JPS62160201A - Improved treatment method of woody material - Google Patents

Improved treatment method of woody material

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JPS62160201A
JPS62160201A JP183786A JP183786A JPS62160201A JP S62160201 A JPS62160201 A JP S62160201A JP 183786 A JP183786 A JP 183786A JP 183786 A JP183786 A JP 183786A JP S62160201 A JPS62160201 A JP S62160201A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wood
wood material
unsaturated amide
polyoxyalkylene glycol
weight
Prior art date
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Pending
Application number
JP183786A
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Japanese (ja)
Inventor
正之 大島
伸一 高田
康裕 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daiken Trade and Industry Co Ltd
Original Assignee
Daiken Trade and Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Daiken Trade and Industry Co Ltd filed Critical Daiken Trade and Industry Co Ltd
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Publication of JPS62160201A publication Critical patent/JPS62160201A/en
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は木質材料に耐水性、耐湿性を付与して寸法安定
性の向上を図ることができる木質材料の改質処理方法に
関するものである。
[Detailed Description of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for modifying wood materials, which can improve dimensional stability by imparting water resistance and moisture resistance to wood materials. .

(従来技術とその問題点) 従来から、木質材料の改質処理方法としては、木質材料
に合成樹脂液を注入、硬化させる所謂、W2C化が知ら
れているが、この方法においては非水系溶媒を使用する
ため、親水性の木質材料に対しては木材細胞壁への合成
樹脂液の浸透が少なく、充分な耐水、耐湿性を付与する
ことができなかった。
(Prior art and its problems) Conventionally, as a method for modifying wood materials, so-called W2C conversion, in which synthetic resin liquid is injected into wood materials and hardened, has been known. Because of the use of hydrophilic wood materials, there is little penetration of the synthetic resin liquid into the wood cell walls, making it impossible to impart sufficient water and moisture resistance.

このため、特開昭55−25324号公報に記載されて
いるように、水溶性の化合物であるポリエチレングリコ
ールメタクリレート等を木質材料に含浸或いは塗布した
のち硬化させる方法が開発されたが、該含浸物質同士の
架橋が弱くて繰り返し水に漬けると容易に熔脱し、木質
材料の改質効果が半減するという問題点があった。
For this reason, as described in JP-A No. 55-25324, a method was developed in which a water-soluble compound such as polyethylene glycol methacrylate is impregnated or applied to a wood material and then hardened. There was a problem in that the crosslinks between the wood materials were weak and they easily melted when repeatedly immersed in water, reducing the effect of modifying the wood material by half.

本発明はこのような問題点を解消した木質材料の改質処
理方法を提供するものである。
The present invention provides a method for modifying wood materials that solves these problems.

(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明による木質材料の改
質処理方法は、ポリオキシアルキレングリコールモノア
クリレート又はポリオキシアルキレングリコールモノメ
タクリレートと、N−ヒドロキシメチル不飽和アミド又
はN、N−ジヒドロキシメチル不飽和アミドとをモル比
0,1〜9の割合で架構剤と共に混合して極性溶媒にて
濃度10〜70重量%に調整した処理液を木質材料に含
浸させ、加熱硬化させることを特徴とするもので、該木
質材料内で前記混合物同士を結合させると共に木材成分
中の水酸基と前記混合物とをエーテル化させて木質材料
の改質を行うものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the method for modifying wood materials according to the present invention comprises combining polyoxyalkylene glycol monoacrylate or polyoxyalkylene glycol monomethacrylate and N-hydroxymethyl monoacrylate. Wood material is impregnated with a treatment solution prepared by mixing saturated amide or N,N-dihydroxymethyl unsaturated amide with a building agent at a molar ratio of 0.1 to 9 and adjusting the concentration to 10 to 70% by weight with a polar solvent. The wood material is characterized by being heated and hardened, and the mixture is bonded to each other within the wood material, and the hydroxyl groups in the wood component and the mixture are etherified to modify the wood material.

即ち、N−メチロールアクリルアミド等のN−ヒドロキ
シメチル不飽和アミド又はN、N−ジヒドロキジメチル
不飽和アミドは、それ自体三次元架橋すると共にポリエ
チレングリコールメタクリレート等と共重合し、さらに
、木質成分中の水酸基とエーテル化反応して木質材料の
改質がなされるものと推測される。
That is, N-hydroxymethyl unsaturated amide such as N-methylol acrylamide or N,N-dihydroxymethyl unsaturated amide is itself three-dimensionally crosslinked and copolymerized with polyethylene glycol methacrylate etc. It is presumed that the wood material is modified by an etherification reaction with hydroxyl groups.

本発明方法において、ポリオキシアルキレングリコール
モノアクリレート又はポリオキシアルキレングリコール
モノメタクリレートとしては、ポリエチレングリコール
モノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノアク
リレート又はモノメタクリレートが使用される。
In the method of the present invention, polyethylene glycol monoacrylate, polypropylene glycol monoacrylate or monomethacrylate is used as the polyoxyalkylene glycol monoacrylate or polyoxyalkylene glycol monomethacrylate.

又、N−ヒドロキシメチル不飽和アミド又はNN−ジヒ
ドロキシメチル不飽和アミドとしては、N−メチロール
アクリルアミド、N、N−ジメチロールアクリルアミド
等のアクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸
、イタコン酸又はメタクリル酸2量体のアミドのN−メ
チロール誘導体及びN、 N−ジメチロール誘導体など
で極性溶媒に溶解するものである。
In addition, as the N-hydroxymethyl unsaturated amide or NN-dihydroxymethyl unsaturated amide, acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, or methacrylic acid such as N-methylolacrylamide, N,N-dimethylolacrylamide, etc. These include N-methylol derivatives and N,N-dimethylol derivatives of acid dimer amides that are soluble in polar solvents.

ポリオキシアルキレングリコールモノアクリレートまた
はポリオキシアルキレングリコールモノメタクリレート
と、N−ヒドロキシメチル不飽和アミド又はN、N−ジ
ヒドロキシメチル不飽和アミドとの混合割合は、モル比
で0.1〜9、好ましくは0.5〜4であり、このモル
比が0.1以下の場合にはこれらの溶液を木質材料に含
浸、硬化させても充分な耐水性が発揮されず、又、モル
比が9以上になると処理木材が黄変すると共に可撓性が
なくなって強度低下が著しくなるものである。
The mixing ratio of polyoxyalkylene glycol monoacrylate or polyoxyalkylene glycol monomethacrylate and N-hydroxymethyl unsaturated amide or N,N-dihydroxymethyl unsaturated amide is 0.1 to 9 in molar ratio, preferably 0. .5 to 4, and if this molar ratio is less than 0.1, sufficient water resistance will not be exhibited even if these solutions are impregnated into wood materials and cured, and if the molar ratio is 9 or more, The treated wood turns yellow and loses its flexibility, resulting in a significant decrease in strength.

架橋剤としては、二重結合の重合開始剤として過硫酸カ
リウム等の過硫酸塩やハイドロパーオキサイド等の水溶
性のラジカル反応開始剤をポリオキシレングリコールモ
ノアクリレート又はポリオキシレングリコールモノメタ
アクリレートに対し0.005〜1.0重量%と、メチ
ロール基の架橋剤として縮合系触媒である重硫酸ソーダ
、塩化アンモニウム、アミンの鉱酸塩、パラトルエンス
ルホン酸、蓚酸、酪酸等の酸性触媒をN−ヒドロキシメ
チル不飽和アミド又はN、N−ジヒドロキシメチル不飽
和アミドに対し1〜10重量%使用する。
As a crosslinking agent, a water-soluble radical reaction initiator such as a persulfate such as potassium persulfate or a hydroperoxide as a polymerization initiator for double bonds is used for polyoxylene glycol monoacrylate or polyoxylene glycol monomethacrylate. .005 to 1.0% by weight, and acidic catalysts such as condensation catalysts such as sodium bisulfate, ammonium chloride, mineral acid salts of amines, p-toluenesulfonic acid, oxalic acid, and butyric acid as crosslinking agents for methylol groups. It is used in an amount of 1 to 10% by weight based on the methyl unsaturated amide or N,N-dihydroxymethyl unsaturated amide.

この架橋剤を前記ポリオキシアルキレングリコールモノ
アクリレート又はポリオキシアルキレングリコールモノ
メタクリレートと、N−ヒドロキシメチル不飽和アミド
又はN、N−ジヒドロキシメチル不飽和アミドと共に、
水、低級アルコール等の木材を膨潤させる極性溶媒に混
合して極性溶液とするものであるが、この際、該極性溶
液の濃度が10重量%以下では、木質材料に対する充填
量が少なくなって所定の寸法安定性を付与することがで
きず、70重量%以上では、木質材料の膨潤が小さくな
って木質材料内への均一な含浸が困難となるので、10
〜70重量%、好ましくは20〜50重量%とする。
This crosslinking agent is used together with the polyoxyalkylene glycol monoacrylate or polyoxyalkylene glycol monomethacrylate and N-hydroxymethyl unsaturated amide or N,N-dihydroxymethyl unsaturated amide,
It is mixed with a polar solvent that swells wood, such as water or a lower alcohol, to form a polar solution. At this time, if the concentration of the polar solution is less than 10% by weight, the amount of filling into the wood material will be small and it will not work as expected. If it exceeds 70% by weight, the swelling of the wood material will be small and it will be difficult to uniformly impregnate the wood material.
~70% by weight, preferably 20-50% by weight.

極性溶液の含浸によって改質処理される木質材料として
は、木材単板や木質繊維板の他に木綿や紙等のセルロー
ス系材料にも用いることができ、このような木質材料に
極性溶液を含浸させるにはその浸透度合によってハケ等
による塗布、浸漬法、減圧、加圧注入法などの手段によ
り行う。
In addition to wood veneers and wood fiberboards, cellulosic materials such as cotton and paper can also be used as wood materials that can be modified by impregnating them with polar solutions. Depending on the degree of penetration, methods such as application with a brush, dipping, reduced pressure, and pressurized injection may be used.

木質材料に対する極性溶液の含浸率は20〜100%(
固形分)とし、含浸後、80〜160℃の温度下でプレ
スによる熱圧或いは熱気により重合硬化させる。
The impregnation rate of the polar solution into the wood material is 20-100% (
Solid content), and after impregnating, polymerization and hardening are carried out by hot pressure using a press or hot air at a temperature of 80 to 160°C.

(作  用) ゛ N−ヒドロキシメチル不飽和アミド等自体は、そのメチ
ロール基同士が三次元に縮重合するので、吸水しても容
易に溶脱しないものであり、そして水に溶脱しやすいポ
リオキシアルキレングリコールモノアクリレート等が木
質材内でN−ヒドロキシメチル不飽和アミド等のビニル
基と共重合し、更にポリオキシアルキレングリコールモ
ノアクリレート等の水酸基とN−ヒドロキシメチル不飽
和アミド等のメチロール基とがエーテル化反応するので
、木質材内で強固に固着する。
(Function) ゛N-Hydroxymethyl unsaturated amides, etc. themselves undergo three-dimensional condensation polymerization of their methylol groups, so they do not easily leach out even if they absorb water, and polyoxyalkylenes, which easily leach out in water, Glycol monoacrylate etc. copolymerize with vinyl groups such as N-hydroxymethyl unsaturated amide in the wood material, and furthermore, hydroxyl groups such as polyoxyalkylene glycol monoacrylate and methylol groups such as N-hydroxymethyl unsaturated amide form ethers. Because it undergoes a chemical reaction, it firmly adheres within the wood.

さらに、本発明の処理液は、極性を有するので木質材を
膨潤させて上記反応体と木質成分を接触させるので、木
材成分中の水酸基は、N−ヒドロキシメチル不飽和アミ
ド等のメチロール基とエーテル化反応しており、外部の
水分を吸着しにくくなって耐水化、耐湿化が行われ、木
質材料の寸法安定性が図れるものである。
Furthermore, since the treatment liquid of the present invention has polarity, it swells the wood material and brings the above-mentioned reactant into contact with the wood component. It undergoes a chemical reaction, making it difficult to adsorb external moisture, making it water and moisture resistant, and improving the dimensional stability of the wood material.

(実 施 例) 次に、本発明の実施例と比較例を示す。(Example) Next, examples of the present invention and comparative examples will be shown.

実施例 N−メチロールアクリルアミド100重量部とポリエチ
レングリコールメタクリレート(分子量170〜180
 ) 175重量部及び塩化アンモニウム5重量部とを
予め混合し、この混合物を0.5%過硫酸カリウム水溶
液(重合開始剤)で希釈して濃度30%水溶液とした。
Example N - 100 parts by weight of methylol acrylamide and polyethylene glycol methacrylate (molecular weight 170-180)
) and 5 parts by weight of ammonium chloride were mixed in advance, and this mixture was diluted with a 0.5% potassium persulfate aqueous solution (polymerization initiator) to give a 30% concentration aqueous solution.

この水溶液を、含水率10%の気乾単板に減圧、加圧法
で含浸させた後、100℃の熱気で3時間硬化させた。
This aqueous solution was impregnated into an air-dried veneer with a moisture content of 10% by a vacuum and pressurization method, and then cured with hot air at 100° C. for 3 hours.

こうして得られた改質木材をAとする。The modified wood thus obtained is designated as A.

比較例 1 前記実施例における組成分のうち、N−メチロールアク
リルアミドと塩化アンモニウムを除いた同濃度の水溶液
を使用して同一条件により含水率10%の気乾単板に該
水溶液を含浸、硬化させた。
Comparative Example 1 An air-dried veneer with a moisture content of 10% was impregnated with the aqueous solution and cured under the same conditions using an aqueous solution having the same concentration as in the above Example except for N-methylolacrylamide and ammonium chloride. Ta.

こうして得られた改質木材をBとする。The modified wood thus obtained is designated as B.

比較例 2 前記実施例における組成分のうち、ポリエチレングリコ
ールメタクリレートを除いた同濃度の水溶液を使用して
同一条件により含水率10%の気乾単板に該水溶液を含
浸、硬化させた。
Comparative Example 2 An air-dried veneer with a moisture content of 10% was impregnated with the aqueous solution and cured under the same conditions using an aqueous solution having the same concentration as in the above Example except for polyethylene glycol methacrylate.

こうして得られた改質木材をCとする。The modified wood thus obtained is designated as C.

以上の実施例及び比較例により得られた改質木材A、B
、Cの重量増加率、抗膨張率、抗収縮率、溶出率を次に
表示する。
Modified wood A and B obtained in the above Examples and Comparative Examples
, C's weight increase rate, anti-swelling rate, anti-shrinkage rate, and dissolution rate are shown below.

縮率、溶出率は夫々次のような式で算出した。The shrinkage rate and elution rate were calculated using the following formulas.

(重量増加率) W、−Wo −X 100 O 但し、Wo:気乾単板の水溶液含浸処理前の絶乾重量。(weight increase rate) W, -Wo -X 100 O However, Wo: absolute dry weight of air-dried veneer before aqueous solution impregnation treatment.

Wl:処理後の絶乾重量 (抗膨張率) 絶乾処理材の長さを示し、これらの材を各々10鰭11
gで30分間減圧し、常圧に復帰して吸水後、室温にて
1週間、浸漬放置して吸水させた後の長さ各々L3.4
とする。
Wl: Bone dry weight after treatment (anti-swelling coefficient) Indicates the length of bone dry treated materials, each of which has 10 fins and 11
g for 30 minutes, return to normal pressure, absorb water, and leave to soak at room temperature for 1 week to absorb water, each length L3.4
shall be.

(抗収縮率) 埋材の長さをL2、処理材の長さをL2とする。(Anti-shrinkage rate) Let L2 be the length of the filling material, and L2 be the length of the treated material.

(溶出率) 1・−罵X 100 上記抗収縮率における処理後の絶乾重量をW2とする。(elution rate) 1.-Expletive X 100 The absolute dry weight after treatment at the above anti-shrinkage rate is defined as W2.

上記表から明らかなように、比較例1のポリエチレング
リコールメタクリレートのみを含浸硬化させた改質木材
は、1回の吸水中或いは水に浸漬中、大量の溶脱を示し
、比較例2のN−メチロールアクリルアミドのみを含浸
硬化させた改質木材は初期の寸法安定性が低く、又、材
の黄変と干割れを生じ、脆弱化が生じていた。
As is clear from the above table, the modified wood impregnated and cured only with polyethylene glycol methacrylate of Comparative Example 1 showed a large amount of leaching during one water absorption or immersion in water, and the N-methylol of Comparative Example 2 Modified wood impregnated with only acrylamide and cured had low initial dimensional stability, yellowing, drying cracks, and brittleness of the wood.

これに対して、本発明実施例による改質木材は処理′/
g液の溶出もなく、寸法安定性に優れていると共に材の
黄変や脆弱化も少ないものである。
In contrast, the modified wood according to the embodiment of the present invention was treated with
There is no g-liquid elution, excellent dimensional stability, and less yellowing and brittleness of the material.

(発明の効果) 以上のように、本発明の木質材料の改質処理方法によれ
ば、ポリオキシアルキレングリコールモノアクリレート
又はポリオキシアルキレングリコールモノメタクリレー
トと、N−ヒドロキシメチル不飽和アミド又はN、N−
ジヒドロキシメチル不飽和アミドとをモル比0.1〜9
の割合で架橋剤と共に混合して極性溶媒にて濃度10〜
70重量%に調整した処理液を木質材料に含浸させるの
で、極性溶媒によって木質材料の細胞壁内への改質溶液
の浸透が充分に行われ、更に改質剤同士又は改質剤と木
質成分とが強固に結合して繰り返しの吸水に対しても改
質溶液の溶脱が防止され、長期に亘って良好な寸法安定
性を発揮する木質材料に改質できるものである。
(Effects of the Invention) As described above, according to the wood material modification method of the present invention, polyoxyalkylene glycol monoacrylate or polyoxyalkylene glycol monomethacrylate and N-hydroxymethyl unsaturated amide or N,N −
and dihydroxymethyl unsaturated amide in a molar ratio of 0.1 to 9.
Mix with a crosslinking agent at a ratio of
Since the wood material is impregnated with the treatment solution adjusted to 70% by weight, the polar solvent allows the modification solution to sufficiently penetrate into the cell walls of the wood material, and also allows the modification solution to penetrate into the cell walls of the wood material with the polar solvent. are strongly bonded together to prevent the modification solution from leaching even after repeated water absorption, and can be modified into a wood material that exhibits good dimensional stability over a long period of time.

又、木質材料の黄変や脆弱化も少なく、木質材料そのも
のの特性を損なわずに優れた改質が可能となるものであ
る。
Furthermore, there is little yellowing or brittleness of the wood material, and excellent modification is possible without impairing the properties of the wood material itself.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ポリオキシアルキレングリコールモノアクリレート又は
ポリオキシアルキレングリコールモノメタクリレートと
、N−ヒドロキシメチル不飽和アミド又はN,N−ジヒ
ドロキシメチル不飽和アミドとをモル比0.1〜9の割
合で架橋剤と共に混合し、極性溶媒にて濃度10〜70
重量%に調整した処理液を木質材料に含浸させ、加熱硬
化させることを特徴とする木質材料の改質処理方法。
Mixing polyoxyalkylene glycol monoacrylate or polyoxyalkylene glycol monomethacrylate and N-hydroxymethyl unsaturated amide or N,N-dihydroxymethyl unsaturated amide together with a crosslinking agent at a molar ratio of 0.1 to 9, Concentration 10-70 in polar solvent
A method for modifying a wood material, which comprises impregnating the wood material with a treatment liquid adjusted to a weight percent and curing it by heating.
JP183786A 1986-01-08 1986-01-08 Improved treatment method of woody material Pending JPS62160201A (en)

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