JP6575029B2

JP6575029B2 - 木材保存剤

Info

Publication number: JP6575029B2
Application number: JP2014242209A
Authority: JP
Inventors: 和夫久米; 誠市河野
Original assignee: 四国建設株式会社
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2019-09-18
Anticipated expiration: 2034-11-28
Also published as: JP2016102095A

Description

本発明は、木材保存剤の技術に関する。

従来、木材に防腐性能及び防蟻性能を付与するために木材に注入（含侵）される木材保存剤の技術は公知となっている（特許文献１、２参照）。特許文献１には、木材保存剤としてアクリル酸亜鉛を含む水溶液が開示されている。

特公平５−３９７６１号公報特開２０１２−１６７０３７号公報

しかしながら、特許文献１に開示される木材保存剤では、重合性亜鉛化合物の中でも分子中の亜鉛含有率が高いアクリル酸亜鉛を用いているため、その防腐及び防蟻性能が期待されるが、水溶性が不十分なため、木材保存剤として使用した場合、硬化塗膜が白化する欠点があり、仕上性に問題があった。すなわち、水溶性木材保存剤としては防腐性能及び防蟻性能を有するとともに、従来よりも水溶性を改善することが求められている。

本発明は、以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、木材に防腐及び防蟻性能を付与することができるとともに、良好な水溶性を有する木材保存剤を提供することを目的とする。

本願発明者は、前記課題を解決するため種々の検討を重ねた結果、酢酸亜鉛の水溶解度が高いことに着目し、酢酸とアクリル酸の共亜鉛塩である酢酸−アクリル酸亜鉛を合成し、これを木材保存剤の成分とすることにした。

即ち、請求項１においては、
下記一般式（１）
で表される酢酸−アクリル酸亜鉛と、
水と、
重合性モノマーと、
水溶性重合開始剤と、を含み、
前記酢酸−アクリル酸亜鉛の配合割合が、１０重量％以上８０重量％以下であり、
前記重合性モノマーがポリエチレングリコールジメタクリレートであり、該ポリエチレングリコールジメタクリレートの平均重合度ｎが２０〜３０であり、
前記ポリエチレングリコールジメタクリレートの配合割合が、５重量％以上９０重量％以下であり、
前記水溶性重合開始剤は、前記ポリエチレングリコールジメタクリレート１００重量部に対し０．１重量部以上２０重量部以下で添加される木材保存剤である。

請求項２においては、
前記水溶性重合開始剤は、過硫酸アンモニウムまたはアゾ系重合開始剤である木材保存剤である。

本発明によれば、木材に防腐及び防蟻性能を付与することができるとともに、良好な水溶性を有する木材保存剤を提供することができる。

注入処理試験体の防蟻試験後の状態を示す写真。表面処理試験体の防蟻試験後の状態を示す写真。本発明の一実施形態に係る木材保存剤の製造方法（塗布処理後紫外線硬化）を示したフロー図。本発明の一実施形態に係る木材保存剤の製造方法（注入処理後熱硬化）を示したフロー図。

次に、本発明の実施形態に係る木材保存剤について説明する。
本発明の木材保存剤は、木材の防腐処理および防蟻処理に用いられるものである。
本発明の木材保存剤による木材の防腐処理および防蟻処理は、該木材保存剤が木材に塗布または注入（含侵）されるとともに、紫外線硬化又は熱硬化されることによって行われる。

本発明の木材保存剤は、
下記一般式（１）
で表される酢酸−アクリル酸亜鉛と、
水と、を含むものである。すなわち、上記一般式（１）で表される酢酸−アクリル酸亜鉛と水を含む水溶液である。

本発明の木材保存剤に配合される酢酸−アクリル酸亜鉛は、亜鉛塩である。本発明の木材保存剤の配合成分として、酢酸−アクリル酸亜鉛を使用することで、木材保存剤に良好な防腐及び防蟻性能を付与し、本発明の木材保存剤によって処理された処理木材に防腐及び防蟻性能を発揮させることができる。また、酢酸−アクリル酸亜鉛は、亜鉛化合物であるため、他の金属化合物に比べて比較的安全性が高く、人の肌が接触する木材表面に塗布または木材内部に注入する上で好ましい。

本発明の木材保存剤によって処理された処理木材に防腐及び防蟻性能を発揮させるためには、本発明の木材保存剤における、上記酢酸−アクリル酸亜鉛の配合割合が５重量％以上９５重量％以下であることが好ましい。より好ましくは、１０重量％以上８０重量％以下であり、さらに好ましくは、配合割合が１５重量％以上５０重量％以下である。

本発明の木材保存剤は、さらに重合性モノマーを含むことが好ましい。具体的には、本発明の木材保存剤は、さらに重合性モノマーの一例であるポリエチレングリコールジメタクリレートを含むことが好ましい。具体的には、当該ポリエチレングリコールジメタクリレート（ＣＨ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）ＣＯＯ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎ−ＣＯＣ（ＣＨ_３）＝ＣＨ_２）の平均重合度ｎが２０〜３０であることが好ましい。換言すると、ポリエチレングリコールジメタクリレートのエチレンオキサイド数ｎが２０〜３０であることが好ましい。平均重合度ｎが２０〜３０であるポリエチレングリコールジメタクリレートを配合することにより、ポリエチレングリコールジメタクリレートを紫外線硬化や熱硬化させて、本発明に係る木材保存剤によって処理された処理木材から当該木材保存剤の成分の溶脱を低減させることができる。すなわち、木材保存剤の配合成分としてポリエチレングリコールジメタクリレートを含むことにより、酢酸−アクリル酸亜鉛の溶脱を防ぎ、本発明の木材保存剤によって処理された処理木材に防腐及び防蟻性能をさらに発揮させることができる。
また、紫外線硬化速度を速めるためには、ポリエチレングリコールジメタクリレートの配合割合が５重量％以上９０重量％以下であることが好ましい。

本発明の木材保存剤には、重合性モノマーとして、アクリルモノマー（アクリル酸のカルボン酸系モノマー）の一例であるポリエチレングリコールジメタクリレートの他に、メタクリル酸（ＭＡＡ）、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマール酸等のカルボン酸系モノマー及びそれ等の金属塩系モノマー、アクリルアミドモノマー、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキプロピル等の水溶性の重合性モノマー、非イオン系浸透剤（例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル）、染料、着色顔料、撥水剤、香料等を配合することができ、その配合量等の配合条件は本発明の効果を奏する範囲であれば、使用目的等に応じて適宜選択できる。
なお、重合性モノマーとは、光や熱等のエネルギーを加えることで重合するモノマーのことをいう。

また、このように、メタクリル酸（ＭＡＡ）、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマール酸等のカルボン酸系モノマー及びそれ等の金属塩系モノマー、アクリルアミドモノマー等を、本発明の木材保存剤に配合することにより、本発明の木材保存剤の防腐及び防蟻性能をより向上させることができる。
また、このように、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキプロピル等の水溶性モノマー等を、本発明の木材保存剤に配合することにより、本発明の木材保存剤によって処理された処理木材から雨水等による当該木材保存剤の成分の溶脱をより低減させることができる。
また、このように、非イオン系浸透剤（例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル）を、本発明の木材保存剤に配合することにより、本発明の木材保存剤の木材への浸透性を向上させることができる。
また、このように、染料、着色顔料、撥水剤等を、本発明の木材保存剤に配合することにより、本発明の木材保存剤の処理木材への着色性や、本発明の木材保存剤によって処理された処理木材の撥水性を向上させることができる。

本発明の木材保存剤は、さらに水溶性重合開始剤を配合とすることができる。当該水溶性重合開始剤としては、例えば、アゾ系化合物、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムが挙げられる。前記水溶性重合開始剤の添加は、例えば、ポリエチレングリコールジメタクリレート１００重量部に対し０．１重量部以上２０重量部以下のものによって行われる。

本発明の木材保存剤は、木材の表面に塗布されて、紫外線により硬化される処理（本実施形態では、表面処理もしくは塗布処理という）がおこなわれる。また、本発明の木材保存剤は、木材に注入されて、熱により硬化される処理（本実施形態では、注入処理という）がおこなわれる。このように木材保存剤による表面処理や注入処理がおこなわれた木材は、処理木材となる。また、この際、本発明の木材保存剤は、木材に塗布されて紫外線により硬化され、または、木材に注入されて熱により硬化されて、水不溶性となる。
このため、本発明の木材保存剤によれば、これによって処理された処理木材が屋外に配置されても、雨水等によって当該処理木材から当該木材保存剤の成分の溶脱を低減させることができる。
したがって、本発明の木材保存剤によれば、これを用いて所定の木材を処理木材とすることにより、長期にわたって防腐及び防蟻性能を持続させることができる。
さらに、本発明の木材保存剤は紫外線によっても硬化するため、屋外の既存の木造構造物の防腐及び防虫現場補修の場合には、工数をかけずに本発明の木材保存剤を硬化させることができる。

本発明の木材保存剤によって紫外線硬化された処理木材又は熱硬化された処理木材には、スプレーや刷毛等により該処理木材表面にシリコーン系木材保護剤（シリコン−アクリルエマルジョンともいう）を塗布し、乾燥させることで、防水性能や撥水性能を付与することも可能である。該シリコン−アクリルエマルジョンとしては、例えば、油性シリコーンオイル、硬化剤としてコロネートＨＬ（商品名、日本ポリウレタン工業社製）及び希釈剤としてウレタンラッカーを主成分として含むものが挙げられる。

以下、実施例により本発明を詳細に説明する。

以下において、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下に挙げる実施例に何ら限定されるものではない。なお、木材保存剤を、単に「保存剤」と記す場合もある。

［酢酸−アクリル酸亜鉛化合物系木材保存剤の検討］
重合性亜鉛化合物の中でアクリル酸亜鉛は分子中の亜鉛含有率が高いため、その防腐及び防蟻性能が期待されるが、水溶性が不十分なため、木材保存剤として使用した場合、硬化塗膜が白化する欠点がある。そこで、本願発明者は、酢酸亜鉛の水溶解度が高いことに着目し、酢酸とアクリル酸の共亜鉛塩を合成し、この共亜鉛塩を用いれば、その硬化塗膜の白化が抑制されると判断し、これを木材保存剤の主成分（有効成分）とすることを検討した。

（１）酢酸−アクリル酸亜鉛（以下、ＡＣＡＡＡＺＮとも記す）の合成方法の検討
本願発明者は、先に出願した特許文献１において、亜鉛塩であるＡＴＢＳＺＮ（アクリルアミドターシャリーブチルスルホン酸亜鉛）を開示している。亜鉛塩であるＡＴＢＳＺＮの合成の際に、酸化亜鉛が最も反応し易いことを見出しているため、酢酸−アクリル酸亜鉛の合成においても酢酸及びアクリル酸に酸化亜鉛を反応させる合成法を検討した。当該合成法は、以下の反応式に示すように、酢酸及びアクリル酸及び酸化亜鉛を当モルで反応させて酢酸‐アクリル酸亜鉛を得るものである。以下の実験１、２では、以下の反応式に基づくＡＣＡＡＡＺＮの合成法の検討を行った。

［実験１：酢酸、アクリル酸及び酸化亜鉛の一括仕込み合成法］
合成配合：
アクリル酸７２重量部（１モル当量）
酢酸４８重量部（１モル当量）
酸化亜鉛８１重量部（１モル当量）
水（蒸留水）４０４重量部
１％ハイドロキノン水溶液５重量部
合計：６１０重量部
濃度（％）３０
上記配合物をフラスコに一括仕込み後、撹拌下に内温を４０℃に昇温し２時間反応させたが、底部に酸化亜鉛の塊が生じ、ＡＣＡＡＡＺＮの合成は失敗した。

［実験２：酢酸亜鉛の連続投入合成法］
上記配合物の酢酸、アクリル酸をフラスコに仕込み、撹拌下に酸化亜鉛を少量ずつ連続投入し、内温を４０℃に保ちながら１時間反応した結果、透明な水溶液が得られＡＣＡＡＡＺＮの合成は成功した。なお、得られた水溶液のＰＨをＰＨ試験紙で測定したところ、弱酸性を示し、これを水で希釈した結果、無限大に溶解することが判明した。これにより、酢酸‐アクリル酸亜鉛の水に対する溶解性が非常に良好であることがわかった。したがって、このように水溶性に優れたＡＣＡＡＡＺＮによれば、硬化塗膜が白化することを防ぎ、仕上性を良好なものとすることができる。

［酢酸−アクリル酸亜鉛３０％水溶液の合成］
次に、上記実験２による方法に基づいて、下記配合により酢酸−アクリル酸亜鉛３０％水溶液の合成を行った。

１）配合：
アクリル酸（純度９８％、東亜合成社製）４４１重量部（６モル当量）
酢酸（純度９０％、伏見製薬所社製）４００重量部（６モル当量）
水（イオン交換水）２５４７重量部
１％ハイドロキノン水溶液３０重量部
酸化亜鉛（ハクスイテック社製）４８８重量部（６モル当量）
合計３９０６重量部
純分１１７２重量部
濃度（％）３０
２）合成方法
上記配合でアクリル酸、酢酸、イオン交換水及び１％ハイドロキノン水溶液をフラスコに仕込み、撹拌部材で所定時間撹拌し、この中に酸化亜鉛粉末を少量ずつ添加し、液温を４０℃〜４５℃に保ちながら、反応時間約１時間で酢酸−アクリル酸酸化亜鉛の３０％水溶液を得た。このようにして得られた酢酸−アクリル酸酸化亜鉛の３０％水溶液は、後述する実施例１〜６の木材保存剤の配合に用いられる。

［ＡＣＡＡＡＺＮ系保存剤の防蟻性能試験］
＜１．保存剤の調整及び試験体の作製＞
ＡＣＡＡＡＺＮにポリエチレングリコールジメタクリレート（ＣＨ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）ＣＯＯ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎ−ＣＯＣ（ＣＨ_３）＝ＣＨ_２、エチレンオキサイド数ｎ＝２３、ＮＫエステル２３Ｇ、新中村化学工業株式会社製）を使用した木材保存剤を調整し、所定の条件で実施例１〜４の注入処理用試験体及び実施例５、６表面処理用試験体を作製した。表１に木材保存剤の配合及び、注入処理した際の試験体（木材）への注入量と表面処理した際の表面処理量を示した。以下に、実施例を挙げて具体的に説明する。

（実施例１）
上記の如く、酢酸及びアクリル酸（ＧＡＡ、東亜合成社製）に酸化亜鉛を反応させて得た酢酸‐アクリル酸亜鉛（ＡＣＡＡＡＺＮ）の３０重量％水溶液８０重量部に、ポリエチレングリコールジメタクリレート（ＮＫエステル２３Ｇ、新中村化学工業社製）２０重量部、水２３３重量部を配合して濃度３０重量％の木材保存剤を調製した。この木材保存剤水溶液３３３重量部に、水溶性重合開始剤として過硫酸アンモニウム（試薬一級品）１０重量部を添加した。次に、この過硫酸アンモニウムが添加された木材保存剤の中に、重量既知の杉材（寸法：木口面２０ｍｍ×２０ｍｍ、高さ：１０ｍｍ、含水率１８重量％）を浸漬し、これを実験用加圧注入装置に入れ、０．１ＭＰａで５分間減圧後、０．６ＭＰａで１０分間加圧して、注入処理杉材を得た。次に、この注入処理杉材を、乾燥器中で温度７０℃で７２時間加熱した後、室温下に７日間放置し、更に温度６０℃で４８時間、乾燥器中で乾燥し、重量を測定し、注入処理杉材中の木材保存剤硬化物の注入量を計算した。次に、この乾燥済注入処理杉材を、ＪＩＳＫ１５７１：^２００４（注入処理用）に準じて耐候操作を行った後、再び、温度６０℃で４８時間乾燥器中で乾燥し、これの重量を測定し、耐候操作による保存剤硬化物の溶脱率を計算した。次に、ＪＩＳＫ１５７１：^２００４の防腐性能試験及び防蟻性能試験に準じて耐候操作を行った後の処理杉材の防腐性能及び防蟻性能を試験した。保存剤硬化物の注入量を表１に、耐候操作により溶脱した木材保存剤の成分の溶脱率を表４に、防腐性能及び防蟻性能の試験結果を表２、５に示した。なお、表５は、実施例１から実施例６の防蟻性能及び防腐性能の試験結果を一覧にまとめたものであり、表５には表２及び表３に示す防蟻性能の試験結果が含まれている。
なお、未処理杉材の防腐性能及び防蟻性能を上記実施例１における試験と同様に試験し、その結果を表２、５に示した。

（実施例２）
実施例１の木材保存剤の配合において、酢酸‐アクリル酸亜鉛（ＡＣＡＡＡＺＮ）の３０重量％水溶液９０重量部、ポリエチレングリコールジメタクリレート（ＮＫエステル２３Ｇ、新中村化学工業社製）１０重量部に変えて調製した以外は実施例１と同じ条件で試験した。保存剤硬化物の注入量を表１に、木材保存剤の成分の溶脱率を表４に、防腐性能及び防蟻性能の試験結果を表２、５に示した。

（実施例３）
実施例１の木材保存剤の配合において、酢酸‐アクリル酸亜鉛（ＡＣＡＡＡＺＮ）の３０重量％水溶液１００重量部、ポリエチレングリコールジメタクリレート（ＮＫエステル２３Ｇ、新中村化学工業社製）０重量部（無添加）に変えて調製した以外は実施例１と同じ条件で試験した。保存剤硬化物の注入量を表１に、木材保存剤の成分の溶脱率を表４に、防腐性能及び防蟻性能の試験結果を表２、５に示した。

（実施例４）
実施例３の木材保存剤の配合において、過硫酸アンモニウム０．５重量部に変えて調製した以外は実施例１と同じ条件で試験した。保存剤硬化物の注入量を表１に、木材保存剤の成分の溶脱率を表４に、防腐性能及び防蟻性能の試験結果を表２、５に示した。

（実施例５）
上記の如く、酢酸及びアクリル酸（ＧＡＡ、東亜合成社製）に酸化亜鉛を反応させて得た酢酸‐アクリル酸亜鉛（ＡＣＡＡＡＺＮ）の３０重量％水溶液８０重量部に、ポリエチレングリコールジメタクリレート（ＮＫエステル２３Ｇ、新中村化学工業社製）２０重量部、水２３３重量部を配合して濃度３０重量％の木材保存剤を調製した。この木材保存剤水溶液３３３重量部に、水溶性重合開始剤としてアゾ系重合開始剤（Ｖ５０、和光純薬工業社製）２重量部を添加した。次に、このアゾ系重合開始剤が添加された木材保存液の中に、重量既知の杉材（寸法：木口面５ｍｍ×５０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、含水率１８％）に、刷毛で塗布量１３０ｇ／ｍ^２に塗布した塗布した後、紫外線照射装置（波長３６０ｎｍ）によって照射距離１０ｃｍで２０分間、紫外線照射し、室温下に７日間放置後、ＪＩＳＫ１５７１：^２００４（表面処理用室内試験）に準じて耐候操作を行った後、防腐性能及び防蟻性能を試験した。耐候操作により溶脱した木材保存剤の成分の溶脱率を表４に、防腐性能及び防蟻性能の試験結果を表３、表５に示した。
なお、未処理杉材の防腐性能及び防蟻性能を上記実施例５における試験と同様に試験し、その結果を表３、表５に示した。

（実施例６）
実施例５の木材保存剤の配合において、酢酸‐アクリル酸亜鉛（ＡＣＡＡＡＺＮ）の３０重量％水溶液９０重量部、ポリエチレングリコールジメタクリレート（ＮＫエステル２３Ｇ、新中村化学工業社製）１０重量部に変えて調製した以外は実施例５と同じ条件で試験した。木材保存剤の成分の溶脱率を表４に、防腐性能及び防蟻性能の試験結果を表３、表５に示した。
なお、前記紫外線照射時間を１５分以上とすることにより、本発明の木材保存剤の硬化反応をより確実に完結させることができ、本発明の木材処理剤によって処理された処理木材の防蟻性能を、より確実に維持させることができる。

＜２．防蟻性能試験の結果＞
実施例１〜４の注入用試験体及び実施例５、６の表面処理用試験体の防蟻性能試験の結果を表２、表３に示した。

防蟻性能試験の結果、重量減少率の測定値（実測値）がＪＩＳＫ１５７０の性能基準である３％を超えているが、本実施例に係る木材保存剤で処理した全ての試験体は、ほとんどシロアリの食害が認められないため、試験機関の判定では実質の重量減少率が１％以下になることは間違いないとのことであり、ＪＩＳの防蟻試験に合格し、ＡＣＡＡＡＺＮ系保存剤は、高い防蟻性能を有することが確認された。防蟻試験後の試験体の写真を図１、図２に示した。図１においてＮｏ．４３〜４６の試験体は、実施例１〜４に対応するものである。
なお、重量減少率の測定値が３％を超えた原因として、木材保存剤の硬化物の加水分解による酢酸の離脱等が考えられるが、十分な防蟻性能を有しているため当該木材保存剤の使用上において問題とならない。

次に、処理木材の防蟻性能及び防腐性能を比較評価するための試験方法について詳細に説明する。

［各種注入・表面処理木材の防腐性能及び防蟻性能の試験方法について］
次に、実施例に係る各種注入・表面処理木材の防腐性能及び防蟻性能について、室内試験によって検討した。

（試料）
実施例に係る処理木材（試験体）及び比較例となる無処理木材の比較評価に際し、試料としては、実施例１〜４の注入処理用試験体及び実施例５、６表面処理用試験体を用いた。基材としては、ＪＩＳＫ１５７１：２０１０「木材保存剤-性能基準及びその試験方法」に定められた注入処理用杉辺材試験体（２０ｍｍ（Ｒ）×２０ｍｍ（Ｔ）×１０ｍｍ（Ｌ））あるいは表面処理用杉辺材試験体（１０ｍｍ（Ｒ）×１０ｍｍ（Ｔ）×２０ｍｍ（Ｌ））を用いた。防腐試験における供試菌としては、褐色腐朽菌であるオオウズラタケと白色腐朽菌であるカワラタケを用い、防腐性能試験には室内飼育コロニーより採取したイエシロアリ職蟻と兵蟻を使用した。

（試験方法）
防腐性能試験及び防蟻性能試験は、ＪＩＳＫ１５７１：２０１０「木材保存剤-性能基準及びその試験方法」に準じて行なった。防腐性能試験における試験期間は１２週間、試験体の個数は１処理あたり９個である。一方、防蟻性能試験の試験期間は３週間、試験体の数は３個である。なお、一部の試験体については、ＪＩＳによる耐候操作前後の質量変化、つまり溶脱量の測定を実施した。

［耐候操作の影響（溶脱量の測定）］
表４に、実施例１〜６の各処理杉材（試験体）及び無処理杉材（注入処理杉木材比較用）について実施したＪＩＳＫ１５７１：２０１０「木材保存剤−性能基準及びその試験方法」による耐候操作前後の試験体の質量変化と試験体の様子を示す。

表４に示すように、実施例１〜４の注入処理杉材の場合、実施例１の注入処理杉材が最も溶脱率が低い。実施例５、６の表面処理杉材の場合、実施例５がより低い溶脱率となっている。また、すべての試験体で、耐候操作による外観の変化は特に観察されなかった。すなわち、実施例１〜実施例６の処理杉材では、色調の変化がなく仕上性が良好であった。

（防蟻・防腐試験）
表５に防蟻・防腐試験の結果をまとめて示す。網かけ部分はＪＩＳの性能基準を満たしているものである。

表５の防蟻試験結果に示すように、防蟻性能試験における無処理試験体の平均減少率は、表面処理の場合で３９．９％、注入処理の場合で、２１．６％とＪＩＳに定める試験の成立要件を満たしていた。防蟻性能については、網掛けで示した部分、すなわち注入処理の実施例１〜４、表面処理の実施例５、６で、肉眼的にほとんど食害を受けていなかった。注入処理の実施例１〜４と表面処理の実施例５、６において、実際の測定値は薬剤の溶脱によってＪＩＳの性能基準３％を超えるものとなっていたが、これらの試験体がＪＩＳに定める性能基準を満たしていることは間違いない。つまり、防蟻性能試験の実施例１〜６については、すべてＪＩＳに定める性能基準を満たしていると考えられる。

表５の防腐試験結果に示すように、防腐性能試験における無処理試験体の平均質量減少率は、表面処理の場合、オオウズラタケで２７．６％、カワラタケで１６．０％とオオウズラタケでＪＩＳに定める試験の成立要件を僅かに下回っていた。一方、注入処理の場合、オオウズラタケで３９．５％、カワラタケで４８．３％と、ＪＩＳに定める試験の成立要件を十分満たしていた。

防腐性能について実施例１〜６を比較した場合、肉眼的にも明らかに腐朽していた実施例４とオオウズラタケの組合せを除き、質量減少率の実測値にかかわらず肉眼的には腐朽はほとんど観測されなかった。この理由としては、試験期間中の薬剤の溶脱が挙げられる。最終的な判断として、実施例１〜３の３試験体は十分な防腐性能を有していると言える。表面処理の実施例５、６の場合、カワラタケに対しては肉眼的にほとんど腐朽していなかったが、一方、オオウズラタケによって無処理試験体と同等の激しい腐朽を受けた。したがって、防腐性能としては注入処理の実施例１〜４に比べて良くなかった。以上の結果より、試験体番号を網掛けで示した注入処理の実施例１〜３で、ＪＩＳの防蟻及び防腐性能基準を満たしていた。

以上のように、本発明によれば、木材に防腐及び防蟻性能を付与することができるとともに、良好な水溶性を有する木材保存剤を提供することができる。以下に、本発明の木材保存剤の特徴（効果）を具体的に説明する。

（１）安全性
本発明の木材保存剤は、人及びその他の生物の必須金属である亜鉛が防腐性及び防蟻性を発揮するため、人及びその他の生物に対する安全性が高い。

（２）仕上り性
本発明の木材保存剤は、無色の水溶液であるため、木材に注入及び塗布しても木の質感を損なわない仕上りが得られる。

（３）現場作業性
本発明の木材保存剤は、重合性モノマー、水溶性重合開始剤を配合することで、太陽光（紫外線）により重合反応して高分子化するため、工事現場等で木材保存剤を塗布することにより、木材の防腐、防蟻加工が可能である。

（４）耐久性
本発明の木材保存剤は、重合性モノマー、水溶性重合開始剤を配合することで、紫外線または熱により重合反応し、木材の表面又は内部で重合反応し、高分子化するため、雨水等により、木材から溶け出ることがほとんどなく、長期にわたって防腐及び防蟻性能が維持できる。

次に、本発明の実施形態に係る木材保存剤が塗布された処理木材の製造方法おける一連の動作について、図３を用いて説明する。

図３に示すように、前記本発明の木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加する工程（ステップＳ１１）を行う。
前記本発明の木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加する工程（ステップＳ１１）を行った後、ステップＳ１２に移行する。

次に、前記ステップＳ１１において前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加したもの（木材保存剤）を木材に塗布する工程（ステップＳ１２）を行う。
この際、例えば、木材保存剤の硬化物換算で１５ｇ／ｍ^２以上２００ｇ／ｍ^２以下（木材保存剤の塗布不良をより確実に回避するためには、３０ｇ／ｍ^２以上１５０ｇ／ｍ^２以下）の、前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加したものを木材に塗布する。
また、前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加したものの木材への塗布は、例えば、スプレー、刷毛塗り、ローラー塗り、ナチュラルロールコーター、ナチュラルリバ−スロールコーター、リバースロールコーター、カーテンフローコーター、エアースプレー、エアレススプレー等によって行われる。好ましい塗布方法は、カーテンフローコータースプレー、エアレススプレー、刷毛塗りであり、カーテンフローコーターは、効率のよい塗装が可能であるため、工場での塗布用に適しており、スプレー、エアレススプレー、ローラー塗り、刷毛塗りは、既存建造物の防腐や防虫補修の用途に適している。なお、注入と塗布を組み合わせてもよい。
前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加したものを木材に塗布する工程（ステップＳ１２）を行なった後、ステップＳ１３に移行する。

次に、ステップＳ１２において前記木材に塗布した前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加したものを紫外線硬化させる工程（ステップＳ１３）を行う。
この際、例えば、前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加したものが塗布された木材の塗布面を１５分から３０分間、好ましくは２０分から３０分間、所定の紫外線照射装置で紫外線を照射することによって行う。
なお、前記紫外線照射時間を１５分以上とすることにより、本発明の木材保存剤の硬化反応をより確実に完結させることができ、本発明の木材処理剤によって処理された処理木材の防腐及び防蟻性能を、より確実に維持させることができる。
またこの際、前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加したものを既存の木造構造物（木材）に塗布した場合（例えば、既存の木造構造物の防腐及び防虫現場補修の場合）には、前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加したものを塗布した後、前記木造構造物を屋外で３日から７日間暴露、または、前記木造構造物に所定の紫外線照射装置によって１５分から３０分間紫外線を照射することによって行ってもよい。
このようにして本発明の木材保存剤が塗布され、紫外線硬化された処理木材を製造する。

以上のように、本発明の木材保存剤が塗布された木材の製造方法は、前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加する工程（ステップＳ１１）と、前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加したもの（木材保存剤）を木材に塗布する工程（ステップＳ１２）と、前記木材に塗布した前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加したものを紫外線硬化させる工程（ステップＳ１３）と、を具備する。
このように、本発明の木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加し、これを木材に塗布し、紫外線硬化させることにより、長期にわたって防腐及び防蟻性能を持続させることができるとともに、木材本来の色調を損なわずに仕上性を良好なものとすることができる、処理木材を得ることができる。

次に、本発明の実施形態に係る木材保存剤が注入された処理木材の製造方法における一連の動作について、図４を用いて説明する。

図４に示すように、前記本発明の木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加する工程（ステップＳ２１）をおこなう。
前記本発明の木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加する工程（ステップＳ２１）を行った後、ステップＳ２２に移行する。

次に、前記ステップＳ２１において前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加したもの（木材保存剤）を木材に注入する工程（ステップＳ２２）を行う。このステップＳ２２は、例えば、所定の加圧注入装置によっておこなう。この際、木材保存剤の硬化物換算で通常５０ｋｇ／ｍ^３以上４００ｋｇ／ｍ^３以下のもの、好ましくは１００ｋｇ／ｍ^３以上３００ｋｇ／ｍ^３以下のもの、を木材に注入する。このように木材保存剤の硬化物換算で５０ｋｇ／ｍ^３以上のものとすることにより、本発明の木材処理剤によって処理された処理木材の防腐及び防蟻性能をより確実に発揮させることができる。さらに、このように木材保存剤の硬化物換算で１００ｋｇ／ｍ^３以上のものとすることにより、本発明の木材処理剤によって処理された処理木材の防腐及び防蟻性能をさらにより確実に発揮させることができる。
また、このように木材保存剤の硬化物換算で４００ｋｇ／ｍ^３以下のものとすることにより、木材保存剤の硬化収縮の影響を小さくして、処理木材の反りが発生することを抑制することができる。さらに、このように木材保存剤の硬化物換算で３００ｋｇ／ｍ^３以下のものとすることにより、木材保存剤の硬化収縮の影響をより小さくして、処理木材の反りが発生することをより抑制することができる。
本発明の処理木材を確実に木材に注入するためには、前記木材処理材の木材への注入操作は、最初に０．０５ＭＰａ以上０．１ＭＰａ以下で１分乃至５分間減圧した後、０．１ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下で５分乃至３０分間加圧するのが好ましい。
前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加したもの（木材保存剤）を木材に注入する工程（ステップＳ２２）を行った後、ステップＳ２３に移行する。

次に、ステップＳ２２において前記木材に注入した前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加したものを熱硬化させる工程（ステップＳ２３）を行う。
このステップＳ２３の際に、温度４０℃以上１００℃以下、湿度５０％ＲＨ以上９０％ＲＨ以下で、１日から７日間、好ましくは、温度５０℃以上８０℃以下、湿度８０％ＲＨ以上９０％ＲＨ以下で２から５日間、前記木材に注入した前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加したものを、加熱および加湿する。前記熱硬化させる温度５０℃以上とすることにより、前記木材に注入した前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加したもの硬化反応をより確実に完結させることができ、処理木材の防腐及び防蟻性能をより確実に維持させることができる。また、前記熱硬化させる温度８０℃以下とすることにより、処理木材の含水率低下による処理木材の割れの発生をより確実に抑制することができる。
このようにして、本発明の木材保存剤が注入され、熱硬化された処理木材を製造する。

以上のように、本発明の木材保存剤が注入された処理木材の製造方法は、前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加する工程（ステップＳ２１）と、前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加したもの（木材保存剤）を木材に注入する工程（ステップＳ２２）と、前記木材に注入した前記木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加したものを熱硬化させる工程（ステップＳ２３）と、を具備する。
このように、本発明の木材保存剤に水溶性重合開始剤を添加し、これを木材に注入し、熱硬化させることにより、長期にわたって防腐及び防蟻性能を持続させることができるとともに、木材本来の色調を損なわずに仕上性を良好なものとすることができる、処理木材を得ることができる。

Claims

下記一般式（１）
で表される酢酸−アクリル酸亜鉛と、
水と、
重合性モノマーと、
水溶性重合開始剤と、を含み、
前記酢酸−アクリル酸亜鉛の配合割合が、１０重量％以上８０重量％以下であり、
前記重合性モノマーがポリエチレングリコールジメタクリレートであり、該ポリエチレングリコールジメタクリレートの平均重合度ｎが２０〜３０であり、
前記ポリエチレングリコールジメタクリレートの配合割合が、５重量％以上９０重量％以下であり、
前記水溶性重合開始剤は、前記ポリエチレングリコールジメタクリレート１００重量部に対し０．１重量部以上２０重量部以下で添加される、木材保存剤。
前記水溶性重合開始剤は、過硫酸アンモニウムまたはアゾ系重合開始剤である、請求項１に記載の木材保存剤。