JP2006205653A - Reinforced wood impregnated with resin - Google Patents

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JP2006205653A JP2005023453A JP2005023453A JP2006205653A JP 2006205653 A JP2006205653 A JP 2006205653A JP 2005023453 A JP2005023453 A JP 2005023453A JP 2005023453 A JP2005023453 A JP 2005023453A JP 2006205653 A JP2006205653 A JP 2006205653A
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高 並木
Saburo Sudo
三郎 須藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reinforced wood which retains inherent advantages of wood such as aqueous respiratory properties, is free from adverse effects and toxic influences upon health caused by an organic solvent or an unreacted chemical substance, does not produce a poisonous gas in a fire, is extremely safe from a viewpoint of health and environments, and retains the advantages of a natural wood and a strength equivalent to a conventional reinforced wood. <P>SOLUTION: This reinforced wood is manufactured by impregnating a temporary wooden conduit or a wooden conduit of pine or cedar with a water-soluble cellulose polymer derivative and drying/hardening it. The water-soluble cellulose polymer derivative to be used is a methyl cellulose (MC), a hydroxypropylmethyl cellulose(HPMC), a hydroxyethylmethyl cellulose (HEMC) or their mixture. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、木材の仮導管又は導管中に水溶性セルロース系高分子誘導体を含浸し、乾燥固化してなる強化木材に関する。より詳しくは、木材中の微小間隙、特に仮導管又は導管に水溶性セルロース系高分子誘導体を真空加圧含浸し、これを乾燥固化してなる強化木材に関する。 The present invention relates to a reinforced wood obtained by impregnating a temporary wood conduit or a conduit with a water-soluble cellulose polymer derivative and drying and solidifying it. More specifically, the present invention relates to a reinforced wood obtained by vacuum-impregnating a water-soluble cellulose polymer derivative into a minute gap in wood, particularly a temporary conduit or a conduit, and drying and solidifying this.

生木中には多くの水分が含まれている。水分を多く含む木材は、木材としての本来の強度が発揮できず、反りやひび割れの問題を抱えていることはよく知られている。これら反りやひび割れは、単に木材の強度や寸法安定性だけの問題にとどまらず、床鳴り、建具の開閉困難、クロスの亀裂等の問題も発生する。
この問題を解決するための、最も簡便な方法が木材の乾燥である。
木材の乾燥は、単に木材中の水分を取り去るだけでなく、製品として使用される条件化で、木材の含水率があまり変動せず、膨張や収縮が最小になるような水分状態にすることを目的としている。
木材中の水分は、木質細胞に化学的に結合した「結合水」と物理的かつ単純に含有される「自由水」の2つに分けることができる。木材の膨張や収縮は、主に木材中に含まれる「自由水」に起因する。「自由水」の存在は、木材の強度低下、反り・ねじれの原因、釘やボルトの保持力低下等の原因になるばかりでなく、腐朽の原因ともなる。
外部環境に対して水、特に自由水の出入りがなくなるいわゆる平衡含水率(含水率=(木材重量−完全乾燥重量)/完全乾燥重量)は、環境との相対湿度によって決まるが、おおよそその値は20%乃至15%であるといわれている。より詳しくは、柱類では20%以下、敷居や鴨居類では18%以下、床板や内装材類では15ないし10%になると木材の収縮や変形等の狂いはほとんど生じないし、釘等との結合性も向上し、耐腐朽性も各段位向上すると言われている。
これが木材乾燥の最大の目的である。また、近年、釘やボルトの変わりに接着剤も多用されているが、接着剤が最大の効果を発揮するための木材含水率は7−10%であるといわれている。
木材の強度については、一般的にヤング係数(E)をもって表されるが、平均的に檜では122.13、杉で90.95であるとの報告がなされている。
しかし、乾燥だけでは時に強度等が不十分であり、より強化する方法の1つとして木材に硬化性樹脂を含浸する方法が採用されている。これが、所謂樹脂含浸強化木材と呼ばれるものである。
There is a lot of moisture in the raw wood. It is well known that wood containing a lot of moisture cannot exhibit its original strength as wood and has problems of warping and cracking. These warps and cracks are not limited to just the strength and dimensional stability of wood, but also cause problems such as floor noise, difficulty in opening and closing of joinery, and cross cracks.
The simplest method for solving this problem is drying of wood.
Drying wood not only removes moisture from the wood, but also makes it a moisture condition where the moisture content of the wood does not fluctuate significantly and expansion and contraction are minimized under the conditions used for the product. It is aimed.
Moisture in wood can be divided into two types: “bound water” chemically bound to wood cells and “free water” that is physically and simply contained. The expansion and contraction of wood is mainly caused by “free water” contained in the wood. The presence of “free water” not only causes a decrease in the strength of wood, warpage / twisting, a decrease in the holding power of nails and bolts, but also causes decay.
The so-called equilibrium water content (water content = (wood weight-completely dry weight) / completely dry weight) that eliminates the entry and exit of water, especially free water, with respect to the external environment is determined by the relative humidity with the environment, but its value is roughly It is said to be 20% to 15%. More specifically, if it is 20% or less for pillars, 18% or less for sills and duck, and 15 to 10% for floorboards and interior materials, there will be almost no shrinkage or deformation of the wood, and bonding with nails, etc. It is said that the resistance is improved and the decay resistance is also improved.
This is the main purpose of wood drying. In recent years, adhesives are also frequently used in place of nails and bolts, but it is said that the moisture content of wood for achieving the maximum effect is 7-10%.
The strength of wood is generally expressed by Young's modulus (E), but it has been reported that the average is 122.13 for firewood and 90.95 for cedar.
However, strength and the like are sometimes insufficient only by drying, and a method of impregnating a curable resin into wood is adopted as one of the methods for further strengthening. This is what is called resin-impregnated reinforced wood.

溶媒中に溶解ないし乳濁させた油、樹脂、ワックス等を木材に含浸させた後、溶媒を除去して乾燥させた強化木材はすでに知られている。例えば、特開2003−73608号公報には、ポリテルペン、水和樹脂、水和樹脂酸、エステル化樹脂、エステル化樹脂酸、二量化樹脂、二量化樹脂酸、オリゴマー化樹脂、オリゴマー化樹脂酸等の化学的に変成された天然樹脂の無溶媒溶融物を含浸させた木材について報告している。しかしながら、ここに言う天然樹脂は、例えば松の木や根に由来するアビエチン酸、レボビルマ酸等、あるいはテルペン等からなる特殊な天然樹脂であって、必ずしも含浸性に優れるものではない。したがって、ここに言う木材は、丸太状の大型の木材への当該溶融物の含浸が制限される(容易でない)ことから、その適用範囲は、厚さが数センチメートルのベニヤやビーム、パネル等のいわゆる板材に限られたものであった。
木材の表層に樹脂を含浸した表層樹脂注入木材(表層WPC(ウッドプラスチックコンビネーション))も知られている。WPCに用いられる樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂やメチルメタクリレート系(MMA系)モノマーであって、これを加熱重合又はラジカル重合させることによって固化される。しかし、これら樹脂の多くは疎水性であって親水性である木材との親和性が悪く、木材の奥深くまで、特に仮導管や導管の奥深くまで浸透させることは極めて困難であり、樹脂が浸透し得るのは表面からせいぜい数ミリメータである。そのため、WPCは工業的にも量産され効果を発揮しているものの、その大半は厚さが数センチメートルの板状木材に限られたものであった。特開2002−234002号公報には、それら問題を解決するための方法として、有機ポリイソシアネートを木材に含浸させた後、これを水蒸気に接触させて硬化させる方法が報告されている。
特開2003−73608号公報 特開2002−234002号公報
There is already known a reinforced wood obtained by impregnating wood with oil, resin, wax or the like dissolved or emulsified in a solvent and then removing the solvent and drying. For example, JP 2003-73608 A discloses polyterpenes, hydrated resins, hydrated resin acids, esterified resins, esterified resin acids, dimerized resins, dimerized resin acids, oligomerized resins, oligomerized resin acids, and the like. Reported wood impregnated with a solvent-free melt of a chemically modified natural resin. However, the natural resin mentioned here is a special natural resin made of, for example, abietic acid derived from pine trees or roots, levovirumanic acid, or the like, or terpene, and does not necessarily have excellent impregnation properties. Therefore, since the wood referred to here is limited (not easy) to impregnate the melt into a large log-shaped wood, its application range is veneer, beams, panels, etc. with a thickness of several centimeters. The so-called plate material was limited.
Also known is a surface resin-injected wood (surface WPC (wood plastic combination)) in which the surface of the wood is impregnated with a resin. Resins used for WPC are unsaturated polyester resins and methyl methacrylate (MMA) monomers, which are solidified by heat polymerization or radical polymerization. However, many of these resins are hydrophobic and have poor affinity with hydrophilic wood, and it is extremely difficult to penetrate deep into wood, especially deep into temporary conduits and conduits. What you get is at most a few millimeters from the surface. Therefore, although WPC has been mass-produced industrially and has been effective, most of them are limited to plate-like timber with a thickness of several centimeters. Japanese Patent Laid-Open No. 2002-234002 reports a method for solving these problems by impregnating wood with an organic polyisocyanate and then curing it by bringing it into contact with water vapor.
JP 2003-73608 A JP 2002-234002 A

上記のとおり強化木材に使用される不飽和ポリエステル樹脂等の含浸用樹脂は、疎水性であるばかりか分子量が大きいために木材への含浸、特に木材の繊維方向に向かっての含浸が極めて困難であり、木材の表面から極わずかな深さまでしか含浸できなかった。加えて、木材の乾燥が十分でなく仮導管や導管内に水分が存在する場合には木材中の該水分が樹脂の浸透を妨げること等、様々な問題があり、木材の奥深くまで樹脂を浸透させることは困難であった。
更に、これら不飽和ポリエステル樹脂等は人工の樹脂であるために、木材との馴染みも悪いばかりでなく、適度の水分吸放出、天然木材本来の香り等、木材本来の特性を十分に発揮できなかった。
また、多くの含浸用樹脂は疎水性であり分子量も大きいことから、含浸に当たっては多量の有機溶媒を用いるために、木材に残留した該有機溶媒や未反応の化学物質が時間の経過とともに徐々に大気中に放出され、健康に悪影響を及ぼす恐れもあった。加えて、火災の際にも有毒ガスを発生するなどの問題点もあるなど、健康や環境面でも問題があった。
As mentioned above, the impregnating resin such as unsaturated polyester resin used for reinforced wood is not only hydrophobic but also has a large molecular weight, so it is extremely difficult to impregnate wood, especially in the fiber direction of wood. Yes, it could only be impregnated from the wood surface to a very slight depth. In addition, if the wood is not sufficiently dried and there is moisture in the temporary conduit or conduit, there are various problems such as the moisture in the wood preventing the resin from penetrating, and the resin penetrates deep into the wood. It was difficult to do.
Furthermore, since these unsaturated polyester resins are artificial resins, they are not only unfamiliar with wood, but also cannot fully exhibit the original characteristics of wood, such as moderate moisture absorption and release and the natural scent of natural wood. It was.
In addition, since many impregnating resins are hydrophobic and have a large molecular weight, a large amount of organic solvent is used for impregnation, so that the organic solvent remaining on the wood and unreacted chemical substances are gradually removed over time. It was released into the atmosphere and could have a negative impact on health. In addition, there were problems with health and the environment, such as the generation of toxic gases in the event of a fire.

したがって本発明の目的は、従来の強化木材と同等の強度を有するばかりでなく、木材本来のメリットである水呼吸性を有し、かつ、有機溶媒や未反応の化学物質による健康に悪影響や毒性がなく、火災の際にも有毒ガスの発生がなく、健康や環境面でも極めて安全であって、天然木材のメリットをそのまま維持してなる強化木材の提供である。   Therefore, the object of the present invention is not only to have the same strength as conventional reinforced wood, but also has water breathability, which is the original merit of wood, and has adverse effects on health and toxicity due to organic solvents and unreacted chemical substances. This is a provision of reinforced wood that does not generate toxic gas in the event of a fire, is extremely safe in terms of health and the environment, and maintains the merits of natural wood.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、メチルセルロース(MC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ヒドロキシエチルメチルセルロース(HEMC)等の水溶性セルロース系高分子誘導体を用いることによってこれら問題を解決し得ることを見出して本発明を完成した。
即ち、本発明の強化木材は具体的には下記のとおりである。
1.木材の仮導管又は導管に水溶性セルロース系高分子誘導体を含浸し、乾燥固化してなる強化木材。
2.水溶性セルロース系高分子誘導体が、メチルセルロース(MC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ヒドロキシエチルメチルセルロース(HEMC)、又はその混合物である上記1に記載の強化木材。
3.木材が針葉樹木材である上記1または上記2に記載の強化木材。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have used water-soluble cellulose polymer derivatives such as methylcellulose (MC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), and hydroxyethylmethylcellulose (HEMC). The present invention has been completed by finding that these problems can be solved.
That is, the reinforced wood of the present invention is specifically as follows.
1. Reinforced wood obtained by impregnating a temporary wood conduit or a conduit with a water-soluble cellulose polymer derivative, followed by drying and solidification.
2. 2. The reinforced wood according to 1 above, wherein the water-soluble cellulose polymer derivative is methyl cellulose (MC), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), hydroxyethyl methyl cellulose (HEMC), or a mixture thereof.
3. 3. The reinforced wood according to 1 or 2 above, wherein the wood is coniferous wood.

本発明において含浸用樹脂として使用する水溶性セルロース系高分子誘導体は自然素材、あるいは該自然素材に若干の加工を施したものであることから、下記のごとき様々な優れた効果が奏される。

水溶性セルロース系高分子誘導体は、木材を形成するセルロースと同質であり更に親水性であるために、木材表面のみならず、従来不可能であった仮導管や導管への含浸が可能となり、木材の深部まで含浸することが可能である。

水溶性セルロース系高分子誘導体それ自体の物理的強度は、従来の不飽和ポリエステル樹脂等より劣るものの、木材の深部まで含浸することが可能であるので、その強度不足を補って余りあり、未処理木材に比べてその強度を1.3倍から1.5倍に増強することができ、従来の強化木材と同等またはそれ以上の強度を得ることが可能である。特に、安価な松材等に適用したときは檜と同等の強度が得られ松材の利用範囲を大いに拡大できる。

このように本発明の強化木材は、不飽和ポリエステル樹脂等をもって強化した従来の強化木材と同等の強度を有するので、柱、梁等の各種構造材としての使用に適するばかりか、反り、曲がり、ひび割れ、木やせ(乾燥収縮)が防止され、脆性が低減され、機械的強度が向上されるので、板材としての利用価値も格段に向上する。

水溶性セルロース系高分子誘導体は、木材との馴染み及び結合性が高く、しかも水溶性であるため、木材本来のメリットである水呼吸性(高湿度時には木材が外界から水分を吸収し、乾燥時には逆に木材中の水分を外気中に放出する)を損なうこともなく、天然木材本来の効果を発揮し得る。

また、水溶性セルロース系高分子誘導体は水溶性であるために、有機溶媒や未反応の化学物質による健康への悪影響や毒性がない。

さらに、火災の場合にも有毒ガスの発生がなく、健康や環境面でも極めて安全である。
Since the water-soluble cellulose polymer derivative used as the impregnation resin in the present invention is a natural material or a material obtained by subjecting the natural material to some processing, various excellent effects as described below are exhibited.

The water-soluble cellulose polymer derivative is the same as the cellulose that forms wood and is more hydrophilic, so it can be impregnated not only on the wood surface but also on temporary conduits and conduits that were previously impossible. It is possible to impregnate to the deep part.

Although the physical strength of the water-soluble cellulose polymer derivative itself is inferior to that of the conventional unsaturated polyester resin, etc., it can be impregnated to the deep part of the wood. Compared with wood, the strength can be increased from 1.3 times to 1.5 times, and it is possible to obtain strength equal to or higher than that of conventional reinforced wood. In particular, when applied to inexpensive pine, etc., the strength equivalent to that of cocoons can be obtained, and the range of use of pine can be greatly expanded.

Thus, the reinforced wood of the present invention has the same strength as conventional reinforced wood reinforced with unsaturated polyester resin, etc., so that it is not only suitable for use as various structural materials such as columns and beams, but also warps, bends, Cracking, wood thinning (dry shrinkage) is prevented, brittleness is reduced, and mechanical strength is improved, so that the utility value as a plate material is significantly improved.

Water-soluble cellulosic polymer derivatives have high familiarity and binding properties with wood, and are water-soluble. Therefore, they are water-respirable, which is the original merit of wood (wood absorbs moisture from the outside at high humidity, and when dry, Conversely, the natural effects of natural wood can be exerted without damaging the water in the wood).

In addition, since the water-soluble cellulose polymer derivative is water-soluble, there is no adverse health effect or toxicity due to organic solvents or unreacted chemical substances.

Furthermore, in the case of a fire, no toxic gas is generated and it is extremely safe in terms of health and environment.

本発明は、上記のとおりメチルセルロース(MC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ヒドロキシエチルメチルセルロース(HEMC)等の水溶性セルロース系高分子誘導体を木材の仮導管又は導管に含浸し乾燥固化させてなる強化木材である。 As described above, the present invention is a reinforcing material obtained by impregnating a temporary conduit or conduit of wood with a water-soluble cellulose polymer derivative such as methylcellulose (MC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), or hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) and drying and solidifying it. It is wood.

樹脂を含浸するための「木材」は、特に限定されるものではないが、家屋等の建造物や家具等に用いられる木材を意味し、杉材や松材等の針葉樹木材であっても、栂材、楓材、樺材、ブナ材等の広葉樹木材であってもよい。具体的には杉材や松材が好適であるが、これに限られるものではなく栂材、楓材、樺材、ブナ材等にも好適に適用できる。杉材等の針葉樹の場合は仮導管に、また栂材等の広葉樹の場合は導管に水溶性セルロース系高分子誘導体を含浸させる。ここで、「仮導管」とは、針葉樹における水吸上げのための細管であり、「導管栂とは、広葉樹における水吸上げのための細管である。
木材の形状としては乾燥させた木材であれば特に制限はないが、好ましくは、樹皮を剥いで乾燥させた丸太、角材、板材、特に好ましくは丸太、角材であるが、ビーム、パネル、ベニヤ、フレーム、集成材等であってもよい。
`` Wood '' for impregnating resin is not particularly limited, but means wood used for buildings and furniture such as houses, even conifer wood such as cedar and pine, Hardwood wood such as firewood, firewood, firewood and beech wood may be used. Specifically, cedar and pine are suitable, but the present invention is not limited to this, and can also be suitably applied to firewood, firewood, firewood, and beech wood. In the case of conifers such as cedar, a temporary conduit is impregnated, and in the case of hardwoods such as timber, the conduit is impregnated with a water-soluble cellulose polymer derivative. Here, the “temporary conduit” is a thin tube for sucking up water in a conifer, and the “conduit fence” is a thin tube for sucking up water in a hardwood.
The shape of the wood is not particularly limited as long as it is a dried wood, but is preferably a log, a square, a plate made by peeling off the bark, particularly preferably a log, a square, but a beam, a panel, a veneer, It may be a frame, laminated wood or the like.

「水溶性セルロース系高分子誘導体」とは、植物の細胞壁を形成するいわゆる「天然セルロース」の一部を化学修飾した高分子である。これら水溶性セルロース系高分子誘導体は、水中セメントの保形剤、医薬製剤の配合剤としても知られている。経時的変化もなく安定であり、安全性も確保されており、その水溶液は高い界面活性特性を有するので各種基材への含浸にも有利である。また、冷水あるいは水/アルコールに容易に溶解することができ、膜形成能も非常に優れている。
上記「水溶性セルロース系高分子誘導体」
としては、特に制限はないが、例えば、メチルセルロース (MC)、ヒドロキシプロピルセルロース (HPC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース (HPMC)、ヒドロキシエチルメチルセルロース(HEMC)、カルボキシメチルセルロース
ナトリウム(CMC−Na)、ヒドロキシエチルセルロース 等のセルロース 誘導体;木粉などの製材工程で発生する残材や稲ワラ、モミガラなどの農産廃棄物から得られるリグノセルロース(植物繊維素)物質;ポリビニルピロリドンやポリビニルアルコール等の合成高分子;プルラン、デキストリン等のデンプン誘導体を挙げることができる。
このうち、メチルセルロースは代表的な水溶性セルロースであって粘性のほかにも優れた保護コロイド特性、熱ゲル化特性、潤滑特性、保水特性を有する。
また、HPMCは、セメントモルタル配合剤として、また化粧品、薬品、健康食品においてもその特性を利用して多用されている。食品にも用いられることから、その安全性は極めて高いものである。
中でも、メチルセルロース(MC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)
、ヒドロキシエチルメチルセルロース(HEMC)ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)
、カルボキシメチルセルロース ナトリウム(CMC−Na)が好ましい。
特に好ましくは、メチルセルロース(MC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ヒドロキシエチルメチルセルロース(HEMC)を挙げることができる。具体的には、信越化学工業株式会社の「メトロ−ズ(登録商標)」シリーズから、MCとしては「SMタイプ」から、HPMCとしいては「SHタイプ」から、またHEMCとしては「SEタイプ」からそれぞれ適宜グレードのものを入手できる。
これらは、いずれも天然セルロース(天然パルプ)を化学的に処理して、水酸基の一部をそれぞれメトキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ヒドロキシエトキ基で置換して得られる非イオン性の水溶性セルロースエーテルである。
このような水溶性セルロース系高分子誘導体
は1種類で用いてもよく、必要に応じて2種類以上を混合して用いてもよい。
The “water-soluble cellulose polymer derivative” is a polymer obtained by chemically modifying a part of so-called “natural cellulose” that forms a plant cell wall. These water-soluble cellulose polymer derivatives are also known as a shape retention agent for cement in water and a compounding agent for pharmaceutical preparations. It is stable without change over time, secures safety, and its aqueous solution has high surface activity, and is advantageous for impregnation into various substrates. Further, it can be easily dissolved in cold water or water / alcohol, and the film-forming ability is very excellent.
"Water-soluble cellulose polymer derivative"
For example, methyl cellulose (MC), hydroxypropyl cellulose (HPC), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), hydroxyethyl methyl cellulose (HEMC), sodium carboxymethyl cellulose (CMC-Na), hydroxyethyl cellulose, etc. Cellulose derivatives; Lignocellulose (plant fibrin) materials obtained from agricultural waste such as rice straw, rice straw, and other residues generated in the lumbering process such as wood flour; Synthetic polymers such as polyvinylpyrrolidone and polyvinyl alcohol; pullulan, dextrin And starch derivatives such as
Among these, methylcellulose is a typical water-soluble cellulose and has excellent protective colloid properties, thermal gelation properties, lubrication properties, and water retention properties in addition to viscosity.
In addition, HPMC is frequently used as a cement mortar compounding agent and in cosmetics, medicines, and health foods by utilizing its characteristics. Since it is also used for food, its safety is extremely high.
Among them, methyl cellulose (MC), hydroxypropyl cellulose (HPC)
, Hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC)
Sodium carboxymethyl cellulose (CMC-Na) is preferred.
Particularly preferred are methyl cellulose (MC), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), and hydroxyethyl methyl cellulose (HEMC). Specifically, from the “Metrozu (registered trademark)” series of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., “SM type” for MC, “SH type” for HPMC, and “SE type” for HEMC. Can be obtained from each grade.
These are nonionic water-soluble cellulose ethers obtained by chemically treating natural cellulose (natural pulp) and substituting some of the hydroxyl groups with methoxy groups, hydroxypropoxy groups, and hydroxyethoxy groups, respectively. is there.
Such water-soluble cellulose polymer derivatives may be used alone or in combination of two or more as required.

また、必要により、これら水溶性セルロース系高分子誘導体に難燃剤、着色剤、酸化防止剤、抗微生物剤、殺虫剤、忌避剤、紫外線保護剤等を添加してもよい。しかし、本発明本来の目的を達成するためには、これら配合剤は最低限の配合量とすることが好ましい。
難燃剤としては、例えば、燐酸アンモニウム、硼酸亜鉛、有機燐酸エステル、有機ハロゲン化合物等を挙げることができる。
着色剤としては、特に制限はなく、各種の染料、含量、塗料、ラッカー等を使用できる。
また、必要であれば、殺菌剤、殺かび剤等の抗微生物剤、殺虫剤、げっ歯類等の哺乳動物用忌避剤を配合してもよい。また、太陽光に暴露される場所での使用が考えられる場合には、紫外線保護剤を配合してもよい。
Moreover, you may add a flame retardant, a coloring agent, antioxidant, an antimicrobial agent, an insecticide, a repellent, an ultraviolet protective agent, etc. to these water-soluble cellulose polymer derivatives as needed. However, in order to achieve the original object of the present invention, it is preferable that these compounding agents have a minimum compounding amount.
Examples of the flame retardant include ammonium phosphate, zinc borate, organic phosphate ester, and organic halogen compound.
The colorant is not particularly limited, and various dyes, contents, paints, lacquers and the like can be used.
If necessary, antimicrobial agents such as bactericides and fungicides, insecticides, and repellents for mammals such as rodents may be blended. Moreover, when the use in the place exposed to sunlight is considered, you may mix | blend a ultraviolet-ray protective agent.

本発明の強化木材の製造方法は以下のとおりである。
木材への高分子誘導体の含浸は、真空と加圧を組み合わせた真空加圧含浸法によって行なう。木材は、水分があると高分子誘導体の含浸を妨げるので、予め乾燥して含水率を30%以下、好ましくは20%以下にしておく。また、乾燥させた木材中には空気が入り込んでおり、これが高分子誘導体溶液の含浸を妨げるため、含浸に先立って前真空工程を施して木材中の空気を除いておく必要がある。
真空加圧含浸法のための装置としては、例えば、株式会社ヤスジマの「SBK型真空加圧含浸装置」を使用することができる。
高分子誘導体の含浸量は、希釈液で250L/mである。また、希釈倍率は高分子誘導体の種類にしたがって適宜希釈すればよい。
含浸のための加圧方法は「液加圧法」であっても、「エアー加圧法」であってもよい。
「液加圧法」は、下記工程からなる。
1.含水率(含水率=(木材重量−完全乾燥重量)/完全乾燥重量)が15%ないし20%になるように乾燥させた5本乃至20本の木材を台車に載せ、缶(真空・加圧タンク)内に搬入する。
2.扉を閉めて缶内を密封する。
3.「前真空」;木材に樹脂が含浸しやすいように木材中の空気を除くために缶内を真空にする。
4.「液入れ」缶の上部の含浸液貯蔵タンクから落差によって含浸液を加圧タンクに注入する。
5.「加圧」;含浸液でタンクが満たされたら加圧ポンプで加圧する(設定時間は注入量に到達するまで)。液加圧は通常10Kg/cm、注入量は250Kg/mである。
6.液圧リーク;液圧を大気圧に戻す。
7.液戻し;ヘッドタンクに含浸液をポンプで戻す。
8.後真空;含浸後の余分な含浸液を除去または木材からの液ダレを防止するために真空にする。
9.リーク;大気圧に戻す
10.残液回収;後真空で出た余剰の含浸液を回収する。
「エアー加圧法」
上記「液加圧法」の5の加圧工程において、加圧ポンプの変わりにエアーコンプレッサーを使用して加圧するものである。
上記のようにして木材への高分子誘導体の含浸が終了した後、適宜方法によってこれを乾燥する。
含浸木材の乾燥方法は、湿式法、乾式法のいずれであってもよい。
湿式法は、乾燥木材に含浸した後、ぬれた状態で製品を取り出し、その後乾燥させるものである。
乾式法は、乾燥木材を含浸し、乾燥した状態で製品を取り出す方法である。
また、乾燥は、自然に乾燥させてもよいし、強制的に乾燥させてもよい。
The manufacturing method of the reinforced wood of this invention is as follows.
The impregnation of the polymer derivative into wood is performed by a vacuum pressure impregnation method combining vacuum and pressure. When wood has moisture, it impedes the impregnation of the polymer derivative. Therefore, the wood is dried in advance to have a moisture content of 30% or less, preferably 20% or less. Moreover, since air has entered the dried wood, which prevents impregnation of the polymer derivative solution, it is necessary to perform a pre-vacuum process prior to the impregnation to remove the air in the wood.
As an apparatus for the vacuum pressure impregnation method, for example, “SBK type vacuum pressure impregnation apparatus” manufactured by Yasima Co., Ltd. can be used.
The impregnation amount of the polymer derivative is 250 L / m 3 in the diluent. The dilution rate may be appropriately diluted according to the type of polymer derivative.
The pressurizing method for impregnation may be a “liquid pressurizing method” or an “air pressurizing method”.
The “liquid pressurization method” includes the following steps.
1. 5 to 20 woods dried to a moisture content of 15% to 20% (water content = (wood weight−completely dry weight) / completely dry weight) are placed on a cart and cans (vacuum / pressurized) Into the tank).
2. Close the door and seal the inside of the can.
3. “Pre-vacuum”: The inside of the can is evacuated to remove the air in the wood so that the resin is easily impregnated into the wood.
4). The impregnating liquid is poured into the pressurized tank by a drop from the impregnating liquid storage tank at the top of the “liquid container” can.
5. “Pressurization”: When the tank is filled with the impregnating liquid, pressurization is performed with a pressure pump (the set time is until the injection amount is reached). The liquid pressurization is usually 10 kg / cm 2 and the injection amount is 250 kg / m 3 .
6). Fluid pressure leak: Return fluid pressure to atmospheric pressure.
7). Liquid return; The impregnating liquid is pumped back to the head tank.
8). Post-vacuum: A vacuum is applied to remove excess impregnating liquid after impregnation or prevent dripping from the wood.
9. Leak; return to atmospheric pressure10. Recovery of residual liquid; recover excess surplus impregnating liquid that was discharged in a vacuum afterwards.
"Air pressurization method"
In the pressurizing step 5 of the “liquid pressurizing method”, pressurization is performed using an air compressor instead of the pressurizing pump.
After the impregnation of the polymer derivative into the wood is completed as described above, it is dried by an appropriate method.
The drying method of the impregnated wood may be either a wet method or a dry method.
In the wet method, after impregnating dry wood, the product is taken out in a wet state and then dried.
The dry method is a method of impregnating dry wood and taking out the product in a dry state.
Moreover, drying may be naturally dried or forcedly dried.

含水率15%ないし20%になるまで乾燥させた10本の松材(樹皮を剥いだ丸太)を台車に乗せ、缶容器(加圧タンク)内に搬入して扉を閉めて密封した後、缶容器内を減圧して真空とする。次に、天然セルロース系樹脂水溶液(メチルセルロース)を充填した含浸液貯蔵タンクから落差によって該含浸液を缶容器(加圧タンク)に一杯になるように注入充填する。樹脂水溶液の含浸は減圧加圧法による。即ち、松材を樹脂水溶液中に浸漬したまま、0.3−0.8気圧で15分、その後0.8―0.95気圧で30分減圧処理した後、3.0−7.0気圧で45分加圧処理を行う。含浸注入量が約250Kg/mとなっているのを確認した後、残余の樹脂溶液を含浸液貯蔵タンクに戻し、台車を缶容器(加圧タンク)に配置したまま、強制乾燥させる。
試験的に松材にメチルセルロースを含浸させたところ、得られた松材は仮導管までメチルセルロースが十分に含浸されており、そのヤング率は1.4倍に増強しており、しかも、色調を始めとした天然木材の特質を維持していた。
After 10 pine materials (logs with bark peeled) dried to a moisture content of 15% to 20% were placed on a carriage, carried into a can (pressurized tank), closed and sealed, The inside of the can container is evacuated to a vacuum. Next, the impregnating liquid is poured and filled into a can container (pressurized tank) by a drop from an impregnating liquid storage tank filled with a natural cellulose resin aqueous solution (methyl cellulose). The impregnation with the aqueous resin solution is performed under a reduced pressure. That is, with pine wood immersed in an aqueous resin solution, the pressure was reduced at 0.3-0.8 atm for 15 minutes, then 0.8-0.95 atm for 30 minutes, and then 3.0-7.0 atm. And pressurizing for 45 minutes. After confirming that the impregnation injection amount is about 250 kg / m 3 , the remaining resin solution is returned to the impregnation liquid storage tank, and forcedly dried while the carriage is placed in the can container (pressurized tank).
When pine wood was impregnated experimentally with methylcellulose, the resulting pinewood was sufficiently impregnated with methylcellulose up to the temporary conduit, and its Young's modulus was increased 1.4 times, and the color tone started. The nature of natural wood was maintained.

本発明の強化木材は、水溶性セルロース系高分子誘導体が木材の深部まで含浸されているので、不飽和ポリエステル樹脂等をもって強化した従来の強化木材と同等の強度を有するばかりでなく、木材本来のメリットである水呼吸性を有し、かつ、有機溶媒や未反応の化学物質による健康に悪影響や毒性がなく、火災の際にも有毒ガスの発生がなく、健康や環境面でも極めて安全であって、天然木材のメリットをそのまま維持している。したがって、柱、敷居、鴨居、床板、内装材等の建築資材として、あるいは木製家具資材類として有用である。特に、安価で入手し易い松材等に適用したときは檜と同等の強度が得られるのでその利用範囲を大いに拡大できる。   Since the reinforced wood of the present invention is impregnated with a water-soluble cellulose polymer derivative to the deep part of the wood, it has not only the same strength as a conventional reinforced wood reinforced with unsaturated polyester resin, but also the original wood. It has the advantage of water respiration, has no adverse effects or toxicity to health due to organic solvents or unreacted chemicals, does not generate toxic gases in the event of a fire, and is extremely safe in terms of health and the environment. The merit of natural wood is maintained as it is. Therefore, it is useful as a building material such as a pillar, a sill, a duck, a floorboard, and an interior material, or as a wooden furniture material. In particular, when it is applied to inexpensive and easily available pine, etc., the strength equivalent to that of cocoons can be obtained, so the range of use can be greatly expanded.

Claims (3)

木材の仮導管又は導管に水溶性セルロース系高分子誘導体を含浸し、乾燥固化してなる強化木材。   Reinforced wood obtained by impregnating a temporary wood conduit or a conduit with a water-soluble cellulose polymer derivative, followed by drying and solidification. 水溶性セルロース系高分子誘導体が、メチルセルロース(MC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ヒドロキシエチルメチルセルロース(HEMC)、又はその混合物である請求項1に記載の強化木材。 The reinforced wood according to claim 1, wherein the water-soluble cellulose polymer derivative is methyl cellulose (MC), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), hydroxyethyl methyl cellulose (HEMC), or a mixture thereof. 木材が針葉樹木材である請求項1または請求項2に記載の強化木材。   The reinforced wood according to claim 1 or 2, wherein the wood is coniferous wood.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018502742A (en) * 2014-12-23 2018-02-01 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー Treated porous material
JP2018145334A (en) * 2017-03-07 2018-09-20 花王株式会社 Etherified cellulose fiber and composition containing water
JP2018145335A (en) * 2017-03-07 2018-09-20 花王株式会社 Etherified cellulose fiber and composition containing oily component

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