JPS58124603A - 木材および木製工作材料を水性処理剤で処理する方法 - Google Patents

木材および木製工作材料を水性処理剤で処理する方法

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JPS58124603A
JPS58124603A JP58002378A JP237883A JPS58124603A JP S58124603 A JPS58124603 A JP S58124603A JP 58002378 A JP58002378 A JP 58002378A JP 237883 A JP237883 A JP 237883A JP S58124603 A JPS58124603 A JP S58124603A
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acid
treatment agent
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JP58002378A
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ハンス−デイ−テル・ツア−ゲフカ
ウイルフリ−ト・バルツツ
アルフレ−ト・コニ−ツニイ
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Huels AG
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Chemische Werke Huels AG
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特許請求の範囲第1項の上位概食の方法に関す
る。
木材保護剤とは、木材保護性の有害生物殺滅有効物質を
意味する。
本発明は木材の含浸工業および類似の工11に通ずるも
のである。この場合、有効で且つ竪牢な木材保護が希望
される。この関係で、バインダーおよび場合によっては
木材保護剤−このものは広い作用スペクトルを有する木
材保護剤混合物であってもよい−を充分な濃度で、処理
するべき木材部分に深く移動させ(侵入)そして場合に
よっては木材保護剤をそζに定着させることが重要と見
なされている。この場合、事情によっては追加的に木材
の表面に装飾的機能も達成し得る。
本発明は木材の塗装工業に向けられたものではない。塗
装工業では木材の表面の装飾的機能を除いて、いずれK
しても深部効果は望まれていない。それ故KAIl的な
添加物は顔料であ夛、これに対して木材保護剤では顔料
がない。木材の塗装工業においては、塗装剤を塗布する
ーその際に、侵入する危険があることが当業者にとって
明らかである一前に木材の孔を適当な前処理によって閉
鎖するかまえは他の処置−例えば、塗装剤中に孔閉鎖性
の適当な添加物を用いること−を取って孔を充分に閉鎖
することは通例である。この種の処置社含浸工業の場合
にはない。
か\る事情のもとでは、たとえ本発明に従って用いられ
るバインダーに相当するバインダー(ドイツ特許出願公
開第2,911,245号明細書)を含有している水性
塗装剤で木材を塗装する方法でも、全く掛は離れた技術
水準としか見なせない。
本発明の分野においては既にドイツ特許第483493
0号明細書が公知である。そこに記載され九木材−およ
び木製工作材料用水性処理び塩に対するその数歌性が不
充分であ)、処理剤中へのこれらの添加物の溶解4II
Eが不充分であシあるいは4611剤中の添加物を所望
の濃度に調整する際にバインダーの凝固が生ずると−う
欠点を有している(ドイツ特許出願P502650(L
4−44、第15頁、第3表の含浸剤ムおよび1参履)
。それに応じてこの達成可能な木材保護効果は改善を必
要としている。
本発明の課題は、バインダーおよび場合によっては木材
保護剤が通例の処理方法で充分な濃度で、処理するべき
木材部分に深く移動しそしてその木材保護剤がそこに定
着することを許容する、木材および木製工作材料を水性
処理剤で処理する方法を提示すること、即ち改善された
木材保護の為の方法を提示することである。
この課題は本発明に従って、特許請求の範囲第1項に記
載の方法によって解決される。
エポキシド基含有の1.3−ブタジェン重合体は公知で
ある。これらは例えば、ドイツ特許第1.184651
号、同第1,212.!502号、同第1,241,1
1?号、同第1.251.557号、同第1,292,
853号、同第2,029,416号、同第2,122
,956号明細書およびドイツ特許出願公開第2,36
1,762号明細書等に実例的に記載されている如きブ
タジェン−(共)−重合体からエポキシド化によって製
造される。
か\る重合体のエポキシド化は自体公知の方法で、例え
ばドイツ特許第2,858..950号明細書、第7欄
、最後の段落に記載の如く行なう。
その際に場合によってはビニル基もエポキシド化する。
エポキシド基含有の適当な1.3−ブタジェン重合体を
得る他の公知のルートには、いわゆるリビング重合法の
場合に得られる重合体を例えばエピクロルヒドリンで末
端官能化するものがある。末端にエポキシド基を有する
この稲のt3−ブタジェン重合体は市販されている。
滴定可能な゛エポキシド酸素の重合体中含有量(D工1
16945)は3〜!重量慢、殊に4〜8重量−である
本発明の処理剤の為には、エポキシド基含有のt3−ブ
タジェン重合体の基礎になる基礎重合体としては少なく
とも70 mo19Gのt3−ブタジェンより構成され
ているものが適している。
共重合性単量体としては、インプレンおよびt3−ペン
タジェンの如き共重合性のt3−ジオレフィン類が適す
る。更に1共重合性のa−不飽和モノオレフィン類、例
えばスチレンも共重合性単量体として使用できる。しか
しながらこのものは共重合性単量体としてあまシ好まし
くない。
共重合体は、少なくともtomo1@ozs−ブタジェ
ンと最高1・mol 9gの共重合性単量体とよ〉構成
されているのが好ましい。単一ポリブタジェンが49に
有利である。
エポキシド基含有の単−一まえは共重合体中には、トラ
ンス構造のすしフィン系二重結合が40%よシ少なくし
か存在していないのが好ましい。二重結合総合有量は、
このものから製造される本発明のバインダーK例えば酸
化乾燥による自己硬化特性を与える為に、少なくとも1
00F(沃素) 7100 f 、殊に〉250 F(
沃素)/100fの沃素価を有しているべきである。
本発明の処理剤を製造するのに適するエポキシド基含有
1.3−ブタジェン重合体の数平均分子量(相対分子量
、Mn )は500〜6000、殊に1000〜250
0である。Mnの測定は蒸気圧滲透工法によシ行なう。
エポキシド基含有1,3−ブタジェン重合体のアミン化
は公知であり、例えばドイツ特許第4752.756号
、同第2.734415号、同第2.82a014号、
同第2.83a930号および同第2. ? 11.2
45号明細書に開示されている。アミン化の為には、式
(1) %式%(1) 〔式中、R1およびR8は上述の意味を有する。〕で表
わされる脂肪族第ニーおよび/または第一アミンが適し
ている。この場合には、II!#にランダムにエポキシ
ド化され九t3−ブタジェン重合体を用いる場合に第ニ
ーアミンを用いるのが特に有利である。後続の四級化並
びに別の加工の場合には、両方の基R1と11中の〇一
原子の合計が≦8である時に有利であることが判った。
適するアミンの例には以下のものがある:メチルア2ン
、エチルアミン、プリビルアミン類、ブチルアζン類、
ペンチルアミン類、ヘキVkアイ7類、ヘプチ羨アミン
類、n−オクチルアミンま九は2−エチルヘキシルアミ
ンの如きオクチルア建ン類ニジメチルアミン、ジエチル
アミン、ジプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン:モ
ノエタノール7オン、ジェタノールアミン、2−ヒト四
キシプ田ビルアミン、3−ヒドロキシプ■ピルアミン、
シイツブ騨パノールアミン:2−メトキシエチルアミン
、3−メトキシプ門ビルアミン、ビス−〔2−メトキシ
エチル〕−アミン、ビス−〔5−メトキシプ四ビル〕−
アミン。
ジェタノールアミンが特に有利である。
一括して提示したアミンの量はエポキシド化された重合
体中のエポキシド基含有量に関して等モルであってもよ
い。アミンを過剰に使用しそして反応後にアミンの未反
応成分を再び除くことも可能である。アミンを、若干の
エポキシド環が無変化のま\維持されるように、不足量
で使用してもよい。
四級化可能なアミ7基の含有量は、1001Fのバイン
ダー当シα05〜α5、殊にα07〜(L 25 mo
lの第四−アンモニウム基を得る為に充分でなければな
らない。殊に四級化可能なアミノ基の含有量がα075
〜α50 EOOI / 100tであるのが好ましい
自体公知であるアミン化重合体の四級化(ドイツ特許出
願公告筒zas’t、yas号明細書、ドイツ特許出願
公開筒2.847.600号明細書の実施例2、ドイツ
特許第λ911.243号明細書)は、本発明に従って
低分子量モノーエボキシドにて水および酸O存在下に、
例えばホウベンーグエイル(l1oulssn−W@y
1) 0−有機化学の方法(M@thod@n d@r
 organisehen Ohsmio ) ”。
第11/2巻(19551)、第410頁以後および1
114/2巻(1?!り、第444頁に記載の如く行な
う。
アミン化生成物の四級化に適する低分子量モノエポキシ
ドは一般式(幻 R”−0H−〇H−R4 \/         ・・・(幻 〔式中、HmおよびR4は互に無関係に水素原子を九は
、場合によってヒドロキシル基または塩素原子で置換さ
れていてもよい1を九は2個O〇一原子を有するアルキ
ル基を意味する。〕に相当する。
適するモノエポキシドには、例えばエチレンオキナイド
、プ關ピレンオキサイド、エビクールヒドリンま九はグ
リシドアルコールがある。
エチレンすキナイドが特に有利である。
低級アルコールのような水相容性で不活性の有機溶剤の
添加は、一般に反応の際に必要ない。
この添加は、事情によっては−特に固形分高含有量の場
合に一四級化の準備の為にアミン化生成物の水性分散物
を製造するのを容易にする。
四級化可能なアミノ基の部分的四級化の為には、モノエ
ポキシドを不足量で使用し、定量的四級化の為には一般
に僅かに過剰に使用する。
モノエポキシドで四級化する為に必要とされる酸は無接
系でも有機系でもよい。適する酸には、例えば11iP
 、  HOl 、  HOLD4.  HNO,、a
sso、。
HIPO4,炭酸:蟻酸、酢酸、プロピオン酸、安息香
酸、サリチル酸、蓚酸、コハク酸、マレイン酸、フタル
酸、テレフタル酸、乳酸、酒石酸およびp−トルエン−
スルホン酸がある。
用いる酸の量次第でpi−値社8〜1の範囲内に調整す
る。この場合、四級化されてな一アミノ基も塩の形、に
転化され、その結果重合体の水への溶解性が高まる。
一般に四級化重合体は、100tのアミン化生成物轟〉
少なくとも(L O5molの第三−アミノ基が四級化
されている場合に、水への充分な溶解性ま九は分散性を
有する。
100f尚)(LO7〜(L25moxの四級化アミノ
基を含有する重合体が41に有利である。
本発明の第四−アンモニウム基含有の重合体は、特に2
〜6のpH−域において水と無制限に混和できる。この
場合、低級アルコールの如き水相容性の有機溶剤の添加
は一般に必要ない。
こうして製造される水性処理剤は種々の用途目的に提供
できる。このものは、その予期されなかった良好な侵入
能力の為に、木材および木製工作材料の為の深く浸入す
る深部効果性処理剤として特に適している。
木材または木製工作材料の為に処理剤を本発明に従って
用いるには、水溶液または水性分散物のpH−億を2〜
6に調整するのが好ましい。
この目的の為には、有害生物殺滅効果を示す酸、例えば
弗化水嵩酸、リン酸、亜リン酸、砒酸、安息香酸ま九は
サリチル酸、または金属イオンと錯塩を形成する酸、例
えば酒石酸またはエチレンジアミン−テトラ酢酸を用い
るのが好ましい。
木材保護剤とは、 1)通例の水溶性木材保護剤(混合物)2)有機系の水
不溶性木材保護剤(混合物)または 3)1)と2)との混合瞼 を意味している。
適する水溶性木材保護剤には、有害生物殺滅効果のある
水溶性の無機系塩および酸、例えばアルカリ金属弗化物
、アルカリ金属砒酸塩、珪弗化物、弗化水素、硼素化合
物(1a酸、硼酸塩)および塩または鉛、錫、カドミウ
ム、ニッケル、コバルト、マンガン、銅、水銀、クロム
おヨヒ亜鉛の化合物がある。
適する水不溶性の木材保−剤には、例えば乙5−ジメチ
ルフランー3−pルlン酸−N−メトキシ−N−シクロ
ヘキシルアミド、トリブチル−錫−ヘンゾエート、トリ
ブチル−錫−ナフテナート、r−へキサクロルンクロヘ
キサン、ペンタクロルフェノール−ラウレート、2−メ
ルカプトベンズチアジアゾール、メトキシヵルボニルー
アミノーペンズイミダゾエおよびM、N−ジiチルーN
′−フェニルーN′−フルオルジクロルメチル−チオス
ルファミドがちる。それ自体が不充分な溶解性の場合に
は、水相容性の有機溶剤、例えば低級アルコールおよび
ケトン類を添加してもよい。
記号5の適当な添加物には、例えば頷料、皮膚予肪剤、
安定剤、乾燥剤、界面活性物質−粘度調整剤および水相
容性の有機溶剤がある。
上記種類の添加物は実質的に通常の量で混入することが
できる。−IP\る添加物の種類および量は常に1それ
ぞれの処理するべき材料、その用途目的並びに処理方法
に依存しておシ、若干の判定実験によって容J、に確め
ることができる。
特許請求の範囲第1項の記号3に従う、除外されるべき
孔閉鎖性添加物と社、処理剤を適用する際の充分な濃度
において木材の孔閉鎖を惹き起すものだけを意味する。
本発明の処理剤は、一般に1〜30、殊に5〜15重量
%のバインダー含有量を有しておシそして従来技術のあ
らゆる公知方法(D工M6a800、第3頁参照)によ
って適用できる。その場合、達成できる保護効果は一当
業者に知られているように一処理方法に密接に関連して
いる。
木材および木製工作材料を場合によっては加圧または減
圧下にフルセル処理に委ねる含浸法が、特に有効であり
そしてそれ故に有利である。
以下の実施例にて本発明を更に詳細に説明する。他に標
示がない場合には、部は重量部を意味しそして憾は重量
−を意味する。
実施例 本発明の処理剤中で用いるバインダーを製造する為に、
第1表に記載のエポキシドを用いる、アミン化 アミン化の為に、エポキシド基含有t5−ブタジェン重
合体を、自体公知の方法で第一一および/または第ニー
アミンと反応させる(ドイツ特許第2.854950号
明細書、実施例3〜7)。
アミン付加物1 942部のエポキシド化1.3−ブタジェン重合体(エ
ポキシド1)を窒素雰囲気下で17.5部のジェタノー
ルアミンと混合しそして攪拌下に190℃のもとで反応
させる。6時間後にアミンを実質的に定量的に反応させ
る。生成物は100fの付加物当fi145q原子の窒
素および2.5嘔の残留エポキシド酸素を含有している
高い粘性のこの生成物紘淡黄色を有している。
アミン付加物2 アミン付加物2の製造をアミン付加物1の製造と同様に
行なう。
アミン付加物3 59.7部のエポキシド3を30℃のもとで147部の
ジメチルアミン42.5−濃度水溶液および1五6部の
’rHFと混合する。この混合物をスチール製オートク
レーブ中に充填する。
Jlobarに加圧した後に2’A時間に150℃に加
熱しそしてこの温度のもとで10時間放置する。反応生
成物として白色の乳化物が得られる。溶剤を減圧下に除
く。こうして単離したアミン付加物3は、100fの付
加物当シ180キ原子の窒素およびαチーの残留エポキ
シド含有量を有している。
第  2  表 アミン化エポキシド(アミン付加物) +):THFで希釈し、水性HCLで酸性化しそしてN
/10のメタノール性KOHで電圧滴定した試料。
(a)ニジエタノールアミンでアミン化。
(1)) ニジメチルアミンでアミン化。
四級化 生成物4: 20α7部のアミン付加物2を、約1oolの中和度に
相応する71.1部の73チ濃度乳酸水溶液と一諸に2
0℃のもとで攪拌しそして666.4部の水と混合する
。均一な混合物を得る。次に1この温度のもとて3五2
部のプロピレンオキサイドを導入攪拌しそして1時間7
0℃に加熱する。水で希釈されて透明な黄色溶液に成シ
そして以下の性質を有する反応混合物が得られる: 乾燥残漬(120℃で2時間):29.3f/反応用装
填物100 f。
アミン窒素: < 5 m mob 7反応用装填物1
000 生成物5: 100部のアミン付加物3と771部の水とから、15
℃のもとで攪拌およびCO,−流の貫流下に低い粘性の
ミルク状の均一な液体を得、この中に105部の水に2
五8部のエチレンオキナイドを溶解した溶液を導入し攪
拌する。得られる混合物をスチール製オートクレーブ中
に入れ、003を10 barの圧力まで圧入しそして
反応混合物を3時間80℃に加熱し、その際に約20 
barの圧が生ずる。冷却および圧力解放の後に以下の
性質を有する淡黄色の透明な溶液が得られる: 乾燥残fi(120℃で2時間):ttsr/反応用装
填物1 G Of。
アミン窒素: < 4 m mox 7反応用装填物1
000 生成物6: 162部のアミン付加物を、2部4部の75嚢濃度乳酸
水溶液と一諸に、均一な混合物が得られるまで40℃の
もとで攪拌する。250部の水の添加後にこの温度のも
とで1五8部のプロピレンオキサイドを導入攪拌しそし
て3時間70℃に加熱する。200部の水で透明な黄色
の溶液に希釈することができる反応混合物が得、られる
乾燥残渣(120℃で2時間):3αOf/反応用装填
物100f。
アミン窒素:く2鳳m01/反応用装填物1000 本発明の処理剤を用いる用途工業的実験:処理剤の製造 処理剤1: 50部の生成物4を945部の水で希釈する。
得られる処理剤!は10チの固形分含有量を有している
処理剤璽: 100部の生成物5を15部の水で希釈する。
10悌の固形分含有量を有する透明な黄色溶液が得られ
る。
処理剤[ 157部の生成物4を244部の水で希釈する。得られ
る透明溶液中に212部のOu S 04・5 H2O
を溶解する。透明な青色溶液(EIH−4,4、固形分
含有量−1五2)が得られる。
処理剤W: 139部の生成物6を257部の水で希釈する。211
7部のKnν、(工業用)が溶解した透明外黄色溶液(
ph!−五9、固形分含有量−150)が得られる。
比較用溶液ム: 215部のアミン付加物1を4部の弗化水素カリウム(
工業用)(約100慢の中和度に相応する)と−輪に6
0℃のもとで攪拌しそして300部の水で希釈する。水
の様な粘性の透明な黄色溶液(pH−47)が得られる
比較用溶液1: !tS部のアミン付加物5を7部の73部濃度乳酸水I
II(約100−の中和度に相応する)と−11に40
℃のもとで攪拌しそして278部の水で希釈する。10
チの固形分含有量の透明外溶液が得られる。
比較用溶液C: 650部のアミン付加物1を1五5部の52−濃度乳酸
水溶液(約100%の中和度に相応する)と−諸に60
℃のもとで攪拌しそして651部の水で希釈する。この
水溶液に22部のCu 804・5H20を添加する1
、この透明な青色の比較用溶液Cは約12チの固形分含
有量を有している。
各100tの処理剤中に1以下の第5表に記した添加物
(20℃でのf数)を、溶解限界に違し、重合体バイン
ダーが凝固しまたは添加が続けられない(+)によって
表示する)まで回分的に攪拌混入する。
第  S  表 無機塩および酸に対する処理剤の吸収能力落s’aは、
本発明に従うバインダーを用いて製造しえ処理剤の、無
機塩および酸に対する吸収能力が本発明によらないバイ
ンダーで製造した処理剤に比べて明らかに且っ予期でき
なかった#1どに改善されていることを示している。
含浸実験 含浸実験は松材の木表木片(14X22X50)を用い
て7 k −k k法(DIM 52160 。
第2および3頁)Kよって実施する。結果を第4表に示
す。
第  4  表 含  浸  実  験 乾燥吸収率あるいは相対乾燥吸収率の測定は以下の式に
従って行なう: 但し、W−含浸処理し、乾燥した木材の重量τ−未処理
の乾燥し丸木材の重量 ニー含浸処理した未乾燥の木材の重量 保繰剤−乾燥吸収率(第3欄)を計算する為KWを、含
浸処理後の処理剤中の残留保護剤量の測定によって間接
的に測定する。
第4表から判るように、処理剤層および■の相対乾燥吸
収率(j14欄)は非常に良好なそれらの鴎形分含有量
に相応している。第2に、試験体の含浸処理に必要な過
剰の溶液の分析試験は、処理によって処理剤の組成が変
化しないことを示す。このことから、バインダーも有害
生物殺滅効果のある木材保護剤も試験体中に含浸してい
ることが判る。
処理剤層および■を含浸した木材片を積み重ね九場合に
は、これらは接触面において互に接合しない。即ち、バ
インダーは要求される侵入挙動を示しそして試験体の表
面から分離されない。
処理剤lを含浸し九試験用木片を裂き開いた場4rKは
、有害生物殺滅効果のある添加物(こ\でa 0u80
4 )が試験体中に完全に浸入していることが判る。
相比する証明は、弗素含有処理剤■を含浸した試験体(
’ZA−試薬での着色反応(IFarbreak−ti
on wit Zム−ReagenZ ) :文献:H
,ペーツカ−(Bθak@r ) :”木材中の木材保
護剤の検出および測定について(1iber den 
llachweis uncl dieB@stimm
ung von )Io121schutgmitts
ln in Ho1lil) =ザイヘンーエールーフ
エツテーヴアクゼ(5eifen−61e−Fette
−Waehse )、23巻、隨24 / 1 ? 6
y、第1010頁〕についてもなされ得る。比較用溶液
Cを含浸した試験体の場合には、僅かな侵入深さしか認
められない。
それ故に1第4表からは、比較の為に用いた比較用溶液
Cでよシも本発明の処理剤では著しく大きな割合の木材
保護剤を試験体中に入れることができることが判かる(
第3欄)。
代理人 江崎光好 代理人 江崎光史 18

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)木材および、開放孔を持つ木製工作材料を含浸工業
    の公知方法を用いて水性処理剤で処理1、その際に処理
    剤が t 場合によっては変性された低分子量の1゜3−ブタ
    ジェン重合体を基礎とする水溶性のまたは水分散性の酸
    化乾燥性の有機系バインダー、 2 場合によっては木材保護剤および 工 場合によっては、含浸工業および塗装工業および類
    似の工業において通例である添加物−但し孔閉鎖性の添
    加物は除く− を含有している、木#シよび木製工作材料の魁珊方法に
    おいて、 本 バインダーが、以下の公知の調造方法によって、即
    ち: (歳1) エポキシド基含有重合体−但し、この基礎重
    合体は≧70 mol %の1゜5−ブタジェンで構成
    されているーを 式(夏) R凰 −NH−R1・ ・ ・  (1)〔式中、R1
    とR意とは互に無関係に水素原子、1〜7個のC−原子
    を有するアルキル−、ヒドロキシアルキル−またはアル
    コキシアルキル基を意味する。〕 で表わされる脂肪族第ニーおよび/または第一一アミン
    と反応させ−但し、オ キシ官能についてはα−位は除外されている□そして (12)  そのアミノ化生成物を、100tのアミノ
    化生成物当1nos〜α5 mobの四級化可能なアミン基が四級化されるように低
    分子量モノエポキシドと反応させる ことによって得られる第四アンモニウム基含有重合体で
    あるという追加的判断基準を満足する ことを特徴とする、上記処理方法。 2)フルセル法(VolltrMnkverfahr@
    n )  を使用する特許請求の範囲第1項記載の方法
JP58002378A 1982-01-13 1983-01-12 木材および木製工作材料を水性処理剤で処理する方法 Pending JPS58124603A (ja)

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EP (1) EP0083709B1 (ja)
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DK (1) DK6983A (ja)
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