JP2935378B2 - 合成樹脂注入処理木質材およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐汚染性、耐クラック性
に優れた樹脂注入処理木質材、およびその製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、木質材を合成樹脂液の注入、
硬化により改質した所謂、ＷＰＣと称される樹脂処理木
質材が知られている。このような樹脂処理木質材を製造
するには、木質材内の空隙部分にアクリルやスチレン、
ポリエステル樹脂などの付加重合型樹脂を注入したの
ち、熱や放射線でラジカル重合させることにより硬化さ
せる方法や、木質材に縮重合型樹脂であるフェノール樹
脂を注入硬化させる所謂、強化木といわれる樹脂処理木
質材の製造方法が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法によれば、木質材が親水性であるのに対して付加重
合型樹脂は一般に疎水性であるために、両者の密着性が
不充分となり、注入樹脂の伸縮の相違や木材の収縮によ
ってクラックが発生し、汚染物質が浸入し易くなるとい
う問題点を有する。

【０００４】さらに、上記樹脂反応は、ラジカルの生成
による付加重合型であるから、木質材に対して該樹脂液
を繰り返し含浸させると、樹種によっては木質材の成分
の抽出によって液が汚染され、その状態で使用すると硬
化阻害が生じる虞れがあり、また、そのポットライフの
調整も難しいという問題点があった。

【０００５】一方、旧来から行われている親水性のフェ
ノール樹脂を木質材に注入する後者の方法によれば、木
質材の空隙内に樹脂を高充填しようとすると、該樹脂が
縮重合反応のため水を生成して樹脂の硬化後に材内に割
れや空隙が生じる。又、木質材の外観が、注入樹脂の色
によって濃くなり、木材本来の化粧性を損なう等の問題
点がある。

【０００６】このため、本願出願人等は特公平２ー２６
５７３号公報に記載にしているように、木質材をアセチ
ル化することによって、木材の微少空隙部にまで疎水性
樹脂液を充填、硬化させる方法を開発したが、木質材を
アセチル化するに際し、無水酢酸などのアセチル化処理
剤は、水との反応を減らして、液使用量をできるだけ少
なくするために、予め木質材を略全乾状態にしておかね
ばならず、その上、未反応液や副生成物質を洗浄した
後、疎水性樹脂液を注入する必要があり、作業が煩雑化
すると共に多量のエネルギーを要するという問題点があ
る。

【０００７】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、過酷な条件下においても耐汚染性、耐クラッ
ク性等において優れた物性を発揮する樹脂注入処理木質
材、およびこの樹脂注入処理木質材を能率よく製造でき
る方法の提供を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の樹脂注入処理木質材は、木質材の細胞壁の
微小空隙部にはフェノール樹脂が注入硬化していると共
に細胞内腔である大きな空隙部には付加重合型樹脂が注
入、硬化してなることを特徴とするものであり、また、
このような樹脂注入処理木質材を得る方法としては、木
質材に、不揮発分50重量％以下のフェノール樹脂水溶液
を含浸したのち、この樹脂含浸木質材を加熱して水分を
揮散させると共にフェノール樹脂を硬化させ、しかるの
ち、付加重合型樹脂を注入、硬化させることを特徴とす
るものである。

【０００９】

【作用】木質材に、前処理としてフェノール樹脂を注
入、硬化させる際に、水溶液の状態で注入するものであ
るから、木質材内に含有している水分を除去させる必要
がないのは勿論、水溶液であるから親水性である木質材
の細胞壁などに容易に浸入する。さらに、木質材に該処
理液を注入したのち、処理液中の水分を揮散させるの
で、溶媒である水が主として木質材の細胞内腔などの抜
けやすいおおきな空隙から材外への放出によって樹脂が
充填されない空隙部が形成される一方、細胞壁内の小さ
な空隙には樹脂が充填された状態で硬化することにな
る。

【００１０】又、フェノール樹脂の硬化後に洗浄する必
要がないので、そのまゝ疎水性である付加重合型樹脂を
注入することができ、その注入によって該付加重合型樹
脂が上記残存する大きな空隙部内に充填されて硬化し、
細胞壁内で硬化した上記フェノール樹脂によって寸法安
定性が付与されると共に大きな空隙部内に充填された付
加重合型樹脂との挙動の相違が少なくなって吸水などに
より樹脂と細胞壁間に空隙が生じない樹脂注入処理木質
材が得られる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例を詳しく述べると、適
量の水の添加によって不揮発分が50重量％以下、好まし
くは５〜20重量％の濃度に調整されたフェノール樹脂水
溶液を繊維飽和点以下の含水率（50％程度の含水率であ
っても可）を有する未乾燥状態の木質材に注入する。

【００１２】この注入方法は、減圧、加圧注入法によっ
て行うが、浸漬や拡散法によって行ってもよく、木質材
内に樹脂水溶液が均一に注入、含浸するように材の形状
や寸法、浸透性、樹種に適した方法、条件を適宜に選択
すればよい。又、注入するフェノール樹脂としては木質
材の細胞壁内への浸透を容易に行わせるために、その分
子量が200 以下の低分子量の樹脂を使用する。一方、注
入処理される木質材としては角材や板材、中空材等の厚
い製材品、合板、集成材、また、単板のような薄板等の
いずれであってもよく、その樹種も特に限定されない。

【００１３】このような適宜な注入手段を用いて、木質
材にフェノール樹脂水溶液を注入すると、該フェノール
樹脂水溶液には多量の水が存在しているので、親水性で
ある木質材の細胞壁中などにフェノール樹脂水溶液が容
易に浸入する。

【００１４】木質材にフェノール樹脂水溶液を注入した
のち、この樹脂注入木質材を反りや割れ等の発生に注意
しながら減圧下における高周波や熱板によって加熱乾燥
し、木質材中に含浸した処理液中の水分等を揮散、排除
する。なお、加熱、乾燥手段としては熱風ドライヤーを
用いて行ってもよい。

【００１５】このように処理液中の溶媒である水を揮散
させると、大半の水が主として木質材の細胞内腔などの
おおきな空隙内に揮散し、該空隙部からの材外へ放出さ
れて樹脂が充填されない空隙部（細胞内腔）が形成され
る一方、細胞壁内の小さな空隙には樹脂が充填された状
態で残存する。

【００１６】この際、上記加熱手段による乾燥程度の低
温度でもフェノール樹脂の硬化が始まり、この硬化は上
記のように木質材内の水を揮散させたのち徐々に行われ
るので、木質材に割れを発生させることがなく好まし
い。このような加熱、乾燥処理は、木質材の厚さによっ
て80〜160 ℃の温度下で数分〜数時間行われる。

【００１７】なお、フェノール樹脂注入硬化後の木質材
の重量増加率を５〜40％、好ましくは10〜25％にする
と、木質材内に細胞内腔などの空隙の存在を維持しつ
つ、細胞壁内にフェノール樹脂が充分に注入硬化された
状態となって良好な寸法安定性や防腐防虫性が確保でき
る。

【００１８】この場合、木質材の空隙部内に対する樹脂
充填率が高くなると、フェノール樹脂による着色やコス
トアップ等の弊害が生じるので、あくまでもフェノール
樹脂水溶液の濃度が上記50重量％以下の範囲内で濃度の
調整を行うものである。

【００１９】こうして木質材の細胞壁にフェノール樹脂
を注入、硬化処理したのち、次に付加重合型樹脂液を、
上記木質材内の水の排除によって中空となっている空隙
部に充填し、硬化させる。

【００２０】この充填硬化工程は、主に疎水性の重合性
モノマー単独、又は疎水性の重合性プレモノマーを主成
分とした樹脂液に上記フェノール樹脂注入処理木質材を
浸漬するか、或いはこの樹脂液を処理木質材に塗布、注
入することからなり、この操作は減圧下或いは減圧加圧
下で行うことができる。

【００２１】この工程で使用される疎水性の重合性モノ
マーとしては、スチレンモノマー、メチルメタクリレー
ト、スチレンオキシド、エピクロルヒドリン、ジビニル
ベンゼンなどが挙げられる。

【００２２】又、重合性プレポリマーとしては、ビニル
重合系アクリレート、メラミン重合型アクリルプレポリ
マー、不飽和ポリエステルプレポリマー、アクリルウレ
タンプレポリマー、エポキシプレポリマーなどが挙げら
れる。なお、上記の樹脂液には、適宜、反応開始剤、可
塑剤、着色剤および／または難燃剤を添加することがで
きる。

【００２３】上記の方法で樹脂液を含浸させた処理木質
材を次の硬化工程に付す。この工程は、要すれば木質材
を80〜250 ℃で加圧加熱するか、又は樹脂液が飛散しな
いようにラッピングし、常圧下で加熱することからな
る。

【００２４】次に、本発明の具体的な実施例を示す。 実施例 厚さ0.5mm 、幅10cm、長さ１ｍで含水率が25％のベイツ
ガ単板に樹脂不揮発分10重量％、平均分子量180 のフェ
ノール樹脂水溶液を40トールの減圧下で30分、５Kg/cm²
の加圧下で30分、減圧・加圧注入を行った。次いで、こ
の樹脂注入単板を60℃の熱風ドライヤー内において、半
日間加熱後、140 ℃のプレスによって30分間加熱するこ
とにより、重量増加率が20％のフェノール樹脂注入硬化
木質材を得た。次いで、不飽和ポリエステル：メチルメ
タクリレート＝50：50の付加重合型樹脂の混合液に少量
の重合開始剤（過酸化ベンゾイル）を添加してなる樹脂
溶液を上記フェノール樹脂注入処理木質材に減圧加圧下
で注入した。注入後、130℃で30分間、熱圧処理して注
入樹脂を硬化させ、改質木質材を得た。

【００２５】こうして得られた樹脂注入処理木質材は、
図１に示すように、その細胞壁１内の微小な空隙部には
フェノール樹脂２が充填されていると共に細胞内腔３に
は付加重合樹脂４が充填された改質構造を有し、この樹
脂注入処理木質材を屋外に放置して暴露試験を行ったと
ころ、30日間を経過してもクラックや変色が生じなく、
又、その表面に水性インキを滴下して１時間後に拭き取
ったところ、全く痕跡が残らなかった。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明の合成樹脂注入処理
木質材によれば、木質材の細胞壁の微小空隙部にはフェ
ノール樹脂が注入硬化していると共に細胞内腔である大
きな空隙部には付加重合型樹脂が注入、硬化しているの
で、木質材の化粧性を損なうことなく良好な寸法安定性
や防腐防虫効果を奏することができると共に、細胞壁内
に充填したフェノール樹脂と細胞内腔である大きな空隙
部に充填した付加重合型樹脂との挙動の相違が少なくな
って吸水などで樹脂と細胞壁間に空隙が生じなく、従っ
て、クラックや汚染物質の浸入を確実に防止でき、風呂
などの水回り用品や、エクステリア用品、店舗の床材な
どの水の汚染物質が作用する過酷な条件下での使用が可
能となるものである。

【００２７】又、本発明による上記樹脂注入処理木質材
の製造方法は、不揮発分50重量％以下のフェノール樹脂
水溶液を木質材に含浸し、該木質材中の水分を揮散させ
たのち、木質材を樹脂硬化可能な温度に加熱して樹脂を
硬化させるものであるから、フェノール樹脂水溶液には
多量の水が存在しているので、木質材の細胞壁内の小さ
な空隙部にまで容易に該フェノール樹脂水溶液を含浸さ
せることができるばかりでなく、この含浸処理後に水分
を揮散させることによって木質材の細胞内腔などの大き
な空隙部を中空にすると共にフェノール樹脂をその後の
加熱処理によって細胞壁内の微細な空隙部に充填した状
態で硬化させることができる。

【００２８】さらに、フェノール樹脂の硬化後において
は、木質材を洗浄する必要がないので、そのまゝ付加重
合型樹脂液を注入して上記細胞内腔などの大きな空隙部
に充填することができ、乾燥工程が少なくなってエネル
ギーをさほど必要とすることなく能率的に樹脂注入処理
木質材を製造できるものであり、その製造管理も簡素化
できると共にフェノール樹脂の注入硬化による前処理を
施しているので、付加重合型樹脂液の汚れが少なく、従
って、硬化不良が生じないと共にそのポットライフの調
整も容易となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】樹脂注入処理木質材の細胞部分を示す簡略拡大
断面図である。

【符号の説明】 １ 細胞壁 ２ フェノール樹脂 ３ 細胞内腔 ４ 付加重合樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B27K 3/15 B27K 5/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木質材の細胞壁の微小空隙部にはフェノ
   ール樹脂が注入硬化していると共に細胞内腔である大き
   な空隙部には付加重合型樹脂が注入、硬化してなること
   を特徴とする合成樹脂注入処理木質材。
2. 【請求項２】 木質材に、不揮発分50重量％以下のフェ
   ノール樹脂水溶液を含浸したのち、この樹脂含浸木質材
   を加熱して水分を揮散させると共にフェノール樹脂を硬
   化させ、しかるのち、付加重合型樹脂を注入、硬化させ
   ることを特徴とする合成樹脂注入処理木質材の製造方
   法。