JP5703984B2 - 木材の処理方法及び該処理方法で処理された木材 - Google Patents
木材の処理方法及び該処理方法で処理された木材 Download PDFInfo
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Description
本発明は、架橋してゴム質の皮膜を形成するシリコーンエマルジョンに、ホウ素系化合物及び硫酸塩を木材処理に使用することを特徴とする木材の処理方法及び該処理方法で得られた木材に関する。
ホウ素系化合物は、木材の抗菌、防蟻剤として安全で長期的安定剤として広く世界中に使われている。しかし、水溶性が高いため、屋外で風雨に曝されると容易に木材からの溶脱が起こり、屋外用途での長期の使用は困難であった。
上記問題を解決するため、特開２００７−５１２３６号公報（特許文献１）では、シリコーンエマルジョンにホウ素系化合物を添加混合して、木材に表面処理、浸漬処理又は減圧もしくは加圧注入処理をする方法が提案されている。
また、特開平１０−３２３８０７号公報（特許文献２）では、ホウ酸とコロイダルシリカ、キトサンに加えて酢酸マグネシウムと水酸化マグネシウムを木材に処理してホウ素を固定化する方法が提案されている。
しかし、いずれの方法でもある程度の効果は得られるものの、満足できるレベルではなく、ホウ素系化合物の溶脱に加え、木材の外観や性能を変えることなく、屋外で使用可能な処理剤はなかった。
また、ホウ素系化合物に加えて、酢酸亜鉛や塩化亜鉛を添加する方法もあるが、酢酸亜鉛は酢酸臭を発生して不快感を与えるおそれがあり、塩化亜鉛は木材が黒色に変化してしまうおそれがあり、必ずしも好ましくなかった。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、ホウ素系化合物の水による溶脱性を大幅に改良でき、木材の外観や性能を変えることなく、屋外で使用可能な木材の処理方法及び該処理方法で処理された木材を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達するために鋭意検討を行った結果、皮膜形成能を有するシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕と、（Ｆ）ホウ素系化合物及び（Ｇ）硫酸塩を木材へ処理することによって、木材の外観や性能を変えることなく、更に、良好な撥水性、吸水防止性、寸法安定性、防蟻性、抗菌性の付与が可能で、ホウ素系化合物の水による溶脱性をも改良可能であることを見出し、本発明をなすに至った。
従って、本発明は、下記の木材の処理方法及び該処理方法で処理された木材を提供する。
請求項１：
皮膜形成能を有するシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕の硬化物と（Ｆ）ホウ素系化合物と（Ｇ）硫酸塩とを表面に含むことを特徴とする木材。
請求項２：
皮膜形成能を有するシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕の硬化物１００質量部に対して、（Ｆ）ホウ素系化合物を１０〜１，５００質量部、（Ｇ）硫酸塩を１０〜３００質量部の固形分割合で含むことを特徴とする請求項１記載の木材。
請求項３：
シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、
（Ａ）１分子中にケイ素原子に結合するヒドロキシル基を少なくとも２個含有するオルガノシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）アミノ基含有オルガノキシシランと酸無水物との反応生成物：０．５〜２０質量部
が水中に乳化分散されたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の木材。
請求項４：
更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｃ）エポキシ基含有オルガノキシシラン及び／又はその部分加水分解物を（Ａ）成分１００質量部に対し１〜２０質量部含有する請求項３記載の木材。
請求項５：
更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｄ）コロイダルシリカ及び／又はポリシルセスキオキサンを（Ａ）成分１００質量部に対し１０〜５０質量部含有する請求項３又は４記載の木材。
請求項６：
更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｅ）硬化触媒を０．５〜１０質量部含有する請求項３〜５のいずれか１項記載の木材。
請求項７：
（Ｇ）硫酸塩が、硫酸亜鉛、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウムのいずれかであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の木材。
請求項８：
（Ｆ）ホウ素系化合物が、八ホウ酸二ナトリウム四水和物であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の木材。
請求項９：
ホウ酸換算におけるホウ酸塩の残存量が、ＪＩＳ Ｋ１５７１の溶脱試験後で５ｋｇ／ｍ3以上である請求項１〜８のいずれか１項記載の木材。
請求項１０：
（Ａ）１分子中にケイ素原子に結合するヒドロキシル基を少なくとも２個含有するオルガノシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）アミノ基含有オルガノキシシランと酸無水物との反応生成物：０．５〜２０質量部
が水中に乳化分散されたシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕の水を除いた有効成分１００質量部に対して、（Ｆ）ホウ素系化合物を１０〜１，５００質量部、（Ｇ）硫酸塩１０〜３００質量部の固形分割合で使用し、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕と（Ｆ）ホウ素系化合物を含む分散液を木材に塗布、噴霧、浸漬又は減圧もしくは加圧注入処理し、次いで（Ｇ）硫酸塩塗布、噴霧又は浸漬させることを特徴とする木材の処理方法。
請求項１１：
（Ａ）１分子中にケイ素原子に結合するヒドロキシル基を少なくとも２個含有するオルガノシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）アミノ基含有オルガノキシシランと酸無水物との反応生成物：０．５〜２０質量部
が水中に乳化分散されたシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕の水を除いた有効成分１００質量部に対して、（Ｆ）ホウ素系化合物を１０〜１，５００質量部、（Ｇ）硫酸塩を１０〜３００質量部の固形分割合で使用し、（Ｆ）ホウ素系化合物を木材に塗布、噴霧、浸漬又は減圧もしくは加圧注入処理し、次いで（Ｇ）硫酸塩を塗布、噴霧又は浸漬し、更にシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕を塗布、噴霧又は浸漬させることを特徴とする木材の処理方法。
請求項１２：
更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｃ）エポキシ基含有オルガノキシシラン及び／又はその部分加水分解物を（Ａ）成分１００質量部に対し１〜２０質量部含有する請求項１０又は１１記載の木材の処理方法。
請求項１３：
更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｄ）コロイダルシリカ及び／又はポリシルセスキオキサンを（Ａ）成分１００質量部に対し１０〜５０質量部含有する請求項１０〜１２のいずれか１項記載の木材の処理方法。
請求項１４：
更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｅ）硬化触媒を０．５〜１０質量部含有する請求項１０〜１３のいずれか１項記載の木材の処理方法。
請求項１５：
（Ｇ）硫酸塩が、硫酸亜鉛、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウムのいずれかであることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項記載の処理方法。
請求項１６：
（Ｆ）ホウ素系化合物が、八ホウ酸二ナトリウム四水和物であることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項記載の処理方法。
請求項１７：
請求項１０〜１６のいずれか１項記載の処理方法で処理された木材。
請求項１８：
ホウ酸換算におけるホウ酸塩の残存量が、ＪＩＳ Ｋ１５７１の溶脱試験後で５ｋｇ／ｍ3以上である請求項１７記載の木材。
請求項１：
皮膜形成能を有するシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕の硬化物と（Ｆ）ホウ素系化合物と（Ｇ）硫酸塩とを表面に含むことを特徴とする木材。
請求項２：
皮膜形成能を有するシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕の硬化物１００質量部に対して、（Ｆ）ホウ素系化合物を１０〜１，５００質量部、（Ｇ）硫酸塩を１０〜３００質量部の固形分割合で含むことを特徴とする請求項１記載の木材。
請求項３：
シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、
（Ａ）１分子中にケイ素原子に結合するヒドロキシル基を少なくとも２個含有するオルガノシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）アミノ基含有オルガノキシシランと酸無水物との反応生成物：０．５〜２０質量部
が水中に乳化分散されたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の木材。
請求項４：
更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｃ）エポキシ基含有オルガノキシシラン及び／又はその部分加水分解物を（Ａ）成分１００質量部に対し１〜２０質量部含有する請求項３記載の木材。
請求項５：
更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｄ）コロイダルシリカ及び／又はポリシルセスキオキサンを（Ａ）成分１００質量部に対し１０〜５０質量部含有する請求項３又は４記載の木材。
請求項６：
更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｅ）硬化触媒を０．５〜１０質量部含有する請求項３〜５のいずれか１項記載の木材。
請求項７：
（Ｇ）硫酸塩が、硫酸亜鉛、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウムのいずれかであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の木材。
請求項８：
（Ｆ）ホウ素系化合物が、八ホウ酸二ナトリウム四水和物であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の木材。
請求項９：
ホウ酸換算におけるホウ酸塩の残存量が、ＪＩＳ Ｋ１５７１の溶脱試験後で５ｋｇ／ｍ3以上である請求項１〜８のいずれか１項記載の木材。
請求項１０：
（Ａ）１分子中にケイ素原子に結合するヒドロキシル基を少なくとも２個含有するオルガノシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）アミノ基含有オルガノキシシランと酸無水物との反応生成物：０．５〜２０質量部
が水中に乳化分散されたシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕の水を除いた有効成分１００質量部に対して、（Ｆ）ホウ素系化合物を１０〜１，５００質量部、（Ｇ）硫酸塩１０〜３００質量部の固形分割合で使用し、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕と（Ｆ）ホウ素系化合物を含む分散液を木材に塗布、噴霧、浸漬又は減圧もしくは加圧注入処理し、次いで（Ｇ）硫酸塩塗布、噴霧又は浸漬させることを特徴とする木材の処理方法。
請求項１１：
（Ａ）１分子中にケイ素原子に結合するヒドロキシル基を少なくとも２個含有するオルガノシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）アミノ基含有オルガノキシシランと酸無水物との反応生成物：０．５〜２０質量部
が水中に乳化分散されたシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕の水を除いた有効成分１００質量部に対して、（Ｆ）ホウ素系化合物を１０〜１，５００質量部、（Ｇ）硫酸塩を１０〜３００質量部の固形分割合で使用し、（Ｆ）ホウ素系化合物を木材に塗布、噴霧、浸漬又は減圧もしくは加圧注入処理し、次いで（Ｇ）硫酸塩を塗布、噴霧又は浸漬し、更にシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕を塗布、噴霧又は浸漬させることを特徴とする木材の処理方法。
請求項１２：
更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｃ）エポキシ基含有オルガノキシシラン及び／又はその部分加水分解物を（Ａ）成分１００質量部に対し１〜２０質量部含有する請求項１０又は１１記載の木材の処理方法。
請求項１３：
更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｄ）コロイダルシリカ及び／又はポリシルセスキオキサンを（Ａ）成分１００質量部に対し１０〜５０質量部含有する請求項１０〜１２のいずれか１項記載の木材の処理方法。
請求項１４：
更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｅ）硬化触媒を０．５〜１０質量部含有する請求項１０〜１３のいずれか１項記載の木材の処理方法。
請求項１５：
（Ｇ）硫酸塩が、硫酸亜鉛、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウムのいずれかであることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項記載の処理方法。
請求項１６：
（Ｆ）ホウ素系化合物が、八ホウ酸二ナトリウム四水和物であることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項記載の処理方法。
請求項１７：
請求項１０〜１６のいずれか１項記載の処理方法で処理された木材。
請求項１８：
ホウ酸換算におけるホウ酸塩の残存量が、ＪＩＳ Ｋ１５７１の溶脱試験後で５ｋｇ／ｍ3以上である請求項１７記載の木材。
本発明によれば、皮膜形成能を有するシリコーンエマルジョン組成物とホウ素系化合物と硫酸塩により木材を処理することにより、木材の外観や性能を変えることなく、更に良好な撥水性、吸水防止性、寸法安定性、防蟻性、抗菌性の木材への付加が可能となる。その上、ホウ素系化合物の水による溶脱性をも大幅に改良可能となる。
また、本発明によれば、シロアリは勿論、カンザイシロアリによる被害を防止できる効果を与える。即ち、日本古来のシロアリは床下等の湿った環境でしか生息できないが、アメリカカンザイシロアリに代表される外来種は、木材の水分のみで生息できるため、最近では床下以外からの木材被害も急増している。これに対し、本発明により、ホウ素系化合物の水による溶脱性が改良され、特に木材中のホウ酸当量（ＢＡＥ）として知られるホウ酸換算のホウ酸塩の残存量がＪＩＳ Ｋ１５７１の溶脱試験後で５ｋｇ／ｍ3以上であれば、床下のみならず、雨水に晒される屋外に使用した場合、カンザイシロアリ等の外来種による木材被害を防止できる効果がある。
本発明の処理方法は、木材を皮膜形成能を有するシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕とホウ素系化合物と硫酸塩により処理することを特徴とする木材の処理方法である。皮膜形成能を有するシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕として特に、
（Ａ）１分子中にケイ素原子に結合するヒドロキシル基を少なくとも２個含有するオルガノシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）アミノ基含有オルガノキシシランと酸無水物との反応生成物：０．５〜２０質量部、
（Ｃ）エポキシ基含有オルガノキシシラン及び／又はその部分加水分解物：０〜２０質量部、
（Ｄ）コロイダルシリカ及び／又はポリシルセスキオキサン：０〜５０質量部、
（Ｅ）硬化触媒：０〜１０質量部
が水中に乳化分散されたシリコーンエマルジョン組成物であることが好ましい。
（Ａ）１分子中にケイ素原子に結合するヒドロキシル基を少なくとも２個含有するオルガノシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）アミノ基含有オルガノキシシランと酸無水物との反応生成物：０．５〜２０質量部、
（Ｃ）エポキシ基含有オルガノキシシラン及び／又はその部分加水分解物：０〜２０質量部、
（Ｄ）コロイダルシリカ及び／又はポリシルセスキオキサン：０〜５０質量部、
（Ｅ）硬化触媒：０〜１０質量部
が水中に乳化分散されたシリコーンエマルジョン組成物であることが好ましい。
（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンは、１分子中にケイ素原子に結合するヒドロキシル基を少なくとも２個含有するものであり、下記一般式で示されるものが好ましい。
［ここで、Ｒは同一又は異種の炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数６〜２０のアリール基、Ｘは同一又は異種の炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数１〜２０のアルコキシ基又はヒドロキシル基、ＹはＸ又は−［Ｏ−Ｓｉ（Ｘ）2］c−Ｘで示される同一又は異種の基で、Ｘ及びＹ中の少なくとも２個はヒドロキシル基である。ａは０〜１，０００の正数、ｂは１００〜１０，０００の正数、ｃは１〜１，０００の正数である。］
［ここで、Ｒは同一又は異種の炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数６〜２０のアリール基、Ｘは同一又は異種の炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数１〜２０のアルコキシ基又はヒドロキシル基、ＹはＸ又は−［Ｏ−Ｓｉ（Ｘ）2］c−Ｘで示される同一又は異種の基で、Ｘ及びＹ中の少なくとも２個はヒドロキシル基である。ａは０〜１，０００の正数、ｂは１００〜１０，０００の正数、ｃは１〜１，０００の正数である。］
ここで、Ｒは同一又は異種の炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数６〜２０のアリール基であり、具体的にはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、フェニル、トリル、ナフチル基等が挙げられるが、好ましくはメチル基である。Ｘは同一又は異種の炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数１〜２０のアルコキシ基又はヒドロキシル基であり、具体的にはヒドロキシル基以外に、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、フェニル、トリル、ナフチル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、デシルオキシ、テトラデシルオキシ基等が挙げられる。ＹはＸ又は−［Ｏ−Ｓｉ（Ｘ）2］c−Ｘで示される同一又は異種の基であり、ａは１，０００より大きくなると得られる皮膜の強度が不十分となるので、０〜１，０００の正数、好ましくは０〜２００の正数とされ、ｂは１００未満では皮膜の柔軟性が乏しいものとなり、１０，０００より大きいとその引き裂き強度が低下するので、１００〜１０，０００の正数、好ましくは１，０００〜５，０００の正数とされ、ｃは１〜１，０００の正数とされる。また、架橋性の面から１分子中に少なくとも２個、好ましくは２〜４個のヒドロキシル基を有する必要がある。
このようなオルガノポリシロキサンの具体例としては、下記のものなどが挙げられる。
（上記式中、ａ、ｂ、ｃは上記と同じである。）
（上記式中、ａ、ｂ、ｃは上記と同じである。）
このようなオルガノポリシロキサンは、公知の方法によって合成することができる。例えば、金属水酸化物のような触媒存在下にオクタメチルシクロテトラシロキサン等の環状シロキサンとα，ω−ジヒドロキシシロキサンオリゴマー等を平衡化反応させることにより得られる。また、この（Ａ）成分はエマルジョンの形態で使用されることが好ましいので、このものは公知の乳化重合法でエマルジョンとすればよく、従ってこれは予め環状シロキサンあるいはα，ω−ジヒドロキシシロキサンオリゴマー、α，ω−ジアルコキシシロキサンオリゴマー、アルコキシシラン等をアニオン系界面活性剤あるいはカチオン系界面活性剤を用いて水中に乳化分散させた後、必要に応じて酸、アルカリ性物質等の触媒を添加して重合反応を行うことにより容易に合成することができる。
ここで、上記アニオン系界面活性剤あるいはカチオン系界面活性剤としては、特に制限はないが、アルキル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩、アルキルアミン塩酸塩、アルキルアミン酢酸塩等が例示される。この使用量としては、シロキサン量の０．１〜２０質量％程度である。
また、酸、アルカリ性物質等の触媒としては、硫酸、塩酸、リン酸、酢酸、ギ酸、乳酸、トリフルオロ酢酸、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア等が例示され、これらは触媒量とすることができる。なお、界面活性剤としてアルキルベンゼンスルホン酸、アルキル硫酸、アルキルリン酸等の酸性物質を使用する場合には、触媒を用いる必要はない。
（Ｂ）成分であるアミノ基含有オルガノキシシランと酸無水物との反応生成物は、シリコーン皮膜と基材である木材との密着性を向上させるための成分であり、アミノ基含有アルコキシシランとジカルボン酸無水物とを反応させたものであることが好ましい。
ここで、原料であるアミノ基含有アルコキシシランは、下記一般式
Ａ（Ｒ）gＳｉ（ＯＲ）3-g
［式中、Ｒは前記と同じ、Ａは式−Ｒ1（ＮＨＲ1）hＮＨＲ2（式中、Ｒ1は同一又は異種の炭素数１〜６のメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ヘキシレン基等のアルキレン基などの２価炭化水素基、Ｒ2はＲ又は水素原子、ｈは０〜６の整数である。）で表されるアミノ含有基、ｇは０、１又は２である。］
で表されるものを用いることができ、具体的には下記のものが挙げられる。
（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ3Ｈ6ＮＨ2、
（Ｃ2Ｈ5Ｏ）2（ＣＨ3）ＳｉＣ3Ｈ6ＮＨ2、
（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣ3Ｈ6ＮＨ2、
（ＣＨ3Ｏ）2（ＣＨ3）ＳｉＣ3Ｈ6ＮＨ2、
（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣ3Ｈ6ＮＨＣ2Ｈ4ＮＨ2、
（ＣＨ3Ｏ）2（ＣＨ3）ＳｉＣ3Ｈ6ＮＨＣ2Ｈ4ＮＨ2
Ａ（Ｒ）gＳｉ（ＯＲ）3-g
［式中、Ｒは前記と同じ、Ａは式−Ｒ1（ＮＨＲ1）hＮＨＲ2（式中、Ｒ1は同一又は異種の炭素数１〜６のメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ヘキシレン基等のアルキレン基などの２価炭化水素基、Ｒ2はＲ又は水素原子、ｈは０〜６の整数である。）で表されるアミノ含有基、ｇは０、１又は２である。］
で表されるものを用いることができ、具体的には下記のものが挙げられる。
（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ3Ｈ6ＮＨ2、
（Ｃ2Ｈ5Ｏ）2（ＣＨ3）ＳｉＣ3Ｈ6ＮＨ2、
（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣ3Ｈ6ＮＨ2、
（ＣＨ3Ｏ）2（ＣＨ3）ＳｉＣ3Ｈ6ＮＨ2、
（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣ3Ｈ6ＮＨＣ2Ｈ4ＮＨ2、
（ＣＨ3Ｏ）2（ＣＨ3）ＳｉＣ3Ｈ6ＮＨＣ2Ｈ4ＮＨ2
上記アミノ基含有オルガノキシシランと反応させるためのジカルボン酸無水物としては、例えば、マレイン酸無水物、フタル酸無水物、コハク酸無水物、メチルコハク酸無水物、グルタル酸無水物、イタコン酸無水物等を挙げることができる。これらの中でもマレイン酸無水物が好ましい。
アミノ基含有オルガノキシシランと酸無水物との反応は、アミノ基／酸無水物（モル比）が０．５〜２、特に０．８〜１．５となるような上記両者の配合比により、必要に応じて親水性有機溶剤中で室温あるいは加温下に混合することで容易に実施することができる。このときの親水性有機溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、アセトニトリル、テトラヒドロフラン等が例示される。また、親水性有機溶剤の使用量としては、反応生成物量の０〜１００質量％程度である。
（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対して０．５〜２０質量部が好ましく、０．５質量部より少ないと木材との密着性効果が弱くなる場合があり、２０質量部より多いと皮膜が硬くて脆いものとなる場合がある。より好ましくは１〜１０質量部である。
なお、上述したように、親水性有機溶剤を用いてアミノ基含有オルガノキシシランと酸無水物との反応を行った場合、（Ｂ）成分は上記反応液をそのまま用いてもよいし、溶剤を除いてから用いてもよい。
（Ｃ）成分であるエポキシ基含有オルガノキシシラン及び／又はその部分加水分解物は、シリコーン皮膜と基材との密着性を向上させるための成分であり、エポキシ基含有オルガノキシシランとして、具体的にはγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジメトキシメチルシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルジメトキシメチルシラン等が挙げられる。
（Ｃ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対して０〜２０質量部が好ましく、２０質量部より多いと皮膜が硬くて脆いものとなる場合がある。好ましくは０〜１０質量部である。配合する場合は１質量部以上であることが好ましい。
（Ｄ）成分であるコロイダルシリカ及び／又はポリシルセスキオキサンは、皮膜補強剤として添加するものであり、具体的にはコロイダルシリカ、トリメトキシメチルシランの加水分解縮合物であるポリメチルシルセスキオキサン等が挙げられる。
コロイダルシリカとしては、市販のものを使用することも可能で、その種類に制限はないが、ナトリウム、アンモニウム、アルミニウム等で安定化したものでよく、具体的にはスノーテックス（日産化学工業（株）製）、ルドックス（デュポン社製）、シリカドール（日本化学工業（株）製）、アデライトＡＴ（旭電化工業（株）製）、カタロイドＳ（触媒化成工業（株）製）等の市販品が挙げられる。
ポリメチルシルセスキオキサンとしては、界面活性剤水溶液に縮合触媒として硫酸等の酸、又は水酸化カリウム等のアルカリ化合物を添加し、更にトリメトキシメチルシランを滴下、撹拌することにより得られたポリメチルシルセスキオキサンを含有した乳化物を用いることができる。この際、ポリシルセスキオキサンの架橋度を調整するためにアルコキシトリアルキルシラン、ジアルコキシジアルキルシラン、テトラアルコキシシラン等を添加することは差し支えない。また、ポリシルセスキオキサンの反応性を高めるためにビニルシラン、エポキシシラン、アクリルシラン、メタクリルシラン等を添加することも差し支えない。
また、上記（Ｄ）成分の平均粒子径は２〜２００ｎｍ、特に５〜１００ｎｍが好適である。本発明において、平均粒子径は、ＢＥＴ法により測定した値である。
なお、（Ｄ）成分の配合量は（Ａ）成分１００質量部に対して０〜５０質量部が好ましく、５０質量部より多いとシリコーン皮膜が硬くて脆いものとなる場合がある。好ましくは０〜３０質量部であり、配合する場合は１０質量部以上５０質量部以下、特に１０質量部以上３０質量部以下とすることが好ましい。
（Ｅ）成分である硬化触媒は、本発明の組成物の成分を縮合反応により、素早く架橋硬化させるために配合するものであり、具体的にはジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオクテート、ジオクチルスズジラウレート、ジオクチルスズジバーサテート、ジオクチルスズジアセテート、ジブチルスズビスオレイルマレート、オクチル酸スズ、ステアリン酸亜鉛、オクチル酸亜鉛、オクチル酸鉄等の有機酸金属塩、ｎ−ヘキシルアミン、グアニジン等のアミン化合物等を挙げることができる。
なお、これらの硬化触媒は、水溶性である場合を除き、予め界面活性剤を用いて水中に乳化分散したエマルジョンの形態にしておくことが望ましい。
この（Ｅ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対して０〜１０質量部が好ましく、１０質量部を超えると不揮発分として皮膜中に残存する触媒成分が皮膜特性を阻害する場合がある。より好ましい範囲は０〜５質量部であり、配合する場合は０．５質量部以上とすることが好ましい。
本発明のシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕のコーティング皮膜の特性を更に向上させるために、本発明を逸脱しない範囲でシランカップリング剤やシリコーン樹脂、シリコーンオイル、シリコーン樹脂パウダー等を添加配合することは任意である。シランカップリング剤としては、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、メルカプト基、カルボキシル基、シアノ基等を含有する各種のものが挙げられる。シリコーン樹脂としては、トリアルキルシロキシポリシリケート等が挙げられ、シリコーンオイルとしては、α，ω−ジヒドロキシアルキルポリシロキサン、アルキルポリシロキサン等が挙げられ、シリコーン樹脂パウダーとしては、シリコーンレジンパウダー、シリコーンゴムパウダー等が挙げられる。
なお、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕に、各種の増粘剤、顔料、染料、浸透剤、帯電防止剤、消泡剤、難燃剤、抗菌剤、撥水剤等を適宜配合することは任意である。
シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕の調製（乳化分散）方法は、特に限定されないが、（Ａ）成分撹拌下で、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）成分を添加し、３０分〜１時間撹拌を継続する。
得られたシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕中の有効成分量乃至固形分量は、３５〜６０質量％、特に４０〜５５質量％であることが好ましい。
得られたシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕中の有効成分量乃至固形分量は、３５〜６０質量％、特に４０〜５５質量％であることが好ましい。
（Ｆ）ホウ素系化合物としては、ホウ酸、硼砂、八ホウ酸二ナトリウム四水和物（Ｎａ2Ｂ8Ｏ13・４Ｈ2Ｏ）、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸トリプロピル、ホウ酸トリブチル等のホウ酸トリアルキルなどが挙げられるが、硼砂、八ホウ酸二ナトリウム四水和物等のホウ酸アルカリ金属塩が好ましく、八ホウ酸二ナトリウム四水和物が特に好ましい。
（Ｆ）成分の処理量は固形分比で、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕の水を除いた有効成分１００質量部に対して１０〜１，５００質量部が好ましく、更に好ましくは４０〜１，３００質量部である。好ましい範囲の場合、吸水性、耐候性、防腐性、防蟻性、乾燥性に特に優れる。
なお、（Ｆ）ホウ素系化合物は木材内部まで浸透するのに対して、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕は木材表面近くで膜を形成する。従って、木材の大きさによって適正比率は異なり、後述するＪＩＳ Ｋ１５７１に使用する木材サイズ（２ｃｍ×２ｃｍ×１ｃｍ）の場合は、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕１００質量部に対して、（Ｆ）ホウ素系化合物は１０〜３００質量部程度となるが、例えば１０ｃｍ×１０ｃｍ×１００ｃｍのようなサイズの場合は、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕１００質量部に対して、（Ｆ）ホウ素系化合物は１，２００〜１，３００質量部程度となり、大サイズになれば、（Ｆ）ホウ素系化合物の量に対するシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕の量が少量であっても前記性能が発揮できる。
なお、（Ｆ）ホウ素系化合物は木材内部まで浸透するのに対して、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕は木材表面近くで膜を形成する。従って、木材の大きさによって適正比率は異なり、後述するＪＩＳ Ｋ１５７１に使用する木材サイズ（２ｃｍ×２ｃｍ×１ｃｍ）の場合は、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕１００質量部に対して、（Ｆ）ホウ素系化合物は１０〜３００質量部程度となるが、例えば１０ｃｍ×１０ｃｍ×１００ｃｍのようなサイズの場合は、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕１００質量部に対して、（Ｆ）ホウ素系化合物は１，２００〜１，３００質量部程度となり、大サイズになれば、（Ｆ）ホウ素系化合物の量に対するシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕の量が少量であっても前記性能が発揮できる。
（Ｇ）硫酸塩としては、水溶性であれば特に限定されないが、硫酸亜鉛、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム等が挙げられる。
（Ｇ）成分の処理量は固形分比で、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕の水を除いた有効成分１００質量部に対して５〜３００質量部が好ましく、更に好ましくは１０〜１００質量部である。好ましい範囲の場合、吸水性、耐候性、防腐性、防蟻性、乾燥性に特に優れる。
本発明の木材の処理方法において、処理可能な木材については特に制限がなく、各種の木材類、例えば無垢材、合板、単板積層板、ＬＶＬ、パーチクルボード材等を用いることができる。
本発明の木材の処理方法は、以下のいずれかの方法が好ましい。即ち、使用直前に混合した（Ｆ）成分とシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕を該木材に塗布、浸漬又は減圧もしくは加圧注入処理し、更にその後（Ｇ）成分を木材に塗布又は浸漬させる方法、（Ｆ）成分を木材に塗布、浸漬又は減圧もしくは加圧注入処理し、その後（Ｇ）成分を該木材に塗布又は浸漬させ、更にその後シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕を木材に塗布又は浸漬させる方法である。
ここで、浸漬する場合、浸漬時間は浸漬総時間５分〜３時間とすることが好ましく、処理量は乾燥質量で５〜６０ｋｇ／ｍ3、特に１０〜３０ｋｇ／ｍ3とすることが好ましい。この場合、上記処理量は、減圧、常圧等の処理方法、処理液の濃度などにより調節することができる。また、塗布する場合の処理量も、乾燥質量で５〜６０ｋｇ／ｍ3、特に１０〜３０ｋｇ／ｍ3とすることが好ましい。
また、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕と、（Ｆ）ホウ素系化合物と（Ｇ）硫酸塩を塗布、浸漬あるいは減圧もしくは加圧注入処理する方法についても特に制限はなく、刷毛塗り、ロールコート、スプレー塗布等の表面処理や浸漬処理、減圧もしくは加圧注入処理等の公知の方法により行うことができる。その後、常温で乾燥させることにより硬化皮膜が形成される。常温から１５０℃程度に加熱することにより硬化が促進され、処理時間が短縮される。形成された硬化皮膜はゴム質を有するものである。
本発明において、上記の方法により処理した木材中のホウ酸当量（ＢＡＥ）として知られるホウ酸換算におけるホウ酸塩の残存量は、後述するＪＩＳ Ｋ１５７１の溶脱試験後で５ｋｇ／ｍ3以上が好ましく、５〜２０ｋｇ／ｍ3であることがより好ましい。５ｋｇ／ｍ3以上であると、ＪＩＳ Ｋ１５７１の防蟻性能室内試験後における質量減少率が、その理想とされる３％以下に抑えられる。（Ｆ）成分であるホウ素系化合物単独、あるいは（Ｆ）成分とシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕を併用することでも、ある程度のホウ酸当量（ＢＡＥ）の残存は可能であったが、溶脱試験後で５ｋｇ／ｍ3以上のホウ酸当量（ＢＡＥ）の残存を達成することはできなかった。しかし、（Ｇ）成分である硫酸塩を併用することで、５ｋｇ／ｍ3以上を達成することが可能となったものである。（Ｆ）ホウ素系化合物は、（Ｇ）硫酸塩と反応して水に難溶なホウ酸化合物を木材表面に形成する。これにより、ホウ素系化合物の溶脱を防止することができる。
更に、本発明で形成された硬化皮膜は、吸水防止性、ゴム質であるため基材への追随性が良好であるので、クラック等も起こりづらく、雨水等の水によるホウ素系化合物の溶脱防止効果を更に向上させることが可能となる。また更に、本発明で形成された硬化皮膜は、高い撥水性、吸水防止性を保持しながら空気透過性を発揮するため、木材本来が持つ通気性等の性質を損なわせることがない。
以下、製造例、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記の例において、部及び％はそれぞれ質量部、質量％を示す。
［製造例１］
オクタメチルシクロテトラシロキサン４９８ｇ、トリエトキシフェニルシラン２ｇ、１０％ラウリル硫酸ナトリウム水溶液５０ｇ及び１０％ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液５０ｇを２リットルポリエチレン製ビーカーに仕込み、ホモミキサーで均一に乳化した後、水４００ｇを徐々に加えて希釈し、圧力３００ｋｇｆ／ｃｍ2で高圧ホモジナイザーに２回通し、均一な白色エマルジョンを得た。このエマルジョンを撹拌装置、温度計、還流冷却器の付いた２リットルのガラスフラスコに移し、５０℃で２４時間重合反応を行った後、１０℃で２４時間熟成してから１０％炭酸ナトリウム水溶液１２ｇでｐＨ６．２に中和した。このエマルジョンは１０５℃で３時間乾燥後の不揮発分が４５．４％で、エマルジョン中のオルガノポリシロキサンは非流動性の軟ゲル状のものであり、平均組成が［（ＣＨ3）2ＳｉＯ2/2］／［（Ｃ6Ｈ5）ＳｉＯ3/2］＝１００／０．１（モル比）で表される末端が水酸基封鎖されたものであった。このようにして（Ａ）成分を４４．４％含有するエマルジョン組成物［Ａ−１］を得た。
オクタメチルシクロテトラシロキサン４９８ｇ、トリエトキシフェニルシラン２ｇ、１０％ラウリル硫酸ナトリウム水溶液５０ｇ及び１０％ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液５０ｇを２リットルポリエチレン製ビーカーに仕込み、ホモミキサーで均一に乳化した後、水４００ｇを徐々に加えて希釈し、圧力３００ｋｇｆ／ｃｍ2で高圧ホモジナイザーに２回通し、均一な白色エマルジョンを得た。このエマルジョンを撹拌装置、温度計、還流冷却器の付いた２リットルのガラスフラスコに移し、５０℃で２４時間重合反応を行った後、１０℃で２４時間熟成してから１０％炭酸ナトリウム水溶液１２ｇでｐＨ６．２に中和した。このエマルジョンは１０５℃で３時間乾燥後の不揮発分が４５．４％で、エマルジョン中のオルガノポリシロキサンは非流動性の軟ゲル状のものであり、平均組成が［（ＣＨ3）2ＳｉＯ2/2］／［（Ｃ6Ｈ5）ＳｉＯ3/2］＝１００／０．１（モル比）で表される末端が水酸基封鎖されたものであった。このようにして（Ａ）成分を４４．４％含有するエマルジョン組成物［Ａ−１］を得た。
［製造例２］
オクタメチルシクロテトラシロキサン５００ｇ、１０％ラウリル硫酸ナトリウム水溶液５０ｇ及び１０％ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液５０ｇを２リットルポリエチレン製ビーカーに仕込み、ホモミキサーで均一に乳化した後、水４００ｇを徐々に加えて希釈し、圧力３００ｋｇｆ／ｃｍ2で高圧ホモジナイザーに２回通し、均一な白色エマルジョンを得た。このエマルジョンを撹拌装置、温度計、還流冷却器の付いた２リットルのガラスフラスコに移し、５０℃で２４時間重合反応を行った後、１０℃で２４時間熟成してから１０％炭酸ナトリウム水溶液１２ｇでｐＨ６．２に中和した。このエマルジョンは１０５℃で３時間乾燥後の不揮発分が４５．５％で、エマルジョン中のオルガノポリシロキサンはＨＯ−［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］n−Ｈで表され、粘度１，０００Ｐａ・ｓ以上の生ゴム状のものであった。このようにして（Ａ）成分を４４．５％含有するエマルジョン組成物［Ａ−２］を得た。
オクタメチルシクロテトラシロキサン５００ｇ、１０％ラウリル硫酸ナトリウム水溶液５０ｇ及び１０％ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液５０ｇを２リットルポリエチレン製ビーカーに仕込み、ホモミキサーで均一に乳化した後、水４００ｇを徐々に加えて希釈し、圧力３００ｋｇｆ／ｃｍ2で高圧ホモジナイザーに２回通し、均一な白色エマルジョンを得た。このエマルジョンを撹拌装置、温度計、還流冷却器の付いた２リットルのガラスフラスコに移し、５０℃で２４時間重合反応を行った後、１０℃で２４時間熟成してから１０％炭酸ナトリウム水溶液１２ｇでｐＨ６．２に中和した。このエマルジョンは１０５℃で３時間乾燥後の不揮発分が４５．５％で、エマルジョン中のオルガノポリシロキサンはＨＯ−［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］n−Ｈで表され、粘度１，０００Ｐａ・ｓ以上の生ゴム状のものであった。このようにして（Ａ）成分を４４．５％含有するエマルジョン組成物［Ａ−２］を得た。
［製造例３］
マレイン酸無水物１５４ｇをエタノール５００ｇに溶解した後、３−アミノプロピルトリエトキシシラン３４６ｇを室温下、１時間で滴下し、更に８０℃でエタノール還流下、２４時間反応を行い、淡黄色透明な（Ｂ）成分を５０％含有する溶液［Ｂ−１］を得た。この溶液は、１０５℃で３時間乾燥後の不揮発分が４５．１％であり、溶液中の反応生成物はＩＲ、ＧＣ、ＮＭＲ、ＧＣＭＳ等の機器分析を行ったところ、約６０％が下記式で示されるものの混合物であり、残りの約４０％がそれらから誘導されたオリゴマーであった。
（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ3Ｈ6−ＮＨＣＯ−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯＨ
（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ3Ｈ6−ＮＨ3 + -ＯＣＯＣＨ＝ＣＨＣＯＯＣ2Ｈ5
マレイン酸無水物１５４ｇをエタノール５００ｇに溶解した後、３−アミノプロピルトリエトキシシラン３４６ｇを室温下、１時間で滴下し、更に８０℃でエタノール還流下、２４時間反応を行い、淡黄色透明な（Ｂ）成分を５０％含有する溶液［Ｂ−１］を得た。この溶液は、１０５℃で３時間乾燥後の不揮発分が４５．１％であり、溶液中の反応生成物はＩＲ、ＧＣ、ＮＭＲ、ＧＣＭＳ等の機器分析を行ったところ、約６０％が下記式で示されるものの混合物であり、残りの約４０％がそれらから誘導されたオリゴマーであった。
（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ3Ｈ6−ＮＨＣＯ−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯＨ
（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ3Ｈ6−ＮＨ3 + -ＯＣＯＣＨ＝ＣＨＣＯＯＣ2Ｈ5
［製造例４］
ジオクチルスズジラウレート３００ｇとポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（ＥＯ１０モル付加物）５０ｇを２リットルポリエチレン製ビーカーに仕込み、ホモミキサーで均一に混合した後、水６５０ｇを徐々に加えて水中に乳化分散させ、次いで、圧力３００ｋｇｆ／ｃｍ2で高圧ホモジナイザーに２回通し、（Ｅ）成分を３０％含有するエマルジョン［Ｅ−１］を得た。
ジオクチルスズジラウレート３００ｇとポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（ＥＯ１０モル付加物）５０ｇを２リットルポリエチレン製ビーカーに仕込み、ホモミキサーで均一に混合した後、水６５０ｇを徐々に加えて水中に乳化分散させ、次いで、圧力３００ｋｇｆ／ｃｍ2で高圧ホモジナイザーに２回通し、（Ｅ）成分を３０％含有するエマルジョン［Ｅ−１］を得た。
［製造比較例１］
温度計、撹拌装置、還流冷却器及び滴下ロートを備えた反応容器に反応型乳化剤（アデカリアソープＳＥ−１０Ｎ、旭電化工業（株）製）２．０ｇと水３４２．１ｇを加え、温度を７５℃に昇温した。一方、水２４４．５ｇに、反応型乳化剤（アデカリアソープＳＥ−１０Ｎ）２．０ｇを加えて溶解し、これにアクリル酸２−エチルヘキシル２３０ｇ、スチレン２３０ｇ、グリシジルメタクリレート１９ｇ及びメタクリル酸１２．５ｇの不飽和モノマー混合物を添加撹拌し、よく乳化してからこれを滴下ロートに入れた。次に、このモノマー混合物の５％を反応容器に移し、重合開始剤として０．５ｇの過硫酸カリウムを加えて８０℃に昇温してから１０分間保持した後、残りのモノマー混合物の乳化物と３％の過硫酸カリウム水溶液５０．０ｇとを３時間かけて反応容器に均一滴下した。滴下終了後、８０℃で１時間熟成反応を行った。次いで、室温に冷却し、アンモニア水３．５ｇを加えて中和し、固形分濃度が４５％のエマルジョン組成物［Ａ−３］を得た。
温度計、撹拌装置、還流冷却器及び滴下ロートを備えた反応容器に反応型乳化剤（アデカリアソープＳＥ−１０Ｎ、旭電化工業（株）製）２．０ｇと水３４２．１ｇを加え、温度を７５℃に昇温した。一方、水２４４．５ｇに、反応型乳化剤（アデカリアソープＳＥ−１０Ｎ）２．０ｇを加えて溶解し、これにアクリル酸２−エチルヘキシル２３０ｇ、スチレン２３０ｇ、グリシジルメタクリレート１９ｇ及びメタクリル酸１２．５ｇの不飽和モノマー混合物を添加撹拌し、よく乳化してからこれを滴下ロートに入れた。次に、このモノマー混合物の５％を反応容器に移し、重合開始剤として０．５ｇの過硫酸カリウムを加えて８０℃に昇温してから１０分間保持した後、残りのモノマー混合物の乳化物と３％の過硫酸カリウム水溶液５０．０ｇとを３時間かけて反応容器に均一滴下した。滴下終了後、８０℃で１時間熟成反応を行った。次いで、室温に冷却し、アンモニア水３．５ｇを加えて中和し、固形分濃度が４５％のエマルジョン組成物［Ａ−３］を得た。
＜シリコーンエマルジョン組成物＞
表１で示す純分配合組成で、（Ｃ）成分としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン［Ｃ−１］、（Ｄ）成分としてコロイダルシリカ（日産化学工業（株）製スノーテックスＣ：有効成分２０％、平均粒子径１０〜２０ｎｍ）［Ｄ−１］を用いて各シリコーンエマルジョン組成物を得た。
表１で示す純分配合組成で、（Ｃ）成分としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン［Ｃ−１］、（Ｄ）成分としてコロイダルシリカ（日産化学工業（株）製スノーテックスＣ：有効成分２０％、平均粒子径１０〜２０ｎｍ）［Ｄ−１］を用いて各シリコーンエマルジョン組成物を得た。
＜試験片作製＞
［実施例１〜５］シリコーンエマルジョン＋ホウ酸塩→硫酸亜鉛
Ｕ．Ｓ．Ｂｏｒａｘ社製のＴｉｍｂｏｒとよばれるホウ酸塩化合物（Ｎａ2Ｂ8Ｏ13・４Ｈ2Ｏ）をイオン交換水で６％水溶液とした。また、表１で得られたシリコーンエマルジョン組成物を有効成分が１１．２％となるようにイオン交換水で希釈した。ホウ酸塩化合物６％水溶液１００部とシリコーンエマルジョン組成物（有効成分１１．２％）１００部の混合液に、１．４ｃｍ×３ｃｍ×３ｃｍ（木口面が１．４ｃｍ×３ｃｍ）の杉辺材３個と２ｃｍ×２ｃｍ×１ｃｍ（木口面が２ｃｍ×２ｃｍ）の杉辺材９個を−９３ｋＰａの減圧下で２時間浸漬処理し、２５℃／３６％ＲＨの雰囲気下で３日間養生した後、１０５℃で１時間乾燥させた。その後、１０％硫酸亜鉛水溶液に常圧で２０秒間浸漬処理し、２５℃／３６％ＲＨの雰囲気下で１日間養生し、１０５℃で２４時間乾燥させ、改質木材を得た。１．４ｃｍ×３ｃｍ×３ｃｍの杉辺材３個は吸水性確認試験に使用し、２ｃｍ×２ｃｍ×１ｃｍの杉辺材９個はホウ酸残存率の測定に使用した。得られた改質木材を用いて吸水率、ホウ酸の残存量を下記に示す方法で評価した。木材への処理量比及び各試験結果を表２に示す。なお、木材への処理量は、一工程毎に乾燥質量を測定したものであり、表２の処理量は固形分質量比で記載した。
［実施例１〜５］シリコーンエマルジョン＋ホウ酸塩→硫酸亜鉛
Ｕ．Ｓ．Ｂｏｒａｘ社製のＴｉｍｂｏｒとよばれるホウ酸塩化合物（Ｎａ2Ｂ8Ｏ13・４Ｈ2Ｏ）をイオン交換水で６％水溶液とした。また、表１で得られたシリコーンエマルジョン組成物を有効成分が１１．２％となるようにイオン交換水で希釈した。ホウ酸塩化合物６％水溶液１００部とシリコーンエマルジョン組成物（有効成分１１．２％）１００部の混合液に、１．４ｃｍ×３ｃｍ×３ｃｍ（木口面が１．４ｃｍ×３ｃｍ）の杉辺材３個と２ｃｍ×２ｃｍ×１ｃｍ（木口面が２ｃｍ×２ｃｍ）の杉辺材９個を−９３ｋＰａの減圧下で２時間浸漬処理し、２５℃／３６％ＲＨの雰囲気下で３日間養生した後、１０５℃で１時間乾燥させた。その後、１０％硫酸亜鉛水溶液に常圧で２０秒間浸漬処理し、２５℃／３６％ＲＨの雰囲気下で１日間養生し、１０５℃で２４時間乾燥させ、改質木材を得た。１．４ｃｍ×３ｃｍ×３ｃｍの杉辺材３個は吸水性確認試験に使用し、２ｃｍ×２ｃｍ×１ｃｍの杉辺材９個はホウ酸残存率の測定に使用した。得られた改質木材を用いて吸水率、ホウ酸の残存量を下記に示す方法で評価した。木材への処理量比及び各試験結果を表２に示す。なお、木材への処理量は、一工程毎に乾燥質量を測定したものであり、表２の処理量は固形分質量比で記載した。
＜吸水性確認試験＞
得られた試験片を水中に全面浸漬し、２４時間後に取り出して下記計算式（１）で吸水率を測定し、３つの試験片の平均値をもって吸水率とした。
吸水率＝［（Ｗ−Ｗ０）／Ｗ０］×１００（％）・・・（１）
Ｗ０：水浸漬前の試験片の質量（ｇ）
Ｗ ：水浸漬完了直後の試験片の質量（ｇ）
得られた試験片を水中に全面浸漬し、２４時間後に取り出して下記計算式（１）で吸水率を測定し、３つの試験片の平均値をもって吸水率とした。
吸水率＝［（Ｗ−Ｗ０）／Ｗ０］×１００（％）・・・（１）
Ｗ０：水浸漬前の試験片の質量（ｇ）
Ｗ ：水浸漬完了直後の試験片の質量（ｇ）
＜試験片中のホウ酸塩残存量（Ｂ量）測定方法＞
得られた試験片を使用して、ＪＩＳ Ｋ１５７１に準じて下記に示すように溶脱試験を行い、ホウ酸換算におけるホウ酸塩残存量を測定した。
各試験片９個を１組として、５００ｍＬビーカーに入れ、試験体容積の１０倍量の脱イオン水を加え、試験体を水面下に沈めた。マグネチックスターラーを用い、温度２５℃で回転子を毎分４００〜４５０回転させ、８時間撹拌し、溶脱した後、直ちに軽く試験体表面の水切りを行った。続いて温度６０℃の循環式乾燥器中に１６時間静置し、揮発分を揮発させた。以上の操作を交互に１０回繰り返した。
木材試験片をテフロン（登録商標）ビーカーに入れ、３％硝酸水を５０ｍＬ加えてホットプレート（２００℃）で２時間加熱した。冷却後、水を加えて５０ｍＬに定容した。この操作を５回繰り返し、それぞれのＢ量をＩＣＰ分析装置により測定し、その合計量を木材中のホウ酸塩残存量とした。サンプル９個の平均値をもって残存量とした。
得られた試験片を使用して、ＪＩＳ Ｋ１５７１に準じて下記に示すように溶脱試験を行い、ホウ酸換算におけるホウ酸塩残存量を測定した。
各試験片９個を１組として、５００ｍＬビーカーに入れ、試験体容積の１０倍量の脱イオン水を加え、試験体を水面下に沈めた。マグネチックスターラーを用い、温度２５℃で回転子を毎分４００〜４５０回転させ、８時間撹拌し、溶脱した後、直ちに軽く試験体表面の水切りを行った。続いて温度６０℃の循環式乾燥器中に１６時間静置し、揮発分を揮発させた。以上の操作を交互に１０回繰り返した。
木材試験片をテフロン（登録商標）ビーカーに入れ、３％硝酸水を５０ｍＬ加えてホットプレート（２００℃）で２時間加熱した。冷却後、水を加えて５０ｍＬに定容した。この操作を５回繰り返し、それぞれのＢ量をＩＣＰ分析装置により測定し、その合計量を木材中のホウ酸塩残存量とした。サンプル９個の平均値をもって残存量とした。
［実施例６，７］シリコーンエマルジョン＋ホウ酸塩→硫酸亜鉛
Ｔｉｍｂｏｒの水溶液濃度を実施例６は１．５％に、実施例７は１５％にし、実施例６ではシリコーンエマルジョン組成物ＥＭ−１ １００部と上記のＴｉｍｂｏｒ水溶液１００部の混合液に、実施例７ではシリコーンエマルジョン組成物ＥＭ−１ １００部と上記のＴｉｍｂｏｒ水溶液２００部の混合液に変更して、木材への処理量を変えた以外は、実施例１〜５と同様に試験片を作製し、試験を実施した。木材への処理量比及び各試験結果を表２に示す。
Ｔｉｍｂｏｒの水溶液濃度を実施例６は１．５％に、実施例７は１５％にし、実施例６ではシリコーンエマルジョン組成物ＥＭ−１ １００部と上記のＴｉｍｂｏｒ水溶液１００部の混合液に、実施例７ではシリコーンエマルジョン組成物ＥＭ−１ １００部と上記のＴｉｍｂｏｒ水溶液２００部の混合液に変更して、木材への処理量を変えた以外は、実施例１〜５と同様に試験片を作製し、試験を実施した。木材への処理量比及び各試験結果を表２に示す。
［実施例８，９］シリコーンエマルジョン＋ホウ酸塩→硫酸亜鉛
硫酸亜鉛の水溶液濃度を実施例８は０．５％に、実施例９は１５％に変更して、木材への処理量を変えた以外は、実施例１〜５と同様に試験片を作製し、試験を実施した。なお、シリコーンエマルジョン組成物はＥＭ−１を使用した。木材への処理量比及び各試験結果を表２に示す。
硫酸亜鉛の水溶液濃度を実施例８は０．５％に、実施例９は１５％に変更して、木材への処理量を変えた以外は、実施例１〜５と同様に試験片を作製し、試験を実施した。なお、シリコーンエマルジョン組成物はＥＭ−１を使用した。木材への処理量比及び各試験結果を表２に示す。
［実施例１０］ホウ酸塩→硫酸亜鉛→シリコーンエマルジョン
実施例１〜５と同様の木材片をＵ．Ｓ．Ｂｏｒａｘ社製のＴｉｍｂｏｒとよばれるホウ酸塩化合物（Ｎａ2Ｂ8Ｏ13・４Ｈ2Ｏ）をイオン交換水で３％に希釈した水溶液に−９３ｋＰａの減圧下で２時間浸漬処理し、２５℃／３６％ＲＨの雰囲気下で３日間養生した後、１０５℃で１時間乾燥させた。その後、１０％硫酸亜鉛水溶液に常圧で２０秒間浸漬処理し、２５℃／３６％ＲＨの雰囲気下で３０分養生した後、１０５℃で１時間乾燥させた。更にその後、表１で得られたシリコーンエマルジョン組成物ＥＭ−１（有効成分１０％）に常圧で２０秒間浸漬処理し、２５℃／３６％ＲＨの雰囲気下で１日間養生し、１０５℃で２４時間乾燥させ、改質木材を得た。これらを用いて実施例１〜５と同様の試験を実施した。木材への処理量比及び各試験結果を表２に示す。
実施例１〜５と同様の木材片をＵ．Ｓ．Ｂｏｒａｘ社製のＴｉｍｂｏｒとよばれるホウ酸塩化合物（Ｎａ2Ｂ8Ｏ13・４Ｈ2Ｏ）をイオン交換水で３％に希釈した水溶液に−９３ｋＰａの減圧下で２時間浸漬処理し、２５℃／３６％ＲＨの雰囲気下で３日間養生した後、１０５℃で１時間乾燥させた。その後、１０％硫酸亜鉛水溶液に常圧で２０秒間浸漬処理し、２５℃／３６％ＲＨの雰囲気下で３０分養生した後、１０５℃で１時間乾燥させた。更にその後、表１で得られたシリコーンエマルジョン組成物ＥＭ−１（有効成分１０％）に常圧で２０秒間浸漬処理し、２５℃／３６％ＲＨの雰囲気下で１日間養生し、１０５℃で２４時間乾燥させ、改質木材を得た。これらを用いて実施例１〜５と同様の試験を実施した。木材への処理量比及び各試験結果を表２に示す。
［実施例１１］ホウ酸塩→硫酸亜鉛→シリコーンエマルジョン（全て常温乾燥）
実施例１〜５と同様の木材片をＵ．Ｓ．Ｂｏｒａｘ社製のＴｉｍｂｏｒとよばれるホウ酸塩化合物（Ｎａ2Ｂ8Ｏ13・４Ｈ2Ｏ）をイオン交換水で３％に希釈した水溶液に−９３ｋＰａの減圧下で２時間浸漬処理し、２５℃／３６％ＲＨの雰囲気下で３日間養生乾燥した。その後、１０％硫酸亜鉛水溶液に常圧で２０秒間浸漬処理し、２５℃／３６％ＲＨの雰囲気下で１日間乾燥した。更にその後、表１で得られたシリコーンエマルジョン組成物ＥＭ−１（有効成分１０％）に常圧で２０秒間浸漬処理し、２５℃／３６％ＲＨの雰囲気下で３日間乾燥させ、改質木材を得た。これらを用いて実施例１〜５と同様に試験を実施した。木材への処理量比及び各試験結果を表２に示す。
実施例１〜５と同様の木材片をＵ．Ｓ．Ｂｏｒａｘ社製のＴｉｍｂｏｒとよばれるホウ酸塩化合物（Ｎａ2Ｂ8Ｏ13・４Ｈ2Ｏ）をイオン交換水で３％に希釈した水溶液に−９３ｋＰａの減圧下で２時間浸漬処理し、２５℃／３６％ＲＨの雰囲気下で３日間養生乾燥した。その後、１０％硫酸亜鉛水溶液に常圧で２０秒間浸漬処理し、２５℃／３６％ＲＨの雰囲気下で１日間乾燥した。更にその後、表１で得られたシリコーンエマルジョン組成物ＥＭ−１（有効成分１０％）に常圧で２０秒間浸漬処理し、２５℃／３６％ＲＨの雰囲気下で３日間乾燥させ、改質木材を得た。これらを用いて実施例１〜５と同様に試験を実施した。木材への処理量比及び各試験結果を表２に示す。
［比較例１］
実施例１〜５と同様の木材片（未処理品）を使用して実施例１〜５と同様に各試験を行った。各試験結果を表３に示す。
実施例１〜５と同様の木材片（未処理品）を使用して実施例１〜５と同様に各試験を行った。各試験結果を表３に示す。
［比較例２］
１０％硫酸亜鉛水溶液を使用しなかった以外は、実施例１〜５と同様に試験片を作製し、試験を実施した。木材への処理量比及び各試験結果を表３に示す。なお、シリコーンエマルジョン組成物はＥＭ−１を使用した。
１０％硫酸亜鉛水溶液を使用しなかった以外は、実施例１〜５と同様に試験片を作製し、試験を実施した。木材への処理量比及び各試験結果を表３に示す。なお、シリコーンエマルジョン組成物はＥＭ−１を使用した。
［比較例３］
表１で得られたシリコーンエマルジョン組成物を使用しなかった以外は、実施例１〜５と同様に試験片を作製し、試験を実施した。木材への処理量比及び各試験結果を表３に示す。
表１で得られたシリコーンエマルジョン組成物を使用しなかった以外は、実施例１〜５と同様に試験片を作製し、試験を実施した。木材への処理量比及び各試験結果を表３に示す。
［比較例４］
Ｕ．Ｓ．Ｂｏｒａｘ社製のＴｉｍｂｏｒとよばれるホウ酸塩化合物（Ｎａ2Ｂ8Ｏ13・４Ｈ2Ｏ）をイオン交換水で１０％水分散液とし、これのみを使用して実施例１〜５と同じ方法で試験片を作製し、試験を実施した。木材への処理量比及び各試験結果を表３に示す。
Ｕ．Ｓ．Ｂｏｒａｘ社製のＴｉｍｂｏｒとよばれるホウ酸塩化合物（Ｎａ2Ｂ8Ｏ13・４Ｈ2Ｏ）をイオン交換水で１０％水分散液とし、これのみを使用して実施例１〜５と同じ方法で試験片を作製し、試験を実施した。木材への処理量比及び各試験結果を表３に示す。
［比較例５］
表１のエマルジョン組成物ＥＭ−６を使用した以外は、実施例１〜５と同様に試験片を作製し、試験を実施した。木材への処理量比及び各試験結果を表３に示す。
表１のエマルジョン組成物ＥＭ−６を使用した以外は、実施例１〜５と同様に試験片を作製し、試験を実施した。木材への処理量比及び各試験結果を表３に示す。
なお、表２，３中の（Ｆ）成分及び（Ｇ）成分を下記に示す。
（Ｆ）成分
Ｆ：ホウ酸塩化合物（Ｎａ2Ｂ8Ｏ13・４Ｈ2Ｏ）
（Ｇ）成分
Ｇ：硫酸亜鉛
（Ｆ）成分
Ｆ：ホウ酸塩化合物（Ｎａ2Ｂ8Ｏ13・４Ｈ2Ｏ）
（Ｇ）成分
Ｇ：硫酸亜鉛
Claims (18)
- 皮膜形成能を有するシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕の硬化物と（Ｆ）ホウ素系化合物と（Ｇ）硫酸塩とを表面に含むことを特徴とする木材。
- 皮膜形成能を有するシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕の硬化物１００質量部に対して、（Ｆ）ホウ素系化合物を１０〜１，５００質量部、（Ｇ）硫酸塩を１０〜３００質量部の固形分割合で含むことを特徴とする請求項１記載の木材。
- シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、
（Ａ）１分子中にケイ素原子に結合するヒドロキシル基を少なくとも２個含有するオルガノシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）アミノ基含有オルガノキシシランと酸無水物との反応生成物：０．５〜２０質量部
が水中に乳化分散されたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の木材。 - 更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｃ）エポキシ基含有オルガノキシシラン及び／又はその部分加水分解物を（Ａ）成分１００質量部に対し１〜２０質量部含有する請求項３記載の木材。
- 更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｄ）コロイダルシリカ及び／又はポリシルセスキオキサンを（Ａ）成分１００質量部に対し１０〜５０質量部含有する請求項３又は４記載の木材。
- 更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｅ）硬化触媒を０．５〜１０質量部含有する請求項３〜５のいずれか１項記載の木材。
- （Ｇ）硫酸塩が、硫酸亜鉛、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウムのいずれかであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の木材。
- （Ｆ）ホウ素系化合物が、八ホウ酸二ナトリウム四水和物であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の木材。
- ホウ酸換算におけるホウ酸塩の残存量が、ＪＩＳ Ｋ１５７１の溶脱試験後で５ｋｇ／ｍ3以上である請求項１〜８のいずれか１項記載の木材。
- （Ａ）１分子中にケイ素原子に結合するヒドロキシル基を少なくとも２個含有するオルガノシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）アミノ基含有オルガノキシシランと酸無水物との反応生成物：０．５〜２０質量部
が水中に乳化分散されたシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕の水を除いた有効成分１００質量部に対して、（Ｆ）ホウ素系化合物を１０〜１，５００質量部、（Ｇ）硫酸塩１０〜３００質量部の固形分割合で使用し、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕と（Ｆ）ホウ素系化合物を含む分散液を木材に塗布、噴霧、浸漬又は減圧もしくは加圧注入処理し、次いで（Ｇ）硫酸塩塗布、噴霧又は浸漬させることを特徴とする木材の処理方法。 - （Ａ）１分子中にケイ素原子に結合するヒドロキシル基を少なくとも２個含有するオルガノシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）アミノ基含有オルガノキシシランと酸無水物との反応生成物：０．５〜２０質量部
が水中に乳化分散されたシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕の水を除いた有効成分１００質量部に対して、（Ｆ）ホウ素系化合物を１０〜１，５００質量部、（Ｇ）硫酸塩を１０〜３００質量部の固形分割合で使用し、（Ｆ）ホウ素系化合物を木材に塗布、噴霧、浸漬又は減圧もしくは加圧注入処理し、次いで（Ｇ）硫酸塩を塗布、噴霧又は浸漬し、更にシリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕を塗布、噴霧又は浸漬させることを特徴とする木材の処理方法。 - 更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｃ）エポキシ基含有オルガノキシシラン及び／又はその部分加水分解物を（Ａ）成分１００質量部に対し１〜２０質量部含有する請求項１０又は１１記載の木材の処理方法。
- 更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｄ）コロイダルシリカ及び／又はポリシルセスキオキサンを（Ａ）成分１００質量部に対し１０〜５０質量部含有する請求項１０〜１２のいずれか１項記載の木材の処理方法。
- 更に、シリコーンエマルジョン組成物〔Ｉ〕が、（Ｅ）硬化触媒を０．５〜１０質量部含有する請求項１０〜１３のいずれか１項記載の木材の処理方法。
- （Ｇ）硫酸塩が、硫酸亜鉛、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウムのいずれかであることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項記載の処理方法。
- （Ｆ）ホウ素系化合物が、八ホウ酸二ナトリウム四水和物であることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項記載の処理方法。
- 請求項１０〜１６のいずれか１項記載の処理方法で処理された木材。
- ホウ酸換算におけるホウ酸塩の残存量が、ＪＩＳ Ｋ１５７１の溶脱試験後で５ｋｇ／ｍ3以上である請求項１７記載の木材。
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