JP6487715B2 - Painted body - Google Patents
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Description
本発明は、金属基材と塗膜とを備える塗装体に関し、金属基材への塗膜の付着性、加工性及び耐油性に優れる塗膜を備える塗装体に関するものである。 The present invention relates to a coated body comprising a metal substrate and a coating film, and relates to a coated body comprising a coating film having excellent adhesion, workability and oil resistance of the coating film to the metal substrate.
従来、金属基材への付着性の観点から、熱硬化型塗料や常温硬化型塗料が使用されている。しかしながら、熱硬化型塗料及び常温硬化型塗料は、水及び/又は有機溶剤を含むため、乾燥工程が必要になり、塗膜の生産効率が悪い。また、有機溶剤の揮発による環境負荷も懸念される。 Conventionally, from the viewpoint of adhesion to a metal substrate, a thermosetting paint or a room temperature curable paint has been used. However, since the thermosetting paint and the room temperature curable paint contain water and / or an organic solvent, a drying process is required, and the production efficiency of the coating film is poor. There is also concern about the environmental impact caused by the volatilization of organic solvents.
ところで、活性エネルギー線硬化性塗料は、高生産性、省資源、省エネルギー、環境負荷低減等の利点を有しており、近年では、金属基材用の塗料として検討されている。 By the way, the active energy ray-curable coating has advantages such as high productivity, resource saving, energy saving, and reduction of environmental load, and has recently been studied as a coating for metal substrates.
例えば、特開2008−222848号公報(特許文献1)には、リン酸エステル基を有する(メタ)アクリレートと多官能(メタ)アクリレートを主成分とし、金属及び金属酸化物基材への優れた密着性及び優れた硬度を有し、生産性にも優れた紫外線硬化型ハードコート樹脂組成物が記載されている。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-222848 (Patent Document 1) has (meth) acrylate having a phosphate ester group and a polyfunctional (meth) acrylate as main components, and is excellent for metals and metal oxide substrates. An ultraviolet curable hard coat resin composition having adhesion and excellent hardness and excellent productivity is described.
また、特開2009−57525号公報(特許文献2)には、ベンジル基含有アクリレートオリゴマーを主成分とし、プラスチック、金属及び金属酸化物基材への優れた密着性及び生産性に優れた紫外線硬化型ハードコート樹脂組成物が記載されている。 JP-A-2009-57525 (Patent Document 2) discloses an ultraviolet-curing composition having a benzyl group-containing acrylate oligomer as a main component, excellent adhesion to plastics, metals and metal oxide substrates, and excellent productivity. A mold hard coat resin composition is described.
更に、特開2011−246515号公報(特許文献3)には、ジブチルフマレ−ト単位及び水酸基含有単量体単位を含む、質量平均分子量が20,000〜40,000で水酸基価が40〜60mgKOH/gである共重合体(A)、分子中に少なくとも1個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリレート(B)、並びに光重合開始剤(C)を含み、優れた平滑性を有する硬化膜の表面を有し、硬化膜と金属基材との付着性に優れ耐湿性に優れた成形物を提供できる、硬化性に優れた活性エネルギー線硬化型被覆材組成物が記載されている。 Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-246515 (Patent Document 3) includes a dibutyl fumarate unit and a hydroxyl group-containing monomer unit, having a mass average molecular weight of 20,000 to 40,000 and a hydroxyl value of 40 to 60 mgKOH / a copolymer (A) which is g, (meth) acrylate (B) having at least one (meth) acryloyloxy group in the molecule, and a photopolymerization initiator (C), and having excellent smoothness. An active energy ray-curable coating composition having excellent curability, which has a cured film surface and can provide a molded article having excellent adhesion between the cured film and a metal substrate and excellent moisture resistance, is described. .
活性エネルギー線硬化性塗料は、上述のような利点があるものの、硬化過程での塗膜の収縮が大きいため、基材に対する付着性、特に金属基材に対する付着性が低下し易く、また、金属加工時にはクラックが生じ易い。更に、付着性の低下に起因して、防錆性、耐水性、耐油性等の諸物性も低下する傾向にある。特許文献1〜3には、金属基材に対する付着性に優れる活性エネルギー線硬化性塗料組成物が記載されるものの、表面処理が施されていない金属基材(無処理金属基材)に対する付着性や、塗膜の加工性等については依然として改良の余地がある。また、特許文献1〜3の具体的な実施態様では、いずれも有機溶剤を使用しており、乾燥工程が必要である。 Although the active energy ray-curable coating has the advantages as described above, the shrinkage of the coating film during the curing process is large, so that the adhesion to the substrate, particularly the adhesion to the metal substrate, tends to be reduced. Cracks are likely to occur during processing. Furthermore, various physical properties such as rust prevention, water resistance, and oil resistance tend to decrease due to a decrease in adhesion. Patent Documents 1 to 3 describe active energy ray-curable coating compositions having excellent adhesion to metal substrates, but adhesion to metal substrates not subjected to surface treatment (untreated metal substrates). There is still room for improvement in the processability of the coating film. Moreover, in the specific embodiment of patent documents 1-3, all use the organic solvent and a drying process is required.
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、金属基材と該金属基材の表面に形成された塗膜とを備える塗装体であって、金属基材への塗膜の付着性、加工性及び耐油性に優れる塗膜を備える塗装体を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a coated body that solves the above-described problems of the prior art and includes a metal base material and a coating film formed on the surface of the metal base material. It is providing the coating body provided with the coating film which is excellent in adhesiveness, workability, and oil resistance.
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを含む活性エネルギー線硬化性塗料により金属基材の表面を塗装し、金属基材表面に形成される塗膜のマルテンス硬度を10〜250N/mm2に調整することによって、金属基材への塗膜の付着性、加工性及び耐油性に優れる塗膜を備える塗装体が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has painted the surface of a metal substrate with an active energy ray-curable paint containing a urethane (meth) acrylate oligomer, and is formed on the surface of the metal substrate. It has been found that by adjusting the Martens hardness of the film to 10 to 250 N / mm 2 , a coated body having a coating film excellent in adhesion, workability and oil resistance of the coating film to the metal substrate can be obtained. It came to complete.
即ち、本発明の塗装体は、金属基材と該金属基材の表面に形成された塗膜とを有する塗装体であって、該塗膜が、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを含む活性エネルギー線硬化性塗料により得られ、塗膜のマルテンス硬度が10〜250N/mm2であることを特徴とする。 That is, the coated body of the present invention is a coated body having a metal substrate and a coating film formed on the surface of the metal substrate, and the coating film includes an active energy ray containing a urethane (meth) acrylate oligomer. It is obtained by a curable paint, and the coating film has a Martens hardness of 10 to 250 N / mm 2 .
本発明の塗装体の好適例においては、前記塗膜が、更に、着色顔料、体質顔料及び防錆顔料よりなる群から選択される少なくとも1種の顔料を含む。 In a preferred example of the coated body of the present invention, the coating film further contains at least one pigment selected from the group consisting of a color pigment, an extender pigment, and a rust preventive pigment.
本発明の塗装体の他の好適例においては、前記活性エネルギー線硬化性塗料が、
(A)ラジカル重合性オリゴマーであって、該オリゴマーの硬化物のマルテンス硬度が40N/mm2より大きいオリゴマーと、(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーであって、該オリゴマーの硬化物のマルテンス硬度が40N/mm2以下であるオリゴマーとを含み、
(A)ラジカル重合性オリゴマーと(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの質量比(A/B)が85/15〜15/85である。
In another preferred embodiment of the coated body of the present invention, the active energy ray-curable paint is,
(A) a radical-polymerizable oligomer, and a cured product of the oligomer having a Martens hardness of greater than 40 N / mm 2 and (B) a urethane (meth) acrylate oligomer, the cured product of the oligomer having a Martens hardness Including an oligomer having an N of 40 N / mm 2 or less,
The mass ratio (A / B) of (A) radical polymerizable oligomer and (B) urethane (meth) acrylate oligomer is 85/15 to 15/85.
本発明の塗装体の他の好適例においては、前記(A)ラジカル重合性オリゴマーが、エステル系(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ系(メタ)アクリレートオリゴマー及びウレタン系(メタ)アクリレートオリゴマーよりなる群から選択される少なくとも1種のオリゴマーである。 In another preferred embodiment of the coated body of the present invention, the radically polymerizable oligomer (A) is selected from the group consisting of an ester (meth) acrylate oligomer, an epoxy (meth) acrylate oligomer, and a urethane (meth) acrylate oligomer. At least one oligomer selected.
本発明の塗装体の他の好適例において、前記(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、数平均分子量が800〜15,000の範囲であり、官能基数が2〜6の範囲である。 In another preferred embodiment of the coated body of the present invention, the (B) urethane (meth) acrylate oligomer has a number average molecular weight in the range of 800 to 15,000 and the number of functional groups in the range of 2 to 6.
本発明の塗装体の他の好適例において、前記塗膜が、更に、平均粒子径が1nm〜100nmの酸化物微粒子を含む。 In another preferred embodiment of the coated body of the present invention, the coating film further contains oxide fine particles having an average particle diameter of 1 nm to 100 nm.
本発明の塗装体によれば、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを含む活性エネルギー線硬化性塗料により金属基材の表面を塗装し、金属基材表面に形成される塗膜のマルテンス硬度を10〜250N/mm2に調整することによって、金属基材への塗膜の付着性、加工性及び耐油性に優れる塗膜を備える塗装体を提供することができる。 According to the coated body of the present invention, the surface of the metal substrate is coated with the active energy ray-curable coating material containing the urethane (meth) acrylate oligomer, and the Martens hardness of the coating film formed on the surface of the metal substrate is 10 to 250 N. By adjusting to / mm 2 , it is possible to provide a coated body having a coating film excellent in adhesion, workability and oil resistance of the coating film to the metal substrate.
以下に、本発明の塗装体を詳細に説明する。本発明の塗装体は、金属基材と該金属基材の表面に形成された塗膜とを有する塗装体であって、該塗膜が、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを含む活性エネルギー線硬化性塗料により得られ、塗膜のマルテンス硬度が10〜250N/mm2であることを特徴とする。ここで、本発明の塗装体は、金属基材表面に形成される塗膜がウレタン結合を有し且つ該塗膜のマルテンス硬度が10〜250N/mm2であるため、金属基材への塗膜の付着性、加工性及び耐油性に優れる塗膜を備える。このため、本発明の塗装体は、車両用金属部材、具体的には、自動車及び二輪車、トラック等の車両用エンジンブロック等に有用である。 Below, the coated body of this invention is demonstrated in detail. The coated body of the present invention is a coated body having a metal substrate and a coating film formed on the surface of the metal substrate, and the coating film includes an active energy ray curable composition containing a urethane (meth) acrylate oligomer. It is obtained by a paint and has a Martens hardness of 10 to 250 N / mm 2 . Here, in the coated body of the present invention, since the coating film formed on the surface of the metal substrate has a urethane bond and the Martens hardness of the coating film is 10 to 250 N / mm 2 , It has a coating film with excellent film adhesion, processability and oil resistance. For this reason, the coated body of the present invention is useful for metal members for vehicles, specifically, engine blocks for vehicles such as automobiles, motorcycles and trucks.
本発明において、マルテンス硬度とは、微小硬度計(例えばSHIMADZU製微小硬度計DUH−211)により115°三角錐圧子を使用して、温度20℃、50%相対湿度及び試験力2mNの条件で測定される値である。 In the present invention, the Martens hardness is measured with a micro hardness tester (for example, SHIMADZU micro hardness tester DUH-211) using a 115 ° triangular pyramid indenter at a temperature of 20 ° C., 50% relative humidity, and a test force of 2 mN. Is the value to be
本発明の塗装体は、金属基材の表面に形成された塗膜のマルテンス硬度が、10〜250N/mm2の範囲であることを要し、50〜230N/mm2の範囲であることが好ましく、100〜230N/mm2の範囲であることが更に好ましい。該塗膜のマルテンス硬度が10N/mm2未満では、塗膜が柔軟になり塗膜に傷が付きやすく、耐油性が低下する恐れがある。一方、該塗膜のマルテンス硬度が250N/mm2を超えると、塗膜が硬すぎるために、加工性に劣り、更には金属基材への付着性も低下し、衝撃により塗膜に割れが生じる恐れがある。 Coated article of the present invention, the Martens hardness of the coating film formed on the surface of the metal substrate, required to be in the range of 10~250N / mm 2, in the range of 50~230N / mm 2 A range of 100 to 230 N / mm 2 is more preferable. When the Martens hardness of the coating film is less than 10 N / mm 2 , the coating film becomes flexible and the coating film is easily damaged, and the oil resistance may be reduced. On the other hand, when the Martens hardness of the coating film exceeds 250 N / mm 2 , the coating film is too hard, so that the processability is inferior, and the adhesion to the metal substrate is also reduced, and the coating film is cracked by impact. May occur.
本発明において、金属基材としては、特に限定されるものではないが、その形状は、例えば板状、シート状、箔状等である。また、該基材を構成する金属としては、鉄鋼、亜鉛めっき鋼、ステンレス鋼、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金等が挙げられ、中でも、鉄鋼が好ましい。更に、上記金属基材は、各種表面処理、例えば酸化処理が施されてもよい。一例として、アルマイト処理、リン酸塩処理、クロメート処理、ノンクロメート処理等の方法でアルミニウムに酸化処理を施した基材を用いることができる。なお、金属基材には、金属薄膜を表面に備える各種プラスチック基材(その形状は、例えば3次元の構造を持つ筐体及びフィルム等がある)も含まれる。金属の成膜には、蒸着、スパッタ、メッキ法等が利用できる。金属薄膜としては、アルミニウム、錫、亜鉛、金、銀、白金、ニッケル等の金属の薄膜が挙げられる。また、プラスチック基材としては、種々公知なものが使用でき、具体的には、ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体)、PC(ポリカーボネート)、アクリル、PS(ポリスチレン)、MS(MMAとスチレンの共重合体)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PPS(ポリフェニレンスルフィド)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、TAC(トリアセチルセルロース)や、これらのポリマーアロイ等が挙げられる。更に、プラスチック基材上に金属薄膜を形成する前に、プラスチック基材上に種々プライマー処理を施しても良い。 In the present invention, the metal substrate is not particularly limited, and the shape is, for example, a plate shape, a sheet shape, a foil shape, or the like. Moreover, as a metal which comprises this base material, steel, galvanized steel, stainless steel, magnesium alloy, aluminum, aluminum alloy etc. are mentioned, Among these, steel is preferable. Further, the metal substrate may be subjected to various surface treatments such as oxidation treatment. As an example, a base material obtained by subjecting aluminum to oxidation treatment by a method such as alumite treatment, phosphate treatment, chromate treatment, or non-chromate treatment can be used. The metal substrate includes various plastic substrates having a metal thin film on the surface (the shape thereof includes, for example, a casing and a film having a three-dimensional structure). For metal film formation, vapor deposition, sputtering, plating, or the like can be used. Examples of the metal thin film include metal thin films such as aluminum, tin, zinc, gold, silver, platinum, and nickel. As the plastic substrate, various known materials can be used. Specifically, ABS (acrylonitrile butadiene styrene copolymer), PC (polycarbonate), acrylic, PS (polystyrene), MS (copolymer of MMA and styrene). Polymer), PBT (polybutylene terephthalate), PPS (polyphenylene sulfide), PET (polyethylene terephthalate), TAC (triacetylcellulose), and polymer alloys thereof. Further, various primer treatments may be applied to the plastic substrate before forming the metal thin film on the plastic substrate.
本発明の塗装体は、金属基材と該金属基材の表面に形成された塗膜とを備えるが、例えば、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを含む活性エネルギー線硬化性塗料を金属基材の表面に塗布し、その後、活性エネルギー線照射による硬化等により成膜させることによって製造できる。活性エネルギー線硬化性塗料の塗布方法としては、特に制限されず、スプレーコート、ディッピング、ロールコート、ダイコート、エアナイフコート、ブレードコート、スピンコート、リバースコート、グラビアコート、ワイヤーバー等の公知の塗工法や、グラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷等の公知の印刷法が利用できる。また、形成される塗膜は、乾燥膜厚が20〜100μmであることが好ましい。 The coated body of the present invention comprises a metal substrate and a coating film formed on the surface of the metal substrate. For example, an active energy ray-curable coating containing a urethane (meth) acrylate oligomer is applied to the surface of the metal substrate. Then, it can be produced by forming a film by curing or the like by irradiation with active energy rays. The application method of the active energy ray-curable coating is not particularly limited, and is a known coating method such as spray coating, dipping, roll coating, die coating, air knife coating, blade coating, spin coating, reverse coating, gravure coating, and wire bar. In addition, known printing methods such as gravure printing, screen printing, and offset printing can be used. Moreover, it is preferable that the coating film formed is 20-100 micrometers in dry film thickness.
また、上記活性エネルギー線硬化性塗料の硬化は、活性エネルギー線(可視光線、紫外線又は電子線等)の照射により引き起こされる化学反応によって行われる。ここで、活性エネルギー線源としては、水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマレーザー、色素レーザー、LEDランプ等の紫外線源、並びに電子線加速装置等が使用できる。活性エネルギー線の照射エネルギー量(積算光量)は、200〜2,000mJ/cm2であることが好ましい。 The active energy ray-curable coating is cured by a chemical reaction caused by irradiation with active energy rays (visible light, ultraviolet rays, electron beams, etc.). Here, as the active energy ray source, an ultraviolet ray source such as a mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, an excimer laser, a dye laser, an LED lamp, an electron beam accelerator, or the like can be used. The irradiation energy amount (integrated light amount) of the active energy ray is preferably 200 to 2,000 mJ / cm 2 .
また、本発明の塗装体において、上記塗膜は、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを含む活性エネルギー線硬化性塗料により得られることを要する。ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、分子内にウレタン結合を有するが、これによって、塗膜中にはウレタン結合間の水素結合による結晶部位(ハードセグメント)が存在することになり、耐油性が向上する。また、その他の非結晶部位(ソフトセグメント)により柔軟性が発現して付着性及び加工性が向上する。 Moreover, in the coated body of this invention, the said coating film needs to be obtained with the active energy ray-curable coating material containing a urethane (meth) acrylate oligomer. Urethane (meth) acrylate oligomers have a urethane bond in the molecule, which means that there are crystal sites (hard segments) due to hydrogen bonds between urethane bonds in the coating film, and oil resistance is improved. . In addition, flexibility is exhibited by other non-crystalline parts (soft segments), and adhesion and workability are improved.
本発明において、塗膜の形成に用いる活性エネルギー線硬化性塗料(以下、単に本発明の塗料組成物とする)は、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを含むことを要するが、塗膜のマルテンス硬度を10〜250N/mm2の範囲に調整する観点から、本発明の塗料組成物は、(A)ラジカル重合性オリゴマーであって、該オリゴマーの硬化物のマルテンス硬度が40N/mm2より大きいオリゴマーと、(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーであって、該オリゴマーの硬化物のマルテンス硬度が40N/mm2以下であるオリゴマーとを含み、(A)ラジカル重合性オリゴマーと(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの質量比(A/B)が85/15〜15/85であることが好ましい。 In the present invention, the active energy ray-curable coating material used for forming the coating film (hereinafter simply referred to as the coating composition of the present invention) needs to contain a urethane (meth) acrylate oligomer, but the coating film has a Martens hardness. From the viewpoint of adjusting to a range of 10 to 250 N / mm 2 , the coating composition of the present invention is (A) a radical polymerizable oligomer, and the oligomer has a cured product with a Martens hardness of greater than 40 N / mm 2. And (B) a urethane (meth) acrylate oligomer, wherein the oligomer cured product has a Martens hardness of 40 N / mm 2 or less, (A) a radical polymerizable oligomer and (B) urethane (meth) The mass ratio (A / B) of the acrylate oligomer is preferably 85/15 to 15/85.
上記(A)ラジカル重合性オリゴマーは、該オリゴマーの硬化物のマルテンス硬度が40N/mm2より大きいオリゴマーである。ここで、ラジカル重合性オリゴマーとは、活性エネルギー線照射により発生したラジカル種と反応性を示す官能基を有するオリゴマーである。上記(A)ラジカル重合性オリゴマーを配合することにより、塗膜が緻密になりやすくなり、耐油性が良好になり、更に擦り傷が付きにくくなる。 The (A) radical polymerizable oligomer is an oligomer having a cured product of the oligomer having a Martens hardness of greater than 40 N / mm 2 . Here, the radical polymerizable oligomer is an oligomer having a functional group that is reactive with radical species generated by irradiation with active energy rays. By blending the above-mentioned (A) radical polymerizable oligomer, the coating film is likely to be dense, the oil resistance is improved, and the scratches are less likely to be scratched.
本発明において、マルテンス硬度とは、微小硬度計(例えばSHIMADZU製微小硬度計DUH−211)により115°三角錐圧子を使用して、温度20℃、50%相対湿度及び試験力2mNの条件で測定される値である。また、マルテンス硬度の測定に用いられる(A)ラジカル重合性オリゴマーの硬化物は、(A)ラジカル重合性オリゴマー100質量部に対して光重合開始剤10質量部を配合してなる混合物を調製し、脱脂処理を行ったSPCC−SD(冷延鋼板)上で、乾燥膜厚が40μmになるように該混合物を塗布して、水銀ランプ(358mW/cm2)を用いて、295mJ/cm2の照射光量を5回照射することで形成される(積算光量:1,475mJ/cm2)。なお、積算光量の測定には、岩崎電気株式会社製 EYE UV METER UVPF―A1(365nm)を使用できる。また、上記混合物には、酢酸エチル等の乾燥炉で容易に取り除くことができる沸点が80℃以下の有機溶剤を加えてもよい。なお、上記(A)ラジカル重合性オリゴマーは、該オリゴマーの硬化物のマルテンス硬度が40N/mm2より大きいことを要するが、200N/mm2以下であることが好ましい。 In the present invention, the Martens hardness is measured with a micro hardness tester (for example, SHIMADZU micro hardness tester DUH-211) using a 115 ° triangular pyramid indenter at a temperature of 20 ° C., 50% relative humidity, and a test force of 2 mN. Is the value to be Moreover, the cured product of the radically polymerizable oligomer (A) used for measuring the Martens hardness is prepared by mixing 10 parts by weight of a photopolymerization initiator with 100 parts by weight of the radically polymerizable oligomer (A). The mixture was applied on a degreased SPCC-SD (cold rolled steel sheet) so that the dry film thickness was 40 μm, and a mercury lamp (358 mW / cm 2 ) was used, and 295 mJ / cm 2 It is formed by irradiating the irradiation light quantity five times (integrated light quantity: 1,475 mJ / cm 2 ). For measurement of the integrated light quantity, EYE UV METER UVPF-A1 (365 nm) manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd. can be used. Moreover, you may add the organic solvent whose boiling point is 80 degrees C or less which can be easily removed with a drying furnace, such as ethyl acetate, to the said mixture. The above (A) a radical polymerizable oligomer is required to be Martens hardness of the cured product of the oligomer is greater than 40N / mm 2, is preferably 200 N / mm 2 or less.
上記(A)ラジカル重合性オリゴマーは、特に限定されないが、数平均分子量が500〜10,000であることが好ましく、耐油性、耐擦り傷性等の塗膜物性の観点から数平均分子量が500〜3,000の範囲であることが更に好ましい。なお、数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーで測定されるポリスチレン換算の数平均分子量である。 The (A) radical polymerizable oligomer is not particularly limited, but preferably has a number average molecular weight of 500 to 10,000, and a number average molecular weight of 500 to 500 from the viewpoint of coating film properties such as oil resistance and scratch resistance. More preferably, it is in the range of 3,000. The number average molecular weight is a polystyrene equivalent number average molecular weight measured by gel permeation chromatography.
上記(A)ラジカル重合性オリゴマーは、活性エネルギー線照射時に反応性を示す官能基を1つ以上有する限り特に限定されるものではないが、塗膜の加工性及び耐油性の観点から、官能基数が2〜6の範囲であることが好ましい。官能基数が2未満では、膜の架橋密度が低下して耐油性が低下し易くなり、一方、6を超えると、架橋密度が高くなりすぎるため、加工性が低下する場合がある。ここで、活性エネルギー線照射時に反応性を示す官能基としては、アクリロイルオキシ基(CH2=CHCOO−)やメタクリロイルオキシ基(CH2=C(CH3)COO−)が好ましい。 The radically polymerizable oligomer (A) is not particularly limited as long as it has one or more functional groups that are reactive when irradiated with active energy rays, but from the viewpoint of coating processability and oil resistance, the number of functional groups Is preferably in the range of 2-6. When the number of functional groups is less than 2, the crosslink density of the film is lowered and the oil resistance tends to be lowered. On the other hand, when it exceeds 6, the crosslink density becomes too high, and the workability may be lowered. Here, as a functional group which shows reactivity at the time of active energy ray irradiation, an acryloyloxy group (CH 2 ═CHCOO—) or a methacryloyloxy group (CH 2 ═C (CH 3 ) COO—) is preferable.
本発明の塗料組成物中において、上記(A)ラジカル重合性オリゴマーの含有量は、5〜50質量%であることが好ましい。 In the coating composition of this invention, it is preferable that content of the said (A) radically polymerizable oligomer is 5-50 mass%.
本発明の塗料組成物において、(A)ラジカル重合性オリゴマーと、後述する(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの質量比(A/B)は、塗膜の加工性及び耐油性の観点から、85/15〜15/85であることが好ましく、塗膜の加工性及び耐油性をより改善する観点から、85/15〜40/60であることが更に好ましい。(A)ラジカル重合性オリゴマーと(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの合計に占める(A)ラジカル重合性オリゴマーの割合が85質量%を超えると、塗膜の加工性が低下し、一方、該(A)ラジカル重合性オリゴマーの割合が15質量%未満では、耐油性が低下する。なお、(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを使用せず、(A)ラジカル重合性オリゴマーのみを使用した場合(即ち質量比(A/B)が100/0)である場合、活性エネルギー線の照射に伴い膜の内部応力が大きくなるため、金属基材への付着性及び加工性が低下する。 In the coating composition of the present invention, the mass ratio (A / B) of the (A) radical polymerizable oligomer and the (B) urethane (meth) acrylate oligomer described later is from the viewpoint of the processability and oil resistance of the coating film. It is preferably 85/15 to 15/85, and more preferably 85/15 to 40/60 from the viewpoint of further improving the workability and oil resistance of the coating film. When the ratio of (A) radical polymerizable oligomer to the total of (A) radical polymerizable oligomer and (B) urethane (meth) acrylate oligomer exceeds 85% by mass, the processability of the coating film decreases, (A) If the ratio of a radically polymerizable oligomer is less than 15 mass%, oil resistance will fall. In the case where (B) urethane (meth) acrylate oligomer is not used and only (A) radical polymerizable oligomer is used (that is, mass ratio (A / B) is 100/0), Since the internal stress of the film increases with irradiation, adhesion to the metal substrate and workability are reduced.
上記(A)ラジカル重合性オリゴマーとしては、エステル系(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ系(メタ)アクリレートオリゴマー及びウレタン系(メタ)アクリレートオリゴマー等が挙げられる。また、上記(A)ラジカル重合性オリゴマーは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the (A) radical polymerizable oligomer include ester (meth) acrylate oligomers, epoxy (meth) acrylate oligomers, and urethane (meth) acrylate oligomers. Moreover, the said (A) radically polymerizable oligomer may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
エステル系(メタ)アクリレートオリゴマーは、例えば、多塩基酸又はその酸無水物と多価アルコールから合成される水酸基含有ポリエステルと(メタ)アクリル酸を反応させることによって得られるエステル系(メタ)アクリレートオリゴマーが挙げられる。ここで、多塩基酸としては、フタル酸、コハク酸、アジピン酸、グルタル酸、セバチン酸、イソセバチン酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ダイマー酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ピメリン酸、アゼライン酸等が挙げられる。また、多価アルコールとしては、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等が挙げられる。 The ester (meth) acrylate oligomer is, for example, an ester (meth) acrylate oligomer obtained by reacting a hydroxyl group-containing polyester synthesized from a polybasic acid or acid anhydride thereof and a polyhydric alcohol with (meth) acrylic acid. Is mentioned. Here, as the polybasic acid, phthalic acid, succinic acid, adipic acid, glutaric acid, sebacic acid, isosebacic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, dimer acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, pimelic acid, Examples include azelaic acid. Examples of the polyhydric alcohol include 1,6-hexanediol, diethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, neopentyl glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol.
エポキシ系(メタ)アクリレートオリゴマーは、例えば、エポキシ樹脂(好ましくは脂環式エポキシ樹脂)に(メタ)アクリル酸を付加させることによって得られる(メタ)アクリル酸変性エポキシ樹脂が挙げられる。ここで、変性に供されるエポキシ樹脂は、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS又はフェノールボラックと、エピクロルヒドリンとを反応させることによって得られる。また、変性に供される脂環式エポキシ樹脂は、例えば、シクロペンタジエンオキシド又はシクロヘキセンオキシドと、エピクロルヒドリンとを反応させることによって得られる。 Examples of the epoxy-based (meth) acrylate oligomer include a (meth) acrylic acid-modified epoxy resin obtained by adding (meth) acrylic acid to an epoxy resin (preferably an alicyclic epoxy resin). Here, the epoxy resin subjected to modification is obtained, for example, by reacting bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, or phenol borak with epichlorohydrin. The alicyclic epoxy resin subjected to modification can be obtained, for example, by reacting cyclopentadiene oxide or cyclohexene oxide with epichlorohydrin.
ウレタン系(メタ)アクリレートオリゴマーは、例えば、イソシアネート化合物とポリオール化合物とヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート化合物とを反応させることによって得られるウレタン系(メタ)アクリレートオリゴマーが挙げられる。ここで、イソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。また、ポリオール化合物としては、水素化ビスフェノールAとエチレンオキサイドとの付加物、水素化ビスフェノールA、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン等が挙げられる。ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート化合物としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸の水酸基含有アルキルエステルが挙げられる。 Examples of the urethane (meth) acrylate oligomer include a urethane (meth) acrylate oligomer obtained by reacting an isocyanate compound, a polyol compound, and a hydroxy group-containing (meth) acrylate compound. Here, examples of the isocyanate compound include tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate. Examples of the polyol compound include adducts of hydrogenated bisphenol A and ethylene oxide, hydrogenated bisphenol A, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, trimethylolpropane, and the like. Examples of the hydroxy group-containing (meth) acrylate compound include hydroxyl-containing alkyl esters of (meth) acrylic acid such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 2-hydroxybutyl (meth) acrylate. Can be mentioned.
上記(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、該オリゴマーの硬化物のマルテンス硬度が40N/mm2以下であるオリゴマーである。上記(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、該オリゴマーの硬化物のマルテンス硬度が40N/mm2以下であるため、金属に対する付着性及び加工性を向上させることができる。なお、(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの硬化物は、マルテンス硬度が0.2〜40N/mm2の範囲であることが好ましく、0.3〜10N/mm2の範囲であることがより好ましい。該マルテンス硬度が0.2N/mm2未満では、膜が柔軟になりすぎ、塗膜表面に傷がつきやすく、耐油性等の塗膜性能が低下する恐れがある。 The (B) urethane (meth) acrylate oligomer is an oligomer having a cured product of the oligomer having a Martens hardness of 40 N / mm 2 or less. Since the (B) urethane (meth) acrylate oligomer has a Martens hardness of 40 N / mm 2 or less of the cured product of the oligomer, the adhesion to metal and workability can be improved. In addition, it is preferable that it is the range whose Martens hardness is 0.2-40N / mm < 2 >, and, as for the hardened | cured material of (B) urethane (meth) acrylate oligomer, it is more preferable that it is the range of 0.3-10 N / mm < 2 >. preferable. When the Martens hardness is less than 0.2 N / mm 2 , the film becomes too flexible, the surface of the coating film is easily damaged, and the coating film performance such as oil resistance may be deteriorated.
本発明において、マルテンス硬度とは、微小硬度計(例えばSHIMADZU製微小硬度計DUH−211)により115°三角錐圧子を使用して、温度20℃、50%相対湿度及び試験力2mNの条件で測定される値である。また、マルテンス硬度の測定に用いられる(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの硬化物は、(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー100質量部に対して光重合開始剤10質量部を配合してなる混合物を調製し、脱脂処理を行ったSPCC−SD(冷延鋼板)上で、乾燥膜厚が40μmになるように該混合物を塗布して、水銀ランプ(358mW/cm2)を用いて、295mJ/cm2の照射光量を5回照射することで形成される(積算光量:1,475mJ/cm2)。なお、積算光量の測定には、岩崎電気株式会社製 EYE UV METER UVPF―A1(365nm)を使用できる。また、上記混合物には、酢酸エチル等の乾燥炉で容易に取り除くことができる沸点が80℃以下の有機溶剤を加えてもよい。 In the present invention, the Martens hardness is measured with a micro hardness tester (for example, SHIMADZU micro hardness tester DUH-211) using a 115 ° triangular pyramid indenter at a temperature of 20 ° C., 50% relative humidity, and a test force of 2 mN. Is the value to be Moreover, the hardened | cured material of (B) urethane (meth) acrylate oligomer used for the measurement of Martens hardness mix | blends 10 mass parts of photoinitiators with respect to 100 mass parts of (B) urethane (meth) acrylate oligomers. The mixture was prepared and applied on SPCC-SD (cold rolled steel plate) subjected to degreasing treatment so that the dry film thickness was 40 μm, and using a mercury lamp (358 mW / cm 2 ), 295 mJ It is formed by irradiating the irradiation light quantity of / cm 2 five times (integrated light quantity: 1,475 mJ / cm 2 ). For measurement of the integrated light quantity, EYE UV METER UVPF-A1 (365 nm) manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd. can be used. Moreover, you may add the organic solvent whose boiling point is 80 degrees C or less which can be easily removed with a drying furnace, such as ethyl acetate, to the said mixture.
上記(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、数平均分子量が800〜15,000の範囲であることが好ましく、1,000〜10,000の範囲であることがより好ましい。該数平均分子量が800未満では、膜の柔軟性が低下し易いため、金属に対する付着性及び加工性が低下する場合があり、一方、15,000より大きい場合、膜が柔軟になりすぎ、塗膜の擦り傷性及び耐油性が低下する恐れがある。なお、数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーで測定されるポリスチレン換算の数平均分子量である。 The (B) urethane (meth) acrylate oligomer preferably has a number average molecular weight in the range of 800 to 15,000, and more preferably in the range of 1,000 to 10,000. If the number average molecular weight is less than 800, the flexibility of the film tends to be lowered, so that adhesion to metal and workability may be lowered. On the other hand, if the number average molecular weight is more than 15,000, the film becomes too flexible, and The scratch resistance and oil resistance of the film may be reduced. The number average molecular weight is a polystyrene equivalent number average molecular weight measured by gel permeation chromatography.
上記(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、活性エネルギー線照射時に反応性を示す官能基として、アクリロイルオキシ基(CH2=CHCOO−)又はメタクリロイルオキシ基(CH2=C(CH3)COO−)を1つ以上有するが、官能基数が2〜6の範囲であることが好ましい。官能基数が2未満では、硬化性が低下し、塗膜の耐油性が低下する傾向にあり、一方、6を超えると、膜の柔軟性が低下し易いため、金属に対する付着性及び加工性が低下する場合がある。 The (B) urethane (meth) acrylate oligomer has an acryloyloxy group (CH 2 ═CHCOO—) or a methacryloyloxy group (CH 2 ═C (CH 3 ) COO— as a functional group that exhibits reactivity when irradiated with active energy rays. ), But the number of functional groups is preferably in the range of 2-6. If the number of functional groups is less than 2, the curability tends to decrease and the oil resistance of the coating film tends to decrease. On the other hand, if it exceeds 6, the flexibility of the film tends to decrease, so that the adhesion to metal and workability are reduced. May decrease.
上記(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、分子内にウレタン結合を有するが、これによって、ウレタン結合間の水素結合による結晶部位(ハードセグメント)が存在することになり、耐油性が向上する。また、その他の非結晶部位(ソフトセグメント)により柔軟性が発現して付着性および加工性が向上する。ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、上述したように、例えば、イソシアネート化合物とポリオール化合物とヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート化合物とを反応させることによって得られる。 Although the (B) urethane (meth) acrylate oligomer has a urethane bond in the molecule, a crystal part (hard segment) due to a hydrogen bond between the urethane bonds is present, thereby improving oil resistance. In addition, flexibility is exhibited by other non-crystalline parts (soft segments), and adhesion and workability are improved. As described above, the urethane (meth) acrylate oligomer is obtained, for example, by reacting an isocyanate compound, a polyol compound, and a hydroxy group-containing (meth) acrylate compound.
本発明の塗料組成物中において、上記(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの含有量は、5〜70質量%であることが好ましく、5〜40質量%であることがより好ましい。(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの含有量が5質量%未満では、活性エネルギー線の照射に伴い膜の内部応力が大きくなるため、金属基材への付着性及び加工性が低下する場合がある。一方、70質量%を超えると、耐水性、耐湿性、耐油性等の塗膜物性が低下し、更には、膜が柔軟になりすぎ、膜に傷がつきやすくなる。また、上記(B)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 In the coating composition of this invention, it is preferable that content of the said (B) urethane (meth) acrylate oligomer is 5-70 mass%, and it is more preferable that it is 5-40 mass%. (B) If the content of the urethane (meth) acrylate oligomer is less than 5% by mass, the internal stress of the film increases with the irradiation of the active energy ray, so that the adhesion to the metal substrate and the workability may decrease. is there. On the other hand, if it exceeds 70% by mass, the coating film properties such as water resistance, moisture resistance, oil resistance and the like are lowered, and the film becomes too flexible and the film is easily damaged. Moreover, the said (B) urethane (meth) acrylate oligomer may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
本発明の塗料組成物は、更に(C)ラジカル重合性酸モノマーを含むことが好ましく、該(C)ラジカル重合性酸モノマーの含有量は0.5〜10.0質量%であることが好ましい。(C)ラジカル重合性酸モノマーを用いることにより、金属基材への付着性を向上させることができるが、(C)ラジカル重合性酸モノマーの含有量が0.5質量%未満では、金属に対する付着性の向上効果が不十分である。また、(C)ラジカル重合性酸モノマーの含有量が10.0質量%を超えると、耐湿性等の塗膜物性が低下する。 The coating composition of the present invention preferably further contains (C) a radical polymerizable acid monomer, and the content of the (C) radical polymerizable acid monomer is preferably 0.5 to 10.0% by mass. . (C) Adhesion to a metal substrate can be improved by using a radical polymerizable acid monomer. However, if the content of the (C) radical polymerizable acid monomer is less than 0.5% by mass, Adhesive improvement effect is insufficient. Moreover, when content of (C) radically polymerizable acid monomer exceeds 10.0 mass%, coating-film physical properties, such as moisture resistance, will fall.
なお、(C)ラジカル重合性酸モノマーとは、活性エネルギー線照射時に反応性を示す官能基と酸基とを有するモノマーである。ここで、活性エネルギー線照射時に反応性を示す官能基としては、アクリロイルオキシ基(CH2=CHCOO−)やメタクリロイルオキシ基(CH2=C(CH3)COO−)が好ましい。また、酸基としては、例えばスルホン酸基、リン酸基、カルボン酸基等が挙げられる。 The (C) radical polymerizable acid monomer is a monomer having a functional group and an acid group that are reactive when irradiated with active energy rays. Here, as a functional group which shows reactivity at the time of active energy ray irradiation, an acryloyloxy group (CH 2 ═CHCOO—) or a methacryloyloxy group (CH 2 ═C (CH 3 ) COO—) is preferable. Examples of the acid group include a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and a carboxylic acid group.
上記(C)ラジカル重合性酸モノマーは、酸価が5〜800mgKOH/gであることが好ましく、50〜400mgKOH/gの範囲であることが更に好ましい。酸価が5mgKOH/g未満では、金属に対する付着性が不十分である場合があり、一方、800mgKOH/gを超えると、塗膜が水分を保持し易くなるため、金属がさび易くなり、耐湿性等の塗膜物性が低下する場合がある。なお、酸価とは試料1gを中和するのに必要とする水酸化カリウムのmg数である。 The (C) radical polymerizable acid monomer preferably has an acid value of 5 to 800 mgKOH / g, and more preferably 50 to 400 mgKOH / g. If the acid value is less than 5 mgKOH / g, the adhesion to the metal may be insufficient. On the other hand, if it exceeds 800 mgKOH / g, the coating film will easily retain moisture, so the metal will be easily rusted and moisture resistant. The physical properties of the coating film may deteriorate. The acid value is the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize 1 g of the sample.
上記(C)ラジカル重合性酸モノマーとしては、リン酸基含有(メタ)アクリレート、カルボン酸基含有(メタ)アクリレート、スルホン酸基含有(メタ)アクリレート等が挙げられるが、中でもリン酸基含有(メタ)アクリレートであることが好ましい。リン酸基含有(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、エチレンオキサイド変性リン酸(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸ジ(メタ)アクリレート、ジメチルホスフェートエチルアクリレート、ジエチルホスフェートエチルアクリレート、2−アクリロイルオキシエチルリン酸、ビスアクリロイルオキシエチルホスフェート、トリスアクリロイルオキシエチルホスフェート、2−メタクリロイルオキシエチルリン酸、ビスメタクリロイルオキシエチルホスフェート、エトキシ化リン酸トリ(メタ)アクリレートが挙げられる。カルボン酸基含有(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、ピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレ−ト、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリル酸エステル、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジまたはモノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、2−アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−アクリロイルヘキサヒドロエチルコハク酸、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノアクリレート、2−メタクリロイルオキシエチルコハク酸、2−メタクリロイルオキシエチルフタル酸、2−メタクロイルオキシエチルコハク酸、2−メタクロイルオキシエチルフタル酸、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピルフタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチルフタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール(メタ)アクリル酸安息香酸エステルが挙げられる。スルホン酸基含有(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、2−スルホエチル(メタ)アクリレート、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸が挙げられる。また、サートマー社製CD9050、CD9051、CD9053、共栄社化学株式会社製HOA−MS(N)、ダイセル・オルネクス株式会社製β−CEA等が市販されている。上記(C)ラジカル重合性酸モノマーは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the (C) radical polymerizable acid monomer include phosphoric acid group-containing (meth) acrylates, carboxylic acid group-containing (meth) acrylates, sulfonic acid group-containing (meth) acrylates, etc. A meth) acrylate is preferred. Specific examples of the phosphoric acid group-containing (meth) acrylate include, for example, ethylene oxide-modified phosphoric acid (meth) acrylate, ethylene oxide-modified phosphoric acid di (meth) acrylate, dimethyl phosphate ethyl acrylate, diethyl phosphate ethyl acrylate, and 2-acryloyl. Examples include oxyethyl phosphoric acid, bisacryloyloxyethyl phosphate, trisacryloyloxyethyl phosphate, 2-methacryloyloxyethyl phosphoric acid, bismethacryloyloxyethyl phosphate, and ethoxylated tri (meth) acrylate. Specific examples of the carboxylic acid group-containing (meth) acrylate include, for example, pivalate ester neopentyl glycol di (meth) acrylate, hydroxypivalate neopentyl glycol di (meth) acrylate, caprolactone-modified hydroxypivalate neo Pentyl glycol di or mono (meth) acrylate, hydroxypivalic acid trimethylolpropane tri (meth) acrylate, 2-acryloyloxyethyl succinic acid, 2-acryloyloxyethyl phthalic acid, 2-acryloyl hexahydroethyl succinic acid, ω-carboxy -Polycaprolactone monoacrylate, 2-methacryloyloxyethyl succinic acid, 2-methacryloyloxyethyl phthalic acid, 2-methacryloyloxyethyl succinic acid, 2-methacryloyl Xylethylphthalic acid, β-carboxyethyl (meth) acrylate, 2-acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, monohydroxyethyl (meth) acrylate phthalate, monohydroxyethyl (meth) acrylate 2-hydroxypropylphthalate, 2- Examples thereof include monohydroxyethyl (meth) acrylate of hydroxyethyl phthalate and neopentyl glycol (meth) acrylic acid benzoate. Specific examples of the sulfonic acid group-containing (meth) acrylate include 2-sulfoethyl (meth) acrylate and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid. Further, CD9050, CD9051, CD9053 manufactured by Sartomer, HOA-MS (N) manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., and β-CEA manufactured by Daicel Ornex Co., Ltd. are commercially available. The (C) radical polymerizable acid monomer may be used alone or in combination of two or more.
本発明の塗料組成物は、更に、(D)酸化物微粒子を含むことが好ましい。酸化物微粒子を添加することで、耐油性が顕著に向上する傾向を示す。耐油性が顕著に向上する理由は定かではないが、酸化物微粒子を添加することで膜の内部応力が低下して金属との付着がより強固になったこと、更には、酸化物微粒子が塗膜中に分散していることで、油成分が膜内部へ浸入することを防止していることが要因として挙げられる。 The coating composition of the present invention preferably further comprises (D) oxide fine particles. By adding oxide fine particles, the oil resistance tends to be remarkably improved. The reason why the oil resistance is remarkably improved is not clear, but the addition of fine oxide particles has reduced the internal stress of the film and made it more firmly attached to the metal. A factor is that the oil component is prevented from entering the inside of the membrane by being dispersed in the membrane.
上記(D)酸化物微粒子としては、平均粒子径が1nm〜100nmの範囲で透明性が高いものが挙げられ、例えば、乾式シリカ、湿式シリカ等のシリカ微粒子、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化セリウム、酸化アンチモン、インジウム錫混合酸化物及びアンチモン錫混合酸化物、酸化アルミニウム等の金属酸化物微粒子等が挙げられるが、中でも、酸化アルミニウム微粒子がより好ましい。 Examples of the oxide fine particles (D) include those having an average particle diameter of 1 nm to 100 nm and high transparency, such as silica fine particles such as dry silica and wet silica, titanium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, Examples include tin oxide, cerium oxide, antimony oxide, indium tin mixed oxide and antimony tin mixed oxide, and metal oxide fine particles such as aluminum oxide. Among these, aluminum oxide fine particles are more preferable.
上記(D)酸化物微粒子は、透明性、硬化性及び耐油性の観点から、その平均粒子径が10〜50nmであることが好ましい。粒子の粒子径が大きくなると、硬化に使用する光の透過率が低下し、膜の硬化性に悪影響を及ぼし、更に表面に凹凸ができるため膜の光沢が低下する傾向にある。なお、(D)酸化物微粒子の平均粒子径は、粒子のブラウン運動の速度を利用した動的光散乱法によって測定できる。 The (D) oxide fine particles preferably have an average particle diameter of 10 to 50 nm from the viewpoints of transparency, curability and oil resistance. When the particle diameter of the particles increases, the transmittance of light used for curing decreases, which adversely affects the curability of the film. Further, since the surface has irregularities, the gloss of the film tends to decrease. The average particle diameter of (D) oxide fine particles can be measured by a dynamic light scattering method using the speed of Brownian motion of the particles.
本発明の塗料組成物中において、上記(D)酸化物微粒子の含有量は、1.0〜6.0質量%であることが好ましい。該(D)酸化物微粒子の含有量が1.0質量%未満では、油成分が膜内部へ侵入して耐油性が低下する場合があり、一方、6.0質量%を超えると、膜の硬化性が低下するために耐油性等の塗膜物性が低下する場合や、更には塗膜表面に凹凸ができるため膜の光沢が低下する場合もある。なお、上記(D)酸化物微粒子は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 In the coating composition of the present invention, the content of the (D) oxide fine particles is preferably 1.0 to 6.0% by mass. When the content of the (D) oxide fine particles is less than 1.0% by mass, the oil component may enter the inside of the membrane and the oil resistance may be lowered. On the other hand, when the content exceeds 6.0% by mass, In some cases, the film properties such as oil resistance are lowered due to the decrease in curability, and in addition, the gloss of the film may be decreased due to unevenness on the surface of the film. In addition, the said (D) oxide fine particle may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
同様に、本発明の塗装体においては、上記塗膜が、平均粒子径が1nm〜100nmの範囲である(D)酸化物微粒子を含むことが好ましく、(D)酸化物微粒子の平均粒子径は10〜50nmの範囲であることが更に好ましい。なお、塗膜中の(D)酸化物微粒子の含有量は1.0〜20.0質量%であることが好ましく、1.0〜6.0質量%であることがより好ましい。 Similarly, in the coated body of the present invention, the coating film preferably includes (D) oxide fine particles having an average particle diameter in the range of 1 nm to 100 nm, and (D) the average particle diameter of the oxide fine particles is More preferably, it is the range of 10-50 nm. In addition, it is preferable that it is 1.0-20.0 mass%, and, as for content of (D) oxide microparticles | fine-particles in a coating film, it is more preferable that it is 1.0-6.0 mass%.
本発明の塗料組成物は、更に、(E)着色顔料、体質顔料及び防錆顔料よりなる群から選択される少なくとも1種の顔料を含んでもよい。ここで、顔料は、一般的に無機顔料と有機顔料に分類され、無機顔料には無機酸化物の一部も含まれ得るが、上述の(D)酸化物微粒子は、平均粒子径が1nm〜100nmの範囲で透明性が高いものであるのに対し、無機顔料に属する無機酸化物は、通常、平均粒子径が100nmを超え且つ10μm以下の範囲であり、上記(D)酸化物微粒子とは異なる成分である。なお、ここでいう無機顔料に属する無機酸化物の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法により測定できる。上記着色顔料としては、白色顔料(酸化チタン等)、黒色顔料(カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、ボーンブラック、黒鉛、鉄黒、アニリンブラック等)、黄色顔料(黄色酸化鉄、チタンイエロー、モノアゾイエロー、縮合アゾイエロー、アゾメチンイエロー、ビスマスバナデート、ベンズイミダゾロン、イソインドリノン、イソインドリン、キノフタロン、ベンジジンイエロー、パーマネントイエロー等)、橙色顔料(パーマネントオレンジ等)、赤色顔料(赤色酸化鉄、ナフトールAS系アゾレッド、アンサンスロン、アンスラキノニルレッド、ペリレンマルーン、キナクリドン系赤顔料、ジケトピロロピロール、ウォッチングレッド、パーマネントレッド等)、紫色顔料(コバルト紫、キナクリドンバイオレット、ジオキサジンバイオレット等)、青色顔料(コバルトブルー、フタロシアニンブルー、スレンブルー等)、緑色顔料(フタロシアニングリーン等)等を挙げることができる。なお、これら着色顔料は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、体質顔料としては、タルク、クレー、シリカ、マイカ、アルミナ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、ガラスビーズ等を挙げることができる。なお、これらの体質顔料は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、防錆顔料としては、酸化亜鉛、リン酸亜鉛、リン・ケイ酸亜鉛、リン酸アルミニウム、リン酸アルミニウム亜鉛、リン酸カルシウム亜鉛、亜リン酸亜鉛、亜リン酸カルシウム、亜リン酸アルミニウム、シアナミド亜鉛カルシウム、亜鉛処理されたポリリン酸アルミニウム、トリポリリン酸二水素アルミニウム、モリブデン酸亜鉛カルシウム、モリブデン酸亜鉛、リンモリブデン酸亜鉛、リンモリブデン酸アルミニウム等を挙げることができる。なお、これら防錆顔料は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。本発明の塗料組成物中において、上記(E)顔料の含有量は、0.1〜45.0質量%であることが好ましく、10〜45.0質量%であることが更に好ましい。 The coating composition of the present invention may further contain (E) at least one pigment selected from the group consisting of a color pigment, an extender pigment, and a rust preventive pigment. Here, the pigment is generally classified into an inorganic pigment and an organic pigment, and the inorganic pigment may include a part of the inorganic oxide. However, the (D) oxide fine particles described above have an average particle diameter of 1 nm to 1 nm. In contrast to the high transparency in the range of 100 nm, the inorganic oxide belonging to the inorganic pigment usually has an average particle diameter in the range of more than 100 nm and 10 μm or less. It is a different component. The average particle diameter of the inorganic oxide belonging to the inorganic pigment here can be measured by a laser diffraction / scattering method. Examples of the color pigment include white pigments (titanium oxide, etc.), black pigments (carbon black, acetylene black, lamp black, bone black, graphite, iron black, aniline black, etc.), yellow pigments (yellow iron oxide, titanium yellow, monoazo). Yellow, condensed azo yellow, azomethine yellow, bismuth vanadate, benzimidazolone, isoindolinone, isoindoline, quinophthalone, benzidine yellow, permanent yellow, etc., orange pigment (permanent orange, etc.), red pigment (red iron oxide, naphthol) AS azo red, ansanthrone, anthraquinonyl red, perylene maroon, quinacridone red pigment, diketopyrrolopyrrole, watching red, permanent red, etc., purple pigment (cobalt purple, quinacridone violet , Dioxazine violet and the like), blue pigment (cobalt blue, phthalocyanine blue, threne blue and the like), can be given a green pigment (phthalocyanine green) and the like. In addition, these color pigments may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Examples of extender pigments include talc, clay, silica, mica, alumina, calcium carbonate, barium sulfate, and glass beads. In addition, these extender pigments may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. In addition, as rust preventive pigments, zinc oxide, zinc phosphate, phosphorous zinc silicate, aluminum phosphate, aluminum zinc phosphate, calcium zinc phosphate, zinc phosphite, calcium phosphite, aluminum phosphite, cyanamide zinc calcium, Examples thereof include zinc-treated aluminum polyphosphate, aluminum dipolyphosphate, zinc calcium molybdate, zinc molybdate, zinc phosphomolybdate, and aluminum phosphomolybdate. In addition, these rust preventive pigments may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. In the coating composition of the present invention, the content of the pigment (E) is preferably 0.1 to 45.0% by mass, and more preferably 10 to 45.0% by mass.
同様に、本発明の塗装体においては、上記塗膜が、(E)着色顔料、体質顔料及び防錆顔料よりなる群から選択される少なくとも1種の顔料を含んでもよいが、塗膜中の(E)顔料の含有量は0.1〜45.0質量%であることが好ましく、10〜45.0質量%であることが更に好ましい。 Similarly, in the coated body of the present invention, the coating film may contain (E) at least one pigment selected from the group consisting of a color pigment, an extender pigment, and a rust preventive pigment. (E) The pigment content is preferably 0.1 to 45.0 mass%, more preferably 10 to 45.0 mass%.
本発明の塗料組成物は、必要に応じて、光重合開始剤を含むことができる。上記光重合開始剤としては、α−アミノケトン系化合物、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挙げられるが、硬化性の観点から、照射する活性エネルギー線の波長と光重合開始剤の吸収波長ができるだけ重複するものが好ましい。更に、光重合開始剤の開始反応を促進させるため、光増感剤等の助剤を併用することも可能である。 The coating composition of this invention can contain a photoinitiator as needed. Examples of the photopolymerization initiator include α-aminoketone compounds, benzophenone compounds, acetophenone compounds, thioxanthone compounds, phosphine oxide compounds, and the like. It is preferable that the absorption wavelengths of the photopolymerization initiator overlap as much as possible. Furthermore, in order to accelerate the initiation reaction of the photopolymerization initiator, an auxiliary such as a photosensitizer can be used in combination.
上記光重合開始剤の具体例としては、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンゾフェノン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオニル)−ベンジル]−フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチル−ベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イル−フェニル)−ブタン−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニルーフォスフィンオキサイド、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン等が挙げられる。これらの中でも、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイドが、塗料の硬化性の観点から好ましい。なお、これら光重合開始剤は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of the photopolymerization initiator include 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane. -1-one, benzophenone, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2-hydroxy-1- {4- [4- (2-Hydroxy-2-methylpropionyl) -benzyl] -phenyl} -2-methyl-propan-1-one, phenylglyoxylic acid methyl ester, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl]- 2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone, 2-di Tilamino-2- (4-methyl-benzyl) -1- (4-morpholin-4-yl-phenyl) -butan-1-one, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, Bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide, 1,2-octanedione, 1- [4- (Phenylthio) -2- (O-benzoyloxime)], ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime) 2,4-diethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone and the like. Among these, 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide is preferable from the viewpoint of the curability of the paint. In addition, these photoinitiators may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
上記光重合開始剤の市販品としては、Irgacure184、369、651、500(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製 商品名);LucirinLR8728、Irgacure819、LucirinTPO(BASF社製 商品名);Darocure1116、1173(以上、メルク社製 商品名);ユベクリルP36(UCB社製 商品名)等が挙げられる。 Commercially available products of the above photopolymerization initiator include Irgacure 184, 369, 651, 500 (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals); Lucirin LR8728, Irgacure 819, Lucirin TPO (trade name, manufactured by BASF); Darocure 1116, 1173 (and above, (Trade name made by company); Ubekrill P36 (trade name made by UCB) and the like.
本発明の塗料組成物中において、上記光重合開始剤の含有量は、例えば2.0〜10.0質量%であることが好ましい。 In the coating composition of this invention, it is preferable that content of the said photoinitiator is 2.0-10.0 mass%, for example.
本発明の塗料組成物には、その他の成分として、本発明の目的を害しない範囲内で、ラジカル重合性単官能モノマー(フェノキシエチルアクリレート等)、顔料分散剤、表面調整剤、増粘剤、消泡剤、レベリング剤等の各種添加剤を配合することができ、更には、耐候性の向上を目的として紫外線吸収剤や酸化防止剤を配合することができる。
ラジカル重合性単官能モノマーは、活性エネルギー線照射時に反応性を示す官能基を1つ有するが酸基を有しないモノマーであり、塗料組成物の粘度調整や、上記ラジカル重合性オリゴマーの溶解性、基材に対する付着性、塗膜の加工性、更には顔料の分散性を向上させるために配合しても良く、その配合量は、塗料組成物中20〜60質量%であることが好ましい。中でも、上記ラジカル重合性オリゴマーの溶解性、基材に対する付着性、塗膜の加工性、更には顔料の分散性の観点からフェノキシエチルアクリレートが好適である。
本発明の塗料組成物は、有機溶剤を含まないことが好ましいが、必要に応じて有機溶剤を配合しても構わない。
The coating composition of the present invention includes, as other components, a radical polymerizable monofunctional monomer (such as phenoxyethyl acrylate), a pigment dispersant, a surface conditioner, a thickener, as long as the object of the present invention is not impaired. Various additives such as an antifoaming agent and a leveling agent can be blended, and further, an ultraviolet absorber and an antioxidant can be blended for the purpose of improving the weather resistance.
The radically polymerizable monofunctional monomer is a monomer having one functional group that exhibits reactivity when irradiated with active energy rays but not an acid group. The viscosity adjustment of the coating composition and the solubility of the radically polymerizable oligomer are as follows. You may mix | blend in order to improve the adhesiveness with respect to a base material, the workability of a coating film, and also the dispersibility of a pigment, and it is preferable that the compounding quantity is 20-60 mass% in a coating composition. Among these, phenoxyethyl acrylate is preferable from the viewpoints of solubility of the above-mentioned radical polymerizable oligomer, adhesion to the substrate, processability of the coating film, and dispersibility of the pigment.
Although it is preferable that the coating composition of this invention does not contain an organic solvent, you may mix | blend an organic solvent as needed.
本発明の塗料組成物は、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーと、必要に応じて適宜選択される各種成分とを混合して調製できる。 The coating composition of the present invention can be prepared by mixing a urethane (meth) acrylate oligomer and various components appropriately selected as necessary.
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
(組成物1〜9及び12〜14)
表1〜3に示す配合処方に従い、各成分を混合し、約10分間ディスパーで攪拌することによって、各組成物を調製した。
(Compositions 1-9 and 12-14)
According to the formulation shown in Tables 1 to 3, the respective components were mixed and each composition was prepared by stirring with a disper for about 10 minutes.
(組成物10)
表2に示す配合処方に従い、ライトアクリレートPO−AにTEGO DISPERSE685を溶解させた溶液に、着色顔料と防錆顔料を添加して、約10分間ディスパーを用いて攪拌することで粗練合物を作製した。次いで、その粗練合物をチタニアビーズを用いてペイントシェーカーで練合を行うことで練合物を作製し、該練合物に、その他の成分であるオリゴマー、酸モノマー、光重合開始剤、表面調整剤を混合して、約10分間ディスパーで攪拌することで組成物10を調製した。
(Composition 10)
In accordance with the formulation shown in Table 2, a colored pigment and a rust preventive pigment are added to a solution prepared by dissolving TEGO DISPERSE685 in light acrylate PO-A, and the coarse kneaded product is stirred for about 10 minutes using a disper. Produced. Next, the kneaded product is prepared by kneading the coarse kneaded product with titania beads using a paint shaker, and the kneaded product includes an oligomer, an acid monomer, a photopolymerization initiator, which are other components, The surface conditioning agent was mixed and the composition 10 was prepared by stirring with a disper for about 10 minutes.
(組成物11)
表2に示す配合処方に従い、ライトアクリレートPO−AにTEGO DISPERSE685を溶解させた溶液に、着色顔料を添加して、約10分間ディスパーを用いて攪拌することで粗練合物を作製した。次いで、その粗練合物をチタニアビーズを用いてペイントシェーカーで練合を行うことで練合物を作製し、該練合物に、その他の成分であるオリゴマー、酸モノマー、体質顔料、光重合開始剤、表面調整剤を混合して、約10分間ディスパーで攪拌することで組成物11を調製した。
(Composition 11)
In accordance with the formulation shown in Table 2, a colored pigment was added to a solution obtained by dissolving TEGO DISPERSE685 in light acrylate PO-A, and the mixture was stirred for about 10 minutes to prepare a coarse kneaded product. Next, the coarse kneaded product is kneaded with a tit shaker bead using a paint shaker to produce a kneaded product, and the kneaded product is composed of other components such as oligomer, acid monomer, extender pigment, and photopolymerization. The initiator and the surface conditioner were mixed and the composition 11 was prepared by stirring with a disper for about 10 minutes.
表1〜3に記載される材料の詳細を以下に記載する。
EBECRYL 812;ダイセル・サイテック株式会社製エステル系アクリレートオリゴマー(硬化物のマルテンス硬度171.1N/mm2、官能基数4、ポリスチレン換算数平均分子量800)
EBECRYL 3500;ダイセル・サイテック株式会社製エポキシ系アクリレートオリゴマー(硬化物のマルテンス硬度127.2N/mm2、官能基数2、ポリスチレン換算数平均分子量850)
ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー1;SARTOMER製CN9004(硬化物のマルテンス硬度0.77N/mm2、ポリスチレン換算数平均分子量9600、官能基数2)
ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー2;SARTOMER製CN966J75(硬化物のマルテンス硬度0.36N/mm2、ポリスチレン換算数平均分子量6900、官能基数2)
ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー3;SARTOMER製CN991(硬化物のマルテンス硬度5.09N/mm2、ポリスチレン換算数平均分子量1200、官能基数2)
酸モノマー1;共栄社化学株式会社製ライトエステルP−1M(2−メタクリロイロキシエチルアシッドホスフェート)
酸モノマー2;共栄社化学株式会社製ライトアクリレートP−1A(N)(2−アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート)
NANOBYK-3602;ビックケミー製酸化アルミニウム粒子(酸化物微粒子)の分散体(酸化アルミニウム粒子の含有量30質量%、平均粒子径:40nm)
着色顔料;エポニックデグサ製プリンテックスV カーボンブラック(平均一次粒子径25nm)
体質顔料;マコー株式会社製EMB−20(ガラスビーズ)(粒径範囲 2〜20μm)
防錆顔料;テイカ株式会社製K‐WHITE#105(リン酸アルミニウム)(平均粒子径1.6μm)
ライトアクリレートPO−A;共栄社化学製フェノキシエチルアクリレート
TEGO DISPERSE685;TEGO製変性ポリエステル系分散剤
Darocur1173;BASF製重合開始剤、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン
Lucirin TPO;BASF製重合開始剤、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド
表面調整剤;ビックケミー製BYK−UV3500(アクリル基を有するポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)
Details of the materials described in Tables 1 to 3 are described below.
EBECRYL 812; ester acrylate oligomer (manufactured by Marcels hardness 171.1 N / mm 2 , number of functional groups 4, polystyrene equivalent number average molecular weight 800)
EBECRYL 3500: Epoxy acrylate oligomer (manufactured by Marcels hardness 127.2 N / mm 2 , number of functional groups 2, polystyrene conversion number average molecular weight 850) manufactured by Daicel-Cytec Co., Ltd.
Urethane (meth) acrylate oligomer 1; CN9004 manufactured by SARTOMER (hardened Martens hardness 0.77 N / mm 2 , polystyrene equivalent number average molecular weight 9600, functional group number 2)
Urethane (meth) acrylate oligomer 2; CN966J75 manufactured by SARTOMER (hardened product Martens hardness 0.36 N / mm 2 , polystyrene-equivalent number average molecular weight 6900, functional group number 2)
Urethane (meth) acrylate oligomer 3; CN991 made by SARTOMER (hardened product Martens hardness 5.09 N / mm 2 , polystyrene-equivalent number average molecular weight 1200, functional group number 2)
Acid monomer 1; Kyoeisha Chemical Co., Ltd. light ester P-1M (2-methacryloyloxyethyl acid phosphate)
Acid monomer 2; Kyoeisha Chemical Co., Ltd. light acrylate P-1A (N) (2-acryloyloxyethyl acid phosphate)
NANOBYK-3602: Dispersion of aluminum oxide particles (oxide fine particles) manufactured by Big Chemie (content of aluminum oxide particles 30% by mass, average particle size: 40 nm)
Colored pigment; Eponic Degussa Printex V carbon black (average primary particle size 25 nm)
Extender pigment; EMB-20 (glass beads) manufactured by Mako Co., Ltd. (particle size range: 2 to 20 μm)
Anti-corrosive pigment: K-WHITE # 105 (aluminum phosphate) manufactured by Teika Co., Ltd. (average particle size 1.6 μm)
Light acrylate PO-A; phenoxyethyl acrylate TEGO DISPERSE 685 manufactured by Kyoeisha Chemical; modified polyester-based dispersant Darocur 1173 manufactured by TEGO; polymerization initiator manufactured by BASF, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one Lucirin TPO; BASF polymerization initiator, 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide surface conditioner; BYK-UV3500 (polyether modified polydimethylsiloxane having an acrylic group) manufactured by BYK Chemie
<成分(A)の硬化物のマルテンス硬度の測定方法>
(A)ラジカル重合性オリゴマー100質量部に対して光重合開始剤Darocur1173及びLucirin TPOをそれぞれ5質量部配合し、次いで希釈のために酢酸エチル(溶剤)50質量部を配合してクリヤー溶液を調製した。そのクリヤー溶液を、脱脂処理を行ったSPCC−SD(冷延鋼板)上で、乾燥膜厚が40μmになるように塗布して、80℃にて20分間乾燥炉で溶剤を乾燥させ、その後、水銀ランプ(358mW/cm2)を用いて、295mJ/cm2の照射光量を5回照射することで、硬化物(塗膜)を形成させた(積算光量:1,475mJ/cm2)。なお、積算光量の測定には、岩崎電気株式会社製 EYE UV METER UVPF―A1(365nm)を用いた。次に、SHIMADZU製ダイナミック超微小硬度計(圧子 115°三角錐)DUH-211を用いて、温度20℃、50%相対湿度及び試験力2mNの条件で、得られた塗膜のマルテンス硬度を測定した。
<Measuring method of Martens hardness of cured product of component (A)>
(A) 5 parts by mass of photopolymerization initiators Darocur 1173 and Lucirin TPO are blended with 100 parts by mass of radically polymerizable oligomer, respectively, and then 50 parts by mass of ethyl acetate (solvent) is prepared for dilution to prepare a clear solution. did. The clear solution was applied on a degreased SPCC-SD (cold rolled steel sheet) so that the dry film thickness was 40 μm, and the solvent was dried in a drying furnace at 80 ° C. for 20 minutes, A cured product (coating film) was formed by irradiating the irradiation light amount of 295 mJ / cm 2 5 times using a mercury lamp (358 mW / cm 2 ) (integrated light amount: 1,475 mJ / cm 2 ). Note that EYE UV METER UVPF-A1 (365 nm) manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd. was used for measurement of the integrated light quantity. Next, using a SHIMADZU dynamic microhardness meter (indenter 115 ° triangular pyramid) DUH-211, the Martens hardness of the obtained coating film was measured under the conditions of a temperature of 20 ° C., 50% relative humidity and a test force of 2 mN. It was measured.
<成分(B)の硬化物のマルテンス硬度の測定方法>
ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー100質量部に対して光重合開始剤Darocur1173及びLucirin TPOをそれぞれ5質量部配合し、次いで希釈のために酢酸エチル(溶剤)50質量部を配合してクリヤー溶液を調製した。そのクリヤー溶液を、脱脂処理を行ったSPCC−SD(冷延鋼板)上で、乾燥膜厚が40μmになるように塗布して、80℃にて20分間乾燥炉で溶剤を乾燥させ、その後、水銀ランプ(358mW/cm2)を用いて、295mJ/cm2の照射光量を5回照射することで、硬化物(塗膜)を形成させた(積算光量:1,475mJ/cm2)。なお、積算光量の測定には、岩崎電気株式会社製 EYE UV METER UVPF―A1(365nm)を用いた。次に、SHIMADZU製ダイナミック超微小硬度計(圧子 115°三角錐)DUH-211を用いて、温度20℃、50%相対湿度及び試験力2mNの条件で、得られた塗膜のマルテンス硬度を測定した。
<Measurement method of Martens hardness of cured product of component (B)>
A clear solution was prepared by blending 5 parts by mass of photopolymerization initiators Darocur 1173 and Lucirin TPO with 100 parts by mass of urethane (meth) acrylate oligomer, and then blending 50 parts by mass of ethyl acetate (solvent) for dilution. . The clear solution was applied on a degreased SPCC-SD (cold rolled steel sheet) so that the dry film thickness was 40 μm, and the solvent was dried in a drying furnace at 80 ° C. for 20 minutes, A cured product (coating film) was formed by irradiating the irradiation light amount of 295 mJ / cm 2 5 times using a mercury lamp (358 mW / cm 2 ) (integrated light amount: 1,475 mJ / cm 2 ). Note that EYE UV METER UVPF-A1 (365 nm) manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd. was used for measurement of the integrated light quantity. Next, using a SHIMADZU dynamic microhardness meter (indenter 115 ° triangular pyramid) DUH-211, the Martens hardness of the obtained coating film was measured under the conditions of a temperature of 20 ° C., 50% relative humidity and a test force of 2 mN. It was measured.
<試験板の作製>
上記組成物1〜14を、脱脂処理を行ったSPCC−SD(冷延鋼板)又はPB-3100(リン酸塩処理鋼板)の表面に、乾燥膜厚が40μmになるように塗布して、水銀ランプ(286mW/cm2)を用いて、295mJ/cm2の照射光量を3回照射することで、塗膜を形成し(積算光量:885mJ/cm2)、試験板を作製した。なお、積算光量の測定には、岩崎電気株式会社製 EYE UV METER UVPF―A1(365nm)を用いた。
<Preparation of test plate>
The above compositions 1 to 14 were applied onto the surface of a degreased SPCC-SD (cold rolled steel sheet) or PB-3100 (phosphate treated steel sheet) so as to have a dry film thickness of 40 μm. Using a lamp (286 mW / cm 2 ), a coating film was formed by irradiating an irradiation light amount of 295 mJ / cm 2 three times (integrated light amount: 885 mJ / cm 2 ) to prepare a test plate. Note that EYE UV METER UVPF-A1 (365 nm) manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd. was used for measurement of the integrated light quantity.
<塗膜評価>
得られた塗膜のマルテンス硬度を測定すると共に、付着性、加工性、耐油性及び耐湿性の評価を以下のように行った。結果を表4〜6に示す。
<Evaluation of coating film>
While measuring the Martens hardness of the obtained coating film, evaluation of adhesiveness, workability, oil resistance, and moisture resistance was performed as follows. The results are shown in Tables 4-6.
<付着性>
JIS K5600−5−6(クロスカット法)に従い、2mm間隔100マス目を作製して、セロハンテープ剥離試験を行い、マス目の残存率より評価した。
<Adhesiveness>
According to JIS K5600-5-6 (cross-cut method), 100 squares with an interval of 2 mm were prepared, and a cellophane tape peeling test was performed, and evaluation was performed based on the residual rate of the squares.
<加工性>
1.0cm×7.5cmに切断した試験板の両端が接触するまで折り曲げ、その折り曲げ部分の塗膜の割れ及び剥離を目視で評価した。
◎;折り曲げ部分を爪で強く削っても、塗膜の割れ及び剥離は全くない。
○;塗膜の割れ及び剥離はないが、折り曲げ部分を爪で強く削ると、わずかに塗膜が剥離する。
△;わずかに塗膜の割れ及び剥離がある。
×;折り曲げ部分の全面に塗膜の割れ及び剥離あり。
<Processability>
The test plate cut to 1.0 cm × 7.5 cm was bent until both ends were in contact with each other, and cracking and peeling of the coating film at the bent portion were visually evaluated.
A: Even if the bent part is sharply scraped with a nail, there is no cracking or peeling of the coating film.
○: There is no cracking and peeling of the coating film, but the coating film peels slightly when the bent part is sharply scraped with a nail.
Δ: Slight cracking and peeling of coating film.
X: There is a crack and peeling of the coating film on the entire surface of the bent portion.
<耐油性>
50℃に保ったブレーキオイル中に、試験板を24時間浸漬させ、その後の塗膜の状態を目視及び指触で評価した。
◎;光沢及び塗膜の硬さが全く変化していない。
○;目視による光沢の変化は確認できないが、塗膜を爪で削るとわずかに傷がつく。
△;塗膜が少し軟化している。
×;塗膜が軟化して基材から剥離している。
<Oil resistance>
The test plate was immersed in brake oil kept at 50 ° C. for 24 hours, and the state of the subsequent coating film was evaluated by visual observation and finger touch.
A: Gloss and hardness of the coating film are not changed at all.
○: The change in gloss by visual observation cannot be confirmed, but if the coating film is shaved with a nail, it is slightly damaged.
Δ: The coating film is slightly softened.
X: The coating film was softened and peeled from the substrate.
<耐湿性>
JIS K5600−7−2.5に準じた試験方法を48時間行い、その後、上述の付着性試験を実施し、塗膜の外観及び付着性の評価結果に基づき、耐湿性を下記の基準で評価した。
○:塗膜外観に異常はなく、付着性試験におけるマス目の残存率が100%である。
△:塗膜外観において僅かな光沢の低下が見られるが、付着性試験におけるマス目の残存率が100%である。
×:塗膜外観にフクレ、ワレ等の著しい異常が見られるか、又は付着性試験においてマス目の剥離が認められる。
<Moisture resistance>
The test method according to JIS K5600-7-2.5 is performed for 48 hours, and then the above-mentioned adhesion test is performed, and the moisture resistance is evaluated according to the following criteria based on the appearance and adhesion evaluation results of the coating film. did.
○: There is no abnormality in the appearance of the coating film, and the residual rate of the squares in the adhesion test is 100%.
Δ: A slight decrease in gloss is observed in the appearance of the coating film, but the residual rate of the squares in the adhesion test is 100%.
X: Remarkable abnormalities such as swelling and cracking are observed in the appearance of the coating film, or peeling of the cells is observed in the adhesion test.
<塗膜のマルテンス硬度>
SHIMADZU製ダイナミック超微小硬度計(圧子 115°三角錐)DUH-211を用いて、温度20℃、50%相対湿度及び試験力2mNの条件で、得られた塗膜のマルテンス硬度を測定した。
<Martens hardness of coating film>
The Martens hardness of the obtained coating film was measured under the conditions of a temperature of 20 ° C., 50% relative humidity and a test force of 2 mN using a SHIMADZU dynamic ultra-micro hardness meter (indenter 115 ° triangular pyramid) DUH-211.
表4及び5の結果より、実施例1〜12の塗装体は、金属に対する付着性が良好であり、加工性及び耐油性にも優れることが分かる。一方、比較例1では、塗膜のマルテンス硬度が10〜250N/mm2の範囲内であるものの、該塗膜の形成に用いた塗料にウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーが含まれていないため、金属に対する付着性、加工性及び耐油性が十分ではなかった。また、比較例2では、塗料にウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを用いたが、塗膜のマルテンス硬度が10N/mm2未満であるため、耐油性が低く、耐湿性も低い結果を示した。比較例3では、塗膜のマルテンス硬度が250N/mm2を超えており、金属に対する付着性、加工性及び耐油性が十分ではなかった。 From the results of Tables 4 and 5, it can be seen that the coated bodies of Examples 1 to 12 have good adhesion to metal and excellent workability and oil resistance. On the other hand, in Comparative Example 1, although the Martens hardness of the coating film is in the range of 10 to 250 N / mm 2 , the paint used for forming the coating film does not contain a urethane (meth) acrylate oligomer. Adhesiveness, workability and oil resistance to water were not sufficient. In Comparative Example 2, a urethane (meth) acrylate oligomer was used for the paint, but the coating film had a Martens hardness of less than 10 N / mm 2 , and therefore the results showed low oil resistance and low moisture resistance. In Comparative Example 3, the Martens hardness of the coating film exceeded 250 N / mm 2 , and adhesion to metal, workability, and oil resistance were not sufficient.
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