JP2637810B2 - 有機ホウ素化合物含有の保存要素とその使用 - Google Patents

有機ホウ素化合物含有の保存要素とその使用

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の概要 本発明は、有機ホウ素化合物を含有する新規な保存要
素（preservative element）とこの保存要素の、菌類あ
るいは虫類が発生し易い建材、特に木材及び組積材の保
護への使用とに係わる。
発明の背景 木材その他の材料を菌類あるいは虫類の害から保護す
る保存物質として、無機ホウ素化合物が良く知られてい
る。最近開発された中に、無機ホウ素化合物の成形ロッ
ド、ペレットあるいはタブレットを木材に予め設けた凹
部に插入して用いることが含まれている。米国特許第4,
269,875号には、ホウ素化合物、特にホウ素酸化物を含
有する樹木保存物質の溶融単一結晶体を含む木材用成形
保存要素が開示されている。この要素は、新しい建具類
のような木材に修復処理よりむしろ予防処理として菌類
に冒される前に施す処理に最適であり、なぜなら該要素
は緩慢にしか溶解せず、用時の寿命がきわめて長いから
である。この要素の欠点は、注入成形による以外製造が
困難なため高価であるということである。
英国特許第2,114,003号は、木材その他の材料に予め
設けた凹部に嵌め込むべく圧縮成形する無機ホウ素化合
物の保存タブレットを提案している。このタブレット
は、木材の含有する水分に米国特許第4,269,875号の溶
融物質より急速に溶解するが、澱粉などの適当な付着結
合剤を含有させて調製しないと機械的に脆弱であるとい
う欠点を有する。
上記タブレット及び溶融要素はいずれも、保存物質の
溶解と溶解した保存物質の、木目を通って保護するべき
領域までの運搬とを木材への插入箇所に存在する水分の
みに依存する。その結果、条件によっては、腐朽開始を
防止する十分な量の保存物質が間に合うように運搬され
ない恐れが有る。この困難は認識され、問題を克服する
べく、無機ボレート及びホウ酸をグリコールに高濃度に
溶解させた溶液を溶融ホウ素化合物要素あるいはホウ素
化合物タブレットと共に用いることが提案された。米国
特許第4,610,881号によれば、グリコールはホウ素化合
物が樹木の外側部分に浸透するのを助長し、浸透速度を
高める。
水和により水と結合し得る無機ボレートから成る別の
成形体とその保存物質としての使用が、米国特許第4,66
1,157号に開示されている。
発明の説明 本発明は、水分の存在下に加水分解する固体有機ホウ
素化合物を含有する、成形された保存要素を提供する。
上記化合物は好ましくは約50〜200℃の融点を有す
る。この化合物は、融解及び注入成形あるいは押出によ
って容易に成形要素と成し得、特に保存要素が無機ホウ
素物質のみから成る場合よりも容易かつ経済的な成形が
可能である。このことは特に押出の場合に明らかであ
り、なぜなら上記化合物は、例えばプラスチック工業で
用いるような通常手段により低温で押し出せるからであ
る。
好ましい有機ホウ素化合物は、所望範囲の融点を有す
るホウ素エステルである。使用できる典型的なエステル
は、モノ（２−メチル−2,4−ペンタンジオール）モノ
ボレート、トリエタンジオールジボレート、トリ（2,3
−ジメチル−2,3−ブタンジオール）ジボレート、トリ
（2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール）ジボレー
ト、トリ（2,6−ジメチル−４−ヘプタノール）ボレー
ト、トリエタノールアミンボレート及びトリイソプロパ
ノールアミンボレートである。これらの物質は、木材そ
の他の建材中に普通に見いだされる水分の存在下に加水
分解してホウ酸と、ジオール、一価アルコールあるいは
アルカノールアミンであり得る有機成分とをもたらす。
この有機成分は水和性で、基体に浸透し、ホウ酸活性成
分並びに加水分解していない有機ホウ素化合物を基体中
へと運搬する溶剤として機能する。
本発明は特に、遊離した有機加水分解物の存在によっ
てホウ酸保存物質の木材中への移動、特に木目を通って
の移動が米国特許第4,610,881号に表面処理に関して開
示されているのと同様に容易となり、ホウ酸を腐朽し易
いあらゆる領域に有効に、かつこれまでの特許出願明細
書に開示されている成形品を用いた場合よりも迅速にも
たらすことができるという特徴を有する。例えば、加水
分解の際、遊離グリコール及びホウ酸溶液によって拡散
が直ちに開始し得、一方固体無機物質含有の要素では活
性成分は、拡散が起こる前に基体中の水分に溶解しなけ
ればならない。
即ち、先行技術の開示では、成形品が分解するのに比
較的時間が掛かる。修復処理において菌類あるいは虫類
が引き続きはびこる危険を低減するにも、また予防措置
としても、保存物質が迅速に有効となることが重要であ
る。本発明の保存物質が、表面を保護した木材に関して
通常と看做される含水量を有する基体中に速やかに浸透
することは、表面被覆が早く破損してしまった場合に有
用である。
実際のところ本発明の製品は、好ましくはシリンダ形
のロッドあるいはペレットの形態に製造する。このよう
に製造した製品は、保護するべき基体に所望の深さの穴
を形成して凹部を設け、１個以上のロッドあるいはペレ
ットを插入し、穴を蓋、栓あるいは通常の充填材で密閉
することによって用いる。
本発明の製品は、予防処理でも修復処理でも有効に用
いることができる。英国では、新しい建具類の典型的な
平均含水量は12〜15％である。この含水量は、建具類を
適当な表面被覆によって保護する外的条件の下では通常
の環境下に維持できる。建具類の保守が不適当であると
含水量が約25〜30％に上昇し、この場合にのみ、大抵の
腐朽の原因であり得る、乾燥腐朽及び湿潤腐朽を惹起す
るような菌類の発芽に条件が合致する。
基体と接触する比較的短い時間内に、本発明の製品は
分解し始め、その際最初ペースト状塊となって予め形成
された凹部の内壁に付着し、そこで該内壁全体を通って
の基体中への拡散が生起する。やがて、ペースト状物質
はホウ酸及び有機物質が拡散するほどに減少するが、定
期的に点検して新しいロッドあるいはペレットを凹部に
插入することで容易に補充できる。実際のところ、含水
量12〜15％の木材において組成物の分解は、数週間ほど
の短時間で生起し得る。
本発明の一構成では、成形品からのホウ酸の発生を制
御するべく有機ホウ素化合物の混合物を用いることが可
能である。理想的には、保護系はまず高レベル量の保存
物質を急速に放出して腐朽生物の活動を封じ、その後保
存物質を低レベルで長期間放出して保護を持続するべき
である。そこで、ホウ酸が基体中に拡散する速度を変化
させるべく、異なる加水分解速度を示す有機ホウ素化合
物同士を組み合わせて用い得る。
本発明に用いる有機ホウ素化合物は典型的には2.5〜
7.5％のホウ素を含有し、このホウ素は、化合物が全体
的に加水分解する傾向に有るので総てホウ酸として得ら
れる。
本発明の第二の好ましい構成では、得られるホウ素の
量を、成形要素製造の間に有機ホウ素化合物中に水溶性
の無機ホウ素化合物を分散させることによって増加し得
る。
無機ホウ素化合物は好ましくは、ナトリウムテトラボ
レートあるいはナトリウムオクタボレートテトラヒドレ
ートのようなアルカリ金属ボレート、ホウ酸並びにホウ
素酸化物の中から選択する。特に好ましい組成物におい
て、分散する無機ホウ素化合物は、比較的長期間の保護
を実現する要素をもたらすべく基体中の水分への溶解速
度が異なる離散粒子の混合物である。上記化合物のうち
ホウ酸が最も容易に得られ、一方ガラス質であるホウ素
酸化物は非常に低速で溶解する。
好ましい要素の組成の一例には、 モノヘキシレングリコールモノボレート 20重量部 ホウ酸 20重量部 ホウ砂 30重量部 ホウ素酸化物 30重量部 が含まれる。
ホウ素化合物成分同士の比率は、特定用途に必要な溶
解速度に従属する。例えば、湿潤条件下に水溶性保存物
質の溶出が比較的急速であれば、長期間にわたって有効
な保護を実現するにはホウ素酸化物のような溶解速度の
低い保存物質が比較的大量に必要となる。
通常、ホウ素酸化物が他のボレート及びホウ酸に対し
て有する比率は10:1から1:10であることが望ましい。
しかし、本発明の上記構成は無機ホウ素化合物の使用
に限定されるものでなく、殺菌あるいは殺虫特性を有す
る他の水溶性化合物を有機ホウ素化合物マトリックス中
に分散させることも可能である。適当な化合物は、例え
ば銅、ヒ素及びクロムの塩並びにフッ化ナトリウムのよ
うなフッ化物である。
有効な保存物質が成形要素中に多量に存在するほど、
分解が完了し、保存物質が基体から溶出するまでに要素
周囲のより広い領域を保護し得ることは明らかである。
有機ホウ素化合物１重量部に対して５重量部までの粒状
無機保存物質を、製造時あるいは使用時に要素の構造あ
るいは機械的安定性に悪影響を及ぼさずに用い得ること
が有利に判明した。従って、有機ホウ素化合物は、ホウ
素系保存要素の利用を固体保存要素で従来可能であった
以上に速やかにするのみでなく、より経済的な工程で要
素を製造するべく他の保存物質を分散させるための非常
に有効なマトリックスでもある。
本発明を、実施例を参照しつつ以下に詳述する。
実施例Ｉ トリ（2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール）ジボ
レート及びトリ（2,3−ジメチル−2,3−ブタンジオー
ル）ジボレートの試料を融解させて注入成形し、直径13
mmのシリンダ形ロッドとした。
化粧仕上げ寸法44×94mmを有する長さ450mmの、建具
類品質の松材片を複数個用意した。各片の中点において
13mm穴を94mm寸法方向に、底面から6mm以内まで穿っ
た。ロッドを穴に插入し、その際上方に、ロッドを定期
的に点検し得るように栓をするのに十分なギャップを設
けた。保存物質として67％のナトリウムオクタボレート
テトラヒドレートを含有する市販ロッドを用いて、比較
試料を用意した。
実験片を、相対湿度65％及び100％をそれぞれ有する
サーモスタット調温型空気循環キャビネット内で層状に
積み上げ、その際各層間に木製の支え棒を配置した。そ
の結果、試験期間中の木材片の平均含水量は約12％及び
24％であった。
６ヵ月の暴露期間中１月毎に木材片を調べ、ロッドの
状態を決定し、かつクルクミン試験でホウ素の拡散距離
を測定した。得られた結果を次の表１に示す。
実施例II モノ（２−メチル−2,4−ペンタンジオール）モノボ
レート及びトリ（2,3−ジメチル−2,3−ブタンジオー
ル）ジボレートの試料を融解させて注入成形し、直径13
mmのシリンダ形ロッドとした。上記化合物を用いて実施
例Ｉと同様の試料を製造したが、注入成形前に表２に示
すような、微細に粉砕した無機ホウ素化合物を添加し
た。
試料は、有機ホウ素化合物を融解させ、溶融物に無機
ホウ素化合物を添加して調製した。得られた注入可能な
混合物を注入成形して、上記のようなロッドとした。
ロッドを、実施例Ｉに述べたように松材片に插入して
サーモスタット調温型空気循環キャビネット内に配置し
た。
このロッドを、６ヵ月の暴露期間中２月毎に調べた。
得られた結果を表２に示す。
フロントページの続き (72)発明者 レイキン，ウイリアム・ケニス・ホート ン イギリス国、エム・16・８・ダブリユ・ エイ、マンチエスター、ウイズイント ン・ロード・186 (56)参考文献 特開 昭54−84003（ＪＰ，Ａ) 米国特許4076871（ＵＳ，Ａ)

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】水で加水分解可能な固体有機ホウ素化合物
    を有する、菌類又は虫類の害から木材あるいは組積材を
    保護するための成形された要素。
  2. 【請求項２】有機ホウ素化合物が融点50〜200℃のホウ
    素エステルであることを特徴とする請求項１に記載の要
    素。
  3. 【請求項３】ホウ素エステルがモノ（２−メチル−2,4
    −ペンタンジオール）モノボレート、トリエタンジオー
    ルジボレート、トリ（2,3−ジメチル−2,3−ブタンジオ
    ール）ジボレート、トリ（2,5−ジメチル−2,5−ヘキサ
    ンジオール）ジボレート、トリ（2,6−ジメチル−４−
    ヘプタノール）ボレート、トリエタノールアミンボレー
    ト、トリイソプロパノールアミンボレート及びトリ（2,
    2−ジメチル−1,3−プロパンジオール）ジボレートの中
    から選択されることを特徴とする請求項２に記載の要
    素。
  4. 【請求項４】ロッドあるいはペレットの形態であること
    を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の要
    素。
  5. 【請求項５】加水分解速度の異なる２種以上の有機ホウ
    素化合物を含有することを特徴とする請求項１から４の
    いずれか１項に記載の要素。
  6. 【請求項６】有機ホウ素化合物が2.5〜7.5重量％のホウ
    素を含有することを特徴とする請求項１から５のいずれ
    か１項に記載の要素。
  7. 【請求項７】水溶性の無機ホウ素化合物も含有すること
    を特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の要
    素。
  8. 【請求項８】無機ホウ素化合物がアルカリ金属ボレー
    ト、ホウ素酸化物及びホウ酸のうちの１種以上であるこ
    とを特徴とする請求項７に記載の要素。
  9. 【請求項９】ホウ酸が他のボレートに対して有する重量
    比が1:10から10:1であることを特徴とする請求項８に記
    載の要素。
  10. 【請求項１０】20重量部のモノヘキシレングリコールモ
    ノボレートと、20重量部のホウ酸と、30重量部のホウ砂
    と、30重量部のホウ素酸化物とを含有することを特徴と
    する請求項８に記載の要素。
  11. 【請求項１１】殺菌あるいは殺虫特性を有する少なくと
    も１種の他の水溶性化合物を含有することを特徴とする
    請求項１から10のいずれか１項に記載の要素。
  12. 【請求項１２】他の水溶性化合物が銅、ヒ素あるいはク
    ロムの金属塩並びに無機フッ化物の中から選択されるこ
    とを特徴とする請求項11に記載の要素。
  13. 【請求項１３】組積材あるいは木材を菌類あるいは虫類
    に冒されないように保存する方法であって、組積材ある
    いは木材に凹部を設け、この凹部に請求項１から12のい
    ずれか１項に記載の成形保存要素を插入し、その後該要
    素を蓋、栓あるいは充填材で覆うことを含む保存方法。
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