JPH03258537A - 複合材料及びその製造方法 - 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〉 本発明は複合材料及びその製造方法に関し、特に不燃積
層材上に金属被覆層が形成されて戊る複合材料及びその
製造方法に関する。

〈従来技術〉 特開昭５０−４２９４８号公報に、ハードボード、合板
、木材、スレート、陶磁器等の基材ボードの表面に９０
０℃以下の融点をもつ金属または合金を溶射し、更にそ
の上に１０００−１６００℃の融点をもつ金属または合
金を溶射した耐熱ポ−ドが開示されている。この従来技
術によるボードは二層の溶射を行うものであり、耐熱性
及び耐水性に優れたものとされている。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記従来技術によるボードは基材表面を被覆する金属層
によって表面の耐熱性が向上されるものの、基材がハー
ドボード、合板、木材等の有機質である場合は、金属層
を介して伝達される熱の影響で基材自体が徐々に劣化な
いし炭化してしまい、最終的には発火する危険を有して
いる。このため、厨房等大を用いる場所における建築材
料或は家具、建築部材として使用されるに至っていない
のが現状である。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、このような従来技術の欠点に鑑みてその課題
を解決することを目的として鋭意工夫の末に完成された
ものであって、木質単板の細胞孔内及び／又は細胞孔内
壁面に不燃性無機化合物が充填ないし付着或は固着され
、且つ該木質単板の表裏面にも該不燃性無機化合物が付
着或は固着さ松、杉、桧等の針葉樹材又はラワン、カポ
ール、栗、ポプラ、ヤナギ等の広葉樹材の原木或はフリ
ッチヲ、ロータリーレース、ハーフロータリーレース、
スライサー等の切削装置を用いて切削することによって
得られる。この木質単板は細胞孔や導管孔ないし仮導管
孔等を多数有していて単板表面にこれら空隙が開孔され
、或は繊維外周部の細胞壁が引き裂かれたり割れ目を生
じたりしているものが単板表面に現出されている。

得られた木質単板は乾燥されてその含水率を７〜１５％
程度に調整される。この乾燥された木質単板の細胞孔、
導管孔等の空隙部に不燃性無機化合物を充填させ、或は
細胞孔内壁に沿って層状に該不燃性無機化合物を固着又
は付着させ、更に木質単板の表裏面にも該不燃性無機化
合物を固着又は付着させることによって、不燃化処理を
行う。

この不燃化処理は例えば下記工程によって行うことがで
きる。即ち、木質単板を水溶性無機塩の水溶液（以下「
第１液」と称す）中に十分に浸漬させて含浸させる。こ
の際、減圧又は加圧を加えてれた木質単板を、上記不燃
性無機化合物と同一又は異なる不燃性無機化合物が混入
された接着性物質で積層成形一体化して戊る不燃積層材
を基板とし、該基板の少なくとも一表面に、溶射法によ
る金属被膜層が形成されて成ることを特徴とする複合材
料である。

本発明はまたかかる複合材料の製造方法をも提供するも
のであって、この発明方法は、原木を切削装置によって
切削して木質単板とし、次いで該木質単板の細胞孔内及
び／又は細胞孔内壁面に不燃性無機化合物を充填ないし
付着或は固着せしめると共に該木質単板の表裏面にも該
不燃性無機化合物を付着或は固着せしめ、かくして不燃
性処理された木質単板を上記不燃性無機化合物と同一又
は異なる不燃性無機化合物が混入された接着性物質を介
して複数枚積層し、更にこれを圧縮し成形一体化して不
燃積層材とし、該不燃積層材の少なくとも一表面に金属
を溶射した後冷却することにより金属被膜層を形成する
ことを特徴とする。

本発明において用いられる木質単板は、例えば含浸処理
を強制的に促進させると有効である。また木質単板を乾
燥することなく高含水率状態として、或は−旦乾燥した
後に水または温水に浸漬して吸水させこれを飽水状態と
した後に、第１液中に浸漬させて拡散含浸させても良い
。第１液としては、ＭｇＧＱ２．ＭｇＢｒ２．ＭｇＳ○
、−Ｈ，Ｏ。

Ｍｇ（Ｎ（ｈ）２’６Ｈ２０，ＡＱＣＱ、３．ＡＱＢｒ
３゜Ａｌ２２（Ｓ　Ｏ４）３．　ＡＱ（Ｎ　Ｏ３）　ｓ
・９　Ｈ２ｏ　、　ＣａＣＯ２゜ＣａＢｒ２．Ｃａ（Ｎ
ｏ、）２．ＺｎＣＯ３，ＢａＢｒ２゜ＢａＣ（２２・２
Ｈ２０，Ｂ　ａ（Ｎ　Ｏ３）２等の水溶液が例示される
。木質単板を第１液に浸漬含浸せしめることによって溶
質の無機塩のイオンが拡散により木質単板の細胞孔内に
まで入り込む。

次いで余剰分の第１液を除去するために脱液処理を行う
。脱液処理は例えば遠心脱液或はジャワ、どぶ漬けの水
洗い等の手段によって行われ、余剰分の第１液を除去す
ることによって木質単板表面において不燃性無機化合物
が過剰に生成されることを抑制し、次に含浸される水溶
液の拡散含浸を良好にする。

次いで、第１液と反応して水不溶性の不燃性無機化合物
を生皮するような化合物液（以下「第２液」と称す）を
ブレングー。スプレー等を用いて木質単板に添加混合し
或は浸漬せしめることによって、該第２液を木質単板に
含浸させる。第１液の場合と同様に、減圧又は加圧処理
によって木質単板に対する第２液の含浸を促進せしめる
ことができる。第２液としては、Ｎａ２ＣＯ３，Ｈ２Ｓ
Ｏ，。

（ＮＨ，）、ＣＯ，、Ｎａ、５Ｏ４１（ＮＨ４）２３０
４１Ｈ２Ｐ０４．Ｎａ２ＨＰＯａ＋　（ＮＨ４）２ＨＰ
０４＋Ｈ３ＢＯ３，ＮａＢＯ２，ＮＨ４ＢＯ２等が例示
される。

第２液を塗布ないし浸漬することによ・り木質単板の細
胞孔内に該第２液が拡散含浸され、木質単板中で第１液
と第２液とが反応し、不燃性無機化合物が生皮される。

生皮される不燃性無機化合物としては、リン酸マグネシ
ウム、リン酸カルシウム。

リン酸バリウム、リン酸アルミニウム、ホウ酸マグネシ
ウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム。

リン酸亜鉛、炭酸バリウム、硝酸カルシウム、硝酸バリ
ウム等のカルシウム化合物、マグネシウムに好ましくは
５０℃以上の温度で行うことが好ましい。また第１液と
第２液を温水状態としてこれに木質単板を浸漬せしめ、
あるいは第１液及び第２液の浸漬時に超音波やパイブレ
ーク等によって電気的或は機械的振動を与えるようにす
ると、木質単板中への処理液の拡散並びに反応が良好に
行われる。なお第１液と第２液とによる処理順序は問わ
ず、先に第２液による処理を行っても勿論良い。

かくして細胞孔内または内壁面に不燃性無機化合物が固
着され、且つその表裏面にも不燃性無機化合物が固着ま
たは付着されて不燃化処理された不燃性単板が得られる
。単板の表裏面に過剰に固着または付着された不燃性無
機化合物は必要に応じてブラッシング、バキューム等に
よって除去される。

次いでこの不燃性単板の少なくとも片面に、スプレー、
スプレンダー、フローコーター等の接着剤塗布装置を用
いて接着性物質を塗布する。接着性物質としてはユリア
樹脂、メラミン樹脂、イソ化合物、アルミニウム化合物
、バリウム化合物、鉛化合物、亜鉛化合物、ケイ酸化合
物等が例示される。例えば第１液として塩化バリウムを
用い、第２液としてリン酸水素アンモニウムを用いて反
応させると、バリウムのカチオンとリン酸のアニオンと
が反応して、リン酸バリウムとリン酸水素バリウムとが
生皮される。反応終了後脱液し乾燥してその含水率を２
５％以下、好ましくは７〜１５％とする。この不燃性無
機化合物は水不溶性であるため、乾燥後において、木質
単板の細胞孔内又は細胞孔内壁面に充填ないし付着或は
固着されると共に木質単板外周部（表裏面）にも付着或
は固着される。これにより、木質単板表面に現出される
空隙孔や割れ目を閉塞ないし充填するような形で不燃性
無機化合物が存在することとなる。

不燃性無機化合物は、木質単板に対して３３重量％以上
の割合で混入されることが好ましく、これ以下では十分
な防火性能が得られない。また第１液と第２液との反応
効率を高めるために、第２液の添加混合は加熱雰囲気下
、特に４０℃以上更シアネート、ウレタン樹脂、エポキ
シ樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂或はそれらの
変性樹脂等の合成樹脂接着剤が好適に用いられる。この
接着性物質には不燃性無機化合物が一種又は複数種混入
される。接着性物質に混入される不燃性物質は上記第１
液及び第２液との反応によって生皮されるものと同種で
あっても異なるものであっても良いが、例えば第２液（
第２液による先行する場合は第１液）の処理槽内に過剰
に生皮された不燃性無機化合物が沈澱されるので、これ
を回収して接着性物質に混入すると効率的且つ経済的で
ある。或は不燃化処理後の乾燥の際に脱落堆積される余
分な不燃性無機化合物を回収し、これを必要に応じて乾
燥し篩い分けした後に接着性物質に混入しても良い。

接着性物質を塗布された不燃性単板を複数枚積層した後
、ホットプレスやコールドプレス等の圧締装置に投入し
て圧締接着せしめる。多数枚の積層に際しては、単板の
繊維方向を同一方向としても、或は繊維方向を任意直交
するようにして行っても良い。かくして不燃性単板を接
着性物質で積層成形一体化した不燃積層材が得られる。

この不燃積層材の含水率は２０％以下とすることが好ま
しい。この理由は、含水率が２０％以上であると、金属
溶射時にその熱の影響で溶射面側の内部水が蒸発し反対
側に水分移動されるために内部バランスが崩れ、金属溶
射中において不燃積層材自体に溶射面側を凹とする反り
が生じ易くなるためである。

得られた不燃積層材の表面（後に金属被膜層が形成され
る側）を必要に応じてサンディングした後、溶射器を用
いて必要量の溶融金属を吹き付は溶射を行う。金属溶射
は不燃積層材の表面に限らず裏面、木口面等の必要箇所
、また全面を被覆するように行うことができる。金属溶
射が行われる不燃積層材の面の温度は４０〜１００℃で
あることが好ましく、この観点より、熱圧成形後の不燃
積層材の材温が高いうちに或は少なくとも不燃積層材の
金属被膜層を形成する面の温度を温めた後に、金属溶射
を行うことが好ましい。４００Ｃ！以下１１ れた木質単板を積層成形一体化して集成材とする際に用
いられる接着性物質にも不燃化無機化合物が混入されて
いるため、金属被膜層を介して伝達される熱によっても
劣化ないし炭化することがない。

〈実施例〉 松材をロータリーレースによって切削して得られた０、
５ｍｍ厚の単板を乾燥した後、塩化バリウムを主成分と
する水溶液に減圧下で２０分間浸漬し、拡散処理の後、
遠心脱液処理した。次いで、この単板をリン酸アンモニ
ウムを主成分とする水溶液に減圧下で２０分間浸漬して
塩化バリウムと反応させることにより、該単板の細胞孔
等の孔内及び単板外周部に水不溶性のリン酸バリウムと
リン酸水素バリウムから成る不燃性無機化合物を充填な
いし付着又は固着せしめるべく不燃化処理を行い、その
後遠心脱液処理した。次いで熱風乾燥処理によって単板
の含水率を１２％に調整した。

この不燃化処理によって生成された不燃性無機化合物に
よる重量増加率は６３％であった。

であると吹き付けられた溶融金属が直ちに冷却固化して
しまうため、不燃積層材の被覆面に対する投錨効果によ
る密着力が十分に発揮されない。またｌＯＯ℃以上であ
ると溶融金属の温度影響が強く、不燃積層材の表面を劣
化させることとなって、密着力が低下する。溶射される
金属としては錫、鉛、亜鉛、銅、黄銅、青銅、アルミニ
ウム、ニッケル、鉄、ステンレス等の金属合金が好適に
用いられる。溶射法としては一般に行われる電気溶線式
溶射法、ガス溶線式溶射法、粉末式溶射法のいずれを採
用しても良い。溶射された金属は、その後の冷却により
固化し、不燃積層材の表面上に金属被膜層が密着形成さ
れる。

く作用〉 不燃積層材の表面に形成される金属被膜層によって耐熱
性が向上される。不燃積層材は、木質単板の細胞孔内又
は細胞孔内壁面に不燃性無機化合物が充填又は付着或は
固着されると共にその表裏面にも不燃性無機化合物が付
着或は固着されることによって不燃化され、更にかくし
て不燃化処理さ２ かくして得られた不燃性単板をスプレッダ−に投入し、
リン酸バリウムを５％混入したメラミン樹脂接着剤をそ
の表面に塗布した後、複数枚を積層した。積層後、コー
ルドプレスに投入して仮圧締し、更にホットプレスに挿
入して１４０℃にて３分間圧締成形して、１０ｍｍ厚、
３’Ｘ６’サイズの不燃積層材を得た。

得られた不燃積層材を養生し、表面温度が４０００にな
ったところで、粉末式溶射法により融点６６０℃の溶融
アルミニウム金属を溶射し、後冷却することにより、金
属被膜層を形成し、本発明による複合材料が得られた。

〈発明の効果〉 本発明による複合材料は、積層材の表面に金属被膜層が
形成されることにより耐熱性・耐水性に優れ、しかも基
材である積層材は不燃化処理された木質単板を不燃性接
着剤を介して積層成形一体化して得られるものであるた
めに、金属被膜層を介して伝達される熱によって劣化な
いし炭化することがなく、長期的にも発火する恐れがな
い。よつて、厨房等の火を用いる場所においても広く建
築材料或は家具・建築部材として好適に用いられる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）木質単板の細胞孔内及び／又は細胞孔内壁面に不
   燃性無機化合物が充填ないし付着或は固着され、且つ該
   木質単板の表裏面にも該不燃性無機化合物が付着或は固
   着された木質単板を、上記不燃性無機化合物と同一又は
   異なる不燃性無機化合物が混入された接着性物質で積層
   成形一体化して成る不燃積層材を基板とし、該基板の少
   なくとも一表面に、溶射法による金属被膜層が形成され
   て成ることを特徴とする複合材料。
2. （２）原木を切削装置によって切削して木質単板とし、
   次いで該木質単板の細胞孔内及び／又は細胞孔内壁面に
   不燃性無機化合物を充填ないし付着或は固着せしめると
   共に該木質単板の表裏面にも該不燃性無機化合物を付着
   或は固着せしめ、かくして不燃性処理された木質単板を
   上記不燃性無機化合物と同一又は異なる不燃性無機化合
   物が混入された接着性物質を介して複数枚積層し、更に
   これを圧縮し成形一体化して不燃積層材とし、該不燃積
   層材の少なくとも一表面に金属を溶射した後冷却するこ
   とにより金属被膜層を形成することを特徴とする複合材
   料の製造方法。
3. （３）上記金属溶射を、上記不燃積層材の材温が４０〜
   １００℃である状態で行うことを特徴とする、請求項２
   記載の複合材料の製造方法。