JP5616031B2 - 新規組成物 - Google Patents
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Description
「チオール」は硫黄原子と水素原子とからなる官能基、すなわち−SH基を含む化合物を意味する。この官能基はチオール基又はスルフィドリル基と呼ばれる。チオールはメルカプタンとも呼ばれる。
本発明は少なくとも二つの成分a)及びb)を含む混合物の形態の組成物に関し、成分a)は少なくとも一つの単官能及び/又は多官能チオールを含み、成分b)は少なくとも一つの単官能及び/又は多官能エンを含み、チオール基とエン基との間のモル比は1:0.1から1:100である。チオールとエンとの間の異なるモル比によって、操作者が硬化工程を制御して含浸された木材要素の性質を調整することが可能となる。反応性チオール基及びエン基の他の有効な転換は、チオール及びエンのモル比が1:0.9から1:10の範囲で実行される。低い比率において、チオールは大部分開始剤及び連鎖移動剤として働き、高い比率において、チオールは大部分コモノマーとして働く。組成物は木材を含浸するのに使用される。非常に良好な浸透が、通常の真空圧含浸オートクレーブを用いて実行される。硬化は、ヒートオーブン、木材乾燥キルン/チャンバ、HF/ウォームプレス等任意の通常の熱源を加えて60〜150℃で実行される。得られる木材要素は有意に増加した機械的性質を有する。ハンノキ、ブナ、及びカバノキ等北欧硬木種は含浸後全て初期の木材材質に依存して8〜15ブリネルの範囲の硬度を有する(年輪方向、節、初期硬度等)。曲げ強度試験の結果は、同じ種に関して最大70%の値の増加を示す。例えば、カバノキの曲げ強度は115MPaから160MPaに増加し、圧縮されたカバノキに関しては曲げ強度は141MPaから239MPaに増加した(表8、例9を参照されたい)。
ノルボルネン>ビニルエーテル>プロペニル>アルケン〜ビニルエステル>N−ビニルアミド>アリルエーテル〜アリルトリアジン>アリルイソシアヌレート>アクリレート>不飽和エステル>N−置換マレイミド>アクリロニトリル〜メタクリレート>スチレン>共役ジエン
i)木材要素をチャンバ内に入れる、
ii)チャンバ内部に組成物又は混合物を供給する、
iii)チャンバ内の木材要素を真空にさらす、
iv)木材要素を通常の圧力にさらす、
v)木材要素を過剰な圧力にさらす、
vi)木材要素を真空にさらす、
vii)木材要素をチャンバから取り出す、
viii)含浸された木材要素を少なくとも40℃の温度に少なくとも5分間加熱する。
1.様々なチオール及びエンの反応性の例
1a)チオール基とエン基との間のモル比が1:1であるチオールTMPMP及び様々なエンの組成物の試料10gが試験され、様々な反応速度が記録された。組成物はベッセル内に配置された。温度は最初は最大20分間RT(室温、20℃)であり、その後最大25分間78℃であり、最終的には反応が終了する(硬化)まで100℃であった。組成物が既に硬化していたため(FTIR、二重結合転換>90%)、高い温度に加熱する必要がなかった場合もあった。
モル比が異なるチオールTMPMP(トリメチロールプロパントリ−3−メルカプトプロピオン酸)及びエンTMPTA(トリメチロールプロパントリアクリレート)の組成物の試料10gを調製して、得られる硬度及び表面特性を調べた。硬化条件は80℃で6分間であった。表2aを参照されたい。
様々な硬化温度の効果は、チオールTMPMP(トリメチロールプロパントリ−3−メルカプトプロピオン酸)及びエンTMPTA(トリメチロールプロパントリアクリレート)の組成物で調査された。チオール基とエン基との間のモル比は1:1であった。
真空圧力:4分間0.2bar
通常圧力:6分
過剰圧力:10分間2bar
通常圧力:2時間
硬化は対流オーブン内で異なる温度及び時間で実施された。表3a及び3bを参照されたい。
真空圧力:6分間0.1bar
通常圧力:15分間
様々な硬化条件が調べられた。対流オーブン、IRランプ、及びマイクロ波オーブン内で生成される熱での硬化が評価された。UVランプの影響も同様に試験された。結果は表4に示される。
真空圧力:10分間0.1bar
通常圧力:2分間
過剰圧力:8分間1.5bar
通常圧力:4時間
含浸工程において、様々な処理段階のための時間、及び工程において同じ組成物を何度か使用する可能性の観点から、組成物のポットライフは重要である
・チオール及びエンの選択(タイプ、官能基、モル比)
・阻害剤の使用
・フリーラジカル開始剤の使用(UV及び熱感受性開始剤、活性化されたときポットライフはより短い)
・二つの成分に対して異なるベッセルが使用され得る
表6は様々なタイプの木材(天然及び被圧縮の双方)の含浸の例における結果を示す。
真空圧力:6分間0.15bar
通常圧力:15分間
過剰圧力:15分間1.3bar
真空圧力:6分間0.15bar
通常圧力:24時間
100℃における、24時間の硬化
着色された組成物は色素、微粉化された顔料、及び/又は顔料を使用することによって得られる。熱帯雨林からの木材と同等又はより良好な性質を有する、着色された組成物で含浸された天然又は被圧縮木材の例が以下に示される。
真空圧力:6分間0.15bar
通常圧力:15分間
過剰圧力:15分間1.3bar
真空圧力:6分間0.15bar
通常圧力:24時間
100℃における、24時間の硬化
機械的性質(ブリネル硬度(SS−EN 1534)及び曲げ強度(ISO 3133))が様々な木材要素に関して測定された。硬度試験は幾つかの硬い種について実施された。結果は以下の表8に示される。
下記表9は0から80重量%の範囲の様々な量の木材要素中のチオレン組成物を示す。調べた組成物はチオールTMPMP(トリメチロールプロパントリ−3−メルカプトプロピオン酸)及びエンTMPTMA(トリメチロールプロパントリメタクリレート)及びHDDA(ヘキサンジオールジアクリレート)であり、エン間のモル比は9:1であった。チオール基とエン基との間でモル比は1:2であった。
真空圧力:8分間0.10bar
通常圧力:15分間
過剰圧力:20分間1.2bar
真空圧力:6分間0.15bar
通常圧力:24時間
100℃における、24時間の硬化
下記表10は、木材要素中のチオールとエンとの間の様々なモル比(1:0.1から1:100の範囲)を示す。調べた組成物はチオールTMPMP(トリメチロールプロパントリ−3−メルカプトプロピオン酸)及びエンTMPTMA(トリメチロールプロパントリメタクリレート)であった。
真空圧力:6分間0.15bar
通常圧力:20分間
過剰圧力:15分間1.4bar
真空圧力:10分間0.15bar
通常圧力:10時間
100℃における、24時間、対流オーブンでの硬化
Claims (9)
- 少なくとも二つの成分a)及びb)を含む混合物の形態の組成物で木材要素を含浸し、その後組成物又は混合物を硬化することによって得られ、成分a)はメルカプトプロピオン酸エステル、メルカプトアセテートエステル、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも一つの単官能及び/又は多官能チオールを含み、成分b)はノルボルネン、ビニルエーテル、プロペニル、アルケン、ビニルエステル、N−ビニルアミド、アリルエーテル、アリルトリアジン、アリルイソシアヌレート、アクリレート、不飽和エステル、N−置換マレイミド、アクリロニトリル、メタクリレート、スチレン、共役ジエン、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも一つの単官能及び/又は多官能エンを含み、チオール基とエン基との間のモル比は1:0.1から1:100であることを特徴とする、含浸された木材要素。
- 前記成分a)及びb)のうち少なくも一つは色素、微粉化された顔料、及び/又は顔料を含むことを特徴とする、請求項1に記載の含浸された木材要素。
- 前記成分a)及びb)のうち少なくも一つは開始剤、阻害剤、及び他の添加剤から選択される添加剤を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の含浸された木材要素。
- 前記木材要素が、含浸された木材要素の全重量に対して約1〜約80重量%の前記組成物又は混合物を含むことを特徴とする、請求項1から3の何れか一項に記載の含浸された木材要素。
- 前記木材要素が軟木及び硬木からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1から4の何れか一項に記載の含浸された木材要素。
- チオール基とエン基との間のモル比が1:0.9から1:10であることを特徴とする、請求項1から5の何れか一項に記載の含浸された木材要素。
- 少なくとも二つの成分a)及びb)を含む混合物の形態の組成物で木材要素が含浸され、成分a)はメルカプトプロピオン酸エステル、メルカプトアセテートエステル、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも一つの単官能及び/又は多官能チオールを含み、成分b)はノルボルネン、ビニルエーテル、プロペニル、アルケン、ビニルエステル、N−ビニルアミド、アリルエーテル、アリルトリアジン、アリルイソシアヌレート、アクリレート、不飽和エステル、N−置換マレイミド、アクリロニトリル、メタクリレート、スチレン、共役ジエン、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも一つの単官能及び/又は多官能エンを含み、チオール基とエン基との間のモル比は1:0.1から1:100であることを特徴とする、木材要素を含浸する方法。
- 少なくとも二つの成分a)及びb)を含むバッチ形態の組成物の混合物で木材要素が含浸され、成分a)はメルカプトプロピオン酸エステル、メルカプトアセテートエステル、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも一つの単官能及び/又は多官能チオールを含み、成分b)はノルボルネン、ビニルエーテル、プロペニル、アルケン、ビニルエステル、N−ビニルアミド、アリルエーテル、アリルトリアジン、アリルイソシアヌレート、アクリレート、不飽和エステル、N−置換マレイミド、アクリロニトリル、メタクリレート、スチレン、共役ジエン、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも一つの単官能及び/又は多官能エンを含み、チオール基とエン基との間のモル比は1:0.1から1:100であり、成分a)及びb)は含浸前バッチ形態において互いに分離され、含浸時に互いに混合されて成分a)及びb)の混合物となることを特徴とする、木材要素を含浸する方法。
- 前記木材が段階i、ii、iii、vii、viii、及び任意に段階iv、v、及びviの一つ以上を任意の順で用いて含浸されることを特徴とする、請求項7又は8に記載の方法:
i)木材要素をチャンバ内に入れる、
ii)チャンバ内部に組成物又は混合物を供給する、
iii)チャンバ内の木材要素を真空にさらす、
iv)木材要素を通常の圧力にさらす、
v)木材要素を過剰な圧力にさらす、
vi)木材要素を真空にさらす、
vii)木材要素をチャンバから取り出す、
viii)含浸された木材要素を少なくとも40℃の温度に少なくとも5分間加熱する。
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