JP6745747B2 - Wood part paint, method of manufacturing wood part paint and method of applying wood part paint - Google Patents
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Description
本発明は、植物解繊繊維を含有する木部用塗料及び塗装方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a paint for wood parts containing a plant defibrated fiber and a coating method.
被塗装物である木部は、他の被塗装物（モルタル、押出成形板、サイディング板など）と比較して、塗装した塗膜の耐久性が十分に満たされないことが知られている。これに対して、特許文献１には、木部用塗料として、保護コロイド水溶液とリグノフェノール誘導体とアクリルエマルションとを含有し、リグノフェノール誘導体の有する耐水性や耐候性によって耐久性を向上させ、屋外でも使用可能とする水性木材用塗料が記載されている。 It is known that the wood, which is the object to be coated, does not sufficiently satisfy the durability of the coated film as compared with other objects to be coated (mortar, extruded plate, siding plate, etc.). On the other hand, in Patent Document 1, as a paint for wood, it contains a protective colloid aqueous solution, a lignophenol derivative, and an acrylic emulsion, and improves durability due to the water resistance and weather resistance of the lignophenol derivative. However, an aqueous paint for wood which can be used is described.
また、植物解繊繊維は、塗料（樹脂組成物）に含有させることにより、粘性調整剤、乳化安定剤、保水剤又は沈降防止剤として作用することが知られている。特許文献２には、植物解繊繊維であるセルロースナノファイバーと共重合樹脂と水とを含有し、良好な流動性と貯蔵安定性とを有する水性樹脂組成物が記載されている。 Further, it is known that plant defibrated fibers act as a viscosity modifier, an emulsion stabilizer, a water retention agent or an anti-settling agent when they are contained in a paint (resin composition). Patent Document 2 describes an aqueous resin composition containing cellulose nanofibers which are defibrated plants, a copolymer resin and water, and having good fluidity and storage stability.
なお、技術分野は異なるが、植物解繊繊維であるセルロースナノ繊維を含有する紙等の表面コーティング方法が特許文献３及び４に記載されている。 In addition, although the technical fields are different, Patent Documents 3 and 4 describe surface coating methods for paper and the like containing cellulose nanofibers which are plant defibrated fibers.
木材は、湿度が高いときは吸湿して湿度が低いときは水分を放出する性質（吸放湿性）を有し、木材自体が膨張と収縮とを繰り返す特性（伸縮性）を有している。木材自体の伸縮性は、その伸縮の長さ割合からすると大きいものではないが、常に伸縮を繰り返すものである。このため、従来の水性木材用塗料から形成された塗膜は、木材の伸縮に追従し難くなり、時間の経過と共に微細なひび割れが生じ、微細なひび割れから水が浸入し、表面状態の変化に伴う変色が生じるという問題があった。 Wood has a property of absorbing moisture when the humidity is high and releasing water when the humidity is low (moisture absorbing/releasing property), and the wood itself has a property of repeating expansion and contraction (stretchability). The stretchability of the wood itself is not great in terms of its stretch length ratio, but it constantly stretches. For this reason, a coating film formed from a conventional water-based wood coating becomes difficult to follow the expansion and contraction of wood, minute cracks occur over time, water penetrates from the minute cracks, and changes in the surface state There is a problem that discoloration is generated.
また、植物解繊繊維を含有する従来の水性樹脂組成物は、良好な流動性と貯蔵安定性とについては検討されたものであっても、木材に塗装されることを想定されたものではなかった。このため、植物解繊繊維を含有する従来の水性樹脂組成物は、木材に塗装された際の、塗膜の変色についてまで検討されているものではなかった。 Further, conventional aqueous resin compositions containing plant defibrated fibers, even though studied for good fluidity and storage stability, were not expected to be applied to wood. It was For this reason, conventional aqueous resin compositions containing plant defibrated fibers have not been studied up to the discoloration of the coating film when applied to wood.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、木部用塗料から形成された塗膜が、木材自体の伸縮に対して追従することにより、木材への水の浸入を抑制し、木部用塗料が塗装された木部塗装体の変色を抑制することが可能な木部用塗料を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, a coating film formed from a paint for wood parts follows the expansion and contraction of the wood itself, thereby suppressing the infiltration of water into the wood, and It is an object of the present invention to provide a wood part paint capable of suppressing discoloration of a wood part coated body to which the part paint is applied.
本発明の木部用塗料は、合成樹脂エマルションと、植物解繊繊維とを含有することを特徴とする。 The xylem coating composition of the present invention is characterized by containing a synthetic resin emulsion and plant defibrated fibers.
本発明の木部用塗料によれば、木部用塗料が植物解繊繊維を含有しているため、木部用塗料から形成される塗膜は、伸長性能が補強され、塗膜物性としての伸び率が優れ、木材の吸放湿に対する伸縮に追従することができる。このため、木部用塗料から形成される塗膜に微細なひび割れが生じることを抑制でき、木材への水の浸入を抑制することができ、水の浸入に伴う木部塗装体の変色を抑制することができる。 According to the wood part paint of the present invention, the wood part paint contains plant defibrated fibers, so that the coating film formed from the wood part paint is reinforced in elongation performance and has the following physical properties. It has an excellent elongation and can follow the expansion and contraction of wood due to moisture absorption and release. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of fine cracks in the coating film formed from the paint for wood, it is possible to suppress the infiltration of water into the wood, and suppress the discoloration of the wood-coated body due to the infiltration of water. can do.
ここで、上記木部用塗料において、前記植物解繊繊維は、セルロースとヘミセルロースとを含有する植物繊維が解繊されたセルロースナノファイバーであるとすることができる。これによれば、木部用塗料から形成される塗膜は、成膜過程において、植物解繊繊維すなわちセルロースナノファイバーのネットワークが形成され、木部用塗料から形成される塗膜は、塗膜物性としての引裂き強度が優れるものとすることができる。このため、木部用塗料から形成される塗膜は、微細なひび割れの発生をより抑制することができ、木材への水の浸入を抑制し、水の浸入に伴う木部塗装体の変色を抑制することができる。 Here, in the above-mentioned coating material for xylem, the plant defibrated fibers may be cellulose nanofibers obtained by defibrating plant fibers containing cellulose and hemicellulose. According to this, the coating film formed from the xylem paint, in the film forming process, a network of plant defibrated fibers, that is, cellulose nanofibers is formed, and the coating film formed from the xylem paint is a coating film. Tear strength as a physical property can be made excellent. Therefore, the coating film formed from the paint for wood parts can further suppress the generation of fine cracks, suppress the infiltration of water into the wood, and prevent the discoloration of the wood part coated body due to the infiltration of water. Can be suppressed.
また、上記木部用塗料において、前記植物解繊繊維は、平均長さが１０，０００ｎｍ以下、平均幅が２００ｎｍ以下であるものとすることができる。 Moreover, in the said coating composition for wood parts, the said plant defibrated fiber can have an average length of 10,000 nm or less and an average width of 200 nm or less.
また、上記木部用塗料において、前記植物解繊繊維は、植物繊維が酵素によって解繊され、機械的に解繊された繊維であるものとすることができる。これによれば、植物繊維は、酵素処理による解繊と機械処理による解繊とが併用されることで、通常の機械処理による解繊よりも解繊が進行し、より繊維が細かく解繊された植物解繊繊維とすることができる。 In addition, in the above-mentioned coating material for wood, the plant defibrated fiber may be a fiber that is defibrated by an enzyme and mechanically defibrated. According to this, the fibrillation of the plant fiber is carried out in combination with the defibration by the enzymatic treatment and the fibrillation by the mechanical treatment, whereby the defibration proceeds more than the defibration by the usual mechanical treatment, and the fibers are finely fibrillated. Can be plant defibrated fiber.
また、上記木部用塗料において、前記植物解繊繊維が多分岐化しているものとすることができる。これによれば、木部用塗料は、塗膜物性としての伸び率が優れるものでありながら、植物解繊繊維が木部用塗料の粘性に影響を及ぼさないため、塗料としての取扱性に優れるものとすることができる。 Further, in the above-mentioned paint for xylem, the plant defibrated fibers may be multi-branched. According to this, although the coating material for wood is excellent in elongation as a coating film physical property, since the plant defibrated fiber does not affect the viscosity of the coating for wood, it is excellent in handleability as a paint. Can be something.
また、上記木部用塗料において、屋外用途であるものとすることができる。これによれば、木部用塗料から形成される塗膜は、伸び率の向上に優れ、変色抑制効果に優れるものである。このため、屋外用途であっても、木部用塗料は、木部用塗料が塗装された木部を適切に保護することができ、また、木部塗装体の変色を抑制することができる。 Further, the above-mentioned paint for wood parts can be used for outdoor use. According to this, the coating film formed from the coating material for a wood part is excellent in the improvement of elongation and the effect of suppressing discoloration. Therefore, even for outdoor use, the wood-part paint can appropriately protect the wood part coated with the wood-part paint, and can suppress discoloration of the wood-part coated body.
また、本発明の塗装方法は、木部への塗装方法であって、上記木部用塗料を塗布する塗装工程を含むものとすることができる。これによれば、木部用塗料が粘性調整剤などの添加剤に含まれるものを除いてＶＯＣ（揮発性有機化合物）を含有してなく、木部用塗料から形成される塗膜が塗膜物性としての伸び率に優れるものである。このため、本発明の塗装方法は、自然環境に優しいものでありながら、木部用塗料が塗装された木部塗装体の保護を図ることができる。 Further, the coating method of the present invention is a method for coating a wood portion, and may include a coating step of applying the above-mentioned wood portion paint. According to this, a coating film formed from a coating material for xylem does not contain VOC (volatile organic compound) except that the coating material for xylem is contained in an additive such as a viscosity modifier. It has excellent elongation as a physical property. For this reason, the coating method of the present invention can protect the wood-coated body on which the wood-based paint is applied, while being friendly to the natural environment.
また、本発明の塗装方法は、木部への塗装方法であって、植物解繊繊維分散液を含有する前処理剤を塗布する前処理工程と、合成樹脂エマルションを含有する塗料を塗布する塗装工程と、を含むものとすることができる。これによれば、植物解繊繊維分散液が合成樹脂エマルションを含有する塗料の塗装工程前に前処理として塗布されるため、塗料から形成される塗膜は、伸長性能が補強され、塗膜物性としての伸び率に優れたものとなる。このため、本発明の塗装方法は、木部用塗料から形成される塗膜が、微細なひび割れの発生を抑制し、木材への水の浸入を抑制し、水の浸入に伴う木部塗装体の変色を抑制するため、耐久性に優れた木部塗装を木部に施すことができる。 Further, the coating method of the present invention is a method for coating wood parts, in which a pretreatment step of applying a pretreatment agent containing a plant defibrated fiber dispersion liquid and a coating method of applying a paint containing a synthetic resin emulsion are performed. And a process. According to this, since the plant defibrated fiber dispersion is applied as a pretreatment before the coating process of the coating material containing the synthetic resin emulsion, the coating film formed from the coating material has enhanced elongation performance and physical properties of the coating film. The elongation rate is excellent. Therefore, the coating method of the present invention, the coating film formed from the coating material for wood, suppresses the generation of fine cracks, suppresses the infiltration of water into the wood, the wood coating body with the infiltration of water. Since it suppresses the discoloration of the wood, the wood can be painted with excellent durability.
本発明の木部用塗料によれば、木部用塗料から形成された塗膜が、塗膜物性としての伸び率に優れ、木材自体の伸縮に対して追従可能であるため、木部用塗料の塗装された木部塗装体は、水の浸入を抑制することができ、表面状態の変化に伴う変色を抑制することができる。 According to the wood part paint of the present invention, a coating film formed from the wood part paint has excellent elongation as a coating film physical property and can follow the expansion and contraction of the wood itself. The painted wood part can be prevented from entering water and can be prevented from being discolored due to a change in surface condition.
以下、本発明の実施形態について説明する。実施形態の木部用塗料は、合成樹脂エマルションと、植物解繊繊維とを含有することを特徴とするものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The wood coating composition of the embodiment is characterized by containing a synthetic resin emulsion and plant defibrated fibers.
木部用塗料が塗布される木材は、湿度が高いときは吸湿して湿度が低いときは水分を放出する性質（吸放湿性）と、木材自体が膨張と収縮とを繰り返す特性（伸縮性）とを有している。このため、木部用塗料から形成される塗膜には、吸放湿性に対応する通気性と伸縮性に対応する伸び性とが要求される。通気性は、合成樹脂エマルションを結合材とする塗料から形成される塗膜であれば、塗膜の成膜過程で生じる通気孔によって満たされるものである。この通気孔は、外部からの水が入ることがない極小さいものである。そして、伸び性は、木部用塗料が植物解繊繊維を含有することによって満たされることを、本願発明者らは見出したものである。実施形態の木部用塗料は、合成樹脂エマルションと、植物解繊繊維と、その他添加剤とを含有することによって、木部用塗料から形成される塗膜に通気性と伸び性とを備えることができる。これにより、木部用塗料から形成される塗膜は、微細なひび割れの発生を抑制することができ、木材への水の浸入を抑制し、水の浸入に伴う木部塗装体の変色を抑制することができるものとなる。 The wood to which the wood coating is applied absorbs moisture when the humidity is high and releases water when the humidity is low (moisture absorption and release), and the property that the wood itself repeatedly expands and contracts (stretchability) And have. For this reason, a coating film formed from the wood part paint is required to have breathability corresponding to moisture absorption and desorption and extensibility corresponding to elasticity. The air permeability is satisfied by the air holes generated in the film forming process of a coating film if it is a coating film formed from a coating material containing a synthetic resin emulsion as a binder. This vent hole is a very small one that does not allow water to enter from the outside. The inventors of the present application have found that extensibility is satisfied when the coating material for xylem contains plant defibrated fibers. The wood-part paint of the embodiment has a synthetic resin emulsion, a defibrated fiber, and other additives to provide a coating film formed from the wood-part paint with air permeability and extensibility. You can As a result, the coating film formed from the paint for wood can suppress the generation of fine cracks, suppress the infiltration of water into the wood, and suppress the discoloration of the wood-coated body due to the infiltration of water. You will be able to.
合成樹脂エマルションとは、複数種類の単量体（モノマー）を重合開始剤によって重合して共重合体とした合成樹脂の微粒子を界面活性剤（乳化剤）によって、水中に分散させた懸濁液（エマルション）である。合成樹脂エマルションは、媒体である水が揮発することによって、合成樹脂の微粒子同士が融着して成膜することにより、塗膜の結合材としてのバインダーを形成する。合成樹脂エマルションは、成膜過程で生じる水が揮発する通気孔によって、通気性が確保されたものとなる。また、合成樹脂エマルションをバインダーとして含有する木部用塗料は、水を媒体とし、粘性調整剤などの添加剤に含まれるものを除いてＶＯＣ（揮発性有機化合物）を含有していないため、自然環境に優しいものとすることができる。 A synthetic resin emulsion is a suspension (in which fine particles of a synthetic resin obtained by polymerizing a plurality of kinds of monomers (monomers) with a polymerization initiator to form a copolymer are dispersed in water by a surfactant (emulsifier) ( Emulsion). The synthetic resin emulsion forms a binder as a binder for the coating film by evaporating water, which is a medium, to fuse fine particles of the synthetic resin to form a film. The synthetic resin emulsion has air permeability ensured by the air holes through which water generated during the film formation process volatilizes. In addition, the paint for xylem containing a synthetic resin emulsion as a binder does not contain VOC (volatile organic compound) except water contained in an additive such as a viscosity modifier, as a medium. It can be environmentally friendly.
合成樹脂エマルションは、その樹脂組成により、酢酸ビニル系エマルション、エチレン酢酸ビニル系エマルション、アクリル系エマルション、アクリルスチレン系エマルション、アクリルシリコン系エマルション、アクリルウレタン系エマルションなどを使用することができる。これらの中でも、アクリル系エマルション、アクリルスチレン系エマルション、アクリルシリコン系エマルション、アクリルウレタン系エマルションが耐水性に優れるため好んで使用することができる。さらに、アクリル系エマルション、アクリルシリコン系エマルション、アクリルウレタン系エマルションが耐水性に加え耐候性に優れるためより好んで使用することができる。 As the synthetic resin emulsion, a vinyl acetate emulsion, an ethylene vinyl acetate emulsion, an acrylic emulsion, an acrylic styrene emulsion, an acrylic silicone emulsion, an acrylic urethane emulsion, or the like can be used depending on the resin composition. Among these, acrylic emulsions, acrylic styrene emulsions, acrylic silicone emulsions, and acrylic urethane emulsions have excellent water resistance and can be preferably used. Furthermore, acrylic emulsions, acrylic silicone emulsions, and acrylic urethane emulsions have excellent weather resistance in addition to water resistance, and thus can be more preferably used.
合成樹脂エマルションの平均粒子径は、５０〜５００ｎｍが好ましい。合成樹脂エマルションの成膜過程で生じる水が揮発する通気孔によって、通気性が確保され、かつ、合成樹脂エマルションを含む木部用塗料の貯蔵安定性が優れたものとすることができるためである。合成樹脂エマルションの平均粒子径が５０ｎｍ未満である場合には、合成樹脂から成形される樹脂膜が緻密なものとなり、通気性が確保されないおそれがある。一方、平均粒子径が５００ｎｍを超える場合には、合成樹脂エマルションが不安定なものとなり、合成樹脂エマルションをバインダーとして含有する木部用塗料の貯蔵安定性が劣るおそれがある。より好ましくは、合成樹脂エマルションの平均粒子径は１００〜３００ｎｍである。 The average particle size of the synthetic resin emulsion is preferably 50 to 500 nm. This is because the ventilation holes through which water generated in the film formation process of the synthetic resin emulsion volatilizes ensure the air permeability, and the coating composition for wood containing the synthetic resin emulsion can have excellent storage stability. .. When the average particle diameter of the synthetic resin emulsion is less than 50 nm, the resin film formed from the synthetic resin becomes dense and air permeability may not be secured. On the other hand, when the average particle diameter exceeds 500 nm, the synthetic resin emulsion becomes unstable, and the storage stability of the wood coating material containing the synthetic resin emulsion as a binder may be poor. More preferably, the average particle diameter of the synthetic resin emulsion is 100 to 300 nm.
合成樹脂エマルションの合成樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、−２０〜５℃が好ましい。合成樹脂が木部用塗料から形成される塗膜のバインダーとして木材の伸縮に追従することができる可撓性を有し、適度な可撓性により塗膜への汚れの付着が少なく、塗膜の美観が保たれるためである。合成樹脂のＴｇが−２０℃を下回る場合には、木部用塗料から形成される塗膜のバインダーが柔らかくなり、埃などの異物を付着しやすく塗膜の美観が保たれないおそれがある。一方、Ｔｇが５℃を上回る場合には、木部用塗料から形成される塗膜のバインダーが硬くなり、合成樹脂が木部用塗料から形成される塗膜のバインダーとして木材の伸縮に追従することができず、塗膜に微細なひび割れが生じ、微細なひび割れから水が浸入することによって、耐変色性が劣るおそれがある。より好ましくは、合成樹脂のＴｇは−１５〜０℃であり、さらに好ましくは、Ｔｇは−１０〜−５℃である。Ｔｇの調整は、使用するモノマーの種類と量とを調整することによって行うことができる。Ｔｇは、フォックス（ＦＯＸ）の計算式（下記（１）式）から求めることができる。なお、Ｗｉは単量体ｉの質量分率を示し、Ｔｇｉは単量体ｉのＴｇ（℃）を示し、単量体のＴｇは、ポリマーハンドブック（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ）に記載されている値などの既知の値を用いることができる。
１／（２７３＋Ｔｇ）＝Σ（Ｗｉ／（２７３＋Ｔｇｉ））・・・（１）
合成樹脂エマルションは、一般的な重合方法を用いることにより製造することができる。重合方法の一例として、プレ乳化エマルション滴下重合方法がある。プレ乳化エマルション滴下重合方法は、単量体と界面活性剤と水とを高速撹拌することによりプレ乳化エマルションを作成し、重合の場となる８０℃前後に調整された水に、プレ乳化エマルションと過酸化物からなる重合開始剤とを、撹拌しながら１００分程度かけて滴下して、重合させる方法である。モノマーの組合せは、樹脂組成とＴｇにより選択することができる。なお、合成樹脂エマルションは、市販されているものを使用することもできる。市販されている合成樹脂エマルションとして、アクロナールシリーズ（ＢＡＳＦジャパン株式会社製）、ポリトロンシリーズ（旭化成ケミカルズ株式会社製）、ＡＥシリーズ（株式会社イーテック製）などを使用することができる。
The glass transition temperature (Tg) of the synthetic resin of the synthetic resin emulsion is preferably -20 to 5°C. Synthetic resin has flexibility that can follow the expansion and contraction of wood as a binder for a coating film formed from a paint for wood, and due to its moderate flexibility, little dirt adheres to the coating film. This is because the aesthetics of When the Tg of the synthetic resin is lower than -20°C, the binder of the coating film formed from the wood coating material becomes soft, and foreign matter such as dust is liable to adhere to the coating film, and the appearance of the coating film may not be maintained. On the other hand, when Tg is higher than 5° C., the binder of the coating film formed from the wood coating becomes hard, and the synthetic resin follows the expansion and contraction of wood as the binder of the coating film formed from the wood coating. However, the coating film may have fine cracks, and water may penetrate through the fine cracks, which may deteriorate the discoloration resistance. More preferably, the Tg of the synthetic resin is −15 to 0° C., and even more preferably, the Tg is −10 to −5° C. The Tg can be adjusted by adjusting the type and amount of the monomer used. The Tg can be obtained from a calculation formula of Fox (FOX) (formula (1) below). Wi represents the mass fraction of the monomer i, Tgi represents the Tg (° C.) of the monomer i, and the Tg of the monomer is the value described in Polymer Handbook (John Wiley & Sons). Known values such as can be used.
1/(273+Tg)=Σ(Wi/(273+Tgi)) (1)
The synthetic resin emulsion can be produced by using a general polymerization method. An example of the polymerization method is a pre-emulsion emulsion dropping polymerization method. The pre-emulsion emulsion dropping polymerization method is to prepare a pre-emulsion emulsion by stirring a monomer, a surfactant and water at a high speed, and to water adjusted to around 80° C. which is a place of polymerization, and a pre-emulsion emulsion. This is a method in which a polymerization initiator composed of a peroxide is added dropwise with stirring over about 100 minutes to polymerize. The combination of monomers can be selected depending on the resin composition and Tg. The synthetic resin emulsion may be a commercially available product. As a commercially available synthetic resin emulsion, an acronal series (manufactured by BASF Japan Co., Ltd.), a polytron series (manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.), an AE series (manufactured by E-Tech Co., Ltd.) and the like can be used.
植物解繊繊維とは、植物から加工された漂白パルプが、酵素によって解繊され、機械的に解繊された繊維である。植物から加工された漂白パルプとは、植物（植物チップ）が蒸解され漂白されたパルプ（植物繊維）である。 The plant defibrated fiber is a fiber in which bleached pulp processed from a plant is defibrated by an enzyme and mechanically defibrated. Bleached pulp processed from plants is pulp (plant fibers) obtained by digesting and bleaching plants (plant chips).
植物繊維を採取する植物は特に限定されるものではないが、例をあげると、スギ、ヒノキなどの針葉樹、ケヤキ、ナラなどの広葉樹、イネ、アワなどの草本を使用することができる。これらの中でも、機械的解繊が容易な針葉樹と草本を好んで使用することができ、特に、針葉樹が植物解繊繊維の収率が高いため、より好んで使用することができる。 The plant from which the plant fiber is collected is not particularly limited, and examples thereof include conifers such as cedar and cypress, broad-leaved trees such as zelkova and oak, and herbs such as rice and millet. Among these, conifers and herbs that can be easily mechanically defibrated can be preferably used, and since conifers have a high yield of plant defibrated fibers, they can be more preferably used.
植物解繊繊維は、植物から加工された漂白パルプを原料とするものであり、漂白パルプは、植物（植物チップ）が蒸解され漂白されたパルプ（植物繊維）である。植物の蒸解は、植物チップを苛性ソーダ水溶液に浸して加熱処理することにより、植物の繊維を解す（パルプ化）ことをいう。漂白は、過酢酸漂白、酸素漂白、次亜塩素酸ナトリウム漂白、オゾン漂白などの一般的な漂白方法を用いることによって、植物繊維を漂白することができる。 The plant defibrated fiber is made from a bleached pulp processed from a plant as a raw material, and the bleached pulp is a pulp (plant fiber) obtained by cooking and bleaching a plant (plant chip). The digestion of plants is to dissolve the plant fibers (pulping) by immersing the plant chips in an aqueous solution of caustic soda and performing heat treatment. For bleaching, plant fibers can be bleached by using a general bleaching method such as peracetic acid bleaching, oxygen bleaching, sodium hypochlorite bleaching, ozone bleaching and the like.
植物解繊繊維は、植物から加工された漂白パルプが、酵素によって解繊され、機械的に解繊された繊維である。植物繊維は、酵素処理による解繊と機械処理による解繊とが併用されることで、通常の機械処理による解繊よりも解繊が進行し、より繊維が細かく解繊されることができる。 The plant defibrated fiber is a fiber in which bleached pulp processed from a plant is defibrated by an enzyme and mechanically defibrated. The fibrillation of the vegetable fiber is carried out in combination with the defibration by the enzyme treatment and the fibrillation by the mechanical treatment, whereby the fibrillation proceeds more than the defibration by the usual mechanical treatment, and the fiber can be finely fibrillated.
酵素処理による解繊は、漂白パルプを酵素が含有された水溶液を用いて解繊し、繊維の平均長さを１，０００〜１００，０００ｎｍ、繊維の平均幅を３〜５００ｎｍとするものである。解繊に使用する酵素の例をあげると、セルラーゼ（ＸＬ）、セロビオハイドロラーゼ（ＣＢＨ）、エンドグルカナーゼ（ＥＧ）、β−グルコシダーゼ（ＢＧＬ）などを使用することができる。これらの中でも、繊維の解繊効率に優れるセルラーゼ又はエンドグルカナーゼをより好んで使用することができる。 The defibration by the enzyme treatment is to defibrate the bleached pulp with an aqueous solution containing an enzyme so that the average fiber length is 1,000 to 100,000 nm and the average fiber width is 3 to 500 nm. .. As an example of the enzyme used for defibration, cellulase (XL), cellobiohydrolase (CBH), endoglucanase (EG), β-glucosidase (BGL) and the like can be used. Among these, cellulase or endoglucanase, which are excellent in fiber disintegration efficiency, can be more preferably used.
機械的解繊は、酵素によって解繊された漂白パルプをビーズミル（ボールミル）などの機械式解繊機を用いて解繊し、繊維の平均長さを１００〜１０，０００ｎｍ、繊維の平均幅を１〜２００ｎｍである多分岐化した植物解繊繊維とするものである。植物解繊繊維の平均長さが１００〜１０，０００ｎｍであることにより、植物解繊繊維を含有させた木部用塗料は、塗料の取扱性に優れ、塗膜物性としての伸び率に優れるためである。植物解繊繊維の平均長さが１００ｎｍ未満だと、塗膜物性としての伸び率が劣るおそれがある。ただし、塗膜にひび割れが生じる程度ではなく、木部塗装体の耐変色性を低下させることはない。一方、植物解繊繊維の平均長さが１０，０００ｎｍを超えると、木部用塗料の粘度が高くなり取扱性が劣るおそれがある。より好ましくは、植物解繊繊維の平均長さは、５００〜５，０００ｎｍである。植物解繊繊維の平均長さは、機械式解繊機による解繊時間が長いほど、繊維の平均長さが短くなる。そして、機械式解繊機の解繊時間に対する繊維の平均長さは、機械式解繊機の個体によって異なるものである。従って、植物解繊繊維の平均長さの調整は、機械式解繊機による解繊時間に対する繊維の平均長さの検量線を予め作成し、必要とする繊維の平均長さに対して検量線から解繊時間を求めて調整することができる。なお、植物解繊繊維の平均長さ（幅）は、サンプルとなる植物解繊繊維を実体顕微鏡または電子顕微鏡を用いて撮影し、撮影した画像から１００本測定してその平均値を求めた。また、植物解繊繊維は、多分岐化した植物解繊繊維が好ましい。多分岐化した植物解繊繊維を含有する木部用塗料から形成される塗膜は、多分岐化した植物解繊繊維が塗膜成分と絡み付き易いため、抗張力が補強され、塗膜物性としての引裂強さが優れるものとすることができるからである。植物解繊繊維は、酵素処理による解繊と機械処理による解繊とが併用されることにより、多分岐化が生じやすいものになる。そして、植物解繊繊維の幅は、１〜２００ｎｍが好ましい。この幅にある植物解繊繊維は、多分岐化による枝分かれが多くなり、後で述べるセルロースナノファイバーのネットワークを形成し易くなるためである。より好ましくは、植物解繊繊維の幅は、３〜１００ｎｍである。 In mechanical defibration, bleached pulp defibrated by an enzyme is defibrated using a mechanical defibration machine such as a bead mill (ball mill), and the average fiber length is 100 to 10,000 nm and the average fiber width is 1 It is a multi-branched plant defibrated fiber having a size of ˜200 nm. Since the average length of the defibrated fiber is 100 to 10,000 nm, the coating material for wood part containing the defibrated fiber is excellent in handleability of the coating material and excellent in elongation as a coating film physical property. Is. When the average length of the plant defibrated fibers is less than 100 nm, the elongation as a coating film physical property may be poor. However, it does not cause cracks in the coating film and does not deteriorate the discoloration resistance of the wood-coated body. On the other hand, when the average length of the defibrated plant fibers exceeds 10,000 nm, the viscosity of the wood-part coating material becomes high, and the handleability may be poor. More preferably, the average length of the defibrated fibers is 500 to 5,000 nm. Regarding the average length of plant defibrated fibers, the longer the defibration time by the mechanical defibrator, the shorter the average length of the fibers. The average fiber length with respect to the defibration time of the mechanical defibrator differs depending on the individual individual defibrators. Therefore, the adjustment of the average length of the plant defibration fiber, to create a calibration curve of the average length of the fiber for the defibration time by the mechanical defibration machine in advance, from the calibration curve for the average length of the required fiber The defibration time can be obtained and adjusted. The average length (width) of the plant defibrated fibers was obtained by photographing the sample defibrated fibers using a stereoscopic microscope or an electron microscope and measuring 100 of the photographed images to determine the average value. The plant defibrated fiber is preferably a multi-branched plant defibrated fiber. A coating film formed from a paint for wood part containing a multi-branched plant defibrated fiber is easily entangled with the multi-branched plant defibrated fiber and coating film components, so that the tensile strength is reinforced and the physical properties of the coating film are This is because the tear strength can be excellent. The plant defibrated fiber is apt to be hyperbranched by the combined use of defibration by enzyme treatment and defibration by mechanical treatment. And the width of the plant defibrated fiber is preferably 1 to 200 nm. This is because the plant defibrated fibers in this width have many branches due to multi-branching, and it is easy to form a network of cellulose nanofibers described later. More preferably, the width of the defibrated plant fibers is 3 to 100 nm.
植物解繊繊維は、セルロースとヘミセルロースとを含有する植物繊維が解繊されたセルロースナノファイバーであることが好ましい。これによれば、木部用塗料から形成される塗膜の成膜過程において、図１に示すように、植物解繊繊維が、セルロースナノファイバーのネットワークを形成し、木部用塗料から形成される塗膜は、塗膜物性としての引裂き強度が優れるものとすることができる。このため、木部用塗料から形成される塗膜は、微細なひび割れの発生をより抑制することができ、木材への水の浸入を抑制し、水の浸入に伴う木部塗装体の変色を抑制することができるものとなる。なお、セルロースナノファイバーのネットワークの形成は、ヘミセルロースの疎水性と親水性の官能基によって、セルロースとヘミセルロースとが繋がれて形成されると推測される。 The plant defibrated fiber is preferably a cellulose nanofiber obtained by defibrating a plant fiber containing cellulose and hemicellulose. According to this, in the film forming process of the coating film formed from the wood part paint, the plant defibrated fibers form a network of cellulose nanofibers and are formed from the wood part paint as shown in FIG. The coating film may have excellent tear strength as a coating property. Therefore, the coating film formed from the paint for wood parts can further suppress the generation of fine cracks, suppress the infiltration of water into the wood, and prevent the discoloration of the wood part coated body due to the infiltration of water. It can be suppressed. It is assumed that the network of cellulose nanofibers is formed by connecting cellulose and hemicellulose by the hydrophobic and hydrophilic functional groups of hemicellulose.
植物解繊繊維は、木部用塗料に含有させることによって、塗料の中で微細なネットワークを形成し、木部用塗料から形成される塗膜の伸長性能が補強され、塗膜物性としての伸び率が優れ、木材の吸放湿に対する伸縮に追従することができる。また、植物解繊繊維が、塗膜の界面と木材素地の界面とを安定化するため、木部用塗料の塗装された木部塗装体は、水の浸入を抑制することができ、表面状態の変化に伴う変色を抑制することができる。 When plant defibrated fiber is contained in a paint for wood, it forms a fine network in the paint, and the elongation performance of the paint film formed from the paint for wood is reinforced, and the elongation as a physical property of the paint is improved. It has a high rate and can follow the expansion and contraction of wood due to moisture absorption and release. Further, since the plant defibrated fiber stabilizes the interface of the coating film and the interface of the wood base, the wood-coated body coated with the wood-based paint can suppress the infiltration of water, and the surface condition It is possible to suppress the discoloration due to the change of.
木部用塗料に対する植物解繊繊維の含有量は、不揮発分換算で、０．１〜５質量％が好ましい。木部用塗料の粘性的な取扱性に劣ることなく、塗膜物性としての伸び率を向上させることができるからである。木部用塗料に対する植物解繊繊維含有量が０．１質量％未満だと、塗膜物性としての伸び率を十分に向上させることができないおそれがある。一方、５質量％を超えると、木部用塗料の粘度が高くなり取扱性が劣るおそれがある。より好ましくは、木部用塗料に対する植物解繊繊維含有量は、０．２〜２質量％であり、さらに好ましくは、０．５〜１．５質量％である。 The content of the plant defibrated fiber in the paint for wood is preferably 0.1 to 5 mass% in terms of nonvolatile content. This is because it is possible to improve the elongation as a physical property of the coating film without deteriorating the viscous handleability of the paint for wood parts. If the content of plant defibrated fibers in the coating material for wood is less than 0.1% by mass, the elongation as a coating film physical property may not be sufficiently improved. On the other hand, if it exceeds 5% by mass, the viscosity of the coating material for wood parts tends to be high, resulting in poor handleability. More preferably, the defibrated fiber content of the paint for xylem is 0.2 to 2% by mass, and further preferably 0.5 to 1.5% by mass.
木部用塗料には必要に応じてその他添加剤を含有させることができる。その他添加剤として、湿潤剤、分散剤、粘性調整剤、消泡剤、防凍剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、成膜助剤、可塑剤、着色顔料、体質顔料、染料、艶消剤などがある。これら添加剤は、木部用塗料から形成される塗膜の伸び率を低下させるものでなく、耐候性を阻害しないものを選択して使用する必要がある。特に、着色顔料は、その種類によって塗膜の耐候性（耐変色性）を阻害することがあるため、塗膜の耐候性を阻害し難い無機着色顔料を使用するのが好ましい。 Other additives may be contained in the wood part paint, if necessary. Other additives include wetting agents, dispersants, viscosity modifiers, defoamers, antifreezing agents, antiseptics, antifungal agents, antialgae agents, film-forming aids, plasticizers, color pigments, extender pigments, dyes, and luster. There are erasers. It is necessary to select and use these additives that do not reduce the elongation of the coating film formed from the wood part paint and do not impair the weather resistance. In particular, since the color pigment sometimes impairs the weather resistance (discoloration resistance) of the coating film depending on its type, it is preferable to use an inorganic color pigment that is difficult to inhibit the weather resistance of the coating film.
木部用塗料は、合成樹脂エマルション、植物解繊繊維、その他添加剤及び希釈水を混合することによって製造することができる。混合には、植物解繊繊維などが均一に分散するように、汎用のミキサーやディゾルバーなどの撹拌機を使用することができる。 The wood part paint can be produced by mixing a synthetic resin emulsion, plant defibrated fiber, other additives and diluting water. For the mixing, a stirrer such as a general-purpose mixer or dissolver can be used so that the plant defibrated fibers and the like are uniformly dispersed.
木部用塗料の木部への塗装は、スプレー、ローラー、刷毛などの汎用の塗装器具を用いて塗装することができる。なお、塗装直後に、塗装面（塗膜）を布などで拭き取り磨きをかけることにより、塗膜が均一な厚みとなり、木部用塗料から形成された塗膜は、塗膜物性としての伸び率がより優れるものとすることができる。 The wood part can be painted by using a general-purpose paint tool such as a spray, a roller or a brush. Immediately after coating, the coating surface (coating film) can be wiped and rubbed with a cloth to give a uniform thickness, and the coating film formed from the wood coating has an elongation as a coating property. Can be better.
次に、第２の実施形態として、前処理工程として木部へ植物解繊繊維分散液を前処理剤として塗布し、植物解繊繊維を含有しない塗料を塗装する形態について述べる。 Next, as a second embodiment, as a pretreatment step, a mode in which the plant defibrated fiber dispersion liquid is applied to the wood as a pretreatment agent and a coating material containing no plant defibrated fibers is applied will be described.
第２の実施形態は、合成樹脂エマルションを含有する塗料を塗布する際の前処理工程として、植物解繊繊維分散液を塗布することによって、塗料から形成される塗膜の伸長性能を補強し、塗膜物性としての伸び率を向上させるものである。植物解繊繊維分散液（前処理剤）は、バインダー成分を含有していないため、前処理剤塗布後の合成樹脂エマルションを含有する塗料が塗布された際に、植物解繊繊維が塗料と一体化する。植物解繊繊維は、塗料の中で微細なネットワークを形成し、形成される塗膜の伸長性能を補強するものである。また、植物解繊繊維が、塗膜の界面と木材素地の界面とを安定化するため、第２実施形態の工法で塗装された木部塗装体は、水の浸入を抑制することができ、表面状態の変化に伴う変色を抑制することができる。なお、安定化は、植物解繊繊維がヘミセルロースを有していることにより、ヘミセルロースの疎水性と親水性の官能基によって、植物解繊繊維が塗料と一体化し易く、木部素地ともなじみやすい構成になっていると推測される。 The second embodiment, as a pretreatment step when applying a coating material containing a synthetic resin emulsion, by applying a plant defibrated fiber dispersion, to enhance the elongation performance of the coating film formed from the coating material, It is intended to improve the elongation as a physical property of the coating film. Since the plant defibrated fiber dispersion (pretreatment agent) does not contain a binder component, when the coating containing the synthetic resin emulsion after applying the pretreatment agent is applied, the plant defibrated fibers are integrated with the coating. Turn into. The plant defibrated fiber forms a fine network in the paint and reinforces the elongation performance of the formed coating film. Moreover, since the plant defibrated fiber stabilizes the interface of the coating film and the interface of the wood base, the wood-coated body coated by the method of the second embodiment can suppress the infiltration of water, It is possible to suppress discoloration associated with a change in surface condition. Incidentally, the stabilization, because the plant defibrated fiber has hemicellulose, by the hydrophobic and hydrophilic functional groups of hemicellulose, the plant defibrated fiber is easy to integrate with the paint, easy to be familiar with the wood base It is supposed that.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。実施例は、木部用塗料に植物解繊繊維を含有させ、木部へ塗装した形態を第１実施形態とし、前処理工程として木部へ植物解繊繊維分散液（前処理剤）を塗布し、植物解繊繊維を含有しない塗料を塗装した形態を第２実施形態として説明する。なお、試験例２〜１３，１５，１６，２２〜３３，３５及び３６は、実施例であり、試験例１，１４，２１及び３４は、比較例である。
＜第１実施形態＞
第１実施形態は、合成樹脂エマルションと、植物解繊繊維と、を含有する木部用塗料（塗料１〜１３）を木材（スギ材、ツガ材）に塗装して、試験体としたものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In the example, the coating for wood is made to contain plant defibrated fibers and is applied to xylem as the first embodiment. As a pretreatment step, a plant defibrated fiber dispersion (pretreatment agent) is applied to xylem. However, a form in which a paint containing no plant defibrated fiber is applied will be described as a second embodiment. The test examples 2 to 13, 15, 16, 22 to 33, 35 and 36 are examples, and the test examples 1, 14, 21 and 34 are comparative examples.
<First Embodiment>
The first embodiment is a test piece obtained by coating wood (cedar wood, hemlock wood) with a wood part paint (paints 1 to 13) containing a synthetic resin emulsion and plant defibrated fibers. is there.
植物解繊繊維の加工は以下のように行った。植物解繊繊維の原料には、スギチップを用い、スギチップが蒸解され漂白され、漂白パルプ（植物繊維）とした。そして、漂白パルプに異なる解繊を施し、複数種類の植物解繊繊維を用意した。具体的には、植物解繊繊維は、漂白パルプに、異なる酵素による解繊と機械的解繊を施し、植物解繊繊維ＣＮＦ２〜４，ＣＮＦ６〜８とした。ＣＮＦ２〜４，ＣＮＦ６〜８の酵素による解繊と機械的解繊の条件を表１に記載する。ＣＮＦ２は、酵素による解繊を施さず、機械的解繊を施した植物解繊繊維である。なお、これら植物解繊繊維は、セルロースとヘミセルロースとを含有するセルロースナノファイバーである。また、表１における酵素種類の記載は、ＥＧがエンドグルカナーゼであり、ＸＬがセルラーゼＸＬ−５３１である。 The processing of the plant defibrated fiber was performed as follows. Sugi chips were used as a raw material for the plant defibrated fiber, and the sugi chips were digested and bleached to obtain bleached pulp (vegetable fiber). Then, different defibration was applied to the bleached pulp to prepare a plurality of types of plant defibrated fibers. Specifically, the plant defibrated fibers were obtained by subjecting bleached pulp to defibration with different enzymes and mechanical defibration to obtain plant defibrated fibers CNF2-4 and CNF6-8. Table 1 shows the conditions for defibration and mechanical defibration of CNF2-4 and CNF6-8 by enzymes. CNF2 is a plant defibrated fiber that has been mechanically defibrated without being enzymatically defibrated. Note that these plant defibrated fibers are cellulose nanofibers containing cellulose and hemicellulose. In addition, in the description of the enzyme types in Table 1, EG is endoglucanase and XL is cellulase XL-531.
酵素による解繊は、表１に記載の濃度と種類の酵素溶液に漂白パルプを浸すことによって行い、機械的解繊は、表１に記載の条件（時間）で、ビーズミル（ジルコニアビーズミル）を使用して解繊を行った。 Enzymatic defibration is performed by immersing bleached pulp in an enzyme solution of the concentration and type shown in Table 1, and mechanical defibration is performed using a bead mill (zirconia bead mill) under the conditions (time) shown in Table 1. And defibrated.
木部用塗料の作成は以下のように行った。木部用塗料は、植物解繊繊維の種類（ＣＮＦ２〜４，ＣＮＦ６〜８）と配合量を変更して、表２に記載の配合の塗料１〜１３を作成した。表２に記載した配合における原材料の特性を以下に記載する。合成樹脂エマルション（アクリルシリコン系エマルション、Ｔｇ：−８℃、不揮発分：４５％、平均粒子径：２００ｎｍ、粘度：８００ｍＰａ・ｓ）、消泡剤（エーテル系消泡剤、不揮発分：２０％）、湿潤剤（ノニオン界面活性剤系湿潤剤、不揮発分：２０％）、着色顔料（無機着色顔料混合物、不揮発分：５０％）。 The wood part paint was prepared as follows. The paints for wood parts were prepared by changing the types of plant defibrated fibers (CNF2-4, CNF6-8) and the compounding amounts thereof to prepare paints 1-13 having the compositions shown in Table 2. The characteristics of the raw materials in the formulations listed in Table 2 are listed below. Synthetic resin emulsion (acrylic silicone emulsion, Tg: -8°C, nonvolatile content: 45%, average particle diameter: 200 nm, viscosity: 800 mPa·s), defoaming agent (ether-based defoaming agent, nonvolatile content: 20%) , Wetting agent (nonionic surfactant-based wetting agent, nonvolatile content: 20%), color pigment (inorganic coloring pigment mixture, nonvolatile content: 50%).
試験例は、スギ材又はツガ材からなる素材に、上記塗料１〜１３を表３に記載の条件で塗装して試験体とした。なお、表３には記載しなかったが、木部用塗料の塗布量は、共通して１回目が８０ｇ／ｍ2であり２回目が６０ｇ／ｍ2である。これら塗装した試験体について、屋外での使用を想定した促進耐候性試験（ＪＩＳ Ｋ ５６００−７−７：キセノンウエザオメーター法）を行い、耐候性の評価を行った。耐候性の評価は、促進耐候性試験１，０００時間における試験前後の色差（ＪＩＳ Ｚ ８７３０：２０００：色の表示方法−物体色の色差）を求めて評価した。そして、色差ΔＥ*ａｂが、２．０未満であるものを◎、２．０以上４．０未満であるものを○、４．０以上５．０未満であるものを△、５．０以上であるものを×として評価した。なお、色差ΔＥ*ａｂはその数値が大きいほど試験前後の色の差が生じる（変色）ものであり、色差ΔＥ*ａｂが５．０未満であったものを変色抑制効果があるとした。色差ΔＥ*ａｂは、市販の色彩色差計を用いてＬ*ａ*ｂ*表色を測定し、計算式（下記（２）式）から求めた。なお、ΔＬ*は試験前後のＬ*の差であり、Δａ*は試験前後のａ*の差であり、Δｂ*は試験前後のｂ*の差である。
ΔＥ*ａｂ＝（（ΔＬ*）2＋（Δａ*）2＋（Δｂ*）2）1/2・・・（２）
In the test example, a coating material 1 to 13 was applied to a material made of cedar wood or Tsuga wood under the conditions shown in Table 3 to prepare a test body. Although not shown in Table 3, the coating amount of the coating material for wood part is 80 g/m 2 for the first time and 60 g/m 2 for the second time in common. An accelerated weather resistance test (JIS K 5600-7-7: xenon weatherometer method) assuming outdoor use was performed on these coated test bodies to evaluate the weather resistance. The weather resistance was evaluated by obtaining the color difference (JIS Z 8730:2000: color display method-color difference of object color) before and after the accelerated weathering test of 1,000 hours. The color difference ΔE * ab is less than 2.0, ⊚, the color difference ΔE * ab is more than 2.0 and less than 4.0, the one is 4.0 or more and less than 5.0, and the more than 5.0. Was evaluated as x. The larger the numerical value of the color difference ΔE * ab is, the more the color difference before and after the test occurs (discoloration), and the color difference ΔE * ab of less than 5.0 was regarded as the effect of suppressing discoloration. The color difference ΔE * ab was obtained from a calculation formula (Equation (2) below) by measuring the L * a * b * color specification using a commercially available colorimeter. In addition, ΔL * is a difference between L * before and after the test, Δa * is a difference between a * before and after the test, and Δb * is a difference between b * before and after the test.
ΔE * ab=((ΔL * ) 2 +(Δa * ) 2 +(Δb * ) 2 ) 1/2 ...(2)
試験例１は、スギ材からなる素材に、植物解繊繊維を含有しない塗料１を塗装した試験例である。塗料１が植物解繊繊維を含有しない木部用塗料であるため、変色抑制効果は確認できなかった。塗料１から形成された塗膜は、伸長性能が補強されず、塗膜物性としての伸び率が満たされず、微細なひび割れが生じたものと推測される。そして、木部塗装体に微細なひび割れから水が浸入して、表面状態の変化に伴う変色が発生したと考えられる。 Test Example 1 is a test example in which the coating material 1 containing no plant defibrated fiber was applied to a material made of cedar wood. Since the paint 1 is a wood part paint containing no plant defibrated fiber, the discoloration suppressing effect could not be confirmed. It is presumed that the coating film formed from the coating material 1 was not reinforced in the elongation performance, did not satisfy the elongation rate as the physical properties of the coating film, and had fine cracks. Then, it is considered that water penetrated into the wood-coated body through minute cracks and discoloration occurred due to the change of the surface condition.
試験例２〜１３は、スギ材からなる素材に、異なる解繊条件を施した植物解繊繊維を含有する塗料２〜１３を塗装した試験例である。これらは変色抑制効果を有していた。塗料２〜１３が植物解繊繊維を含有する木部用塗料であるため、これらから形成された塗膜は、伸長性能が補強され、塗膜物性としての伸び率が満たされ、木部塗装体への水の浸入が防がれ、耐候性の評価において、変色が抑制されたものと考えられる。 Test examples 2 to 13 are test examples in which paints 2 to 13 containing plant defibrated fibers subjected to different defibration conditions were applied to a material made of cedar wood. These had a discoloration suppressing effect. Since the paints 2 to 13 are wood part paints containing plant defibrated fibers, the coating film formed from these has enhanced elongation performance and satisfies the elongation rate as the physical properties of the coating film. It is considered that the infiltration of water into the water was prevented and discoloration was suppressed in the evaluation of weather resistance.
試験例１４は、ツガ材からなる素材に、植物解繊繊維を含有しない塗料１を塗装した試験例である。塗料１が植物解繊繊維を含有しない木部用塗料であるため、試験例１同様に、変色抑制効果を有していなかった。塗料１から形成された塗膜は、伸長性能が補強されず、塗膜物性としての伸び率が満たされず、微細なひび割れが生じたものと推測される。そして、木部塗装体に微細なひび割れから水が浸入して、表面状態の変化に伴う変色が発生したと考えられる。 Test Example 14 is a test example in which the coating material 1 containing no plant defibrated fiber was applied to a material made of Tsuga material. Since the paint 1 was a wood part paint containing no plant defibrated fiber, it did not have a discoloration suppressing effect as in Test Example 1. It is presumed that the coating film formed from the coating material 1 was not reinforced in the elongation performance, did not satisfy the elongation rate as the physical properties of the coating film, and had fine cracks. Then, it is considered that water penetrated into the wood-coated body through minute cracks and discoloration occurred due to the change of the surface condition.
試験例１５，１６は、ツガ材からなる素材に、植物解繊繊維を含有する塗料４，５を塗装した試験例である。これらは変色抑制効果を有していた。塗料４，５が植物解繊繊維を含有する木部用塗料であるため、これから形成された塗膜は、伸長性能が補強され、塗膜物性としての伸び率が満たされ、木部塗装体への水の浸入が防がれ、耐候性の評価において、変色が抑制されたものと考えられる。
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、前処理工程として木部へ表４に記載の植物解繊繊維分散液（前処理剤）を塗布し、植物解繊繊維を含有しない塗料１（表２に記載の塗料１）を塗装して、試験体としたものである。なお、表４に記載の植物解繊繊維ＣＮＦ２〜４，ＣＮＦ６〜８は、表１に記載されたものと同じであり、前処理剤は、これらの植物解繊繊維の含有量（ｗｔ％）が同じとなるように、水希釈をすることによって調整したものである。
Test examples 15 and 16 are test examples in which coating materials 4 and 5 containing plant defibrated fibers were applied to a material made of Tsuga material. These had a discoloration suppressing effect. Since the paints 4 and 5 are wood part paints containing plant defibrated fibers, the coating film formed from this has enhanced elongation performance and satisfies the elongation rate as the physical properties of the coating film. It is considered that the infiltration of water was prevented and discoloration was suppressed in the evaluation of weather resistance.
<Second Embodiment>
In the second embodiment, the plant fibrillated fiber dispersion liquid (pretreatment agent) shown in Table 4 is applied to the xylem as a pretreatment step, and a coating 1 containing no plant defibrated fiber (Paint 1 shown in Table 2 is used. ) Is applied to make a test body. The plant defibrated fibers CNF2-4 and CNF6-8 described in Table 4 are the same as those described in Table 1, and the pretreatment agent contains these plant defibrated fibers in content (wt %). It was adjusted by diluting with water so that the values would be the same.
試験例は、スギ材又はツガ材からなる素材に、表４に記載の前処理剤２〜４，６〜８を塗布し、表２に記載の塗料１を表５に記載の条件で塗装して試験体とした。なお、表５には記載しなかったが、共通して、前処理剤の塗布量は、１回目と２回目が共に１５０ｇ／ｍ2であり、木部用塗料の塗布量は、１回目が８０ｇ／ｍ2であり２回目が６０ｇ／ｍ2である。 In the test example, the pretreatment agents 2 to 4 and 6 to 8 shown in Table 4 were applied to a material made of cedar wood or Tsuga wood, and the paint 1 shown in Table 2 was applied under the conditions shown in Table 5. And made it a test body. Although not shown in Table 5, in common, the coating amount of the pretreatment agent was 150 g/m 2 for both the first and second treatments, and the coating amount for the wood part was the same for the first treatment. It is 80 g/m 2 and the second time is 60 g/m 2 .
これら塗装した試験体について、第１実施形態と同様に、促進耐候性試験を行い、耐候性の評価を行った。 With respect to these coated test bodies, an accelerated weather resistance test was performed in the same manner as in the first embodiment to evaluate the weather resistance.
試験例２１は、前述した試験例１と同じであり、スギ材からなる素材に、前処理剤を塗布せず、植物解繊繊維を含有しない塗料１を塗装した試験例である。塗料１が植物解繊繊維を含有しない木部用塗料であり、前処理剤が塗布されていないため、変色抑制効果は確認できなかった。塗料１から形成された塗膜は、伸長性能が補強されず、塗膜物性としての伸び率が満たされず、微細なひび割れが生じたものと推測される。そして、木部塗装体に微細なひび割れから水が浸入して、表面状態の変化に伴う変色が発生したものと考えられる。 Test Example 21 is the same as Test Example 1 described above, and is a test example in which the pretreatment agent was not applied to the material made of cedar wood and the coating material 1 containing no plant defibrated fiber was applied. Since the paint 1 is a wood part paint containing no plant defibrated fibers and no pretreatment agent was applied, the discoloration suppressing effect could not be confirmed. It is presumed that the coating film formed from the coating material 1 was not reinforced in the elongation performance, did not satisfy the elongation rate as the physical properties of the coating film, and had fine cracks. Then, it is considered that water penetrated into the wood-coated body through minute cracks and discoloration occurred due to the change of the surface condition.
試験例２２〜３３は、スギ材からなる素材に、前処理剤を種類と塗布回数を変えて塗布し、植物解繊繊維を含有しない塗料１を塗装した試験例であり、変色抑制効果が確認できた。塗料１が植物解繊繊維を含有しない木部用塗料であるものの、植物解繊繊維を含有する前処理剤が前処理として塗布されている。このため、前処理剤の植物解繊繊維が塗料の溶媒に溶解し、植物解繊繊維が塗料と混合・一体化して、形成された塗膜は、伸長性能が補強され、塗膜物性としての伸び率が満たされ、木部塗装体への水の浸入が防がれ、耐候性の評価において、変色が抑制されたものと考えられる。 Test examples 22 to 33 are test examples in which a pretreatment agent was applied to a material made of cedar wood by changing the type and the number of times of application, and the coating material 1 containing no plant defibrated fiber was applied, and the effect of suppressing discoloration was confirmed. did it. Although the paint 1 is a wood part paint that does not contain plant defibrated fibers, a pretreatment agent that contains plant defibrated fibers is applied as a pretreatment. For this reason, the plant defibrated fiber of the pretreatment agent is dissolved in the solvent of the paint, the plant defibrated fiber is mixed and integrated with the paint, the formed coating film has enhanced elongation performance, It is considered that the elongation was satisfied, the infiltration of water into the wood-coated body was prevented, and the discoloration was suppressed in the evaluation of weather resistance.
試験例３４は、前述した試験例１４と同じであり、ツガ材からなる素材に、前処理剤を塗布せず、植物解繊繊維を含有しない塗料１を塗装した試験例であり、変色抑制効果が確認できなかった。塗料１が植物解繊繊維を含有しない木部用塗料であり、前処理剤が塗布されていないため、これから形成された塗膜は、伸長性能が補強されず、塗膜物性としての伸び率が満たされず、微細なひび割れが生じたものと推測される。そして、木部塗装体に微細なひび割れから水が浸入して、表面状態の変化に伴う変色が発生したものと考えられる。 Test Example 34 is the same as Test Example 14 described above, and is a test example in which the pretreatment agent was not applied to the material made of Tsuga material and the coating material 1 containing no plant defibrated fiber was applied, and the discoloration suppressing effect was obtained. Could not be confirmed. Since the coating material 1 is a coating material for wood parts that does not contain defibrated fibers and is not coated with a pretreatment agent, the coating film formed from this coating does not have enhanced elongation performance and has an elongation rate as coating film physical properties. It is presumed that it was not satisfied and fine cracks had occurred. Then, it is considered that water penetrated into the wood-coated body through minute cracks and discoloration occurred due to the change of the surface condition.
試験例３５，３６は、ツガ材からなる素材に、前処理剤の塗布回数を変更して塗布し、植物解繊繊維を含有しない塗料１を塗装した試験例であり、変色抑制効果が確認できた。塗料１が植物解繊繊維を含有しない木部用塗料であるものの、植物解繊繊維を含有する前処理剤が前処理として塗布されているため、これらから形成された塗膜は、試験例２２〜３３と同様に、伸長性能が補強され、塗膜物性としての伸び率が満たされ、木部塗装体への水の浸入が防がれ、耐候性の評価において、変色が抑制されたものと考えられる。 Test Examples 35 and 36 are test examples in which the pretreatment agent was applied to the material made of Tsuga material with a different number of times of application and the coating material 1 containing no plant defibrated fiber was applied, and the effect of suppressing discoloration can be confirmed. It was Although the coating material 1 is a wood part coating material containing no plant defibrated fibers, a pretreatment agent containing plant defibrated fibers is applied as a pretreatment, and thus the coating film formed from these is Test Example 22. Similar to No. 33, the elongation performance is reinforced, the elongation as a coating film physical property is satisfied, water is prevented from entering the wood-coated body, and discoloration is suppressed in the evaluation of weather resistance. Conceivable.
Claims (8)
該植物解繊繊維の含有量が不揮発分換算で０．１〜５質量％であり、
該合成樹脂エマルションの合成樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０〜５℃であり、
体質顔料を含有しないことを特徴とする木部用塗料。 A synthetic resin emulsion, and a wood part paint containing plant defibrated fibers ,
The content of the plant defibrated fiber is 0.1 to 5 mass% in terms of nonvolatile content,
The glass transition temperature (Tg) of the synthetic resin of the synthetic resin emulsion is −20 to 5° C.,
A paint for wood, which is characterized by not containing an extender pigment .
該植物解繊繊維は、漂白パルプが酵素によって解繊され、酵素によって解繊された漂白パルプが機械的に解繊された繊維であることを特徴とする木部用塗料の製造方法。The plant defibrated fiber is a fiber for producing a paint for xylem, characterized in that the bleached pulp is defibrated by an enzyme, and the bleached pulp defibrated by the enzyme is a mechanically defibrated fiber.
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