JP2013052518A - Method of processing wood material and wood material processed by the method, and application of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、木材など木質材料の処理方法であって、更に詳しくは、木質材料の寸法安定化及び表面硬化を目的とする処理方法に関するものである。また、本発明は、当該処理方法により処理された木質材料及びその用途に関するものである。 The present invention relates to a method for treating a wood material such as wood, and more particularly to a treatment method for the purpose of dimensional stabilization and surface hardening of a wood material. Moreover, this invention relates to the woody material processed by the said processing method, and its use.
木材、合板、パーティクルボード、ＭＤＦ（Ｍｅｄｉｕｍ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｆｉｂｅｒｂｏｒｄ）、或いは、ＬＶＬ（Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｖｅｎｅｅｒ Ｌｕｍｂｅｒ）などの木質材料（以下、単に「木質材料」という）は、木材本来の性質として含水率の変化によって伸び縮みして寸法変化が生じる。また、その厚さ、幅及び長さ方向の寸法変化の程度が異なることから、反りや捩れなどの狂いが発生するという欠点がある。 Wood materials such as wood, plywood, particle board, MDF (Medium Density Fiber), or LVL (Laminated Veneer Label) (hereinafter simply referred to as “woody material”) are stretched and shrunk due to changes in water content as a natural property of wood. As a result, a dimensional change occurs. In addition, since the thickness, width, and the degree of dimensional change in the length direction are different, there is a drawback that deviation such as warpage or twisting occurs.
更に、比重が低く表面が比較的柔らかい木質材料であるスギ、ヒノキなどにおいては、表面にキズが付きやすく、床材、内装材或いはテーブルの天板などに使用しづらいという欠点もある。 Furthermore, cedar and cypress, which are wood materials having a low specific gravity and a relatively soft surface, are susceptible to scratches on the surface and are difficult to use for flooring materials, interior materials or table tops.
これらの木質材料本来の欠点を解消する方法として、従来から、種々の寸法安定化処理或いは表面硬化処理が行われている。例えば、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂などの初期縮合物を木質材料に含浸してから、これらの樹脂を加熱硬化して木質材料の細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内に充填する方法がある。しかし、この方法は、初期縮合物の重合性が高いことから処理液のポットライフが短く処理液の再利用が困難である。また、処理後に木質材料から多くの遊離ホルマリンが発生するという問題があった。 Conventionally, various dimensional stabilization treatments or surface hardening treatments have been performed as methods for solving the inherent disadvantages of these woody materials. For example, there is a method in which a wood material is impregnated with an initial condensate such as urea resin, melamine resin, or phenol resin, and then these resins are heated and cured to fill the cell lumen, cell gap, and cell wall of the wood material. . However, in this method, since the initial condensate has high polymerizability, the pot life of the processing liquid is short and it is difficult to reuse the processing liquid. Further, there is a problem that a lot of free formalin is generated from the woody material after the treatment.
そこで、別の方法として、ホルムアルデヒド、尿素及びグリオキサールの初期縮合物に触媒を添加した後、木質材料中に含浸し、加熱硬化させる方法が下記特許文献１に提案されている。 Therefore, as another method, Patent Document 1 below proposes a method in which a catalyst is added to an initial condensate of formaldehyde, urea, and glyoxal, and then impregnated into a wooden material and heat-cured.
ところで、上記特許文献１の方法では、ホルムアルデヒド、尿素及びグリオキサールの初期縮合物は、自己重合性が低く、処理液のポットライフが長く再利用することも可能となる。また、加熱硬化後の遊離ホルマリンも上記ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂などに比べ大幅に軽減できる。 By the way, in the method of Patent Document 1, the initial condensate of formaldehyde, urea and glyoxal has low self-polymerizability, and the pot life of the treatment liquid can be long and reused. Also, free formalin after heat curing can be greatly reduced as compared with the urea resin, melamine resin, phenol resin and the like.
しかし、この初期縮合物は、木質材料を構成する細胞壁内のセルロース分子と反応し、これを架橋して木質材料の細胞壁を強化することにより、寸法安定性と表面硬化を図るものである。従って、この初期縮合物は、上記ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂などに比べ、木質材料の細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内に充填する効果が低く、その為、寸法安定性と表面硬化の効果が十分とはいえなかった。また、この初期縮合物は、樹脂固有の黄褐変が生じるという問題があった。 However, this initial condensate reacts with cellulose molecules in the cell wall constituting the wood material, and crosslinks this to reinforce the cell wall of the wood material, thereby achieving dimensional stability and surface hardening. Therefore, this initial condensate is less effective in filling the cell lumen, cell gap and cell wall of the wood material than the above urea resin, melamine resin, phenol resin, etc. The effect was not sufficient. In addition, this initial condensate has a problem that yellowish browning inherent to the resin occurs.
一方、ホルムアルデヒド、尿素及びグリオキサールの初期縮合物にポリグリコール類を併用し、当該初期縮合物とポリグリコール類との反応物で充填効果を補強する方法も提案されている。しかし、この方法においては、充填量が多くなると加熱硬化後に未反応物が残留し、木質材料の表面にベトツキが残るという問題があった。更に、処理後の木質材料の表面が、光によって黄褐変を起こして変色するという問題があった。 On the other hand, a method has been proposed in which polyglycols are used in combination with an initial condensate of formaldehyde, urea and glyoxal, and the filling effect is reinforced by a reaction product of the initial condensate and polyglycols. However, this method has a problem that when the filling amount is increased, unreacted substances remain after heat-curing, and stickiness remains on the surface of the wooden material. Furthermore, there has been a problem that the surface of the woody material after the treatment is yellowed and browned by light.
そこで、本発明は、以上のようなことに対処して、含水率の変化に対する木質材料の寸法安定性を大幅に改善し、また、未反応物の残留による表面のベトツキがなく硬い表面が形成されるので木質材料の表面にキズが付きにくく、更に、光による黄褐変などの変色を大幅に改善することのできる木質材料の処理方法を提供することを目的とする。また、本発明は、当該方法で処理された木質材料及びその用途を提供することを目的とする。 In view of the above, the present invention copes with the above-described problems and greatly improves the dimensional stability of the wood material against changes in the moisture content, and also forms a hard surface with no surface stickiness due to residual unreacted materials. Therefore, it is an object of the present invention to provide a method for treating a wood material that is unlikely to be scratched on the surface of the wood material and that can greatly improve discoloration such as yellowing due to light. Moreover, an object of this invention is to provide the woody material processed by the said method, and its use.
上記課題の解決にあたり、本発明者らは、鋭意研究の結果、環状尿素化合物とグリオキサールとの付加生成物を主剤として配合することにより、木質材料の寸法安定化、表面のベトツキがない表面硬化、及び、光による変色を大幅に改善できることを見出し本発明の完成に至った。 In solving the above-mentioned problems, the present inventors, as a result of intensive research, formulated the addition product of a cyclic urea compound and glyoxal as the main agent, thereby stabilizing the size of the woody material, surface hardening without surface stickiness, And it discovered that the discoloration by light could be improved significantly and came to completion of this invention.
即ち、本発明に係る木質材料の処理方法は、請求項１の記載によると、
環状尿素化合物とグリオキサールとの付加生成物からなる第１成分と、
４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノン或いはその誘導体からなる第２成分とを含有する処理液を木質材料に含浸し、
当該木質材料中で上記第１成分及び上記第２成分を反応硬化させることを特徴とする。
That is, according to the description of claim 1, the wood material processing method according to the present invention,
A first component comprising an addition product of a cyclic urea compound and glyoxal;
Impregnating a woody material with a treatment liquid containing a second component composed of 4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone or a derivative thereof;
The first component and the second component are reaction-cured in the wood material.
上記構成によれば、木質材料中に含浸された環状尿素化合物とグリオキサールとの付加生成物からなる第１成分が、４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノン或いはその誘導体からなる第２成分と反応硬化して、当該反応物が木質材料の細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内に充填される。このことにより、木質材料の強度が向上し、更に、木質材料の表面が硬化して表面強度も向上する。 According to the said structure, the 1st component which consists of an addition product of the cyclic urea compound and glyoxal impregnated in the wood material is the 2nd component which consists of 4, 5- dihydroxy-2- imidazolidinone or its derivative (s). When the reaction is cured, the reactant is filled into the cell lumen, cell space, and cell wall of the wood material. As a result, the strength of the wood material is improved, and further, the surface of the wood material is cured and the surface strength is also improved.
また、木質材料中に含浸された４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノン或いはその誘導体からなる第２成分は、木質材料の細胞壁を構成するセルロース分子間を架橋する可能性を有している。このことにより、木質材料の細胞壁の強度が向上すると共に、含水率の変化に対する木質材料の寸法安定化がより図られる。 Further, the second component composed of 4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone or a derivative thereof impregnated in the wood material has a possibility of crosslinking between cellulose molecules constituting the cell wall of the wood material. . This improves the strength of the cell wall of the wood material and further stabilizes the size of the wood material against changes in the moisture content.
また、上記第１成分及び第２成分は、未反応物による木質材料表面のベトツキも残さず、且つ、光による黄褐変などの変色を生じることがない。 Moreover, the said 1st component and 2nd component do not leave the stickiness of the wooden material surface by an unreacted substance, and do not produce discoloration, such as yellowish browning by light.
よって、請求項１に記載の発明においては、含水率の変化に対する木質材料の寸法安定性を大幅に改善し、また、未反応物の残留による表面のベトツキがなく硬い表面が形成されるので木質材料の表面にキズが付きにくく、更に、光による黄褐変などの変色を大幅に改善することのできる木質材料の処理方法を提供することができる。 Therefore, in the first aspect of the invention, the dimensional stability of the wood material with respect to the change in the moisture content is greatly improved, and there is no stickiness of the surface due to residual unreacted material, so that a hard surface is formed. It is possible to provide a method for treating a woody material that is less likely to be scratched on the surface of the material and that can greatly improve discoloration such as yellowish browning due to light.
また、本発明は、請求項２の記載によると、請求項１に記載の木質材料の処理方法において、
上記第１成分及び上記第２成分に加えて、グリコール類からなる第３成分を含有する処理液を木質材料に含浸し、
当該木質材料中で上記第３成分を上記第１成分及び上記第２成分と共に反応硬化させることを特徴とする。
Moreover, according to the description of Claim 2, this invention is the processing method of the wooden material of Claim 1,
In addition to the first component and the second component, a wood material is impregnated with a treatment liquid containing a third component made of glycols,
In the wood material, the third component is reacted and cured together with the first component and the second component.
上記構成によれば、第１成分及び第２成分に加えて、グリコール類からなる第３成分を追加するようにしてもよい。この第３成分は、上述の第１成分及び第２成分と共に反応硬化して、当該反応物が木質材料の細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内に充填される。このことにより、木質材料の強度が向上すると共に、木質材料の表面が硬化して表面強度も向上する。更に、含水率の変化に対する木質材料の寸法安定化が図られる。 According to the said structure, in addition to a 1st component and a 2nd component, you may make it add the 3rd component which consists of glycols. This third component is reacted and cured together with the first component and the second component described above, and the reaction product is filled into the cell lumen, cell space, and cell wall of the woody material. As a result, the strength of the wooden material is improved, and the surface of the wooden material is cured to improve the surface strength. Further, the dimensional stability of the wood material against the change in the moisture content can be achieved.
よって、請求項２に記載の木質材料の処理方法においても、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を達成することができる。 Therefore, also in the processing method of the woody material of Claim 2, the effect similar to the invention of Claim 1 can be achieved.
また、本発明は、請求項３の記載によると、請求項１又は２に記載の木質材料の処理方法において、
上記第１成分は、
２−イミダゾリジノンとグリオキサールとの付加生成物からなり、２−イミダゾリジノン１モルに対してグリオキサールを０．９モル〜１．２モル付加してなることを特徴とする。
Moreover, according to the description of Claim 3, this invention is the processing method of the wooden material of Claim 1 or 2,
The first component is
It consists of an addition product of 2-imidazolidinone and glyoxal, and is characterized by adding 0.9 mol to 1.2 mol of glyoxal to 1 mol of 2-imidazolidinone.
上記構成によれば、第１成分の付加生成物は、２つの成分である２−イミダゾリジノンとグリオキサールとが等モル数に近い割合で付加されている。すなわち、２−イミダゾリジノン１モルに対してグリオキサール０．９モル〜１．２モルの範囲に限られている。 According to the said structure, the addition product of the 1st component has added 2-component 2-imidazolidinone and glyoxal in the ratio close | similar to equimolar number. That is, it is limited to the range of 0.9 mol to 1.2 mol of glyoxal with respect to 1 mol of 2-imidazolidinone.
よって、この反応から生成した付加生成物においては、その分子の両末端が異なる成分から構成されている可能性が高くなる。従って、第１成分の分子同士が木質材料中で自己重合反応を生じる機会が多くなる。このことにより、木質材料の細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内に充填される重合物の重合度が大きくなり、充填効果による木質材料の強度向上と寸法安定化がより一層向上する。 Therefore, in the addition product produced | generated from this reaction, possibility that the both ends of the molecule | numerator will be comprised from a different component becomes high. Accordingly, there are many opportunities for the molecules of the first component to cause a self-polymerization reaction in the woody material. As a result, the degree of polymerization of the polymer filled in the cell lumen, cell gap and cell wall of the wood material is increased, and the strength improvement and dimensional stabilization of the wood material due to the filling effect are further improved.
よって、請求項３に記載の木質材料の処理方法においても、請求項１又は２に記載の発明と同様の作用効果がより一層具体的に達成され得る。 Therefore, also in the processing method of the woody material of Claim 3, the effect similar to the invention of Claim 1 or 2 can be achieved more concretely.
また、本発明は、請求項４の記載によると、請求項１〜３のいずれか１つに記載の木質材料の処理方法において、
上記第２成分は、
１，３−ジメチル−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノン、１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノン、１，３−ビス（ヒドロキシエチル）−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノンからなる群から選ばれた少なくとも１種からなることを特徴とする。
Moreover, according to the description of Claim 4, this invention is the processing method of the wooden material as described in any one of Claims 1-3,
The second component is
1,3-dimethyl-4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone, 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone, 1,3-bis (hydroxyethyl)- It comprises at least one selected from the group consisting of 4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone.
上記構成によれば、第２成分が４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノンの特定の誘導体であることが好ましい。すなわち、４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノン分子中の１位と３位の２つの窒素原子にそれぞれ、メチル基、ヒドロキシメチル基或いはヒドロキシエチル基が付加された化合物であることが好ましい。また、第２成分は、これらの誘導体の配合であってもよい。 According to the above configuration, the second component is preferably a specific derivative of 4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone. That is, a compound in which a methyl group, a hydroxymethyl group, or a hydroxyethyl group is added to the two nitrogen atoms at the 1-position and the 3-position in the 4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone molecule is preferable. Further, the second component may be a blend of these derivatives.
これらの第２成分は、木質材料の細胞壁を構成するセルロース分子間との反応性が高く、セルロース分子間を強固に架橋する。また、第１成分の重合物或いは第１成分と第３成分の重合物とも良好に反応して、当該重合物間を架橋し、或いは、当該重合物と細胞壁を構成するセルロース分子間を架橋する。このことにより、木質材料の強度が更に向上すると共に、木質材料の寸法安定化がより図られる。 These second components have high reactivity with the cellulose molecules constituting the cell wall of the woody material, and firmly bridge the cellulose molecules. Also, the polymer of the first component or the polymer of the first component and the third component reacts well to cross-link between the polymers, or cross-link between the polymer and cellulose molecules constituting the cell wall. . This further improves the strength of the wooden material and further stabilizes the size of the wooden material.
よって、請求項４に記載の木質材料の処理方法においても、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発明と同様の作用効果がより一層具体的に達成され得る。 Therefore, also in the processing method of the woody material of Claim 4, the effect similar to the invention as described in any one of Claims 1-3 can be achieved more concretely.
また、本発明に係る木質材料の処理方法は、請求項５の記載によると、
２−イミダゾリジノン１モルに対してグリオキサールを０．９モル〜１．２モル付加した付加生成物からなる第１成分と、
１，３−ビス（ヒドロキシエチル）−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノンからなる第２成分とを含有し、
これらの含有量が固形分比率（重量比）で上記第１成分を１とすると、上記第２成分が３〜６の範囲内にある処理液を木質材料に含浸し、
当該木質材料中で上記第１成分及び上記第２成分を反応硬化させることを特徴とする。
Moreover, according to the description of claim 5, the processing method of the wooden material according to the present invention,
A first component comprising an addition product obtained by adding 0.9 mol to 1.2 mol of glyoxal to 1 mol of 2-imidazolidinone;
A second component consisting of 1,3-bis (hydroxyethyl) -4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone,
If these contents are solid content ratio (weight ratio) and the first component is 1, the wood material is impregnated with a treatment liquid in which the second component is in the range of 3-6,
The first component and the second component are reaction-cured in the wood material.
上記構成によれば、２つの成分が等モル数に近い割合で付加された第１成分においては、その分子の両末端が異なる成分から構成されている可能性が高くなる。従って、第１成分の分子同士が木質材料中で自己重合反応を生じる機会が多くなる。このことにより、木質材料の細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内に充填される重合物の重合度がより大きくなる。 According to the above configuration, in the first component in which two components are added at a ratio close to the equimolar number, there is a high possibility that both ends of the molecule are composed of different components. Accordingly, there are many opportunities for the molecules of the first component to cause a self-polymerization reaction in the woody material. As a result, the degree of polymerization of the polymer filled in the cell lumens, cell gaps, and cell walls of the woody material is increased.
一方、第２成分である１，３−ビス（ヒドロキシエチル）−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノンは、木質材料の細胞壁を構成するセルロース分子間との反応性が高く、セルロース分子間を強固に架橋する。また、第１成分の重合物とも良好に反応して、当該重合物間を架橋し、或いは、当該重合物と細胞壁を構成するセルロース分子間を架橋する。このことにより、木質材料の強度が更に向上すると共に、木質材料の寸法安定化がより図られる。 On the other hand, 1,3-bis (hydroxyethyl) -4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone, which is the second component, has a high reactivity with the cellulose molecules constituting the cell wall of the woody material. Is firmly cross-linked. Moreover, it reacts well with the polymer of the first component to crosslink between the polymers, or to crosslink between the polymer and cellulose molecules constituting the cell wall. This further improves the strength of the wooden material and further stabilizes the size of the wooden material.
更に、上記構成によれば、第１成分と第２成分との固形分比率（重量比）を所定の範囲内にすることにより、木質材料の細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内への充填、細胞壁を構成するセルロース分子間の架橋、第１成分の重合物間の架橋、及び、当該重合物と細胞壁を構成するセルロース分子間との架橋をより効率よく行うことができる。 Furthermore, according to the said structure, the solid content ratio (weight ratio) of a 1st component and a 2nd component is made into a predetermined range, By this, the filling of the cellular material of a woody material, a cell space | interval, and a cell wall, Crosslinking between cellulose molecules constituting the cell wall, crosslinking between polymers of the first component, and crosslinking between the polymer and cellulose molecules constituting the cell wall can be performed more efficiently.
また、上記第１成分及び第２成分を上記固形分比率で配合することにより、未反応物による木質材料表面のベトツキも残さず硬い表面を形成し、且つ、光による黄褐変などの変色を生じることがない。 Further, by blending the first component and the second component at the solid content ratio, a hard surface is formed without leaving any stickiness of the surface of the wood material due to unreacted substances, and discoloration such as yellowish browning due to light occurs. There is nothing.
よって、請求項５に記載の木質材料の処理方法においては、含水率の変化に対する木質材料の寸法安定性を大幅に改善し、また、未反応物の残留による表面のベトツキがなく硬い表面が形成されるので木質材料の表面にキズが付きにくく、更に、光による黄褐変などの変色を大幅に改善することのできる木質材料の処理方法を提供することができる。 Therefore, in the method for treating a wood material according to claim 5, the dimensional stability of the wood material against a change in moisture content is greatly improved, and there is no stickiness of the surface due to residual unreacted material, and a hard surface is formed. Therefore, it is possible to provide a method for treating a wood material that is unlikely to be scratched on the surface of the wood material and that can greatly improve discoloration such as yellowish browning due to light.
また、本発明に係る木質材料の処理方法は、請求項６の記載によると、
２−イミダゾリジノン１モルに対してグリオキサールを０．９モル〜１．２モル付加した付加生成物からなる第１成分と、
１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノンからなる第２成分と、
ジプロピレングリコールからなる第３成分とを含有し、
これらの含有量が固形分比率（重量比）で上記第１成分を１とすると、上記第２成分が３〜６の範囲内にあり、上記第３成分が２．５〜５．５の範囲内にある処理液を木質材料に含浸し、
当該木質材料中で上記第１成分、上記第２成分及び上記第３成分を反応硬化させることを特徴とする。
Moreover, according to the description of Claim 6, the processing method of the wood material which concerns on this invention,
A first component comprising an addition product obtained by adding 0.9 mol to 1.2 mol of glyoxal to 1 mol of 2-imidazolidinone;
A second component comprising 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone;
A third component comprising dipropylene glycol,
If these contents are solid content ratio (weight ratio) and the said 1st component is set to 1, the said 2nd component exists in the range of 3-6, and the said 3rd component is the range of 2.5-5.5. Impregnating the woody material with the processing solution inside,
The first component, the second component, and the third component are reactively cured in the wood material.
上記構成によれば、２つの成分が等モル数に近い割合で付加された第１成分においては、その分子の両末端が異なる成分から構成されている可能性が高くなる。従って、第１成分の分子同士が木質材料中で自己重合反応を生じる機会が多くなる。また、第３成分であるジプロピレングリコールは、第１成分或いはその重合物と反応し、また、第２成分とも反応し得る。このことにより、木質材料の細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内に充填される重合物の重合度がより大きくなる。 According to the above configuration, in the first component in which two components are added at a ratio close to the equimolar number, there is a high possibility that both ends of the molecule are composed of different components. Accordingly, there are many opportunities for the molecules of the first component to cause a self-polymerization reaction in the woody material. Further, dipropylene glycol as the third component reacts with the first component or a polymer thereof, and can also react with the second component. As a result, the degree of polymerization of the polymer filled in the cell lumens, cell gaps, and cell walls of the woody material is increased.
一方、第２成分である１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノンは、木質材料の細胞壁を構成するセルロース分子間との反応性が高く、また、第１成分の重合物或いは第１成分と第３成分との重合物とも良好に反応して、当該重合物間を架橋し、或いは、当該重合物と細胞壁を構成するセルロース分子間を架橋する。このことにより、木質材料の強度が更に向上すると共に、木質材料の寸法安定化がより図られる。 On the other hand, 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone, which is the second component, has high reactivity with cellulose molecules constituting the cell wall of the woody material, The polymer of one component or the polymer of the first component and the third component reacts well to crosslink between the polymers, or to crosslink between the polymer and cellulose molecules constituting the cell wall. This further improves the strength of the wooden material and further stabilizes the size of the wooden material.
更に、上記構成によれば、第１成分と第２成分と第３成分との固形分比率（重量比）を所定の範囲にすることにより、木質材料の細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内への充填、細胞壁を構成するセルロース分子間の架橋、第１成分の重合物或いは第１成分と第３成分との重合物間の架橋、及び、当該重合物と細胞壁を構成するセルロース分子間との架橋をより効率よく行うことができる。 Furthermore, according to the above configuration, by setting the solid content ratio (weight ratio) of the first component, the second component, and the third component to a predetermined range, the wood material enters the cell lumen, the cell gap, and the cell wall. Filling, crosslinking between cellulose molecules constituting the cell wall, crosslinking between the polymer of the first component or the polymer of the first component and the third component, and between the polymer and the cellulose molecules constituting the cell wall Crosslinking can be performed more efficiently.
また、上記第１成分、第２成分及び第３成分を上記固形分比率で配合することにより、未反応物による木質材料表面のベトツキも残さず硬い表面を形成し、且つ、光による黄褐変などの変色を生じることがない。 In addition, by blending the first component, the second component, and the third component at the solid content ratio, a hard surface is formed without leaving any stickiness of the surface of the wood material due to unreacted materials, and yellowish brown due to light, etc. No discoloration occurs.
よって、請求項６に記載の木質材料の処理方法においては、含水率の変化に対する木質材料の寸法安定性を大幅に改善し、また、未反応物の残留による表面のベトツキがなく硬い表面が形成されるので木質材料の表面にキズが付きにくく、更に、光による黄褐変などの変色を大幅に改善することのできる木質材料の処理方法を提供することができる。 Therefore, in the method for treating a wood material according to claim 6, the dimensional stability of the wood material against a change in moisture content is greatly improved, and there is no stickiness of the surface due to residual unreacted material, and a hard surface is formed. Therefore, it is possible to provide a method for treating a wood material that is unlikely to be scratched on the surface of the wood material and that can greatly improve discoloration such as yellowish browning due to light.
また、本発明に係る木質材料は、請求項７の記載によると、
請求項１〜６のいずれか１つに記載の木質材料の処理方法により処理されたことを特徴とする。
According to the description of claim 7, the wood material according to the present invention is
It processed by the processing method of the woody material as described in any one of Claims 1-6.
上記構成によれば、含水率の変化に対する木質材料の寸法安定性を大幅に改善し、また、未反応物の残留による表面のベトツキがなく硬い表面が形成されるので木質材料の表面にキズが付きにくく、更に、光による黄褐変などの変色を大幅に改善することのできる木質材料を提供することができる。 According to the above configuration, the dimensional stability of the wood material with respect to the change in the moisture content is greatly improved, and the surface of the wood material is scratched because there is no surface stickiness due to residual unreacted material and a hard surface is formed. Further, it is possible to provide a wood material that is difficult to stick and that can significantly improve discoloration such as yellowish browning due to light.
また、本発明に係る集成材は、請求項８の記載によると、
請求項７に記載の木質材料からなる一次ラミナを縦継ぎしてなる二次ラミナを幅はぎ又は／及び積層してなる集成材において、
上記二次ラミナは、上記一次ラミナの木目の繊維方向が互いに交差するようにして接合した縦継ぎ部分を有することを特徴とする。
According to the description of claim 8, the laminated wood according to the present invention is
In the laminated lumber formed by stripping or / and laminating the secondary lamina formed by cascading the primary lamina made of the wood material according to claim 7,
The secondary lamina is characterized in that it has a longitudinally joined portion joined so that fiber directions of the grain of the primary lamina intersect each other.
上記構成は、本発明に係る木質材料の一つの用途に係る集成材に関するものであり、この集成材には、請求項７に記載の木質材料が採用されている。上記構成によれば、集成材は、寸法安定化が施された一次ラミナ同士を縦継ぎして二次ラミナを構成し、この二次ラミナ同士を幅はぎ或いは積層し、又は、幅はぎと積層の両方を行って構成されている。 The said structure is related with the laminated material which concerns on one use of the wooden material which concerns on this invention, The wooden material of Claim 7 is employ | adopted for this laminated material. According to the above configuration, the laminated lumber is formed by cascading the primary laminaes that have been dimensionally stabilized to form a secondary lamina, and the secondary laminaes are separated or laminated, or the laminated and laminated It is configured to do both.
ここで、一次ラミナ同士の縦継ぎ部分においては、一方の一次ラミナの木目の繊維方向と、これに縦継ぎされる他方の一次ラミナの木目の繊維方向とが交差している。この結果、幅はぎされた接合部位及び積層された接合部位においても一次ラミナの木目の繊維方向が交差した部分が生じる。 Here, in the longitudinally connected portion between the primary laminaes, the fiber direction of one primary lamina grain intersects the fiber direction of the other primary lamina grain cascaded thereto. As a result, a portion where the fiber directions of the primary lamina grain intersect also occurs at the joint portion where the width is separated and the laminated joint portion.
従来の集成材においては、一次ラミナの含水率の変化による厚さ、幅及び長さ方向の寸法変化の程度が異なり、例えば、幅方向と長さ方向を接合した場合には、含水率の変化に伴って接合部位に歪が生じて剥がれることになる。この歪は例え蟻桟を入れて補強しても防ぐことができない。 In conventional laminated wood, the degree of dimensional change in the thickness, width and length directions due to changes in the moisture content of the primary lamina is different. For example, when the width direction and the length direction are joined, the change in moisture content Along with this, distortion occurs at the joint site and peels off. This distortion cannot be prevented even if it is reinforced with an ant cross.
これに対して、上記構成による集成材においては、一次ラミナに請求項７に記載の木質材料が採用され寸法安定化が施された結果、一次ラミナの含水率の変化による厚さ、幅及び長さ方向の寸法変化がいずれも小さくなる。更に、厚さ、幅及び長さ方向の寸法変化の差も小さくなり、一次ラミナ同士の木目の繊維方向を交差して接合することができる。 On the other hand, in the laminated lumber having the above-described configuration, the wood material according to claim 7 is adopted for the primary lamina and dimensional stabilization is performed. As a result, the thickness, width, and length due to the change in the moisture content of the primary lamina. Any dimensional change in the vertical direction is reduced. Furthermore, the difference in the dimensional change in the thickness, width and length directions is reduced, and the fiber directions of the grain of the primary lamina can be crossed and joined.
このことにより、上記構成による集成材は、含水率の変化による反りや捩れなどの狂いが生じることがない。更に、この集成材を造作用に使用する場合には、木目の繊維方向が交差した接合部位を表面に露出させて繊維方向にとらわれない自由な組み合わせが可能となり集成材の意匠性を高めることができる。 As a result, the laminated material having the above-described configuration is free from warping or twisting due to a change in moisture content. Furthermore, when this laminated material is used for the building operation, the joint portion where the fiber direction of the grain intersects is exposed to the surface, and a free combination independent of the fiber direction becomes possible, and the design of the laminated material can be improved. it can.
よって、請求項８に記載の発明によれば、含水率の変化に対する木質材料の寸法安定性を大幅に改善し、また、未反応物の残留による表面のベトツキがなく硬い表面が形成されるので木質材料の表面にキズが付きにくく、更に、光による黄褐変などの変色を大幅に改善することのできる集成材を提供することができる。 Therefore, according to the eighth aspect of the present invention, the dimensional stability of the wood material with respect to the change in the moisture content is greatly improved, and there is no surface stickiness due to residual unreacted material, and a hard surface is formed. It is possible to provide a laminated material that is less likely to be scratched on the surface of the woody material and that can greatly improve discoloration such as yellowish browning due to light.
また、本発明に係る集成材は、請求項９の記載によると、
請求項７に記載の木質材料からなる一次ラミナを積層してなる二次ラミナを縦継ぎ又は／及び幅はぎしてなる集成材において、
上記二次ラミナは、上記一次ラミナの木目の繊維方向が互いに交差するようにして接合した積層部分を有することを特徴とする。
Moreover, according to the description of claim 9, the laminated wood according to the present invention,
In the laminated lumber formed by cascading or / and separating the secondary lamina formed by laminating the primary lamina made of the woody material according to claim 7,
The secondary lamina has a laminated portion joined so that fiber directions of the grain of the primary lamina intersect each other.
上記構成は、上記請求項８と同様に、本発明に係る木質材料の一つの用途に係る集成材に関するものであり、この集成材には、請求項７に記載の木質材料が採用されている。上記構成によれば、集成材は、寸法安定化が施された一次ラミナ同士を積層して二次ラミナを構成し、この二次ラミナ同士を縦継ぎ或いは幅はぎし、又は、縦継ぎと幅はぎの両方を行って構成されている。 The said structure is related with the laminated material which concerns on one use of the wooden material which concerns on this invention like the said Claim 8, The wooden material of Claim 7 is employ | adopted for this laminated material . According to the above configuration, the laminated lumber is composed of laminated primary laminaes that have been dimensionally stabilized to form a secondary lamina, and the secondary laminaes are cascaded or separated from each other, or longitudinally coupled to the width. Constructed by performing both strips.
このことにより、上記構成による集成材は、上記請求項８と同様に、含水率の変化による反りや捩れなどの狂いが生じることがない。更に、この集成材を造作用に使用する場合には、木目の繊維方向が交差した接合部位を表面に露出することにより意匠性を高めることができる。 As a result, the laminated material having the above-described configuration does not cause a warp or a twist due to a change in moisture content, as in the case of claim 8. Furthermore, when this laminated material is used for the building operation, it is possible to enhance the design by exposing the joint portion where the fiber directions of the grain intersect to the surface.
よって、請求項９に記載の発明においても、請求項８と同様の作用効果を発揮することができる。 Therefore, also in the invention of the ninth aspect, the same effect as that of the eighth aspect can be exhibited.
本発明において、木質材料とは、木材を原料とする材料、或いは、木材を原料として調整された種々の材料をいうものであって、上述のように、木材、合板、パーティクルボード、ＭＤＦ（Ｍｅｄｉｕｍ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｆｉｂｅｒｂｏｒｄ）、或いは、ＬＶＬ（Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｖｅｎｅｅｒ Ｌｕｍｂｅｒ）などを含むものをいう。 In the present invention, the woody material refers to a material made from wood or various materials prepared using wood as a raw material. As described above, wood, plywood, particle board, MDF (Medium) It includes those including Density Fiber (LDEN) or LVL (Laminated Veneer Number).
特に、無垢の木材は、特に寸法安定化処理をすることが好ましく、これらの木材としては、針葉樹や広葉樹などいずれであってもよく、例えば、スギ、ヒノキ、マツ、ラジャターパインなどどのようなものであってもよい。更に、表面の意匠性に優れたナラ、カバ、ケヤキ、チークなどであってもよい。特に、本発明は、表面の柔らかいスギ、ヒノキなどの針葉樹や低比重の広葉樹において大きな効果を発揮する。 In particular, solid wood is preferably subjected to dimensional stabilization treatment, and these woods may be any of conifers, hardwoods, such as cedar, cypress, pine, rajatar pine, etc. It may be a thing. Furthermore, oak, hippo, zelkova, teak, etc. excellent in surface design may be used. In particular, the present invention exerts a great effect in coniferous trees such as cedar and cypress with a soft surface and broad-leaved trees with low specific gravity.
本発明に係る処理方法で処理された木質材料の用途には、建造物の構造材、インテリアなどの内装材や床材、家具やテーブル、或いは、これらの目的に使用される集成材などあらゆるものがある。ここで、集成材とは、木材小片を接着して得られる板材や柱材などであって、これらの集成材をテーブルの天板や床材に使用するには、含水率の変化に対する寸法安定性と表面硬化によるキズの付きにくさが特に要求される。 The use of the wood material processed by the processing method according to the present invention includes everything from building structural materials, interior materials such as interiors, flooring materials, furniture and tables, or laminated materials used for these purposes. There is. Here, the laminated wood is a plate or column obtained by bonding small pieces of wood. In order to use these laminated wood for a table top or flooring, dimensional stability against changes in moisture content It is particularly required to be resistant to scratching due to its properties and surface hardening.
本発明において、処理液の第１成分を構成する環状尿素化合物とグリオキサールとの付加生成物とは、例えば、５員環或いは６員環など種々の環状尿素化合物の複数の窒素原子の少なくとも１つにグリオキサールが付加した化合物の総称をいう。特に、本発明においては、下記の化１に示す２−イミダゾリジノンとグリオキサールとの付加生成物を用いることが好ましい。
この初期重合物の両末端の構造は、２−イミダゾリジノンに付加するグリオキサールのモル数の比率を変化させることによって調整することができる。例えば、２−イミダゾリジノンをグリオキサールより多く使用すれば、初期重合物の両末端には、２−イミダゾリジノンのイミノ基が多く存在し、一方、グリオキサールを２−イミダゾリジノンより多く使用すれば、初期重合物の両末端には、グリオキサールのアルデヒド基が多く存在するようになる。 The structure of both terminals of this initial polymer can be adjusted by changing the ratio of the number of moles of glyoxal added to 2-imidazolidinone. For example, if 2-imidazolidinone is used more than glyoxal, there are more imino groups of 2-imidazolidinone at both ends of the initial polymer, while glyoxal is used more than 2-imidazolidinone. For example, many aldehyde groups of glyoxal are present at both ends of the initial polymer.
ここで、２−イミダゾリジノンに付加するグリオキサールのモル数の比率はどのようなものであってもよいが、本発明においては、２−イミダゾリジノン１モルに対してグリオキサールを０．９モル〜１．２モル付加してなる初期重合物が好ましい。このように、２−イミダゾリジノンとグリオキサールとのモル数の比率を同程度にすることにより、化１に示すような両末端にイミノ基とアルデヒド基との両方を有する初期重合物が多く調整される。このことにより、木質材料の細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内で第１成分を構成する初期重合物が自己重合しやすくなり、その結果、より高分子量の樹脂として充填されることとなる。 Here, the ratio of the number of moles of glyoxal added to 2-imidazolidinone may be any, but in the present invention, 0.9 mole of glyoxal is used per mole of 2-imidazolidinone. An initial polymer obtained by adding ~ 1.2 mol is preferred. In this way, by adjusting the ratio of the number of moles of 2-imidazolidinone and glyoxal to the same degree, a large amount of initial polymer having both imino groups and aldehyde groups at both ends as shown in Chemical Formula 1 can be prepared. Is done. As a result, the initial polymer constituting the first component is easily self-polymerized in the cell lumen, cell gap and cell wall of the woody material, and as a result, it is filled as a higher molecular weight resin.
次に、本発明において、処理液の第２成分を構成する４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノン或いはその誘導体とは、下記の化２に示す４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノンそのもの、
まず、１，３−ジメチル−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノンの構造式を下記の化３に示す。
次に、１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノンの構造式を下記の化４に示す。
次に、１，３−ビス（ヒドロキシエチル）−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノンの構造式を下記の化５に示す。
次に、本発明において、処理液の第３成分を構成するグリコール類とは、二価のアルコールであって、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、トリメチレングリコール、ヘキサメチレングリコールなど種々のものを使用することができる。また、本発明においては、上記各グリコール類のモノエーテルも親水性を有するものであれば含めるものとする。 Next, in the present invention, the glycols constituting the third component of the treatment liquid are dihydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,3- Various things such as butylene glycol, trimethylene glycol, hexamethylene glycol and the like can be used. In the present invention, monoethers of the above glycols are also included as long as they have hydrophilicity.
特に、本発明においては、グリコール類として炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキレングリコールが好ましく、中でも、ジプロピレングリコールがより好ましい。 In particular, in the present invention, an alkylene glycol having an alkyl group having 3 to 8 carbon atoms is preferable as the glycol, and among them, dipropylene glycol is more preferable.
これらのグリコール類を処理液の第３成分として併用すると、グリコール類のヒドロキシ基が第１成分のアルデヒド基或いは第２成分のヒドロキシ基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基と反応して、充填効果や架橋効果に寄与することとなる。 When these glycols are used together as the third component of the treatment liquid, the hydroxy group of the glycols reacts with the aldehyde group of the first component or the hydroxy group, hydroxymethyl group, hydroxyethyl group of the second component, It will contribute to the crosslinking effect.
また、本発明においては、グリコール類を併用した場合であっても、第１成分及び第２成分が含有されていることにより、未反応物によるベトツキが残ることがない。 Further, in the present invention, even when glycols are used in combination, stickiness due to unreacted substances does not remain because the first component and the second component are contained.
上述の第１成分、第２成分及び第３成分の各反応には、触媒が併用される。この触媒としては、プロトン酸やルイス酸が用いられ、例えば、塩化亜鉛、塩化マグネシウム、燐酸、パラトルエンスルホン酸や各種有機アミン塩酸塩などを使用することができる。これらの触媒の種類と使用量は、反応温度と反応時間によって適宜調整される。 A catalyst is used in combination for each reaction of the first component, the second component, and the third component. As the catalyst, a protonic acid or a Lewis acid is used. For example, zinc chloride, magnesium chloride, phosphoric acid, paratoluenesulfonic acid, various organic amine hydrochlorides, and the like can be used. The type and amount of these catalysts are appropriately adjusted depending on the reaction temperature and reaction time.
以下、本発明に係る木質材料の処理方法を各工程に従って説明する。但し、本発明は、以下の工程にのみ限定されるものではない。また、処理される木質材料の形状はどのようなものであってもよく、板材、柱材或いは修正材用のラミナなどであってもよい。 Hereinafter, the processing method of the wooden material which concerns on this invention is demonstrated according to each process. However, the present invention is not limited only to the following steps. Further, the shape of the wood material to be processed may be any shape, and may be a plate material, a column material, a lamina for correction material, or the like.
Ａ．処理液調整工程
上述の第１成分、第２成分及び触媒を配合して処理剤を調整する。また、必要により、第３成分を配合する。これらの成分は、第１成分の初期重合物を含め全てが親水基を多く有する水溶性の物質であり、処理液は水溶液とすることが好ましい。また、処理液には必要により水以外の溶媒、例えば、イソプロピルアルコールなどのアルコール類を一部配合してもよい。処理液が水溶液である場合には、乾燥処理や必要により行われる洗浄処理などが容易となり、作業環境も良好となる。
A. Treatment liquid adjustment step The treatment agent is adjusted by blending the above-mentioned first component, second component and catalyst. Moreover, a 3rd component is mix | blended as needed. All of these components, including the initial polymer of the first component, are water-soluble substances having many hydrophilic groups, and the treatment liquid is preferably an aqueous solution. Moreover, you may mix | blend some solvents other than water, for example, alcohols, such as isopropyl alcohol, with a process liquid as needed. In the case where the treatment liquid is an aqueous solution, a drying treatment or a cleaning treatment performed if necessary becomes easy, and the working environment is also improved.
木質材料に付与する各成分の付与量は、木質材料の種類と形状、使用する用途によって適宜調整すればよいが、後述の反応後に反応樹脂の固形分による木質材料の絶乾重量に対する重量増加率が８％〜８０％の範囲内とすることが好ましい。木質材料に付与される反応樹脂の固形分が上記範囲内にあることにより、木質材料の細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内への充填、細胞壁を構成するセルロース分子間の架橋などが十分に行われる。このことにより、木質材料の寸法安定性が十分に達成され、また、重量増加率に比例して表面硬化が高くなる。 The amount of each component to be applied to the wood material may be adjusted as appropriate depending on the type and shape of the wood material and the application to be used, but the rate of weight increase relative to the absolute dry weight of the wood material due to the solid content of the reaction resin after the reaction described below Is preferably in the range of 8% to 80%. When the solid content of the reaction resin applied to the wood material is within the above range, the cellular material is filled into the cell lumen, cell gaps and cell walls, and the cellulose molecules constituting the cell wall are sufficiently crosslinked. Is called. As a result, the dimensional stability of the wooden material is sufficiently achieved, and the surface hardening is increased in proportion to the rate of weight increase.
一方、処理液中の各成分の配合比率は、木質材料の種類と形状、使用する用途によって適宜調整すればよい。例えば、第１成分と第２成分を配合した処理液の場合、固形分比率（重量比）で第１成分を１とすると、第２成分が３〜６の範囲内にあることが好ましく、更に、第２成分が４〜５の範囲内にあることがより好ましい。また、この処理液に第３成分を配合する場合には、固形分比率（重量比）で第１成分を１とすると、第２成分が３〜６の範囲内にあり、第３成分が２．５〜５．５の範囲内にあることが好ましく、更に、第２成分が４〜５の範囲内にあり、第３成分が３．５〜４．５の範囲内にあることがより好ましい。 On the other hand, the blending ratio of each component in the treatment liquid may be adjusted as appropriate according to the type and shape of the wood material and the intended use. For example, in the case of a treatment liquid in which the first component and the second component are blended, the first component is preferably 1 in terms of solid content ratio (weight ratio), and the second component is preferably in the range of 3 to 6, More preferably, the second component is in the range of 4-5. Moreover, when mix | blending a 3rd component with this process liquid, when the 1st component is set to 1 by a solid content ratio (weight ratio), a 2nd component exists in the range of 3-6, and a 3rd component is 2 The second component is preferably in the range of 4 to 5, and the third component is more preferably in the range of 3.5 to 4.5. .
処理液中の各成分の配合比率が上記範囲内にあることにより、木質材料の細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内への充填、細胞壁を構成するセルロース分子間の架橋、第１成分の重合物或いは第１成分と第３成分との重合物間の架橋、及び、当該重合物と細胞壁を構成するセルロース分子間との架橋をより効率よく行うことができる。 When the mixing ratio of each component in the treatment liquid is within the above range, the wood material is filled into the cell lumen, cell gap and cell wall, cross-linked between cellulose molecules constituting the cell wall, and the polymer of the first component Or the bridge | crosslinking between the polymers of a 1st component and a 3rd component and the bridge | crosslinking between the said polymer and the cellulose molecule which comprises a cell wall can be performed more efficiently.
また、処理液には、本発明の効果に影響を及ぼさない範囲で、木質材料の処理に使用される各種助剤を併用することができる。これらの助剤には、例えば、着色剤、防腐剤、防火剤、防虫剤、防蟻剤、割れ防止剤などがある。更に、これらの助剤を処理液に併用するのではなく、本発明にかかる処理方法の前後に各種助剤による処理を組み合わせるようにしてもよい。 In the treatment liquid, various auxiliary agents used for the treatment of the woody material can be used in combination as long as the effects of the present invention are not affected. These auxiliaries include, for example, coloring agents, antiseptics, fireproofing agents, insecticides, antproofing agents, cracking preventing agents and the like. Furthermore, instead of using these auxiliaries in combination with the treatment liquid, treatments with various auxiliaries may be combined before and after the treatment method according to the present invention.
Ｂ．処理液含浸工程
上記処理液調整工程で調整した処理液を木質材料に含浸する。含浸方法には、木質材料の各種処理で使用される方法である、塗布法、吹き付け法、浸漬法、温冷浴法などの常圧処理法や、ベッセル法、リュービング法、ローリー法、乾式注入法、加圧注入法、減圧注入法などの圧力処理法などがある。本発明においては、木質材料の通導を通して細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内に処理液を十分に含浸するために減圧・加圧交代法（ＯＰＭ法）が好ましい。
B. Treatment liquid impregnation step The wood material is impregnated with the treatment solution prepared in the treatment solution adjustment step. The impregnation method is a method used in various treatments of wood materials, such as normal pressure treatment methods such as coating method, spraying method, dipping method, hot and cold bath method, vessel method, rubing method, lorry method, dry method. There are pressure treatment methods such as an injection method, a pressure injection method, and a vacuum injection method. In the present invention, the reduced pressure / pressurized alternating method (OPM method) is preferable in order to sufficiently impregnate the treatment solution into the cell lumen, the cell gap and the cell wall through the wood material.
具体的には、木質材料を含浸装置である圧力容器中に装填した後、装置内を減圧して木質材料の細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内に存在する空気を脱気する。その後、減圧状態で装置内に処理液を供給し、処理液中に木質材料を浸漬する。次に、装置内を段階的に加圧して所定時間加圧状態を維持することで、処理液を木質材料の細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内に十分に含浸することができる。 Specifically, after the wood material is loaded into a pressure vessel which is an impregnation device, the inside of the device is depressurized to deaerate the air present in the cell lumen, cell gap and cell wall of the wood material. Thereafter, the treatment liquid is supplied into the apparatus under reduced pressure, and the wood material is immersed in the treatment liquid. Next, by pressurizing the inside of the apparatus stepwise and maintaining the pressurized state for a predetermined time, the treatment liquid can be sufficiently impregnated into the cell lumen, the cell gap and the cell wall of the woody material.
木質材料への処理液の含浸量は、処理液中の各成分の含有量と木質材料の空隙量により異なるが、本発明においては、通常、木質材料の重量に対して、６０％〜４００％の範囲内とすることが好ましい。 The amount of impregnation of the treatment liquid into the wood material varies depending on the content of each component in the treatment liquid and the amount of voids in the wood material, but in the present invention, usually 60% to 400% with respect to the weight of the wood material. It is preferable to be within the range.
このように、含浸工程は室温にて行われるので、処理液中に触媒を含有している場合であっても各成分の反応は進行しておらず、処理液の反応性は残存している。仮に、このことにより、木質材料の細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内に含浸されずに含浸装置内に残留した処理液は、回収して次の含浸工程に再利用することができる。 As described above, since the impregnation step is performed at room temperature, the reaction of each component does not proceed even when the treatment liquid contains a catalyst, and the reactivity of the treatment liquid remains. . As a result, the treatment liquid remaining in the impregnation apparatus without being impregnated in the cell lumen, cell gap, and cell wall of the woody material can be recovered and reused in the next impregnation step.
Ｃ．反応工程
処理液を含浸した木質材料は、含浸装置から取り出され、乾燥装置内で十分に乾燥される。乾燥は、通常、４０℃〜９０℃の範囲内で行われるので、この９０℃以下の段階では、各成分の反応は起こっていない。なお、木質材料の乾燥は、樹種と寸法に準じ生材からのキルンドライ乾燥スケジュールに準じて行われる。また、真空状態で加熱することにより乾燥することもできる。
C. Reaction Step The wood material impregnated with the treatment liquid is taken out from the impregnation apparatus and sufficiently dried in the drying apparatus. Since drying is usually performed within a range of 40 ° C. to 90 ° C., the reaction of each component does not occur at the stage of 90 ° C. or less. The wood material is dried according to a kiln dry drying schedule from raw materials according to the tree species and dimensions. It can also be dried by heating in a vacuum state.
次に、乾燥された木質材料は、熱処理装置内で熱処理され各成分の反応が進行する。熱処理の条件は、木質材料の形状と各成分の種類及び反応触媒の種類と使用量により適宜選定すればよいが、例えば、厚さ１ｍｍ〜２０ｍｍ程度の板材の場合、１１０℃〜１６０℃で２分間〜３０分間で反応が行われる。 Next, the dried wood material is heat-treated in a heat treatment apparatus, and the reaction of each component proceeds. The conditions for the heat treatment may be appropriately selected depending on the shape of the wood material, the type of each component, the type of reaction catalyst, and the amount used. For example, in the case of a plate material having a thickness of about 1 mm to 20 mm, the temperature is 110 ° C. to 160 ° C. The reaction is carried out in minutes to 30 minutes.
この反応によって、処理液中の第１成分が自己重合して木質材料の細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内に充填されると共に、第２成分が細胞壁のセルロース分子間を架橋して木質材料の細胞壁の強度を向上させる。また、第１成分が自己架橋した樹脂と第２成分及び第３成分が反応して、更に、木質材料の寸法安定性と表面硬化を達成する。 By this reaction, the first component in the treatment liquid is self-polymerized and filled into the cell lumen, cell gap and cell wall of the wood material, and the second component cross-links between the cellulose molecules on the cell wall to form the wood material. Improve cell wall strength. Moreover, the resin in which the first component is self-crosslinked, the second component, and the third component react to further achieve dimensional stability and surface hardening of the wood material.
以下、本発明に係る木質材料の処理方法において、次のような各実施例の処理を行った。 Hereinafter, in the method for treating a wood material according to the present invention, the following treatments were performed.
木質材料として厚み２０ｍｍ×幅１１０ｍｍ×長さ７００ｍｍの白手スギ板材を使用した。処理液は、第１成分として２−イミダゾリジノンとグリオキサールとを等モル数で反応させた化合物の水溶液（固形分：４０重量％）を１０４ｇ／リットルと、第２成分として１，３−ビス（ヒドロキシエチル）−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノンの水溶液（固形分：４０重量％）を４７０ｇ／リットルと、触媒として塩化マグネシウム水溶液（固形分：２５重量％）を９９ｇ／リットルとを含有する水溶液を調整した。 A white cedar board material having a thickness of 20 mm, a width of 110 mm, and a length of 700 mm was used as the wood material. The treatment liquid is 104 g / liter of an aqueous solution (solid content: 40% by weight) of a compound obtained by reacting 2-imidazolidinone and glyoxal as equimolar numbers as the first component, and 1,3-bis as the second component. An aqueous solution (solid content: 40% by weight) of (hydroxyethyl) -4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone and 470 g / liter of an aqueous magnesium chloride solution (solid content: 25% by weight) as a catalyst were 99 g / liter. An aqueous solution containing was prepared.
含浸装置に白手スギ板材を装填し、含浸装置内を２５ｍｍＨｇの減圧状態として１２０分間維持した。その後、減圧状態を維持したまま含浸装置内に上記処理液を供給し、処理液中に白手スギ板材を浸漬した。次に、含浸装置内を０．２ＭＰａまで加圧して３０分間この状態を維持し、続いて、含浸装置内を０．４ＭＰａまで加圧して３０分間この状態を維持し、更に、含浸装置内を最大０．５ＭＰａまで加圧して６０分間の液加圧により白手スギ板材の細胞内腔、細胞間隙及び細胞壁内に処理液を含浸した。このときの含浸量は、白手スギ板材の重量に対して３３０％であった。 White impregnation board material was loaded into the impregnation apparatus, and the inside of the impregnation apparatus was maintained at a reduced pressure of 25 mmHg for 120 minutes. Then, the said process liquid was supplied in the impregnation apparatus, maintaining the pressure-reduced state, and the white hand cedar board | plate material was immersed in the process liquid. Next, pressurize the inside of the impregnation apparatus to 0.2 MPa and maintain this state for 30 minutes, and then pressurize the interior of the impregnation apparatus to 0.4 MPa and maintain this state for 30 minutes. The treatment solution was impregnated into the cell lumen, cell gap, and cell wall of white cedar board by pressurizing up to 0.5 MPa and pressurizing the solution for 60 minutes. The amount of impregnation at this time was 330% with respect to the weight of the white hand cedar board.
含浸後、白手スギ板材を含浸装置から取り出し、室温５０℃、湿度６０％の乾燥装置内で１日間乾燥し、続いて、室温６０℃、湿度５０％の乾燥装置内で３日間乾燥し、更に、最終室温８０℃、湿度４０％の乾燥装置内で３日間乾燥した。乾燥された白手スギ板材は、１２０℃熱処理装置内で３０分間熱処理され各成分の反応を行い、第１成分と第２成分との反応硬化を行った。この反応による樹脂の充填量は、白手スギ板材の絶乾重量に対して７１％であった。 After impregnation, the white hand cedar board material is taken out from the impregnation apparatus, dried in a drying apparatus at room temperature of 50 ° C. and humidity of 60% for 1 day, and subsequently dried in a drying apparatus at room temperature of 60 ° C. and humidity of 50% for 3 days. It was dried for 3 days in a drying apparatus having a final room temperature of 80 ° C. and a humidity of 40%. The dried white cedar board material was heat-treated in a 120 ° C. heat treatment apparatus for 30 minutes to react each component, and the first component and the second component were reacted and cured. The amount of resin charged by this reaction was 71% with respect to the absolute dry weight of the white hand cedar board.
木質材料として厚み２０ｍｍ×幅１１０ｍｍ×長さ７００ｍｍのヒノキ板材を使用した。処理液は、上記第１実施例と同じ処方を採用した。但し、本第２実施例の処理液の一部には、上記第１実施例で含浸装置内に残留した回収処理液を再利用した。具体的には、回収処理液８０容量％と新たに調整した処理液２０容量％とを混合して使用した。 A cypress plate having a thickness of 20 mm, a width of 110 mm, and a length of 700 mm was used as the wood material. The same prescription as in the first example was adopted as the treatment liquid. However, the recovered treatment liquid remaining in the impregnation apparatus in the first embodiment was reused as a part of the treatment liquid of the second embodiment. Specifically, 80% by volume of the collected treatment liquid and 20% by volume of the newly prepared treatment liquid were mixed and used.
処理液含浸工程と反応工程は、上記第１実施例と同様にして行った。含浸工程における含浸量は、ヒノキ板材の重量に対して２７０％であった。また、反応工程における樹脂の充填量は、ヒノキ板材の絶乾重量に対して６０％であった。 The treatment liquid impregnation step and the reaction step were performed in the same manner as in the first example. The amount of impregnation in the impregnation step was 270% with respect to the weight of the cypress plate. Moreover, the filling amount of the resin in the reaction process was 60% with respect to the absolute dry weight of the cypress plate.
木質材料として厚み２０ｍｍ×幅１１０ｍｍ×長さ７００ｍｍの赤手スギ板材を使用した。処理液には、第１成分として２−イミダゾリジノンとグリオキサールとを等モル数で反応させた化合物の水溶液（固形分：４０重量％）を６２ｇ／リットルと、第２成分として１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノンの水溶液（固形分：４０重量％）を２８０ｇ／リットルと、第３成分としてジプロピレングリコール（１００％品）を９３ｇ／リットルと、触媒として塩化マグネシウム水溶液（固形分：２５重量％）を９３ｇ／リットルとを含有する水溶液を調整した。 A red-handed cedar board having a thickness of 20 mm, a width of 110 mm, and a length of 700 mm was used as the wood material. In the treatment liquid, an aqueous solution (solid content: 40% by weight) of a compound obtained by reacting 2-imidazolidinone and glyoxal as equimolar numbers as the first component was 62 g / liter, and 1,3-as the second component. An aqueous solution (solid content: 40% by weight) of bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone was 280 g / liter, and dipropylene glycol (100% product) was 93 g / liter as the third component. Then, an aqueous solution containing 93 g / liter of an aqueous magnesium chloride solution (solid content: 25% by weight) as a catalyst was prepared.
処理液含浸工程と反応工程は、上記第１実施例と同様にして行った。含浸工程における含浸量は、赤手スギ板材の重量に対して２８０％であった。また、反応工程における樹脂の充填量は、赤手スギ板材の絶乾重量に対して５３％であった。 The treatment liquid impregnation step and the reaction step were performed in the same manner as in the first example. The impregnation amount in the impregnation step was 280% with respect to the weight of the red-handed cedar board. Moreover, the filling amount of the resin in the reaction process was 53% with respect to the absolute dry weight of the red-handed cedar board.
次に、上記実施例１〜３で処理した木質材料についての評価を行った。評価項目としては、寸法安定性を評価する収縮率試験、表面の耐傷性を評価する鉛筆硬度試験とキャスター試験、光によるヤケ防止性を評価する耐光試験、及び、表面のベトツキを評価する触指試験を行った。以下、各試験項目及び評価結果について説明する。 Next, the wood materials treated in Examples 1 to 3 were evaluated. Evaluation items include a shrinkage rate test for evaluating dimensional stability, a pencil hardness test and caster test for evaluating scratch resistance on a surface, a light resistance test for evaluating anti-scratch properties by light, and a finger for evaluating surface stickiness. A test was conducted. Hereinafter, each test item and evaluation results will be described.
ａ．収縮率試験（寸法安定性の評価）：
含水率の変化に対する寸法安定性の評価は、木質材料の厚さ方向（柾目方向）、幅方向（板目方向）及び長さ方向（繊維方向）における寸法変化率（収縮率）の値で評価した。本発明において、この評価方法は、ＪＩＳ−Ｚ２１０３「木材の収縮率測定方法」に準拠して、当該方法にいうところの全収縮率（％）を採用した。なお、評価用試験片は、側面２方柾目木取したもの（板目面）を使用した。
a. Shrinkage test (evaluation of dimensional stability):
Evaluation of dimensional stability against changes in moisture content is based on values of dimensional change (shrinkage) in the thickness direction (grid direction), width direction (grain direction), and length direction (fiber direction) of the wood material. did. In the present invention, this evaluation method employs the total shrinkage rate (%) as referred to in accordance with JIS-Z2103 “Method for measuring shrinkage rate of wood”. In addition, the test piece for evaluation used what was taken from the side surface of two-sided wood (plate face).
この評価方法において、木質材料の厚さ方向（柾目方向）、幅方向（板目方向）及び長さ方向（繊維方向）の各寸法変化率（全収縮率）の値が、いずれも２％以下であることが好ましい。各寸法変化率（全収縮率）の値が２％以下である場合には、含水率の変化によって木質材料に反りや捩れなどの狂いが生じることがない。 In this evaluation method, the values of dimensional change (total shrinkage) in the thickness direction (grid direction), width direction (sheet direction) and length direction (fiber direction) of the wood material are all 2% or less. It is preferable that When the value of each dimensional change rate (total shrinkage rate) is 2% or less, the wooden material is not warped or twisted due to the change in moisture content.
ｂ．鉛筆硬度試験（耐傷性の評価）：
表面の耐傷性の評価の方法として、鉛筆硬度試験を採用した。本発明において、この評価方法は、ＪＩＳ−Ｋ５４００「鉛筆ひっかき試験方法」に準拠した。木質材料の表面に硬度６Ｂ（硬い）〜Ｂ（柔らかい）の各鉛筆の芯を４５度に傾けた状態で各荷重（３００ｇ・７００ｇ・１０００ｇ）をかけ、木質材料上を引きずった後の表面の凹み状態の目立ち易さを目視評価した。凹み状態が目立ち難いものを○（良好）とし、△（やや不良）、×（不良）の３段階で評価し、○となる条件の中で最も硬い鉛筆の硬度とその時の荷重で示した。
b. Pencil hardness test (evaluation of scratch resistance):
A pencil hardness test was adopted as a method for evaluating the scratch resistance of the surface. In this invention, this evaluation method was based on JIS-K5400 "Pencil scratch test method". The surface of the wood material after dragging on the wood material with each load (300g, 700g, 1000g) applied with the core of each pencil of hardness 6B (hard) to B (soft) tilted at 45 degrees. The conspicuousness of the dent state was visually evaluated. An object in which the indentation is not conspicuous was evaluated as ◯ (good), and evaluated in three stages: △ (slightly defective) and × (defective), and was indicated by the hardness of the hardest pencil and the load at that time.
ｃ．キャスター試験（耐傷性の評価）：
表面の耐傷性の評価の方法として、更に、キャスター試験を採用した。本発明において、この評価方法は、直径５０ｍｍ、幅９ｍｍの回転輪が２個ついたプラスチック製のダブルキャスター１個に２０ｋｇの荷重をかけ、片道１回のひねりを入れて、木質材料上を３５０００回往復させた後の凹みの深さと目立ち易さを評価した。凹みの深さが３０μｍ以下であって目立ち難いものを○（良好）とし、△（やや不良）、×（不良）の３段階で評価した。
c. Caster test (evaluation of scratch resistance):
As a method for evaluating the scratch resistance of the surface, a caster test was further adopted. In the present invention, this evaluation method applies a load of 20 kg to one plastic double caster with two rotating wheels having a diameter of 50 mm and a width of 9 mm, and puts a twist of one time one way on a wooden material 35000. The depth and the conspicuousness of the dent after reciprocating were evaluated. The depth of the dent was not more than 30 μm and was inconspicuous, and was evaluated as “Good”, and evaluated in three stages: Δ (slightly poor) and × (defective).
ｄ．耐光試験（ヤケ防止性の評価）：
光によるヤケ防止性の評価は、木質材料の表面に光を照射し、照射前後の明度差ΔＬ*及び色差ΔＥ*ａｂの両面から評価した。本発明において、この評価方法は、ＪＩＳ−Ｄ０２０５「自動車部品の耐候性試験方法」のＷＡＳ−１Ｓ（散水なし）に準拠した。サンシャインウエザーメーター（カーボンアーク灯式）で１５０時間照射後の変色をＪＩＳ−Ｚ８７３０「色差表示方法」によって明度差ΔＬ*及び色差ΔＥ*ａｂを計算した。Ｌ*ａ*ｂ*表色系において、色差ΔＥ*ａｂは下記の式、
ΔＥ*ａｂ＝〔（Δａ*）２＋（Δｂ*）２＋（ΔＬ*）２〕１／２
で表される。
d. Light resistance test (evaluation of anti-sparking property):
The evaluation of the anti-sparking property by light was carried out by irradiating the surface of the wood material with light, and evaluating both the brightness difference ΔL * and the color difference ΔE * ab before and after the irradiation. In the present invention, this evaluation method was based on WAS-1S (no watering) of JIS-D0205 “Weather resistance test method for automobile parts”. The lightness difference ΔL * and the color difference ΔE * ab were calculated according to JIS-Z8730 “color difference display method” for the discoloration after 150 hours irradiation with a sunshine weather meter (carbon arc lamp type). In the L * a * b * color system, the color difference ΔE * ab is expressed by the following equation:
ΔE * ab = [(Δa *) 2 + (Δb *) 2 + (ΔL *) 2 ] 1/2
It is represented by
ｅ．触指試験（ベトツキの評価）：
未反応物の残留による表面のベトツキの評価は、木質材料の表面を人差し指で触ることにより樹脂が指に付着しない指触状態で評価した。ベトツキの無いものを○（良好）とし、△（やや不良）、×（不良）の３段階で評価した。
e. Tentacle test (assessment of stickiness):
Evaluation of the surface stickiness due to the remaining unreacted material was evaluated in a finger touch state in which the resin does not adhere to the finger by touching the surface of the wooden material with the index finger. A sample having no stickiness was evaluated as “good” (good), and evaluated in three stages: Δ (slightly poor) and × (defective).
上記実施例１〜３で処理した木質材料及びこれらの比較例としての未処理材に対する各評価結果を表１に示す。
また、表面の耐傷性を示す鉛筆硬度試験においては、各未処理材が硬度６Ｂの鉛筆に対して凹み状態が非常に目立つことに対し、各実施例の木質材料では、いずれも硬度６Ｂの鉛筆に対して凹み状態が目立ち難くなっている。更に、キャスター試験においても、各実施例の木質材料は良好な結果を示した。 Further, in the pencil hardness test showing the scratch resistance of the surface, each untreated material is very conspicuous with respect to the pencil having a hardness of 6B. The concavity is less noticeable. Further, in the caster test, the wood material of each example showed good results.
また、光によるヤケ防止性を示す耐光試験においては、各未処理材の明度差ΔＬ*及び色差ΔＥ*ａｂの値が、赤手スギ材を除き大きな値を示していることに対し、各実施例の木質材料では、明度差ΔＬ*及び色差ΔＥ*ａｂの値が、いずれも小さく、良好なヤケ防止性を示している。このことは、各実施例の木質材料が長時間の使用においても常に新鮮な木の色を持続できる画期的な結果を示している。なお、赤手スギ材において各未処理材の明度差ΔＬ*及び色差ΔＥ*ａｂの値が小さいことは、元々の材料の色相が赤く、光により変色しても目立ち難いものと考えられる。 Further, in the light resistance test showing the anti-discoloration property due to light, the values of the lightness difference ΔL * and the color difference ΔE * ab of each untreated material showed large values except for the red-handed cedar material. In the woody material, the values of the lightness difference ΔL * and the color difference ΔE * ab are both small, indicating good anti-burning properties. This shows an epoch-making result that the wood material of each example can always maintain a fresh wood color even in long-time use. In addition, it is considered that the lightness difference ΔL * and color difference ΔE * ab of each of the untreated materials in the red-handed cedar material are small, the hue of the original material is red, and it is difficult to stand out even if the color is changed by light.
また、未反応物の残留による表面のベトツキを示す触指試験においては、各実施例の木質材料においてベトツキが感じられず、良好な結果を示している。 Moreover, in the finger test which shows the surface stickiness by the residue of an unreacted substance, stickiness is not felt in the woody material of each Example, The favorable result is shown.
よって、本発明においては、含水率の変化に対する木質材料の寸法安定性を大幅に改善し、また、未反応物の残留による表面のベトツキがなく硬い表面が形成されるので木質材料の表面にキズが付きにくく、更に、光による黄褐変などの変色を大幅に改善することのできる木質材料の処理方法、及び、当該方法で処理された木質材料を提供することができる。 Therefore, in the present invention, the dimensional stability of the wood material against the change in moisture content is greatly improved, and the surface of the wood material is scratched because there is no stickiness of the surface due to residual unreacted material. Further, it is possible to provide a method for treating a wood material that can hardly improve discoloration such as yellowish browning due to light, and a wood material treated by the method.
次に、上記木質材料の処理方法で得られた寸法安定性と表面硬化に優れた木質材料の用途として、集成材を例にして２つの実施形態を説明する。ここで、集成材とは、上述のように、木材小片（以下「ラミナ」という）を接着して得られる板材や柱材などであって、これらの集成材をテーブルの天板や床材に使用するには、含水率の変化に対する寸法安定性と表面硬化によるキズの付きにくさが特に要求される。 Next, as an application of the wood material excellent in dimensional stability and surface hardening obtained by the above wood material processing method, two embodiments will be described taking a laminated material as an example. Here, the laminated material is a plate material or a column material obtained by adhering small pieces of wood (hereinafter referred to as “lamina”) as described above, and these laminated materials are used as a table top plate or a floor material. For use, dimensional stability against changes in moisture content and scratch resistance due to surface hardening are particularly required.
第１実施形態：
上記実施例１において処理された白手スギ板材を所定寸法に成形して集成材を構成する一次ラミナを準備した。これらの一次ラミナの寸法変化率（全収縮率）の値は、表１に示す通りであった。
First embodiment:
A primary lamina was prepared by forming the white cedar plate material processed in Example 1 to a predetermined size to constitute a laminated material. Table 1 shows the values of the dimensional change rate (total shrinkage rate) of these primary laminaes.
図１は、集成材１０の斜視図である。集成材１０は、単層の集成材の板材であって、３枚の二次ラミナ１１、１２、１３から構成されている。これらの二次ラミナ１１、１２、１３は、それぞれ、水性ビニルウレタン樹脂を介して幅はぎ（幅方向につなぐこと）されて図示Ｂ方向（幅方向）に接合されている（図１参照）。 FIG. 1 is a perspective view of the laminated material 10. The laminated material 10 is a single-layered laminated plate material, and is composed of three secondary laminaes 11, 12, and 13. Each of these secondary laminaes 11, 12, and 13 are connected to each other in the B direction (width direction) in the figure (see FIG. 1) by being separated (connected in the width direction) via an aqueous vinyl urethane resin.
二次ラミナ１１は、３枚の一次ラミナ１１ａ、１１ｂ、１１ｃから構成されており、これらの一次ラミナ１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、それぞれ、縦継ぎ（長さ方向につなぐこと）されて図示Ａ方向（長さ方向）に接合されている（図１参照）。 The secondary lamina 11 is composed of three primary laminaes 11a, 11b, and 11c. Each of the primary laminas 11a, 11b, and 11c is connected in a longitudinal direction (connected in the length direction) to the direction A in the figure. They are joined in the (length direction) (see FIG. 1).
ここで、一次ラミナ１１ａ、１１ｃは、その木目の繊維方向を図示Ａ方向（長さ方向）に平行にして配置されており、一方、一次ラミナ１１ｂは、その木目の繊維方向を図示Ｂ方向（幅方向）に平行にして配置されている。従って、一次ラミナ１１ａ、１１ｃと一次ラミナ１１ｂとは、互いに木目の繊維方向を直交させて接合されている。 Here, the primary lamina 11a and 11c are arranged with the fiber direction of the grain parallel to the A direction (length direction) in the figure, while the primary lamina 11b has the fiber direction of the grain in the B direction (shown in the figure). (Parallel to the width direction). Accordingly, the primary laminas 11a and 11c and the primary lamina 11b are joined with the fiber directions of the grains being orthogonal to each other.
一次ラミナ１１ａと一次ラミナ１１ｂの接合部位１４ａ、及び、一次ラミナ１１ｃと一次ラミナ１１ｂの接合部位１４ｂは、いずれも水性ビニルウレタン樹脂を介してフィンガージョイントによって接合されている。二次ラミナ１２及び二次ラミナ１３の構成も、上記二次ラミナ１１の構成と同様である。 The joint part 14a of the primary lamina 11a and the primary lamina 11b and the joint part 14b of the primary lamina 11c and the primary lamina 11b are joined together by finger joints via an aqueous vinyl urethane resin. The configurations of the secondary lamina 12 and the secondary lamina 13 are the same as the configuration of the secondary lamina 11.
このように構成した集成材１０においては、各一次ラミナの木目の繊維方向が直交するように接合されているが、上述のように、各一次ラミナの寸法変化率の値は、いずれも２％以下（表１参照）と小さく、且つ、厚さ、幅及び長さ方向において同程度であることから、反りや捩れなどの狂いが生じることがない。 In the laminated material 10 configured in this way, the primary lamina grain fibers are joined so that the fiber directions thereof are orthogonal to each other. As described above, the value of the dimensional change rate of each primary lamina is 2%. Since it is as small as below (see Table 1) and has the same degree in the thickness, width and length directions, it does not cause warpage or twist.
また、これら一次ラミナの木目の繊維方向が直交するように接合された部分の意匠性は高く、表面材として使用することができる。 Moreover, the design property of the part joined so that the fiber direction of these primary lamina grain may orthogonally cross is high, and it can be used as a surface material.
よって、本第１実施形態においては、一次ラミナの含水率の変化による寸法変化率が小さいので一次ラミナの木目の繊維方向を互いに交差して接合することができ、反りや捩れなどの狂いが生じることがなく、また、未反応物の残留による表面のベトツキがなく硬い表面が形成されるので木質材料の表面にキズが付きにくく、更に、光による黄褐変などの変色を大幅に改善し、且つ、交差接合した部分の高い意匠性によって商品価値の高い集成材を提供することができる。 Therefore, in this first embodiment, since the dimensional change rate due to the change in the moisture content of the primary lamina is small, the fiber directions of the primary lamina grain can be crossed and joined, and a deviation such as warping or twisting occurs. In addition, there is no stickiness of the surface due to the residue of unreacted material, and a hard surface is formed, so that the surface of the wooden material is not easily scratched, and further, discoloration such as yellowing due to light is greatly improved, and The laminated material having high commercial value can be provided by the high design property of the cross-joined portion.
第２実施形態：
次に、集成材の他の構成例について説明する。この集成材においても、上記実施例１において処理された白手スギ板材を所定寸法に成形して一次ラミナを準備した。
Second embodiment:
Next, another configuration example of the laminated material will be described. Also in this laminated material, the white cedar board material processed in the said Example 1 was shape | molded by the predetermined dimension, and the primary lamina was prepared.
図２は、集成材２０の斜視図である。集成材２０は、３層に積層された集成材であって、３枚の二次ラミナ２１、２２、２３から構成されている。これらの二次ラミナ２１、２２、２３は、それぞれ、水性ビニルウレタン樹脂を介して図示Ｃ方向（厚さ方向）に接合されている（図２参照）。 FIG. 2 is a perspective view of the laminated material 20. The laminated material 20 is a laminated material laminated in three layers, and is composed of three secondary laminaes 21, 22, and 23. These secondary laminaes 21, 22, and 23 are joined to each other in the C direction (thickness direction) in the figure via an aqueous vinyl urethane resin (see FIG. 2).
二次ラミナ２１は、３枚の一次ラミナ２１ａ、２１ｂ、２１ｃから構成されており、これらの一次ラミナ２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、それぞれ、縦継ぎされて図示Ａ方向（長さ方向）に接合されている（図２参照）。 The secondary lamina 21 is composed of three primary laminaes 21a, 21b, and 21c. These primary laminas 21a, 21b, and 21c are cascaded and joined in the A direction (length direction) in the figure. (See FIG. 2).
ここで、一次ラミナ２１ａ、２１ｃは、その木目の繊維方向を図示Ａ方向（長さ方向）に平行にして配置されており、一方、一次ラミナ２１ｂは、その木目の繊維方向を図示Ｂ方向（幅方向）に平行にして配置されている。従って、一次ラミナ２１ａ、２１ｃと一次ラミナ２１ｂとは、互いに木目の繊維方向を直交させて接合されている。 Here, the primary lamina 21a and 21c are arranged with the fiber direction of the grain parallel to the A direction (length direction) in the figure, while the primary lamina 21b has the fiber direction of the grain in the B direction (illustrated). (Parallel to the width direction). Accordingly, the primary laminaes 21a and 21c and the primary lamina 21b are joined with the fiber directions of the wood grain orthogonal to each other.
一次ラミナ２１ａと一次ラミナ２１ｂの接合部位２４ａ、及び、一次ラミナ２１ｃと一次ラミナ２１ｂの接合部位２４ｂは、いずれも水性ビニルウレタン樹脂を介してフィンガージョイントによって接合されている。二次ラミナ２２及び二次ラミナ２３の構成も、上記二次ラミナ２１の構成と同様である。 The joint part 24a between the primary lamina 21a and the primary lamina 21b and the joint part 24b between the primary lamina 21c and the primary lamina 21b are joined together by finger joints via an aqueous vinyl urethane resin. The configurations of the secondary lamina 22 and the secondary lamina 23 are the same as the configuration of the secondary lamina 21.
このように構成した集成材２０においては、各一次ラミナの木目の繊維方向が直交するように接合されているが、上述のように、各一次ラミナの寸法変化率の値は、いずれも２％以下（表１参照）と小さく、且つ、厚さ、幅及び長さ方向において同程度であることから、反りや捩れなどの狂いが生じることがない。 In the laminated material 20 configured as described above, the primary lamina is bonded so that the fiber directions of the grains of the primary lamina are orthogonal to each other. As described above, the value of the dimensional change rate of each primary lamina is 2%. Since it is as small as below (see Table 1) and has the same degree in the thickness, width and length directions, it does not cause warpage or twist.
また、これら一次ラミナの木目の繊維方向が直交するように接合された部分の意匠性は高く、この部分が表面に現れるように使用することができる。 Moreover, the design property of the part joined so that the fiber direction of the grain of these primary lamina may orthogonally cross is high, and it can be used so that this part may appear on the surface.
よって、本第２実施形態においては、一次ラミナの含水率の変化による寸法変化率が小さいので一次ラミナの木目の繊維方向を互いに交差して接合することができ、反りや捩れなどの狂いが生じることがなく、また、未反応物の残留による表面のベトツキがなく硬い表面が形成されるので木質材料の表面にキズが付きにくく、更に、光による黄褐変などの変色を大幅に改善し、且つ、交差接合した部分の高い意匠性によって商品価値の高い集成材を提供することができる。 Therefore, in the second embodiment, since the dimensional change rate due to the change in the moisture content of the primary lamina is small, the fiber directions of the primary lamina grain can be crossed and joined, and a deviation such as warping or twisting occurs. In addition, there is no stickiness of the surface due to the residue of unreacted material, and a hard surface is formed, so that the surface of the wooden material is not easily scratched, and further, discoloration such as yellowing due to light is greatly improved, and The laminated material having high commercial value can be provided by the high design property of the cross-joined portion.
１０、２０…集成材、１１〜１３、２１〜２３…二次ラミナ、
１１ａ〜１１ｃ、２１ａ〜２１ｃ…一次ラミナ、
１４ａ、１４ｂ、２４ａ、２４ｂ…接合部位。
10, 20 ... Glulam, 11-13, 21-23 ... Secondary lamina,
11a-11c, 21a-21c ... primary lamina,
14a, 14b, 24a, 24b ... Junction site.
Claims (9)
４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノン或いはその誘導体からなる第２成分とを含有する処理液を木質材料に含浸し、
当該木質材料中で前記第１成分及び前記第２成分を反応硬化させることを特徴とする木質材料の処理方法。 A first component comprising an addition product of a cyclic urea compound and glyoxal;
Impregnating a woody material with a treatment liquid containing a second component composed of 4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone or a derivative thereof;
A method for treating a wood material, characterized in that the first component and the second component are reaction-cured in the wood material.
当該木質材料中で前記第３成分を前記第１成分及び前記第２成分と共に反応硬化させることを特徴とする請求項１に記載の木質材料の処理方法。 In addition to the first component and the second component, a wood material is impregnated with a treatment liquid containing a third component made of glycols,
2. The method for treating a woody material according to claim 1, wherein the third component is reacted and cured together with the first component and the second component in the woody material.
２−イミダゾリジノンとグリオキサールとの付加生成物からなり、２−イミダゾリジノン１モルに対してグリオキサールを０．９モル〜１．２モル付加してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の木質材料の処理方法。 The first component is
It consists of an addition product of 2-imidazolidinone and glyoxal, and 0.9 mol to 1.2 mol of glyoxal is added to 1 mol of 2-imidazolidinone. The processing method of the woody material as described in 2.
１，３−ジメチル−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノン、１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノン、１，３−ビス（ヒドロキシエチル）−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノンからなる群から選ばれた少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の木質材料の処理方法。 The second component is
1,3-dimethyl-4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone, 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone, 1,3-bis (hydroxyethyl)- 4. The method for treating a woody material according to claim 1, comprising at least one selected from the group consisting of 4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone. 5.
１，３−ビス（ヒドロキシエチル）−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノンからなる第２成分とを含有し、
これらの含有量が固形分比率（重量比）で前記第１成分を１とすると、前記第２成分が３〜６の範囲内にある処理液を木質材料に含浸し、
当該木質材料中で前記第１成分及び前記第２成分を反応硬化させることを特徴とする木質材料の処理方法。 A first component comprising an addition product obtained by adding 0.9 mol to 1.2 mol of glyoxal to 1 mol of 2-imidazolidinone;
A second component consisting of 1,3-bis (hydroxyethyl) -4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone,
When these contents are solid content ratio (weight ratio) and the first component is 1, the wood material is impregnated with a treatment liquid in which the second component is in the range of 3-6,
A method for treating a wood material, characterized in that the first component and the second component are reaction-cured in the wood material.
１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノンからなる第２成分と、
ジプロピレングリコールからなる第３成分とを含有し、
これらの含有量が固形分比率（重量比）で前記第１成分を１とすると、前記第２成分が３〜６の範囲内にあり、前記第３成分が２．５〜５．５の範囲内にある処理液を木質材料に含浸し、
当該木質材料中で前記第１成分、前記第２成分及び前記第３成分を反応硬化させることを特徴とする木質材料の処理方法。 A first component comprising an addition product obtained by adding 0.9 mol to 1.2 mol of glyoxal to 1 mol of 2-imidazolidinone;
A second component comprising 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone;
A third component comprising dipropylene glycol,
When these contents are solid content ratios (weight ratio) and the first component is 1, the second component is in the range of 3 to 6, and the third component is in the range of 2.5 to 5.5. Impregnating the woody material with the processing solution inside,
A method for treating a wood material, characterized in that the first component, the second component, and the third component are reactively cured in the wood material.
前記二次ラミナは、前記一次ラミナの木目の繊維方向が互いに交差するようにして接合した縦継ぎ部分を有することを特徴とする集成材。 In the laminated lumber formed by stripping or / and laminating the secondary lamina formed by cascading the primary lamina made of the wood material according to claim 7,
The laminated laminar is characterized in that the secondary lamina has a longitudinal joint portion so that fiber directions of the grain of the primary lamina intersect each other.
前記二次ラミナは、前記一次ラミナの木目の繊維方向が互いに交差するようにして接合した積層部分を有することを特徴とする集成材。 In the laminated lumber formed by cascading or / and separating the secondary lamina formed by laminating the primary lamina made of the woody material according to claim 7,
The laminated laminar is characterized in that the secondary lamina has a laminated portion joined so that fiber directions of the grain of the primary lamina intersect each other.
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