JPH08157769A - 木質材用水性コーティング剤 - Google Patents

木質材用水性コーティング剤

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JPH08157769A
JPH08157769A JP30103994A JP30103994A JPH08157769A JP H08157769 A JPH08157769 A JP H08157769A JP 30103994 A JP30103994 A JP 30103994A JP 30103994 A JP30103994 A JP 30103994A JP H08157769 A JPH08157769 A JP H08157769A
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川 政 昭 山
Masanobu Hanatani
谷 政 信 花
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Abstract

(57)【要約】 【構成】水酸基含有アクリル樹脂の水性ディスパージョ
ンと、硬化剤としてのポリイソシアネートとからなる木
質材用水性コーティング剤。 【効果】上記木質材用水性コーティング剤は、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。また、このコーティング剤は、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。

Description

【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】本発明に係る木質剤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、本発明に係る木質材用水性
コーティング剤について具体的に説明する。本発明に係
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(IS
O 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50〜2
00mgKOH/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300m
l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25m
l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、20〜1
00g/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-34
6 [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】
【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。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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)とからなるこ
    とを特徴とする木質材用水性コーティング剤。
  2. 【請求項2】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に記載の木質材用水性コーティング剤。
  3. 【請求項3】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
    の木質材用水性コーティング剤。
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