(57)【要約】フランポリマー含浸木材は、少なくとも水と、無水物、酸およびこれらの組み合わせからなる群から選ばれた開始剤と含む重合可能なフルフリルアルコールモノマー混合物を含浸させた木材と、からなる。保存期間を長くするために、その混合物は、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、リン酸塩、およびリグノスルホン酸のカルシウム塩およびアンモニウム塩のような水溶性のリグニン誘導体、およびそれらの組合せから選ばれた安定剤を含んでいる。フラン含浸木材の調整方法およびその使用も記載されている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも水と、フルフリルアルコールと、複数の水溶性のリグニン誘導体およびその組み合わせから選ばれた安定剤と、開始剤と、を含む重合性フルフリルアルコールモノマー混合物が含浸された木材によって得られるフランポリマー含浸木材であって、
特徴として、さらに炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、リン酸塩、および、リグノスルホン酸のカルシウム塩またはアンモニウム塩等の水溶性のリグニン誘導体、から選ばれた安定剤が使用され、さらに、無水マレイン酸、無水フタル酸、マレイン酸、リンゴ酸、フタル酸、安息香酸、マロン酸、アスコルビン酸、ホウ酸、クエン酸、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、その他の環式有機無水物および酸、およびこれらの組み合わせ、から選ばれた開始剤が使用される、
フランポリマー含浸木材。
【請求項２】
上記フルフリルアルコール混合物のｐＨは２．５乃至４．０であることを特徴とする、請求項１に記載のフランポリマー含浸木材。
【請求項３】
少なくとも水と、フルフリルアルコールと、複数の水溶性のリグニン誘導体およびその組み合わせから選ばれた安定剤と、開始剤と、を含む重合性フルフリルアルコールモノマー混合物を木材に含浸させることによって得られるフランポリマー含浸木材の調整方法であって、
特徴として、さらに炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、リン酸塩、および、リグノスルホン酸のカルシウム塩またはアンモニウム塩等の水溶性のリグニン誘導体、から選ばれた安定剤を使用し、さらに、無水マレイン酸、無水フタル酸、マレイン酸、リンゴ酸、フタル酸、安息香酸、マロン酸、アスコルビン酸、ホウ酸、クエン酸、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、その他の環式有機無水物および酸、およびこれらの組み合わせ、から選ばれた開始剤を使用し、その後で硬化ステップを行う、
フランポリマー含浸木材の調整方法。
【請求項４】
前記硬化は、数日間または数週間にわたっておよそ室温を維持することによって行われることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記硬化は、約７０°Ｃ乃至約１４０°Ｃの範囲の温度で行われることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記硬化は、硬化の開始時に約４５°Ｃの温度で、硬化の終了時に約９０°Ｃの温度で、最大の硬度および乾燥度をもった材料に対しては１００°Ｃ乃至１４０°Ｃの範囲で最終の後硬化ステップを用いて、含浸材料と同じ寸法、同じ種類の未処理、未乾燥板材を乾燥させ通常の温度スケジュールを用いる通常のキルン乾燥を必要とすることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記硬化および乾燥は、８０°Ｃ乃至１２０°Ｃの温度範囲で高温のキルン・スケジュールを使用して、最大の硬度および乾燥度をもった材料に対しては１２０°Ｃ乃至１４０°Ｃの範囲の可能な最終の後硬化ステップを用いて、行われることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
硬化は、処理された材料を好ましくは８０°Ｃ乃至１２０°Ｃの高温のオイル中に浸し、前記温度範囲の固定された温度で、または前記温度範囲の低い温度で開始し硬化と乾燥が進むにつれて温度を上昇させることによって、行われることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
建築用パーツ（ファシア、コーニス、サイディング、シル、フレーム、ミルワーク）、ボート用パーツ（フレーム、プランキング、デッキ）、海洋物品（ドック、ピア（桟橋）、ロブスタートラップ、ウイアポール）、アウトドア用物品（ファニチャー、デッキ、レイリングおよびステア、ウォークウェイ、ボードウォーク、運動場用備品）、橋用パーツ（ビーム、レイリング、デッキング）、鉄道枕木、クーリングタワー用スラット、電柱、重板材、フェンスポスト、ステイク、道路用物品（ガードレール用支柱、ガードレール用板、標識用支柱、街灯柱）、床材およびコンテナ（タンク、バケット）としての、請求項１または２に記載の、または請求項３乃至８のいずれかに記載の方法に従って調整された、フランポリマー含浸木材の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理部分（領域）全体にわたって均一な色彩と密度（濃度）をもったフランポリマー含浸木材に関するものである。ポリマー含浸木材を得るために、元の木材に、少なくとも水、フルフリルアルコール、安定剤、および少なくとも１つの開始剤を含む重合性フルフリルアルコールモノマー混合物を含浸させる。本発明は、また、フラン含浸木材を調整する方法およびその用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
フルフリルアルコールは酸性溶媒（溶液）中で重合する（resinify）。酸は重合反応を開始させる。強酸を用いると、重合の激しさ故にその有用性を制限するような激しい重合を生じさせる。しかし、有機酸のような弱酸を使用すると、重合反応を制御することができる。木材のような多孔性材料用の含浸剤としてフルフリルアルコールを使用することが望ましい場合は、含浸剤が多孔性の媒体中に移動するときにフルフリルアルコールから分離しない弱酸を選択することが重要であることが判った。木材との化学的親和性をもった（相性のよい）弱酸を使用することが有効である。木材に対して強い親和性をもった非分離混合物（non-separating mixture）はＷＯ  ０２／３０６３８（Marc Schneider）の基剤（主成分、ベース）である。
【特許文献１】ＷＯ  ０２／３０６３８
【０００３】
幾つかの用途には、ＷＯ  ０２／３０６３８のものよりも少ない開始フルフリルアルコール（initiated furfuryl alcohol）を用いて木材のような多孔性の材料に含浸させることが望ましい。木材中のフルフリルアルコールポリマー（フランポリマーまたはフラン樹脂とも称される）の濃度が低いと、低コストで有効な特性を与えることができ、また外観の変化も少ないということが判った。ＷＯ  ０２／３０６３８によって調整された木材は色彩が非常に暗い。低濃度であると、明るい黄褐色（tan）から暗褐色（ダークブラウン）までの色が可能である。
【０００４】
多孔性材料中のフランポリマーの濃度を制御する方法は、開始フルフリルアルコール用の液体キャリア（キャリヤ）を使用することである。キャリアとフルフリルアルコールは一緒に多孔性材料中に含浸する。含浸後、多孔性材料中の所定位置に開始フルフリルアルコールを残してキャリアは多孔性材料から除去される。不活性キャリアの抽出前、抽出期間中または抽出後に、開始フルフリルアルコールを重合させることができる。木材または木製材料は本発明の主要な目的であるが、レンガ、ポートランドセメントのコンクリート、石材のような他の多孔性材料に対しても同様に含浸させることができる。
【０００５】
水は環境的に優しく、安価な化合物である。フルフリルアルコールは水に溶けるので、希釈用、非開始フルフリルアルコール（uninitiated furfuryl alcohol）として使用することができるが、これは有効に重合しない。
【０００６】
有機酸開始剤をフルフリルアルコールと混合するとエステルが形成される。このエステルは水中で制限された溶解性をもっている。２相混合物が生じる。撹拌時にエマルジョンが形成される。この混合物を使用した初期の研究では、エマルジョンは木材に充分に浸透しないと想定されており、そのため混合物を単相にする方法を調査する試みが実施されていた。これらの試みにより、ある種の化学薬品を添加することにより、ＷＯ  ０２／３０６３８の基剤である触媒化された（触媒作用が及ぼされた：catalyzed）フルフリルアルコールと水との安定化された単相混合物を生成することが判った。発見された最初の有効な化学薬品安定剤は、ホウ砂（borax）およびリグノスルホン酸のナトリウム塩である。
【０００７】
次に、有機酸開始剤を含むフルフリルアルコールは、安定剤なしで水と混合され、ゆっくりと重合する。このゆっくりとした重合反応により酸を作り出し、これが重合を加速する。この処理は混合物の有効寿命または有用寿命を制限する。これらの混合物を用いたさらなる研究により、安定剤の主たる作用（機能）は混合物の酸性度を増加させるのではなく安定状態に維持することにあり、これによって混合物の有効寿命を延ばすことができることが判った。このさらなる研究により、また、安定剤として作用することができる多くの化学薬品が存在することが判った。最初に使用されたホウ砂およびリグノスルホン酸は多くの可能性の単なる例に過ぎない。
【０００８】
このさらなる研究により、安定剤を含まない水溶液の形の開始フルフリルアルコールのエマルジョンを木材に含浸させた。濃度は、水を基剤として１％の無水マレイン酸と１２％のフルフリルアルコールであった。激しく混合した後、木材によく含浸する雲状混合物（cloudy mixture）が形成され、加熱後、木材中で重合した。これ以外の濃度でも実施可能な混合物が作られた。従って、木材を用いたある種の用途および処理用として、水溶液の形の開始フルフリルアルコール中で安定剤を使用する必要はない。
【０００９】
このさらなる研究により、開始剤、フルフリルアルコールおよび水の混合順序は重要でないことがわかった。開始剤を水に加え、次にフルフリルアルコールを加えた場合も、フルフリルアルコールを水に加え、次に開始剤をた場合も、同様な２相の混合物が生じた。
【００１０】
安定した混合物を作るには、ｐＨ値が重要であることが判った。混合溶液がある特定のｐＨ値の範囲にあると、保存寿命（保存性：storage life）は長くなり、重合を行わせるための加熱期間中により充分な酸になる。しかし、安定した混合物を作るに当たって、混合の順序が重要になる可能性がある。フルフリルアルコールの酸性度は、バッチごとに、また保存期間および保存状態で変わる可能性がある。従って、最初にフルフリルアルコールと水を混合し、次いで目標ｐＨになるように正確な量の酸性開始剤と緩衝安定剤（buffering stabilizer）を加えることが均一で安定した処理混合物を得るためのよい方法である。
【００１１】
緩衝安定剤を含まない水溶液の形の有効な開始（initiated）フルフリルアルコールエマルジョンは、典型的にはおよそ２．３のｐＨをもっているが、硬化のために加熱した時１．４に低下する。
【００１２】
安定剤は、木材が含浸される後まで有効処理混合物のｐＨを維持した。次にｐＨを低下させて（より酸性にして）硬化を促進させた。充分に保存された安定化した混合物は典型的には３．５乃至４．０のｐＨ値をもっていた。重合させるために加熱すると、ｐＨは２．５乃至２．８の範囲に低下した。
【発明の開示】
【００１３】
本発明の１つの目的は、ＷＯ  ０２／３０６３８に開示された化学モノマーと同じ化学モノマーを使用するが、化学薬品の使用量をより少なくして木材の細胞壁（cell wall）を変えることによりフランポリマー含浸木材を提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、木材の処理領域中の活性化学薬品について均一で制御可能な低保持力を与えることができる環境に優しく且つ生産性の点で好都合な希釈剤として水を使用することによって、フラン含浸木材中の化学薬品の均一な分布を与えることである。
【００１５】
本発明のさらに別の目的は、寸法的な安定性、腐食または劣化特性（decay）および耐候性（weather resistance）のような改善された特性を有するフランポリマー含浸木材を提供することである。
【００１６】
本発明によれば、前述の目的、その他の目的は本発明の請求の範囲に記載された製品、方法およびその用途によって達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の一実施形態では、少なくとも水と、フルフリルアルコール（furfuryl alcohol）と、複数の水溶性のリグニン誘導体（lignin derivative）およびその組み合わせから選択された安定剤と、開始剤と、を含む重合性フルフリルアルコールモノマー混合物（polymerizable furfuryl alcohol monomer mixture）が含浸された木材によって得られ、特徴として、炭酸ナトリウム（sodium carbonate）、重炭酸ナトリウム（sodium bicarbonate）、クエン酸ナトリウム（sodium citrate）、リン酸塩（phosphate）、および、リグノスルホン酸（lignosulfonic acid）のカルシウム塩（calcium salt）およびアンモニウム塩（ammonium salt）のような水溶性のリグニン誘導体、から選択された安定剤（stabilizer）が使用され、また、無水マレイン酸（maleic anhydride）、無水フタル酸（phthalic anhydride）、マレイン酸（maleic acid）、リンゴ酸（malic acid）、フタル酸（phthalic acid）、安息香酸（benzoic acid）、マロン酸（malonic acid）、アスコルビン酸（ascorbic acid）、ホウ酸（boric acid）、クエン酸（citric acid）、塩化亜鉛（zinc chloride）、塩化アルミニウム（aluminum chloride）、その他の環式有機無水物（cyclic organic anhydride）および酸、およびこれらの組み合わせ、から選択された開始剤（initiator）が使用される、フランポリマー含浸木材が提供される。
【００１８】
妥当な有効保存期間（保存寿命）と最適の重合可能状態を得るために、上記フルフリルアルコール混合物のｐＨは２．５乃至４．０である。
【００１９】
上記安定剤は、単独で使用されることもあるし、少なくとも他の安定剤との組み合わせで使用されることもある。同様のことが上記開始剤についても適用される。
【００２０】
本発明の別の実施形態では、少なくとも水と、フルフリルアルコールと、複数の水溶性のリグニン誘導体およびその組み合わせから選択された安定剤と、開始剤と、を含む重合性フルフリルアルコールモノマー混合物が含浸された木材によって得られるフランポリマー含浸木材の調整方法であって、特徴として、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、リン酸塩、および、リグノスルホン酸のカルシウム塩およびアンモニウム塩のような水溶性のリグニン誘導体、から選択された安定剤が使用され、また、無水マレイン酸、無水フタル酸、マレイン酸、リンゴ酸、フタル酸、安息香酸、マロン酸、アスコルビン酸、ホウ酸、クエン酸、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、その他の環式有機無水物および酸、およびこれらの組み合わせ、から選択された開始剤が使用され、さらにその後で硬化ステップが実行される、前記フランポリマー含浸木材の調整方法が提供される。
【００２１】
フランポリマー含浸木材のあらゆる用途が提供される。但し、建築用パーツ（ファシア（横板：facia）、コーニス（軒、天井：cornice）、サイディング（羽目板：siding）、シル（敷居：sill）、フレーム（枠材：frame）、ミルワーク（建具造作材：millwork））、ボート用パーツ（フレーム（枠材：frame）、プランキング（厚板：planking）、デッキ（甲板：deck））、海洋物品（ドック（係船渠：dock）、ピア（桟橋：pier）、ロブスタートラップ（lobster trap）、ウイアポール（堰用支柱：weir pole））、アウトドア用物品（ファニチャー（家具、備品：furniture）、デッキ（deck）、レイリング（手すり、欄干：railing）およびステア（階段：stair）、ウォークウェイ（通路、歩道：walkway）、ボードウォーク（板道、板張り遊歩道：boardwalk）、運動場用備品：playground equipment）、橋用パーツ（ビーム（梁:beam）、レイリング（手すり、欄干:railing）、デッキング（敷板:decking））、鉄道枕木(railway sleeper)、クーリングタワー用スラット（羽根板：cooling tower slat）、電柱（utility pole）、重板材（重木材：heavy timber）、フェンスポスト（フェンス用支柱：fencepost）、ステイク（くい、棒：stake）、道路用物品（ガードレール用支柱（guard rail post）、ガードレール用板（guard rail plate）、標識用支柱(sign post)、街灯柱：light pole）、床材（flooring）およびコンテナ（タンク（tank）、バケット（bucket））としての用途が好ましい。
【００２２】
本発明の２つの重要な点（キー）は、１）触媒化（catalyzed：触媒作用が及ぼされた、触媒添加）フルフリルアルコールモノマー用の希釈剤としての水の使用、および、２）開始モノマーを水溶性にし、保存期間中安定に保つことができる安定剤の使用、である。
【００２３】
上記１）を単独で混合した場合は、制限された有効保存期間（保存寿命：shelf life）をもったエマルジョンが生成される。このエマルジョンは、数日以内に使用すれば木材に含浸させ、硬化させることができる。保存期間が長くなると、触媒化された（触媒作用が及ぼされた）フルフリルアルコールは充分に重合して、混合物が木材に含浸させるのに使用できなくなる（有効でなくなる）。上記２）を使用すると、数ヶ月の保存期間でも安定した混合物が得られる。
【００２４】
開始剤は、フルフリルアルコールと同様に木材に対して同様の親和性をもっており、フルフリルアルコールと化学的に結合しており、従って木材中に入り込み、それが浸透する深さにおいて溶液状態で留まっている。溶液が浸透したときはいつでもその溶液は重合可能である。開始剤は、任意の水溶性の有機性無水物含有化合物、並びに、マレイン酸、リンゴ酸、フタル酸、クエン酸および安息香酸を含む酸、から選択される。しかし、好ましくは、無水マレイン酸、無水フタル酸およびこれらの組み合わせから選ばれた化合物が使用され、さらに好ましくは、無水マレイン酸または無水フタル酸のみが使用される。安定剤としては、上述のものに加えて、リグノスルホン酸のホウ砂（ホウ酸塩：borax）およびナトリウム塩が含まれる。上記２）の下で長期間の安定性をもった処理混合物を作るためには、上記開始剤のうち少なくとも１つの開始剤、好ましくは上記安定剤のうちの１つのみ、および上記安定剤のうちの１つまたは２つが、水に溶解される。次にフルフリルアルコールが加えられ、室温で数ヶ月間の有効寿命をもった混合物が形成される。代替構成として、フルフリルアルコールを水に溶解し、次いで上述の安定剤と開始剤が加えられる。
【００２５】
制限された表面含浸または木口（エンド・グレインend-grain）浸透を必要とする場合は、含浸混合物を用いてブラッシング（brushing）、ローリング（rolling）、スプレイ（spraying）または浸漬（soaking）を使用することができる。
【００２６】
容易に含浸可能な木材について、深い浸透を必要としないときは、真空引きのみが使用してもよい。深くて均一な浸透を行う場合には、ａ）加圧のみ（１乃至１０バール）、ｂ）真空引きの後に加圧（全セル処理：full cell process）、ｃ）大気圧すなわち低圧（１バール）の加圧に続いて加圧し、次いで最終真空引き(空セル処理：empty-cell process)、の３つの選択肢がある。
【００２７】
トウヒ材（spruce）のような浸透が困難な木材に対しては、振動加圧法を使用してもよい。
【００２８】
これらのすべての処理に必要な時間は、装置の能力、木材の寸法、木材の種類、所望の浸透量を含む多くの要因に依存する。
【００２９】
ｉ）容器に木材を充填し、それが浮上らないように装填物をしっかりと固定する。
ii）扉を閉め、適当な部分（半）真空引きを行う。
iii）真空状態を維持しつつ容器に処理混合物を満たす。
iv）木材の種類および他の要因に応じて、浸した木材を５乃至１０バール（７５乃至１５０ｐｓｉ）の範囲の圧力に加圧する。
ｖ）加圧状態で充分な時間経過後、圧力を２乃至３バールに減圧し、残留圧で処理液体（流体）を放出させる。
vi）全圧力を開放し、扉を開き、処理済み木材を硬化領域（場所）に移動させる。
【００３０】
木材中の水分の含有量は処理されるべき領域における繊維飽和点（約３０％ＭＣ）より低くなければならない。水分の含有量が低くなればなるほど、含浸できる化学物質の量は多くなる。特定の目標値量の化学物質を必要とする場合には、木材の水分の含有量および含浸される混合物の量を考慮する必要があり、それに応じて処理化学薬品の量を調整する必要がある。
【００３１】
次の例は本発明のさらに他の実例として示したもので、本発明の範囲を限定することを意図したものでない。
【００３２】
【表１】
2005533689.tif 000002
【００３３】
所望の製品のポリマーの充填量および材料の特性に応じて、比例する量の開始剤および緩衝剤と共に水溶液中のフルフリルアルコールのその他のすべての濃度（溶液をベース（基剤）として約５％からおよそ１００％）を使用することが可能である。
【００３４】
約５％では、木材中に形成されるポリマーの量が少な過ぎて特性を有効な形に変化させることができず、１００％に近づくと、特性はＷＯ  ０２／３０６３８のものに非常に近くなる。しかし、低濃度は、ホウ素や銅を基剤とする防腐剤のような通常しみ出す（leachable）防腐剤を固定するのに有用であり得る。
【００３５】
混合作業を行うには、無水マレイン酸または無水フタル酸、さらに（安定剤が使用される場合は）安定剤の添加を容易にするために、通常、先ず水を約４０°Ｃに加熱する。これらの固体の添加剤が水に充分に溶解すると、溶液は２０°Ｃ乃至２５°Ｃに冷却され、次いで撹拌しながらフルフリルアルコールを混ぜ合わせ、１５°Ｃ乃至２０°Ｃの温度で保存する。代替構成として、フルフリルアルコールを水に加え、次いで他の混合成分を加えることもできる。しかし、この方法は、混合物中で重合が生じる可能性があるので、実際には高温で実行することはできない。従って、この方法は、室温またはそれよりも低い温度で実行する必要があるので、固体成分の溶解にはより長い時間を要する。
【００３６】
硬化は、約２５°Ｃで開始してその約２５°Ｃ乃至約１４０°Ｃまでの温度範囲で起こる。低い温度（約４０°Ｃ以下）では硬化に長期間（数日または数週間）を要する。約７０°Ｃ乃至約１００°Ｃでは硬化時間は数時間である。１００°Ｃ以上では硬化時間はさらに短縮されるが、湿気を帯びた状態を制御しないと急速乾燥により木材に小さなひび割れや割れ目（裂目）を発生させる可能性があるから、通常は湿気の状態を制御する必要がある。
【００３７】
本発明によれば、約７０°Ｃ乃至１００°Ｃの温度範囲で、スチームまたは高温高湿の空気による硬化は、その温度範囲内の固定された温度で良好に行われる。また、硬化および乾燥が進行するにつれて温度を上昇させることもできる。特に、これは通常の温度キルン乾燥（kiln drying）である。高温オイル中での硬化および乾燥も、７０°Ｃ乃至１２０°Ｃの温度範囲内の固定された温度で、または硬化と乾燥が進行するに従ってその温度範囲内で温度を上昇させるかのいずれかによって、上記の７０°Ｃ乃至１２０°Ｃの温度範囲で良好に行われる。１００°Ｃ乃至１２０°Ｃの範囲内の固定された温度で、または上昇する温度で制御された湿度の下で硬化と乾燥が良好に行われる。基本的に、これは高温キルン乾燥である。これらの温度範囲で、フルフリルアルコールは、使用されるフルフリル開始剤とアルコールの比（ratio）で容易に（直ちに）硬化する。厚さ１０ｍｍ乃至２０ｍｍの材料は、２または３時間で硬化するが、最終の水分含有分までの乾燥はより長くなる。
【００３８】
開始材料は、プランク（plank）（厚板）を含む木製材料（woody material）、通常板材（ひき材：lumber）であるが、ＯＳＢ（接着樹脂でストランド状の木削片を配向させた層を直交するように重ねたボード：oriented strand board）およびパーティクルボード（particleboard）のような複合木材（wood composite）であってもよい。任意の寸法の木製材料を使用することができる。
【００３９】
処理混合物は長さ方向には非常に速く移動するが、木目を横切る方向（木の軸方向に対して直交する方向）には非常にゆっくりと移動するので、木製材料の長さは処理時間および含浸の均一性の点で重要である。ブナ材（beech）およびカバ材（birch）のような浸透性のある木材を用いた場合、処理の均一性は、処理混合物が長さに沿って移動し、小孔（pore）から繊維に向かって移動するにしたがって、その処理混合物がいかに良好に（適正に）均一な状態で残留するかによって決まる。浸透性のある木材の含浸が完全であると、この方法によって形成された木製材料は、その全体にわたって均一な特性をもっている。色彩、機械的特性、耐湿性、風化および腐食または劣化は全体的に一貫性がある。異なる種類の木材および同じ種類の異なる板材でさえも、浸透性の違いにより含浸状態に違い生じる。これは木材の性質固有のものである。低浸透度の木材を使用すると、板目（grain）に沿う含浸は遅く、板目を横切る方向が含浸の主たる通路である。この場合、処理混合物および得られた特性は混合物が浸透する深さで均一な状態に留まっている。
【００４０】
安価なタイプ、屑材を含む木製材料は、模倣チーク材、模倣マホガニー材、その他の材のような高級なまたは優れた木製品を生成するのに使用することができ、またこれらの製品に耐水性および耐候性のような優れた特性、さらに必要なメインテナンス（維持、保全）が簡単で少なくて済むという特性を与えることができる。
【００４１】
有効保存期間（useful shelf life）をもった水溶性で硬化可能な混合物を生成する配合または組合せを得るために、種々のタイプおよび量の開始剤および安定剤を試みた。多くの試験および試みの結果、次のような幾つかの事が明らかになった。
【００４２】
１．無水マレイン酸が試験した中で最良の重合開始剤であった。また、これは、木材に対する結合材（bonding agent）としても作用すると考えられるので、好ましい構成成分である。
２．安定剤は長時間にわたって混合物を均一（一定）に維持するのを助ける。さもなければ、この混合物は構成成分に分離して、一部は部分的に底に溜まる。安定剤なしで混合物を有効にするためには、エマルジョンを形成するように強く撹拌する必要がある。エマルジョンは制限された寿命（有効期間）をもっており、その後は重合によってこのエマルジョンを含浸用として使用することができない状態になる。
３．安定剤を含む混合物は、後で木材中で重合することができる均一で安定した混合物を形成するために穏やかな酸性範囲内にあるｐＨを必要とする。
４．混合物を加熱すると、ｐＨは低くなり（より酸性になり）、硬化を生じさせる。
【００４３】
界面活性剤（石けんおよび合成洗剤）、および緩衝材を安定剤として試みた。ホウ砂（ホウ酸ナトリウム）（四ホウ酸ナトリウム＋水和物：sodium tetraborate decahydrate）は木材に良好に浸透する均質の混合物を作った。３０％のフルフリルアルコールとホウ砂を含む混合物は、室温で１年より長く保存した後も依然として有効であることが判った。さらなる研究より、炭酸ソーダ（炭酸ナトリウム）および重曹（重炭酸ナトリウム）のような他の安定剤も良好に作用することが測定された。これらの安定剤は、木材に含浸される後まで処理混合物を安定したｐＨ（これらの安定剤は処理混合物を緩衝処理する（buffer））を維持する。次に、ｐＨを低下させて（より酸性にして）重合を生じさせた。良好に保存された緩衝処理（緩衝化：buffered）された混合物は、典型的には３．５乃至４．０のｐＨをもっていた。硬化処理における加熱時に、ｐＨは２．５乃至２．８の範囲に低下し、重合が生じた。重炭酸ナトリウムで緩衝処理（緩衝化）された混合物は良好な保存期間を示した。炭酸ナトリウム緩衝剤も、同様に、ホウ砂または重炭酸ナトリウムのいずれよりも低い濃度でも使用可能な混合物を生成する。リグニン誘導体は単独で安定剤として作用することが判った。しかし、リグニンは、通常、均一性がより低い含浸を生じさせる。
【００４４】
緩衝化安定剤のない触媒化エマルジョンは、典型的にはだいたい２．３のｐＨを有し、硬化のために加熱されると約１．４に低下することが明確になった。
【００４５】
水をベース（基剤）として約８％乃至９００％（９０％）（溶液をベース（基剤）として９％乃至９０％）の濃度のフルフリルアルコールの混合物は、木材に湿気および腐食防止作用を与え、濃度が高くなればなるほどより良い性能が得られることが判った。しかし、低濃度でも特性を改善し、非処理木材の特性が低下する場合でも使用するのに低濃度は魅力的である。この低濃度は、低コストで色彩が明るいので、特に重要である。しかし、実用的で且つ有効であることが期待できる全濃度範囲（full concentration range）を保護するために、次の表２に示す水を基剤とする混合物の割合（％）（溶液をベース（基剤）とする）の限界（制限）が示唆される。
【００４６】
【表２】
2005533689.tif 000003
【国際調査報告】
2005533689.tif 000004
2005533689.tif 000005