(57)【要約】【課題】木材に含浸させた場合に、ＷＰＣとして十分な含浸量を確保でき、かつ、木材表面で空気に接触している部分がある場合でも十分に硬化が進行して、成形後の２次工程において良好な作業性が確保できる木材含浸用組成物を提供する。【解決手段】水酸基を有するラジカル重合性モノマーと空乾性を有する化合物を必須成分とする木材含浸用組成物。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水酸基を有するラジカル重合性モノマーと空乾性を有する化合物を必須成分として含有することを特徴とする木材含浸用組成物。
【請求項２】
さらに、オキシアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートを含有することを特徴とする請求項１記載の木材含浸用組成物。
【請求項３】
さらに、トリアジン誘導体であるアミノ樹脂を含有することを特徴とする請求項１または２記載の木材含浸用組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木材に含浸した後に硬化して、木材と一体化させる木材含浸用組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、住宅やオフィス等の建築物の分野において、居住空間での自然回帰の嗜好が強くなりつつあり、木材のもつ自然な風合いが好まれ、建材の分野においても木材系の材料への要求が高まっている。
【０００３】
しかしながら、このような木材系建材において木材をそのまま用いると、木材は熱、水（湿気）、機械的衝撃に対する耐久性に劣るため、建材として施工後に経時的に変色、腐敗、寸法変化による反り、表面亀裂、破損等が起こって建材としての品質を保つことができないおそれがある。そこで、木材のもつ自然な風合いや使用感を保ちつつ、かつ、熱、水（湿度）、機械的衝撃に対する耐久性を高めた化学処理木材が検討されている。
【０００４】
化学処理木材のうちＷＰＣ（Ｗｏｏｄ−Ｐｌａｓｔｉｃ−Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ等の略称）は、木材に液状の硬化性樹脂や重合性モノマーを含浸させたのち硬化させることにより得られるものであり、木材のもつ特徴を生かして強度・耐久性を高めることができることから、床材や階段等の内装用建築材等に広く用いられている。
【０００５】
ところで、木材には様々な種類があり、その組織密度により樹脂やモノマーの含浸性が異なる。例えば、スギや松、桧等の針葉樹は組織密度や小さく、空隙も多いため含浸性が高く、ナラやケヤキ等の広葉樹は組織密度が大きく、空隙も少ないため含浸性が低い。
【０００６】
ＷＰＣは樹脂やモノマーの木材への含浸量が大きいほど、その強度・耐久性の向上が期待できるのであるが、含浸性が低い種類の木材においては様々な方法により含浸量の増大が試みられている。その１つとして、木材組織との親和性の比較的高い、水酸基を有するラジカル重合性モノマーを含有する組成物を使用することが行なわれている。（例えば、非特許文献１参照）
しかし、水酸基を有するラジカル重合性モノマーを含有する組成物を木材に含浸し、硬化させる際に木材表面において空気と直接接触している部分がある場合、空気中の酸素のラジカル反応阻害効果により十分に硬化が進行せず、べとつき（タック）が残ってハンドリング性が悪かったり、サンディング工程で目詰まりが発生したりする問題があった。
【非特許文献１】
今村、善本他編著「木材利用の化学」共立出版、１９８３年３月１日初版１刷発行、ｐ．３０６−３２１。
【０００７】
【本発明が解決しようとする課題】
そこで本発明では、木材に含浸させた場合に、ＷＰＣとして十分な含浸量を確保でき、かつ、木材表面において空気と接触している部分がある場合でも十分に硬化が進行して、硬化後の２次工程において良好な作業性が確保できる木材含浸用組成物を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の木材含浸用組成物は、水酸基を有するラジカル重合性モノマーと空乾性を有する化合物を必須成分として含有するところに要旨を有する。
【０００９】
また、本発明の木材含浸用組成物は、さらに、オキシアルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、及び／または、トリアジン誘導体であるアミノ樹脂を含有することが、得られるＷＰＣの耐久性をさらに向上させることができるのため、好ましい実施態様である。
【００１０】
【発明の実施の態様】
本発明者等は、木材に含浸し、硬化させる木材含浸用組成物について鋭意検討を重ねた結果、該組成物として水酸基を有するラジカル重合性モノマーと空乾性を有する化合物を併用することにより、木材への十分な含浸量を確保でき、かつ、表面において空気と接触している部分がある場合でも十分に硬化が進行し、硬化後の２次工程において良好な作業性が確保できることを見出し、上記の課題をみごとに解決できることに想倒した。なお、本発明の木材含浸用組成物の木材への含浸とは、該組成物が木材の表面から浸透し、木材内部の空隙の全部または一部に充填されることを示す。
【００１１】
本発明の木材含浸用組成物は水酸基を有するラジカル重合性モノマーと空乾性を有する化合物を必須成分として含有する。
【００１２】
本発明における水酸基を有するラジカル重合性モノマーとしては、分子内に１つ以上の水酸基と１つ以上のラジカル重合性二重結合を有するモノマーである。該水酸基を有するラジカル重合性モノマーのうち、硬化性が高くなることから、ラジカル重合性二重結合が（メタ）アクリロイル基である水酸基を有する（メタ）アクリレートが好ましい。
【００１３】
上記水酸基を有する（メタ）アクリレートとしては、例えば、一般式（Ｉ）；
【００１４】
【化１】
2004098362.tif 000002
【００１５】
（式中、Ｒ１は、水素原子又はメチル基を表す。Ｒ２は、炭素数１〜９のアルキレン鎖、又は炭素数１〜６のアルキレン鎖が酸素原子を介して結合しているオキシアルキレン鎖を表す。）で表される化合物、又は、一般式（ＩＩ）；
【００１６】
【化２】
2004098362.tif 000003
【００１７】
（式中、Ｒ３は、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、アリール基を表す。）で表される化合物が挙げられ、具体的には、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、メチル（α―ヒドロキシメチル）アクリレート、エチル（α―ヒドロキシメチル）アクリレート、ブチル（α―ヒドロキシメチル）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００１８】
本発明における空乾性を有する化合物としては、空乾性を有する重合性モノマーや空乾性を有する架橋重合性オリゴマー、空乾性を有する重合体が挙げられる。本発明の空乾性とは、空気乾燥性ともいい、空気と直接接触している部分でもラジカル反応阻害がおこりにくく、硬化が十分に進行してタックフリーが得られる性質のことである。
【００１９】
上記空乾性を有する重合性モノマーとしては、例えば、ジシクロペンタジエン、トリシクロデカン等の（メタ）アクリレートである、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、トリシクロ〔５．２．１．０２，６〕デカニル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００２０】
上記空乾性を有する架橋重合性オリゴマー又は重合体としては、例えば、不飽和ポリエステル、飽和ポリエステル、ビニルエステル等に空乾性成分を導入したものが挙げられる。
上記不飽和ポリエステル、飽和ポリエステル、ビニルエステル等に空乾性成分を導入する方法としては、例えば、▲１▼アリルエーテル基を有するグリコールやエポキシ化合物を原料の一部として使用する方法、▲２▼環状脂肪族不飽和多塩基酸および／またはその誘導体を原料の一部として使用する方法、▲３▼ジシクロペンタジエンおよび／またはその誘導体を原料の一部として使用する方法、▲４▼乾性油および／またはその脂肪酸を原料の一部として使用する方法、等が挙げられる。
【００２１】
上記▲１▼のアリルエーテル基を有するグリコールやエポキシ化合物としては、例えば、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノアリルエーテル、プロピレングリコールモノアリルエーテル、グリセリンモノアリルエーテル、グリセリンジアリルエーテル、トリメチロールプロパンモノアリルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールモノアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。
【００２２】
上記▲２▼の環状脂肪族不飽和多塩基酸および／またはその誘導体としては、例えば、テトラヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ロジン等が挙げられる。
【００２３】
上記▲３▼ジシクロペンタジエンの誘導体としては、例えば、ヒドロキシ化ジシクロペンタジエン等が挙げられる。
【００２４】
上記▲４▼の乾性油および／またはその脂肪酸としては、例えば、アマニ油、大豆油、綿実油、落花生油、やし油、あるいは、これらの乾性油をけん化して得られる脂肪油脂肪酸等が挙げられる。
【００２５】
本発明の木材含浸用組成物中の水酸基を有するラジカル重合性モノマーと空乾性を有する化合物の配合量は、水酸基を有するラジカル重合性モノマーが該組成物１００重量部に対して、５〜８０重量部の範囲内であることが好ましい。水酸基を有するラジカル重合性モノマーが５重量部未満では、木材への含浸率が低下するおそれがあり、８０重量部を超えると空気接触面での硬化性が低下するおそれがある。水酸基を有するラジカル重合性モノマーのより好ましい下限は１０重量部であり、２０重量部であることがさらに好ましく、より好ましい上限は６０重量部であり、４０重量部であることがさらに好ましい。
【００２６】
また、空乾性を有する化合物の配合量は該組成物１００重量部に対して、５〜６０重量部の範囲内であることが好ましい。空乾性を有する化合物が５重量部未満では、空気接触面での硬化性が低下するおそれがあり、６０重量部を超えると木材への含浸率が低下するおそれがある。空乾性を有する化合物のより好ましい下限は１０重量部であり、２０重量部であることがさらに好ましく、より好ましい上限は５０重量部であり、４０重量部であることがさらに好ましい。
【００２７】
本発明の木材含浸用組成物は、さらに、オキシアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートを含有することが、該組成物により得られるＷＰＣの硬化性、強度、耐クラック性が向上することから好ましい。
【００２８】
上記オキシアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートの配合量は該組成物１００重量部に対して、５〜６０重量部の範囲内であることが好ましい。オキシアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートが５重量部未満では、該組成物による得られるＷＰＣの耐クラック性が低下するおそれがあり、６０重量部を超えると空気接触面での硬化性が低下するおそれがある。オキシアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートのより好ましい下限は１０重量部であり、２０重量部であることがさらに好ましく、より好ましい上限は５０重量部であり、４０重量部であることがさらに好ましい。
【００２９】
上記オキシアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートとしては、例えば、一般式（ＩＩＩ）；
【００３０】
【化３】
2004098362.tif 000004
【００３１】
（式中、Ｒ４、Ｒ５はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を表す。ｎは１〜３０の整数を表す。）で表させる化合物が挙げられ、ｎが平均して５〜２０の範囲内の化合物が木材との親和性が高くなり、耐クラック性が向上することから好ましい。より好ましくは平均してｎが８〜１５の範囲内の化合物である。
【００３２】
上記オキシアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートとしては、具体的には、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３３】
本発明の木材含浸用組成物は、さらに、トリアジン誘導体であるアミノ樹脂を含有することが、木材との親和性が高くなり、ＷＰＣの耐久性が向上することから好ましい。
【００３４】
上記トリアジン誘導体であるアミノ樹脂の配合量は該組成物１００重量部に対して、５〜８０重量部の範囲内であることが好ましい。トリアジン誘導体であるアミノ樹脂が５重量部未満では、該組成物による得られるＷＰＣの耐久性が低下するおそれがあり、８０重量部を超えると組成物の粘度が高くなり木材への含浸率が低下するおそれがある。トリアジン誘導体であるアミノ樹脂のより好ましい下限は１０重量部であり、２０重量部であることがさらに好ましく、より好ましい上限は６０重量部であり、４０重量部であることがさらに好ましい。
【００３５】
上記トリアジン誘導体であるアミノ樹脂としては、トリアジン環を有するアミノ化合物のメチロール化物やアルキルエーテル化物等であり、例えば、メラミン樹脂、イソメラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アセトグアナミン樹脂、グアニルメラミン樹脂等が挙げられる。
【００３６】
上記メチロール化物としては、アミノ化合物とホルムアルデヒトとを反応させることによって、容易に得ることができる。また、上記アルキルエーテル化物は、メチロール化物をアルコール類でアルキルエーテル化することによって容易に得ることができる。
【００３７】
上記アミノ樹脂のなかでも、水酸基を有するラジカル重合性モノマーや空乾性を有する化合物との相溶性からベンゾグアナミン樹脂が好ましく、その中でも、木材との親和性が高いことからメチロール化ベンゾグアナミンがさらに好ましく、メチロール化ベンゾグアナミンの初期縮合物である脱水ベンゾグアナミンが特に好ましい。
【００３８】
本発明の木材含浸用組成物を用いることにより、公知の方法により、例えば、水分を調節した木材に組成物を含浸させた後に硬化させてＷＰＣを得ることができる。
木材への組成物の含浸方法としては、例えば、浸漬法、減圧注入法、加圧注入法、減圧・加圧注入法、塗布含浸法（静置法、加圧法）等が挙げられ、木材の形状や用途に応じて適宜選択することができる。
【００３９】
本発明の木材含浸用組成物の木材への含浸量は、ＷＰＣに求められる強度・耐久性に応じて、適宜設定すればよいが、木材１００重量部に対する該組成物の重量として、２〜２００重量部の範囲内が好ましい。組成物の重量が２重量部未満では、ＷＰＣの強度・耐久性が十分でないおそれがあり、２００重量部を超えると硬化発熱による木材の焼けは発生するおそれがある。組成物の含浸量のより好ましい下限は５重量部であり、１０重量部がさらに好ましく、より好ましい上限は１５０重量部であり、１００重量部がさらに好ましい。
本発明の木材含浸用組成物を木材に含浸させた後に硬化させる際の硬化方法としては、例えば、熱圧プレス、熱風、赤外線等の加熱による方法、紫外線、電子線、放射線等の活性エネルギー線を照射する方法等が挙げられる。
【００４０】
本発明の木材含浸用組成物を木材に含浸させた後に硬化させるために、硬化剤を配合することが好ましい。上記硬化剤としては、例えば、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−エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキシド、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）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−ヘ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の過酸化物やアゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物が挙げられる。
【００４１】
本発明の木材含浸用組成物における硬化剤の使用量は、組成物１００重量部に対して、０．１重量部〜１０重量部の範囲内が好ましい。硬化剤の使用量が０．１重量部未満では、硬化が十分に進行しないおそれがある。また、使用量が１０重量部を超えると組成物の可使時間が短くなり、作業性が低下するおそれがある。硬化剤のより好ましい下限は０．５重量部であり、０．８重量部がさらに好ましく、より好ましい上限は５重量部であり、３重量部がさらに好ましい。
【００４２】
本発明の木材含浸用組成物には、必要に応じて、上記の水酸基を有するラジカル重合性モノマーや空乾性を有する化合物、オキシアルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリアジン誘導体であるアミノ樹脂以外のその他の化合物や副資材を含んでいてもよい。
【００４３】
上記その他の化合物や副資材としては、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、帯電防止剤、着色顔料、染料、可塑剤、酢酸ビニルポリマーやポリエステル等の低収縮化剤、エラストマー、硬化促進剤、硬化遅延剤等が挙げられる。
【００４４】
その他の化合物や副資材の量は、発明の効果を損なわない範囲であれば良く、該組成物１００重量部に対して、０．０１重量部〜５０重量部の範囲内が好ましい。
【００４５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、以下ことわりのない場合、「％」は「質量％」を、「部」は「重量部」をそれぞれ示すものとする。
【００４６】
合成例１
温度計、ガス吹込管、還流冷却器及び攪拌機を備えた四つ口フラスコを反応容器とし、これにプロピレングリコール１５２部、エチレングリコール１８６部、ジエチレングリコール５３０部、テトラヒドロ無水フタル酸６８４部、無水マレイン酸５３９部を仕込み、窒素ガスを吹き込みながら２１０℃で、１０時間反応させることにより、酸価２１ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量２，０００の空乾性を有する化合物である不飽和ポリエステル（１）を得た。
【００４７】
合成例２
合成例１と同様の反応容器に、エチレングリコール１２４部、ジエチレングリコール４７７部、トリメチロールプロパンジアリルエーテル４２８部、無水マレイン酸６８６部を仕込み、窒素ガスを吹き込みながら１９０℃で、１０時間反応させることにより、酸価２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量１，８００の空乾性を有する化合物である不飽和ポリエステル（２）を得た。
【００４８】
合成例３
合成例１と同様の反応容器に、ジエチレングリコール３１８部、フマル酸１４８部、大豆油脂肪酸５６２部を仕込み、窒素ガスを吹き込みながら２００℃で、１２時間反応させることにより、酸価２５ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量１，９００の空乾性を有する化合物である飽和ポリエステル（１）を得た。
【００４９】
実施例１〜７、比較例１〜６
本発明にかかる木材含浸用組成物として、表１に記載した配合量で混合して、樹脂組成物を得た。また、比較の木材含浸用組成物として、表２に記載した配合量で混合して樹脂組成物を得た。
次に、上記の樹脂組成物１００部、硬化剤としてパーブチルＯ（商品名、日本油脂社製）２部を配合して、硬化剤配合樹脂組成物を得た。次いで、厚さ２．０ｍｍのナラ材単板を減圧容器に入れ、１５トールの減圧下で３０分間脱気した。更に、減圧状態を保持しながら、硬化剤配合樹脂組成物を注入して、ナラ材単板に含浸させ、常圧に戻して３時間静置した。その後、樹脂組成物が含浸したナラ材単板を取り出し、余分な樹脂組成物を液きりしてから、１５ｍｍ厚の合板上に載せ、更にその上に５０μｍのＰＥＴフイルムを載せて、ホットプレスで温度１２５℃、圧力１ＭＰａで１５分間硬化させて、ＰＥＴフイルム除去し、ＷＰＣを得た。以下に示す方法により、得られたＷＰＣを評価した。その結果を表３に記載した。
【００５０】
【表１】
2004098362.tif 000005
【００５１】
【表２】
2004098362.tif 000006
【００５２】
【表３】
2004098362.tif 000007
【００５３】
評価方法
含浸率
以下の式により、組成物の含浸率を計算した。
含浸率（％）＝１００×（（ＷＰＣの質量）−（未含浸木材の質量））／（未含浸木材の質量）
ＷＰＣ表面状態
ＷＰＣ表面状態を指触により観察して評価した。
タックフリー…べたつきがない。
タック有り　…べたつく。
（３）サンディング性
ＷＰＣ表面をハンドサンダー（リョーヒ゛社製、サント゛ヘ゜ーハ゜ー＃２４０）で２０往復かけて、目詰まりの状態を観察し評価した。
…目詰まりなし。
…小さい目詰まりが観察される。
×…目詰まりが著しい。
（４）耐熱試験
得られたＷＰＣを８０℃±３℃の恒温器中に入れ、２４時間毎に取り出して、表面のクラックの発生状態を目視により観察し評価した。
…クラックの発生ほとんどなし。
…小さなクラックの発生が観察される。
×…大きなクラックの発生が観察される。
（５）表面硬度試験
鉛筆ひっかき硬度計を用いて１ｋｇの荷重をかけた鉛筆の芯で、得られたＷＰＣの表面を５回ひっかいたときに、表面のキズが認められるひっかき回数が２回未満となる鉛筆のうち、最も硬い鉛筆の濃度記号を表面硬度とした。
【００５４】
表３から明らかなように、実施例１〜７の木材含浸用組成物は十分な含浸率を確保することができ、また、表面硬化性も高く、サンディング性も良好である。また、該木材含浸用組成物を含浸、硬化させたＷＰＣは耐熱性や表面硬度も高く、耐久性に優れていた。
【００５５】
一方、比較例１〜３の比較の組成物は空乾性を有する化合物を配合していないので、表面硬化性が低く、サンディング性も劣る結果となっており、比較例４〜６の比較の組成物は水酸基を有するラジカル重合性モノマーを配合していないので、十分な含浸率を確保できず、耐熱性や表面硬度が低くなり、耐久性に劣っていた。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の木材含浸用組成物は、上述の構成よりなるので、木材への高含浸性を有し、かつ、部分的に空気に接触している場合でも十分に硬化が進行し、成形後の２次工程において良好な作業性が確保できる。また、これを含浸、硬化させたＷＰＣは、耐熱性や表面硬度に優れ、熱や水、機械的衝撃等の影響に対する耐久性を保持するものである。