JPH0245103A - 木材の改質処理方法 - 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、木材本来の化粧性や切削性を維持しつ一１木
材に難燃性、防腐性、防虫性、硬度、寸法安定性などの
性質を付与する木材の改質処理方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来からリン酸、リン酸塩、ホウ酸、ホウ酸塩などの水
溶液を木材に塗布、含浸して木材を難燃化したり防腐、
防虫性能を高める処理が行われている。

しかしながら、これらの処理を行っても、上記処理物質
が雨水などによって木材から溶出し、短期間で簡単にそ
の効力が失われることもよく知られている。

一方、これを改善するために、有機系の含燐化合物を用
いたり、メチロールメラミン、メチロール尿素などをリ
ン酸、ホウ酸などで硬化すると共に塩を形成させて不溶
化する改良方法も提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記公知の化合物は木材に対する含浸率
が低かったり、水溶液の可使時間が短かかったり、単に
木材の大きな空隙内に物理的に充填されているのみで微
粉化して脱落してしまう虞れ゛があり、従って、木材の
難燃性付与などの改質効果が不充分であるという問題点
を有する。

本発明はこのような問題点を解消することを目的とした
木材の改質処理方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明による木材の改質処理
方法は、リン酸又はホウ酸を含む水溶液を木材に含浸さ
せ、乾燥後にエポキシ化高級不飽和脂肪酸エステル類を
上記木材に塗布又は含浸して硬化させることを特徴とす
るものである。

上記方法において、リン酸又はホウ酸を含む水溶液とし
ては、リン酸、ホウ酸の酸性塩の水溶液であって、この
ような水溶液としては、例えば、リン酸水素二アンモニ
ウム、リン酸二水素アンモニウム、ホスホン酸水素アン
モニウム、ホスホン酸水素ナトリウム、リン酸水素二ナ
トリウム４、リン酸二水素ナトリウム、次リン酸二水素
二ナトリウム、ピロリン酸二水素二ナトリウム、リン酸
水素二カリウムリン酸二水素カリウム、リン酸二水素カ
ルシウム、リン酸水素アンモニウム・ナトリウムなどが
あるが、好ましいのはリン酸二水素アンモニウム、リン
酸水素二アンモニウムである。

これらの酸性化合物は水溶液としてその濃度は飽和濃度
以下で、通常は５〜６０％である。

さらに、本発明方法において、木材に含浸するに好まし
い水溶液としてはリン酸、ホウ酸のヒドロキシアミン類
の付加酸性塩水溶液を採用することにあり、本発明はこ
のような水溶液の少なくとも一種以上を木材に含浸させ
ることを特徴とするものである。

ヒドロキシアミン類のうち、エタノールアミンが最も安
価で使用に適するものであり、さらに、本発明方法に使
用されるリン酸又はホウ酸のエタノールアミン付加物と
しては、例えば、■水素、２水素リン酸エタノールアミ
ン塩や１水素、２水素ホウ酸エタノールアミン塩及びそ
れらとリン酸、ホウ酸の混合物等であって、非常に水に
溶解し易い化合物であり、これらの水溶液は容易に５０
％以上の濃度で使用でき、−回の含浸処理で容易にリン
、ホウ素の含有量を有効量以上とすることができる。

次に、上記リン、ホウ素を木材中に固定するために使用
するエポキシ化高級不飽和酸エステルとはアマニ油、大
豆油などを有機過酸でエポキ・シ化したものや、アマニ
油、大豆油などの脂肪酸のモノ、ジエステルを同じく過
酸でエポキシ化した化合物が含まれる。

これらのエポキシ化合物は木材への含浸性が良好である
が、その他に粘度を下げる目的で脂肪族のグリシジルエ
ーテルや物性改善の目的のために芳香族のグリシジルエ
ーテルなども併用することもできる。

なお、含浸に使用するエポキシ化合物の硬化剤としては
、ルイス酸、ブレンステッド酸系の潜在性硬化剤や有機
多塩基酸無水物などの硬化剤も併用することができる。

本発明方法の実施態様は種々あるが、最も一般的な方法
は前記リン酸又はホウ酸とヒドロキシアミン類を水に混
合して得られる酸性塩水溶液を木材に浸漬又は減圧−加
圧することにより材中に含浸させた後１００°Ｃ前後で
乾燥する等、木材中の水分を除去し、しかるのち、エポ
キシ化合物の液状組成物を含浸して８０〜１８０°Ｃ１
好ましくは１００〜１５０°Ｃの温度に数分〜数時間加
熱して反応硬化させることによって実施することができ
る。

〔作　　　用〕

木材に含浸させるリン酸、ホウ酸を含む水溶液としては
、リン酸、ホウ酸のみの水溶液、或いはリン酸、ホウ酸
の酸性塩の水溶液であってもよいが、リン酸、ホウ酸の
ヒドロキシアミン類の付加酸性塩は水に対する溶解度が
高く、５０％以上の濃度の水溶液を容易に木材細胞壁中
の微細空隙まで含浸できる。即ち、ヒドロキシアミンは
無機酸と反応しない官能基をフリーで残し易くし、少量
添加するだけで水への溶解度を大きくする作用を奏する
ものである。

こうして、木材中に上記水溶液を含浸させ、次いで乾燥
させたのち、エポキシ化高級不飽和酸エステル類を木材
に塗布含浸させると、リン酸等の触媒作用でエポキシ基
が開環付加してエステル結合を形成し、その上、樹脂中
及びヒドロキシアミン類等のヒドロキシル基ともエーテ
ル化結合が生じ硬化が進む。さらに、エポキシ化高級不
飽和酸のエポキシ基がセルロース等の木材成分のヒドロ
キシル基ともエーテル結合を生成する。

その結果、木材からのリン酸、ホウ酸等の溶脱を防いで
いると予測される。

このように、合成樹脂を単に木材中の空隙に充填してリ
ン酸、ホウ酸の流出を防止しているのでないので、水中
浸漬や屋外曝露等の過酷な条件下にあっても難燃、防腐
防虫性を維持できると共に木材細胞壁へのバルキング効
果により寸法安定性も高くなるものである。

以下、本発明の実施例を比較例と共に更に詳細に説明す
るが、これらは本発明の全てを包含するものではない。

〔実施例　１〕 ホウ酸１５０重量部、モノエタノールアミン５０重量部
、水１００重量部よりなる酸性塩水溶液に、厚さ１．３
＋ａｍのベイツガ単板を浸漬し、常温で３０トールの減
圧下において上記水溶液を単板に含浸した後、１０５℃
の送風乾燥機中で乾燥した。乾燥単板はホウ酸を４０重
景％（全重量基準の平均値）含有していた。

次いで、上記乾燥単板にカチオン重合性潜在硬化剤を含
むエポキシ化アマニ油（エポキシ酸素９゜２％）を減圧
含浸したのち１２０°Ｃ１２時間加熱し硬化させた。

得られた単板は難燃性で火焔によっても発煙なしに炭化
し、且つ防腐、防蟻性を有し、外観は硬質でｗｐｃ様で
あった。

〔比較例　１〕 実施例１で用いた酸性塩水溶液を１．３１厚ベイツガ単
板に含浸した後、１０５°Ｃの送風乾燥機中で乾燥した
。

〔実施例　２〕 ホウ酸２５０重量部、リン酸１８０重量部、モノエタノ
ールアミン２１０重足部、水３６０重量部よりなる水溶
液を調整し、実施例１と同様に１　、３ｍｍ厚さのベイ
ツガ単板に該水溶液を含浸乾燥し、次いでエポキシアマ
ニ油を含浸したのち、硬化させた。

こうして得られた処理単板は、火焔を近づけても着火し
難く、加熱部がガラス質の泡で覆われて炭化するのみで
あり、防蟻性においても優れたものであった。

〔比較例　２〕 市販のリン酸アンモニア系の難燃化剤を１．３ｍｍ厚さ
のベイツガ単板に含浸して乾燥した。

以上の実施例及び比較例より得た処理単板を常温で水に
浸漬して３０トールの減圧下に２時間排気した後、常圧
で飽水状態まで放置し、その後、水洗するという水抽出
テストを行った。

その結果を表１に示す。

（以下空白） 表−に 油０１８０Ａはアデカアーガス化学■製、オプトンＣＰ
−６６は旭電化■製である。

水抽出テスト後、実施例２と比較例２との単板に火焔を
近づけると、実施例２では試験前とほぼ同様の性能を示
すが、比較例２では着火して全く難燃性がなくなってい
た。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の木材の改質処理方法によれば、木
材内に含浸させられたリン酸やホウ酸がエポキシ化高級
不飽和酸エステル類によって木材からの水溶出が確実に
防止され、長期間に亘って優れた難燃性と防腐、防虫性
が得られ、しかも、処理木材の外観はＷＰＣ様で塗装可
能であり、硬度、寸法安定性にも優れた改質木材を得る
ことができるものであって、建材などに使用される木材
の保存性向上等においても極めて有効なものである。

又、本発明において、リン酸、ホウ酸をヒドロキシアミ
ン類の付加酸性塩水溶液として木材に含浸させることに
より、リン酸又はホウ酸を高い含有率でもって木材に含
浸させることができ、−層優れた難燃性を付与すること
ができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、リン酸又はホウ酸を含む水溶液を木材に含浸さ
   せ、乾燥後にエポキシ化高級不飽和脂肪酸エステル類を
   上記木材に塗布又は含浸して硬化させることを特徴とす
   る木材の改質処理方法。
2. （２）、リン酸又はホウ酸のヒドロキシアミン類の付加
   酸性塩水溶液の少なくとも一種以上を木材に含浸させ、
   乾燥後にエポキシ化高級不飽和脂肪酸エステル類を上記
   木材に塗布又は含浸して硬化させることを特徴とする木
   材の改質処理方法。