JPH0686041B2 - 改質木材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は建物の外装材や浴室の壁面材、その他の建築用
材料としての使用に適した寸法安定性、耐久性、外観性
に優れた改質木材に関するものである。

（従来の技術） 従来から、木質材に合成樹脂液を注入硬化してなる改質
木材は広く知られており、特に、寸法安定性並びに耐久
性を向上させる目的で、フェノール樹脂を注入硬化して
なる改質木材が建築用材料や家具材等に用いられ、その
特性を効果的に発揮させている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、天然の木質材には細胞壁内等にある空隙
のばらつきや処理液の浸透の障害となる不純物質等が存
在しており、また、上記フェノール樹脂の水溶液が木質
材に対して適度の浸透性を有しているにも拘わらず、該
フェノール樹脂の液質や保管状況等によってその浸透性
が低下し、木質材内に均一な浸透が行えなくなって、全
体的に一様な耐久性、寸法安定性等の物性を有する改質
木材を得ることができなかった。

また、この樹脂注入木質材は、フェノール樹脂によって
表面が黒ずみ、外観を著しく損して化粧性に劣るという
問題点があった。

このような変質は、木質材に対するフェノール樹脂水溶
液の注入、加熱硬化工程時や、或いはこの樹脂注入木質
材の使用中において、紫外線や酸素などでフェノール樹
脂が発色構造に変性することが主要因であるものと思わ
れる。

本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、
全体的に均一な耐久性、寸法安定性を有すると共に美麗
な外観を呈した改質木材の提供を目的とするものであ
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の改質木材は、木質
材にフェノール樹脂と酢酸アミン類を必須成分とする水
溶液を含浸、硬化してなることを特徴とするものであ
る。

（作用） 酢酸アミン類を添加したフェノール樹脂水溶液は、該酢
酸アミン類によってフェノール樹脂の凝集沈澱が防止さ
れると共に木質材の膨潤を増長させて、水溶液の浸透の
障害となる不純物質の多い木質材であっても、或いは内
部の空隙密度にばらつきが生じている木質材であって
も、注入時にはその材内に均一且つ良好に浸透し、全体
的に一様に寸法安定性、耐久性等の性能を発揮する改質
木材が得られる。

又、酢酸アミン類によって水溶液中のフェノール樹脂の
PHが中性寄りに変化し、フェノール樹脂自体による濃色
化が進行し難くなって黒ずむことがなく、その上、屋外
に暴露しても発色成分が変質しにくゝて濃色化（ヤケ）
が少なくなり、長期間に亘って美麗な外観を保持するも
のである。

（実施例） 次に本発明の実施例を詳述すると、改質木材はその材中
にフェノール樹脂と酢酸アミン類を必須成分とする水溶
液を含浸、硬化することによって形成されているもので
ある。

上記のような混合樹脂液が注入される木質材としては、
角材や板材、中空材等の厚い製材品、さらには集成材が
使用されるが、単板のような薄板であっても、勿論注入
処理が可能である。

又、注入される合成樹脂としては、木材細胞壁に浸透し
て該細胞壁構造中に不溶、不融の物質を形成するフェノ
ール系樹脂が使用され、この樹脂を単体又はホルマリン
系樹脂との混合、或いは共縮合樹脂液としてもよい。

そして、上記改質木材を製造する際し、上記フェノール
樹脂に酢酸アミン類を混入してこの混合樹脂液を木質材
に注入すると、木質材の樹種の相違や密度のばらつきに
殆ど左右されることなく混合樹脂液が木質材の細胞壁に
深く且つ均一に浸透し、又、後述する溶媒揮発工程にお
いて材外に流失しにくゝなって含脂率が向上し、好適で
ある。

これは、酢酸アミン類が木質材の膨潤を増長させて混合
樹脂液の木質材に対する浸入を容易にしているためであ
ると考えられる。

又、酢酸アミン類はフェノール樹脂液に直接作用してそ
の変色（濃色化）や凝集を生じにくゝさせ、上記木質材
中への混合樹脂液の良好な浸透性と相俟って外観の美麗
な改質木材を容易に得ることができる。

フェノール樹脂に混合する酢酸アミン類としては、トラ
ンス−1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸、ジエチレ
ントリアミン五酢酸、エチレンジアミン二酢酸、エチレ
ンジアミン四酢酸、3,6−ジオキサ−1,8−オクタンジア
ミン四酢酸、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジ
アミン三酢酸、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）イミノ二
酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸などがある。

この酢酸アミン類の配合割合は、フェノール樹脂（固型
分）に対して0.1〜20％が好ましく、又、これらの混合
樹脂水溶液の濃度は５〜30％の間で選択される。

次に、上記改質木材を製造する具体的な方法を述べる
と、まず、木質材にフェノール樹脂と酢酸アミン類を必
須成分とする上記樹脂液を注入、含浸させたのち、この
樹脂液含浸処理木質材を単体、又は薄板の場合には複数
枚重ね合わせて温度の昇降調節可能な加熱板に挟み込
む。この際、生産性を向上させるために、加熱板で挟持
された木質材を多数段、積み重ねて処理することが好ま
しい。

なお、加熱板による加熱硬化前に溶媒を除去する工程を
設けることが均質な硬化反応を行わせる上において望ま
しく、このような溶媒除去手段として適宜減圧乾燥や高
周波乾燥、熱風乾燥を組み合わせて用いる。

木質材を加熱硬化前にこのような溶媒除去工程を設ける
と、木質材中からの脱水が進行するに従って注入した混
合樹脂液の初期の縮合反応が進行し、木質材の微細空隙
内に樹脂分が残って流出しにくゝなるものである。

引き続いて、樹脂注入木質材の加熱硬化工程に移るが、
この工程では、木質材を挟み込んでいる上記加熱板の温
度を100〜160℃で材温を上げて注入樹脂の反応を行う。
この際、酢酸アミン類が入っているので、フェノール樹
脂の熱変色が抑えられる。

この加熱硬化工程においては、強制排気しながら高温加
熱処理を行うものであり、その強制排気により、木質材
中に残留しているホルマリン等の揮発成分や残存水分、
及び樹脂の縮合反応によって生じる水分が蒸散させられ
て低減すると共に、高温加熱によって注入混合樹脂が硬
化するものである。

なお、注入樹脂の硬化温度は、注入される樹脂の種類に
応じて上記温度範囲内に設定する。

以上のように、木質材内の水を蒸発させて揮発成分を除
去する工程と、木質材を加熱昇温させる工程により樹脂
の反応を完了させるものである。

なお、最終加熱硬化温度（100℃以上）や乾燥工程、養
生工程において減圧解除後に引き続いて熱気やホットプ
レスを用いても良い。

次に、本発明の具体的な実施例と比較例とを示す。

（実施例） 厚さ1.0mm、幅100mm、長さ200mmのスギ、カバ、カエデ
からなる３種類の単板に、フェノール樹脂（固形分50
％）10％とエチレンジアミン四酢酸0.1％とからなる混
合樹脂水溶液を通常の減圧加圧注入法で注入し、減圧乾
燥後、160℃で30分間、加熱硬化させることにより、夫
々の改質木材単板を得た。

こうして得られた全ての改質木材単板は、その表層には
黒ずみ、くすみ等がなく、又、汚染を除去するためのサ
ンディング処理の不要な歩留りの高いものであった。

（比較例） 上記と同一寸法よりなるスギ、カバ、カエデからなる３
種類の単板に、フェノール樹脂（固形分50％）10％のみ
を上記実施例と同一条件で注入し、加熱硬化させた。

こうして得られた全ての改質木材単板は、その表層が黒
ずんでおり、著しい汚染が認められた。

次に、上記実施例と比較例とによって得られた改質木材
単板の物性を表示する。

なお、上記表において、寸法安定性は減圧加圧吸水テス
トによる抗収縮率（ASE）で示している。

この表から明らかなように、本発明実施例における改質
木材単板は、寸法安定性に優れていると共に黒ずみの生
じていない美麗な外観を呈しているものである。

（効果） 以上のように本発明による改質木材は、木質材に、フェ
ノール樹脂と酢酸アミン類を必須成分とする水溶液を含
浸、硬化することにより得られたものであるから、フェ
ノール樹脂と酢酸アミン類との混合樹脂液を木質材に注
入する際に、酢酸アミン類によってフェノール樹脂の凝
集沈澱を防止することができると共に木質材の膨潤が増
長して処理液浸透の障害となる不純物質の多い木質材で
あっても、或いは内部の空隙密度にばらつきが生じてい
る木質材であっても樹脂液をその材内に均一且つ良好に
浸透させるとができ、全体的に一様な寸法安定性、耐久
性等の性能を有する改質木材を提供できる。

又、酢酸アミン類によってフェノール樹脂自体による濃
色化が防止されて改質木材が黒ずむことがなく、その
上、屋外に暴露しても発色成分が変質しにくゝて濃色化
が少なくなり、長期間に亘って美麗な外観を保持するこ
とができるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】木質材にフェノール樹脂と酢酸アミン類を
   必須成分とする水溶液を含浸、硬化してなることを特徴
   とする改質木材。