(57)【要約】    【課題】  不燃化又は準不燃化させたパーティクルボード等を得る。    【解決手段】（ａ）金属アルミニウム又は金属シリコンと、水和して硼酸を解離する硼砂、硼酸などの鉱酸化合物と、苛性カリ、苛性ソーダ又は苛性リチウムのアルカリ金属とを反応させるに際し、水中又は前記鉱酸化合物の溶液中で、前記金属固体と前記アルカリ金属との濃厚溶液反応を生ぜしめ、更に前記鉱酸化合物を反応せしめ、該反応熱を50℃以上100℃以内に制御すると共に、生成物の比重を1.1以上として造膜させた水性造膜性無機化合物を用意する工程、（ｂ）前記水性造膜性無機化合物の固形分を１０−３０％含有する水溶液の中にパーティクルボード材料片を浸漬して攪拌する工程、（ｃ）前記水溶液から前記パーティクルボード材料片を取り出し、１５−５０トン／ｍ2の圧力、１００−２００℃の温度下でプレスする工程、を有する。金属板４を埋め込むこともできる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属アルミニウム又は金属シリコンと、水和して硼酸を解離する硼砂、硼酸などの鉱酸化合物と、苛性カリ、苛性ソーダ又は苛性リチウムのアルカリ金属とを反応させるに際し、水中又は前記鉱酸化合物の溶液中で、前記金属固体と前記アルカリ金属との濃厚溶液反応を生ぜしめ、更に前記鉱酸化合物を反応せしめ、該反応熱を50℃以上100℃以内に制御すると共に、生成物の比重を1.1以上として造膜させた水性造膜性無機化合物を含浸させた木材。
【請求項２】
金属板（２）を表面に貼り付けた請求項１記載の木材。
【請求項３】
金属板（２）が穴あき板又は金網である請求項２記載の木材。
【請求項４】
金属アルミニウム又は金属シリコンと、水和して硼酸を解離する硼砂、硼酸などの鉱酸化合物と、苛性カリ、苛性ソーダ又は苛性リチウムのアルカリ金属とを反応させるに際し、水中又は前記鉱酸化合物の溶液中で、前記金属固体と前記アルカリ金属との濃厚溶液反応を生ぜしめ、更に前記鉱酸化合物を反応せしめ、該反応熱を50℃以上100℃以内に制御すると共に、生成物の比重を1.1以上として造膜させた水性造膜性無機化合物を含浸させたパーティクルボード。
【請求項５】
金属板（４）を貼り付けた請求項４記載のパーティクルボード。
【請求項６】
前記金属板（４）が穴あき板又は金網である請求項５記載のパーティクルボード。
【請求項７】
前記金属板（４）が埋設されている請求項５又は６記載のパーティクルボード。
【請求項８】
（ａ）金属アルミニウム又は金属シリコンと、水和して硼酸を解離する硼砂、硼酸、などの鉱酸化合物と、苛性カリ、苛性ソーダ又は苛性リチウムのアルカリ金属とを反応させるに際し、水中又は前記鉱酸化合物の溶液中で、前記金属固体と前記アルカリ金属との濃厚溶液反応を生ぜしめ、更に前記鉱酸化合物を反応せしめ、該反応熱を50℃以上100℃以内に制御すると共に、生成物の比重を1.1以上として造膜させた水性造膜性無機化合物を用意する工程、
（ｂ）前記水性造膜性無機化合物の固形分を１０−３０％含有する水溶液中に木材を浸漬する工程、
（ｃ）木材を入れた前記水溶液を３０−８０℃に加熱すると共に、２０−９０分間、５−３０気圧／ｍ2に加圧する工程、
を有することを特徴とする、不燃化又は準不燃化させた木材の製法。
【請求項９】
前記（ｃ）工程において、さらに金属板を貼り付けて加圧する工程を有する請求項８記載の製法。
【請求項１０】
（ａ）金属アルミニウム又は金属シリコンと、水和して硼酸を解離する硼砂、硼酸などの鉱酸化合物と、苛性カリ、苛性ソーダ又は苛性リチウムのアルカリ金属とを反応させるに際し、水中又は前記鉱酸化合物の溶液中で、前記金属固体と前記アルカリ金属との濃厚溶液反応を生ぜしめ、更に前記鉱酸化合物を反応せしめ、該反応熱を50℃以上100℃以内に制御すると共に、生成物の比重を1.1以上として造膜させた水性造膜性無機化合物を用意する工程、
（ｂ）前記水性造膜性無機化合物の固形分を１０−３０％含有する水溶液の中にパーティクルボード材料片を浸漬して攪拌する工程、
（ｃ）前記水溶液から前記パーティクルボード材料片を取り出し、２０−９０分間、１５−５０トン／ｍ2の圧力、１００−２００℃の温度下でプレスする工程、
を有することを特徴とする、不燃化又は準不燃化させたパーティクルボードの製法。
【請求項１１】
前記（ｃ）工程において、金属板を前記パーティクルボード材料片に挟み込み、この金属板を埋設させる工程を有する請求項１０記載の製法。
【請求項１２】
前記パーティクルボード材料片として、おがくず、鉋屑、笹付きの竹を粉砕機で粉砕した竹片を混在させて使用する請求項１０又は１１記載の方法。
【請求項１３】
（ａ）金属アルミニウム又は金属シリコンと、水和して硼酸を解離する硼砂、硼酸などの鉱酸化合物と、苛性カリ、苛性ソーダ又は苛性リチウムのアルカリ金属とを反応させるに際し、水中又は前記鉱酸化合物の溶液中で、前記金属固体と前記アルカリ金属との濃厚溶液反応を生ぜしめ、更に前記鉱酸化合物を反応せしめ、該反応熱を50℃以上100℃以内に制御すると共に、生成物の比重を1.1以上として造膜させた水性造膜性無機化合物を用意する工程、
（ｂ）前記水性造膜性無機化合物の固形分を１０−３０％含有する水溶液の中に竹材小片を浸漬して攪拌する工程、
（ｃ）前記水溶液から前記竹材小片を取り出し、２０−９０分間、１５−５０トン／ｍ2の圧力、１００−２００℃の温度下でプレスする工程、
を有することを特徴とする、不燃化又は準不燃化させた竹合板の製法。
【請求項１４】
前記（ｃ）工程において、金属板を前記パーティクルボード材料片に挟み込み、この金属板を埋設させる工程を有する請求項１３記載の製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は難燃材及びその製法に関する。特に、木質系材料、例えば木材やパーティクルボード、竹合板等を不燃化又は準不燃化させた材料及びその製法に関する。
【０００２】
ここで、「不燃」材料とは、建築物の材料のうち、建築基準法で定められた不燃性を持った材料のことである。加熱開始後20分間、(1) 燃焼しない、(2) 防火上有害な変形、溶融、亀裂その他の損傷を生じない、(3) 避難上有害な煙またはガスを発生しないものであって、さらに国土交通大臣から認可されたものをいう。
【０００３】
「準不燃」材料とは、建築材料のうち、建築基準法で定められた不燃材料に準じた性能を持つ材料のことである。通常の火災による火熱が加えられた場合に、加熱開始後10分間、(1) 燃焼しない、(2) 防火上有害な変形、溶融、亀裂その他の損傷を生じない、(3) 避難上有害な煙またはガスを発生しないものであって、さらに国土交通大臣から認可されたものをいう。
【背景技術】
【０００４】
木材合板、パーティクルボード、竹合板、等の木質系材料は、多量の接着剤を使用して、板材、おがくず、鉋屑、等の木材や竹の小片を接着しているので、燃えたときに有毒ガスを大量に発生させる。火事現場では、それを吸入してしまうことにより、死傷者を多く出している。また、この接着剤はホルムアルデヒドを発生させてシックハウス症候群の原因ともなる。
【０００５】
下記従来技術１によれば、杉、桧、スプルス、ラワン等の板を不燃液体に含浸させて難燃材とする技術が記載されている（実施例１９）。不燃液体は、一般式Ｓｉ−Ｆ−Ｎａで表される水性造膜無機化合物（固形分２４％）、セメント混練水（余剰水７６％）からなる。
【０００６】
この従来技術１の水性造膜無機化合物は、金属アルミニウム又は金属シリコンと、水和して硼酸や弗酸を解離する硼砂、硼酸、弗化ソーダ又は弗酸などの鉱酸化合物と、苛性カリ、苛性ソーダ又は苛性リチウムのアルカリ金属とを反応させるに際し、水中又は前記鉱酸化合物の溶液中で、前記金属固体と前記アルカリ金属との濃厚溶液反応を生ぜしめ、更に前記鉱酸化合物を反応せしめ、該反応熱を50℃以上100℃以内に制御すると共に、生成物の比重を1.1以上として造膜することを特徴とする化合物である。
【０００７】
これを製品化した不燃液体として、例えば、株式会社トラストライフ（金沢市）から「ファイアレスＢ」又は「ファイアレスＳ」が市販されている。
【特許文献１】特公平７−１４８０１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記不燃液体を使用し、さらに新たな用途を開発すると共に、従来得られなかった薄板で反りのない難燃材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は次のとおりである。
【００１０】
（１）金属アルミニウム又は金属シリコンと、水和して硼酸を解離する硼砂、硼酸などの鉱酸化合物と、苛性カリ、苛性ソーダ又は苛性リチウムのアルカリ金属とを反応させるに際し、水中又は前記鉱酸化合物の溶液中で、前記金属固体と前記アルカリ金属との濃厚溶液反応を生ぜしめ、更に前記鉱酸化合物を反応せしめ、該反応熱を50℃以上100℃以内に制御すると共に、生成物の比重を1.1以上として造膜させた水性造膜性無機化合物を含浸させた木材。
【００１１】
（２）金属アルミニウム又は金属シリコンと、水和して硼酸を解離する硼砂、硼酸などの鉱酸化合物と、苛性カリ、苛性ソーダ又は苛性リチウムのアルカリ金属とを反応させるに際し、水中又は前記鉱酸化合物の溶液中で、前記金属固体と前記アルカリ金属との濃厚溶液反応を生ぜしめ、更に前記鉱酸化合物を反応せしめ、該反応熱を50℃以上100℃以内に制御すると共に、生成物の比重を1.1以上として造膜させた水性造膜性無機化合物を含浸させたパーティクルボード。
【００１２】
（３）（ａ）金属アルミニウム又は金属シリコンと、水和して硼酸を解離する硼砂、硼酸、などの鉱酸化合物と、苛性カリ、苛性ソーダ又は苛性リチウムのアルカリ金属とを反応させるに際し、水中又は前記鉱酸化合物の溶液中で、前記金属固体と前記アルカリ金属との濃厚溶液反応を生ぜしめ、更に前記鉱酸化合物を反応せしめ、該反応熱を50℃以上100℃以内に制御すると共に、生成物の比重を1.1以上として造膜させた水性造膜性無機化合物を用意する工程、（ｂ）前記水性造膜性無機化合物の固形分を１０−３０％（好ましくは１５−２０％）含有する水溶液中に木材を浸漬する工程、（ｃ）木材を入れた前記水溶液を２０−９０分間（好ましくは４０−６０分間）、３０−８０℃（好ましくは４０−６０℃）に加熱すると共に、５−３０気圧／ｍ2（好ましくは７−１５気圧／ｍ2）に加圧する工程、を有することを特徴とする、不燃化又は準不燃化させた木材の製法。
【００１３】
（４）（ａ）金属アルミニウム又は金属シリコンと、水和して硼酸を解離する硼砂、硼酸などの鉱酸化合物と、苛性カリ、苛性ソーダ又は苛性リチウムのアルカリ金属とを反応させるに際し、水中又は前記鉱酸化合物の溶液中で、前記金属固体と前記アルカリ金属との濃厚溶液反応を生ぜしめ、更に前記鉱酸化合物を反応せしめ、該反応熱を50℃以上100℃以内に制御すると共に、生成物の比重を1.1以上として造膜させた水性造膜性無機化合物を用意する工程、（ｂ）前記水性造膜性無機化合物の固形分を１０−３０％（好ましくは１５−２０％）含有する水溶液の中にパーティクルボード材料片を浸漬して攪拌する工程、（ｃ）前記水溶液から前記パーティクルボード材料片を取り出し、１５−５０トン／ｍ2（好ましくは２０−４０トン／ｍ2）の圧力、１００−２００℃（好ましくは１２０−１６０℃）の温度下で２０−９０分間（好ましくは４０−６０分間）加熱加圧する工程、を有することを特徴とする、不燃化又は準不燃化させたパーティクルボードの製法。
【００１４】
（５）（ａ）金属アルミニウム又は金属シリコンと、水和して硼酸を解離する硼砂、硼酸などの鉱酸化合物と、苛性カリ、苛性ソーダ又は苛性リチウムのアルカリ金属とを反応させるに際し、水中又は前記鉱酸化合物の溶液中で、前記金属固体と前記アルカリ金属との濃厚溶液反応を生ぜしめ、更に前記鉱酸化合物を反応せしめ、該反応熱を50℃以上100℃以内に制御すると共に、生成物の比重を1.1以上として造膜させた水性造膜性無機化合物を用意する工程、（ｂ）前記水性造膜性無機化合物の固形分を１０−３０％（好ましくは１５−２０％）含有する水溶液の中に竹材小片を浸漬して攪拌する工程、（ｃ）前記水溶液から前記竹材小片を取り出し、１５−５０トン／ｍ2（好ましくは２０−４０トン／ｍ2）の圧力、１００−２００℃（好ましくは１２０−１６０℃）の温度下で２０−９０分間（好ましくは４０−６０分間）加熱加圧する工程、を有することを特徴とする、不燃化又は準不燃化させた竹合板の製法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による不燃化又は準不燃化させた木材、パーティクルボード、竹合板をそれぞれバーナーで加熱したところ、炎や煙をあげることなく炭化した。本発明によれば、容易かつ経済的に不燃材又は準不燃材が得られる。
【００１６】
出願人は理論に拘束されることを望まないが、現時点で最も可能性のある不燃化の理論は次のとおりである。一般に木材1m3当りに不燃成分を200kg以上導入できれば木材は不燃となる。本発明で使用する水性造膜性無機化合物（不燃液体）はホウ酸を高濃度に含むので、木材を浸けておくだけで、有効成分を大量に木材に導入でき、不燃化することができる。ホウ酸の高濃度水溶液は乾燥後、木材の中でガラス化する。ホウ素を含む耐熱性ガラスとしてパイレックス（登録商標）ガラスが知られているが、このパイレックスガラスが木材に注入されていると考えることができる。本発明で使用する不燃液体は加熱すると発泡してガラスの膜を作る性質をもっている。このガラスの膜が木材を包み込んで着火を防ぐという効果もある。
【００１７】
本発明のパーティクルボード、竹合板の製造過程においては、不燃液体自身が接着効果を有するので、シックハウス症候群の原因となる接着剤を使用する必要はなく、居住者の健康上優れている。
【００１８】
また、本発明の好ましい実施態様（請求項１２）では、笹付きの竹を粉砕機で粉砕した竹片を混在させて使用するので、曲げや歪みに対して強い強度を有する。
【００１９】
また、本発明の別の好ましい実施態様(請求項２，３，５〜７，９，１１)では、金属板を併用することにより、従来得られなかった１５ｍｍ以下でも反りが発生しにくい薄板難燃材が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明で使用する不燃液体は、株式会社トラストライフ（金沢市）から「ファイアレスＢ」又は「ファイアレスＳ」が好ましい。「ファイアレスＢ」はポリ硼酸ナトリウム（硼酸イオン重合体塩）を主成分とする水溶液である。「ファイアレスＳ」は珪酸ナトリウムを主成分とする水溶液である。
【００２１】
すなわち、これらの主成分は、金属アルミニウム又は金属シリコンと、水和して硼酸を解離する硼砂、硼酸などの鉱酸化合物と、苛性カリ、苛性ソーダ又は苛性リチウムのアルカリ金属とを反応させるに際し、水中又は前記鉱酸化合物の溶液中で、前記金属固体と前記アルカリ金属との濃厚溶液反応を生ぜしめ、更に前記鉱酸化合物を反応せしめ、該反応熱を50℃以上100℃以内に制御すると共に、生成物の比重を1.1以上として造膜させた水性造膜性無機化合物である。
【００２２】
本発明のパーティクルボードを製造するとき、従来のように、おがくずや鉋屑等を使用するだけでなく、笹付きの竹を粉砕機で粉砕した竹片も混在させるのが強度を増す上で好ましい。使用比率は、竹片：木片が６：４程度が好ましい。
【００２３】
好ましくは、本発明の木材、パーティクルボード、合板に、金属板を貼り付ける。金属板は、外表面に貼り付けてもよいし、内部に埋設してもよい。このようにすることにより、耐火性能が向上すると共に、高熱にさらされても反りが発生しなくなる。難燃木材として認定されるためには、１５ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ以上でもそり変形が起きないことが要求されるが、本発明では容易にこの要求を満たすことができる。
【００２４】
本発明では、さらに金属板を併用することにより、１５ｍｍ以下の厚みでもこの要求を満たすことができる。金属板としては、鉄板、アルミ板、ステンレス鋼板が好ましい。また、軽量化のため、金属板は、穴あき板又は金網であることが好ましい。
【００２５】
金属板を表面に貼り付けるときには、最終工程で圧着する。内部に埋設するときには、加熱加圧する工程の前に上下材料の間に挟み込む。表面に圧着するときでも内部に埋設するときでも接着剤は使用する必要がなく、前記不燃液体自身が接着剤の役割を果たす。
【実施例１】
【００２６】
不燃化又は準不燃化させた木材の製法
「ファイアレスＢ」溶液１００ｇの中に１０ｃｍ×１０ｃｍ×１ｃｍの檜板１枚を浸漬した。この板を入れた前記水溶液を加圧釜の中で約５０分間、５０℃に保つと共に、１５気圧／ｍ2に加圧して、「ファイアレスＢ」成分を木材に含浸させて、不燃化又は準不燃化させた木材とした。
【実施例２】
【００２７】
実施例１の製造過程において、木材の表面に穴あきステンレス鋼板（厚み約１ｍｍ）を貼り付けてから加熱及び加圧をして、金属板付きの不燃化又は準不燃化木材とした。このとき、接着剤は使用する必要がなく、「ファイアレスＢ」成分自身がガラス発泡して接着剤の役割を果たした。外観は図１に示すとおり、木材１の表面に穴あきステンレス鋼板２が貼り付けられている。
【実施例３】
【００２８】
不燃化又は準不燃化させたパーティクルボードの製法
「ファイアレスＢ」溶液１００ｇの中にパーティクルボード材料片（おがくず、鉋屑、笹付きの竹を粉砕した竹片等）５０ｇを浸漬して攪拌した。前記水溶液からパーティクルボード材料片を取り出し、プレス機にかけて２５トン／ｍ2の圧力、１４０℃の温度下で約５０分間、プレスして不燃化又は準不燃化させたパーティクルボードとした。「ファイアレスＢ」成分はガラス発泡により、接着機能も有するため、プレス工程において接着剤を必要としない。最後に片面に化粧板を表面に貼り付けて最終製品とした。
【実施例４】
【００２９】
実施例３において、パーティクルボード材料片を加熱加圧する前に、穴あきステンレス鋼板を埋設した。接着剤を使用しなくても穴あきアルミ板（厚み約１ｍｍ）はしっかりとパーティクルボード内に埋設された。外観は図２に示すとおり、パーティクルボード３の内部に穴あきアルミ板４が挟まれている。
【実施例５】
【００３０】
不燃化又は準不燃化させた竹合板の製法
「ファイアレスＢ」溶液１００ｇの中に１０ｃｍ×５ｃｍ×０．５ｃｍの平面板状の竹材小片２０枚を浸漬した。竹材小片は予め加熱して脱脂しておいた。前記水溶液から竹材小片を取り出し、プレス機にかけて２５トン／ｍ2の圧力、１４０℃の温度下で約５０分間、プレスして不燃化又は準不燃化させた竹合板とした。「ファイアレスＢ」成分はガラス発泡により、接着機能も有するため、プレス工程において接着剤を必要としない。竹の長手方向に垂直に５分割して、１枚が１０ｃｍ×１ｃｍ×０.５ｃｍの平面板とした。最後に化粧板を表面に貼り付けて最終製品とした。
【実施例６】
【００３１】
実施例５において、竹材小片を加熱加圧する前に、穴あきステンレス鋼板を埋設した。接着剤を使用しなくても穴あきアルミ板（厚み約１ｍｍ）はしっかりと竹合板内に埋設され、サンドイッチ構造の竹合板が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例２による木材の斜視図である。
【図２】実施例４によるパーティクルボードの斜視図であり、一部を破断して示す。
【符号の説明】
【００３３】
１   木材
２   穴あき金属板
３   パーティクルボード
４    穴あき金属板
【図１】
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【図２】
2006321217.tif 000004