JPS62116105A - 改質木材の製法 - Google Patents
改質木材の製法Info
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- JPS62116105A JPS62116105A JP60257204A JP25720485A JPS62116105A JP S62116105 A JPS62116105 A JP S62116105A JP 60257204 A JP60257204 A JP 60257204A JP 25720485 A JP25720485 A JP 25720485A JP S62116105 A JPS62116105 A JP S62116105A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
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。
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。
付与した改質木材の製法に関する。
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、たいた
いつぎのようにわけられる。
法がある。難燃化のメカニズムから分類すると、たいた
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
（Ｃ１発炎燃焼における連鎖反応の阻害（ｄｌ 不燃
性ガスの発生 （ｅ） 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
であった。
性ガスの発生 （ｅ） 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
であった。
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。
・防虫性および寸法安定性の向上も求められていた。
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。
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。
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、木材に水に溶けにくいリン酸金属塩を含ませればよ
いと考えた。このリン酸金属塩は、前記（ａ）および（
ｂｌ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。（ａｌおよび（ｂ）のメカニズムにつ
いて、つぎに詳しく説明する。（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。（ｂ）の炭化促進は
つぎのようなメカニズムである。木材は、加熱されると
熱分解して可燃性ガスを発生し、これが発炎燃焼するわ
けであるが、リン酸が存在すると木材の熱分解すなわち
炭化が促進される。こうして形成された炭化層が断熱層
として作用し、難燃効果が生じる。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、リン酸金属
塩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、水に溶けにくいリン酸金属塩を
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、水に溶けにくいリン酸金属塩をそのまま水に分
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、分散したリン酸
金属塩の粒子は、普通、数−以上あるからである。
ね、木材に水に溶けにくいリン酸金属塩を含ませればよ
いと考えた。このリン酸金属塩は、前記（ａ）および（
ｂｌ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。（ａｌおよび（ｂ）のメカニズムにつ
いて、つぎに詳しく説明する。（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。（ｂ）の炭化促進は
つぎのようなメカニズムである。木材は、加熱されると
熱分解して可燃性ガスを発生し、これが発炎燃焼するわ
けであるが、リン酸が存在すると木材の熱分解すなわち
炭化が促進される。こうして形成された炭化層が断熱層
として作用し、難燃効果が生じる。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、リン酸金属
塩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、水に溶けにくいリン酸金属塩を
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、水に溶けにくいリン酸金属塩をそのまま水に分
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、分散したリン酸
金属塩の粒子は、普通、数−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、木材中にリン
酸金属塩を固定するには、水に溶解した状態の金属イオ
ンおよびリン酸イオンを利用することとし、木材に金属
イオンを含む処理液およびほぼ中性にｐＨｇＪ１整され
たリン酸イオンを含む処理液を含浸させてリン酸金属塩
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。
酸金属塩を固定するには、水に溶解した状態の金属イオ
ンおよびリン酸イオンを利用することとし、木材に金属
イオンを含む処理液およびほぼ中性にｐＨｇＪ１整され
たリン酸イオンを含む処理液を含浸させてリン酸金属塩
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。
したがって、この発明は、木材中に金属イオンを含む処
理液およびほぼ中性のリン酸イオンを含む処理液を含浸
させ、木材中において水に溶けに（いリン酸金属塩を生
成させる改質木材の製法をその要旨としている。
理液およびほぼ中性のリン酸イオンを含む処理液を含浸
させ、木材中において水に溶けに（いリン酸金属塩を生
成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。
、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。
水に溶けに（い（不溶性の場合も当然含まれる）リン酸
金属塩としては、＾１ＰＯ４、Ａｈ（ＨＰＱｎ）ａ 。
金属塩としては、＾１ＰＯ４、Ａｈ（ＨＰＱｎ）ａ 。
ＡＩ（ＴｏＰＯｎ）ｓ 、Ｃａ５（Ｐｏ４）ｚ 、Ｃａ
ＨＰＯ４，Ｃａ（）ＩｚＰＯｎ）ｚ 、Ｍｇｚ（ＰＯｎ
）ｚ ９ＭｇＨＰＯ＊ 、Ｍｇ（ｌｈＰＯ４ｈ等があげ
られる。
ＨＰＯ４，Ｃａ（）ＩｚＰＯｎ）ｚ 、Ｍｇｚ（ＰＯｎ
）ｚ ９ＭｇＨＰＯ＊ 、Ｍｇ（ｌｈＰＯ４ｈ等があげ
られる。
これらのリン酸金属塩（金属リン酸化物）の少なくとも
１種を木材中に固定する。
１種を木材中に固定する。
固定の方法は、つぎのとおりである。まず、金属イオン
を含む処理液を木材中に含浸させる。金属イオンとして
は、たとえば、八１”、Ｃａ” ＋Ｍｇ”等のうちの少
なくとも１種があげられ、このような金属イオンを含む
処理液としては、たとえば、ＡｌＣｌ３ 、Ａｈ（ＳＯ
４）ａ ＋ＣａＣ１ｚ ＋ＭｇＣｈ 、ＭｇＳＯ４等の
うちの少な（とも１種を含む水溶液があげられる。
を含む処理液を木材中に含浸させる。金属イオンとして
は、たとえば、八１”、Ｃａ” ＋Ｍｇ”等のうちの少
なくとも１種があげられ、このような金属イオンを含む
処理液としては、たとえば、ＡｌＣｌ３ 、Ａｈ（ＳＯ
４）ａ ＋ＣａＣ１ｚ ＋ＭｇＣｈ 、ＭｇＳＯ４等の
うちの少な（とも１種を含む水溶液があげられる。
ただし、２種以上を用いる場合、不溶性の塩ができるよ
うな組み合わせは避けなければならない。
うな組み合わせは避けなければならない。
つぎに、リン酸イオンを含むほぼ中性の処理液を木材中
に含浸させる。そして、金属イオンとリン酸イオンを反
応させて水に溶けにくいリン酸金属塩（金属リン酸化物
）を生成させ、木材中に固定する。リン酸イオンを含む
処理液としては、たとえば、Ｎａ、１（ＰＯ，、Ｈ，Ｐ
Ｏ，等のうちの少なくとも１種を含む水溶液があげられ
る。Ｈ，ＰＯ，水溶液奪、はぼ中性でない処理液の場合
は、水酸化ナトリウム、アンモニア水等で、はぼ中性、
好ましくはｐＨ７〜８に調整するようにする必要がある
。また、反応中のｐＨ’も、はぼ中性、好ましくはｐＨ
７〜８の範囲内に保つようにすることが必要であり、水
酸化ナトリウムやアンモニア水等で適宜調節するように
する。
に含浸させる。そして、金属イオンとリン酸イオンを反
応させて水に溶けにくいリン酸金属塩（金属リン酸化物
）を生成させ、木材中に固定する。リン酸イオンを含む
処理液としては、たとえば、Ｎａ、１（ＰＯ，、Ｈ，Ｐ
Ｏ，等のうちの少なくとも１種を含む水溶液があげられ
る。Ｈ，ＰＯ，水溶液奪、はぼ中性でない処理液の場合
は、水酸化ナトリウム、アンモニア水等で、はぼ中性、
好ましくはｐＨ７〜８に調整するようにする必要がある
。また、反応中のｐＨ’も、はぼ中性、好ましくはｐＨ
７〜８の範囲内に保つようにすることが必要であり、水
酸化ナトリウムやアンモニア水等で適宜調節するように
する。
つぎに、リン酸金属塩を生成させる反応の具体例をあげ
る。
る。
Ａｌ２（ＨＰＯ４）３を生成させる反応としては、たと
えば、つぎの■、■の反応があげられる。
えば、つぎの■、■の反応があげられる。
ＰＨｚ〜？
２ＡＩＣ１３＋３ＮａＪＰＯ４−一一−−−−→Ａｌｚ
（ｌｌＰＱｔ）＋＋６ＮａＣ１・・・■Ａｌｚ（ＳＯ４
） ３ ＋ ３ＮａｚＨＰＯ４”’１ｌ−Ａｌｚ（ＨＰ
Ｏ４）ｓ＋３ＮａｚｓＯｎ ・”■ＣａＨＰＯ＝を生
成させる反応しては、たとえば、つぎの■の反応があげ
られる。
（ｌｌＰＱｔ）＋＋６ＮａＣ１・・・■Ａｌｚ（ＳＯ４
） ３ ＋ ３ＮａｚＨＰＯ４”’１ｌ−Ａｌｚ（ＨＰ
Ｏ４）ｓ＋３ＮａｚｓＯｎ ・”■ＣａＨＰＯ＝を生
成させる反応しては、たとえば、つぎの■の反応があげ
られる。
ＣａＣ１，＋ Ｎａ、ＨＰＯ，Ｃａ１ｌＰＯ，、＋ ２
ＮａＣＩ ”・０Ｍｇ１ｌＰＯ，を生成させる反応して
は、たとえば、つぎの■、■の反応があげられる。
ＮａＣＩ ”・０Ｍｇ１ｌＰＯ，を生成させる反応して
は、たとえば、つぎの■、■の反応があげられる。
ＭｇＣ１ｚ ＋ ＮａＪＰＯｔ ＭｇＨＰＯｔ
＋ ２ＮａＣ１＝■ＭｇＳＯ４＋ ＮａｚＨＰＯ，Ｍ
ｇＨＰＯｔ ＋ ＮａｚＳＯ，・・’■金属イオンを含
む処理液あるいはリン酸イオンを含む処理液の含浸は、
木材を処理液中に浸漬すること等によって行うが、木材
が単板等の場合には、処理液を木材表面に塗布したのち
、養生含浸させる塗布法を利用するようにしてもよい。
＋ ２ＮａＣ１＝■ＭｇＳＯ４＋ ＮａｚＨＰＯ，Ｍ
ｇＨＰＯｔ ＋ ＮａｚＳＯ，・・’■金属イオンを含
む処理液あるいはリン酸イオンを含む処理液の含浸は、
木材を処理液中に浸漬すること等によって行うが、木材
が単板等の場合には、処理液を木材表面に塗布したのち
、養生含浸させる塗布法を利用するようにしてもよい。
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。
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。
腐・防虫性および寸法安定性を有するものとなる。
なお、前記の説明では、金属イオンを含む処理液をリン
酸イオンを含む処理液よりも先に木材に含浸させるよう
にしているが、逆にする場合もありうる。
酸イオンを含む処理液よりも先に木材に含浸させるよう
にしているが、逆にする場合もありうる。
つぎに、実施例について説明する。
（実施例１）
ブナ材の２關厚ロータリー単板を８５℃の水中に５時間
浸漬し、木材を飽水させた。つぎに８５℃のＡｈ（ＳＯ
ｎｈの５０重景％水溶液からなる処理液中に５時間木材
を浸漬した。つぎに、８５℃のＮａ２１）ＰＯ，の５０
重量％水溶液からなる処理液に５時間浸漬した。この処
理液中に木材を浸漬した後、処理液のｐＨは酸性側に移
行するので、ｐＨ８前後に安定させるため、処理液にＮ
ａＯＨを加えた。処理は数時間で終了した。この後、湯
せんにより、未反応物および副生成物を除去した。これ
により、処理前に対して６０％重量増加した改質木材（
処理木材）が得られた。
浸漬し、木材を飽水させた。つぎに８５℃のＡｈ（ＳＯ
ｎｈの５０重景％水溶液からなる処理液中に５時間木材
を浸漬した。つぎに、８５℃のＮａ２１）ＰＯ，の５０
重量％水溶液からなる処理液に５時間浸漬した。この処
理液中に木材を浸漬した後、処理液のｐＨは酸性側に移
行するので、ｐＨ８前後に安定させるため、処理液にＮ
ａＯＨを加えた。処理は数時間で終了した。この後、湯
せんにより、未反応物および副生成物を除去した。これ
により、処理前に対して６０％重量増加した改質木材（
処理木材）が得られた。
この改質木材は、自消性が付与されて、優れた難燃性を
備えているほか、優れた防腐・防虫性および寸法安定性
も備えていた。
備えているほか、優れた防腐・防虫性および寸法安定性
も備えていた。
（実施例２）
ブナ材の２ｚｍ厚ロータリー単板を常温の水中に浸漬し
た。そして、ｌ Ｔｏｒｒに減圧して６時間放置し、木
材を飽水させた。つぎに、８５℃の＾ＩＣｈの５０重量
％水溶液からなる処理液中に５時間木材を浸漬した。こ
のあと、８５℃のＮａｚＨＰＯ，の５０重量％水溶液か
らなる処理液中に５時間浸漬した。この処理中、処理液
のｐｎが８前後に安定するようＮａＯＨを加えた。最後
に湯せんを行った。これにより、処理前に対して４０％
重量増加した改質木材（処理木材）が得られた。
た。そして、ｌ Ｔｏｒｒに減圧して６時間放置し、木
材を飽水させた。つぎに、８５℃の＾ＩＣｈの５０重量
％水溶液からなる処理液中に５時間木材を浸漬した。こ
のあと、８５℃のＮａｚＨＰＯ，の５０重量％水溶液か
らなる処理液中に５時間浸漬した。この処理中、処理液
のｐｎが８前後に安定するようＮａＯＨを加えた。最後
に湯せんを行った。これにより、処理前に対して４０％
重量増加した改質木材（処理木材）が得られた。
この改質木材は、自消性が付与されて優れた難燃性を備
えるとともに抗収縮能（Ａ Ｓ Ｅ）が３２％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。
えるとともに抗収縮能（Ａ Ｓ Ｅ）が３２％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。
この発明にかかる改質木材の製法は、木材中に金属イオ
ンを含む処理液およびほぼ中性のリン酸イオンを含む処
理液を含浸させ、木材中において水に溶けにくいリン酸
金属塩を生成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。
ンを含む処理液およびほぼ中性のリン酸イオンを含む処
理液を含浸させ、木材中において水に溶けにくいリン酸
金属塩を生成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)
- （１）木材中に金属イオンを含む処理液およびほぼ中性
のリン酸イオンを含む処理液を含浸させ、木材中におい
て水に溶けにくいリン酸金属塩を生成させる改質木材の
製法。 - （２）リン酸金属塩が、ＡｌＰＯ＿４、Ａｌ＿２（ＨＰ
Ｏ＿４）＿３、Ａｌ（Ｈ＿２ＰＯ＿４）＿３、Ｃａ＿３
（ＰＯ＿４）＿２、ＣａＨＰＯ＿４、Ｃａ（Ｈ＿２ＰＯ
＿４）＿２、Ｍｇ＿３（ＰＯ＿４）＿２、ＭｇＨＰＯ＿
４およびＭｇ（Ｈ＿２ＰＯ＿４）＿２からなる群の中か
ら選ばれた少なくとも１種である特許請求の範囲第１項
記載の改質木材の製法。 - （３）含浸が、浸漬することおよび／または塗布後養生
すること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。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60257204A JPS62116105A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 改質木材の製法 |
| GB8619671A GB2186894B (en) | 1985-11-15 | 1986-08-13 | Method of manufacturing modified wood material |
| US06/896,964 US4731265A (en) | 1985-11-15 | 1986-08-15 | Method of manufacturing modified wood material |
| DE19863630139 DE3630139A1 (de) | 1985-11-15 | 1986-09-04 | Verfahren zur herstellung von modifiziertem holzwerkstoff |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60257204A JPS62116105A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 改質木材の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62116105A true JPS62116105A (ja) | 1987-05-27 |
Family
ID=17303114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60257204A Pending JPS62116105A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 改質木材の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62116105A (ja) |
-
1985
- 1985-11-15 JP JP60257204A patent/JPS62116105A/ja active Pending
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