JP4223570B2

JP4223570B2 - 木材用低浸出組成物

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Publication number: JP4223570B2
Application number: JP16452195A
Authority: JP
Inventors: ビング・ユー
Original assignee: Rohm and Haas Co
Current assignee: Rohm and Haas Co
Priority date: 1994-06-08
Filing date: 1995-06-08
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2024-02-12
Also published as: CN1117344A; EP0686347A3; US5582869A; EP0686347A2; AU6082296A; CN1103541C; JPH0839514A; US5536305A; CA2151198A1; KR960000431A; TW304859B; AU693708B2; AU2051395A

Description

【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は木材防腐組成物及び防腐方法に関する。
【０００２】
従来技術の説明
木材は、汚染及び微生物による腐食防止のため、殺微生物剤で処理することが必要である。木材とは、挽材、材木、柱、木材外皮、小枝、木工所製品(millwork)、建具類(joinery) 、例えば、合板、繊維板、チップボード、ウエハボード、パーティクルボードなどの木材製品、及び建造物に使用される他の木材製品を意味する。
【０００３】
木工所製品／建具類用の加工された新しい材木及び木材は、通常、浸漬及びダブル真空処理によって防腐剤で処理される。地中用途及び多くの地上用途の木材は、通常、加圧処理によって防腐剤で処理される。また、防腐剤は、はけ塗り法、スプレー法、ソーキング法及び類似の処理法によって塗布することができる。
【０００４】
現在市販されている最も有効な木材防腐剤としては、特に、加圧処理用途用として、ＣＣＡ（クロム酸化砒酸銅(chromated copper arsenate)）がある。ＣＣＡでの処理後、使用することができるようになる前に、木材へ金属を固定(fixation)させるため待ち時間がある。この固定時間中、特定の封じ込め手段を行わないとすると、クロム、銅及び砒素による土壌汚染が生じる。ＣＣＡは木材の防腐に非常に効果的であるけれども、ＣＣＡ処理された不要木材の処分が問題となっている。ＣＣＡ処理された不要木材は、特殊な処分手段を必要とする危険な廃棄物とみなされている場合もある。また、ＣＣＡ処理された木材からの、使用中における銅、クロム及び砒素の浸出についても関心が持たれている。
【０００５】
ＣＣＡに代わるものとして、ある種の水不溶性有機防腐化合物が提案されている。この有機化合物は固定時間が不要であり、処理された不要木材も危険な廃棄物と考えられていない。米国特許４，９５４，３３８号は、ある種の界面活性剤の使用を必要とするイソチアゾロン木材処理化合物のマイクロエマルションを開示している。ヨーロッパ特許出願０１４８５２６号は、適当な界面活性剤を有するアゾール類の防腐剤用の水希釈可能な配合物を開示している。水へ暴露すると、従来の方法及び組成で塗布される有機木材防腐化合物では、全て、防腐剤が非常に大きな割合で木材から浸出するという問題を生じると信じられている。
【０００６】
本発明の概要
本発明は、（ａ）少なくとも１つの有機水不溶性木材防腐化合物；（ｂ）硫酸化アニオン性物質；スルホン化アニオン性物質；スルホスクシネート化アニオン性物質；第４アンモニウムカチオン性物質；及び両性物質からなる群から選ばれる１以上の界面活性剤；及び（ｃ）任意に非極性有機溶媒、を含む濃縮状態又は水希釈状態の組成物であって、従来の水性組成物及び方法で達せられるものより、有機防腐化合物の浸出割合を低くさせることに関して、改良された特性を有する処理木材をもたらす木材処理法において有用である組成物を提供する。
【０００７】
本発明及び好ましい実施態様の詳細な説明
１以上の有機水不溶性木材防腐化合物を、好ましくは室温で、水中に１０００ｐｐｍ未満溶解させた状態で使用することができる。適当な木材防腐化合物には、２−ｎ−オクチル−３−イソチアゾロン及び４，５−ジクロロ−２−ｎ−オクチル−３−イソチアゾロンなどの３−イソチアゾロン類；プロピコナゾール(propiconazole)；テブコナゾール(tebuconazole)；フェンブコナゾール(fenbuconazole)；ミクロブタニル(myclobutanil)；アザコナゾール(azaconazole)；ヨードプロパルギルブチルカルバメート；２−チオシアノメチル（チオ）ベンゾチアゾール(2-thiocyanomethyl(thio)benzothiazole)；クロルピリフォス(chlorpyrifos)；クロロタロニル(chlorothalonil)；ペルメトリン(permethrin)；ジクロフルアニド(dichlofluanid)；シフルトリン(cyfluthrin)；シペルメトリン(cypermethrin)；銅−８−キノリノレート(copper-8-quinolinolate)；ｓ−フェンバレレート(s-fenvalerate)；ビフェントリン(bifenthrin)；ｏ−フェニルフェノール；ジエチオカルバメート化合物；ナフテン酸銅；ナフテン酸亜鉛；亜鉛アシペタクス(zinc acypetacs)；トリブチルチン酸化物；ペンタクロロフェノール；第４化合物などがある。
【０００８】
１以上の非極性有機溶媒を濃縮物において使用することができ、該溶媒は木材防腐化合物の全ての融点が２５℃以下である場合は任意であるが、木材防腐化合物の融点が２５℃を超える場合は必須である。適当な有機溶媒としては、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、パイン油、フェネチルアルコール、キシレン、フェノキシエタノール、ブチルフタレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート、アルキルベンゼンの混合物、Ｐ９油、長鎖アルキルアクリレートエステル、及びミネラルスピリットが挙げられる。該有機溶媒は、２５℃で、木材防腐化合物を少なくとも５重量％で溶解することができる。
【０００９】
木材防腐化合物は、好ましくは、４，５−ジクロロ−２−ｎ−オクチル−３−イソチアゾロンか、又はこの化合物と、前記他の化合物のいずれか、特にプロピコナゾールとの組み合わせである。該化合物は、好ましくは、該化合物に加えて、界面活性剤、任意に溶媒及び任意に補助剤（ａｄｊｕｖａｎｔｓ）を含む濃縮組成物の形態で供給され、水で希釈してマイクロエマルション又はエマルションを形成するのに適したものである。マイクロエマルション又はエマルションは、木材に塗布される組成物である。水が濃縮組成物に添加される場合、水と濃縮組成物との重量比は、０．１：９９．９〜９９．９：０．１である。マイクロエマルション又はエマルションは、直接的に、すなわち、予め濃縮物を調製することなく、木材防腐化合物、界面活性剤、補助剤及び適当量の水を同時に混合することによって簡易に、調製することができる。
【００１０】
組成物がマイクロエマルションの形態である場合、全てのレベルの水希釈度で、マイクロエマルションの形態を保持する。マイクロエマルション組成物は、水希釈度９９．９％までの全てのレベルで、熱力学的に安定で、透明、乳光又は僅かに曇った状態を維持している。
【００１１】
消泡剤、凍結防止剤、湿潤剤、増粘剤などの適当な補助剤を、濃縮物、エマルション又はマイクロエマルションに添加することができる。
【００１２】
２５℃を超える融点を有する木材処理化合物を使用する場合、濃縮組成物は、固体状の木材防腐化合物を有機溶媒中に溶解して油相を形成することによって調製することができる。次に、該油相に界面活性剤を、単独で又は１以上の界面活性剤を使用する場合は組み合わせて、添加することができる。界面活性剤がペースト状又は固体状である場合、油相と混合する前に、該界面活性剤を予め溶融しておくことが好ましい。得られる混合物を静かにかき混ぜ又は攪拌し、濃縮物を得る。また、固体状の木材防腐化合物が熱安定性である場合、全ての成分を、一つの容器中に一緒に添加し、容器を僅かに加熱し、マイクロエマルション濃縮物を形成することができる。後者の方法は、添加が１工程である点で有利である。木材防腐化合物が２５℃で液体である場合、有機溶媒は不要であり、該化合物は、有機溶媒を添加しなくてもそれ自身油相として使用することができる。また、油相を最初に形成し、それに界面活性剤を添加することが好ましい。
【００１３】
界面活性剤は、硫酸化アニオン性物質；スルホン化アニオン性物質；スルホスクシネート化アニオン性物質；第４アンモニウムカチオン性物質；及び両性物質からなる群から選ばれる１以上の界面活性剤からなる。
【００１４】
好ましい硫酸化又はスルホン化アニオン性界面活性剤は、約３〜１７％硫酸化度又はスルホン化度を有し、硫酸化及び／又はスルホン化されたヒマシ油、硫酸化及び／又はスルホン化されたエトキシ化アルキルフェノール、硫酸化及び／又はスルホン化されたエトキシ化脂肪アルコール、硫酸化及び／又はスルホン化された脂肪酸、並びに、硫酸化アルカノールアミドからなる群から選ばれ、また、スルホスクシネート化アニオン性界面活性剤は、モノアルキルスルホスクシネート、ジアルキルスルホスクシネート、及び脂肪アルコールエーテルスルホスクシネートのモノエステル若しくはジエステルからなる群から選ばれる。
【００１５】
好ましいアニオン性界面活性剤としては、スルホン化されたオレイン酸、ナトリウム塩のアミルエステル；硫酸化ヒマシ油（６〜７％硫酸化度）；スルホスクシネート酸のエトキシ化ノニルフェノール二ナトリウムの半エステル；硫酸化脂肪酸；及びスルホスクシン酸ナトリウムのジオクチルエステルが挙げられる。
【００１６】
好ましい第４アンモニウムカチオン性界面活性剤は、Ｎ−アルキル（５０％のＣ₁₄、４０％のＣ₁₂〜１０％のＣ₁₆）ジメチルベンジル塩化アンモニウム；ポリプロピレンジエチルアンモニウムホスフェート；ドデシルメチルポリオキシエチレン塩化アンモニウム；ビス（水素化牛脂）ジメチル塩化アンモニウム；トリメチルココ第４塩化アンモニウム(trimethyl coco quaternary ammonium chloride)；ジメチルジデシル塩化アンモニウム；メチルビス（２−ヒドロキシエチル）ココ−塩化アンモニウム(methyl bis(2-hydroxyethyl)coco-ammonium chloride)；又はＮ，Ｎ−ジデシル−Ｎ−メチル−ポリ（オキシエチル）アンモニウムプロピオネートである。
【００１７】
好ましい両性界面活性剤は、Ｎ−アルキルアミノプロピオネート、Ｎ−アルキルイミノプロピオネート、Ｎ−アルキルベタイン、Ｎ−アルキルグリシネート、カルボキシグリシネート、アルキルイミダゾリン、アルキルポリアミノカルボキシレート、ポリアンホカルボキシグリシネート(polyamphocarboxy glycinates)、アミン酸化物、ココアンホカルボキシプロピオネート(cocoamphocarboxypropionate)、コカミドプロピルベタイン(cocamidopropyl betaine)、ココアミノプロピルスルホベタイン(coco aminopropyl sulfobetaine)；又はコカンホカルボキシグリシネート(cocamphocarboxy glycinate)である。
【００１８】
好ましい界面活性剤は、１つのアニオン性物質が使用される場合；２つのアニオン性物質が使用される場合；アニオン性物質と両性物質が使用される場合；２つの第４アンモニウムカチオン性物質が使用される場合；第４アンモニウムカチオン性物質と両性物質が使用される場合；又は２つの第４アンモニウムカチオン性物質と一つの両性物質が使用される場合である。特に好ましい２つの界面活性剤は、スルホン化されたヒマシ油とスルホスクシン酸ナトリウムのジオクチルエステルである。
【００１９】
界面活性剤が、木材防腐剤系の低浸出特性を獲得するのに重要であることがわかった。
【００２０】
好ましい濃縮組成物は、木材防腐化合物、界面活性剤、溶媒及び１０部以下の補助剤の合計１００部を基準として、約０．１〜３０重量部の木材防腐化合物、０．１〜９９．９重量部の界面活性剤、及び０〜９９．８重量部の溶媒を含む。より好ましい濃縮組成物は、木材防腐化合物、界面活性剤、溶媒の合計１００部を基準として、約５〜２５重量部の木材防腐化合物、２０〜８０重量部の界面活性剤、及び２５〜７５重量部の溶媒を含む。最も好ましい濃縮組成物は、木材防腐化合物、界面活性剤、溶媒の合計１００部を基準として、約１５〜２５重量部の木材防腐化合物、４０〜７０重量部の界面活性剤、及び２５〜４０重量部の溶媒を含む。木材防腐化合物と界面活性剤との比は約１：２０〜約１：１好ましくは約１：８〜約１：２、最も好ましくは約１：４〜約１：２である。溶媒を使用する場合の木材防腐化合物と溶媒の比は、約１：５０〜約２０：１、好ましくは約１：４〜約４：１、最も好ましくは約１：３〜約１：１である。好ましい濃縮組成物は、水で希釈可能で、全てのレベルの水希釈度で、それらのマイクロエマルション特性を維持する組成物を形成することができるものである。
【００２１】
該組成物は、例えば、加圧処理、真空処理、浸漬、はけ塗り、スプレー、ソーキングによって木材に塗布される。処理後、水及び溶媒は、例えば蒸発などの任意の方法によって除去される。本発明の組成物は、加圧処理木材、特に、軟材への使用に、また、地上用途及び地中用途での使用に、特に適している。これらの組成物は、新しく挽かれた材木を防腐するために使用することもできる。
【００２２】
好ましくは、該木材を、含浸のレベルをより高くするため加圧処理または真空処理し、次に、溶媒を蒸発させて、菌類の成長から木材を保護する木材防腐化合物を残す。本発明の利点は、処理された木材が水に暴露された際に、木材防腐化合物が浸出しにくいということである。
【００２３】
実施例１−配合
表１は、以下の実施例で使用されたマイクロエマルション濃縮物の組成を示す。これらの試料は、木材防腐化合物（”ＡＩ”）を有機溶媒中に溶解して油相を生じさせ、所望の界面活性剤を添加してマイクロエマルション濃縮物（ＭＥＣ）を得ることによって調製された。
【００２４】
以下の表及び実施例で使用されている略語は次のとおりである。
木材防腐化合物
ＡＩ１＝４，５−ジクロロ−２−ｎ−オクチル−３−イソチアゾロン
ＡＩ２＝プロピコナゾール
ＡＩ３＝ＣＣＡ（クロム酸化砒酸銅）
溶媒＃
１ベンジルアルコール
２Ｐ９油（９０容量％蒸留温度が３０７℃である石油蒸留物）
３ミネラルスピリット
４Ａｒｏｍａｔｉｃ（商標）１５０（アルキルベンゼンの混合物）
５２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート
６酢酸ベンジル
７イソデシルメタクリレ−ト
８水

【００２５】
以下の実施例で使用された試験溶液の配合を表１に掲げる。

【００２６】
比較試料の一つはマイクロエマルション濃縮物ではなかった。試料Ｅは木材防腐剤の分野において公知の”ＣＣＡ−Ｃ”である。この試料は、水にＣＣＡ（ＡＩ３）だけを含み、界面活性剤は含んでいない。
試料＃ＡＩ（ｐｐｍ）溶媒
Ｅ 3 (12900〜13300) ８
【００２７】
以下の実施例で使用された対照は、適当量のＡＩ１を溶媒中に溶解することによって調製した。対照の組成は次のとおりである。
試料＃ＡＩ（ｐｐｍ）溶媒
Ｃ１ 1 (3400 〜3500) ２
Ｃ２ 1 (3400 〜3500) ３
【００２８】
実施例２−浸出試験（ＡＷＰＡ規格Ｍ１１−８７）
ウッドブロックを、本発明の試験溶液で加圧処理した。次に、加圧処理したこれらのブロックのＡＩ１の浸出に関して評価した。
【００２９】
使用した試験ブロックは、湿分約１０％にコンディショニングされた一辺１９ｍｍの立方体であるサウザンイエローパイン(southern yellow pine)であった。全てのブロックの重量は、ブロックの密度を同等にするため、ブロック１０個当たりの平均の±１０重量％の範囲内であった。該ブロックを計量し、１２又は１８個のブロックをプラスチック製のビーカーに入れた。ブロックの層を１つのポリプロピレンプラスチックグリッドによって分離した。該ブロックをステンレス鋼製重りで押圧した。
【００３０】
実施例１のＭＥＣ（試料１〜８）を、木材防腐化合物の最終濃度が合計３４００〜３５００ｐｐｍになるまで水で希釈して調製し、マイクロエマルションを得、試験溶液とした。試験溶液を、マグネチックスターラーで混合し、試験ブロック上に注ぎ、ビーカーをアルミニウム箔でふたをして処理シリンダ中に置いた。対照溶液はさらに希釈することなくそのまま使用した。
【００３１】
試験ブロックの処理は、２５ｉｎ．Ｈｇの真空に３０分暴露し、次に、６０分間１００ｐｓｉで加圧することによって行った。ビーカーを試験シリンダーから取り出し、３０分間静置してキックバックさせた。次に、試験溶液を流し出した。余分な試験溶液を、吸水布巾でパッティングして乾かすことによってブロックから除去した。ブロックを再計量し、室温で２日間ガス排出装置内の棚に置き、２１日間コンディショニングルームに置いた。
【００３２】
コンディショニング後、再び、ブロックをプラスチック製ビーカーに入れ、押圧し、３００ｍｌの蒸留水を入れた。ビーカーを処理シリンダーに入れ、２５ｉｎ．Ｈｇの真空に３０分間暴露した。０．２５，２，４，６，１０及び１４日後に蒸留水を取り出し、入れ換えた。各蒸留水の試料（浸出水）について、各木材防腐化合物の分析を行った。
【００３３】
浸出のデータを表２に報告する。これらのデータは、１４日間の浸出期間の累積合計である。１４日で浸出する木材防腐化合物の累積パーセンテージが、５．０％以下の場合が合格と認められる。
【００３４】

【００３５】
表２のデータから、本発明のマイクロエマルションが、溶媒のみの木材防腐化合物と同様の低い浸出作用を有しているということがわかる。
【００３６】
実施例３−比較例
本発明の組成物で処理されたウッドブロックから浸出した４，５−ジクロロ−２−ｎ−オクチル−３−イソチアゾロンのパーセンテージを、他の組成物で処理されたウッドブロックからのものと比較した。
【００３７】
試料１及び２、比較試料Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤの試験溶液は、実施例１で説明したように調製した。ウッドブロックを実施例１で説明した試験溶液で加圧処理した。浸出データを表３に報告する。これらのデータは、１４日間の浸出期間の累積合計である。１４日で浸出する木材防腐化合物の累積パーセンテージが、５．０％以下の場合が合格と認められる。
【００３８】

【００３９】
実施例４−比較例
本発明の組成物で処理されたウッドブロックから浸出した木材防腐化合物のパーセンテージを、現在市販されているＣＣＡで処理されたウッドブロックからのものと比較した。
【００４０】
試料２及びＥの試験溶液は、実施例１で説明したように調製した。ウッドブロックを実施例１で説明した試験溶液で加圧処理した。浸出データを表４に報告する。これらのデータは、１４日間の浸出期間の累積合計である。ＣＣＡから浸出した木材防腐化合物のパーセンテージは、銅、クロム、及び砒素の３つの木材防腐化合物全てのパーセンテージの合計である。
【００４１】

【００４２】
これらのデータから、本発明の組成物は、現在の市販の製品に対し、木材防腐化合物の浸出が著しく低いということがわかる。
【００４３】
実施例５−水希釈性能
実施例１のＭＥＣの水希釈性能を、種々の量の脱イオン水を添加することによって測定し、０〜５の等級を用いて透明性を評価した。十分な水を試料に添加し、１０〜９５重量％の水を含む希釈液を生成した。等級は次のように定義される。
０＝完全に透明；
１＝透明、きわめて僅かに乳光；
２＝乳光；
３＝乳光；
４＝曇り（マクロエマルション）；
５＝相分離。
【００４４】
等級３以下のものは合格と、すなわち試料が希釈後もマイクロエマルションのままであると考えられる。結果を表５に示す。
【００４５】

Claims

（ａ）２−ｎ−オクチル−３−イソチアゾロンおよび４，５−ジクロロ−２−ｎ−オクチル−３−イソチアゾロンからなる群から選択される、少なくとも１つの有機水不溶性木材防腐化合物、（ｂ）硫酸化アニオン性物質；スルホン化アニオン性物質；スルホスクシネート化アニオン性物質；第４アンモニウムカチオン性物質；及び両性物質からなる群から選ばれる１以上の界面活性剤、及び（ｃ）ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、パイン油、フェネチルアルコール、キシレン、フェノキシエタノール、ブチルフタレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート、アルキルベンゼンの混合物、Ｐ９油、長鎖アルキルアクリレートエステル、及びミネラルスピリットからなる群から選ばれる１以上の非極性有機溶媒、を含む組成物。
組成物が、プロピコナゾール、テブコナゾール、フェンブコナゾール、ミクロブタニル、アザコナゾール、ヨードプロパルギルブチルカルバメート、２−チオシアノメチル（チオ）ベンゾチアゾール、クロロピリフォス、クロロタロニル、ペルメトリン、ジクロフルアニド、シフルトリン、シペルメトリン、銅−８−キノリノレート、ｓ−フェンバレレート、ビフェントリン、ｏ−フェニルフェノール、ジエチオカルバメート化合物、ナフテン酸銅、ナフテン酸亜鉛、亜鉛アシペタクス、トリブチルチン酸化物、ペンタクロロフェノール、及び第４化合物からなる群から選ばれる有機水不溶性木材防腐化合物をさらに含む、請求項１記載の組成物。
（ａ）水及び（ｂ）請求項１記載の組成物を、重量比０．１：９９．９〜９９．９：０．１で含むエマルション又はマイクロエマルションの形態の組成物。
前記界面活性剤が、
（ａ）硫酸化アニオン性物質、スルホン化アニオン性物質およびスルホスクシネート化アニオン性物質から選択される１つのアニオン性物質；
（ｂ）硫酸化アニオン性物質、スルホン化アニオン性物質およびスルホスクシネート化アニオン性物質から選択される２つのアニオン性物質；
（ｃ）硫酸化アニオン性物質、スルホン化アニオン性物質およびスルホスクシネート化アニオン性物質から選択されるアニオン性物質と両性物質；
（ｄ）２つの第４アンモニウムカチオン性物質；
（ｅ）第４アンモニウムカチオン性物質と両性物質；または
（ｆ）２つの第４アンモニウムカチオン性物質と両性物質；
である請求項１記載の組成物。
４，５−ジクロロ−２−ｎ−オクチル−３−イソチアゾロンとプロピコナゾールの２種の木材防腐化合物を含む請求項１記載の組成物。
前記界面活性剤が、
（ａ）スルホン化ヒマシ油及びスルホスクシン酸ナトリウムのジオクチルエステルの組み合わせ；または、
（ｂ）スルホン化オレイン酸のアミルエステルのナトリウム塩及びココアンフォカルボキシプロピオネートの組み合わせ；
である、請求項５記載の組成物。
（ａ）請求項１記載の組成物で木材を処理し、（ｂ）前記水及び溶媒を該木材から蒸発させることを含む木材の保護方法。
加圧下又は真空下、木材に前記組成物を塗布することによって木材を処理する請求項７記載の方法。
請求項７記載の方法によって処理された木材を含む製品。