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公開番号2025051956
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-07
出願番号2023160727
出願日2023-09-25
発明の名称ポリホウ酸イオンの高濃度水溶液
出願人学校法人金沢工業大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C01B 35/12 20060101AFI20250328BHJP(無機化学)
要約【課題】ホウ酸イオン及び/又はポリホウ酸イオンをホウ素換算で高濃度で含む水溶液を提供すること。
【解決手段】ポリホウ酸イオンと、アンモニウムイオン及び/又は炭素数1～4の一級アルキルアンモニウムイオンとを含む水溶液であって、前記ポリホウ酸イオンの質量モル濃度は、ホウ素換算で、同じ温度の水に対する四ホウ酸アンモニウム単独及び五ホウ酸アンモニウム単独の溶解度をいずれも超え、前記アンモニウムイオン及び/又は前記炭素数1～4の一級アルキルアンモニウムイオンを、前記ポリホウ酸イオンに対する化学量論量以上で含む水溶液が提供される。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ポリホウ酸イオンと、アンモニウムイオン及び/又は炭素数１～４の一級アルキルアンモニウムイオンとを含む水溶液であって、
前記ポリホウ酸イオンの質量モル濃度は、ホウ素換算で、同じ温度の水に対する四ホウ酸アンモニウム単独及び五ホウ酸アンモニウム単独の溶解度をいずれも超え、
前記アンモニウムイオン及び/又は前記炭素数１～４の一級アルキルアンモニウムイオンを、前記ポリホウ酸イオンに対する化学量論量以上で含む水溶液。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記炭素数１～４の一級アルキルアンモニウムイオンを含み、更にホウ酸イオンを含む請求項１に記載の水溶液であって、
前記ポリホウ酸イオン及び前記ホウ酸イオンの合計の質量モル濃度は、ホウ素換算で、同じ温度の水に対する四ホウ酸アンモニウム単独及び五ホウ酸アンモニウム単独の溶解度をいずれも超え、
前記炭素数１～４の一級アルキルアンモニウムイオンを、前記ポリホウ酸イオン及び前記ホウ酸イオンに対する化学量論量以上で含む水溶液。
【請求項３】
ｐＨが７.５以上である、請求項１又は２に記載の水溶液。
【請求項４】
界面活性剤もキレート剤も含まない請求項１又は２に記載の水溶液。
【請求項５】
前記ポリホウ酸イオンは五ホウ酸イオン及び四ホウ酸イオンであり、前記アンモニウムイオン及び/又は炭素数１～４の一級アルキルアンモニウムイオンはアンモニウムイオンである、請求項１に記載の水溶液。
【請求項６】
前記五ホウ酸イオン及び四ホウ酸イオンの合計のホウ素換算モル数と前記アンモニウムイオンの窒素換算モル数との比(Ｎ／Ｂ比)は０.２より大きく０.５より小さい、請求項５に記載の水溶液。
【請求項７】
前記Ｎ／Ｂ比は０.３６～０.４２である、請求項６に記載の水溶液。
【請求項８】
前記ポリホウ酸イオンは五ホウ酸イオンであり、前記アンモニウムイオン及び/又は炭素数１～４の一級アルキルアンモニウムイオンはメチルアンモニウムイオンである、請求項１又は２に記載の水溶液。
【請求項９】
前記五ホウ酸イオン及び前記ホウ酸イオンの合計のホウ素換算モル数と前記メチルアミンイオンの窒素換算モル数との比(Ｎ／Ｂ比)は０.３７以上である、請求項８に記載の水溶液。
【請求項１０】
ラマンスペクトルにおいて９９０±１０ｃｍ
－１
内にピークを有する、請求項１又は２に記載の水溶液。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリホウ酸イオンと、アンモニウムイオン及び/又は炭素数１～４の一級アルキルアンモニウムイオンとを含む水溶液であって、前記ポリホウ酸イオンの質量モル濃度は、ホウ素換算で、同じ温度の水に対する四ホウ酸アンモニウム単独及び五ホウ酸アンモニウム単独の溶解度をいずれも超え、前記アンモニウムイオン及び/又は前記炭素数１～４の一級アルキルアンモニウムイオンを、前記ポリホウ酸イオンに対する化学量論量以上で含む水溶液に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、国産木材の利用拡大等を図るために、例えば天然木等の木質材に難燃剤を含浸させた難燃木材、準不燃木材及び不燃木材が注目されている。
本発明者らは、過去に、ホウ酸及びホウ砂を一定の割合で混合して得られる高濃度のホウ酸ナトリウム水溶液を開発し、この水溶液を木材に含浸することで難燃化する技術を報告している(特許第４４３９２３４号明細書及び特許第５０７９９８３号明細書)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第４４３９２３４号明細書
特許第５０７９９８３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、より効率的な難燃化のために、ホウ酸及び/又はポリホウ酸をより高濃度で含む難燃剤に対するニーズが依然として存在する。
よって、本開示は、ホウ酸イオン及び/又はポリホウ酸イオンをホウ素換算で高濃度で含む水溶液を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、ポリホウ酸イオンと、アンモニウムイオン及び/又は炭素数１～４の一級アルキルアンモニウムイオンとを含む水溶液であって、前記ポリホウ酸イオンの質量モル濃度は、ホウ素換算で、同じ温度の水に対する四ホウ酸アンモニウム単独及び五ホウ酸アンモニウム単独の溶解度をいずれも超え、前記アンモニウムイオン及び/又は前記炭素数１～４の一級アルキルアンモニウムイオンを、前記ポリホウ酸イオンに対する化学量論量以上で含む水溶液を提供する。
【０００６】
本開示はまた、ポリホウ酸イオンと、ホウ酸イオンと、炭素数１～４の一級アルキルアンモニウムイオンとを含む水溶液であって、前記ポリホウ酸イオン及び前記ホウ酸イオンの合計の質量モル濃度は、ホウ素換算で、同じ温度の水に対する四ホウ酸アンモニウム単独及び五ホウ酸アンモニウム単独の溶解度をいずれも超え、前記炭素数１～４の一級アルキルアンモニウムイオンを、前記ポリホウ酸イオン及び前記ホウ酸イオンに対する化学量論量以上で含む水溶液を提供する。
【０００７】
本開示はまた、五ホウ酸アンモニウムと四ホウ酸アンモニウムとを含む固体組成物であって、前記五ホウ酸アンモニウム及び前記四ホウ酸アンモニウムの合計のホウ素換算モル数と窒素換算モル数との比(N/B比)は0.2より大きく0.5より小さく、水に対する溶解度(ホウ素換算の質量モル濃度)は、同じ温度での四ホウ酸アンモニウム単独及び五ホウ酸アンモニウム単独の溶解度(ホウ素換算の質量モル濃度)をいずれも超える、固体組成物を提供する。
【０００８】
本開示はまた、上記の水溶液又は上記の固体組成物を含む難燃剤を提供する。
【０００９】
本開示はまた、炭素数１～４の一級アルキルアンモニウムイオンを含む水に、ホウ酸を溶解させる工程であって、前記ホウ酸を、前記炭素数１～４の一級アルキルアンモニウムイオンを含む前記水に、前記炭素数１～４の一級アルキルアンモニウムイオンを含まない水に対する溶解度を超えて溶解させる工程を含む、ホウ酸イオン及び/又はポリホウ酸イオンを含む水溶液の製造方法を提供する。
【００１０】
本開示はまた、上記の水溶液を難燃化対象材に含浸させる工程と、前記含浸後の難燃化対象材においてポリホウ酸アンモニウムを析出させる工程とを含む、難燃材の製造方法を提供する。
本開示は更に、上記の水溶液から水を蒸発させる工程を含む、難燃剤の製造方法を提供する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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