JPH01152006A - 難燃性木質製品の製造方法 - 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】

本発明は難燃性木質製品の製造方法に係るもので、更に
詳しくは予め微粉化したセルロースを主体とする物質に
難燃剤を含浸被覆させた後、熱硬化性樹脂を添加し、之
を均一に混合した後、加熱加圧成形する難燃性木質製品
の製造方法に関する。

【従来の技術】

木材を難燃化する方法としては、木材中で水溶性の無機
物イオン同志の反応を行い、水に不溶性かつ不燃性の無
機物を木材中に生成させる方法が開発されている（特開
昭６２−２４８６０２　）　、この方法の欠点は木材中
に水溶性の無機物イオンを圧入又は含浸するのに長時間
を要することであり、且表面と内部の難燃度に差違を生
ずる事である。実際に水を充分に吸はせた木材をバリウ
ムイオンの水溶液に漬け、次いでリン酸イオンの水溶液
に浸すと木の内部に順番に浸透してリン酸バリウム塩が
生成され木材は難燃化されるが、木材の厚さ３〜５−／
麟の板で約８時間を要する。更に水洗乾燥しなければな
らないのでその生産性は非常に忠い。また樹種・樹脂・
気温・湿度等により木材内部に生成される無機物にバラ
ツキを生ずる事は避けられない。 次にＪＩＳで準不燃材料として認められている木毛セメ
ント板があるが、之は木片５０重量％に対しセメントが
ｓｏｗｎ％と多（、板状に成形したものは難燃性は高い
が外観はセメント板に近く木材とは程遠い。また通常の
木材加工用工具で加工する事は不可能であり難燃木材と
しては使用しに（い。 また発明者は木粉に難燃剤を含浸し之を難燃剤を添加し
た塩化ビニール樹脂で固化して難燃木材を造ったが、之
は火焔があたった時その表面が炭化すると共に塩素ガス
を発生し、人畜に有害であるので実用できなかった経験
がある。

【発明が解決しようとする問題点］ 木材中に無機物を生成させる従来の木材難燃化方法に於いてはその生産性が非常に悪くかつ木材内部に於ける難燃性にバラツキがあった。また木毛セメント板では外観が悪くかつ加工性に難点があった。また塩化ビニール系の樹脂を使用する場合は塩素ガスの発生が問題であった。 発明者は之等の欠点を除去した木質度の高い二次加工の容易な有害ガスの発生しない難燃性木質製品を高い生産性をもって然も安価に製造する方法を提供せんとするものである。 【発明の開示】

発明者はセルロースを主体とする物質を微粉化し之を熱
可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂を結合剤として、セル
ロースを主体とする物質の含有率５０〜９８％の製品を
成形する技術を開発し之を実用化しているが、之を難燃
化するにあたり、第１段階として塩化ビニール樹脂を結
合剤として成形品を造ったところ、ｌｉｌ燃性は良好で
あったが火焔が成形品にあたった時その表面が炭化する
と同時に塩化ビニール樹脂が分解して塩素ガスを発生す
るため人畜に有害で実用化できない事が分った。 そこで第２段階として微粉化したセルロースを主体とす
る物質に特許第７８２９３６号に示される防湿防炎剤を
含浸して難燃化し、之を粉末状熱硬化性樹脂を結合剤と
して加熱成形したところ有害ガスを発生しない木質製品
を得た。その難燃度は建築物の内装材料及び工法の難燃
性試験方法（ＪＩＳ−Ａ　１３２１　）に於ける難燃１
級に合格したが、更に難燃度を高める為に熱硬化性樹脂
にも難燃剤を添加して加熱加圧成形し、かつその木質製
品表面に離燃性塗料を塗布したところＪＩＳの準不燃に
合格する難燃性木質製品を得て本発明を完成し、た。 また本発明品は昭５１建告１２３１による準不燃材料及
び難燃材料の指定に於いてその第４のガス有害性試験に
も合格し人畜に無毒であることが証明された。 以下本発明を更に詳述する。 先づセルロースを主体とする物質の微粉化度であるが、
之は微細な程良いが　４〜１００メツシユを使用する。 ４メツシユはおが肩程度１θ０メツシュはメリケン粉程
度である。４メツシユ以下では難燃化にバラツキを生じ
るし、１００メツシユ　以上では微粉化のコストが高く
ついて採算上問題が生じる。 セルロースを主体とする物質の難燃剤は種々あり、リン
系、臭素系、アンチモン系其他があるが実験の結果最も
セルロース系に適合する難燃剤はリン系であり、その中
でも特許第７８２９３６号に示される（有機リン化合物
水溶液を高速回転撹拌しつつアルミナゾルの希釈液およ
びコロイダルシリカの希釈液を添加した）難燃剤が最も
使いやすく且効果的であった。 難燃剤は液状が効果的で粉末状セルロースを主体とする
物質（以下セルロース粉末という）に含浸する割合は、
セルロース粉末１００重量部に対し１重量部以下では全
く難燃効化は無（，３０重量部以上では原価が高くつく
のみならず木質感が疎外されるので適当でない。難燃剤
は必ずしも液状に限らないが液状の方が分散効果が良い
。 液状の、難燃剤はセルロース粉末への含浸速度が早いの
で粉末を高速撹拌しつつ難燃剤を添加する必要がある。 難燃剤の含浸度合いにバラツキがあると製品の難燃性に
バラツキを生ずるからである。 この様にして液状の難燃剤をセルロース粉末に含浸被覆
するのでその加工速度は非常に速＜、１００−のセルロ
ース粉末の難燃処理時間は僅かに３０分であるのに比し
て、３１１／Ｉ１１厚のブナ材の中道水溶性の無機物イ
オンを浸透させ難燃化するには１０時間を要し、その生
産性は本発明の比ではない。また本発明の難燃性木質製
品はその難燃性も均質で同所を切断してもその効力は同
じである。 次に結合剤であるが、熱可塑性樹脂は其特性からして耐
熱度は低くかつ難燃化が困難で最も難燃度の高い塩化ビ
ニール系樹脂は加熱時に塩素ガスを発生するので使用で
きない。熱硬化性樹脂はその特性からして耐熱度が高（
難燃性を有するので、熱硬化性樹脂２〜３０重量部を難
燃化したセルロース粉末と均一に分散混合した後加熱加
圧成形して難燃性木質製品を製造する。熱硬化性樹脂の
添加率はセルロース粉末１００重量部に対して最低２Ｍ
量部は必要で之以下では製品としての強度が得られない
。また３０重量部以上添加すると製品硬度が高（なり過
ぎて木質感が無くなるのみならず二次加工が困難となる
ので適当ではない。 熱硬化性樹脂は粉末状が望ましいが必ずしも粉末には限
らない。しかしながらセルロースを主体とする物質が粉
末状であるから熱硬化性樹脂も粉末状が望ましく更に望
ましくはフェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリヤ樹脂の
１種もしくは２種以上の混合物が使用しやすい。 難燃化した熱硬化性樹脂を結合剤として使用すれば木質
製品の難燃度は一段と向上する。熱硬化性樹脂の難燃剤
としては臭素系の反応型難燃剤が良＜、ＴＢＡ　（テト
ラブロムビスフェノールＡ）、ＨＢＢ　（ヘキサブロム
ベンゼン）、ＴＢＰ（臭素化フェノール）等があり何れ
も熱硬化性樹脂と良（まざり良好な難燃性を得られる。 例えばフェノール樹脂１００重量部に対しＴＢＡを１０
重量部配合した時ＵＬ−９４による難燃性の判定は５Ｅ
−０を示した。 以上の様に難燃化したセルロース粉末と難燃化した粉末
状熱硬化性樹脂を良（混合し之を加熱加圧成形した難燃
性木質製品に更に難燃性塗料を表面に塗装して準不燃の
木質製品を得ることが出来た。 難燃性塗料は種々有るがルーフブルーフ（大日本インキ
化学工業株式会社製品の商品名）が最も効果的であった
。ルーフブルーフは有機含リン化合物系難燃剤（ルーフ
ブルーフＰ）とメラミン系樹脂固着剤（ルーフブルーフ
ＦＩＸ）を混合し更に硬化促進剤（カタリストＸ）を混
合して塗布する常温硬化型の難燃塗料で、本発明の難燃
性木質製品に塗装した結果米国では一般建材の不燃縁に
相当する　Ｕ　Ｌ−７２３防火試験の１級に合格した。 またＵＬ　（ＵＮＤＥＲＷＲＩＴＥＲ８−ＬＡＢＯＲＡ
ＴＯＲＩＥＳ）で実施するＬ　Ａ　Ｆ　Ｄ　−Ｓ　ｔｄ
５２による１０００時間の加速ウェザリング（実際の屋
外曝露３〜５年に相当）後の防火デストも合格し、ロサ
ンゼルス消防局より仮免許証を得た。 以上の様にして不燃縁の木質製品を得ることができ本発
明は完成したが、本発明による木質製品は木材同様の二
次加工性を有し更に成形加工性に於いて種々の特徴を有
する。 その第１点はセルロース粉末から直接難燃性木質製品を
成形できる事である。従来の難燃性木質製品は原木から
板材または角材を取り之を難燃化するか、あるいは更に
製品化してから難燃化するか、何れにしても原木材を必
要とし且高価な加工費を必要とするが、本発明はセルロ
ースを主体とする物質なら何でも良く例えばハードボー
ドの打抜ｍ・ベニヤ板工場のサンダー粉・製材工場のお
が屑あるいは有効利用法が無（て困っている全国の森林
間伐材等いづれも之を微粉化すれば使用できるので材料
原価は安く、且つ成形は金型を所望の形状に作れば粉末
から直接所望の難燃性木質製品が得られるので加工度の
高い木質製品はどその価格は安価にできる。例へば彫刻
を施した高価な玄関ドアー・欄間・格天井・ルーバー扉
等は木質製品の数分の１の価格で生産が可能である。 その第す点は成形に際し発泡剤を混入し押出引抜成型あ
るいは圧縮成形を実施すれば木材と同程度の軽い難燃性
木質製品を生産することができる事である。 その第３点は押出引抜成形・多列ロールによる連続加熱
加圧成形により天然木では得られない長尺の木管や薄板
其他異形断面の難燃性長尺木質製品を安価に製造する事
ができる事である。その実用例としては障子やふすまの
框及び桟・手すり・敷居・鴨居・回り縁・破風板・はな
かくし板・つけ胴差し・ぬれ縁・床板・天井板・外壁材
等である。 その第４点は表面を天然木にする為、予め難燃剤を含浸
した天然木単板を成形後に製品表面に貼着するか、或は
成形金型内に上記難燃単板を固定してインサート成形す
れば表面が天然木単板の難燃性木質製品を容易にかつ安
価に製造することができる事である。その実用例として
は玄関扉・間仕切板・キッチン扉・其他家風用扉等であ
る。 その第５点は成形品の強度が不足する場合原料の混合に
際しガラス繊維炭素繊維等不燃繊維の短いチョップを混
入分散させれば強度を増した難燃性木質製品が得られる
事である。 その第６点は高強度が要求される場合、補強材として金
属パイプ・金属板・金網等を成形金型内にインサートし
て成形すれば木材以上の信頼性のある高強度の難燃性木
質製品が得られる事である。その実用例として玄関扉に
は金網を、窓枠や窓には金属アングルを、柱には角パイ
プをインサートすれば建築用材として充分の強度を得ら
れる。 その第７点は圧縮成形金型によるエンボス成形法である
。即ち金型に木目・皮シボ・布目等を彫刻して圧縮成形
を行えば、製品の表面には所望の凹凸模様が造られ之に
難燃塗料による目止め着色塗装を行えば表面に木目模様
や皮シボ模様等の滓出た難燃性木質製品を安価に求める
事ができる。

【実施例及び効果］ 以下その実施の１例を述べるが本発明はこれら実施例に
のみ限定されるものではない。 実施例１゜ ４０メツシユに微粉砕した木粉１００ｋｇをヘンシェル
ミキサーに投入し、ミキサー外壁のジャケットに通じる
過熱蒸気により１００℃に加熱しつつ撹拌すると、約１
０分で木粉は水分含有率５％以下に乾燥された。之に特
許第７８２９３６号による防湿性防炎剤１ＯｋＪｒを投
入し更に１０分間加熱撹拌すると防炎剤が均一に含浸被
覆された難燃化木粉が得られた。 之に更にユリア樹脂初期縮合物１０ｋｇをメタノール１
０艙に溶解した液を投入し１０分間加熱撹拌するとメタ
ノールは揮散し、難燃化木粉に尿素樹脂が均一に添着し
た粉末が得られた。この粉末（所要ｆｆ１）を金型に投
入し１８０℃に加熱しつつ１００ｋｇ／ｃｉの圧力で圧
縮成形する七、５分間で尿素樹脂は硬化し尿素樹脂を結
合剤とした木粉８７％の難燃性木質製品を得た。この難
燃性木質製品の難燃性試験をＪ　Ｉ　Ｓ　Ａ−１３２１
１：：より行った結果ＪＩＳ難燃１級に合格した。圧縮
成形金型を必要に応じて所望の形状に造れば如何なる形
状の難燃性木質製品も簡単にかつ安価に製造することが
できる。 実施例２゜ １００メツシユに微粉砕した木粉１００ｋｇをヘンシェ
ルミキサーに投入し、ミキサー外壁部のジャケットに通
じる過熱蒸気により１０（ｌ　に加熱しつつ撹拌すると
、約１０分で木粉は水分含有率５％以下に乾燥された。 之に特許第７８２９３６号による防湿性防炎剤１５−を
投入し更に１０分間加熱撹拌すると防炎剤が均一に含浸
被覆された難燃化木粉が得られた。 フェノール樹脂（レゾール）　１０−をメタノール４０
艙に溶解した液を上記の難燃化木粉に投入して良く混合
拡散した後２をガラス繊維テープに塗布含浸させ加熱乾
燥してフェノール樹脂をＢ　−ｓｔａｇｅでプリプレグ
したテープを造り、之を特開昭５１−５８４６７号に見
る様に芯金に捲付けて、予熱機を通過した後芯金と共に
硬化成形用ホットダイを通過引抜くと中空パイプが出来
る。この様にして長尺の難燃性木管を得た。この木管の
難燃性試験をＪ　Ｉ　Ｓ　Ａ−１３２１により行った結
果ＪＩＳ難燃１級に合格した。以上の様にプレプレグの
形状ならびに引抜ダイの形状を所望の断面形状にすれば
所望形状の長尺な難燃性木質製品を安価に且大量に製造
することができる。 実施例３゜ ８０メツシユに微粉化したハードボードの打抜屑１００
ｋｇ　をヘンシェルミキサーに投入しミキサー外壁部の
ジャケットに通じる過熱蒸気により　１００℃に加熱し
つつ３分間撹拌し水分を除去した後、之に特許第７８２
９３６号による防湿性防炎剤１２−を投入し更に１０分
間加熱撹拌すると防炎剤が均一に含浸被覆された難燃化
ハードボード粉が得られた。 別途にフェノール樹脂（レゾール）１０ｂおよび難燃性
可塑剤クレジルジフェノールフォスフェート１−をメタ
ノール２０−に溶解した液をつ（す、之に上記の難燃化
ハードボード粉を投入し均一に撹拌混合させた後２をガ
ラス繊維布に塗布含浸し加熱乾燥してフェノール樹脂が
　Ｂ　−ｓｔａｇｅの状態でブリブレツブしたシートを
造る。このシートを予備加熱室を通過させステンレス板
に挟みながら特開昭６２−２２５３３１−４項第３図に
示される様に水平多列のロールにより加熱加圧しつつ送
り出して難燃性ハードボードを得た。之に更に全面にル
ーフプルーフを塗装し常温硬化させて不燃級のハードボ
ードを得た。このハードボードはＵ　Ｌ　−７９３防火
試験１級に合格し米国に於ける一般建材の不燃級に相当
する事が証明されたので自動車の内装削具他用途は多々
あると推定され、材料はスクラップで良く安価かつ有用
な新素材である。 実施例４、 ベニヤ板工場で発生するサンダー粉は若干の接着剤とペ
ーパーの石粉が混入しているが９５％以上は木粉である
。然し夾雑物が混入している為通常の木粉としては利用
されず燃料として使用される程度であるが、このサンダ
ー粉を利用する難燃性雨戸の製造方法を述べる。サンダ
ー粉１００ｂをヘンシェルミキサーに投入しミキサー外
壁部のジャゲットに通じる過熱蒸気により１００℃で　
５分間加熱撹拌して水分を除去した後、之に特許第７８
２９３６号による防湿性防炎剤１３−を投入し更に１０
分間加熱撹拌すると防炎剤は均一にサンダー粉に含浸被
覆され難燃性サンダー粉を得た。メラミン樹脂（初期縮
合物）　１０−をメタノール１０ｋｇに溶解した液を上
記難燃性サンダー粉に投入し更に１０分間加熱撹拌する
とメタノールは揮散しメラミン樹脂が均一に添着した難
燃サンダー粉を得られた。この粉末（所要量）を雨戸の
金型に投入して１８０℃に加熱しつつ１００ｋｇ／−の
圧力で５分間加熱圧縮する。雨戸の金型は表面部に天然
木から転写した木目のエツチングを施し裏面部には周囲
の補強桟と横桟を設けておく。プレス成形品の表面部の
木目状凹凸には難燃塗料で目止め着色塗装を行い、その
色合い及び凹凸の感触は天然水量等に仕上げた後、全面
にルーフ・プルーフを塗装し常温硬化させる。この様に
して出来た雨戸は　ＵＬ−７２３の防火試験１級に合格
し米国に於ける一般建材の不燃級に相当するので、従来
木造建築であるにもかかわらず防火の理由から雨戸に止
むを得ず金属サツシュを使用した為周囲の木造と調和せ
ず違和感があったが、本発明により周囲と調和した色合
いに仕上げる事が可能で防火性もあり尚且大量生産も可
能で金属サツシュに比して安価となる。 【発明の効果】

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）予め微粉化したセルロースを主体とする物質１０
   ０重量部に対して難燃剤１〜３０重量部を均一に被覆合
   浸させた後、熱硬化性樹脂２〜３０重量部を添加し、之
   を均一に混合した後、加熱加圧成形する事を特徴とする
   難燃性木質製品の製造方法。
2. （２）熱硬化性樹脂に予め難燃剤を配合する特許請求の
   範囲第（１）項記載の難燃性木質製品の製造方法。
3. （３）熱硬化性樹脂がフェノール樹脂、メラミン樹脂、
   ユリヤ樹脂の１種もしくは２種以上の混合物である特許
   請求の範囲第（１）項または第（２）項記載の難燃性木
   質製品の製造方法。
4. （４）加熱加圧成形に際し発泡剤を混入する特許請求の
   範囲第（１）項または第（２）項または第（３）頁記載
   の難燃性木質製品の製造方法。
5. （５）チョップ状難燃性繊維１〜２０重量部を添加して
   加熱加圧成形する特許請求の範囲第（１）項〜第（４）
   項の何れかに記載の難燃性木質製品の製造方法。
6. （６）加熱加圧成形に際し網状または布状の難燃性繊維
   をインサートする特許請求の範囲第（１）項〜第（４）
   項の何れかに記載の難燃性木質製品の製造方法。
7. （７）加熱加圧成形に際し金属部品をインサートする特
   許請求の範囲第（１）項〜第（６）項の何れかに記載の
   難燃性木製品の製造方法。
8. （８）所望の形状に加工した木片を金型内に固定して加
   熱加圧成形する特許請求の範囲第（１）項〜第（７）項
   の何れかに記載の難燃性木質製品の製造方法。
9. （９）加熱加圧成形に際し圧縮成形金型に彫刻を施して
   成形品の表面に木目、皮目、布目等のシボを形成する特
   許請求の範囲第（１）項〜第（８）項の何れかに記載の
   難燃性木質製品の製造方 法。
10. （１０）加熱加圧成形してできた難燃性木質製品に更に
    難燃塗料を塗布した特許請求の範囲第（１）項〜第（９
    ）項の何れかに記載の難燃性木質製品の製造方法。