JPH01166904A - Manufacture of improved wood - Google Patents
Manufacture of improved woodInfo
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- JPH01166904A JPH01166904A JP32590287A JP32590287A JPH01166904A JP H01166904 A JPH01166904 A JP H01166904A JP 32590287 A JP32590287 A JP 32590287A JP 32590287 A JP32590287 A JP 32590287A JP H01166904 A JPH01166904 A JP H01166904A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は、建材等として用いられる改質木材の製法に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a method for producing modified wood used as building materials and the like.
木材の改質法として、不溶性不燃性無機物を木材中に生
成させることにより、難燃性(防火性)。As a method of modifying wood, it is made flame retardant (fire retardant) by producing insoluble, non-combustible inorganic substances in wood.
寸法安定性、防腐・防虫性および力学的強度等を付与す
る方法が研究、開発されている。Methods of imparting dimensional stability, antiseptic/insect repellent properties, mechanical strength, etc. are being researched and developed.
一般に、木材に難燃性を付与するための改質方法は、以
下のような難燃化のメカニズムに基づいて大別されてい
る。In general, modification methods for imparting flame retardancy to wood are broadly classified based on the following flame retardant mechanisms.
(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
ここで、木材に不溶性不燃性無機物を含ませるという改
質方法は、以下に説明するが、上記(a)以外にも、無
機物の種類によっては山)ないしくd)等による動子も
併せて期待できる優れた方法である。(a) Coating with inorganic substances (b) Promotion of carbonization (C1 Inhibition of chain reaction in flaming combustion (dl) Generation of nonflammable gas (e) Absorption of heat due to decomposition and release of crystal water (f) Insulation by foam layer The modification method of incorporating an insoluble, nonflammable inorganic substance will be explained below, but in addition to the above (a), it is an excellent method that can also be expected to involve movement by mountains) or d), depending on the type of inorganic substance. It is.
しかも、この不溶性不燃性無機物は、いったん木材組織
内に定着させられれば、それ以降布材から溶は出す恐れ
が少ないため、それらの効果が薄れるといった心配も少
ない。Furthermore, once this insoluble, nonflammable inorganic substance is fixed in the wood structure, there is little possibility that it will be dissolved out of the fabric material thereafter, so there is little concern that its effects will diminish.
上記において、(a)の無機物による被覆とは、たとえ
可燃性の材料であっても、それを不燃性の無知ら゛れて
いる木片セメント鷺は、i性杢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、板状に成形されたも
のであって、JIS規格により準不燃材料として認めら
れている。In the above, covering with an inorganic substance in (a) means that even if the material is combustible, it is not known that it is non-combustible. It is mixed at a weight ratio of approximately 1:1 and formed into a plate shape, and is recognized as a quasi-noncombustible material by the JIS standard.
(b)の炭化促進とは、以下のようなメカニズムである
。すなわち、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、このと
きリン酸あるいはホウ酸が存在すると木材の熱分解すな
わち炭化が促進され、速や力弓4炭化層が形成される。The carbonization promotion in (b) is the following mechanism. In other words, when wood is heated, it thermally decomposes and generates flammable gas, which causes flaming combustion. At this time, if phosphoric acid or boric acid is present, the thermal decomposition, or carbonization, of the wood is promoted. Four carbonized layers are formed.
この炭化層は断熱層として作用し、難燃効果を与えるの
である。したがって、前記不溶性不燃性無機物がリン酸
成分あるいはホウ酸成分番含む場合は、この前記改質木
材における難燃襲果は一層高いものとなる。This carbonized layer acts as a heat insulating layer and provides a flame retardant effect. Therefore, if the insoluble nonflammable inorganic substance contains a phosphoric acid component or a boric acid component, the flame retardant effect of the modified wood will be even higher.
(C)の発炎燃焼における連鎖反応の阻害とは、ハロゲ
ンにより寄与されるものであり、炎中でのラジカル的な
酸化反応においてハロゲンが連鎖移動剤として作用する
結果、酸化反応が阻害されて難燃効果が生じるというメ
カニズムである。したがって、不溶性不燃性無機物がハ
ロゲンを含(ものであれば、こうした効果も得られるの
である。The inhibition of the chain reaction in flaming combustion (C) is contributed by halogen, and as a result of the halogen acting as a chain transfer agent in the radical oxidation reaction in the flame, the oxidation reaction is inhibited. This is the mechanism by which the flame retardant effect occurs. Therefore, if the insoluble, nonflammable inorganic substance contains a halogen, this effect can also be obtained.
最後に、(d)の不燃性ガスの発生について説明する。Finally, the generation of nonflammable gas (d) will be explained.
これは、炭酸塩、アンモニウム塩等の化合物は熱分解に
より炭酸ガス、亜硫酸ガス、ハロゲン化水素等の不燃性
ガスを発生するが、これらのガスが可燃性ガスを希釈し
て燃焼を妨げるという効果である。したがって、不溶性
不燃性無機物が炭酸塩等の上記不燃性ガス類を発生しう
るものを含んでいれば、このメカニズムによる難燃化効
果も併せて得られるのである。 パ
ついで、この不溶性不燃性無機物を含む木材の防腐・防
虫効果について説明する。菌類が木材を腐敗させる際は
、まず、菌糸が木材内腔中に侵入していくのであるが、
この木材内、腔中に異物が存在すると菌糸の侵入が妨げ
られ、結果的に腐敗されに<、くなる。この木材内腔中
の異物は、特に防腐効果のある薬剤(防腐剤)等である
必要はなく、菌類の養分になるものでさえなければ、何
であってもよいのである。防虫についても防腐と同様で
あって、薬剤効果があるものであればそれ、にこしたこ
とはないし、また、虫に対して消化性の悪いもの、消化
しないもの、あるいは・、忌避作用のあるものが好まし
い。したがって、そのような条件を満たしている不溶性
不燃性無機物を木材内腔中に含ませれば1、木材の防腐
・防虫に効果的なのである。This is because compounds such as carbonates and ammonium salts generate nonflammable gases such as carbon dioxide, sulfur dioxide, and hydrogen halides through thermal decomposition, but these gases dilute flammable gases and prevent combustion. It is. Therefore, if the insoluble nonflammable inorganic substance contains something that can generate the above-mentioned nonflammable gases, such as carbonate, a flame retardant effect due to this mechanism can also be obtained. Next, we will explain the antiseptic and insect repellent effects of wood containing this insoluble, noncombustible inorganic substance. When fungi cause wood to rot, mycelium first invades the inner cavity of the wood.
If foreign matter is present in the wood or in the cavities, the mycelium will be prevented from entering the wood, resulting in the wood becoming rotten. The foreign matter in the wood lumen does not need to be a particularly antiseptic agent (preservative), and may be anything as long as it does not provide nutrients for fungi. Insect repellents are the same as preservatives; if they have a medicinal effect, it's no big deal, and there are also things that are poorly digestible, indigestible, or have a repellent effect on insects. Preferably. Therefore, if an insoluble, noncombustible inorganic substance that satisfies such conditions is included in the internal cavity of wood, it will be effective in preserving wood and preventing insects.
さらに、このような無機物を木材内腔中あるいは木材細
胞壁中に固定させると、その他の木材物性もそれに伴い
変化する。たとえば、音響特性。Furthermore, when such inorganic substances are fixed in the inner cavity of wood or in the cell walls of wood, other physical properties of the wood change accordingly. For example, acoustic properties.
X線等の電磁波の透過特性等も挙げられるが、木材の寸
法安定性および硬度、とりわけ表面硬度をはじめとする
力学的強度も著しく変化する。木材を構造的にとらえる
と、多数の導管や仮導管等がはしり、その断面は、゛そ
れらの管が構成する空間が細胞壁に支えられてなるハニ
カム状構造を呈している。したがって、そのハニカムの
空間の大きさや壁の厚さ等が木材の寸法安定性や力学的
特性に与える影響は、極めて大きい。具体的には、木材
を水で膨潤させておき、、その伏態で木材細胞壁中に何
らかの物質を固定できれば、バルク効果により上記両特
性が向上する。すなわち、木材細胞壁内が充填材によっ
て占められていれば、木材自体の膨張あるいは収縮が起
こりにくくなり、同時に、特に硬度をはじめとする各種
力学的強度も向上するのである。ここで、固定物質とし
ては、水に熔けにくい無機物も使いうるため、不溶性不
燃性無機物を木材細胞壁中に固定すれば、その効果が得
られるのである。This includes the transmission characteristics of electromagnetic waves such as X-rays, but also the mechanical strength including the dimensional stability and hardness of the wood, especially the surface hardness. If you look at wood structurally, it has many conduits, tracheids, etc., and its cross section has a honeycomb-like structure in which the spaces formed by these tubes are supported by cell walls. Therefore, the size of the honeycomb space, the wall thickness, etc. have a very large influence on the dimensional stability and mechanical properties of the wood. Specifically, if wood is swollen with water and some substance can be fixed in the cell walls of the wood in that state, both of the above properties will be improved due to the bulk effect. In other words, if the inside of the wood cell wall is occupied by the filler, the wood itself is less likely to expand or contract, and at the same time, various mechanical strengths, particularly hardness, are improved. Here, as the fixing substance, an inorganic substance that is difficult to dissolve in water can be used, so the effect can be obtained by fixing an insoluble, nonflammable inorganic substance in the wood cell wall.
以上のように、不溶性不燃性無機物を含ませるという方
法は、難燃化をはじめとする木材の改質において非常に
有効であるが、下記のような問題を有していた。As described above, the method of incorporating insoluble nonflammable inorganic substances is very effective in modifying wood, including flame retardation, but it has the following problems.
一般に、たとえば不溶性不燃性無機物をそのまま水等の
溶媒に分散させ、この分散液(処理液)中に木材を浸漬
して液を木材中に浸透させようとしても、浸透していく
のはほとんど水等の溶媒のみとなってしまう。というの
も、処理液が木材中に浸透していく際に通過すべき通路
のうち、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0.1 amであるのに対し、分
散粒子である不溶性不燃性無機物の粒径は、通常、0.
1μmよりもかなり大きいからなのである。Generally, for example, if an insoluble, nonflammable inorganic substance is directly dispersed in a solvent such as water, and wood is immersed in this dispersion (treatment liquid) to allow the liquid to penetrate into the wood, most of the material that penetrates is water. This results in only solvents such as This is because the narrowest part of the passage through which the treatment liquid permeates into the wood is the pit membrane run, and the pore diameter here is approximately 0.1 am. The particle size of the insoluble, nonflammable inorganic material that is the dispersed particle is usually 0.
This is because it is considerably larger than 1 μm.
そこで、発明者らは、先に、この問題を解決できる方法
を開発している。すなわち、混合することにより反応し
て不溶性不燃性無機物を生じさせるカチオンおよびアニ
オンを別々に含ませた2種の水溶液を用意し、両者を順
次原料木材に含浸させて木材内部で両イオンを反応させ
、不溶性不燃性無機物を定着させるようにする改質木材
の製法である(特願昭6O−089423)。このよう
にすれば、極めて多量の不溶性不燃性無機物を効率よく
木材中に含ませることができ、さらに、新たな問題点に
対応して数々の改良も加えられてきた。Therefore, the inventors have first developed a method that can solve this problem. That is, two types of aqueous solutions are prepared that separately contain cations and anions that react to produce insoluble, nonflammable inorganic substances when mixed, and both are sequentially impregnated into raw wood to cause both ions to react inside the wood. This is a method for producing modified wood in which insoluble, nonflammable inorganic substances are fixed (Japanese Patent Application No. 6O-089423). In this way, extremely large amounts of insoluble, nonflammable inorganic substances can be efficiently incorporated into the wood, and many improvements have also been made in response to new problems.
たとえば、浸漬処理を行う場合、2回目以降の浸漬時に
、先に木材内に含浸させられている成分が外部に流出し
、木材内のみならず木材外、すなわち、処理浴中におい
ても反応して不溶性不燃性無機物が生成してしまう、と
いう問題があった。For example, when immersion treatment is performed, during the second and subsequent immersion, the components that were previously impregnated into the wood flow out and react not only inside the wood but also outside the wood, that is, in the treatment bath. There was a problem in that insoluble and nonflammable inorganic substances were generated.
これらは浴を汚染し、また、薬剤の使用量を増加させる
結果にもつながるため、この木材外での生成はできるだ
け抑え、はぼ木材内のみに充分な量の不溶性不燃性無機
物を生成させることが好ましい。そのために、これまで
、後から含浸させる処理液の濃度を、先に含浸させた処
理液濃度と同等もしくはそれ以上にしたり、含浸時間を
充分にとったりする等の工夫がなされてきた。Since these contaminate the bath and lead to an increase in the amount of chemicals used, it is important to suppress the generation of these substances outside the wood as much as possible, and to generate a sufficient amount of insoluble, nonflammable inorganic substances only within the wood. is preferred. To this end, so far, efforts have been made to make the concentration of the treatment liquid for later impregnation equal to or higher than the concentration of the treatment liquid for earlier impregnation, or to provide a sufficient impregnation time.
しかしながら、このように含浸時間を充分にとって処理
を行っても、カチオンとアニオンとの反応は、木材表面
部分で起こるものが主体となって、不溶性不燃性無機物
の生成を木材深部にまで進めることは困難である、とい
う問題が残されている。この現象は、以下のように理解
される。まず、最初の処理液(仮にカチオン含有処理液
とする)が含浸されている木材内において、注入された
カチオンは、移動しやすい状態で存在している。However, even if the treatment is carried out with sufficient impregnation time, the reaction between cations and anions mainly occurs on the surface of the wood, and the formation of insoluble, nonflammable inorganic substances cannot proceed deep into the wood. The problem remains that it is difficult. This phenomenon can be understood as follows. First, in the wood impregnated with the first treatment liquid (temporarily assumed to be a cation-containing treatment liquid), the injected cations exist in a mobile state.
ついで、これと反応する相手方のアニオン含有処理液中
に木材が浸漬させられ、木材表面にアニオンが存在する
ようになると、内部のカチオンはアニオンの方へ、つま
り、表面の方へと木材内で移動して行く。このようにし
て、両イオンの反応は、画処理液の接する界面部分で起
きるものが主体となり、不溶性不燃性無機物は、当然の
ことながら、木材表層部分に生成するようになる。する
と、今度はこの生成した不溶性不燃性無機物が障害とな
って、以降の処理液の侵入が妨げられ、木材深部まで行
き渡らなくなってしまうのである。したがって、このよ
うな障害を乗り越えて、木材深部にまで不溶性不燃性無
機物を生成させるためには、さらに多くの時間を要する
など、効率面等において難点を有していた。Next, the wood is immersed in a treatment solution containing anions that reacts with the wood, and when anions are present on the wood surface, the internal cations move toward the anions, that is, toward the surface of the wood. Move and go. In this way, the reaction between both ions mainly occurs at the interface where the image processing solution comes into contact, and the insoluble and nonflammable inorganic substances naturally come to be generated on the surface layer of the wood. This insoluble, nonflammable inorganic material then becomes a hindrance, preventing the treatment liquid from entering into the wood and preventing it from reaching deep into the wood. Therefore, in order to overcome such obstacles and generate insoluble, non-combustible inorganic substances deep into the wood, more time is required, which has been problematic in terms of efficiency and the like.
以上の事情に鑑み、この発明は、多量の不溶性不燃性無
機物を内部深くまで含み、難燃性をはじめとし、防腐・
防虫性2寸法安定性および硬度等に優れた改質木材を、
短時間で効率よく製造する方法を提供することを目的と
する。In view of the above circumstances, this invention contains a large amount of insoluble and nonflammable inorganic material deep inside, and has flame retardant properties, antiseptic properties, and
Modified wood with excellent insect repellency, two-dimensional stability and hardness,
The purpose is to provide a method for manufacturing efficiently in a short time.
上記目的を達成するため、この発明は、改質しようとす
る原料木材に対し、混合することにより不溶性不燃性無
機物を生じさせるカチオン含有処理液とアニオン含有処
理液の組み合わせのうちの一方を含浸させたのちに他方
を含浸させることにより、木材組織内に前記無機物を生
成・定着させるようにする改質木材の製法であって、あ
とから含浸させる前記処理液を減圧により含浸させるよ
うにすることを特徴とする改質木材の製法を要旨とする
。In order to achieve the above object, the present invention impregnates raw material wood to be modified with one of a combination of a cation-containing treatment liquid and an anion-containing treatment liquid that produce insoluble, non-flammable inorganic substances when mixed. A method for producing modified wood in which the inorganic substance is generated and fixed in the wood structure by impregnating the other material afterwards, the method comprising impregnating the treated liquid under reduced pressure with the treatment liquid to be impregnated later. The main points of this paper are the manufacturing methods of modified wood.
以下に、この発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.
この発明に用いられる改質のための原料木材としては特
に限定はされず、原木丸太、製材品、スライス単板2合
板等が例示できる。それらの4M種についても何ら限定
されることはない。The raw material wood for modification used in this invention is not particularly limited, and examples include raw wood logs, sawn timber products, sliced veneer 2 plywood, and the like. There are no limitations on these 4M types either.
木材中に生成させて木材組織内に分散・定着させる不溶
性不燃性無機物としては、特に限定はされず、たとえば
、ホウ酸塩、リン酸塩およびリン酸水素塩、炭酸塩、硫
酸塩および硫酸水素塩、ケイ酸塩、硝酸塩、フッ化物、
臭化物、水酸化物等が挙げられ、2種以上の無機物が木
材中に共存されるようであってもよい。Insoluble, nonflammable inorganic substances that are generated in wood and dispersed and fixed in the wood tissue are not particularly limited, and include, for example, borates, phosphates, hydrogen phosphates, carbonates, sulfates, and hydrogen sulfate. salts, silicates, nitrates, fluorides,
Examples include bromides, hydroxides, etc., and two or more types of inorganic substances may coexist in the wood.
また、1種の不溶性不燃性無機物中に、下記に述べるカ
チオン部分を構成するもの、および/または、アニオン
部分を構成するものが、それぞれ2種以上含まれるよう
であってもよい。Furthermore, one type of insoluble, nonflammable inorganic substance may contain two or more types of cation moieties and/or anion moieties described below.
前記のような無機化合物(塩)のカチオン部分を構成す
る元素としては、Na、に等のアルカリ金属元素、Mg
、Ca、Sr、Ba等のアルカリ土類金属元素、Znお
よびAIを用いることが好ましいが、これらに限定され
ることはなく、たとえば、Mn、Ni、Cd等の遷移元
素やSt、Pb等の炭素族元素等を使用してもよい。Elements constituting the cation portion of the above-mentioned inorganic compounds (salts) include alkali metal elements such as Na and Mg.
Although it is preferable to use alkaline earth metal elements such as , Ca, Sr, and Ba, Zn, and AI, the use is not limited to these. For example, transition elements such as Mn, Ni, and Cd, and transition elements such as St and Pb are used. Carbon group elements etc. may also be used.
アニオン部分を構成するものとしては、BO。BO constitutes the anion portion.
、PO4、Cot 、SO4およびOHアニオンを使用
することが好ましい。Bon、po4アニオンでは、前
記難燃化メカニズム(b)による効果、CO,アニオン
では同(d)による効果が得られるために、−層好適で
ある。しかし、これらに限定されることはなく、たとえ
ば、F、CI、Br、O。, PO4, Cot, SO4 and OH anions are preferably used. For Bon and po4 anions, the effect of the flame retardant mechanism (b) can be obtained, and for CO and anions, the effect of the same mechanism (d) can be obtained, so that the − layer is preferable. However, it is not limited to these, for example, F, CI, Br, O.
N Ox 、 S i 04 、 310gアニオン
等であっても構わない。特に、ハロゲンでは、同(C)
および(d)による効果が併せて期待できるという利点
が得られる。It may be N Ox , S i 04 , 310g anion, or the like. In particular, for halogens, the same (C)
There is an advantage that the effects of (d) and (d) can be expected together.
このようなカチオン部分を構成するものとアニオン部分
を構成するものは、それぞれ単独で、あるいは、複数種
を併せて使用されるが、両者の組み合わせは、どれでも
可能というわけではなく、イオン半径等による制約があ
る。そのような条件を鑑みて、両者を任意に選択し、そ
れらを含んだ水溶性無機物を各々水に熔解させて、前記
カチオン含有処理液および前記アニオン含有処理液を調
製する。The cation portion and the anion portion may be used alone or in combination, but not all combinations are possible, and the ionic radius, etc. There are restrictions due to In view of such conditions, both are arbitrarily selected and the water-soluble inorganic substances containing them are respectively dissolved in water to prepare the cation-containing treatment liquid and the anion-containing treatment liquid.
なお、上記ハロゲンおよびOHアニオン等は、単独で使
用される他、カチオン含有処理液および/またはその他
のアニオンを含んだアニオン含有処理液中にともに含ま
れるようにし、木材中にアパタイト等を生じさせるよう
に調製されていてもよい。In addition, the above-mentioned halogens and OH anions can be used alone or included together in a cation-containing treatment liquid and/or an anion-containing treatment liquid containing other anions to produce apatite etc. in the wood. It may be prepared as follows.
水に溶解して、上記カチオンを生じさせる無機物として
は、MgC1x 、MgBrz 、MgSO4・Hz
O,Mg (NOx)z 76Hx O,CaC1g
、CaBrx 、Ca (Not)z 、BaC1z
” 2 Hz O+ B a B r z + B
a (N 0n)z 、A ICl s r A I
B r * + ’ A l t (S 04 )
s + A I(Not)、” 9H! O,ZnC1
,等がその一例として挙げられるが、これらに限定され
ることはない。水に溶解して、上記アニオンを生じさせ
る無機物としては、Nag Cot 、 (NH4)
2 COx 、Hz SO4、Nag SO4、(NH
4)tSOa 、 Hs PO4、Nag H
PO4、(NH4)z HPOa 、HI Bo
x 、Na Bow 、NHaBO,等がその一例
として挙げられるが、やはり、これらに限定されること
はない。、
このようなカチオン/アニオン含有画処理液にを用いた
この発明における含浸処理例を、図面を参照しつつ説明
する。まず、第1図にみるように、木材1をカチオン含
有処理液2に浸漬し、木材1中にカチオン3を含浸させ
る。このとき、含浸に先立ち、原料木材に飽水処理を施
して木材が充分に飽水された状態になるようにしてもよ
い。それにより、木材中の水を媒体として処理液中のカ
チオンが速く拡散していくようになって、含浸時間を短
縮することができるためである。ここで、上記飽水処理
方法としては、水中貯木、スチーミング、減圧下含浸、
加圧下含浸等が挙げられ、特に限定はされない。Inorganic substances that dissolve in water to produce the above cations include MgClx, MgBrz, MgSO4・Hz
O, Mg (NOx)z 76Hx O, CaC1g
, CaBrx , Ca (Not)z , BaC1z
” 2 Hz O+ B a B r z + B
a (N 0n)z , A ICl s r A I
B r * + ' Al t (S 04 )
s + A I (Not),” 9H! O, ZnC1
, etc. may be mentioned as an example, but the invention is not limited to these. Inorganic substances that dissolve in water to produce the above anions include Nag Cot, (NH4)
2 COx, Hz SO4, Nag SO4, (NH
4) tSOa, Hs PO4, Nag H
PO4, (NH4)z HPOa, HI Bo
Examples include, but are not limited to, x, Na Bow, NHaBO, and the like. An example of the impregnation treatment according to the present invention using such a cation/anion-containing image processing solution will be explained with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 1, a wood 1 is immersed in a cation-containing treatment liquid 2 to impregnate the wood 1 with cations 3. At this time, prior to impregnation, the raw material wood may be subjected to water saturation treatment so that the wood is sufficiently saturated with water. This is because the cations in the treatment liquid will diffuse quickly using the water in the wood as a medium, and the impregnation time can be shortened. Here, the above-mentioned water saturation treatment methods include underwater wood storage, steaming, impregnation under reduced pressure,
Examples include impregnation under pressure, and are not particularly limited.
含浸処理後、つぎに行われる減圧含浸に備え、第2図に
みるように、このカチオン3を含んだ木材1を浴から取
り出して乾燥させる。減圧含浸では、木材内部の空隙が
減圧され、その低圧となった部分に処理液が注入される
ようになるため、木材内には低圧にできるような空隙が
存在していたほうが、つまり、ある程度乾燥していたほ
うがよいからである。この乾燥方法は、特に限定されな
いし、乾燥の度合も、あえて絶乾状態にする必要はなく
、繊維飽和含水率(約30%)以下程度にまで乾燥させ
られればよい。After the impregnation treatment, the wood 1 containing the cations 3 is taken out of the bath and dried, as shown in FIG. 2, in preparation for the next vacuum impregnation. In vacuum impregnation, the voids inside the wood are depressurized and the treatment liquid is injected into the low-pressure areas, so it is better to have voids in the wood that can create a low pressure. This is because it is better if it is dry. This drying method is not particularly limited, and the degree of drying does not need to be completely dry, as long as it is dried to a level below the fiber saturated moisture content (about 30%).
ついで、乾燥された木材1が、減圧下で、第3図に示さ
れているように、アニオン含有処理液4中に浸漬される
ようにして、木材1内にアニオン5を含浸させ、木材内
で不溶性不燃性無機物6を生成させる。この減圧含浸は
、たとえば、以下のような操作で行われる。まず、減圧
容器(図示せず)内に原料木材を固定して減圧にし、所
定の圧力まで減圧できたところで1〜2時間時間上の圧
力を保持して木材内部を減圧にし、その後容器内に処理
液を導入し、木材が完全に液に浸されたところで常圧に
戻すようにして行う。あるいは、先に容器内に処理液を
導入して木材を浸し、その状態から減圧にして所定の圧
力が得られたところで1〜2時間程度保持し、その後大
気圧に開放するようにして行ってもよい。減圧状態とし
ては、特に限定はされないが、充分な含浸を効率よく行
うために、59mmHg以下になっていることが好まし
い。Next, the dried wood 1 is immersed in the anion-containing treatment liquid 4 under reduced pressure, as shown in FIG. An insoluble, nonflammable inorganic substance 6 is produced. This reduced pressure impregnation is performed, for example, by the following operation. First, the raw material wood is fixed in a vacuum container (not shown) and the pressure is reduced, and once the pressure has been reduced to a predetermined pressure, the above pressure is maintained for 1 to 2 hours to reduce the pressure inside the wood, and then the wood is placed in the container. The treatment solution is introduced, and once the wood is completely immersed in the solution, the pressure is returned to normal. Alternatively, the treatment liquid is first introduced into the container and the wood is immersed in it, then the pressure is reduced from that state, and when the predetermined pressure is obtained, it is held for about 1 to 2 hours, and then it is released to atmospheric pressure. Good too. The reduced pressure state is not particularly limited, but is preferably 59 mmHg or less in order to efficiently perform sufficient impregnation.
この減圧注入により、処理液は木材内部にまで行き渡る
が、もっと多量に、かつ、厚板等に対して奥深くまで含
浸させたい場合は、減圧注入後、加圧してもよいし、こ
の減圧、加圧を繰り返してもよい。This reduced-pressure injection allows the treatment liquid to reach the inside of the wood, but if you want to impregnate a larger amount and deeper into a thick plate, etc., you can apply pressure after applying the reduced-pressure injection. The pressure may be repeated.
以上の減圧含浸操作の後、木材を処理液中に浸漬させた
状態を数時間程度保つようにし、このとき、処理液を加
熱することが推奨される。この加温は、処理液の均一分
散化と不溶性不燃性無機物生成反応の促進において効果
がある。すなわち、初めに含浸されたカチオンは、乾燥
過程において、イオンという液体状態から固化して固体
成分に変化する。つぎに、アニオン処理液がすばやく注
入されるが、このとき、両イオンは直ちに反応を開始す
るわけではなく、まず、前記固体成分が溶解する、とい
う溶解過程をふむ。そして、イオン状態となって両イオ
ンが接し、反応が起きるのである。After the above-described reduced-pressure impregnation operation, the wood is kept immersed in the treatment liquid for several hours, and it is recommended that the treatment liquid be heated at this time. This heating is effective in uniformly dispersing the treatment liquid and promoting the reaction for producing insoluble and nonflammable inorganic substances. That is, during the drying process, the initially impregnated cations solidify from a liquid state called ions to a solid component. Next, an anion treatment liquid is quickly injected, but at this time, both ions do not immediately start reacting, but first undergo a dissolution process in which the solid components are dissolved. Then, in the ionic state, both ions come into contact and a reaction occurs.
ここで、カチオンが木材内で固体状態になっていること
が、この発明において、短時間で木材深部にまで不溶性
不燃性無機物を生成させる、という効果が得られる一要
因である。通常は、木材内部で直ちに反応できる状態、
すなわちイオン状態で存在しているため、アニオンが侵
入してくると同時に無機物生成が開始され、これが、す
でに述べたように木材表層部で起こるために、アニオン
が内部に浸透しにくくなり、表層部に生成した不溶性不
燃性無機物に閉じ込められた形となって、未反応のカチ
オンが木材深部に残されてしまう。Here, the fact that the cations are in a solid state within the wood is one of the factors that allows this invention to produce the insoluble, nonflammable inorganic substance deep within the wood in a short period of time. Normally, it is in a state where it can react immediately inside the wood,
In other words, since it exists in an ionic state, inorganic matter formation begins at the same time as anions enter, and as mentioned above, this occurs in the surface layer of the wood, making it difficult for anions to penetrate into the interior, and forming the surface layer. The unreacted cations are trapped in the insoluble, nonflammable inorganic substances produced during the process, and are left deep inside the wood.
ところが、木材内部のカチオンが容易に反応できない状
態、すなわち固体状態で存在していれば、表層部に不溶
性不燃性無機物が生成する前に、減圧含浸によりすばや
く、木材深部にまで充分アニオンが行き渡り、その後、
浸漬状態で加温して反応を促進させて、第4図にみるよ
うに、多量の不溶性不燃性無機物6を生成させることが
できるのである。However, if the cations inside the wood are in a state where they cannot easily react, that is, in a solid state, the anions can be quickly and sufficiently distributed deep into the wood by vacuum impregnation, before insoluble and nonflammable inorganic substances are formed on the surface layer. after that,
By heating the material in the immersed state to accelerate the reaction, a large amount of insoluble and nonflammable inorganic material 6 can be produced, as shown in FIG.
その後、必要に応じて溶脱処理を施し、可溶性の未反応
イオンおよび副生成物を除去したり、水洗等を行って、
木材表層部に生成した不溶性不燃性無機物を除去したり
してもよい。木材内に残される上記可溶性成分は、吸水
、吸湿量・が多く、また、その種類によっては潮解性を
示す場合もあるので、これらがあまり多量に残存すると
、木材の吸水、吸湿性が高くなりすぎてしまう。すると
、建材用途等として不適当になってしまう恐れもあるた
め、溶脱処理によりこれらを除去して木材の耐水性や耐
候性を高めることができるのである。After that, leaching treatment is performed as necessary to remove soluble unreacted ions and by-products, washing with water, etc.
Insoluble and nonflammable inorganic substances generated on the surface layer of the wood may be removed. The above-mentioned soluble components left in the wood absorb a lot of water and moisture, and depending on the type, they may exhibit deliquescent properties, so if too much of these components remain, the water absorption and hygroscopicity of the wood will increase. It's too much. This may make the wood unsuitable for use as a building material, so these can be removed through leaching treatment to improve the water resistance and weather resistance of the wood.
この溶脱処理は、後処理浴を設けて水中に長時間浸漬さ
せたり、流水中に放置して洗浄したりして実施される。This leaching treatment is carried out by providing a post-treatment bath and immersing the material in water for a long time, or leaving it in running water for washing.
また、改質木材の外観、すなわち木質感、という点に関
しては、処理後、乾燥させられると、木材表面部分に生
成した不溶性不燃性無機物が析出して木材全体が粉をふ
いたように白くなってしまい、外観が損なわれるという
恐れもあるため、処理後の木材に洗浄処理を施して外観
を保つことも有効である。Regarding the appearance of modified wood, that is, its wood texture, when it is dried after treatment, the insoluble and nonflammable inorganic substances generated on the surface of the wood precipitate and the entire wood becomes white, as if it had been dusted with powder. Since there is a risk that the wood will get dirty and the appearance will be damaged, it is also effective to wash the treated wood to maintain its appearance.
なお、これまで、カチオン、アニオンの順に2液を含浸
させる例に沿って説明をしてきたが、この発明にかかる
製法がこれに限定されるものではないことは言うまでも
ない。たとえば、アニオン、カチオンの順に含浸させて
もよいし、2液に限らず、さらに第3浴、第4浴・・・
等を設けて繰り返し含浸させてもよい。このときの含浸
処理方法は、特に限定されず、カチオンおよびアニオン
含有画処理液も、それぞれ同一種のものであっても、異
種のものであっても構わない。また、初めに含浸させる
処理液もまた、減圧含浸により注入させてもよく、この
場合は、前処理としての飽水処理が省略される。Although the explanation has been given so far based on an example in which two liquids are impregnated in the order of cation and anion, it goes without saying that the manufacturing method according to the present invention is not limited to this. For example, anion and cation may be impregnated in this order, and the impregnation is not limited to two liquids, but also a third bath, a fourth bath, etc.
etc. may be provided and impregnated repeatedly. The impregnation treatment method at this time is not particularly limited, and the cation- and anion-containing image processing solutions may be of the same kind or different kinds. Further, the treatment liquid to be first impregnated may also be injected by vacuum impregnation, and in this case, the water saturation treatment as a pretreatment is omitted.
つぎに、この発明における実施例および比較例について
説明する。Next, Examples and Comparative Examples of the present invention will be described.
■ 盈l木林立製汰
(実施例1)
ベイマツ材の2Wa厚スライス単板を減圧容器内に固定
し、ロータリーポンプにより10wHg以下に減圧して
1時間保持した後、注水し、木材が完全に水に浸かった
ところでリーク弁を開けて常圧に開放し、室温でそのま
ま24時間放置して飽水状態にした。■ Yeongmulin Rit Seitai (Example 1) A 2W thick sliced veneer of Douglas fir was fixed in a vacuum container, and the pressure was reduced to 10wHg or less using a rotary pump and held for 1 hour, then water was poured in to ensure that the wood was completely covered. Once submerged in water, the leak valve was opened to release the pressure to normal pressure, and the sample was left at room temperature for 24 hours to saturate with water.
得られた飽水単板を、80℃に加温された塩化バリウム
水溶液(2mol/jり中に24時間浸漬し、その後木
材表面を水洗し、熱風乾燥器内で60℃/24時間の乾
燥を行った。The obtained saturated veneer was immersed for 24 hours in a barium chloride aqueous solution (2 mol/j) heated to 80°C, then the wood surface was washed with water, and dried at 60°C for 24 hours in a hot air dryer. I did it.
ついで、上記同様にして10waHg以下に減圧された
木材を、リン酸水素二アンモニウム(4mol/It)
およびオルトホウ酸(6mol/ j! )混合水溶液
中に浸漬させ、常圧に戻して80℃/24時間放置した
。Next, the wood, which was reduced in pressure to 10 waHg or less in the same manner as above, was treated with diammonium hydrogen phosphate (4 mol/It).
and orthoboric acid (6 mol/j!) mixed aqueous solution, returned to normal pressure and left at 80° C. for 24 hours.
含浸処理後の単板を充分に水洗し、ついで乾燥させて改
質木材を得た。After the impregnation treatment, the veneer was sufficiently washed with water and then dried to obtain a modified wood.
(実施例2〜9)
実施例1と同様にして第1表に示した条件で単板を処理
し、各改質木材を製造した。ただし、実施例7ではベイ
マツ材の15鶴厚ソード単板を使用した。また、実施例
9では第3浴も設けて常圧にて浸漬含浸処理を行った。(Examples 2 to 9) In the same manner as in Example 1, veneers were treated under the conditions shown in Table 1 to produce each modified wood. However, in Example 7, a 15 crane thick sword veneer made of Douglas fir was used. Further, in Example 9, a third bath was also provided and the immersion impregnation treatment was performed at normal pressure.
(比較例1〜2)
第2浴において減圧含浸を行わず、第1浴と同様に常圧
の浸漬含浸を行うようにし、以下は上記実施例と同様に
して第1表に示した条件で単板を処理し、各改質木材を
製造した。(Comparative Examples 1 and 2) In the second bath, impregnation under reduced pressure was not performed, but normal pressure immersion was performed in the same manner as in the first bath. The veneers were treated to produce each modified wood.
■ 盈!木林夏比皿
上7記得られた改質木材について、不溶性不燃性無機物
の含浸率、難燃性(防火性)9寸法安定性、防腐・防虫
性および硬度を凋べた。上記無機物の含浸率は、絶乾し
た木材の重量に対する不溶性不燃性無機物の含浸重量比
率である。難燃性は、JIS規格A1321における難
燃■級を◎、難燃■級を△、その中間の性能をOとした
。寸法安定性については、飽水時の寸法変化の改善率で
評価し、未処理木材の場合をθ%1寸法変化なしの場合
を100%とした。防腐・防虫性は、腐敗および虫害に
対応する木材重量の減少率で評価し、はとんど減少しな
いものを◎9通常の未処理木材と同等の場合を×、その
中間のものを○とした。■ Ei! 7. Regarding the obtained modified wood, the impregnation rate of insoluble and noncombustible inorganic substances, flame retardancy (fire retardancy), dimensional stability, rot and insect repellency, and hardness were improved. The impregnation rate of the inorganic substance is the ratio of the weight of the insoluble incombustible inorganic substance to the weight of bone dry wood. Regarding the flame retardancy, flame retardant class ■ in JIS standard A1321 is ◎, flame retardant ■ class is Δ, and intermediate performance is O. Dimensional stability was evaluated by the improvement rate of dimensional change when saturated with water, and the case of untreated wood with θ%1 dimensional change was defined as 100%. Preservative and insect repellent properties are evaluated by the rate of decrease in wood weight in response to decay and insect damage. ◎9 means that the weight of the wood does not decrease due to decay and insect damage. did.
硬度については、木目と木目の間の部分において、一定
深さまで針状物が入るときに要する力に対応する値で評
価し、ナラ材並以上の硬度を◎1通常のベイマツ材の硬
度を×、その中間の場合を○としてあられした。Hardness is evaluated using a value corresponding to the force required to insert a needle to a certain depth in the area between the grains of the wood, and the hardness is equal to or higher than that of oak wood. ◎ 1 The hardness of normal Douglas fir wood is × , and cases in between were marked as ○.
以上の結果を第1表に示す。The above results are shown in Table 1.
第1表にみるように、第2浴にて減圧含浸を行った実施
例の改質木材は、比較例のものに比べ、浸漬処理時間が
短くても効率よく多量の不溶性不燃性無機物を含んでお
り、それらが木材深部にまで達しているため、−層優れ
た性能を有していることが判明した。さらに、表中に記
載されている性能以外にも、遮音性能が向上し、かつ、
Ba等の重い金属元素が含まれているために、X線等の
電離放射線の透過率も著しく低下していることが明らか
となった。また、実施例7は、厚板に対して処理を行っ
た例であるが、この減圧含浸法は、厚物板材の改質にも
適した方法である。As shown in Table 1, the modified wood of the example that was impregnated under reduced pressure in the second bath efficiently contained a large amount of insoluble and nonflammable inorganic substances even with a shorter soaking time than that of the comparative example. It was found that these layers penetrate deep into the wood, giving them excellent performance. Furthermore, in addition to the performance listed in the table, sound insulation performance is improved, and
It has become clear that since heavy metal elements such as Ba are contained, the transmittance of ionizing radiation such as X-rays is also significantly reduced. Furthermore, although Example 7 is an example in which a thick plate was treated, this reduced pressure impregnation method is also suitable for modifying thick plate materials.
この発明にかかる改質木材の製法は、以上のようであり
、木材内部に不溶性不燃性無機物を生成・定着させるに
あたり、あとから含浸させる処理液を減圧含浸させるよ
うにするため、木材深部にまで効率よく不溶性不燃性無
機物を生成させることができ、難燃性、防腐・防虫性2
寸法安定性。The method for producing modified wood according to the present invention is as described above, and in order to generate and fix insoluble incombustible inorganic substances inside the wood, the treatment liquid to be impregnated later is impregnated under reduced pressure, so that it reaches deep into the wood. Can efficiently generate insoluble and nonflammable inorganic substances, and has flame retardant, antiseptic and insect repellent properties 2
Dimensional stability.
硬度等に優れた改質木材を得ることができる。Modified wood with excellent hardness etc. can be obtained.
第1図ないし第4図は、この発明にかかる改質木材の製
法の一実施説明図である。
■・・・木材 2・・・カチオン含有処理液 4・・・
アニオン含有処理液 6・・・不溶性不燃性無機物代理
人 弁理士 松 本 武 彦
第1図
゛第3図
第2図
第4図FIGS. 1 to 4 are explanatory diagrams of one embodiment of the method for producing modified wood according to the present invention. ■...Wood 2...Cation-containing treatment liquid 4...
Anion-containing treatment liquid 6...Insoluble nonflammable inorganic agent Patent attorney Takehiko Matsumoto Figure 1, Figure 3, Figure 2, Figure 4
Claims (2)
により不溶性不燃性無機物を生じさせるカチオン含有処
理液とアニオン含有処理液の組み合わせのうちの一方を
含浸させたのちに他方を含浸させることにより、木材組
織内に前記無機物を生成・定着させるようにする改質木
材の製法であって、あとから含浸させる前記処理液を減
圧により含浸させるようにすることを特徴とする改質木
材の製法。(1) The raw material wood to be modified is impregnated with one of the combinations of a cation-containing treatment liquid and an anion-containing treatment liquid that produce insoluble, nonflammable inorganic substances by mixing, and then impregnated with the other. A method for producing modified wood in which the inorganic substance is generated and fixed in the wood structure, characterized in that the treatment liquid to be impregnated later is impregnated under reduced pressure. .
せるカチオン含有処理液が、アルカリ金属、アルカリ土
類金属、亜鉛およびアルミニウムの各陽イオンからなる
群の中から選ばれた少なくとも1種を含む溶液であり、
かつ、アニオン含有処理液が、BO_2、PO_4、C
O_2、SO_4およびOHの各陰イオンからなる群の
中から選ばれた少なくとも1種を含む溶液である特許請
求の範囲第1項記載の改質木材の製法。(2) A solution in which the cation-containing treatment solution that produces an insoluble nonflammable inorganic substance when mixed contains at least one cation selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, zinc, and aluminum cations. and
And, the anion-containing treatment liquid contains BO_2, PO_4, C
The method for producing modified wood according to claim 1, which is a solution containing at least one anion selected from the group consisting of O_2, SO_4 and OH anions.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32590287A JPH01166904A (en) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | Manufacture of improved wood |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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|---|---|
| JPH01166904A true JPH01166904A (en) | 1989-06-30 |
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|---|---|---|---|
| JP32590287A Pending JPH01166904A (en) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | Manufacture of improved wood |
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- 1987-12-23 JP JP32590287A patent/JPH01166904A/en active Pending
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