CN1233242C - 含有木质系精制焦油的涂料 - Google Patents

含有木质系精制焦油的涂料 Download PDF

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Abstract

本发明提供了在以树脂作为主要成分、含木炭粉磨的水溶性涂料中，通过混入焦油与NaOH溶液混合并溶解的焦油水溶液，而制得含有焦油的涂料。

Description

含有木质系精制焦油的涂料
技术领域
本发明是关于焦油水溶液及含有焦油的涂料的发明。更具体地，本发明涉及将焦油溶解于液体中、且不发生沉降和分离的稳定性优良的焦油水溶液，以及涉及防腐、防蚁效果高的含有焦油的涂料。
背景技术
到目前所知的是，木醋酸一般是将木炭制造中所产生的烟冷却得到的液体，将该液体是通过将其收集在所需的容器中而生成，收集到的木醋酸焦油在容器中分离为三层。
即，在容器中分离的木醋酸焦油从上开始顺次为(a)木醋酸(水性)，(b)焦油和木醋酸的混合物，以及(c)焦油(半固形)3层。这是由于木醋酸是水溶性的，而焦油是非水溶性的且比水重的缘故。并且，上述(b)的混合物是由焦油和木醋酸混在一起形成的，要将二者完全分离很困难。
此外，由于焦油为油性而不能完全的干燥。例如，将焦油涂布在所需大小的板材表面上，并将其放置在约60℃的干燥机内60天进行实验，其结果是焦油没有完全干燥、且一直保持发粘(胶黏的)状态。
为了避开焦油的这种不能完全干燥的特点，虽然考虑过用喷漆稀料(lacquer thinner)、酒精、汽油、石油等挥发性溶剂稀释焦油，再涂布该稀释后的焦油，然而，在这种情况下，当溶剂蒸发后，与前面的情况相同的发粘状态仍将会残留、而不会被完全干燥。
如上所述，焦油是非水溶性的，其分散在液体中时不能以稳定的状态存在，因此在生产和存储过程中焦油成分会发生沉降，从而木醋酸和焦油发生分离。此外，由于焦油不是完全干燥的，因此当将其涂布在如板等物品之上时，总是会残存胶黏的发粘状态。
在另一方面，过去就已知道焦油具有防腐、防蚁效果，如果将其作为涂料使用的话，通过涂布在木材等上而可防止腐蚀及白蚁等的灾害。此外，由于焦油不是化学合成物质，因而不会污染人体及环境，从而其有用性极高。
然而，由于焦油分散在液体中时不能以稳定的状态溶解，因此很难将焦油混合到涂料中，同时，假设即使将焦油涂布于木材等上，由于其不能够完全干燥，总是不能接触涂布面，其结果是，即使焦油的具有防腐及防蚁效果的优点被认知，但其却不能作为涂料使用。
因此，本发明的第1个目的是提供一种焦油在液体中以稳定的状态溶解的水溶液。
本发明的第2个目的是提供可使涂布后的焦油完全干燥的具有防腐、防蚁功能的涂料。
发明内容
为了达到上述第1个目的本发明是将焦油和NaOH溶液按所需量混合并使之溶解的焦油水溶液。更具体的，本发明的焦油水溶液是相对于100重量份的焦油、混入10～50重量份的10～50重量％浓度的NaOH溶液制得加工焦油，然后相对于10～20重量份的该加工焦油、混入100重量份的2～5重量％浓度的NaOH溶液并溶解后的焦油水溶液。这样，由于焦油通过需要浓度的NaOH溶液而溶解、从而可以均匀地分散在水溶液中，因此焦油能够以稳定的状态溶存于液体中，最终得到无沉降、分离等不利情况发生的焦油水溶液。
为了达到上述的第2个目的本发明是在以树脂为主要成分、含有木炭粉末的水溶性的涂料中，混入将木质系焦油与沸石与NaOH溶液混合并溶解得到的焦油水溶液，从而得到的含有焦油的涂料。该涂料因为焦油是以稳定的状态溶解分散于水溶性的涂料中，所以当将其涂布于木材等上时，焦油也能够呈大致均匀地分散而被涂布，因而可具有防腐及防蚁效果。此外，还可期待其不会带给人体坏的影响且不会对环境造成污染、并且还可期待木炭的调湿、除臭效果。此外，由于溶解分散在涂料中的焦油与涂布的树脂成分一同被干燥，因此形成了即使接触也无粘着的稳定的涂面。
具体实施方式
根据实施例来对涉及本发明的第1个发明的焦油水溶液进行说明。
首先，虽然焦油因其非水溶性、在制造以及保存中焦油系和水系(木醋酸)将发生分离，考虑到焦油是油性系，在假设通过使用表面活性剂可以在某种程度上提供下述试验目的解决方案的前提下，先进行了如下的试验。
试验目的：
1.消除焦油的沉降分离，制出在常温下粘度稳定的焦油。
2.制出水溶性的焦油。
[试验1]
使用NaOH作为表面活性剂。
①在烧杯中加入100ml的焦油，混入10g的粒状NaOH。
②在烧杯中加入100ml的焦油，并向其中混入50ml的2重量％浓度的NaOH水溶液。
[试验1的结果]
试验①中，在烧杯底部残留有粒状NaOH、没有观察到立刻的溶解。甚至在放置儿天后，也没有观察到完全的溶解。另一方面，在试验②中，观察到了完全的溶解。
[讨论]
虽然焦油在与粒状NaOH混合时没有完全地溶解，但在给定浓度的NaOH的水溶液中则可观察到溶解。这里，为了使焦油适合于其使用目的，进行下面的试验来进行NaOH浓度、粘度、加工焦油的稳定性的确定。
[试验2]
如下面的(a)～(f)所示，相对于100g的焦油，混入10或50g的具有给定浓度的NaOH水溶液来制得加工焦油。
(a)在100g的焦油中，混入10g的10重量％浓度的NaOH水溶液。
(b)在100g的焦油中，混入10g的25重量％浓度的NaOH水溶液。
(c)在100g的焦油中，混入10g的50重量％浓度的NaOH水溶液。
(d)在100g的焦油中，混入50g的10重量％浓度的NaOH水溶液。
(e)在100g的焦油中，混入50g的25重量％浓度的NaOH水溶液。
(f)在100g的焦油中，混入50g的50重量％浓度的NaOH水溶液。
[试验2的结果]
在上述的(a)～(f)中的任何一种情况下，在混合时均产生反应热(约22℃～26℃)。从混合经过1小时后，焦油的粘度虽然稍微有所增加，但在其后的粘度的稳定性良好。此外，甚至在30天和60天后对其粘度进行确认也没有发现其粘度发生改变，其粘度稳定。且观察到加工焦油
(c)具有最高的稳定性。
[试验3]
如下面的①～⑧所示，相对于一定浓度的NaOH溶液，混入一定的焦油并溶解。
①在100g的5重量％浓度的NaOH溶液中，混入10g试验2的加工焦油(c)。
②在100g的5重量％浓度的NaOH溶液中，混入10g试验2的加工焦油(d)。
③在100g的5重量％浓度的NaOH溶液中，混入10g试验2的加工焦油(e)。
④在100g的5重量％浓度的NaOH溶液中，混入10g试验2的加工焦油(f)。
⑤在100g的5重量％浓度的NaOH溶液中，混入10g焦油。
⑥在100g的2重量％浓度的NaOH溶液中，混入10g焦油。
⑦在100g的5重量％浓度的NaOH溶液中，混入20g焦油。
⑧在100g的2重量％浓度的NaOH溶液中，混入20g焦油。
[试验3的结果]
在上述的①～⑧中的任何一种情况下，均观察到焦油的溶解。此外，在30天和60天后的溶液中没有沉降，其稳定性可被确认。
[试验4]
在铝板(100mm×100mm)的中央部，涂布10g试验2的加工焦油(a)～(f)、确认稳定性。
将涂布了加工焦油的铝板放置在60±2℃的干燥机内干燥48小时使之干燥。
[试验4的结果]
在涂布试验2的加工焦油(c)的情况下，虽然粘度增加，但在残留有发粘感而未干燥的状态下具有较好的稳定性。
[试验1～4的总结]
通过向100g的焦油中混入10～50g的10～50重量％浓度的NaOH水溶液，能够消除现有焦油的由于沉降凝固所带来的不稳定的问题，可以得到在粘度的常温稳定性、非沉降、非凝固的稳定性优良的加工焦油。虽然根据使用目的而不同，但发现了特别是在100g的焦油中混入10g的50重量％NaOH水溶液后的加工焦油(c)就其粘度而言很好用。
此外，在100g的2～5重量％的NaOH溶液中混入并溶解10～20g的焦油或加工焦油，可以制得既无沉降分离的发生，而且稳定性良好的焦油水溶液。
总而言之，可以确认焦油可在特定浓度的NaOH水溶液中均匀地溶解，得到性状稳定的溶液。根据焦油与具有特定浓度的NaOH水溶液的混合重量比率，得到的既可以是具有粘性的加工焦油，也可以是粘性程度低的、可其他材料混合使用的焦油水溶液。
下面，根据实施例对本申请的第2个发明涉及的含有焦油的涂料的实施方式进行描述。
含有焦油的涂料组合物是在以树脂(尼龙树脂或丙烯酸树脂等)为主要成分的混入了木炭粉末的水溶性的涂料(下文称之为“健康涂层”(ヘルスコ一ト，健康涂层)”(注册商标名))中，将焦油与需要浓度的NaOH溶液(水)混合溶解得到的焦油水溶液混合于其中而制得的组合物。以下，给出关于健康涂层的改良的试验例。
[主题]
1、提高白蚁的非食害性；
2、提高防腐性。
[讨论]
据认为提高对白蚁的非食害性和防腐性可通过混入木质系焦油而得以解决。通过在健康涂层的水体系和酒精体系中混入焦油来进行确认试验。
[试验5]
①在100g健康涂层(酒精性)中混入3g焦油。
②在100g健康涂层(酒精性)中混入5g焦油。
③在100g健康涂层(酒精性)中混入7g焦油。
④在100g健康涂层(酒精性)中混入10g焦油。
⑤在100g健康涂层(水性)中混入3g焦油。
⑥在100g健康涂层(水性)中混入5g焦油。
⑦在100g健康涂层(水性)中混入7g焦油。
⑧在100g健康涂层(水性)中混入10g焦油。
[试验5的结果]
在上述①～④的情况下，焦油的溶解性良好，没有问题发生。在上述⑤～⑧的情况下，出现凝胶化现象，不能使用。
[讨论]
焦油由于可以溶解在酒精体系中而没有问题，但是其与水性体系的相容性却差。为了在水性型中混入焦油，则水性型中的各原料与焦油的相容性的确认以及是否可以在水性型中混入焦油的确认均是必要的。
[试验6]
①相对于100g的水系健康涂层，混入10g的下述水溶性焦油(a)～(f)。
(a)在100g的3重量％浓度的NaOH溶液中混入10g焦油。
(b)在100g的5重量％浓度的NaOH溶液中混入10g焦油。
(c)在100g的10重量％浓度的NaOH溶液中混入10g焦油。
(d)在100g的15重量％浓度的NaOH溶液中混入10g焦油。
(e)在100g的20重量％浓度的NaOH溶液中混入10g焦油。
(f)在100g的25重量％浓度的NaOH溶液中混入10g焦油。
[试验6的结果]
在使用上述水溶性焦油(a)～(f)的试验中都出现了凝胶化。
[试验7]
将水性健康涂层分成其原料，并混入焦油。
(a)向30g的丙烯酸树脂(以下简称为“AC”)中混入3g焦油。
(b)向30g的水性尼龙液中混入3g的焦油。
[试验7的结果]
上述(a)中出现凝胶化，另一方面，(b)混合(溶解)。
[讨论]
认为使焦油与AC混合需要水溶型的焦油，在[试验7]中所有的试验都产生了凝胶化。下面将对使用经NaOH水溶液处理的加工焦油的情况进行确定。
[试验8]
①在100g的焦油中混入10g的50重量％浓度的NaOH水溶液。
②在100g的焦油中混入50g的50重量％浓度的NaOH水溶液。
(a)在30g的AC(丙烯酸树脂)中混入3g的[试验8]中的①。
(b)在30g的AC(丙烯酸树脂)中混入3g的[试验8]中的②。
(c)在30g的水性尼龙液中混入3g的[试验8]中的①。
(d)在30g的水性尼龙液中混入3g的[试验8]中的②。
[试验8的结果]
上述(a)大颗粒的凝胶化、(b)小颗粒的凝胶化、(c)大颗粒的凝胶化、(d)大颗粒的凝胶化被得到确认。
[讨论]
对AC和水性尼龙液中的每一种与经NaOH处理后的焦油的相容性的确认是有必要的。
①AC与焦油的相容性差。
②水性尼龙液与焦油的相容性好。
③AC与经NaOH处理后的焦油的相容性差。
④水性尼龙液与经NaOH处理后的焦油的相容性差。
考虑到上述①～④的结果后可以看出，对AC和水性尼龙液中的每一种与NaOH溶液的相容性的确认是有必要的。
[试验9]
①在30g的AC(丙烯酸树脂)中混入10g的2重量％浓度的NaOH溶液。
②在30g的水性尼龙液中混入10g的2重量％浓度的NaOH溶液。
[试验9的结果]
上述①溶解，上述②分离。
[讨论]
观察到水性尼龙液与NaOH溶液的相容性差，经过NaOH溶液处理的加工焦油不能被使用。
[试验10]
(1)在100g的AC中，混合100g的1重量％浓度的NaOH溶液和10g焦油混入液；
(2)在100g的AC中，混合100g的2重量％浓度的NaOH溶液和10g焦油混入液；
(3)在100g的AC中，混合100g的3重量％浓度的NaOH溶液和10g焦油混入液；
(4)在100g的AC中，混合100g的4重量％浓度的NaOH溶液和10g焦油混入液；
(5)在100g的AC中，混合100g的5重量％浓度的NaOH溶液和10g焦油混入液；
(6)在100g的AC中，混合100g的1重量％浓度的NaOH溶液和50g焦油混入液；
(7)在100g的AC中，混合100g的2重量％浓度的NaOH溶液和50g焦油混入液；
(8)在100g的AC中，混合100g的3重量％浓度的NaOH溶液和50g焦油混入液；
(9)在100g的AC中，混合100g的4重量％浓度的NaOH溶液和50g焦油混入液；
(10)在100g的AC中，混合100g的5重量％浓度的NaOH溶液和50g焦油混合液；
[试验10的结果]
尽管上述(1)～(5)进行了混合，但是仍观察到在底部有沉淀物产生。虽然(6)～(10)进行了轻微的混合，但观察到在底部的凝胶化。因此，如上述(1)～(10)那样，使NaOH和焦油直接与AC进行混合的方法实质上是不可行的。
[讨论]
这里，有必要对经过NaOH溶液处理后的加工焦油用将其混入NaOH溶液(水)中的方法来加以检查。
[试验11]
首先，通过如下方法得到加工焦油：
(1)将100g的焦油与5g的10重量％浓度NaOH液混合；
(2)将100g的焦油与5g的20重量％浓度NaOH液混合；
(3)将100g的焦油与5g的30重量％浓度NaOH液混合；
(4)将100g的焦油与5g的40重量％浓度NaOH液混合；
(5)将100g的焦油与5g的50重量％浓度NaOH液混合；
(6)将100g的焦油与10g的10重量％浓度NaOH液混合；
(7)将100g的焦油与10g的20重量％浓度NaOH液混合；
(8)将100g的焦油与10g的30重量％浓度NaOH液混合；
(9)将100g的焦油与10g的40重量％浓度NaOH液混合；
(10)将100g的焦油与10g的50重量％浓度NaOH液混合；
(11)将100g的焦油与15g的10重量％浓度NaOH液混合；
(12)将100g的焦油与15g的20重量％浓度NaOH液混合；
(13)将100g的焦油与15g的30重量％浓度NaOH液混合；
(14)将100g的焦油与15g的40重量％浓度NaOH液混合；
(15)将100g的焦油与15g的50重量％浓度NaOH液混合；
(16)将100g的焦油与20g的10重量％浓度NaOH液混合；
(17)将100g的焦油与20g的20重量％浓度NaOH液混合；
(18)将100g的焦油与20g的30重量％浓度NaOH液混合；
(19)将100g的焦油与20g的40重量％浓度NaOH液混合；
(20)将100g的焦油与20g的50重量％浓度NaOH液混合；
在分别调整了浓度的1重量％浓度、2重量％浓度、3重量％浓度、4重量％浓度以及5重量％浓度的NaOH水溶液中，将按上述(1)～(20)调整的加工焦油分别以5～10％的范围的比率混入得到NaOH溶液，然后再将100g的该得到的NaOH溶液与的100g的AC(丙烯酸树脂)混合。
在使用这些混合液的试验中，下面只对溶解的试验进行描述：
a)由100g的焦油与10g的50重量％浓度的NaOH溶液(A)混入得到的混合物的10％(20g)+100g的2～5重量％浓度的NaOH溶液(B)→溶解。
b)由100g的焦油与10～20g的50重量％浓度NaOH溶液(A)混入得到的混合物的10～20％(20～40g)+100g的2～5重量％浓度的NaOH溶液(B)→溶解。
c)由100g的焦油与10g的50重量％浓度的NaOH溶液(A)混入得到的混合物的6％(12g)+100g的2重量％浓度的NaOH溶液(B)→溶解。
d)由100g的焦油与10g的50重量％浓度的NaOH溶液(A)混入得到的混合物的6％(12g)+100g的2重量％浓度的NaOH溶液(B)+100g的AC→溶解。
e)由100g的焦油与10g的50重量％浓度的NaOH的溶液(A)混入得到的混合物的7％(14g)+100g的2重量％浓度的NaOH溶液(B)+100g的AC→溶解。
f)由100g的焦油与10g的50重量％浓度的NaOH的溶液(A)混入得到的混合物的7％(14g)+100g的2重量％浓度的NaOH溶液(B)+100g的AC→溶解。
g)由100g的焦油与10g的50重量％浓度的NaOH溶液(A)混入得到的混合物的8％(16g)+100g的2重量％浓度的NaOH溶液(B)→溶解
h)由100g的焦油与10g的50重量％浓度的NaOH溶液(A)混入得到的混合物的8％(16g)+100g的2重量％浓度的NaOH溶液(B)+100g的AC→溶解。
i)由100g的焦油与10g的50重量％浓度的NaOH溶液(A)混入得到的混合物的8％(16g)+100g的3～5重量％浓度的NaOH浓度的溶液(B)→溶解
j)由100g的焦油与10g的50重量％浓度的NaOH溶液(A)混入得到的混合物的8％(16g)+100g的3～5重量％浓度的NaOH溶液(B)+100g的AC→溶解
k)由100g的焦油与15g的50重量％浓度的NaOH溶液(A)混入得到的混合物的8％(16g)+100g的3～5重量％浓度的NaOH溶液(B)→溶解
l)由100g的焦油与15g的50重量％浓度的NaOH溶液(A)混入得到的混合物的8％(16g)+100g的3～5重量％浓度的NaOH溶液(B)+100g的AC→溶解。
〔试验11的结果〕
①对于焦油的NaOH处理，设相对于焦油重量的10重量％的50重量％浓度的NaOH溶液为(A)。
②设(B)的NaOH溶液的浓度为2重量％。
③用(A)的NaOH处理的加工焦油的混入量为8重量％或更低较佳。
[讨论]
经上述50重量％浓度的NaOH处理的焦油被称之为NTA。就其与水性尼龙的代替物的相容性确认而言是有必要的。
[试验12]
100g的AC(丙烯酸树脂)+100g的2重量％浓度的NaOH+16g的NTA+100g的木炭粉末
将上述制得的涂料涂布在100×100×2.7(mm)的胶合板上(300g/m2)、干燥后，进行浸水试验。
[试验12的结果]
*在制得的材料(涂料)中在第7天左右开始出现沉降物，并且在底部发生凝胶化。其使用有问题。
*亲水试验在5天后的结果良好。
[讨论]
制造的材料在长时间的稳定性方面有问题。仅丙烯酸树脂而言，其虽具有短期的耐水性，但长期的耐水性有问题。此外，树脂薄膜阻止了木炭的效果。因此，以水性尼龙作为替代就成为必要。
[试验13](水性尼龙的替代)
将16g的NTA混入100g的2重量％浓度的NaOH溶液中制得焦油水溶液。再向其中混合100g的通气性的丙烯酸树脂进行混合。
[表1]
    树脂类型   材料稳定性   吸附力  防水性   评价
    AC B型   半固化   ×  ○   ×
    AC A型   固化   -  -   -
    AC D型   固化   -  -   -
    水性聚氨酯   胶凝   -  -   -
[讨论]
为了体现木炭的效果，需要使其通过树脂膜。这里，通过将具有透气性的树脂与不具有透气性的树脂混入，木炭的效果就能产生。
[试验14]
将16g的NTA混合到2重量％浓度的NaOH溶液中，得到焦油水溶液。并在其中混合各试验液100克。结果如表2所示。
[表2]
       混合树脂   产品稳定性   吸附性   防水性   评价
  丙烯酸H50g   硅树脂S50g   ○   ○   △   ○
  丙烯酸D   硅树脂S   半固化   -   -   -
  丙烯酸B   硅树脂S   半固化   -   -   -
  丙烯酸A   硅树脂S   半固化   -   -   -
  丙烯酸W   硅树脂S   半固化   -   -   -
  丙烯酸H   硅树脂P   胶凝   -   -   -
  丙烯酸D   硅树脂P   胶凝   -    -   -
  丙烯酸B   硅树脂P   胶凝   -    -   -
  丙烯酸A   硅树脂P   胶凝   -    -   -
  丙烯酸W   硅树脂P   胶凝   -    -   -
  丙烯酸H   硅树脂X   ○   ○    △   ○
  丙烯酸D   硅树脂X   半固化   -    -   -
  丙烯酸B   硅树脂X   半固化   -    -   -
  丙烯酸A   硅树脂X   半固化   -    -   -
[试验15]
[表3]
 丙烯酸H  硅树脂S  NaOH 2重量％   NTA  木炭粉末   评价
 50g  50g  100g   16g  100g   ○
 67g  33g  100g   16g  100g   ○
 90g  10g  100g   16g  100g   ○
将上述表3中的试验材料涂布在50×50×2.7的胶合板上(300g/m2)，准备试样各10片。在耐候试验中进行评价。
耐候试验按如下方法进行：将试样浸入到自来水中30秒，然后，再将样品放入底部充满水的干燥器中，在温度为26±2℃的恒温室中放置4小时，此后再放入温度40±2℃的循环式热风恒温器中20小时。如此反复操作10次。
[讨论]
作为本次试验主题的健康涂层的提高对白蚁的非食害性和提高防腐性的试验用的材料试验就结束了。建立了以下的材料(原料)的组合。
①相对于焦油重量(设为100重量份)，混入10重量份的50重量％浓度的NaOH溶液，形成加工焦油。
②在2重量％浓度的NaOH溶液(100重量份)中，混入上述①的全体量的8％(16重量份)。
③将AC(丙烯酸树脂)+硅树脂S(9∶1)与上述②混合。
④在上述③中加入木炭粉末。
白蚁食害试验：
预试验：
(1)试剂：
(a)新水性型
(AC H 10g+硅树S 5g)+(2重量％浓度的NaOH溶液15g+NTA(5％)0.23g)+木炭粉末15g
(b)新水性含药剂型
(AC H 10g+硅树S 5g)+(2重量％浓度的NaOH溶液15g+NTA(5％)0.23g)+0.08g的ハチクサン(商品名)+木炭粉末15
(c)新溶剂型(酒精系)
(健康涂层30g)+NTA(5％)0.15g
(d)对照(未处理)
(2)试验方法
①使28×28×9的胶合板在40±2℃下干燥24小时。
②在上述①的处理过的胶合板上涂布各样品，制得试样。涂布量为300g/m2。
③上述②的试验在干燥机中于60±2℃下干燥48小时。然后在放入了的硅酸的干燥器中于室温条件下养生24小时。
④将上述③的试验放入到直径为110mm的无盖的容器中，然后将该容器放置在一群日本白蚁(ヤマトシロアリ)(15只兵蚁和150只工蚁)之中。并维持湿润的环境以防止干燥。
[表4]
a  b   c   d
  第1天 白蚁在试样周围聚集、健康  健康   离开试验，健康   健康
  第2天 ″  活动性差   ″   受到食害
  第3天 ″  ″   ″   ″
  第4天 ″  ″   潜入试验的底部，健康   ″
  第5天 开始潜入试验的底部，在侧壁形成了蚁用的隧道状通道  死虫产生   ″   ″
  第6天   ″   更多的死虫产生   ″   ″
  第7天   ″   ″   ″   ″
  第8天   ″   ″   ″   ″
  第9天   ″土壤发霉   ″   ″   ″
  第10天   ″   ″   ″   ″
  第11天   ″   ″   侧壁受到食害   ″
  第12天   ″侧壁受到食害   ″   -   ″
  第13天   -   全死   -
使用AC(丙烯酸树脂)和水性硅树脂的组合作为水性尼龙液的替代物不能够充分发挥木炭的性能。为了最大程度地发挥防蚁效果，再次确认在实地试验中结果不好的木醋酸液以及日本柏树叶(ヒバ)精油的防蚁能力。
以下的防蚁试验中用的供试木材片采用日本木材保护协会所规定的木材片进行试验。
(1)供试木材片
(A)供试验的木材片为普通的黑松或红松的边材，每10mm长有3～5个年生长环。通过两边摩擦使木材的各面都很平滑，并且准确地进行刨光。木材片为20L±0.5×10R±0.5×10T±0.5mm的直角平行六面体。
(B)将木材片在温度60±2℃的恒温器中干燥24小时。
(2)试样
(A)在涂布了试验剂的10个试样中，5个是以进行了耐候处理的为对象进行试验。
(B)耐候处理是将润湿处理和蒸发处理交互反复进行10次。
(C)耐候处理方法
在室温下将试样浸入到静水中30秒钟，然后放入到底部充满水的干燥器中，其在温度为26±2℃的恒温室中放置4小时。随后，立即放入温度40±2℃的循环式热风恒温度器放置20小时。
(3)测试方法
在150只工蚁和15只兵蚁中，放入一个试样，在温度为28±2℃的暗所饲养，并观察过程。
[试验16]
①日本柏树叶精油
②木醋酸液
③日本柏树叶精油+木醋酸液(1∶1)
[表5]
  天数   上述①   上述①耐候处理   上述②   上述②耐候处理   上述③   上述③耐候处理
  1   未受食害   未受食害   未受食害   未受食害   未受食害   未受食害
  2   ″   ″   受到食害   受到食害   ″   ″
  3   ″   ″   -   -   ″   ″
  4   ″   ″   -   -   ″   ″
  5   ″   受到食害   -   -   ″   受到食害
  6   ″   -   -   -   ″   -
  7   ″   -   -   -   ″   -
  8   ″   -   -   -   受到食害   -
  9   ″   -   -   -   -   -
  10   ″   -   -   -   -   -
  11   ″   -   -   -   -   -
  12   ″   -   -   -   -   -
  13   ″   -   -   -   -   -
  14   ″   -   -   -   -   -
  15   ″   -   -   -   -   -
[讨论]
涂布了未经过耐候处理的日本柏树叶精油的试样在15天内没有受到食害，而经过耐候处理的试样受到食害。即使在实地试验中，这种性能只在1～1.5年的时间内有效。从而认为使用木醋酸、日本柏树叶精油是没有意义的。
将AC(丙烯酸树脂)和水性硅树脂的组合作为水性尼龙液的替代物虽然不能使木炭百分之百地发挥其效能，但是它们是可利用的树脂。其中，尽管吸附能力有所降低，但由于若能适当地提高吸附能力和防蚁能力将是有利的，因此，作为提高吸附力的方法，对在天然材料中混入沸石并进行确认是有必要的。
[试验17]
①AC H 90g+硅树脂S 10g+2重量％浓度的NaOH100g+NTA 16g+木炭粉末160g+沸石80g。
②AC H 90g+硅树脂S 10g+2重量％浓度的NaOH100g+NTA 16g+木炭粉末80g+沸石80g。
③AC H 90g+硅树脂S 10g+2重量％浓度的NaOH100g+NTA 16g+木炭粉末80g+沸石160g。
[表6]
  天数   上述①   上述②   上述③
  1   健康   健康
  2   ″   ″
  3   ″   ″
  4   ″   ″   死虫70％
  5   ″   ″   死虫90％
  6   ″   ″   死虫100％
  7   ″   ″   -
  8   ″   ″   -
  9   ″   ″   -
  10   ″   ″   -
[讨论]
可以确认通过增加沸石的混入量，从而具有杀蚁效果。
[试验18]
①AC H 90g+硅树脂S 10g+沸石50g。
②AC H 90g+硅树脂S 10g+2％浓度的NaOH溶液100g+NTA100g+沸石100g。
[试验18的结果]
在上述①和②中沸石都出现了沉降从而有问题。可认为这是由于未混入木炭粉的原因。
[试验19]
①AC H 90g+硅树脂S 10g+沸石40g+木炭粉末10g。
②AC H 90g+硅树脂S 10g+沸石30g+木炭粉末20g。
③AC H 90g+硅树脂S 10g+2重量％浓度的NaOH溶液100g+NTA16g+沸石80g+木炭粉末20g。
④AC H 90g+硅树脂S 10g+2重量％浓度的NaOH溶液100g+NTA16g+沸石60g+木炭粉末40g。
[试验19的结果]
上述①～④都混合良好、材料的稳定性也好。
[讨论]
木炭粉末对于分散沸石是绝对有必要的。沸石与木炭粉末的混合平衡的确定是有必要的。
[试验20]
将下述①～④依次混入AC H 90g+硅树脂S液10g中。
①沸石45g+木炭粉末5g→分散性差。
②沸石40g+木炭粉末10g→分散。
③沸石35g+木炭粉末15g→分散。
④沸石30g+木炭粉末20g→分散。
[讨论]
为了体现出沸石混入的分散性，占全体树脂量的10％重量份的木炭粉末是有必要的。
木炭的作用具有缓解生物效果，甚至可以使白蚁变得充满活力。上述试验17的结果证明了通过混入沸石可具有杀蚁能力。尽管单独使用沸石五杀蚁力，但通过NTA、沸石和木炭粉末的协同作用就可发挥出具有排斥效果、杀蚁效果、调湿、除臭效果等。
[试验21]
在给定的容器底部，盖上三张滤纸，在其上放置各耐候处理试样。
①AC H 90g+硅树脂S 10g+2重量％浓度的NaOH 100g+NTA 16g。
②AC H 90g+硅树脂S 10g+2重量％浓度的NaOH 100g+NTA 16g+木炭
粉末12g；
③健康涂层(酒精系)100g+焦油8g；
④AC H 90g+硅树脂S 10g+2重量％浓度的NaOH 100g+NTA 16g+木炭粉
末20g+沸石60g。
⑤AC H 90g+硅树脂S 10g+2重量％浓度的NaOH 100g+NTA 6g+木炭
粉末20g+沸石60g。
[表7]
  天数   上述①   上述②   上述③   上述④   上述⑤
  1   离开试样   健康   健康   死虫80％イエシロ   健康
  2   ″   ″   ″   ″   ″
  3   ″   ″   ″   ″   ″
  4   ″   ″   ″   ″   ″
  5   ″   ″   ″   ″死虫100％   ″
  6   ″   ″   ″   -   ″
  7   ″   ″   ″   -   ″
  8   ″   ″   ″   -   ″
  9   ″   ″   ″   -   ″
  10   ″   ″   ″   -   ″
  11   潜入滤纸下离开试样   ″   ″   再试验日本白蚁   ″
  12   ″   ″   ″   ″   ″
  13   ″   潜入滤纸下，健康；甚至在试样上也健康   ″   轻微衰弱   ″
  14   轻微衰弱开始潜入滤纸下离开试样   ″   ″   衰弱 ″
  15   ″   ″   ″   死虫50％   ″
  16   ″   ″   ″   死虫80％   ″
  17   ″   ″   ″   2只生还   ″
  18   ″   ″   ″   2只生还   ″
  19   ″   ″   ″   死虫100％   ″
  20   ″   ″   ″   -   ″
  21   ″   ″   ″   -   ″
  22   ″   ″   ″   -   ″
  23   ″   ″   ″   -   ″
  24   ″   ″   ″   -   ″
  25   ″   ″   ″   -   ″
  26   ″ ″  - ″ ″
  27   ″ ″  - ″ ″
  28   ″ ″  - ″ ″
  29   ″ ″  - ″ ″
  30   ″未受到食害 ″  - ″ ″
[讨论]
在上述试样①中，可以确定焦油具有排斥白蚁的效果。在上述试样③中，木炭具有医治生物的能力，甚至可以使白蚁健康。在提高防蚁效果中，通过使木炭粉末的量减少并混入沸石和焦油杀蚁效果可得到确认。从而可以确定其杀死白蚁的效果。确认了优选的木炭粉末、沸石和焦油的混入范围。
[试验22]
将琼脂培养液放入到菌培养用容器中，将下面的①和②涂布在经杀菌处理的玻璃板上进行培养试验。当玻璃板被放入容器中后，将容器的盖从容器上移走60秒钟后再盖到容器上，然后将其放入到底部充满水的干燥器中，在温度为26±2℃的恒温室中，在48小时后观察菌落的发生率。
①AC H 90g+硅树脂S 10g+NTA 16g+2重量％浓度的NaOH 100g。
②AC H 90g+硅树脂S 10g+2重量％浓度的NaOH 100g+NTA 16g+木炭
粉末20g+沸石60g。
[表8]
  上述①-   上述②-   对照+++
*未观察到①和②的菌落的发生。
[讨论]
①NTA被证明具有一定的防腐(抗菌)性。
②木炭虽有助于各种菌类的生殖，但是其中混合NTA后就具有防腐(抗菌)性。
[试验23]
进行混入了焦油的树脂涂料的干燥试验。
[测试过程]
①在60g焦油中混入6g 50重量％浓度的的NaOH溶液制备加工焦油。然后在该加工焦油中混入1000g的2重量％浓度的NaOH溶液得到的焦油水溶液中，混合900g的丙烯酸树脂、100g的硅树脂、600g的沸石以及200g的木炭粉末，制得水溶性涂料。
将由上制得的水溶性涂料分别以4g(100g/m2)、8g(200g/m2)以及12g(300g/m2)的量涂在200mm×200mm的玻璃板上。
②指触干燥时间的测定(湿度65％，温度25℃)
③完全干燥时间的测定(湿度65％，温度25℃)
测定结果如表9中所示。
[表9]
    指触干燥     完全干燥
    4g     约35分钟     约1个半小时
    8g     约35分钟     约1个半小时
    12g     约35分钟     约1个半小时
[讨论]
通常，焦油基本上可以与溶剂混合而均匀地溶解，但是随着溶剂蒸发，焦油组份会原样残留下来，焦油本生的粘附性也就原样出现，从而不能接触。然而，可以使用一定浓度的NaOH溶液对焦油进行加工，可以将其从油性变为水溶性，通过向其中混合树脂、木炭粉末以及沸石，可以得到不褪色的、室温下固化的类型的焦油水溶液。
[结论]
尽管已知在天然材料中，焦油具有防虫以及防腐的效果，但是因为焦油在存储时的稳定性以及焦油不能够被干燥等问题使得其没有被广泛使用。然而，本发明通过对焦油进行加工可以将焦油作为含焦油涂料使用。此外，尽管沸石在其物理性能中只具有吸附效果，但是其与加工焦油和木炭粉末混合使用时具有协同效果，从而使其对白蚁具备排斥性以及杀蚁的效果。此外，还可以制得充分发挥木炭效果的新产品。
工业应用
本发明涉及的焦油水溶液是通过将焦油与一定浓度的NaOH溶液进行混合并溶解，使焦油无沉降、无分离地以稳定的状态溶解在水溶液中，从而形成水性焦油溶液，该焦油水可直接在木材等上涂布使用，也可以与其它材料，例如水性涂料配合使用，可以提高对木造建筑物中由白蚁引起的非食害性和防腐性，从而在产业上的利用价值极高。
此外，本发明的含有焦油的涂料是在以树脂为主要成分并含有木炭粉末的水溶性涂料中，通过混入将焦油和所需浓度的NaOH溶液混合溶解得到的焦油水溶液，使得焦油以稳定的状态溶解在水溶性的涂料中，从而在将该含有焦油的涂料涂布在木材等上时，焦油被均匀地涂膜，发挥出对木造建筑物的防腐、防蚁效果，同时，存在于涂膜中的焦油不会对人体和环境造成污染，并且还可以期待木炭的调湿、消臭效果。另外，由于焦油是与树脂成分共同涂布的并干燥的，因此不会产生粘附感，从而在产业上的利用价值极高。

Claims (1)

1.含有焦油的涂料，其是在以树脂作为主要成分并含有木炭粉末的水溶性的涂料中，混入由木质系焦油与沸石和NaOH溶液混合并溶解得到的焦油水溶液而得到的含有焦油的涂料，其特征在于，
该涂料是通过使100重量份的丙烯酸树脂或50～90重量份的丙烯酸树脂和10～50重量份的硅树脂的混合物、10～20重量份的相对100重量份的焦油混入10～50重量份的10～50重量％浓度的NaOH溶液而形成的加工焦油、100重量份的2～5重量％浓度的NaOH溶液、10～20重量份的木炭粉末和30～60重量份的沸石进行混合而得到。
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