JPH0994525A - Wood product of ultraviolet radiation resistance and its manufacture - Google Patents

Wood product of ultraviolet radiation resistance and its manufacture

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JPH0994525A
JPH0994525A JP7256187A JP25618795A JPH0994525A JP H0994525 A JPH0994525 A JP H0994525A JP 7256187 A JP7256187 A JP 7256187A JP 25618795 A JP25618795 A JP 25618795A JP H0994525 A JPH0994525 A JP H0994525A
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polysilazane
wood
zno
wood surface
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Takashi Obayashi
隆 大林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transparency for realizing a good hand of wood and apply a building construction at normal temperature and an ultraviolet sealing by specifying respectively the diameters of fine particles and the content of nitrogen when an SiO2 film containing ultrafine particles of ZnO and TiO2 and also nitrogen is formed on a wood surface or a coated wood surface. SOLUTION: An SiO2 film containing ZnO and/or TiO2 ultrafine particles having average particles diameters of 0.005-0.1μm and nitrogen of 0.005-5% based on the atomic percentage is formed and on a wood surface or a coated wood surface. A composition formed by adding the ZnO and TiO2 ultrafine particles to a coating solution mainly composed of a polysilazane having number - average molecular weight of 1,000,000-50,000 and a main skeleton composed of a unit represented by the formula is applied to the wood surface and turned into ceramic to form the SiO2 film. In the formula, R<1> -R<3> represent respectively independent hydrogen atom, an alkyl, an alkenyl, a cycloalkyl, an aryl or groups other than these in which groups connected directly to silicon atoms are carbon atoms, an alkylsilyl, an alkylamino or an alkoxy and one of R<1> -R<3> is hydrogen atom.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は耐紫外線性木材製品
に関する。より詳細には、本発明は、ポリシラザンとセ
ラミックス超微粒子を含むコーティング用組成物を木材
表面又は塗装済木材表面でセラミックス化させて得られ
る耐紫外線性木材製品及びその製造方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to UV resistant wood products. More specifically, the present invention relates to a UV-resistant wood product obtained by making a coating composition containing polysilazane and ceramics ultrafine particles into a ceramic on a wood surface or a painted wood surface, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】木材は、素地表面の状態(木理、肌目、
杢)を生かしたり、さらに美しく見せるために、透明塗
装や着色塗装が施工される。しかし、屋外施工の透明塗
膜や着色塗膜は紫外線によって劣化変色し、1年とその
美観を保つことができない。また、衝撃に弱いという問
題がありその用途が限定されている。木材に耐紫外線性
を付与するためのコーティング組成物として、特開昭5
9−135261号公報に、特定のアルキド樹脂をベー
スにした組成物が記載されている。
2. Description of the Related Art Wood is the state of the substrate surface (grain, grain,
In order to make the best use of the heather and to make it look more beautiful, transparent painting and colored painting are applied. However, a transparent coating film or a colored coating film applied outdoors is deteriorated and discolored by ultraviolet rays, and its aesthetics cannot be maintained for one year. In addition, there is a problem that it is vulnerable to impact, and its use is limited. A coating composition for imparting UV resistance to wood is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 5
9-135261 describes compositions based on specific alkyd resins.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
アルキド樹脂は顔料を混合することでUVカットを行う
ものであり、透明ではなく、木材の風合いを生かせなか
った。本発明の目的は、透明で木材の風合いを生かすこ
とができ、常温で施工でき、紫外線を遮断でき、強度を
付与することができる、木材の劣化防止に好適であるコ
ーティングを付与した木材製品を提供することにある。
However, the above-mentioned alkyd resin is UV-cut by mixing a pigment, is not transparent, and does not bring out the texture of wood. An object of the present invention is to provide a wood product which is transparent and can make use of the texture of wood, can be applied at room temperature, can block ultraviolet rays, and can impart strength, and is provided with a coating suitable for preventing deterioration of wood. To provide.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、 (1)平均粒径0.005〜0.1μmのZnO及び/
又はTiO2 の超微粒子を含み且つ窒素を原子百分率で
0.005〜5%含むSiO2 膜を木材表面又は塗装済
木材表面に有することを特徴とする耐紫外線性木材製品
を提供する。本発明はまた、 (2)主として一般式(I):
In order to achieve the above object, the present invention provides: (1) ZnO having an average particle size of 0.005 to 0.1 μm and / or
Another object of the present invention is to provide a UV-resistant wood product characterized by having a SiO 2 film containing ultrafine particles of TiO 2 and containing 0.005 to 5% of nitrogen in atomic percentage on the wood surface or painted wood surface. The present invention also includes (2) predominantly the general formula (I):

【0005】[0005]

【化2】 Embedded image

【0006】(但し、R1 、R2 、R3 はそれぞれ独立
に水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキ
ル基、アリール基、またはこれらの基以外でケイ素に直
結する基が炭素である基、アルキルシリル基、アルキル
アミノ基、アルコキシ基を表わす。ただし、R1
2 、R3 のうち少なくとも1つは水素原子である)で
表わされる単位からなる主骨格を有する数平均分子量が
100〜5万のポリシラザンを主成分とするコーティン
グ溶液に平均粒径0.005〜0.1μmのZnO及び
/又はTiO2 の超微粒子を添加したコーティング用組
成物を木材表面又は塗装済木材表面に塗布し、前記組成
物をセラミックス化することを特徴とする耐紫外線性木
材製品の製造方法をも提供する。
(However, R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a group other than these groups in which the group directly bonded to silicon is carbon. Represents an alkylsilyl group, an alkylamino group, and an alkoxy group, provided that R 1 ,
At least one of R 2 and R 3 is a hydrogen atom.) A coating solution mainly composed of polysilazane having a main skeleton composed of units represented by the following formula and having a number average molecular weight of 100 to 50,000 has an average particle size of 0.005. A UV-resistant wood product, characterized by applying a coating composition to which ZnO and / or TiO 2 ultrafine particles of 0.1 μm to 0.1 μm are applied to a wood surface or a painted wood surface to make the composition a ceramic. A method of manufacturing the same is also provided.

【0007】以下、本発明の好ましい態様を列挙する。 (3)ポリシラザンが、数平均分子量が200〜1万の
ペルヒドロポリシラザン(すなわち、上記式(I)でR
1 =R2 =R3 =Hの場合)である(1)の耐紫外線性
木材製品。 (4)ZnO及び/又はTiO2 の平均粒径が0.05
μm以下である(1)の耐紫外線性木材製品。
The preferred embodiments of the present invention will be listed below. (3) The polysilazane is a perhydropolysilazane having a number average molecular weight of 200 to 10,000 (that is, R in the above formula (I)).
1 = R 2 = R 3 = H), and the UV resistant wood product of (1). (4) The average particle size of ZnO and / or TiO 2 is 0.05.
(1) UV resistant wood products having a size of not more than μm.

【0008】(5)ポリシラザンが、数平均分子量が2
00〜1万のペルヒドロポリシラザン(つまり上記式
(I)でR1 =R2 =R3 =Hの場合)である(2)の
製造方法。 (6)ZnO及び/又はTiO2 の平均粒径が0.05
μm以下である(2)の製造方法。
(5) Polysilazane has a number average molecular weight of 2
Method for producing 00-10000 perhydropolysilazane is (that is, when the R 1 = R 2 = R 3 = H in the formula (I)) (2). (6) The average particle size of ZnO and / or TiO 2 is 0.05
The manufacturing method of (2) which is less than or equal to μm.

【0009】フィラーを平均粒径0.1μm以下、より
好ましくは0.05μm以下の超微粒子にすることによ
って可視光線の透過が可能になり、かつセラミックスと
してZnO又はTiO2 を選択することによりポリシラ
ザンとの相性に優れるため、目的とする緻密、硬度、透
明なセラミックス膜が得られ、且つこのセラミックコー
ティング膜は容易に10μm程度の厚膜にすることが可
能であり、また紫外線(UV)吸収性を備えているので
紫外線吸収性透明セラミックス膜として利用可能であ
る。
By making the filler ultrafine particles having an average particle size of 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less, visible light can be transmitted, and by selecting ZnO or TiO 2 as ceramics, polysilazane can be obtained. Since it has excellent compatibility with, it is possible to obtain a desired dense, hard, and transparent ceramic film, and this ceramic coating film can easily be made a thick film of about 10 μm, and also has an ultraviolet (UV) absorption property. Since it is provided, it can be used as an ultraviolet absorbing transparent ceramic film.

【0010】使用するセラミックス超微粒子の平均粒径
が小さいものは入手が困難であり、平均粒径が大きいと
透明なセラミックス膜を得ることが難かしいことから、
使用するセラミックス超微粒子の平均粒径の下限は0.
005μmであり、好ましくは0.01μmである。上
限は0.1μmであり好ましくは0.05μmである。
It is difficult to obtain ultrafine ceramic particles having a small average particle diameter, and it is difficult to obtain a transparent ceramic film if the average particle diameter is large.
The lower limit of the average particle size of the ceramic ultrafine particles used is 0.
It is 005 μm, and preferably 0.01 μm. The upper limit is 0.1 μm, preferably 0.05 μm.

【0011】本発明の効果はZnO、TiO2 のセラミ
ックス超微粒子を使用することによって得られた。Zn
O、TiO2 は混合して使用できる。具体的には、例え
ば、住友セメント製ZnO分散液ZS303(粒径0.
025μm,30wt%、トルエン溶液)、又は出光興産
製TiO2 粉末IT−UD(粒径0.02μm、高分散
化処理タイプ)が好ましい。この場合は、シラザンのキ
シレン溶液に添加し、適宜攪拌又は超音波分散、ボール
ミルによる分散を行えばよい。他に、三菱マテリアル製
ZnO粉末C−30や堺工業製ZnO粉末FINEX−
25、50、75を使用することができる。この場合
は、凝集粒子を分散するため、ボールミル、振動ミル、
ペイントシェーカー、アトライターなどによる強力な処
理が必要である。適宜分散剤を加えることもできる。
The effects of the present invention were obtained by using ultrafine ceramic particles of ZnO and TiO 2 . Zn
O and TiO 2 can be used as a mixture. Specifically, for example, Sumitomo Cement's ZnO dispersion ZS303 (particle size 0.
025 μm, 30 wt%, toluene solution) or TiO 2 powder IT-UD (particle size 0.02 μm, high dispersion treatment type) manufactured by Idemitsu Kosan is preferable. In this case, it may be added to the xylene solution of silazane and appropriately stirred or ultrasonically dispersed, or dispersed by a ball mill. In addition, ZnO powder C-30 manufactured by Mitsubishi Materials and ZnO powder FINEX- manufactured by Sakai Kogyo Co., Ltd.
25, 50, 75 can be used. In this case, in order to disperse the agglomerated particles, a ball mill, a vibration mill,
Powerful processing by paint shaker, attritor, etc. is required. A dispersant may be added as appropriate.

【0012】用いるポリシラザンは、分子内に少なくと
もSi−H結合、あるいはN−H結合を有するポリシラ
ザンであればよく、ポリシラザン単独は勿論のこと、ポ
リシラザンと他のポリマーとの共重合体やポリシラザン
と他の化合物との混合物でも利用できる。
The polysilazane to be used may be any polysilazane having at least a Si--H bond or an N--H bond in the molecule. Not only polysilazane alone but also a copolymer of polysilazane and another polymer or polysilazane and other It can also be used as a mixture with the compound of.

【0013】用いるポリシラザンには、鎖状、環状、あ
るいは架橋構造を有するもの、あるいは分子内にこれら
複数の構造を同時に有するものがあり、これら単独でも
あるいは混合物でも利用できる。用いるポリシラザンの
代表例としては下記のようなものがあるが、これらに限
定されるものではない。セラミックス膜の硬度の点から
はペルヒドロポリシラザンが好ましい。
The polysilazanes to be used include those having a chain structure, a cyclic structure, or a crosslinked structure, or those having a plurality of these structures simultaneously in the molecule, and these can be used alone or in a mixture. The following are typical examples of polysilazane to be used, but the polysilazane is not limited thereto. Perhydropolysilazane is preferable from the viewpoint of hardness of the ceramic film.

【0014】一般式(I)でR1 、R2 及びR3 に水素
原子を有するものは、ペルヒドロポリシラザンであり、
その製造法は例えば特公昭63−16325号公報、D.
Seyferth らCommunication of Am. Cer. Soc., C-13,
January 1983. に報告されている。これらの方法で得ら
れるものは、種々の構造を有するポリマーの混合物であ
るが、基本的には分子内に鎖状部分と環状部分を含み、
The one having hydrogen atoms in R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (I) is perhydropolysilazane,
The manufacturing method is described, for example, in Japanese Examined Patent Publication No. 63-16325, D.
Seyferth et al. Communication of Am. Cer. Soc., C-13,
Reported in January 1983. What is obtained by these methods is a mixture of polymers having various structures, but basically contains a chain portion and a cyclic portion in the molecule,

【0015】[0015]

【化3】 Embedded image

【0016】の化学式で表わすことができる。ペルヒド
ロポリシラザンの構造の一例を示すと下記の如くであ
る。
It can be represented by the chemical formula: An example of the structure of perhydropolysilazane is as follows.

【0017】[0017]

【化4】 Embedded image

【0018】一般式(I)でR1 及びR2 に水素原子、
3 にメチル基を有するポリシラザンの製造方法は、D.
Seyferth らPolym. Prepr., Am. Chem. Soc., Div. Po
lym.Chem., 25, 10(1984)に報告されている。この方
法により得られるポリシラザンは、繰り返し単位が−
(SiH2 NCH3 )−の鎖状ポリマーと環状ポリマー
であり、いずれも架橋構造をもたない。
In the general formula (I), R 1 and R 2 are hydrogen atoms,
A method for producing a polysilazane having a methyl group at R 3 is described in D.
Seyferth et al. Polym. Prepr., Am. Chem. Soc., Div. Po.
lym. Chem., 25 , 10 (1984). The polysilazane obtained by this method has a repeating unit of-
It is a chain polymer and a cyclic polymer of (SiH 2 NCH 3 ) —, and neither has a crosslinked structure.

【0019】一般式(I)でR1 及びR3 に水素原子、
2 に有機基を有するポリオルガノ(ヒドロ)シラザン
の製造法は、D. Seyferth らPolym. Prepr., Am. Chem.
Soc., Div. Polym. Chem., 25, 10(1984)、特開昭6
1−89230号公報、同62−156135号公報に
報告されている。これらの方法により得られるポリシラ
ザンには、−(R2 SiHNH)−を繰り返し単位とし
て、主として重合度が3〜5の環状構造を有するものや
(R3 SiHNH)X 〔(R2 SiH)1.5 N〕
1-X (0.4<x<1)の化学式で示せる分子内に鎖状
構造と環状構造を同時に有するものがある。
In the general formula (I), R 1 and R 3 are hydrogen atoms,
A method for producing a polyorgano (hydro) silazane having an organic group at R 2 is described in D. Seyferth et al., Polym. Prepr., Am. Chem.
Soc., Div. Polym. Chem., 25 , 10 (1984), JP-A-6
It is reported in JP-A-1-89230 and JP-A-62-156135. The polysilazanes obtained by these methods include those having a cyclic structure with a degree of polymerization of 3 to 5 using-(R 2 SiHNH)-as a repeating unit, and (R 3 SiHNH) x [(R 2 SiH) 1.5 N ]
Some have the chain structure and the ring structure at the same time in the molecule represented by the chemical formula of 1-X (0.4 <x <1).

【0020】一般式(I)でR1 に水素原子、R2 及び
3 に有機基を有するポリシラザン、またR1 及びR2
に有機基、R3 に水素原子を有するものは−(R1 2
SiNR3 )−を繰り返し単位として、主に重合度が3
〜5の環状構造を有している。用いるポリシラザンは、
上記の如く一般式(I)で表わされる単位からなる主骨
格を有するが、一般式(I)で表わされる単位は、上記
にも明らかな如く環状化することがあり、その場合には
その環状部分が末端基となり、このような環状化がされ
ない場合には、主骨格の末端はR1 、R2 、R3 と同様
の基又は水素であることができる。
In formula (I), polysilazane having a hydrogen atom at R 1 and an organic group at R 2 and R 3 , and R 1 and R 2
An organic group for R 3 and a hydrogen atom for R 3 is — (R 1 R 2
SiNR 3 ) -is a repeating unit and the degree of polymerization is mainly 3
It has a cyclic structure of ~ 5. The polysilazane used is
As described above, it has a main skeleton composed of the unit represented by the general formula (I), but the unit represented by the general formula (I) may be cyclized as is clear from the above. When the moiety serves as a terminal group and such cyclization does not occur, the terminal end of the main skeleton can be a group similar to R 1 , R 2 or R 3 or hydrogen.

【0021】ポリオルガノ(ヒドロ)シラザンの中に
は、D. Seyferth らCommunication ofAm. Cer. Soc., C
-132, July 1984. が報告されている様な分子内に架橋
構造を有するものもある。一例を示すと下記の如くであ
る。
Among the polyorgano (hydro) silazanes are D. Seyferth et al. Communication of Am. Cer. Soc., C.
-132, July 1984. Some have a crosslinked structure in the molecule. An example is as follows.

【0022】[0022]

【化5】 Embedded image

【0023】また、特開昭49−69717号に報告さ
れている様なR1 SiX3 (X:ハロゲン)のアンモニ
ア分解によって得られる架橋構造を有するポリシラザン
(R 1 Si(NH)X )、あるいはR1 SiX3 及びR
2 2SiX2 の共アンモニア分解によって得られる下記の
構造を有するポリシラザンも出発材料として用いること
ができる。
Further, it was reported in JP-A-49-69717.
R like1SiXThreeAmmoni of (X: halogen)
A polysilazane having a cross-linked structure obtained by decomposition
(R 1Si (NH)X) Or R1SiXThreeAnd R
2 2SiX2Obtained by co-ammonia decomposition of
Use of structured polysilazanes as starting materials
Can be.

【0024】[0024]

【化6】 [Chemical 6]

【0025】さらに、下記の構造(式中、側鎖の金属原
子であるMは架橋をなしていてもよい)の如く金属原子
を含むポリメタロシラザンも出発材料として用いること
ができる。
Further, a polymetallosilazane containing a metal atom as shown in the following structure (in the formula, M which is a side chain metal atom may be crosslinked) can also be used as a starting material.

【0026】[0026]

【化7】 [Chemical 7]

【0027】その他、特開昭62−195024号に報
告されているような繰り返し単位が〔(SiH2
n (NH)m 〕及び〔(SiH2 r O〕(これらの式
中、n,m,rはそれぞれ1,2または3である)で表
わされるポリシロキサザン、特開平2−84437号に
報告されているようなポリシラザンにボロン化合物を反
応させて製造する耐熱性に優れたポリボロシラザン、特
開昭63−81122号、同63−191832号、特
開平2−77427号に報告されているようなポリシラ
ザンとメタルアルコキシドとを反応させて製造するポリ
メタロシラザン、特開平1−138108号、同1−1
38107号、同1−203429号、同1−2034
30号、同4−63833号、同3−320167号に
報告されているような分子量を増加させたり(上記公報
の前4者)、耐加水分解性を向上させた(後2者)、無
機シラザン高重合体や改質ポリシラザン、特開平2−1
75726号、同5−86200号、同5−33129
3号、同3−31326号に報告されているようなポリ
シラザンに有機成分を導入した厚膜化に有利な共重合シ
ラザン、特開平5−238827号、特願平4−272
020号、同5−93275号、同5−214268
号、同5−30750号、同5−338524号に報告
されているようなポリシラザンにセラミック化を促進す
るための触媒的化合物を付加または添加したプラスチッ
クスやアルミニウムなどの金属への施工が可能で、より
低温でセラミックス化する低温硬化タイプポリシラザン
なども同様に使用できる。
In addition, the repeating unit as reported in JP-A-62-195024 is [(SiH 2 )
n (NH) m ] and [(SiH 2 ) r O] (wherein n, m and r are 1, 2 or 3, respectively), polysiloxazane described in JP-A-2-84437. Polyborosilazanes having excellent heat resistance, which are produced by reacting a polysilazane with a boron compound as reported, are reported in JP-A-63-81122, JP-A-63-191832, and JP-A-2-77427. Polymetallosilazanes produced by reacting such polysilazanes with metal alkoxides, JP-A-1-138108 and 1-1.
38107, 1-203429, 1-2034
No. 30, No. 4-63833, No. 3-320167, increased molecular weight (former 4 of the above publication), improved hydrolysis resistance (former 2), inorganic. High silazane polymer and modified polysilazane, JP-A-2-1
No. 75726, No. 5-86200, No. 5-33129.
No. 3 and No. 3-31326, a copolymerized silazane which is advantageous for thickening a film by introducing an organic component into polysilazane, JP-A-5-238827, and Japanese Patent Application No. 4-272.
No. 020, No. 5-93275, No. 5-214268.
No. 5,30,750, and No. 5,338,524, polysilazane can be applied to a metal such as plastics or aluminum in which a catalytic compound for promoting ceramization is added or added. Similarly, low temperature curing type polysilazane which is made into ceramics at a lower temperature can be used.

【0028】本発明では、さらに以下のような低温セラ
ミックス化ポリシラザンを使用することができる。例え
ば、本願出願人による特願平4−39595号明細書に
記載されているケイ素アルコキシド付加ポリシラザンが
挙げられる。この変性ポリシラザンは、上記一般式
(I)で表されるポリシラザンと、下記一般式(II): Si(OR4 4 (II) (式中、R4 は、同一でも異なっていてもよく、水素原
子、炭素原子数1〜20個を有するアルキル基またはア
リール基を表し、少なくとも1個のR4 は上記アルキル
基またはアリール基である)で表されるケイ素アルコキ
シドを加熱反応させて得られる、アルコキシド由来ケイ
素/ポリシラザン由来ケイ素原子比が0.001〜3の
範囲内かつ数平均分子量が約200〜50万のケイ素ア
ルコキシド付加ポリシラザンである。
In the present invention, the following low temperature ceramized polysilazanes can be used. For example, a silicon alkoxide-added polysilazane described in Japanese Patent Application No. 4-39595 by the applicant of the present application may be mentioned. This modified polysilazane has the following general formula (II): Si (OR 4 ) 4 (II) (wherein R 4 may be the same or different, Hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group, wherein at least one R 4 is the above alkyl group or aryl group) obtained by heating and reacting with a silicon alkoxide. It is a silicon alkoxide-added polysilazane having an alkoxide-derived silicon / polysilazane-derived silicon atomic ratio in the range of 0.001 to 3 and a number average molecular weight of about 200 to 500,000.

【0029】低温セラミックス化ポリシラザンの別の例
として、本出願人による特開平6−122852号公報
に記載されているグリシドール付加ポリシラザンが挙げ
られる。この変性ポリシラザンは、上記一般式(I)で
表されるポリシラザンとグリシドールを反応させて得ら
れる、グリシドール/ポリシラザン重量比が0.001
〜2の範囲内かつ数平均分子量が約200〜50万のグ
リシドール付加ポリシラザンである。
Another example of the low temperature ceramic polysilazane is glycidol-added polysilazane described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-122852 by the present applicant. The modified polysilazane obtained by reacting the polysilazane represented by the general formula (I) with glycidol has a glycidol / polysilazane weight ratio of 0.001.
And a glycidol-added polysilazane having a number average molecular weight of about 200,000 to 500,000.

【0030】低温セラミックス化ポリシラザンのさらに
別の例として、本願出願人による特願平5−35604
号明細書に記載されているアセチルアセトナト錯体付加
ポリシラザンが挙げられる。この変性ポリシラザンは、
上記一般式(I)で表されるポリシラザンと、金属とし
てニッケル、白金、パラジウム又はアルミニウムを含む
アセチルアセトナト錯体を反応させて得られる、アセチ
ルアセトナト錯体/ポリシラザン重量比が0.0000
01〜2の範囲内かつ数平均分子量が約200〜50万
のアセチルアセトナト錯体付加ポリシラザンである。上
記の金属を含むアセチルアセトナト錯体は、アセチルア
セトン(2,4−ペンタジオン)から酸解離により生じ
た陰イオンacac- が金属原子に配位した錯体であ
り、一般に式(CH3 COCHCOCH3 n M〔式
中、Mはn価の金属を表す〕で表される。
As yet another example of the low temperature ceramic polysilazane, Japanese Patent Application No. 5-35604 filed by the present applicant.
The acetylacetonato complex-added polysilazanes described in the above specification are included. This modified polysilazane is
An acetylacetonato complex / polysilazane weight ratio obtained by reacting the polysilazane represented by the general formula (I) with an acetylacetonato complex containing nickel, platinum, palladium or aluminum as a metal is 0.0000.
It is an acetylacetonato complex-added polysilazane having a number average molecular weight in the range of 01 to 2 and about 200 to 500,000. The metal-containing acetylacetonate complex is a complex in which an anion acac generated by acid dissociation from acetylacetone (2,4-pentadione) is coordinated to a metal atom, and generally has the formula (CH 3 COCHCOCH 3 ) n M [Wherein, M represents an n-valent metal].

【0031】好適な低温セラミック化ポリシラザンのさ
らに別の例として、本願出願人による特開平6−299
118号公報に記載されている金属カルボン酸塩付加ポ
リシラザンが挙げられる。この変性ポリシラザンは、上
記一般式(I)で表されるポリシラザンと、ニッケル、
チタン、白金、ロジウム、コバルト、鉄、ルテニウム、
オスミウム、パラジウム、イリジウム及びアルミニウム
から成る群より選ばれた少なくとも1種の金属を含む金
属カルボン酸塩を反応させて得られる、金属カルボン酸
塩/ポリシラザン重量比が0.000001〜2の範囲
内かつ数平均分子量が約200〜50万の金属カルボン
酸塩付加ポリシラザンである。この金属カルボン酸塩
は、式(RCOO)n Mで表される化合物であって、式
中、Rは炭素原子数1〜22の脂肪族基又は脂環基を表
し、Mは上記金属を表す。
As yet another example of a suitable low temperature ceramized polysilazane, the applicant of the present application, JP-A-6-299.
The metal carboxylate-added polysilazanes described in JP-A-118 are mentioned. This modified polysilazane comprises polysilazane represented by the general formula (I), nickel,
Titanium, platinum, rhodium, cobalt, iron, ruthenium,
The metal carboxylate / polysilazane weight ratio obtained by reacting a metal carboxylate containing at least one metal selected from the group consisting of osmium, palladium, iridium and aluminum is in the range of 0.000001 to 2 and It is a metal carboxylate-added polysilazane having a number average molecular weight of about 200,000 to 500,000. This metal carboxylate is a compound represented by the formula (RCOO) n M, in which R represents an aliphatic group or alicyclic group having 1 to 22 carbon atoms, and M represents the above metal. .

【0032】用いるポリシラザンの分子量が小さすぎる
と、焼成時の収率が低く、実用的でない。一方分子量が
大きすぎると溶液の安定性が低く、健全な膜が得られな
い。これらの理由から、用いるポリシラザンの分子量は
数平均分子量で下限は100であり好ましくは500で
ある。上限は5万であり、好ましくは10,000であ
る。
If the molecular weight of the polysilazane used is too small, the yield upon firing will be low, which is not practical. On the other hand, if the molecular weight is too large, the stability of the solution is low and a sound film cannot be obtained. For these reasons, the molecular weight of the polysilazane used is a number average molecular weight with a lower limit of 100 and preferably 500. The upper limit is 50,000, and preferably 10,000.

【0033】セラミックス超微粒子の添加量が少ないと
効果がなく、セラミックス超微粒子の添加量の下限は5
重量部であり、好ましくは15重量部である。一方、多
すぎると膜中に空隙が形成されることから、上限は95
重量部であり、好ましくは85重量部である。但し、こ
こでポリシラザンとセラミックス超微粒子の合計重量1
00重量部とする。
There is no effect if the addition amount of the ceramic ultrafine particles is small, and the lower limit of the addition amount of the ceramic ultrafine particles is 5
Parts by weight, preferably 15 parts by weight. On the other hand, if the amount is too large, voids are formed in the film, so the upper limit is 95.
Parts by weight, preferably 85 parts by weight. However, the total weight of polysilazane and ceramic ultrafine particles is 1
00 parts by weight.

【0034】セラミックス超微粒子はポリシラザンコー
ティング溶液に均一に分散させるべきである。均一に分
散させる方法としては、高分散タイプ(ZS−303,
IT−UDなど)の場合は、適宜攪拌、超音波分散、ボ
ールミルによる分散を行なえば十分であるが、一般のセ
ラミックス超微粒子(C−30,F1NEX−29,5
0,75など)の場合には必要に応じ予め市販の分散剤
を添加したシラザン溶液中でボールミル、振動ミル、ペ
イントシェーカー、アトライターなどによる強力な分散
処理を行なって均一なコーティング液とする必要があ
る。
The ceramic ultrafine particles should be uniformly dispersed in the polysilazane coating solution. As a method for uniformly dispersing, a high dispersion type (ZS-303,
In the case of IT-UD, etc., it is sufficient to carry out appropriate stirring, ultrasonic dispersion, and ball mill dispersion, but general ceramic ultrafine particles (C-30, F1NEX-29, 5).
In the case of (0,75, etc.), it is necessary to perform a strong dispersion treatment with a ball mill, a vibration mill, a paint shaker, an attritor, etc. in a silazane solution to which a commercially available dispersant has been added, if necessary, to obtain a uniform coating liquid. There is.

【0035】溶剤としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭
化水素、芳香族炭化水素の炭化水素溶媒、ハロゲン化メ
タン、ハロゲン化エタン、ハロゲン化ベンゼン等のハロ
ゲン化炭化水素、ケトン類、脂肪族エーテル、脂環式エ
ーテル等のエーテル類、及びエステル類が使用できる。
好ましい溶媒は、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化
炭素、ブロモホルム、塩化エチレン、塩化エチリデン、
トリクロロエタン、テトラクロロエタン等のハロゲン化
炭化水素、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、エ
チルブチルエーテル、ブチルエーテル、1,2−ジオキ
シエタン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、テトラヒ
ドロフラン、テトラヒドロピラン、セロソルブアセテー
ト、カルビトールアセテート等のエーテル類、ペンタン
ヘキサン、イソヘキサン、メチルペンタン、ヘプタン、
イソヘプタン、オクタン、イソオクタン、シクロペンタ
ン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシ
クロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチル
ベンゼン等の炭化水素、メチルエチルケトン、2−ペン
タノン、3−ペンタノン、2−ヘキサノン、メチルイソ
ブチルケトン、2−ヘプタノン、4−ヘプタノン、ジイ
ソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキ
サノン、メシチルオキシド、ホロン、イソホロン等のケ
トン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、
酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、
酢酸n−アミル、酢酸i−アミル、酢酸n−ヘキシル、
酢酸i−ヘキシル、酢酸シクロヘキシル、酢酸フェニル
等の酢酸エステル類、同様のプロピオン酸エステル類、
酪酸エステル類、吉草酸エステル類、マレイン酸ジメチ
ル、マロン酸ジメチル、シュウ酸ジメチル、シュウ酸ジ
エチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、等であ
る。
Examples of the solvent include aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, hydrocarbon solvents of aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons such as halogenated methane, halogenated ethane and halogenated benzene, ketones, and aliphatic hydrocarbons. Ethers such as ether and alicyclic ether, and esters can be used.
Preferred solvents are methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, bromoform, ethylene chloride, ethylidene chloride,
Halogenated hydrocarbons such as trichloroethane and tetrachloroethane, ethers such as ethyl ether, isopropyl ether, ethyl butyl ether, butyl ether, 1,2-dioxyethane, dioxane, dimethyldioxane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, cellosolve acetate, carbitol acetate, pentane Hexane, isohexane, methylpentane, heptane,
Hydrocarbons such as isoheptane, octane, isooctane, cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, methyl ethyl ketone, 2-pentanone, 3-pentanone, 2-hexanone, methyl isobutyl ketone, 2- Ketones such as heptanone, 4-heptanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, mesityl oxide, phorone, isophorone, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate,
I-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate,
N-amyl acetate, i-amyl acetate, n-hexyl acetate,
Acetates such as i-hexyl acetate, cyclohexyl acetate and phenyl acetate, and similar propionates,
Butyric acid esters, valeric acid esters, dimethyl maleate, dimethyl malonate, dimethyl oxalate, diethyl oxalate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, and the like.

【0036】これらの溶剤を使用する場合、ポリシラザ
ンの溶解度や溶剤の蒸発速度を調節するために、2種類
以上の溶剤を混合してもよい。溶剤の使用量(割合)は
採用するコーティング方法により作業性がよくなるよう
に、また必要な膜厚により選択され、またポリシラザン
の平均分子量、分子量分布、その構造によって異なるの
で、コーティング用組成物中溶剤は99重量%程度まで
混合することができ、好ましくは固形分濃度が3〜50
重量%の範囲で混合することができる。
In the case of using these solvents, two or more kinds of solvents may be mixed in order to adjust the solubility of polysilazane and the evaporation rate of the solvent. The amount (ratio) of the solvent used is selected according to the coating method used so as to improve workability, and is also selected according to the required film thickness, and also depends on the average molecular weight of polysilazane, the molecular weight distribution and its structure. Can be mixed up to about 99% by weight, and preferably has a solid content concentration of 3 to 50.
It is possible to mix in the range of% by weight.

【0037】コーティング用組成物には、必要に応じて
フィラーの分散剤、レベリング剤、消泡剤、帯電防止
剤、pH調整剤、表面改質剤、可塑剤、乾燥促進剤、流れ
止め剤を加えてもよい。上記の如きコーティング用組成
物は木材に1回又は2回以上繰り返し塗布した後、珪素
−窒素−酸素系又は珪素−窒素−酸素−炭素系セラミッ
クスから成る被覆膜を形成させる。
In the coating composition, if necessary, a filler dispersant, a leveling agent, an antifoaming agent, an antistatic agent, a pH adjusting agent, a surface modifier, a plasticizer, a drying accelerator, and a flow stop agent. May be added. The coating composition as described above is repeatedly applied to wood once or twice or more, and then a coating film made of silicon-nitrogen-oxygen system or silicon-nitrogen-oxygen-carbon system ceramic is formed.

【0038】コーティング組成物を塗布する木材は、特
に限定されず、合板、チップボード、ソフトボード、ハ
ードボード、等を包含する。本発明により塗布される木
材は、透明塗装や着色塗装を施工されたものであって
も、未施工のものであってもよい。また、これら木材の
形状にも何ら制限はなく、板状、方形状、中空状、その
他複雑な形状をとることができる。当業者であれば、以
下に記載するような塗布方法の中から木材の形状に合っ
た方法を適宜選択することができる。
The wood to which the coating composition is applied is not particularly limited and includes plywood, chipboard, softboard, hardboard and the like. The wood applied according to the present invention may be applied with a transparent coating or colored coating, or may not be applied. Further, there is no limitation on the shape of these woods, and it is possible to take a plate shape, a square shape, a hollow shape, and other complicated shapes. Those skilled in the art can appropriately select a method suitable for the shape of wood from the coating methods described below.

【0039】コーティングとしての塗布手段としては、
通常の塗布方法、つまりスピンコート、浸漬、ロール塗
り、バー塗り、刷毛塗り、スプレー塗り、フロー塗り等
が用いられる。又、塗布前の木材の素地調整等は、従来
の塗装と同様に、乾燥−付着汚染物の除去−研磨−節止
め−穴埋め、等を十分に行う。
As a coating means for coating,
Usual application methods such as spin coating, dipping, roll coating, bar coating, brush coating, spray coating, and flow coating are used. In addition, for the adjustment of the base material of the wood before coating, as in the case of conventional coating, drying-removal of adhered contaminants-polishing-knotting-hole filling, etc. are sufficiently performed.

【0040】このような方法でコーティングし、乾燥さ
せた後、セラミックス化を促進させるか又は十分にエー
ジングすることによって、セラミックス超微粒子含有ポ
リシラザンは架橋、縮合、酸化、加水分解して硬化し、
強靱な被覆を形成する。
After coating by such a method and drying, the polysilazane containing ultrafine ceramic particles is cured by crosslinking, condensation, oxidation, hydrolysis by accelerating ceramization or sufficiently aging,
Forms a tough coating.

【0041】セラミックス化促進条件は、木材の場合施
工温度に限度があるので、より低温でセラミックス化す
るタイプのポリシラザンを使用する。施工温度は常温〜
180℃とすることができる。雰囲気は酸素中、空気中
又は不活性ガス等のいずれであってもよいが、空気中が
より好ましい。低温セラミックス化タイプのポリシラザ
ンは、上記のような低い温度でSi−O結合あるいはS
i−N結合を主体とする強靱な被覆の形成が可能とな
る。このSiO2 膜はポリシラザンに由来するため窒素
を原子百分率で0.005〜5%含有する。
As for the conditions for promoting ceramization, since the working temperature is limited in the case of wood, polysilazane of the type that ceramizes at lower temperatures is used. Construction temperature is room temperature ~
It can be 180 ° C. The atmosphere may be oxygen, air, or an inert gas, but the air is more preferable. The low temperature ceramic type polysilazane has a Si—O bond or S at the low temperature as described above.
A tough coating mainly composed of i-N bonds can be formed. Since this SiO 2 film is derived from polysilazane, it contains nitrogen in an atomic percentage of 0.005 to 5%.

【0042】低温セラミックス化ポリシラザンを使用し
た場合には、上記のような方法でコーティングした後、
木材を損なわない温度、好ましくは150℃以下で加熱
処理を施す。一般に、加熱処理を150℃以上で行う
と、木材が変形したり、その強度が劣化するなど、その
性質が損なわれる。この加熱処理温度は、木材の種類に
よって当業者が適宜設定することができる。加熱雰囲気
は酸素中、空気中のいずれであってもよい。
When low-temperature ceramized polysilazane is used, after coating by the above method,
The heat treatment is performed at a temperature that does not damage the wood, preferably 150 ° C or lower. Generally, when the heat treatment is performed at 150 ° C. or higher, the properties of the wood are deteriorated, such as the wood being deformed and its strength being deteriorated. This heat treatment temperature can be appropriately set by those skilled in the art depending on the type of wood. The heating atmosphere may be either oxygen or air.

【0043】上記の温度での熱処理においてはSi−
O、Si−N、Si−H、N−Hが存在する膜が形成さ
れる。この膜はまだセラミックスへの転化が不完全であ
る。この膜を、次に述べる2つの方法及びのいずれ
か一方又は両方によって、セラミックスに転化させるこ
とが可能である。
In the heat treatment at the above temperature, Si-
A film containing O, Si-N, Si-H, and N-H is formed. This film is still incompletely converted to ceramics. The film can be converted to ceramics by either or both of the two methods described below.

【0044】加湿雰囲気中での処理(エージング) 圧力は特に限定されるものではないが、1〜3気圧が現
実的に適当である。相対湿度は特に限定されるものでは
ないが、30〜100%RHが好ましい。温度は室温以
上で効果的であるが室温〜120℃が好ましい。エージ
ング時間は特に限定されるものではないが10分〜30
日が現実的に適当である。加湿雰囲気中での熱処理によ
り、低温セラミックス化ポリシラザンの酸化または水蒸
気との加水分解が進行するので、上記のような低いエー
ジング温度で、実質的にSiO2 からなる緻密な膜の形
成が可能となる。但し、このSiO2 膜はポリシラザン
に由来するため窒素を原子百分率で0.005〜5%含
有する。この窒素含有量が5%よりも多いと膜のセラミ
ックス化が不十分となり所期の効果(例えば紫外線防止
性や硬度)が得られない。一方、窒素含有量を0.00
5%よりも少なくすることは困難である。好ましい窒素
含有量は原子百分率で0.1〜3%である。
The treatment (aging) pressure in a humidified atmosphere is not particularly limited, but 1 to 3 atm is practically appropriate. The relative humidity is not particularly limited, but 30 to 100% RH is preferable. The temperature is effective at room temperature or higher, but is preferably room temperature to 120 ° C. Aging time is not particularly limited, but is 10 minutes to 30 minutes.
The day is realistically appropriate. By heat treatment in a humidified atmosphere, oxidation of low-temperature ceramic polysilazane or hydrolysis with water vapor proceeds, so that a dense film substantially composed of SiO 2 can be formed at the low aging temperature as described above. . However, since this SiO 2 film is derived from polysilazane, it contains 0.005 to 5% of nitrogen in atomic percentage. When the nitrogen content is more than 5%, the film is not sufficiently made into ceramics, and the desired effects (for example, ultraviolet ray prevention property and hardness) cannot be obtained. On the other hand, the nitrogen content is 0.00
It is difficult to make it less than 5%. The preferred nitrogen content is 0.1 to 3% in atomic percent.

【0045】触媒を含有した蒸留水中に浸す。触媒と
しては、酸、塩基が好ましく、その種類については特に
限定されないが、例えば、トリエチルアミン、ジエチル
アミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、
トリエタノールアミン、n−エキシルアミン、n−ブチ
ルアミン、ジ−n−ブチルアミン、トリ−n−ブチルア
ミン、グアニジン、ピグアニン、イミダゾール、1,8
−ジアザビシクロ−〔5,4,0〕−7−ウンデセン、
1,4−ジアザビシクロ−〔2,2,2〕−オクタン等
のアミン類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸
化リチウム、ピリジン、アンモニア水等のアルカリ類;
リン酸等の無機酸類;氷酢酸、無水酢酸、プロピオン
酸、無水プロピオン酸のような低級モノカルボン酸、又
はその無水物、シュウ酸、フマル酸、マレイン酸、コハ
ク酸のような低級ジカルボン酸又はその無水物、トリク
ロロ酢酸等の有機酸類;過塩素酸、塩酸、硝酸、硫酸、
スルホン酸、パラトルエンスルホン酸、三フッ化ホウ素
及びその電気供与体との錯体、等;SnCl4 、ZnC
2 、FeCl3 、AlCl3 、SbCl3 、TiCl
4 などのルイス酸及びその錯体等を使用することができ
る。好ましい触媒は塩酸である。触媒の含有割合として
は0.01〜50重量%、好ましくは1〜10重量%で
ある。保持温度としては室温から沸点までの温度にわた
って有効である。保持時間としては特に限定されるもの
ではないが10分〜30日が現実的に適当である。
Immerse in distilled water containing the catalyst. The catalyst is preferably an acid or a base, and the type thereof is not particularly limited, but examples thereof include triethylamine, diethylamine, monoethanolamine, diethanolamine,
Triethanolamine, n-exylamine, n-butylamine, di-n-butylamine, tri-n-butylamine, guanidine, piguanine, imidazole, 1,8
-Diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene,
Amines such as 1,4-diazabicyclo- [2,2,2] -octane; alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, pyridine, aqueous ammonia;
Inorganic acids such as phosphoric acid; lower monocarboxylic acids such as glacial acetic acid, acetic anhydride, propionic acid, propionic anhydride, or their anhydrides, lower dicarboxylic acids such as oxalic acid, fumaric acid, maleic acid, succinic acid or Anhydrides, organic acids such as trichloroacetic acid; perchloric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid,
Sulfonic acid, paratoluenesulfonic acid, boron trifluoride and its complexes with electric donors, etc .; SnCl 4 , ZnC
l 2 , FeCl 3 , AlCl 3 , SbCl 3 , TiCl
A Lewis acid such as 4 and a complex thereof can be used. The preferred catalyst is hydrochloric acid. The content ratio of the catalyst is 0.01 to 50% by weight, preferably 1 to 10% by weight. The holding temperature is effective from room temperature to the boiling point. The holding time is not particularly limited, but 10 minutes to 30 days is practically appropriate.

【0046】触媒を含有した蒸留水中に浸すことによ
り、低温セラミックス化ポリシラザンの酸化あるいは水
との加水分解が、触媒の存在により更に加速され、上記
のような低い加熱温度で、実質的にSiO2 からなる緻
密な膜の形成が可能となる。但し、先に記載したよう
に、このSiO2 膜はポリシラザンに由来するため窒素
を同様に原子百分率で0.005〜5%含有する。
By immersing the catalyst in distilled water containing a catalyst, the oxidation of the low temperature ceramized polysilazane or the hydrolysis with water is further accelerated by the presence of the catalyst, and at a low heating temperature as described above, substantially SiO 2 It is possible to form a dense film of However, as described above, since this SiO 2 film is derived from polysilazane, it also contains nitrogen in an atomic percentage of 0.005 to 5%.

【0047】本発明では、本願出願人による特願平6−
236881号明細書に記載されているセラミック化法
を採用することもできる。この方法によれば、ポリシラ
ザン含有組成物を木材に塗布し、十分に乾燥した後、そ
の塗膜にアルコキシシランと水を含む混合溶液を(例え
ば、浸漬法や噴霧法により)接触させるだけで常温にお
いてもポリシラザンがセラミック化し、実質的にSiO
2 からなる緻密な膜が得られる。この特願平6−236
881号明細書に記載されている方法に用いられるアル
コキシシランは、ゾル−ゲル法によるSiO2 系セラミ
ック被膜の形成に一般に用いられるアルコキシシランの
中から任意に選ぶことができる。
In the present invention, Japanese Patent Application No. 6-
It is also possible to employ the ceramification method described in the specification of No. 236881. According to this method, the composition containing polysilazane is applied to wood, dried sufficiently, and then the coating solution is brought into contact with a mixed solution containing alkoxysilane and water (for example, by a dipping method or a spraying method) at room temperature. In the case of polysilazane also becomes a ceramic, and substantially SiO
A dense film consisting of 2 is obtained. This Japanese Patent Application No. 6-236
The alkoxysilane used in the method described in Japanese Patent No. 881 can be arbitrarily selected from the alkoxysilanes generally used for forming a SiO 2 ceramic coating by a sol-gel method.

【0048】好適なアルコキシシランは、Si(OR)
4 〔式中、Rは、各々独立に、アルキル基、アルケニル
基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルアミノ基
またはアルキルシリル基を表す〕で示されるアルコキシ
シランである。好ましいRは、メチル基、エチル基、プ
ロピル基、ブチル基及びイソプロペニル基である。中で
も特に好ましいアルコキシシランは、テトラメトキシシ
ラン及びテトラエトキシシランである。
Suitable alkoxysilanes are Si (OR)
4 [wherein each R independently represents an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkylamino group or an alkylsilyl group]. Preferred R is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and an isopropenyl group. Among them, particularly preferred alkoxysilanes are tetramethoxysilane and tetraethoxysilane.

【0049】この方法では、上記のアルコキシシランの
他、R’n Si(OR)4-n 〔式中、Rは、各々独立
に、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ア
リール基、アルキルアミノ基またはアルキルシリル基を
表し、R’は、各々独立に、上記Rの他、ビニル基、エ
ポキシ基、アミノ基、メタクリル基またはメルカプト基
を表し、そしてnは1〜2の整数である〕で表される有
機アルコキシシラン、又はR’n (RO)3-n Si−
R”−Si(OR)3-m R’m 〔式中、Rは、各々独立
に、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ア
リール基、アルキルアミノ基またはアルキルシリル基を
表し、R’は、各々独立に、上記Rの他、ビニル基、エ
ポキシ基、アミノ基、メタクリル基またはメルカプト基
を表し、R”は、2価の有機結合基または−O−を表
し、nは0〜3、mは0〜3の整数を表すが、但し、n
+mは4以下である〕で表されるアルコキシジシランを
使用してもよい。このような有機基R’及びR”は、得
られる最終のセラミックス膜が所望の膜質(例えば、対
湿分遮断性、対酸素遮断性)を示すように、当業者であ
れば適宜選択することができる。
[0049] In this method, in addition to the above-mentioned alkoxysilane, in R 'n Si (OR) 4 -n [wherein, R each independently represents an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkylamino Group or an alkylsilyl group, R'independently represents a vinyl group, an epoxy group, an amino group, a methacryl group or a mercapto group in addition to the above R, and n is an integer of 1 to 2]. organoalkoxysilane represented, or R 'n (RO) 3- n Si-
R ″ -Si (OR) 3-m R ′ m [wherein each R independently represents an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkylamino group or an alkylsilyl group, and R ′ is , Each independently represents a vinyl group, an epoxy group, an amino group, a methacryl group or a mercapto group in addition to the above R, R ″ represents a divalent organic bonding group or —O—, and n is 0 to 3, m represents an integer of 0 to 3, provided that n
+ M is 4 or less] may be used. Those skilled in the art can appropriately select such organic groups R ′ and R ″ so that the final ceramic film obtained has a desired film quality (for example, moisture barrier property, oxygen barrier property). You can

【0050】反応性の混合溶液に用いられる水(H
2 O)には、通常のイオン交換水、工業用水、濾過水、
等が使用できる。しかしながら、得られる最終セラミッ
ク被膜の膜質等を考慮した場合、純水を使用することが
好ましい。また、水の代わりに過酸化水素水を使用する
ことは可能である。混合溶液中のアルコキシシランと水
の存在比率は、体積基準でアルコキシシラン/水=0.
01〜100、より好ましくは0.1〜10の範囲が好
ましい。この比率が0.01よりも小さいと、水による
反応が主体となり、得られるセラミックスの膜質が悪く
なる。一方、100よりも大きいと、アルコキシシラン
の加水分解速度が遅くなる。また、この比率を変更する
ことによって混合溶液の反応性を制御することができ
る。
Water (H) used in the reactive mixed solution
2 O) includes ordinary ion-exchanged water, industrial water, filtered water,
Etc. can be used. However, it is preferable to use pure water in consideration of the film quality and the like of the obtained final ceramic coating. It is also possible to use hydrogen peroxide solution instead of water. The content ratio of alkoxysilane and water in the mixed solution is, based on volume, alkoxysilane / water = 0.
The range is preferably from 01 to 100, more preferably from 0.1 to 10. When this ratio is smaller than 0.01, the reaction by water is mainly performed, and the film quality of the obtained ceramic is deteriorated. On the other hand, when it is larger than 100, the hydrolysis rate of the alkoxysilane becomes slow. The reactivity of the mixed solution can be controlled by changing the ratio.

【0051】1回の適用で得られるSiO2 膜の厚さ
は、好ましくは1〜5μm、より好ましくは1〜2μm
の範囲である。膜厚が5μmよりも厚いと熱処理時に割
れが入ることが多く、また曇りが生じることによりヘイ
ズ率(透明被膜としては3%以下が好ましい)が増加し
てしまう。反対に、膜厚が1μmよりも薄いと所期の効
果、例えば所望の紫外線防止性や硬度が得られない。こ
の膜厚は、コーティング用組成物の濃度を変更すること
によって制御することができる。すなわち、膜厚を増加
するためにはコーティング用組成物の固形分濃度を高く
する(溶剤濃度を低くする)ことができる。また、コー
ティング用組成物を複数回適用することによって膜厚を
さらに増加させることもできる。
The thickness of the SiO 2 film obtained by one application is preferably 1 to 5 μm, more preferably 1 to 2 μm.
Range. When the film thickness is thicker than 5 μm, cracking often occurs during heat treatment, and haze increases (hence the haze ratio is preferably 3% or less for a transparent film). On the other hand, if the film thickness is less than 1 μm, the desired effect, for example, desired anti-UV property and hardness cannot be obtained. This film thickness can be controlled by changing the concentration of the coating composition. That is, in order to increase the film thickness, the solid content concentration of the coating composition can be increased (the solvent concentration can be decreased). Further, the film thickness can be further increased by applying the coating composition a plurality of times.

【0052】こうして、本発明のコーティング組成物を
焼成すると、硬度2H以上、さらには4H以上(鉛筆硬
度)の高硬度でかつ緻密なセラミックス膜が得られ、そ
の可視光透過率は80%以上、さらには95%以上にす
ることができる。
Thus, when the coating composition of the present invention is fired, a high hardness and dense ceramic film having a hardness of 2H or more, further 4H or more (pencil hardness) is obtained, and the visible light transmittance thereof is 80% or more, Furthermore, it can be 95% or more.

【0053】比較例1 十分に素地調整したナラ単板(100×100×8)上
に木材保護着色剤(和信化学製、ガードラックG−8メ
ープル)を塗布、室温(22℃)にて3日間乾燥したも
のを比較サンプル−1とした。実施例1 (A)東燃製低温タイプペルヒドロポリシラザンPHP
S−1(Mn≒800)20wt%キシレン溶液。 (B)住友セメント製ZnO分散液ZS−303 30
wt%トルエン溶液。 (A)と(B)を混合し、スターラーで3時間攪拌し、
均一なコーティング液とした。混合比は、全固形分(ポ
リシラザン+ZnO)中のZnOの割合で0wt%、60
wt%、80wt%とした。また、全固形分の濃度は20wt
%になるようキシレンで調整した。
Comparative Example 1 A wood protective colorant (Warshin Chemical Co., Ltd., Guardlac G-8 Maple) was applied to a well-prepared oak veneer (100 × 100 × 8), and the mixture was kept at room temperature (22 ° C.) for 3 hours. The sample dried for one day was designated as Comparative Sample-1. Example 1 (A) Low temperature type perhydropolysilazane PHP manufactured by Tonen
S-1 (Mn≈800) 20 wt% xylene solution. (B) Sumitomo Cement ZnO dispersion ZS-303 30
wt% toluene solution. Mix (A) and (B), stir with a stirrer for 3 hours,
The coating solution was uniform. The mixing ratio is 0 wt% and 60% of ZnO in the total solid content (polysilazane + ZnO).
wt% and 80 wt%. The total solid content is 20wt
Adjusted to xylene with xylene.

【0054】得られたコーティング液の光学性能及び硬
度を測定するために、PETフィルム(75μm厚)に
流し塗り法で塗布、ZnO 0wt%のものを(1−
1)、ZnO 60wt%のものを(3−1)、ZnO
80wt%のものを(4−1)とした。また、木材サンプ
ルでの耐久テスト用として比較サンプル−1上に刷毛塗
り法で塗布、ZnO 0wt%のものを(1−2)、Zn
O 60wt%のものを(3−2)、ZnO 80wt%の
ものを(4−2)とした。そして各々塗布後室温(21
〜25℃、湿度60〜80%)で1週間エージングし
た。得られたセラミックス膜厚はいずれも約2μmであ
った。これらの光学性能及び硬度の結果を表−1に、耐
久テストの結果を表−2に示す。
In order to measure the optical performance and hardness of the obtained coating liquid, a PET film (thickness of 75 μm) was applied by a flow coating method, and ZnO of 0 wt% (1-
1), ZnO 60 wt% (3-1), ZnO
The one having 80 wt% was defined as (4-1). Further, as a durability test for a wood sample, it was applied on Comparative Sample-1 by a brush coating method, and ZnO of 0 wt% was applied to (1-2), Zn.
The one having 60 wt% of O was designated as (3-2) and the one having 80 wt% of ZnO was designated as (4-2). And after coating each room temperature (21
Aged at -25 ° C and humidity of 60-80% for 1 week. The ceramic film thicknesses obtained were all about 2 μm. Table 1 shows the results of the optical performance and hardness, and Table 2 shows the results of the durability test.

【0055】実施例2 上記コーティング液中、ZnO 0wt%のものをPET
フィルム(75μm)に流し塗り法で塗布し、これを1
20℃で1時間乾燥後、さらに95℃/80%RHで3
時間加湿処理したものを(2)とした。得られたセラミ
ックス膜厚は約2μmであった。その光学性能及び硬度
を表−1に示す。実施例3 (D)出光興産製 TiO2 粉末IT−UD (A)に(D)の粉末を添加し、20分間超音波分散し
均一なコーティング液とした。全固形分中のTiO2
割合は25%とした。また、全固形分中の濃度は20%
になるようにキシレンで調整した。得られたコーティン
グ液を流し塗り法でPETフィルム(75μm)に塗
布、そしてこれを室温(21〜25℃、湿度60〜80
%)で1週間エージングしたものを(5)とした。得ら
れたセラミックス膜厚は約2μmであった。その光学性
能及び硬度を表−1に示す。
Example 2 In the above coating liquid, ZnO of 0 wt% was PET.
Apply it to the film (75 μm) by the flow coating method and apply 1
After drying at 20 ° C for 1 hour, further 3 at 95 ° C / 80% RH
The one subjected to the time humidification treatment was designated as (2). The ceramic film thickness obtained was about 2 μm. The optical performance and hardness are shown in Table-1. Example 3 (D) TiO 2 powder IT-UD manufactured by Idemitsu Kosan The powder of (D) was added and ultrasonically dispersed for 20 minutes to obtain a uniform coating liquid. The proportion of TiO 2 in the total solid content was 25%. The concentration of total solids is 20%
It was adjusted with xylene so that The obtained coating liquid was applied to a PET film (75 μm) by a flow coating method, and this was applied at room temperature (21 to 25 ° C., humidity 60 to 80).
%), Which was aged for 1 week as (5). The ceramic film thickness obtained was about 2 μm. The optical performance and hardness are shown in Table-1.

【0056】なお、光学性能及び硬度の測定は下記の装
置を使用した。 UVカット能測定:日立製作所(株)製U−4000型
自記分光光度計 透明度測定:日本電色工業(株)製300A型ヘイズメ
ーター スーパーUVテスター:大日本プラスチックス(株)製
SUV−W13型 磨耗性テスト:テーバー式磨耗試験機、テスター産業
(株)製AB−101型磨耗輪CS−10、荷重500
The following equipment was used to measure the optical performance and hardness. UV cut ability measurement: Hitachi Ltd. U-4000 type self-recording spectrophotometer Transparency measurement: Nippon Denshoku Industries Ltd. 300A type haze meter Super UV tester: Dainippon Plastics SUV-W13 type Abrasion test: Taber abrasion tester, AB-101 type abrasion wheel CS-10 manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd., load 500
g

【0057】[0057]

【表1】 [Table 1]

【0058】[0058]

【表2】 [Table 2]

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明によれるセラミックス膜は、実質
的に透明で木材の風合いを生かすことができ、常温で施
工でき、UVカット能力にも優れているため、木材の劣
化保護に非常に有用である。
EFFECTS OF THE INVENTION The ceramic film according to the present invention is substantially transparent, can take advantage of the texture of wood, can be applied at room temperature, and has an excellent UV-cutting ability. It is useful.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平均粒径0.005〜0.1μmのZn
O及び/又はTiO 2 の超微粒子を含み且つ窒素を原子
百分率で0.005〜5%含むSiO2 膜を木材表面又
は塗装済木材表面に有することを特徴とする耐紫外線性
木材製品。
1. Zn having an average particle size of 0.005 to 0.1 μm
O and / or TiO 2Containing ultrafine particles of nitrogen
SiO containing 0.005 to 5% in percentage2Membrane on wood surface
UV resistance characterized by having on the surface of painted wood
Wood products.
【請求項2】 主として一般式(I): 【化1】 (但し、R1 、R2 、R3 はそれぞれ独立に水素原子、
アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリー
ル基、またはこれらの基以外でケイ素に直結する基が炭
素である基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、ア
ルコキシ基を表わす。ただし、R1 、R2 、R3 のうち
少なくとも1つは水素原子である)で表わされる単位か
らなる主骨格を有する数平均分子量が100〜5万のポ
リシラザンを主成分とするコーティング溶液に平均粒径
0.005〜0.1μmのZnO及び/又はTiO2
超微粒子を添加したコーティング用組成物を木材表面又
は塗装済木材表面に塗布し、前記組成物をセラミックス
化することを特徴とする耐紫外線性木材製品の製造方
法。
2. A compound represented by the general formula (I): (However, R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom,
An alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a group other than these groups in which the group directly bonded to silicon is carbon, an alkylsilyl group, an alkylamino group, and an alkoxy group. However, at least one of R 1 , R 2 and R 3 is a hydrogen atom) and has a main skeleton composed of a unit represented by a unit represented by the following formula, and the number average molecular weight is 100 to 50,000. A coating composition, to which ZnO and / or TiO 2 ultrafine particles having a particle size of 0.005 to 0.1 μm is added, is applied to a wood surface or a painted wood surface to convert the composition into a ceramic. Manufacturing method of UV resistant wood products.
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