特開 2024-168073 不燃性木質ボード並びにその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024168073

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】不燃性木質ボード並びにその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B27N 3/02 20060101AFI20241128BHJP

   B27K 3/02 20060101ALI20241128BHJP

   B27K 3/26 20060101ALI20241128BHJP

   E04C 2/12 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

B27N3/02 D

B27N3/02 C

B27K3/02 C

B27K3/26

E04C2/12 F

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023084470

(22)【出願日】2023-05-23

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2024-10-07

(71)【出願人】

【識別番号】504087732

【氏名又は名称】株式会社きんぱら

(71)【出願人】

【識別番号】521495482

【氏名又は名称】株式会社ザマックス

(71)【出願人】

【識別番号】523191498

【氏名又は名称】原田 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100086438

【弁理士】

【氏名又は名称】東山 喬彦

(74)【代理人】

【識別番号】100217168

【弁理士】

【氏名又は名称】東山 裕樹

(72)【発明者】

【氏名】金原 隆之

(72)【発明者】

【氏名】前田 米蔵

(72)【発明者】

【氏名】原田 茂

(72)【発明者】

【氏名】松浦 昌孝

【テーマコード（参考）】

2B230

2B260

2E162

【Ｆターム（参考）】

2B230AA07

2B230BA05

2B230CA02

2B230CA15

2B230EB01

2B230EB05

2B230EB28

2B260AA02

2B260BA13

2B260BA15

2B260BA18

2B260CB01

2B260CB04

2B260CD02

2B260DB02

2B260DB05

2B260EA03

2B260EB01

2B260EB02

2B260EB06

2B260EB19

2B260EB25

2E162CC01

2E162DA01

(57)【要約】

【課題】 一定以上の不燃性を確保すると共に、製造コストを抑えることのできる、新規な不燃性ボード並びにその製造方法の開発を技術課題とした。
【解決手段】 ボード基材を接着剤とともにプレス、加熱して板状本体を形成した不燃性ボード１であって、前記ボード基材は、木質素材２が含まれるものであり、また前記板状本体には、少なくとも一方の面に金属箔１５が積層されていることを特徴として成り、不燃性木質ボード１に、金属箔１５による、耐熱性能、不燃性能を付与することができる。また研磨工程が不要となるため、不燃性木質ボード１のコストダウンを図ることができる。更に前記接着剤として、アルミナセメント３を用いた場合には、アルミナセメント３による接着効果に加え、不燃効果、耐熱効果を付与することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボード基材を接着剤とともにプレス、加熱して板状本体を形成した不燃性ボードであって、
前記ボード基材は、木質素材が含まれるものであり、
また前記板状本体には、少なくとも一方の面に金属箔が積層されていることを特徴とする不燃性木質ボード。

【請求項2】

前記接着剤は、アルミナセメントを用いたものであることを特徴とする請求項１記載の不燃性木質ボード。

【請求項3】

前記木質素材には、ホウ酸またはポリホウ酸ナトリウムの何れか一方または双方が含侵されていることを特徴とする請求項１または２いずれか記載の不燃性木質ボード。

【請求項4】

ボード基材を接着剤とともに型枠に充填し、続いてプレス、加熱して板状とした不燃性ボードの製造方法であって、
前記ボード基材は、木質素材が含まれるものであり、
また前記ボード基材の、少なくとも一方の面に金属箔を配した状態でプレスした後、加熱することを特徴とする不燃性木質ボードの製造方法。

【請求項5】

前記接着剤は、アルミナセメントであることを特徴とする請求項４記載の不燃性木質ボードの製造方法。

【請求項6】

前記木質素材には、ホウ酸またはポリホウ酸ナトリウムの何れか一方または双方を含侵させることを特徴とする請求項４または５いずれか記載の不燃性木質ボードの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建築資材や、シンクユニット（キッチンユニット）等の室内調度品等に用いることが適切な、不燃性能を高める改良を施した不燃性木質ボード並びにその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

木質素材の小片を接着剤と混ぜ合わせ熱圧成型して板状に成形されたボード資材が、建材や家具、音響機器の筐体等として広く用いられている。しかしながらこのものは、主原料を木質素材とするものであり、不燃性については充分な性能を発揮できない。

【0003】

そこでこのようなボード資材に不燃性を付与するために、接着剤の中に難燃薬剤を混合する試みがなされているが（例えば特許文献１参照）、薬剤がボードの表面に析出して見た目が悪くなってしまう等の課題があった。
更に接着剤としてフェノール、イソシアネート、レゾシノール等が使用されている場合には、これらの成分が発火してしまうことは避けられなかった。

【0004】

ところで、良好な不燃性を有する建築用ボードの一例として、石膏ボードやプラスターボードと呼ばれる、石膏を板状に形成し、その表面を特殊な紙で仕上げたものが広く流通している。このものは、不燃性が高いだけでなく、断熱性、施工性、遮音性にも優れており、更に各種建築用ボードの中では比較的安価・低コストであるとされている。しかしながらこのような利点を有するものの、石膏ボードは他の業種や一般の感覚では安価とは言い難いものである。

【0005】

このような状況の下、本出願人らは、不燃性を高めると共に、耐キズ性能、抗菌性能、耐水性能、耐汚れ性能、防蟻性能等の機能を併せ発揮する不燃性木質ボード等を開発し、既に特許出願に及んでいる（特許文献２、３参照）。
そしてその後も本出願人は、ボード資材の不燃性向上に加え、製造コストの削減についての研究開発に鋭意取り組んできた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許３９１９６３９号公報

【特許文献2】特開２０２２－２１０８８号公報

【特許文献3】特願２０２１－１８４３１６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明はこのような背景の下、更に低コスト化と不燃性の向上を図るべくなされたものであって、一定以上の不燃性を確保すると共に、製造コストを抑えることのできる、新規な不燃性木質ボード並びにその製造方法の開発を技術課題とした。

【課題を解決するための手段】

【0008】

すなわち請求項１記載の不燃性木質ボードは、ボード基材を接着剤とともにプレス、加熱して板状本体を形成した不燃性ボードであって、前記ボード基材は、木質素材が含まれるものであり、また前記板状本体には、少なくとも一方の面に金属箔が積層されていることを特徴として成るものである。

【0009】

また請求項２記載の不燃性木質ボードは、前記要件に加え、前記接着剤は、アルミナセメントを用いたものであることを特徴として成るものである。

【0010】

また請求項３記載の不燃性木質ボードは前記要件に加え、前記木質素材には、ホウ酸またはポリホウ酸ナトリウムの何れか一方または双方が含侵されていることを特徴として成るものである。

【0011】

また請求項４記載の不燃性木質ボードの製造方法は、ボード基材を接着剤とともに型枠に充填し、続いてプレス、加熱して板状とした不燃性ボードの製造方法であって、
前記ボード基材は、木質素材が含まれるものであり、また前記ボード基材の、少なくとも一方の面に金属箔を配した状態でプレスした後、加熱することを特徴として成るものである。

【0012】

また請求項５記載の不燃性木質ボードの製造方法は、前記請求書４記載の要件に加え、前記接着剤は、アルミナセメントであることを特徴として成るものである。

【0013】

また請求項６記載の不燃性木質ボードの製造方法は、前記請求書４または５記載の要件に加え、前記木質素材には、ホウ酸またはポリホウ酸ナトリウムの何れか一方または双方を含侵させることを特徴として成るものである。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。

【発明の効果】

【0014】

まず請求項１及び４記載の発明によれば、不燃性木質ボードに、金属箔による、耐熱性能、不燃性能を付与することができる。また研磨工程が不要となるため、不燃性木質ボード１のコストダウンを図ることができる。

【0015】

また請求項２及び５記載の発明によれば、不燃性木質ボードを、木質素材を含みながらも、不燃性能が高く、且つ低コストのものとすることができる。特に不燃性木質ボードに、アルミナセメントによる接着効果に加え、不燃効果、耐熱効果を付与することができる。

【0016】

また請求項３及び６記載の発明によれば、不燃性木質ボードに、ホウ酸またはポリホウ酸ナトリウムによる不燃効果、耐熱効果、防蟻効果、防腐効果を付与することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の不燃性木質ボードの製造方法を示す工程図である。

【図2】不燃性木質ボードの製造方法を示すフローチャートである。

【図3】ホウ酸を含侵させた木質素材を用いた不燃性木質ボードをコーンカロリメータによる燃焼試験にかけた結果を示すグラフである。

【図4】ポリホウ酸ナトリウムを含侵させた木質素材を用いた不燃性木質ボードをコーンカロリメータによる燃焼試験にかけた結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明を実施するための形態は、以下に述べる実施の形態をその一つとするものであり、更にこの技術思想の中で改変される種々の形態を含むものである。

【0019】

以下、本発明の「不燃性木質ボード並びにその製造方法」について、図示の実施の形態に基づいて具体的に説明する。
本発明の不燃性木質ボード１は、ボード基材を接着剤とともにプレス、加熱して板状本体を形成した不燃性ボードであって、前記ボード基材は、木質素材２が含まれるものであり、また前記板状本体には、少なくとも一方の面に金属箔１５が積層されていることを特徴とするものである。
なお前記「ボード基材」とは、ボード原料１０の成分の内、不燃性木質ボード１の強度を担う主要成分を意味するものであり、この実施の形態では木質素材２が該当するものである。

【0020】

以下、本発明の不燃性木質ボード１について詳しく説明する。
なお不燃性木質ボード１の形態としては、ＪＩＳ５９０８で規定される「パーティクルボード」及び「ＯＳＢ」並びにＪＩＳ５９０５で規定される「ＭＤＦ（(Medium Density Fiberboard）」、「インシュレーションボード」及び「ハードボード」等の形態が採られる。

【0021】

そして木質素材２の形態は、不燃性木質ボード１の態様に応じて、木質細片または木質繊維とされる。
まず前記木質細片は、木質材を切削・破砕することにより得られるものであり、ＪＩＳ５９０８で規定される「パーティクルボード」に準じた不燃性木質ボード１に適用される場合、２～９ｍｍ、好ましくは２～７ｍｍ、更に好ましくは４～５ｍｍとされる。
また同じくＪＩＳ５９０８で規定される「ＯＳＢ」に準じた不燃性木質ボード１に適用される木質細片は、ストランドと呼ばれる厚さ０．５～１．０ｍｍの短冊状の削片とされる。
更に木質細片の乾燥度（含水率）は、８～３０％、好ましくは８～２０％、更に好ましくは８～１３％とされる。

【0022】

一方、前記木質繊維は、木質材を蒸煮・解繊することにより得られるものであり、ＪＩＳ５９０５で規定される「ＭＤＦ（(Medium Density Fiberboard）」、「インシュレーションボード」、「ハードボード」に準じた不燃性木質ボード１に適用されるものである。

【0023】

また前記木質素材２は、木質材であれば何でも適用することが可能であるが、間伐材、林地残材、工場残廃材、解体廃材等の廃材を適用することが好ましい。また木質素材２は、木質材の木部のみならず樹皮を含むようにしてもよい。
なお木質素材２の樹種としては、国産ではスギ、ヒノキ、マツ（カラマツ、エゾマツ、トドマツ）、シナ、ヒバ、モミ、ケヤキ、ナラ、カバ、ニレ、セン、タモ、クルミ、トチ、ナナカマド、モミジ、センダン、イヌエンジュ、キリ、ハンノキ、シラカバ等が挙げられる。
一方、外国産では、シダー、ヨーロッパモミ、ヨーロッパカラマツ、トウヒ、スプルース、ベイマツ、ツガ、スプルース、モミ、バーズアイ・メープル、カーリー・メープル、ウォールナット、ホワイト・オーク、レッド・オーク、ホワイト・アッシュ、ササフラス、チューリップ・ポプラ、ウォールナット・バール、マドローネ・バール、メープル・バール、ローズ（インド）、コクタン、チーク、ブビンガ、サペリ、ビーチ（ぶな）、シカモア、マッパ・バール、アッシュ・バール、モスルビヨルク、エルム・バール、ラジェーター・パイン、ラワン、ユーカリ、ゴム、アカシア、アユース、ファルカタ、ラミン、ジェルトン、アサメラ、マホガニー、ジャカランダ等が挙げられる。
なお木質素材２を単一の樹木種で用いる他、他の一または複数の樹種の木質素材２と混合して用いることもできる。

【0024】

次に前記接着剤としてのアルミナセメント３について説明すると、このものはアルミン酸カルシウムＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＣａＯを主成分とした水硬性セメントであって、大別して構築用と耐熱材用に分類される。
前記構築用のセメントはＣａＯ・Ａｌ₂ Ｏ₃ が主な鉱物であり、少量の１２ＣａＯ・７Ａｌ₂ Ｏ₃ その他を含むものである。一方、耐火用セメントはＡｌ₂ Ｏ₃ の量を増やし耐火度を上げたものである。

【0025】

そしてこの実施の形態では、アルミナセメント３として、一例としてデンカ株式会社製「デンカハイアルミナセメントスーパーＳ９０」を採用した。このものは酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）の含有率が約８９％と非常に高い一方、酸化カルシウム（ＣａО）の含有率が約９％と非常に低く調製されているものである。
なおアルミナセメント３は３５０円／ｋｇ程度の安価で流通しているものであり、このようなアルミナセメント３を接着剤の主成分とすることにより、不燃性木質ボード１の製造コストを抑えることができる。

【0026】

また本発明の不燃性木質ボード１においては、接着剤として、尿素（ユリア）とホルマリンを主原料とするユリア系接着剤（熱硬化性樹脂系）、メラミンとホルマリンを主原料とするメラミン樹脂系接着剤（熱硬化性樹脂系）、フェノールとホルマリンを主原料とするフェノール樹脂系接着剤（熱硬化性樹脂系）、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）、レゾシノール、イソシアネート等を使用しないため、これらの成分による発火を回避することができる。

【0027】

またこの実施の形態では、前記木質素材２にホウ酸４またはポリホウ酸ナトリウム４０の何れか一方または双方が含浸されるものであり、このホウ酸４およびポリホウ酸ナトリウム４０は、前記アルミナセメント３に含まれるアルミニウム化合物の不燃性・難燃性との相乗効果により、不燃性・難燃性を高めるものである。
そして不燃化・難燃化のメカニズムとしては、ホウ酸水溶液、ポリホウ酸ナトリウム水溶液が木質素材２等の内部に浸透してセルロースに定着し、高温となったときに発泡し熱を遮断する事により、燃焼を防ぐことが知られている。
なおこの実施の形態では、ポリホウ酸ナトリウム４０として、一例としてアベ・ホーム株式会社製「ＳＯＵＦＡ」を採用した。

【0028】

更にまたこの実施の形態では、前記ボード原料１０は、木質素材２と、アルミナセメント３を一例とする接着剤とを必須とし、これにホウ酸４またはポリホウ酸ナトリウム４０の何れか一方または双方を含有するものとしたが、更に酸化亜鉛等、他の成分を添加するようにしてもよい。

【0029】

また本発明の不燃性木質ボード１においては、少なくとも一方の面（片面または両面）に金属箔１５が積層されるものであり、一例として厚さ４０μｍのアルミ箔が適用される。
なおＪＩＳ規格では、アルミ箔の厚さは０．２ｍｍ～０．００６ｍｍと規定されており、また一般的な家庭用アルミホイルの厚さは約１２μｍ（０．０１２ｍｍ）である。
金属箔１５としては、アルミニウム以外の金属のものであっても良いが、軽量であること、安価で流通していることなどから、アルミ箔を適用するのが好ましい。
〔不燃性木質ボードの製造方法〕

【0030】

次いで本発明の不燃性木質ボード１の製造方法について、図１に示す工程図及び図２に示すにフローチャートに沿って説明する。
（１）蒸煮工程Ｓ１
まず木質素材２にホウ酸４またはポリホウ酸ナトリウム４０の何れか一方または双方を含浸させるものであり、この実施の形態では、一例として水７が入れられた圧力釜１００に、木質素材２、ホウ酸４またはポリホウ酸ナトリウム４０の何れか一方または双方を投入した後、常圧＋６０ｋＰａ（約１６１．３２５ｋＰａ）、１２０℃で１８分加熱を行うようにした。

【0031】

（２）静置・乾燥工程Ｓ２
次いで、加熱を停止した圧力釜１００を静置して冷却し、ホウ酸４またはポリホウ酸ナトリウム４０の何れか一方または双方が木質素材２内に浸透してセルロースに定着するのを促すものであり、一例として１５時間（好ましくは２４時間以上、更に好ましくは２週間以上）、静置する。
次いで図示は省略するが、木質素材２を水切りした後、乾燥させることにより、ホウ酸４またはポリホウ酸ナトリウム４０の何れか一方または双方が含侵された処理済木質素材２０が得られる。

【0032】

（３）原料調製工程Ｓ３
次いで、処理済木質素材２０を圧力釜１００から取り出し、水７が入れられた適宜の容器に投入するとともに、更にアルミナセメント３を投入し、適宜のミキサを用いてこれらを満遍なく混合してボード原料１０を調製する。

【0033】

（４）ボード原料注入工程Ｓ４
次いでボード原料１０を下型１１に流し込むものであり、ここでは一例として両面に金属箔１５が積層されるものとする。
まず下型１１の底部に金属箔１５を設置する（ボード原料注入工程Ｓ４１）。
次いで所定量のボード原料１０を下型１１に流し混む（ボード原料注入工程Ｓ４２）。
次いで下型１１内のボード原料１０に金属箔１５を載置する（ボード原料注入工程Ｓ４３）。

【0034】

（５）プレス工程Ｓ５
次いで下型１１を上型１２の下方に位置させて、一例として４０ｔｆ／ｍ² の圧力をかけてプレスすることによりボード原料１０を成型する。

【0035】

（６）加熱工程Ｓ６、整形工程Ｓ７
次いでプレスされたボード原料１０を下型１１ごと電気釜２００に投入し、加熱（一例として、２２０℃、４０分間）した後、離型し、所望の寸法に裁断することにより、本発明の不燃性木質ボード１が得られる。
なお従来の木質ボードの場合、整形工程Ｓ７において、適宜表裏面を研磨する作業が行われていたが、本発明の不燃性木質ボード１にあっては、少なくとも金属箔１５が設けられた面については平滑性が確保されているため、研磨作業が不要となる。

【0036】

このようにして得られた不燃性木質ボード１は、アルミナセメント３が接着剤として機能して、木質素材２同士が強固に接合されたものとなり、更にその片面または両面に金属箔１５が強固に一体化されたものとなる。
以下、本発明の不燃性木質ボード１の実施例を記載する。

【実施例0037】

〔実施例１〕サンプルＡ（不燃性木質ボード１）
・蒸煮工程Ｓ１（常圧＋６０ｋＰａ、１２０℃、１８分加熱）
木質素材２：１００ｇ
形態：木質細片
寸法：２～２０ｍｍ
ホウ酸４：２００ｇ
水７：１０００ｍｌ

・静置・乾燥工程Ｓ２（静置：常温になるまで 乾燥：２４時間以上、自然乾燥）

・原料調製工程Ｓ３
処理済木質素材２０： ８８ｇ
アルミナセメント３： ３０ｇ
水７： ４０ｇ

ボード原料１０： １５８ｇ

【0038】

このボード原料１０を用いて両面に金属箔１５が積層された下記サンプルＡを作成した。
・プレス工程Ｓ５・加熱工程Ｓ６
加圧力：４０ｔｆ／ｍ² ＝３９２４０ｋＮ／ｍ² ）
加熱温度：２２０℃
加熱時間：４０分

ボード原料１０ プレス・加熱前 １５８．０ｇ
不燃性木質ボード１ プレス・加熱後 ８８．７ｇ
不燃性木質ボード１（サンプルＡ） 整形後 ７１．３８ｇ

【0039】

〔実施例２〕サンプルＢ（不燃性木質ボード１）
・蒸煮工程Ｓ１（常圧＋６０ｋＰａ、１２０℃、１８分加熱）
木質素材２：１５０ｇ
形態：木質細片
寸法：２～２０ｍｍ

ポリホウ酸ナトリウム４０：２５０ｇ

水７：１０００ｍｌ

・静置・乾燥工程Ｓ２（静置：１５時間 乾燥：６時間、天日干し）

・原料調製工程Ｓ３
処理済木質素材２０： ８０ｇ
アルミナセメント３： ３０ｇ
水７： ４０ｇ

ボード原料１０： １５０ｇ

【0040】

このボード原料１０を用いて両面に金属箔１５が積層された下記サンプルＢを作成した。

・プレス工程Ｓ５・加熱工程Ｓ６
加圧力：４０ｔｆ／ｍ² ＝３９２４０ｋＮ／ｍ² ）
加熱温度：２２０℃
加熱時間：４０分

ボード原料１０ プレス・加熱前 １５０．０ｇ
不燃性木質ボード１ プレス・加熱後 ９８．５ｇ
不燃性木質ボード１（サンプルＢ） 整形後 ８０．５６ｇ

【0041】

〔耐火試験結果〕
上記不燃性木質ボード１の二つのサンプルＡ、サンプルＢについて、それぞれ耐火試験を行った。結果を以下に示す。
試験対象：サンプルＡ
試験方法：コーンカロリーメータＩＩＩを用いた 認定試験（建築基準法）（グレード ：不燃）
輻射量：５０．０ｋＷ／ｍ² （ヒータ温度７５３．１℃）
排気流量：０．０２４ｍ³ ／ｓｅｃ（排気温度１７．７℃、排気圧力１３０ ．６２８Ｐａ）
^.
試験結果：図３に、発熱速度―時間曲線、総発熱量―時間曲線を示すとともに、酸素ベ ースライン及び質量―時間曲線を示す。
２０分経過後も着火は確認されなかった。
２０分経過後も総発熱量が８ＭＪを超えることは無かった。
試験験後のサンプルＡの重量は６１．２５ｇであった。
また、外形の変化も無く、割れ、ひび、反り等も確認されなかった。

【0042】

試験対象：サンプルＢ
試験方法：コーンカロリーメータＩＩＩを用いた 認定試験（建築基準法）（グレード ：不燃）
輻射量：５０．０ｋＷ／ｍ² （ヒータ温度７５３．１℃）
排気流量：０．０２４ｍ³ ／ｓｅｃ（排気温度１７．７℃、排気圧力１３０ ．６２８Ｐａ）
^.
試験結果：図４に、発熱速度―時間曲線、総発熱量―時間曲線を示すとともに、酸素ベ ースライン及び質量―時間曲線を示す。
２０分経過後も着火は確認されなかった。
２０分経過後も総発熱量が８ＭＪを超えることは無かった。
試験験後のサンプルＡの重量は６１．２５ｇであった。
また、外形の変化も無く、割れ、ひび、反り等も確認されなかった。

【0043】

このようにサンプルＡ、Ｂの試験結果から、本発明の不燃性木質ボード１は不燃性能が１０分間継続するものであり、建設省告示第１４０１号( 平成１２年５月３０日) によって定められた準不燃材料に相当する不燃性を有するものであることが確認された。

【符号の説明】

【0044】

１ 不燃性木質ボード
１０ ボード原料
１１ 下型
１２ 上型
１５ 金属箔
２ 木質素材
２０ 処理済木質素材
３ アルミナセメント（接着剤）
４ ホウ酸
４０ ポリホウ酸ナトリウム
７ 水
１００ 圧力釜
２００ 電気釜
Ｓ１ 蒸煮工程
Ｓ２ 静置・乾燥工程
Ｓ３ 原料調製工程
Ｓ４ ボード原料注入工程
Ｓ４１ ボード原料注入工程
Ｓ４２ ボード原料注入工程
Ｓ４３ ボード原料注入工程
Ｓ５ プレス工程
Ｓ６ 加熱工程
Ｓ７ 整形工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2023-08-02

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0043】

このようにサンプルＡ、Ｂの試験結果から、本発明の不燃性木質ボード１は不燃性能が２０分間継続するものであり、建築基準法施行令第１０８条の２によって定められた不燃材料の不燃性能を有するものであることが確認された。

【手続補正書】

【提出日】2024-06-05

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建築資材や、シンクユニット（キッチンユニット）等の室内調度品等に用いることが適切な、不燃性能を高める改良を施した不燃性木質ボード並びにその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

木質素材の小片を接着剤と混ぜ合わせ熱圧成型して板状に成形されたボード資材が、建材や家具、音響機器の筐体等として広く用いられている。しかしながらこのものは、主原料を木質素材とするものであり、不燃性については充分な性能を発揮できない。

【0003】

そこでこのようなボード資材に不燃性を付与するために、接着剤の中に難燃薬剤を混合する試みがなされているが（例えば特許文献１参照）、薬剤がボードの表面に析出して見た目が悪くなってしまう等の課題があった。
更に接着剤としてフェノール、イソシアネート、レゾシノール等が使用されている場合には、これらの成分が発火してしまうことは避けられなかった。

【0004】

ところで、良好な不燃性を有する建築用ボードの一例として、石膏ボードやプラスターボードと呼ばれる、石膏を板状に形成し、その表面を特殊な紙で仕上げたものが広く流通している。このものは、不燃性が高いだけでなく、断熱性、施工性、遮音性にも優れており、更に各種建築用ボードの中では比較的安価・低コストであるとされている。しかしながらこのような利点を有するものの、石膏ボードは他の業種や一般の感覚では安価とは言い難いものである。

【0005】

このような状況の下、本出願人らは、不燃性を高めると共に、耐キズ性能、抗菌性能、耐水性能、耐汚れ性能、防蟻性能等の機能を併せ発揮する不燃性木質ボード等を開発し、既に特許出願に及んでいる（特許文献２、３参照）。
そしてその後も本出願人は、ボード資材の不燃性向上に加え、製造コストの削減についての研究開発に鋭意取り組んできた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許３９１９６３９号公報

【特許文献2】特開２０２２－２１０８８号公報

【特許文献3】特願２０２１－１８４３１６

【発明の概要】

【0007】

本発明はこのような背景の下、更に低コスト化と不燃性の向上を図るべくなされたものであって、一定以上の不燃性を確保すると共に、製造コストを抑えることのできる、新規な不燃性木質ボード並びにその製造方法の開発を技術課題とした。

【課題を解決するための手段】

【0008】

すなわち請求項１記載の不燃性木質ボードは、ボード基材を接着剤とともにプレス、加熱して板状本体を形成した不燃性ボードであって、前記ボード基材は、木質素材が含ま
れるものであり、前記木質素材には、ホウ酸またはポリホウ酸ナトリウムの何れか一方
または双方が含侵されており、前記接着剤は、アルミナセメントを用いたものであり、
また前記板状本体には、少なくとも一方の面に金属箔が積層されており、コーンカロリ
ーメータＩＩＩを用いた 認定試験（建築基準法）（グレード：不燃）において、２０
分経過後も着火が確認されない且つ２０分経過後も総発熱量が８ＭＪを越えないことを
特徴として成るものである。

【0009】

また請求項２記載の不燃性木質ボードの製造方法は、ボード基材を接着剤とともに型枠に充填し、続いてプレス、加熱して板状とした不燃性ボードの製造方法であって、前記ボード基材は、木質素材が含まれるものであり、また前記接着剤は、アルミナセメントであり、前記木質素材には、ホウ酸またはポリホウ酸ナトリウムの何れか一方または双方を含侵させ、また前記ボード基材の、少なくとも一方の面に金属箔を配した状態でプレスした後、加熱することを特徴として成るものである。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。

【発明の効果】

【0010】

まず請求項１及び２記載の発明によれば、不燃性木質ボードに、金属箔による、耐熱性能、不燃性能を付与することができる。また研磨工程が不要となるため、不燃性木質ボード１のコストダウンを図ることができる。
また、不燃性木質ボードを、木質素材を含みながらも、不燃性能が高く、且つ低コストのものとすることができる。特に不燃性木質ボードに、アルミナセメントによる接着効果に加え、不燃効果、耐熱効果を付与することができる。
また、不燃性木質ボードに、ホウ酸またはポリホウ酸ナトリウムによる不燃効果、耐熱効果、防蟻効果、防腐効果を付与することができる。

【0011】

【図1】本発明の不燃性木質ボードの製造方法を示す工程図である。

【図2】不燃性木質ボードの製造方法を示すフローチャートである。

【図3】ホウ酸を含侵させた木質素材を用いた不燃性木質ボードをコーンカロリメータによる燃焼試験にかけた結果を示すグラフである。

【図4】ポリホウ酸ナトリウムを含侵させた木質素材を用いた不燃性木質ボードをコーンカロリメータによる燃焼試験にかけた結果を示すグラフである。

【0012】

本発明を実施するための形態は、以下に述べる実施の形態をその一つとするものであり、更にこの技術思想の中で改変される種々の形態を含むものである。

【0013】

以下、本発明の「不燃性木質ボード並びにその製造方法」について、図示の実施の形態に基づいて具体的に説明する。
本発明の不燃性木質ボード１は、ボード基材を接着剤とともにプレス、加熱して板状本体を形成した不燃性ボードであって、前記ボード基材は、木質素材２が含まれるものであり、また前記板状本体には、少なくとも一方の面に金属箔１５が積層されていることを特徴とするものである。
なお前記「ボード基材」とは、ボード原料１０の成分の内、不燃性木質ボード１の強度を担う主要成分を意味するものであり、この実施の形態では木質素材２が該当するものである。

【0014】

以下、本発明の不燃性木質ボード１について詳しく説明する。
なお不燃性木質ボード１の形態としては、ＪＩＳ５９０８で規定される「パーティクルボード」及び「ＯＳＢ」並びにＪＩＳ５９０５で規定される「ＭＤＦ（(Medium Density Fiberboard）」、「インシュレーションボード」及び「ハードボード」等の形態が採られる。

【0015】

そして木質素材２の形態は、不燃性木質ボード１の態様に応じて、木質細片または木質繊維とされる。
まず前記木質細片は、木質材を切削・破砕することにより得られるものであり、ＪＩＳ５９０８で規定される「パーティクルボード」に準じた不燃性木質ボード１に適用される場合、２～９ｍｍ、好ましくは２～７ｍｍ、更に好ましくは４～５ｍｍとされる。
また同じくＪＩＳ５９０８で規定される「ＯＳＢ」に準じた不燃性木質ボード１に適用される木質細片は、ストランドと呼ばれる厚さ０．５～１．０ｍｍの短冊状の削片とされる。
更に木質細片の乾燥度（含水率）は、８～３０％、好ましくは８～２０％、更に好ましくは８～１３％とされる。

【0016】

一方、前記木質繊維は、木質材を蒸煮・解繊することにより得られるものであり、ＪＩＳ５９０５で規定される「ＭＤＦ（(Medium Density Fiberboard）」、「インシュレーションボード」、「ハードボード」に準じた不燃性木質ボード１に適用されるものである。

【0017】

また前記木質素材２は、木質材であれば何でも適用することが可能であるが、間伐材、林地残材、工場残廃材、解体廃材等の廃材を適用することが好ましい。また木質素材２は、木質材の木部のみならず樹皮を含むようにしてもよい。
なお木質素材２の樹種としては、国産ではスギ、ヒノキ、マツ（カラマツ、エゾマツ、トドマツ）、シナ、ヒバ、モミ、ケヤキ、ナラ、カバ、ニレ、セン、タモ、クルミ、トチ、ナナカマド、モミジ、センダン、イヌエンジュ、キリ、ハンノキ、シラカバ等が挙げられる。
一方、外国産では、シダー、ヨーロッパモミ、ヨーロッパカラマツ、トウヒ、スプルース、ベイマツ、ツガ、スプルース、モミ、バーズアイ・メープル、カーリー・メープル、ウォールナット、ホワイト・オーク、レッド・オーク、ホワイト・アッシュ、ササフラス、チューリップ・ポプラ、ウォールナット・バール、マドローネ・バール、メープル・バール、ローズ（インド）、コクタン、チーク、ブビンガ、サペリ、ビーチ（ぶな）、シカモア、マッパ・バール、アッシュ・バール、モスルビヨルク、エルム・バール、ラジェーター・パイン、ラワン、ユーカリ、ゴム、アカシア、アユース、ファルカタ、ラミン、ジェルトン、アサメラ、マホガニー、ジャカランダ等が挙げられる。
なお木質素材２を単一の樹木種で用いる他、他の一または複数の樹種の木質素材２と混合して用いることもできる。

【0018】

次に前記接着剤としてのアルミナセメント３について説明すると、このものはアルミン酸カルシウムＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＣａＯを主成分とした水硬性セメントであって、大別して構築用と耐熱材用に分類される。
前記構築用のセメントはＣａＯ・Ａｌ₂ Ｏ₃ が主な鉱物であり、少量の１２ＣａＯ・７Ａｌ₂ Ｏ₃ その他を含むものである。一方、耐火用セメントはＡｌ₂ Ｏ₃ の量を増やし耐火度を上げたものである。

【0019】

そしてこの実施の形態では、アルミナセメント３として、一例としてデンカ株式会社製「デンカハイアルミナセメントスーパーＳ９０」を採用した。このものは酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）の含有率が約８９％と非常に高い一方、酸化カルシウム（ＣａО）の含有率が約９％と非常に低く調製されているものである。
なおアルミナセメント３は３５０円／ｋｇ程度の安価で流通しているものであり、このようなアルミナセメント３を接着剤の主成分とすることにより、不燃性木質ボード１の製造コストを抑えることができる。

【0020】

また本発明の不燃性木質ボード１においては、接着剤として、尿素（ユリア）とホルマリンを主原料とするユリア系接着剤（熱硬化性樹脂系）、メラミンとホルマリンを主原料とするメラミン樹脂系接着剤（熱硬化性樹脂系）、フェノールとホルマリンを主原料とするフェノール樹脂系接着剤（熱硬化性樹脂系）、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）、レゾシノール、イソシアネート等を使用しないため、これらの成分による発火を回避することができる。

【0021】

またこの実施の形態では、前記木質素材２にホウ酸４またはポリホウ酸ナトリウム４０の何れか一方または双方が含浸されるものであり、このホウ酸４およびポリホウ酸ナトリウム４０は、前記アルミナセメント３に含まれるアルミニウム化合物の不燃性・難燃性との相乗効果により、不燃性・難燃性を高めるものである。
そして不燃化・難燃化のメカニズムとしては、ホウ酸水溶液、ポリホウ酸ナトリウム水溶液が木質素材２等の内部に浸透してセルロースに定着し、高温となったときに発泡し熱を遮断する事により、燃焼を防ぐことが知られている。
なおこの実施の形態では、ポリホウ酸ナトリウム４０として、一例としてアベ・ホーム株式会社製「ＳＯＵＦＡ」を採用した。

【0022】

更にまたこの実施の形態では、前記ボード原料１０は、木質素材２と、アルミナセメント３を一例とする接着剤とを必須とし、これにホウ酸４またはポリホウ酸ナトリウム４０の何れか一方または双方を含有するものとしたが、更に酸化亜鉛等、他の成分を添加するようにしてもよい。

【0023】

また本発明の不燃性木質ボード１においては、少なくとも一方の面（片面または両面）に金属箔１５が積層されるものであり、一例として厚さ４０μｍのアルミ箔が適用される。
なおＪＩＳ規格では、アルミ箔の厚さは０．２ｍｍ～０．００６ｍｍと規定されており、また一般的な家庭用アルミホイルの厚さは約１２μｍ（０．０１２ｍｍ）である。
金属箔１５としては、アルミニウム以外の金属のものであっても良いが、軽量であること、安価で流通していることなどから、アルミ箔を適用するのが好ましい。
〔不燃性木質ボードの製造方法〕

【0024】

次いで本発明の不燃性木質ボード１の製造方法について、図１に示す工程図及び図２に示すにフローチャートに沿って説明する。
（１）蒸煮工程Ｓ１
まず木質素材２にホウ酸４またはポリホウ酸ナトリウム４０の何れか一方または双方を含浸させるものであり、この実施の形態では、一例として水７が入れられた圧力釜１００に、木質素材２、ホウ酸４またはポリホウ酸ナトリウム４０の何れか一方または双方を投入した後、常圧＋６０ｋＰａ（約１６１．３２５ｋＰａ）、１２０℃で１８分加熱を行うようにした。

【0025】

（２）静置・乾燥工程Ｓ２
次いで、加熱を停止した圧力釜１００を静置して冷却し、ホウ酸４またはポリホウ酸ナトリウム４０の何れか一方または双方が木質素材２内に浸透してセルロースに定着するのを促すものであり、一例として１５時間（好ましくは２４時間以上、更に好ましくは２週間以上）、静置する。
次いで図示は省略するが、木質素材２を水切りした後、乾燥させることにより、ホウ酸４またはポリホウ酸ナトリウム４０の何れか一方または双方が含侵された処理済木質素材２０が得られる。

【0026】

（３）原料調製工程Ｓ３
次いで、処理済木質素材２０を圧力釜１００から取り出し、水７が入れられた適宜の容器に投入するとともに、更にアルミナセメント３を投入し、適宜のミキサを用いてこれらを満遍なく混合してボード原料１０を調製する。

【0027】

（４）ボード原料注入工程Ｓ４
次いでボード原料１０を下型１１に流し込むものであり、ここでは一例として両面に金属箔１５が積層されるものとする。
まず下型１１の底部に金属箔１５を設置する（ボード原料注入工程Ｓ４１）。
次いで所定量のボード原料１０を下型１１に流し混む（ボード原料注入工程Ｓ４２）。
次いで下型１１内のボード原料１０に金属箔１５を載置する（ボード原料注入工程Ｓ４３）。

【0028】

（５）プレス工程Ｓ５
次いで下型１１を上型１２の下方に位置させて、一例として４０ｔｆ／ｍ² の圧力をかけてプレスすることによりボード原料１０を成型する。

【0029】

（６）加熱工程Ｓ６、整形工程Ｓ７
次いでプレスされたボード原料１０を下型１１ごと電気釜２００に投入し、加熱（一例として、２２０℃、４０分間）した後、離型し、所望の寸法に裁断することにより、本発明の不燃性木質ボード１が得られる。
なお従来の木質ボードの場合、整形工程Ｓ７において、適宜表裏面を研磨する作業が行われていたが、本発明の不燃性木質ボード１にあっては、少なくとも金属箔１５が設けられた面については平滑性が確保されているため、研磨作業が不要となる。

【0030】

このようにして得られた不燃性木質ボード１は、アルミナセメント３が接着剤として機能して、木質素材２同士が強固に接合されたものとなり、更にその片面または両面に金属箔１５が強固に一体化されたものとなる。
以下、本発明の不燃性木質ボード１の実施例を記載する。

【実施例0031】

〔実施例１〕サンプルＡ（不燃性木質ボード１）
・蒸煮工程Ｓ１（常圧＋６０ｋＰａ、１２０℃、１８分加熱）
木質素材２：１００ｇ
形態：木質細片
寸法：２～２０ｍｍ
ホウ酸４：２００ｇ
水７：１０００ｍｌ

・静置・乾燥工程Ｓ２（静置：常温になるまで 乾燥：２４時間以上、自然乾燥）

・原料調製工程Ｓ３
処理済木質素材２０： ８８ｇ
アルミナセメント３： ３０ｇ
水７： ４０ｇ

ボード原料１０： １５８ｇ

【0032】

このボード原料１０を用いて両面に金属箔１５が積層された下記サンプルＡを作成した。
・プレス工程Ｓ５・加熱工程Ｓ６
加圧力：４０ｔｆ／ｍ² ＝３９２４０ｋＮ／ｍ² ）
加熱温度：２２０℃
加熱時間：４０分

ボード原料１０ プレス・加熱前 １５８．０ｇ
不燃性木質ボード１ プレス・加熱後 ８８．７ｇ
不燃性木質ボード１（サンプルＡ） 整形後 ７１．３８ｇ

【0033】

〔実施例２〕サンプルＢ（不燃性木質ボード１）
・蒸煮工程Ｓ１（常圧＋６０ｋＰａ、１２０℃、１８分加熱）
木質素材２：１５０ｇ
形態：木質細片
寸法：２～２０ｍｍ

ポリホウ酸ナトリウム４０：２５０ｇ

水７：１０００ｍｌ

・静置・乾燥工程Ｓ２（静置：１５時間 乾燥：６時間、天日干し）

・原料調製工程Ｓ３
処理済木質素材２０： ８０ｇ
アルミナセメント３： ３０ｇ
水７： ４０ｇ

ボード原料１０： １５０ｇ

【0034】

このボード原料１０を用いて両面に金属箔１５が積層された下記サンプルＢを作成した。

・プレス工程Ｓ５・加熱工程Ｓ６
加圧力：４０ｔｆ／ｍ² ＝３９２４０ｋＮ／ｍ² ）
加熱温度：２２０℃
加熱時間：４０分

ボード原料１０ プレス・加熱前 １５０．０ｇ
不燃性木質ボード１ プレス・加熱後 ９８．５ｇ
不燃性木質ボード１（サンプルＢ） 整形後 ８０．５６ｇ

【0035】

〔耐火試験結果〕
上記不燃性木質ボード１の二つのサンプルＡ、サンプルＢについて、それぞれ耐火試験を行った。結果を以下に示す。
試験対象：サンプルＡ
試験方法：コーンカロリーメータＩＩＩを用いた 認定試験（建築基準法）（グレード ：不燃）
輻射量：５０．０ｋＷ／ｍ² （ヒータ温度７５３．１℃）
排気流量：０．０２４ｍ³ ／ｓｅｃ（排気温度１７．７℃、排気圧力１３０ ．６２８Ｐａ）
^.
試験結果：図３に、発熱速度―時間曲線、総発熱量―時間曲線を示すとともに、酸素ベ ースライン及び質量―時間曲線を示す。
２０分経過後も着火は確認されなかった。
２０分経過後も総発熱量が８ＭＪを超えることは無かった。
試験験後のサンプルＡの重量は６１．２５ｇであった。
また、外形の変化も無く、割れ、ひび、反り等も確認されなかった。

【0036】

試験対象：サンプルＢ
試験方法：コーンカロリーメータＩＩＩを用いた 認定試験（建築基準法）（グレード ：不燃）
輻射量：５０．０ｋＷ／ｍ² （ヒータ温度７５３．１℃）
排気流量：０．０２４ｍ³ ／ｓｅｃ（排気温度１７．７℃、排気圧力１３０ ．６２８Ｐａ）
^.
試験結果：図４に、発熱速度―時間曲線、総発熱量―時間曲線を示すとともに、酸素ベ ースライン及び質量―時間曲線を示す。
２０分経過後も着火は確認されなかった。
２０分経過後も総発熱量が８ＭＪを超えることは無かった。
試験験後のサンプルＡの重量は６１．２５ｇであった。
また、外形の変化も無く、割れ、ひび、反り等も確認されなかった。

【0037】

このようにサンプルＡ、Ｂの試験結果から、本発明の不燃性木質ボード１は不燃性能が２０分間継続するものであり、建築基準法施行令第１０８条の２によって定められた不燃材料の不燃性能を有するものであることが確認された。