JPH01257004A - 塗装した難燃性木質材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は表面が塗装された難燃性木質材料に関し、住宅
の天井、壁、柱、床等の建材、家具、建具等に利用され
る塗装した難燃性木質材料に関する。

「従来の技術」 従来から、難燃剤として燐酸アンモニウム、ポリ燐酸ア
ンモニウム等を含む難燃剤を表面に塗布した塗装した難
燃性木質材料が知られているが、表面が白色で木質材料
の持つ木目や木肌が隠されてしまい、木質感が全くなく
、かなり厚塗りをしないと難燃性能も良くない。

また、燐酸アンモニウム、ポリ燐酸アンモニウム等を水
溶液にして木質材料に含浸させ、乾燥させた後、市販の
クリヤー塗料を塗布した難燃性木質材料も知られている
が、この場合には、難燃性能は得られるものの表面に粗
大結晶が析出して白華が生じ、塗料の密着性が悪く、か
つ木目がくすみ、塗膜が不均一になる。

「発明が解決しようとする課題」 本発明は、上記の事情に鑑み、市販のクリヤー塗料を塗
布しても、木質感を損なわずに、優れた難燃性能を有す
る塗装した難燃性木質材料を提供しようとするものであ
る。

「課題を解決するための手段」 本発明者らは、各種木質材料に、燐酸またはポリ燐酸の
アルカリ塩、ホルムアルデヒド及びジシアンジアミドの
反応物を有効成分とする難燃剤水溶液を含浸、乾燥させ
ることにより、市販のクリヤー塗料を塗布しても、木質
感を損うことなく、ＪＩＳ　Ａ−１３２１法の難燃３級
に合格する、よシ実用的な塗装された離燃性木質材料が
得られることを見い出し、本発明に到達した。

即ち、本発明は木質材料に、燐酸またはぼり燐酸のアル
カリ塩、ホルムアルデヒド及びジシアンシアミドの反応
物を有効成分とする難燃剤水溶液を含浸して乾燥させ念
後、クリヤー塗料を塗装してなる塗装した離燃性木質材
料である。

本発明に用いられる木質材料の樹種としては、例えば、
杉、赤松、カラ松、檜、栂、米松、米栂等で代表される
針葉樹、マカンパ、ブナ、樫、楢。

シイツキ、ラワン、アビトン、チーク、シタン等で代表
される広葉樹で使用でき、木質材料の形状、構造として
は、丸太、単板、角材、板材等の製材の他に合板、集成
材等の加工木材、・ぐ−ティクルボード、ファイバーが
−ド等も使用できる。

本発明の有効成分でちる燐酸またはポリ燐酸のアルカリ
塩、ホルムアルデヒド及びジシアンジアミドの反応物は
、燐酸または、／　ＩＪ燐酸のアルカリ性物質を反応さ
せ念後、ホルムアルデヒド、ジシアンジアミドを反応さ
せるか、または、燐酸またはポリ燐酸とジシアンシアミ
ドを反応させた後、ホルムアルデヒド、アルカリ性物質
を反応させてつくられる。

ここで１．ｊ？　ＩＪ燐酸はＰ２Ｏ５含量が６７．４重
量％を超えて８８．８重量％未満のものが使用できる。

ま友、アルカリ性物質はアンモニア、ヒドラジン、ヒド
ロキシルアミン、低級アルキルアミン、低級アルカノー
ルアミン、グアニジン、低級アルキルグアニシン、グア
ニル尿素、？リアルキレンポリアミン、苛性ソーダ、苛
性カリ等が使用できる。

燐酸またはポリ燐酸、ジシアンシアミド、ホルムアルデ
ヒド、およびアルカリ性物質の反応比率は燐酸またはポ
リ燐酸１モルに対して、ジシアンジアミド０．２〜３モ
ル、ホルムアルデヒド０．２〜４モル、又、アルカリ性
物質は燐１モルにつき０、５〜２モルの割合いである。

本発明で用いられる難燃剤には、燐酸アンモニウム、は
う酸、はう酸アンモニウム、はう砂、硫酸アンモニウム
、硫酸ソーダ、臭化アンモニウム等のハロダン化合物等
の公知の難燃剤を添加することができる。その添加量は
、本発明での必須の難燃剤の固型分１００重量部に対し
て０．１〜２０重量部が好ましい。

また、エリア樹脂、メラミン樹脂等のアミノゲラスト樹
脂も添加することができる。その添加量としては、本発
明での必須の難燃剤の固型分１００重量部に対して１〜
２０重量部（固型分）が好適である。これらのアミノプ
ラスト樹脂を添加すれば耐水性等の耐久性を増すことが
できる。

本発明の難燃剤水溶液を木質材料に含浸させる方法とし
ては、公知の減圧注入法、加圧注入法、減圧加圧注入法
が利用できる。

本発明の難燃剤水溶液を含浸した木質材料の乾燥は、自
然乾燥後、乾燥設備を使用してスチーム、熱風、高周波
等による加熱乾燥、真空加熱乾燥により行われる。

また、燐酸またはポリ燐酸のアルカリ塩、ホルムアルデ
ヒド及びジシアンシアミドの反応物を有効成分とする難
燃剤水溶液を含浸させ、乾燥された木質材料の表面に塗
装されるクリヤー塗料としては、−液ウレタン塗料（ウ
レタンラッカー、ウレタン化油等）、二液ウレタン塗料
（ウレタン樹脂、アクリルウレタン）、エポキシ塗料（
エボギシーポリアミド、ニーキシ−ポリアミン）、アミ
ノアルキッド樹脂塗料、ＵＶ硬化型塗料（ウレタン−ア
クリル、エポキシ−アクリレ−）　ｓ　”　’Ｊエステ
ルーアクリレート、不飽和ポリエステル）、アクリルラ
ッカー、硝化綿ラッカー等及びこれらにマット剤、つや
消し剤を添加し念ものが使用できる。

これらの塗料は、刷毛塗り、ロールコータ−、スグレー
、等の方法により難燃剤を含浸した木質材料に塗布され
る。尚、クリヤー塗料の塗装量は、本発明の効果を達成
する範囲であればいかなる量でもさしつかえないが、通
常形成塗膜が２００μｍ以下の厚さとなる量が好ましい
。

本発明の燐酸ｉ九はポリ燐酸のアルカリ塩、ホルムアル
デヒド及びジシアンシアミドの反応物を有効成分とする
難燃剤を含浸し、乾燥した後、りリヤー塗料で塗装した
難燃性木質材料は、木目がくすんだり、むらを生じたり
しないで、木質感を損うことなく、なおかつ難燃剤を含
まないクリヤー塗料で塗装してもＪＩＳ　Ａ−１３２１
法の難燃３級に合格する性能を有するものである。

燐酸またはポリ燐酸のアルカリ塩、ホルムアルデヒド及
びジシアンジアミドの反応物を有効成分とする難燃剤は
、特に木質材料に対する含浸性に優れており、公知の注
入法により容易に含浸できる。檜、杉の辺材等では該１
１［削氷溶液中に浸漬して６００　ｗＨｇの減圧下で１
時間保つだけで所定の含浸量の木質材料を得ミことがで
きる。また、カラ松のよう表含浸しにくい木材について
も、６００　ｗＨｇで１時間の減圧処理後、圧力１５　
ｋｇ７ｃｍ２で１時間加圧することによ〕所定の含浸量
の木材を得ることができる。ここで百９所定の含浸量と
は、木質材料１００重量部に対する該難燃剤水溶液の含
浸量が固型分で好ましくは５〜１５０重量部、よシ好ま
しくは１５〜１００重量部であることを意味する。かか
る含浸量が５重量部未満では木質感は維持できるものの
、難燃性能が不十分で難燃３級に合格せず、また、１５
０ｘ−Ｊｉ１部より多いと難燃３級には合格するが木質
材料が重くなシ、硬くなるため釘を打った時に割れやす
くなる。

また本発明の塗装した難燃性木質材料は、上記の難燃剤
含浸木質材料に市販のクリヤー塗料を公知の塗装方法で
塗装することによりて容易に作ることができ、ゴパン目
試験で調べた塗膜の密着性も優れており、実用性に富ん
でいた。

「実施例」 先づ、参考例で難燃剤の製造方法を示し、次いで実施例
及び比較例を挙げる。尚本発明はかかる実施例のみに限
定されるものでない。又、例中の粂は特断しない限り重
量基準である。

参考例１ 温度計、冷却管を付けた四つロフラスコに８９％燐酸３
３（１，水１００１！を入れ、７０℃まで昇温し九。次
にジシアンシアミド２５２Ｉを加え、１００℃で１時間
反応させた。次いで２５％アンモニア水２２４Ｉを加え
て中和後、さらに３７％ホルマリン４８６１１を加え７
０℃で３時間反応させた。これを水で稀釈して濃度５０
％の透明な難燃剤水溶液を得た。

参考例２ 温度計、冷却管、滴下ロートを付は九四つロフラスコに
２５％アンモニア水１３６Ｉを入れ、３０℃以下でポリ
燐酸（Ｐ２０５含量７６％）１８６Ｊを滴下し、ポリ燐
酸アンモニウムを合成した。次に３７％ホルマリン１６
２．２．９を加えて７０℃に昇温し、この温度で１時間
保持した後、ジシアンジアミド１６８．２ｆｉを加え、
７０℃で２時間反応させた。これを水で稀釈して濃度４
０％の透明なプリ燐酸アンモニウム、ホルムアルデヒド
及びジシアンシアミドの反応水溶液（難燃剤水溶液）を
得た。

参考例 温度計、冷却管、滴下ロートを付けた四つロフラスコに
２５％アンモニア水２３８ｙを入れ、３０℃以下でポリ
燐酸（Ｐ２０５含量７６％）１８６ＪＦを滴下し、ポリ
燐酸アンモニウムを合成した。次に３７弊ホルマリン８
１．１ｇを加えて７０℃に昇温し、この温度で１時間保
持した後、ジシアンジアミド８４．１１を加え、７０℃
で２時間反応させた。これを水で稀釈して濃度４５％の
透明な、ｊｅ　ＩＪ燐酸アンモニウム、ホルムアルデヒ
ド及びジシアンジアミドの反応物水溶液（難燃剤水溶液
）を得念。

実施例１ 減圧装置を備えた含浸容器に、長さ４０副、幅２２６１
１、厚さ１２ｍ＋の檜の板材を１０枚入れた。

次に参考例１の難燃剤水溶液を水で稀釈して３５弊水溶
液とした処理液を含浸容器内に入れて板材を完全に浸漬
させた。次いで減圧装置を運転して含浸容器内を減圧度
４０　ｍＨｇに減圧し、１時間保−）な０次に常圧に戻
して１時間保持した後、処理木材を取出し、表面の処理
液を良く拭きとった。

次いで、室温で２日間自然乾燥し、さらに４０℃で２日
、８０℃で１０時間熱風乾燥して外観が未処理木材と変
わらない難燃性の木材を得た。次に、１０枚の内、５枚
について素地調整、着色、目止めをした後、ロールコー
タ−でアミノアルキッド樹脂塗料であるタラミツ２１り
００級クリヤー（日本Ｒインド（株）製品）１００重量
部にメラミククＣ硬化剤（日本ペイント（株）製品）５
重量部及びタラミック１０００級シンナー（日本硬イン
ド（株）製品）３０重量部を加えたクリヤー塗料を木材
表面に１００１１７ｍ　塗布した。＋１８０のサンド４
−ノン−で研磨した後、再び上記の塗料配合物を１００
１７ｍ２塗布して乾燥させた。得られ九塗料難燃性木材
の端から１８ｃｒＲＸ２２ｃｍの部分についてコ０パン
目試験を行い、塗膜の密着性を調べ、残りの部分につい
て燃焼試験を行りた。比較のために未塗装の含浸木材５
枚についても燃焼試験を行い、それぞれ結果を表１に示
した。燃焼試験はＪＩＳ　Ａ−１３２１の離燃３級試験
法により行った（以下の例でも同様）。

比較例１ 難燃剤として市販の燐酸アンモニウムを使りた以外はす
べて実施例１と同じ方法で難燃性木材を得た。木材の表
面には結晶が析出しておシ白華が見られた。処理木材１
０枚の内、５枚を実施例１と同様に塗装し、ゴパン目試
験と燃焼試験を行った。未塗装の処理木材についても燃
焼試験を行い、それぞれの結果を表１に示した。

実施例２ 減圧装置、加圧装置を備えた含浸容器に長さ４０譚、幅
２２ｃＷ１、厚さ１５■の杉の板材を１０枚入れた。次
に参考例２の難燃剤水溶液を水で稀釈して３６％水溶液
とした処理液を容器内に入れて板材を完全に浸漬させ九
。次いで、減圧装置を運転して含浸容器内を減圧度８０
　ｗＨＨに減圧し、１時間保り九。次に常圧に戻した後
、加圧装置を運転し、圧力１０　ｋｌ／ｃｍ２に加圧し
て２時間保つ念。

再び常圧に戻して処理木材を取出し、表面の処理液を拭
きとりた後、室温で３日間自然乾燥して４０℃で３日間
、８０℃で１日間加熱乾燥して外観が未処理木材と変わ
らない難燃性の木材を得た。

この内５枚を、実施例１と同様に、素地調整、着色、目
止めをした後、ロールコータ−でポリウレタン樹脂塗料
であるポ゛リウレウッドシーラー（日本ペイント＠）製
品）８０″ＩＬ量部にポリウレタン剤（日本ペイント（
株）１１品）２０重量部を配合したクリヤー塗料を１２
０１／ｌｎ２塗布し、乾燥後す１８０のサンドイーＡ−
で軽く研磨し、ポリウレマイテイラッククリヤー（日本
ペイント＠）製品）１００ｉｔｔ部にポリウレマイテイ
ラック硬化剤（日本ペイント（株）′！Ｍ品）２０ｔｉ
部を配合したクリヤー塗料を１００９７ｍ塗布し、乾燥
させ念。

得られ次塗装ａ燃性木材の端から１８ｃＩｎＸ２２ｃｙ
＋＋の部分についてゴパン目試験を行い、塗膜の密着性
を調べ、残りの部分について燃焼試験を行った。比較の
ために未塗装の含浸木材５枚についても燃焼試験を行い
、それぞれ結果を表２に示し九。

比較例２ 難燃剤として市販の燐酸アンモニウムを使用した以外は
すべて実施例２と同じ方法で難燃性木材を得た。木材の
表面には結晶が析出しており白華が見られた。処理木材
１０枚の内、５枚を実施例２と同様に塗装し、ゴパン目
試験と燃焼試験を行り九。未塗装の処理木材についても
燃焼試験を行い、それぞれ結果を表２に示した。

実施例３ 減圧装置、加圧装置を備えた含浸容器に長さ４０ｃｒＩ
１．＠２２ｍ、厚さ１８■の蒸煮処理したカラ松の板材
を１０枚入れた。次に参考例３の難燃剤水溶液を水で稀
釈して３５％水溶液とした処理液を容器内に入れて板材
を完全に浸漬させた。次いで、減圧装置を運転して含浸
容器内を減圧度１００　ｔｍＨｇに減圧し、１時間保っ
た。次に常圧に戻した後、加圧装置を運転して圧力１５
　峻６２に加圧し、３０分間保つた。再び常圧に戻して
処理木材を取出し、表面の処理液を拭きとった後、室温
で３日間自然乾燥し、４０℃で２日間、８０℃で１日間
加熱乾燥して未処理木材と変わらない難燃性木材を得た
。

次に１０枚の内、５枚について素地調整をした後、ロー
ルコータ−でポリウレタン樹脂塗料であるポリタレ２２
０床用クリヤー（日本ペイント（株）製品）１００重量
部に塗料用シンナーＡ（日本ペイント（株）製品）２０
重量部を配合したクリヤー塗料を木材表面に１２０１７
ｍ塗布した。乾燥後、＋１８０のサンドイーパーで研磨
し、再び上記のりリヤー塗料全１００　ｇ／ｍ２塗布し
て乾燥させた。得られｔ塗装難燃性木材の端から１８ｍ
Ｘ２２ｃ１ｎの部分についてゴバン目試験を行い、塗膜
の密看性全調べ、残りの部分について燃焼試験を行った
。

比較のために未塗装の含浸木材５枚についても燃焼試験
を行い、それぞれ結果を表３に示した。

地絞例３ 難燃剤として市販の：Ａ酸グアニシンを使用した以外は
すべて実施例３と同じ方法で離燃性木材を得た。木材の
表面は乾燥後も湿った状態で雨天の日はべたつきが感じ
られた。処理木材１０枚の内、５枚を実施例３と同様に
塗装し、ゴバン目試験と燃焼試験を行っ之。未塗装の処
理木材についても燃焼試験を行い、それぞれの結果を表
３に示した。

ノ ／／ ノ 表１中の特性項目の内容は次のとおりである（他の表で
も同様）。

Ｔｃ　　　：排気温度曲線が加熱試験中に標準温度曲線
を超える時間（分）　　　３分以上が合格 Ｔ−ｄθ：排気温度曲線が標準温度曲線を超えている部
分の排気温度曲線と標準温度曲線で囲まれた部分の面積
（℃・分）　　　３５０以下が合格 ＣＡ　　二単位時間当力の発煙係数　　１２０以下が合
格残炎時間：加熱終了後、３０秒以上残炎がないこと裏
面亀裂：著しい変形や厚さのＶＩＯ以上の亀裂がないこ
とノ 「発明の効果」 本発明の塗装した難燃性木質材料は、ＪＩＳ　Ａ−１３
２１法の難燃３級に合格し難燃性の効果に優れるが、燐
酸またはポリ燐酸のアルカリ塩、ホルムアルデヒド及び
ゾシア／ジアミドの反応物を有効成分とする難燃剤水溶
液を含浸して乾燥して得られた難燃性木質材料の表面に
、難燃効果の殆どない市販のクリヤー塗料を塗布しても
、未塗装の難燃性木質材料よりもＪＩＳ　Ａ−１３２１
法における残炎時間が短くなるという予想しない効果を
有することが判明した。

また、本発明の塗装した難燃性木質材料は、ゴパン目試
験結果から明らかなように、塗料との密着性が優れてお
り極めて高い実用性を有するものでろる。

代理人　弁理士　高　橋　勝　利

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 木質材料に、燐酸またはポリ燐酸のアルカリ塩、ホルム
   アルデヒド及びジシアンジアミドの反応物を有効成分と
   する難燃剤水溶液を含浸して乾燥後、クリヤー塗料で塗
   装してなる塗装した難燃性木質材料。