JPH06143207A - 改質木材の製法 - Google Patents
改質木材の製法Info
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- JPH06143207A JPH06143207A JP29575492A JP29575492A JPH06143207A JP H06143207 A JPH06143207 A JP H06143207A JP 29575492 A JP29575492 A JP 29575492A JP 29575492 A JP29575492 A JP 29575492A JP H06143207 A JPH06143207 A JP H06143207A
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Landscapes
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 木材の難燃性、及び寸法安定性の優れた改質
木材の製法を提供する。 【構成】 原料木材に含浸した、2種以上の水溶性化合
物が反応することにより生成した不溶性不燃性化合物が
定着した変性木材を、ホルムアルデヒド誘導体の蒸気雰
囲気中で、且つ、酸触媒の存在下で加熱してホルマール
化する。
木材の製法を提供する。 【構成】 原料木材に含浸した、2種以上の水溶性化合
物が反応することにより生成した不溶性不燃性化合物が
定着した変性木材を、ホルムアルデヒド誘導体の蒸気雰
囲気中で、且つ、酸触媒の存在下で加熱してホルマール
化する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、住宅設備、建築材料等
に用いられる改質木材の製法に関するものである。
に用いられる改質木材の製法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】木材に難燃性を付与する方法として、例
えば、特開昭61−246003号公報に開示されてい
る如く、互いに反応することにより不溶性化合物を生じ
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
水溶液を、順に天然の原料木材に含浸させ、不溶性不燃
性の無機化合物の生成・定着を行い、木材を改質するこ
とが知られている。しかし、上記方法は、難燃性を付与
するには効果的であるが、寸法安定性を付与するには効
果的でない。これは木材を構成する親水基によって吸水
性を示し、従って、寸法安定性の特性である抗膨潤率
(ASE)は低い水準である。
えば、特開昭61−246003号公報に開示されてい
る如く、互いに反応することにより不溶性化合物を生じ
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
水溶液を、順に天然の原料木材に含浸させ、不溶性不燃
性の無機化合物の生成・定着を行い、木材を改質するこ
とが知られている。しかし、上記方法は、難燃性を付与
するには効果的であるが、寸法安定性を付与するには効
果的でない。これは木材を構成する親水基によって吸水
性を示し、従って、寸法安定性の特性である抗膨潤率
(ASE)は低い水準である。
【0003】一方、木材に寸法安定性を付与する方法と
して、ホルマール化処理が知られている。ホルマール化
による処理は古くから行われており、木材成分(セルロ
ース、ヘミセルロース、リグニン等)の親水性水酸基間
をホルムアルデヒドで架橋する反応である。このような
架橋により木材の親水性が低減し、5〜10%程度の低
い重量増加率で、抗膨潤率(ASE)が50〜60%の
値まで改善される。近年においては、難燃性と、寸法安
定性の両者が良好な改質木材が求められている。
して、ホルマール化処理が知られている。ホルマール化
による処理は古くから行われており、木材成分(セルロ
ース、ヘミセルロース、リグニン等)の親水性水酸基間
をホルムアルデヒドで架橋する反応である。このような
架橋により木材の親水性が低減し、5〜10%程度の低
い重量増加率で、抗膨潤率(ASE)が50〜60%の
値まで改善される。近年においては、難燃性と、寸法安
定性の両者が良好な改質木材が求められている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の事実に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、木材
の難燃性、及び寸法安定性の優れた改質木材の製法を提
供することにある。
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、木材
の難燃性、及び寸法安定性の優れた改質木材の製法を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る改質木材の
製法は、原料木材に含浸した2種以上の水溶性化合物の
反応生成物である不溶性不燃性化合物が定着した変性木
材を、ホルムアルデヒド誘導体の蒸気雰囲気中で、且
つ、酸触媒の存在下で加熱してホルマール化することを
特徴とする。
製法は、原料木材に含浸した2種以上の水溶性化合物の
反応生成物である不溶性不燃性化合物が定着した変性木
材を、ホルムアルデヒド誘導体の蒸気雰囲気中で、且
つ、酸触媒の存在下で加熱してホルマール化することを
特徴とする。
【0006】
【作用】本発明によると、原料木材内に不溶性不燃性化
合物を生成、定着しているので、原料木材に燃焼性が付
与される。この難燃性が付与された変性木材に、ホルマ
ール化処理をすると、ホルムアルデヒド誘導体の蒸気は
変性木材内に不溶性不燃性化合物が存在していても浸透
が阻害されることなく変性木材内に拡散され、ホルマー
ル化が施され、難燃性と寸法安定性に優れた改質木材が
得られる。逆にホルマール化を先に行った後に、不溶性
不燃性化合物を生成、定着する場合は、ホルマール化に
より木材の疎水化が進むため、不溶性不燃性化合物を生
成する2種以上の水溶性化合物の含浸が阻害され、難燃
性の付与が難しい。
合物を生成、定着しているので、原料木材に燃焼性が付
与される。この難燃性が付与された変性木材に、ホルマ
ール化処理をすると、ホルムアルデヒド誘導体の蒸気は
変性木材内に不溶性不燃性化合物が存在していても浸透
が阻害されることなく変性木材内に拡散され、ホルマー
ル化が施され、難燃性と寸法安定性に優れた改質木材が
得られる。逆にホルマール化を先に行った後に、不溶性
不燃性化合物を生成、定着する場合は、ホルマール化に
より木材の疎水化が進むため、不溶性不燃性化合物を生
成する2種以上の水溶性化合物の含浸が阻害され、難燃
性の付与が難しい。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、ホルマール化を施すのは、原料木材に不溶性不
燃性化合物が生成、定着した変性木材である。
おいて、ホルマール化を施すのは、原料木材に不溶性不
燃性化合物が生成、定着した変性木材である。
【0008】本発明に用いられる上記原料木材の形状
は、特に限定されず、例えば、原木丸太、製材品、スラ
イス単板、合板等が用いられる。上記原料木材の樹種等
についても、何ら限定されない。
は、特に限定されず、例えば、原木丸太、製材品、スラ
イス単板、合板等が用いられる。上記原料木材の樹種等
についても、何ら限定されない。
【0009】本発明では、反応生成物である不溶性不燃
性化合物の定着により、難燃性が付与された変性木材を
用いる。上記変性木材内に定着する不溶性不燃性化合物
としては、特に限定はされないが、例えば、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、水酸塩等が挙げられる。上記不
溶性不燃性化合物を原料木材内に反応生成物として定着
するためには、この不溶性不燃性化合物のカチオン部を
構成するカチオン種を含むカチオン含有化合物と、不溶
性不燃性化合物のアニオン部を構成するアニオン種を含
むアニオン含有化合物とを原料木材に含浸させ、これら
化合物を互いに木材内で反応させると、不溶性不燃性化
合物が生成する。この不溶性不燃性化合物は、1種又
は、2種以上が木材内に共存してもよく、木材内に生成
させようとする所望の不溶性不燃性化合物の組成に応じ
て任意に選択される。
性化合物の定着により、難燃性が付与された変性木材を
用いる。上記変性木材内に定着する不溶性不燃性化合物
としては、特に限定はされないが、例えば、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、水酸塩等が挙げられる。上記不
溶性不燃性化合物を原料木材内に反応生成物として定着
するためには、この不溶性不燃性化合物のカチオン部を
構成するカチオン種を含むカチオン含有化合物と、不溶
性不燃性化合物のアニオン部を構成するアニオン種を含
むアニオン含有化合物とを原料木材に含浸させ、これら
化合物を互いに木材内で反応させると、不溶性不燃性化
合物が生成する。この不溶性不燃性化合物は、1種又
は、2種以上が木材内に共存してもよく、木材内に生成
させようとする所望の不溶性不燃性化合物の組成に応じ
て任意に選択される。
【0010】上述のカチオン含有化合物とアニオン含有
化合物を木材に含浸させる方法について説明する。上記
不溶性不燃性化合物のカチオン種としては、特に限定は
されないが、例えば、Mg,Ca,Sr,Ba等のアル
カリ土類金属イオン、Al,Fe,Cu,Co,Ni,
Mn,Pb,Zn等の金属イオンが挙げられる。また、
不溶性不燃性化合物のアニオン種としては、特に限定は
されないが、例えば、OH- ,F- ,Cl- ,Br- ,
NO3 - ,CO3 2-,BO3 2-,PO4 3-,SO4 2-等
が挙げられる。これら、カチオン種とアニオン種は1種
類でも良いし、2種類以上が共存しても良い。上記カチ
オン種を構成させるカチオン含有化合物としては、Mg
Cl2 、MgBr2 、MgSO4 ・H2 O、Mg(NO
3 )2 ・6H2 O、CaCl2 、CaBr2 、Ca(N
O3 )2 、BaCl2 ・2H2 O、BaBr2 、Ba
(NO3 )2 、AlCl3 、AlBr3 、Al(S
O4 )3、Al(NO3 )3 ・9H2 O、ZnCl2 等
があげられ、上記アニオン種を構成させるアニオン含有
化合物としてはNa2 CO3 、(NH4 )2 CO3 、H
2SO4 、Na2 SO4 、(NH4 )2 SO4 、H3 P
O4 、(NH4 )2 HPO 4 、H3 BO3 、NaB
O2 、NH4 BO2 等があげられるが、これらに限定さ
れるものではない。カチオンとアニオンの種類によって
は、生成する不溶性不燃性化合物のカチオン部を構成す
ることもあるし、アニオン部を構成することもある。上
記カチオン含有化合物とアニオン含有化合物の選択に際
しては、木材内で不溶性不燃性化合物を容易に生成する
組み合わせが好ましい。
化合物を木材に含浸させる方法について説明する。上記
不溶性不燃性化合物のカチオン種としては、特に限定は
されないが、例えば、Mg,Ca,Sr,Ba等のアル
カリ土類金属イオン、Al,Fe,Cu,Co,Ni,
Mn,Pb,Zn等の金属イオンが挙げられる。また、
不溶性不燃性化合物のアニオン種としては、特に限定は
されないが、例えば、OH- ,F- ,Cl- ,Br- ,
NO3 - ,CO3 2-,BO3 2-,PO4 3-,SO4 2-等
が挙げられる。これら、カチオン種とアニオン種は1種
類でも良いし、2種類以上が共存しても良い。上記カチ
オン種を構成させるカチオン含有化合物としては、Mg
Cl2 、MgBr2 、MgSO4 ・H2 O、Mg(NO
3 )2 ・6H2 O、CaCl2 、CaBr2 、Ca(N
O3 )2 、BaCl2 ・2H2 O、BaBr2 、Ba
(NO3 )2 、AlCl3 、AlBr3 、Al(S
O4 )3、Al(NO3 )3 ・9H2 O、ZnCl2 等
があげられ、上記アニオン種を構成させるアニオン含有
化合物としてはNa2 CO3 、(NH4 )2 CO3 、H
2SO4 、Na2 SO4 、(NH4 )2 SO4 、H3 P
O4 、(NH4 )2 HPO 4 、H3 BO3 、NaB
O2 、NH4 BO2 等があげられるが、これらに限定さ
れるものではない。カチオンとアニオンの種類によって
は、生成する不溶性不燃性化合物のカチオン部を構成す
ることもあるし、アニオン部を構成することもある。上
記カチオン含有化合物とアニオン含有化合物の選択に際
しては、木材内で不溶性不燃性化合物を容易に生成する
組み合わせが好ましい。
【0011】上記カチオン含有化合物とアニオン含有化
合物の含浸方法については、特に限定されず、例えば、
化合物の水溶液を用いる方法、粉状の化合物を散布する
方法等が挙げられる。化合物の水溶液を用いる場合は、
カチオン含有化合物、およびアニオン含有化合物を別々
に含ませた2種の水溶液を用い、両水溶液を順に原料木
材に、浸漬、減圧下含浸、加圧下含浸等の方法により含
浸させる。この際、原料木材内への含浸を促進するため
に両水溶液が20〜80℃であることが、好ましい。上
記粉状の化合物を散布する場合の一例を挙げれば、片面
に上記カチオン含有化合物を散布した原料木材と、片面
に上記アニオン含有化合物を散布した原料木材とを、こ
れらの化合物が散布されている面を同一方向に向け、カ
チオン含有化合物が散布された原料木材とアニオン含有
化合物が散布された原料木材とを交互に重ねて含浸を行
う方法がある。上記カチオン含有化合物とアニオン含有
化合物を散布した木材は、加熱して養生を行う。この加
熱方法は特に限定されない。この養生条件の温度、時
間、方法等は特に限定はされず、生成する不溶性不燃性
化合物の種類や量等により、適宜決定される。上記養生
する際には、木材中の溶媒が揮発して木材が乾燥しない
ようにすることが、好ましい。この方法は特に限定はさ
れないが、例えば、カチオン含有化合物、及びアニオン
含有化合物を散布した原料木材をシートで密封する方法
等が挙げられる。
合物の含浸方法については、特に限定されず、例えば、
化合物の水溶液を用いる方法、粉状の化合物を散布する
方法等が挙げられる。化合物の水溶液を用いる場合は、
カチオン含有化合物、およびアニオン含有化合物を別々
に含ませた2種の水溶液を用い、両水溶液を順に原料木
材に、浸漬、減圧下含浸、加圧下含浸等の方法により含
浸させる。この際、原料木材内への含浸を促進するため
に両水溶液が20〜80℃であることが、好ましい。上
記粉状の化合物を散布する場合の一例を挙げれば、片面
に上記カチオン含有化合物を散布した原料木材と、片面
に上記アニオン含有化合物を散布した原料木材とを、こ
れらの化合物が散布されている面を同一方向に向け、カ
チオン含有化合物が散布された原料木材とアニオン含有
化合物が散布された原料木材とを交互に重ねて含浸を行
う方法がある。上記カチオン含有化合物とアニオン含有
化合物を散布した木材は、加熱して養生を行う。この加
熱方法は特に限定されない。この養生条件の温度、時
間、方法等は特に限定はされず、生成する不溶性不燃性
化合物の種類や量等により、適宜決定される。上記養生
する際には、木材中の溶媒が揮発して木材が乾燥しない
ようにすることが、好ましい。この方法は特に限定はさ
れないが、例えば、カチオン含有化合物、及びアニオン
含有化合物を散布した原料木材をシートで密封する方法
等が挙げられる。
【0012】上述の不溶性不燃性化合物を生成、定着し
た変性木材は、必要に応じて、木材表面の水洗いを行う
と、副生成物や未反応物が除去されるので好ましい。
た変性木材は、必要に応じて、木材表面の水洗いを行う
と、副生成物や未反応物が除去されるので好ましい。
【0013】変性木材内に生成、定着される不溶性不燃
性化合物の含浸量は、特に限定されないが、木材重量に
対して、20重量%以上が適当である。
性化合物の含浸量は、特に限定されないが、木材重量に
対して、20重量%以上が適当である。
【0014】次に、不溶性不燃性化合物が定着した変性
木材に、ホルムアルデヒド誘導体の蒸気雰囲気中で、且
つ、酸触媒の存在下で加熱してホルマール化を行う。こ
のホルマール化により、変性木材に寸法安定性が付与さ
れる。本発明とは逆にホルマール化を先に行い不溶性不
燃性化合物を生成、定着する場合は、ホルマール化によ
り木材の疎水化が進むため、化合物の含浸が疎外される
のに対し、本発明のホルマール化に先立ち不溶性不燃性
化合物を生成、定着しておくと、ホルムアルデヒド誘導
体の蒸気が変性木材に拡散されやすいので、難燃性と寸
法安定性の両者を付与できる。
木材に、ホルムアルデヒド誘導体の蒸気雰囲気中で、且
つ、酸触媒の存在下で加熱してホルマール化を行う。こ
のホルマール化により、変性木材に寸法安定性が付与さ
れる。本発明とは逆にホルマール化を先に行い不溶性不
燃性化合物を生成、定着する場合は、ホルマール化によ
り木材の疎水化が進むため、化合物の含浸が疎外される
のに対し、本発明のホルマール化に先立ち不溶性不燃性
化合物を生成、定着しておくと、ホルムアルデヒド誘導
体の蒸気が変性木材に拡散されやすいので、難燃性と寸
法安定性の両者を付与できる。
【0015】このホルマール化を行う上記変性木材は、
余分な水分を取り除ぞくため、乾燥し、含水率を10重
量%以下に調湿しておくことが好ましい。これは、余分
な水分があると、ホルムアルデヒドモノマーがこの水分
により重合してオキシメチレン鎖になりやすく、オキシ
メチレン鎖になると、前述のホルマール化が減退し、寸
法安定性の向上効果が期待できないからである。この余
分な水分を取り除く方法は風乾、熱風乾燥、高周波乾燥
等、特に限定されない。
余分な水分を取り除ぞくため、乾燥し、含水率を10重
量%以下に調湿しておくことが好ましい。これは、余分
な水分があると、ホルムアルデヒドモノマーがこの水分
により重合してオキシメチレン鎖になりやすく、オキシ
メチレン鎖になると、前述のホルマール化が減退し、寸
法安定性の向上効果が期待できないからである。この余
分な水分を取り除く方法は風乾、熱風乾燥、高周波乾燥
等、特に限定されない。
【0016】上記ホルムアルデヒド誘導体は、熱分解す
るとホルムアルデヒドモノマーを生成する化合物であっ
て、例えば、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、テ
トラオキサン等が挙げられる。これらは、1種または2
種以上を用いることができる。これらのうち、トリオキ
サンやテトラオキサンは、固体でホルムマリン臭がな
く、容易に昇華し、熱分解してホルムアルデヒドモノマ
ーを生成するので、工業的に有効である。上記ホルムア
ルデヒド誘導体は、酸触媒の量やホルマール化の反応の
程度により、適宜決定されるが、ホルムアルデヒド誘導
体は熱分解して、ホルムアルデヒドモノマーになった場
合に換算して、10〜300モル/m3 (反応容器の容
量)が適当である。
るとホルムアルデヒドモノマーを生成する化合物であっ
て、例えば、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、テ
トラオキサン等が挙げられる。これらは、1種または2
種以上を用いることができる。これらのうち、トリオキ
サンやテトラオキサンは、固体でホルムマリン臭がな
く、容易に昇華し、熱分解してホルムアルデヒドモノマ
ーを生成するので、工業的に有効である。上記ホルムア
ルデヒド誘導体は、酸触媒の量やホルマール化の反応の
程度により、適宜決定されるが、ホルムアルデヒド誘導
体は熱分解して、ホルムアルデヒドモノマーになった場
合に換算して、10〜300モル/m3 (反応容器の容
量)が適当である。
【0017】上記ホルムアルデヒド誘導体の蒸気の浸透
形態については、特に限定されず、例えば、固体のホル
ムアルデヒド誘導体を反応容器内で揮発させ、変性木材
に浸透させてもよいし、また、すでに揮発したホルムア
ルデヒド誘導体の蒸気を反応容器に導入し、変性木材に
浸透させてもよい。
形態については、特に限定されず、例えば、固体のホル
ムアルデヒド誘導体を反応容器内で揮発させ、変性木材
に浸透させてもよいし、また、すでに揮発したホルムア
ルデヒド誘導体の蒸気を反応容器に導入し、変性木材に
浸透させてもよい。
【0018】又、本発明におけるホルマール化には、酸
触媒を用いる。この酸触媒としては、例えば、二酸化硫
黄、塩化水素、塩酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、ほう酸等が
挙げられる。これらは、1種または2種以上を用いるこ
とができる。これら酸触媒のうち、特に、二酸化硫黄を
用いると、ホルムアルデヒドと水からヒドロキシメチル
スルホン酸を生じ、これが有効に木材との反応に促進す
る。上記酸触媒の濃度は、特に限定されないが、通常は
1〜15モル/m3 (反応容器の容量)が適当である。
触媒を用いる。この酸触媒としては、例えば、二酸化硫
黄、塩化水素、塩酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、ほう酸等が
挙げられる。これらは、1種または2種以上を用いるこ
とができる。これら酸触媒のうち、特に、二酸化硫黄を
用いると、ホルムアルデヒドと水からヒドロキシメチル
スルホン酸を生じ、これが有効に木材との反応に促進す
る。上記酸触媒の濃度は、特に限定されないが、通常は
1〜15モル/m3 (反応容器の容量)が適当である。
【0019】なお、必要に応じてホルムアルデヒド誘導
体からホルムアルデヒドモノマーへの熱分解を促進する
助触媒を用いる。助触媒としては、塩化水素、塩化亜
鉛、塩化鉄等の塩化物、硫酸鉄等の硫酸塩、及びほう酸
とその塩が挙げられる。これら助触媒は変性木材内の上
記不溶性不燃性化合物の生成に伴って生じる、副生成物
や未反応物の一部を残留させておくことにより、助触媒
を用いないようにしてもよい。
体からホルムアルデヒドモノマーへの熱分解を促進する
助触媒を用いる。助触媒としては、塩化水素、塩化亜
鉛、塩化鉄等の塩化物、硫酸鉄等の硫酸塩、及びほう酸
とその塩が挙げられる。これら助触媒は変性木材内の上
記不溶性不燃性化合物の生成に伴って生じる、副生成物
や未反応物の一部を残留させておくことにより、助触媒
を用いないようにしてもよい。
【0020】上記酸触媒の浸透方法については、特に限
定されず、例えば、酸触媒が気体の場合はボンベを用い
て反応容器に導入し、変性木材に浸透させ、また、酸触
媒が液体や固体の場合は変性木材と共に反応容器内でガ
ス化させ、変性木材に浸透する。このホルマール化を減
圧下や加圧下で行う場合は、反応容器は耐圧性を持つも
のであることが必要である。
定されず、例えば、酸触媒が気体の場合はボンベを用い
て反応容器に導入し、変性木材に浸透させ、また、酸触
媒が液体や固体の場合は変性木材と共に反応容器内でガ
ス化させ、変性木材に浸透する。このホルマール化を減
圧下や加圧下で行う場合は、反応容器は耐圧性を持つも
のであることが必要である。
【0021】本発明における改質木材のホルマール化を
固体のホルムアルデヒド誘導体と、気体の酸触媒と、固
体の助触媒を用いる場合の一例を挙げると、次のように
して行う。まず、加温した反応容器内に、不溶性不燃性
化合物の生成した所定量の変性木材、ホルムアルデヒド
誘導体、及び助触媒を入れ、密封する。次に、真空ポン
プを用いて、反応容器内を減圧状態にする。この時の減
圧度は100mmHg以下が好ましい。上記反応容器内の
温度は90〜120℃が好ましい。その後、真空ポンプ
を止め、気体の酸触媒を反応容器内に所定量導入し、反
応容器内を所定の温度に加熱保持し、ホルマール化を行
う。酸触媒の導入は減圧直後でもよいし、減圧後ホルム
アルデヒド誘導体を揮発させてからでもよい。減圧後ホ
ルムアルデヒド誘導体を揮発させてからで酸触媒を導入
すると酸触媒による木材の変色を少なくできるので好ま
しい。この時のホルマール化の温度は、特に限定されな
いが、90〜120℃が好ましい。ホルマール化の処理
時間は、特に限定されない。所定時間ホルマール化を行
った後に、反応容器内の気体を加熱下で減圧排気する。
この排気を十分行うことにより、木材内の未反応気体を
ほとんど除去することができる。なお、ホルマール化の
方法は上述に限定されるものではない。
固体のホルムアルデヒド誘導体と、気体の酸触媒と、固
体の助触媒を用いる場合の一例を挙げると、次のように
して行う。まず、加温した反応容器内に、不溶性不燃性
化合物の生成した所定量の変性木材、ホルムアルデヒド
誘導体、及び助触媒を入れ、密封する。次に、真空ポン
プを用いて、反応容器内を減圧状態にする。この時の減
圧度は100mmHg以下が好ましい。上記反応容器内の
温度は90〜120℃が好ましい。その後、真空ポンプ
を止め、気体の酸触媒を反応容器内に所定量導入し、反
応容器内を所定の温度に加熱保持し、ホルマール化を行
う。酸触媒の導入は減圧直後でもよいし、減圧後ホルム
アルデヒド誘導体を揮発させてからでもよい。減圧後ホ
ルムアルデヒド誘導体を揮発させてからで酸触媒を導入
すると酸触媒による木材の変色を少なくできるので好ま
しい。この時のホルマール化の温度は、特に限定されな
いが、90〜120℃が好ましい。ホルマール化の処理
時間は、特に限定されない。所定時間ホルマール化を行
った後に、反応容器内の気体を加熱下で減圧排気する。
この排気を十分行うことにより、木材内の未反応気体を
ほとんど除去することができる。なお、ホルマール化の
方法は上述に限定されるものではない。
【0022】
【実施例】以下、本発明の実施例および比較例を挙げ
る。
る。
【0023】実施例1 原料木材として、予め溶媒に水を用い飽水状態にした、
3mm厚のアガチスロータリー材の単板を、水1リット
ル当たり、アニオン含有化合物としてリン酸水素2アン
モニウムを3.5モル溶解した80℃の水溶液に2時間
浸漬した後、さらに、水1リットル当たり、カチオン含
有化合物として塩化バリウムを2モル溶解した80℃の
水溶液に4時間浸漬し、リン酸バリウムを成分とする不
溶性不燃性化合物が生成、定着した変性木材を得た。
3mm厚のアガチスロータリー材の単板を、水1リット
ル当たり、アニオン含有化合物としてリン酸水素2アン
モニウムを3.5モル溶解した80℃の水溶液に2時間
浸漬した後、さらに、水1リットル当たり、カチオン含
有化合物として塩化バリウムを2モル溶解した80℃の
水溶液に4時間浸漬し、リン酸バリウムを成分とする不
溶性不燃性化合物が生成、定着した変性木材を得た。
【0024】その後、水洗いにより副生成物を除去し、
105℃で8時間乾燥させた上記変性木材を、あらかじ
め100℃に加温した反応容器に入れ、さらに、この反
応容器内にホルムアルデヒド誘導体として、トリオキサ
ンを、反応容器容積当たり50モル/m3 入れ、助触媒
として、硫酸第二鉄を、0.17kg/m3 入れた。
105℃で8時間乾燥させた上記変性木材を、あらかじ
め100℃に加温した反応容器に入れ、さらに、この反
応容器内にホルムアルデヒド誘導体として、トリオキサ
ンを、反応容器容積当たり50モル/m3 入れ、助触媒
として、硫酸第二鉄を、0.17kg/m3 入れた。
【0025】次に、容器を密封し、真空ポンプを用い
て、50mmHgに減圧し,すぐに酸触媒として、二酸化
硫黄(SO2 )を、反応容器容積当たり5モル/m3 導
入する。その後、100℃で24時間保持し、ホルマー
ル化を行った。ホルマール化終了後、反応容器内の残留
ガスを十分に減圧下で排気し、改質木材を得た。
て、50mmHgに減圧し,すぐに酸触媒として、二酸化
硫黄(SO2 )を、反応容器容積当たり5モル/m3 導
入する。その後、100℃で24時間保持し、ホルマー
ル化を行った。ホルマール化終了後、反応容器内の残留
ガスを十分に減圧下で排気し、改質木材を得た。
【0026】実施例2 原料木材として、予め溶媒に水を用い飽水状態にした、
3mm厚のラワン材の単板を、水1リットル当たり、ア
ニオン含有化合物としてリン酸水素2アンモニウムを
3.5モル溶解した80℃の水溶液に2時間浸漬した
後、さらに、水1リットル当たり、カチオン含有化合物
として塩化バリウムを2モル溶解した80℃の水溶液に
4時間浸漬し、リン酸バリウムを成分とする不溶性不燃
性化合物が生成、定着した変性木材を得た。
3mm厚のラワン材の単板を、水1リットル当たり、ア
ニオン含有化合物としてリン酸水素2アンモニウムを
3.5モル溶解した80℃の水溶液に2時間浸漬した
後、さらに、水1リットル当たり、カチオン含有化合物
として塩化バリウムを2モル溶解した80℃の水溶液に
4時間浸漬し、リン酸バリウムを成分とする不溶性不燃
性化合物が生成、定着した変性木材を得た。
【0027】その後、水洗いにより副生成物を除去し、
105℃で8時間乾燥させた上記変性木材を、あらかじ
め120℃に加温した反応容器に入れ、さらに、この反
応容器内にホルムアルデヒド誘導体として、トリオキサ
ンを、反応容器容積当たり50モル/m3 入れた。
105℃で8時間乾燥させた上記変性木材を、あらかじ
め120℃に加温した反応容器に入れ、さらに、この反
応容器内にホルムアルデヒド誘導体として、トリオキサ
ンを、反応容器容積当たり50モル/m3 入れた。
【0028】次に、容器を密封し、真空ポンプを用い
て、50mmHgに減圧し,2時間保持して、反応容器内
のホルムアルデヒド誘導体を十分揮発させた後に、酸触
媒として、二酸化硫黄(SO2 )を、反応容器容積当た
り5モル/m3 導入する。その後、120℃で16時間
保持し、ホルマール化を行った。ホルマール化終了後、
反応容器内の残留ガスを十分に減圧下で排気し、改質木
材を得た。
て、50mmHgに減圧し,2時間保持して、反応容器内
のホルムアルデヒド誘導体を十分揮発させた後に、酸触
媒として、二酸化硫黄(SO2 )を、反応容器容積当た
り5モル/m3 導入する。その後、120℃で16時間
保持し、ホルマール化を行った。ホルマール化終了後、
反応容器内の残留ガスを十分に減圧下で排気し、改質木
材を得た。
【0029】実施例3 原料木材として、予め溶媒に水を用い飽水状態にした、
1mm厚のラワン材の単板(1)及び(2)を複数枚用
意した。
1mm厚のラワン材の単板(1)及び(2)を複数枚用
意した。
【0030】単板(1)の上面にアニオン含有化合物と
して、リン酸水素2アンモニウムを粉末の状態で340
g/m2 の割合で、均一に散布するとともに、単板
(2)の上面にカチオン含有化合物として、塩化バリウ
ムを粉末の状態で470g/m2の割合で、均一に散布
した。これら単板を、上記化合物散布面を上にむけて
(1)、(2)、(1)・・・・の順に交互に積層し
た。得られた単板積層体を密封し、80℃で24時間養
生し、リン酸バリウムを成分とする不溶性不燃性化合物
が生成、定着した変性木材を得た。
して、リン酸水素2アンモニウムを粉末の状態で340
g/m2 の割合で、均一に散布するとともに、単板
(2)の上面にカチオン含有化合物として、塩化バリウ
ムを粉末の状態で470g/m2の割合で、均一に散布
した。これら単板を、上記化合物散布面を上にむけて
(1)、(2)、(1)・・・・の順に交互に積層し
た。得られた単板積層体を密封し、80℃で24時間養
生し、リン酸バリウムを成分とする不溶性不燃性化合物
が生成、定着した変性木材を得た。
【0031】その後、水洗いにより副生成物を除去し、
105℃で8時間乾燥させた上記変性木材を、あらかじ
め100℃に加温した反応容器に入れ、さらに、この反
応容器内にホルムアルデヒド誘導体として、トリオキサ
ンを、反応容器容積当たり50モル/m3 入れた。
105℃で8時間乾燥させた上記変性木材を、あらかじ
め100℃に加温した反応容器に入れ、さらに、この反
応容器内にホルムアルデヒド誘導体として、トリオキサ
ンを、反応容器容積当たり50モル/m3 入れた。
【0032】次に、容器を密封し、真空ポンプを用い
て、50mmHgに減圧し,2時間保持して、反応容器内
のホルムアルデヒド誘導体を十分揮発させた後に、酸触
媒として、二酸化硫黄(SO2 )を、反応容器容積当た
り5モル/m3 導入する。その後、100℃で16時間
保持し、ホルマール化を行った。ホルマール化終了後、
反応容器内の残留ガスを十分に減圧下で排気し、改質木
材を得た。
て、50mmHgに減圧し,2時間保持して、反応容器内
のホルムアルデヒド誘導体を十分揮発させた後に、酸触
媒として、二酸化硫黄(SO2 )を、反応容器容積当た
り5モル/m3 導入する。その後、100℃で16時間
保持し、ホルマール化を行った。ホルマール化終了後、
反応容器内の残留ガスを十分に減圧下で排気し、改質木
材を得た。
【0033】実施例4 原料木材として、予め溶媒に水を用い飽水状態にした、
1mm厚のラワン材の単板(1)及び(2)を複数枚用
意した。
1mm厚のラワン材の単板(1)及び(2)を複数枚用
意した。
【0034】単板(1)の上面にアニオン含有化合物と
して、硫酸アルミニウムを粉末の状態で510g/m2
の割合で、均一に散布するとともに、単板(2)の上面
にカチオン含有化合物として、塩化バリウム300gと
水酸化バリウム400gの比率で混合した粉末を700
g/m2 の割合で、均一に散布した。これら単板を、上
記化合物散布面を上にむけて(1)、(2)、(1)・
・・・の順に交互に積層した。得られた単板積層体を密
封し、80℃で24時間養生し、硫酸バリウムを成分と
する不溶性不燃性化合物が生成、定着した変性木材を得
た。
して、硫酸アルミニウムを粉末の状態で510g/m2
の割合で、均一に散布するとともに、単板(2)の上面
にカチオン含有化合物として、塩化バリウム300gと
水酸化バリウム400gの比率で混合した粉末を700
g/m2 の割合で、均一に散布した。これら単板を、上
記化合物散布面を上にむけて(1)、(2)、(1)・
・・・の順に交互に積層した。得られた単板積層体を密
封し、80℃で24時間養生し、硫酸バリウムを成分と
する不溶性不燃性化合物が生成、定着した変性木材を得
た。
【0035】その後、水洗いにより副生成物を除去し、
105℃で8時間乾燥させた上記変性木材を、あらかじ
め120℃に加温した反応容器に入れ、さらに、この反
応容器内にホルムアルデヒド誘導体として、トリオキサ
ンを、反応容器容積当たり50モル/m3 入れた。
105℃で8時間乾燥させた上記変性木材を、あらかじ
め120℃に加温した反応容器に入れ、さらに、この反
応容器内にホルムアルデヒド誘導体として、トリオキサ
ンを、反応容器容積当たり50モル/m3 入れた。
【0036】次に、容器を密封し、真空ポンプを用い
て、50mmHgに減圧し,2時間保持して、反応容器内
のホルムアルデヒド誘導体を十分揮発させた後に、酸触
媒として、二酸化硫黄(SO2 )を、反応容器容積当た
り5モル/m3 導入する。その後、120℃で16時間
保持し、ホルマール化を行った。ホルマール化終了後、
反応容器内の残留ガスを十分に減圧下で排気し、改質木
材を得た。
て、50mmHgに減圧し,2時間保持して、反応容器内
のホルムアルデヒド誘導体を十分揮発させた後に、酸触
媒として、二酸化硫黄(SO2 )を、反応容器容積当た
り5モル/m3 導入する。その後、120℃で16時間
保持し、ホルマール化を行った。ホルマール化終了後、
反応容器内の残留ガスを十分に減圧下で排気し、改質木
材を得た。
【0037】実施例5 原料木材として、30×60mm角のナラ材を用意し
た。この木材をカチオン含有化合物として、塩化バリウ
ム25重量%の水溶液に30mmHgの減圧下で3時間、
3kg/cm2 の加圧下で3時間浸漬した後、次に、ア
ニオン含有化合物としてリン酸水素2アンモニウム40
重量%の水溶液に30mmHgの減圧下で3時間、3kg
/cm2 の加圧下で3時間浸漬し、リン酸バリウムを成
分とする不溶性不燃性化合物が生成、定着した変性木材
を得た。
た。この木材をカチオン含有化合物として、塩化バリウ
ム25重量%の水溶液に30mmHgの減圧下で3時間、
3kg/cm2 の加圧下で3時間浸漬した後、次に、ア
ニオン含有化合物としてリン酸水素2アンモニウム40
重量%の水溶液に30mmHgの減圧下で3時間、3kg
/cm2 の加圧下で3時間浸漬し、リン酸バリウムを成
分とする不溶性不燃性化合物が生成、定着した変性木材
を得た。
【0038】その後、水洗いにより副生成物を除去し、
105℃で8時間乾燥させた上記変性木材を、あらかじ
め100℃に加温した反応容器に入れ、さらに、この反
応容器内にホルムアルデヒド誘導体として、トリオキサ
ンを、反応容器容積当たり50モル/m3 入れた。
105℃で8時間乾燥させた上記変性木材を、あらかじ
め100℃に加温した反応容器に入れ、さらに、この反
応容器内にホルムアルデヒド誘導体として、トリオキサ
ンを、反応容器容積当たり50モル/m3 入れた。
【0039】次に、容器を密封し、真空ポンプを用い
て、50mmHgに減圧し,2時間保持して、反応容器内
のホルムアルデヒド誘導体を十分揮発させた後に、酸触
媒として、二酸化硫黄(SO2 )を、反応容器容積当た
り5モル/m3 導入する。その後、120℃で16時間
保持し、ホルマール化を行った。ホルマール化終了後、
反応容器内の残留ガスを十分に減圧下で排気し、改質木
材を得た。
て、50mmHgに減圧し,2時間保持して、反応容器内
のホルムアルデヒド誘導体を十分揮発させた後に、酸触
媒として、二酸化硫黄(SO2 )を、反応容器容積当た
り5モル/m3 導入する。その後、120℃で16時間
保持し、ホルマール化を行った。ホルマール化終了後、
反応容器内の残留ガスを十分に減圧下で排気し、改質木
材を得た。
【0040】比較例1 原料木材として、予め溶媒に水を用い飽水状態にした、
3mm厚のアガチスロータリー材の単板を、水1リット
ル当たり、アニオン含有化合物としてリン酸水素2アン
モニウムを3.5モル溶解した80℃の水溶液に2時間
浸漬した後、さらに、水1リットル当たり、カチオン含
有化合物として塩化バリウムを2モル溶解した80℃の
水溶液に4時間浸漬し、木材中に不溶性不燃性化合物を
生成、定着させた。その後、水洗いにより副生成物を除
去し、乾燥した。
3mm厚のアガチスロータリー材の単板を、水1リット
ル当たり、アニオン含有化合物としてリン酸水素2アン
モニウムを3.5モル溶解した80℃の水溶液に2時間
浸漬した後、さらに、水1リットル当たり、カチオン含
有化合物として塩化バリウムを2モル溶解した80℃の
水溶液に4時間浸漬し、木材中に不溶性不燃性化合物を
生成、定着させた。その後、水洗いにより副生成物を除
去し、乾燥した。
【0041】得られた改質木材の含浸率と、改質木材の
寸法安定性として抗膨潤率(ASE)と、難燃性を測定
し、評価した。
寸法安定性として抗膨潤率(ASE)と、難燃性を測定
し、評価した。
【0042】含浸率は、下記の式に従って求めた。 ・ 含浸率(%)={(W2 −W1 )/W1 }×
100 ・ W1 は原料木材の絶乾重量を表す。 ・ W2 は得られた改質木材の絶乾重量を表す。
100 ・ W1 は原料木材の絶乾重量を表す。 ・ W2 は得られた改質木材の絶乾重量を表す。
【0043】抗膨潤率は、下記の式に従って求めた。 ・ 抗膨潤率(%)={(S1 −S2 )/S1 }
×100 ・S1 は原料木材の膨潤率を表す。S1 は原料木材の絶
乾後の寸法Aと、この原料木材を真空状態で水中に72
時間浸した後の寸法Bを測定し、下式に基づいて算出し
た。 ・ S1 (%)={(B−A)/A}×100 ・S2 は改質木材の膨潤率を表す。S2 は改質木材の絶
乾後の寸法Cと、この改質木材を真空状態で水中に72
時間浸した後の寸法Dを測定し、下式に基づいて算出し
た。 ・ S2 (%)={(D−C)/C}×100 難燃性はJIS−A−1321に基づいて6分間の表
面燃焼試験を行い、難燃3級の規格で合否を判定した。
×100 ・S1 は原料木材の膨潤率を表す。S1 は原料木材の絶
乾後の寸法Aと、この原料木材を真空状態で水中に72
時間浸した後の寸法Bを測定し、下式に基づいて算出し
た。 ・ S1 (%)={(B−A)/A}×100 ・S2 は改質木材の膨潤率を表す。S2 は改質木材の絶
乾後の寸法Cと、この改質木材を真空状態で水中に72
時間浸した後の寸法Dを測定し、下式に基づいて算出し
た。 ・ S2 (%)={(D−C)/C}×100 難燃性はJIS−A−1321に基づいて6分間の表
面燃焼試験を行い、難燃3級の規格で合否を判定した。
【0044】結果は表1の通りであった。
【0045】
【表1】
【0046】実施例1〜5と比較例から明らかなよう
に、実施例1〜5は難燃性が保持されたうえに、いずれ
も50%以上の高い抗膨潤率(ASE)となった。
に、実施例1〜5は難燃性が保持されたうえに、いずれ
も50%以上の高い抗膨潤率(ASE)となった。
【0047】
【発明の効果】本発明の製法によると、木材の難燃性、
及び寸法安定性の優れた改質木材が得られた。
及び寸法安定性の優れた改質木材が得られた。
Claims (3)
- 【請求項1】 原料木材に含浸した2種以上の水溶性化
合物の反応生成物である不溶性不燃性化合物が定着した
変性木材を、ホルムアルデヒド誘導体の蒸気雰囲気中
で、且つ、酸触媒の存在下で加熱してホルマール化する
ことを特徴とする改質木材の製法。 - 【請求項2】 上記ホルムアルデヒド誘導体として、パ
ラホルムアルデヒド、トリオキサン、テトラオキサンの
うち少なくとも1種以上を用いることを特徴とする請求
項1の改質木材の製法。 - 【請求項3】 上記酸触媒が二酸化硫黄、塩化水素、塩
化物、硫酸塩、亜酸塩、硼酸のうち少なくとも1種以上
を用いることを特徴とする請求項1又は2の改質木材の
製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29575492A JPH06143207A (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 改質木材の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29575492A JPH06143207A (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 改質木材の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06143207A true JPH06143207A (ja) | 1994-05-24 |
Family
ID=17824738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29575492A Pending JPH06143207A (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 改質木材の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06143207A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009202568A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-09-10 | Yoshinari Sangyo:Kk | 不燃材料の製造方法、及びその不燃材料 |
-
1992
- 1992-11-05 JP JP29575492A patent/JPH06143207A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009202568A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-09-10 | Yoshinari Sangyo:Kk | 不燃材料の製造方法、及びその不燃材料 |
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