特許 6707572 木材をアセチル化する方法及びアセチル化された木材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6707572

(24)【登録日】2020年5月22日

(45)【発行日】2020年6月10日

(54)【発明の名称】木材をアセチル化する方法及びアセチル化された木材

(51)【国際特許分類】

   B27K 5/00 20060101AFI20200601BHJP

【ＦＩ】

   B27K5/00 B

【請求項の数】13

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2018-17015(P2018-17015)

(22)【出願日】2018年2月2日

(62)【分割の表示】特願2014-556051(P2014-556051)の分割

【原出願日】2013年2月7日

(65)【公開番号】特開2018-86853(P2018-86853A)

(43)【公開日】2018年6月7日

【審査請求日】2018年3月2日

(31)【優先権主張番号】12154335.9

(32)【優先日】2012年2月7日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】514200534

【氏名又は名称】タイタン ウッド リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100148633

【弁理士】

【氏名又は名称】桜田 圭

(74)【代理人】

【識別番号】100147924

【弁理士】

【氏名又は名称】美恵 英樹

(72)【発明者】

【氏名】ポル、ベルナルドゥス ジョゼフ マリア

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンダー、ジョナサン フィリップ

(72)【発明者】

【氏名】ボンジャース、ヘンドリクス ペトルス マリア

【審査官】 田辺 義拓

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１１−５１０８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１５１３２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第０１４９１３０５（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１０／１５１３２０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１５−５０８０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０９６５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０９５８２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭６２−０６４５０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２７Ｋ ３／００−５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ）水分含有量が５重量％未満の木材を、反応圧力容器内で、無水酢酸及び／又は酢酸を含むアセチル化流体に、温度１０℃〜１２０℃で浸漬する工程と、
（ｂ）前記容器内の圧力を上げて、１〜３００分間２〜２０バールとする工程と、
（ｃ）前記容器から余剰の前記アセチル化流体を除去する工程と、
（ｄ）前記容器内に不活性流体を供給し、前記木材の内部温度が発熱を示し始めるまで前記流体を循環・加熱し、発熱が完了するまで前記木材への熱供給を制御して前記木材の内部温度を１８０℃より低く維持する工程と、
（ｅ）循環している前記流体を、１０〜１２０分間８５℃〜１６０℃に加熱し、第２の発熱反応を開始し、発熱が完了するまで前記木材への熱供給を制御して前記木材の内部温度を１８０℃より低く維持する工程と、
（ｆ）アセチル化による反応生成物を含む前記アセチル化流体を、真空下での蒸発により、前記木材から除去する工程と、
を含み、
工程（ａ）において、処理される前記木材の全乾密度は４００ｋｇ／ｍ^３を超える、
木材をアセチル化する方法。

【請求項2】

処理される前記木材の全乾密度は５００ｋｇ／ｍ^３を超える、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記木材は、サザンイエローパイン又はヨーロッパアカマツ（Ｓｃｏｔｓ ｐｉｎｅ）であり、
前記木材の前記水分含有量は、１〜４重量％である、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記木材は、最小寸法が０．８ｃｍより大きい木材片である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

工程（ｆ）において、未使用の前記無水酢酸と副生成物の前記酢酸は、循環しているガスから凝縮される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

工程（ｆ）において、前記木材は、真空にしている間、１２０℃〜１６０℃で再加熱される、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

工程（ｆ）において、前記木材からアセチル化による生成物を除去した後、前記容器内が大気圧に戻されて、前記容器からアセチル化木材が取り出される、請求項５又は６に記載の方法。

【請求項8】

前記不活性流体は、無水酢酸及び／又は酢酸で部分的又は完全に飽和されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記木材は、アセチル量が幾何学的中心において少なくとも２０重量％となるまでアセチル化される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

アセチル化される前記木材は、幅が２ｃｍ〜３０ｃｍであり、厚さが２ｃｍ〜１６ｃｍであり、長さが１．５ｍ〜６．０ｍの木材片である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

全乾密度が５５０〜８００ｋｇ／ｍ^３であり、アセチル量が幾何学的中心において少なくとも２２重量％であり、残留酢酸量が１重量％未満であり、
サザンイエローパイン又はヨーロッパアカマツ（Ｓｃｏｔｓ ｐｉｎｅ）であり、
一つの梁における前記アセチル量の変化量は、３重量％未満である、アセチル化された木材。

【請求項12】

残留酸量が０．５重量％未満である、請求項１１に記載のアセチル化された木材。

【請求項13】

幅が２ｃｍ〜３０ｃｍであり、厚さが２ｃｍ〜１６ｃｍであり、長さが１．５ｍ〜６．０ｍである前記梁である、請求項１１又は１２に記載のアセチル化された木材の木材片。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アセチル化された中実の木材に関する。特に、本発明は、サザンイエローパイン（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｙｅｌｌｏｗ Ｐｉｎｅ：ＳＹＰ）のような中〜高密度の木材種のアセチル化に関する。

【背景技術】

【0002】

木材のアセチル化は、そのような処理をしなければ耐久性のない針葉樹（軟木材）の耐久性を改善するための方法として古くから知られている。またそれは、木材の硬さや寸法安定性といった木材の性質を改善する方法としても知られている。

【0003】

大きな木材片（材木）を産業的規模でアセチル化する場合の特有の問題は、いわゆる「表層処理（ｅｎｖｅｌｏｐｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）」である。表層処理とは、木材の表面付近をアセチル化して、木材の内側は効果の少ないレベルのアセチル化しかしない、あるいは全くアセチル化しないことをいう。異なる深さの位置で異なるレベルでアセチル化された木材は、アセチル化木材片がかんながけ、製材加工、あるいは横切断されたときに、水分に直接さらされる。アセチル化木材は、切断面全面から水分が侵入し、また放出される。高度にアセチル化された部分では、水分は保護された細胞壁に阻まれて、菌類の増殖に寄与することはない。表層処理を防ぐための特に適したプロセスに関する背景技術として国際公開第２００９／０９５６８７号がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２００９／０９５６８７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしそれに記載されたプロセスを実際に適用するにあたり、サザンイエローパインのようなより高密度の木材種のアセチル化にはやや不適であることが判明した。つまり、サザンイエローパインのアセチル化は、ラジアータパインのアセチル化よりも少ないレベルであった。

【0006】

サザンイエローパインのような中〜高密度の木材種を高度にアセチル化し、残留酢酸度を低くし、木材を均一に処理する方法で木材をアセチル化することが望まれる。加えて、その方法は経済的で迅速であり、産業的規模で適用できるものでなければならない。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題の少なくとも１つに対処するため、本発明の１つの視点において、木材をアセチル化する方法（プロセス）は、次のような工程を含む。
（ａ）水分含有量が５重量％未満の木材を、反応圧力容器内で、無水酢酸及び／又は酢酸を含むアセチル化流体に、温度１０℃〜１２０℃で浸漬する工程と、
（ｂ）容器内の圧力を上げて、１〜３００分間２〜２０バールとする工程と、
（ｃ）容器から余剰のアセチル化流体を除去する工程と、
（ｄ）容器内に不活性流体を供給し、木材の内部温度が発熱を示し始めるまで不活性流体を循環・加熱し、発熱が完了するまで木材への熱供給を制御して木材の内部温度を１８０℃より低く維持する工程と、
（ｅ）循環している流体を、１０〜１２０分間８５℃〜１６０℃に加熱し、第２の発熱反応を開始し、発熱が完了するまで木材への熱供給を制御して木材の内部温度を１８０℃より低く維持する工程と、
（ｆ）循環している流体を真空下で蒸発により除去する工程。

【0008】

他の視点において、本発明は、全乾密度が５５０ｋｇ／ｍ^３より大きく、アセチル量が少なくとも２０重量％であり、残留酢酸量が１重量％未満であるアセチル化木材を提供する。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明は、広い意味では、サザンイエローパインのような中〜高密度木材種を、低水分含有量の木材からスタートする本発明による方法を用いることにより、より低密度の木材と同等レベルの高いアセチル化度までアセチル化できるという予期せぬ発見に基づくものである。さらにそのアセチル化木材は、残留酸量が低く、高い圧縮強度を有する。

【0010】

理論に拘束されるわけではないが、これはアセチル化流体が高密度の木材の基質に十分含侵することが困難であるという理由によるものと考えられる。木材への含侵効率が小さいことにより、最終製品のアセチルレベルは小さいものとなる。さらに、木材の基質が高密度であるために、アセチル化木材からアセチル化流体を除去するのもまた困難であると考えられる。そのため、アセチル化木材中の残留酢酸レベルが高くなり、特徴的な酢の臭気を生じさせる。

【0011】

本発明は特に、乾燥密度が４００ｋｇ／ｍ^３、より好ましくは４５０ｋｇ／ｍ^３より大きい、さらに好ましくは５００ｋｇ／ｍ^３より大きい中〜高密度木材種のアセチル化に関する。好ましい実施形態において、処理する木材の全乾密度（ｏｖｅｎｄｒｙ ｄｅｎｓｉｔｙ）は５００〜７５０ｋｇ／ｍ^３の範囲である。

【0012】

中〜高密度木材種の典型的な例はサザンイエローパインである。サザンイエローパインは、利用可能なもののうち、最も耐久性があり、強度のある針葉樹の１つである。その名称は、イエローパインに分類される種のグループを表し、アメリカ合衆国南部を原産地とする。このグループの最も一般的な種としてテーダマツ（Ｌｏｂｌｏｌｌｙ）、ダイオウマツ（Ｌｏｎｇｌｅａｆ）、黄マツ（Ｓｈｏｒｔｌｅａｆ）、スラッシュマツ（Ｓｌａｓｈ）が含まれる。これらの種は、類似した性質と挙動を示す。サザンイエローパインは、比較的高い密度で特徴付けられ、通常は４２０ｋｇ／ｍ^３より高く、典型的には５００〜６８０ｋｇ／ｍ^３である。この密度は全乾状態のものを意味する。本発明は、比較的高い密度の木材に特に適しているが、例えばヨーロッパアカマツ（Ｓｃｏｔｓ ｐｉｎｅ）やラジアータパイン（ｒａｄｉａｔａ ｐｉｎｅ）のような他の種にも適用できる。

【0013】

ここで「木材」というのは、どのような形態、寸法、形状でもよい。本発明は、好ましくは中実木材片に関連し、より好ましくは梁材や板材のような比較的大きな木材片に関連する。

【0014】

本発明のアセチル化する方法は、次の工程を含む。
（ａ）水分含有量が５重量％未満の木材を、反応圧力容器内で、無水酢酸及び／又は酢酸を含むアセチル化流体に、温度１０℃〜１２０℃で浸漬する工程と、
（ｂ）容器内の圧力を上げて、１〜３００分間２〜２０バールとする工程と、
（ｃ）容器から余剰のアセチル化流体を除去する工程と、
（ｄ）容器内に不活性流体を供給し、木材の内部温度が発熱を示し始めるまで不活性流体を循環・加熱し、発熱が完了するまで木材への熱供給を制御して木材の内部温度を１８０℃より低く維持する工程と、
（ｅ）循環している流体を、１０〜１２０分間８５℃〜１６０℃に加熱し、第２の発熱反応を開始し、発熱が完了するまで木材への熱供給を制御して木材の内部温度を１８０℃より低く維持する工程と、
（ｆ）循環している流体を真空下で蒸発により除去する工程。

【0015】

工程は木材を供給することから始まる。木材の水分含有量は低くしておくことが高品質の製品を製造するために必要である。そのため、必要であれば木材は乾燥させておく。乾燥木材は５重量％を超える水分量を含んではならず、好ましくは１〜４重量％の範囲である。木材を乾燥させる方法はどんなものでもよい。例えば、真空キルン、従来技術のキルン、高温キルンといったキルン乾燥技術が用いられる。溶媒乾燥法は好ましくない。乾燥木材中に、除去すべき溶媒が微量残留するからである。本明細書でいう水分含有量は、処理する前、例えばキルン乾燥工程の直後に、木材の重量を測定することにより得られる。その木材サンプルを基準ＥＮ−１３１８３−１にしたがって１０３±２℃の温度に置き、２時間のインターバルをおいた２回の重量測定値の変化が０．１％未満になった時点で、全乾状態の木材であると判定される。

【0016】

木材は通常梁材の形態で供給される。本発明は、市販のサイズの木材片のアセチル化に特に有意義である。好ましくは、木材片は最小寸法（通常は厚さ）が０．８ｃｍより大きく、例えば少なくとも０．９ｃｍであり、より好ましくは少なくとも１ｃｍであり、さらに好ましくは少なくとも１．５ｃｍである。さらに好ましいのは最小寸法は少なくとも２ｃｍであり、より好ましくは少なくとも２．５ｃｍであり、さらに好ましくは少なくとも３ｃｍである。好ましい実施形態において、木材片は初期幅として２〜３０ｃｍ、厚さが２〜１６ｃｍ、長さが１．５〜６ｍである。より好ましくは、木材片の幅が２〜１０ｃｍ、厚さが２〜１０ｃｍ、長さが１．５〜４ｍである。また木材片の幅が２〜３０ｃｍ、厚さが０．９〜１６ｃｍ、長さが１．５〜６ｍであることも好ましい。

【0017】

木材はさらに適切な反応圧力容器ないし反応炉に入れられる。梁材のアセチル化に適した反応炉であればどんなものでもよい。

【0018】

工程（ａ）において、反応炉にはアセチル化流体が充填され、それに木材が１０℃〜１２０℃の温度で浸漬される。木材の浸漬は、真空で行うことが好ましい。これはまず反応容器の中の木材を、真空引きをして、次に容器にアセチル化流体を入れるという手順が有利である。高い含侵量を確保するため、反応炉は常に真空を持続させながら充填することが好ましい。木材中にアセチル化流体を多く含侵させる、つまり高い含侵効率を達成するためには、真空を保ちつつ充填することが重要である。好ましくは、反応炉は−０．５バール（ゲージ圧）未満、より好ましくは−０．７バール（ゲージ圧）未満で充填される。

【0019】

アセチル化流体は、無水酢酸及び／又は酢酸を含む。好ましくは、アセチル化流体は、少なくとも７０体積％の無水酢酸を含む。酢酸は３０体積％まで含むことが好ましい。例えば適切な組成は、８０〜１００体積％の無水酢酸と、０〜２０体積％の酢酸を含む。より好ましくは、アセチル化流体は、９０〜９９体積％の無水酢酸と、１〜１０体積％の酢酸を含む。アセチル化流体の温度は、２０〜１２０℃、３５〜７５Ｃが好ましい。

【0020】

工程（ｂ）において、容器内の圧力は２〜２０バールに上げられ、１〜３００分保持される。この工程は，大きな木材片を処理して十分に含侵させるために特に有益である。圧力は１０〜１５バールまで上げることが好ましい。好ましい含侵時間は１〜９０分であり、これは処理する木材の寸法に依存する。加圧は窒素を用いて行うことができるが、他の不活性ガス、例えば二酸化炭素を用いることができる。

【0021】

工程（ｃ）において、余剰のアセチル化流体は、含侵後に容器から除去される。「余剰」という語句により、木材に含侵しなかったアセチル化流体を意味する。圧力容器からの当該流体の除去は、容器内の圧力、例えば窒素ガス圧で貯蔵タンクへ排出できるし、又は窒素ガス圧を保ったままポンプで排出することもできる。余剰アセチル化流体は、窒素ガスで加圧して排出することが好ましい。

【0022】

工程（ｄ）と（ｅ）において、反応容器はアセチル化温度まで加熱され、アセチル化が進行する。工程（ｄ）で、不活性流体を容器内に供給し、木材の内部温度が発熱を示し始めるまで不活性流体を循環・加熱し、発熱が完了するまで木材への熱供給を制御して木材の内部温度を１８０℃より低く維持する。不活性流体は、無水酢酸又は酢酸と反応しない流体であり、典型的にはガス状窒素、ガス状二酸化炭素又は燃焼排ガスでありうる。この工程でアセチル化流体は好ましくは６０〜１５０℃、さらに好ましくは７０〜１２０℃で、１０〜１２０分間、好ましくは１５〜６０分間加熱される。発熱の開始、継続及び完了は、木材中に配置した熱電対で検出・モニターすることが好ましい。ある場合には、不活性流体、例えば窒素は、部分的に又は完全に無水酢酸及び／又は酢酸で飽和させてもよい。この範囲は、２０体積％から完全飽和（１００体積％）である。

【0023】

工程（ｅ）では、循環流体を１０〜１２０分間、好ましくは１５〜６０分間、８５℃〜１６０℃に加熱し、第２の発熱反応を開始し、発熱が完了するまで前記木材への熱供給を制御して前記木材の内部温度を１８０℃より低く維持する。

【0024】

不活性流体の循環中、熱電対で検出した木材の内部温度が１８０℃、好ましくは１５５℃を超えないように、循環流体を冷却する必要が生じうる。第２の発熱反応の間、循環流体は８５〜１６０℃、好ましくは１００〜１５５℃に、１０〜１２０分間、好ましくは１５〜６０分間加熱される。一般に、アセチル化反応は全体でおよそ０．５〜５時間必要である。

【0025】

工程（ｆ）は、薬剤回収工程ともいうが、アセチル化による反応生成物を含むアセチル化流体を真空下での蒸発により木材から除去する工程である。好ましくは、未使用の無水酢酸と副生成物の酢酸が循環ガスから凝縮される。真空にすることにより木材が冷却されるので、木材を再度加熱する必要が生じうる。真空にしている間に、木材を１２０〜１６０℃に再加熱することが好ましい。望ましい残留酸量になるまで、加圧と再加熱工程を繰り返してもよい。

【0026】

木材からアセチル化生成物を除去したあと、反応炉は大気圧に戻され、開放してアセチル化木材を取り出す。

【0027】

上述のようにして、木材はその幾何学的中心においてアセチル量が少なくとも２０重量％となるようにアセチル化される。含侵・アセチル化工程は、アセチル化度をさらに上げるために繰り返すことができる。しかし、木材の高アセチル化が一度の含侵・アセチル化工程で達成できることが本発明の利点であり、従来の多段アセチル化工程に比べて経済的な利点が大きい。

【0028】

本発明のアセチル化方法により、優れた性質を有するアセチル化木材が得られる。したがって、本発明は本発明のアセチル化方法により得られるアセチル化木材をも提供する。この方法は、全乾密度が５００ｋｇ／ｍ^３より大きな木材種に特に適している。特に好ましい実施形態において、アセチル化木材はアセチル化サザンイエローパインである。より低密度の種、例えばヨーロッパアカマツやラジアータパインもまたアセチル化できる。アセチル化後の木材の全乾密度は５５０ｋｇ／ｍ^３より大きく、より好ましくは５８０ｋｇ／ｍ^３より大きく、さらに好ましくは６００ｋｇ／ｍ^３より大きい。好ましい実施形態として、アセチル化木材の密度は５５０〜８００ｋｇ／ｍ^３である。

【0029】

上記方法で得られたアセチル化木材は高いアセチル化度を有する。特に、その幾何学的中心において、アセチル量は２０重量％より高い。好ましくは、その幾何学的中心において、アセチル量は２１重量％より高く、好ましくは２２重量％より高く、さらに好ましくは２３重量％より高い。好ましい実施形態において、アセチル化木材のアセチル量は、その幾何学的中心において、２１〜２６重量％である。

【0030】

本発明に係るアセチル化木材は、バッチ毎に高い均一性を有し、１つの梁又は板におけるアセチル量の変化量が小さい。バッチ毎の均一性とは、１つのバッチの異なる梁又は板において測定されたアセチル量の偏差のことである。高い均一性（あるいはアセチル量の小さな偏差）とは、１つのバッチにおいて測定された重量基準のアセチル量の最大値と最小値の差が小さいということである。本発明における木材のこの差は、４重量％未満、好ましくは３重量％未満、さらに好ましくは２重量％未満である。１つの梁におけるアセチル量の変化量は３重量％未満、好ましくは２重量％未満、さらに好ましくは１重量％未満である。

【0031】

木材のアセチル量を測定するためには、サンプルを粒状にすりつぶす。サンプルを水で洗浄して１０３±２℃で１４〜２４時間乾燥することにより、サンプルから微量の残留酢酸及び／又は無水酢酸を除去する。この乾燥サンプルを秤量したのち、昇温した水酸化ナトリウム溶液で鹸化することにより、アセチル基を酢酸イオンとして木材から遊離させる。この鹸化反応は、１５分毎に攪拌して４時間行う。酢酸イオンは、標準酢酸溶液を用いて校正した高圧液体クロマトグラフィ（Ｈｉｇｈ−Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ：ＨＰＬＣ）を用いてナトリウムブチレートを内部標準として用いて定量する。この方法はアセチル量を直接測定できるものであり、他の報告でしばしば用いられる一般的なウェイトパーセンテージゲイン（Ｗｅｉｇｈｔ Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ Ｇａｉｎ：ＷＰＧ）よりも好ましい。

【0032】

さらにこのアセチル化木材は、残留酢酸（ｒｅｓｉｄｕａｌ ａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ：ＲＡ）量が非常に低いという利点がある。ＲＡ量は、木材中に含まれる残留した非結合酢酸の指標である。酢酸はまた木材自身からも由来するので、ＲＡはもともとある酢酸と、アセチル化反応の残りの酢酸の両方を測定する。残留酸（ＲＡ）を定量するには、きちんと測定した３−５ｇのサンプル材料を脱イオン水内で１時間振とうする。この抽出ステップのあと、サンプルをフィルタで濾過して水画分と分離する。続いてこの水画分を既知の水酸化ナトリウム溶液でフェノールフタレインを指示薬として用いて滴定し、サンプルの残留酸濃度を計算できる。

【0033】

アセチル化木材のＲＡは１重量％未満であり、好ましくは０．９重量％未満であり、さらに好ましくは０．５重量％未満である。最も好ましいのは、アセチル化木材は０．２重量％未満の残留酸を含む。好ましい実施形態において、ＲＡ量は０．０５〜０．９重量％である。残留酢酸量が小さいアセチル化木材は、酢の臭気がしないという利点を有し、さらに腐食性がないという利点を有する。

【0034】

好ましい実施形態において、本発明に係るアセチル化木材は、全乾密度が５５０〜８００ｋｇ／ｍ^３の範囲であり、アセチル量がその幾何学的中心において少なくとも２０重量％であり、残留酢酸量が１重量％未満である。より好ましくは、アセチル化木材は、アセチル量がその幾何学的中心において少なくとも２２重量％であり、残留酸量が０．９重量％未満である。アセチル化木材は、好ましくは幅が２ｃｍ〜３０ｃｍであり、厚さが２ｃｍ〜１６ｃｍであり、長さが１．５ｍ〜６．０ｍである。

【0035】

このアセチル化木材はさらに、より良好な機械的性質を有している。特に圧縮強度はアセチル化されていない木材に比べて３０％強化される。これについては下記の実施例で示す。典型的には、アセチル化木材は、木目に平行な方向で４０〜６０Ｎ／ｍｍ^２という圧縮強度の特性値を示す。木目に垂直な方向の圧縮強度は１．９０〜２．３０Ｎ／ｍｍ^２という特性値が得られる。

【実施例】

【0036】

本発明を以下の実施例を用いて説明するが、これに限定されるものではない。

【0037】

（実施例１）サザンイエローパインのアセチル化
平均水分含有量２．８％の約４０ｍ^３のサザンイエローパイン板材（３８ｍｍ×１４０ｍｍ×３０００ｍｍ）を、１５ｍｍスティッカーで縦方向に切り分けた。１５０ｍ^３の液容量の反応圧力容器にこの木材を入れた。この容器にはガスループが備えられている。

【0038】

−０．８５バール（ゲージ圧）に減圧した。圧力を−０．７０バール（ゲージ圧）により低く保ったまま、容器内にアセチル化流体（９５％無水酢酸と５％酢酸、６０℃）を入れ、各板材を浸漬させた。反応炉内を１０バール（ゲージ圧）とし、６０分間保った。

【0039】

無水酢酸で飽和させた約８５℃の窒素ガスを、アセチル化反応のための加熱媒体として用いた。アセチル化の間、ガスループ内の圧力を２．５バール（ゲージ圧）に上昇させ、２〜２．５バール（ゲージ圧）の間に保った。温度上昇時間も含め、アセチル化に全体で５時間を要した。

【0040】

アセチル化時間の最後において、未使用の無水酢酸と副生成物の酢酸を循環ガスから凝縮させた。温度をゆっくりと約１３０℃まで上昇させた。板材の遊離アセチル（酢酸と無水酢酸）量が０．５０重量％未満となるまで乾燥させた。

【0041】

アセチルレベルを１８の板材サンプルを用いて測定した。アセチルレベルは２２．６±０．８％（バッチの最小値：２１．３％、最大値：２３．９％）であった。１つの板材中のアセチル量の変化量は２％未満であった。残留アセチル（ｒｅｓｉｄｕａｌ ａｃｅｔｙｌ：ＲＡ）は０．２±０．１％（最小値：０．１％、最大値：０．４％）であった。

【0042】

比較として、国際公開第２００９／０９５６８７号で開示の実施例でのサザンイエローパインのアセチル化では、水分含有量７重量％で開始して、アセチル量は１７〜２０重量％であった。

【0043】

（実施例２）木目に平行及び垂直な方向の圧縮強度
試験はＢＳ３７３：１９５７（小さく清浄な木材のサンプルの試験方法）にしたがって行い、圧縮抵抗をａ）長手方向の木目に平行、及びｂ）長手方向の木目に垂直、の方向について測定した。全部で５５個の、未処理及び実施例１で処理したＳＹＰのアセチル化木材について、２０×２０×６０ｍｍのサンプルで測定した。

【0044】

得られた特性値を表１に示す。アセチル化に伴い、２つの特性値のいずれもが大きく増加していることがわかる。

【0045】

【表1】

【0046】

（付記）
（付記１）
（ａ）水分含有量が５重量％未満の木材を、反応圧力容器内で、無水酢酸及び／又は酢酸を含むアセチル化流体に、温度１０℃〜１２０℃で浸漬する工程と、
（ｂ）前記容器内の圧力を上げて、１〜３００分間２〜２０バールとする工程と、
（ｃ）前記容器から余剰の前記アセチル化流体を除去する工程と、
（ｄ）前記容器内に不活性流体を供給し、前記木材の内部温度が発熱を示し始めるまで前記流体を循環・加熱し、発熱が完了するまで前記木材への熱供給を制御して前記木材の内部温度を１８０℃より低く維持する工程と、
（ｅ）循環している前記流体を、１０〜１２０分間８５℃〜１６０℃に加熱し、第２の発熱反応を開始し、発熱が完了するまで前記木材への熱供給を制御して前記木材の内部温度を１８０℃より低く維持する工程と、
（ｆ）循環している前記流体を真空下で蒸発により除去する工程と、
を含む、木材をアセチル化する方法。

【0047】

（付記２）
処理される前記木材は、全乾密度が４００ｋｇ／ｍ^３を超え、好ましくは５００ｋｇ／ｍ^３を超える、付記１に記載の方法。

【0048】

（付記３）
前記木材は、サザンイエローパイン又はヨーロッパアカマツ（Ｓｃｏｔｓ ｐｉｎｅ）である、付記１又は２に記載の方法。

【0049】

（付記４）
前記木材の前記水分含有量は、１〜４重量％である、付記１〜３のいずれか一つに記載の方法。

【0050】

（付記５）
前記アセチル化流体は、７０体積％〜１００体積％の無水酢酸と０体積％〜３０体積％の酢酸を含む、付記１〜４のいずれか一つに記載の方法。

【0051】

（付記６）
工程（ａ）において、真空を持続させながら反応炉を充填する、付記１〜５のいずれか一つに記載の方法。

【0052】

（付記７）
工程（ｄ）の前記不活性流体は、ガス状窒素、ガス状二酸化炭素又は燃焼排ガスから選ばれる、付記１〜６のいずれか一つに記載の方法。

【0053】

（付記８）
工程（ｄ）において、前記不活性流体は、６０℃〜１５０℃に加熱される、付記１〜７のいずれか一つに記載の方法。

【0054】

（付記９）
前記不活性流体は、無水酢酸及び／又は酢酸で部分的又は完全に飽和されている、付記１〜８のいずれか一つに記載の方法。

【0055】

（付記１０）
前記木材は、アセチル量が幾何学的中心において少なくとも２０重量％となるまでアセチル化される、付記１〜９のいずれか一つに記載の方法。

【0056】

（付記１１）
アセチル化される前記木材は、幅が２ｃｍ〜３０ｃｍであり、厚さが２ｃｍ〜１６ｃｍであり、長さが１．５ｍ〜６．０ｍの木材片である、付記１〜１０のいずれか一つに記載の方法。

【0057】

（付記１２）
全乾密度が５５０〜８００ｋｇ／ｍ^３であり、アセチル量が幾何学的中心において少なくとも２０重量％であり、残留酢酸量が１重量％未満である、アセチル化された木材。

【0058】

（付記１３）
サザンイエローパイン又はヨーロッパアカマツ（Ｓｃｏｔｓ ｐｉｎｅ）である、付記１２に記載のアセチル化された木材。

【0059】

（付記１４）
アセチル量が幾何学的中心において少なくとも２２重量％であり、残留酸量が０．５重量％未満である、付記１２又は１３に記載のアセチル化された木材。

【0060】

（付記１５）
幅が２ｃｍ〜３０ｃｍであり、厚さが２ｃｍ〜１６ｃｍであり、長さが１．５ｍ〜６．０ｍである、付記１２〜１４のいずれか一つに記載のアセチル化された木材の木材片。