(57)【要約】  本発明は、電磁放射線下の現場重合からなる木材処理方法に関する。本方法は次のステップ、即ち：（Ａ）乾性油および／または（Ｂ）少なくとも２つのグリシジル官能基を有する少なくとも１種の第一反応剤および少なくとも２つの一級アミンまたは二級アミン‐ＮＨ官能基を有する少なくとも１種の第二反応剤であって、第一および第二反応剤の全体の平均官能数が厳密に２より大きいものから選択される有機モノマーで木材を含浸させることからなる第一ステップ；およびこうして含浸された木材を１〜１０−３メートルの波長（λ）を有する電磁放射線に５〜４０秒の総時間にわたり３００〜１０００ワットのパワーで曝すことからなる第二ステップを含んでなる。本発明は、木‐樹脂複合材から製造され、上記方法を用いて製造されうる部分と、管楽器、特にクラリネットの全体または一部の製造、寄せ木、建具、およびビル、特に屋根骨組みの組立てにおけるこのような部分の使用にも関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）乾性油および／または
（Ｂ）少なくとも２つのグリシジル官能基を有する少なくとも１種の第一反応剤および少なくとも２つの一級アミンまたは二級アミン‐ＮＨ官能基を有する少なくとも１種の第二反応剤であって、第一および第二反応剤の全体の平均官能数が厳密に２より大きいもの
から選択される有機モノマーで木材部分を含浸させる第一ステップ
こうして含浸された木材を波長（λ）１〜１０−３メートルの電磁放射線に５〜４０秒の総時間にわたり３００〜１０００ワットのパワーで曝す第二ステップ
を含んでなる、現場重合による木材処理方法。
【請求項２】
有機モノマーで木材を含浸させるステップが、０．４〜１ＭＰａの圧力下で行われる、請求項１に記載の木材処理方法。
【請求項３】
電磁放射線が１０−１〜１０−２メートルの波長を有している、請求項１または２に記載の木材処理方法。
【請求項４】
電磁放射線への暴露時間が１５〜３０秒間である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の木材処理方法。
【請求項５】
電磁放射線への暴露が、木材を冷却させる期間で分割された、数回のより短い期間で行われる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の木材処理方法。
【請求項６】
電磁放射線への暴露が、少なくとも３００ワット、好ましくは４００〜１０００ワットの出力で、電子レンジで行われる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の木材処理方法。
【請求項７】
木材部分が、管楽器の製造に適した中空シリンダー形状を有するブランクである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の木材処理方法。
【請求項８】
（ａ）少なくとも２つのグリシジル官能基を有する少なくとも１種の第一反応剤および少なくとも２つの一級アミンまたは二級アミン‐ＮＨ官能基を有する少なくとも１種の第二反応剤であって、第一および第二反応剤の全体の平均官能数が厳密に２より大きいものを揮発性有機溶媒中に含有した溶液に、木材の利用可能孔容積の少なくとも６０％を該溶液で満たすために十分な時間にわたり、この含浸ステップ（ａ）でモノマーの早すぎる重合を防げるほど十分に低い温度で、開孔木の一部を浸漬させ、
（ｂ）有機溶液で含浸された該部分を取り出し、木材部分を排液させおよび／またはふき取り、
（ｃ）こうして含浸された木材を波長（λ）１〜１０−３メートルの電磁放射線に５〜４０秒の総時間にわたり３００〜１０００ワットのパワーで曝し、および場合により
（ｄ）好ましくは減圧下で、有機溶媒を蒸発させるために十分な時間をかけて、該部分を乾燥させる
ことからなる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の現場重合による木材処理方法。
【請求項９】
用いられる開孔木が、ウェンジ（Milletia laurentii）、ライムツリー、トウヒ、モンパニまたはポプラ、好ましくはウェンジである、請求項８に記載の木材処理方法。
【請求項１０】
少なくとも２つのグリシジル官能基を有する第一反応剤が、１，４‐ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６‐ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ヘキサヒドロキシフタル酸ジグリシジルエステル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ポリアルキレングリコール類のジグリシジルエーテル類、例えばジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルまたはポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、ジグリセロールジグリシジルエーテルまたはポリグリセロールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテルから選択される、請求項８または９に記載の木材処理方法。
【請求項１１】
少なくとも２つのアミン官能基を有する第二反応剤が、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン、アミノエチルピペラジン、ベンジルジメチルアミン、ピペリジン、２‐メチルペンタメチレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、１，３‐ペンタンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、１，２‐ジアミノシクロヘキサン、４‐ベンジルアニリン、Ｎ，Ｎ′‐ジメチルジアミノジフェニルメタン、ヘキシルアミンおよびＮ，Ｎ′‐ジメチルヘキサメチレンジアミンから選択される、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の木材処理方法。
【請求項１２】
ステップ（ａ）で用いられる揮発性有機溶媒が、−３０℃未満の融点、および２５０℃未満、好ましくは１５０℃未満の沸点を有する、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の木材処理方法。
【請求項１３】
揮発性有機溶媒が、二級アルコール、エーテルおよびエステル官能基から選択される少なくとも１つの極性基を有したＣ１‐６主鎖の炭化水素化合物、および植物油から選択される、請求項１２に記載の木材処理方法。
【請求項１４】
揮発性有機溶媒が１‐メトキシ‐２‐プロパノールである、請求項１３に記載の木材処理方法。
【請求項１５】
ステップ（ａ）で有機溶液による木材部分の含浸が、２０℃未満、好ましくは１０℃未満の温度、特に５℃に近い温度で、少なくとも５日間、好ましくは１０〜３０日間にわたり行われる、請求項８〜１４のいずれか一項に記載の木材処理方法。
【請求項１６】
（ａ）木材の利用可能孔容積の少なくとも６０％を油で満たすために十分な時間にわたり、この含浸ステップ（ａ）で油の早すぎる重合を防げるほど十分に低い温度で、乾性油または乾性油の混合液に木材部分を浸漬させ、
（ｂ）乾性油で含浸された該部分を取り出し、木材部分を排液させおよび／またはふき取り、
（ｃ）こうして含浸された木材を波長（λ）１〜１０−３メートルの電磁放射線に５〜４０秒の総時間にわたり３００〜１０００ワットのパワーで曝す
ことからなる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の木材処理方法。
【請求項１７】
含浸ステップ（ａ）が、室温〜８０℃の温度で、６〜４８時間、好ましくは６〜２４時間にわたり行われる、請求項１６に記載の木材処理方法。
【請求項１８】
木材がコクタンおよびシタンから選択される、請求項１６または１７に記載の木材処理方法。
【請求項１９】
乾性油が、亜麻仁油、異性化亜麻仁油、ヒマシ油、脱水ヒマシ油、アリューライト類の油、オイチシカ油およびイサノ油から選択される、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の木材処理方法。
【請求項２０】
乾性油が、１種以上の半乾性油、好ましくはカムリーヌ油、サフラワー油、麻実油、カボチャ油、メロン油、ニガー種子油、クルミ油、ケシ実油、シソ油、ブドウ種子油、ゴマ油、大豆油、タバコ油およびヒマワリ油から選択される１種以上の半乾性油０．１〜０．５重量部との混合物として用いられる、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の木材処理方法。
【請求項２１】
乾性油が、不飽和脂肪酸、好ましくは亜麻仁油またはヒマシ油の脂肪酸の混合物０．０５〜０．２重量部との混合物として用いられる、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の木材処理方法。
【請求項２２】
乾性油が、場合により１種以上の半乾性油および／または不飽和脂肪酸との混合物として、油相と混和性の１種以上の揮発性有機溶媒で更に希釈される、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の木材処理方法。
【請求項２３】
重合反応の１種以上の促進剤が乾性油へ加えられる、請求項１６〜２２のいずれか一項に記載の木材処理方法。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれか一項に記載された方法により製造されうる、木／樹脂複合材の部分。
【請求項２５】
管楽器、特にクラリネットの全体または一部の製造、寄せ木、建具、ビル、特に骨組みの組立てのための、請求項２４に記載された部分の使用。
【請求項２６】
古木の修復および／または保存のための、請求項１〜２３のいずれか一項に記載された方法の使用。
【請求項２７】
機械処理前における木材の自然および／または人工乾燥用のステップを短縮または抑制させるための、請求項１〜２３のいずれか一項に記載された方法の使用。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、モノマーの含浸と電磁放射線下の現場重合により木材を処理するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カシ、コクタン、ツゲおよびシタンのような硬木種は、それらの優れた機械的性質、特にそれらの大きな耐衝撃性、大きな荷重を支えられるそれらの能力、経時的に低いそれらの変形性またはそれらの優れた音響性について、常に工芸家および産業人から強く求められている。現在、これらの硬木種は通常ゆっくり成長するため、結果的に木材を変形させる産業および工芸家の需要に応じることが難しい。
【０００３】
ある種類は一層希少になっているため、それらを保護してそれらの伐採を制限することが必要であるとわかった。そのため、家具、装飾品および楽器を製造する上で何世紀にもわたり用いられているコクタンおよびエキゾティックウッドはその伐採と輸出の禁止で今日利用が脅かされており、比較的近い将来にはもはや市場で入手しえなくなるリスクがある。
【０００４】
したがって、この貴重種を他の未保護種で代用するという特別な問題、更に一般的には比較的高価で成長の遅い硬木種の代わりに用いられるように軟質および／または速成長孔質木材の機械的性質を改善するという問題が提起されている。
【０００５】
本発明者は、管楽器の製造でコクタンに代わる解決策を目ざす研究の範囲内において、重縮合性または酸化重合性モノマーの現場重合という比較的簡単な方法により、機械的および音響性質を著しく改善して、木材の応用可能性を劇的に広げられるように、木材種、特に開孔構造を有するものを処理することが可能であることを発見したのである。
【０００６】
ビニルモノマーの現場重合および架橋により木材を処理する方法は、既に国際出願ＷＯ０１／５３０５０で知られている。この方法は、ジビニル架橋剤と少なくとも１種の油または１種のロウ（後者は重合調節剤および最終製品用の防水剤の役割を果たす）の存在下で、少なくとも３種の異なる開始剤により始められる、一官能性ビニルモノマーの混合物のラジカル重合からなる。しかしながら、このような木材処理法は、特にそれが楽器の製造に適用された場合、大きな欠点を有し、即ち悪臭性残留モノマーの存在が健康にあるリスクを及ぼすのである。残留モノマーの問題は、ラジカル重合とは異なる重合法、即ち重縮合または酸化重合を選択することにより、本発明で解決された。重縮合性または酸化重合性モノマーの混合物では、各モノマーが基本的に、活性化させなくても、本コモノマーの全体または相当部分と反応しうるのであり、モノマーが成長ポリマー鎖の活性（ラジカルまたはイオン）中心と接触したときのみそれらが反応して高分子鎖に取り込まれるラジカル重合の場合にはこれがない。これらの活性中心はモノマーの数と比べてさほど多くなく、通常不安定であるため、重合の最後には、反応しなかったモノマーの割合が相当なものになるのである。対照的に、重縮合または酸化重合の場合には、モノマーが１種以上の他のモノマーと反応する可能性は非常に大きく、反応しなかったモノマーの割合は急速に些少となる。
【発明の具体的説明】
【０００７】
したがって、本発明の目的は：
（Ａ）乾性油および／または
（Ｂ）少なくとも２つのグリシジル官能基を有する少なくとも１種の第一反応剤および少なくとも２つの一級アミンまたは二級アミン‐ＮＨ官能基を有する少なくとも１種の第二反応剤であって、第一および第二反応剤の全体の平均官能数が厳密に２より大きいもの
から選択される有機モノマーで木材部分を含浸させる第一ステップ
こうして含浸された木材を波長（λ）１〜１０−３メートルの電磁放射線に５〜４０秒の総時間にわたり３００〜１０００ワットのパワーで曝す第二ステップ
を含んでなる、現場重合により木材を処理するための方法である。
【０００８】
本発明の目的は、更に、上記処理法に従い製造されうる木／樹脂複合材の部分である。この部分は、好ましくは管楽器の製造に適した中空シリンダー形状のブランクである。
【０００９】
最後に、本発明の目的は、クラリネットのような管楽器の全体または一部の製造、寄せ木、建具、ビル、特に骨組みの組立てに際する、このような部分の使用である。
【００１０】
本発明の方法は、開孔を有する木材、即ち互いに連絡した広範な孔系を有する木材と、コクタンのようなさほど孔質でない木材または大部分で閉じた孔もしくはセルを有する木材にも当てはまる。以下で“閉孔の木材”と称される、これら後者タイプの木材双方において、比較的少ない開孔間の連絡は難しいため、含浸率、即ち初期重量に対する含浸重量増は少ない。
【００１１】
更に詳しくは、本発明で“開孔の木材”とは、５℃、常圧条件下、３０日の含浸期間で、少なくとも１５重量％の１‐メトキシ‐２‐プロパノール（対照溶媒）を吸収しうる木材を意味する。
【００１２】
同様に、“閉孔の木材”は同条件下で１５重量％未満の１‐メトキシ‐２‐プロパノールを吸収する。しかしながら、これらタイプの木材は双方とも利用可能な孔容積を有しており、どちらかの含浸が不可能というのではない。この利用可能孔容積は、閉孔木よりも開孔木の方が単純に大きい。
【００１３】
開孔木の例として、ライムツリー、トウヒ、モンパニ、ポプラおよび“コンゴシタン”とも称されるウェンジ（Milletia laurentii）が挙げられる。後者はコクタンに近い比較的硬いエキゾティックウッドであり、早く成長することで特徴付けられ、そのため後者に代わる面白い候補である。その主な欠点は、本発明が改善策を提案している欠陥、大きな気孔率にある。
【００１４】
閉孔木は、例えばコクタンおよびシタン、好ましくはコクタンから選択される。
【００１５】
本発明による処理方法の第一含浸ステップは、好ましくは大気圧より大きな圧力下、特に０．４〜１ＭＰａ（４〜１０バール）の圧力で行われる。この高い圧力は、高濃度のモノマーまたは低い含浸温度のせいで含浸液の粘度が高い場合に、含浸率を増す上で特に有用である。
【００１６】
電磁放射線に曝すことで含浸木材部分を加熱する第二ステップは、本発明による方法に必須である。実際に、電磁放射線、特にマイクロ波による加熱は、該部分のコアまで、換言すれば含浸深部の全体にわたり速やかな加熱をもたらし、こうしてモノマーのできるだけ完全な反応を保証している。
【００１７】
完全重合に要する熱エネルギーは、もちろん該部分の大きさに依存する。乾性油（Ａ）の重合に供すべき熱エネルギーは、該部分の容積にほぼ比例している。しかしながら、アミンおよびエポキシド（Ｂ）の重縮合は発熱反応であるため、放出反応熱により第一および第二反応剤間の重縮合発熱反応の自立を行わせるために十分な温度まで十分な時間にわたり木材部分を加熱すれば通常十分である。
【００１８】
電磁放射線の波長は好ましくは１０−１〜１０−２メートルであり、電磁放射線への暴露時間は１５〜３０秒間である。
【００１９】
一部の木材は長時間の強い加熱に他ほどは耐えられず、ダメージを受けやすいリスクを有している。その場合には、電磁放射線暴露ステップを通常１０〜１５秒間を超えない数回の短い期間に分割すると面白いかもしれない。これらの期間は数分間〜数十分間にわたる無加熱の期間で通常分けて、木材を少なくとも部分的に冷却させられる。
【００２０】
電磁放射線への暴露は、少なくとも３００ワット、好ましくは４００〜１０００ワットの出力で、通常の電子レンジにより行われる。
【００２１】
本方法の第一の好ましい態様では、処理される木材は開孔木であり、モノマーは重縮合後にエポキシ‐アミン樹脂の形成をもたらす（Ｂ）タイプモノマーから選択される。これらのモノマー（Ｂ）は、含浸後に通常除去される揮発性有機溶媒中の溶液として用いられるべきである。このような方法は：
（ａ）少なくとも２つのグリシジル官能基を有する少なくとも１種の第一反応剤および少なくとも２つの一級アミンまたは二級アミン‐ＮＨ官能基を有する少なくとも１種の第二反応剤であって、第一および第二反応剤の全体の平均官能数が厳密に２より大きいものを揮発性有機溶媒中に含有した溶液に、木材の利用可能孔容積の少なくとも６０％を該溶液で満たすために十分な時間にわたり、この含浸ステップ（ａ）でモノマーの早すぎる重合を防げるほど十分に低い温度で、開孔木の一部を浸漬させ、
（ｂ）有機溶液で含浸された該部分を取り出し、木材部分を排液させおよび／またはふき取り、
（ｃ）こうして含浸された木材を波長（λ）１〜１０−３メートルの電磁放射線に５〜４０秒の総時間にわたり曝し、および場合により
（ｄ）好ましくは減圧下で、有機溶媒を蒸発させるために十分な時間をかけて、該部分を乾燥させる
ことからなる。
【００２２】
本発明の孔質木を処理するための方法のこの好ましい態様は、処理木の機械的性質を著しく改善する。後者は非処理木より有意に大きなヤング率、低い脆性を有し、経時的にクラッキングに完全に耐えられる。
【００２３】
更に、本発明の方法は木材部分の寸法を変化させないという利点を有している。本発明者は、処理部分の寸法が少なくとも０．５のポリマー／木材重量比まで未変化のままであることに、実際に気付いたのである。この大きな寸法安定性のおかげで、部分が既定寸法のままで処理されうる。
【００２４】
本発明の方法に従い処理部分を機械にかけることも可能である。本発明の好ましい態様、即ち管楽器の製造では、中空シリンダーの形状を有するブランクが処理され、次いで穿孔が行われる。
【００２５】
処理された木材は、更に、処理部分と接触する湿気または水を吸収する傾向が非常に少ない。
【００２６】
この態様の第一ステップにおいて、処理される木材部分は比較的揮発性の有機溶媒中に重合性反応剤を含有した溶液への浸漬により浸透される。この溶媒は好ましくは−３０℃以下の融点、および２５０℃以下、更に具体的には１５０℃以下の沸点を有する。有機溶媒の揮発性は、重縮合反応が完了したら直ちに該部分を簡単に乾燥させる上で重要である。揮発性有機溶媒は、好ましくは、二級アルコール、エーテルおよびエステル官能基から選択される少なくとも１つの極性基を有したＣ１‐６主鎖の炭化水素化合物から選択される。
【００２７】
本発明を実施する上で溶媒の他の好ましいグループは植物油により形成され、その一部は木材を処理するために既に用いられている。用いられる植物油は、系の早すぎる自然重合を誘発しない温度で木材の孔質系内へ合理的速度で浸透しうるように、低温で低粘度を有しているべきである。
【００２８】
当業者であればもちろん、重合性反応剤の重縮合反応を妨げないように有機溶媒が選択されるものと理解しており、第一反応剤のグリシジル官能基と反応しうる一級アルコール類、フェノール類およびチオール類のような不安定水素含有化合物は用いないよう、特に注意すべきである。
【００２９】
好ましい有機溶媒の例として、例えば、前記のようなエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、グリセロール１，３‐ジアセテート、トリアセチンおよび１‐メトキシ‐２‐プロパノールが挙げられ、後者が特に好ましい。
【００３０】
植物油の例として、亜麻仁油、ヒマシ油、ヒマワリ油、大豆油、クルミ油、ブドウ種子油が挙げられる。特に亜麻仁油が好ましい。実は、亜麻仁油は乾性油（＝（Ａ）モノマー）に属する。したがって含浸ステップ（ａ）で、それは（Ｂ）モノマー用の溶媒の役割を果たし、ステップ（ｃ）では（Ｂ）モノマーと同時に重合する。
【００３１】
木材の含浸は、木材の利用可能孔容積の少なくとも６０％を溶液で満たすために十分な時間をかけて行われるべきである。所定木材の総利用可能孔容積は、サンプルの重量がもはや含浸時間と共に増加しなくなるまで含浸を継続させることにより、容易に求められる。サンプルの利用可能孔容積は、含浸サンプルと非含浸サンプルとの重量差を含浸溶液の比重で割った商に等しい。この利用可能孔容積はもちろん、処理される木材の単位容積に基づく。
【００３２】
本発明による方法のこの態様で用いられる重縮合反応は、少なくとも２つのグリシジル（エポキシド）基を有した第一反応剤と、第一反応剤のグリシジル基と反応しうる少なくとも２つの一級アミンまたは二級アミン‐ＮＨ官能基を有した第二反応剤との反応である。二官能性反応剤、即ち正確に２つの反応性官能基（エポキシドまたはＮＨ）を有する反応剤が排他的に用いられたとき、得られる高分子系は排他的に直鎖からなり、本発明で意図するような架橋三次元網状構造を形成しないことは、重縮合の分野で周知である。したがって、２より大の反応性官能基（エポキシドまたは‐ＮＨ）を有した反応剤をある割合で用いることが必要不可欠となるのである。多官能性分子の割合は通常反応系の平均官能数、即ち分子当たりの反応性官能基の平均数で表され、その数は架橋三次元系を得るために厳密に２より大とすべきである。これとの関連で、本発明で用いられる重縮合系において、一級または二級アミンの官能数はアミン官能基の数ではなく、‐ＮＨ官能基の数と等しいことに注意すべきである。単一の‐ＮＨ２官能基を有する一級モノアミンはエポキシ官能基と２回反応し、そのため２の官能数を有する。同様に、一級ジアミンは４の官能数を有する。
【００３３】
エポキシ‐アミン樹脂のポリマー系の架橋レベルが表されるパラメーターは架橋密度、即ち網状構造の単位質量当たりにおける架橋点のモル数である。理論架橋密度、即ち系の最大重合度に相当する最大架橋密度は、異なる反応剤の官能数および分子質量を用いた理論方程式から容易に計算される。化学量論系または非化学量論系に適用しうるこのような方程式が発表された（例えばJean Louis Halary et al.,Polymery 1997,42,No.2,pages 86-95参照）。本発明で用いられるエポキシ‐アミン樹脂の場合のような高反応性重縮合系では、実際の架橋密度は理論架橋密度よりほんのわずかに低いだけであると思われる。本発明者は、実際の架橋密度が少なくとも０．１ｍｏｌ／ｋｇ、好ましくは０．５〜５ｍｏｌ／ｋｇであるときに、処理木材の機械的および音響性質に関して満足すべき結果を得たことを見出した。
【００３４】
少なくとも２つのグリシジル官能基を有する第一反応剤の例として、１，４‐ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６‐ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ヘキサヒドロキシフタル酸ジグリシジルエステル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ポリアルキレングリコール類のグリシジルエーテル類、例えばジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルまたはポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテルまたはポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテルが挙げられる。
【００３５】
後者の中では、特にビスフェノールＡジグリシジルエーテルおよび１，４‐ブタンジオールジグリシジルエーテルの使用が好ましい。
【００３６】
第一反応剤のグリシジル官能基と反応しうる、少なくとも２つの一級または二級アミン‐Ｈ官能基を有する化合物は、例えばエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン、アミノエチルピペラジン、ベンジルジメチルアミン、ピペリジン、２‐メチルペンタメチレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、１，３‐ペンタンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、１，２‐ジアミノシクロヘキサン、４‐ベンジルアニリン、Ｎ，Ｎ′‐ジメチルジアミノジフェニルメタン、ヘキシルアミンおよびＮ，Ｎ′‐ジメチルヘキサメチレンジアミンである。これらアミン類の中では、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ヘキサメチレンジアミン、ヘキシルアミンおよびＮ，Ｎ′‐ジメチルヘキサメチレンジアミンが好ましく用いられる。
【００３７】
第一および第二反応剤は、グリシジル官能基の数対アミンおよび／またはフェノール官能基の数の化学量論比が１から大きく逸脱しすぎず、好ましくは０．５〜２となるようなモル濃度で、好ましくは用いられる。この範囲外では、重合度は架橋三次元網状構造を形成するために不十分である。他方、この範囲内では、存在する反応剤の化学量論比を操作することで、得られるポリマー系のガラス転移温度を所望通りに変えられることを、本発明者は見出した。そのため、反応剤の所定組合せの場合、ガラス転移温度は１の化学量論比のとき通常最大であり、化学量論比がこの値から逸脱すると低下してくる（前記論文も参照）。
【００３８】
重縮合により木材を処理する方法のステップ（ａ）で用いられる含浸溶液は、処理される木材の孔容積中への該溶液の浸透を妨げるほど過大な粘度を有することなく、処理木材の孔内に三次元ポリマー網状構造を形成させる上で十分な重合性反応剤含有率を有しているべきである。１０〜６０重量％、好ましくは１０〜３０重量％の総重合性モノマー（Ｂ）含有率を有する含浸溶液を用いることにより、満足しうる結果が通常得られることを、本発明者は見出した。
【００３９】
上記方法で、開孔木は架橋ポリマー樹脂により強化され、こうしてこの木材の機械的および音響性質が変えられる。反応剤、架橋密度および反応系の化学量論を適切に選択することにより、重合樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）の値が比較的自由に大きな範囲内で、例えば−４０〜２５０℃で調整される。ガラス転移温度は、例えば示差走査熱量分析（ＤＳＣ）または動的機械分析（ＤＭＡ）により求められる。樹脂のガラス転移温度は、最終複合材へ希望通りに付与される機械的性質に従い調整される。そのため、楽器の分野では、木材の共鳴能を増すことに関心が多くもたれるため、ガラス転移温度は好ましくは楽器の使用温度より少なくとも１０度高い値に、例えば少なくとも４０℃の値で調整される。逆に、音響の観点から比較的“ソフトに”処理された木材、換言すれば音を吸収しうる低共鳴木材を得ることが望まれる場合には、樹脂のガラス転移温度は好ましくは室温より実質的に低い値、例えば０℃未満の値に調整される。
【００４０】
樹脂の機械的性質、例えば硬度、衝撃強度、剛性または弾性に及ぼすガラス転移温度の値の影響が知られており、そのため木／エポキシ樹脂複合材の機械的性質も同様にいくつかの簡単な重合試験で調整しうる。
【００４１】
エポキシアミン樹脂の重縮合により木材を処理する別な方法では、ステップ（ａ）で用いられる含浸溶液は、現場重合性反応剤に加えて、１種以上の無機充填剤または顔料を含有している。これら添加物の粒子は、孔質構造内を含浸溶液で容易に満たせるように、非常に細かい粒度を有しているべきである。処理木材中における充填剤または顔料の分布は、それらが２００ｎｍ以下、好ましくは１０〜１５０ｎｍの平均サイズを有している場合に通常満足しうることを、本発明者は見出した。
【００４２】
このような充填剤または顔料の例として、ナノシリカ、二酸化チタンまたはクレーが挙げられる。
【００４３】
もちろん含浸溶液は、木材処理に現在用いられている他の添加物、例えば殺菌剤、殺虫剤または可溶性色素も含有してよい。
【００４４】
現場重縮合反応に適用されるモノマー（Ｂ）は通常大きな反応性で特徴付けられる。これは、反応剤の望ましくない早すぎる重合を防ぐために、室温より低い温度で含浸ステップ（ａ）を行うことが多くの場合に必要とされるからである。このような早期重合は実際には木材の表層で孔の閉塞により出現し、こうして深い層への溶液の満足すべき浸透を妨げる。したがって、ステップ（ａ）で有機溶液による木材部分の含浸は、好ましくは２０℃未満、特に１０℃未満の温度、理想的には５℃に近い温度で行われる。
【００４５】
含浸ステップの期間は、含浸溶液の粘度、含浸温度、孔および孔間隔の大きさまたは望ましい浸透深さのような、いくつかのファクターに依存している。本発明者により行われた試験では、含浸ステップ（ａ）の期間が好ましくは少なくとも５日間、好ましくは１０〜３０日間であることを示した。これらの比較的長い期間は、低温で溶液の大きな粘度のために必要とされるのである。もちろん、木材中への含浸溶液の浸透は加圧下、例えば０．４〜１ＭＰａ（４〜１０バール）の圧力下でこのステップを行うことにより、加速してもよい。
【００４６】
本発明による方法の第二態様は、グリシジルおよびアミノ反応剤の重縮合ではなく、乾性油の重合／酸化を用いる。多不飽和脂肪酸、例えばリノレン酸（３二重結合）およびリノール酸（２二重結合）の鎖の相当割合を含有した油の重合が知られており、特に、速く乾燥（重合）しうる塗料の能力が“乾燥力”と称されている塗装の分野では、長年にわたり利用されている。乾性油の重合は、酸素の存在下で二重結合の開裂および異なる脂肪鎖間の結合形成が生じる反応である。加熱および／または乾燥剤、通常粉末金属酸化物の添加による乾燥（重合反応）の加速も知られている。
【００４７】
したがって、本発明による方法のこの第二態様は：
（ａ）木材の利用可能孔容積の少なくとも６０％を油で満たすために十分な時間にわたり、この含浸ステップ（ａ）で油の早すぎる重合を防げるほど十分に低い温度で、乾性油または乾性油の混合液に木材部分を浸漬させ、
（ｂ）乾性油で含浸された該部分を取り出し、木材部分を排液させおよび／またはふき取り、
（ｃ）こうして含浸された木材を波長（λ）１〜１０−３メートルの電磁放射線に５〜４０秒の総時間にわたり３００〜１０００ワットのパワーで曝す
ことからなる。
【００４８】
乾性油の電磁放射線下における重合はあらゆる木材、即ち“開”孔木および“閉”孔木の双方へ基本的に適用されるが、小さな利用可能孔容積を有した閉孔木を処理する場合で特に面白いことがわかった。実際に、乾性油のみの重合では、コクタンのような高密度木材の場合に匹敵する機械的性質を開孔木へ付与するために十分なポリマー網状構造を通常得られない。したがって、第二態様は、コクタンのような貴重木に代わる木／樹脂複合材を製造するための方法であるのみならず、このような木材の機械的性質、特に音響性を改善するための方法でもある。
【００４９】
実際に、本発明者が驚いたことには、本方法の第二態様に従い処理されたコクタン製バレルで得られるクラリネットの場合、鋭敏なハーモニーの獲得に向上があり、それにより楽器のプロジェクション能（＝長距離音伝達）が著しく増すことに気付いたのである。このバレルは、既知の処理をうけた多数のバレルの中から、目隠し（盲検）で特定されるであろう。
【００５０】
こうして処理された木材のもう１つの利点は、それらが製造（機械処理）および／または使用の範囲内で割れにくいことにある。該木材は更に環境条件（湿度、温度）の変化に影響されにくい。
【００５１】
したがって、この第二態様で好ましく用いられる木材種は、楽器、特に管楽器の製造に現在用いられている木材、コクタンおよびシタンから選択される。
【００５２】
乾性油はグリシジルおよびアミノ反応剤（Ｂモノマー）よりかなり反応性が低いため、通常含浸ステップで乾性油を重合させてしまうリスクはない。したがって、このステップを低温で行う必要性はなく、処理される木材は室温〜８０℃の温度および大気圧より高い圧力で含浸されることが好ましい。これらの温度および圧力条件下で、含浸ステップの期間は好ましくは６〜４８時間、特に６〜２４時間である。含浸液を加熱することは、閉孔木へこの態様を適用する際に特に有用であり、そのことが油の粘度と、利用可能孔容積の少なくとも６０％を満たすために必要な時間も減少させるからである。
【００５３】
本発明の方法で用いられる乾性油は公知であり、通常亜麻仁油、ヒマシ油、アリューライト類(aleurites)の油、オイチシカ油、イサノ油、異性化亜麻仁油および脱水ヒマシ油がある。アリューライト類の油、オイチシカ油およびイサノ油は、特に反応性の共役二重結合を有する脂肪酸の鎖の実質的割合を天然で含有した乾性油である。異性化亜麻仁油および脱水ヒマシ油は、共役二重結合を有する脂肪酸のレベルを増加させるための処理をうけた油である。
【００５４】
乾性油はいわゆる“半乾性”油と少しの割合で併用してもよい。これらの油は、当業界でも知られているように、乾性油の場合より低い不飽和レベルを有しているが、しかしながらそれらは重合により多少硬い連続フィルムを形成しうる。これらの半乾性油には、例えば、カムリーヌ(cameline)油、サフラワー油、麻実油、カボチャ油、メロン油、ニガー種子油、クルミ油、ケシ実油、シソ油、ブドウ種子油、ゴマ油、大豆油、タバコ油およびヒマワリ油がある。乾性油は、特に０．１〜０．５重量部のこれら半乾性油１種以上と用いてよい。
【００５５】
上記の乾性および半乾性油は、グリセリド類の部分加水分解から生じる遊離脂肪酸を小さな割合で天然で含有している。追加量の遊離脂肪酸を加えると面白いかもしれない。該油と完全に適合しうるこれらの脂肪酸は、該油の親水性を増すという利点を有し、こうして木材の湿潤を促進し、後者内への油の浸透を促す。
【００５６】
乾性油は、好ましくは、亜麻仁油またはヒマシ油脂肪酸の混合物０．０５〜０．２重量部との混合物として用いられる。
【００５７】
場合により１種以上の半乾性油および／または不飽和脂肪酸との混合物として、含浸液の粘度を低下させるために油相と混和性の１種以上の揮発性有機溶媒で、乾性油を希釈することが更に有用かもしれない。これらの溶媒には、本発明の第一の好ましい態様に関して先に挙げられたものがあるが、但しグリシジル／アミノ反応剤の不在下では、非プロトン性溶媒からそれらを選択することはもちろん不要である。
【００５８】
乾性油との重合反応を促進する１種以上の剤の添加も考えられる。これらの促進剤は酸化剤またはラジカル発生剤である。
【００５９】
本発明の好ましい態様において、現場重合により木材を処理する方法は、管楽器、特にクラリネットの一部、例えばビークマウスピース、バレル、ボディおよびベルの製造に適用される。木材部分は有利には、管楽器の製造に適した、中空シリンダー形状のブランクである。
【００６０】
本発明の木材を処理する方法の別な面白い適用例は、構造が水、過度な温度または食木昆虫のような環境的影響により長年を経て脆化した古木、特に骨董家具または古楽器の修復または保存である。したがって、古木の修復および／または保存のために現場重合により木材を処理する方法の使用が、本発明のもう１つの目的である。
【００６１】
最後に、未乾燥または部分乾燥木へ本発明の方法を適用することにより、その後の木の老化に際してスリットの発生を減らすまたは防止することが可能であることを、本発明者は見出した。こうして、いかなる欠点もなく、小規模または工業的木材変形プロセスで乾燥時間を減少または抑制することが可能になるのである。したがって、本発明の目的は、機械処理前の自然および／または人工木材乾燥ステップを短縮または抑制させる上で、上記のように木材を処理する方法の使用である。
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月13日(2006.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現場重合による木材処理を含んでなる管楽器の製造方法であって、
該木材処理が：
（Ａ）乾性油および／または
（Ｂ）少なくとも２つのグリシジル官能基を有する少なくとも１種の第一反応剤および少なくとも２つの一級アミンまたは二級アミン‐ＮＨ官能基を有する少なくとも１種の第二反応剤であって、第一および第二反応剤の全体の平均官能数が厳密に２より大きいもの
から選択される有機モノマーで木材部分を含浸させる第一ステップ
こうして含浸された木材を波長（λ）１〜１０−３メートルの電磁放射線に５〜４０秒の総時間にわたり３００〜１０００ワットのパワーで曝す第二ステップ
を含んでなる方法。
【請求項２】
木製管楽器がクラリネットである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
有機モノマーで木材を含浸させるステップが、０．４〜１ＭＰａの圧力下で行われる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
電磁放射線が１０−１〜１０−２メートルの波長を有している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
電磁放射線への暴露時間が１５〜３０秒間である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
電磁放射線への暴露が、木材を冷却させる期間で分割された、数回のより短い期間で行われる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
電磁放射線への暴露が、少なくとも３００ワット、好ましくは４００〜１０００ワットの出力で、電子レンジで行われる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
木材部分が、管楽器の製造に適した中空シリンダー形状を有するブランクである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
（ａ）少なくとも２つのグリシジル官能基を有する少なくとも１種の第一反応剤および少なくとも２つの一級アミンまたは二級アミン‐ＮＨ官能基を有する少なくとも１種の第二反応剤であって、第一および第二反応剤の全体の平均官能数が厳密に２より大きいものを揮発性有機溶媒中に含有した溶液に、木材の利用可能孔容積の少なくとも６０％を該溶液で満たすために十分な時間にわたり、この含浸ステップ（ａ）でモノマーの早すぎる重合を防げるほど十分に低い温度で、開孔木の一部を浸漬させ、
（ｂ）有機溶液で含浸された該部分を取り出し、木材部分を排液させおよび／またはふき取り、
（ｃ）こうして含浸された木材を波長（λ）１〜１０−３メートルの電磁放射線に５〜４０秒の総時間にわたり３００〜１０００ワットのパワーで曝し、および場合により
（ｄ）好ましくは減圧下で、有機溶媒を蒸発させるために十分な時間をかけて、該部分を乾燥させる
ことからなる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の木製管楽器の製造方法。
【請求項１０】
用いられる開孔木が、ウェンジ（Milletia laurentii）、ライムツリー、トウヒ、モンパニまたはポプラ、好ましくはウェンジである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも２つのグリシジル官能基を有する第一反応剤が、１，４‐ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６‐ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ヘキサヒドロキシフタル酸ジグリシジルエステル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ポリアルキレングリコール類のジグリシジルエーテル類、例えばジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルまたはポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、ジグリセロールジグリシジルエーテルまたはポリグリセロールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテルから選択される、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも２つのアミン官能基を有する第二反応剤が、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン、アミノエチルピペラジン、ベンジルジメチルアミン、ピペリジン、２‐メチルペンタメチレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、１，３‐ペンタンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、１，２‐ジアミノシクロヘキサン、４‐ベンジルアニリン、Ｎ，Ｎ′‐ジメチルジアミノジフェニルメタン、ヘキシルアミンおよびＮ，Ｎ′‐ジメチルヘキサメチレンジアミンから選択される、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
ステップ（ａ）で用いられる揮発性有機溶媒が、−３０℃未満の融点、および２５０℃未満、好ましくは１５０℃未満の沸点を有する、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
揮発性有機溶媒が、二級アルコール、エーテルおよびエステル官能基から選択される少なくとも１つの極性基を有したＣ１‐６主鎖の炭化水素化合物、および植物油から選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
揮発性有機溶媒が１‐メトキシ‐２‐プロパノールである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ステップ（ａ）で有機溶液による木材部分の含浸が、２０℃未満、好ましくは１０℃未満の温度、特に５℃に近い温度で、少なくとも５日間、好ましくは１０〜３０日間にわたり行われる、請求項９〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
（ａ）木材の利用可能孔容積の少なくとも６０％を油で満たすために十分な時間にわたり、この含浸ステップ（ａ）で油の早すぎる重合を防げるほど十分に低い温度で、乾性油または乾性油の混合液に木材部分を浸漬させ、
（ｂ）乾性油で含浸された該部分を取り出し、木材部分を排液させおよび／またはふき取り、
（ｃ）こうして含浸された木材を波長（λ）１〜１０−３メートルの電磁放射線に５〜４０秒の総時間にわたり３００〜１０００ワットのパワーで曝す
ことからなる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の木製管楽器の製造方法。
【請求項１８】
含浸ステップ（ａ）が、室温〜８０℃の温度で、６〜４８時間、好ましくは６〜２４時間にわたり行われる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
木材がコクタンおよびシタンから選択される、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
乾性油が、亜麻仁油、異性化亜麻仁油、ヒマシ油、脱水ヒマシ油、アリューライト類の油、オイチシカ油およびイサノ油から選択される、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
乾性油が、１種以上の半乾性油、好ましくはカムリーヌ油、サフラワー油、麻実油、カボチャ油、メロン油、ニガー種子油、クルミ油、ケシ実油、シソ油、ブドウ種子油、ゴマ油、大豆油、タバコ油およびヒマワリ油から選択される１種以上の半乾性油０．１〜０．５重量部との混合物として用いられる、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
乾性油が、不飽和脂肪酸、好ましくは亜麻仁油またはヒマシ油の脂肪酸の混合物０．０５〜０．２重量部との混合物として用いられる、請求項１７〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
乾性油が、場合により１種以上の半乾性油および／または不飽和脂肪酸との混合物として、油相と混和性の１種以上の揮発性有機溶媒で更に希釈される、請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
重合反応の１種以上の促進剤が乾性油へ加えられる、請求項１７〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
機械処理前における木材の自然および／または人工乾燥用のステップを短縮または抑制させるための、請求項１〜２４のいずれか一項に記載された方法の使用。
【国際調査報告】
2007513807.tif 000002
2007513807.tif 000003
2007513807.tif 000004
2007513807.tif 000005
2007513807.tif 000006
2007513807.tif 000007