JPH01284368A - 塗装木材の変色防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 童５ｓｈａＬｌ肝旦１ 本発明は木材の変色防止方法、特に改善された塗装木材
の変色防止方法に関する。

Ｌ−米一の一返一１ 塗装木材は、一般には濃色に着色され木材本来の色調を
カバーして利用されてきており、その塗膜自体も通常黄
変するものと認識され、ある程度の黄変は止を得ないも
のとして見過されるか、黄変に支障のないところで使用
されてきた。しかして、近年、しらき材等を使った家具
等が濃色に着色されることなく、木材本来の色調を強調
して、淡色乃至無着色で製品に仕上げられることが多く
なり、之等に対応して木材のセミカルバジド処理（＊村
、第２７回木材学会大会要旨１０４頁、１９７７年）や
無黄変塗料の開発等が行なわれつつある。しかしながら
、之等の技術はいずれも尚木材の変色防止の観点からは
満足できるものではない。

事実、木材の変色には光、熱、空気等が関与してあり、
之等の内でも特に紫外線、可視光線等の光の影響によっ
て、木材の主成分であるリグニンや他の特殊な成分の化
学構造に変化が起こると、木材が変色すると報告されて
いる。淡色乃至無着色塗装木材においても、上記光の透
過は殆んど妨げられず、同様の変色は避けられない。

口が解決しようとする間　、１、 上記現状に鑑み、本発明者らは塗装木材の変色防止を行
なう観点から、特に黄金色の輝きを持つヒバの美しい色
調を生かして、その変色を防止する観点から、種々研究
を重ねた。その過程で、塗料中への多聞の紫外線吸収剤
の配合を着想し、公知の各種の紫外線吸収剤の利用を試
みたが、それらは通常の配合量を越える多量の配合では
塗料中に完全に溶解し得なかったり、溶解しても塗料構
成成分であるシンナーに溶解しているだけで、該塗料を
塗布後の塗膜の硬化に伴って析出したり、塗膜が白濁し
、また木材と塗膜との界面で所謂ぬれ現象を起こし、い
ずれにせよ塗布適用できる配合量では、到底所望の変色
防止効果を奏し得ないものであった。しかるに引続く研
究の結果、下記一般式（１）で表わされる特定のベンゾ
フェノン誘導体が、実に驚くべきことに、充分な変色防
止効果を奏し得る配合量において塗料中に完全に溶解し
、しかも該誘導体を配合した塗料は、その塗膜が完全に
硬化後も塗膜の白濁や塗膜上への上記誘導体の析出は認
められず、上記ぬれ現象も見られず、硬化塗膜が完全透
明状態を維持するという事実を発見した。

問題点を解決するための手 本発明は、上記事実の発見に基づいて完成されたもので
おり、その要旨とするところは、紫外線吸収剤を含有す
る塗料を木材に塗布して木材の変色を防止するに当たり
、一般式 （式中Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の少なくとも一つは水酸基又
は炭素数１〜１２のアルコキシ基を示し、他は水素原子
を示す。） で表わされる紫外線吸収剤（以下これを「ベンゾフェノ
ン誘導体」と略記する）を含有する塗料を上記ベンゾフ
ェノン誘導体量が２．５ＣＩ／ｍ２以上となる量で木材
に塗布することを特徴とする塗装木材の変色防止方法に
ある。

本発明方法によれば、塗装木材の変色、殊に光による変
色を確実に防止することができる。尚、本明細書におい
て木材の変色について、より詳細に表現するために、い
かなる木材についても共通する「新しさ」が失われてい
く現象、即ち明度の低下を「黒化」と呼び、また木材自
体が有している固有の色調が失われる現象を「白化」と
呼ぶこととする。

本発明方法においては、上記ベンゾフェノン誘導体の所
定間を含有させた塗料を用いることを必須の要件とする
が、該ベンゾフェノン誘導体を利用することにより達成
される本発明に特有の所期の変色防止効果は、以下の２
つの付加的手段の単独もしくは組合せ採用によって、よ
り確実なものとすることができる。

１　上記塗料の塗布適用に先立ち、木材を亜硫酸水素塩
又はこれとエチレンジアミンテトラ酢酸二ナトリウムと
の水溶液で処理する手段。

２　上記塗料に更に青色色素フタロシアニン銅及び／又
は黄色色素キノリンエローを配合して、塗膜の色調を調
整する手段。

以下、上記手段の採用を含めた本発明方法につき詳述す
る。

本発明において用いられる塗料は、特に限定されるもの
ではなく、通常木材に適用できることの知られている各
種の塗料と同様のものをいずれも利用することができる
。代表的上記塗料としては、ポリウレタン塗料の他、各
種変性ポリウレタン塗料を例示できる。之等は下塗り塗
料、中塗り塗料等として木材に適用することができ、そ
の適用によって、通常該塗料成分の一つであるシンナー
の木材表面への浸透を通じて該塗料に添加配合されるベ
ンゾフェノン誘導体を木材表面に達し得るものであるの
が望ましい。

本発明に紫外線吸収剤として利用されるベンゾフェノン
誘導体は、前記一般式（１）で表わされるものであるこ
とを必須とする。この一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ
２及びＲ３で表わされるアルコキシ基には、メトキシ、
エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘ
キシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニ
ルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシル
オキシ基が包含される。該ベンゾフェノン誘導体の塗料
中への配合量は、得られる塗料を木材に塗布適用後の乾
燥塗膜が２．５ＣＩ／ｍ２以上の上記誘導体を含むもの
でおる限り特に限定されず、適宜決定することができる
。

更に、本発明方法の適用できる木材は、特に制限される
ものではないが、通常淡色系のもの、殊に該木材の微妙
な色調変化が商品価値に大きな影響を与える所謂高級材
であるのが望ましい。その具体例としては、例えばヒバ
、ヒノキ、カバ、サクラ、ポプラ、ニレ、栓、桐等を例
示できる。

本発明方法は、上記紫外線吸収剤としてのベンゾフェノ
ン誘導体の所定量を配合した塗料を木材に塗布し、木材
表面に特定厚さで上記塗料の硬化塗膜を形成させること
により実施され、その際の塗料の塗布手段、塗布後の塗
膜形成手段（例えば乾燥等〉等はいずれも常法に従うこ
とがきる。

かくして本発明方法によれば、まず第１の特徴的効果と
して優れた紫外線の吸収遮蔽効果を奏し得る。例えば上
記誘導体として２，２′　−ジヒドロキシ−４，４′−
ジメトキシベンゾフェノンを例にとり詳述すれば、該化
合物の２５ｐｌ）ｍアルコール溶液（２５ｍＭ１０００
ｍ１２）は、その１ｃｍ厚さにおいて紫外線（３５０１
ｍ）の約９０％を吸収する能力を有している。このこと
は、本発明方法に準じて形成される上記化合物！４０．
２５ｃ＋／ｍ２の塗膜が、同様の紫外線吸収能力を発揮
することを意味し、これは透過率で表わすと約１０％と
なる。本発明方法において必須の要件とする塗膜にあけ
る上記化合物量は、この１０倍（２，５ｇ／ｍ２〉以上
であり、これは理論的には紫外線の透過を許さないもの
であるといえる。また、復配実施例にも詳述する通り、
本発明方法に従い上記化合物を含有する塗膜を形成させ
れば、木材の黒化が認められない利点がある。

更に、本発明方法はベンゾフェノン誘導体と無機光散乱
剤との併用を包含するものであり、かかる併用による本
発明方法の実施は、上記紫外線吸収遮蔽効果を一層向上
させ１ｑる。ここで用いられる無機光散乱剤としては、
例えば酸化チタン、酸化亜鉛等を例示でき、之等は上記
効果を奏し得る適当量で適宜用いることができる。また
之等は特に微粒子タイプ及び超微粒子タイプでおるのが
外観面から好ましい。

本発明方法の第２の特徴的効果は、所謂ぬれ現象がない
ことにある。しかして、通常よく知られている液状紫外
線吸収剤、例えばｐ−ジメチル安息香酸オクチルエステ
ル等は、これを配合した塗料を木材に塗布適用すると、
上記ぬれ現象が発生する。これは本質的にはポリエチレ
ングリコール溶液の塗布適用の場合に見られるものと同
一であり、得られる木材製品の商品価値を減じる致命的
欠陥の一つと判断できる。このぬれ現象は、木材表面と
塗膜底面との界面で光の乱反射が少なくなるために起こ
ると考えられるが、本発明方法では、かかる欠点を伴う
おそれが全くない。

本発明方法の第３の特徴的効果は、可視光線による木材
の変色、変化を抑制できることでおる。

可視光線は木材の白化の原因とされているが、本発明方
法によれば、塗料中のベンゾフェノン誘導体の一部は塗
料中のシンナーと共に木材表面に浸透し、この浸透した
誘導体が、木材表面での光励起による発生が予想される
ラジカルの連鎖を禁止したり、ハイドロパーオキサイド
を分解させる等の作用を奏する。従って、本発明方法に
よれば木材の白化を抑制することができる。

本発明方法における上記３つの特徴的効果をもたらす特
に好ましい前記一般式（１）に屈するベンゾフェノンｍ
１体の具体例としては、上記した２、２′−ジヒドロキ
シ−４，４′−ジメトキシベンゾフェノン（Ｒ’　＝Ｏ
ＣＨ３、Ｒ２＝ＯＨ１Ｒ３＝ＯＣＨ３）の他、２−ヒド
ロキシ−４−メトキシベンゾフェノン（Ｒ’　＝ＯＣＨ
３、Ｒ２＝Ｒ３＝Ｈ）　、２−ヒドロキシ−４−オクチ
ルオキシベンゾフェノン（Ｒ’　−ＱＣｓ　Ｈ＋　ｖ　
、Ｒ２＝Ｒ３＝Ｈ）　、２．２’　、４．４’　−テト
ラヒドロキシベンゾフェノン（Ｒ’　＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｏ
Ｈ）等を例示できる。

本発明はまた、前述したように上記誘導体を含有する塗
料の塗布適用に先立って、木材を亜硫酸水素塩又はこれ
とエチレンジアミンテトラ酢酸二ナトリウムとの水溶液
で処理する方法をも包含するものである。この方法にお
いて用いられる上記亜硫酸水素塩の代表例としては、亜
硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム等の亜５Ａ酸
水素アルカリ金属塩を例示できる。２等亜硫酸水素塩の
利用は、殊に木材及び塗膜の安定化、とりわけ虐待試験
（フェードメーターテスト等）時に見られる変色（橙色
化）を防止する効果を秦し得る。また、上記亜硫酸水素
塩とエチレンジアミンテトラ酢酸二ナトリウムとの併用
は、上記安定化効果を更に助長する。しかして、２等試
薬を含む水溶液による木材の前処理は、例えば木材に２
等試薬を適当な濃度で含有する水溶液を塗布し、乾燥す
ることにより実施することができる。

更に本発明は、前記塗料に更に青色色素フタロシアニン
銅及び／又は黄色色素キノリンエローを配合して、塗膜
の色調を調整する方法をも包含する。この方法によれば
木材の白化に伴われる色調変化を補うことができる。即
ち、木材の白化は黒化とは異なって前記した本発明のベ
ンゾフェノン誘導体を含む塗料による処理によっても完
全に防止することは困難で必り、また通常慣用される色
素は木材中に含有される各種成分は勿論のこと、本発明
に従い多量に用いられるベンゾフェノン誘導体によって
、多くの場合変色を起こしてしまうものであるが、本発
明者らの研究によれば、上記特定の色素は之等をベンゾ
フェノン誘導体と併用する場合にも、実質的に何ら悪影
響を受けず、その本来の色素としての色調を木材に付与
し、これによって木材の白化を遮蔽することが可能であ
った。従って、２等色素の使用伍（塗料中への配合量）
を適宜変化させて本発明方法を実施すれば、被処理木材
を青味、黄味、緑味等の各種色調に自由に微着色するこ
とができる。更に上記フタロシアニン銅の微量、例えば
ベンゾフェノン誘導体に対して約１万分の１重量以下程
度の利用によれば、多量に利用されるベンゾフェノン誘
導体自体に由来する微黄色の着色のおそれをも完全に消
去することができる。

以上の通り、本発明方法は、塗装木材の変色防止に極め
て有効である。

実　　施　　　例 以下、本発明を更に詳しく説明するため実施例を挙げる
。尚、各側において部とあるは重量部を表わす。

実施例１ ■　材料の調製 乾燥したヒバ板を６Ｘ２２Ｃｍ（表面積：１３２ｃｍ２
）に切断し、表面をカンナ掛けし、サンドベーパー（＃
４００）にて研磨して被処理木材を調製する。

ウレタン塗料３２部［レタンシーラー＃８００の２０部
、レタン硬化剤６１ＯＮの２部及びレタンシンナーＵ−
０１の１０部くいずれも関西ペイント社製）を用時混合
して調製する］に、下記各ベンゾフェノン誘導体く紫外
線吸収剤）をそれぞれ０．９６部溶解させて、下記第１
表に示す供試塗料Ａ−Ｄを調製した。

第　　　１　　　表 また、比較のため上記ウレタン塗料のみ（紫外線吸収剤
無添加）　（これを「供試塗料ａ」とする）及び本発明
のベンゾフェノン誘導体に代えてｐ−ジメチルアミノ安
息香酸オクチルの０．９６部を同様にウレタン塗料に溶
解させて調製したもの（これを「供試塗料ｂ」とする）
を用意した。

■　塗料の塗装 上記■に示した処理木材に、上記■で調製した各供試塗
料のそれぞれを、０，５５にｌ／１枚の量でハケ塗りし
て、空温で硬化させた。硬化後、同一の供試塗料又は異
なる供試塗料を用いて、同様にして塗布、硬化を合計４
回繰返した。

上記４回の供試塗料及びかくして形成された塗膜中のベ
ンゾフェノン誘導体もしくは他の紫外線吸収剤の合計量
を下記第２表に示す。

第　　　２　　　表 ■　塗装木材片の射光試験 上記■で１ｑられた各塗装木材試験片につき、以下の射
光試験を行なった。即ち、各試験片の下部半分をアルミ
箔で覆った後、フェトメーター［株式会社島津製作所製
フェードテスターＣＦ−２ＯＮ］で５時間照射（温度４
０℃）するが又はガラスハウス内に設置して自然太陽光
下に１０日間放置して光照射した。

その後、５名のパネラ−にて、各試験片につきそれぞれ
黒化防止効果、白化防止効果及びぬれ現象の有無を判定
した。

上記黒化防止効果及び白化防止効果の判定は、照射中ア
ルミ箔で覆った部分の結果と同等を最良（５点）とし、
比較供試塗料ａ（紫外線吸収剤無添加）のみで塗装した
試験片（第２表の試験区２−１）における上記アルミ箔
被覆部分に対する光照射部分の変化を１点として５段階
評価し、各パネラ−の平均点で表わした。またぬれ現象
はこれが現われているものを士、現われていないものを
−として評価した。

上記フェードテスター使用の結果を下記第３表に示す。

第　　　３　　　表 上記第３表より、本発明方法の実施により得られる塗装
木材試験片は、いずれの試験においても顕著な効果を奏
することが明らかである。

また、上記太陽光照射の試験においても、上記第３表と
略同等の結果が１ｑられた。

実施例２ 実施例１において、被処理木材として用いたヒバ板に代
えてヒノキ、カバ、ポプラ、ニレ、栓、桐、サクラの各
板を同様にして調製して利用し、２等各板の１枚には、
第１表に示した供試塗料Ａ（試験区３−１〜３−７）を
、他の１枚には同第１表に示した供試塗料ａ（それぞれ
比較対照区とする）を、それぞれ実施例１の■と同様に
して合計４回塗布して、塗装木材試験片を１１だ。

得られた各試験片につき、実施例１の■と同一試験を繰
返した。結果を下記第４表に示す。

尚、上記比較対照区における、黒化防止効果及び白化防
止効果は、いずれの木材を用いた場合も、全て１．０で
あり、ぬれ現象は全て−でめった。

第　　　４　　　表 上記第４表より、本発明方法は、各種の木材のいずれに
対しても非常に有効であることが明らかである。

実施例３ ■　材料の調製 実施例１の■に示したヒバ材に、２％亜硫酸水素ナトリ
ウム０．５Ｑ／１枚をへヶ塗りし、３５℃で一夜乾燥し
て、亜硫酸水素塩前処理木材を調製した。

一方、実施例１の第１表に示した供試塗料Ａの３３部に
、超微粒子チタン０．３部及びフタロシアニン銅０．０
００１部を混合して、色素及び無機光散乱剤を更に含有
する塗料を調製した（これを「供試塗料Ｅ」とする）。

また、実施例１の第１表に示した供試塗ｉｌｌ　Ａの３
３部に、フタロシアニン銅０．０００５部及びキノリン
エロー０．００１部を混合して、色素を更に含有する塗
料を調製した（これを「供試塗料Ｆ」とする）。

更に、実施例１で用いたウレタン塗料に代えて、ノンワ
ックス系ポリザンデングシーラー（サンユペイント株式
会社製）を用い、その１０部に、２゜２１−ジヒドロキ
シ−４，４′−ジメトキシベンゾフェノン０．３部を溶
解させて供試塗料を調製した（これを［供試塗料ＧＪと
する）。

更に加えて、実施例１で用いたウレタン塗料に代えて、
アクリル系ウレタンサンデイグ（サンユペイント株式会
社製）を用い、その１０部に、２゜２′−ジヒドロキシ
−４，４′−ジメトキシベンゾフェノン０．３部を溶解
させて供試塗料を調製した（これを「供試塗料ＨＪとす
る）。

■　塗料の塗装 上記■に示した亜硫酸水素塩前処理木材に、実施例１の
第１表に示した供試塗料Ａ及び上記■で調製した供試塗
料Ｆのそれぞれを、実施例１の■と同様にして各々合計
４回ハケ塗りし、硬化させた（供試塗料へ使用を試験区
４−１とし、供試塗料Ｆ使用を試験区４−２とする）。

また、実施ＶＡ１の■に示したヒバ板を被処理木材とし
て、上記■で調製した供試塗料Ｅ、Ｇ及び目を同様にし
て合計４回ハケ塗りし、硬化させた（供試塗料Ｅ使用を
試験区４−３とし、供試塗料Ｇ使用を試験区４−４とし
、供試塗料Ｈ使用を試験区４−５とする）。

■　塗装木材片の射光試験 上記■で１ｑられた各塗装木材試験片（試験区４−１〜
４−５で（ｑられたもの）及び比較対象のため実施例１
の第１表記載の供試塗料ａ（ベンゾフェノン誘導体無添
加）を上記■記載の亜硫酸水素塩前処理ヒバ板に同様に
塗装して得られた塗装木材試験片（比較例：試験区５−
１とする）のそれぞれにつき、それらの下部半分をアル
ミ箔で覆った後、ガラスハウス内に水平に設置して自然
太陽光下に１０日間（赤穂市にて３月２２日から３月３
１日まで実施）放置して光照射し、その１な、実施例１
の■と同様にして、各試験片につぎそれぞれ黒化防止効
果、白化防止効果及びぬれ現象の有無を判定した。

結果は下記第５表の通りであった。

第　　　５　　　表 上記第５表より、亜硫酸水素塩前処理木材の利用（試験
区４−１　）　、これと共に特定色素を更に配合した塗
料の利用（試験区４−２＞　、及び特定色素と光散乱剤
とを更に配合した塗料の利用（試験区４−３）を、それ
ぞれベンゾフェノン誘導体の利用と組合せて採用した本
発明方法によれば、ベンゾフェノン誘導体の利用を単独
で採用する本発明方法の結果（前記第３表試験区１−１
〜］−４及び上記第５表の試験区４−４及び４−５）と
比較しても、より一層潰れた黒化防止効果及び白化防止
効果を奏し得、しかもぬれ現象は全く認められないこと
が明らかである。

（以　上）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］紫外線吸収剤を含有する塗料を木材に塗布して木
   材の変色を防止するに当たり、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中Ｒ＿１、Ｒ＿２及びＲ＿３の少なくとも一つは水
   酸基又は炭素数１〜１２のアルコキシ基を示し、他は水
   素原子を示す。〕 で表わされる紫外線吸収剤を含有する塗料を、上記紫外
   線吸収剤量が２．５ｇ／ｍ＾２以上となる量で木材に塗
   布することを特徴とする塗装木材の変色防止方法。 ［２］紫外線吸収剤を含有する塗料の塗布に先立ち、木
   材を亜硫酸水素塩又はこれとエチレンジアミンテトラ酢
   酸二ナトリウムとの水溶液で処理する請求項［１］記載
   の方法。 ［３］塗料が更に青色色素フタロシアニン銅及び／又は
   黄色色素キノリンエローを配合されており、塗膜の色調
   が調整される請求項［１］又は［２］記載の方法。 ［４］塗料が更に無機光散乱剤を配合されている請求項
   ［１］〜［３］のいずれかに記載の方法。 ［５］塗装木材が家具である請求項［１］〜［４］のい
   ずれかに記載の方法。