JP7437204B2 - Wood impregnating agent composition, wood impregnating agent kit, and method for producing blackened wood - Google Patents

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Description

本発明は、木材含浸剤組成物、木材含浸剤キット及び黒色化木材の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wood impregnating agent composition, a wood impregnating agent kit, and a method for producing blackened wood.

従来、木材の機械的強度、耐水性等を高めるために、木材を改質することが行われる。改質方法の一つとして、熱硬化性樹脂を含浸し、熱硬化する方法がある。熱硬化性樹脂としては、レゾール型フェノール樹脂が汎用されている。
しかし、レゾール型フェノール樹脂は一般に、黄褐色~赤褐色を呈し、熱硬化させると濃色化して濃黄褐色~濃赤褐色となるため、黒色の木材が要求される用途には適さない。
Conventionally, wood is modified to improve its mechanical strength, water resistance, and the like. As one of the modification methods, there is a method of impregnating a thermosetting resin and thermosetting it. As the thermosetting resin, resol type phenolic resin is widely used.
However, resol type phenolic resins generally exhibit a yellowish brown to reddish brown color, and when heat cured, the color darkens to a deep yellowish brown to deep reddish brown, so they are not suitable for applications that require black wood.

木材を黒色化する手法としては、水溶性鉄塩及びタンニンを用いて染色する方法や、黒色染料を用いて染色する方法が知られている。タンニンは、水溶性鉄塩の鉄イオンと反応して発色する。水溶性鉄塩とタンニンとを同じ液中に含有させると、それらが反応して沈降物が発生する。そのため、水溶性鉄塩及びタンニンを用いる方法では一般に、水溶性鉄塩を含む薬液による処理と、タンニンを含む薬液による処理とが別々に行われる。 As methods for blackening wood, there are known methods of dyeing wood using water-soluble iron salts and tannins, and methods of dyeing wood using black dye. Tannins develop color by reacting with iron ions in water-soluble iron salts. When water-soluble iron salts and tannins are contained in the same liquid, they react to form a precipitate. Therefore, in methods using water-soluble iron salts and tannins, treatment with a chemical solution containing a water-soluble iron salt and treatment with a chemical solution containing tannins are generally performed separately.

木材に対し、黒色化及び改質の両方の処理を行うことがある。
特許文献1では、強化黒色積層材の製造において染色工程と積層工程とを同時に行うために、木材単板を水溶性鉄塩で処理し乾燥した後、タンニンと低級アルデヒドとの縮合物と、熱硬化性樹脂との混合物で処理し、積層して加圧加熱することが提案されている。
特許文献2では、樹脂含浸等の後処理により変色を起こさない木材薄板を製造する方法として、木材薄板を、塩基性物質水溶液で前処理した後、黒色直接性染料で染色する方法が提案されている。
Wood may be treated with both blackening and modification.
In Patent Document 1, in order to perform the dyeing process and the lamination process simultaneously in the production of reinforced black laminate, a wood veneer is treated with a water-soluble iron salt and dried, and then treated with a condensate of tannin and lower aldehyde and heated. It has been proposed that the material be treated with a mixture with a curable resin, laminated and heated under pressure.
Patent Document 2 proposes a method of pre-treating a thin wood board with an aqueous solution of a basic substance and then dyeing it with a black direct dye, as a method for manufacturing thin wood boards that do not cause discoloration through post-treatment such as resin impregnation. There is.

特開昭52-44216号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 52-44216 特開昭58-147307号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-147307

しかし、特許文献1の方法は、水溶性鉄塩溶液の木材への含浸処理に数日間を要し、その後、さらに混合物による処理を行うことから、処理時間が長く、生産性に劣る。
特許文献2の方法も、染色を数日にわたって繰り返すことから、処理時間が長く、生産性に劣る。その後、染色した木材を樹脂含浸等の後処理により改質する場合、処理時間がさらに長くなる。
However, the method of Patent Document 1 requires several days to impregnate wood with a water-soluble iron salt solution, and then is further treated with a mixture, resulting in a long treatment time and poor productivity.
The method of Patent Document 2 also requires a long processing time and is inferior in productivity because dyeing is repeated over several days. If the dyed wood is then modified by post-treatment such as resin impregnation, the treatment time becomes even longer.

本発明は、1度の含浸処理で木材の黒色化及び改質が可能であり、得られる黒色化木材の漆黒性に優れる木材含浸剤組成物、及びこれを用いた黒色化木材の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a wood impregnating agent composition that can blacken and modify wood with a single impregnation treatment and that provides excellent jet blackness of the resulting blackened wood, and a method for producing blackened wood using the same. The purpose is to provide.

本発明は、以下の態様を有する。
[1]重量平均分子量が550以下のレゾール型フェノール樹脂と、タンニンと、水溶性鉄塩とを含み、
前記レゾール型フェノール樹脂の固形分と前記タンニンの固形分との合計に対する前記タンニンの固形分の割合が40~97質量%であり、
前記タンニンの固形分に対する前記水溶性鉄塩の鉄分の割合が0.4~1.6質量%である、木材含浸剤組成物。
[2]重量平均分子量が550以下のレゾール型フェノール樹脂と、タンニンとを含む第1剤が収容された第1の容器と、水溶性鉄塩を含む第2剤が収容された第2の容器とを備え、
前記レゾール型フェノール樹脂の固形分と前記タンニンの固形分との合計に対する前記タンニンの固形分の割合が40~97質量%であり、
前記タンニンの固形分に対する前記水溶性鉄塩の鉄分の割合が0.4~1.6質量%である、木材含浸剤キット。
[3]前記[1]の木材含浸剤組成物を木材に含浸し、熱硬化させる、黒色化木材の製造方法。
The present invention has the following aspects.
[1] Contains a resol type phenolic resin with a weight average molecular weight of 550 or less, tannin, and a water-soluble iron salt,
The ratio of the solid content of the tannin to the total of the solid content of the resol type phenolic resin and the solid content of the tannin is 40 to 97% by mass,
A wood impregnating agent composition, wherein the ratio of iron content of the water-soluble iron salt to the solid content of the tannin is 0.4 to 1.6% by mass.
[2] A first container containing a first agent containing a resol type phenolic resin having a weight average molecular weight of 550 or less and tannin, and a second container containing a second agent containing a water-soluble iron salt. and
The ratio of the solid content of the tannin to the total of the solid content of the resol type phenolic resin and the solid content of the tannin is 40 to 97% by mass,
A wood impregnating agent kit, wherein the ratio of iron content of the water-soluble iron salt to the solid content of the tannin is 0.4 to 1.6% by mass.
[3] A method for producing blackened wood, which comprises impregnating wood with the wood impregnating agent composition of [1] above and thermally curing it.

本発明によれば、1度の含浸処理で木材の黒色化及び改質が可能であり、得られる黒色化木材の漆黒性に優れる木材含浸剤組成物、及びこれを用いた黒色化木材の製造方法を提供できる。 According to the present invention, there is provided a wood impregnating agent composition that enables blackening and modification of wood with a single impregnation treatment, and provides excellent jet blackness of the obtained blackened wood, and production of blackened wood using the same. I can provide a method.

試験例2の黒色化評価結果(木材)を示す写真である。It is a photograph showing the blackening evaluation results (wood) of Test Example 2. 試験例3の黒色化評価結果(紙基材)を示す写真である。It is a photograph showing the blackening evaluation results (paper base material) of Test Example 3.

本発明において、「水溶性」とは、常温(例えば25℃)で中性の水に対し、1質量%以上溶解することを示す。
レゾール型フェノール樹脂の重量平均分子量(以下、「Mw」とも記す。)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(以下、「GPC」とも記す。)により測定される、標準ポリスチレン換算の値である。
レゾール型フェノール樹脂、タンニンそれぞれの固形分は、不揮発分を示す。不揮発分は、以下の測定方法により測定される。
不揮発分測定方法:アルミ箔製皿(内径50mm、高さ15mm)の質量C(g)を量り、そこに試料(レゾール型フェノール樹脂又はタンニン)を1.5±0.1gとなるように精秤し、当該試料の具体的な質量を乾燥前の試料質量S(g)とする。このアルミ箔製皿を、予め135±1℃に保った恒温器に入れ、60±2分間の乾燥処理を行った後、デシケーター中にて放冷し、その質量C(g)を量る。その結果から、次式(1)により乾燥後の試料質量D(乾燥処理後にアルミ箔製皿上に残った試料の質量)(g)を算出し、次式(2)により不揮発分を算出する。
D=C-C ・・・(1)
不揮発分(%)=D/S×100 ・・・(2)
pHは、特に記載がなければ、25℃における値である。
In the present invention, "water-soluble" refers to dissolving 1% by mass or more in neutral water at room temperature (for example, 25° C.).
The weight average molecular weight (hereinafter also referred to as "Mw") of the resol type phenolic resin is a value measured by gel permeation chromatography (hereinafter also referred to as "GPC") in terms of standard polystyrene.
The solid content of the resol type phenolic resin and tannin indicates the nonvolatile content. The nonvolatile content is measured by the following measurement method.
Nonvolatile content measurement method: Weigh the mass C 1 (g) of an aluminum foil dish (inner diameter 50 mm, height 15 mm), and add the sample (resol type phenolic resin or tannin) to it so that it weighs 1.5 ± 0.1 g. Accurately weigh the sample, and let the specific mass of the sample be the sample mass S (g) before drying. This aluminum foil plate was placed in a thermostat kept at 135 ± 1°C in advance, and after drying for 60 ± 2 minutes, it was left to cool in a desiccator, and its mass C 2 (g) was measured. . From the results, calculate the sample mass D after drying (mass of the sample remaining on the aluminum foil plate after drying process) (g) using the following formula (1), and calculate the nonvolatile content using the following formula (2). .
D=C 2 -C 1 ...(1)
Non-volatile content (%) = D/S x 100 (2)
Unless otherwise specified, pH is a value at 25°C.

〔木材含浸剤組成物〕
本発明の一態様に係る木材含浸剤組成物(以下、「本組成物」ともいう。)は、重量平均分子量が550以下のレゾール型フェノール樹脂と、タンニンと、水溶性鉄塩とを含む。
本組成物は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、他の成分をさらに含んでいてもよい。
[Wood impregnating agent composition]
A wood impregnating agent composition (hereinafter also referred to as "the present composition") according to one embodiment of the present invention includes a resol type phenolic resin having a weight average molecular weight of 550 or less, tannin, and a water-soluble iron salt.
The present composition may further contain other components, as necessary, within a range that does not impair the effects of the present invention.

<レゾール型フェノール樹脂>
レゾール型フェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒド類とのアルカリ触媒存在下での反応生成物である。
フェノール類とアルデヒド類とをアルカリ触媒存在下で反応させると、フェノール類の芳香環にアルデヒド類が付加する付加反応が起き、その後縮合反応を経て高分子化する。
<Resol type phenolic resin>
A resol type phenolic resin is a reaction product of phenols and aldehydes in the presence of an alkali catalyst.
When phenols and aldehydes are reacted in the presence of an alkali catalyst, an addition reaction occurs in which the aldehyde is added to the aromatic ring of the phenol, followed by a condensation reaction to form a polymer.

フェノール類は、芳香環及び芳香環に結合した水酸基を有する化合物であり、例えば、フェノール、アルキルフェノール(o,m,pの各クレゾール、o,m,pの各エチルフェノール、キシレノールの各異性体等)、多芳香環フェノール類(α,βの各ナフトール等)、多価フェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ピロガロール、レゾルシン、カテコール、ハイドロキノン等)等が挙げられる。これらのフェノール類は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらのうち、実用的な物質は、フェノール、o,m,pの各クレゾール、キシレノールの各異性体、レゾルシン、カテコールである。 Phenols are compounds having an aromatic ring and a hydroxyl group bonded to the aromatic ring, such as phenol, alkylphenol (o, m, p cresol, o, m, p ethylphenol, xylenol isomers, etc.) ), polyaromatic ring phenols (α, β naphthol, etc.), polyhydric phenols (bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, pyrogallol, resorcinol, catechol, hydroquinone, etc.). These phenols may be used alone or in combination of two or more. Among these, practical substances are phenol, o-, m-, and p-cresols, xylenol isomers, resorcinol, and catechol.

アルデヒド類は、ホルミル基を有する化合物及びその多量体からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であり、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド、グリオキザール等が挙げられる。これらのアルデヒド類は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらのうち、実用的な物質は、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドである。 The aldehyde is at least one compound selected from the group consisting of compounds having a formyl group and multimers thereof, and examples thereof include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, benzaldehyde, salicylaldehyde, glyoxal, and the like. These aldehydes may be used alone or in combination of two or more. Among these, practical substances are formaldehyde and paraformaldehyde.

フェノール類に対するアルデヒド類のモル比(アルデヒド類/フェノール類)(以下、「F/P」とも記す。)は、1.0~4.0であることが好ましく、1.5~2.5であることがより好ましい。ただし、アルデヒド類がパラホルムアルデヒドのような多量体である場合、F/Pは、単量体換算での値である。
F/Pが前記範囲の下限値以上であれば、未反応のフェノール類(遊離フェノール類)の揮散による臭気発生、又は歩留低下等の問題が生じない。F/Pが前記範囲の上限値以下であれば、未反応のアルデヒド類(遊離アルデヒド類)が多量に残留することなく、製造工程中の作業環境雰囲気下にホルムアルデヒドが揮発せず、作業員の健康を害さない。また、本組成物を用いて得られる黒色化木材からのアルデヒド類の放散量が少ない。
前記遊離のフェノール類とは、JIS K6910の5.16の規定に準じて測定される未反応のフェノール類である。
前記遊離のアルデヒド類とは、JIS K6910の5.17の規定に準じて測定される未反応のアルデヒド類である。
The molar ratio of aldehydes to phenols (aldehydes/phenols) (hereinafter also referred to as "F/P") is preferably 1.0 to 4.0, preferably 1.5 to 2.5. It is more preferable that there be. However, when the aldehyde is a multimer such as paraformaldehyde, F/P is a value in terms of monomer.
If F/P is at least the lower limit of the above range, problems such as odor generation or yield reduction due to volatilization of unreacted phenols (free phenols) will not occur. If F/P is below the upper limit of the above range, a large amount of unreacted aldehydes (free aldehydes) will not remain, formaldehyde will not volatilize in the working environment during the manufacturing process, and it will be safe for workers. Does not harm your health. Furthermore, the amount of aldehydes released from the blackened wood obtained using the present composition is small.
The free phenols are unreacted phenols measured according to the provisions of JIS K6910 5.16.
The free aldehydes are unreacted aldehydes measured according to the provisions of JIS K6910 5.17.

アルカリ触媒としては、フェノール類とアルデヒド類との反応を進行させ得るものであれば特に制限はなく、種々のアルカリ性物質を用いることができる。具体例としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の水酸化物(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等)、カルシウム、マグネシウム、バリウム等のアルカリ土類金属の水酸化物(水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム等)、炭酸ナトリウム、アンモニア等の無機アルカリ性物質;トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリエタノールアミン等の第3級アミン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(DBU)、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ-5-エン)(DBN)等の環式アミン等の有機アルカリ性物質;等が挙げられる。これらのアルカリ触媒は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The alkaline catalyst is not particularly limited as long as it can promote the reaction between phenols and aldehydes, and various alkaline substances can be used. Specific examples include hydroxides of alkali metals such as sodium and potassium (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.), hydroxides of alkaline earth metals such as calcium, magnesium, and barium (calcium hydroxide, magnesium hydroxide, etc.). , barium hydroxide, etc.), inorganic alkaline substances such as sodium carbonate, ammonia; tertiary amines such as triethylamine, trimethylamine, triethanolamine, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU ), organic alkaline substances such as cyclic amines such as 1,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-ene) (DBN); and the like. These alkali catalysts may be used alone or in combination of two or more.

フェノール類とアルデヒド類とをアルカリ触媒存在下で反応させる方法は、公知の方法であってよい。例えば、攪拌機、還流器及び温度制御機構を有する反応容器にフェノール類、アルデヒド類、アルカリ触媒、水等を仕込み、任意の反応温度を任意の反応時間保持する方法が挙げられる。反応の開始後、必要に応じて、追加のアルカリ触媒及び任意の添加剤等を添加してもよい。 The method of reacting phenols and aldehydes in the presence of an alkali catalyst may be a known method. For example, there is a method in which phenols, aldehydes, an alkali catalyst, water, etc. are charged into a reaction vessel having a stirrer, a reflux device, and a temperature control mechanism, and a desired reaction temperature is maintained for a desired reaction time. After the start of the reaction, an additional alkali catalyst, optional additives, etc. may be added as necessary.

反応温度は、50~100℃が好ましく、60~80℃がより好ましい。反応温度が前記範囲の下限値以上であれば、充分な反応速度が得られる。反応温度が前記範囲の上限値以下であれば、反応をコントロールしやすい。
反応時間は、例えば3~8時間、さらには4~6時間とすることができる。反応時間が前記範囲内であれば、高い収率で重量平均分子量が550以下のレゾール型フェノール樹脂が得られ、レゾール型フェノール樹脂の生産性が優れる。
The reaction temperature is preferably 50 to 100°C, more preferably 60 to 80°C. If the reaction temperature is at least the lower limit of the above range, a sufficient reaction rate can be obtained. If the reaction temperature is below the upper limit of the above range, the reaction can be easily controlled.
The reaction time can be, for example, 3 to 8 hours, or even 4 to 6 hours. When the reaction time is within the above range, a resol type phenol resin having a weight average molecular weight of 550 or less can be obtained with a high yield, and the productivity of the resol type phenol resin is excellent.

フェノール類とアルデヒド類とをアルカリ触媒存在下で反応させた後、必要に応じて、中和、希釈等の処理を行ってもよい。
中和に用いる酸としては、アルカリ触媒を中和可能であればよく、例えばホウ酸、硫酸、塩酸、リン酸、乳酸、ギ酸等が挙げられる。
アルカリ触媒を酸で中和する場合、アルカリ触媒と酸との組み合わせとしては、アルカリ触媒と酸との塩(中和塩)が水溶性であるものが好ましい。中和塩が水溶性であれば、本組成物の木材への含浸性がより優れる。このようなアルカリ触媒と酸との組み合わせとしては、例えば、水酸化ナトリウムとホウ酸との組み合わせが挙げられる。
After reacting phenols and aldehydes in the presence of an alkali catalyst, treatments such as neutralization and dilution may be performed as necessary.
The acid used for neutralization may be any acid that can neutralize the alkali catalyst, and examples thereof include boric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, lactic acid, and formic acid.
When neutralizing an alkali catalyst with an acid, the combination of the alkali catalyst and the acid is preferably one in which the salt (neutralized salt) of the alkali catalyst and the acid is water-soluble. If the neutralized salt is water-soluble, the impregnating properties of the present composition into wood will be better. Examples of such a combination of an alkali catalyst and an acid include a combination of sodium hydroxide and boric acid.

レゾール型フェノール樹脂の固形分濃度は、レゾール型フェノール樹脂100質量%に対し、30質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、100質量%であってもよい。 The solid content concentration of the resol-type phenolic resin is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and may be 100% by mass, based on 100% by mass of the resol-type phenolic resin.

レゾール型フェノール樹脂は、液状であってもよく固体であってもよい。及び他材料との混合性に優れる点で、液状レゾール型フェノール樹脂であることが好ましい。 The resol type phenolic resin may be liquid or solid. A liquid resol type phenol resin is preferable because it has excellent miscibility with other materials.

レゾール型フェノール樹脂のpHは、6.0~10.0が好ましく、7.0~8.0がより好ましい。pHが前記下限以上であれば、水への溶解性が良好であり、本組成物の木材への浸透性がより優れる。pHが前記上限以下であれば、アルカリ触媒の使用量の観点から経済的である。 The pH of the resol type phenolic resin is preferably 6.0 to 10.0, more preferably 7.0 to 8.0. If the pH is equal to or higher than the lower limit, the solubility in water will be good, and the composition will have better permeability into wood. If the pH is below the above upper limit, it is economical from the viewpoint of the amount of alkali catalyst used.

レゾール型フェノール樹脂のMwは、550以下であり、400以下が好ましく、350以下がより好ましい。レゾール型フェノール樹脂のMwが前記上限値以下であれば、レゾール型フェノール樹脂の水への溶解性、本組成物の木材への浸透性が優れる。
レゾール型フェノール樹脂のMwは、水への溶解性、木材への浸透性の点では低いほど好ましいが、毒劇物の観点では、300以上が好ましく、350以上がより好ましい。
レゾール型フェノール樹脂のMwは、フェノール類とアルデヒド類とをアルカリ触媒存在下で反応させる際の反応時間、反応温度、触媒量等により調整できる。
The Mw of the resol type phenolic resin is 550 or less, preferably 400 or less, and more preferably 350 or less. If the Mw of the resol type phenolic resin is below the upper limit, the solubility of the resol type phenol resin in water and the permeability of the present composition into wood will be excellent.
The Mw of the resol type phenolic resin is preferably as low as possible in terms of solubility in water and permeability into wood, but from the viewpoint of poisonous substances, it is preferably 300 or more, and more preferably 350 or more.
The Mw of the resol type phenolic resin can be adjusted by adjusting the reaction time, reaction temperature, amount of catalyst, etc. when phenols and aldehydes are reacted in the presence of an alkali catalyst.

<タンニン>
タンニンは、水溶性鉄塩の鉄イオンと反応し、水難溶性で黒色の塩を形成する。
タンニンとしては、水溶性であるものが好ましい。
<Tannins>
Tannins react with the iron ions of water-soluble iron salts to form poorly water-soluble, black salts.
As tannins, those that are water-soluble are preferred.

タンニンの例としては、タンニン酸(五倍子タンニン)、ミモザタンニン、カキタンニン、没食子タンニン等が挙げられる。これらの中でも、可溶性の点で、タンニン酸、ミモザタンニンが好ましい。これらのタンニンは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of tannins include tannic acid (quintuple tannin), mimosa tannin, persimmon tannin, gallic tannin, and the like. Among these, tannic acid and mimosa tannin are preferred in terms of solubility. These tannins may be used alone or in combination of two or more.

<水溶性鉄塩>
水溶性鉄塩としては、塩化鉄(II)、硫酸鉄(II)、クエン酸鉄、乳酸鉄、クエン酸鉄ナトリウム、クエン酸鉄アンモニウム等が挙げられる。これらの中でも、可溶性、価格の点で、塩化鉄(II)、硫酸鉄(II)が好ましい。これらの水溶性鉄塩は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<Water-soluble iron salt>
Examples of water-soluble iron salts include iron (II) chloride, iron (II) sulfate, iron citrate, iron lactate, sodium iron citrate, ammonium iron citrate, and the like. Among these, iron(II) chloride and iron(II) sulfate are preferable in terms of solubility and cost. These water-soluble iron salts may be used alone or in combination of two or more.

<他の成分>
他の成分としては、特に限定されず、例えば、水、有機溶剤等の液状媒体;還元糖、非還元糖、硬化促進剤、界面活性剤、乳化安定化剤、難燃剤、防虫剤、防腐剤、尿素樹脂、メラミン樹脂等の添加剤が挙げられる。
<Other ingredients>
Other ingredients are not particularly limited, and include, for example, liquid media such as water and organic solvents; reducing sugars, non-reducing sugars, hardening accelerators, surfactants, emulsion stabilizers, flame retardants, insect repellents, and preservatives. , urea resin, melamine resin and the like.

有機溶剤は、水と混和可能なものが好ましく、例えばメタノール、エタノール、ブタノール、プロパノール等のアルコール系溶剤が挙げられる。これらの有機溶剤は、1種を単独で用いても2種以上併用してもよい。 The organic solvent is preferably one that is miscible with water, and examples thereof include alcohol solvents such as methanol, ethanol, butanol, and propanol. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

硬化促進剤としては、アンモニウム塩(リン酸3アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、クエン酸アンモニウム、酢酸アンモニウム等)、リン酸塩(リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸3アンモニウム等のオルトリン酸塩、次亜リン酸ナトリウム等の次亜リン酸塩、縮合リン酸塩等)、炭酸塩(炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等)、グリシン等が挙げられる。これらの硬化促進剤は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。 As curing accelerators, ammonium salts (triammonium phosphate, ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium citrate, ammonium acetate, etc.), phosphates (potassium phosphate, sodium phosphate, triphosphate, etc.) Examples include orthophosphates such as ammonium, hypophosphites such as sodium hypophosphite, condensed phosphates, etc.), carbonates (sodium carbonate, ammonium carbonate, etc.), and glycine. These curing accelerators may be used alone or in combination of two or more.

<本組成物の組成>
本組成物において、レゾール型フェノール樹脂の固形分とタンニンの固形分との合計100質量%に対するタンニンの固形分の割合(以下、「タンニン/樹脂比率」ともいう。)は、40~97質量%であり、50~90質量%が好ましく、60~85質量%がより好ましく、65~80質量%がさらに好ましい。タンニン/樹脂比率が前記下限値以上であれば、得られる黒色化木材の漆黒性、本組成物の液安定性に優れる。タンニン/樹脂比率が前記上限値以下であれば、レゾール型フェノール樹脂による改質効果が充分に得られ、黒色化木材の機械的強度に優れる。
<Composition of the present composition>
In this composition, the ratio of the solid content of tannin (hereinafter also referred to as "tannin/resin ratio") is 40 to 97% by mass with respect to the total 100% by mass of the solid content of the resol type phenolic resin and the solid content of tannin. It is preferably 50 to 90% by mass, more preferably 60 to 85% by mass, and even more preferably 65 to 80% by mass. When the tannin/resin ratio is at least the above lower limit, the resulting blackened wood will have excellent jet blackness and the composition will have excellent liquid stability. If the tannin/resin ratio is below the above upper limit, a sufficient modification effect by the resol type phenol resin can be obtained, and the mechanical strength of the blackened wood will be excellent.

タンニンの固形分100質量%に対する水溶性鉄塩の鉄分(Fe)の割合(以下、「Fe/タンニン比率」ともいう。)は、0.4~1.6質量%であり、0.6~1.4質量%が好ましく、0.8~1.2質量%がより好ましい。Fe/タンニン比率が前記下限値以上であれば、得られる黒色化木材の漆黒性(黒色の濃さ)に優れる。Fe/タンニン比率が前記上限値以下であれば、本組成物の液安定性に優れ、得られる黒色化木材の色相を、ムラのない均一なものにできる。 The ratio of iron (Fe) in the water-soluble iron salt to 100 mass% solid content of tannin (hereinafter also referred to as "Fe/tannin ratio") is 0.4 to 1.6 mass%, and 0.6 to 1.4% by mass is preferred, and 0.8 to 1.2% by mass is more preferred. When the Fe/tannin ratio is equal to or higher than the lower limit, the resulting blackened wood will have excellent jet blackness (black depth). When the Fe/tannin ratio is below the above-mentioned upper limit, the liquid stability of the present composition is excellent, and the resulting blackened wood can have an even and uniform hue.

本組成物100質量%に対するレゾール型フェノール樹脂の固形分とタンニンの固形分と水溶性鉄塩との合計の割合は、20質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、100質量%であってもよい。 The total ratio of the solid content of the resol type phenolic resin, the solid content of tannin, and the water-soluble iron salt to 100% by mass of the present composition is preferably 20% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and 100% by mass. There may be.

他の成分のうち有機溶剤の含有量は、本組成物100質量%に対し、30質量%以下が好ましく、0質量%が特に好ましい。すなわち本組成物は有機溶剤を含まないことが特に好ましい。組成物が有機溶剤を含む場合、用途によっては使用できないことがある。本組成物中の水の含有量が前記上限値以下であれば、特に本組成物が有機溶剤を含まないものであれば、本組成物を多様な用途に適用できる。 Among other components, the content of the organic solvent is preferably 30% by mass or less, particularly preferably 0% by mass, based on 100% by mass of the present composition. That is, it is particularly preferable that the present composition does not contain an organic solvent. If the composition contains an organic solvent, it may not be usable depending on the application. As long as the content of water in the composition is at most the above-mentioned upper limit, the composition can be applied to a variety of uses, especially if the composition does not contain an organic solvent.

他の成分のうち添加剤の含有量は、レゾール型フェノール樹脂の固形分とタンニンの固形分との合計100質量%に対し、30質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましい。下限は特に限定されず、0質量%であってもよい。 The content of additives among other components is preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, based on the total 100% by mass of the solid content of the resol type phenolic resin and the solid content of tannin. The lower limit is not particularly limited and may be 0% by mass.

本組成物の固形分濃度は、木材への浸透性と求める改質木材の特性とのバランスを考慮して適宜設定できる。
例えば、本組成物の固形分濃度が低いほど、粘度が低くなり、木材に浸透しやすい傾向がある。一方、本組成物の固形分濃度が高いほど、本組成物を含浸することによる改質効果が得られやすく、例えば黒色化の度合いや機械的強度が向上する傾向がある。
本組成物をそのまま木材に含浸させる場合、本組成物の固形分濃度は、5~70質量%が好ましく、10~30質量%がより好ましい。
本組成物を、製造時には、木材に含浸する際の固形分濃度よりも高固形分濃度とし、使用時(木材への含浸時)に水等で希釈して目的の固形分濃度としてもよい。
The solid content concentration of the present composition can be appropriately set in consideration of the balance between permeability into wood and desired properties of the modified wood.
For example, the lower the solid content concentration of the present composition, the lower the viscosity, and the easier it is to penetrate into wood. On the other hand, the higher the solid content concentration of the present composition, the easier it is to obtain a modification effect by impregnating with the present composition, and for example, the degree of blackening and mechanical strength tend to improve.
When the present composition is directly impregnated into wood, the solid content concentration of the present composition is preferably 5 to 70% by mass, more preferably 10 to 30% by mass.
During production, the composition may be made to have a higher solid content concentration than that used when impregnating wood, and may be diluted with water or the like to achieve the desired solid content concentration during use (during impregnation into wood).

本組成物の粘度は、1~300mPa・sが好ましく、1~100mPa・sがより好ましく、1~50mPa・sがさらに好ましい。本組成物の粘度が前記下限値以上であれば、定着性がより優れ、前記上限値以下であれば、本組成物の木材への浸透性がより優れる。粘度は、25℃でB型粘度計により測定される値である。 The viscosity of the present composition is preferably 1 to 300 mPa·s, more preferably 1 to 100 mPa·s, even more preferably 1 to 50 mPa·s. If the viscosity of the present composition is at least the above lower limit, the fixing properties will be better, and if the viscosity is at or below the above upper limit, the composition will have better permeability into wood. The viscosity is a value measured using a B-type viscometer at 25°C.

本組成物は、後述する黒色化木材の製造方法に用いられる。
本組成物は、例えば、レゾール型フェノール樹脂、タンニン、水溶性鉄塩、及び必要に応じて他の成分を混合することにより製造できる。
各成分の混合順序は特に限定されないが、レゾール型フェノール樹脂とタンニンとを混合した後、得られた混合物と水溶性鉄塩とを混合することが好ましい。タンニンを水溶性鉄塩と混合する前に予めレゾール型フェノール樹脂と混合することで、タンニンとレゾール型フェノール樹脂とを均一に混合でき、含浸性が向上する。
本組成物の好ましい製造方法の一例として、後述する木材含浸剤キットの第1剤と第2剤とを混合する方法が挙げられる。第1剤はレゾール型フェノール樹脂とタンニンとを含む。便宜上、タンニンのみでも第1剤と取り扱う場合がある。第2剤は水溶性鉄塩を含む。
本組成物は液安定性に優れるが、長期間(例えば30日以上)保存する場合、保存中にレゾール型フェノール樹脂とタンニンとが反応して沈降物が発生し、沈降物によって黒色化木材の色相にムラが発生することがある。レゾール型フェノール樹脂とタンニンとを含む第1剤と水溶性鉄塩を含む第2剤を、それらが混和しない状態で保存し、本組成物の木材への含浸処理を行う際に第1剤と第2剤とを混合して本組成物を調製することで、色相のムラの発生を抑制できる。第1剤と第2剤とを混合してから、本組成物の木材への含浸処理を開始するまでの時間は、6時間未満が好ましく、3時間以下がより好ましく、1時間以下が特に好ましい。
This composition is used in the method for producing blackened wood described below.
The present composition can be produced, for example, by mixing a resol type phenolic resin, tannin, water-soluble iron salt, and other components as necessary.
Although the mixing order of each component is not particularly limited, it is preferable to mix the resol type phenolic resin and tannin, and then mix the resulting mixture with the water-soluble iron salt. By mixing the tannin with the resol type phenolic resin in advance before mixing it with the water-soluble iron salt, the tannin and the resol type phenolic resin can be mixed uniformly, and the impregnating property is improved.
An example of a preferred method for producing the present composition is a method of mixing the first and second parts of the wood impregnating agent kit described below. The first agent contains a resol type phenolic resin and tannin. For convenience, tannin alone may be treated as the first agent. The second agent contains a water-soluble iron salt.
Although this composition has excellent liquid stability, when stored for a long period of time (for example, 30 days or more), the resol-type phenolic resin and tannin react with each other during storage, producing sediment, which causes blackened wood. Unevenness may occur in the hue. The first part containing resol-type phenolic resin and tannin and the second part containing water-soluble iron salt are stored in a state where they are immiscible, and when impregnating wood with this composition, the first part and the second part contain water-soluble iron salt. By preparing the present composition by mixing it with the second agent, it is possible to suppress the occurrence of uneven hue. The time from mixing the first part and the second part to starting the impregnation treatment of the wood with the present composition is preferably less than 6 hours, more preferably 3 hours or less, and particularly preferably 1 hour or less. .

以上説明した本組成物にあっては、レゾール型フェノール樹脂とタンニンと水溶性鉄塩とを含み、レゾール型フェノール樹脂の固形分とタンニンの固形分との合計に対するタンニンの固形分の割合(タンニン/樹脂比率)が40~97質量%であり、タンニンの固形分に対する水溶性鉄塩の鉄分の割合(Fe/タンニン比率)が0.4~1.6質量%であるため、1度の含浸処理で木材の黒色化及び改質が可能であり、得られる黒色化木材の漆黒性に優れる。また、タンニンと水溶性鉄塩とを同じ液中に含んでいながら、液安定性にも優れており、保存中に沈降物が生じにくい。そのため、沈降物による色相のムラの無い黒色化木材を得ることができる。さらに、本組成物を用いて得られる黒色化木材は、少なくとも表面及びその近傍に本組成物の硬化物を含むため、改質前の木材に比べて、機械的強度、耐水性、寸法安定性等に優れる。 The present composition described above contains a resol-type phenolic resin, tannin, and a water-soluble iron salt, and the solid content of tannin is the ratio of the solid content of tannin to the total solid content of resol-type phenolic resin and solid content of tannin. /resin ratio) is 40 to 97% by mass, and the ratio of iron content of the water-soluble iron salt to the solid content of tannin (Fe/tannin ratio) is 0.4 to 1.6% by mass, so one-time impregnation It is possible to blacken and modify wood through treatment, and the resulting blackened wood has excellent jet-black properties. Furthermore, although it contains tannins and water-soluble iron salts in the same liquid, it has excellent liquid stability and does not easily produce sediment during storage. Therefore, it is possible to obtain blackened wood with no uneven hue due to sediment. Furthermore, since the blackened wood obtained using the present composition contains a cured product of the present composition at least on the surface and its vicinity, it has better mechanical strength, water resistance, and dimensional stability than the wood before modification. Excellent in etc.

〔木材含浸剤キット〕
本発明の一態様に係る木材含浸剤キットは、重量平均分子量が550以下のレゾール型フェノール樹脂と、タンニンとを含む第1剤が収容された第1の容器と、水溶性鉄塩を含む第2剤が収容された第2の容器とを備える。また、前記レゾール型フェノール樹脂の固形分と前記タンニンの固形分との合計に対する前記タンニンの固形分の割合(タンニン/樹脂比率)が40~97質量%であり、前記タンニンの固形分に対する前記水溶性鉄塩の鉄分の割合(Fe/タンニン比率)が0.4~1.6質量%である。
第1剤、第2剤はそれぞれ、他の成分をさらに含んでいてもよい。
[Wood impregnating agent kit]
A wood impregnating agent kit according to one aspect of the present invention includes a first container containing a first agent containing a resol-type phenolic resin having a weight average molecular weight of 550 or less and tannin, and a first agent containing a water-soluble iron salt. and a second container containing two drugs. Further, the ratio of the solid content of the tannin to the total solid content of the resol type phenolic resin and the solid content of the tannin (tannin/resin ratio) is 40 to 97% by mass, and the water soluble content with respect to the solid content of the tannin is The iron content ratio (Fe/tannin ratio) of the iron salt is 0.4 to 1.6% by mass.
The first agent and the second agent may each further contain other components.

レゾール型フェノール樹脂、タンニン、水溶性鉄塩、他の成分はそれぞれ前記のとおりであり、好ましい態様も同様である。
タンニン/樹脂比率、Fe/タンニン比率それぞれの好ましい範囲は前記したとおりである。
第1剤、第2剤それぞれの固形分濃度の好ましい範囲は、本組成物の固形分濃度の好ましい範囲と同様である。
第1剤は水溶性鉄塩を含まないことが好ましい。
第2剤は、タンニンを含まないことが好ましい。
The resol type phenolic resin, tannin, water-soluble iron salt, and other components are as described above, and preferred embodiments are also the same.
The preferable ranges of the tannin/resin ratio and the Fe/tannin ratio are as described above.
The preferred range of the solid content concentration of each of the first agent and the second agent is the same as the preferred range of the solid content concentration of the present composition.
Preferably, the first agent does not contain a water-soluble iron salt.
Preferably, the second agent does not contain tannin.

木材含浸剤キットは、第1剤と第2剤とが混合されて本組成物とされ、後述する黒色化木材の製造方法に用いられる。 The wood impregnating agent kit is prepared by mixing the first agent and the second agent to form the present composition, which is used in the method for producing blackened wood described below.

〔黒色化木材の製造方法〕
本発明の一態様に係る黒色化木材の製造方法では、本組成物を木材に含浸し、熱硬化させる。これにより、黒色化木材が得られる。
本組成物を木材に含浸した後、熱硬化させる前に、本組成物が含浸された木材を乾燥してもよい。
[Method for manufacturing blackened wood]
In the method for producing blackened wood according to one aspect of the present invention, wood is impregnated with the present composition and then thermally cured. This results in blackened wood.
After impregnating the wood with the composition, the wood impregnated with the composition may be dried before heat curing.

木材としては、無垢材、木質材料等が挙げられる。
無垢材としては、桐材、杉材、桧材、松材、ヒバ材、サワラ材、パイン材等が挙げられる。無垢材の形態は、製材、ひき板等であってよい。
Examples of the wood include solid wood and wood materials.
Examples of solid wood include paulownia wood, cedar wood, cypress wood, pine wood, cypress wood, Spanish mackerel wood, and pine wood. The form of solid wood may be sawn timber, sawn board, etc.

木質材料は、無垢材を複数のエレメント(構成要素)に分解し、再構成した材料である。木質材料としては、木質軸材料、木質面材料等が挙げられる。
木質軸材料としては、集成材、直交集成材、単板積層材等が挙げられる。
木質面材料としては、合板、直交集成板、単板積層板、ブロックボード、べニア、木質ボード等が挙げられる。
Wood materials are made by disassembling solid wood into multiple elements (components) and reorganizing them. Examples of the wood material include a wood shaft material and a wood surface material.
Examples of the wood shaft material include laminated wood, orthogonal laminated wood, and laminated veneer wood.
Examples of the wood surface material include plywood, orthogonal laminated board, veneer laminate, block board, veneer, and wood board.

木質ボードとは、木質繊維又は木質小片をバインダーで固めた板状の製品である。木質小片とは、木材を小片化したものであり、チップ、フレーク、ウェファー、ストランド、その他の切削片、破砕片の総称である。木質繊維とは、木質小片を高温高圧蒸気で蒸煮し、リファイナー等によって解繊して繊維化したものである。
木質繊維を用いた木質ボード(繊維板)としては、IB(インシュレーションボード)、MDF(中密度繊維板)、HB(ハードボード)等が挙げられる。これらは主に密度によって区別される。
木質小片を用いた木質ボードとしては、パーティクルボード、OSB(オリエンテッドストランドボード)等が挙げられる。パーティクルボード、OSBでは、木質小片の大きさや形は、破砕工程等により不揃いなものとなるが、その後の製造工程において分級等によって品質管理される。
ただし、木質繊維又は木質小片の大きさや形、並べ方によって製品の性質はさまざまであり、製造過程が類似しているため中間的な製品も存在する。そのような製品も木質ボードに該当するものとする。
改質処理を行う木材は、目的に応じて、任意で選択することができる。
A wood board is a plate-shaped product made of wood fibers or small pieces of wood hardened with a binder. Wood chips are small pieces of wood, and are a general term for chips, flakes, wafers, strands, and other cut pieces and crushed pieces. Wood fibers are made by steaming small pieces of wood with high-temperature, high-pressure steam and defibrating them using a refiner or the like.
Examples of wood boards (fiberboards) using wood fibers include IB (insulation board), MDF (medium density fiberboard), and HB (hard board). These are mainly distinguished by density.
Examples of the wood board using small pieces of wood include particle board and OSB (oriented strand board). In particle board and OSB, the size and shape of the wood particles become irregular due to the crushing process, etc., but the quality is controlled by classification etc. in the subsequent manufacturing process.
However, the properties of the products vary depending on the size, shape, and arrangement of the wood fibers or wood chips, and intermediate products also exist because the manufacturing process is similar. Such products shall also fall under the category of wood boards.
The wood to be modified can be arbitrarily selected depending on the purpose.

本組成物の木材への含浸方法としては、特に限定されず、木材への薬液の含浸方法として公知の方法を適用できる。
含浸方法の例として、減圧加圧含浸処理、圧密加工による含浸処理、超音波を用いた含浸処理が挙げられる。
The method for impregnating wood with the present composition is not particularly limited, and any known method for impregnating wood with a chemical solution can be applied.
Examples of the impregnation method include impregnation treatment under reduced pressure, impregnation treatment using consolidation processing, and impregnation treatment using ultrasonic waves.

減圧加圧含浸処理では、密閉可能な容器に木材及び本組成物を収容し、容器内を減圧した後、加圧する。その後、容器から木材を取り出し、必要に応じて乾燥する。
この方法では、減圧時に木材内の空気が除去され、その後の加圧時に本組成物が木材中に浸透する。
減圧加圧含浸処理は、例えば、公知の減圧加圧含浸装置を用い、JIS A 9002「木質材料の加圧式保存処理方法」に準拠して実施できる。
In the vacuum pressure impregnation treatment, the wood and the present composition are placed in a sealable container, the pressure inside the container is reduced, and then the pressure is increased. After that, remove the wood from the container and dry it if necessary.
In this method, the air in the wood is removed when the pressure is reduced, and the composition penetrates into the wood during the subsequent pressurization.
The reduced pressure impregnation treatment can be carried out, for example, using a known reduced pressure impregnation apparatus in accordance with JIS A 9002 "Pressure method for preserving wood materials."

圧密加工による含浸処理では、木材を圧密処理し、圧密処理された木材を常圧下で本組成物中に浸漬する。その後、本組成物中の木材を取り出し、必要に応じて乾燥する。
圧密処理は、例えばロールプレスにより実施できる。ロールプレスでは、1つ以上のロール対の間に板状の木材を通過させ、ロール対により木材を厚さ方向に圧縮する。圧密処理条件は特に限定されないが、例えば、板状の木材の場合、圧密処理後の木材の厚さが、圧密処理前の木材の厚さの40~50%程度となる条件が挙げられる。
木材を本組成物中に浸漬する際の浸漬条件は特に限定されないが、例えば35~40℃で3時間、又はこれと同程度に本組成物が浸漬する条件が挙げられる。
In the impregnation treatment by consolidation, wood is consolidated, and the consolidated wood is immersed in the present composition under normal pressure. Thereafter, the wood in the composition is taken out and dried if necessary.
The compaction process can be performed, for example, by a roll press. In a roll press, a plate-shaped piece of wood is passed between one or more pairs of rolls, and the pieces of wood are compressed in the thickness direction by the pairs of rolls. Consolidation treatment conditions are not particularly limited, but for example, in the case of plate-shaped wood, conditions may be mentioned such that the thickness of the wood after consolidation treatment is about 40 to 50% of the thickness of the wood before consolidation treatment.
The immersion conditions for immersing the wood in the present composition are not particularly limited, but include, for example, conditions in which the present composition is immersed at 35 to 40° C. for 3 hours, or for an equivalent period of time.

超音波を用いた含浸処理では、木材を常圧下で本組成物中に浸漬し、木材に超音波振動を伝達するホーンにより木材を加圧し、この状態で超音波を印加する。その後、本組成物中の木材を取り出し、必要に応じて乾燥する。
この方法では、超音波の印加時に、ホーン先端が往復運動をし、木材に繰り返しの衝撃を加えることになる。これにより、木材に超音波の振動が伝わり、超音波の特性であるキャビテーション(空洞現象)と脱泡作用により木材中からの空気の排出促進が行われる。そのため、短時間に効果的に含浸が行われる。
In the impregnation treatment using ultrasonic waves, wood is immersed in the present composition under normal pressure, the wood is pressurized with a horn that transmits ultrasonic vibrations to the wood, and ultrasonic waves are applied in this state. Thereafter, the wood in the composition is taken out and dried if necessary.
In this method, when applying ultrasonic waves, the tip of the horn reciprocates and repeatedly impacts the wood. As a result, ultrasonic vibrations are transmitted to the wood, and the cavitation (cavitation phenomenon) and defoaming effect, which are the characteristics of ultrasonic waves, promote the evacuation of air from the wood. Therefore, impregnation is carried out effectively in a short period of time.

本組成物が含浸された木材を乾燥する場合、乾燥方法は、自然乾燥でも加熱による乾燥でもよく、これらの組み合わせでもよい。例えば1晩自然乾燥した後、加熱により乾燥してもよい。
乾燥時の加熱温度は、50~90℃が好ましい。加熱温度が前記下限値以上であれば、乾燥効率が良好であり、前記上限値以下であれば、本組成物の硬化が進行しにくい。乾燥時間は、乾燥温度によっても異なるが、例えば1~6時間である。
When drying wood impregnated with the present composition, the drying method may be natural drying, drying by heating, or a combination thereof. For example, after air drying overnight, it may be dried by heating.
The heating temperature during drying is preferably 50 to 90°C. If the heating temperature is equal to or higher than the lower limit value, the drying efficiency is good, and if the heating temperature is lower than the upper limit value, the curing of the present composition is difficult to proceed. The drying time varies depending on the drying temperature, but is, for example, 1 to 6 hours.

本組成物を熱硬化させる際の硬化温度(加熱温度)は、120~220℃が好ましく、140~200℃がより好ましく、160~180℃がさらに好ましい。硬化温度が前記下限値以上であれば、本組成物の硬化反応が進行しやすく、前記上限値以下であれば、レゾール型フェノール樹脂の熱硬化時の濃色化を抑制でき、得られる黒色化木材の漆黒性がより優れる。
硬化時間(加熱時間)は、硬化温度によっても異なるが、例えば5~60分間である。
The curing temperature (heating temperature) when thermosetting the present composition is preferably 120 to 220°C, more preferably 140 to 200°C, even more preferably 160 to 180°C. If the curing temperature is above the lower limit value, the curing reaction of the present composition will easily proceed, and if it is below the upper limit value, it will be possible to suppress the darkening of the resol type phenolic resin during heat curing, and the resulting blackening. The jet blackness of the wood is better.
The curing time (heating time) varies depending on the curing temperature, but is, for example, 5 to 60 minutes.

以下に、本発明を実施例によってさらに詳しく説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。以下の各例において「部」、「%」は、それぞれ、特に限定のない場合は「質量部」、「質量%」を示す。固形分は、前記した測定方法により測定した。 EXAMPLES Below, the present invention will be explained in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples. In each of the following examples, "parts" and "%" indicate "parts by mass" and "% by mass," respectively, unless otherwise specified. The solid content was measured by the measurement method described above.

タンニン:ミモザタンニン、UCL COMPANY (PTY) LTD社製「MIMOSA NT POWDER」、固形分100%。
水溶性鉄塩:硫酸鉄(II)七水和物、関東化学株式会社製、固形分100%。
フェノール樹脂:後述の製造例1で得た液状レゾール型フェノール樹脂、固形分50%、Mw=310、pH=7.5。
Tannin: Mimosa tannin, "MIMOSA NT POWDER" manufactured by UCL COMPANY (PTY) LTD, solid content 100%.
Water-soluble iron salt: iron (II) sulfate heptahydrate, manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., solid content 100%.
Phenol resin: Liquid resol type phenol resin obtained in Production Example 1 described below, solid content 50%, Mw = 310, pH = 7.5.

(製造例1:フェノール樹脂の製造)
反応容器にホルムアルデヒド1300.0g及びフェノール1492.0g(ホルムアルデヒド/フェノールのモル比=1.80)を仕込み、そこに48%水酸化ナトリウム水溶液117.0g(フェノールに対し9.0%)を添加した。次いで、65℃に昇温し、4.5時間反応させた。その後、液温度を45℃に低下させ、ホウ酸をpH=7.5になるまで添加してフェノール樹脂を得た。得られたフェノール樹脂は水溶液状であり、不溶分は見られなかった。
(Production example 1: Production of phenolic resin)
A reaction vessel was charged with 1300.0 g of formaldehyde and 1492.0 g of phenol (formaldehyde/phenol molar ratio = 1.80), and 117.0 g of a 48% aqueous sodium hydroxide solution (9.0% relative to phenol) was added thereto. . Next, the temperature was raised to 65° C., and the reaction was carried out for 4.5 hours. Thereafter, the liquid temperature was lowered to 45° C., and boric acid was added until pH=7.5 to obtain a phenol resin. The obtained phenol resin was in the form of an aqueous solution, and no insoluble matter was observed.

<試験例1>
(第1剤の調製)
タンニンとフェノール樹脂とを、タンニン/樹脂比率が80%、70%、50%又は30%となるように混合し、全体の固形分濃度が20%になるように水で希釈して実施例1~3、比較例1の第1剤を得た。
<Test Example 1>
(Preparation of first agent)
Example 1 Tannin and phenolic resin were mixed so that the tannin/resin ratio was 80%, 70%, 50% or 30%, and diluted with water so that the total solid content concentration was 20%. ~3, the first agent of Comparative Example 1 was obtained.

(第1剤の液安定性の評価)
第1剤を、タンニンとフェノール樹脂との混合直後から25℃で30日間保存した。保存0日(タンニンとフェノール樹脂との混合直後)、7日、17日及び30日それぞれの時点で、第1剤を目視で観察し、析出物の発生の有無を評価した。結果を表1に示す。
(Evaluation of liquid stability of the first agent)
The first agent was stored at 25° C. for 30 days immediately after mixing the tannin and phenol resin. The first agent was visually observed at each of 0 days (immediately after mixing the tannin and phenolic resin), 7 days, 17 days, and 30 days of storage to evaluate the presence or absence of precipitates. The results are shown in Table 1.

Figure 0007437204000001
Figure 0007437204000001

<試験例2>
(薬液の調製)
実施例2と同様にして第1剤を得た。別途、薬液(木材含浸剤組成物、以下同じ。)のFe/タンニン比率が1.0%となる量の水溶性鉄塩を量り、全体の固形分濃度が20%になるように水に溶解して第2剤を得た。第1剤と第2剤とを混合して実施例4の薬液を得た。
タンニンを、全体の固形分濃度が20%になるように水で希釈して第1剤を得た。別途、薬液のFe/タンニン比率が1.0%となる量の水溶性鉄塩を量り、全体の固形分濃度が20%になるように水に溶解して第2剤を得た。第1剤と第2剤とを混合して比較例2の薬液を得た。
<Test Example 2>
(Preparation of chemical solution)
A first agent was obtained in the same manner as in Example 2. Separately, measure an amount of water-soluble iron salt such that the Fe/tannin ratio of the chemical solution (wood impregnating agent composition, hereinafter the same applies) is 1.0%, and dissolve it in water so that the overall solid content concentration is 20%. A second agent was obtained. The drug solution of Example 4 was obtained by mixing the first agent and the second agent.
A first agent was obtained by diluting tannin with water so that the total solid content concentration was 20%. Separately, an amount of water-soluble iron salt such that the Fe/tannin ratio of the chemical solution was 1.0% was measured, and dissolved in water to give a total solid content concentration of 20% to obtain a second agent. A chemical solution of Comparative Example 2 was obtained by mixing the first agent and the second agent.

(黒色化の評価1:木材での評価)
減圧加圧含浸装置の容器内に杉単板(100mm×50mm×3mm)を収容し、25℃、圧力-90.66kPaの条件で15分間真空処理した。真空を掛けた状態で容器内に薬液を投入し、1時間保持した後、開圧し、35℃、常圧の条件下にて15分間静置した。その後、容器から杉単板を取出し、1晩自然乾燥し、さらに乾燥機にて60℃で1時間加熱乾燥した。この杉単板に対し、140℃で30分間の熱圧プレス処理を施して黒色化木材を得た。
得られた黒色化木材の写真を図1に示す。
(Evaluation of blackening 1: Evaluation on wood)
A cedar veneer (100 mm x 50 mm x 3 mm) was placed in a container of a reduced pressure impregnation device, and vacuum treated at 25° C. and a pressure of -90.66 kPa for 15 minutes. A chemical solution was put into the container under vacuum, and after being held for 1 hour, the pressure was opened and the container was left standing at 35° C. and normal pressure for 15 minutes. Thereafter, the cedar veneer was taken out of the container, air-dried overnight, and then heated and dried in a dryer at 60° C. for 1 hour. This cedar veneer was subjected to hot press treatment at 140° C. for 30 minutes to obtain blackened wood.
A photograph of the obtained blackened wood is shown in FIG.

図1に示すとおり、比較例2の薬液(タンニン/樹脂比率100%)を用いて得た黒色化木材は、色相のムラが見られた。これに対し、実施例4の薬液(タンニン/樹脂比率70%)を用いて得た黒色化木材は、色相のムラが見られなかった。 As shown in FIG. 1, the blackened wood obtained using the chemical solution of Comparative Example 2 (tannin/resin ratio 100%) had uneven hue. In contrast, the blackened wood obtained using the chemical solution of Example 4 (tannin/resin ratio 70%) showed no uneven hue.

<試験例3>
(薬液の調製)
実施例4と同様にして実施例5の薬液を得た。
タンニン/樹脂比率が各々50%、30%となるようにしたこと以外は実施例4と同様にして実施例6、比較例3の薬液を得た。
<Test Example 3>
(Preparation of chemical solution)
A chemical solution of Example 5 was obtained in the same manner as in Example 4.
Chemical solutions of Example 6 and Comparative Example 3 were obtained in the same manner as in Example 4 except that the tannin/resin ratios were set to 50% and 30%, respectively.

(黒色化の評価2:紙基材での評価)
薬液が色相に与える影響を簡易に評価するため、木材の代わりに紙基材を用いた。紙基材としては、ろ紙(ADVANTECH Pilter Paper 5C 90mm)を用いた。
紙基材を薬液に浸漬して紙基材に薬液を含浸させた。薬液から紙基材を取り出し、乾燥機にて140℃、160℃、180℃又は200℃で10分間加熱して黒色化紙基材を得た。
得られた黒色化紙基材の写真を図2に示す。
また、各黒色化紙基材の色相(L、a、b)を、色差計を用いて測定した。結果を表2に示す。L値が0に近いほど、漆黒性(黒色の濃さ)に優れる。
(Evaluation of blackening 2: Evaluation on paper base material)
In order to easily evaluate the effect of chemical solutions on hue, a paper base material was used instead of wood. As the paper base material, filter paper (ADVANTECH Filter Paper 5C 90 mm) was used.
The paper base material was immersed in the chemical solution to impregnate the paper base material with the chemical solution. The paper base material was taken out from the chemical solution and heated in a dryer at 140°C, 160°C, 180°C, or 200°C for 10 minutes to obtain a blackened paper base material.
A photograph of the obtained blackened paper base material is shown in FIG.
Further, the hue (L, a, b) of each blackened paper base material was measured using a color difference meter. The results are shown in Table 2. The closer the L value is to 0, the better the jet blackness (black density) is.

Figure 0007437204000002
Figure 0007437204000002

図2及び表2に示すとおり、同じ薬液を用いた場合、硬化温度(加熱温度)が低い方が漆黒性に優れる傾向がある。硬化温度が同じ場合、実施例5~6の薬液を用いて得た改質紙基材は、比較例3の薬液を用いて得た改質紙基材に比べて漆黒性に優れていた。 As shown in FIG. 2 and Table 2, when the same chemical solution is used, the lower the curing temperature (heating temperature), the better the jet blackness tends to be. When the curing temperature was the same, the modified paper base material obtained using the chemical solutions of Examples 5 and 6 had better jet blackness than the modified paper base material obtained using the chemical solution of Comparative Example 3.

<試験例4>
(薬液の調製)
Fe/タンニン比率が表3に示す値になるようにしたこと以外は実施例4と同様にして実施例7~9、比較例4~6の薬液を得た。表3中、水溶性鉄塩添加量は、タンニンの固形分に対する水溶性鉄塩の質量割合を示す。
<Test Example 4>
(Preparation of chemical solution)
Chemical solutions of Examples 7 to 9 and Comparative Examples 4 to 6 were obtained in the same manner as in Example 4 except that the Fe/tannin ratio was adjusted to the value shown in Table 3. In Table 3, the amount of water-soluble iron salt added indicates the mass ratio of water-soluble iron salt to the solid content of tannin.

(色相の評価)
得られた薬液を用いた以外は試験例2と同様にして黒色化木材を得た。得られた黒色化木材の色相について、黒色の濃さとムラの有無を評価した。結果を表3に示す。黒色が濃く、ムラが見られない場合を「良好」とし、黒色が薄い場合を「薄い」とし、ムラが見られる場合を「ムラ」とした。
(Evaluation of hue)
Blackened wood was obtained in the same manner as in Test Example 2 except that the obtained chemical solution was used. Regarding the hue of the obtained blackened wood, the darkness of the black color and the presence or absence of unevenness were evaluated. The results are shown in Table 3. When the black color was deep and no unevenness was observed, it was evaluated as "good," when the black color was light, it was evaluated as "thin," and when unevenness was observed, it was evaluated as "uneven."

(液安定性の評価)
第1剤と第2剤との混合後、薬液を40℃の恒温槽に静置し、沈殿物の発生の有無により液安定性を評価した。結果を表3に示す。4時間の静置後に沈殿物の発生が見られない場合を「良好」とし、第1剤と第2剤との混合後まもなく沈殿物が発生した場合を「不安定」とした。
(Evaluation of liquid stability)
After mixing the first agent and the second agent, the chemical solution was allowed to stand in a constant temperature bath at 40° C., and the stability of the solution was evaluated based on the presence or absence of precipitation. The results are shown in Table 3. A case where no precipitate was observed after being allowed to stand for 4 hours was rated as "good", and a case where a precipitate was generated shortly after mixing the first part and the second part was rated as "unstable".

Figure 0007437204000003
Figure 0007437204000003

Claims (3)

重量平均分子量が550以下のレゾール型フェノール樹脂と、タンニンと、水溶性鉄塩とを含み、
前記レゾール型フェノール樹脂の固形分と前記タンニンの固形分との合計に対する前記タンニンの固形分の割合が40~97質量%であり、
前記タンニンの固形分に対する前記水溶性鉄塩の鉄分の割合が0.4~1.6質量%である、木材含浸剤組成物。
Contains a resol type phenolic resin having a weight average molecular weight of 550 or less, tannin, and a water-soluble iron salt,
The ratio of the solid content of the tannin to the total of the solid content of the resol type phenolic resin and the solid content of the tannin is 40 to 97% by mass,
A wood impregnating agent composition, wherein the ratio of iron content of the water-soluble iron salt to the solid content of the tannin is 0.4 to 1.6% by mass.
重量平均分子量が550以下のレゾール型フェノール樹脂と、タンニンとを含む第1剤が収容された第1の容器と、水溶性鉄塩を含む第2剤が収容された第2の容器とを備え、
前記レゾール型フェノール樹脂の固形分と前記タンニンの固形分との合計に対する前記タンニンの固形分の割合が40~97質量%であり、
前記タンニンの固形分に対する前記水溶性鉄塩の鉄分の割合が0.4~1.6質量%である、木材含浸剤キット。
A first container containing a first agent containing a resol type phenolic resin having a weight average molecular weight of 550 or less and tannin, and a second container containing a second agent containing a water-soluble iron salt. ,
The ratio of the solid content of the tannin to the total of the solid content of the resol type phenolic resin and the solid content of the tannin is 40 to 97% by mass,
A wood impregnating agent kit, wherein the ratio of iron content of the water-soluble iron salt to the solid content of the tannin is 0.4 to 1.6% by mass.
請求項1に記載の木材含浸剤組成物を木材に含浸し、熱硬化させる、黒色化木材の製造方法。 A method for producing blackened wood, comprising impregnating wood with the wood impregnating agent composition according to claim 1 and thermally curing the wood.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002502328A (en) 1997-05-28 2002-01-22 ステファン・ビー・オーガー Mineral dyes for wood and other supports
JP2009102604A (en) 2007-05-09 2009-05-14 Sekisui Chem Co Ltd Tannin-base adhesive, woody composite material made by using the same, and method for producing the composite material

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