(57)【要約】【課題】燃焼抑制効果が高く且つ溶脱の発生を極力抑えた不燃処理された資材、特に、木製の角材を提供する。【解決手段】硼素化合物を含む弱酸又は弱アルカリの金属塩水溶液に燐酸及びシランカップリング剤を加えて混合水溶液とし、該混合水溶液にポリフェノール系化合物を主成分とする植物抽出物を加えた不燃処理剤を含浸させた木製の角材１。【効果】本考案の不燃処理剤を含浸させた資材、すなわち木製の角材によれば、資材として、薬剤の定着性が向上して燃焼抑制効果が高くなり且つ溶脱の発生を極力抑えることができる。  また、この資材（木製の角材）使った建築物を構築すると、少なくとも使用した部分領域における不燃性が担保される。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
硼素化合物を含む弱酸又は弱アルカリの金属塩水溶液に燐酸及びシランカップリング剤を加えて混合水溶液とし、該混合水溶液にポリフェノール系化合物を主成分とする植物抽出物を加えた不燃処理剤を含浸させたことを特徴とする木製の角材。
【請求項２】
硼素化合物を含む弱酸又は弱アルカリの金属塩水溶液に燐酸及びシランカップリング剤を加えて混合水溶液とし、該混合水溶液にポリフェノール系化合物を主成分とする植物抽出物、及び酒石酸アンチモン塩を加えた不燃処理剤を含浸させたことを特徴とする木製の角材。
【請求項３】
硼素化合物を含む弱酸又は弱アルカリの金属塩水溶液に燐酸及びシランカップリング剤を加えて混合水溶液とし、該混合水溶液にポリフェノール系化合物を主成分とする植物抽出物を加えた不燃処理剤を含浸させた木製の角材であって、弱酸又は弱アルカリの金属塩の含有量が全成分重量の１〜１０％であり、硼素化合物の含有量が全成分重量の５０〜９５％であり、燐酸の含有量が全成分重量の１〜１０％であり、シランカップリング剤の含有量が全成分重量の０．１〜５％であり、ポリフェノール系化合物を主成分とする植物抽出物の含有量が全成分重量の０．５〜４０％であることを特徴とする木製の角材。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案は、不燃性を有する資材に関し、更に詳しくは、主として、硼素化合物を主成分とする不燃処理剤により不燃処理された木製の角材等の資材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、一般的に燃え易い資材として、自然有機素材である木材、紙材、繊維布帛等が挙げられる。
このような資材は、建築分野からの観点からいえば、燃え易いが故に法律上の規制がなされて使用する範囲が極めて限られたものとなっている。
そのため、自然有機素材として特有の良さを持つにも係わらず、有効な利用促進が必ずしもなされていない。
因みに、燃え易いという欠点は、焼却処分が容易であるが、寧ろ省資源の観点からは好ましくない。
このようなことから、自然有機素材の防火対策として種々の技術、すなわち難燃化処理技術が開発されている（例えば特公平７−１４８０１号公報）。
【０００３】
現在、難燃化処理による燃焼抑制作用には物理的作用と、化学的作用の２種類があり、難燃化処理剤としては後者の作用が期待されるものである。
この難燃化処理剤には燐化合物、窒素化合物、硼素化合物、ハロゲン化合物等様々なものがある。
【０００４】
しかし、燐化合物、窒素化合物、ハロゲン化合物は、燃焼時の有害ガスを含む発煙量が多く、また燐酸にいたっては強酸であり、素材の傷み、変色が発生する問題点がある。
【０００５】
一方、硼素化合物は、燃焼時に熱分解生成物からの有害なガスの発生がなく、素材の傷み・変色も比較的少ない。
その上、防腐防蟻効果もあり、対象とする素材を付加価値の高いものとすることができる。
【０００６】
硼素化合物を主成分とする薬剤は、脱水炭化作用によって発熱を抑える効果が著しい。
なお脱水炭化作用とは、薬剤が加熱されて酸又は塩基を生成し、低い温度で短時間にセルロースを脱水し、水と炭素にするものである。
つまり、この燃焼抑制効果は、水の蒸発による吸熱作用、および燃焼速度の遅い炭素残渣の生成による発熱速度の低減という２つの作用から成り立っている。
【特許文献１】特公平７−１４８０１号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、難燃化処理剤として硼素化合物を使うと、
１）溶解度が低く、低濃度では燃焼抑制効果が低下する、
２）水溶性のため溶脱が発生する、
といった２つの欠点があり、その処理剤により難燃処理された資材、例えば木製の角材も当然のことながら同様な欠点を有するものとなり、これらの問題を克服する必要があった。
本考案は、このような問題を解決すべく燃焼抑制効果が高く且つ溶脱の発生を極力抑えた不燃処理された資材、特に、木製の角材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案者らは、このような背景のもとで鋭意研究した結果、金属塩の触媒作用のもとで溶解度が向上することや、シランカップリング剤により造膜性が出てくる点、ポリフェノール系物質により溶脱を抑えることができる点を見出し、この知見により本考案を達成するに至ったものである。
【０００９】
即ち、本考案は、（１）、硼素化合物を含む弱酸又は弱アルカリの金属塩水溶液に燐酸及びシランカップリング剤を加えて混合水溶液とし、該混合水溶液にポリフェノール系化合物を主成分とする植物抽出物を加えた不燃処理剤を含浸させた木製の角材に存する。
【００１０】
そしてまた、（２）、硼素化合物を含む弱酸又は弱アルカリの金属塩水溶液に燐酸及びシランカップリング剤を加えて混合水溶液とし、該混合水溶液にポリフェノール系化合物を主成分とする植物抽出物、及び酒石酸アンチモン塩を加えた不燃処理剤を含浸させた木製の角材に存する。
【００１１】
そしてまた、（３）、硼素化合物を含む弱酸又は弱アルカリの金属塩水溶液に燐酸及びシランカップリング剤を加えて混合水溶液とし、該混合水溶液にポリフェノール系化合物を主成分とする植物抽出物を加えた不燃処理剤を含浸させた木製の角材であって、弱酸又は弱アルカリの金属塩の含有量が全成分重量の１〜１０％であり、硼素化合物の含有量が全成分重量の５０〜９５％であり、燐酸の含有量が全成分重量の１〜１０％であり、シランカップリング剤の含有量が全成分重量の０．１〜５％であり、ポリフェノール系化合物を主成分とする植物抽出物の含有量が全成分重量の０．５〜４０％である木製の角材に存する。
【考案の効果】
【００１２】
本考案の不燃処理剤を含浸させた資材は、すなわち木製の角材によれば、資材として、薬剤の定着性が向上して燃焼抑制効果が高くなり且つ溶脱の発生を極力抑えることができる。
また、この資材（木製の角材）を使った建築物を構築すると、少なくとも使用した部分領域における不燃性が担保される。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
本考案の資材である木質角材は、不燃処理剤が含浸されたもので、不燃性を有するものである。
その角材の表面をバーナ等を使って高温（例えば８００℃程度）に加熱しても、炭化するだけでいわゆる燃えることはない。
不燃処理剤としては、硼素化合物を含む弱酸又は弱アルカリの金属塩水溶液に燐酸及びシランカップリング剤加えて混合水溶液とし、該混合水溶液にポリフェノール系化合物を主成分とする植物抽出物を加えたものである。
そのために、不燃処理剤が含浸（付与も含む）された資材である木製の角材等は燃焼抑制効果及び溶脱抑制効果が極めて向上したものとなる。
含浸又は付与の対象となる資材は、このように木製の角材等のように不燃性を付与しようとするものを対象とする。
【００１４】
以下、本考案の資材（木製の角材等）の特質である燃焼抑制効果、及び溶脱抑制効果について述べる。
〔燃焼抑制効果〕
一般に、硼素化合物単独での溶解度は低いため、素材すなわち資材に効率よく浸透させるには硼素化合物を高濃度溶液とする必要がある。
そこで、本考案では、弱酸又は弱アルカリの金属塩の触媒作用により溶解度の向上をはかっている。
弱酸又は弱アルカリの金属塩としては、フッ化ソーダ、亜燐酸ソーダ、亜硫酸ソーダ、硼フッ化ソーダ等を使用した。
弱酸又は弱アルカリの金属塩の含有量は、全成分重量の１〜１０％である。
その含有量が１％より小さいと硼素化合物の溶解が困難であり、また１０％を越えると生産性の点から非効率的である。
ここで全成分重量とは、不燃処理剤から水を除く各成分の合計重量である。
【００１５】
また、前記硼素化合物だけでは乾燥後に粉体化してしまうためその結晶質をさらに変化させる必要があり、燐酸及びシランカップリング剤を加えることにより、乾燥後の素材の造膜性を付与することができる。
これにより、素材への薬剤の定着量が増加し且つ固着性が良くなって燃焼抑制効果が向上する。
【００１６】
シランカップリング剤としては、代表例としてエトキシシラン、メトキシシラン等が挙げられるが、本実験では、信越化学工業（株）のもの、例えば製品名で、KBM-602, KBM-603, KBE-603, KBM-903, KBE-903, KBE-04, KBM-13,KBM-22，KBE-22, KBE-103, KPN-3504, KBM-3063, KBM-3103C等が採用される。
シランカップリング剤の含有量は、全成分重量の０．１〜５％である。
その含有量が０．１％より小さいと造膜性の付与が困難であり、また５％を越えると液の粘度が増し、素材への処理が困難である。
【００１７】
（溶脱抑制効果）
次に、湿潤状態における薬剤（不燃処理剤）の溶脱を抑制する必要がある。
この考案では、樹皮抽出成分のポリフェノール系物質を使用することにより、薬剤の溶脱量を低下させている。
【００１８】
ポリフェノール系化合物を使用するのは、ポリフェノール系化合物が硼素化合物を吸着することにより素材乾燥後、硼素化合物を水に溶け難くする化学変化を起こすためである。
ポリフェノール化合物には、精製タンニンやスギ樹皮等から、例えば２４時間水抽出した樹皮抽出成分であるタンニンが使用される。
ポリフェノール化合物の含有量は、全成分重量の０．５〜４０％である。
含有量が０．５％より小さいと効果が薄く、４０％を越えると逆に硼素化合物の定着量低下の可能性がある。
【００１９】
しかし、ポリフェノール系化合物の配合により薬剤の固形分析出の温度が高くなる傾向がある。
この薬剤を素材に付与処理する場合には、２つの処理方法がある。
１つは、ポリフェノール系化合物を浸潤させた後、乾燥させ、その素材に硼素化合物を浸潤させるものである。
２つ目は、硼素化合物とポリフェノール系化合物を混合溶液とし、析出のない温度域まで昇温維持させ、素材内部で定着させる方法である。
本考案においては、定着効率の観点から後者の方法を採用している。
【００２０】
以下、本考案を実施例を挙げて説明するが、本考案は実施例に限らず種々の変形例が可能である。
【実施例１】
【００２１】
（Ｉ）部材乾燥時における薬剤定着率の妥当性
まず、硼素化合物を含む金属塩水溶液に燐酸及びシランカップリング剤（KBE-22）を加えて混合水溶液とした。
この混合水溶液にポリフェノール系化合物を主成分とする植物抽出物であるタンニンを加えて調整し処理剤１（不燃処理剤に相当）とした。
一方、タンニンを含まない以外は処理剤１と同様に調整して処理剤２とした。
処理剤１及び処理剤２は下記の表１の如くである。
【００２２】
下記のような表１の処理剤１に、杉材よりなる木製の角材（Ａ，Ｂ，Ｃ）を３時間浸漬し昇温維持して含浸させた。
ここで、木製の角材は、４０ｃｍ×１２. ２ｃｍ×２. ５ｃｍの大きさの角材である。
この後、その角材（Ａ，Ｂ，Ｃ）を乾球温度70℃、相対湿度80％、乾球温度差4.9 ℃、で３日間乾燥して薬剤定着量を測定した。
３つの角材（Ａ，Ｂ，Ｃ）の薬剤の溶脱量を測定したところ、下記の表２の如くとなった。
【００２３】
次に、処理剤２を使って同様に浸漬し、昇温維持し含浸させ、その後、乾燥して薬剤定着量を測定した。
３つの木製の角材（Ｄ，Ｅ，Ｆ）の薬剤の溶脱量を測定したところ、下記の表３の如くとなった。
【００２４】
表２及び表３から、処理剤１を使用したものは処理剤２を使ったものと比べて溶脱量が約５／６に減少していることが分かる。
このことから、ポリフェノール化合物を使うことで十分な薬剤溶脱抑制効果が発揮できることが理解できよう。
なお、処理剤１におけるポリフェノール化合物の量は処理剤全体の０．２％程度であるが、可能な限りその量を増やすことにより、さらに薬剤溶脱抑制効果は向上する。
【００２５】
ところで硼素化合物を含む処理液において、酒石酸アンチモン塩がポリフェノール化合物の定着性を良くするために極めて有効である。
酒石酸アンチモン塩には、酒石酸アンチモニルカリウム（いわゆる「吐酒石」といわれる）等があるが、例えば酒石酸アンチモニルカリウムを上述した処理液に付与することで、ポリフェノール化合物の定着性が向上し、結果的に溶脱抑制効果が向上することが出願人により確かめられている。
【実施例２】
【００２６】
（ＩＩ）燃焼抑制効果の妥当性
まず、硼素化合物を含む金属塩水溶液に燐酸及びシランカップリング剤（KBE-22）を加えて混合水溶液とした。
この混合水溶液にポリフェノール系化合物を主成分とする植物抽出物であるタンニンを加えて調整し処理剤３とした。
一方、シランカップリング剤（KBE-22）を含まない以外は処理剤３と同様に調整して処理剤４とした。
処理剤３及び処理剤４は下記の表４の如くである。
この実施例では、杉材よりなる木製の角材に表４の処理剤３を含浸させ、その角材（Ｇ）に対してＩＳＯコーンカロリーメーターでの試験を行った。
同様に処理剤４を含浸させて、その木製の角材（Ｈ）に対して同様な試験を行った。
【００２７】
図１は、その木製の角材（Ｇ）の燃焼試験結果のグラフを示す。
この結果から、建築基準法上の不燃材料としての基準性能を上回っていることがわかる。
図２は、その木製の角材（Ｈ）の燃焼試験結果のグラフを示す。
この結果から、建築基準法上の準不燃材料としての基準性能に相当するが、不燃材料としての基準性能には達していないことがわかる。
このように、ポリフェノール系化合物を含ませることにより建築基準法上の不燃材料を実現することが可能である。
以上は、木材、即ち木製の角材〔図３（Ａ）参照〕での試験を示したが、紙片〔図３（Ｂ）参照〕や繊維布帛〔図３（Ｃ）参照〕でも同じように薬剤定着率や燃焼抑制効果で優れていることを確認している。
【００２８】
以上、本考案を説明したが、本考案は実施の形態や実施例に限定されるものではなく、その目的に添う限り種々の変形例が可能である。
例えば、資材としては、木製の角材の他、紙片、繊維布帛等、不燃性を必要とする部材に当然適用でき、天然繊維等のセルロースを主成分とする資材には特に効果的である。
また木製の角材としては、木材自体をチップ化やおが屑化を行って熱圧締成形した角材等も含まれる。
また繊維布帛としては、織物、編物、不織布、網物、組物等が適用される。
【表１】
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【００２９】
【表２】
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【００３０】
【表３】
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【００３１】
【表４】
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【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、木製の角材（Ｇ）の燃焼試験結果のグラフを示す図である。
【図２】図２は、木製の角材（Ｈ）の燃焼試験結果のグラフを示す図である。
【図３】図３は、資材を示した図であり、（Ａ）は木製の角材、（Ｂ）は紙片、及び（Ｃ）は繊維布帛を示す。
【符号の説明】
【００３３】
１…木製の角材
２…紙片
３…繊維布帛
【図１】
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【図２】
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【図３】
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