(57)【要約】  複数の孔を画定する多孔質構造を有するセルロース系材料を含む処理済みセルロース系材料であって、前記孔の少なくとも一部が、硬化エポキシ樹脂を含む熱硬化性物質を含む処理剤を含有する、処理済みセルロース系材料。本開示は、処理済みセルロース系材料を調製するための方法についてさらに記載し、本方法は、（ａ）セルロース系材料を提供することと、（ｂ）セルロース系材料に水性分散液を含浸させることを含む第１の処理プロトコルであって、該水性分散液がエポキシ樹脂及び乳化剤を含む、第１の処理プロトコルと、を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の孔を画定する多孔質構造を有するセルロース系材料を含む処理済みセルロース系材料であって、前記孔の少なくとも一部が、
硬化エポキシ樹脂を含む熱硬化性物質を含む処理剤を含有する、処理済みセルロース系材料。
【請求項２】
前記処理済みセルロース系材料が、（１）前記セルロース系材料に水性分散液を含浸させることと、（２）前記セルロース系材料に改質剤を含浸させることと、により調製される、請求項１に記載の処理済みセルロース系材料。
【請求項３】
前記水性分散液が、エポキシ樹脂及び乳化剤を含む、請求項２に記載の処理済みセルロース系材料。
【請求項４】
前記エポキシ樹脂が、芳香族若しくは脂肪族グリシジルエーテル、脂環式（ｃｙｃｌｏａｌｉｐｈａｔｉｃ）エポキシ樹脂、ビスフェノールＦエポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、脂環式（ａｌｉｃｙｃｌｉｃ）エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡエポキシ樹脂、多価アルコールのポリグリシジルエーテル、多価フェノールのポリグリシジルエーテル、ポリグリシジルアミド、ポリグリシジルイミド、ポリグリシジルヒダントイン、ポリグリシジルチオエーテル、エポキシ化脂肪酸、エポキシ化乾燥油、エポキシ化ポリオレフィン、エポキシ化ジ不飽和酸エステル、エポキシ化不飽和ポリエステル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦ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、パラ−アミノフェノールのトリグリシジルエーテル、ｏ−クレゾールとのエピクロロヒドリンの反応生成物、フェノールノボラック、またはそれらの混合物を含む、請求項２〜３のいずれか一項に記載の処理済みセルロース系材料。
【請求項５】
前記改質剤が、前記エポキシ樹脂を硬化することができる、請求項２〜４のいずれか一項に記載の処理済みセルロース系材料。
【請求項６】
前記改質剤が、エピクロロヒドリンと反応したアミノフェノール、多官能アルコール、フェノール、脂環式カルボン酸、芳香族アミン、または脂肪族アミンを含む、請求項２〜５のいずれか一項に記載の処理済みセルロース系材料。
【請求項７】
前記乳化剤が界面活性剤を含む、請求項３〜６のいずれか一項に記載の処理済みセルロース系材料。
【請求項８】
前記界面活性剤が、エポキシ官能性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、またはそれらの混合物を含む、請求項７に記載の処理済みセルロース系材料。
【請求項９】
処理済みセルロース系材料を調製するための方法であって、
（ａ）セルロース系材料を提供することと、
（ｂ）セルロース系材料に水性分散液を含浸させることを含む第１の処理プロトコルであって、前記水性分散液がエポキシ樹脂及び乳化剤を含む、第１の処理プロトコルと、を含む、方法。
【請求項１０】
（ｃ）前記セルロース系材料に改質剤を含浸させることを含む第２の処理プロトコルであって、前記改質剤が、硬化剤及び／または前記エポキシ樹脂を硬化させるのに適した触媒を含む、第２の処理プロトコルをさらに含む、請求項９に記載の処理済みセルロース系材料の調製方法。
【請求項１１】
前記第１の処理プロトコルの前記含浸が、周囲より高いまたは低い圧力下で行われる、請求項９〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記エポキシ樹脂が、芳香族若しくは脂肪族グリシジルエーテル、脂環式（ｃｙｃｌｏａｌｉｐｈａｔｉｃ）エポキシ樹脂、ビスフェノールＦエポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、脂環式（ａｌｉｃｙｃｌｉｃ）エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡエポキシ樹脂、多価アルコールのポリグリシジルエーテル、多価フェノールのポリグリシジルエーテル、ポリグリシジルアミド、ポリグリシジルイミド、ポリグリシジルヒダントイン、ポリグリシジルチオエーテル、エポキシ化脂肪酸、エポキシ化乾燥油、エポキシ化ポリオレフィン、エポキシ化ジ不飽和酸エステル、エポキシ化不飽和ポリエステル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦ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、パラ−アミノフェノールのトリグリシジルエーテル、ｏ−クレゾールとのエピクロロヒドリンの反応生成物、フェノールノボラック、またはそれらの混合物を含む、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記改質剤が、多官能アルコール、フェノール、脂環式カルボン酸、芳香族アミン、またはエピクロロヒドリンと反応したアミノフェノールを含む、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記乳化剤が、エポキシ官能性界面活性剤を含む、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
多孔質材料、例えばセルロース系材料は、セルロース系材料の物理的特性を維持するのを補助するために、カビの発生、病害虫、腐敗、及び水の含浸から保護する必要がある。かかるセルロース系材料の一例は、木材である。セルロース系材料を保存するための様々な処理剤及び保存方法が知られている。
【０００２】
現代の保存方法は典型的に、処理剤を伴ってセルロース系材料を圧力処理することを含む。圧力処理は典型的に、処理剤がセルロース系材料の多孔質構造全体をとおして浸透することを可能にする。処理剤は典型的に、セルロース系材料に所望の物理的特性を与えるように選択された化学化合物である。例えば、耐水性を付加し、かつセルロース系材料の寸法安定性を改善する処理剤は興味深いものである。木材は、水中でその重量の１００％と同じ量を吸収することができ、これにより木材は膨張し、蒸発により水分を失った後、木材は収縮する。この水吸収／蒸発プロセスは不均一であり、木材内で内部ストレスを創出し、割裂、歪み、反り、曲り、ねじれ、巾反り等をもたらす。また、水はセルロース系材料を劣化させる昆虫または真菌類等の生物の経路として働き得る。
【０００３】
シロアリは、木材損傷の原因となる最も重要な昆虫群の１つである。シロアリの被害を緩和するために、天然耐久木材種、防腐処理剤、及び加工木材製品の使用が採用されている。しかしながら、耐久木材の利用可能性が限られていること、防腐剤が有効性を提供するために必要とされる高い重量増加率、及び加工木材の「不自然な」外観のために、シロアリ耐性のための改良技術が必要とされることが望ましい。シロアリ耐性及び木材に対する寸法安定性を提供する技術が非常に望ましい。
【０００４】
昆虫を忌避するか、または真菌類／カビの形成を最小限にするか、またはセルロース系材料の全体的な耐久性を改善する処理剤は興味深いものである。更に、処理剤は、耐風性、紫外線放射抵抗性、高温安定性及び低温安定性、病害虫抵抗性、防黴性、耐火性、及びセルロース系材料の物理的特性に影響し得る他の問題を改善することができる。
【０００５】
セルロース系材料用の改善された処理剤が所望されている。
【発明の概要】
【０００６】
本開示は、複数の孔を画定する多孔質構造を有するセルロース系材料を含む、処理済みセルロース系材料を説明し、孔の少なくとも一部は、硬化エポキシ樹脂を含む熱硬化性物質を含む処理剤を含有する。
【０００７】
本開示は、処理済みセルロース系材料を調製するための方法についてさらに記載し、本方法は、（ａ）セルロース系材料を提供することと、（ｂ）セルロース系材料に水性分散液を含浸させることを含む第１の処理プロトコルであって、該水性分散液がエポキシ樹脂及び乳化剤を含む、第１の処理プロトコルとを含む。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書で使用される場合、「多孔質材料」という用語は、孔または他の通路を通って流体が通過移動することができるように浸透性である材料を指す。多孔質材料の例として、セルロース系材料、石、コンクリート、セラミック、及びこれらの派生物が挙げられる。本明細書で使用される場合、「セルロース系材料」という用語は、構造的構成要素としてセルロースを含む材料を指す。セルロース系材料の例として、木材、紙、織物、縄、削片板、並びに他の生物材料及び合成材料が挙げられる。本明細書で使用される場合、「木材」という用語には、木材及びすべての木材複合材料、例えば、チップボード、加工木材製品などが含まれる。セルロース系材料は、一般に、複数の孔を画定する多孔構造を有する。
【０００９】
「処理済みセルロース系材料」は、セルロース系材料の特性を改質するために処理剤で処理されたセルロース系材料である。処理剤により改質される特性として、疎水性、寸法安定性、耐菌性、防黴性、害虫抵抗性、硬度、表面の外観、紫外線安定性、耐火性、及び塗装性の増大が挙げられるが、これらに限定されない。セルロース系材料の疎水性を増大させると、水分の吸収及び蒸発速度を低減させ、これにより膨張及び収縮の内部ストレスを低減させることにより、他の付随的な利益を提供することができる。
【００１０】
「処理剤」は、セルロース系材料と混合された場合、セルロース系材料の特性を改質する物質である。ある場合、処理剤は、熱硬化性物質を含む。本明細書に記載されているように、分散液がセルロース系材料に適用され、分散液は処理剤の前駆体を含有する。本明細書でより詳細に記載されているように、ある場合、分散液はエポキシ樹脂を含有し、エポキシ樹脂は熱硬化性物質の前駆体である。分散体は、セルロース系材料に適用される。セルロース系材料に分散体を適用する１つの方法は、圧力処理を用いた含浸による。はけ塗り塗装、コーティング、噴霧、浸漬、液浸、及び押出し等の分散体を適用する他の方法が、既知である。一旦適用されると、分散体は、セルロース系材料の孔の少なくとも一部に浸透する。
【００１１】
本明細書で使用される場合、「熱硬化性物質」とは、セルロース系材料に含浸された処理剤を指す。熱硬化性物質は、硬化または固化エポキシ樹脂であることが好ましい。本明細書で使用される場合、「硬化」及び「固化」は、少なくとも部分的に反応して熱硬化性物質を形成するエポキシ樹脂を指し同じ意味で用いられる。本明細書でより詳細に論じる場合、エポキシ樹脂は分散液の成分部分である。このように、本明細書において「熱硬化性物質」とは、セルロース系材料の含浸後に少なくとも部分的に重合されたエポキシ樹脂を指す。同様に、本明細書において「エポキシ」または「エポキシ樹脂」とは、熱硬化性物質が調製される材料を指す。
【００１２】
ある場合、前記エポキシ樹脂が、芳香族若しくは脂肪族グリシジルエーテル、脂環式（ｃｙｃｌｏａｌｉｐｈａｔｉｃ）エポキシ樹脂、ビスフェノールＦエポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、脂環式（ａｌｉｃｙｃｌｉｃ）エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡエポキシ樹脂、多価アルコールのポリグリシジルエーテル、多価フェノールのポリグリシジルエーテル、ポリグリシジルアミド、ポリグリシジルイミド、ポリグリシジルヒダントイン、ポリグリシジルチオエーテル、エポキシ化脂肪酸、エポキシ化乾燥油、エポキシ化ポリオレフィン、エポキシ化ジ不飽和酸エステル、エポキシ化不飽和ポリエステル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦ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、パラ−アミノフェノールのトリグリシジルエーテル、エピクロロヒドリンとｏ−クレゾールとの反応生成物、フェノールノボラック、またはそれらの混合物を含む。
【００１３】
ある場合、熱硬化性物質は、乳化剤によって安定化された分散液中のエポキシ樹脂から調製される。分散液は、好ましくは水性分散液である。エポキシ樹脂は、固体エポキシ樹脂または液状エポキシ樹脂であってもよい。ある場合、分散液は、水、エポキシ樹脂、及び１種以上の乳化剤を含む。水性分散液は、好ましくは安定した分散液である。安定した分散物は、一度形成されると経時的にその性質の変化に抵抗するので、したがってセルロース系材料の細孔に浸透するのに適した分散物である。ある場合、分散液は実質的に溶媒を含まず、例えば１容量％未満の溶媒を有する。ある場合、水性分散液は０．１容量％未満の溶媒を有する。ある場合、分散液は溶媒を含まない。市販されている分散液の例としては、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＯＵＤＲＡＳｐｅｒｓｅ（商標）、例えばＯＵＤＲＡＳｐｅｒｓｅ（商標）ＷＢ３００１、ＯＵＤＲＡＳｐｅｒｓｅ（商標）ＷＢ４００１、ＯＵＤＲＡＳｐｅｒｓｅ（商標）ＷＢ６００１が挙げられる。
【００１４】
ある場合、乳化剤は界面活性剤である。ある場合、界面活性剤は非イオン性またはアニオン性である。ある場合、界面活性剤はエポキシ官能性界面活性剤である。エポキシ官能性界面活性剤は、エポキシ含有材料と反応して硬化したマトリックスの不可欠な部分となる官能基を含有する界面活性剤である。一実施形態では、界面活性剤をエピハロヒドリンまたは多官能性（二官能またはそれ以上の）エポキシドで処理して、エポキシ官能性界面活性剤を得る。１つの好ましい実施形態では、エピハロヒドリンまたは多官能性（二官能またはそれ以上の）エポキシドで処理された界面活性剤は非イオン性である。非イオン性界面活性剤の例は、アルコキシル化アルコール、アルコキシ化アルキルフェノール、アルコキシル化エステル、アルコキシル化酸エステル、エチレンオキシド／プロピレンオキシドコポリマー（ブロック及びランダム）、アミンアルコキシレート、アルコキシル化ポリオール、及びチオールを含む。ある場合、分散体は、エポキシ官能性界面活性剤の組み合わせを含む。別の場合、分散体は、エポキシ官能性界面活性剤と別の界面活性剤との組み合わせを含む。
【００１５】
ある場合、乳化剤は水溶性高分子乳化剤である。使用に適した乳化剤としては、従来のアニオン性及び非イオン性乳化剤並びにそれらの任意の実用的な組み合わせが挙げられる。乳化剤は、水性分散液の形成に使用される。具体的には、乳化剤（ａ）は、水性相及び樹脂相の粘度を一致させるのを助け、それによって、その相のエネルギー効率のよい混合を促進し、（ｂ）界面張力を低下させ、それによって初期プロセス工程で必要とされる混合エネルギーも減少させ、（ｃ）水性分散液の安定化を助ける。特定の樹脂に対してこのような機能を果たすための適切な乳化剤の選択は、相溶性（例えば、界面張力）及び完成した分散液に安定性を付与する能力など、従来の考察に従って行われる。
【００１６】
適切な乳化剤の例には、ポリビニルアルコール（好ましくは、少なくとも約５０，０００、特に少なくとも約１００，０００の分子量を有する）；部分的に加水分解された（例えば、約８５〜約９９パーセント加水分解された）ポリ酢酸ビニル（好ましくは、少なくとも約５０，０００、特に少なくとも約１００，０００の分子量を有する）；エチレンオキシドとプロピレンオキシドのブロックコポリマー（例えば、ワイアンドットＢＡＳＦの工業化学部門で、「Ｐｌｕｒｏｎｉｃ」商品名シリーズで市販されているもの）；アラビアゴム、トラガカントガム、デンプン等の天然物；メチルビニルエーテルのポリマー；ポリビニルピロリドン；アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、クロトン酸と酢酸ビニル、スチレン、エチレン、プロピレンなどの共重合性モノマーとのビニル系コポリマー；等が挙げられる。
【００１７】
安定した水性分散液は、分散液中の懸濁された粒子の粒径が、セルロース系材料全体にわたる分布のためにセルロース系材料の孔を浸透するのに好適であるように調製される。ある場合、分散液は、１つまたは２つ以上の添加剤も含む。ある場合、安定した水性分散液中に存在する任意の固体は、安定な懸濁液中で保持され、分散液によりセルロース系材料の孔に輸送可能である。ある場合、分散液の固体含有量は１〜７５重量パーセントである。
【００１８】
「改質剤」は、エポキシ樹脂と組み合わされたときに、エポキシ樹脂の少なくとも一部を重合及び／または架橋及び／または硬化する物質である。改質剤は、好ましくは、エポキシ樹脂を硬化及び／または架橋することが知られている薬剤である。ある場合、改質剤は、エポキシ樹脂を硬化させる触媒である。ある場合、改質剤は、硬化促進剤である。改質剤の例としては、多官能性アルコール、フェノール、脂環式カルボン酸、芳香族アミン、脂肪族アミン、エピクロロヒドリンと反応させたアミノフェノールが挙げられる。ある場合、乳化剤は、エポキシ樹脂の少なくとも一部を重合及び／または架橋及び／または反応させる。
【００１９】
処理剤は、セルロース系材料と混合される。ある場合、処理剤は、本明細書で説明するように、圧力処理によりエポキシとしてセルロース系材料に導入される。別の場合、処理剤は、本分野で既知の他の技術、例えば、はけ塗り塗装、コーティング、浸漬、液浸、噴霧、及び押出しによりエポキシとしてセルロース系材料に導入される。処理剤は、セルロース系材料の孔の少なくとも一部に含浸し、これにより、セルロース系材料の重量が増大する。ある場合、熱硬化性物質は、セルロース系材料の重量を（セルロース系材料の元の重量と比較して、セルロース系材料を６０℃以上で少なくとも２時間乾燥後に計算して）１〜８０パーセント増加させる。ある場合、処理剤は、セルロース系材料の重量を（セルロース系材料を６０℃以上で少なくとも２時間乾燥後に計算して）５〜１００パーセント超増大させる。
【００２０】
ある場合、１種以上の添加剤がセルロース系材料に含浸される。添加剤は、分散液の部分として、改質剤の部分として、包含されてもよく、またはそれらとは別に含まれてもよい。処理済みセルロース系材料に特性を付加することが知られている、難燃剤、分散剤、及び／または染料等の添加剤は好適である。添加剤はまた、エポキシ分散液と適合性があることが知られているナノフィラーを含むことができる。例えば、添加剤は、有機化合物、金属化合物、または有機金属化合物であってよい。ある場合、添加剤は、湿潤または分散体の木材への浸透を改善する材料、例えば分散液中で安定な溶媒または界面活性剤（アニオン性、カチオン性、または非イオン性）である。添加剤の例として、溶媒、充填剤、増粘剤、乳化剤、分散剤、緩衝液、色素、浸透剤、帯電防止剤、臭い物質、腐食抑制剤、保存剤、シリコン処理剤、レオロジー改質剤、沈降防止剤、抗酸化剤、他の架橋剤（例えばジオール及びポリオール）、蛍光増白剤、蝋、合一剤、殺生物剤、及び消泡剤が挙げられる。かかる蝋は、石油蝋、パラフィン蝋、天然蝋、または合成蝋、例えばポリエチレン蝋もしくは酸化ポリエチレン蝋、蜜蝋、または粗蝋を含んでよい。加えて、添加剤は、例えば第二銅−アンモニア、第二銅−アミン、第二銅−アンモニア−アミン複合体、四級アンモニウム化合物、または他の系を含有する木材保存剤であってよい。例えば、アルカリ銅−四級アンモニウム（ＡＣＱ）防腐剤系である。また、添加剤は、亜鉛塩またはホウ素含有化合物を使用する木材保存技術を含んでもよい。任意に、殺虫剤、シロアリ殺虫剤、殺菌剤、及び防黴剤等の他の添加剤をセルロース系材料に添加してもよい。ある場合、添加剤は、分散液の部分として含まれ、分散液により安定な懸濁液を形成する。ある場合、１つまたは２つ以上の界面活性剤が分散液に添加される。ある場合、セルロース系材料中に含浸する分散体の量を増大させる界面活性剤が選択される。例えば、好適な界面活性剤は、非イオン性またはアニオン性であってよい。非イオン性界面活性剤の例として、アルコキシル化アルコール、アルコキシル化アルキルフェノール、脂肪酸エステル、アミン及びアミド誘導体、アルキルポリグルコシド、エチレンオキシド／プロピレンオキシドコポリマー、ポリオール及びアルコキシル化ポリオールが挙げられる。例えば、非イオン性界面活性剤は、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＴＥＲＧＩＴＯＬ（商標）Ｌ−６２である。アニオン性界面活性剤の例として、アルキル硫酸、アルキルエーテル硫酸、硫酸化アルカノールアミド、アルファオレフィンスルホン酸塩、リグニンスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、脂肪酸塩、及びリン酸エステルが挙げられる。
【００２１】
ある場合、分散液成分は、セルロース系材料の細孔に浸透するのに十分小さな粒径を有する。ある場合、分散液成分は５０μｍ以下の粒径を有する。ある場合、分散液成分は５μｍ以下の粒径を有する。ある場合、分散液成分は０．５μｍ未満の粒径を有する。
【００２２】
ある場合、セルロース系材料は、加圧処理によって処理済みセルロース系材料として調製される。セルロース系材料を加圧処理するために使用される圧力は、大気圧よりも高くても低くてもよい。ある場合、圧力は周囲圧力よりも低く、例えば０．０００１〜０．０９ＭＰａ（０．７５〜６７５ｍｍＨｇ）である。別の例では、圧力は周囲圧力よりも大きく、例えば０．１〜１．７ＭＰａ（７５０〜１２７５０ｍｍＨｇ）である。当該技術分野で既知の加圧処理プロセスが、セルロース系材料に処理剤を含浸させるのに適していることが想定される。
【００２３】
ある場合、処理済みセルロース系材料は、少なくとも第１の処理プロトコル及び第２の処理プロトコルに従って調製される。ある場合、第１の処理プロトコルは、セルロース系材料にエポキシ樹脂を含浸させることを含む。第１の処理プロトコルは、１つ以上の以下のステップ、（ａ）セルロース系材料を容器内に置くステップと、（ｂ）この容器を真空で５〜６０分間保持するステップと、（ｃ）この容器にエポキシを導入するステップと、（ｄ）この容器を１．０３ＭＰａまで５〜６０分間加圧するステップと、（ｅ）余分のエポキシを排水するステップと、（ｆ）任意に余分のエポキシを真空により除去するステップと、（ｇ）セルロース系材料を２０〜６０℃で２４〜４８時間風乾させるステップと、を含む。ある場合、エポキシは安定した水性分散液の一部である。ある場合、ステップ（ｃ）のエポキシ樹脂は分散液の成分部分として導入される。
【００２４】
ある場合、第１の処理プロトコルの生成物は、その後、セルロース系材料に改質剤を含浸させる第２の処理プロトコルに従って調製される。第２の処理プロトコルは、１つ以上の以下のステップ、（ａ）第１の処理プロトコルに従って調製したセルロース系材料を容器内に置くステップと、（ｂ）この容器に改質剤を導入するステップと、（ｃ）容器を真空または加圧のいずれかで５〜６０分間保持するステップと、（ｄ）任意に余分の改質剤を真空により除去するステップと、（ｅ）セルロース系材料を６０℃で２４〜４８時間風乾させるステップと、を含む。
【００２５】
「第１の処理プロトコル」及び「第２の処理プロトコル」という表記は、処理指示を定義するものとして読むことを意味するものではない。セルロース系材料を最初の分散液及び次の改質剤で処理して、第２の処理を第１の処理に時間的に追従させることが想定され得る。また、セルロース系材料を最初に改質剤で処理し、次に分散液で処理して、第２の処理プロトコルを第１の処理プロトコルに時間的に先行させることも想定され得る。また、セルロース系材料は、第１の処理プロトコル及び第２の処理プロトコル（この場合、硬化反応を最小限に抑えるために分散液と改質剤とを組み合わせた後、セルロース系材料は速やかに処理されるべきである）と同時に処理され得ることも想定される。
【００２６】
いくつかの乾燥ステップは、ある範囲の温度で行ってよく、これにより風乾ステップの期間は温度に比例する。好適な風乾温度は、室温（およそ２０℃）〜１８０℃の間である。乾燥は、空気中、窒素中、または他の好適な大気中で行ってよい。
【００２７】
ある場合、第２の処理プロトコルは加熱プロトコルを含み、第１の処理プロトコルの生成物を空気中８０℃で１〜７日間加熱する。理論に限定されることなく、高温と多孔質材料の天然成分との組み合わせがエポキシの重合及び架橋を促進することが期待される。
【００２８】
米国木材保存協会の標準Ｅ４−１１手順（圧力処理木材の撥水性の標準試験方法）に従って、処理済みセルロース系材料の撥水性を測定するために、浸水試験を使用する。浸水試験は、最初に、本明細書で説明するように調製した処理済みセルロース系材料を含む処理済み薄片、及び未処理セルロース系材料を含む対照薄片の両方を提供することと、第２に、処理済み薄片及び対照薄片の両方の切線方向寸法を測定して、初期切線方向寸法（Ｔ１）を提供することと（ここで、切線方向寸法は、セルロース系材料の木目の方向に対して垂直である）、第３に、処理済み薄片及び対照薄片の両方を６５±３％相対湿度及び２１±３℃に維持した調節チャンバーに、一定重量に達するまで入れることと、第４に、処理済み薄片及び対照薄片の両方を蒸留水中に２４±３℃で３０分間浸漬することと、第４に、水から除去後に処理済み薄片及び対照薄片の両方の切線方向寸法を測定して、後切線方向寸法（Ｔ２）を提供することと、を含む。
【００２９】
各個々の薄片（処理済み薄片及び対照薄片の両方）についての膨張率（Ｓ）は、以下のように計算される。
【００３０】
【数１】
2018501362.tif 000002
【００３１】
本明細書中の実施例の各々では、対照薄片の膨張率は４．７％である。
【００３２】
処理済みセルロース系材料に撥水特性を付加することにおける処理剤の有効性を決定するために、撥水効率（ＷＲＥ）を使用する。ＷＲＥは、以下のように計算される。
【００３３】
【数２】
2018501362.tif 000003
【００３４】
Ｓ１は、非処理薄片の膨張率を指し、Ｓ２は、処理済み薄片の膨張率を指す。Ｅ４−１１によると、ほとんどの屋外用途のためには、最低限７５％のＷＲＥが好ましい。対照薄片のＷＲＥは０％である。
【００３５】
Ｓｈｏｒｅ（Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ）試験に従って、Ｄ型Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ（３０°円錐、１．４０ｍｍ直径、２．５４ｍｍ延長、４４．４８Ｎばね力）を用いて、処理済みセルロース系材料の硬度を測定する。Ｄ型Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒを用いて、セルロース系材料を硬質平面上に置き、硬度計の脚部をセルロース系材料に対して所与のばね力で押すことにより、硬度を測定する。硬度値は、セルロース系材料との接触の１秒以内にＤｕｒｏｍｅｔｅｒ上の計器から記録される。セルロース系材料の１試料当たり少なくとも５回の硬度試験を行った。本明細書で報告した硬度値は、所与のセルロース系材料について行った試験の平均である。未処理のサザンイエローパイン対照薄片の硬度値は約４０である。
【００３６】
以下の実施例は本開示のある特定の態様を例示するが、本開示の範囲は以下の実施例に限定されない。
【００３７】
実施例１
松材薄片（サザンイエローパイン、４ｃｍ×２ｃｍ×０．５ｃｍ）をおもし（ここではリングを使用する）によりＰａｒｒ反応器の底で保持する。反応器圧力を真空に３０分間設定する。４５重量パーセント（固形分濃度）のＯｕｄｒａＳｐｅｒｓｅ（商標）ＷＢ  ３００１水性エポキシ分散液（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）及び５５重量パーセントの水を含む８０ｍｌの分散液を、反応器に導入する。次いで、窒素下で反応器圧力を１．０３ＭＰａに６０分間設定する。その後、薄片をオーブン内に入れ、８０℃で１週間風乾させる。処理済み薄片及び対照薄片を、各々、Ｅ４−１１手順に従ってプロセスする。処理済み薄片の膨張率は０．４３％であり、処理済み薄片のＷＲＥは９０．０％である。処理済み薄片の硬度は、Ｄ型Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒを用いて測定すると、５０である。
【００３８】
実施例２
松材薄片（サザンイエローパイン、４ｃｍ×２ｃｍ×０．５ｃｍ）をおもし（ここではリングを使用する）によりＰａｒｒ反応器の底で保持する。反応器圧力を真空に３０分間設定する。３０重量パーセント（固形分濃度）のＯｕｄｒａＳｐｅｒｓｅ（商標）ＷＢ  ３００１水性エポキシ分散液（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）及び７０重量パーセントの水を含む８０ｍｌの分散液を、反応器に導入する。次いで、窒素下で反応器圧力を１．０３ＭＰａに６０分間設定する。その後、薄片をオーブン内に入れ、８０℃で１週間風乾させる。処理済み薄片及び対照薄片を、各々、Ｅ４−１１手順に従ってプロセスする。処理済み薄片の膨張率は１．４７％であり、処理済み薄片のＷＲＥは６８．７％である。処理済み薄片の硬度は、Ｄ型Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒを用いて測定すると、４５である。
【００３９】
実施例３
松材薄片（サザンイエローパイン、４ｃｍ×２ｃｍ×０．５ｃｍ）をおもし（ここではリングを使用する）によりＰａｒｒ反応器の底で保持する。反応器圧力を真空に３０分間設定する。２０重量パーセント（固形分濃度）のＯｕｄｒａＳｐｅｒｓｅ（商標）ＷＢ  ３００１水性エポキシ分散液（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）及び８０重量パーセントの水を含む８０ｍｌの分散液を、反応器に導入する。次いで、窒素下で反応器圧力を１．０３ＭＰａに６０分間設定する。その後、薄片をオーブン内に入れ、８０℃で１週間風乾させる。処理済み薄片及び対照薄片を、各々、Ｅ４−１１手順に従ってプロセスする。処理済み薄片の膨張率は３．２％であり、処理済み薄片のＷＲＥは３２．７％である。処理済み薄片の硬度は、Ｄ型Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒを用いて測定すると、４２である。
【００４０】
実施例4
松材薄片（サザンイエローパイン、４ｃｍ×２ｃｍ×０．５ｃｍ）をおもし（ここではリングを使用する）によりＰａｒｒ反応器の底で保持する。反応器圧力を真空に３０分間設定する。１２重量パーセント（固形分濃度）のＯｕｄｒａＳｐｅｒｓｅ（商標）ＷＢ  ３００１水性エポキシ分散液（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）及び８８重量パーセントの水を含む８０ｍｌの分散液を、反応器に導入する。次いで、窒素下で反応器圧力を１．０３ＭＰａに６０分間設定する。その後、薄片をオーブン内に入れ、８０℃で１週間風乾させる。処理済み薄片及び対照薄片を、各々、Ｅ４−１１手順に従ってプロセスする。処理済み薄片の膨張率は４．４％であり、処理済み薄片のＷＲＥは５．２％である。処理済み薄片の硬度は、Ｄ型Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒを用いて測定すると、４７である。
【００４１】
本実施例は、セルロース系材料を処理剤で処理すると、好ましいＷＲＥ結果が得られることを示している。結果が示すように、より高濃度な水性エポキシのより良いＷＲＥ結果が得られる。
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月19日(2016.1.19)
【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】
処理済みセルロース系材料を調製するための方法であって、
（ａ）セルロース系材料を提供することと、
（ｂ）前記セルロース系材料に水性分散液を含浸させることを含む第１の処理プロトコルであって、前記水性分散液が、エポキシ樹脂及び乳化剤を含む、第１の処理プロトコルと、
（ｃ）前記セルロース系材料に改質剤を含浸させることを含む第２の処理プロトコルであって、前記改質剤が、硬化剤及び／または前記エポキシ樹脂を硬化させるのに適した触媒を含む、第２の処理プロトコルと、を含む、方法。
【請求項２】
前記第１の処理プロトコルの前記含浸が、周囲圧力より高いまたは低い圧力下で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エポキシ樹脂が、芳香族若しくは脂肪族グリシジルエーテル、脂環式（ｃｙｃｌｏａｌｉｐｈａｔｉｃ）エポキシ樹脂、ビスフェノールＦエポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、脂環式（ａｌｉｃｙｃｌｉｃ）エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡエポキシ樹脂、多価アルコールのポリグリシジルエーテル、多価フェノールのポリグリシジルエーテル、ポリグリシジルアミド、ポリグリシジルイミド、ポリグリシジルヒダントイン、ポリグリシジルチオエーテル、エポキシ化脂肪酸、エポキシ化乾燥油、エポキシ化ポリオレフィン、エポキシ化ジ不飽和酸エステル、エポキシ化不飽和ポリエステル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦ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、パラ−アミノフェノールのトリグリシジルエーテル、ｏ−クレゾールとのエピクロロヒドリンの反応生成物、フェノールノボラック、またはそれらの混合物を含む、請求項１〜２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
前記改質剤が、多官能アルコール、フェノール、脂環式カルボン酸、芳香族アミン、またはエピクロロヒドリンと反応したアミノフェノールを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記乳化剤が、エポキシ官能性界面活性剤を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2018501362.tif 000004
2018501362.tif 000005