JPS5842813B2 - 木材処理法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は木材の処理法、特に樹脂の多い木材について著
るしい着色をおこすことなく脱脂する処理法に関する。

からまつ、かやなど、まつ目やいちい目に属する植物は
樹脂を多く含有し、それらから得られる材は耐水性のよ
い木材としての用途がある。

しかしこれらの木材を工芸材料として用いると樹脂の滲
出により工芸品としての価値を低下させたり、塗装に際
し、むらを生ずるなどの不都合を生ずるものがある。

これらの欠点を克服するために、従来とられてきた方法
は主として塗料の改良であって、本発明の如き木材処理
による先行技術は少いが、本発明に最も近いものとして
は特公昭４９−３２９２１号公報及び特公昭５０−７１
２１号公報に開示されたソーダ灰と活性剤の水溶液によ
る木材処理法の発明がある。

この発明は木材の脱脂により乾燥割れや反証を減少させ
る効果はあるが、処理により木材は暗褐色に着色する。

本発明は着色による木材の価値の低下をきたすことすく
、簡単かつ効果的に脱脂を遂行する木材処理法を提供す
ることを目的とする。

本発明者らは鋭意検討の結果、木材を窒素原子を有する
塩基の水溶液と加熱したのち処理液と分離することによ
り、上記の目的を達成し得ることを見出し、本発明に到
った。

本発明で処理する木材の種類は特に限定はないが、本発
明の目的からして樹脂含有量の多い木材、たとえば、ま
つ目又はいちい目に属する植物より得られる木材が通常
用いられる。

木材の由来する樹種の例を示せば、まつ目ではまつ科、
例えば、あかまつ、くろまつ、からまつ、えぞまつ、と
どまつ、つが、とうひ、もみ、ひめこまつ、ごようまつ
等、すぎ科、例えば、こうやまき、すぎ、ひのき科、例
えば、くろべ、あすなろ、ひのき、されら等がある。

また、いちい目ではいちい科、例えば、いちい、かや（
はんがや、かえ、しろかや、たちかや）、まき科、例え
ば、いぬまき、いぬかや科、例えば、いぬかや、ちょう
せんまき等がある。

本発明で用いられる窒素原子を有する塩基という語は、
カセイアルカリ、炭酸アルカ’Ｊ ｆＡどアルカリ金属
にもとづく塩基に対比されるものである。

具体的にはアンモニア、脂肪族第一級アミン、脂肪族第
二級アミン、脂肪族第三級アミン、脂肪族第四級アンモ
ニウム化合物、アミノアルコール類、脂環式アミン、芳
香族アミン、含窒素複素環式化合物などである。

塩基性をもたらす窒素原子の部分は置換されたものを含
めて広義のアミン基誘導体と考えられるが、狭義のアミ
ノ基−ＮＨ２と区別するため窒素原子を有する塩基とい
う表現をとった。

これらの塩基は脂肪酸、炭酸、重炭酸、亜硫酸、カルバ
ミン酸、アミノ酸又は樹脂酸との中和（部分中和を含む
）で生ずる塩の形で用いることにより水溶液に所望のｐ
Ｈをもたせることができる。

上記の塩基類及びその塩類は単独でも混合物でも用いる
ことができる。

脂肪族第一級アミンの例としてはメナルアミン、エナル
アミン、ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブ
ナルアミソ類、ペンチルアミン類、ヘキシルアミン類、
２−エチルヘキシルアミンなどのオフナルアミン類など
がある。

脂肪族第二級アミンとしては、例えば、ジエチルアミン
、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、エチルヘキ
シルアミン、ジ一式−ブナルアミンなど、脂肪族第三級
アミンとしては、例えば、トリメナルアミン、トリエチ
ルアミン、メチルジエナルアミン、ジエナルブチルアミ
ンなどがある。

脂肪族第四級アンモニウム化合物としては、例えば、テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルア
ンモニウムヒドロキシド、トリメチルビニルアンモニウ
ムヒドロキシド、コリンなとがあり、アミノアルコール
類としては、例えば七ノー、ジー又はトリエタノールア
ミン、２−アミノ−１−ブタノール、２−（エナルアミ
ノ）エタノール、２−（ジエチルアミン）エタノール、
２−（ジエチルアミン）エタノール、エナルジエタノー
ルアミン、ブチルジェタノールアミンがあり、脂環式ア
ミンとしては、例えば、シクロヘキシルアミン、Ｎ、Ｎ
ジメナルシクロヘキシルアミンがあり、芳香族アミンと
しては、例えば、アニリン、トルイジン、Ｎ−メナルア
ニリン、Ｎ、Ｎジメナルアニリンがあり、含窒素複素環
化合物としては、例えばピリジン、ピコリン類、エナル
ピリジン、ジメチルピリジン、ルナジン類、コリジン類
、ピロリジン、ピペリジン、モルホリンなどがある。

これらの塩基を塩として用いる場合の酸成分のうち、脂
肪酸の例としてはギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、カ
プロン酸などの飽和−塩基酸の他にクロトン酸の如き不
飽和酸、コハク酸、アジピン酸、イタコン酸等の多塩基
酸がある。

上記の塩基は例えば、ジエチルアミン炭酸塩、エタノー
ルアミンの酢酸部分中和塩、リン酸コリンの如き塩の形
で用いることにより、塩基自身の形で用いたときより低
いｐＨの処理液とすることができる。

しかし、木材中の樹脂分を抽出する作用を十分におこな
わせるためには処理液のｐＨは７以上であることを要す
るので、これを判断基準として塩基と酸の組み合わせを
選択することができる。

窒素原子を有する塩基は通常０．０５〜２％（重量７０
を示す。

以下同じ）、好ましくは０．１〜０．８％の濃度の水溶
液として用いられる。

その水溶液のｐＨは通常７以上１２以下までの範囲であ
る。

強塩基性の物質を高濃度に用いるなど、塩基性の強すぎ
るものは着色防止の面から好ましくない。

木材中に含有する物質により塩基の一部は消費され、加
熱処理の間に処理液のｐＨは低下する傾向があるので、
適正ｆｌ ｐＨを維持するために窒素原子を有する塩基
を処理中に追加することは、しはしは好ましい結果を与
える。

本発明で用いられる窒素原子を有する塩基はソーダ灰の
如き無機塩基と異なって木材への浸透性が良好で、界面
活性剤などの補助剤は特に必要としないのが通常である
が、必要に応じて補助剤を併用することはもちろん支障
ないＯ 本発明はこのように窒素原子を有する塩基を比較的うす
い加熱水溶液の形で用いるところに特徴があり、低温の
液体アンモニアや、液状のアルキルアミン自身又はその
濃厚水溶液を含浸させて可塑化作用を利用して木材加工
をおこなう公知技術（例えば、特公昭４９−３５１２３
号公報、特公昭４９−３５４０２号公報参照）とはその
目的はもとより、用いる塩基の濃度と作用が全く異なる
ものである。

木材処理に必要な処理液量は木材が含有する樹脂量及び
処理液中のアミン類濃度にも影響され、かつ処理装置の
形状にもよるが、通常木材重量と同量以上の処理液を用
いる。

処理液は少くとも木材を完全に浸漬するに足る量を用い
、また木材は浮上を防止し、空気と接触しないようにす
ることが好まし、い。

これは処理液と木材との接触を十分ならしめることの他
に木材の着色を防止する上からも意義のあることである
。

処理温度は６０〜１２０℃で、処理圧力は常圧、加圧、
減圧下のいずれも用い得るが、通常常圧下水溶液の沸騰
還流状態でおこなうのが好都合である。

この場合、冷却還流装置を付することによりアンモニア
の如き揮発性の塩基であっても、水溶液として捕集還流
され、散逸を防ぐことができる。

６０’Ｃ以下の低温、例えば、常温浸漬は処理に長時間
を要する。

加圧釜を用いて１００℃以上の高温処理も可能であるが
、あまり高温にすぎると着色が強くなり、本発明の効果
を損いやすいので前記のように１２０℃程度の温度で実
施するのが好ましい。

本発明を加圧下の条件を用いて実施した具体例を実施例
−３に示す。

本発明において窒素原子を有する塩基水溶液は加熱条件
で木材の内部に容易に浸透し、樹脂分を処理液中に抽出
する。

そしてｐＨ７をこえる条件で処理しているにもかＳわら
ず、ソーダ灰などのアルカリを用いた場合に木材が暗褐
色に変るような著るしい色の変化をひき起さないことが
可能である。

加熱後、熱時に木材を処理液から取り出すか、又は処理
液を排出するなどして分離することにより、樹脂分は熱
処理液と共に木材から容易に除去される。

冷却後処理液を分離することもできるが分散していた樹
脂分が木材の表面に付着、汚染をひきおこすおそれがあ
るので、熱時分離の方が好ましい。

処理液と分離した木材は桟積みし、通常の方法で乾燥す
ることで製品とする。

乾燥中のひび割れや反証は少く、樹脂が減少し、着色の
少い製品が得られる。

このような木材は樹脂による塗装むらがなく、透明ラッ
カーで処理した場合の明度において、従来技術では得ら
れなかったようなすぐれた効果を呈する。

また、生地のひび割れ、反証が少いので、塗装品のひび
割れなどの欠点も少くなるなど、後加工にもすぐれた性
質を有している。

又、本発明は、その実施により生ずる廃液の脱色処理が
容易である特徴を有する。

先行技術では木材処理により生ずる黒褐色の廃液から着
色物を除去するためには特開昭５１−２０４７１で開示
された如く、まず活性汚泥処理をおこない、更に無機凝
集剤とカナオン系高分子凝集剤を用いることを必要とし
た。

しかし、カナオン系高分子凝集剤は一般に魚毒性が大き
く、その使用は好ましくない。

これに対して本発明の方法による木材処理廃液は無機凝
集剤とアニオン系及び／又はノニオン系高分子凝集剤と
を用いることで容易に脱色でき、カチオン系のものを用
いる必要がない。

本発明の実施により生ずる廃液がカナオン系凝集剤を用
いないで容易に脱色処理できることを示す実例を参考例
１に示す。

なお、特開昭５０−２４４０７に開示された木材のわん
曲成形法は脂肪族アミンを用いて処理する点において本
発明と共通点をもっているが、この方法は気相で圧入し
たアミンを吸着させることによる可塑化作用を用いたも
ので、本発明における塩基水溶液に加熱処理にする樹脂
分の抽出除去とは発明思想を全く異にするものである。

以下実施例により本発明が実際に具体化された一端を示
す。

実施例 １ 長さ１，０００ｒＩＬ１ｒｔ１厚さ２３間、巾４８ｍｍ
（重量約６２５１のカラマツ角材を各種の処理液３１に
浸漬し、加熱し、沸騰還流状態で１５０分間処理したの
ち熱時取出した。

この時の溶出樹脂量及び木材着色の判定を行った結果を
処理液の組成、ｐＨと共に第１表に示す。

上記実施例により処理した材料は乾燥中の割れも少なく
なり反証もしなかった。

実施例 ２ 直径約１０ｃｘ、長さ３０ｃＩｒＬのひのき丸太の外皮
を取り除き、これ（重量約２４ｏｏ、９）を処理液１＊
６１に浸漬し、沸騰還流状態で７．５時間処理した後、
熱時取り出した。

この時の溶出樹脂量及び木材着色の判定を行った結果を
処理液の組成、ｐＨと共に第２表に示す。

参考例 １ 実施例１及び２で得られた木材処理廃液を１００−メス
シリンダーに採取し、硫酸アルミニウム及びアニオン系
高分子凝集剤（Ｏｌｉｇｏ−Ｚ、 Ｐ−１０００■巴川
製紙所製）又はノニオン系高分子未来 ン 凝集剤（カヤフロック、Ｎ−２００、日本化薬■製）を
加え、５回転倒した後、静置して分離状況を観察した。

その結果を第３表に示す。

実施例 ３ 樹令約３３年の信州カラマツを製材して得た３０ｍｍ板
３板、２０關板４枚、１５關板９枚（長さ各１２００＋
ａｍ）合計約４５ｋｇ（含水率６５％）をステンレス製
タテ型の木材処理釜（内径３１８ｍ扉、本体高さ１４０
０間）に上部から入れ、０．３％トリエチルアミン水溶
液３０１を加えて密閉した。

木材は上部のフランジ付き上蓋に設けた浮上防止胴桟の
作用により処理液に完全に浸漬された状態を保っている
。

ジャケットに２５ｋｇ／ｃＩ／ＬＧの蒸気を通じて加熱
した。

約３０分で内温は１２０℃に達し、さらに１２０°Ｃ〜
１３０℃に６時間保った。

その後加熱蒸気を停止し、処理釜上部に設けたバルブを
開けて徐々に蒸気を逃がし内圧を常圧とした。

そしてジャケットに冷却水を通して内温が５０℃迄冷却
した後、底部バルブを開けて処理液を取り出した。

上蓋をはずして板を取り出し、室内で放置風乾した。

約ｌケ月後１０％含水率となり、その板について幅そり
、そり、ねじれを測定した。

比較として同様のカラマツ材約３８ｋｇ（含水率６８％
）を処理釜に入れ、０．３％炭酸ソーダ及び０．１％ア
ニオン界面活性剤（化工石鹸製エマールー１０パウダ）
水溶液３０Ａを用いて同様の操作を行ない約１ケ月後１
３％含水率の板を得た。

幅そり、そり、ねじれをそれぞれａｍ／ １０ ｃｔｒ
ｔ。

ｒＩＬｍ／ １００ｃｍ、 ｍｍ／ １０ Ｘ １００
ｆｆｌに換算し、反証データの分布割合を計算し、以下
の結果を得た。

表から明らかなように、トリエチルアミン水溶液を用い
た方は、反証の少ない板の歩留が良いことが判る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 木材を窒素原子を有する塩基を含む処理水溶液と加
   熱したのち処理液と分離することにより樹脂分を除去す
   ることを特徴とする木材処理法。