JPS6292801A - 木材の寸法安定化剤 - Google Patents

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） 本発明は木材の寸法安定化剤に関する。

（従来の技術） 木材は外気の温湿度変化により、膨張、収縮を起して、
経日的に変形をきたし、ひび割れ、ねじれを生ずる等の
欠点を有している。このような木材の吸脱湿に伴う膨張
、収縮を改善する方法として、ポリオキシアルキレング
リコール七ノ（メタ）アクリレートの５〜９０重通％水
溶液にエチレンカーボネートなどの溶媒を添加した処理
液を木材に含浸した後、硬化させる方法がある（特開昭
５８−３９４０３号公報）。

（発明が解決しようとする問題点） しかし従来の方法では、木材を安定化させるために、安
定化剤を木材ｍ間に対し通常４０％以上も含浸させる必
要があり、また溶剤を使用する必要がある等によりコス
トが高くつくという問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、木材への含浸量が少なくても十分な効果
が得られ、かつ溶剤を使用しなくてもよい木材の寸法安
定化剤を見い出すべく、鋭意検討した結果、本発明に到
達した。

本発明は一般式（１） ％式％（１） で示される化合物（ａ）が５〜１００重量％と、一般式
（′２Ｉ で示される化合物（ｂ）がＯ〜９５！Ｊｆｆｉ％からな
ることを特徴とする木材の寸法安定化剤である。

式中Ｒ１はＨまたはＣＨ３である。Ｒ２は炭素数８〜２
２の脂肪族−価アルコール残基である。

Ｒ３はエーテル酸素または窒素原子を有していてもよい
脂肪族−価または多価アルコール残基、または炭素数２
〜６のヒドロキシアルキル基である。

ｍは１〜３である。

一般式（１）においてＲ２の炭素数８〜２２の脂肪族−
価アルコールの残塁を形成する脂肪族−価アルコールと
しては、直鎖または分岐の一価アルコール、たとえばデ
シルアルコール、ドデシルアルコール、トリデシルアル
コール、テトラデシルアルコール、ヘキサデシルアルコ
ール、オクタデシルアルコール、エイコシルアルコール
などがあげられる。

好ましくは、炭素数１０〜１８の脂肪族−価アルコール
の残基であり、とくに好ましくはデシルアルコール、ド
デシルアルコール、１−リゾシルアルコール、テトラデ
シルアルコールの残基である。

Ｒ２の炭素数が７以下Ｊ３よび２３以上の脂肪族−価ア
ルコールの残塁では、木材への含浸、硬化後の木材寸法
安定性が不充分であり、好ましくない。

一般式（２）においてＲ３の脂肪族−雨アルコールの残
塁を形成する脂肪族−価アルコールとしては、炭素数が
通常１〜７の直鎖または分岐の一価アルコール、たとえ
ばメチルアルコール、イソプロピルアルコール、ターシ
Ｖルブヂルアルコール、ヘキシルアルコールなどがあげ
られる。

多価アルコールの残塁（多価アルコールから１〜３個の
水酸基を除いた基をいう）を形成する多価アルコールと
しては、炭素数が通常２〜１２の直鎖および分岐の２〜
３価アルコール、たとえばエチレングリコール、プロピ
レングリコール、ブチレングリコール、ヘキサメチレン
グリコール、グリヒリン、トリメチロールプロパン、１
〜リメヂロールヘキサンなどがあげられる。

エーテル酸素を含有する脂肪族−価または多価アルコー
ル残基を形成するアルコールとしては、上記−価（炭素
数１〜７または８〜２２〉または多価アルコールのアル
キレンオキシド付加物（アルキレンオキシドとしては炭
素数２〜４のアルキレンオキシド（エチレンオキシド、
プロピレンオキシド、ブチレンオキシドなどの一種また
はこれらの併用系ブロック、テンダムなど）、好ましく
はエチレンオキシド、付加モル数は水酸基１個当り通常
１〜２０モル、好ましくは１〜７モル〕およびこれらの
二種以上の混合物があげられる。

窒素原子を含有する脂肪族−価または多価アルコール残
基を形成するアルコールとしては、ジアルキルアミノア
ルカノール、たとえばジメチルアミンエタノール、ジメ
チルアミツブロバノール、ジメチルアミンエタノールな
どがあげられる。

炭素数２〜６のヒドロキシアルキル基としては、２−ヒ
ドロキシエチル基、３−ヒドロキシプロピル基、２−ヒ
ドロキシプロピル基、２−（ヒドロキシメチル）プロピ
ル基などがあげられる。

Ｒ３のうち好ましくは、炭素数１〜７の２〜３価アルコ
ールの残塁およびそのアルキレンオキシド付加物であり
、とくに好ましくは、エチレングリコール、テ１−ラエ
チレングリコール、トリメチロールプロパンおよびポリ
エチレングリコールである。

本発明の安定化剤において、安定化剤中の化合物（ａ）
および化合物（ｂ）の含有量は、化合物（ａ）が５〜１
００重間％に対して、化合物（ｂ）が０〜９５重量％で
あるが、化合物（ａ）は、好ましくは５０〜１００％、
化合物（ｂ）は、好ましくは１〜５０％、とくに好まし
くは５〜２０％である。

上記において化合物（ａ）の含有量が５％未満では、処
理した木材の寸法安定性が不充分である。

本発明の安定化剤の化合物（２）および（ｂ）の組み合
せ例としては、ラウリルメタアクリレート（９０重量％
）とテトラエチレングリコールジメタクリレート（４重
量％）とエチレングリコールジメタクリレート（５重量
％）とトリメチロールプロパントリメタクリレート（１
重量％）の組み合せ、ステアリルメタクリレート（９０
ｆｆｌｆｆｉ％）とエチレングリコールジメタクリレー
ト（９重量％）とトリメチロールプロパントリメタクリ
レート（１重間％）の組み合せ、ミリスチルメタクリレ
ート（９０重ｆｆｉ％）とテトラエチレングリコールジ
メタクリレート（６重量％）とエチレングリコールジメ
タクリレ−１−（３重量％）とトリメチロールプロパン
トリメタクリレ−１へ（１重量％）の組み合せ、ドデシ
ルメタクリレート（９４重量％）とβ−ヒドロキシメタ
クリレ−１〜（２重量％）とエチレングリコールジメタ
クリレート（３重を行％）とトリメチロールプロパント
リメタクリレ−１〜（１車量％）の組み合せなどである
。

本発明における安定化剤の木材への含浸方法としては、
従来から行われている減圧法または減圧−加圧法が好ま
しいが、常温常圧Ｆでの浸漬法も可能であり、”木材を
安定化剤に浸漬中に超音波を照射することも有効である
。含浸する際の安定化剤は溶媒で希釈する必要がなく、
含浸時間は通常１〜２０時間、好ましくは２〜１０時間
である。

安定化剤を含浸した木材を手合処理するには、安定化剤
含浸水材に放射線を照射しでもよいが、一般に重合開始
剤を用いて加熱づる方法がとられる。

重合開始剤としては、過酸化ベンゾイル、過酸化メチル
エチルケ１−ン等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロ
ニトリルなどのアゾ化合物などのラジカル重合触媒が常
用される。この場合、ナフテン酸コバルトなど重合促進
剤を併用して低温重合も多く行われる。重合開始剤の添
加ｍは安定他剤重量に対して通常０．１〜１．０％であ
るが、木材の種類その他添加剤によって種々かえること
ができる。

重合開始剤は安定止剤含浸液に予め加えておくのが好ま
しいが、予め木材に処理しておくか、安定化剤を含浸後
に処理してもよい。

その他、添加剤として木材の着色剤、難燃剤、防腐・防
虫剤などを加えることもできる。

加熱は５０〜８０℃の温度域で１〜２０時間行われる。

木材に含浸した安定他剤重量の木材重量に対する割合を
ＭＬ　（ｍｏｎｏｍｅｒ　１ｏａｄｉｎａ；モノマー率
）といい、次式で算出すると、本発明の安定化剤のＭＬ
は通常１０〜５０％である。

安定化剤含浸後剤重開−無処理剤重量 ＭＬ（％）　−Ｘ　１００ 無処理剤重量 また寸法安定性の評価として、一般にＡＳＥ（ａｎｔｉ
−ｓｗｅｌｌｉｒ＋ｏ　ｃｔ’ｆｉｃｉｅｎｃｙ；抗膨
潤能）が用いられ、本発明の安定化剤のＡＳＥは通常４
０〜７０％である。

尚ΔＳＥは次式により算出される。

無処理材の膨潤率（％）−処理材の膨潤率（％）ＡＳＥ
（％）−ｘ　１００ 無処理材の膨潤率（％） 本発明において使用される木材としては、広葉樹材（カ
バ、カエデ、ブナ、ナラ、り七、ハンノキ、ポプラ、シ
ナツキなど）および針葉樹材〔マツ（ベイマツなど）、
杉（赤杉、ベイスギなど）、ヒバ（ベイヒバ、ベイヒ、
スブル−ス、マカンバなど）など〕があげられる。

広葉樹材は含浸性が良好であるが、針葉樹材は一般に含
浸性が低く、多くの場合単板として用いられる。

（実施例） 以下実施例、比較例および試験例にＪ、り本発明をさら
に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない
。以下％は重量％のことである。

実施例１〜７、比較例１〜７ 実施例１〜７の配合割合を表−１に、比較例１〜７の配
合割合を表−２に記す。

表−１ 表−２ 単位−重量％ ＩｔＨＡ−１２ニラウリルメタクリレ−１〜ＲＨＡ−１
４：ミリスヂルメタクリレートＲ８＾−１８：ステアリ
ルメタクリレートＰＥＧ２００ＤＨ：ポリエチレングリ
コールジメタクリレート（ポリエチレングリコール分 子間約２００） ＴＥＧＤ１４　　：テトラエチレングリコールジメタク
リレート ＥＧＤＨ：エチレングリコールジメタクリレート 丁ＨＰＴ　　　ニトリメチロールプロパントリメタクリ
レート ＰＥＧ６００）ＩＡ　：ボリエヂレングリコールモノメ
タクリレート（ポリエチレングリコール 分子量６００） 試験例１ 上記実施例および比較例配合物に重合開始剤どして過酸
化ベンゾイル（ＢＰＯ）を七ツマ−に対し、１％を混ぜ
処理液とした。

この処理液を下記木材試験片に含浸し、熱硬化処理を行
い、モノマー率（ＭＬ）と抗膨潤率（ＡＳＥ）を測定し
た。

（供試片） ベイヒの木片（１２５×２５×８＃１１）を用いた。

（処理液の含浸） 実施例１〜７Ｌ！ｒ３よび比較例１〜７の各処理液に試
験片を浸漬し、上から荷重を加えて、常温、常圧にて１
０〜８０時間含浸を行い、処理液から取り出した後、１
時間放置することにより処理液切りを行った。

木材に含浸した安定化剤重徂の木材ｆｆ１ｆｆｉに対す
る割合ＭＬ　（ｍｏｎｏｍｅｒ　Ｉｏａｄｉｎｏ；モノ
マー率）を下記式により求めた。

Ｗ−Ｗ。

Ｍ　Ｌ　＝　−Ｘ　１００ Ｗｏ＝無処理材重量 Ｗ＝安定化剤含浸後重量 （硬化処理） 処理液切り後、試験片をジメヂルアニリン１％水溶液に
常温常圧にて１分間浸漬し、８０℃の循風乾燥器中で２
時間熱処理することにより硬化させた。

（寸法安定性評価） 硬化処理した試験片を水通水に常温で２４時間浸漬した
後、体積膨潤率を測定し、無処理材の値を基準とした改
善度を抗膨潤瓜（ＡＳＥ）として下記式より求めた。

Ｓｏ　−８ ＡＳＥ（％）　　＝　−ｘ　　１００ Ｏ ８Ｏ：無処理材の体積膨潤率（％） Ｓ　：処理材の体積膨潤率（％） 結果を表３および表４に示す。

（発明の効果） 本発明の安定化剤は下記の効果を奏する。

１安定化創口体の効果 ■　従来より低いポリマー率（１０〜１５％）で充分な
寸法安定性を得ることができる。また安定した寸法安定
性能が得られバラツキが少ない。

またマツチングが決められれば従来条件によるバラツキ
が少ない。

■　木材に含浸処理する際、溶媒で希釈する必要がない
。たとえば、エチレンカーボネートなどの溶媒を添加す
る必要がない。従って、揮発物がほとんどなく、１００
％硬化タイプである。

■　１０〜１５％の低いポリマー率で相対的によい性能
（吸水率、ＲＷＡ、ＡＳＥ、ブリネル硬度、曲げ強度）
を示す。

■　木材への含浸が容易である。木材成分との相溶性が
なく、木材組織に入りやすい。膨潤、溶解性がない。一
般に重合度の高い分子は木材に入りにくいが、超音波の
キャビティション効果により、非常に速く浸透し、少し
の聞でよい性能を示す。木材の組織に入ったアクリルモ
ノマーは親水性の０）−１１と反応または置換し、バル
キング効果により寸法安定性などの優れた物性が得られ
る。また木材への浸透性が良いため、どの処理方法（塗
布、浸漬、減圧、加圧、拡散等の方法）にも適応出来る
。

■　無色透明、巻包自由である。従って、木材の有する
木目をそのまま出したり、外観上の欠点をカバーし、高
級来観が出せる。

■　低毒、無臭で取扱いが容易である。

■　引火点、発火点が高く、安全である。

■　揮発分がほとんどなく、１００％硬化タイプである
。

■　各種の硬化手段を用いることができ、選択の巾が広
い。

［株］　用途、機能に合せ、巾広いモノマーの組み合せ
が出来る。

■　硬化速度の早いモノマーの組み合せにより、常温硬
化が可能である。たとえば、ＴＭＰＴ（トリメヂロール
プロパントリメタクリレート）は１０％程度でよい効果
を示す。

２超音波装置に対する適性 本発明におけるモノマーは、超音波の周波数の出力がバ
ラツキなく発生出来る七ツマ−である。

■　モノマーの性質が振動子、ブースター、ホーンに対
して振巾分布を高くする。水の場合は減寸いして木材に
撮動が伝わりにくい。

■　七ツマ−が他の高分子に比較して温度による粘度等
の変化が少ない。巾広い使用条件が得られる。

■　マツチングが簡易である。超音波のキヤごチージョ
ン効果を最大に出すために最適条件の整合が一般に困難
であるが、この七ツマ−は条件が見出しやすい。

■　非常に短時間で所定のポリマー率が得られる。

■　同一装置で多量処理が可能である。七ツマ−の性質
と超音波マツチングを良好にすれば、５枚重ねも２０枚
重ねも同時に処理出来る。

３処理木材の加工性および耐久性 （１）加工性が良好である。

■　切断等、後加工に特殊な用具を必要としない。

■　塗装、接着性に悪い影響を与えない。

■　臭気等がなく、取扱いが容易である。

■　取付金物等に悪い成分を出さない。

（２）耐久性が良好である。

■　変色褪色がない。七ツマ−の変色、木材の変色に対
応出来る。

■　処理剤の組合せにより、防虫、防腐効力を付与出来
る。

■　処理剤の組合せにより、防火、難燃処理が可能であ
る。

■　七ツマ−が硬化により牛永久的に機能を保持する。

■　適当な硬度があり、対摩耗性が向上する。

上記効果を秦することから、本発明の木材寸法安定化剤
は、建築材料（床板、窓枠など）、家具、」房関係、ス
ポーツ用品、楽器材料、音響材料のキャビネッｉへなど
の木材寸法安定化に有用である。

（２）明細書４頁１行目に「Ｒ３はエーテル酸素１と手
続ネ市正書く自発） 昭和６０年１１月１４日 １、事件の表示 昭和６０１［特許願第２３３０３８号 ２、発明の名称 木材の寸法安定化剤 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　日本住宅パネル工業協同組合　（外１名）４、代
理人〒１００電話（３５３）３４０７明細四中、特許請
求の範囲および発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）特許請求の範囲は別紙の通り。−４特許請求の節
回 （３）明細書５頁５行目に１ターシヤルブチルアルコー
ル」とあるを１ターシャリ−ブチルアルコール」と訂正
する。

（４）明細書６頁２行目に「テンダム」とあるを［ラン
ダム１と訂正する。

１一般式（１） ％式％（１） で示される化合物（ａ）が５〜１００千漕％と、一般式
（２） で示される化合物（ｂ）が０〜９５重量％〈式中Ｒ１は
ＨまたはＣＨ３である。Ｒ２は炭素数８〜２２の脂肪族
−価アルコール残塁である。

Ｒ３は、エーテル酸素または窒素原子を有していてもよ
い脂肪族−価または多価アルコール残塁、または炭素数
２〜６のヒドロキシアルキル基である。ｍは１〜３であ
る。）からなることを特徴とする木材の寸法安定化剤 手続ネ市ＩＪ巳４（（白ざｔ） 昭和６０年１１月１８０ 特ｎ庁長官　宇　買　通　部　殿 １、事件の表示 １１（（和６０年特訂願第２３３０３８号２、発明の名
称 木材の＼１法安定化剤 ３、補正をづ−る者 事ｆ１との関係　特許出願人 名称　日本住宅パネル二［業協同組合（外１名）４、代
理人〒１６０電話０３　（３５３＞　３４０７明細書中
、発明の詳細な説明の欄。

６、？＋ｌｉ正の内容 明細書６頁４行目に１通常１〜２０モル、好ましくは１
〜７七ル」とあるを「通常１／ｍ〜２〇七ル、好ましく
は１／ｍ〜７七ル」と訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　一般式（１） ▲数式、化学式、表等があります▼（１） で示される化合物（ａ）が５〜１００重量％と、一般式
   （２） ▲数式、化学式、表等があります▼（２） で示される化合物（ｂ）が０〜９５重量％ （式中Ｒ＿１はＨまたはＣＨ＿２である。Ｒ＿２は炭素
   数８〜２２の脂肪族一価アルコール残基である。Ｒ＿３
   はエーテル酸素、または窒素原子を有していてもよい脂
   肪族一価または多価アルコール残基、または炭素数２〜
   ６のヒドロキシアルキル基である。ｍは１〜３である。 ）からなることを特徴とする木材の寸法安定化剤