JP2006159554A - シリコーンエマルジョン組成物で処理された改質木材 - Google Patents
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Abstract
(A)1分子中にケイ素原子に結合するヒドロキシル基を少なくとも2個含有するオルガノポリシロキサン 100質量部、
(B)アミノ基含有オルガノアルコキシシランと酸無水物との反応生成物 0.5〜20質量部、
(C)エポキシ基含有オルガノアルコキシシラン及び/又はその部分加水分解物 0〜20質量部、
(D)コロイダルシリカ及び/又はポリシルセスキオキサン 0〜50質量部、
(E)硬化触媒 0〜10質量部。
【効果】 本発明によれば、特定のシリコーンエマルジョン組成物で木材に処理することにより得られる改質木材は、吸水防止性、寸法安定性に優れ、木材内部に注入された薬剤の溶脱防止にも効果を発揮する。
【選択図】 なし
Description
[I]木材に、下記(A)〜(E)成分を界面活性剤存在下に水中に乳化分散させたシリコーンエマルジョン組成物が塗布又は含浸処理されてなることを特徴とする改質木材。
(A)1分子中にケイ素原子に結合するヒドロキシル基を少なくとも2個含有するオルガノポリシロキサン 100質量部、
(B)アミノ基含有オルガノアルコキシシランと酸無水物との反応生成物 0.5〜20質量部、
(C)エポキシ基含有オルガノアルコキシシラン及び/又はその部分加水分解物 0〜20質量部、
(D)コロイダルシリカ及び/又はポリシルセスキオキサン 0〜50質量部、
(E)硬化触媒 0〜10質量部。
[II]難燃剤、抗菌剤、防黴剤、防白蟻剤、撥水剤及び塗料のいずれか1種以上を内部又は表面に処理された木材に[I]記載のシリコーンエマルジョン組成物を処理したことを特徴とする[I]記載の改質木材。
[III]難燃剤、抗菌剤、防黴剤、防白蟻剤がホウ素化合物又はリン化合物のいずれか1種以上であることを特徴とする[II]記載の改質木材。
本発明の改質木材は、木材を下記(A)〜(E)成分を界面活性剤存在下に水中に乳化分散させたシリコーンエマルジョン組成物で塗布又は含浸処理したものであり、以下に本発明で使用される(A)〜(E)の各成分について詳述する。
で表されるものであり、具体的には下記のものが挙げられる。
(C2H5O)2(CH3)SiC3H6NH2
(CH3O)3SiC3H6NH2
(CH3O)2(CH3)SiC3H6NH2
(CH3O)3SiC3H6NHC2H4NH2
(CH3O)2(CH3)SiC3H6NHC2H4NH2
シランカップリング剤としては、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、メルカプト基、カルボキシル基、シアノ基等を含有する各種のものが挙げられる。シリコーン樹脂としては、トリアルキルシロキシポリシリケートなどが挙げられ、シリコーンオイルとしては、α,ω−ジヒドロキシアルキルポリシロキサン、アルキルポリシロキサンなど、シリコーン樹脂パウダーとしては、シリコーンレジンパウダー、シリコーンゴムパウダーなどが挙げられる。
また、同様に各種の増粘剤、顔料、染料、浸透剤、帯電防止剤、消泡剤、防腐剤、難燃剤、抗菌剤、防白蟻剤、撥水剤などを適宜配合することも任意である。
オクタメチルシクロテトラシロキサン498g、トリエトキシフェニルシラン2g、10%ラウリル硫酸ナトリウム水溶液50g及び10%ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液50gを2リットルポリエチレン製ビーカーに仕込み、ホモミキサーで均一に乳化した後、水400gを徐々に加えて希釈し、圧力300kg/cm2で高圧ホモジナイザーに2回通し、均一な白色エマルジョンを得た。このエマルジョンを撹拌装置、温度計、還流冷却器の付いた2リットルガラスフラスコに移し、50℃で24時間重合反応を行った後、10℃で24時間熟成してから10%炭酸ナトリウム水溶液12gでpH6.2に中和した。このエマルジョンは105℃で3時間乾燥後の不揮発分が45.4%で、エマルジョン中のオルガノポリシロキサンは非流動性の軟ゲル状のものであり、平均組成が[(CH3)2SiO2/2]/[(C6H5)SiO3/2]=100/0.1(モル比)で表される末端が水酸基封鎖されたものであった。このようにして(A)成分を44.4%含有するエマルジョン「A−1」を得た。
オクタメチルシクロテトラシロキサン500g、10%ラウリル硫酸ナトリウム水溶液50g及び10%ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液50gを2リットルポリエチレン製ビーカーに仕込み、ホモミキサーで均一に乳化した後、水400gを徐々に加えて希釈し、圧力300kg/cm2で高圧ホモジナイザーに2回通し、均一な白色エマルジョンを得た。このエマルジョンを撹拌装置、温度計、還流冷却器の付いた2リットルガラスフラスコに移し、50℃で24時間重合反応を行った後、10℃で24時間熟成してから10%炭酸ナトリウム水溶液12gでpH6.2に中和した。このエマルジョンは105℃で3時間乾燥後の不揮発分が45.5%で、エマルジョン中のオルガノポリシロキサンはHO−[(CH3)2SiO]n−Hで示され、粘度1,000Pa・s以上(25℃)の生ゴム状のものであった。このようにして(A)成分を44.5%含有するエマルジョン「A−2」を得た。
マレイン酸無水物154gをエタノール500gに溶解した後、3−アミノプロピルトリエトキシシラン346gを室温下1時間で滴下し、更に80℃でエタノール還流下24時間反応を行い、淡黄色透明な(B)成分を50%含有する溶液「B−1」を得た。この溶液は、105℃で3時間乾燥後の不揮発分が45.1%であり、溶液中の反応生成物は、IR、GC、NMR、GCMS等の機器分析を行ったところ、約60%が下記式で示されるものの混合物であり、残りの約40%がそれらから誘導されたオリゴマーであった。
(C2H5O)3SiC3H6−NHCO−CH=CHCOOH、(C2H5O)3SiC3H6NH3 +-OCOCH=CHCOOC2H5
ジオクチルスズジラウレート300gとポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(EO10モル付加物)50gを2リットルポリエチレン製ビーカーに仕込み、ホモミキサーで均一に混合した後、水650gを徐々に加えて水中に乳化分散させ、次いで圧力300kg/cm2で高圧ホモジナイザーに2回通し、(E)成分を30%含有するエマルジョン「E−1」を得た。
シリコーンエマルジョン組成物1を水により有効成分20%に希釈したものを処理剤とした。
縦1.4cm×横3cm×長さ3cm(木口面が1.4cm×3cm)の杉辺材(気乾材)3個を常温常圧下で上記処理剤に10分間浸漬処理し、25℃で7日間乾燥させ、改質木材を得た。これら試験片を用いて下記の吸水試験を実施した。その結果を表2に示す。
得られた試験片を水中に全面浸漬し、24時間後に取り出して下記計算式(I)で吸水率を測定し、3つの試験片の平均値をもって吸水率とした。
吸水率(%)=[(W−Wo)/Wo]×100 (I)
Wo:水浸漬前の試験片の質量(g)
W :水浸漬完了直後の試験片の質量(g)
実施例1と同様に各種シリコーンエマルジョン組成物2〜7を使用して同様に吸水試験を行った。その結果を表2に示す。
実施例1と同様、同寸法の無処理の杉辺材3個を使用して吸水率試験を行った。その結果を表2に示す。
メチルトリメトキシシラン75g、テトラエトキシシラン20g、ジメチルジメトキシシラン5g、イソプロパノール100g及びジルコノセンジクロリド0.05gの混合液に、撹拌しながら0.1N塩酸2g及び水35gを加え、3時間撹拌後8時間放置した液をシラン処理剤1として実施例1と同じ方法で試験片を作製して吸水率試験を行った。その結果を表2に示す。
室温での粘度が50,000mPa・sのα,ω−ジヒドロキシポリ(ジメチルシロキサン)100gに、等容量のキシレンを加えて十分に溶解し、次いでメチルトリアセトキシシランの部分加水分解縮合反応物4g及びジブチルスズジラウレート0.01gを追加して、湿気を遮断した状態で十分混合した液をシラン処理剤2として実施例1と同じ方法で試験片を作製して吸水率試験を行った。その結果を表2に示す。
温度計、撹拌ペラ、還流冷却器及び滴下ロートを備えた反応容器に反応型乳化剤(アデカリアソープSE−10N、旭電化工業(株)製)2.0gと水342.1gを加え、温度を75℃に昇温した。一方、水244.5gに、反応型乳化剤(アデカリアソープSE−10N)2.0gを加えて溶解し、これにアクリル酸2−エチルヘキシル230g、スチレン230g、グリシジルメタクリレート19g及びメタクリル酸12.5gの不飽和モノマー混合物を添加撹拌し、よく乳化してからこれを滴下ロートに入れた。次に、このモノマー混合物の5%を反応容器に移し、重合開始剤として0.5gの過硫酸カリウムを加えて80℃に昇温してから10分保持した後、残りのモノマー混合物の乳化物と3%の過硫酸カリウム水溶液50.0gとを3時間かけて反応容器に均一滴下した。滴下終了後、80℃で1時間熟成反応を行い、次いで室温に冷却し、アンモニア水3.5gを加えて中和し、固形分濃度が45%のエマルジョン1を得た。これを水で希釈して固形分濃度20%にし、実施例1と同様に吸水試験を行った。その結果を表2に示す。
シリコーンエマルジョン組成物1を水により有効成分20%に希釈したものを処理剤とした。
木口面20mm×20mm、高さ10mm寸法の二方まさの杉辺材にNa2B8O13・4H2Oで示されるホウ酸塩を5kg/m3の量で注入したホウ酸塩注入試験片9個を常温常圧下で上記処理剤に10分間浸漬処理し、25℃で7日間乾燥させ、改質木材を得た。
これら試験片を下記に示すJIS K1571と同様な溶脱試験を実施した。溶脱試験後の試験片中のB量を下記の方法で測定し、ホウ酸塩の残存量を測定した。その結果を表3に示す。
各試験片9個を1組として、500mlビーカーに入れ、試験体容積の10倍量の脱イオン水を加え、試験体を水面下に沈めた。マグネチックスターラーを用い、温度25℃で回転子を毎分400〜450回転させ、8時間撹拌し、溶脱した後、直ちに軽く試験体表面の水切りを行った。続いて温度60℃の循環式乾燥器中に16時間静置し、揮発分を揮発させた。以上の操作を交互に10回繰り返した。
木材試験片をテフロン(登録商標)ビーカーに入れ、3%硝酸水を50ml加えてホットプレート(200℃)で2時間加熱した。冷却後、水を加えて50mlに定容した。この操作を5回繰り返し、それぞれのB量をICP分析装置により測定し、その合計量を木材中のホウ酸塩残存量とした。残存量はサンプル9個の平均値をもって残存量とした。
実施例8と同様に各種シリコーンエマルジョン組成物2〜7を使用して同様に溶脱試験及びホウ酸塩残存量の測定を行った。その結果を表3に示す。
実施例6と同様に、無処理のホウ酸塩注入木材及び各種シラン処理剤1,2及びエマルジョン1を使用して同様に溶脱試験及びホウ酸塩残存量の測定を行った。その結果を表3に示す。
Claims (3)
- 木材に、下記(A)〜(E)成分を界面活性剤存在下に水中に乳化分散させたシリコーンエマルジョン組成物が塗布又は含浸処理されてなることを特徴とする改質木材。
(A)1分子中にケイ素原子に結合するヒドロキシル基を少なくとも2個含有するオルガノポリシロキサン 100質量部、
(B)アミノ基含有オルガノアルコキシシランと酸無水物との反応生成物 0.5〜20質量部、
(C)エポキシ基含有オルガノアルコキシシラン及び/又はその部分加水分解物 0〜20質量部、
(D)コロイダルシリカ及び/又はポリシルセスキオキサン 0〜50質量部、
(E)硬化触媒 0〜10質量部。 - 難燃剤、抗菌剤、防黴剤、防白蟻剤、撥水剤及び塗料のいずれか1種以上を内部又は表面に処理された木材に請求項1記載のシリコーンエマルジョン組成物を処理したことを特徴とする請求項1記載の改質木材。
- 難燃剤、抗菌剤、防黴剤、防白蟻剤がホウ素化合物又はリン化合物のいずれか1種以上であることを特徴とする請求項2記載の改質木材。
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