JPH0321402A - 改質木材の製法 - 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】 〈技術分野〉 本発明は、木材に難燃性を付与するようにした改質木材
の製法に関する。

く従来技術〉 木材に難燃性を付与するための処理法としては種々の方
法がある。離燃化のメカニズムから分類すると、概要は
次の様になる。

（ａ）無機物による被覆処理 伽）炭化促進処理 （Ｃ）発炎燃焼反応を阻害する処理 （ｄ）不燃ガスを発生させるための処理（ｅ）分解●結
晶水放出による吸熱を行う処理（ｆ）発泡層による断熱
を行う処理 これらの処理のうちでも、木材にエトリンガイ｝　（３
ＣａＯ　●ｋｌｌＯＢ　＊　３ＣａＳＯ４　＊　ｎＨ２
０．　ｎ＝２８〜３２）を含ませれば優れた難燃性を有
する改質木材が得られると考えた、エトリンガイトは、
それ自身不燃性であるばかυでなく、多くの結晶水を持
ち、１１０℃ですべての結晶水を放出するので、前記（
ＩＬ）　Ｔｈよび（ｅ）の処理法による効果を併せて期
待できるのである。しかも、水に不溶であるから木材か
ら溶け出す恐れもない。

しかし、エトリンガイトをその１１水に分散させ、この
分散水に木材を漬けても、エトリンガイトを木材中に浸
透させることは困難であることが分かった。これは、木
材中へ含没する際の最も狭い通路である細胞壁孔中のピ
ットメンブランの空謙が非常に小さいからである。

く発明の目的〉 本発明の目的は、木材中の細胞壁孔中のピットメンブラ
ンの空隙を大きくすることであう、エトリンガイトを何
らかの方法で木材中に含浸させることである。

く発明の開示〉 本発明は、加熱加圧操作によう１元の木材の平衡含水＊
　＜＝ｂ＞の絶対値を２〜４多低くすると共に抗膨張率
を２０〜６０１にした加熱加圧処理木材に、硫酸アルミ
ニウム水溶液およびハロゲン化カルシウム水溶液を含浸
させるとともに、該木材内部がアルカリ性に保たれるよ
うにしたのち、該木材を養生する改質木材の製法である
。

ここで抗膨張率とは、Ａ　Ｓ　Ｅ　（Ａｎｔｉ　−Ｓｗ
ｅｌｌｉｎｇＥｆｆｉｃｉｅｎｅｙ）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、通常、水蒸気により
、１２０〜２５０℃，２〜４　０　ｈｉ／ｃ−ｊの条件
下で行われ、処理時間は温度圧力により異たるか、例え
ばゴムノキで厚さ５０調の板材の場合で、１２０゜ｃ　
．　２　ｋｇ／ｄで８時間、また２１０℃，２　０　ｋ
ｇ／ｄで３０分の処理で平衡含水率の絶対値は約２１低
くたり、抗膨張率は約２０俤となる。

また、１５０℃，５ｋｇ／ｃｊで１６時間、または２５
０℃．　４　０　ｋｉ／ｄで２時間の処理で平衡含水率
は絶対値で約４優低〈々り、抗膨張率は約６０優とたる
。々お、温度が１２０℃以下では平衡含水率を低下でき
ず、２５０℃以上では木材の細胞が破壊して強度の低下
をもたらす。

このように加熱加圧処理された木材は、木材中で平衡含
水率の高いヘミセルロースが溶出して重量が約１（ｌ低
下する。ヘミセルロースの溶出分だけ空隙部分が多くな
う，ボーラスな構造に々るので、次の硫酸アル？ニウム
水溶液およびハロゲン化カルシウム水溶液の含浸量を多
ぐすることができる。

次に、該加熱加圧処理木材を製材品、スライス単板、チ
ップｉど認意の型状にして、硫酸アルミニウム（　Ａｌ
ｚ　（８０４）８）水溶液シよびハロゲン化カルシウム
水溶液を含浸させ、アルカリ性で硫酸アルミニウムとハ
ロゲン化カルシウムを反応させて木材中にエトリンガイ
トを生成させる。

ハロゲン化カルシウムとしては、普通、塩化カルシウム
（　ＣＩＣＡ’ｌ　）が用いられるが、臭化カルシウム
、沃化カルシウム等が川いられることもありうる、硫酸
アルミニウム水溶液とハロゲン化カルシウム水溶液を直
接混合してエトリンガイトを生或する場合、普通、硫酸
アルミニウムとハロゲン化カルシウムを１対６０モル比
で用いるようにするのが好１しいので、本発明のように
２段処理の場合もモル濃度比を１対６とするのが好ｉし
い。

エトリンガイト生或反応はアルカリ性で進行するので、
反応系をアルカリ性に保つ必要がある。

そこで、通常、水酸化ナトリウム等で、硫酸アルミニウ
ム水溶液をアルカリ性にしておくようにする。そして、
硫酸アルミニウム水溶液中のアルミニウムをアルミン酸
イオンの状態で溶解させていき、ハロゲン化カルシウム
水溶液とアルカリ性側で反応が起こるようにするｒ＝　
ｐＨは、１０以上にするのが好渣し〈、１１前後とする
のがより好！しいＯ 木材に対する処理液としての水溶液の含浸は浸漬等によ
って行う。気乾あるいは絶乾の木材の場合、飽和状態１
で水溶液を含浸させるには、相当時間がかかる。そこで
、スチーズング、減圧下含浸、加圧下含浸等によう，予
め木材中に水を飽和させてかき、その後、浸漬等によう
木材に水溶液を接触させるようにすると、処理薬剤とし
ての硫酸アルミニウムとハロゲン化カルシウムが木材中
の水を通って速く拡散し、含浸時間が短くてすむように
なる。

含浸させたのちの加熱養生の間は、温Ｊｆ４０゜Ｃ以上
で３時間以上行うのが好１し〈、例えば７０゜Ｃで５時
間程度養生する。その養生の間に硫酸アルミニウムとハ
ロゲン化カルシウムとの反応が進行してエトリンガイト
（沈澱物）が生或する。

エトリンガイト中は、前記（ｅ）の処理法にかいて、分
解とは、たとえば、つぎの式により水酸化物等が水を放
出することをさす。

Ｃａ　（ＯＨ）２　−　ＣａＯ　＋　Ｈ２０２Ａｌ（Ｏ
Ｈ）８　−４ｋｌ２０ｓ　＋　Ｈ２０この反応は吸熱反
応である，１た結晶水放出の反応も吸熱反応であって、
このよう愈反応を行いうる不燃性の無機物と可燃性の材
料とを複合すれば可燃性の材料の難燃性を向上させうる
。

つぎに、実施例について説明する。

夾施例１， ３０℃．ａｌｌ７０４で平衡含水率１　０　１ｉＤ５　
０鯛厚ゴムノキを圧力容器に入れ、１０＃／ｄの飽和水
蒸気で１７５℃に調整して２時間処理したところ、平衡
含水率は６優となＤ、抗膨張率は４０優の加熱加圧処理
木材を得た。

次に該木材を２一厚単板とし、含水率を２００優に調整
して、つぎの処理液Ａ．Ｂに浸漬した。

処理液Ａ；１モル硫酸アルミニウム水溶液を水酸化ナト
リウムでｐＨ　１　２に調整したもの処理液Ｂ；６モル
塩化カルシウム水溶液７０゜Ｃの処理液Ａに６時間浸漬
したのち、木材を乾燥し々ｈでその筐ま処理液Ｂに浸漬
し、７０℃で１２時間放置した、 比較例１、 実施例１にて、加熱加圧処理したいゴムノキの２ｆｌ厚
単板を使用した以外は同様にして処理した。

次に，実施例１、比較例１による処理木材の含浸率（次
式）、並びに抗膨張率（ＡＳＥ．前記式）を測定したと
ころ第１表の如くであった。

含浸率＝（Ａ−Ｂ）／Ｂ Ａ：処理後絶乾重量 Ｂ：処理前絶乾重量 第　　１　　表 く発明の効果〉 第１表よｂ１本発明の加熱加圧処理木材に硫酸アルミニ
ウム水溶液およびハログン化カルシウム水溶液を含浸さ
せる方が、未処理木材に含浸させるよυも、含浸率およ
び抗膨張率ともに太き〈なり、難燃性および寸法安定性
ともに優れた改質木材が得られる。

従って、本発明によう得られた改質木材は、難燃性や寸
法安定性が要求される建築構築材料、家具、建具たどの
木質材料として有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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％にした加熱加圧処理木材に、硫酸アルミニウム水
   溶液およびハロゲン化カルシウム水溶液を該木材に含浸
   させるとともに、該木材内部がアルカリ性に保たれるよ
   うにしたのち、該木材を養生することを特徴とする改質
   木材の製法。