(57)【要約】【課題】木質基材１に難燃化薬剤が含浸された不燃性木材Ａの不燃性を高めつつ、その不燃性木材Ａを全体として木材感があるものとし、その施工性を高めるようにする。【解決手段】難燃化薬剤が含浸された木質基材１の裏面に不燃紙５を接着剤７により積層状態で一体的に貼り付ける。火災の際に、木質基材１中の難燃化薬剤が裏面から噴き出すこと、及び木質基材１が燃焼により収縮することを不燃紙５によって抑制し、不燃性木材Ａは全体として収縮しないようにして、収縮に伴って生じた隙間等を火炎や高温ガスが通ることを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
難燃化薬剤が含浸された木質基材と、
上記木質基材において施工されたときの裏面に積層状態で一体的に設けられた不燃紙とを備えることを特徴とする不燃性木材。
【請求項２】
請求項１において、
不燃紙の坪量が１４０〜３５０ｇ／ｍ２であることを特徴とする不燃性木材。
【請求項３】
請求項１又は２において、
不燃紙は木質基材に接着剤で接着されており、
上記接着剤は、木質基材の燃焼によって２６０℃に達したときに該木質基材を不燃紙から切り離す程度まで低下する接着力を有することを特徴とする不燃性木材。
【請求項４】
請求項３において、
接着剤はホットメルト系接着剤又は水性ビニルウレタン系接着剤であることを特徴とする不燃性木材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つにおいて、
木質基材の厚さが１５ｍｍ未満であることを特徴とする不燃性木材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不燃性木材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の不燃性木材の例として、従来、例えば特許文献１や特許文献２に示されているものが知られている。特許文献１のものでは、木材に、難燃化薬剤の含浸のない表面層と、その内側に難燃化薬剤が含浸された注入層とを形成し、表面層の厚さを設定することにより、木材に火災等の外部加熱が作用したときに主として表面層を燃焼させ、火災等が終わって外部加熱がなくなった状態で、その燃焼部分が注入層に達するようにしている。
【０００３】
しかし、この特許文献１では、燃焼により炭化するのに必要な厚さの表面層を必ず設けなければならず、使用する木材の量が多くなる難がある。
【０００４】
特許文献２には、難燃化薬剤が含浸された木材に石膏ボード等の不燃材又は準不燃材を基材として貼り付け、火災時の形状保持を行うようにした難燃木材が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４９５８０９８号公報
【特許文献２】特開２００７−２１６６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献２のものでは、石膏ボード等を基材として木材に貼り付けて難燃化するので、炭化させるための部分が不要となり、使用する木材の量が少なくて済むが、その反面、難燃化のための石膏ボードの厚さが薬剤含浸の木材よりも厚くなり、その厚さの厚い石膏ボードが木口面に大きく露呈し、難燃木材は全体として木質感から大きく離れたものとなる。また、一体化によって重くなり、施工性が悪くなる。また、一体化していない場合であっても、施工下地が石膏ボードに限定される上、その接着方法（接着剤の種類や塗布量）も限定されてしまい、現場での施工性が悪くなる。
【０００７】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、不燃性木材の構造に工夫を加えることで、不燃性木材の不燃性を高めつつ、その不燃性木材を全体として木材感があるものとし、その施工性を高めるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成すべく、この発明では、難燃化薬剤が含浸された木質基材に不燃紙を貼り付けるようにした。
【０００９】
具体的には、第１の発明は、不燃性木材は、難燃化薬剤が含浸された木質基材と、この木質基材において施工されたときの裏面に積層状態で一体的に設けられた不燃紙とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この第１の発明では、難燃化薬剤が含浸された木質基材の裏面に不燃紙が積層状態で設けられているので、これらを組み合わせた不燃性木材の不燃性を高めることができる。
【００１１】
すなわち、例えば火災の際に不燃性木材の木質基材が表側から加熱されて、その木質基材に含浸されている難燃化薬剤が裏面から噴き出そうとしても、この難燃化薬剤の噴き出しは、木質基材の裏面に積層されている不燃紙によって抑制される。このため、難燃化薬剤が木質基材に多く残るようになり、不燃性を高めることができる。
【００１２】
また、火災時に不燃性木材の木質基材が表側から加熱されて仮に燃焼したときに、その木質基材は燃焼に伴って炭化して収縮しようとする。しかし、木質基材の裏面に積層一体化されている不燃紙は収縮せず、この不燃紙によって木質基材の収縮が抑制される。しかも、難燃化薬剤の噴き出しの抑制によって木質基材も収縮し難くなる。このため、不燃性木材は全体として収縮しないようになり、収縮に伴って生じた隙間等を火炎や高温ガスが通ることもなくなり、このことで不燃性木材による不燃効果を高めることができる。
【００１３】
そして、不燃性木材は、難燃化薬剤含浸の木質基材の裏面に不燃紙が積層されたものであり、その不燃紙の厚さは基材に対して極めて薄いので、不燃性木材は全体として木質基材が殆どを占めるようになり、十分な木質感が得られる。しかも、木質基材の裏面に不燃紙が積層されているので、不燃性木材は軽量となり、施工性を高めることができるとともに、施工時には、木質基材を釘打ちすればよく、大きな釘保持力を保って安定した施工構造が得られる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、不燃紙の坪量が１４０〜３５０ｇ／ｍ２であることを特徴とする。このことで、上記不燃性木材の不燃性を高めるのに好適な不燃紙が得られる。不燃紙の坪量が１４０ｇ／ｍ２未満であると、ピンホールが生じ、炎が燃え抜ける可能性がある。一方、坪量が３５０ｇ／ｍ２を超えると、不燃紙が厚くなり過ぎ、全体として木質感が損なわれる。
【００１５】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、不燃紙は木質基材に接着剤で接着されており、上記接着剤は、木質基材の燃焼によって２６０℃に達したときに該木質基材を不燃紙から切り離す程度まで低下する接着力を有することを特徴とする。
【００１６】
この第３の発明では、例えば火災時に不燃性木材の木質基材が表側から加熱されて仮に燃焼したときに、その燃焼による熱が木質基材と不燃紙との間の接着剤の層に伝わり、その熱により接着剤の接着力が木質基材を不燃紙から切り離す程度の温度（２６０℃）まで低下すると、燃焼状態にある木質基材が不燃紙から切り離され、不燃性木材は不燃紙のみが残る。このことで、不燃性木材（不燃紙）は全体として収縮せず、収縮に伴って生じた隙間等を火炎や高温ガスが通ることを防いで、不燃効果を高めることができる。
【００１７】
第４の発明は、第３の発明において、接着剤はホットメルト系接着剤又は水性ビニルウレタン系接着剤であることを特徴とする。このことで、上記不燃紙からの木質基材の切り離しを行うことができる望ましい接着剤が具体的に得られる。
【００１８】
第５の発明は、第１〜第４の発明のいずれか１つにおいて、木質基材の厚さが１５ｍｍ未満であることを特徴とする。このことで、薄い木質基材でも不燃性の高い不燃性木材が得られるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によると、難燃化薬剤が含浸された木質基材の裏面に不燃紙を積層状態で一体的に接着して不燃性木材としたことにより、火災の際に、木質基材中の難燃化薬剤が裏面から噴き出すのを不燃紙によって抑制することができるとともに、木質基材が燃焼して収縮するのを不燃紙によって抑制し、不燃性木材は全体として収縮しないようになり、火炎や高温ガスが通る隙間等の発生を防止することができ、よって不燃性木材の不燃性や不燃効果を高めることができる。また、不燃紙の厚さを基材に対して極めて薄くできるので、不燃性木材は全体として木質基材が殆どを占め、十分な木質感が得られるとともに、軽量となり、さらに施工時には木質基材の大きな釘保持力を保って安定した施工構造が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る不燃性木材の断面図である。
【図２】図２は、実施例の試験１において、不燃性木材の全体の収縮量最大値を示す図である。
【図３】図３は、実施例の試験２において、水性ビニルウレタン接着剤を用いたときの不燃性木材の全体の収縮量最大値を示す図である。
【図４】図４は、実施例の試験２において、レゾルシノール接着剤を用いたときの不燃性木材の全体の収縮量最大値を示す図である。
【図５】図５は、実施例の試験３において、コーンカロリーメータ試験後の不燃紙の基材からの分離の有無を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００２２】
図１は本発明の実施形態に係る不燃性木材Ａを示し、この不燃性木材Ａは、例えば建物の壁材等の建材として用いられて防火材料をなすものである。この不燃性木材Ａは、液状の難燃化薬剤が含浸された例えば矩形板状の木質基材１を備えている。
【００２３】
（木質基材）
上記木質基材１は、木質材料であればどのような材料でもよく、例えばＩＢ、ＭＤＦ、ハードボード、パーチクルボード等の繊維板を適宜選択することができる。また、木質基材１は、木質単板、チップボード又は木質繊維板からなる複数の構成材が基材厚さ方向に積層された合板、ＬＶＬ、ＣＬＴ（直交集成板）等であってもよい。また、無垢板材や集成板材も使用することができる。木質基材１の厚さは１５ｍｍ未満であることが望ましい。
【００２４】
（難燃化薬剤）
木質基材１には、その外面の全体から難燃化薬剤が含浸されている。図１では、難燃化薬剤の含浸状態を点を加えて示している。難燃化薬剤は、リン酸塩、ホウ酸塩等、一般的に用いられるものであればその種類を問わない。
【００２５】
この難燃化薬剤を木質基材１に含浸させる場合、どのような方法を用いてもよいが、例えば減圧加圧法、減圧法、塗布法、浸漬法を採用するのが好ましい。減圧加圧法では、例えば真空バッチ式のチャンバに木質基材１を投入し、最初の減圧工程において木質基材１内の空気を除去し、加圧工程において木質基材１内に薬液を圧入して浸透させ、その後に乾燥すればよい。
【００２６】
難燃化薬剤の含浸量は、建築基準法に定める難燃材料、準不燃材料及び不燃材料の各基準を満足する量であるのが好ましい。
【００２７】
（不燃紙）
上記木質基材１において、不燃性木材Ａが建材として施工されたときに建物の例えば内部側に位置する裏面には、不燃紙５が接着剤７により積層状態で一体的に貼り付けられている。すなわち、不燃性木材Ａは、施工状態では、例えば火災時に外部から火炎が加わる側を表側として木質基材１が配置され、その火炎と反対側の裏面に不燃紙５が積層されている。
【００２８】
上記不燃紙５は、例えば珪酸マグネシウム等のセラミックスを主成分とした無機質紙からなり、不燃性、難燃性、耐熱保形性を有する。その坪量は、例えば１４０〜３５０ｇ／ｍ２であることが望ましく、１４０ｇ／ｍ２未満であると、ピンホールが生じ、炎が燃え抜ける可能性がある。一方、３５０ｇ／ｍ２を超えると、不燃紙５が厚くなり過ぎ、木質感が損なわれる。尚、坪量１４０ｇ／ｍ２の不燃紙は、そのコーンカロリーメーター２０分試験での総発熱量が０．１６〜０．１９ＭＪ／ｍ２、最高発熱速度が３．８４〜４．６４ｋＷ／ｍ２であり、試験後の試験体の割れや貫通等もなく、不燃材料の判定が得られている。
【００２９】
（接着剤）
上記木質基材１に不燃紙５を接着する接着剤７は、通常状態では所定の接着力が保持されているが、加熱により昇温すると接着力（剥離接着強度）が低下して木質基材１と不燃紙５とを分離する程度の接着力となる特性を有する。すなわち、接着剤７は、火災時の火炎等によって不燃性木材Ａが表側から加熱されて木質基材１が燃焼し、その燃焼によって接着剤７の温度が例えば２６０℃に達したときに該木質基材１を不燃紙５から切り離す程度まで低下する接着力（剥離接着強度）を有する。
【００３０】
このような接着特性を持つ接着剤７としては、例えばホットメルト系接着剤や水性ビニルウレタン系接着剤等が好適に用いられる。特に、ホットメルト系接着剤は、不燃紙５をその坪量（厚さ）の大小に拘わらず安定して切り離すことができるので、望ましい。尚、接着剤７としては、その他、２６０℃以上でも接着力のある接着剤（レゾルシノール等）を用いることができる。
【００３１】
したがって、この実施形態においては、不燃性木材Ａは、難燃化薬剤が含浸された木質基材１の裏面に不燃紙５が接着剤７によって積層状態で一体化されているので、木質基材１に含浸されている難燃化薬剤の難燃性と、木質基材１の裏面に積層された不燃紙５の不燃性とが相乗的に得られ、これらを組み合わせによって不燃性木材Ａの不燃性を高めることができる。
【００３２】
すなわち、例えば火災の際に不燃性木材Ａの木質基材１が表側から加熱されると、その木質基材１に含浸されている難燃化薬剤が裏面から噴き出そうとするが、その難燃化薬剤の噴き出しを、木質基材１の裏面に積層されている不燃紙５によって抑制することができる。このため、難燃化薬剤が木質基材１に多く残るようになり、不燃性木材Ａの不燃性を高めることができる。
【００３３】
また、火災時に不燃性木材Ａの木質基材１が表側から加熱されて仮に燃焼したときに、その木質基材１は燃焼に伴って炭化して収縮しようとする。しかし、木質基材１の裏面に積層一体化されている不燃紙５は耐熱補形性を有するので収縮せず、この不燃紙５によって木質基材１の収縮が抑制される。さらに、不燃紙５によって難燃化薬剤の噴き出しが抑制されることによっても木質基材１が収縮し難くなる。このような不燃紙５による収縮抑制効果により、不燃性木材Ａは全体として収縮しないようになり、収縮に伴って生じた隙間等を火炎や高温ガスが通ることもなくなり、このことで不燃性木材Ａによる不燃効果を高めることができる。
【００３４】
さらに、上記不燃紙５は木質基材１に接着剤７で接着され、その接着剤７は、木質基材１の燃焼によって例えば２６０℃に達したときに該木質基材１を不燃紙５から切り離す程度まで低下する接着力（剥離接着強度）を有する。そのため、例えば火災時に不燃性木材Ａの木質基材１が表側から加熱されて燃焼したときに、その燃焼による熱が木質基材１と不燃紙５との間の接着剤７の層に伝わり、その熱により接着剤７の接着力が木質基材１を不燃紙５から切り離す程度まで低下すると、燃焼状態にある木質基材１が不燃紙５から切り離され、不燃性木材Ａには不燃紙５のみが残る。この状態では、不燃紙５の耐熱保形性によって不燃性木材Ａ（不燃紙５）が全体として収縮しないこととなり、収縮に伴って生じた隙間等を火炎や高温ガスが通ることを防いで、不燃効果を高めることができる。
【００３５】
このように不燃効果により、厚さが１５ｍｍ未満の薄い木質基材１であっても不燃性の高い不燃性木材Ａが得られることとなる。
【００３６】
一方、不燃性木材Ａは、難燃化薬剤含浸の木質基材１の裏面に不燃紙５が積層されてなり、その不燃紙５の厚さは基材１に対して極めて薄くなっている。そのため、不燃性木材Ａは全体として木質基材１が殆どを占めるようになり、木質基材１によって十分な木質感が得られる。しかも、木質基材１の裏面に不燃紙５が積層されているので、不燃性木材Ａは軽量となって施工性を高めることができるとともに、施工時には、木質基材１を釘打ちすればよく、大きな釘保持力を保って安定した施工構造が得られる。
【実施例】
【００３７】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。上記実施形態のように、木質基材の裏面に接着剤によって不燃紙を積層した不燃性木材のサンプルを作製して、コーンカロリーメータ試験（「コーンカロリーメータによる発熱性試験」）を行った。木質基材はスギ材とし、そのスギ材に難燃化薬剤としてリン酸系難燃剤を減圧加圧法によって含浸させたものであり、真空バッチ式のチャンバに木質基材を投入し、−０．０７ＭＰａに減圧して３０分保持した後、チャンバ内に難燃化薬剤を封入し、１ＭＰａで１時間保持した後に大気圧で２時間保持して難燃化薬剤を木質基材に含浸させ、その後に４０℃で１日乾燥した後にさらに６０℃で７日乾燥した。
【００３８】
そのとき、難燃化薬剤の濃度、その木質基材に対する含浸量、木質基材の厚さ、不燃紙の坪量及び厚さ、接着剤の種類を種々に変更した。また、木質基材の裏面に不燃紙以外の他の裏面材を接着したサンプルや、木質基材の裏面に塗装を施したサンプルも用意した。
【００３９】
各サンプルの大きさは９９ｍｍ×９９ｍｍとし、コーンカロリーメータ試験では、総発熱量（ＭＪ／ｍ２）の他に、試験後（燃焼後）のサンプルの収縮量最大値、木質基材と裏面材との分離の有無（密着性）を測定した。
【００４０】
（試験１）
スギ材（厚さは９ｍｍ及び１５ｍｍ）に難燃化薬剤を含浸させ、その含浸量を変更して基材を作製した。その基材裏面に、坪量１８０ｇ／ｍ２で厚さ０．２４ｍｍの不燃紙を水性ビニルウレタン接着剤で積層したサンプルと、基材裏面に不燃紙を接着していないサンプルとを用意した。基材表面は、いずれもアクリルウレタン塗料で塗装した。これらの各サンプルについて、厚さ１５ｍｍの木質基材は加熱時間を２０分とし、厚さ９ｍｍの木質基材は加熱時間を１０分としてコーンカロリーメータ試験を行い、その燃焼後のサンプル全体の収縮量最大値を測定した。その結果を図２に示す。尚、総発熱量、最高発熱速度については、それぞれ準不燃、不燃材料の基準をいずれのサンプルも満たしていた。
【００４１】
図２の試験結果を見ると、木質基材に不燃紙を接着したサンプルの収縮量は、接着していないサンプルと比べて、いずれも小さくなっており、不燃紙によって収縮が抑制されていることが判る。
【００４２】
（試験２）
スギ材（厚さは９ｍｍ及び１５ｍｍ）に難燃化薬剤を含浸させ、その含浸量を変更して基材を作製した。その基材裏面に、不燃紙（坪量１８０ｇ／ｍ２で厚さ０．２４ｍｍ、及び坪量３５０ｇ／ｍ２で厚さ０．５ｍｍ）、メラミン含浸紙（厚さ０．２ｍｍ及び０．５ｍｍ）をそれぞれ接着剤（水性ビニルウレタン及びレゾルシノール）により積層したサンプルと、基材裏面に接着剤のみを塗布して他に何も積層しないサンプルと、基材裏面にアクリルウレタン塗料を塗装したサンプルとを作製した。基材表面は、いずれもアクリルウレタン塗料で塗装した。
【００４３】
これらの各サンプルについて、厚さ１５ｍｍの木質基材は加熱時間を２０分とし、厚さ９ｍｍの木質基材は加熱時間を１０分としてコーンカロリーメータ試験を行い、その燃焼後のサンプル全体の収縮量最大値を測定した。その結果を水性ビニルウレタン接着剤の場合にあっては図３に、レゾルシノール接着剤の場合にあっては図４にそれぞれ示す。尚、総発熱量、最高発熱速度については、それぞれ準不燃、不燃材料の基準をいずれサンプルも満たしていた。
【００４４】
図３及び図４の試験結果を見ると、不燃紙を接着したサンプルは、収縮量が他のいずれのサンプルと比較しても小さくなっており、不燃紙によって収縮が抑制されていることが判る。
【００４５】
（試験３）
スギ材（厚さ９ｍｍ）に難燃化薬剤を含浸させ、その含浸量を変更して基材を作製した。その基材裏面に、不燃紙（坪量１８０ｇ／ｍ２で厚さ０．２４ｍｍ、及び坪量３５０ｇ／ｍ２で厚さ０．５０ｍｍ）を、接着剤（水性ビニルウレタン、レゾルシノール及びホットメルト）で積層したサンプルを作製した。基材表面は、いずれもアクリルウレタン塗料で塗装した。
【００４６】
これらの各サンプルに対し、加熱時間を１０分及び２０分としたコーンカロリーメータ試験を行い、その試験後の不燃紙の基材からの分離の有無を判定した。その結果を図５に示す。図５の「裏面分離」の項の「○」は、燃焼後に裏面材が完全に分離していたことを、また「×」は裏面材が分離していないことをそれぞれ示す。
【００４７】
図５の試験結果を見ると、接着剤が水性ビニルウレタンの場合、不燃紙が坪量３５０ｇ／ｍ２で厚さ０．５０ｍｍであると、燃焼後に不燃紙が基材から良好に分離している。また、接着剤がホットメルト系接着剤の場合、不燃紙が坪量１８０ｇ／ｍ２で厚さ０．２４ｍｍであっても、燃焼後に不燃紙が基材から良好に分離している。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、難燃化薬剤が含浸された木質基材を有する不燃性木材の不燃性を高めつつ、十分な木質感が得られるので、極めて有用で産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【００４９】
Ａ  不燃性木材
１  木質基材
５  不燃紙
７  接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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