JPH07156111A

JPH07156111A - 改質木材の製法

Info

Publication number: JPH07156111A
Application number: JP30444293A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Tomota; 昭彦友田; Tatsuya Heiko; 達也平工; Hideki Tsuboi; 秀樹坪井
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1993-12-03
Filing date: 1993-12-03
Publication date: 1995-06-20

Abstract

(57)【要約】【目的】木材の吸湿機能や質感を失うことなく木材に
高度の撥水性を付与する。【構成】木材に、常圧下、減圧下または加圧下でフッ
素含有アクリル樹脂系エマルジョンを含浸させ、乾燥し
て水分を除去したのち、１００〜１４０℃で加熱する。
木材表面および木材内部の導管内表面のみがフッ素含有
アクリル樹脂被膜で被覆される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、木材に高度の撥水性
を付与することのできる改質木材の製法に関し、フッ素
含有アクリル樹脂系エマルジョンを木材に含浸、加熱す
ることにより、木材が本来有する吸湿性などの機能を保
持しつつ高度の撥水性を付与できるようにしたものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】木材に撥水性を付与し、耐汚染性を高め
る方法として、ヘプタデカフルオロデシルアクリレート
などのフッ素含有モノマーを木材中に含浸させたのち、
加熱し、該モノマーを重合させる方法（特開昭６１−８
６９７２号公報等参照）、高フッ素含有有機基を持つ化
合物を木材に含浸し、加熱する方法（特開昭６１−１２
０７０５号公報参照）、テトラフルオロメタンなどの含
フッ素ガスプラズマによる表面処理方法（木材学会誌，
第３８巻，第１号，第７３〜８０頁，１９９２年１月参
照）などの方法が知られている。

【０００３】しかしながら、上述の第１の方法では木材
中の導管等の空隙が完全にポリマーで埋められることに
なり、木材特有の触感、質感が失われる。また、高価な
モノマーを大量に使用せねばならず、経済的に不利であ
るなどの欠点がある。また、第２の方法では、使用化合
物が高価で処理木材の応用範囲が限られる欠点がある。
さらに、第３の方法は、処理効率が悪く、処理木材の大
きさも小さいものに制限される不都合がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】よって、この発明にお
ける課題は、処理操作が単純であり、生産コストが低
く、高度の撥水性が得られるにもかかわらず、木材特有
の吸湿性等の機能と質感を有する改質木材が得られる製
法を得ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、フッ素含
有アクリル樹脂系エマルジョンを木材に含浸し、加熱す
る方法で解決される。以下、この発明の一例を詳しく説
明する。

【０００６】この発明の改質木材の製法において使用さ
れる処理薬剤は、フッ素含有アクリル樹脂系エマルジョ
ンである。このエマルジョンは、フッ素含有アクリル酸
エステルポリマー粒子を水に分散した分散液であって、
ポリマー粒子径が０．０５〜０．１５μｍの範囲のもの
である。ポリマー中のフッ素含有量は５〜５０重量％程
度であり、エマルジョン中のポリマー濃度は、１０〜２
０重量％の範囲で、その比重は１．０２〜１．０６の範
囲のものが使用される。このエマルジョンの具体的なも
のとしては、「ディックガードＦ−１８」（商品名，大
日本インキ化学工業（株）製）などがある。

【０００７】また、改質される被処理材としての木材の
樹種については特に限定されることはなく、その寸法も
任意である。この木材をまず調湿し、含水率を５〜１５
％程度とし、次工程でのエマルジョンの含浸を良好させ
ることが望ましいが、かならずしもこの調湿は必須工程
ではない。

【０００８】ついで、調湿後の木材をオートクレーブな
どの容器に納め、容器内部を１〜１０トール程度となる
まで排気して減圧する。ついで、この減圧状態を保持し
たまま容器内部に上記エマルジョンを注入し、木材に含
浸する。エマルジョンの注入量は、木材量に対して重量
比１：２〜１：５の範囲とすることが好ましい。また、
含浸時間は木材の寸法等によっても左右されるが、１０
分〜１０時間、好ましくは２０分〜２時間程度とされ、
含浸温度は常温から５０℃程度とし、エマルジョンを加
温して含浸してもよい。含浸後、容器内を常圧にもど
し、木材を取り出してこれを乾燥する。

【０００９】エマルジョンの木材への含浸は、また加圧
下で行うこともでき、組織が緻密でエマルジョンの浸透
が容易でない樹種、例えばカラマツ、ベイマツ、スギな
どでは好適である。加圧下での含浸は、木材およびエマ
ルジョンを納めたオートクレーブ等の容器の内圧を約
０．５〜５ＭＰａ程度に加圧することによって行われ
る。含浸時間、含浸温度は、先の減圧下での含浸処理と
同様である。

【００１０】さらに、エマルジョンの含浸を常圧下で行
うこともできる。これには、水槽等にエマルジョンを満
たし、これに木材を投入し、木材がエマルジョン中に没
するように蓋をするなどの方法がある。このものでは含
浸時間はやや長くすることが好ましく、１〜２４時間程
度とすることが望ましい。

【００１１】エマルジョン含浸後の木材は乾燥される
が、この乾燥条件としては、特に限定されず、エマルジ
ョン中の水分を除去できればよく、例えば風乾後、９０
〜１１０℃の加熱炉にて１０〜３６時間加熱する方法な
どがある。また、風乾後、９０〜１００℃の熱風乾燥炉
にて２〜１０時間加熱する方法もある。

【００１２】ついで、乾燥後の木材を１００〜１４０℃
の加熱炉にて０．５〜５時間加熱し、エマルジョン中の
ポリマー粒子を溶融し、木材組織にフッ素含有アクリル
樹脂の被膜を固着させることにより処理を終える。

【００１３】このようにして処理された木材にあって
は、木材表面および木材中の導管内表面のみがフッ素含
有アクリル樹脂の被膜で被覆され、導管内の空隙に樹脂
が充填されることがない。このため、低い含浸率で十分
な撥水性が得られる。また、通気性が損なわれることが
なく、木材が本来有している吸湿放湿機能が維持され、
外観、触感が処理前のものと差がないものとなる。さら
に、特別の設備が不要であり、処理工程も単純であるの
で、低コストで改質処理が可能となる。

【００１４】なお、木材の導管または仮導管内の空隙が
埋まらない理由としては、必ずしも明確に解明されてい
るわけではないが、フッ素含有アクリル系エマルジョン
のポリマー濃度が低く、ポリマー粒子量が分散媒（水）
と比較して少ないため、分散媒揮発後に残留するポリマ
ーの量が空隙を埋めるほどの量ではないことや、導管内
に吸着された球状ポリマー粒子が加熱時に一部溶融し、
導管壁上で薄膜を形成すると同時に細胞内へ浸透するこ
とにより、ポリマー粒子の吸着した状態と熱処理後の状
態とでは空隙中に占めるポリマー容積に差が生じ、処理
木材には多くの空隙が存在することになるものと思われ
る。

【００１５】以下、具体例を示す。（実施例）木材として、寸法が３０×３０×５ｍｍの板
状片のカエデ、ベイマツ、ナラ、ヒノキをそれぞれ用意
し、これを２０℃、６５％ＲＨの条件下に２週間置き、
調湿した。ついで、これらの板状片を内容量３リットル
のステンレス鋼製オートクレーブに入れ、その内部を１
〜３トールに減圧した。次に、このオートクレーブ中
に、樹脂分１０重量％のフッ素含有アクリル樹脂系エマ
ルジョンを０．５リットル注入し、常温で３０分間放置
した。

【００１６】含浸後、オートクレーブの減圧を解除し、
含浸後の板状片を取り出し、１昼夜以上風乾したのち、
１０５℃の加熱炉中で２４時間加熱して水分を除去し
た。このものを、さらに加熱炉中１４０℃で３時間加熱
して加熱処理を行って、処理木材を得た。この処理木材
の樹脂含浸率を重量増加率で求めた。その結果を表１に
示す。また、処理木材の絶乾状態における木口面での接
触角（水滴）を測定した。結果を表１に併せて示す。な
お、表１の結果は各樹種のサンプル数１０個についての
値である。

【００１７】

【表１】

【００１８】次に、これらの処理木材片を２０℃、６５
％ＲＨおよび３０℃、８５％ＲＨの温湿度条件下に置
き、その重量変化の測定を行ったところ、これら処理木
材片は、未処理木材とほぼ同等の吸湿性能を有している
ことが明らかとなった。また、処理木材片の外観は、処
理前のものとほとんどかわらず、木材本来の質感を有し
ていた。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の改質木
材の製法は、フッ素含有アクリル樹脂系エマルジョンを
木材に含浸し、加熱するものであるので、木材が本来有
する吸湿機能や質感などを損なうことなく、高度の撥水
性を木材に付与できる。また、処理操作が簡単で特別の
装置を必要とすることがなく、生産コストを安価とする
ことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フッ素含有アクリル樹脂系エマルジョン
を木材に含浸せしめたのち、加熱することを特徴とする
改質木材の製法。
【請求項２】請求項１記載の製法で得られた改質木
材。