JPH05269707A - Manufacture of modified lumber - Google Patents

Manufacture of modified lumber

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JPH05269707A
JPH05269707A JP6840892A JP6840892A JPH05269707A JP H05269707 A JPH05269707 A JP H05269707A JP 6840892 A JP6840892 A JP 6840892A JP 6840892 A JP6840892 A JP 6840892A JP H05269707 A JPH05269707 A JP H05269707A
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JP
Japan
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wood
formaldehyde
reaction
reaction vessel
lumber
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Application number
JP6840892A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Arihiro Adachi
有弘 足立
Hiroaki Usui
宏明 碓氷
Hiroyuki Ishikawa
博之 石川
Satoru Konishi
悟 小西
Kenji Onishi
兼司 大西
Ryusuke Honda
龍介 本田
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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 enable an improvement in productivity and a reduction of cost, by a method wherein formalizing reaction is performed uniformly up to the inside of lumber even if raw material lumber is thick. CONSTITUTION:A lumber veneer which is under almost a dried state is put into a pressurizable reaction vessel whose temperature rise is performed beforehand. Trioxane is put into the reaction vessel by such quantity as the density of 30-300mol/m<3> per capacity of the reaction vessel is attained by converting into a holmaldehyde monomer. Then the vessel is closed tightly and the inside of the vessel is made into a decompressed state by making use of a vacuum pump. Immediately after that, sulfur dioxide SO2 is introduced. Hormalizing reaction is made to perform after that. Then residual gas within the reaction vessel is decompressed and exhausted sufficiently and modified lumber is obtained. With this construction, since a rate of reaction is high, modified lumber which is superior in various functions such as dimensional stability, water resistance, weather resistance, stainproofness, corrosion proofness and insectproofness can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing modified wood used as housing equipment, building materials and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】木材に寸法安定性を付与する方法の一つ
として、ホルマール化処理が古くから行われている。ホ
ルマール化は、木材成分(セルロース、ヘミセルロー
ス、リグニン等)の親水性水酸基間をホルムアルデヒド
で架橋する反応である。このような架橋により木材の親
水性が低減し、5〜10%程度の低い重量増加率で50
〜60%の高い寸法安定性を得ることができる。
2. Description of the Related Art Formalization has long been performed as one of methods for imparting dimensional stability to wood. Formalization is a reaction in which the hydrophilic hydroxyl groups of wood components (cellulose, hemicellulose, lignin, etc.) are crosslinked with formaldehyde. The hydrophilicity of wood is reduced by such cross-linking, and the weight increase rate is as low as 5 to 10%.
High dimensional stability of ~ 60% can be obtained.

【0003】従来のホルマール化処理法は、ホルムアル
デヒド供給源としてパラホルムアルデヒド、トリオキサ
ン、テトラオキサン等のホルムアルデヒド誘導体を用
い、ホルマール化反応触媒として二酸化硫黄や、塩化水
素、塩化亜鉛、塩化鉄、塩化マグネシウム、塩化アンモ
ニウム等の塩化物、硫酸鉄等の硫酸塩、ホウ酸およびホ
ウ酸塩等の酸触媒を用い、反応容器中、気相、液相下で
原料木材を加熱するものであった。特に、ホルムアルデ
ヒド供給源としてトリオキサンやテトラオキサンを用
い、反応触媒として二酸化硫黄を用いるとともに、前記
トリオキサンやテトラオキサンのホルムアルデヒドへの
分解を促進する助触媒として硫酸鉄等を用いて気相処理
を行った場合、酸による変色や強度劣化が小さいとされ
ている。
In the conventional formalization treatment method, formaldehyde derivatives such as paraformaldehyde, trioxane and tetraoxane are used as a formaldehyde supply source, and sulfur dioxide, hydrogen chloride, zinc chloride, iron chloride, magnesium chloride and chloride are used as a formalization reaction catalyst. A raw material wood was heated in a gas phase or a liquid phase in a reaction vessel using a chloride such as ammonium, a sulfate such as iron sulfate, and an acid catalyst such as boric acid and borate. In particular, when trioxane or tetraoxane is used as a formaldehyde supply source, and sulfur dioxide is used as a reaction catalyst, and when gas phase treatment is performed using iron sulfate or the like as a co-catalyst for promoting decomposition of the trioxane or tetraoxane into formaldehyde, It is said that discoloration and strength deterioration due to acid are small.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の従来
法によりホルマール化処理された木材は、木材表面から
内部に2〜3mm程度までしかホルマール化反応が起こっ
ておらず、また、反応率も低いため、特に木材の厚さが
厚くなると、十分な性能が得られないという欠点を持っ
ていた。また、反応容器容積に対する木材容積の割合を
増やした場合は、木材当たりのホルムアルデヒド誘導体
量が相対的に低くなるため、十分な性能が得られなくな
るとともに、木材の変色が大きくなるという問題があっ
た。
However, the wood formalized by the above-mentioned conventional method has a formalization reaction only up to about 2 to 3 mm from the surface of the wood and has a low reaction rate. Therefore, there is a drawback that sufficient performance cannot be obtained, especially when the thickness of wood becomes thick. In addition, when the ratio of the volume of wood to the volume of the reaction vessel is increased, the amount of formaldehyde derivative per wood becomes relatively low, so that sufficient performance cannot be obtained and the discoloration of wood becomes large. ..

【0005】そこで、この発明は、原料木材の厚さが厚
くても、木材内部まで均一にホルマール化反応させるこ
とができ、しかもその反応率が高いため、高寸法安定性
等の優れた性能を有する改質木材を得ることができると
ともに、反応容器容積に対する木材容積の割合を高くす
ることができるため、生産性の向上およびコストの削減
が可能である方法を提供することを課題とする。
Therefore, according to the present invention, even if the raw material wood is thick, it is possible to cause the formalization reaction even inside the wood, and since the reaction rate is high, excellent performance such as high dimensional stability is achieved. It is an object of the present invention to provide a method capable of improving the productivity and reducing the cost, since the ratio of the volume of wood to the volume of the reaction vessel can be increased while the modified wood of the present invention can be obtained.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、発明者らは種々検討を重ねた。その結果、以下のこ
とを実験で確認して、この発明を完成した。すなわち、
ホルムアルデヒドおよび/またはその誘導体の蒸気の濃
度を所定範囲内で高くすれば、それらの蒸気の木材内へ
の浸透、拡散が促進されるため、原料木材の厚さが厚く
ても、木材内部まで均一にホルマール化反応させること
ができ、しかもその反応率が向上する。また、反応容器
容積に対する木材容積の割合を高くすることが可能にな
るということである。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the inventors have made various studies. As a result, the present invention has been completed by confirming the following by experiments. That is,
If the vapor concentration of formaldehyde and / or its derivative is increased within a specified range, the penetration and diffusion of these vapors into the wood will be promoted, so even if the raw wood is thick, it will be even inside the wood. The formalization reaction can be carried out and the reaction rate is improved. In addition, it is possible to increase the ratio of the wood volume to the reaction vessel volume.

【0007】したがって、この発明にかかる改質木材の
製法は、ホルムアルデヒドおよび/またはその誘導体の
蒸気と酸触媒の存在下で原料木材を加熱する改質木材の
製法において、ホルムアルデヒドおよび/またはその誘
導体の蒸気の濃度が、ホルムアルデヒドモノマーに換算
して30〜300モル/m3であることを特徴とするもの
である。
Therefore, the method for producing modified wood according to the present invention is a method for producing modified wood in which raw material wood is heated in the presence of steam of formaldehyde and / or its derivative and an acid catalyst. The vapor concentration is 30 to 300 mol / m 3 in terms of formaldehyde monomer.

【0008】この発明で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、たとえば、原木丸太、
製材品、スライス単板、ロータリー単板、合板等が挙げ
られる。それらの樹種等についても、何ら限定されな
い。原料木材は、余分な水分が取り除かれ、乾燥したも
の、たとえば、含水率が繊維飽和点以下、具体的には2
0%以下であるものが好ましい。これは、ホルマール化
時に余分な水分があると、ホルムアルデヒドモノマーが
この水分により重合してオキシメチレン鎖になりやす
く、もしもオキシメチレン鎖になった場合、寸法安定性
向上効果が小さくなるとともに、酸触媒との作用により
木材の変色等が大きくなり、好ましくないからである。
ただし、後で詳しく述べる酸触媒の中には、水を必要と
するものがある。たとえば、二酸化硫黄の場合、これが
ホルムアルデヒドと水と反応してヒドロキシメチルスル
ホン酸を生じ、このヒドロキシメチルスルホン酸が木材
成分間の架橋を促進するため、水が必要となる。このた
め、水を必要とする触媒を用いる場合は、木材の乾燥の
程度を調整することが好ましい。
The raw material wood for reforming used in the present invention is not particularly limited. For example, raw wood logs,
Lumber products, sliced veneer, rotary veneer, plywood and the like can be mentioned. There is no limitation on the species of the trees. The raw material wood has been dried to remove excess water, for example, has a water content below the fiber saturation point, specifically 2
It is preferably 0% or less. This is because if there is excess water during formalization, the formaldehyde monomer is easily polymerized by this water to form an oxymethylene chain, and if it becomes an oxymethylene chain, the dimensional stability improving effect is reduced and the acid catalyst This is because the discoloration of the wood becomes large due to the action of and, which is not preferable.
However, some acid catalysts described in detail later require water. For example, in the case of sulfur dioxide, water is required because it reacts with formaldehyde to water to produce hydroxymethyl sulfonic acid, which promotes cross-linking between wood components. Therefore, when using a catalyst that requires water, it is preferable to adjust the degree of drying of wood.

【0009】このような木材の含水率調整のための乾燥
の方法としては、たとえば、風乾、真空乾燥、熱風乾
燥、高周波加熱、電子線照射等が挙げられ、特に限定さ
れない。これらの方法を併用してもよい。この発明で用
いられるホルムアルデヒド誘導体とは、ホルムアルデヒ
ドの供給剤を意味する。このホルムアルデヒド供給剤と
しては、特に限定はされないが、たとえば、パラホルム
アルデヒド、トリオキサン、テトラオキサン等のように
熱分解してホルムアルデヒドモノマーを生じるもの等が
挙げられる。これらは、1種または2種以上を用いるこ
とができる。また、これらのうち、トリオキサンやテト
ラオキサンは、固体ではホルマリン臭がなく、容易に昇
華し、しかも分解時にホルムアルデヒドモノマーが得や
すいという利点を有するため、トリオキサンやテトラオ
キサンの使用が好ましい。
Examples of the drying method for adjusting the water content of such wood include air drying, vacuum drying, hot air drying, high frequency heating, electron beam irradiation and the like, and are not particularly limited. You may use these methods together. The formaldehyde derivative used in the present invention means a formaldehyde supplier. The formaldehyde supply agent is not particularly limited, but examples thereof include those which generate a formaldehyde monomer by thermal decomposition such as paraformaldehyde, trioxane, and tetraoxane. These can use 1 type (s) or 2 or more types. Further, among these, trioxane and tetraoxane are advantageous in that they do not have a formalin odor when they are solid, they easily sublime, and formaldehyde monomers are easily obtained upon decomposition. Therefore, it is preferable to use trioxane and tetraoxane.

【0010】この発明では、ホルマール化反応触媒とし
て酸触媒を用いることが必要である。用いられる酸触媒
としては、特に限定はされないが、たとえば、二酸化硫
黄や、塩化水素、塩化亜鉛、塩化鉄、塩化マグネシウ
ム、塩化アンモニウム等の塩化物、硫酸鉄等の硫酸塩、
ホウ酸およびホウ酸塩等が挙げられる。これらの酸触媒
のうち、特に、二酸化硫黄を使用した場合は、木材の強
度劣化や変色が、比較的小さくなるので、二酸化硫黄を
用いることが望ましい。酸触媒は、1種のみ用いてもよ
いし、2種以上を併用してもよい。
In the present invention, it is necessary to use an acid catalyst as the formalization reaction catalyst. The acid catalyst used is not particularly limited, but for example, sulfur dioxide, chlorides such as hydrogen chloride, zinc chloride, iron chloride, magnesium chloride, ammonium chloride, sulfates such as iron sulfate,
Examples thereof include boric acid and borate. Among these acid catalysts, particularly when sulfur dioxide is used, it is desirable to use sulfur dioxide because the strength deterioration and discoloration of wood become relatively small. The acid catalyst may be used alone or in combination of two or more.

【0011】なお、上述の酸触媒は、ホルマール化反応
を促進する効果の他に、ホルムアルデヒド誘導体からホ
ルムアルデヒドモノマーへの分解を促進する効果もあ
る。そのため、必要に応じては、2種以上の酸触媒を用
い、それらの一部は主にホルムアルデヒドモノマーへの
分解を促進する助触媒として用い、残りのものはホルマ
ール化反応触媒として用いるようにしてもよい。たとえ
ば、硫酸鉄を主にホルムアルデヒドモノマーへの分解助
触媒として用い、二酸化硫黄をホルマール化反応触媒と
して用いるようにしてもよい。なお、ホルムアルデヒド
誘導体からホルムアルデヒドモノマーへの分解を促進す
る助触媒としては、酸触媒以外の触媒を用いることも可
能である。
In addition to the effect of promoting the formalization reaction, the above-mentioned acid catalyst also has the effect of promoting the decomposition of formaldehyde derivative into formaldehyde monomer. Therefore, if necessary, two or more kinds of acid catalysts are used, some of them are mainly used as co-catalysts for promoting decomposition into formaldehyde monomers, and the rest are used as formalization reaction catalysts. Good. For example, iron sulfate may be used mainly as a decomposition promoter to formaldehyde monomers, and sulfur dioxide may be used as a formalization reaction catalyst. It is also possible to use a catalyst other than an acid catalyst as the co-catalyst for promoting the decomposition of the formaldehyde derivative into formaldehyde monomer.

【0012】酸触媒に対するホルムアルデヒドおよび/
またはその誘導体のモル比は、ホルムアルデヒドモノマ
ーに換算して10〜100の範囲内であることが好まし
い。このモル比が100を超えると、酸触媒の量が少な
すぎるためにホルマール化の反応率が低下し、ホルマリ
ン臭が残ったり、十分な性能の改質木材が得られなかっ
たりする傾向にあり、モル比が10を下回ると、酸触媒
の量が多すぎるために、木材の変色が大きくなり、木材
の美観や木質感が失われたり、木材の強度劣化が大きく
なったりする傾向にあるからである。
Formaldehyde and // for acid catalysts
Alternatively, the molar ratio of the derivative is preferably in the range of 10 to 100 in terms of formaldehyde monomer. If this molar ratio exceeds 100, the reaction rate of formalization is lowered because the amount of the acid catalyst is too small, and there is a tendency that a formalin odor remains or modified wood having sufficient performance cannot be obtained. When the molar ratio is less than 10, the amount of the acid catalyst is too large, so that the discoloration of the wood becomes large, the aesthetics and texture of the wood are lost, and the strength deterioration of the wood tends to be large. is there.

【0013】ホルマール化の反応条件については、特に
限定はされないが、たとえば、木材の加熱温度は90〜
120℃が好ましい。木材の雰囲気の圧力は500〜2
000torrが好ましく、760〜2000torrがより好
ましい。このような圧力下でホルマール化を行うと、ホ
ルムアルデヒドの木材内への浸透、拡散が促進されるた
めに、処理可能な木材の材厚や処理量がより大きくなる
とともに、木材重量当たりの反応率もより高くなるから
である。
The reaction conditions for formalization are not particularly limited. For example, the heating temperature of wood is 90 to
120 ° C. is preferred. The pressure of the atmosphere of wood is 500-2
000 torr is preferable, and 760 to 2000 torr is more preferable. When formalization is carried out under such a pressure, the penetration and diffusion of formaldehyde into the wood is promoted, which makes the wood thickness and treatment amount of treatable wood larger and the reaction rate per weight of wood. Is also higher.

【0014】木材のホルマール化は、通常、反応容器
(反応槽)内で行う。上述のように、減圧下または加圧
下でホルマール化を行う場合があり、その場合は、反応
容器は耐圧性を持つものであることが必要である。この
発明の改質木材の製法は、特に限定されるわけではない
が、たとえば、以下のようにして行う。
Formalization of wood is usually carried out in a reaction vessel (reaction tank). As described above, the formalization may be carried out under reduced pressure or increased pressure, and in that case, the reaction vessel needs to have pressure resistance. The method for producing the modified wood of the present invention is not particularly limited, but is performed as follows, for example.

【0015】まず、加温した反応容器内に、所定量の原
料木材およびホルムアルデヒド誘導体を入れる。液体ま
たは固体状の酸触媒を用いる場合は、この時に一緒に反
応容器に所定量入れる。真空ポンプを用いて容器内を減
圧状態にする。この時の減圧度は300torr以下が好ま
しい。その後、真空ポンプを止め、反応容器を所定温度
に加熱保持する。なお、この加熱保持は、気体状の酸触
媒を用いる場合には、その所定量を反応容器に導入した
後で行う。
First, a predetermined amount of raw material wood and formaldehyde derivative are put into a heated reaction vessel. When a liquid or solid acid catalyst is used, at this time, a predetermined amount is put together in the reaction vessel. The inside of the container is depressurized using a vacuum pump. The degree of pressure reduction at this time is preferably 300 torr or less. Then, the vacuum pump is stopped and the reaction container is heated and maintained at a predetermined temperature. When a gaseous acid catalyst is used, this heating and holding is carried out after introducing a predetermined amount of the acid catalyst into the reaction vessel.

【0016】次に、所定時間を加熱を行い、ホルマール
化反応を行わせた後、反応容器内の気体を加熱下で減圧
排気する。この排気を十分行うことにより木材内の未反
応気体をほとんど除去することができる。以上の工程か
ら、改質木材が得られる。
Next, after heating for a predetermined time to carry out the formalization reaction, the gas in the reaction vessel is exhausted under reduced pressure while being heated. By sufficiently exhausting this gas, most of the unreacted gas in the wood can be removed. Modified wood is obtained from the above steps.

【0017】[0017]

【作用】ホルムアルデヒドおよび/またはその誘導体の
蒸気と酸触媒の存在下で原料木材を加熱するようにする
と、木材内にホルムアルデヒドモノマー(HCHO)と
酸触媒が拡散、浸透し、木材内で、下式化1で表される
ようなホルマール化反応が進行し、木材成分が有する親
水性水酸基間にホルムアルデヒドが架橋する。
When the raw material wood is heated in the presence of the vapor of formaldehyde and / or its derivative and the acid catalyst, the formaldehyde monomer (HCHO) and the acid catalyst diffuse and penetrate into the wood, and the following formula The formalization reaction represented by Chemical Formula 1 proceeds, and formaldehyde crosslinks between the hydrophilic hydroxyl groups of the wood component.

【0018】[0018]

【化1】 [Chemical 1]

【0019】(式中、R-(OH)n は木材成分を表す。)す
ると、木材の親水性が低下する。その結果、木材の水分
吸収量が少なくなるので、水分吸収による木材の膨張が
小さくなるとともに、乾燥時、水の蒸発量が少なくなる
ので、水分蒸発による木材の収縮が小さくなることによ
り、木材の寸法安定性が向上する。また、ホルマール化
により、寸法安定性の他に、耐水性、耐候性、防汚染
性、防腐・防虫性等も付与される。
(Wherein R- (OH) n represents a wood component), the hydrophilicity of wood decreases. As a result, the amount of water absorbed by the wood decreases, and the expansion of the wood due to the water absorption decreases, and the amount of water evaporation during drying decreases. Dimensional stability is improved. In addition to the dimensional stability, the formalization also imparts water resistance, weather resistance, antifouling properties, antiseptic / insect proof properties, and the like.

【0020】この発明では、ホルムアルデヒドおよび/
またはその誘導体の蒸気の濃度がホルムアルデヒドモノ
マーに換算して30〜300モル/m3になるようにして
いる。すると、それらの蒸気の木材内への浸透、拡散が
促進されるため、原料木材の厚さが厚くても、木材内部
まで均一にホルマール化反応させることができるように
なり、しかもその反応率が高くなるので、上記諸性能に
より優れた改質木材を得ることが可能になる。また、木
材当たりの必要薬剤量を維持したまま、反応容器容積に
対する処理木材容積の割合を高くすることができるた
め、生産性が向上し、かつ、コストが低下する。
According to the invention, formaldehyde and / or
Alternatively, the vapor concentration of the derivative is converted to formaldehyde monomer to be 30 to 300 mol / m 3 . Then, since the penetration and diffusion of these vapors into the wood are promoted, even if the raw wood is thick, it becomes possible to cause the formalization reaction even inside the wood, and the reaction rate is Since it becomes higher, it becomes possible to obtain modified wood excellent in the above-mentioned various performances. Further, since the ratio of the treated wood volume to the reaction vessel volume can be increased while maintaining the required amount of chemicals per wood, the productivity is improved and the cost is reduced.

【0021】もしも、ホルムアルデヒドおよび/または
その誘導体の蒸気の濃度がホルムアルデヒドモノマーに
換算して30モル/m3を下回ると、それらの蒸気が木材
内へ浸透、拡散しにくくなるため、木材表面付近しかホ
ルマール化反応が起こらず、反応率も低くなるので、十
分な性能が得られなくなるとともに、厚材処理が困難に
なる。また、このような低い濃度で、反応容器容積に対
する木材容積の割合を増やした場合、木材当たりのホル
ムアルデヒド誘導体量が相対的に低くなるため、十分な
性能が得られなくなるとともに、木材の変色が大きくな
る。
If the concentration of the vapor of formaldehyde and / or its derivative is less than 30 mol / m 3 in terms of formaldehyde monomer, the vapor becomes difficult to permeate and diffuse into the wood, so that only near the wood surface. Since the formalization reaction does not occur and the reaction rate becomes low, sufficient performance cannot be obtained and it becomes difficult to process thick material. In addition, when the ratio of the volume of wood to the volume of the reaction vessel is increased at such a low concentration, the amount of formaldehyde derivative per wood becomes relatively low, so sufficient performance cannot be obtained and the discoloration of wood becomes large. Become.

【0022】もしも、ホルムアルデヒドおよび/または
その誘導体の蒸気の濃度がホルムアルデヒドモノマーに
換算して300モル/m3を上回ると、反応容器内の圧力
が高くなりすぎ、高耐圧性の反応容器を用いることが必
要になるため、コストが高くなる。
If the vapor concentration of formaldehyde and / or its derivative exceeds 300 mol / m 3 in terms of formaldehyde monomer, the pressure inside the reaction vessel becomes too high, and a high pressure resistant reaction vessel should be used. Therefore, the cost is high.

【0023】[0023]

【実施例】以下に、この発明の実施例および比較例を示
すが、この発明は、下記実施例に限定されない。 −実施例1− ほぼ乾燥状態にある幅180mm×厚さ2mm×長さ400
mmの木材単板15枚を、あらかじめ昇温した加圧可能な
20リットル容積の反応容器に入れ、反応容器内にトリ
オキサンを、ホルムアルデヒドモノマー(HCHO)に
換算して反応容器容積当たり50モル/m3の濃度になる
量だけ入れた。次に、容器を密閉し、容器内を、真空ポ
ンプを用いて減圧状態(50torr)にした。その後すぐ
に、二酸化硫黄SO2 を反応容器容積当たり5モル/m3
の濃度になる量だけ導入した。その後、温度を120℃
で16時間保持して、ホルマール化反応を行わせた。そ
の際の最終容器内圧力はちょうど760torrであった。
次に、反応容器内の残留ガスを十分に減圧排気して、改
質木材を得た。
EXAMPLES Examples and comparative examples of the present invention will be shown below, but the present invention is not limited to the following examples. -Example 1-Width 180 mm x thickness 2 mm x length 400 in a substantially dry state
15 mm wood veneer was placed in a preheated and pressurizable 20 liter capacity reaction vessel, and trioxane was converted into formaldehyde monomer (HCHO) in the reaction vessel and the reaction vessel volume was 50 mol / m 2. Only the amount of 3 was added. Next, the container was sealed, and the inside of the container was depressurized (50 torr) using a vacuum pump. Immediately thereafter, SO 2 was added at 5 mol / m 3 per reaction vessel volume.
It was introduced only in the amount to achieve the concentration. After that, the temperature is 120 ℃
The mixture was kept at 16 ° C. for 16 hours to carry out the formalization reaction. The final pressure in the container at that time was 760 torr.
Next, the residual gas in the reaction vessel was sufficiently evacuated under reduced pressure to obtain modified wood.

【0024】−実施例2〜6− 実施例1において、トリオキサンおよびSO2 の濃度と
反応温度を後記表1に示す通りとした以外は実施例1と
同様にして、改質木材を得た。ただし、実施例6では、
トリオキサンからホルムアルデヒドモノマーへの分解を
促進するための助触媒として硫酸第2鉄Fe2 (S
4 3 を反応容器容積当たり0.3モル/m3の濃度に
なる量だけ用いた。
-Examples 2-6- Modified wood was obtained in the same manner as in Example 1 except that the concentrations of trioxane and SO 2 and the reaction temperature were changed as shown in Table 1 below. However, in Example 6,
Ferric sulfate Fe 2 (S) as a co-catalyst for promoting the decomposition of trioxane into formaldehyde monomer
O 4 ) 3 was used in an amount to give a concentration of 0.3 mol / m 3 per volume of the reaction vessel.

【0025】−比較例1− 実施例1において、トリオキサンの濃度を後記表1に示
す通りに変更するとともに、トリオキサンからホルムア
ルデヒドモノマーへの分解を促進するための助触媒とし
て硫酸第2鉄Fe2 (SO4 3 を反応容器容積当たり
0.3モル/m3の濃度になる量だけ用いた以外は実施例
1と同様にして、改質木材を得た。
-Comparative Example 1-In Example 1, the concentration of trioxane was changed as shown in Table 1 below, and ferric sulfate Fe 2 (as a co-catalyst for promoting decomposition of trioxane into formaldehyde monomer). Modified wood was obtained in the same manner as in Example 1 except that SO 4 ) 3 was used in an amount that would give a concentration of 0.3 mol / m 3 per volume of the reaction vessel.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】なお、上記表1中、トリオキサンの濃度
は、ホルムアルデヒドモノマー(HCHO)量に換算し
たものである。以上の実施例1〜6および比較例1で得
られた改質木材について、飽水処理および全乾処理を行
い、各木材の重量と寸法を求め、それらの値から、下記
式(1)で表される含浸率と、下記式(2) で表される抗膨
潤能(ASE)を求めた。
In Table 1, the concentration of trioxane is converted into the amount of formaldehyde monomer (HCHO). The modified woods obtained in the above Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 were subjected to a water saturation treatment and a total dry treatment to obtain the weight and size of each wood, and from these values, the following formula (1) was used. The impregnation rate represented and the anti-swelling ability (ASE) represented by the following formula (2) were determined.

【0028】 含浸率(%)={(W2 −W1 )/W1 }×100 (1) (式(1) 中、W1 は原料木材の全乾重量を表し、W2
改質木材の全乾重量を表す。) 抗膨潤能(%)={(S1 −S2 )/S1 }×100 (2) (式(2) 中、S1 は原料木材の膨潤率を表し、S2 は改
質木材の膨潤率を表す。)なお、上記抗膨潤能(%)の
値が大きい程、寸法安定性が高いことを示す。
Impregnation rate (%) = {(W 2 −W 1 ) / W 1 } × 100 (1) (In the formula (1), W 1 represents the total dry weight of the raw material wood, and W 2 is the modified material. It represents the total dry weight of wood.) Anti-swelling capacity (%) = {(S 1 −S 2 ) / S 1 } × 100 (2) (In the formula (2), S 1 represents the swelling ratio of the raw wood. , S 2 represents the swelling ratio of the modified wood.) The larger the value of the anti-swelling capacity (%), the higher the dimensional stability.

【0029】それらの結果を下記表2に示した。The results are shown in Table 2 below.

【0030】[0030]

【表2】 [Table 2]

【0031】表1および2にみるように、トリオキサン
の濃度が低すぎると、含浸率および寸法安定性のいずれ
も低下することが確認された。 −実施例7− ほぼ乾燥状態にある幅160mm×厚さ2mm×長さ400
mmのヒノキ木材単板15枚を、あらかじめ昇温した加圧
可能な20リットル容積の反応容器に入れた。さらに、
この反応容器内に、ホルムアルデヒドモノマー(HCH
O)に換算して反応容器容積当たり50モル/m3の濃度
になる量のトリオキサンと、このトリオキサンからホル
ムアルデヒドモノマーへの分解を促進するための助触媒
として硫酸第2鉄Fe2 (SO4 3 を反応容器容積当
たり0.5モル/m3の濃度になる量入れた。次に、容器
を密閉し、容器内を、真空ポンプを用いて減圧状態(5
0torr)にした。その後すぐに、ホルマール化反応触媒
として二酸化硫黄SO2 を反応容器容積当たり5モル/
m3の濃度になる量だけ導入した。その後、温度を120
℃で16時間保持して、ホルマール化反応を行わせた。
その際の最終容器内圧力は600torrであった。次に、
反応容器内の残留ガスを十分に減圧排気して、改質木材
を得た。
As shown in Tables 1 and 2, it was confirmed that when the concentration of trioxane was too low, both the impregnation rate and the dimensional stability were lowered. -Example 7- Width 160 mm x thickness 2 mm x length 400 in a substantially dry state
Fifteen mm wood cypress wood veneers were placed in a preheated, pressurizable 20 liter capacity reaction vessel. further,
In this reaction vessel, formaldehyde monomer (HCH
Amount of trioxane converted to O) to a concentration of 50 mol / m 3 per reaction vessel volume, and ferric sulfate Fe 2 (SO 4 ) as a co-catalyst for promoting the decomposition of the trioxane into formaldehyde monomer. 3 was added in an amount to give a concentration of 0.5 mol / m 3 per reactor volume. Next, the container is hermetically sealed, and the inside of the container is depressurized (5
0 torr). Immediately thereafter, sulfur dioxide SO 2 was used as a formalization reaction catalyst in an amount of 5 mol / volume of the reaction vessel.
Only the amount of m 3 was introduced. Then, increase the temperature to 120
The formalization reaction was carried out by holding at 16 ° C for 16 hours.
The final internal pressure at that time was 600 torr. next,
The residual gas in the reaction vessel was sufficiently evacuated under reduced pressure to obtain modified wood.

【0032】−実施例8− 実施例7において、処理木材量を後記表3に示す通りに
少なくした以外は実施例7と同様にして、改質木材を得
た。 −実施例9〜14− 実施例7において、処理条件を後記表3に示す通りに変
更した以外は実施例7と同様にして、改質木材を得た。
Example 8 Modified wood was obtained in the same manner as in Example 7 except that the amount of treated wood was reduced as shown in Table 3 below. —Examples 9 to 14— Modified wood was obtained in the same manner as in Example 7 except that the treatment conditions were changed as shown in Table 3 below.

【0033】−比較例2− 実施例7において、トリオキサンの濃度をホルムアルデ
ヒドモノマーに換算して反応容器容積当たり15モル/
m3に変更した以外は実施例7と同様にして、改質木材を
得た。 −比較例3− 実施例7において、トリオキサンの濃度をホルムアルデ
ヒドモノマーに換算して反応容器容積当たり15モル/
m3に変更するとともに処理木材量を後記表3に示す通り
に少なくした以外は実施例7と同様にして、改質木材を
得た。
Comparative Example 2 In Example 7, the concentration of trioxane is converted to formaldehyde monomer and the amount is 15 mol / volume of the reaction vessel.
Modified wood was obtained in the same manner as in Example 7 except that m 3 was changed. -Comparative Example 3-In Example 7, the concentration of trioxane was converted to formaldehyde monomer to be 15 mol / volume of the reaction vessel.
Modified wood was obtained in the same manner as in Example 7, except that m 3 was changed and the amount of treated wood was reduced as shown in Table 3 below.

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】なお、上記表3中、トリオキサンの濃度は
ホルムアルデヒドモノマー(HCHO)量に換算したも
のであり、木材容積/容器容積は反応容器容積(m3) に
対する処理木材全容積(m3) の比である。以上の実施例
7〜14および比較例2〜3で得られた改質木材につい
て、前記と同様にして含浸率と抗膨潤能(ASE)を求
めた。また、色差計を用い、各木材の処理前後の色差変
化ΔE値(Lab値による)を求めた。
[0035] Incidentally, in Table 3, the concentration of trioxane is obtained by converting the formaldehyde monomer (HCHO) amount, treated wood total volume timber volume / container volume for the reaction vessel volume (m 3) of the (m 3) Is the ratio. For the modified woods obtained in Examples 7 to 14 and Comparative Examples 2 to 3, the impregnation rate and the anti-swelling ability (ASE) were determined in the same manner as above. Further, using a color difference meter, the color difference change ΔE value (according to the Lab value) of each wood before and after the treatment was determined.

【0036】それらの結果を下記表4に示した。The results are shown in Table 4 below.

【0037】[0037]

【表4】 [Table 4]

【0038】表3および4にみるように、トリオキサン
の濃度が低すぎると、含浸率および寸法安定性のいずれ
も低下するとともに、酸触媒の相対量が増えるために、
木材の変色が大きくなることが確認された(実施例7〜
14と比較例2との対比)。また、トリオキサンの濃度
が低すぎる場合、処理木材量を少なくすれば、含浸率お
よび寸法安定性を向上させることはできるが、木材の変
色は大きいままであることが確認された(比較例2と比
較例3との対比)。
As shown in Tables 3 and 4, when the concentration of trioxane is too low, both the impregnation rate and the dimensional stability are lowered and the relative amount of the acid catalyst is increased.
It was confirmed that the discoloration of the wood was large (Example 7 to
14 and Comparative Example 2). Further, when the concentration of trioxane was too low, it was confirmed that the discoloration of the wood remained large though the impregnation rate and the dimensional stability could be improved by reducing the amount of treated wood (comparative example 2 and (Comparison with Comparative Example 3).

【0039】[0039]

【発明の効果】この発明にかかる改質木材の製法によれ
ば、原料木材の厚さが厚くても、木材内部まで均一にホ
ルマール化反応させることができ、しかもその反応率が
高いため、寸法安定性、耐水性、耐候性、防汚染性、防
腐・防虫性等の諸性能に優れた改質木材を得ることがで
きる。また、反応容器容積に対する木材容積の割合を高
くすることができるため、生産性の向上およびコストの
削減が可能になる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the method for producing modified wood according to the present invention, even if the raw wood has a large thickness, the formalization reaction can be uniformly carried out to the inside of the wood, and the reaction rate is high. It is possible to obtain a modified wood excellent in various properties such as stability, water resistance, weather resistance, antifouling property, antiseptic and insect repellency. Further, since the ratio of the wood volume to the reaction vessel volume can be increased, it is possible to improve productivity and reduce costs.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年7月3日[Submission date] July 3, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0016[Correction target item name] 0016

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0016】次に、所定時間加熱を行い、ホルマール
化反応を行わせた後、反応容器内の気体を加熱下で減圧
排気する。この排気を十分行うことにより木材内の未反
応気体をほとんど除去することができる。以上の工程か
ら、改質木材が得られる。
Next, after heating for a predetermined time to cause the formalization reaction, the gas in the reaction vessel is exhausted under reduced pressure while being heated. By sufficiently exhausting this gas, most of the unreacted gas in the wood can be removed. Modified wood is obtained from the above steps.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0018[Correction target item name] 0018

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0018】[0018]

【化1】 [Chemical 1]

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0019[Name of item to be corrected] 0019

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0019】(式中、R−OHは木材成分を表す。)す
ると、木材の親水性が低下する。その結果、木材の水分
吸収量が少なくなるので、水分吸収による木材の膨張が
小さくなるとともに、乾燥時、水の蒸発量が少なくなる
ので、水分蒸発による木材の収縮が小さくなることによ
り、木材の寸法安定性が向上する。また、ホルマール化
により、寸法安定性の他に、耐水性、耐候性、防汚染
性、防腐・防虫性等も付与される。
(Wherein R- OH represents a wood component), the hydrophilicity of wood decreases. As a result, the amount of water absorbed by the wood decreases, and the expansion of the wood due to the water absorption decreases, and the amount of water evaporation during drying decreases. Dimensional stability is improved. In addition to the dimensional stability, the formalization also imparts water resistance, weather resistance, antifouling properties, antiseptic / insect proof properties, and the like.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小西 悟 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 大西 兼司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 本田 龍介 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Satoru Konishi 1048, Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works Co., Ltd. (72) Kenji Ohnishi, 1048, Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works Co. 72) Inventor Ryusuke Honda 1048 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works Co., Ltd.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ホルムアルデヒドおよび/またはその誘
導体の蒸気と酸触媒の存在下で原料木材を加熱する改質
木材の製法において、ホルムアルデヒドおよび/または
その誘導体の蒸気の濃度が、ホルムアルデヒドモノマー
に換算して30〜300モル/m3であることを特徴とす
る改質木材の製法。
1. A method for producing modified wood in which raw material wood is heated in the presence of formaldehyde and / or its derivative vapor and an acid catalyst, wherein the concentration of formaldehyde and / or its derivative vapor is converted to formaldehyde monomer. A method for producing modified wood, characterized in that it is 30 to 300 mol / m 3 .
【請求項2】 酸触媒に対するホルムアルデヒドおよび
/またはその誘導体のモル比がホルムアルデヒドモノマ
ーに換算して10〜100である請求項1記載の改質木
材の製法。
2. The method for producing modified wood according to claim 1, wherein the molar ratio of formaldehyde and / or its derivative to the acid catalyst is 10 to 100 in terms of formaldehyde monomer.
【請求項3】 500〜2000torrの圧力下で原料木
材の加熱を行うようにする請求項1または2記載の改質
木材の製法。
3. The method for producing modified wood according to claim 1, wherein the raw wood is heated under a pressure of 500 to 2000 torr.
【請求項4】 760〜2000torrの圧力下で原料木
材の加熱を行うようにする請求項3記載の改質木材の製
法。
4. The method for producing modified wood according to claim 3, wherein the raw wood is heated under a pressure of 760 to 2000 torr.
【請求項5】 反応容器内で原料木材の加熱を行うよう
にするとともに、前記反応容器の容積に対する原料木材
の容積の割合が0.01〜0.2である請求項1から4
までのいずれかに記載の改質木材の製法。
5. The method for heating raw material wood in a reaction vessel, and the ratio of the volume of the raw material wood to the volume of the reaction vessel is 0.01 to 0.2.
The method for producing modified wood according to any one of 1 to 3 above.
【請求項6】 原料木材の加熱温度が90〜120℃で
ある請求項1から5までのいずれかに記載の改質木材の
製法。
6. The method for producing modified wood according to claim 1, wherein the heating temperature of the raw wood is 90 to 120 ° C.
【請求項7】 原料木材の含水率が繊維飽和点以下であ
る請求項1から6までのいずれかに記載の改質木材の製
法。
7. The method for producing a modified wood according to claim 1, wherein the water content of the raw wood is not higher than the fiber saturation point.
【請求項8】 ホルムアルデヒド誘導体が、トリオキサ
ン、テトラオキサンおよびパラホルムアルデヒドからな
る群の中から選ばれた少なくとも1種である請求項1か
ら7までのいずれかに記載の改質木材の製法。
8. The method for producing modified wood according to claim 1, wherein the formaldehyde derivative is at least one selected from the group consisting of trioxane, tetraoxane and paraformaldehyde.
【請求項9】 酸触媒が、二酸化硫黄、塩化水素、塩化
亜鉛、塩化鉄、塩化マグネシウム、塩化アンモニウム、
硫酸鉄、ホウ酸およびホウ酸塩からなる群の中から選ば
れた少なくとも1種である請求項1から8までのいずれ
かに記載の改質木材の製法。
9. The acid catalyst is sulfur dioxide, hydrogen chloride, zinc chloride, iron chloride, magnesium chloride, ammonium chloride,
The method for producing modified wood according to any one of claims 1 to 8, wherein the modified wood is at least one selected from the group consisting of iron sulfate, boric acid, and borate.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004039545A1 (en) * 2002-10-31 2004-05-13 Toyo Boseki Kabushiki Kaisya Vegetable article, product contaiing the same and process for producing vegetable article

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