JPH04259505A - 改質木材の製法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、住宅設備、建築材料
等として用いられる改質木材の製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】木質材料の大きな欠点として、耐久性が
低いことが挙げられる。耐久性には、水分の吸放湿に伴
う膨潤・収縮による劣化、腐朽菌による木材成分の腐朽
、光による木材成分の酸化による劣化、などの複雑な要
因が絡んでいる。木材の外部使用を考える上で、特に耐
久性に影響するものは、水分による膨潤・収縮による割
れや反りであるといわれ、次に、紫外線による木材成分
の劣化（変色）であるとされている。

【０００３】膨潤・収縮を抑制する寸法安定化の方法と
しては、以下のようなものが挙げられる。 （ａ）化学修飾 木材成分のセルロースの水酸基を他の疎水基に置換させ
ることにより、木材の吸湿性や寸法変化を減少させる方
法である。化学修飾を行うための化合物としては、酸無
水物、ハロゲン化有機酸、エポキシド、ハロゲン化アル
キル、イソシアネート類、ホルマリン等が挙げられる。 その問題点としては、未反応物あるいは反応残さが残留
することにより、異臭がしたり、酸による木材の強度劣
化、反応工程が複雑であることなどが挙げられる。 （ｂ）ＷＰＣ 木材内に、スチレンやメタクリル酸メチル等のモノマー
を溶媒下で含浸させた後、加熱あるいは電子線放射など
により、不溶化した樹脂を生成させる方法である。寸法
安定性以外に、硬度や摩耗性も向上させることができる
。その問題点としては、モノマーが疎水性を持つために
、木材の細胞壁内に含浸しにくいこと、そのために、高
い寸法安定性を得るためには、５０〜１００％の樹脂含
浸量を有することや、木材表面の木質感がなくなること
が挙げられる。 （ｃ）水溶性樹脂によるバルキング ポリエチレングリコールあるいはポリエチレングリコー
ルモノメタクリレートなどの水溶性樹脂を木材の細胞壁
内に含浸させ、それらを乾燥、硬化させることにより、
寸法安定性を向上させる方法である。水溶性であるため
、扱い易く、細胞壁内まで含浸させることができるが、
耐光性が低いという欠点を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の上
記諸方法には、それぞれ長所短所があるが、水溶性樹脂
によるバルキング方法は、寸法安定効果の顕著性、作業
の容易性などから、優れた方法であるので、前記耐光性
の問題が解消できれば、極めて実用性の高い方法と言え
る。

【０００５】前記耐光性の問題に関して、塗料の分野で
は、シリコン系やフッ素系で耐光性の良いものを塗料中
に混入したり、紫外線を吸収し易い化合物を塗料中に混
入することで、耐光性を向上させるようにしている。し
かし、塗料においては、耐光性よりもむしろ、塗料と木
材との接着性が重要である。つまり、いくら塗料の耐光
性が良くとも、木材の吸放湿の繰り返しによる膨潤・収
縮応力が塗料と木材の接着性を低下させて、塗料が木材
から剥離したり、木材内に亀裂が生じるというような問
題点が生じるのは困る。したがって、上記技術を木材の
改質に応用する場合でも、木材自体の寸法安定化に加え
て、接着性を損なわずに耐光性を付与する処理が必要と
される。

【０００６】この発明は、以上の事情に鑑み、接着性を
損なわずに耐光性を付与し、合わせて寸法安定性に優れ
た改質木材を容易に、効率よく製造する方法を提供する
ことを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明にかかる改質木材の製法は、水溶性樹脂と
水に可溶な紫外線吸収剤を含む水溶液を木材に含浸させ
たのち、前記水溶性樹脂と紫外線吸収剤を木材内に定着
させるようにしている。この発明に用いられる改質のた
めの原料木材としては、特に限定されず、原木丸太、製
材品、スライス単板、合板等が例示される。それらの樹
種等についても限定されることはない。

【０００８】水溶性樹脂として用いられるものは、硬化
することで不溶化するものであればよく、たとえば、ポ
リエチレングリコールモノ（ジ）メタアクリレート、ポ
リエチレングリコールモノ（ジ）アクリレートのような
不飽和ポリエステルやメチロールアクリルアミド（ＭＡ
Ｍ）が挙げられるが、とくに、メチロールアクリルアミ
ドが好ましい。これら水溶性樹脂の配合量は、特に限定
されないが、水１００部（重量部。以下同じ）に対して
、１０〜３０部が好ましい。

【０００９】紫外線吸収剤は、３００〜４００ｎｍの紫
外線を吸収し、それ自体は変化することなく、そのエネ
ルギーを熱として輻射するものであり、木材の表面を被
覆することによって木材の光による酸化を防ぐ作用をも
つ。この紫外線吸収剤を木材内に固定するためには、ポ
リマー内に分散させるか、ポリマーに反応させることが
必要である。改質処理の作業性向上のためには、水溶性
のものであることが必要である。

【００１０】このような水溶性の紫外線吸収剤としては
、サリチル酸系として、フェニルサリシレート、Ｐ−ｔ
ｅｒ−ブチルフェニルサリシレート、ベンゾフェノン系
として、２，４−ジヒドロキソベンゾフェノン、２−ヒ
ドロキシ４−メトキシ５−スルホベンゾフェノン、２−
ヒドロキシ４−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロ
キシ４−ドデシルオキシベンゾフェノン、シアノアクリ
レート系として、２−エチルヘキシル２−シアノ３，３
−ジフェニルアクリレート等が挙げられる。これらの紫
外線吸収剤の配合は、水１００部に対して０．１〜２０
部が使用される。

【００１１】これらの紫外線吸収剤のうち、水酸基を有
するいくつかのものは、メチロールアクリルアミドのメ
チロール基と反応可能であり、樹脂の３次元化による不
溶化とともに、紫外線吸収剤を木材内に定着させること
が可能である。メチロールアクリルアミドの自己架橋及
び紫外線吸収剤との架橋に有効な触媒としては、例えば
、塩化アンモニウム、燐酸水素アンモニウム、燐酸水素
ナトリウム等の酸性触媒が挙げられるが、特に限定され
ない。配合は、水溶性樹脂１００部にたいして、１〜１
０部が使用される。

【００１２】処理液の木材への含浸方法は、減圧、加圧
による含浸方法あるいは、飽水状態にある木材に浸漬置
換する方法などがあるが、特に限定されない。また、化
合物を反応させる方法としては、加熱乾燥、高周波乾燥
、電子線照射などが挙げられるが、特に限定されない。 加熱乾燥では、１２０〜１５０℃程度の温度で十分反応
が進む。

【００１３】

【作用】この発明による改質木材の製法では、水溶性樹
脂と水に可溶な紫外線吸収剤を含む水溶液を木材に含浸
させるようにしているが、この処理液は水溶液であるた
め、取扱い易く、かつ臭気が少なくて作業性がよい。水
溶性樹脂は寸法安定性をもたらし、紫外線吸収剤は耐光
性をもたらす。この発明の方法では、化合物が不溶化す
るため、木材表面へのしみ出し、変色の恐れがない。

【００１４】

【実施例】次に、この発明を実施例と比較例によってさ
らに具体的に説明する。 −実施例１− 水１００部に対して、メチロールアクリルアミド２０部
、フェニルサリシレート５部、触媒としての塩化アンモ
ニウム０．５部を加え、この処理液を、接線方向、半径
方向３０ミリ、繊維方向に５ミリのヒノキ材５枚に減圧
（５０ｍｍＨｇ）注入し、減圧下に３時間置いた。次に
、処理液を含浸させた単板を１５０℃で１時間加熱乾燥
させることにより、改質木材を得た。

【００１５】−実施例２− 水１００部に対して、メチロールアクリルアミド２０部
、２，４−ジヒドロキソベンゾフェノン５部、触媒とし
ての燐酸水素アンモニウム０．５部を加え、この処理液
を、接線方向、半径方向３０ミリ、繊維方向に５ミリの
ヒノキ材５枚に減圧（５０ｍｍＨｇ）注入し、減圧下に
３時間置いた。次に、処理液を含浸させた単板を１５０
℃で１時間加熱乾燥させることにより、改質木材を得た
。

【００１６】−実施例３− 水１００部に対して、メチロールアクリルアミド２０部
、２−エチルヘキシル２−シアノ３，３−ジフェニルア
クリレート５部、触媒としての燐酸水素アンモニウム０
．５部を加え、この処理液を、接線方向、半径方向３０
ミリ、繊維方向に５ミリのヒノキ材５枚に減圧（５０ｍ
ｍＨｇ）注入し、減圧下に３時間置いた。次に、処理液
を含浸させた単板を１５０℃で１時間加熱乾燥させるこ
とにより、改質木材を得た。

【００１７】−比較例− 水１００部に対して、メチロールアクリルアミド２０部
、触媒としての燐酸水素アンモニウム０．５部を加え、
この処理液を、接線方向、半径方向３０ミリ、繊維方向
に５ミリのヒノキ材５枚に減圧（５０ｍｍＨｇ）注入し
、減圧下に３時間置いた。次に、処理液を含浸させた単
板を１５０℃で１時間加熱乾燥させることにより、改質
木材を得た。

【００１８】上記の実施例及び比較例について、飽水処
理及び全乾処理を行い、それぞれ重量、寸法を求めた。 それらの値から、以下の式により、含浸率、抗膨潤能（
ＡＳＥ）を求めた。さらに、屋外暴露６か月後、色差の
測定により、耐光性の評価を行った。

【００１９】

【数１】

【００２０】

【数２】

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成され、含
浸樹脂と紫外線吸収剤がともに水溶性であるため、処理
工程が容易であり、さらに耐光性を有する紫外線吸収剤
を樹脂と共に木材内に定着させることで接着性の問題を
解消し、木材に対して高い寸法安定性を付与することを
可能とした。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　水溶性樹脂と水に可溶な紫外線吸収剤
   を含む水溶液を木材に含浸させたのち、前記水溶性樹脂
   と紫外線吸収剤を木材内に定着させるようにする改質木
   材の製法。
2. 【請求項２】　　水溶性樹脂が不飽和ポリエステルおよ
   びメチロールアクリルアミドのなかから選ばれた少なく
   とも１種であり、水に可溶な紫外線吸収剤がサリチル酸
   系としてのフェニルサリシレート、Ｐ−ｔｅｒ−ブチル
   フェニルサリシレート、ベンゾフェノン系としての２，
   ４−ジヒドロキソベンゾフェノン、２−ヒドロキシ４−
   メトキシ５−スルホベンゾフェノン、２−ヒドロキシ４
   −オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ４−ドデ
   シルオキシベンゾフェノン、シアノアクリレート系とし
   ての２−エチルヘキシル２−シアノ３，３−ジフェニル
   アクリレートのなかから選ばれた少なくとも１種である
   請求項１記載の改質木材の製法。