JPH03204A - 難燃化木材の製法 - 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〉 本発明は木材の吸脱湿による寸法変化を少くすると共に
難燃化を付加した木材の製法に関する。

〈従来技術〉 天然の木材はそれが置かれた環境の温度、湿度に影響さ
れて吸湿あるいは脱湿を繰り返して寸法も伸び縮みして
変化する。一定の温湿度において、木材中の水分が一定
に達する含水率のことを平衡含水率というが、はとんど
の木材は６〜１０％の平衡含水率となり、木材の乾燥は
この範囲に々る様に仕上げることにあった。しかし、四
季の変化により、高温多湿の梅雨期と低温低湿の冬期と
では平衡含水率の変動は避けられず、寸法が変化し、時
には反シ、ねじれ、膨れ、縮みなどの狂いを生じた。そ
こで木材の寸法変化を少くする方法として、合成樹脂を
木材に注入する方法、薬品による吸湿水蒙基のアセチル
化、ホルマール化などが検討されてきたが、これらの方
法は何れも木材のもつ断熱性、加工性、外観にどの特性
を損い、また加工に複雑な工程と多大な処理費用を要す
るなどの欠点が認められた。

木材の難燃化については、不溶性不燃性無機物、例えば
、リン酸成分、ホウ酸成分、ハロゲン化物をそのまま水
に分散させ、この分散液からなる処理液を木材中に浸透
させようとしても、木材中にはほとんど水しか浸透して
行か々い。また、離燃性を付与する樹脂、例えばメチロ
ール化フェノール、メチロール化メラミン、メチロール
化尿素などを減圧、加圧操作下に含浸させる方法も検討
されているが、木材中のセルロースの非晶部に樹脂が浸
透しないと考えられ、離燃性は期待できなかった０ 〈発明の目的〉 本発明の目的は、上記のような事情に鑑みなされたもの
であって、寸法安定性及び難燃性を付与した木材の製法
を提供することにある。

〈発明の開示〉 本発明は、加熱加圧操作により、元の木材の平衡含水率
の絶対値を２〜４チ低くすると共に、抗膨張率を２０〜
６０％に改質した後に、離燃化を付与する化合物を含浸
する難燃化木材の製法である。

ここで抗膨張率とは、Ａ　Ｓ　Ｅ　（Ａｎｔｉ−ｓｗａ
ｌ！ｉｎｇＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　）で次式で計算する
。

Ｄｏ：未処理材の膨張率 Ｄ：処理材の膨張率 本発明での加熱加圧操作としては、圧力容器中に電気ヒ
ーター、ガスヒーター、オイルヒーターなどによる加熱
と、コンプレッサーによる加圧、または水蒸気による加
熱加圧のいずれも可能であるが、中でも水蒸気による加
熱加圧が安全で経済的である。加熱加圧条件としては、
１２０〜２５０°Ｃ１２〜４０　＃／ｄ、処理時間は温
度圧力によ）異な石が、例えばゴムツキで厚さ５０ｓａ
ｍの板材の場合で、１２０℃、２　ｋｇ７ｃｔで８時間
、または２１０℃、２０　ｂｙ／ｄで３０分の処理で平
衡含水率の絶対値は約２チ低くなり、抗膨張率は約２０
優となる。また、１５０℃、５ｋｇ／ｄで１６時間、ま
たは２５０℃、４０　ｋｙ／ｄで２時間処理で、平衡含
水率は約４１低くなシ、抗膨張率は約６０チとなる。な
お、温度が１２０℃以下では木材が改質されず、２５０
℃以上では木材の細胞が破壊して強度が著しく低下する
。また、ここで平衡含水率が２１未満の低下では、抗膨
張率は２〇−未満となり、また、２０憾未満の抗膨張率
では実用上、反り狂いに著しい効果がない。逆に４多以
上の平衡含水率の低下では抗膨張率は６０１以上とまり
、寸法安定性としては非常に良好であるが、操作上高熱
を要するために木材のもつ自然の風合かがくなり、炭化
が著しく、また機械的強度の劣化が著しく好ましくない
。

上記の如く、加熱加圧により改質された木材は、木材中
の平衡含水率の高いへンセルロースが分解して溶出し重
量が約１０１低下する。また溶出分だけ空隙部分が多く
なυ、ポーラスに力るｏしたがって、次工程の難燃化剤
の含浸注入がし易くなる０ 次に、難燃化を付与する化合物としては、前述の如き公
知の不溶性不燃性無機物、混合するととＫよシネ溶性不
燃性無機物を生じる化合物、たとえば、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、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸バ
リウムなどがある。また、含浸する方法としては、前記
不溶性不燃性無機物を生じさせる水溶性無機物水溶液の
一方を木材に含浸させたのち、他方を木材に含浸させる
ととくより、木材組織内に不溶性不燃性無機物を定着さ
せる方法があシ、第１の水溶液として、Ｃａ”　＊　Ｂ
ａ”　ｔ　Ｍｇ２＋およびＡｎ３＋から々′２７今太〉 る群の中から選ばれた≠つ壜≠→つを含む水溶液、第２
の水溶液として、ＰＯ４、ＢＯｓ　　、　ＳＯ４および
Ｃ０ａ２−からなる群の中から選ばれた零不す哄すン 本オキを含む水溶液を用いる０水に溶解し、Ｃａ　２＋
Ｂａ”　、　Ｍｇ”＋あるいはＡＺ　８＋のイオンを生
じさせる無機物としては、たとえば、ＭｇＣ４１ＭｇＢ
ｒ２　ＴＣａＣｌｚ　、　ＣａＢｒ２　、　ＢａＣＡ’
ｚ　ｅ　ＢａＣ１ｚ　＠　２Ｈ２０ｅ１３ａＢｒ２　　
＋　　１巳１ａ（ＮＯ３）２　　ｉ　　ＡＡ（Ｊ２　　
ｒ　　ＡＩＢｒＢ　　ｅ　　Ａ＆（５ｏａ）ｓなどがあ
る。また、水に溶解し、ＰＯ４３−＊　ＢＯｓ３−８０
４３−あるいはＣ０３８−のイオンを生じさせ石無機動
としては、たとえば、Ｈ８Ｐ　Ｏ４ｅ　　Ｎａ　Ｂ　Ｏ
！　ｓＮＨ４ＢＯ４＊　　Ｎａ２ＣＯｓ　＃　　ＨｇＳ
Ｏ４、Ｎａ２５Ｏａ（ＮＨ４）２８０４　、　　（ＮＨ
４）２ＨＰＯ４、ＨｓＢＯｓ　＊　（ＮＨ４）２ＣＯ８
などがある。これらのうちでも、Ｃａ”　、　ＰＯ４’
−が防火性に適している。

本発明に用いる木材としては、前記の如く加熱加圧操作
後の木材を丸太、製材品、スライス単板、合板、集成材
として、前記の難燃化化合物の第１および第２の水溶液
を順に木材中に含浸させることによ如行う。第１および
第２の水溶液の含浸はどちらを先にするようであっても
よい。

次に、実施例について説明する。

実施例１ ３０℃、湿度７０慢で平衡含水率１０−の５０餌厚ゴム
ツキを圧力容器に入れ、１０ｋｇ／ｄの飽和水蒸気で１
７５℃に調整して２時間処理したところ、平衡含水率は
５％と表シ、抗膨張率は４０チの改質木材を得九〇 次に、該改質木材を２鱈厚ロータリー単板とし、２０〜
３０　ｗａ　Ｈｇの減圧下、水中に浸漬し、２４時間放
置して飽水させた。この飽水単板を下記の第１の水溶液
および第２の水溶液に順次浸漬し、これらを含浸させて
、木材中に不溶性不燃無機物を生成させた。

第１０水溶液（第１浴） ＣａＣＪｌ　　　　　　　　２−Ｅ：Ｊｋ／　ＩＢａ　
ＣＴｏ　＊　２　ＨｘＯ２モーｓｉ　／　１第２の水溶
液（第２浴） （ＮＨ４）ｚＨＰＯ４４モル／１ ＨａＢＯｓ　　　　　　　　４モに／まただし、水溶液
の温度はいずれも５０℃、浸漬時間はすべて５時間とし
、水溶山分を除くため、処理として、流水中［２４時間
木材を放置した。

比較例１ 実施例１にて、ゴムツキを加熱加圧処理し危い以外は同
様に含浸させた。

次に、離燃化剤の含浸率を次式で計算したところ、実施
例１では８０％であり、比較例１は５゜チであった。

含浸率＝（Ａ−Ｂ）／Ｂ Ａ：処理後絶乾重量 Ｂ：処理後絶乾重量 〈発明の効果〉 本発明では、加熱加圧操作により、元の木材の平衡含水
率の絶対値を２〜４優低くすることによシ、木材中に空
隙部分が多くなシ、難燃化剤の含浸が多くなったものと
思われる。また、寸法変化が小さく、反シ、ねじれ、膨
れ、縮みなどの狂いが生ぜずに、天然の木材本来の木目
外観、断熱性、加工し易さなどの性能も備えているので
、家具部材、建築や構築材料として有用である。

特許出願人　　アイカニ業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）加熱加圧操作により、元の木材の平衡含水率の絶対
   値を２〜４％低くすると共に抗膨張率を２０〜６０％に
   改質した後に、難燃化を付与する化合物を含浸すること
   を特徴とする難燃化木材の製法。 ２）加熱加圧操作が、水蒸気による加熱加圧で、１２０
   〜２５０℃、２〜４０ｋｇ／ｃｍ＾２で処理する特許請
   求の範囲第１項記載の難燃化木材の製法。 ３）難燃化を付与する化合物が、混合することにより不
   溶性不燃性無機物を生じさせる水溶性無機物である特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の難燃化木材の製法
   。