JPH02270547A - 難燃性の木質材料 - 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」 本発明は難燃性能を付与した木質材料に関し、住宅の天
井、壁、柱、床等の建材、家具、建具として利用される
。

「従来の技術」 従来から、難燃剤として燐酸アンモニウム、燐酸グアニ
ジン等を含浸させた難燃性の木質材料力よ知られている
。しかしながら、燐酸アンモニウム水溶液を含浸、乾燥
させた木質材料では、難燃性能は優れているものの表面
に粗大結晶が析出し、ざらざらした感じになるだけでな
く、粉ふき現象といわれる白華が生ずるので木目がくす
み、著しく木質感が損われる。また、白華が生ずるため
に他の木質材料との接着性能が劣る欠点があった。

また、燐酸グアニジン水溶液を含浸、乾燥させた木質材
料では、燐酸グアニジンが水可溶性であり、反応性を持
たないために水、湿気との接触により容易にしみ出し、
木質材料の表面をべたつかせたシ、簡単に流出して難燃
性能を低下させる欠点があった。

「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、他の木質材料との貼り合
せＫおける接着性能に優れ、表面の木質感を生かした、
難燃性の木質材料を提供する。

「課題を解決するための手段」 本発明者らは、先に各種木質材料に、　１１４酸または
ポリ燐酸のアルカリ塩、ホルムアルデヒド、ジシアンソ
アミド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、水に対する抵抗性を有し、木質感
を損わないで、ＪＩＳ　Ａ−１３２１法の難燃３級に合
格する離燃性木質材料が得られることを見い出したが、
木質材料に、燐酸または−り燐酸のアルカリ塩、ホルム
アルデヒド、ジシアンシアミド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、接着剤を便用して０．
２〜１．５絹厚の木質単板と貼り合せれば、表面は処理
していない木質材料と全く変わらない、難燃性に優れた
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、本発明は木質感、難燃性に優れた木質材料におい
て、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シアミド反応物を有効成分
とする難燃剤水溶液を含浸して乾燥させた後、接着剤を
便用して０．２〜１．５４Ｉ、好ましくは０．２〜１．
２　ｓｐａの木質単板と貼り合せることを特徴とする難
燃性の木質材料である。

本発明に用いられる木質単板および木質材料の樹種とし
ては、例えば、杉、赤松、カラ松、檜、栂、ヒバ、ペイ
ヒ、ペイマツ、ベインが、ペイモミ、ペイスギ等で代表
される針葉樹、マカン・マ、ブナ、セン、カエデ、カシ
、ミズナラ、カッテ、サクシ、ケヤキ、シイ、キリ、シ
ナ、ハルニレ、ラワン、アビトン、チーク、シタン、コ
クタン、ローズウッド、ウオールナツト、マホがニー、
等で代表される広葉樹が使用でき、木質単板と貼シ合せ
る木質材料の形状、構造としては、単板、角材、板材等
の製材の他に合板、集成材等の加工木材、パーティクル
？−ド、ファイバーゼード等も使用できる。

本発明の有効成分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、ジシアンジアミド反応物は、燐
酸またはポリ燐酸のアルカリ性物質ヲ反応させた後、ホ
ルムアルデヒド、ジシアンシ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ジアミドを反応さ
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、ポリ燐酸はＰ２Ｏ５含量が６７．４重！−優を
超えて８８．８重量％未満のものが使用できる。

マタ、アルカリ性物質はアンモニア、ヒドラジノ、ヒド
ロ中ジルアミン、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、ポ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、ジシアンジアミド、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、アルカリ性物質
は燐１モルにつ＠　Ｏ，Ｓ〜２モルの割合いである。

本発明の難燃剤には、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、硫酸ンー
ダ、臭化アンモニウム、等のハロゲン化合物、等の公知
の難燃剤を添加することができる。添加量は、本発明の
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
脂を添加することができる。添加量としては、本発明の
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単板の乾燥は、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、低温除湿乾燥等により行
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、ジシアンジアミド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と０．２〜１．
５　ｍ厚の単板を貼り合せる接着剤としては、エリア樹
脂系、メラミン嘴脂系、エリア樹脂−酢酸ビニル樹脂系
、メラミン樹脂−酢酸ビニル樹脂系、水性ビニルウレタ
ン樹脂系、ウレタン樹脂系、アクリル樹脂系、レゾルシ
ノール樹脂系、合成コ９ム系、コ９ム系の接着剤等が使
用できる。

これらの接着剤は、刷毛塗シ、ロールコータ−５等の方
法によシ、難燃剤を含浸した木質材料または単板、また
はその両方に塗布される。

難燃剤を含浸した木質材料は、少なくと４一つの単板と
接着剤を介して冷圧下または熱圧下で貼シ合せられる。

本発明の燐酸またはポリ燐酸のアルカリ塩、ホルムアル
デヒド、ジシアンジアミド反応物を有効成分とする鶏燃
剤を含浸し、乾燥した後、接着剤を使って単板と貼り合
せ＆ｌＩ燃性の木質材料は、見た目も感触も素材の木材
と全く変わらず、表面ＰＣ＠燃処理していない単板を貼
り合せているにもかかわらず、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、
ジシアンジアミド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、杉の辺材等では該難燃剤水溶液中に浸漬して６００
　、Ｈｇの減圧下で１時間保つだけで所定の含浸量の木
材を得ることができる。ここで言う所定の含浸量とは、
木材１００重量部に対する該難燃剤含浸量（固型分）が
５〜１５０１１部、好ましくは１５〜１００重量部であ
ることを意味する。

含浸量が５重量部未満では表面の単板との接着性は問題
ないが、離燃性能が不十分で難燃３級に合格せず、また
、１５０重量部よシ多いと難燃３級には合格するが、木
材が硬くなるため釘を打った時に割れやすくなり、実用
的でない。

また、本発明の難燃性の木質材料は、上記の峻燃剤含浸
木質材料を公知の接着剤で、公知の方法によって単板と
貼シ合せて容易につくることができ、ＡＳＴＭ　Ｄ−２
３３９−７０法のせん断引張り試験法で調べた接着性能
も優れており、実用性に富んだものであった。

「実施例」 参考例１（ｎｉｌ燃剤の製造） 温度計、冷却管を付けた四ロフラスコに８９係燐酸３３
０１水１００．９を入れ、７０℃まで昇温した。次に、
ジンアンジアミド２５２ｇを加え、１００℃で１時間反
応させた。次いで２５慢アンモニア水２２４Ｉを加えて
中和後、さらに３７ｍホルマリン４８６ＩＩ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、滴下ロートを付けた四ロフラスコに２
５１アンモニア水１３６Ｉを入れ、３０℃以下でポリ燐
酸（Ｐ２０５含量７６％）１８６Ｎを滴下し、ポリ燐酸
アンモニウムを合成した。次Ｋ、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１６８．２．９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Ｉり燐酸アンモニウム、ホルムアルデヒド
、ジシアンジアミド反応物水溶液を得た。

参考例３ 温度針、冷却管、滴下ロートを付は九四ロフラスコに２
５１アンモニア水２３８Ｉを入れ、３０℃以下でポリ燐
酸（ｐ２ｏ５含量７６１）１８６＃を滴下し、Ｉす燐酸
アンモニウムを合成した。次に、３７％ホルマリン８１
．１Ｎを加えて７０℃に昇温し、この温度で１時間保持
した後、ジンアンジアミド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チの透明なポリ燐酸アンモ
ニウム、ホルムアルデヒド、ジシアンジアミド反応物水
溶液を得た。

燃焼試験はＪＩＳ　Ａ−１３２１の難燃３級試験法によ
り行う九。

実施例１ 麺圧装置を備えた含浸容器に、長さ４０ｃＩＲ１幅２２
ｍ、厚さ１２ａ＋のペインがの板材を５牧人れた。次に
参考例１の難燃剤水溶液を水で稀釈して３５慢水溶液と
した処理液を含浸容器内に入れて板材を完全Ｋｉｔ潰さ
せた。次いで減圧装置を運転して含浸容器内を減圧度ｓ
ｏａ＋Ｉ’１ｇ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、圧力１５　ｋ！ｇ／３　　
Ｋ加圧して１時間保った。再び常圧に戻して処理木材を
吹出し、表面の処理液を拭きとった後、室温で２日間自
然乾燥して４０℃で３日間、８０℃で８時間加熱乾燥し
て外観が未処理木材と変わらない難燃性木材を得た。

次に、５枚の長さ４０錦、幅２２ｃｒＩＩ、厚さ０．５
鵡の檜の単板を用意し、レゾル７ノール系樹脂（ｆライ
オ−フェン　６０００、大日本インキ化学工業（株）製
品）１００重量部にキャタリス）　ＴＤ　−４７３（大
日本インキ化学工業（株）製品）１５重量部を混合して
調製した接着剤を２５０１／ｒｎ　　塗布した難燃処理
木材の上に、それぞれの単板を置いて室温で１０　’に
９７ｃｍ　　の加圧下、１６時間圧締した。１６時間後
、解圧して難燃性の木材を得た。

得られた難燃性の木材の端から１８ｃｙａＸ２２ｃｎの
部分について、日本廣林規格（ＪＡＳ　）の特殊合板の
平面引張り試験を行い、接着性能を調べ、残りの部分に
ついて燃焼試験を行い、結果を表ＩＫ示した。

比較例１ 難燃剤に市販の燐酸アンモニウムを使った以外はすべて
実施例１と同じ方法で難燃性の木材を得た。実施例１と
同様に、５枚の処理木材にそれぞれ単板を貼９合せ、平
面引張り試験と燃焼試験を行ｂ、結果を表ＩＫ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４０ｃｒＲ
１幅２２ｃｔｊｌ、厚さ１００の杉の板材を５牧人れた
。次に、参考例２の難燃剤水溶液を水で稀釈して３６俤
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５０ａ＋Ｈｇに減圧し、１時間保つ丸。次に常圧に戻
した後、加圧装ｊ！を運転し、圧力１０　ｋｌｌ／ｃｗ
ｔ　　Ｋ加圧して１時間保った。

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２日間、３５０で４日間、８０℃で
６時間加熱乾燥して外観が未処理木材と変わらない難燃
性木材を得た。

次に、５枚の長さ４０ｃＮ１、幅２２ｔＭ、厚さ０．８
ｎのナラの単板を用意し、メラミン・エリア系樹脂（プ
ライアミン　ＴＤ−２９２４、大日本インキ化学工業（
株）製品）８０重量部、酢酸ビニル系樹脂エマルゾ璽ン
（〆ンコー）　　Ｗ−２５３０、大日本インキ化学工業
（株）製品）２０重量部、小麦粉１０重量部、水１０重
量部、２０慢塩化アンモニウム水溶液５重量部を混合し
て調製した接着剤を２６０　Ｊｉ’／ｍ２塗布した難燃
処理木材の上に、それぞれ単板を置いて１１５℃、１０
ｋｇ／ｃＩ１１　　で８分間圧締した。解圧後、冷却し
て外観が未処理木材と全く変わらない難燃性の木材を得
た。得られた離燃性の木材の端から１８備Ｘ２２ｍの部
分についてＪＡＳの平面引張り試験を行い、残りの部分
について燃焼試験を行って、結果を表２に示した。

比較例２ 難燃剤に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の木材を得た。処理木材
５枚を実施例２と同様に杉の板材と接着し、平面引張り
試験と燃焼試験を行い、結果を表２に示した。

実施例３ 減圧装置、圓圧装置を備えた含浸容器に長さ４０ｃｒＲ
，幅２２ｃｒＲ，厚さ９Ｉｎの合板を５牧人れた。

次に、参考例３のＳ燃剤水溶液を水で稀釈して３０−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
４０ｉｎＨｇに減圧し、２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２０嬌らに加圧し、２時
間保った。再び常圧洗炭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、４５
℃で４日間、９０℃で５日間加熱乾燥して未処理木材と
変わらない離燃性木質材料を得た。

次に、５枚の長さ２２ｃＷ１、幅４０備、厚さ１．０雌
のチークの単板を用意し、水性ビニルウレタン系樹脂（
ディックゲンドＶ−５０５．大日本インキ化学工業（株
）製品）１００重量部に、デイックボンド硬化剤Ｍ−３
（大日本インキ化学工業（株）製品）１５重量部を混合
して調製した接着剤を２３０９７ｍ２ａ布した難燃性の
合板上に１いて、室温で１０ユ／備　　の加圧下、１５
時間圧締した。解圧後、外観が未処理木材と全く変わら
ない離燃性の木質材料を得た。得られた離燃性の木質材
料の端から１８ｃｍＸ２２ｔＭの部分についてＪＡＳの
千面引張シ試験を行い、残りの部分について燃焼試験を
行って結果を表３に示した。

比較例３ 難燃剤に市販の燐酸グアニジンを便用した以外はすべて
実施例３と同じ方法で難燃性木質材料を得た。処理木材
５枚を実施例３と同様にチークの単板と接着し、平面引
張り試験と燃焼試験を行い、結果を表３に示した。

！ 尚、上表中の評価項目の内容は次のとおり。以下の表も
同じ。

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二単位時間当シの発煙係数　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１／１０以上の亀裂がな
いこと ツ ノ′ ／′ ｒ効果」 本発明の離燃性の木質材料は、未処理の木質単板を市販
の接着剤で貼り合せただけであるにもかかわらず、ＪＩ
Ｓ＾−１３２１法の虐燃３級に合格すると言う優れた効
果を有する。また、本発明の難燃剤を含浸した部分が仮
に空気中の水分の影響を受けて吸湿したとしても、表面
は未処理の単板で覆われてｈるため外観上は全く処理し
ない木材と変わらず、極めて実用性の高いものである。

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、接着剤を使用して
   ０．２〜１．５ｍｍ厚の木質単板と貼り合わせてなる難
   燃性の木質材料。