JP7260142B2 - Coating composition and treatment method - Google Patents
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- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D183/02—Polysilicates
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Description
本発明は、コーティング組成物およびセルロース系材料の処理方法に関する。 The present invention relates to coating compositions and methods of treating cellulosic materials.
たとえば木製物品を建築材として使用するとき、木製物品の保存は非常に重要である。 For example, preservation of wooden articles is very important when they are used as building materials.
カビの増殖や昆虫の侵入などから木材を保護することが重要であり、のみならず木材の腐食を防止することが望ましい。さらに、木製物品を、より耐火性にすることが望ましい。 It is important to protect wood from mold growth, insect invasion, and the like, and it is desirable to prevent wood decay as well. Additionally, it is desirable to make wooden articles more fire resistant.
この分野においては、通常、セルロース系物品、たとえば木材をアルカリ金属シリケートで処理することが知られている。このような処理の目的は、処理した物品に、石化した木材の構造に似せた構造をもたせることであり、それは石化した木材が長期にわたって非常に安定であることが知られているからである。 It is generally known in the art to treat cellulosic articles, such as wood, with alkali metal silicates. The purpose of such treatments is to give the treated article a structure that resembles that of petrified wood, as petrified wood is known to be very stable over time.
しかし、ナトリウムシリケートで木材を処理する一般的な方法によって、シリケート処理は水で容易に洗い流される。木製物品が湿った環境で使用されるとき、たとえば木製物品が海洋環境で使用されるとき、このことは特に不都合である。 However, with the common practice of treating wood with sodium silicate, the silicate treatment is easily washed away with water. This is particularly inconvenient when the wooden article is used in a moist environment, for example when the wooden article is used in a marine environment.
さらに、シリケートで木材を処理するいくつかの一般的な方法は、木材の表面にコーティングを与える。木製物品を処理する場合にこれは不都合であり、それは処理される物品への浸透が望ましく、処理された木製物品のより良好な特性を与えるからである。 Additionally, some common methods of treating wood with silicates provide a coating on the surface of the wood. This is disadvantageous when treating wood articles, as penetration into the article being treated is desirable and provides better properties of the treated wood article.
こうして、水で容易には洗い流されず、撥水性および処理される物品への良好な浸透を示す、セルロース系物品のためのシリケート処理を提供することが望ましい。 Thus, it is desirable to provide a silicate treatment for cellulosic articles that is not easily washed away by water, exhibits water repellency and good penetration into the article being treated.
本発明は、コーティング組成物系およびシリケートによるセルロース系物品の処理方法を提供することに関し、これは耐水性シリケート処理、および改善された浸透性を有する撥水性製品を与える。 The present invention relates to providing a coating composition system and method of treating cellulosic articles with silicates, which provides a water-resistant silicate treatment and a water-repellent product with improved permeability.
驚くことに、（ｉ）カリウムシリケートと、（ｉｉ）アルコキシシラン化合物および／またはシロキサンと、（ｉｉｉ）浸透助剤との組み合わせによる処理は、望ましい木材処理を提供するのに非常に効率的であることがわかった。 Surprisingly, a treatment with a combination of (i) potassium silicate, (ii) an alkoxysilane compound and/or siloxane, and (iii) a penetration aid is highly efficient in providing the desired wood treatment. I understand.
本発明の目的は、第１および第２の水性組成物を含むコーティング組成物系を提供することである。 It is an object of the present invention to provide a coating composition system comprising first and second aqueous compositions.
本発明は、ｐＨが少なくとも１０であり、カリウムを含み、カリウムシリケートが１．５ないし３２重量％の範囲で存在し、前記カリウムシリケートのシリコン（Ｓｉ）対カリウム（Ｋ）のモル比が１．２－２．１である、セルロース物品を処理するための第１の水性組成物を提供する。 The present invention has a pH of at least 10, contains potassium, potassium silicate is present in the range of 1.5 to 32 wt. 2-2.1 provides a first aqueous composition for treating cellulosic articles.
一実施形態によれば、第１の水性組成物の前記カリウムシリケートのＳｉ対Ｋのモル比は１．２－１．８であり、より好ましくは１．３－１．８である。 According to one embodiment, the molar ratio Si to K of said potassium silicate of the first aqueous composition is 1.2-1.8, more preferably 1.3-1.8.
一実施形態によれば、第１の水性組成物のｐＨは、少なくとも１０であり、たとえば少なくとも１０．５または少なくとも１０．８である。 According to one embodiment, the pH of the first aqueous composition is at least 10, such as at least 10.5 or at least 10.8.
一実施形態によれば、第１の水性組成物のカリウムシリケートは、４－３０重量％の範囲で存在する。 According to one embodiment, the potassium silicate of the first aqueous composition is present in the range of 4-30% by weight.
一実施形態によれば、第１の水性組成物は、アルコール、エステル、エーテル、およびアミン、ならびにこれらの任意の組み合わせから選択される浸透助剤を含む。 According to one embodiment, the first aqueous composition comprises a penetration aid selected from alcohols, esters, ethers, and amines, and any combination thereof.
一実施形態によれば、浸透助剤は、好ましくはジオール、トリオール、テトロールおよび糖アルコール、ならびにこれらの任意の組み合わせの群から選択されるポリオールを含む。 According to one embodiment, the penetration aid preferably comprises a polyol selected from the group of diols, triols, tetrols and sugar alcohols, and any combination thereof.
一実施形態によれば、ポリオールは、アセチレンアルコール、アルキルアルコール、アリールアルコール、およびこれらの任意の組み合わせから選択される。 According to one embodiment, the polyol is selected from acetylenic alcohols, alkyl alcohols, aryl alcohols, and any combination thereof.
一実施形態によれば、浸透助剤がエーテル、好ましくはポリエーテルである場合、好ましくはポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）、ポリフェニルエーテル（ＰＰＥ）およびポリ（ｐ－フェニレンオキサイド）（ＰＰＯ）、ならびにこれらの任意の組み合わせの群から選択される。 According to one embodiment, when the penetration aid is an ether, preferably a polyether, preferably polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol (PPG), polytetramethylene glycol (PTMG), polytetramethylene ether glycol (PTMEG) ), polyphenyl ether (PPE) and poly(p-phenylene oxide) (PPO), and any combination thereof.
一実施形態によれば、第１の水性組成物は、さらに非イオン性界面活性剤、ロジン酸およびアビエチン酸、ならびにこれらの塩、ならびにこれらの任意の組み合わせから選択される界面活性剤を含み、好ましくは、前記非イオン性界面活性剤は、アルコールエトキシレート、アルキルフェノールエトキシレート、フェノールエトキシレート、アミドエトキシレート、グリセリドエトキシレート（大豆油エトキシレートおよびヒマシ油エトキシレート）、脂肪酸エトキシレート、および脂肪族アミンエトキシレートならびにこれらの任意の組み合わせから選択される。 According to one embodiment, the first aqueous composition further comprises a surfactant selected from nonionic surfactants, rosin and abietic acids, and salts thereof, and any combination thereof; Preferably, said nonionic surfactants are alcohol ethoxylates, alkylphenol ethoxylates, phenol ethoxylates, amide ethoxylates, glyceride ethoxylates (soybean oil ethoxylates and castor oil ethoxylates), fatty acid ethoxylates, and fatty acid ethoxylates. selected from amine ethoxylates and any combination thereof.
一実施形態によれば、用途に応じて、第１の水性組成物は、さらにシリコンフリー消泡剤またはシリコン含有消泡剤から選択される消泡剤を含む。 According to one embodiment, depending on the application, the first aqueous composition further comprises an antifoaming agent selected from silicone-free antifoaming agents or silicone-containing antifoaming agents.
一実施形態によれば、セルロース系物品は、木材、板紙、繊維板、紙、生きた植物、綿、ビスコース、オオバキ繊維、およびこれらの任意の組み合わせの群から選択される。木材は硬材または軟材から選択しうる。軟材は、マツ、セイヨウトネリコ、ヒッコリー、ブナ、カバ、セコイヤ、ヘムロック、マツ、モミ、スギ、トウヒから選択しうる。 According to one embodiment, the cellulosic article is selected from the group of wood, paperboard, fiberboard, paper, live plants, cotton, viscose, psyllium fiber, and any combination thereof. Wood can be selected from hardwood or softwood. Softwoods may be selected from pine, ash, hickory, beech, birch, sequoia, hemlock, pine, fir, cedar and spruce.
一実施形態によれば、セルロース系物品は、熱処理木材および硬材の群；好ましくは、高度のタンニン酸を含む硬材から選択され、好ましくはナラ、クリ、マホガニー、チーク、メープル、クルミ、カラマツ材の群から選択される。 According to one embodiment, the cellulosic article is selected from the group of heat-treated woods and hardwoods; preferably hardwoods containing a high degree of tannic acid, preferably oak, chestnut, mahogany, teak, maple, walnut, larch. selected from the group of materials.
一実施形態によれば、第１の水性組成物は、さらに、ナトリウムシリケートを、好ましくはナトリウム対カリウムのモル濃度の比が９以下、より好ましくは５以下、最も好ましくは３以下で含む。 According to one embodiment, the first aqueous composition further comprises sodium silicate, preferably in a sodium to potassium molar ratio of 9 or less, more preferably 5 or less, most preferably 3 or less.
一実施形態によれば、第１の水性組成物は、さらに、染料および／または色素を含み；好ましくは植物色素、酸化チタンおよび酸化鉄の群から選択され、好ましくは二酸化チタン、酸化第二鉄、酸化第一鉄から選択される。 According to one embodiment, the first aqueous composition further comprises dyes and/or pigments; preferably selected from the group of plant pigments, titanium oxides and iron oxides, preferably titanium dioxide, ferric oxide , ferrous oxide.
一実施形態によれば、第１の水性組成物は、さらに、植物油、リグニン、セルロース、およびこれらの任意の組み合わせの群から選択される少なくとも一種の添加物を含み、前記第１の組成物に０ないし１０重量％の濃度で含まれる。 According to one embodiment, the first aqueous composition further comprises at least one additive selected from the group of vegetable oils, lignin, cellulose, and any combination thereof, and Contained at a concentration of 0 to 10% by weight.
本発明の１つの目的は、セルロース系物品を処理するためのコーティング組成物系を提供することであり、
本明細書に開示した少なくとも第１の水性組成物と、
少なくとも第２の水性組成物であって、以下の化合物のエマルション：
One object of the present invention is to provide a coating composition system for treating cellulosic articles,
at least a first aqueous composition disclosed herein;
At least a second aqueous composition, an emulsion of the following compounds:
一般式Ｉのアルコキシシラン化合物：
Ｒ１は、直鎖および分枝の、飽和および不飽和のアルキルおよびアリールからなる基から選択され、前記基は任意に、芳香族、ハロゲンおよび／またはヘテロ原子の官能基ならびにオルガノ官能基で置換されており、
Ｒ２およびＲ３は、独立に、直鎖または分枝のアルコキシ基であり、
Ｒ４は、直鎖または分枝のアルコキシ基であるか、または直鎖および分枝の、飽和および不飽和のアルキルおよびアリールからなる基から選択され、前記基は任意に、芳香族、ハロゲンおよび／またはヘテロ原子の官能基ならびにオルガノ官能基で置換されている、
および／または
Alkoxysilane compounds of general formula I:
R1 is selected from the groups consisting of linear and branched, saturated and unsaturated alkyl and aryl groups, said groups optionally substituted with aromatic, halogen and/or heteroatom functional groups and organo functional groups. and
R2 and R3 are independently a linear or branched alkoxy group;
R4 is a linear or branched alkoxy group or is selected from linear and branched, saturated and unsaturated alkyl and aryl groups, said groups optionally being aromatic, halogen and/or or substituted with heteroatom functional groups as well as organo functional groups,
and/or
一般式ＩＩのシロキサン化合物：
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６は、独立に、直鎖および分枝の、飽和および不飽和のアルキルおよびアリールからなる基から選択され、前記基は任意に、芳香族、ハロゲンおよび／またはヘテロ原子の官能基ならびにオルガノ官能基で置換されており、
Ｒ１７およびＲ１８は、ヒドロキシルまたはアミノからなる基から選択される官能基であり、ｎは０－２０である、
および／または
Siloxane compounds of general formula II:
R11, R12, R13, R14, R15 and R16 are independently selected from groups consisting of linear and branched, saturated and unsaturated alkyl and aryl, said groups optionally being aromatic, halogen and/or or substituted with heteroatom functional groups as well as organo functional groups,
R17 and R18 are functional groups selected from the group consisting of hydroxyl or amino, and n is 0-20;
and/or
一般式ＩＩＩのシロキサン化合物：
Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５、Ｒ２６、Ｒ２７およびＲ２８は、独立に、直鎖および分枝の、飽和および不飽和のアルキルおよびアリールからなる基から選択され、前記基は任意に、芳香族、ハロゲンおよび／またはヘテロ原子の官能基ならびにオルガノ官能基で置換されている、
を含む第２の水性組成物と
を含む。
Siloxane compounds of general formula III:
R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27 and R28 are independently selected from groups consisting of linear and branched, saturated and unsaturated alkyl and aryl, said groups optionally being aromatic , substituted with halogen and/or heteroatom functional groups and organo functional groups,
and a second aqueous composition comprising
一実施形態によれば、Ｒ１は、分枝または直鎖の、飽和および不飽和のＣ１－１８－アルキル基、好ましくはＣ４－１２－アルキル基である。 According to one embodiment, R 1 is a branched or linear, saturated and unsaturated C 1-18 -alkyl group, preferably a C 4-12 -alkyl group.
一実施形態によれば、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、独立に、直鎖または分枝のＣ１－６－アルコキシ基である。 According to one embodiment, R 2 , R 3 and R 4 are independently straight or branched C 1-6 -alkoxy groups.
一実施形態によれば、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６は、独立に、分枝または直鎖の、飽和または不飽和のＣ１－６－アルキル基、好ましくはＣ１－３－アルキル基である。 According to one embodiment, R11, R12, R13, R14, R15 and R16 are independently branched or straight chain, saturated or unsaturated C 1-6 -alkyl groups, preferably C 1-3 - is an alkyl group.
一実施形態によれば、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５、Ｒ２６、Ｒ２７およびＲ２８は、独立に、分枝または直鎖の、飽和または不飽和のＣ１－６－アルキル基、好ましくはＣ１－３－アルキル基である。 According to one embodiment, R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27 and R28 are independently branched or straight chain, saturated or unsaturated C 1-6 -alkyl groups, preferably C It is a 1-3 -alkyl group.
一実施形態によれば、前記第２の組成物のｐＨは、少なくとも５であり、好ましくは少なくとも７、より好ましくは７－１０、たとえば７－８である。 According to one embodiment, the pH of said second composition is at least 5, preferably at least 7, more preferably 7-10, such as 7-8.
一実施形態によれば、前記第２の組成物のｐＨは、４－１１であり、好ましくは５－１０、最も好ましくは６－９．５である。 According to one embodiment, the pH of said second composition is 4-11, preferably 5-10, most preferably 6-9.5.
一実施形態によれば、前記第２の組成物は、前記アルコキシシラン化合物および／またはシロキサン化合物を、第２の組成物の０．１ないし６０重量％、好ましくは０．３ないし２０重量％、好ましくは０．３ないし１８重量％、好ましくは０．４ないし１５重量％、好ましくは１ないし１３重量％、好ましくは２ないし１２重量％、好ましくは２．５ないし１２重量％の量で含む。 According to one embodiment, said second composition comprises 0.1 to 60% by weight of said second composition, preferably 0.3 to 20% by weight of said alkoxysilane compound and/or siloxane compound, Preferably 0.3 to 18% by weight, preferably 0.4 to 15% by weight, preferably 1 to 13% by weight, preferably 2 to 12% by weight, preferably 2.5 to 12% by weight.
一実施形態によれば、前記アルコキシシラン化合物および／またはシロキサン化合物は、（トリ）アルコキシシランおよびアルキルシロキサンの群から選択され、好ましくはトリエトキシオクチルシラン、ジメチルシロキサン、およびオクタメチルシクロテトラシロキサン、ならびにこれらの任意の組み合わせから選択される。 According to one embodiment, said alkoxysilane and/or siloxane compounds are selected from the group of (tri)alkoxysilanes and alkylsiloxanes, preferably triethoxyoctylsilane, dimethylsiloxane and octamethylcyclotetrasiloxane, and It is selected from any combination of these.
一実施形態によれば、前記第２の水性組成物はさらに、ビニル化合物、好ましくはビニルアクリレートを含む。 According to one embodiment, said second aqueous composition further comprises a vinyl compound, preferably vinyl acrylate.
一実施形態によれば、ビニル化合物は、第２の水性組成物の最大２０重量％、好ましくは最大１０重量％、より好ましくは最大７重量％の量で、第２の水性組成物に与えられる。 According to one embodiment, the vinyl compound is provided in the second aqueous composition in an amount of up to 20%, preferably up to 10%, more preferably up to 7% by weight of the second aqueous composition. .
一実施形態によれば、前記第２の水性組成物は、さらに、反応性ではないシランおよびその他の成分がセルロース系物品の表面に結合することを可能にするカップリング剤を含むことができる。カップリング剤は少なくとも２つの反応サイトを有するかまたは得ることができる。 According to one embodiment, the second aqueous composition may further comprise a coupling agent that allows non-reactive silanes and other ingredients to bind to the surface of the cellulosic article. The coupling agent has or can have at least two reactive sites.
本発明の１つの目的は、セルロース系物品の処理方法を提供することであり、
セルロース系物品を準備する工程と、
第１および第２の水性組成物を含む、本発明によるコーティング組成物系を準備する工程と、
前記セルロース系物品に、前記コーティング組成物系の前記第１の水性組成物および前記第２の水性組成物を順次塗布する工程と
を含む。
One object of the present invention is to provide a method for treating cellulosic articles, comprising:
providing a cellulosic article;
providing a coating composition system according to the present invention comprising first and second aqueous compositions;
sequentially applying to the cellulosic article the first aqueous composition and the second aqueous composition of the coating composition system.
一実施形態によれば、前記コーティング組成物系の前記第１の水性コーティングを、圧力含浸、ブラシ処理、浸漬、吹き付け、ディッピング、注入およびロールコーティングから選択される方法を用いて塗布する。 According to one embodiment, said first aqueous coating of said coating composition system is applied using a method selected from pressure impregnation, brushing, dipping, spraying, dipping, pouring and roll coating.
本発明の１つの目的は、セルロース系物品の処理用のパーツのキットの使用を提供することであり、前記パーツのキットは、本発明によるコーティング組成物系を含む。 One object of the present invention is to provide the use of a kit of parts for the treatment of cellulosic articles, said kit of parts comprising a coating composition system according to the invention.
本発明の１つの目的は、本発明によるコーティング組成物系を含むか、または本発明の方法によって処理された、セルロース系物品を提供することである。 One object of the present invention is to provide a cellulosic article comprising the coating composition system according to the invention or treated by the method of the invention.
本発明は、セルロース系材料上のコーティングの特性を改善するコーティング組成物を提供する。本発明のコーティング組成物系は、セルロース系物品の処理に使用することができる組成物のキットである。 The present invention provides coating compositions that improve the properties of coatings on cellulosic materials. The coating composition system of the present invention is a kit of compositions that can be used to treat cellulosic articles.
セルロース系物品、たとえば、それらに限定されないが、木材、繊維板、紙、板紙、および類似のセルロース系材料は、本発明の組成物による処理に適している。生きた植物、たとえば種子も、本発明の組成物で処理しうる。 Cellulosic articles such as, but not limited to, wood, fiberboard, paper, paperboard, and similar cellulosic materials are suitable for treatment with the compositions of the present invention. Live plants, such as seeds, may also be treated with the compositions of the invention.
たとえば第１の組成物で木材物品を処理する場合、木材の内部構造が変化し、カリウムシリケートが細胞壁内および細胞壁上で結晶化する。カリウムシリケートは、腐食、カビの増殖および昆虫の侵入から木材を保護し、木材をより耐火性にし、木材の人工的な石化を生じさせる。しかし、このようにして形成されたカリウムシリケートの結晶は、ある程度、水溶性であり、水による過剰な洗浄によって洗い流されるかもしれない。しかし、セルロース系物品のケイ化に加えて、カリウムシリケート処理は木材のようなセルロース系物品の構造を広げもする。 For example, when treating a wood article with the first composition, the internal structure of the wood changes and potassium silicate crystallizes in and on the cell walls. Potassium silicate protects wood from decay, mold growth and insect infestation, makes wood more fire resistant and causes artificial petrification of wood. However, the potassium silicate crystals thus formed are to some extent water soluble and may be washed away by excessive washing with water. However, in addition to silicifying cellulosic articles, potassium silicate treatment also broadens the structure of cellulosic articles such as wood.
第１の組成物は、それが塗布されたセルロース系材料に良好に浸透することができる。本発明の組成物は、通常のコーティング組成物と比べて、良好な接着性、長期効果および外観をもつコーティングを与えることができる。また、通常は十分かつ満足のいく仕方でコーティングすることが非常に難しいセルロース系材料が、たとえば浸透および長期間の接着に関して非常に良好な最終結果で、本発明による組成物でコーティングされうることを特筆すべきである。 The first composition can well penetrate the cellulosic material to which it is applied. The compositions of the present invention can provide coatings with good adhesion, longevity and appearance compared to conventional coating compositions. It has also been found that cellulosic materials, which are normally very difficult to coat satisfactorily and satisfactorily, can be coated with the compositions according to the invention with very good end results, for example in terms of penetration and long-term adhesion. It is worth mentioning.
加えて、組成物はさらに、組成物のシリコン含有モノマー間の相互作用または重合を減少させるかまたはなくす。第１の組成物は、水素結合特性を有する化学薬品を含む。シリケートのモノマーは浸透助剤に水素結合され、よってともに反応するシリケートイオンの量を減少させる。形成された水素結合錯体は、木材に浸透し、その後、セルロースと水素結合される。 Additionally, the composition further reduces or eliminates interaction or polymerization between silicon-containing monomers of the composition. The first composition includes a chemical that has hydrogen bonding properties. The silicate monomer is hydrogen bonded to the penetration aid, thus reducing the amount of silicate ions that react together. The hydrogen-bonded complexes formed penetrate the wood and subsequently hydrogen-bond with cellulose.
第１の組成物中に界面活性剤が存在すれば、これらは表面張力を下げる、および／または第１の組成物の疎水相および親水相の乳化を助けることができるであろう。好ましくは、この目的のために非イオン界面活性剤が使用される。これは、低い沈殿速度も与えるであろう。 If surfactants are present in the first composition, they could lower the surface tension and/or help emulsify the hydrophobic and hydrophilic phases of the first composition. Preferably, nonionic surfactants are used for this purpose. This will also give a low settling rate.
多量の泡立ちが最終生成物の外見に影響するかもしれないので、第１の組成物において消泡剤を使用してもよい。消泡剤の使用は特に、産業的なコーティング用途に対して関心があるであろう。 An antifoaming agent may be used in the first composition as excessive foaming may affect the appearance of the final product. The use of defoamers may be of particular interest for industrial coating applications.
第１および／または第２のコーティング組成物において増粘剤を使用してもよい。第１のコーティング組成物においてこれらを使用すれば、セルロース系材料への浸透は不十分になるが、１回の塗布当たりでセルロース系材料に塗布されるコーティングの量が増加し、よって良好な保護を与えるであろう。 A thickening agent may be used in the first and/or second coating composition. Their use in the first coating composition results in poor penetration of the cellulosic material, but increases the amount of coating applied to the cellulosic material per application, thus providing good protection. would give
カリウムシリケートのシリコン対カリウムの比は、かなり低いことが好ましい。これは、組成物で塗布されたセルロース系物品への浸透に利する。本発明の組成物は、増加した量の利用可能なモノマーを与える。また、ある量の塩基性材料は、より広がったポア構造のセルロース材料を与え、シリケート材料の浸透を助ける。 Preferably, the potassium silicate has a fairly low silicon to potassium ratio. This benefits the penetration of cellulosic articles coated with the composition. The compositions of the present invention provide increased amounts of available monomer. A certain amount of basic material also gives the cellulosic material a more open pore structure and aids in the penetration of the silicate material.
第１の水性組成物に色素を与えてもよい。このような色素は無機および／または有機でよい。色素の例は、酸化チタンおよび酸化鉄である。その例は、ＴｉＯ２、ＦｅＯＯＨ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、およびこれらの任意の組み合わせである。一実施形態では、非常に小さい粒径の二酸化チタンが好ましく、たとえば直径で、最大４００ｎｍ、好ましくは最大３５０ｎｍの粒径である。 A pigment may be provided in the first aqueous composition. Such pigments may be inorganic and/or organic. Examples of pigments are titanium oxide and iron oxide. Examples are TiO2 , FeOOH , Fe2O3 , Fe3O4 , and any combination thereof . In one embodiment, very small particle size titanium dioxide is preferred, for example particle sizes up to 400 nm, preferably up to 350 nm in diameter.
第１の組成物の組成は、セルロース系材料のポアでの気泡形成を減少または除去することを目的とする。 The composition of the first composition is aimed at reducing or eliminating air bubble formation in the pores of the cellulosic material.
第１および／または第２の水性コーティング組成物中にシリカ酸ゾルが存在していてもよい。シリカゾルは安定で、実質的に、球形で、離散的で、非凝集性で、稠密な非晶質シリカ（ＳｉＯ２）の粒子を含む。第１および／または第２の組成物には、直径が約２－２００ナノメータ（ｎｍ）、たとえば３－１００ｎｍ、あるいは４－４０ｎｍであるシリカゾルが存在していてもよい。コーティング組成物中でのゾルの使用は、より硬く、より耐久性のあるセルロース系物品の表面をもたらす。使用しうる１つの特定の種類のシリカゾルは、ゾルの表面でゾルのヒドロキシ基（－ＯＨ）に結合した有機物質を有するシリカゾルである。このようなゾルはコーティングの表面に見出されるであろう。好ましくは、ゾルは、たとえば第２の水性コーティング組成物の塗布によって、コーティングに結合され固定される。 A silicic acid sol may be present in the first and/or second aqueous coating composition. Silica sols comprise stable, substantially spherical, discrete, non-agglomerated, dense particles of amorphous silica (SiO 2 ). A silica sol having a diameter of about 2-200 nanometers (nm), such as 3-100 nm, or 4-40 nm, may be present in the first and/or second composition. The use of the sol in the coating composition results in a harder, more durable surface of the cellulosic article. One particular type of silica sol that can be used is a silica sol that has an organic substance attached to the sol's hydroxy groups (--OH) at the surface of the sol. Such sols will be found on the surface of the coating. Preferably, the sol is bound and fixed to the coating, for example by application of a second aqueous coating composition.
一実施形態では、シリカゾルは重合シリケートをベースとする。このようなゾルの表面では、その上のヒドロキシ基が、たとえばシランまたはその他の材料と反応しているであろう。しかし、このような材料は、ｐＨ感受性であるかもしれず、非常に高いｐＨでは、ゾルが少なくとも部分的に溶解される、および／または反応によってゾルに結合した基が逆反応によって脱着される。これは粘度の増加を生じさせる。よって、高いｐＨに感受性のあるシリカゾルは好ましくは、第２の水性コーティング組成物中で使用される。第２のコーティング組成物へのシリカゾルの導入は、表面の付着物に対する高い保護を与える。 In one embodiment, the silica sol is based on polymerized silicates. At the surface of such a sol, the hydroxy groups thereon may have reacted with, for example, silanes or other materials. However, such materials may be pH-sensitive and at very high pH the sol is at least partially dissolved and/or groups bound to the sol by reaction are desorbed by reverse reactions. This causes an increase in viscosity. Therefore, silica sols sensitive to high pH are preferably used in the second aqueous coating composition. The introduction of silica sol into the second coating composition provides high protection against surface fouling.
第２の工程として、アルコキシシランおよび／またはシロキサンのエマルションを含む第２の水性組成物を、カリウムシリケート処理物品に塗布する。カリウムシリケート処理が構造を広げているので、アルコキシシラン化合物は、無処理物品におけるよりも大きな範囲で、処理物品に拡散できる。シリケート結晶に接触しているときに、アルコキシシランが重合し、ペンダントアルコキシ基とともに大きなポリシランネットワークを形成するであろう。その後、これらの非重合アルコキシ基が、おそらく縮合反応を経由して、木材物品の分子のヒドロキシル基（たとえば、セルロースおよびシリケートのヒドロキシル基）と反応する。形成されたポリシランネットワークは、強く撥水性であり、よって木材に対して、少なくとも部分的に共有結合された水の含浸を生じさせる。さらに、第２の組成物から形成された、形成されたポリシランのネットワークは、物理的に（立体的に）、木材構造中の第１の組成物からのシリケートを固定し、シリケート処理が洗い流されることを防止する。よって、２つの水性組成物（すなわち、カリウムシリケートを含有する第１の組成物と、シランを含有する第２の組成物）を使用するという選択肢は、相乗効果を与え、（ｉ）シリケート処理が木材構造を広げたことによって、シラン化合物が木材に深く浸透し、木材に対する十分な防水処理を生じさせ、（ｉｉ）形成されたシランネットワークが、木材構造内のシリケート処理を固定させ、その結果このシリケート処理が木材から容易に洗い流されることができず、（ｉｉｉ）シリケートが表面に硬い構造を与え、これが表面上にシランネットワークを固定させる。シランはアルカリにより活性化され、シリカ粒子上およびセルロース表面上の結合と反応する。その結果は、シリケート処理によって、セルロース系物品が安定化され、液体水に対して耐水性になることである。空気中に存在するであろう、気体状の水を含む蒸気は、本発明のいかなるコーティングも自由に通過できる。Ｓｉ：Ｋのモル比が重要で、シリケートが主に、モノマー形態、ダイマー形態、トリマー形態、またはより大きい形態で存在するのかを決定し、ここで、低い比は多くのモノマー形態を示し、高い比は多くのより大きい形態を示す。モノマー形態のシリケートは、ありうるシリケートのうち、物理的に最も小さい形態である。 As a second step, a second aqueous composition comprising an alkoxysilane and/or siloxane emulsion is applied to the potassium silicate treated article. Because the potassium silicate treatment broadens the structure, the alkoxysilane compound can diffuse into the treated article to a greater extent than in the untreated article. When in contact with silicate crystals, the alkoxysilane will polymerize and form a large polysilane network with pendant alkoxy groups. These non-polymerized alkoxy groups then react, possibly via condensation reactions, with hydroxyl groups of wood article molecules (eg, hydroxyl groups of cellulose and silicates). The formed polysilane network is strongly water-repellent, thus producing an at least partially covalent impregnation of water into the wood. Furthermore, the formed polysilane network formed from the second composition physically (sterically) anchors the silicates from the first composition in the wood structure and the silicate treatment is washed away. to prevent Thus, the option of using two aqueous compositions (i.e., a first composition containing potassium silicate and a second composition containing silane) provides a synergistic effect and (i) the silicate treatment is By spreading the wood structure, the silane compound penetrates deeply into the wood, resulting in a sufficient waterproofing treatment for the wood, and (ii) the formed silane network anchors the silicate treatment within the wood structure, resulting in this The silicate treatment cannot be easily washed off the wood, and (iii) the silicate gives the surface a hard structure, which anchors the silane network on the surface. The silanes are alkali activated and react with bonds on the silica particles and on the cellulose surface. The result is that the silicate treatment stabilizes the cellulosic article and renders it resistant to liquid water. Gaseous water-containing vapors, which may be present in the air, are free to pass through any coating of the present invention. The Si:K molar ratio is important and determines whether the silicate exists primarily in monomeric, dimeric, trimeric, or larger forms, where low ratios indicate many monomeric forms and high Ratios show many larger forms. The monomeric form of silicate is the smallest physically possible form of silicate.
本発明では、高い割合の、モノマー形態にあるシリケートを有することが好ましく、ここでは木材構造へのより良好な浸透と、木材構造の細胞壁内またはその付近にシリケート結晶を形成するためのより良好な能力とを示し、より良好なシリケート処理を与えることがわかった。 In the present invention, it is preferred to have a high proportion of silicates in monomeric form, where better penetration into the wood structure and formation of silicate crystals within or near the cell walls of the wood structure. It has been found to exhibit better silicate processing performance.
第２の組成物には、シリコンベースのバインダー構造が存在する。シリコンベースのポリマーとモノマーは、ネットワークを形成するにあたって相互作用している。第２の組成物は、第２の組成物の特性をさらに強化する、および／またはそれに補助的な特性を追加するための補助的な成分を含んでいてもよい。 A second composition has a silicon-based binder structure. Silicon-based polymers and monomers interact to form networks. The second composition may contain ancillary ingredients to further enhance and/or add ancillary properties to the second composition.
第２の組成物は重合可能であろうシランおよび／またはシロキサンを含む。これらの化合物は、いくつかの態様においてポーラスであると考えられる表面コーティングを与えることができ、ある成分がコーティングを通して移動することを可能にさせる。 The second composition contains silanes and/or siloxanes that may be polymerizable. These compounds can provide surface coatings that are considered porous in some embodiments, allowing certain components to migrate through the coating.
第２のコーティング組成物は、塗布の直後であっても、撥水性効果を与えることができる。第２の組成物の構造は、表面に疎水性有機テールをもつコーティングを与える。コーティングは気体水に対しては浸透可能であるが、液体水に対してそうではない。よってコーティングは、セルロース系材料に呼吸、すなわち含水量を調整することを可能にし、同時に、液体水のような他のより大きな成分がコーティング層に浸透することを防止する。 The second coating composition can provide a water repellent effect even immediately after application. The structure of the second composition provides a coating with hydrophobic organic tails on the surface. The coating is permeable to gaseous water, but not to liquid water. The coating thus allows the cellulosic material to breathe, ie regulate its water content, while at the same time preventing other larger components, such as liquid water, from penetrating the coating layer.
第２の組成物は、コーティングの表面により良好に結合することを助けるであろう補助的なポリマーバインダーを含んでいてもよい。このような補助的なバインダーは、ビニル化合物であってもよい。ビニル化合物は、第２のコーティングを、蒸気、すなわち気体水に対して少しだけ浸透しにくくする。よって、コーティングが気体水に対して稠密／非浸透性にすぎるようになるので、あまりに多くのビニル化合物を添加しないことが重要である。しかし、ビニル化合物の使用は、コーティングの結合を増加させ、より耐久性で清掃しやすい表面を与える。 The second composition may contain a supplemental polymeric binder that will help it bond better to the surface of the coating. Such auxiliary binders may be vinyl compounds. The vinyl compound makes the second coating slightly impermeable to vapor, ie gaseous water. Thus, it is important not to add too much vinyl compound as this will make the coating too dense/impermeable to gaseous water. However, the use of vinyl compounds increases coating bonding and provides a more durable and easy-to-clean surface.
第２のコーティング組成物は、組成物および塗布コーティングの貯蔵寿命および存続期間を増加するために、殺生物剤を含んでいてもよい。 The second coating composition may contain a biocide to increase the shelf life and longevity of the composition and applied coating.
第２の組成物のコーティングは、セルロースと他の粒子を、それらが第２の組成物中に存在するかまたは第２の組成物のコーティングと接触しているならば、固定することもできる。 The second composition coating can also immobilize cellulose and other particles if they are present in or in contact with the second composition coating.
第２の組成物に、第１の組成物について述べたような色素を含ませてもよい。第２の組成物への色素の適用は、好ましくは、非常に小さい粒径の二酸化チタンを使用し、それ自体で表面を強化し、ＵＶ保護も与える。好適な小さい粒径は、直径で、最大４００ｎｍ、たとえば最大３５０ｎｍ、あるいは最大３００ｎｍである。 The second composition may contain pigments as described for the first composition. The application of pigment to the second composition preferably uses very small particle size titanium dioxide, which itself enhances the surface and also provides UV protection. Suitable small particle sizes are up to 400 nm, such as up to 350 nm, or up to 300 nm in diameter.
第２のコーティング組成物に適用される色素は、良好なカバレージを与えるであろう。 Pigments applied in the second coating composition will give good coverage.
本発明の１つの目的は、ｐＨが少なくとも１０であり、カリウムシリケートを含む、セルロース系物品の処理のための第１の水性組成物を提供することであり、前記カリウムシリケートは１．５ないし３２重量％の範囲で存在し、前記カリウムシリケートのシリコン（Ｓｉ）対カリウム（Ｋ）のモル比が１．２－２．１である。 One object of the present invention is to provide a first aqueous composition for treating cellulosic articles having a pH of at least 10 and comprising potassium silicate, said potassium silicate being between 1.5 and 32 It is present in the weight percent range and the molar ratio of silicon (Si) to potassium (K) of said potassium silicate is 1.2-2.1.
Ｓｉ：Ｋのモル比は、最大２．１、たとえば最大１．８、最大１．６５、または最大１．６でありうる。 The Si:K molar ratio may be up to 2.1, such as up to 1.8, up to 1.65, or up to 1.6.
一実施形態において、前記第１の水性組成物の前記カリウムシリケートのＳｉ対Ｋのモル比は、少なくとも１．２、たとえば１．３である。よって、カリウムシリケートのＳｉ対Ｋのモル比は、１．２－２．１、たとえば１．２－２．０，１．２－１．９， １．２－１．８、１．３－１．８、１．２－１．６５、 １．３－１．６５、１．２－１．６または１．３－１．６でありうる。 In one embodiment, the molar ratio of Si to K of said potassium silicate of said first aqueous composition is at least 1.2, such as 1.3. Thus, the molar ratio of Si to K in potassium silicates is 1.2-2.1, such as 1.2-2.0, 1.2-1.9, 1.2-1.8, 1.3- It can be 1.8, 1.2-1.65, 1.3-1.65, 1.2-1.6 or 1.3-1.6.
１．２未満の低い比では、セルロース系材料へのコーティングの浸透は高いが、木材に大きな負の影響があることがわかった。つまり、リグニンが、たとえばセルロース産業におけるように、酸素漂白におけるのと同じように、空気からの酸素との反応によって酸化されるらしい。コーティング製品のアルカリ度が、酸化されたリグニンの溶解を助ける。このリグニンの一部は、セルロース系材料の繊維をいっしょに保持し、よって、表面からの繊維の損失が存在するであろう。第２のコーティング組成物は、セルロース系材料を表面上の水から保護する、すなわち撥水性を助けるが、コーティングは影響を受けた繊維に塗布されるべきであるため、この効果は失われるかまたは減少することもある。繊維の損失は全コーティング系の作用に影響する。よって、本発明によれば、１．２未満の比は望ましくない。 It was found that at low ratios of less than 1.2, the penetration of the coating into the cellulosic material was high, but there was a large negative impact on the wood. Thus, it appears that lignin is oxidized by reaction with oxygen from the air, as in oxygen bleaching, for example in the cellulose industry. The alkalinity of the coating product helps dissolve the oxidized lignin. Some of this lignin will hold the fibers of the cellulosic material together, so there will be loss of fibers from the surface. The second coating composition protects the cellulosic material from water on the surface, i.e. aids in water repellency, but since the coating should be applied to the affected fibers, this effect is lost or It may decrease. Fiber loss affects the performance of the entire coating system. Therefore, according to the present invention, a ratio of less than 1.2 is undesirable.
これらの比はカリウムシリケートのみに基づく。第１の水性組成物は、たとえばＳｉまたはＫを含む他の化合物の添加により、全体として、さまざまなモル比のシリコン対カリウムを含みうる。本発明の一実施形態では、第１の水性組成物のＳｉ：Ｋのモル比は、全体として、最大３、たとえば最大２．５、最大２．１、最大１．６５または最大１．６でありうる。 These ratios are based on potassium silicate only. The first aqueous composition may contain various molar ratios of silicon to potassium as a whole, for example by addition of other compounds containing Si or K. In one embodiment of the invention, the Si:K molar ratio of the first aqueous composition as a whole is up to 3, such as up to 2.5, up to 2.1, up to 1.65 or up to 1.6. Possible.
カリウムシリケートは、溶液として第１の水性組成物に存在していてもよく、当業者に知られているように、最大２の値のＳｉ：Ｋ比は溶液を与える。その形態は、ある程度、組成物中のカリウムシリケートの濃度にも依存するであろう。溶液中のカリウムシリケートは、モノマー、ダイマー、トリマーの形態、またはより大きい形態で存在する（ここで、モノマーは１つのＫ２Ｏ－単位当たり１つのＳｉＯ２－単位であり、トリマーは１つのＫ２Ｏ－単位当たり３つのＳｉＯ２－単位である）。Ｓｉ：Ｋモル比はこれらの形態の相対比率に影響し、低い比は高い度合のモノマーに相当する。 The potassium silicate may be present in the first aqueous composition as a solution, and Si:K ratios up to a value of 2 provide a solution, as known to those skilled in the art. Its morphology will also depend to some extent on the concentration of potassium silicate in the composition. Potassium silicates in solution are present in the form of monomers, dimers, trimers or in larger forms (where a monomer is one SiO 2 -unit per K 2 O-unit and a trimer is one K 3 SiO 2 -units per 2 O-unit). The Si:K molar ratio affects the relative proportions of these forms, with lower ratios corresponding to higher degrees of monomer.
第１の水性組成物のｐＨは、少なくとも１０、たとえば少なくとも１０．３、少なくとも１０．５、または少なくとも１０．８である。第１の水性組成物のｐＨは、ｐＨの上限が最大１３、たとえば最大１２．９または１２．８である。よって、ｐＨの範囲は、約１０－１３、１０．５－１２．９または１０．５－１２．８でありうる。このような高いｐＨ値は、第１の組成物をゲル形成から防止し、保管中に組成物を安定な溶液として保つことを助け、ゲル化を回避する。さらに、望ましいｐＨ値では、組成物中のある種の補助的で任意の成分、たとえばリグニンおよび樹脂が容易に溶解され、処理物品へのこのような成分の浸透を促進する。望ましい高いｐＨは、好適な反応条件を与え、さらなる成分の反応、たとえば第２の水性組成物中に存在するシランおよび／またはシロキサンの反応および起こりうる重合を促進する。 The pH of the first aqueous composition is at least 10, such as at least 10.3, at least 10.5, or at least 10.8. The pH of the first aqueous composition has an upper pH limit of up to 13, such as up to 12.9 or 12.8. Thus, the pH range can be about 10-13, 10.5-12.9 or 10.5-12.8. Such high pH values prevent the first composition from gel formation and help keep the composition as a stable solution during storage to avoid gelation. Additionally, at desirable pH values, certain ancillary optional ingredients in the composition, such as lignin and resins, are readily soluble, facilitating penetration of such ingredients into the treated article. The desirably high pH provides suitable reaction conditions to facilitate reaction and possible polymerization of additional components, such as silanes and/or siloxanes present in the second aqueous composition.
第１の水性組成物は、カリウムシリケートを、その第１の水性組成物の１．５－３２重量％、たとえば１．５－３０重量％、４－３０重量％、１０－３０重量％、２－２０重量％、または２－１８重量％の範囲で含む。この範囲未満の濃度では、第２の組成物のシランの適切な浸透が得られないであろう。この範囲を超える濃度では、カリウムシリケートの適切な浸透が得られないであろう。ある用途では、第１の水性組成物は、第１の水性組成物の約２－７重量％の範囲でカリウムシリケートを含み、ある用途では、第１の水性組成物は、第１の水性組成物の約８－２０重量％の範囲でカリウムシリケートを含むことを特筆する。 The first aqueous composition contains potassium silicate in 1.5-32% by weight of the first aqueous composition, such as 1.5-30% by weight, 4-30% by weight, 10-30% by weight, 2 -20% by weight, or in the range of 2-18% by weight. Concentrations below this range will not provide adequate penetration of the silane of the second composition. Concentrations above this range will not provide adequate penetration of the potassium silicate. In some applications, the first aqueous composition comprises potassium silicate in the range of about 2-7% by weight of the first aqueous composition, and in some applications, the first aqueous composition comprises of potassium silicate in the range of about 8-20% by weight of the product.
第１の水性組成物は、アルコール、エステル、エーテル、およびアミン、ならびにこれらの任意の組み合わせから選択される浸透助剤を含みうる。 The first aqueous composition can include a penetration aid selected from alcohols, esters, ethers, and amines, and any combination thereof.
第１の水性組成物の浸透助剤は好ましくは、シリカに水素結合できる化合物である。シリカへの水素結合によって、組成物に存在するシリカモノマーの量は重合として改善され、シリカモノマーの架橋がある程度まで減少され、このことはひるがえってセルロース系物品への材料のより良好な浸透をもたらす。 The penetration aid of the first aqueous composition is preferably a compound capable of hydrogen bonding to silica. Hydrogen bonding to silica improves the amount of silica monomer present in the composition as it polymerizes and reduces cross-linking of the silica monomer to some extent, which in turn leads to better penetration of the material into the cellulosic article.
一実施形態によれば、第１の水性組成物の浸透助剤がアルコールである場合、それはポリオールであることが好ましい。好適なポリオールは、ジオール、トリオール、テトラロール、糖アルコール、ならびにこれらの任意の組み合わせの群から選択しうる。以下において言及した特定のアルコールは単独で用いてもよいし、任意の組み合わせで用いてもよい。 According to one embodiment, when the penetration aid of the first aqueous composition is an alcohol, it is preferably a polyol. Suitable polyols may be selected from the group of diols, triols, tetralols, sugar alcohols, and any combination thereof. The specific alcohols mentioned below may be used alone or in any combination.
一実施形態では、ポリオールは、アセチレンアルコール、アルキルアルコール、アリールアルコール、およびこれらの任意の組み合わせから選択しうる。 In one embodiment, the polyol may be selected from acetylenic alcohols, alkyl alcohols, aryl alcohols, and any combination thereof.
ジオールは、アセチレンジオール、アルキルアルコール、アリールアルコール、およびこれらの任意の組み合わせの群から選択しうる。好適であろうジオールの例は、ビスフェノールＡ、エタンジオール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、およびこれらの任意の組み合わせの群から選択しうる。そのうちの特定のジオールは、２－メチル－２－プロピル－１，３－プロパンジオール、３－オキサ－１，５－ペンタンジオール、２，４，７，９－テトラメチル－５－デシンジオール（ＴＭＤＤ）、１，２－エタンジオール、１，３－プロパンジオール、１，２－プロパンジオール、２，２－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオールから選択しうる。 Diols may be selected from the group of acetylene diols, alkyl alcohols, aryl alcohols, and any combination thereof. Examples of diols that may be suitable may be selected from the group of bisphenol A, ethanediol, propanediol, butanediol, pentanediol, and any combination thereof. Specific diols thereof are 2-methyl-2-propyl-1,3-propanediol, 3-oxa-1,5-pentanediol, 2,4,7,9-tetramethyl-5-decynediol (TMDD ), 1,2-ethanediol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 2,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol.
トリオールは、グリセロール、ブタントリヒドロキシド、ベンゼントリオールから選択しうる。 Triols may be selected from glycerol, butane trihydroxide, benzenetriol.
糖アルコールは、グリセロール、エリトリトール、トレイトール、アラビトール、キシリトール、ビビトール、マンニトール、ソルビトール、ガラクチトール、フシトール、イジトール、イノシトール、ボレミトールおよび還元澱粉加水分解物（ＨＳＨ）、ならびにこれらの任意の組み合わせの群から選択しうる。 The sugar alcohol is from the group of glycerol, erythritol, threitol, arabitol, xylitol, vibitol, mannitol, sorbitol, galactitol, fucitol, iditol, inositol, boremitol and reduced starch hydrolysate (HSH), and any combination thereof. can choose.
一実施形態によれば、第１の水性組成物の浸透助剤がエーテルである場合、エーテルはポリエーテルであることが好ましい。ポリエーテルは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）、ポリフェニルエーテル（ＰＰＥ）およびポリ（ｐ－フェニレンオキサイド）（ＰＰＯ）、ならびにこれらの任意の組み合わせの群から選択しうる。 According to one embodiment, when the penetration aid of the first aqueous composition is an ether, it is preferred that the ether is a polyether. Polyethers are polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol (PPG), polytetramethylene glycol (PTMG), polytetramethylene ether glycol (PTMEG), polyphenyl ether (PPE) and poly(p-phenylene oxide) (PPO). , and any combination thereof.
第１の水性組成物は、低分子量のシリカ、すなわちシリカモノマーの量に関して等モル量で浸透助剤を含みうる。 The first aqueous composition may contain a penetration aid in an equimolar amount with respect to the amount of low molecular weight silica, ie, silica monomer.
第１の水性組成物は、その第１の水性組成物の少なくとも０．０１重量％、たとえば０．０５－３０重量％、０．１－２５重量％、０．１－１５重量％、０．０１－５重量％、０．０１－１重量％、０．０２５－１重量％または０．０１－０．０２５重量％の量で、浸透助剤を含みうる。 The first aqueous composition comprises at least 0.01% by weight of the first aqueous composition, such as 0.05-30% by weight, 0.1-25% by weight, 0.1-15% by weight, 0.1-15% by weight, Penetration aids may be included in amounts of 01-5%, 0.01-1%, 0.025-1% or 0.01-0.025% by weight.
浸透助剤は物品への組成物の拡散を促進する。 Penetration aids facilitate diffusion of the composition into the article.
一実施形態によれば、第１の水性組成物はさらに、非イオン性界面活性剤、ロジン酸およびアビエチン酸、ならびにロジン酸およびアビエチン酸の塩、ならびにこれらの任意の組み合わせから選択される界面活性剤を含む。好適な非イオン性界面活性剤は、アルコールエトキシレート、アルキルフェノールエトキシレート、フェノールエトキシレート、アミドエトキシレート、グリセリドエトキシレート（大豆油およびヒマシ油エトキシレート）、脂肪酸エトキシレート、および脂肪酸アミンエトキシレートならびにこれらの任意の組み合わせから選択される。特定のアルコールエトキシレートは、少なくとも６炭素（Ｃ６）、たとえばＣ６－Ｃ２０、Ｃ８－Ｃ１８、Ｃ１０－Ｃ１８またはＣ１２－Ｃ１６の炭素長を有するアルキルアルコールエトキシレートから選択しうる。好ましくは、アルキルアルコールエトキシレートのエチレンオキシド部分（ＥＯ）は、２－１２ＥＯ、たとえば３－１０ＥＯ、４－１０ＥＯを有する。アルコールエトキシレートは２－１２ＥＯを有するＣ６－Ｃ２０から選択しうる。好ましくは、毒性がなく環境に優しい界面活性剤を使用する。 According to one embodiment, the first aqueous composition further comprises a surfactant selected from nonionic surfactants, rosin and abietic acids and salts of rosin and abietic acids, and any combination thereof. containing agents. Suitable nonionic surfactants are alcohol ethoxylates, alkylphenol ethoxylates, phenol ethoxylates, amide ethoxylates, glyceride ethoxylates (soybean oil and castor oil ethoxylates), fatty acid ethoxylates, and fatty acid amine ethoxylates and these selected from any combination of Particular alcohol ethoxylates may be selected from alkyl alcohol ethoxylates having a carbon length of at least 6 carbons (C6), eg C6-C20, C8-C18, C10-C18 or C12-C16. Preferably, the ethylene oxide portion (EO) of the alkyl alcohol ethoxylate has 2-12 EO, eg 3-10 EO, 4-10 EO. Alcohol ethoxylates may be selected from C6-C20 with 2-12EO. Preferably, non-toxic and environmentally friendly surfactants are used.
一実施形態によれば、乳化剤のような補助的な添加物、たとえばスルフェート（たとえば２－ヘキシルデシルスルフェート）およびスルホナートを添加してもよい。 According to one embodiment, auxiliary additives such as emulsifiers, eg sulfates (eg 2-hexyldecyl sulfate) and sulfonates may be added.
一実施形態によれば、第１の水性組成物は、さらにシリコンフリー消泡剤またはシリコン含有消泡剤から選択される消泡剤を含んでいてもよい。 According to one embodiment, the first aqueous composition may further comprise an antifoaming agent selected from silicone-free antifoaming agents or silicone-containing antifoaming agents.
一実施形態によれば、セルロース系物品は、木材、板紙、繊維板、紙、生きた植物、およびこれらの任意の組み合わせの群から選択しうる。セルロース系物品は、熱処理木材および硬材の群、好ましくは高度のタンニン酸を含む硬材、好ましくは、ナラ、クリ、マホガニー、チーク、クルミ、カラマツ材の群から選択しうる。 According to one embodiment, the cellulosic article may be selected from the group of wood, paperboard, fiberboard, paper, living plants, and any combination thereof. The cellulosic article may be selected from the group of heat treated woods and hardwoods, preferably hardwoods containing a high degree of tannic acid, preferably oak, chestnut, mahogany, teak, walnut, larch wood.
熱処理木材は、さまざまな理由で、熱にさらされているであろう。熱処理は、木材中の生存生物の量を減少または除去するための、または制御環境で木材の含水率を減少させる、たとえば反りを減少させるための、部分的な加熱殺菌まで行われるであろう。 Heat treated wood may be exposed to heat for a variety of reasons. Heat treatment may be up to partial heat pasteurization to reduce or eliminate the amount of viable organisms in the wood, or to reduce the moisture content of the wood in a controlled environment, e.g., to reduce warpage.
一実施形態によれば、第１の水性組成物はさらに、ナトリウムシリケートのような他のシリケートを含む。カリウムシリケート以外の他のシリケートが組成物に存在するならば、これらはさまざまな量で見出されるであろう。 According to one embodiment, the first aqueous composition further comprises other silicates such as sodium silicate. If other silicates than potassium silicate are present in the composition, they will be found in varying amounts.
一実施形態によれば、アルカリシリケート含有量の少なくとも７０重量％、たとえば少なくとも８０重量％、少なくとも重量９０％、または少なくとも９５重量％がカリウムシリケートによって構成される。 According to one embodiment, at least 70% by weight, such as at least 80% by weight, at least 90% by weight, or at least 95% by weight of the alkali silicate content is constituted by potassium silicate.
一実施形態によれば、第１の水性組成物は、カリウムシリケートに加えて、ナトリウムシリケートを、ナトリウム対カリウムのモル濃度の比、０ないし９、より好ましくは０ないし５、最も好ましくは０ないし３で含みうる。たとえば、ナトリウム対カリウムのモル比は、少なくとも０．００１、たとえば０．０２または０．０４である。よってこの比は０．００１－９、０．００２－５、０．００４－３、０．００１－０．５、０．００２－０．１または０．００２－０．００６でありうる。 According to one embodiment, the first aqueous composition, in addition to potassium silicate, contains sodium silicate in a sodium to potassium molar ratio of 0 to 9, more preferably 0 to 5, most preferably 0 to 5. 3. For example, the molar ratio of sodium to potassium is at least 0.001, such as 0.02 or 0.04. This ratio can thus be 0.001-9, 0.002-5, 0.004-3, 0.001-0.5, 0.002-0.1 or 0.002-0.006.
一実施形態によれば、第１の水性組成物はさらに、染料および／または色素を含んでいてもよい。これらは、酸化チタンおよび酸化鉄の群から選択しうる、好ましくは二酸化チタン、酸化第二鉄および酸化第一鉄から選択しうる。植物色素を使用してもよい。染料または色素は、前記第１の組成物中に、０ないし１０重量％の濃度で存在しうる。 According to one embodiment, the first aqueous composition may further comprise dyes and/or pigments. These may be selected from the group of titanium oxides and iron oxides, preferably titanium dioxide, ferric oxide and ferrous oxide. Plant pigments may also be used. Dyes or pigments may be present in the first composition at a concentration of 0 to 10% by weight.
一実施形態によれば、前記第１の水性組成物は、さらに植物油、リグニン、セルロースの群から選択される少なくとも一種の添加物を含む。これらは前記第１の組成物中に０ないし１０重量％の濃度で存在しうる。このような添加物は、セルロース系物品上での、第１の組成物によるシリケート処理の効果を増強する。リグニンは、カリウムシリケートとの組み合わせで、木材構造の石化を与える。細かく粉砕されたセルロースおよび／または（植物）色素は、コーティングされたセルロース系物品内の活性領域を増加させる。 According to one embodiment, said first aqueous composition further comprises at least one additive selected from the group consisting of vegetable oil, lignin and cellulose. These may be present in the first composition at a concentration of 0 to 10% by weight. Such additives enhance the effectiveness of silicate treatment with the first composition on cellulosic articles. Lignin, in combination with potassium silicate, gives the wood structure petrification. Finely ground cellulose and/or (plant) pigments increase the active area within the coated cellulosic article.
本発明の１つの目的は、セルロース系物品を処理するためのコーティング組成物系を提供することであり、
少なくとも、上で開示した本発明による第１の水性組成物と、
少なくとも第２の水性組成物であって、以下の化合物のエマルション：
One object of the present invention is to provide a coating composition system for treating cellulosic articles,
at least the first aqueous composition according to the invention disclosed above;
At least a second aqueous composition, an emulsion of the following compounds:
一般式Ｉのアルコキシシラン化合物：
Ｒ１は、直鎖および分枝の、飽和および不飽和のアルキルおよびアリールからなる基から選択され、前記基は任意に、芳香族、ハロゲンおよび／またはヘテロ原子の官能基ならびにオルガノ官能基で置換されており、
Ｒ２およびＲ３は、独立に、直鎖または分枝のアルコキシ基であり、
Ｒ４は、直鎖または分枝のアルコキシ基であるか、または直鎖および分枝の、飽和および不飽和のアルキルおよびアリールからなる基から選択され、前記基は任意に、芳香族、ハロゲンおよび／またはヘテロ原子の官能基ならびにオルガノ官能基で置換されている、
および／または
Alkoxysilane compounds of general formula I:
R1 is selected from the groups consisting of linear and branched, saturated and unsaturated alkyl and aryl groups, said groups optionally substituted with aromatic, halogen and/or heteroatom functional groups and organo functional groups. and
R2 and R3 are independently a linear or branched alkoxy group;
R4 is a linear or branched alkoxy group or is selected from linear and branched, saturated and unsaturated alkyl and aryl groups, said groups optionally being aromatic, halogen and/or or substituted with heteroatom functional groups as well as organo functional groups,
and/or
一般式ＩＩのシロキサン化合物：
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６は、独立に、直鎖および分枝の、飽和および不飽和のアルキルおよびアリールからなる基から選択され、前記基は任意に、芳香族、ハロゲンおよび／またはヘテロ原子の官能基ならびにオルガノ官能基で置換されており、
Ｒ１７およびＲ１８は、ヒドロキシルまたはアミノからなる基から選択される官能基であり、ｎは０－２０である、
Siloxane compounds of general formula II:
R11, R12, R13, R14, R15 and R16 are independently selected from groups consisting of linear and branched, saturated and unsaturated alkyl and aryl, said groups optionally being aromatic, halogen and/or or substituted with heteroatom functional groups as well as organo functional groups,
R17 and R18 are functional groups selected from the group consisting of hydroxyl or amino, and n is 0-20;
および／または
一般式ＩＩＩのシロキサン化合物：
Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５、Ｒ２６、Ｒ２７およびＲ２８は、独立に、直鎖および分枝の、飽和および不飽和のアルキルおよびアリールからなる基から選択され、前記基は任意に、芳香族、ハロゲンおよび／またはヘテロ原子の官能基ならびにオルガノ官能基で置換されている、
を含む第２の水性組成物と
を含む。
and/or siloxane compounds of general formula III:
R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27 and R28 are independently selected from groups consisting of linear and branched, saturated and unsaturated alkyl and aryl, said groups optionally being aromatic , substituted with halogen and/or heteroatom functional groups and organo functional groups,
and a second aqueous composition comprising
一実施形態によれば、Ｒ１は、分枝または直鎖の、飽和および不飽和のＣ１－１８－アルキル基、好ましくはＣ４－１２－アルキル基である。Ｒ１基は、得られるポリシランネットワークの疎水性の度合に主要な役割を果たす。よって、Ｒ１は疎水基、たとえばＣ４－１２アルキル基、Ｃ８であることが好ましい。このようなアルキルは任意に、芳香族基、たとえばフェニル；ハロゲン原子、たとえばＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ；ヘテロ原子、たとえばＯ、Ｎ、Ｓ、Ｐ；および当業者に知られている他の官能基によって置換されていてもよい。 According to one embodiment, R 1 is a branched or linear, saturated and unsaturated C 1-18 -alkyl group, preferably a C 4-12 -alkyl group. The R1 group plays a major role in the degree of hydrophobicity of the resulting polysilane network. Thus R 1 is preferably a hydrophobic group, eg a C 4-12 alkyl group, C 8 . Such alkyls optionally include aromatic groups such as phenyl; halogen atoms such as F, Cl, Br, I; heteroatoms such as O, N, S, P; and other functional groups known to those skilled in the art. It may be substituted by a group.
典型的に、Ｒ１は非加水分解性基、すなわち加水分解によってＳｉ－原子を開裂させることのできない基である。Ｒ１がｎ－オクチルである場合に良好な結果が示された。Ｒ１基を、次の工程で、他の化合物をシランにカップリングするために、たとえば塗料およびラッカーを物品にカップリングするために用いてもよい。このようなカップリングを促進するため、Ｒ１基は、さらに有機官能基、たとえばアミノ、ベンジルアミノ、メタクリレート、ビニルベンジルアミノ、エポキシ、クロロフェニル、メラミン、ビニル、ウレイド、メルカプト、ジスルフィドおよびテトラスルフィド基で置換されていてもよい。好ましくは、このような官能基は、Ｓｉ－原子から離れたＲ１基末端の近くまたは末端に位置する。たとえば、アクリレートベースの塗料またはラッカーは、アミノ、メタクリレートまたはエポキシ官能基で置換されたＲ１－基を有するこのようなシラン上で使用するのに適しているであろう。塗料／ラッカーとＲ１－官能基との他の組み合わせは、当業者に知られている。 Typically R 1 is a non-hydrolyzable group, ie a group that cannot cleave the Si-atom by hydrolysis. Good results have been shown when R 1 is n-octyl. The R 1 group may be used in subsequent steps to couple other compounds to the silane, for example to couple paints and lacquers to articles. To facilitate such coupling, the R 1 group can be further modified with organic functional groups such as amino, benzylamino, methacrylate, vinylbenzylamino, epoxy, chlorophenyl, melamine, vinyl, ureido, mercapto, disulfide and tetrasulfide groups. may be substituted. Preferably, such functional groups are located near or at the end of the R 1 group away from the Si-atom. For example, acrylate-based paints or lacquers would be suitable for use over such silanes having R 1 -groups substituted with amino, methacrylate or epoxy functional groups. Other combinations of paint/lacquer and R 1 -functionality are known to those skilled in the art.
一実施形態によれば、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、独立に、直鎖または分枝のＣ１－６－アルコキシ基である。Ｒ２、Ｒ３またはＲ４で示される基の例は、直鎖または分枝のアルコキシ基、すなわち酸素原子を介してＳｉ－原子に結合したアルキル基（Ｓｉ－Ｏ－アルキル）を含む。基Ｒ２、Ｒ３およびＲ４を、互いから独立して選択してもよく、すなわちＲ２はＲ３およびまたはＲ４と異なっていてもよい。本発明に好適なＲ２－４基の例は、たとえば直鎖および分枝のＣ１－６－アルキル、たとえばＣ１－４－アルキル、その不飽和の変種を含み、このようなアルキルは、芳香族基、たとえばフェニル；ハロゲン原子、たとえばＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ；ヘテロ原子、たとえばＯ、Ｎ、Ｓ、Ｐ；および当業者に知られている他の官能基によって任意に置換される。Ｒ２－４がエチルである場合に良好な結果が示された。重合プロセスを行う場合、アルコキシ基はアルコールとして放出される。反応環境が水溶液なので、放出されたアルコールが容易に水に可溶であることは好都合である。よって、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４がたとえばメトキシ（メタノールを形成）、エトキシ（エタノールを形成）、またはプロポキシ（プロパノールを形成）であることが好ましい。また、Ｒ４を上でＲ１について記載した基から選択してもよい。一般式（Ｉ）の２以上の異なるシラン化合物が同じ組成物に含まれていてもよい。一例では、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４が独立にアルコキシ基である、一般式（Ｉ）の第１のシランを、Ｒ１とＲ４がＲ２について記載した基から選択され、Ｒ３が直鎖および分枝の、飽和および不飽和のアルキルからなり、任意に、芳香族、ハロゲンおよび／またはヘテロ原子の官能基で置換された基から選択される、式（Ｉ）の第２のシラン化合物と混合してもよい。このようなシランの混合物では、第１のシランは主に、シランを物品に結合するために、セルロース系物品のヒドロキシ基への強い結合を与え、他方で第２のシランは、Ｒ１およびＲ４により与えられるより強い効果、たとえば撥水効果を与える。第１のシラン対第２のシランの比は、処理されるセルロース系物品によって望まれる特性に基づいて選択される。 According to one embodiment, R 2 , R 3 and R 4 are independently straight or branched C 1-6 -alkoxy groups. Examples of groups represented by R 2 , R 3 or R 4 include straight-chain or branched alkoxy groups, ie alkyl groups linked to the Si-atom via an oxygen atom (Si-O-alkyl). The groups R 2 , R 3 and R 4 may be selected independently from each other, ie R 2 may be different from R 3 and/or R 4 . Examples of R 2-4 groups suitable for the present invention include, for example, straight and branched C 1-6 -alkyl, such as C 1-4 -alkyl, unsaturated variants thereof, such alkyl being optionally substituted by aromatic groups such as phenyl; halogen atoms such as F, Cl, Br, I; heteroatoms such as O, N, S, P; and other functional groups known to those skilled in the art. Good results have been shown when R 2-4 are ethyl. When carrying out the polymerization process, the alkoxy groups are released as alcohols. Since the reaction environment is aqueous, it is advantageous that the liberated alcohol is readily soluble in water. Thus, it is preferred that R 2 , R 3 and R 4 are for example methoxy (forming methanol), ethoxy (forming ethanol) or propoxy (forming propanol). R 4 may also be selected from the groups described for R 1 above. Two or more different silane compounds of general formula (I) may be included in the same composition. In one example, the first silane of general formula (I), wherein R 2 , R 3 and R 4 are independently alkoxy groups, R 1 and R 4 are selected from the groups described for R 2 and R 3 is a second silane of formula (I) selected from linear and branched, saturated and unsaturated alkyl groups optionally substituted with aromatic, halogen and/or heteroatom functional groups; You may mix with a compound. In such mixtures of silanes, the first silane primarily provides strong bonding to the hydroxy groups of the cellulosic article to bond the silane to the article, while the second silane provides R 1 and R 4 gives a stronger effect, such as a water repellent effect. The ratio of first silane to second silane is selected based on the properties desired by the cellulosic article being treated.
一例として、アミノ官能Ｒ１－基を含むシランで処理された物品は、アクリルベースの塗料で塗布されるのによく適している。塗料中のアクリルポリマーは、シラン上のアミノ基と共有結合を形成するであろう。今度はシランがカリウムシリケートおよびセルロースに共有結合するので、アクリルベースのコーティングは物品に強力に結合するであろう。コーティング成分と有機官能基との間の他のこのような組み合わせは、当業者に明らかであろう。 As an example, silane-treated articles containing amino-functional R 1 -groups are well suited to be painted with acrylic-based paints. The acrylic polymer in the paint will form covalent bonds with the amino groups on the silane. Since the silanes in turn covalently bond to potassium silicate and cellulose, acrylic-based coatings will bond strongly to the article. Other such combinations between coating components and organic functional groups will be apparent to those skilled in the art.
一実施形態によれば、式ＩＩによる前記シロキサンのＲ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６は、独立に、分枝または直鎖の、飽和または不飽和のＣ１－６－アルキル基、好ましくはＣ１－３－アルキル基でありうる。例はメチル、エチル、エテニル、エチニル、プロピル、プロぺニル、プロピニルでありうる。 According to one embodiment, R11, R12, R13, R14, R15 and R16 of said siloxane according to formula II are independently branched or linear, saturated or unsaturated C 1-6 -alkyl groups, preferably can be a C 1-3 -alkyl group. Examples can be methyl, ethyl, ethenyl, ethynyl, propyl, propenyl, propynyl.
一実施形態によれば、ｎは０－１５、たとえば０－１０、０－８、０－５、１－８、または１－５である。 According to one embodiment, n is 0-15, such as 0-10, 0-8, 0-5, 1-8, or 1-5.
一実施形態によれば、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５、Ｒ２６、Ｒ２７およびＲ２８は、独立に、分枝または直鎖の、飽和または不飽和のＣ１－６－アルキル基、好ましくはＣ１－３－アルキル基である。例はメチル、エチル、エテニル、エチニル、プロピル、プロぺニル、プロピニルでありうる。 According to one embodiment, R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27 and R28 are independently branched or straight chain, saturated or unsaturated C 1-6 -alkyl groups, preferably C It is a 1-3 -alkyl group. Examples can be methyl, ethyl, ethenyl, ethynyl, propyl, propenyl, propynyl.
一実施形態によれば、前記第２の組成物のｐＨは、少なくとも５、たとえば少なくとも７または少なくとも９である。 According to one embodiment, the pH of said second composition is at least 5, such as at least 7 or at least 9.
一実施形態によれば、前記第２の組成物は、式Ｉによる前記アルコキシシラン、式ＩＩによるシロキサン化合物、式ＩＩＩによるシロキサン化合物の少なくとも１つ、およびこれらの任意の組み合わせを、第２の組成物の０．１ないし６０重量％、たとえば０．３－２０重量％、０．３－１８重量％、０．４－１５重量％、１－１３重量％、２－１２重量％、または２．５－１２重量％の範囲で含む。 According to one embodiment, said second composition comprises at least one of said alkoxysilane according to formula I, a siloxane compound according to formula II, a siloxane compound according to formula III, and any combination thereof, in said second composition 0.1 to 60% by weight of the product, such as 0.3-20% by weight, 0.3-18% by weight, 0.4-15% by weight, 1-13% by weight, 2-12% by weight, or2. Contains in the range of 5-12% by weight.
一実施形態によれば、前記第２の組成物は、式Ｉによる前記アルコキシシラン、式ＩＩによるシロキサン化合物、式ＩＩＩによるシロキサン化合物の少なくとも１つ、およびこれらの任意の組み合わせを含み、これを（トリ）アルコキシシランおよびアルキルシロキサン、たとえばトリエトキシオクチルシラン、ジメチルシロキサン、オクタメトキシシクロテトラシロキサンの群から選択しうる。 According to one embodiment, said second composition comprises at least one of said alkoxysilane according to Formula I, a siloxane compound according to Formula II, a siloxane compound according to Formula III, and any combination thereof, comprising ( It may be selected from the group of tri)alkoxysilanes and alkylsiloxanes, such as triethoxyoctylsilane, dimethylsiloxane, octamethoxycyclotetrasiloxane.
本発明によるアルコキシシランとシロキサンは、重合された、重合性のおよび非重合性の化合物から選択しうる。 Alkoxysilanes and siloxanes according to the present invention may be selected from polymerized, polymerizable and non-polymerizable compounds.
非重合性のシランまたはシロキサンの使用は、第２の組成物によって与えられる防水性を増加させるであろう。セルロース系物品上に添加した場合、非重合性のアルコキシシランおよび／またはシロキサンは保護表面層を形成し、これは直ちに物品に防水性を与える。物品内部の反応（すなわちシランおよび／またはシロキサンネットワークの重合、ならびにシランおよび／またはシロキサンネットワークをセルロースに共有結合させる縮合）は、周囲温度では遅い反応であるので、迅速な防水性を与え、シラン－セルロース－シリケート構造の形成を可能にすることが重要である。 The use of non-polymerizable silanes or siloxanes will increase the waterproofing provided by the second composition. When added onto a cellulosic article, the non-polymeric alkoxysilanes and/or siloxanes form a protective surface layer, which immediately renders the article waterproof. Reactions within the article (i.e., polymerization of the silane and/or siloxane network and condensation to covalently bond the silane and/or siloxane network to cellulose) are slow reactions at ambient temperature, thus providing rapid waterproofing and silane- It is important to allow the formation of cellulose-silicate structures.
化合物ｎ－オクチルトリエトキシシランを使用して撥水特性をさらに増加させてもよく、好ましくは第２の水性組成物の、０．５－１５重量％、たとえば０．５－１２重量％、５－１５重量％、２－１２重量％、３－１１重量％または７－１２重量％の量で使用する。 The compound n-octyltriethoxysilane may be used to further increase the water repellency properties, preferably 0.5-15% by weight, such as 0.5-12% by weight of the second aqueous composition, 5 -15% by weight, 2-12% by weight, 3-11% by weight or 7-12% by weight.
第２の組成物で使用しうるシロキサンの例は、エトキシ－およびヒドロキシ－末端のｎ－オクチルシルセスキオキサン；ならびにヒドロキシ－末端の、ジメチルシロキサンとアミノエチルアミノプロピルシルセスキオキサンの群から選択しうる。 Examples of siloxanes that may be used in the second composition are selected from the group of ethoxy- and hydroxy-terminated n-octylsilsesquioxanes; and hydroxy-terminated dimethylsiloxanes and aminoethylaminopropylsilsesquioxanes. I can.
第２の組成物で使用しうるシランの例は、トリエトキシオクチルシランおよびメトキシオクチルシランの群から選択しうる。 Examples of silanes that can be used in the second composition can be selected from the group of triethoxyoctylsilanes and methoxyoctylsilanes.
一実施形態によれば、第２の水性組成物はさらに、ビニル化合物、好ましくはビニルアクリレートを含む。このような補助的な成分は、第２の組成物によって与えられる防水効果を増加させる。 According to one embodiment, the second aqueous composition further comprises a vinyl compound, preferably vinyl acrylate. Such ancillary ingredients increase the waterproofing effect provided by the second composition.
一実施形態によれば、ビニル化合物は、第２の水性組成物の一般式Iのアロキシシラン化合物および／または式ＩＩおよびＩＩＩによるシロキサンの量より少ない量で、第２の水性組成物に与えられる。 According to one embodiment, the vinyl compound is provided in the second aqueous composition in an amount less than the amount of the alkoxysilane compound of general formula I and/or the siloxane according to formulas II and III of the second aqueous composition. .
一実施形態によれば、ビニル化合物は、第２の水性組成物の最大２０重量％、たとえば最大１０重量％または最大７重量％の量で、第２の水性組成物に与えられる。 According to one embodiment, the vinyl compound is provided in the second aqueous composition in an amount of up to 20%, such as up to 10% or up to 7% by weight of the second aqueous composition.
一実施形態によれば、作用組成物（第１または第２の水性組成物）中の溶媒の主要部分（すなわち５０％超、たとえば７０％超または９０％超）は、水である。 According to one embodiment, the major portion (ie greater than 50%, such as greater than 70% or greater than 90%) of the solvent in the working composition (first or second aqueous composition) is water.
一実施形態によれば、主に水である溶媒は、作用組成物（第１および／または第２の水性組成物）中に、第１または第２の組成物でありうる水性組成物の約５０－９４％重量％の量で存在する。両方の組成物は類似の溶媒含有量を有していてもよい。 According to one embodiment, the solvent, which is predominantly water, is present in the working composition (first and/or second aqueous composition) about It is present in an amount of 50-94% by weight. Both compositions may have similar solvent contents.
一実施形態によれば、第２の水性組成物はワックスを含んでいてもよい。ワックスは第２の水性組成物の約０－１０重量％、たとえば０．５－７重量％で存在しうる。 According to one embodiment, the second aqueous composition may contain a wax. The wax may be present at about 0-10%, eg 0.5-7% by weight of the second aqueous composition.
一実施形態における第２の水性組成物は、シリケートを含まないことを特筆する。第２の水性組成物は、乳化形態および標準的な保管条件では比較的安定である。 It is noted that the second aqueous composition in one embodiment is silicate-free. The second aqueous composition is relatively stable in emulsified form and under standard storage conditions.
シランを水中エマルションの形態で供給することにはいくつかの利点がある。たとえば、水中エマルションは、根本的に有機溶媒の使用を不要にし、よって、水をエマルションの担体として使用しうるので、本発明の組成物をより環境に優しくする。さらに、水は低コストで得られる溶媒である。第２の、シランおよび／またはシロキサン含有組成物を、上述したように処理されたセルロース系物品に塗布する場合、それは設けられた結晶化カリウムシリケートに接触するようになる。この結晶化した表面は、物品内にポリシランネットワークおよび／またはポリシロキサンネットワークを形成するための重合反応の触媒として作用する。いかなる特定の理論にも拘束されることなく、考えられる反応経路を以下に説明する。加水分解によって、アルコキシ基Ｒ２－Ｒ４は、アルコキシ基のアルコールとしてＳｉ－原子を開裂させ、反応性シラントリオールＲ３－Ｓｉ（ＯＨ）３を残す。縮合反応を経由して、シラントリオールが重合する。セルロース系物品の表面（内面および外面）は、主にセルロースおよびヘミセルロースに由来する複数のペンダントヒドロキシ基を示す。これらのセルロースヒドロキシ基は、重合シラントリオール上の未反応のヒドロキシ基と水素結合を形成する。熱の印加を経由して、これらのヒドロキシ－ヒドロキシ水素結合は、縮合によって、セルロースとシランポリマーとの間の共有結合に転換される。熱の印加がなければ、この縮合はかなり遅いプロセスである。シリケート処理された物品中でのシランネットワークの形成は、シリケートが物品から洗い流されるのを物理的に妨げることに導く。理解されるように、第１の組成物が、細かく粉砕されたセルロースのような添加物を含む場合、アロキシシランもこのセルロースに結合するので、これは物品の強化を与えるよりも大きい。上述した反応経路は、結晶化カリウムシリケートとアロキシシランとの反応にも有効である。また、このカリウムシリケートはペンダントヒドロキシ（－ＯＨ）基を有し、それに対してシランが共有結合する。よって、シランはシロキサンネットワークに共有結合するとともに、物品内部で立体的に保持される。 Providing the silane in the form of an emulsion in water has several advantages. For example, emulsions in water essentially obviate the use of organic solvents, thus making the compositions of the present invention more environmentally friendly as water can be used as a carrier for the emulsion. In addition, water is a low-cost solvent. When the second, silane- and/or siloxane-containing composition is applied to the cellulosic article treated as described above, it comes into contact with the crystallized potassium silicate provided. This crystallized surface catalyzes a polymerization reaction to form a polysilane network and/or a polysiloxane network within the article. Without being bound by any particular theory, possible reaction pathways are described below. Upon hydrolysis, the alkoxy group R 2 -R 4 cleaves the Si-atom as the alcohol of the alkoxy group, leaving a reactive silanetriol R 3 -Si(OH) 3 . The silanetriol is polymerized via a condensation reaction. The surfaces (internal and external) of cellulosic articles exhibit multiple pendant hydroxy groups, primarily derived from cellulose and hemicellulose. These cellulose hydroxy groups form hydrogen bonds with unreacted hydroxy groups on the polymerized silanetriol. Via the application of heat, these hydroxy-hydroxy hydrogen bonds are converted by condensation into covalent bonds between the cellulose and the silane polymer. Without the application of heat, this condensation is a rather slow process. The formation of a silane network in a silicate-treated article leads to physical impediment to rinsing of the silicate from the article. As will be appreciated, if the first composition includes an additive such as finely ground cellulose, this is more than imparts strength to the article as the aroxysilane also binds to this cellulose. The reaction pathway described above is also valid for the reaction of crystallized potassium silicate with aroxysilane. The potassium silicate also has pendant hydroxy (--OH) groups to which silanes are covalently bonded. Thus, the silane is covalently bonded to the siloxane network and sterically retained within the article.
セルロース系物品のシリケート処理とシラン処理との組み合わせは、正に相乗効果を与える。第１に、シラン化合物自体は、構造中に非常に深く拡散する能力を有していない（典型的には、木材中で約１ないし１．５ｍｍにすぎない）。しかし、シリケート処理が構造を「広げ」、よってシラン化合物はより深い効果的な防水性を与える能力を有する（典型的に２ないし３ｍｍ以上）。ゆえに、防水の深さは１００％以上まで増える。このことは、たとえば物品が実質的な摩耗および引裂を受ける高摩耗用途で有益である。このような用途では、非常に浅い処理は望ましくない頻度で再処理を必要とするので、深い効果的な保護があることが望ましい。第２に、シランネットワークは、さもなければ水溶性のカリウムシリケート結晶を処理物品の内部に固定し、その結果カリウムシリケート処理により与えられた保護を安定させる。シラン処理はカリウムシリケートを水から保護し、その結果これらが水によって洗い流されることはない。 The combination of silicate treatment and silane treatment of cellulosic articles provides a truly synergistic effect. First, the silane compounds themselves do not have the ability to diffuse very deeply into the structure (typically only about 1-1.5 mm in wood). However, the silicate treatment "stretches" the structure and thus the silane compounds have the ability to provide deeper and more effective waterproofing (typically 2-3 mm or more). Hence, the depth of waterproofing is increased to over 100%. This is beneficial, for example, in high wear applications where articles are subject to substantial wear and tear. In such applications, it is desirable to have deep effective protection, as very shallow treatments require retreatment at an undesirable frequency. Second, the silane network anchors the otherwise water-soluble potassium silicate crystals to the interior of the treated article, thereby stabilizing the protection provided by the potassium silicate treatment. Silane treatment protects the potassium silicates from water so that they are not washed away by water.
本発明の１つの目的は、セルロース系物品の処理方法を提供することであり、
セルロース系物品を準備する工程と、
第１および第２の水性組成物を含む、本発明によるコーティング組成物系を準備する工程と、
前記セルロース系物品に、前記コーティング組成物系の前記第１の水性組成物および前記第２の水性組成物を順次塗布する工程とを含む。
One object of the present invention is to provide a method for treating cellulosic articles, comprising:
providing a cellulosic article;
providing a coating composition system according to the present invention comprising first and second aqueous compositions;
sequentially applying to the cellulosic article the first aqueous composition and the second aqueous composition of the coating composition system.
本発明は、セルロース系物品の処理方法に関し、セルロース系物品は最初に第１の水性コーティングが塗布され、続いて第２の水性組成物が塗布される。典型的に、第１の組成物をセルロース系物品に塗布した後、物品を妥当な程度まで乾燥させてから、第２の組成物を表面に塗布する。 The present invention relates to a method of treating a cellulosic article, wherein the cellulosic article is first applied with a first aqueous coating followed by a second aqueous composition. Typically, after the first composition is applied to the cellulosic article, the article is allowed to dry to a reasonable degree before the second composition is applied to the surface.
一実施形態によれば、コーティング組成物系の前記第１の水性コーティングを、圧力含浸、ブラシ処理、浸漬、吹き付け、ディッピング、注入およびロールコーティングから選択される方法を用いて塗布する。ブラシまたは吹き付け塗布を使用する場合、１．２－１．４、たとえば１．３－１．４のＳｉ：Ｋ比を使用して、塗布される材料のセルロース構造への浸透を容易にすることが望ましい。第１のコーティング組成物を複数回塗布する場合、後続の第１のコーティング組成物のＳｉ：Ｋ比は、約１．４－２．０、たとえば１．５－１．９のＳｉ：Ｋのようにわずかに高い比を有していてもよい。圧力含浸を使用する場合、低いＳｉ：Ｋ比、たとえば１．２－１．４、たとえば１．３－１．４が好ましい。圧力含浸された表面の任意の後続のコーティングは、同じまたはわずかに高い比、たとえば１．４－２．０、たとえば１．５－１．９を有する組成物を使用してもよい。 According to one embodiment, said first aqueous coating of the coating composition system is applied using a method selected from pressure impregnation, brushing, dipping, spraying, dipping, pouring and roll coating. When using brush or spray application, use a Si:K ratio of 1.2-1.4, such as 1.3-1.4 to facilitate penetration of the applied material into the cellulosic structure. is desirable. If the first coating composition is applied multiple times, the Si:K ratio of the subsequent first coating composition is about 1.4-2.0, such as 1.5-1.9 Si:K. may have a slightly higher ratio such as When using pressure impregnation, a low Si:K ratio is preferred, eg 1.2-1.4, eg 1.3-1.4. Any subsequent coatings of the pressure impregnated surface may use compositions having the same or slightly higher ratios, eg 1.4-2.0, eg 1.5-1.9.
本発明の１つの目的は、セルロース系物品の処理用のパーツのキットの使用であって、前記パーツのキットは、本発明によるコーティング組成物系を含む。 One object of the invention is the use of a kit of parts for the treatment of cellulosic articles, said kit of parts comprising a coating composition system according to the invention.
本発明の１つの目的は、本発明によるコーティング組成物系を含むセルロース系物品を提供することである。 One object of the present invention is to provide cellulosic articles comprising the coating composition system according to the present invention.
本発明の１つの目的は、本発明による方法によって処理されたセルロース系物品を提供することである。 One object of the present invention is to provide cellulosic articles treated by the method according to the invention.
典型的に、本発明は，前記セルロース系物品に、水、風、温度のような要素に対するより一層の耐久性を与えるための解決策を与える。カリウムシリケートによる物品の処理は、物品に対して幾つかの特性、たとえば耐火性、カビ増殖耐性、昆虫の侵入の防止、結晶がＵＶ－波長の光を吸収および反射するのでＵＶ－保護を与える。また、カリウムシリケート結晶は、揮発性有機化合物に対するブロック手段を形成する。 Typically, the present invention provides a solution for making the cellulosic articles more resistant to elements such as water, wind, and temperature. Treating an article with potassium silicate imparts several properties to the article such as fire resistance, resistance to mold growth, insect infestation prevention, and UV-protection as the crystals absorb and reflect light in the UV-wavelengths. Potassium silicate crystals also form a blocking means for volatile organic compounds.
例
試験は、比の低下が、セルロース系材料中に含浸されるコーティングの量に改善を与えることを示している。下の表１を参照のこと。試験では、圧力含浸されたデッキボードを、本発明による第１のコーティング組成物で塗布した。
EXAMPLES Tests show that lowering the ratio gives an improvement in the amount of coating impregnated into the cellulosic material. See Table 1 below. In the test, pressure-impregnated decking boards were coated with the first coating composition according to the invention.
銅およびその他の化学薬品を含む組成物による圧力含浸を受けたセルロース系物品は、本発明による処理によって保護することができる。与えられた二工程の仕方で本発明に従って処理することによって、銅およびその他の化学薬品の漏出の減少によって、木材の増加した寿命が得られる。銅はしばしばカーボネートヒドロキシドとして与えられ、アルカリ性である。驚くことに、アルカリ性の第１の水性組成物と第２の組成物の組み合わせで、本発明の処理による銅の漏出が減少する。 Cellulosic articles that have undergone pressure impregnation with compositions containing copper and other chemicals can be protected by treatment according to the present invention. By treating in accordance with the present invention in a given two-step manner, increased wood longevity is obtained due to reduced leaching of copper and other chemicals. Copper is often provided as a carbonate hydroxide and is alkaline. Surprisingly, the combination of the alkaline first aqueous composition and the second composition reduces copper leakage from the treatment of the present invention.
さらに、試験は、比の低下が、セルロース系材料中に含浸するコーティングの量に改善を与えることを示している。下の表２を参照のこと。試験では、処理されていないマツ材を用い、圧力含浸を使用して本発明による第１のコーティング組成物を塗布した。 Additionally, testing shows that a reduction in the ratio gives an improvement in the amount of coating impregnated into the cellulosic material. See Table 2 below. In the tests, untreated pine wood was used to apply the first coating composition according to the invention using pressure impregnation.
第１のコーティング組成物に浸透助剤を使用した試験も行った。下の表３は、浸透助剤ありおよびなしの第１のコーティング組成物でトウヒを処理した結果を開示している。トウヒによって吸収されるコーティングの量は、浸透助剤により増加する。第１のコーティング組成物は、カリウムシリケートのモル比が１．４であった。コーティング組成物を水と混合してから塗布した。３部の水を１部の第１のコーティング組成物と混合した。使用した浸透剤の量は、０．７重量％のジオール，（２，４，７，９－テトラメチル－５－デシンジオール（ＴＭＤＤ））であった。 Tests were also conducted using a penetration aid in the first coating composition. Table 3 below discloses the results of treating spruce with the first coating composition with and without a penetration aid. The amount of coating absorbed by spruce is increased by penetration aids. The first coating composition had a potassium silicate molar ratio of 1.4. The coating composition was mixed with water prior to application. Three parts of water were mixed with one part of the first coating composition. The amount of penetrant used was 0.7% by weight diol, (2,4,7,9-tetramethyl-5-decynediol (TMDD)).
浸透助剤はセルロース系物品に塗布される第１のコーティング組成物の効果をさらに改善する。
以下に、本願の出願時の特許請求の範囲を実施の態様として付記する。
［１］ セルロース系物品を処理するためのコーティング組成物系であって、
少なくとも第１の水性組成物であって、ｐＨが少なくとも１０であり、カリウムシリケートを含み、前記カリウムシリケートは１．５ないし３２重量％の範囲で存在し、前記カリウムシリケートのシリコン（Ｓｉ）対カリウム（Ｋ）のモル比が１．２－２．１である第１の水性組成物と、
少なくとも第２の水性組成物であって、以下の化合物のエマルション：
一般式Ｉのアルコキシシラン化合物：
Ｒ１は、直鎖および分枝の、飽和および不飽和のアルキルおよびアリールからなる基から選択され、前記基は任意に、芳香族、ハロゲンおよび／またはヘテロ原子の官能基ならびにオルガノ官能基で置換されており、
Ｒ２およびＲ３は、独立に、直鎖または分枝のアルコキシ基であり、
Ｒ４は、直鎖または分枝のアルコキシ基であるか、または直鎖および分枝の、飽和および不飽和のアルキルおよびアリールからなる基から選択され、前記基は任意に、芳香族、ハロゲンおよび／またはヘテロ原子の官能基ならびにオルガノ官能基で置換されている、および／または
一般式ＩＩのシロキサン化合物：
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６は、独立に、直鎖および分枝の、飽和および不飽和のアルキルおよびアリールからなる基から選択され、前記基は任意に、芳香族、ハロゲンおよび／またはヘテロ原子の官能基ならびにオルガノ官能基で置換されており、
Ｒ１７およびＲ１８は、ヒドロキシルまたはアミノからなる基から選択される官能基であり、ｎは０－２０である、
および／または
一般式ＩＩＩのシロキサン化合物：
Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５、Ｒ２６、Ｒ２７およびＲ２８は、独立に、直鎖および分枝の、飽和および不飽和のアルキルおよびアリールからなる基から選択され、前記基は任意に、芳香族、ハロゲンおよび／またはヘテロ原子の官能基ならびにオルガノ官能基で置換されている、
を含む第２の水性組成物と
を含むコーティング組成物系。
［２］ 前記第１の水性組成物の前記カリウムシリケートのＳｉ対Ｋのモル比は、１．２ないし１．８、好ましくは１．２－１．６５、より好ましくは１．３－１．６５である、［１］に記載のコーティング組成物系。
［３］ 前記第１の水性組成物の前記カリウムシリケートは、４－３０重量％の範囲で存在する、［１］または［２］に記載のコーティング組成物系。
［４］ さらに、アルコール、エステル、エーテル、およびアミン、ならびにこれらの任意の組み合わせから選択される浸透助剤；好ましくはジオール、トリオール、テトロールおよび糖アルコール、ならびにこれらの任意の組み合わせの群から選択されるポリオールを含む、［１］～［３］のいずれか１項に記載のコーティング組成物系。
［５］ 前記第１の水性組成物はさらに、非イオン性界面活性剤、ロジン酸およびアビエチン酸、ならびにこれらの塩、ならびにこれらの任意の組み合わせから選択される界面活性剤を含み；好ましくは、前記非イオン性界面活性剤は、アルコールエトキシレート、アルキルフェノールエトキシレート、フェノールエトキシレート、アミドエトキシレート、グリセリドエトキシレート（大豆油エトキシレートおよびヒマシ油エトキシレート）、脂肪酸エトキシレート、および脂肪酸エトキシレートならびにこれらの任意の組み合わせから選択される、［１］～［４］のいずれか１項に記載のコーティング組成物系。
［６］ 前記第１の水性組成物はさらに、ナトリウムシリケートを、好ましくはナトリウム対カリウムのモル濃度の比が９以下、より好ましくは５以下、最も好ましくは３以下で含む、［１］～［５］のいずれか１項に記載のコーティング組成物系。
［７］ Ｒ
１
は、分枝または直鎖の、飽和および不飽和のＣ
１－１８
－アルキル基、好ましくはＣ
４－１２
－アルキル基である、［１］～［６］のいずれか１項に記載のコーティング組成物系。
［８］ Ｒ
２
、Ｒ
３
およびＲ
４
は、独立に、直鎖または分枝のＣ
１－６
－アルコキシ基である、［１］～［７］のいずれか１項に記載のコーティング組成物系。
［９］ Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６は、独立に、直鎖および分枝の、飽和および不飽和のＣ
１－６
－アルキル基、好ましくはＣ
１－３
－アルキル基である、［１］～［８］のいずれか１項に記載のコーティング組成物系。
［１０］ Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５、Ｒ２６、Ｒ２７およびＲ２８は、独立に、直鎖および分枝の、飽和および不飽和のＣ
１－６
－アルキル基、好ましくはＣ
１－３
－アルキル基である、［１］～［９］のいずれか１項に記載のコーティング組成物系。
［１１］ 前記第２の組成物は、前記アルコキシシラン化合物および／またはシロキサン化合物を、第２の組成物の０．１ないし６０重量％、好ましくは０．３ないし２０重量％、好ましくは０．３ないし１８重量％、好ましくは０．４ないし１５重量％、好ましくは１ないし１３重量％、好ましくは２ないし１２重量％、好ましくは２．５ないし１２重量％の量で含む、［１］～［１０］のいずれか１項に記載のコーティング組成物系。
［１２］ 前記アルコキシシラン化合物および／またはシロキサン化合物は、（トリ）アルコキシシランおよびアルキルシロキサンの群から選択され、好ましくはトリエトキシオクチルシラン、ジメチルシロキサン、およびオクタメチルシクロテトラシロキサン、ならびにこれらの任意の組み合わせの群から選択される、［１］～［１１］のいずれか１項に記載のコーティング組成物系。
［１３］ 前記第２の水性組成物はさらに、ビニル化合物、好ましくはビニルアクリレートを含む、［１］～［１２］のいずれか１項に記載のコーティング組成物系。
［１４］ セルロース系物品を準備する工程と、
第１および第２の水性組成物を含む、［１］～［１３］のいずれか１項に記載のコーティング組成物系を準備する工程と、
前記セルロース系物品に、前記コーティング組成物系の前記第１の水性組成物および前記第２の水性組成物を順次塗布する工程と
を含む、セルロース系物品の処理方法。
［１５］ 前記コーティング組成物系の前記第１の水性コーティングを、圧力含浸、ブラシ処理、浸漬、吹き付け、ディッピング、注入およびロールコーティングから選択される方法を用いて塗布する、［１４］に記載の方法。
［１６］ セルロース系物品の処理用のパーツのキットの使用であって、前記パーツのキットは、［１］～［１３］のいずれか１項に記載のコーティング組成物系を含む方法。
［１７］ ［１］～［１３］のいずれか１項に記載のコーティング組成物系を含むか、または［１４］もしくは［１５］に記載の方法によって処理された、セルロース系物品。
Penetration aids further improve the effectiveness of the first coating composition applied to the cellulosic article.
The scope of claims as of the filing of the present application will be added below as embodiments.
[1] A coating composition system for treating cellulosic articles, comprising:
at least a first aqueous composition having a pH of at least 10 and comprising potassium silicate, said potassium silicate being present in a range of 1.5 to 32% by weight, said potassium silicate having a ratio of silicon (Si) to potassium; a first aqueous composition in which the molar ratio of (K) is 1.2-2.1;
At least a second aqueous composition, an emulsion of the following compounds:
Alkoxysilane compounds of general formula I:
R1 is selected from the groups consisting of linear and branched, saturated and unsaturated alkyl and aryl groups, said groups optionally substituted with aromatic, halogen and/or heteroatom functional groups and organo functional groups. and
R2 and R3 are independently a linear or branched alkoxy group;
R4 is a linear or branched alkoxy group or is selected from linear and branched, saturated and unsaturated alkyl and aryl groups, said groups optionally being aromatic, halogen and/or or substituted with heteroatom functional groups and organo functional groups, and/or
Siloxane compounds of general formula II:
R11, R12, R13, R14, R15 and R16 are independently selected from groups consisting of linear and branched, saturated and unsaturated alkyl and aryl, said groups optionally being aromatic, halogen and/or or substituted with heteroatom functional groups as well as organo functional groups,
R17 and R18 are functional groups selected from the group consisting of hydroxyl or amino, and n is 0-20;
and/or
Siloxane compounds of general formula III:
R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27 and R28 are independently selected from groups consisting of linear and branched, saturated and unsaturated alkyl and aryl, said groups optionally being aromatic , substituted with halogen and/or heteroatom functional groups and organo functional groups,
a second aqueous composition comprising
A coating composition system comprising:
[2] The molar ratio of Si to K of said potassium silicate of said first aqueous composition is 1.2 to 1.8, preferably 1.2-1.65, more preferably 1.3-1. 65, the coating composition system of [1].
[3] The coating composition system of [1] or [2], wherein the potassium silicate of the first aqueous composition is present in the range of 4-30% by weight.
[4] Furthermore, a penetration aid selected from alcohols, esters, ethers, and amines, and any combination thereof; preferably selected from the group of diols, triols, tetrols, and sugar alcohols, and any combination thereof; The coating composition system according to any one of [1] to [3], comprising a polyol.
[5] The first aqueous composition further comprises a surfactant selected from nonionic surfactants, rosin acid and abietic acid, salts thereof, and any combination thereof; Said nonionic surfactants are alcohol ethoxylates, alkylphenol ethoxylates, phenol ethoxylates, amide ethoxylates, glyceride ethoxylates (soybean oil ethoxylates and castor oil ethoxylates), fatty acid ethoxylates, and fatty acid ethoxylates and these The coating composition system according to any one of [1] to [4], which is selected from any combination of
[6] The first aqueous composition further comprises sodium silicate, preferably in a sodium to potassium molar ratio of 9 or less, more preferably 5 or less, most preferably 3 or less, [1]-[ 5].
[7] Any one of [1] to [6], wherein R 1 is a branched or linear, saturated and unsaturated C 1-18 -alkyl group, preferably a C 4-12 -alkyl group 10. The coating composition system described in Section 1.
[8] The coating composition according to any one of [1] to [7], wherein R 2 , R 3 and R 4 are independently linear or branched C 1-6 -alkoxy groups. system.
[9] R11, R12, R13, R14, R15 and R16 are independently linear and branched, saturated and unsaturated C 1-6 -alkyl groups, preferably C 1-3 -alkyl groups , [1] to [8].
[10] R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27 and R28 are independently linear and branched, saturated and unsaturated C 1-6 -alkyl groups , preferably C 1-3 - The coating composition system according to any one of [1] to [9], which is an alkyl group.
[11] The second composition contains the alkoxysilane compound and/or the siloxane compound in an amount of 0.1 to 60% by weight, preferably 0.3 to 20% by weight, preferably 0.3% to 20% by weight of the second composition. [1]- The coating composition system according to any one of [10].
[12] The alkoxysilane compound and/or siloxane compound is selected from the group of (tri)alkoxysilanes and alkylsiloxanes, preferably triethoxyoctylsilane, dimethylsiloxane, and octamethylcyclotetrasiloxane, and any of these The coating composition system according to any one of [1] to [11], selected from the group of combinations.
[13] The coating composition system of any one of [1] to [12], wherein said second aqueous composition further comprises a vinyl compound, preferably vinyl acrylate.
[14] providing a cellulosic article;
providing a coating composition system according to any one of [1] to [13], comprising the first and second aqueous compositions;
sequentially applying to the cellulosic article the first aqueous composition and the second aqueous composition of the coating composition system;
A method of treating a cellulosic article, comprising:
[15] The method of [14], wherein the first aqueous coating of the coating composition system is applied using a method selected from pressure impregnation, brushing, dipping, spraying, dipping, pouring and roll coating. Method.
[16] Use of a kit of parts for the treatment of cellulosic articles, said kit of parts comprising the coating composition system of any one of [1] to [13].
[17] A cellulosic article comprising the coating composition system of any one of [1]-[13] or treated by the method of [14] or [15].
Claims (36)
少なくとも第１の水性組成物であって、ｐＨが少なくとも１０であり、カリウムシリケートを含み、前記カリウムシリケートは１．５ないし３２重量％の範囲で存在し、前記カリウムシリケートのシリコン（Ｓｉ）／カリウム（Ｋ）（モル比）が１．２－１．９である第１の水性組成物と、
少なくとも第２の水性組成物であって、以下の化合物のエマルション：
一般式Ｉのアルコキシシラン化合物：
Ｒ１は、直鎖および分枝の、飽和および不飽和のアルキルおよびアリールからなる基から選択され、前記基は任意に、芳香族、ハロゲンおよび／またはヘテロ原子の官能基ならびにオルガノ官能基で置換されており、
Ｒ２およびＲ３は、独立に、直鎖または分枝のアルコキシ基であり、
Ｒ４は、直鎖または分枝のアルコキシ基であるか、または直鎖および分枝の、飽和および不飽和のアルキルおよびアリールからなる基から選択され、前記基は任意に、芳香族、ハロゲンおよび／またはヘテロ原子の官能基ならびにオルガノ官能基で置換されている、および／または
一般式ＩＩのシロキサン化合物：
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６は、独立に、直鎖および分枝の、飽和および不飽和のアルキルおよびアリールからなる基から選択され、前記基は任意に、芳香族、ハロゲンおよび／またはヘテロ原子の官能基ならびにオルガノ官能基で置換されており、
Ｒ１７およびＲ１８は、ヒドロキシルまたはアミノからなる基から選択される官能基であり、ｎは０－２０である、
および／または
一般式ＩＩＩのシロキサン化合物：
Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５、Ｒ２６、Ｒ２７およびＲ２８は、独立に、直鎖および分枝の、飽和および不飽和のアルキルおよびアリールからなる基から選択され、前記基は任意に、芳香族、ハロゲンおよび／またはヘテロ原子の官能基ならびにオルガノ官能基で置換されている、
を含む第２の水性組成物と
を含むコーティング組成物系。 A coating composition system for treating cellulosic articles, comprising:
At least a first aqueous composition having a pH of at least 10 and comprising potassium silicate, said potassium silicate being present in a range of 1.5 to 32% by weight, wherein said potassium silicate is silicon (Si)/potassium (K) a first aqueous composition having a (molar ratio) of 1.2-1.9;
At least a second aqueous composition, an emulsion of the following compounds:
Alkoxysilane compounds of general formula I:
R 1 is selected from the groups consisting of linear and branched, saturated and unsaturated alkyl and aryl, said groups optionally substituted with aromatic, halogen and/or heteroatom functional groups and organo functional groups has been
R 2 and R 3 are independently linear or branched alkoxy groups,
R 4 is a linear or branched alkoxy group or is selected from linear and branched, saturated and unsaturated alkyl and aryl groups, said groups optionally being aromatic, halogen and / or substituted with heteroatom functional groups and organo functional groups and / or siloxane compounds of the general formula II:
R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 are independently selected from the groups consisting of linear and branched, saturated and unsaturated alkyl and aryl, said groups optionally substituted with aromatic, halogen and/or heteroatom functional groups and organo functional groups;
R 17 and R 18 are functional groups selected from the group consisting of hydroxyl or amino and n is 0-20;
and/or siloxane compounds of general formula III:
R 21 , R 22 , R 23 , R 24 , R 25 , R 26 , R 27 and R 28 are independently selected from groups consisting of linear and branched, saturated and unsaturated alkyl and aryl; said groups are optionally substituted with aromatic, halogen and/or heteroatom functional groups and organo functional groups;
and a second aqueous composition comprising:
第１および第２の水性組成物を含む、請求項１～３１のいずれか１項に記載のコーティング組成物系を準備する工程と、
前記セルロース系物品に、前記コーティング組成物系の前記第１の水性組成物および前記第２の水性組成物を順次塗布する工程と
を含む、セルロース系物品の処理方法。 providing a cellulosic article;
providing a coating composition system according to any one of claims 1 to 31, comprising first and second aqueous compositions;
sequentially applying to said cellulosic article said first aqueous composition and said second aqueous composition of said coating composition system.
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