JPH01174403A - 改質木材 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は木質材料を化学的に処理すると同時に木材空隙
内に高分子化合物を硬化させることにより、木質材料の
美観性等の特性を損なわずに耐久性、硬度、靭性等を改
良した改質水、材に関する。

〔従来技術とその問題点〕

木質材料と合成樹脂を複合する方法には、大別して木質
材料内の空隙中に重合性物質を充填する方法（いわゆる
ＷＰＣと云われるもの）と、木質材料成分中の水酸基等
の官能基にオキサイド類、酸無水物を反応させてエーテ
ル化、エステル化する方法（いわゆる化学修飾木材）と
云われる方法がある。　　　　゛ 上記重合性物質や化学修飾剤は種々のものがあり、現在
、耐久性や物性安定性の点から強固な化学結合を有する
エポキシ系化合物の研究が進められている。即ち、前者
ＷＰＣにあってはエポキシアクリレートを木材中に含浸
、硬化させるものであり、特開昭６０−１４７３０３号
公報に開示されているが、上記エポキシアクリレートは
プレポリマーの状態では高粘度で木質材料内への注入が
困難であリ、別途スチレン等の木材成分と親和性の小さ
い溶媒等で希釈して注入させる必要があり、　親水性の
木材成分と反応しにくい。そのため、樹脂の大部分は木
質材料内の空隙中でコポリマーとして物理的に充填され
ているだけであり、硬度は増すが、木材組織との密着性
が悪いので靭性、可撓性が小さくなり、クランクや白化
が生じたり、切側加工性が悪くなるという問題点があっ
た。

一方、後者の化学修飾木材にも特願昭５９−９０４１号
公報のようにエポキシ化合物と木質材料中の水酸基とを
反応させるものがあるが、上記エポキシ化合物はビスフ
ェノールＡ−エピクロルヒドリンとのグリシジルエーテ
ル型のものであり、固型もしくは高粘度で木粉等の木材
小片と混練し、ロール操作を行い、フォーミング後熱圧
する事により、やっと木材と化学的結合を生じさせる事
が出来るものである。従って、木材ブロックや木材薄板
に含浸させる事は困難であり、まして木材内において木
材成分中の水酸基と化学修飾させ、木材の化粧性、加工
性を損なわずに改質することはできないという欠点があ
った。

そのため、発明者はあらかじめ化学修飾した後、重合性
物質を注入固化する方法（特開昭６０−２４２００２号
公報）により、耐汚染性や寸法安定性にすぐれた改質木
材を得ることを発明したが２段階の処理が必要であり、
生産性の点で問題点があった。

〔目　　　的〕

本発明は、在来技術のかかる欠点を解消し、しかも耐久
性、安定性に冨み、且つ、木質感を失する事がな（、反
応性にも優れ、化学修飾とＷＰＣ化を同時に行った改質
木材を安価に提供するのが目的である。

（問題点を解決するための手段〕 本発明は上記問題点を解決するために；■　木質材料成
分中の水酸基等の活性基にエポキシ化高級脂肪酸エステ
ルを化学修飾せしめる。

■　該木質材料内の空隙で上記エポキシ化高級脂肪酸エ
ステルと多価アミン化合物とを重合硬化せしめる。

；という技術的手段を採用している。

〔作　　用〕

■本発明に用いる処理液は低分子、低粘度であり、木質
材料の活性基との親和性を妨げる溶媒を使用することな
く、容易に木質材料内へ浸透して行く。

■処理液中の多価アミン化合物は木質材料を膨潤させる
作用があるので、木質材料の微小空隙間隙を押し広げ、
木質材料成分中の水酸基等の活性基とエポキシ化高級脂
肪酸エステルとの接触を容易にし、反応性を高める。

■エポキシ化高級脂肪酸エステルを木質材料成分中の水
酸基等の活性基とを反応させて化学修飾させると共に木
質材料内でエポキシ化高級脂肪酸エステルと多価アミン
化合物とを重合させる。

■エポキシ化高級脂肪酸エステルが木材成分と反応し、
あたかも木材成分間に滑剤が侵入した様になり、可撓性
、靭性が付与される。

■木材空隙中に固化したエポキシ化高級脂肪酸エステル
と多価アミン化合物の高分子化合物があたかも油脂をす
り込んだ様な状態となり、従来の如く可塑剤を用いなく
ともオイルフィニツシユの如＜　ｔａ水性を発揮すると
共に毛羽立ちが押さえられた深みのある濡れ色の外観を
呈する。加えて耐圧性も向上する。

■上記高分子化合物は側鎖で木材成分と化学的に結合さ
れているので水やアルコール等で溶出することなく耐久
性も良好である。

■尚、本改質木材の製造に当たっては、化学修飾と樹脂
注入並びに社内での反応が一回の操作で完了するので、
生産性が良く、又、反応に際し副生物質が生じないし、
処理液がすべて社内で反応するので余剰の処理液を脱液
したり洗浄等の必要もない。

〔実　施　例〕

以下、本発明を詳述する。

改質木材について今迄種々研究を行った結果、エポキシ
化高級脂肪酸エステルと多価アミン化合物の混液に木質
系素材を含浸すると、該混液は木質系素材に容易に浸透
し、この含浸材を加熱するとエポキシ基が活性化され木
質材料の活性基と反応すると同時にアミン化合物とも反
応して木質材料と一体となって硬化する。その結果、悪
臭や低分子化合物の浸出もなく、しかも木質感は十分に
保持していることを見出して本発明を完成した。

即ち、本発明はエポキシ化高級脂肪酸エステルと多価ア
ミン化合物の混液を木質系素材に含浸して反応せしめ、
木質材料と一体として固化することを特徴とする化学修
飾とＷＰＣ化を同時に行った無毒化学修飾ＷＰＣ改質木
材である。

−ｉにエポキシ化合物とアミンは常温で反応が進行する
が、本発明に用いるエポキシ化合物の混液は常温では比
較的安定で、加熱によって硬化反応が開始し、硬化物は
収性、耐摩耗性に富んだものとなる。又、多価アミン化
合物は未反応で残る事も少ないので色の安定性にもすぐ
れる。

本発明に使用し得る木質系素材はブロック状、板状、チ
ップ状、粉末など何れの形態のものであってもよいが、
特に本発明の効果が顕著に利用できるのはブロック状、
板状などであり、特に作業性、生産性、経済性から木材
薄板が好ましい、何れの形態でであっても反応剤の硬化
物の性質を一定に保つためには木材中の水分を可能な限
り一定の水分（含水率１０％以下）にしたものがよい。

使用し得るエポキシ化高級脂肪酸エステルにはエポキシ
化アマニ油、エポキシ化大豆油などのトリグリセライド
類やアマニ油脂肪酸、大豆油脂肪酸などの不飽和高級脂
肪酸モノエステルを過酸でエポキシ化したエポキシ化高
級脂肪酸エステルなどがあり、低粘度で水酸基等との反
応性が高いものであり、これらは単独又は混合しても使
用する事が出来る。又、木質材料への含浸性を妨げない
範囲でビスフェノール類のグリシジルエーテル、フェノ
ールノボラック、タレゾールノボラックのグリシジルエ
ーテル、グリシジルフェノール、アリルグリシジルエー
テル、グリシジルメタアクリレートなどやその抱着色剤
等を併用する事も出来る。

次に多価アミン化合物とはメタフェニレンジアミン、４
．４′−ジアミノジフェニルメタン、４．４７−ジアミ
ツジフエニルスルホンなどやポリエチレンイミンなどの
ポリアミン化合物を包合する。

本発明の実施の態様は木質材料の形態に左右されるが、
基本的には被処理木質材料を工業的に可能な限り一定水
分に保持したものを（例えば０．２〜１０％含水率）を
エポキシ化高級脂肪酸エステルと多価アミン化合物の混
液の入った含浸槽に入れ、軸、零圧、７Ｊｔ７圧、或い
はそれらの組み合わせ、例えば減圧−加圧の繰り返しな
どにより含浸する。

多価アミン化合物は木質材料に予め含浸してからエポキ
シ化高級脂肪酸エステルを含浸してもよい。

含浸は必要量に達するまで実施し、木質材料がブロック
状、板状の時は表面含浸材を拭ってそのまま、又は離型
紙で覆ってからオーブン等で６０〜１５０°Ｃで加熱す
るか、熱圧プレスで加圧、加熱すれば数分乃至数時間で
終了する。又、塗料などの連続硬化装置で連続的に加熱
固化する事も出来る。この際の製品は美しい落ち着いた
光沢のオイル仕上げの外観を呈する。

以下、実施例により更に具体的に説明するが、これらが
本発明の全てを包合するものではない。

（実施例　１） 厚さ１．５鶴、巾１００ｆｌ、長１００　ｔｍのベイツ
ガ単板１０枚を１０５℃で２時間乾燥して含水率を２％
に調整した。別にエポキシ化大豆油（オキシラン酸素６
．９％を含む）　５００　ｇに該エポキシの４モル当量
の４．４′ジアミノジフエニルメタンを６０℃に加熱・
溶解して加えて含浸液を調整し、上記単板を減圧化で含
浸した。含浸率は約１２０％であった。この含浸単板を
１４０°Ｃ１３時間処理して処理単板を得た。処理単板
は若干黄色味が強いが美しい木目を呈し、無処理の生材
同様に可撓性で靭性に冨み、のこぎりやナイフでシャー
プな切削面が得られ、加工性に優れていた。尚、木目の
美しさは表面を研磨する事によって容易に維持すること
が可能で、従来のＷＰＣにない特徴を有するものであっ
た。

（実施例　２） 厚さ１．５ｍｍ、巾１００鶴、長１００鰭のカバ単板１
０枚を１０５℃で２時間乾燥して含水率を３％に調整し
た。別にエポキシアマニ油（オキシラン酸素９゜２％を
含む）　５００　ｇに該エポキシのにモル当量の４．４
′ジアミノジフエニルメタンを６０°Ｃに加熱・溶解し
て加えて含浸液を調整し、上記単板に減圧下に含浸した
。含浸率は約１３０％であった。この含浸単板を１４０
℃、３時間処理して含浸液を樹脂化して処理単板を得た
。処理単板は若干赤味のある褐色に仕上がり、マホガニ
ー調の美しい外観で、研磨に仕上げで美しさを維持する
事が出来、塗装不要であり、且つ、滑り性にも優れてい
ると同時にのこぎり、ナイフなどでシャープな切削面を
得られ加工性も良好であった。

尚、含浸液は２０°Ｃの常温で貯蔵すると油脂状に固化
したが、３０〜４０°Ｃの加熱によって簡単にメルティ
ングし、１ケ月以上の可使時間を有し、工業生産上の利
点も有していた。

〔効　　果〕

本発明は畝上のように、木質材料成分中の水酸基等の活
性基にエポキシ化高級脂肪酸エステルを化学修飾せしめ
ると共に該木質材料内の空隙で上記エポキシ化高級脂肪
酸エステルと多価アミン化合物とを重合硬化せしめた改
質木材であるが、従来のグリシジルエーテルタイプのエ
ポキシと異なり、内部オレフィンエポキサイドであるエ
ポキシ化高級脂肪酸エステルを用いるので、木材成分中
の水酸基等の活性基と反応性が高く、容易に化学修飾す
ると共、に社内で多価アミン化合物と重合して、空隙内
に固化一体化するものである。加えて、処理液中の多価
アミン化合物は木材を膨潤させる作用があるので、木質
材料の微小空隙間隙を押し広げ、木材成分中の水酸基等
の活性基とエポキシ化高級脂肪酸エステルとの接触を容
易にし、反応性や靭性を高める働きをなすものである。

又、上記充填処理剤は低分子、低粘庭であり、木質材料
の活性基との親和性を妨げる溶媒を使用する必要がなく
、容易に木質材料内へ浸透させる事が出来るだけでなく
、副生物質も生じないので従来のような溶媒除去工程や
洗浄工程が不要になり、生産性が大幅比向上するもので
ある。

又、上記エポキシ化高級脂肪酸エステルが木材成分と反
応するとあたかも、木材成分間に滑剤が侵入した様にな
り、木質材料の変形応力が減じられ、可塑剤を用いなく
とも靭性が付与されてクラックが生じにくくなる。

又、木質材料の空隙中に固化一体化されたエポキシ化高
級脂肪酸の高分子化合物があたかも油脂を木質材料に擦
り込んだ様な状態となるので、オイルフィニツシユの如
く抱水性があり、しかも毛羽立ちが押さえられた深みの
ある濡れ色の外観を呈する。

又、このように高分子化合物はその側鎖において木材成
分と反応して、木材空隙内で高分子化しているので水や
アルコール等で溶出することなく長期にわたり性能を維
持でき、耐久性も良好である。

更に、前記のような化学修飾と樹脂注入並びに社内の反
応が一回の機作で完了するので、生産性を大幅に向上さ
せる事が出来る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）木質材料成分中の水酸基等の活性基にエポキシ化
   高級脂肪酸エステルを化学修飾せしめると共に該木質材
   料内の空隙で上記エポキシ化高級脂肪酸エステルと多価
   アミン化合物とを重合硬化せしめてなることを特徴とす
   る改質木材。
2. （２）エポキシ化高級脂肪酸エステルがエポキシ化アマ
   ニ油である事を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の改質木材。
3. （３）エポキシ化高級脂肪酸エステルがエポキシ化大豆
   油である事を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   改質木材。
4. （４）多価アミン化合物が４，４′−ジアミノジフェニ
   ルメタンである事を特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の改質木材。