JP2006509058A - 木材製品におけるビフェンドリンの接着層使用 - Google Patents

Abstract

本発明は、ビフェントリンを含む接着剤、接着層樹脂システムおよびビフェントリンを含む接着剤を組み込んでいる木材製品を提供するものである。ビフェントリンを含むそのような接着剤および樹脂システムの適用のための方法を開示する。ビフェントリンを含む当該接着剤は、場合により表面スプレーを用いて、工作木材製品を含む木材を保存するのに有効である。

Description

本発明は、木材および木材の保存、および特に詳しくは、木材、木材合成物、ベニヤに基づく製品および工作木材製品の、木材を破壊する生物体(例えば、シロアリ、甲虫および穿孔虫)の攻撃からの保護のための、製造中の処理に関する。活性成分は、樹脂または接着剤システムへの添加により適用され、接着層処理による木材に基づく製品の処理を生じる。接着層処理は、単独の方法として用いても、木材および工作木材製品の、ビフェントリンまたは他の合成ピレスロイドおよび/または活性化学物質を用いる表面処理と共に用いてもよい。
本発明はまた、これらの工程および活性化学物質により処理された全製品に関する。

ビフェントリン(Bifenthrin)は、非シアノピレスロイドとして分類される合成ピレスロイド殺虫剤/ダニ駆除剤である。この活性成分は、接触および胃への作用の両方を介して、害虫を標的するのに有効である。ほとんどの合成ピレスロイド同様、ビフェントリンは、コレオプテラ(Coleoptera)、ディプテラ(Diptera)、ヘテロプテラ(Heteroptera)、ヒメノプテラ(Hymenoptera)、ホモプテラ(Homoptera)、イソプテラ(Isoptera)、レピドプテラ(Lepidoptera)、オルソプテラ(Orthoptera)を含む広範囲にわたる害虫ならびに多種のアカリナ(Acarina)に対して活性がある。ビフェントリンは、広範囲に渡る害虫の制御のために、世界中の多くの国で、現在登録されているものである。

ビフェントリンは、制限するものではなく、綿花、小型の穀物類、野菜、芝および装飾、専門的な害虫制御、温室、穀物保護、家庭菜園および蚊の制御に関する産業を含む、穀物および非穀物市場において、幅広く用いられている。しかし、本発明以前に、材木保存産業において、地中シロアリの制御のために用いられたことを示す、これら分野における先行技術はない。

試験により、材木産業における従来の処理方法を用いる場合に、シロアリ(例えば、コプトテルメス目(Coptotermes spp)、マストテルメス・ダルウィニエンシス(Mastotermes darwiniensis)およびレティキュリテルメス目(Reticulitermes spp))の攻撃から材木を保護するのには、非常に低濃度のビフェントリンしか必要とされないことが立証されている。適用濃度は、標的種により、1〜20g ac/m³（活性成分のグラム)である。

オーストラリアおよび全世界における標準的な処理法において、材木へ保存剤をある程度浸透させることが現在、必要とされている。これは、処理容器および高価な末端部およびコンピュータ化された装置を必要とする、真空圧、真空-真空システムにより、達成することができる。材木を処理するのに必要とされる工程は、製品によって変わるが、木材を処理するのには、少なくとも45分かかる。保存剤の浸透は、散布によっても達成することができるが、この工程は、さほど高価でない装置を含むものであるが、もっと時間がかかり、高レベルの蓄積の維持を要する。木材の湿気含量は、散布時間を制御するのに最も重要なパラメータの一つである。湿った木材は、市場に出るまでに(within commercial expectancy)散布を達成することが必要とされる。90mm厚のラディアタ松の生の白太材の完全な浸透は、4〜8週間で達成することができる。

保存材および活性化学物質を、木材合成物の製造中に接着剤中に含ませることは、多くの場合に試みられており、かつ、何年もにわたり、産業的に使用すらされている。この方法で用いられる製品に関して現在列挙されているものは、当該産業における全要求に直面する多くの欠点を有する。例えば、三酸化ヒ素は、使用に際して並外れた高い危険性を示す高毒性の無機物質である。当該製品は、多くの西側諸国において使用が禁止されており、特定のニッチ適用のための使用に限定されている。ホウ酸亜鉛は、有効たり得るのに高いローディングを必要とする、もう一つの無機化合物である。これは、粒子に基づく合成物にのみ適しており、ベニヤに基づく木材製品には適していない。

多くの有機リン殺虫剤(フォキシム(Phoxim)およびクロルピリホス(Chlorpyrifos))が、近年、オーストラリア検疫検査局(AQIS)のリストから、削除された。中国および日本は、シロアリの制御のための木材保存剤としてのこれらの製品の使用を、今や、禁止している。CSIRO試験により、個々の基準により特定される濃度でのクロルピリホス処理が、シロアリの攻撃から製品を保護し得ないことが示されている。

他の合成ピレスロイド、例えばデルタメトリン、ラムダ-シハロトリン、ペルメトリンが、刺激性が非常に高いか、高いpH条件下で不安定であるかのいずれかであることが認められている(フェノールホルムアルデヒド樹脂を用いて製造されたベニヤに基づく製品に関して用いた場合、約90%のペルメトリンが有効でないことが示されている)。

本発明以前に、木材および木材合成物産業において、製品の製造中に、保存剤または殺シロアリ材を接着剤混合物に添加使用する、インライン処理が、効果的になされたことはなかった。
合板、LVL、OSBおよびフレークボードの製造中に、接着層にビフェントリンを添加することにより、工作木材製品を処理することに関するこれら開示の工程を使用することは、オーストラリアないし他のいずれの国においても、知られていない。

ビフェントリンは、これをこのタイプの処理のための候補物質たり得る特性を有することが見出された。ビフェントリンは、高いpHおよび高温条件下で安定であり、有機物質(木材)に対して強く結合し、過去に使用されているないし使用が試みられた他の活性成分のいずれよりも、明らかに水溶性が低い。ビフェントリンは、職業上の健康および安全性の問題を呈さず、処理された製品が燃えた場合、汚染物質を生じない。

発明の目的および概要
従って、ビフェンドリンを組み込んでいる接着層樹脂システムおよび、ビフェントリンを含むそのような接着層樹脂システムの使用のための方法および装置ならびに、これらの樹脂および接着システムを用いて製造された木材または工作木材製品を提供することが本発明の目的である。

発明の最良の形態および他の態様
ビフェントリンが、接着層添加物として用いた場合にも、工作木材および再構築木材製品をシロアリおよび他の昆虫の攻撃から保護するのに、非常に有効であることが、さらに認められた。
ビフェントリンをフェノールホルムアルデヒド(PF)樹脂に対する添加物として用いる場合、約25g ac/m³および100g ac/m³が、製品を地中シロアリ(各々、コプトテルメス目およびマストテルメス・ダルウィニエンシス)の攻撃から保護するのに必要とされる。数量詞「g ac/m³」は、立方メートル当たりの活性成分のグラムを意味する。

オーストラリア木材保存審議会(Australasian Wood Preservation Council)(AWPC)プロトコルに記載されるドラム試験(drum test)を用いて行った試験は、接着層添加剤としてビフェントリンを用いて処理した9重の2.5mm厚のベニヤ合板を用いた。25〜100g ac/m³の低濃度のビフェントリンが、地中シロアリ(各々、コプトテルメス・アキナキホルミスおよびマストテルメス・ダウウィニエンシス)が標本を攻撃するのを妨げるのに十分であったことを確証する。表１および２は、これらの結果を示す。

工作木材製品および再構築木材製品の接着層に添加されたビフェントリンが、厚さ3.2mmのベニヤを用いて製造された製品におけるシロアリの攻撃を防ぐのに有効であることを立証するために、後の試験を行った。これらの試験は、AWPCプロトコルに従う研究室条件にて行った。結果は、地中シロアリ(コプトテルメス・アキナキフォルミス)が、いかなる角度でも25g ac/m³の濃度である接着層を貫通しないことを確証している。これはまた、2.5mmのベニヤを用いて製造された合板が、マストテルメス・ダルウィニエンシスの攻撃を妨害するのに有効であったことを示す。(CSIRO連絡番号FFP00/290報告番号995、CSIRO連絡番号FFP01/273報告番号1137)

CSIROにより行われた他の試験により、接着層添加物と表面処理の組み合わせが、地中シロアリ(マストテルメス・ダルウィニエンシス)の攻撃を、100g ac/m³未満の濃度で抑えることが、さらに確認される。結果は、接着層を介した50および25g ac/m³のビフェントリンの添加および表面ベニヤにおける20g ac/m³の添加が、100g ac/m³濃度の適用が単独でされた接着層に匹敵する制御を提供することを示す。(CSIRO連絡番号FFP02/337報告番号1301)

接着層添加物としてのビフェントリンの防虫(repellent)効果は、粒子サイズにより大きく影響される。これは、ベニヤに基づく製品を3.2mm以上の厚さの表面ベニヤを用いて組み立てた場合に、特に明らかである。0.1μm以下の(活性成分の)平均粒子サイズを保持する製剤は、シロアリが、工作木材製品を攻撃するのを抑えるのに、接着層処理および表面処理の両方を必要とする。しかし、平均粒子サイズが1-10μmの場合、表面処理は必要とされない。この概念を証明するために、CSIROは、AWPCに従う研究室条件下で試験を行った。結果は、新規な概念を確証するものである。ベニヤに基づく合成物が3.2mm以上の厚さのベニヤを用いる場合、同じローディングで、製剤がより大きな粒子サイズを有するほど、製品の外面のベニヤがいっそう保護されることが見出された。これを以下の表に示す。

より大きなビフェントリン粒子サイズを保持する製剤と同じ効果を持たせるためには、小さい粒子サイズを有する製剤は、同様の効果を得るために、より高いローディングを必要とする。(参照:CSIRO連絡番号FFP02/337報告番号1301; Jim Creffied 2003ビフェントリン製剤比較のための予備データ)

用いることができる製剤の例には、サイズ粒子が非常に小さく、溶液の外観が半透明であるミクロエマルジョン−この例には、3g/ L ME製剤(Talstar(登録商標)3 ME)がある−;粒子サイズが平均直径0.1μmであるエマルジョン濃縮物−この例には、Bistar(登録商標)EC 100g/L(2.5%〜24% EC)がある−;平均粒子サイズが通常1〜10μmの懸濁濃縮物−この例には、Bistar(登録商標)80SCがある−;懸濁濃縮物よりも大きな粒子サイズを保持する流動性ある製剤および吸湿性粉末(WP)に基づく製剤、例えばTalstar(登録商標)10WPが含まれる。本発明は、ビフェントリンを含む他のタイプの製剤またはビフェントリンが他の活性成分と組み合わせて含まれるあらゆる製剤を除外するものではない。

ビフェントリンは、高いpHおよび高温で安定である。フェノールホルムアルデヒド樹脂は、12を越すpHを有する。フェノールホルムアルデヒドは、合板およびLVLの製造に用いられる最も一般的な樹脂である。この高いpHレベルは、ほとんどの一般的な有機性殺シロアリ剤を分解し、ビフェントリンは珍しい例外である。これは、QFRIにより行われた試験において確証されたが、そこでは、ビフェントリンをPF樹脂と混合した後、24時間で、分解が認められなかった(ミカエル・ケネディ(Michael Kennedy)により作成されたクィーンズランド・フォーレスト・リサーチ・インスティテュート・レポート-液体接着剤におけるビフェントリンの安定性レポート1:フェノール-ホルムアルデヒド合板接着剤における安定性2001)。この安定のために、尿素-ホルムアルデヒド、メラニン尿素-ホルムアルデヒド、ポリウレタン、アクリル、エポキシおよびイソシアニド樹脂と称される他のタイプの樹脂の、産業上の使用が可能となる。表４は、ビフェントリンおよび一般的な有機性殺シロアリ剤の典型的な分解閾値または上限を示す。

合板およびLVLの商業的製造中に行われた分解試験により、1μmを超える粒子サイズのビフェントリンを含有している製剤を用いる場合、認められる分解が、1μm未満の粒子サイズを有するビフェントリン製剤において認められるものよりも少ないことが立証された。

ビフェントリンは、樹脂混合物のバッチングの間に、または接着剤混合物を接着剤展着機にて用いる直前または、樹脂混合物のバッチングと接着剤の合板への適用の間のあらゆる中間的領域において、または樹脂を使用可能な接着剤へと混合する前に、接着剤へ投入できることが、試験により立証されている。

接着剤を混合する間にビフェントリン製剤を混合する方法の例は、以下のようである。(a) 合成物製品における接着剤の展着または利用を、例えば特定の製品のm³あたり70kgと、算定する、
(b) 25g/m³を得るのに必要とされる添加を算定する、
(c) ビフェントリンの量を、前記25gを接着剤の前記70kgで割ることにより算定し、これにより、接着剤1キログラム当たり0.36gのビフェントリンの結果を得る。

用いる製剤が、80g/Lのビフェントリンを含むBistar(登録商標)80SCである場合、0.36gのビフェントリンが、4.5mLの製剤中に含まれる。例えば2000Kgの接着剤バッチのサイズによれば、当該接着剤混合物中に、9Lの製剤を添加することが必要とされる。
フェノールアルデヒド樹脂を含んでいる接着剤に関して、いくつかの処方が存在する。
以下は、1000kgバッチの樹脂製接着剤を調製するための例である。
615kgのフェノールホルムアルデヒド樹脂
119kgの小麦粉
50kgのマカダミア粉
211.5Lの水
4.5LのBistar(登録商標)80SC
接着剤混合物中の粉は、展着能力を改善するために添加される剤である。

ビフェントリン製剤は接着剤システムに、製造工程のいくつかの段階において添加することができるが、その例は、次のようである。
(a) これを樹脂または樹脂の１成分に添加する。これは、樹脂供給者または最終使用者がなすことができる。
(b) 接着剤のバッチング中に添加する。
(c) 接着剤をラミネートへと展着するのに用いられる装置に接着剤を送達する前に、接着剤輸送体または供給ラインに添加する。または
(d) 合板に接着剤を展着するのに用いられる装置のタンクに直接添加する。

表面の追加的保護が所望される場合、プレスされた製品を、これが冷却される前に表面にスプレーがけすることにより、処理することができる。これは、ビフェントリンの粒子サイズが約1μmまたはそれ以上の場合には、一般に必要とされない。製品の温かみが、適用された溶液を表面に深く染み込ませる暖-冷効果を生じる。表面処理は、冷却表面に対して行うこともできる。この場合、当該化学物質の浸透のための経路として、旋盤チェック(the lathe checks)によりなす。冷却表面にスプレーした場合、化学物質の浸透は一般に、暖かい表面にスプレーする場合ほど良好ではないが、これは、化学物質の濃度を増加させること、吸収を増すこと、および表面をより湿らせること、または溶液が表面にいっそうよく浸透するのを助ける界面活性剤および化学物質を添加することにより、改善することができる。

表面の表面処理は、ディッピング、ローリング、ブラシがけ、散布、噴霧およびスプレーがけにより行うことができる。これらのシステムは、LVL、合板の別個の領域において、または工作および再構築製品を産生するあらゆる他の製作所において、インラインないし個々および別個のプロセスとして、設置することができる。これは、製造ラインまたは所定の製作所のラインのレイアウトに依存する。

本発明は、前記プロセスおよび活性物質を用いて処理された製品を包含する。これらの例には、同様の方法で処理されるあらゆる他の製品を除外することなく、以下のものが含まれる。
合板
ラミネイティド・ベニヤ・ランバー(Laminated Veneer Lumber)(LVL)
フィンガー・ジョイント製品(FInger jointed products)
配向性ストランドボード(Oriented stranded boards)(SB)
ストランド・ボード(SB)
グルー・ラミネイティド・ランバー(Glue laminated Lumber)(Glu-Lam)
パーティクル・ボード
メディアム・デンシティ・ボード(Medium Density Boards)(MDF)
無垢材(Solid Wood)
および前記製品のあらゆる組み合わせ

ビフェントリンは、本発明に記載するように、接着剤システムに、単独で、または他の添加物と組み合わせて添加することができる。これら添加物の例には、殺菌剤および難燃剤が挙げられるが、他の添加物を除外するものではない。

接着層添加物としてビフェントリンを用いる利益には、本発明の教示するところに従い、以下の事項が挙げられる。
１．低濃度の使用
２．高いpHによるビフェントリンの分解が24〜48時間の時間枠において極めて小さい。これにより、樹脂を大きなバッチで投入することが可能となる。
３．樹脂の高いpHおよび製造工程の温度の両方によるビフェントリンの分解が、許容範囲のものである。当該分解は、取引状況下で、50%未満である。

同様に、他の樹脂システム、例えばメラミン尿素ホルムアルデヒド、尿素ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシノール、ポリウレタン、イソシネート、PVC、アクリル、イソシアネートポリエチレンおよび、他の樹脂および接着剤システムを除外するものでないこれらの例示物の間の組み合わせまたはハイブリッドなどを使用する、工作木材製品の製造中に、接着層に添加することができる。この利点は以下のようである。

１．非常に低濃度しか必要とされない。
２．樹脂のpHおよび工程の温度による分解が、許容範囲のものである。
３．ビフェントリンを含んでいる廃棄物を燃やしている間のダイオキシンの放出が非常に少なくまたは無視できるほどに少量であることにより、使用した製品を廃棄しやすい。
本発明は、特に好ましい詳細な実施態様を示して記載したが、これらは、特許請求の範囲に反映される本発明の範囲または精神を制限するものと理解されるべきではない。

Claims (20)

1. 木材または木材製品を攻撃する害虫を制御するための、樹脂およびビフェントリンを含む接着剤。
2. 展着能力を改善するための１種以上の剤をさらに含む、請求項１記載の接着剤。
3. 前記ビフェントリンが、1-10μmの平均粒子サイズを有する、請求項１記載の接着剤。
4. 前記ビフェントリンが、1-10μmの平均粒子サイズを有する、請求項２記載の接着剤。
5. 前記接着剤中のビフェントリンの濃度が、約25g ac/m³の濃度となる、請求項１記載の接着剤。
6. 前記樹脂がフェノールホルムアルデヒド樹脂である、請求項１記載の接着剤。
7. ビフェントリンを成分として含む接着剤を用いて、前記製品の木材サブコンポーネントを結合させる段階を含む、木材製品の保存方法。
8. 前記製品が合板であり、前記サブコンポーネントが、合板を構築するベニヤである、請求項７記載の保存方法。
9. 前記ビフェントリンが、前記接着剤中に、約1〜10μmの平均粒子サイズを有する粒子として含まれ、かつ、殺虫剤またはダニ駆除剤を表面適用しないものである、請求項８記載の方法。
10. 前記ビフェントリンが、前記接着剤中に、1μm未満の平均粒子サイズを有する粒子として含まれ、かつ、前記製品を、殺虫剤またはダニ駆除剤を表面適用して、追加的に保護するものである、請求項８記載の方法。
11. 前記ビフェントリンを含む樹脂を接着バッチに添加することにより、前記ビフェントリンを前記製造工程に導入するものである、請求項７記載の方法。
12. 前記ビフェントリンを含む接着剤のバッチを作成し、次いで当該接着剤を用いることにより、前記ビフェントリンを前記製造工程に組み込むものである、請求項７記載の方法。
13. ビフェントリンを含まない接着剤のバッチを作成し、次いで、当該接着剤を適用する前に、接着剤運搬体に前記ビフェントリンを添加することにより、前記ビフェントリンを前記製造工程に導入するものである、請求項７記載の方法。
14. 前記製品が、ラミネィド・ベニヤ・ランバー、フィンガージョイント製品、配向性ストランドボード、ストランドボード、グルー・ラミネイティド・ランバー、パーティクルボード、またはメディアム・デンシティ・ボードから成る群のいずれか１種である、請求項７記載の方法。
15. ビフェントリンを含む接着剤で結合されたサブコンポーネントから成る木材製品。
16. 前記接着剤が、約25g ac/m³のビフェントリン濃度を送達するものである、請求項１５記載の木材製品。
17. 前記製品が合板であり、前記接着剤が、1〜10μmの平均粒子サイズを有するビフェントリンを含む、請求項１５記載の木材製品。
18. 殺虫剤またはダニ駆除剤の表面適用を有しない、請求項１７記載の木材製品。
19. 前記製品が3.2mmのベニヤ厚を有する合板であり、前記接着剤が、1〜10μmの平均粒子サイズを有するビフェントリンを含む、請求項１５記載の木材製品。
20. 前記製品が、ラミネイティド・ベニヤ・ランバー、フィンガー・ジョイント製品、配向性ストランド・ボード、ストランド・ボード、グルー・ラミネイティド・ランバー、パーティクル・ボードまたはメディアム・デンシティ・ボードから成る群かのいずれか１種である、請求項１５記載の木材製品。