調整剤、消泡剤、荷電制御剤、応力緩和剤、表面調整剤等が含まれる。 The curable composition may contain other components, if necessary. Examples of other ingredients include polymerization inhibitors, antioxidants, silane coupling agents, plasticizers, rust inhibitors, solvents, non-reactive polymers, fillers, pH regulators, defoamers, charge controllers, Includes stress relaxation agents, surface conditioners, etc.

(塗装金属材の用途)
上述の塗装金属材の用途は特に制限されず、金属基材を使用する部材や用途であれば、多種多様なものに使用できる。用途の例には、パーテーションや扉、天井材、床材、エレベータ用扉、エレベータ用内装パネル等の内装化粧建材;レンジフードや浴室内装部材等の住宅用各種設備;机やいす、ロッカー、棚等の家具;冷蔵庫外板や電子レンジ外板、パソコン筐体、エアコン筐体等の家電;乗用車内装や鉄道車両内装等の車両用部材等が含まれる。ただし、塗装金属材の用途は、これらに限定されない。
(Use of painted metal material)
The use of the above-mentioned coated metal material is not particularly limited, and it can be used for a wide variety of members and uses that use a metal base material. Examples of applications include interior decorative building materials such as partitions, doors, ceiling materials, flooring materials, elevator doors, and elevator interior panels; various residential equipment such as range hoods and bathroom interior materials; desks, chairs, lockers, and shelves. Furniture such as; home appliances such as refrigerator outer panels, microwave oven outer panels, personal computer housings, air conditioner housings; vehicle components such as passenger car interiors and railway vehicle interiors. However, the use of the coated metal material is not limited to these.

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

1.金属基材の準備
板厚0.27mm、A4サイズの片面当りめっき付着量90g/mの溶融Zn−55%Al合金めっき鋼板を使用した。この金属板をアルカリ脱脂した後、塗布型クロメート(日本ペイント社製:NRC300NS、Crとして50mg/mの付着量)で処理した。さらに、プライマー層として、市販のエポキシ樹脂系プライマー塗料(日本ペイント・インダストリアルコーティングス社製:715P)を乾燥膜厚が5μmとなるようにロールコーターで塗装した。その後、最高到達板温215℃となるように焼き付けた。
1. 1. Preparation of metal base material A molten Zn-55% Al alloy plated steel sheet having a plate thickness of 0.27 mm and an A4 size plating adhesion amount of 90 g / m 2 per side was used. After alkali degreasing of this metal plate, it was treated with a coating type chromate (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd .: NRC300NS, an adhesion amount of 50 mg / m 2 as Cr). Further, as a primer layer, a commercially available epoxy resin-based primer paint (manufactured by Nippon Paint Industrial Coatings Co., Ltd .: 715P) was coated with a roll coater so that the dry film thickness was 5 μm. Then, it was baked so that the maximum plate temperature reached 215 ° C.

2.金属用塗料の調製および塗布
表1に示す多価カルボン酸および多価アルコールを常法でそれぞれ重合させて、ポリエステル樹脂P1〜P8を調製した。各ポリエステル樹脂の数平均分子量、水酸基価、およびポリエステル樹脂中のカルボン酸構造単位およびアルコール構造単位の合計量に対する、3価以上のアルコール由来の構造単位量(モル%)を表1に示す。
2. Preparation and Application of Metallic Paint The polyvalent carboxylic acids and polyhydric alcohols shown in Table 1 were polymerized by a conventional method to prepare polyester resins P1 to P8. Table 1 shows the number average molecular weight of each polyester resin, the hydroxyl value, and the amount of structural unit derived from an alcohol of trivalent or higher (mol%) with respect to the total amount of the carboxylic acid structural unit and the alcohol structural unit in the polyester resin.

Figure 2021130778
Figure 2021130778

上記ポリエステル樹脂の調製後、ポリエステル樹脂とメラミン樹脂とを混合した。メラミン樹脂としては、メチル化メラミン樹脂(日本サイテックインダストリーズ社製:サイメル303)および/またはブチル化メラミン樹脂(日本サイテックインダストリーズ社製:サイメル325)を用いた。また、ポリエステル樹脂とメラミン樹脂との組み合わせおよび混合比は、表2に示す組み合わせおよび混合比とした。 After preparing the polyester resin, the polyester resin and the melamine resin were mixed. As the melamine resin, a methylated melamine resin (manufactured by Nippon Cytec Industries Co., Ltd .: Cymel 303) and / or a butylated melamine resin (manufactured by Nippon Cytec Industries Co., Ltd .: Cymel 325) was used. The combination and mixing ratio of the polyester resin and the melamine resin were the combinations and mixing ratios shown in Table 2.

Figure 2021130778
Figure 2021130778

上記ポリエステル樹脂およびメラミン樹脂の混合物に、以下の成分をさらに加えて、金属用塗料を調製した。各成分量は、金属用塗料の固形分量に対する値である。固形分の残部は、上記ポリエステル樹脂およびメラミン樹脂の混合物である。 The following components were further added to the mixture of the polyester resin and the melamine resin to prepare a paint for metals. The amount of each component is a value with respect to the solid content of the metal coating material. The balance of the solid content is a mixture of the polyester resin and the melamine resin.

平均粒径0.28μmの酸化チタン(テイカ社製:JR−603)40質量%、平均粒径10μmのマイカ(ヤマグチマイカ社製:SJ−010)9質量%、平均粒径5.5μmの疎水性シリカ(富士シリシア化学社製:サイシリア456)6質量%、平均粒径12μmの疎水性シリカ(富士シリシア社製:サイリシア476)2質量%を使用した。さらに、触媒としてドデシルベンゼンスルフォン酸を、上述の樹脂の固形分に対して1質量%使用した。またアミンとしてジメチルアミノエタノールをドデシルベンゼンスルフォン酸の酸当量に対してアミン当量として1.25倍の量、使用した。 40% by mass of titanium oxide (manufactured by Teika: JR-603) with an average particle size of 0.28 μm, 9% by mass of silica (manufactured by Yamaguchi Mica: SJ-010) with an average particle size of 10 μm, hydrophobicity with an average particle size of 5.5 μm 6% by mass of sex silica (manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd .: Cycilia 456) and 2% by mass of hydrophobic silica (manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd .: Cylysia 476) having an average particle size of 12 μm were used. Further, dodecylbenzene sulphonic acid was used as a catalyst in an amount of 1% by mass based on the solid content of the above-mentioned resin. Further, dimethylaminoethanol as an amine was used in an amount of 1.25 times as an amine equivalent with respect to the acid equivalent of dodecylbenzene sulphonic acid.

そして、金属用塗料の乾燥膜厚が18μmとなるように、上述のプライマー層を有する金属基材の一方の面に、金属用塗料をロールコーターで塗装した。その後、最高到達板温225℃となるように60秒間焼き付けて、金属基材上に被印刷層を形成した。 Then, the metal paint was coated on one surface of the metal base material having the above-mentioned primer layer with a roll coater so that the dry film thickness of the metal paint was 18 μm. Then, it was baked for 60 seconds so that the maximum plate temperature reached 225 ° C., and a layer to be printed was formed on the metal substrate.

3.フレーム処理またはコロナ放電処理
上記被印刷層に、以下の条件でフレーム処理またはコロナ放電処理を行った。
3. 3. Frame processing or corona discharge treatment The above-mentioned layer to be printed was subjected to frame treatment or corona discharge treatment under the following conditions.

3−1.フレーム処理
上記被印刷層を形成した金属基材を搬送機に載せて、被印刷層にフレーム処理を行った。フレーム処理用バーナーには、Flynn Burner社(米国)製のF−3000を使用した。また、燃焼性ガスには、LPガス(燃焼ガス)と、クリーンドライエアーとを、ガスミキサーで混合した混合ガス(LPガス:クリーンドライエアー(体積比)=1:25)を使用した。また、各ガスの流量は、バーナーの炎口の1cmに対してLPガス(燃焼ガス)が1.67L/分、クリーンドライエアーが41.7L/分となるように調整した。なお、被印刷層の搬送方向のバーナーヘッドの炎口の長さは4mmとした。一方、バーナーヘッドの炎口の搬送方向と垂直方向の長さは、450mmとした。さらに、バーナーヘッドの炎口と被印刷層表面との距離は、所望のフレーム処理量に応じて50mmとした。さらに、被印刷層の搬送速度を30m/分とすることで、フレーム処理量を212kJ/mに調整した。
3-1. Frame processing The metal base material on which the above-mentioned layer to be printed was formed was placed on a conveyor, and the layer to be printed was frame-processed. As the frame processing burner, F-3000 manufactured by Flynn Burner (USA) was used. Further, as the combustible gas, a mixed gas (LP gas: clean dry air (volume ratio) = 1: 25) in which LP gas (combustion gas) and clean dry air were mixed with a gas mixer was used. The flow rate of each gas was adjusted so that LP gas (combustion gas) was 1.67 L / min and clean dry air was 41.7 L / min with respect to 1 cm 2 of the burner flame opening. The length of the flame port of the burner head in the transport direction of the layer to be printed was set to 4 mm. On the other hand, the length of the burner head in the direction perpendicular to the transport direction of the flame port was 450 mm. Further, the distance between the flame port of the burner head and the surface of the layer to be printed was set to 50 mm according to the desired frame processing amount. Further, the frame processing amount was adjusted to 212 kJ / m 2 by setting the transport speed of the layer to be printed to 30 m / min.

3−2.コロナ放電処理
上述の金属基材の表面に形成された被印刷層をコロナ放電処理した。コロナ放電処理には、春日電機社製のコロナ放電処理装置を使用した。
(仕様)
・電極セラミック電極
・電極長さ 430mm
・出力 310W
また、被印刷層のコロナ放電処理回数は、いずれも1回とした。コロナ放電処理量は、処理速度によって調整した。具体的には2.8m/分で処理し、コロナ放電処理量250W/m/分とした。
3-2. Corona discharge treatment The layer to be printed formed on the surface of the above-mentioned metal substrate was subjected to corona discharge treatment. For the corona discharge treatment, a corona discharge treatment device manufactured by Kasuga Electric Co., Ltd. was used.
(specification)
・ Electrode ceramic electrode ・ Electrode length 430mm
・ Output 310W
The number of corona discharge treatments of the layer to be printed was set to 1 in each case. The amount of corona discharge processed was adjusted according to the processing speed. Specifically, the treatment was performed at 2.8 m / min, and the corona discharge treatment amount was 250 W / m 2 / min.

4.活性エネルギー線硬化型組成物の準備
上述のフレーム処理またはコロナ放電処理を行った被印刷層、および未処理の被印刷層上に、以下ように調製した活性エネルギー線硬化型組成物(以下のラジカル重合型組成物またはカチオン重合型組成物)を、後述の条件でそれぞれ塗布した。
4. Preparation of active energy ray-curable composition The active energy ray-curable composition (the following radicals) prepared as follows on the printed layer subjected to the above-mentioned frame treatment or corona discharge treatment and the untreated layer to be printed. A polymerizable composition or a cationically polymerized composition) was applied under the conditions described below.

4−1.ラジカル重合型黒色組成物の調製
・組成
以下の成分を混合し、ラジカル重合型黒色組成物を調製した。
顔料分散液(顔料:10質量%) 10質量部
光重合性化合物A 25質量部
光重合性化合物B 57質量部
光重合開始剤a 5質量部
光重合開始剤b 3質量部
4-1. Preparation of radical polymerization type black composition-Composition The following components were mixed to prepare a radical polymerization type black composition.
Pigment dispersion (pigment: 10% by mass) 10 parts by mass Photopolymerizable compound A 25 parts by mass Photopolymerizable compound B 57 parts by mass Photopolymerization initiator a 5 parts by mass Photopolymerization initiator b 3 parts by mass

・材料
上記ラジカル重合型黒色組成物の材料には、以下の化合物を使用した。
顔料分散液:カーボンブラック(デグサジャパン社製、NIPex 35)と分散媒(サートマージャパン社製、SR9003、PO変性ネオペンチルグリコールジアクリレート)との混合物
光重合性化合物A:サートマージャパン社製、CN985B88(2官能脂肪族ウレタンアクリレート88質量%と1,6−ヘキサンジオールジアクリレート12質量%との混合物)
光重合性化合物B:1,6−ヘキサンジオールジアクリレート
光重合開始剤a:チバ・ジャパン社製、イルガキュア184(ヒドロキシケトン類)
光重合開始剤b:チバ・ジャパン社製、イルガキュア819(アシルフォスフィンオキサイド類)
-Material The following compounds were used as the material of the radical polymerization type black composition.
Pigment dispersion: A mixture of carbon black (manufactured by Degusa Japan, NIPex 35) and a dispersion medium (manufactured by Sartmer Japan, SR9003, PO-modified neopentyl glycol diacrylate) Photopolymerizable compound A: manufactured by Sartmer Japan, CN985B88 (mixture of 88% by mass of bifunctional aliphatic urethane acrylate and 12% by mass of 1,6-hexanediol diacrylate)
Photopolymerizable Compound B: 1,6-Hexanediol Diacrylate Photopolymerization Initiator a: Irgacure 184 (Hydroxyketones) manufactured by Ciba Japan Co., Ltd.
Photopolymerization Initiator b: Irgacure 819 (acylphosphine oxides) manufactured by Ciba Japan Co., Ltd.

4−2.カチオン重合型黒色組成物の調製
カチオン重合型黒色組成物は、まず、顔料分散液を調製し、その後、当該顔料分散液を他の成分と混合して調製した。
4-2. Preparation of Cationicly Polymerized Black Composition The cationically polymerized black composition was prepared by first preparing a pigment dispersion liquid and then mixing the pigment dispersion liquid with other components.

・顔料分散液の調製
高分子分散剤(味の素ファインテクノ社製、PB821)9質量部と、オキセタン化合物(東亜合成社製、OXT211)71質量部と、黒色顔料(Pigment Black 7)20質量部とを混合した。そして当該混合物を、直径1mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れて密栓し、ペイントシェーカーにて4時間分散処理した。その後、ジルコニアビーズを除去して、顔料分散液を得た。
-Preparation of pigment dispersion liquid 9 parts by mass of polymer dispersant (Ajinomoto Fine-Techno Co., Ltd., PB821), 71 parts by mass of oxetane compound (Toagosei Co., Ltd., OXT211), 20 parts by mass of black pigment (Pigment Black 7) Was mixed. Then, the mixture was placed in a glass bottle together with 200 g of zirconia beads having a diameter of 1 mm, sealed, and dispersed in a paint shaker for 4 hours. Then, the zirconia beads were removed to obtain a pigment dispersion liquid.

・組成
以下の成分を混合し、カチオン重合型黒色組成物を調製した。
顔料分散液 14質量部
光重合性化合物C 4質量部
光重合性化合物D 34質量部
光重合性化合物E 24質量部
光重合性化合物F 8.9質量部
塩基性化合物 0.05質量部
界面活性剤a 0.025質量部
界面活性剤b 0.025質量部
相溶化剤 10質量部
光酸発生剤 5質量部
-Composition The following components were mixed to prepare a cationically polymerized black composition.
Pigment dispersion 14 parts by mass Photopolymerizable compound C 4 parts by mass Photopolymerizable compound D 34 parts by mass Photopolymerizable compound E 24 parts by mass Photopolymerizable compound F 8.9 parts by mass Basic compound 0.05 parts by mass Surface activity Agent a 0.025 parts by mass Surface active agent b 0.025 parts by mass Compatibility agent 10 parts by mass Photoacid generator 5 parts by mass

・材料
上記カチオン重合型黒色組成物の材料には、以下の化合物を使用した。
光重合性化合物C:エポキシ化亜麻仁油(ATOFINA社製、Vikoflex9040)
光重合性化合物D:下記式で表される化合物

Figure 2021130778
光重合性化合物E:オキセタン化合物(東亜合成社製、OXT−221)
光重合性化合物F:オキセタン化合物(東亜合成社製、OXT−211)
塩基性硬化型組成物:N−エチルジエタノールアミン
界面活性剤a:DIC社製、メガファックF178k(パーフルオロアルキル基含有アクリルオリゴマー)
界面活性剤b:DIC社製、メガファックF1405(パーフルオロアルキル基含有エチレンオキサイド付加物)
相溶化剤:東邦化学社製、ハイゾルブBDB(グリコールエーテル)
光酸発生剤:ダウケミカル社製、UV16992 -Material The following compounds were used as the material for the cationically polymerized black composition.
Photopolymerizable compound C: Epoxy linseed oil (ATOFINA, Vikoflex 9040)
Photopolymerizable compound D: A compound represented by the following formula
Figure 2021130778
Photopolymerizable compound E: Oxetane compound (manufactured by Toagosei Co., Ltd., OXT-221)
Photopolymerizable compound F: Oxetane compound (manufactured by Toagosei Co., Ltd., OXT-211)
Basic curable composition: N-ethyldiethanolamine Surfactant a: Megafuck F178k (perfluoroalkyl group-containing acrylic oligomer) manufactured by DIC
Surfactant b: Megafuck F1405 (perfluoroalkyl group-containing ethylene oxide adduct) manufactured by DIC Corporation
Compatibility agent: High-solve BDB (glycol ether) manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.
Photoacid generator: UV16992, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.

4−3.活性エネルギー線硬化型組成物の印刷条件
上述のラジカル重合型黒色組成物およびカチオン重合型黒色組成物の印刷条件は、それぞれ以下の通りである。
4-3. Printing conditions for the active energy ray-curable composition The printing conditions for the radical polymerization type black composition and the cationic polymerization type black composition described above are as follows.

(ラジカル重合型組成物のインクジェット印刷条件)
(a)ノズル径 :35μm
(b)印加電圧 :11.5V
(c)パルス幅 :10.0μs
(d)駆動周波数 :3,483Hz
(e)解像度 :360dpi
(f)液滴の体積 :42pl
(g)ヘッド加熱温度 :45℃
(h)塗布量 :8.4g/m
(i)ヘッドと記録面の距離 :5.0mm
(j)液滴の初速 :5.9m/sec
(Inkjet printing conditions for radical polymerization type composition)
(A) Nozzle diameter: 35 μm
(B) Applied voltage: 11.5V
(C) Pulse width: 10.0 μs
(D) Drive frequency: 3,483 Hz
(E) Resolution: 360 dpi
(F) Volume of droplet: 42pl
(G) Head heating temperature: 45 ° C.
(H) Coating amount: 8.4 g / m 2
(I) Distance between head and recording surface: 5.0 mm
(J) Initial velocity of droplet: 5.9 m / sec

(カチオン重合型組成物のインクジェット印刷条件)
(a)ノズル径 :35μm
(b)印加電圧 :13.2V
(c)パルス幅 :10.0μs
(d)駆動周波数 :3,483Hz
(e)解像度 :360dpi
(f)液滴の体積 :42pl
(g)ヘッド加熱温度 :45℃
(h)塗布量 :8.4g/m
(i)ヘッドと記録面の距離 :5.0mm
(j)液滴の初速 :6.1m/sec
(Inkjet printing conditions for cationically polymerized compositions)
(A) Nozzle diameter: 35 μm
(B) Applied voltage: 13.2V
(C) Pulse width: 10.0 μs
(D) Drive frequency: 3,483 Hz
(E) Resolution: 360 dpi
(F) Volume of droplet: 42pl
(G) Head heating temperature: 45 ° C.
(H) Coating amount: 8.4 g / m 2
(I) Distance between head and recording surface: 5.0 mm
(J) Initial velocity of droplet: 6.1 m / sec

5.評価
被印刷層(未処理、フレーム処理、およびコロナ放電処理)について、以下のXPS分析、ヨウ化メチレン転落角の測定、および活性エネルギー線硬化型組成物の濡れ広がり評価を行った。また、未処理の被印刷層に対して耐侯性試験を行った。さらに、上記活性エネルギー線硬化型組成物を塗布してインク層を形成した後の塗装金属材に対し、インク層の密着性の評価、耐衝撃性試験、および加工性試験を行った。各結果を表3および表4に示す。
5. Evaluation The layers to be printed (untreated, framed, and corona discharge treated) were subjected to the following XPS analysis, methylene iodide fall angle measurement, and wet spread evaluation of the active energy ray-curable composition. In addition, a weather resistance test was performed on the untreated layer to be printed. Further, the adhesion of the ink layer, the impact resistance test, and the processability test were carried out on the coated metal material after applying the active energy ray-curable composition to form the ink layer. The results are shown in Tables 3 and 4.

5−1.XPS分析(被印刷層表面のO原子濃度およびC原子濃度の測定)
XPS分析装置(KRATOS社製AXIS−NOVA)により、以下の条件で、被印刷層表面のO原子濃度およびC原子濃度を測定した。
X線源:単色化AlKα(1486.6eV)
分析領域:300×700μm
分析室真空度:1.0×10−7Pa
5-1. XPS analysis (measurement of O-atom concentration and C-atom concentration on the surface of the layer to be printed)
The O atom concentration and the C atom concentration on the surface of the layer to be printed were measured by an XPS analyzer (AXIS-NOVA manufactured by KRATOS) under the following conditions.
X-ray source: Monochromatic AlKα (1486.6 eV)
Analysis area: 300 x 700 μm
Laboratory vacuum: 1.0 × 10-7 Pa

5−2.ヨウ化メチレン転落角の測定
水平に保持した被印刷層上に2μlのヨウ化メチレンを滴下した。その後、接触角測定装置(協和界面科学社製 DM901)を用いて、2度/秒の速度で被印刷層の傾斜角度(水平面と被印刷層とが成す角度)を大きくした。そして、接触角測定装置に付属しているカメラによって、ヨウ化メチレンの液滴を観察した。ヨウ化メチレンの液滴が転落する瞬間の被印刷層の傾斜角度を特定し、5回の平均値を当該被印刷層のヨウ化メチレン転落角とした。なお、ヨウ化メチレンの液滴が転落する瞬間とは、ヨウ化メチレンの液滴の重力下方向の端点および重力上方向の端点の両方が移動し始める瞬間とした。
5-2. Measurement of Methylene Iodide Fall Angle 2 μl of methylene iodide was dropped onto the layer to be printed held horizontally. Then, using a contact angle measuring device (DM901 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), the inclination angle of the layer to be printed (the angle formed by the horizontal plane and the layer to be printed) was increased at a speed of 2 degrees / sec. Then, the droplets of methylene iodide were observed by the camera attached to the contact angle measuring device. The inclination angle of the layer to be printed at the moment when the droplets of methylene iodide fell was specified, and the average value of 5 times was taken as the methylene iodide fall angle of the layer to be printed. The moment when the droplet of methylene iodide falls is the moment when both the end point in the downward direction of gravity and the end point in the upward direction of gravity of the droplet of methylene iodide start to move.

5−3.耐候性試験
被印刷層(未処理)に対して、JIS D0205で規定されているサンシャインカーボンアーク灯式耐候性試験に準じて、サンシャインウェザメータ(スガ試験機社製「S80DH」)を用いて、下記の条件で促進耐候性試験を行った。
5-3. Weather resistance test For the layer to be printed (untreated), use a sunshine weather meter (“S80DH” manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) according to the sunshine carbon arc lamp type weather resistance test specified in JIS D0205. An accelerated weather resistance test was conducted under the following conditions.

(試験条件)
照度:255W/m
照射サイクル:60分中12分降雨
照射時間:1,000時間
ブラックパネル温度:63℃
促進耐候性試験後、被印刷層の平坦部の光沢保持率を算出した。光沢保持率は、試験前の被印刷層の光沢度(100とする)に対する、試験後の被印刷層の光沢度の割合である。光沢度はJIS K5600−4−7に規定された方法に準拠して測定した。測定機器としてスガ試験機社製:デジタル変角光沢計 UGV−6Pを用い、光の入射角は60°とし、以下のように評価した。△以上を合格とした。
〇:光沢保持率 40%以上
△:光沢保持率 20%以上、40%未満
×:光沢保持率 20%未満
(Test conditions)
Illuminance: 255 W / m 2
Irradiation cycle: 12 minutes out of 60 minutes Rainfall Irradiation time: 1,000 hours Black panel temperature: 63 ° C
After the accelerated weathering test, the gloss retention rate of the flat portion of the layer to be printed was calculated. The gloss retention rate is the ratio of the glossiness of the layer to be printed after the test to the glossiness (assumed to be 100) of the layer to be printed before the test. The glossiness was measured according to the method specified in JIS K5600-4-7. A digital variable angle gloss meter UGV-6P manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. was used as a measuring device, and the incident angle of light was 60 °, and the evaluation was performed as follows. △ The above was regarded as a pass.
〇: Gloss retention rate 40% or more Δ: Gloss retention rate 20% or more, less than 40% ×: Gloss retention rate less than 20%

5−4.活性エネルギー線硬化型組成物の濡れ広がり性評価
上述の被印刷層上に、活性エネルギー線硬化型組成物(ラジカル重合型黒色組成物およびカチオン重合型黒色組成物)をドット状に塗布した。具体的には、インクジェット印刷機(トライテック社製:パターニングジェット)を用いて、各液滴の体積が42plとなるようにドットを印刷した。なお、ドット同士が重ならないようにドット間の距離は500μmとした。そして、オリンパス社製:走査型共焦点レーザ顕微鏡LEXT OLS3000を用いて、各ドット径を測定した。より具体的には、1ドットのみが見える範囲に拡大して(200倍)、8個のドットのドット径を測定し、その平均値をドット径として評価した。ドットの広がりが楕円に近い場合は、長径と短径の平均値をドット径とし、以下のように評価した。なお、ドット径100μm未満では、活性エネルギー線硬化型組成物が濡れ広がり難く、100%印刷を行っても金属基材(被印刷層)表面を活性エネルギー線硬化型組成物で完全に覆うことができない。したがって、ドット径が小さいほうが、評価が低い。ただし、△以上であれば実用上問題ないといえる。
◎:ドット径 130μm以上
○:ドット径 100μm以上、130μm未満
△:ドット径 80μm以上、100μm未満
×:ドット径 80μm未満
5-4. Evaluation of wet spreadability of active energy ray-curable composition The active energy ray-curable composition (radical polymerization type black composition and cationic polymerization type black composition) was applied in dots on the above-mentioned layer to be printed. Specifically, dots were printed using an inkjet printing machine (manufactured by Tritech Co., Ltd .: patterning jet) so that the volume of each droplet was 42 pl. The distance between the dots was set to 500 μm so that the dots did not overlap each other. Then, each dot diameter was measured using a scanning confocal laser scanning microscope LEXT OLS3000 manufactured by Olympus Corporation. More specifically, the dot diameter of eight dots was measured by enlarging the area so that only one dot could be seen (200 times), and the average value thereof was evaluated as the dot diameter. When the dot spread was close to an ellipse, the average value of the major axis and the minor axis was taken as the dot diameter and evaluated as follows. If the dot diameter is less than 100 μm, the active energy ray-curable composition is difficult to wet and spread, and even if 100% printing is performed, the surface of the metal substrate (printed layer) may be completely covered with the active energy ray-curable composition. Can not. Therefore, the smaller the dot diameter, the lower the evaluation. However, if it is △ or more, it can be said that there is no practical problem.
⊚: Dot diameter 130 μm or more ○: Dot diameter 100 μm or more and less than 130 μm Δ: Dot diameter 80 μm or more and less than 100 μm ×: Dot diameter less than 80 μm

5−5.インク層の密着性の評価
上述の被印刷層上に、活性エネルギー線硬化型組成物を上述の条件で解像度360dpiとなるように、100〜1000%(インク塗布量:8.4〜84.0g/m)で印刷した。その後、高圧水銀ランプ(フュージョンUVシステムズ・ジャパン社製、Hバルブ)を用いて、ランプの出力:200W/cm、積算光量:600mJ/cm(オーク製作所社製、紫外線光量計UV−351−25を使用して測定)にて紫外線を照射し、インク層を形成した。得られた塗装金属材に対して、JIS K5600−5−6 G 330に準拠した碁盤目試験を実施した。具体的には、インク層の表面に、2mm間隔で25個のマス目ができるように碁盤目状の切り込みを入れた。そして、当該部分に粘着テープを貼り付け、剥離した。粘着テープの剥離後、インク層の残存率を観察した。評価は、以下の基準で行い、△以上を合格とした。
〇:インク層の剥離面積が0%
△:インク層の剥離面積が0%超かつ20%以内
×:インク層の剥離面積が20%超
5-5. Evaluation of Adhesion of Ink Layer 100 to 1000% (ink coating amount: 8.4 to 84.0 g) so that the active energy ray-curable composition has a resolution of 360 dpi under the above conditions on the above-mentioned layer to be printed. / M 2 ) was printed. After that, using a high-pressure mercury lamp (H valve manufactured by Fusion UV Systems Japan Co., Ltd.), the output of the lamp: 200 W / cm, the integrated light intensity: 600 mJ / cm 2 (manufactured by ORC Manufacturing Co., Ltd., UV light meter UV-351-25). The ink layer was formed by irradiating with ultraviolet rays (measured using). The obtained coated metal material was subjected to a grid test in accordance with JIS K5600-5-6 G 330. Specifically, a grid-like notch was made on the surface of the ink layer so as to form 25 squares at 2 mm intervals. Then, an adhesive tape was attached to the portion and peeled off. After peeling off the adhesive tape, the residual rate of the ink layer was observed. The evaluation was performed according to the following criteria, and a score of Δ or higher was considered acceptable.
〇: The peeled area of the ink layer is 0%
Δ: The peeled area of the ink layer is more than 0% and within 20% ×: The peeled area of the ink layer is more than 20%

5−6.耐衝撃性試験
上述の被印刷層上に、活性エネルギー線硬化型組成物を上述の条件で解像度360dpiとなるように、100%(インク塗布量:8.4g/m)で印刷し、上記と同様に紫外線を照射して硬化させ、インク層を形成した。得られた塗装金属材に対して、JIS G3322の衝撃試験に準じ、デュポン衝撃試験機を用いて塗装金属材に衝撃を加えた。その後、インク層の表面に粘着テープを貼り付け、剥離した。粘着テープの貼り付け前および粘着テープの剥離後における塗装金属材の外観を観察し、以下のように評価した。なお、△以上の評価を合格とした。
◎:インク層および被印刷層の剥離なし、かつ貼り付け前にクラック(亀裂)なし
○:インク層および被印刷層の剥離なし、ただし貼り付け前にクラック(亀裂)あり
△:インク層または被印刷層にごく僅かに剥離あり
×:インク層または被印刷層に僅かに剥離あり
××:インク層または被印刷層に剥離あり
5-6. Impact resistance test The active energy ray-curable composition was printed on the above-mentioned layer to be printed at 100% (ink application amount: 8.4 g / m 2 ) so as to have a resolution of 360 dpi under the above-mentioned conditions. The ink layer was formed by irradiating with ultraviolet rays and curing in the same manner as in the above. The obtained coated metal material was impacted using a DuPont impact tester according to the impact test of JIS G3322. Then, an adhesive tape was attached to the surface of the ink layer and peeled off. The appearance of the coated metal material before the adhesive tape was attached and after the adhesive tape was peeled off was observed and evaluated as follows. In addition, the evaluation of △ or more was accepted.
⊚: No peeling of ink layer and printed layer and no crack (crack) before sticking ○: No peeling of ink layer and printed layer, but crack (crack) before sticking △: Ink layer or covered There is very slight peeling on the print layer ×: There is slight peeling on the ink layer or the layer to be printed × ×: There is peeling on the ink layer or the layer to be printed

5−7.加工性試験
上述の耐衝撃性試験と同様に、被印刷層上に活性エネルギー線硬化型組成物によりインク層を形成した。得られた塗装金属材に対して、JIS G3322の曲げ試験に準じて4T曲げ試験を行った。その後、折り曲げ部のインク層表面に粘着テープを貼り着け、剥離した。粘着テープの貼り付け前および粘着テープの剥離後における塗装金属材の外観を観察し、以下のように評価した。また、△以上の評価を合格とした。
◎:インク層および被印刷層の剥離なし、かつ貼り付け前にクラック(亀裂)なし
○:インク層および被印刷層の剥離なし、ただし貼り付け前にクラック(亀裂)あり
△:インク層または被印刷層にごく僅かに剥離あり
×:インク層または被印刷層に僅かに剥離あり
××:インク層または被印刷層に剥離あり
5-7. Workability test Similar to the impact resistance test described above, an ink layer was formed on the layer to be printed with an active energy ray-curable composition. The obtained coated metal material was subjected to a 4T bending test according to the bending test of JIS G3322. Then, an adhesive tape was attached to the surface of the ink layer of the bent portion and peeled off. The appearance of the coated metal material before the adhesive tape was attached and after the adhesive tape was peeled off was observed and evaluated as follows. In addition, evaluations of △ or higher were accepted.
⊚: No peeling of ink layer and printed layer and no crack (crack) before pasting ○: No peeling of ink layer and printed layer, but crack (crack) before sticking △: Ink layer or covered There is very slight peeling on the print layer ×: There is slight peeling on the ink layer or the layer to be printed × ×: There is peeling on the ink layer or the layer to be printed

Figure 2021130778
Figure 2021130778

Figure 2021130778
Figure 2021130778

ポリエステル樹脂中のアルコール構造単位およびカルボン酸構造単位の合計100モル%に対して、トリオール由来の構造単位(3価以上のアルコール由来の構造単位)が20モル%未満である、ポリエステル樹脂P1〜P4を含む被印刷層を金属板上に形成した場合(ポリエステル樹脂およびメラミン樹脂の組合せA〜D)、ラジカル重合型組成物およびカチオン重合型組成物のいずれの密着性も良好であった。さらに、これらの実施例では、金属用塗料中のポリエステル樹脂の数平均分子量が4000〜12000であるため、耐侯性の評価(光沢保持率)も良好であった。なお、被印刷層をコロナ放電処理またはフレーム処理しない場合には、活性エネルギー線硬化型組成物の量が多くなると、密着性が低下する傾向にあった。これに対し、フレーム処理またはコロナ放電処理を行うと、活性エネルギー線硬化型組成物の量が多くなっても、密着性が下がり難かった。特にフレーム処理を行った場合には、塗布量を非常に多くしても、密着性が良好であった(実施例2、5、8、および11)。 Polyester resins P1 to P4 in which the amount of triol-derived structural units (structural units derived from trivalent or higher alcohols) is less than 20 mol% with respect to a total of 100 mol% of alcohol structural units and carboxylic acid structural units in the polyester resin. When the layer to be printed containing the above was formed on a metal plate (combinations A to D of a polyester resin and a melamine resin), the adhesiveness of both the radical polymerization type composition and the cationic polymerization type composition was good. Further, in these examples, since the number average molecular weight of the polyester resin in the metal coating material was 4000 to 12000, the evaluation of weather resistance (gloss retention rate) was also good. When the layer to be printed was not subjected to corona discharge treatment or frame treatment, the adhesion tended to decrease as the amount of the active energy ray-curable composition increased. On the other hand, when the frame treatment or the corona discharge treatment was performed, the adhesion was difficult to decrease even if the amount of the active energy ray-curable composition was large. In particular, when the frame treatment was performed, the adhesion was good even when the coating amount was very large (Examples 2, 5, 8 and 11).

これらの実施例のように、活性エネルギー線硬化型組成物の塗布量が500%以上で、十分な密着性が得られると、活性エネルギー線硬化型組成物から得られるインク層自体に凹凸を形成すること等が可能となる。したがって、塗装金属基材の意匠性を大幅に向上させることができる。 As in these examples, when the coating amount of the active energy ray-curable composition is 500% or more and sufficient adhesion is obtained, irregularities are formed on the ink layer itself obtained from the active energy ray-curable composition. It becomes possible to do such things. Therefore, the design of the coated metal base material can be significantly improved.

また、これらの実施例の被印刷層では全て、インク滴のドット径評価において、ドット径が130μm以上となり、十分なインク濡れ広がり性が得られた。つまり、フレーム処理により、インクの密着性と濡れ広がり性の両方が向上したといえる。そして、このような被印刷層によれば、インク層による凹凸模様の高低差を大きくすることが可能であり、その色域も広くなる。従って、フレーム処理により、意匠性が大幅に向上する。 Further, in all of the layers to be printed in these examples, the dot diameter was 130 μm or more in the dot diameter evaluation of the ink droplets, and sufficient ink wettability and spreadability were obtained. In other words, it can be said that the frame processing has improved both the adhesion of the ink and the wettability. Then, according to such a layer to be printed, it is possible to increase the height difference of the uneven pattern due to the ink layer, and the color gamut thereof is also widened. Therefore, the frame processing greatly improves the design.

一方、金属板用塗料のポリエステル樹脂中のトリオール由来の構造単位の量が20モル%未満であったとしても、金属板用塗料中のポリエステル樹脂の平均分子量が12000を超える場合(ポリエステル樹脂およびメラミン樹脂の組合せEまたはF)、フレーム処理した場合の耐衝撃性および加工性は良好であったものの、インクの量が多くなると、密着性の面で、十分な性能が得られ難かった。ポリエステル樹脂の数平均分子量が高いと、フレーム処理等を行っても、表面に十分な量のOH基等を導入し難かったと考えられる。また、これらの比較例では、被印刷層の耐侯性の評価が低かった。これは、被印刷層中におけるメラミン樹脂の架橋密度が低すぎたため、と考えられる。 On the other hand, even if the amount of triol-derived structural units in the polyester resin of the metal plate paint is less than 20 mol%, the average molecular weight of the polyester resin in the metal plate paint exceeds 12000 (polyester resin and melamine). Although the resin combination E or F) and the impact resistance and workability when frame-treated were good, it was difficult to obtain sufficient performance in terms of adhesion when the amount of ink was large. When the number average molecular weight of the polyester resin is high, it is considered that it is difficult to introduce a sufficient amount of OH groups or the like on the surface even if the frame treatment or the like is performed. Moreover, in these comparative examples, the evaluation of the weather resistance of the layer to be printed was low. It is considered that this is because the cross-linking density of the melamine resin in the layer to be printed was too low.

また、ポリエステル樹脂中のアルコール構造単位およびカルボン酸構造単位の合計100モル%に対して、トリオール由来の構造単位(3価以上のアルコール由来の構造単位)を20モル%以上含む、ポリエステル樹脂P7およびP8を含む被印刷層を金属板上に形成した場合(ポリエステル樹脂およびメラミン樹脂の組合せG、H)、フレーム処理やコロナ放電処理を行っても、活性エネルギー線硬化型組成物の密着性が高まらなかった(比較例7〜12)。これらの被印刷用金属基材では、金属板上に形成した被印刷層中のポリエステル樹脂の架橋密度が過度に高かったと考えられる。そして、当該被印刷層上に塗布される活性エネルギー線硬化型組成物が硬化する際に、硬化収縮したりすると、被印刷層と活性エネルギー線硬化型組成物から得られるインク層との間に応力がかかり、容易に剥離したと考えられる。 Further, the polyester resin P7 and the polyester resin P7 containing 20 mol% or more of triol-derived structural units (triovalent or higher alcohol-derived structural units) with respect to a total of 100 mol% of alcohol structural units and carboxylic acid structural units in the polyester resin. When the layer to be printed containing P8 is formed on a metal plate (combination G and H of polyester resin and melamine resin), the adhesion of the active energy ray-curable composition is improved even if frame treatment or corona discharge treatment is performed. No (Comparative Examples 7 to 12). In these metal substrates to be printed, it is considered that the crosslink density of the polyester resin in the layer to be printed formed on the metal plate was excessively high. Then, when the active energy ray-curable composition applied on the layer to be printed is cured, if it is cured and shrunk, it is between the layer to be printed and the ink layer obtained from the active energy ray-curable composition. It is considered that stress was applied and the ink was easily peeled off.

本発明の金属用塗料によれば、金属基材上に、インク層との密着性が高い被印刷層を形成可能である。したがって、各種金属基材上に、活性エネルギー線硬化型組成物を用いて、意匠性の高い、種々の層を形成することが可能である。 According to the metal coating material of the present invention, a layer to be printed having high adhesion to an ink layer can be formed on a metal base material. Therefore, it is possible to form various layers with high designability on various metal substrates by using the active energy ray-curable composition.

Claims (10)

数平均分子量が4000〜12000であるポリエステル樹脂と、
メラミン樹脂と、
を含む金属用塗料であって、
前記ポリエステル樹脂は、多価アルコール由来のアルコール構造単位と、多価カルボン酸由来のカルボン酸構造単位と、を含み、
前記アルコール構造単位および前記カルボン酸構造単位の合計量に対する、3価以上のアルコール由来の構造単位の量の割合が20モル%以下である、
金属用塗料。
Polyester resin with a number average molecular weight of 4000-12000 and
With melamine resin,
Is a metal paint that contains
The polyester resin contains an alcohol structural unit derived from a polyhydric alcohol and a carboxylic acid structural unit derived from a polyvalent carboxylic acid.
The ratio of the amount of the trivalent or higher alcohol-derived structural unit to the total amount of the alcohol structural unit and the carboxylic acid structural unit is 20 mol% or less.
Metal paint.
前記ポリエステル樹脂が、トリメチロールプロパン由来の構造単位を含む、
請求項1に記載の金属用塗料。
The polyester resin contains a structural unit derived from trimethylolpropane.
The metal paint according to claim 1.
プレコート金属板用塗料である、
請求項1または2に記載の金属用塗料。
Pre-coated metal plate paint,
The metallic paint according to claim 1 or 2.
金属基材と、
前記金属基材上に配置された、請求項1〜3のいずれか一項に記載の金属用塗料の硬化物である被印刷層と、
を有する、
被印刷用金属基材。
With a metal base material
A layer to be printed, which is a cured product of the metal coating material according to any one of claims 1 to 3, arranged on the metal substrate.
Have,
Metal substrate for printing.
前記被印刷層の表面を、X線源としてAlKα線を用いてX線電子分光分析法で分析したときの、C原子の量に対するO原子の量の割合が0.6以上である、
請求項4に記載の被印刷用金属基材。
When the surface of the layer to be printed is analyzed by X-ray electron spectroscopy using AlKα rays as an X-ray source, the ratio of the amount of O atoms to the amount of C atoms is 0.6 or more.
The metal substrate for printing according to claim 4.
前記被印刷層の表面のヨウ化メチレン転落角が、15°以上45°以下である、
請求項4または5に記載の被印刷用金属基材。
The methylene iodide fall angle on the surface of the layer to be printed is 15 ° or more and 45 ° or less.
The metal substrate to be printed according to claim 4 or 5.
プレコート金属板である、
請求項4〜6のいずれか一項に記載の被印刷用金属基材。
Pre-coated metal plate,
The metal substrate for printing according to any one of claims 4 to 6.
請求項4〜7のいずれか一項に記載の被印刷用金属基材と、
前記被印刷層上に配置された、活性エネルギー線硬化型組成物の硬化物である、インク層と、
を有する、
塗装金属材。
The metal substrate to be printed according to any one of claims 4 to 7.
An ink layer, which is a cured product of an active energy ray-curable composition arranged on the layer to be printed,
Have,
Painted metal material.
前記インク層の厚みが、40μm以上である、
請求項8に記載の塗装金属材。
The thickness of the ink layer is 40 μm or more.
The coated metal material according to claim 8.
金属基材上に、請求項1〜3のいずれか一項に記載の金属用塗料を塗布し、被印刷層を形成する工程と、
前記被印刷層にフレーム処理またはコロナ放電処理を行う工程と、
を含む、
被印刷用金属基材の製造方法。
A step of applying the metal coating material according to any one of claims 1 to 3 onto a metal substrate to form a layer to be printed.
A step of performing a frame treatment or a corona discharge treatment on the layer to be printed, and
including,
A method for manufacturing a metal substrate to be printed.
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