JP5981016B1 - 撥水性組成物及びこれを添加した木質ボード - Google Patents

Abstract

【課題】木質ボードの床材の表面にワックスコーティングを施すても、コーティング剤に含まれる有機成分が木質ボードに浸透することを抑え、木質ボードに膨張、変形、変色その他の悪影響を生じさせることのない、耐フロアワックス性に優れた撥水性組成物の提供。【解決手段】素材に添加されて該素材の耐水性を向上させる撥水性組成物であって、ワックスを７０〜９０重量％、石油樹脂を３０〜１０重量％、含んでなる撥水性組成物。石油樹脂はＣ５留分とＣ９留分の共重合体が好ましい。【選択図】なし

Description

本発明はパーティクルボード、ＭＤＦ（中密度繊維板）等の木質ボード、その他の建材中に添加してその撥水性を向上させる撥水性組成物の改良に関する。

一般的に、木質ボードにはその耐水性を確保するため撥水性組成物が添加されている。かかる撥水性組成物として、例えば特許文献１や特許文献２にはパラフィンワックス、石油樹脂、アスファルト、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等が例示されている。中でも、価格の面からパラフィンワックスが選択される場合が多い。

特公平６−３５５４７号公報 特公平８−２６３０５号公報

パラフィンワックス等のワックスは優れた撥水性を備えるので、木質ボード中に添加されたときこれに優れた耐水性を与える。
他方、木質ボードが建材、例えば床材に使われたとき、その床材の表面にいわゆるワックスコーティングを施すと、コーティング剤に含まれる有機成分が木質ボードに浸透する。浸透した有機成分は膨張、変形、変色その他の悪影響を木質ボードに生じさせるおそれがある。このとき、ワックスは有機成分と親和性を有するので、木質ボードに対する当該有機成分の浸透を有効に妨げられない。

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねてきた結果、撥水性組成物としてワックスと石油樹脂とを所定の比率で併用すると、撥水性はもとよりフロアワックス剤をはじめとする有機成分に対しても安定することを見出した。
即ち、この発明の第１の局面は次のように規定される。
木質ボード等の素材に添加させる撥水性組成物であって、
ワックスを７０〜９０重量％、
石油樹脂を３０〜１０重量％、含んでなる撥水性組成物。

ここに、ワックスにはパラフィンワックスの他に、オレフィンワックスやモンタンワックス、フィッシャートロプッシュワックスなど、撥水性組成物として汎用的なものを使用できる。
石油樹脂とは石油類のスチームクラッキングによりエチレン、プロピレンなどを製造するエチレンプラントから副生する分解油留分に含まれるジオレフィンおよびモノオレフィン類を単離せずに重合したもので、大別して次の３種に分けられる。分解油留分のうちＣ５留分を原料にしたものを脂肪族系またはＣ５系石油樹脂、Ｃ９留分を原料にしたものを芳香族系またはＣ９系石油樹脂、両者を原料としたものをＣ５Ｃ９共重合石油樹脂と呼ぶ。
Ｃ５系石油樹脂の主成分はイソプレン、ピペリレン、２−メチルブテン−１および２などの共重合体で共役ジオレフィンは環化構造を有することが多い。その軟化点は７０〜１００℃である。Ｃ９系石油樹脂の主成分はスチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、インデンの共重合体でその軟化点は８０〜１５０℃である。Ｃ５Ｃ９共重合石油樹脂は前述Ｃ５、Ｃ９の共重合物であり、その軟化点は６０〜１００℃である。
ここに、ワックス及び石油樹脂はともに、従来より、防水性を付与するために木質ボードへ添加させられていた。両者を共用することも特許文献１及び２に示唆されている。より具体的には特許文献１の実施例２においてパラフィンワックス：石油樹脂＝９６重量部：２重量部の配合例が開示されている。同様に、特許文献２の実施例８においてパラフィンワックス：石油樹脂＝９６重量部：１重量部の配合例が開示されている。
これに対し、この発明の第１の局面に記載の発明では、ワックスと石油樹脂との配合比を前者：後者＝７０〜９０重量％：３０〜１０重量％とすることで、フロアワックス剤その他の有機成分に対する耐性の向上を図っている。

ワックスと石油樹脂とは、相互に溶融可能な場合は、溶融後に当該溶融物を分散質として水（分散媒）に分散させて水系エマルジョンとすることができる。石油樹脂としてＣ９系を採用した場合にはワックスと溶融させることができないので、この場合はワックスと石油樹脂とをそれぞれエマルジョン化し、その後両者を混合する。勿論、相互に溶融可能なワックスと石油樹脂とを個別にエマルジョン化し、これらを混合してもよい。
エマルジョンを作成する際に使用する界面活性剤には、アニオン性、カチオン性、ノニオン性または両性の界面活性剤、水溶性高分子化合物等を用いることができ、これらは単独ないしは数種類を組み合わせて用いることができる。次にそれらの例を示すが、その他の成分はこれに限定されるものではない。
アニオン性界面活性剤としては、脂肪酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩等が挙げられる。
カチオン性界面活性剤としては、アルキルアミン塩、第４級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩等が挙げられる。
ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸部分エステル、脂肪酸ジエタノールアミド等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、アルキルベタイン、アルキルアミンオキサイド等が挙げられる。
水溶性高分子化合物としては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、化工デンプン、アラビアガム、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩、スチレン−無水マレイン酸共重合体塩、ポリエチレングリコール等が挙げられる。
本発明におけるエマルジョンは、ワックス又は石油樹脂に加えて、それらを溶媒に分散又は溶解させるために必要なその他の成分を含有することができる。

以下、第１の局面に記載の発明の効果を確認する実施例及び比較例の説明を行う。
なお、この明細書において、特に断りの無い限り、「部」は重量部を指し、「％」は重量％を指す。
（実施例１）
＜撥水性組成物の調製＞
融点５６℃のパラフィンワックス９０部と軟化点９８℃のＣ５系石油樹脂１０部を加熱し溶融した。界面活性剤として、スチレン−無水マレイン酸共重合体のカリウム塩７．２部と部分けん化ＰＶＡ０．８部、水１６２部を混合し９０℃に加熱した溶液中に、ワックス／樹脂溶融物を撹拌しながら添加し乳化した。ホモジナイザーにて微細化した後冷却し、１．５μｍの４０％品エマルジョン（実施例１の撥水性組成物）を得た。

＜ＭＤＦの作成＞
木質ボードとしてＭＤＦを調製する例を示す。
含水率５％に乾燥した木質ファイバーに対して、上記で得た撥水性組成物を固形分比で０．７％、ポリメリックＭＤＩ（東ソー製ミリオネートＭＲ−２００）を固形分比で７％となるように、ブレンダーにて撹拌しながらそれぞれスプレー塗布した。さらに気流下での撹拌乾燥を行い含水率１５％の木質ファイバー混合物を得た。
＜熱プレス成形＞
予め、ステンレス製成形板の表面に離型剤（中京油脂製リケイ剤Ｒ−５９９）を塗布したステンレス製成形板の上に４０ｃｍ角の木枠を置き、木枠内に上記で得た木質ファイバー混合物を均一に乗せフォーミングした。木枠を取り除いた後、この成形板に離型剤を処理したもう一枚のステンレス製成形板を載せ、プレス温度１８０℃のホットプレス装置により、２５ｋｇｆ／ｃｍ２にて、厚さ３ｍｍとなるように１分間熱圧して成形した。成形後、サンダーにて表面より０．２ｍｍを研磨し、ＭＤＦを得た。

（実施例２〜３）
実施例２の撥水性組成物は、実施例１において、撥水性組成物としてパラフィンワックスを８０部としてＣ５系石油樹脂２０部としたものである。
実施例３の撥水性組成物は、実施例１において、撥水性組成物としてパラフィンワックスを７０部としてＣ５系石油樹脂３０部としたものである。

（比較例１〜３）
比較例１の撥水性組成物は、実施例１において、撥水性組成物としてパラフィンワックスを１００部としてＣ５系石油樹脂を用いないものである。
比較例２の撥水性組成物は、実施例１において、撥水性組成物としてパラフィンワックスを９５部としてＣ５系石油樹脂５部としたものである。
比較例３の撥水性組成物は、実施例１において、撥水性組成物としてパラフィンワックスを６０部としてＣ５系石油樹脂４０部としたものである。
（比較例４）
比較例４の撥水性組成物は、実施例１において、出願人である中京油脂株式会社が販売する商品名（セロゾールＲ−１７０）を撥水性組成物として用いたものである。

＜耐フロアワックス性の評価＞
各実施例及び比較例で得られたＭＤＦを５ｃｍ角に切断し試験片とした。重量と外寸から密度を算出した後、試験片の両面にＯＰＰテープ（積水化学製オリエンテープＮｏ．８３０）を貼付し、フロアワックス（リンレイ製オール）中に切断部から３ｃｍの高さまで浸漬した。５分後に取り出し、高さ１．５ｃｍの位置での両端部の厚さ膨張率、高さ１．５ｃｍの位置での端部から中心部への浸透による膨らみを示す距離を測定し浸透距離とした。得られた結果を表１に示す。

表１の結果から、実施例の撥水性組成物を添加させた木質ボードは耐フロアワックス性に優れ、出願人である中京油脂株式会社が販売中の撥水性組成物よりその特性が優れている。
また、比較例２及び比較例３の結果より、ワックスと石油樹脂との配合比は前者：後者＝９０〜７０重量％：１０〜３０重量％が好ましいことがわかる。
更に好ましくは、前者：後者＝８４〜７６重量％：１６〜２４重量％である。

（実施例４−７）
実施例４の撥水性組成物は、実施例２において、石油樹脂としてＣ５Ｃ９系石油樹脂（Ｃ５比率７０％、軟化点７２℃）を用いたものである。
実施例５の撥水性組成物は、実施例２において、石油樹脂としてＣ５Ｃ９系石油樹脂（Ｃ５比率６０％、軟化点９６℃）を用いたものである。
実施例６の撥水性組成物は、実施例２において、石油樹脂としてＣ５Ｃ９系石油樹脂（Ｃ５比率５０％、軟化点７０℃）を用いたものである。
実施例７の撥水性組成物は、実施例２において、石油樹脂としてＣ５Ｃ９系石油樹脂（Ｃ５比率３０％、軟化点９５℃）を用いたものである。
これら実施例４−７の撥水性組成物についても実施例１−３と同様にして耐フロアワワックス性を試験した。結果を表２に示す。

表２の結果より、石油樹脂としてＣ５Ｃ９系の共重合体樹脂を用いると、耐フロアワックス性が更に向上することがわかる。Ｃ５Ｃ９系石油樹脂の中でもＣ５比率を比較的小さくすることが好ましく、その見地からＣ５比率は６５〜２０％とすることができる。更に好ましくは、Ｃ５比率を３４〜２６％とする。

以下、Ｃ９系石油樹脂について検討する。Ｃ９系石油樹脂はワックスと溶融しないので、実施例８では次のようにして撥水組成物を調製した。
＜実施例８の撥水性組成物の調製方法＞
融点５６℃のパラフィンワックス１００部を加熱し溶融した。ステアリン酸カリウム塩５．０部と部分けん化ＰＶＡ０．６部、水１６２部を混合し９０℃に加熱した溶液中に、ワックス溶融物を撹拌しながら添加し乳化した。ホモジナイザーにて微細化した後冷却し、１．５μｍの４０％品エマルジョンを得た。軟化点９４℃のＣ９系石油樹脂１００部をトルエン１００部に溶解した。スチレン−無水マレイン酸共重合体のアンモニウム塩１２部、水４５部の水溶液中に、樹脂溶液を撹拌しながら添加し乳化した。ホモジナイザーにて微細化した後、水１２３部を加え、減圧にてトルエンを除去し、１．０μｍの４０％品エマルジョンを得た。得られたワックスエマルジョンと樹脂エマルジョンを、ワックス／樹脂比率が８０／２０となる様に混合し、実施例８の撥水性組成物とした。

（実施例９〜１２）
実施例９の撥水性組成物は、実施例８において、石油樹脂としてＣ５Ｃ９系石油樹脂（Ｃ５比率７０％）を用いたものである。
実施例１０の撥水性組成物は、実施例８において、石油樹脂としてＣ５Ｃ９系石油樹脂（Ｃ５比率６０％）を用いたものである。
実施例１１の撥水性組成物は、実施例８において、石油樹脂としてＣ５Ｃ９系石油樹脂（Ｃ５比率５０％）を用いたものである。
実施例１２の撥水性組成物は、実施例８において、石油樹脂としてＣ５Ｃ９系石油樹脂（Ｃ５比率３０％）を用いたものである。
（比較例５−６）
比較例５の撥水性組成物は、実施例２において石油樹脂を、軟化点８４℃のロジン変性グリセリンエステルに変えたものである。
比較例６の撥水性組成物は、実施例８において石油樹脂をガラス転移点４８℃のメタクリル酸イソブチル樹脂に変えたものである。
これら実施例８−１２の撥水性組成物、及び比較例５−６についても実施例１−３と同様にして耐フロアワックス性を試験した。結果を表３に示す。

表３の結果より、Ｃ９系石油樹脂もワックスと所定割合で共用されることで優れた耐フロアワックス性を発揮する。
また、撥水性組成物を構成するワックス成分と石油樹脂成分とは、それらを溶融可能であれば、溶融後にエマルジョン化してもまたそれぞれ独立してエマルジョン化しても、同等の耐フロアワックス性能を有することがわかる。

この発明は、上記発明の実施形態の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
上記の例では、この撥水性組成物はもっぱら木質ボードに用いられたが、その他にも、紙、繊維、セメント、土壌改良材等の素材に適用可能である。
撥水性組成物を構成するワックス、石油樹脂及び界面活性剤の選択、更には木質ボード等適用される素材に対する添加量は、適用される素材の用途等に応じて任意に選択される。

Claims (3)

1. 木質ボードの素材に添加し該木質ボードの耐水性を向上させる撥水性組成物であって、前記撥水性組成物はワックスを７０〜９０重量％かつ石油樹脂を３０〜１０重量％（前記ワックスと前記石油樹脂の合計は１００重量％）を含み、前記石油樹脂はＣ５留分とＣ９留分の共重合体であってその全体に対し前記Ｃ５留分を６５〜２０重量％かつ前記Ｃ９留分を３５〜８０重量％とする、撥水性組成物を準備するステップと、
   該撥水性組成物を前記素材へ添加するステップと、
   該撥水性組成物が添加された素材をホットプレスするステップと、を含む木質ボードの製造方法。
2. 前記撥水性組成物の水性エマルジョンを作成するステップが更に含まれ、
   前記撥水性組成物を前記素材へ添加するステップでは、前記エマルジョンを前記素材へ塗布し、その後、乾燥する、請求項１に記載の木質ボードの製造方法。
3. 素材をホットプレスして製造される木質ボードにおいて前記素材に添加されてその耐水性を向上させる撥水性組成物であって、
   前記撥水性組成物はワックスを７０〜９０重量％かつ石油樹脂を３０〜１０重量％（前記ワックスと前記石油樹脂の合計は１００重量％）含み、前記石油樹脂はＣ５留分とＣ９留分の共重合体であってその全体に対し前記Ｃ５留分を６５〜２０重量％かつ前記Ｃ９留分を３５〜８０重量％とする、撥水性組成物。