(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質材表面に、水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョン（Ａ）と、硬化剤としてのポリイソシアネート（Ｂ）とからなる木質材用二液型水性コーティング剤の硬化膜を形成することを特徴とするヤニ吹き出し防止方法。
【請求項２】
前記水酸基含有アクリル樹脂が、水酸基含有アクリル−スチレン共重合体樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のヤニ吹き出し防止方法。
【請求項３】
前記水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョン（Ａ）の水酸基含有率に対するポリイソシアネート（Ｂ）のイソシアネート基含有率の当量比が０．８〜１．６であることを特徴とする請求項１または２に記載のヤニ吹き出し防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、木質材用コーティング剤に関し、さらに詳しくは松材などの木材に含まれているヤニが木材表面に滲出するのを防止してヤニ含有木材と塗膜との付着性を向上させるとともに、木材の塗料の吸い込みを止めることができるようなコーティング膜を形成する水性の木質材用コーティング剤に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
木材は建材、家具などの用途に広く用いられ、塗装されることが多い。しかしながら、松材のようにヤニを含有する木材は、ヤニが木材表面に滲出してくるため、ヤニ部分における塗膜の付着性が悪く塗膜が剥離し易いという塗装上の問題がある。
【０００３】
従来、このような問題を解決する方法として、松材などのヤニ含有木材の表面にシーラーを塗布してコーティング膜を形成することによって木材に含まれているヤニの木材表面への滲出を防止する方法がある。具体的には、ヤニ含有木材の表面に溶剤系ウレタン樹脂シーラーを塗布してコーティング膜を形成し、このコーティング膜の上に目的とする塗料を塗布する方法である。このような方法では、コーティング膜によりヤニの木材表面への滲出を防止することができるため、ヤニ含有木材と塗膜との付着性を向上させることができ、しかもこのコーティング膜の上に塗料が塗布されるため、木材の塗料の吸い込みを止めることができ、塗料の使用量を減らすことができる。
【０００４】
しかしながら、この方法で用いられるウレタン樹脂シーラーは多量の溶剤を使用するため、溶剤による公害が問題となる。
したがって、ヤニ含有木材のヤニが木材表面に滲出するのを防止してヤニ含有木材と塗膜との付着性を向上させることができるとともに、木材の塗料の吸い込みを止めることができるような水性の木質材用コーティング剤の出現が望まれている。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであって、ヤニ含有木材のヤニが木材表面に滲出するのを防止してヤニ含有木材と塗膜との付着性を向上させることができるとともに、木材の塗料の吸い込みを止めることができるような水性の木質材用コーティング剤を提供することを目的としている。
【０００６】
また、本発明は、ヤニ含有木材以外の木材、合板、パーティクルボード、ハードボードなどの木質材の塗料の吸い込みを止めることができるような水性の木質材用コーティング剤を提供することを目的としている。
【０００７】
【発明の概要】
本発明に係るヤニ吹き出し防止方法は、
木質材表面に、水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョン（Ａ）と、硬化剤としてのポリイソシアネート（Ｂ）とからなる木質材用二液型水性コーティング剤の硬化膜を形成することを特徴としている。
【０００８】
この水酸基含有アクリル樹脂は、水酸基含有アクリル−スチレン共重合体であることが好ましい。
【０００９】
【発明の具体的説明】
以下、本発明に係るヤニ吹き出し防止方法について具体的に説明する。
本発明に係るヤニ吹き出し防止方法において用いられる木質材用水性コーティング剤は、スチレン変性されていてもよい水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョン（Ａ）とポリイソシアネート（Ｂ）とからなる２液反応型の水性シーラーである。
【００１０】
水性ディスパージョン（Ａ）
本発明で用いられる水性ディスパージョン（Ａ）は、水酸基含有アクリル樹脂の水分散液であり、この水酸基含有アクリル樹脂には水酸基含有アクリル- スチレン樹脂も含まれる。
【００１１】
上記水酸基含有アクリル樹脂は、（メタ）アクリル酸または（メタ）アクリル酸エステルの重合体または共重合体であり、この（共）重合体は水酸基を含有している。
【００１２】
このような水酸基含有アクリル樹脂は、（メタ）アクリル酸または（メタ）アクリル酸エステルと、水酸基含有（メタ）アクリル酸または水酸基含有（メタ）アクリル酸エステルとを共重合させるか、あるいは水酸基含有（メタ）アクリル酸または水酸基含有アクリル酸エステルを重合させることにより製造することができる。
【００１３】
（メタ）アクリル酸エステルとしては、具体的には
メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、n-プロピル（メタ）アクリレート、i-プロピル（メタ）アクリレート、n-ブチル（メタ）アクリレート、i-ブチル（メタ）アクリレート、t-ブチル（メタ）アクリレート、2-エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ジブロモプロピル（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
【００１４】
また水酸基含有（メタ）アクリル酸エステルとしては、具体的には
2-ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、2-ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、3-ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、2-ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、3-ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、4-ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、3-クロロ-2- ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ジ-2- ヒドロキシエチルフマレート、モノ-2- ヒドロキシエチル- モノブチルフマレートなどが挙げられる。
【００１５】
水酸基含有アクリル- スチレン樹脂は、水酸基含有アクリル樹脂で用いられる上記成分のほかにスチレン類が用いられる。具体的にはスチレン、α- メチルスチレン、p-tert- ブチルスチレン、ビニルトルエンなどが挙げられる。
【００１６】
本発明で用いられる水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョン（Ａ）は、固形分含有量（ISO 1625, DIN 53 189）が通常３０〜６０％、好ましくは４０〜５０％であり、ｐＨ値（ISO 1148, DIN 53 785）が通常１．５〜９、好ましくは１．５〜８であり、水酸基価（ディスパージョンの対固形分値）が通常５０〜２００mgKOH/g 、好ましくは７０〜１５０mgKOH/g 、さらに好ましくは９０〜１２０mgKOH/g であることが望ましい。
【００１７】
本発明においては、水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョン（Ａ）として、たとえば次のような水性ディスパージョンなどが好ましく用いられる。
(1) 商品名 Luhydran LR-8833 ［ビーエーエスエフ ジャパン（株）製］
固形分含有量（ISO 1625, DIN 53 189）：４３〜４７％
ｐＨ値（ISO 1148, DIN 53 785）：１．６〜２．４
水酸基価（ディスパージョンの対固形分値）：約１００ mgKOH/g
粘度：２０〜３０ mPa.s
(2) 商品名 Luhydran LR-8845 ［ビーエーエスエフ ジャパン（株）製］
固形分含有量（ISO 1625, DIN 53 189）：４３〜４７％
ｐＨ値（ISO 1148, DIN 53 785）：１．６〜２．４
水酸基価（ディスパージョンの対固形分値）：約１００ mgKOH/g
粘度：４７〜５０ mPa.s
(3) 商品名 Bayhydrol VP-LS 2118 ［住友バイエルウレタン（株）製］
固形分含有量（ISO 1625, DIN 53 189）：３２％
ｐＨ値（ISO 1148, DIN 53 785）：７．２
水酸基価（ディスパージョンの対固形分値）：約１００ mgKOH/g
粘度：８０００ mPa.s
(4) 商品名 Macrynal VSM 2521W ［ヘキストジャパン（株）製］
固形分含有量（ISO 1625, DIN 53 189）：４２％
ｐＨ値（ISO 1148, DIN 53 785）：７．６〜８．０
水酸基価（ディスパージョンの対固形分値）：約１４０ mgKOH/g
粘度：２０００〜３０００ mPa.s
(5) 商品名 NeoCryl XK-69 ［ゼネカ（株）製］
固形分含有量（ISO 1625, DIN 53 189）：４７．５％
ｐＨ値（ISO 1148, DIN 53 785）：４．５
粘度：１５０ mPa.s
ポリイソシアネート（Ｂ）
本発明で用いられるポリイソシアネート（Ｂ）は、上記水性ディスパージョン（Ａ）の硬化剤であり、イソシアネート基を２個以上有する化合物である。
【００１８】
ポリイソシアネート（Ｂ）としては、具体的には
ジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、1,4-テトラメチレンジイソシアネート、1-メチル-2,4- ジイソシアナートシクロヘキサン、ビス（4-イソシアナートフェニル）メタン、4-メトキシ-1,3- フェニレンジイソシアネート、2,4-および2,6-トリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、6-イソプロピル-1,3- フェニレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネートなどの化合物が挙げられる。また、ポリイソシアネート（Ｂ）として下記の市販品（無溶剤型ポリイソシアネート）を用いることができる。
(1) 商品名 Basonate PLR-8878  ［ビーエーエスエフ  ジャパン（株）製］
固形分含有量（ISO 1625, DIN 53 189）：１００％
イソシアネート含有量（DIN 53 185）：１７〜１８％
粘度（DIN 53 029）：２．０〜５．０ Pa.s
(2) 商品名 Bayhydur TP-LS 2550  ［住友バイエルウレタン（株）製］
固形分含有量（ISO 1625, DIN 53 189）：１００％
イソシアネート含有量（DIN 53 185）：２２％
粘度（DIN 53 029）：２００ mPa.s
本発明においては、水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョン（Ａ）として、上述した水酸基含有アクリル酸エステル- メタクリル酸エステル- スチレン共重合体の水分散液（商品名：Luhydran LR-8833）と、上記の無溶剤型ポリイソシアネート（商品名： Basonate PLR-8878）とを組合わせて用いることが好ましい。
【００１９】
水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョン（Ａ）の水酸基含有率に対するポリイソシアネート（Ｂ）のイソシアネート基含有率の当量比（ＮＣＯ／ＯＨ）は、通常０．８〜１．６、好ましくは１．２〜１．５である。この水酸基含有率（ヒドロキシル価）は、試料１ｇ中の水酸基に相当する水酸化カリウムのミリグラム数である。
【００２０】
なお、上記のイソシアネート基含有率および水酸基含有率は、次の測定方法により求められる値である。
（１）ポリイソシアネートのイソシアネート基含有率の測定方法
共栓付３００ｍｌ容量の３角フラスコに試料約０．８〜１．２ｇ正秤し、クロルベンゼン２０ｍｌを溶解して、次にＮ／２ジブチルアミンクロルベンゼン溶液２５ｍｌを加え、緩やかに振り、１５〜２０分間密栓して室温放置後メタノール１５０ｍｌを加え、指示薬ブロムフェノールブルーを用いて、Ｎ／２塩酸溶液で滴定し、同時にブランクテストを行なって、次式からイソシアネート基含有率を算出する。
【００２１】
ＮＣＯ基＝［（Ｂ−Ａ）×ｆ×２．１］／Ｗ
Ａ：試料滴定で消費した塩酸ｍｌ数
Ｂ：ブランク滴定で消費した塩酸ｍｌ数
Ｗ：試料の量（ｇ）
ｆ：塩酸力価
（２）水酸基含有樹脂の水酸基含有率（ヒドロキシル価）の測定方法
まず、試料の量を下記の式より算出して決定する。
【００２２】
試料の量（ｇ）＝（５６．１×８）／概算の水酸基価
次いで、上記のようにして決定した量の試料を３００ｍｌ容量のケン化フラスコに採取し、フラスコ内に無水酢酸−ピリジン溶液の１０ｍｌをピペットで入れる。
【００２３】
次いで、このフラスコに空冷管を取付けてグリセリン浴に入れ、フラスコを回して試料を溶解し、１０分間ゆっくり還流する程度で加熱する。すなわち、蒸気が空冷管に達する前に凝縮する程度である。（沸点約１２０℃）
次いで、上記加熱後、フラスコを氷浴中に入れて、空冷管およびすり合わせ部分をピリジン２５ｍｌで洗い落とし、引続き０〜５℃の蒸留水５０ｍｌで洗浄する。
【００２４】
次いで、フェノールフタレインを指示薬として１Ｎ−ＮａＯＨ標準液で滴定する。
また、同様にしてブランク試験を行なう。ただし、試料および加熱操作は省く。
【００２５】
水酸基価は、下記の式より算出して求める。
水酸基価（Ｉ）＝［５６．１×（Ｂ−Ａ）Ｎ］／Ｗ
Ａ：試料滴定に要したＮａＯＨのｍｌ数
Ｂ：ブランク滴定に要したＮａＯＨのｍｌ数
Ｎ：ＮａＯＨ標準液の規定度
Ｗ：試料の量（ｇ）
もし、遊離酸または遊離アルカリを含む場合は、次式によって補正する。
【００２６】
補正水酸基価（II）＝水酸基価（Ｉ）＋酸価
または
補正水酸基価（II）＝水酸基価（Ｉ）−アルカリ価
その他の成分
本発明においては、造膜性向上剤を、本発明の目的を損なわない範囲で用いることが望ましく、予め造膜性向上剤を水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョン（Ａ）に添加することができるし、
またこの水性ディスパージョン（Ａ）とポリイソシアネート（Ｂ）との混合の際に造膜性向上剤を添加することができる。
【００２７】
また、水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョン（Ａ）の粘度が高い場合、必要に応じて有機溶剤を少量添加することができる。このような有機溶剤は、水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョン（Ａ）１００重量部に対して通常５〜１０重量部の量で用いられる。
【００２８】
木質材用水性コーティング剤の使用方法
本発明に係る木質材用水性コーティング剤は、上述したように、水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョン（Ａ）とポリイソシアネート（Ｂ）とからなる２液型のシーラーであり、ヤニ含有木材、ヤニを含まない木材、合板、パーティクルボード、ハードボードなどの木質材の表面を処理する直前に、水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョン（Ａ）とポリイソシアネート（Ｂ）とを上述したような割合で混合し、次いで、このコーティング剤を木質材表面にスプレー、ロールコーター、フローコーターなどの塗装機で塗布して乾燥させる。なお、上述したように水性ディスパージョン（Ａ）とポリイソシアネート（Ｂ）との混合の際に、必要に応じて、造膜性向上剤、有機溶剤を添加することができる。このような工程を行なうことにより木質材表面にコーティング剤の硬化膜を形成することができる。
【００２９】
このコーティング剤の塗布量は、２０〜１００ｇ／ｍ2 、好ましくは４０〜６０ｇ／ｍ2 である。上記の乾燥温度は常温〜８０℃、好ましくは４０〜６０℃である。乾燥時間は、木質材の種類、サイズおよび乾燥温度等の条件にもよるが、通常は１０〜４０分、好ましくは２０〜３０分である。乾燥温度をたとえば４０℃とするとき、木質材表面に塗布されたコーティング膜は３０分程度の乾燥時間で硬化する。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係る木質材用水性コーティング剤は、水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョン（Ａ）と、硬化剤としてのポリイソシアネート（Ｂ）とからなる水性のコーティング剤であるので、ヤニ含有木材のヤニが木材表面に滲出するのを防止してヤニ含有木材と塗膜との付着性を向上させることができるとともに、木材の塗料の吸い込みを止めることができ、しかも溶剤による公害が発生することはない。
【００３１】
また、本発明に係る木質材用水性コーティング剤は、ヤニ含有木材以外の木材、合板、パーティクルボード、ハードボードなどの木質材の塗料の吸い込みを止めることができ、しかも溶剤による公害が発生することはない。
【００３２】
本発明に係る木質材用水性コーティング剤は、アルカリ成分を含んでいないので、このコーティング剤による木質材のアルカリ劣化はない。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【００３３】
【実施例１】
水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョン Luhydran LR-8833 ［ビーエーエスエフ  ジャパン（株）製、商品名］１００重量部に、トリエタノールアミン１重量部、非イオン水１０重量部、消泡剤  BYK-346 ［BYK Chemie社製、商品名］０．２重量部、およびレベリング剤  BYK-025 ［BYK Chemie社製、商品名］０．１重量部を加えて均一になるように攪拌して水性樹脂組成物を調製した。
【００３４】
次いで、この組成物に、ポリイソシアネート Basonate PLR-8878  ［ビーエーエスエフ  ジャパン（株）製、商品名］３０重量部をメチルプロピルアセテート１５重量部で希釈した溶液を添加して水性コーティング剤を得た。得られた水性コーティング剤におけるイソシアネート基含有率と水酸基含有率との当量比は、約１．６であった。
【００３５】
得られた水性コーティング剤を１５ｃｍ×３０ｃｍの松材の平板に、塗布量が５０〜６０ｇ／ｍ2 となるように刷毛塗りした。
次いで、刷毛塗りした平板を常温で４８時間乾燥した後、６０℃に保った恒温機内に１カ月間放置した後取り出し、平板表面のヤニ吹き出し状態を目視観察し、水性コーティング剤のヤニ吹き出し防止効果を評価した。
【００３６】
結果を第１表に示す。
【００３７】
【実施例２】
実施例１において、実施例１のポリイソシアネートのメチルプロピルアセテートの代わりに、ポリイソシアネート Basonate PLR-8878  ［ビーエーエスエフジャパン（株）製、商品名］１５重量部をメチルプロピルアセテート７．５重量部で希釈した溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして水性コーティング剤を得た。得られた水性コーティング剤におけるイソシアネート基含有率と水酸基含有率との当量比は、約０．８であった。
【００３８】
得られた水性コーティング剤のヤニの吹き出し防止効果を、実施例１と同様にして評価した。
結果を第１表に示す。
【００３９】
【実施例３】
実施例１において、実施例１のポリイソシアネートのメチルプロピルアセテートの代わりに、ポリイソシアネート Bayhydur TP-LS 2550  ［住友バイエルウレタン（株）製、商品名］１７重量部をメチルプロピルアセテート８．５重量部で希釈した溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして水性コーティング剤を得た。得られた水性コーティング剤におけるイソシアネート基含有率と水酸基含有率との当量比は、約１．２であった。
【００４０】
得られた水性コーティング剤のヤニの吹き出し防止効果を、実施例１と同様にして評価した。
結果を第１表に示す。
【００４１】
【実施例４】
水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョン Luhydran LR-8845 ［ビーエーエスエフ  ジャパン（株）製、商品名］１００重量部に、トリエタノールアミン１重量部、非イオン水１０重量部、消泡剤  BYK-346 ［BYK Chemie社製、商品名］０．２重量部、およびレベリング剤  BYK-025 ［BYK Chemie社製、商品名］０．１重量部を加えて均一になるように攪拌して水性樹脂組成物を調製した。
【００４２】
次いで、この組成物に、ポリイソシアネート Basonate PLR-8878  ［ビーエーエスエフ  ジャパン（株）製、商品名］２３重量部をメチルプロピルアセテート８．５重量部で希釈した溶液を添加して水性コーティング剤を得た。得られた水性コーティング剤におけるイソシアネート基含有率と水酸基含有率との当量比は、約１．２であった。
【００４３】
得られた水性コーティング剤のヤニの吹き出し防止効果を、実施例１と同様にして評価した。
結果を第１表に示す。
【００４４】
【実施例５】
水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョン Bayhydrol VP-LS 2118 ［住友バイエルウレタン（株）製、商品名］１００重量部に、トリエタノールアミン１重量部、非イオン水１０重量部、消泡剤 BYK-346 ［BYK Chemie社製、商品名］０．２重量部、およびレベリング剤 BYK-025 ［BYK Chemie社製、商品名］０．１重量部を加えて均一になるように攪拌して水性樹脂組成物を調製した。
【００４５】
次いで、この組成物に、ポリイソシアネート Bayhydur TP-LS 2550 ［住友バイエルウレタン（株）製、商品名］１７重量部をメチルプロピルアセテート８．５重量部で希釈した溶液を添加して水性コーティング剤を得た。得られた水性コーティング剤におけるイソシアネート基含有率と水酸基含有率との当量比は、約１．５であった。
【００４６】
得られた水性コーティング剤のヤニの吹き出し防止効果を、実施例１と同様にして評価した。結果を第１表に示す。
【００４７】
【比較例１】
実施例１と同じ水性樹脂組成物（ポリイソシアネートが配合されていない）のヤニの吹き出し防止効果を、実施例１と同様にして評価した。
【００４８】
結果を第１表に示す。
【００４９】
【比較例２】
実施例１において、実施例１のポリイソシアネートのメチルプロピルアセテートの代わりに、ポリイソシアネート Basonate PLR-8878  ［ビーエーエスエフジャパン（株）製、商品名］９重量部をメチルプロピルアセテート４．５重量部で希釈した溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして水性コーティング剤を得た。得られた水性コーティング剤におけるイソシアネート基含有率と水酸基含有率との当量比は、約０．５であった。
【００５０】
得られた水性コーティング剤のヤニの吹き出し防止効果を、実施例１と同様にして評価した。
結果を第１表に示す。
【００５１】
【比較例３】
実施例１において、実施例１のポリイソシアネートのメチルプロピルアセテートの代わりに、ポリイソシアネート Basonate PLR-8878  ［ビーエーエスエフジャパン（株）製、商品名］４６重量部をメチルプロピルアセテート２３重量部で希釈した溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして水性コーティング剤を得た。得られた水性コーティング剤におけるイソシアネート基含有率と水酸基含有率との当量比は、約２．４であった。
【００５２】
得られた水性コーティング剤のヤニの吹き出し防止効果を、実施例１と同様にして評価した。
結果を第１表に示す。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
第１表より明らかなように、本発明による水性コーティング剤は、ヤニの防止効果が優れていた。