(57)【要約】【課題】  環境汚染を引き起こすような有機溶剤を含有せず、十分に木質材表面中に含浸されるとともに、確実に木質剤表面を補強できる含浸シーラー剤組成物及び木質材表面の補強方法を提供すること。【解決手段】  イソシアネート化合物(A)と、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン及びビニルトリエトキシシランよりなる群から選ばれたシラン化合物(B)とを含有することを特徴とする、木質材に適用するための含浸シーラー剤組成物を用いる。イソシアネート化合物(A)、ジフェニルメタンジイソシアネート及び／又はその多量体を含有するものであることが好ましく、イソシアネート化合物(A)６５〜９９質量％とシラン化合物(B)３５〜１質量％とが混合されているものであることが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
イソシアネート化合物(A)と、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン及びビニルトリエトキシシランよりなる群から選ばれたシラン化合物(B)とを含有することを特徴とする、木質材に適用するための含浸シーラー剤組成物。
【請求項２】
イソシアネート化合物(A)が、ジフェニルメタンジイソシアネート及び／又はその多量体を含有することを特徴とする、請求項１に記載の含浸シーラー剤組成物。
【請求項３】
イソシアネート化合物(A)６５〜９９質量％とシラン化合物(B)３５〜１質量％とが混合されている、請求項１又は２に記載の含浸シーラー剤組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の含浸シーラー剤組成物を、木質材表面に塗布して含浸させ、木質剤の表面を補強することを特徴とする、木質材表面の補強方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法で得られた表面補強された木質材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合板、パーティクルボード、ＭＤＦ、ハードボード等の木質材の表面を補強したり、木質材表面と当該木質材に塗布される塗料や接着剤との密着性を向上させるために使用する含浸シーラー剤組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、多孔体の表面補強等のため、含浸シーラー剤として、イソシアネート化合物を有機溶剤で希釈したイソシアネート溶液や、エポキシ樹脂を有機溶剤で希釈したエポキシ樹脂溶液が用いられている。これらの溶液は、有機溶剤で希釈されているため、低粘度となっており、多孔体の表面近傍に十分に含浸され、表明補強等の役割を十分に果たすものである。
【０００３】
しかしながら、これらの溶液を用いると、多孔体中に有機溶剤が残存するということがあった。有機溶剤が残存していると、多孔体を建材等に使用した後、徐々に有機溶剤を環境中に放出するということがあった。そして、大気汚染、水質汚染、土壌汚染等の環境汚染を引き起こし、人体に悪影響を及ぼすということがあった。
【０００４】
このため、有機溶剤を使用しない含浸シーラー剤が望まれており、特許文献１に記載したような技術が提案されている。すなわち、含浸シーラー成分と非揮発性非反応性希釈剤を含有する含浸シーラー剤が提案されている。具体的には、湿気硬化型ポリイソシアネートとポリアルキレンオキサイド誘導体からなる含浸シーラー剤が提案されている。しかしながら、非揮発性非反応性希釈剤は反応硬化しないため徐々に移行するなどの欠点があった。
【０００５】
また、特許文献２に記載の技術では、珪素質無機多孔体中に含浸させる技術が提案されている。すなわち、イソシアネート化合物と、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン及びビニルトリエトキシシランよりなる群から選ばれたシラン化合物とが、相互に混ざり合って透明な液体となっていることを特徴とする珪素質無機多孔体に適用するための含浸シーラー剤が提案されている。さらにこの含浸シーラー剤は、イソシアネート化合物の含有量が３５〜６５質量％とシラン化合物の含有量が６５〜３５質量％であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３３９３４６号公報
【特許文献２】特開２００８−２８０４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らは、木質材分野においても上記特許文献２に記載の含浸シーラー剤が有用であると考え、これを適用しようと試みた。しかしながら、木質材に塗布する場合には、当該シーラー剤の粘度が低いために、ロールコーターなどの既存の設備で塗布することが難しいということがわかってきた。また、当該含浸シーラー剤をそのまま用いても、木質剤表面の補強効果が十分ではないこともわかってきた。これは、上記特許文献２に記載の含浸シーラー剤は無機質材料（珪素質無機多孔体）に適用されることを前提としているために、比較的シラン化合物の配合比率が大きいことに起因しているものと考えられた。
【０００８】
すなわち、本発明の課題は、環境汚染を引き起こすような有機溶剤を含有せず、十分に木質材表面中に含浸されるとともに、確実に木質剤表面を補強できる含浸シーラー剤組成物及び木質材表面の補強方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を達成する含浸シーラー剤組成物の開発を鋭意検討し、本発明を完成させるに至った。本発明は次の第１〜５の発明から構成される。
【００１０】
第１の発明は、イソシアネート化合物(A)と、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン及びビニルトリエトキシシランよりなる群から選ばれたシラン化合物(B)とを含有することを特徴とする、木質材に適用するための含浸シーラー剤組成物に関するものである。
【００１１】
第２の発明は、イソシアネート化合物(A)が、ジフェニルメタンジイソシアネート及び／又はその多量体を含有することを特徴とする、第１の発明に係る含浸シーラー剤組成物に関するものである。
【００１２】
第３の発明は、イソシアネート化合物(A)６５〜９９質量％とシラン化合物(B)３５〜１質量％とが混合されている、第１又は第２の発明に係る含浸シーラー剤組成物に関するものである。
【００１３】
第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明に係る含浸シーラー剤組成物を、木質材表面に塗布して含浸させ、木質剤の表面を補強することを特徴とする、木質材表面の補強方法に関するものである。
【００１４】
第５の発明は、第４の発明に係る方法で得られた表面補強された木質材に関するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る含浸シーラー剤組成物は、環境汚染を引き起こすような有機溶剤を含有せず、十分に木質材表面中に含浸されるとともに、確実に木質剤表面を補強できる。また、当該含浸シーラー剤組成物を用いた木質材表面の補強方法は、有機溶剤を含有せず、確実に木質剤表面を補強できるという効果を奏するものである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００１７】
〔イソシアネート化合物(A)について〕
本発明におけるイソシアネート化合物(A)としては、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等が単独で又は混合して用いられる。イソシアネート化合物(A)は、後述するシラン化合物(B)と混合したときに、相分離しないものを用いる必要がある。また、一般に市販されているイソシアネート化合物は、単量体だけではなく、二量体や三量体等の多量体が含まれていることがある。特に、市販のジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）は、一般的に、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート及び／又は２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートと、これらの多量体との混合物となっており、反応性や入手のしやすさの関連からこれらを用いるのが好ましい。上記の説明から分かるように、本発明でいうイソシアネート化合物は、イソシアネート化合物の単量体だけではなく、多量体をも含む意味で用いられている。
【００１８】
〔シラン化合物(B)について〕
本発明におけるシラン化合物(B)としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン又はビニルトリエトキシシランが用いられる。一般にシラン化合物としては、これら四種以外に種々のものが存在する。たとえば、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン等が存在し、これらも一定の効果を奏するものであるが、上記四種のシラン化合物が反応性や希釈効率、含浸性の面からも好ましい。
【００１９】
本発明の含浸シーラー剤組成物は、上記イソシアネート化合物(A)と、上記シラン化合物(B)とを含有している。ここで、イソシアネート化合物(A)とシラン化合物(B)との配合割合は任意であるが、両者がよく混ざり合って、相分離しない液体となる配合割合であれば、どのような割合であってもよい。イソシアネート化合物とシラン化合物との好ましい配合割合は、イソシアネート化合物(A)が６５〜９９質量％で、シラン化合物(B)が１〜３５質量％である。イソシアネート化合物(A)の配合割合が９９質量％を超える、すなわち、シラン化合物(B)が１質量％未満になると、含浸シーラー剤の粘度が高く木質材中に含浸されにくくなる傾向が生じる。イソシアネート化合物(A)の配合割合が６５質量％未満になる、すなわち、シラン化合物(B)が３５質量％を超えると、粘度が低くなりロールコーターなどで塗布することが難しくなるとともに、木質材表面の補強効果が低下したり、木質材表面と当該木質材に塗布される塗料や接着剤との密着性が低下したりする傾向が生じる。
【００２０】
本発明に係る含浸シーラー剤組成物は、上記イソシアネート化合物(A)と上記シラン化合物(B)とが混ざり合って相分離しない液体となる必要がある。一様に混ざり合った液体にならなければ、木質材に浸透しにくくなるからである。本発明に係る含浸シーラー剤組成物は、イソシアネート化合物(A)とシラン化合物(B)とを混合して１液の形態で需要者に供給してもよい。また、イソシアネート化合物(A)とシラン化合物(B)とを、各々、別個にして２液の形態で需要者に供給してもよい。すなわち、イソシアネート化合物(A)を容器Ａに収納し、シラン化合物(B)を容器Ｂに収納して、キットの形態で需要者に供給してもよい。需要者は、各容器に収納されたイソシアネート化合物(A)とシラン化合物(B)とを混合撹拌し、木質材に適用することになる。
【００２１】
本発明に係る含浸シーラー剤組成物は、木質材に適用される。木質材とは、合板、パーティクルボード、ＭＤＦ、ハードボード等の木材を原料として製造された平板等の一定の形状を持つもので、表面に多数の細孔又は空隙を内包しているものである。本発明に係る含浸シーラー剤組成物は、木質材表面に塗布すると、その細孔又は空隙に良好に浸透する。
【００２２】
［その他の成分について］
本発明の含浸シーラー剤組成物中には、その性能を妨げない範囲において、従来公知の任意の化合物乃至物質を配合することができる。例えば、従来公知の他の硬化性樹脂、無機系・有機系の粉体、バルーン等の充填材、粘着付与剤、脱水剤、希釈剤、可塑剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、各種カップリング剤、乾性油等を配合することができる。
【００２３】
本発明に係る含浸シーラー剤組成物は、一般的に、木質材表面に塗布することによって、木質材に適用される。たとえば、合板又はＭＤＦの表面に、ロールコーター等によって塗布される。含浸シーラー剤組成物の木質材に対する適用量（塗布量）は任意であるが、一般的に２０〜８０ｇ／ｍ２程度である。含浸シーラー剤組成物を木質材に適用する際、木質材は加熱されていても、加熱されていなくてもよい。また、適用した後に、適用箇所を乾燥させるために加熱してもよいし、加熱しなくてもよい。本発明に係る含浸シーラー剤組成物は、木質材表面に対する含浸性乃至は浸透性が良好であるので、加熱せずに常温で適用できる。しかし、更に含浸性乃至は浸透性を良好にするため、木質材を加熱しておいてもよい。また、更に適用箇所の乾燥を促進させるために、適用箇所を加熱してもよい。
【００２４】
含浸シーラー剤組成物が表面に塗布され乾燥した木質材は、その表面が補強されている。たとえば、表面補強された合板やＭＤＦは、そのままで、建材として用いることができる。また、表面補強されているため、そこに各種塗料で塗装を施すと、この塗装が剥げ落ちにくくなる。さらに、化粧紙、化粧シート、木質材、さらには既に化粧された木質材等を接着剤を用いて貼り合わせると、高い接着強さを発揮する。したがって、本発明に係る含浸シーラー剤組成物を用いて表面補強された木質材は、床材や壁材等の各種建材として好適に用いうるものである。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。本発明は、イソシアネート化合物(A)とシラン化合物(B)とを、一様になるように混合すれば、木質材中に速やかに含浸され、シラン化合物は反応硬化し、環境中に放出されないとの知見に基づくものとして、解釈されるべきである。
【００２６】
〔実施例１〕
住化バイエルウレタン社製のＭＤＩ［商品名「４４Ｖ１０」（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートの単量体４５質量％と、その多量体５５質量％からなるもの）］を９０質量％と、テトラエトキシシラン（東芝シリコーン社製、商品名「ＴＳＬ８１２４」）を１０質量％とを混合して含浸シーラー剤組成物を得た。
【００２７】
〔比較例１〕
住化バイエルウレタン社製のＭＤＩ［商品名「４４Ｖ１０」（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートの単量体４５質量％と、その多量体５５質量％からなるもの。）］のみを含浸シーラー剤の代わりに使用した。
【００２８】
〔シーラー剤の含浸性評価〕
実施例１及び比較例１に係る含浸シーラー剤組成物を用いて、以下の方法で、木質材表面への含浸性を評価した。すなわち、２３℃の温度下で、ＪＡＳ普通合板１類適合合板の表面にロールコーターを用いて上記で得られた各含浸シーラー剤組成物を約６０ｇ／ｍ２塗布する。３００秒以上経過しても乾かないものは、その時点で測定を中止した。ここで「乾く」とは、木質材表面に液状のシーラー剤組成物が残存しなくなることを指している。
【００２９】
実施例１に係る含浸シーラー剤組成物は、常温において相分離せずに相互に混ざり合い一様な液体となった。また、木質材表面に塗布後３００秒未満で乾き、木質材への含浸性に優れたものであった。一方で、比較例１のものは木質材表面に塗布後３００秒以上経過しても乾かず、含浸性の悪いものであった。
【００３０】
〔表面補強性の評価〕
実施例１に係る含浸シーラー剤組成物を用いて、以下の方法で木質材表面の補強性を評価した。
【００３１】
〔接着剤１の調製方法〕
数平均分子量３，５００のポリエステルポリオール（商品名「ダイナコール７３６０」エボニックデグサジャパン社製）１００質量部、数平均分子量３，０００のポリエステルポリオール（商品名「ダイナコール７１３０」エボニックデグサジャパン社製）１００質量部、数平均分子量５，５００のポリエステルポリオール（商品名「ダイナコール７２５０」エボニックデグサジャパン社製）１００質量部を反応容器に入れ減圧下１００℃で加熱脱水した。その後４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（商品名「スミジュール４４Ｓ」住化バイエルウレタン社製）を４２質量部仕込み、１００℃で３時間反応させて、常温固体の接着剤１（反応性ホットメルト接着剤）を得た。
【００３２】
〔接着剤１を用いた接着性試験〕
縦・横３００ｍｍ角に調整したＪＡＳ普通合板１類適合合板の表面にシーラー剤を約６０ｇ／ｍ２塗布した。その後、２３℃・５５％ＲＨ環境下で、３００秒養生した。接着剤１を１２０℃にて加熱溶融させておき、上記合板の含浸シーラー剤組成物塗布面に約６０ｇ／ｍ２塗布した。その後、直ちにオレフィンシート（大日本印刷社製）を載せ、ロールプレスにて貼り合わせた。そして、２３℃・５５％ＲＨ環境下で、７日間養生した。
【００３３】
養生後、接着されているオレフィンシートに、縦・横２０ｍｍ角の金属アタッチメントを２液反応型エポキシ樹脂系接着剤で接着した。そして、金属アタッチメントを島津製作所社製のオートグラフ試験機に装着して、単軸平面引張接着強さ（Ｎ／ｍｍ２）を測定した。
【００３４】
〔接着剤２の調製方法〕
水性系接着剤（商品名「ボンド  ＣＵ１２０ＮＴ」コニシ社製）１００質量部に硬化剤（商品名「ＣＵＶ硬化剤」コニシ社製）５質量部を混合し、接着剤２を得た。
【００３５】
〔接着剤２を用いた接着性試験〕
縦・横３００ｍｍ角に調整したＪＡＳ普通合板１類適合合板の表面にシーラー剤を約６０ｇ／ｍ２塗布した。その後、２３℃・５５％ＲＨ環境下で、３００秒養生した。接着剤２を上記合板の含浸シーラー剤組成物塗布面に約１１０ｇ／ｍ２塗布した。その後、直ちにオレフィンシート（大日本印刷社製）を載せ、平面プレス（０．２ＭＰa）にて３０分圧締し貼り合わせた。そして、２３℃・５５％ＲＨ環境下で、７日間養生した。
養生後、接着されているオレフィンシートに、縦・横２０ｍｍ角の金属アタッチメントを２液反応型エポキシ樹脂系接着剤で接着した。そして、金属アタッチメントを島津製作所社製のオートグラフ試験機に装着して、単軸平面引張接着強さ（Ｎ／ｍｍ２）を測定した。
【００３６】
比較のために、含浸シーラー剤を用いずに上記と同様の接着性試験を行った。これらの結果を表１に示す。実施例１の含浸シーラー剤組成物は、合板の補強性も十分なものであった。
【００３７】
［表１］
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表面補強性（Ｎ／ｍｍ２）
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接着剤１          接着剤２
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実施例１                ３．５１          ３．４０
含浸シーラー剤なし     ２．８４          ３．１０
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【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係る含浸シーラー剤組成物は、環境汚染を引き起こすような有機溶剤を含有せず、十分に木質材表面中に含浸されるとともに、確実に木質剤表面を補強できる。また、当該含浸シーラー剤組成物を用いた木質材表面の補強方法は、有機溶剤を含有せず、確実に木質剤表面を補強できる。また、本発明の含浸シーラー剤組成物を用いることで環境上も安全な木質材を得ることができる。