JP2020063403A - 硬化性組成物およびその用途 - Google Patents
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Description
〔1〕(A)合成樹脂エマルジョン、
(B)高吸水性樹脂、
(C)体質顔料、および
(D)ポリイソシアネート化合物
を含有してなる樹脂組成物であって、
前記(B)高吸水性樹脂が、球状粒子および/または球状の一次粒子が凝集した二次粒子を含むことを特徴とする硬化性組成物。
〔2〕前記(B)高吸水性樹脂が、球状の一次粒子が凝集した二次粒子を含み、該二次粒子の中位粒子径が、100〜500μmである、前記〔1〕に記載の硬化性組成物。
〔3〕前記(B)高吸水性樹脂が、アクリル酸金属塩の重合体および/またはその架橋物を含む、前記〔1〕または〔2〕に記載の硬化性組成物。
〔4〕前記(A)合成樹脂エマルジョンが、アクリル樹脂系エマルジョンである、前記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔5〕硬化性組成物の固形分100質量%中、前記(B)高吸水性樹脂の固形分が0.005〜0.1質量%である、前記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔6〕硬化性組成物の固形分100質量%中、前記(D)ポリイソシアネート化合物が5〜50質量%である、前記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔7〕硬化性組成物の固形分100質量%中、前記(C)体質顔料が5〜70質量%である、前記〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔8〕23℃において回転式粘度計で測定した粘度が5〜25dPa・sである、前記〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔9〕前記〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の硬化性組成物からなる木質材用シーラー組成物。
〔10〕前記〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の硬化性組成物からなる木質材用パテ組成物。
〔11〕前記〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の硬化性組成物、前記〔9〕に記載の木質材用シーラー組成物、および前記〔10〕に記載の木質材用パテ組成物のいずれかから形成された塗膜または硬化体。
〔12〕前記〔9〕に記載の木質材用シーラー組成物または前記〔10〕に記載の木質材用パテ組成物から形成された、塗膜または硬化体を、木質基材表面の少なくとも一部に有することを特徴とする木質材。
〔13〕木質基材の表面に、前記〔9〕に記載の木質材用シーラー組成物または前記〔10〕に記載の木質材用パテ組成物を塗布する工程と、塗布された該組成物を硬化する工程とを含む木質材の製造方法。
〔14〕さらに上塗り塗料を塗布する工程を有する前記〔13〕に記載の木質材の製造方法。
本発明の硬化性組成物は、(A)合成樹脂エマルジョン、(B)高吸水性樹脂、(C)体質顔料、および(D)ポリイソシアネート化合物を含有する樹脂組成物である。
本発明で用いる(A)合成樹脂エマルジョンとしては、特に制限はなく、硬化後に膜を形成し得るものを用いることができる。(A)合成樹脂エマルジョンとしては、たとえば、アクリル樹脂系エマルジョン、酢酸ビニル樹脂系エマルジョン、エポキシ樹脂系エマルジョン、ウレタン樹脂系エマルジョン、合成ゴムエマルジョン等を挙げることができる。中でも、性能のバランスおよびコストの観点から、アクリル樹脂系エマルジョンが好ましく用いられる。
(メタ)アクリル酸;
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリルの(メタ)アクリル酸アルキルエステル;
(メタ)アクリル酸シクロへキシル等の(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル;
(メタ)アクリル酸フェニル等の(メタ)アクリル酸アリールエステル;
ベンジル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アラルキルエステル;
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等のアルキルアミノ−アルキル(メタ)アクリレート;(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、メチロール(メタ)アクリルアミド、アルコキシメチル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミドまたはその誘導体;
グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有(メタ)アクリレート;
(メタ)アクリロニトリル等が挙げられる。
スチレン、α−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル系モノマー;
プロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニルエスエル系モノマー;
無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和多価カルボン酸もしくはマレイン酸ジメチル、フマル酸ジエチル等の不飽和多価カルボン酸誘導体のエステル類;
N−フェニルマレイミド等のN−置換マレイミド;
エチレン、プロピレン等のオレフィン系モノマー
等が挙げられる。これらのモノマーは、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。
エチレン、プロピレン等のオレフィン系モノマー;
(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、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、グリシジルアクリレート等の(メタ)アクリル系モノマー;
マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジプロピル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ジヘキシル、マレイン酸ジオクチル、マレイン酸2−エチルヘキシル等のマレイン酸エステルやこれらに対応するフマル酸エステル;
プロピオン酸ビニル、カプリル酸ビニル、カプロン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等のビニルエステル;
クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸半エステル、マレイン酸、マレイン酸半エステル等のカルボキシ基を有するモノマー;
スチレン、塩化ビニル、メチルビニルケトン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクロレイン、クロトンアルデヒド等が挙げられる。これらのモノマーは、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。
たとえば、アクリル樹脂系エマルジョンについては、アクリル酸、メタクリル酸、またはこれらのアルキルエステルと、スチレンなどのモノマーとの共重合体に、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等を付加させることにより、水酸基を末端に有する重合体を合成することができる。
本発明の硬化性組成物の固形分中に含まれる(A)合成樹脂エマルジョンの固形分量は、乾燥後の体積収縮による目減りが少なく、節穴の充填性に優れる点から、好ましくは10〜50質量%、より好ましくは10〜35質量%、さらに好ましくは15〜25質量%であることが好ましい。
本発明で用いる(B)高吸水性樹脂は、吸水性を有する樹脂であって、球状粒子および/または球状の一次粒子が凝集した二次粒子を含有する形態の樹脂である。本発明で用いる(B)高吸水性樹脂は、球状の一次粒子が凝集した二次粒子を含有することが望ましい。
これらの中でも、硬化性組成物が硬化した際の体積収縮を緩和し、基材表面凹部の充填性に優れる点から、アクリル酸金属塩の重合体および/またはその架橋物が好ましく、ポリアクリル酸ナトリウムの架橋物がより好ましい。
本発明で用いる(C)体質顔料は、硬化性組成物の木質材凹部などへの充填性を向上させ、またコストの低減に寄与する。
本発明で用いる(C)体質顔料としては、体質顔料として公知の無機顔料および有機顔料を特に制限なく用いることができ、たとえば、カリ長石、炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリンおよび硫酸バリウム等の無機顔料、およびアクリルビーズ等の有機顔料が挙げられる。
カリ長石としては、例えば、「Unisper PG−K10」、「Unisper PG−F5」、「Unisper PG−F7」(SIBELCO社製)、「MINEX 8F」、「MINEX 10」(白石工業(株)製)、「MINEX 10B」(東洋ファインケミカル(株)製)等が挙げられる。
体質顔料は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明で用いる(D)ポリイソシアネート化合物は、硬化性組成物中の(A)合成樹脂エマルジョンを構成する合成樹脂が有する水酸基またはカルボキシル基もしくは水分と反応し、組成物を発泡・硬化させる。ポリイソシアネート化合物としては、ジイソシアネート化合物、トリイソシアネート化合物などの、イソシアネート基を2個以上有するポリイソシアネート、およびブロック化ポリイソシアネート等が挙げられる。
(D)ポリイソシアネート化合物の固形分量が前記範囲内であると、硬化性組成物の表面硬化性に優れる。
本発明の硬化性組成物は、任意に(E)浸透防止剤を含んでもよい。硬化性組成物を適用する基材が、木質基材などの浸透性を有する基材である場合には、(E)浸透防止剤を含有することが望ましい。
非シリコーン系撥水剤としては、例えば、フッ素系撥水剤、アクリル系撥水剤、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、蜜蝋、カルナバウロウ、ワセリン等のワックス系撥水剤等が挙げられる。
本発明の硬化性組成物中の固形分100質量%中に含まれる(E)浸透防止剤の固形分含有量は、硬化性組成物の充填性の観点から、0.01〜0.2質量%が好ましく、0.02〜0.12質量%がより好ましい。
本発明の硬化性組成物は、その用途や適用形態に応じて、本発明の目的を損なわない範囲で、各種添加剤等のその他の任意成分を含有することができる。このようなその他の任意成分としては、着色顔料、揺変剤、沈殿防止剤、消泡剤、湿潤分散剤、発泡剤および、その他合成樹脂エマルジョンを含む塗料あるいはシーラー等に適用可能な公知の添加剤等が挙げられる。
着色顔料としては、特に限定されることなく、公知の着色顔料を制限なく用いることができ、例えば、黄色酸化鉄、酸化チタン、シアニンブルー、カーボンブラック等が好ましく用いられる。
揺変剤(チキソトロピー調整剤)としては、有機系揺変剤、無機系揺変剤、複合系揺変剤があり、有機系揺変剤としては、水添ひまし油系、アマイド系、酸化ポリエチレン系、植物油重合油系、界面活性剤系が、無機系揺変剤としては、シリカ、ベントナイト等が、複合系揺変剤としては、アマイド/ポリエチレン系などが挙げられる。揺変剤は、組成物の貯蔵安定性、塗装時の塗料のタレ防止に寄与し、多すぎると塗膜の平坦化へ悪影響を与える。遥変剤として市販されているものとしては、例えば、「エロジール200」(日本アエロジル(株)製)、「ディスパロン4200−20」(楠本化成(株)製、酸化ポリエチレン系)等が挙げられる。
沈殿防止剤としては、Al,Ca,Znのステアレート、有機ベントナイト、ポリエチレンワックス、アミドワックス、アマイドワックス、レシチン、アルキルスルホン酸塩などが挙げられる。市販されているものとしては、例えば、「ディスパロンAQ−607」、「ディスパロンAQ−001」、「ディスパロンBB−102」(楠本化成(株)製)等が挙げられる。
消泡剤としては、シリコーン系、オキシアルキレン系、プロルニック型、鉱物系などの消泡剤が挙げられる。市販されているものとしては、例えば、「フローレンAC−300」(共栄社油脂(株)製)、「BYK−028」、「BYK−088」、「BYK−065」、「BYK−P104」(ビックケミー・ジャパン(株)製)、「ディスパロンOX−70」(楠本化成(株)製)等が挙げられる。
湿潤分散剤としては、市販されているものとしては、例えば、「AFCONA−4531」「AFCONA−4570」、「AFCONA−5071」(AFCONA製)、「EFKA−5071」(EFKA製)、「PAT−ADD DA202」、「PAT−ADD DA501」、「PAT−ADD DA603」(PATCHAM製)が挙げられる。
本発明の硬化性組成物は、上述した各成分を適宜混合することで調製することができる。
本発明の硬化性組成物は、シーラー、パテ、塗料、シーラント等の形態で用いることが好ましく、用途に応じた特性を有するよう各成分の配合比を適宜調整することができる。
本発明の硬化性組成物は、適用する基材に塗布、充填した後、硬化させて、基材表面および充填箇所に硬化物である塗膜または硬化体を形成することができる。塗布・充填した硬化性組成物の硬化、すなわち塗膜または硬化体の形成は、通常0〜100℃、好ましくは20〜80℃程度の条件で行うことができる。
<原料>
以下の実施例および比較例において、硬化性組成物の原料となる各成分としては、以下のものを用いた。
(A)合成樹脂エマルジョン
合成樹脂エマルジョン(A1):自己架橋型アクリレート系ラテックス、固形分45%
合成樹脂エマルジョン(A2):スチレン−アクリレートエマルジョン、固形分46%
(B)高吸水性樹脂
高吸水性樹脂(B1):アクアキープ(住友精化(株)製、真球凝集状のポリアクリル酸ナトリウムの架橋物、一次粒子の中位粒子径:80μm、二次粒子の中位粒子径:300μm)
高吸水性樹脂(B’2):不定形のポリアクリル酸ナトリウム、一次粒子の中位粒子径:300μm
高吸水性樹脂(B’3):不定形のポリアクリル酸ナトリウム、一次粒子の中位粒子径:150μm
(C)体質顔料
(C1):ガンツパールGM−2001(アイカ工業(株)製、アクリルビーズ)
(C2):Unisper PG−F7(SIBELCO社製、カリ長石)
(C3):炭酸カルシウム NN−200(日東粉化工業(株)製、炭酸カルシウム)
(D)ポリイソシアネート化合物
ポリイソシアネート化合物(D1):アロファネート構造を有するHDIイソシアヌレートからなる乳化性親水基含有ポリイソシアネート
ポリイソシアネート化合物(D2):HDIイソシアヌレートからなる乳化性親水基含有ポリイソシアネート
ポリイソシアネート化合物(D3):脂肪族ポリイソシアネート
硬化性組成物の調製
表1に示す配合で原料を混合することにより、硬化性組成物を調製した。高吸水性樹脂(B)は、他の材料と混合する前に、1/1000に水希釈したものを使用した。得られた硬化性組成物について、リオン粘度計ビスコテスタVT−04E(リオン(株)製)を用いて、23℃における粘度を測定したところ、8dPa・sであり、シーラー組成物、パテ組成物として好適な粘度を有していた。
針葉樹合板(林べニア産業(株)製、120mm厚)を30cm×30cmに切断した後、ボッシュDIY電動工具 PMR 500 パワートリマーにて、直径2.5cm、深さ2.0mmの人工穴を4か所掘削し、表面をペーパー♯180で研磨した試験板を作成した。
得られた木質材について、次の方法で充填性を評価した。結果を表1に併せて示す。
人口穴に充填された組成物の硬化体それぞれに対し、Mitutoyo DIGIMATIC INDICATOR((株)中央正規機器製)を使用して、人口穴の中央部分における、基材表面からの凹み値を測定し評価した。4か所の人口穴の測定値を平均して得られた平均値が、0.70mm以下であるものを合格と評価した。なお、硬化体が隆起しても合格と判断するが、隆起部を研磨する工程が不要になることから、隆起しない方が好ましい。
それぞれ表1に示す配合で原料を用いたことの他は、実施例1と同様にして硬化性組成物を調製し、得られた硬化性組成物を用いて木質材を製造した。測定・評価結果をそれぞれ表1に併せて示す。
実施例1において、高吸水性樹脂(B1)に代えて、高吸水性樹脂(B’2)または高吸水性樹脂(B’3)(いずれも凝集していない不定形粒子である)を用いたことの他は、実施例1と同様にして硬化性組成物を調製し、得られた硬化性組成物を用いて木質材を製造した。得られた木質材について、実施例1及び比較例4で得た木質材とともに、以下の方法で外観の評価を行った。結果を表2に示す。
充填性の評価で得られた硬化体を目視にて評価した。硬化体が発泡し、かつ綺麗に膨らんで表面が滑らかであるものを○、硬化体が発泡し、かつ歪に膨らんで表面に凹凸が見られるものを△、硬化体が発泡しないものを×と評価した。
Claims (14)
- (A)合成樹脂エマルジョン、
(B)高吸水性樹脂、
(C)体質顔料、および
(D)ポリイソシアネート化合物
を含有してなる樹脂組成物であって、
前記(B)高吸水性樹脂が、球状粒子および/または球状の一次粒子が凝集した二次粒子を含むことを特徴とする硬化性組成物。 - 前記(B)高吸水性樹脂が、球状の一次粒子が凝集した二次粒子を含み、該二次粒子の中位粒子径が、100〜500μmである、請求項1に記載の硬化性組成物。
- 前記(B)高吸水性樹脂が、アクリル酸金属塩の重合体および/またはその架橋物を含む、請求項1または2に記載の硬化性組成物。
- 前記(A)合成樹脂エマルジョンが、アクリル樹脂系エマルジョンである、請求項1〜3のいずれかに記載の硬化性組成物。
- 硬化性組成物の固形分100質量%中、前記(B)高吸水性樹脂の固形分が0.005〜0.1質量%である、請求項1〜4のいずれかに記載の硬化性組成物。
- 硬化性組成物の固形分100質量%中、前記(D)ポリイソシアネート化合物が5〜50質量%である、請求項1〜5のいずれかに記載の硬化性組成物。
- 硬化性組成物の固形分100質量%中、前記(C)体質顔料が5〜70質量%である、請求項1〜6のいずれかに記載の硬化性組成物。
- 23℃において回転式粘度計で測定した粘度が5〜25dPa・sである、請求項1〜7のいずれかに記載の硬化性組成物。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の硬化性組成物からなる木質材用シーラー組成物。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の硬化性組成物からなる木質材用パテ組成物。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の硬化性組成物、請求項9に記載の木質材用シーラー組成物、および請求項10に記載の木質材用パテ組成物のいずれかから形成された塗膜または硬化体。
- 請求項9に記載の木質材用シーラー組成物または請求項10に記載の木質材用パテ組成物から形成された、塗膜または硬化体を、木質基材表面の少なくとも一部に有することを特徴とする木質材。
- 木質基材の表面に、請求項9に記載の木質材用シーラー組成物または請求項10に記載の木質材用パテ組成物を塗布する工程と、塗布された該組成物を硬化する工程とを含む木質材の製造方法。
- さらに上塗り塗料を塗布する工程を有する請求項13に記載の木質材の製造方法。
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