JP4122244B2

JP4122244B2 - 木質材料製品及びその製造方法

Info

Publication number: JP4122244B2
Application number: JP2003042133A
Authority: JP
Inventors: 小田　　修; 勇埜口; 啓志奥嶋; 大介手塚; 祐昌中本; 敏彦角田; 貴子新井
Original assignee: Wood One Co Ltd
Current assignee: Wood One Co Ltd
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2023-02-20
Also published as: JP2004249575A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撥水剤を混合した木材保存剤を含浸させた木質材料製品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
我が国において、木材および木材を原料とした合板、ＬＶＬ、集成材等の木質材料は、建築材料として最も一般的に使用されており、木造住宅の構造材としてのみならず鉄筋コンクリート造等の非木造住宅においても造作材として広く使用されている。
【０００３】
こうした木質材料において、我が国の気候が高温多湿である上に、ヒバ、ヒノキ、クリ等の耐久性のある木材が高価であるために、近年ではアピトン、ヘムロック、スプルース等の耐久性に劣る安価な木材に木材保存剤（防腐剤等）を注入して、その耐久性を高める方法が採られている。
【０００４】
例えば、住宅の土台に使用する木質材料に関して言うと、従前はヒバ、クリなどの良材が一般的に使用されていたが、近年、これらが枯渇するに従って、アピトンの表面に多数の小孔を開け、減圧注入法で、その小孔を通して木材保存剤を注入して木質材料製品として販売している。
こうした木質材料の保存処理方法は、例えば、特開平１０−１４６８０５号、特開平０８−１８３０１０号、特開平１０−２６５５０８号あるいは特開２００１−７１３０５に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来の保存処理方法および当該方法によって処理された木質材料製品には、次のような問題がある。
【０００６】
（１）降雨によって防腐剤等の木材保存成分が溶脱してしまう。
屋根が完成するまでの建築中の外壁材には、雨水が掛かってしまい易い。また、トラックでの輸送中や施工現場での仮置き時でも同様である。油性の防腐剤は撥水性があるので溶脱しないが、室内用に使用する木質材料には、色、臭気、毒性等の問題から水性防腐剤を使用しており、この水性防腐剤は雨水によって容易に溶脱してしまう。従って、防水シートを必要とし、その分、作業が面倒である。
【０００７】
（２）木質材料は、濡れるとその寸法が狂い易くなる。
木質材料の表面に水分が停滞すると、その水分が内部に浸透して含水率を高め、当該木質材料を膨張させる。この状態で施工すると、施工後の乾燥によって収縮し、隙間、反り、歪み等が発生し易い。塗膜を形成するような塗装を行えば良いが、下地材程度の安価な木質材料には、コスト面から困難である。
【０００８】
（３）黴が発生し易くなる。
水分の停滞は黴の発生原因ともなる。従って、見栄えが悪く、商品価値が低下する。また、長期間水分が停滞すると、腐朽が進行して強度が低下する場合もある。黴防止剤を塗布することも可能であるが、コスト面と毒性の懸念から、難しい。
【０００９】
（４）汚れ易い。
木質材料は多孔質でなおかつ表面が粗いために汚れの成分が付着し易く、付着した場合、内部に浸透し易い。これにより見栄えを悪くし、商品価値の低下につながる。
【００１０】
（５）新たな加工面は撥水性がない。
従来の撥水処理技術は、完成品の表層にスプレーやハケ等で塗布する方法なので、製品を現場で加工、切断した場合、未処理面が露出し、撥水効果が期待できない。
【００１１】
そこで、本発明の目的とするところは、木材保存剤が溶脱し難く、寸法が狂い難く、黴が生え難く、さらに汚れ難いといった特徴を有する木質材料製品を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の木質材料製品は、密閉処理室（６）に木質材料（１）を搬入し、該密閉処理室（６）を減圧して前記木質材料（１）中の気体を除去した後、水は弾くが木材用塗料は弾かない撥水剤（４）入りの木材保存剤（３）と、溶媒（５）との溶液（２）を供給して、該溶液（２）を木質材料（１）に浸透させ、余った溶液（２）を排出するとともに再度減圧し、その状態で前記木質材料（１）を加熱して前記溶媒（５）を蒸発させてなるもので、前記撥水剤（４）は、撥水成分である第一成分と、その撥水成分を前記木質材料（１）に固着するポリマーである第二成分からなり、第一成分は、牛脂，ラノリン，牛脂硬化油，ひまし硬化油，硬化魚油，マイクロクリスタリン，ポリエチレン，ポリプロピレン，パラフィン等のポリオレフィン系ワックス，カルバナワックス，密ロウ、木ロウ等の天然ワックス，および、エステルワックスのうちいずれか一種単独又はそれらを二種以上混合したもので、第二成分は、ポリアクリル酸アルキル，ポリエステル樹脂，変性（油変性、ロジン変性、エポキシ変性、フェノール変性等）ポリエステル樹脂，ポリスチレン樹脂，ポリブタジエン樹脂，ポリカーボネイト樹脂，マレイン酸樹脂，エポキシ樹脂，ポリフェノール樹脂，および、ケトン樹脂のうちいずれか一種単独又はそれらを二種以上混合したものあるいはその共重合物であり、さらに、第一成分と第二成分を、前記溶媒（５）１００に対して、０．２５〜１０．００％の範囲内で混合してなることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２に記載の木質材料製品の製造方法は、密閉処理室（６）に木質材料（１）を搬入し、該密閉処理室（６）を減圧して前記木質材料（１）中の気体を除去した後、水は弾くが木材用塗料は弾かない撥水剤（４）入りの木材保存剤（３）と、溶媒（５）との溶液（２）を供給して、該溶液（２）を木質材料（１）に浸透させ、余った溶液（２）を排出するとともに再度減圧し、その状態で前記木質材料（１）を加熱して前記溶媒（５）を蒸発させて製造するもので、前記撥水剤（４）は、撥水成分である第一成分と、その撥水成分を前記木質材料（１）に固着するポリマーである第二成分からなり、第一成分は、牛脂，ラノリン，牛脂硬化油，ひまし硬化油，硬化魚油，マイクロクリスタリン，ポリエチレン，ポリプロピレン，パラフィン等のポリオレフィン系ワックス，カルバナワックス，密ロウ、木ロウ等の天然ワックス，および、エステルワックスのうちいずれか一種単独又はそれらを二種以上混合したもので、第二成分は、ポリアクリル酸アルキル，ポリエステル樹脂，変性（油変性、ロジン変性、エポキシ変性、フェノール変性等）ポリエステル樹脂，ポリスチレン樹脂，ポリブタジエン樹脂，ポリカーボネイト樹脂，マレイン酸樹脂，エポキシ樹脂，ポリフェノール樹脂，および、ケトン樹脂のうちいずれか一種単独又はそれらを二種以上混合したものあるいはその共重合物であり、さらに、第一成分と第二成分を、前記溶媒（５）１００に対して、０．２５〜１０．００％の範囲内で混合することを特徴とする。
【００１４】
なお、括弧内の記号は、図面および後述する発明の実施の形態に記載された対応要素または対応事項を示す。
【００１５】
本発明は、密閉処理室に木質材料を搬入し、該密閉処理室を減圧して前記木質材料中の気体を除去した後、水は弾くが木材用塗料は弾かない撥水剤入りの木材保存剤と、溶媒との溶液を供給して、該溶液を木質材料に浸透させ、余った溶液を排出するとともに再度減圧し、その状態で前記木質材料を加熱して前記溶媒を蒸発させてなるので、以下の特徴を有する。
【００１６】
（１）降雨によって防腐剤等の木材保存成分が溶脱し難い。
木材保存剤に含まれる撥水剤は、木材用塗料は弾かないが直ちに水を弾くので、木材保存剤は木質材料にそのまま含浸した状態を保つことができる。
従って、屋根が完成するまでの期間程度であれば、防水シートは不要である。また、トラックで輸送中はもとより、施工現場での仮置き時でも短期間であれば防水シートは必要ない。なお、撥水剤は廉価であるため、使用し易く、経済的である。
【００１７】
（２）濡れても、寸法が狂いにくい。
木質材料の表面に水分は停滞しないで流下してしまうため、その内部に浸透しない。
従って、木質材料が膨張して変形することがなく、施工後における隙間、反りおよび歪み等の発生を未然に防止することができる。
【００１８】
（３）黴が発生し難くなる。
水分が停滞しないので、黴の発生は殆ど見られない。
従って、見栄えおよび商品価値に優れる。また、黴防止剤を塗布する必要もない。
【００１９】
（４）汚れ難い。
撥水剤が手垢や泥はね等も弾くので、汚れが付着し難い。従って、高い商品価値を維持することができる。
【００２０】
（５）新たな加工面にも撥水性がある。
現場での加工、切断等により、製品内部が露出した場合も、撥水剤が内部まで浸透しているので、撥水効果が期待できる。
【００２１】
なお、溶液を木質材料に浸透させた後、更に加圧するようにすると内部まで溶液を十分に浸透させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、本発明の実施形態に係る木質材料製品について説明する。図１は、同木質材料製品を製造する方法を示す説明図である。
【００２３】
本発明の実施形態に係る木質材料製品は、以下のようにして製造される。
まず、木質材料１を密閉処理室６に搬入する。
次に、密閉処理室６内を減圧して、木質材料１中の気体を取り除く。
続いて、密閉処理室６内へ、水は弾くが木材用塗料は弾かない性質を有する撥水剤４を混合した木材保存剤３と、溶媒５との混合物である溶液２を供給して、木質材料１を所定時間浸漬する。木質材料１からは気体が除去されているので、木材保存剤３の溶液２はその部分にも効果的に浸透する。
さらに、密閉処理室６から余剰の溶液２を抜き取り排出した後、密閉処理室６を再度減圧した状態で、密閉処理室６内の木質材料を所定時間高周波加熱する。
この加熱によって、木質材料１中から溶液２中の溶媒５のみが蒸発し、撥水剤４を含む木材保存剤３の有効成分のみが残存する。なお、密閉処理室６を再度減圧するのは、沸点を低下させることによって、木質材料が加熱処理によって割れたり変形するのを防ぐためである。
【００２４】
こうして処理された木質材料製品には、水は弾くが木材用塗料は弾かない撥水剤４を混合した木材保存剤３が含浸しているので、降雨によって防腐剤等の木材保存成分が溶脱し難い。すなわち、木材保存剤３に含まれる撥水剤４が、木質材料１の表面に付着した水分を直ちに弾くので、木材保存剤３は木質材料１にそのまま含浸した状態を保つことができる。
【００２５】
また、この木質材料製品は、濡れても、寸法が狂いにくい。木質材料１の表面に付着した水分は、撥水剤４のはたらきによって流下してしまうので内部に浸透せず、よって、木質材料１が膨張して変形することがない。その結果、施工後における隙間、反りおよび歪み等の発生を未然に防止することができる。
【００２６】
さらに、この木質材料製品には、黴が発生し難くなる。撥水剤４の作用によって表面に水分が停滞しないので、水分を好む黴の発生環境を作らないからである。これにより、見栄えが良く、商品価値の高い製品とすることができる。
【００２７】
また、当該木質材料製品には汚れが付着し難い。撥水剤４が手垢や泥はね等も弾くからである。従って、商品価値の高い製品とすることができる。
【００２８】
なお、あらかじめ浸漬装置や塗布装置を使用して木材保存剤３の溶液２を浸漬又は塗布した木質材料１を、密閉処理室６に搬入することもできる。この場合、減圧処理によって木質材料１中の気体が抜き取られると共に、木質材料１の表面等に付着している溶液２がその部分に浸透する。そして、その後の加熱処理によって、溶液２中の溶媒５のみが蒸発し、木質材料１中には撥水剤を含んだ木材保存剤３が残存する。
【００２９】
本実施形態に係る木質材料製品を製造する方法において、木材保存剤３に混合する撥水剤４は二つの成分から成る。第一成分は、油脂、硬化油、ワックス等の撥水成分であり、第二成分は、それを木質材料１に固着するポリマーである。
【００３０】
第一成分の内、油脂としては牛脂やラノリン等が挙げられ、硬化油としては牛脂硬化油、ひまし硬化油あるいは硬化魚油等が挙げられる。また、ワックスとしては、マイクロクリスタリン、ポリエチレン、ポリプロピレン、パラフィン等のポリオレフィン系ワックス、カルバナワックス、密ロウ、木ロウ等の天然ワックス、エステルワックス等が挙げられる。これらは、一種単独で使用することもできるし、二種以上混合することもできる。この中で、耐水性、耐湿性、撥水性、コスト等を考慮すると、ひまし硬化油やマイクロクリスタリン等が好ましい。
【００３１】
また、第二成分のポリマーとしては、ポリアクリル酸アルキルやエステル系樹脂が挙げられる。中でも、ポリエステル樹脂および変性（油変性、ロジン変性、エポキシ変性、フェノール変性等）ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネイト樹脂、マレイン酸樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェノール樹脂、ケトン樹脂などが好ましく、一種単独でも、二種以上の混合物およびその共重合物等でも良い。そのうち、耐水性、熔解性、コストを考慮すると、ポリアクリル酸アルキル（メチル、ブチル）、油変性ポリエステル樹脂が好ましい。
【００３２】
第一成分と第二成分の比率は、１〜８０／９９〜２０の範囲が好ましく、また、３０〜６０／７０〜４０の範囲がより好ましい。また、溶媒１００に対して、０．２５〜１０．００％の範囲内で混合することで良好な撥水性を得ることができる。ちなみに、０．２５％以下では良好な撥水性が得られず、１０．００％以上であると木質材料１の表面に粘着性が残存してしまい、また、コスト面からも好ましくない。
【００３３】
なお、第一成分と第二成分は、両者を混合した後、溶媒５と混合しても良いし、別々に溶媒５中に混合しても良い。第一成分は、溶媒５に溶解すれば、分子量、融点、けん化価等に関係なく使用することができる。第二成分の分子量は、ポリスチレン換算数平均分子量で５００〜３００００であり、より好ましくは、１０００〜１００００である。数平均分子量が１０００より低いと、木質材料１に固着した後の耐水性が悪く、１００００以上であると木質材料１に対する含浸性に劣る。
溶媒５としては、塩化メチレン等が好ましい。
【００３４】
なお、本発明の実施形態において、溶液２を木質材料１に浸透させた後、更に加圧して溶液２を内部まで十分に浸透させるようにしてもよい。
【００３５】
【実施例】
次に、単板積層材の土台に本発明の実施形態に係る木材保存剤を注入した場合について説明する。
単板積層材は、ラジアータパインの厚さ４．０ｍｍのロータリーレース単板を、フェノール樹脂接着剤で積層接着して厚物大板を作成した後、小割し１０５ｍｍ（ｔ）×１０５ｍｍ（Ｗ）×４０００ｍｍ（Ｌ）の住宅用土台サイズにしたものである。
これを注入装置に入れ減圧し、材中の空気を概ね除去したところに、予め溶剤（塩化メチレン）に木材保存剤（シプロコナゾール，イミダクロプリド）と撥水剤を溶解させた液を注入充填させた後、加圧し、注入液が３００ｋｇ／ｍ³以上になるように入れた。
注入後は、余った液を回収し、最終的に材中に残った溶剤分を減圧下で高周波加熱し揮発回収することで木材保存剤、撥水剤が土台材中に残った。
【００３６】
表１で示されるように、本発明の単板積層材の土台は含水率が１２％前後で仕上がり、撥水性と木材保存性を合わせ持ったものとなった。
とりわけ、撥水性は、水性／油性（溶剤系）塗料や接着剤との相性が良く、市販の撥水剤にみられる、はじきや密着不良などは生じなかった。
【００３７】
【表１】

【００３８】
【発明の効果】
本発明は、密閉処理室に木質材料を搬入し、該密閉処理室を減圧して前記木質材料中の気体を除去した後、水は弾くが木材用塗料は弾かない撥水剤入りの木材保存剤と、溶媒との溶液を供給して、該溶液を木質材料に浸透させ、余った溶液を排出するとともに再度減圧し、その状態で前記木質材料を加熱して前記溶媒を蒸発させてなるので、（１）降雨によって防腐剤等の木材保存成分が溶脱し難い、（２）濡れても、寸法が狂いにくい、（３）黴が発生し難くなる、（４）汚れ難い、（５）新たな加工面にも撥水性がある、といった作用効果を発揮する。
【００３９】
なお、溶液を木質材料に浸透させた後、更に加圧するようにすると内部まで溶液を十分に浸透させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る木質材料製品を製造する方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１木質材料
２溶液
３木材保存剤
４撥水剤
５溶媒
６密閉処理室

Claims

密閉処理室に木質材料を搬入し、該密閉処理室を減圧して前記木質材料中の気体を除去した後、水は弾くが木材用塗料は弾かない撥水剤入りの木材保存剤と、溶媒との溶液を供給して、該溶液を木質材料に浸透させ、余った溶液を排出するとともに再度減圧し、その状態で前記木質材料を加熱して前記溶媒を蒸発させてなるもので、
前記撥水剤は、撥水成分である第一成分と、その撥水成分を前記木質材料に固着するポリマーである第二成分からなり、
第一成分は、牛脂，ラノリン，牛脂硬化油，ひまし硬化油，硬化魚油，マイクロクリスタリン，ポリエチレン，ポリプロピレン，パラフィン等のポリオレフィン系ワックス，カルバナワックス，密ロウ、木ロウ等の天然ワックス，および、エステルワックスのうちいずれか一種単独又はそれらを二種以上混合したもので、
第二成分は、ポリアクリル酸アルキル，ポリエステル樹脂，変性（油変性、ロジン変性、エポキシ変性、フェノール変性等）ポリエステル樹脂，ポリスチレン樹脂，ポリブタジエン樹脂，ポリカーボネイト樹脂，マレイン酸樹脂，エポキシ樹脂，ポリフェノール樹脂，および、ケトン樹脂のうちいずれか一種単独又はそれらを二種以上混合したものあるいはその共重合物であり、
さらに、第一成分と第二成分を、前記溶媒１００に対して、０．２５〜１０．００％の範囲内で混合してなることを特徴とする木質材料製品。
密閉処理室に木質材料を搬入し、該密閉処理室を減圧して前記木質材料中の気体を除去した後、水は弾くが木材用塗料は弾かない撥水剤入りの木材保存剤と、溶媒との溶液を供給して、該溶液を木質材料に浸透させ、余った溶液を排出するとともに再度減圧し、その状態で前記木質材料を加熱して前記溶媒を蒸発させて製造するもので、
前記撥水剤は、撥水成分である第一成分と、その撥水成分を前記木質材料に固着するポリマーである第二成分からなり、
第一成分は、牛脂，ラノリン，牛脂硬化油，ひまし硬化油，硬化魚油，マイクロクリスタリン，ポリエチレン，ポリプロピレン，パラフィン等のポリオレフィン系ワックス，カルバナワックス，密ロウ、木ロウ等の天然ワックス，および、エステルワックスのうちいずれか一種単独又はそれらを二種以上混合したもので、
第二成分は、ポリアクリル酸アルキル，ポリエステル樹脂，変性（油変性、ロジン変性、エポキシ変性、フェノール変性等）ポリエステル樹脂，ポリスチレン樹脂，ポリブタジエン樹脂，ポリカーボネイト樹脂，マレイン酸樹脂，エポキシ樹脂，ポリフェノール樹脂，および、ケトン樹脂のうちいずれか一種単独又はそれらを二種以上混合したものあるいはその共重合物であり、
さらに、第一成分と第二成分を、前記溶媒１００に対して、０．２５〜１０．００％の範囲内で混合することを特徴とする木質材料製品の製造方法。