JPH03202A

JPH03202A - 改良木材の製法

Info

Publication number: JPH03202A
Application number: JP13425089A
Authority: JP
Inventors: Akio Taga; 多賀　章夫
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 1989-05-26
Filing date: 1989-05-26
Publication date: 1991-01-07

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】く産業上の利用分野〉本発明は、木材の吸脱湿による寸法変化を少なくすると
共に難燃化を付加した改良木材の製法に関する。

〈従来技術〉木材の寸法変化を少なくする方法として、合成樹脂を木
材に注入する方法、薬品による吸湿水酸基のアセチル化
、ホルマール化などが検討されてきたが、これらの方法
は木材のもつ断熱性、加工性、外観などの特性を損い、
また加工に複雑な工程と多大な処理費用を要するなどの
欠点が認められた。

また、木材の難燃化については、不溶性不燃性無機物、
例えば、リン酸成分、ホウ酸成分、ノ１０ゲン化物をそ
のｔま水に分散させ、この分散液からなる処理液を木材
中に浸透させようとしても、木材中にはほとんど水しか
浸透して行かない。また難燃性を付与する樹脂、例えば
メチロール化フェノール、メチロール化メラミン、メチ
ロール化尿素などを減圧、加圧操作下に含浸させる方法
も検討されているが、木材中のセルロースの非晶部に樹
脂が浸透しないと考えられ、離燃性は期待できなかった
。

〈発明の目的〉本発明の目的は、上記のような事情に鑑みなされたもの
であって、寸法安定性及び難燃性を付与した改良木材の
製法を提供することにある。

〈発明の開示〉本発明は、加熱加圧操作により、元の木材の平衡含水率
の絶対値を２〜４チ低くすると共に抗膨張率を２０〜６
０％に改質した後に、次のＡ、Ｂ。

Ｃの各工程、すなわち、メチロール化フェノール、メチ
ロール化メラミンおよびメチロール化尿素からなる群か
ら選ばれた少なくとも１種を、好ましくは重量比で２チ
以上含むとともに硬化剤も含む処理液を上記加熱処理木
材中に含浸させる人工程、マグネシウム、カルシウム、
バリウムおよびアルミニウムイオンからなる群の中から
選ばれた少なくとも１種を、好ましくは重量比で５−以
上含む処理液を該木材中に含浸させるＢ工程、および、
リン酸、ホウ酸、炭酸および硫酸イオンからなる群から
選ばれた少なくとも１種を、好ましくは重量比で５ｓ以
上含む処理液を該木材中に含浸させるＣ工程を含むこと
を要旨とする改良木材の製法である。

以下に、詳しく説明する。

ここで、抗膨張車とは、Ａ　Ｓ　Ｅ　（Ａｎｔｉ−ａｗ
ｓｌｌｉｎｇＥｆｆｌｅｌ・ｎｃｙ　）で次式で計算す
る。

Ｄｏ＝未処理材の膨張率Ｄ　；処理材の膨張率本発明での加熱加圧操作としては、圧力容器中に電気ヒ
ーター、ガスヒーター、オイルヒーターなどによる加熱
と、コンプレッサーによる加圧、または水蒸気による加
熱加圧のいずれ本可能であるが、中でも水蒸気による加
熱加圧が安全で経済約である。加熱加圧条件としては、
１２０〜２５０℃、２〜４０　ｋｇ／ｄ、処理時間は温
度、圧力によシ異なるが、例えば、ゴムツキで厚さ５０
ｍｇｍの板材の場合で、１２０°ｃ　、　２　ｋｉｉ／
ｃ４で８時間、またはｚｘｏｏｃ、２ｏｋｇ／ｄで３０
分間の処理で平衡含水率の絶対値は約２１低くなり、抗
膨張率は約２０１となる。また％１５０℃、　ｓ　＃／
ｄｆｌ　ａ時間、ｔたは２５０℃、　４０　＃／ｃｌで
２時間処理で約６０９Ｉと表る。なお、温度が１２０℃
以下では木材が改良されず、２５０　’Ｏ以上では木材
の細胞が破壊して強度が著しく低下する。また、ここで
平衡含水率が２１未満の低下では抗膨張率は２０１未満
とまυ、実用上、反シ、狂いに著しい効果がない。逆Ｋ
、４１以上の平衡含水率の低下では抗膨張率は６０慢以
上と力υ、寸法安定性としては非常に良好であるが、操
作上高熱を要するために木材のもつ自然の風合がなくな
ｐ、炭化が著しく、また機械的強度の劣化が著しく好ま
しくない。

上記の如く、加熱加圧によシ改質された木材は、木材中
の平衡含水率の高いヘミセルロースが分解して溶出し、
重量が約１０係低下する。また、溶出外だけ空隙部分が
多くなり、ポーラスに々る。

従って、次工程の離燃化剤の含浸がし易くなる。

次に、Ａ、Ｂ、Ｃの各工程であるが、人工風において、
メチロール化フェノール、メチロール化メラミンおよび
メチロール化尿素からなる群の中から選ばれた少なくと
ｉｈ１種を含む処理液Ａを用いる。これらは、いずれも
、セルロースと親和性が高い。そのため、木材中に浸透
し易く、セルロースの非晶部までよく浸透する。これら
のものは、処理液中に重量比で２チ以上含まれているこ
とが好ましい。これ未満であると効果が得られないから
である。処理液中には硬化剤も適量含まれている必要が
ある。硬化剤としては、カルボン酸エステル、酸無水物
、有機ハロゲン化物、アミン類の塩酸塩、アンモニウム
塩、尿素誘導体、尿素アダクト（付加物）等を用いるこ
とができる。

メチロール化フェノールは、例えば、原材料として、モ
ル比で、フェノール１．０、ホルムアルデヒド２．０〜
４．０および水酸化ナトリウム０，５〜１．５を用いる
。反応温度は４０℃以下であって低温合成である。まず
、ホルマリン（３７チホルムアルデヒド水溶液）中に水
酸化ナトリウムを冷却しながら溶解してから、フェノー
ルを冷却しながら混合溶解して、そのまま６〜４８時間
攪拌して反応させ、そののち、塩酸で中和する。ここで
、水酸化ナトリウムの代りに、アンモニア、水酸化カリ
ウム、水酸化カルシウムを用いることもできる。

また、中和剤の塩酸の代わりに、硫酸、リン酸、ホウ酸
、硝酸等を用いることもできる。

メチロール化メラミンは、例えば、原材料として、モル
比で、メラ建ン１．０、ホルムアルデヒド２．０〜４．
０および水酸化ナトリウム０．５〜１．５を用い、前記
メチロール化フェノールの製造例において、フェノール
の代わシにメラミンを用いることにより製造できる。

メチロール化尿素は、例えば、原材料として、モル比で
、尿素１．０、ホルムアルデヒド２．０〜４．５および
水酸化ナトリウム０．５〜１．５を用いて、前記メチロ
ール化フェノールの製造例において、フェノールの代わ
、９に尿素を用いることにより製造できる。

人工程で用いる処理液Ａは、前記のような反応で得られ
る生成物を、適宜、水あるいは有機溶媒で希釈し、さら
に硬化剤を加えることによυ製造できる。

Ｂ工程では、マグネシウム、カルシウム、バリウムおよ
びアルミニウムイオンからなる群から選ばれた少くとも
１種を、好ましくは重量比で５チ以上含む処理液Ｂを用
い、Ｃ工程では、リン酸、ホウ酸、炭酸および硫醸イオ
ンから表る群の中から選ばれた少くとも１種を、好まし
くは重量比で５ｇ６以上含む処理液Ｃをそれぞれ用いる
。両処理液Ｂ、Ｃは、アニオンおよびカチオンをそれぞ
れ水溶液等の溶液として別々に木材中に含浸させ、木材
中に水不溶の不燃性無機物（無機塩）を生成させるため
に用いる。

本発明の改良木材の製法では、元の木材を加熱加圧によ
り改質された木材中に、たとえば、処理液Ａを含浸させ
たのち、加熱等により硬化させる人工程を行って木材中
に樹脂を固定し、つぎに、処理液Ｂを含浸させてＢ工程
を行い、さらに、処理液Ｃを含浸させてＣ工程を行って
木材中に不溶性不燃性無機物を固定する。加熱による処
理液Ａの硬化は８０℃以上で行うのが好ましい。処理液
の含浸は、木材表面に処理液を塗布したり、処理液中に
木材を浸漬したすするなどして行うとよい。

処理液中に木材を浸漬する場合において、減圧あるいは
加圧により処理液の含浸を促進させることもできる。

各工程を実施する順番は、前記Ａ−４Ｂ→Ｃに限定され
る本のではない。例えば、Ａ−４Ｃ→Ｂ、Ｂ→Ｃ→Ａ、
Ｃ−４Ｂ→Ａのいずれかの屓によシ行われるようであっ
てもよい。また、Ｂ工程の処理液ＢおよびＣ工程の処理
液Ｃの少なくとも一方が、メチロール化フェノール、メ
チロール化メラミンおよびメチロール化尿素からなる群
の中から選ばれた少なくと４ｈ１１！１を含むと共に硬
化剤を含み、Ｂ−４０の順に工程が行われるとともに、
これに並行して人工程が行われるようであってもよいし
、Ｃ→Ｂの順に工程が行われると共に、これに並行して
人工程が行われるようであってもよい。要するに、木材
中に不溶性不燃性無機物および樹脂を固定することがで
きれば、順番は特に限定されないのである。

このようにして得られた改良木材は、不溶性不燃性無機
物を含むので、難燃性および防腐、防虫性に優れ、その
うえ、木材中のセルロースと親和性の高い、反応性モノ
マーを木材中に含浸させ、硬化させるようにしているの
で、著しく優れた寸法安定性を有するのである。

つぎに実施例で説明する。

実施例１３０°Ｃ１湿度７０チで平衡含水率１０憾の厚さ５０鱈
のゴムツキを圧力容器！ＩＣ入し、１０　ｋｌ／ｄの飽
和水蒸気で１７５°Ｃに調整して２時間処理したところ
、平衡含水率は５チとなり、抗膨張率が４０係の改質木
材を得た。

また、以下の条件でメチロール化フェノールをつくった
。

配合条件フェノール　　　　　　　　１モルホルムアルデヒド　　　　　３モル水酸化ナトリウム　　　　　１モル塩酸　　　　　　　　　　　１モル生成物の組成は次の通シであった。

虫取メチロール化フェノールＱ−％ツメチロール化フェノール１２モルチｐ−モノメチロール化フェノール１９モル憾Ｏ，ｐ−ジメチは−ル化フェノール１５モル憾トリメチロール化フェノール２２モル憾２量体以上の縮合物　　　１７モルチ未反応フェノール　　　　１５モル慢とのようにしてつくった生皮メチロール化フェノールを
水で２倍に希釈し、この希釈物１００重量部に対して、
硬化剤として２０係塩化アンモニウム水溶液を１重量部
混合して処理液Ａ（処理用樹脂、メチロール化しゾール
飽理液）とした。

また、処理無機物水溶液として、水１ｇに対してＢａＣ
ｌ１ｚ　２．２モルを溶解させた処理液Ｂ、水１ノに（
ＮＨ４）ｚＨＰＯｎを８．０モルおよびＨ３ＢＯ３を６
．０モル溶解させた処理液Ｃを用いた。

次に、上記改質木材を３■厚の単板にして、含水率２０
Ｇ−以上に飽水処理した。つぎに、６０°Ｃで８時間、
処理液ＢＫ単板を浸漬し、６０℃で８時間、処理液Ｃに
単板を浸漬して、１０５℃で熱風で乾燥した。このあと
、単板に処理液Ａを減圧含浸し、１２０°Ｃで１時間乾
燥させ、改良木材を得た。

比較例１実施例１にて、ゴムツキを加熱加圧処理しない以外は同
様に浸漬して、比較例１とした０処理液Ｂ、処理液Ｃ浸
漬して乾燥後の含浸率は不溶性不燃性無機、物は、実施
例１は５７嚢であり、比較例１は５１１であった。また
処理液Ａ含浸乾燥後の樹脂含浸率は、実施例１は１５−
であり、比較例１は１１１であった０なお、含浸率は次式で計算した。

含浸率＝（Ａ−Ｂ）／ＢＡ：処理後の絶乾重量Ｂ；処理前の絶乾重量〈発明の効果〉本発明では、加熱加圧操作により、元の木材の平衡含水
率の絶対値を２〜４１低くすることＫよシ、木材中に空
隙部分が多くなるので、不溶不燃性無機物や難燃性樹脂
の含浸（率）が多くなる。従って、離燃性および防腐・
防虫性に優れると共に寸法安定性にも非常に優れたもの
が得られるので、建築・構築材料、家具部材として有用
である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）加熱加圧操作により、元の木材の平衡含水率の絶
対値を２〜４％低くすると共に抗膨張率を２０〜６０％
に改質した後に、次のＡ、Ｂ、Ｃの各工程、すなわち、
メチロール化フェノール、メチロール化メラミンおよび
メチロール化尿素からなる群の中から選ばれた少なくと
も１種を含む処理液を木材中に含浸させるＡ工程、マグ
ネシウム、カルシウム、バリウムおよびアルミニウムイ
オンからなる群の中から選ばれた少なくとも１種を含む
処理液を木材中に含浸させるＢ工程、および、リン酸、
ホウ酸、炭酸および硫酸イオンからなる群の中から選ば
れた少なくとも１種を含む処理液を木材中に含浸させる
Ｃ工程を含むことを特徴とする改良木材の製法。
（２）各工程が、Ａ→Ｂ→Ｃ、Ａ→Ｃ→Ｂ、Ｂ→Ｃ→Ａ
、Ｃ→Ｂ→Ａのいずれかの順により行われる特許請求の
範囲第１項記載の改良木材の製法。
（３）Ｂ工程の処理液およびＣ工程の処理液の少なくと
も一方が、メチロール化フェノール、メチロール化メラ
ミンおよびメチロール尿素からなる群の中から選ばれた
少なくとも１種を重量比で２％以上含むと共に硬化剤を
含み、Ｂ→Ｃの順またはＣ→Ｂの順に工程が行われると
共に、これに並行してＡ工程が行われる特許請求の範囲
第１項記載の改良木材の製法。