JP2009510244A - 変性リグノセルロース材料の製造 - Google Patents

Abstract

本発明は、変性リグノセルロース材料の作成方法に関する。前記方法は、以下のｉ）少なくとも１つの架橋性窒素化合物およびｉｉ）架橋を触媒する少なくとも１つの物質を備える水性組成物で、リグノセルロース材料を含浸するステップａ）、および水を除去し、かつ架橋性窒素化合物を架橋するために、含浸済みリグノセルロース材料を高温において処理するステップｂ）からなる。ステップｂ）において、含浸済みリグノセルロース材料は、過熱水蒸気で処理される。本発明はまた、前記方法により得られるリグノセルロース材料にも関する。

Description

本発明は、リグノセルロース材料が、少なくとも１つの架橋性窒素化合物、および架橋結合で触媒する少なくとも１つの物質からなる水性組成物でまず含浸され、含浸済みリグノセルロース材料が、その後、水を除去し、かつ架橋性窒素化合物を架橋するために、高温で処理を受ける、変性リグノセルロース材料の製造方法に関する。本発明は、さらにこの方法によって得ることができるリグノセルロース材料にさらに関する。

リグノセルロース材料、特に木材であるが、竹、天然繊維などの他のリグノセルロース材料も、多くの用途の建築材料および建設材料などに関する。１つの欠点は、これらの材料の天然の耐久性が、水分の影響および周囲大気における水分含有量の変化の両方によって悪影響を受けることである。この理由は、水と接触している、または湿り大気にあるリグノセルロース材料が、水を吸収し、乾燥大気において水を再び放出する特性である。これおよびこれに関連する材料の寸法安定性の欠如を伴う膨潤または収縮は、多くの用途について望ましくないだけでなく、極端な場合、亀裂によって材料を破壊することになることがある。さらに、湿り状態におけるこれらの材料は、木材分解微生物または木材変色微生物によって攻撃され、これにより、多くの場合、これらの材料を殺菌剤または殺生物剤で仕上げることが必要になる。コスト面とは別に、そのような仕上げは、生態学的な配慮からも欠点である。

耐久性および寸法安定性を向上させるために、木材および同等のリグノセルロース・ベース材料は、たとえばワックスを備える含浸剤で処理することによって、しばしば疎水化される。これにより、水が材料の孔を貫通することがより難しくなり、これらの材料の寸法安定性は向上し、真菌または細菌による感染の危険性が低減される。

パーティクルボードおよびファイバボードなどの木材および木材材料の寸法安定性、ならびに無水酢酸などの無水物を使用して木材粒子をアセチル化することによる木材破壊有機物に対する耐性を向上させるために、提案が行われてきた（ＥＰ−Ａ２１３２５２およびそこでの引用文献、ならびにまたＲｏｗｅｌｌ ｅｔ ａｌ．，Ｗｏｏｄ ａｎｄ Ｆｉｂｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２１（１），６７−７９参照）。処理のコストが高く、およびそのように処理された材料の固有の臭いが不快であることが、これらの対策が商業的に成功しなかった欠点である。

Ｗｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、１９９３年、３４７〜３５５ページに見られる刊行物"Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｉｍｂｅｒ ｗｉｔｈ ｗａｔｅｒ ｓｏｌｕｂｌｅ ｄｉｍｅｔｈｙｌｏｌ ｒｅｓｉｎｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ"から、木材の収縮および膨潤の特性、ならびに真菌および昆虫に対する耐性を向上させるために、ジメチロールジヒドロキシエチレン−ウレア（ＤＭＤＨＥＵまたは１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン）の水溶液および触媒からなる含浸剤でこれを処理することが知られている。高温において、ＤＭＤＨＥＵは、それ自体および木材と反応する。このようにして、２０ｍｍ×２０ｍｍ×１０ｍｍの寸法を有する木製物品を調査した。記述される方法は、木製物品の寸法が小さいときのみ適用することができるが、その理由は、これらは、寸法がより大きいと、亀裂し易いためである。

ＷＯ２００４／０３３１７０は、木材の表面の硬さを向上させる方法を開示し、この場合、未処理の木製物品は、Ｃ_1-5−アルコール、ポリオールで変性された１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシ−イミダゾリジン−２−オン、適切であれば、１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン、１，３−ジメチル−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン、ジメチロールウレア、ビス（メトキシメチル）ウレア、テトラメチロールアセチレンジウレア、１，３−ビス（ヒドロキシメチル）イミダゾリジン−２−オン、またはメチロール−メチルウレアの基由来の架橋性窒素化合物を追加の含浸剤として備える水溶液、およびこれらの化合物の架橋をもたらす触媒で含浸され、含浸済み木製物品は、その後、湿気条状態を維持しながら、高温において硬化される。

同様の方法がＷＯ２００４／０３３１７０から既知であり、この場合、含浸溶液は、アルカノールまたはポリオールで変性された１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシ−イミダゾジノン、１，３−ビス（メトキシメチル）ウレア、１−ヒドロキシメチル−３−メチルウレア、１，３−ビス（ヒドロキシメチル）イミダゾリジン−２−オン、１，３−ジメチル―４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン、またはテトラ（ヒドロキシメチル）アセチレンジウレアを備える。

ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００４０２０（先行のドイツ特許出願ＤＥ１０２００５０２０３８７．６）は、変性木材、または変性木材材料、あるいは変性リグノセルロース材料で作成された他の材料で作成された成形物の表面処理を開示し、この場合、変性木材材料またはリグノセルロース材料で作成された変性材料は、ＷＯ２００４／０３３１７０およびＷＯ２００４／０３３１７１と同様に、架橋性窒素化合物で以前に含浸され、かつ架橋されている。

ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００４０１９（先行のドイツ特許出願ＤＥ１０２００５０２０３８６．８）は、少なくとも１つの架橋性窒素化合物の他に、少なくとも１つの硬化物質を溶解形態または分散形態で備える架橋性窒素化合物に基づく反応組成物で含浸され、かつ架橋された変性木材材料を開示している。

ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００４０１６およびＰＣＴ／ＥＰ２００６／００４０１４（先行のドイツ特許出願ＤＥ１０２００５０２０３９０．６およびＤＥ１０２００５０２０３８９．２）は、少なくとも１つの架橋性窒素化合物の他に、分散疎水性成分を備える反応組成物で含浸され、かつ架橋された変性木材材料を開示している。

ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００１９７９（先行のドイツ特許出願ＤＥ１０２００５０１００４２．２）は、微細に分割された木材材料が、架橋性窒素化合物に基づく反応組成物で含浸され、架橋が同時に行われた成形方法を受ける、微細分割木材材料で作成された変性木材材料を開示している。架橋は、成形方法の前に実施することもできる。

ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００１９８０（先行のドイツ特許出願ＤＥ１０２００５０１００４１．４）は、基板に平面式に接着的に結合された少なくとも１つの薄いベニヤ層、または追加のベニヤ層を示す変性木材材料を開示し、この場合、薄いベニヤ層は、架橋性窒素化合物に基づく反応組成物で含浸され、接着剤で処理され、かつ接着剤でベニヤに結合される。

ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００４０１５（先行のドイツ特許出願ＤＥ１０２００５０２０３８８．４）は、
ａ）化学式ＣＨ₂ＯＨの少なくとも２つのＮ結合基および／または２つの窒素原子を架橋する１，２−ビスヒドロキシエタン−１，２−ジイル基を有する少なくとも１つの低分子量化合物Ｖ、
ｂ）少なくとも３の炭素原子、特に３から１０の炭素原子を有する少なくとも１つの２価または多価の脂肪族基または脂環式基を有する分子あたり、平均して少なくとも２つのＯＨ基、特に２から６のＯＨ基を有する少なくとも１つのオリゴ−またはポリアルキレンエーテルポリオールＰ、ならびに／あるいは、
ｃ）ポリアルキレンエーテルポリオールを有する低分子量化合物Ｖの反応生成物を備える反応組成物で含浸され、かつ架橋された変性木材材料を開示している。

上述の変性方法は、いくつかの場合、特にかなり高装填レベルの窒素化合物では、薬剤で処理されたリグノセルロース材料において達成される変性剤の固定に関して十分ではない。したがって、変性剤の固定されていない成分が、水と接触して徐々に漏れ出る可能性があり、その結果、含浸によって達成される材料特性の有利な改善が、再び一部失われる。材料の後処理が、早々と必要とされる可能性がある。さらに、変性剤が漏れ出るのは、環境保護の観点から望ましくない。

さらに、ホルムアルデヒドの放出は、特にかなり高装填レベルの架橋性窒素化合物では、必ずしも十分ではない。

したがって、本発明の目的は、リグノセルロース材料、特に木材、とりわけサイズの大きな木製物品を変性する方法を利用可能にし、これにより、本明細書において記述される先端技術の欠点を克服することである。

驚くべきことに、この目的は、リグノセルロース材料を架橋性窒素化合物の水性溶液で含浸し、その後、過熱水蒸気で処理することによって達成される。

したがって、本発明の第１主題は、
ａ）ｉ）少なくとも１つの架橋性窒素化合物およびｉｉ）架橋を触媒する少なくとも１つの物質を備える水性組成物で、リグノセルロース材料を含浸することと、
ｂ）水を除去し、かつ架橋性窒素化合物を架橋するために、含浸済みリグノセルロース材料を高温において処理することとを備え、
方法工程ｂ）が、含浸済みリグノセルロース材料を過熱水蒸気で処理することを備える、変性リグノセルロース材料を製造する方法である。

本発明による方法によって含浸されたリグノセルロース材料は、変性剤の非常に良好な固定を特徴とする。本発明により得ることができるリグノセルロース材料は、一般に、７３％を超える、好ましくは少なくとも７８％、特に少なくとも８０％、特に好ましくは８３％を超える、特に非常に好ましくは８５％を超える固定度を示し、従来の変性材料と比較して、生物学的耐久性の向上を示す。したがって、本発明のさらなる主題は、本発明による方法によって得ることができるリグノセルロース材料である。

「固定度」という用語は、もはや水で抽出することができない変性リグノセルロース材料に存在する窒素化合物のパーセンテージを意味すると理解される。抽出可能な割合は、温水で抽出する前および抽出した後の変性リグノセルロース材料の窒素含有量により決定される。これについて、変性リグノセルロース材料は、粉末を与えるように粉砕され、絶対乾燥され（「絶対」は、０％の水分量を意味すると理解される）、リグノセルロース材料の窒素含有量は、元素分析によって決定される。その後、粉末の試験試料は、８０℃において１６時間水で抽出され、ろ過され、再び絶対乾燥され、そのようにして得られた試験試料の窒素含有量は、元素分析によって決定される。変性されていないリグノセルロース材料自体は、検出可能な量の窒素を備えないので、抽出前の試験試料の窒素の値に基づく％単位の抽出可能な割合は、抽出前および抽出後の窒素含有量の差から直接得られる。代替として、かつさらにより高い精度で、固定度、したがってもはや水で抽出することができない窒素含有量は、規格ＤＩＮ ＥＮ ８４により決定することもできる。これについて、試験片は、まず、容器の脱イオン水において２０分排出される。２時間後、初めて水交換をする。さらに２４時間後、２回目の水交換を行う。全部で、各場合に２４時間ごとに水を９回交換する（週末を除く）。浸出後、試験試料を乾燥し、研削し、絶対乾燥し、そのようにして得られた試験試料の窒素含有量を元素分液によって決定する。

「リグノセルロース材料に分布した」という用語は、架橋窒素化合物がリグノセルロース材料の断面にわたってある程度一様に分布し、リグノセルロース材料の表面上においてのみ、または空洞においてのみ見られる訳ではないことを意味する。

リグノセルロース材料の架橋性窒素化合物の量は、各場合に窒素として計算し、かつリグノセルロース材料の全質量に基づいて、一般に、少なくとも０．５質量％、しばしば少なくとも１質量％、特に少なくとも１．５質量％、特に好ましくは少なくとも２．０質量％、とりわけ少なくとも２．３質量％以上である。架橋性窒素化合物の量は、各場合に窒素として計算し、かつリグノセルロース材料の全質量に基づいて、通常、１から２５質量％、しばしば１．５から２０質量％、特に１．８から１８質量％、特に好ましくは２．０から１５質量％、とりわけ２．３から１２質量％である。窒素含有量は、元素分析によって決定することができる。

木材の異なる密度のために、窒素化合物のより高い含有量は、一般に、マツ（マツ属種）、トウヒ、またはポプラなど、低密度、好ましくは少なくとも２．５質量％、特に少なくとも３質量％のタイプの木材で達成され、たとえば、２．５から２０質量％、または３から１５質量％の範囲である。ブナ、カエデ、またはトネリコなど、より大きな密度を有するタイプの木材では、窒素として計算し、かつリグノセルロース材料の全質量に基づく窒素化合物の含有量は、好ましくは１．８から１５質量％、特に２から１２質量％の範囲である。

リグノセルロース材料の全容積に基づいて、窒素として計算した窒素化合物の含有量は、好ましくは少なくとも１１ｋｇ／ｍ³、特に少なくとも１２ｋｇ／ｍ³、とりわけ少なくとも１３ｋｇ／ｍ³であり、たとえば、１１から１２０ｋｇ／ｍ³、好ましくは１２から１００ｋｇ／ｍ³、特に１３から８０ｋｇ／ｍ³である。

架橋性窒素化合物の含有量に関するすべての詳細は、変性リグノセルロース材料の全質量を基準とし、固体木製物品などの大きなサイズのリグノセルロース材料では、リグノセルロース材料の完全な断面にわたって決定される、一般に少なくとも５つの個々の決定の平均値として理解されるべきである。

すべてのリグノセルロース材料が、材料または構造組成物あるいは形式に関係なく、原則的には、本発明による方法において使用するのに適している。これらはまた、すでに前処理されたリグノセルロース材料をも含むが、少なくとも１つの架橋性窒素化合物、および架橋を触媒する少なくとも１つの物質を備える水性組成物に含浸させることができ、かつ、含浸済みリグノセルロース材料が、その後架橋を受けることができることを条件とする。好適なリグノセルロース材料は、たとえば、木材、特に固体木材であるが、ベニヤ、ならびに、削りくず、繊維、またはストランドなど、木材ベース材料およびベニヤランバーを製造するための微細分割リグノセルロース材料でもある。

微細分割リグノセルロース材料は、繊維、削りくず、ストランド、チップ、剥きくずなどを含む。「ベニヤ」という用語は、≦５ｍｍ、特に≦１ｍｍの厚さを有する平坦で薄い木材材料を意味すると理解される。具体的には、１ｍｍを超える、特に５＞ｍｍ、とりわけ≧１０ｍｍの最小サイズを有する大きなサイズ部分、および固体木材で作成された特に大きなサイズ部分が、工程ａ）において含浸される。

すべての木材タイプが、原則的には変性木材材料の製造に適しており、乾燥質量の少なくとも３０％、特に少なくとも５０％の水を吸収することができるものが好ましく、ＤＩＮ ＥＮ ３５０−２により含浸性カテゴリ１および２に分類されるものが特に好ましい。これらは、たとえば、マツ（マツ属種）、トウヒ、ベイマツ、カラマツ、カサマツ、モミ、ベイモミ、ヒラヤマスギおよびヨ−ロッパハイマツなどの針葉樹の木材、ならびにたとえばカエデ、サトウカエデ、アカシア、アフリカスオウ、カバ、セイヨウナシ、ブナ、オーク、ハンノキ、アスペン、トネリコ、ナナカマド、ハシバミ、クマシデ、サクランボ、クリ、ライム、アメリカンウォールナット、ポプラ、オリーブ、ハリエンジュ、ニレ、クルミ、ゴム、ゼブラノ、ヤナギ、トルコカシなどの落葉樹の木材がある。安価な木材でも、含浸の結果として、極めて低い膨潤／収縮作用、高い強度、および良好な耐風化性など、含浸されない場合に熱帯林の木材によってのみ示される特性を付与されるので、本発明の特定の実施形態は、ブナ、トウヒ、マツ、カバ、ポプラ、トネリコ、およびカエデから選択される木材成分を有する変性木材または木材材料を使用する。

本発明による方法はまた、木材以外のリグノセルロース材料、たとえばタケ、バガス、木綿の茎、ジュート、サイザル麻、ワラ、アマ、ココナツ繊維、バナナ繊維、アシ、たとえば、中国ススキ、ラミー、アサ、マニラアサ、アフリカハネガヤ（アルファグラス）、モミ穀から、およびコルクなどの天然繊維材料の含浸にも適している。

本発明による方法の工程ａ）において使用される好適な架橋性窒素化合物は、
α）Ｒが、Ｃ₁−Ｃ₄−アルキル、または特に水素、適切であれば２つの窒素原子を架橋する１，２−ビスヒドロキシエタン−１，２−ジイル基である、化学式ＣＨ₂ＯＲ少なくとも１つ、特に少なくとも２つのＮ結合基を有する低分子量化合物Ｖ、
β）化合物Ｖの予備縮合物、および、
γ）化合物Ｖと、Ｃ₁−Ｃ₆−アルカノール、Ｃ₂−Ｃ₆−ポリオール、およびオリゴアルキレングリコールから選択される少なくとも１つのアルコールとの反応生成物または混合物である。

工程ａ）においてリグノセルロース材料を含浸するために使用されるグループα）、β）、およびγ）の架橋性窒素化合物、すなわち化合物Ｖ、その予備縮合物およびその反応生成物は、一般に完全溶解形態で使用される水性組成物に存在する低分子量化合物または低分子量のオリゴマーであることが好ましい。架橋性化合物の分子量は、通常、４００ダルトン未満である。架橋性窒素化合物は、これらの特性のために、木材の細胞壁の中に浸透することができ、硬化する際、細胞壁の機械的安定性を向上させ、かつ水によって生じる膨潤を低減することができると想定される。

架橋性窒素化合物の例は、非限定的に、
・ １，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン（ＤＭＤＨＥＵ）、
・ Ｃ₁−Ｃ₆−アルカノール、Ｃ₂−Ｃ₆−ポリオール、またはオリゴアルキレングリコールで変性された１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン（変性ＤＭＤＨＥＵまたはｍＤＭＤＨＥＵ）、
・ １，３−ビス（ヒドロキシメチル）ウレア、
・ １，３−ビス（メトキシメチル）ウレア、
・ １−ヒドロキシメチル−３−メチルウレア、
・ １−ヒドロキシメチル−３−メチル−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン、
・ １−ヒドロキシメチル−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン、
・ １，３−ビス（ヒドロキシメチル）イミダゾリジン−２−オン（ジメチロールエチレンウレア）、
・ １，３−ビス（ヒドロキシメチル）−１，３−ヘキサヒドロピリミジン−２−オン（ジメチロールプロピレンウレア）、
・ １，３−ビス（メトキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン（ＤＭｅＤＨＥＵ）、
・ テトラ（ヒドロキシメチル）アセチレンジウレア、
・ ３回メチロール化されたメラミン（＝２，４，６−トリス（Ｎ−ヒドロキシ−メチルアミノ）−１，３，５−トリアジン）など、少なくとも２、たとえば２、３、４、５、または６のＮ−ヒドロキシ−メチル基を有するポリ（ヒドロキシメチル）メラミンなどの低分子量メラミン−ホルムアルデヒド樹脂（ＭＦ樹脂）、および、
・ Ｃ₁−Ｃ₆−アルカノール、Ｃ₂−Ｃ₆−ポリオール、またはオリゴアルキレングリコール（変性ＭＦ樹脂）で変性された少なくとも２、たとえば２、３、４、５、または６のＮ−ヒドロキシ−メチル基を有するポリ（ヒドロキシメチル）メラミンなどの低分子量メラミン−ホルムアルデヒド樹脂（ＭＦ樹脂）、
ならびにその混合物である。

架橋性窒素化合物の中で、特に化合物Ｖ（グループα）およびその予備縮合物（グループβ）が好ましい。これらの中で、グループα）の化合物、とりわけＲ＝Ｈを有するものが、特に好ましい。

化合物Ｖの中で、ＲがＣ₁−Ｃ₄−アルキル、または特に水素、適切であれば、２つの窒素原子を架橋する１，２−ビスヒドロキシ−エタン−１，２−ジイル基である、化学式ＣＨ₂ＯＲの少なくとも２つのＮ−結合基を有する低分子量化合物Ｖ^xが特に好ましい。

化合物Ｖの中で、Ｒが上述の意味を有し、特に水素である、尿素単位の各窒素原子上で化学式ＣＨ₂ＯＲの基を有する尿素および尿素誘導体（以下では化合物Ｖ^x1でもある）が好ましい。

３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン、１，３−ビス（ヒドロキシメチル）ウレア、１，３−ビス（ヒドロキシメチル）イミダゾリジン−２−オン、またはテトラ（ヒドロキシ−メチル）アセチレンジウレア、とりわけ１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシ−イミダゾリジン−２−オン（ＤＭＤＨＥＵ）が、特に好ましい。

さらに、架橋性窒素化合物の中で、Ｒが上述の意味を有し、特に水素またはメチルである、平均して少なくとも２つのアミノ基の上、好ましくはメラミンの各アミノ基の上で化学式ＣＨ₂ＯＲの少なくとも１つの基を有するメラミン化合物が好ましい。Ｒが、同一または異なるとすることができ、かつ水素またはＣ₁−Ｃ₄−アルキル、とりわけ水素またはメチルである、化学式ＣＨ₂ＯＲの２から６、特に３から５の基を有するメラミン化合物が特に好ましい。そのような化合物は、メラミンと、メラミン（Ｒ＝Ｈ）の分子あたり２から６、特に３から５モルのホルムアルデヒド、適切であれば、メラミンのモルあたり２から６、特に３から５モルのＣ₁−Ｃ₄−アルカノール（Ｒ＝Ｃ₁−Ｃ₄−アルキル）、特にメタノールなどのＣ₁−Ｃ₂−アルカノールとを反応させることによって得ることができる。

本発明による方法の工程ａ）において使用される好適な架橋性窒素化合物は、特にまた、
α）ＲがＣ₁−Ｃ₄−アルキル、または特に水素、適切であれば、２つの窒素原子を架橋する１，２−ビスヒドロキシエタン−１，２−ジイル基である、化学式ＣＨ₂ＯＲのＮ−結合基を有する低分子量化合物Ｖ^y、および、
γ）化合物Ｖ^yと、Ｃ₁−Ｃ₆−アルカノール、Ｃ₂−Ｃ₆−ポリオール、およびオリゴアルキレングリコールから選択される少なくとも１つのアルコールとの反応生成物または混合物でもある。

好ましい化合物Ｖ^yは、Ｒが上述の意味を有し、特に水素である、尿素単位の窒素原子の上で化学式ＣＨ₂ＯＲの基を有する尿素および尿素誘導体である（以下では化合物Ｖ^y1でもある）。好ましい化合物Ｖ^yの例は、特に、１−ヒドロキシメチル−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン、１−ヒドロキシメチルウレア、１−（ヒドロキシメチル）イミダゾリジン−２−オン、および１−ヒドロキシメチル−３−メチル−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン、とりわけ１−ヒドロキシメチル−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オンである。化合物Ｖ^yはまた、化合物Ｖ^x、その予備縮合物β、およびその反応生成物γとの混合物として使用することもできる。

グループα）、β）、および／またはγ）の化合物と互いとの混合物も、架橋性窒素化合物として有用である。これらには、特に、尿素単位の一方または両方の窒素原子上で化学式ＣＨ₂ＯＲを有する上述の尿素誘導体Ｖ^x1および／またはＶ^y1と、平均して少なくとも２つのアミノ基の上、好ましくはメラミンの各アミノ基の上で化学式ＣＨ₂ＯＲの少なくとも１つの基を有するメラミン化合物との混合物がある。これらはまた特に、尿素誘導体Ｖ^x1と、化合物Ｖ^y、特に尿素単位の２つの窒素原子の一方の上で化学式ＣＨ₂ＯＲの基を有する尿素誘導体Ｖ^y1との混合物がある。これらの混合物では、化合物Ｖ^x1もしくはＶ^x1の予備縮合物またはＶ^x1の反応生成物Ｖ^x1と化合物Ｖ^yとの質量比は、一般に、質量比が９：１から１：９、特に４：１から１：４、とりわけ１：２から２：１の範囲になるように選択される。

グループα）、β）、および／またはγ）、特に基Ｖ、とりわけ基Ｖ^xおよびＶ^yから選択される少なくとも１つの化合物と、本質的には架橋性ではない少なくとも１つの窒素化合物との混合物も、架橋性窒素化合物としても好適である。これらには、少なくとも１つの遊離ＮＨ基を有する化合物Ｖ’、およびＣＨ₂ＯＨ基の形態では存在しない少なくとも１つのＯＨ基を有する化合物Ｖ’’がある。これらの混合物では、グループα）、β）、および／またはγ）に関する好ましさは、上述の通りである。

化合物Ｖ’では、ＮＨ基は、アミド基、特に尿素基の成分である。したがって、好ましい化合物Ｖ’は、アミド、特に、適切であれば２つの窒素原子の一方の上でＲが上述の意味を有する、化学式ＣＨ₂ＯＲの基またはＣ₁−Ｃ₄−アルキル遊離基を有することができる尿素誘導体である。

好ましい化合物Ｖ’の例は、尿素、Ｎ−メチルウレア、エチレンウレア（イミダゾリン−２−オン）、プロピレンウレア、４，５−ビスヒドロキシイミダゾリン−２−オン、Ｎ−メチル−４，５−ビスヒドロキシイミダゾリン−２−オン、またはＮ−メチルイミダゾリン−２−オンなどの尿素化合物、およびアセトアミド、プロピオンアミド、ブチルアミド、ピロリドン、ピペリジン−２−オン、カプロラクタムなどのアミドである。

このタイプの好ましい混合物の例は、
ａ）ａ１）Ｒが上述の意味を有し、特に水素またはメチルである、平均して少なくとも２つのアミノ基の上、好ましくはメラミンの各アミノ基の上で化学式ＣＨ₂ＯＲの少なくとも１つの基を有するメラミン化合物、ａ２）尿素誘導体Ｖ^x1、およびａ３）尿素誘導体Ｖ^y1から選択される少なくとも１つの架橋性窒素化合物と、
ｂ）尿素、Ｎ−メチルウレア、エチレンウレア、（イミダゾリン−２−オン）、プロピレンウレア、４，５−ビスヒドロキシイミダゾリン−２−オン、およびＮ−メチル−４，５−ビスヒドロキシイミダゾリン−２−オンから選択される少なくとも１つの化合物Ｖ’との混合物である。

そのような混合物を使用することにより、処理されたリグノセルロース材料のホルムアルデヒドの放出は減少する。しかし、高い固定を保証するために、これらの化合物Ｖ’をごくわずかな量で使用することが有用であることが判明している。したがって、少なくとも１つの架橋性窒素化合物（特に化合物Ｖ）と少なくとも１つの化合物Ｖ’の混合物では、化合物ＶもしくはＶの予備縮合物またはＶの反応生成物と化合物Ｖ’との質量比は、ＣＨ₂ＯＲ基と遊離ＮＨ基とのモル比が少なくとも２：１、特に少なくとも３：１、特に好ましくは少なくとも５：１、またはさらに１０：１である、すなわち、ＣＨ₂ＯＲ基が過剰に存在するように選択されることが好ましい。モル比は、好ましくは１０００：１から２：１、特に５００：１から３：１、特に好ましくは３００：１から５：１、とりわけ２００：１から１０：１の範囲である。

化合物Ｖ’’では、ＯＨ基は、ヘミアミナル基の成分であることが好ましく、その部分の窒素原子は、特に、アミド基または尿素基の成分である。したがって、好ましい化合物Ｖ’’は、アミド、特に、アミドまたは尿素基の窒素原子の少なくとも１つの上において、ＯＨ基を有するその部分の２次または３次炭素原子を有する尿素誘導体である。

好ましい化合物Ｖ’’の例は、４，５−ビスヒドロキシイミダゾリン−２−オン、Ｎ−メチル−４，５−ビスヒドロキシイミダゾリン−２−オン、１，３−ジメチル−４，５−ビスヒドロキシイミダゾリン−２−オンなどである。

このタイプの好ましい化合物の例は、
ａ）ａ１）Ｒが上述の意味を有し、特に水素またはメチルである、メラミンの平均して少なくとも２つのアミノ基の上、好ましくは各アミノ基の上で化学式ＣＨ₂ＯＲの少なくとも１つの基を有するメラミン化合物、ａ２）尿素誘導体Ｖ^x1、およびａ３）尿素誘導体Ｖ^y1から選択される少なくとも１つの架橋性窒素化合物と、
ｂ）４，５−ビスヒドロキシイミダゾリン−２−オン、およびＮ−メチル−４，５−ビスヒドロキシイミダゾリン−２−オン、および１，３−ジメチル−４，５−ビスヒドロキシ−イミダゾリン−２−オンから選択される少なくとも１つの化合物Ｖ’’との混合物である。

少なくとも１つの架橋性窒素化合物（特に化合物Ｖ）と少なくとも１つの化合物Ｖ’との混合物では、化合物ＶもしくはＶの予備縮合物またはＶの反応生成物と化合物Ｖ’’との質量比は、一般に、質量比が９：１から１：９、特に４：１から１：４、とりわけ１：２から２：１の範囲であるように選択される。少なくとも１つの化合物Ｖ’’を備える混合物を使用することにより、ホルムアルデヒドの放出値はさらに低減されるが、ごくわずかである、または全く存在しないリグノセルロース材料における窒素化合物の固定は低下する。特に、膨潤／収縮の作用は、悪影響を受けない。

さらに、架橋性窒素化合物の他に、少なくとも１つの化合物Ｖおよび１つの化合物Ｖ’’の両方を備える混合物が有利である。架橋性窒素化合物Ｖならびに化合物ＶおよびＶ’’の好ましさに関して、上述のことが同様に有効である。これらの混合物では、化合物ＶもしくはＶの予備縮合物またはＶの反応生成物と、化合物Ｖ’およびＶ’’の全量との質量比は、一般に、質量比が、９：１から１：９、特に４：１から１：４、とりわけ１：２から２：１の範囲であるように選択される。

化合物Ｖの水性組成物、その予備縮合物、およびその反応生成物は、たとえば、ＷＯ２００４１０３３１７１、ＷＯ２００４／０３３１７０、Ｋ．Ｆｉｓｈｅｒ ｅｔ ａｌ．，"Ｔｅｘｔｉｌｅ Ａｕｘｉｌｉａｒｉｅｓ−Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ Ａｇｅｎｔｓ，"Ｃｈａｐｔｅｒ７．２．２，ｉｎ Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，５ｔｈ ｅｄ．ｏｎ ＣＤ−ＲＯＭ，Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，１９９７およびそこで引用された文献、米国特許第２７３１３６４号、米国特許第２９３０７１５号、Ｈ．Ｄｉｅｍ ｅｔ ａｌ．，"Ａｍｉｎｏ−Ｒｅｓｉｎｓ"，Ｃｈａｐｔｅｒ７．２．１ ａｎｄ ７．２．２ ｉｎ Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，５ｔｈ ｅｄ． ｏｎ ＣＤ−ＲＯＭ，Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，１９９７ならびにそこで引用された文献、Ｈｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ Ｅ２０／３，ｐｐ１８１１−１８９０から本質的に既知であり、織物の仕上げについて架橋剤として従来使用されている。Ｎ−メチロール化尿素化合物Ｖと、アルコール、たとえば変性１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシ−イミダゾリジン−２−オン（ｍＤＭＤＨＥＵ）との反応生成物は、たとえば、米国特許第４３９６３９１号およびＷＯ９８／２９３９３から既知である。そうでない場合、化合物Ｖならびにその反応生成物および予備縮合物は、たとえばＢＡＳＦ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ社製の商品名Ｆｉｘａｐｒｅｔ（登録商標）ＣＰおよびＦｉｘａｐｒｅｔ（登録商標）ＥＣＯで、ならびにＢＡＳＦ社製の商品名Ｋａｕｒａｍｉｎ（登録商標）（たとえば、Ｋａｕｒａｍｉｎ ６５０ Ｐｏｗｄｅｒ）およびＬｕｗｉｐａｌ（登録商標）の商標名で市販されている。化合物Ｖ、その予備縮合物、またはその反応生成物から選択される少なくとも１つの化合物と少なくとも１つの化合物Ｖ’および／またはＶ’’の混合物は、たとえば、化合物Ｖ、Ｖの予備縮合物、またはＶの反応生成物の商用水性組成物に化合物Ｖ’またはＶ’’を組み込むことによって製造することができる。

本発明の一実施形態において、架橋性窒素化合物は、Ｃ₁−Ｃ₆−アルカノール、Ｃ₂−Ｃ₆−ポリオール、および／またはポリアルキレングリコールで変性された１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン（ｍＤＭＤＨＥＵ）から選択される。アルキレングリコールの例は、特に、以下で述べるオリゴ−およびポリ−Ｃ₂−Ｃ₄−アルキレングリコールである。ｍＤＭＤＨＥＵは、１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オンと、Ｃ₁−Ｃ₆−アルカノール、Ｃ₂−Ｃ₆−ポリオール、オリゴエチレングリコール、またはこれらのアルコールの混合物との反応生成物に関する。好適なＣ_1-6−アルカノールは、たとえば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、およびｎ−ペンタノールであり、メタノールが好ましい。好適なポリオールは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，２−および１，３−プロピレングリコール、１，２−、１，３−、および１，４−ブチレングリコール、ならびにグリセロールである。好適なポリアルキレングリコールの例は、特に、以下で述べるオリゴ−およびポリ−Ｃ₂−Ｃ₄−アルキレングリコールである。ｍＤＭＤＨＥＵを準備するために、ＤＭＤＨＥＵは、アルカノール、ポリオール、またはポリアルキレングリコールと混合される。これに関して、単価アルコール、ポリオール、またはオリゴ−またはポリアルキレングリコールが、一般にＤＭＤＨＥＵに基づいて、各場合に０．１から２．０、特に０．２から２のモル当量比で使用される。ＤＭＤＨＥＵ、ポリオール、またはポリアルキレングリコールの混合物は、一般に、好ましくは２０から７０℃の温度、および好ましくは１から２．５のｐＨ値の水において反応され、ｐＨ値は、反応後、一般に４から８に調節される。

本発明のさらなる実施形態において、工程ａ）において使用される架橋性窒素化合物は、少なくとも２回、たとえば２、３、４、５、または６回、特に３回メチロール化されたメラミン（ポリ（ヒドロキシメチル）メラミン）、およびＣ₁−Ｃ₆−アルカノール、Ｃ₂−Ｃ₆−ポリオール、および／またはポリアルキレングリコールで変性されたポリ（ヒドロキシメチル）メラミンから選択される。アルキレングリコールの例は、特に、以下で述べるオリゴ−およびポリ−Ｃ₂−Ｃ₄−アルキレングリコールである。変性に通常使用する水性組成物はまた、Ｃ₁−Ｃ₆−アルカノール、Ｃ₂−Ｃ₆−ポリオール、オリゴ−およびポリアルキレングリコール、あるいはこれらのアルコールの混合物など、上記のアルコールの１つまたは複数をも備えることができる。好適なＣ_1-6−アルカノールは、たとえば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、およびｎ−ペンタノールであり、メタノールが好ましい。好適なポリオールは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，２−および１，３−プロピレングリコール、１，２−、１，３−、および１，４−ブチレングリコール、ならびにグリセロールである。好適なオリゴ−およびポリアルキレングリコールは、特にオリゴ−およびポリ−Ｃ₂−Ｃ₄−アルキレングリコール、とりわけエチレン酸化物および／またはプロピレン酸化物のホモ−およびコオリゴマーであり、これは、１，３−ペロパンジオール、１，３−および１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセロール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、エリスリトール、およびペンタエリスリトールなどの少なくとも２つのＯＨ基を有する脂肪族または脂環式のポリオール、ならびに、リビトール、アラビトール、キシリトール、ズルシトール、マンニトール、およびまたソルビトールなどのペンチトールおよびヘキシトール、およびイノシトール、あるいは、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレン−ペンタミン、１，３−プロピレンジアミン、ジプロピレントリアミン、１，４，８−トリアザオクタン、１，５，８，１２−テトラアザドデカン、ヘキサメチレンジアミン、ジヘキサメチレントリアミン、１，６−ビス（３−アミノプロピルアミノ）ヘキサン、Ｎ−メチルジプロピレントリアミンまたはポリエチレンイミンなどの少なくとも２つの−ＮＨ₂基を有する脂肪族または脂環式のポリアミンなど、適切であれば低分子量の開始剤の存在下で得ることができ、これらの中で、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジ−、トリ−、およびテトラプロピレングリコール、ならびにＢＡＳＦ社製の低分子量Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）ブランド（たとえば、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）ＰＥ３１００、ＰＥ４３００、ＰＥ４４００、ＲＰＥ１７２０、ＲＰＥ１７４０）が好ましい。

水性組成物における架橋性窒素化合物の濃度は、組成物の全質量に基づいて、通常は１から６０質量％、しばしば１０から６０質量％、特に１５から５５質量％の範囲である。水性組成物が、上述のアルコールの１つを備える場合、その濃度は、好ましくは１から５０質量％、特に５から４０質量％である。架橋性化合物およびアルコールの総量は、通常、水性組成物の全質量の１５から６０質量％、特に２０から５０質量％になる。

変性について工程ａ）において使用される水性組成物は、窒素化合物の架橋をもたらす少なくとも１つの触媒を備える。金属ハロゲン化物、金属硫酸塩、金属硝酸塩、金属リン酸塩、および金属テトラフルオロホウ酸塩の基由来の金属塩；三フッ化ホウ素；アンモニウムハロゲン化物、硫酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、およびリン酸二アンモニウムの基由来のアンモニウム塩；有機カルボン酸、有機スルホン酸；ホウ酸、リン酸、硫酸、および塩酸などの無機ブレンステッド酸が、触媒Ｋとして一般に好適である。

触媒Ｋとして好適な金属塩の例は、特に、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化亜鉛、塩化リチウム、臭化リチウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸亜鉛、およびテトラフルオロホウ酸ナトリウムである。

触媒Ｋとして好適なアンモニウム塩の例は、特に、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、およびリン酸二アンモニウムである。

マレイン酸、ギ酸、クエン酸、酒石酸、およびシュウ酸などの水溶性有機カルボン酸、さらに、ｐ−トルエンスルホン酸などのベンゼンスルホン酸、また塩酸、リン酸、硫酸、ホウ酸、またはその混合物などの無機酸も、触媒Ｋとして特に好適である。

触媒Ｋは、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、またはその混合物から選択されることが好ましく、塩化マグネシウムが特に好ましい。

触媒Ｋは、通常、変性方法の直前にのみ水性組成物に追加される。一般に、水性組成物に存在する硬化性成分の全質量に基づいて、１から２０質量％、特に２から１０質量％の量で使用される。水性分散の全質量に基づく触媒の濃度は、一般に、０．１から１０質量％、特に０．５から５質量％の範囲である。

さらに、木材を変性させるために使用される組成物は、内容が本明細書において参照されているＰＣＴ／ＥＰ２００６／００４０１９（先行のドイツ特許出願１０２００５０２０３８６．８）において開示されているように、たとえば染料または顔料などの着色剤、ＵＶ安定剤、酸化防止剤、殺菌剤、および／または殺虫剤など、１つまたは複数の効果物質を備えることができる。効果物質の濃度は、効果物質に応じて、組成物の質量に基づいて０．０１から６０質量％、特に０．１から２５質量％の範囲である。

さらに、工程ａ）においてリグノセルロース材料を含浸するために使用される組成物は、内容が本明細書において参照されているＰＣＴ／ＥＰ２００６／００４０１４およびＰＣＴ／ＥＰ２００６／００４０１６（先行のドイツ特許出願ＤＥ１０２００５０２０３８９．２およびＤＥ１０２００５０２０３９０．６）において開示されているように、例えば、乳化形態または懸濁形態の少なくとも１つのワックスまたは少なくとも１つの油など、１つまたは複数の疎水性成分を備えることができる。疎水性成分の濃度は、通常、組成物の質量に基づいて０．０１から６０質量％、特に０．１から２５質量％の範囲である。

含浸は、浸漬によって、適切であれば高圧と組み合わせて真空を加えることによって、または拡散、噴霧などの従来の適用方法などによって、本質的には従来の方式で実施することができる。各場合に使用される含浸方法は、当然、含浸される材料の寸法に依存する。削りくずまたはストランド、およびまた薄いベニヤなどの小さい寸法を有するリグノセルロース材料、すなわち表面積対容積の大きな比を有する材料は、浸漬または噴霧などによって安価に含浸することができるが、より大きな寸法を有するリグノセルロース材料、特に、固体木材もしくは固体木材で作成された型など、５ｍｍを超える最小限の程度を有する材料は、圧力または真空を加えることによって、特に高圧および真空を組み合わせて加えることによって含浸される。含浸は、１５から５０℃の範囲など、５０℃を超えない温度において実施されることが有利である。

含浸の条件は、一般に、吸収される水性組成物由来の硬化性成分の量が、特定の窒素含有量に対応する所望の窒素含有量に対応するように選択される。一般に、吸収される硬化性成分の量は、未処理の材料の乾燥質量に基づいて、少なくとも５質量％である。吸収される硬化性成分の量は、未処理の材料の乾燥質量に基づいて、最高で１００質量％とすることができ、使用される未処理の材料の乾燥質量に基づいて、しばしば５から６０質量％の範囲、好ましくは１０から５０質量％の範囲である。含浸に使用される未処理の材料の水分含有量は、リグノセルロース材料の寸法に依存し、たとえば、ベニヤおよび微粉材料などのサイズの小さい材料では、最高で１００％とすることができる。水分含有量は、リグノセルロース材料の繊維飽和より低いことが好ましい。水分含有量は、しばしば（特に固体木材などのより大きなサイズの材料では）１から５０％の範囲、特に５から３０％の範囲である。この場合および以下において、「水分含有量」という用語は、ＤＩＮ ５２１８３による「残留水分含有量」という用語と同義である。

浸漬について、リグノセルロース材料は、適切であれば事前乾燥後、水性組成物を備える容器において浸漬される。浸漬は、好ましくは数秒から２４時間、特に１分から６時間の時間期間にわたって実施される。温度は、通常、１５℃から５０℃の範囲である。これを実施すると、リグノセルロース材料は、水性組成物を吸収し、木材材料によって吸収される非水性成分（すなわち、硬化性成分）の量は、水性組成物におけるこれらの成分の濃度によって、温度によって、および処理の所要時間によって制御することが可能である。実際に吸収される成分の量は、含浸された材料の質量の増大および水性組成物における成分の濃度により、簡単な方式で当業者によって決定および制御することができる。たとえば、ベニヤは、水性含浸組成物に存在するプレスロール、すなわちつや出し機を使用して事前にプレスすることができる。緩和の際に木材において生じる真空により、水性含浸組成物の吸収は加速される。

含浸は、減圧および加圧を組み合わせて加えることによって実施されることが有利である。このために、一般に１％から１００％の範囲の水分含有量を示すリグノセルロース材料は、まず、たとえば、しばしば１０から５００ｍｂａｒの範囲、特に４０から１００ｍｂａｒの範囲の減圧下において、水性組成物に浸漬することによって、水性組成物と接触される。所要時間は、通常、１分から５時間の範囲である。これに、たとえば２から２０ｂａｒ、特に４から１５ｂａｒ、とりわけ５から１２ｂａｒの範囲の加圧の段階が続く。この段階の所要時間は、通常、１分から１２時間の範囲である。温度は、通常、１５から５０℃の範囲である。これを実施すると、リグノセルロース材料は、水性組成物を吸収し、木材材料によって吸収される非水性成分（すなわち、硬化性成分）の量を、水性組成物におけるこれらの成分の濃度によって、圧力によって、温度によって、および処理の所要時間によって制御することが可能である。実際に吸収される量は、リグノセルロース材料の質量の増大により計算することもできる。

さらに、含浸は、噴霧または圧延あるいは拡散などによって、液体を表面に加える従来の方法によって実施することができる。これに関して、１２％から３０％の範囲など、５０％を超えない、特に３０％を超えない水分含有量を有する材料が使用されることが有利である。加えることは、通常、１５から５０℃の範囲の温度において実施される。噴霧は、たとえばノズル構成などを使用して、平坦本体または微細分割本体の噴霧に好適なすべてのデバイスにおいて従来の方式で実施することができる。噴霧または圧延では、所望の量の水性組成物が、ロールまたはブラシで平坦材料に加えられる。

過熱水蒸気で処理する前に、工程ａ）において得られた含浸済みリグノセルロース材料を接着液体から機械的に遊離させることが可能である。

方法工程ａ）において得られた含浸済みリグノセルロース材料を方法工程ｂ）において処理することは、本発明によれば、以下において乾燥蒸気とも呼ばれる過熱水蒸気で処理することを備える。これらの用語は、毎回存在する圧力における蒸気の飽和温度より少なくとも５Ｋ、特に少なくとも１０Ｋを超える温度を有する蒸気を意味すると理解される。

過熱水蒸気を生成するために使用される水性液体は、水の他に、水混和性有機液体をも備えることができる。有機液体の割合は、一般に、１０容量％を超えない。好適な水混和性液体は、Ｃ₁−Ｃ₈アルカノールなどのアルコールであり、たとえばエタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノールである。水が、過熱水蒸気を生成するために使用されることが好ましい。

過熱水蒸気を処理するために、一般に、以下のユニットを備えるデバイスが使用される。

・ 蒸気生成装置
・ 熱交換器
・ 処理チャンバー
・ 適切であれば、有機材料での充填を低減するために、処理チャンバーから生じる蒸気を後処理するためのユニット。

過熱水蒸気は、この目的では既知の熱交換器で蒸気生成装置において生成することができる。さらに、湿潤蒸気、すなわち飽和蒸気を処理チャンバーの中に導入することができ、処理チャンバーに装備されている熱交換器を使用して湿潤蒸気を過熱する、すなわち過熱水蒸気に変換することができる。原油精製と統合された化学用地では、過熱水蒸気は、ＦＣＣプロセス、メタノール製造などの他のプロセスから入手可能である。

蒸気が制御されずに逃げることを防止し、かつ蒸気を制御して除去することを可能にする、リグノセルロース材料を過熱水蒸気と有効に接触させることを可能にするすべての容器が、原則的には処理チャンバーとして適している。これに関して、容器は、一般に、蒸気供給パイプおよび制御圧力補償デバイスを有する閉鎖容器である。これらは、蒸気過熱を使用して木材を乾燥するための当業者に既知のすべての容器を含む。繊維、削りくず、ストランド、チップ、剥きくずなど、微細分割リグノセルロース材料を処理するために、処理チャンバーは、リグノセルロース材料を完全に機械的に混合することを可能にするデバイスを示すことが可能である。これらは、たとえば、回転させることができる管状のチャンバーを含む。ベニヤまたは固体木材で作成された部分など、平坦でサイズが大きなリグノセルロース材料の処理チャンバーは、チャンバーにおける材料の低接触または無接触の構成を可能にする内部付属具を設けることができる。チャンバーはまた、サイズの大きなリグノセルロース物品を歪ませずに固定することを可能にするデバイスをも示すことができる。さらに、チャンバーはまた、圧力または温度を調節するデバイス、ならびにチャンバーの圧力もしくは温度および／または蒸気の湿球温度もしくはリグノセルロース材料の水分含有量を監視するデバイスをも示すことができる。

処理に使用される過熱水蒸気は、一般に、１００℃を超える、しばしば少なくとも１０５℃、特に少なくとも１１０℃の温度を示す。温度は、一般に、２００℃、特に１８０℃、特に好ましくは１５０℃を超えない。

過熱水蒸気での処理中、チャンバーの温度は、一般に、過熱水蒸気の温度について与えられた範囲にある。処理中、周囲圧力における液体の沸点に対応し、したがって約１００℃である湿球温度が維持されることが好ましい。

好ましい実施形態において、過熱水蒸気は、処理チャンバー内においてその場で生成される。このために、リグノセルロース材料は、まず、チャンバーに充填され、その後、加熱段階中、チャンバーは、非過熱水蒸気（湿り蒸気）で満たされる。このために、チャンバーが加熱される際、相対空気湿度は、約１００％において一定に維持される。約１００℃の温度に到達した後、蒸気は、追加の熱エネルギーを供給することによってさらに加熱され、それにより過熱水蒸気が生成される。これらの条件下において、リグノセルロース材料に依然として存在する水は、気体状態に変換され、硬化／架橋の他に、湿気は、同時に、チャンバーとの圧力差の結果として、木材の内側から木材の表面に輸送される。その結果、乾燥方法は、一般に、従来の乾燥と比較してさらに短縮することができる。

硬化／架橋の速度および乾燥の速度は、リグノセルロース材料に供給されるエネルギーによって決定される。このエネルギー供給は、とりわけ、処理されるリグノセルロース材料の温度と過熱水蒸気の温度との差によって決定される。そのような温度差は、リグノセルロース材料が、まだ蒸発していない水を依然として備える限り、常に現れる。乾燥段階中、最適な乾燥速度は、過熱水蒸気の温度により相応して調節することができる。

処理に使用される過熱水蒸気は、０．９から５ｂａｒの圧力を示すことが好ましく、特に３ｂａｒ、特に好ましくは２ｂａｒの圧力を超えない。

工程ｂ）における過熱水蒸気での処理の所要時間（過熱水蒸気での前処理を有する全所要時間）は、好ましくは１分から２００時間、特に好ましくは５分から４８時間の範囲である。ベニヤおよび微細分割リグノセルロース材料では、かなりより高い温度およびより短い時間を使用することができる。

過熱水蒸気での処理は、リグノセルロース材料の残留湿気が、２から１０％、特に３から８％、とりわけ約４から７％など、１０％を超えない、特に８％を超えない、とりわけ７％を超えないようになるまで長時間実施されることが好ましい。残留湿気は、導電率測定により従来のように決定することができる。

過熱水蒸気の使用は、従来の方法と比較して以下の利点を示す。

・ 得られたリグノセルロース材料は、高い固定度を特徴とする。

・ 過熱水蒸気により、リグノセルロース材料の架橋／乾燥の高エネルギー歩留まりが可能になり、これは、本発明による方法の追加のエネルギー消費工程と統合されたエネルギー・システム（たとえば、過熱水蒸気の実際の生成または追加の乾燥の前に熱交換器において新鮮な水を加熱すること）または他の方法を使用することによって、さらに増大させることができる。

・ 閉じた乾燥回路により、排出気体の有効な処理および環境汚染の低減が可能になる。

好ましい実施形態において、方法工程ｂ）は、過熱水蒸気での処理に続いて、低湿度の周囲気体容積においてリグノセルロース材料を少なくとも１回処理することをさらに備える。

乾燥処理の温度は、たとえば＞１２０℃から２００℃の範囲、特に１３０℃から１６０℃の範囲など、しばしば１２０℃を超え、好ましくは１３０℃を超える。たとえば、１２０℃から２００℃、特に１３０から１６０℃にわたることがある温度プロファイルを課すことによる温度勾配も適している。この乾燥処理は、乾燥および／または硬化を支持するように作用する。過熱水蒸気処理と乾燥処理を本発明により組み合わせることによって、窒素の充填レベルが高い場合でも、本発明による低ホルムアルデヒド放出を有するリグノセルロース材料が得られることが判明している。

乾燥処理は、最大１５％、特に好ましくは最大５％の相対湿度を示す気体媒質とリグノセルロース材料を接触させることによって実施されることが好ましい。リグノセルロース材料は、空気、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどの不活性気体、およびその混合物から選択される気体媒質と接触されることが好ましい。空気を使用することが特に好ましい。

乾燥処理の所要時間は、一般に、乾燥処理の終了後のリグノセルロース材料の残留湿気が、１から８％など８％未満、特に１から６％など６％を超えない、とりわけ１から５％など５％を超えないように選択される。所要時間は、通常、１分から２４時間、特に好ましくは５分から１２時間の範囲である。

乾燥処理は、一般に、過熱水蒸気での処理に続いて本発明により実施される。第１実施形態によれば、このために、過熱水蒸気での処理は、まず、所望の残留水分含有量が達成されるまで、上述のように実施され、その後、上述の乾燥処理が実施される。追加の実施形態において、乾燥処理は、過熱水蒸気での処理と共に断続的に実施される。このために、リグノセルロース材料は、上述の過熱水蒸気および低相対湿度を有する気体媒質での処理を交互に（パルス方式で）受けることができる。過熱水蒸気とそれとは異なる気体媒質との間の交代は、たとえば、従来の新鮮な空気−流出空気システムを使用して実施することができる。

ホルムアルデヒド放出のさらなる低減は、架橋性窒素化合物の高充填においても、乾燥処理によって達成される。したがって、このようにして得ることができる材料では、ＥＮ ７１７の第３部によるボトル法によって測定したホルムアルデヒド放出（ＦＡ）と、窒素として計算され、かつリグノセルロース材料の全質量に基づく窒素化合物（Ｎ）の成分量との比（ＦＡ／Ｎ）は、それに応じて、一般に、最大５．０×１０^-3の値、特に最大３．５×１０^-3の値、とりわけ最大３．０×１０^-3の値を示す。１００ｇのリグノセルロース材料あたりのｍｇでホルムアルデヒド放出（ＦＡ）は、ＥＮ ７１７の第３部によるボトル法によって測定する。一般に、本発明によるリグノセルロース材料のホルムアルデヒド放出は、最大１５ｍｇ／１００ｇ、好ましくは最大１２ｍｇ／１００ｇ、特に好ましくは最大１０ｍｇ／１００ｇ、とりわけ最大８ｍｇ／１００ｇである。

さらに、工程ｂ）において、過熱水蒸気で処理する前に、事前乾燥を実施することができる。「事前乾燥」という用語は、リグノセルロース材料が、材料のタイプに応じていくらか異なることがあり、かつ通常約３０質量％である繊維飽和点より低く乾燥されることを意味する。これに関して、含浸済みリグノセルロース材料は、工程ａ）において使用された水性組成物の揮発性成分から、特に水および／または硬化／架橋において反応しない過剰有機溶媒から、少なくとも部分的に遊離する。さらに、事前乾燥は、亀裂の危険性も打ち消す。事前乾燥は、ベニヤなど、特に小規模の材料および物品では省略することができる。しかし、相対的に大きなサイズのリグノセルロース本体では、事前乾燥が有利である可能性がある。別の事前乾燥が実施される場合、これは、２０から８０℃の範囲の温度において実施されることが有利である。選択された温度に応じて、組成物に存在する硬化性成分の部分的なまたは完全な硬化／架橋が、過熱水蒸気で処理する前に処理においてすでに行われることが可能である。過熱水蒸気で処理する前に、硬化／架橋が行われない、または部分的にのみ行われることが好ましい。前処理は、前処理後のリグノセルロース材料の水分含有量が、乾燥質量に基づいて、３０％を超えない、特に２０％を超えないように実施されることが好ましい。水分含有量は、事前乾燥において選択された圧力、温度、および所要時間によって簡単に制御することができ、導電率測定により従来のように決定することができる。

リグノセルロース材料の事前乾燥は、回転ドライヤなど、従来の新鮮な空気−流出空気システムにおいて実施することができる。

リグノセルロース材料の事前乾燥および／または乾燥処理は、過熱水蒸気での処理と同じデバイスにおいて実施されることが好ましい。

リグノセルロース材料は、工程ａ）の含浸に続いて、かつ工程ｂ）の最中または工程ｂ）に続いて、さらなる処理を受けることができる。微粉材料の場合、たとえば、ＯＳＢボード（配向構造ボード）、パーティクルボード、ウエハーボード、ＯＳＬ（配向ストランドランバー）ボードおよびＯＳＬ型、ＰＳＬ（平行ストランドランバー）ボードおよびＰＳＬ型、構造化ストランドランバーで作成されたボードおよび型、ＳＣＬ（構造複合ランバー）型およびＳＣＬ板、ＬＳＬ（積層ストランドランバー）型およびＬＳＬ板、断熱板ならびに中密度（ＭＤＦ）および高密度（ＨＤＦ）ファイバボードなど、型を与えるように、またベニヤの場合は、ＯＳＢ、ＳＣＬ、ＯＳＬ、およびＰＳＬボードを含むベニヤ化ファイバボード、ベニヤ化ブロックボード、ベニヤ化パーティクルボード、合板、接着木材、積層木材、ベニヤ化積層木材（たとえば、Ｋｅｒｔｏ積層木材）、多重ボード、および積層ベニヤランバー（ＬＶＬ）などのベニヤランバーであるが、積層木材型、合板型、および少なくとも１つのベニヤ層で積層されたあらゆる他の型などの非平面３次元形状構成要素をも与えるように、さらなる処理を実施することが可能である。さらなる処理は、工程ａ）の含浸直後、または工程ｂ）の最中もしくは工程ｂ）に続いて実施することができる。ベニヤおよび木材ベース材料では、さらなる処理は、硬化および接着結合または成形の他に、接着結合段階をも備える。これらの詳細について、ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００１９８０（先行のドイツ特許出願１０２００５０１００４１．４）（ベニヤランバー）の内容およびＰＣＴ／ＥＰ２００６／００１９７９（先行のドイツ特許出願１０２００５０１００４２．２）（木材ベース材料）の内容を参照することが可能である。含浸済みベニヤの場合、さらなる処理は、硬化工程の前に、または硬化工程と共に実施されることが有利である。微粉材料で作成された木材ベース材料では、成形工程および硬化工程は、しばしば同時に実施される。

本発明による方法により得られた変性リグノセルロース材料、特にそのような方式で変性された木材材料を使用することにより、機械的強度が向上し、かつ耐風化性が向上し、特に木材材料から製造される領域において亀裂が形成されることが減少し、かつ木材破壊真菌などの木材損傷有機物による感染に対するこれらの領域の感受性が低減された物体を製造することが可能になる。

本発明による、かつ本発明による方法により得ることが可能なリグノセルロース材料、およびそれから準備される物体は、内容が本明細書において参照されるＰＣＴ／ＥＰ２００６／００４０２０（先行のドイツ特許出願ＤＥ１０２００５０２０３８７．６）において開示されているように、ワニス、上薬、または染色剤など、従来のコ−ティングを示すことができる。

変性木材材料は、少なくとも１つの部分が変性木材材料から製造される互いに接続された、いくつかの部分から製造された物体の製造に特に適しているが、その理由は、変性木材の膨潤／収縮作用が減少するために、様々な部分間の接合がより安定になり、天候の影響下で、機械的応力を受けにくくなり、かつ機能をより良好に維持することができるためである。これは、特に、変性木材材料から製造された部分が、互いに、または他の材料で作成された部分に対して、少なくとも部分的に不確実な固定がされる場合に有効である。本発明により木材材料が膨潤／収縮する傾向が低減されることにより、さらに、耐風化性の木製物体を製造することが初めて可能になり、異なる膨潤／収縮作用を有するいくつかのタイプの木材が、不確実な固定要素での確実な固定接合を含めて、接着結合または摩擦接合などの一体式接合により互いに接続され、たとえば、釘継ぎまたはねじ接ぎ、だぼ継ぎ、あり継ぎを含むかみ合わせ継ぎ、ほぞ継ぎ、溝継ぎおよびタング接ぎ、あるいは他の機械的接合により互いに接続されるが、その理由は、膨潤／収縮作用の等化が、本発明による処理によって達成されるためである。

変性木材材料は、厚板、丸太、丸木、梁など、特に固体木材、すなわちセンチメートルまたはメートルの領域のサイズを有する大きなサイズの材料である。

上記ですでに説明されたように、本発明による変性木材材料は、少なくとも１つの木材材料から製造される互いに接続された、いくつかの部分を備える物体の製造に特に適している。これらは、物体の少なくとも２つの部分が不確実な固定方法で互いに接続される物体の製造に特に適しており、不確実な固定方法で互いに接続された部分の少なくとも１つの部分は、変性木材材料から製造される。

湿気の影響に対する不感受性のために、本発明はまた、湿気または風化の条件にさらされる物体を製造するために変性木材材料を使用することにも特に関する。湿気の影響は、高い空気湿度との接触とすることができ、たとえば、物体が、浴室、室内水泳プール、サウナ、洗濯室、船の内部など、湿気にさらされる場所において見られる場合であるが、また、物体が、室外で高い空気湿度にさらされる場合でもある。湿気との接触はまた、たとえば、雨の作用による、川もしくは海の水、水力光学大型建造物、または船舶との接触による、液体の水または停滞湿気との接触とすることもできる。

物体は、木材材料で作成された物体の製造を類推することによって、本質的に既知の方式で製造することができる。製造は、のこ挽き、切断、平削り、摩砕、研削、穴あけ、ねじ止め、釘止め、接着結合、積層化など、通常の木材処理作用を備える。一般に、物体を製造する開始材料は、すでに変性された木材材料である。しかしまた、まず未変性木材材料から物体を製造し、その後、上述のように木製成分を変性させることも可能である。

本発明の第１実施形態において、変性木材材料は、床材の製造に使用される。このために、天候に暴露される装飾表面が本発明による変性ベニヤ化積層木材層で作成されるベニヤランバーがしばしば使用される。この例は、ストリップパーケット、固体木材パーケット、モザイクパーケット、産業用パーケット、２層または３層敷設準備パーケットなどの敷設準備パーケット、ベニヤ床、ならびに領域弾性スポーツ床および点弾性スポーツ床などのスポーツ床、またスプリング床を含めて、寄木張りである。本発明による変性木材材料はまた、厚板パーケット、テラス床材などの製造にも適している。本発明による木材材料はまた、薄板の製造にも適しており、これに関して、本発明による木材材料は、一般に、薄板の高密度化木材層を形成する。

本発明のさらなる好ましい実施形態は、互いに接続された少なくとも２つの木材部品、特に接着結合された木材部品からなる木製物体、特に床材に関し、木材の部品は、同一または異なるとすることが可能である。本発明の特定の実施形態は、屋外で使用され、および湿気にさらされて使用される床材に関する。屋外で使用され、および湿気にさらされて使用される従来の床材は、通常、床材を含むボード、および表面構造がしばしば依然として設けられる硬材から製造された厚板である。これらの床材は、一般に、硬材の価格が高いために、非常に高価である。耐風化性または耐湿性は、常に十分であるとは限らない。本発明による木材材料により、マツ、トウヒ、ブナ、ポプラなどの安価な木材からでも耐久性の高い床材を準備することが可能になる。特に、本発明による木材材料により、本発明による第１木材材料から作成された裏打ち、および特に接着結合によって支持材と接続された第２木材材料から作成された表面層または磨耗表面を示す床材を準備することが可能になる。裏打ちの材料は、安価なタイプの木材、特に安価な固体木材、作成された本発明による木材材料が好ましく、たとえば本発明により処理されたマツ材である。磨耗表面の木材材料も同様に、本発明による木材材料、好ましくは装飾的な外見を有する本発明による木材材料、たとえば本発明により処理されたブナである。しかし、磨耗表面はまた、未処理の硬材、または本発明により処理された硬材、たとえば、アンゲリン、バンキライ、エッキ、ビリンガ、クマル、ベイマツ、ユーカリ、ソラマメ、ガラッパ、イペ、イロコ、イタウバ、ジャトバ、カウリ、リンバリ、アカマツ、ムクルング、オーカン、ピキア、ハリエンジュ、タリ、タタジュバ、トラド、またはチークなど、耐久性のカテゴリが１または１の硬材からなることができる。磨耗表面は、通常、１から１０ｍｍなど、少なくとも１ｍｍ、特に２から８ｍｍの強度（厚さ）を示す。磨耗表面は、溝付きプロファイルなどのプロファイルを示すことがある。裏打ちの強度は、当然、所望の使用およびこのために必要な強度に依存する。通常、５から１００ｍｍ、特に１０から５０ｍｍの範囲である。床材は、ボード、パネルボード、床ボード、厚板、または格子の形態を有することができる。床材は、溝継ぎおよびタング接ぎ、つめ継ぎなど、床材の個々の要素を接続する手段を示すことができる。そのような床材は、通常、上に配置された裏打ちおよび磨耗表面を示す木材層の接着結合について既知の方法と同様に、たとえば積層化木材を準備する方法、もしくは屋内で使用される床材を準備する方法と同様に、裏打ちを磨耗表面に結合することによって準備される。具体的には、準備は、ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００１９８０に記載された方法と同様に実施することができ、本発明により処理された木材材料は、そこで記述された方法とは異なる方式で互いに接着結合される。

本発明のさらなる実施形態において、変性木材材料は、たとえば室内ドア、また玄関ドアのドアおよびドア枠を製造するために使用される。変性木材材料は、開き戸自体、および、たとえば開き戸の内部構造用の固体木材ボードもしくは木材ベース材料ボードの形態、または開き戸上の装飾層用のベニヤの形態にある開き戸の部分の両方に使用することができる。

本発明のさらなる実施形態において、変性木材材料は、窓枠および／または窓の側面など、窓を製造するために使用される。窓枠および窓の側面は、同じ木材から製造することができるが、異なるタイプの木材から製造することもできる。木材以外の材料から窓枠を製造すること、および本発明により変性された木材材料から窓の側面のみを製造することが同様に可能である。本発明により変性された木材材料はまた、窓台の製造に使用することもできる。

本発明のさらなる実施形態において、変性木材材料は、家具、特に木材または木材材料から通常製造されるその家具の１つまたは複数の部分を製造するために使用される。これらには、クローゼットまたは本体などのクローゼットの部分、ドアもしくは床、棚、寝台架、スレート枠、ソファ枠、椅子、テーブルまたはテーブル台、テーブル上部などの家具のこれらの項目の部分、調理台、特に台所の調理台、浴室家具などがある。本発明による変性木材材料は、特に、湿気または天候により大いにさらされる家具、たとえば台所の家具または浴室の家具の製造、あるいは庭の家具、公園のベンチ、スタジアムのシートなどの製造に適している。

本発明のさらなる実施形態において、変性木材材料は、たとえば、堤防の強化、ロック、特にロックゲート、水車、プラットフォーム、浮橋、桟橋、ならびに水中および水上の他の構造物などの水力光学構造など、水力光学用の物体の製造に使用される。

本発明のさらなる実施形態において、変性木材材料は、建物または建物の部分の構築に使用される。これには、すでに述べられた窓の構築の他に、特に、木造家屋の構築、枠組みの構築、屋根構築物の構築、柱および梁を構築する建築物の構築、橋、展望台、または簡易車庫の構築、ならびに中庭、バルコニー、バルコニーの手すり、屋根窓などの建築物の部分のための木造形態における変性木材の使用がある。これは、さらに、たとえば金属階段構築物の木製階段の階段を含む階段、また完全に木材材料から製造された階段および手すりの構築についても、変性木材材料を使用することを含む。

本発明のさらなる実施形態において、変性木材材料は、外観を構築するために使用される。これに関して、変性木材材料は、外観準構築物の構成要素とすることができ、また、変性木材材料で作成された外観パネル、変性木材材料で作成された外観ボード、変性木材材料で作成された屋根板などの形態にある外観の可視部分を形成することができる。

本発明のさらなる実施形態において、変性木材材料は、たとえばパネル、溝付きおよびタング付きボード、パネル木材天井、また、つり天井、柱および梁構築物の可動壁または壁構成要素、天井裏張りおよび壁裏張りでもある、壁構成要素および天井構成要素を製造するために使用される。ボードの形態にある微粉材料に基づく木材ベース材料は、これに特に適している。たとえば、ＯＳＢボード、パーティクルボード、ＯＳＬボード、ＰＳＬボード、断熱板、ならびに中密度（ＭＤＦ）および高密度（ＨＤＦ）ファイバボードなど、ならびにまた、ベニヤ化ＯＳＬおよびＰＳＬボード、合板、接着木材、積層木材、またはベニヤ化積層木材（たとえば、Ｋｅｒｔｏ積層木材）を含む、ベニヤ化ファイバボード、ベニヤ化ブロックボード、ベニヤ化パーティクルボードなどのベニヤランバーが適している。

本発明のさらなる実施形態において、変性木材材料は、たとえば、フェンス、杭、サイトスクリ−ン構成要素、別荘、パーゴラ、鳥類舎などの製造など、庭の構築に使用される。

本発明のさらなる実施形態において、変性木材材料は、ジャングルジム、ぶらんこ、特にブランコの支持枠組みおよびブランコのシート、ジャングルジム、ブランコ、および／またはすべり台用の装置を有する遊び場、ロープウェイの支持枠組みなど、屋外用の遊具の品目を製造するために使用される。

本発明のさらなる実施形態において、変性木材材料は、包丁立、パン入れ、木製ボール、浴槽、ブラシなどの浴室機器など、さらにまな板、料理スプーン、フライ返し、麺棒、サラダ・サーバ、麺フォークなどの調理器具など、家庭用の物品を製造するために使用される。

本発明のさらなる実施形態において、変性木材材料は、厚板材、リブおよびキール、エンジン台、マスト、スパーなどの静索、上部構造、木甲板、および格子、クリート、船舶の車輪、制御パネルなどの他の外部設備などの船殻の構築、ならびに食器棚、寝台備品、船室の壁およびドア、カウリング、昇降階段、梯子などの船の内部備品の両方について、ボートの構築に使用される。

本発明のさらなる実施形態において、変性木材材料は、壁、ドア、ベンチ、オーブン外装材など、サウナの構築に使用される。

本発明のさらなる実施形態において、変性木材材料は、乗員区画または荷物トランク、およびエンジン区画裏張りの内装、ならびにまたエンジン区画および荷物トランクなどの絶縁、また計器盤、木材装飾についてなど、車両の構築に使用される。

発明の追加の実施形態において、変性木材材料は、建築レンガ、回転ボール、おもちゃの家および人形の家、人形の台所などの玩具構成、おもちゃの車、飛行機、および船などのおもちゃの製造、模型の車、飛行機、および船、バット、ラケット枠などの遊戯用具の品目の構築など、模型の構築に使用される。

本発明のさらなる実施形態において、変性木材材料は、楽器の製造、特に、ギター、リュート、ハープ、バイオリン、ビオラ、チェロ、コントラバス、またはブリッジ、共鳴箱、スクロール、もしくは調律ペグなどのその部分など、弦楽器の構築、さらに、クラリネット、オーボエ、ファゴット、リコーダなどの木管楽器の構築、あるいは、オルガン、特に木製パイプの構築、ならびにピアノおよびグランドピアノの構築に使用される。

本発明のさらなる実施形態において、変性木材材料は、スポーツ機器、特に、木材または木材材料から通常製造されるスポーツ機器の製造に使用されるが、その強度および硬度の欠如のために木材がこれまで使用されてこなかったスポーツ機器の製造にも使用される。例として、ホッケーおよびアイスホッケーのスティックなどのバット、槍投げおよび円盤投げなどの投射機器、スカル用ボート、カヤック、一人用スカル、カナディアンカヌーなどのスポーツ用漕艇を構築するためのオールおよびスカルを挙げることが可能である。

本本発明のさらなる実施形態において、変性木材材料は、ハウジングの部品を含むハウジングの製造、機械、電気器具などに使用される。

本発明により変性木材材料の強度が向上したために、多くの場合に材料の消費が低減されることにより、質量の節約を達成することが可能である。さらに、物体は、天候の影響および湿気の影響をはるかに受けにくい。低膨潤および低収縮の結果である高い寸法安定性、ならびに相応して達成することができる製作公差により、変性木材材料は、これまで木材を使用することができなかった物体の製造にも使用することができる。

以下の例は、本発明を例示するために役立つ。

比較例１
１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン（ＤＭＤＨＥＵ）の商用水性組成物を水で３０質量％まで希釈し、１５ｇ／ｋｇのＭｇＣ１₂・６Ｈ₂Ｏと混合した。そのようにして得た溶液を以下の実験において含浸剤として使用した。

絶対乾燥させた２．５ｃｍ×２．５ｃｍ×２．５ｃｍの寸法を有するマツ辺材の立方体を含浸プラントに導入した。含浸プラントを４０ｍｂａｒ絶対真空に３０分さらした。その後、５０ｍｂａｒ絶対真空を維持しながら、含浸剤を含浸プラントの中に流した。その後、１０ｂａｒの圧力を２時間加えた。圧力段階を終了し、残留液体を除去した。

次いで、温度および湿度を制御することができる乾燥チャンバーにおいてマツ材の立方体を貯蔵した。チャンバーを９５℃および相対空気湿度ｃａ．１００％にした。これらの湿度条件を４８時間維持した。

その後、マツ材の立方体を４０℃において７２時間乾燥した。そのようにして得たマツ材の立方体は、４．００ｇ／１００ｇマツ材の窒素含有量を示した。ＥＮ ７１７の第３部によるボトル法によって測定したホルムアルデヒド放出ＦＡは、６２．２ｍｇ／１００ｇマツ材であった。比ＦＡ／Ｎは、対応して１５．５×１０^-3であった。固定度は、２４％であった。

実施例１（過熱水蒸気処理、マツ材）
ｃａ．１２％の木材水分含有量まで乾燥させた２５０ｃｍ×１０ｃｍ×３．５ｃｍの寸法を有するマツ材の厚板を、含浸プラントの中に導入した。含浸プラントを４０ｍｂａｒ絶対真空に３０分さらした。その後、５０ｍｂａｒ絶対真空を維持しながら、比較例１の含浸剤を含浸プラントの中に流した。その後、１２ｂａｒの圧力を２時間加えた。圧力段階を終了し、残留液体を除去した。

次いで、温度および湿度を制御することができる乾燥チャンバーにおいてマツ材の厚板を貯蔵し、整経が不可能な方式で迅速に設置した。１００％の相対湿度を維持しながら、チャンバーを１００℃にした。その後、チャンバーを閉鎖し、１００℃の湿球温度を維持しながら、１２０℃の乾球温度に加熱した。木材の全断面にわたり約８％の均一な木材水分含有量を得るまで、これらの条件を維持した。その後、過熱水蒸気を取り出し、新鮮な空気と置き換え、それによりチャンバーの温度を８０℃に下げた。次いで、チャンバーの温度を５０℃に下げ、水を噴霧することによって、相対空気湿度を５０％に調節した。木材を調整するために、これらの条件を６から１０時間維持した。

そのようにして得たマツ材厚板は、３．１７ｇ／１００ｇマツ材の窒素含有量を示した。ＥＮ ７１７の第３部によるボトル法によって測定したホルムアルデヒド放出ＦＡは、２６．４ｍｇ／１００ｇマツ材であった。比ＦＡ／Ｎは、対応して８．３３×１０^-3であった。固定度は、７３％であった。

実施例２（過熱水蒸気処理＋乾燥加熱；マツ材）
ｃａ．１２％の木材水分含有量まで乾燥させた２５０ｃｍ×１０ｃｍ×３．５ｃｍの寸法を有するマツ材厚板を、比較例１の含浸剤で比較例２と同様に含浸した。

次いで、温度および湿度を制御することができる乾燥チャンバーにおいてマツ材の厚板を貯蔵し、整経が不可能な方式で迅速に設置した。１００％の相対湿度を維持しながら、チャンバーを１００℃にした。その後、チャンバーを閉鎖し、１００℃の湿球温度を維持しながら、１２０℃の乾球温度に加熱した。木材の全断面にわたって約８％の木材水分含有量を得るまで、これらの条件を維持した。次いで、１００℃の蒸気の湿球温度を維持しながら、チャンバーを５Ｋ／ｈの加熱率で１３０℃の乾燥温度に加熱した。木材の全断面にわたって約８％の木材水分含有量を得るまで、これらの条件を維持した。その後、過熱水蒸気を取り出し、１３０℃の温度を維持しながら、新鮮な空気によって置き換え、これにより、相対空気湿度を１０％未満に下げた。木材の全断面にわたって約４％の均一な木材水分含有量を得るまで、これらの条件を維持した。その後、新鮮な空気を吹き込むことによって、チャンバーの温度を８０℃に下げた。次いで、チャンバー温度を５０℃に下げ、水を噴霧することで、相対空気湿度を５０％に調節した。木材を調整するために、これらの条件を６から１０時間維持した。

そのようにして得たマツ材厚板は、３．１７ｇ／１００ｇマツ材の窒素含有量を示した。ＥＮ ７１７の第３部によるボトル法によって測定したホルムアルデヒド放出ＦＡは、１２．８ｍｇ／１００ｇマツ材であった。比ＦＡ／Ｎは、対応して４．０４×１０^-3であった。固定度は、８４％であった。

実施例３（過熱水蒸気処理＋乾燥加熱；ブナ材）
ｃａ．１２％の木材水分含有量まで乾燥させた５０ｃｍ×１０ｃｍ×３．５ｃｍの寸法を有するブナ材厚板を、比較例１の含浸剤で比較例１と同様に含浸し、その後、連続して過熱水蒸気で処理し、実施例１の方法による乾燥条件下において加熱した。

そのようにして得たブナ材厚板は、２．２０ｇ／１００ｇブナ材の窒素含有量を示した。ＥＮ ７１７の第３部によるボトル法によって測定したホルムアルデヒド放出ＦＡは、８．９ｍｇ／１００ｇブナ材であった。比ＦＡ／Ｎは、対応して４．０５×１０^-3であった。固定度は、８１％であった。

実施例４（過熱水蒸気処理＋乾燥加熱；ブナ材）
１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン（ＤＭＤＨＥＵ）の商用水性組成物を水で５０質量％の濃度に希釈し、２５ｇ／ｋｇのＭｇＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏと混合した。そのようにして得た溶液を以下の実験において含浸剤として使用した。

ｃａ．１２％の木材水分含有量まで乾燥させた５０ｃｍ×１０ｃｍ×３．５ｃｍの寸法を有するブナ厚板を、含浸剤で比較例２と同様に含浸し、その後、連続して過熱水蒸気で処理し、実施例１の指示による乾燥条件下において加熱した。

そのようにして得たブナ材厚板は、３．７５ｇ／１００ｇブナ材の窒素含有量を示した。ＥＮ ７１７，ｐａｒｔ３によるボトル法によって測定したホルムアルデヒド放出ＦＡは、６．１ｍｇ／１００ｇブナ材であった。比ＦＡ／Ｎはは、対応して１．６３×１０^-3であった。固定度は、８６％であった。

実施例５
１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン（ＤＭＤＨＥＵ）の商用水性組成物をエチレン尿素で処理し、ＤＭＤＨＥＵの濃度が１５質量％であり、エチレン尿素の濃度が７．５質量％であるように、水で希釈した。そのようにして得た溶液を１５ｇ／ｋｇのＭｇＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏと混合した。そのようにして得た溶液を以下の実験において含浸剤として使用した。

ｃａ．１２％の木材水分含有量まで乾燥させた２５０ｃｍ×１０ｃｍ×３．５ｃｍの寸法を有するマツ厚板を、含浸剤で実施例１と同様に含浸し、その後、連続して過熱水蒸気で処理し、実施例１の指示による乾燥条件下において加熱した。

そのようにして得たマツ材厚板は、４．５ｇ／１００ｇマツ材の窒素含有量を示した。ＥＮ ７１７，ｐａｒｔ３によるボトル法によって測定したホルムアルデヒド放出ＦＡは、３．８ｍｇ／１００ｇマツ材であった。比ＦＡ／Ｎはは、対応して０．８４×１０^-3であった。固定度は、５１％であった。

以下の溶液は、含浸剤として同様に使用することができる。これらは、以下のように製造することができる。

含浸剤４
４ｋｇの１，３−ジメチル−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン（４０質量％）の商用水性組成物を、ホルムアルデヒドを含むメラミンおよびメタノールとの反応生成物の（モル比１：４：４）２ｋｇの商用７０質量％水性溶液、ならびに２００ｇのＭｇＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏと混合し、３．７ｋｇの水で希釈した。

含浸剤５
３ｋｇの１，３−ジメチル４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン（４０質量％）の商用水性組成物を、ホルムアルデヒドを含むメラミンおよびメタノールとの反応生成物の（モル比１：４：４）２．７ｋｇの商用７０質量％水性溶液、ならびに２００ｇのＭｇＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏと混合し、４ｋｇの水で希釈した。

含浸剤６
２．５ｋｇの１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン（７５質量％）の商用水性組成物を、ホルムアルデヒドを含むメラミンおよびメタノールとの反応生成物の（モル比１：４：４）２ｋｇの商用７０質量％水性溶液、ならびに２００ｇのＭｇＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏと混合し、５．２ｋｇの水で希釈した。

含浸剤７
２．１ｋｇの１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシ−イミダゾリジン−２−オン（７５質量％）の商用水性組成物を、０．９ｋｇの１−ヒドロキシメチル−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン（７５質量％）の商用水性組成物、ならびに１５０ｇのＭｇＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏと混合し、７ｋｇの水で希釈した。

含浸剤８
０．９ｋｇの１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシ−イミダゾリジン−２−オン（７５質量％）の商用水性組成物を、２．１ｋｇの１−ヒドロキシメチル−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン（７５質量％）の商用水性組成物、ならびに１５０ｇのＭｇＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏと混合し、７ｋｇの水で希釈した。

含浸剤９
３．０ｋｇの１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシ−イミダゾリジン−２−オン（７５質量％）の商用水性組成物を、１５０ｇのＭｇＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏと混合し、７ｋｇの水で希釈した。

Claims (15)

1. 変性リグノセルロース材料を製造する方法において、
   ａ）ｉ）少なくとも１つの架橋性窒素化合物およびｉｉ）架橋を触媒する少なくとも１つの物質を含有する水性組成物で、リグノセルロース材料を含浸することと、
   ｂ）水を除去し、かつ架橋性窒素化合物を架橋するために、含浸済みリグノセルロース材料を高温において処理することを含み、
   方法工程ｂ）が、含浸済みリグノセルロース材料を過熱水蒸気で少なくとも１回処理することを含む方法。
2. 方法工程ｂ）が、過熱水蒸気で処理することに続いて、少なくとも１１０℃の温度において、含浸済みリグノセルロース材料をさらに乾燥処理すること含む、請求項１に記載の方法。
3. 乾燥処理においてリグノセルロース材料を囲む気体媒質の相対湿度が、最大２０％である、請求項２に記載の方法。
4. 窒素化合物が、
   α）化学式ＣＨ₂ＯＲ［Ｒが、水素もしくはＣ₁−Ｃ₄−アルキルである］の少なくとも１つのＮ結合基、および／または２つの窒素原子を架橋する１，２−ビスヒドロキシエタン−１，２−ジイル基を有する低分子量化合物Ｖ、
   β）化合物Ｖの予備縮合物、および、
   γ）化合物Ｖと、Ｃ₁−Ｃ₆−アルカノール、Ｃ₂−Ｃ₆−ポリオール、およびオリゴアルキレングリコールから選択される少なくとも１つのアルコールとの反応生成物または混合物、ならびに、
   互いの混合物、少なくとも１つの遊離ＮＨ基を有する少なくとも１つの化合物Ｖ’との混合物、およびＣＨ₂ＯＨ基の形態で存在しない少なくとも１つのＯＨ基を有する少なくとも１つの化合物Ｖ’’との混合物
   から選択される、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
5. 窒素化合物が、
   ・ １，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン（ＤＭＤＨＥＵ）、
   ・ Ｃ₁−Ｃ₆−アルカノール、Ｃ₂−Ｃ₆−ポリオール、またはオリゴアルキレングリコールで変性された１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン、
   ・ １，３−ビス（ヒドロキシメチル）ウレア、
   ・ １，３−ビス（メトキシメチル）ウレア、
   ・ １−ヒドロキシメチル−３−メチルウレア、
   ・ １−ヒドロキシメチル−３−メチル−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン、
   ・ １−ヒドロキシメチル−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン、
   ・ １，３−ビス（ヒドロキシメチル）イミダゾリジン−２−オン、
   ・ １，３−ビス（ヒドロキシメチル）−１，３−ヘキサヒドロピリミジン−２−オン、
   ・ １，３−ビス（メトキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン、
   ・ テトラ（ヒドロキシメチル）アセチレンジウレア、
   ・ 低分子量メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、ならびに、
   ・ Ｃ₁−Ｃ₆−アルカノール、Ｃ₂−Ｃ₆−ポリオール、またはオリゴアルキレングリコールで変性された低分子量メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、
   ・ 上述の化合物の互いの混合物、
   ・ 上述の化合物と、少なくとも１つの遊離ＮＨ基を有する少なくとも１つの化合物Ｖ’との混合物、および、
   ・ 上述の化合物と、ＣＨ₂ＯＨ基の形態では存在しない少なくとも１つのＯＨ基を有する少なくとも１つの化合物Ｖ’’との混合物
   から選択される、請求項４に記載の方法。
6. 架橋性窒素化合物が、
   α）化学式ＣＨ₂ＯＲ［Ｒが、水素もしくはＣ₁−Ｃ₄−アルキルである］の少なくとも２つのＮ結合基、および／または２つの窒素原子を架橋する１，２−ビスヒドロキシエタン−１，２−ジイル基を有する低分子量化合物Ｖ、
   β）化合物Ｖの予備縮合物、および、
   γ）化合物Ｖと、Ｃ₁−Ｃ₆−アルカノール、Ｃ₂−Ｃ₆−ポリオール、およびオリゴアルキレングリコールから選択される少なくとも１つのアルコールとの反応生成物または混合物、ならびに、
   それらの混合物、少なくとも１つの遊離ＮＨ基を有する少なくとも１つの化合物Ｖ’との混合物
   から選択される、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
7. 架橋性窒素化合物が、
   ・ １，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン、
   ・ Ｃ₁−Ｃ₆−アルカノール、Ｃ₂−Ｃ₆−ポリオール、またはオリゴアルキレングリコールで変性された１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン、
   ・ １，３−ビス（ヒドロキシメチル）ウレア、
   ・ １，３−ビス（メトキシメチル）ウレア、
   ・ １−ヒドロキシメチル−３−メチルウレア、
   ・ １，３−ビス（ヒドロキシメチル）イミダゾリジン−２−オン、
   ・ １，３−ビス（ヒドロキシメチル）−１，３−ヘキサヒドロピリミジン−２−オン、
   ・ １，３−ビス（メトキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン、
   ・ テトラ（ヒドロキシメチル）アセチレンジウレア、
   ・ 低分子量メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、および、
   ・ Ｃ₁−Ｃ₆−アルカノール、Ｃ₂−Ｃ₆−ポリオール、またはオリゴアルキレングリコールで変性された低分子量メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、
   ならびにその混合物、および少なくとも１つのＮＨ基を有する化合物Ｖ’との混合物
   から選択される、請求項６に記載の方法。
8. 窒素化合物が、１，３−ビス−（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシイミダゾリジン−２−オン、またはその化合物Ｖ’との混合物である、請求項７に記載の方法。
9. 水性組成物における架橋性窒素化合物の濃度が、組成物の全質量に基づいて、１から６０質量％の範囲である、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
10. リグノセルロース材料に導入された架橋性窒素化合物の量が、窒素として計算し、かつ使用されるリグノセルロース材料の質量に基づいて、０．２から１０質量％の範囲である、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
11. 触媒が、金属ハロゲン化物、金属硫酸塩、金属硝酸塩、金属リン酸塩、および金属テトラフルオロホウ酸塩の群の金属塩；三フッ化ホウ素；アンモニウムハロゲン化物、硫酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、およびリン二酸アンモニウムの群のアンモニウム塩；有機カルボン酸、有機スルホン酸、ホウ酸、リン酸、硫酸、および塩酸から選択される、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法。
12. リグノセルロース材料が、木材である、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法。
13. リグノセルロース材料が、木材ベニヤまたは微粉材料である、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法。
14. 請求項１から１３までのいずれか１項に記載の方法によって得られるリグノセルロース材料。
15. ７３％を超える、好ましくは７８％を超える固定度を示す、請求項１４に記載のリグノセルロース材料。