JPH0272902A - 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、特に住宅
の天井、壁、柱、床等の建材、家具、建具として利用さ
れる難燃性の木質材料に関する。

「従来の技術」 従来から、難燃剤として燐酸アンモニウム、燐酸グアニ
ジン等を含浸させた難燃性の木質材料が知られている。

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。

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シ、反応性を持たない
ために水、湿気との接触によシ容易にしみ出し、木質材
料の表面をべたつかせたり、簡単に流出して難燃性能を
低下させ、また、しみ出し、吸湿性が大きいために他の
木質材料との接着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、難燃剤を含浸した木材単
板と未処理の木質材料との貼シ合せた接着性能に優れ、
木質感を損わない、難燃性の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Ｊ 本発明者らは、先に各種木質材料に、燐酸またはポリ燐
酸のアルカリ塩、ホルムアルデヒド、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、乾燥させ
ることによシ、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
難燃性木質材料が得られることを見い出したが、２〜８
１ｍの木材単板に上記の難燃剤水溶液を含浸し、乾燥後
、接着剤を使用して未処理木質材料と貼シ合せれば、よ
シナない難燃剤童で、木質感を損うことなく、難燃性の
優れた木質材料が得られる仁とを見い出し、本発明に到
達した。

即ち、本発明は、２〜８龍厚の木材単板に、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
した含浸木材単板と未処理木質材料とを接着してなる難
燃性の木質材料である。

本発明に用いられる含浸用木材単板および未処理木質材
料の樹種としては、例えば、杉、赤松、カラ松、檜、栂
、ヒハヘイヒ、ペイマツ、ベイツガ、ペイトウヒ、ペイ
モミ、ペイスギ等で代表される針葉樹、マカンバ　ブナ
、セン、カエデ、カシ、ミズナラ、カツラ、サクシ、ケ
ヤキ、シイツキ、キリ、シナツキ、ハルニレ、ラワン、
アビトン、チーク、シタン等で代表される広葉樹が使用
できる。尚、含浸した木材単板と貼シ合せる未処理木質
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、パーティクルメート
、ファイノ４−ｙ％”−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、ホルムアルデヒド及びジシアンジアミドの反応物は
、燐酸またはポリ燐酸とアルカリ性物質とを反応させた
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重量％を超
えて８８，８重量５未満のものが好ましい。

また、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ジン、グア
ニル尿素、ポリアルキレンポリアミン、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＃ＩＲまたは
グリ燐酸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ｍ１個につき０．５〜２モルの割合いが好ましい。

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
の難燃剤の固型分１００重量部に対してＯ，１〜２０Ｘ
蓋部が好ましい。

また、エリア樹脂、メラミン樹脂等の７ミノプラスト樹
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］ｉｉ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単板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、真空加熱乾燥によシ行われる。

また、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、乾燥した単板と木質材料を貼シ合
せる接着剤としては、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
ール樹脂糸、合皮ゴム系、ゴム系接着剤等が使用できる
。

これらの接着剤は、刷毛塗り、ロールコータ−等の方法
によシ、難燃剤水溶液した木材単板または未処理木質材
料またはその両方に塗布される。

難燃剤を含浸した木材単板は、少なくとも一つの未処理
木質材料と接着剤を介して冷圧下または熱圧下で貼９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
難燃剤を含浸し、乾燥して得た含浸木材単板に接着剤を
使って未処理木質材料を貼り合せた難燃性の木質材料は
、木目がくすませず、木質感を損うことなく、難燃処理
しない木質材料が貼り合せであるにもかかわらず、含浸
木材単板面に於いてＪＩＳ　Ａ−１３２１法の難燃３級
に合格する性能ヲ有するものである。

尚、燐酸またはポリ燐酸のアルカリ塩、ホルムアルデヒ
ド及びジシアンノアミドの反応物を有効成分とする難燃
剤は、特に木材単板に対する含浸性に優れておシ、公知
の注入法によシ容易に含浸できる。カラ松のような含浸
しにくい木材でも２〜８正厚の木材単板では、６００ｍ
ｒｘＨｇで３０分間の減圧処理後、圧力１５　ｋｙ　／
ｃｙｔ”で１５〜３０分間加圧することにより所定の含
浸量の木材を得ることができる。又、檜、杉の辺材等で
は該難燃剤水浴液中に浸漬して６００ｎ＋Ｈｇの減圧下
で３０分間保つだけで所定の含浸蓋の木材単板を得るこ
とができる。

ここで言う所定の含浸蓋とは、木材単板ｌＯＯ００重蓋
対する該難燃剤含浸ｆ（固型分）が通常５〜１５０重量
部、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、１５０３（ｉ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シ、実
用的でない。

また本発明の難燃性の木質材料は、上記の蟻燃剤含浸木
材単板を公知の接着剤で公知の方法によって未処理木質
材料と貼シ合せることによって容易に作ることができ、
ＡＳＴＭ　Ｄ　２３３９−７０法のせん博引＠シ試験法
で調べた接着性能も優れておシ、実用性に富んでいる。

「実施例」 次いで、本発明を参考例、実施例及び比較例により更に
説明する。尚、燃焼試験はＪＩＳ　Ａ−１３２１の難燃
３級試験法によシ行った。

参考例１ 温度計、冷却管を付けた四つロフラスコに８９重量％燐
酸３３０ｙ、水１００１金入れ、７０℃まで昇温した。

次にジシアンジアミド２５２Ｉを加え、１００℃で１時
間反応させた。次いで２５重量％アンモニア水２２４Ｉ
を加えて中和後、さらに３７Ｍｋ％ホルマリン４８６Ｊ
ｌ加え７０℃で３時間反応させた。これを水で稀釈して
濃度５０重量％の透明な難燃剤水溶液を得た。

ε考例２ 温度計、冷却管、滴下ロートを付けた四つロフラスコに
２５重量％アンモニア水１３６Ｉｔ−入れ、３０℃以下
でポリ燐酸（Ｐ２０５含量７６重量％）１８６ｙを滴下
し、ポリ燐酸アンモニウムを合成した。次に、３７重量
％ホルマリン１６２．２Ｆ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．Ｆを加え、７０℃で２時間反応させた。これを水で
稀釈して濃度４０重蓋％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浴液を
得た。

参考例３ 温度計、冷却管、滴下ロートを付けた四つロフラスコに
２５重量％アンモニア水２３８！ｉｔ−入れ、３０℃以
下でポリ燐酸（Ｐ２０５含量７６重量％）１８６１ｔ−
滴下し、ポリ燐酸アンモニウムを合成した。次１ｃ３７
重量％ホルマリン８１．．ｌｌ１ｔ−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
８４．１　ＩＩ″ｆｔ：加え、７０℃で２時間反応させ
た。これを水で稀釈して濃度４５重量％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。

実施例１ 減圧装置を備えた含浸容器に、長さ４０ｃｒｒＬ、幅２
２ｃｒＩＬ、厚さ６鵡の檜の単板を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重量％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６
０ｍＨＨに減圧し、３０分間保った。次に常圧に戻して
３０分間保持した後、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１日間自然乾燥し、さらに４０℃で１日
、８０℃で３０分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単板を得た。次に、５枚の長さ４
０ｃｍ、幅２２ｃｍ、厚さ１０ｍｍの未処理米ツガのそ
れぞれに、レゾルシノール系樹脂プライオーフェン６０
００（大日本インキ化学工業（株）Ｍ品）１００重量部
にキャタリス）　ＴＤ−４７３（大日本インキ化学工業
（株）Ｍ品）１５重量部を混合して調製した接着剤を２
５０１７ｍ”塗布し、その上にそれぞれの難燃性の木材
単板ｔ−ｉｔいて室温で１０　Ｋｌｉ　７ｃｍ”の加圧
下、１６時間圧締した。１６時間後、解圧して外観が未
処理木材と変わらない難燃性の木材５枚を得た。得られ
た各難燃性の木材の端から１８　ｃｍ　Ｘ２２ｃｍの部
分についてＡＳＴＭ　Ｄ−２３３９−７０法によるせん
断引張シ試験を行い、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１に示した。

比較例１ 難燃剤として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単板を得た。各
木材単板の表面には結晶が析出しており白華が見られた
。処理木材単板５枚を用いて実施例１と同様にして難燃
性の木材５枚を得、せん断引張り試験と燃焼試験を行っ
た。その結果を表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４〇二、幅
２２ｃｍ、厚さ２頷のナラの単板を５牧人れた。矢に参
考例２の難燃剤水溶液を水で稀釈して３６重ｉ４水溶液
とした処理液を容器内に入れて単板を完全に浸漬させた
。次いで、減圧装置を運転して言浸容器内を減圧度５０
１７１Ｈｇに減圧し、３０分間保った。次に常圧に戻し
た後、加圧装置を運転し、圧力１８１ｖ／ｃｒｒＬ”に
加圧して３０分間保った。

再び常圧に戻して処理木材単板を取出し、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１
日間、８０℃で２時間加熱乾燥して外観が未処理木材と
変わらない難燃性の木材単板を得た。

次に、５枚の長さ４０ｃ！ＩＬ、幅２２ｃＩｒＬ、厚さ
１０ｎの未処理米ツガのそれぞれに、ユリア系樹脂プラ
イアミンＴＤ−２９２４（大日本インキ化学工業■製品
）　８０　重’７７１部、酢酸ビニル系エマルノヨンボ
ンコー）Ｗ−２５３０（大日本インキ化学工業■製品）
２０重量部、小麦粉１０重量部、水１０重量部、２０重
を傷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２６０ｇ／ｍ”塗布し、その上に難燃性の木
材単板をそれぞれ置いて１１０℃、１５　ｋｇ／ｃｍ”
で８分間圧締した。解圧、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。得られた各難燃性
の木材の端から１８７ｙＸ２２ｃｌｒＬの部分について
ＡＳＴＭ　　Ｄ−２３３９−７０法によるせん断引張り
試験を行い、残りの部分について燃焼試験を行い、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単板を得た。各単
板の表面には結晶が析出しており日華が見られた。処理
木材単板５枚を実施例２と同様に未処理米ツガの板材５
枚のそれぞれと接着し、得られた各難燃性の木材につい
てせん断引張シ試験と燃焼試験を行りた。その結果を表
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４０譚、Ｉ
［２２３、厚さ５ｍの蒸煮処理したカラ松の単板を５牧
人れた。次に参考例３の難燃剤水溶液を水で稀釈して３
５重量係水溶液とした処理液を容器内に入れて単板を完
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６０＋ｍＨｇに減圧し、４０分間保った。次
に常圧に戻した後、加圧装置を運転して圧力１５　ｋｇ
　／　ｃｍ”に加圧し、３０分間保りた。再び常圧に戻
して処理木材単板を取出し、表面の処理液を拭きとった
後、室温で２日間自然乾燥し、４０℃で１日間、８０℃
で５時間加熱乾燥して未処理木材と変わらないｌａ燃性
の木材単板を得た。

次に、５枚の長さ２２α、幅４０ＣＴＬ、厚さ６皿の蒸
煮処理したカラ松の未処理板材の両面に、水性ビニルウ
レタン系樹脂デイックボンドＶ　−５０５（大日本イン
キ化学工業■製品）１００重量部に、硬化剤デイックボ
ンｌ’Ｍ−３（大日本インキ化学工業■製品）１５重量
部を混合して調製した接着剤を片Ｕｆｉ１５０１／ｍ２
ずつ塗布し、それぞれ片面に難燃性の木材単板を、残り
の片面に蒸煮処理した長さ４０ｃｍ、幅２２ｃｍ、厚ｊ
５ｍのカラ松の板材を、３ゾライの合板と同様の方法で
重ね、室温で、１０ｋｇ／α２の加圧下、１６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難燃
性の木材を得た。得られた各難燃性の木材の端から１８
ｃｎＬＸ２２ｃｍの部分についてＡＳＴＭ　　Ｄ−２３
３９−７０法によるせん断引張り試験を行い、残りの部
分について燃焼試験を行い、結果を表３に示した。

比較例３ 難燃剤として市販の燐酸グアニジンを使用した以外はす
べて実施例３と同じ方法で難燃性の木材単板を得た。各
単板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。処理木材単板５枚を実施例３と同様に未
処理カラ松の板材５枚のそれぞれと接着し、得られた各
難燃性の木材についてせん断引張り試験と燐焼試験を行
った・その結果を表３に示した。

／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ 表１中の各試験結果の評価は下記を基準とした。

尚、難燃試験は難燃剤含浸木材単板面に於いて行なわ７
’Ｌ７’Ｃ，又、下記評価基準は他の表でも同様。

Ｔｃ；　　排気温度曲線が加熱試験中に標準温度曲線を
超える時間紛ン、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
る部分の排気流度曲線と標準温 度曲線で囲まれた部分の面積（℃・分）、３５０以下が
合格 ＣＡ；　　単位時間当りの発煙係数、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１７１０以上の亀裂が
ないこと ／ 「発明の効果」 本発明の難燃性の木質材料は、ＪＩＳ　Ａ−１３２１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
ハホ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し
て乾燥して得られた薄い難燃性の木材単板の裏面に、未
処理の木質材料を接着剤で接着しただけであるにもかか
わらず、該単板に於いてＪＩＳ　Ａ−１３２１法におけ
る難燃３級に合格するという優れた効果を有する。

また、本発明の難燃性の木質材料は、本発明で用いられ
る難燃剤の含浸性が良く、かつ難燃剤を含浸する単板の
厚みが２〜８ｗｇと薄いため、含浸しにくい木材でも難
燃剤を十分に含浸させることができ、かつ又、表面の単
板部分だけの含浸量で済むため難燃剤の量を少なくでき
、又、木質材料全体を含浸するよシも価格が安く、極め
て実用性に富むものである。

代理人　弁理士　　高　橋　勝　利

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２〜８ｍｍ厚の木材単板に、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リアミドの反応
   物を有効成分とする難燃剤水溶液を含浸した含浸木材単
   板と未処理木質材料とを接着してなる難燃性の木質材料
   。