JPH04105902A - 改質木材およびその製法 - Google Patents
改質木材およびその製法Info
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- JPH04105902A JPH04105902A JP22353390A JP22353390A JPH04105902A JP H04105902 A JPH04105902 A JP H04105902A JP 22353390 A JP22353390 A JP 22353390A JP 22353390 A JP22353390 A JP 22353390A JP H04105902 A JPH04105902 A JP H04105902A
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Landscapes
- 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。
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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
質木材およびその製法に関する。
質木材およびその製法に関する。
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2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2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N燃比のメカニズムに基づいて大別されてい
る。
下のようなN燃比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(dl
不燃性ガスの発生 (e)分解・結晶水放出による吸熱 (fl 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、(bl、(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、−旦、木材組織内に定着
させられれば、木材から熔は出す憇れが少ないので、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 (fl 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、(bl、(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、−旦、木材組織内に定着
させられれば、木材から熔は出す憇れが少ないので、前
記効果が薄れるといった心配も少ない。
上記(a)から(d)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。
(a)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1ないし1対1の重量配合比で
混合し、板状に成形したものであって、JIS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1ないし1対1の重量配合比で
混合し、板状に成形したものであって、JISで準不燃
材料として認められている。
(b)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、木材内に、リン酸、ホ
ウ酸、硫酸、亜硫酸またはそれらの塩等が存在すると、
それら無機物が、木材セルロースのグルコース単位をつ
ないでいるC−0C結合の加水分解反応を起こして同結
合をCOHとH〇−Cとに切断する結果、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成分、ホ
ウ酸成分、硫酸成分、亜硫酸成分等を含む場合は、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、木材内に、リン酸、ホ
ウ酸、硫酸、亜硫酸またはそれらの塩等が存在すると、
それら無機物が、木材セルロースのグルコース単位をつ
ないでいるC−0C結合の加水分解反応を起こして同結
合をCOHとH〇−Cとに切断する結果、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成分、ホ
ウ酸成分、硫酸成分、亜硫酸成分等を含む場合は、難燃
効果が一層高いものとなる。
(C)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しるという
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難燃効
果も得られる。
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しるという
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難燃効
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ものを含んでいれば、このメカニ
ズムによるH燃効果も併せて得られる。
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ものを含んでいれば、このメカニ
ズムによるH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。
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」二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。
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」二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」二のように、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
。
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
。
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、は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、最も狭い部分はビ
ットメンプランであるが、ここにおける空隙径が約0.
1μ真であるのに対し、分散した不溶性不燃性無機物の
粒子は、普通、0.1μm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、は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、最も狭い部分はビ
ットメンプランであるが、ここにおける空隙径が約0.
1μ真であるのに対し、分散した不溶性不燃性無機物の
粒子は、普通、0.1μm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(以下、順に1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、雨水溶液を順に
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く特開昭61246003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(以下、順に1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、雨水溶液を順に
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く特開昭61246003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(単独溶液系の掛は合わせ)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(単独溶液系の掛は合わせ)が用いられている。
たとえば、CaC1□を含むカチオン含有処理液とに2
CO2を含むアニオン含有処理液とを木材に含浸させた
り、AlCl、を含むカチオン含有処理液と(NH4)
! HPO4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成させ
るようにしている。
CO2を含むアニオン含有処理液とを木材に含浸させた
り、AlCl、を含むカチオン含有処理液と(NH4)
! HPO4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成させ
るようにしている。
ところが、前述した方法により得られた改質木材には、
通常、処理液中に含まれていたリン酸、ホウ酸、硫酸、
亜硫酸またはそれらの塩等の未反応の水溶性無機物が残
留している。それら水溶性無機物は、前述したように、
木材セルロースのグルコース単位をつないでいるC−0
−C結合を切断することによって、木材の難燃化に寄与
する反面、木材組織を破壊するため、木材の力学的強度
が経時的に劣下するという問題があった。
通常、処理液中に含まれていたリン酸、ホウ酸、硫酸、
亜硫酸またはそれらの塩等の未反応の水溶性無機物が残
留している。それら水溶性無機物は、前述したように、
木材セルロースのグルコース単位をつないでいるC−0
−C結合を切断することによって、木材の難燃化に寄与
する反面、木材組織を破壊するため、木材の力学的強度
が経時的に劣下するという問題があった。
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたもので
あって、N燃性、防腐・防虫性等に優れ、しかも力学的
強度の経時的な劣下の小さい改質木材および同改質木材
を効率良く得ることができる方法を提供することを課題
とする。
あって、N燃性、防腐・防虫性等に優れ、しかも力学的
強度の経時的な劣下の小さい改質木材および同改質木材
を効率良く得ることができる方法を提供することを課題
とする。
前記課題を解決するため、発明者らは、鋭意検討した結
果、改質木材中の未反応の水溶性無機物の含有量を、原
料木材の絶乾重量に対して5重量%以下に抑えることに
よって、木材の力学的強度の経時的な劣下を少なくする
ことができることを見出し、この発明を完成するに至っ
た。
果、改質木材中の未反応の水溶性無機物の含有量を、原
料木材の絶乾重量に対して5重量%以下に抑えることに
よって、木材の力学的強度の経時的な劣下を少なくする
ことができることを見出し、この発明を完成するに至っ
た。
すなわち、この発明にかかる改質木材は、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
原料木材に含浸させた後に他方を含浸させることによっ
て木材組織内に前記不溶性不燃性無機物を生成・定着さ
せた改質木材であって、未反応の水溶性無機物の含有量
が、前記原料木材の絶乾重量に対して5重量%以下であ
ることを特徴とするものである。
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
原料木材に含浸させた後に他方を含浸させることによっ
て木材組織内に前記不溶性不燃性無機物を生成・定着さ
せた改質木材であって、未反応の水溶性無機物の含有量
が、前記原料木材の絶乾重量に対して5重量%以下であ
ることを特徴とするものである。
また、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・定着させるようにす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、処理木材を水に浸漬することによって、木材中
の未反応の水溶性無機物の含有量が、前記原料木材の絶
乾重量に対して5重量%以下になるようにすることを特
徴とするものである。
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・定着させるようにす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、処理木材を水に浸漬することによって、木材中
の未反応の水溶性無機物の含有量が、前記原料木材の絶
乾重量に対して5重量%以下になるようにすることを特
徴とするものである。
この発明に用いられる原料木材としては、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。
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(不溶性生成物)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、水酸塩等の各種塩が挙げられる。
散・定着させる不溶性不燃性無機物(不溶性生成物)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、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、BaC0z 、CaCO2、FeCO2、Mg
CO2、MnC○x 、NiCO2、ZnC0z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。
げると、BaC0z 、CaCO2、FeCO2、Mg
CO2、MnC○x 、NiCO2、ZnC0z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。
前記の不溶性不燃性無機物を木材組織内で生成させるた
めには、同不溶性不燃性無機物のカチオン部分を構成す
る1群の無機化合物で調製された水溶液、すなわちカチ
オン含有処理液と、アユ第ン部分を構成する他の1群の
無機化合物で調製された水溶液、すなわちアニオン含有
処理液とを別々に順次木材組織内に含浸浸透させる。カ
チオン含有処理液およびアニオン含有処理液は、交互に
1回または複数回含浸させることができる。複数回含浸
させる場合は、交互でなく、連続して含浸させてもよい
。
めには、同不溶性不燃性無機物のカチオン部分を構成す
る1群の無機化合物で調製された水溶液、すなわちカチ
オン含有処理液と、アユ第ン部分を構成する他の1群の
無機化合物で調製された水溶液、すなわちアニオン含有
処理液とを別々に順次木材組織内に含浸浸透させる。カ
チオン含有処理液およびアニオン含有処理液は、交互に
1回または複数回含浸させることができる。複数回含浸
させる場合は、交互でなく、連続して含浸させてもよい
。
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、になどのアルカリ金属、C
a、Ba、Mg、Srなどのアルカリ土類金属、Mn、
Ni、Cd等の遷移元素、Si、Pb等の炭素族元素、
Zn、Affなどが挙げられる。これらのうちでも、C
a、Ba、Mg、Z nおよびAlカチオンが好ましい
。
としては、たとえば、Na、になどのアルカリ金属、C
a、Ba、Mg、Srなどのアルカリ土類金属、Mn、
Ni、Cd等の遷移元素、Si、Pb等の炭素族元素、
Zn、Affなどが挙げられる。これらのうちでも、C
a、Ba、Mg、Z nおよびAlカチオンが好ましい
。
前記不溶性不燃性無機物のアニオン部分を構成するもの
としては、たとえば、B4O7、BO。
としては、たとえば、B4O7、BO。
、PO4、CO2、SO4、NO2、C1,、Br、F
、TおよびCI1等が挙げられる。これらのうちでも、
BO,l、PO4、C02、SO4およびOHアニオン
が好ましい。まだ、前記アニオンのうちでB2O,、B
owおよびPO4は前記(b)のメカニズムによる効果
、CO3は前記(dlのメカニズムによる効果、CI2
、FXBrなどのハロゲンは、前記(C1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。
、TおよびCI1等が挙げられる。これらのうちでも、
BO,l、PO4、C02、SO4およびOHアニオン
が好ましい。まだ、前記アニオンのうちでB2O,、B
owおよびPO4は前記(b)のメカニズムによる効果
、CO3は前記(dlのメカニズムによる効果、CI2
、FXBrなどのハロゲンは、前記(C1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。
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成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、所望のアニ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
ニオンとの組み合わせに関しては、木材組織内で不溶性
不燃性無機物が生成されやすいような組み合わせが適宜
選択される。
る所望の不溶性不燃性無機物の組成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、所望のアニ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
ニオンとの組み合わせに関しては、木材組織内で不溶性
不燃性無機物が生成されやすいような組み合わせが適宜
選択される。
水に熔けて上記所望のカチオンを生じさせる無機物とし
ては、MgC#z 、MgBrz 、Mg5o4 ・H
zOlMg (Now)z ・6 H−○、CaCf
f2、CaBr2、Ca (NoりzBa(1!−2
H20、BaBrz 、Ba (No2)z 、Aj
! C#z 、AA B rt 、Aj!z(SO
4)! 、A7! (NO,)、 ・9H20、Zn
(172等が一例として挙げられるが、これらに限定さ
れない。水に熔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、Na2Co2、(NH4)2
Co。
ては、MgC#z 、MgBrz 、Mg5o4 ・H
zOlMg (Now)z ・6 H−○、CaCf
f2、CaBr2、Ca (NoりzBa(1!−2
H20、BaBrz 、Ba (No2)z 、Aj
! C#z 、AA B rt 、Aj!z(SO
4)! 、A7! (NO,)、 ・9H20、Zn
(172等が一例として挙げられるが、これらに限定さ
れない。水に熔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、Na2Co2、(NH4)2
Co。
、ll2S○a 、Na、SO4、(N■−14)2S
O4、Hz PO4、Na、HPO4、(NH4)2
HPOa 、H2BO,、Na BO2、NH4BO2
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成できる範
囲内で、1処理液中に複数種が併用されるようでもよい
。
O4、Hz PO4、Na、HPO4、(NH4)2
HPOa 、H2BO,、Na BO2、NH4BO2
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成できる範
囲内で、1処理液中に複数種が併用されるようでもよい
。
以」二のカチオン含有処理液およびアニオン含有処理液
による原料木材の無機物含浸処理は、たとえば、以下の
ように行われる。
による原料木材の無機物含浸処理は、たとえば、以下の
ように行われる。
まず、両処理液のうちのいずれか一方(第1液)を、同
処理液中に」二記原材木材を浸漬させるなどして、木材
中に含浸させる。この第1液の全没後、同第1液と反応
する相手方のイオンを含んだ処理液(第2液)を同様に
含浸させて、木材内部において不溶性不燃性無機物を生
成させる。
処理液中に」二記原材木材を浸漬させるなどして、木材
中に含浸させる。この第1液の全没後、同第1液と反応
する相手方のイオンを含んだ処理液(第2液)を同様に
含浸させて、木材内部において不溶性不燃性無機物を生
成させる。
次に、上記のごとくして、アニオン含有処理液およびカ
チオン含有処理液の2液が含浸された後、さらに必要に
応じては、第3液、第4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。
チオン含有処理液の2液が含浸された後、さらに必要に
応じては、第3液、第4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。
、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。
合液の含浸処理方法、含浸処理時間等も、特に限定され
ることはなく、減圧下または加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。
ることはなく、減圧下または加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、木材を充分に飽水された状態にしておくこと
が推奨される。これにより、木材中の水を媒体として第
1液に含まれているイオンが速く拡散していくようにな
り、処理時間を短縮することができるためである。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、加圧下含浸などで行う。なお、第1
液を減圧下または加圧下で含浸させる場合には、この飽
水処理を行う必要は必ずしもない。
を施して、木材を充分に飽水された状態にしておくこと
が推奨される。これにより、木材中の水を媒体として第
1液に含まれているイオンが速く拡散していくようにな
り、処理時間を短縮することができるためである。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、加圧下含浸などで行う。なお、第1
液を減圧下または加圧下で含浸させる場合には、この飽
水処理を行う必要は必ずしもない。
以上の含浸処理により木材内に不溶性不燃性無機物を生
成・定着させた改質木材中の未反応の水溶性無機物の含
有量が、原料木材の絶乾重量に対し5重量%を超える場
合は、前記水溶性無機物の含有量が5重量%以下になる
ような処理を行う必要がある。このような処理の方法と
しては、特に限定はされないが、たとえば、前述したよ
うな含浸処理を行った木材を水に浸漬する方法が挙げら
れる。その浸漬時間等については、特に限定されない。
成・定着させた改質木材中の未反応の水溶性無機物の含
有量が、原料木材の絶乾重量に対し5重量%を超える場
合は、前記水溶性無機物の含有量が5重量%以下になる
ような処理を行う必要がある。このような処理の方法と
しては、特に限定はされないが、たとえば、前述したよ
うな含浸処理を行った木材を水に浸漬する方法が挙げら
れる。その浸漬時間等については、特に限定されない。
また、養生処理を行って、水溶性無機物の反応率を高く
する(不溶性不燃性無機物の生成反応を促進させる)よ
うにしてもよい。
する(不溶性不燃性無機物の生成反応を促進させる)よ
うにしてもよい。
以上の処理を行った後、必要に応じては、木材表面の水
洗等を行い、乾燥させることによって、所望の改質木材
を得る。
洗等を行い、乾燥させることによって、所望の改質木材
を得る。
改質木材中の未反応の水溶性無機物の含有量が、原料木
材の絶乾重量に対し5重量%以下になるようにすると、
前記水溶性無機物が木材組織を破壊する速度が小さくな
るため、改質木材の力学的強度の経時的な劣下が抑制さ
れる。
材の絶乾重量に対し5重量%以下になるようにすると、
前記水溶性無機物が木材組織を破壊する速度が小さくな
るため、改質木材の力学的強度の経時的な劣下が抑制さ
れる。
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。
実施例1
原料木材として、ベイマツ材からなる厚さ5龍のロータ
リーI/−ス単板を用い、この単板に飽水処理を施して
、木材内部にまで充分水を含浸させた。
リーI/−ス単板を用い、この単板に飽水処理を施して
、木材内部にまで充分水を含浸させた。
飽水処理後の単板を、50℃の塩化亜鉛水溶液(濃度1
mol/水L A )からなる第1浴に4時間浸漬し
、次いで、50℃のリン酸二水素ナトリウム水溶液(濃
度1 mol/水IIりからなる第2浴に4時間浸漬し
た。その後、処理単板を水に24時間浸漬した。
mol/水L A )からなる第1浴に4時間浸漬し
、次いで、50℃のリン酸二水素ナトリウム水溶液(濃
度1 mol/水IIりからなる第2浴に4時間浸漬し
た。その後、処理単板を水に24時間浸漬した。
浸漬後、熱風乾燥を行って、含水率5〜10%の改質木
材単板を得た。この改質木材単板中の未反応の水溶性無
機物の含有量は、原料木材の絶乾重量に対し、2重量%
であった。
材単板を得た。この改質木材単板中の未反応の水溶性無
機物の含有量は、原料木材の絶乾重量に対し、2重量%
であった。
得られた改質木材単板を積層、接着して、改質木材合板
を作製した。
を作製した。
実施例2
原料木材として、ヘイマツ材からなる厚さ1111のス
ライス単板を用い、この単板に飽水処理を施して、木材
内部にまで充分水を含浸させた。
ライス単板を用い、この単板に飽水処理を施して、木材
内部にまで充分水を含浸させた。
飽水処理後の単板を、60°Cの塩化カルシウム水/8
液(a度1 mol/水1りからなる第1浴に3時間浸
漬し、次いで、60℃の硫酸ナトリウム水溶液(濃度1
mol/水1β)からなる第2浴に4時間浸漬した。
液(a度1 mol/水1りからなる第1浴に3時間浸
漬し、次いで、60℃の硫酸ナトリウム水溶液(濃度1
mol/水1β)からなる第2浴に4時間浸漬した。
その後、処理単板を水に12時間浸漬した。
浸漬後、熱風乾燥を行って、含水率5〜10%の改質木
材単板を得た。この改質木材単板中の未反応の水溶性無
機物の含有量は、原料木材の絶乾重量に対し、4重量%
であった。
材単板を得た。この改質木材単板中の未反応の水溶性無
機物の含有量は、原料木材の絶乾重量に対し、4重量%
であった。
得られた改質木材単板を積層、接着して、改質木材合板
を作製した。
を作製した。
実施例3
原料木材として、アガチス材からなる厚さ3貰量のロー
タリー単板を用い、この単板に飽水処理を施して、木材
内部にまで充分水を含浸させた。
タリー単板を用い、この単板に飽水処理を施して、木材
内部にまで充分水を含浸させた。
飽水処理後の単板を、60℃の硫酸マグネシウム水溶液
(濃度1 mol/水1.ff)からなる第1浴に2時
間浸漬し、次いで、60°Cの炭酸ナトリウム水溶液(
濃度1mol/水IN)からなる第2浴に2時間浸漬し
た。その後、処理単板を水に16時間浸漬した。
(濃度1 mol/水1.ff)からなる第1浴に2時
間浸漬し、次いで、60°Cの炭酸ナトリウム水溶液(
濃度1mol/水IN)からなる第2浴に2時間浸漬し
た。その後、処理単板を水に16時間浸漬した。
浸漬後、熱風乾燥を行って、含水率5〜10%の改質木
材単板を得た。この改質木材単板中の未反応の水溶性無
機物の含有量は、原料木材の絶乾重量に対し、3重量%
であった。
材単板を得た。この改質木材単板中の未反応の水溶性無
機物の含有量は、原料木材の絶乾重量に対し、3重量%
であった。
得られた改質木材単板を積層、接着して、改質木材合板
を作製した。
を作製した。
実施例4−
原料木材として、ラワン材からなる厚さ311のロータ
リー単板を用い、この単板に飽水処理を施して、木材内
部にまで充分水を含浸させた。
リー単板を用い、この単板に飽水処理を施して、木材内
部にまで充分水を含浸させた。
飽水処理後の単板を、60°Cの塩化亜鉛水溶液<’a
度1 mol/水11りからなる第1浴に1時間浸漬し
、次いで、60℃のリン酸二水素すトリウム水溶液(a
度2mol/水1ff)からなる第2浴に1時間?+?
Mした。その後、処理単板を水に12時間浸漬した。
度1 mol/水11りからなる第1浴に1時間浸漬し
、次いで、60℃のリン酸二水素すトリウム水溶液(a
度2mol/水1ff)からなる第2浴に1時間?+?
Mした。その後、処理単板を水に12時間浸漬した。
浸漬後、熱風乾燥を行って、含水率5〜10%の改質木
材単板を得た。この改質木材単板中の未反応の水溶性無
機物の含有量は、原料木材の絶乾重量に対し、1.5重
量%であった。
材単板を得た。この改質木材単板中の未反応の水溶性無
機物の含有量は、原料木材の絶乾重量に対し、1.5重
量%であった。
得られた改質木材単板を積層、接着して、改質木材合板
を作製した。
を作製した。
実施例5
原料木材として、ナラ材からなる厚さl xxのスライ
ス単板を用い、この単板に飽水処理を施して、木材内部
にまで充分水を含浸させた。
ス単板を用い、この単板に飽水処理を施して、木材内部
にまで充分水を含浸させた。
飽水処理後の単板を、50°Cの炭酸マグネシウム水溶
液(濃度2 mol/水11からなる第1浴に4時間浸
漬し、次いで、50℃のリン酸−水素ナトリウム水溶液
(′a度2 mol/水112)からなる第2浴に2時
間浸漬した。その後、処理単板を水に18時間浸漬した
。
液(濃度2 mol/水11からなる第1浴に4時間浸
漬し、次いで、50℃のリン酸−水素ナトリウム水溶液
(′a度2 mol/水112)からなる第2浴に2時
間浸漬した。その後、処理単板を水に18時間浸漬した
。
&漬後、熱風乾燥を行って、含水率5〜10%の改質木
材単板を得た。この改質木材単板中の未反応の水溶性無
機物の含有量は、原料木材の絶乾重量に対し、3重量%
であった。
材単板を得た。この改質木材単板中の未反応の水溶性無
機物の含有量は、原料木材の絶乾重量に対し、3重量%
であった。
得られた改質木材単板を積層、接着して、改質木材合板
を作製した。
を作製した。
比較例1
原料木材として、ベイマツ材からなる厚さ5flのロー
タリーレース単板を用い、この単板に飽水処理を施して
、木材内部にまで充分水を含浸させた。
タリーレース単板を用い、この単板に飽水処理を施して
、木材内部にまで充分水を含浸させた。
飽水処理後の単板を、50℃の塩化亜鉛水溶液(濃度1
mol/水1β)からなる第1浴に4時間浸漬し、次
いで、50℃のリン酸二水素ナトリウム水溶液(濃度1
mol/水1ff)からなる第2浴に4時間浸漬した
。その後、処理単板を水に6時間浸漬した。
mol/水1β)からなる第1浴に4時間浸漬し、次
いで、50℃のリン酸二水素ナトリウム水溶液(濃度1
mol/水1ff)からなる第2浴に4時間浸漬した
。その後、処理単板を水に6時間浸漬した。
浸漬後、熱風乾燥を行って、含水率5〜10%の改質木
材単板を得た。この改質木材単板中の未反応の水溶性無
機物の含有量は、原料木材の絶乾重量に対し、8重量%
であった。
材単板を得た。この改質木材単板中の未反応の水溶性無
機物の含有量は、原料木材の絶乾重量に対し、8重量%
であった。
得られた改質木材単板を積層、接着して、改質木材合板
を作製した。
を作製した。
比較例2
原料木材として、ヘイマツ材からなる厚さ1龍のスライ
ス単板を用い、この単板に飽水処理を施して、木材内部
にまで充分水を含浸させた。
ス単板を用い、この単板に飽水処理を施して、木材内部
にまで充分水を含浸させた。
飽水処理後の単板を、60°Cの塩化カルシウム水溶液
1度1 mol/水17りからなる第1浴に3時間浸漬
し、次いで、60°Cの硫酸すトリウム水溶液(濃度1
mol/水1β)からなる第2浴に4時間浸漬した。
1度1 mol/水17りからなる第1浴に3時間浸漬
し、次いで、60°Cの硫酸すトリウム水溶液(濃度1
mol/水1β)からなる第2浴に4時間浸漬した。
その後、処理単板を水に2時間浸漬した。
浸漬後、熱風乾燥を行って、含水率5〜10%の改質木
材単板を得た。この改質木材単板中の未反応の水溶性無
機物の含有量は、原料木材の絶乾重量に対し、10重量
%であった。
材単板を得た。この改質木材単板中の未反応の水溶性無
機物の含有量は、原料木材の絶乾重量に対し、10重量
%であった。
得られた改質木材単板を積層、接着して、改質木材合板
を作製した。
を作製した。
比較例3
リン酸アンモニウムおよびホウ酸系無機塩を含有する市
販の難燃合板(ラワン材)を比較例3とした。
販の難燃合板(ラワン材)を比較例3とした。
以上の実施例1〜5および比較例1〜2で得られた改質
木材合板と比較例3の市販の難燃合板について、難燃性
試験と力学的強度の経時的劣下促進試験を行った。難燃
性は、比較例3の市販の難燃合板と同程度のものを「○
」で、前記難燃合板よりも劣るものを「×」で評価した
。力学的強度の経時的劣下は、合板を75℃の空気中に
8週間放置後の曲げ強度の低下が30%以上のものを「
大きい」で、曲げ強度の低下が30%未満のものを「小
さい」で評価した。
木材合板と比較例3の市販の難燃合板について、難燃性
試験と力学的強度の経時的劣下促進試験を行った。難燃
性は、比較例3の市販の難燃合板と同程度のものを「○
」で、前記難燃合板よりも劣るものを「×」で評価した
。力学的強度の経時的劣下は、合板を75℃の空気中に
8週間放置後の曲げ強度の低下が30%以上のものを「
大きい」で、曲げ強度の低下が30%未満のものを「小
さい」で評価した。
以上の結果を第1表にまとめて示した。
第1表にみるように、難燃性については、実施例1〜5
および比較例1〜2で得られた改質木材合板は、比較例
3の市販の難燃合板と同程度であった。一方、力学的強
度の経時的劣下については、比較例1〜2で得られた改
質木材合板と比較例3の市販難燃合板は、力学的強度の
経時的劣下の程度が大きいのに対し、実施例1〜5で得
られた改質木材合板は、力学的強度の経時的劣下の程度
が小さいことが確認された。
および比較例1〜2で得られた改質木材合板は、比較例
3の市販の難燃合板と同程度であった。一方、力学的強
度の経時的劣下については、比較例1〜2で得られた改
質木材合板と比較例3の市販難燃合板は、力学的強度の
経時的劣下の程度が大きいのに対し、実施例1〜5で得
られた改質木材合板は、力学的強度の経時的劣下の程度
が小さいことが確認された。
この発明にかかる改質木材は、内部に不溶性不燃性無機
物が定着されているため、防腐・防虫性、難燃性等に優
れており、しかも、未反応の水溶性無機物の含有量が、
原料木材の絶乾重量に対して5重量%以下であるため、
力学的強度の経時的な劣下の小さいものとなっている。
物が定着されているため、防腐・防虫性、難燃性等に優
れており、しかも、未反応の水溶性無機物の含有量が、
原料木材の絶乾重量に対して5重量%以下であるため、
力学的強度の経時的な劣下の小さいものとなっている。
前記改質木材は、また、無機物が木材内部に含浸されて
いるため、木質感が損なわれておらず、前記性能に加え
て外観的にも優れた木材となっている。
いるため、木質感が損なわれておらず、前記性能に加え
て外観的にも優れた木材となっている。
また、この発明にかかる改質木材の製法によれば、前記
性能を有する改質木材を効率良く得ることができる。
性能を有する改質木材を効率良く得ることができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 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
せのうちの一方を原料木材に含浸させた後に他方を含浸
させることによって木材組織内に前記不溶性不燃性無機
物を生成・定着させた改質木材であって、未反応の水溶
性無機物の含有量が、前記原料木材の絶乾重量に対して
5重量%以下であることを特徴とする改質木材。 2 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・定着させるようにする改質木材
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、処理木材を水に浸漬することに
よって、木材中の未反応の水溶性無機物の含有量が、前
記原料木材の絶乾重量に対して5重量%以下になるよう
にすることを特徴とする改質木材の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22353390A JPH04105902A (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 改質木材およびその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22353390A JPH04105902A (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 改質木材およびその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04105902A true JPH04105902A (ja) | 1992-04-07 |
Family
ID=16799648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22353390A Pending JPH04105902A (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 改質木材およびその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04105902A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015196363A (ja) * | 2014-04-03 | 2015-11-09 | 株式会社竹中工務店 | 表面処理木材、及び表面処理木材の製造方法 |
-
1990
- 1990-08-24 JP JP22353390A patent/JPH04105902A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015196363A (ja) * | 2014-04-03 | 2015-11-09 | 株式会社竹中工務店 | 表面処理木材、及び表面処理木材の製造方法 |
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