【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
１ 発明の目的
(ア) 産業上の利用分野
本発明は、木材の特徴である木理の美しさを保
持したまま木材に可塑性を付与し、曲面加工を容
易にする木材の製造法に関するものである。本発
明の応用により、各種の木材の曲面加工が容易に
なり、家具あるいは建築の分野において木材を化
粧材として使用する範囲が一層広まるものと思わ
れる。
(イ) 従来の技術
木材の可塑化法には化学的方法と物理的方法と
があり、化学的方法としては木材中の官能基をエ
ステル化、エーテル化、シアノエチル化する方
法、アミンを用いる方法などが公知である。ま
た、物理的方法としては水蒸気蒸煮あるいは煮沸
の方法が昔から知られており、最近ではマイクロ
波を利用した方法もある。
(ウ) 発明が解決しようとする問題点
本発明では、２つの問題点の解決をめざした。
第１は、設備、工程の簡素化とコストの低減であ
る。即ち、昔から行われてきた水蒸気蒸煮、煮沸
の方法は設備は簡単ではあるものの多くの労力を
必要とする。他方、これ以外の公知の方法は高価
な薬剤を使用したり、特殊な装置を必要とする。
また、使用される薬剤の多くは臭気を発し、作業
を困難にすることが多い。第２は、常温で可塑性
を有する木材を、常温の処理で製造することであ
る。即ち、公知の方法はいずれも加熱を必要とし
ている。
２ 発明の構成
(ア) 問題点を解決するための手段
前述の問題点を解決するために、発明者らはさ
まざまな方法について検討した。その結果、アル
カリ金属の水酸化物（以下単にアルカリと略称す
る）によつて可塑化する方法を見出すに至つた。
このアルカリは実用的見地、即ちコストの点で水
酸化ナトリウム（NaOH）、水酸化カリウム
（KOH）の２つに限られる。本方法の特徴のひと
つは、アルカリを含浸した後、これを水洗と酸に
よる中和とによつて木材中から除去しても、湿潤
状態においては可塑性が発現されるところにあ
る。処理法の概略は以下のとおりである。
即ち、５〜25％好ましくは10〜20％のアルカリ
を含む水溶液を木材に含浸し、液が材内に十分拡
散するまで放置する。浸せき時間は材の厚さ、樹
種で異なるが、１〜10mmの厚さの場合、広葉樹で
１〜48時間、針葉樹で１〜10日間である。浸せき
後、材を取りだし水洗する。ついで、酢酸、シユ
ウ酸などの酸の希薄溶液に浸せきするか、または
塩化水素、ギ酸などの酸の蒸気と接触させてか
ら、水洗しアルカリを完全に除く。次に水と相溶
性のある物質の10〜50℃水溶液に投入し約24時間
放置したのち室温にて風乾する。ここでいう水に
相溶性のある液体とは、ポリエチレングリコー
ル、ポリエチレングリコールメタアクリレート、
グリセリン、エチレングリコール、エチレングリ
コールモノエチルエーテル、エチレングリコール
モノブチルエーテルなどの、水と易溶性の高沸点
のものをいう。上記高沸点の液体を用いる効果
は、２つある。１つは、乾燥時の収縮、歪を抑制
する効果である。もうひとつは、柔らかい状態を
常時維持する効果である。前者は、空気中の水分
にたいして親和性が比較的少ないものを用いる。
アルカリ処理木材は、乾燥工程で著しく収縮し割
れが発生する。高沸点の液体による処理は、実用
上問題となるこうした割れと変形を抑制する効果
がある。他方、後者は、空気中の水分に対し親和
性が高い高沸点の液体を用いる。アルカリが存在
しなくても、湿潤な状態において可塑性が発現す
るという本発明で得られた性質を利用するもの
で、この高沸点の液体が空気中の水分を吸湿し常
時柔らかい状態を保持する効果がある。
上記の方法で処理した材は材の含水率が10〜15
％以上の条件であれば、常温において著しい可塑
性を示す。したがつて、このような材は、いつで
も任意の形に変形することが可能であり、例えば
家具工場でテーブルの縁貼りを行うという場合な
どには好都合である。
(イ) 実施例
以下に具体的事例として実施例を示す。
実施例 １
厚さ５mm柾目のシナノキの挽材及び厚さ１mmの
シナノキとエゾマツのツキ板を、15〜25％の
NaOH水溶液に浸せきし、シナノキは24時間、
エゾマツは７日間それぞれ25℃で放置した。つい
で、これを水洗し５％の酢酸水溶液に投入後十分
水洗した。これを、20％のポリエチレングリコー
ル水溶液に投入し24時間放置したのち風乾した。
その後、種々の曲率半径の治具を用い常温で曲げ
た。結果は以下のとおりであり、かなり小さい曲
率にまで曲げることができた。アルカリ処理のみ
施し、ポリエチレングリコールを含浸せずに乾燥
した試片は、著しく収縮し、材表面には多数の割
れが発生した。
1. Purpose of the invention (a) Industrial application field The present invention relates to a method for producing wood that imparts plasticity to wood while retaining the beauty of its grain, which is a characteristic of wood, and facilitates processing of curved surfaces. be. Application of the present invention makes it easier to process various types of wood into curved surfaces, and it is believed that the range of uses of wood as decorative materials in the fields of furniture and architecture will further expand. (B) Prior art There are two methods for plasticizing wood: chemical methods and physical methods. Chemical methods include methods of esterifying, etherifying, and cyanoethylating functional groups in wood, and methods using amines. etc. are publicly known. Further, as physical methods, steam steaming or boiling methods have been known for a long time, and recently there are methods using microwaves. (c) Problems to be solved by the invention The present invention aimed to solve two problems.
The first is simplification of equipment and processes and reduction of costs. That is, the methods of steam steaming and boiling that have been used for a long time require a lot of labor although the equipment is simple. On the other hand, other known methods use expensive chemicals or require specialized equipment.
Additionally, many of the chemicals used emit odors that often make work difficult. The second is to produce wood that has plasticity at room temperature by processing at room temperature. That is, all known methods require heating. 2. Structure of the invention (a) Means for solving the problem In order to solve the above-mentioned problem, the inventors considered various methods. As a result, we have discovered a method of plasticizing using an alkali metal hydroxide (hereinafter simply referred to as alkali).
From a practical standpoint, ie, cost, this alkali is limited to two, sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH). One of the features of this method is that even after impregnating with alkali and removing it from the wood by washing with water and neutralizing with acid, plasticity remains in the wood in a wet state. The outline of the treatment method is as follows. That is, wood is impregnated with an aqueous solution containing 5 to 25% alkali, preferably 10 to 20%, and left until the solution is sufficiently diffused into the wood. The soaking time varies depending on the thickness of the wood and the species, but for a thickness of 1 to 10 mm, it is 1 to 48 hours for hardwoods and 1 to 10 days for softwoods. After soaking, take out the wood and wash it with water. Then, it is immersed in a dilute solution of an acid such as acetic acid or oxalic acid, or brought into contact with the vapor of an acid such as hydrogen chloride or formic acid, and then washed with water to completely remove the alkali. Next, it is poured into an aqueous solution of a substance compatible with water at 10 to 50°C, left for about 24 hours, and then air-dried at room temperature. The water-compatible liquids mentioned here include polyethylene glycol, polyethylene glycol methacrylate,
Refers to substances with high boiling points that are easily soluble in water, such as glycerin, ethylene glycol, ethylene glycol monoethyl ether, and ethylene glycol monobutyl ether. There are two effects of using the above-mentioned high boiling point liquid. One is the effect of suppressing shrinkage and distortion during drying. The other is the effect of constantly maintaining a soft state. The former uses a material that has a relatively low affinity for moisture in the air.
Alkali-treated wood shrinks significantly and cracks during the drying process. Treatment with a high boiling point liquid has the effect of suppressing such cracking and deformation, which are problems in practice. On the other hand, the latter uses a high boiling point liquid that has a high affinity for moisture in the air. It utilizes the property obtained in the present invention that plasticity is expressed in a moist state even in the absence of alkali, and this high boiling point liquid absorbs moisture from the air and maintains a soft state at all times. There is. The wood treated with the above method has a moisture content of 10 to 15.
% or more, it exhibits remarkable plasticity at room temperature. Therefore, such a material can be deformed into any desired shape at any time, which is advantageous, for example, when lining a table in a furniture factory. (b) Examples Examples are shown below as specific examples. Example 1 5 mm thick straight-grained sawn linden wood and 1 mm thick linden and spruce veneer were mixed with 15 to 25%
Soak the linden in a NaOH aqueous solution for 24 hours.
The Scots spruce was left at 25°C for 7 days. Next, this was washed with water, poured into a 5% acetic acid aqueous solution, and thoroughly washed with water. This was put into a 20% polyethylene glycol aqueous solution, left for 24 hours, and then air-dried.
Thereafter, it was bent at room temperature using jigs with various curvature radii. The results are as follows, and it was possible to bend it to a fairly small curvature. A sample dried with only alkali treatment and without impregnation with polyethylene glycol shrunk significantly and many cracks appeared on the surface of the material.
【表】【table】
【表】
実施例 ２
厚さ１mmのシナノキとエゾマツのツキ板を20％
のKOH水溶液に浸せきし、25℃でシナノキは24
時間、エゾマツは10日間それぞれ浸せきした。つ
いで、水洗し10％酢酸水溶液に投入後これを十分
水洗した。ついで、グリセリンの20％水溶液に浸
せきし放置した。そして、異なる乾燥条件で含水
率の異なる材を調整した。即ち、水洗後の材を20
℃関係湿度60％で30日間調湿した含水率13％のも
のと105℃で24時間乾燥したものを作成し曲げの
程度を比較した。即ち、これらを各種治具にて曲
げたところ、絶乾材は損傷なく曲げることは困難
であつたが、調湿材は曲率半径２mmの治具でも容
易に曲げることができた。このことから、少なく
とも気乾以上の含水率であれば、常温で塑性変形
が可能であることがわかつた。
３ 発明の効果
本発明は、特殊な装置や高価な薬剤を使用せず
に、常温ないしそれに近い温度で木材に可塑性を
付与することが可能な方法なので製造コストが安
い。したがつて、その多くが中小で占められてい
る家具あるいは建材関係の企業で容易に実施でき
る方法であり、このような分野への貢献度が極め
て高い。[Table] Example 2 20% 1mm thick linden and spruce veneer
The linden was soaked in a KOH aqueous solution of 25℃ at 25℃.
The Scots spruce was soaked for 10 days each. Then, it was washed with water, poured into a 10% acetic acid aqueous solution, and then thoroughly washed with water. Then, it was soaked in a 20% aqueous solution of glycerin and left to stand. Then, materials with different moisture contents were prepared under different drying conditions. In other words, the material after washing with water is 20
A sample with a moisture content of 13% that had been conditioned at 60% relative humidity for 30 days and a sample that had been dried at 105℃ for 24 hours were made and the degree of bending was compared. That is, when these were bent using various jigs, it was difficult to bend the bone dry material without damaging it, but the moisture control material could be easily bent even with a jig with a radius of curvature of 2 mm. From this, it was found that plastic deformation is possible at room temperature if the moisture content is at least air-dried or higher. 3. Effects of the Invention The present invention is a method capable of imparting plasticity to wood at or near room temperature without using special equipment or expensive chemicals, so the manufacturing cost is low. Therefore, it is a method that can be easily implemented by furniture or building materials related companies, most of which are small and medium-sized enterprises, and its contribution to these fields is extremely high.