JP2678345B2 - Method for producing modified wood and modified wood - Google Patents

Method for producing modified wood and modified wood

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JP2678345B2
JP2678345B2 JP18652794A JP18652794A JP2678345B2 JP 2678345 B2 JP2678345 B2 JP 2678345B2 JP 18652794 A JP18652794 A JP 18652794A JP 18652794 A JP18652794 A JP 18652794A JP 2678345 B2 JP2678345 B2 JP 2678345B2
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  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、難燃性および寸法安定
性を備えた改質木材の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing modified wood having flame retardancy and dimensional stability.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の改質木材の製造方法および改質木
材としては、例えば、特開平5−69414号公報に示
すものがある。すなわち、塩基性窒素化合物とリン酸と
の塩ないしは化合物を、木材に塗布乾燥後、熱圧処理し
て、木材に難燃性および寸法安定性を付与するものであ
る。
2. Description of the Related Art As a conventional method for producing modified wood and modified wood, there is, for example, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-69414. That is, a salt or compound of a basic nitrogen compound and phosphoric acid is applied to wood and dried, and then heat-pressed to impart flame retardancy and dimensional stability to wood.

【0003】また、従来の改質木材の製造方法および改
質木材として、例えば、特開昭62−144902号公
報に示すものがある。すなわち、木材を塩化カルシウム
溶液に浸漬後、リン酸ナトリウム溶液に浸漬して、木材
中に不燃性無機物を生成させた後、シリカゾルを含浸処
理して、木材に難燃性および寸法安定性を付与するもの
である。
Further, as a conventional method for producing modified wood and modified wood, there is, for example, one disclosed in JP-A-62-144902. That is, after immersing the wood in the calcium chloride solution and then in the sodium phosphate solution to generate non-combustible inorganic substances in the wood, the silica sol is impregnated to give the wood flame retardancy and dimensional stability. To do.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
5−69414号公報に示す方法では、難燃性について
充分な改良を図ることができないという問題点があっ
た。
However, the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-69414 has a problem in that it is impossible to sufficiently improve the flame retardancy.

【0005】また、特開昭62−144902号公報に
示す方法では、二液拡散方法により処理するため、処理
する木材の含水率やpHを調整する手間がかかるうえ、
処理溶液を拡散させるのに時間がかかり、処理後には、
残った未反応液を除去するのに手間がかかり、さらに、
目的外の副生成物が材質に悪影響を与えるという種々の
問題点があった。
Further, in the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-144902, since the treatment is carried out by the two-liquid diffusion method, it takes time and effort to adjust the water content and the pH of the treated wood.
It takes time to diffuse the treatment solution, and after treatment,
It takes time to remove the remaining unreacted liquid, and
There are various problems that undesired by-products adversely affect the material.

【0006】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、寸法安定性を付与するとともに難
燃性を向上させ、処理が容易で短時間で済み、目的外の
副生成物を生じない改質木材の製造方法および改質木材
を提供することを目的としている。
The present invention has been made by paying attention to such conventional problems. It provides dimensional stability and improves flame retardancy, is easy to process and can be processed in a short time, It is an object of the present invention to provide a modified wood producing method and a modified wood that does not generate a product.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、本発明に係る改質木材の製造方法は、木
材にリン酸化合物系の難燃剤溶液を含浸させるリン酸処
理工程と、木材にシリカ溶液を含浸させるシリカ処理工
程と、前記リン酸処理工程および前記シリカ処理工程後
の木材を120〜180℃以上の温度および0.1〜3
0kg/cm2 の圧力で加熱加圧処理する加熱加圧工程
とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the method for producing modified wood according to the present invention comprises a phosphoric acid treatment step of impregnating wood with a phosphoric acid compound-based flame retardant solution, A silica treatment step of impregnating wood with a silica solution, and the wood after the phosphoric acid treatment step and the silica treatment step are at a temperature of 120 to 180 ° C. or higher and 0.1 to 3
And a heating / pressurizing step of performing heating / pressurizing at a pressure of 0 kg / cm 2 .

【0008】本発明の請求項2に係る改質木材の製造方
法では、請求項1の改質木材の製造方法において、前記
難燃剤溶液はリン酸アンモニウム溶液から成り、前記難
燃剤溶液および前記シリカ溶液の少なくとも一方はアル
コールを含むことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing modified wood according to the first aspect, wherein the flame retardant solution comprises an ammonium phosphate solution, and the flame retardant solution and the silica. At least one of the solutions is characterized by containing alcohol.

【0009】本発明の請求項3に係る改質木材の製造方
法では、請求項1または2の改質木材の製造方法におい
て、前記加熱加圧工程後の木材に、シリカと親和性の無
機系塗料を塗布することを特徴とする。
The method for producing modified wood according to claim 3 of the present invention is the method for producing modified wood according to claim 1 or 2, wherein the wood after the heating and pressing step has an inorganic material having an affinity for silica. It is characterized by applying paint.

【0010】本発明の改質木材は、リン酸エステル化物
およびシリカのゲル化物の混合物を含むことを特徴とす
る。
The modified wood of the present invention is characterized by containing a mixture of a phosphoric ester and a gel of silica.

【0011】改質木材の原料となる木材は、スギ、ブ
ナ、ケヤキ、セコイヤ、ミズキ、その他、いかなる樹木
であってもよく、広葉樹であっても針葉樹であってもよ
い。また、原料となる木材は、ソリッドであっても、木
質系材料であってもよい。
The wood used as the raw material for the modified wood may be cedar, beech, zelkova, sequoia, dogwood, or any other tree, and may be broad-leaved or coniferous. Further, the raw material wood may be solid or wood-based material.

【0012】リン酸化合物系の難燃剤溶液は、例えば、
リン酸二水素アンモニウム水溶液、リン酸三水素アンモ
ニウム水溶液、リン酸二アンモニウム水溶液である。難
燃剤溶液中の難燃剤濃度は、20〜25重量%が好まし
い。リン酸化合物系の難燃剤溶液は、木材に着火抑制効
果を付与する。
The phosphoric acid compound-based flame retardant solution is, for example,
An aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate, an aqueous solution of ammonium trihydrogen phosphate, and an aqueous solution of diammonium phosphate. The flame retardant concentration in the flame retardant solution is preferably 20 to 25% by weight. The phosphoric acid compound-based flame retardant solution imparts an ignition suppressing effect to wood.

【0013】シリカ溶液は、コロイド状シリカの水溶液
であっても、アルコール溶液であってもよい。シリカ溶
液中のシリカ濃度は、20〜30重量%が好ましい。シ
リカ粒子の大きさは、木材の細胞壁中に含浸させるた
め、粒子径20μ以下が好ましく、用途に応じて粒子の
大きさを使い分けてもよい。シリカ溶液は、木材に消煙
効果、寸法安定性、硬化性、耐候性および耐腐朽性を付
与する。リン酸化合物系の難燃剤溶液は発煙抑制効果が
充分とはいえないが、シリカ溶液を含浸させることによ
り、加熱時の発煙を顕著に減少させることができる。
The silica solution may be an aqueous solution of colloidal silica or an alcohol solution. The silica concentration in the silica solution is preferably 20 to 30% by weight. The size of the silica particles is preferably 20 μm or less because they are impregnated into the cell wall of wood, and the particle size may be selected depending on the application. The silica solution imparts smoke eliminating effect, dimensional stability, curability, weatherability and decay resistance to wood. Although the phosphoric acid compound-based flame retardant solution does not have a sufficient smoke suppressing effect, it is possible to significantly reduce smoke during heating by impregnating it with a silica solution.

【0014】シリカによる発煙抑制効果は、燃焼の際に
発生する粒子径0.1〜1.0μの煙微粒子のうち、粒
子径0.1〜0.2μのタールおよびすすをシリカゲル
が吸収するためと考えられる。また、シリカ溶液は、難
燃剤溶液にリン酸アンモニウム溶液を用いた場合に、ア
ンモニアの加熱酸化による木材の変色を抑制する。
The effect of suppressing smoke generation by silica is that silica gel absorbs tar and soot having a particle size of 0.1 to 0.2 μ among smoke particles having a particle size of 0.1 to 1.0 μ generated during combustion. it is conceivable that. Further, the silica solution suppresses discoloration of wood due to the thermal oxidation of ammonia when the ammonium phosphate solution is used as the flame retardant solution.

【0015】リン酸化合物系の難燃剤溶液またはシリカ
溶液に、寸法安定性をより高めるため、グレオキザール
を添加してもよい。
Greoxal may be added to the phosphoric acid compound-based flame retardant solution or the silica solution in order to enhance the dimensional stability.

【0016】リン酸処理工程とシリカ処理工程とは、リ
ン酸処理工程後にシリカ処理工程を行っても、シリカ処
理工程後にリン酸処理工程を行ってもよく、また、リン
酸化合物系の難燃剤とシリカとの混合溶液を木材に含浸
させることにより同時に行ってもよい。
Regarding the phosphoric acid treatment step and the silica treatment step, the silica treatment step may be carried out after the phosphoric acid treatment step or the phosphoric acid treatment step may be carried out after the silica treatment step. It may be performed simultaneously by impregnating wood with a mixed solution of silica and silica.

【0017】加熱加圧工程により、難燃剤と木材とのリ
ン酸エステル化反応が起こり、木材に難燃性が付与され
る。また、加熱加圧工程により、シリカのゲル化が進
み、難燃剤はシリカゲルの中に取り込まれると考えられ
る。シリカゲルの生成により、木材の硬化が行われる。
さらに、加熱加圧工程で木材から発生した蒸気により、
木材はヘミセルロースなどの非晶質成分が分解して軟化
する。木材の軟化により、難燃剤と木材とのリン酸エス
テル化反応およびシリカゲルの生成が促進される。ま
た、この軟化した木材を加圧することで、木材の表面硬
化が行われる。
The heating and pressurizing step causes a phosphoric acid esterification reaction between the flame retardant and the wood, and imparts flame retardancy to the wood. Further, it is considered that the gelation of silica proceeds due to the heating and pressurizing step, and the flame retardant is incorporated into silica gel. The hardening of the wood takes place by the production of silica gel.
Furthermore, the steam generated from the wood in the heating and pressing process
Amorphous components such as hemicellulose are decomposed and softened in wood. The softening of the wood promotes the phosphorylation reaction of the flame retardant with the wood and the formation of silica gel. Further, by pressing the softened wood, the surface of the wood is hardened.

【0018】加熱加圧工程で加熱処理する温度は、12
0℃以下では、木材からの水抜きが不充分となって材質
改善が図りにくく、180℃以上では、木材の炭化が進
行して工業的に耐え得る強度を得にくいことから、12
0℃〜180℃の温度であることを要する。加熱処理す
る温度は、木材表面の硬化、シリカゲルの生成および生
成したシリカゲルからの完全脱水などにより材質改善効
果を高めるため、特に160〜180℃の温度が好まし
い。
The temperature for heat treatment in the heat and pressure step is 12
If the temperature is 0 ° C or lower, the water cannot be sufficiently drained from the wood, and it is difficult to improve the material quality. If the temperature is 180 ° C or higher, the carbonization of the wood proceeds to make it difficult to obtain industrially strong strength.
It is necessary that the temperature is 0 ° C to 180 ° C. The temperature of the heat treatment is preferably 160 to 180 ° C. in order to enhance the material improving effect by hardening the surface of the wood, forming silica gel and completely dehydrating the silica gel thus formed.

【0019】加圧処理する圧力は、木材の含水率、厚
さ、表面の硬化程度などにより異なるが、0.1kg/
cm2 以下では、難燃剤溶液およびシリカ溶液の含浸率
を高めることができないため、充分な材質改善が図りに
くく、30kg/cm2 以上では、木材を破壊するおそ
れがあることから、0.1〜30kg/cm2 の圧力で
あることを要する。
The pressure for the pressure treatment varies depending on the water content of wood, the thickness, the degree of hardening of the surface, etc., but is 0.1 kg /
The cm 2 or less, since it is not possible to increase the impregnation rate of the flame retardant solution and silica solution, hardly achieving sufficient material improvement in 30kg / cm 2 or more, there is a risk of destroying the timber, 0.1 It is necessary to have a pressure of 30 kg / cm 2 .

【0020】加熱加圧処理は、含水率が約5〜30%程
度になるまで木材を乾燥後に行うのが好ましい。また、
加熱加圧処理は、木材からの蒸気による効果を有効に発
揮させるため、ホットプレスの加熱板の間に木材を挟ん
で行うことが好ましい。この場合、加熱方法は、熱板に
よる直接加熱、水蒸気加熱、高周波加熱など、いかなる
方法であってもよく、これらの2以上の組み合わせによ
る方法であってもよい。処理する木材の厚さに応じて、
これらの2以上の加熱方法を組み合わせることによっ
て、木材のより効果的な改質を行うことができる。
The heat and pressure treatment is preferably performed after drying the wood until the water content becomes about 5 to 30%. Also,
The heating and pressurizing treatment is preferably performed by sandwiching the wood between the heating plates of the hot press in order to effectively exert the effect of steam from the wood. In this case, the heating method may be any method such as direct heating with a hot plate, steam heating, high frequency heating, or a combination of two or more of these. Depending on the thickness of the wood to be processed,
By combining these two or more heating methods, more effective modification of wood can be performed.

【0021】加熱加圧処理は、所定の加熱温度下で、木
材に加圧と加圧解放とを交互に繰り返した後、継続して
加熱加圧して行うのが好ましい。こうして加圧と解放と
を繰り返すことにより、木材の含有水分を拡散および蒸
散させて、難燃剤とシリカとの混合ゲルの木材表面部で
の生成を高め、木材表面部の硬化を図ることができる。
また、加熱加圧の継続により、木材表面の硬化を促進す
るとともに、難燃剤とシリカとの混合ゲルの木材内部お
よび木材細胞内での生成を高めることができる。木材の
硬化が行われることによって、木材の耐磨耗性が向上す
る。
It is preferable that the heating and pressurizing treatment is carried out by alternately repeating pressurization and pressurization release on the wood at a predetermined heating temperature and then continuously heating and pressurizing. By repeating pressurization and release in this way, the moisture content of the wood is diffused and evaporated, the generation of the mixed gel of the flame retardant and silica on the wood surface portion can be enhanced, and the wood surface portion can be hardened. .
Further, by continuing the heating and pressurization, the hardening of the wood surface can be promoted, and the generation of the mixed gel of the flame retardant and silica inside the wood and inside the wood cells can be enhanced. The hardening of the wood improves the wear resistance of the wood.

【0022】加熱加圧時間は、加熱温度や、加圧圧力、
木材の厚さ、表面の硬化程度、製造する改質木材の性能
度(例えば、寸法安定性、耐腐朽性、強度性能の維持な
どの程度)などを考慮して設定されるが、5〜720分
程度が好ましく、15〜480分程度が特に好ましい。
The heating and pressurizing time includes heating temperature, pressurizing pressure,
It is set in consideration of the thickness of the wood, the degree of hardening of the surface, the degree of performance of the modified wood to be manufactured (for example, the degree of dimensional stability, rot resistance, strength performance maintenance, etc.). Minutes are preferable, and 15 to 480 minutes are particularly preferable.

【0023】加熱加圧処理は、空気など酸素を相当量含
む雰囲気下で行うと、処理後の木材の加工性が悪くなる
ため、不活性ガス雰囲気下または減圧環境下など、酸素
を含まない環境で行うことが好ましい。不活性ガスに
は、例えば、アルゴン、クリプトン、ヘリウム等の希ガ
ス、窒素、アンモニア、亜硝酸ガス、炭酸ガスなどの1
種または2種以上を使用することができる。
When the heating and pressurizing treatment is carried out in an atmosphere containing a considerable amount of oxygen such as air, the workability of the treated wood deteriorates. Therefore, an environment containing no oxygen such as an inert gas atmosphere or a depressurized environment. It is preferable to carry out. The inert gas includes, for example, noble gases such as argon, krypton, and helium, nitrogen, ammonia, nitrous acid gas, carbon dioxide gas, and the like.
Species or two or more can be used.

【0024】難燃剤溶液がリン酸アンモニウム溶液から
成る場合には、塩化バリウム溶液と異なり、毒性がな
い。また、リン酸アンモニウム溶液は、木材との親和性
が高く、含浸しやすい。
When the flame retardant solution is composed of ammonium phosphate solution, it is not toxic, unlike barium chloride solution. Further, the ammonium phosphate solution has a high affinity with wood and is easily impregnated.

【0025】難燃剤溶液としてリン酸アンモニウム溶液
を含浸させた場合、加熱加圧工程で、アンモニアの熱酸
化により木材が黒く着色するが、難燃剤溶液およびシリ
カ溶液の少なくとも一方にアルコールを含ませることに
より、この着色を防ぐことができる。アルコールは、例
えば、エタノール、メタノール、これらの混合物などで
ある。
When an ammonium phosphate solution is impregnated as the flame retardant solution, the wood is colored black due to the thermal oxidation of ammonia in the heating and pressurizing step. However, at least one of the flame retardant solution and the silica solution should contain alcohol. Therefore, this coloring can be prevented. The alcohol is, for example, ethanol, methanol, a mixture thereof, or the like.

【0026】シリカと親和性の無機系塗料は、例えば、
無機質浸透・反応性の劣化・吸水防止剤として公知のも
のであり、特に、人工大理石等に耐候性を付与するため
の塗料が好ましい。シリカと親和性の無機系塗料を木材
に塗布することにより、木材の質感を損なわずに、木材
に耐水性および耐候性を付与することができる。
The inorganic coating material having an affinity for silica is, for example,
It is known as an inorganic permeation / reactivity deterioration / water absorption inhibitor, and a paint for imparting weather resistance to artificial marble or the like is particularly preferable. By applying an inorganic paint having an affinity for silica to wood, it is possible to impart water resistance and weather resistance to the wood without impairing the texture of the wood.

【0027】以下、図面に基づき本発明の実施例1〜4
について説明する。それぞれ改質木材を、以下のように
して製造した。
Embodiments 1 to 4 of the present invention will now be described with reference to the drawings.
Will be described. Each modified wood was manufactured as follows.

【0028】[0028]

【実施例1】厚さ3mmのスギ単板に、まず、粒子径1
0〜20μのコロダイルシリカの20重量%水溶液を減
圧含浸させ、次に、リン酸二水素アンモニウムの20重
量%水溶液を減圧含浸させた。含浸後の木材を含水率2
0%程度まで乾燥した後、乾燥後の木材に対し、ホット
プレスを用いて、160℃の温度条件で、0.5〜10
kg/cm2 の圧力を変化させながら加圧、解放を繰り
返した。この加熱加圧は、加圧・解放を1セットとして
3分間、5セットを行った。その後、木材に対し、16
0℃の温度条件で、10kg/cm2 の圧力を30分
間、加えた。こうして、実施例1の改質木材を製造し
た。
Example 1 First, a cedar veneer having a thickness of 3 mm was first coated with a particle size of 1
A 20 wt% aqueous solution of 0 to 20 μ of corodyl silica was impregnated under reduced pressure, and then a 20 wt% aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate was impregnated under reduced pressure. Water content of wood after impregnation is 2
After drying to about 0%, the dried wood is subjected to hot pressing using a temperature condition of 160 ° C. and 0.5 to 10
Pressurization and release were repeated while changing the pressure of kg / cm 2 . This heating and pressurization was performed for 5 minutes for 3 minutes, with pressurization and release as one set. Then, for wood, 16
A pressure of 10 kg / cm 2 was applied for 30 minutes at a temperature of 0 ° C. Thus, the modified wood of Example 1 was manufactured.

【0029】[0029]

【実施例2】実施例1の方法と含浸処理の順序を入れ替
え、同様のスギ単板に、まず、リン酸二水素アンモニウ
ムの20重量%水溶液を減圧含浸させ、次に、粒子径1
0〜20μのコロダイルシリカの20重量%水溶液を減
圧含浸させた。含浸後の木材に対し、実施例1の場合と
同様の条件で、乾燥し、加熱加圧を行った。こうして、
実施例2の改質木材を製造した。
Example 2 The order of the method of Example 1 and the impregnation treatment was exchanged, and a similar cedar veneer was first impregnated with a 20% by weight aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate under reduced pressure, and then the particle size 1
A 20% by weight aqueous solution of 0 to 20 μ of colodyl silica was impregnated under reduced pressure. The impregnated wood was dried and heated and pressed under the same conditions as in Example 1. Thus,
The modified wood of Example 2 was produced.

【0030】[0030]

【実施例3】実施例1の方法とシリカ溶液の種類を代
え、同様のスギ単板に、まず、粒子径10〜20μのコ
ロダイルシリカの30重量%メタノール溶液を減圧含浸
させ、次に、リン酸二水素アンモニウムの20重量%水
溶液を減圧含浸させた。含浸後の木材に対し、実施例1
の場合と同様の条件で、乾燥し、加熱加圧を行った。こ
うして、実施例3の改質木材を製造した。
Example 3 The method of Example 1 and the type of silica solution were changed, and a similar cedar veneer was first impregnated with a 30 wt% methanol solution of colodyl silica having a particle size of 10 to 20 μ under reduced pressure, and then, A 20 wt% aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate was impregnated under reduced pressure. Example 1 for wood after impregnation
It was dried and heated and pressed under the same conditions as in the above. Thus, the modified wood of Example 3 was manufactured.

【0031】[0031]

【実施例4】難燃性試験で加熱時間の異なるものを試験
するため、実施例3と全く同様の方法により、実施例4
の改質木材を製造した。
Example 4 In order to test flame retardancy tests with different heating times, the same method as in Example 3 was used.
Modified wood was produced.

【0032】実施例1〜4の改質木材の性能を従来の改
質木材の性能と比較するため、比較例1〜4の改質木材
を、以下のようにして製造した。
To compare the performance of the modified woods of Examples 1 to 4 with the performance of conventional modified woods, the modified woods of Comparative Examples 1 to 4 were produced as follows.

【0033】[0033]

【比較例1】厚さ3mmのスギ単板に、リン酸二水素ア
ンモニウムの30重量%水溶液を減圧含浸させた。含浸
後の木材に対し、実施例1の場合と同様の条件で、乾燥
し、加熱加圧を行った。こうして、比較例2の改質木材
を製造した。
Comparative Example 1 A cedar veneer having a thickness of 3 mm was impregnated with a 30 wt% aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate under reduced pressure. The impregnated wood was dried and heated and pressed under the same conditions as in Example 1. Thus, the modified wood of Comparative Example 2 was manufactured.

【0034】[0034]

【比較例2】厚さ3mmのスギ単板に、粒子径10〜2
0μのコロダイルシリカの20重量%水溶液を減圧含浸
させた。含浸後の木材に対し、実施例1の場合と同様の
条件で、乾燥し、加熱加圧を行った。こうして、比較例
2の改質木材を製造した。
[Comparative Example 2] A cedar veneer having a thickness of 3 mm was coated with a particle size of 10 to 2
A 20% by weight aqueous solution of 0 μ of colodyl silica was impregnated under reduced pressure. The impregnated wood was dried and heated and pressed under the same conditions as in Example 1. Thus, the modified wood of Comparative Example 2 was manufactured.

【0035】[0035]

【比較例3】厚さ3mmのスギ単板に、粒子径10〜2
0μのコロダイルシリカの30重量%メタノール溶液を
減圧含浸させた。含浸後の木材に対し、実施例1の場合
と同様の条件で、乾燥し、加熱加圧を行った。こうし
て、比較例3の改質木材を製造した。
[Comparative Example 3] A cedar veneer having a thickness of 3 mm was coated with a particle size of 10 to 2
A 30% by weight methanol solution of 0 μ of corrodyl silica was impregnated under reduced pressure. The impregnated wood was dried and heated and pressed under the same conditions as in Example 1. Thus, the modified wood of Comparative Example 3 was manufactured.

【0036】[0036]

【比較例4】厚さ3mmのスギ単板に、まず、粒子径1
0〜20μのコロダイルシリカの20重量%水溶液を減
圧含浸させ、次に、リン酸二水素アンモニウムの20重
量%水溶液を減圧含浸させた。含浸後の木材を、熱風乾
燥機を用いて160℃で30分間、乾燥した。こうし
て、比較例4の改質木材を製造した。
[Comparative Example 4] A cedar veneer having a thickness of 3 mm was first coated with a particle size of 1
A 20 wt% aqueous solution of 0 to 20 μ of corodyl silica was impregnated under reduced pressure, and then a 20 wt% aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate was impregnated under reduced pressure. The impregnated wood was dried at 160 ° C. for 30 minutes using a hot air dryer. Thus, the modified wood of Comparative Example 4 was manufactured.

【0037】次に、実施例1〜4の改質木材の効果につ
いて説明する。実施例1〜4の改質木材および比較例1
〜4の改質木材から得られる製品の防火性をみるため、
接着剤レゾルシノールを用いて、それぞれの改質木材に
より厚さ13mmのLVL(単板積層材)を作製し、こ
れについてJIS1321に基づく表面試験およびIS
O5927に基づく着火試験を行った。この結果を表1
に示す。また、この結果の標準温度曲線、排気温度およ
び発煙係数を示すグラフを図1〜図8に示す。
Next, the effect of the modified woods of Examples 1 to 4 will be described. Modified wood of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1
To check the fire resistance of the products obtained from the modified wood of ~ 4,
Using the adhesive resorcinol, LVL (single plate laminated material) having a thickness of 13 mm was prepared from each modified wood, and the surface test and IS based on JIS1321 were prepared for this.
Ignition test based on O5927 was performed. Table 1 shows the results.
Shown in Further, graphs showing the standard temperature curve, the exhaust temperature and the smoke emission coefficient of the results are shown in FIGS.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】表1で、Tθは標準温度曲線を越える温度
時間を、Tdθは標準温度曲線を越える温度時間面積を
示す。表1および図1〜図8をみると、実施例1〜4の
改質木材は比較例1〜4の改質木材に比べて難燃性が向
上していることがわかる。実施例1のものではJIS
A1321の燃焼試験の難燃1級の基準を満たし、実施
例2および3のものでは難燃2級の基準を満たすほど難
燃性が向上している。
In Table 1, Tθ indicates a temperature time exceeding the standard temperature curve, and Tdθ indicates a temperature time area exceeding the standard temperature curve. It can be seen from Table 1 and FIGS. 1 to 8 that the modified woods of Examples 1 to 4 have improved flame retardancy as compared with the modified woods of Comparative Examples 1 to 4. According to the first embodiment, JIS
The flame retardancy was improved so that the flame retardancy class 1 standard of the A1321 combustion test was satisfied and the flame retardancy class 2 standards of Examples 2 and 3 were satisfied.

【0040】実施例1および3の改質木材、比較例1の
改質木材、並びに無処理の木材について、シリカと親和
性の無機系塗料(商品名:ハイドロサーム、製造、販売
元:日本ケミックス株式会社)を塗布し、乾燥後の木材
を、100℃で8時間、煮沸処理した。これらの処理木
材について、耐水性試験を行った。
With respect to the modified woods of Examples 1 and 3, the modified wood of Comparative Example 1 and the untreated wood, an inorganic coating material having an affinity for silica (trade name: Hydrotherm, manufactured and sold by Nippon Chemix Corporation) Co., Ltd.) and dried wood was boiled at 100 ° C. for 8 hours. A water resistance test was performed on these treated woods.

【0041】耐水性試験は、JAS難燃合板の1類浸漬
剥離試験の試験条件をより厳しくして行った。すなわ
ち、試験片を沸騰水中に4時間浸漬した後、105±3
℃で20時間乾燥し、さらに沸騰水中に4時間浸漬した
後、60±3℃で48時間乾燥して行った。これによ
り、吸水率と寸法変化率と溶脱率とを求めた。吸水率
は、全乾重量法によって求めた。寸法変化率は、試験片
の厚み方向での寸法変化から求めた。溶脱率は、試験前
の全乾重量から試験後の全乾重量を引いた値を試験前の
全乾重量で割り、その値に100を掛けて求めた。これ
らの結果を表2に示す。
The water resistance test was conducted under stricter test conditions for the JAS flame-retardant plywood type 1 immersion peel test. That is, after immersing the test piece in boiling water for 4 hours, 105 ± 3
It was dried at 0 ° C. for 20 hours, further immersed in boiling water for 4 hours, and then dried at 60 ± 3 ° C. for 48 hours. Thereby, the water absorption rate, the dimensional change rate, and the leaching rate were obtained. The water absorption was determined by the total dry weight method. The dimensional change rate was obtained from the dimensional change in the thickness direction of the test piece. The leaching rate was determined by dividing the total dry weight before the test by the total dry weight after the test by the total dry weight before the test and multiplying the value by 100. Table 2 shows the results.

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】表2を見ると、実施例1および3の改質木
材は比較例1の改質木材に比べて耐水性が向上している
ことがわかる。シリカと親和性の無機系塗料を塗布した
場合には、比較例1の改質木材に塗布したものでは耐水
性が殆ど変化しなかったのに対し、実施例1および3の
改質木材に塗布したものでは塗布しないものに比べてさ
らに耐水性が向上していることがわかる。
It can be seen from Table 2 that the modified woods of Examples 1 and 3 have improved water resistance as compared with the modified wood of Comparative Example 1. When the inorganic coating material having an affinity for silica was applied, the water resistance of the modified wood of Comparative Example 1 was hardly changed, whereas the modified wood of Examples 1 and 3 was applied. It can be seen that the water resistance of the coated product is further improved as compared with that of the uncoated product.

【0044】実施例1の改質木材、比較例2の改質木材
および無処理の木材について、JAS特殊合板の耐磨耗
性試験を行った。この結果を表3に示す。
The modified wood of Example 1, the modified wood of Comparative Example 2 and the untreated wood were subjected to the abrasion resistance test of JAS special plywood. Table 3 shows the results.

【0045】[0045]

【表3】 [Table 3]

【0046】表3を見ると、実施例1の改質木材は、比
較例2の改質木材および無処理の木材に比べて、耐磨耗
性が向上していることがわかる。
It can be seen from Table 3 that the modified wood of Example 1 has improved abrasion resistance as compared with the modified wood of Comparative Example 2 and the untreated wood.

【0047】実施例1および3の改質木材、比較例1の
改質木材、並びに無処理の木材について、色彩計により
材色を測定した。また、これらの木材について、全乾時
の寸法と100℃の熱水中で8時間煮沸処理後の寸法と
を測定し、寸法安定性をみるため、寸法変化率を算出し
た。これらの結果を表4に示す。
The wood colors of the modified woods of Examples 1 and 3, the modified wood of Comparative Example 1 and the untreated wood were measured with a colorimeter. Further, with respect to these woods, the dimension when completely dried and the dimension after boiling treatment in hot water of 100 ° C. for 8 hours were measured, and the dimensional change rate was calculated in order to check the dimensional stability. Table 4 shows the results.

【0048】[0048]

【表4】 [Table 4]

【0049】表4で、「L☆」は明度指数を示し、「a
☆」は赤方向のクロマティクネス指数を示し、「b☆」
は黄方向のクロマティクネス指数を示している。表4を
見ると、実施例1および3の改質木材は、比較例1の改
質木材に比べて寸法安定性が良好で、色差も小さいこと
がわかる。メタノール溶液を含浸させた実施例3の改質
木材は、特に、寸法安定性が良好で、色差も小さくなっ
ている。
In Table 4, "L ☆" indicates the lightness index, and "a"
"☆" indicates the chromaticness index in the red direction, and "b ☆"
Indicates the chromaticness index in the yellow direction. It can be seen from Table 4 that the modified woods of Examples 1 and 3 have better dimensional stability and smaller color difference than the modified wood of Comparative Example 1. The modified wood of Example 3 impregnated with the methanol solution has particularly good dimensional stability and a small color difference.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明に係る改質木材の製造方法および
改質木材によれば、木材のリン酸エステル化とシリカの
ゲル化との相乗効果によって、寸法安定性を付与すると
ともに、難燃性を向上させる。また、本発明に係る改質
木材の製造方法によれば、処理する木材の含水率やpH
を調整する手間がかからず、処理溶液の拡散が短時間で
済むなど、処理が容易で短時間で済む。さらに、本発明
に係る改質木材の製造方法によれば、処理後の未反応液
を除去する手間がかからず、また、目的外の副生成物が
生成しないため、これによる材質の劣化を回避すること
ができる。
EFFECT OF THE INVENTION According to the method for producing modified wood and the modified wood according to the present invention, dimensional stability is imparted and flame retardancy is imparted by the synergistic effect of phosphoric acid esterification of wood and gelation of silica. Improve sex. Further, according to the method for producing modified wood according to the present invention, the water content and pH of the wood to be treated are
The process is easy and can be completed in a short time, for example, the process solution can be diffused in a short time, without the need for adjusting. Furthermore, according to the method for producing modified wood according to the present invention, it is not necessary to remove the unreacted liquid after the treatment, and since unintended byproducts are not generated, deterioration of the material due to this is prevented. It can be avoided.

【0051】特に、本発明の請求項2に係る改質木材の
製造方法では、難燃剤溶液にリン酸アンモニウム溶液を
使用するため、塩化バリウム溶液のような危険物や劇物
を使用する場合に比べて、労働衛生環境を安全なものと
することができ、また、アルコールを使用することによ
り、木材の着色を抑えることができる。
Particularly, in the method for producing modified wood according to the second aspect of the present invention, since the ammonium phosphate solution is used as the flame retardant solution, when a dangerous substance or deleterious substance such as barium chloride solution is used. In comparison, the occupational hygiene environment can be made safe, and the use of alcohol can suppress the coloring of wood.

【0052】特に、本発明の請求項3に係る改質木材の
製造方法では、シリカと親和性の無機系塗料を塗布する
ことにより、木材に耐水性および耐候性を容易に付与す
ることができ、外構部材として木材の屋外での使用の可
能性を広げることができる。
In particular, in the method for producing modified wood according to claim 3 of the present invention, water resistance and weather resistance can be easily imparted to wood by applying an inorganic coating material having an affinity for silica. The possibility of using wood outdoors as an exterior member can be expanded.

【0053】本発明に係る改質木材の製造方法により製
造された改質木材は、例えば、木工品材料や、テーブル
その他の家具材、自動車や建築物の内装材、窓枠、構造
用LVL・集成材の外貼り、木製ドア、システムキッチ
ン用装飾木材などとして利用することができる。
The modified wood manufactured by the method for manufacturing modified wood according to the present invention is, for example, woodworking material, table or other furniture material, interior material for automobiles and buildings, window frame, structural LVL, It can be used as a laminated wood exterior, wooden door, decorative wood for system kitchen, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1の改質木材の製造方法による
改質木材の標準温度曲線、排気温度および発煙係数を示
すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a standard temperature curve, an exhaust temperature, and a smoke emission coefficient of modified wood obtained by a method for manufacturing modified wood according to Example 1 of the present invention.

【図2】本発明の実施例2の改質木材の製造方法による
改質木材の標準温度曲線、排気温度および発煙係数を示
すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a standard temperature curve, an exhaust temperature and a smoke emission coefficient of modified wood produced by the method for manufacturing modified wood of Example 2 of the present invention.

【図3】本発明の実施例3の改質木材の製造方法による
改質木材の標準温度曲線、排気温度および発煙係数を示
すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a standard temperature curve, an exhaust temperature, and a smoke emission coefficient of modified wood produced by the method for manufacturing modified wood of Example 3 of the present invention.

【図4】本発明の実施例4の改質木材の製造方法による
改質木材の標準温度曲線、排気温度および発煙係数を示
すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a standard temperature curve, an exhaust temperature, and a smoke emission coefficient of modified wood obtained by the method for manufacturing modified wood of Example 4 of the present invention.

【図5】従来の比較例1の改質木材の製造方法による改
質木材の標準温度曲線、排気温度および発煙係数を示す
グラフである。
FIG. 5 is a graph showing a standard temperature curve, an exhaust temperature, and a smoke emission coefficient of a modified wood produced by a method for producing a modified wood of Comparative Example 1 of the related art.

【図6】従来の比較例2の改質木材の製造方法による改
質木材の標準温度曲線、排気温度および発煙係数を示す
グラフである。
FIG. 6 is a graph showing a standard temperature curve, an exhaust temperature, and a smoke emission coefficient of modified wood obtained by a conventional modified wood manufacturing method of Comparative Example 2.

【図7】従来の比較例3の改質木材の製造方法による改
質木材の標準温度曲線、排気温度および発煙係数を示す
グラフである。
FIG. 7 is a graph showing a standard temperature curve, an exhaust temperature, and a smoke emission coefficient of modified wood obtained by a conventional modified wood manufacturing method of Comparative Example 3.

【図8】従来の比較例4の改質木材の製造方法による改
質木材の標準温度曲線、排気温度および発煙係数を示す
グラフである。
FIG. 8 is a graph showing a standard temperature curve, an exhaust temperature, and a smoke emission coefficient of modified wood produced by a method for manufacturing modified wood of Comparative Example 4 of the related art.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近 和栄 山形県最上郡金山町大字上台336−1 ヤマガタウッドテック株式会社内 (72)発明者 三橋 博三 宮城県仙台市泉区寺岡3−11−21 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor, Kowei 336-1 Kamidai, Kanayama-cho, Mogami-gun, Yamagata Yamagata Wood Tech Co., Ltd. (72) Inventor Hirozo Mitsuhashi 3-11 Teraoka, Izumi-ku, Sendai, Miyagi -21

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】木材にリン酸化合物系の難燃剤溶液を含浸
させるリン酸処理工程と、 木材にシリカ溶液を含浸させるシリカ処理工程と、 前記リン酸処理工程および前記シリカ処理工程後の木材
を120〜180℃の温度および0.1〜30kg/c
2 の圧力で加熱加圧処理する加熱加圧工程とを、 有することを特徴とする改質木材の製造方法。
1. A phosphoric acid treatment step of impregnating wood with a phosphoric acid compound-based flame retardant solution, a silica treatment step of impregnating wood with a silica solution, and a phosphoric acid treatment step and wood after the silica treatment step. Temperature of 120-180 ° C and 0.1-30 kg / c
a heating and pressurizing step of heating and pressurizing at a pressure of m 2 .
【請求項2】前記難燃剤溶液はリン酸アンモニウム溶液
から成り、前記難燃剤溶液および前記シリカ溶液の少な
くとも一方はアルコールを含むことを特徴とする請求項
1記載の改質木材の製造方法。
2. The method for producing modified wood according to claim 1, wherein the flame retardant solution comprises an ammonium phosphate solution, and at least one of the flame retardant solution and the silica solution contains alcohol.
【請求項3】前記加熱加圧工程後の木材に、シリカと親
和性の無機系塗料を塗布することを特徴とする請求項1
または2記載の改質木材の製造方法。
3. The inorganic coating material having an affinity for silica is applied to the wood after the heating and pressing step.
Or the method for producing modified wood according to 2.
【請求項4】リン酸エステル化物およびシリカのゲル化
物の混合物を含むことを特徴とする改質木材。
4. Modified wood comprising a mixture of a phosphoric acid esterified product and a gelled product of silica.
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