JPH03183541A - 複合材料及びその製造方法 - 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〉 本発明は複合材料及びその製造方法に関し、特に木質繊
維板上に金属被覆層が形成されて成る複合材料及びその
製造方法に関する。

〈従来技術〉 特開昭５０−１２９４８号公報に、ハードボード、合板
、木材、スレート、陶磁器等の基材ボードの表面に９０
０℃以下の融点をもつ金属または合金を溶射し、更にそ
の上に１０００−１６００℃の融点をもつ金属または合
金を溶射した耐熱ボードが開示されている。この従来技
術によるボードは二層の溶射を行うものであり、耐熱性
及び耐水性に優れたものとされている。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記従来技術Ｉこよるボードは基材表面を被覆する金属
層によって表面の耐熱性が向上されるものの、基材がハ
ードボード、合板、木材等の有機質である場合は、金属
層を介して伝達される熱の影響で基材自体が徐々に劣化
ないし炭化してしまい、最終的には発火する危険を有し
ている。このため、厨房等大を用いる場所における建築
材料或は家具、建築部材として使用されるに至っていな
いのが現状である。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、このような従来技術の欠点に鑑みてその課題
を解決することを目的として鋭意工夫の末に完成された
ものであって、木繊維の細胞孔内及び／又は細胞孔内壁
面及び／又は該木繊維の外周部に不燃性無機化合物が充
填又は付着或は固着された木繊維が接着成形一体化され
て成る木質繊維板を基板とし、該基板の少なくとも一表
面に、溶射法による金属被膜層が形成されて成ることを
特徴とする複合材料である。

本発明はまたかかる複合材料の製造方法をも提供するも
のであって、この発明方法は、木材チップを蒸煮ｌこよ
り脱脂・軟化処理した後解繊して木繊維を得、次いで該
木繊維の細胞孔内及び／又は細胞孔内壁面及び／ヌは該
木繊維の外周部に不燃性無機化合物を充填又は付着或は
固着せしめ、かくして処理された木繊維を接着性物質を
用いて成形一体化して木繊維マットを形成し、該木繊維
マットを熱圧成形して木質繊維板を形成し、該木質繊維
板の少なくとも一表面に金属を溶射した後冷却すること
により金属被膜層を形成することを特徴とする。

本発明において用いられる木繊維は、例えば松、杉、桧
等の針葉樹材又はラワン、カポール、栗、ポプラ等の広
葉樹材をチップにした後、このチップを蒸煮することに
より脱脂・軟化処理し、更にこの蒸煮チップを解繊装置
により解繊することによって得られる。この木繊維は長
さ１〜３０ｍｍ。

直径２〜３００μ程度のものが大半を占める。この木繊
維は導管及び仮導管又は細胞が束になったような形をし
ており、繊維外周部の細胞壁は引き裂かれたり割れ目を
生じたりしているものが多いため、湿気や水分を良く吸
収する。

得られた木繊維は乾燥装置ｌこより乾燥した後、木繊維
の細胞孔、導管孔等の空隙部に不燃性無機化合物を充填
させ、或は細胞孔内壁に沿って層状に該不燃性無機化合
物を固着又は付着させ、更に木繊維の外周部に該不燃性
無機化合物を固着又は付着させることによって、不燃化
処理を行う。この不燃化処理は例えば下記工程によって
行うことができる。即ち、木繊維を水溶性無機塩の水溶
液（以下「第１液」と称す）中に十分に浸漬させて含浸
させる。第１液としては、Ｍ　ｇ　ＣＱ　２　、　Ｍ　
ｇ　Ｂ　ｒ　２　。

Ｍｇ５Ｏ，・Ｈ２０，Ｍｇ（Ｎｏｘ）ｚ・６Ｈ２０゜Ａ
（２Ｃ１２３，Ａ（ｌＢｒ１．ＡＬ（ＳＯ＋）、。

Ａ１２（ＮＯｓ）ｓ・９Ｈ２０，ＣａＣＱ２．ＣａＢｒ
２゜Ｃａ（Ｎｏ、）、、ＺｎＣＱ、ＢａＣｌ２２’２Ｈ
２０＋ＢａＢｒ２．Ｂａ（ＮＯｘ）ｚ等の水溶液が例示
される。

第１液の含浸後脱液し、木繊維を乾燥させてこれｆ／夷
而面憧汁調若１．（は鯖乾状態どし、必要に応じて表面
に析出した第１液の成分結晶を除去する。

次いで、第１液と反応して水不溶性の不燃性無機化合物
を生成するような化合物液（以下「第２液」と称す）を
ブレンダー、スプレー等を用いて木繊維に添加混合し或
は浸漬せしめることＩこよって、該第２液を木繊維に含
浸させる。第２液としては、Ｎａ、Ｃｏ、（ＮＨ４）ｚ
ｃＯｓ、Ｈ２ＳＯ４゜ＮａｚＳ　０４．　（Ｎ　Ｈ４）
２Ｓ　Ｏａ、　Ｈ４Ｆ　０４゜Ｎａ２ＨＰ　Ｏ４１（Ｎ
　Ｈ４）２ＨＰ　Ｏ４＋　ＨｓＢ　ＯＳ＋ＮａＢＯ工、
　Ｎ　Ｈｉ　Ｂ　０２等が例示される。第２液を塗布含
浸させることにより、木繊維中で第１液と第２液とが反
応し、不燃性無機化合物が生成される。生成される不燃
性無機化合物としては、リン酸マグネシウム、リン酸カ
ルシウム、リン酸バリウム、リン酸アルミニウム、ホウ
酸マグネシウム。

炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、リン酸亜鉛。

炭酸バリウム、硝酸カルシウム、硝酸バリウム等のカル
シウム化合物、マグネシウム化合物、アルミニウム化合
物、バリウム化合物、鉛化合物、亜鉛化合物、ケイ酸化
合物等が例示される７反広終７後脱液し乾燥させる。こ
の不燃性無機化合物は水不溶性であるため、乾燥後にお
いて、木繊維の細胞孔内又は細胞孔内壁面及び木繊維外
周部に充填又は付着或は固着される。これにより、木繊
維外周部の細胞壁に裂は目や割れ目が含まれる場合にも
、これを閉塞ないし充填するような形で不燃性無機化合
物が存在することとなる。

不燃性無機化合物は、木繊維ｌコ対して３３重量％以上
の割合で混入されることが好ましく、これ以下では十分
な防火性能が得られない。また第１液と第２液との反応
効率を高めるために、第２液の添加混合は加熱雰囲気下
、特に４０℃以上更に好ましくは５０℃以上の温度で行
うことが好ましい。

かくして不燃化処理された木繊維を混合装置に投入し、
接着剤、サイズ剤等を添加混合して付着させる。次いで
木繊維を風送し、フォーミング装置にて搬送装置上に一
定厚の連続した木繊維マットを形成する。

得られた木繊維マットを定尺切断した後、ホットプレス
に挿入して熱圧成形し、木質繊維板が得られる。この木
質繊維板の比重は０．４〜１．２の範囲内とすることが
好ましい。この理由は、比重が０．４以下であると表面
がポーラスであるために金属被膜層が形成されにくくな
り、膜厚を大さくする必要が生ずるためであり、また比
重がｔ。

２以上であると表面が密になり過ぎて金属被膜層の木質
繊維板ｌ′ニ一対する投錨効果が減少し、密着力が低下
するためである。また木質繊維板の含水率は２０％以下
とすることが好ましい。この理由は、含水率が２０％以
上であると、金属溶射時にその熱の影響で溶射面側の内
部水が蒸発し反対側に水分移動されるために内部バラン
スが崩れ、金属溶射中において木質繊維板自体に溶射面
側を凹とする反りが生じ易くなるためである。

得られた木質繊維板を養生し、必要に応じてその表面（
後に金属被膜層が形成される側）をサンディングした後
、溶射器を用いて必要量の溶融金属を吹き付は溶射を行
う。金属溶射は木質繊維板の表面に限らず裏面、木口面
等の必要箇所、また全面を被覆するように行うことがで
きる。金属溶射が行われる木質繊維板の面の温度は４０
〜１００℃であることが好ましく、この観点より、熱圧
成形後の木質繊維板の材温が高いうちに或は少なくとも
木質繊維板の金属被膜層を形成する面の温度を温めた後
に、金属溶射を行うことが好ましい。

４０℃以下であると吹き付けられた溶融金属が直ちに冷
却固化してしまうため、木質繊維板の被覆面に対する投
錨効果による密着力が十分に発揮されない。また１００
℃以上であると溶融金属の温度影響が強く、木質繊維板
の表面を劣化させることとなって、密着力が低下する。

溶射される金属としては錫、鉛、亜鉛、銅、黄銅、青銅
、アルミニウム、ニンケル、鉄、ステンレス等の金属合
金が好適に用いられる。溶射法としては一般に行われる
電気溶線式溶射法、ガス溶線式溶射法、粉末式溶射法の
いずれを採用しても良い。溶射された金属は、その後の
冷却により固化し、木質繊維板の表面上Ｉコ金属？！ｊ
Ｌ膜層が密着形成される。

〈作用〉 木質繊維板の表面に形成される金属被膜層によって耐熱
性が向上される。木質繊維板は、木繊維の細胞孔内又は
細胞孔内壁面或は木繊維外周部ｌこ不燃性無機化合物が
充填又は付着或は固着されることによって不燃化される
ため、金属被膜層を介して伝達される熱によっても劣化
ないし炭化することがない。

〈実施例〉 ラジアータパインのチップをダイジェスタ−により１６
０℃、７　ｋｇ／ｃ−で５分間蒸煮して脱脂・軟化処理
した。このチップをデイファイブレータ−式リファイナ
ーで解繊し、脱脂された木繊維を得た。この木繊維を乾
燥した後、塩化バリウムを主成分とする水溶液に１０分
間漫漬し、拡散処理の後、脱液した。これを熱風乾燥し
て含水率を７％に調整した。乾燥後、この木繊維をブレ
ンダー装置に投入して、リン酸アンモニウムを主成分と
する水溶液を添加混合し、該木繊維の細胞孔等の孔内又
は木ｌｉ＆維外周部に水不溶性リン酸バリウムとリン酸
水素バリウムから成る不燃性無機化合物を充填ないし付
着せしめるべく難燃化処理を行った後、熱風乾燥して、
その含水率を６％に調整した。この難燃化処理によって
生成された不燃性無機化合物による重量増加率は５０％
であった。

かくして難燃化処理された木繊維をブレンダーに投入し
、該プレンダー内において木繊維量に対して４％のワッ
クスサイズ及び１０％のフェノール樹脂接着剤を添加混
合した後、風送し、フェルターにてスクリーンコンベア
上に７ネーミングして一定厚の連続した木繊維マントを
形成した。この木繊維マットをその幅、長さを所定寸法
に切断した後、ホットプレスに挿入して２００℃にて４
分間圧締成形し、比重０．８、ＩＯ＋ｉｍ厚、３′×６
′サイズの木質繊維板を得た。

得られた木質繊維板を養生し、表面温度が５０℃になっ
たところで、粉末式溶射法により融点６６０℃の溶融ア
ルミニウム金属を溶射し、後冷却することにより、金属
被膜層を形成し、本発明による複合材料が得られた。

〈発明の効果〉 本発明による複合材料は、木質繊維板の表面に金属被膜
層が形成されることにより耐熱性・耐水性に優れ、しか
も基材である木質繊維板は不燃化処理されているために
、金属被膜層を介して伝達される熱によって劣化ないし
炭化することがなく、長期的にも発火する恐れがない。

よって、厨房等の火を用いる場所においても広く建築材
料或は家具・建築部材として好適に用いられる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）木繊維の細胞孔内及び／又は細胞孔内壁面及び／
   又は該木繊維の外周部に不燃性無機化合物が充填又は付
   着或は固着された木繊維が接着成形一体化されて成る木
   質繊維板を基板とし、該基板の少なくとも一表面に、溶
   射法による金属被膜層が形成されて成ることを特徴とす
   る、複合材料。
2. （２）木材チップを蒸煮により脱脂・軟化処理した後解
   繊して木繊維を得、次いで該木繊維の細胞孔内及び／又
   は細胞孔内壁面及び／又は該木繊維の外周部に不燃性無
   機化合物を充填又は付着或は固着せしめ、かくして不燃
   化処理された木繊維を接着性物質を用いて成形一体化し
   て木繊維マットを形成し、該木繊維マットを熱圧成形し
   て木質繊維板を形成し、該木質繊維板の少なくとも一表
   面に金属を溶射した後冷却することにより金属被膜層を
   形成することを特徴とする、複合材料の製造方法。
3. （３）上記金属溶射を、熱圧成形後の上記木質繊維板の
   材温が４０〜１００℃である状態で行うことを特徴とす
   る、請求項２記載の複合材料の製造方法。