JP2018150429A - Coating material for wood part and coating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、植物解繊繊維を含有する木部用塗料及び塗装方法に関する。 The present invention relates to a xylem paint containing plant defibrating fibers and a coating method.
被塗装物である木部は、他の被塗装物（モルタル、押出成形板、サイディング板など）と比較して、塗装した塗膜の耐久性が十分に満たされないことが知られている。これに対して、特許文献１には、木部用塗料として、保護コロイド水溶液とリグノフェノール誘導体とアクリルエマルションとを含有し、リグノフェノール誘導体の有する耐水性や耐候性によって耐久性を向上させ、屋外でも使用可能とする水性木材用塗料が記載されている。 It is known that the xylem that is the object to be coated does not sufficiently satisfy the durability of the coated film compared with other objects to be coated (such as mortar, extruded plate, siding plate). On the other hand, Patent Document 1 includes a protective colloid aqueous solution, a lignophenol derivative, and an acrylic emulsion as a wood coating, and improves durability by the water resistance and weather resistance of the lignophenol derivative. However, it describes a water-based wood paint that can be used.
また、植物解繊繊維は、塗料（樹脂組成物）に含有させることにより、粘性調整剤、乳化安定剤、保水剤又は沈降防止剤として作用することが知られている。特許文献２には、植物解繊繊維であるセルロースナノファイバーと共重合樹脂と水とを含有し、良好な流動性と貯蔵安定性とを有する水性樹脂組成物が記載されている。 In addition, it is known that plant defibrated fibers act as a viscosity modifier, an emulsion stabilizer, a water retention agent or an anti-settling agent by being contained in a paint (resin composition). Patent Document 2 describes an aqueous resin composition containing cellulose nanofibers that are plant fibrillation fibers, a copolymer resin, and water, and having good fluidity and storage stability.
なお、技術分野は異なるが、植物解繊繊維であるセルロースナノ繊維を含有する紙等の表面コーティング方法が特許文献３及び４に記載されている。 Although technical fields are different, Patent Documents 3 and 4 describe surface coating methods such as paper containing cellulose nanofibers that are plant fibrillation fibers.
木材は、湿度が高いときは吸湿して湿度が低いときは水分を放出する性質（吸放湿性）を有し、木材自体が膨張と収縮とを繰り返す特性（伸縮性）を有している。木材自体の伸縮性は、その伸縮の長さ割合からすると大きいものではないが、常に伸縮を繰り返すものである。このため、従来の水性木材用塗料から形成された塗膜は、木材の伸縮に追従し難くなり、時間の経過と共に微細なひび割れが生じ、微細なひび割れから水が浸入し、表面状態の変化に伴う変色が生じるという問題があった。 Wood has the property of absorbing moisture when the humidity is high and releasing moisture when the humidity is low (moisture absorption and desorption), and the wood itself has the property of repeating expansion and contraction (stretchability). The stretchability of the wood itself is not large from the length ratio of the stretch, but always stretches repeatedly. For this reason, the coating film formed from the conventional water-based wood paint becomes difficult to follow the expansion and contraction of the wood, fine cracks occur over time, and water penetrates from the fine cracks, resulting in a change in surface condition. There was a problem that the accompanying discoloration occurred.
また、植物解繊繊維を含有する従来の水性樹脂組成物は、良好な流動性と貯蔵安定性とについては検討されたものであっても、木材に塗装されることを想定されたものではなかった。このため、植物解繊繊維を含有する従来の水性樹脂組成物は、木材に塗装された際の、塗膜の変色についてまで検討されているものではなかった。 In addition, conventional aqueous resin compositions containing plant defibrated fibers are not intended to be coated on wood, even though they have been studied for good fluidity and storage stability. It was. For this reason, the conventional aqueous resin composition containing plant defibrated fibers has not been studied until discoloration of the coating film when coated on wood.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、木部用塗料から形成された塗膜が、木材自体の伸縮に対して追従することにより、木材への水の浸入を抑制し、木部用塗料が塗装された木部塗装体の変色を抑制することが可能な木部用塗料を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and the coating film formed from the wood coating material follows the expansion and contraction of the wood itself, thereby suppressing the intrusion of water into the wood. An object of the present invention is to provide a wood coating material capable of suppressing discoloration of a wood coating body coated with the wood coating material.
本発明の木部用塗料は、合成樹脂エマルションと、植物解繊繊維とを含有することを特徴とする。 The xylem paint of the present invention is characterized by containing a synthetic resin emulsion and plant defibrated fibers.
本発明の木部用塗料によれば、木部用塗料が植物解繊繊維を含有しているため、木部用塗料から形成される塗膜は、伸長性能が補強され、塗膜物性としての伸び率が優れ、木材の吸放湿に対する伸縮に追従することができる。このため、木部用塗料から形成される塗膜に微細なひび割れが生じることを抑制でき、木材への水の浸入を抑制することができ、水の浸入に伴う木部塗装体の変色を抑制することができる。 According to the xylem paint of the present invention, since the xylem paint contains plant defibrating fibers, the coating film formed from the xylem paint has a reinforced elongation performance, It has excellent elongation and can follow the expansion and contraction of wood due to moisture absorption and desorption. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of minute cracks in the coating film formed from the xylem paint, to suppress the ingress of water into the wood, and to suppress the discoloration of the xylem paint body due to the ingress of water. can do.
ここで、上記木部用塗料において、前記植物解繊繊維は、セルロースとヘミセルロースとを含有する植物繊維が解繊されたセルロースナノファイバーであるとすることができる。これによれば、木部用塗料から形成される塗膜は、成膜過程において、植物解繊繊維すなわちセルロースナノファイバーのネットワークが形成され、木部用塗料から形成される塗膜は、塗膜物性としての引裂き強度が優れるものとすることができる。このため、木部用塗料から形成される塗膜は、微細なひび割れの発生をより抑制することができ、木材への水の浸入を抑制し、水の浸入に伴う木部塗装体の変色を抑制することができる。 Here, in the above-described xylem paint, the plant defibrated fibers may be cellulose nanofibers obtained by defibrating plant fibers containing cellulose and hemicellulose. According to this, the coating film formed from the wood coating is formed by forming a network of plant fibrillation fibers, that is, cellulose nanofibers, in the film forming process. The tear strength as a physical property can be excellent. For this reason, the coating film formed from the xylem paint can further suppress the occurrence of fine cracks, suppress the ingress of water into the wood, and change the color of the timber coating body due to the ingress of water. Can be suppressed.
また、上記木部用塗料において、前記植物解繊繊維は、平均長さが１０，０００ｎｍ以下、平均幅が２００ｎｍ以下であるものとすることができる。 Moreover, the said wood part coating material WHEREIN: The said plant fibrillation fiber shall have an average length of 10,000 nm or less, and an average width of 200 nm or less.
また、上記木部用塗料において、前記植物解繊繊維は、植物繊維が酵素によって解繊され、機械的に解繊された繊維であるものとすることができる。これによれば、植物繊維は、酵素処理による解繊と機械処理による解繊とが併用されることで、通常の機械処理による解繊よりも解繊が進行し、より繊維が細かく解繊された植物解繊繊維とすることができる。 Moreover, the said wood part coating material WHEREIN: The said plant defibrated fiber shall be a fiber by which the plant fiber was defibrated with an enzyme and was mechanically defibrated. According to this, plant fibers are used in combination with fibrillation by enzyme treatment and defibration by mechanical treatment, so that the fibrillation progresses more than the regular defibration by mechanical treatment, and the fibers are defibrated more finely. Plant defibrated fiber.
また、上記木部用塗料において、前記植物解繊繊維が多分岐化しているものとすることができる。これによれば、木部用塗料は、塗膜物性としての伸び率が優れるものでありながら、植物解繊繊維が木部用塗料の粘性に影響を及ぼさないため、塗料としての取扱性に優れるものとすることができる。 Moreover, in the said coating material for wood parts, the said plant fibrillation fiber shall be multi-branched. According to this, the wood coating material has excellent elongation as a coating film property, but the plant defibrating fiber does not affect the viscosity of the wood coating material, so it has excellent handling properties as a coating material. Can be.
また、上記木部用塗料において、屋外用途であるものとすることができる。これによれば、木部用塗料から形成される塗膜は、伸び率の向上に優れ、変色抑制効果に優れるものである。このため、屋外用途であっても、木部用塗料は、木部用塗料が塗装された木部を適切に保護することができ、また、木部塗装体の変色を抑制することができる。 Moreover, in the said wood part coating material, it shall be an outdoor use. According to this, the coating film formed from the wood part paint is excellent in the improvement of elongation and excellent in the discoloration suppressing effect. For this reason, even if it is an outdoor use, the xylem paint can appropriately protect the xylem coated with the xylem paint, and can suppress discoloration of the xylem paint.
また、本発明の塗装方法は、木部への塗装方法であって、上記木部用塗料を塗布する塗装工程を含むものとすることができる。これによれば、木部用塗料が粘性調整剤などの添加剤に含まれるものを除いてＶＯＣ（揮発性有機化合物）を含有してなく、木部用塗料から形成される塗膜が塗膜物性としての伸び率に優れるものである。このため、本発明の塗装方法は、自然環境に優しいものでありながら、木部用塗料が塗装された木部塗装体の保護を図ることができる。 Moreover, the coating method of this invention is a coating method to a wood part, Comprising: The coating process of apply | coating the said coating material for wood parts can be included. According to this, the coating film formed from the xylem paint does not contain VOC (volatile organic compound) except that the timber paint is contained in an additive such as a viscosity modifier. It has excellent elongation as a physical property. For this reason, the coating method of the present invention can protect the xylem coated body coated with the xylem paint, while being friendly to the natural environment.
また、本発明の塗装方法は、木部への塗装方法であって、植物解繊繊維分散液を含有する前処理剤を塗布する前処理工程と、合成樹脂エマルションを含有する塗料を塗布する塗装工程と、を含むものとすることができる。これによれば、植物解繊繊維分散液が合成樹脂エマルションを含有する塗料の塗装工程前に前処理として塗布されるため、塗料から形成される塗膜は、伸長性能が補強され、塗膜物性としての伸び率に優れたものとなる。このため、本発明の塗装方法は、木部用塗料から形成される塗膜が、微細なひび割れの発生を抑制し、木材への水の浸入を抑制し、水の浸入に伴う木部塗装体の変色を抑制するため、耐久性に優れた木部塗装を木部に施すことができる。 The coating method of the present invention is a method for coating a xylem, a pretreatment step of applying a pretreatment agent containing a plant defibrated fiber dispersion, and a coating of applying a paint containing a synthetic resin emulsion And a process. According to this, since the plant defibrated fiber dispersion is applied as a pretreatment before the coating process of the paint containing the synthetic resin emulsion, the coating film formed from the paint has enhanced elongation performance and the coating film properties The elongation rate is excellent. For this reason, in the coating method of the present invention, the coating film formed from the xylem paint suppresses the occurrence of fine cracks, suppresses the ingress of water into the wood, and the xylem paint body accompanying the ingress of water. In order to suppress the discoloration, the wood part excellent in durability can be applied to the wood part.
本発明の木部用塗料によれば、木部用塗料から形成された塗膜が、塗膜物性としての伸び率に優れ、木材自体の伸縮に対して追従可能であるため、木部用塗料の塗装された木部塗装体は、水の浸入を抑制することができ、表面状態の変化に伴う変色を抑制することができる。 According to the wood coating composition of the present invention, the coating film formed from the wood coating material has excellent elongation as a coating film property and can follow the expansion and contraction of the wood itself. The coated xylem part can suppress the intrusion of water and can suppress discoloration associated with the change in the surface state.
以下、本発明の実施形態について説明する。実施形態の木部用塗料は、合成樹脂エマルションと、植物解繊繊維とを含有することを特徴とするものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The xylem paint according to the embodiment contains a synthetic resin emulsion and plant defibrated fibers.
木部用塗料が塗布される木材は、湿度が高いときは吸湿して湿度が低いときは水分を放出する性質（吸放湿性）と、木材自体が膨張と収縮とを繰り返す特性（伸縮性）とを有している。このため、木部用塗料から形成される塗膜には、吸放湿性に対応する通気性と伸縮性に対応する伸び性とが要求される。通気性は、合成樹脂エマルションを結合材とする塗料から形成される塗膜であれば、塗膜の成膜過程で生じる通気孔によって満たされるものである。この通気孔は、外部からの水が入ることがない極小さいものである。そして、伸び性は、木部用塗料が植物解繊繊維を含有することによって満たされることを、本願発明者らは見出したものである。実施形態の木部用塗料は、合成樹脂エマルションと、植物解繊繊維と、その他添加剤とを含有することによって、木部用塗料から形成される塗膜に通気性と伸び性とを備えることができる。これにより、木部用塗料から形成される塗膜は、微細なひび割れの発生を抑制することができ、木材への水の浸入を抑制し、水の浸入に伴う木部塗装体の変色を抑制することができるものとなる。 The wood to which the wood coating is applied absorbs moisture when the humidity is high and releases moisture when the humidity is low (moisture absorption and desorption), and the wood itself repeats expansion and contraction (stretchability) And have. For this reason, the coating film formed from the wood part paint is required to have air permeability corresponding to moisture absorption and desorption and extensibility corresponding to stretchability. The air permeability is satisfied by the air holes generated in the film forming process of the coating film as long as it is a coating film formed from a paint having a synthetic resin emulsion as a binder. This vent is extremely small so that water from the outside cannot enter. The inventors of the present application have found that the stretchability is satisfied by the fact that the wood coating material contains plant defibrated fibers. The xylem paint of the embodiment includes a synthetic resin emulsion, a plant defibrated fiber, and other additives, so that the coating film formed from the xylem paint has breathability and extensibility. Can do. As a result, the coating film formed from the xylem paint can suppress the occurrence of fine cracks, suppress the intrusion of water into the wood, and suppress the discoloration of the xylem paint body due to the ingress of water. Will be able to do.
合成樹脂エマルションとは、複数種類の単量体（モノマー）を重合開始剤によって重合して共重合体とした合成樹脂の微粒子を界面活性剤（乳化剤）によって、水中に分散させた懸濁液（エマルション）である。合成樹脂エマルションは、媒体である水が揮発することによって、合成樹脂の微粒子同士が融着して成膜することにより、塗膜の結合材としてのバインダーを形成する。合成樹脂エマルションは、成膜過程で生じる水が揮発する通気孔によって、通気性が確保されたものとなる。また、合成樹脂エマルションをバインダーとして含有する木部用塗料は、水を媒体とし、粘性調整剤などの添加剤に含まれるものを除いてＶＯＣ（揮発性有機化合物）を含有していないため、自然環境に優しいものとすることができる。 Synthetic resin emulsion is a suspension in which fine particles of synthetic resin made into a copolymer by polymerizing a plurality of types of monomers (monomer) with a polymerization initiator are dispersed in water with a surfactant (emulsifier) ( Emulsion). The synthetic resin emulsion forms a binder as a binder for the coating film by forming a film by fusing the fine particles of the synthetic resin with water as a medium volatilizing. In the synthetic resin emulsion, air permeability is ensured by a vent hole through which water generated in the film formation process volatilizes. In addition, a xylem paint containing a synthetic resin emulsion as a binder contains water as a medium and does not contain VOC (volatile organic compounds) except for those contained in additives such as viscosity modifiers. Can be environmentally friendly.
合成樹脂エマルションは、その樹脂組成により、酢酸ビニル系エマルション、エチレン酢酸ビニル系エマルション、アクリル系エマルション、アクリルスチレン系エマルション、アクリルシリコン系エマルション、アクリルウレタン系エマルションなどを使用することができる。これらの中でも、アクリル系エマルション、アクリルスチレン系エマルション、アクリルシリコン系エマルション、アクリルウレタン系エマルションが耐水性に優れるため好んで使用することができる。さらに、アクリル系エマルション、アクリルシリコン系エマルション、アクリルウレタン系エマルションが耐水性に加え耐候性に優れるためより好んで使用することができる。 As the synthetic resin emulsion, a vinyl acetate emulsion, an ethylene vinyl acetate emulsion, an acrylic emulsion, an acrylic styrene emulsion, an acrylic silicon emulsion, an acrylic urethane emulsion or the like can be used depending on the resin composition. Among these, acrylic emulsions, acrylic styrene emulsions, acrylic silicon emulsions, and acrylic urethane emulsions are excellent in water resistance and can be used preferably. Furthermore, acrylic emulsions, acrylic silicone emulsions, and acrylic urethane emulsions can be used more favorably because they are excellent in weather resistance in addition to water resistance.
合成樹脂エマルションの平均粒子径は、５０〜５００ｎｍが好ましい。合成樹脂エマルションの成膜過程で生じる水が揮発する通気孔によって、通気性が確保され、かつ、合成樹脂エマルションを含む木部用塗料の貯蔵安定性が優れたものとすることができるためである。合成樹脂エマルションの平均粒子径が５０ｎｍ未満である場合には、合成樹脂から成形される樹脂膜が緻密なものとなり、通気性が確保されないおそれがある。一方、平均粒子径が５００ｎｍを超える場合には、合成樹脂エマルションが不安定なものとなり、合成樹脂エマルションをバインダーとして含有する木部用塗料の貯蔵安定性が劣るおそれがある。より好ましくは、合成樹脂エマルションの平均粒子径は１００〜３００ｎｍである。 The average particle size of the synthetic resin emulsion is preferably 50 to 500 nm. This is because air permeability is ensured by the air holes through which water generated during the film formation process of the synthetic resin emulsion is volatilized, and the storage stability of the wood coating material containing the synthetic resin emulsion can be made excellent. . When the average particle size of the synthetic resin emulsion is less than 50 nm, the resin film molded from the synthetic resin becomes dense, and there is a possibility that air permeability is not ensured. On the other hand, if the average particle diameter exceeds 500 nm, the synthetic resin emulsion becomes unstable, and the storage stability of the wood coating material containing the synthetic resin emulsion as a binder may be inferior. More preferably, the synthetic resin emulsion has an average particle size of 100 to 300 nm.
合成樹脂エマルションの合成樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、−２０〜５℃が好ましい。合成樹脂が木部用塗料から形成される塗膜のバインダーとして木材の伸縮に追従することができる可撓性を有し、適度な可撓性により塗膜への汚れの付着が少なく、塗膜の美観が保たれるためである。合成樹脂のＴｇが−２０℃を下回る場合には、木部用塗料から形成される塗膜のバインダーが柔らかくなり、埃などの異物を付着しやすく塗膜の美観が保たれないおそれがある。一方、Ｔｇが５℃を上回る場合には、木部用塗料から形成される塗膜のバインダーが硬くなり、合成樹脂が木部用塗料から形成される塗膜のバインダーとして木材の伸縮に追従することができず、塗膜に微細なひび割れが生じ、微細なひび割れから水が浸入することによって、耐変色性が劣るおそれがある。より好ましくは、合成樹脂のＴｇは−１５〜０℃であり、さらに好ましくは、Ｔｇは−１０〜−５℃である。Ｔｇの調整は、使用するモノマーの種類と量とを調整することによって行うことができる。Ｔｇは、フォックス（ＦＯＸ）の計算式（下記（１）式）から求めることができる。なお、Ｗｉは単量体ｉの質量分率を示し、Ｔｇｉは単量体ｉのＴｇ（℃）を示し、単量体のＴｇは、ポリマーハンドブック（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ）に記載されている値などの既知の値を用いることができる。
１／（２７３＋Ｔｇ）＝Σ（Ｗｉ／（２７３＋Ｔｇｉ））・・・（１）
合成樹脂エマルションは、一般的な重合方法を用いることにより製造することができる。重合方法の一例として、プレ乳化エマルション滴下重合方法がある。プレ乳化エマルション滴下重合方法は、単量体と界面活性剤と水とを高速撹拌することによりプレ乳化エマルションを作成し、重合の場となる８０℃前後に調整された水に、プレ乳化エマルションと過酸化物からなる重合開始剤とを、撹拌しながら１００分程度かけて滴下して、重合させる方法である。モノマーの組合せは、樹脂組成とＴｇにより選択することができる。なお、合成樹脂エマルションは、市販されているものを使用することもできる。市販されている合成樹脂エマルションとして、アクロナールシリーズ（ＢＡＳＦジャパン株式会社製）、ポリトロンシリーズ（旭化成ケミカルズ株式会社製）、ＡＥシリーズ（株式会社イーテック製）などを使用することができる。
The glass transition temperature (Tg) of the synthetic resin of the synthetic resin emulsion is preferably -20 to 5 ° C. Synthetic resin is flexible enough to follow the expansion and contraction of wood as a binder of the coating film formed from the paint for the xylem. This is to maintain the beauty of When the Tg of the synthetic resin is lower than −20 ° C., the binder of the coating film formed from the wood coating material becomes soft, and foreign substances such as dust are likely to adhere, and the appearance of the coating film may not be maintained. On the other hand, when Tg exceeds 5 ° C., the binder of the coating film formed from the wood coating material becomes hard, and the synthetic resin follows the expansion and contraction of the wood as a coating film binder formed from the wood coating material. However, fine cracks are generated in the coating film, and when water enters through the fine cracks, the discoloration resistance may be deteriorated. More preferably, Tg of synthetic resin is -15-0 degreeC, More preferably, Tg is -10-5 degreeC. Tg can be adjusted by adjusting the type and amount of the monomer used. Tg can be obtained from a formula for calculating Fox (FOX) (the following formula (1)). Wi represents the mass fraction of the monomer i, Tgi represents the Tg (° C.) of the monomer i, and the Tg of the monomer is a value described in the polymer handbook (John Wiley & Sons). A known value such as can be used.
1 / (273 + Tg) = Σ (Wi / (273 + Tgi)) (1)
The synthetic resin emulsion can be produced by using a general polymerization method. As an example of the polymerization method, there is a pre-emulsion emulsion dropping polymerization method. The pre-emulsion emulsion dropping polymerization method creates a pre-emulsion emulsion by stirring the monomer, surfactant and water at high speed, and the pre-emulsion emulsion and water are adjusted to around 80 ° C., which is the place of polymerization. In this method, a polymerization initiator composed of a peroxide is dropped over about 100 minutes with stirring. The combination of monomers can be selected depending on the resin composition and Tg. In addition, what is marketed can also be used for a synthetic resin emulsion. As a synthetic resin emulsion marketed, Acronal series (made by BASF Japan Ltd.), polytron series (made by Asahi Kasei Chemicals Corporation), AE series (made by Etec Co., Ltd.), etc. can be used.
植物解繊繊維とは、植物から加工された漂白パルプが、酵素によって解繊され、機械的に解繊された繊維である。植物から加工された漂白パルプとは、植物（植物チップ）が蒸解され漂白されたパルプ（植物繊維）である。 Plant defibrated fibers are fibers in which bleached pulp processed from plants is defibrated by enzymes and mechanically defibrated. The bleached pulp processed from a plant is a pulp (plant fiber) obtained by cooking and bleaching a plant (plant chip).
植物繊維を採取する植物は特に限定されるものではないが、例をあげると、スギ、ヒノキなどの針葉樹、ケヤキ、ナラなどの広葉樹、イネ、アワなどの草本を使用することができる。これらの中でも、機械的解繊が容易な針葉樹と草本を好んで使用することができ、特に、針葉樹が植物解繊繊維の収率が高いため、より好んで使用することができる。 The plant from which the plant fiber is collected is not particularly limited. For example, conifers such as cedar and cypress, broad-leaved trees such as zelkova and oak, and herbs such as rice and millet can be used. Among these, coniferous trees and herbs that can be easily mechanically defibrated can be used favorably. In particular, coniferous trees can be used more favorably because the yield of plant defibrated fibers is high.
植物解繊繊維は、植物から加工された漂白パルプを原料とするものであり、漂白パルプは、植物（植物チップ）が蒸解され漂白されたパルプ（植物繊維）である。植物の蒸解は、植物チップを苛性ソーダ水溶液に浸して加熱処理することにより、植物の繊維を解す（パルプ化）ことをいう。漂白は、過酢酸漂白、酸素漂白、次亜塩素酸ナトリウム漂白、オゾン漂白などの一般的な漂白方法を用いることによって、植物繊維を漂白することができる。 Plant defibrated fibers are made from bleached pulp processed from plants, and bleached pulp is pulp (plant fibers) obtained by digesting and bleaching plants (plant chips). The cooking of a plant means that the fiber of the plant is unwound (pulp) by immersing the plant chip in an aqueous caustic soda solution and heat-treating it. In the bleaching, plant fibers can be bleached by using a general bleaching method such as peracetic acid bleaching, oxygen bleaching, sodium hypochlorite bleaching, or ozone bleaching.
植物解繊繊維は、植物から加工された漂白パルプが、酵素によって解繊され、機械的に解繊された繊維である。植物繊維は、酵素処理による解繊と機械処理による解繊とが併用されることで、通常の機械処理による解繊よりも解繊が進行し、より繊維が細かく解繊されることができる。 Plant defibrated fibers are fibers in which bleached pulp processed from plants is defibrated by enzymes and mechanically defibrated. Plant fibers are used in combination with fibrillation by enzyme treatment and defibration by mechanical treatment, so that the fibrillation proceeds more than the defibration by normal mechanical treatment, and the fiber can be defibrated more finely.
酵素処理による解繊は、漂白パルプを酵素が含有された水溶液を用いて解繊し、繊維の平均長さを１，０００〜１００，０００ｎｍ、繊維の平均幅を３〜５００ｎｍとするものである。解繊に使用する酵素の例をあげると、セルラーゼ（ＸＬ）、セロビオハイドロラーゼ（ＣＢＨ）、エンドグルカナーゼ（ＥＧ）、β−グルコシダーゼ（ＢＧＬ）などを使用することができる。これらの中でも、繊維の解繊効率に優れるセルラーゼ又はエンドグルカナーゼをより好んで使用することができる。 In the defibration by the enzyme treatment, bleached pulp is defibrated using an aqueous solution containing an enzyme so that the average length of the fibers is 1,000 to 100,000 nm and the average width of the fibers is 3 to 500 nm. . As examples of enzymes used for defibrating, cellulase (XL), cellobiohydrolase (CBH), endoglucanase (EG), β-glucosidase (BGL), and the like can be used. Among these, cellulase or endoglucanase, which is excellent in fiber defibrating efficiency, can be used more preferably.
機械的解繊は、酵素によって解繊された漂白パルプをビーズミル（ボールミル）などの機械式解繊機を用いて解繊し、繊維の平均長さを１００〜１０，０００ｎｍ、繊維の平均幅を１〜２００ｎｍである多分岐化した植物解繊繊維とするものである。植物解繊繊維の平均長さが１００〜１０，０００ｎｍであることにより、植物解繊繊維を含有させた木部用塗料は、塗料の取扱性に優れ、塗膜物性としての伸び率に優れるためである。植物解繊繊維の平均長さが１００ｎｍ未満だと、塗膜物性としての伸び率が劣るおそれがある。ただし、塗膜にひび割れが生じる程度ではなく、木部塗装体の耐変色性を低下させることはない。一方、植物解繊繊維の平均長さが１０，０００ｎｍを超えると、木部用塗料の粘度が高くなり取扱性が劣るおそれがある。より好ましくは、植物解繊繊維の平均長さは、５００〜５，０００ｎｍである。植物解繊繊維の平均長さは、機械式解繊機による解繊時間が長いほど、繊維の平均長さが短くなる。そして、機械式解繊機の解繊時間に対する繊維の平均長さは、機械式解繊機の個体によって異なるものである。従って、植物解繊繊維の平均長さの調整は、機械式解繊機による解繊時間に対する繊維の平均長さの検量線を予め作成し、必要とする繊維の平均長さに対して検量線から解繊時間を求めて調整することができる。なお、植物解繊繊維の平均長さ（幅）は、サンプルとなる植物解繊繊維を実体顕微鏡または電子顕微鏡を用いて撮影し、撮影した画像から１００本測定してその平均値を求めた。また、植物解繊繊維は、多分岐化した植物解繊繊維が好ましい。多分岐化した植物解繊繊維を含有する木部用塗料から形成される塗膜は、多分岐化した植物解繊繊維が塗膜成分と絡み付き易いため、抗張力が補強され、塗膜物性としての引裂強さが優れるものとすることができるからである。植物解繊繊維は、酵素処理による解繊と機械処理による解繊とが併用されることにより、多分岐化が生じやすいものになる。そして、植物解繊繊維の幅は、１〜２００ｎｍが好ましい。この幅にある植物解繊繊維は、多分岐化による枝分かれが多くなり、後で述べるセルロースナノファイバーのネットワークを形成し易くなるためである。より好ましくは、植物解繊繊維の幅は、３〜１００ｎｍである。 Mechanical defibration is performed by defibrating bleached pulp that has been defibrated with an enzyme using a mechanical defibrator such as a bead mill (ball mill), with an average fiber length of 100 to 10,000 nm and an average fiber width of 1. It is intended to be a multi-branched plant defibrated fiber that is ˜200 nm. Since the average length of the plant defibrated fibers is 100 to 10,000 nm, the wood coating material containing the plant defibrated fibers is excellent in the handleability of the paint and the elongation rate as the physical properties of the coating film. It is. If the average length of the plant defibrated fiber is less than 100 nm, the elongation as the physical properties of the coating film may be inferior. However, it does not cause the coating film to crack, and does not reduce the discoloration resistance of the wood coating body. On the other hand, when the average length of the plant defibrated fiber exceeds 10,000 nm, the viscosity of the wood coating material is increased and the handling property may be deteriorated. More preferably, the average length of the plant defibrated fiber is 500 to 5,000 nm. The average length of the plant defibrating fiber becomes shorter as the defibrating time by the mechanical defibrator is longer. And the average length of the fiber with respect to the defibrating time of the mechanical defibrator varies depending on the individual mechanical defibrator. Therefore, the adjustment of the average length of plant defibrating fibers is done by preparing a calibration curve for the average length of fibers with respect to the defibration time by a mechanical defibrating machine in advance, and using the calibration curve for the required average length of fibers. The defibration time can be determined and adjusted. In addition, the average length (width) of the plant defibrated fibers was obtained by photographing the plant defibrated fibers as a sample using a stereomicroscope or an electron microscope, and measuring 100 of the photographed images to obtain the average value. Further, the plant defibrated fiber is preferably a multi-branched plant defibrated fiber. The coating film formed from the xylem paint containing the multi-branched plant defibrating fiber is easily entangled with the coating component of the multi-branched plant defibrating fiber. This is because the tear strength can be excellent. Plant fibrillation fibers are likely to be hyperbranched when fibrillation by enzyme treatment and defibration by mechanical treatment are used in combination. And the width | variety of a plant fibrillation fiber has preferable 1-200 nm. This is because the plant defibrated fibers having this width are more branched due to hyperbranching, making it easier to form a network of cellulose nanofibers described later. More preferably, the width of the plant defibrated fiber is 3 to 100 nm.
植物解繊繊維は、セルロースとヘミセルロースとを含有する植物繊維が解繊されたセルロースナノファイバーであることが好ましい。これによれば、木部用塗料から形成される塗膜の成膜過程において、図１に示すように、植物解繊繊維が、セルロースナノファイバーのネットワークを形成し、木部用塗料から形成される塗膜は、塗膜物性としての引裂き強度が優れるものとすることができる。このため、木部用塗料から形成される塗膜は、微細なひび割れの発生をより抑制することができ、木材への水の浸入を抑制し、水の浸入に伴う木部塗装体の変色を抑制することができるものとなる。なお、セルロースナノファイバーのネットワークの形成は、ヘミセルロースの疎水性と親水性の官能基によって、セルロースとヘミセルロースとが繋がれて形成されると推測される。 The plant defibrated fiber is preferably a cellulose nanofiber obtained by defibrating a plant fiber containing cellulose and hemicellulose. According to this, in the film forming process of the coating film formed from the wood part paint, as shown in FIG. 1, the plant defibrated fibers form a network of cellulose nanofibers and are formed from the wood part paint. The coated film can be excellent in tear strength as a coated film property. For this reason, the coating film formed from the xylem paint can further suppress the occurrence of fine cracks, suppress the ingress of water into the wood, and change the color of the timber coating body due to the ingress of water. It can be suppressed. The formation of the network of cellulose nanofibers is presumed to be formed by connecting cellulose and hemicellulose by the hydrophobic and hydrophilic functional groups of hemicellulose.
植物解繊繊維は、木部用塗料に含有させることによって、塗料の中で微細なネットワークを形成し、木部用塗料から形成される塗膜の伸長性能が補強され、塗膜物性としての伸び率が優れ、木材の吸放湿に対する伸縮に追従することができる。また、植物解繊繊維が、塗膜の界面と木材素地の界面とを安定化するため、木部用塗料の塗装された木部塗装体は、水の浸入を抑制することができ、表面状態の変化に伴う変色を抑制することができる。 Plant defibrated fibers, when incorporated in xylem paint, form a fine network in the paint, reinforce the stretch performance of the paint film formed from xylem paint, and increase the physical properties of the paint film. The rate is excellent and it can follow the expansion and contraction of wood for moisture absorption and desorption. In addition, because the plant fibrillation fibers stabilize the interface between the paint film and the wood substrate, the xylem coated body coated with xylem paint can suppress the ingress of water, and the surface condition Discoloration associated with the change of can be suppressed.
木部用塗料に対する植物解繊繊維の含有量は、湿潤状態（Ｗｅｔ状態）換算で、０．１〜５質量％が好ましい。木部用塗料の粘性的な取扱性に劣ることなく、塗膜物性としての伸び率を向上させることができるからである。木部用塗料に対する植物解繊繊維含有量が０．１質量％未満だと、塗膜物性としての伸び率を十分に向上させることができないおそれがある。一方、５質量％を超えると、木部用塗料の粘度が高くなり取扱性が劣るおそれがある。より好ましくは、木部用塗料に対する植物解繊繊維含有量は、０．２〜２質量％であり、さらに好ましくは、０．５〜１．５質量％である。 The content of the plant defibrated fibers with respect to the wood coating is preferably 0.1 to 5% by mass in terms of a wet state (Wet state). This is because the elongation as the physical properties of the coating film can be improved without inferior the viscous handling of the wood coating. If the content of the plant defibrated fiber relative to the wood coating is less than 0.1% by mass, the elongation rate as a physical property of the coating film may not be sufficiently improved. On the other hand, when it exceeds 5 mass%, the viscosity of the wood coating material is increased and the handling property may be deteriorated. More preferably, the plant defibrated fiber content with respect to the wood coating is 0.2 to 2% by mass, and more preferably 0.5 to 1.5% by mass.
木部用塗料には必要に応じてその他添加剤を含有させることができる。その他添加剤として、湿潤剤、分散剤、粘性調整剤、消泡剤、防凍剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、成膜助剤、可塑剤、着色顔料、体質顔料、染料、艶消剤などがある。これら添加剤は、木部用塗料から形成される塗膜の伸び率を低下させるものでなく、耐候性を阻害しないものを選択して使用する必要がある。特に、着色顔料は、その種類によって塗膜の耐候性（耐変色性）を阻害することがあるため、塗膜の耐候性を阻害し難い無機着色顔料を使用するのが好ましい。 The wood coating material may contain other additives as required. Other additives include wetting agents, dispersants, viscosity modifiers, antifoaming agents, antifreezing agents, antiseptics, antifungal agents, algaeproofing agents, film-forming aids, plasticizers, coloring pigments, extender pigments, dyes, and gloss There are extinguishing agents. These additives need not be used to reduce the elongation rate of the coating film formed from the wood coating material, but must be selected from those that do not impair the weather resistance. In particular, since the color pigment may inhibit the weather resistance (discoloration resistance) of the coating film depending on the type thereof, it is preferable to use an inorganic color pigment that does not easily disturb the weather resistance of the coating film.
木部用塗料は、合成樹脂エマルション、植物解繊繊維、その他添加剤及び希釈水を混合することによって製造することができる。混合には、植物解繊繊維などが均一に分散するように、汎用のミキサーやディゾルバーなどの撹拌機を使用することができる。 The wood coating can be produced by mixing a synthetic resin emulsion, plant defibrated fibers, other additives, and dilution water. For mixing, a general-purpose mixer or a stirrer such as a dissolver can be used so that plant fibrillation fibers and the like are uniformly dispersed.
木部用塗料の木部への塗装は、スプレー、ローラー、刷毛などの汎用の塗装器具を用いて塗装することができる。なお、塗装直後に、塗装面（塗膜）を布などで拭き取り磨きをかけることにより、塗膜が均一な厚みとなり、木部用塗料から形成された塗膜は、塗膜物性としての伸び率がより優れるものとすることができる。 The xylem of the wood part paint can be applied by using a general-purpose paint tool such as a spray, a roller or a brush. Immediately after painting, the coated surface (coating film) is wiped and polished with a cloth, etc., so that the coating film has a uniform thickness. Can be better.
次に、第２の実施形態として、前処理工程として木部へ植物解繊繊維分散液を前処理剤として塗布し、植物解繊繊維を含有しない塗料を塗装する形態について述べる。 Next, as a second embodiment, a mode in which a plant defibrated fiber dispersion is applied as a pretreatment agent to a xylem as a pretreatment step and a paint not containing plant defibrated fibers is applied will be described.
第２の実施形態は、合成樹脂エマルションを含有する塗料を塗布する際の前処理工程として、植物解繊繊維分散液を塗布することによって、塗料から形成される塗膜の伸長性能を補強し、塗膜物性としての伸び率を向上させるものである。植物解繊繊維分散液（前処理剤）は、バインダー成分を含有していないため、前処理剤塗布後の合成樹脂エマルションを含有する塗料が塗布された際に、植物解繊繊維が塗料と一体化する。植物解繊繊維は、塗料の中で微細なネットワークを形成し、形成される塗膜の伸長性能を補強するものである。また、植物解繊繊維が、塗膜の界面と木材素地の界面とを安定化するため、第２実施形態の工法で塗装された木部塗装体は、水の浸入を抑制することができ、表面状態の変化に伴う変色を抑制することができる。なお、安定化は、植物解繊繊維がヘミセルロースを有していることにより、ヘミセルロースの疎水性と親水性の官能基によって、植物解繊繊維が塗料と一体化し易く、木部素地ともなじみやすい構成になっていると推測される。 The second embodiment reinforces the elongation performance of the coating film formed from the paint by applying the plant defibrated fiber dispersion as a pretreatment step when applying the paint containing the synthetic resin emulsion, It improves the elongation as the physical properties of the coating film. Since the plant defibrating fiber dispersion (pretreatment agent) does not contain a binder component, the plant defibrating fiber is integrated with the paint when a paint containing a synthetic resin emulsion after application of the pretreatment agent is applied. Turn into. Plant defibrating fibers form a fine network in the paint and reinforce the elongation performance of the formed coating film. In addition, because the plant defibrating fibers stabilize the interface of the coating film and the interface of the wood substrate, the wood part coated by the construction method of the second embodiment can suppress the ingress of water, Discoloration associated with changes in the surface state can be suppressed. In addition, the stabilization is because the plant defibrated fiber has hemicellulose, and the hydrophobic and hydrophilic functional groups of hemicellulose make it easy for the plant defibrated fiber to be integrated with the paint and to be compatible with the wood base. It is estimated that
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。実施例は、木部用塗料に植物解繊繊維を含有させ、木部へ塗装した形態を第１実施形態とし、前処理工程として木部へ植物解繊繊維分散液（前処理剤）を塗布し、植物解繊繊維を含有しない塗料を塗装した形態を第２実施形態として説明する。なお、試験例２〜１３，１５，１６，２２〜３３，３５及び３６は、実施例であり、試験例１，１４，２１及び３４は、比較例である。
＜第１実施形態＞
第１実施形態は、合成樹脂エマルションと、植物解繊繊維と、を含有する木部用塗料（塗料１〜１３）を木材（スギ材、ツガ材）に塗装して、試験体としたものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In the example, plant defibrated fibers are contained in the xylem paint, and the form coated on the xylem is the first embodiment, and the plant defibrated fiber dispersion (pretreatment agent) is applied to the xylem as a pretreatment step. And the form which painted the coating material which does not contain a plant fibrillation fiber is demonstrated as 2nd Embodiment. Test examples 2 to 13, 15, 16, 22 to 33, 35 and 36 are examples, and test examples 1, 14, 21 and 34 are comparative examples.
<First Embodiment>
In the first embodiment, wood specimens (paints 1 to 13) containing a synthetic resin emulsion and plant defibrated fibers are applied to wood (cedar and tsuga) to form a test specimen. is there.
植物解繊繊維の加工は以下のように行った。植物解繊繊維の原料には、スギチップを用い、スギチップが蒸解され漂白され、漂白パルプ（植物繊維）とした。そして、漂白パルプに異なる解繊を施し、複数種類の植物解繊繊維を用意した。具体的には、植物解繊繊維は、漂白パルプに、異なる酵素による解繊と機械的解繊を施し、植物解繊繊維ＣＮＦ２〜４，ＣＮＦ６〜８とした。ＣＮＦ２〜４，ＣＮＦ６〜８の酵素による解繊と機械的解繊の条件を表１に記載する。ＣＮＦ２は、酵素による解繊を施さず、機械的解繊を施した植物解繊繊維である。なお、これら植物解繊繊維は、セルロースとヘミセルロースとを含有するセルロースナノファイバーである。また、表１における酵素種類の記載は、ＥＧがエンドグルカナーゼであり、ＸＬがセルラーゼＸＬ−５３１である。 The processing of plant defibrated fibers was performed as follows. Cedar chips were used as raw materials for plant defibrated fibers, and the cedar chips were digested and bleached to obtain bleached pulp (plant fibers). And different defibration was given to bleached pulp and several types of plant defibration fibers were prepared. Specifically, the plant defibrated fibers were obtained by subjecting bleached pulp to defibration with different enzymes and mechanical defibration to obtain plant defibrated fibers CNF2-4 and CNF6-8. Table 1 shows the conditions of fibrillation and mechanical defibration with enzymes CNF2-4 and CNF6-8. CNF2 is a plant defibrated fiber that has been mechanically defibrated without being defibrated by an enzyme. These plant fibrillation fibers are cellulose nanofibers containing cellulose and hemicellulose. Moreover, as for description of the enzyme kind in Table 1, EG is endoglucanase and XL is cellulase XL-531.
酵素による解繊は、表１に記載の濃度と種類の酵素溶液に漂白パルプを浸すことによって行い、機械的解繊は、表１に記載の条件（時間）で、ビーズミル（ジルコニアビーズミル）を使用して解繊を行った。 Enzymatic defibration is performed by immersing bleached pulp in the enzyme solution of the concentration and type shown in Table 1, and mechanical defibration uses a bead mill (zirconia bead mill) under the conditions (time) shown in Table 1. And defibrated.
木部用塗料の作成は以下のように行った。木部用塗料は、植物解繊繊維の種類（ＣＮＦ２〜４，ＣＮＦ６〜８）と配合量を変更して、表２に記載の配合の塗料１〜１３を作成した。表２に記載した配合における原材料の特性を以下に記載する。合成樹脂エマルション（アクリルシリコン系エマルション、Ｔｇ：−８℃、不揮発分：４５％、平均粒子径：２００ｎｍ、粘度：８００ｍＰａ・ｓ）、消泡剤（エーテル系消泡剤、不揮発分：２０％）、湿潤剤（ノニオン界面活性剤系湿潤剤、不揮発分：２０％）、着色顔料（無機着色顔料混合物、不揮発分：５０％）。 The wood coating was prepared as follows. The coating material for wood parts changed the kind (CNF2-4, CNF6-8) and compounding quantity of plant fibrillation fiber, and created the coating materials 1-13 of the mixing | blending of Table 2. The characteristics of the raw materials in the formulation described in Table 2 are described below. Synthetic resin emulsion (acrylic silicone emulsion, Tg: −8 ° C., nonvolatile content: 45%, average particle size: 200 nm, viscosity: 800 mPa · s), antifoaming agent (ether-based antifoaming agent, nonvolatile content: 20%) , Wetting agent (nonionic surfactant-based wetting agent, nonvolatile content: 20%), coloring pigment (inorganic coloring pigment mixture, nonvolatile content: 50%).
試験例は、スギ材又はツガ材からなる素材に、上記塗料１〜１３を表３に記載の条件で塗装して試験体とした。なお、表３には記載しなかったが、木部用塗料の塗布量は、共通して１回目が８０ｇ／ｍ2であり２回目が６０ｇ／ｍ2である。これら塗装した試験体について、屋外での使用を想定した促進耐候性試験（ＪＩＳ Ｋ ５６００−７−７：キセノンウエザオメーター法）を行い、耐候性の評価を行った。耐候性の評価は、促進耐候性試験１，０００時間における試験前後の色差（ＪＩＳ Ｚ ８７３０：２０００：色の表示方法−物体色の色差）を求めて評価した。そして、色差ΔＥ*ａｂが、２．０未満であるものを◎、２．０以上４．０未満であるものを○、４．０以上５．０未満であるものを△、５．０以上であるものを×として評価した。なお、色差ΔＥ*ａｂはその数値が大きいほど試験前後の色の差が生じる（変色）ものであり、色差ΔＥ*ａｂが５．０未満であったものを変色抑制効果があるとした。色差ΔＥ*ａｂは、市販の色彩色差計を用いてＬ*ａ*ｂ*表色を測定し、計算式（下記（２）式）から求めた。なお、ΔＬ*は試験前後のＬ*の差であり、Δａ*は試験前後のａ*の差であり、Δｂ*は試験前後のｂ*の差である。
ΔＥ*ａｂ＝（（ΔＬ*）2＋（Δａ*）2＋（Δｂ*）2）1/2・・・（２）
In the test example, the above-mentioned paints 1 to 13 were applied to a material made of cedar or tsuba under the conditions shown in Table 3 to obtain a test body. In addition, although not described in Table 3, the coating amount of the wood coating is commonly 80 g / m 2 for the first time and 60 g / m 2 for the second time. These coated specimens were subjected to an accelerated weathering test (JIS K 5600-7-7: xenon weatherometer method) assuming outdoor use, and the weather resistance was evaluated. The weather resistance was evaluated by obtaining a color difference before and after the accelerated weather resistance test for 1,000 hours (JIS Z 8730: 2000: color display method-color difference of object color). The color difference ΔE * ab is less than 2.0, ◎, 2.0 or more and less than 4.0, ◯, 4.0 or more and less than 5.0, Δ, 5.0 or more. Were evaluated as x. As the color difference ΔE * ab is larger, the color difference before and after the test is more likely to occur (discoloration), and the color difference ΔE * ab is less than 5.0 as having a discoloration suppressing effect. The color difference ΔE * ab was determined from the calculation formula (the following formula (2)) by measuring the L * a * b * color specification using a commercially available color difference meter. ΔL * is the difference between L * before and after the test, Δa * is the difference between a * before and after the test, and Δb * is the difference between b * before and after the test.
ΔE * ab = ((ΔL * ) 2 + (Δa * ) 2 + (Δb * ) 2 ) 1/2 (2)
試験例１は、スギ材からなる素材に、植物解繊繊維を含有しない塗料１を塗装した試験例である。塗料１が植物解繊繊維を含有しない木部用塗料であるため、変色抑制効果は確認できなかった。塗料１から形成された塗膜は、伸長性能が補強されず、塗膜物性としての伸び率が満たされず、微細なひび割れが生じたものと推測される。そして、木部塗装体に微細なひび割れから水が浸入して、表面状態の変化に伴う変色が発生したと考えられる。 Test Example 1 is a test example in which a material made of cedar is coated with a paint 1 that does not contain plant defibrating fibers. Since paint 1 is a xylem paint that does not contain plant defibrating fibers, no discoloration inhibiting effect could be confirmed. It is presumed that the coating film formed from the paint 1 does not reinforce the elongation performance, does not satisfy the elongation rate as physical properties of the coating film, and causes fine cracks. And it is thought that the color change accompanying the change of a surface state generate | occur | produced when the water permeated into the wood part coating body from the fine crack.
試験例２〜１３は、スギ材からなる素材に、異なる解繊条件を施した植物解繊繊維を含有する塗料２〜１３を塗装した試験例である。これらは変色抑制効果を有していた。塗料２〜１３が植物解繊繊維を含有する木部用塗料であるため、これらから形成された塗膜は、伸長性能が補強され、塗膜物性としての伸び率が満たされ、木部塗装体への水の浸入が防がれ、耐候性の評価において、変色が抑制されたものと考えられる。 Test Examples 2 to 13 are test examples in which paints 2 to 13 containing plant defibrated fibers subjected to different defibrating conditions were applied to a material made of cedar. These had a discoloration suppressing effect. Since the paints 2 to 13 are xylem paints containing plant defibrated fibers, the coating film formed from these is reinforced with elongation performance and satisfies the elongation rate as the coating film properties, and the xylem paint body It is considered that the intrusion of water into the water was prevented, and the discoloration was suppressed in the weather resistance evaluation.
試験例１４は、ツガ材からなる素材に、植物解繊繊維を含有しない塗料１を塗装した試験例である。塗料１が植物解繊繊維を含有しない木部用塗料であるため、試験例１同様に、変色抑制効果を有していなかった。塗料１から形成された塗膜は、伸長性能が補強されず、塗膜物性としての伸び率が満たされず、微細なひび割れが生じたものと推測される。そして、木部塗装体に微細なひび割れから水が浸入して、表面状態の変化に伴う変色が発生したと考えられる。 Test Example 14 is a test example in which a paint 1 that does not contain plant defibrating fibers is applied to a raw material made of a timber material. Since paint 1 is a xylem paint that does not contain plant defibrated fibers, it did not have a discoloration suppressing effect as in Test Example 1. It is presumed that the coating film formed from the paint 1 does not reinforce the elongation performance, does not satisfy the elongation rate as physical properties of the coating film, and causes fine cracks. And it is thought that the color change accompanying the change of a surface state generate | occur | produced when the water permeated into the wood part coating body from the fine crack.
試験例１５，１６は、ツガ材からなる素材に、植物解繊繊維を含有する塗料４，５を塗装した試験例である。これらは変色抑制効果を有していた。塗料４，５が植物解繊繊維を含有する木部用塗料であるため、これから形成された塗膜は、伸長性能が補強され、塗膜物性としての伸び率が満たされ、木部塗装体への水の浸入が防がれ、耐候性の評価において、変色が抑制されたものと考えられる。
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、前処理工程として木部へ表４に記載の植物解繊繊維分散液（前処理剤）を塗布し、植物解繊繊維を含有しない塗料１（表２に記載の塗料１）を塗装して、試験体としたものである。なお、表４に記載の植物解繊繊維ＣＮＦ２〜４，ＣＮＦ６〜８は、表１に記載されたものと同じであり、前処理剤は、これらの植物解繊繊維の含有量（ｗｔ％）が同じとなるように、水希釈をすることによって調整したものである。
Test examples 15 and 16 are test examples in which paints 4 and 5 containing plant defibrated fibers are applied to a material made of a tsubo material. These had a discoloration suppressing effect. Since the paints 4 and 5 are xylem paints containing plant defibrated fibers, the coating film formed from this is reinforced in elongation performance, and the elongation rate as the coating film properties is satisfied. It is considered that the invasion of water was prevented and discoloration was suppressed in the weather resistance evaluation.
Second Embodiment
In the second embodiment, as a pretreatment step, the plant defibrated fiber dispersion liquid (pretreatment agent) described in Table 4 is applied to the xylem, and the paint 1 does not contain plant defibrated fibers (the paint 1 described in Table 2). ) Is used as a test specimen. In addition, the plant fibrillation fibers CNF2-4 and CNF6-8 described in Table 4 are the same as those described in Table 1, and the pretreatment agent contains the content (wt%) of these plant fibrillation fibers. Are adjusted by diluting with water so that they are the same.
試験例は、スギ材又はツガ材からなる素材に、表４に記載の前処理剤２〜４，６〜８を塗布し、表２に記載の塗料１を表５に記載の条件で塗装して試験体とした。なお、表５には記載しなかったが、共通して、前処理剤の塗布量は、１回目と２回目が共に１５０ｇ／ｍ2であり、木部用塗料の塗布量は、１回目が８０ｇ／ｍ2であり２回目が６０ｇ／ｍ2である。 In the test example, the pretreatment agents 2 to 4 and 6 to 8 shown in Table 4 were applied to a material made of cedar or tsuba, and the paint 1 shown in Table 2 was applied under the conditions shown in Table 5. A test specimen was obtained. Although not described in Table 5, in common, the pretreatment agent application amount is 150 g / m 2 for both the first and second treatments, and the application amount of the wood coating is the first. 80 g / m 2 and the second time is 60 g / m 2 .
これら塗装した試験体について、第１実施形態と同様に、促進耐候性試験を行い、耐候性の評価を行った。 About these coated test bodies, the accelerated weather resistance test was performed similarly to 1st Embodiment, and the weather resistance was evaluated.
試験例２１は、前述した試験例１と同じであり、スギ材からなる素材に、前処理剤を塗布せず、植物解繊繊維を含有しない塗料１を塗装した試験例である。塗料１が植物解繊繊維を含有しない木部用塗料であり、前処理剤が塗布されていないため、変色抑制効果は確認できなかった。塗料１から形成された塗膜は、伸長性能が補強されず、塗膜物性としての伸び率が満たされず、微細なひび割れが生じたものと推測される。そして、木部塗装体に微細なひび割れから水が浸入して、表面状態の変化に伴う変色が発生したものと考えられる。 Test Example 21 is the same as Test Example 1 described above, and is a test example in which a pretreatment agent is not applied to a material made of cedar and a paint 1 that does not contain plant defibrating fibers is applied. Since paint 1 is a xylem paint that does not contain plant defibrating fibers and no pretreatment agent is applied, the effect of inhibiting discoloration could not be confirmed. It is presumed that the coating film formed from the paint 1 does not reinforce the elongation performance, does not satisfy the elongation rate as physical properties of the coating film, and causes fine cracks. And it is thought that water infiltrated into the timber coating body from the fine crack, and the discoloration accompanying the change of the surface state occurred.
試験例２２〜３３は、スギ材からなる素材に、前処理剤を種類と塗布回数を変えて塗布し、植物解繊繊維を含有しない塗料１を塗装した試験例であり、変色抑制効果が確認できた。塗料１が植物解繊繊維を含有しない木部用塗料であるものの、植物解繊繊維を含有する前処理剤が前処理として塗布されている。このため、前処理剤の植物解繊繊維が塗料の溶媒に溶解し、植物解繊繊維が塗料と混合・一体化して、形成された塗膜は、伸長性能が補強され、塗膜物性としての伸び率が満たされ、木部塗装体への水の浸入が防がれ、耐候性の評価において、変色が抑制されたものと考えられる。 Test Examples 22 to 33 are test examples in which a pretreatment agent is applied to a material made of cedar with different types and the number of times of application, and paint 1 that does not contain plant defibrated fibers is applied. did it. Although the paint 1 is a xylem paint that does not contain plant defibrated fibers, a pretreatment agent that contains plant defibrated fibers is applied as a pretreatment. For this reason, the plant fibrillation fibers of the pretreatment agent are dissolved in the solvent of the paint, and the plant fibrillation fibers are mixed and integrated with the paint. Elongation rate is satisfied, water intrusion to the wood coating body is prevented, and discoloration is considered to be suppressed in the weather resistance evaluation.
試験例３４は、前述した試験例１４と同じであり、ツガ材からなる素材に、前処理剤を塗布せず、植物解繊繊維を含有しない塗料１を塗装した試験例であり、変色抑制効果が確認できなかった。塗料１が植物解繊繊維を含有しない木部用塗料であり、前処理剤が塗布されていないため、これから形成された塗膜は、伸長性能が補強されず、塗膜物性としての伸び率が満たされず、微細なひび割れが生じたものと推測される。そして、木部塗装体に微細なひび割れから水が浸入して、表面状態の変化に伴う変色が発生したものと考えられる。 Test Example 34 is the same as Test Example 14 described above, and is a test example in which a pretreatment agent is not applied to a material made of a timber material and paint 1 that does not contain plant defibrating fibers is applied, and is capable of suppressing discoloration. Could not be confirmed. Since the paint 1 is a xylem paint that does not contain plant fibrillation fibers and no pretreatment agent is applied, the coating film formed from this is not reinforced in elongation performance, and the elongation rate as a coating film physical property is It is presumed that fine cracks have occurred due to not being satisfied. And it is thought that water infiltrated into the timber coating body from the fine crack, and the discoloration accompanying the change of the surface state occurred.
試験例３５，３６は、ツガ材からなる素材に、前処理剤の塗布回数を変更して塗布し、植物解繊繊維を含有しない塗料１を塗装した試験例であり、変色抑制効果が確認できた。塗料１が植物解繊繊維を含有しない木部用塗料であるものの、植物解繊繊維を含有する前処理剤が前処理として塗布されているため、これらから形成された塗膜は、試験例２２〜３３と同様に、伸長性能が補強され、塗膜物性としての伸び率が満たされ、木部塗装体への水の浸入が防がれ、耐候性の評価において、変色が抑制されたものと考えられる。 Test examples 35 and 36 are test examples in which a coating material 1 that does not contain plant defibrating fibers is applied to a material made of a timber material by changing the number of times of application of the pretreatment agent, and the effect of suppressing discoloration can be confirmed. It was. Although the paint 1 is a xylem paint that does not contain plant defibrated fibers, a pretreatment agent that contains plant defibrated fibers is applied as a pretreatment. Similarly to ~ 33, the elongation performance is reinforced, the elongation rate as the physical properties of the coating film is satisfied, the intrusion of water into the wood coating body is prevented, and the discoloration is suppressed in the weather resistance evaluation. Conceivable.
Claims (8)
植物解繊繊維分散液を含有する前処理剤を塗布する前処理工程と、合成樹脂エマルションを含有する塗料を塗布する塗装工程と、
を含むことを特徴とする塗装方法。 A method of painting on xylem,
A pretreatment step of applying a pretreatment agent containing a plant defibrated fiber dispersion, a coating step of applying a paint containing a synthetic resin emulsion,
The coating method characterized by including.
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