(57)【要約】      （修正有）【課題】形成に係わる作業が簡便でありながら、十分な難燃性を得るのが容易となされた難燃性木質系物質、難燃性木質系物質の製造方法及び合成木材を提供する。【解決手段】ホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸が導入される木質材料が、粒径１０メッシュ乃至５００メッシュの粉体であることで、表面積が大きくなされてホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸が木質材料中に導入される割合が大きくなり、十分な難燃性を得ることができると共に、高い圧力をかける等繁雑な操作が必要でなくなり、形成に係わる作業は簡便なものとなり得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質材料中にホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸を導入して難燃性を具備させた木質系物質であって、前記木質材料が、粒径１０メッシュ乃至５００メッシュの粉体であることを特徴とする難燃性木質系物質
【請求項２】
請求項１に記載の木質系物質が合成樹脂に配合されて形成されたものであることを特徴とする難燃性合成木材。
【請求項３】
木質材料にホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸が導入された難燃性の木質系物質を製造する方法であって、粒径１０メッシュ乃至５００メッシュの粉体である木質材料をホウ酸ナトリウムを含む水溶液中に浸漬し、攪拌した後乾燥させることを特徴とする木質系物質の製造方法。
【請求項４】
木質材料にホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸が導入された難燃性の木質系物質を製造する方法であって、粒径１０メッシュ乃至５００メッシュの粉体である木質材料と、ホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸を含む粉体とをミキサーで攪拌することを特徴とする木質系物質の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容易に燃焼することがないようになされた難燃性木質系物質、難燃性合成木材及び難燃性木質性物質の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
木粉や合成木材は、それ自体が木材に由来するものであることと、合成樹脂が主材料となされていることから、本来燃焼しやすいものである。しかし、用途によっては難燃性ではないと適用できない場合があり、難燃性を備えた木質系物質や合成木材に関する発明が開示されてきている。
【０００３】
例えば特許文献１には、水１００部に対して、キレート化剤または界面活性剤を含まないで、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）のｘ部とホウ砂（Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ）のｙ部（但しｘ＜３５、ｙ＜４０、０＜ｘ＜ｙ＋５）とを、ホウ素換算で２．５ｍｏｌ／ｋｇ含むホウ素化合物の水溶液に、木材、紙、織布及び不織布を含浸させて乾燥させた防火・耐火・不燃組成物が開示されている。
【０００４】
また特許文献２には、天然木材であるベイツガに、無機物としてチタニアを含浸させた後に、３００気圧以上の圧力によって、所定時間にわたって加圧処理を行うことで難燃性を具備させた合成木材が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１２７００号公報
【特許文献２】特開２０００−３０９００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のような、木材に対して直接ホウ酸水溶液を含浸する方法では、木材の細部にまでホウ酸が含浸されることが少なく、十分な難燃性を得るのが困難であった。
【０００７】
また特許文献２に記載のような合成木材では、３００気圧以上という高い圧力が必要であり、特殊な装置や工程が必要となり、形成に係わる作業が極めて繁雑なものであった。
【０００８】
本発明は上記の如き課題に鑑みてなされたものであり、形成に係わる作業が簡便でありながら、十分な難燃性を得るのが容易となされた難燃性木質系物質、難燃性木質系物質の製造方法及び合成木材を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は以下のような構成としている。すなわち、本発明に係わる難燃性木質系物質は、木質材料中にホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸を導入して難燃性を具備させた木質系物質であって、前記木質材料が、粒径１０メッシュ乃至５００メッシュの粉体であることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明に係わる難燃性木質系物質によれば、ホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸が導入される木質材料が、粒径１０メッシュ乃至５００メッシュの粉体であることで、表面積が大きくなされてホウ酸ナトリウムが木質材料中に導入される割合が大きくなり、十分な難燃性を得ることができると共に、高い圧力をかける等繁雑な操作が必要でなくなり、形成に係わる作業は簡便なものとなり得る。
【００１１】
ここで木質材料は、天然木や廃材を粉砕、摩砕して粒径１０メッシュ乃至５００メッシュの粉体としたもので、天然木としてはスギ、ヒノキ、ベイツガ等が好適に用いられる。廃材は、木材を主とするものであればよく、住宅廃材を用いることでそのリサイクルに寄与することができる。
【００１２】
また本発明に係わる難燃性合成木材は、請求項１に記載の木質系物質が合成樹脂に配合されて形成されたものであることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明に係わる難燃性合成木材によれば、十分な難燃性を備えた木質系物質を用いることで、合成樹脂に配合するのみで難燃性と木質感とを備えた合成木材を形成することができる。また難燃性を備えさせるのに高価な難燃剤等を配合する必要がないか、又は少なくて済むことで、形成に係わるコストを低減することができる。
【００１４】
また本発明に係わる木質系物質の製造方法は、木質材料にホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸が導入された難燃性の木質系物質を製造する方法であって、粒径１０メッシュ乃至５００メッシュの粉体である木質材料をホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸を含む水溶液中に浸漬し、攪拌した後乾燥させることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明に係わる木質系物質の製造方法によれば、木質材料が粒径１０メッシュ乃至５００メッシュの粉体であることで表面積が大きくなされ、ホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸を含む水溶液中に浸漬し攪拌するのみで木質材料中にホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸を導入することができ、形成に係わる作業が簡便でありながら、十分な難燃性を得るのが容易となり得る。
【００１６】
また本発明に係わる木質系物質の製造方法は、木質材料にホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸が導入された難燃性の木質系物質を製造する方法であって、粒径１０メッシュ乃至５００メッシュの粉体である木質材料と、ホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸を含む粉体とをミキサーで攪拌することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明に係わる木質系物質の製造方法によれば、木質材料が粒径１０メッシュ乃至５００メッシュの粉体であることで表面積が大きくなされ、ホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸を含む粉体と共に攪拌するのみで木質材料中にホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸を導入することができ、形成に係わる作業が簡便でありながら、十分な難燃性を得るのが容易となり得る。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係わる難燃性木質系物質によれば、ホウ酸ナトリウムが導入される木質材料が、粒径１０メッシュ乃至５００メッシュの粉体であることで、表面積が大きくなされてホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸が木質材料中に導入される割合が大きくなり、十分な難燃性を得ることができると共に、高い圧力をかける等繁雑な操作が必要でなくなり、形成に係わる作業は簡便なものとなり得る。
【００１９】
本発明に係わる難燃性合成木材によれば、十分な難燃性を備えた木質系物質を用いることで、合成樹脂に配合するのみで難燃性と木質感とを備えた合成木材を形成することができる。また難燃性を備えさせるのに高価な難燃剤等を配合する必要がないか、又は少なくて済むことで、形成に係わるコストを低減することができる。
【００２０】
また請求項３に記載の本発明に係わる木質系物質の製造方法によれば、木質材料が粒径１０メッシュ乃至５００メッシュの粉体であることで表面積が大きくなされ、ホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸を含む水溶液中に浸漬し攪拌するのみで木質材料中にホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸を導入することができ、形成に係わる作業が簡便でありながら、十分な難燃性を得るのが容易となり得る。
【００２１】
また請求項４に記載の本発明に係わる木質系物質の製造方法によれば、木質材料が粒径１０メッシュ乃至５００メッシュの粉体であることで表面積が大きくなされ、ホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸を含む粉体と共に攪拌するのみで木質材料中にホウ酸ナトリウム及び／又はホウ酸を導入することができ、形成に係わる作業が簡便でありながら、十分な難燃性を得るのが容易となり得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明に係わる最良の実施の形態について以下に具体的に説明する。
【００２３】
木材に由来する木質材料にホウ酸ナトリウムやホウ酸を導入するにおいては、木質材料の表面や表面の凹凸にホウ酸ナトリウムやホウ酸を付着させるのみでは得られる難燃性が低いものとなり、木質材料の嵩高さの原因である導管内にホウ酸ナトリウムやホウ酸を導入する必要がある。かかる導管内にホウ酸ナトリウムやホウ酸を導入するにおいては、従来は圧力を加える等して導管内にホウ酸ナトリウムの溶液を強制的に注入していたが、本発明においては粒径１０メッシュ乃至５００メッシュの粉体の、所謂木粉を用いることで、木粉は粉砕や摩砕がなされることで導管入口の露出度合いが大きくなされると共に、導管入口から導管内への最大距離が格段に小さくなされていることで、圧力をかけることなく攪拌のみによってホウ酸ナトリウムやホウ酸を導入可能な有効表面積が拡大されていることで、形成に係わる作業が容易となると共に、十分な難燃性と木質感とを備えた木質系物質を得ることができる。
【００２４】
本発明に係わる難燃性合成木材は、上記の難燃性木質系物質を合成樹脂に配合したものであり、難燃性木質系物質が粉体状となされていれば合成樹脂への配合が容易となり好ましい。合成樹脂は、熱可塑性、熱硬化性を問わず使用でき、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリウレタン、ポリメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ＡＢＳ、ＡＡＳ、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、天然ゴムやその誘導体等を単独又は複数混合して用いることができる。
【００２５】
また難燃性合成木材の成形は、合成樹脂が熱可塑性のものであれば押出成形、射出成形、プレス圧縮成形、ブロー成形等により成形することができ、押出機を用いるものであれば押出機内で合成樹脂に難燃性木質系物質を混練して配合することができる。また合成樹脂が熱硬化性のものであれば、硬化前に注型成形等することで成形することができる。
【００２６】
更にまた、難燃性合成木材の成形時に、適宜水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の難燃性金属水酸化物、リン酸系化合物等を配合して難燃性を高めるようにしてもよい。
【００２７】
本発明に係わる難燃性木質系物質の製造方法において、ホウ酸ナトリウムやホウ酸の水溶液を用いる方法では、ホウ酸ナトリウムやホウ酸の水溶液は固形分を多く含むものを用いるのが好ましく、例えば上述の特許文献１に記載のような固形分が２０％程度である水溶液を用いることで、木質材料にホウ酸ナトリウムやホウ酸を効率よく導入することができ好ましい。また導入時の攪拌は、常温で行ってもよいが、水溶液を５０〜８０℃程度に加熱して攪拌することで、水溶液の粘度が低下して木質材料の導管内に水溶液がより一層入り込み易くなり好ましい。
【００２８】
またホウ酸ナトリウムやホウ酸を含む粉体を用いる方法では、ホウ酸ナトリウムやホウ酸を含む粉体はホウ酸ナトリウム分やホウ酸分ができるだけ多いものが好ましい。木質材料にホウ酸ナトリウムやホウ酸を導入するには、ミキサーを用いて攪拌するものであるが、十分な難燃性を備えさせるには物理的な力によってホウ酸ナトリウムやホウ酸の粉末を導管内にまで導入する必要があり、ホウ酸ナトリウムやホウ酸を含む粉体の粒径を木質材料の導管の内径以下とすると共に、ミキサーによってホウ酸ナトリウムやホウ酸が導管内に入り込めるだけの速度を与える必要がある。木質材料が、例えばベイツガの木粉を用いた場合は、導管の内径は２０〜５５μｍ程度であり、ホウ酸ナトリウムやホウ酸を含む粉体の粒径はそれより小さいものとする必要がある。ホウ酸ナトリウムやホウ酸を導入するのに用いるミキサーは、通常の羽根が高速回転するミキサーでもよいが、例えば本出願人により開示されている特開２０００−２７１９０９号公報に記載の如き、回転軸に設けられた複数の羽を攪拌衝撃翼として、攪拌衝撃翼の回転を５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍとしてホウ酸ナトリウムやホウ酸を含む粉体に高い速度を与えるようにしてもよい。
【実施例】
【００２９】
次に、本発明に係わる木質系物質の、難燃性について以下の実施例により説明する。
【００３０】
（実施例１）
８０メッシュのベイツガの木粉である木質材料１００ｇを、固形分２０％のホウ酸ナトリウム水溶液５００ｇ中に浸漬し、水溶液を６０℃に加熱しながら水溶液中で攪拌子を３００ｒｐｍで回転させつつ２０分間攪拌し、木質材料にホウ酸ナトリウムを導入した木質系物質を得た。この木質系物質を８０℃で１２時間乾燥させた後、ボールミルで粉砕して粉体状とし、本発明に係わる実施例１の木質系物質を得た。
【００３１】
（実施例２）
木質材料として、１５メッシュのベイツガの木粉を用いた以外は実施例１と同じにして、本発明に係わる実施例２の木質系物質を得た。
【００３２】
（比較例１）
木質材料として、８メッシュのベイツガの木粉を用いた以外は実施例１と同じにして、本発明に係わる実施例２の木質系物質を得た。
【００３３】
（比較例２）
８０メッシュのベイツガの木粉を比較例２とする。
【００３４】
実施例１及び２と比較例１及び２の木質系物質を、ＴＧ分析機（島津製作所社製、ＴＧ−５０）を用いて、６００℃まで漸次加熱した際の重量変化率を測定した。その結果を図１に示す。
【００３５】
図１において、実施例１と実施例２の重量は５０％以上に留まっているが、比較例２は殆ど０％に近い重量となってしまっている。比較例１についても２０％程度まで低下しており、ホウ酸ナトリウムが導入される度合いが比較例１については不足しており、１０メッシュを超える粒径の大きい木粉では十分な難燃性を得るのが困難であることが現されている。
【００３６】
次に、難燃性合成木材の性能について、以下の実施例により説明する。
【００３７】
（実施例３）
実施例１の木質系物質を５０重量％、エチレン−ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂を３０重量％、水酸化マグネシウムを２０重量％配合した樹脂組成物を、押出機により混練して、本発明に係わる実施例３の難燃性合成木材を得た。
【００３８】
（比較例３）
ＥＭＭＡ（エチレン−メチルメタクリレート）樹脂を３０重量％、水酸化アルミニウムを７０重量％配合した樹脂組成物を、押出機により混練して、比較例３の難燃性合成木材を得た。
【００３９】
（比較例４）
ＥＭＭＡ樹脂を３０重量％、水酸化マグネシウムを４０重量％、リン酸エステル難燃剤を３０重量部配合した樹脂組成物を、押出機により混練して、比較例４の難燃性合成木材を得た。
【００４０】
実施例３、比較例３及び４を、ＩＳＯ５６６０−１の試験方法に基づくコーンカロリメータでの発熱性試験によって総発熱量の測定を行った。その結果を図２に示す。
【００４１】
建築基準規格の１つとして、５分（３００秒）経過時に総発熱量が８ＭＪ／ｍ２以下が、２０分継続すれば不燃、１０分継続すれば準不燃、５分継続すれば難燃と判定されるが、実施例３は５分の時点で総発熱量が８ＭＪ／ｍ２を下回っており、難燃と判定されるだけの難燃性を備えていることが現されている。対して比較例３と比較例４は、５分経過時には８ＭＪ／ｍ２を上回っており、難燃と判定されるには不十分であり、且つ難燃性は実施例３に対して大きく劣っていることが現されている。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係わる難燃性木質系物質の、難燃性の性能を現すグラフである。
【図２】本発明に係わる難燃性合成木材の、難燃性の性能を現すグラフである。
【図１】
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【図２】
2007001120.tif 000003