(57)【要約】【課題】高い光安定性と表面耐久性を兼ね備えた耐候性に優れる木質系部材を提供する。【解決手段】木質基材の表面の少なくとも一部に、安定フリーラジカルを持つヒンダードアミン系光安定剤を保持した表面からなる光安定剤保持面を備えており、当該光安定剤保持面が、ラジカル重合型硬化性樹脂以外の樹脂組成物の固化物からなる隔離層を介して、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物からなる保護層により被覆されている、木質系部材。【選択図】図１
2019177685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質基材の表面の少なくとも一部に、安定フリーラジカルを持つヒンダードアミン系光安定剤を保持した表面からなる光安定剤保持面を備えており、当該光安定剤保持面が、ラジカル重合型硬化性樹脂以外の樹脂組成物の固化物からなる隔離層を介して、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物からなる保護層により被覆されている、木質系部材。
【請求項２】
前記安定フリーラジカルを持つヒンダードアミン系光安定剤が、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシル、４−アセトアミド−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシル、４−メトキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシル、及び、４−オキソ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシルよりなる群から選ばれる少なくとも一の化合物である、請求項１に記載の木質系部材。
【請求項３】
前記ラジカル重合型硬化性樹脂組成物が、電離放射線硬化性ラジカル重合型樹脂組成物である、請求項１又は請求項２に記載の木質系部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋外用木質系部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
木材は、温かみを感じさせる美しい木理や色調を有する反面、傷つきやすく、汚れが落ちにくく、変色が起き易いという素材特性を有する。そのため、屋外で木材を使用する場合には、一般的に、表面に耐候処理が施された木質系部材が用いられている。
このような耐候処理としては、木材の表面に耐久性（耐傷性、耐汚染性、強度など）を付与する樹脂性の保護層を形成する技術が知られている。
また、木材中に含まれるリグニンやポリフェノール類は、太陽光、特に、紫外線でラジカル分解されて、ラジカル連鎖反応により変色を生じさせるため、木材表面に光安定剤を含有させる技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には、木質系基材の表面層に、光安定剤を含んでなる耐候性改質組成物による処理層が形成され、さらに、当該処理層上に接着剤層を介してフィルム層が形成されてなることを特徴とする、木質系部材が開示されている。当該文献には、光安定剤として、ラジカルを捕捉する作用を有するヒンダートアミン系光安定剤（ＨＡＬＳ）を用いることが好ましい旨記載されている。
特許文献２には、ａ）有機溶媒なしの水と、ｂ）選択される立体障害アミンＮ−オキシル又はＮ−ヒドロキシルを含む、木の表面に浸透する含浸系を用いる処理により、光誘発劣化に対して木を保護する方法が開示されている。特許文献２には、前記含浸系と、場合によっては中間層と、最終のトップコートとを含む完全な木材保護系に関する記載があり、実施例には、トップコートとしてアルキド樹脂の硬化物を用いる旨記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−００７５１５号公報
【特許文献２】特表２００３−５０８５０３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１の木質系部材で保護層として使用されているフィルム、又は、特許文献２のアルキド樹脂の硬化物の代わりに、木質基材表面にプライマー（下地）層を形成後、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物を塗布して、硬化させて保護層を形成する技術が知られている。このように木質基材にラジカル重合型硬化性樹脂組成物を塗布後、硬化させる場合には、特許文献１に記載の形成済みフィルムを貼り付けるよりも、高い木質感を維持することができ、表面形状への追従性が高く、厚みの制御が容易で難燃性及び不燃性に優れた木質系部材が得られる。また、ラジカル重合型硬化性樹脂の硬化物は、特許文献２に記載のアルキド樹脂の硬化物より、耐擦傷性に優れるため耐久性が高く、耐候性に優れているため、屋外用木質部材への応用が望まれている。
また、特許文献１及び特許文献２に好ましい光安定剤として記載されているＨＡＬＳの中でも、ラジカルを捕捉する作用が特に強い安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを用いると、木材の成分変化による劣化を抑制するため、屋外用木質部材への応用が望まれている。
しかし、本発明者らが検討したところ、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳとラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物を併せ持つ木質系部材は、これらの素材を組み合わせるだけでは得ることはできなかった。
本発明は、上記実状を鑑みて成し遂げられたものであり、高い光安定性と表面耐久性を兼ね備えた耐候性に優れる木質系部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の木質部材は、木質基材の表面の少なくとも一部に、安定フリーラジカルを持つヒンダードアミン系光安定剤を保持した表面からなる光安定剤保持面を備えており、当該光安定剤保持面が、ラジカル重合型硬化性樹脂以外の組成物の固化物からなる隔離層を介して、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物からなる保護層により被覆されている。
【０００７】
本発明において、前記安定フリーラジカルを持つヒンダードアミン系光安定剤が、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシル、４−アセトアミド−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシル、４−メトキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシル、及び、４−オキソ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシルよりなる群から選ばれる少なくとも一の化合物であることが、好ましい。
【０００８】
本発明において、前記ラジカル重合型硬化性樹脂組成物が、電離放射線硬化性ラジカル重合型樹脂組成物であることが、好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高い光安定性と表面耐久性を兼ね備えた耐候性に優れる木質系部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】木質基材１、表面が凸凹である安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳが含浸されて保持された光安定剤保持面２、表面が平坦化された隔離層３、及び、保護層４を備える本発明の木質系部材１００の例を示す模式図である。
【図２】木質基材１、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを含有する層により表面が平坦化された光安定剤保持面２、隔離層３、及び、保護層４を備える本発明の木質系部材１００の例を示す模式図である。
【図３】木質基材１、表面が凸凹である安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳが含浸されて保持された光安定剤保持面２、表面が凸凹である隔離層３、及び、表面が平坦化された保護層４を備える本発明の木質系部材１００の例を示す模式図である。
【図４】木質基材１、光安定剤保持面２、プライマー層５、及び、保護層４を備える従来技術の木質系部材２００の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施の態様について詳細に説明するが、本発明は以下の実施の態様に限定されるものではなく、その趣旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
本発明において（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートの各々を表す。
【００１２】
本発明の木質系部材は、木質基材の表面の少なくとも一部に、安定フリーラジカルを持つヒンダードアミン系光安定剤を保持した表面からなる光安定剤保持面を備えており、当該光安定剤保持面が、ラジカル重合型硬化性樹脂以外の樹脂組成物の固化物からなる隔離層を介して、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物からなる保護層により被覆されている。
【００１３】
安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを保持する表面からなる光安定剤保持面とラジカル重合型硬化性樹脂組成物の塗工層が一部でも隣接すると、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳが塗工層に移行して、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物を硬化させるために必要なフリーラジカルを捕捉してしまうため、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物を硬化させることができない。そのため、従来、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを保持する表面からなる光安定剤保持面、及び、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物からなる保護層を兼ね備え、耐候性に優れる木質部材を得ることができなかった。
ここで、一般的に、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物からなる保護層は、木質基材との密着性を確保するために、プライマー層を介して木質基材表面に被覆されている。しかし、単に、保護層と安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを保持する表面からなる光安定剤保持面との間に、プライマー層を有するだけでは、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物が硬化しなかった。
図４に示すように木質基材１の表面は、木材の特性上ある程度の凹凸を有する。従来の木質系部材２００であっても、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物からなる保護層４の密着性向上のために木質基材１と保護層４の間にプライマー層５を有するが、プライマー層５に求められる機能は密着性であるため、密着性を満足できる限り必要以上にプライマー層５を厚くすることはなかった。
しかし、本発明者らは、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳは極めて強いラジカル捕捉作用を有するため、図４に示すように、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを保持する面からなる光安定剤保持面２と保護層４（ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の塗布層）が一部でも接触すると、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物が硬化しないことを知見した。
図１に例示するように、本発明の木質部材１００では、従来技術の密着機能を有するプライマー層５に隔離機能を追加して持たせた隔離層３として、光安定剤保持面２と保護層４（ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の塗布層）との間に配置することにより光安定剤保持面２、及び、保護層４を兼ね備える耐候性の高い木質系部材を得ることが可能となった。
以下、本発明の木質系部材、本発明の木質系部材の製造方法の順に、詳細に説明する。
【００１４】
１．木質系部材
（１）木質基材
本発明の木質系部材の木質基材として用いられる木材の種類に特に制限はない。木質基材としては、例えば、杉、檜、松、樫、楢、櫻、チーク、ラワン、ゴムの木等の樹木からなる木材の単板、合板、集成材、パーチクルボード、繊維板等の公知の物を適宜用いることができる。木質基材の形状も特に制限は無く、平板、曲面板、柱状体等各種形状のものを用いる事ができる。平板や曲面板の場合の厚みも特に制限は無いが、通常、０．１ｍｍ〜１００ｍｍ程度のものが用いられる。特に、杉や檜などの光酸化で変色しやすい屋外での使用に適さない木材であっても、高い耐候性を付与できるため、屋外で使用可能な木質部材とすることができる。
また、木質基材の表面は、特性上ある程度の凹凸を有していてもよいが、凹凸が大きい場合には、隔離層や光安定剤保持面を厚くして光安定剤保持面から、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の塗工面に、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳが移行することを遮断する必要があるため、ある程度表面を平坦化して用いることが好ましい。このような観点から、木質基材の表面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（１９９４年）既定の中心線平均粗さＲａとして、２０μｍ以下の範囲であることが好ましく、１０μｍ以下の範囲であることがより好ましい。
【００１５】
（２）光安定剤保持面
本発明の木質系部材は、前記木質基材の表面の少なくとも一部に、安定フリーラジカルを持つヒンダードアミン系光安定剤を保持した表面からなる光安定剤保持面を備えている。
図１又は図３に示すように、光安定剤保持面２は、前記木質基材の表面に安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを含浸させて保持した面であってもよいし、図２に示すように結着剤等に安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを含有させて保持した層であってもよい。
図２に示すように結着剤等に安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを含有させて保持した層とした場合には、前記木質基材の表面の凹凸が大きい場合であっても、光安定剤保持面２に厚みを持たせることによって平坦化することが可能となる。
安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを含有させて保持した層で使用する結着剤は、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳで重合反応が阻害されない、ラジカル重合型硬化性樹脂以外の樹脂組成物の固化物であれば特に制限はない。ラジカル重合型樹脂以外の樹脂の固化物としては、非ラジカル硬化型樹脂組成物の硬化物、及び、非硬化型樹脂組成物の固化物が挙げられる。
ここで、本発明において、固化とは、流動性を有する状態にある状態から流動性を失い固体となる状態となる現象全般を意味し、固化の中でも、特に、架橋反応、重合反応などにより高分子化することにより固体となる状態となる現象を硬化という。
また、樹脂組成物の固化物とは、非流動性固体である樹脂組成物を示し、液状又は半固形状である低分子量、有機溶剤未乾燥の樹脂組成物等は除かれる。また、本発明において、樹脂組成物の硬化物とは、樹脂組成物の固化物の下位概念であり、架橋反応、及び、重合反応で３次元高分子構造を形成した樹脂組成物を示す。
非ラジカル硬化型樹脂組成物としては、例えば、湿気硬化型、カチオン重合型及びアニオン重合型の樹脂組成物が挙げられる。
湿気硬化型硬化性樹脂組成物としては、湿気硬化型ポリウレタン、アルコキシ基を有するオルガノポリシロキサン（加水分解重縮合反応による硬化）などがある。
カチオン重合型硬化性樹脂組成物、アニオン重合型硬化性樹脂組成物としては、熱硬化性または光硬化性のエポキシドがあげられる。
非硬化型樹脂組成物としては、例えば、非硬化型のアクリル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、非硬化型ウレタン樹脂、セルロース樹脂、又は、アクリル樹脂と塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体との混合物等を用いることができる。
中でも、ラジカル重合型樹脂以外の樹脂組成物の固化物としては、湿気硬化型硬化性樹脂組成物、及び、イソシアネート硬化型アルキド樹脂を含む液と硬化剤を含む液を混合して得ることができるポリエステル樹脂組成物の硬化物が好ましい。
【００１６】
安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳとは、ＨＡＬＳの中でも、特に、木材に多く含まれるリグニンやフェノール類の光酸化の過程で生じるフリーラジカルを捕捉する作用が強い安定フリーラジカルを持つ化合物をいう。
ここで、フリーラジカルとは、不対電子を持つ原子や分子などを示す用語であり、通常、反応性が高く不安定なため、他の原子や分子との間で酸化還元反応を起こし、安定な分子やイオンとなる。しかし、特殊な構造を持つ分子では安定なフリーラジカルを形成することが知られている。
リグニンやフェノール類の光酸化の過程で生じるフリーラジカルは、連鎖的なラジカル反応を誘発するため、木材の光劣化に対する影響が大きい。ヒンダートアミンとは、立体障害構造を有するアミンであり、安定フリーラジカルを有さないヒンダートアミン系光安定剤は、リグニンやフェノール類の光酸化の過程で生じるラジカルによってラジカル分解されてフリーラジカル化する過程を経て、安定な分子やイオンとなることで、ラジカル連鎖反応を阻害していると考えられている。
本発明で使用する安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳでは、リグニンやフェノール類から光酸化の過程で生じるフリーラジカルを、その発生後極めて短い時間で、安定フリーラジカルにより捕捉して安定な化合物となることで、連鎖的なラジカル反応を阻害する。安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳ自体がラジカル分解を受ける反応を経ることなく、リグニンやフェノール類の光酸化の過程で生じるラジカルを捕捉するため、上述のようにリグニンやフェノール類の光酸化の過程で生じるラジカルを捕捉する作用が極めて強いと考えられる。
前記安定なラジカルを持つＨＡＬＳとしては、例えば、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシル、４−アセトアミド−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシル、４−メトキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシル、及び、４−オキソ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシルなどがあげられる。
【００１７】
光安定剤保持面に保持させるヒンダードアミン系光安定剤の含有量にも特に制限はないが、木質基材の変色を抑制し、耐候性を付与するために、濃度１〜１０質量％含有する水溶液又は組成物を用いて木質基材表面を処理することが好ましい。
【００１８】
（３）隔離層
本発明の木質系部材は、前記光安定剤保持面と後述するラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物からなる保護層の間に配置される隔離層を有する。隔離層は、前記光安定剤保持面から安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳがラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物からなる保護層へ移行することを完全に遮断する機能と共に、光安定剤保持面と保護層の密着性を確保する機能を有する。
図１に示すように、木質基材の表面には凸凹があるため、隔離層を厚くすることで、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳが光安定剤保持面から保護層へ移行することを完全に遮断することが可能となる。そのため、図１に示すように、隔離層に平坦化機能を持たせてもよい。
なお、図２に示すように、上述した安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを含有させて保持した層２の表面が平坦化されている場合には、隔離層３をある程度薄くしても、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳが光安定剤保持面から保護層へ移行することを完全に遮断することが可能となる。
また、図３に示すように、木質基材の表面の凹凸に追従するように隔離層を形成することによっても、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳが光安定剤保持面から保護層へ移行することを完全に遮断することが可能となる。安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳの移行を完全に遮断することができれば、必ずしも隔離層の表面が平坦化している必要は無い。
【００１９】
上述のように隔離層が、隔離機能、接着機能、及び、平坦化機能を発揮するためには、ＨＡＬＳの安定フリーラジカルによって硬化阻害を受けない樹脂組成物を用いて隔離層を形成する必要があるため、ラジカル硬化型硬化性樹脂以外の樹脂組成物の固化物を用いる。ラジカル硬化型硬化性樹脂以外の樹脂組成物としては、光安定剤保持面の結着剤と同様の樹脂組成物を用いることができる。
【００２０】
なお、隔離層は、前述の機能を発揮できる限り、厚さに制限はなく、薄いほどよい。そのため、本発明の木質系部材を観察しても、隔離層を有するか否か確認することができない場合も想定されるが、そのような場合であっても、前記安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを保持する面からなる光安定剤保持面とラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物からなる保護層を兼ね備える木質系部材は、隔離層を介することなく得ることはできない。従って、前記安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを保持する面からなる光安定剤保持面とラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物からなる保護層を兼ね備える木質系部材であれば、隔離層が存在すると判断することが可能である。
【００２１】
隔離層は、木質基材表面の紫外線による光励起を抑制し光酸化を防止する観点から、安定フリーラジカルを有さない一般的なＨＡＬＳ、又は、紫外線吸収剤を有していてもよい。なお、安定フリーラジカルを有さないＨＡＬＳ、又は、紫外線吸収剤であっても、保護層に移行してラジカル重合型の樹脂の硬化反応を弱く阻害する可能性はあるが、安定フリーラジカルを有するＨＡＬＳのように、硬化反応を完全に阻害することはない。
紫外線吸収剤としては、２−（２−ヒドロキシ−４−オクトキシフェニル）−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−ｓ−トリアジン、２−（２−ヒドロキシ−４−ヘキシルオキシフェニル）−４，６−ジフェニル−ｓ−トリアジン等のトリアジン系、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ第三ブチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチル酸エステル系等の有機系の紫外線吸収剤の他、粒径０．２μｍ以下の微粒子状の酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化チタン等の無機系の紫外線吸収剤も用いることができる。
安定フリーラジカルを有さないＨＡＬＳとしては、ビス−（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス−（Ｎ−メチル−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート等を用いることができる。
【００２２】
（４）保護層
本発明の木質系部材は、前記光安定剤保持面が、前記隔離層を介して、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物からなる保護層により被覆されている。当該保護層は、木質系部材の表面に耐久性（耐擦傷性、耐汚染性、強度など）を付与する機能を有する。また、木質基材にラジカル重合型硬化性樹脂組成物を塗工後、硬化させた本発明の木質系部材では、形成済みフィルムを添付した木質部材よりも、厚みの制御が容易なことから、可燃性物質の量を制限できるため難燃性及び不燃性に優れているという特徴も有する。
また、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物は、アルキド樹脂などの非ラジカル重合型の硬化性樹脂組成物の硬化物と比較して、耐擦傷性に優れるため耐久性が高く、耐候性に優れているという特徴を有する。
ラジカル重合型硬化性樹脂組成物で使用する樹脂は、ラジカル重合型の樹脂であれば、特に限定されないが、例えば、（メタ）アクリレート系、エポキシ系、ポリエステル系等の電離放射線硬化性樹脂、（メタ）アクリレート系、ウレタン系、エポキシ系、ポリシロキサン系等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。なお、電離放射線とは、分子を重合させて硬化させ得るエネルギーを有する電磁波または荷電粒子を意味し、例えば、すべての紫外線（ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃ）、可視光線、ガンマー線、Ｘ線、電子線（ＥＢ）等が挙げられる。
中でも、電離放射線硬化性ラジカル重合型樹脂であることが好ましく、電子線（ＥＢ）硬化性ラジカル重合型樹脂であることがより好ましい。
保護層は、木質基材表面の紫外線による光励起を抑制し光酸化を防止する観点から、安定フリーラジカルを有さないＨＡＬＳ、又は、紫外線吸収剤を有していてもよい。上述のように、安定フリーラジカルを有さないＨＡＬＳ、又は、紫外線吸収剤であっても、上記ラジカル重合型の樹脂の硬化反応を弱く阻害するが、安定フリーラジカルを有するＨＡＬＳのように、硬化反応を完全に阻害することはない。
安定フリーラジカルを有さないＨＡＬＳ、又は、紫外線吸収剤は、隔離層で例示した化合物と同様の化合物を用いることができる。
【００２３】
（５）その他の層
本発明の木質系部材は、必要に応じて、その他の層を有していてもよい。その他の層としては、例えば、木質系部材に所望の模様を付与する絵柄層を有していてもよい。絵柄層は、通常、着色成分を含有する樹脂からなる層であり、公知の各種印刷法により形成される。樹脂として、ニトロセルロース（硝化綿）、アセチルセルロース、セイルロースアセテートプロピオネート等のセルロース（纖維素）樹脂、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリブチル（メタ）アクリレート等のアクリル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、又は、アクリル樹脂と酢酸ビニルの共重合体、及びこれらの混合物等を用いることができる。また、着色成分としては、キナクリドンレッド、ポリアゾレッド、イソインドリノンイエロー、ニッケル−アゾ錯体、フタロシアニンブルー、アゾメチンアゾ系黒顔料、ペリレン系黒顔料等の有機顔料又は染料、弁柄、バーミリオンレッド、カドミウムレッド、チタンイエロー、鉄黄、群青、紺青、コバルトブルー、緑青、鉄黒、カーボンブラック、チタン白、亜鉛華、アンチモン白等の無機顔料等を用いることができるが、耐候性の観点からは、無機顔料が好ましい。
前記絵柄層は、前記木光安定剤保持面と前記隔離層の間に配置されていてもよいし、前記隔離層と前記保護層の間に配置されていてもよい。
【００２４】
２．本発明の木質系部材の製造方法
本発明の木質系部材の製造方法に特に制限はないが、例えば、以下に例示する方法で製造することができる。
本発明の木質系部材は、木質基材を準備する工程、前記木質基材の表面の少なくとも一部に安定フリーラジカルを持つヒンダードアミン系光安定剤を保持させる安定剤保持面形成工程、前記光安定剤保持面上にラジカル重合型硬化性樹脂以外の樹脂組成物を塗布後固化させる隔離層形成工程、及び、前記隔離層の表面にラジカル重合型硬化性樹脂組成物を塗布後硬化させる保護層形成工程を備える製造方法により得ることができる。以下、上記本発明の木質系部材を得るための製造方法例について、工程ごとに説明する。
【００２５】
（１）木質基材を準備する工程
本発明の木質系部材を製造するために準備する木質基材に特に制限はない。上述のように、杉や檜などの光酸化で変色しやすい木材では、他の木材と比較してより耐候性を高めることができる。好ましい木質基材については、１．（１）で説明済みであるためここでは記載を省略する。
【００２６】
（２）光安定剤保持面形成工程
安定フリーラジカルを持つヒンダードアミン系光安定剤を保持する面からなる光安定剤保持面形成工程では、例えば、以下に示すように、前記木質基材の表面の少なくとも一部に安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを含浸させて形成してもよいし、結着剤等に安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを含有させて保持した層を形成してもよい。
なお、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳについては１．（２）で説明済みであるためここでは記載を省略する。
【００２７】
（２−１）木質基材の表面に安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを含浸して形成する場合
安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを含浸して形成する場合には、乾燥などにより除去可能な溶媒に安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを分散又は溶解した液を木質基材表面に含浸後、溶媒を除去することにより光安定剤保持面を形成する。
安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを分散又は溶解する溶媒は、乾燥などにより除去可能であれば特に制限はないが、例えば、水、エタノール、及びアセトンなどがあげられる。
安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを分散又は溶解した液の濃度にも特に制限はないが、溶媒を除去する効率を考慮すると、１〜１０質量％の範囲であることが好ましい。
【００２８】
（２−２）木質基材の表面に結着剤等に安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを含有させて保持した層を形成する場合
安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを含有させて保持した層を形成する場合に用いる結着剤の原料は、１．（２）で説明済みであるためここでは記載を省略する。
例えば、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを分散又は溶解した樹脂組成物を、木質基材上に塗布後、硬化又は固化させることにより、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを含有させて保持した層を形成することができる。
前記組成物は、必須成分である結着剤の原料及び安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳのほかに、除去可能な溶媒や重合開始剤等を含有していてもよい。
前記組成物中の安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳの含有量は、１〜１０質量％の範囲であることが好ましい。また、前記組成物中の結着剤の含有量は、５〜３０質量％〜の範囲であることが好ましく、〜１０〜２０質量％の範囲であることがより好ましい。
上述のように、木質基材の表面の凹凸が大きい場合には、結着剤等に安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを含有させて保持した層を厚くして、木質基材の表面を完全に被覆し平坦化することで、隔離層を薄くすることができる。
例えば、木質基材の前記表面粗さ（Ｒａ）が２０μｍである場合には、木質基材上に結着剤を塗布、乾燥、固化した状態での安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを含有保持した層の膜厚が前記表面粗さ値より大きくなるよう、好ましくは１μｍ以上大きい２１μｍ以上となるように塗布することで、表面を平坦化することができる。
【００２９】
（３）隔離層形成工程
隔離層形成工程では、前記光安定剤保持面上に、ラジカル重合型硬化性樹脂以外の樹脂組成物を用いて隔離層を形成する。
上述のように、光安定剤保持面から安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳが保護層に移行することを遮断するためには、隔離層によって光安定剤保持面と保護層を完全に隔離する必要がある。
まず、使用する木質基材が平坦である場合、又は、木質基材の表面に結着剤等に安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを含有させて保持した層により、木質基材の表面を完全に被覆し平坦化されている場合には、光安定剤保持面の１ｃｍ２あたりのラジカル重合型硬化性樹脂以外の樹脂組成物の固形分換算した塗布量は比較的少量とすることが可能となるため、例えば、固化した隔離層の膜厚が２μｍ以上となるような範囲とすることで、隔離層によって光安定剤保持面と保護層を完全に隔離することができる。尚、固化した隔離層の膜厚は、フリーラジカルの隔離、遮蔽效果の点だけで言えば上限は無いが、隔離層の塗布適性、材料費、得られる木質系部材の意匠外観等も考慮すると、フリーラジカル隔離效果が飽和する厚み以上とすることは好ましく無く、通常は、最大５〜１０μｍ程度有れば十分である。
木質基材の表面の凹凸が大きい場合、又は、結着剤等に安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを含有させて保持した層により平坦化していない場合には、隔離層を厚くする、又は、木質基材の表面の凹凸に追従するように隔離層を形成することによって、光安定剤保持面と保護層を完全に隔離する必要がある。
例えば、木質基材の表面の凹凸に追従するように隔離層を形成する場合には、使用する木質基材が平坦である場合と同程度の量で被覆することができるが、ラジカル重合型硬化性樹脂以外の樹脂組成物の組成を調製して、適度な粘性を付与してもよい。
なお、ラジカル重合型硬化性樹脂以外の樹脂組成物には、安定フリーラジカルを持たない通常のＨＡＬＳ、又は、紫外線吸収剤を添加してもよい。
【００３０】
（４）保護層形成工程
保護層形成工程では、隔離層上にラジカル重合型硬化性樹脂組成物塗布後、硬化させることにより隔離層を形成する。
ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の原料については、１．（４）で説明済みであるため、ここでは記載を省略する。
十分な耐久性（耐擦傷性、耐汚染性、強度など）を付与するため、保護層の硬化後の膜厚は１μｍ以上、好ましくは３μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上とする。但し、厚くし過ぎると、耐久性も飽和すると共に、材料費も上昇するため、通常は１００μｍ以下、特別な耐久性を要求し無い場合は５０μｍ以下、通常は２０μｍ以下とされる。
ラジカル重合により硬化させる方法にも特に制限はなく、熱硬化性樹脂を用いる場合には、加熱により硬化させればよいし、電離放射線硬化性樹脂を用いる場合には、例えば、すべての紫外線（ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃ）、可視光線、ガンマー線、Ｘ線、電子線（ＥＢ）を照射することにより、硬化させてもよい。
中でも、電子線（ＥＢ）照射で硬化させることにより、熱や紫外線照射での硬化に比べ、硬化に要する時間が短くなる（加工時間が短縮）、常温下でも問題無く硬化する（木材に餘計な熱劣化を与え無い）、光重合開始剤が不要で硬化物に不要な光反応性の低分子成分が残らないため長期使用中に低分子成分が表面に移行し物性変化をもたらしたり、日光で変色したりする心配が少ない、省エネルギーで無溶剤加工が可能となり環境負荷が小さくなる等の利点があるため好ましい。
なお、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物には、フリーラジカルを持たない通常のＨＡＬＳ、又は、紫外線吸収剤を添加してもよい。
【００３１】
本発明の木質部材は耐候性に優れているため、例えば、建築物の壁、床、天井等の内裝材や家具には当然に適する他、外壁、塀、屋根、戸袋、軒天井、ベランダ及び物干台の床、すのこ、看板等の建築物の外装材、窓枠、扉枠、扉、手摺等の建具及び造作部材類、自動車、電車、航空機、船舶等の乗物の内装材、外装材、屋外使用の机や椅子等の用途に適している。
【実施例】
【００３２】
１．木質系部材の製造
［実施例１］
（１）木質基材の準備
木質基材として、表面のＪＩＳ  Ｂ０６０１（１９９４年）既定の中心線平均粗さＲａが１０μｍに調整された杉の板材（規格材）杉板材を準備した。
（２）光安定剤保持面の形成
前記杉板材の表面に、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳである４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシル（商品名；Ｌｉｇｎｏｓｔａｂ（登録商標）  ａｑ、ＢＡＳＦ社製）の３質量％水溶液を含浸後、乾燥することにより光安定剤保持面を形成した。
（３）隔離層の形成
前記光安定剤保持面上に、ウレタンアクリルポリオールからなる非ラジカル重合型硬化性樹脂組成物を（商品名；ＥＢＲプライマー、大日精化工業株式会社製）を乾燥後膜厚が１２μｍとなるように塗工、乾燥後、常温で硬化させることにより、隔離層を形成した。
（４）保護層の形成
前記隔離層上に、電子線硬化型樹脂（商品名；ＥＢＦ、大日精化工業株式会社製）を硬化後の膜厚が１５μｍとなるよう塗工し、酸素濃度２００ｐｐｍ以下の環境にて電子線照射装置を用いて、加速電圧１６５ｋｅＶ、５Ｍｒａｄの条件で電子線を照射する条件で硬化させることにより、保護層を形成し、実施例１の木質系部材を得た。
【００３３】
［比較例１］
実施例１の（３）隔離層の形成工程において、前記非ラジカル重合型硬化性樹脂組成物を硬化後の膜厚が５μｍとなるように塗工したこと以外は、実施例１と同様に、比較例１の木質系部材を得た。
【００３４】
［比較例２］
比較例１において、（２）光安定剤保持面の形成工程を実施しなかったこと以外は、比較例１と同様に、比較例２の木質系部材を得た。
【００３５】
［比較例３］
実施例１において、（２）光安定剤保持面の形成工程において、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳの代わりに、安定フリーラジカルを持たないＨＡＬＳであるデカン二酸ビス（２，２，６，６−テトラメチル−１−（オクチルオキシ）−４−ピペリジニル）エステル、１，１−ジメチルエチルヒドロペルオキシドとオクタンの反応生成物の水溶化物（商品名；Ｔｉｎｕｖｉｎ１２３ＤＷ、ＢＡＳＦ社製）の３％水溶液に含浸後、乾燥することにより安定フリーラジカルを持たない光安定剤保持面を形成したこと以外は、比較例１と同様に、比較例３の木質系部材を得た。
【００３６】
２．木質系部材の評価
（１）耐候変色試験
試料を超促進耐候性試験装置（商品名；アイ  スーパー  ＵＶテスター  ＳＵＶ−Ｗ２６１、岩崎電気株式会社製）で、照度１００ｍＷ／ｃｍ２、バックパネル温度６３℃の条件で２０時間照射後、水噴射を４時間実施するというサイクルを１００時間繰返した。本試験前後の試料の色差がΔＥ≦３であることを合否判定基準とした。
【００３７】
（２）耐擦傷性試験
試料表面をスチールウール＃００００にて、荷重３００ｇ／ｃｍ２の条件で往復５０回のラビング処理を行った。本試験前後に表面に傷がないことを合否判定基準とした。
【００３８】
（３）耐汚染性試験
試料表面に事務用青インキ、油性黒マーカー、赤クレヨンで筆記し、２時間後洗剤または溶剤で拭き取った。本試験前後に表面に色が残らないことを合否判定基準とした。
【００３９】
（４）密着性試験
試料を２ｍｍ間隔で碁盤目クロスカットした後、２４ｍｍ巾の粘着テープにて剥離試験を実施した。本試験前後に剥離のないことを合否判定基準とした。
【００４０】
３．評価結果
実施例１、及び、比較例１〜３の木質部材の特性及び評価結果を表１にまとめた。
【００４１】
【表１】
2019177685.tif 000003
【００４２】
表１に示すように光安定剤保持面上に非ラジカル重合型硬化性樹脂組成物を、非ラジカル重合型硬化性樹脂を硬化後の厚さが５μｍとなるように塗工した比較例１の木質系部材では、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物が硬化せず、保護層を形成することができなかった。
光安定剤保持面に対する非ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の塗工量が少ないため、光安定剤保持面を非ラジカル重合型硬化性樹脂組成物で完全に被覆すること（即ち、隔離層を形成すること）ができず、光安定剤保持面から、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の塗工面に、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳが移行したことが原因であると考えられる。
【００４３】
この点、表１に示すように木質基材表面に光安定剤保持面を全く形成しなかった比較例２、及び、安定フリーラジカルを持たないＨＡＬＳを保持する光安定剤保持面を形成した比較例３の木質部材では、非ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の塗工量が比較例１と同量であっても、保護層が形成された。
比較例２及び比較例３でも、比較例１同様、木質基材表面を非ラジカル重合型硬化性樹脂組成物で完全に被覆すること（即ち、隔離層を形成すること）はできないと考えられるが、光安定剤保持面が安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを有していないためラジカル重合が阻害されること無くラジカル重合型硬化性樹脂組成物が硬化したためであると考えられる。
比較例２及び比較例３の木質系部材では、保護層が形成されたため耐擦傷性、耐汚染性試験に問題はなく、また、非ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物が密着機能を発揮するプライマー層の役割を果たしているため密着性も問題はない。しかし、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを保持した表面からなる光安定剤保持面を備えていないため、光安定化作用が弱く、耐候変色評価が悪かった。
【００４４】
これらに対して、光安定剤保持面上に非ラジカル重合型硬化性樹脂組成物を、塗布量が１２μｍとなるように塗工した実施例１の木質系部材では、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物が硬化し、保護層を形成することができた。
非ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の塗工量が適量であるため、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを保持した表面からなる光安定剤保持面を非ラジカル重合型硬化性樹脂組成物で完全に被覆すること（即ち、隔離層を形成すること）ができたため、光安定剤保持面から、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の塗工面に、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳが移行することを遮断したためであると考えられる。
安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを保持した表面からなる光安定剤保持面を備えており、当該光安定剤保持面が、非ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物からなる隔離層を介して、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物からなる保護層により被覆されている実施例１の木質系部材は、耐擦傷性、耐汚染性試験に問題はなく、また、非ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物からなる隔離層が密着機能を発揮しているため密着性も問題はない。また、安定フリーラジカルを持つＨＡＬＳを保持した表面からなる光安定剤保持面を有するため、光安定化作用が強く、耐候変色評価も優れていた。
【００４５】
以上の結果より、木質基材の表面の少なくとも一部に、安定フリーラジカルを持つヒンダードアミン系光安定剤を保持した表面からなる光安定剤保持面を備えており、当該光安定剤保持面が、ラジカル重合型硬化性樹脂以外の樹脂組成物の固化物からなる隔離層を介して、ラジカル重合型硬化性樹脂組成物の硬化物からなる保護層により被覆されている、本発明の木質系部材は、耐候性に優れていることが明らかとなった。
【符号の説明】
【００４６】
１  木質基材
２  光安定剤保持面
３  隔離層
４  保護層
５  プライマー層
１００  本発明の木質系部材
２００  従来技術の木質系部材
【図１】
2019177685.tif 000004
【図２】
2019177685.tif 000005
【図３】
2019177685.tif 000006
【図４】
2019177685.tif 000007