JP2009051986A - 木材用塗料組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】消防法上の危険物第４類第２石油類に該当する従来の油性の木材保護塗料の特徴である性能と塗り易さを維持しながら、該第４類第２石油類より引火性が低く、しかも環境汚染の問題を生じることのない木材用塗料組成物を提供する。
【解決手段】アクリル樹脂、添加剤および溶剤を含有する塗料であって、揮発成分である溶剤が引火点７０℃以上２００℃未満の範囲のもののみで構成されていることを特徴とする木材用塗料組成物であり、この場合、アクリル樹脂が１０〜３０重量％の範囲内で含有されているのが好ましい。
【選択図】なし

Description

この発明は、木材保護塗料に関し、特に、木材の防腐、防カビ等のために用いられる油性の木材保護塗料に関する。

従来から、木材保護塗料は、住宅、建築物および家具などに木目や木肌を活かした半透明の着色と、防腐および防カビを目的とした塗装に、広く一般に使用されている。その木材保護塗料は水性と油性の２種類の商品が、ホームセンターなどで販売されている。

水性の木材保護塗料は、消防法上の非危険物に該当するので安全性は高いが、水性のためカビが生え易い、顔料の沈殿防止に使用する増粘剤の影響で木材の内部への浸透性が悪い、また、冬場など気温が低い時に造膜し難い、さらには、塗装後に短時間で降雨があった場合には塗膜が流れるといった性能面での問題がある。

逆に、油性の木材保護塗料は、性能面での問題はなく非常に塗り易く木材保護塗料の主流ではあるが、消防法上の第４類第２石油類に該当する危険物であり、引火点が７０℃未満で引火性が高い。そのため、それ以上の数量の貯蔵等には所定の基準を満たした危険物施設を必要とする消防法上の指定数量が１０００Ｌであり、さらにその１／５以上である２００Ｌ以上の貯蔵等も消防法上「少量危険物」に該当して種々の法規制がある結果、そのような規制を受けずに行い得るホームセンターなどの店頭販売における貯蔵、取り扱いは２００Ｌ未満に限定されるという制限があった。そのため、店頭には空缶を陳列しているホームセンターもあり、注文がある度に倉庫まで走って取りに行かなければならないという煩雑さが問題であった。

一方、消防法上の危険物第４類第３石油類に該当する溶剤の使用は、引火点が７０℃以上であり前記第４類第２石油類より引火性は高くなるが、高沸点であって溶剤の乾燥に長時間を要するため、従来、木材保護塗料用溶剤としては殆ど検討対象にもされておらず、僅かに、イソプロピルブロマイド及びノルマルプロピルブロマイドを主成分として含有する溶剤第１成分と危険物第４類第３石油類のＮ−メチルピロリドンを溶剤第２成分として用いたプラスチック用溶剤組成物の開示が認められる程度である（例えば、特許文献１参照）。しかし、この場合、ハロゲン化物を揮発溶剤として使用しているため、環境汚染の問題が懸念される。
特開平１１−１７２２９０公報、段落００１９〜００２３。

そこで、この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、第４類第２石油類に該当する従来の油性の木材保護塗料の特徴である性能と塗り易さを維持しながら、該第４類第２石油類より引火性が低く、しかも環境汚染の問題を生じることのない木材用塗料組成物を提供して、より安全で、かつ前記空缶での店頭陳列など販売時の煩雑さを著しく改善することを目的とするものである。

本発明者は、（１）一般に、鉄板などに塗装した塗料は塗膜の表面からのみ溶剤が蒸発して乾燥するのに対して、木材に塗装した場合は塗料中の溶剤分が塗膜表面のみならず木材の内部にも浸透して乾燥を促進すること、また、（２）一般の塗料は、塗膜の性能を維持するため膜厚を１平方メートル当たり２５ミクロン程度／回塗装するのに対して、木材保護塗料の場合は、木目や木肌を活かすため、また、木材の伸縮による塗膜のワレを防止するため、１平方メートル当たり１０ミクロン程度／回という薄膜であることに着目し、鋭意研究した結果、塗膜形成成分としてアクリル樹脂を用いた場合に、揮発成分の溶剤が消防法の第４類第３石油類に該当する引火点７０℃以上２００℃未満の溶剤だけを溶剤として用いても、溶剤の乾燥時間等を含む塗料の性能が、引火点が７０℃未満の従来の塗料とほぼ同等である塗料組成物が得られることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明のうち第１の発明は、アクリル樹脂、添加剤および溶剤を含有する塗料であって、揮発成分である溶剤が引火点７０℃以上２００℃未満の範囲内にあるもののみで構成されていることを特徴とする木材用塗料組成物である。

揮発成分である溶剤は、塗膜形成成分であるアクリル樹脂の溶解、希釈に用い、木材保護塗料を薄く塗装するのに不可欠な成分であるが、ここで「引火点７０℃以上２００℃未満の範囲のもの」とは、消防法上の危険物第４類第３石油類に該当する溶剤を意味し、次の様な石油系有機溶剤が挙げられる。

例えば、市販されているものとして、スワゾール１８００（芳香族系、蒸留範囲１９６〜２４７℃、引火点７７℃、丸善石油化学（株）製）、ソルベッソ２００（芳香族系、蒸留範囲２２６〜２８６℃、引火点１００℃、エクソンモービル（有）製）、ハイゾールＳＡＳ２９６（芳香族系、蒸留範囲２９０〜３０５℃、引火点１５２℃、新日本石油（株）製）、ナフテゾール２００（ナフテン系、蒸留範囲２０１〜２１７℃、引火点７４℃、新日本石油（株）製）、ナフテゾールＭＳ−２０Ｐ（ナフテン系、蒸留範囲１９４〜２２０℃、引火点７１℃、新日本石油（株）製）、アルケンＬ（アルキルベンゼン、蒸留範囲２８５〜３０９℃、引火点１５２℃、新日本石油（株）製）が挙げられる。そのほかに、カクタスソルベントＰ−１８０（日鉱石油化学（株）製）、サートレックス６０（エクソンモービル（有）製）、アイソパーＭ（エクソンモービル（有）製）、エクソールＤ１１０（エクソンモービル（有）製）、エクソールＤ１３０（エクソンモービル（有）製）なども挙げられる。

いずれも、高沸点溶剤（例えば、スワゾール１８００は、蒸留範囲が１９６〜２４７℃の溶剤）であるが、これらのうち、乾燥性の面からは上記蒸留範囲（初留点〜乾点）の乾点が低いものが好ましく、また、塗膜形成成分の溶解性という面からは芳香族系の溶剤が好ましい。

これらの高沸点溶剤は、塗膜形成成分の溶解性に問題のない範囲で、単独または２種以上併用することができる。また、これらの高沸点溶剤の好ましい配合割合は、木材用塗料組成物の全重量中、６０〜９０重量％であり、より好ましくは、７０〜８５重量％とするのが良い。

本発明において、アクリル樹脂は、塗膜形成成分であり、木材保護塗料で塗装された木材の表面を保護する機能を有する。作業性とコストの面からは、１液の常温乾燥タイプとして用いるのが好ましい。また、本発明の木材用塗料組成物において、アクリル樹脂は１０〜３０重量％の範囲内で含有されているのが好ましい（第２発明）。３０重量％を超えると塗膜の中間層に含まれる高沸点溶剤が抜け難くなって乾燥しにくくなる傾向にあり、１０重量％未満では塗膜形成による木材保護が損なわれる傾向にあるからである。なお、アクリル樹脂は、高沸点溶剤の乾燥性と木材保護の観点から、より好ましくは１０〜２０重量％の範囲内で含有されているのが良い。

本発明に用いる添加剤の１つは、撥水剤である。撥水剤は、木材の表面に撥水性を付与するものであればよいが、具体的には、ポリエチレンワックス、パラフィンワックスおよび酸化ポリオレフィンワックスなどが例示される。好ましいのは、パラフィンワックスであり、融点が３０〜７０℃、好ましくは３０〜５０℃のものを選択すると良い。また、第１発明、第２発明の木材用塗料組成物において、撥水剤は０．５〜３重量％の範囲内で含有されているのが好ましい。３重量％超えても、撥水効果の向上はほとんどなく、０．５重量％未満では撥水効果が不十分となるからである。なお、撥水剤は、より好ましくは１〜２重量％の範囲内で含有されているのが良い。

また、本発明に用いる添加剤の１つは、着色剤である。着色剤は、木材を好みの色に着色するものであり、具体的には、カーボンブラック、酸化チタン、黄色酸化鉄、赤色酸化鉄、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーンなどの無機系、有機系の顔料が例示される。これらの着色剤は、単独または２種以上併用することができる。着色剤の好ましい配合割合は、木材用塗料組成物の全重量中、０．５〜５重量％であり、より好ましくは、１〜３重量％とするのが良い。ただし、着色剤の配合割合は０重量％にして、木材保護塗料の色相をクリヤーにしてもよい。

また、本発明に用いる添加剤の１つは、防蟻防腐剤である。防蟻防腐剤は、木材に防蟻防腐防カビ性を付与するものであり、具体的には、有機ヨード系化合物、トリアゾール系化合物、スルファミド系化合物、四級アンモニウム化合物などの防腐防カビ剤と、ピレスロイド系化合物、ネオニコチノイド系化合物などの防虫剤が例示される。これらは、単独または２種以上併用することができる。防蟻防腐剤の好ましい配合割合は、木材用塗料組成物の全重量中、１〜５重量％であり、より好ましくは、２〜３重量％とするのが良い。

さらに、本発明においては、本発明の効果を阻害しない範囲で、例えば、分散剤、紫外線吸収剤、タレ止め剤、沈降防止剤、消泡剤、つや消し剤などの公知の添加剤を添加することができる。なお、以上の各種添加剤は、単独で用いても良く、または２種以上を混合して用いても良い。

第１発明の木材用塗料組成物は、従来の第４類第２石油類に該当する木材保護塗料よりも高沸点で引火性が低く、より安全で扱い易い、消防法上の第４類第３石油類に該当するものの、以下の実施例に示すように、従来の油性の木材保護塗料の特徴である溶剤の乾燥時間等を含む塗料の性能と塗り易さを維持することができ、また、各種添加剤の添加効果も、溶剤として従来の第４類第２石油類を用いた場合と同じであった。その結果、第１発明の木材用塗料組成物によれば、消防法上の第４類第３石油類に該当するため、指定数量が従来の第４類第２石油類の２倍の２０００Ｌとなるので、その１／５の４００Ｌ未満の貯蔵等であれば消防法上「少量危険物」に該当しないことになり、ホームセンターなどでの店頭陳列限度を従来の２倍の４００Ｌ未満にできることから、より安全で、かつ前記空缶での店頭陳列など販売時の煩雑さを著しく改善できるメリットがあり、さらに、ハロゲン化物を含まないため、環境汚染の問題も生じることもない。

また、第２発明によれば、塗膜形成成分としてのアクリル樹脂の配合量を１０〜３０重量％の範囲内と低くすることにより、溶剤の乾燥速度を速めつつ、木材保護塗料の場合は、木目や木肌を活かすため、また、木材の伸縮による塗膜のワレを防止するため、１平方メートル当たり１０ミクロン程度／回という薄膜にするというニーズに対応できる。

つぎに、実施例を挙げ、本発明をより詳細に説明するが、これらは本発明を実施するための具体例とその結果（効果）を示す一例に過ぎず、本発明はこれらの実施例に何ら制約されるものではない。

（実施例１）
表１に示す実施例１の配合成分と配合量において、（１）着色剤として「カーボンブラックＭＡ１００の０．０５重量部、タロックスＬＬ−ＸＬＯの１．６重量部、タロックスＲ−５１６−Ｌの０．３５重量部」、アクリル樹脂溶液として「ヒタロイド１１５２ＳＷの６重量部」、溶剤として「スワゾール１８００の２重量部」をディスパーでプレミックスした後、サンドミルを用いて分散し、ミルベース１０重量部を得、（２）別途、撥水剤として「パラフィンワックス１１５の１重量部」と溶剤として「スワゾール１８００の９重量部」をディスパーで混合してワックス液１０重量部を得た。（３）最後に、アクリル樹脂溶液として「ヒタロイド１１５２ＳＷの２０重量部」、溶剤として「スワゾール１８００の５７重量部」をディスパーで攪拌しながら、前記（２）のミルベース１０重量部、前記（３）のワックス液１０重量部、および防蟻防腐剤として「ホートキシンＣＴＦの３重量部」を添加し、混合して木材用塗料組成物（塗装後の外観はキャメル色）を調整した。

（実施例２）
表１に示す実施例２の配合成分と配合量の組成物であり、次のように調整して得た。すなわち、実施例１（１）において、着色剤のカーボンブラックＭＡ１００の０．０５重量部を０．１重量部に変更し、着色剤のタロックスＬＬ−ＸＬＯの１．６重量部を０．６重量部に変更し、着色剤のタロックスＲ−５１６−Ｌの０．３５重量部を１．３重量部に変更し、実施例１（１）〜（３）において、溶剤のスワゾール１８００の６８重量部のうち３０重量部を溶剤のソルベッソ２００に変更して、実施例１と同様の操作で木材用塗料組成物（塗装後の外観はチーク色）を調整した。

（実施例３）
表１に示す実施例３の配合成分と配合量において、撥水剤として「パラフィンワックス１１５の１重量部」、溶剤として「スワゾール１８００の９重量部」をディスパーで混合してワックス液１０重量部を得た。次に、アクリル樹脂の溶液であるヒタロイド１１５２ＳＷの３０重量部、溶剤であるスワゾール１８００の５７重量部をディスパーで攪拌しながら、前記のワックス液１０重量部、および防蟻防腐剤であるホートキシンＣＴＦの３重量部を添加し、混合して木材保護塗料クリヤー色を調整した。

（比較例１）
アクリル樹脂溶液のヒタロイド１１５２ＳＷをヒタロイド１１５２（アクリル樹脂、中沸点溶剤ミネラルスピリットの５０重量％溶液、日立化成工業（株）製）に変更し、溶剤のスワゾール１８００を溶剤のミネラルスピリットＡ（ミネラルスピリット、脂肪族系中沸点溶剤（蒸留範囲１５０〜２００℃）、引火点４３℃、新日本石油（株）製）に変更した以外は、実施例１と同一の配合成分を、それぞれ同一重量部配合し、実施例１と同様の操作で消防法上の第４類第２石油類に該当する木材用塗料組成物（塗装後の外観はキャメル色）を調整した。

（比較例２）
市販の油性の木材保護塗料、商品名アウトドアステイン（アクリル樹脂系、キャメルウッド色、ケミプロ化成（株）製）を比較例２として用いた。なお、この商品には第４類第２石油類に該当すること、及び撥水剤、防腐剤の配合が表示されている。

（比較例３）
同様に、市販の油性の木材保護塗料、商品名キシラデコール（アルキド樹脂系、チーク色、日本エンバイロケミカルズ（株）製）を比較例３として用いた。なお、この商品には第４類第２石油類に該当すること、及び撥水剤、防腐剤の配合が表示されている。

（比較例４）
比較例３の商品名キシラデコール（アルキド樹脂系、チーク色、日本エンバイロケミカルズ（株）製）１００ｇに含まれている溶剤約７０ｇを、窒素雰囲気下で、大部分蒸発させ、スワゾール１８００の６０ｇを加えて溶液とする溶剤置換を行って調整し、これを比較例４として用いた。溶剤置換の結果、比較例４の溶剤は、約８５重量％が第３石油類のスワゾール１８００となるが、約１５重量％程度の第２石油類が残留して混入されている。

実施例１〜実施例３及び比較例１〜比較例４の木材用塗料組成物の性能評価を次のようにして行った。

１．試験片の作製
実施例１〜３および比較例１〜２で得られた木材保護塗料を柾目の杉板（長さ１５０ｍｍ、幅７０ｍｍ、面積１．０５ｄｍ２）に幅３０ｍｍの試験用刷毛を用いて、０．７ｍＬ塗布し、室温で２〜４時間乾燥させた後、再度０．７ｍＬ塗布して試験片とした。比較例３、４は、室温で２４時間乾燥させた後、再度０．７ｍＬ塗布して試験片とした。

２．性能評価１
実施例１〜３および比較例１〜４の試験片を、室温で３日間乾燥させた後、それらの外観、刷毛作業性、透明感、撥水性および乾燥性についての以下の評価を行った。その結果を表２に示す。なお、表２において、乾燥形態が「酸化重合」とは、溶剤揮発によってある程度は乾燥するが、硬化乾燥には塗膜形成成分の酸化重合が必要ということを意味する。また、表２において、溶剤が（高沸点）とは蒸留範囲が１９６〜２４７℃以上であることを意味し、溶剤が（中沸点）とは該高沸点溶剤よりも蒸留範囲が低い溶剤（例えば比較例１の溶剤の蒸留範囲は１５０〜２００℃）であることを便宜的に示す。

（１）外観
塗装面の色調を目視観察して評価した。
○：色調が鮮やか。（屋外暴露後は、色調の変化なし。）
△：色調が少し不鮮明。（屋外暴露後は、色調の変化が少しあり。）
×：色調にボケがある。（屋外暴露後は、色調の変化が大きい、または退色あり。）
（２）刷毛作業性
刷毛塗り時の、刷毛のすべり、塗料の伸びなどの塗り易さを評価した。
○：非常に塗り易い。
△：刷毛のすべり、または、塗料の伸びのどちらかに問題がある。
×：刷毛がすべり、塗料の伸びも悪く塗り難い。
（３）透明感
塗装面の透明感を木目の見え具合で目視観察して評価した。
○：半透明で、木目が鮮やかに見える。
△：少し不透明で、木目がボケて見える。
×：不透明で、木目が見えない。
（４）撥水性
塗装面に、水滴を垂らした時の状態を目視観察して評価した。
○：丸味のある水滴状態が保持された。
△：やや丸みに欠ける水滴状態を発現した。
×：丸みが無く、水滴が広がった。
（５）乾燥性
ＪＩＳ法に準じて、次の基準で乾燥時間を測定した。
指触乾燥：塗装面の中央に触れてみて、指先が塗料で汚れない状態。
硬化乾燥：塗装面を親指と人差し指で強く挟んでも、指紋によるへこみがつかず、
また、塗装面を繰り返し擦っても、摺り痕がつかない状態。

表２に示すように、実施例１，３の溶剤は高沸点溶剤（蒸留範囲が１９６〜２４７℃）であるにも拘わらず、塗膜形成成分としてアクリル樹脂を用いた場合には、該アクリル樹脂の溶剤として脂肪族系中沸点溶剤（例えば、蒸留範囲１５０〜２００℃）を用いた比較例１，２と硬化乾燥時間は同じ１６時間である。また、指触乾燥時間も４時間程度であり、良好であるといえる。さらに、実施例１の溶剤のスワゾール１８００（蒸留範囲が１９６〜２４７℃）の６８重量部のうち３０重量部を溶剤のソルベッソ２００（蒸留範囲が２２６〜２８６℃）に変更して用いた実施例２の場合は、乾点が高くなるので、指触乾燥時間、硬化乾燥時間は増大するが、それでも、それぞれ、６時間、２４時間程度であり、実用上問題は生じない。また、外観、刷毛作業性、添加剤として撥水剤を用いた場合の撥水性についても、実施例１〜３は、従来の第２石油類を溶剤として用いた比較例１，２と同等である。

一方、塗膜形成成分としてアルキド樹脂を用いた場合には、比較例４に示すように、実施例１、３で用いた高沸点溶剤（蒸留範囲が１９６〜２４７℃）を溶剤の８５重量％として用いると、この場合、従来の第２石油類が１５重量％混入して、実施例１，３の場合よりも沸点が若干低下していると考えられるにも拘わらず、従来の第２石油類を溶剤として用いた比較例３に比べて、硬化乾燥時間が著しく増大し７２時間程度にもなる。また、指触乾燥時間も３６時間程度となり、実用上問題となる。

３．性能評価２
実施例１、実施例２、比較例２および比較例３の試験片を室温で７日間乾燥させた後、南面の屋外にて、垂直暴露試験を６ヶ月間に亘って実施し、試験後の状態を評価した。外観、透明感および撥水性の評価方法は性能評価１と同様に実施し、防カビ性についても評価した。その結果を表３に示す。

（６）防カビ性
○：カビの発生なし。
△：試験片の上面にわずかにカビが発生。
×：試験片の１／３以上の面積にカビが発生。

実施例１および実施例２の木材用塗料組成物は、同じアクリル樹脂を塗膜形成成分として用いた比較例２に比べ、外観、透明感が同じであり、添加剤として、撥水剤、防蟻防腐剤を用いた場合の、撥水性、防カビ性も同等であることを示すと共に、アルキド樹脂を塗膜形成成分として用いた比較例３に比べれば、外観、透明感、撥水性が優れていることを示している。

４．性能評価３
実施例１および実施例３の木材保護塗料を、住友金属テクノロジー（株）に依頼して、クリーブランド開放式引火点測定器により引火点を測定した。実施例１の引火点は９２℃、実施例３の引火点は８６℃という結果であった。この結果は、本発明の木材用塗料組成物は、消防法上の危険物第４類第３石油類に該当することを示している。

Claims (2)

1. アクリル樹脂、添加剤および溶剤を含有する塗料であって、揮発成分である溶剤が引火点７０℃以上２００℃未満の範囲内にあるもののみで構成されていることを特徴とする木材用塗料組成物。
2. アクリル樹脂が１０〜３０重量％の範囲内で含有されていることを特徴とする請求項１記載の木材用塗料組成物。