JP2018202687A - Flame retardant treatment aqueous solution for bamboo - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、竹材用難燃化処理水溶液に関し、更に詳しくは、人体に有害なホウ素（又はホウ素化合物）を含有しない竹材用難燃化処理水溶液に関する。
また、本発明は、かかる竹材用難燃化処理水溶液の製造方法、難燃化竹材の製造方法、かかる竹材用難燃化処理水溶液を製造するための組成物やその製造方法に関する。
本発明の竹材用難燃化処理水溶液は、竹材を含浸させることにより、竹材に難燃性・防炎性を付加することができる水溶性の高い処理液である。
The present invention relates to a flame retardant treatment aqueous solution for bamboo, and more particularly relates to a flame retardant treatment aqueous solution for bamboo that does not contain boron (or boron compounds) harmful to the human body.
The present invention also relates to a method for producing such a flame retardant aqueous solution for bamboo, a method for producing the flame retardant bamboo, a composition for producing such a flame retardant aqueous solution for bamboo, and a method for producing the same.
The flame retardant treatment aqueous solution for bamboo according to the present invention is a highly water-soluble treatment liquid that can add flame retardancy and flame resistance to bamboo by impregnation with bamboo.
近年、竹材は、木材に代わる建材として注目されている。中国では竹材が床材、壁材、天井材、家具材等として多く使用され、火災対応策としてその難燃化が求められている。また、東南アジア等では、竹が繁茂し過ぎたため廃棄物扱いとされている現状があり、そのような竹の有効利用が求められている。 In recent years, bamboo has attracted attention as a building material that replaces wood. In China, bamboo is often used as flooring, wall materials, ceiling materials, furniture materials, etc., and fire resistance is required as a fire countermeasure. In Southeast Asia and the like, there is a current situation where bamboo is overgrown and is treated as waste, and there is a demand for effective use of such bamboo.
竹材、木材、布、紙等の基材に難燃性・防炎性を付与するための薬剤としては、ホウ素化合物を添加したもの等が知られている（特許文献１〜５）。 As a chemical | medical agent for providing a flame retardance and flameproofing property to base materials, such as a bamboo material, wood, cloth, and paper, what added the boron compound etc. are known (patent documents 1-5).
ホウ素化合物は、難燃性・防炎性と防蟻性に優れているが、ホウ素化合物は、人体に対して、様々な悪影響を及ぼすことが知られている。
例えば、ホウ素化合物であるホウ酸は、咳、咽頭痛、眼の充血や痛み、吐き気、嘔吐、下痢、腹痛、皮疹、頭痛、痙攣等の症状を引き起こすことが指摘されている（非特許文献１）。
Boron compounds are excellent in flame retardancy, flameproofing and antproofing properties, but boron compounds are known to have various adverse effects on the human body.
For example, it has been pointed out that boric acid, which is a boron compound, causes symptoms such as cough, sore throat, eye redness and pain, nausea, vomiting, diarrhea, abdominal pain, skin rash, headache, convulsions (Non-patent Document 1). ).
２０１３年７月２０日から適用されているヨーロッパの新しい玩具指令によれば、ホウ素（ホウ素化合物）が新たに有害物質の対象となり、玩具材料や玩具塗料からの人体への有害物質であるホウ素（ホウ素化合物）等の移行限度値が設定された。 According to the new European toy directive that has been applied since July 20, 2013, boron (boron compounds) is newly targeted for harmful substances, and boron (a harmful substance for toys from toy materials and toy paints) Transition limit values such as boron compounds) were set.
また、ホウ素（ホウ素化合物）は、それらが含浸された木材や布や紙が土壌中に廃棄された場合には、国の定めた土壌汚染対策法基準の土壌汚染と地下水汚染という環境負荷を引き起こす可能性のある物質であると規定されている。 Boron (boron compounds) also causes environmental impacts such as soil contamination and groundwater contamination in accordance with the national soil pollution control law standards when wood, cloth and paper impregnated with them are discarded in the soil. It is defined as a possible substance.
ホウ素（ホウ素化合物）は、水に対する溶解性が低い有害物質であり、竹材や木材に含浸する場合には、真空・加圧含浸法等の強制含浸法を用いることがほとんどであるが、その際に高度な圧力調整技術と高いコストが必要となる。 Boron (boron compound) is a harmful substance with low solubility in water, and when impregnating bamboo or wood, forced impregnation methods such as vacuum and pressure impregnation methods are mostly used. Advanced pressure regulation technology and high cost are required.
このため、ホウ素（ホウ素化合物）の代替となる成分を使用した難燃性・防炎性に優れた処理液の開発が望まれている。 For this reason, development of the processing liquid excellent in the flame retardance and flameproofness using the component which substitutes for boron (boron compound) is desired.
本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、ホウ素（ホウ素化合物）を含有する従来の難燃・防炎剤の問題点を解決することのできる難燃化処理水溶液を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said background art, The subject is flame retardant processing aqueous solution which can solve the problem of the conventional flame retardant and flame retardant containing boron (boron compound). It is to provide.
具体的には、本発明の難燃化処理水溶液は、ホウ素（ホウ素化合物）のように健康障害・環境負荷を引き起こす成分は使用せず、安全な成分のみを使用する。
また、本発明の難燃化処理水溶液は、水に対する溶解性が高く、粘度が低く、また、高性能な含浸促進剤を使用しているため、竹材に浸透・含浸させやすい。このため、十分に竹材に浸透・含浸させることができ、浸透・含浸コストの削減にも寄与する。
Specifically, the flame retardant treatment aqueous solution of the present invention does not use components that cause health problems and environmental loads such as boron (boron compounds), and uses only safe components.
In addition, the flame retardant treatment aqueous solution of the present invention has high solubility in water, low viscosity, and uses a high-performance impregnation accelerator, so that it is easy to permeate and impregnate bamboo. For this reason, the bamboo material can be sufficiently infiltrated and impregnated, which contributes to reduction of the infiltration and impregnation costs.
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、水溶性の高いリン酸二水素アンモニウムと硫酸アンモニウム、アンモニア、含浸促進剤を水に溶解・分散させることによって、難燃性・防炎性においてホウ素（ホウ素化合物）に劣らない上に、竹材に浸透・含浸されやすい難燃化処理水溶液を作製することができることを見出して、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor dissolved and dispersed a highly water-soluble ammonium dihydrogen phosphate, ammonium sulfate, ammonia, and an impregnation accelerator in water. It has been found that a flame retardant treatment aqueous solution that is not inferior to boron (boron compound) in terms of flame resistance and can be easily penetrated and impregnated into bamboo can be produced, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、ホウ素及びホウ素化合物の何れも含有せず、水、リン酸二水素アンモニウム、硫酸アンモニウム、アンモニア及び含浸促進剤を含有することを特徴とする竹材用難燃化処理水溶液を提供するものである。 That is, the present invention provides a flame retardant treatment aqueous solution for bamboo, which does not contain any of boron and boron compounds, and contains water, ammonium dihydrogen phosphate, ammonium sulfate, ammonia and an impregnation accelerator. Is.
また、本発明は、竹材に、上記の竹材用難燃化処理水溶液を浸透・含浸させることを特徴とする難燃化竹材の製造方法を提供するものである。 Moreover, this invention provides the manufacturing method of the flame-retardant bamboo material characterized by making a bamboo material impregnate and impregnate the said flame-retarding processing aqueous solution for bamboo materials.
また、本発明は、水を添加して上記の竹材用難燃化処理水溶液を調製するための組成物であって、ホウ素及びホウ素化合物の何れも含有せず、リン酸二水素アンモニウム、硫酸アンモニウム及び含浸促進剤を含有することを特徴とする組成物を提供するものである。 The present invention also provides a composition for preparing the above-mentioned bamboo flame retardant treatment aqueous solution by adding water, which does not contain any of boron and boron compounds, and includes ammonium dihydrogen phosphate, ammonium sulfate and A composition comprising an impregnation accelerator is provided.
また、本発明は、上記の組成物に水を添加することを特徴とする竹材用難燃化処理水溶液の製造方法を提供するものである。 Moreover, this invention provides the manufacturing method of the flame retardant treatment aqueous solution for bamboo materials characterized by adding water to said composition.
また、本発明は、上記の竹材用難燃化処理水溶液を乾燥させることを特徴とする、ホウ素及びホウ素化合物の何れも含有せず、リン酸二水素アンモニウム、硫酸アンモニウム及び含浸促進剤を含有する組成物の製造方法を提供するものである。 Further, the present invention is characterized in that the above-mentioned bamboo flame retardant treatment aqueous solution is dried, and does not contain any of boron and boron compounds, and contains a composition containing ammonium dihydrogen phosphate, ammonium sulfate, and an impregnation accelerator. The manufacturing method of a thing is provided.
本発明の竹材用難燃化処理水溶液は、竹材の難燃化に資することができるとともに、ホウ素（ホウ素化合物）や重金属等の有害物質が含まれていないため、健康障害や環境負荷の危険性も生じない。 The aqueous flame retardant treatment solution for bamboo according to the present invention can contribute to the flame retardant of bamboo and does not contain harmful substances such as boron (boron compound) and heavy metals. Does not occur.
本発明の竹材用難燃化処理水溶液は、従来のホウ素（ホウ素化合物）を含有する難燃・防炎剤に比べて、水溶性が高くて粘度が低い。本発明の竹材用難燃化処理水溶液は、竹の表皮面からはその撥水性のため浸透（含浸）しないが、導管方向には容易に浸透するため、高度な技術が無くても、容易に浸透・含浸作業を行うことができる。 The aqueous flame retardant treatment solution for bamboo according to the present invention has higher water solubility and lower viscosity than conventional flame retardant / flame retardants containing boron (boron compounds). The flame retardant solution for bamboo according to the present invention does not penetrate (impregnate) from the surface of bamboo because of its water repellency, but easily penetrates in the direction of the conduit, so even without advanced technology, Penetration and impregnation work can be performed.
以下、本発明について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、任意に変形して実施することができる。 Hereinafter, the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be arbitrarily modified and implemented.
本発明の竹材用難燃化処理水溶液は、竹材に浸透・含浸させることにより、該竹材を難燃化（又は防炎化）するものである。
本発明の竹材用難燃化処理水溶液は、浸漬、塗布、吹付、穿孔注入、含浸装置等による含浸等の方法により、竹材の内部に浸透・含浸し、竹材に難燃性と防炎性を付与する。
「難燃性」とは、竹材が燃焼しにくいことをいい、「防炎性」とは、竹材が炎を上げて激しく燃焼しにくいことをいうが、両者に明確な違いは無い。以下、本明細書では、両者を含めて「難燃性」という。また、竹材に難燃性を付与することを、「難燃化する」という。
The aqueous flame retardant treatment solution for bamboo according to the present invention makes the bamboo material incombustible (or flameproof) by permeating and impregnating the bamboo material.
The bamboo flame retardant treatment aqueous solution of the present invention penetrates and impregnates the bamboo material by a method such as immersion, coating, spraying, perforation injection, impregnation with an impregnation apparatus, etc. Give.
“Flame retardant” means that bamboo does not easily burn, and “flame proof” means that bamboo does not burn violently due to the flame, but there is no clear difference between the two. Hereinafter, in this specification, both are referred to as “flame retardant”. In addition, imparting flame retardancy to bamboo is called “flame retardant”.
本発明の竹材用難燃化処理水溶液は、ホウ素及びホウ素化合物の何れも含有しない。
前記のように、ホウ素（又はホウ酸等のホウ素化合物）は、難燃性と防蟻性を併せ持つことから、木材を対象とした難燃化処理剤としての性能自体は優れていたが、人体への有害性等の問題があるので、これを改善するため、本発明の竹材用難燃化処理水溶液は、ホウ素及びホウ素化合物の何れも含有させていない。
The aqueous flame retardant treatment solution for bamboo according to the present invention does not contain boron or boron compounds.
As described above, boron (or a boron compound such as boric acid) has both flame retardancy and ant protection, so its performance as a flame retardant treatment for wood was excellent. In order to remedy this, the bamboo flame retardant aqueous solution for bamboo according to the present invention contains neither boron nor boron compounds.
本発明の竹材用難燃化処理水溶液は、水、リン酸二水素アンモニウム、硫酸アンモニウム、アンモニア及び含浸促進剤を含有する。 The flame retardant treatment aqueous solution for bamboo according to the present invention contains water, ammonium dihydrogen phosphate, ammonium sulfate, ammonia and an impregnation accelerator.
＜リン酸二水素アンモニウム＞
リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４）は、水溶性肥料、防炎剤、発酵助剤、助剤、金属表面処理剤等に使用され、水溶性が高く、人体に対する安全性が高い物質である。
リン酸二水素アンモニウムは、公益財団法人日本防炎協会において、毒性審査済みの成分で、その安全性が確認されている。
<Ammonium dihydrogen phosphate>
Ammonium dihydrogen phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ) is used in water-soluble fertilizers, flameproofing agents, fermentation aids, auxiliaries, metal surface treatment agents, etc., and has high water solubility and high safety to the human body. It is a substance.
Ammonium dihydrogen phosphate is a component that has been tested for toxicity by the Japan Flame Protection Association, and its safety has been confirmed.
＜硫酸アンモニウム＞
硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）は、水溶性肥料、防炎剤、雪面硬化剤等に使用され、水溶性が高く、人体に対する安全性が高い物質である。
硫酸アンモニウムも、公益財団法人日本防炎協会において、毒性審査済みの成分で、その安全性が確認されている。
<Ammonium sulfate>
Ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ) is a substance that is used in water-soluble fertilizers, flameproofing agents, snow-curing agents, and the like, and is highly water-soluble and highly safe for the human body.
Ammonium sulfate is a component that has been tested for toxicity by the Japan Flame Protection Association, and its safety has been confirmed.
リン酸二水素アンモニウムと硫酸アンモニウムは、ともに難燃性・防炎性を有する物質であるが、本発明の竹材用難燃化処理水溶液は、リン酸二水素アンモニウムと硫酸アンモニウムが特定の比率で混合されていることにより、難燃性が著しく向上している。
具体的には、リン酸二水素アンモニウム１質量部に対して、硫酸アンモニウムの含有比率は、１〜１．５質量部が好ましく、１．１〜１．４質量部がより好ましく、１．２〜１．３質量部が特に好ましい。
Ammonium dihydrogen phosphate and ammonium sulfate are both flame retardant and flame retardant substances, but the flame retardant treatment aqueous solution for bamboo according to the present invention contains ammonium dihydrogen phosphate and ammonium sulfate mixed in a specific ratio. Therefore, flame retardancy is remarkably improved.
Specifically, with respect to 1 part by mass of ammonium dihydrogen phosphate, the content ratio of ammonium sulfate is preferably 1 to 1.5 parts by mass, more preferably 1.1 to 1.4 parts by mass, and 1.2 to 1.3 parts by mass is particularly preferable.
＜アンモニア＞
アンモニア（ＮＨ３）は、弱アルカリ性を示す物質である。リン酸二水素アンモニウムや硫酸アンモニウムは、弱酸性である。難燃化処理する基材が竹材の場合、弱酸性であると、竹材内部に難燃成分が浸透しにくいため、本発明の竹材用難燃化処理水溶液は、アルカリ性であることが好ましい。
アンモニアは、水溶液のｐＨを上げる（アルカリ性にする）ために、本発明の竹材用難燃化処理水溶液に添加される。
アンモニアは、市販のアンモニア水（例えば、２５％アンモニア水）を適宜使用することができる。必要に応じて希釈したアンモニア水を使用してもよい。
<Ammonia>
Ammonia (NH 3 ) is a substance that exhibits weak alkalinity. Ammonium dihydrogen phosphate and ammonium sulfate are weakly acidic. When the base material to be flame-retardant-treated is bamboo, it is preferable that the flame-retardant aqueous solution for bamboo according to the present invention is alkaline because the flame-retardant component does not easily penetrate into the bamboo when it is weakly acidic.
Ammonia is added to the flame retardant solution for bamboo of the present invention in order to raise the pH of the aqueous solution (make it alkaline).
As the ammonia, commercially available aqueous ammonia (for example, 25% aqueous ammonia) can be appropriately used. You may use the diluted ammonia water as needed.
本発明の竹材用難燃化処理水溶液は、アルカリ性である（すなわち、ｐＨが７を超える）ことが好ましく、ｐＨが７．５以上９．０以下であることがより好ましく、ｐＨが７．８以上８．３以下であることが特に好ましい。
ｐＨが上記範囲内であると、難燃成分が竹材の内部にまで浸透しやすくなり、難燃性が向上しやすい。
The flame retardant aqueous solution for bamboo according to the present invention is preferably alkaline (that is, pH is higher than 7), more preferably pH is 7.5 or higher and 9.0 or lower, and pH is 7.8. It is especially preferable that it is above 8.3.
When the pH is within the above range, the flame retardant component easily penetrates into the bamboo material, and the flame retardancy is easily improved.
リン酸二水素アンモニウムや硫酸アンモニウムに対するアンモニアの含有比率を調節することにより、本発明の竹材用難燃化処理水溶液のｐＨを、上記範囲内にすることができる。
具体的には、リン酸二水素アンモニウム１質量部に対して、アンモニアの比率は、０．０７〜０．２５質量部が好ましく、０．１０〜０．２２質量部がより好ましく、０．１２〜０．２０質量部が特に好ましい。
リン酸二水素アンモニウムとアンモニアの比率を上記範囲内とすることにより、竹材用難燃化処理水溶液のｐＨを上記範囲内に調整しやすい。
By adjusting the content ratio of ammonia to ammonium dihydrogen phosphate or ammonium sulfate, the pH of the flame retardant treatment solution for bamboo of the present invention can be set within the above range.
Specifically, the ratio of ammonia to 1 part by mass of ammonium dihydrogen phosphate is preferably 0.07 to 0.25 part by mass, more preferably 0.10 to 0.22 part by mass, and 0.12 -0.20 mass part is especially preferable.
By setting the ratio of ammonium dihydrogen phosphate and ammonia within the above range, the pH of the flame retardant aqueous solution for bamboo can be easily adjusted within the above range.
＜含浸促進剤＞
含浸促進剤は、竹材用難燃化処理水溶液の難燃成分が竹材の内部にまで浸透するのを助けるのに使用される。含浸促進剤を使用することにより、竹材内部に満遍無く難燃成分を行き渡らせることができ、難燃性が向上する。
<Impregnation accelerator>
The impregnation accelerator is used to help the flame-retardant component of the bamboo flame-retardant aqueous solution to penetrate into the bamboo. By using an impregnation accelerator, flame retardant components can be distributed evenly throughout the bamboo material, and flame retardancy is improved.
含浸促進剤としては、ポリエーテル類、高級アルコール硫酸エステル塩類、脂肪酸硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類、リン酸エステル類、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル類、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂等が挙げられる。
このうち、ポリエーテル類が好ましく、中でも、アミノ基等の塩基性基を有するポリエーテル類が特に好ましい。
Examples of the impregnation accelerator include polyethers, higher alcohol sulfates, fatty acid sulfates, alkylallylsulfonates, phosphates, polyoxyalkylene alkylphenyl ethers, polyacrylate resins, polymethacrylates Examples thereof include resins.
Of these, polyethers are preferable, and among them, polyethers having a basic group such as an amino group are particularly preferable.
また、市販の製品名としては、ジョンクリル（登録商標、ＢＡＳＦジャパン（株）製）、ソルスパース（登録商標、日本ルーブリゾール（株）製）、サンセパラー（登録商標、三洋化成（株）製）、ディスパロン（登録商標、楠本化成（株）製）等が挙げられる。
含浸促進剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
Moreover, as a commercial product name, Jonkrill (registered trademark, manufactured by BASF Japan Co., Ltd.), Solsperse (registered trademark, manufactured by Nihon Lubrizol Co., Ltd.), Sunsepara (registered trademark, manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd.), Disparon (registered trademark, manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd.)
An impregnation promoter may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.
本発明の竹材用難燃化処理水溶液において、含浸促進剤の含有比率は０．１質量％以上５質量％以下であることが好ましく、０．３質量％以上２質量％以下であることがより好ましい。含浸促進剤の含有比率が上記範囲内であると、難燃成分が十分に基材内部に浸透し、難燃性を十分に発揮しやすくなる。 In the flame retardant aqueous solution for bamboo according to the present invention, the content ratio of the impregnation accelerator is preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or more and 2% by mass or less. preferable. When the content ratio of the impregnation accelerator is within the above range, the flame retardant component sufficiently permeates the inside of the base material, and the flame retardancy is sufficiently exhibited.
また、リン酸二水素アンモニウム１質量部に対して、含浸促進剤の比率は、０．０１〜０．５質量部が好ましく、０．０３〜０．２質量部がより好ましく、０．０５〜０．１質量部が特に好ましい。
上記範囲内であると、難燃成分が容易に竹材内部に浸透し、難燃性を十分に発揮しやすくなる。
Moreover, 0.01-0.5 mass part is preferable with respect to 1 mass part of ammonium dihydrogen phosphate, 0.01-0.5 mass part is more preferable, 0.03-0.2 mass part is more preferable, 0.05- 0.1 parts by mass is particularly preferable.
When it is within the above range, the flame retardant component easily penetrates into the bamboo material, and the flame retardancy is sufficiently exhibited.
＜他の成分＞
本発明の竹材用難燃化処理水溶液は、他に、防蟻剤、防腐剤、防藻剤、防カビ剤等を含有することができる。
<Other ingredients>
The flame retardant treatment aqueous solution for bamboo according to the present invention may further contain an antifungal agent, an antiseptic agent, an algaeproof agent, an antifungal agent and the like.
防蟻剤は、竹材に防蟻性（シロアリ等の害虫を木材や竹材に近づけないようにする性質ないしは近づいたシロアリ等を殺傷する性質）を付与するものである。
防蟻剤としては、他の成分との相溶性に優れ、難燃成分（リン酸二水素アンモニウム、硫酸アンモニウム）による難燃化作用を阻害しないものであれば、公知の防蟻剤を使用することができる。
具体的には、例えば、ジノテフラン、クロチアニジン、イミダクロプリド、チアメトキサム、アセタミプリド等のネオニコチノイド系化合物；シフルトリン、ピレトリン等のピレスロイド系化合物；カルバリル、フェノブカルブ、プロポクスル等のカーバメイト系化合物；等が挙げられる。
防蟻剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
The termite-proofing agent imparts ant-proofing properties (property to keep termites and other pests away from wood or bamboo, or killing termites that have come close to the bamboo).
As the termite-proofing agent, use a known termite-proofing agent as long as it has excellent compatibility with other components and does not inhibit the flame-retarding action by the flame-retardant component (ammonium dihydrogen phosphate, ammonium sulfate). Can do.
Specifically, for example, neonicotinoid compounds such as dinotefuran, clothianidin, imidacloprid, thiamethoxam and acetamiprid; pyrethroid compounds such as cyfluthrin and pyrethrin; carbamate compounds such as carbaryl, fenocarb and propoxur;
An anti-anticide may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it.
本発明の竹材用難燃化処理水溶液における水分含有率は、３０質量％以上８０質量％以下が好ましく、４０質量％以上７５質量％以下がより好ましく、５０質量％以上７０質量％以下が特に好ましい。
上記範囲内であると、竹材の内部に、偏りなく難燃成分が浸透し、難燃性を十分なものとしやすい。
The water content in the flame retardant aqueous solution for bamboo according to the present invention is preferably 30% by mass to 80% by mass, more preferably 40% by mass to 75% by mass, and particularly preferably 50% by mass to 70% by mass. .
When it is within the above range, the flame retardant component penetrates into the bamboo material evenly, and the flame retardancy is likely to be sufficient.
本発明は、水を添加して前記した竹材用難燃化処理水溶液を調製するための組成物であって、ホウ素及びホウ素化合物の何れも含有せず、リン酸二水素アンモニウム、硫酸アンモニウム及び含浸促進剤を含有することを特徴とする組成物にも関する。
また、本発明は、前記した竹材用難燃化処理水溶液を乾燥させることを特徴とする、ホウ素及びホウ素化合物の何れも含有せず、リン酸二水素アンモニウム、硫酸アンモニウム及び含浸促進剤を含有する組成物の製造方法にも関する。
更に、本発明は、かかる組成物に水を添加することを特徴とする竹材用難燃化処理水溶液の製造方法にも関する。
The present invention is a composition for preparing a flame retardant treatment solution for bamboo as described above by adding water, which does not contain any of boron and boron compounds, ammonium dihydrogen phosphate, ammonium sulfate and impregnation promotion It also relates to a composition characterized in that it contains an agent.
In addition, the present invention is characterized in that the above-mentioned bamboo flame retardant treatment aqueous solution is dried and does not contain any of boron and boron compounds, and contains a composition containing ammonium dihydrogen phosphate, ammonium sulfate and an impregnation accelerator. It also relates to a method for manufacturing a product.
Furthermore, this invention relates also to the manufacturing method of the flame-retardant-treatment aqueous solution for bamboo materials characterized by adding water to this composition.
すなわち、水溶液の形で竹材に浸透・含浸させて使用される竹材用難燃化処理水溶液を、固形物（若干の水分を含んだものを含む）や、濃縮液の形で保存してもよい。
本発明の組成物（固形物や濃縮液）に、水やアンモニアを添加することにより、本発明の竹材用難燃化処理水溶液として使用することが可能となる。
固形物や濃縮液の状態とすることにより、運搬費用を抑えることができる。また、固形物や濃縮液の状態で保存することにより、保存安定性が向上する場合がある。
In other words, the bamboo flame-retardant aqueous solution used by infiltrating and impregnating bamboo in the form of an aqueous solution may be stored in the form of solids (including those containing some moisture) or concentrated liquids. .
By adding water or ammonia to the composition (solid or concentrated liquid) of the present invention, it can be used as a flame retardant treatment aqueous solution for bamboo materials of the present invention.
Transport costs can be reduced by using solids or concentrates. In addition, storage stability may be improved by storing in a solid or concentrated state.
本発明の組成物の状態に特に限定はなく、顆粒状や粉末状の組成物が例示できる。
また、竹材用難燃化処理水溶液を乾燥させて本発明の組成物を得る際の乾燥方法に特に限定は無く、天日乾燥、アルコールランプ、ヒーター等による加熱乾燥、真空乾燥等が例示できる。
The state of the composition of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include granular and powdery compositions.
Moreover, there is no limitation in particular in the drying method at the time of drying the flame-retardant-treatment aqueous solution for bamboo materials, and the composition of this invention is obtained, Solar drying, the heat drying by an alcohol lamp, a heater, etc., vacuum drying etc. can be illustrated.
本発明は、竹材に、前記した竹材用難燃化処理水溶液を浸透・含浸させることを特徴とする難燃化竹材の製造方法にも関する。 The present invention also relates to a method for producing a flame-retardant bamboo material, wherein the bamboo material is infiltrated and impregnated with the above-mentioned aqueous solution for flame-retardant treatment for bamboo material.
浸透・含浸させる方法は浸漬、塗布、吹付、穿孔注入、含浸装置等による含浸等が挙げられるが、竹材の内部まで十分に成分を浸透・含浸させることにより、本発明の効果が発揮されやすくなるので、含浸装置等による含浸や穿孔注入が好ましい。 Examples of the impregnation / impregnation method include dipping, coating, spraying, perforation injection, impregnation with an impregnation apparatus, etc., but the effect of the present invention can be easily exerted by sufficiently infiltrating / impregnating the components to the inside of bamboo Therefore, impregnation or perforation injection with an impregnation apparatus or the like is preferable.
浸漬の場合、浸漬時間は３０分以上１週間以下が好ましく、１時間以上２日以下がより好ましく、２時間以上１日以下が特に好ましい。
浸漬時間の下限が上記以上であると、竹材の内部まで十分に成分が浸透し、得られる難燃化竹材の難燃性が優れたものとなる。また、浸漬時間の下限が上記以下であると、生産性が十分となる（浸漬時間の上限を上記以上にしても、竹材の性能は優れたものとはならず、無意味である）。
In the case of immersion, the immersion time is preferably from 30 minutes to 1 week, more preferably from 1 hour to 2 days, and particularly preferably from 2 hours to 1 day.
When the lower limit of the immersion time is not less than the above, the components sufficiently penetrate into the bamboo material, and the flame-retardant bamboo material obtained has excellent flame retardancy. Further, when the lower limit of the immersion time is not more than the above, the productivity is sufficient (even if the upper limit of the immersion time is more than the above, the performance of the bamboo material is not excellent and is meaningless).
また、浸漬は１回行うのではなく、途中で竹材をいったん取り出し乾燥させ、複数回に分けて浸漬を行うのも好ましい。浸漬の際に、気泡の発生等により、局所的に難燃成分が浸透しにくい部位が生ずることがあるが、複数回に分けて浸漬すれば、このようなことを防止することができる。 Moreover, it is preferable not to perform immersion once but to take out bamboo material on the way once and to dry and to immerse in multiple steps. At the time of immersion, there may be a site where the flame retardant component is difficult to penetrate locally due to the generation of bubbles or the like, but this can be prevented by immersing in multiple times.
浸漬後の乾燥は、自然乾燥が好ましいが、熱風乾燥機等による強制乾燥でもよい。
自然乾燥の場合、乾燥時間は、３０分以上１週間以下が好ましく、１時間以上２日以下がより好ましく、２時間以上１日以下が特に好ましい。
強制乾燥の場合、乾燥時間は、１分以上８時間以下が好ましく、２分以上３時間以下がより好ましく、３分以上１時間以下が特に好ましい。
The drying after immersion is preferably natural drying, but may be forced drying with a hot air dryer or the like.
In the case of natural drying, the drying time is preferably from 30 minutes to 1 week, more preferably from 1 hour to 2 days, and particularly preferably from 2 hours to 1 day.
In the case of forced drying, the drying time is preferably from 1 minute to 8 hours, more preferably from 2 minutes to 3 hours, and particularly preferably from 3 minutes to 1 hour.
表１に、本発明の竹材用難燃化処理水溶液の一例について、一般財団法人日本文化用品安全試験所にて行なわれた有害１７元素１９項目に関する試験結果を示す。本発明の竹材用難燃化処理水溶液は、ＥＮ７１−３（２０１３年７月２０日よりＥＵで玩具の安全を対象に新しく適用開始された基準）の規格値を全てで下回っている。本発明の竹材用難燃化処理水溶液は、ホウ素（ホウ素化合物）を含んでいないため、溶解性ホウ素も規格値をはるかに下回る数値であった。 Table 1 shows the test results on 19 items of harmful 17 elements conducted at the Japan Cultural Goods Safety Laboratory for an example of the flame-retardant aqueous solution for bamboo according to the present invention. The flame retardant aqueous solution for bamboo of the present invention is below all the standard values of EN71-3 (standard newly applied to toy safety for EU from July 20, 2013). Since the flame retardant treatment aqueous solution for bamboo according to the present invention does not contain boron (boron compound), the soluble boron was also a numerical value far below the standard value.
また、表１に示した本発明の竹材用難燃化処理水溶液の一例は、室内濃度指針値が設定された１３物質（ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、スチレン、パラジクロロベンゼン、テトラデカン、クロルピリホス、フェノブカルブ、ダイアジノン、フタル酸ジ−ｎ−ブチル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル）を一切含んでおらず、社団法人日本しろあり対策協会と公益財団法人日本木材保存協会にて認定された健康障害と環境負荷を引き起こさない処理液である。 In addition, examples of the flame retardant treatment solution for bamboo according to the present invention shown in Table 1 include 13 substances (formaldehyde, acetaldehyde, toluene, xylene, ethylbenzene, styrene, paradichlorobenzene, tetradecane, chlorpyrifos, which are set with indoor concentration guideline values. , Fenobucarb, diazinon, di-n-butyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate), and health disorders certified by the Japan Shiroari Countermeasures Association and the Japan Wood Conservation Association It is a processing solution that does not cause environmental impact.
＜作用・原理＞
本発明の竹材用難燃化処理水溶液が優れた難燃性を示す作用・原理は明らかではないが、以下のことが考えられる。ただし本発明は、以下の作用効果の範囲に限定されるわけではない。
<Action and principle>
The action / principle that the flame retardant aqueous solution for bamboo of the present invention exhibits excellent flame retardancy is not clear, but the following may be considered. However, the present invention is not limited to the range of the following effects.
本発明の竹材用難燃化処理水溶液は、燃焼中に有機物の炭化を著しく促進して可燃性の炭素含有気体の生成を減少させ、燃焼速度の遅い炭素の生成量を増加させることにより、竹材の燃焼を抑制していると考えられる。
具体的には、難燃成分（リン酸二水素アンモニウム、硫酸アンモニウム）が、竹材の燃焼時に熱分解することで窒素ガスを発生し、この窒素ガスが酸素を遮断し燃焼を抑制しているものと考えられる。また、難燃成分が竹材表面で炭素との混合物膜を生成し、燃焼を抑制しているものと考えられる。
また、難燃成分が分解することで生成するアンモニウムイオン（ＮＨ４ ＋）、リン酸水素イオン（ＨＰＯ４ ２−）、リン酸二水素イオン（Ｈ２ＰＯ４ −）等による負触媒効果も、燃焼の抑制に寄与しているものと考えられる。
The flame retardant treatment aqueous solution for bamboo according to the present invention remarkably promotes carbonization of organic matter during combustion, reduces the generation of flammable carbon-containing gas, and increases the amount of carbon generated at a low combustion rate, It is thought that the combustion of is suppressed.
Specifically, flame retardant components (ammonium dihydrogen phosphate, ammonium sulfate) generate nitrogen gas by thermal decomposition when bamboo is burned, and this nitrogen gas blocks oxygen and suppresses combustion. Conceivable. In addition, it is considered that the flame retardant component forms a mixture film with carbon on the surface of the bamboo and suppresses combustion.
In addition, the negative catalytic effect by ammonium ions (NH 4 + ), hydrogen phosphate ions (HPO 4 2− ), dihydrogen phosphate ions (H 2 PO 4 − ), etc. produced by decomposition of the flame retardant component, This is thought to contribute to the suppression of combustion.
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限りこれらの実施例及び比較例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples and comparative examples unless it exceeds the gist.
＜調製例１＞
以下の組成の溶液１を調製した。
<Preparation Example 1>
Solution 1 having the following composition was prepared.
［溶液１組成］
・水 １１３．１質量部
・リン酸二水素アンモニウム １２．０質量部
（太平化学産業株式会社製）
・硫酸アンモニウム １５．０質量部
（米山薬品工業株式会社製）
・２５％アンモニア水 ８．５質量部
（株式会社小林製）
・含浸促進剤 ０．９質量部
（日本ルーブリゾール株式会社製、ソルスパース２００００）
・防腐剤 少量
（大阪ガスケミカル株式会社製、スラオフ７２Ｎ）
・防藻剤 少量
（日本曹達株式会社製、バイオカット−ＡＦ４０）
[Solution 1 composition]
-Water 113.1 parts by mass-Ammonium dihydrogen phosphate 12.0 parts by mass (manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.)
・ Ammonium sulfate 15.0 parts by mass (made by Yoneyama Pharmaceutical Co., Ltd.)
・ 8.5% by weight of 25% aqueous ammonia (manufactured by Kobayashi Co., Ltd.)
・ 0.9 part by mass of impregnation accelerator (manufactured by Nippon Lubrizol Corporation, Solsperse 20000)
・ Preservative small amount (Osaka Gas Chemical Co., Ltd., Suraoff 72N)
-Small amount of anti-algae agent (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., Biocut-AF40)
溶液１の水分含有率は８０質量％である。各成分は十分に相溶し、透明で均一な溶液が得られた。
また、溶液１のｐＨは８．０であった。
The water content of the solution 1 is 80% by mass. Each component was sufficiently compatible, and a transparent and uniform solution was obtained.
Moreover, the pH of the solution 1 was 8.0.
＜調製例２＞
調製例１において、水の添加量及び２５％アンモニア水の添加量を変化させて、ｐＨ及び水分含有量が表２に示すような値である溶液を、それぞれ調製した。
何れの溶液も、各成分は十分に相溶し、透明で均一な溶液だった。
<Preparation Example 2>
In Preparation Example 1, by changing the addition amount of water and the addition amount of 25% ammonia water, solutions having pH and water content as shown in Table 2 were prepared.
In any solution, each component was sufficiently compatible, and it was a transparent and uniform solution.
＜実施例１＞
内半径３ｃｍ、肉厚０．４ｃｍ、長さ２４ｃｍの竹製円筒を縦方向（導管方向）に切断し、４分割したものを、竹材のサンプルとした。
調製例１で調製した溶液１を、バットの中に充填し、竹材を１２時間浸漬した。その後、竹材を取り出して１２時間自然乾燥させた後、再び、溶液に１２時間浸漬した。その後、再び竹材を取り出し、２４時間自然乾燥させた。
自然乾燥させた竹材に対して、使用ガスはプロパン、炎先端と試験体の距離は５ｃｍ、炎の先端温度は１０００℃前後として、内表面側から（表皮とは反対側から）火炎照射したところ、竹材の内表面は、黒く変色したものの、８分間経過後も、竹材に穴や亀裂は発生しなかった。
<Example 1>
A bamboo cylinder having an inner radius of 3 cm, a wall thickness of 0.4 cm, and a length of 24 cm was cut in the vertical direction (conduit direction) and divided into four parts to obtain bamboo samples.
Solution 1 prepared in Preparation Example 1 was filled in a vat and bamboo was immersed for 12 hours. Thereafter, the bamboo material was taken out and naturally dried for 12 hours, and then immersed again in the solution for 12 hours. Thereafter, the bamboo material was taken out again and naturally dried for 24 hours.
Bamboo material that has been naturally dried is propane, the distance between the flame tip and the test piece is 5 cm, the flame tip temperature is around 1000 ° C., and the flame is irradiated from the inner surface side (from the opposite side of the skin) Although the inner surface of the bamboo material turned black, no holes or cracks occurred in the bamboo material even after 8 minutes.
＜比較例１＞
溶液１に浸漬しなかった竹材を使用した以外は、実施例４と同様にして火炎照射したところ、３分間経過後に、竹材の火炎照射部に穴が確認できた。
<Comparative Example 1>
Except for using bamboo material that was not immersed in Solution 1, flame irradiation was performed in the same manner as in Example 4. After 3 minutes, a hole was confirmed in the flame irradiation portion of the bamboo material.
＜実施例２＞
調製例２で調製した各溶液を、バットの中に充填し、各溶液に実施例１で使用したのと同様の竹材を１２時間浸漬した。その後、竹材を取り出して自然乾燥させた後、再び、溶液に１２時間浸漬した。その後、再び竹材を取り出し、２４時間自然乾燥させた。
自然乾燥させた竹材に対して、５分間ガスバーナーにて火炎照射した。使用ガスはプロパン、炎先端と試験体の距離は５ｃｍ、炎の先端温度は１０００℃前後とした。
<Example 2>
Each solution prepared in Preparation Example 2 was filled in a vat, and the same bamboo material used in Example 1 was immersed in each solution for 12 hours. Then, after taking out bamboo material and air-drying, it was immersed in the solution again for 12 hours. Thereafter, the bamboo material was taken out again and naturally dried for 24 hours.
The bamboo material that had been naturally dried was irradiated with a flame with a gas burner for 5 minutes. The gas used was propane, the distance between the flame tip and the test specimen was 5 cm, and the flame tip temperature was around 1000 ° C.
火炎照射後の竹材において、黒く変色した（炭化した）部分の面積を算出した結果を表２に示す。 Table 2 shows the results of calculating the area of the black-colored (carbonized) portion of the bamboo after the flame irradiation.
本発明の竹材用難燃化処理水溶液は、難燃性に優れ、人体に対する安全性が高いので、竹製建具、竹製家具等の竹製品の難燃化に広く利用されるものである。 The flame retardant treatment aqueous solution for bamboo according to the present invention is excellent in flame retardancy and has high safety to human bodies, and is therefore widely used for flame retardancy of bamboo products such as bamboo fittings and bamboo furniture.
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