JP4570717B2

JP4570717B2 - 水性ステイン組成物およびその組成物を用いた基材の着色方法

Info

Publication number: JP4570717B2
Application number: JP36487699A
Authority: JP
Inventors: 藤功大
Original assignee: Chugoku Marine Paints Ltd
Current assignee: Chugoku Marine Paints Ltd
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: JP2001181552A

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、水性ステイン組成物およびその組成物を用いた基材の着色方法に関し、さらに詳しくは、基材、特に木質素材等の多孔質部材に塗装した場合に、目ブクレが生じにくい水性ステイン組成物、およびその組成物を用いた基材の着色方法に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
従来、多孔質部材たとえば木材の木目模様、質感等を活かすために着色剤を充填塗装した後、その塗装部を含む木材表面全面に透明塗料を塗装することが広く行なわれている。
上記着色剤として、従来は、有機溶剤を溶媒あるいは分散媒とする有機溶剤系着色剤が多用されている。
【０００３】
しかしながら、近年、このような有機溶剤系着色剤は、公害防止、危険防止および省資源等の観点から好ましくない。しかも、導管部分に充填された着色剤の乾燥硬化に長時間を要し、また、この硬化した着色剤が透明塗膜に移行して「にじみ」が発生し易いなどの欠点がある。
特開平６−２０７１３３号公報には、上記のような欠点を解消した多孔質素材の着色方法として、「表面に多孔部を有する素材の主として孔部分を着色するにあたり、着色剤として、着色顔料または染料を分散させた水性着色ステインを使用する、多孔質素材の着色方法」が開示されている。
【０００４】
しかしながら、この公報に開示されている着色方法により、木材等の多孔質部材表面に塗装をすると、目ブクレが生じ易いという問題がある。多孔質部材たとえば木質フロアー（フローリングボード）は、その表面に薄い化粧単板を貼り付けており、その化粧単板の厚さにより、通称厚単板（１．０〜３．０ｍｍ程度の厚さ）と薄単板（０．２ｍｍ程度の厚さ）に分類されている。中でも、厚単板は、素材に水性ステインを塗布すると目ブクレ（化粧単板表面の導管部分に水が浸入したときに起こる木質繊維の膨潤）を起こし易い性質があり、仕上がり状態に問題がある。このような目ブクレの原因は、木質繊維すなわちセルロース繊維間への水分子の浸入による膨潤である。特にアルカリ性側ではアルカリセルロースの生成のより木質繊維が膨潤し易い傾向にある。従来市販されている水性樹脂、たとえば水溶性アクリル樹脂や、ディスパージョン型アクリル樹脂は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等を含む共重合体のカルボキシル基をアンモニア、アミン等でアルカリ性、通常ｐＨ８〜９に調製して水溶性化あるいはディスパージョン化されている。従来の水性ステイン組成物は、このようなアルカリ性の水溶性あるいはディスパージョン型アクリル樹脂を含有しているため、木質素材表面に、この水性ステイン組成物を塗布すると、アルカリセルロースが生成し、その結果、目ブクレが起きるという問題があった。
【０００５】
したがって、目ブクレが生じにくい水性ステイン組成物およびその組成物を用いた基材の着色方法の出現が望まれている。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであって、目ブクレが生じにくい水性ステイン組成物およびその組成物を用いた基材の着色方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【発明の概要】
本発明に係る水性ステイン組成物は、
ｐＨ７以下のアクリル樹脂からなる水性樹脂（Ａ）および水分散着色剤（Ｂ）を含有してなり、かつ、ｐＨが７以下であることを特徴としている。
また、本発明に係る基材の着色方法は、
基材の表面に、ｐＨ７以下のアクリル樹脂からなる水性樹脂（Ａ）および水分散着色剤（Ｂ）を含有してなり、かつ、ｐＨが７以下である水性ステイン組成物を、塗布し、その後硬化させることを特徴としている。
【０００８】
【発明の具体的説明】
以下に、本発明に係る水性ステイン組成物およびその組成物を用いた基材の着色方法について具体的に説明する。
まず、本発明に係る水性ステイン組成物について説明する。
本発明に係る水性ステイン組成物は、具体的には、水性樹脂（Ａ）および水分散着色剤（Ｂ）を水に混合分散してなり、紫外線硬化型の水性樹脂（Ａ）を使用する場合には、必要に応じてさらに光重合性モノマー、光増感剤等も含有していてもよい。
【０００９】
水性樹脂（Ａ）
本発明で用いられる水性樹脂（Ａ）は、ｐＨが７以下、好ましくは２〜６、特に好ましくは３〜５のアクリル樹脂である。本発明で用いられるアクリル樹脂は、水溶性樹脂あるいは水分散性樹脂（エマルジョン型およびコロイダルディスパージョン型樹脂を含む）であり、親水基の有無を問わず、また硬化方式も特に限定されず、常温硬化型、加熱硬化型あるいは光硬化型などのいずれでもよく、また１液型、２液硬化型のいずれであってもよい。このようなアクリル樹脂は、紫外線照射により硬化する、重合性不飽和基を有する不飽和樹脂であってもよい。
【００１０】
本発明で用いられるアクリル樹脂は、たとえばスチレン、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル等の硬質の非官能性単量体、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ラウリル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル等の軟質の非官能性単量体、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等のカルボキシル基含有官能性単量体、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピル等のヒドロキシ基含有官能性単量体、（メタ）アクリル酸アミド等のアミド基含有官能性単量体、（メタ）アクリル酸グリシジル等のグリシジル基含有官能性単量体などを適宜組み合わせて、ラジカル重合反応を行ない、得られた（メタ）アクリル酸エステル共重合体を部分的に酸で加水分解したり、あるいは上記ラジカル重合反応により得られた（メタ）アクリル酸共重合体の過剰のカルボキシル基を一部エステル化するなどしてｐＨを７以下に調整することにより得ることができる。
【００１１】
また、上記のような不飽和樹脂としては、たとえば、
アクリル樹脂に、（メタ）アクリル酸を直接またはポリイソシアネート化合物等を介して付加させて側鎖および／または末端に重合性不飽和二重結合を導入した不飽和アクリル樹脂；
ウレタン変性アクリル樹脂に、（メタ）アクリル酸を付加させて側鎖および／または末端に重合性不飽和二重結合を導入した不飽和アクリル樹脂などが挙げられる。
【００１２】
上記のようなアクリル樹脂のうち、カルボキシル基、アミノ基等の親水基を有する樹脂は、そのまま水に溶解あるいは分散させることができる。また、親水基を有しない樹脂は、乳化剤などを用いて水中に分散させることができる。
本発明で用いられるアクリル樹脂は、アニオン系、ノニオン系およびカチオン系のいずれでもよい。
【００１３】
アクリル樹脂が常温硬化型あるいは加熱硬化型の樹脂である場合、従来公知の架橋剤（硬化剤）、たとえばメラミン樹脂、ポリアミン、アミンアダクト、ポリアミド、ブロックポリイソシアネート化合物などを、本発明の目的を損なわない範囲で適宜選択して併用することができる。
また、アクリル樹脂が上記不飽和樹脂の紫外線硬化型樹脂である場合、この不飽和樹脂の他に、重合性不飽和二重結合を有する光重合性モノマーおよび／または光増感剤を、本発明の目的を損なわない範囲で併用することができる。
【００１４】
このような光重合性モノマーとしては、具体的には、スチレン、酢酸ビニル、（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリロニトリル、グリシジル（メタ）アクリレート、さらには、トリプロピレングリコールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレートなどを挙げることができる。
上記光増感剤としては、具体的には、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、2-メチルベンゾイン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、アントラキノン、メチルアントラキノン、ジアセチルアセトフェノン、ジフェニルスルフィド、アントラセンなどが挙げられる。
【００１５】
本発明に係る水性ステイン組成物は、ｐＨ７以下の水溶性あるいは水分散性のアクリル樹脂を水性樹脂（Ａ）として用い、その組成物全体のｐＨも７以下であるため、アルカリセルロースに起因する木質繊維の膨潤はなく、目ブクレの発生を抑制することができる。また、本発明で用いられるｐＨ７以下のアクリル樹脂は、分散安定性が良好で、少なくとも１カ月間は貯蔵可能であるので、実用上問題は生じない。
【００１６】
水分散着色剤（Ｂ）
本発明で用いられる水分散着色剤（Ｂ）としては、従来公知の水分散性の着色顔料や、水可溶性の染料を使用することができる。水分散着色剤（Ｂ）は、有機系、無機系、天然物、合成物のいずれでもよい。これらの水分散着色剤（Ｂ）は、単独で、あるいは２種以上組み合わせて使用することができる。
【００１７】
水分散性の着色顔料としては、具体的には、酸化チタン、カーボンブラック、ナフトールレッド、ジスアゾイエロー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、弁柄等を挙げることができる。
また、水可溶性の染料としては、具体的には、ダイレクトスカーレット、ダイレクトオレンジＲ、ダイレクトファストオレンジＷＳ、クリンフェニンＧ、ダイレクトダークグリーンＢ、ダイレクトブラウンＫＧＧ、ダイレクトブルーＢＢ、ダイレクトブラックＥＸ、ローゼリン、アシッドアゾルビン、アシッドオレンジＢ、メタニルエロー、ブリリアントミリンググリーンＢ、アシッドブラウンＲ、アシッドブルーブラック１０Ｂ等を挙げることができる。
【００１８】
上記のような水分散着色剤（Ｂ）は、水性ステイン組成物中に、通常０．１〜５０重量％、好ましくは０．１〜３０重量％、特に好ましくは０．５〜２０重量％の割合で存在している。
水性ステイン組成物
本発明に係る水性ステイン組成物は、上記のような水性樹脂（Ａ）および水分散性着色剤（Ｂ）を含有している。この組成物のｐＨは７以下、好ましくは２〜６、特に好ましくは３〜５である。
【００１９】
本発明に係る水性ステイン組成物は、上記のような水性樹脂（Ａ）および水分散着色剤（Ｂ）、さらには必要に応じて光重合性モノマー、光増感剤を、従来公知の方法で混合攪拌して得ることができる。
本発明に係る水性ステイン組成物中に、上記各成分の他に、必要に応じて、分散剤、沈降防止剤、消泡剤、ぬれ剤、増粘剤等の水性塗料に添加される従来公知の添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で配合することができる。
【００２０】
次に、本発明に係る基材の着色方法について説明する。
本発明に係る基材の着色方法では、基材の表面に、上述した本発明に係る水性ステイン組成物を塗布し、その後硬化させる。
本発明で用いられる基材は、多孔質部材あってもよいし、多孔質部材でなくてもよい。多孔質部材は、少なくともその表面が多孔質であればよく、その内部が多孔質でなくてもよいし、また多孔質であってもよい。本発明においては、多孔質部材表面の孔の大きさは、特に制限されない。このような多孔質部材としては、具体的には、木質素材；発泡プラスチック素材；スレート、コンクリート、セメント製品等の無機質素材などが挙げられる。これらの多孔質部材の形状は、特に制限はなく、たとえば板状、シート状、棒状、曲板状であってもよく、また、これらの形状の組み合わせた形状であってもよい。また、これらの多孔質部材は、その表面にＶ字またＵ字等の溝が１本または複数本形成されていてもよい。
【００２１】
本発明に係る基材の着色方法では、本発明に係る水性ステイン組成物の塗装時における粘度は、被塗装物たとえば多孔質部材の種類、使用する塗装機、塗装場における雰囲気温度等によっても異なるが、太佑機材（株）製ザンカップＺｃ＃２で、通常６〜３０秒であり、固形分は、通常１〜５０重量％、好ましくは５〜２０重量％である。
【００２２】
本発明においては、ロールコーター、フローコーター、エアースプレーガン、エアレススプレーガン等の塗装機で、多孔質部材等の基材表面に、水性ステイン組成物を塗布する。水性ステイン組成物の塗布量は、その組成物の種類および基材たとえば多孔質部材の種類等により異なるが、多孔質部材がたとえば突き板合板である場合、ウェット状態での塗布量は通常１〜４７ｇ／ｍ²、好ましくは５．５〜２７．５ｇ／ｍ²である。
【００２３】
上記のようにして多孔質部材表面に水性ステイン組成物を塗布した後、必要に応じて、多孔質部材表面に塗布された余分な水性ステイン組成物をワイピングして、多孔質部材表面の孔部以外に塗着した水性ステイン組成物を除去するとともに、その余分な水性ステイン組成物を多孔質部材の孔内部に充填する。
このワイピングは、たとえばリバースロールコーター、ブラシワイピング、布製ベルトワイピングなどの装置を用いて行なわれる。
【００２４】
水性ステイン組成物を上記のようにして塗布した後、または上記ワイピングを行なった後、多孔質部材の表面に形成された塗布膜、さらには孔内部に充填された水性ステイン組成物を硬化させる。
本発明では、使用する水性ステイン組成物の種類によって、その硬化方法を適宜選択し、上記の塗布膜等を室温で放置して硬化させるか、あるいは加熱して硬化させるか、または紫外線を照射して硬化させる。
【００２５】
本発明では、上記のようにして得られた水性ステイン組成物の硬化塗膜の上に、さらにクリヤー塗膜を形成することが好ましい。
上記クリヤー塗膜形成に使用されるクリヤー塗料としては、従来公知のクリヤー塗料、たとえばアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂を主成分とする、常温硬化型、加熱硬化型もしくは紫外線硬化型の水性塗料または有機溶剤型塗料が挙げられる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明に係る水性ステイン組成物は、ｐＨ７以下のアクリル樹脂からなる水性樹脂（Ａ）および水分散着色剤（Ｂ）を含有し、かつ、この組成物のｐＨが７以下であるので、基材特に木質素材等の多孔質部材に塗装した場合、目ブクレが生じにくいという効果がある。
【００２７】
本発明に係る基材の着色方法によれば、上記水性ステイン組成物を用いるので、目ブクレが殆ど認められない木質素材等の多孔質部材の塗装品が得られる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、これらの実施例により何ら限定されるものではない。
【００２９】
【実施例１】
水性樹脂（水溶性スチレンアクリル樹脂、固形分５０．５％、ｐＨ＝４、粘度１５００ｃＰｓ）３０重量部と水５０重量部をディスパーサーで攪拌しながら、水分散着色剤（オリエント化学社製着色加工顔料、商品名マイクロピグモエロー３重量部と、商品名マイクロピグモレッド２重量部と、商品名マイクロピグモブラック１重量部と、商品名マイクロピグモホワイト４重量部との混合物）１０重量部を添加し、ｐＨ５の水性ステイン組成物を得た。
【００３０】
次いで、この水性ステイン組成物を、木質床材（フローリングボード）の表面にスポンジロールコーターを用い、２７．５ｇ／ｍ²の塗布量で塗布した後、８０℃で１分間、熱風乾燥した。
次いで、その水性ステイン組成物の塗膜上に、ＵＶ下塗り塗料（商品名オーレックスＮｏ．８３７Ｆ−４ＱＤ、中国塗料（株）製）をロールコーターを用い、２２ｇ／ｍ²の塗布量で塗布してＵＶ硬化させた後、さらにＵＶ中塗り塗料（商品名オーレックスＮｏ．６７７Ｂ、中国塗料（株）製）、ＵＶ上塗り塗料（商品名オーレックスＮｏ．８５８Ｇ−３０、中国塗料（株）製）を順次、ＵＶ下塗り塗料の場合と同様に塗布、ＵＶ硬化させ、木質床材塗装品を得た。
【００３１】
得られた木質床材塗装品について、目ブクレの発生状態を観察した。
目ブクレの抑制効果は、木材の導管部分への水の浸入による膨潤具合（フクレ）で評価した。
【００３２】
＜目ブクレの評価基準＞
Ａ：導管部凹凸無し。
Ｂ：導管部凹凸若干有り。
Ｃ：導管部凹凸有り。
【００３３】
【実施例２】
実施例１において、実施例１の水性樹脂の代わりに、水性樹脂（水溶性スチレンアクリル樹脂、固形分３５％、ｐＨ＝７、粘度２６００ｃＰｓ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、水性ステイン組成物を得た。以下、実施例１と同様にして、目ブクレの抑制効果を評価した。
【００３４】
その結果を第１表に示す。
【００３５】
【比較例１】
実施例１において、実施例１の水性樹脂の代わりに、水性樹脂（水溶性スチレンアクリル樹脂、固形分３５％、ｐＨ＝９、粘度２５００ｃＰｓ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、水性ステイン組成物を得た。以下、実施例１と同様にして、目ブクレの抑制効果を評価した。
【００３６】
その結果を第１表に示す。
【００３７】
【表１】

Claims

ｐＨ２〜６の水溶性スチレンアクリル樹脂からなる水性樹脂（Ａ）、および水分散性着色剤である水分散着色剤（Ｂ）を含有してなり、かつ、ｐＨが２〜６である水性ステイン組成物を、ウェット状態で５.５〜２７.５ｇ/ｍ²の塗布量で、常圧下で木質素材に直接塗布し、その後該組成物を硬化させて得られる木質素材の塗装品。
前記水分散性着色剤が、水性ステイン組成物中に０.１〜５０重量％の割合で存在する
請求項１に記載の木質素材の塗装品。
前記水性ステイン組成物の太佑機材（株）製ザンカップＺｃ＃２を用いて測定した粘度が、６〜３０秒であることを特徴とする請求項１または２に記載の木質素材の塗装品。
前記水性ステイン組成物の固形分が、５〜２０重量％である請求項１〜３のいずれかに記載の木質素材の塗装品。
前記水性ステイン組成物の硬化塗膜の上に、さらにクリヤー塗膜が形成された請求項１〜４のいずれかに記載の木質素材の塗装品。
基材の表面に、ｐＨ２〜６の水溶性スチレンアクリル樹脂からなる水性樹脂（Ａ）、および水分散性着色剤である水分散着色剤（Ｂ）を含有してなり、かつ、ｐＨが２〜６である水性ステイン組成物を、ウェット状態で５.５〜２７.５ｇ/ｍ²の塗布量で、常圧下で木質素材に直接塗布し、その後該組成物を硬化させることを特徴とする木質基材の着色方法。
前記水分散性着色剤が、水性ステイン組成物中に０.１〜５０重量％の割合で存在する
請求項６に記載の木質基材の着色方法。
前記水性ステイン組成物の太佑機材（株）製ザンカップＺｃ＃２を用いて測定した粘度が、６〜３０秒であることを特徴とする請求項６または７に記載の木質基材の着色方法。
前記水性ステイン組成物の固形分が、５〜２０重量％である請求項６〜８のいずれかに記載の木質基材の着色方法。
上記水性ステイン組成物の硬化塗膜の上に、さらにクリヤー塗膜が形成された請求項６〜９のいずれかに記載の木質基材の着色方法。