JP3198471B2 - 改質木材の製造方法 - Google Patents
改質木材の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に耐水性および寸法
安定性に優れた改質木材を効率よく、有利に製造する方
法に関するものである。
安定性に優れた改質木材を効率よく、有利に製造する方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】木材は、古くから建築材料および家具材
料など、広範な用途に使用されているが、水や湿気など
の吸収、放散により膨潤、収縮を起こし、反り、割れ等
を起こしやすいという欠点を有している。このような吸
脱湿による膨潤、収縮を減少させ木材に寸法安定性を付
与する手段として、エステル化剤あるいはエーテル化剤
による木材の化学的な改質が行なわれてきた。
料など、広範な用途に使用されているが、水や湿気など
の吸収、放散により膨潤、収縮を起こし、反り、割れ等
を起こしやすいという欠点を有している。このような吸
脱湿による膨潤、収縮を減少させ木材に寸法安定性を付
与する手段として、エステル化剤あるいはエーテル化剤
による木材の化学的な改質が行なわれてきた。
【０００３】エステル化剤を用いた木材の改質の代表的
なものとして、無水酢酸を用いたアセチル化処理が挙げ
られる。アセチル化処理は、木材中の親水性の水酸基を
疎水性の置換基でプロッキングして水分吸着能を低下さ
せる、いわゆる”ブロッキング効果”と、木材の水の入
りうる部分にかさ高い置換基を導入して吸着水の入りう
る余地を減少させる、いわゆる”バルキング効果”を利
用したものであり、既に工業化されている。しかしなが
ら、アセチル化木材は、通常木材を無水酢酸中に浸漬
し、次いで加熱反応させることによって製造するので、
無水酢酸が反応した際に酢酸が副反応物として生成す
る。従って、反応終了後に酢酸を回収除去することが必
要であった。
なものとして、無水酢酸を用いたアセチル化処理が挙げ
られる。アセチル化処理は、木材中の親水性の水酸基を
疎水性の置換基でプロッキングして水分吸着能を低下さ
せる、いわゆる”ブロッキング効果”と、木材の水の入
りうる部分にかさ高い置換基を導入して吸着水の入りう
る余地を減少させる、いわゆる”バルキング効果”を利
用したものであり、既に工業化されている。しかしなが
ら、アセチル化木材は、通常木材を無水酢酸中に浸漬
し、次いで加熱反応させることによって製造するので、
無水酢酸が反応した際に酢酸が副反応物として生成す
る。従って、反応終了後に酢酸を回収除去することが必
要であった。
【０００４】また、エーテル化剤による改質は、エーテ
ル化剤としてエチレンオキサイド、プロピレンオキサイ
ド、ブチレンオキサイドあるいはエピクロルヒドリンな
どのエポキシ基を有する化合物を用い、第３級アミンや
水酸化ナトリウムなどの触媒の存在下で、木材を処理す
ることが行なわれている。この場合も、木材に寸法安定
性、防腐性、防蟻性、柔軟性および可塑性などの新しい
性質を付与することができるが、触媒として水酸化ナト
リウムのような強アルカリ性のものを使用した場合は木
材が劣化するなどの問題があった。また、上述した木材
の改質に用いるエステル化剤やエーテル化剤は、溶剤と
して水が使用できないので有機溶剤を使用することが多
く、引火性、毒性、刺激性等の点で、作業環境に問題が
あった。
ル化剤としてエチレンオキサイド、プロピレンオキサイ
ド、ブチレンオキサイドあるいはエピクロルヒドリンな
どのエポキシ基を有する化合物を用い、第３級アミンや
水酸化ナトリウムなどの触媒の存在下で、木材を処理す
ることが行なわれている。この場合も、木材に寸法安定
性、防腐性、防蟻性、柔軟性および可塑性などの新しい
性質を付与することができるが、触媒として水酸化ナト
リウムのような強アルカリ性のものを使用した場合は木
材が劣化するなどの問題があった。また、上述した木材
の改質に用いるエステル化剤やエーテル化剤は、溶剤と
して水が使用できないので有機溶剤を使用することが多
く、引火性、毒性、刺激性等の点で、作業環境に問題が
あった。
【０００５】その他の木材の改質方法として、ポリエチ
レングリコール（ＰＥＧ）を木材に含浸させる方法がよ
く知られている。ＰＥＧを含浸させた木材は高い寸法安
定性を示すが、ＰＥＧ自身が大きな親水性を有している
ため吸湿性が大きく、水への溶脱によって寸法安定性が
著しく低下するという欠点を有しておりその適用範囲は
限られていた。
レングリコール（ＰＥＧ）を木材に含浸させる方法がよ
く知られている。ＰＥＧを含浸させた木材は高い寸法安
定性を示すが、ＰＥＧ自身が大きな親水性を有している
ため吸湿性が大きく、水への溶脱によって寸法安定性が
著しく低下するという欠点を有しておりその適用範囲は
限られていた。
【０００６】また、改質木材の耐水性を改善するために
水溶性で重合性二重結合を有するポリエチレングリコー
ルモノメタクリレートを木材に含浸させ、木材中で硬化
させる方法が開示されている。しかしながら、ポリエチ
レングリコールモノメタクリレートの重合物は網目構造
を有していないこと、および分子中に水酸基を多数有し
ているので繰り返し水につけるとＰＥＧと同様に溶脱し
て寸法安定性が低下し、充分な耐水性を付与することは
できなかった。
水溶性で重合性二重結合を有するポリエチレングリコー
ルモノメタクリレートを木材に含浸させ、木材中で硬化
させる方法が開示されている。しかしながら、ポリエチ
レングリコールモノメタクリレートの重合物は網目構造
を有していないこと、および分子中に水酸基を多数有し
ているので繰り返し水につけるとＰＥＧと同様に溶脱し
て寸法安定性が低下し、充分な耐水性を付与することは
できなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐水性およ
び寸法安定性に優れた改質木材の、作業環境性に優れた
製造方法を提供することを目的とする。
び寸法安定性に優れた改質木材の、作業環境性に優れた
製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、木材
に、分子中に２個以上のエポキシ基を有する水溶性エポ
キシ化合物と重合触媒の水溶液を含浸させ、該エポキシ
化合物のエポキシ基が水と反応する温度より低い温度で
乾燥して水分を除去した後、加熱して木材中の水酸基に
該エポキシ化合物を結合させると共に、該エポキシ化合
物を重合硬化させることを特徴とする改質木材の製造方
法が提供され、また、前記水溶性エポキシ化合物の数平
均分子量が２０００以下であることを特徴とする前記改
質木材の製造方法が提供され、更に、前記水溶性エポキ
シ化合物がエチレングリコールジグリシジルエーテル、
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルあるいは
グリセリンジグリシジルエーテルであることを特徴とす
る前記改質木材の製造方法が提供され、更にまた、前記
重合触媒がイミダゾール系化合物であることを特徴とす
る前記改質木材の製造方法が提供される。
に、分子中に２個以上のエポキシ基を有する水溶性エポ
キシ化合物と重合触媒の水溶液を含浸させ、該エポキシ
化合物のエポキシ基が水と反応する温度より低い温度で
乾燥して水分を除去した後、加熱して木材中の水酸基に
該エポキシ化合物を結合させると共に、該エポキシ化合
物を重合硬化させることを特徴とする改質木材の製造方
法が提供され、また、前記水溶性エポキシ化合物の数平
均分子量が２０００以下であることを特徴とする前記改
質木材の製造方法が提供され、更に、前記水溶性エポキ
シ化合物がエチレングリコールジグリシジルエーテル、
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルあるいは
グリセリンジグリシジルエーテルであることを特徴とす
る前記改質木材の製造方法が提供され、更にまた、前記
重合触媒がイミダゾール系化合物であることを特徴とす
る前記改質木材の製造方法が提供される。
【０００９】すなわち、本発明者等は、前記目的を達成
すべく、鋭意検討した結果、分子中に２個以上のエポキ
シ基を含む水溶性エポキシ化合物は作業環境性に優れた
水が溶媒として使用できるうえに、重合触媒の存在下で
木材中の水酸基と反応すると共に、それ自身が重合硬化
して架橋構造を有する硬化物となり水に浸漬使用しても
溶出することが少なく、木材に優れた耐水性と寸法安定
性を付与することができることを見出し本発明を完成す
るに至った。
すべく、鋭意検討した結果、分子中に２個以上のエポキ
シ基を含む水溶性エポキシ化合物は作業環境性に優れた
水が溶媒として使用できるうえに、重合触媒の存在下で
木材中の水酸基と反応すると共に、それ自身が重合硬化
して架橋構造を有する硬化物となり水に浸漬使用しても
溶出することが少なく、木材に優れた耐水性と寸法安定
性を付与することができることを見出し本発明を完成す
るに至った。
【００１０】以下に本発明をより詳細に説明する。本発
明で使用する木材とは、木粉、木材チップなどを除く木
材そのものとして使用できる板状、柱状、ブロック状な
どあらゆる形状の木材を意味し、また樹種においても特
に制限はない。
明で使用する木材とは、木粉、木材チップなどを除く木
材そのものとして使用できる板状、柱状、ブロック状な
どあらゆる形状の木材を意味し、また樹種においても特
に制限はない。
【００１１】また、エポキシ化合物としては、水溶性で
あって、分子中に２個以上のエポキシ基を含有するもの
であれば特に制限はないが、木材中に含浸させ木材の細
胞壁中に入り込める、数平均分子量が２０００以下のも
のが好ましい。数平均分子量が２０００を超えると、木
材の細胞壁に入れず、寸法安定効果は不充分となるので
好ましくない。したがって、このような条件を満たす、
例えばエチレングリコールジグシジルエーテル、ポリエ
チレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジ
グリシジルエーテルなどが水溶性エポキシ化合物として
は特に好ましい。
あって、分子中に２個以上のエポキシ基を含有するもの
であれば特に制限はないが、木材中に含浸させ木材の細
胞壁中に入り込める、数平均分子量が２０００以下のも
のが好ましい。数平均分子量が２０００を超えると、木
材の細胞壁に入れず、寸法安定効果は不充分となるので
好ましくない。したがって、このような条件を満たす、
例えばエチレングリコールジグシジルエーテル、ポリエ
チレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジ
グリシジルエーテルなどが水溶性エポキシ化合物として
は特に好ましい。
【００１２】重合触媒としては、２−メチルイミダゾー
ル、Ｎ−メチルイミダゾール等のイミダゾール系化合
物、ジメチルベンジルアミン、ジエチレントリアミン、
Ｎ−ブチルアミン等のアミン系化合物、酢酸カリウム、
プロピオン酸カリウム、酪酸カリウム等のカリウム塩等
の通常のエポキシ化合物の重合触媒が特に制限なく使用
できるが、イミダゾール系化合物を重合触媒として使用
した場合、木材中に低分子量の重合物が生成したり、未
反応のエポキシ化合物の残存量が少なくなり、得られた
改質木材を水に浸漬した時の溶出率が低くなるので特に
好ましい。また、重合触媒の使用量はエポキシ化合物１
００重量部に対して１〜３０重量部の範囲が適当であ
る。
ル、Ｎ−メチルイミダゾール等のイミダゾール系化合
物、ジメチルベンジルアミン、ジエチレントリアミン、
Ｎ−ブチルアミン等のアミン系化合物、酢酸カリウム、
プロピオン酸カリウム、酪酸カリウム等のカリウム塩等
の通常のエポキシ化合物の重合触媒が特に制限なく使用
できるが、イミダゾール系化合物を重合触媒として使用
した場合、木材中に低分子量の重合物が生成したり、未
反応のエポキシ化合物の残存量が少なくなり、得られた
改質木材を水に浸漬した時の溶出率が低くなるので特に
好ましい。また、重合触媒の使用量はエポキシ化合物１
００重量部に対して１〜３０重量部の範囲が適当であ
る。
【００１３】水溶性エポキシ化合物と重合触媒の水溶液
は水に水溶性エポキシ化合物および重合触媒全体で濃度
が５重量％以上になるように溶解して調製する。濃度が
５％未満の場合は処理効果が不十分となるので好ましく
ない。また、重合触媒の中には水に溶解しないタイプの
ものもあるが、この場合は水溶性エポキシ化合物に前も
って溶解させたり、水に分散した状態で使用してもなん
らさしつかえない。
は水に水溶性エポキシ化合物および重合触媒全体で濃度
が５重量％以上になるように溶解して調製する。濃度が
５％未満の場合は処理効果が不十分となるので好ましく
ない。また、重合触媒の中には水に溶解しないタイプの
ものもあるが、この場合は水溶性エポキシ化合物に前も
って溶解させたり、水に分散した状態で使用してもなん
らさしつかえない。
【００１４】以下に、本発明の製造方法を手順を追って
具体的に説明する。まず、木材は後述する含浸処理等の
化学改質を容易にしたり、使用する薬剤との関係で、熱
風乾燥器などで乾燥して、木材の含水率を１０重量％以
下程度に除去してから使用することが好ましい。次いで
前記水溶液を木材に含浸させる。含浸の度合いは目的に
応じて表層部のみでも、また内部まで全体でも適宜選択
することができる。しかしながら、エポキシ化合物と重
合触媒の含浸の度合いは、後述する加熱処理した後、木
材に化学的に結合させたり、木材中で重合硬化させて、
エポキシ化合物を木材に対して本発明の目的を達成しう
る程度に結合させるためには、１０〜５０重量％の範囲
になる程度含浸させることが好ましい。１０重量％未満
では寸法安定性を改善する効果があまりなく、５０重量
％を超えると木材組織が置換基により破壊されクラック
が生じたり、木材自体に割れが生じて木材が本来有して
いる機械的強度が低下するので好ましくない。また、含
浸の方法は、例えば木材を該反応溶液中に浸漬したり、
あるいは木材に該反応溶液を塗布、注入する方法を用い
ることができる。特に、このような方法を減圧下、加圧
下、あるいは減圧加圧下で実施すると木材への反応溶液
の含浸を更に促進させることができる。
具体的に説明する。まず、木材は後述する含浸処理等の
化学改質を容易にしたり、使用する薬剤との関係で、熱
風乾燥器などで乾燥して、木材の含水率を１０重量％以
下程度に除去してから使用することが好ましい。次いで
前記水溶液を木材に含浸させる。含浸の度合いは目的に
応じて表層部のみでも、また内部まで全体でも適宜選択
することができる。しかしながら、エポキシ化合物と重
合触媒の含浸の度合いは、後述する加熱処理した後、木
材に化学的に結合させたり、木材中で重合硬化させて、
エポキシ化合物を木材に対して本発明の目的を達成しう
る程度に結合させるためには、１０〜５０重量％の範囲
になる程度含浸させることが好ましい。１０重量％未満
では寸法安定性を改善する効果があまりなく、５０重量
％を超えると木材組織が置換基により破壊されクラック
が生じたり、木材自体に割れが生じて木材が本来有して
いる機械的強度が低下するので好ましくない。また、含
浸の方法は、例えば木材を該反応溶液中に浸漬したり、
あるいは木材に該反応溶液を塗布、注入する方法を用い
ることができる。特に、このような方法を減圧下、加圧
下、あるいは減圧加圧下で実施すると木材への反応溶液
の含浸を更に促進させることができる。
【００１５】続いて、溶液中から含浸木材を取りだし、
含浸木材中の水溶性エポキシ化合物が水と反応する温度
より低い温度で、乾燥して水分を除去する。乾燥温度が
エポキシ化合物が水と反応する温度以上であると、該エ
ポキシ化合物が木材中の水酸基と反応する前に、乾燥工
程において水と反応してしまい、本発明の所期の目的を
達成することができない。乾燥温度は、エポキシ化合物
や重合触媒の種類および量によって異なるが、通常６０
℃以下が好ましい。また、乾燥方法は、外部加熱、ある
いは高周波加熱、マイクロ波加熱などの内部加熱など従
来から公知の加熱方法が適用できる。更に、このような
乾燥を減圧下で行なえば、更に効率よく乾燥できる。
含浸木材中の水溶性エポキシ化合物が水と反応する温度
より低い温度で、乾燥して水分を除去する。乾燥温度が
エポキシ化合物が水と反応する温度以上であると、該エ
ポキシ化合物が木材中の水酸基と反応する前に、乾燥工
程において水と反応してしまい、本発明の所期の目的を
達成することができない。乾燥温度は、エポキシ化合物
や重合触媒の種類および量によって異なるが、通常６０
℃以下が好ましい。また、乾燥方法は、外部加熱、ある
いは高周波加熱、マイクロ波加熱などの内部加熱など従
来から公知の加熱方法が適用できる。更に、このような
乾燥を減圧下で行なえば、更に効率よく乾燥できる。
【００１６】次に、水分を除去した含浸木材を１００〜
１８０℃に加熱する。この時、含浸木材中のエポキシ化
合物は木材中の水酸基と反応してエーテル結合を介して
木材と結合するとともに、それ自身も重合硬化して三次
元構造を有するエポキシ樹脂硬化物となる。反応温度が
１００℃未満の場合は反応がほとんど進まず、また１８
０℃を超えると、木材の変色や劣化などの欠点が生じる
ので好ましくない。反応時間はエポキシ化合物や重合触
媒の種類や量、あるいは反応温度、加熱方法などによっ
て異なるが、一般に０．５〜６時間、好ましくは１〜３
時間である。なお、加熱方法としては、前記乾燥処理の
場合と同様に従来から公知の加熱方法が適用できる。
１８０℃に加熱する。この時、含浸木材中のエポキシ化
合物は木材中の水酸基と反応してエーテル結合を介して
木材と結合するとともに、それ自身も重合硬化して三次
元構造を有するエポキシ樹脂硬化物となる。反応温度が
１００℃未満の場合は反応がほとんど進まず、また１８
０℃を超えると、木材の変色や劣化などの欠点が生じる
ので好ましくない。反応時間はエポキシ化合物や重合触
媒の種類や量、あるいは反応温度、加熱方法などによっ
て異なるが、一般に０．５〜６時間、好ましくは１〜３
時間である。なお、加熱方法としては、前記乾燥処理の
場合と同様に従来から公知の加熱方法が適用できる。
【００１７】このようにして得られた改質木材はそのま
ま製品となるもので改めて洗浄、乾燥する必要はない
が、更に、改質木材を水洗浄し、該木材に化学結合して
いない成分を除くことにより、更に耐水性の優れた改質
木材を得ることができる。
ま製品となるもので改めて洗浄、乾燥する必要はない
が、更に、改質木材を水洗浄し、該木材に化学結合して
いない成分を除くことにより、更に耐水性の優れた改質
木材を得ることができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例によって更
に具体的に説明するが、本発明は実施例に制限されるも
のでないことは勿論である。 実施例１ 接線方向３ｃｍ×半径方向３ｃｍ×繊維方向５ｍｍの乾
燥された檜の木材（以下、乾燥木材と称す）を、グリセ
リンジグリシジルエーテル１００重量部に対して、重合
触媒として２−メチルイミダゾール４重量部を加え、該
混合物を水で希釈して、１５重量％水溶液とした反応溶
液中に浸漬し、減圧下で３０分間注入して木材内に反応
溶液を含浸せしめた。次いでこの含浸木材を反応溶液中
から取りだし、熱風乾燥器を用いて４０℃で１６時間乾
燥をして水分を取り除いた後、熱板にはさんで１４０℃
で、３時間加熱した。その後、１０５℃で熱風乾燥を行
なって改質木材を得た。この改質木材の処理による重量
増加率は、木材を基準として３５．２重量％であった。
に具体的に説明するが、本発明は実施例に制限されるも
のでないことは勿論である。 実施例１ 接線方向３ｃｍ×半径方向３ｃｍ×繊維方向５ｍｍの乾
燥された檜の木材（以下、乾燥木材と称す）を、グリセ
リンジグリシジルエーテル１００重量部に対して、重合
触媒として２−メチルイミダゾール４重量部を加え、該
混合物を水で希釈して、１５重量％水溶液とした反応溶
液中に浸漬し、減圧下で３０分間注入して木材内に反応
溶液を含浸せしめた。次いでこの含浸木材を反応溶液中
から取りだし、熱風乾燥器を用いて４０℃で１６時間乾
燥をして水分を取り除いた後、熱板にはさんで１４０℃
で、３時間加熱した。その後、１０５℃で熱風乾燥を行
なって改質木材を得た。この改質木材の処理による重量
増加率は、木材を基準として３５．２重量％であった。
【００１９】実施例２ 実施例１のエポキシ化合物をポリエチレングリコールジ
グリシジルエーテル（数平均分子量１０００）に換える
こと以外は実施例１と同様にして改質木材を得た。この
改質木材の処理による重量増加率は木材を基準として３
１．２重量％であった。
グリシジルエーテル（数平均分子量１０００）に換える
こと以外は実施例１と同様にして改質木材を得た。この
改質木材の処理による重量増加率は木材を基準として３
１．２重量％であった。
【００２０】実施例３ 実施例１のエポキシ化合物をエチレングリコールジグリ
シジルエーテルに換えること以外は実施例１と同様にし
て改質木材を得た。この改質木材の処理による重量増加
率は木材を基準として３４．０重量％であった。
シジルエーテルに換えること以外は実施例１と同様にし
て改質木材を得た。この改質木材の処理による重量増加
率は木材を基準として３４．０重量％であった。
【００２１】実施例４ 実施例１の重合触媒をＮ−メチルイミダゾール４重量部
に換えること以外は実施例１と同様に処理して改質木材
を得た。この改質木材の処理による重量増加率は木材を
基準として３４．３重量％であった。
に換えること以外は実施例１と同様に処理して改質木材
を得た。この改質木材の処理による重量増加率は木材を
基準として３４．３重量％であった。
【００２２】実施例５ 実施例１の重合触媒をフタル酸カリウム３０重量部に換
えること以外は実施例１と同様に処理して改質木材を得
た。この改質木材の処理による重量増加率は木材を基準
として３５．６重量％であった。
えること以外は実施例１と同様に処理して改質木材を得
た。この改質木材の処理による重量増加率は木材を基準
として３５．６重量％であった。
【００２３】実施例６ 実施例１の重合触媒を酢酸カリウム６重量部に換えるこ
と以外は実施例１と同様に処理して改質木材を得た。こ
の改質木材の処理による重量増加率は木材を基準として
３５．９重量％であった。
と以外は実施例１と同様に処理して改質木材を得た。こ
の改質木材の処理による重量増加率は木材を基準として
３５．９重量％であった。
【００２４】比較例１ 接線方向３ｃｍ×半径方向３ｃｍ×繊維方向５ｍｍの実
施例１で用いたものと同じ乾燥木材を、２０％ポリエチ
レングリコール（数平均分子量１０００）水溶液中に浸
漬し、減圧下で３０分間注入して木材内にＰＥＧ水溶液
を含浸せしめた。次いでこの含浸木材を反応溶液中から
取りだし、熱風乾燥器を用いて４０℃で１６時間乾燥を
して水分を取り除いた後、１０５℃の熱風乾燥を行なっ
て改質木材を得た。この改質木材の処理による重量増加
率は、木材を基準として４０．０重量％であった。
施例１で用いたものと同じ乾燥木材を、２０％ポリエチ
レングリコール（数平均分子量１０００）水溶液中に浸
漬し、減圧下で３０分間注入して木材内にＰＥＧ水溶液
を含浸せしめた。次いでこの含浸木材を反応溶液中から
取りだし、熱風乾燥器を用いて４０℃で１６時間乾燥を
して水分を取り除いた後、１０５℃の熱風乾燥を行なっ
て改質木材を得た。この改質木材の処理による重量増加
率は、木材を基準として４０．０重量％であった。
【００２５】比較例２ 比較例１で用いたものと同じ乾燥木材を、ポリエチレン
グリコールモノメタクリレート（数平均分子量３５０）
１００重量部に対して、重合触媒として過硫酸カリウム
０．２重量部を加え、該混合物を水で希釈して、１５重
量％水溶液とした反応溶液中に浸漬し、減圧下で３０分
間注入して木材内に反応溶液を含浸せしめた。次いでこ
の含浸木材を反応溶液中から取りだし、熱風乾燥器を用
いて４０℃で１６時間乾燥をして水分を取り除いた後、
１０５℃の熱風乾燥を行なって改質木材を得た。この改
質木材の処理による重量増加率は、木材を基準として３
７．２重量％であった。
グリコールモノメタクリレート（数平均分子量３５０）
１００重量部に対して、重合触媒として過硫酸カリウム
０．２重量部を加え、該混合物を水で希釈して、１５重
量％水溶液とした反応溶液中に浸漬し、減圧下で３０分
間注入して木材内に反応溶液を含浸せしめた。次いでこ
の含浸木材を反応溶液中から取りだし、熱風乾燥器を用
いて４０℃で１６時間乾燥をして水分を取り除いた後、
１０５℃の熱風乾燥を行なって改質木材を得た。この改
質木材の処理による重量増加率は、木材を基準として３
７．２重量％であった。
【００２６】実施例１〜６で得られた改質木材と、比較
例１〜２で得られた処理木材を以下に示す吸水試験に供
した。結果を表１に示す。吸水試験１０５℃の熱風乾燥
器で全乾にした試験片の重量および寸法を測定した後、
蒸留水に浸漬し、３０分間減圧し、１時間開放し、３０
分間減圧し、２２時間開放して放置した。その後、これ
らを取り出して吸水状態の試験片の寸法を測定して、抗
膨潤率を求めた。次にこれらの吸水状態の試験片を４０
℃で４時間、その後１０５℃で２０時間乾燥した後、試
験片の重量および寸法を測定して抗収縮率を求めた。ま
た、吸水試験前後の全乾重量から、溶出による重量減少
率を求めた。なお、抗膨潤（収縮）率および溶出による
重量減少率は以下の計算式で算出した。 抗膨潤率（％）＝（Ｖｃ1−Ｖｔ1）／Ｖｃ1×１００ Ｖｃ1：無処理木材の容積膨潤率 Ｖｔ1：処理木材の容積膨潤率 抗収縮率（％）＝（Ｖｃ2−Ｖｔ2）／Ｖｃ2×１００ Ｖｃ2：無処理木材の容積収縮率 Ｖｔ2：処理木材の容積収縮率 溶出による重量減少率（％）＝（Ｗｂ−Ｗａ）／Ｗｂ×
１００ Ｗｂ：吸水試験前の全乾重量 Ｗａ：吸水試験後の全乾重量
例１〜２で得られた処理木材を以下に示す吸水試験に供
した。結果を表１に示す。吸水試験１０５℃の熱風乾燥
器で全乾にした試験片の重量および寸法を測定した後、
蒸留水に浸漬し、３０分間減圧し、１時間開放し、３０
分間減圧し、２２時間開放して放置した。その後、これ
らを取り出して吸水状態の試験片の寸法を測定して、抗
膨潤率を求めた。次にこれらの吸水状態の試験片を４０
℃で４時間、その後１０５℃で２０時間乾燥した後、試
験片の重量および寸法を測定して抗収縮率を求めた。ま
た、吸水試験前後の全乾重量から、溶出による重量減少
率を求めた。なお、抗膨潤（収縮）率および溶出による
重量減少率は以下の計算式で算出した。 抗膨潤率（％）＝（Ｖｃ1−Ｖｔ1）／Ｖｃ1×１００ Ｖｃ1：無処理木材の容積膨潤率 Ｖｔ1：処理木材の容積膨潤率 抗収縮率（％）＝（Ｖｃ2−Ｖｔ2）／Ｖｃ2×１００ Ｖｃ2：無処理木材の容積収縮率 Ｖｔ2：処理木材の容積収縮率 溶出による重量減少率（％）＝（Ｗｂ−Ｗａ）／Ｗｂ×
１００ Ｗｂ：吸水試験前の全乾重量 Ｗａ：吸水試験後の全乾重量
【００２７】
【表１】
【００２８】表１の結果から明らかな如く、実施例１〜
６の本発明の製造方法による改質木材は、比較例１およ
び２の製造方法になる処理木材に比べて、水に対する溶
出が小さく、優れた耐水性と寸法安定性を有することが
認められた。
６の本発明の製造方法による改質木材は、比較例１およ
び２の製造方法になる処理木材に比べて、水に対する溶
出が小さく、優れた耐水性と寸法安定性を有することが
認められた。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、水溶性エポキシ化合物
を用いるので含浸、除去などの取り扱いが容易であり、
有機溶剤の使用による引火性、毒性等、作業環境上の問
題がない。そして、重合触媒も木材中に存在しているの
で含浸木材を加熱するとエポキシ化合物と木材中の水酸
基との反応およびエポキシ化合物の重合硬化反応が容易
に起こり、この際、分子中に２個以上のエポキシ基を有
するエポキシ化合物を用いているため、硬化物は架橋構
造を有している。したがって、得られた改質木材は吸水
試験に供しても溶出することが少なく、耐水性と寸法安
定性に優れており、木材が本来有する優れた特徴や外観
を損なうことなく、木材の欠点である水分による寸法変
化を抑制することが可能であり、前記重合触媒としてイ
ミダゾール系化合物を使用した場合、特にその効果が優
れている。更に、派生的な効果として、各種腐朽菌やシ
ロアリなどによる木材の腐朽・蟻害を防止または抑制す
ることが期待できる。このように、本発明の製造方法に
より得られた優れた特性を有する改質木材は、建築用材
料、家具用材料、その他多くの分野において好適であ
り、例えば、柱、梁、土台、下地材、床、軒天、雨戸、
外壁材、机、本棚などに用いられるものである。
を用いるので含浸、除去などの取り扱いが容易であり、
有機溶剤の使用による引火性、毒性等、作業環境上の問
題がない。そして、重合触媒も木材中に存在しているの
で含浸木材を加熱するとエポキシ化合物と木材中の水酸
基との反応およびエポキシ化合物の重合硬化反応が容易
に起こり、この際、分子中に２個以上のエポキシ基を有
するエポキシ化合物を用いているため、硬化物は架橋構
造を有している。したがって、得られた改質木材は吸水
試験に供しても溶出することが少なく、耐水性と寸法安
定性に優れており、木材が本来有する優れた特徴や外観
を損なうことなく、木材の欠点である水分による寸法変
化を抑制することが可能であり、前記重合触媒としてイ
ミダゾール系化合物を使用した場合、特にその効果が優
れている。更に、派生的な効果として、各種腐朽菌やシ
ロアリなどによる木材の腐朽・蟻害を防止または抑制す
ることが期待できる。このように、本発明の製造方法に
より得られた優れた特性を有する改質木材は、建築用材
料、家具用材料、その他多くの分野において好適であ
り、例えば、柱、梁、土台、下地材、床、軒天、雨戸、
外壁材、机、本棚などに用いられるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−25904（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−7309（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−51902（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−242002（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−147602（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B27K 3/00 - 5/00
Claims (4)
- 【請求項１】 木材に、分子中に２個以上のエポキシ基
を有する水溶性エポキシ化合物と重合触媒の水溶液を含
浸させ、該エポキシ化合物のエポキシ基が水と反応する
温度より低い温度で乾燥して水分を除去した後、加熱し
て木材中の水酸基に該エポキシ化合物を結合させると共
に、該エポキシ化合物を重合硬化させることを特徴とす
る改質木材の製造方法。 - 【請求項２】 前記水溶性エポキシ化合物の数平均分子
量が２０００以下であることを特徴とする請求項１記載
の改質木材の製造方法。 - 【請求項３】 前記水溶性エポキシ化合物がエチレング
リコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコー
ルジグリシジルエーテルあるいはグリセリンジグリシジ
ルエーテルであることを特徴とする請求項１記載の改質
木材の製造方法。 - 【請求項４】 前記重合触媒がイミダゾール系化合物で
あることを特徴とする請求項１記載の改質木材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05155093A JP3198471B2 (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 改質木材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05155093A JP3198471B2 (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 改質木材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06238614A JPH06238614A (ja) | 1994-08-30 |
| JP3198471B2 true JP3198471B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=12890128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05155093A Expired - Fee Related JP3198471B2 (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 改質木材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3198471B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1908562A2 (en) | 2006-07-20 | 2008-04-09 | Yamaha Corporation | Method of forming a wooden mold as well as wooden structure, vehicle interior material, and acoustic structure processed by the method |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4857985B2 (ja) * | 2006-07-20 | 2012-01-18 | ヤマハ株式会社 | 木質成形体の製造方法 |
| JP2018501362A (ja) * | 2014-12-23 | 2018-01-18 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | 処理済み多孔質材料 |
-
1993
- 1993-02-17 JP JP05155093A patent/JP3198471B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1908562A2 (en) | 2006-07-20 | 2008-04-09 | Yamaha Corporation | Method of forming a wooden mold as well as wooden structure, vehicle interior material, and acoustic structure processed by the method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06238614A (ja) | 1994-08-30 |
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