JPH0357601A - 改質木材の製法 - Google Patents
改質木材の製法Info
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- JPH0357601A JPH0357601A JP19463389A JP19463389A JPH0357601A JP H0357601 A JPH0357601 A JP H0357601A JP 19463389 A JP19463389 A JP 19463389A JP 19463389 A JP19463389 A JP 19463389A JP H0357601 A JPH0357601 A JP H0357601A
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- JP
- Japan
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- wood
- insoluble
- cation
- anion
- treatment liquid
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- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
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。
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〕
この発明は、住宅設備、建築材料等として用いられる改
質木材の製法に関する。
質木材の製法に関する。
木材の改質方法として、不溶性不燃性無機物を木材中に
含ませることにより、難燃性(防火性〉、寸法安定性、
防腐・防虫性、力学的強度.表面硬度等を付与する方法
が研究開発されている。
含ませることにより、難燃性(防火性〉、寸法安定性、
防腐・防虫性、力学的強度.表面硬度等を付与する方法
が研究開発されている。
一般に、木材に難燃性を付与するための改質方法は、以
下のような難燃化のメカニズムに基づいて大別されてい
る。
下のような難燃化のメカニズムに基づいて大別されてい
る。
(al 無機物による被覆
(bl 炭化促進
(C) 発炎燃焼における連鎖反応の阻害(d)
不燃性ガスの発生 (e) 分解・結晶水放出による吸熱(f) 発泡
層による断熱 ここで、木材中に不溶性不燃性無機物を含ませるという
改質方法は、以下に説明するように、上記(a)以外に
も、無機物の種類によっては、(b)、(C)、(d)
等による効果も併せて期待できる優れた方法である。し
かも、不溶性不燃性無機物は、一旦、木材組織内に定着
させられれば、木材から熔け出す恐れが少ないので、前
記効果が薄れるといった心配も少ない。
不燃性ガスの発生 (e) 分解・結晶水放出による吸熱(f) 発泡
層による断熱 ここで、木材中に不溶性不燃性無機物を含ませるという
改質方法は、以下に説明するように、上記(a)以外に
も、無機物の種類によっては、(b)、(C)、(d)
等による効果も併せて期待できる優れた方法である。し
かも、不溶性不燃性無機物は、一旦、木材組織内に定着
させられれば、木材から熔け出す恐れが少ないので、前
記効果が薄れるといった心配も少ない。
上記(alから+dlまでの難燃化のメカニズムについ
て、次に詳しく説明する。
て、次に詳しく説明する。
(alの無機物による被覆は、たとえ可燃性の材料であ
っても、それを不燃性の無機物と適当な配合比で複合す
ることにより難燃化しうるということである。たとえば
、従来知られている木片セメント板は、可燃性木材を不
燃性のセメントと約3対エないし1対1の重量配合比で
混合し、板状に或形したものであって、JTSで準不燃
材料として認められている。
っても、それを不燃性の無機物と適当な配合比で複合す
ることにより難燃化しうるということである。たとえば
、従来知られている木片セメント板は、可燃性木材を不
燃性のセメントと約3対エないし1対1の重量配合比で
混合し、板状に或形したものであって、JTSで準不燃
材料として認められている。
(blの炭化促進は、次のようなメカニズムである。木
材は、加熱されると熱分解して可燃性ガスを発生し、こ
れが発炎燃焼するわけであるが、この時、リン酸あるい
はホウ酸が存在すると、木材の熱分解、すなわち炭化が
促進され、速やかに炭化層が形成される。この炭化層が
断熱層として作用し、難燃効果が生じる.したがって、
不溶性不燃性無機物がリン酸戒分あるいはホウ酸成分を
含む場合は、難燃効果が一層高いものとなる。
材は、加熱されると熱分解して可燃性ガスを発生し、こ
れが発炎燃焼するわけであるが、この時、リン酸あるい
はホウ酸が存在すると、木材の熱分解、すなわち炭化が
促進され、速やかに炭化層が形成される。この炭化層が
断熱層として作用し、難燃効果が生じる.したがって、
不溶性不燃性無機物がリン酸戒分あるいはホウ酸成分を
含む場合は、難燃効果が一層高いものとなる。
(Clの発炎燃焼における連鎖反応の阻害とは、ハロゲ
ンにより寄与されるものであり、炎中でのラジカル的な
酸化反応において、ハロゲンが連鎖移動剤として作用す
る結果、酸化反応が阻害されて難燃効果が生じるという
メカニズムである。したがって、不溶性不燃性無機物が
ハロゲンを含んでおれば、このメカニズムによるW#燃
効果も得られる. (dlの不燃性ガスの発生は、次のようなメカニズムで
ある.すなわち、炭酸塩、アンモニウム塩等の化合物が
、熱分解により炭酸ガス、亜硫酸ガス、ハロゲン化水素
などの不燃性ガスを発生し、これらのガスが可燃性ガス
を希釈することにより燃焼を妨げるというメカニズムで
ある.したがって、不溶性不燃性無機物が炭酸塩等の不
燃性ガスを発生しうるちのを含んでいれば、このメカニ
ズムによる難燃効果も併せて得られる. 次に、木材の防腐・防虫化について説明する。
ンにより寄与されるものであり、炎中でのラジカル的な
酸化反応において、ハロゲンが連鎖移動剤として作用す
る結果、酸化反応が阻害されて難燃効果が生じるという
メカニズムである。したがって、不溶性不燃性無機物が
ハロゲンを含んでおれば、このメカニズムによるW#燃
効果も得られる. (dlの不燃性ガスの発生は、次のようなメカニズムで
ある.すなわち、炭酸塩、アンモニウム塩等の化合物が
、熱分解により炭酸ガス、亜硫酸ガス、ハロゲン化水素
などの不燃性ガスを発生し、これらのガスが可燃性ガス
を希釈することにより燃焼を妨げるというメカニズムで
ある.したがって、不溶性不燃性無機物が炭酸塩等の不
燃性ガスを発生しうるちのを含んでいれば、このメカニ
ズムによる難燃効果も併せて得られる. 次に、木材の防腐・防虫化について説明する。
菌類が木材を腐敗させる際、まず、菌糸が木材内腔中へ
侵入することが不可欠である.しかし、木材内腔中に異
物が存在すると菌糸が侵入できないため、木材は、結果
的に腐敗しにくくなる。木材内腔中の異物は、防腐効果
のある薬剤(防腐剤)である必要は特になく、菌類の養
分になるものでなければ、何であっても良い。防虫につ
いても防腐と同じである.したがって、不溶性不燃性無
機物を木材内腔中に含ませれば、木材の防腐・防虫性を
向上させうる.ただし、前記異物は、薬剤効果があるも
のであればそれにこしたことはなく、たとえば、虫に対
して消化性の悪いもの、消化しないもの、あるいは、忌
避作用のあるものが好ましい。
侵入することが不可欠である.しかし、木材内腔中に異
物が存在すると菌糸が侵入できないため、木材は、結果
的に腐敗しにくくなる。木材内腔中の異物は、防腐効果
のある薬剤(防腐剤)である必要は特になく、菌類の養
分になるものでなければ、何であっても良い。防虫につ
いても防腐と同じである.したがって、不溶性不燃性無
機物を木材内腔中に含ませれば、木材の防腐・防虫性を
向上させうる.ただし、前記異物は、薬剤効果があるも
のであればそれにこしたことはなく、たとえば、虫に対
して消化性の悪いもの、消化しないもの、あるいは、忌
避作用のあるものが好ましい。
さらに、木材の寸法安定化および力学的強化について説
明する.木材を水で膨潤させておいて木材細胞壁中に何
らかの物質を固定できれば、バルク効果により、寸法安
定化効果および力学的強化効果が得られる.すなわち、
木材細胞壁内が充填材によって占められておれば、木材
自体の膨張あるいは収縮が起こりにくくなり、同時に、
各種力学的強度も向上するのである。ここで、固定物質
としては、水に溶けにくい無機物も使いうる。したがっ
て、不溶性不燃性無機物を木材細胞壁中に固定すれば、
寸法安定性および力学的強度を向上させうる. 最後に、木材の硬度(表面硬度)向上について説明すれ
ば、一般に、木材の硬度を上げるためには、木材内部の
導管等の空隙や木材の細胞壁に無機物等の硬い物質を詰
め込んでやればよいため、木材内に不溶性不燃性無機物
を定着させることにより、木材細胞の補強ならびに硬度
の上昇という効果が得られる。この場合に、木材の表層
部分に集中的に無機物を生成させれば、より効果的であ
る。
明する.木材を水で膨潤させておいて木材細胞壁中に何
らかの物質を固定できれば、バルク効果により、寸法安
定化効果および力学的強化効果が得られる.すなわち、
木材細胞壁内が充填材によって占められておれば、木材
自体の膨張あるいは収縮が起こりにくくなり、同時に、
各種力学的強度も向上するのである。ここで、固定物質
としては、水に溶けにくい無機物も使いうる。したがっ
て、不溶性不燃性無機物を木材細胞壁中に固定すれば、
寸法安定性および力学的強度を向上させうる. 最後に、木材の硬度(表面硬度)向上について説明すれ
ば、一般に、木材の硬度を上げるためには、木材内部の
導管等の空隙や木材の細胞壁に無機物等の硬い物質を詰
め込んでやればよいため、木材内に不溶性不燃性無機物
を定着させることにより、木材細胞の補強ならびに硬度
の上昇という効果が得られる。この場合に、木材の表層
部分に集中的に無機物を生成させれば、より効果的であ
る。
以上のように、不溶性不燃性無機物を含ませるという方
法は、難燃化をはじめとする木材の改質において非常に
有効であるが、従来、下記のような問題を有していた。
法は、難燃化をはじめとする木材の改質において非常に
有効であるが、従来、下記のような問題を有していた。
一般に、不溶性不燃性無機物をそのまま水などの溶媒に
分散させ、この分散液からなる処理液中に木材を浸漬し
て処理液を木材中に浸透させようとしても、浸透してい
くのは、ほとんど水等の溶媒のみとなってしまう。これ
は、次のような理由による。すなわち、木材中に浸透す
る際に処理液が通過する経路のうち、最も狭い部分はピ
ソトメンプランであるが、ここにおける空隙径が約0.
1μであるのに対し、分散した不溶性不燃性無機物の
粒子は、普通、0. 1μ1よりもかなり大きいからで
ある。
分散させ、この分散液からなる処理液中に木材を浸漬し
て処理液を木材中に浸透させようとしても、浸透してい
くのは、ほとんど水等の溶媒のみとなってしまう。これ
は、次のような理由による。すなわち、木材中に浸透す
る際に処理液が通過する経路のうち、最も狭い部分はピ
ソトメンプランであるが、ここにおける空隙径が約0.
1μであるのに対し、分散した不溶性不燃性無機物の
粒子は、普通、0. 1μ1よりもかなり大きいからで
ある。
そこで、この問題を解決できる方法が開発された。すな
わち、混合することにより互いに反応して不溶性不燃性
無機物を生じさせるカチオンおよびアニオンを別々に含
ませた2種の水溶液(順に「カチオン含有処理液」、「
アニオン含有処理液」と称する)を、水溶性無機物を水
に溶解させることにより調製し、両水溶液を順に原料木
材中に含浸させて、木材中で上記両イオンを反応させる
ことにより、不溶性不燃性無機物を生成させるという改
質木材の製法である(特開昭61−246003号公報
等参照)。
わち、混合することにより互いに反応して不溶性不燃性
無機物を生じさせるカチオンおよびアニオンを別々に含
ませた2種の水溶液(順に「カチオン含有処理液」、「
アニオン含有処理液」と称する)を、水溶性無機物を水
に溶解させることにより調製し、両水溶液を順に原料木
材中に含浸させて、木材中で上記両イオンを反応させる
ことにより、不溶性不燃性無機物を生成させるという改
質木材の製法である(特開昭61−246003号公報
等参照)。
この方法によれば、不溶性不燃性無機物を、固体粒子と
して浸透させるのでなく、イオンの形で水などの媒体中
に溶存させた状態で浸透させるので、含浸が容易であり
、極めて多量の不溶性不燃性無機物を効率良く木材中に
含ませることができる。そのため、防腐・防虫性や寸法
安定性等に極めて優れた改質木材を得ることができる。
して浸透させるのでなく、イオンの形で水などの媒体中
に溶存させた状態で浸透させるので、含浸が容易であり
、極めて多量の不溶性不燃性無機物を効率良く木材中に
含ませることができる。そのため、防腐・防虫性や寸法
安定性等に極めて優れた改質木材を得ることができる。
この改質方法においては、具体的には、カチオン含有処
理液およびアニオン含有処理液は、所定のカチオンを含
む水溶性無機物および所定のアニオンを含む水溶性無機
物を別々に水に溶解させることにより得られ、より具体
的には、通常、単独の水溶性無機物を含む処理液の組み
合わせ(単独溶液系の掛け合わせ)が用いられている。
理液およびアニオン含有処理液は、所定のカチオンを含
む水溶性無機物および所定のアニオンを含む水溶性無機
物を別々に水に溶解させることにより得られ、より具体
的には、通常、単独の水溶性無機物を含む処理液の組み
合わせ(単独溶液系の掛け合わせ)が用いられている。
たとえば、C a C1 zを含むカチオン含有処理液
とKよCO.を含むアニオン含有処理液とを木材に含浸
させたり、ALC1*を含むカチオン含有処理液と(N
H4).HPO.を含むアニオン含有処理液とを木材に
含浸させたりして、木材中に不溶性不燃性無機物を生或
させるようにしている。
とKよCO.を含むアニオン含有処理液とを木材に含浸
させたり、ALC1*を含むカチオン含有処理液と(N
H4).HPO.を含むアニオン含有処理液とを木材に
含浸させたりして、木材中に不溶性不燃性無機物を生或
させるようにしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上述の方法においては、生戊する無機物
はほとんど単一戒分であり、複数の特性が要求される場
合に対応できないため、その点の改善が求められていた
。
はほとんど単一戒分であり、複数の特性が要求される場
合に対応できないため、その点の改善が求められていた
。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、複数の特性を有することもでき、従来よりも一層
性能の優れたものを得ることのできる改質木材の製法を
提供することを課題とする〔課題を解決するための手段
〕 上記課題を解決するため、この発明にかかる改質木材の
製法は、改質しようとする原料木材に対し、混合するこ
とにより不溶性不燃性無機物を生じさせるカチオン含有
処理液とアニオン含有処理液の組み合わせのうちの一方
を含浸させたのちに他方を含浸させて木材組織内に前記
不溶性不燃性無機物を生成・定着させる改質木材の製法
であって、木材組織内に前記不溶性不燃性無機物を生成
・定着させた後に、前記無機物の生成反応に関与せずに
木材内に残留したアニオン種および/またはカチオン種
と混合することにより不溶性不燃性無機物を生じさせる
別のカチオン含有処理液および/またはアニオン含有処
理液を更に含浸させて、前記不溶性不燃性無機物とは別
の不溶性不燃性無機物を生成・定着させるようにするこ
とを特徴とする. この発明に用いられる改質のための原料木材としては、
特に限定はされず、原木丸太、製材品、スライス単板、
合板等が例示される。それらの樹種等についても何ら限
定されることはない。
って、複数の特性を有することもでき、従来よりも一層
性能の優れたものを得ることのできる改質木材の製法を
提供することを課題とする〔課題を解決するための手段
〕 上記課題を解決するため、この発明にかかる改質木材の
製法は、改質しようとする原料木材に対し、混合するこ
とにより不溶性不燃性無機物を生じさせるカチオン含有
処理液とアニオン含有処理液の組み合わせのうちの一方
を含浸させたのちに他方を含浸させて木材組織内に前記
不溶性不燃性無機物を生成・定着させる改質木材の製法
であって、木材組織内に前記不溶性不燃性無機物を生成
・定着させた後に、前記無機物の生成反応に関与せずに
木材内に残留したアニオン種および/またはカチオン種
と混合することにより不溶性不燃性無機物を生じさせる
別のカチオン含有処理液および/またはアニオン含有処
理液を更に含浸させて、前記不溶性不燃性無機物とは別
の不溶性不燃性無機物を生成・定着させるようにするこ
とを特徴とする. この発明に用いられる改質のための原料木材としては、
特に限定はされず、原木丸太、製材品、スライス単板、
合板等が例示される。それらの樹種等についても何ら限
定されることはない。
この発明において、木材中に生成させて木材組織内に分
散・定着させる不溶性不燃性無機物(不溶性生底物)と
しては、特に限定はされないが、たとえば、ホウ酸塩、
リン酸塩、リン酸水素塩、炭酸塩、硫酸塩、硫酸水素塩
、ケイ酸塩、硝酸塩、フフ化物塩、臭化物塩、水酸塩等
の各種塩が挙げられる.これらの塩のうち、たとえば炭
酸塩について具体例を挙げると、B a C O *
、C a C Os 、FeC○1 、M g C O
s 、M n C 01 、N fC○s 、ZnC
O*等である。これらは、2種以上が木材中に共存する
ようであってもよい。木材内の不溶性不燃性無機物は、
木材セルロースと反応した形で定着していてもよい。
散・定着させる不溶性不燃性無機物(不溶性生底物)と
しては、特に限定はされないが、たとえば、ホウ酸塩、
リン酸塩、リン酸水素塩、炭酸塩、硫酸塩、硫酸水素塩
、ケイ酸塩、硝酸塩、フフ化物塩、臭化物塩、水酸塩等
の各種塩が挙げられる.これらの塩のうち、たとえば炭
酸塩について具体例を挙げると、B a C O *
、C a C Os 、FeC○1 、M g C O
s 、M n C 01 、N fC○s 、ZnC
O*等である。これらは、2種以上が木材中に共存する
ようであってもよい。木材内の不溶性不燃性無機物は、
木材セルロースと反応した形で定着していてもよい。
なお、1種の不溶性不燃性無機物中に、後述のカチオン
および/またはアニオン部分がそれぞれ2種以上含まれ
ていてもよい。
および/またはアニオン部分がそれぞれ2種以上含まれ
ていてもよい。
前記不溶性不燃性無機物のカチオン部分を構成するもの
としては、たとえば、Na,Kなどのアルカリ金属、C
a,Ba,Mg,Srなどのアル?リ土類金属、Mn,
Ni,Cd等の遷移元素、Si,Pb等の炭素族元素、
Zn,A/などが挙げられる。これらのうちでも、アル
カリ金属、アルカリ上類金属、ZnおよびAlが好まし
い。
としては、たとえば、Na,Kなどのアルカリ金属、C
a,Ba,Mg,Srなどのアル?リ土類金属、Mn,
Ni,Cd等の遷移元素、Si,Pb等の炭素族元素、
Zn,A/などが挙げられる。これらのうちでも、アル
カリ金属、アルカリ上類金属、ZnおよびAlが好まし
い。
前記不溶性不燃性無機物のアニオン部分を構戒するもの
としては、たとえば、B401、B○,、P○4、CO
■、SO4、NO,、○HXCl、BrSF、■および
OH等が挙げられる。これらのうちでも、Bow 、P
O4 、Co. 、So4およびOHアニオンが好まし
い。また、前記アニオンのうちでB4 0t 、BOs
およびP○4は前記(blのメカニズムによる効果、C
O,は前記(diのメカニズムによる効果、C I S
F ,B rなどのハロゲンは、前記(C)および(d
)のメカニズムによる効果が、それぞれ、期待できる。
としては、たとえば、B401、B○,、P○4、CO
■、SO4、NO,、○HXCl、BrSF、■および
OH等が挙げられる。これらのうちでも、Bow 、P
O4 、Co. 、So4およびOHアニオンが好まし
い。また、前記アニオンのうちでB4 0t 、BOs
およびP○4は前記(blのメカニズムによる効果、C
O,は前記(diのメカニズムによる効果、C I S
F ,B rなどのハロゲンは、前記(C)および(d
)のメカニズムによる効果が、それぞれ、期待できる。
なお、Cl,F,Brは難燃化の効果は優れているが、
発煙量が多くなるので、使用上注意を要する。
発煙量が多くなるので、使用上注意を要する。
上記カチオンとアニオンは、木材内に生じさせようとす
る所望の不溶性不燃性無機物の組戒に応じて任意に選択
され、それらの各イオンを含んだ水溶性無機物を別々に
水に溶かすことにより、所望のカチオンを含んだカチオ
ン含有処理液、および、所望のア二オンを含んだアニオ
ン含有処理液が調製される.ただし、前記カチオンとア
二オンとの組み合わせは、どれでも可能であるというわ
けではないので、イオン半径等による制約を考慮して適
宜使用可能な組み合わせを選ぶようにするのがよい。
る所望の不溶性不燃性無機物の組戒に応じて任意に選択
され、それらの各イオンを含んだ水溶性無機物を別々に
水に溶かすことにより、所望のカチオンを含んだカチオ
ン含有処理液、および、所望のア二オンを含んだアニオ
ン含有処理液が調製される.ただし、前記カチオンとア
二オンとの組み合わせは、どれでも可能であるというわ
けではないので、イオン半径等による制約を考慮して適
宜使用可能な組み合わせを選ぶようにするのがよい。
水に溶けて上記所望のカチオンを生しさせる無機物とし
ては、MgCl. 、MgBrz 、MgSOa ・
Hz OSMg (Not)t ’ 6H! OSC
aClz 、CaBrx 、Ca (NOx)z 、
BaCl・2Hx OSBaBr* 、Ba (No
w)z 、Alc1m 、AIBr* 、A1t(So
n)x % Al (Noses−’ 9Ht OSZ
nCl,等が一例として挙げられるが、これらに限定さ
れない。ただし、ハロゲン化物以外の薬剤は、溶解度が
低く、必要とする濃度を得にくいが、ハロゲン化物は、
熔解度が高く、必要とする濃度を得やすいので好ましい
。水に溶けて上記所望のアニオンを生じさせる無機物と
しては、たとえば、Nag Cot、(NH.)I C
O. 、Hz S○4、Nag SO4、(NH4)l
SO4 、Ht POa ,Nag HP○4、(N
H4)! HPO4 、Ht Box 、Na BO!
、NH. Boxなどが挙げられるが、やはり、これ
らに限定されることはない。以上の水溶性無機物は、各
々が単独で用いられるほか、互いに反応せずに均一な水
溶液を形或できる範囲内で、1処理液中に複数種が併用
されるようでもよい。
ては、MgCl. 、MgBrz 、MgSOa ・
Hz OSMg (Not)t ’ 6H! OSC
aClz 、CaBrx 、Ca (NOx)z 、
BaCl・2Hx OSBaBr* 、Ba (No
w)z 、Alc1m 、AIBr* 、A1t(So
n)x % Al (Noses−’ 9Ht OSZ
nCl,等が一例として挙げられるが、これらに限定さ
れない。ただし、ハロゲン化物以外の薬剤は、溶解度が
低く、必要とする濃度を得にくいが、ハロゲン化物は、
熔解度が高く、必要とする濃度を得やすいので好ましい
。水に溶けて上記所望のアニオンを生じさせる無機物と
しては、たとえば、Nag Cot、(NH.)I C
O. 、Hz S○4、Nag SO4、(NH4)l
SO4 、Ht POa ,Nag HP○4、(N
H4)! HPO4 、Ht Box 、Na BO!
、NH. Boxなどが挙げられるが、やはり、これ
らに限定されることはない。以上の水溶性無機物は、各
々が単独で用いられるほか、互いに反応せずに均一な水
溶液を形或できる範囲内で、1処理液中に複数種が併用
されるようでもよい。
この発明における含浸処理例を、第1図を参照しつつ詳
しく説明する。
しく説明する。
まず、同図(alに示すように、原料木材Aをカチオン
含有処理液1 (第1液)に浸漬して、第1のカチオン
11と第1のアニオン12を木材A内に含浸させる。次
に、同図tb)に示すように、上記第1イオン11.1
2を含浸させた木材Aをアニオン含有処理液2 (第2
蔽)に浸漬して、第2のカチオン21と第2のア二オン
22を木材A内に含浸させると、同図(Clに示すよう
に、第1のカチオンl1と第2のア二オン22とが反応
して、木材A内に不溶性不燃性無機物4が生成・定着す
る。
含有処理液1 (第1液)に浸漬して、第1のカチオン
11と第1のアニオン12を木材A内に含浸させる。次
に、同図tb)に示すように、上記第1イオン11.1
2を含浸させた木材Aをアニオン含有処理液2 (第2
蔽)に浸漬して、第2のカチオン21と第2のア二オン
22を木材A内に含浸させると、同図(Clに示すよう
に、第1のカチオンl1と第2のア二オン22とが反応
して、木材A内に不溶性不燃性無機物4が生成・定着す
る。
このとき、木材A内には、不溶性不燃性無機物4の生成
反応に関与しない第1のアニオン12と第2のカチオン
21が残留している。次に、同図(dlに示すように、
その残留アニオンl2と反応して別の新たな不溶性不燃
性無機物を生或させる第3のカチオン31を含有する別
のカチオン含有処理液3(第3m)に前記の処理を施し
た木材Aを浸漬して、木材A内に第3のカチオン31を
含浸させると、先から残留していた第1のアニオンl2
とこの第3のカチオン3lとが反応して、木材A内に、
前記不溶性不燃性無機物4とは別の不溶性不燃性無機物
5が生成・定着する。なお、上記別のカチオン含有処理
液3は、第3のア二オン32をも含んでいるので、これ
も木材A内に含浸させるが、これは上記の反応には関与
しない。
反応に関与しない第1のアニオン12と第2のカチオン
21が残留している。次に、同図(dlに示すように、
その残留アニオンl2と反応して別の新たな不溶性不燃
性無機物を生或させる第3のカチオン31を含有する別
のカチオン含有処理液3(第3m)に前記の処理を施し
た木材Aを浸漬して、木材A内に第3のカチオン31を
含浸させると、先から残留していた第1のアニオンl2
とこの第3のカチオン3lとが反応して、木材A内に、
前記不溶性不燃性無機物4とは別の不溶性不燃性無機物
5が生成・定着する。なお、上記別のカチオン含有処理
液3は、第3のア二オン32をも含んでいるので、これ
も木材A内に含浸させるが、これは上記の反応には関与
しない。
上記の含漫処理に際しては、さらに必要に応じては、第
4液、第5液、第6液・・・等を用意して繰り返し含浸
させ、生成物層の緻密化を図るようにしてもよい。この
とき用いられるカチオン/アニオン含有両処理液は、そ
れぞれ、同一種のものであっても、異種のものであって
も構わないし、その濃度等も特に限定はされない。各液
の含浸処理方法、含浸処理時間等も、特に限定されるこ
とはなく、減圧下で含浸させたり、塗布による含浸を行
ったりすることもできる。
4液、第5液、第6液・・・等を用意して繰り返し含浸
させ、生成物層の緻密化を図るようにしてもよい。この
とき用いられるカチオン/アニオン含有両処理液は、そ
れぞれ、同一種のものであっても、異種のものであって
も構わないし、その濃度等も特に限定はされない。各液
の含浸処理方法、含浸処理時間等も、特に限定されるこ
とはなく、減圧下で含浸させたり、塗布による含浸を行
ったりすることもできる。
なお、第1液の含浸処理に先立ち、原料木材に飽水処理
を施して木材が充分に飽水された状態になるようにして
もよい。それにより、木材中の水を媒体として処理液中
のカチオンが速く拡散していくようになって、含漫時間
を短縮することができるためである。この飽水処理方法
は、特に限定されないが、水中貯木、スチーミング、減
圧下含浸、加圧下含漫なとで行う。
を施して木材が充分に飽水された状態になるようにして
もよい。それにより、木材中の水を媒体として処理液中
のカチオンが速く拡散していくようになって、含漫時間
を短縮することができるためである。この飽水処理方法
は、特に限定されないが、水中貯木、スチーミング、減
圧下含浸、加圧下含漫なとで行う。
含浸処理後には、必要に応じて養生を行って不溶性不燃
性無機物の生成反応を促進させることもできる。
性無機物の生成反応を促進させることもできる。
以上の含壕処理により木材内に不熔性不燃性無機物を生
成・定着させた後、必要に応じては、木材表面の水洗等
を行い,.乾燥させて、改質木材を得る。
成・定着させた後、必要に応じては、木材表面の水洗等
を行い,.乾燥させて、改質木材を得る。
なお、木材の耐久性や耐候性を高めるために、さらには
また、残存ハロゲン量を少なくする等のために、必要に
応じて溶脱処理を施して、木材中に残されている可溶性
の未反応イオンや副生成物等を除去するようにしてもよ
い。木材内に残される上記可溶性戒分は、吸水・吸湿量
が多く、また、その種類によっては潮解性を示す場合も
あるので、これらがあまり多量に残存すると、木材の吸
水・吸湿性が高くなりすぎてしまう。そうすると、建材
用途等として不通当になってしまう恐れもあるので、溶
脱処理により、これらを除去して木材の耐水性や耐候性
を高めるのである。前述の水洗等も、同様の理由で、木
材表層部に生成した化合物を除去するために行われる。
また、残存ハロゲン量を少なくする等のために、必要に
応じて溶脱処理を施して、木材中に残されている可溶性
の未反応イオンや副生成物等を除去するようにしてもよ
い。木材内に残される上記可溶性戒分は、吸水・吸湿量
が多く、また、その種類によっては潮解性を示す場合も
あるので、これらがあまり多量に残存すると、木材の吸
水・吸湿性が高くなりすぎてしまう。そうすると、建材
用途等として不通当になってしまう恐れもあるので、溶
脱処理により、これらを除去して木材の耐水性や耐候性
を高めるのである。前述の水洗等も、同様の理由で、木
材表層部に生成した化合物を除去するために行われる。
この溶脱処理は、後処理浴を設けて水中に長時間浸漬し
たり、流水中に放置して洗浄したり等して行われる。
たり、流水中に放置して洗浄したり等して行われる。
ところで、前記可熔性成分の中には、不燃性であって、
木材の!i燃化はもちろん、力学的強化や寸法安定性等
の向上にも寄与できる成分もあるため、それらを適宜残
すようにして、その分による木材性能の向上を図るのも
一策である。
木材の!i燃化はもちろん、力学的強化や寸法安定性等
の向上にも寄与できる成分もあるため、それらを適宜残
すようにして、その分による木材性能の向上を図るのも
一策である。
次に、改質木材の外観、すなわち木質感という点に関し
ては、処理後に乾燥すると、生成した不溶性化合物が木
材表面に析出して木材全体が白く粉をふいたようになっ
て、外観が損なわれるという恐れもあるため、乾燥処理
後の木材を洗浄して外観を保つことも有効である。
ては、処理後に乾燥すると、生成した不溶性化合物が木
材表面に析出して木材全体が白く粉をふいたようになっ
て、外観が損なわれるという恐れもあるため、乾燥処理
後の木材を洗浄して外観を保つことも有効である。
前記飽水処理、含浸処理、熔脱処理などに用いる浴の量
と木材の量との割合は、特に限定されないが、たとえば
、未処理木材の重量の10倍程度の量が浴の量とされる
。
と木材の量との割合は、特に限定されないが、たとえば
、未処理木材の重量の10倍程度の量が浴の量とされる
。
なお、これまで、カチオン含有処理液、アニオン含有処
理液、別のカチオン含有処理液の順に3液を含浸させる
例に沿って説明をしてきたが、この発明にかかる製法の
順序がこれに限定されないのは言うまでもない。
理液、別のカチオン含有処理液の順に3液を含浸させる
例に沿って説明をしてきたが、この発明にかかる製法の
順序がこれに限定されないのは言うまでもない。
この発明にかかる改質木材の製法においては、木材内部
に不溶性不燃性無機物を生成・定着させた後で、この無
機物の生成反応に関与せずに木材内に残留したカチオン
および/またはアニオンと混合することにより不溶性不
燃性無機物を生しさせる別のアニオン含有処理液および
/またはカチオン含有処理液をさらに含浸して、前記不
溶性不燃性無機物とは別の不溶性不燃性無機物を生成さ
せる。このため、異なった種類の不溶性不燃性無機物が
木材内部で、定着されるので、各無機物の特徴を発揮さ
せて、相乗効果をもたせ、各無機物のお互いの欠点を補
い合うこと等により、木材内に不溶性不燃性無機物が1
種類のみ生成・定着した改質木材に比べて難燃性、防腐
・防虫性、寸法安定性、硬度等に一層優れ、かつそれら
の性質の劣化しない改質木材を得ることができる。また
、得られた改質木材は、無機物が木材内部に含浸・定着
されているため、木質感が損なわれておらず、上記性能
に加えて外観的にも優れた木材となっている。
に不溶性不燃性無機物を生成・定着させた後で、この無
機物の生成反応に関与せずに木材内に残留したカチオン
および/またはアニオンと混合することにより不溶性不
燃性無機物を生しさせる別のアニオン含有処理液および
/またはカチオン含有処理液をさらに含浸して、前記不
溶性不燃性無機物とは別の不溶性不燃性無機物を生成さ
せる。このため、異なった種類の不溶性不燃性無機物が
木材内部で、定着されるので、各無機物の特徴を発揮さ
せて、相乗効果をもたせ、各無機物のお互いの欠点を補
い合うこと等により、木材内に不溶性不燃性無機物が1
種類のみ生成・定着した改質木材に比べて難燃性、防腐
・防虫性、寸法安定性、硬度等に一層優れ、かつそれら
の性質の劣化しない改質木材を得ることができる。また
、得られた改質木材は、無機物が木材内部に含浸・定着
されているため、木質感が損なわれておらず、上記性能
に加えて外観的にも優れた木材となっている。
以下に、この発明の具体的な実施例および比較例を示す
が、この発明は下記実施例に限定されない。
が、この発明は下記実施例に限定されない。
一実施例l一
ベイマツ材の2璽l厚スライス単板を301mHg以下
に減圧して1時間保持した後、注水し、木材が完全に水
に浸ったところで常圧に開放し、室温でそのまま24時
間放置して飽水状態にした。
に減圧して1時間保持した後、注水し、木材が完全に水
に浸ったところで常圧に開放し、室温でそのまま24時
間放置して飽水状態にした。
得られた飽水単板を、第1浴の2.011101/水1
lのB a C l *水溶液、第2浴の0.4mol
/水1lのA 1 g(S O4)s水溶液に順次24
時間ずつ浸漬し、これらを含浸させて木材中に硫酸バリ
ウムを生成・定着させた。次に、この木材を第3浴の0
.2mol/水llのN H s水溶液に24時間浸漬
して、木材中に水酸化アルミニウムを生成・定着させた
水溶出戊分除去のための後処理として、水中に24時間
木材を放置した後、木材の表面を充分に水洗いし、つい
で乾燥させて改質木材を得た。
lのB a C l *水溶液、第2浴の0.4mol
/水1lのA 1 g(S O4)s水溶液に順次24
時間ずつ浸漬し、これらを含浸させて木材中に硫酸バリ
ウムを生成・定着させた。次に、この木材を第3浴の0
.2mol/水llのN H s水溶液に24時間浸漬
して、木材中に水酸化アルミニウムを生成・定着させた
水溶出戊分除去のための後処理として、水中に24時間
木材を放置した後、木材の表面を充分に水洗いし、つい
で乾燥させて改質木材を得た。
なお、上記の浸漬処理で用いた水溶液の温度はいずれも
60℃であった。
60℃であった。
一実施例2一
実施例1において、第3浴として、0. 1 mol/
水1lのNaOH水溶液を用いた以外は実施例1と同様
にして改質木材を得た。
水1lのNaOH水溶液を用いた以外は実施例1と同様
にして改質木材を得た。
比較例l一
実施例1において、第3浴による浸漬処理を省いた以外
は実施例lと同様にして改質木材を得た以上の実施例1
〜2、および比較例1で得られた改質木材について、不
溶性不燃性無機物の含浸率、難燃性(防火性)、寸法安
定性、防腐・防虫性、および硬度を調べた。上記無機物
の含浸率は、絶乾した木材の重量に対する不熔性不燃性
無機物の含浸重量比率である。難燃性(防火性)は、J
IS規格A1321における難燃■級を◎、難燃■級を
△、その中間の性能を○とした。寸法安定性については
、飽水時の寸法変化の改善率で評価し、未処理木材の場
合をO%、寸法変化なしの場合を100%とした。防腐
・防虫性は、腐敗および虫害に対応する木材重量の減少
率で評価し、ほとんど減少しないものを◎、通常の未処
理木材と同等の場合を×、その中間の場合を○とした。
は実施例lと同様にして改質木材を得た以上の実施例1
〜2、および比較例1で得られた改質木材について、不
溶性不燃性無機物の含浸率、難燃性(防火性)、寸法安
定性、防腐・防虫性、および硬度を調べた。上記無機物
の含浸率は、絶乾した木材の重量に対する不熔性不燃性
無機物の含浸重量比率である。難燃性(防火性)は、J
IS規格A1321における難燃■級を◎、難燃■級を
△、その中間の性能を○とした。寸法安定性については
、飽水時の寸法変化の改善率で評価し、未処理木材の場
合をO%、寸法変化なしの場合を100%とした。防腐
・防虫性は、腐敗および虫害に対応する木材重量の減少
率で評価し、ほとんど減少しないものを◎、通常の未処
理木材と同等の場合を×、その中間の場合を○とした。
硬度については、木目と木目の間の部分において一定の
深さまで針状物が入るときに要する力に対応する値で評
価し、ナラ材並以上の硬度を◎、通常のベイマッ材の硬
度を×、その中間の場合を○として表した。
深さまで針状物が入るときに要する力に対応する値で評
価し、ナラ材並以上の硬度を◎、通常のベイマッ材の硬
度を×、その中間の場合を○として表した。
以上の結果を第1表に示した。
第1表にみるように、第3浴として、別のア二オン含有
処理液を含浸させて木材内に2種類の不溶性不燃性無機
物を生或・定着させて得られた改質木材は、木材内に不
溶性不燃性無機物が1種類のみ生成・定着している改質
木材に比べて、一層優れた難燃性(防火性)、寸法安定
性、防腐・防虫性、および硬度を有していることがわか
る。
処理液を含浸させて木材内に2種類の不溶性不燃性無機
物を生或・定着させて得られた改質木材は、木材内に不
溶性不燃性無機物が1種類のみ生成・定着している改質
木材に比べて、一層優れた難燃性(防火性)、寸法安定
性、防腐・防虫性、および硬度を有していることがわか
る。
この発明にかかる改質木材の製法によれば、木材内部に
不溶性不燃性無機物を生成・定着させるにあたり、一旦
、木材内部に不溶性不燃性無機物を生成・定着させた後
で、この無機物の生成反応に関与せずに木材内に残留し
たカチオンおよび/またはアニオンと混合することによ
り不溶性不燃性無機物を生じさせる別のアニオン含有処
理液および/またはカチオン含有処理液をさらに含浸し
て、前記不溶性不燃性無機物とは別の不溶性不燃性無機
物を生成・定着させるため、木材内部に複数の種類の不
溶性不燃性無機物を生成・定着させることができ、木材
内に不溶性不燃性無機物が1種類のみ生成・定着した改
質木材に比べて、難燃性、防腐・防虫性、寸法安定性、
硬度等に一層優れ、かつそれらの性質の劣化しない改質
木材を得ることができる. また、この発明において、カチオン含有処理液としてア
ルカリ金属、アルカリ土類金属、A6およびZnからな
る群の中から選ばれた少なくとも1種を含むものを、ま
た、アニオン含有処理液としてBO. 、PO. 、C
o. 、So.およびO Hの各アニオンからなる群の
中から選ばれた少なくとも1種を含むものを、それぞれ
用いるようにすると、より優れた効果が得られる。
不溶性不燃性無機物を生成・定着させるにあたり、一旦
、木材内部に不溶性不燃性無機物を生成・定着させた後
で、この無機物の生成反応に関与せずに木材内に残留し
たカチオンおよび/またはアニオンと混合することによ
り不溶性不燃性無機物を生じさせる別のアニオン含有処
理液および/またはカチオン含有処理液をさらに含浸し
て、前記不溶性不燃性無機物とは別の不溶性不燃性無機
物を生成・定着させるため、木材内部に複数の種類の不
溶性不燃性無機物を生成・定着させることができ、木材
内に不溶性不燃性無機物が1種類のみ生成・定着した改
質木材に比べて、難燃性、防腐・防虫性、寸法安定性、
硬度等に一層優れ、かつそれらの性質の劣化しない改質
木材を得ることができる. また、この発明において、カチオン含有処理液としてア
ルカリ金属、アルカリ土類金属、A6およびZnからな
る群の中から選ばれた少なくとも1種を含むものを、ま
た、アニオン含有処理液としてBO. 、PO. 、C
o. 、So.およびO Hの各アニオンからなる群の
中から選ばれた少なくとも1種を含むものを、それぞれ
用いるようにすると、より優れた効果が得られる。
第1図(a)〜(d)は、この発明にかかる改質木材の
製法の一実施例を工程順に模式的に表す説明図である。 A・・・木材 1・・・カチオン含有処理液 11・・
・第1のカチオン 12・・・第lのアニオン 2・・
・アニオン含有処理液 21・・・第2のカチオン 2
2・・・第2のアニオン 3・・・別のカチオン含有処
理液3 l・・・第3のカチオン 3 2・・・第3のアニオン 4・・・不溶性不燃性無機物 5・・・別の不溶性不燃性 無機物
製法の一実施例を工程順に模式的に表す説明図である。 A・・・木材 1・・・カチオン含有処理液 11・・
・第1のカチオン 12・・・第lのアニオン 2・・
・アニオン含有処理液 21・・・第2のカチオン 2
2・・・第2のアニオン 3・・・別のカチオン含有処
理液3 l・・・第3のカチオン 3 2・・・第3のアニオン 4・・・不溶性不燃性無機物 5・・・別の不溶性不燃性 無機物
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 改質しようとする原料木材に対し、混合することに
より不溶性不燃性無機物を生じさせるカチオン含有処理
液とアニオン含有処理液の組み合わせのうちの一方を含
浸させた後に他方を含浸させて木材組織内に前記不溶性
不燃性無機物を生成・定着させる改質木材の製法であっ
て、木材組織内に前記不溶性不燃性無機物を生成・定着
させた後に、前記無機物の生成反応に関与せずに木材内
に残留したアニオン種および/またはカチオン種と混合
することにより不溶性不燃性無機物を生じさせる別のカ
チオン含有処理液および/またはアニオン含有処理液を
更に含浸させて、前記不溶性不燃性無機物とは別の不溶
性不燃性無機物を生成・定着させるようにすることを特
徴とする改質木材の製法。 2 カチオン含有処理液がアルカリ金属、アルカリ土類
金属、AlおよびZnからなる群の中から選ばれた少な
くとも1種を含むものであり、アニオン含有処理液がB
O_3、PO_4、CO_3、SO_4およびOHの各
アニオンからなる群の中から選ばれた少なくとも1種を
含むものである請求項1記載の改質木材の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19463389A JPH0357601A (ja) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | 改質木材の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19463389A JPH0357601A (ja) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | 改質木材の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0357601A true JPH0357601A (ja) | 1991-03-13 |
Family
ID=16327760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19463389A Pending JPH0357601A (ja) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | 改質木材の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0357601A (ja) |
-
1989
- 1989-07-26 JP JP19463389A patent/JPH0357601A/ja active Pending
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