JP2714266B2

JP2714266B2 - 木材加工剤、加工木材及びその加工方法

Info

Publication number: JP2714266B2
Application number: JP3071685A
Authority: JP
Inventors: 憲藤木; 秀男鎌田
Original assignee: 株式会社アズ
Priority date: 1991-04-04
Filing date: 1991-04-04
Publication date: 1998-02-16
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JPH04307204A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、木材の割れ防止、寸法
安定、防腐、防蟻処理用薬液、この薬液を用いて処理し
た加工木材及びその加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、木材を腐朽や蝕害等から保護して
耐久性を持たせるために用いられる薬液としていわゆる
ＣＣＡの水溶液やクレオソート油が代表的である。

【０００３】これらの薬液は、優れた防腐剤ではある
が、木材の割れ防止性がなく、これらを用いての処理木
材は、無処理木材と同様、極めて割れ易く、また割裂も
大きい。

【０００４】因みに、建築用等の実用寸法材、例えば角
材や木製レンガの中心内部まで全体均一に薬液を含浸さ
せることは、実用技術の領域においては不可能である。
したがって、木材内部の大部分は素地のままであり、割
裂が発生すれば、雨水、腐朽菌等が浸入し、外見は健全
に観られるものの内部で腐朽が進行しており、意外に耐
久性のないのが実情である。

【０００５】ＣＣＡは必ず緑色に発色し、毒性の強い薬
剤であることから、有害物として嫌悪感を持たれ、使用
禁止の方向の地域もある程である。特開昭６３−１９９
６０３号公報には、そのようなＣＣＡの問題点について
指摘をしている。

【０００６】クレオソート油は油性で疎水性であるた
め、高含水率の木材への浸透が悪く、また処理後に黒い
油質が表面に残って、衣服等を汚す原因になるという不
都合がある。

【０００７】特開昭６３−２３１９０２号公報には、木
材の腐朽、容燃性、寸法不安定という欠点を改良するも
のとして、木材中に無機物(例えば塩化バリウム、ホウ
酸の水溶液)を含浸させると同時あるいは別々に樹脂(尿
素系樹脂,ポリエチレングリコールメタクリレート等)を
木材に塗布又は含浸させるという方法が記載されてい
る。しかしながら、このような薬剤及び加工方法は、含
浸が表層のみにとどまり、木材レンガのような厚い材質
の中心部にまで含浸させることはできない。

【０００８】一方、ＰＥＧ等の化合物では、吸水性が強
いため木材内部への浸透性は良いが、逆に脱流し易いた
め、耐久性に欠けるという問題があった。本発明と同一
の発明者による、特開平２−９８４０３号公報記載の発
明では、有機溶剤の溶媒と硬化型合成樹脂を寸法安定剤
と組み合わせる方法がとられているが、有機溶剤を使用
すると、薬液を含浸する前の素材を充分乾燥させておく
必要があり、この乾燥工程で素材に割裂を生じたりする
欠点があった。

【０００９】含水率の高い芯持ち素材からの木製レンガ
等にあっては木材の乾燥に伴う収縮が大きく、乾燥時に
は口あき状態の大きな割裂になる。

【００１０】木製レンガの場合、施工前はもちろんのこ
と、施工後においても、その大きな割裂は大いに見栄え
を悪くし、また耐用性をも損なうことから、木材ならで
はの多くの優れた面を持ちながらも早期の割裂、耐用性
の点で評価が下がり、需要の伸びを欠いている。

【００１１】よって、従来の方法では、合板等の表面に
重ね合わせて接着して用いられる薄板に対してしか適用
できないという問題点があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
従来の問題点を解消することを目的とするものであり、
木材の割れ防止、寸法安定、防腐、防蟻性に優れた木材
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明では、木材加工剤として、木材内部に含浸し
て、木材の膨張及び収縮を抑制する水溶性の寸法安定剤
１〜５０重量％と、木材内部に含浸してから硬化し、前
記寸法安定剤の木材からの流脱を防止し木材の収縮を抑
制する、アルキド樹脂２〜４０重量％、ユリヤ５〜４０
重量％及びホルマリン５〜４０重量％を含む水溶性充填
硬化剤からなる木材加工剤を採用している。

【００１４】本発明の加工方法は、この木材加工剤を所
定の手段で含浸処理し、乾燥後、表層に充填硬化剤を所
定の手段で含浸させる。

【００１５】この所定の手段とは、耐圧缶を用い、減
圧、加圧方式によって薬液を木材へ含浸させることであ
るが、薬液を木材に有効に含浸させ得る限りにおいて他
の薬液処理手段(例えば単純な浸漬法)を排除するもので
はない。

【００１６】前記の寸法安定剤とは、木材の細胞を膨化
する性質と適度な保湿性のあるものであり、苛性ソー
ダ、塩化カルシウム等の塩基性無機化合物、ユリヤ、ポ
リエチレングリコール(以下「ＰＥＧ」という)、ポリエ
チレングリコールメタクリレート等の有機化合物を例示
することができる。しかし、これらの化合物は親水性
で、単独使用では滲み出しあるいは流脱し易い。

【００１７】また、寸法安定剤の流脱を防止し、木材内
部腔への充填硬化と防腐、防蟻性を付与する充填硬化剤
とは、寸法安定剤と共に木材内部へ浸透し、木材が乾燥
すると共に硬化するものであり、ユリヤ系、フェノール
系、メラミン系、アルキド系等合成樹脂を例示し得る。

【００１８】前記の充填硬化剤は、前記の各成分を配合
するもので、たとえばＰＥＧ、アルキド樹脂、ユリヤ、
ホルマリンを所定量ずつ配合する。薬液の各成分の配合
比は、実用的である限りにおいて限定するものではな
い。

【００１９】例えば、寸法安定剤及び充填硬化剤の各成
分の配合について述べると、配合割合は各成分配合後の
仕上がり薬液中の各成分の重量率でＰＥＧは１〜５０％
であり、１％未満では、含浸処理後の乾燥中に割れが発
生し易く、１％以上になれば増量に伴い割れが発生し難
くなる。また、５０％以上になれば割れ防止、寸法安定
性は優れるものの、乾燥し難く、乾燥後においても滲み
出しがあったり、塗料仕上げができないなど、実用的に
問題がある。

【００２０】アルキド系樹脂は、２〜４０％であり、２
％未満では滲み出しの抑制効果が不十分であり、またユ
リヤ・ホルマリン縮合物が木材表面に白華現象を起こ
す。４０％以上になれば、木材への浸透が悪く、所定の
含浸量が得にくい。また薬液中で分離沈澱を起こす場合
もあり、特に冬季の低温時には製品品質、作業性上好ま
しくない。

【００２１】ユリヤは５〜４０％とし、ホルマリンは３
７％液としてユリヤと等量〜倍量とする。

【００２２】ユリヤは、５％未満では充填効果が小さ
く、含浸処理後の乾燥中の収縮による変形がし易く、大
きい。また４０％以上になれば乾燥後の木材表面にユリ
ヤ・ホルマリン縮合物が白華現象を起こす。

【００２３】本発明の木材加工剤において、各成分の総
合重量率(濃度)は固形分として１０〜６０％である。

【００２４】木材への含浸量は木材絶対乾燥１００重量
部に対し、薬液の固形として１０〜１００重量部であ
る。

【００２５】本発明の加工方法で処理した加工木材に
は、必要に応じて、さらに表層強化用合成樹脂を含浸さ
せうる。表層強化用合成樹脂としては、ウレタン系、ア
クリル系、エポキシ系、アルキド系合成樹脂等を例示す
ることができ、好ましくは木材への浸透性がよく木質感
を損なわず、耐候性の優れたものとなる点で、ウレタン
系合成樹脂が好ましい。

【００２６】また強化用合成樹脂を表層に含浸させる所
定の手段とは、軽度な加圧方式によるものであるが、実
用に供し得る限りにおいて、他の手段、例えば浸漬法等
を排除するものではない。

【００２７】本発明に用いられる木材の樹種としては、
例えば杉、赤松、唐松、檜、栂等で代表される針葉樹、
ブナ、樫、楢、マカンバ、シイノ木、ラワン、あるいは
アピトン等で代表される広葉樹である。

【００２８】木製レンガにあたっては、寸法、形態等、
特に限定するものではなく、いわゆる木製立方体であ
る。

【００２９】

【作用】未乾燥高含水率の木材、殊に木口断面の大きい
薄型立方体は、乾燥割裂が速やかで然も大きい。切断し
て２〜３時間も自然放置すれば木口断面に亀裂が発生す
る場合もある程である。

【００３０】本発明における薬液は、親水性で低分子
量、低粘度であるため、高含水率の木材への浸透性が良
く、前記の所定の手段で含浸した木材は、強制熱風乾燥
しても割裂しない。また乾燥後、水漬吸水、熱風乾燥の
操作を繰り返しても割裂しない。

【００３１】これは、ＰＥＧの膨化効果、適度な保湿作
用、ユリヤ・ホルマリンの縮合、この縮合物の充填効
果、流脱防止作用、アルキド樹脂の硬化粒、あるいは硬
化膜による耐水効果、流脱防止作用の然らしめる事由と
思われる。

【００３２】本発明による薬液を所定の手段で含浸処理
をし、乾燥した木材は防腐、防蟻性にも優れている。ユ
リヤとの縮合前のホルマリンによる殺菌、ＰＥＧ、アル
キド樹脂、ユリヤ・ホルマリン縮合物で充填保護されて
いる木材は、腐朽菌が浸透圧の関係で栄養を摂取するこ
とができず、また木材を蝕害する蟻の腸内には、本発明
における薬液成分の消化酵素がないために、養分とする
ことができないことから、耐腐朽、耐蝕害になっている
ものと思われる。

【００３３】本発明における薬液を所定の手段で含浸、
乾燥した木材は不自然な発色が現れず無害性であり、ま
た木質感も損なわれない。

【００３４】強化用、硬化型合成樹脂の表層含浸、塗料
の噴霧塗装、刷毛塗り塗装も任意にできる。

【００３５】本発明における薬液には、硼酸、硼砂、そ
の他公知の防腐剤を添加することができ、また着色剤と
して任意の顔料、染料も添加することができる。

【００３６】木製レンガは、風雨、風雪、灼熱の天日に
曝され、土足で踏まれるなど苛酷な場所に施工されるも
のであり、更に耐久性の向上を図り、表層の強化を施し
た。常温硬化型ポリウレタン樹脂の所定の手段で表層に
含浸することにより、美観にもなり、木質感を損なうこ
とが少なく、表層硬度、耐水性等、総合的に耐久性が向
上する。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００３８】供試体として、含水率８０〜１２０％の９
７×９７×約１９００ｍｍの秋田杉間伐材の芯持ち角材
より小口を断面とした厚さ３７ｍｍの輪切り状９７×９
７×３７ｍｍの角型ブロックを用いた。

【００３９】そのうち、無処理品は角型ブロックに切断
後、無作為に放置すれば殆どが割裂するため、相当な数
を長期に亘って陰干しし、乾燥したものの中から亀裂の
ないものを選定し、表層に強化用樹脂を含浸したもので
ある。

【００４０】本発明品は角型ブロックに切断後、直ちに
木材加工剤を所定の手段で含浸し、乾燥後、表層に充填
硬化剤を含浸して木製レンカ゛を得る。

【００４１】すなわち、水４０重量部にＰＥＧ１０重量
部溶解する。次いで水溶性アルキド樹脂を１０重量部添
加し、充分攪拌混合しながらユリア２０重量部を溶解
し、これに３７％ホルマリン液２０重量部を混合、均一
化させて、割れ防止、寸法安定、防腐、防蟻性薬液を調
整する。

【００４２】次に、減圧装置、加圧装置付きの円筒形の
耐圧缶内に供試体である角型ブロックを装填し、約３０
分、缶内を−７００ｍｍＨｇ程度の減圧状態に保持して
木材の脱気等を行う。

【００４３】次に上記の薬液を缶内に送液して角型ブロ
ックを薬液で浸し、約３０分間、缶内を１０ｋｇ／ｃｍ
２程度の加圧状態に保持して薬液を含浸させる。含浸
処理後、薬液を回収し開缶して角型ブロックを取り出
し、６０℃熱風乾燥機で乾燥した後、ポリウレタン樹脂
中に浸漬し、耐圧缶内に装填し、缶内の圧力を高めてい
き、加圧状態５ｋｇ／ｃｍ２に達したところで解圧する
という加圧含浸処理を行い、浸漬槽より取り出し常温静
置で硬化、供試体を得る。

【００４４】前記において圧力及び加圧時間が足りない
場合は含浸深さが不足し、高過ぎると必要以上に薬液が
入り込んで、薬剤自身の性質で木材が変形し、クラック
が入る。

【００４５】無処理品と本発明品の試験結果を表１及び
表２に示す。

【００４６】

【表１】

【表２】表１は、常温水に２４時間水漬して吸水膨張させ、続い
て６０℃送風乾燥機で２４時間乾燥、収縮させる操作を
３サイクル行い、更に４サイクル目に７日連続水漬後、
７日連続６０℃送風乾燥して割裂の状態を検討したもの
である。

【００４７】表２の試験項目について、防腐効力値はＪ
ＩＳＡ９３０２の「木材防腐剤の防腐効力試験方
法」によったものであり、防蟻効力試験は社団法人日本
しろあり対策協会認定の薬剤効力試験ＪＴＣＡＳ第１号
ロの（ハ）によったものである。

【００４８】表１、表２の試験結果に示すように、本発
明の薬液をもって含浸処理した木材は、割れ防止、寸法
安定性が極めて優れ、同時に防腐、防蟻性をも兼ね備え
ていた。

【００４９】なお、前記の実施例は一例であり、その数
値等には限定されない。

【００５０】

【発明の効果】本発明に係る寸法安定剤及び充填硬化剤
を含浸させた加工木材は、高含水率の木材にも含浸され
易く、処理後の木材に不自然な発色がなく無害性で、ま
た木質感を損なわない。処理された加工木材は極めて割
裂し難く、このため見栄えが良く、耐久性に優れてい
る。また、防腐、防蟻効果も高い。

【００５１】

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】木材内部に含浸して、木材の膨張及び収
縮を抑制する水溶性の寸法安定剤１〜５０重量％と、木
材内部に含浸してから硬化し、前記寸法安定剤の木材か
らの流脱を防止し木材の収縮を抑制する、アルキド樹脂
２〜４０重量％、ユリヤ５〜４０重量％及びホルマリン
５〜４０重量％を含む水溶性充填硬化剤からなる木材加
工剤。
【請求項２】寸法安定剤は、苛性ソーダ、塩化カルシ
ウム、ユリヤ、ポリエチレングリコール、ポリエチレン
グリコールメタクリレートの中から選ばれた１つ又は２
つ以上である請求項１記載の木材加工剤。
【請求項３】請求項１記載の木材加工材を含浸せし
め、硬化することによって収縮防止された加工木材。
【請求項４】乾燥又は未乾燥状態の木材に、水溶性の
寸法安定剤１〜５０重量％及びアルキド樹脂２〜４０重
量％、ユリヤ５〜４０重量％及びホルマリン５〜４０重
量％を含む水溶性の充填硬化剤からなる木材加工剤を水
性溶媒を用いて含浸し、前記充填硬化剤を硬化させると
ともに、該木材を乾燥させることにより、前記寸法安定
剤の木材からの流脱を防止し、木材の収縮を抑制するこ
とを特徴とする木材の加工方法。
【請求項５】請求項４記載の加工方法において、さら
に表層に強化用合成樹脂を含浸させ、硬化することを特
徴とする木材の加工方法。