JPS6232002A

JPS6232002A - 非加熱方式による木材プラスチツク複合化材の製造方法

Info

Publication number: JPS6232002A
Application number: JP17274985A
Authority: JP
Inventors: 藤村　庄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-08-05
Filing date: 1985-08-05
Publication date: 1987-02-12

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】（産業上の利用分野）本発明は寸法安定性、耐候性、耐腐朽性、硬度、耐摩耗
性などの物理的強度、耐熱性に優れた非加熱方式による
木材プラスチック複合化材の製造方法に関する。

（従来技術）従来、木材−プラスチック複合化材は一般に低分子量の
合成樹脂を木材中に含浸させて重合させることにより製
造されている。硬化の方法としては放射線照射重合、加
熱重合があり、作業性、設備投資が比較的安価であると
いう理由により加熱重合が多用されている。

しかしながら、上記の従来技術には次の（ａ）〜（ｆ）
のような問題点があった。

（ａＪ大規模な加熱設備を必要とし、初期の設備負担が
大きい。

（ｂ）重合時に高温加熱が必要（１００〜１３０℃）で
あり、エネルギーコストが高くつく。

（ｅ）木材の厚みが薄い場合は比較的短時間で重合でき
るが、厚い場合は内部が重合可能な温度に達するまでに
長時間（３〜６時間）を要し、作業性が悪い。

（ｄｌ木材の含水率が高い場合は加熱時の木材中の水分
の発散に伴う体積変化が生じ、狂い、割れ等の有害な変
形を生じる。

ｔｅ＋含浸樹脂液が低分子量の液体であるため、加熱に
より木材中の空気の膨張や樹脂の粘度低下を生じ、木口
面から含浸成分が漏出し、これが木材表面に付着するこ
とがあり、その除去に多大の労力を要し、生産性を悪く
すると共にモノマーあるいはオリゴマーの損失が大きい
。

（「）加熱中に未硬化の樹脂の蒸気が発敗し、作業衛生
上で大きな問題となり、また、火災の危険性も大きい。

（ｇｌ又、木材−プラスチック複合化材に用いられた含
浸用合成樹脂液は木材中への含浸用合成樹脂高分子の吸
着が分子量に依存し、分子量が３，０００を越えると木
材細胞の空隙への吸着が困難であり、分子量が３，００
０以下の比較的低分子量のものに限られていた。

以上の問題点は合成樹脂の重合に高温長時間の加熱作業
を要することによって発生ずるものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は上述の問題点を解決するために発明されたもの
であって、生産及び設備コストを低くし、製造中での有
害な変形を生じさせず、作業性、安全性ともに優れた木
材−プラスチック複合化材の製造方法を提供しようとす
るものである。

以下、本発明の構成について説明する。

すなわち、本発明の構成要旨とするところは、重量平均
分子量がｓｏ、　ｏｏｏ以下のエポキシ基を含む合成樹
脂に対し、一般式、Ｒ２Ｒ２で表されるケトイミンを配合し、木材中への含浸可能な
粘度でもって木材中に含浸させ、木材中もしくは空気中
の水分の作用により含浸された合成樹脂中のエポキシ基
を重合、架橋させ硬化させることを特徴とする。

上記構成について具体的に説明すると、エポキシ基を含
む合成樹脂は２．２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）
プロパンとエピクロルヒドリンとの反応に由来するビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂でもハロゲン化ビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂、レゾルシノール型エポキシ樹脂
、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、テトラヒドロキシ
フェニルエタン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ
樹脂等分子中にベンゼン核を有するものであってもエポ
キシ基を含む合成樹脂で分子量が５０．０００以下のも
のであれば可能である。

しかしながら、分子量が大きくなる場合はベンゼン核を
有するものよりも分子内にビニル基とエポキシ基の二官
能性をもつグリジルメタクリレート等の重合体やポリア
ルコール型エポキシ樹脂、ポリグリコール型エポキシ樹
脂、オレフィン型エポキシ樹脂などの鎖状高分子中にエ
ポキシ基を有するものの方が木材中への浸透性の面でよ
り好ましい。分子ｆｆ１１．０００以上の常温で固体又
は高粘度の液状エポキシ樹脂を含む合成樹脂の場合は反
応性溶媒又は非反応性溶媒に溶解又は希釈して木材中へ
含浸可能な低粘度の液状としておく。また、分子ｉ１３
．ｏｏＯ以上のエポキシ基を含む合成樹脂の場合はジオ
キサンあるいはエチレングリコールを単独または併用し
て反応性溶媒もしくは非反応性溶媒に添加して溶解し、
液状にして用いる。液の可使時間を長く保持するために
はジオキサン、エチレングリコールは脱水して用いるほ
うが好ましい。この発明で反応性溶媒とはパーサティク
酸グリシジルエステル、フェニルグリシジルエーテル、
ｎ−ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエー
テル等分子中にエポキシ基を含み、溶媒自身も重合反応
を行うものをいう。非反応性溶媒はアセトン、メチルエ
チルう一トン（ＭＥＫ）など分子中にエポキシ基を含ま
ない溶媒である。

また、本発明において使用するケトイミンは下記一般式
で表されるものであり、開式において、Ｒ１ならびにＲ
２はＣＨ３、ＣＨ２などを意味し、また、ＲはＣＨ２＝
ＣＨ２などを意味するものとする。

ＲＩ　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＲＩケトイ
ミン自身はエポキシ基とは反応を起こさないが、木材中
又は空気中の水分と接触することにより次式のとおりＨ
２Ｎ−ＲＮＨ２（アミン）を発生する。

そして、発生した８２Ｎ−Ｒ−ＮＩ−１２（アミン）は
エポキシ樹脂の硬化剤、架橋剤として次式の反応を行い
、樹脂の架橋、重合硬化を行う。

ＲＮ１１２　＋　Ｃ１１２−ＣＨ−ＲＩ−＝ＲＮＨ−Ｃ
Ｈ２−Ｃ１ｌ−ＲＯｆｔυ■ 以上のごとく、重量平均分子量が５０，０００以下のエ
ポキシ基を含む合成樹脂にケトイミンを混合し、常温で
低粘度の液状のものではそのままの状態で使用可能で、
また、室温で固体あるいは高粘度の液状のものではこれ
に反応性溶媒、非反応性溶媒、木材膨潤性溶媒を加えて
低粘度の液状とし、これらの溶液を木材中に含浸させ、
非反応性溶媒を用いた場合はすみやかに揮散させた後、
木材中もしくは空気中の水分によりエポキシ基を架橋、
重合硬化を行わせることによって木材−プラスチック複
合化材を製造することができる。

この発明によれば、エポキシ基を含む合成樹脂に架橋、
重合開始材であるケトイミンをあらかじめ混合しておい
ても、水分と接触しないかぎり、硬化反応は生じず、貯
蔵中においても区時間にわたって貯蔵安定性を確保する
ことができ、しかも木材中への含浸が終了すれば、木材
中又は空気中の水分と反応し、硬化反応が発生するため
、加熱を要せず、すみやかに架橋重合硬化がおこなえ、
優れた木材−プラスチック複！合化材が製造できる。

さらに、含ン％に供した余剰の樹脂液はほぼ未反応の状
態で回収し、再利用が可能となり、原料利用率を最大附
に高めてコスト低減をはかることになる。また、ジオキ
サンはエポキシ基の重合遅延材としての作用を有するの
で作業終了後は過剰に加えておくことでゲル化の防止が
可能になる。なお、ケトイミンの添加量は次式によって
求められる。

（実施例）実施例１接線方向１０ｍｍ、半径方向７０−１、繊維方向１３０
１に寸法取りしたアメリカ産ヒノキ材柾目材をデシケー
タ中に入れて１０ｍ１１ｇに減圧した後、ビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量２００、分子量３３
０　）　１００部、パーサティックグリシジルエステル
（エポキシ当ｆｆ１２５０　）　３０部、ケトイミン（
油化シェルエポキシ■製の商品名エビキュアー１４２を
使用）３５部の割合で混合した含浸液をデシケータ中に
導入し、１０分間減圧含浸させた後、常圧に戻して１０
分間静置した後、取り出した。得られた木材プラスチッ
ク複合化材は次式で示されるポリマー率が２３％であっ
た。

なお、上記の操作を１０回繰り返したところ、含浸液の
残液に異常は認められず、いずれもほぼ同品質の複合化
材が得られた。次に得られた複合化材はｌＯ日日間２０
℃、Ｒ１１６０％の恒温に静置し、重合を完了させた。

木材の初期含水率は１４％であった。

実施例２実施例１と同様に寸法取りしたアメリカ産ヒノキ柾目取
り材にグリシジルメタクリレート重合体く分子量４８，
０００、エポキシ当量１４５　’）　９０部、アセトン
２１０部、パーサティックグリシジルエステル（エポキ
シ当９２５０　）　３０部、ケトイミンとして実施例１
と同様、エビキュアーＨ２４２部を配合した含浸液をつ
くり、これにジオキサン１部を加えて実施例１と同様に
含浸処理をし、木材〜プラスチック複合化材を作成した
。この複合化材のポリマー率は１７％であった。なお、
上記操作を１０回繰り返したところ、含ｌ受液の残液に
異常は認められず、いずれもほぼ同品質の複合化材が得
られた。

実施例３実施例１と同様の供試材にグリシジルメタクリレート、
スチレン、メタクリル酸メチルの共重合体（分子量９，
０００　、エポキシ当量５２９　）　４０部、アセトン
６０部、パーサティックグリシジルエステル（エポキシ
当１２５０　）　２０部、エビキュアー１１２８部を加
えて含浸液をつくり、これにエチレングリコール１部を
加えた合成樹脂溶液を実施例１と同様に含浸処理をし、
木材−プラスチック複合化材を作成した。この複合化材
のポリマー率は２１％であった。なお、上記の操作を１
０回繰り返したところ、残液に異常は認められず、いず
れもほぼ同品質の良好な複合化材が得られた。

実施例４実施例１と同様の供試材にグリシジルメタクリレ−Ｉ・
重合体（分子ｆ３４９，０００、エポキシ当量１４５　
）　１００部、アセトン２３０部、ケトイミンとして実
施例１に示したエビキュアー１１２１９部を加えた含浸
液をつくり、これにエチレングリコール１％を加えて実
施例１と同様に含浸処理し、木材−プラスチック複合化
材を１７た。この複合化材のポリマー率は１９％であっ
た。

なお、上記の操作を１０回繰り返したところ、含浸液の
残液に異常は認められず、いずれもほぼ同品質の良好な
複合化材が得られた。

つぎに、本発明の上述の実施例についての性能試験につ
いて説明する。

実施例１〜４で得られた復合化処理材と対照としての未
処理材についてのＡＳＥ　（抗膨潤能）　、ＲＷＡ　（
抗吸水能）、硬度、耐溶剤性（ア七トン）ならびに吸水
重量増加率（％）の各項　　　　　１目について測定し
たところ、下表に示すような結果を得た。また、サンシ
ャインカーボンアーク灯によるウエザオメータの２００
時間の耐候促進試験による経時的変色度を色度計によっ
て測色した結果をグラフ（図として表示）に示す。

これらの表ならびに図（グラフ）の結果からも明らかな
ように本発明によって木材−プラスチック複合化材は未
処理材と比較して寸法安定性、機械的強度、耐候性にお
いて顕著に性質が改具向上している。

（発明の効果）以上のように、本発明によれば、エポキシ基を含む合成
樹脂に対し、水分の作用によって重合を開始するう一ト
イミンを混合し、重合させていくため、従来のように重
合に高温、長時間の加熱を要する方法に比較してエネル
ギーコストが不要になるとともに加熱設備も不要となり
、加熱にともなって生じるすべての問題が解消される。

また、木材中の水分変動がないため、木材の有害な変形
が発生せず、処理前に寸法、形状を最終仕上げ品の形に
加工する工法のプレカットが可能になり、生産の著しい
合理化をはかることができ、モノマーの蒸発がないため
作業が容易となり安全である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による実施例２と未処理材の耐候性試験に
ついての結果を示すグラフである。 ′ミセ二ノ

Claims

【特許請求の範囲】重量平均分子量が５０，０００以下のエポキシ基を含む
合成樹脂に対し、一般式、 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表されるケトイミンを配合し、木材中へ含浸可能な粘
度でもって木材中に含浸させ、木材中もしくは空気中の
水分の作用により含浸された合成樹脂中のエポキシ基を
重合、架橋させ硬化させることを特徴とする非加熱方式
による木材プラスチック複合化材の製造方法。