JP7107524B2

JP7107524B2 - 不燃木質繊維板の製造方法

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Publication number: JP7107524B2
Application number: JP2018150203A
Authority: JP
Inventors: 恭平吉山; 祐史亀岡; 貴裕中嶋
Original assignee: Marubishi Oil Chemical Co Ltd
Current assignee: Marubishi Oil Chemical Co Ltd
Priority date: 2018-08-09
Filing date: 2018-08-09
Publication date: 2022-07-27
Anticipated expiration: 2038-08-09
Also published as: JP2020026040A

Description

本発明は不燃木質繊維板の製造方法に関する。

無垢材や合板などの木質材料に不燃性能を付与する方法として、下記特許文献１に、水溶性不燃薬剤を水に溶かした水溶液（以下、「不燃溶液」と言う。）に木質材料を浸漬して数回の減圧・加圧を繰り返して含浸させる方法が知られている。

特開平２－２７０５４７号公報特開２０００－０３７７１０号公報

しかしながら、当業界において周知のように、ＭＤＦなどの木質繊維板は表裏に密度の高い硬質層を有するため、木質繊維板を対象として従来の方法で不燃溶液を含浸させようとしても、その表裏の硬質層からはほとんど含浸されない。木質繊維板に不燃溶液を含浸させた場合、木口に露出する密度の低い部分（表裏の硬質層の間に位置する中間層）から不燃溶液が入り込み、板の長手方向中央に向けて徐々に含浸されていくことになるので、木質繊維板の全体（木口から長手方向中央まで）に均一に不燃溶液が行き渡るには数日に亙る含浸処理が必要となり、製造効率が非常に悪いものとなる。また、不燃性能は不燃薬剤の含有量に比例して向上し、より多くの不燃薬剤を含有させるには減圧加圧の含浸処理回数を増やさなければならず、木質繊維板に膨れなどの変形や割れなどの破損が生じる恐れがある。

すなわち、従来技術のように不燃溶液を含浸させることのみによって木質繊維板に十分な不燃性能（建築基準法施行令の技術基準に定める準不燃またはそれ以上の不燃性能）を付与することは困難である。本発明者は、含浸以外の方法によって木質繊維板に十分な不燃性を付与することについて研究と試験を重ねた結果、水不溶性不燃薬剤と水溶性不燃薬剤の２種類の不燃薬剤を用い、木質繊維に接着剤と共に水不溶性不燃薬剤を混入して得た混合物を熱圧成形して木質繊維板とした後に、この木質繊維板を水溶性不燃薬剤の水溶液に浸漬して該水溶性不燃薬剤を含浸させることにより、十分な量の不燃薬剤を含有することにより準不燃またはそれ以上の不燃性能を有する木質繊維板が得られることを知見して、本発明を完成するに至った。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、不燃木質繊維板を効率よく製造することができる新規な方法を提供することであり、より具体的には、成形不良や変形・破損を生じさせることなく、十分な量の不燃薬剤が木質繊維板の全般に亘って均一に付着して不燃性能が高められた木質繊維板を効率的に製造することができる新規な方法を提供することである。

この課題を解決するため、本願の請求項１に係る発明は、木質繊維に接着剤および水不溶性不燃薬剤を混合した混合物を熱圧成形して木質繊維板に成板する第一工程と、第一工程により得た木質繊維板を水溶性不燃薬剤の水溶液に浸漬して含浸させる第二工程とを順次に行うものであって、第一工程で用いる水不溶性不燃薬剤がポリリン酸アンモニウムであり、第二工程で用いる水溶性不燃薬剤がリン酸グアニジンまたはポリリン酸カルバメートであることを特徴とする不燃木質繊維板の製造方法である。

本願の請求項２に係る発明は、請求項１記載の不燃木質繊維板の製造方法において、前記第一工程において、成形に必要な接着剤の全量の一部を木質繊維に噴霧して接着剤を木質繊維に付着させる工程Ａと、工程Ａで得た混合物に水不溶性不燃薬剤を混合して水不溶性不燃薬剤を接着剤を介して木質繊維に付着させる工程Ｂと、工程Ｂで得た混合物に成形に必要な接着剤の全量の残部を噴霧して木質繊維と接着剤と水不溶性不燃薬剤とからなる混合物を得る工程Ｃと、工程Ｃで得た混合物を熱圧成形して木質繊維板を作製する工程Ｄとを順次に行うことを特徴とする。

本願の請求項３に係る発明は、請求項２記載の不燃木質繊維板の製造方法において、前記工程Ａで前記必要量の１０～９０重量％の接着剤を噴霧し、前記工程Ｃで前記必要量の９０～１０重量％の接着剤を噴霧することを特徴とする。

本願の請求項４に係る発明は、請求項２または３記載の不燃木質繊維板の製造方法において、前記工程Ａで木質繊維の絶乾重量に対して３％以上の接着剤を噴霧し、前記工程Ｃで木質繊維の絶乾重量に対して３％以上の接着剤を噴霧することを特徴とする。

本発明によれば、単に不燃溶液を含浸させる手法によっては十分な不燃性能を有する木質繊維板を得ることが困難であったことに鑑みて、木質繊維に接着剤および水不溶性不燃薬剤を混合した混合物を熱圧成形して木質繊維板に成板する第一工程と、第一工程により得た木質繊維板を水溶性不燃薬剤の水溶液に浸漬して含浸させる第二工程とを順次に行って木質繊維板を製造する。本発明の方法によれば、準不燃またはそれ以上の不燃性能を発揮するに十分な量の不燃薬剤が木質繊維板に含有されると共に、第一工程および第二工程のいずれにおいても損傷や変形を生じさせずに木質繊維板を製造することができる。

すなわち、本発明によれば、木質繊維板に含有させる不燃薬剤の総量を第一工程と第二工程とに分けて混入および含浸させるので、一工程で全量を混入または含浸させる場合に比べると、各工程における不燃薬剤の混入量ないし含浸量は少なくて済む。多量の不燃薬剤を混入して得た混合物を熱圧成形すると、木質繊維に十分に付着できない不燃薬剤が浮遊した状態のままで熱圧成形されることになるので、パンクや亀裂などの成形不良が生じやすく、また、多量の不燃薬剤を含浸させると、既述したように長時間の含浸処理が必要となり、木質繊維板に膨れなどの変形や割れなどの破損が生じる恐れがあるが、本発明によれば、各工程における不燃薬剤の使用量が相対的に少なくて済むので、これらの不利欠点を生じない。

また、第一工程では水不溶性の不燃薬剤を用いているので、第一工程で得た木質繊維板が湿気を吸収したときであっても、その水分で不燃薬剤が木質繊維板の表面に溶け出して見栄えや表面平滑性を低下させたり、不燃性を低下させることがない。また、第二工程で不燃薬剤の水溶液に含浸したときに、第一工程で混入した不燃薬剤が溶け出して不燃性を低下させることもない。

さらに、本発明によれば、第一工程において混合する水不溶性の不燃薬剤としてポリリン酸アンモニウムを用い、且つ、第二工程で含有させる水溶性不燃薬剤としてリン酸グアニジンまたはポリリン酸カルバメートを用いることにより、不燃レベルの不燃性能を有する木質繊維板を製造することができる。

本発明の好適な一実施形態においては、第一工程において、成形に必要な接着剤を２段階に分けて噴霧し、その間に水不溶性不燃薬剤を混合させる手法を採用する。すなわち、成形に必要な接着剤の全量の一部、好ましくは１０～９０重量％を木質繊維に噴霧する（工程Ａ）ことにより接着剤を木質繊維に満遍なく均一に付着させることができ、これにより得た接着剤付着木質繊維に対して水不溶性不燃薬剤の全量を混合する（工程Ｂ）を行うことにより水不溶性不燃薬剤を接着剤を介して木質繊維に満遍なく均一に付着させることができ、さらに、成形に必要な全量の残部、好ましくは９０～１０重量％の接着剤を噴霧する（工程Ｃ）ことにより、木質繊維と接着剤と水不溶性不燃薬剤とが均一に混合されてなる混合物を得ることができるので、この混合物を熱圧成形する（工程Ｄ）ことにより不燃薬剤が満遍なく均一に分布した木質繊維板を製造することができる。すなわち、長尺の木質繊維板であっても長さ方向に略均一の不燃性能を有する木質繊維板とすることができる。

また、この本発明実施形態によれば、木質繊維板に成形するために必要な接着剤の全量を一度に投入するのではなく、２段階に分け投入することとしているので、後述する試験結果からも明らかなように、成形不良や変形・破損を生じさせることなく、不燃薬剤が木質繊維板の全般に亘って均一に付着して不燃性が高められた木質繊維板を効率的に製造することができる。

上記実施形態においては、工程Ａで木質繊維の絶乾重量に対して３％以上の接着剤を噴霧し、工程Ｂで木質繊維の絶乾重量に対して３％以上の接着剤を噴霧することが好ましく、これにより、前述の効果をより確実に実現させることができる。

本発明による不燃木質繊維板の製造方法の第一工程を示す説明図である。第一工程に続いて行う第二工程を示す説明図である。試験体２（試験体４）における工程Ｃ後の木質繊維に対する接着剤の付着状態を示す顕微鏡写真（倍率：１５０倍）である。図３と同じ部分をさらに拡大して示す顕微鏡写真（倍率：３００倍）である。

本発明は、木質繊維に接着剤および水不溶性不燃薬剤（以下、「不燃粉体」という。）を混合した混合物を熱圧成形して木質繊維板に成板する第一工程と、第一工程により得た木質繊維板を水溶性不燃薬剤の水溶液（以下、「不燃溶液」という。）に浸漬して含浸させる第二工程と、を順次に行うことを特徴とする不燃木質繊維板の製造方法を前提とするものであり、その好適な一実施形態においては、第一工程が、成形に必要な接着剤の全量の一部、好ましくは必要量の１０～９０重量％を木質繊維に噴霧して接着剤を木質繊維に付着させる工程Ａと、工程Ａで得た混合物に不燃性を付与するに必要な所定量の不燃粉体を混入して該不燃粉体を接着剤を介して木質繊維に付着させる工程Ｂと、工程Ｂで得た混合物に木質繊維板に成形するために必要な接着剤の全量の残部、好ましくは必要量の９０～１０重量％を噴霧して木質繊維と接着剤と不燃粉体とからなる混合物を得る工程Ｃと、工程Ｃで得た混合物を熱圧成形して木質繊維板を作製する工程Ｄとを順次に行う。

以下、この製造方法について図１および図２を参照して説明すると、木質繊維１０を用意し（ａ）、これをブレンダー１１に投入して撹拌しながら（ｂ）、スプレー１２から接着剤１３ａを一次噴霧し（ｃ）、次いで、薬剤投入装置１４から不燃粉体１５を混入する（ｄ）。この時点で木質繊維１０には既に接着剤１３ａが付着しているので、これを示すために、図１（ｄ）における木質繊維は符号１０ａを付して、付着前の木質繊維１０（図１（ａ），（ｂ））より太い線で示されている（図１（ｅ）以降に示す木質繊維１０ｂ，１０ｃも同じ）。

次いで、一次噴霧の接着剤１３ａおよび不燃粉体１５が付着した木質繊維１０ｂに対してスプレー１６（スプレー１２と同じであっても良い）から接着剤１３ｂを二次噴霧して（ｅ）、一次噴霧の接着剤１３ａ、不燃粉体１５および二次噴霧の接着剤１３ｂが付着した木質繊維１０ｃを有する混合物を得る（ｆ）。図１（ｂ）～（ｄ）において矢印は木質繊維１０，１０ａが撹拌されていることを示している。これにより得た混合物（ｆ）を上下熱盤１７，１８間で熱圧する（ｇ）ことにより、不燃粉体１５により不燃性が高められた木質繊維板１９を得る（ｈ）。

図１（ａ）～（ｈ）に示す工程が前記第一工程に相当し、そのうち、図１（ｃ）が前記工程Ａに相当し、図１（ｄ）が前記工程Ｂに相当し、図１（ｅ）が前記工程Ｃに相当し、図１（ｇ）が前記工程Ｄに相当する。

次いで、木質繊維板１９を、減圧加圧含浸器２１に入れて不燃溶液２０に浸漬し、減圧加圧を繰り返して不燃溶液２０を含浸させる（ｉ）。この含浸処理の後に乾燥させることにより、最終的に、水不溶性不燃薬剤および水溶性不燃薬剤の２種類の不燃薬剤により不燃性が高められた不燃木質繊維板２２を得る（ｊ）。図２（ｉ）に示す工程が前記第二工程に相当し、第一工程および第二工程を経て不燃木質繊維板２２が製造される。

木質繊維１０としては、針葉樹または広葉樹の木材を蒸煮解繊して得られる木質繊維を用いることができ、建築廃材やパレット廃材を由来とする木質繊維や、パルプ、麻、亜麻などの植物繊維などであっても良い。図１（ｃ）および図１（ｅ）で噴霧する接着剤１３ａ，１３ｂとしては、ユリア樹脂接着剤、メラミン樹脂接着剤、ユリア・メラミン共縮合樹脂接着剤、フェノール樹脂接着剤、あるいは、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）、ＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）、ＭＤＩプレポリマー、ＴＤＩプレポリマーなどのイソシアネート樹脂接着剤を用いることができる。

図１（ｄ）で混入する水不溶性不燃薬剤１５としては、一般に、水不溶性の不燃薬剤として公知である水酸化金属系不燃薬剤（水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなど）を用いることができるほか、水溶性不燃薬剤（リン酸系、ホウ酸系、ハロゲン系など）の表面を水不溶化処理することにより水不溶性に変性させたものを用いることができるものと考えられる。また、図２（ｉ）で用いる水溶性不燃薬剤としては、一般に、リン酸、リン酸アンモニウムなどのリン酸系不燃薬剤、ホウ酸、ホウ酸ナトリウム、ポリホウ酸ナトリウムなどのホウ酸系不燃薬剤、臭化アンモニウム、塩化カルシウム、塩化アンチモンなどのハロゲン系不燃薬剤を用いることができるものと考えられる。

以下に試験例を挙げて上記製造方法を具体的に説明する。試験１において、第一工程（図１）は、絶乾重量にして９２６ｇの木質繊維１０（複数樹種の広葉樹廃材から得た木質繊維を用いた）に、成形に必要な量として２７４ｇ（木質繊維の絶乾重量に対して約３０％）の接着剤（ユリアメラミン系接着剤を用いた）と、３０３ｇ（木質繊維の絶乾重量に対して約３３％）の不燃粉体１５（水酸化アルミニウムを用いた）を混合して得た混合物を熱圧成形することにより行った。

より具体的には、第一工程については、ブレンダー１１内で木質繊維１０を撹拌しながら必要量の５０％の接着剤１３ａを噴霧し（図１（ｃ），工程Ａ）、これに不燃粉体１５を混合し（図１（ｄ），工程Ｂ）、次いで必要量の残量（５０％）の接着剤１３ｂを噴霧し（図１（ｅ），工程Ｃ）て、混合物１０ｃを得（図１（ｆ））、この混合物１０ｃを、立方体形状（３００×３００×３００ｍｍ）の筒に入れて押圧することにより形を整えた後、筒を取り外し、得られた厚さ３０～８０×３００×３００ｍｍの混合物１０ｃの表裏を熱盤１７，１８で挟み、温度１８０℃、面圧４６ｋｇ／ｃｍ^２、熱圧時間８分の条件で熱圧成形することとした（図１（ｇ），工程Ｄ）。これにより、厚さ１４ｍｍの木質繊維板１９を製造した（図１（ｈ））。図１に示すように、工程ＡないしＣはブレンダー１１内で実施した。

第二工程は、この木質繊維板１９を、減圧加圧含浸器２１内で不燃溶液２０（ポリホウ酸ナトリウムの濃度２３％溶液を用いた）に浸漬し、減圧（減圧度５０ｍｍＨｇ、減圧時間２時間）および加圧（加圧度９ＭＰａ、加圧時間２４時間）の処理を行って不燃溶液２０を含浸させた後、減圧加圧含浸器２１から取り出し、乾燥器にて乾燥（温度８０℃、７２時間）させて、最終的な木質繊維板２２を得ることとした。

試験体１，２では、上記のようにして第一工程および第二工程を実施して、水不溶性不燃薬剤および水溶性不燃薬剤の２種類の不燃薬剤により不燃性が高められた不燃木質繊維板２２を得た（図２（ｊ））。試験体１では第二工程で不燃溶液２０に浸漬して含浸処理を行うことにより１３２ｇの水溶性不燃薬剤を含有させ、試験体２では第二工程で不燃溶液２０に浸漬して含浸処理を行うことにより１０５ｇの水溶性不燃薬剤を含有させた。

一方、試験体３では、第一工程において試験体１，２で用いた不燃粉体１５（３０３ｇ）より多い４６３ｇの不燃粉体１５を混合したほかは試験体１，２と同様にして第一工程を実施したが、第二工程は行わなかった。また、試験体４では、第二工程において試験体１，２で用いた不燃溶液２０と同じ不燃溶液２０に浸漬しながら含浸処理条件を変えることにより試験体１，２の含有量（１３２ｇ，１０５ｇ）より多い１８９ｇの水溶性不燃薬剤を含有させたほかは試験体１，２と同様にして第二工程を実施したが、第一工程において不燃粉体は混合せず、成形に必要とされる接着剤の全量を第一噴霧工程（工程Ａ）で噴霧した。この試験体４は、既述した従来技術（特許文献１）に相当するものである。

このようにして得た試験体１～４について、第一工程で木質繊維板を成形したときの成形性および第二工程後に得た木質繊維板の不燃性能を評価した結果を表１に示す。なお、建築基準法第２条第９号では、ＩＳＯ５６００－１に準拠する発熱性試験（５０ｋＷ／ｍ^２で１０ｃｍ×１０ｃｍの試験体を加熱）にて不燃認定取得可能要件を満たすことが要求され、発熱性試験における不燃性能の評価は、加熱開始後から、不燃材料は２０分間、準不燃材料は１０分間、難燃材料は５分間、（１）総発熱量が８ＭＪ／ｍ^２以下であること、（２）裏面まで貫通する亀裂および穴がないこと、（３）発熱速度が１０秒以上継続して２００ｋＷ／ｍ^２を超えないこと、の３つの要件を満たす必要があるとされていることから、この基準に照らして試験を行って不燃性能が「難燃」、「準不燃」および「不燃」のいずれであるかを評価した。総発熱量については、８ＭＪ／ｍ^２を超えた時点で、その後の計測を中止した。

表１に示されるように、試験体１，２では、第一工程で成形した木質繊維板２２（図１（ｊ））に亀裂や穴などの損傷が見られず、良好な成形性を示したのに対し、試験体１では成形不良となった。この理由は、木質繊維および接着剤に対して過剰な量の不燃粉体が投入されたため、不燃粉体が接着剤を介して木質繊維に十分に付着することができずに単に分散された状態となって浮き上がってしまい、熱圧時に成形不良（いわゆるパンク）を生じたものと推測される。

また、試験体１，２では、第一工程で成形した木質繊維板２２に対して第二工程を行うことにより、水不溶性不燃薬剤および水溶性不燃薬剤の２種類の不燃薬剤により準不燃の不燃性能を有する不燃木質繊維板２２が得られたが、第二工程を実施しなかった試験体３では、上述したように成形不良が生じただけでなく、不燃性能も難燃にも満たないものであった。また、第二工程のみで不燃溶液を含浸させた試験体４でも、試験体１，２より多量の水溶性不燃薬剤を含有するように不燃溶液２０に浸漬させたにもかかわらず、難燃の不燃性能に止まり、準不燃の不燃性能には至らなかった。この理由は、従来技術に関連して既述したように、木質繊維板に対する含浸処理には長時間を要するため、この試験で採用した含浸処理条件（２時間の減圧と２４時間の加圧）では多量の不燃溶液２０を含浸させるには不十分であり、結果として十分な不燃性能を得ることができなかったものと推測される。また、過剰な量の不燃溶液２０に浸漬されたことにより、含浸後の木質繊維板に亀裂や剥離が見られた。

以上に述べた試験結果および考察から、準不燃またはそれ以上の不燃性能を有する木質繊維板を成形性を損なわずに得るためには、水不溶性不燃薬剤（不燃粉体）を混入させた混合物を熱圧成形する第一工程と、これによって得た木質繊維板に水溶性不燃薬剤の水溶液（不燃溶液）を含浸させる第二工程を順次に実施することが必要不可欠であることを確認した。

試験１では、第一工程における第１噴霧（工程Ａ）および第２噴霧（工程Ｃ）の接着剤噴霧量をいずれも全量（２７４ｇ）の５０％として実施したが、次に、これらの接着剤噴霧量を様々に変えて試験２を行った。すなわち、試験体５～７では、工程Ａにおいて、木質繊維を撹拌しながら、成形に必要な接着剤量の一部（全量に対して９０％、５０％、１０％）を噴霧し、不燃粉体を混合する工程Ｂを経て、工程Ｃにおいて、接着剤および不燃粉体混合後の木質繊維を撹拌しながら、接着剤の必要量の残部（全量に対して１０％、５０％、９０％）を噴霧して混合物を得たが、試験体８では接着剤の必要量の全量を工程Ａで噴霧し（工程Ｃなし）、試験体９では接着剤の必要量の全量を工程Ｃで噴霧した（工程Ａなし）。試験体６は試験１の試験体２と同一である。また、木質繊維、接着剤、不燃粉体などについては試験１と同一のものを用いた。

このようにして得た各試験体および試験体の混合物を前記条件で熱圧成形して、成形不良の有無を評価した。この試験２における試験体５～９における木質繊維、接着剤および不燃粉体の混合条件および目視観察による成形不良の有無を表２に示す。

表２に示されるように、接着剤の必要量を工程Ａと工程Ｃの２段階に分けて噴霧した試験体５～７では成形不良は生じなかったが、接着剤の必要量の全量を一度に噴霧した試験体８，９では成形不良となった。この理由は、次のように考えることができる。

工程Ａにおける接着剤の噴霧は、木質繊維全体に亘って満遍なく均一に接着剤を付着させることが目的であり、これを行うことにより、その後の工程Ｂで混入する不燃粉体を接着剤を介して木質繊維に満遍なく均一に付着させることができる。

これに対し、工程Ａを実施しなかった試験体９では、工程Ｂで不燃粉体を投入しても、接着剤が付着されていない木質繊維に粉状の不燃粉体が十分に付着せずに単に分散された状態となるにすぎない。このため、工程Ｃで必要量の全量の接着剤を噴霧しても、不燃粉体が浮き上がってしまい、熱圧時に成形不良（いわゆるパンク）を生じた。また、不燃粉体を混入する工程Ｂを実施した後にブレンダーの底を観察したところ、試験体５～７ではいずれも不燃粉体が底に落下していなかったのに対し、試験体９ではブレンダーの底に多量の不燃粉体が落下していたことが確認された。このことは、仮に成形が可能であったとしても、十分な量の不燃粉体を木質繊維板に混入させることができず、不燃性能の向上効果が不十分であることを意味している。

工程Ｃにおける接着剤の噴霧は、工程Ａおよび工程Ｂを経て木質繊維に付着させた不燃粉体の表面に接着剤を塗布するため、および、工程Ａで噴霧した接着剤の不足量を補って木質繊維板に成形するために必要な接着剤を付与するために行う。試験体５～７によれば、工程Ａおよび工程Ｂを経て、不燃粉体が接着剤を介して木質繊維に満遍なく均一に付着された状態が得られているので、工程Ｃで残量の接着剤を噴霧することにより、不燃粉体も接着剤も満遍なく木質繊維に均一に混合された混合物が得られ、成形性が良好になる。図３および図４は、試験体２（試験体４）の工程Ｃ実施後の状態を示す顕微鏡写真であり、木質繊維の全体にわたって接着剤（粒状に見えるもの）が満遍なく均一に付着していることが分かる。

これに対し、工程Ａで成形に必要な量の全量の接着剤を噴霧した試験体８では、不燃粉体の量に対して過剰な量の接着剤が木質繊維に付着することになるため、工程Ｂで不燃粉体を投入したときに、不燃粉体が所々で接着剤に付着して固まってしまい、木質繊維に対して満遍なく均一に不燃粉体が付着した状態が得られない。また、木質繊維に付着した不燃粉体の表面に接着剤が塗布されないので、不燃粉体が木質繊維同士の間に絡み合って付着した状態を形成することができなくなり、熱圧したときに成形不良（亀裂、剥離など）が生じると共に、仮に成形が可能であったとしても、特に長さ方向に均一な不燃性能を有する木質繊維板を製造することができない。

次に、工程Ａで噴霧する接着剤量と工程Ｃで噴霧する接着剤量の好適な範囲を確認するために、試験３を行った。試験３では、工程Ａにおける接着剤の噴霧量を２７ｇ（木質繊維の絶乾重量に対して約３％）に固定しつつ、工程Ｃにおける接着剤の噴霧量を２７ｇ、５７ｇ、８４ｇおよび１０８ｇ（木質繊維の絶乾重量に対してそれぞれ約３％、約６％、約９％および約１２％）の４通りに変えたほかは、試験２と同様の条件で実施して、成形不良の有無を目視観察した。これらの条件および結果を表３に示す。

既述したように、工程Ａにおける接着剤の噴霧は、木質繊維全体に亘って満遍なく均一に接着剤を付着させることが目的であり、木質繊維の絶乾重量に対して３％以上の接着剤を噴霧することにより、木質繊維に接着剤が満遍なく均一に付着するので、次の工程Ｂで混入される不燃粉体の全量を該接着剤を介して木質繊維に付着させることができ、成形不良を生じずに均一な不燃性能を有する木質繊維板を製造することができる。不燃粉体を混入する工程Ｂを実施した後にブレンダーの底を観察したところ、試験体１０～１３ではいずれも不燃粉体が底にほとんど落下していなかった。このことは、工程Ａで噴霧した接着剤を介して、工程Ｂで混入した不燃粉体の全量が木質繊維に付着したことを示している。なお、試験３では工程Ａにおける接着剤の噴霧量を３％に固定して実施したが、３％とした試験体１０～１３で成形不良を生じないことが実証されているので、より多くの噴霧量としても同様の作用効果を発揮することは明らかである。

工程Ａを省略（すなわち工程Ａにおける接着剤の噴霧量が０）して実施した試験体９（表２）の結果も踏まえて考察すると、工程Ａにおける接着剤の噴霧量が３％未満であると、接着剤を木質繊維に満遍なく均一に付着させることができず、工程Ｂで混入した不燃粉体の一部が木質繊維に付着することができずに撹拌によって舞い上がり、あるいはブレンダーの底に落下してしまうので、いわゆるパンクなどの成形不良を生じやすくなると共に、成形できたとしても全体に均一な不燃性能を有する木質繊維板を製造することが困難になる。

既述したように、工程Ｃにおける接着剤の噴霧の一目的は、工程Ａおよび工程Ｂを経て木質繊維に付着させた不燃粉体の表面に接着剤を塗布することであり、この観点から、木質繊維の絶乾重量に対して３％以上の噴霧量とすることが好ましいことが表３の結果から実証された。

工程Ｃを省略（すなわち工程Ｃにおける接着剤の噴霧量が０）して実施した試験体８（表２）の結果も踏まえて考察すると、工程Ｃにおける接着剤の噴霧量が３％未満であると、工程Ａおよび工程Ｂを経て木質繊維に満遍なく均一に不燃粉体を付着させることができたとしても、工程Ｃですべての不燃粉体の表面に接着剤を付着させることができず、不燃粉体が木質繊維同士の間に絡み合って付着した状態を形成することができないため、亀裂や剥離などの成形不良の原因となる。

工程Ｃにおける接着剤の噴霧量のもう一つの目的は、工程Ａで噴霧した接着剤の不足量を補って木質繊維板に成形するために必要な接着剤を付与することであるから、３％以上であって、且つ、工程Ａにおける接着剤の噴霧量との合計量が上記成形必要量となるように設定されるが、この合計量は木質繊維の絶乾重量に対して６～３５％とすることが好ましい。この範囲であれば、成形不良を生じさせずに不燃性能を有する木質繊維板を製造することができる。接着剤の合計量が６％未満であると、接着剤が木質繊維の全体に行き渡ることが困難になり、木質繊維同士が接着されない部分が生じて、成形不良の原因となり得る。接着剤の合計量が３５％を超えると、接着剤に含まれる水分量が過大となって、熱圧時の接着剤の硬化に長時間を要することになり、製造効率が低下する。また、接着剤に含まれる水分が熱圧時に高温高圧になって、圧縮された木質繊維内で水蒸気となって膨張し、亀裂や剥離などの成形不良が発生しやすくなる。

以上に述べた試験結果および考察から、工程Ａにおける接着剤の噴霧量は木質繊維の絶乾重量に対して３～３２％であり、工程Ｃにおける接着剤の噴霧量は木質繊維の絶乾重量に対して３２～３％であることが好ましい範囲であると考えられる。

以上に詳細に説明したように、木質繊維に接着剤および不燃粉体を混合した混合物を熱圧成形して木質繊維板に成板する第一工程と、第一工程により得た木質繊維板を不燃溶液に浸漬して含浸させる第二工程とを順次に行い、特に、第一工程を、成形に必要な接着剤の全量の一部、好ましくは必要量の１０～９０重量％を木質繊維に噴霧して接着剤を木質繊維に付着させる工程Ａと、工程Ａで得た混合物に不燃性を付与するに必要な所定量の不燃粉体を混入して該不燃粉体を接着剤を介して木質繊維に付着させる工程Ｂと、工程Ｂで得た混合物に木質繊維板に成形するために必要な接着剤の全量の残部、好ましくは必要量の９０～１０重量％を噴霧して木質繊維と接着剤と不燃粉体とからなる混合物を得る工程Ｃと、工程Ｃで得た混合物を熱圧成形して木質繊維板を作製する工程Ｄとを順次に行うことにより、準不燃の不燃性能を有する木質繊維板を製造することができることを確認した（表１の試験体１，２）。試験例１～３においては、第一工程では水不溶性不燃薬剤として汎用されている水酸化アルミニウムを用い、第二工程では水溶性不燃薬剤として汎用されているポリホウ酸ナトリウムを用いた。

しかしながら、上記試験においては「準不燃」の不燃性能を有する木質繊維板を製造することができたものの、「不燃」に合格する木質繊維板を得ることは叶わなかった。この試験結果を踏まえて、本発明者らは、第一工程で用いる水不溶性不燃薬剤および第二工程で用いる水溶性不燃薬剤を様々に変えて試験と研究を重ねた結果、第一工程で用いる水不溶性不燃薬剤としてポリリン酸アンモニウムを選択し、第二工程で用いる水溶性不燃薬剤としてリン酸グアニジンまたはポリリン酸カルバメートを選択することにより、さらに不燃性能を「不燃」のレベルにまで向上させることができることを知見した。

以下に示す表４を参照して説明すると、この試験４では、第一工程で混合する不燃粉体１５として水酸化アルミニウムに代えてポリリン酸アンモニウム３０３ｇを用い（試験体１４，１５共通）、第二工程で含浸する不燃溶液２０としてポリホウ酸ナトリウムの濃度２３％溶液に代えてリン酸グアニジンの濃度３０％溶液（試験体１４）およびポリリン酸カルバメートの濃度３０％溶液（試験体１５）を用いたほかは、試験１の試験体１，２と同様にして木質繊維板の試験体を作製し、その不燃性能を評価した。

表４に示すように、試験体１４，１５はいずれも「不燃」に合格できる不燃性能を有するものであった。本発明者らは、これら以外の多くの不燃薬剤を用い、且つそれらの組み合わせを様々に変えて試験を行ったが、表４に示す試験体１４および試験体１５が最良の結果を示した。このことから、「不燃」に合格できる不燃性能を有する木質繊維板を確実に得るためには、第一工程で用いる水不溶性不燃薬剤としてポリリン酸アンモニウムを選択し、第二工程で用いる水溶性不燃薬剤としてリン酸グアニジンまたはポリリン酸カルバメートを選択することが好ましいことを確認した。

以上に本発明について図示実施形態に基いて詳述したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲の記載に基いて解釈される発明の範囲内において多種多様に変形ないし変更して実施可能である。図１では、工程Ａ（ｃ）、工程Ｂ（ｄ）および工程Ｃ（ｅ）を同じブレンダー１１内で行っているが、異なるブレンダーを使用しても良く、また、木質繊維１０またはこれに接着剤などが付着した状態の木質繊維１０ａ，１０ｂをダクトなどで風送する間にこれらの工程を行うようにしても良い。

１０木質繊維
１０ａ接着剤（一部）が付着した木質繊維
１０ｂ接着剤（一部）および不燃粉体が付着した木質繊維
１０ｃ接着剤（全量）および不燃粉体が付着した木質繊維
１１ブレンダー
１２スプレー
１３ａ成形に必要な全量の一部の接着剤
１３ｂ成形に必要な全量の残部の接着剤
１４薬剤投入装置
１５粉状の水不溶性不燃薬剤
１６スプレー
１７上熱盤
１８下熱盤
１９水不溶性不燃薬剤（不燃粉体）を含有する木質繊維板
２０水溶性不燃薬剤の水溶液（不燃溶液）
２１減圧加圧含浸器
２２水不溶性不燃薬剤および水溶性不燃薬剤を含有する木質繊維板

Claims

木質繊維に接着剤および水不溶性不燃薬剤を混合した混合物を熱圧成形して木質繊維板に成板する第一工程と、第一工程により得た木質繊維板を水溶性不燃薬剤の水溶液に浸漬して含浸させる第二工程とを順次に行うものであって、第一工程で用いる水不溶性不燃薬剤がポリリン酸アンモニウムであり、第二工程で用いる水溶性不燃薬剤がリン酸グアニジンまたはポリリン酸カルバメートであることを特徴とする不燃木質繊維板の製造方法。
前記第一工程において、成形に必要な接着剤の全量の一部を木質繊維に噴霧して接着剤を木質繊維に付着させる工程Ａと、工程Ａで得た混合物に水不溶性不燃薬剤を混合して水不溶性不燃薬剤を接着剤を介して木質繊維に付着させる工程Ｂと、工程Ｂで得た混合物に成形に必要な接着剤の全量の残部を噴霧して木質繊維と接着剤と水不溶性不燃薬剤とからなる混合物を得る工程Ｃと、工程Ｃで得た混合物を熱圧成形して木質繊維板を作製する工程Ｄとを順次に行うことを特徴とする、請求項１記載の不燃木質繊維板の製造方法。
前記工程Ａで前記必要量の１０～９０重量％の接着剤を噴霧し、前記工程Ｃで前記必要量の９０～１０重量％の接着剤を噴霧することを特徴とする、請求項２記載の不燃木質繊維板の製造方法。
前記工程Ａで木質繊維の絶乾重量に対して３％以上の接着剤を噴霧し、前記工程Ｃで木質繊維の絶乾重量に対して３％以上の接着剤を噴霧することを特徴とする、請求項２または３記載の不燃木質繊維板の製造方法。