JPS62193801A - 木材の保存法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は木材の菌類（ｆｕｎｇｉ）及びバクテリヤ類（
ｂａｃｔｅｒｉａ）からの保存法に関する。

木材を菌やバクテリヤによる劣化にかがりにくくするこ
とは長年の主要な感心率であった。　木材の菌及び／又
はバクテリヤによる劣化での腐敗は、特に木材を構造物
の目的に使用することと関連して、更に特に家屋の建築
と関連して特に困った問題である。

３種類の木材添加剤、即ちクレオソート化合物、ペンタ
クロルフェノール及び砒素化合物は長年の間木材に対す
る主な防腐剤であることが証明されてきた。これらの使
用は、それが比較的有効な防腐剤であっても、すべてが
潜在的な発ガン性物質であるが故に、商業的にすたれて
きた。木材を防腐性にすべく処理する者はこれらの発ガ
ン性物質にさらされるばかりでなく、処理した木材を建
築に用いる場合に、この建物に住む人間或いは動物も危
険にさらされるかも知れない、更にこれらの添加剤は物
理的力だけによって木材中に保持されているから、時に
木材の表面に移動する。それ故に木材の内側部分は普通
特にクレオソート及び／又はペンタクロルフェノールを
用いる場合、耐えられるように処理されはしない。

より耐性のある防腐性を作り出すために、用いる内部で
樹脂状生成物に重合し又は硬化するフェノール−ホルム
アルデヒドのプリ縮合物又はプレポリマーを用いても木
材が処理されてきた。しかしながらこれらの生成物も欠
点を有する。それは処理前及び処理中に、特に木材内で
フェノール−ホルムアルデヒドの重合を接触する条件下
において、溶液内で重合する傾向があることである。プ
レ縮金物又はプレポリマーの分子が十分大きい場合には
、それは木材の細孔を通って用意に侵入しないし、また
特に核又は本芯まで入りこまないであろう、この状態を
軽減するために及び防腐特性を更に改良するために、時
にフェノール−ホルムアルデヒド樹脂生成剤の水溶液に
ペンタクロルフェノールが添加されてきた。この添加は
ペンタクロルフェノールが故に発ガン性の問題を更にも
たらすばかりでなく、ペンタクロルフェノール及びフェ
ノール−ホルムアルデヒドモレ縮金物の水溶液が混和し
うるようにするなめに必要なペンタクロルフェノールに
対する溶媒を用いるから、その費用が木材の処理費に付
加される。その上ペンタクロルフェノールはフェノール
−ホルムアルデヒドと反応しないから、木材から浸み出
てくる。米国特許第４，３９９．１９５号は溶媒がメタ
ノールであるこの種の組成物に関するものであり、本発
明はそれに優る改良である。

木材の防腐剤の多くは、それが十分小さいならばその分
子を核（ｃｏｒｅ）又は本芯（ｈｅａｒｔｗｏｏｄ）中
へ圧入するためにを加圧処理することを含む０例えば本
明細書に参考文献として引用される米国特許第３．９６
８．２７６号参照、加圧処理は脱気並びに加圧しうる容
器中で行われる。しばしば最初に木材を含む容器を脱気
して空気及び水分を木材の内部から除去する。フェノー
ル−ホルムアルデヒドモレ縮金物を用いれば若木も処理
することができる。その理由は真空処理に続く加圧処理
によって特に十分なフェノール−ホルムアルデヒド樹脂
固体が木材中に圧入できるという脱気のサイクルを用い
て水のいくらかを除去しうるからである。

真空段階は種々の圧力で種々の期間行うことができる。

普通では、少なくとも１０インチＨ，及び３０インチＨ
，又はそれ以上までの真空を、１０〜１５分間及び特に
若木を処理する場合にはそれより長い期間にわたって適
用する。脱気後に処理溶液を添加し、次いで圧力をかけ
る。この処理の圧力及び時間も変えることができる。普
通少なくとも１００ｐｓｉが使用され、３００ｐｓｉ又
はそれ以上の高圧まで昇圧することができる。加圧の時
間は１〜２分間から数時間まで変えることができる。

ホルムアルデヒド、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラ
ミン−ホルムアルデヒド樹脂、及びホルムアルデヒドと
種々の未置換フェノール及び塩素化フェノールの樹脂を
再生セルロース即ちビスコースレーヨンに対する防腐剤
として使用することは、ベル（Ｂｅ　Ｉ　Ｉ　）ら、ジ
ェイ・ツク・ダイアーズ・アンド・カラリスツ（Ｊ、　
Ｓｏｃ、　Ｄｙｅｒｓ　＆　Ｃｏ１ｏｕｒｉｓｔｓ）、
１１，６６０〜６６７　（１９５５年１１月）に教示さ
れている。同様の木綿の処理はチャンス（Ｃｈａｎｃｅ
）ら、チクスタイル・リサーチ・ジャーナル（Ｔｅｘｔ
ｉｌｅ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　Ｊｏｕｒｎａｌ）、５５８
〜５６４（１９５９年７月）に示されている。

しかしながら木綿及びビスコースレーヨンは、両方とも
本質的にセルロース性であるけれど、処理すべき対象の
寸法に関して木材と材料的に異なっている。難点は多く
の添加剤が木材の最深部へ侵入しにくいことである。ベ
ルらの刊行物は基質中に最終的に存在する樹脂へ転化さ
れる多くのプレポリマーの使用について教示している。

プレポリマー、即ち単量体のセルロースとの反応が推定
されているけれど、樹脂を生成するプレポリマーの反応
は、依然そのような樹脂を生成しうる反応性メチロール
基の存在を必要とする。フェノール−ホルムアルデヒド
プレポリマーの重合は、２つの異なるプレポリマー分子
上に存在するメチロール基間で或いは２つの異なるプレ
ポリマー分子のメチロール基と水素基との間で起こる。

両方の場合、セルロースの反応性ヒドロキシル基と反応
するメチロール基は樹脂の生成に関与してしまう、即ち
樹脂内に位置する樹脂の永久性における減少が起こりう
る。ベルらは更に塩素化フェノールがプレポリマーとし
てレーヨンに添加した時樹脂を生成しないことを示して
いる。

チャンスらは木綿に対する添加剤としてフェノール、ヒ
ドロキシベンジルアルコール、塩素化フェノール、臭素
化フェノール、及び弗素化フェノールを用いることを示
している。この場合にも続いて樹脂が生成するが、それ
に由来する生成物はそのままでビスコースレーヨンに関
して上述したものと同一の欠点をこうむる。事実チャン
スは樹脂のセルロース繊維中への侵入が非常に貧弱であ
る、即ち表面処理だけが達成されることを示している。

本発明は、小さい分子の防腐剤をアルカリの水溶液で用
い、この防腐剤を本芯まで深く侵入させる木材の防腐法
を提供する。処理溶液のアルカリ性は木材の細孔を開け
るばかりでなく、防腐剤の木材との化学反応に対する触
媒となる。斯くして防腐剤は芯に侵入するばかりでなく
、木材と共有結合的に反応し、木材中に長く保持される
。

本発明の方法は、木材を、木材に実質的に完全に含浸さ
せるような条件例えば上述の加圧処理条件下に式 ［式中、各Ｒは遮へい基、例えば各Ｒは個々にハロゲン
、アルキル（Ｃ＋又はＣ２）、ヒドロキシ、ニトロ、ニ
トロソ又はアルキロール（Ｃ＋又はＣｔ　）基であるが
、但し少なくとも１つのＲ基はアルキロール基であるも
のとし、且つ各Ｒ１は個々に水素又はＲである］の化合
物の水性アルカリ溶液と接触させ、そして得られる処理
した木材を回収することを含んでなる木材を菌及び／又
はバクテリヤの劣化にかかりにくくするための木材の処
理を含んでなる。

式Ｉのものの範囲に入る好適な化合物群は、両Ｒ１基が
水素であり、そして残りのＲ基の少なくとも１つがハロ
ゲンである化合物である。

本発明で有用な更に好適な化合牧柵はすべての残りのＲ
基及びＲ１基がハロゲンである式Ｉのものである。

処理する木材の重量に基づいて約１〜約２０重量％は木
材の腐敗を成功裏に減じ、それ以上の濃度は最大級の防
腐を提供するということが発見された。

式Ｉのものの範囲内に入る化合物の例は、２゜４．６−
ドリメチロールフエノール；２−クロル−４，６−シメ
チロールフエノール；２．４−ジクロル−６−メチロー
ルフェノール；４−クロル−２，６−シメチロールフエ
ノール；２，４．６−ドリエチロールフエノール；２−
クロル−４，６−ジエチロールフエノール：２−ニトロ
−４，６−シメチロールフエノール；２−ヒドロキシ４
．６−シメチロールフエノール；３．４．５−トリクロ
ル−２，６−シメチロールフエノール；２．３，５゜６
−テトラクロル−４−メチロールフェノールなどを含む
。上述の塩素誘導体が対応する臭素、弗素又はヨウ素誘
導体である化合物も使用できる。

式Ｉの化合物は技術的に良く知られており、公知の方法
のいずれかによって製造しうる。１つの方法は適当に置
換されたフェノール化合物の、ホルムアルデヒド又は炭
素数２までの他のアルキルアルデヒドとの反応で１つの
水素をアルキロール基で代替することからなる。

このアルキル化フェノールを木材の最深の奥底まで含浸
指せた後、木材はその防腐性を高めるために約８０〜２
５０下の範囲の温度まで約３０分〜３０日間加熱しても
よい、この場合時間と温度は木材種に依存する。

いかに或いはなぜ本発明の方法が木材に防腐性を付与す
るかに関しては、いずれの特別な理論に束縛されたくな
いけれど、普通反応性水素を含有するフェノール化合物
の活性な位置、即ち２，４゜及び６位がＲ置換基で遮へ
いされているためにアルカリ条件という適用条件下に樹
脂の生成が抑制されるから、分子は小さいままでおり、
従って木材の細孔中へより深く、特に本芯に侵入するこ
とができ、そしてそのうち化合物の少なくとも１つのア
ルキロール基が木材のセルロース及びヘミセルロースの
存在するヒドロキシル基と反応するものと考えられる。

結果としてこのセルロース性ヒドロキシル基は最早や菌
の酵素の攻撃に対して敏感でなくなる。それ故に腐敗は
減少する。

フェノール−ホルムアルデヒドの普通の重合は、フェノ
ール分子上のメチロール基（２，４，又は６位）が他の
フェノール分子の２．４．又は６位の水素と反応して水
を遊離することによって起こる。酸性条件において、１
つのフェノールのメチロール基は他のフェノール分子の
メチロール基と反応して再び水を遊離し、エーテル結合
を形成する。しかしながらアルカリ条件において、この
メチロール間の反応は有利でない、その代りに１つのフ
ェノール分子上のメチロール基は他のフェノール分子の
２，４又は６位の水素と反応する。しかしながら本発明
の場合には、２，４及び６位の水素基の遮へいが、１つ
のフェノール分子と他のそれとの反応による重合体又は
樹脂の生成を妨害し或いは少なくとも遅延させ、その代
りにメチロールフェノールと木材のヒドロキシル基との
反応を許容する。

上述のように、本発明のアルカリ、即ち少なくとも７．
１のｐｌ＋での処理は、それが木材を膨潤させ且つフェ
ノール性化合物の侵入も高めるから、本方法の独特な結
果の一部を形成する。更にそれは添加剤のアルキロール
基と木材のヒドロキシル基間の反応に体する触媒も提供
する。

本発明の好適な化合物、即ちハロゲン基を含むものを用
いる場合、このハロゲン基は普通では樹脂状生成物の生
成に積極的に関与する活性水素を遮へいする以外に、フ
ェノール分子に殺菌性を与える。

式■で表わされる化合物の混合物も本発明で使用するこ
とができ、事実高度の殺菌活性とセルロースとの反応を
期待する場合に時に好適である。

この例はモノアルキロール化、ポリハロゲン化フェノー
ル及びポリアルキロール化フェノールの混合物である１
時にはこれらのフェノールの商業的製造法がこれらの混
合物を生成する。

木材に防腐性の他に難燃性を期待する場合には、本発明
の処理工程中に多くの公知の難燃剤生成物を添加しても
よい１例えば燐酸アンモニウムのようなホスフェートが
使用できる。しかしながらこれらは普通それ自体長もち
する難燃性を提供しない、しかし反応性のテトラキズ（
ヒドロキシメチル）ホスホニウム塩を用いるならば、長
もちする難燃性並びに防腐性を得ることができる。

更にアルキロール化フェノール溶液中に、１−［［２−
（２，４−ジクロルフェニル）−１，３−ジオキソラン
−２−イルコメチル］−ＬＨ−１゜２．４−１−リアゾ
ール；クロルビリフォス（ｃｈｌｏｒｐｙｒｉｆｏｓ）
　［Ｏ、Ｏ−ジエチル−〇−（３，５，６−ドリクロル
ー２−ピリジル）ホスホロチオネート］；ドミネックス
（ＤＯＭＩ　ＮＥＸ＠）ピレスロイド−（Ｃ，Ａ、第６
７３７５−３０−８号）のような殺菌剤を包含させるこ
とによって木材に殺菌性を付与することもできる。これ
らの殺菌剤は、メタノール、キシレン、アセトンなどの
ような溶媒中の、普通硬化的な乳化剤と組合せた有機溶
媒溶液として使用しうる。

本発明の方法によれば、いずれかの種類の木材例えばダ
グラス・モミ（Ｄｏｕｇｌａｓ　−ｆｉｒ）、杉、唐松
、レッドウッド（ｒｅｃｌｗｏｏｄ）、松、トウヒ、カ
エデ、栗、樫、などのような木材が処理できる。

次の実施例は本発明を例示する目的だけで記述するので
あり、特許請求の範囲に記述したことを除いて本発明に
対する限定として見なすべきでない。すべての部及びパ
ーセントは断らない限り重量によるものとする。

実施例　１ ダグラス・モミの一片の積層板を、２−クロル−４，６
−シメチロールフエノールのアルカリ性水溶液（ｐＨ７
，５）にさらし８、木材の乾燥重量に基づいて固体１０
％の２−クロル−４，６−シメチロールフエノールを木
材内に沈着させることにより、防腐化した。含浸させた
木材はＸインチのダグラス・モミの合板（ｐｌｙｗｏｏ
ｄ）であり、これをある室（ｅｈａｓｉｂｅｒ）に置き
、２９インチ〇Ｈの真空下に脱気したものであった。２
−クロル−４，６−シメチロールフエノールの溶液をそ
の室に入れて合板全体を浸した。２０分間の真空後に圧
力をＩＱＱｐｓｉとし、これを２分間維持した。次いで
室から排液し、１０分間脱気し、そして合板を取り出し
て乾燥した。処理した木材は防腐化されていることがわ
かった。

実施例　２ 含水量２８％の若いレッド・オーク（ｇｒｅｅｎ　ｒｅ
ｄｏａｋ）のｌＸ５Ｘ３０インチ片を室に置き、２．４
−ジクロル−６−メチロールフェノールのアルカリ性水
溶液（ｐ）１８．０）を含浸させることにより乾燥木材
の重量に基づいて固体７，５％の２，４−ジクロル−６
−メチロールフェノールを沈着させた。室で２９インチ
ｌ１ｇの真空を１５分間木材に適用した１次いで含浸溶
液を室に導入して木材の試料を覆い、上述の真空を２０
分間維持しな、続いて室の圧力を３００ｐｓｉに上げ、
圧力が２００ｐｓｉに下がるまでポンプを停止させた。

次いで圧力を３００ｐｓｉまで再び昇圧した。このサイ
クルを５回繰返した１次いで排液し、木材を取り出し、
室温で７２時間乾燥させた。処理した木材は防腐性にな
っていることがわかった。

実施例　３ 長さ２フイートの若木のダグラス・モミの１２×１２イ
ンチ材を室に置き、この室を２６インチＨｇまで真空に
した０次いでこの材木が全体に浸るまで４−クロル−２
，６−シメチロールフエノールのアルカリ性水溶液（ｐ
Ｈ７，１）を室に導入した。真空は２９インチＨ，まで
上昇し、これを１５分間維持した０次いで室を大気圧に
戻し、閉鎖し、そして再び真空を適用した。続いて木材
の重量に基づいて固体２０％のフェノールが沈着するま
で再び溶液を室に導入した。圧力を３００ｐｓｉまで上
昇し、これを１５分間保った。この木材を２５０下の温
度に１時間供し、ハロゲン化メチロールフェノールと木
材とを更に行わさせた。この場合にも防腐性が付与でき
た。

実施例　４ レッド・オーク片（ｌＸ５Ｘ３０インチ）を室に置き、
２−クロル−４，６−シメチロールフエノール及びテト
ラキズ（ヒドロキシメチル）ホスホニウムサルフェート
のアルカリ性水溶液（ｐＨ７゜６）を含浸させた。この
時宜を２９インチ〇Ｈの真空に１０分間脱気し、そして
木材を処理溶液に浸すことにより、木材の乾燥重量に基
づいて固体１０％の２−クロル−４，６−シメチロール
フエノール及び固体１５％のテトラキズ（ヒドロキシメ
チル）ホスホニウムサルフェートを木材内に沈着させた
。真空の２０分後、圧力を１００ｐｓｉまでかけ、これ
を５分間維持しな０次いで室から排液し、木材を２５０
下に２０分間加熱した。得られた木材は防腐性と難燃性
を示すことがわがっな。

実施例　５ Ｘインチのダグラス・モミの合板試料を、２゜４．６−
トリメチロールフエノールのアルカリ性溶液（ｐＨ７，
４）にさらして固体８％のその防腐剤を木材内に沈着さ
せることにより難燃性にした。

木材を室に置き、次いで２８イン千〇、まで脱気した。

この室にアルカリ性溶液を導入して木材を浸した。真空
下１５分後、圧力を１２０ｐｓｉまでかけ、これを５分
間維持した０次いで室から排液し、木材を２００下に２
時間加熱した。この合板は防腐化されていることがわか
った。

実施例　６ レッド・オーク片（ＩＸ６Ｘ３６インチ）を室に置き、
２，４−ジチメル−６−メチロールフェノールのアルカ
リ溶液（ｐｌ＋８．１）を含浸させ、固体９％の含浸物
質を木材内に沈着させた。最初に木材を室に置き、２９
イン千〇ｇの真空下に８分間脱気し、次いで処理溶液に
浸した。真空下に１５分後、圧力を１００ｐｓｉまでか
け、これを１０分間維持した０次いで室から排液し、木
材を除去し、乾燥した。木材は防腐性になった。

実施例　７ フェノール性化合物が２−クロル−４，６−ジエチロー
ルフエノールである以外実施例１の方法豐 に従った。同様の結果を得た。

実施例　８〜１２ 再び実施例１の方法に従い、上述の式Ｉの範囲に入る種
々の化合物をモミの合板中へ含浸させた。

各の場合に合板の防腐化が起こった。用いた化合物を下
の第１表に列挙する。

第１表 夾１」−のム ８　　２−ヒドロキシ−４，６−シメチロールフエノー
ル ９　　３．５−ジクロル−２，４，６−）リメチロール
フェノール １０本　２．６−シニトロー４−メチロールフェノール １１　　３．５−ジブロム−４，６−シメチルー２−メ
チロールフェノール １２本本本３．４．５．６−チトラクロｌレー２−メチ
ロールフェノ・−ル ＊　実施例１の代りに実施例４に従った。

木本　　処理した木材を１００°Ｆに３０日間加熱した
。

実施例　１３ ２−クロル−４，６−シメチロールフエノール及び２，
４−ジクロル−６−メチロールフェノールの混合物（５
０１５０）を用いる以外、すべての物質の詳細に関して
実施例１に従った。同様の結果が達成された。

実施例　１４ 水溶液が１−　［［２−（２，４−ジクロルフェニル）
−１，３−ジオキソラン−２−イルコメチル］−１８−
１，２，４−トリアゾール０．５％も含有するという以
外再び実施例２の方法に従った。

得られた木材は腐食性のほかに殺菌性も示した。

実施例　１５ 用いた殺菌剤がクロルビリフォス［０，０−ジエチル−
〇−（３，５，６−ドリクロルー２−ピリジル）ホスホ
ロチオネートコである以外実施例１４の方法に従った。

再び優秀な結果が達成された。

特許出願人　セオドア・エフ・タック・ジュニア−乏二
ｄｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、木材を、木材に実質的に完全に含浸させるような条
   件下に式▲数式、化学式、表等があります▼ ［式中、各Ｒは遮へい基であり、但しＲ基の少くとも１
   つはアルキロール基であり、そして各Ｒ＾１はそれぞれ
   水素又はＲである］ の化合物の水性アルカリ溶液と接触させ、そして得られ
   る処理した木材を回収することを含んでなる、木材を菌
   及びバクテリヤの劣化にかかりにくくするための木材の
   処理法。 ２、各Ｒがそれぞれハロゲン、アルキル（Ｃ＿１又はＣ
   ＿２）、ヒドロキシ、ニトロ、ニトロソ、又はアルキロ
   ール（Ｃ＿１又はＣ＿２）基である特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ３、各Ｒ＾１基が水素であり、そして各Ｒ基がアルキロ
   ールである特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、各Ｒ基がメチロールである特許請求の範囲第２項記
   載の方法。 ５、各Ｒ＾１基が水素であり、そして２つのＲ基が塩素
   である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６、各Ｒ＾１基が水素であり、２つのＲ基がメチロール
   であり、そして残りのＲ基が塩素である特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ７、両Ｒ＾１基が塩素であり、１つのＲ基が塩素であり
   、そして残りのＲ基がメチロールである特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ８、両Ｒ＾１基が水素であり、そして１つのＲ基がメチ
   ルである特許請求の範囲第１項記載の方法。 ９、残りのＲ基の１つが塩素である特許請求の範囲第８
   項記載の方法。 １０、両Ｒ＾１基が水素であり、そして２つのＲ基がメ
   チルである特許請求の範囲第１項記載の方法。 １１、木材を加圧下に該化合物と接触させる特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 １２、該水性アルカリ溶液が難燃剤も含有する特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 １３、該難燃剤がテトラキズ（ヒドロキシメチル）ホス
   ホニウムサルフェートである特許請求の範囲第１２項記
   載の方法。 １４、特許請求の範囲第１項記載の方法で処理した木材
   を含んでなる製品。 １５、特許請求の範囲第２項記載の方法で処理した木材
   を含んでなる製品。 １６、水溶液が殺菌剤も含有する特許請求の範囲第１項
   記載の方法。