JP4809514B2

JP4809514B2 - 非塩素系木材防腐剤

Info

Publication number: JP4809514B2
Application number: JP2000054040A
Authority: JP
Inventors: 章蒔田
Original assignee: 大日本木材防腐株式会社
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2020-02-29
Also published as: JP2001240505A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、非塩素系の木材防腐剤に関し、特に、防腐・防蟻効果、抗土壌微生物効果、焼却時等において環境に対する安全性が高い木材防腐剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド（ＤＤＡＣ）あるいは、ラウリルイソキノリニウムクロライド（ＬＩＱＣ）等の第４級アンモニウム塩は防腐・防蟻効果が大きく、かつ安全性の高い木材用防腐剤として使用されている。しかしながら、これらの防腐剤は、木材が土壌に接触するような状態で使用する場合には適していないことが指摘されている。これは、土壌中の腐朽菌以外の微生物（主に糸状菌や放線菌）による腐食によるものと思われる。したがって、接地状態で使用する場合には、これらの菌に対して防腐効果を発揮する、銅化合物、亜鉛化合物、トリアゾール系等の補助殺菌剤が添加されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、使用済みの防腐剤処理した木材は主として焼却処分される。したがって、焼却時に有害ガスを発生しないことが望まれる。
そこで、本発明では、安全に焼却処分できる木材防腐剤を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するための手段として本発明では、以下の式：
【化３】

式（１）
[ただし、Ｒ₁，Ｒ₂は、それぞれ独立に、炭素数８〜１８の直鎖アルキル基であり、Ｒ₃は、（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_n（ｎは、１又は２である）で表されるオキシエチル基あるいはメチル基であり、Ｒ₄はメチル基である。]
で表される陽イオンとハロゲン原子を含まない対イオンとの塩である化合物Ａ₁ として、ジデシルジメチルアンモニウム（ＤＤＡ）と、
フェノール系殺菌剤、フランカルボン酸系殺菌剤、銅系殺菌剤、及び亜鉛系殺菌剤からなる群から選択される少なくとも一つの化合物であって、ハロゲン原子を含まない化合物Ｂ、とを含有し、
前記フェノール系殺菌剤がパラクミルフェノール（ＰＣＰ）又はｏ−フェニルフェノール（ＯＰＰ）であり、前記フランカルボン酸系殺菌剤が２，５−ジメチルフラン−３−（３’−イソプロピル）カルボキシアニリド（ＤＭＣＡ）であり、
前記化合物Ａ ₁ を１．０〜２．０ｗｔ％含有し、
前記化合物Ｂを、ＰＣＰ、ＯＰＰ、銅系殺菌剤、又は亜鉛系殺菌剤の場合は０．１〜０．２ｗｔ％、ＤＭＣＡの場合は０．０１〜０．０２５ｗｔ％含有する、木材防腐処理剤を提供する。
【０００５】
また、本発明は、以下の式：
【化４】

式（２）
[ただし、Ｒ₅は、炭素数６〜２０のアルキル基である。]
で表される陽イオンとハロゲン原子を含まない対イオンとの塩である化合物Ａ₂ として、ジメチルアミン（ＤＭＡ）と、
フェノール系殺菌剤、フランカルボン酸系殺菌剤、銅系殺菌剤、及び亜鉛系殺菌剤からなる群から選択される少なくとも一つの化合物であって、ハロゲン原子を含まない化合物Ｂ、とを含有し、
前記フェノール系殺菌剤がパラクミルフェノール（ＰＣＰ）又はｏ−フェニルフェノール（ＯＰＰ）であり、前記フランカルボン酸系殺菌剤が２，５−ジメチルフラン−３−（３’−イソプロピル）カルボキシアニリド（ＤＭＣＡ）であり、
前記化合物Ａ ₁ を１．０〜２．０ｗｔ％含有し、
前記化合物Ｂを、ＰＣＰ、ＯＰＰ、銅系殺菌剤、又は亜鉛系殺菌剤の場合は０．１〜０．２ｗｔ％、ＤＭＣＡの場合は０．０１〜０．０２５ｗｔ％含有する、木材防腐処理剤を提供する。
【０００６】
これらの発明によると、化合物Ａ₁及びＡ₂は、防腐・防蟻作用を有し、化合物Ｂは、土壌中の微生物、特に、通常の腐朽菌以外の放線菌、糸状菌等に対して抗菌作用を示す。このため、この木材防腐処理剤によれば、土壌に接触する状態において使用する木材に、良好な耐久性を付与できる。また、これらの化合物には、ハロゲン原子が含まれていないため、焼却処分等の廃棄処分の際に、これらの化合物に由来するハロゲン含有の有害ガスが発生しない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の木材防腐処理剤は、上記式（１）を含んで表される化合物Ａ₁、及び／又は、上記式（２）を含んで表される化合物Ａ₂のいずれかと、フェノール系殺菌剤、フランカルボン酸系殺菌剤、銅系殺菌剤、及び亜鉛系殺菌剤からなる群から選択される少なくとも一つの化合物であって、ハロゲン原子を含まない、化合物Ｂとを含有する。
【０００８】
化合物Ａ₁は、式（１）で表される陽イオンとハロゲン原子を含まない対イオンとの塩であれば、本発明に用いることができる。
Ｒ₁，Ｒ₂は、好ましくは、炭素数８〜１４の直鎖アルキル基であり、より好ましくは、炭素数１０〜１２の直鎖アルキル基である。また、Ｒ₁及びＲ₂は、異なるアルキル基であってもよいが、好ましくは、同じアルキル基である。最も好ましくは、Ｒ₁とＲ₂とは、いずれも炭素数１０の直鎖アルキルである。
また、Ｒ₁、Ｒ₂が、それぞれ、炭素数１６〜２０の直鎖アルキル基である化合物Ａ１を単独に、あるいは、Ｒ₁及びＲ₂が炭素数８〜１４の直鎖アルキル基である化合物Ａ₁と組み合わせて使用することが好ましい。この場合、炭素数１６〜２０のＲ₁及びＲ₂を備える化合物Ａ₁を相対的に低い濃度で含有させることが好ましい。
【０００９】
また、Ｒ₃は、好ましくは、メチル基である。また、Ｒ₃が、前記オキシエチル基の場合、ｎが２のジオキシエチル基であることが好ましい。
【００１０】
対イオンは、ハロゲン原子を含まない対イオンであればよいが、好ましくは、スルホン酸イオン、リン酸イオン、カルボン酸イオン、炭酸イオンのいずれかである。より好ましくは、炭酸イオン、プロピオン酸イオンである。
【００１１】
このような化合物Ａ₁としては、具体的には、ジデシルジメチルアンモニウムの炭酸塩、リン酸塩、プロピオン酸塩、及び硫酸塩等を例示することができる。また、Ｎ，Ｎ−ジデシル−Ｎ−メチル−ポリ（オキシエチル）アンモニウムの炭酸塩、リン酸塩、プロピオン酸塩、及び硫酸塩等を例示することができる。
化合物Ａ₁としては、これらの各化合物を単独に、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００１２】
化合物Ａ₂について、Ｒ₅は、炭素数６〜２０のアルキル基であるが、好ましくは、炭素数８、１０、１２、１４のアルキル基である。
対イオンは、ハロゲン原子を含まない対イオンであればよいが、好ましくは、ｐ−トルエンスルホン酸イオン、リン酸イオン、カルボン酸イオン、炭酸イオンのいずれかである。より好ましくは、プロピオン酸イオン、炭酸イオンである。
化合物Ａ₂としては、これらの各化合物を単独に、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。特に、Ｒ₅が、炭素数８、１０、１２、１４のアルキル基の各化合物のうちから２種類以上を組み合わせて使用するのが好ましい。より好ましくは、炭素数８、１０、１２、１４のアルキル基の各化合物を含んでいる。
【００１３】
化合物Ｂは、フェノール系殺菌剤、フランカルボン酸系殺菌剤、銅系殺菌剤、及び亜鉛系殺菌剤からなる群から選択される。
フェノール系殺菌剤としては、パラクミルフェノール（ＰＣＰ）、ｏ−フェニルフェノール（ＯＰＰ）等がある。また、フランカルボン酸系殺菌剤としては、２，５−ジメチルフラン−３−（３’−イソプロピル）カルボキシアニリド（ＤＭＣＡ）、Ｎ−シクロヘキシル−Ｎ−メトキシ−２，５−ジメチル−３−フラン−カルボキシド等がある。また、銅化合物としては、炭酸銅、ホウ酸銅、酢酸銅等がある。また、亜鉛化合物としては、炭酸亜鉛、ホウ酸亜鉛、酢酸亜鉛等がある。
【００１４】
上記薬剤において、好ましくは、フェノール系殺菌剤、及びフランカルボン酸系殺菌剤の少なくとも１以上の化合物を用いる。具体的には、パラクミルフェノール、ｏ−フェニルフェノール、２，５−ジメチルフラン−３−（３’−イソプロピル）カルボキシアニリドを用いる。
特に好ましくは、銅化合物及び亜鉛化合物の少なくとも１以上の化合物を用いる。
【００１５】
木材防腐処理剤中において、前記化合物Ａ₁は、防腐・防蟻作用を付与するのに有効な濃度で含有される。好ましくは、０．５〜５．０ｗｔ％である。この範囲であると、非接地条件下では充分な防腐・防蟻効果があるが、０．５ｗｔ％未満では、非接地条件下でも防腐・防蟻効果が顕著に低下し、５．０ｗｔ％を超えると処理木材から溶脱する化合物量が顕著に多くなり、環境にも影響をおよぼすようになる。より好ましくは、１．０〜２．０ｗｔ％である。この範囲であると、非接地条件下での防腐・防蟻効果と溶脱量の抑制がより良好となる。
また、化合物Ａ₂も、同様に、防腐・防蟻作用を木材に付与するのに有効な濃度で含有される。好ましくは、０．５〜５．０ｗｔ％である。この範囲であると、非接地条件下では充分な防腐・防蟻効果があるが、０．５ｗｔ％未満では、非接地条件下でも防腐・防蟻効果が顕著に低下し、５．０ｗｔ％を超えると処理木材から溶脱する化合物量が顕著に多くなり、環境にも影響をおよぼすようになる。より好ましくは、１．０〜２．０ｗｔ％である。この範囲であると、非接地条件下での防腐・防蟻効果と溶脱量の抑制がより良好となる。
いずれの化合物Ａ₁及びＡ₂をも含有する場合、これらの化合物の総量が好ましくは、０．５〜５．０ｗｔ％である。より好ましくは、１．０〜２．０ｗｔ％である。
【００１６】
また、前記化合物Ｂは、本発明の木材防腐処理剤中、その抗菌活性が作用するのに有効な濃度で含有される。好ましくは、フェノール系及び銅系、亜鉛系殺菌剤の場合には、０．０５〜０．８ｗｔ％である。フランカルボン酸系殺菌剤の場合には、０．００５〜０．０５ｗｔ％である。この範囲であると、接地条件下で充分な防腐効果が発揮され、各濃度未満では、接地条件下で接地部の腐朽が顕著になり、これらの濃度を超えては、製剤化の際に多量の界面活性剤が必要となり、使用中に主成分と副成分との溶脱率が顕著に高くなり、環境汚染の可能性が高まるからである。フェノール系及び銅系、亜鉛系殺菌剤の場合には、より好ましくは、０．１〜０．２ｗｔ％である。フランカルボン酸系殺菌剤の場合には、より好ましくは、０．０１〜０．０２５ｗｔ％である。
【００１７】
また、本木材防腐処理剤中、前記化合物Ａ₁及び／又はＡ₂と、前記化合物Ｂとの含有量の重量比（化合物Ａ₁及び／又はＡ₂：化合物Ｂ）は、１：０．０１〜０．４の範囲であることが好ましい。この範囲であると、非接地条件及び接地条件下での充分な防腐・防蟻効果が得られる。化合物ｂが０．０１未満であると、接地部の防腐・防蟻性能が顕著に低下し、０．４を超えると、製剤化の際に多量の界面活性剤が必要となって木材への吸着性が低下し、使用中に主成分と副成分との溶脱率が顕著に高くなり、環境汚染の可能性が高まるからである。
【００１８】
本発明の木材防腐処理剤は、上記有効成分を含んでいればその形態を問うものではない。
本発明の木材防腐処理剤には、その他、通常、この種の木材防腐処理剤に含まれうる添加剤等を含めることができる。例えば、寸法安定剤、防蟻剤、界面活性剤である。また、その他、上記有効成分を溶解しあるいは懸濁させる溶媒を含む。溶剤としては、アルコール系溶剤、アミン系溶剤、アンモニア水、水等を利用することができる。なお、これらの溶剤や、添加剤中においても、実質的にハロゲン原子を含まないことが好ましい。ここで、実質的とは、本発明の処理剤で処理した木材の焼却処分時においてハロゲン系の有害ガスを発生しない程度を意味する。
【００１９】
このように調製した本発明の木材防腐処理剤を、木材に、塗布、散布等して木材表面に付与し、あるいは、浸漬、注入等して木材内部に浸透させる。浸透方法は種類を問わないが、好ましくは、減圧・加圧下で注入処理される。
処理木材に対しては、木材１ｍ³当たり、２００ｋｇを浸透させるようにする。有効成分の含有量としては、化合物Ａ₁及び／又は化合物Ａ₂として、２．０〜１０．０ｋｇ／ｍ³であり、化合物Ｂとしては、好ましくは、０．１〜１．０ｋｇ／ｍ³である。
【００２０】
木材防腐処理剤を浸透させた木材は、土壌に接触する状態、例えば、土壌中にその一部が埋設される状態で設置される。本発明の木材防腐処理剤で処理した木材は、土壌から露出された部分においての防腐効果のみならず、土壌中に埋設された部分の防腐効果も良好に付与されているために、設置時の状態を維持して安定的にその木材をその用途に用いることができる。また、防蟻効果も付与されているために、安定して設置される。
【００２１】
また、本発明も木材防腐処理剤を浸透処理した木材は、木材防腐処理剤の有効成分に由来するハロゲン原子を含有していない。このため、設置状態においても、ハロゲン原子が土壌中に移行することもない。また、廃棄処理、特に、焼却処分時においても、焼却ガス中にハロゲン原子を含有する有害なガスが、本処理剤の有効成分に由来して発生することがない。したがって、安全に本処理剤によって処理した木材を処分することができる。
さらに、本処理剤中に、焼却時に有害なハロゲン原子含有ガスを発生しない程度にハロゲン原子を含まない場合には、本処理剤に由来して、有害なハロゲン原子含有ガスを発生しないため、より一層安全に処分することができる。
【００２２】
加えて、本発明の木材防腐処理剤においては、土壌細菌の有効な抗菌剤である銅化合物あるいは亜鉛化合物を含有していても、他方の有効成分である化合物Ａ₁及びＡ₂に、ハロゲン原子を含有していないために、効果的に焼却処分時における、ハロゲン原子含有有害ガスの発生を防止できる。すなわち、有害ガス発生の危険性を排除して、有効に銅化合物あるいは亜鉛化合物を使用することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の具体化した木材防腐処理剤について、その効果を確認した実施例を説明する。
【００２４】
実施例１〜１６の木材防腐処理剤を表１及び表２に示す配合に従って調製した。同様に、表１〜表３に示す配合に従って、比較例１〜９の木材防腐処理剤を調製した。
【表１】

【表２】

【表３】

【００２５】
これらの各木材防腐処理剤のＪＩＳＫ１５７１に規定される方法で、スギ辺材（２０×２０×１０ｍｍ）に対し、薬剤吸収率が２５０±１０％になるように注入処理し、２０日間風乾し試験に供した。
【００２６】
黒土：腐葉土：バーミキュライトを５：４：１の比率で混合した培養土を、園芸用プランター（２０ｃｍ×５０ｃｍ×１０ｃｍ）に高さ８ｃｍとなるように入れて、土壌含水率が９５％前後になるように調整後、薬剤処理した試験片（各処理剤につき５個）及び薬剤処理しない未処理の試験片（各５個）をセットとし、これらをそれぞれ木口を上にして設置し、その上に、さらに前記培養土を全体として２〜３ｃｍの高さになるように加えた。
この容器を２８℃〜３０℃になるように調整した恒温槽内に１８ヶ月静置した後、培養土中から試験片を取り出し、付着物を取り除いた後、それぞれの試験片の重量を測定して、土壌投入前の重量に対する質量減少率を算出した。各処理剤についての５個の試験片のＪＩＳＫ１５７１における質量減少率を平均した結果を、表１〜３に合わせて示す。
また、合わせて抗力値を示す。効力値は、以下の式から算出される。
効力値（％）＝（無処理試験片の平均質量減少率（％）−処理試験片の平均質量減少率（％））／無処理試験体の平均質量減少率（％）×１００
【００２７】
表１〜３に示すように、化合物Ａ１、化合物Ａ２あるいは、化合物Ｂのみを含有する比較例１〜９においては、いずれもかなりの量の質量減少率が観察され、防腐効果が十分でないことが明らかであった。これに対し、両種の化合物を含有する実施例１〜１６においては、いずれも、５％以下の質量減少率であり、両者による相乗効果が観察された。
以上説明したように、ハロゲン原子を含有しない有効成分によって構成される木材防腐処理剤（本実施例においては、溶媒成分においても実質的にハロゲン原子を含んでいない。）によっても、良好な防腐効果が得られた。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、安全に焼却処分できる木材防腐剤を提供できる。

Claims

以下の式：

[ただし、Ｒ₁，Ｒ₂は、それぞれ独立に、炭素数８〜１８の直鎖アルキル基であり、Ｒ₃は、（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_n（ｎは、１又は２である）で表されるオキシエチル基あるいはメチル基であり、Ｒ₄はメチル基である。]
で表される陽イオンとハロゲン原子を含まない対イオンとの塩である化合物Ａ₁として、ジデシルジメチルアンモニウム（ＤＤＡ）と、
フェノール系殺菌剤、フランカルボン酸系殺菌剤、銅系殺菌剤、及び亜鉛系殺菌剤からなる群から選択される少なくとも一つの化合物であって、ハロゲン原子を含まない化合物Ｂ、とを含有し、
前記フェノール系殺菌剤がパラクミルフェノール（ＰＣＰ）又はｏ−フェニルフェノール（ＯＰＰ）であり、前記フランカルボン酸系殺菌剤が２，５−ジメチルフラン−３−（３’−イソプロピル）カルボキシアニリド（ＤＭＣＡ）であり、
前記化合物Ａ₁を１．０〜２．０ｗｔ％含有し、
前記化合物Ｂを、ＰＣＰ、ＯＰＰ、銅系殺菌剤、又は亜鉛系殺菌剤の場合は０．１〜０．２ｗｔ％、ＤＭＣＡの場合は０．０１〜０．０２５ｗｔ％含有する、木材防腐処理剤。