JP6857908B2

JP6857908B2 - 木材用塗料及び木材の塗装方法

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Publication number: JP6857908B2
Application number: JP2017241952A
Authority: JP
Inventors: 博成大木; 拓美伊藤
Original assignee: 玄々化学工業株式会社
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2021-04-14
Anticipated expiration: 2037-12-18
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Description

本発明は、耐候性に優れる木材用塗料に関する。

従来から、木材は、しなやかさを有し軽量であり見栄えも良いため、建築用材料や家具等工業用材料として使用されている。木材には、変色防止、腐朽防止又は害虫予防の観点から木材用塗料が塗装され、木材の耐久性の向上が図られている。

木材に塗装される木材用塗料として、特許文献１には、木材防腐防カビ剤と、木材防虫剤と、塗膜形成成分と、顔料と、溶剤と、を含有する木材保護塗料が記載されている。この木材保護塗料によって、木材の腐朽防止と害虫予防を図ることができる。特許文献２には、木材の腐朽防止と害虫予防を図ることができる木材用塗料として、有効成分が木材の表面に残存する第１の製剤と、有効成分が木材の内部に浸透する第２の製剤と、塗膜形成成分と、を含有する木材保護塗料が記載されている。特許文献３には、３年以上の耐候性を保持することができる木材用塗料として、脂肪酸金属塩を含有する組成物が記載されている。

特開２００５−１４５９０９号公報特開２００９−２５６６４８号公報特開２０１４−３４９６７号公報

木材は、吸放湿性を有し、木材自体が膨張と収縮とを繰り返す伸縮性を有している。木材の伸縮性は、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、塗膜の剥がれや欠損が生じるという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、木材用塗料から形成された塗膜が、木材の伸縮に対して追従することができる伸び率を有していることにより、経時的な塗膜の剥がれや欠損を抑制し、耐候性の向上を図ることができる木材用塗料を提供することを目的とする。

本発明の木材用塗料は、木材用塗料から形成される塗膜の伸び率が２５〜１００％であることを特徴とする。

本発明の木材用塗料によれば、木材用塗料から形成される塗膜は、その伸び率が２５〜１００％であるため、木材の伸縮に対して追従することができる。このため、経時的な塗膜の剥がれや欠損を抑制し、耐候性の向上を図ることができる。

ここで、上記木材用塗料において、前記木材用塗料から形成される塗膜の強度が５〜２０Ｎ／ｍｍ²であるものとすることができる。これによれば、木材用塗料から形成される塗膜は、その強度が５〜２０Ｎ／ｍｍ²であるため、木材の伸縮に対して塗膜が破断し難く、木材の伸縮に対して追従することができる。このため、経時的な塗膜の剥がれや欠損を抑制することができ、耐候性の向上を図ることができる。

また、上記木材用塗料において、前記木材用塗料のバインダー樹脂がアクリル樹脂を含有するものであるとすることができる。これによれば、アクリル樹脂が耐光性に優れるため、木材用塗料から形成される塗膜は、耐候性に優れるものとすることができる。

また、上記木材用塗料において、前記アクリル樹脂がウレタン変性アクリル樹脂であるものとすることができる。これによれば、ウレタン変性アクリル樹脂がウレタンの特性により木材への密着性に優れるため、木材用塗料から形成される塗膜は、木材から剥がれ難く、木材の伸縮に対して追従することができる。このため、経時的な塗膜の剥がれや欠損を抑制し、耐候性に優れるものとすることができる。

本発明の木材用塗料によれば、木材用塗料から形成される塗膜は、その伸び率が優れているため、木材の伸縮に対して追従することができる。このため、経時的な塗膜の剥がれや欠損を抑制し、耐候性の向上を図ることができる。

試験例１と試験例２の木材用塗料から形成された塗膜の分光透過率曲線を示す図である。試験例８の木材用塗料から形成された塗膜の分光透過率曲線を示す図である。試験例９の木材用塗料から形成された塗膜の分光透過率曲線を示す図である。

以下、本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態の木材用塗料は、バインダー樹脂、紫外線吸収剤、艶消し剤、その他添加剤及び希釈溶剤などから構成され、木材用塗料から形成される塗膜の伸び率が、２５〜１００％であるものである。木材用塗料から形成される塗膜は、その伸び率が２５〜１００％であることによって、木材の伸縮に対して追従することができ、経時的な塗膜の剥がれや欠損を抑制し、耐候性の向上を図ることができるものとなる。伸び率が２５％未満である場合には、木材の伸縮に対して追従できなく、経時的な塗膜の剥がれや欠損により耐候性が満たされないおそれがある。一方、伸び率が１００％を超えると、相対的に木材用塗料から形成される塗膜の強度が劣り、経時的な塗膜の剥がれや欠損により耐候性が満たされないおそれがある。より好ましくは、伸び率は３０〜７０％である。

木材用塗料から形成される塗膜の強度とは、木材用塗料から形成される塗膜が伸びた際の塗膜の伸び応力であり、塗膜の最大伸び応力を塗膜の断面積で割った値である。そして、木材用塗料から形成される塗膜の強度は、５〜２０Ｎ／ｍｍ²であることが好ましい。木材の伸縮に対して塗膜が破断し難く、木材の伸縮に対して追従することができ、経時的な塗膜の剥がれや欠損を抑制することができ、耐候性の向上を図ることができるためである。塗膜の強度が５Ｎ／ｍｍ²未満である場合には、塗膜に継時的に剥がれや欠損が発生し、耐候性が満たされないおそれがある。一方、塗膜の強度が２０Ｎ／ｍｍ²を超えると、上述した塗膜の伸び率が満たされないもの（２５％未満）となり、上述したように、耐候性が満たされないおそれがある。より好ましくは、塗膜の強度は、１０〜２０Ｎ／ｍｍ²である。

バインダー樹脂とは、木材用塗料の結合材（バインダー）となる樹脂であり、モノマー（単量体）を後述する重合方法で重合させたポリマー（高分子）からなる。バインダー樹脂は、塗料として必要な流動性を持たせるために溶媒中に分散されている。

バインダー樹脂は、その組成（使用するモノマーの種類）によって、バインダー樹脂を結合材とする木材用塗料の性能が大きく異なるものとなる。バインダー樹脂の組成として、例えば、酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂、スチレン樹脂などを使用することができる。これら樹脂は、ウレタン変性樹脂、シリコーン変性樹脂、フッ素変性樹脂又はエポキシ変性樹脂等の変性樹脂を含むものである。これらの中でも、木材への密着性に優れるアルキド樹脂、アクリル樹脂を好んで使用することができ、木材への密着性に加え耐光性にも優れる、アクリル樹脂をより好んで使用することができる。なお、アルキド樹脂とアクリル樹脂は、ウレタン変性樹脂とすることによって、さらに、木材への密着性に優れるものとすることができる。また、バインダー樹脂は、天然樹脂由来のものとして、例えば、アマニ油、カシュー油、ロジン油、柿渋、天然ゴムなどの樹脂を含有させることもできる。

バインダー樹脂は、塗料として必要な流動性を持たせるために溶媒中に分散されているものである。バインダー樹脂には、溶媒が水を主体とする樹脂エマルションと、溶媒が有機溶媒を主体とする有機溶媒溶解樹脂とがある。樹脂エマルションをバインダーとする木材用塗料は、水系の木材用塗料となる。水系の木材用塗料は、溶媒である水などが揮発することによって、樹脂の微粒子同士が融着して樹脂膜となり、塗膜が形成される。有機溶媒溶解樹脂をバインダーとする木材用塗料は、有機溶剤系の木材用塗料となる。有機溶剤系の木材用塗料は、媒体である有機溶剤が揮発することによって、鎖状の樹脂が木材に浸透しつつ、塗膜が形成される。バインダー樹脂は、樹脂エマルション、有機溶媒溶解樹脂のどちらであっても実施形態の木材用塗料の結合材（バインダー）として使用することができるが、有機溶媒溶解樹脂が、木材に浸透しやすく、密着性に優れるため、より好んで使用することができる。

バインダー樹脂の平均分子量は、２０，０００〜５０，０００であるものが好ましい。木材用塗料から形成される塗膜が２５〜１００％の伸び率を有し、塗装作業性にも優れるためである。樹脂の平均分子量が２０，０００未満である場合には、鎖状の樹脂が伸びやすい構造をとり難く、木材用塗料から形成される塗膜の伸び率が満たされないおそれがある。一方、樹脂の平均分子量が５０，０００を超える場合には、木材用塗料から形成される塗膜の伸び率は満たされるものの、鎖状の樹脂の長さが長いものとなり流動性に欠け、木材用塗料としての塗装作業性が劣るおそれがある。より好ましくは、樹脂の平均分子量は、３０，０００〜４０，０００である。

バインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、−３０〜１０℃であるものが好ましい。木材用塗料から形成される塗膜が、木材の伸縮に追従可能な可撓性を有し、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。バインダー樹脂のＴｇが−３０℃を下回る場合には、塗膜の伸び率が満たされる（２５％以上）ものの、木材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１０℃を上回る場合には、木材用塗料から形成される塗膜のバインダーが硬くなり、塗膜の伸び率が満たされない（２５％未満）おそれがある。より好ましくは、合成樹脂のＴｇは−２０〜５℃であり、さらに好ましくは、Ｔｇは−１５〜０℃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（ＪｏｈｎＷｉｌｅｙ＆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）

バインダー樹脂は、一般的な重合方法を用いることにより合成することができる。有機溶媒溶解樹脂の一例として滴下重合方法があり、樹脂エマルション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。滴下重合方法は、重合の場となる１００℃前後に調整された有機溶媒に、単量体混合物と重合開始剤とを、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。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、樹脂組成と設定するＴｇにより選択することができる。平均分子量は、重合の場の温度や滴下時間などを変更することによって調整することができる。なお、バインダー樹脂は、市販されているものを使用することもできる。市販されている有機溶媒溶解樹脂として、ハリフタールシリーズ（ハリマ化成グループ株式会社）、コ―ダブルシリーズ（日本触媒株式会社）、アルキディアシリーズ（ＤＩＣ株式会社）、アラキードシリーズ（荒川化学工業株式会社）などを使用することができる。市販されている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）、ポリトロンシリーズ（旭化成ケミカルズ株式会社）、ＡＥシリーズ（株式会社イーテック）などを使用することができる。

木材用塗料におけるバインダー樹脂の含有率（揮発分を除いた不揮発分換算、以下同じ。）は、６０質量％以上であることが好ましい。木材用塗料から形成される塗膜が伸びるものであり（伸び率として、２５〜１００％）、かつ、伸びた際の塗膜が高強度のもの（強度として、５〜２０Ｎ／ｍｍ²）とすることができるためである。木材用塗料におけるバインダー樹脂の含有率が６０質量％未満である場合には、木材用塗料から形成される塗膜の伸び率が満たされないおそれがある。より好ましくは、木材用塗料におけるバインダー樹脂の含有率は、８０質量％以上である。なお、木材用塗料におけるバインダー樹脂の含有率の上限は、木材用塗料に紫外線吸収剤などの添加剤が含有されるため、１００質量％からこれら添加剤の不揮発分を除いた値が上限となる。

紫外線吸収剤とは、紫外線を吸収する添加剤であり、木材用塗料に紫外線吸収剤添加されることによって、木材用塗料から形成される塗膜のバインダー樹脂の紫外線劣化を抑制することができ、木材用塗料から形成される塗膜は、耐候性に優れるものとすることができる。紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系、ジフェニルアクリレート系、立体障害アミン系、サリチル酸エステル系、ベンゾトリアゾール系、ヒドロキシベンゾエート系、シアノアクリレート系、ヒドロキシフェニルトリアジン系、ヒンダードアミン系等を使用することができる。紫外線吸収剤は、市販されているものを使用することができる。市販されている紫外線吸収剤として、チヌビンシリーズ（ＢＡＳＦジャパン株式会社）、ＦＵＶシリーズ（富士フィルム株式会社）、Ｓｕｍｉｓｏｒｂシリーズ（住化ケムテックス株式会社）などを使用することができる。なお、紫外線吸収剤は、その組成の系統により、およそ吸収する紫外線の波長域が異なる。このため、紫外線域の全域に亘って吸収することができるように、複数種の紫外線吸収剤を選択して、木材用塗料に添加するのが好ましい。紫外線域の全域に亘って吸収することができる紫外線吸収剤の組み合わせの例として、ベンゾトリアゾール系とヒンダードアミン系の組み合わせがある。この紫外線吸収剤の組み合わせにより、紫外線領域のほぼ全域に亘る１９０〜４００ｎｍの波長の光を好適に吸収させることができる。なお、実施形態において、紫外線吸収剤は、以下に述べる光安定剤を含ませることができるものである。

木材用塗料は、光安定剤を含有させることによって、バインダー樹脂の紫外線劣化をより効果的に防ぐことができ、光安定剤として、ＨＡＬＳを好適に使用することができる。ＨＡＬＳとは、ヒンダードアミン系光安定剤（Ｈｉｄｅｒｅｄａｍｉｎｅｌｉｇｈｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｒｓ）の総称であり、ピペリジンの２位及び６位の炭素上の全ての水素原子がメチル基で置換された構造を有するものである。ＨＡＬＳは、市販されているものを使用することができる。市販されているＨＡＬＳとして、チヌビンシリーズ（ＢＡＳＦジャパン株式会社）、アデカスタブシリーズ（株式会社ＡＤＥＫＡ）などを使用することができる。

艶消し剤とは、木材用塗料が塗装された木材の艶を低下させる添加剤であり、屈折率が低い（屈折率：１．５０未満）有機フィラー系艶消し剤、屈折率が高い（屈折率：１．５０以上）無機フィラー系艶消し剤を使用することができる。艶消し剤は、有機フィラー系艶消し剤又は無機フィラー系艶消し剤のどちらか一方を使用することによって、木材用塗料が塗装された木材の艶を低下させることができるが、少ない添加量で効率よく艶を低下させるためには、有機フィラー系艶消し剤と無機フィラー系艶消し剤を併用するのが好ましい。有機フィラー系艶消し剤は、組成として、アクリル（屈折率：１．４７）、ポリオレフィン（屈折率：１．４８）、ポリウレタン（屈折率：１．４９）などからなる艶消し剤を使用することができる。無機フィラー系艶消し剤は、組成として、ホワイトカーボン（珪砂）（屈折率：１．５５）、ソーダ石灰ガラス（屈折率：１．５１）、光学ガラス（屈折率：１．６〜１．８）、炭酸カルシウム（屈折率：１．５０〜１．６４）などからなる艶消し剤を使用することができる。なお、有機フィラー系艶消し剤と無機フィラー系艶消し剤とを併用する際の、有機フィラー系艶消し剤と無機フィラー系艶消し剤の質量比率は、４０〜６０：６０〜４０が好ましい。少ない添加量で効率よく艶を低下させることができるためである。

木材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、染料などがある。これら添加剤は、木材用塗料から形成される塗膜の木材への密着力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。なお、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。また、可塑剤は、木材用塗料から形成される塗膜に可撓性を付与する添加剤であるが、木材用塗料の木材への密着力が低下するため、添加量を極力少なくする又は添加しないことが好ましい。

希釈溶剤とは、木材用塗料の粘度を下げ、塗装作業性を向上させる溶剤であり、バインダー樹脂に適した溶剤を使用することができる。水系の木材用塗料には、水や低級アルコールなどの水に分散する希釈溶剤を使用することができる。有機溶剤系の木材用塗料には、酢酸エステル、ミネラルスピリット、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素などの有機溶剤に分散する希釈溶剤を選択して使用することができる。

木材用塗料は、バインダー樹脂、紫外線吸収剤、艶消し剤、その他添加剤及び希釈溶剤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、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。

木材用塗料の木材への塗装は、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、下地となる木材は、サンドペーパーによる表面処理を施すことにより、不必要な凹凸を取除き、表面を整えたものとする。また、塗装直後に、塗装面（塗膜）をサンドペーパーや布などで拭き取りと磨きをかけることにより、塗膜が均一な厚みとなり、木材用塗料から形成された塗膜は、木材への密着性がより優れるものとすることができる。また、塗装と拭き取りと磨きは、各々１回行えば、木材への密着性（耐候性）に優れたものとすることができるが、各々３〜６回行うことにより、より密着性（耐候性）に優れたものとすることができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の木材用塗料は、上塗塗料と下塗塗料ととから構成され、上塗塗料のバインダー樹脂がアクリル樹脂を含有するものであり、下塗塗料のバインダー樹脂がアルキド樹脂を含有するものである。

下塗塗料は、バインダー樹脂がアルキド樹脂であるため、木材への密着性に優れるが、耐光性がやや劣るものである。一方、上塗塗料は、バインダー樹脂がアクリル樹脂であるため、耐光性に優れるものである。木材用塗料がこれら下塗塗料と上塗塗料とから構成されることによって、木材用塗料から形成される塗膜は、木材への密着性に優れ、耐光性に優れるため、耐候性により優れるものとすることができる。

下塗塗料は、バインダー樹脂としてアルキド樹脂を含有するもの、紫外線吸収剤、その他添加剤及び希釈溶剤などから構成され、上塗塗料は、バインダー樹脂としてアクリル樹脂を含有するもの、紫外線吸収剤、艶消し剤、その他添加剤及び希釈溶剤などから構成されている。これらの原材料及び製造方法は、第１の実施形態で記載したもの及び方法を使用することができる。

下塗塗料におけるバインダー樹脂の含有率は、６０質量％以上であることが好ましい。下塗塗料から形成される塗膜が２５〜１００％の伸び率を有し、かつ、伸びた際の塗膜が５〜２０Ｎ／ｍｍ²の強度を有するものとすることができるためである。下塗塗料におけるバインダー樹脂の含有率が６０質量％未満である場合には、下塗塗料から形成される塗膜の伸び率が満たされないおそれがある。より好ましくは、下塗塗料におけるバインダー樹脂の含有率は、８０質量％以上である。なお、下塗塗料におけるバインダー樹脂の含有率の上限は、下塗塗料に紫外線吸収剤などの添加剤が含有されるため、１００質量％からこれら添加剤の不揮発分を除いた値が上限となる。

上塗塗料におけるバインダー樹脂の含有率は、４０〜８０質量％であることが好ましい。下塗塗料から形成される塗膜に密着可能な上塗塗料が得やすいものとなるからである。上塗塗料におけるバインダー樹脂の含有率が４０質量％未満である場合には下塗塗料から形成される塗膜への密着力が得られないおそれがある。一方、８０質量％を超えると、バインダー樹脂の含有率が過剰なものとなり下塗塗料から形成される塗膜への密着力が頭打ちとなる。より好ましくは、上塗塗料におけるバインダー樹脂の含有率は、５０〜７０質量％である。なお、上塗塗料は、被塗装面となる下塗塗料の塗装された木材がバインダー樹脂でコーティングされているため、下塗塗料ほど高いバインダー樹脂の含有率を必要としないものである。

第２の実施形態の木材用塗料の木材への塗装は、サンドペーパーによる表面処理を施した木材に、下塗塗料を、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し、塗装直後に、塗装面（塗膜）に対し、サンドペーパーや布などで拭き取りと磨きをかける一連の工程を、各々１〜３回行う。その後に、上塗塗料を上記の塗装器具を用いて塗装し、塗装直後に、塗装面（塗膜）に対し、布などで拭き取りと磨きをかける一連の工程を、各々１〜３回行う。これら工程は、各々１回行えば、木材への密着性（耐候性）に優れたものとすることができるが、各々２〜３回行うことにより、より密着性（耐候性）に優れたものとすることができる。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。実施例に係る木材用塗料は、塗料の物性として、密着力、伸び率及び分光透過率曲線を測定し、塗料の性能として、促進耐候性試験を行うことにより評価を行った。以下に試験体作成方法と試験方法の詳細を記載する。

促進耐候性試験の試験体は、基材となる木材（スギ材）に、木材用塗料の試験体作成施工仕様を施したものを試験体とした。試験体作成施工仕様は、単一の塗料からなる木材用塗料（第１実施形態）について表１に記載し、下塗塗料と上塗塗料とからなる木材用塗料（第２実施形態）について表２に記載する。なお、試験体作成施工仕様は、塗装条件を同じ条件にするためのものであり、もちろん、実施形態の塗装方法が試験体作成施工仕様に記載された範囲に限られるものではない。

塗膜の伸び率及び強度と分光透過率の試験体は、離型剤（油）を塗布した基材（ガラス板）に、木材用塗料の試験体作成施工仕様を施し、乾燥後に、基材から剥がした塗膜を試験体とした。なお、工程１の素地調整は省略している。

塗膜の伸び率は、建築用塗膜防水材（ＪＩＳＡ６０２１：２０１１）６．６引張性能試験に準拠して伸び率（％）を測定した。

塗膜の強度は、上述した塗膜の伸び率の測定の際に伸び応力を測定し、測定における最大伸び応力を試験体の断面積で割った値を強度（Ｎ／ｍｍ²）として求めた。

分光透過率曲線は、分光光度計Ｖ−５７０（日本分光株式会社）を用いて、１９０〜８００ｎｍの波長の光の分光透過率曲線を測定した。

耐候性は、塗料一般試験方法−第７部：塗膜の長期耐久性−第７節：促進耐候性及び促進耐光性（キセノンランプ法）（ＪＩＳＫ５６００−７−７：２００８）に準拠して評価を行った。耐候性の評価は、促進耐候性試験５，０００時間における試験体の割れの等級（ＪＩＳＫ５６００−８−４）と剥がれの等級（ＪＩＳＫ５６００−８−５）を欠陥の大きさの等級（ＪＩＳＫ５６００−８−１）を用いて評価した。等級による評価は、１０倍に拡大しても視認できない場合が０等級、１０倍に拡大してようやく視認できる場合が１等級、正常に補正された視力でやっと視認できる場合が２等級、正常に補正された視力ではっきり視認できる（０．５ｍｍ以下）場合が３等級、０．５〜５ｍｍが４等級、５ｍｍ以上が５等級である。もちろん、等級が小さい方が耐候性に優れ、耐候性に優れる木材用塗料であるためには、３等級以下であるものが好ましい。なお、キセノンランプ法による促進耐候性試験の時間と実際の耐用年数（暴露時間）との関係は、諸説あるが、キセノンランプ法による促進耐候性試験の３００時間が実際の耐用年数の１年に相当すると考えられる。

以下に、試験例について述べる。第１実施形態に係る木材用塗料の試験例（試験例１〜９）の原材料配合量（質量％）と性能等を表３に記載し、第２実施形態に係る木材用塗料の試験例（試験例１０）の原材料配合量（質量％）と性能等を表４に記載する。なお、原材料配合量は、揮発分を除き、不揮発分換算で記載し、揮発分（希釈剤を含む）に、原材料に含まれる揮発分を加算して記載した。また、試験例１，２，４及び１０が実施例となる試験例であり、試験例５〜９が比較例となる試験例であり、試験例３は参考例となる試験例である。

試験例１は、バインダー樹脂が、アクリルポリオール樹脂とイソシアネート樹脂Ａ（ヘキサメチレンジイソシアネート）からなる、ウレタン変性アクリル樹脂であり、それぞれ有機溶媒溶解樹脂を使用した。バインダー樹脂の平均分子量は、約３５，０００であり、ガラス転移温度は、約−１０℃であった。なお、イソシアネート樹脂は、ポリオール樹脂と反応硬化するため、塗装する直前に混合して、木材用塗料とした（以下、全ての試験例について同じ。）。なお、希釈溶剤は、主に、酢酸エステルとミネラルスピリットを用いた。

試験例１に使用した紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とヒンダードアミン系紫外線吸収剤とＨＡＬＳ（ヒンダードアミン系光安定剤）とを併用することにより、図１（試験例１と試験例２の木材用塗料から形成された塗膜の分光透過率曲線）に示すように、紫外線領域である１９０〜４００ｎｍの波長の光を好適に吸収させることができるものになっている。

試験例１に使用した艶消し剤は、有機フィラー系艶消し剤（ポリオレフィン系艶消し剤）と無機フィラー系艶消し剤（ホワイトカーボン）を併用することによって、少ない添加量で効率よく艶を低下させることができるものになっている。

試験例１の木材用塗料は、弁柄などからなる着色顔料を含有する着色木材用塗料であり、塗膜の伸び率が６４．５％、塗膜の強度が１５．８Ｎ／ｍｍ²であり、耐候性（キセノン５，０００ｈの等級）が０等級の優れた性能を有するものであった。

試験例２は、試験例１の木材用塗料から着色顔料を除いたクリヤーの木材用塗料である。試験例２の木材用塗料は、耐候性が１等級であり、優れた耐候性を有するものであるが、試験例１の木材用塗料と比較すると、可視光域の透過率が高く（図１）、可視光域に対する遮蔽効果が劣るため、耐候性が僅かに劣るものとなった。

試験例３は、試験例１の木材用塗料からバインダー樹脂を変更した木材用塗料である。試験例３のバインダー樹脂は、アルキドポリオール樹脂とイソシアネート樹脂Ｂ（ジフェニルメタンジイソシアネート）からなる、ウレタン変性アルキド樹脂であり、それぞれ有機溶媒溶解樹脂を使用した。バインダー樹脂の平均分子量は、約３２，０００であり、ガラス転移温度は、約−５℃であった。試験例３の木材用塗料は、木材用塗料から形成される塗膜の伸びと強度は満たされているものの、耐候性に僅かに劣るウレタン変性アルキド樹脂であるため、耐候性が３等級であり、試験例１のウレタン変性アクリル樹脂と比較すると耐候性に劣るものであった。

試験例４は、試験例１の木材用塗料から紫外線吸収剤を除いた木材用塗料である。試験例１の木材用塗料と比較すると、紫外線を透過してしまい、耐候性が３等級と劣るものであった。

試験例５は、試験例１の木材用塗料からバインダー樹脂を変更した木材用塗料である。試験例５のバインダー樹脂は、ポリエステル樹脂であり、有機溶媒溶解樹脂を使用した。バインダー樹脂の平均分子量は、約１８，０００であり、ガラス転移温度は、約−１０℃であった。試験例５の木材用塗料は、塗膜の伸び率が１００％を超えているものの、塗膜の強度が満たされないため、耐候性は５等級であった。

試験例６は、試験例１の木材用塗料からバインダー樹脂を変更した木材用塗料である。試験例６のバインダー樹脂は、ポリエステル樹脂であり、有機溶媒溶解樹脂を使用した。バインダー樹脂の平均分子量は、約１８，０００であり、ガラス転移温度は、約−３５℃であった。試験例６の木材用塗料は、塗膜の伸び率が１００％を超えているものの、塗膜の強度が満たされないため、耐候性は５等級であった。

試験例７は、試験例１の木材用塗料からバインダー樹脂を変更した木材用塗料である。試験例７のバインダー樹脂は、ポリエステルポリオール樹脂とイソシアネート樹脂Ａ（ヘキサメチレンジイソシアネート）からなる、ウレタン樹脂であり、それぞれ有機溶媒溶解樹脂を使用した。バインダー樹脂の平均分子量は、約５０，０００であり、ガラス転移温度は、約１２℃であった。試験例７の木材用塗料は、塗膜の強度が２０Ｎ／ｍｍ²を超えるものの、塗膜の伸び率が２５％を満たさず、硬くて脆いものであった。このため、耐候性試験において、塗膜に割れが多く発生したため、耐候性は５等級であった。

試験例８は、試験例１の木材用塗料からバインダー樹脂を変更した木材用塗料である。試験例７のバインダー樹脂は、ポリエステルポリオール樹脂とイソシアネート樹脂Ｂ（ジフェニルメタンジイソシアネート）からなる、ウレタン樹脂であり、それぞれ有機溶媒溶解樹脂を使用した。バインダー樹脂の平均分子量は、約５０，０００であり、ガラス転移温度は、約１５℃であった。紫外線吸収剤は、複数種の組み合わせではなく、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の１種類のみを使用した。試験例８の木材用塗料は、木材用塗料から形成された塗膜のその強度が２０Ｎ／ｍｍ²を超えるものの、塗膜の伸び率が２５％を満たさず、硬くて脆いものであり、また、図２に示す如く、紫外線域の吸収幅がやや狭い（１９０〜３５０ｎｍ）ため、耐候性は５等級であった。

試験例９は、他社製市販品の木材用塗料であり、アクリルポリオール樹脂とイソシアネート樹脂Ａ（ヘキサメチレンジイソシアネート）からなるウレタン変性アクリル樹脂が使用されているものである。分光透過率曲線は図３に示すように、紫外線域の吸収幅が狭い（１９０〜３００ｎｍ）ものであった。試験例９の木材用塗料は、木材用塗料から形成された塗膜のその強度が２０Ｎ／ｍｍ²を超えるものの、塗膜の伸び率が２５％を満たさず、硬くて脆いものであり、また、紫外線域の吸収幅が狭く、耐候性試験において、塗膜に亀裂も入り、耐候性は５等級であった。

試験例１０は、第２実施形態に係る木材用塗料であり、下塗塗料がウレタン変性アルキド樹脂であり、上塗塗料がウレタン変性アクリル樹脂である。着色顔料は、下塗塗料と上塗塗料に添加され、紫外線吸収剤は、上塗塗料に２種類の紫外線吸収剤とＨＡＬＳを添加したものである。第２実施形態に係る木材用塗料から形成された塗膜は、密着力が１８．２Ｎ／ｍｍ²、伸びが６３．３％であり、耐候性が０等級の優れたものであった。

試験例１〜１０の結果から以下のことを把握することができる。

実施形態の木材用塗料は、実施形態の木材用塗料から形成される塗膜の伸び率が２５〜１００％であることにより、木材の伸縮に対して追従することができる。このため、経時的な塗膜の剥がれや欠損を抑制し、耐候性の向上を図ることができる。より好ましくは、塗膜の伸び率は、３０〜７０％である。

ここで、実施形態の木材用塗料から形成される塗膜の強度が５〜２０Ｎ／ｍｍ²であることにより、木材から剥がれ難く、木材の伸縮に対して追従することができる。このため、経時的な塗膜の剥がれや欠損を抑制し、耐候性の向上を図ることができる。より好ましくは、塗膜の強度は、１０〜２０Ｎ／ｍｍ²である。

以下には、実施形態から把握されるその他の技術的思想について記載する。

バインダー樹脂の平均分子量が、２０，０００〜５０，０００であることを特徴とする木材用塗料。これによれば、木材用塗料は、塗装作業性に優れ、木材用塗料から形成される塗膜の伸び率にも優れるものとすることができる。

バインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が、−３０〜１０℃であることを特徴とする木材用塗料。これによれば、木材用塗料は、木材用塗料から形成される塗膜が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、塗膜の美観を保つことができる。

屈折率が低い（屈折率：１．５０未満）有機フィラー系艶消し剤と、屈折率が高い（屈折率：１．５０以上）無機フィラー系艶消し剤と、を含有することを特徴とする木材用塗料。これによれば、木材用塗料は、少ない添加量の艶消し剤で効率よく塗膜の艶を低下させることができる。

木材用塗料は、上塗塗料と下塗塗料ととから構成され、上塗塗料のバインダー樹脂がアクリル樹脂を含有するものであり、下塗塗料のバインダー樹脂がアルキド樹脂を含有するものであることを特徴とする木材用塗料。これによれば、アルキド樹脂が木材への密着性に優れ、アクリル樹脂が耐光性に優れるため、木材用塗料から形成される塗膜は、耐候性に優れるものとすることができる。

アクリル樹脂がウレタン変性アクリル樹脂であり、アルキド樹脂がウレタン変性アルキド樹脂であることを特徴とする木材用塗料。これによれば、ウレタン変性アルキド樹脂がウレタンの特性により木材への密着性により優れ、ウレタン変性アクリル樹脂が耐光性に優れるため、木材用塗料から形成される塗膜は、耐候性により優れるものとすることができる。

バインダー樹脂がアルキド樹脂を含有するものである下塗塗料と、バインダー樹脂がアクリル樹脂を含有するものである上塗塗料、からなる木材用塗料セット。これによれば、木材用塗料セットによって塗装された塗膜は、耐候性に優れたものとすることができる。

バインダー樹脂がアルキド樹脂を含有するものである下塗塗料を塗装する工程と、バインダー樹脂がアクリル樹脂を含有するものである上塗塗料を塗装する工程、からなる木材の塗装方法。これによれば、塗装された塗膜は、耐候性に優れたものとすることができる。

Claims

形成される塗膜が、伸び率２５〜１００％であり、強度５〜２０Ｎ／ｍｍ ² である木材用塗料であって、
屈折率が低い（屈折率：１．５０未満）有機フィラー系艶消し剤と、屈折率が高い（屈折率：１．５０以上）無機フィラー系艶消し剤と、を含有し、
バインダー樹脂がアクリル樹脂を含有するものであることを特徴とする木材用塗料。
形成される塗膜が、伸び率２５〜１００％であり、強度５〜２０Ｎ／ｍｍ ² である木材用塗料であって、
該木材用塗料が上塗塗料と下塗塗料とから構成され、
該上塗塗料は、屈折率が低い（屈折率：１．５０未満）有機フィラー系艶消し剤と、屈折率が高い（屈折率：１．５０以上）無機フィラー系艶消し剤と、を含有し、バインダー樹脂がアクリル樹脂を含有し、
該下塗塗料は、バインダー樹脂がアルキド樹脂を含有する、
ことを特徴とする木材用塗料。
前記アクリル樹脂がウレタン変性アクリル樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の木材用塗料。
木材に、請求項２に記載の下塗塗料を塗装する工程と、その後に行う、請求項２に記載の上塗塗料を塗装する工程と、を含むことを特徴とする木材の塗装方法。