JPH01196301A

JPH01196301A - 樹脂含浸木材

Info

Publication number: JPH01196301A
Application number: JP2026188A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Takase; 高瀬　茂之; Rikizo Kobashi; 小橋　力三; Hiroshi Ikeda; 浩池田; Tatsuhei Tanabe; 田辺　立兵
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1988-01-30
Filing date: 1988-01-30
Publication date: 1989-08-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシルアクリレート
またはｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシルメタクリレート
〔以下、アクリレートとメタクリレートとを合わせて（
メタ）アクリレートという〕を用いて寸法安定性を改良
した樹脂含浸木材に関する。

〔従来の技術〕

一般に、木材は吸湿、放湿に際し膨潤収縮する性質があ
り、このためそりや割れを生じる欠点がある。この理由
としては、木材中の水分が移動する場合、木材の表面近
傍の所がまず蒸発して、乾燥収縮を生じるが、内部にお
いてはまだ高い含水率の状態で未収縮となっており、こ
の乾燥収縮と未収縮との境界において応力が生じ、この
応力を緩和しようとした形でそりや割れが生じるものと
考えられている。

従来より、これらの現象を防止し、木材の寸法安定性を
向上させる方法として、ホルマール化法、アセチル化法
、シアノエチル化法、アルキルケテンダイマー処理など
が知られているが、これらの方法はいずれも木材の脆弱
化あるいは工程が複雑で実施困難や多大のコストアップ
となるなどの難点があり、実用的とはいえない。

他方、ポリエチレングリコール処理やモノマー含浸法も
提案されている。前者は木材の空隙部内にポリエチレン
グリコールを含浸充填させるものである。また、後者は
木材の空隙部内に重合性モノマーを含浸させてこれを重
合させるものであって、この方法は特に木材の硬度、引
張強度、曲げ強度などの物性を改良できるといった特徴
を有している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記提案法のうち、前者のポリエチレン
グリコール処理は、吸湿時の膨潤性の低下つまり抗膨潤
能の向上に寄与して、木材の寸法安定性に好結果をもた
らすが、ポリエチレングリコールは親水性で吸湿防止効
果に劣るために抗吸湿能が低く、このため経口的に親水
性でかつ比較的低分子量である上記ポリエチレングリコ
ールが木材表面に溶出して木材表面の濡れやにじみとい
った現象を生じやすく、この場合木材の美観や保護のた
めに通常族される各種塗料の塗装性を著しく悪化させる
という問題かあ−ったゆまた、モノマー含浸法では、含浸用上ツマ−として、通
常メチルメタクリレート、スチレン、ヒドロキシエチル
メタクリレート、ポリアルキレングリコールモノメタク
リレートなどが用いられているが、このうち親水性モノ
マーを用いたものでは、前記のポリエチレングリコール
処理の場合と同様に、抗吸湿能を充分に満足させにり＜
、一方抗吸湿能の比較的良好なメチルメタクリレートや
スチレンなどを用いたものでは、抗膨潤能に劣ったもの
となって寸法安定性の改善に好結果を得にくいという問
題があった。

本発明は、上記の如き従来技術の問題点に鑑み、抗吸湿
能および抗膨潤能をいずれも満足する寸法安定性の非常
に改善された樹脂含浸木材を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討し
た結果、モノマー含浸法における含浸用モノマーとして
、従来用いられたことのない特定のモノマーを用いるこ
とにより、このモノマーを含浸させ重合させた木材の抗
吸湿能および抗膨潤能が共に満足できるものとなって、
すぐれた寸法安定性および良好な塗装性が得られること
を知り、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、木材に、つぎのａ、ｂ成分；ａ）ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレ
ートｂ）上記のａ成分およびこれと共重合可能な他のモノマ
ーからなる混合モノマーのうちのいずれかを含浸させ、重合させてなる樹脂含浸
木材に係るものある。

本発明に用いられる木材としては、針葉樹、広葉樹、あ
るいは国産材、外国産材の区別を全く要しない。また、
用途により、原木、丸太、あるいは角柱、円柱、板状製
材などのあらゆる形態の木材に適用できる。

本発明において上記の木材に含浸させる前記ａ成分のモ
ノマーは、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）ア
クリレート、つまりｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシルア
クリレートまたはｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシルメタ
クリレートのいずれか一方または両方である。これらモ
ノマーは、たとえばｔｅｒ’ｔ−ブチルシクロヘキシル
アルコールとアクリル酸および／またはメタクリル酸と
のエステル化反応によって合成でき、市販品としても入
手可能である。

また、本発明において上記の木材に含浸させる前記す成
分のモノマーは、上記ａ成分のモノマーおよびこれと共
重合可能な他のモノマーからなる混合モノマーであって
、このうち上記ａ成分のモノマーが全モノマー中通常５
重世％以上、好ましくは２０重量％以上となる割合とさ
れたものである。上記ａ成分のモノマーが過少となると
、本発明の効果、すなわち抗吸湿能および抗膨潤能を共
に満足する寸法安定性および塗装性にすぐれた木材を得
にくくなるため、好ましくない。

上記の共重合可能な他のモノマーとしては、メチル（メ
タ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロ
ピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリ
レート、デシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ
）アクリレート、テトラデシル（メタ）アクリレート、
ペンタデシル（メタ）アクリレート、ヘキサデシル（メ
タ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート
、トコシル（メタ）アクリレートなどの直鎖アルキル（
メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレー
ト、イソブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキ
シル（メタ）アクリレート、イソステアリル（メタ）ア
クリレートなどの分枝アルキル（メタ）アクリレート、
オレイル（メタ）アクリレートなどのアルケニル（メタ
）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリ
レート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート
、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートなどのヒ
ドロキシアルキル（メタ）アクリレート、ジエチレング
リコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレング
リコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコールなどの炭素数２〜
４のアルキレングリコールの２〜１００モル縮金物であ
るポリアルキレングリコールの（メタ）アクリレート、
スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ア
クリル酸、メタクリル酸、グルタリル（メタ）アクリレ
ート、グリセロール（メタ）アクリレート、トリメチロ
ールプロパン（メタ）アクリレート、ペンタエリスリト
ール（メタ）アクリレートなどが挙げられる。

本発明においては、上記のａ、ｂ成分のうちのいずれか
一方、つまりｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）
アクリレートをこれ単独であるいはこれと共重合可能な
他のモノマーとの混合系で木材に含浸させるが、その際
これらモノマーをそのまま木材に含浸させてもよいし、
有機溶媒に溶解させた溶液として含浸させてもよい。

ここで使用する有機溶媒としては、メタノール、エタノ
ール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチ
ルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン
、キシレン、シクロヘキサンなどの溶媒が挙げられる。

なお、含浸用のモノマーまたはこれを有機溶媒に溶解さ
せた溶液には、必要に応じて、他の添加剤、たとえば防
腐剤、防虫剤、紫外線吸収剤などを加えてもよい。また
、モノマーや有機溶媒に溶解するオリゴマーやポリマー
などを加えることもできる。

上記のモノマーまたはその溶液を木材に含浸させ、重合
させて樹脂含浸木材を得るには、たとえば、まず木材を
容器内に密封し、容器内を真空ポンプなどで減圧にした
のち、この容器内にモノマーまたはその溶液を注入し、
その後大気圧ないし加圧状態にして、上記のモノマーま
たはその溶液を木材の空隙部内に含浸させる。有機溶媒
を用いた場合は、この含浸後自然乾燥、加熱乾燥または
減圧乾燥などの乾燥処理を施して、有機溶媒だけを木材
より除去する。ついで、木材中に含浸させたモノマーを
重合させる。

重合方法は特に限定されず、たとえば、窒素ガス中など
の酸素を遮断した状態で、モノマー含浸木材を加熱炉内
で加熱重合させる方法、放射性コバルト６０などを用い
た放射線重合を行わせる方法、予め前記の含浸用モノマ
ーまたはその溶液にベンゾイルペルオキシド、メチルエ
チルケトンペルオキシドなどの過酸化物またはこれとナ
フテン酸コバルト、ジメチルアニリンなどの還元剤との
組み合わせなどによる重合開始剤を含ませておき、この
開始剤により重合させる方法、過酸化物と電子線との組
み合わせによる方法などを適用することができる。

このようにして得られる本発明に係る樹脂含浸木材は、
そのポリマー保持率が一般に５〜２５０重景％、重量し
くは５〜１５０重量％程度のものである。上記のポリマ
ー保持率とは、樹脂含浸木材の木材に対するポリマーの
重量割合、すなわち、下記の式にて算出される値を意味
する。

Ｘ：樹脂含浸木材の絶乾重量Ｙ：未処理木材の絶乾重量〔作　用〕本発明で用いるｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ
）アクリレートはその分子内にバルキーで炭素数の多い
脂環式の基を含む高親油性のものであるため、これを含
浸させ重合させた木材は、高い撥水性を示し、その結果
木材の吸湿性が大幅に減少する、つまり高い抗吸湿能が
得られるものと思われる。

また、上記のモノマーは、上述の如きバルキーな置換基
を持つために従来のメチルメタクリートやスチレンなど
に比較して重合時の体積収縮が少なく、そのふん木材の
内部応力が小さくなって吸湿時の膨潤が抑制される、つ
まり高い抗膨潤能が得られるものと考えられる。

さらに、上記のモノマーは、木材中での重合によって、
高分子量で高いガラス転移点を有しかつバルキーな構造
である親油性のポリマーを与えるために、従来のポリエ
チレングリコールの含浸充填とは異なり、このポリマー
が重合後に経口的に木材の表面に溶出するおそれは特に
ない。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係る樹脂含浸木材は、抗吸湿能
および抗膨潤能が共に良好で、木材特有の吸湿膨潤や放
湿収縮に起因した割れやそりが抑制された、すぐれた寸
法安定性を示し、また含浸樹脂が経口的に木材の表面に
溶出するおそれがないため、その後の塗装性を損なうと
いった問題も生じない。

したがって、本発明に係る樹脂含浸木材は、常に湿気と
乾燥による影響を受ける外壁剤として、床材、木製美術
品、その低寸法安定性が高度に要求される建築材料など
として特に好適であり、またこれら以外の各種用途にも
広く使用することができる。

〔実施例〕つぎに、本発明の実施例を記載してより具体的に説明す
る。

実施例１〜４木材含浸用の処理液としてつぎの第１表に記載のものを
用い、以下の方法で本発明に係る６種の樹脂含浸木材を
得た。まず、接線方向３ＯＮ、半径方向３０ｆｉ、繊維
方向７０ｍの寸法に木取りした試験材（静岡県内産）を
デシケータ−中で５分間、１０ｍＨｇに減圧した。つぎ
に、処理液をデシケータ−中に注入し、常圧に戻して２
４時間放置した。その後デシケータ−より取り出して常
温で風乾した。この含浸木材をアルミニウム箔によりラ
ッピングし、８０℃の加熱オーブン中で２４時間加熱重
合させて、樹脂含浸木材を得た。得られた各木材のポリ
マー保持率は第１表に示されるとおりであった。

なお、第１表中の処理液におけるｔ−ＢＣＨＭＡはｔｅ
ｒｔ−ブチルシクロヘキシルメタクリレートを、ｔ−Ｂ
ＣＨＡはｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシルアクリレート
を、ＡＤＭＶＮは２・２′−アゾビス−２・４−ジメチ
ルバレロニトリルを、ＡＩＢＮは２・２′−アゾビスイ
ソブチロニトリルを、それぞれ表わすものである。

比較例１〜４木材含浸用の処理液として第１表に記載のものを用いた
以外は、実施例１〜４と同様にして４種の樹脂含浸木材
を得た。ただし、ポリエチレングリコールを用いた比較
例４は加熱オーブン中での重合処理は行わなかった。各
木材のポリマー保持率は第１表に示されるとおりであっ
た。

以上の実施例および比較例の各樹脂含浸木材の吸湿率及
び体積膨潤率を測定し、これらの測定値から処理材の抗
吸湿能（ＭＥＥ）および抗膨潤能（ＡＳＥ）を算出した
結果を後記の第２表に示す。

なお、吸湿率および体積膨潤率の測定は、以下の方法で
行った。

く吸湿率〉絶乾試料としての樹脂含浸木材を、２０℃、相対湿度９
３％の雰囲気中で吸湿させ、そのときの重量（Ｘｔ　）
と吸湿前の絶乾重量（Ｘ）とから、下記の式にて吸湿率
を算出した。

〈体積膨潤率〉絶乾試料としての樹脂含浸木材を、２０℃、相対湿度９
３％の雰囲気中で吸湿させ、そのときの体積（ＭＬ　）
と吸湿前の体積（Ｍ）とから、下記の式にて体積膨潤率
を算出した。

ＭＬ−Ｍ体積膨潤率（％’）＝　　　　　　　　Ｘ１００また、
抗吸湿能（ＭＥＥ）および抗膨潤能（ＡＳＥ）は、上記
樹脂含浸木材の場合と同様にして未処理木材の吸湿率お
よび体積膨潤率を測定し、これと樹脂含浸木材の吸湿率
および体積膨潤率とから、下記の式より算出した。なお
、いうまでもないが、下記の抗吸湿能（ＭＰりおよび抗
膨潤能（ＡＳＥ）は、これらの数値が大きいほど木材と
して良好な性質を有していることを示すものである。

Ｗｃ　：未処理木材の吸湿率Ｗｔ　；樹脂含浸木材の吸湿率 ■ｃ　：未処理木材の体積膨潤率 ■ｔ　：樹脂含浸木材の体積膨潤率なお、吸湿率および体積率の測定における放置日数は、
それぞれ１日、５日および１５日としたが、上述の測定
条件にて算出される吸湿率および体積膨潤率は、一般に
約２週間後に平衡に達するものである。

第　　２　　表上記第２表の結果から明らかなように、木材含浸用モノ
マーとしてメチルメタクリレートやスチレンを用いたも
の（比較例１，２）では、抗吸湿能（ＭＥＥ）は比較的
良好であるが、抗膨潤能（ＡＳＥ）が小さくなっており
、これは木材の細部に水蒸気が入って体積が増大するた
めと思われる。

また、木材含浸用モノマーとしてポリエチレングリコー
ルモノメタクリレートを用いたもの（比較例３）および
ポリエチレングリコールを単に含浸充填させたもの（比
較例４）では、抗膨潤能は良好であるが、抗吸湿能が小
さくなっており、これは含浸重合させた樹脂やポリエチ
レングリコールが強い親水性を有しているためである。

なお、これら比較例３，４は上記抗吸湿能の悪さから、
吸湿時に木材表面にぬれやにじみが認められ、特にこの
傾向は比較例４において顕著であった。

これに対して、実施例１はスギ辺材にお・ける比較例１
および比較例２との比較から、抗吸湿能は同等以上であ
り、抗膨潤能は大きくて寸法安定性にすぐれていること
がわかる。また、処理液中のｔｅｒｔ−ブチルシクロヘ
キシル（メタ）アクリレートの濃度を低（した実施例２
〜４では抗吸湿能は実施例１にやや低下するが、５日後
および１５日後の抗膨潤能はほとんど変わらず、良好な
寸法安定性を保っている。なお、これら実施例１〜４は
、いずれも吸湿によるにじみの現象はおこらず、通常の
塗装においてまったく問題は生じなかった。

特許出願人　　日本油脂株式会社

Claims

【特許請求の範囲】１）木材に、つぎのａ、ｂ成分；ａ）ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシルアクリレートまた
はｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシルメタクリレートｂ）上記のａ成分およびこれと共重合可能な他のモノマ
ーからなる混合モノマーのうちのいずれかを含浸させ、重合させてなる樹脂含浸
木材。