JP2000141316A

JP2000141316A - 改質木材とその製造方法

Info

Publication number: JP2000141316A
Application number: JP10317180A
Authority: JP
Inventors: Tadatoshi Kurozumi; 忠利黒住
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1998-11-09
Filing date: 1998-11-09
Publication date: 2000-05-23

Abstract

(57)【要約】【課題】コロイド状の金属化合物を木材に固着するこ
とで、木材組繊を保護したまま、不溶性無機物を短時間
に木材表面に固着させ、難燃性、防虫性、防腐性、寸法
安定性などの機能を付与した改質木材並びにその製造方
法の提供。【解決手段】珪素、鉄、銅、亜鉛、銀、錫、水銀、
鉛、砒素、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、コ
バルト、ニッケル、アルミニウム、モリブデン、アンチ
モン、ビスマス、バリウム及びカドミウムの少なくとも
１種を含む金属の金属酸化物、金属水酸化物および金属
オキシ水酸化物からなる金属化合物のうち、少なくとも
一種の金属化合物を木材の表面部のみに固着させた改質
木材並びに該金属化合物がコロイド状で存在する溶液に
木材を接触させ、上記金属化合物を上記木材の表面部の
みに固着させる改質木材の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は木材に金属酸化物や
金属水酸化物や金属オキシ水酸化物を固着させた改質木
材とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】木材には天然木材の他、積層材や集成材
などのさまざまな材科がある。天然木材の素材は切出し
が容易であることや切削、研磨、釘打ちなどの加工性に
優れた素材として広く使用されている。また、近年は木
材資源の保護や材質改善などを目的として木粉、木材の
細片、薄板、鋸くずなどを用いた積層材や集成材などの
生産も多く行われている。これら木材の材質としての用
途は、木造建造物などの柱、床、屋根裏や内装材の他な
どの建築材科や家具、インテリア部材など広範囲に使用
されている。さらに、木毛や木片とセメントを圧縮成形
して板材にした木毛セメント板や木片セメント板あるい
は木材の小片を主原科としてこれらを熱可塑性樹脂など
の接着剤で加熱加圧成形した板（一例としてパーテクル
ボード＝商標）などの木質セメント板は不燃性に優れた
材科として使用されている。

【０００３】しかし、木材は素材そのものは燃焼容易で
ある他、白アリや海洋穿孔虫などの害虫による食害、湿
分による腐敗や腐朽、吸湿及び乾燥の繰り返しによる伸
縮からくる反り、寸法狂いなどの欠点がある。また木質
セメント板は、木材に含まれる抽出可能な成分によりセ
メントの硬化が阻害され、そのため木質セメント板とし
ての強度が低下する。これら問題点の改善のため木材本
来の長所を損なうことなく前記の問題点を改良する処理
法が検討されている。難燃性、防腐性、防虫性および寸
法安定性を改善する木材の改質方法としてよく用いられ
る方法に木材を減圧して脱気後、難燃、防腐あるいは防
虫のための所定の薬剤を注入する減圧加圧法がある。こ
の方法は短時問で効率的に薬剤を注入することができる
が、薬剤の注入で木材組織に悪影響を与える欠点を有し
ていた。そこでさらに、この改善策として、所定の薬剤
を木材内部に拡散し、内部移動させる拡散法があり、こ
の方法では拡散薬剤として無機イオンを用い、注入後該
無機イオンを不溶性無機物に転化させる二重拡散法が幾
つか提案されている。

【０００４】例えば特開平７−４０３１１号には、鉄化
合物含有木材が開示されているが、これは木材をアルカ
リ水溶液と鉄イオン含有水溶液に順次に侵漬して製造さ
れ、しかも木材の内部まで鉄化合物が確実に含有させる
ものである。そして、この場合の鉄化合物の固着量は少
なくとも、０．１重量％と多く、浸漬時間も１時間と長
時間である。特再平５−８０１１４３には、主としてポ
リオレフィン類の繊維状物質（木材などの繊維も含む）
に金属酸化物類を固着させた土木建築用補強繊維が提案
されてい。この方法によれば金属酸化物類は容易に繊維
状物質に固着することができ、水やセメントスラリーへ
の分散性、セメントと繊維の親和性を高めることがで
き、乾燥による亀裂防止に効果がありアスベスト代替品
として有効であることが示されている。

【０００５】また、特開昭６２−１１６１０５号には木
材中に金属イオンを含む処理液およびほぼ中性のリン酸
イオンを含む処理液を含浸させ、木材中において水に溶
けにくいリン酸金属塩を生成させる改質木材の製法が開
示されている。しかし、この方法では金属イオンとして
はアルミニウム、カルシウム、マグネシウムなどのよう
な、水に溶けにくいリン酸金属塩を生じるものに限定さ
れる他、浸漬処理には数時間と長時間の処理が必要とさ
れる。さらに、上記の方法には金属イオン含有液に浸漬
した後、更に水に溶けにくい化合物にするため、不溶性
化合物を作るイオン含有溶液に浸漬する必要があり、処
理が煩雑であると共に更に長時間を要する欠点があっ
た。

【０００６】そこで、上記欠点を解決するために、セメ
ント硬化を妨害する木材抽出成分と反応して安定度の高
い錯体を形成する金属化合物を混練水中に混入する木質
セメント板の製造法が特開昭６２−２８８１４９号に開
示された。しかし、該発明は金属化合物をセメント混練
水中に混入することは、やはりセメントの硬化を阻害す
るため板材の強度が低下させる問題は解決できていな
い。

【０００７】

【発明か解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたのもので、コロイド状の金属化合物を木材
に固着することで、木材組繊を保護したまま、不溶性無
機物を短時間に木材表面に固着させ、難燃性、防虫性、
防腐性、寸法安定性などの機能を付与した改質木材並び
にその製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、［１］金属
酸化物、金属水酸化物および金属オキシ水酸化物（本発
明においてはこれらのものを一括して「金属化合物」と
いう。）からなる金属化合物のうち、少なくとも一種の
金属化合物を木材の表面部のみに固着させた改質木材、
［２］上記金属化合物が、珪素、鉄、銅、亜鉛、銀、
錫、水銀、鉛、砒素、チタン、バナジウム、クロム、マ
ンガン、コバルト、ニッケル、アルミニウム、モリブデ
ン、アンチモン、ビスマス、バリウム及びカドミウムの
少なくとも１種を含む金属化合物である上記［１］に記
載の改質木材、

【０００９】［３］金属酸化物、金属水酸化物および
金属オキシ水酸化物の中の少なくとも一種からなる金属
化合物がコロイド状で存在する溶液に木材を接触させ、
上記金属化合物を上記木材の表面部のみに固着させるこ
とを特徴とする改質木材の製造方法、［４］金属化合
物と木材の接触が、５０℃ないし８０℃で行う上記
［３］に記載の改質木材の製造方法、を開発することに
より上記の目的を達成した。

【００１０】

【発明の実施の態様】金属塩を溶媒に溶解し、加熱、ｐ
Ｈ調整など、制御した条件下で加水分解してコロイド状
態に析出させた金属化合物の粒径は極めて小さく、木材
中の通過すべき経路の最も狭い空隙径０．１４μｍより
小さくすることは容易であり、そのようなコロイド溶液
を使用した時はコロイド状金属化合物が木材中を浸透す
ることも可能と考えられるが、意外にもコロイド状金属
化合物は木材の表面部（本発明においては薄い表面内部
も含めた範囲を言う。）にのみ固着し、木材内部にはほ
とんど浸透しないこと、それでも難燃性・防虫性・防腐
性あるいは寸法安定性の向上などの機能が付与されるこ
とを見出し本発明を完成した。

【００１１】以下、本発明を詳細に説明する。難燃性・
防虫性・防腐性、寸法安定性等の機能付与ののメカニズ
ムについて説明する。難燃化のメカニズムはいくつか考
えられる。木材のように可燃性物質であっても不燃性の
水硬性物質、例えば金属酸化物類と適当な配合で複合化
すれば、難燃化できる。たとえば、木片セメント板は準
不燃材料としてＪｌＳにも認められている。

【００１２】即ち木材を金属化合物により被覆する事に
よりで金属化合物が木材の炭化を促進し、形成された炭
化層が断熱層として作用し木材の難燃効果が生じる。ま
た他の難燃作用として金属化合物の分解、結晶水の放出
による吸熱も考えられる。ハロゲンを含む場合には、燃
焼における連鎖反応の阻害及び不燃性ガスの発生も考え
られる。このような効果がある金属化合物としては珪
素、鉄、チタン、バナジウム、マンガン、コバルト、ニ
ッケル、アルミニウム及びモリブデンなどの酸化物、水
酸化物またはオキシ水酸化物などが挙げられる。

【００１３】防虫性・防腐性は、銀、銅、亜鉛、錫、水
銀、鉛、砒素、アンチモン、ビスマス、バリウム、カド
ミウム、クロムなどの無機系抗菌剤と称される金属化合
物を木材に固着するときに得られる。いずれの場合にお
いても難燃化、防虫性、防腐性の付与に加えて、木材の
表面を被覆するため木材の空隙部分は金属化合物で固
着、閉鎖されるわけであるから、水分を吸いにくくな
り、また寸法安定性が十分に期待できる。また鉄など導
電性を有する金属酸化物類を固着することにより導電性
を付与することも可能である。

【００１４】これまで水溶性のセルロース、リグニン、
タンニン、フミン酸、糖分などの木材抽出成分は、セメ
ントの硬化を妨害するとされてきたが、本発明の金属化
合物コロイドで処理した時はこれら木材抽出成分はその
詳細は不明であるが、錯塩、複塩あるいはキレート化な
どにより固定化されるため、木質セメント板に用いても
セメントの硬化に悪影響を与えない。この処理はまた金
属化合物を固着することにより、木材表面に微細な凹凸
が生じ、塗装面がはげにくくなる機能も付与できる。

【００１５】以下本発明の木材に金属酸化物類を固着さ
せる製造法について説明する。すなわち、本発明の改質
木材は、少なくとも一種の金属塩と溶媒とを混合し金属
化合物のコロイド溶液を製造する工程、前記工程で得ら
れたコロイド溶液に木材を浸漬する工程、さらにはコロ
イド溶液に対するエネルギーの付加およびまたはｐＨ調
整工程、金属化合物を固着処理した木材の水洗工程を組
み合わせることにより製造できる。コロイド溶液の製造
は、金属塩を溶媒に溶解し、加熱、ｐＨ調整など反応条
件を制御して加水分解することにより金属化合物のコロ
イド溶液を調製できる。このコロイド溶液を木材表面に
塗布するか、または該コロイド溶液に木材を浸漬する
と、短時間でコロイド状金属化合物を木材表面部に固着
できる。

【００１６】本発明で固着させる金属化合物としては、
例えばＦｅ₂ ０₃ 、Ｆｅ００Ｈ、Ｆｅ（０Ｈ）₃ のよう
に金属酸化物、金属オキシ水酸化物、金属水酸化物など
を一種以上含んでいる金属化合物である。また２種以上
の金属の金属化合物を固着させてもよい。その粒径に特
に規定はないが、金属種により異なり概ね１ｎｍ〜１０
００ｎｍであり、溶液中で静止して沈殿を生じない浮遊
したコロイド状態の粒子である。コロイド状金属化合物
を製造するための加水分解条件は、原料の金属塩の種
類、濃度、温度、攪拌などの条件により異なる。

【００１７】本発明の金属化合物コロイド溶液の製造
は、溶媒に可溶な金属塩を溶媒に完全に溶解したのち、
加熱などのエネルギー付加、ｐＨ調整を行って加水分解
し、金属酸化物、金属オキシ水酸化物あるいは金属水酸
化物のコロイド状の金属化合物溶液を製造する。この場
合の原料金属塩としては、珪素、チタン、バナジウム、
マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、アルミ、銀、銅、
亜鉛、錫、水銀、鉛、砒素、アンチモン、ビスマス、バ
リウム、カドミウム、クロムの群から選ばれる少なくと
も一種以上の金属が好ましい。また金属イオンの価数
は、いくらでもよい。金属塩濃度は、任意に選ぶことが
できるが、濃度が低くなるほど得られるコロイド状金属
化合物の粒径は小さくなることから、一般には、１００
０ｍｍｏｌ／リットル以下の濃度が適当である。さらに
望ましくは、１００ｍｍｏｌ／リットル以下の濃度が適
当である。

【００１８】該金属塩の対イオンは、塩素イオン、硫酸
イオン、硝酸イオンなどの比較的安価なものが用いられ
るが、しゆう素などのハロゲンイオン、亜硫酸イオン、
亜硝酸イオン、燐酸イオン、亜燐酸イオン、次亜燐酸イ
オンなどなでもよい。また対イオンとはいえないが、エ
トキシ基、メトキシ基、ブトキシ基やしゆう酸イオン、
酒石酸イオン、クエン酸イオンなどの有機金属化合物や
それらを一部含んでいる金属塩を用いてもよい。また、
金属塩として金属水酸化物や酸化物やそれらを一部含ん
でいる金属塩を用いてもよい。コロイド状金属化合物を
製造するには、これらを完全に溶解して用いるのがよ
い。溶解する際に適当な酸を加えて加熱するとよい。

【００１９】金属塩を溶解する溶媒としては水が最も実
用的ではあるが、メチルアルコール、エチルアルコール
その他の有機溶剤あるいは含水有機溶剤を用いてもよ
い。金属塩そのものが溶媒に溶解が困難な場合には、適
当な酸、塩基を加えてさらに加熱して溶解してもよい。
酸としては、塩酸、硫酸などの鉱酸、あるいは酢酸、ぎ
酸などの有機酸であってもよい。溶解用あるいは加水分
解用の塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、アンモニアなどの工業的に入手しやすいアルカリや
有機塩基が用いられる。コロイド状金属化合物を製造す
る温度は任意に選択出来る。拡散によって内部移動を速
くさせるには温度を上げる必要がある。そのため３０℃
以上、さらに好ましくは５０℃以上が適当である。

【００２０】コロイド状金属化合物を製造するためのｐ
Ｈ調整に用いる酸としては、塩酸、硫酸、硝酸などの鉱
産、酢酸、ギ酸などの有機酸であってもよい。また塩基
としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモ
ニアなど工業的に入手しやすいアルカリが実用的である
が、これ以外の無機または有機塩基でもよい。コロイド
状金属酸化物類を製造するｐＨ調整は、なるべく用いる
酸、塩基濃度を減じ、十分に攪拌しながらゆっくりとコ
ロイド析出のための酸あるいは塩基を添加するのが望ま
しい。コロイド状金属金属化合物が存在する溶液のｐＨ
をコントロールするために緩衝作用のある成分をくわえ
てもよい。また錯イオンを形成する成分を添加すること
により、金属酸化物類の凝集沈降を防止または緩和でき
る。

【００２１】金属化合物コロイド溶液の組成、粒径は、
金属塩の金属の種類、金属塩の濃度、温度、ｐＨ調整条
件あるいは加水分解温度などを変えることにより制御で
きる。また固着量もこれらの条件により調整可能である
が、固着量が多いほど改質木材の難燃性、抗菌性、寸法
安定性などの機能は向上する。木材への金属化合物の固
着方法としては、金属化合物コロイド溶液を塗布するま
たは該溶液に浸漬する方法をとることができる。固着量
をできるだけ飽和量に近づけるには、塗布法では限界が
あるので金属化合物コロイド溶液に浸漬することが好ま
しい。

【００２２】コロイド状金属酸化物類の木材表面への固
着は比較的短時間で終了する。固着量は特に制限はない
が、金属化合物類が木材表面全体に固着するとそれ以上
は固着しなくなる。表面全体に固着されれば固着効果が
飽和される。製造されたコロイド状金属化合物は凝集沈
降しやすいので、できるだけ早く木材の固着に用いるの
がよい。金属化合物の木材への固着は、木材表面にコロ
イド状金属化合物溶液を接触させることにより行う。具
体的には木材へのコロイド溶液の塗布でも良いが、木材
をコロイド状金属化合物が存在する液に浸漬する方法が
効率的である。コロイド状金属化合物の木材への均一な
固着を助長するために、浸漬時にエネルギー付加を行
う。

【００２３】木材への金属化合物の固着量を上げるた
め、木材の気泡、水分などとコロイド状金属化合物が効
率よく置換することが必要である。これには固着に際し
てエネルギーの付加があった方が好ましい。エネルギー
付加手段としては、物理エネルギーとして対流伝熱など
によりエネルギーを供給する加熱、輻射によるエネルギ
ーを供給する赤外線等の熱線照射方式、電界磁界を誘導
する短波長のエネルギー波（超短波、極超短波、マイク
ロ波、ミリ波などの電磁波）によるエネルギー波方式、
紫外線、電子線など木材または金属酸化物類溶液内のイ
オンを活性化する因子を供給する励起方式などを用いる
ことができる。また、木材の温度を予めコロイド溶液の
温度程度まで高めておくこと、コロイド状金属化合物が
できるだけ木材内部まで浸透しやすくするため界面活性
剤等を予め木材に塗布あるいは浸透させておいてもよい
し、あるいはコロイド溶液に添加しておくことも良い。
このようにすると表面部への固着が厚みを増すことが必
要な場合に有利である。

【００２４】コロイド状金属化合物溶液を製造する最適
条件は溶媒の種類、原科の金属塩の金属種、対イオンの
種類、溶解濃度、加水分解温度、攪拌、ｐＨ調整条件な
どにより異なる。たとえば１０ｇ／リットルの濃度でＦ
ｅＣｌ₃ を用いた場合、５０℃以上８０℃以下で十分に
攪拌を行い、ｐＨく２．５になるようにゆっくりＰＨ調
整を行うと、コロイド状の鉄化合物が得られる。５０℃
以下、ｐＨ＞２．５、攪拌が不十分であったりすると凝
集沈降してしまう。一方金属塩としてＦｅ₂ （Ｓ０₄ ）
₃ を用いるときは、濃度、温度、ｐＨ、攪拌条件を選択
しても鉄化合物は凝集沈降し、コロイド溶液は得られな
い。また、１０ｇ／リットルの濃度でＡｌＣｌ₃ ・６Ｈ
₂ ０を用いた場合、ＰＨく５．６でコロイド状のアルミ
ニウム酸化物類が得られる。ｐＨ＞６では、凝集沈降
し、コロイド溶液は得られない。

【００２５】１０ｇ／リットルの濃度でＣｕＣｌ₂ ・２
Ｈ₂ ０を用いた場合、ｐＨく４．５でコロイド状の銅化
合物が得られる。ｐＨ＞５では粒子を析出させるが、凝
集沈降しコロイド溶液は得られない。塩基としては、酸
化ナトリウム、水酸化カリウムを用いるよりもアンモニ
アを用いたほうが、銅の金属化合物コロイドの粒径が小
さくなる。

【００２６】木材に金属化合物を固着した後洗浄する。
水洗で良く、付着している原料の金属塩、アルカリ、
酸、水以外の溶媒、固着していない金属酸化物類、副生
する塩などを除去出来れば洗浄方法として特に制限はな
い。用いる水は、水道水、井戸水、イオン交換水、工業
用水などが一般に用いられる。また、用いる水の温度は
制限はない。経済的には常温が用いられる。５０〜７０
℃のお湯を用いると、洗浄効率が高められる。また、固
着した金属酸化物類が溶解したり、木材から剥離しない
適切な酸、アルカリ、溶剤あるいは洗浄剤を用いて付着
物を除去した後、水洗しても良い。この方が水洗に効果
的な場合がある。たとえば酸またはアルカリとしては、
塩酸、硫酸、硝酸などの鉱酸、酢酸、ギ酸などの有機酸
であってもよい。塩基としては水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム、アンモニアなど工業的に入手しやすいアル
カリが実用的である。洗浄剤としてはノニオン、アニオ
ン、カチオン界面活性剤などを水、酸、アルカリに溶解
したものがなどがあげられる。溶剤は金属酸化物類を固
着するときに用いた溶剤などがあげられる。

【００２７】水洗方式は、制限がないが浸漬洗浄が効率
的である。浸漬洗浄とは、洗浄する木材を水中に浸漬し
て化学的に洗浄する方式である。洗浄する木材を容器に
入れて揺動したり、水をエアー等で撹件すると洗浄効率
が高められる。バレル（回転）洗浄、超音波洗浄による
物理的な洗浄を組み合わせても洗浄スピードが早くな
る。超音波洗浄は、超音波振動のキャビテーション効果
により木材から洗浄物を除去する方式である。。バレル
（回転）は、木材を回転する容器に入れて、洗浄物を除
去する方式である。洗浄効率を高めるには、洗浄前に脱
液することや洗浄、脱水を繰り返しながら行うことが効
率的である。脱液、脱水方法としては、最も簡単なの
は、反応液、水洗液が滴らなくなるまで放置することで
ある。その際振動を与えることは効果的である。水洗後
は適当な方法で乾燥する。

【００２８】本発明の対象となる木材としてはその樹木
の種類に特に制限がなく、針葉樹であっても広葉樹であ
ってもよい。例えば、アカマツ、イチョウ、ウド、エゾ
マツ、カシ、カツラ、力ラマツ、キリ、クスノキ、クロ
マツ、クリ、ケヤキ、コナラ、シイノキ、シナノキ、シ
ラカバ、スギ、トドマツ、ハリギリ、ハルニレ、ヒッコ
リー、ヒノキ、ヒバ、ブナ、ホウ、マホガニー、ミズナ
ラ、モモ、ラワン等のいずれの樹種であってもよい。本
発明のコロイド状金属化合物を固着した木材は柱材（丸
太）角材、板材、合板、木片などのいかなる形態であっ
てもよい。

【００２９】本発明のコロイド状金属化合物を固着した
木材は木造建築物の柱をはじめとする骨格材料、木質タ
イル、木質レンガなどの壁部分、天井板などの天井部
分、フローリング材料などの床部分に一般住宅、集合住
宅、公共住宅その他居住空間等に用いられる内装材とし
て好適に用いられる。また、パーティクルボード、木質
セメント板などの複合材科として用いてもよい。

【００３０】

【実施例】以下実施例により具体的に説明する。［測定方法］（比重）：ＪｌＳＺ２１０１に準ずる。重量と体積から比重を算出する。（含水率）：ＪｌＳＺ２１０１に準ずる。試験体の重量を測定する。試験体を換気の良好な乾燥器
のなかで１００〜１０５℃で乾燥し、恒量に達したとき
の全乾質量を測定する。含水率（％）＝（乾燥前の重量−全乾質量）／（全乾質
量）×１００（吸水量）：試験体の重量を測定する。２５℃の清水中
に２４時間浸漬する。吸水率（％）＝（２４時間浸漬直後の重量−全乾重量）
／（全乾重量）×１００

【００３１】（寸法安定性）：試験体の半径方向、繊維
方向の長さを測定する。試験体を換気の良好な乾燥器の
なかで１００〜１０５℃で乾燥し、恒量に達したときの
半径方向、繊維方向の長さを測定する。２５℃の清水中
に２４時問浸漬し、半径方向、繊維方向の長さを測定す
る。乾燥後の収縮率（％）＝（乾燥前の長さ‐乾燥後の長
さ）／乾燥後の長さ×１００浸漬後の膨張率（％）＝（浸潰後の長さ‐浸漬前の長
さ）／浸漬前の長さ×１００それぞれ半径方向、繊維方向について求める。（燃焼性）：ルツボに入れて６００℃の電気炉中に３時
間放置し、燃焼させたときの形状ないし形態の変化を目
視により観察する。（防カビ性）：室内に１週間放置して雑菌を付着させた
後、湿度９０％、温度３５℃の恒湿・恒温槽に１月間保
持した後目視にてカビの発生具合を観察する。

【００３２】（実施例ｌ）反応槽に１０ｇ／リットル−
ＦｅＣｌ₃ 水溶液を１０００ｍｌ調製し、７０℃に加熱
した。十分に撹枠しながら苛性ソーダにて、ｐＨ１．８
に調整した。３０ｍｍ×３０ｍｍ×１０ｍｍの大きさの
ヒノキの四角の木片を１０分間浸漬させた。その後水道
水で十分に水洗し、８０℃で８時間乾燥して改質木材と
した。

【００３３】（実施例２）反応槽に１ｇ／リットルＣｕ
Ｃｌ₂ 水溶液を１０００ｍｌ調製し、７０℃に加熱し
た。十分に撹枠しながらアンモニア水を滴下してｐＨ
３．５に調整した。３０ｍｍ×３０ｍｍ×１０ｍｍの大
きさのヒノキの四角の木片を１０分浸漬させた。その後
水道水で十分に水洗し、８０℃で８時間乾燥し、改質木
材とした。

【００３４】（比較例ｌ）実施例１で用いた３０ｍｍ×
３０ｍｍ×１０ｍｍの大きさのヒノキの四角の木片をそ
のまま８０℃で８時間乾燥した。

【００３５】上記で得た改質木材及び木片を用い、温度
２０℃、湿度６０％の恒温室に置き、恒量になってか
ら、前記の測定項目に関して評価を行った。結果を表ｌ
に示した。処理しない木片では、燃焼性の試験では灰化
し、防カビ性の試験ではカビが発生するのに対し、鉄化
合物を固着させた木片を用いた場合は、難燃性の向上と
少量ながら寸法安定性の向上が見られた。さらに銅化合
物を固着させた木片を用いた場合は、難燃性の向上と少
量ながら寸法安定性の向上に加え防カビ性が発現され
た。

【００３６】

【表１】

【００３７】（実施例３）反応槽に１０ｇ／リットル‐
ＦｅＣｌ₃ 水溶液を１０００ｍｌ調製し、７０℃に加熱
した。十分に攪拌しながら苛性ソーダにて、ｐＨ１．８
に調整した。メラビー材木片を１０分浸潰させた。その
後水道水で十分に水洗し、改質木材を得た。

【００３８】（実施例４）反応槽に１０ｇ／リットル‐
ＡｌＣｌ₃ ・６Ｈ₂ ０水溶液を１０００ｍｌ調製し、７
０℃に加熱した。十分に攪拌しながら苛性ソーダにて、
ｐＨ３．５に調整した。メラビー材木片を１０分浸潰さ
せ、その後水道水で十分に水洗して改質木材を得た。

【００３９】（比較例２）メラビー材木片を十分に水道
水で水洗し乾燥した。

【００４０】下記の配合により上記で得たそれぞれの木
片とセメントとの混合物に水を添加混合した後、常法に
より成形、養生して木質セメント板を得た。定法により
４週間養生した後、曲げ強度を評価した。評価結果を表
２に示した。［配合］木片：２０重量部、ポルトランドセメント：３３重量部、水：４２重量部曲げ強度はＪｌＳＡｌ４０８に準じて評価した。

【００４１】

【表２】

【００４２】処理しない木片では十分な曲げ強度が得ら
れなかったのに対し、金属化合物を固着させた改質木材
の木片を用いた場合は、十分な曲げ強度が得られた。金
属化合物の固着により、セメントの硬化阻害を起こす木
材抽出成分が木材表面からセメント内へ溶出するのを押
さえているためと考えられる。

【００４３】

【発明の効果】本発明の木材はその改質方法がきわめて
容易であり、難燃性、抗菌性、寸法安定性などの機能が
付与できる。即ち表面にのみ金属化合物が固着されてい
るため木材本来の軽量性、断熱性、水分の呼吸性などの
性質を損なうことなく、多くの欠点を解消した木材が製
造できた。したがって柱、床、屋根裏などの木造建築
物、内装材、家具、インテリアなどに使用できる。また
セメントとの複合材料として使用するときでも、セメン
トの硬化が阻害されておらず阻害成分溶出抑制効果機能
を発揮されており、木質セメント板に本発明の改質木材
を用いることも好適である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属酸化物、金属水酸化物および金属オ
キシ水酸化物からなる金属化合物のうち、少なくとも一
種の金属化合物を木材の表面部のみに固着させた改質木
材。
【請求項２】上記金属化合物が、珪素、鉄、銅、亜
鉛、銀、錫、水銀、鉛、砒素、チタン、バナジウム、ク
ロム、マンガン、コバルト、ニッケル、アルミニウム、
モリブデン、アンチモン、ビスマス、バリウム及びカド
ミウムの少なくとも１種を含む金属化合物である請求項
１に記載の改質木材。
【請求項３】金属酸化物、金属水酸化物および金属オ
キシ水酸化物の中の少なくとも一種からなる金属化合物
がコロイド状で存在する溶液に木材を接触させ、上記金
属化合物を上記木材の表面部のみに固着させることを特
徴とする改質木材の製造方法。
【請求項４】金属化合物と木材の接触が、５０℃ない
し８０℃で行う請求項３に記載の改質木材の製造方法