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JPH05116107A - Method for producing modified wood - Google Patents

Method for producing modified wood

Info

Publication number
JPH05116107A
JPH05116107A JP21321491A JP21321491A JPH05116107A JP H05116107 A JPH05116107 A JP H05116107A JP 21321491 A JP21321491 A JP 21321491A JP 21321491 A JP21321491 A JP 21321491A JP H05116107 A JPH05116107 A JP H05116107A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wood
water
impregnated
metal alkoxide
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP21321491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Soichi Hanawa
倉一 花輪
Osamu Ishii
治 石井
Minoru Tanaka
実 田中
Takashi Sakata
喬 阪田
Shigehisa Ishihara
茂久 石原
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.)
MOKUZAI SEINOU KOJO GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
MOKUZAI SEINOU KOJO GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MOKUZAI SEINOU KOJO GIJUTSU KENKYU KUMIAI filed Critical MOKUZAI SEINOU KOJO GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Priority to JP21321491A priority Critical patent/JPH05116107A/en
Publication of JPH05116107A publication Critical patent/JPH05116107A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、難燃化した木材を簡単な製造方法
で大量生産することを目的としたものである。 【構成】 本発明は、水溶性無機薬剤を木材に含浸させ
て乾燥した後で、該木材に金属アルコキシドの溶液を含
浸させ、更にその後で金属アルコキシドを加水分解もし
くは加熱分解させることによって、これを不燃性の金属
酸化物に変えると共に、この金属酸化物に変える過程で
前記木材に含浸した水溶性無機薬剤を包み込み、前記無
機化合物が水の作用で溶出しないようにした改質木材の
製造方法である。
(57) [Summary] [Object] The present invention aims to mass-produce flame-retarded wood by a simple manufacturing method. According to the present invention, the wood is impregnated with a water-soluble inorganic chemical and dried, and then the wood is impregnated with a solution of a metal alkoxide, and then the metal alkoxide is hydrolyzed or thermally decomposed to obtain a wood alkoxide. A method for producing modified wood in which a non-flammable metal oxide is changed and a water-soluble inorganic chemical impregnated in the wood is wrapped in the process of changing to the metal oxide so that the inorganic compound is prevented from being eluted by the action of water. is there.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は難燃化した木材を製造す
る方法に係り、特に木材に含浸させた水溶性無機薬剤が
水の作用で溶出することを防ぎ、木材に難燃性を付与し
た改質木材を製造する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing flame-retarded wood, and particularly to prevent the water-soluble inorganic chemicals impregnated in wood from being eluted by the action of water, thereby imparting flame retardancy to wood. The present invention relates to a method for producing the modified wood.

【0002】[0002]

【従来の技術】平成二年六月に建築基準法が改正にな
り、開口部に木材が使用できるようになった。しかし甲
種で60分、乙種で20分という耐火炎貫通遮炎性基準
をクリヤーしなければならず、木をそのまま使用しても
この基準を越える事は難しかった。一方で従来から木材
を難燃化させる為に、次に例示するような種々の製造方
法が実施されていた。
2. Description of the Related Art The Building Standards Act was revised in June 1990, and wood can now be used for openings. However, it was necessary to clear the flame penetration and flame barrier standard of 60 minutes for A and 20 minutes for B, and it was difficult to exceed this standard even if wood was used as it was. On the other hand, conventionally, in order to make wood flame-retardant, various manufacturing methods as exemplified below have been carried out.

【0003】第1の製造方法は、木材の難燃化剤として
ホウ酸、ホウ砂、リン酸アンモニウムのような水溶性無
機化合物を使用し、この水溶性無機化合物を木材中に含
浸させ、木材を難燃化する製造方法である。これらの水
溶性無機化合物を木材中に含浸させる場合は、減圧加圧
注入法によるか、又は木材を水の中に長く浸漬し、飽水
状態にしておき、濃度の高い水溶性難燃剤と置き換える
という方法がとられている。
The first manufacturing method uses a water-soluble inorganic compound such as boric acid, borax, or ammonium phosphate as a flame retardant for wood, and impregnates this water-soluble inorganic compound into wood. Is a flame-retardant manufacturing method. When impregnating these water-soluble inorganic compounds in wood, it is replaced by a high-concentration water-soluble flame retardant by the reduced pressure and pressure injection method or by immersing the wood in water for a long time to keep it saturated. The method is taken.

【0004】第2の製造方法は、シリコンエトキシド、
シリコンメトキシドなどのアルコキシドを用いて、加水
分解または加熱重合により木質材料の水酸基と反応させ
たり、高分子化させてシリコーンポリマーを生成させる
方法である。従来から木材の難燃化に用いる難燃薬剤
は、単一薬剤では充分な難燃効果を示すことが少なく、
二種以上の混合薬剤を用いて相乗効果を利用するのが一
般的である。
The second manufacturing method is silicon ethoxide,
It is a method in which an alkoxide such as silicon methoxide is used to react with a hydroxyl group of a wood material by hydrolysis or heat polymerization or to be polymerized to generate a silicone polymer. The flame-retardant chemicals conventionally used for flame-retarding wood rarely show sufficient flame-retardant effect with a single chemical,
It is common to utilize a synergistic effect by using a mixed drug of two or more kinds.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】然るに、前述の第1の
製造方法の場合は、木材中に水溶性薬剤が含浸するまで
にかなりの時間が必要であり、またせっかく木材中に含
浸した化合物は水溶性であるため、水に触れたり空気中
の湿気により木材中から滲出し、難燃効果を失うばかり
でなく、滲出した成分が木材表面に付着し、接着効果や
塗装効果が低下して木材加工を困難にする問題があっ
た。また、これらの水溶性薬剤は吸湿によって木材の膨
潤を生じ、更に木材の汚染や釘等の金属腐食を招くこと
がある等の問題もあった。
However, in the case of the above-mentioned first production method, it takes a considerable amount of time to impregnate the wood with the water-soluble drug, and the compound impregnated into the wood is Since it is water-soluble, it not only loses its flame-retardant effect by leaching from the wood due to contact with water or moisture in the air, but the leached components also adhere to the surface of the wood, reducing the adhesive effect and painting effect There was a problem that made processing difficult. In addition, there is a problem that these water-soluble agents may cause swelling of wood due to moisture absorption, which may lead to contamination of wood and corrosion of metals such as nails.

【0006】更に、前述の第2の製造方法の場合は、本
来から木材の耐熱性、耐候性、耐水性、耐汚染性、耐薬
品性等を改良することに重点がおかれている為に、木材
の難燃性は充分ではなく、そのまま前記新しい建築基準
法に適合する改質木材を確実に製造することは困難であ
った。
Further, in the case of the above-mentioned second production method, since the emphasis is originally placed on improving the heat resistance, weather resistance, water resistance, stain resistance, chemical resistance, etc. of wood. However, the flame retardancy of wood is not sufficient, and it has been difficult to reliably manufacture modified wood that complies with the new building standard law.

【0007】本発明に係る製造方法は、上述の従来の問
題点に鑑み開発された新しい技術であって、新しい建築
基準法に基づいて、開口部の部材として適用できる上
に、更に建築内装材や外装材として使用できる難燃木材
を容易かつ確実に製造することができる製造方法を提供
しようとするものである。特に本発明は、価格の低廉な
水溶性無機化合物を木材の難燃剤として使用し、木材に
無機化合物を含浸させた後で、更に金属アルコキシドを
含浸させ、加水分解、または加熱分解することにより金
属酸化物を生成することによって、木材に含浸させた水
溶性無機薬剤の水に対する溶出を防ぎ、これによって木
材に難燃性を効果的に付与せしめる全く新しい技術を提
供しようとするものである。
The manufacturing method according to the present invention is a new technique developed in view of the above-mentioned conventional problems, and can be applied as a member of an opening based on the new Building Standard Law, and further, it is a building interior material. An object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of easily and reliably manufacturing flame-retardant wood that can be used as an exterior material. In particular, the present invention uses a low-priced water-soluble inorganic compound as a flame retardant for wood. After impregnating wood with an inorganic compound, it is further impregnated with a metal alkoxide and then hydrolyzed or thermally decomposed to form a metal. It is an object of the present invention to provide a completely new technique for preventing the elution of water-soluble inorganic chemicals impregnated in wood into water by forming oxides, thereby effectively imparting flame retardancy to wood.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る改質木材の
製造方法は、前述の従来技術の問題点を根本的に改善し
た技術であって、その要旨は一種または二種以上の水溶
性無機薬剤を木材に含浸させて乾燥した後、更に一種ま
たは二種以上の金属アルコキシドの溶液を該木材に含浸
させて、その後加水分解または加熱分解することによっ
て金属アルコキシドを木材中で不燃性、不溶性の金属酸
化物に変えることにより無機化合物の水に対する溶出を
防止して木材を難燃化することである。
The method for producing modified wood according to the present invention is a technique which has fundamentally improved the above-mentioned problems of the prior art, and the gist thereof is one or more water-soluble substances. After the wood is impregnated with an inorganic chemical and dried, the wood is further impregnated with a solution of one or more metal alkoxides, and then hydrolyzed or thermally decomposed to make the metal alkoxide noncombustible and insoluble in wood. This is to prevent the elution of inorganic compounds into water by changing to the metal oxide of (3) to make wood flame-retardant.

【0009】[0009]

【作用】本発明に係る改質木材の製造方法に於いては、
上述の如く難燃性を有する水溶性無機薬剤を木材に含浸
させて乾燥した後で、更にこの木材に金属アルコキシド
を含浸させ、加熱または加水分解によって金属アルコキ
シドを難燃性の金属酸化物に変化させ、しかも金属酸化
物に変化する過程で前記水溶性無機薬剤を包み込むの
で、木材に含浸された前記無機化合物が水の作用で溶出
することを防止することができる。従って、前記木材に
は、難燃性の金属酸化物と、水に溶出しない難燃性の無
機薬剤とを夫々含浸させることができ、これによって該
木材に極めて長期間に亘って安定して難燃性を付与する
ことができる。
In the method for producing modified wood according to the present invention,
After the wood is impregnated with the water-soluble inorganic agent having flame retardancy as described above and dried, the wood is further impregnated with a metal alkoxide, and the metal alkoxide is converted to a flame retardant metal oxide by heating or hydrolysis. In addition, since the water-soluble inorganic chemicals are wrapped in the process of changing into metal oxide, it is possible to prevent the inorganic compound impregnated in wood from being eluted by the action of water. Therefore, the wood can be impregnated with a flame-retardant metal oxide and a flame-retardant inorganic agent that does not elute in water, respectively, whereby the wood is stable and stable for an extremely long period of time. Flammability can be imparted.

【0010】[0010]

【実施例】本発明に係る改質木材の製造方法は、既に要
旨を述べたように、一種または二種以上の防火効果のあ
る金属アルコキシドを組み合わせた複合化溶液を作成す
ることにより、その溶液の中に予め無機薬剤で処理した
木材を含浸させ、その後で木材を溶液より取り出して加
水分解もしくは加熱分解することによって、木材中で金
属アルコキシドを金属酸化物にした後で木材を乾燥させ
て製造する難燃性の改質木材の製造方法である。
EXAMPLES As described above, the method for producing a modified wood according to the present invention comprises preparing a composite solution in which one or more kinds of metal alkoxides having a fireproof effect are combined to prepare a solution thereof. Manufactured by impregnating wood with an inorganic chemical in advance, then removing the wood from the solution and subjecting it to hydrolysis or heat decomposition to convert the metal alkoxide to metal oxide in the wood and then drying the wood. A method for producing a flame-retardant modified wood.

【0011】次に本発明で使用される金属アルコキシド
及び水溶性無機薬剤の特性について詳述する。本発明で
使用する金属アルコキシド溶液は、単独溶液であって
も、複合溶液であっても簡単に木材中に含浸し、しかも
木材を前処理する事なく、そのままの状態で使用する事
ができる。また、減圧、加圧注入によらなくても、常圧
で、しかも早く含浸する。一方、水溶性無機薬剤は価格
が安価であるが、空気中の湿気、または水に合うと木材
中から流出し、難燃効果を減少させるばかりでなく、木
材を二次加工する場合には接着性を阻害する等の欠点を
有している。
Next, the characteristics of the metal alkoxide and the water-soluble inorganic drug used in the present invention will be described in detail. The metal alkoxide solution used in the present invention, whether a single solution or a composite solution, can be easily impregnated into wood, and the wood can be used as it is without pretreatment. Further, the impregnation is carried out at normal pressure and quickly without using pressure reduction or pressure injection. On the other hand, water-soluble inorganic chemicals are cheap in price, but when they are suitable for moisture in the air or water, they flow out from the wood and not only reduce the flame retardant effect, but they also adhere when wood is secondarily processed. It has drawbacks such as impairing sex.

【0012】本発明で使用する前述の金属アルコキシド
は、加水分解または加熱分解する事により、水に不溶性
の金属酸化物に変化し、しかも金属酸化物に変化する過
程で水溶性無機薬剤を包み込み、水に対する溶出を防止
することができる特性を有している。木材中に無機薬剤
を含浸する場合は、予め木材を飽水状態にしておき、無
機薬剤の水溶液に浸漬するか、減圧、加圧注入法を用い
るのが良い。次に金属アルコキシド溶液を含浸する場合
は木材をそのままの状態で金属アルコキシド溶液または
その複合溶液に含浸するだけで良いが、勿論減圧加圧注
入法を用いて含浸してもかまわない。加水分解工程は酸
性側で行ってもアルカリ性側で行ってもかまわない。金
属アルコキシドを含浸させた木材を、水の中に含浸して
煮沸しても行なえるが、蒸気加熱を行うことが更に良
い。酸性側で加水分解を行う場合は水及び蒸気の中に塩
酸、硝酸のような鉱酸を加え、アルカリ性側で加水分解
を行う場合は水及び蒸気の中にアンモニアを加えるのが
良い。また金属アルコキシドを含浸させた木材を加熱乾
燥することにより、この金属アルコキシドを完全に金属
酸化物に変化することもできる。
The above-mentioned metal alkoxide used in the present invention is converted into a water-insoluble metal oxide by hydrolysis or thermal decomposition, and further wraps a water-soluble inorganic drug in the process of changing to a metal oxide, It has the property of preventing elution with water. When the wood is impregnated with the inorganic chemical, it is preferable to make the wood saturated with water in advance and immerse the wood in an aqueous solution of the inorganic chemical, or to use a reduced pressure or pressure injection method. Next, when the metal alkoxide solution is impregnated, it is sufficient to impregnate the wood with the metal alkoxide solution or a composite solution thereof as it is, but of course, it may be impregnated using a reduced pressure and pressure injection method. The hydrolysis step may be performed on the acidic side or the alkaline side. The wood impregnated with the metal alkoxide can be immersed in water and boiled, but steam heating is more preferable. When hydrolyzing on the acidic side, it is preferable to add mineral acids such as hydrochloric acid and nitric acid to water and steam, and when hydrolyzing on the alkaline side, ammonia is added to water and steam. Further, by heating and drying the wood impregnated with the metal alkoxide, the metal alkoxide can be completely converted into the metal oxide.

【0013】本発明で使用する無機化合物は、リン酸二
水素一アンモニウム、リン酸一水素二アンモニウム、ホ
ウ酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウ
ム、臭化アンモニウム、フッ化アンモニウム、ホウ酸、
ホウ砂、ケイ酸ナトリウム、臭化カリ、塩化亜鉛、臭化
亜鉛、臭化マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化カル
シウム、塩化リチウム、硫酸亜鉛等である。本発明で使
用する金属アルコキシドの一般式は、M(OR)nであ
る。式中のMは金属、Rは炭素数が1〜12のアルキル
基、nは金属の価数で1〜5の整数である。MはNa,
K,Li,Ba,Ca,Sr,Mg,Zn,Sn,S
b,B,Si,P,Ti,Al,Zr,Ta,Nb,G
e,Fe,Co,Ni,V,Mn等の金属である。Rは
メチル,エチル,プロピル,イソプロピル,ブチル,ヘ
キシル,オクチル,デシル,ドデシル基である。nが1
2より大きい、例えばステアリル基のような長鎖のアル
キル基になると、乾燥工程のあとも木材中に残り、可燃
成分の原因となり、返って燃焼を助長するので、Cは1
〜4のメチル,エチル,プロピル,イソプロピル,ブチ
ル基を用いるのが良い。
The inorganic compounds used in the present invention include monoammonium dihydrogen phosphate, diammonium monohydrogen phosphate, ammonium borate, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium bromide, ammonium fluoride, boric acid,
Examples include borax, sodium silicate, potassium bromide, zinc chloride, zinc bromide, magnesium bromide, magnesium chloride, calcium chloride, lithium chloride and zinc sulfate. The general formula of the metal alkoxide used in the present invention is M (OR) n. In the formula, M is a metal, R is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and n is a metal valence and is an integer of 1 to 5. M is Na,
K, Li, Ba, Ca, Sr, Mg, Zn, Sn, S
b, B, Si, P, Ti, Al, Zr, Ta, Nb, G
Metals such as e, Fe, Co, Ni, V, and Mn. R is a methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, hexyl, octyl, decyl or dodecyl group. n is 1
If it becomes a long-chain alkyl group larger than 2, for example, a stearyl group, it remains in the wood after the drying step, causes combustible components, and promotes combustion by returning, so C is 1
It is preferable to use methyl, ethyl, propyl, isopropyl and butyl groups of up to 4.

【0014】水溶性無機化合物の複合溶液を作る際は本
発明で列挙したあらゆる無機化合物の組み合わせが可能
である。また金属アルコキシドの複合溶液を作る際に
は、本発明で列挙したあらゆる金属の組み合わせが可能
であるが、二種の金属のアルコキシ基が異なると、金属
の種類によってはアルコキシ基の置換が起こり、アルコ
ール、炭化水素等の溶剤に対し溶解度の低い別の金属ア
ルコキシドが生成され、沈殿生成の原因となる。好まし
くは同種のアルコキシ基が反応している金属アルコキシ
ドの組み合わせを用いることが良い。勿論アルコキシ基
が異なっても沈殿が生じず、透明な複合溶液も数多くあ
り、上記に限定したものではない。また金属アルコキシ
ドの複合溶液を作る際は金属アルコキシドそのままの溶
液を複合しても良く、またアルコール、アセトン、脂肪
族炭化水素、芳香族炭化水素のような溶媒で希釈したも
のを混合して用いてもかまわない。無機化合物の単独溶
液、及び混合溶液を木材に含浸させる場合は木材を予め
飽水状態にしておき、無機化合物の水溶液に浸漬する
か、減圧、加圧注入法を用いる。次に無機化合物が含浸
した木材を60〜90℃で乾燥する。
In making the composite solution of the water-soluble inorganic compound, any combination of the inorganic compounds listed in the present invention is possible. When making a composite solution of metal alkoxide, it is possible to combine all the metals listed in the present invention, but if the alkoxy groups of the two metals are different, substitution of the alkoxy group occurs depending on the type of metal, Another metal alkoxide having low solubility in a solvent such as alcohol or hydrocarbon is produced, which causes precipitation. It is preferable to use a combination of metal alkoxides in which the same kind of alkoxy groups are reacted. Of course, even if the alkoxy groups are different, precipitation does not occur, and there are many transparent complex solutions, which are not limited to the above. Further, when preparing a composite solution of metal alkoxide, a solution of the metal alkoxide as it is may be composited, or a solution diluted with a solvent such as alcohol, acetone, aliphatic hydrocarbon or aromatic hydrocarbon may be mixed and used. I don't care. When wood is impregnated with a single solution or a mixed solution of an inorganic compound, the wood is preliminarily saturated with water and immersed in an aqueous solution of the inorganic compound, or a reduced pressure or pressure injection method is used. Next, the wood impregnated with the inorganic compound is dried at 60 to 90 ° C.

【0015】金属アルコキシド単独溶液、及び複合溶液
を木材に含浸させる方法としては、これ等溶液の中に木
材をそのまま浸漬するか、減圧しながら注入する方法が
ある。減圧しながら注入する方法を用いた場合は、短時
間で効率良く木材に含浸される。次にこの金属アルコキ
シド含浸木材を水に含浸し、煮沸するか、蒸気を通じる
か、加熱乾燥することによって金属アルコキシドの加水
分解を行い、木材中で金属酸化物に変化させる。その後
乾燥機に入れ、60〜90℃で乾燥することによって改
質木材を得る。この改質木材を酸素指数法(JIS−K
7201)に準ずる試験法を用いて燃焼試験を行いブラ
ンクと比較した。水溶性無機薬剤で処理した後金属アル
コキシドで処理した改質木材はブランクと比べて酸素指
数が一様に高く、難燃に寄与している事を見出した。
As a method of impregnating wood with the metal alkoxide single solution and the composite solution, there is a method of immersing wood in these solutions as it is or injecting it under reduced pressure. When the method of injecting under reduced pressure is used, the wood is efficiently impregnated in a short time. Then, the metal alkoxide-impregnated wood is impregnated with water, and the metal alkoxide is hydrolyzed by boiling, passing steam, or heating and drying to convert into metal oxide in the wood. Then, it is put in a dryer and dried at 60 to 90 ° C. to obtain modified wood. This modified wood is treated with the oxygen index method (JIS-K
A combustion test was performed using a test method according to 7201) and compared with the blank. It was found that the modified wood treated with the water-soluble inorganic chemical and then with the metal alkoxide had a uniformly higher oxygen index than the blank and contributed to flame retardancy.

【0016】次に具体的実施例を挙げて本発明の内容を
詳しく説明する。 〔実施例1〕檜の単板210×70mm,厚さ0.3m
mを真空デシケーターに入れ、減圧下10mmHgでリ
ン酸一水素二アンモニウムと四ホウ酸ナトリウムの1:
1の溶液に1.5時間浸漬した。その後この含浸単板を
65℃で15時間乾燥した後減圧下10mmHgでホウ
酸トリエチル溶液の中に1.5時間浸漬した。しかる後
この含浸木材を、濃度1.45%のアンモニア水1Lを
入れた5Lビーカーに吊るし、ビーカーを加熱してアン
モニアアルカリ性水蒸気下で1時間、ホウ酸トリエチル
の加水分解を行い、その後木材表面を水洗いして65℃
で15時間乾燥した試料をJIS−K7201の酸素指
数測定法を用いて測定したところ、ブランクの酸素指数
が19%だったのに対し、改質木材は55.5%であっ
た。
Next, the contents of the present invention will be described in detail with reference to specific examples. [Example 1] Single board of cypress 210 x 70 mm, thickness 0.3 m
m in a vacuum desiccator and diammonium hydrogen phosphate and sodium tetraborate 1:
It was immersed in the solution of 1 for 1.5 hours. Then, this impregnated veneer was dried at 65 ° C. for 15 hours and then immersed in a triethyl borate solution at 1.5 mm under reduced pressure for 1.5 hours. Then, the impregnated wood was hung in a 5 L beaker containing 1 L of ammonia water having a concentration of 1.45%, the beaker was heated to hydrolyze triethyl borate under ammonia alkaline steam for 1 hour, and then the wood surface was removed. 65 ℃ after washing with water
When the sample dried for 15 hours was measured using the oxygen index measurement method of JIS-K7201, the blank oxygen index was 19%, whereas the modified wood was 55.5%.

【0017】〔実施例2〜11〕上記実施例1と同様の
操作方法で、第一液含浸液の無機薬剤量を変化させ、第
二液に種々の金属アルコキシドを用いてその量を変化さ
せた改質木材を得た。その結果は表1に示す通りであ
る。
[Examples 2 to 11] By the same operation method as in Example 1 above, the amount of the inorganic chemical in the impregnating liquid of the first liquid was changed, and the amount was changed by using various metal alkoxides in the second liquid. Obtained modified wood. The results are shown in Table 1.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】〔実施例12〜14〕檜の単板210×7
0mm,厚さ0.3mmを真空デシケーターに入れ、減
圧下10mmHgでリン酸一水素二アンモニウムと四ホ
ウ酸ナトリウムの1:1の溶液の液濃度と浸漬時間を変
え、実施例の含浸量になるように調製した。その後この
含浸木材を65℃で15時間乾燥し、JIS−K720
1の酸素指数測定法により酸素指数を測定した。
[Examples 12 to 14] Cypress single plate 210 × 7
0 mm, thickness 0.3 mm was put in a vacuum desiccator, and the liquid concentration and dipping time of a 1: 1 solution of diammonium monohydrogen phosphate and sodium tetraborate were changed under reduced pressure at 10 mmHg to obtain the impregnation amount of the example. Was prepared as follows. After that, the impregnated wood is dried at 65 ° C. for 15 hours to obtain JIS-K720.
The oxygen index was measured by the oxygen index measuring method of 1.

【0020】〔実施例15〕檜の単板210×70m
m,厚さ0.3mmを真空デシケーターに入れ、減圧下
10mmHgでリン酸一水素二アンモニウムと四ホウ酸
ナトリウムの1:1の溶液に1.5時間浸漬した。その
後この含浸単板を65℃で15時間乾燥した後、減圧下
10mmHgでホウ酸トリエチル溶液の中に1.5時間
浸漬した、しかる後この含浸木材を、濃度3.15%の
硝酸溶液1Lを入れた5Lビーカーに吊るし、ビーカー
を加熱して硝酸酸性水蒸気下で1時間、ホウ酸トリエチ
ルの加水分解を行い、その後木材表面を水洗いして65
℃で15時間乾燥した試料をJIS−K7201の酸素
指数測定法を用いて測定したところ、ブランクの酸素指
数が19%だったのに対し、改質木材は87.5%であ
った。
[Embodiment 15] Single board of cypress 210 x 70 m
m, thickness 0.3 mm was put into a vacuum desiccator, and immersed in a 1: 1 solution of diammonium monohydrogen phosphate and sodium tetraborate under reduced pressure at 10 mmHg for 1.5 hours. After that, the impregnated veneer was dried at 65 ° C. for 15 hours and then immersed in a triethyl borate solution at a reduced pressure of 10 mmHg for 1.5 hours. Thereafter, the impregnated wood was treated with 1 L of a nitric acid solution having a concentration of 3.15%. Suspend it in a 5L beaker and heat the beaker to hydrolyze triethyl borate under nitric acid and acid steam for 1 hour.
When the sample dried at 15 ° C. for 15 hours was measured by the oxygen index measurement method of JIS-K7201, the blank oxygen index was 19%, whereas the modified wood had 87.5%.

【0021】〔実施例16〜25〕上記実施例15と同
様の操作方法で、第一液含浸液の無機薬剤量を変化さ
せ、第二液の金属アルコキシドを用いて、その量を変化
させた改質木材を得た。その結果は表2に示す通りであ
る。
[Examples 16 to 25] In the same manner as in Example 15, the amount of the inorganic chemical in the first liquid impregnating liquid was changed, and the amount was changed by using the metal alkoxide in the second liquid. Modified wood was obtained. The results are shown in Table 2.

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】〔実施例26〕檜の単板210×70m
m,厚さ0.3mmを真空デシケーターに入れ、減圧下
10mmHgでリン酸一水素二アンモニウムと四ホウ酸
ナトリウムの1:1の溶液に1.5時間浸漬した。その
後この含浸単板を65℃で15時間乾燥した後、減圧下
10mmHgでホウ酸トリエチル溶液の中に1.5時間
浸漬した。しかる後この含浸木材を110℃の送風乾燥
機で20時間加熱し、金属アルコキシドを加熱分解処理
した。この試料をJIS−K7201の酸素指数測定法
を用いて測定したところ、ブランクの酸素指数が19%
だったのに対し、改質木材は50.5%であった。
[Example 26] Single board of cypress 210 x 70 m
m, thickness 0.3 mm was put into a vacuum desiccator, and immersed in a 1: 1 solution of diammonium monohydrogen phosphate and sodium tetraborate under reduced pressure at 10 mmHg for 1.5 hours. Thereafter, this impregnated veneer was dried at 65 ° C. for 15 hours and then immersed in a triethyl borate solution at 10 mmHg under reduced pressure for 1.5 hours. Thereafter, the impregnated wood was heated for 20 hours in a blow dryer at 110 ° C. to thermally decompose the metal alkoxide. When this sample was measured using the oxygen index measurement method of JIS-K7201, the blank oxygen index was 19%.
However, the modified wood was 50.5%.

【0024】〔実施例27〜32〕上記実施例と同様の
操作方法で種々の金属アルコキシドを用いて改質木材を
得た。その結果は表3に示す通りである。
[Examples 27 to 32] Modified woods were obtained using various metal alkoxides by the same operation method as in the above examples. The results are shown in Table 3.

【0025】[0025]

【表3】 [Table 3]

【0026】表1、表2、表3の実施例の通り、第一液
で無機薬剤を含浸させた後、金属アルコキシドを含浸さ
せ、その後加水分解または加熱分解する事によって得た
改質木材はブランク及び無機薬剤単独の含浸と比較して
いずれも酸素指数が高く、難燃に寄与していることが分
かった。また金属アルコキシドの分解方法の違いにより
酸素指数に差がある事が分かった。すなわちアンモニア
加水分解、硝酸加水分解、加熱分解の順に酸素指数が向
上する事を見出した。
As in the examples of Table 1, Table 2 and Table 3, modified wood obtained by impregnating an inorganic chemical with the first liquid, then impregnating a metal alkoxide, and then hydrolyzing or thermally decomposing It was found that the oxygen index was higher than both the blank and the impregnation of the inorganic chemical alone, which contributed to flame retardancy. It was also found that the oxygen index differs depending on the method of decomposing the metal alkoxide. That is, it was found that the oxygen index was improved in the order of ammonia hydrolysis, nitric acid hydrolysis, and thermal decomposition.

【0027】〔実施例33〜40〕実施例1、15、2
6と同様の操作方法で得た改質木材を2Lのビーカーに
入れ、純水2Lを加えて25℃で4時間攪拌し、含浸薬
剤の水抽出試験を行った。その後、水抽出した改質木材
を65℃で15時間乾燥し、JIS−K7201の酸素
指数測定法を用いて測定した。無機薬剤が完全に水抽出
され、酸素指数も無処理と同様19%になったのに対
し、金属アルコキシドで処理した木材は無機薬剤の溶出
を防止し、水抽出試験後の酸素指数の値も一様に高かっ
た。その結果は表4に示す通りである。
[Examples 33-40] Examples 1, 15 and 2
The modified wood obtained by the same operation method as in 6 was put in a 2 L beaker, 2 L of pure water was added, and the mixture was stirred at 25 ° C. for 4 hours to conduct a water extraction test of the impregnated drug. Then, the water-extracted modified wood was dried at 65 ° C. for 15 hours and measured using the oxygen index measurement method of JIS-K7201. The inorganic chemicals were completely extracted with water, and the oxygen index was 19%, which was the same as the untreated one. On the other hand, the wood treated with metal alkoxide prevented the elution of the inorganic chemicals, and the oxygen index after the water extraction test was also It was uniformly high. The results are shown in Table 4.

【0028】[0028]

【表4】 [Table 4]

【0029】上記実施例の通り薬剤含浸後の水抽出試験
に於いて、無機薬剤単独では完全に水に抽出され、木材
中に薬剤が保持されないのに対して金属アルコキシドで
処理した改質木材は僅かな減量はあるが、殆ど木材中に
保持される事が分かった。また薬剤抽出後の酸素指数は
無機薬剤単独では、ブランクと同様19%になってしま
うのに対して、改質木材は良好で、水抽出後も難燃効果
を維持している事が分かった。
In the water extraction test after impregnation with chemicals as in the above Examples, the modified wood treated with metal alkoxide was completely extracted into water with the inorganic chemical alone and the chemical was not retained in the wood. It was found to be retained mostly in wood with a slight weight loss. It was also found that the oxygen index after chemical extraction was 19% with the inorganic chemical alone like the blank, whereas the modified wood was good and maintained the flame retardant effect even after water extraction. ..

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明に係る改質木材の製造方法は、上
述の如き構成と作用とを有するので、価格の低廉な無機
薬剤に金属アルコキシドを用いる事によって、無機薬剤
の水に対する溶出を防止し、しかも水溶出試験後も優れ
た難燃効果を維持する事ができる。これによって、雨水
や結露にあっても木材中から薬剤が抽出されず、加工時
の接着性能や塗装性能を阻害することもなく、また寸法
安定性能も付与する事ができる。本発明に係る改質木材
の製造方法を実施することによって、新建築基準法に適
合した開口部の部材として、或いは建築内装材や外装材
として使用し得る難燃化された木材を安価に大量生産す
ることができる等の特徴を有するものである。
EFFECTS OF THE INVENTION The method for producing modified wood according to the present invention has the above-described structure and action. Therefore, by using a metal alkoxide for an inexpensive inorganic drug, the elution of the inorganic drug into water is prevented. Moreover, it is possible to maintain an excellent flame retardant effect even after the water elution test. As a result, the chemicals are not extracted from the wood even if it is exposed to rainwater or dew condensation, and the adhesiveness and coating performance during processing are not impaired, and dimensional stability can be imparted. By carrying out the method for producing modified wood according to the present invention, a large amount of flame-retarded wood that can be used as a member of an opening conforming to the New Building Standard Law, or as a building interior material or exterior material at low cost. It is characterized by being able to be produced.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阪田 喬 東京都台東区下谷2−20−5 日本化学産 業株式会社内 (72)発明者 石原 茂久 京都府長岡京市天神3−33−12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takashi Sakata 2-20-5 Shimotani, Taito-ku, Tokyo Within Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Shigehisa Ishihara 3-33-12 Tenjin, Nagaokakyo, Kyoto Prefecture

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一種または二種以上の水溶性無機薬剤を
木材に含浸させて乾燥した後、更に一種または二種以上
の金属アルコキシドの溶液を該木材に含浸させて、その
後加水分解または加熱分解することによって金属アルコ
キシドを木材中で不燃性、不溶性の金属酸化物に変える
ことにより無機化合物の水に対する溶出を防止して木材
を難燃化することを特徴とする改質木材の製造方法。
1. Wood is impregnated with one or more water-soluble inorganic chemicals and dried, and then the wood is further impregnated with a solution of one or more metal alkoxide, followed by hydrolysis or thermal decomposition. The method for producing modified wood is characterized in that the metal alkoxide is converted into a metal oxide that is non-combustible and insoluble in wood to prevent the elution of inorganic compounds into water to make the wood flame-retardant.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101300441B1 (en) * 2010-08-31 2013-09-10 박형주 Manufacturing methods of flame-retardant wood
JP2015155195A (en) * 2014-01-14 2015-08-27 旭硝子株式会社 Method for producing flame retardant wood
EP3473394A1 (en) * 2017-10-18 2019-04-24 ETH Zürich Improved flame retardancy of wood and other cellulose-based materials by in-situ mineralization

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