JPS62116104A - 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】 〔技術分野〕 この発明は、難燃性、防腐・防虫性および寸法安定性を
付与した改質木材の製法に関する。

〔背景技術〕

木材に難燃性を付与するための処理法として、種々の方
法がある。難燃化のメカニズムから分類すると、だいた
いつぎのようにわけられる。

（ａ）　　無機物による被覆 （ｂ）　　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 （Ｑ）　　分解、結晶水放出による吸熱（ｆ）　　発泡
層による断熱 しかし、前記のように分類される従来の処理法では、充
分満足できる難燃性を有する改質木材を得ることは困難
であワた。

他方、改質木材は、建材等として用いられるため、防腐
・防虫性および寸法安定性の向上も求められていた。

〔発明の目的〕

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、優れた難燃性、防腐・防虫性および寸法安定性を
有するものを得ることができる改質木材の製法を提供す
ることを目的としている。

〔発明の開示〕

前記のような目的を達成するため、発明者らは研究を重
ね、木材にエトリンガイトを含ませればよいと考えた。

このエトリンガイトは、前記（ａ）および（ｅ）のメカ
ニズムによる効果を併せて期待でき、そのうえ防腐・防
虫性および寸法安定性の向上も期待できるからである。

しかも、水に溶けにくいので木材から溶は出す恐れも少
ない。（ａ）および＋８）のメカニズムについて、つぎ
に詳しく説明スる。（ａ）の無機物による被覆は、たと
え、可燃性の材料であっても、不燃性の無機物と適当な
配合比で複合すれば、゛難燃化し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、板状に成形したものであって、ＪＩｓで準不燃材
料として認められている。（ｅ）の分解、結晶水放出に
よる吸熱はつぎのようなメカニズムである。分解とは、
たとえば、つぎの■、■の反応のように、水酸化物が水
を放出することをさす。

Ｃａ　（ＯＨ）　ｚ　　　　　　ＣａＯ＋　Ｈ２Ｏ↑・
・・■２＾１　（Ｏｔｌ）　３　　　　　Ａｈ（ｈ　＋
　３８ｚＯ↑・・・■結晶水放出は、結晶水を有する無
機物が水を放出することである。前記分解および結晶水
放出はいずれも吸熱反応である。したがって、このよう
な反応をしうる不燃性の無機物と可燃性の材料とを複合
すれば、可燃性の材料を難燃化しうる。この発明におけ
る複合無機物であるエトリンガイト（３ＣａＯ・Ａｌｚ
Ｏｚ　・３ＣａＳＯ４・ｎＨｔＯ，ｎ　＝２８〜３２）
は多量の結晶水を持つので、結晶水放出による吸熱効果
が太き（、大きな難燃効果を生じる。つぎに、木材の防
腐・防虫化について説明する。菌類が木材を腐敗させる
際、まず、菌糸が木材内腔中へ侵入することが不可欠で
ある。しかし、木材内腔中に異物が存在すると菌糸が侵
入できず、結果的に腐敗されにくくなる。木材内腔中の
異物は、特に防腐効果のある薬剤である必要は無く、菌
類の養分になるもので無ければ、何であっても良い。

防虫についても防腐と同じである。したがって、エトリ
ンガイトを木材内腔中に含ませれば、木材の防腐・防虫
性を向上させうる。さらに、木材の寸法安定化について
説明する。木材を膨潤させておき、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、寸法安定
化効果が得られる。固定物質として、水に溶けにくい無
機物も使いうる。したがって、エトリンガイトを木材細
胞壁中に固定すれば、寸法安定性を向上させうる。

しかし、水に溶けにくいエトリンガイトをそのまま水に
分散させ、この分散液からなる処理液を木材中に浸透さ
せようとしても、木材中にはほとんど水しか浸透して行
かない。これは、つぎのような理由による。すなわち、
木材中に浸透する際に処理液が通過するべき経路の内、
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０．１μｍであるのに対し、分散したエト
リンガイトの粒子は、普通、数１ｍ以上あるからである
そこで、発明者らは、さらに研究を重ね、木材中にエト
リンガイトを固定するには、水に溶解した状態のアルミ
ニウムイオン、カルシウムイオン、硫酸イオンを利用す
ることとし、これらを木材中で反応させてエトリンガイ
ドを生成させるようにすればよいということを見出し、
ここに、この発明を完成した。

すなわち、この発明は、木材中に硫酸アルミニウムを含
む処理液およびハロゲン化カルシウムを含む処理液を含
浸させたのち、ｐＨ８，５〜１３の処理液を木材中に、
含浸させる改質木材の製法をその要旨としている。

以下に、この発明の詳細な説明する。

この発明に用いられる木材としては、原木丸太、製材品
、スライス単板２合板等があげられ、種類は特に限定さ
れない。

エトリンガイトを水に溶解した状態のイオンから生成さ
せるには、ｐｌ＋８．５以上でアルミニウムイオン、カ
ルシウムイオンおよび硫酸イオンをほぼモル比２対６対
３の割合にして混合し、養生すれば得られる。しかし、
木材中でエトリンガイトを生成させるには、不溶性の沈
澱を生じないようなアニオン、カチオンの組み合わせを
含む処理液を用いて処理する必要がある。この組み合わ
せとしては、以下のようなものが考えられる。

Ａ液：ＡＩ”、Ｓｏ、”− Ｂ液：Ｃａ” Ｃ液：ＯＨ− これ以外の組み合わせでは、水に不溶な沈澱が生じるた
め、処理液としては適当でない。

Ａ液としては、硫酸アルミニウムを水等に溶解させてな
る処理液、Ｂ液としては塩化カルシウム等のハロゲン化
カルシウムを水等に溶解させてなる処理液、Ｃ液として
は、水酸化ナトリウムやアンモニア等を水等に溶解させ
たｐＨ８，５〜１３の処理液をそれぞれ用いる。Ａ液と
Ｂ液の濃度は、木材中においてアルミニウムとカルシウ
ムのモル比率が１対２．５〜３．５となるような濃度に
調整するのが好ましい。木材中におけるアルミニウムと
カルシウムのモル比は、たとえば、処理液を浸漬法によ
り含浸する場合には、木材と処理液の量の比（溶比）、
処理液濃度、木材への処理液の含浸量より計算できる。

したがって、処理液濃度以外の因子を決めれば、必要な
処理液濃度を決めることができる。Ａ−Ｃ液の含浸順序
はつぎの２種である。

Ａ液　−Ｂ液　−Ｃ液 Ｂ液　→　Ａ液　→　Ｃ液 このような順序で処理液を含浸させて木材中にエトリン
ガイトを生成させて固定する。

処理液の含浸は、木材を処理液中に浸漬したり、処理液
を木材表面に塗布したり等して行う。２種以上の含浸法
を併用するようにしてもよい。

必要に応じ、木材を湯せんすることにより未反応物、副
生成物を除去する。

このようにして得られた改質木材は、優れた難燃性、防
腐・防虫性および寸法安定性を有するものとなる。

つぎに、実施例を説明する。

ブナ、スギ、マツ材の各２ｍ厚ロータリー単板を常温の
水中に浸漬し、Ｉ　Ｔｏｒｒに減圧して６時間放置して
飽水させた。つぎに、＾１ｘ（ＳＯ４）ｓを水１００ｇ
に対して５１３ｇ溶解した７０℃の処理液中に６時間浸
漬した。このあと、ＣａＣ１，を水１００ｇに対して１
６５ｇ溶解した７０℃の処理液中に２時間単板を浸漬し
、さらに、ｐＨ８，８に調整した２５℃のＮａＯＨ水溶
液中に２４時間単板を浸漬した。ＮａＯＨ水溶液中に浸
漬中、ｐＨが下がってきたので、ＮａＯＨによりｐＨを
ほぼ８．８に調整した。最後に、湯せんを行い、乾燥を
行って、絶乾木材に対して重量が２４．６％増加した改
質木材が得られた。

この改質木材は、エトリンガイトの効果により、優れた
難燃性を備え、抗収縮能（ＡＳＥ）が４２％となって優
れた寸法安定性も備えていた。そのうえ、優れた防腐・
防虫性も備えていた。

〔発明の効果〕

この発明にかかる改質木材の製法は、木材中に硫酸アル
ミニウムを含む処理液およびハロゲン化カルシウムを含
む処理液を含浸させたのち、ｐＨ８゜５〜１３の処理液
を木材中に含浸させるようにするので、難燃性、防腐・
防虫性および寸法安定性が優れた改質木材が得られる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）木材中に硫酸アルミニウムを含む処理液およびハ
   ロゲン化カルシウムを含む処理液を含浸させたのち、ｐ
   Ｈ８．５〜１３の処理液を木材中に含浸させる改質木材
   の製法。
2. （２）硫酸アルミニウムを含む処理液およびハロゲン化
   カルシウムを含む処理液の濃度が、木材中においてアル
   ミニウムとカルシウムのモル比率が１対２．５〜３．５
   となるよう調整される特許請求の範囲第１項記載の改質
   木材の製法。
3. （３）含浸が、浸漬法および／または塗布法によって行
   われる特許請求の範囲第１項または第２項記載の改質木
   材の製法。