JP2002192071A - 木質基材に対する塗膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 木質基材上に粉体塗料を塗装して塗膜を形成
する方法において、ワキ（発泡跡）の少ない塗膜を形成
する。 【解決手段】 粉体塗料を塗装する前に、木質基材を空
焼きし、好ましくは粉体塗料を予備塗装して下地塗膜を
形成した後、所定膜厚となるように下地塗膜上に粉体塗
料を本塗装することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木材やフローリン
グ材などの木質基材の上に粉体塗料を塗装して塗膜を形
成する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】木材や
フローリング材の耐久性及び美感を高めるため、その表
面上にクリヤ塗膜などの塗膜が形成される場合がある。
木材やフローリング材等の木質基材は、耐熱性に劣るた
め、高温に加熱することができないので、常温硬化型の
ウレタン塗料などを用いてこのようなクリヤ塗膜が形成
されている。膜厚の厚いクリヤ塗膜を形成する場合に
は、重ね塗りすることにより形成される。

【０００３】上記のように多数回重ね塗りすると、その
製造工程が煩雑化するという問題がある。また、近年、
有機溶剤などの溶媒などを用いない粉体塗料が、環境衛
生上好ましいとして注目されている。このような粉体塗
料を用いて木質基材上に塗膜を形成することができれ
ば、一度に膜厚の厚い塗膜を形成することができ、また
環境衛生の面からも好ましいと考えられる。

【０００４】しかしながら、木質基材には、多量の水分
が含まれており、また表面に凹凸を有するため、粉体塗
料を塗装して塗膜を形成すると、加熱溶融の際に発泡を
生じ、いわゆるワキ（発泡跡）が多数発生し、実用に耐
え得る塗膜を形成することができないという問題があっ
た。

【０００５】本発明の目的は、木質基材上に粉体塗料を
塗装して塗膜を形成する際に発泡跡の発生を少なくする
ことができる塗膜形成方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、木質基材の上
に粉体塗料を塗装して塗膜を形成する方法であり、粉体
塗料を塗装する前に、木質基材を空焼きすることを特徴
としている。

【０００７】粉体塗料を塗装する前に、木質基材を空焼
きすることにより、粉体塗料を塗装して加熱溶融させる
際に発生するワキ（発泡跡）を少なくすることができ
る。従って、形成された塗膜にワキ（発泡跡）が生じる
のを抑制することができる。

【０００８】本発明において、空焼きの温度は、木質基
材から発泡跡の原因となる水分等を除去できる温度であ
ればよく、例えば６０〜１５０℃の範囲内から選択する
ことができる。好ましくは、１１０〜１３０℃の範囲内
である。また、加熱時間は、加熱温度により適宜選択す
ることができ、例えば、５〜２４０分の範囲内から選択
することができる。好ましくは、２０〜６０分である。

【０００９】また、本発明においては、空焼き後の木質
基材の熱を利用して木質基材上に塗装された粉体塗料を
溶融させて付着させることが好ましい。木質基材は絶縁
性であるので、静電塗装等により塗装すると、粉体塗料
が木質基材上で静電反発し、十分な塗着率を得ることが
できない。空焼き後の温度が高い木質基材上に粉体塗料
を塗装すると、木質基材の熱により粉体塗料が溶融し、
静電反発を生じることなく粉体塗料を付着させることが
できる。従って、空焼き後、木質基材の温度が高い状態
で、粉体塗料を塗装することが好ましい。

【００１０】また、本発明においては、空焼き後、粉体
塗料を予備塗装し、これを加熱溶融して下地塗膜を形成
した後、所定膜厚となるように下地塗膜上に粉体塗料を
本塗装することが好ましい。予備塗装した粉体塗料を加
熱溶融して下地塗膜を形成する際、木質基材から水分や
空気等が発生し、それらが下地塗膜に対してワキ（発泡
跡）を発生させずに外部に放出される。従って、その後
の本塗装では、木質基材から水分や空気等がほとんど生
じなくなり、本塗装の塗膜にワキ（発泡跡）が発生する
のを抑制することができるものと思われる。従って、下
地塗膜は、水分や空気等を発泡跡を残さずに通すもので
あることが好ましい。このような観点から、下地塗膜
は、例えば塗膜が点在するような不連続な塗膜であるこ
とが好ましい。また、平均膜厚が８０μｍ以下、好まし
くは３０μｍ以下の連続した塗膜であることが好まし
い。

【００１１】また、下地塗膜に少量のワキが発生する場
合、このワキをサンドペーパー等で研磨して取り除いた
後、粉体塗料を本塗装してもよい。また、予備塗装は、
１回に限定されるものではなく、予備塗装を複数回繰り
返して下地塗膜を形成してもよい。

【００１２】本発明において、本塗装は、平滑性を付与
させるに必要な膜厚となるように、比較的多量の粉体塗
料を塗装する工程である。本発明において用いる粉体塗
料は、特に限定されるものではなく、紫外線硬化性、熱
硬化性、及び熱可塑性のいずれであってもよいが、好ま
しくは紫外線硬化型粉体塗料または熱硬化型粉体塗料が
用いられる。

【００１３】本発明において、粉体塗料が紫外線硬化型
粉体塗料である場合、予備塗装でのＵＶ（紫外線）照射
により木質基材の温度が低下しているので、本塗装する
前に、木質基材を予備加熱することが好ましい。予備加
熱の温度及び時間は、上記の空焼きの温度及び時間と同
程度であることが好ましく、８０〜１５０℃の温度範囲
で、１０〜１２０分程度であることが好ましい。さらに
好ましくは２０〜６０分である。なお、加熱時間は、加
熱温度により適宜選択することができる。

【００１４】また、予備加熱後は、空焼き後と同様に、
木質基材の熱を利用して、木質基材上に本塗装された粉
体塗料を溶融して付着させることが好ましい。紫外線硬
化型粉体塗料を用いる場合には、下地塗膜を形成させる
際、粉体塗料を加熱溶融した後、紫外線を照射して下地
塗膜を硬化させることが好ましい。しかしながら、粉体
塗料を加熱溶融しながら紫外線を照射してもよい。

【００１５】紫外線硬化型粉体塗料に用いる樹脂として
は、紫外線で硬化し得る樹脂であれば特に限定されるも
のではないが、ポリエステル樹脂またはアクリル樹脂を
主成分としていることが好ましい。例えば以下の（１）
〜（５）の樹脂が挙げられる。

【００１６】（１）ポリエステル樹脂が含有するカルボ
ン酸基に、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）を反応
させることにより、重合性官能基を付与させたメタクリ
レート基含有ポリエステル樹脂。

【００１７】（２）不飽和モノマーにより二重結合を導
入したポリエステル樹脂と、多官能アクリレートオリゴ
マーの２成分からなる樹脂。 （３）グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）含有アクリ
ル樹脂にアクリル酸を付加させ、アクリル基を架橋性官
能基とするアクリル樹脂。

【００１８】（４）エポキシ樹脂にアクリル酸を付加す
ることにより、アクリル基を架橋性官能基とするエポキ
シ樹脂。 （５）多官能アルコールにジイソシアネートを介して水
酸基含有メタクリレートを導入した樹脂。

【００１９】また、上記樹脂には、光重合開始剤及びそ
の他の添加物が添加される。光重合開始剤としては、紫
外線硬化型樹脂に一般的に用いられる光重合開始剤を単
独または２種以上組み合わせて用いることができる。具
体的には、芳香族カルボニル化合物、アントラキノン及
びその誘導体、チオキサントン及びその誘導体、ベンゾ
インエーテル及びその誘導体、アルファージオン及びそ
の誘導体、ベンジルアルキルアセタール及びその誘導
体、アセトフェノン誘導体、ホスフィンオキサイド類な
どが挙げられる。必要に応じて光増感剤も使用すること
ができる。

【００２０】その他の添加剤としては、顔料、表面調整
剤、フロー剤等の粉体塗料に必要な添加剤を添加するこ
とができる。本発明において、粉体塗料が熱硬化型粉体
塗料である場合、粉体塗料を加熱溶融させた後、熱硬化
により下地塗膜を形成することが好ましい。また、下地
塗膜を形成した後、引き続き粉体塗料を本塗装し、加熱
溶融させて熱硬化することが好ましい。ここで加熱溶融
させて熱硬化させる時の温度は、１００〜１８０℃、好
ましくは１１０〜１７０℃で、その時間は１０分〜１２
０分、好ましくは２０〜６０分である。

【００２１】熱硬化型粉体塗料の樹脂としては、ポリエ
ステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などを用いる
ことができ、硬化系は、ブロックイソシアネート硬化
系、酸エポキシ硬化系、フェノールエポキシ硬化系、β
−ヒドロキシアルキルアミド硬化系、ヒドラジドエポキ
シ硬化系、アミンエポキシ硬化系などの従来から一般的
な硬化系を用いることができる。好ましくは、アクリル
樹脂の酸エポキシ硬化系が好ましい。すなわち、エポキ
シ基含有アクリル樹脂とジカルボン酸からなる熱硬化型
粉体塗料である。

【００２２】なお、上記のβ−ヒドロキシアルキルアミ
ド硬化系とは、カルボキシル基と、以下の式で示される
β−ヒドロキシアルキルアミド硬化剤との反応による硬
化系のことである。

【００２３】

【化１】

【００２４】（式中、Ｒ¹ は、水素原子、メチル基また
はエチル基、Ｒ² は、水素原子、炭素原子数１〜５のア
ルキル基またはＨＯＣＨ（Ｒ¹）ＣＨ₂−、Ａは２価の炭
化水素基を示す。） 本発明において、木質基材の空焼き及び予備加熱並びに
粉体塗料の加熱溶融等は、赤外線照射による加熱や、熱
風による加熱等により行うことができる。

【００２５】本発明において用いられる木質基材は、特
に限定されるものではなく、木材、フローリング材、ま
たは木片などが挙げられる。本発明において用いる粉体
塗料の体積平均粒子径としては、５〜５０μｍであるこ
とが好ましく、さらに好ましくは５〜４０μｍであり、
さらに好ましくは５〜３０μｍである。

【００２６】また、本発明において用いる粉体塗料は、
一般には木質基材が有する外観模様を生かすため、クリ
ヤ塗料であることが好ましい。従って、顔料を含まない
塗料であることが好ましい。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に基づいて
さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら
限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲に
おいて適宜変更して実施することが可能なものである。

【００２８】（実施例１〜６及び比較例１）粉体塗料と
して、以下の表１に示す配合の紫外線硬化型粉体塗料を
調製して用いた。

【００２９】粉体塗料は常法に従い、原材料を予備混合
し、この混合物を混合機を用いて混練した後、微粉砕し
篩にかけて製造した。表１において用いた原材料は以下
の通りである。

【００３０】・不飽和ポリエステル樹脂：商品名「ＵＶ
ＥＣＯＡＴ ２０００」、ＵＣＢケミカルズ社製 ・光開始剤：商品名「イルガキュアー ２９５９」、チ
バスペシャルティケミカルズ社製 ・流動調整剤：商品名「アクロナール４Ｆ」、ＢＡＳＦ
社製

【００３１】

【表１】

【００３２】木質基材としては、８０ｍｍ×１３０ｍｍ
×厚さ５ｍｍの平板木材を用いた。実施例１〜６につい
ては、表２に示す条件で空焼きした後、粉体塗料を塗装
した。実施例１では、空焼き後、本塗装を行った。実施
例２〜４では、空焼き後、予備塗装した後、本塗装を行
った。実施例５では、空焼き後、予備塗装を２回行った
後、本塗装を行った。実施例６では、空焼き後、予備塗
装し、下地塗膜を紫外線照射により硬化させた後、発生
したワキを研磨により除去した後、本塗装を行った。塗
膜のＵＶ（紫外線）照射による硬化は、５００ｍＪの条
件で行った。

【００３３】表２において、予備塗装の膜厚として「ダ
スト」と表示しているのは、粉体塗料を点在させた状態
で塗装したものであり、下地塗膜が不連続であり、部分
的に基材表面が露出していると考えられる。

【００３４】比較例１では、空焼きを行わず、本塗装を
行った。以上のようにして木材上に形成した塗膜につい
て、その外観を以下の基準で評価した。

【００３５】×：塗膜の表面に多数のワキが認められ、
塗膜が白濁している。 ○：塗膜表面のワキが少なく、塗膜が透明である。 ◎：塗膜表面のワキが非常に少ないかあるいはほとんど
認められず、塗膜が透明である。

【００３６】評価結果を表２に示す。

【００３７】

【表２】

【００３８】表２に示す結果から明らかなように、本発
明に従い、粉体塗料を塗装する前に、空焼きを行うこと
により、塗膜にワキが発生するのを抑制することができ
ることがわかる。

【００３９】（実施例７〜１０及び比較例２）粉体塗料
として、表３に示す原材料及び配合で、熱硬化型粉体塗
料を調製して用いた。

【００４０】表３に示す原材料は以下の通りである。 ・エポキシ基含有アクリル樹脂：商品名「ファインディ
ックＡ２０７Ｓ」、大日本インキ社製 ・エポキシ樹脂：商品名「エポトートＮＴ１１４」、東
都化成社製 ・流動調整剤：商品名「レベラーＰ」、アクリルエステ
ル、日本ペイント社製

【００４１】

【表３】

【００４２】粉体塗料は、上記実施例と同様にして製造
した。また、木質基材も、上記実施例と同様の木材を用
いた。実施例７〜１０は、表４に示す条件で空焼きした
後、粉体塗料を塗装した。実施例７では、空焼き後、本
塗装を行った。実施例８〜９では、空焼き後、予備塗装
を行った後、本塗装を行った。実施例９では、予備塗装
後、下地塗膜に発生したワキをサンドペーパーで研磨し
て取り除いた後、本塗装を行った。実施例１０では、空
焼き後、予備塗装を２回行った後、本塗装を行った。

【００４３】比較例２は、空焼きを行わず、粉体塗料を
本塗装した。以上のようにして得られた塗膜の外観を実
施例１と同様の基準で評価した。評価結果を表４に示
す。

【００４４】

【表４】

【００４５】表４に示すように、本発明に従い、空焼き
した後粉体塗料を塗装した実施例７〜１０においては、
比較例２に比べワキの発生が抑制されていることがわか
る。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、木質基材上に粉体塗料
の塗装によりワキ（発泡跡）の少ない塗膜を形成するこ
とができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０５Ｄ 7/24 ３０１ Ｂ０５Ｄ 7/24 ３０１Ｔ ３０１Ｒ Ｂ２７Ｋ 5/00 Ｂ２７Ｋ 5/00 Ｆ Ｂ２７Ｍ 3/00 Ｂ２７Ｍ 3/00 Ｍ 3/04 3/04 Ｆターム(参考） 2B230 AA13 AA22 BA18 EA30 EB05 EB12 2B250 AA05 BA03 FA33 FA35 FA37 GA03 HA01 4D075 AE05 AE16 AE17 BB24X BB26Z BB46Z DB21 EA02 EA19 EA21

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木質基材の上に粉体塗料を塗装して塗膜
   を形成する方法であって、 粉体塗料を塗装する前に、木質基材を空焼きすることを
   特徴とする木質基材に対する塗膜形成方法。
2. 【請求項２】 空焼き後の木質基材の熱を利用して、木
   質基材上に塗装された粉体塗料を溶融させて付着させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の木質基材に対する塗
   膜形成方法。
3. 【請求項３】 空焼き後、粉体塗料を予備塗装し、これ
   を加熱溶融して下地塗膜を形成した後、所定膜厚となる
   ように前記下地塗膜上に粉体塗料を本塗装することを特
   徴とする請求項１または２に記載の木質基材に対する塗
   膜形成方法。
4. 【請求項４】 下地塗膜が不連続な塗膜であることを特
   徴とする請求項３に記載の木質基材に対する塗膜形成方
   法。
5. 【請求項５】 下地塗膜が膜厚８０μｍ以下の連続した
   塗膜であることを特徴とする請求項３に記載の木質基材
   に対する塗膜形成方法。
6. 【請求項６】 下地塗膜に発生したワキを研磨して取り
   除いた後、粉体塗料を本塗装することを特徴とする請求
   項３〜５のいずれか１項に記載の木質基材に対する塗膜
   形成方法。
7. 【請求項７】 予備塗装を複数回繰り返して下地塗膜を
   形成することを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項
   に記載の木質基材に対する塗膜形成方法。
8. 【請求項８】 粉体塗料が紫外線硬化型粉体塗料であっ
   て、本塗装する前に、木質基材を予備加熱することを特
   徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載の木質基材
   に対する塗膜形成方法。
9. 【請求項９】 予備加熱後の木質基材の熱を利用して、
   木質基材上に本塗装された粉体塗料を溶融して付着させ
   ることを特徴とする請求項８に記載の木質基材に対する
   塗膜形成方法。
10. 【請求項１０】 粉体塗料を加熱溶融した後、紫外線を
    照射して下地塗膜を硬化させることを特徴とする請求項
    ８または９に記載の木質基材に対する塗膜形成方法。
11. 【請求項１１】 粉体塗料が熱硬化型粉体塗料であっ
    て、粉体塗料を加熱溶融させた後、熱硬化により下地塗
    膜を形成することを特徴とする請求項３〜７のいずれか
    １項に記載の木質基材に対する塗膜形成方法。
12. 【請求項１２】 下地塗膜を形成した後、引き続き粉体
    塗料を本塗装し、加熱溶融させて熱硬化することを特徴
    とする請求項１１に記載の木質基材に対する塗膜形成方
    法。
13. 【請求項１３】 木質基材が、木材、フローリング材、
    または木片であることを特徴とする請求項１〜１２のい
    ずれか１項に記載の木質基材に対する塗膜形成方法。