JPH02235704A - 難燃化木材 - 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、難燃化木材に関し、特にナンヨウスギ科の木
材を用いたことにより、多量の難燃化剤を含浸でき、難
燃性が大幅に向上するようにしたものである。

［従来の技術］ 従来より木材の難燃化には、木材中に種々の難燃化剤を
含没する方法が採られており、この難燃化剤として、ハ
ロゲン系難燃化剤や無機リン系難燃化剤などがある。と
ころが、上記ハロゲン系難燃化剤では、燃焼時に有毒ガ
スを発生するため、安全衛生上好ましくない問題があり
、また無機リン系難燃化剤では、難燃効果が小さい欠点
があった。

そこでこの上うな難燃化剤に代わって、近時木材に難燃
性を付与する難燃化剤として、ジシアンアミド、リン酸
、ホウ酸および水の部分反応生成物が有効であることが
知られるようになった（特開昭５７−７０　１７８号公
報、特開昭６１−１７９２４２号公報など）。このもの
は、木材への着火を防止するとともに、燃焼時には木材
表層に硬い炭化層を形成して木材の燃焼速度を遅らせる
作用を有している。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記難燃化剤は水に溶けにくいため、木材に
含浸しにくい欠点があった。このため、多量の難燃化剤
を含浸でき高い難燃性を有する難燃化木材を得ることが
できず、未だ、建設省の１不燃」あるいは「準不燃」グ
レードに合格した難燃化木材は実現していない。

そこで、本発明は上述の課題を解消し、充分な難燃性を
有する難燃化木材を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、ナンヨウスギ科の木材に、ジシアンジアミド
、リン酸、ホウ酸および水の部分反応生成物を、固形分
量で木材１．３当たり１００ｋｇ以上含浸させたことを
その解決手段とした。

［作用］ このように木材としてナンヨウスギ科の木材を用いたこ
とにより、上記ジシアンジアミド、リン酸、ホウ酸およ
び水の部分反応生成物の含浸量が固形分量で木材１．３
当たり１００ｋｇ以上と大幅に増加し、これによって難
燃性が著しく向上し、建設省の「準不燃」のグレードを
満足する難燃化木材が得られる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明において使用されるナンヨウスギとは、アガチス
（Ａｇａｔｈｉｓ　ａｌｂａ　Ｆｏｘｙ）、アガチス；
アルマシガ（Ａ．Ｐｈｉｌｉｐｐｉｎｅｎｓｉｓ　ｇａ
ｒｂ）等のナンヨウスギ科の木材を総称しており、難燃
化剤の含浸可能量が多くかつ含浸状態または含浸濃度の
部分的ばらつきがない点で、特にアガチスが好ましい。

またナンヨウスギはその木材中に含まれているヤニ分が
少ないので着火性が低く好ましいが、希にヤニ分の含ま
れるらのもあるので、錐燃化剤を含浸する前にこれを選
別しておくことが望ましい。またナンヨウスギ科の木材
は、異常組織が比較的少なく、規則的に揃った乱れのな
い組織構造を有するものが多いので、燃焼時においても
木材炭化層の破壊が防止あるいは抑制されるために好適
に使用される。そしてこの木材には、心材あるいは辺材
か使用されてよい。

また上記ジシアンジアミド、リン酸、ホウ酸および水の
部分反応生成物は、先に記載の通り特開昭５７−７０１
７８号公報および特開昭６１−１７９２４２号公報に記
載の難燃化剤である。このものは、主として、ジシアン
アミドとリン酸との反応によって生成したリン酸グアニ
ル尿素、およびこのリン酸グアニル尿素がホウ酸と反応
して生じたリン酸グアニル尿素−ホウ酸生成物、および
未反応のジシアンジアミド、リン酸、ホウ酸などを含む
ものであり、一例として濃度２０重量％の水溶液として
準備されてなるものがあるが、ジシアンジアミド、リン
酸、ホウ酸および水の部分反応生成物の濃度は２０％に
限定されるらのではない。

ここでリン酸とは、リンの全てのオキシ酸を総称してお
り、例えばＨ，ＩＰＯ．、Ｈ　３　Ｐ　Ｏ　ｓ、Ｈ，Ｐ
Ｏ．−｝１１０、Ｈ＋ＰｔＯ’ｒ、Ｈ　４Ｐ　＊Ｏ　ｅ
，　Ｈ　Ｐ　Ｏ　ｓ、ポリリン酸およびこれらの混合物
などを含んでいる。またホウ酸とは、Ｂ　（Ｏ　Ｈ　）
，、｝ＩＢＯ，、ＨＢ０３、Ｈ　＊　Ｂ　４０　？、Ｂ
　ｔ　０　３およびこれらの混合物を含んでいる。また
ここでいう部分反応生成物とは、各成分が全て化学変化
を受けるのではなくて、少なくとも５０％、好ましくは
約８０〜９５％が反，応していることを意味している。

またこの難燃化剤中のジシアンジアミドとリン酸の合計
撒とホウ酸の重量比（ジシアンノアミドとリン酸／ホウ
酸）は約６０／４０〜９０／１０であるが、生成するリ
ン酸グアニル尿素がより高い溶解性を有する点で、約６
　５／３　５〜７５／２５程度が好ましい。

そして、このジシアンジアミド、リン酸、ホウ酸および
水の部分反応生成物は、上記ナンヨウスギ科の木材中に
、固形分量で木材１ｍ３当たり１００ｋ９以上含浸され
、特に高い難燃性が得られ「準不燃」木材が達成でき、
ムラなく含浸できる点で、木材ｌＩ３当たり溶液として
５００ｋ９以上の含浸が好ましい。１００ｋ９未満であ
ると、木材の難燃性改善効果が充分に得られず好ましく
ない。

次に、この難燃化剤を上記木材中に含浸する方法につい
て説明する。

まず、含浸の前に木材を乾燥しておくことが好ましい。

乾燥は天然乾燥でも人工乾燥でもよいが、含水率９〜１
５％となるまで乾燥を行っておくことが、゛上記難燃化
剤の含浸を円滑に行うことができ、難燃化剤が多量に含
浸できる点で好ましい。

含漫には、通常オートクレープ等を用いた加圧含浸法が
採用される。具体的には、木材をオートクレープ内に入
れ、一旦１　６　０＊ｘＨｇ（　−　６　０　０ｘｙｒ
Ｈｇ）程度の減圧下で３０分程度減圧処理した後、上記
難燃化剤をオートクレープ内に注入して満たし、難燃化
剤液中に木材を浸漬させた状態で加圧して、この難燃化
剤を木材中に含浸する。この時上記範囲の量の難燃化剤
を木材へ円滑に含浸できるためには、圧力１．２〜３．
０ＭＰａ程度の条件とすることが好ましい。

このように難燃化剤を含浸した後、さらに木材を乾燥し
て、目的の難燃化木材を得る。この時乾燥によって、含
浸された難燃化剤が揮発せずに水分のみが除去され、か
つ乾燥によって木口割れ等が生じないように、木材の木
口を封止した状態で乾燥を行うことが望ましい。木口の
封止は通常の方法によればよく、エボキシ樹脂系合成樹
脂にタールなどを配合した塗剤を塗布する手段などが好
適に用いられる。乾燥は、木材の含水率が８〜１２％程
度となるように行えばよく、通常、真空度０．１−１０
Ｔｏｒｒ程度、温度６０〜８０℃程度の条件で真空加熱
乾燥が行なわれる。

以上のようにして得られた難燃化木材は、ナンヨウスギ
科の木材中に上記難燃化剤が含浸されているので、従来
の難燃化木材に比べ、難燃化剤の含浸量が大幅に増加し
、従来の数倍の難燃化剤を含浸することができる。また
ナンヨウスギは木材中に含まれるヤニ分が少ないので着
火性が低い利点もある。またナンヨウスギ科の木材は、
乱れのない非常に規則的な組織構造を有しており、この
ため燃焼時にあっても炭化層の破壊を防止あるいは抑制
することができる。このように、ナンヨウスギ科の木材
を用いてこれに上記難燃化剤を多量に含浸したことによ
って、高い難燃性を有する難燃化木材を得ることができ
、従来木材では達成し得なかった「準不燃」グレードを
満足した難燃化木材を得ることも可能である。このよう
な難燃化木材・をドアや壁材、床材等の各種木製建材な
どとして用いれば、火災時などの着火または延焼を遅ら
せて、避難時間や消火活動時間を確保することができる
ため、生命の安全または財産保護などに大きく役立つも
のとなる。またこの難燃化木材は、木材固有の利点（肌
合い、美観、軽量など）はそのまま保持しており、木質
感豊かな建材等としての利用性も高い。また有毒ガス発
生等の安全性上の問題もなく、防蟻性および防腐性も良
好で、鉄腐性や吸湿性も素材と同等であるなどの利点を
有しているうえに、工業的にも量産可能であるなど生産
上の利点ら大きい。

［実施例］ 第１表に示した条件に従って、木材への難燃化剤の含浸
を行った。難燃化剤には、特開昭５７−７０１７８号に
記載されているものを使用し、木材には径５０ｘｘの心
材を用いた。また含漫には、木材を１　６　０　ｉｘＨ
　ｇ（　−　６　０　０　ｍｍｌ｛　ｇ）で３０分減圧
した後、難燃化剤中に浸漬して、圧力１．５ＭＰａで４
時間加圧することによって含浸させる方法を採った。難
燃化剤の含浸量の測定結果は、数回の実験結果の平均値
である。

（以下、余白） 第１表より明らかなように、木材としてナンヨウスギ科
のアガチスを用いた際に非常に多量の難燃化剤を含浸で
きることが判明し、しかもアガチスを用いた場合には、
数回の実験によるばらつきも少なかった。これに対し、
ナンヨウスギ科以外の木材を使用した比較例１〜８にあ
っては、難燃化剤の含浸量は少なかった。

一般に、木材への難燃化剤の含浸は木材の空隙率および
浸透性によって左右され、空隙率の大きいものは難燃化
剤の含浸量を多くすることができるとされている。通常
空隙率は、含水率を一定とすれば比重に比例する。した
がってナンヨウスギ科と同程度の比重を有する比較例１
〜７の樹種においても難燃化剤の浸透性に差が無ければ
ナンヨウスギと同程度の含浸量となるはずであるが、実
験結果からはナンヨウスギとこの特開昭５７−７０１７
８号に記載の難燃化剤との組み合わせが特異的な挙動を
示すことがわかる。

また難燃化剤として特開昭５７−７０１７８号に記載の
薬剤以外の薬剤を使用した比較例９では、木材にアガチ
スを使用してら離燃化剤の含浸量が少なく、充分な難燃
性を得ることはできなかった。

また「南洋材」第４１頁（須藤彰司著、地球出版）など
によれば、アガチスなどのナンヨウスギ科の木材は、薬
剤の含漫性の良好なものには分類されておらず、このこ
とからもアガチスと特開昭５７−７０１７８号公報に開
示された難燃化剤との組み合わせが特異的なものである
ことが理解できる。

（試駒例） 実験例ｌにおいてアガチスに特開昭５７−７０１７８号
公報に記載の難燃化剤を含浸させた難燃化木材を用いて
、［準不燃］試験を行った。この試験は、建設省告示第
１２３１号、第１３７２号に記載の方法により行った。

試験結果から、この難燃化木材は「準不燃」グレートを
満足するものであった。

し発明の効果］ 以上説明したように、本発明の難燃化木材は、ナンヨウ
スギ科の木材に、ジシアンジアミド、リン酸、ホウ酸お
よび水の部分反応生成物を、固形分量で木材Ｉｓ３当た
り１００ｋ９以上含浸させたものであるので、多量の難
燃化剤を含没することができ、高い難燃性を得ることが
できる利点がある。

このため、従来木材では達成し得なかった「準不燃」グ
レードの難燃化木材を実現できるようになる。また木材
固有の利点（肌合い、美観、軽量など）はそのまま保持
しているので、質感を損なうことなく難燃性を高めた木
製建材などとして、その利用性が大幅に広がる。またヤ
ニ分の少ないナンヨウスギ科の木材を使用しているので
着火性も低ぐ、またナンヨウスギが規則的に揃った異常
組織の少ない組織構造を有しているために燃焼時の組織
破壊を防止あるいは抑制できる利点をも有している。ま
た難燃化剤の優れた特徴に起因して安全性上の問題もな
く、防蟻性および防腐性も良好であって鉄腐性や吸湿性
も素材と同等であるうえに、工業的にも量産可能である
などの利点も有している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ナンヨウスギ科の木材に、ジシアンジアミド、リン酸、
   ホウ酸および水の部分反応生成物を、固形分量で木材１
   ｍ＾３当たり１００ｋｇ以上含浸させてなることを特徴
   とする難燃化木材。