(57)【要約】【課題】木質系基材の表層部の導管孔、ケバ、水分等に起因する発泡、吹き出し等の塗膜欠陥の少ない平滑で耐干割れ性及び耐アルカリ性が良好な塗装製品を得るための木地処理方法を提供する。【解決手段】木質系基材表面を、１００℃以上、第一及び第二の処理剤に含有される重合系モノマーの沸点以下の温度に調整プレヒートする工程、第一の処理剤としての熱硬化型処理剤及び又は活性エネルギー線硬化型処理剤を塗布する工程、第二の処理剤としての活性エネルギー線硬化性処理剤を塗布する工程及び活性エネルギー線を照射する工程をこの順に有することを特徴とする木質系基材の木地処理方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質系基材表面を、１００℃以上、第一及び第二の処理剤に含有される重合系モノマーの沸点以下の温度に調整プレヒートする工程、第一の処理剤としての熱硬化型処理剤及び又は活性エネルギー線硬化型処理剤を塗布する工程、第二の処理剤としての活性エネルギー線硬化性処理剤を塗布する工程及び活性エネルギー線を照射する工程をこの順に有することを特徴とする木質系基材の木地処理方法。
【請求項２】
プレヒート工程が、木質系基材表面の含水率を５％以下とする請求項１に記載の木質系基材の木地処理方法。
【請求項３】
第一及び第二の処理剤中に含まれる揮発性溶剤の含有量が、１０質量％未満である請求項１又は２に記載の木質系基材の木地処理方法。
【請求項４】
第一の処理剤塗布工程が、リバーススクイズコーターを用いた掻き取り処理を含む請求項１〜３の何れかに記載の木質系基材の木地処理方法。
【請求項５】
第一及び第二の処理剤塗布工程を連続して行う請求項１〜４の何れかに記載の木質系基材の木地処理方法。
【請求項６】
各塗布工程の塗料温度が２０〜１２０℃、塗布量が１〜１０ｇ／９００ｃｍ２である請求項１〜５の何れかに記載の木質系基材の木地処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅部材等の塗装製品に用いられる、木質系基材の表面木地処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
住宅部材等の塗装製品に用いられる木質系基材は、通常、１０〜４０℃程度の常温保管において、１０〜１３％程度の略平衡含水率を有している。住宅部材等の塗装製品を製造する際の前処理として、これら木質系基材は、表層部の木地処理を必要としている。木質系機材の木地処理方法として、従来から以下の方法が知られている。
【０００３】
木質系基材木地処理として、、樹脂含浸紙を木質系基材の表面に密着して、当板金属板で熱圧着することで、基材表面近傍に樹脂成分を含浸させることが知られている（例えば非特許文献１参照）。また、有機溶剤等の揮発成分を有する、活性エネルギー線硬化組成物又は熱硬化性組成物、或いは無溶剤活性エネルギー線硬化性組成物と熱硬化性組成物の混合物からなる処理剤を各種コーターで塗装し、樹脂固着硬化せしめる処理方法、熱硬化型水性処理剤を塗装後ポリエステルフィルムシート等の離型シートの存在下で、熱プレスし、木地表層部を樹脂固着硬化せしめる処理方法、突板基材を熱硬化型処理剤中に浸漬加圧含浸させ、前記離型シートの存在下で合板に貼り合わせる方法等も知られている。
【０００４】
しかしながら、前記の方法は、木質系基材表層中の揮発性水分及び処理剤中の揮発性成分の急激な蒸発、処理剤と基材表層部のケバ及び導管孔との濡れ性不良に起因する発泡、吹き出し、目太り、ざらつき等欠陥が多く、着色塗装上塗り等の後工程においても発泡、吹き出し、目太り、表面ざらつきの発生要因となり、外観及び品質上の問題も多く、又離型シートの使用、熱圧着等の工程を要し、生産性の低減を余儀なくされている。
【０００５】
特に、ケバ立ち防止等を目的に、特定のシランカップリング剤を含有する紫外線硬化型塗料を下塗り及び中塗りに用いることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【非特許文献１】
実用木材加工全書第９巻（特殊合板）森北出版株式会社、昭和４２年１１月２０日、８６−８７頁
【特許文献１】
特開平８−１２７７３４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、住宅部材等の塗装製品加工に於いて、合板、突板貼り化粧合板及び無垢材等、木質系基材の表層部に存在する導管孔、ケバ、水分等に起因する発泡、吹き出し、目太り、表面のざらつき等塗膜欠陥が少なく、平滑且つ耐干割れ性、耐アルカリ等の品質が良好で、生産性の良い塗装製品を得る事の出来る木質系基材の木地処理方法を提供することにある。
【０００８】
【発明が解決しようとする手段】
本発明者らは鋭意検討の結果、塗装前処理条件及び特定の処理剤の組み合わせにより上記課題が解決することを見出し本発明にいたった。
【０００９】
すなわち、本発明は、木質系基材表面を、１００℃以上、第一及び第二の処理剤に含有される重合系モノマーの沸点以下の温度に調整プレヒートする工程、第一の処理剤としての熱硬化型処理剤及び又は活性エネルギー線硬化型処理剤を塗布する工程、第二の処理剤としての活性エネルギー線硬化性処理剤を塗布する工程及び活性エネルギー線を照射する工程を子の順に有することを特徴とする木質系基材の木地処理方法を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の木地処理方法に用いる木質系基材としては、広葉樹材、針葉樹材が任意に用いられる。層構成としては、厚単板突板、薄単板突板、ラワン合板等が用いられ、突板の材料としてはナラ、オーク、カバ、ブナ、サクラ、セン、米マツ材、カラ松材等が用いられる。ナラ、オーク、カバ、ブナ材等は無垢単層板としても用いられる。
【００１１】
木質系基材の木地処理方法に於ける第一の工程であるプレヒート工程について説明する。プレヒート工程の目的は、塗膜の発泡、吹き出し、ざらつき、目太り要因となる木質系基材表層中の揮発性水分を効果的に蒸発させることにある。その結果、基材表層中の揮発性水分と処理剤との置換及び処理剤の木地への濡れ性を容易にすることが出来る。
【００１２】
プレヒート工程の具体的条件は、木質系基材の表面温度を水の沸点以上、かつ、処理剤に含有される重合性モノマーの沸点以下の温度となるように設定する。これにより、水分の除去とともに、処理剤塗布時に処理剤に含有される重合性モノマーの急激な揮発を防止する事が出来る。すなわち、基材板面温度を１００℃以上、好ましくは、１２０〜１７０℃の温度になるように調整する。処理剤塗工時点での木質系基材表層部１ｍｍ程度の含水率は５％以下とすることが好ましい。乾燥機としては、例えば、熱風ハイベロシティードライヤー（ＨＶＤ）等が使用される。木質系基材表面の含水率を出来るだけ均一にするためには、乾燥機内に送風装置を付加することが好ましい。例えば、前記ＨＶＤ乾燥機では、設定目盛り３００℃、板面風速５ｍ／秒で３０秒程度のプレヒートで通常の基材の表面層温度及び含水率の所望の数値範囲を達成できる。尚、基材の含水率は、例えば、（株）ケット科学研究所製の測定器ＭＴ−８等を用いて容易に測定することが出来る。
【００１３】
第一の処理剤は、木質系基材表面を、１００℃以上、処理剤に含有される重合性モノマーの沸点以下の温度に調整された状態で塗布される。第一の処理剤は、熱硬化型組成物及び又は活性エネルギー線硬化型組成物を主成分とする処理剤である。熱硬化型処理剤としては、ポリウレタン系、不飽和ポリエステル系、エポキシ系等の、付加重合性化合物を主成分とする処理剤が挙げられる。好ましくは、ウレタン系処理剤である。
【００１４】
第一の処理剤として用いる活性エネルギー線硬化型処理剤に用いられる活性エネルギー線重合性成分としては、活性エネルギー線重合性オリゴマー成分を主体として、活性エネルギー線重合性モノマー成分を反応性希釈剤として用いる事が出来る。活性エネルギー線重合性オリゴマー成分としては、ウレタンアクリレート系オリゴマー（例えば、大日本インキ化学製ユニディックＶ−４２００等）、エポキシアクリレート系オリゴマー（例えば、大日本インキ化学製ユニディックＶ−５３００等）等が挙げられる。好ましくはウレタンアクリレート系オリゴマーである。反応性希釈剤として用いられる活性エネルギー線重合性モノマー成分としては、トリプロピレングリコールジアクリレート、アクリロイルモルホリン、Ｎビニルホルムアミド、ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート等が挙げられる。好ましくは、トリプロピレングリコールジアクリレート、アクリロイルモルホリン、Ｎビニルホルムアミド等である。処理剤中の活性エネルギー線重合性モノマー成分の含有量は３０質量％未満が好ましい。何れのタイプの処理剤も、無溶剤型の処理剤が好ましい。やむを得ず揮発性溶剤を含有する場合でも、揮発性溶剤の含有量は、各処理剤中で、１０質量％未満であることが好ましい。より好ましくは、５質量％未満である。熱硬化型処理剤と活性エネルギー線硬化型処理剤を併用する場合は、構成比が、熱硬化型：活性エネルギー線硬化型で、７０：３０〜２０：８０程度が好ましい。
【００１５】
第一の処理剤は、従来公知の各種塗工機で塗布される。例えば、プレヒート工程後、スポンジロールコーター、リバースコーター、ナチュラルロールコーターを用い、塗布温度２０〜１２０℃に加温し、塗布量１〜１０ｇ／９００ｃｍ２の条件で塗工できる。水分の除去された木質系基材に第一の処理剤を効率よく置換していくために、塗工機としては特に圧力のかけやすいスポンジロールコーターが好ましく用いられる。塗工速度は、２０〜３０ｍ／秒程度が好ましい。基材が再度空気中の水分を吸収ことを未然に防ぐためにも、第一の塗工工程は、プレヒート工程から連続で行うことが好ましい。
【００１６】
第一の処理剤塗工工程では、例えば、スポンジロールコーターで塗布の後、リバーススクイズコーターで塗膜を掻き取る工程を付加することにより、基材表層中の揮発性水分と処理剤との置換及び処理剤の木地への濡れ性を更に容易にすることが出来る。
【００１７】
上記第一の処理剤に引き続き、第二の処理剤の塗工を行う。第二の処理剤は、活性エネルギー線硬化型の処理剤である。第二の処理剤に用いられる活性エネルギー線重合性成分としては、活性エネルギー線重合性オリゴマー成分を主体として、活性エネルギー線重合性モノマー成分を反応性希釈剤として用いる事が出来る。活性エネルギー線重合性オリゴマー成分としては、ウレタンアクリレート系オリゴマー（例えば、大日本インキ化学製ユニディックＶ−４２００等）、エポキシアクリレート系オリゴマー（例えば、大日本インキ化学製ユニディックＶ−５３００等）等が挙げられる。好ましくはウレタンアクリレート系オリゴマーである。反応性希釈剤として用いられる活性エネルギー線重合性モノマー成分としては、トリプロピレングリコールジアクリレート、アクリロイルモルホリン、Ｎビニルホルムアミド、ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート等が挙げられる。好ましくは、トリプロピレングリコールジアクリレート、アクリロイルモルホリン、Ｎビニルホルムアミド等である。活性エネルギー線重合性モノマー成分の含有量は３０質量％未満が好ましい。第二の処理剤も第一の処理剤と同様に無溶剤型であることが好ましい。やむを得ず揮発性溶剤を含有する場合でも、揮発性溶剤の含有量は、各処理剤中で、１０質量％未満であることが好ましい。より好ましくは５質量％未満である。
【００１８】
第二の処理剤は、好ましくは第一の処理剤の塗工と連続して、スポンジロールコーター、リバースコーター、ナチュラルロールコーターを用い、塗布温度２０〜１２０℃に加温し、塗布量１〜１０ｇ／９００ｃｍ２の条件で塗工できる。塗工速度は、２０〜３０ｍ／秒程度が好ましい。塗工機としては、特にナチュラルコーターが好ましい。
【００１９】
第二の処理剤の塗工後、活性エネルギー線を照射する。活性エネルギー線としては、紫外線、電子線等があり、処理剤組成に応じて適宜選択される。紫外線照射の場合、照射量は、２０〜３００ｍＪ／ｃｍ２、電子線照射の場合、１０〜１００ｋＧｙが好ましい。
【００２０】
こうして、本発明の木地処理方法によって、内部においては熱硬化及び又は活性エネルギー線硬化主体で硬化を進行せしめ、表層部においては第二の処理剤に起因する活性エネルギー線硬化主体で、木質系基材表層部位及び木地表層部位導管内部に欠陥の少ない樹脂固着硬化層を形成させることができる。この木地処理によって、後工程の着色、中塗り、上塗り等の工程を経て得られる塗装製品が、導管孔、ケバ、水分等に起因する、発泡、吹き出し、目太り、塗膜表面のざらつき等の欠陥が少なく、耐干割れ性、耐アルカリ性等の品質が良好で、生産性の良い塗装製品となる。
【００２１】
以下に、本発明の木地処理に続く、一般の後工程の例を着色フロア用を例に説明する。
【００２２】
着色剤含有水性塗料をスポンジロールコーターにて１．５ｇ／９００ｃｍ２程度塗布後、リバーススクイズコーターにてかきとり、更にナチュラルローラーコーターにて０．５ｇ／９００ｃｍ２程度塗布して木地着色し、約９０℃で約６０秒乾燥する。
【００２３】
ついで、紫外線硬化型無溶剤系下塗り剤をスポンジロールコーターにて２．５ｇ／９００ｃｍ２程度塗布後、リバーススクイズコーターにてかきとり、更にナチュラルローラーコーターにて０．５ｇ／９００ｃｍ２程度塗布し、紫外線照射する。
【００２４】
次に、紫外線硬化型無溶剤系中塗り剤をナチュラルロールコーターにて２ｇ／９００ｃｍ２程度塗布し、紫外線照射する。
【００２５】
次に、紫外線硬化型無溶剤系上塗り剤をナチュラルローラーコーターにて１ｇ／９００ｃｍ２程度塗布し、紫外線照射する。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例を用いて、本発明を具体的に説明する。実施例は、フロア用に用いられる厚単板突板、同じくフロア用に用いられる無垢単層板及びコンパネ用に用いられるラワン合板を、本発明の木地処理方法を施した後、標準の塗装後工程を加えた塗装製品として評価した。比較例は、実施例と同じ基材を用いて、本発明の木地処理を施さずに標準の塗装後工程を加えた塗装製品を実施例と同様の条件で評価した。
【００２７】
表１に本発明の木地処理条件を示す。表中の略号は以下を表している。
バーノック９８０−Ｓ：ヘキサメチレンジイソシアネート（大日本インキ化学製）、
ユニディックＶ−４２００：ウレタンアクリレート系ＵＶ硬化型塗料（大日本インキ化学製）、
ダロキュア１１７３：２−ヒドロキシ２メチル１フェニルプロパン１オン（チバスペシャリティケミカルズ社製光重合開始剤）、
【００２８】
【表１】
2004148631.tif 000002
【００２９】
表２、表３に本発明の木地処理以降の標準の後工程を示す。表中の略号は以下を表している。
メトローズＳＭ４０００：メチルセルロース（信越化学工業製増粘剤）
ユニディックＶ−５５０６：エポキシアクリレート、ＴＭＰＴＡ（大日本インキ化学製ＵＶ硬化型塗料）
ユニディックＶ−５５０８：エポキシアクリレート、ＨＥＭＡ、ＴＰＧＤＡ（大日本インキ化学製ＵＶ硬化型塗料）
イルガキュア１８４：１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバスペシァリティーケミカルズ社製光重合開始剤）、
ユニラント３３指定色：顔料；８〜５５％、分散剤；１０〜１２％、エチレングリコール；２０〜３１％、  水；１３〜５１％（大日本インキ化学製着色トナー）
ＷＡ−６００：アルミナ系耐摩剤（昭和電工製）
塗装機Ｓｐ−Ｒ−Ｎ：スポンジロールコーター、リバーススクイズコーター、ナチュラルロールコーターをこの順に用いる
塗装機Ｎ−Ｎ：ナチュラルロールコーターを２度通す
【００３０】
【表２】
2004148631.tif 000003
【００３１】
【表３】
2004148631.tif 000004
【００３２】
実施例は、本発明の木地処理方法を施した後、標準の塗装後工程を加えた塗装製品として評価した。比較例は、実施例と同じ基材を用いて、本発明の木地処理を施さずに標準の塗装後工程を加えた塗装製品を実施例と同様の条件で評価した。以下に評価方法を示す。また評価結果を表３に示す。
【００３３】
発泡：塗装製品を目視評価する。
◎：発泡なし、○：発泡微少、△：発泡有り、×：発泡大
【００３４】
目太り：塗装製品において表層の導管部の盛り上がりを目視評価する。
◎：目太りなし、○：目太り微少、△：目太り有り、×：目太り大
【００３５】
ざらつき：塗装製品表面を手の感触及び目視で評価する。
◎：ざらつきなし、○：ざらつき微少、△：ざらつき有り、×：ざらつき大
【００３６】
平滑性：
◎：鏡面（完全なクローズ仕上げ）、○：クローズ仕上げ、
△：セミクローズ仕上げ、×：オープン仕上げ
【００３７】
耐干割れ性：ＪＡＳ寒熱Ｂ試験１０サイクル実施後、日本塗料検査協会の塗膜評価基準「われＡ」を用いる。
◎：１０点、○：９〜８点、△：７〜６点、×：５点以下
【００３８】
耐アルカリ：塗装製品を５％ＮａＯＨに４８時間浸漬し目視評価する。
◎：変化なし、○：艶落ち微少、△：変化有り、×：軟化艶落ち
【００３９】
【表４】
2004148631.tif 000005
【００４０】
【発明の効果】
本発明によって、合板、突板貼り化粧合板及び無垢材等、木質系基材の表層部に存在する導管孔、ケバ、水分等に起因する発泡、吹き出し、目太り、表面のざらつき等塗膜欠陥が少なく、平滑且つ耐干割れ性、耐アルカリ等の品質が良好で、生産性の良い塗装製品を得る事の出来る木質系基材の木地処理方法を提供する事が出来る。