(57)【要約】【課題】木質材に対して、塗料用樹脂成分を効率よく含浸させ、良好な作業環境が維持された状態で、木質材を簡便な操作及び／又は施設で補強できる手段を提供することを課題とする。【解決手段】  ２５℃における粘度が４００ｍＰａ・ｓ以下であり、かつＮＣＯ／ＯＨ当量比が１０．０：１．０〜２５．０：１．０であり、常温で液体であるウレタンプレポリマーを含有した木質材補強用含浸性塗料及び該木質材補強用含浸性塗料が木質材に塗装された補強木質材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
２５℃における粘度が４００ｍＰａ・ｓ以下であり、かつＮＣＯ／ＯＨ当量比が１０．０：１．０〜２５．０：１．０であり、常温で液体であるウレタンプレポリマーを含有していることを特徴とする、木質材補強用含浸性塗料。
【請求項２】
該ウレタンプレポリマーが、２核体含有量  ５０〜９０％であり、２５℃における粘度  ８０ｍＰａ・ｓ以下であり、かつ常温で液体であるポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートと、活性水素基含有化合物とを反応させて得られたものである、請求項１記載の木質材補強用含浸性塗料。
【請求項３】
請求項１又は２記載の木質材補強用含浸性塗料が木質材に塗装されてなることを特徴とする、補強木質材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質材補強用含浸性塗料及び補強木質材に関し、より詳しくは、木質材等の補強に好適な木質材補強用含浸性塗料、及び補強木質材に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記木質材は、その柔軟性、加工の容易性等の長所を有する。したがって、前記木質材は、例えば、建材等として用いられている。しかしながら、前記木質材は、用途によっては、耐衝撃性、耐磨耗性等の物理的強度が十分ではないという欠点がある。
【０００３】
そこで、前記木質材の補強を行なう種々の試みがなされている。例えば、特許文献１には、木質材の製造に際して、イソシアネート化合物を化粧単板に含浸させ、ついで、該イソシアネート化合物と水とを反応させて、重合体を形成させ、固化させることにより、木質材の補強を行なう試みが開示されている。
【０００４】
前記イソシアネート化合物は、そのままでは、木質材に含浸させることが困難であり、また、含浸させることができたとしても、乾燥が困難であるという欠点がある。さらには、前記イソシアネート化合物が、木質材の表面に残存した場合、木質材を重ねると、木質材同士が接着してしまうため、ライン製造に適さないという欠点がある。そのため、前記イソシアネート化合物による木質材の補強に際して、該イソシアネート化合物を、有機溶剤、例えば、アセトン等に溶解させて用いられる場合が多い。
【０００５】
しかしながら、前記有機溶剤を用いた場合、良好な作業環境の維持が困難であるという欠点がある。
【特許文献１】特開平３−２７５３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の欠点に鑑みてなされたものであり、木質材に対して、高い補強性を発現すること、良好な作業環境が維持された状態で、木質材を簡便な操作及び／又は施設で補強できること等の少なくともいずれかを達成しうる、木質材補強用含浸性塗料を提供することを課題とする。また、本発明は、優れた物理的強度を示すこと、簡便な操作及び／又は施設で製造できること等の少なくともいずれかを達成しうる、補強木質材を提供することを課題とする。本発明の他の課題は、本明細書の記載からも明らかである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、２５℃における粘度が４００ｍＰａ・ｓ以下であり、かつＮＣＯ／ＯＨ当量比が１０．０：１．０〜２５．０：１．０であり、常温で液体であるウレタンプレポリマーを含有していることを特徴とする、木質材補強用含浸性塗料に関する。さらに、本発明は、他の側面では、前記木質材補強用含浸性塗料が木質材に塗装されたものであることを特徴とする、補強木質材に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の木質材補強用含浸性塗料によれば、木質材に対して、高い補強性を発現し、また、良好な作業環境が維持された状態で、木質材を簡便な操作及び／又は施設で補強できるという優れた効果を奏する。また、本発明の補強木質材は、優れた物理的強度を示し、また、簡便な操作及び／又は施設で製造できるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、１つの側面では、２５℃における粘度が４００ｍＰａ・ｓ以下であり、かつＮＣＯ／ＯＨ当量比が１０．０：１．０〜２５．０：１．０であり、常温で液体であるウレタンプレポリマーを含有していることを特徴とする、木質材補強用含浸性塗料に関する。
【００１０】
本発明の木質材補強用含浸性塗料は、前記ウレタンプレポリマーを含有しているため、木質材に対する高い補強性を発現するという優れた効果を奏する。また、本発明の木質材補強用含浸性塗料によれば、該木質材補強用含浸性塗料を木質材に塗装した場合に、良好な塗装表面状態を得ることができるという優れた効果を発揮する。さらに、本発明の木質材補強用含浸性塗料によれば、木質材に対して、より一層効果的に強度や柔軟性を付与することができる。また、本発明の木質材補強用含浸性塗料は、実質的に臭気等を発生せず、有機溶剤を用いた場合に比べ、良好な作業環境が維持された状態で、木質材を簡便な操作及び／又は施設で補強できる。
【００１１】
前記ウレタンプレポリマーのＮＣＯ／ＯＨ当量比は、適切な状態での強度を得る観点から、２５．０：１．０以下が好ましく、２０．０：１．０以下がより好ましく、使用に適した粘度を得る観点から、１０．０：１．０以上が好ましく、１５．０：１．０以上がより好ましい。ＮＣＯ／ＯＨ当量比が３０．０：１．０を超える場合、目的とする木質板の柔軟な強度を得られない場合があり、１０．０：１．０未満の場合、目的とする含浸性が得られない場合がある。
【００１２】
本発明の木質材補強用含浸性塗料において、前記ウレタンプレポリマーの２核体含有量は、適した粘度を得、作業性や浸透性を十分に発揮させる観点から、５０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましく、９０％以下であることが好ましく、８５％以下であることがより好ましい。２核体含有量が９０％を超えると固体となる可能性又は結晶化する可能性があり、５０％未満の場合、粘度が増加し溶剤等での希釈を必要とする場合がある。
【００１３】
なお、本明細書において、前記ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートの２核体含有量とは、２個のベンゼン環の含有量を意味し、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により決定したものである。ここで、前記ゲル浸透クロマトグラフィーにおいては、高速ＧＰＣ装置（東ソー株式会社製、商品名：ＨＬＣ−８０２０）とＧＰＣカラム〔東ソー株式会社製、内径７．８ｍｍ、長さ３０ｃｍ、商品名：ＴＳＫｇｅｌ  Ｇ６０００Ｈ  ＨＲ、Ｇ４０００Ｈ  ＨＲ、Ｇ３０００Ｈ  ＨＲ、Ｇ２０００Ｈ  ＨＲ（ＨHRシリーズ）〕とを用い、検出器として、示差屈折器を用いる。また、前記ゲル浸透クロマトグラフィーの条件は、移動相溶媒：テトラヒドロフラン、温度：４０℃、流速：０．８ｍｌ／分、試料  ８０μｌである。測定に際して用いる試料は、対象となるポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート  １ｇに、ブタノール  １０ｍｌと酢酸エチル  ５ｍｌとを添加し、一晩放置し、得られた産物を濃縮し、得られた濃縮物  ５ｍｇ相当量をテトラヒドロフラン  ２．５ｍｌに溶解させ、得られた産物を、メンブランフィルター（ＰＴＦＥ、０．４５μｍ）で濾過して得られるものである。なお、試料の評価に先立ち、試料の場合と同じ条件でジフェニルメタンジイソシアネート（２核体  １００％）の溶出位置を予め求め、かかる溶出位置に基づき、試料を評価する。２核体含有量（％）は、試料のピークのうち、２核体のジフェニルメタンジイソシアネートに対応する溶出位置のピークの面積の数値に、全ピーク面積の数値の逆数と１００とを乗ずることにより求められる。
【００１４】
本明細書において、粘度は、ＪＩＳ  Ｚ８８０３に準拠し、回転粘度計〔ブルクフィールド社製、商品名：Ｂ型回転粘度計Ｍ〕を用いて、２５℃で測定された値を意味する。
【００１５】
前記ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートとしては、代表的には、例えば、一般式（１）：
【００１６】
【化１】
2007145917.tif 000002
【００１７】
で表される化合物等又はその混合物が挙げられる。なお、前記式中のｌは、前記一般式（１）で表される化合物において、２核体含有量が５０〜９０％となり、ｌ＝０又は、例えば、１、２、３、４等で表される正の整数であればよい。
【００１８】
本発明の木質材補強用含浸性塗料において、前記ウレタンプレポリマーとしては、２核体含有量が５０〜９０％であり、２５℃における粘度が８０ｍＰａ・ｓ以下であり、かつ常温で液体であるポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（以下、「原料ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート」ともいう）と活性水素基含有化合物とを反応させて得られたものが挙げられる。
【００１９】
前記原料ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートとしては、前記一般式（１）において、ｌは、前記一般式（１）で表される化合物のうち、２核体含有量が５０〜９０％である化合物となる範囲の正の整数であればよい。
【００２０】
前記原料ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートは、得られたプレポリマーを含有した木質材補強用含浸性塗料により、木質材へのより高い浸透性を発揮させる観点及び木質材への良好な塗装表面状態を得る観点から、前記原料ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートの２５℃における粘度は、木質材への木質材補強用含浸性塗料の浸透性を向上させる観点及び木質材への良好な塗装表面状態を得る観点から、８０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、４０ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましく、１０ｍＰａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。前記原料ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートの２５℃における粘度が、８０ｍＰａ・ｓを超える場合、かかる原料ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートと活性水素基含有化合物とを反応させて得られたものが浸透するまで時間を要するため、ライン製造での効率的な作業環境を維持しにくい場合がある。したがって、溶剤等での希釈を必要とする場合がある。
【００２１】
前記活性水素基含有化合物としては、例えば、一般式（２）：
【００２２】
【化２】
2007145917.tif 000003
【００２３】
〔式中、Ｒ1は、オキシエチレン基又はオキシプロピレン基である。また、ｍは、正の数を示す。〕
で表される化合物（ジオール；活性水素基数：２）、及び一般式（３）：
【００２４】
【化３】
2007145917.tif 000004
【００２５】
〔式中、それぞれ同一又は異なってもよいＲ2、Ｒ3及びＲ4は、オキシエチレン基又はオキシプロピレン基である。それぞれ同一又は異なってもよいｎ、ｏ及びｐは、正の数を示す。〕
で表される化合物（トリオール；活性水素基数：３）が挙げられる。なお、前記一般式（２）中のｍは、前記一般式（２）で表される化合物の水酸基価が２４．９〜８２５となるような値であればよい。また、前記一般式（３）中のｎ、ｏ及びｐは、前記一般式（３）で表される化合物の水酸基価が３０〜１８５０となるような値であればよい。
【００２６】
さらに、前記活性水素基含有化合物としては、テトラオール（活性水素基数：４）、ヘキソール（活性水素基数：６）等が挙げられる。なお、前記活性水素基含有化合物において、活性水素基が多いものは、粘度が高くなる傾向にあるため、使用に適さない。前記ジオールとしては、例えば、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等が挙げられる。かかるジオールは、好ましくは、分子量４００以上のものが望ましい。また、前記トリオールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン等が挙げられる。かかるトリオールは、好ましくは、分子量２６０以上のものが望ましい。さらに、前記テトラオールとしては、ペンタエリスリトール、α−メチルグルコシド等が挙げられる。また、前記ヘキソールとしては、ソルビトール等が挙げられる。これらの活性水素基含有化合物は、用途、要求性能に応じて、適宜選択されうる。また、前記活性水素基含有化合物は、単独で又は２種以上を混合物して用いられうる。
【００２７】
前記ウレタンプレポリマーの２５℃における粘度は、木質材への木質材補強用含浸性塗料Ｂの浸透性を向上させる観点及び木質材への良好な塗装表面状態を得る観点から、４００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、２００ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましく、１００ｍＰａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。ウレタンプレポリマーの２５℃における粘度が、４００ｍＰａ・ｓを超える場合、硬化塗膜を形成する場合があり、溶剤等での希釈を必要とする場合がある。
【００２８】
前記原料ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートと、前記活性水素基含有化合物との反応の条件は、例えば、用いられる化合物の種類に応じて適宜設定することができる。
【００２９】
本発明の木質材補強用含浸性塗料は、可塑剤、触媒、界面活性剤等をさらに含有していてもよい。
【００３０】
本発明は、他の側面では、木質材補強用含浸性塗料が木質材に塗装されたものであることを特徴とする、補強木質材に関する。
【００３１】
本発明の補強木質材は、前記木質材補強用含浸性塗料が塗装されたものであるため、優れた物理的強度を示す。また、本発明の補強木質材は、簡便な操作及び／又は施設で製造できる。
【００３２】
前記木質材としては、特に限定されないが、コンクリート型枠用合板、樹木から切り出して製造された材料；木質チップ、木質ファイバー、木質粉体等を押し固めて製造された材料等が挙げられる。
【００３３】
本発明の補強木質材は、木質材補強用含浸性塗料を木質材に塗装することにより簡便に製造されうる。
【００３４】
以下、本発明を実施例等により詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００３５】
（製造例）
ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート〔日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名：ミリオネートＭＲ−２００、２核体含有量：４１％〕  １００重量部に対して、ジフェニルメタンジイソシアネート〔日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名：ミリオネートＭＴ、２核体含有量：１００％〕  １００重量部を配合させて、６０℃で３０分間混合撹拌し、２核体含有量５４％のイソシアネート液を得た。
【００３６】
（実施例１）
前記製造例１で得られた２核体含有量５４％のイソシアネート液と、ポリオキシプロピレンポリオール（活性水酸基数２、重量平均分子量：約３０００）とを、ＮＣＯ／ＯＨ当量比＝１０：１、８０℃で合成を行ない、プレポリマーを得た。かかるプレポリマーをプレポリマー１とした。
【００３７】
（実施例２）
前記製造例１で得られた２核体含有量５４％のイソシアネート液と、ポリオキシプロピレンポリオール（活性水酸基数２、重量平均分子量：約４００）とを、ＮＣＯ／ＯＨ当量比＝２０：１、８０℃で合成を行ない、プレポリマーを得た。かかるプレポリマーをプレポリマー２とした。
【００３８】
（比較例１）
２核体含有量４１％のポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート〔日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名：ミリオネートＭＲ−２００〕と、ポリオキシプロピレンポリオール（活性水酸基数２、重量平均分子量：約４００）とを、ＮＣＯ／ＯＨ当量比  ２０：１、８０℃で合成を行ない、プレポリマーを得た。かかるプレポリマーをプレポリマー３とした。
【００３９】
（比較例２）
前記製造例１で得られた２核体含有量５４％のイソシアネート液と、ポリオキシプロピレンポリオール（活性水酸基数２、重量平均分子量：約３０００）とを、ＮＣＯ／ＯＨ当量比＝５：１、８０℃で合成を行ない、プレポリマーを得た。かかるプレポリマーをプレポリマー４とした。
【００４０】
（比較例３）
前記製造例１で得られた２核体含有量５４％のイソシアネート液と、ポリオキシプロピレンポリオール（活性水酸基数２、重量平均分子量：約４００）とを、ＮＣＯ／ＯＨ当量比＝３０：１、８０℃で合成を行ない、プレポリマーを得た。かかるプレポリマーをプレポリマー５とした。
【００４１】
（試験例１）
前記実施例１のプレポリマー１、実施例２のプレポリマー２、比較例１のプレポリマー３、比較例２のプレポリマー４及び比較例３のプレポリマー５について、ＪＩＳ  Ｚ８８０３に準拠し、回転粘度計〔ブルクフィールド社製、商品名：Ｂ型回転粘度計ＢＭ〕を用いて、２５℃における粘度を測定した。
【００４２】
また、木質材として、ＪＡＳで認定されたコンクリート型枠用合板に対して、０．１ｇ／１ｃｍ2となるように、前記実施例１のプレポリマー１、実施例２のプレポリマー２、比較例１のプレポリマー３、比較例２のプレポリマー４又は比較例３のプレポリマー５を塗布し、ＪＩＳ  Ｋ７１００に規定される標準状態下（２５±２℃、相対湿度５０±５％）で乾燥するまで放置した。
【００４３】
その後、目視、指触及び顕微鏡で、前記木質材の塗装表面状態を観察した。なお、塗装表面状態の評価は、１０人のモニターにより観察し、硬化塗膜が観察されない場合を「良好」として評価した。また、木質材の塗装表面の強度を、ＪＩＳ  Ｋ７２１５で規定される方法に準拠し、タイプＤのデュロメーターを用いて、ＪＩＳ  Ｋ７１００に規定される標準状態下（２５±２℃、相対湿度５０±５％）で測定した。木質材の塗装表面の強度について、結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
2007145917.tif 000005
【００４５】
その結果、実施例１のプレポリマー１及び実施例２のプレポリマー２を用いて木質材を塗装した場合、良好な塗装表面が得られたが、比較例１のプレポリマー３及び比較例２のプレポリマー４を用いた場合、硬化塗膜が観察され、比較例３では、硬度を向上させることができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によれば、低コストで、良好な作業環境が維持された状態で、木質材を簡便な操作及び／又は施設で補強することができる。また、本発明によれば、低コストで、優れた物理的強度を有する木質材を提供できる。