JPH03106604A - 油剤処理木質材料の製造方法 - Google Patents

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〕 本発明は油剤仕上げを効率的に木質材料に施し、装飾的
外観と靭性などの物性において優れた油剤処理木質材料
を工業的に生産する改良技術に関するものである． 〔従来の技術〕 一般に、建築用材料や家具等に使用されている木質材の
表面に乾性油であるアマ二油、桐油、脱水ヒマシ油など
を擦り込んで木質材・の自然な杢目を濡れ色に浮き出た
せると共に防汚性、耐水性などを改善することは古くか
ら行われている。

一方、近年においては、木質材の改善方法として、不飽
和ポリエステル樹脂液やメタアクリル系樹脂液を木材単
板等の木質材に注入硬化させてなる木質複合材、所謂Ｗ
ＰＣの製造も実施されている． （発明が解決しようとする課題） しかしながら、前者のように木質材表面にアマ二油など
の乾性油を擦り込む方法によれば、酸化重合によるので
、木質材表面においては長時間後に硬化はするが、内部
までは完全な硬化が進み難く、使用中に温湿度の変化に
よって内部の未硬化油が表面に移行してくるなどの欠点
があり、木材内に深く含浸、硬化させて用いることがで
きないものである。

そのため、木質材表面から硬化層が簡単に離脱して耐久
性が低下し、長期に亘る耐水性や防汚性等、木材の欠点
を改善するには至っていない。

これに対して、後者の合成樹脂注入硬化処理手段によれ
ば、木質材に透明感等の外観と硬度、耐摩耗性等の優れ
た物性を付与することができるために、近年、多量に生
産されるようになったが、高粘度の樹脂液を注入硬化し
なければ品質が安定せず、木質材の春材部と秋材部の含
浸率の差や樹脂自身の透光性により杢目が顕出し且つ全
体的に透明性を帯びてプラスチック様の人工的な外観を
呈し、前者のような油剤仕上げによる自然的な色、風合
の外観を付与することが困難であるこのような問題点を
解決するために、本発明者等は、特願平１−２６３９｛
）号に記載しているように、乾性油脂肪酸エステル類と
重合性単量体類と重合触媒との混合物を必須戒分とする
液状組或物を木質材に含浸させ、該木質材中で硬化反応
を行わせて木質材と一体化して耐久性のある油剤仕上げ
調を得る方法を開発したが、この改良方法においても樹
種や硬化条件によっては未だ硬化性に劣るものがあり、
且つ硬化物は条件によると白濁が著しいなどの欠点があ
る。

本発明はこのような問題点を改善した油剤処理木質材料
の製造方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達戒するために、本発明の油剤処理木質材料
の製造方法は、分子内にヒドロキシル基を有する不乾性
油の高級脂肪酸またはそのエステルのヒドロキシル基に
重合性有機酸無水物を付加反応せしめて成るエステル化
反応物と、重合性単量体と、重合触媒とを必須戒分とす
る油剤を木質材に含浸させ、該木質材中で硬化反応を行
わせることを特徴とするものである。

上記油剤において、不乾性油の高級脂肪酸又はそのエス
テルとは、リシノール酸やリシノール酸のエステルなど
であって、特にヒマシ油が好ましいものである。重合性
有機酸無水物とは、無水マレイン酸、無水イタコン酸な
どがある。重合性単量体にはスチレン、ビニルトルエン
、ジビニルベンゼンなどの芳香族化合物、及びそれらと
共重合が可能なメチルメタアクリレート、シクロヘキシ
ルメタアクリレート、２−エチルへキシルメタアクリレ
ート、２−ヒドロキシェチルメタアクリレ・ートやエチ
レングリコールジメタアクリレート、ジエチレングリコ
ールジメタアクリレート、トリエチレングリコールジメ
タアルリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）
アクリレートなどがある。

これらの混合物よりなる油剤は一般に低粘度であり、木
材に容易に浸潤し、重合触媒を用いると比較的低温でも
速やかに硬化せしめることができる． 重合触媒としてはペンゾイルパーオキサイド、ｔ−プチ
ルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、ジク
ミルバーオキサイド、１．１−ビス（ｔ−プチルパーオ
キシ）　３．３．５−｝リメチルシク口ヘキサン、プチ
ルパーオキシベンゾエートなどがある。

本発明方法を実施するには、ヒドロキシル基を有する不
乾性油の高級脂肪酸又はそのエステルのヒドロキシル基
に対し、概ね、等モルの重合性有機酸無水物を非脱水条
件下で開環付加反応せしめ、この反応物８０〜４０Ｍ量
部に対し重合性単量体６２０〜６０重量部、重合触媒０
．５〜５重量部を溶解したものを処理液とし、この処理
液中に木材単板や柱状木材その他の木質材を浸漬し、減
圧、加圧などの操作を併用して処理液を該木質材に含浸
し、次いで、この処理液含浸単板を加圧、加熱して硬化
させるものである。

この際、ヒドロキシル基を有する不乾性油の高級脂肪酸
又はそのエステルと重合性有機酸無水物の反応は８０〜
１２０℃の温度で２〜５時間で終了する。

含浸処理した木質材の硬化は、加熱温度が８０〜１８０
゜Ｃ、特ニ１００　〜１４０゜Ｃが適当であり、圧力は
接触圧から５０ｋｇｆ／ｃｊ程度までが適当である。

木質材中に含浸させた処理液の硬化に要する時間は、硬
化剤量、温度、木質材の厚さなどによって異なるが５分
〜１２０分間程度で十分である。

〔作　　　用〕

ヒドロキシル基を有する不乾性油の高級脂肪酸エステル
又はそのエステルと重合性有機酸無水物との反応物、こ
の反応物と重合性単量体類、重合触媒との混合液状組或
物からなる油剤は、低粘度であって木質材の微小な空隙
にも容易に浸入し、材内に浸入した油剤は木質材を濡れ
色になし、処理液は木質材の微小空隙内で硬化して温湿
度変化や水に対しても溶脱することがなく、長期に亘っ
て良好な耐汚染性、撥水性を発揮すると共に上記外観を
保持する。

又、木質材の微小空隙に浸入硬化した処理剤により、従
来の不飽和ポリエステルやメタアクリル系の合威樹脂の
注入硬化により得られるＷＰＣにない靭性が付与され、
切削加工性も良好となる。

更に、本願発明者等が先に出願した上記特開平１−２−
６３９０号に記載の乾性油脂肪酸エステル類と重合性単
量体類によるものよりも格段の硬化速度が得られ、且つ
硬化樹脂は白濁せず、樹脂の歩止りも良好である． このように、従来のＷＰＣよりも優れた物性や深みのあ
る外観を発揮する理由としては、従来のＷＰＣ用の樹脂
液が高粘度であったり木材威分との親和性が小さいなど
の理由で主として木材の比較的大きな空隙内で樹脂化す
るのに比べ、本発明の上記処理液では低分子体が木材微
細空隙にまで入り込み、側鎖カルボキシル基は木材組織
と入り組んで良《密着し硬化しており、且つ速硬化を行
う故に圧縮硬化時に含浸液が押し出されることなく樹脂
の歩止りも向上するものと思われる。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、
これらの実施例は本発明の全てを包含するものではない
． 〔実施例　１〕 ヒマシ油１　．　０００重量部に１００重量部の無水マ
レイン酸を配合して攪拌しながら加熱し、温度が１００
℃に到達してから同温度に３時間保持しながら攪拌して
均一な粘稠液を得た． この粘稠液６００重量部、スチレンモノマ−３５０重量
部、トリメチロールプロパントリメタアクリレート５０
重量部、ハイドロキノン０．２重量部、ペンゾイルパー
オキサイド１０重量部を調合し、よく攪拌して均一に溶
解して処理液を得た。

この処理液に厚さ３一一で約１０ｃ一角のナラ単板、及
びチーク単板を含浸し、３０トールの減圧下に約６０分
保持して脱気し、常圧に戻してから約２時間放置して処
理液をこれらの木材単板に浸透させた．その後、木材単
板に付着している過剰の樹脂液を取り除き、１２０゜Ｃ
，　１０ｋｇｆ／ｃｄの加熱、加圧の条件でプレスし、
この条件を１０分間保持して硬化させた．次いで、常圧
、１００℃で１時間硬化させた。

こうした、木材単板に含浸硬化させた油剤の含有量はナ
ラ単板で約６５％、チーク単板で約５５％であり、これ
らの単板の外観は油剤仕上げ調で柔軟性があり、切削加
工性が優れていた． 〔実施例　２〕 ヒマシ油８５０重量部、無水マレイン酸１５０重量部を
配合し、攪拌しながら加熱し、温度が１２０℃に到達し
てから同温度で約２時間保持し、攪拌しながら反応を行
わせて黄褐色の粘稠な均一液を得た．この粘稠液５２０
重量部、スチレンモノマ−４００重量部、トリメチロー
ルプロパントリメタアクリレート８０重量部、ハイドロ
キノン０．２重量部、１．１ビス一（１−プチルパーオ
ヰシ）３．３５−｝リメチルシクロヘキサン１５重量部
を調合し、よく攬拌して均一に溶解させた処理液を得た
． 次に、厚さ０．６ｓ＋ａで１０ｃ■角のベイマツ単板を
処理液に浸漬し、３０トールで減圧下で６０分間脱気し
、しかるのち常圧で約２時間処理液を単板に浸透させた
のち過剰の処理液を除き、次いで、プレスにより１３０
℃で２０分間、１０ｋｇｆ／ｃ−の加圧下で処理液含浸
単板を硬化させたところ、樹脂含浸量は１３０％であり
、早材部と晩材部の模様が美しく表現された靭性に富む
油剤処理単板が得られた。

この油剤処理単板を１５ｍｓ厚の合板に貼り付けてＪＡ
Ｓ特殊合板規格に準拠して耐水試験、寒熱試験などを行
ったところ、これらの性能も非常に優れたものであった
． 〔実施例　３〕 実施例２で合威したしマシ油／無水マレイン酸付加反応
物６００重量部、スチレンモノマ−３００重量部、トリ
メチロールプロパントリメタアクリレート１００重量部
、ハイドロキノンモノメチルエーテル０．１重量部、パ
ーキュア一〇（日本油脂株式会社製）１０重量部を調合
し、よく攪拌して均一に溶解させることにより処理液を
得た。

この処理液の粘度は約７０ｃｐｓ　（２５℃）であり、
８０℃でのゲルタイムがｌＯ分間、最小硬化時間が１８
分３０秒、最高発熱温度が１４６℃であった。

次に、厚さ０．６ｍ＋ｓで１０ｃ＋ｗ角のベイマツ単板
ｌＯ枚と、厚さ１．５ｍｍでＩＱｃｍ角のカリン単板１
７枚とを減圧容器に入れ、１時間、２０トールの減圧下
で脱気した後、上記処理液を容器内に導入し、常圧に戻
した後、１０ｋｇｆ／ｃｄの加圧下に１時間浸漬し、樹
脂注入単板を得た。

この樹脂注入単板に液切りを行って過剰の樹脂を回収し
たところ、回収樹脂液のポットライフは３０゜Ｃで２週
間以上あり、保存性に優れていた。

樹脂注入単板は次いでプレスにより１２０℃、１０ｋｇ
ｆ／ｃ＋ａの加圧下で１５分間の熱圧処理により硬化さ
せた． その結果、樹脂含浸量はベイマツ単板で１２５％、カリ
ン単板で５０％であり、美しい濡れ感を呈し、靭性に冨
む油剤処理単板を得た。

通常、ラジカル硬化型樹脂では、木材中の抽出戒分によ
り硬化不良を起しやすいカリンにおいても良く硬化して
おり、硬化性において優れた長所を有している。

〔実施例　４〕 実施例２で構威したヒマシ油／無水マレイン酸付加反応
物５００重量部、スチレンモノマ−３５０重量部、トリ
メチロールプロパントリメタアクリレート１００重量部
、２−ヒドロキシエチルメタアクリレート５０重量部、
ハイドロキノン０．１重量部、ペンゾイルパーオキサイ
ド１０重量部を調合し、よく攪拌し均一に溶解して処理
液を得た。

次に、厚さ０．６ｍｍで１０ｃｏ＋角のベイマッ単板１
０枚、厚さ１．５ｍｍで１０ｃｍ角のナラ単板及びカリ
ン単板各１０枚に対して、上記処理液で実施例３と同様
に注入硬化処理を行い、油剤処理単板を得た。

こうして得られた油剤処理単板の樹脂含浸量はベイマッ
単ＩＩｉ１２０％、ナラ単板７０％、カリン単板５０％
であり、硬化性は良好で靭性に冨み、切削加工性にも優
れていた。

また、これらの各油剤処理単板を１５ａ一厚の合板に貼
り付け、，ＬＡＳ特殊合板規格に準拠して耐水試験、寒
熱試験などを行ったが、これらの性能も非常に優れたも
のであった。

〔比較例〕

脱水ヒマシ油２５０重量部、２−エチルへキシルメタア
クリレート６００重量部、トリメチクールプロパントリ
メタアクリレー口００重景部、無水マレイン酸５０重量
部、過酸化ベンゾイル５重量部、ジクミルパーオキサイ
ドｌＯ重量部を相溶してなる処理液を作威した。

一方、厚さ１．５ｍｍのベイマツ、ナラ、カバの各単板
を１０５℃で２時間乾燥処理したのち、これらの単板を
前記処理液に１．５時間浸漬し、減圧に引き続き常温、
常圧下で１５時間放置して各単板に処理液を含浸した。

次いで、各処理液含浸単板をテトロンフイルムで被覆し
てから接触圧下に１２０℃で２時間処理して含浸液を硬
化させた。

こうして、各単板に含浸硬化させた処理剤の含浸率はベ
イマツ９５％、ナラ７３％、カバ１２０％であったが、
や＼白濁化した外観を呈するものであり、又、硬化に要
するまでの時間が長時間要して、工業的生産に適用する
ことが困難であった。

〔効　　果〕

以上のように本発明の油剤処理木質材料の製造方法は、
分子内にヒドロキシル基を有する不乾性油脂肪酸又はそ
のエステルのヒドロキシル基に重合性有機酸無水物を付
加反応させてなるエステル化反応物と、重合性単量体と
、重合触媒とを必須戒分とする油剤を木質材に含浸させ
、該木質材中で硬化反応を行わせることを特徴とするも
のであるから、上記油剤からなる処理液は低粘度（５０
０ｃｐＳ以下）であり、且つ天然産品であるヒマシ油及
びその脂肪酸を主成分とするものであるから、木質材の
微小な空隙にも容易に浸入し、油剤処理を行ったのと同
様の濡れ色の外観を呈する木質材、即ち、油剤処理木質
材を極めて短時間に得ることができるものであり、発明
者等が先に開発した乾性油脂肪酸エステル類を用いるも
のよりも、無水マレイン酸変成不乾性油脂肪酸エステル
類を用いる本発明は工業的に極めて有利である。

又、本発明では処理液が木質材中の微小空隙内で硬化す
るので、温湿度の変化や水に対しても溶脱することなく
、長期に亘って良好な撥水性、耐汚染性を発揮すること
ことができると共に、従来の不飽和ポリエステルやメタ
アクリル系のＷＰＣでは得ることのできない柔軟性や靭
性を付与することができ、゛その上、切削加工性、釘打
ち性なども良好となるものである。

このように、本発明方法によれば、油剤仕上げで、装飾
性外観に優れ、且つ良好な耐水性、耐汚染性、靭性に冨
むなどの特長のある油剤処理木質材料を工業的に極めて
効率よく多量生産することができ、各種建材、家具用途
などに広く使用することができるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、分子内にヒドロキシル基を有する不乾性油の高
   級脂肪酸又はそのエステルのヒドロキシル基に重合性有
   機酸無水物を付加反応せしめて成るエステル化反応物と
   、重合性単量体と、重合触媒とを必須成分とする油剤を
   木質材に含浸させ、該木質材中で硬化反応を行わせるこ
   とを特徴とする油材処理木質材料の製造方法。