JPH0699409A - 改質木材の製法 - Google Patents
改質木材の製法Info
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Landscapes
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 原料木材の厚さが厚くても、木材内部までホ
ルマール化反応することができ、天然木の木質感が保持
され、且つ寸法安定性の優れた改質木材の製法を提供す
る。 【構成】 水分の含有率を繊維飽和点以下に調整した木
材に、ガスを導入してプラズマ照射を施し、このプラズ
マ照射を施した木材をホルムアルデヒド誘導体の蒸気雰
囲気中で、酸触媒の存在下で加熱してホルマール化す
る。
ルマール化反応することができ、天然木の木質感が保持
され、且つ寸法安定性の優れた改質木材の製法を提供す
る。 【構成】 水分の含有率を繊維飽和点以下に調整した木
材に、ガスを導入してプラズマ照射を施し、このプラズ
マ照射を施した木材をホルムアルデヒド誘導体の蒸気雰
囲気中で、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】木材に寸法安定性を付与する方法とし
て、ホルマール化処理が古くから知られている。
て、ホルマール化処理が古くから知られている。
【０００３】ホルマール化による処理は木材成分（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、厚さ３ｍｍ未満の
木材を例にとれば、５〜１０％程度の低い重量増加率で
も寸法安定性の特性である抗膨潤率（ＡＳＥ）が５０〜
６０％の値を示す。
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、厚さ３ｍｍ未満の
木材を例にとれば、５〜１０％程度の低い重量増加率で
も寸法安定性の特性である抗膨潤率（ＡＳＥ）が５０〜
６０％の値を示す。
【０００４】上記ホルマール化は、ホルムアルデヒドの
供給源としてパラホルムアルデヒド、トリオキサン、テ
トラオキサン等のホルムアルデヒド誘導体を用い、ホル
マール化の反応触媒として二酸化硫黄や、塩化水素、塩
化鉄、塩化マグネシウム、塩化アンモニウム等の塩化物
や、硫酸鉄等の硫酸塩を用い、反応容器中、気相、液相
下で原料木材を加熱するものであった。特に、ホルムア
ルデヒドの供給源としてトリオキサンやテトラオキサン
を用い、反応触媒として二酸化硫黄、さらに、トリオキ
サンやテトラオキサンのホルムアルデヒドへの分解促進
助触媒として硫酸鉄等を用いて気相処理を行った場合、
酸による変色や強度劣化が小さいことが知られている。
供給源としてパラホルムアルデヒド、トリオキサン、テ
トラオキサン等のホルムアルデヒド誘導体を用い、ホル
マール化の反応触媒として二酸化硫黄や、塩化水素、塩
化鉄、塩化マグネシウム、塩化アンモニウム等の塩化物
や、硫酸鉄等の硫酸塩を用い、反応容器中、気相、液相
下で原料木材を加熱するものであった。特に、ホルムア
ルデヒドの供給源としてトリオキサンやテトラオキサン
を用い、反応触媒として二酸化硫黄、さらに、トリオキ
サンやテトラオキサンのホルムアルデヒドへの分解促進
助触媒として硫酸鉄等を用いて気相処理を行った場合、
酸による変色や強度劣化が小さいことが知られている。
【０００５】しかしながら、厚さ３ｍｍ未満では有効な
ホルマール化処理も、木材の厚さが厚くなると、特に厚
さが５ｍｍ以上となると、従来の方法のホルマール化処
理では、木材の内部まで十分にホルマール化されないた
め、寸法変化が大きくなり、且つ木材の天然木としての
木質感が喪失する欠点を有していた。
ホルマール化処理も、木材の厚さが厚くなると、特に厚
さが５ｍｍ以上となると、従来の方法のホルマール化処
理では、木材の内部まで十分にホルマール化されないた
め、寸法変化が大きくなり、且つ木材の天然木としての
木質感が喪失する欠点を有していた。
【０００６】
【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、原料
木材の厚さが厚くても、木材内部までホルマール化反応
することができ、天然木の木質感が保持され、且つ寸法
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、原料
木材の厚さが厚くても、木材内部までホルマール化反応
することができ、天然木の木質感が保持され、且つ寸法
安定性の優れた改質木材の製法を提供することにある。
【０００７】
【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、水分の含有率を繊維飽和点以下に調整した木材
に、ガスを導入してプラズマ照射を施し、このプラズマ
照射を施した木材をホルムアルデヒド誘導体の蒸気雰囲
気中で、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、水分の含有率を繊維飽和点以下に調整した木材
に、ガスを導入してプラズマ照射を施し、このプラズマ
照射を施した木材をホルムアルデヒド誘導体の蒸気雰囲
気中で、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。
【０００８】
【作用】本発明によると、水分の含有率を繊維飽和点以
下に調整した木材に、プラズマ照射を施すと、このプラ
ズマ照射により木材にラジカルが発生する。この発生し
たラジカルは他の領域を励起し、木材の内部が活性化さ
れる。ホルマール処理の際、ホルムアルデヒドは木材に
付与されたラジカルとの結合により木材内へ迅速に拡散
され、その結果板厚の厚い木材でも、木材の内部までホ
ルマール化できる。
下に調整した木材に、プラズマ照射を施すと、このプラ
ズマ照射により木材にラジカルが発生する。この発生し
たラジカルは他の領域を励起し、木材の内部が活性化さ
れる。ホルマール処理の際、ホルムアルデヒドは木材に
付与されたラジカルとの結合により木材内へ迅速に拡散
され、その結果板厚の厚い木材でも、木材の内部までホ
ルマール化できる。
【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、水分の含有率を繊維飽和点以下に調整した木材
を用いる。この木材の形状は、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。
おいて、水分の含有率を繊維飽和点以下に調整した木材
を用いる。この木材の形状は、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。
【００１０】上記木材の水分の含有率が繊維飽和点以下
とは、木材が絶乾状態でもよいし、木材が水分を含有し
る場合、この水分の含有率が繊維飽和点以下である。こ
の繊維飽和点とは、自由水が存在せず、木材の細胞膜が
結合水で飽和した状態をいう。木材の水分の含有率が繊
維飽和点以上であると、木材中の水分が木材の表面に露
出し、木材の繊維を部分的に覆うため、後述のプラズマ
照射の際に、木材に均一なラジカルが発生しにくく、又
後述のホルマール化処理する際も、余分な水分がある
と、ホルムアルデヒドのモノマーが水分と重合するの
で、寸法安定性への効果が減少する。従って、水分の含
有率は０〜１０wt％が好ましい。
とは、木材が絶乾状態でもよいし、木材が水分を含有し
る場合、この水分の含有率が繊維飽和点以下である。こ
の繊維飽和点とは、自由水が存在せず、木材の細胞膜が
結合水で飽和した状態をいう。木材の水分の含有率が繊
維飽和点以上であると、木材中の水分が木材の表面に露
出し、木材の繊維を部分的に覆うため、後述のプラズマ
照射の際に、木材に均一なラジカルが発生しにくく、又
後述のホルマール化処理する際も、余分な水分がある
と、ホルムアルデヒドのモノマーが水分と重合するの
で、寸法安定性への効果が減少する。従って、水分の含
有率は０〜１０wt％が好ましい。
【００１１】本発明においては、上記水分の含有率を調
製した木材に、ガスを導入してプラズマ照射を施す。上
記ガスとしては、例えば、Ｎ2 、Ｈｅ、Ａｒ、Ｏ2 が挙
げられ、この１種以上が用いられ、木材のラジカル発生
に寄与する。プラズマ照射は真空にした後に、上記ガス
を導入して行なってもよいし、大気中で行なってもよ
い。大気中で行なう場合は、上記ガスのうちＨｅ、又は
Ａｒを導入し、さらに必要に応じて、Ｈｅ、又はＡｒに
加えて、Ｎ2 、又はＯ2 と混合して導入する。
製した木材に、ガスを導入してプラズマ照射を施す。上
記ガスとしては、例えば、Ｎ2 、Ｈｅ、Ａｒ、Ｏ2 が挙
げられ、この１種以上が用いられ、木材のラジカル発生
に寄与する。プラズマ照射は真空にした後に、上記ガス
を導入して行なってもよいし、大気中で行なってもよ
い。大気中で行なう場合は、上記ガスのうちＨｅ、又は
Ａｒを導入し、さらに必要に応じて、Ｈｅ、又はＡｒに
加えて、Ｎ2 、又はＯ2 と混合して導入する。
【００１２】プラズマを発生させるための条件、すなわ
ち周波数、電力などは所望の処理の程度により適宜に設
定される。照射時間も同様である。
ち周波数、電力などは所望の処理の程度により適宜に設
定される。照射時間も同様である。
【００１３】ここで図１に基づいてプラズマ照射の処理
装置について説明する。処理槽（５）内には、その上下
に平行平板型電極（１）及び（２）が設置されており、
下部電極（２）の上に固体誘電体（３）が置かれてい
る。固体誘電体（３）は下部電極（２）に代えて上部電
極（１）に設けられてもよく、上下の電極（１）（２）
双方に設けられてもよい。水分の含有率を繊維飽和点以
下に調整した木材（４）を上下の電極（１）（２）の間
に置き、ガスを流通させながら、上部電極（１）に高周
波電源（７）より高電圧の交流電界を印加すると、上下
の電極（１）（２）の間でプラズマが発生し、木材
（４）はこのプラズマの作用を受けてラジカルが発生す
る。このラジカルは他の領域を励起し、木材（４）の内
部まで活性化される。処理槽（５）の高電圧導入部と接
地導出部には絶縁体（６）が設けられている。印加する
交流電界の周波数は特に限定はしないが、周波数の高い
領域では木材（４）が加熱されるため、木材（４）が炭
化しないような冷却の方法もしくは照射時間の短縮が必
要になる。
装置について説明する。処理槽（５）内には、その上下
に平行平板型電極（１）及び（２）が設置されており、
下部電極（２）の上に固体誘電体（３）が置かれてい
る。固体誘電体（３）は下部電極（２）に代えて上部電
極（１）に設けられてもよく、上下の電極（１）（２）
双方に設けられてもよい。水分の含有率を繊維飽和点以
下に調整した木材（４）を上下の電極（１）（２）の間
に置き、ガスを流通させながら、上部電極（１）に高周
波電源（７）より高電圧の交流電界を印加すると、上下
の電極（１）（２）の間でプラズマが発生し、木材
（４）はこのプラズマの作用を受けてラジカルが発生す
る。このラジカルは他の領域を励起し、木材（４）の内
部まで活性化される。処理槽（５）の高電圧導入部と接
地導出部には絶縁体（６）が設けられている。印加する
交流電界の周波数は特に限定はしないが、周波数の高い
領域では木材（４）が加熱されるため、木材（４）が炭
化しないような冷却の方法もしくは照射時間の短縮が必
要になる。
【００１４】本発明においては、上記プラズマ照射を施
した木材をホルムアルデヒド誘導体の蒸気雰囲気中で、
酸触媒の存在下で加熱してホルマール化を行う。ホルマ
ール化処理する木材の容積は特に限定はしないが、反応
容器の容積に対し、０．０１〜０．２ｍ3 ／ｍ3 （反応
容器の容量）が適当である。
した木材をホルムアルデヒド誘導体の蒸気雰囲気中で、
酸触媒の存在下で加熱してホルマール化を行う。ホルマ
ール化処理する木材の容積は特に限定はしないが、反応
容器の容積に対し、０．０１〜０．２ｍ3 ／ｍ3 （反応
容器の容量）が適当である。
【００１５】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、３０〜３００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、３０〜３００モル／ｍ3 （反応容器の容
量）が適当である。
【００１６】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、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、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、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、木材に浸透させ
てもよい。
【００１７】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、特に限定されず、
例えば、二酸化硫黄や、塩化水素、塩化亜鉛、塩化鉄、
塩化マグネシウム、塩化アンモニウム等の塩化物や、硫
酸鉄等の硫酸塩、ほう酸とそれらの塩等が挙げられる。
これら酸触媒のうち、特に、二酸化硫黄を用いると、木
材の強度劣化が起きにくい点で、有効である。上記酸触
媒の濃度は、特に限定されないが、ホルムアルデヒド誘
導体が、酸触媒に対して、モル比で１０〜１００が適当
である。なお、この酸触媒は１種類のみでなく、必要に
応じては２種類以上を用いてもよい。
触媒を用いる。この酸触媒としては、特に限定されず、
例えば、二酸化硫黄や、塩化水素、塩化亜鉛、塩化鉄、
塩化マグネシウム、塩化アンモニウム等の塩化物や、硫
酸鉄等の硫酸塩、ほう酸とそれらの塩等が挙げられる。
これら酸触媒のうち、特に、二酸化硫黄を用いると、木
材の強度劣化が起きにくい点で、有効である。上記酸触
媒の濃度は、特に限定されないが、ホルムアルデヒド誘
導体が、酸触媒に対して、モル比で１０〜１００が適当
である。なお、この酸触媒は１種類のみでなく、必要に
応じては２種類以上を用いてもよい。
【００１８】なお、上述の酸触媒は、木材中の親水性水
酸基のホルマール化反応を促進する効果の他に、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
分解を促進する効果もある。そのため、必要に応じて、
２種類以上の酸触媒を用い、それらの一部をホルムアル
デヒドモノマーへの熱分解を促進する助触媒として用い
ると、さらに反応を促進できる。例えば、硫酸鉄等をホ
ルムアルデヒドモノマーへの熱分解を促進する助触媒と
して用い、二酸化硫黄をホルマール化反応の酸触媒とし
て用いる。この助触媒としては、酸触媒以外の触媒を用
いることも可能である。
酸基のホルマール化反応を促進する効果の他に、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
分解を促進する効果もある。そのため、必要に応じて、
２種類以上の酸触媒を用い、それらの一部をホルムアル
デヒドモノマーへの熱分解を促進する助触媒として用い
ると、さらに反応を促進できる。例えば、硫酸鉄等をホ
ルムアルデヒドモノマーへの熱分解を促進する助触媒と
して用い、二酸化硫黄をホルマール化反応の酸触媒とし
て用いる。この助触媒としては、酸触媒以外の触媒を用
いることも可能である。
【００１９】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、木材に浸透させ、また、酸触媒が
液体や固体の場合は木材と共に反応容器内でガス化させ
て、木材に浸透させる。このホルマール化を減圧下や加
圧下で行う場合は、当然のことながら反応容器は耐圧性
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、木材に浸透させ、また、酸触媒が
液体や固体の場合は木材と共に反応容器内でガス化させ
て、木材に浸透させる。このホルマール化を減圧下や加
圧下で行う場合は、当然のことながら反応容器は耐圧性
を持つものであることが必要である。
【００２０】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
体の酸触媒を助触媒として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、ホルムアルデヒド誘導体、及び助触媒である酸触媒
を入れ、反応容器を密封する。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３
００torr以下が好ましい。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。この
時のホルマール化による処理温度は、特に限定されない
が、９０〜１２０℃が好ましい。ホルマール化による処
理時間は、特に限定されないが、ホルマール化処理が終
了した際に、ホルマール化反応容器内の圧力が５００〜
２０００torrであることが好ましい。所定時間ホルマー
ル化を行った後に、反応容器内の残留ガスを加熱下で減
圧排気する。この排気を十分行うことにより、木材内の
未反応のホルムアルデヒド及び酸触媒をほとんど除去す
ることができる。
固体のホルムアルデヒド誘導体と、気体の酸触媒と、固
体の酸触媒を助触媒として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、ホルムアルデヒド誘導体、及び助触媒である酸触媒
を入れ、反応容器を密封する。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３
００torr以下が好ましい。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。この
時のホルマール化による処理温度は、特に限定されない
が、９０〜１２０℃が好ましい。ホルマール化による処
理時間は、特に限定されないが、ホルマール化処理が終
了した際に、ホルマール化反応容器内の圧力が５００〜
２０００torrであることが好ましい。所定時間ホルマー
ル化を行った後に、反応容器内の残留ガスを加熱下で減
圧排気する。この排気を十分行うことにより、木材内の
未反応のホルムアルデヒド及び酸触媒をほとんど除去す
ることができる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例および比較例を挙げ
る。
る。
【００２２】実施例１ 原料木材として、５ｍｍ厚のひのき材１００×１００ｍ
ｍを、１０５℃で８時間乾燥した。木材の水分の含有率
は０％であった。この木材を図１に示す上下の電極
（１）（２）間に配設して、次の条件でプラズマ照射を
施した。
ｍを、１０５℃で８時間乾燥した。木材の水分の含有率
は０％であった。この木材を図１に示す上下の電極
（１）（２）間に配設して、次の条件でプラズマ照射を
施した。
【００２３】プラズマ照射の条件 ・電極の間隔───２０ｍｍ （使用ガス及び流量） ・不活性ガスＨｅ───５０００ｓｓｃｍ ・反応性ガスＯ2 ────１００ｓｓｃｍ なお、ｓｓｃｍは２５℃、１ａｔｍでの１分間当たりの
流量（ｍｌ） （プラズマ条件） ・周波数───１０ｋＨｚ ・処理時間───１分間 ・電力───１００Ｗ ・処理圧力─７６０ｍｍＨｇ 次にプラズマ照射を施した上記木材１０枚を、あらかじ
め１００℃に加温した５リットルの反応容器に入れ、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、ホルムアルデヒドモノマーに換算
して、１５０モル／ｍ3 入れ、助触媒として働く酸触媒
として、硫酸第二鉄（Ｆｅ2 （ＳＯ4 ）3）を、０．５
モル／ｍ3 入れた。
流量（ｍｌ） （プラズマ条件） ・周波数───１０ｋＨｚ ・処理時間───１分間 ・電力───１００Ｗ ・処理圧力─７６０ｍｍＨｇ 次にプラズマ照射を施した上記木材１０枚を、あらかじ
め１００℃に加温した５リットルの反応容器に入れ、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、ホルムアルデヒドモノマーに換算
して、１５０モル／ｍ3 入れ、助触媒として働く酸触媒
として、硫酸第二鉄（Ｆｅ2 （ＳＯ4 ）3）を、０．５
モル／ｍ3 入れた。
【００２４】その後、反応容器を密封し、真空ポンプ
で、５０torrに減圧した。次に酸触媒として、二酸化硫
黄（ＳＯ2 ）を、５．０モル／ｍ3 導入し、１００℃で
２０時間保持し、ホルマール化を行った。その際の、最
終反応容器内の圧力は６００torrであった。反応容器内
の残留ガスを十分排気し、改質木材を得た。この改質木
材の外観は天然木の木質感が保持されていた。
で、５０torrに減圧した。次に酸触媒として、二酸化硫
黄（ＳＯ2 ）を、５．０モル／ｍ3 導入し、１００℃で
２０時間保持し、ホルマール化を行った。その際の、最
終反応容器内の圧力は６００torrであった。反応容器内
の残留ガスを十分排気し、改質木材を得た。この改質木
材の外観は天然木の木質感が保持されていた。
【００２５】得られた改質木材のホルマール化の達成度
合いとして含浸率と、改質木材の寸法安定性として抗膨
潤率（ＡＳＥ）を測定した。
合いとして含浸率と、改質木材の寸法安定性として抗膨
潤率（ＡＳＥ）を測定した。
【００２６】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。
【００２７】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 結果は表２の通りであった。
×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 結果は表２の通りであった。
【００２８】実施例２〜５ 実施例１と同様の条件でプラズマ照射を施した木材を、
実施例１において、ホルマール化処理のトリオキサン濃
度、処理の温度、および、処理の圧力を下記表１に示す
条件とした以外は、実施例１と同様にして改質木材を得
た。この改質木材の外観は天然木の木質感が保持されて
いた。
実施例１において、ホルマール化処理のトリオキサン濃
度、処理の温度、および、処理の圧力を下記表１に示す
条件とした以外は、実施例１と同様にして改質木材を得
た。この改質木材の外観は天然木の木質感が保持されて
いた。
【００２９】得られた改質木材の含浸率と抗膨潤率（Ａ
ＳＥ）を実施例１と同様に測定した。結果は表２の通り
であった。
ＳＥ）を実施例１と同様に測定した。結果は表２の通り
であった。
【００３０】比較例１ 原料木材として、５ｍｍ厚のひのき材１００×１００ｍ
ｍを、１０５℃で８時間乾燥した。この木材はプラズマ
照射を施さず、上記木材１０枚を、あらかじめ１００℃
に加温した実施例１と同一の５リットルの反応容器に入
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、ホルムアルデヒドモノマーに
換算して、１５０モル／ｍ3 入れ、助触媒として働く酸
触媒として、硫酸第二鉄（Ｆｅ2 （ＳＯ4 ）3 ）を、
０．５モル／ｍ3 入れた。
ｍを、１０５℃で８時間乾燥した。この木材はプラズマ
照射を施さず、上記木材１０枚を、あらかじめ１００℃
に加温した実施例１と同一の５リットルの反応容器に入
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、ホルムアルデヒドモノマーに
換算して、１５０モル／ｍ3 入れ、助触媒として働く酸
触媒として、硫酸第二鉄（Ｆｅ2 （ＳＯ4 ）3 ）を、
０．５モル／ｍ3 入れた。
【００３１】その後、反応容器を密封し、真空ポンプ
で、５０torrに減圧した。次に酸触媒として、二酸化硫
黄（ＳＯ2 ）を、５．０モル／ｍ3 導入し、１００℃で
２０時間保持し、ホルマール化を行った。その際の、最
終反応容器内の圧力は６００torrであった。反応容器内
の残留ガスを十分排気し、改質木材を得た。
で、５０torrに減圧した。次に酸触媒として、二酸化硫
黄（ＳＯ2 ）を、５．０モル／ｍ3 導入し、１００℃で
２０時間保持し、ホルマール化を行った。その際の、最
終反応容器内の圧力は６００torrであった。反応容器内
の残留ガスを十分排気し、改質木材を得た。
【００３２】得られた改質木材の含浸率と抗膨潤率（Ａ
ＳＥ）を実施例１と同様に測定した。結果は表２の通り
であった。
ＳＥ）を実施例１と同様に測定した。結果は表２の通り
であった。
【００３３】比較例２ 比較例１と同様にプラズマ照射を施さなかった木材を、
実施例２と同様の条件でホルマール化処理を行い改質木
材を得た。
実施例２と同様の条件でホルマール化処理を行い改質木
材を得た。
【００３４】得られた改質木材の含浸率と抗膨潤率（Ａ
ＳＥ）を実施例１と同様に測定した。結果は表２の通り
であった。
ＳＥ）を実施例１と同様に測定した。結果は表２の通り
であった。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】実施例１と比較例１、及び実施例２と比較
例２は、ホルマール化処理条件は同一にも係わらず、プ
ラズマ照射の有無によって、実施例の方が抗膨潤率（Ａ
ＳＥ）が良好であった。
例２は、ホルマール化処理条件は同一にも係わらず、プ
ラズマ照射の有無によって、実施例の方が抗膨潤率（Ａ
ＳＥ）が良好であった。
【００３８】
【発明の効果】本発明の製法によると、プラズマ照射に
よりラジカルが発生した木材をホルマール化することに
より、ホルマール化処理が効率良く行われ、天然木の木
質感を保持し、且つ寸法安定性の良好な改質木材が得ら
れる。
よりラジカルが発生した木材をホルマール化することに
より、ホルマール化処理が効率良く行われ、天然木の木
質感を保持し、且つ寸法安定性の良好な改質木材が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられるプラズマ照射の処理装置の
概略図である。
概略図である。
１ 上部電極 ２ 下部電極 ３ 固体誘電体 ４ 木材 ５ 処理槽 ６ 絶縁体 ７ 高周波電源
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１１月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】プラズマ照射の条件 ・電極の間隔───２０ｍｍ （使用ガス及び流量） ・不活性ガスＨｅ───５０００ｓｃｃｍ ・反応性ガスＯ2 ────１００ｓｃｃｍ なお、ｓｓｃｍは２５℃、１ａｔｍでの１分間当たりの
流量（ｍｌ） （プラズマ条件） ・周波数───１０ｋＨｚ ・処理時間───１分間 ・電力───１００Ｗ ・処理圧力─７６０ｍｍＨｇ 次にプラズマ照射を施した上記木材１０枚を、あらかじ
め１００℃に加温した５リットルの反応容器に入れ、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、ホルムアルデヒドモノマーに換算
して、１５０モル／ｍ3 入れ、助触媒として働く酸触媒
として、硫酸第二鉄（Ｆｅ2 （ＳＯ4 ）3）を、０．５
モル／ｍ3 入れた。
流量（ｍｌ） （プラズマ条件） ・周波数───１０ｋＨｚ ・処理時間───１分間 ・電力───１００Ｗ ・処理圧力─７６０ｍｍＨｇ 次にプラズマ照射を施した上記木材１０枚を、あらかじ
め１００℃に加温した５リットルの反応容器に入れ、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、ホルムアルデヒドモノマーに換算
して、１５０モル／ｍ3 入れ、助触媒として働く酸触媒
として、硫酸第二鉄（Ｆｅ2 （ＳＯ4 ）3）を、０．５
モル／ｍ3 入れた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小西 悟 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 大西 兼司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 本田 龍介 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 水分の含有率を繊維飽和点以下に調整し
た木材に、ガスを導入してプラズマ照射を施し、このプ
ラズマ照射を施した木材をホルムアルデヒド誘導体の蒸
気雰囲気中で、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】 上記ガスとして、Ｎ2 、Ｈｅ、Ａｒ、Ｏ
2 、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又は２の改質木材の製法。 - 【請求項４】 上記酸触媒が二酸化硫黄、塩化物、硫酸
塩、ほう酸塩のうち少なくとも１種以上を用いることを
特徴とする請求項１乃至３いずれかの改質木材の製法。 - 【請求項５】 上記ホルムアルデヒド誘導体の濃度が反
応容器の容積に対し、ホルムアルデヒドモノマーに換算
して３０〜３００モル／ｍ3 であり、且つ酸触媒に対す
るモル比が１０〜１００であることを特徴とする請求項
１乃至４いずれかの改質木材の製法。 - 【請求項６】 上記ホルマール化処理を終了した際に、
ホルマール化反応容器内の圧力が５００〜２０００torr
であることを特徴とする請求項１乃至５いずれかの改質
木材の製法。 - 【請求項７】 上記ホルマール化処理する木材の容積が
反応容器の容積に対し、０．０１〜０．２ｍ3 ／ｍ3 で
あることを特徴とする請求項１乃至６いずれかの改質木
材の製法。 - 【請求項８】 上記ホルマール化による処理温度が９０
〜１２０℃であることを特徴とする請求項１乃至７いず
れかの改質木材の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25296692A JPH0699409A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 改質木材の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25296692A JPH0699409A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 改質木材の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0699409A true JPH0699409A (ja) | 1994-04-12 |
Family
ID=17244638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25296692A Pending JPH0699409A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 改質木材の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0699409A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120082296A1 (en) * | 2008-04-30 | 2012-04-05 | Xyleco, Inc | Cellulosic and lignocellulosic structural materials and methods and systems for manufacturing such materials |
| CN121403786A (zh) * | 2025-12-08 | 2026-01-27 | 四川西蜀匠筑建设工程有限公司 | 一种氯化聚氯乙烯基防火木材板用复合材料及其制备方法 |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP25296692A patent/JPH0699409A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120082296A1 (en) * | 2008-04-30 | 2012-04-05 | Xyleco, Inc | Cellulosic and lignocellulosic structural materials and methods and systems for manufacturing such materials |
| US8900407B2 (en) * | 2008-04-30 | 2014-12-02 | Xyleco, Inc. | Cellulosic and lignocellulosic structural materials and methods and systems for manufacturing such materials |
| US9487915B2 (en) | 2008-04-30 | 2016-11-08 | Xyleco, Inc. | Cellulosic and lignocellulosic structural materials and methods and systems for manufacturing such materials |
| CN121403786A (zh) * | 2025-12-08 | 2026-01-27 | 四川西蜀匠筑建设工程有限公司 | 一种氯化聚氯乙烯基防火木材板用复合材料及其制备方法 |
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