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JP2017047387A - Manufacturing method of cured film - Google Patents

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JP2017047387A JP2015173846A JP2015173846A JP2017047387A JP 2017047387 A JP2017047387 A JP 2017047387A JP 2015173846 A JP2015173846 A JP 2015173846A JP 2015173846 A JP2015173846 A JP 2015173846A JP 2017047387 A JP2017047387 A JP 2017047387A
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正樹 佐藤
成寿 鈴木
Shigetoshi Suzuki
成寿 鈴木
杉田 修一
Shuichi Sugita
修一 杉田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a cured film very excellent in internal curability, concerning a method for manufacturing the cured film by applying light from an LED light source to an ink composition containing bisacylphosphine oxide as a photoinitiator.SOLUTION: A long wavelength light irradiation process is performed, in which a coating film of an ink composition containing a polymerizable monomer and bisacylphosphine oxide is irradiated with light having the maximum peak wavelength of 390 nm or more and 440 nm or less from an LED light source.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、インキ組成物を硬化して得られる硬化膜の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a cured film obtained by curing an ink composition.

従来、各種塗料やインキ等を用いて、金属板やめっき鋼板等の表面に樹脂被覆膜を形成する表面処理が行われている。表面処理の主な目的は、電気絶縁性や耐食性を付与したり、成形加工性や意匠性を高めること等にある(例えば、特許文献1)。また、ボトル等の合成樹脂基材上に、各種塗料やインキを印刷し、樹脂被覆膜を形成することも一般的に行われている。   Conventionally, surface treatment for forming a resin coating film on the surface of a metal plate, a plated steel plate or the like using various paints, inks, or the like has been performed. The main purpose of the surface treatment is to provide electrical insulation and corrosion resistance, and to improve molding processability and designability (for example, Patent Document 1). In addition, it is common practice to form a resin coating film by printing various paints and inks on a synthetic resin substrate such as a bottle.

金属板やめっき鋼板、合成樹脂基材等に樹脂被覆膜を形成する方法の例として、スクリーン印刷法、平板印刷法、フレキソ印刷法、UV硬化型インクジェット印刷法等が挙げられる。中でもUV硬化型インクジェット印刷法は版が不要であり、小ロット生産に適用可能である。さらにコスト面でも有用性が高い。また、UV硬化型のインキ組成物は、有機溶剤を含有しなくともよく、VOC(揮発性有機化合物)の排出量低減との観点でも優れている。   Examples of a method for forming a resin coating film on a metal plate, a plated steel plate, a synthetic resin base material, etc. include a screen printing method, a flat plate printing method, a flexographic printing method, and a UV curable ink jet printing method. Above all, the UV curable ink jet printing method does not require a plate and can be applied to small-lot production. Furthermore, it is highly useful in terms of cost. In addition, the UV curable ink composition does not need to contain an organic solvent, and is excellent from the viewpoint of reducing VOC (volatile organic compound) emissions.

UV硬化型インクジェット印刷法では、印刷装置からインキ組成物を吐出した直後にUV照射し、インキ滴を硬化させる。そして、インキ組成物を繰返し塗布した場合には、基材上に、インキ滴が重なりあった厚膜の硬化膜が形成される。このような硬化膜(厚膜)の強度を十分に高めるためには、硬化膜(厚膜)の表面硬化性と内部硬化性との両方を高めることが必要である。また、硬化膜を、電子回路基板の保護膜等とする場合、曲げ加工しても剥離しない程度に基材と硬化膜との密着性を高める必要がある。さらに、このような用途では、耐傷付き性、耐磨耗性が要求されることもあり、これらを向上させるためには、硬化膜の表面硬化性をさらに高める必要がある。   In the UV curable ink jet printing method, UV irradiation is performed immediately after an ink composition is discharged from a printing apparatus, and ink droplets are cured. When the ink composition is repeatedly applied, a thick cured film in which ink droplets overlap is formed on the substrate. In order to sufficiently increase the strength of such a cured film (thick film), it is necessary to increase both the surface curability and the internal curability of the cured film (thick film). Moreover, when using a cured film as a protective film of an electronic circuit board, etc., it is necessary to improve the adhesiveness of a base material and a cured film to such an extent that it does not peel even if bent. Furthermore, in such applications, scratch resistance and abrasion resistance may be required, and in order to improve these, it is necessary to further increase the surface curability of the cured film.

ここで、UV硬化型のインキ組成物の硬化性を高めること等を目的として、光重合開始剤を2種類以上組み合わせたり、光開始助剤を添加すること等が検討されている。例えば、特許文献1〜3には、光重合開始剤として、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(α−アミノケトン系開始剤、商品名「イルガキュア907」、BASF社製)とイソブチルチオキサントンとを併用したインキ組成物が提案されている。また、光開始助剤としてアミンを添加したインキ組成物も提案されている(特許文献4及び5)。また、α−ヒドロキシケトン系開始剤とアシルフォスフィンオキサイド系開始剤とを併用したインキ組成物(特許文献6)や、α−アミノケトン系開始剤とアシルフォスフィンオキサイド系開始剤とを併用したインキ組成物(特許文献7及び8)も提案されている。さらに、表面硬化性の良好な光重合開始剤と、内部硬化性の良好な光重合開始剤とを併用することも検討されており、例えば、2種類のα−ヒドロキシケトン系開始剤と、アシルフォスフィンオキサイド系開始剤とを併用したインキ組成物(特許文献9)も提案されている。   Here, for the purpose of enhancing the curability of the UV curable ink composition, it has been studied to combine two or more kinds of photopolymerization initiators or to add a photoinitiator aid. For example, Patent Documents 1 to 3 disclose that 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one (α-aminoketone-based initiator, trade name) as a photopolymerization initiator. An ink composition using “Irgacure 907” (manufactured by BASF) and isobutylthioxanthone has been proposed. In addition, an ink composition to which an amine is added as a photoinitiator is also proposed (Patent Documents 4 and 5). Moreover, the ink composition (patent document 6) which used together the alpha-hydroxyketone type | system | group initiator and the acylphosphine oxide type initiator, and the ink which used the alpha-aminoketone type | system | group initiator and the acylphosphine oxide type initiator together. Compositions (Patent Documents 7 and 8) have also been proposed. Furthermore, the use of a photopolymerization initiator having a good surface curability and a photopolymerization initiator having a good internal curability has also been studied. For example, two types of α-hydroxyketone initiators, acyls An ink composition (Patent Document 9) using a phosphine oxide-based initiator in combination has also been proposed.

近年、上記のようなUV硬化型のインキ組成物を硬化させるための光源に、紫外線発光ダイオード(以下、「紫外線LED」とも称する)を適用することが検討されており、紫外線LEDを備えたインクジェットプリンタも開発されている(例えば、特許文献10)。紫外線LEDは、従来の光源より消費電力が少なく、かつ高出力化も可能であるとの利点がある。   In recent years, it has been studied to apply an ultraviolet light emitting diode (hereinafter also referred to as “ultraviolet LED”) as a light source for curing the UV curable ink composition as described above, and an inkjet equipped with an ultraviolet LED. A printer has also been developed (for example, Patent Document 10). The ultraviolet LED has the advantages that it consumes less power than a conventional light source and can increase the output.

特開2001−207098号公報JP 2001-207098 A 特開2002−187343号公報JP 2002-187343 A 特開2004−18656号公報JP 2004-18656 A 特開2001−288387号公報JP 2001-288387 A 特開2003−25707号公報JP 2003-25707 A 特表2001−525479号公報JP 2001-525479 A 特開2002−241647号公報JP 2002-241647 A 特開2006−137183号公報JP 2006-137183 A 特開2006−282756号公報JP 2006-282756 A 特開2004−188920号公報JP 2004-188920 A

従来、UV硬化型のインキ組成物を硬化させるために用いられてきた高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等は、主に波長250nm〜600nmの光を照射可能であり、広い発光波長域を有していた。そのため、これらの光源からの光によって、種々の光重合開始剤を活性化させることが可能であった。   Conventionally, high-pressure mercury lamps, metal halide lamps, and the like that have been used to cure UV-curable ink compositions can irradiate light having a wavelength of 250 nm to 600 nm, and have a wide emission wavelength range. . Therefore, it was possible to activate various photopolymerization initiators by light from these light sources.

これに対し、LED光源は、単一の発光ピーク波長を有し、かつ発光波長域が極めて狭い(半値幅で±5〜10nm)。また、LED光源では、波長350nm以下の短波長紫外線の照射が困難である。したがって、LED光源の発光ピーク波長と、光重合開始剤の吸収波長とを十分に適合させる必要があった。つまり、これらの組み合わせ次第では、光重合開始剤を十分に活性化させることができず、インキ組成物の硬化性を高めることが難しかった。   On the other hand, the LED light source has a single emission peak wavelength and has an extremely narrow emission wavelength range (± 5 to 10 nm in half width). In addition, it is difficult to irradiate short wavelength ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less with an LED light source. Therefore, it is necessary to sufficiently match the emission peak wavelength of the LED light source and the absorption wavelength of the photopolymerization initiator. That is, depending on these combinations, the photopolymerization initiator cannot be activated sufficiently, and it is difficult to improve the curability of the ink composition.

ここで、ビスアシルホスフィンオキサイドは、波長356nm近傍の光の吸収が大きいこと、光照射によって活性化されてインキ組成物の内部硬化性に寄与すること、が知られている。しかしながら、ビスアシルホスフィンオキサイドを含むインキ組成物に、LED光源から波長356nm近傍の光を照射しても、インキ組成物の内部硬化性が高まり難い、との課題があった。   Here, it is known that bisacylphosphine oxide has a large absorption of light in the vicinity of a wavelength of 356 nm and is activated by light irradiation to contribute to the internal curability of the ink composition. However, there is a problem that even when an ink composition containing bisacylphosphine oxide is irradiated with light having a wavelength of about 356 nm from an LED light source, the internal curability of the ink composition is difficult to increase.

このような状況を鑑み、本発明は、光重合開始剤としてビスアシルホスフィンオキサイドを含むインキ組成物にLED光源から光を照射して硬化膜を製造する方法に関し、内部硬化性が非常に優れた硬化膜を製造する方法を提供する。   In view of such circumstances, the present invention relates to a method for producing a cured film by irradiating light from an LED light source to an ink composition containing bisacylphosphine oxide as a photopolymerization initiator, and the internal curability is very excellent. A method for producing a cured film is provided.

本発明によれば、以下の硬化膜の製造方法が提供される。
[1]重合性モノマーと、ビスアシルホスフィンオキサイドと、を含むインキ組成物の塗膜に、最大ピーク波長が390nm以上440nm以下である光を第一LED光源から照射する長波長光照射工程を含む、硬化膜の製造方法。
According to this invention, the manufacturing method of the following cured films is provided.
[1] A long wavelength light irradiation step of irradiating light having a maximum peak wavelength of 390 nm or more and 440 nm or less from a first LED light source onto a coating film of an ink composition containing a polymerizable monomer and bisacylphosphine oxide. The manufacturing method of a cured film.

[2]前記第一LED光源の最大照度は、500〜4000mW/cmである、[1]に記載の硬化膜の製造方法。
[3]前記インキ組成物をインクジェット装置で塗布する工程をさらに含む、[1]または[2]に記載の硬化膜の製造方法。
[2] The method for producing a cured film according to [1], wherein the maximum illuminance of the first LED light source is 500 to 4000 mW / cm 2 .
[3] The method for producing a cured film according to [1] or [2], further including a step of applying the ink composition with an inkjet apparatus.

本発明の製造方法で得られる硬化膜は、内部硬化性が非常に良好である。したがって、本発明の製造方法によれば、例えば高精細で意匠性に優れた樹脂被覆膜を有する金属化粧板や、電子回路基板、各種樹脂基板等が得られる。また、本発明の製造方法で製造される硬化膜は、各種エッチング用のレジストとすることができ、当該硬化膜を用いることにより、金属板等の成形加工性を高めることができる。   The cured film obtained by the production method of the present invention has very good internal curability. Therefore, according to the manufacturing method of the present invention, for example, a metal decorative board having a resin coating film with high definition and excellent design, an electronic circuit board, various resin boards, and the like can be obtained. Moreover, the cured film manufactured with the manufacturing method of this invention can be used as the resist for various etching, and moldability, such as a metal plate, can be improved by using the said cured film.

本発明の硬化膜の製造方法は、重合性モノマーと、ビスアシルホスフィンオキサイドと、を含むインキ組成物の硬化膜を製造する方法である。前述のように、ビスアシルホスフィンオキサイドは、波長356nm近傍の光の吸収が大きく、光照射によって活性化されてインキ組成物の内部硬化性に寄与することが知られている。したがって、従来、ビスアシルホスフィンオキサイドを含むUV硬化型インキには、波長356nm近傍の光を含む波長を照射し、樹脂被覆膜を形成することが一般的であった。   The method for producing a cured film of the present invention is a method for producing a cured film of an ink composition comprising a polymerizable monomer and bisacylphosphine oxide. As described above, bisacylphosphine oxide is known to absorb a large amount of light in the vicinity of a wavelength of 356 nm, and is activated by light irradiation to contribute to the internal curability of the ink composition. Therefore, conventionally, a UV-curable ink containing bisacylphosphine oxide is generally irradiated with a wavelength including light in the vicinity of a wavelength of 356 nm to form a resin coating film.

しかしながら、本発明者らが鋭意研究したところ、ビスアシルホスフィンオキサイドを含むインキ組成物は、波長356nm近傍に最大ピーク波長を有する光をLED光源から照射しても、内部硬化性が十分に高まり難いことを見出した。また合わせて、波長390nm以上440nm以下に最大ピーク波長を有する光をLED光源から照射した場合に、インキ組成物の内部硬化性が著しく良好になることを見出した。なお、「最大ピーク波長」とは、光を分光光度計にて分析した際に、強度が最大となる波長をいう。   However, as a result of intensive studies by the present inventors, an ink composition containing bisacylphosphine oxide is unlikely to have sufficiently high internal curability even when irradiated with light having a maximum peak wavelength in the vicinity of a wavelength of 356 nm from an LED light source. I found out. In addition, it was found that the internal curability of the ink composition is remarkably improved when light having a maximum peak wavelength at a wavelength of 390 nm to 440 nm is irradiated from an LED light source. The “maximum peak wavelength” refers to a wavelength at which the intensity is maximum when light is analyzed with a spectrophotometer.

波長390nm以上に最大ピーク波長を有する光を照射したときに、インキ組成物の内部硬化性が高まる理由は以下のように推察される。ビスアシルホスフィンオキサイドには、CO−PO結合が2つ含まれ、光反応によって、このCO−PO結合が開裂する。この開裂によって生じるラジカルには、複数の種類があり、照射する光の波長によって、生成しやすいラジカルの種類が異なる。そして、波長390nm以上の光を照射した場合に生じるラジカルの反応性が特に高く、硬化膜の内部硬化性に大きく寄与すると推察される。また、ビスアシルホスフィンオキサイドに光を照射すると、P−O結合が開裂し、共役系が切れるため、光がインキ組成物の塗膜内部まで透過しやすくなる(フォトブリーチング効果)。ただし、波長390nm未満の光の照射により発生するラジカルは、生成したラジカルどうしが再結合しやすいため、十分なフォトブリーチング効果が得られ難い。これに対し、波長390nm以上の光を照射して発生するラジカルでは、このような再結合が生じ難いため、十分なフォトブリーチング効果が十分に得られ、硬化膜の内部硬化性が高まると推察される。   The reason why the internal curability of the ink composition is enhanced when irradiated with light having a maximum peak wavelength at a wavelength of 390 nm or more is presumed as follows. Bisacylphosphine oxide contains two CO—PO bonds, and this CO—PO bond is cleaved by photoreaction. There are a plurality of types of radicals generated by this cleavage, and the types of radicals that are easily generated differ depending on the wavelength of the irradiated light. And the reactivity of the radical produced when irradiating light with a wavelength of 390 nm or more is especially high, and it is guessed that it contributes greatly to the internal curability of a cured film. Further, when the bisacylphosphine oxide is irradiated with light, the P—O bond is cleaved and the conjugated system is broken, so that the light is easily transmitted to the inside of the coating film of the ink composition (photo bleaching effect). However, since radicals generated by irradiation with light having a wavelength of less than 390 nm are likely to recombine with each other, it is difficult to obtain a sufficient photobleaching effect. In contrast, radicals generated by irradiating light with a wavelength of 390 nm or more are unlikely to cause such recombination, so that a sufficient photobleaching effect is sufficiently obtained and the internal curability of the cured film is increased. Is done.

このような知見を鑑み、本発明の硬化膜の製造方法では、ビスアシルホスフィンオキサイドを含むインキ組成物の塗膜に、LED光源から最大ピーク波長が390nm以上440nm以下である光を照射する長波長光照射工程を行う。これにより、内部硬化性が非常に優れた硬化膜を得ることができ、例えば高精細で意匠性に優れた樹脂被覆膜を有する金属化粧板や、電子回路基板、各種樹脂基板等を作製することが可能となる。また、本発明の製造方法で製造される硬化膜は、各種エッチング用のレジストとすることもでき、当該硬化膜を用いることにより、金属板等の成形加工性を高めることができる。   In view of such knowledge, in the method for producing a cured film of the present invention, the coating film of the ink composition containing bisacylphosphine oxide is irradiated with light having a maximum peak wavelength of 390 nm to 440 nm from the LED light source. A light irradiation process is performed. As a result, a cured film having extremely excellent internal curability can be obtained. For example, a metal decorative board, an electronic circuit board, various resin boards, and the like having a resin coating film with high definition and excellent design are produced. It becomes possible. Moreover, the cured film manufactured with the manufacturing method of this invention can also be used as the resist for various etching, and moldability, such as a metal plate, can be improved by using the said cured film.

以下、まず本発明の製造方法に用いるインキ組成物について説明し、その後、当該インキ組成物を硬化させる方法を説明する。   Hereinafter, the ink composition used in the production method of the present invention will be described first, and then the method for curing the ink composition will be described.

1.インキ組成物
本発明の硬化膜の製造方法に用いるインキ組成物は、ビスアシルホスフィンオキサイドと、重合性モノマーと、を少なくとも含む。インキ組成物は、必要に応じて適宜他の成分を含んでもよく、例えばα−ヒドロキシケトン系開始剤や、他の成分を含んでもよい。
1. Ink composition The ink composition used in the method for producing a cured film of the present invention contains at least bisacylphosphine oxide and a polymerizable monomer. The ink composition may appropriately include other components as necessary, and may include, for example, an α-hydroxyketone-based initiator and other components.

(1)ビスアシルホスフィンオキサイド
ビスアシルホスフィンオキサイドは、一般的な光重合開始剤と比較して、長波長側に吸収を有する化合物であり、インキ組成物の塗膜の内部硬化性に寄与する化合物である。インキ組成物が、ビスアシルホスフィンオキサイド系開始剤を含むと、インキ滴が重なり合って形成される硬化膜の内部硬化性が良好になる。
(1) Bisacylphosphine oxide Bisacylphosphine oxide is a compound having absorption on the long wavelength side compared to a general photopolymerization initiator and contributing to the internal curability of the coating film of the ink composition. It is. When the ink composition contains a bisacylphosphine oxide-based initiator, the internal curability of a cured film formed by overlapping ink droplets is improved.

インキ組成物は、ビスアシルホスフィンオキサイドを、2〜10質量%含むことが好ましく、4〜8質量%含むことがより好ましい。インキ組成物が、ビスアシルホスフィンオキサイドを上記範囲含むと、硬化膜の内部硬化性が高まりやすくなる。   The ink composition preferably contains 2 to 10% by mass of bisacylphosphine oxide, more preferably 4 to 8% by mass. When the ink composition contains bisacylphosphine oxide in the above range, the internal curability of the cured film is likely to increase.

ビスアシルホスフィンオキサイドの構造は特に制限されず、公知のビスアシルホスフィンオキサイドを適用できる。ビスアシルホスフィンオキサイドの具体例には、下記一般式(1)で表される構造を有する化合物が含まれる。インキ組成物は、ビスアシルホスフィンオキサイドを一種のみ含んでもよく、二種以上含んでもよい。   The structure of the bisacylphosphine oxide is not particularly limited, and a known bisacylphosphine oxide can be applied. Specific examples of bisacylphosphine oxide include compounds having a structure represented by the following general formula (1). The ink composition may contain only one kind of bisacylphosphine oxide, or may contain two or more kinds.

Figure 2017047387
一般式(1)において、R51〜R53は、それぞれ独立に、置換基を有してもよい脂肪族炭化水素基、または置換基を有してもよい芳香族炭化水素基を表す。
Figure 2017047387
In the general formula (1), R 51 to R 53 each independently represents an aliphatic hydrocarbon group that may have a substituent, or an aromatic hydrocarbon group that may have a substituent.

51〜R53でありうる脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれの構造を有していてもよいが、直鎖状または分岐状の炭化水素基であることが好ましい。脂肪族炭化水素基の具体例には、炭素数が1〜20の直鎖状、分岐状、または環状のアルキル基;炭素数が2〜20の直鎖状、分岐状、または環状のアルケニル基;炭素数が2〜20の直鎖状、分岐状、または環状のアルキニル基;等が含まれる。これらの中でも、直鎖状または分岐状のアルキル基が好ましい。 The aliphatic hydrocarbon group that may be R 51 to R 53 may have any of a linear, branched, or cyclic structure, but it may be a linear or branched hydrocarbon group. preferable. Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; a linear, branched, or cyclic alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms. A linear, branched or cyclic alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; Among these, a linear or branched alkyl group is preferable.

一方、R51〜R53でありうる芳香族炭化水素基の具体例には、フェニル基、トリル基、キシリル基等の炭素数が6〜18のアリール基;ナフチル基等の縮合環基;が含まれる。 On the other hand, specific examples of the aromatic hydrocarbon group which may be R 51 to R 53 include aryl groups having 6 to 18 carbon atoms such as phenyl group, tolyl group and xylyl group; condensed ring groups such as naphthyl group; included.

また、上記炭化水素基または芳香族炭化水素基の置換基の例には、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子など)等が含まれる。   Examples of the substituent of the hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group include an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.) and the like.

上記一般式(1)で表される構造を有するビスアシルホスフィンオキサイドの具体例には、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホ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−ペンチルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメチルベンゾイル)−エチルホスフィンオキサイドなどが含まれる。これらの中でも特に、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイドが入手容易性、コスト等の観点から好ましい。   Specific examples of the bisacylphosphine oxide having the structure represented by the general formula (1) include bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2. , 4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide, bis (2,6-dimethylbenzoyl) -ethylphosphine oxide, and the like. Among these, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide is particularly preferable from the viewpoints of availability and cost.

(2)重合性モノマー
重合性モノマーは、重合可能な基を含む化合物であれば特に制限されず、例えばエチレン性二重結合基を有する化合物等とすることができる。重合性モノマーの種類は特に制限されず、公知の紫外線硬化型インキ組成物が含む単官能性モノマーや多官能性モノマー等であってもよい。インキ組成物は、重合性モノマーを一種のみ含んでもよく、二種以上含んでもよい。
(2) Polymerizable monomer A polymerizable monomer will not be restrict | limited especially if it is a compound containing the group which can superpose | polymerize, For example, it can be set as the compound etc. which have an ethylenic double bond group. The kind of the polymerizable monomer is not particularly limited, and may be a monofunctional monomer or a polyfunctional monomer included in a known ultraviolet curable ink composition. The ink composition may contain only one type of polymerizable monomer or two or more types.

インキ組成物は、重合性モノマーを、60〜90質量%含むことが好ましく、70〜85質量%含むことがより好ましい。インキ組成物が、重合性モノマーを上記範囲含むと、硬化膜と基材との密着性が高まり、硬化膜の強度が高まる。   The ink composition preferably contains 60 to 90% by mass of the polymerizable monomer, more preferably 70 to 85% by mass. When the ink composition contains the polymerizable monomer in the above range, the adhesion between the cured film and the substrate is increased, and the strength of the cured film is increased.

ここで、本発明で製造する硬化膜を、金属板やめっき鋼板等からなる基材の表面に形成する場合、硬化膜には、金属との密着性が高いことが求められる。そこでこのような場合には、重合性モノマーとして、重合性リン酸エステル化合物、多官能性モノマー、単官能性モノマー、及び重合性カルボン酸化合物を含むことが好ましい。インキ組成物が、これらの重合性モノマーを含むと、インキ組成物から得られる硬化膜と金属との密着性が高まりやすくなる。以下、これらの重合性モノマーについて説明するが、インキ組成物が含む重合性モノマーはこれらに限定されない。   Here, when forming the cured film manufactured by this invention on the surface of the base material which consists of a metal plate, a plated steel plate, etc., it is calculated | required that a cured film has high adhesiveness with a metal. Therefore, in such a case, it is preferable to include a polymerizable phosphate compound, a polyfunctional monomer, a monofunctional monomer, and a polymerizable carboxylic acid compound as the polymerizable monomer. When the ink composition contains these polymerizable monomers, the adhesion between the cured film obtained from the ink composition and the metal tends to increase. Hereinafter, although these polymerizable monomers are demonstrated, the polymerizable monomer which an ink composition contains is not limited to these.

(2−1)重合性リン酸エステル化合物
重合性リン酸エステル化合物は、分子内にリン酸エステル基とエチレン性二重結合基を有する化合物である。インキ組成物が重合性リン酸エステル化合物を含むと、得られる硬化膜と金属との密着性が非常に高まる。
(2-1) Polymerizable phosphate ester compound The polymerizable phosphate ester compound is a compound having a phosphate ester group and an ethylenic double bond group in the molecule. When the ink composition contains a polymerizable phosphate ester compound, the adhesion between the resulting cured film and the metal is greatly increased.

重合性リン酸エステル化合物が含む「リン酸エステル基」とは、下記式(a1)〜(a3)のいずれかで表される基をいう。重合性リン酸エステル化合物が含むリン酸エステル基としては、式(a2)または(a3)で表される基、いわゆる酸性リン酸エステル基が好ましい。これらの基は、水酸基を有し、金属表面に存在する水酸基と縮合反応する。したがって、重合性リン酸エステル化合物がこれらの基を有すると、硬化膜と金属との密着性が特に高まりやすくなる。ここで、硬化膜と金属との密着性を非常に高めたい場合には、式(a3)で表される基を有する重合性リン酸エステル化合物を選択することが好ましい。一方で、インキ組成物の粘度を低くしたい場合には、式(a2)で表される基を有する重合性リン酸エステル化合物を選択することが好ましい。なお、硬化膜の形成後、必要に応じて金属から硬化膜をアルカリ剥離する用途では、これらのリン酸エステル基が硬化膜のアルカリ剥離性を向上させる機能も担う。   The “phosphate ester group” contained in the polymerizable phosphate ester compound refers to a group represented by any of the following formulas (a1) to (a3). The phosphate ester group contained in the polymerizable phosphate ester compound is preferably a group represented by the formula (a2) or (a3), so-called acidic phosphate ester group. These groups have a hydroxyl group and undergo a condensation reaction with a hydroxyl group present on the metal surface. Therefore, when the polymerizable phosphate compound has these groups, the adhesion between the cured film and the metal is particularly likely to increase. Here, when it is desired to greatly improve the adhesion between the cured film and the metal, it is preferable to select a polymerizable phosphate compound having a group represented by the formula (a3). On the other hand, when it is desired to lower the viscosity of the ink composition, it is preferable to select a polymerizable phosphate ester compound having a group represented by the formula (a2). In addition, in the use which carries out alkali peeling of the cured film from a metal as needed after formation of a cured film, these phosphate ester groups also bear the function which improves the alkali peelability of a cured film.

Figure 2017047387
Figure 2017047387

一方、重合性リン酸エステル化合物が含む「エチレン性二重結合基」とは、エチレンから水素原子を1つ引き抜いた基をいう。このとき、エチレンは置換基を有していてもよく、エチレン性二重結合基の例には、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、及びビニリデン基が含まれる。中でも、入手が容易であることからエチレン性二重結合基は、(メタ)アクリロイル基であることが好ましい。(メタ)アクリロイル基とは、メタアクリロイル基またはアクリロイル基を意味する。   On the other hand, the “ethylenic double bond group” contained in the polymerizable phosphate compound refers to a group in which one hydrogen atom is extracted from ethylene. At this time, ethylene may have a substituent, and examples of the ethylenic double bond group include a (meth) acryloyl group, a vinyl group, and a vinylidene group. Especially, since it is easy to acquire, it is preferable that an ethylenic double bond group is a (meth) acryloyl group. The (meth) acryloyl group means a methacryloyl group or an acryloyl group.

(メタ)アクリロイル基を有する重合性リン酸エステル化合物は、「分子内に(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物」と「リン酸」とをエステル化反応させることにより得られる。「分子内に(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物」の例には、2−ヒドロキシメチル(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、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、エチレングリコール(メタ)アクリレート、ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコール(メタ)アクリレート等の(ポリ)エチレングリコール(メタ)アクリレート等が含まれる。   A polymerizable phosphoric acid ester compound having a (meth) acryloyl group is obtained by esterifying a “compound having a (meth) acryloyl group and a hydroxyl group in the molecule” and “phosphoric acid”. Examples of “compounds having (meth) acryloyl groups and hydroxyl groups in the molecule” include 2-hydroxymethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxy Hydroxyalkyl (meth) acrylate such as butyl (meth) acrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol mono (meth) acrylate, ethylene glycol (meth) acrylate, diethylene glycol (meth) acrylate, triethylene glycol (meth) acrylate, tetraethylene (Poly) ethylene glycol (meth) acrylate such as glycol (meth) acrylate is included.

「分子内に(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物」と「リン酸」とをエステル化反応させて得られる重合性リン酸エステル化合物の具体例には、下記一般式(A1)〜(A4)で表される化合物が含まれる。これらの化合物は、いずれも金属との密着性やアルカリ剥離性が優れ、さらに入手が容易である。   Specific examples of the polymerizable phosphoric acid ester compound obtained by esterifying “a compound having a (meth) acryloyl group and a hydroxyl group in the molecule” and “phosphoric acid” include the following general formulas (A1) to (A4). ) Is included. All of these compounds are excellent in adhesion to metals and alkali peelability, and are easily available.

Figure 2017047387
Figure 2017047387

一般式(A1)において、Rは水素原子またはメチル基を表し、Rは炭素数が1〜4のアルキレン基を表す。インキ組成物の粘度が低くなるとの観点から、Rはメチル基であることが特に好ましい。Rは、硬化膜と金属との密着性が高まり、さらにアルカリ剥離性も良好になるとの観点から、エチレン基であることが特に好ましい。Rがエチレン基である化合物は、2−(メタ)アクリロイロキシエチルアシッドホスフェートまたはリン酸2−(メタ)アクリロイロキシエチルとも呼ばれる。 In General Formula (A1), R represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 1 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. From the viewpoint of lowering the viscosity of the ink composition, R is particularly preferably a methyl group. R 1 is particularly preferably an ethylene group from the viewpoint of improving the adhesion between the cured film and the metal and further improving the alkali peelability. The compound in which R 1 is an ethylene group is also referred to as 2- (meth) acryloyloxyethyl acid phosphate or 2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate.

Figure 2017047387
Figure 2017047387

一般式(A2)において、Rはそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、Rはそれぞれ独立に炭素数が1〜4のアルキレン基を表す。一分子中に含まれる2つのR、及びRは、同一であってもよく、異なっていてもよい。式(A2)で表される化合物において、インキ組成物の粘度が低くなるとの観点から、Rはメチル基であることが特に好ましい。また、硬化膜と金属との密着性が高まり、さらにアルカリ剥離性も良好になるとの観点から、Rはエチレン基であることが特に好ましい。Rがエチレン基である化合物は、ジ{2−(メタ)アクリロイロキシエチル}アシッドホスフェートまたはリン酸ジ2−(メタ)アクリロイロキシエチルとも呼ばれる。 In General Formula (A2), each R independently represents a hydrogen atom or a methyl group, and each R 1 independently represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. Two Rs and R 1 contained in one molecule may be the same or different. In the compound represented by the formula (A2), R is particularly preferably a methyl group from the viewpoint that the viscosity of the ink composition becomes low. Moreover, it is especially preferable that R 1 is an ethylene group from the viewpoint that the adhesion between the cured film and the metal is enhanced and the alkali peelability is also improved. A compound in which R 1 is an ethylene group is also called di {2- (meth) acryloyloxyethyl} acid phosphate or di-2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate.

Figure 2017047387
Figure 2017047387

一般式(A3)において、Rはそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を表し、Rは炭素数が1〜4のアルキレン基を表し、Rは炭素数が1〜10のアルキレン基を表す。式(A3)で表される化合物において、インキ組成物の粘度が低くなるとの観点から、Rはメチル基であることが特に好ましい。また、硬化膜と金属との密着性が高まり、さらにアルカリ剥離性も良好になるとの観点から、Rは好ましくはエチレン基であり、Rは好ましくはペンテン基である。 In General Formula (A3), each R independently represents a hydrogen atom or a methyl group, R 1 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. In the compound represented by the formula (A3), R is particularly preferably a methyl group from the viewpoint of decreasing the viscosity of the ink composition. Further, from the viewpoint of improving the adhesion between the cured film and the metal and further improving the alkali peelability, R 1 is preferably an ethylene group, and R 2 is preferably a pentene group.

Figure 2017047387
Figure 2017047387

一般式(A4)において、Rはそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を表し、Rはそれぞれ独立に炭素数が1〜4のアルキレン基を表し、Rはそれぞれ独立に炭素数が1〜10のアルキレン基を表す。一分子中に含まれる複数のR、R、及びRは、それぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。式(A4)で表される化合物において、インキ組成物の粘度が低くなるとの観点から、Rはメチル基であることが特に好ましい。また、硬化膜と金属との密着性が高まり、さらにアルカリ剥離性も良好になるとの観点から、Rは好ましくはエチレン基であり、Rは好ましくはペンテン基である。 In General Formula (A4), each R independently represents a hydrogen atom or a methyl group, each R 1 independently represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and each R 2 independently represents 1 to 10 carbon atoms. Represents an alkylene group. A plurality of R, R 1 , and R 2 contained in one molecule may be the same or different. In the compound represented by the formula (A4), R is particularly preferably a methyl group from the viewpoint of decreasing the viscosity of the ink composition. Further, from the viewpoint of improving the adhesion between the cured film and the metal and further improving the alkali peelability, R 1 is preferably an ethylene group, and R 2 is preferably a pentene group.

インキ組成物は、上記重合性リン酸エステル化合物を、重合性モノマー中に0.5〜13質量%含むことが好ましく、1〜13質量%含むことがより好ましい。重合性リン酸エステル化合物の含有量が、0.5質量%未満であると、インキ組成物の硬化膜の金属との密着性が十分に高まらないことがある。また、前記含有量が13質量%を超えると、硬化膜に耐エッチング液性が要求される場合に、耐エッチング液性が十分でなくなる場合がある。   The ink composition preferably contains 0.5 to 13% by mass, and more preferably 1 to 13% by mass, of the polymerizable phosphate compound in the polymerizable monomer. If the content of the polymerizable phosphate compound is less than 0.5% by mass, the adhesion of the cured film of the ink composition to the metal may not be sufficiently increased. On the other hand, when the content exceeds 13% by mass, the etching solution resistance may not be sufficient when the cured film requires etching solution resistance.

(2−2)多官能性モノマー
多官能性モノマーとしては、分子内に2個以上のエチレン性二重結合基を有し、リン酸エステル基を有さない化合物が挙げられる。多官能性モノマーの構造は特に制限されないが、多官能性モノマー全体のエチレン性二重結合基量が4×10−3〜8×0−3mol/gであることが好ましい。多官能性モノマー全体のエチレン性二重結合基量が上記範囲であると、硬化膜としたときに、金属板等との密着性が高まりやすい。また硬化膜に、耐エッチング液性やアルカリ剥離性が要求される場合に、これらの特性も良好になりやすい。「エチレン性二重結合基量」とは、一分子が含むエチレン性二重結合基量/分子量で定義され、その単位はmol/gである。
(2-2) Polyfunctional monomer As a polyfunctional monomer, the compound which has two or more ethylenic double bond groups in a molecule | numerator, and does not have a phosphate ester group is mentioned. The structure of the polyfunctional monomer is not particularly limited, but the total amount of ethylenic double bond groups in the polyfunctional monomer is preferably 4 × 10 −3 to 8 × 0 −3 mol / g. When the amount of the ethylenic double bond group in the entire polyfunctional monomer is in the above range, the adhesiveness with a metal plate or the like is likely to be increased when a cured film is formed. In addition, when the cured film is required to have etching solution resistance and alkali peelability, these characteristics are likely to be improved. The “ethylenic double bond group amount” is defined as the ethylenic double bond group amount / molecular weight contained in one molecule, and the unit is mol / g.

多官能性モノマー全体のエチレン性二重結合基量を上記範囲に収めるため、インキ組成物は、エチレン性二重結合基量が4×10−3〜8×0−3mol/gである多官能性モノマー(以下、「特定多官能性モノマー」とも称する)のみを含んでもよい。また、インキ組成物は、エチレン性二重結合基量が前記範囲にない多官能性モノマーを含んでもよく、多官能性モノマーを二種類以上組み合わせることで、多官能性モノマー全体のエチレン性二重結合基量を上記範囲に収めてもよい。 In order to keep the amount of ethylenic double bond groups of the entire polyfunctional monomer within the above range, the ink composition has a number of ethylenic double bond groups of 4 × 10 −3 to 8 × 0 −3 mol / g. Only functional monomers (hereinafter also referred to as “specific polyfunctional monomers”) may be included. In addition, the ink composition may contain a polyfunctional monomer having an ethylenic double bond group amount not in the above range. By combining two or more types of polyfunctional monomers, the ethylenic double bond of the entire polyfunctional monomer may be used. The bonding group amount may fall within the above range.

二種類以上の多官能性モノマーを組み合わせる場合、多官能性モノマー全体のエチレン性二重結合基量は、次のように求められる。例えば、次のモノマーx、y及びzを多官能性モノマーとして用いる場合、エチレン性二重結合基量は、式(1)で求められる。
モノマーx:エチレン性二重結合基数Nx(個)、分子量Mx(g/mol)、配合比率x(質量%)
モノマーy:エチレン性二重結合基数Ny(個)、分子量My(g/mol)、配合比率y(質量%)
モノマーz:エチレン性二重結合基数Nz(個)、分子量Mz(g/mol)、配合比率z(質量%)
硬化性樹脂のエチレン性二重結合基量=(Nx)/(Mx)×x/100+(Ny)/(My)×y/100+(Nz)/(Mz)×z/100 ・・・(1)
When combining two or more types of polyfunctional monomers, the amount of ethylenic double bond groups in the entire polyfunctional monomer is determined as follows. For example, when the following monomers x, y, and z are used as the polyfunctional monomer, the amount of the ethylenic double bond group is obtained by the formula (1).
Monomer x: Number of ethylenic double bond groups Nx (pieces), molecular weight Mx (g / mol), blending ratio x (mass%)
Monomer y: Number of ethylenic double bond groups Ny (pieces), molecular weight My (g / mol), blending ratio y (mass%)
Monomer z: Ethylene double bond group number Nz (pieces), molecular weight Mz (g / mol), blending ratio z (mass%)
Ethylenic double bond group amount of curable resin = (Nx) / (Mx) × x / 100 + (Ny) / (My) × y / 100 + (Nz) / (Mz) × z / 100 (1) )

多官能性モノマーは、分子内にエチレン性二重結合基を2〜6個含有する公知の化合物等でありうるが、一般式(B1)または(B2)で表される化合物であることが特に好ましい。   The polyfunctional monomer may be a known compound or the like containing 2 to 6 ethylenic double bond groups in the molecule, but is particularly preferably a compound represented by the general formula (B1) or (B2). preferable.

Figure 2017047387
Figure 2017047387

一般式(B1)において、Rはそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を表す。R10はそれぞれ独立に、炭素数が1〜5のアルキル基を表す。Pはベンゼン環に置換するR10の数を示し、0〜4の整数である。Xは、単結合、メチレン基、イソプロピリデン基を表すし、nとmはそれぞれ0〜6の数を表す。 In general formula (B1), R represents a hydrogen atom or a methyl group each independently. R < 10 > represents a C1-C5 alkyl group each independently. P represents the number of R 10 substituted on the benzene ring and is an integer of 0 to 4. X represents a single bond, a methylene group, or an isopropylidene group, and n and m each represents a number of 0 to 6.

上記一般式(B1)で表される化合物は、エチレングリコール変性ビスフェノールの(メタ)アクリレートとして入手が可能である。また、ビスフェノールをエチレングリコールで変性した化合物と、アクリル酸とを反応させても得られる。上記一般式(B1)におけるn+mは、3〜5であることが好ましく、4であることがより好ましい。   The compound represented by the general formula (B1) is available as (meth) acrylate of ethylene glycol-modified bisphenol. It can also be obtained by reacting a compound obtained by modifying bisphenol with ethylene glycol and acrylic acid. N + m in the general formula (B1) is preferably 3 to 5, and more preferably 4.

Figure 2017047387
Figure 2017047387

一般式(B2)中、Rはそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を表し、R20は炭素数が3〜9のアルキレン基を表す。アルキレン基は、その異性体も含み、R20は、好ましくはヘキシル基やペンチル基である。 In the general formula (B2), R each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, R 20 represents an alkylene group having 3-9 carbon atoms. The alkylene group includes isomers thereof, and R 20 is preferably a hexyl group or a pentyl group.

インキ組成物は、多官能性モノマーを、重合性モノマー中に10〜75質量%含むことが好ましく、より好ましくは55〜65質量%である。重合性モノマーを10質量%以上含むと、得られる硬化膜の架橋密度が十分に高まり、硬化膜の強度が向上する。一方、重合性モノマーの量が75質量%以下であれば、硬化膜に耐エッチング耐性や、アルカリ剥離性等が要求される場合において、これらの特性が良好になりやすい。   The ink composition preferably contains 10 to 75% by mass of the polyfunctional monomer in the polymerizable monomer, and more preferably 55 to 65% by mass. When the polymerizable monomer is contained in an amount of 10% by mass or more, the crosslinking density of the obtained cured film is sufficiently increased, and the strength of the cured film is improved. On the other hand, when the amount of the polymerizable monomer is 75% by mass or less, these properties are likely to be favorable when the cured film is required to have etching resistance, alkali peelability, or the like.

(2−3)単官能性モノマー
単官能性モノマーは、分子内に1個のエチレン性二重結合基を有し、かつリン酸エステル基を有さないモノマーであれば特に制限されない。インキ組成物が、単官能性モノマーを含むと、インキ組成物の粘度が低くなりやすく、例えばインクジェット装置等から安定して吐出しやすくなる。
(2-3) Monofunctional monomer The monofunctional monomer is not particularly limited as long as it is a monomer having one ethylenic double bond group in the molecule and no phosphate group. When the ink composition contains a monofunctional monomer, the viscosity of the ink composition tends to be low, and for example, it becomes easy to stably discharge from an ink jet apparatus or the like.

単官能性モノマーの例には、2−フェノキシエチルアクリレート、アクリロイルモルフォリン、N−ビニルカプロラクタム、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、エトキシエチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、メチルフェノキシエチルアクリレート、ジプロピレングリコールアクリレート等が含まれる。これらの中でも、入手が容易であり、かつ重合しやすいとの観点から、分子内に(メタ)アクリロイル基を含む化合物が好ましい。インキ組成物は、単官能性モノマーを一種のみ含んでもよく、二種以上含んでもよい。   Examples of monofunctional monomers include 2-phenoxyethyl acrylate, acryloyl morpholine, N-vinyl caprolactam, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, Isooctyl acrylate, isobornyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, benzyl acrylate, ethoxyethyl acrylate, butoxyethyl Acrylate, ethoxydiethylene glycol acrylate, methoxydipropylene glycol Le acrylate, methyl phenoxyethyl acrylate, dipropylene glycol acrylate. Among these, a compound containing a (meth) acryloyl group in the molecule is preferable from the viewpoint of easy availability and easy polymerization. The ink composition may contain only one type of monofunctional monomer or two or more types.

インキ組成物は、単官能性モノマーを、重合性モノマー中に10〜75質量%含むことが好ましい。単官能性モノマーの量が10質量%に満たないと、インキ組成物の粘度が高くなりやすい。一方、単官能性モノマーの量が75質量%を超えると、得られる硬化膜の耐エッチング液性等が低下することがある。   The ink composition preferably contains 10 to 75% by mass of the monofunctional monomer in the polymerizable monomer. When the amount of the monofunctional monomer is less than 10% by mass, the viscosity of the ink composition tends to increase. On the other hand, if the amount of the monofunctional monomer exceeds 75% by mass, the etching resistance of the resulting cured film may be lowered.

(2−4)重合性カルボン酸化合物
重合性カルボン酸化合物は、分子内にカルボキシル基とエチレン性二重結合基を有する化合物である。インキ組成物が重合性カルボン酸化合物を含むと、重合性カルボン酸化合物のカルボキシル基と金属表面に存在する水酸基とが反応し、硬化膜と金属との密着性が非常に高まりやすくなる。また、インキ組成物の硬化膜に耐エッチング液性やアルカリ剥離性が要求される場合、これらの特性も高まりやすくなる。
(2-4) Polymerizable carboxylic acid compound The polymerizable carboxylic acid compound is a compound having a carboxyl group and an ethylenic double bond group in the molecule. When the ink composition contains a polymerizable carboxylic acid compound, the carboxyl group of the polymerizable carboxylic acid compound reacts with the hydroxyl group present on the metal surface, and the adhesion between the cured film and the metal is very likely to increase. In addition, when the cured film of the ink composition is required to have an etchant resistance and an alkali peelability, these characteristics are likely to be enhanced.

重合性カルボン酸化合物の例には、下記一般式(C)で表される構造を有する化合物が含まれる。

Figure 2017047387
一般式(C)において、Rは、水素原子またはメチル基を表し、Xは炭素数が1〜3のアルキレン基を表し、Yは炭素数が2または3のアルキレン基を表す。 Examples of the polymerizable carboxylic acid compound include a compound having a structure represented by the following general formula (C).
Figure 2017047387
In General Formula (C), R represents a hydrogen atom or a methyl group, X represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and Y represents an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms.

一般式(C)において、Xでありうる炭素数が1〜3のアルキレン基の例には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、及びイソプロピリデン基が含まれる。Xは、好ましくはメチレン基またはエチレン基であり、特に好ましくはエチレン基である。   In the general formula (C), examples of the alkylene group having 1 to 3 carbon atoms that may be X include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, an isopropylene group, and an isopropylidene group. X is preferably a methylene group or an ethylene group, and particularly preferably an ethylene group.

当該重合性カルボン酸化合物において、Xがメチレン基である化合物はマロン酸エステル化合物、Xがエチレン基である化合物は、コハク酸エステル化合物、Xがプロピレン基である化合物は、グルタル酸エステル化合物とも呼ばれる。   In the polymerizable carboxylic acid compound, a compound in which X is a methylene group is also called a malonic acid ester compound, a compound in which X is an ethylene group is also called a succinic acid ester compound, and a compound in which X is a propylene group is also called a glutaric acid ester compound. .

また、一般式(C)において、Yでありうる炭素数が2または3のアルキレン基の例には、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、及びイソプロピリデン基が含まれる。Yは、好ましくはエチレン基である。   In the general formula (C), examples of the alkylene group having 2 or 3 carbon atoms that may be Y include an ethylene group, a propylene group, an isopropylene group, and an isopropylidene group. Y is preferably an ethylene group.

上記一般式(C)で表される重合性カルボン酸化合物の具体例には、2−アクリロイロキシエチルコハク酸、2−メタクリロイロキシエチルコハク酸、2−アクリロイロキシプロピルコハク酸、2−アクリロイロキシエチルマロン酸、及び2−アクリロイロキシエチルグルタル酸が含まれる。   Specific examples of the polymerizable carboxylic acid compound represented by the general formula (C) include 2-acryloyloxyethyl succinic acid, 2-methacryloyloxyethyl succinic acid, 2-acryloyloxypropyl succinic acid, 2- Acrylroyoxyethyl malonic acid and 2-acryloyloxyethyl glutaric acid are included.

上記重合性カルボン酸化合物は、市販のものであってもよく、(i)コハク酸等のジカルボン酸とエチレングリコール等のジオールとを反応させてモノエステルを合成し、(ii)当該モノエステルと、アクリル酸またはメタアクリル酸を反応させることにより合成したものであってもよい。   The polymerizable carboxylic acid compound may be a commercially available product, (i) a monoester is synthesized by reacting a dicarboxylic acid such as succinic acid and a diol such as ethylene glycol, and (ii) the monoester and Alternatively, it may be synthesized by reacting acrylic acid or methacrylic acid.

インキ組成物は、重合性カルボン酸化合物を、重合性モノマー中に1〜10質量%含むことが好ましい。重合性カルボン酸化合物を1質量%以上含むと、得られる硬化膜と金属との密着性が高まりやすい。また、重合性カルボン酸化合物を多量に含むと、インキ組成物の粘度が過度に高まることがあるが、重合性カルボン酸化合物の量が10質量%以下であれば、インキ組成物の粘度が所望の範囲に収まりやすい。   The ink composition preferably contains 1 to 10% by mass of the polymerizable carboxylic acid compound in the polymerizable monomer. When the polymerizable carboxylic acid compound is contained in an amount of 1% by mass or more, the adhesion between the obtained cured film and the metal is likely to increase. In addition, when a large amount of the polymerizable carboxylic acid compound is contained, the viscosity of the ink composition may be excessively increased. However, if the amount of the polymerizable carboxylic acid compound is 10% by mass or less, the viscosity of the ink composition is desired. Easy to fit in the range.

(3)α−ヒドロキシケトン系開始剤
インキ組成物は、α−ヒドロキシケトン系開始剤をさらに含むことが好ましい。α−ヒドロキシケトン系開始剤は、光硬化型のインキ組成物の表面硬化性に寄与する光重合開始剤である。
(3) α-Hydroxyketone Initiator The ink composition preferably further contains an α-hydroxyketone initiator. The α-hydroxyketone-based initiator is a photopolymerization initiator that contributes to the surface curability of the photocurable ink composition.

一般的に、インキ組成物を硬化させる際、表面硬化性が低いと、表面のインキ組成物が液だれして、印刷精度が低くなる。また特に、インキ組成物をインクジェット装置で吐出した場合には、インキ滴が微小になる。つまり、インキ組成物の単位質量あたりの表面積が、他の印刷法と比較して大きくなる。そのため、インキ組成物の硬化時に酸素の影響による硬化不良(酸素阻害)が生じやすくなり、得られる硬化膜の表面硬化性が低下しやすくなる。これに対し、インキ組成物が、α−ヒドロキシケトン系開始剤を含むと、インキ滴毎の表面硬化性が良好となる。   Generally, when the ink composition is cured, if the surface curability is low, the ink composition on the surface will drip and the printing accuracy will be low. In particular, when the ink composition is ejected by an ink jet apparatus, the ink droplets become minute. That is, the surface area per unit mass of the ink composition is increased as compared with other printing methods. Therefore, curing failure (oxygen inhibition) due to the influence of oxygen tends to occur during the curing of the ink composition, and the surface curability of the resulting cured film tends to decrease. On the other hand, when the ink composition contains an α-hydroxyketone-based initiator, the surface curability for each ink droplet is improved.

インキ組成物が含むα−ヒドロキシケトン系開始剤の種類は特に制限されないが、α−ヒドロキシケトン系開始剤が、分子中にフェニル基を2つ以上含むと、他の成分と相容し難くなる傾向があり、さらにインキ組成物の粘度が高くなりやすくなる傾向がある。そこで、α−ヒドロキシケトン系開始剤が含むフェニル基の数は1以下であることが好ましい。   The type of the α-hydroxyketone initiator contained in the ink composition is not particularly limited, but if the α-hydroxyketone initiator contains two or more phenyl groups in the molecule, it becomes difficult to be compatible with other components. There is a tendency, and the viscosity of the ink composition tends to increase. Therefore, the number of phenyl groups contained in the α-hydroxyketone initiator is preferably 1 or less.

分子中のフェニル基の数が1以下であるα−ヒドロキシケトン系開始剤の例には、2−ヒドキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン等が含まれる。   Examples of α-hydroxyketone initiators having 1 or less phenyl groups in the molecule include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl -(2-hydroxy-2-propyl) ketone, 1-hydroxycyclohexyl-phenylketone and the like are included.

インキ組成物は、α−ヒドロキシケトン系開始剤を、5〜20質量%含むことが好ましく、8〜16質量%含むことがより好ましい。インキ組成物が、α−ヒドロキシケトン系開始剤を上記範囲含むと、得られる硬化膜の表面硬化性が十分に高まる。   The ink composition preferably contains 5 to 20% by mass, more preferably 8 to 16% by mass, of an α-hydroxyketone initiator. When the ink composition contains the α-hydroxyketone initiator in the above range, the surface curability of the resulting cured film is sufficiently increased.

また、前述のビスアシルホスフィンオキサイドと、α−ヒドロキシケトン系開始剤との含有比は、ビスアシルホスフィンオキサイドの含有量(A)/α−ヒドロキシケトン系開始剤の量(B)が2/1〜1/3であることが好ましく、(A)/(B)=1/1〜1/2であることがさらに好ましい。成分の含有比が上記範囲であると、硬化膜の表面硬化性と内部硬化性とが両立しやすくなる。   Further, the content ratio of the bisacylphosphine oxide and the α-hydroxyketone initiator is such that the content of bisacylphosphine oxide (A) / the amount of α-hydroxyketone initiator (B) is 2/1. It is preferable that it is ˜1 / 3, and it is more preferable that (A) / (B) = 1 / 1−1 / 2. When the content ratio of the components is within the above range, it becomes easy to achieve both surface curability and internal curability of the cured film.

(4)その他の成分
インキ組成物は必要に応じて、上記以外の成分を含んでもよい。このような成分の例には、樹脂、無機充填剤、有機充填剤、カップリング剤、粘着付与剤、消泡剤、レベリング剤、可塑剤、酸化防止剤、重合禁止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、顔料、染料等が含まれる。
(4) Other components The ink composition may contain components other than the above, if necessary. Examples of such components include resins, inorganic fillers, organic fillers, coupling agents, tackifiers, antifoaming agents, leveling agents, plasticizers, antioxidants, polymerization inhibitors, ultraviolet absorbers, Includes flame retardants, pigments, dyes and the like.

また、インキ組成物は、用途に応じて適宜着色することができる。例えば硬化膜を金属の保護膜等とする場合には、インキ組成物を着色する必要は特にないが、ピンホールチェック等の印字品質の確認のために着色してもよい。その場合に使用する着色料は特に限定されないが、他の成分への分散が必要な顔料より、他の成分に溶解しやすい染料であることが好ましい。   Further, the ink composition can be appropriately colored depending on the application. For example, when the cured film is a metal protective film or the like, it is not particularly necessary to color the ink composition, but it may be colored for confirmation of print quality such as pinhole check. The colorant used in that case is not particularly limited, but is preferably a dye that is more easily dissolved in other components than a pigment that needs to be dispersed in other components.

また、インキ組成物は、実質的に溶剤を必要としないが、必要に応じて溶剤を含んでもよい。溶剤の例には、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン;酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;エチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ブチルアルコール等のアルコール;その他公知の有機溶剤を含んでいてもよい。   The ink composition substantially does not require a solvent, but may contain a solvent as necessary. Examples of solvents include ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; acetates such as ethyl acetate and butyl acetate; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; ethylene glycol monoacetate, propylene glycol monomethyl ether, butyl alcohol, etc. Alcohol, other known organic solvents may be included.

(5)インキ組成物の物性
以下、上記インキ組成物の物性について説明する。
(5) Physical properties of ink composition Hereinafter, the physical properties of the ink composition will be described.

(5−1)粘度
上記インキ組成物の粘度は、インキ組成物を塗布する方法に応じて適宜選択されるが、インキ組成物をインクジェット装置で塗布する場合には、25℃における粘度が3〜50mPa・であることが好ましい。また、インクジェット装置のインク吐出温度(通常25〜80℃)において、粘度が3〜35mPa・sであることが好ましく、7〜20mPa・sであることがより好ましい。粘度が上記範囲であると、インクジェット装置によって、インキ組成物を安定して吐出することができる。なお、25℃における粘度が3mPa・s未満であると、10〜50kHzの高周波数のピエゾ型インクジェットヘッドにおいて、吐出の追随性の低下が認められることがある。一方、25℃での粘度が、50mPa・sを超えると、加熱装置をインクジェットのヘッドに配置したとしても、吐出が不安定となることがある。インキ組成物の粘度は、重合性モノマーの量(特に重合性リン酸エステル化合物や重合性カルボン酸化合物の量)等によって調整される。インキ組成物の粘度は、コーンプレート型粘度計により測定する。またこのときの測定条件は、せん断速度230(1/s)、回転数:60rpmとする。
(5-1) Viscosity The viscosity of the ink composition is appropriately selected according to the method of applying the ink composition. When the ink composition is applied by an ink jet apparatus, the viscosity at 25 ° C. is 3 to 3. It is preferably 50 mPa ·. In addition, the viscosity is preferably 3 to 35 mPa · s and more preferably 7 to 20 mPa · s at the ink discharge temperature (usually 25 to 80 ° C.) of the ink jet apparatus. When the viscosity is in the above range, the ink composition can be stably discharged by the ink jet apparatus. In addition, when the viscosity at 25 ° C. is less than 3 mPa · s, in a piezo-type inkjet head having a high frequency of 10 to 50 kHz, a decrease in ejection followability may be observed. On the other hand, if the viscosity at 25 ° C. exceeds 50 mPa · s, ejection may become unstable even if the heating device is arranged in an inkjet head. The viscosity of the ink composition is adjusted by the amount of the polymerizable monomer (particularly, the amount of the polymerizable phosphate compound or the polymerizable carboxylic acid compound). The viscosity of the ink composition is measured with a cone plate viscometer. The measurement conditions at this time are a shear rate of 230 (1 / s) and a rotational speed of 60 rpm.

(5−2)表面張力
インキ組成物の表面張力は、インキ組成物の各種塗布装置からの吐出性と、得られる硬化膜の印刷精度に影響することから、表面張力が20〜40mN/mであることが好ましい。インキ組成物の表面張力は、各種の界面活性剤の添加等によって調整される。表面張力は、公知の方法、例えば、懸滴法やリング法により測定されるが、プレート法にて測定することが好ましい。表面張力は、例えば、協和界面科学株式会社製 CBVP−Z型等を用いて測定できる。
(5-2) Surface tension Since the surface tension of the ink composition affects the ejection properties of the ink composition from various coating devices and the printing accuracy of the cured film obtained, the surface tension is 20 to 40 mN / m. Preferably there is. The surface tension of the ink composition is adjusted by the addition of various surfactants. The surface tension is measured by a known method, for example, a hanging drop method or a ring method, but is preferably measured by a plate method. The surface tension can be measured using, for example, CBVP-Z type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.

(6)インキ組成物の製造方法
インキ組成物は、混合機、分散機、撹拌機を用いて各成分を分散または溶解して製造することができる。混合機、分散機、撹拌機の例には、プロペラ型撹拌機や、ディゾルバー、ホモミキサー、ボールミル、サンドミル、超音波分散機、ニーダー、ラインミキサー、プロペラ型撹拌機、ピストン型高圧乳化機、ホモミキサー、超音波式乳化分散機、加圧ノズル式乳化機、高速回転高せん断型撹拌分散機、コロイドミル、メディア型分散機等が含まれる。メディア型分散機とは、ガラスビーズやスチールボール等の媒体を使用して粉砕や分散等を行う装置である。その例には、サンドグラインダーや、アジテーターミル、ボールミル、アトライター等が含まれる。これらの装置は2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、混合機、分散機、及び撹拌機は組み合わせて使用することもできる。インキ組成物は、孔径3μm以下、さらには1μm以下のフィルターにて濾過されることが好ましい。
(6) Method for producing ink composition The ink composition can be produced by dispersing or dissolving each component using a mixer, a disperser, and a stirrer. Examples of mixers, dispersers, and stirrers include propeller type stirrers, dissolvers, homomixers, ball mills, sand mills, ultrasonic dispersers, kneaders, line mixers, propeller type stirrers, piston type high pressure emulsifiers, homogenizers. Examples include a mixer, an ultrasonic emulsifier / disperser, a pressure nozzle emulsifier, a high-speed rotation / high shear type agitator / disperser, a colloid mill, and a media type disperser. A media-type disperser is an apparatus that performs pulverization, dispersion, or the like using a medium such as glass beads or steel balls. Examples include a sand grinder, an agitator mill, a ball mill, an attritor and the like. You may use these apparatuses in combination of 2 or more types. Moreover, a mixer, a disperser, and a stirrer can also be used in combination. The ink composition is preferably filtered through a filter having a pore size of 3 μm or less, more preferably 1 μm or less.

2.硬化膜の製造方法
本発明の硬化膜の製造方法は、上述のインキ組成物の塗膜を硬化させて、硬化膜を製造する方法であり、最大ピーク波長が390nm以上440nm以下である光(以下、「長波長光」とも称する)を第一LED光源から照射する長波長光照射工程を少なくとも含む。
2. Method for Producing Cured Film The method for producing a cured film of the present invention is a method for producing a cured film by curing the coating film of the ink composition described above. Light having a maximum peak wavelength of 390 nm or more and 440 nm or less (hereinafter referred to as “light”) , Also referred to as “long wavelength light”) at least a long wavelength light irradiation step of irradiating from the first LED light source.

本発明の硬化膜の製造方法には、インキ組成物の塗膜を形成する工程や、長波長光とは異なる最大ピーク波長を有する光を他のLED光源から照射する工程をさらに含んでもよい。特に、インキ組成物がα−ヒドロキシケトン系開始剤を含む場合、最大ピーク波長が360nm以上370nm以下である光を第二LED光源から照射する短波長光照射工程を行うことが好ましい。短波長光照射工程を行うと、α−ヒドロキシケトン系開始剤が十分に活性化されて、インキ組成物の塗膜の表面硬化性が高まる。   The method for producing a cured film of the present invention may further include a step of forming a coating film of the ink composition and a step of irradiating light having a maximum peak wavelength different from the long wavelength light from another LED light source. In particular, when the ink composition contains an α-hydroxyketone-based initiator, it is preferable to perform a short wavelength light irradiation step of irradiating light having a maximum peak wavelength of 360 nm or more and 370 nm or less from the second LED light source. When the short wavelength light irradiation step is performed, the α-hydroxyketone initiator is sufficiently activated, and the surface curability of the coating film of the ink composition is increased.

ここで、長波長光照射工程及び短波長光照射工程を行う場合、これらの順序は特に制限されないが、長波長光照射工程を、短波長光照射工程と同時、または短波長光照射工程より前に行うことが好ましい。長波長光照射工程によりインキ組成物の塗布膜(インキ滴)の内部を硬化させてから、短波長光照射工程によりインキ組成物の表面を硬化させることで、インキ滴表面のインキ組成物が液だれし難くなり、硬化膜の印刷精度が高まりやすくなる。   Here, when performing the long wavelength light irradiation step and the short wavelength light irradiation step, the order thereof is not particularly limited, but the long wavelength light irradiation step is performed simultaneously with the short wavelength light irradiation step or before the short wavelength light irradiation step. It is preferable to carry out. The inside of the coating film (ink droplet) of the ink composition is cured by the long wavelength light irradiation process, and then the surface of the ink composition is cured by the short wavelength light irradiation process, so that the ink composition on the surface of the ink droplet is liquid. It becomes difficult to drool, and the printing accuracy of the cured film is likely to increase.

また、長波長光照射工程から短波長光照射工程までの間隔は0.2秒以内であることが好ましく、より好ましくは0.1秒以内であり、特に好ましくは0.05秒以内である。上記間隔が0.2秒以内であると、長波長光照射工程後に液だれがさらに生じ難くなる。本発明の硬化膜の製造方法では、長波長光照射工程及び短波長光照射工程を同時に行うことが最も好ましい。ここで、長波長光照射工程及び短波長光照射工程は、通常、インキ組成物の塗布膜と第一LED光源及び第二LED光源とを相対的に移動させて行う。そして、「インキ組成物の塗膜に対する光の照射」は、各LED光源が発するエネルギー線のスポットの一端に、インキ組成物の塗布膜(インキ滴)の一端が、初めて到達した瞬間から行われるといえる。したがって、「長波長光照射工程から短波長光照射工程までの間隔」とは、「第一LED光源が発するエネルギー線のスポットの一端に、インキ組成物の塗布膜(インキ滴)の一端が初めて到達する時点から、第二LED光源が発するエネルギー線のスポットの一端に、インキ組成物の塗布膜(インキ滴)の一端が初めて到達する時点までの長さ(時間)」とする。   The interval from the long wavelength light irradiation step to the short wavelength light irradiation step is preferably within 0.2 seconds, more preferably within 0.1 seconds, and particularly preferably within 0.05 seconds. If the interval is within 0.2 seconds, dripping is further less likely to occur after the long wavelength light irradiation step. In the manufacturing method of the cured film of this invention, it is most preferable to perform a long wavelength light irradiation process and a short wavelength light irradiation process simultaneously. Here, the long wavelength light irradiation step and the short wavelength light irradiation step are usually performed by relatively moving the coating film of the ink composition, the first LED light source, and the second LED light source. And "irradiation of light to the coating film of the ink composition" is performed from the moment when one end of the coating film (ink droplet) of the ink composition reaches the end of the spot of the energy ray emitted from each LED light source for the first time. It can be said. Therefore, “the interval from the long wavelength light irradiation step to the short wavelength light irradiation step” means that “one end of the coating film (ink droplet) of the ink composition is first at one end of the energy ray spot emitted from the first LED light source. The length (time) from the point of arrival to the point of time when one end of the coating film (ink droplet) of the ink composition first reaches one end of the spot of the energy rays emitted from the second LED light source.

なお、本発明の硬化膜の製造方法で製造する硬化膜(樹脂被覆膜)の総膜厚は、2〜40μmであることが好ましい。前記膜厚が2μm未満であると、硬化膜の耐磨耗性及び耐傷付き性を十分に高めることが難しい。また、硬化膜を絶縁用の膜とする場合、十分な絶縁性を確保できない場合がある。逆に前記膜厚が40μmを超えると、硬化膜の印刷精度が低下することがある。   In addition, it is preferable that the total film thickness of the cured film (resin coating film) manufactured with the manufacturing method of the cured film of this invention is 2-40 micrometers. If the film thickness is less than 2 μm, it is difficult to sufficiently enhance the wear resistance and scratch resistance of the cured film. In addition, when the cured film is an insulating film, sufficient insulation may not be ensured. Conversely, when the film thickness exceeds 40 μm, the printing accuracy of the cured film may be reduced.

以下、本発明の硬化膜の製造方法に含まれる、塗膜の形成工程、長波長光照射工程、及び短波長光照射工程について説明する。   Hereinafter, a coating film forming step, a long wavelength light irradiation step, and a short wavelength light irradiation step included in the method for producing a cured film of the present invention will be described.

(1)塗膜の形成工程
インキ組成物を各種方法により基材上に塗布し、インキ組成物の塗膜を形成する。インキ組成物を塗布する基材は特に制限されず、樹脂製の基材であってもよく、金属板またはめっき鋼板等であってもよい。
(1) Coating film forming step The ink composition is applied onto a substrate by various methods to form a coating film of the ink composition. The base material to which the ink composition is applied is not particularly limited, and may be a resin base material, a metal plate, a plated steel plate, or the like.

樹脂製の基材は、公知の樹脂基材を用途に合わせて適宜選択することができる。当該基材を構成する樹脂の例には、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブタジエンテレフタレート等が含まれる。また、樹脂製の基材の表面は、インキ組成物の硬化膜の密着性を高めるため、コロナ処理やプラズマ処理されていてもよい。   The resin base material can be appropriately selected from known resin base materials according to the application. Examples of the resin constituting the substrate include polyester, polyvinyl chloride, polyethylene, polyurethane, polypropylene, acrylic resin, polycarbonate, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polyethylene terephthalate, polybutadiene terephthalate, and the like. Moreover, in order to improve the adhesiveness of the cured film of an ink composition, the surface of the resin-made base material may be corona-treated or plasma-treated.

金属板は、公知の金属からなる基材を用途に合わせて適宜選択することができる。金属板を構成する金属の例には、SUS304、SUS316等のオーステナイト系ステンレス鋼;SUS430、SUS444等のフェライト系ステンレス鋼;が含まれる。また、機械的強度が要求される用途では、金属板を構成する金属は、オーステナイト系やフェライト系ステンレス鋼を冷間圧延で加工硬化した材料;SUS410、SUS420系等のマルテンサイト系ステンレス鋼;SUS631等の析出強化型ステンレス鋼;等であることが好ましい。また、金属板を構成する金属の例には、ステンレス鋼板以外の、銅、炭素鋼、鉄−ニッケル系合金等も含まれる。   As the metal plate, a base material made of a known metal can be appropriately selected according to the application. Examples of the metal constituting the metal plate include austenitic stainless steels such as SUS304 and SUS316; and ferritic stainless steels such as SUS430 and SUS444. In applications where mechanical strength is required, the metal constituting the metal plate is a material obtained by work hardening of austenitic or ferritic stainless steel by cold rolling; martensitic stainless steel such as SUS410 and SUS420; SUS631 It is preferable to use precipitation strengthened stainless steel such as. Examples of the metal constituting the metal plate include copper, carbon steel, iron-nickel alloy, etc. other than the stainless steel plate.

また、めっき鋼板とは、各種基材の表面の少なくとも一部をめっきで被覆した基材をいう。めっき鋼板におけるめっきの種類は特に制限されず、亜鉛、アルミニウム、コバルト、錫及びニッケル等から選ばれる1種の金属元素からなるめっき、またはこれらの2種以上の金属元素からなるめっき等とすることができる。まためっきは、前記金属元素と、異種金属元素や非金属元素とを組み合わせた合金めっきであってもよい。異種金属元素の例には、コバルト、モリブデン、タングステン、ニッケル、チタン、クロム、アルミニウム、マンガン、鉄、マグネシウム、鉛、アンチモン、錫、銅、カドミウム、ヒ素等が含まれる。また、非金属元素の例には、シリカ、アルミナ、チタニア等の無機物が含まれる。さらに、めっきは、単層めっきであってもよく、複層めっきであってもよい。   Moreover, a plated steel plate means the base material which coat | covered at least one part of the surface of various base materials with plating. The type of plating in the plated steel sheet is not particularly limited, and plating made of one kind of metal element selected from zinc, aluminum, cobalt, tin and nickel, or plating made of two or more kinds of these metal elements, etc. Can do. The plating may be alloy plating in which the metal element is combined with a different metal element or a nonmetal element. Examples of the dissimilar metal element include cobalt, molybdenum, tungsten, nickel, titanium, chromium, aluminum, manganese, iron, magnesium, lead, antimony, tin, copper, cadmium, arsenic, and the like. Examples of nonmetallic elements include inorganic substances such as silica, alumina, and titania. Furthermore, the plating may be single-layer plating or multi-layer plating.

また、インキ組成物の塗布方法、つまり塗膜の形成方法は、所望のパターン状にインキ組成物を塗布可能な方法であれば特に制限されず、スクリーン印刷法、平板印刷法、フレキソ印刷法、インクジェット印刷法等、公知の方法を適用できる。これらの中でも、小ロット生産に適用可能であり、コスト面での有用性が高いとの観点から、インクジェット印刷法が好ましい。以下、インキ組成物を吐出するインクジェット装置や、そのときの印刷条件等を説明するが、インキ組成物の塗膜の形成方法は当該方法に制限されない。   In addition, the ink composition coating method, that is, the coating film forming method is not particularly limited as long as the ink composition can be applied in a desired pattern, and is not limited to a screen printing method, a lithographic printing method, a flexographic printing method, A known method such as an inkjet printing method can be applied. Among these, the inkjet printing method is preferable from the viewpoint of being applicable to small-lot production and having high cost effectiveness. Hereinafter, although the inkjet apparatus which discharges an ink composition, the printing conditions at that time, etc. are demonstrated, the formation method of the coating film of an ink composition is not restrict | limited to the said method.

インキ組成物を吐出するインクジェット装置は、インキ組成物供給手段、及び温度センサ、を含むことが好ましい。インキ組成物供給手段は、インキ組成物を充填するための元タンク、供給配管、インクジェットヘッドの手前に配置されたインク供給タンク、フィルター、及びピエゾ型のインクジェットヘッドを含むことが好ましい。ピエゾ型のインクジェットヘッドは、1〜100plのマルチドットが好ましい。解像度は320×320〜4000×4000dpiが好ましい。dpiとは2.54cm当たりのドット数である。   The ink jet apparatus that discharges the ink composition preferably includes an ink composition supply unit and a temperature sensor. The ink composition supply means preferably includes an original tank for filling the ink composition, a supply pipe, an ink supply tank disposed in front of the inkjet head, a filter, and a piezo-type inkjet head. The piezo ink jet head is preferably 1-100 pl multi-dot. The resolution is preferably 320 × 320 to 4000 × 4000 dpi. The dpi is the number of dots per 2.54 cm.

インキ組成物の吐出は、インクジェットヘッド及びインキ組成物を35〜100℃に加熱して行うことが好ましい。インキ組成物の温度変化による粘度の変化が、印刷精度に影響を与える。そのため、インキ組成物の温度を上げながらその温度を一定に保つことが好ましい。インキ組成物の温度の制御幅は、設定温度に対して±5℃であることが好ましく、±2℃であることがより好ましく、±1℃であることが更に好ましい。   The ink composition is preferably discharged by heating the ink jet head and the ink composition to 35 to 100 ° C. A change in viscosity due to a change in temperature of the ink composition affects the printing accuracy. Therefore, it is preferable to keep the temperature constant while raising the temperature of the ink composition. The control range of the temperature of the ink composition is preferably ± 5 ° C. with respect to the set temperature, more preferably ± 2 ° C., and still more preferably ± 1 ° C.

(2)長波長光照射工程
長波長光照射工程では、基材上に形成された塗膜に、最大ピーク波長が390nm以上440nm以下である光(長波長光)を第一LED光源から照射する。第一LED光源は、長波長光を照射可能な光源であれば特に制限されず、公知の光源を用いることができる。なお、塗膜の形成を、インクジェット装置を用いて行う場合、インキ滴の吐出後、すぐに上記波長の光を照射し、インキ滴(インキ組成物)を硬化させることが好ましい。
(2) Long wavelength light irradiation step In the long wavelength light irradiation step, the coating film formed on the substrate is irradiated with light (long wavelength light) having a maximum peak wavelength of 390 nm or more and 440 nm or less from the first LED light source. . A 1st LED light source will not be restrict | limited especially if it is a light source which can irradiate long wavelength light, A well-known light source can be used. In addition, when forming a coating film using an inkjet apparatus, it is preferable to irradiate the light of the said wavelength immediately after discharge of an ink drop, and to harden an ink drop (ink composition).

長波長光の照射は、塗膜の形成、つまりインキ組成物が基材に付着してから、0.01〜2.0秒の間に行うことが好ましく、0.01〜1.0秒の間に行うことがより好ましい。照射タイミングをできるだけ早くすると、液だれが生じ難く、塗膜の印刷精度が高まる。   Irradiation with long-wavelength light is preferably performed within 0.01 to 2.0 seconds after the formation of the coating film, that is, the ink composition adheres to the substrate. More preferably, it is performed in between. When the irradiation timing is made as early as possible, it is difficult for dripping to occur, and the printing accuracy of the coating film is increased.

またこのとき、第一LED光源の最大照度は、500〜4000mW/cmであることが好ましく、より好ましくは800〜3500mW/cmであり、特に好ましくは1500〜3000mW/cmである。第一LED光源の最大照度が500mW/cm未満であると、照度不足により、長波長光が硬化膜内部まで透過せず、内部硬化性を十分に高められないことがある。 At this time, the maximum illumination intensity of the first LED light source is preferably 500~4000mW / cm 2, more preferably 800~3500mW / cm 2, particularly preferably 1500~3000mW / cm 2. If the maximum illuminance of the first LED light source is less than 500 mW / cm 2 , long wavelength light may not be transmitted to the inside of the cured film due to insufficient illuminance, and the internal curability may not be sufficiently improved.

一般的には、インキ滴を硬化させるための照度が高ければ高いほど、インキ滴の硬化性が良好になる。しかしながら、本発明では、第一LED光源の最大照度が4000mW/cmを超えると、内部硬化性が低くなる傾向にある。前述のように、ビスアシルホスフィンオキサイドは、光を照射すると、P−O結合が開裂して共役系が切れ、光がインキ組成物の塗膜内部まで透過しやすくなる(フォトブリーチング効果)。ただし、第一LED光源の最大照度が4000mW/cmを超えると大量に開裂したラジカル同士が再結合しやすくなる。そして、ラジカルが失活すると同時に、ラジカル同士の再結合によって生成した化合物よってフォトブリーチング効果が低くなるため(長波長光の透過率が低下)、十分な内部硬化性が得られなくなると推察される。 In general, the higher the illuminance for curing the ink droplet, the better the curability of the ink droplet. However, in this invention, when the maximum illumination intensity of a 1st LED light source exceeds 4000 mW / cm < 2 >, it exists in the tendency for internal curability to become low. As described above, when bisacylphosphine oxide is irradiated with light, the P—O bond is cleaved to break the conjugated system, and the light is easily transmitted to the inside of the coating film of the ink composition (photo bleaching effect). However, when the maximum illuminance of the first LED light source exceeds 4000 mW / cm 2 , radicals that have been cleaved in large quantities are easily recombined. And at the same time as the radicals are deactivated, the compound produced by the recombination of the radicals reduces the photobleaching effect (decreases the transmittance of long-wavelength light), and it is assumed that sufficient internal curability cannot be obtained. The

本発明において、第一LED光源の「最大照度」とは、米国 Electronic Instrumentation & Technology社製の紫外線光量計 製品名UV Power PuckIIにて測定される、UVVセンサの値とする。このとき、紫外線光量計の計測センサ部とLED光源底面との距離は1mmとする。また、LED光源と計測センサ部との相対速度は50mm/secとする。   In the present invention, the “maximum illuminance” of the first LED light source is a value of a UVV sensor measured by a product name UV Power Puck II manufactured by Electronic Instrument & Technology, USA. At this time, the distance between the measurement sensor portion of the ultraviolet light quantity meter and the bottom surface of the LED light source is 1 mm. The relative speed between the LED light source and the measurement sensor unit is 50 mm / sec.

(3)短波長光照射工程
短波長光照射工程では、塗膜の形成工程で、基材上に形成された塗膜に、最大ピーク波長が360nm以上370nm以下である光(以下、「短波長光」とも称する)を第二LED光源から照射する。第二LED光源は、短波長光を照射可能な光源であれば特に制限されず、公知の光源を用いることができる。また前述のように、短波長光の照射は、長波長光の照射後、または同時に行うことが好ましく、長波長光の照射から0.2秒以内に行うことが好ましい。
(3) Short-wavelength light irradiation step In the short-wavelength light irradiation step, light having a maximum peak wavelength of 360 nm or more and 370 nm or less is applied to the coating film formed on the substrate in the coating film forming step (hereinafter referred to as “short wavelength”). (Also referred to as “light”) from the second LED light source. A 2nd LED light source will not be restrict | limited especially if it is a light source which can irradiate short wavelength light, A well-known light source can be used. As described above, the irradiation with the short wavelength light is preferably performed after the irradiation with the long wavelength light or at the same time, and is preferably performed within 0.2 seconds after the irradiation with the long wavelength light.

また、第二LED光源の最大照度は、は2500mW/cm以上であることが好ましく、より好ましくは3500mW/cm以上である。第二LED光源の最大照度が高いほど、得られる硬化膜の表面硬化性が向上し、酸素阻害による液だれが生じ難くなる。 The maximum illumination intensity of the second LED light source is preferably at 2500 MW / cm 2 or more, more preferably 3500mW / cm 2 or more. As the maximum illuminance of the second LED light source is higher, the surface curability of the obtained cured film is improved, and dripping due to oxygen inhibition is less likely to occur.

本発明において、第二LED光源の「最大照度」とは米国 Electronic Instrumentation & Technology社製の紫外線光量計 製品名UV Power PuckIIにて測定される、UVAセンサの値とする。このとき、紫外線光量計の計測センサ部とLED光源底面との距離は1mmとする。また、LED光源と計測センサ部との相対速度は50mm/secとする。   In the present invention, the “maximum illuminance” of the second LED light source is a value of a UVA sensor measured by a product name UV Power Puck II manufactured by Electronic Instrumentation & Technology, USA. At this time, the distance between the measurement sensor portion of the ultraviolet light quantity meter and the bottom surface of the LED light source is 1 mm. The relative speed between the LED light source and the measurement sensor unit is 50 mm / sec.

(4)その他の工程
本発明の硬化膜の製造方法では、長波長光照射及び短波長光照射工程後、必要に応じて硬化膜に熱処理を行なってもよい。熱処理を行うと、硬化膜の内部応力緩和等の効果により密着性が向上する場合がある。
(4) Other process In the manufacturing method of the cured film of this invention, you may heat-process a cured film as needed after a long wavelength light irradiation and a short wavelength light irradiation process. When heat treatment is performed, adhesion may be improved due to effects such as internal stress relaxation of the cured film.

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。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail with reference to an Example, this invention is not limited by these Examples.

1.インキ組成物の調製
表1に示す光重合開始剤以外の成分をホモミキサーに入れて、遮光下、ドライエア雰囲気、35℃にて1時間攪拌した。その後、ホモミキサー内に光重合開始剤をさらに添加し、光重合開始剤が溶解するまで穏やかに攪拌した。
得られた混合物を、孔径2μmのメンブランフィルターにて加圧濾過し、インキ組成物を得た。得られたインキ組成物の25℃における粘度を、東機産業社製コーンプレート粘度計(TVE−22L)にて測定した。測定条件は、せん断速度230(1/s)、回転数:60rpmとした。粘度を表1に示す。
1. Preparation of Ink Composition Components other than the photopolymerization initiator shown in Table 1 were placed in a homomixer and stirred for 1 hour at 35 ° C. in a dry air atmosphere under light shielding. Thereafter, a photopolymerization initiator was further added to the homomixer and gently stirred until the photopolymerization initiator was dissolved.
The obtained mixture was filtered under pressure through a membrane filter having a pore size of 2 μm to obtain an ink composition. The viscosity at 25 ° C. of the obtained ink composition was measured with a cone plate viscometer (TVE-22L) manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd. The measurement conditions were a shear rate of 230 (1 / s) and a rotational speed of 60 rpm. The viscosity is shown in Table 1.

Figure 2017047387
Figure 2017047387

2.塗膜の形成及び塗膜の硬化
[実施例1〜18、及び比較例1〜6]
前述のインキ組成物を、ピエゾ型インクジェットヘッド(コニカミノルタ社製、KM1024SHB、インク液滴量6pl)を搭載したインクジェットプリンタにて、ヘッド温度50℃、解像度1,440dpi、8パス印刷の条件で基材(ステンレス鋼板またはポリエステルフィルム)上に塗布した。具体的には、インキ組成物を、予めアルカリ脱脂した0.5mm厚みのステンレス鋼板(SUS304 BA)の表面、またはフタムラ化学社製ポリエステルフィルム(品種FE2001、22番手)のコロナ処理面に吐出し、5cm×5cmのベタ画像からなる塗膜を形成した。形成した塗膜の厚みはいずれも16μmであり、均一であった。
2. Formation of coating film and curing of coating film [Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 6]
The ink composition described above was used in an ink jet printer equipped with a piezo type ink jet head (Konica Minolta, KM1024SHB, ink droplet amount 6 pl) under the conditions of a head temperature of 50 ° C., a resolution of 1,440 dpi, and 8-pass printing. It applied on material (stainless steel plate or polyester film). Specifically, the ink composition is discharged onto a corona-treated surface of a stainless steel plate (SUS304 BA) having a thickness of 0.5 mm that has been alkali degreased in advance, or a polyester film (variety FE2001, No. 22) manufactured by Futamura Chemical Co., Ltd. A coating film consisting of a solid image of 5 cm × 5 cm was formed. Each of the formed coating films had a uniform thickness of 16 μm.

その後、当該塗膜に、インクジェットプリンタに装着したLEDユニットから光を照射し、塗膜を硬化させた。LEDユニットは、英国 Integration Technology社製(Solidcure2(UV照射幅120mm))を使用し、LED照射ユニットはインクジェットヘッドの往復移動方向と直交する方向に並べて配置した。また、最大ピーク波長が365nm、375nm、385nm、395nm、または405nmの5種類のモジュールを入れ替えることで、照射する光の波長を調整した。さらに、LED照射ユニットの最大照度を米国 Electronic Instrumentation&Technology社製の紫外線光量計(製品名UV Power PuckII)にて測定し、表2または表3に示す値となるよう、調整した。このとき、紫外線光量計の計測センサ部とLED照射ユニット底面との距離は1mmとした。また、LED照射ユニットと計測センサ部との相対速度は50mm/secとした。なお、LEDユニットに最大ピーク波長が365nm、375nm、または385nmであるモジュールを用いた場合には、紫外線光量計のUVAセンサの値を最大照度とした。一方、LEDユニットに最大ピーク波長が395nm、または405nmであるモジュールを用いた場合には、紫外線光量計のUVVセンサの値を最大照度とした。各実施例及び比較例において、照射した光の波長及び最大照度を表2及び表3に示す。   Thereafter, the coating film was irradiated with light from an LED unit attached to the ink jet printer to cure the coating film. The LED unit was manufactured by UK Integration Technology (Solidcure 2 (UV irradiation width 120 mm)), and the LED irradiation units were arranged side by side in a direction perpendicular to the reciprocating direction of the inkjet head. Moreover, the wavelength of the light to irradiate was adjusted by replacing five types of modules whose maximum peak wavelengths are 365 nm, 375 nm, 385 nm, 395 nm, or 405 nm. Furthermore, the maximum illuminance of the LED irradiation unit was measured with an ultraviolet light meter (product name: UV Power Puck II) manufactured by Electronic Instrumentation & Technology, USA, and adjusted so as to have the values shown in Table 2 or Table 3. At this time, the distance between the measurement sensor unit of the ultraviolet light quantity meter and the bottom surface of the LED irradiation unit was 1 mm. The relative speed between the LED irradiation unit and the measurement sensor unit was 50 mm / sec. When a module having a maximum peak wavelength of 365 nm, 375 nm, or 385 nm was used for the LED unit, the value of the UVA sensor of the ultraviolet light quantity meter was set as the maximum illuminance. On the other hand, when a module having a maximum peak wavelength of 395 nm or 405 nm was used as the LED unit, the value of the UVV sensor of the ultraviolet light quantity meter was set as the maximum illuminance. Tables 2 and 3 show the wavelength and maximum illuminance of the irradiated light in each example and comparative example.

3.評価
[硬化膜の内部硬化性の評価]
各実施例及び比較例で作製した硬化膜の内部硬化性を、ナノインデンテーション測定法による複合弾性率Er(GPa)から評価した。具体的には、MTS Systems社製のNano Indenter XPを用いて、Berkovich(三角錐形)圧子で連続剛性測定(MTS Systems社の特許技術(米国特許第4,848,141号に記載の方法)に準拠して測定)した。そして、各測定位置における5回の値の平均値(複合弾性率)を求め、複合弾性率を以下の基準で評価した。△以上が、実用状問題ないレベルである。
◎:複合弾性率が3.0GPa以上
〇:複合弾性率が2.7GPa以上3.0GPa未満
△:複合弾性率が2.0GPa以上2.7GPa未満
×:複合弾性率が2.0GPa未満
3. Evaluation [Evaluation of internal curability of cured film]
The internal curability of the cured films prepared in each Example and Comparative Example was evaluated from the composite elastic modulus Er (GPa) obtained by the nanoindentation measurement method. Specifically, using a Nano Indenter XP manufactured by MTS Systems, continuous stiffness measurement with a Berkovich (triangular pyramid) indenter (patent technology of MTS Systems, Inc. (method described in US Pat. No. 4,848,141)) Measured in accordance with And the average value (composite elastic modulus) of the value of 5 times in each measurement position was calculated | required, and the composite elastic modulus was evaluated on the following references | standards. Above Δ is a level where there is no practical problem.
A: Composite elastic modulus is 3.0 GPa or more O: Composite elastic modulus is 2.7 GPa or more and less than 3.0 GPa Δ: Composite elastic modulus is 2.0 GPa or more and less than 2.7 GPa X: Composite elastic modulus is less than 2.0 GPa

Figure 2017047387
Figure 2017047387

Figure 2017047387
Figure 2017047387

上記表2及び表3に示されるように、光源から照射する光の最大ピーク波長が390nm未満である場合には(比較例1〜6)、複合弾性率が低く、内部硬化性が不十分になりやすかった。これに対し、光源から照射する光の最大ピーク波長が390nm以上である場合(実施例1〜18)、複合弾性率が高く、硬化膜の内部硬化性が良好となった。波長390nm以上の光によって、ビスアシルホスフィンオキサイドが十分に開裂し、反応に寄与したこと、さらにはフォトブリーチング効果が十分に生じたこと等によって、インキ組成物の内部硬化が十分に促進されたと推察される。   As shown in Table 2 and Table 3 above, when the maximum peak wavelength of light emitted from the light source is less than 390 nm (Comparative Examples 1 to 6), the composite elastic modulus is low and the internal curability is insufficient. It was easy to be. On the other hand, when the maximum peak wavelength of the light irradiated from the light source was 390 nm or more (Examples 1 to 18), the composite elastic modulus was high and the internal curability of the cured film was good. The internal curing of the ink composition was sufficiently promoted by the fact that the bisacylphosphine oxide was sufficiently cleaved by light having a wavelength of 390 nm or more and contributed to the reaction, and further the photobleaching effect was sufficiently generated. Inferred.

またこのとき、最大照度が500〜4000mW/cmであると(実施例1〜12)、特に内部硬化性が高まりやすかった。一方で、最大照度が300W/cmであると(実施例13及び14)、内部硬化性が低下する傾向にあった。十分な量のビスアシルホスフィンオキサイドを活性化させることが難しく、内部硬化性が十分に高まらなかったと推察される。また、最大照度が4000mW/cmを超えた場合にも(実施例15〜18)、内部硬化性が低下する傾向にあった。最大照度が過度に高いと、ビスアシルホスフィンオキサイドが開裂して生じたラジカルどうしが再結合し、フォトブリーチング効果が得られ難くなったと推察される。 At this time, when the maximum illuminance was 500 to 4000 mW / cm 2 (Examples 1 to 12), the internal curability was particularly likely to increase. On the other hand, when the maximum illuminance was 300 W / cm 2 (Examples 13 and 14), the internal curability tended to decrease. It is presumed that it was difficult to activate a sufficient amount of bisacylphosphine oxide, and the internal curability was not sufficiently increased. Moreover, also when the maximum illumination intensity exceeded 4000 mW / cm < 2 > (Examples 15-18), there existed a tendency for internal curability to fall. When the maximum illuminance is excessively high, it is presumed that radicals generated by cleavage of bisacylphosphine oxide are recombined to make it difficult to obtain a photobleaching effect.

本発明の硬化膜の製造方法で得られる硬化膜は、内部硬化性が非常に良好である。したがって、本発明の製造方法によれば、例えば高精細で意匠性に優れた樹脂被覆膜を有する金属化粧板や、電子回路基板、各種樹脂基板等が得られる。また、本発明の製造方法で製造される硬化膜は、各種エッチング用のレジストとすることができ、金属板等の成形加工性を高めることができる。   The cured film obtained by the method for producing a cured film of the present invention has very good internal curability. Therefore, according to the manufacturing method of the present invention, for example, a metal decorative board having a resin coating film with high definition and excellent design, an electronic circuit board, various resin boards, and the like can be obtained. Moreover, the cured film manufactured with the manufacturing method of this invention can be used as the resist for various etchings, and can improve the moldability of a metal plate etc.

Claims (3)

重合性モノマーと、ビスアシルホスフィンオキサイドと、を含むインキ組成物の塗膜に、最大ピーク波長が390nm以上440nm以下である光を第一LED光源から照射する長波長光照射工程を含む、
硬化膜の製造方法。
Including a long wavelength light irradiation step of irradiating light having a maximum peak wavelength of 390 nm or more and 440 nm or less from a first LED light source to a coating film of an ink composition containing a polymerizable monomer and bisacylphosphine oxide;
A method for producing a cured film.
前記第一LED光源の最大照度は、500〜4000mW/cmである、
請求項1に記載の硬化膜の製造方法。
The maximum illuminance of the first LED light source is 500 to 4000 mW / cm 2 .
The manufacturing method of the cured film of Claim 1.
前記インキ組成物をインクジェット装置で塗布する工程をさらに含む、
請求項1または2に記載の硬化膜の製造方法。
Further comprising the step of applying the ink composition with an inkjet device,
The manufacturing method of the cured film of Claim 1 or 2.
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