(57)【要約】【課題】優れた耐久性を持った木製部材を提供することを目的とする。また、木製部材に用いる木質基材用塗料組成物、及びその塗料組成物を使用した木質基材の保護方法を提供することを目的とする。【解決手段】木質基材の表面の全部又は一部に、塗料組成物によって形成された塗膜を有し、前記塗膜の透湿度が０．２〜８０ｇ／ｍ２・２４ｈｒであり、前記塗料組成物のＪＩＳ Ａ６０２１：２０１１にしたがって測定した破断時の伸び率が２００〜５００％である木製部材。前記塗料組成物のＪＩＳ Ａ６０２１：２０１１にしたがって測定した引張強さが０．６０Ｎ／ｍｍ２以上あることが好ましい。また、前記塗膜の膜厚が、０．０５〜５．００ｍｍ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】
木質基材の表面の全部又は一部に、塗料組成物によって形成された塗膜を有する木製部材であって、
前記塗膜の透湿度が０．２〜８０ｇ／ｍ２・２４ｈｒであり、
前記塗料組成物のＪＩＳ Ａ６０２１：２０１１にしたがって測定した破断時の伸び率が１００〜５００％であることを特徴とする木製部材。
【請求項２】
前記塗料組成物のＪＩＳ Ａ６０２１：２０１１にしたがって測定した引張強さが０．６０Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項１に記載の木製部材。
【請求項３】
前記塗膜の膜厚が、０．０５〜５．００ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の木製部材。
【請求項４】
木質基材の表面に所定の膜厚の塗膜を形成するために用いる塗料組成物であって、該塗料組成物のＪＩＳ Ａ６０２１：２０１１にしたがって測定した破断時の伸び率が１００〜５００％であり、塗料組成物によって所定の膜厚に形成される塗膜の透湿度が０．２〜８０ｇ／ｍ２・２４ｈｒであることを特徴とする木質基材用塗料組成物。
【請求項５】
木質基材の表面に防黴剤、防腐剤、及び防虫剤から選択される１種類以上を含有する木質基材保存剤を塗布した後に、請求項４に記載の木質部材用塗料組成物によって木質基材の表面に塗膜を形成することを特徴とする木質基材の保護方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主に建築物に利用され、木質基材の表面に塗料組成物によって形成された塗膜を備えた木製部材と、その木製部材に使用される木質基材用塗料組成物、及び木質基材の保護方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築物や家具などの部材として多くの木質材料（以下、木製部材という。）が使用されている。これらの木製部材は、木の素地を露出させたまま使用することもあるが、多くの場合、表面に塗装処理を施している。
【０００３】
塗装処理を行なう目的は様々である。例えば、木製部材は日光、紫外線、風雨などによって劣化しやすいため、木製部材の耐水性や耐久性を向上させるために塗装処理を行なうことがある。それ以外にも、木製部材は汚れが付着しやすいため、木製部材の耐汚染性の向上させるために塗装処理を行なうことがある。
【０００４】
一般的に、塗装処理に用いる塗料組成物としては、ステイン塗料のように、油、樹脂、ワックスなどを木製部材に浸みこませて木製部材の表面を改質するものや、木製部材の表面に塗膜を形成するものなどがある。また、木製部材に浸みこみ更に表面に塗膜を形成するものもある。
【０００５】
例えば、特許文献１には、木製部材の表面に塗膜を形成する塗料として、保護コロイド水溶液に粗リグノフェノール誘導体を混入したものと、アクリルエマルションとを配合してなることを特徴とする水性木材用塗料が記載されている。
【０００６】
また、木には調湿機能があることが知られている。木は湿度が高いときには空気中の水分を吸収し、湿度が低いときには空気中に水分を放出する特性（以下、吸放湿性という。）があり、それによって湿度の変化を抑えようとする。このとき木は、水分を吸収したときには膨張し、水分を放出したときには収縮している。
【０００７】
塗膜処理には、木の吸放湿性を損なわないことが求められることがあり、このようなときには、木への水分の出入りを妨害しないように透湿性がある塗料が使用される。一方、木の膨張収縮による体積変化を抑えることが求められることもあり、このようなときには、木への水分の出入りを抑制するために防湿性がある塗料が使用される。
【０００８】
木の表面に防湿性がある透湿度の小さい層を形成したものとして、特許文献２等がある。特許文献２には、木質単板の表面に透湿度が１００ｇ／ｍ２・２４ｈｒ以下である複合フィルム層を形成した複合フィルム被覆木質化粧材が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１６３４９０号公報
【特許文献２】特開２０００−２０２８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
透湿性がある塗料によって塗装処理をした木製部材は吸放湿によって膨張収縮を繰り返す。また、木製部材が反り等によって変形することがあった。塗装処理によって木製部材の表面に塗膜を形成した場合には、木製部材の膨張収縮や変形によって、塗膜にもクラックが発生し、そのクラックから侵入した水によって木製部材が劣化することがあった。そのため、塗装処理によって木製部材の表面に塗膜を形成したとしても十分な耐久性が得られない場合があった。
【００１１】
防湿性がある透湿度の小さい塗料を使用すると膨張収縮や変形を低減することができるが、僅かな膨張収縮や変形を完全に抑制することは難しい。そのため木製部材を長期間にわたって使用した場合には、僅かな膨張収縮を繰り返しや変形によって塗膜にクラックが発生して十分な耐久性が得られない場合があった。
【００１２】
本発明は、優れた耐久性を持った木製部材を提供することを目的とする。また、木製部材に用いる木質基材用塗料組成物、及びその塗料組成物を使用した木質基材の保護方法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】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、木質基材の表面の全部又は一部に、塗料組成物によって形成された塗膜を有する木製部材であって、前記塗膜の透湿度が０．２〜８０ｇ／ｍ２・２４ｈｒであり、前記塗料組成物のＪＩＳ Ａ６０２１：２０１１にしたがって測定した破断時の伸び率が１００〜５００％であることを特徴とする木製部材である。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の木製部材において、前記塗料組成物のＪＩＳ Ａ６０２１：２０１１にしたがって測定した引張強さが０．６０Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の木製部材において、前記塗膜の膜厚が、０．０５〜５．００ｍｍであることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、木質基材の表面に所定の膜厚の塗膜を形成するために用いる塗料組成物であって、該塗料組成物のＪＩＳ Ａ６０２１：２０１１にしたがって測定した破断時の伸び率が１００〜５００％であり、塗料組成物によって所定の膜厚に形成される塗膜の透湿度が０．２〜８０ｇ／ｍ２・２４ｈｒであることを特徴とする木質基材用塗料組成物である。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、木質基材の表面に防黴剤、防腐剤、及び防虫剤から選択される１種類以上を含有する木質基材保存剤を塗布した後に、請求項５に記載の木質部材用塗料組成物によって木質基材の表面に塗膜を形成することを特徴とする木質基材の保護方法である。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、耐久性に優れた木製部材を提供することができる。また、請求項２及び３に記載の発明によれば、より耐久性に優れた木製部材が得られる
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、耐久性に優れた木製部材を形成可能な木質基材用塗料組成物を提供することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、より長期間にわたって木質基材を保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の木製部材は、木質基材の表面の全部又は一部に、塗料組成物によって形成された塗膜を有するものである。
【００２２】
前記塗膜は、透湿度が０．２〜８０ｇ／ｍ２・２４ｈｒであって、前記塗料組成物は、ＪＩＳ Ａ６０２１：２０１１にしたがって測定した破断時の伸び率が１００〜５００％である。
【００２３】
透湿度が０．２〜８０ｇ／ｍ２・２４ｈｒであることで、塗膜にクラックなどの欠陥が発生しにくくなる。これは、透湿度の小さい塗膜が木質基材の吸放湿を抑制し、それによって木質基材の膨張収縮が低減されるからだと推測される。
また、破断時の伸び率が１００〜５００％であることにより、塗膜にクラックなどの欠陥が発生しにくくなる。これは、木質基材の僅かな膨張収縮の繰り返しや変形に塗膜が追従できるからだと推測される。
【００２４】
前記木製部材は、主には建築物の内壁、外壁、柱、梁などに使用される部材である。また、柵、塀、杭などの土木構造物、椅子、棚などの家具に使用される木製部材であてもよい。また、この木製部材は、建築物等に取り付けたり設置したりする部材に予め塗膜を形成したものに限らず、既に建築物等に取り付けられている部材に塗料組成物を塗装して塗膜を形成したものであってもよい。
【００２５】
前記木質基材は、その材質は木であればその種類は特に限定されない。例えば、杉、松、ヒノキ、ケヤキ、ワラン、ホワイトウッド、スプルーフス、スプルースなどの木によって形成されたものであればよい。また、合板、集成材、或いはパーティクルボードのように複数の木片から形成されたものでもよい。
【００２６】
前記塗料組成物は、ＪＩＳ Ａ６０２１：２０１１にしたがって測定した破断時の伸び率が１００〜５００％である。破断時の伸び率はより好ましくは２００〜４５０％であり、特に好ましくは３００〜４００％である。なお、この破断時の伸び率はＪＩＳ Ａ６０２１：２０１１のアクリルゴム系外壁用塗膜防水材の試験方法によって測定する。破断時の伸び率が２００〜５００％であれば、塗膜の欠陥がより発生しにくくなる。
前記破断時の伸び率が１００％未満の場合には、木質基材の僅かな膨張収縮の繰り返しや変形に対する塗膜の追従が十分でない場合がある。逆に破断時の伸び率が５００％を超える場合には、塗膜が軟らかすぎて塗膜表面に傷がつきやすくなったり、塗膜に汚れが付着したりするおそれがある。
【００２７】
前記塗料組成物は、結合材として合成樹脂を含有する塗料組成物であり、前記の透湿度及び破断時の伸び率の条件を満たすものであれば、その組成は特に限定されない。
【００２８】
前記合成樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂などの合成樹脂を単独又は共重合したものを用いればよい。また、２種類以上の合成樹脂を混合して用いてもよい。
【００２９】
また、塗料組成物は、合成樹脂以外の添加剤や顔料を含有してもよい。
【００３０】
前記添加剤としては、通常、塗料組成物に用いられるものを使用でき、例えば、粘性調整剤、分散剤、消泡剤、造膜助剤、湿潤剤、凍結防止剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、レベリング剤、シランカップリング剤等が挙げられる。また、防黴剤、防腐剤、及び防虫剤を使用してもよい。
【００３１】
これらの中でも、紫外線吸収剤を添加しておくと、木質基材への紫外線の照射を抑制し、木製部材の耐久性をより向上させることができる。木質基材の表面が紫外線によって劣化すると、木質基材と塗膜との密着性が低下するなどの現象が発生するので、木製部材の耐久性を損ないやすい。また、木質基材が劣化することで、木製部材の美観も損なわれる。
【００３２】
紫外線吸収剤としては、公知のものを用いればよく、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シュウ酸アニリド系化合物などを使用することができる。これらの化合物は、単独で用いても、２種類以上の化合物を併用してもよい。
【００３３】
前記顔料としては、酸化チタン、酸化亜鉛、黄鉛、亜鉛華、黄色酸化鉄、ベンガラ、カーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムエロー、酸化クロム、プルシアンブルー、コバルトブルー等の無機系着色顔料、アゾ顔料、ジケトピロロピロール顔料、ベンズイミダゾロン顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリン顔料、イソインドリノン顔料、スレン系顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、ジオキサン系顔料等の有機系着色顔料、タルク、クレー、炭酸カルシウム等の体質顔料などを使用することができる。
【００３４】
前記塗料組成物の引張強さは、０．６０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましく、０．８０Ｎ／ｍｍ２以上であることがより好ましく、１．００Ｎ／ｍｍ２以上であることが特に好ましい。なお、この引張強さはＪＩＳ Ａ６０２１：２０１１のアクリルゴム系外壁用塗膜防水材の試験方法によって測定する。
引張強さが前記の数値以上であることによって、木質基材の表面の膨張収縮による動き、特に収縮による動きを抑制できるため塗膜の欠陥がより発生しにくくなり、より耐久性に優れた木製部材が得られる。
【００３５】
前記塗料組成物によって形成される塗膜は、所定の厚みに形成した塗膜の透湿度が０．２〜８０ｇ／ｍ２・２４ｈｒである。なお、この透湿度はＪＩＳ Ｚ０２０８：１９７６（カップ法）にしたがって測定する。
所定の厚みとは木質基材の表面に形成された塗膜の厚みであり、木製部材の仕様によって異なる。ＪＩＳ Ｚ０２０８：１９７６の透湿度の測定には塗膜のみを使用するので、木製部材から塗膜を剥離して測定する。或いは、木製部材に塗膜を形成した塗料組成物を用いて所定の厚みの塗膜を作製して、その塗膜の透湿度を測定してもよい。
【００３６】
前記透湿度はより好ましくは３〜５０ｇ／ｍ２・２４ｈｒであり、特に好ましくは５〜３０ｇ／ｍ２・２４ｈｒである。この範囲にあるとき、木質基材の膨張収縮を低減することができるため、より耐久性に優れた木製部材が得られる。前記透湿度が０．２ｇ／ｍ２・２４ｈｒ未満である場合には、木質基材の含水率が高い場合に木質基材そのものが腐食しやすくなるおそれがある。逆に８０ｇ／ｍ２・２４ｈｒを超える場合には木質基材からの水分蒸発が多すぎて木質基材にクラックが生じやすくなるおそれがある。
【００３７】
また、前記塗膜は透明な塗膜であることが好ましい。それによって、木の素材感や風合いを生かすことができる。建築物等に木製部材を使用するときには、木の質感による意匠性を得ることを目的にしている場合が多いので、塗膜は透明であることが好ましい。
【００３８】
具体的な透明度としては、塗膜の可視光波長領域における全光線透過率が８０％以上、ヘイズ値が１０．０以下であることが好ましい。なお、塗膜の全光線透過率とヘイズ値は、ＪＩＳ  Ｋ７１０５、ＪＩＳ  Ｋ７１３６、及びＪＩＳ  Ｋ７３６１−１に準じて測定できる。 
塗料組成物によって木質基材の表面に塗膜を形成するため、塗膜の全光線透過率が小さ過ぎたり、ヘイズ値が大きすぎたりすると、木の木目がぼやけてしまうなどして、木の素材感が薄れてしまう。より木の素材感や風合いを活かすに、塗膜の全光線透過率が８５％以上、ヘイズ値が５．０以下であることがより好ましい。
【００３９】
前記塗膜の膜厚は、０．０５〜５．００ｍｍであることが好ましく、０．０８〜４．００ｍｍであることがより好ましく、０．１〜３．００ｍｍであることが特に好ましい。塗膜が薄すぎると、塗膜が木質基材の膨張収縮に十分に追従してできずに、塗膜にクラック等の欠陥が生じやすくなる。逆に、膜厚が厚すぎると、前記の全光線透過率とヘイズ値が得がたい。また、全光線透過率とヘイズ値が十分であっても、膜厚が厚すぎると木の素材感や風合いが損なわれる。よって、塗膜が十分な性能を発揮し、且つ木の素材感や風合いを活かすには膜厚が前記範囲にあることが好ましい。
【００４０】
塗料組成物によって木質基材の表面に塗膜を形成するには、木質基材に塗料組成物を塗布して乾燥、硬化させればよい。塗布方法は特に限定しないが、ローラー、ハケ、エアスプレー、エアガン、エアレススプレー、エアレスガン等の一般に用いられる塗装器具や塗装機を使って塗布すればよい。
【００４１】
なお、木質基材に塗膜を形成する部分は任意であって、木質基材の表面全体に塗膜を形成してもよいし、表面の一部にのみ形成してもよい。例えば、木製部材が建築物の外壁に使用する場合などは、木の劣化要因である水や日光や紫外線などに曝される部分にのみに塗膜を形成するだけでも、十分な耐久性が得られる。
【００４２】
木質基材に塗料組成物を塗布する前に、木質基材と塗膜との密着性向上などを目的としたプライマー塗料や、木材保存剤を塗布しておいてもよい。
【００４３】
特に、木材保存剤として、防黴剤、防腐剤、防虫剤を含むものを予め塗布しておくと、木質基材の劣化を抑えることができ、木製部材の耐久性を更に向上させることができる。また、木質基材の黴や腐食を抑えることで、木製部材の美観も維持することができる。これらは、１種類だけ用いてもよいし、目的によって２種類以上を併用してもよい。
防黴剤、防腐剤、防虫剤は、塗料組成物に添加しておくこともできるが、木質基材に直接塗布した後に塗料組成物による塗膜を形成した方が、より効果を発揮する。
【００４４】
防黴剤としては、公知のものを用いればよく、例えば、トリアゾール系化合物、フタルイミド系化合物、スファミド系化合物、ニトリル系化合物、ベンゾチアゾール系化合物、チオシアネート系化合物などを用いることができる。これらの化合物は、単独で用いても、２種類以上の化合物を併用してもよい。
【００４５】
防腐剤としては、公知のものを用いればよく、例えば、有機ヨード系化合物、トリアゾール系化合物などを用いることができる。これらの化合物は、単独で用いても、２種類以上の化合物を併用してもよい。
【００４６】
防虫剤としては、公知のものを用いればよく、例えば、有機リン系化合物、カルバメート系化合物、ピレスロイド系化合物、フェニルピラゾール系化合物、フェニルピラゾール系化合物などを用いることができる。これらの化合物は、単独で用いても、２種類以上の化合物を併用してもよい。
【００４７】
木材保存剤の塗布量は、木材保存剤の種類や木質基材の材質や状態などによって適宜決定すればよい。
【実施例】
【００４８】
木製部材を作製して、耐久性を評価した。木製部材の仕様、評価方法、評価結果を以下に記す。
【００４９】
（木質基材）
木質基材は、２００ｍｍ×４００ｍｍ×厚み３０ｍｍの杉板とした。
また、実施例１０の木質基材は、杉板に予めトリアゾール系木材保存剤を塗布しておいた。なお、トリアゾール系木材保存剤は防腐及び防黴の効果がある。
【００５０】
（塗料組成物）
塗料組成物の組成、ＪＩＳ Ａ６０２１：２０１１にしたがって測定した破断時の伸び率及び引張強さを表１に示す。
なお、表１中の各材料の詳細は以下の通りである。
塗料組成物としては、塗料Ａ、塗料Ｂ、塗料Ｃ、塗料Ｄ、塗料Ｅ、塗料Ｆ、塗料Ｇ、塗料Ｈ、及び塗料Ａに紫外線吸収剤及び／又は木材保存剤を添加したものを使用した。
塗料Ａの組成は、アクリルシリコ−ン共重合樹脂エマルジョン（不揮発分５６質量％、ガラス転移点−１５℃）１００質量部、添加剤（増膜助剤、粘性調整剤、消泡剤）５質量部。
塗料Ｂの組成は、アクリルスチレン共重合樹脂エマルジョン（不揮発分４９質量％、ガラス転移点−２５℃）１００質量部、添加剤（増膜助剤、粘性調整剤、消泡剤）４質量部。
塗料Ｃの組成は、アクリル樹脂エマルジョン（不揮発分５０質量％、ガラス転移点０℃）１００質量部、添加剤（増膜助剤、粘性調整剤、消泡剤）５質量部。
塗料Ｄの組成は、アクリル樹脂エマルジョン（不揮発分４６質量％、ガラス転移点８℃）１００質量部、添加剤（増膜助剤、粘性調整剤、消泡剤）５．５質量部。
塗料Ｅの組成は、塗料Ａと同じアクリルシリコ−ン共重合樹脂エマルジョン（不揮発分５６質量％、ガラス転移点−１５℃）１００質量部、コロイダルシリカ５質量部、添加剤（増膜助剤、粘性調整剤、消泡剤）５質量部。
塗料Ｆの組成は、塗料Ａと同じアクリルシリコ−ン共重合樹脂エマルジョン（不揮発分５６質量％、ガラス転移点−１５℃）１００質量部、酸化チタン５質量部、炭酸カルシウム１０質量部、添加剤（界面活性剤、増膜助剤、粘性調整剤、消泡剤）７質量部。
塗料Ｇの組成は、アクリルスチレン共重合樹脂（不揮発分４５質量％、ガラス転移点２５℃）１００質量部、添加剤（増膜助剤、粘性調整剤、消泡剤）９質量部。
塗料Ｈの組成はアクリルシリコーン共重合樹脂エマルジョン（不揮発分５２％、ガラス転移点−３５℃）、添加剤（増膜助剤、粘性調整剤、消泡剤）４質量部である。
紫外線吸収剤は、ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤。
木材保存剤は、トリアゾール系木材保存剤。
【００５１】
（木製部材）
前記木質基材に、前記の各塗料組成物を塗装して木製部材を作製した。塗料組成物によって形成された塗膜の乾燥膜厚及び透湿度を表１及び表２に示す。
【００５２】
（評価方法）
木製部材の耐久性を評価するために、屋外曝露試験を行なった。木製部材を水平から３０度の角度で表面が南面になるようにして屋外に設置し、１６ヶ月間静置した。なお、実施例１〜７及び比較例１の木製部材は各３個ずつ曝露した。
その後、木製部材の表面を目視で観察して、以下のように評価した。評価結果を表１に示す。
〇：塗膜に異常がない。
△：塗膜に割れ、膨れ、汚れ等の異常が見られる、又は木質基材に異常がみられ
る。
×：塗膜の剥離、脱落が見られる。
【００５３】
【表１】
2013176906.tif 000002
【００５４】
【表２】
2013176906.tif 000003
【００５５】
（評価結果）
塗膜の透湿度が小さく、十分な伸び率がある実施例１〜１４の木製部材では、塗膜に異常が見られなかったが、伸び率が小さい比較例１の木製部材では、塗膜が剥離してしまっており、塗膜はほとんど残っていなかった。そのため、木製部材の表面は、劣化と汚れによって黒く変色してしまっていた。
比較例２の木製部材は、実施例１〜１４の木製部材と比較して塗膜の汚れが酷く、屋外曝露前の木製部材から大きく変色していた。
比較例３の木製部材は、塗膜には異常は見られなかったが、木製基材の表面がやや腐食して変色していた。
また、紫外線吸収剤を添加していない実施例１〜６、実施例８、及び実施例１１〜１４の木製部材は、塗膜の異常はなかったが、木質基材の表面がやや白っぽく変色していた。一方、紫外線吸収剤を添加した実施例７及び実施例９〜１０の木製部材では、そのような変色は見られなかった。
また、木材保存剤を添加していない実施例１〜７、及び実施例１１〜１４の木製部材では、木質基材の表面に僅かに黴が発生しているものも見られたが、木材保存剤を添加した実施例８〜９の木製部材と木材保存剤を木質基材に塗装しておいた実施例１０の木製部材では黴は見られなかった。