JPH06803A - 難燃性木材の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 難燃性の木質材を得る。 【構成】 木材あるいは木質材料に難燃化処理剤を浸
漬、減圧加圧、塗布等の手段により添加した後、圧縮処
理する。難燃化処理剤としては、窒素とリンを主成分と
する化合物を用い、圧縮処理する手段としては、ホット
プレス、又はロ−ルホットプレスを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドアや壁装材などの住
宅建材に用いられる木材あるいは木質材料の難燃化に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より木材あるいは木質材料（以下木
材という。）に難燃化処理剤を木材中に注入し、加熱等
の手段により該難燃化処理剤を木材中に固定化させる方
法、例えばリン酸ジアンモニウムの水溶液を木材に含浸
し、ついで加熱して該リン酸ジアンモニウムを木材中に
定着させて該木材に難燃性を付与させる方法がよく知ら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】木材は一般建築の構造
材料中で最も比熱が大きく、しかも熱伝導率が最も低い
ことより、大断面集成材のように特定の断面積を有すれ
ば十分な耐火性能を備えていることはよく知られている
が、ドアや壁装材のような材料はその機能性から大断面
積構造が採用されるものでもない。

【０００４】一般的に木材は比重が高くなるほど耐火性
が向上することが知られているが、比重の高い木材は切
削加工や更なる性能向上のための薬剤注入などが困難で
ある一方、比重の低い木材は切削加工や薬剤注入が比較
的容易であるが、耐火性に欠けるというような問題があ
る。

【０００５】かような木材に十分な難燃性を付与するた
めには、多量の難燃化処理剤を必要とする上、それを木
材内部まで浸透させる手段は減圧加圧注入などの手段で
は容易ではなく、更に該難燃化処理剤を木材中に固定化
させるためには多大な時間とエネルギーを必要とする。

【０００６】本発明は、木材の難燃化処理に関し、その
用途の機能性から大断面に依らず、しかも多量の難燃化
処理剤と多大な時間とエネルギーを必要としない方法を
提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、特願平３
−２５９８３５号公報にて塩基性窒素化合物とリン酸と
の塩を主成分とする化合物の添加された木材をホットプ
レスにて熱圧処理による木材表層でのリン酸エステル化
反応により該木材に難燃性を付与させる方法を開示し
た。

【０００８】本発明は、上記の難燃化木材の製法を更に
検討を加え、小量の難燃化処理剤で木材に十分な難燃性
を付与させようとするもので、木材に難燃化処理剤を浸
漬、減圧加圧、塗布、散布等の手段により添加した後、
あるいは粉末難燃剤をそのまま材料表面に散布後、また
反応性難燃剤シ−トを布敷した後、圧縮処理することを
特徴とし、更に詳しくは該圧縮処理がホットプレス等の
均一に加熱加圧の加えられる設備による加熱圧縮処理で
あることを特徴とするものである。

【０００９】本発明に用いる難燃化処理剤は、木材など
のセルロース系材料に対して燃焼抑制性を発揮する元
素、例えばリチウム、ナトリウムなどのアルカリ金属、
バリウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属、臭
素、塩素などのハロゲン、ホウ素、窒素、リン、アンチ
モン、硫黄、ケイ素などを含む化合物やこれらの混合物
で、木材中での高分子化による耐久的な難燃性の付与が
容易な窒素とリンを含有する化合物、例えばリン酸尿
素、リン酸グアニジン、メチロールジシアンジアミド初
期縮合物とリン酸の混合物、メチロールメラミン初期縮
合物とリン酸の混合物、リン酸アンモニウム類、リン酸
アミド類、リン含有イソシアネートプレポリマーなどが
適しており、これらにハロゲンやホウ素などが含有され
てもよい。

【００１０】本発明は、木材に散布法、塗布法、減圧加
圧法、拡散法などの手段により該難燃化処理剤を木材１
００重量部に対して付着量５〜５０重量部となるように
添加し、次いで圧縮率（元の木材厚さ１００に対する処
理材の厚さで表す。）３０以上となるように圧縮するも
ので、圧縮に際しては、温度８０〜２５０℃に設定した
ホットプレスの熱板間に該難燃化処理剤の添加された該
木材を挿入し、圧力１０〜１００Kg/cm2、時間５〜１２
０分の条件にて加熱加圧処理するものである。

【００１１】上記方法により、木材は圧潰高密度化され
ると共に、更に木材中における難燃化処理剤濃度が低付
着量であっても高濃度化されるため、燃焼に際してそこ
での脱水炭化作用や可燃性混合気に対する酸素や熱の遮
断による耐火性のバリアの形成を促進させ遮炎性能を向
上させる。

【００１２】木材に耐久的な難燃性を付与させることの
容易な窒素とリンを含有する難燃化処理剤で、リンとし
てリン酸を主成分とするものは、１００℃以上の温度が
継続的に与えられることにより、リン酸は木材中のセル
ロ−ス等の水酸基と脱水反応を伴うエステル化反応を起
こし安定化すると共に、燃焼に際しては窒素との相乗的
な脱水炭化作用によって形成された炭化層が酸素や熱の
供給阻止、炭素の酸化反応の抑制とその酸化物の気化阻
止によって、該処理木材の遮炎性能を改善させる。

【００１３】ここで加熱圧縮・圧潰処理の条件は、木材
の高密度化及び木材中の難燃化処理剤の高濃度化、特に
表層部分でのより一層の高密度化及び高濃度化を起こさ
せるものであれば十分であるが、リン酸を含有する難燃
化処理剤においては上述の如くリン酸エステル化には１
００℃以上の温度が継続的に必要である一方、高温、高
圧、長時間での処理は、該木材に変色、変形、劣化、破
壊等を招き、好ましくない。

【００１４】好ましい加熱圧縮処理条件は、樹種、形
状、サイズ、含水率等、処理される木材の状態によって
異なるが、温度１００〜１８０℃、圧力３０〜５０Kg/c
m2、時間５〜３０分の条件によるホットプレスがエネル
ギー供与の均一性などから適しており、この条件下で得
られる難燃化処理材の圧縮率は５０〜８０程度となる。

【００１５】

【作用】本発明は木材の高密度化及び難燃化処理剤の高
濃度化、特に木材の表層部におけるそれらをより促進さ
せて、火災に対してそこに耐火性のバリアを形成させる
ばかりでなく、木材中の水分や上記のようなリン酸を含
有する難燃化処理剤ではリン酸エステル化に伴い生成さ
れた水分を一挙に過熱蒸気化し該木材の膨張媒体として
働かせるとともに、該木材の細胞内への上記難燃化処理
剤の移送媒体として働かせ、木材表層ばかりでなく木材
内部まで該難燃化処理剤を浸透させてリン酸エステル化
反応などを促進させる上、圧縮によって均一に該木材の
比重が効果的に高められ、なお一層の遮炎性能の向上が
はかられる。

【００１６】

【実施例】

実施例１ ジシアンジアミド１モルに対して、ホルムアルデヒドと
して１モルの３７％ホルマリンと反応後の固形分が３０
％となるように水の添加された溶液を還流中で反応さ
せ、継いで５０〜６０℃に冷却した後、リン酸として
０．５モルの８５％リン酸を添加して撹拌し、ジシアン
ジアミド−ホルムアルデヒド−リン酸［ＤＦＰ］からな
る難燃化処理剤を得た。

【００１７】上記難燃化処理剤を８〜１０mmのバ−スウ
ッド単板に浸漬し風乾したのち、温度１６０℃、圧力３
０〜５０Kg/cm2、時間１５分の条件に設定したホットプ
レスの熱板間に挿入しスペ−サ−を挟み込んで加熱圧縮
処理し、厚さ５mmの難燃性木材を得た。

【００１８】実施例２ ジシアンジアミド０．２５モルとメラミン０．７５モル
の混合物に対して、ホルムアルデヒドとして３モルの３
７％ホルマリンと反応後の固形分が３０％となるように
水の添加された溶液を還流中で反応させ、継いで５０〜
６０℃に冷却した後、リン酸として１モルの８５％リン
酸を添加して撹拌し、メラミン−ジシアンジアミド−ホ
ルムアルデヒド−リン酸［ＭＤＦＰ］からなる難燃化処
理剤を得た。

【００１９】実施例１と同様に上記難燃化処理剤を８〜
１０mmのバ−スウッド単板に浸漬し風乾したのち、温度
１６０℃、圧力３０〜５０Kg/cm2、時間１５分の条件に
設定したホットプレスの熱板間に挿入しスペ−サ−を挟
み込んで加熱圧縮処理し、厚さ５mmの難燃性木材を得
た。

【００２０】比較例１ 実施例１及び２の難燃化処理剤を５mmのバースウッド単
板に浸漬し風乾したのち、温度１６０℃、時間１２０分
の条件にて加熱処理し、厚さ５mmの処理木材を得た。

【００２１】実施例１、２及び比較例１で得られた処理
木材を、ＪＩＳ Ａ １３２２、建築用薄物材料の難燃
性試験方法に従い、炭化長による難燃性を測定し、その
結果を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【発明の効果】難燃化処理剤の添加された木材を圧縮・
圧潰することにより、表１から明らかなように難燃化処
理剤の付着量が低くても、高付着量に匹敵する難燃性が
充分に得られ、その効果は圧縮率が高い程効果的であ
る。

【００２４】低付着量で高い難燃性が得られることは、
多量の難燃化処理剤を必要とせず、しかも減圧加圧等の
特殊な手段に依らず木材への難燃化処理剤の添加が容易
であるため、安価に生産可能となる上、難処理木材に対
しても容易に難燃化処理が可能となる。

【００２５】また加熱圧縮処理は、蒸気等で加熱された
熱板間に被処理材を挿入し、該熱板と密着した状態で処
理するものであり、その反応系は水分等が逃げにくいク
ロ−ズド系となるために前述のような作用、反応が促進
されるばかりか、該木材中のヘミセルロ−ス等の加熱に
より分解しやすい成分が分解すると共にセルロ−スの結
晶化が促進されるために該木材の寸法安定性を向上させ
る効果もある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木材あるいは木質材料に難燃化処理剤を
   浸漬、減圧加圧、塗布等の手段により添加した後、圧縮
   処理することを特徴とする難燃性木材の製法。
2. 【請求項２】 該圧縮処理が、ホットプレス、又はロ−
   ルホットプレスによる加熱圧縮処理である請求項１記載
   の難燃性木材の製法。
3. 【請求項３】 該難燃化処理剤が窒素とリンを主成分と
   する化合物である請求項１または２記載の難燃性木材の
   製法。