JPS5923740B2 - 木材保護塗料組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は木材の保護塗料組成物に関する。

さらに詳しくは、本発明は瀝青質、ワックス、ペトロラ
タムおよび合成樹脂を塗料固形分として含有する防腐防
水性、付着性、可撓性、乾燥性および物理的強度にすぐ
れた木材保護塗料組成物に関する。板塀、建築物外装、
柱の下回り、濡れ縁、木杭、電柱、枕木もしくは木枠な
どに使用される木材または港湾施設などの屋外曝露、地
下埋設もしくは高湿度などの環境下で使用される木材の
保護には、従来コールタール、クレオソート油もしくは
アスファルト溶液などを木材に塗布する方法または木材
自体を焼いて表面に炭化層を形成させて保護する方法が
採用されている。しかし、コールタールまたはクレオソ
ート油（不乾性の褐色ないし黒色の液体）はそれを木材
に塗布したばあい、塗膜は乾かずにいつまでもべとつき
が残るほか、強い悪臭を放ち、また含有する不純物の作
用による皮膚炎、湿疹、紅斑、悪心、皮膚ガン、溶血な
どの衛生上の危険性があり、さらには性能面でも耐候性
、防水性が劣るために屋外で使用するばあい寿命が短く
、充分な保護剤とはいえない。

アスフアルト溶液は乾燥性であるため、コールタールや
クレオソート油のようなべとつきが残ることはない。

また木材などに塗布して使用するばあい、常温で固体で
あるため、有害な成分を揮発することは殆んどなく、発
ガン性のベンズピレンを含有していないので、衛生上の
危険は少ない。反面アスフアルトは耐候性に劣り、また
高温時に軟化し、低温時に硬化するごとく温度による物
性変化が大きく（感温性大）、脆弱になりやすいという
性質があるため、使用時に亀裂を生じてしまうことがあ
る。さらには木材への浸透性が劣るため、えられる塗膜
がハガレ落ちてしまうことがあるという欠点がみられる
。木材自体を焼いて表面に炭化層を形成させて保護する
方法は、木材表面の組織が場所によつて異なるために生
ずる燃焼性の差、または炎の当り具合の程度の差などに
より不均等な炭化層を生じてしまい、その結果木材表面
に色むらならびに凹凸を生じ、したがつて保護性能も満
足すべきものとはいえない。

また手や衣服がこの炭化層に触れると汚れるという欠点
がある。以上のように従来法は性能および（または）衛
生面で多くの欠点を有するにもかかわらず、これらの改
良方法は殆んど開発されていないのが現状である。

本発明者らは、これら従来の木材保護方法を改善すべく
鋭意研究・を重ねた結果、（Ａ）瀝青質１５〜９０％（
重量％、以下同様）、ワツクス５〜８０％、ペトロラタ
ム５〜４０％よりなる混合物４０〜９５部（重量部、以
下同様）に対し、（Ｂ）ミネラルスピリツトに可溶で、
これらの混合物と相溶性のある合成樹脂５〜６０部を塗
材固形分１００部中に含有する塗料組成物が前記従来の
欠点を排除し、防腐防水性、付着性、可撓性、乾燥性お
よび物理的強度にすぐれた木材塗料組成物であることを
見出し、本発明を完成するに（・たつた。

本発明に使用しうる瀝青質としては、たとえばアスフア
ルト、ギルソナイト、タールまたはピツチなどがあげら
れるが、衛生上の面からはアスフアルトまたはギルソナ
イトが好ましい。

アスフアルトは現在ほとんどのものが石油の蒸留残渣と
してえられる石油アスフアルトであるが、本発明にはそ
れらのうち未加工のストレートアスフアルトまたはブロ
ーインク加工したプローンアスフアルトのいずれもが使
用できる。瀝青質は単独で木材保護組成物として用いた
ばあい、化学的に安定であり、防水防腐効果にすぐれ、
しかも安価であるという長所を有するが、反面耐候性に
劣り、さらに感温性が大であるために亀裂、ちじみ、変
色、脆化などを生じやすいという欠点を有する。

本発明の組成物にこの瀝青質を用いるばあい、前記混合
物中に１５％未満で用いるとその長所の発現がみられず
、９０％よりも多く使用すると亀裂、変色、脆化などの
前記欠点が発現するため、好ましくない。ワツクスは非
常に結晶性が強いため、ワツクスを含有する本発明の塗
料組成物を木材に塗布するばあいには、ワツクスの結晶
が塗膜中および塗膜表面に層状に緻密に配列し、水その
他の腐食性物質の侵人を防止するとともに、塗膜の耐候
性、耐久性が向上される。

ワツクスには石油ワツクス、天然ワックス、動物ワツク
ス、植物ワツクス、合成ワツクスなどの種類があり、い
ずれも本発明の組成物に使用しうるが、ワツクスの供給
性、価格、化学的安定性などの観点からはｎ−パラフイ
ン系炭化水素ワツクス、イソパラフイン系炭化水素ワツ
クスまたはそれらの混合物を使用するのが好ましい。

またワツクスの使用量は前記混合物中に５〜８０％、好
ましくは１０〜７０％を用いるのが好適である。ワツク
スは５％未満で用いるとこれらの侵入防止効果および耐
候性、耐久性の向上がみられず、また８０％よりも多く
用いると塗料の粘度が高くなり、その結果粘度の温度に
よる変化が大きくなるとともに塗膜が脆くなるため、い
ずれのばあいも実用上好ましくない。ペトロラタムは石
油の減圧蒸留残渣油からえられるイソパラフイン、ナフ
テン、シクロパラフイン、ｎ−パラフインなどの種々の
炭化水素よりなり、油状物を１０〜２０％含んだ半固形
状の物質で可撓性、浸透性、付着性にすぐれ、感温性は
非常に小さい。

本発明において、ペトロラタムとはペトロラタムそのも
の（以下、未加工ペトロラタムという）のほか、フロー
インク加工した酸化ペトロラタム、酸化ペトロラタムの
バリウム、カルシウム、ナトリウムなどとの金属塩、酸
化ペトロラタムとアルコールを反応させてえられるエス
テル化物が含まれる。

酸化ペトロラタム、その金属塩およびそのエステル化物
は未加工ペトロラタムにくらべて極性が大きいので、塗
布したばあいの水置換性および浸透性がよりすぐれてい
る。ペトロラタムの使用量は前記混合物中に５〜４０％
、好ましくは７〜３０％とするのが好適である。

使用量が５％未満のばあいは前記ペトロラタムの効果の
発現がみられず、また使用量が４０％を超えると塗膜の
乾燥が遅く、べとつきを生ずるため、いずれのばあいも
実用上好ましくない。ミネラルスピリツトに可溶で、前
記混合物と相溶性のある合成樹脂としては、油溶性フエ
ノール樹脂、アルキド樹脂、油変性ポリウレタン樹脂、
石油樹脂、環化ゴム、アクリル樹脂、クマロンインデン
樹脂、ポリブテン樹脂などがあげられる。本発明には、
それらの合成樹脂のいずれもが使用しうるが、樹脂の供
給性、価格などの観点から油変性フエノール樹脂、アル
キド樹脂、油変性ポリウレタン樹脂または石油樹脂が好
ましい。それらの合成樹脂は乾燥性が速く、物理的強度
にすぐれているが、それらを前記混合物に加えて製造し
た塗料組成物は塗膜の乾燥性および物理的強度が改善さ
れる。

合成樹脂は前記混合物の４０〜９５部に対し６０〜５部
、好ましくは５０〜９０部に対し５０〜１０部の割合で
使用する。合成樹脂の使用量が５部未満のばあいは乾燥
性および物理的強度の改善がみられず、６０部を超える
と防腐防水性が急激に低下するので好ましくない。本発
明の木材保護塗料組成物は以上にあげた塗料固形分に塗
料媒体を加えてつくられる。該塗料媒体としては、炭化
水素系溶剤およびハロゲン化炭化水素系溶剤が使用でき
、さらにそれらにケトン系、エステル系、アルコール系
などの溶剤を混合して使用することもできる。さらに本
発明の組成物は媒体に水を用いた水分散体であつてもよ
い。有機溶剤のばあいは塗料固形分に必要量を添加し、
常温または加熱下に混合して塗料組成物がつくられる。
また水分散体のばあいは、塗料固形分を１００℃以下で
加熱溶融したのち、瀝青質、ワツクスなどの乳化に使用
される通常の界面活性剤および保護コロイドを添加し、
さらに攪拌下に１００℃以下で水を添加してつくること
ができる。また水分散体の粘度の低下、貯蔵安定性およ
び成膜性改良のために有機溶剤を併用することもできる
。さらに本発明は、必要により着色顔料、体質顔料、リ
ン片状酸化鉄、ガラスフレーク金属粉、ポール油、スタ
ンド油（重合油）、消泡剤、分散剤、紫外線防止剤、酸
化防止剤、防腐防カビ剤、防虫剤などを添加することも
可能である。かくしてえられる本発明の木材保護塗料組
成物はハケ、ローラ、浸漬、スプレーなどの通常の方法
により木材表面に塗布したのち、常温または４０〜６０
℃で乾燥して防腐防水性、可撓性、付着性、乾燥性、物
理的強度にすぐれた塗膜を形成することができる。

つぎに実施例をあげて本発明をより具体的に説明するが
、本発明はそれらの実施例にのみ限定されるものではな
い。

実施例 １ プローンアスフアルト（針入度１０〜２０）２０部、マ
イクロクリスタリンヮツクス６０部、未加工ペトロラタ
ム２０部、５０％油変性フエノール樹脂のミネラルスピ
リツト溶液（．／Ｆ６．３３ワニス（久保孝ペイント（
株）製））８５部、コバルトドライヤー（コバルト含量
率６％のナフテン酸コバルト（大日本インキ化学工業（
株）製））２部およびマンガンドライヤー（マンガン含
有率６％のナフテン酸マンガン（大日本インキ化学工業
（株）製））２部からなる混合物にミネラルスピリツト
１００部を加え、攪拌しながら８５℃で加熱溶融して木
材保護塗料組成物をえた。

実施例 ２〜２２ 瀝青質、ワツクス、ペトロラタム、合成樹脂溶液の種類
ならびに使用量、塗料用乾燥剤の使用量およびミネラル
スピリツトの使用量を第１表に示すものに代えたほかは
実施例１と同様に操作を行なつて木材保護塗料組成物を
えた。

なお第１表中、酸化ペトロラタム、酸化ペトロラタムバ
リウム塩、酸化ペトロラタムカルシウム塩、酸化ペトロ
ラタムエステルはそれぞれ０Ｘ−０６５０、０Ｘ−０８
５０Ｂ，．０Ｘ−０７５０１０Ｘ−２１５１Ａ（いずれ
も日本精蝋（株）製）を用い、７０％アルキド樹脂、５
０％油変性ポリウレタン樹脂、６０％石油樹脂、５０％
環化ゴム、４０％アクリル樹脂、６０％クマロンインデ
ン樹脂、４０％ポリブテン樹脂はそれぞれベツコゾール
Ｐ４７ＯｌバーノツクＴＤｌ２５ＨＶ（以上、大日本イ
ンキ化学工業（株）製）、エスコレツツ＃１１０２Ｂ（
エツソ化学（株）製）、プラストプレン洗１（プラスタ
ノール社製）、パラロイドＢ６７（ローム・アンド・ハ
ース社製）、クマロン樹脂ＶＭｌ／２（新日本製鉄（株
）製）、ポリブテンＢ５Ｏ（日本石油（株）製）のミネ
ラルスピリツト溶液を用いた。

実施例 ２３ プローンアスフアルト５０部、マイクロクリスタリンワ
ツクス３７部、ペトロラタム１３部、５０％油変性スエ
ノール樹脂ミネラルスピリツト溶液８５部、コバルトド
ライヤー２部およびマンガンドライヤー２部からなる混
合物を撹拌しながら９０℃で加熱溶融し、ついで界面活
性剤としてオレイン酸ナトリウム５部およびポリオキシ
エチレンノニルフエニルエーテル３部、保護コロイドと
してデキストリン５部を加えデイゾルバ一で攪拌しなが
ら６０℃の温水を加えて木材保護塗料組成物をえた。

実施例 ２４〜２５ 合成樹脂溶液の種類ならびに使用量および塗料用乾燥剤
の使用量を第２表に示すものに代えたほかは実施例１と
同様に操作を行なつて木材保護塗料組成物をえた。

比較例 １〜１３ 瀝青質、ワツクス、ペトロラタム、合成樹脂溶液の種類
ならびに使用量、塗料用乾燥剤の使用量★、およびミネ
ラルスピリツトの使用量を第２表に示すものに代えたほ
かは実施例１と同様に操作を行つて木材保護塗料組成物
を与えた。

以上の実施例および比較例によつてえられた塗料組成物
の性質は以下に述べる方法によつて測定または評価した
。

（１）粘度はブルツクフイールド粘度計（Ｂ８Ｈ型、ロ
ータ洗４）を用い、回転数１０ｒｐｍおよび試料温度２
０℃で測定した。

（２）乾燥性は杉板（１５０ｍｍ×７０ｍｍ×５ｍｍ）
に試料を塗布し、温度２０℃、相対湿度７５％の恒温恒
湿室内に２４時間放置したのち、塗膜の乾燥状態を観察
した。

その結果は乾燥（○）、わずかに粘着性あり（△）、粘
着性あり（×）の３段階で評価した。（３）耐屈曲性は
試料を鋼板（１５０ｍ７７！×５０ｍｍ×０．３ｍｍ）
に塗布し、２０℃で２４時間かけて乾燥させたのち、−
４０℃、−２０℃またはＯ℃で１時間放置し、ただちに
屈曲試験（直径１０ｍ７１Ｌ）を用いて該鋼板を１８０
？折り曲げて、そのときの塗膜の状態に観察した。

その結果を異常なし（０）、わずかにひび割れ（△）、
ひび割れ（×）の３段階にわけて評価した。（４）促進
耐候性は杉板（１５０ｍｍ×７０ｍＴＬ×５ｍｍ）に試
料を塗布し、２０℃で２４時間かけて乾燥したのち、サ
ンシヤインウエーザーオーメータ一にてカーボンアーク
灯光を１０００時間照射し、そののちの塗膜の状態を観
察した。

（５）付着性は促進耐候性試験を行なつたのちの塗膜を
用いて該塗面にカミソリで２ｍｍ間隔の１００個の基盤
目をつくり、ゼロテープ剥離を行なつたのちの残存する
基盤目の数によつて評価した。

たとえば７０／１００は１００個の基盤目のうち３０個
が剥離したことを示す。（６）吸水率は試料３７をアピ
トン材（２００ｍｍ×１２３ｍｍ×１８ｍｍ）の片面に
塗布し、２０℃で２４時間乾燥したのち、つぎの（Ａ）
および（Ｂ）のそれぞれの条件下で測定した。

（Ａ）試験板の周囲をプラスチツク板で囲い、隙間を完
全にシールして塗布面に高さ５ｍ７Ｉ１まで水を張り、
３日後または１０日後の吸収率を調べた。

（Ｂ）試験板を−３０℃で１６時間、５０℃で８時間を
１サイクルとして５サイクルの温冷繰返し試験を行なつ
たのち、（Ａ）と同様にして吸水率を調べた。

なお吸水率はつぎの式にしたがつて算出した。

（７）引張り強さは離型紙上で調製した試験片、すなわ
ち離型紙上に試料を均等に吹付塗りし、５０℃で７２時
間乾燥した膜厚約１ｍ７！Ｌを有する ５塗膜を離型紙
から剥し取つた試験片について、ＪＩＳＫ６３Ｏｌ（加
硫ゴム物理的試験方法）の３（引張試験）にしたがつて
試験を行ない評価した。

なお、試験機はシヨツパ一型引張試験機（０〜５ｋｇＷ
、（株）安田精機製作所製）を用い、試験片の形状はタ
ンペル状（２号形）とし、試験温度は２０℃とした。え
られた結果を第３表に示す。

第３表にあげた試験結果から明らかなごとく、実施例１
〜２５でえられた本発明の木材保護塗料組成物は、すべ
ての試験項目において非常に良好な結果がえられ、防腐
防水性、付着性、可撓性、乾燥性、物理的強度にすぐれ
ていることが実証された。

これに対し、瀝青質、ワツクス、ペトロラタムまたは合
成樹脂の含有量が前述の範囲外にある比較例１〜１３で
えられた塗料組成物は、かならずしもすべての試験項目
において満足しうる結果はえられなかつた。

すなわち、 （イ）瀝青質の含有量を１５％未満とした比較例１でえ
られた組成物は塗膜に粘着性が残り、乾燥が遅く、また
９０％よりも多く用いた比較例２または８でえられた組
成物は促進耐候性、付着性、吸水率および低温時の耐屈
曲性に劣る。

なお、実施例１〜６でえられた組成物の試験結果かられ
かるように、前述の範囲内では瀝青質の種類には無関係
に良好な結果がえられた。（ロ）ワツクスの含有量を５
％未満とした比較例３でえられた組成物は吸水率が高く
、また８０％よりも多く用いた比較例４または７でえら
れた組成物は塗料の粘度が高くなり過ぎ、さらには促進
耐候性、付着性、温冷繰返し後の透水率および低温時の
耐屈曲性に劣る。

なお実施例２および７でえられた組成物の試験結果から
れかるように、パラフインワツクスとマイクロクリスタ
リンワツクスではほとんど大差のない結果がえられた。
→ ペトロラタムの含有量を５％未満とした比較例５ま
たは９でえられた組成物は低温時における耐屈曲性、促
進耐候性、付着性、温冷繰返し後の吸水率に劣り、また
４０％よりも多く用いた比較例６でえられた組成物は塗
膜に粘着性が残り、乾燥性が劣る。

一方、実施例２、３、８〜１１でえられた組成物の試験
結果かられかるように、前述のペトロラタムの含有率の
範囲内では、ペトロシタムの種類と無関係に良好な結果
がえられた。→ 合成樹脂の含有量を５部未満とした比
較例１１または１３でえられた組成物は塗膜の乾燥性お
よび引張強さに劣り、また６０部よりも多く用いた比較
例１０または１２でえられた組成物は吸水率が劣る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塗料固形分１００重量部中に、 （Ａ）瀝青質１５〜９０重量％、ワックス５〜８０重量
   ％、ペトロラクタム５〜４０重量％よりなる混合物４０
   〜９５重量部および（Ｂ）ミネラルスピリットに可溶で
   、（Ａ）の混合物と相溶性のある合成樹脂５〜６０重量
   部を含有することを特徴とする木材保護塗料組分物。 ２ 前記瀝青質がアスファルト、ギルソナイトまたはそ
   れらの混合物である特許請求の範囲第１項記載の木材保
   護塗料組成物。 ３ 前記ワックスがｎ−パラフィン系炭化水素ワックス
   、イソパラフィン系炭化水素ワックスまたはそれらの混
   合物である特許請求の範囲第１項または第２項記載の木
   材保護塗料組成物。 ４ 前記ペトロラタムが未加工ペトロラタム、ブローイ
   ンク加工した酸化ペトロラタム、酸化ペトロラタムの金
   属塩または酸化ペトロラタムのエステル化物である特許
   請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の木材保護
   塗料組成物。 ５ 前記合成樹脂が油変性フェノール樹脂、アルキド樹
   脂、油変性ポリウレタン樹脂および石油樹脂よりなる群
   から選ばれた樹脂の１種または２種以上の混合物である
   特許請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項記
   載の木材保護塗料組成物。