(57)【要約】【課題】油脂の溶媒としての有機溶剤を含まず、人体に対する安全性が高く、かつ、溶剤型油性塗料と同等の性能を備える、木材用の水性塗料を提供する。【解決手段】この水性塗料は、植物油を原料にした水分散液と添加剤とからなるものである。水分散液は、植物油を処理した加工油（有機溶剤を添加したものを除く）からなる油脂１００重量部を界面活性剤３．３〜１５重量部を用いて水に乳化させたものである。本発明で用いる油脂は、塗膜形成成分であり、植物油を処理した加工油（有機溶剤を添加したものを除く）である。植物油は、植物から採取された油であり、乾性油または半乾性油のものを用いる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物油を処理した加工油（有機溶剤を添加したものを除く）からなる油脂１００重量部を界面活性剤３．３〜１５重量部を用いて水に乳化させた水分散液と、添加剤とからなる木材用の水性塗料。
【請求項２】
請求項１に記載の水性塗料において、前記添加剤は、防腐剤、凍結安定剤、湿潤剤、防カビ剤、防虫剤および乾燥促進剤を含むことを特徴とする屋外木部用の水性塗料。
【請求項３】
請求項１に記載の水性塗料において、前記添加剤は、防腐剤、凍結安定剤、湿潤剤、乾燥促進剤および表面調整剤を含むことを特徴とする屋内木部用の水性塗料。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の水性塗料において、前記添加剤は、さらに、水に分散されるように調整されたカラーペーストを含むことを特徴とする水性塗料。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の水性塗料において、水性塗料の全体の重量に対して前記油脂の割合が１０〜５０重量％であることを特徴とする水性塗料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物油を原料にした木材用の水性塗料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
木材用の塗料には油性タイプと水性タイプのものがある。油性タイプのものは古くから使われており、木材に対する浸透性が良く、乾燥後は木材の伸縮に追随する塗膜を形成する。これまでの油性タイプは、塗膜成分となる油脂に対して有機溶剤を溶媒として用いている。
【０００３】
近年、大気汚染や、取り扱うときの安全性の観点から、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の削減が求められていて、塗料業界においても、揮発成分を零に近づけるように研究開発が進められている。
【０００４】
揮発性有機溶剤を削減する方法としては、溶媒としての有機溶剤を使わずに、油脂（塗料の塗膜成分）を水に分散させる方法（エマルション化）が考えられる。このような水分散型の塗料が揮発性有機溶剤を削減する一つの解決方法である。
【０００５】
塗料の塗膜性能や仕上がり感は、主として、塗膜成分（油脂を含む樹脂）に左右される。油性系樹脂を使った酸化硬化型塗料の場合は、溶剤が揮発して乾燥する段階で空気中の酸素を取り込むことで、樹脂が鎖状につながり、徐々に硬化していく。そのため、適度の硬さと伸びのある塗膜ができあがる。
【０００６】
この油性系塗料は木材によく浸透して密着し、木材を長期にわたり保護することができる。しかし、溶剤型油性系塗料の欠点は、溶剤臭がきつく、また、塗装作業終了後の塗装用具の洗浄にも有機溶剤を使わなければならないことである。有機溶剤には人体に対する有害成分と前述の大気汚染物質も多量に含まれており、近年は工業用塗料をはじめ全分野で水性塗料が盛んに開発されている。
【０００７】
水性塗料も開発が進み、合成樹脂を水に分散させた合成樹脂エマルション塗料では、従来の溶剤型合成樹脂塗料並みの仕上がりと塗膜性能が得られるようになってきた。しかし、木材用塗料の分野においては、昔からの油仕上げの持つ木目の美しさを引き立てる仕上がりは、合成樹脂エマルション塗料では得られない。
【０００８】
また、屋外木部用に現在市販されている耐候性の良い水性塗料（例えば、アクリルエマルション、ウレタンディスパーション、シリコーン変性アクリルエマルションなど）を使用しても、屋外耐候性については油性塗料に及ばない。仮に屋外耐候性が良くても、塗装後、何年か経過してメンテナンス塗装を行う場合、古い塗膜を剥ぎ取るには相当の労力を必要とする。これに対して油性塗料は時間の経過と共に塗膜が徐々に流れ落ちるので、塗膜が薄くなった時点で表面を洗浄して塗り重ねることができる。
【０００９】
近年の合成樹脂エマルション塗料は、水中に分散している樹脂について考えると、既に高分子化された微粒子が水に分散されている。したがって、塗装後、水の蒸発に伴って、塗料に配合されている造膜助剤（多くは高沸点溶剤）が微粒子同士を融着させることで、塗膜ができる。このために、木材に対する浸透性は油性塗料に比べて劣る。また、塗膜の耐候性が強くても、木材の場合は、金属やその他の無機質材と違って有機質であるために紫外線に弱く、紫外線が塗膜を通して木材の表面を劣化させる。したがって、塗膜と木材の境界面が弱くなり、いくら強い塗膜でも木材から塗膜が剥離してくる。ゆえに、合成樹脂エマルション塗料は屋外用木材の塗装には適していない。
【００１０】
水性塗料の良い点は、取り扱いが簡単で、塗装作業後、塗装用具は洗剤と水で洗浄でき、塗料の段階から塗装終了後の作業まで一切有機溶剤を必要としないことである。したがって、揮発性有機溶剤に起因する臭気もほとんどない。
【００１１】
本発明は、溶剤型油性系木材用塗料の利点（木材浸透性が良く剥離しにくい）と水性系木材用塗料の利点（油脂の溶媒としての有機溶剤を使わずに安全である）を併せ持った木材用塗料に関係している。さらに塗膜成分として植物油を原料としているので、より安全性を高めたものに関係している。
【００１２】
植物油を原料にした水分散型の木材用塗料については、次の特許文献１に開示されたものが知られている。
【特許文献１】特開昭５６−２６９６４号公報
【００１３】
この特許文献１は木材を保護し美観を与える木理強調剤に関するものである。この木理強調剤は、乾性油または半乾性油と固形ワックスを主成分として、これらを水に乳化させたものである。アマニ油、サフラワー油、キリ油、大豆油などの油脂１００重量部に、パラフィンワックスなどの固形ワックス１〜５重量部を有機溶剤に溶解したものを撥水剤として加えて、非イオン系界面活性剤５〜２０重量部で水に乳化させて、水分散性の木理強調剤を得ている。この木理強調剤は水分散系で液状であるので、有機溶剤による火災、中毒の心配がなく、浸漬、塗布、吹き付けなどの処理が容易で作業性が優れている、としている。ただし、固形ワックスを有機溶剤に溶解しているので、有機溶剤をなくすことは実現できていない。
【００１４】
また、植物油を原料とした水分散性の木材用塗料を示唆するものとして、次の特許文献２が知られている。
【特許文献２】特開２００４−２６９９４号公報
【００１５】
この特許文献２は油類または蝋類のエマルションに関するものであり、水の電気分解により生成されたアルカリ性水に油類または蝋類を加えて加熱撹拌することでエマルションを得ている。油類のエマルションは特に排気ガス浄化（エマルション中に排気ガスを通過させる）に適しており、蝋類のエマルションは特にコーティング剤に適している。この特許文献２において、油類としては、植物油であるヒノキの精油、茶の実油、オリーブ油などを例示している。また、コーティング剤の用途としては、木材の保護に言及している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述の特許文献１は植物油を含む水性エマルションを木材保護剤として使うことを開示しているが、固形ワックスを有機溶剤に溶解したものを撥水剤として添加してから乳化させているので、溶媒としての有機溶剤をなくすことは実現できていない。ワックスを配合すると、一時的な撥水効果はあるが、耐候性は良くないので、耐候性について長期間の性能を維持することはできない。また、特許文献２は植物油とアルカリ性水のエマルションを開示していて、その用途として木材用のコーティング剤を示唆してはいるが、木材用の水性塗料として用いる場合の、植物油と水の配合比や、界面活性剤の利用の有無やその割合については、何も触れていない。
【００１７】
本発明の目的は、油脂の溶媒としての有機溶剤を含まず、人体に対する安全性が高く、かつ、溶剤型油性塗料と同等の性能を備える、木材用の水性塗料を提供することにある。また、本発明の別の目的は、溶剤削減量が大きく、環境汚染の低減に寄与できて、取り扱い上からは消防法に基づく危険物扱いから除外され、溶剤型塗料に比べ火災に対する安全性が向上する、木材用の水性塗料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の木材用の水性塗料は、植物油を原料にした水分散液と添加剤とからなるものである。水分散液は、植物油を処理した加工油（有機溶剤を添加したものを除く）からなる油脂１００重量部を界面活性剤３．３〜１５重量部を用いて水に乳化させたものである。
【００１９】
屋外木部用の水性塗料に適した添加剤は、防腐剤、凍結安定剤、湿潤剤、防カビ剤、防虫剤および乾燥促進剤である。屋内木部用の水性塗料に適した添加剤は、防腐剤、凍結安定剤、湿潤剤、乾燥促進剤および表面調整剤である。屋外木部用および屋内木部用の水性塗料において、着色塗料とするためには、添加剤として、さらに、水に分散されるように調整されたカラーペーストを用いる。
【００２０】
本発明で用いる油脂は、塗膜形成成分であり、植物油を処理した加工油（有機溶剤を添加したものを除く）である。植物油は、植物から採取された油であり、乾性油または半乾性油のものを用いる。乾性油は、ヨウ素価が１３０以上のものであり、例えば、シナ桐油、亜麻仁油、日本種桐油、荏油、麻実油などがある。半乾性油は、ヨウ素価が１００〜１３０のものであり、ゴマ油、大豆油、サフラワー油、綿実油、米ぬか油、トール油などがある。植物油を処理した加工油（有機溶剤を添加したものを除く）とは、植物油の乾燥性を高めるために、加熱処理をして重合度を高めたり、乾燥剤（ドライヤー）を添加したりしたものである。本発明では、この加工油として、有機溶剤を添加したものは除外している。植物油を処理した加工油の例としては、煮亜麻仁油（重合度を高めるとともに、金属酸化物の乾燥剤を添加したもの）、脱水ひまし油の重合油（ひまし油を脱水処理して酸化乾燥するように加工したもの）などがある。そのほかに、各植物油の重合油がある。
【００２１】
本発明で用いる界面活性剤は、上述の油脂を水中に分散させる役割を果たすものである。この界面活性剤はノニオン系のものが好ましい。ノニオン系は、「水に分散されるように調整されたカラーペースト」その他の添加剤を水分散液に配合したときの水性塗料の安定性が最も優れている。ノニオン界面活性剤としては次のものを用いることができる。（ア）アルキルエーテル型として、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン２−エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンヒマシ油エーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルドデシルエーテル、ポリオキシエチレンコレステリルエーテル、ポリオキシエチレンデシルテトラデシルエーテル、ポリオキシエチレンベヘニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ラウリルアルコールアルコキシレート、ラウリルアルコールエトキシレート、第１級アルコールエトキシレート。（イ）多環フェニルエーテル型として、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル。（ウ）ソルビタン誘導型として、ソルビタンステアレート、ソルビタンオレエート、ソルビタントリオレート、ソルビタンモノウラレート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンソルビタンステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル。（エ）ＥＯ・ＰＯブロックポリマーとして、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックポリマー。（オ）その他のものとして、ポリオキシエチレンオレエート、ポリオキシエチレントリイソステアリン酸トリメチロールプロパン、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、トリステアリン酸ポリオキシエチレングリセリル、トリ脂肪酸グリセリル、モノイソステアリン酸ポリエチレングリコール。
【００２２】
油脂と界面活性剤の割合は、油脂１００重量部に対して、界面活性剤が３．５〜１５重量部である。界面活性剤が３．５重量部を下回ると、分散粒子が粗くなり乳化液の安定性が悪くなる。また、界面活性剤が１５重量部を超えると、界面活性剤が可塑剤として働き、塗膜の硬度を下げ、親水性を増して耐水性を下げる。さらに、界面活性剤が極端に多くなると乾燥しなくなる。界面活性剤の分量の上限は１５重量部程度である。
【００２３】
使用する油脂の種類に応じて、ノニオン界面活性剤の種類を選択して（一種または二種以上の複合を選択する）、さらに量的な調整を行うことで、均質で安定した水分散液を得ることができる。
【００２４】
水性塗料の全体の重量に対する油脂の割合は１０〜５０重量％が好ましい。油脂の最適割合は油脂の種類に依存する。例えば、脱水ひまし油の重合油では油脂が３０〜５０重量％の水分散液が安定していて、どちらかと言えば５０重量％に近い方が最適値である。シナ桐油重合油では油脂が３０〜５０重量％の水分散液が安定していて、どちらかと言えば３０重量％に近い方が最適値である。
【００２５】
本発明で用いる水はイオン交換水が好ましい。蒸留水を用いることもできる。水道水も場合により使用可能であるが、鉄分やカルシウムを含むことがあるので、水分散粒子の粒径が不均一になったり、安定性を損なったりするおそれがある。
【００２６】
上述の水分散液に、各種の添加剤を添加することができる。乾燥性を高めるために乾燥促進剤（例えば、金属ドライヤー）を添加できる。塗料の色の調整をするために、水に分散されるように調整されたカラーペーストを添加できる。長期保存性をもたせるために防腐剤を添加できる。冬場の凍結防止に凍結安定剤を添加できる。製造時および塗装時に泡が発生しないように消泡剤を添加できる。防カビや防虫の目的で防カビ剤や防虫剤を添加できる。紫外線に対する耐久性を高めるために紫外線カット剤を添加できる。塗装面の肌触りを良くするために表面調整剤を添加できる。濡れ性と分散性を良好にし、エマルション粒子の配列を整え、さらに、顔料の沈殿を防ぐ目的で、湿潤剤を添加できる。これらの添加剤を、屋外木部用か屋内木部用かに応じて、適宜、選択する。屋外木部用の水性塗料には、防腐剤、凍結安定剤、湿潤剤、防カビ剤、防虫剤、紫外線カット剤および乾燥促進剤を添加する。屋内木部用の水性塗料には、防腐剤、凍結安定剤、湿潤剤、乾燥促進剤および表面調整剤を添加する。そして、屋外木部用および屋内木部用の水性塗料において、着色塗料の場合は、さらに、水に分散されるように調整されたカラーペーストを添加する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の木材用の水性塗料は、油脂としては植物油の加工油だけを用いており、かつ、油脂の溶媒としての有機溶剤は使わずに、水を用いたエマルションとしているので、人体に対して安全で、かつ、環境汚染も少ない。また、水性塗料でありながら、木材に対する浸透性が良好である。従来の塗料と比較すると、次のようになる。合成樹脂のエマルションからなる木材塗料は、有機溶剤を含む割合は少なく、環境汚染はその分少ないが、木材への浸透性が劣る。一方、塗膜成分を有機溶剤に溶解させるタイプの溶剤系の木材塗料は、木材への浸透性は良好であるが、人体に対する安全性や環境汚染の点で問題がある。これに対して、本発明の水性塗料は、木材への浸透性が溶剤系の塗料と同等かそれ以上に優れており、かつ、人体に対して安全で、さらに、環境汚染を低減できる。
【００２８】
屋外木部用の塗料（木材保護塗料）を考えると、これは、一般に、造膜型、浸透型、半造膜型（造膜型と浸透型の中間）の３タイプに分けられる。造膜型の塗料は、塗膜の劣化に伴って塗膜の剥離が生じる。これに対して、浸透型の塗料は、塗膜の剥離は生じないので、メンテナンスが容易である。本発明の水性塗料は浸透型であり、この点で造膜型のものより優れている。市販されている水性の屋外木部用塗料は造膜型と半造膜型であり、浸透型のものは見当たらない。また、従来の屋外木部用の塗料と比較すると、本発明の水性塗料を屋外木部用として使用した場合には、浸透型であって、かつ、有機溶剤を含まない点で、従来の塗料よりも優れている。従来のものは、浸透型のものには有機溶剤が含まれており、有機溶剤を含んでいないものは造膜型か半造膜型である。
【００２９】
本発明の水性塗料を屋内木部用の塗料として用いると、水性塗料でありながら、チークオイルと称される溶剤型の浸透型塗料と同等かそれ以上の木部浸透性と仕上がり性能を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の水性塗料は、植物油の水分散液に特徴がある。この水分散液を作るには二軸の撹拌機を用いる。この撹拌機は、高速（約１０００ｒｐｍ）で剪断流が得られる撹拌羽根と、低速の高粘度用撹拌羽根（壁面掻き取り羽根）を備えたものである。撹拌液が高粘度になるに従って、撹拌機の釜内の壁面近傍にデッドスペースができやすく、この部分の流動性が低下する。二軸撹拌機では、この壁面近傍のデッドスペースを低速のアーム型の羽根で掻き取ることで、壁面近傍の流体を中心部へ誘導させて、均質に撹拌させることができる。これにより、広い粘度範囲の撹拌を効率良く行うことができる。本発明で用いる水分散液は溶剤を用いないので、乳化段階で高粘度になる。そのために、通常使われる乳化装置ではうまくいかない。例えば、乳化用の一般装置として、高速回転の撹拌機（ホモジナイザー）や、高圧ポンプで加圧された状態でノズルから噴射して霧化する装置があるが、これらの乳化装置は、低粘度体の乳化にしか使用できない。本発明で用いる水分散液は一時的に高粘度になるので、撹拌に上述の二軸の撹拌機を用いている。
【００３１】
安定した水分散液を作るには適切な温度制御が必要である。乳化に使用する界面活性剤の性質を損なわないように、乳化時の温度を一定の範囲内に保つ必要がある。乳化時の温度は１５〜６５℃の範囲内に保つことが必要である。
【００３２】
油脂としてシナ桐油の加工油を例にして、油脂を含む水分散液の製造方法の一例を以下に説明する。製造量２０ｋｇ、油脂分が３０重量％の水分散液の場合、次のようにして製造する。ノニオン界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル）とイオン交換水を３０：７０の割合で均一に混合する。シナ桐油の加工油は、温度を２０〜３０℃に調整して、６ｋｇの分量を二軸撹拌機のタンクに投入する。上述の界面活性剤とイオン交換水の混合液は、温度を１５〜３０℃に調整して、１．３３ｋｇの分量を二軸撹拌機のタンクに投入する。二軸撹拌機の羽根を最適な位置にセットしてから、撹拌を開始する。数分後に、上述の混合液と油脂が混じるに従い粘度上昇が見られ、最終的には流動性が失われてクリーム状を呈する。この状態で２０〜３０分撹拌を続ける。撹拌中の温度が６０℃を超えないように、タンクを冷却して温度を制御する。次に、撹拌中に２ｋｇの分量のイオン交換水を１００ｇ／分の流量で加える。さらに、残りの１０．６７ｋｇの分量のイオン交換水を３００ｇ／分の流量で加えて、油脂分が３０重量％の水分散液ができあがる。この水分散液に、凍結安定剤、防腐剤および消泡剤を添加して、評価用の水性塗料用ベースができあがる。
【００３３】
このようにして得られた評価用の水性塗料用ベースに対して、屋外木部用水性塗料には、湿潤剤、防カビ剤、防虫剤、水に分散されるように調整されたカラーペースト、紫外線カット剤および乾燥促進剤（金属ドライヤー）を添加した。屋内木部用の水性塗料には、水性塗料用ベースに湿潤剤、表面調整剤、乾燥促進剤（金属ドライヤー）を添加した。屋内木部用水性着色塗料の場合は、さらに、水に分散されるように調整されたカラーペーストを添加した。
【００３４】
このようにして得られた評価用の水性塗料の経時安定性を評価したところ、凍結サイクル（マイナス１５℃で８時間保持し、その後、２５℃で１６時間保持するもの）を３サイクル実行しても、品質上の問題は特に生じなかった。また、夏場の保存を想定した５０℃で３ヶ月の促進試験、および、常温で１２ヶ月保存した試験でも、品質上の問題はなく安定していた。
【００３５】
上述のようにして得られた評価用の水性塗料は、水中に分散した油脂の粒子の粒径が０．３μｍ程度であり、非常に細かい粒子となっている。これを塗膜材料として使うことで、木材への浸透性が良好で、木材の素材感を生かした仕上がりが得られる。
【００３６】
本発明の水性塗料は木材用に特化した塗料である。この水性塗料は木材との密着性が良好である。ただし、この水性塗料は、塗膜成分として植物油を処理した加工油のみを用いているので、平滑な塗膜を得にくく、浸透性に欠ける素材（ガラス、金属、プラスチック等）には不向きである。
【実施例】
【００３７】
〈実施例１〉
二軸撹拌機にシナ桐油の重合油（天然のシナ桐油を重合して乾燥性を高めたもの）を入れて、これを撹拌しながら、シナ桐油の重合油３０重量部に対してノニオン界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル）２重量部を添加した（油脂１００重量部を基準にすると界面活性剤は６．７重量部である）。撹拌を１５分間行った後に、イオン交換水１０重量部を撹拌中に滴下し、滴下した後にも１０分間の撹拌を続けた。その後、シナ桐油の重合油に対して消泡剤（シリコーンオイルエマルション）１００ｐｐｍを添加してから、イオン交換水５８重量部を加えて撹拌した。これにより、油脂の濃度が３０重量％の調整液を得た。この調整液は、油脂と界面活性剤とイオン交換水とからなる水分散液に消泡剤を添加したものに相当する。この調整液１００重量部に対して、無機顔料を水に分散されるように調整されたカラーペーストを５重量部と乾燥促進剤（コバルト、マンガン、ジルコニウム）０．３重量部と、紫外線吸収剤の水分散液１重量部と、防虫・防カビ剤（イソチアゾリン系化合物の水分散液）１重量部を添加して、試作塗料１を作製した。この試作塗料１は屋外木部用の水性塗料である。
【００３８】
この試作塗料１は次のような手順で塗装することができる。（１）木地調整。８０〜１５０番の研磨紙で木材の表面を研磨する。試作塗料１の塗り替えの場合は古い塗膜を水洗いして、乾燥後、研磨する。（２）１回塗り。１平方メートル当たり８０〜１００ｇの塗布量になるように刷毛塗りする。その際、刷毛に十分塗料を含ませる。（３）乾燥。２４時間放置して乾燥させる。次の２回塗りに移る前に乾燥状態を確認する。（４）２回塗り。１平方メートル当たり５０〜７０ｇの塗布量になるように刷毛塗りする。その際、色むらが出ないように均一に塗布する。（５）乾燥。２４時間放置して乾燥させる。その後、乾燥状態を確認する。
【００３９】
試作塗料１と二つの比較塗料について塗布試験を実施した。比較塗料１は溶剤型油性系の塗料であり、油変性ウレタン樹脂を主成分とした市販の溶剤型の屋外木部用塗料である。比較塗料２は乳化型（エマルション型）水性系の塗料であり、アクリルエマルションを主成分とした市販の屋外木部用塗料である。試作塗料１と二つの比較塗料について、これらを米杉（別名：ウエスタンレッドシーダー）の表面に、合計で１平方メートル当たり１５０ｇの塗布量になるように２回塗りして、屋外の南面に曝露した。その試験結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
2008297413.tif 000002
【００４１】
塗膜の劣化については、比較塗料２は１年弱で塗膜の剥離を生じた。試作塗料１と比較塗料１は、２年６ヶ月経過した段階でも塗膜の剥離は生じていない。表１において、主要な評価項目である揮発性有機化合物（ＶＯＣ）と木材浸透性について検討すると、比較塗料１は浸透性が良好であるが、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）は７０〜８０％と多い。比較塗料２の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）は５〜１０％と少ないが、木材浸透性が劣っている（塗膜が剥がれやすい）。これに対して、試作塗料１は揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が１％以下と少なく、かつ、浸透性も良好である。
【００４２】
表１の中の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）について説明する。揮発性有機化合物（ＶＯＣ：Volatile Organic Compounds）は、ＷＨＯが提唱する化学物質分類によれば、沸点範囲が５０〜２６０℃の有機溶剤が該当する。表１において、試作塗料１の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が「１％以下」となっていて、「０％」になっていないのは、次の理由による。本発明の水性塗料は植物油の加工油のみを塗膜成分とするものであって、これを界面活性剤を用いて水に分散させることに特徴があり、油脂を溶かすための溶媒としての有機溶剤は全く使っていない。したがって、有機溶剤としての揮発性有機化合物（ＶＯＣ）は０％である。ただし、最終的な塗料を製造する際に配合する各種の添加剤の中には、上述の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の定義に該当するような有機物が含まれていることがある。例えば、凍結安定剤として使われるプロピレングリコールは、歯磨きや食品にも使用されている極めて安全性の高いグリコールであるが、沸点範囲から見ると、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）に該当する。このような添加物由来の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を考慮して、表１では、試作塗料１の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が「０％」ではなくて「１％以下」となっている。
【００４３】
〈実施例２〉
上述の実施例１で作製したシナ桐油の重合油の水分散液を調整液として、この調整液の１００重量部に対して、透明性のある有機顔料を水に分散されるように調整されたカラーペースト１重量部と、乾燥促進剤（コバルト、マンガン、ジルコニウム）０．３重量部と、手触り感を良くする性能を付与する表面調整剤０．１重量部を添加して、試作塗料２を作製した。この試作塗料２は屋内木部用の水性塗料（オイル仕上げ用の水性塗料）である。
【００４４】
この試作塗料２は次のような手順で塗装することができる。（１）木地調整。２４０〜３２０番のサンドペーパーで木材の表面を研磨する。（２）１回目の塗布。１平方メートル当たり１００〜１３０ｇの塗布量となるように塗料を塗布して、乾燥しないうちに、スチールウール００番、またはナイロン研磨布４００番相当で研ぎ塗りする。塗装で毛羽立った木地を研磨することで毛羽をそぎ落とし、さらに、その研ぎカスを木目に摺り込むようにすることで滑らかな仕上がりが得られる。（３）乾燥。１６時間以上放置して乾燥させる。（４）研磨。スチールウール００番または４００番サンドペーパーで軽く研磨する。（５）２回目の塗布。刷毛で１平方メートル当たり６０〜８０ｇの塗布量となるように塗料を塗布して、綿布で拭き上げる。（６）乾燥。１６時間以上放置して乾燥させる。（７）３回目の塗布。綿布に塗料を滲み込ませて螺旋を描くように摺り込み、綿布で拭き上げる。（８）乾燥。１６時間以上放置して乾燥させる。
【００４５】
試作塗料２と比較塗料３について塗装試験を実施した。比較塗料３は屋内木部用の溶剤型油性系の塗料であり、チークオイルと称して市販されていて、溶剤を７０〜７５％程度含有した溶剤型浸透性塗料である。試験結果を表２に示す。
【００４６】
【表２】
2008297413.tif 000003
【００４７】
試作塗料２の塗料性能は比較塗料３と比べて遜色のないものであり、しかも、比較塗料３と比べて揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が格段に小さいことに特徴がある。
【００４８】
〈実施例３〉
二軸撹拌機を想定して、ステンレスビーカーの壁面にヘラを取り付けて、それを回転テーブルに設置し、ビーカーの内面には一軸撹拌機をセットした。これを試作装置として使用した。この試作装置に脱水ひまし油を入れ、この脱水ひまし油１００重量部に対して金属ドライヤー（コバルト、マンガン、ジルコニウム）１重量部を加えて、均一になるまで撹拌した。次に、この撹拌液にノニオン界面活性剤（ポリオキシエチレンアリルエーテル）１２．５重量部を加えて撹拌した。この段階で２０〜４０℃に保ちながら、２０〜３０分撹拌を続けて、粘度上昇があることを確認した。引き続いて、イオン交換水３０重量部を徐々に加えていった。さらに、イオン交換水５７．５重量部を加えて、油脂分５０重量％の調整液を得た。この調整液は、油脂と界面活性剤とイオン交換水とからなる水分散液に金属ドライヤーを添加したものに相当する。
【００４９】
この調整液を厚さが約０．１３ｍｍになるようにガラス板に塗布して、その乾燥性を調べた。２４時間後には若干粘着性は認められるが塗膜を形成した。
【００５０】
次に、この調整液１００重量部に対して、水に分散されるように調整されたカラーペースト５重量部を添加して、屋外木部用の試作塗料３を作った。使用したカラーペーストに含まれる顔料は、アイアンオキサイドブラウン、オキサイドイエローおよびカーボンブラックの３色で、これらの３色のカラーペーストを１：３：０．５の比率で混合した。
【００５１】
試作塗料３と上述の比較塗料１及び比較塗料２の３種類の塗料について、これらを米杉（別名：ウエスタンレッドシーダー）の表面に、１平方メートル当たり１５０ｇの塗布量になるように２回塗りして、屋外の南面に曝露した。比較塗料２は１年弱で塗膜の剥離を生じた。試作塗料３と比較塗料２は、３年経過した時点でも塗膜の剥離が生じなかった。
【００５２】
〈実施例４〉
実施例３で作った調整液にイオン交換水を添加して油脂が３０重量％になるように調整して、屋内木部用（オイル仕上げ用）の試作塗料４を作った。この試作塗料４をチーク材と栓材の表面に刷毛塗りして、ナイロン研磨紙で研磨し、次いで綿布で余分な液を拭き取り、２４時間乾燥させた。次に、６００番の研磨紙で軽く研磨後、試作塗料４を綿布に含ませて、螺旋状に摺り込みながら拭き取り、２４時間乾燥させた。その結果、上述の比較塗料３（市販の溶剤型のオイル仕上げ用塗料）と比較して遜色のない、しっとりとした仕上がりを得ることができた。乾燥後の塗膜性能も、比較塗料３と同等であった。
【００５３】
〈実施例５〉
実施例３で使用した試作装置を使って、この装置にシナ桐油の重合油を入れて、これを撹拌しながら、シナ桐油の重合油３０重量部に対してノニオン界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル）２重量部を添加した（油脂１００重量部を基準にすると界面活性剤は６．７重量部である）。撹拌を１５分間行った後に、イオン交換水１０重量部を滴下しながら撹拌を続けた。引き続いて、１００ｐｐｍ（シナ桐油の重合油に対して）のシリコーン系消泡剤を加え、その後、イオン交換水５８重量部を加えて、油脂分が３０重量％の調整液を得た。この調整液に、金属ドライヤー（コバルト、マンガン、ジルコニウム）と防腐剤（ベンズイミダゾール系化合物）と凍結安定剤（プロピレングリコール）を加えて、塗料ベースとした。
【００５４】
この塗料ベースに、水に分散されるように調整されたカラーペーストと防カビ剤（イソチアゾリン系化合物）と紫外線吸収剤を添加して屋外木部用塗料とした。これを試作塗料５とする。水に分散されるように調整されたカラーペーストは、実施例３の場合と同様に、アイアンオキサイドブラウン、オキサイドイエローおよびカーボンブラックの３色を１：３：０．５の比率で混合したものである。
【００５５】
試作塗料５と、上述の比較塗料１と、比較塗料４（油変性アルキド樹脂を主成分とした市販の溶剤型の屋外木部用塗料）の３種類の塗料について、実施例１と同様に屋外暴露試験をした。試作塗料５と二つの比較塗料は同等の耐候性を示した。
【００５６】
〈実施例６〉
実施例５で作製した塗料ベースに、透明性のある有機顔料を水に分散されるように調整されたカラーペーストを添加し、さらに、手触り感を良くする性能を付与する添加剤を添加して、家具などの屋内用に使用される屋内木部用塗料を作製した。これを試作塗料６とする。
【００５７】
試作塗料６と上述の比較塗料３を木片の表面に塗布して、その塗料性能を比較した。その結果、二つの塗料は同等の性能を得た。
【００５８】
〈実施例７〉
二軸の撹拌機に亜麻仁油の重合油を入れて、これを撹拌しながら、亜麻仁油の重合油３０重量部に対してノニオン界面活性剤（３種を混合したもの）３重量部を滴下した（油脂１００重量部を基準にすると界面活性剤は１０重量部である）。これを撹拌中に、イオン交換水６７重量部を二段階に分けて添加した。これにより、油脂分が３０重量％の水分散液を得た。この水分散液に、金属ドライヤー（コバルト、マンガン、ジルコニウム）と防腐剤（ベンズイミダゾール系化合物）と凍結安定剤（プロピレングリコール）を加えて、塗料ベースとした。なお、この実施例７で使用した３種混合のノニオン界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルＡとポリオキシエチレンアルキルエーテルＢとポリオキシエチレンひまし油を４０：４０：２０の割合で混合したものである。ポリオキシエチレンアルキルエーテルのＡとＢの違いは、曇点（界面活性剤の水溶液を昇温していくと白濁してくる温度）とＨＬＢ（親油性、親水性バランス）の特性値の違いである。
【００５９】
この塗料ベースを厚さが約０．１３ｍｍになるようにガラス板に塗布して、２４時間後の乾燥状態を調べた。わずかな粘着性はあるが、撥水性が良好で正常な塗膜を得ることができた。
【００６０】
〈実施例８〉
〈油脂に対する界面活性剤の割合について〉
実施例３で使用した試作装置を使って、油脂に対する界面活性剤の割合について、その適切な範囲を検討した。シナ桐油の重合油１００重量部に対して、３種混合の界面活性剤を、１重量部，２重量部，３重量部，３．３重量部，３．５重量部，４重量部，５重量部，１０重量部，１５重量部，２５重量部，５０重量部の１１種類の割合で添加して、さらに、油脂分が３０重量％になるようにイオン交換水を添加して、撹拌後の水分散液の状態を観察した。その結果、界面活性剤が３重量部以下のときは正常な水分散液は得られず、不均一な粗い粒子が認められて、水と油脂の分離を招いた。界面活性剤が３．３〜５０重量部のときは、安定した水分散液が得られた。ただし、この水分散液を塗料化した場合、界面活性剤が１５重量部を超えると、塗膜が軟らかくなり、目的とする塗膜性能が得られない。また、２５重量部以上では乾燥も著しく遅れる。したがって、油脂に対する界面活性剤の割合は、油脂１００重量部に対して界面活性剤３．３〜１５重量部が適切である。また、油の種類により適切な界面活性剤の混合割合と添加量は異なってくる。さらに、目的とする粒子径を得るための界面活性剤の割合も変化してくる。
【００６１】
〈実施例９〉
実施例３で使用した試作装置を使って、シナ桐油の重合油１００重量部に対して３種混合の界面活性剤を６重量部添加して、これを１５分撹拌、次いでイオン交換水５０重量部を徐々に加えた。その後、１０分間撹拌してから、油脂分の濃度が１０重量％になるようにイオン交換水を加えて、水分散液を得た。この水分散液を塗料化した場合、塗膜成分となる油脂が少ないので、塗料として使うには最低の油脂分レベルである。これよりも油脂分が少ないと、木材用の塗料には適さないが、艶出しワックスや白木の汚れ防止剤等の目的では使用可能である。
【００６２】
〈実施例１０〉
実施例９の水分散液に、予め水に分散されるように調整されたカルナバワックス、同様に調整された乾燥促進剤、同様に調整されたシリコーン系の滑性剤、増粘剤としてのＨＥＣ（ヒドロキシエチルセルロース）またはＰＶＣ（ポリビニールアルコール）、および、各種エマルションに使用される粘度調整剤（ポリエーテル型、ウレタン会合型、ウレタン変性ポリエーテル型、変性ポリアクリル酸型）を配合して、液状の汚れ防止用塗料を得た。