JPH01139205A - 改質木材の製法 - Google Patents
改質木材の製法Info
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- JPH01139205A JPH01139205A JP29817687A JP29817687A JPH01139205A JP H01139205 A JPH01139205 A JP H01139205A JP 29817687 A JP29817687 A JP 29817687A JP 29817687 A JP29817687 A JP 29817687A JP H01139205 A JPH01139205 A JP H01139205A
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- B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
- B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
- B27K3/16—Inorganic impregnating agents
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は、建材等として用いられる改質木材の製法に
関する。
関する。
木材の改質法として、不溶性不燃性無機物を木材中に生
成させることにより、難燃性(防火性)。
成させることにより、難燃性(防火性)。
寸法安定性、防腐・防虫性および力学的強度等を付与す
る方法が研究、開発されている。
る方法が研究、開発されている。
一般に、木材に難燃性を付与するための改質方法は、以
下のような難燃化のメカニズムに基づいて大別されてい
る。
下のような難燃化のメカニズムに基づいて大別されてい
る。
(a) 無機物による被覆
(b) 炭化促進
(C) 発炎燃焼における連鎖反応の阻害(d)
不燃性ガスの発生 (e) 分解・結晶水放出による吸熱(f) 発泡
層による断熱 ここで、木材に不溶性不燃性無機物を含ませるという改
質方法は、とりわけ、以下に説明する上記(a)ないし
くd)による効果を期待したものである。
不燃性ガスの発生 (e) 分解・結晶水放出による吸熱(f) 発泡
層による断熱 ここで、木材に不溶性不燃性無機物を含ませるという改
質方法は、とりわけ、以下に説明する上記(a)ないし
くd)による効果を期待したものである。
しかも、この不溶性不燃性無機物は、いったん木材細胞
内に定着させられれば、それ以降木材から溶は出す恐れ
が少ないため、それらの効果が薄れるといった心配も小
さく、有効な方法である。
内に定着させられれば、それ以降木材から溶は出す恐れ
が少ないため、それらの効果が薄れるといった心配も小
さく、有効な方法である。
上記において、(a)の無機物による被覆とは、たとえ
可燃性の材料であっても、それを不燃性の無機物と適当
な配合比で複合させることにより難燃化させうる、とい
うことである。たとえば、従来知られている木片セメン
ト板は、可燃性木材を不燃性のセメントと約1対1の重
量配合比で混合し、板上に成形されたものであって、J
IS規格により準不燃材料として認められている。
可燃性の材料であっても、それを不燃性の無機物と適当
な配合比で複合させることにより難燃化させうる、とい
うことである。たとえば、従来知られている木片セメン
ト板は、可燃性木材を不燃性のセメントと約1対1の重
量配合比で混合し、板上に成形されたものであって、J
IS規格により準不燃材料として認められている。
(b)の炭化促進とは、以下のようなメカニズムである
。すなわち、木材は、加熱されると熱分解して可燃性ガ
スを発生し、これが発炎燃焼するわけであるが、このと
きリン酸あるいはホウ酸が存在すると木材の熱分解すな
わち炭化が促進され、速やかに炭化層が形成される。こ
の炭化層は断熱層として作用し、難燃効果を与えるので
ある。したがって、前記不溶性不燃性無機物がリン酸成
分あるいはホウ酸成分を含む場合は、この前記改質木材
における難燃効果は一層高いものとなる。
。すなわち、木材は、加熱されると熱分解して可燃性ガ
スを発生し、これが発炎燃焼するわけであるが、このと
きリン酸あるいはホウ酸が存在すると木材の熱分解すな
わち炭化が促進され、速やかに炭化層が形成される。こ
の炭化層は断熱層として作用し、難燃効果を与えるので
ある。したがって、前記不溶性不燃性無機物がリン酸成
分あるいはホウ酸成分を含む場合は、この前記改質木材
における難燃効果は一層高いものとなる。
(C)の発炎燃焼における連鎖反応の阻害とは、ハロゲ
ンに寄与されるものであり、炎中でのラジカル的な酸化
反応においてハロゲンが連鎖移動剤として作用する結果
、酸化反応が阻害されて難燃効果が生じるというメカニ
ズムである。したがって、不溶性不燃性無機物がハロゲ
ンを含むものであれば、こうした効果も得られるのであ
る。
ンに寄与されるものであり、炎中でのラジカル的な酸化
反応においてハロゲンが連鎖移動剤として作用する結果
、酸化反応が阻害されて難燃効果が生じるというメカニ
ズムである。したがって、不溶性不燃性無機物がハロゲ
ンを含むものであれば、こうした効果も得られるのであ
る。
最後に、(d)の不燃性ガスの発生について説明する。
これは、炭酸塩、アンモニウム塩等の化合物は熱分解に
より炭酸ガス、亜硫酸ガス、ハロゲン化水素等の不燃性
ガスを発生するが、これらのガスが可燃性ガスを希釈し
て燃焼を妨げるという効果である。したがって、不溶性
不燃性無機物が炭酸塩等の上記不燃性ガス類を発生しう
るちのを含んでいれば、このメカニズムによる難燃化効
果も併せて得られるのである。
より炭酸ガス、亜硫酸ガス、ハロゲン化水素等の不燃性
ガスを発生するが、これらのガスが可燃性ガスを希釈し
て燃焼を妨げるという効果である。したがって、不溶性
不燃性無機物が炭酸塩等の上記不燃性ガス類を発生しう
るちのを含んでいれば、このメカニズムによる難燃化効
果も併せて得られるのである。
ついで、この不溶性不燃性無機物を含む木材の防腐・防
虫効果について説明する。菌類が木材を腐敗させる際は
、まず、菌糸が木材内腔中に侵入゛していくのであるが
、この木材内腔中に異物が存在すると菌糸の侵入が妨げ
られ、結果的に腐敗されにくくなる。この木材内腔中の
異物は、特に防腐効果のある薬剤(防腐剤)等である必
要はなく、菌類の養分になるものでさえなければ、何で
あってもよいのである。防虫についても防腐と同様であ
って、薬剤効果があるものであればそれにこしたことは
ないし、また、虫に対して消化性の悪いもの、消化しな
いもの、あるいは、忌避作用のあるものが好ましい。し
たがって、そのような条件を満たしている不溶性不燃性
無機物を木材内腔中に含ませれば、木材の防腐・防虫に
効果的なのである。
虫効果について説明する。菌類が木材を腐敗させる際は
、まず、菌糸が木材内腔中に侵入゛していくのであるが
、この木材内腔中に異物が存在すると菌糸の侵入が妨げ
られ、結果的に腐敗されにくくなる。この木材内腔中の
異物は、特に防腐効果のある薬剤(防腐剤)等である必
要はなく、菌類の養分になるものでさえなければ、何で
あってもよいのである。防虫についても防腐と同様であ
って、薬剤効果があるものであればそれにこしたことは
ないし、また、虫に対して消化性の悪いもの、消化しな
いもの、あるいは、忌避作用のあるものが好ましい。し
たがって、そのような条件を満たしている不溶性不燃性
無機物を木材内腔中に含ませれば、木材の防腐・防虫に
効果的なのである。
さらに、木材の寸法安定化および力学的強化については
、木材を水で膨潤させておき、その状態で木材細胞壁中
に何らかの物質を固定できれば、バルク効果により上記
両効果が得られる。すなわち、木材細胞壁内が充填材に
よって占められていれば、木材自体の膨張あるいは収縮
が起こりにくくなり、同時に、特に硬度をはじめとする
各種力学的強度も向上するのである。ここで、固定物質
としては、水に熔けにくい無機物も使いうるため、不溶
性不燃性無機物を木材細胞壁中に固定すれば、その効果
が得られるのである。
、木材を水で膨潤させておき、その状態で木材細胞壁中
に何らかの物質を固定できれば、バルク効果により上記
両効果が得られる。すなわち、木材細胞壁内が充填材に
よって占められていれば、木材自体の膨張あるいは収縮
が起こりにくくなり、同時に、特に硬度をはじめとする
各種力学的強度も向上するのである。ここで、固定物質
としては、水に熔けにくい無機物も使いうるため、不溶
性不燃性無機物を木材細胞壁中に固定すれば、その効果
が得られるのである。
以上のように、不溶性不燃性無機物を含ませるという方
法は、難燃化をはじめとする木材の改質において非常に
有効であるが、下記のような問題を有していた。
法は、難燃化をはじめとする木材の改質において非常に
有効であるが、下記のような問題を有していた。
一般に、たとえば不溶性不燃性無機物をそのまま水等の
溶媒に分散させ、この分散液(処理液)中に木材を浸漬
して液を木材中に浸透させようとしても、浸透していく
のはほとんど水等の溶媒のみとなってしまう。というの
も、処理液が木材中に浸透していく際に通過すべき通路
のうち、最も狭い部分はピットメンプランであるが、こ
こにおける空隙径が約0.1 tryiであるのに対し
、分散粒子である不溶性不燃性無機物の粒径は、通常、
0.1pよりもかなり大きいからなのである。
溶媒に分散させ、この分散液(処理液)中に木材を浸漬
して液を木材中に浸透させようとしても、浸透していく
のはほとんど水等の溶媒のみとなってしまう。というの
も、処理液が木材中に浸透していく際に通過すべき通路
のうち、最も狭い部分はピットメンプランであるが、こ
こにおける空隙径が約0.1 tryiであるのに対し
、分散粒子である不溶性不燃性無機物の粒径は、通常、
0.1pよりもかなり大きいからなのである。
そこで、発明者らは、先に、この問題を解決できる方法
を開発している。すなわち、混合することにより反応し
て不溶性不燃性無機物を生じさせるカチオンおよびアニ
オンを別々に含ませた2種の水溶液を用意し、両者を順
次原料木材に含浸させて木材内部で両イオンを反応させ
、不溶性不燃性無機物を定着させるようにする改質木材
の製法である(特願昭6O−089423)、このよう
にすれば、極めて多量の不溶性不燃性無機物を効率よく
木材中に含ませることができるのであるが、一方で、現
在も、以下の諸問題が残されているまず、第1として、
従来は、含浸に先立ち、原料木材に飽水処理を施し、木
材が充分に飽水された状態(たとえば、含水率70%以
上の高含水率状態)になるようにしていた。それにより
、木材中の水を媒体として処理液中のイオンが速く拡散
していくように°なって、含浸時間を短縮することがで
きるためである。ここで、上記飽水処理方法としでは、
水中貯木、スチーミング、減圧下含浸、加圧下含浸等が
挙げられるが、いずれにしても、そのために数時間から
数十時間も要していた。
を開発している。すなわち、混合することにより反応し
て不溶性不燃性無機物を生じさせるカチオンおよびアニ
オンを別々に含ませた2種の水溶液を用意し、両者を順
次原料木材に含浸させて木材内部で両イオンを反応させ
、不溶性不燃性無機物を定着させるようにする改質木材
の製法である(特願昭6O−089423)、このよう
にすれば、極めて多量の不溶性不燃性無機物を効率よく
木材中に含ませることができるのであるが、一方で、現
在も、以下の諸問題が残されているまず、第1として、
従来は、含浸に先立ち、原料木材に飽水処理を施し、木
材が充分に飽水された状態(たとえば、含水率70%以
上の高含水率状態)になるようにしていた。それにより
、木材中の水を媒体として処理液中のイオンが速く拡散
していくように°なって、含浸時間を短縮することがで
きるためである。ここで、上記飽水処理方法としでは、
水中貯木、スチーミング、減圧下含浸、加圧下含浸等が
挙げられるが、いずれにしても、そのために数時間から
数十時間も要していた。
これは、全体の処理効率の向上を図るうえで、好ましい
ことではない。
ことではない。
第2に、含浸処理においても、浸漬時間を充分にとらな
いと好ましい量の不溶性不燃性無機物を含浸させること
ができない、という問題があった。そのために、通常は
各浴毎に数十時間を要しており、これは、処理効率を大
幅に低下させる要因の一つとして、改善の余地が残され
ていた。
いと好ましい量の不溶性不燃性無機物を含浸させること
ができない、という問題があった。そのために、通常は
各浴毎に数十時間を要しており、これは、処理効率を大
幅に低下させる要因の一つとして、改善の余地が残され
ていた。
第3には、従来、水に対する溶解炭の低い水溶性無機物
の水溶液では、短時間で高含浸率を得ることが困難であ
って、たとえ有効な成分であっても、充分に活用できな
い場合があった。すなわち、溶解炭の低い成分の含浸に
際しては、処理時間が長くなって効率面に問題が生じた
り、あるいは、加温により溶解炭を高めてから含浸させ
る、という手間を要したり、また、加温により熔解させ
て木材中に含浸させても、含浸後、木材内で冷却されて
析出してしまう、という問題も起こったりしたためであ
った。
の水溶液では、短時間で高含浸率を得ることが困難であ
って、たとえ有効な成分であっても、充分に活用できな
い場合があった。すなわち、溶解炭の低い成分の含浸に
際しては、処理時間が長くなって効率面に問題が生じた
り、あるいは、加温により溶解炭を高めてから含浸させ
る、という手間を要したり、また、加温により熔解させ
て木材中に含浸させても、含浸後、木材内で冷却されて
析出してしまう、という問題も起こったりしたためであ
った。
以上の事情に鑑み、この発明は、溶解炭の低い成分であ
っても、効率よく木材中に含浸させて多量の不溶性不燃
性無機物を定着させ、難燃性をはじめとし、防腐・防虫
性、力学的強度1寸法安定性等にも優れた改質木材の製
法を提供することを目的とする。
っても、効率よく木材中に含浸させて多量の不溶性不燃
性無機物を定着させ、難燃性をはじめとし、防腐・防虫
性、力学的強度1寸法安定性等にも優れた改質木材の製
法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明は、改質しようとす
る原料木材に対し、混合することにより不溶性不燃性無
機物を生じさせる2種の水溶性無機物水溶液を個々に含
浸させて木材組織内に前記無機物を生成・定着させるよ
うにする改質木材の製法であって、まず、25℃におけ
る水100gに対する溶解炭が30g以上である水溶性
無機物の水溶液を減圧含浸させることを特徴とする改質
木材の製法を要旨とする。” 以下に、この発明の詳細な説明する。
る原料木材に対し、混合することにより不溶性不燃性無
機物を生じさせる2種の水溶性無機物水溶液を個々に含
浸させて木材組織内に前記無機物を生成・定着させるよ
うにする改質木材の製法であって、まず、25℃におけ
る水100gに対する溶解炭が30g以上である水溶性
無機物の水溶液を減圧含浸させることを特徴とする改質
木材の製法を要旨とする。” 以下に、この発明の詳細な説明する。
この発明に用いられる改質のための原料木材としては特
に限定はされず、原木丸太、製材品、スライス単板9合
板等が例示できる。それらの樹種についても何ら限定さ
れることはない。
に限定はされず、原木丸太、製材品、スライス単板9合
板等が例示できる。それらの樹種についても何ら限定さ
れることはない。
木材中に生成させて木材組織内に分散・定着させる不溶
性不燃性無機物としては、特に限定はされず、たとえば
、ホウ酸塩、リン酸塩およびリン酸水素塩、炭酸塩、硫
酸塩および硫酸水素塩、ケイ酸塩、硝酸塩、フッ化物、
塩化物、臭化物、水酸化物等が挙げられ、2種以上の無
機物が木材中に共存されるようであってもよい。
性不燃性無機物としては、特に限定はされず、たとえば
、ホウ酸塩、リン酸塩およびリン酸水素塩、炭酸塩、硫
酸塩および硫酸水素塩、ケイ酸塩、硝酸塩、フッ化物、
塩化物、臭化物、水酸化物等が挙げられ、2種以上の無
機物が木材中に共存されるようであってもよい。
前記のような無機化合物(塩)のカチオン部分を構成す
る元素としては、Na、に等のアルカリ金属元素、Mg
、Ca、Sr、Ba等のアルカリ土類金泥元素およびA
Iを用いることが好ましいが、これらに限定されること
はなく、たとえば、Mn、Ni、Zn、Cd等あ遷移元
素やSi、Pb等の炭素族元素等も使用できる。
る元素としては、Na、に等のアルカリ金属元素、Mg
、Ca、Sr、Ba等のアルカリ土類金泥元素およびA
Iを用いることが好ましいが、これらに限定されること
はなく、たとえば、Mn、Ni、Zn、Cd等あ遷移元
素やSi、Pb等の炭素族元素等も使用できる。
アニオン部分を構成するものとしては、BO。
、POa 、COs 、SOa + F+ Cl、
B TおよびOHアニオンを使用することが好ましい。
B TおよびOHアニオンを使用することが好ましい。
BO婁、PO4アニオンでは、前記難燃化メカニズム(
b)による効果、co、アニオンでは同(d)による効
果、F、Cl、Brアニオンでは同(C)および(d)
による効果がそれぞれ期待できるため、−層好適である
。しかし、これらに限定されることはなく、たとえば、
O,NOx 、 S i 04 * S i Os 7
ニオン等であっても構わない。
b)による効果、co、アニオンでは同(d)による効
果、F、Cl、Brアニオンでは同(C)および(d)
による効果がそれぞれ期待できるため、−層好適である
。しかし、これらに限定されることはなく、たとえば、
O,NOx 、 S i 04 * S i Os 7
ニオン等であっても構わない。
このようなカチオン部分を構成するものとアニオン部分
を構成するものは、それぞれ単独で、あるいは、複数種
を併せて使用される。ここで、両者の組み合わせは、ど
れでも可能であるというわけではなく、イオン半径等に
よる制約がある。そのような条件を鑑みて、カチオン部
分を構成するものとアニオン部分を構成するものとを任
意に選択し、それらを含んだ水溶性無機物を各々水に熔
解させて、カチオン含有処理液およびアニオン含有処理
液を調製する。
を構成するものは、それぞれ単独で、あるいは、複数種
を併せて使用される。ここで、両者の組み合わせは、ど
れでも可能であるというわけではなく、イオン半径等に
よる制約がある。そのような条件を鑑みて、カチオン部
分を構成するものとアニオン部分を構成するものとを任
意に選択し、それらを含んだ水溶性無機物を各々水に熔
解させて、カチオン含有処理液およびアニオン含有処理
液を調製する。
上記カチオンあるいはアニオン含有処理液のうちの、先
に含浸させる方の水溶液の溶質、すなゎち上記不溶性不
燃性無機物のカチオンあるいはアニオン部分を含んだ水
溶性無機物として、25℃における水100gに対する
溶解度が30g (以下、「溶解度30」と記す)以上
のものを用いることが、この発明における特徴の一つで
ある。そのような化合物のうち、不溶性不燃性無機物の
カチオン部分を構成するものとして、かっこ内にその溶
解度を記載して例示すると、塩化カルシウム(45,3
)、塩化マグネシウム(’35.5)、臭化ナトリウム
(48,61)、臭化カリウム(40,0)等が、アニ
オン部分を構成するものとしては、炭酸カリウム(52
,85)、 リン酸水素二アンモニウム(41,0)
、硫酸アンモニウム(43,3)等があるが、これらに
限定されることはない。
に含浸させる方の水溶液の溶質、すなゎち上記不溶性不
燃性無機物のカチオンあるいはアニオン部分を含んだ水
溶性無機物として、25℃における水100gに対する
溶解度が30g (以下、「溶解度30」と記す)以上
のものを用いることが、この発明における特徴の一つで
ある。そのような化合物のうち、不溶性不燃性無機物の
カチオン部分を構成するものとして、かっこ内にその溶
解度を記載して例示すると、塩化カルシウム(45,3
)、塩化マグネシウム(’35.5)、臭化ナトリウム
(48,61)、臭化カリウム(40,0)等が、アニ
オン部分を構成するものとしては、炭酸カリウム(52
,85)、 リン酸水素二アンモニウム(41,0)
、硫酸アンモニウム(43,3)等があるが、これらに
限定されることはない。
従来、効率よく多量に含浸させることが困難であった、
溶解度の低い無機物であっても、上記のような溶解度の
高い(30以上)成分と組み合わせて使用するようにし
、先に溶解度の高い方の成分を含浸させておけば、容易
に、多量の不溶性不燃性無機物を生成させることができ
るようになる、すなわち、第1浴において木材内に多量
のイオンが含浸させられていれば、第2浴の水溶液にお
ける溶質の溶解度、つまりは溶液濃度が低くても、常に
木材内部に向かって第2浴イオンの拡散が起こるように
なって、木材内に次々に不溶性不燃性無機物が生成して
いくからである。このように、第1浴である程度以上の
イオンを木材に含浸させる必要があるが、そのためには
、少なくとも溶解度30以上の水溶性無機物を用い、以
下に述べるように減圧含浸により含浸させることが要求
される。
溶解度の低い無機物であっても、上記のような溶解度の
高い(30以上)成分と組み合わせて使用するようにし
、先に溶解度の高い方の成分を含浸させておけば、容易
に、多量の不溶性不燃性無機物を生成させることができ
るようになる、すなわち、第1浴において木材内に多量
のイオンが含浸させられていれば、第2浴の水溶液にお
ける溶質の溶解度、つまりは溶液濃度が低くても、常に
木材内部に向かって第2浴イオンの拡散が起こるように
なって、木材内に次々に不溶性不燃性無機物が生成して
いくからである。このように、第1浴である程度以上の
イオンを木材に含浸させる必要があるが、そのためには
、少なくとも溶解度30以上の水溶性無機物を用い、以
下に述べるように減圧含浸により含浸させることが要求
される。
上記処理液の含浸に先立ち、従来は、原料木材に飽水処
理を施していたのであるが、この発明にかかる製法にお
いては、第1浴における処理液を減圧法により含浸させ
るために、この前処理を省くことができる。この減圧含
浸法によれば、木材は飽水されている必要はなく、むし
ろ乾燥したままの通常の状態であるほうが好ましいので
ある。
理を施していたのであるが、この発明にかかる製法にお
いては、第1浴における処理液を減圧法により含浸させ
るために、この前処理を省くことができる。この減圧含
浸法によれば、木材は飽水されている必要はなく、むし
ろ乾燥したままの通常の状態であるほうが好ましいので
ある。
というのも、この方法においては、木材内部の空隙が減
圧され、その低圧となった部分に処理液を注入するよう
にするため、木材内には低圧にできるような空隙が存在
していたほうが、つまり、ある程度乾燥していたほうが
よいからである。
圧され、その低圧となった部分に処理液を注入するよう
にするため、木材内には低圧にできるような空隙が存在
していたほうが、つまり、ある程度乾燥していたほうが
よいからである。
この減圧含浸は、たとえば、以下のような操作で行われ
る。まず、減圧容器内に原料木材を固定して減圧にし、
所定の圧力まで減圧できたところで半時間程度その圧力
を保持して木材内部を減圧にし、その後容器内に処理液
を導入し、木材が完全に液に浸されたところで常圧に戻
すようにして行う。あるいは、先に容器内に処理液を導
入して木材を浸し、その状態から減圧にして所定の圧力
が得られたところで1時間程度保持し、その後大気圧に
開放するようにして行ってもよい。
る。まず、減圧容器内に原料木材を固定して減圧にし、
所定の圧力まで減圧できたところで半時間程度その圧力
を保持して木材内部を減圧にし、その後容器内に処理液
を導入し、木材が完全に液に浸されたところで常圧に戻
すようにして行う。あるいは、先に容器内に処理液を導
入して木材を浸し、その状態から減圧にして所定の圧力
が得られたところで1時間程度保持し、その後大気圧に
開放するようにして行ってもよい。
従来の常圧下の浸漬含浸においては、充分に含浸させる
ために数十時間も浸漬する必要があったが、この減圧含
浸においては、数分から数十分程度の浸漬で、充分な効
果が得られる。減圧状態としては、特に限定はされない
が、充分な含浸を効率よ(行うために、5QmmHg以
下になっていることが好ましい。
ために数十時間も浸漬する必要があったが、この減圧含
浸においては、数分から数十分程度の浸漬で、充分な効
果が得られる。減圧状態としては、特に限定はされない
が、充分な含浸を効率よ(行うために、5QmmHg以
下になっていることが好ましい。
このようにして、原料木材に対して最初の処理液を減圧
含浸させ、ついで、他方の液を含浸させるようにする。
含浸させ、ついで、他方の液を含浸させるようにする。
ここで、他方の液に含まれる溶質の溶解度は、特に限定
されないことは言うまでもない。なお、含浸はいずれも
浸漬により行うこととし、各浴における浸漬時間につい
ても、特に限定はされない。
されないことは言うまでもない。なお、含浸はいずれも
浸漬により行うこととし、各浴における浸漬時間につい
ても、特に限定はされない。
以上の含浸処理が完了した後、乾燥させて改質木材が得
られる。なお、含浸処理後の木材に対し、耐水性を高め
るために、後処理として溶脱処理を行い、可溶性成分を
除去してもよいし、水洗等を実施してもよい。ここで、
可溶性成分とは、木材中に残された未反応のイオン、お
よび、副生成物としての可溶な無機物であって、吸水、
吸湿量が多く、また、その種類によっては潮解性を示す
場合もあるので、これらが木材中にあまり多量に残存す
ると、木材の吸水、吸湿性が高くなりすぎてしまう。す
ると、得られた改質木材はベタ付き感のあるものになり
、高湿条件下では木材表面が水に濡れたような状態にな
ってしまうため、含浸処理後に溶脱処理を行って木材の
耐水性や耐候性を高めることもできるのである。この溶
脱処理は、後処理浴を設けて水中に長時間浸漬させたり
、流水中に放置して洗浄したりして実施される。しかし
ながら、一方で、この可溶性成分のなかには不燃性であ
って、木材の難燃性および力学的強度、寸法安定性等の
向上に寄与できる成分も含まれているため、必要に応じ
てこれらを残すようにすることも一層である。
られる。なお、含浸処理後の木材に対し、耐水性を高め
るために、後処理として溶脱処理を行い、可溶性成分を
除去してもよいし、水洗等を実施してもよい。ここで、
可溶性成分とは、木材中に残された未反応のイオン、お
よび、副生成物としての可溶な無機物であって、吸水、
吸湿量が多く、また、その種類によっては潮解性を示す
場合もあるので、これらが木材中にあまり多量に残存す
ると、木材の吸水、吸湿性が高くなりすぎてしまう。す
ると、得られた改質木材はベタ付き感のあるものになり
、高湿条件下では木材表面が水に濡れたような状態にな
ってしまうため、含浸処理後に溶脱処理を行って木材の
耐水性や耐候性を高めることもできるのである。この溶
脱処理は、後処理浴を設けて水中に長時間浸漬させたり
、流水中に放置して洗浄したりして実施される。しかし
ながら、一方で、この可溶性成分のなかには不燃性であ
って、木材の難燃性および力学的強度、寸法安定性等の
向上に寄与できる成分も含まれているため、必要に応じ
てこれらを残すようにすることも一層である。
この発明にかかる改質木材の製法は、まず、溶質の水に
対する溶解度が30以上である水溶液を含浸させるよう
にしているため、以下の利点を備えている。すなわち; ■ つぎに溶解度の低い無機物の水溶液を含浸させても
、短時間で効率よく、多量の無機物を木材に含浸させる
ことができる。
対する溶解度が30以上である水溶液を含浸させるよう
にしているため、以下の利点を備えている。すなわち; ■ つぎに溶解度の低い無機物の水溶液を含浸させても
、短時間で効率よく、多量の無機物を木材に含浸させる
ことができる。
他方、最初の含浸に減圧法を採り入れているため、以下
の利点も得られている。すなわち;■ 従来の飽水処理
を省略でき、その分、大幅に全体の処理時間が短縮され
るばかりでなく、規定の含浸量に達するために減圧含浸
自体に要する時間も、従来と比べ格段に短くなるため、
処理効率は一層向上されることになる。
の利点も得られている。すなわち;■ 従来の飽水処理
を省略でき、その分、大幅に全体の処理時間が短縮され
るばかりでなく、規定の含浸量に達するために減圧含浸
自体に要する時間も、従来と比べ格段に短くなるため、
処理効率は一層向上されることになる。
■ 木材深部にまで、不溶性不燃性無機物を生成・定着
させることができ、改質木材の性能が一層高められる。
させることができ、改質木材の性能が一層高められる。
つぎに、この発明における実施例および比較例について
説明する。
説明する。
■ 盈豆本材豊裂抜
(実施例1)
ベイツガ材の3m厚ロータリー単板を、処理容器内で3
0n)Ig程度に減圧し、水11当たりにリン酸水素二
アンモニウム((NH,)オHPO4゜溶解度41.0
)3.5モルおよびオルトホウ酸〔HIBO,)4.0
モルが溶解されたアニオン含有処理液(第1浴)を注入
して減圧含浸を行った。ついで、この単板を、水11当
たりに塩化バリウム(BaC1g、溶解度27.1)2
.0モルおよびオルトホウ酸2.0モルが溶解されたカ
チオン含有処理液(第2浴)中に4時間浸漬し、木材内
に不溶性不燃性無機物を生成させた。
0n)Ig程度に減圧し、水11当たりにリン酸水素二
アンモニウム((NH,)オHPO4゜溶解度41.0
)3.5モルおよびオルトホウ酸〔HIBO,)4.0
モルが溶解されたアニオン含有処理液(第1浴)を注入
して減圧含浸を行った。ついで、この単板を、水11当
たりに塩化バリウム(BaC1g、溶解度27.1)2
.0モルおよびオルトホウ酸2.0モルが溶解されたカ
チオン含有処理液(第2浴)中に4時間浸漬し、木材内
に不溶性不燃性無機物を生成させた。
この浸漬処理後の単板を水洗、乾燥し、改質木材を得た
。
。
(実施例2〜4)
実施例1と同様にして第1表に示した条件で単板を処理
し、各改質木材を製造した。
し、各改質木材を製造した。
(比較例1〜3)
第1浴において、飽水処理後の単板に対し、第2浴と同
様、常圧の浸漬含浸を行うようにし、以下は上記実施例
と同様にして第1表に示した条件で単板を処理し、各改
質木材を製造した。
様、常圧の浸漬含浸を行うようにし、以下は上記実施例
と同様にして第1表に示した条件で単板を処理し、各改
質木材を製造した。
■ 盈亘木封二亘1
上記得られた改質木材について、無機物の全含浸率、難
燃性(防火性)を調べた。上記無機物の全含浸率は、絶
乾した木材の重量に対する不溶性不燃性無機物および未
反応イオン(不溶性不燃性無機物を生成していないイ1
ン)の合計含浸重量比率であり、難燃性については、J
IS規格A1321におけるH燃H級を◎、難燃■級を
△、その中間の性能を○とした。
燃性(防火性)を調べた。上記無機物の全含浸率は、絶
乾した木材の重量に対する不溶性不燃性無機物および未
反応イオン(不溶性不燃性無機物を生成していないイ1
ン)の合計含浸重量比率であり、難燃性については、J
IS規格A1321におけるH燃H級を◎、難燃■級を
△、その中間の性能を○とした。
以上の結果を第1表に示す。
第1表にみるように、第1浴にて減圧含浸を行った実施
例の改質木材は、比較例のものに比べ、処理時間が大幅
に短縮されているにもかかわらず多量の無機物が含浸さ
れて、難燃性が向上していることが判明した。
例の改質木材は、比較例のものに比べ、処理時間が大幅
に短縮されているにもかかわらず多量の無機物が含浸さ
れて、難燃性が向上していることが判明した。
この発明にかかる改質木材の製法は、以上のようであり
、木材内部に不溶性不燃性無機物を生成・定着させるに
あたり、まず、25℃における水100gに対する溶解
度が30g以上である水溶性無機物の水溶液を減圧含浸
させるようにしているため、後から含浸させる水溶液と
して、溶解度の低い水溶性無機物のものを使用しても、
短時間で多量の不溶性不燃性無機物を木材内に生成させ
、難燃性等において優れた性能を有する改質木材を、効
率よく製造することを可能としている。
、木材内部に不溶性不燃性無機物を生成・定着させるに
あたり、まず、25℃における水100gに対する溶解
度が30g以上である水溶性無機物の水溶液を減圧含浸
させるようにしているため、後から含浸させる水溶液と
して、溶解度の低い水溶性無機物のものを使用しても、
短時間で多量の不溶性不燃性無機物を木材内に生成させ
、難燃性等において優れた性能を有する改質木材を、効
率よく製造することを可能としている。
代理人 弁理士 松 本 武 彦
]穐げ酵甫正書(作句
昭和63年 2月 6日
昭和62年特許願第298176号
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住 所 大阪府門真市大字門真1048番
地名 称(583)松下電工株式会社 代表者 ((Jim役 藤 井 貞 夫4、代理人 6、補正の対象 明細書 ?、 ?ili正の内容 ■ 明細書の特許請求の範囲欄の全文を下記のとおりに
訂正する。
地名 称(583)松下電工株式会社 代表者 ((Jim役 藤 井 貞 夫4、代理人 6、補正の対象 明細書 ?、 ?ili正の内容 ■ 明細書の特許請求の範囲欄の全文を下記のとおりに
訂正する。
一記一
「(1)改質しようとする原料木材に対し、混合するこ
とにより不溶性不燃性無機物を生じさせる2種の水溶性
無機物水溶液を個々に含浸させて木材組織内に前記無機
物を生成・定着させるようにする改質木材の製法であっ
て、まず、25℃におけゑ溶解度が3ニス上である水溶
性無機物の水溶液を減圧含浸させることを特徴とする改
質木材の製法。
とにより不溶性不燃性無機物を生じさせる2種の水溶性
無機物水溶液を個々に含浸させて木材組織内に前記無機
物を生成・定着させるようにする改質木材の製法であっ
て、まず、25℃におけゑ溶解度が3ニス上である水溶
性無機物の水溶液を減圧含浸させることを特徴とする改
質木材の製法。
(2)混合することにより不溶性不燃性無機物を生じさ
せる2種の水溶性無機物水溶液のうちの一方が、アルカ
リ金属、アルカリ土類金属工11およびアルミニウムの
各陽イオンからなる群の中から選ばれた少°なくとも1
種を含む溶液であり、他方が、BOs 、PO4、CO
I 、So、およびOHの各陰イオンからなる群の中か
ら選ばれた少なくとも1種を含む溶液である特許請求の
範囲第1項記載の改質木材の製法。」 ■ 明細書第3頁第2行に「(a)ないしくd)」とあ
るを、r(at、 (b)、 (c)および(d)」と
訂正する。
せる2種の水溶性無機物水溶液のうちの一方が、アルカ
リ金属、アルカリ土類金属工11およびアルミニウムの
各陽イオンからなる群の中から選ばれた少°なくとも1
種を含む溶液であり、他方が、BOs 、PO4、CO
I 、So、およびOHの各陰イオンからなる群の中か
ら選ばれた少なくとも1種を含む溶液である特許請求の
範囲第1項記載の改質木材の製法。」 ■ 明細書第3頁第2行に「(a)ないしくd)」とあ
るを、r(at、 (b)、 (c)および(d)」と
訂正する。
■ 明細書第3頁第4行に「細胞内」とあるを、「組織
内」と訂正する。
内」と訂正する。
■ 明細書第3頁第13行に「板上」とあるを、「板状
」と訂正する。
」と訂正する。
■ 明細書第4頁第6行に「に寄与される」とあるを、
「により寄与される」と訂正する。
「により寄与される」と訂正する。
■ 明細書第9頁第16行ないし第17行および第21
頁第9行ないし第10行に「25℃における・・・以上
」とあるを、それぞれ「25℃における溶解度が30以
上」と訂正する。
頁第9行ないし第10行に「25℃における・・・以上
」とあるを、それぞれ「25℃における溶解度が30以
上」と訂正する。
■ 明細書第1O頁第5行ないし明細書第12頁第14
行に「木材中に・・・ことはない。」とあるを、下記の
文言に訂正する。
行に「木材中に・・・ことはない。」とあるを、下記の
文言に訂正する。
一記一
「木材中に生成させて木材組織内に分散・定着させる不
溶性不燃性無機物としては、特に限定はされず、たとえ
ば、ホウ酸塩、リン酸塩およびリン酸水素塩、炭酸塩、
硫酸塩および硫酸水素塩、ケイ酸塩、硝酸塩、フッ化物
、臭化物、水酸化物等が挙げられ、2種以上の無機物が
木材中に共存されるようであってもよい。
溶性不燃性無機物としては、特に限定はされず、たとえ
ば、ホウ酸塩、リン酸塩およびリン酸水素塩、炭酸塩、
硫酸塩および硫酸水素塩、ケイ酸塩、硝酸塩、フッ化物
、臭化物、水酸化物等が挙げられ、2種以上の無機物が
木材中に共存されるようであってもよい。
また、1種の不溶性不燃性無機物中に、下記に述べるカ
チオン部分を構成するもの、および/または、アニオン
部分を構成するものが、それぞれ2種以上台まれるよう
であってもよい。
チオン部分を構成するもの、および/または、アニオン
部分を構成するものが、それぞれ2種以上台まれるよう
であってもよい。
前記のような無機化合物(塩)゛のカチオン部分を構成
する元素としては、Na、に等のアルカリ金属元素、M
g、Ca、Sr、Ba等のアルカリ土類金属元素、Zn
およびA1を用いることが好ましいが、これらに限定さ
れることはなく、たとえば、Mn、Ni、Cd等の遷移
元素やSi、Pb等の炭素族元素等も使用できる。
する元素としては、Na、に等のアルカリ金属元素、M
g、Ca、Sr、Ba等のアルカリ土類金属元素、Zn
およびA1を用いることが好ましいが、これらに限定さ
れることはなく、たとえば、Mn、Ni、Cd等の遷移
元素やSi、Pb等の炭素族元素等も使用できる。
アニオン部分を構成するものとしては、BO。
、po4.co、、so4およOoHOHアニオン用す
ることが好ましい。しかし、これらに限定されることは
なく、たとえば、F、Cl、Br。
ることが好ましい。しかし、これらに限定されることは
なく、たとえば、F、Cl、Br。
0、 N Os 、 S i 04 、 S i
Oxアニオン等であっても構わない。Box 、PO
4アニオンでは、前記N燻化メカニズム中)による効果
、CO,アニオンでは同(d)による効果、F、C1,
Brアニオンでは同(C)および(d)による効果がそ
れぞれ期待できるため、−層好適である。
Oxアニオン等であっても構わない。Box 、PO
4アニオンでは、前記N燻化メカニズム中)による効果
、CO,アニオンでは同(d)による効果、F、C1,
Brアニオンでは同(C)および(d)による効果がそ
れぞれ期待できるため、−層好適である。
このようなカチオン部分を構成するものとアニオン部分
を構成するものは、それぞれ単独で、あるいは、複数種
を併せて使用される。ここで、両者の組み合わせは、ど
れでも可能というわけではなく、イオン半径等による制
約がある。そのような条件を鑑みて、両者を任意に選択
し、それらを含んだ水溶性無機物を各々水に熔解させて
、前記カチオン含有処理液および前記アニオン含有処理
液を調製する。なお、1種の水溶液中に含まれるカチオ
ンあるいはアニオンの種類は、それぞれ複数であっても
構わないことは言うまでもない。
を構成するものは、それぞれ単独で、あるいは、複数種
を併せて使用される。ここで、両者の組み合わせは、ど
れでも可能というわけではなく、イオン半径等による制
約がある。そのような条件を鑑みて、両者を任意に選択
し、それらを含んだ水溶性無機物を各々水に熔解させて
、前記カチオン含有処理液および前記アニオン含有処理
液を調製する。なお、1種の水溶液中に含まれるカチオ
ンあるいはアニオンの種類は、それぞれ複数であっても
構わないことは言うまでもない。
また、前記のように、上記カチオンあるいはアニオン部
分を構成するものが同時に2種以上台まれてなる不溶性
不燃性無機物が生成するように、処理液が構成されてい
てもよい。たとえば、上記ハロゲンおよびOHアニオン
等は、カチオン含有処理液および/またはその他のアニ
オンを含んだアニオン含有処理液中にともに含まれるよ
うにし、木材中にアパタイト等を生じさせるように調製
されていてもよいのである。
分を構成するものが同時に2種以上台まれてなる不溶性
不燃性無機物が生成するように、処理液が構成されてい
てもよい。たとえば、上記ハロゲンおよびOHアニオン
等は、カチオン含有処理液および/またはその他のアニ
オンを含んだアニオン含有処理液中にともに含まれるよ
うにし、木材中にアパタイト等を生じさせるように調製
されていてもよいのである。
Claims (2)
- (1)改質しようとする原料木材に対し、混合すること
により不溶性不燃性無機物を生じさせる2種の水溶性無
機物水溶液を個々に含浸させて木材組織内に前記無機物
を生成・定着させるようにする改質木材の製法であって
、まず、25℃における水100gに対する溶解度が3
0g以上である水溶性無機物の水溶液を減圧含浸させる
ことを特徴とする改質木材の製法。 - (2)混合することにより不溶性不燃性無機物を生じさ
せる2種の水溶性無機物水溶液のうちの一方が、アルカ
リ金属、アルカリ土類金属およびアルミニウムの各陽イ
オンからなる群の中から選ばれた少なくとも1種を含む
溶液であり、他方が、BO_3、PO_4、CO_3、
SO_4、F、Cl、BrおよびOHの各陰イオンから
なる群の中から選ばれた少なくとも1種を含む溶液であ
る特許請求の範囲第1項記載の改質木材の製法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29817687A JPH01139205A (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | 改質木材の製法 |
US07/157,228 US4857365A (en) | 1987-02-24 | 1988-02-18 | Method of manufacturing modified wood material |
GB8803762A GB2202555B (en) | 1987-02-24 | 1988-02-18 | Method of manufacturing modified wood material |
DE3805819A DE3805819A1 (de) | 1987-02-24 | 1988-02-24 | Verfahren zur herstellung von modifiziertem holzwerkstoff |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29817687A JPH01139205A (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | 改質木材の製法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01139205A true JPH01139205A (ja) | 1989-05-31 |
JPH0520243B2 JPH0520243B2 (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=17856194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29817687A Granted JPH01139205A (ja) | 1987-02-24 | 1987-11-26 | 改質木材の製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01139205A (ja) |
-
1987
- 1987-11-26 JP JP29817687A patent/JPH01139205A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0520243B2 (ja) | 1993-03-19 |
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