JPH03169601A - 木材の難燃化処理方法 - 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〉 この発明は、木材に難燃性を付与するための難燃化処理
方法に関するものである． 〈従来の技術とその課題〉 不燃性あるいは難燃性材料として、木毛セメント板、軽
カル板、セメントボード等がある。これらは、不燃材料
たるセメントに木材の繊維やパルブ等をフィラー（充填
材）として混合したものであるが、不燃性は確保できる
かわりに建材として重要な曲げ強度が木材に比べて大き
く劣っている。このため、木材の曲げ強度を維持しつつ
、難燃性（自己消火性）を付与する方法として、水溶性
の無機塩類、たとえば第１リン酸アンモニウム、第２リ
ン酸アンモニウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、塩
化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛などを単一
あるいは混合して木材に含浸させる方法がある． しかし、この方法には幾つかの問題がある。例えば、第
１リン酸アンモニウム、第２リン酸アンモニウムは、比
較的低温で分解するため防火材料製造工程中の高温処理
に適さないうえ、腐朽菌の栄養源となるため、処理量が
増すと防腐性が低下する，炭酸カリウム、炭酸ナトリウ
ムは、処理後空気中の炭酸ガスを吸収して、重炭酸塩と
なるので経年変化を生ずる。塩化カルシウム、塩化マグ
ネシウム、塩化亜鉛は吸湿性が極めて大きく、金属の腐
食や腐朽菌の繁殖による木材質の劣化を生ずる。またい
ずれも水溶性薬剤であるため、耐水性に問題があり、従
って外装材に使えず用途が限定されるという欠点がある
。

これらの欠点をカバーするために、２種の水溶性無機化
合物水溶液の一方の水溶液を木材に含浸させた後、他方
の水溶液を含浸させることによって、木材の組織内に不
溶性不燃性無機化合物を分散定着させる方法が提案され
ている（特開昭６１−２４４５０２、６１−２４６００
３）が、難燃性確保のためには木材の絶乾重量に対して
４０重量％以上、好ましくは８０重量％以上の含浸率が
必要であり、加工条件の選定に困難が大きく、実用化が
進んでいないのが実情である。

これらとは別に、有機リン、ハロゲン化合物など有機系
薬剤を用いる方法も種々提案されているが、一般には溶
剤を用いるため加工面の困難があり、また多くは毒性の
問題があり実用化に至っていない。

く課題を解決するための手段〉 本発明者らは木材の難燃化に関する上記のような現状に
鑑みて、木材特有の曲げ強度、外観を維持しつつ難燃性
を有する改質木材を製造する処理方法について鋭意検討
を重ねた結果、ケイ酸アルカリとグアニジン系防炎剤と
を主成分とした薬剤にて木材を処理することにより、比
較的少量の含浸で外観・性能の良好な改質木材が得られ
ることを見出し、この発明を完成するに至ったものであ
る。

く作用〉 以下にこの発明を詳しく説明する。

この発明において使用するケイ酸アルカリとしては、た
とえばケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチ
ウム、ケイ酸アンモン、ケイ酸アミン等がある。

又、グアニジン系防炎剤としてはグアニジン、グアニル
尿素、ビグアニドまたはアミノグアニジンであるグアニ
ジン系塩基と燐酸、ポリ燐酸、スルファミン酸、硼酸、
硝酸または硫酸などの無機酸との塩類が用いられ、具体
的には燐酸グアニジン、ポリ燐酸グアニジン、スルファ
ミン酸グアニジン、硼酸グアニジン、硝酸グアニジン、
燐酸グアニル尿素、ポリ燐酸グアニル尿素、スルファミ
ン酸グアニル尿８素、燐酸ビグアニド、スルファミン酸
ビグアニド、燐酸アミノグアニジン、スルファミン酸ア
ミノグアニシンなどが挙げられる。

これらのうちでも実用的な見地から特に重要なものはグ
アニジン並びにグアニル尿素の塩類であり通常は燐酸グ
アニジン、スルファミン酸グアニジン、燐酸グアニル尿
素等が用いられる。

この発明の方法において使用する薬剤はケイ酸アルカリ
とグアニジン系防炎剤を主或分とするものであり、ケイ
酸アルカリ１００重量部に対し通常グアニジン系防炎剤
５〜２５重量部を使用する。グアニジン系防炎剤が５重
量部以下では、難燃化効果が不十分であり、又２５重量
部以上を用いると溶液の安定性を損なう恐れがあり好ま
しくない。また含漫後のゲル化を促進し、乾燥後の耐水
性を向上させるために、ケイ酸アルカリ用反応硬化剤と
して一般に用いられる多価金属イオン、Ｃａ．　ｋ１、
Ｚｎ，　Ｐｂ，　Ｍｇ，　Ｂａ．　Ｓｒを添加する。特
に有効なのは酸化亜鉛、硫酸亜鉛、リン酸亜鉛、酢酸亜
鉛、塩化亜鉛等の亜鉛塩で、ケイ酸アルカリ　１００重
量部に対し０．３〜６重量部使用する。更に硬化促進剤
として硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、塩化ア
ンモニウム等のアンモニウム塩０．５〜８重量部を添加
する。

この発明においては上記薬剤を固形分３０〜４０％の水
溶液として使用する。目的に応じ、他種の防炎剤、界面
活性剤、溶剤等を配合添加することも可能である。更に
他の有機化合物、無機化合物からなる防腐剤、防虫剤、
防蟻剤などを添加することは任意である。

上記薬剤を木材に含浸させる方法としては特に制限され
ず、通常の常圧含浸法、減圧含浸法、減圧一加圧含浸法
等いずれを採用することもできる。難燃剤水溶液の含浸
量は得られる難燃性をどのように設定するかによって変
化するものであるが、含湯量の最大値は通常の木材の場
合４０〜６０％（対絶乾材）程度であって、通常は熱処
理後の含浸量が２０〜４０％程度で良好な難燃効果を示
す。かくして難燃剤水溶液を含浸した木材をその後水洗
し，乾燥する。乾燥温度は、被含浸体中の水分を蒸発除
去し得る温度であれば特に制限されないが、通常３０〜
１２０℃、好ましくは５０〜８０℃の範囲が望ましい。

乾燥温度が３０℃未満では乾燥に長時間かかり、また１
２０℃を越えると素材の形状変化、すなわち反りやたわ
みを生じる傾向がある。

乾燥時間は上記乾燥温度で通常３〜５時間程度である。

木材表面の変色を防ぎ、耐水性を付与するために乾燥前
に塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム等のアンモニ
ウム塩水溶液で処理したり、乾燥後１００〜１６０℃の
範囲で熱処理を行なうことも可能である。

〈実施例〉 次にこの発明を実施例により詳細に説明する。

尚、部数はすべて重量部である。

実施例１ 難燃化薬剤の調製 第１表記載の各成分を配合して本発明に使用する薬剤Ａ
，Ｂ，Ｃを調製した。

調製方法を薬剤組成Ａについて具体的に説明すると、ケ
イ酸ナトリウム３号１００部を撹拌しながら、予め水４
０部に硫酸亜鉛１．５部を溶解した溶液を徐々に加える
。はじめ乳白色だが透明となるので、更に撹拌を継続し
ながら、別に水４０部にリン酸第２アンモニウム２．５
部を溶解した溶液を徐々に加える。乳白色から透明にな
るまで撹拌した後、リン酸グアニジン１５部を加え、充
分撹拌して均一溶液とした． Ｂ，Ｃｔ同様方法で調製するがＣにおけるＡＰ−３は、
リン酸亜鉛水溶液調製時に添加する。

第　　１　　表 実施例２ 木材への薬剤含漫と難燃性試験 予め乾燥した２２０Ｘ　２２０　Ｘ　９ｍｍの木材（ヒ
ノキ、杉）を真空タンクに入れ、４０　−　５０ｍｍＨ
ｇの減圧下で２０分間放置した後、実施例１で調製した
薬剤水溶液Ａ，Ｂ，Ｃ　（固形分約３５〜３６％）をそ
れぞれ注入し、上記減圧で６０分放置、次に１５ｋｇ／
ａｍ”に加圧して６０分放置した。次に含漫処理された
木材を取出し、水洗して表面に付着した薬剤を除去した
後、６０−８０℃の乾燥機で４時間、更に４０℃の乾燥
機で２４時間乾燥した。得られた木材について重量増加
率を測定し、ＪＩＳ　Ａ　１３２１による難燃性試験を
行なったところ第２表の結果を得た。

第２表 第２表から明らかなように、この発明による改質木材は
すべて良好な難燃性を示した。また試料の木材を水に浸
漬しても薬剤がほとんど溶出することがなく、難燃性が
安定に維持でき、外壁材などに有効に使用できることが
わかった。

〈発明の効果〉 この発明による難燃化処理を施した木材は、木材特有の
曲げ強度を維持しつつ、耐水性に優れ、安定な難燃性を
有していた。又、さらに硬さ、寸法安定性、防腐性、防
虫性などの特徴をも合わせもっていることが認められた
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケイ酸アルカリとグアニジン系防炎剤とを主成分とする
   薬剤にて処理することを特徴とする木材の難燃化処理方
   法。