JP5441378B2 - 木材用塗料 - Google Patents

Description

本発明は、木材用塗料及び該木材用塗料で塗装された塗装木材に関し、より詳しくは床暖房に用いられる床材に好適な、木材用塗料及び塗装木材に関する。

建築物内装の床材には、好んで木質系床材が用いられる。床材には、木部の保護や意匠性の付与を目的に塗装処理が施されている。
この塗装処理の多くは、安価で性能に優れた合成樹脂塗料が用いられている。しかし、石油系の合成樹脂は、資源の枯渇問題や地球温暖化ガスの放出問題等の環境問題を抱えている。こうした合成樹脂を、植物由来の樹脂で代替することは、石油資源の消費を抑えることができ、地球温暖化などの環境問題に貢献する効果的な手段の一つである。
また、石油系の合成樹脂を用いた塗料は、強固な塗膜を木部表面に形成するために、手触りなどの木材本来の質感が損なわれるという欠点がある。

そこで近年では、植物由来の乾性油又は半乾性油に、乾燥促進剤として脂肪酸金属塩を添加し硬化促進を図った、オイルフィニッシュと呼ばれる植物油脂由来の塗料が用いられることが多くなってきた。この塗料は、植物由来の油脂を主成分としているため、環境や健康に良いイメージを有することに加え、木材中に染み込み、木材表面に塗膜を形成しないため、木の質感を損なわない木材用塗料として知られている。
尚、油脂類にジイソシアネートやトリイソシアネートを架橋剤として添加した、油変性ウレタン樹脂塗料〈非特許文献１参照）と呼ばれるものがある。

大越 誠ら、「木材の塗装」、海青社発行、木材塗装研究会編、２００５年１２月、ｐ８０

上述したオイルフィニッシュは、オイルの硬化が酸化重合で進行するために、オイル内部の、酸素の供給が少ない部分においては、いつまでも硬化しないという欠点がある。
そのため、近年使用が増加している床暖房のように床材が加温された時に、深部の未硬化のオイルからオイル臭が発生したり、場合によっては、深いポケットに溜まっていたオイルが床材の表面に吹き返して表面がべとついたりする場合もある。
最近の生活様式では、居室において床暖房を採用する事例が非常に多くなっており、その中で、床暖房を使用する居室においてもオイルフィニッシュの床材を採用したいという要望も多いため、上記のような問題の解決が強く求められる。

従って、本発明の目的は、深部硬化性に優れ、床暖房等により加温される木材の塗装にも好適に使用することのできる木材用塗料を提供することにある。
また、本発明の目的は、深部硬化性に優れ、床暖房等、加温される場所にも好適に用いることのできる塗装木材を提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、植物油脂の硬化機構に、酸化重合だけによらない、別の硬化機構を持たす必要性があることを知見した。本発明者は、斯かる知見に基づき更に鋭意研究を重ねた結果、有機金属化合物と特定の植物油脂とを組み合わせることにより、深部硬化性を向上させ得ることを見出した。本発明は、上記知見に基づき、更に検討を重ねて完成されたものである。

本発明は、（Ａ）ボイル又はスタンド処理された植物性の乾性油又は半乾性油、及び、（Ｂ）有機金属化合物を含有する木材用塗料であって、前記（Ｂ）成分の有機金属化合物が、チタンのキレート化合物であることを特徴とする木材用塗料を提供することにより、上記の目的を達成したものである。
また、本発明は、前記木材用塗料により塗装された塗装木材を提供するものである。

本発明の木材用塗料は、深部硬化性に優れており、例えば、床暖房等により加温される木材の塗装にも好適に使用することができる。
本発明の塗装木材は、深部硬化性に優れており、例えば、床暖房等、加温される場所にも好適に用いることができる。

以下、本発明をその好ましい実施形態に基づいて説明する。
（Ａ）成分について
本発明で用いる油脂は、植物性の乾性油又は半乾性油である。
植物性の油脂を用いることで、環境や人体への負荷や影響の削減等を図ることができる。 植物性の乾性油又は半乾性油としては、アマニ油、サフラワー油、大豆油、キリ油、荏油、脱水処理したひまし油、クルミ油、ひまわり油、ゴマ油、ナタネ油、ヌカ油、及び綿実油等を好ましく用いることができる。これらの油脂は、１種を単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。植物性の乾性油又は半乾性油という表現には、乾性油と半乾性油とを組み合わせて用いる場合も含まれる。
また、油脂は、乾燥性を更に高めるために、ボイル処理又はスタンド処理されたもの、即ち、ボイルドオイル又はスタンドオイルを用いる。ボイルドオイルは、空気を吹き込みながら、あるいは空気に触れさせながら加熱したオイルであり、スタンドオイルは、空気を遮断した状態で高温で過熱し、重合させたオイルである。
尚、油脂は、本発明の目的を損なわない範囲で、更に反応性を高めることを目的として、エポキシ化等の化学修飾が施されていても良い。

（Ｂ）成分について
本発明で用いる有機金属化合物は、金属がチタンである。
また、本発明で用いる有機金属化合物は、金属キレートであり、更には有機溶剤に可溶な金属キレートであることが好ましい。
このような有機金属化合物としては、チタンジイソプロポキシビスアセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンジオクチロキシビスオクチレングリコレート、チタンジイソプロポキシビスエチルアセトアセテート、チタンジイソプロポキシビストリエタンールアミネート等を例示することができる。
これらの有機金属化合物は、１種を単独で用いても良いし、２種以上を任意に組み合わせて用いることもできる。

（木材用塗料）
本発明の木材用塗料は、上述した（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを混合し、更に必要に応じて他の任意成分を配合するすることにより製造可能である。
前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分の配合（混合）割合は、一概には規定できないが、前記（Ａ）成分１００質量部に対して、前記（Ｂ）成分の配合（混合）割合が、０．１〜５０質量部であることが好ましく、０．５〜３０質量部であることがより好ましく、１〜１５質量部であることが更に好ましく、特に１〜５質量部であることが好ましい。
前記（Ｂ）成分としては、前述した有機金属化合物を所定の割合で含有する液状品（実施例で用いた市販品等）を用いることもできるが、その場合、当該液状品に含まれる他の成分を除いた有機金属化合物の実質的な量の前記（Ａ）成分の質量に対する割合が上記の範囲であることが好ましい。

本発明の木材用塗料には、乾燥性の向上の観点から、前記（Ａ）成分及び前記（Ｂ）成分に加えて、脂肪酸金属塩等の乾燥剤を含有させることもできる。このような脂肪酸金属塩の一例としては、ナフテン酸コバルト、オクチル酸コバルト、ナフテン酸マンガン、オクチル酸マンガン、ナフテン酸鉛、オクチル醜鉛、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸亜鉛、ナフテン酸カルシウム、オクチル酸カルシウム、ナフテン酸ジルコニウム、オクチル酸ジルコニウム等を例示することができる。これらの乾燥剤は、１種を単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。脂肪酸金属塩等の乾燥剤の配合量は、例えば、前記（Ａ）成分１００質量部に対して、０．００１〜５質量部とすることができ、前記（Ａ）成分１００質量部に対して０．００１〜０．５質量部と微量とすることもできる。

本発明の木材用塗料は、所望により、シランカップリング剤、グリコール類、ワックス、顔料、体質顔料、紫外線吸収剤、紫外線遮蔽剤、光安定剤、硬化触媒、防虫剤、防腐剤、防徴剤等の種々の性能を向上させる第３成分を含んでいても良い。
また、作業性や木材に対する浸透性の向上のために、前記（Ａ）成分及び前記（Ｂ）成分並びに所望により混合される第３成分が、有機溶剤で希釈されていても良い。有機溶剤は、使用しないか、使用しても、前記（Ａ）成分の質量に対して１０倍量以下であることが好ましい。
また、前記（Ａ）成分及び前記（Ｂ）成分並びに所望により混合される第３成分の混合方法は、公知の方法を特に制限なく用いることができ、例えば、これらを一つの容器に入れて振っても良いし、攪拌装置で攪拌しても良い。

（木材の塗装）
木材用塗料による木材の塗装は、木材の表面に木材用塗料を塗布する処理である。塗布方法としては、刷毛、スプレー、ロールコーター等の各種公知の塗布処理の他、例えば浸漬処理等の他の方法も特に制限なく採用することができる。浸漬処理は、木材用塗料に木材を浸漬する処理であり、例えば、容器に入れた木材用塗料中に木材を浸漬する。
木材に対する上述した各種の処理は、同種の処理を繰り返し行っても良く、また、異なる２種以上の処理を組み合わせて順次行っても良い。
本発明の木材用塗料による木材の塗装は、木材用塗料中、植物性の乾性油及び／又は半乾性油〔前記（Ａ）成分〕の含有率が、１〜９９．９質量％となる条件下、特に１０〜９０量％となる条件下で行うことが好ましい。本発明の木材用塗料は、前記（Ａ）成分を、そのような濃度で含んでいても良いし、より高い濃度で含み使用時に有機溶剤で希釈して用いられるものであっても良い。

本発明の木材用塗料による処理後の木材は、乾燥させることが好ましい。
処理後の木材の乾燥方法としては、木材の塗装等において公知の各種の乾燥方法を特に制限なく用いることができ、自然乾燥や熱風乾燥等が挙げられる。また、特開２００３−２９０７１４号公報に開示されているような、塗布後に加熱ロールを押圧しながら回転させ、樹脂温度を昇温させる方法を用いることもできる。

また、油脂は乾燥（酸化）するとアルデヒドになることが知られており、上述した塗布処理、浸漬処理等の処理後に、ホルムアルデヒド等の発生を抑制したり、乾燥性を更に高める目的で、余分な樹脂をウェスなどで拭き取っても良い．

本発明の木材用塗料で塗装する木材としては、針葉樹や広葉樹を製材して得られた無垢材や、集成材の他、各種の木質材料であっても良い。木質材料としては、合板、単板積層材（ＬＶＬ）、パーティクルボード、ＭＤＦ等が挙げられる。

本発明の木材用塗料は、植物由来の油脂を用いた自然系木材用塗料でありながら、従来のオイルフィニッシュに比して、深部硬化性に優れている。
従来のオイルフィニッシュの硬化反応は、酸素の供給される表面の薄層のみに限定されるのに対して、本発明における油脂と有機金属化合物からなる塗料組成は、表面の薄層のみならず比較的内部まで反応・硬化し、深部硬化性に優れているため、床暖房の床材に使用する場合等、加熱される環境に使用しても、オイル臭やオイルの吹き返しが起こりにくい。
本発明の木材用塗料は、再生可能な天然資源である植物性の油脂と有機金属化合物と必要に応じて配合される他の成分を、常温常圧で混合するのみでも調製でき、また混合状態での安定性（一液安定性）にも優れている。
また、再生可能な植物資源である植物油脂と、地殻内に大量に存在し人畜への安全性にも優れたチタンを用いることもできるので、持続可能性が高く、環境にもやさしい、木材用塗料及び塗装木材を提供することもできる。
また、本発明の木材用塗料は、木材の質感を維持できるという利点もある。木材の質感とは、木材の見た目や手触りをいう。

また、本発明に係る木材用塗料は、任意の形態で販売や他の取引等を行うことができる。例えば、前記（Ａ）成分を収容した第１の容器と、前記（Ｂ）成分を収容した第２の容器とをセットにして販売等をしたり、前記（Ａ）成分を収容した第１の収容部と前記（Ｂ）成分を収容した第２の収容部とを有する複合容器を販売等をしたりすることもできる。これらの場合、前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分とを、木材の塗装を行う際に混合して用いることができる。
また、前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分とを混合状態として販売等をすることもできる。

以下、実施例及び比較例により、本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は、かか
る実施例によって何ら限定されるものではない。

〔塗料の調製〕
（実施例１）
金属石鹸（脂肪酸金属塩）を微量含有するボイル荏油１００ｇに対して、マツモトファインケミカル（株）製の「オルガチックスＴＣ−１００」（チタンのキレート化合物であるチタンジイソプロポキシビスアセチルアセトネートを７５質量％含有する液体）５ｇを配合し、十分攪拌して実施例１の木材用塗料を得た。実施例１〜３で用いたボイル荏油は、何れも、脂肪酸金属塩として、オクチル酸コバルトを０．０１質量％、オクチル酸ジルコニウムを０．１質量％、オクチル酸カルシウムを０．０５質量％含有するものである。

（実施例２）
実施例１で用いたものと同一のボイル荏油１００ｇに対して、マツモトファインケミカル（株）製の「オルガチックスＴＣ−２００」（チタンのキレート化合物であるチタンジオクチロキシビスオクチレングリコレートを６７質量％含有する液体）５ｇを配合し、十分攪拌して実施例２の木材用塗料を得た。

（実施例３）
実施例１で用いたものと同一のボイル荏油１００ｇに対して、マツモトファインケミカル（株）製の「オルガチックスＴＣ−４０１」（チタンのキレート化合物であるチタンテトラアセチルアセトネートを６５質量％含有する液体）５ｇを配合し、十分攪拌して実施例３の木材用塗料を得た。
尚、実施例１〜３の木材用塗料における、キレート化合物の実質的な配合割合は、ボイル荏油１００質量部に対して、３．８質量部（実施例１）、３．４質量部（実施例２）及び３．３質量部（実施例３）である。

（比較例１）
実施例１で用いたものと同一のボイル荏油１００ｇを、そのまま比較例１の木材用塗料とした。

（深部硬化性の評価）
実施例１〜３及び比較例１で得られた木材用塗料を、それぞれ、プラスチック製のシャーレに厚さ３ｍｍとなるように注ぎ込み、室温で１０日間放置した。
１０日後に、乾燥硬化物の表面状態を目視にて観察し、以下の評価基準で評価した。その結果を表１に示した。

（評価基準）
○：乾燥硬化物の表面にしわが見られない（平滑）。
△：乾燥硬化物の表面にしわが見られる（ゆず肌）。
×：乾燥硬化物の表面に顕著なしわが見られる（強いゆず肌）。
なお、ゆず肌とは、塗膜の表面と内部で乾燥速度が大きく異なるときに生じる塗膜面のしわのことで、ゆず肌が生じている場合には、表面の乾燥速度に比べて内部の乾燥速度が遅い塗料、換言すれば内部が乾燥硬化し難い塗料ということになり、ゆず肌が見られなければ、表面と内部の乾燥速度の差が小さい塗料、換言すれば内部が乾燥硬化し易い塗料ということになる。このように、ゆず肌の有無あるいは程度は、内部の硬化し易さ（深部硬化性）を評価する目安となる。

表１に示す結果から、実施例１〜３の木材用塗料は、何れも、比較例１の木材用塗料に比して、深部硬化性が向上している。

（一液安定性の評価）
実施例１〜３と同様にして調製した木材用塗料を、それぞれ密閉容器に移し、密閉状態として室温環境で６ヶ月間放置した。６ヶ月放置後に液の状態を観察したところ、何れについても、塗料のゲル化や増粘は観察されなかった。
このように、本発明の木材用塗料は、混合状態での保存安定性にも優れている。

（木材の質感維持の評価）
実施例１〜３と同様にして調製した木材用塗料を、木材の表面に刷毛により塗布し、１０日間放置後に観察したところ、木材は木部の質感（表面の見掛けや手触り）を維持していた。

Claims (3)

1. （Ａ）ボイル又はスタンド処理された植物性の乾性油又は半乾性油、及び、
   （Ｂ）有機金属化合物を含有する木材用塗料であって、
   前記（Ｂ）成分の有機金属化合物が、チタンのキレート化合物であることを特徴とする木材用塗料。
2. 前記チタンのキレート化合物が、チタンジイソプロポキシビスアセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンジオクチロキシビスオクチレングリコレート、チタンジイソプロポキシビスエチルアセトアセテート、又はチタンジイソプロポキシビストリエタンールアミネートから選択される１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１に記載の木材用塗料。
3. 請求項１又は２に記載の木材用塗料で塗装された塗装木材。