JP2005047140A

JP2005047140A - 難燃性木質繊維板及びその製造方法

Info

Publication number: JP2005047140A
Application number: JP2003281311A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Kuroiwa; 陽一郎黒岩; Shinichi Sugawara; 進一菅原
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】比較的容易に製造でき、しかも全体に均一で優れた耐火性能を備えた難燃性木質繊維板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】難燃剤を含む溶液を木質繊維に含ませて難燃化処理する。難燃化処理した木質繊維を水ガラスを主成分とする難燃性接着剤を用いて圧縮成形する。圧縮成形後の板表面に防水性を有するシートまたはフィルムで被覆する。
【選択図】なし

Description

本発明は、難燃性木質繊維板及びその製造方法に関する。
更に詳しくは、比較的容易に製造でき、しかも全体的に均一で優れた耐火性能を備えた難燃性木質繊維板及びその製造方法に関する。

例えば特許文献１には、天然木に不燃性無機化合物の水溶液（以下、不燃性溶液と言う）を含浸させて、木材を難燃化する技術が提案されている。
特開昭６１−２４４５０２号公報

しかしながら、不燃性溶液を木材の内部にまで十分に含浸させるには、不燃性溶液中に木材を長時間浸漬させる必要があり、しかも含浸後の乾燥処理についても、同様に多大な時間を要していた。また木材の表面部と内部、あるいは節がある所とない所では、不燃性溶液の含浸量が異なってくるため、不燃性無機化合物を木材に均一に分散させることは困難であった。

（本発明の目的）
そこで本発明の目的は、比較的容易に製造でき、しかも全体に均一で優れた耐火性能を備えた難燃性木質繊維板及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために講じた本発明の手段は次のとおりである。
第１の発明にあっては、
難燃剤を含んだ木質繊維が、難燃性接着剤を用いて圧縮成形されてなることを特徴とする、
難燃性木質繊維板である。

第２の発明にあっては、
難燃剤を含んだ木質繊維が、水ガラスを主成分とする難燃性接着剤を用いて圧縮成形されており、板の表面は防水性を有するシートまたはフィルムで被覆されていることを特徴とする、
難燃性木質繊維板である。

第３の発明にあっては、
難燃剤を含んだ溶液を木質繊維に含ませて難燃化処理し、難燃化処理した木質繊維を珪酸ソーダを主成分とする難燃性接着剤を用いて圧縮成形し、圧縮成形後の板表面に防水性を有するシートまたはフィルムで被覆することを特徴とする、
難燃性木質繊維板の製造方法である。

木質繊維に含ませる難燃剤としては、リン酸系難燃剤、ホウ酸系難燃剤、ノンハロゲン系の水溶性の難燃剤等を使用するのが好ましく、無毒無臭であり、且つ揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等を一切使用していないものが好ましい。

更に、ポリリン酸アンモニウムまたはホウ酸化合物の少なくとも一方を成分として含む難燃剤がより好ましい。このポリリン酸アンモニウムやホウ酸化合物は、燃焼時に、木材の組織体（セルロース、ヘミセルロース、リグニン等）に含まれる水酸基（ＯＨ基）と反応することで、燃えにくい炭化層と水とを発生し、可燃性物質の生成を防止する作用（脱水炭化作用）を発揮する。

このため、難燃剤にはポリリン酸アンモニウムやホウ酸化合物を多く含有させると効果的である。例えば常温（２０℃）で水１００ｇに対し、ポリリン酸アンモニウムやホウ酸化合物を４〜１５ｇに相当する溶解度以上となるように混合した高濃度の難燃化剤を含む溶液であることが好ましい。ただし、原料である樹種によって含浸率が異なるため、使用する木材によって適宜設定される。

なお、難燃剤には、ポリリン酸アンモニウムやホウ酸化合物の他に、必要に応じて例えばリン酸化合物、シラノール塩、あるいは高分子材料等を含有させることもできる。特に好ましくは、金属イオン封鎖剤や湿潤浸透性の界面活性剤の一種以上と、リン酸化合物やシラノール塩等を含むものが好ましい。

木質繊維の原料である木材としては、難燃剤を含む溶液を含浸させやすいという理由から、特に杉または杉の間伐材を使用することが好ましい。特に間伐材を利用することで、貴重な木材資源を有効に利用することができる。また、杉以外の木材としては、唐松、檜等の針葉樹、あるいは桐、椋、ラワン、カポール、栗、ポプラ等の広葉樹を挙げることができるが、特にこれらに限定されない。木質繊維は、木材を常法により解繊し、所要の含水率に乾燥する。

この木質繊維に難燃剤を含む溶液を含ませて、難燃化処理する。具体的には、難燃剤を含む溶液に木質繊維を浸漬したり、難燃剤を含む溶液を木質繊維に散布して含浸させる方法などが挙げられる。なお、浸漬方法は、特に限定するものではないが、難燃剤を入れた容器内に木質繊維を浸漬させる方法（いわゆる、ディッピング）や、加圧による浸漬（含浸）方法を挙げることができる。

難燃剤を含む溶液を浸漬させるまたは散布する等によって、木質繊維がカールして縮むような場合は、浸漬または散布する工程の前処理として、形状記憶繊維の製造に使用される形状記憶装置等を使用して、木質繊維の形状を固定化することもできる。

難燃剤を含ませた木質繊維は、高周波乾燥や熱風乾燥により所要の含水率まで乾燥させる。難燃剤を含んだ木質繊維を、難燃性接着剤または難燃性接着剤を含む接着剤を用いて圧縮成形し、目的とする難燃性木質繊維板を得る。

難燃性接着剤（耐火性接着剤とも称す）としては、例えば主成分として水ガラス（別名珪酸ソーダ）を含有するものや、少なくともシロキサンとシラノール塩とからなる無機材料を含有するものが好ましい。

水ガラスを含有するものの例としては、水ガラス６０〜７０重量部、タルク３０〜４０重量部、ポリオレフィン合成パルプ１〜２重量部（合計１００重量部）を成分とする難燃性接着剤（固形分濃度は４９重量％、軟度が３０）を挙げることができる。

シロキサンとシラノール塩とからなる無機材料を含有する難燃性接着剤としては、ホウ酸化合物やフッ化物等の無機酸の存在下で、金属ケイ素（純度９９％）と水酸化ナトリウムとを水溶媒中で反応させることで生成したものが好ましい。そして、このような無機材料は、Ｓi/Ｎaの成分比が２以上であり、アモルファス状でｐＨが１２以下、硬度５００ｃＰ（mPa・s）以下の低粘性を有する材料であり、例えば市販品である「リキッドセラミックス（ＬＣ）シリカ系」（商品名、株式会社コーミックス社製）を使用することができる。

このシロキサンとシラノール塩とからなる無機材料を含有させることにより、火災等の発生時に比較的高い温度で加熱されることで無機発泡体となり、優れた断熱性能を発揮する共に、優れた防水性能を発揮する。

難燃性接着剤として水ガラスを主成分としたもの使用した場合、水ガラスが耐水性に劣るため（空気中の水分と接触することで、その接着性が低下するため）、圧縮成形後の板表面に防水性を有するシートまたはフィルムを被覆することが好ましい。これにより、難燃性木質繊維板の内部に空気中の水分が浸透することを防止でき、水ガラスが耐水性に劣る欠点を解決できる。

ただし、直接空気と接触しないような使用方法であれば、防水性を有するシートまたはフィルムを省略することもできる。具体例としては、難燃性木質繊維板を防火扉の内部に埋設して使用し、しかも扉表面をウレタン塗装などで保護する場合等である。

木質繊維を圧縮成形するために使用する接着剤としては、上記したような難燃性の接着剤の他に、メラミン樹脂系接着剤、尿素樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、イソシアネート・酢酸ビニル樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤等の他の接着剤を混合して使用することもできる。

また、難燃性木質繊維板の耐火性を高めるために、その表面を例えば珪酸マグネシウムを用いた不燃紙で被覆することもできる。なお、不燃紙で被覆した難燃性木質繊維板の表面を、更に上記した防水性を有するシートまたはフィルムで被覆することもできる。

本発明は上記構成を備え、次の効果を有する。
（ａ）本発明によれば、難燃剤を含んだ木質繊維を、難燃性接着剤または難燃性接着剤を含む接着剤を用いて圧縮成形することにより、全体的に均一で優れた耐火性能を備えた難燃性木質繊維板を比較的容易に製造することができる。

（ｂ）水ガラスを主成分とする難燃性接着剤を用いて圧縮成形されており、板の表面を防水性を有するシートまたはフィルムで被覆されているものでは、難燃性木質繊維板の内部に水分が浸透することを防止できるので、難燃性接着剤に含まれる水ガラスの耐水性に劣る欠点を改善することができる。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

杉の間伐材の外皮を除いた後、断裁して、３〜５ｃｍの大きさの木質チップとした。この木質チップをリファイナーで解繊し、木質繊維とした。

この木質繊維を難燃剤を含む水溶液に浸漬して、木質繊維に難燃剤を含浸（ディッピング処理）させた。本実施例では、難燃剤としてポリリン酸アンモニウムを含有する難燃剤（商品名「JERICO MF」、株式会社日本環境研究所製）を用いた。詳しくは、水１００ｇ（２０℃）に対して難燃剤３０ｇ（ポリリン酸アンモニウムの含有率は１５重量％）を溶解し、難燃剤を含む水溶液とした。浸漬時間は、常温（２０〜２５℃）において３０分とした。

含浸後、木質繊維を脱水し、高周波乾燥機で乾燥処理（例えば５〜６分／m³）して含水率を７〜８％に調整した。次いで、混合機内で木質繊維８０重量部に対し、難燃性接着剤１０重量部とメラミン樹脂接着剤１０重量部を添加・混合した。本実施例で使用した難燃性接着剤は、水ガラス６０重量部、タルク３９重量部、ポリオレフィン合成パルプ１重量部を成分とし、固形分濃度４９重量％、軟度３０であり、具体的には、商品名「キルボンド」（株式会社エーアンドエーマテリアル製）を使用した。

接着剤を混合した木質繊維を空気フォーミング法により、エンドレスロールプレスの金属ベルト上でチップマットを形成し、これをホットプレスに投入して１３０℃で１〜２分間（プレス圧力は１０〜１５kg/cm²）、熱圧成形して目的とする難燃性木質繊維板（例えば９００×２１００mm、厚さ６mm）を作製し、これを実施例１とした。得られた難燃性木質繊維板は、中比重ファイバーボード（ＭＤＦ）と同等の品質を有していた。

［比較例１］
木質繊維に難燃剤を含浸させないことと、木質繊維に混合する接着剤として難燃性接着剤を用いないこと以外は、実施例１と同様な製法により木質繊維板を作製し、これを比較例１とした。木質繊維に混合する接着剤は、メラミン樹脂接着剤（木質繊維８０重量部に対して２０重量部を添加）を使用した。

［比較例２］
木質繊維に混合する接着剤として難燃性接着剤を用いないこと以外は、実施例１と同様な製法により木質繊維板を作製し、これを比較例２とした。木質繊維に混合する接着剤は、メラミン樹脂接着剤（木質繊維８０重量部に対して２０重量部を添加）を使用した。

（耐火試験）
実施例１に係る難燃性木質繊維板と、比較例１及び比較例２に係る木質繊維板を用いて、８００℃、３０分間の耐火試験を行った。その結果、実施例１では耐火時間が３０分と長く、優れた耐火性能を示した。これに対し、比較例１では耐火時間が９０秒、比較例２では耐火時間が２０分と、いずれも実施例１よりも劣るものであった。

実施例１と同様にして難燃性木質繊維板を作製し、その表裏面に難燃性接着剤（商品名「キルボンド」、株式会社エーアンドエーマテリアル製）を用いて防水性を有するシートを被覆した。使用したシートは、防火性も高い「Ｖ．Ｓシート」（商品名、株式会社トッパン・コスモ製）４０μｍである。このような構成により、難燃性木質繊維板の内部に空気中の水分が浸透することを防止できる。よって、難燃性接着剤に含まれる水ガラスの耐水性に劣る欠点を改善することができた。

実施例１と同様にして難燃性木質繊維板を作製し、その表裏面に難燃性接着剤（商品名「キルボンド」、株式会社エーアンドエーマテリアル製）を用いて不燃紙を被覆し、これを実施例３とした。使用した不燃紙は、珪酸マグネシウムを用いた不燃紙（厚さ０．２７ｍｍ）である。

この実施例３に係る難燃性木質繊維板を用いて、８００℃、６０分間の耐火試験を行った。その結果、実施例３は耐火時間が６０分と長く、優れた耐火性能を示した。

なお、本明細書で使用している用語と表現はあくまで説明上のものであって、限定的なものではなく、上記用語、表現と等価の用語、表現を除外するものではない。

Claims

難燃剤を含んだ木質繊維が、難燃性接着剤を用いて圧縮成形されてなることを特徴とする、
難燃性木質繊維板。
難燃剤を含んだ木質繊維が、水ガラスを主成分とする難燃性接着剤を用いて圧縮成形されており、板の表面は防水性を有するシートまたはフィルムで被覆されていることを特徴とする、
難燃性木質繊維板。
難燃剤を含む溶液を木質繊維に含ませて難燃化処理し、難燃化処理した木質繊維を水ガラスを主成分とする難燃性接着剤を用いて圧縮成形し、圧縮成形後の板表面に防水性を有するシートまたはフィルムで被覆することを特徴とする、
難燃性木質繊維板の製造方法。