JPH01271203A - Manufacture of modified wood - Google Patents

Manufacture of modified wood

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JPH01271203A
JPH01271203A JP10060288A JP10060288A JPH01271203A JP H01271203 A JPH01271203 A JP H01271203A JP 10060288 A JP10060288 A JP 10060288A JP 10060288 A JP10060288 A JP 10060288A JP H01271203 A JPH01271203 A JP H01271203A
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JP
Japan
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wood
treatment
insoluble
inorganic substance
treating liquid
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Application number
JP10060288A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Nakai
隆 中井
Shozo Hirao
平尾 正三
Kazuo Nomura
一夫 野村
Hiroaki Usui
宏明 碓氷
Atsushi Makino
牧野 篤
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

PURPOSE:To form an insoluble flame-retardant inorganic substance on a timber surface layer section uniformly and densely by carrying out vacuum impregnating treatment by means of treating liquid to produce the insoluble flame- retardant inorganic substance by mixing, and then immersion under the normal pressure. CONSTITUTION:Wood is fixed in a vacuum container and first treating liquid is injected in the vacuumized and deaerated state into the wood, and vacuum immersing treatment is carried out. Then, the pressure in the container is raised up to the normal pressure, and immersing treatment is carried out in said state. After that, the wood is taken out and immersed in a second treating liquid successively. The wood treatment is carried out by using treating liquid consisting of an inorganic substance producing cations such as barium chloride or the like and an inorganic substance producing anions such as hydrogen phosphase - ammonium or the like, and either of said two is used as the first treating liquid and vacuum impregnating treatment is carried out. Wood of good surface appearance, good surface hardness and good flame-retardant properties can be provided by cleaning and drying the wood after said treatment.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、建材等として用いられる改質木材の製法に
関し、とりわけ、厚物板材の改質方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing modified wood used as building materials, and in particular, to a method for modifying thick board materials.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

木材の改質方法として、不溶性不燃性無機物を木材中に
生成させることにより、U燃性(防火性)1寸法安定性
、防腐・防虫性、力学的強度2表面硬度等を付与する方
法が研究、開発されている。
As a method for modifying wood, research has been conducted on methods to impart properties such as flammability (fire retardancy), dimensional stability, rot and insect repellency, mechanical strength, and surface hardness by producing insoluble and nonflammable inorganic substances in wood. , has been developed.

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。
In general, modification methods for imparting flame retardancy to wood are broadly classified based on the following flame retardant mechanisms.

(呻 無機物による被覆 (6)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(0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、以下に説明するように、上記ta+以外にも
、無機物の種類によっては(b)、 (c)、 (d)
等による効果も併せて期待できる優れた方法である。し
かも、この不溶性不燃性無機物は、いったん木材組織内
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少な
い。
(Coating with inorganic substances (6) Promotion of carbonization (C) Inhibition of chain reaction in flaming combustion (d)
Generation of nonflammable gas (e) Heat absorption due to decomposition and release of crystallized water (insulation by foam layer) Here, as explained below, the modification method of adding insoluble nonflammable inorganic substances to wood is in addition to the above ta+. Depending on the type of inorganic material, (b), (c), (d)
This is an excellent method that can also be expected to have effects such as Moreover, once this insoluble, nonflammable inorganic substance is fixed in the wood structure, there is little possibility that it will be dissolved from the wood thereafter, so there is little worry that its effects will diminish.

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、板状に成形されたものであって、J
TSにより準不燃材料として認められている。
In the above, (a) coating with an inorganic substance means that even if the material is flammable, it can be made flame retardant by combining it with a non-flammable inorganic substance at an appropriate blending ratio. For example, the conventionally known wood chip cement board is made by mixing combustible wood with non-combustible cement at a weight ratio of about 1:1 and forming it into a board shape.
Recognized as a quasi-noncombustible material by TS.

fb)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、H燃効果を与えるた
め、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、この改質木材における難燃効果は
一層高いものとなる。
The carbonization promotion of fb) has the following mechanism. In other words, when wood is heated, it thermally decomposes and generates flammable gas, which causes flaming combustion. At this time, if phosphoric acid or boric acid is present, the thermal decomposition, or carbonization, of the wood is promoted. A carbonized layer is quickly formed. This carbonized layer acts as a heat insulating layer and provides an H flame effect, so if the insoluble nonflammable inorganic substance contains a phosphoric acid component or a boric acid component, the flame retardant effect of this modified wood will be even higher. .

(C)の発炎燃焼における連鎖反応の阻害とは、ハロゲ
ンにより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。
The inhibition of the chain reaction in flaming combustion (C) is contributed by halogen, and as a result of the halogen acting as a chain transfer agent in the radical oxidation reaction in the flame, the oxidation reaction is inhibited. This is the mechanism by which the flame retardant effect occurs. Therefore, if the insoluble nonflammable inorganic substance contains a halogen, these effects can also be obtained.

最後に、(d)の不燃性ガスの発生について説明する。Finally, the generation of nonflammable gas (d) will be explained.

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ことになる。
This is because compounds such as carbonates and ammonium salts generate nonflammable gases such as carbon dioxide, sulfur dioxide, and hydrogen halides through thermal decomposition, but these gases dilute flammable gases and prevent combustion. It is. Therefore, if the insoluble nonflammable inorganic substance contains something that can generate the above-mentioned nonflammable gases, such as carbonate, a flame retardant effect due to this mechanism can also be obtained.

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。防虫についても防腐と同様である。
Next, the antiseptic and insect repellent effects of wood containing this insoluble, noncombustible inorganic substance will be explained. When fungi cause wood to rot, mycelium first invades the inner cavity of the wood.
If foreign matter is present in the internal cavity of the wood, the invasion of mycelium will be hindered, and as a result, it will become rotten. It can be anything as long as it does not provide nutrients for fungi.Insect repellent is the same as preservative.

ただし、異物は、薬剤効果があるものであればそれにこ
したことはなく、たとえば、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、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
However, it is acceptable for foreign substances to have a medicinal effect; for example, it is preferable to use substances that are poorly digestible or indigestible to insects, or substances that have a repellent effect. Therefore, if an insoluble, nonflammable inorganic substance is included in the inner cavity of wood, it is effective for preventing wood from rotting and insects.

さらに、木材の寸法安定性および力学的強度についてみ
れば、たとえば、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
効果により上記両特性が向上する。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、水に溶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、こうした効果が得られる。
Furthermore, regarding the dimensional stability and mechanical strength of wood, for example, if wood is swollen with water and some substance can be fixed in the wood cell walls in that state, both of the above properties will be improved due to the bulk effect. In other words, if the inside of the wood cell wall is occupied by the filler, the wood itself is less likely to expand or contract, and at the same time, various mechanical strengths, particularly hardness, are improved. Here, as the immobilizing substance, an inorganic substance that is difficult to dissolve in water can be used, so if an insoluble incombustible inorganic substance is immobilized in the wood cell wall, such an effect can be obtained.

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。
As described above, the method of incorporating insoluble nonflammable inorganic substances is very effective in modifying wood, including flame retardation, but it has the following problems.

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0.1μ園であるのに対し、分散
粒子である不溶性不燃性無機物の粒径は、通常、0.1
p1よりもかなり大きいからである。
Generally, for example, if an insoluble, nonflammable inorganic substance is directly dispersed in a solvent such as water, and wood is immersed in this dispersion (treatment liquid) to allow the liquid to penetrate into the wood, most of the material that penetrates is water. This results in only solvents such as This is because the narrowest part of the passage through which the treatment liquid permeates into the wood is the pit membrane plan, and the pore diameter here is approximately 0.1 μm. The particle size of the insoluble, nonflammable inorganic particles that are dispersed particles is usually 0.1
This is because it is considerably larger than p1.

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(処理液)を用窓し
、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60−089423号
明ItBI書)。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
、さらに、−層の性能向上を目指し、新たな問題点に対
応して、数々の改良も加えられてきた。
Therefore, the inventors have first developed a method that can solve this problem. That is, two types of aqueous solutions (treatment liquids) separately containing cations and anions that react to produce insoluble, nonflammable inorganic substances when mixed are used, and both are sequentially impregnated into raw material wood to form inside the wood. This is a method for producing modified wood by reacting both ions and fixing insoluble, nonflammable inorganic substances (Japanese Patent Application No. 1989-089423, Mei ItBI). In this way, extremely large amounts of insoluble, nonflammable inorganic substances can be efficiently incorporated into the wood.Furthermore, numerous improvements have been made to improve the performance of the -layer and to address new problems. It's here.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

そうした研究開発の一つに、針葉樹等の柔らかい木材の
表面硬度を上げる、という課題が残されている。−船釣
に、木材の硬度を上げるためには、木材内部の導管等の
空隙や木材の細胞壁に、無機物等の硬い物質を詰め込ん
でやればよい。したがって、上記のように、木材内に不
溶性不燃性無機物を生成・定着させることにより、木材
細胞の補強ならびに硬度の上昇という効果が得られるの
であるが、とりわけ表面硬度を上げるためには、木材表
層部付近に選択的に同無機物を生成させ、表層部で密と
なっているような無機物分布が得られることが要求され
る。
One such research and development challenge remains: increasing the surface hardness of soft woods such as coniferous trees. - In order to increase the hardness of wood for boat fishing, it is possible to stuff hard substances such as inorganic substances into the voids such as conduits inside the wood and into the cell walls of the wood. Therefore, as mentioned above, by generating and fixing insoluble, nonflammable inorganic substances within wood, the effects of reinforcing wood cells and increasing hardness can be obtained.In particular, in order to increase surface hardness, it is necessary to It is required to selectively generate the same inorganic substance near the surface layer and obtain an inorganic substance distribution that is dense in the surface layer.

この表層部分へ無機物を葉中させる、ということは、原
料木材の厚みが大きい場合、すなわち厚物板材(厚板)
の場合に、特に重要な問題になってくる。ところが、通
常これまで行われていたように、木材にまず飽水処理を
施し、この飽水状態となった木材を、順次処理液中に浸
漬する、という含浸処理を行うと、処理液は、木材中の
水と置き換わるような形で、主として木材内部の年輪部
に入っていくようになる。その結果、断面的にみて、木
材の表層部から奥深(中心(芯)部分にまで、平均的に
不溶性不燃性無機物が生成されるようになってしまい、
望みの表面硬度を得ることができなかった。
Injecting inorganic substances into this surface layer means that if the raw material wood is thick, that is, thick board material (thick board)
This becomes a particularly important issue in this case. However, when impregnation treatment is carried out, which is the conventional practice of first saturating the wood with water and then sequentially immersing the water-saturated wood in the treatment liquid, the treatment liquid becomes It mainly enters the growth rings inside the wood, displacing the water in the wood. As a result, when viewed cross-sectionally, insoluble and nonflammable inorganic substances are produced on average from the surface layer to the deep (center) part of the wood.
It was not possible to obtain the desired surface hardness.

そこで、厚板の表層部に選択的に不溶性不燃性無機物を
生成させることを目的として、最初の処理液を、減圧下
で行う減圧含浸法により木材に含浸させ、次の処理液を
、常圧の浸漬法により含浸させる、という方法が試みら
れた。同方法によると、確かに木材全体としては表層部
への生成物の集中、という所期の目的は達成されるが、
他方で、その表層部において含浸ムラ、すなわち、生成
される不溶性不燃性無機物層の厚みにバラツキが見られ
る、という問題がある。したがって、不溶性不燃性無機
物がよく生成して、厚い無機物層が形成されている部分
では、表面硬度が著しく向上するが、反対に不溶性不燃
性無機物の入りが悪(、はとんど無機物層が形成されて
いないような部分では、硬度上昇があまり見られず、木
材全体としての表面硬度の改善には限界があった。
Therefore, in order to selectively generate insoluble, nonflammable inorganic substances on the surface layer of planks, the first treatment liquid was impregnated into the wood using the vacuum impregnation method, which is carried out under reduced pressure, and the second treatment liquid was applied to the wood under normal pressure. A method of impregnation using the immersion method was attempted. According to this method, the intended purpose of concentrating the product on the surface layer of the wood as a whole is achieved, but
On the other hand, there is a problem in that there is uneven impregnation in the surface layer, that is, variations in the thickness of the produced insoluble and nonflammable inorganic layer. Therefore, in areas where insoluble nonflammable inorganic substances are well formed and a thick inorganic layer is formed, the surface hardness improves markedly, but on the other hand, the insoluble inflammable inorganic substances are poorly absorbed (in most cases, the inorganic layer is thick). In the areas where the wood was not formed, there was not much of an increase in hardness, and there was a limit to the improvement of the surface hardness of the wood as a whole.

以上の事情に鑑み、この発明は、木材表層部に選択的に
不溶性不燃性無機物を生成させるとともに、同生成無機
物層の厚みの均一化を図ることにより、硬度上昇の小さ
い部分を減らして木材全体としての表面硬度をさらに上
昇させ、かつ、難燃性をはじめとし、防腐・防虫性1寸
法安定性等にも優れた改質木材を効率よく製造する方法
を提供することを課題とする。
In view of the above circumstances, this invention selectively generates insoluble, nonflammable inorganic substances on the surface layer of wood, and also aims to make the thickness of the inorganic substance layer uniform, thereby reducing the areas where the hardness increase is small and increasing the overall hardness of the wood. An object of the present invention is to provide a method for efficiently producing modified wood that further increases the surface hardness of the wood and has excellent flame retardancy, rot prevention, insect repellency, and one-dimensional stability.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記課題を解決するため、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種以上の水溶性無機物水溶液(処理
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において、減圧
含浸により最初の含浸処理が行われた後の木材を同減圧
含浸に用いた処理液中に常圧下で所定時間浸漬し、その
後、つぎの処理液を浸漬含浸させるようにする。
In order to solve the above problems, the present invention impregnates raw material wood to be modified with two or more water-soluble inorganic aqueous solutions (treatment liquids) that produce insoluble non-flammable inorganic substances when mixed. In a method for producing modified wood that generates and fixes the above-mentioned inorganic substances in the wood structure, the wood that has been subjected to the first impregnation treatment by vacuum impregnation is placed in a treatment solution used for the same vacuum impregnation under a specified pressure. After soaking for a certain period of time, the next treatment solution is soaked and impregnated.

〔作   用〕[For production]

この発明では、最初の処理液(第1液)は、乾燥状態の
ままの原料木材に減圧法により注入される。その場合、
同第1液のイオンは木材表層部のみに留まり、それ以上
臭へは浸透していかないやそして、減圧含浸後の木材を
常圧下で同第1液中に所定時間浸漬させることにより、
第1液イオンは、表層郡全体にムラなく均一に入り込む
ようになる。その状態で、第2液中に木材が浸漬される
と、先に含浸されている表層部の第1液イオンは木材外
部へ出ようとし、第2液イオンは内部へ入ろうとするた
め、両イオンが出会う表層部で反応が起こる。その結果
、木材表層部に選択的に、ムラなく緻密に、不溶性不燃
性無機物が生成・定着されるようになる。
In this invention, the first treatment liquid (first liquid) is injected into raw material wood in a dry state by a reduced pressure method. In that case,
The ions of the first liquid remain only in the surface layer of the wood and do not penetrate any further into the odor. Then, by immersing the wood after vacuum impregnation in the first liquid for a predetermined period of time under normal pressure,
The first liquid ions enter the entire surface layer evenly and uniformly. When the wood is immersed in the second liquid in this state, the ions of the first liquid in the surface layer that was previously impregnated will try to go out of the wood, and the ions of the second liquid will try to enter the inside of the wood. A reaction occurs at the surface where the ions meet. As a result, insoluble and nonflammable inorganic substances are selectively, evenly and densely formed and fixed on the surface layer of the wood.

〔実 施 例〕〔Example〕

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。
The raw material wood for modification used in this invention is:
There are no particular limitations, such as raw wood logs and sawn timber products.

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。また、木材の厚みに
ついても、特に限定はされないが、たとえば1f1以上
、さらには3削以上程度の厚みを有する厚板であれば、
この発明において得られる効果は、−層顕著なものとな
る。
Examples include sliced veneer and plywood. There are no limitations on these tree species either. The thickness of the wood is also not particularly limited, but for example, if it is a thick board with a thickness of 1 f1 or more, or even 3 cuts or more,
The effects obtained in this invention are more significant.

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、フン化物9
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。
Insoluble, nonflammable inorganic substances that are generated in wood and dispersed and fixed in the wood tissue are not particularly limited, and include, for example, borates, phosphates, hydrogen phosphates, carbonates, sulfates, and hydrogen sulfate. Salts, silicates, nitrates, fluorides9
Examples include bromides, hydroxides, etc., and two or more types of inorganic substances may coexist in the wood.

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種以上含まれるよう
であってもよい。
Furthermore, one type of insoluble, nonflammable inorganic substance may contain two or more types of cation moieties and/or anion moieties described below.

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、Mg、C
a、Sr、Ba等のアルカリ土類金属、ZnおよびAI
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等の炭素族元素等を使用してもよい。
Elements constituting the cation portion of the above-mentioned inorganic compounds (salts) include alkali metals such as Na, Mg, and C.
a, alkaline earth metals such as Sr, Ba, Zn and AI
Although it is preferable to use transition elements such as Mn, Ni, and Cd, and Si
, carbon group elements such as Pb, etc. may also be used.

アニオン部分を構成するものとしては、BO。BO constitutes the anion portion.

、PO4,GO= 、504およびOHアニオンを使用
することが好ましい。Bow 、PO,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)による効果が得られるために、−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、F、CI、Br、O。
, PO4, GO= , 504 and OH anions are preferably used. In Bow, PO, Anion,
Since the effect of the flame retardant mechanism (b) can be obtained, and the effect of the same (d) can be obtained with CO and anion, the − layer is preferable. However, it is not limited to these, for example, F, CI, Br, O.

N Os 、 S i Oa I S i Osアニオ
ン等であっても構わない、ハロゲンでは、同(C1およ
び(d)による効果が併せて期待できるという利点が得
られる。
Halogens, which may be N Os , S i Oa I S i Os anions, etc., have the advantage that the effects of C1 and (d) can be expected at the same time.

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が、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溶解させて、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。
The cation portion and the anion portion may be used alone or in combination, but not all combinations are possible, and the ionic radius, etc. There are restrictions due to In view of such conditions, both are arbitrarily selected and the water-soluble inorganic substances containing them are dissolved in water to prepare the cation-containing treatment liquid and the anion-containing treatment liquid.

なお、上記ハロゲンおよびOHアニオン等は、単独で使
用される他、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。
In addition, the above-mentioned halogens and OH anions can be used alone or included together in a cation-containing treatment liquid and/or an anion-containing treatment liquid containing other anions to produce apatite etc. in the wood. It may be prepared as follows.

水に溶解して、上記カチオンを生じさせる無機物として
は、MgC1x 、MgBrt 、Mg5Oa  ・H
z O,Mg (NOx)*  ・6Hs O,CaC
1m 、  CaB rl 、  Ca  (Now)
t 、Ba Clx・2Ht O,BaBr5 、Ba
  (NOx)z 、AlC15、AlBr5 、Al
z  (SOa )s 、AI(Not)s  ・9H
I O,ZnCIt等がその一例として挙げられるが、
これらに限定されることはない、水に熔解して、上記ア
ニオンを生じさせる無機物としては、Nag Cot 
、  (NH4)t COs 、HI SO4、Nag
 304 、  (NH4)zSO4,Hs PO4、
Nag HPO4、(NH4)* HPO4,Hs B
O−、Na Bog 、NH4B Oz等がその一例と
して挙げられるが、やはり、これらに限定されることは
ない。
Inorganic substances that dissolve in water to produce the above cations include MgC1x, MgBrt, Mg5Oa .H
z O,Mg (NOx)* ・6Hs O,CaC
1m, CaBrl, Ca (Now)
t, Ba Clx・2Ht O, BaBr5, Ba
(NOx)z, AlC15, AlBr5, Al
z (SOa)s, AI(Not)s ・9H
Examples include IO, ZnCIt, etc.
Examples of inorganic substances that produce the above anions when dissolved in water include, but are not limited to, Nag Cot
, (NH4)t COs , HI SO4, Nag
304, (NH4)zSO4,HsPO4,
Nag HPO4, (NH4)* HPO4, Hs B
Examples include O-, Na Bog, NH4B Oz, etc., but are not limited thereto.

木材の処理は、このようなカチオン/アニオン含有画処
理液を用いて、つぎのようにして行う。
Wood is processed in the following manner using such a cation/anion-containing image processing solution.

まず、上記カチオン含有処理液、アニオン含有処理液の
うちのいずれか一方を、第1液として、減圧法により木
材中に含浸させる。
First, one of the cation-containing treatment liquid and anion-containing treatment liquid is used as a first liquid and is impregnated into wood by a reduced pressure method.

従来は、この第1液の含浸に先立ち、原料木材を水中に
長時間放置させるなどして、飽水処理を施していたので
あるが、この発明においては、こうした前処理を省くこ
とができる。という゛のも、減圧含浸では、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が注入
されるようになるため、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
いたほうが好ましいからである。ここで、乾燥の程度は
、特に絶乾状態等である必要はなく、繊維飽和含水率(
約30%)以下程度の、あるいは、通常の気乾状態にあ
るものなどを、そのまま用いればよい。
Conventionally, prior to impregnation with the first liquid, the raw material wood was left in water for a long time to undergo water saturation treatment, but in the present invention, such pretreatment can be omitted. This is because in vacuum impregnation, the pressure is reduced in the voids inside the wood, and the treatment liquid is injected into the low-pressure areas, so there are voids within the wood that can create a low pressure. This is because it is preferable that it be dry to some extent. Here, the degree of drying does not need to be particularly bone dry, but the fiber saturated moisture content (
30%) or under normal air-dry conditions may be used as is.

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、
所定の圧力にまで減圧できたところで1〜2時間程度そ
の圧力を保持して、木材内部を減圧にする。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。あるいは別のやり方と
して、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〜
2時間程度保持し、その後大気圧に開放するようにして
もよい。減圧状態としては、特に限定はされないが、充
分な含浸を効率よく行うために、50u+Hg以下程度
になっていることが好ましい。
This reduced pressure impregnation is performed, for example, by the following operation. First, the raw wood is fixed in a vacuum container and the pressure is reduced.
Once the pressure has been reduced to a predetermined level, this pressure is maintained for about 1 to 2 hours to reduce the pressure inside the wood. Thereafter, a treatment liquid is introduced into the container, and once the wood is completely immersed in the liquid, the pressure is returned to normal. Alternatively, as another method, first introduce the treatment liquid into the container and soak the wood, then reduce the pressure from that state and once the predetermined pressure is obtained,
It may be maintained for about 2 hours and then released to atmospheric pressure. The reduced pressure state is not particularly limited, but is preferably about 50 U+Hg or less in order to efficiently perform sufficient impregnation.

つぎに、上記減圧含浸処理後、そのまま常圧下で所定時
間、木材を第1液中に浸漬させてお(。
Next, after the above-mentioned reduced pressure impregnation treatment, the wood is immersed in the first liquid for a predetermined period of time under normal pressure (.

このときの浸漬時間は、木材の材種、板厚、処理液の組
成や濃度等、種々の条件に応じて適宜設定されることが
好ましく、特に限定はされない。目安として一例を挙げ
ると、たとえば15鶴程度の厚みを有する木材であれば
、30分以上、さらには1時間以上程度浸漬することが
好ましい。
The immersion time at this time is preferably set appropriately depending on various conditions such as the type of wood, the thickness of the wood, and the composition and concentration of the treatment liquid, and is not particularly limited. To give an example as a guideline, for example, if the wood has a thickness of about 15 cranes, it is preferable to soak it for about 30 minutes or more, more preferably about 1 hour or more.

その後、第2液として、上記第1液イオンと反応して不
溶性不燃性無機物を生成させる相手方のイオンを含んだ
処理液を用い、通常の常圧下における浸漬含浸を行う。
Thereafter, immersion impregnation is carried out under normal pressure using a second solution containing ions that react with the ions of the first solution to form an insoluble, nonflammable inorganic substance.

こうして含浸処理が行われ、木材内、とりわけ表層部(
たとえば、厚板の表面から1〜2mmの範囲内)に密に
、ムラなく不溶性不燃性無機物が生成する。その後、乾
燥させて改質木材が得られるのであるが、その前に、以
下に述べるような理由から、必要に応じては、溶脱処理
を施して可溶性の未反応イオンおよび副生成物を除去し
たり、水洗等を行って木材表面に生成した不溶性不燃性
無機物を除去したりしてもよい。
In this way, the impregnation process is carried out inside the wood, especially the surface layer (
For example, insoluble, nonflammable inorganic substances are formed densely and evenly within a range of 1 to 2 mm from the surface of the thick plate. After that, modified wood is obtained by drying, but before that, for the reasons described below, leaching treatment is performed to remove soluble unreacted ions and byproducts. Alternatively, insoluble and nonflammable inorganic substances generated on the surface of the wood may be removed by washing with water or the like.

木材内に残される上記可溶性成分は、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、建材用途等と
して不適当になってしまう恐れもあるため、溶脱処理に
よりこれらを適宜除去して、木材の耐水性や耐候性を高
めることができるのである。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。ただし、こうした可溶性成
分のなかにも、その種類により、やはり不燃性であって
、木材の難燃化はもちろん、力学的強化1寸法安定化等
にも寄与できる成分が多く含まれているため、それらを
適宜残すようにして、その分の木材の性能の向上を図る
のも一策である。
The above-mentioned soluble components left in the wood absorb a large amount of water and moisture, and depending on the type, may exhibit deliquescent properties, so if too much of these components remain, the wood absorbs water and moisture.
The moisture absorption becomes too high. This may make the wood unsuitable for use as a building material, so these can be appropriately removed through leaching treatment to improve the water resistance and weather resistance of the wood. This leaching treatment is carried out by providing a post-treatment bath and immersing the material in water for a long time, or leaving it in running water for washing. However, depending on the type of soluble components, there are many components that are nonflammable and can contribute not only to flame retardation of wood but also to mechanical reinforcement, dimensional stabilization, etc. One way to improve the performance of the wood is to leave some of them in place.

また、改質木材の外観、すなわち木質感という点に関し
ては、処理後9、乾燥させられると、木材表面に生成し
た不溶性不燃性無機物が白く析出して、木材全体が粉を
ふいたようになってしまい、外観が損なわれるという恐
れもあるため、処理後の木材に洗浄処理を施して外観を
保つことも有効である。
Regarding the appearance of modified wood, that is, its wood texture, when it is dried after treatment9, insoluble and nonflammable inorganic substances formed on the surface of the wood precipitate white, making the entire wood look powdery. Since there is a risk that the wood will get dirty and the appearance will be damaged, it is also effective to wash the treated wood to maintain its appearance.

なお、この発明にかかる製法が、以上の一実施例に限定
されないことは言うまでもない。たとえば、2液に限ら
ず、さらに第3液、第4液・・・等を用意して、任意の
方法で繰り返し含浸させてもよい。このとき用いられる
カチオンおよびアニオン含有側処理液は、それぞれ同一
種のものであっても、異種のものであっても構わない、
また、必要に応じては、含浸処理後に養生を行って、不
溶性不燃性無機物生成反応を促進させることもできる。
It goes without saying that the manufacturing method according to the present invention is not limited to the above embodiment. For example, not only the two liquids but also a third liquid, a fourth liquid, etc. may be prepared and impregnated repeatedly by any method. The cation- and anion-containing side treatment liquids used at this time may be of the same type or different types,
Further, if necessary, curing may be performed after the impregnation treatment to promote the reaction for producing insoluble and nonflammable inorganic substances.

つぎに、この発明におけるさらに詳しい実施例について
、比較例と併せて説明する。
Next, more detailed examples of the present invention will be described together with comparative examples.

一実施例1− 15罷厚のベイマツ無垢材を減圧容器内に固定して、真
空ポンプにより脱気を行い、容器内の圧力が40Tor
r以下になってから、さらに2時間の脱気を続けた。つ
いで、この減圧状態を保ちながら、容器内に塩化バリウ
ム水溶液(BaC11211□0゜濃度2mol/水1
6.温度60℃、pH5〜6)を注入した。上記第1液
注入完了後、容器内の圧力を常圧に戻し、第1液中に木
材を浸漬したまま1時間静置した。その後、木材を取り
出し、続いて第2液としてのリン酸水素二アンモニウム
水溶液〔(N)l、)、HPO,、濃度3.5 mol
/水IJ、温度60℃7pH5〜6〕中に24時間浸漬
した。
Example 1 - A 15-thick piece of solid Douglas fir was fixed in a vacuum container and degassed with a vacuum pump until the pressure inside the container was 40 Torr.
After the temperature became below r, degassing was continued for another 2 hours. Next, while maintaining this reduced pressure state, a barium chloride aqueous solution (BaC11211□0° concentration 2 mol/water 1
6. Temperature: 60° C., pH: 5-6). After the injection of the first liquid was completed, the pressure inside the container was returned to normal pressure, and the wood was left immersed in the first liquid for one hour. After that, the wood was taken out, followed by a second solution of diammonium hydrogen phosphate aqueous solution [(N)l, ), HPO, concentration 3.5 mol.
/ water IJ, temperature 60°C, pH 5-6] for 24 hours.

上記含浸処理後の木材を、水中に24時間浸漬して熔税
処理を行い、その後乾燥して、改質木材を得た。
The wood after the impregnation treatment was immersed in water for 24 hours to perform a solute treatment, and then dried to obtain a modified wood.

一実施例2〜5および比較例1〜3− 上記実施例1と同様にして、第1表に示した条件で含浸
操作を行い、それぞれ改質木材を得た。
Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 - In the same manner as in Example 1 above, impregnation operations were performed under the conditions shown in Table 1 to obtain modified wood.

ただし、比較例では、第1液減圧含浸後、常圧下におけ
る第1液への浸漬、静置を行わず、直ちに木材を引き上
げるようにした。
However, in the comparative example, after being impregnated with the first liquid under reduced pressure, the wood was immediately pulled up without being immersed in the first liquid under normal pressure and left standing.

得られた改質木材について、不溶性不燃性無機物の含浸
率および表面硬度を調べた。上記無機物の含浸率は、絶
乾した木材の重量に対する不溶性不燃性無機物の含浸重
量比率であり、表面硬度については、パーコール硬度計
を用いた測定を行い、その目盛りを読んで比較した。な
お、未処理の原料木材の硬度はOである。
The impregnation rate of insoluble, nonflammable inorganic substances and surface hardness of the obtained modified wood were investigated. The impregnation rate of the inorganic substance is the weight ratio of the insoluble, nonflammable inorganic substance to the weight of bone-dry wood, and the surface hardness was measured using a Percoll hardness meter, and the scale was read and compared. Note that the hardness of the untreated raw material wood is O.

以上の結果を第1表に示す。The above results are shown in Table 1.

第1表にみるように、第1液の減圧含浸後に1′〜2時
間の浸漬を行った実施例の改質木材は、比較例のものに
比べ、不溶性不燃性無機物の含浸率に大差はなくても、
それらが木材表層部(表面から1〜2fi程度の範囲内
)に集中する形で、均ヨな不溶性不燃性無機物層を形成
して分布しているため、高度な表面硬度が達成されてい
る。
As shown in Table 1, the modified wood of the example, which was soaked for 1' to 2 hours after being impregnated with the first liquid under reduced pressure, showed no significant difference in the impregnation rate of insoluble and nonflammable inorganic substances compared to that of the comparative example. Even without,
A high degree of surface hardness is achieved because they are concentrated in the surface layer of the wood (within a range of about 1 to 2 fi from the surface) and are distributed to form a uniform insoluble, noncombustible inorganic layer.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明にかかる改質木材の製法によれば、木材表層部
に選択的、かつ、均一、緻密に不溶性不燃性無機物を生
成させることができるため、とりわけ、改質木材の表面
硬度をさらに向上させることが可能となる。同時に、難
燃性、防腐・防虫性、寸法安定性、力学的強度等の緒特
性にも優れた改質木材を、効率よく得ることができる。
According to the method for producing modified wood according to the present invention, it is possible to selectively, uniformly, and densely generate insoluble incombustible inorganic substances on the surface layer of the wood, thereby further improving the surface hardness of the modified wood. becomes possible. At the same time, modified wood with excellent properties such as flame retardancy, rot/insect repellency, dimensional stability, and mechanical strength can be efficiently obtained.

代理人 弁理士  松 本 武 彦Agent: Patent Attorney Takehiko Matsumoto

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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種以上の水溶性
無機物水溶液(処理液)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、減圧含浸により最初の含浸処理が行われ
た後の木材を同減圧含浸に用いた処理液中に常圧下で所
定時間浸漬し、その後、つぎの処理液を浸漬含浸させる
ようにすることを特徴とする改質木材の製法。
1 The raw material wood to be modified is individually impregnated with two or more water-soluble inorganic aqueous solutions (treatment liquids) that produce insoluble, non-flammable inorganic substances when mixed to generate and fix the inorganic substances in the wood structure. This is a method for producing modified wood, in which the wood that has been subjected to the first impregnation treatment by vacuum impregnation is immersed in the treatment solution used for the same vacuum impregnation for a predetermined period of time under normal pressure, and then the next process is carried out. A method for producing modified wood, characterized by impregnating it with a treatment solution.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102555005A (en) * 2010-12-17 2012-07-11 浙江林碳木业科技有限公司 Flame-retardant solid wood section, flame-retardant solid wood floor and production method of flame-retardant solid wood section
CN103317576A (en) * 2013-04-23 2013-09-25 浙江林碳木业科技有限公司 Manufacturing method of wide-breadth carbonized board

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