JP4180272B2

JP4180272B2 - 木材保存薬剤及び木材処理方法

Info

Publication number: JP4180272B2
Application number: JP2001356378A
Authority: JP
Inventors: 貴愛知後; 計実田中
Original assignee: 株式会社エス・ディー・エスバイオテック
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2021-11-21
Also published as: JP2003160402A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防腐及び／または防虫の目的で使用される木材保存剤の木材への注入性を改善した木材保存薬剤及び木材処理方法に関する。
【０００２】
さらに詳しく言えば、木材防腐機能及び／または防虫機能を有する木材保存剤であるアゾール系抗菌剤、３−フェニルピロール系抗菌剤、イソチアゾロン系抗菌剤、硼素系化合物、抗生物性金属イオンを放出する金属化合物、及び／またはテトラアルキルアンモニウム等の第四級アンモニウム化合物、さらに所望によりフェノール系化合物を含有する木材注入用の薬剤において、難注入性木材に対する注入性を高める成分として特定の構造を有するアルキレングリコール系第四級アンモニウム化合物を含有させた木材保存薬剤、及びその薬剤を用いる木材処理方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
従来、木材に抗菌性、殺菌性等の防腐性や、シロアリに対する防蟻性等の防虫性を付与する目的で、塗布、浸漬、あるいは加圧注入等の方法による木材の薬剤処理が実施されている。この場合、有効な防腐性及び／または防虫性を付与するためには、木材表面のみならずその表層、更には内部に、防腐剤及び／または防虫剤を含有する薬剤が十分に浸透することが求められる。例えば、日本農林規格で定められた保存処理製材の薬剤の浸潤度の適合基準で、性能区分Ｋ３は、辺材部分の浸潤度が８０％以上、かつ材面から深さ１０ｍｍまでの心材部分の浸潤度が８０％以上とされており、家屋の主要構造部分にはこのような充分な防腐性と防虫性を有する木材を使用することが求められている。
【０００４】
しかしながら、カラマツ、ベイマツ、スプルース、レッドシーダー等の木材、特にそれらの木材の心材は難注入性の木材として知られており、こうした木材に十分に薬剤を浸透させることは困難であった。また、一般には易注入性として知られているベイツガにおいても、ベイツガとして流通している木材のかなりの部分が実際には難注入性の木材であり、こうした木材に、十分に薬剤を浸透させることは困難な課題として残されていた。従って、こうした難注入性の木材への浸透性の高い木材保存薬剤の開発が望まれていた。
【０００５】
従来、第四級アンモニウム化合物系抗菌剤については、難注入性の木材への薬剤浸透性を高めるためにポリアルキレングリコールと併用する方法が知られている。例えば、特公平6-79803号には高級第四級アンモニウム化合物とポリアルキレングリコールとを含む木材防腐剤組成物が記載されている。また、特開平11-156812号には、高級第四級アンモニウム化合物とポリアルキレングリコールとを含むｐＨ８以下の水性薬液を加圧含浸させる木材の保存処理方法が記載されている。
【０００６】
しかしながら、これらの方法では、木材防腐剤成分が第四級アンモニウム化合物に限定されているため、十分な防腐・防虫効果を得ることが難しい。また、上記の従来技術で用いられている第四級アンモニウム化合物は強いカチオン性の化合物であるため木材に対して強い吸着性を有しており、木材処理を繰り返し行なうと、処理液中の第四級アンモニウム化合物の濃度が低下し、注入性改善効果が安定しないという問題がある。また、より少数の成分で安定した注入性改善効果、防腐性及び防虫性を実現することが求められていた。
【０００７】
また、従来、薬剤処理木材での薬剤成分の固着性を高める目的で、あるいは、処理木材表面の封止によって防腐性あるいは防虫性を高める目的で、フェノール系化合物が使用されている。しかしながら、こうしたフェノール系化合物の多くは木材に対する保存薬剤の注入性を低下させるため、これまでは有効な利用が進められておらず、フェノール系化合物を含有する薬剤における注入性の改善方法が求められていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、難注入性の木材に対し、幅広い範囲の防腐剤あるいは防虫剤と組み合わせて使用でき、良好な注入性が安定して維持され、有効な防腐性や防虫性が得られる木材保存薬剤を提供することにある。
本発明の他の課題は、注入性に対し悪影響を及ぼすため使用が躊躇されているフェノール系化合物の木材への注入性を高めて、保存薬剤の固着性能を改善する効果のあるフェノール系化合物を利用可能とした木材保存薬剤を提供することにある。
さらに、本発明の課題は、種々の薬剤の使用により幅広い範囲の防腐機能及び／または防虫機能を実現することが可能であり、さらにフェノール系化合物を有効に利用して薬剤の固着性能を改善した木材処理方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、カラマツ、ベイマツ等の難注入性の木材での薬剤注入性を改善するための化合物、更には注入性の改善された薬剤における有効な防腐成分及び防虫性分に関して鋭意検討を行なった。その結果、抗菌性が弱いため、従来、木材用の抗菌剤としては使用されていない、特定の構造を有するアルキレングリコール系第四級アンモニウム化合物が、優れた注入性改善効果を有すること、薬剤溶液を繰り返して使用した場合にも安定した注入性改善効果を有すること、有効な防腐成分及び防虫性分を組み合わせることで優れた木材保存薬剤が得られること、更には、こうした薬剤では注入性を低下させるフェノール系化合物が存在していてもその注入性改善効果が維持されていることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、以下の木材保存薬剤を提供することを目的とする。
１．木材防腐機能及び／または防虫機能を有する木材保存剤と次式（Ｉ）：
【化２】

［式中、Ｒ¹〜Ｒ⁴は、（１）Ｒ¹が炭素原子数２０以下の有機置換基を表わし、Ｒ²が炭素原子数４以下の有機置換基、−［ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ］_aＨまたは−［ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）Ｏ］_aＨを表わし、Ｒ³が−［ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ］_bＨ、または−［ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）Ｏ］_bＨを表わし、Ｒ⁴が−［ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ］_cＨまたは−［ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）Ｏ］_cＨを表わし、ａは１〜５の整数、ｂ及びｃは１〜１０の整数であるか、（２）Ｒ¹〜Ｒ³がそれらが結合している窒素原子と共にヘテロ芳香族環を形成し、Ｒ⁴が−［ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ］_dＨまたは−［ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）Ｏ］_dＨを表わし、ｄは５〜２０の整数であり、Ｘ^n-は無機系または有機系の価数ｎのアニオンであり、ｎは１、２または３である。］で示される１種または２種以上のアルキレングリコール系第四級アンモニウム化合物を含有することを特徴とする木材保存薬剤。
【００１１】
２．木材保存剤が、アゾール系抗菌剤、３−フェニルピロール系抗菌剤及びイソチアゾロン系抗菌剤からなる群より選択される１種または２種以上の抗菌剤である前項１に記載の木材保存薬剤。
３．木材保存剤が、硼素系化合物である前項１に記載の木材保存薬剤。
４．木材保存剤が、抗生物性金属イオンを放出する金属化合物である前項１に記載の木材保存薬剤。
５．木材保存剤が、前記式（Ｉ）以外の構造を有する第四級アンモニウム化合物である前項１に記載の木材保存薬剤。
【００１２】
６．前記式（Ｉ）のアルキレングリコール系第四級アンモニウム化合物が、木材処理時に0.01〜４０質量％の濃度で含有されるように調整されている前項１乃至５のいずれかに記載の木材保存薬剤。
７．さらにフェノール系化合物を含有する前項１乃至６のいずれかに記載の木材保存薬剤。
８．フェノール系化合物が、木材処理時に５０質量ｐｐｍ〜20,000質量ｐｐｍの濃度で含有されるように調整されている前項７に記載の木材保存薬剤。
９．フェノール系化合物が、リグニン、リグニンスルホン酸及びリグニンスルホン酸塩からなる群より選択される１種または２種以上の化合物である前項７または８に記載の木材処理薬剤。
１０．前記１乃至９のいずれかに記載の木材保存薬剤を用いて木材処理を行うことを特徴とする木材処理方法。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の木材保存薬剤に使用される特定の構造を有するアルキレングリコール系第四級アンモニウム化合物は、以下の一般式（Ｉ）で示される化合物である。
【化３】

式中、Ｒ¹〜Ｒ⁴は、（１）Ｒ¹が炭素原子数２０以下の有機置換基を表わし、Ｒ²が炭素原子数４以下の有機置換基、−［ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ］_aＨまたは−［ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）Ｏ］_aＨを表わし、Ｒ³が−［ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ］_bＨ、または−［ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）Ｏ］_bＨを表わし、Ｒ⁴が−［ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ］_cＨまたは−［ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）Ｏ］_cＨを表わし、ａは１〜５の整数、ｂ及びｃは１〜１０の整数であるか、（２）Ｒ¹〜Ｒ³がそれらが結合している窒素原子と共にヘテロ芳香族環を形成し、Ｒ⁴が−［ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ］_dＨまたは−［ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）Ｏ］_dＨを表わし、ｄは５〜２０の整数である。また、Ｘ^n-は無機系または有機系の価数ｎのアニオンであり、ｎは１、２または３である。
【００１４】
上記式（Ｉ）で示される第四級アンモニウム化合物におけるＲ¹の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシル、イソヘキシル、２−エチルヘキシル、３，５，５−トリメチルヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ラウリル、ミリスチル、セチル、ステアリル、アラキジル、フェニル、ベンジル、シクロヘキシル等の炭素原子数２０以下のアルキル基、アリール基、アラルキル基、シクロアルキル基等が挙げられる。
【００１５】
また、Ｒ²の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert−ブチル等の炭素原子数４以下のアルキル基等が挙げられる。また、Ｒ²はエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドを繰返単位として含む基でもよいが、その場合におけるＲ²中のアルキレンオキシド単位の繰返数「ａ」（アルキレンオキシド付加数）は、平均１〜５の範囲である。
【００１６】
Ｒ³は、エチレンオキシドまたはプロピレンオキシドを繰返単位として含む基であり、Ｒ³における繰返数「ｂ」（アルキレンオキシド付加数）は、平均１〜１０、好ましくは平均１〜６の範囲である。
【００１７】
また、Ｒ¹〜Ｒ³がこれらの結合している窒素原子と共に形成するヘテロ芳香環でもよく、その例としては、ピリジニウム、ピコリニウム、イソキノリニウム等が挙げられる。
Ｒ⁴は、エチレンオキシドまたはプロピレンオキシドを繰返単位として含む基であり、Ｒ⁴における繰返数（アルキレンオキシド付加数）は、Ｒ¹〜Ｒ³がアルキルまたはポリアルキレンオキシドの場合は、平均１〜１０、好ましくは平均１〜６であり、Ｒ¹〜Ｒ³がヘテロ芳香環を構成する場合は、平均５〜２０、好ましくは平均５〜１０の範囲である。
【００１８】
また、上記式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物におけるＸ^n-の例としては、Ｃｌ^-、Ｂｒ^-、Ｉ^-、ＣＨ₃ＣＨ₂ＣＯＯ^-、ＣＨ₃ＣＯＯ^-、ＣＯ₃ ^2-、ＳＯ₄ ^2-、ＨＳＯ₄ ^-、ＰＯ₄ ^3-、ＨＰＯ₄ ^2-、Ｈ₂ＰＯ₄ ^-、ＳＣＮ^-、ＯＨ^-等が挙げられる。
【００１９】
式（１）の化合物の好ましい具体例としては、以下の化合物が挙げられる。
【化４】

【００２０】
木材保存薬剤の分野では、第四級アンモニウム化合物はその抗菌性が注目されて用いられてきたが、式（Ｉ）で示される非イオン性の親水性構造部分を多く有する第四級アンモニウム化合物は、抗菌性が弱いか、あるいは殆ど抗菌性を有さないため、従来、殆ど注目されていなかった。本発明は、式（Ｉ）で示される特定構造の第四級アンモニウム化合物が、注入性の改善という点で優れた性質を有するという予想外の知見に基づくものである。
【００２１】
本発明において使用される式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物の好適な濃度は、木材処理液（木材と接触する溶液）中での濃度として0.01〜４０質量％、より好適には0.02〜１０質量％である。特に、木材保存薬剤溶液を繰り返し木材に接触させて使用する場合に、安定した注入性改善効果を得るためには、0.02質量％以上の濃度で使用することが望ましい。また、必要に応じて式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物を複数組み合わせて使用することも可能である。
【００２２】
本発明で用いる式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物は、注入性の改善のために有用な化合物であるが、化合物自体としてはその抗菌性が弱いか、あるいは殆ど抗菌性を有しない。このため、本発明では、式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物と共に木材防腐機能及び／または防虫機能を有する他の木材保存剤を使用する。ここで使用する木材保存剤は、前記の第四級アンモニウム化合物の注入性改善効果に悪影響を与えず、かつ良好に混和して使用可能な化合物でなければならない。
【００２３】
このような木材保存剤の例としては、アゾール系抗菌剤、３−フェニルピロール系抗菌剤、イソチアゾロン系抗菌剤、硼素系化合物、抗生物性金属イオンを放出する金属化合物、防腐性を有する式（Ｉ）以外の第四級アンモニウム化合物、フェノール系化合物等が挙げられる。
【００２４】
アゾール系抗菌剤は、式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物と共に使用する防腐剤として有用な化合物である。
アゾール系抗菌剤は、典型的にはトリアゾール基を含む抗真菌性化合物であり、更に具体的には、シプロコナゾール、テブコナゾール、プロピコナゾール、アザコナゾール、エポキシコナゾール、ジクロブトラゾール、ジニコナゾール、メタコナゾール、エタコナゾール、テトラコナゾール、ヘキサコナゾール、メトコナゾール、イプコナゾール、ジフェノコナゾール、ペンコナゾール、フェンブコナゾール、イミベンコナゾール、ブロモコナゾール、イトラコナゾール、フルコナゾール、フルコナゾール・シス、フルシラゾール、フルオトリマゾール、リバビリン、トリアミホス、イサゾホス、トリアゾホス、イジンホス、トリアジメホン、トリアジメノール、ビテルタノール、トリチコナゾール等である。
こうしたアゾール系抗菌剤の好適な濃度は、木材処理液（木材と接触する溶液）中での濃度として１〜10,000ｐｐｍ、より好適には１０〜1,000ｐｐｍである。また、必要に応じて複数のアゾール系抗菌剤を組み合わせて使用することも可能である。
【００２５】
３−フェニルピロール系抗菌剤は、式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物と共に使用される防腐剤として有用な化合物である。このような３−フェニルピロール系抗菌剤は、以下の一般式（式II）で表わすことができる。
【化５】

［式中、Ｙは水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基またはシアノ基を表わし、Ｒ⁵とＲ⁶は同時にあるいは他と独立して水素原子、ハロゲン原子またはニトロ基を表わすか、Ｒ⁵とＲ⁶が一緒になってジハロメチレンジオキシ基を表わす。］
【００２６】
このような３−フェニルピロール系抗菌剤の具体的な例は、４−（２，２−ジフルオロ−１，３−ベンゾジオキソール−４−イル）ピロール−３−カルボニトリル、４−（２，３−ジクロロフェニル）ピロール−３−カルボニトリル等である。こうした３−フェニルピロール系抗菌剤の好適な濃度は、木材処理液（木材と接触する溶液）中での濃度として0.1〜5,000ｐｐｍ、より好適には１〜1,000ｐｐｍである。また、必要に応じて複数の３−フェニルピロール系抗菌剤を組み合わせて使用することも可能である。
【００２７】
イソチアゾロン系抗菌剤は、式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物と共に使用される防腐剤として有用な化合物である。このようなイソチアゾロン系抗菌剤の例は、Ｎ−メチルイソチアゾリン−３−オン、４，５−ジクロロ−Ｎ−オクチルイソチアゾリン−３−オン、Ｎ−オクチルイソチアゾリン−３−オン、５−クロロ−Ｎ−メチルイソチアゾリン−３−オン、１，２−ベンゾイソチアゾール−３−オン、４，５−トリメチレンイソチアゾリノン等である。こうしたイソチアゾロン系抗菌剤の好適な濃度は、木材処理液（木材と接触する溶液）中での濃度として５〜50,000ｐｐｍ、より好適には３０〜10,000ｐｐｍである。また、必要に応じて複数のイソチアゾロン系抗菌剤を組み合わせて使用することも可能である。
【００２８】
硼素系化合物は、式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物と共に使用される防腐剤及び防虫剤として有用な化合物である。このような硼素系化合物の例は、硼酸、メタ硼酸、四硼酸、八硼酸等の硼素含有化合物、及びこれらのアルカリ金属塩、硼フッ化銅、テトラフルオロ硼酸銅等である。これらの硼素系化合物の好適な濃度は、木材処理液（木材と接触する溶液）中での濃度として0.05〜２０質量％、より好適には0.1〜５質量％である。
【００２９】
抗生物性金属イオンを放出する金属化合物は、式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物と共に使用される防腐剤及び防虫剤として有用な化合物である。このような抗生物性金属イオンを放出する金属化合物は、銅イオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、アルミニウムイオン、銀イオンを放出する化合物であり、より具体的には、これらの金属原子を含む塩、酸化物、水酸化物、錯体、あるいはこれらの複合物である。このような金属化合物として、例えば抗生物性金属イオンが銅イオンの場合は、硫酸銅、塩化銅、リン酸銅、水酸化銅、炭酸銅、塩基性塩化銅、塩基性酢酸銅、塩基性リン酸銅、塩基性炭酸銅、酸化銅、亜酸化銅、酢酸銅、ナフテン酸銅、オレイン酸銅、ステアリン酸銅、オクタン酸銅、安息香酸銅、クエン酸銅、乳酸銅、酒石酸銅、２−エチルヘキサン酸銅、更には、これらの銅化合物を水溶性の状態に安定化した錯体等、及びこれらの化合物の水和物が挙げられる。
【００３０】
なお、このような錯体を得るために使用される化合物として、従来より知られている多くの化合物が使用可能であり、具体的には、アンモニア、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、イソプロパノールアミン、アミノエチルエタノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエチレンイミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチレンジアミン、１，２−プロパンジアミン、１，３−プロパンジアミン、ポリアリルアミン等が挙げられる。これらの錯体化のために使用される化合物は、必要に応じて複数の化合物を組み合わせて使用することも可能である。
【００３１】
また、これらの錯体化のために使用される化合物の多くは、木材保存薬剤溶液のｐＨをアルカリ性に変えるため、ｐＨ調整のための化合物を適宜使用することが望ましい。このようなｐＨ調整のための化合物の例は、硼酸、ナフテン酸、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、オレイン酸、安息香酸、クエン酸、乳酸、酒石酸、リンゴ酸、コハク酸、アジピン酸、フマル酸、マロン酸、グルコン酸、セバシン酸、シクロヘキサン酸、２−エチルヘキサン酸、イソオクタン酸、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、リン酸、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム等及びこれらの水和物である。
【００３２】
本発明の木材保存薬剤において使用される抗生物性金属イオンを放出する金属化合物の濃度は、抗生物性金属イオンの殺生物活性の強度と保存処理された木材の使用目的に応じて様々に変更可能であるが、例えば、銅イオンを放出する金属化合物の場合は、木材処理液（木材と接触する溶液）での銅イオン濃度として４００〜40,000ｐｐｍ、より好適には８００〜10,000ｐｐｍ、亜鉛イオンを放出する金属化合物の場合は、木材と接触する溶液での亜鉛イオン濃度として、銅イオンの場合の１〜５倍濃度に調製することが望ましい。
【００３３】
また、防腐性を有する他の第四級アンモニウム化合物は、式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物と共に使用可能な防腐剤として有用である。このような第四級アンモニウム化合物の具体例としては、塩化ジデシルジメチルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム、塩化ジオクチルジメチルアンモニウム、塩化ジラウリルジメチルアンモニウム、塩化ラウリルトリメチルアンモニウム、塩化セチルトリメチルアンモニウム、塩化オクタデシルピコリニウム、塩化オクチルジデシルピリジニウムアンモニウム、臭化ラウリルイソキノリニウム等が挙げられる。このような第四級アンモニウム化合物の好適な濃度は、木材処理液（木材と接触する溶液）中での濃度として0.05〜２０質量％、より好適には0.1〜１０質量％である。また、必要に応じて複数の第四級アンモニウム化合物を組み合わせて使用することも可能である。
【００３４】
また、本発明においては、薬剤処理木材での薬剤成分の固着性を高める目的で、あるいは、処理木材表面の封止によって防腐性あるいは防虫性を高める目的で、フェノール系化合物を木材保存薬剤の成分として使用可能である。このようなフェノール系化合物の例は、タンニン、タンニン酸、カテキン、没食子酸、ウルシオール、ヒノキチオール、ケルセチン、ヘスペリジン、４−ヒドロキシシンナミルアルコール、ｏ−クマリン酸、ｐ−クマリン酸、コニフェリルアルコール、コニフェリルアルデヒド、フェルラ酸、エチル−３，４−ジヒドロキシケイ皮酸、３−ヒドロキシ−４−メトキシケイ皮酸、３，４−ジヒドロキシケイ皮酸、３−ヒドロキシ−４−メトキシシンナムアルデヒド、バニリン、ｏ−バニリン、バニラ酸、バニリルアルコール、ｏ−バニリルアルコール、イソバニリルアルコール、バニリルアミン、バニリンアジン、４−ヒドロキシ−３−メトキシベンゾニトリル、シリンギン酸、シナピルアルコール、シナピン酸、シナピンアルデヒド、ホモバニラ酸、ホモバニリルアルコール、ホモバニロニトリル、ヘスペリジン、クロロゲン酸、ピロカテコール、ハイドロキノン、tert−ブチルハイドロキノン、フェニルハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン、ピロガロール、ラウリルガレート、オクチルガレート、３，４−ジヒドロキシ安息香酸、１，２−ジヒドロキシナフタレン、２，３−ジヒドロキシナフタレン、６，７−ジヒドロキシ−２−ナフタレンスルホン酸、アルカリ蒸解パルプ工業にて得られるアルカリリグニン、亜硫酸蒸解パルプ工業にて得られるリグニンスルホン酸またはリグニンスルホン酸塩等の化合物と、これらを誘導体化した化合物である。これらの化合物の内、好適にはタンニン、タンニン酸、カテキン、没食子酸、ウルシオール、ヒノキチオール、ケルセチン、アルカリリグニン、リグニンスルホン酸、リグニンスルホン酸塩が使用可能であり、特に好適にはアルカリリグニン、リグニンスルホン酸、リグニンスルホン酸塩が使用可能である。このようなフェノール系化合物の好適な濃度は、木材処理液（木材と接触する溶液）中での濃度として５０〜20,000ｐｐｍ、より好適には１００〜2,000ｐｐｍである。
【００３５】
上記のフェノール系化合物の内、特にアルカリリグニン、リグニンスルホン酸、及びリグニンスルホン酸塩は、パルプ工場において大量に副生されている。しかしながら、商業的には、一部のリグニンスルホン酸塩がコンクリート混和剤、農薬製剤成分、または土壌改良剤として利用されているのみで、これらの大部分は焼却されており、近年の環境問題への意識の高まりからも、こうしたバイオマス系の化合物の有効な利用が望まれている。本発明によれば、これらの木材由来の天然系物質による木材注入性への悪影響を回避し、こうした天然系物質を木材に注入して有効に利用できる。フェノール系化合物は、上述した木材保存剤成分とともに木材保存薬剤の構成成分としてもよいが、木材保存薬剤を希釈して木材処理液とする際に添加してもよい。
【００３６】
本発明においては、木材防腐機能及び／または防虫機能を有する木材保存剤（防腐剤及び／または防虫剤）は、それぞれ単独で用いてもよいし、また組み合わせて使用することもできる。このような組み合わせの具体例としては、アゾール系抗菌剤、３−フェニルピロール系抗菌剤、及び銅イオンを放出する銅系化合物の組み合わせが挙げられる。これらの薬剤の組み合わせにより、防虫効果に加えて相乗的な防腐効果が得られ、しかも、注入性が改善されて木材内部まで薬剤が浸透する結果、良好な防腐性と防虫性を有する保存処理木材が製造可能である。なお、防腐性、防虫性等の生物活性を有し、本発明の木材保存薬剤に添加して使用可能な化合物の範囲は、式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物に混和して使用可能であればよく、上記の例に限定されるものではない。
【００３７】
また、従来、難注入性木材への注入改善効果を有することが知られているポリアルキレングリコール系化合物を、必要に応じて、本発明の木材保存薬剤に添加して使用することも可能である。このようなポリアルキレングリコール系化合物の例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールが挙げられる。また、炭素原子数１８以下の炭化水素系化合物がエトキシル化及び／またはプロポキシル化された構造を有する化合物もポリアルキレングリコール系化合物の例として挙げることができる。このようなポリアルキレングリコール系化合物を木材保存薬剤に添加して使用する場合、複数の種類の化合物、あるいは様々な分子量の化合物を組み合わせて使用することも可能である。このような化合物の内、特に、分子量１５０〜8,000のものが好適に使用可能である。
【００３８】
木材保存薬剤を木材処理に用いる際には、木材保存薬剤を水等の溶媒を用いて希釈する。上述の通り、式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物の木材処理液（木材と接触する溶液）中での濃度が0.01〜４０質量％、より好適には0.02〜１０質量％の範囲となるように希釈することが好ましく、従って、通常、１〜１００倍未満程度の範囲で希釈して使用すればよい。
【００３９】
木材保存薬剤溶液を木材内部に充分に浸透させるためには、通常実施されている、減圧操作及び／または加圧操作による注入処理が極めて有効である。このような減圧と加圧を用いる注入処理の代表的な方法は、前排気工程として注入容器内の空気を排気して、８０〜９５ｋＰａの減圧度を３０分間〜３時間保持し、続いて、木材保存薬剤溶液を注入容器に導入後、容器内の圧力を0.5〜２ＭＰａに加圧して３０分間〜数時間その圧力を保持するものである。充分量の薬剤溶液を難注入性の木材に対して注入するために必要となる減圧及び加圧の程度は、注入される木材の長さと断面（木口面）の大きさに応じて調整する必要があるが、例えば、２ｍ以上の長さの木材を扱う場合は、加圧の段階で1.0ＭＰａ以上の圧力で、少なくとも２時間の加圧を行うことが望ましい。また、木材表層に深さ１０ｍｍ程度の傷を多数入れるインサイジング処理は、木材保存薬剤溶液を木材内部に充分に浸透させるための有用な木材前処理方法である。
【００４０】
【実施例】
以下に本発明について代表的な例を示し、さらに具体的に説明する。ただし、これらは単なる例示であり、本発明はこれらのみに限られるものではない。また、以下の実施例において％とは特に記載しない限り質量％を表わす。また、本発明のアルキレングリコール系第四級アンモニウム化合物のことを「ＰＧ−ＡＣ」と略記する。
【００４１】
実施例：１
カラマツ心材またはベイマツ心材の乾燥角材（２ｃｍ×１ｃｍ×１８０ｃｍ、木口面が２ｃｍ×１ｃｍ）を各材種１０本ずつ用意し、これらを長さ２ｃｍに切断し、両木口面に透明タイプ（淡黄色）の２液硬化型エポキシ樹脂を塗布して、木口面からの溶液の浸透が生じないように封止したものを作成し、注入試験用の試験体とした。
【００４２】
次に、表１に示したＡからＹの木材保存薬剤を調製した。表中の符号の意味及び保存薬剤の成分として用いた化合物の詳細は以下の通りである。
（ａ）式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物
(a-1)ＰＧ−ＡＣ１
式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物において、
Ｒ¹：−(ＣＨ₂)₁₁ＣＨ₃
Ｒ²：−ＣＨ₃
Ｒ³：−(ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ)_bＨ
Ｒ⁴：−(ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ)_cＨ
であり、ｂ及びｃの値（エチレンオキシドの付加モル数）が各々平均で５であり、ｎの値は１であり、ＸはＣｌである化合物。
【００４３】
(a-2)ＰＧ−ＡＣ２
式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物において、
Ｒ¹：−(ＣＨ₂)₁₁ＣＨ₃
Ｒ²：−ＣＨ₃
Ｒ³：−(ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ)_bＨ
Ｒ⁴：−(ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ)_cＨ
であり、ｂ及びｃの値（エチレンオキシドの付加モル数）が各々平均で３であり、ｎの値は１であり、ＸはＣｌである化合物。
【００４４】
(a-3)ＰＧ−ＡＣ３
式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物において、
Ｒ¹：−(ＣＨ₂)₁₁ＣＨ₃
Ｒ²：−ＣＨ₃
Ｒ³：−(ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ)_bＨ
Ｒ⁴：−(ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ)_cＨ
であり、ｂ及びｃの値（エチレンオキシドの付加モル数）が各々平均で２であり、ｎの値は１であり、ＸはＣｌである化合物。
【００４５】
(a-4)ＰＧ−ＡＣ４
式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物において、
Ｒ¹：−(ＣＨ₂)₁₁ＣＨ₃
Ｒ²：−ＣＨ₃
Ｒ³：−ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＨ
Ｒ⁴：−ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＨ
であり、ｎの値は１であり、ＸはＣｌである化合物。
【００４６】
(a-5)ＰＧ−ＡＣ５
式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物において、
Ｒ¹：−(ＣＨ₂)₁₁ＣＨ₃
Ｒ²：−ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＨ
Ｒ³：−(ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ)_bＨ
Ｒ⁴：−(ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ)_cＨ
であり、ｂ及びｃの値（エチレンオキシドの付加モル数）が各々平均で３であり、ｎの値は１であり、ＸはＣｌである化合物。
【００４７】
(a-6)ＰＧ−ＡＣ６
式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物において、
Ｒ¹：−(ＣＨ₂)₇ＣＨ₃
Ｒ²：−ＣＨ₃
Ｒ³：−(ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ)_bＨ
Ｒ⁴：−(ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ)_cＨ
であり、ｂ及びｃの値（エチレンオキシドの付加モル数）が各々平均で３であり、ｎの値は１であり、ＸはＣｌである化合物。
【００４８】
（ｂ）防腐剤または防虫剤
(b-1)アゾール系抗菌剤
シプロコナゾール
(b-2)３−フェニルピロール系抗菌剤
ＦＰ１：４−（２，２−ジフルオロ−１，３−ベンゾジオキソール−４−イル）ピロール−３−カルボニトリル
(b-3)イソチアゾロン系抗菌剤
ＩＴ１：４，５−ジクロロ−Ｎ−オクチルイソチアゾリン−３−オン
ＩＴ２：１，２−ベンゾイソチアゾール−３−オン
(b-4)防腐性を有する他の第四級アンモニウム化合物
ＢＫＣ：塩化ベンザルコニウム
ＤＤＡＣ：塩化ジデシルジメチルアンモニウム
（ｃ）その他
ＰＥＧ：ポリエチレングリコール（平均分子量1,000）
【００４９】
【表１】

【００５０】
なお、シプロコナゾール、テブコナゾール、プロピコナゾール、ＦＰ１、ＩＴ１、及びＩＴ２は、それぞれイソプロパノールを用いて濃度１％の溶液を前もって調製し、この溶液を用いて木材保存薬剤を調製した。また、表１中の質量％で示された薬剤組成の残部には水道水を用いた。
【００５１】
これらの薬剤を、表１に示した「使用時の希釈倍率」に従って水道水でさらに希釈した。なお、希釈倍率１では薬液をそのまま使用した。希釈倍率ｎは、薬液をその（ｎ−１）倍量の質量の水道水を加えて希釈したことを示す。
【００５２】
得られた木材保存処理用溶液を用いて注入操作を行なった。更に、比較例（比較例１）として、各薬剤組成からＰＧ−ＡＣを除いた組成の薬剤も調製し、対応する実施例薬剤と同じ希釈倍率で（希釈倍率１では希釈なし）注入操作を行なった。
【００５３】
注入操作は、減圧工程と加圧工程とを組み合わせて行なった。
はじめに、前記のカラマツ心材、及びベイマツ心材の試験体を各々１０個、合計２０個の試験体を注入用の小容器に入れ、前記の木材保存処理用溶液を小容器に満たし、試験体が液面上に浮き上がらないように重りを載せてから、この小容器を鉄製の注入容器内に設置し、注入容器の蓋を閉め、注入容器の上部から真空ポンプで内部の空気を排気して９０ｋＰａの減圧度を１時間保持する減圧操作を行なった。次に、注入容器内に空気を導入して常圧に戻してから注入容器の蓋を開け、取り出した小容器内の試験体と木材保存処理用溶液を厚手のポリエチレン袋に素早く移した後、空気を追い出しながら袋を閉じ、再びこの袋を注入容器内に設置し、注入容器の蓋を閉め、液送ポンプによって注入容器内に水を送り込む方法で、1.4ＭＰａの圧力を２時間維持して加圧操作を行なった。
【００５４】
操作終了後、試験体を取り出し、直ちに試験体の木口面を観察し、木材保存処理用溶液が浸潤した部分の面積が、木口面の全面積に占める割合を計算し、浸潤度（％）を求めた。浸潤度が８０％以上である試験体を合格として判定を行い、以下の基準に従い、５段階の評価を行なった。
【００５５】
合格と判定した試験体の個数が１０本中０本から２本の場合：評価［＋］
１０本中３本から４本の場合に評価：［＋＋］
１０本中５本から６本の場合に評価：［＋＋＋］
１０本中７本から８本の場合に評価：［＋＋＋＋］
１０本中９本から１０本の場合に評価：［＋＋＋＋＋］
【００５６】
各木材保存処理用溶液及び各材種において行なった評価結果を表２に示す。なお、比較例の薬剤名は、対応する実施例（ＰＧ−ＡＣを含む場合の薬剤）の薬剤名を２文字重ねることで区別した。
【００５７】
【表２】

【００５８】
実施例：２
難注入性のベイツガの乾燥角材（２ｃｍ×２ｃｍ×１８０ｃｍ、木口面が２ｃｍ×２ｃｍ）を２本用意し、これらを実施例１での角材と同様に加工し、木口が封止された注入試験用の試験体を作成した。
【００５９】
次に、表１に示した木材保存薬剤のＰＧ−ＡＣの替わりに、塩化ジデシルジメチルアンモニウムをＰＧ−ＡＣと同濃度で含有する薬剤を比較例（比較例２）として調製した。この比較例の薬剤名は、ＰＧ−ＡＣを含む場合の薬剤名を３文字重ねることで区別した。
【００６０】
更に、表１に示した木材保存薬剤のＰＧ−ＡＣの替わりに、ジデシルメチルポリオキシエチルアンモニウムプロピオネートをＰＧ−ＡＣと同濃度で含有する薬剤を比較例（比較例３）として調製した。この比較例の薬剤名は、ＰＧ−ＡＣを含む場合の薬剤名を４文字重ねることで区別した。
【００６１】
これらの薬剤を、表１に示した「使用時の希釈倍率」に沿って水道水で希釈して得られた木材保存処理用溶液を用いて、薬剤の注入操作を行なった。注入操作は、実施例１に記載の装置と方法で、まず、前記のベイツガ試験体２個に対して木材保存処理用溶液0.4kｇを接触させて行なった。そして、注入操作後の木材保存処理用溶液を繰り返し用いて、毎回、新しいベイツガの試験体２個に対して同様に注入操作を行うことで、薬剤注入性の変化を調べた。
１回目と６回目の注入操作後、直ちに試験体の木口面を観察し、木材保存処理用溶液が浸潤した部分の面積が、木口面の全面積に占める割合を計算し、浸潤度（％）を求めた。
浸潤度（％）の結果を２個の試験体の平均値として表３に示した。
【００６２】
【表３】

【００６３】
なお、木材保存処理用溶液を得るために各薬剤を水で希釈したところ、フェノール系化合物であるリグニンスルホン酸ナトリウムを含有する比較例薬剤ＴＴＴとＴＴＴＴにおいては不溶性の沈降物の生成と注入性の低下が認められた。
【００６４】
実施例：３
難注入性のベイツガの乾燥角材（２ｃｍ×２ｃｍ×１８０ｃｍ、木口面が２ｃｍ×２ｃｍ）を長さ２０ｃｍに切断し、更に、実施例１記載の方法で木口を封止し、劣化試験用の試験体を作成した。
次に、表４に示した薬剤を、表１に示した「使用時の希釈倍率」に沿って水道水で希釈し、得られた木材保存処理用溶液を用いて、実施例１に記載の方法で薬剤の注入操作を行なった。注入後の試験体は室温で１ケ月の乾燥を行なった。
【００６５】
次に、イエシロアリの存在が確認された鹿児島県内の山林土壌に、試験体の長さの半分を地表面下に垂直に埋め込む方法で、これらの処理試験体を設置した。なお設置の際には、処理試験体と同じ大きさで、薬剤処理を行っていないベイツガの試験体を準備し、各薬剤処理試験体１本に対して、これと並行に接する形で無処理の試験体１本を添えて同時に設置した。そして、野外曝露を１年間行なった後、試験体の腐朽状況とシロアリによる食害状況を目視により４段階で評価した。結果を表４に示した。
【００６６】
【表４】

【００６７】
実施例１から３の結果から明らかなとおり、本発明の木材保存薬剤は難注入性木材での注入性の改善効果を有している。また、同じ木材保存処理用溶液を用いて、木材への注入操作を繰り返して実施しても、良好な注入性が維持されているため、少量の木材保存剤溶液を用いる小規模の注入設備においても、経済的に、且つ安定に保存処理木材が製造できる。また、防腐剤、及び／または防虫剤を含有する木材保存処理用溶液での良好な注入性は、保存処理木材としての有用な防腐性や防虫性を与えるものであることが示されている。また、フェノール系化合物であるリグニンスルホン酸が存在していても凝集、沈降や注入性の低下を招かないため、本発明の木材保存薬剤が、フェノール系化合物の有効な利用法を与えるものであることも示されている。
【００６８】
【発明の効果】
本発明により、難注入性の木材に対する注入性が改善された木材保存薬剤と、こうした注入性の改善された木材保存薬剤において使用可能な有効な防腐剤あるいは防虫剤の組み合わせが得られる。また、本発明の木材保存薬剤は、フェノール系化合物を含有する組成でもその注入性を改善する効果が得られるため、注入性に対する悪影響のため利用が進められていないフェノール系化合物を有効に利用するための木材保存薬剤が得られる。

Claims

以下の（ａ）〜（ｃ）：
（ａ）アゾール系抗菌剤、３−フェニルピロール系抗菌剤及びイソチアゾロン系抗菌剤からなる群より選択される１種または２種以上の抗菌剤、
（ｂ）硼素系化合物、
（ｃ）抗生物性金属イオンを放出する金属化合物
から選択される木材防腐機能及び／または防虫機能を有する木材保存剤と、次式（Ｉ）：

［式中、Ｒ¹〜Ｒ⁴は、（１）Ｒ¹が炭素原子数２０以下の有機置換基を表わし、Ｒ²が炭素原子数４以下の有機置換基、−［ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ］_aＨまたは−［ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）Ｏ］_aＨを表わし、Ｒ³が−［ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ］_bＨ、または−［ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）Ｏ］_bＨを表わし、Ｒ⁴が−［ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ］_cＨまたは−［ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）Ｏ］_cＨを表わし、ａは１〜５の整数、ｂ及びｃは１〜１０の整数であるか、（２）Ｒ¹〜Ｒ³がそれらが結合している窒素原子と共にヘテロ芳香族環を形成し、Ｒ⁴が−［ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ］_dＨまたは−［ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）Ｏ］_dＨを表わし、ｄは５〜２０の整数であり、Ｘ^n-は無機系または有機系の価数ｎのアニオンであり、ｎは１、２または３である。］で示される１種または２種以上のアルキレングリコール系第四級アンモニウム化合物とを含有することを特徴とする木材保存薬剤。
前記式（Ｉ）のアルキレングリコール系第四級アンモニウム化合物が、木材処理時に０．０１〜４０質量％の濃度で含有されるように調整されている請求項１に記載の木材保存薬剤。
さらにフェノール系化合物を含有する請求項１または２に記載の木材保存薬剤。
フェノール系化合物が、木材処理時に５０質量ｐｐｍ〜２０，０００質量ｐｐｍの濃度で含有されるように調整されている請求項３に記載の木材保存薬剤。
フェノール系化合物が、リグニン、リグニンスルホン酸及びリグニンスルホン酸塩からなる群より選択される１種または２種以上の化合物である請求項３または４に記載の木材処理薬剤。
請求項１乃至５のいずれかに記載の木材保存薬剤を用いて木材処理を行うことを特徴とする木材処理方法。