JPH0435903A

JPH0435903A - アシル化木質材の製造方法

Info

Publication number: JPH0435903A
Application number: JP14412390A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Asami; 浅見　正廣
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1992-02-06

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、木質材を改質処理したアシル化木質材の製造
方法に関する。さらに詳しくは木質材中の水酸基をエス
テル化することにより、耐汚染性、寸法安定性および防
腐性を改良したアシル化木質材の製造方法に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］木材、木
材単板、木材チップ等の木質材は、建築材料、家具用材
料その他の広範な用途に利用されているが、各種微生物
、白蟻等の虫害により浸蝕や腐敗が生し、老朽化しやす
いという問題を有している。

また、木質材はその主成分、特にセルロースか多数の水
酸基を有しているため、大気中の水分を吸収して、カビ
等が発生しやすい環境となり、発生したカビ等により、
耐久性が低下する。さらに、木質材は雰囲気の湿度に応
して水分を吸収、放出して伸縮するので、寸法安定性が
劣る。また、親水性および浸透性が高いので、液状物で
汚染されやすいという問題もある。

このような問題を解決する手段として、木質材中の水酸
基をエステル化する方法が提案されている。例えば、特
開昭５８−１８１６０４号公報には、木質材に肪酸酸塩
水溶液からなるアシル化触媒を含浸させて乾燥した後、
木質材を脂肪酸無水物で処理してアシル化する方法が開
示され、特開昭５９−２０９１０３号公報には、木質材
に酢酸塩水溶液を含浸させて乾燥した後、無水酢酸と有
機溶媒とからなる混合液で処理して、木質材をアシル化
する方法か開示されている。このような方法に従って、
木質材中の水酸基をエステル化することにより木質材の
親油性を増大させ、木質材の大気中の水分吸収量を低下
させることができる。

そして、木質材をアシル化するアシル化剤としては、反
応性、余剰の反応液や触媒等の除去の簡便さの点から、
一般に、無水酢酸、脂肪酸塩等か用いられている（前記
公報、雑誌「工業材料Ｊ第３４巻、５号、１０１〜１０
５頁、雑誌「木材学会誌」第３２巻、１０号、７５５〜
７６２頁）。

しかしながら、木質材は複雑な構成成分を有しており、
無水酢酸；酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等の脂肪酸塩
等のアシル化剤を用いる方法では、木質材中の水酸基に
対する反応性が低く、アシル化に長時間要し、アシル化
木質材の生産性が低い。

また、上記無水酢酸などを用いた場合、アシル化反応で
酢酸か副生ずるため、木質材に酢酸臭が残り、後処理に
より酢酸を除去する必要があった。

［課題を解決するための手段］本発明者等は、かかる問題を解決すべく鋭意検討を重ね
た結果、上記アシル化剤よりも反応性か高いケテン類を
用いると、効率よく木質材中の水酸基をエステル化でき
、しかも酢酸臭が残存しないことを見出し、本発明の完
成に至った。

すなわち、本発明のアシル化木質材の製造方法は、木質
材をケテン類でアシル化することを特徴とする。

本明細書において、木質材をアシル化するとは、木質材
中の水酸基の水素原子をアシル基で置換することを意味
する。

本発明に用いることができる木質材には、例えば、木材
原木、丸太材、製材された板材、角材、木材チップ、経
木（木材薄シート）等の木材及びこれらの切屑であるお
が屑などが含まれる。これらの木質材は、そのままアシ
ル化反応に供してもよいか、アシル化反応の前に、木質
材を乾燥するのが好ましい。例えば、ドライヤー等の乾
燥機を用いて木質材中の水分量が１０％以下になるよう
に乾燥すると、その後のアシル化反応がさらに円滑に進
行する。

ケテン類には、例えばケテン、メチルケテン、フェニル
ケテン、ジメチルケテンなどが含まれる。

好ましくは常温で気体状態のケテン類が用いられる。特
に好ましくは、反応性か高いケテンか用いられる。ケテ
ン類は木質材中のセルロース等に含まれる水酸基とのエ
ステル化反応性か、酢酸や無水酢酸よりも高い。

以下、特に断わりのない限り、上記ケテン類を単にケテ
ンと総称する。

木質材のアシル化反応条件は、ケテンで処理する限り特
に制限はないが、一般には、例えば−５０〜１５０℃程
度、０．０１〜２０気圧程度の条件下で、０．１〜９６
時間程度行えばよい。ケテンは反応性か高いので、短時
間でしかも比較的低い温度で木質材をアシル化すること
ができる。また、アシル化反応は、触媒、例えば硫酸等
の酸性触媒の存在下で行なってもよい。

ケテンを用いて木質材をアシル化する方法としては、例
えば下記の３種類の方法が挙げられる。

（１）常温て気体状態のケテンの雰囲気中で木質材をア
シル化する方法（２）加圧により液体状態となったケテン、または常温
で液体状態のケテンの液中に木質材を浸漬して木質材を
アシル化する方法（３）不活性溶媒を含浸した木質材を収容する反応系内
、あるいは不活性溶媒中に木質材を浸漬した反応系内に
、ケテンガスを供給して木質材をアシル化する方法（１）の方法は、木質材を入れた反応容器内を脱気減圧
した後、この容器内にケテンガスを導入して、木質材を
アシル化する方法である。この方法において、ケテンガ
スを単独で用いてもよいし、ケテンガスと乾燥窒素等の
不活性気体との混合気体を用いてもよい。ケテンガスと
不活性気体との混合気体を用いる場合、ケテンの濃度を
、例えば８０％以下に稀釈してもよい。ケテンの濃度を
８０％以下にすると、アシル化処理におけるコストか低
下する、また、ケテンの濃度を調整することにより、ア
シル化反応およびアシル化度の制御か容易となる。

（１）の方法は、少なくともケテンガスを含む雰囲気中
で木質材をアシル化するので、比較的表面積か大きな木
質材であっても効率よくアシル化処理てきる。また、既
に組立てられた木工製品についても、組立状態でアシル
化処理することができるので、木質材の少なくとも表層
部全体を処理できる。

（２）の方法において、常温で気体状態のケテンを用い
る場合には、まず木質材を収容するオートクレーブ等の
反応容器にケテンをいれ、これを加圧してケテンを液体
状態にして、木質材をアシル化するのが好ましい。この
場合、加圧によりケテンが木質材の内部にまで浸透する
ので、木質材の内部も均一にアシル化できる。

一方、常温で液体状態のケテンを用いる場合には、液状
ケテンを容器に仕込み、二〇ケテン液中に木質材を浸漬
してアシル化する。常温で液体状態であるケテンを用い
る場合には、加圧は特に必要ではないが、加圧すること
が好ましい。加圧によりケテンを木質材の内部にまで浸
透させ、木質材の内部もアシル化できる。

（３）の方法は、不活性溶媒を利用して木質材をアシル
化する方法である。不活性溶媒としては、例えば、水酸
基やアミノ基等の活性水素を含まない有機溶剤が用いら
れる。このような有機溶剤には、例えば、トルエン、キ
シレン等の芳香族系溶剤；ヘキサン等の脂肪族系溶剤；
シクロヘキサン等の脂環族系溶剤等が含まれる。

このような不活性溶媒を含浸した木質材を収容する容器
内に、ケテンガスを供給して木質材をアシル化する。あ
るいは上記溶媒中に木質材を浸漬し、容器内または溶媒
中に直接ケテンガスを供給して木質材をアシル化する。

いずれの場合も、ケテンが溶媒とともに木質材の内部に
まで浸透し、木質材の内部までアシル化処理することが
できる。

（１）〜（３）の方法において、木質材を収容する反応
容器内を減圧にすると、木質材内部まで脱気することが
できるので、その後、ケテンを導入すると、木質材の内
部にまでケテンを浸透させ、アシル化処理できる。また
、（１）および（３）の方法において、オートクレーブ
等の反応容器を用いて、加圧条件にてアシル化処理をす
ると、木質材の内部までアシル化処理することかできる
ので好ましい。

このようにして製造されたアシル化木質材は、単独で用
いてもよいし、合板等に加工して建築材、土木用素材、
構築材、家具材等の用途に使用してもよい。木材をアシ
ル化すると、親油性が増加するので、接着剤により接着
強度の大きな合板などの加工品を得ることができる。同
様に、アシル化したおが屑は樹脂との親和性に優れてい
るので樹脂加工品の材料に適する。

［発明の効果］本発明のアシル化木質材の製造方法は、反応性が高いケ
テンを用いるので、反応が速く、木質材のアシル化反応
を短時間に効率的に行うことができる。さらに酢酸のよ
うな副生物が生成しないので、生産コストを大幅に低下
することができる。

［実施例］以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する
。

実施例１厚みが０．１順で、１０ｃｍＸ１５ｃｍの杉材の経本を
ガラス製耐圧容器に入れて、１００　關Ｈｇまて減圧脱
気した後、容器内にケテンを導入して常圧に戻し、２０
℃で１時間、反応させた。反応後、容器内のケテンを空
気で置換して、アセチル化処理した経本を取り出した。

アセチル化処理した経本からは、ケテン臭、酢酸臭のい
ずれも感じられなかった。

アセチル化処理した経本の重量を測定したところ、アセ
チル化による重量増加率は２０％であった。また、アセ
チル化処理した経本を、３７℃、相対湿度９０％の空気
中に６０日間放置後、その表面を観察したところ、アセ
チル化処理した軽水の表面には、カビの発生はなく、腐
蝕もしていなかった。

比較例１実施例１て用いた杉材と同質同大の軽水を、アセチル化
することなく、実施例］と同様の条件（３７℃、相対湿
度９０％の空気中に６０日間）で放置したところ、経本
には、カビが発生し、経本の一部分は明らかに腐蝕して
いた。

実施例２厚みが５龍で、５ｃｍＸ１０ｃｍの杉材を５ｇのガラス
製耐圧容器に入れて１００ｗＨｇまて減圧脱気した後、
容器内にトルエンを仕込んだ。この容器に空気を導入し
て常圧に戻した後、反応系内にケテンガスを２０ｍ１／
分の速度で６０分間供給した。

次に、容器内のトルエンを除去し、アセチル化処理した
杉材を取出して、杉材の重量を測定したところ、アセチ
ル化処理による杉材の重量増加率は２２％であった。

得られた、このアセチル化処理した杉材を、下記の（ａ
）〜（Ｃ）雰囲気中で７日間放置した。

（ａ）　　５０℃、相対湿度９０％（ｂ）　　５０℃、相対湿度３０％（ｃ）　　−５℃、相対湿度９０％放置後、６０℃の温風乾燥器で２４時間乾燥して、アセ
チル化処理した杉材の寸法を測定したところ、杉材の寸
法変化率の平均値は０．３％であった。

比較例２実施例２て用いた杉材と同質同大の杉材を、アセチル化
することなく、実施例２と同様に、（ａ）〜（Ｃ）の各
条件で放置し、乾燥して、杉材の寸法を測定したところ
、杉材の寸法変化率の平均値は３．１％であった。

実施例３ラワン材のおが屑１００ｇを５ｇのガラス製耐圧容器に
入れて１００關Ｈｇまて減圧脱気した後、これにトルエ
ンを仕込んだ。容器内に空気を導入して常圧に戻した後
、反応系内にケテンガスを２０　ｍｌ　／分の速度で６
０分間供給して、アセチル化反応させた。

反応後、トルエンを除去し、アセチル化処理したラワン
材のおが屑を取出して、その重量を測定したところ、ア
セチル化処理によるラワン材のおが屑の重量増加率は１
８％であった。

このアセチル化処理したラワン材のおが屑を用いた成形
品を得るために、このおが屑５０ｇと、接着剤としての
ポリ酢酸ビニル系エマルジョン（ダイセル化学工業■製
、商品名セビアンーＡ５６８）１００ｇとを混合し、こ
の混合物をカラス板に流延して乾燥した。乾燥後、おが
屑を含む成形品を切出して、厚さ２關、５　ｃ＋ｎ　Ｘ
　５　ｃｍの試験片を得た。

この試験片にしょう油を１滴落し、３時間後にふき取っ
た後、試験片の表面状態を観察したところ、成形品の表
面には、しょう油の跡か見られず、耐汚染性に優れてい
た。

比較例３ラワン材のおが屑５０ｇをアセチル化することなく、実
施例３と同様にしておが屑成形品を得た。

このおが屑成形品の試験片を作製した。この試験片につ
いて実施例３と同様に試験したところ、試験片の表面に
はしょう油の跡か残っていた。

特許出願人　　ダイセル化学工業株式会社代　　理　　
人　　　弁理士　　鍬　　１）　充　　生−１′／

Claims

【特許請求の範囲】

　木質材をケテン類でアシル化することを特徴とするア
シル化木質材の製造方法。