(57)【要約】【課題】木材単板を、簡便に耐割れ性に優れた木材単板に改質させる方法を提供すること。【解決手段】本発明の木材単板処理用樹脂組成物は、（Ａ）アクリル基及び／又はメタクリル基を１分子中に２つ以上含むアルキレングリコール、及び（Ｂ）重合触媒を必須成分として含有する。本発明の木材単板の耐割れ性改質方法においては、前記木材単板処理用樹脂組成物で木材単板を処理する。本発明の耐割れ性改質木材単板木材は、前記木材単板処理用樹脂組成物で処理されてなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）アクリル基及び／又はメタクリル基を１分子中に２つ以上含むアルキレングリコール、及び（Ｂ）重合触媒を必須成分として含有する木材単板処理用樹脂組成物。
【請求項２】
前記（Ａ）成分が、ポリエチレングリコールジメタクリレートであることを特徴とする請求項１記載の木材単板処理用樹脂組成物。
【請求項３】
前記（Ｂ）成分として、有機過酸化物及び脂肪酸金属塩を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の木材単板処理用樹脂組成物。
【請求項４】
前記有機過酸化物がメチルエチルケトンパーオキサイドであることを特徴とする請求項３記載の木材単板処理用樹脂組成物。
【請求項５】
前記脂肪酸金属塩が脂肪酸コバルト塩であることを特徴とする請求項３又は４記載の木材単板処理用樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の木材単板処理用樹脂組成物で木材単板を処理することを特徴とする木材単板の耐割れ性改質方法。
【請求項７】
請求項１〜５の何れかに記載の木材単板処理用樹脂組成物で処理されてなる耐割れ性改質木材単板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材単板処理用樹脂組成物、それを用いた木材単板の耐割れ性改質方法、及びそれを用いて得られる耐割れ性改質木材単板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にオークやチーク、メイプルなどの、木目の美しさや硬さ、希少性を兼ね備えた木材は銘木と呼ばれる。こうした貴重な木材を有効利用し、またこのような木材を使用した木質建材を手頃な価格で顧客に提供するために、これらの木材をコンマ数ミリから数ミリ程度に薄く切削し、パーティクルボードやＭＤＦ、合板等の基材と複合化することが行われている。この薄く切削された木材は、慣例的な呼称として単板と呼ばれる。この単板は、挽板、突板（つきいた）と呼ばれることもある。
【０００３】
このように、木材を単板に加工し、あるいは単板を取得して、それを用いることは資源保護の観点からだけでなく、コスト抑制の観点でも合理的である。しかし、多くの木材は薄く加工することで乾燥等によって割れやすくなり、特に人気が高く使用量も多いオーク材の単板は、乾燥や冷熱衝撃によって割れ易い。そのため、単板を基材と複合化して製造した様々な木質建材を使用する時に問題が生じることが多かった。
【０００４】
こうした問題を解決するために種々の工夫が提案されている。
例えば、特許文献１，２には、アクリル系の紫外線硬化塗料を用いて単板割れの現象を発生し難くする方法が開示されている。しかしながら、紫外線硬化塗料は、大規模且つ高価な紫外線硬化装置を必要とし、安価且つ簡便に実施し得る手法ではなかった。
また、特許文献３〜５には、ポリエチレングリコールモノメタクリレートを減圧含浸して木材に寸法安定性を付与し、それによって上記の目的を達しようとする方法が開示されている。しかし、その方法では、減圧含浸装置が必要となり、また水を媒体として用いるために、含浸後に時間とエネルギーを掛けて、割れないように注意深く乾燥させる煩雑な工程が必要であった。
【０００５】
また、特許文献６において開示されている方法も同様に減圧含浸装置を必要とし、また、特許文献７では水を媒体として用いていること、さらに樹脂の硬化には１００℃以上の高温に加熱する必要があることといった問題があった。そのため、製造エネルギー量の増加や、或いは、高温での加熱により木材の狂いや変色等の問題が生じるといった様々な不具合の原因となる可能性が高かった。
【０００６】
そのため、紫外線硬化装置や減圧含浸装置等の高価で特別な装置を使用せず、且つ、木材の不具合の原因となる高温での加熱を必要としない、安価且つ簡便に実施し得る方法の開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２３３９４２号公報
【特許文献２】特開２００９−２６９２８９号公報
【特許文献３】特開２００６−２０７２２４号公報
【特許文献４】特開２００６−２０７２１５号公報
【特許文献５】特開２００６−２０５４９２号公報
【特許文献６】特開２００５−１３７２号公報
【特許文献７】特開平５−２２０７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、木材単板を、簡便に、耐割れ性に優れた木材単板に改質し得る木材単板処理用樹脂組成物を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、特別な装置を用いずに簡便に木材単板の耐割れ性を向上させ得る、木材単板の耐割れ性改質方法を提供することにある。
また、本発明の更に他の目的は、耐割れ性の改善された耐割れ性改質木材単板を提供することにある。
【０００９】
本発明は、（Ａ）アクリル基及び／又はメタクリル基を１分子中に２つ以上含むアルキレングリコール、及び（Ｂ）重合触媒を必須成分として含有する木材単板処理用樹脂組成物を提供するものである。
また、本発明は、前記木材単板処理用樹脂組成物で木材単板を処理することを特徴とする木材単板の耐割れ性改質方法を提供するものである。
更に、本発明は、前記木材単板処理用樹脂組成物で処理されてなる耐割れ性改質木材単板を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の木材単板処理用樹脂組成物及び木材単板の耐割れ性改質方法によれば、減圧含浸処理や紫外線硬化装置等の高価且つ大規模な装置を必要とすることなく、低コスト且つ簡便に、木材単板に優れた耐割れ性を付与することができる。
本発明の耐割れ性改質木材単板は、耐割れ性が向上している。
【００１１】
本発明の木材単板処理用樹脂組成物は、硬化させる際に加熱しても良いが、加熱することなく室温等で硬化させることが好ましい。加熱しない、あるいは加熱の程度を抑制することにより、工程の削減や、エネルギー使用量の削減、加熱により生じる材の狂い等の不具合を低減することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明をその好ましい実施形態に基づいて説明する。
本発明の木材単板処理用樹脂組成物は、（Ａ）アクリル基及び／又はメタクリル基を１分子中に２つ以上含む（ポリ）アルキレングリコール、及び（Ｂ）重合触媒を必須成分として含有する。
【００１３】
〔（Ａ）成分〕
本発明で用いるアクリル基及び／又はメタクリル基を１分子中に２つ以上含む（ポリ）アルキレングリコールは、アルキレン部分は、エチレン構造でもプロピレン構造でも良く、１分子中にエチレン構造とプロピレン構造との両者を含むものでも良い。
重合基部分は、アクリル基でもメタクリル基でも良いし、１分子の一端にアクリル基、他端にメタクリル基を有するものであっても良い。（Ａ）成分は、ラジカル重合反応により重合して、硬化した樹脂を形成する。
（Ａ）成分は、汎用性、即ち入手容易性、価格、安全性等の観点から、ポリアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートであることが好ましく、特に、アルキレン部分がエチレン構造、重合基部分がアクリル基又はメタクリル基である、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートを用いることが好ましい。ポリエチレングリコールジメタクリレートは、一般式：ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）nＣＯＣ（ＣＨ3）＝ＣＨ2（ｎは１〜２０の整数）で表されるものが好ましく、前記一般式中のｎが３〜１０の整数であるものがより好ましい。ポリエチレングリコールジアクリレートは、一般式：ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）nＣＯＣＨ＝ＣＨ2（但し、ｎは１〜２０の整数である）で表されるものがより好ましく、前記一般式中のｎが３〜１０の整数であるものがより好ましい。
上述した（Ａ）成分は、１種を単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。
【００１４】
また、（Ａ）成分、特にポリアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートの分子量（重量平均分子量、以下同様）は、１０００以下であることが、木材に対する浸透性が高く、より優れた効果が得られる観点から好ましい。また、表面に塗布しただけで木材深部に浸透してより高い効果が得られるようにする観点からは、当該分子量は２００〜６００が好ましく、より好ましくは３００〜５００、特に好ましくは４００である。
ポリアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートは、市販のものを用いることもでき、例えば、分子量４００のポリエチレングリコールジメタクリレートである日油株式会社製の「ブレンマーＰＤＥ−４００」等を好ましく用いることができる。
【００１５】
〔Ｂ成分〕
本発明で用いる重合触媒としては、一般的な高分子のラジカル重合反応に用いられる重合触媒等を特に制限無く用いることができる。
重合触媒としては、有機過酸化物、アゾ化合物等が好ましく用いられる。特に、酸化剤と還元剤とを組み合わせて用いることが、加熱を不要としたり加熱の程度を軽減し得る観点等から好ましい。この場合の酸化剤としては、有機過酸化物の具体例として以下に例示するもの等を好ましく用いることができる。
【００１６】
前記有機過酸化物の具体例としては、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシ２−エチルへキノエート、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、１，１−ビス（ｔ−へキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、ｔ−へキシルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、１，１−ジメチルプロピルパーオキシイソプロピルカーボネート等を挙げることができる。
前記アゾ化合物の具体例としては、アゾビスイソブチロニトリル等を挙げることができる。
これらの重合触媒（硬化剤）は、１種を単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００１７】
前記の酸化剤と還元剤の組み合わせとしては、上述した有機過酸化物と、ナフテン酸（又はオクチル酸）コバルト等の脂肪酸金属塩との組みあわせや、上述した有機過酸化物と、ジメチルアニリン等のアミンとの組みあわせを挙げることができる。
より好ましい組みあわせとしては、メチルエチルケトンパーオキサイドとナフテン酸（又はオクチル酸）コバルトの組み合わせ、及びベンゾイルパーオキシドとジメチルアニリンの組み合わせ等を挙げることができる。
これらの中でも、室温で硬化させ得る系が設備面や木材に不具合を生じにくい点で好適であり、特に、メチルエチルケトンパーオキサイドと、ナフテン酸（又はオクチル酸）コバルトの組み合わせが好適である。メチルエチルケトンパーオキサイドとしては、市販品、例えば日油株式会社製の「パーメック（登録商標）シリーズ」等を用いることもできる。
【００１８】
〔その他の成分（任意成分）〕
本発明の組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、種々の任意成分を添加することができる。例えば、表面タック性を改善するためのアミン類、防腐剤、防虫剤、防カビ剤、撥水剤、紫外線吸収剤、難燃剤、フィラー、カップリング剤、エラストマー、顔料・色素、可塑剤、樹脂等の種々の添加剤を加えることができる。これらは、１種を単独で添加しても良いし、２種以上を組み合わせて添加しても良い。
【００１９】
〔組成〕
樹脂組成物中の上述した成分の配合は、所望とする性能に応じて適宜に決定することができ、また所望とする性能自体も用途に応じて様々であるので一概には決定できない。
しかし、上記（Ａ）成分に、エチレングリコールジメタクリレートを用い、上記の（Ｂ）成分に、メチルエチルケトンパーオキサイドとナフテン酸（又はオクチル酸）コバルトとを組み合わせて用いた場合から考えると、好ましい配合割合の一例として、ポリアルキレングリコールジ（メタ）アクリレート（特にポリエチレングリコールジメタクリレート）１００部に対して、ナフテン酸（又はオクチル酸）コバルト等の脂肪酸金属塩の添加量が１．０×１０-3〜５．０部、より好ましくは１．０×１０-2〜１．０部の範囲を挙げることができる。また、有機過酸化物（特にメチルエチルケトンパーオキサイド）の好ましい配合割合の一例としては、ポリアルキレングリコールジ（メタ）アクリレート（特にポリエチレングリコールジメタクリレート）１００部に対して、有機過酸化物の添加量が１．０-3〜５．０部、より好ましくは１．０×１０-2〜１．０部の範囲を挙げることができる。
【００２０】
なお、市販のポリエチレングリコールジメタクリレート等には、通常、輸送・貯蔵時の突発的な重合を防ぐために重合禁止剤が含まれている。重合禁止剤の添加量は各社製品毎に異なるが、上述した配合割合の算出の際には、ポリエチレングリコールジメタクリレート等の量には、この重合禁止剤の量を含めない。また、上記の配合割合における「部」は、「重量部」である。
【００２１】
本発明の木材単板処理用樹脂組成物は、上述した（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を含有することによって、木材単板に対して優れた耐割れ性を付与することができ、例えば、冷熱を繰り返したときに生じる割れ（冷熱繰返し割れ）に対する耐性を向上させることができる。しかし、基材と複合化する際の該単板の含水率が高いような場合にも、湿乾耐割れ性を充分に向上させる観点から、木材単板処理用樹脂組成物に、ポリエチレングリコールを添加することが好ましい。ポリエチレングリコールの配合により、湿乾耐割れ性を効果的に向上させることができる。添加するポリエチレングリコールの分子量（重量平均分子量）は、１０００以下が好ましい。また、表面に塗布しただけで木材深部に浸透してより高い効果が得られるようにする観点からは、当該分子量は２００〜６００が好ましく、より好ましくは３００〜５００、特に好ましくは４００である。
（Ａ）成分としてのポリアルキレングリコールジ（メタ）アクリレート（特にポリエチレングリコールジメタクリレート）と、このポリエチレングリコールの配合比は、基材との複合化前の単板の含水率によっても異なるので一概に規定することは難しいが、例えば、配合割合（重量比，前者：後者）は、９０：１０〜１０：９０が好ましく、より好ましくは６０：４０〜９０：１０である。
【００２２】
（希釈剤）
本発明の木材単板処理用樹脂組成物は、その粘度を下げて木材への浸潤性を向上する等の目的で、種々の希釈剤を加えて使用することもできる。当該希釈剤としては、上述した（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び必要に応じて配合されるポリエチレングリコール等と混和することが可能なものを特に制限なく使用することができる。例えば、脂肪族炭化水素系有機溶剤（例えば、酢酸エチル）、芳香族炭化水素系有機溶剤（例えば、トルエン）、イソパラフィン系有機溶剤（例えば、イソパラフィン）等を挙げることができる。これらの希釈剤は、１種を単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。
【００２３】
（木材の処理方法）
本発明の木材単板処理用樹脂組成物は、木材単板に付着させて硬化させることにより、該木材単板の耐割れ性を向上させることができる。
本発明の木材単板の耐割れ性改質方法は、本発明の木材単板処理用樹脂組成物（以下、単に樹脂組成物ともいう）で木材単板を処理する工程と、その樹脂組成物を硬化させる工程とを含む。
樹脂組成物で処理する工程は、木材単板の少なくとも表面に樹脂組成物を付着させる処理であり、塗布処理、浸漬処理、強制含浸処理等が挙げられる。
【００２４】
前記塗布処理は、樹脂組成物を被処理木材の表面に塗布する処理であり、塗布方法としては、ウェス、刷毛、スプレー、ロールコ一夕一等の各種公知の方法を特に制限なく採用することができる。ウェスは、ぼろぎれ等の布にしみ込ませて手で塗る方法である。
前記浸漬処理は、樹脂組成物に被処理木材を浸漬する処理であり、例えば、容器に入れた樹脂組成物中に木材を浸漬する。
強制含浸処理は、当該樹脂組成物を被処理木材中に強制的に含浸（注入）させる処理である。強制含浸処理としては、例えば、減圧法、加圧法、減圧加庄法、液中ロールプレス法等の各種公知の方法を特に制限なく採用することができる。
更に、上述した各種の処理は、同種の処理を繰り返し行っても良く、また、異なる２種以上の処理を組み合わせて順次行っても良い。
【００２５】
最もコスト面で有利な処理方法としては塗付処理が挙げられ、さらには単板の段階で処理を行わずに、基材に単板を貼り付けた製品に近い段階で塗付処理をすることが本発明の目的である簡便さ、経済性から考えると最も好ましい。
木材単板を改質するための必要な樹脂組成物での処理量は、所望とする改質の程度により異なるので一概には規定できないが、屋内の床材等で用いる場合は、表面近傍のみの処理で十分である。この場合、好ましい塗付量の一例としては、２０〜２４０ｇ／ｍ2、さらに好ましくは４０〜１２０ｇ／ｍ2を挙げることができる。
【００２６】
前記樹脂組成物を硬化させる工程では、塗付後、十分に材に浸透、時間を掛けて硬化させるために室温で２〜２４時間毎度の養生時間を挙げることができる。その後、さらに性能の向上を望む場合は、好ましくは４０〜８０℃で１〜６時間、さらに好ましくは５０〜７０℃で１〜６時間、更に好ましくは６０℃で３時間加熱した後、硬化させる方法が好ましい。加熱方法は公知の各種の加熱硬化方法を特に制限なく用いることができる。
本発明において改質効果を付与される木材単板（被処理木材単板）としては、針葉樹や広葉樹を製材、加工して得られた単板が特に効果的であり、また、当該単板を用いて合板、単板積層材（ＬＶＬ）、パーティクルボード、ＭＤＦ等の基材と複合した木質材料にも特に効果的である。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例及び比較例により、本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は、かかる実施例によって何ら限定されるものではない。
【００２８】
（実施例１）
（樹脂組成物の調製）
樹脂液は主剤としてポリエチレングリコールジメタクリレート（日油株式会社製：プレンマーＰＤＥ４００）及びポリエチレングリコール４００（関東化学株式会社製）、重合触媒の脂肪酸金属塩としてナフテン酸コバルト、有機過酸化物として３０％メチルエチルケトンパーオキサイド（日油株式会社製：パーメックＧ）を用いた。
樹脂液の配合は、ポリエチレングリコールジメタクリレート４００を８０部、ポリエチレングリコール４００を２０部、ナフテン酸コバルトを１．０×１０-2部（コバルトとして）、３０％メチルエチルケトンパーオキサイドを３部とし、これらを混合して、実施例１の樹脂組成物とした。
（木材単板の改質）
長さ１５０ｍｍ、幅１２０ｍｍの板目のオーク挽板（厚み２ｍｍ）を合板に複合した木質材料のオーク挽板からなる表面に樹脂組成物を塗付し、室温で一晩養生した。養生後の試料をオーブンで６０℃で３時間加熱し後硬化を行い改質材を得た。
【００２９】
（実施例２）
実施例１の樹脂組成物を、酢酸エチル／酢酸ブチル／メチルエチルケトン系溶剤で５０％に希釈して用いた以外は、実施例１と同様にして、改質材を得た。
【００３０】
（比較例１）
実施例１で用いた木質材料を、樹脂組成物で塗装することなく、そのまま用いた。
（比較例２〜７）
実施例１の樹脂組成物に代えて下記を塗布した以外は、実施例１と同様にして、改質材を得た。
比較例２：ポリエチレングリコール４００
比較例３：ポリエチレングリコールモノメタクリレート４００
比較例４：ポリエチレングリコールジメタクリレート４００
比較例５：市販の室温硬化型のオイルフィニッシュ塗料
比較例６：市販の室温硬化型のウレタンシーラー
比較例７：市販の室温硬化型のアクリルウレタンシーラー
実施例１，２及び比較例１〜７における塗布量はいずれも１００〜１２０ｇ／ｍ2となるようにした。
【００３１】
（評価試験）
前記実施例１，２及び比較例１〜７で得た改質材等を次の３種類の評価試験に供した。
【００３２】
１．熱冷繰返し試験
８０℃で２時間→マイナス２０℃で２時間を１サイクルとして、これを５サイクル繰返し、試験体の表面割れの発生状況を観察した。
２．湿乾繰返し試験
２０℃・９０％で２０時間→６０℃で４時間を１サイクルとして、これを５サイクル繰返し、試験体の表面割れの発生状況を観察した。
３．乾燥試験
８０℃で４８時間乾燥し、試験体の表面割れの発生状況を観察した。
（結果）
各試験の結果を表１に示した。表中、○は割れが発生しなかったことを示し、×は割れが発生したことを示す。
【００３３】
【表１】
2011224838.tif 000002
【００３４】
表１に示す通り、実施例１、２はいずれも割れの発生がなかった。一方、比較例１〜７はいずれも顕著な割れが発生した。本実施例は、強制的な加熱と冷却、湿潤と乾燥を操り返す、或いは、全乾に近い過酷な条件においても割れが発生せず、耐割れ性に非常に優れていることが確認された。即ち、本発明の樹脂組成物は、木材単板に塗布するだけで、優れた耐割れ性を付与することができることが判る。