漆的精制方法

专利名称：漆的精制方法
技术领域：
本发明涉及漆、特别是生漆的新的精制方法。
天然漆液的成分，构成漆酚(油性)、胶质(多糖类-水可溶组分)、含氮组分(糖蛋白-水不溶组分)和虫漆酶(酶-水可溶组分)等的多成分体系。由于在从树木采取的阶段含有过量的水分，所以成为不透明的油包水型的乳液。
可是，对这种生漆来说，不能作为有光泽的成品涂料。过去，是经过作为传统的精制方法的“调生漆”和“晒漆”二个工序，而进行脱水精制的。
过去所谓的“调生漆”，是将放入到木制容器内的生漆，用木刮刀通常需要进行大约2小时的混炼的工序，这时不需要积极地加热，通过这一工序能够赋予涂漆膜以光泽和强的反差。
此外，“晒漆”是将原料漆一边搅拌一边加热(通常大约需要4小时)，从而除去生漆所具有的过量水分的工序。通过这一工序，脱水到适度的含水量之后，而使漆液变为透明状。通常是按照由“调生漆”到“晒漆”的顺序来进行精制的，然而也提出了先进行“晒漆”工序的精制方法。
上述的“调生漆”工序，由于是用木刮刀混炼相当大量的热传导差的生漆的工序，因而无法避免所发生的摩擦热在局部的积蓄。所以在“调生漆”工序中即使进行冷却，酶虫漆酶，由于摩擦热也有失活的倾向，从而使涂漆膜的干燥性下降。此外，为了要赋予其光泽，就需要长时间地进行这道工序的操作，由于胶质和水分之间的作用而膨胀、使漆液增粘，结果使以后的“晒漆”工序的处理困难等，所以是不利的。
在“晒漆”工序中，由于过热所造成的酶虫漆酶的失活和脱水过多，则也了最大的问题。在过去的方法中，由于仅仅用加热(一般通过辐射热进行加热)，所以加热的调节很困难，因此，使得虫漆酶的失活无法避免。
如上所述，在混炼操作的“调生漆”工序中，为了要脱水而进行加热，由于不能赋予其光泽，所以过去方法中的“调生漆”和“晒漆”不可能同时进行。
无论如何，过去的生漆的精制方法，“调生漆”和“晒漆”的这两道工序必须分别进行，通常，合计需要6小时以上的时间。
过去，“调生漆”和“晒漆”的各工序的改进，在特公昭38-16310号、特公昭47-24648号和特开昭50-155136号的各个公报上，都提出了改进的方案，但是，这些方法，实质上也只不过是对过去的这两个工序的某些改进而已，因此改进不充分。
也就是说，本发明提供了全新的漆的精制方法，该方法同时进行“调生漆”和“晒漆”两道工序，并且与采用过去的方法中的“调生漆”和“晒漆”两道工序所精制的漆相比，有例如粘度低，由其获得的涂膜比油基漆的涂膜光泽好，及透明等的优良的物理性能。
也就是说，本发明的方法，涉及实质上是对薄膜状的漆液也施剪切力边进行脱水为特征的漆的精制方法。
对本发明的进一步地详述如下。
作为处理对象所用的漆液，无论是生漆、或是用过去的方法被精制，而精制不充分的漆液、及发生了称之为“腐败”的腐败的漆液与“黑漆”等，任何需要精制的漆液都可以作为处理对象。在这里，所谓腐败漆，主要是指变质漆，该变质漆，例如，虽然能在某种程度上保持150℃以上的高温硬化性，但是，由于腐败的原故，实质上，基本上未能发现其常温干燥性能。这种腐败漆，过去的利用方法是一旦发生腐败，则不能加以利用，而被原样地废弃，或者充其量在不影响硬化性能的范围内被少量地混合到通常的漆中而加以使用。可是，从对薄膜状的漆液施以剪切力的观点出发，是把在某种程度地除去了木片和垃圾等的夹杂物的漆液来作为精制对象的。用过滤器过滤，可以根据需要在本发明的方法的前后来进行。
在本发明中，实际上是在薄膜状态下使漆液脱水。对薄膜的厚度并没有特别的限定，但是为了使剪切力有效地发挥作用，并且为了除热，因此越薄越好。一般是3000μ以下，较好的是1000μ以下，最好是500μ以下的厚度，也可以是所谓分子状的厚度。
为了脱水，也可以采用过去公知的无论哪种方法。例如，使漆液薄膜的周围的大气减压来进行脱水，或者，以某种程度的流速，利用在漆液的薄膜表面上流过干燥气体，例如空气等而进行脱水等的方法。
在本发明的方法中的较好的脱水操作，从处理速度快这一理由出发，是在真空下进行的方法。在这种场合下，真空度保持在150mmHg以下，较好的是保持在50mmHg以下，最好是保持在20mmHg以下，减压是用真空泵等适宜的手段来实现的。温度则以常温以上的温度为好，因为有因摩擦热而引起的发热现象，该摩擦热是由于施加剪切力而引起的，所以只是根据需要来略微的加热的程度，在加热的场合，应使漆膜的温度为50℃以下，较好的以30～50℃为宜。当然，根据所发生的摩擦热的程度，不仅丝毫不需要加热，甚至还需要通过适宜的手段，例如水冷却的方法来进行冷却。
对于薄膜状的漆来说，在施加剪切力的同时，进行脱水是很重要的。剪切力需要积极地进行施加。所以，在仅仅依靠自重沿壁面而使漆液落下的场合，或者仅仅依靠离心力而形成薄膜的场合，施于薄膜的剪切力，对本发明的目的来说是不充分的。例如，也有利用离心力来使处理液成为薄膜状的方法，但是，仅用这个方法，其剪切力通常是不充分的，因此，在个别情况下，需要采用种种手段，对薄膜状的漆液加剪切力。
在这里，如上述那样的天然漆液成为油包水型的乳液，例如，若用显微镜观察天然漆液，则在油状的漆酚中能观察到乳化了的胶质水球。向在本发明的方法中的漆液的或膜施加剪切力时的剪切力的大小，以及其所需要的时间，以要使在显微镜下所观察到的上述的胶质粒子的平均粒径为0.1μ以下，也就是说，在显微镜下进行观察的情况下，要使其至少观察不到胶质水球粒径大于1μ的大粒子，而只是呈现均质的超微粒子作为依据来施加剪切力。而对于采用过去传统的精制方法的场合，则无论怎样进行精制，观察所得到的漆液都是不均匀的，总是能观察到粒径为1μ以上的大粒子。
作为有关具体方法的本发明的脱水装置的一个例子，为所谓滑动片式的薄膜真空脱水装置。该装置，是一种在滑动片于壁面上通过液膜进行接触的状态下，来扫掠该壁面的构造。沿壁面落下的漆，通过滑动片的扫掠动作，而成为薄膜状，并且，此时就会受到剪切力。更为具体的是沿圆筒内壁面落下的漆，被挤压到设置在该圆筒内的内壁上，而且在通过回转的滑动片进行摩擦而成为薄膜状的同时，受剪切力的作用。此滑动片通过适宜的方法被压紧到内壁面上。因此，根据流下的漆液的粘度、旋转的滑动片的线速度、与滑动片有关连的挤压等的操作条件的不同，则所形成的液膜的厚度和施加于液膜中的剪切力等也就有所改变。但是，在采用像此形式的滑动片的场合，通常旋转滑动片用大于某种程度的挤压力，例如，用大于10克/厘米2的压力，挤压漆液流下的内壁面，如果按照大于0.1米/秒的线速度使滑动片进行旋转的话，则可以制得与本发明的目的相符合的膜厚与剪切力。滑动片的形状和材质，可以按照其机能而加以适当地选择。例如，形状可以为长方体，可以用金属，或者聚四氟乙烯等的合成树脂制作。最后，漆沿着壁面落下，并由圆筒的下部进行收集。当然，并不限于这样的装置，只要能够使漆液成为薄膜状，并能在薄膜上施加剪切力的构造的哪种装置都可以使用。
在本发明中，如上所述，使漆液成为薄膜状而施加剪切力是很重要的。由于精制对象的漆是薄膜状的缘故，又因为其膜厚均匀一致，所以通过施加剪切力所产生的热量容易被除去，这就可以抑制局部有热量积蓄的现象。此外，由于对薄膜状的漆施加了剪切力，因此，可以均匀地进行混炼，例如，对于用过去的木制容器中的木刮刀进行混炼来说，由于是对相当大量的漆来进行这种操作，所以不能进行均匀的混炼。另外，对于采用辊子混炼来说，漆的薄膜状态，仅仅在通过辊子的间隙时的极其短暂的时间形成，因而，是不够充分的。不用说，采用真空脱水，或流送干燥气体使水分进行有效的蒸发，都是非常困难的。
按照本发明的漆的精制处理，间断式或连续式哪一种都可以付诸实施。但是，能够使成为薄膜状态的时间一定的连续供给方式，由于能够使漆中的粒子均匀，所以是比较好的。
处理时间或停留时间，根据原料漆的含水量及作为目标的成品漆的脱水率来适当的确定，而没有特别的限制。也就是说，通常，要达到使所获得的漆液成为透明的程度，或者作为控制漆要精制到使其含水率约为2～3%。但是，在用连续供给式进行精制的场合，即使是像生漆那样的含水率比较高的漆，也可以由数十秒到数十分钟的短时间，来完成精制处理。
按照本发明进行精制的漆，具有在与脱水的同时也进行混炼的效果。也就是说，把过去的精制工序的“搅生漆”及“晒漆”两道工序，在效果方面就会同时加以实现。
按照本发明的方法进行精制的漆，与按照过去的方法精制的漆，通过进行适宜的配合等，同样可以作为成品漆来加以利用。
由于对本发明的方法的薄膜状的漆一边施加剪切力，一边进行脱水，漆液的成分被超微粒子化，从而使其漆膜的光泽比配合了干性油的油基漆膜的光泽要好，干燥快而且透明，能得到可以形成坚硬的涂膜的漆。也就是说，实质上具有将作为过去的精制方法的“搅生漆”和“晒漆”两道工序同时进行的效果。因此，按照本发明的方法所制得的精制漆，不同附加作为过去的精制方法的“调生漆”和“晒漆”二道工序，也可以充分具有作为成品漆的性能。虽然，这个理由不够明确，但是，比采用过去的方法精制的漆能获得优良的涂漆膜。
例如，由于紫外线照射所产生的老化程度可以显著地减轻。也就是说，一般漆制品，如果长时间受紫外线的照射，则漆膜的光泽就会失去并退色，这是大家都知道的。但是，由采用本发明的方法精制的漆形成的漆涂膜，紫外线照射时间，即使在1000小时以上，其光泽也几乎不减少，这个效果是很显著的。对于过去的混炼操作的“调生漆”工序来说，通常可以发现粘度明显增大，对于本发明的方法来说，尽管施加了剪切力，精制前后的粘度变化也是很微小的。
但是，过去的精制，由于有时是间歇式的，所以两道工序合计需要约6小时的很长时间，而对于本发明的方法来说，可以用较短的时间来进行精制处理，因此，可以防止过去存在的精制工序中的漆的热老化现象。
一般，人们认为通过作为混炼工序的“调生漆”工序，制得的漆均匀，漆涂膜上显出光泽和透明感，但是，采用本发明的方法所获得的光泽和透明感，远远超过采用过去的方法精制的漆的光泽和透明感。由于漆的组成是多组分的，所以对其进行分析是困难的，不可能从理论上进行充分地说明，但是，本发明所具有的这种效果，通过迅速的脱水和漆成分的超微粒子化可以看出。
如果采用本发明的方法精制所谓腐败漆，则使由于没有常温硬化性，所以从来不单独使用，充其量只能用来作为增量剂的腐败漆(变质漆)，即使其本身也可以单独作为漆涂料，而加以充分地利用。并且，可以不实施过去工序的“调生漆”和“晒漆”这两道工序，而采用一道工序处理来进行精制。以下通过实施例来详细说明本发明(实施例1)利用下述规格的滑动片式真空薄膜蒸馏装置(
-社制造的2-03型薄膜蒸馏装置)，采用本发明的方法来精制生漆。所用的原料生漆是中国产(城口)的生漆。
玻璃圆筒直径×长 5厘米×22厘米滑动片材质 聚四氟乙烯树脂滑动片转速 375rpm(每分钟转数)滑动片与内筒间隙 200μ以下一边利用真空泵减压至10mmHg柱，一边用60毫升/时的处理量沿着内筒壁面使生漆流下，同时通过滑动片在内筒壁面上形成漆薄膜，并赋予剪切力。在这里，滑动片是与玻璃制的内壁面在外观上相接触的状态，其中，使原料漆起润滑剂的作用。因此，所形成的漆膜的厚度很薄，其厚度为200μ以下。
停留时间为在5分钟以内。被精制过的处理液由圆筒下部的接收烧瓶进行收集。
将有关所制得的精制过的漆(以下称之为“精制漆A”)的物理性质等在表1归纳示出。
(比较例1)利用旋转蒸发器精制在实施例中使用的生漆，即，在烧瓶中放入100克生漆，于温度为38-43℃的恒温槽中，一面使烧瓶转动，一面通过真空泵在3～100mmHg柱的真空度下进行脱水。作为精制时间，需要达到使漆液变为透明为止，大约是2.5小时的时间。另外，此时，生漆在烧瓶内壁上成为大约1000μ的薄膜状。并把所制得的漆(以下称之为“精制漆B”)的物理性质也进行归纳示于表1。
-涂膜试验-将所制得的精制漆，按以下方法进行涂膜试验。为了比较起见，对原料生漆和将原料生漆通过过去的方法的“调生漆”和“晒漆”各工序共计6小时所精制的漆(以下称之为“精制漆C”)也同样进行试验。
涂膜制成条件和干燥条件把漆液通过给料器，于玻璃板上涂成76μ厚的膜后，在温度为20-25℃、相对湿度为60～70%的漆池中进行干燥。
试验项目根据JISK5400的涂料一般试验方法，对以下项目进行试验。
水分用卡尔费希尔的水分测定装置测定各漆液的水份。
粘度用锥·板型的粘度测定装置，测定在25℃的各漆液的粘度。
分子量分布用GPC，作为各漆液的分子量分布，测定了单体、二聚体和聚合物成分的各含有量。
干燥性用大日本油墨(株)制造的涂膜干燥计对涂布膜测定其回粘性、触指、硬化三者的各个时间的情况。
光泽对干燥涂膜，用60°镜面反射计测定其光泽。
硬度用铅笔硬度来表示干燥膜的硬度。
涂膜透明性用肉眼观察，O表示透明，X表示不透明。
将这些测定结果示于表1另外，用显微镜来观察各精制漆液的时候，对精制漆A来说，几乎没有观察到粒径为1μ以上的水球，而能观察到的只是均匀的乳液，但精制漆B和精制漆C的场合，则能观察到多数粒径为1到数μ的物质，为不均匀的乳液。
(实施例2)利用下述规格的滑动式真空薄膜蒸馏装置(种钢
-社制造的2-03型薄膜蒸馏装置)，通过本发明的方法，对被确定的腐臭的腐败漆(水分含量29重量%、粘度5.3泊)一面脱水，一面进行处理。
玻璃圆筒直径×长 5厘米×22厘米滑动片材质 聚四氟乙烯滑动片转速 375rpm(每分钟转数)滑动片与内筒间隙 200μ以下一边利用真空泵减压至10mmHg，一边用60毫升/时的处理量，在内筒壁面使生漆流下，同时，通过滑动片在内筒内壁面上使其形成漆薄膜并赋邓其剪切力。在这里，滑动片与玻璃制的内壁面是外观上成接触的状态，其中，使原料漆起润滑剂的作用，因此所形成的漆薄膜的厚度很薄，其厚度为200μ以下。
停留时间为5分钟以内。被精制过的处理液由圆筒下部的接收烧瓶进行收集。
测定有关所制得的漆(以下称之为“漆D”)的物理性质等，归纳后示于表1。
(比较例2)利用旋转蒸发器对在实施例2中使用的腐败漆一边脱水一边进行处理，即，在烧瓶中放入100克腐败漆，于温度为38～43℃的恒温槽中，一边使这个烧瓶转动，一边通过真空泵在真空度为3～100mmHg柱下进行脱水，作为处理时间，需要达到使漆液变为透明为止，约需2.5小时的时间，另外，此时，腐败漆在烧瓶内壁上成为约1000μ的薄膜状，并把所制得的漆(以下称之为“漆E”)的物理性质也进行归纳示于表1。
(比较例3)把实施例2使用的腐败漆用作为传统的方法的“调生漆”和“晒漆”的工序进行约10小时的处理。所得到的漆(以下称之为“漆F”)的物理性质示于同一表中。漆完全没有干燥性。
-涂膜试验-对所得到的漆液、按照前述实施例1的同样方法进行涂膜试验。此外，对原料的腐败漆也进行同样的试验测定结果如表2所示。
如从以上结果所明确的那样，对于完全没有常温干燥性的腐败漆，通过本发明的处理能赋予其活力或使其再生。
“促进耐光性试验”用紫外线退色计(スガ试验机(株)制造，FAL-5H)对漆涂膜进行1000小时的紫外线照射。
其结果是，如果把耐光性的大小用以照射前的漆涂膜的光泽作为100%的光泽残存率(%)来表示，在用本发明的方法精制的漆A的漆涂膜的场合，在1000小时照射后的光泽残存率为90%而对于用过去的方法精制的精制漆C的漆涂膜，在相同的紫外线照射时间的情况下，光泽残存率为10%。
也就是说，本发明的漆与用过去的方法所得到的漆相比较，耐光性显著提高，这上点已被确认。
另外，紫外线照射时的温度在83℃进行试验，此外，对于照射时间用积算光量计进行修正。
由上表可知，采用本发明的方法进行精制漆所得到的精制漆A具有下列优点(1)不论干燥性如何，与生漆和用过去的方法作为精制过的漆的精制漆C相比，时间缩短。
(2)光泽良好，其程度与被称为透明涂料的透明合成树脂涂料是一样的。
(3)硬度由第二天开始表现出(4)通过精制其粘度没有变化，这一点也由即使用GPC进行分子量分布的测定，其单体、二聚体和聚合物组分的含量没有变化这一事实所确证。从而，由于作为精制品可制得低粘度的漆，所以涂布等的操作容易进行(5)从精制漆B的结果来看，了解到实际上没有附加剪切力，而只是作为薄膜的漆进行真空蒸馏，不能得到本发明的效果。
(6)用本发明的方法来精制的漆，与用过去的方法精制的漆相比较，具有能获得耐光性显著提高的漆涂膜的效果。
(7)此外，对于本发明的方法的处理对象来说，也包含腐败漆，因而是适用范围极为广泛的方法。
权利要求
1.一种漆的精制方法，其特征在于，实质上对薄膜状的漆液，一连施加剪切力，一边进行脱水。
全文摘要
本发明涉及漆特别是生漆的精制方法，该方法包括对薄膜状的漆液一边施加剪切力，一边进行脱水。
文档编号C09F1/02GK1053077SQ90109510
公开日1991年7月17日 申请日期1990年10月20日 优先权日1989年10月21日
发明者永濑喜助, 岩秀文, 辻兴亚, 永田昌夫 申请人:日本石油化学株式会社