(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質材中に、水酸基を少なくとも１個有するジアルデヒド類またはアルデヒド・カルボン酸類の水溶液を含浸させた後、加熱処理を行うことを特徴とする調湿性と寸法安定性を備えた木質材の製造方法。
【請求項２】
アルデヒド・カルボン酸類が、Ｄ−グルクロン酸であることを特徴とする請求項１記載の木質材の製造方法。
【請求項３】
前記木質材が、パーティクルボード、ＭＤＦ、ＯＳＢなどの木質ボード、木材、木材チップ、集成材、または単板のいずれかであることを特徴とする請求項１または２記載の木質材の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか記載の製造方法により製造された調湿性と寸法安定性を備えた木質材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、調湿性と寸法安定性との双方を備えた木質材の製造方法及び木質材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無垢材や木質ボードなどの木質材は吸放湿性材料であり、周囲の湿度と平衡になるまで水分を吸湿あるいは放湿する。そして含水率が繊維飽和点以下での水分の吸放湿は、木質材の収縮及び膨潤をもたらす。木質材の収縮・膨潤は、乾燥や湿度変化に伴う寸法の狂い、割れなど、木質材の加工や利用における様々な障害の原因となる。そのために、建材として木質材を用いる場合には、木質材の収縮・膨潤を低減させて、高い寸法安定性を付与することが必要となる。
【０００３】
従来の寸法安定化処理は、強度や形状を負担している木質材の細胞壁に存在している親水性の水酸基内に架橋結合を起こさせる方法（架橋処理：ホルマル化）、水酸基を疎水基で置換する方法（疎水化：アセチル化）、あるいは、木質材内にバルキング剤を充填する方法（バルキング構造化）などの処理が一般に行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の寸法安定化処理は、そのいずれも、水の吸着を阻害する機構を木質材内部に形成するものであり、木質材に寸法安定性が付与される一方において、木質材が本来持っている吸放湿性という長所を損なうものとなっている。現在の住宅は高断熱化、高気密化が進み、吸放湿性に乏しい上記のような木質材を建材として多く用いる場合に、居住空間が高湿度または過乾燥といった片寄った湿度環境になる恐れがある。高湿度はカビ・ダニの繁殖によるアレルギーの発生を引き起こす恐れがあり、また、過乾燥（低湿度）では鼻・喉などの粘膜の乾燥などによる障害が起こりやすい。そのために、現在では、加湿器や乾燥機などの補助機器を用いて、室内の湿度をある範囲内に維持することが行われるようになってきている。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸放湿性を維持しつつ、所要の寸法安定性を持つ木質材及びその製造方法を提供することにある。本発明により得られる木質材を建材として用いることにより、加湿器や乾燥機などの補助機器を多用しなくても、湿度が所定範囲に保たれた快適な居住空間を得ること及びそれを維持することが容易となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、木質材中に、カルボキシル基及びアルデヒド基から選ばれる官能基を少なくとも２個並びに水酸基を少なくとも１個有する化合物の水溶液を含浸させた後、加熱処理を行うことを特徴とする調湿性と寸法安定性を備えた木質材の製造方法を開示する。
【０００７】
本発明の製造方法による場合、図１にその構想図を示すように、細胞壁中の２つの水酸基（―○）の間に、木質材中に含浸した化合物の持つアルデヒド基（CHO）及び／またはカルボキシル基（−COOH）により架橋結合が形成され、それにより、木質材の寸法安定化が確保される。同時に、架橋結合点（●―●）の問には、該化合物がその構造中に有している水酸基（―○）が導入されるようになり、該水酸基により処理済みの木質材に所要の吸放湿性が付与される。
【０００８】
従って、本発明による木質材を建材として高気密・高断熱の住宅に用いることにより、住宅（居住空間）内部を快適な湿度環境を維持することが可能となり、同時に、当該建材には架橋処理により寸法安定化が図られているために、当該建材にそり・ねじれ・延び・縮みなどの問題が生じることも回避される。前記化合物としては、ジカルボン酸類、トリカルボン酸類、ジアルデヒド類、またはアルデヒド・カルボン酸類が好ましく、ジカルボン酸類ではリンゴ酸や酒石酸などが、トリカルボン酸類ではクエン酸などが、また、アルデヒド・カルボン酸類ではＤ−グルクロン酸などが好ましい。なかでも、吸放湿性の観点からリンゴ酸及び酒石酸が特に好ましい。
【０００９】
なお、本発明において、処理の対象となる木質材に特に制限はなく、従来木質材として用いられてきた、パーティクルボード、ＭＤＦ、ＯＳＢなどの木質ボード、木材、木材チップ、集成材、または単板などのいずれの木質材料にも本発明の方法は適用可能である。
【００１０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
［実施例１］
試験体として、ヒノキ（Chamaecyparis obtusa）の辺材部分から、寸法２３ｍｍ×２３ｍｍ×５ｍｍのものを作製した。処理のために選定した薬剤は、リンゴ酸（HOOC−CHOH−CH2−COOH）、酒石酸（HOOC−(CHOH)2−COOH）、D−グルクロン酸(OHC−(CHOH)4−COOH)である。各薬剤の水溶液中に試験体を含浸して減圧含浸処理を行った後、１７０℃で２時間の熱処理を行い、重量増加率及びバルキング率を調べた。次に、試験体を２３℃、相対湿度９６％の調湿環境下におき、含水率及び抗膨潤率（ＡＳＥ）を調べた。
【００１１】
図２は、各水溶液の濃度と重量増加率の関係を示している。この関係は、いずれの薬剤の場合でも比例関係にあり、その割合は酒石酸が最も大きかった。図３は重量増加率とバルキング率の関係を示している。いずれの薬剤でもバルキングの効果が現れており、リンゴ酸と酒石酸の傾向はほぼ一致しているが、グルクロン酸のバルキングの効果はそれらよりも小さい。なお、バルキング率は、（処理材の全乾体積−無処理材の全乾体積）÷（無処理材の全乾体積）×１００（％）の式により算出される。
【００１２】
図４は、２３℃、相対湿度９６％での、重量増加率と含水率の関係を示している。ここでの含水率は木材重量を基準としたものである。いずれの薬剤で処理した場合でも、重量増加率が約１０％に達するまで含水率が低下するが、重量増加率が約１０％を超えると含水率が増大する傾向にある。特に、酒石酸で処理した場合の含水率の増大は著しい。
【００１３】
図５は、重量増加率と抗膨潤率（ＡＳＥ）の関係を示している。リンゴ酸の場合、最大で５０％のＡＳＥが得られている。なお、リンゴ酸あるいは酒石酸で処理した場合、重量増加に伴って、はじめはＡＳＥが増大するが、その後はＡＳＥが減少する傾向にあった。これは、前述した、上記処理による重量増加に伴う吸湿性の向上と関連していると考えられる。抗膨潤率（ＡＳＥ）は、（無処理材の体積膨潤率−処理材の体積膨潤率）÷（無処理材の体積膨潤率）×１００（％）の式により算出される。
【００１４】
本発明による処理を行った試験体は、図３及び図５に示すように、バルキング率及び抗膨潤率（ＡＳＥ）の向上が見られ、寸法安定性の改善が図られていると同時に、図４に示すように、平衡含水率も処理前のものと同じかさらに向上しており、従来法により寸法安定化処理を施したものと比較して、吸放湿性の面でも大きな改善が図られていることがわかる。
【００１５】
［実施例２］
パーティクルボードサンプル（寸法２３ｍｍ×２３ｍｍ×５ｍｍ）に３０重量％の酒石酸水溶液を減圧注入８時間で含浸し、風乾（２４ｈｒ）後、１７０℃で２時間の熱処理を行った後、２３℃、相対湿度９６％にて平衡含水率（調湿能力）とＡＳＥ（抗膨潤率）を未処理サンプルと比較して測定したところ、処理品・未処理品の平衡含水率はそれぞれ２０％、１７％であり、処理品のＡＳＥは４０％であった。処理品は、未処理品に対して調湿能力が向上し、寸法安定性も向上していた。
【００１６】
［実施例３］
ＭＤＦサンプル（寸法２３ｍｍ×２３ｍｍ×５ｍｍ）に２５重量％のＤ−グルクロン酸水溶液を減圧注入８時間で含浸し、風乾（２４ｈｒ）後、１７０℃で２時間の熱処理を行った後、２３℃、相対湿度９６％にて平衡含水率（調湿能力）とＡＳＥ（抗膨潤率）を未処理サンプルと比較して測定したところ、処理品・未処理品の平衡含水率はそれぞれ１６％、１７％であり、処理品のＡＳＥは４０％であった。処理品は、未処理品に対して調湿能力はほぼ同等であり、かつ、寸法安定性は向上していた。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、高い寸法安定性を維持しつつ、吸放湿性も改善された木質材が得られる。本発明による木質材を用いることにより、室内の湿度が所定範囲に保たれた快適な居住空間を得ることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法による場合での処理の構想図。
【図２】本発明の製造方法による場合での、各化合物の水溶液の濃度と木質材の重量増加率の関係を示す図。
【図３】本発明の製造方法による場合での、木質材の重量増加率とバルキング率の関係を示す図。
【図４】本発明の製造方法による場合での、木質材の重量増加率と含水率の関係を示す図。
【図５】本発明の製造方法による場合での、木質材と重量増加率と抗膨潤率（ＡＳＥ）の関係を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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