JPH0138641B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は木材注入処理木材の表層部に撥水、難
燃、防腐、芳香等の処理剤を簡単な塗布手段によ
つて、木材組織内の注入樹脂の硬化体内に充分浸
透付着させることができるようにした強化木材の
製造方法に関するものである。

従来から、木材に合成樹脂液を注入硬化して耐
摩耗性や強度等の物性を改善したものが強化木材
として知られているが、木材細胞が合成樹脂で充
填されているために、木材細胞に対する表面処理
剤の浸透が少なく、従つてこのような強化木材に
撥水、難燃等の表面処理剤を塗布しても表面に薄
く付着するだけでその処理剤の効果の持続性が少
なかつた。又、このような処理剤を注入樹脂に混
合して処理効果を得るには処理剤が内部に分散し
てしまう為に多量の処理剤を混入せねばならず樹
脂液の粘度が高くなつたり、又、反応硬化やゲル
化が生じる等して処理剤の種類や混合量が制約さ
れる問題があつた。さらに、特開昭50−105803号
の如く注入硬化した樹脂注入処理木材の表面にサ
ンデイング処理を施して塗料等と同様に塗布した
場合、樹脂体表面がサンドペーパーの粗さによつ
て凹凸粗面化される為、処理剤の付着量を多くす
ることができるが、従来のサンデイングによる粗
面は表面を荒らすだけであるので細かい溝状の凹
部に処理剤が滞留するだけで樹脂硬化体の内部ま
で処理剤が入り込むことがなく、水拭き等で容易
に拭き取られてしまつて性能の持続性が充分では
なかつた。

本発明はこのような問題点を解消したものであ
り、木材中に硬化によつて空隙を発生する樹脂液
を注入硬化し、この空隙を処理剤の充填孔として
表面物性を改良するものである。即ち、本発明は
木材に対する注入樹脂液として附加重合型合成樹
脂液と熱可塑性重合体を主体とする混合樹脂液を
使用することにより木材中で上記混合樹脂液を硬
化させて、木材組織の空腔内部に樹脂液の収縮差
による空隙部を有する樹脂体を形成したのちに、
上記注入処理木材表面に木材内部の樹脂体中の空
隙部に達する深さ迄研磨して木材の表面に形成さ
れた樹脂被膜層を研磨除去し、木材組織中に連通
して開口した樹脂体の空隙部に表面処理剤を浸
透、付着させて木材中の樹脂硬化体の表層部分に
撥水、難燃、防腐、芳香等の処理剤を充分付着さ
せると共に、樹脂体内部まで生じた空隙を利用し
て、処理剤を浸透させ拭き取り等でも落ち難いよ
うに強固に付着できるようにしたことを特徴とす
る表面処理した強化木材の製造方法を提供するも
のである。

本発明を更に詳しく説明すると、まず、木材に
附加重合型合成樹脂液と熱可塑性重合体とからな
る混合樹脂液を注入後、該注入樹脂液を硬化させ
て木材組織の空腔内で混合樹脂液が硬化時の収縮
率の差による空隙部を発生させて多数の空隙部を
内在させた樹脂体を形成する。

即ち、木材中で附加重合型樹脂液が重合硬化で
発熱し、熱可塑性重合体が熱膨脹し、その後の冷
却で上記熱可塑性重合体が収縮し、木材の空腔内
で附加重合型合成樹脂の硬化体の内部に収縮差に
よる空隙部を生じさせるようになる。この空隙は
木材組織の空隙内で混合樹脂が硬化する為に両樹
脂が導管等の狭い空腔内で収縮率の差を吸収でき
ずに分離して生じるものであり、木材組織中にお
いて内部まで略均一に発生し、表面ではほとんど
生じないで均一な混合状態で収縮差が吸収されて
空隙部は小さいか、又はほとんど生じないで硬化
するものである。その結果、硬化させた樹脂注入
処理木材は材組織内に樹脂硬化体中の空隙で光線
に乱反射させて木材色は変化しないにも拘わらず
全体が白木調の色彩を帯びるようになる。

本発明方法において、附加重合型合成樹脂液を
使用するのは、この合成樹脂は縮合型合成樹脂に
比べて木材に注入硬化した場合、硬化レンジの収
縮が小さいために木材に割れや変形等の発生が少
なく、又、縮合水が生じないために低圧で硬化さ
せることが可能であり、低圧での硬化でも硬度、
耐摩耗性、吸水性等の諸物性が改善できるためで
ある。

この附加重合型合成樹脂液は硬化後の性質によ
り熱硬化性と熱可塑性に大別でき、これらの樹脂
の一方或いは両者を混合使用することができる。

例えば、熱可塑性重合体を作る場合には１分子
中に１ケのビニル基を有するモノマー、例えばオ
レフイン系炭化水素、アクリル酸モノマー、酢酸
ビニル、ビニルアルコール系モノマー、ハロゲン
オレフイン系炭化水素、含窒素ビニルモノマー、
含硫黄ビニルモノマーあるいはこれらの混合液、
ブダジエン等の共役二重結合を有するモノマー、
あるいはこれらと１分子中に１ケのビニル基を有
するモノマーの混合液、熱可塑性ポリウレタン樹
脂液があり、熱硬化性樹脂体を作る場合にはジビ
ニルベンゼン、ジアリルフタレート等の１分子中
に２ケ以上のビニル基を有するモノマーあるいは
これらモノマー又は不飽和アルキツド樹脂液と１
分子中に１ケのビニル基を有するモノマーの混合
液、熱硬化性ポリウレタン樹脂液、エポキシ樹脂
液といつたものが使用される。又、これらの樹脂
の形態はポリマー、モノマー、オリゴマー、又は
これらの混合物であつてもよい。

一方、本発明において、前述した附加重合型合
成樹脂液に混合する樹脂として熱可塑性重合体を
使用するものであるが、これは、溶解、膨潤が容
易であると共に附加重合型合成樹脂液中で微粒子
化されるために重合体であるにも拘わらず木材細
胞組織の空腔内に容易に注入することができるた
めである。

使用される熱可塑性重合体としては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の炭化水
素系樹脂やポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポ
リビニルアルコール、ポリビニルエーテル等のビ
ニル系樹脂、ポリアクリレート等のアクリル系樹
脂、さらにはポリアミド等の含窒素系樹脂、ポリ
スルホン樹脂等の含硫黄樹脂、熱可塑性ポリエス
テル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート
樹脂などがある。

この熱可塑性重合体は附加重合型合成樹脂液に
重量比で１〜95％、好ましくは１〜30％の割合で
添加される。これは経済性、粘度等による作業
性、吸水性その他の注入処理木材の物性、及び空
隙の発生の程度からみて注入樹脂による木材の強
度等の物性改善の効果が維持され、かつ処理剤の
浸透付着を容易になし得るためである。

又、本発明において熱可塑性重合体と附加重合
型合成樹脂液の混合樹脂液には次に述べる各種の
添加剤のいくつかが添加されることがある。

有機過酸化物、無機過酸化物、アゾ化合物、ア
ルカリ金属、フリーデルクラフト触媒その他の硬
化剤。

コバルト系、マンガン系、第３級アミン系、有
機金属化合物、バナジユウム、ナルカブタン、ビ
ナコン誘導体その他の反応促進剤。

キノン類、ハイドロキノン類、ヒドラジン塩
類、アミン類、ニトロ化合物、第４級アンモニウ
ム塩類、フエノール類、アミジン類、オキシム類
その他の反応抑制剤、反応禁止剤。

アゾ系、アントラキノン系、インジゴ及びチオ
インジゴ系、蛍光染料その他の染料。

アニオン系、カチオン系、両性、非イオン系の
界面活性剤。

フタール酸エステルその他のエステル系、エポ
キシ、ポリエステル等の可塑剤、或いは塩素化パ
ラフイン等の含塩素可塑剤、或いはポリエチレン
グリコール、高級脂肪酸等の滑剤。

リン酸エステルその他の難燃剤。

メチルアルコール、エチルアルコール、アセト
ン、トルエン等の極性ないしは非極性溶剤。

これらの添加剤は附加重合型合成樹脂液と熱可
塑性重合体との混合樹脂液に添加してもよく、
又、いずれか一方に添加したのち混合樹脂液を得
てもよい。

又、附加重合型合成樹脂液び熱可塑性重合体
は、その各々の樹脂の組合せにより共溶性の液状
混合物が得られる場合とそうでない場合とがある
が、硬化生成物が不混和な状態で空隙部を硬化体
中に生成するものであれば使用可能である。

こうして得た混合樹脂液を注入される木材とし
ては、合板、単板、挽板、パーテイクルボード等
の薄板が使用され、その樹脂は針葉樹、広葉樹の
いずれであつてもよい。又、この木材を予め着色
剤で着色しておいてもよく、各種漂白剤で漂白し
ておいてもよい。

混合樹脂液を木材に注入するには、一般に減圧
法、加圧法、減圧加圧法などの方法で行われ、通
常のＷ・Ｐ・Ｃの製造において注入されるのと
略々等しい量の樹脂液が注入されるものであり、
次いで注入された混合樹脂液は重合される。

樹脂液の重合に際して、注入した混合樹脂液の
種類によつては加熱或いは加圧処理する場合があ
り、又、紫外線、電子線、γ線等が重合のために
使用されることもあるが、一般には触媒を使用し
て加熱により重合させる方法が最も経済的であり
実施が容易である。

このようにして木材に注入した場合混合樹脂液
は木材細胞内腔で硬化し、木材中で空隙を内部に
含んだ不均一系の樹脂硬化体を形成する。

通常、熱可塑性を示す附加重合型合成樹脂液で
Ｗ・Ｐ・Ｃ化した場合、木材の細胞内腔に充填さ
れた樹脂液は重合操作により徐々に高分子化して
いくが硬化収縮を伴うものである。従つて、硬化
前は細胞内腔に充満していた樹脂液が、硬化後
に、壁との界面に隙間が生じるのである。

これに対して、本発明の方法では、木材の細胞
内腔に充填された樹脂液は、附加重合型合成樹脂
液中に重合を完了した熱可塑性重合体が分散して
いる状態にあり、この状態から次に重合操作によ
り、この樹脂液を硬化させるのであるが、この
際、附加重合型合成樹脂液の重合反応に伴つて、
著しい発熱のため、分散状態にある熱可塑性重合
体の熱膨脹が木材細胞内腔（導管や仮導管の内
部）で急速に起こり、附加重合型合成樹脂液の硬
化収縮を補うための全体として低収縮となり、細
胞壁との界面は密着して硬化する。次に、附加重
合型合成樹脂液の発熱が終り、冷却と共に熱可塑
性重合体が冷却収縮しようとする時には、すでに
附加重合型合成樹脂液は硬化しているため、結果
として細胞内腔内の硬化樹脂体中に、熱可塑性重
合体の収縮（体積変化）による内部空隙が多数生
じるものである。

このように、内部に多数の空隙部を有する不均
一系の樹脂体が木材組織の空腔内に形成される結
果、注入硬化後において、木材組織内で形成され
た樹脂体中の空隙部を利用して撥水剤、難燃剤、
芳香剤等の薬剤及び各種処理剤を樹脂体内部まで
塗布浸透させることが可能となるものである。

尚、混合樹脂液に界面活性剤、可塑剤、溶剤を
添加することにより不均一系樹脂体中の空隙部の
発生を均等化することが好ましい。

又、このようにして得られる合成樹脂注木材
は、その注入樹脂液の硬化と同時に適宜の基材表
面に接着してもよい。

なんとなれば、通常のＷ・Ｐ・Ｃは樹脂液の硬
化に際して収縮するために基材に同時に接着する
と木材と樹脂並びに基材の収縮率の差により応力
が生じ、割れや反り、ねじれ等が発生するが、本
発明における合成樹脂注入木材は注入樹脂液が硬
化によつて空隙部を有する不均一系の樹脂体を形
成し、該樹脂の界面が部分的に不連続となつてい
るために変形が容易となつて発生する応力を吸収
でき、従つて割れや反り、ねじれ等の発生が極め
て小さくなつて注入樹脂液の硬化と同時に基材へ
の接着ができるものである。

この場合、木質材料表面に付着した樹脂液の接
着性を利用できるために一般に接着剤は不要であ
るが、より大なる接着力を要する場合には接着剤
を併用してもよいことは勿論である。

次に、得られた合成樹脂注入処理木材の表面を
サンダー掛け又はブラツシングして、その表面に
形成された空隙部がほとんどない樹脂被覆を除去
する。ここで行うサンダー掛けやブラツシングは
木材中の樹脂体内の空隙を開口させる為に木質部
分から、さらにその内部の空隙部に至るまで研磨
する必要があり、又、研磨表面の空隙の開口がサ
ンダー屑で塞がれてしまわないように研磨後は、
研磨面の表面状態に応じてエアー吹付け等を行つ
て表面のサンデイング屑を除去しておく。

即ち、木材組織の内部に形成された樹脂硬化体
の内部の空隙部分に達する深さまで研磨除去して
木材組織中の樹脂硬化体の空隙を表面に開口させ
たのち、その表面に着色剤、撥水剤、難燃剤、芳
香剤等の表面処理剤を水溶液又は油状の液状にし
て一種又は数種を塗布する。

このような表面処理剤のうち、撥水剤としては
あまに油、きり油等の動植物油を代表とする油脂
類、難燃剤としては有機リン化合物、ハロゲン化
合物、アンモニア化合物等、芳香剤としては動・
植物性香料、合成香料等が使用されるが、その他
強化木材の用途に応じて処理剤の種類が選択採用
でき、すべり阻止を目的としたゴム系、あるいは
粒状体等の処理剤又は光沢を増大させるためのワ
ツクス等の艶出し剤、防腐、防虫、防カビ剤等、
処理剤の種類は特に限定されるものではない。

これらの表面処理剤を合成樹脂注入処理木材の
表面に塗布すると、該処理剤の一部が木材中に形
成された樹脂体の空隙内に前記開口から浸透して
空隙を満たし、その状態で必要に応じて乾燥を行
い、前記処理剤を空隙部内に付着、固定して所定
の表面処理を行うものである。

尚、上記空隙部は、樹脂硬化体の内部まで発生
している為、処理剤を塗布後ワイピングによつて
処理剤を押し込んで樹脂硬化体の内部深くまで浸
透させることができる。

こうして表面処理された強化木材の該表面に必
要に応じてアルキツド系、ポリウレタン系、アク
リル系その他の合成樹脂塗料やアクリル系、エポ
キシ系、ビニル系等の合成樹脂エマルジヨンを塗
布するか或いは塩化ビニル、DAP等のフイルム
をオーバレイして被覆を形成し、表面処理剤の蒸
発、拡散を防止することもでき、このように被膜
を設けた場合、前記処理剤が合成樹脂注入処理木
材内部に長期間に亘つて保持され、処理効果の減
衰が防止できるものである。

次に本発明の具体的実施例を示す。

実施例 １ １mm厚の台桧板目スライス単板をアルカリ性過
酸化水素浴にて漂白したのち乾燥し、10mmHgの
減圧化で不飽和ポリエステル樹脂（アルキツド：
スチレン＝60：40）100部にポリ酢酸ビニル20部
とBPO2部を配合した混合樹脂液を８時間かけて
該単板に注入し、然る後該樹脂液注入単板を接着
剤塗布板上に載置し、ホツトプレスによつて10
Kg／cm²圧力下で130℃、30分間加熱圧締して注入
樹脂液を硬化させた。

次いで、この樹脂注入処理単板の表面を＃120
〜150のサンドペーパーでサンデイングして表面
の樹脂被覆層を完全に除去し、木材内部の樹脂硬
化体の空隙部に達するまで研磨し、硬化樹脂内部
の空隙を木材表面に開口させたのち、ヒノキチオ
ール（芳香剤）を布にてこすり込むように塗布し
て単板中の硬化樹脂の空隙内部にしみこませた。

こうして得られた強化化粧板は木材の樹脂硬化
体の空隙内に芳香族が充填さており、表面を布拭
きしても樹脂体内部の芳香族がとれてしまうこと
がなく、長期間に亘つて桧の香りを発し且つ外観
が檜の色調に近い白木調の化粧板となつた。

実施例 ２ １mm厚のスプール柾目スライス単板を乾燥後10
mmHgの減圧下で不飽和ポリエステル樹脂（アル
キツド：スチレン＝60：40）100部にポリメタク
リル酸メチル30部とBPO2部を配合した混合樹脂
液を８時間かけて注入した後、該樹脂液注入単板
を接着剤剤塗布合板上に載置し、ホツトプレスに
より、10Kg／cm²の圧力下で130℃、30分間加熱圧
締して注入樹脂液を硬化させた。

次いで、この樹脂注入処理単板の表面を＃80〜
100のサンドペーパーでサンデイングして表面樹
脂被覆屑を完全に除去し硬化樹脂の空隙を木材表
面に開口させたのち、アマニ油を刷毛にて塗布す
ることにより単板の硬化樹脂中の空隙内部に浸透
充填させ、加熱によりアマニ油を硬化させた。

こうして得られた強化化粧板は、木材組織中の
樹脂硬化体の内部にアマニ油が充填されて極めて
優れた撥水性を有し且つ外観はアマニ油によつて
充填された樹脂体の空隙部分が若干透明性を帯び
て油ぎつた感じのある美麗な白木調の強化化粧板
となつた。

実施例 ３ 実施例２において得られた樹脂注入処理単板の
表面を木材組織中の樹脂体内部の空隙に達するま
で＃120〜150のサンドペーパーでサンデイングし
て硬化樹脂の空隙を木材表面に開口させたのち、
50％ミナリス溶液（リン酸２アンモニウム10％＋
硫酸アンモニウム60％＋ホウ砂（無水物）10％＋
ホウ酸20％）を刷毛にて塗布、浸透させ、次いで
乾燥して水を飛ばし、前記薬剤を単板組織中の硬
化樹脂の空隙部に浸透させた。

然る後、単板表面をポリウレタン樹脂塗料で塗
装して表面を均一に覆う被膜を形成した。

こうして得られた強化化粧板は塗膜の下の樹脂
硬化体の中に難燃性が浸透固定された難燃性を有
する白木調の強化化粧板となつた。

以上のように本発明は、木材に附加重合型合成
樹脂液と熱可塑性重合体を主体とする混合樹脂液
を注入後、該混合樹脂液を硬化させて木材中に空
隙部を有する樹脂体を形成し、次いで、上記注入
処理木材表面を木材内部の樹脂体中の空隙部に達
する深さまで研磨除去して木材中の樹脂体の空隙
部を開口せしめたのち、木材表面に撥水剤、難燃
剤、芳香剤、艶出し剤、防カビ剤、防腐剤より選
ばれた一種もしくは二種以上の処理剤を塗布して
上記開口させた空隙部内に浸透、付着させること
を特徴とする表面処理した強化木材の製造方法に
係るものであるから、木材細胞中に形成された樹
脂体内の空隙に撥水剤等の処理剤を浸透させるの
で、表面をサンダー等で粗面化して処理剤を付着
せせるものに比べて処理剤が樹脂硬化体内部まで
深く浸透されて拭き取り等で落ちてしまうことが
なく処理効果の持続性に優れており、しかも樹脂
体の空隙部に処理剤が多く含ませても処理剤と木
質材の直接接触を少なくして樹脂体の表層部の内
部に処理剤を固定することができるので木材の変
色や劣化、もしくは膨潤等を生じさせることがな
い。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 木材に附加重合型樹脂液と熱可塑性重合体を
   主体とする混合樹脂液を注入後、該混合樹脂液を
   硬化させて木材中に多数の空隙部を有する樹脂体
   を形成し、次いで、上記注入処理木材表面を木材
   内部の樹脂体中の空隙部に達する深さまで除去し
   て木材中の樹脂体の空隙部を開口せしめたのち、
   木材表面に撥水剤、難燃剤、芳香剤、つや出し
   剤、防カビ剤、防腐剤より選ばれた一種もしくは
   二種以上の処理剤を塗布して上記開口させた樹脂
   体の空隙部内に浸透、付着させることを特徴とす
   る表面処理した強化木材の製造方法。 ２ 処理剤の塗布後、木材表面に塗料による被膜
   を形成することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の表面処理した強化木材の製造方法。