JP2006110965A

JP2006110965A - 木材用液状難燃性付与物質及びその製造方法

Info

Publication number: JP2006110965A
Application number: JP2004325682A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Nakahara; 利浩中原
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-10-13
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2006-04-27

Abstract

【課題】木材製品に、製品の機能を損なうことなく、ノンハロゲン系の難燃性を付与させる。
【解決手段】液状難燃剤成分として、硫酸アンモニウム、ジシアンジアミド、ペンタエリトリトール、リン酸アンモニウム及びボラックスを配合し、水溶液に溶解させたことを特徴とするノンハロゲン系の木材用液状難燃性付与物を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、難燃剤成分として、硫酸アンモニウム、ジシアンジアミド、ペンタエリトリトール、リン酸アンモニウム及びボラックスを主な原料として加熱、配合した水溶液とし、木材製品に塗布、噴霧又は浸潤させた後に乾燥工程を経て、難燃性を供与するための、液状難燃性供与物質及びその製造方法に関する。

従来、難燃剤として既知のものとしては、カルボン酸とアミドによりセルロース系材料に難燃特性を持たせたもの（例えば特開平８−３３３５７９号）や難燃性硬化性組成物（例えば特開２００４−１１５７９７号）など、一定の物質又は基質を難燃剤の添加物として製造時に混入することにより、難燃性を与える非常に多くの特許又は製剤がある。

近年、加工の高度化、生産性向上を背景に産業上多彩な用途に生産時から難燃性を施した製品が増加しつつあるが、製品原料を調整時に難燃剤を混入させる方式であるため、難燃特性を持たせた製品の範囲に限りがあり、市場に十分浸透しているとは言い難い。

また、耐火特性を持たせた塗料（特開２００４−１０７６６５号）は、製品表面に塗料の塗膜を形成させ、絶縁層を形成する耐火性塗料として報告されている。

しかしながら、近年、ハロゲン化材料及び金属酸化物は環境に対する悪影響のため、環境保護の立場から、地球環境に優しい製品の開発が叫ばれるようになっている。木材用難燃剤もその例外ではなく、この様な観点からすれば、従来の様なハロゲン化物を用いた難燃剤は、燃焼時に有害なハロゲンガスを発生するため好ましくない。また、金属酸化物も使用を避けるべきである。

また、難燃剤の含有率が一定量を超えた場合には、得られる製品の強度特性が大きく低下する等の不都合を生じ、その品質が安定しないという問題点があった。

さらに、製品原料の調整時に、使用環境として難燃特性が必要にもかかわらず、製造技術に限らずコスト面においても、特殊な難燃加工を施すことが難しい製品が大半である。

また、木工品などのように、原材料形成時に難燃剤を混入せしめ難燃性を持たせることが困難なものも多く含まれ、難燃性をとりわけ意識した製品ばかりが市場に流通しているわけではない。

本発明では、液状難燃剤成分として、硫酸アンモニウム、ジシアンジアミド、ペンタエリトリトール、リン酸アンモニウム及びボラックスを配合し、水溶液に溶解させたことを特徴とする木材用液状難燃性付与物質とする。

前記難燃性付与物質は、硫酸アンモニウム３０Ｗｔ％、ジシアンジアミド２０Ｗｔ％、ペンタエリトリトール１０Ｗｔ％、リン酸アンモニウム３０Ｗｔ％及びボラックス１０Ｗｔ％であり、水に対し前記物質の濃度が５．０Ｗｔ％から４０Ｗｔ％、好適には２５Ｗｔ％であることを特徴とする。

また、前記液状難燃性付与物質は、４１℃に保たれた水溶液に硫酸アンモニウム加え溶解し、以下同様に、前記水溶液を４８℃に加熱しジシアンジアミドを加え、前記水溶液を５３℃に加熱しペンタエリトリトールを加え、前記水溶液を６０℃に加熱しリン酸アンモニウムを加え、前記水溶液を７５℃まで加熱しボラックスを加え、その後、水溶液の温度を８０℃付近まで加熱、７５℃付近まで冷却、という工程を数回行い、前記水溶液を常温にて徐冷工程を経ることを特徴とする。

本発明による液状難燃性付与物によれば、発火性を有した木材製品に難燃性を付与することができ、消費生活における使用の汎用性が非常に高い。

本発明による液状難燃性付与物によれば、木材原材料時、製品完成後に塗布、噴霧、又は浸潤し乾燥させるだけであるため、難燃性製品の製造原価を非常に安価に抑えることが可能である。

本発明に液状難燃性付与物によれば、製品にハロゲン、特に塩素を含まないため、塩素の結合した特に有害なガスの発生を回避することが可能である。

発明の実施するための最良の形態

以下、本発明を詳細に説明する。本発明の液状難燃性付与物は、図１に示されるように、配合材料を次の比率（重量比）で添加し生成した物質である。

水に添加する順に、硫酸アンモニウム、ジシアンジアミド、ペンタエリトリトール、リン酸アンモニウム及びボラックスであり、計１００Ｗｔ％の各材料を規定の配合順序、配合温度により配合する。

液状難燃剤成分の水溶液に対する濃度は５．０Ｗｔ％から４０Ｗｔ％、好適には２５Ｗｔ％とする。４０Ｗｔ％を超える液状難燃剤成分の含有量では、水溶液に対する溶解度を超え、結晶となって析出する可能性を有し、５．０Ｗｔ％に満たない含有量では、液状難燃剤付与物質としての性能を示さないためである。

本発明による液状難燃剤の製造方法における工程の概略は、以下のとおりである。

まず、硫酸アンモニウム（Ａｍｍｏｎｉｕｍｓｕｌｆａｔｅ）は、分子式（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４、水１００ｇへの溶解度７５ｇ、融点２８０℃、分子量１３２．１３４２、常温で無色又は白色の粉末である。この硫酸アンモニウム粉末３０Ｗｔ％を、４１℃に保たれた水溶液に加え撹拌し、やがて硫酸アンモニウムが溶解し、無色透明の溶液となる。

前記水溶液が無色透明になったことを確認し、前記水溶液を４８℃に加熱し、ジシアンジアミド（Ｄｉｃｙａｎｄｉａｍｉｄｅ）２０Ｗｔ％を加え、一定の温度に保ち添加したジシアンジアミドが溶解するまで撹拌し、水溶液を得る。ジシアンジアミドは、分子式Ｈ_２ＮＣ（ＮＨ）ＮＨＣＮ、水１００ｇへの溶解度４．１３ｇ、融点２１１℃、分子量８４．０８０４、常温で白色結晶性の粉末である。水への溶解度は低いが、アンモニア水には可溶である。

続いて、前記水溶液を５３℃に加熱し、ペンタエリトリトール（Ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ）１０Ｗｔ％を加え撹拌する。ペンタエリトリトールは、分子式Ｃ（ＣＨ_２ＯＨ）_４、水１００ｇへの溶解度５．５６ｇ、融点２５７℃、沸点２７６℃、分子量１３６．１４７４、常温で白色結晶固体である。

前記水溶液を６０℃に加熱し、リン酸アンモニウム（ＡｍｍｏｎｉｕｍＤｉｈｙｄｒｏｇｅｎＰｈｏｓｐｈａｔｅ）３０Ｗｔ％を加え、完全に溶解するまで撹拌する。リン酸アンモニウムは、分子式ＮＨ_４Ｈ_２ＰＯ_４、融点１９０℃、分子量１１５．０２５５、常温で無色又は白色の粉末又は結晶であり、主に、水溶性肥料、消火剤、発酵助剤、防炎剤、ホーロー釉薬、排水処理剤、金属表面処理剤等の用途に供している物質である。

前記水溶液を７５℃まで加熱し、四ホウ酸ナトリウム＋水和物（ＳｏｄｉｕｍＴｅｔｒａｂｏｒａｔｅＤｅｃａｈｙｄｒａｔｅ）、別名ボラックス（Ｂｏｒａｘ）１０Ｗｔ％を加え、完全に溶融するまで強く撹拌する。代表的なボラックスは、含水ホウ酸ソーダであり、分子式Ｎａ_２Ｂ_４Ｏ_７・１０Ｈ_２Ｏ、分子量３８１．３６７３４、融点７５℃、沸点３２０℃の固体である。

その後、水溶液の温度を８０℃付近まで加熱、７５℃付近まで冷却という工程を数回行う。その際に、有害なアンモニアガスが発生するため、十分に換気を要すことは言うまでもない。

以上の工程後得られた前記水溶液を常温にて徐冷工程を経る。強制冷却を行っても構わないが、常温にて徐冷させることが望ましい。

以上の工程を経て得られた液状難燃剤は、無色透明、安定性の高い化合物であり、既成製品に塗布、噴霧及び浸潤し乾燥させると難燃性を付与する。

本発明を、このように好適な様式で述べたが、特許請求の範囲の思想及び範囲から逸脱することなく、本発明は、いくつかの変更及び改変をすることができるということは、明らかである。

本発明の実施における液状難燃性付与物の配合材料の重量比を示す表である。本発明に液状難燃性付与物の投入順序及び製造工程を示す図である。

Claims

液状難燃剤成分として、硫酸アンモニウム、ジシアンジアミド、ペンタエリトリトール、リン酸アンモニウム及びボラックスを配合し、水溶液に溶解させたことを特徴とする木材用液状難燃性付与物質。
前記難燃性付与物質は、硫酸アンモニウム３０Ｗｔ％、ジシアンジアミド２０Ｗｔ％、ペンタエリトリトール１０Ｗｔ％、リン酸アンモニウム３０Ｗｔ％及びボラックス１０Ｗｔ％であり、水に対し前記物質の濃度が５．０Ｗｔ％から４０Ｗｔ％、好適には２５Ｗｔ％であることを特徴とする請求項１の木材用液状難燃性付与物の製造方法。
前記液状難燃性付与物質は、４１℃に保たれた水溶液に硫酸アンモニウム加え溶解し、以下同様に、前記水溶液を４８℃に加熱しジシアンジアミドを加え、前記水溶液を５３℃に加熱しペンタエリトリトールを加え、前記水溶液を６０℃に加熱しリン酸アンモニウムを加え、前記水溶液を７５℃まで加熱しボラックスを加え、その後、水溶液の温度を８０℃付近まで加熱、７５℃付近まで冷却、という工程を数回行い、前記水溶液を常温にて徐冷工程を経ることを特徴とする請求項１か請求項２のいずれかに記載の木材用液状難燃性付与物の製造方法。