JPS6351102A

JPS6351102A - 改質木材の製法

Info

Publication number: JPS6351102A
Application number: JP19580786A
Authority: JP
Inventors: 義弘太田; 平尾　正三; 歩安田; 隆中井
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1986-08-20
Filing date: 1986-08-20
Publication date: 1988-03-04

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】〔技術分野〕この発明は、建材等として用いられる改質木材の製法に
関する。

〔背景技術〕

不溶性不燃性無機物を木材中に含ませて、難燃性、防腐
・防虫性および寸法安定性を付与した改質木材を得る改
質木材の製法が開発されている。

木材の難燃化について、つぎに説明する。

木材に難燃性を付与するための処理法として、種々の方
法がある。難燃化のメカニズムから分類すると、大体、
つぎのように分けられる。

＋ａ）　　無機物による被覆（ｂｌ　　炭化促進（Ｃ１発炎燃焼における連鎖反応の阻害（ｄ）　　不燃
性ガスの発生（ｅｌ　　分解・結晶水放出による吸熱（ｆ）　　発泡
層による断熱木材中に不溶性不燃性無機物を含ませれば、前記ｆａ）
のほか、無機化合物の種類によっては、（ｂ）。

（Ｃ１その他のメカニズムによる効果も併せて期待でき
る。しかも、不溶性不燃性無機物は、木材から溶は出す
恐れが少ないので効果が薄れる恐れも少ない。

（ａｌ、　（′ｂ）および（Ｃ）のメカニズムについて
、つぎに詳しく説明する。（ａ）の無機物による被覆は
、たとえ、可燃性の材料であっても、不燃性の無機物と
適当な配合比で複合すれば、難燃化しうるということで
ある。たとえば、従来知られている木片セメント板は、
可燃性木材を不燃性のセメントと約３対１　（１対１）
の重量配合比で混合し、板状に成形したものであって、
ＪＩＳで準不燃材料として認められている。（ｂｌの炭
化促進はつぎのようなメカニズムである。木材は、加熱
されると熱分解して可燃性ガスを発生し、これが発炎燃
焼するわけであるが、リン酸あるいはホウ酸が存在する
と木材の熱分解すなわち炭化が促進される。こうして形
成された炭化層が断熱層として作用し、難燃効果が生じ
る。したがって、不溶性不燃性無機物がリン酸成分ある
いはホウ酸成分を含む場合は、難燃効果が高いものとな
る。（Ｃ）は、炎中でのラジカル的な酸化反応において
、ハロゲンが連鎖移動剤として作用する結果、酸化反応
が阻害されて難燃効果が生じるというメカニズムである
。しだがって、不溶性不燃性無機物がハロゲンを含む場
合は、難燃効果が高いものとなる。

つぎに、木材の防腐・防虫化について説明する、菌類が
木材を腐敗させる際、まず、菌糸が木材内腔中へ侵入す
ることが不可欠である。しかし、木材内腔中に異物が存
在すると菌糸が侵入できず、結果的に腐敗されにくくな
る。木材内腔中の異物は、特に防腐効果のある薬剤であ
る必要は無く、菌類の養分になるもので無ければ、何で
あっても良い。防虫についても防腐と同じである。した
がって、不溶性不燃性無機物を木材内腔中に含ませれば
、木材の防腐・防虫性を向上させうる。

さらに、木材の寸法安定化について説明する。

木材を膨潤させておき、木材細胞壁中に何らかの物質を
固定できれば、バルク効果により、寸法安定化効果が得
られる。固定物質として、水に溶けにくい無機物も使い
うる。したがって、不溶性不燃性無機物を木材細胞壁中
に固定すれば、寸法安定性を向上させうる。

しかし、一般に、不溶性不燃性無機物をそのまま水に分
散させ、この分散液からなる処理液を木材中に浸透させ
ようとしても、木材中にはほとんど水しか浸透して行か
ない。これは、つぎのような理由による。すなわち、木
材中に浸透する際に処理液が通過するべき経路の内、最
も狭い部分はビットメンプランであるが、ここにおける
空隙径が約０．１μｍであるのに対し、分散した不溶性
不燃性無機物の粒子は、普通、０．１μｍよりもかなり
大きいからである。

そこで、混合することにより不溶性不燃性無機物を生じ
させる２種の水溶性無機物水溶液の一方を木材に含浸さ
せたのち、他方を木材に含浸させることにより、木材組
織内に不溶性不燃性無機物を分散定着させるようにする
ことが行われている。水溶液であれば木材の組織内に含
浸させることが簡華にできるからである。より具体的に
は、たとえば、反応して、不溶性不燃性無機物を生じう
るイオン同志を別々に含ませた二つの水溶液を、水溶性
無機物を水に溶解させることによりつ（す、雨水溶液を
順に木材に含浸させる。そして、木材中でイオン同志を
反応させて、不溶性不燃性無機物を生じさせる。従来は
、普通、単独の水溶性無機物を含む水溶液の組み合わせ
（単独溶液系の掛は合わせ）が用いられ、たとえば、Ｃ
ａＣｌ２を含む水溶液とに２Ｃｏ、を含む水溶液とを木
材に含浸させたり、ＡｌＣ１，を含む水溶液と（ＮＨａ
　）　ｚ　ＨＰ　Ｏ４を含む水溶液とを木材に含浸させ
たりして、木材中に不溶性不燃性無機物を生成させるよ
うにしている。

しかしながら、この方法により得られる改質木材は、−
層の性能向上が求められていた。

〔発明の目的〕この発明は、このような問題を解決するためになされた
ものであって、従来よりも一層性能の優れたものを得る
ことができる改質木材の製法を提供することを目的とし
ている。

〔発明の開示〕

前記のような目的を達成するため、発明者らは研究を重
ねた。その結果、Ｃａ　”、　　Ｂ　ａ　”、　Ｍ　ｇ
２゛およびＡＩ”のうちの２種以上のイオンを含む水溶
液と、Ｐ　０４　’−，Ｂ　０３　”−、Ｓ　０４　”
−およびＣＯ１′−のうちの２種以上のイオンを含む水
溶液を用いるようにすればよいということを見出し、こ
こに、この発明を完成した。

したがって、この発明は、混合することにより不溶性不
燃性無機物を生じさせる２種の水溶性無機物水溶液の一
方を木材に含浸させたのち、他方を木材に含浸させるこ
とにより、木材組織内に不溶性不燃性無機物を定着させ
る改質木材の製法であって、第１の水溶液として、Ｃａ
ｚ“ｌ　　Ｂ　ａ”ＺＭ　ｇ２−およびＡｌ３＋からな
る群の中から選ばれた少なくとも２種のイオンを含む水
溶液、第２の水溶液として、Ｐ　０４　”−、Ｂ　Ｏｘ
　’−，Ｓ　Ｏ４”−およびＣＯ３２−からなる群の中
から選ばれた少なくとも２種のイオンを含む水溶液を用
いることを特徴とする改質木材の製法をその要旨として
いる。

以下に、この発明の詳細な説明する。

この発明に用いられる木材としては、原木丸太、製材品
、スライスｊｌ板１合板等があげられ、種類は特に限定
されない。

この発明の製法では、Ｃａ　”、　　Ｂ　ａ　”、　Ｍ
　ｇ　”およびＡｔ”°のうちの２種以上のイオンを含
む第１の水溶液と、ＰＯ４’−、ＢＯ３’−、Ｓｏ４”
−およびＣ０３′−のうちの２種以上のイオンを含む第
２の水溶液を用いる。Ｃａ　２　＊は防火性　Ｂ　ａ２
＋は抗菌性　Ｍ　ｇ　Ｚ＋はバルキング、ＡＩ”は含浸
量の向上およびバルキング、ＰＯ４３−は燃焼性、　Ｂ
ｏ、３−は抗菌性および燃焼性、ＣＯ３２−は含浸量の
向上およびバルキング、ｓｏ、”−はバルキングに、そ
れぞれ、特に優れた効果を示す。第１および第２の水溶
液は、水に溶解して、Ｃａ　”＋　　Ｂ　ａ　”、Ｍｇ
２＋およびＡｔ’＋のうちの何れかのイオンを生じさせ
る無機物、ＰＯ４’−、ＢＯｚ　’−、ＳＯ４２−およ
びＣＯ３”−のうちの何れかのイオンを生じさせる無機
物を水に溶解させることにより得ることができる。水に
溶解し、Ｃａ　”、　　Ｂ　ａ　”、　Ｍ　ｇ２°ある
いはＡ１３゛のイオンを生じさせる無機物としては、た
とえば、ＭｇＣ１ｚ　、ＭｇＢｒｚ　、Ｍｇ　Ｓ　０４
　　・Ｈｚ　Ｏ，Ｍｇ　（ＮＯ３）ｚ　　・６Ｈ２０、
ＣａＣ１，、ＣａＢｒ、、Ｃａ　　（Ｎｏ：ｌ　）ｚ　
。

ＢａＣ１ｚ　　、　　ＢａＣ１ｚ　　−２Ｈｚ　　Ｏ，
ＢａＢｒ。

、　　Ｂａ　　（Ｎｏ：ｌ　　）ｚ　　、　　ＡｌＣ１
ｚ　　、　　ＡｌＢｒ５　　。

Ａ　１！　　（ＳＯ４）３　　、Ａ　Ｉ　　（ＮＯ３）
ｓ　　・　９Ｈ。

０等があげられる。数種類が併用されるようであっても
よい。また、水に溶解し、ＰＯ４’−、ＢＯコ３．　　
ｓ　ｏ４Ｎ−あるいはＣＯ１′−のイオンを生じさせる
無機物としては、たとえば、Ｈｓ　ＰＯ４゜Ｎａ　ＢＯ
２、ＮＨａ　Ｂ（）ｚ　、Ｎａｇ　ＣＯ：＋　、ＨｇＳ
Ｏ４、Ｎａｚ　ＳＯ４、（ＮＨ４）ｚ　ＳＯ４＋　　（
ＮＨａ　）ｚ　ＨＰＯ４、Ｈ３ＢＯ３、（Ｎｌｆ４）ｚ
ＣＯ３等があげられる。

木材の処理は、第１および第２の水溶液を順に木材中に
含浸させることにより行う。第１および第２の水溶液の
含浸はどちらを先にするようであってもよい。

前記のような第１および第２の水溶液により生成される
不溶性不燃性無機物としては、たとえば、リン酸マグネ
シウム、リン酸カルシウム、リン酸バリウム、リン酸ア
ルミニウム、ホウ酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、
炭酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸
バリウム、・・・等があげられる。

このようにして得られる改質木材は、ＣａＺ−１Ｂａ”
、Ｍｇ”およびＡｌ３＋からなる群の中から選ばれた少
なくとも２種のイオンを含む水溶液と、Ｐ　Ｏｓ　：＋
−，Ｂ　Ｏｓ　３−、　Ｓ　０４　”−およびＣＯ３”
−からなる群の中から選ばれた少なくとも２種のイオン
を含む水溶液を用いるようにしているので、前記のよう
な個々のイオンの特徴が複合される。

このため、従来のように、単独の水溶性無機物を含む水
溶液の組み合わせを用いる場合に比べて、難燃性、防腐
・防虫性２寸法安定性等においてより優れた性能を有す
る改質木材が得られるのである。

つぎに、実施例について説明する。

（実施例１）マツ、スギ、ブナ材の各２龍厚ロータリー単板を、それ
ぞれ、２０〜３ＯＮＨｇの減圧下、水中に浸漬し、２４
時間放置して飽水させた。この飽水単板を下記の第１の
水溶液および第２の水溶液に順次浸漬し、これらを含浸
させて、木材中に不溶性不燃性側□物を生成させた。た
だし、水溶液の温度はいずれも５０℃、浸漬時間はすべ
て５時間とし、水溶山分を除くため、後処理として、流
水中に２４時間木材を放置した。

第１の水溶液（第１浴）Ｃａ　Ｃｌ　ｚ　　　　　　　２．　Ｏモル／ｌＢ　ａ
　Ｃｌｚ　　・２　Ｈｚ　Ｏ２，０モル／ｌ第２の水溶
液（第２浴）（ＮＨ４）ｚ　５０４　　３．０モル／１ＮａｚＣＯｉ
　　　　　　　２．０モル／ｌ得られた改質木材は、含
浸率５０％、バルキング３０％であって、難燃性（防火
性）、防腐・防虫性および寸法安定性が平均的に優れて
いた。

含浸率およびバルキングはつぎのように定義されるもの
である。

含浸率＝　（Ａ−Ｂ）／ＢＡ：処理後絶乾重量Ｂ：処理部絶乾重量バルキング＝　Ｃ／ＤＣ：処理前の絶乾状態〜処理後の絶乾状態の寸法変化率Ｄ＝無処理絶乾状態〜飽水状態の寸法変化率（実施例２）第１の水溶液および第２の水溶液として、下記のものを
用いるようにしたほかは、実施例１と同様にして改質木
材を得た。

第１の水溶液（第１浴）Ｍ　ｇ　Ｂ　ｒ　ｚ　　　　　　　２．０モル／！Ａ　
Ｉ　ｚ　　（Ｓ　Ｏａ　）　３２．　Ｏモ）Ｌｉ／　１
第２の水溶液（第２浴）（ＮＨ４）ｚ　ＨＰＯ４４，０モル／ｌＨｚ　Ｂ　Ｏｓ
　　　　　　　　４．　Ｏモル／Ｉ！得られた改質木材
は、含浸率４０％、バルキング４０％であって、難燃性
、防腐・防虫性および寸法安定性が平均的に優れていた
。

（実施例３）第１の水溶液および第２の水溶液として、下記のものを
用いるようにしたほかは、実施例１と同様にして改質木
材を得た。

第１の水溶液（第１浴）Ｃａ　ＣＩ　ｚ　　　　　　　　２．０モル／１ＢａＣ
Ｉｚ　　・２Ｈ２０２，０モル／ｌ第２の水溶液（第２
浴）（ＮＨ４）Ｚ　ＨＰＯ４４，０モル／ｌＨ，Ｂ０．　　
　　　　　４、Ｏモル／１得られた改質木材は、含浸率
５５％、バルキング３５％であって、優れた難燃性、防
腐・防虫性を有していたが、特に難燃性、防腐・防虫性
が優れていた。

（実施例４）第１の水溶液および第２の水溶液として、下記のものを
用いるようにしたほかは、実施例１と同様にして改質木
材を得た。

第１の水溶液（第１浴）Ｂ　ａ　ＣＩ　ｚ　　・２　Ｈｚ　Ｏ２−０モル／１Ａ
ＩＣＩ、　　　　　　　　２．０モル／ｌ第２の水溶液
（第２浴）８３　Ｂ　Ｏｖ　　　　　　　　３．０モル／１Ｎａｚ
ＣＯ３２，０モル／２得られた改質木材は、含浸率４０％、バルキング６０％
であって、優れた難燃性、防腐・防虫性を有していたが
、特に寸法安定性が優れていた。

（実施例５）第１の水溶液および第２の水溶液として、下記のものを
用いるようにしたほかは、実施例１と同様にして改質木
材を得た。

第１の水溶液（第１浴）Ｂ　ａ　Ｃｌｚ　　・２　Ｈｚ　Ｏ２，０モル／ＩＣａ
　Ｃ１ｚ　　　　　　　１．５モル／１ＡＩＣＩ、　　
　　　　　１．０モル／２第２の水溶液（第２浴）８３Ｂ０．　　　　　　　４．０モル／１（ＮＨ４）Ｚ
　ＨＰＯ４４，０モル／１（ＮＨ４３）２　ＨＣｏ、　
　２．０モル／ｐ得られた改質木材は、含浸率６０％、
バルキング６０％であって、龍燃性、防腐・防虫性のい
ずれもが著しく優れていた。

〔発明の効果〕

この発明にかかる改質木材の製法は、混合することによ
り不溶性不燃性無機物を生じさせる２種の水溶性無機物
水溶液の一方を木材に含浸させたのち、他方を木材に含
浸させることにより、木材組織内に不溶性不燃性無機物
を定着させる改質木材の製法であって、第１の水溶液と
して、Ｃａ　２ｓ、Ｂａ”、Ｍｇ”およびＡｌ３＋から
なる群の中から選ばれた少なくとも２種のイオンを含む
水溶液、第２の水溶液として、Ｐ　Ｏａ　”、　　ＢＯ
ｉ　３−、　３０４′−および００３′−からなる群の
中から選ばれた少なくとも２種のイオンを含む水溶液を
用いるので、従来よりも一層性能の優れたものを得るこ
とができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）混合することにより不溶性不燃性無機物を生じさ
せる２種の水溶性無機物水溶液の一方を木材に含浸させ
たのち、他方を木材に含浸させることにより、木材組織
内に不溶性不燃性無機物を定着させる改質木材の製法で
あって、第１の水溶液として、Ｃａ＾２＾＋、Ｂａ＾２
＾＋、Ｍｇ＾２＾＋およびＡｌ＾３＾＋からなる群の中
から選ばれた少なくとも２種のイオンを含む水溶液、第
２の水溶液として、ＰＯ＿４＾３＾−、ＢＯ＿３＾３＾
−、ＳＯ＿４＾２＾−およびＣＯ＿３＾２＾−からなる
群の中から選ばれた少なくとも２種のイオンを含む水溶
液を用いることを特徴とする改質木材の製法