JPS58501320A - 木材の保護 - Google Patents

木材の保護

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JPS58501320A
JPS58501320A JP57502926A JP50292682A JPS58501320A JP S58501320 A JPS58501320 A JP S58501320A JP 57502926 A JP57502926 A JP 57502926A JP 50292682 A JP50292682 A JP 50292682A JP S58501320 A JPS58501320 A JP S58501320A
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アレン・ウイリアム・ア−ム・エス・ア−ル
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チエロキ−・インダストリ−ズ・インコ−ポレイテツド
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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】 発明の名称 木材の保護 発明の技術分野 この発明は木材の保護に関し、さらに木材の処理に用いられ石化学組成物、木材 の処理方法および咳方法で処理された木材に関する。本発明の化学組成物は米国 特許A3,96&276に記載されている方法、すなわち、木材を減圧下におき 、湿気および揮発成分の除去をおこない、ついで水性化学組成物で含浸させる方 法に特に適している。
背景技術 木材は人類にとって最も古くから知られている物質の一つである。木材は世界中 のほとんどの地域にあシ、容易に切断し、有用な物品に組立てることができるた め、極めて広い用途を有する。しかし、木材はセルツース質のため、腐蝕、劣化 が時間の経過によシ生じ易い。そのため、この木材の寿命、特に湿気、微生物の 影響を受け易い条件での使用においての寿命を改善すゐための木材の処理方法が 従来多く提案されている・ 線路の枕木、電柱、フェンス等の木材の用途のため、木材の寿命を延ばすための 方法(すなわち木材保Iりとして実用的な提案が多くなされている。たとえはク レオソート、ペンタクロロフェノール等の化学薬品を木材表面にコーテングする 方法、加圧下で含浸させる方法などが使用されている。
たとえば、インタクロロフェノール等のハロダン化フェノールが木製柱(たとえ ば電柱)の処理に用いられている。この場合、このインタクロロフェノールを炭 化水素油中に溶かし、加圧下で木材を処理し、過剰の油を蒸発させ石。しかし、 この方法は比較的高価であるが、その保護効果がすぐれているため実用化されて いる。しかし、このように処理された柱は地中に埋設された場合、囲シの土中に その処理液が滲出する傾向を示す、この滲出作用は柱の太陽側に顕著に現われる 。なぜならば、太陽の熱によシ処理液が温められ、粘度が減少し、より早く流れ 出すからである。この木材処理のコストを減少させるため、炭化水素油の代シに 水を用いること本おこなわれ、インタクロロフェノールも水溶性を持たせるため 塩の形で使われる。しかし、この方法は多くの欠点を生じさせ、油処理よりも好 ましくがい。
さらに悪いことには、この処理方法の多く(たとえば、クレオソート、種々の鋼 、水銀化合物又は(ンタクロロフェノールを用いる方法)は加圧条件下で操作し ても木材中に深く含浸させゐことはできない、したがって、処理された木材は浅 く処理されるKすぎず、丸太、柱の場合、柔かい辺材の全てに含浸させることも できず、とても芯材まで含浸させることは極めて困難であった。すなわち、米国 特許ム3,968,276以外の公知の工業的方法ではこれら化学薬品を数ミリ 以上内部に含浸させることはできない。
米国特許A3,968,276によれば、木材(丸太又は角材)の芯部まで化学 薬品を含浸させることができる。この方法は密封室に被処理木材を収容し、この 密封室を徐々に排気したのち、ブレ/vv−の水性溶液を導入し、十分な時間、 真空を保ち、その間に湿気および揮発成分を木材から除去し、処理溶液を木材中 に浸透させる。そののち、ブレ、le リマー溶液をさらに密封室に追加しくも し必要であれば)、次に系の圧力を大気圧以上に増大させ処理液を木材中によシ 深く浸透させる。この真空および加圧のサイクルを一度以上(たとえば1〜30 又はそれ以上のサイクル数)繰シ返す、この処理を終えたのち、木材を密封室か ら取シ出す。この方法は従来の他の方法と異なυ、極めて有効であり、薬品のよ シ深い浸透が可能となる。
ペンタクロロフェノールの如き木材保饅剤を木材中に深く導入することかで裏、 かつ、のちの滲出を防止できれば、極め有意義な本のとiる。
発明の開示 この発明は一ロrン化フェノールの如き公知の木材保護剤を上記米国特許ム3. 968.276の方法と組合せ、かつ、上記木材保護剤を該米国特許のプレポリ マーシステムの利点を生かすことのできる水ペース又は水溶性組成物として用い ゐことにより1滲出′又は浸出を減少させ得ることを見出したことに基づくもの である。さらに本発明は木材処理において、ペンタクロロフェノールの如きハロ ダン化フェノール水溶液の使用において通常見られる1プルーミングを着るしく 抑制し得ることを見出したことに基づくものである。
このデルーインダ効果はハロダン化フェノールの塩(タトエばペンタクロロフェ ノールの塩)から水性処理溶液をつくるととに基づくものである。なぜならば、 これら塩社容易に水に溶けるから、木材を処理したのちに、雨水又は土壌水によ シ再溶解し、木材の表面に容易に移行し、ここで水の揮散によシ結晶化する。
要約すると、本発明は下記構成要件からなる水希釈性又は水ベース濃縮処理液の 製造に係わる。
(、) インタクロロフェノールの如キノヘロrン化フェノール木材保護剤; (b) フェノールホルムアルデヒドブレIす!−の如きフェノール樹脂ブレ/  リ訃弓 (荀 濃縮液の水相容性を増大させるカップリング剤又は可溶化剤(たとえばメ チルアルコール又はアセトンで界面活性剤を付加し九又はしないもの);34、 オ。 職昭5°−501320(3)所望によシ、この処理溶液に有機/金属塩 、特に銅又は亜鉛塩を加えてもよい。
さらに%グレ&jJw−を急速にキエ了させ、木材中にハロダン化フェノールを 深く封じ込めゐため処理完了時に木材を加熱(たとえば、スチームで加熱)する ようにしてもよい。
発明の詳細な説明 本発明は木材処理用の水ペース溶液および、この溶液を用いて木材(乾燥又は生 の木材)を処理する方法、およびそれによって得られる木材製品に関する。
便宜上、この処理液は2段階でつくられる。第1の段階は水希釈性濃縮物又はシ ロップの製造であシ、第2の段階はこの濃縮物を水で希釈し、活性成分を所望の 濃度とするものである。この濃縮液を水性処理液自体の区別はある程度任意的な 本のであるが、通常、処理溶液はハロダン化フェノール木材保護剤とフェノール 樹脂プレポリマーの組合せを1〜40−(たとえば2〜30%)(重量−)、よ シ一般的には5〜25重量−含むものが使用される。これに対し、水希釈性濃縮 液は一般に上記成分の組合せを10〜65重量−1よシ一般的には15〜50重 量−含む。もちろん、使用溶液を直接つく為ようKしてもよい。
本発明の水性処理溶液シよび相応する水希釈性濃縮物をつくるのに用かられる成 分は下記の通〕である。
第1の必須成分祉ハC!ダン化フェノール木材保護剤である。このハロダン化フ ェノールo一般的な亀のは塩素化フェノール′であゐ、そのうち、インタクロロ フェノールが好ましい、工業グレードの″4ンタクロロフェノール(テトラクロ ロフェノールの如き関連化合物を含む)は特に有効である。これらハロダン化フ ェノール木材保護剤は通常フェノールの形で用いられ、塩として用いられない、 この塩の形の使用は従来、ペンタクロロフェノールで木材を処理すゐ場合になさ れていたもので、それは水の如き安い極性溶媒に容易に溶けるからである。
本発明で用いられるプレポリマーは水相容性(水利性)フェノール樹脂グレIリ マ−1好ましくは水ペースフェノールホルムアルデヒドグレIリマーである。
水溶性又は分散性フェノール樹脂ブレ/ IJママ−公知であシ、その製造法も 公知である。しかし、全ての7エノール樹脂グレポリマーが等しく有効に作用す るものでなく、水性フェノールホルムアルデヒドプレポリマーが好ましい、低粘 度グレIリマーは使用容1性の点で好ましい。このようなブレ4すi−は一般に 分子量(平均)が1000以下(たとえば80〜5OO)である。
フェノール樹脂プレポリマーに対するハl2)fン化フェノール木材保護剤の割 合は使用成分の種類、木材処理の目的、被処理木材の種類等の要因によって左右 されるが、一般にハロダン化フェノール対グレIす1−比は3:1ないし1:1 5、より好ましくは1:2ないし1:10である。
本発明の処理用組成物(又は濃縮物)はハロダン化フェノールおよびプレポリマ ーの混合物の水相容性を向上させるためカップリング剤又は可溶化剤を含めても よい。このカップリング剤は一般に極性共濤媒、たとえばアルコールおよびケト ンからなる。C1〜C4アルカノール(たとえばメチルアルコール)は特に好ま しく、界面活性剤(たとえばポリエトキシ型)は添加しても、又は添加しないで 4よい、この界面活性剤の量は通常、全組成重量に基づ@0〜5重量−(たとえ ば0.1〜3重量−)である。このカップリング剤の量はその種類、ノーロダン 化フェノールの存在量によって左右される。
本発明の処理用組成物は必須成分として水を含む。
希釈又は使用溶液中の水量は一般に少なくと450重量−(処理溶液の)、通常 55〜95重量−(九とえば60〜75重量96)である、濃縮液の場合、水は カップリング剤の50重量−以上(たとえばメタノールで界面活性剤を含むもの 又は含まないもの)である。
所望によ)、さらに他の成分、たとえば難燃剤、着色剤、触媒、殺虫剤、その他 (たとえば安定化剤としての一ラックス)を添加してもよい、オルガノ−金属化 合物等の他の木材保護剤を使用すること本任意でTo夛、又場合によって好まし い。亜鉛および銅化合物はIIIK好ましい。その他ナフテン酸亜鉛、ナフテン 酸銅、銅−8−キノリル−トを使用してもよい。
本発明の処理用組成物(又は濃縮物)をつくる好ましい方法はハロダン化フェノ ール(たとえば(ンタクロcrフェノール)をアルコール又は他のカップリング 剤に溶かし、ついでこの混合物に水性樹脂プレポリマーを攪拌しながら徐々に加 え、更に必要に応じ、界面活性剤、金属化合物を加え、最後に、適&l水を追加 する。この水の総量は最終製品の強度、運搬に便利とすゐための適当な濃度、使 用最終組成物の形とすることを望むか否かによって決定すればよい。
任意成分は適当な段階で添加すればよく、これらを同時に1連続的に、又は漸増 的に添加してもよい。
しかし、上述の一般的方法、すなわちノーログン化フェノールをアルコール又は 他のカップリング剤に加え、ついでプレ/ IJマーを加え九のち、水で希釈す 石方法が好ましい。?ラックスおよび他の緩衝剤は最後に添加される。
木材を処理する場合、上述の組成物を適当な固形分の割合(す々わち、希釈割合 )となるようKしてつ特六昭58−5E(20(4) くり、下記の工1!によって処理する。
1、まず処理されるべき木材を選ぶ。その木材は皮むきし、又は切断(適当な寸 法K)L、又は予め切シ込みが加えられる(九とえば枚用又はフェンス用として )、木材は生材、通気乾燥、又は強制乾燥したものでもよい、生材(すなわち、 水分を多く含むもの)を処理し得ることは本発明の一つの重要な利点である。
λ 木材を真空域に配置し、大気圧以下(たとえば少なくとも水銀柱20インチ の真空度、好ましくは水銀柱26インチ以上の真空度)Kて保ち、水分その他の 揮発分を木材から除去する。なお、上記真空度は28インチ(水銀柱)以上がよ シ好ましい。この減圧状態は10〜120分(たとえば15〜60分)に亘って 徐々に達成させる。
3、この減圧下において、木材を処理組成液で含浸させる。この処理の間、木材 からさらに水分、揮発分が飛散し、処理液が木材中に浸透し始める。
4、次に、この処理域又は処理室内の圧力は次第に大気圧以上(25〜5 Q  Opsig、通常50〜350pstg、 )に徐々に増大され、木材中への処 理液の浸透が促進される。この工程は処理液がほは完全に芯材へ浸透するまで訃 となわれるが、必要がなければ途中で中止してもよい。
1 この処理液の木材中への浸透をより促進させるため、この真空、加圧サイク ルを繰)返してもよい(九とえば2〜25回以上)。このように真空、加圧サイ クルを繰シ返す場合、各サイクルにおける最大圧力を繰シ返しのたびごとく増大 (九とえば前回のサイクルよシ10〜100 paig、高い値、通常前回の圧 力よ)25〜100−増大する圧力)させるようにしてもよい。この方法により 、木材表面層の細胞の破損、つぶれを防止するととがで會ると思われる。
6、処理域からの木材の回収。
なお、この処理サイクルにおいて真空化および加圧操作は徐々におこない、木材 の細胞壁が破壊されないようにしなければならない。したがって、その速度は商 業的目的(生産効率)上重要であるが、圧力の急速な変化は危険である。したが って、最適サイクル速度、圧力、真空度は各処理条件(たとえば、木材の寸法、 形、種類、処理液の組成、温度等)を考慮して決定されるべきである。
本発明において、樹脂プレポリマーは木材に含浸させえのちにキエアさせるもの であるから、プレIすi−の選択を含めた処理条件は!しIリマ−の木材への浸 透の離島を考慮して定め、ついで急速にプレポリマーをキエアするようにすべき である。このプレIす!−のキ島アを促進させるため、触媒の使用を含めた多く の手法が考えられるが、含浸後にプレポリマーのキー7を促進させる非常に簡便 な方法は処理済み木材を加熱する方法である。この加熱方法としては種々の方法 があゐが、スチーム加熱が好ましい、この方法によれば化学薬品を使わず、不充 分なキ藤アの問題(触媒を用いた場合に生じ易い)を回避することができゐ。
さらにスチームの使用は簡便かつ経済的であシ、汚染勢の環境上の問題もない。
本発明の方法は汚染がなく、かつ危険な副生成愉の発生もない、含浸したプレポ リマーをそのままキエアするととKよりハロゲン化フェノールおよび他の成分を 封じ込み、これら含浸成分の滲出を抑制又は防止させることができ、木材の強度 を向上させることかで裏る。この含浸されたプレポリマーは木材のセルロース鎖 中O水酸基と反応するものと思われ、これKより木材は微生物による劣化、虫に よる攻撃に対し抵抗を示すようになる。
次に本発明を実施例を参照して説明するが、部、−は特に指示しない限シ重量に 基づくものである。
実施例1 ペンタフルロフェノール(通常の不純物を含む市販グレード)10部をメチルア ルコール35部と混合した。ついで、水性フェノールホルムアルデヒドプレポリ マー (Heok@r Ch*mi@a1社製、Hook儀r樹脂29765: 分子量(平均)141.9)20部を上記混合物に徐々に添加し、そののち0、 その濃縮液を水35部で希釈した。
実施例2 実施例1の工程を繰シ返した。しかしこの場合は、非イオン系界面活性剤(Tr ltvm N −57e RIhm &Haam 社製) t lチルアルコー ルとペンタクロロフェノールとの混合物に添加したのちに水による希釈をシとな った。
実施例3 実施例2において、得られた混合物にIラックスの10モル溶液をA部添加以外 は同様にして同様の操作を繰夛返した。
実施例4−7 表IK示す処理液を実施例1と同様の工程によシつくうたO 成 分 実施例4 実施例5 実施例6 実施例7(・)メタノール 19,0  25.6 15 20(→水 6&0 61.8 7L7 67.5(e)界 面活性剤1 − 1.OO,251,5(f)がラックス″ −0,70,02 5−(注) 3− M*om@y Ch@m1aa1社製製品、25−固形分溶液。
実施例8 下記の方法によシ木材(ペイマツ)を実施例4の処理液で処理した。
この木材は直径10インチの生のペイマツであ)、これを圧力処理容器中に入れ 、20分をかけて真空度28インチKg K排気した。この減圧状態を30分保 持し、木材中の水分および揮発分を除去した。ついで、処理液(実施例4)を上 記処理容器中に導入し、木材を該処理液中に浸漬させた。ついで、減圧状態をさ らに90分間保つた。
その後、圧力を増大させ40分をかけて25νsigとした。この圧力をさらに 徐々に解放させ、減圧状態に10分戻し九9次に圧力を40分に! F) 50  pmigK上昇させた。さらに排気を10分間適用し、さらに40分に亘υ圧 力を75 pmlgにした。さらK10分間の減圧と100 pmigでの40 分間の加圧をおこなった。
次KIO分間の減圧と150 psigでの8時間の加圧をおこなった。さらK  10分間の減圧と、240ps1gでの60分間の加圧をおこなった。最後に 20分間の減圧をおこなジたのち、圧力を大気圧へ戻した。ついで圧力処理容器 の排液をおこなった。この排液ののち、木材を入れたまま、15〜509■贈で スチーム全15〜30分間(大きさに従う)与えた。このスチームの供給は木材 中に含浸したプレポリ!−のキー7を促進させるためのものである。
次に圧力処理容器から処理木材を除去した。
特許庁長N 若 杉 相 夫 殿 1、事件の表示 PC〒/U382101135 2、発明の名称 木材の保護 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 tエロ←拳インダストリーズ・インコーホレイテッド4、代理人 住所 東京都港区虎ノ門1丁目26番5号 第17森ビル補正書の翻訳文提出書 (特許法第184条の7第1項)昭和58年4月25日 特許庁長官 若 杉 和、夫 殿 】国際出願番号 PCT/US82101135 3、特許出願人 住所 アメリカ合衆国 ライスコンシン州 5484.3 へイワード。
ルート 8 名称 テエロキー・インダストリーズ・インニーポレイテノド代表者 スターク 、ノヨセフ・エル 国籍 アメリカ合衆国 4代 理 人 (ほか2名) 5補正書の提出年月日 6添付書類の目録 (1)補正書の写しく翻訳文) 1連 鎖 請求 の 範 囲 1゜ (、) ハロゲン化フェノール木材保護剤の有効量と;(b) フェノール樹脂 プレポリi−であって、キュア後ハロダン化フェノールの木材からの移行を防止 し得る量と; (、) 水相容性を向上させるための力、プリング剤の有効量; とを有効成分とする水希釈性濃縮木材処理液。
2、ハロゲン化フェノールがペンタクロロフェノールでお為請求の範囲第1項記 載の処理液。
3、プレポリマーが4ンタクロロフエノールである請求の範囲第2項記載の処理 液。
4、ハロダン化フェノール対プレポリi−重量比が3:1〜1:15である請求 の範囲第3項記載の処理液令 5、力、プリング剤がメチルアルコールからなる請求の範囲第4項記載の処理液 。
6、固形分を少なくとも10重量−含む木材処理用水希釈性濃縮液であって、 (→ ペンタクロロフェノールの木材保護有効量と;(b) フェノールホルム アルデヒド!しIリマーでありてペンタクロロフェノール対プレポリマーが1= 2〜1:10であるものと; (、) メチルアルコールの水相容性向上有効量と;(d) 水と; (・)少なくとも一種の界面活性剤0〜5重量%とからなる濃縮液。
7、水分を少なくとも50重貴嘩含むように希釈された請求の範囲第1項ないし 第5項記載の組成物。
8、水分を少なくとも50重量慢含み、さらに鋼−8−キノリル−トを含む請求 の範囲第6項記載の組成物。
9゜ (1) 被処理木材を真空域に置き大気圧以下にて蒸気および他の揮発成分を木 材から除去するのに十分な時間保持し; (b) ハロゲン化フェノール木材保護剤の有効量と、このハロゲン化フェノー ルの移行防止に十分な責と、水相容性を向上させるための極性共溶媒カップリン グ剤の有効量とからなる水ベース処理液中に木材を浸漬し; (6) この浸漬された木材を上記減圧下にて上記処理液が十分に浸透するまで 保持し; (司 該処理液上の圧力を大気圧以上に加圧し、処理液の木材への浸透を増大さ せ; (・) 処理された木材を回収する; 工程を具備してなる木材の処理方法。
10、プレポリオ−のキー7を促進させるため木材を加熱する工程を含む請求の 範囲第9項記載の方法。
11、加熱をスチームを介しておこなう請求の範囲第10項記載の方法。
12、ハロゲン化フェノールがペンタクロロフェノールである請求の範囲第10 記載の方法。
13、7’レポリマーがフェノールホルムアルデヒドブレポリマーである請求の 範囲第12項記載の方法。
14、ハロダン化フェノール対ゾレポリマー重量比カ3=1〜l:15である請 求の範囲第13項記載の方法・ 15、 力、fリング剤がメチルアルコールである請求の範囲第14項記載の方 法。
16、処理液が (、) −”フタクロロフェノール1〜40重量−ト;(b) フェノールホル ムアルデヒドブレポリマーであって、ペンタクロロフェノール対プレポリマー重 量比が1:2〜1:10であるもの; (C> 処理液の水相容性を向上させるメチルアルコール有効量; (d) 水50重量−以上; (e)界面活性剤1s以上O〜5重量慢以上;からなる請求の範囲第15項記載 の方法。
17、処理液が銅−8−!?ツリル−トを含む請求の範囲第16項記載の方法。
18. 木材が生で上記“C”および′dm工程を1〜30回繰り返す請求の範 囲16項記載の方法。
国際調査報告

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1゜ (a) ハロダン化フェノール木材保睡剤’。 (b)フェノール樹脂プレポリマ−; (@)水相容性を向上させゐためのカップリング剤;とを有効成分とする水希釈 性濃縮木材処理液。 λ ハロダン化フェノールカインタクロロフェノールである請求の範囲第1現記 −〇処理液。 3、プレポリマーがペンタフばロフェノールである請求の範囲第2項記載の処理 液。 4、ハロゲン化フェノール対プレポリマー重量比が3:1〜1:15である請求 の範囲第3項記載の処理液e 5、カップリング剤がメチルアルコールからな請求の範囲第4項記−の処理液。 6、固形分を少なくとも10重量%含む木材処理用水希釈性濃縮液であって、 (a) インタクロロフェノール; (b) フェノールホルムアルデヒドダレポリi−であっテペンタクロロフェノ ール対りレ/9マーが1=2〜1:10であるもの: (@) メチルアルコール; 0)水; (@)少なくと4一種の界面活性剤0〜5重量−とからなる濃縮液。 7、水分を少なくとも50重量−含むように希釈された請求の範囲第1項ないし 第5項記載の組成物。 8、水分を少なくとも50重量−含み、さらに鋼−8−キノリル−トを含む請求 の範囲第6項記載の組成物。 9゜ (1)被処理木材を真空域Kt會大気圧以下にて蒸気および他の揮発成分を木材 から除去するのに十分な時間保持し; (b) 木材な一ロrン化フェノール木材保護剤、フェノール樹脂!レポリマー およびカップリング剤からなる水ペース処理液中に浸漬し; (、) この浸漬された木材を上記減圧下にて上記処理液が十分く浸透するまで 保持し; (萄 該処理液上の圧力を大気圧以上に加圧し、処理液の木材への浸透を増大さ せ; (・)処理された木材を回収する: 工程を具備してなる木材の処理方法。 IQ、 fレポリマーのキエアを促進させるため木材を加熱する工程を含む請求 の範囲第9項記載の方法。 11、 加熱をスチームを介しておこなう請求の範囲第10項記載の方法。 12、へロrン化フェノールがペンタクロロフェノールである請求の範囲第10 項記載の方法。 13. プレポリオ−が7エノールホルムアルデヒドプレポリ1−である請求の 範囲第12項記載の方法。 14、 ハロダンイ鴫フェノール対プレポリマー重量比が3:1〜1:15であ る請求の範囲第13項記載の方法。 15、 カッブリング剤がメチルアルコールである請求の範囲第14項記載の方 法。 16、処理液が (&) (ンタクロロフェノール; (b) フェノールホルムアルデヒドブレポリマーであって、インタクロロフェ ノール対プレポリマー重量比が1:2〜1:10であるもの; (@) メチルアルコール; (d) 水50重量−以上; (・)界面活性剤1種以上O〜5重量−以上;からなる請求の範囲第15項記載 の方法。 17、処理液が銅−8−キノリル−トを含む請求の範囲第16項記載の方法。 l& 木材が生で上記@C”および@シ”工程を1〜30回繰シ返す請求の範囲 第15項記載の方法。 19、請求の範囲第9〜18項記載の方法で処理され丸木材。
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