水性（WB）UV化学は、優れた性能、低溶剤排出量、生産効率の向上といった利点から、産業用木材の内装市場で著しい成長を遂げています。UVコーティングシステムは、エンドユーザーに優れた耐薬品性、耐擦傷性、優れた耐ブロッキング性、非常に低いVOC、そして設置面積が小さく保管スペースも少なくて済むというメリットを提供します。これらのシステムは、有害な架橋剤やポットライフの問題といった複雑な要素がなく、2液型ウレタンシステムに匹敵する特性を備えています。生産速度の向上とエネルギーコストの削減により、システム全体としてコスト効率に優れています。これらの利点は、窓枠やドア枠、外壁材、その他の木工品など、工場で塗装される外装用途にも同様に有効です。これらの市場セグメントでは、従来、優れた光沢と色保持性を持ち、優れた耐久性を示すアクリルエマルジョンとポリウレタン分散液が使用されてきました。本研究では、産業用木材の内装および外装用途の両方について、業界仕様に従ってUV機能を有するポリウレタンアクリル樹脂を評価しました。
工業用木材用途では、溶剤系塗料が 3 種類一般的に使用されています。ニトロセルロースラッカーは、通常、ニトロセルロースと油または油性アルキド樹脂の低固形分混合物です。これらの塗料は速乾性があり、高い光沢が得られます。これらは通常、住宅用家具用途で使用されます。時間の経過とともに黄変し、脆くなるという欠点があります。また、耐薬品性も劣ります。ニトロセルロースラッカーは、通常 500 g/L 以上と、非常に高い VOC を含んでいます。プレ触媒ラッカーは、ニトロセルロース、油または油性アルキド樹脂、可塑剤、尿素ホルムアルデヒドの混合物です。ブチル酸リン酸などの弱酸触媒を使用します。これらの塗料の保存期間は約 4 か月です。これらは、オフィス、公共施設、住宅用家具で使用されます。プレ触媒ラッカーは、ニトロセルロースラッカーよりも耐薬品性に優れています。また、VOC が非常に高いです。コンバージョンニスは、油性アルキド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂の混合物です。p-トルエンスルホン酸などの強酸触媒を使用します。可使時間は24～48時間です。キッチンキャビネット、オフィス家具、住宅用家具などに使用されます。コンバージョンニスは、工業用木材に一般的に使用される3種類の溶剤系塗料の中で最も優れた特性を持っています。VOC（揮発性有機化合物）とホルムアルデヒドの放出量が非常に高いのが特徴です。
水性自己架橋型アクリルエマルジョンとポリウレタン分散液は、工業用木材用途において溶剤系製品の優れた代替品となり得ます。アクリルエマルジョンは、非常に優れた耐薬品性、耐ブロッキング性、優れた硬度、卓越した耐久性と耐候性、そして非多孔質表面への優れた密着性を備えています。乾燥時間が短いため、キャビネット、家具、建築製品メーカーは塗布後すぐに部品を取り扱うことができます。ポリウレタン分散液は、優れた耐摩耗性、柔軟性、耐擦傷性を備えています。アクリルエマルジョンとのブレンドにより、機械的特性を向上させることができます。アクリルエマルジョンとポリウレタン分散液はどちらも、ポリイソシアネート、ポリアジリジン、カルボジイミドなどの架橋剤と反応して、特性が向上した2液型コーティングを形成することができます。
水性UV硬化型塗料は、工業用木材用途において広く普及しています。キッチンキャビネットや家具メーカーは、優れた耐性と機械的特性、優れた塗布性、そして非常に低い溶剤排出量といった特長を持つこれらの塗料を好んで採用しています。水性UV塗料は硬化直後から優れたブロッキング耐性を発揮するため、硬化時間を待つことなく、塗装済み部品を生産ラインから直接積み重ね、梱包、出荷することができます。水性UV塗料の硬化は劇的で、わずか数秒で完了します。また、水性UV塗料の耐薬品性および耐汚染性は、溶剤系コンバージョンニスよりも優れています。
WB UVコーティングには多くの固有の利点があります。100%固形UVオリゴマーは通常粘度が高く、反応性希釈剤で希釈する必要がありますが、WB UV PUDは低粘度で、従来のWBレオロジー調整剤で粘度を調整できます。WB UV PUDは初期分子量が高く、100%固形UVコーティングのように硬化時に分子量が急激に増加することはありません。硬化時の収縮がほとんどないため、WB UV PUDは多くの基材に対して優れた密着性を示します。これらのコーティングの光沢は、従来の艶消し剤で容易に制御できます。これらのポリマーは非常に硬く、かつ非常に柔軟性があるため、屋外木材コーティングに理想的な候補となります。
投稿日時：2024年3月7日
