(57)【要約】１種以上の以下の金属：アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３として約３．８〜７．０％）、ジルコニウム（ＺｒＯ２として約５．２５〜９．１％）、銅（ＣｕＯとして約０．７〜８．８％）の無機ポリマーと、酢酸または酢酸ナトリウムなどの固定剤とを含有する水性木材保存組成物を開示する。ｐＨは、炭酸銅などの無機塩基を用いて２．０〜４．０に調整する。本発明は、本発明の組成物で処理した木材およびセルロース繊維ならびに本発明の組成物を用いた木材およびセルロース繊維の保存処理法を包含する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム、ジルコニウム、銅を含む無機ポリマーおよび固定剤の水溶液を含んでなり、水溶液が約２．０〜４．０の範囲のｐＨを有する木材保存組成物。
【請求項２】
アルミニウムが、組成物中にＡｌ２Ｏ３として約３．８〜７．０％存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
ジルコニウムが、組成物中にＺｒＯ２として約５．２５〜９．１％存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
銅が、組成物中にＣｕＯとして約０．７〜８．８％存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
アルミニウムが組成物中にＡｌ２Ｏ３として約３．８〜７．０％存在し、ジルコニウムが組成物中にＺｒＯ２として約５．２５〜９．１％存在し、銅が組成物中にＣｕＯとして約０．７〜８．８％存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
約１０００〜２０００の分子量のアルミニウム／銅ポリマーを有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
約６０００〜８０００の分子量のジルコニウム／銅ポリマーを有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
約１０００〜２０００の分子量のアルミニウム／銅ポリマーと、約６０００〜８０００の分子量のジルコニウム／銅ポリマーとを有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
固定剤が、酢酸、酢酸ナトリウムまたはそれらの混合物である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
固定剤が、酢酸、酢酸ナトリウムまたはそれらの混合物である、請求項５に記載の組成物。
【請求項１１】
固定剤が、酢酸、酢酸ナトリウムまたはそれらの混合物である、請求項８に記載の組成物。
【請求項１２】
ｐＨが無機塩基を用いて調整される、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
無機塩基が炭酸銅である、請求項１２に記載の組成物。
【請求項１４】
請求項１に記載の木材保存組成物の製造法であって、
（ａ）  固定剤水溶液を調製する工程、
（ｂ）  ジルコニウム塩を該溶液に溶解させる工程、
（ｃ）  該溶液のｐＨを約２．０〜約４．０に調整する工程、
（ｄ）  必要であれば、該溶液を冷却する工程、
（ｅ）  アルミニウム塩を該溶液に溶解させる工程、
（ｆ）  銅塩を該溶液に溶解させる工程、および
（ｇ）  必要であれば、さらに該溶液のｐＨを約２．０〜約４．０に調整する工程
を含んでなる方法。
【請求項１５】
木材を保存処理する方法であって、
（ａ）  請求項１に記載の木材保存剤の水性懸濁液を調製する工程、
（ｂ）  少なくともいくつかの開放気孔領域を有する木材を用意する工程、および
（ｃ）  木材に懸濁液を適用する工程
を含んでなる方法。
【請求項１６】
木材に懸濁液を適用する工程が、懸濁液を木材に注入することにより達成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
木材に懸濁液を適用する工程が、懸濁液に木材を浸漬することにより達成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
木材に懸濁液を適用する工程が、木材上に懸濁液をはけ塗りすることにより達成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
木材に懸濁液を適用する工程が、木材上に懸濁液を吹き付けることにより達成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
請求項１に記載の組成物を含浸させた木材。
【請求項２１】
請求項１に記載の組成物を含浸させた木材。
【請求項２２】
有効量の請求項１に記載の組成物で処理したセルロース繊維を含んでなる耐分解性繊維状セルロース製品。
【請求項２３】
請求項１に記載の木材保存剤の水性懸濁液を調製する工程と、懸濁液を木材に適用する工程とを含んでなる耐分解性セルロース繊維の製造法。
【請求項２４】
適用する工程が、懸濁液を木材に、吹付け、注入、はけ塗り、または浸漬することにより達成される、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、環境保護上安全な金属化合物含有木材保存組成物、およびこれらの組成物を用いた木材および他のセルロース繊維処理法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の先行技術参考文献はそのまま本明細書に文献援用される。金属化合物含有水溶液を含む木材保存組成物は多くの用途に用いられている。木材保存液は、圧力容器での注入、開放容器での浸漬、および木材表面または他のセルロース繊維上へのはけ塗りまたは吹付け塗装を含めた様々な方法を用いて適用される。
【０００３】
木材保存液中の有効成分として用いられる化合物としては、酢酸銅を含むがそれには限定されない銅化合物、クロム酸カリウムを含むがそれには限定されないクロム化合物、および亜ヒ酸を含むがそれには限定されないヒ素化合物が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。ＣＣＡ（銅、クロム、ヒ素）木材保存剤は、木材を腐朽から良好に保護しているが、環境保護上安全ではない。
【０００４】
銅やヒ素は抗真菌活性を有し、クロムは銅を木材に固定する働きをする。例えばアルミニウムハロ水和物（ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｈａｌｏｈｙｄｒａｔｅ）などのアルミニウム化合物は、ＣＣＡ製剤の成分として用いるとセルロースの撥水度を向上させる（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
ジルコニウム錯体も、撥水性を与え、銅の抗菌作用を高めることが証明されている。例えば、特許文献３によれば、ジルコニウム錯体は、金属アミンポリマーおよび錯体に、別個の塩として添加するか、組み込むことができる。これらの錯体の浸透は、ポリマーの分子量や形状によって制限される。この製剤中の疎水性成分はこの液剤の有効性を低下させるであろう。
【０００６】
ジルコニウムは木材保存組成物中のホウ酸塩の不活性固定剤としても紹介されている（例えば、特許文献４参照）。この方法は効果がないことが証明されている。一部の例では、木材保存剤に酢酸などの固定剤を添加する。これらの製剤を木材に適用すると、保存液の成分（すなわち、固定剤、金属）と木材繊維との間に一連の反応が生じる。これらの反応により、保存剤が木材に固定されて、耐浸出性が向上する。残念なことには、この方法も保存剤の浸透を減少させ、活性を低下させる。
【０００７】
特許文献５〔ラフら（Ｒａｆｆ  ｅｔ  ａｌ．）〕は、アルミニウム系木材保存剤が他の金属を有し得ることを開示している。
特許文献６〔アムンゼンら（Ａｍｕｎｄｓｅｎ  ｅｔ  ａｌ．〕は、木造物を、特許請求の範囲に記載されている量のペンタクロロフェノールと石油炭化水素とのブレンドで処理する方法を開示している。第３カラムに開示されている組成物もジルコニウムや銅を含有するが、アルミニウムは含んでいない。
【０００８】
特許文献２は、ＣＣＡ製剤の成分として用いるとセルロースの撥水度を明らかに向上させるアルミニウムハロ水和物などのアルミニウム化合物を開示している。ジルコニウム錯体も撥水性を与え、銅の抗真菌作用を高めることが証明されている。
【０００９】
特許文献７〔ヒル（Ｈｉｌｌ）〕は、銅およびアルミニウムと六価クロムとの混合物、さらには銅・ヒ素混合物も開示している。
特許文献８〔ターナー（Ｔｕｒｎｅｒ）〕は、例えば亜鉛などの二価金属および少なくとも１種のカルボン酸ラジカルを付加的に有し得るアルミニウム系木材保存剤を開示している。
【００１０】
特許文献３〔レパブオリ（Ｌｅｐｐａｂｕｏｒｉ）〕は、ジルコニウム錯体を金属アミンポリマーおよび錯体に別個の塩として添加するか、組み込み得ると開示している。これらの錯体の浸透は、ポリマーの分子量や形状によって制限される。この製剤中の疎水性成分はこの液剤の有効性を低下させるであろう。
【００１１】
特許文献９〔グローブ（Ｇｒｏｖｅ）〕は、少なくとも約６個の炭素原子を含み、金属が亜鉛、水銀、アンチモンおよび鉛であり得る少なくとも１種の有機カルボン酸金属塩と、少なくとも１種のイソチアゾロン化合物とを含む有機化合物系木材保存組成物を開示している。
【００１２】
特許文献１は、金属化合物含有水溶液の木材保存組成物を開示している。この木材保存液は、圧力容器での注入、開放容器での浸漬、および木材表面へのはけ塗りまたは吹付け塗装を含めた様々な方法を用いて適用される。木材保存液中の有効成分として用いられる化合物としては、酢酸銅などの銅化合物、クロム酸カリウムなどのクロム化合物、および亜ヒ酸などのヒ素化合物が挙げられる。ＣＣＡ（銅、クロム、ヒ素）木材保存剤は、木材を腐朽から良好に保護しているが、環境保護上安全ではない。銅やヒ素は抗真菌活性を与え、クロムは銅を木材に固定する働きをする。
【００１３】
特許文献４〔シューベルトら（Ｓｃｈｕｂｅｒｔ  ｅｔ  ａｌ．）〕は、ジルコニウムも、木材保存組成物中のホウ酸塩の不活性固定剤として紹介されたことを開示している。一部の例では、木材保存組成物には酢酸などの固定剤が添加される。これらの製剤を木材に適用すると、保存液の成分（すなわち、固定剤、金属）と木材繊維との間に一連の反応が生じる。これらの反応により、保存剤が木材に固定されて、耐浸出性が向上する。残念なことには、この方法も保存剤の浸透を減少させ、活性を低下させる。
【００１４】
特許文献１０〔シンコ（Ｓｉｎｋｏ）〕は、液体中にジルコニル化合物を含むコーティングの汚染を減少させる組成物、および紫外線防御を提供するランタニド化合物を開示している。クロム、銅およびアルミニウムなどの追加金属も開示されている。
【００１５】
特許文献１１〔ゴッツチョークら（Ｇｏｔｔｓｃｈａｌｋ  ｅｔ  ａｌ．）〕は、銅、アルカノールアミン、シプロコナゾールおよび乳化剤を含む木材保存剤を開示している。
特許文献１２〔シェルバーガーら（Ｓｃｈｅｌｂｅｒｇｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）〕は、アルミニウムや銅などの金属を含む木材保存剤を開示しているが、ジルコニウムは列挙されていない。特許請求の範囲では、相乗的に有効な量で存在する式Ｉのカルバメートと銅含有抗真菌活性化合物とを含む抗真菌組成物を論じている。
【００１６】
特許文献１３〔タナカら（Ｔａｎａｋａ  ｅｔ  ａｌ．）〕は、ジルコニウム、銅およびアルミニウムを含有する金属イオン系木材保存剤を、難燃剤としても開示している。この製剤は、さらに、金属を木材に固定させるリグニンおよび／またはリグニン誘導体を含有する。
【００１７】
特許文献１４〔ウエスト（Ｗｅｓｔ）〕は、亜鉛基材も、環境上問題を抱えている六価クロムも含まない、銅およびアルミニウムを基材とする木材保存剤を開示している。この組成物は、１：１０〜１０：１の硝酸アルミニウムと銅の重量比で硝酸アルミニウムを配合した水溶性酸性銅農薬を含む。
【００１８】
特許文献１５（ウエスト）は、アルミニウムを基材とする木材保護剤を開示しているが、木材を紫外線分解および薬剤から保護する銅またはジルコニウムは含まない。
特許文献１６〔ジュエルら（Ｊｅｗｅｌｌ  ｅｌ  ａｌ．）〕は、セルロース繊維用の銅系殺生剤を開示しているが、アルミニウムまたはジルコニウムは開示していない。
【００１９】
特許文献１７〔サバッキーら（Ｓａｂａｃｋｙ  ｅｔ  ａｌ）〕は、金属塩混合物の製造法を開示しているが、木材保存剤は対象としていない。
特許文献１８（ジュエルら）は、木材パルプなどのセルロース繊維用の銅系殺生剤を開示しているが、アルミニウムまたはジルコニウムは開示していない。
【００２０】
特許文献１９（ジュエルら）は、木材パルプなどのセルロース繊維用の銅系殺生剤を開示しているが、アルミニウムまたはジルコニウムは開示していない。
特許文献２０〔ホッジら（Ｈｏｄｇｅ  ｅｔ  ａｌ．）〕は、銅を基材とし、他の金属イオンも有し得る木材保存剤を開示しているが、ジルコニウムおよびアルミニウムは開示していない。
【特許文献１】米国特許第５，２０７，５８３号明細書
【特許文献２】米国特許第４，２１２，２４９号明細書
【特許文献３】米国特許第４，７３７，４９１号明細書
【特許文献４】米国特許第５，６１２，０９４号明細書
【特許文献５】米国特許第３，７２５，５４４号明細書
【特許文献６】米国特許第３，８８９，０２０号明細書
【特許文献７】米国特許第４，２１８，２４９号明細書
【特許文献８】米国特許第４，３０３，７２６号明細書
【特許文献９】米国特許第４，７８３，２２１号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，７３３，６６６号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，４４１，０１６号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，５０３，９３６号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，５４１，０３８号明細書
【特許文献１４】米国特許第６，５７９，３５４号明細書
【特許文献１５】米国特許第６，６２３，５５２号明細書
【特許文献１６】米国特許出願公開第２００２／０００７９２６号明細書
【特許文献１７】米国特許出願公開第２００２／００７１８０６号明細書
【特許文献１８】米国特許出願公開第２００３／００４１９８３号明細書
【特許文献１９】米国特許出願公開第２００４／００５５７１９号明細書
【特許文献２０】米国特許出願公開第２００４／０２５８７６８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の目的は、環境保護上安全な金属化合物含有木材保存組成物、およびこれらの組成物を用いた木材および他のセルロース繊維処理法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
水性木材保存組成物は、１種以上の以下の金属：アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３として約３．８〜７．０％）、ジルコニウム（ＺｒＯ２として約５．２５〜９．１％）、銅（ＣｕＯとして約０．７〜８．８％）の無機ポリマーと、酢酸または酢酸ナトリウムなどの固定剤とを含有する。金属は、種々の形態で供給可能であり、本明細書で特定されているものには限定されない。
【００２３】
ｐＨは、炭酸銅などの無機塩基を用いて２．０〜４．０に調整する。銅は、他の金属に結合している酸素に結合することによりアルミニウムおよびジルコニウムポリマーの構造
内に組み込まれると考えられるが、提示されたこの理論は本発明を同理論に限定しようとするものではない。ｐＨはポリマー種の分子量範囲を決定する。
【００２４】
本発明の組成物は、アルミニウム／銅ポリマーとして約１０００〜２０００、ジルコニウム／銅ポリマーとして約６０００〜８０００の分子量を保持する。低分子量のアルミニウム系ポリマーは、銅を保持しながら木材および／またはセルロース繊維に深く浸透して効果を最大限にする。高分子量のジルコニウムポリマーは、深くは浸透せず、処理木材／繊維の外層に効能および撥水性を与える。酢酸塩系固定剤は、アルミニウムおよびジルコニウムポリマー骨格を木材のセルロース繊維に結合させることにより、耐浸出性を高める働きをする。この新規ポリマー種ブレンドにより従来技術を超える改良が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明は、浸透度および効果を損なうことなく優れた耐浸出性を有する環境に優しい木材保存組成物を提供する。
水性木材保存組成物は、１種以上の以下の金属：アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３として約３．８〜７．０％）、ジルコニウム（ＺｒＯ２として約５．２５〜９．１％）、銅（ＣｕＯとして約０．７〜８．８％）の無機ポリマーと、酢酸または酢酸ナトリウムなどの固定剤とを含有する。
【００２６】
ｐＨは、炭酸銅などの無機塩基を用いて２．０〜４．０に調整する。銅は、他の金属に結合している酸素に結合することによりアルミニウムおよびジルコニウムポリマーの構造内に組み込まれると考えられる。この理論の証明または反証は、本発明の実用的価値には全く影響を与えない。ｐＨはポリマー種の分子量範囲を決定する。
【００２７】
本発明の組成物は、アルミニウム／銅ポリマーとして約１０００〜２０００、ジルコニウム／銅ポリマーとして約６０００〜８０００の分子量を有する。低分子量のアルミニウム系ポリマーは、銅を保持しながら木材に深く浸透して効果を最大限にする。高分子量のジルコニウムポリマーは、深くは浸透せず、処理木材の外層に効果および撥水性を与える。酢酸塩系固定剤は、アルミニウムおよびジルコニウムポリマー骨格を木材のセルロース繊維に結合させることにより、耐浸出性を高める働きをする。この新規ポリマー種ブレンドにより従来技術を超える改良が得られる。
【００２８】
［方法の要旨］
木材保存組成物は、最終組成物中で約２．０〜６．０％の酢酸と約０．２５〜１．７５％の酢酸ナトリウムが得られるように酢酸と酢酸ナトリウムの水溶液を調合して調製する。溶液は完全に溶解するまで混合しなければならない。溶液は透明で僅かに黄味がかった色を有するであろう。約６０００〜８０００の分子量をもたらすであろうオキシ塩化ジルコニウムなどのジルコニウム塩を選択する。この塩を、酢酸塩混合物に、最終組成物中のジルコニウム濃度が酸化ジルコニウムとして約５．２５〜９．１％になるように添加する。ジルコニウム塩が完全に溶解するまで溶液を混合する。溶液は透明黄色液になるであろう。次いで、最終組成物中のＨＣｌ濃度が約１６〜２０％になるように、ＨＣｌ、好ましくはボーメ度２０のＨＣｌを添加する。溶液は約６０〜７０℃になるが、次の工程の前に約２５℃に冷却しなければならない。約１０００〜２０００の分子量をもたらすであろうポリ塩化アルミニウムなどのアルミニウム塩を選択する。アルミニウム塩は、最終組成物中のアルミニウム濃度が酸化アルミニウムとして約３．８〜７．０％になるように、約４５℃以下の溶液温度を維持するように徐々に加える。温度が約２５℃に下がるまで溶液を混ぜ続けなければならない。次いで、最終組成物中の銅濃度が酸化銅として約０．７〜８．８％になるように炭酸銅を添加する。最終溶液のｐＨは約２．０〜４．０にする。炭酸ガスの放出が終るまでゆっくり混ぜ続ける。溶液は透明暗緑色になるであろう。最終木材保存液は、従来技術では周知の任意の方法、例えば、直接塗布、吹付け、塗装、注入など
によって、そのまま木材に適用できる。
【実施例１】
【００２９】
２０００ｍｌガラス反応器に、７００グラムの水と１５グラムの酢酸ナトリウムを入れる。４０分間または溶液が透明になるまで混合する。５０グラムの酢酸を加える。３０分間混合する。４２０グラムのオキシ塩化ジルコニウム結晶を加える。３０分間または溶液が透明になるまで混合する。溶液は、ワイアット（Ｗｙａｔｔ）のＤａｗｎ光散乱検出器で試験すると、６，０００〜８，０００の分子量を有するであろう。３７５グラムの３２％ＨＣｌを添加し、２時間または温度が２５℃に下がるまで混合する。４６０グラムのポリ塩化アルミニウムを、約４５℃以下の温度を維持する速度で加える。２時間混合する。溶液は約２５℃に冷めるまで混合しなければならない。この溶液を光散乱分析すると、２つの異なる種を示す。一方は６，０００〜８，０００、他方は１，０００〜２，０００である。８５グラムの炭酸銅を加え、すべての炭酸ガスの放出が完了するまで良くかき混ぜる。
【００３０】
上記組成物を効果および保持力に関して試験した。効果の試験は、キチリメンタケ（Ｇ．ｔｒａｂｅｕｍ）、ポスチア・プラセンタ（Ｐ．ｐｌａｃｅｎｔａ）、およびカワラタケ（Ｔ．ｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒ）（標準菌類）に対する１２週間の処理／非処理、浸出、非侵出実験で実施した。重量の減少を測定し、産業上の期待に関して許容し得る木材保存を示すことが判明した。さらに、同組成物は、試験した全ての希釈度で優れた保持力を示した。
【００３１】
［実験結果］
土壌ブロック試験は、急速な菌類生育を助ける条件下に木質材料の耐久性を評価するための比較的迅速な実験法である。以下に、選択されたアルミニウム系化合物で処理したブロックの土壌ブロック試験を説明する。
【００３２】
［材料および方法］
節がなく、欠陥のないサザンパイン（テーダマツ（Ｐｉｎｕｓ  ｔａｅｄａ  Ｌ．））材を１９ｍｍの角材（ｃｕｂｅ）に切断した。この角材をオーブン乾燥（４０℃）し、次いで、ビーカーに入れ、重みをかけた。ビーカーに試験液を充填し、次いで処理容器に入れ、３０分間真空にかけた後、２時間圧力を加えた。ブロックをＷＴ２９２（実施例１）で処理した。ＷＴ２９２は、３．２％のアルミニウムと６％のジルコニウムを含有する。処理前に、濃縮物を蒸留水で５：１、１０：１または２０：１希釈した。処理後、ブロックをパンから取り出し、過剰な溶液をふき取って除去し、正味の溶液吸収量を測定するために秤量した。次いで、化学物質／木材反応を促進するためにブロックを４８時間不乾条件下に保管してから、４０℃でオーブン乾燥し、秤量した。各処理を３６個のブロックについて実施した。
【００３３】
各処理グループ中半数のブロックを、ＡＷＰＡ（米国木材保存協会）の標準法（Ｓｔａｎｄａｒｄ）Ｅ−１０に記載の浸出法に供し、次いで、水ですすいでから、プラスチックバッグに入れ、コバルト６０源由来の２．５ｍｒａｄの電離放射線に暴露して滅菌した。
【００３４】
腐朽チャンバ（ｄｅｃａｙ  ｃｈａｍｂｅｒ）は、４５４ｍｌのフレンチスクエアボトル（ｆｒｅｎｃｈ  ｓｑｕａｒｅ）に湿った湿林ローム土を半分まで入れ、この土壌の表面にベイツガ（褐色腐朽菌用）またはレッドアルダー（白色腐朽菌用）の供給ストリップを置いて準備した。次いで、該ボトルにゆるく蓋をし、１２１℃で４５分間オートクレーブ処理した。ボトルを一晩冷まし、次いで、あらゆる芽胞形成性細菌を死滅させるために、再び１２１℃で１５分間オートクレーブ処理した。
【００３５】
冷却後、試験菌類培養物の活発に増殖している縁部から直径２〜３ｍｍの麦芽寒天ディスクを切り取ってボトルに接種した。これらの方法で評価した菌類は、ポスチア・プラセンタ（Ｐｏｓｔｉａ  ｐｌａｃｅｎｔａ（Ｆｒ．）Ｌａｒｓｅｎ  ｅｔ  Ｌｏｍｂａｒｄ）（分離株  Ｍａｄｉｓｏｎ  ６９８）、キチリメンタケ（Ｇｌｏｅｏｐｈｙｌｌｕｍ  ｔｒａｂｅｕｍ（Ｐｅｒｓ．ｅｘ．Ｆｒ）Ｍｕｒｒ．）（分離株  Ｍａｄｉｓｏｎ  ６１７）、およびカワラタケ（Ｔｒａｍｅｔｅｓ  ｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒ（Ｌ．ｅｘ．Ｆｒ．）Ｐｉｌａｔ）（分離株Ｒ−１０５）であった。最初の２種は褐色腐れを起こし、後者は白腐れを起こす種である。木材の供給ストリップの端に寒天プラグを置き、次いでジャーに（換気のために）ゆるく蓋をかぶせ、供給ストリップが菌類の菌糸体で完全に覆われるまでインキュベートした。次いで、供給ストリップの表面上に、断面を下にして滅菌試験ブロックを置き、ボトルにゆるく蓋をして、褐色腐朽菌および白色腐朽菌をそれぞれ、２８℃で１２または１６週間インキュベートした。
【００３６】
インキュベーション後、ブロックを取り出し、付着している菌糸体をきれいにこすり取って、湿潤重量を測定するために秤量した。次いで、ブロックをオーブン乾燥（４０℃）し、秤量した。初期および最終のオーブン乾燥重量の差を、菌類暴露効果の測度として用いた。これらの方法を用いて、合計２３４ブロックを試験した。
【００３７】
［結果］
非処理対照の重量減少は、試験菌類に応じて２０〜５１％の範囲であった（表１）。白色腐朽菌で重量減少が少ないのは、この菌類が針葉木材種には攻撃性が低いので当然だが、このような重量減少でも処理の差の評価には十分であった。
【００３８】
ＷＴ２９２で処理したブロックの重量減少は、試験菌類の処理レベルに関わらず一貫して５％未満であり、これは、ジルコニウムとアルミニウムの組み合せが有効な殺生剤であることを示唆している。ブロックからの浸出によって、重量減少にわずかな増加が生じたが、浸出があっても重量減少は７％未満であった。これらの結果は、この製剤がかなりの耐浸出性を有することを示している。
【００３９】
この結果は、製剤ＷＴ−２９２が木材保存剤として相当な可能性を有することを明らかに示唆している。この製剤は、実験室条件下に、３種の一般的な木材腐朽菌に対して有効かつ耐浸出性であった。
【００４０】
【表１】
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［引用文献］
米国木材保存協会〔Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｗｏｏｄ  Ｐｒｅｓｅｒｖｅｒｓ’Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＡＷＰＡ）〕、１９９９年、Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｅ１０−９１。実験室土壌ブロック培養物による木材保存剤の標準試験法。
【００４１】
［さらなる実験結果］
金属系保存剤（ｍｅｔａｌ  ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅ）は、木材保護用として長い歴史を有するが、これらの系のうち、ある種の金属、特にヒ素やクロムの使用には問題が生じている。代替物として有機保存剤が提案されたが、これらの系のほとんどは土壌との直接の接触において十分に機能しない。１つの代替法は、他の金属の系の使用を検討することである。これまでの試験で、本発明者らは、土壌ブロック試験でジルコニウム系の有効性を評価し、いくつかの製剤が十分な保護を提供するように思われることを見出した。これらの試験で曝露されたブロック分析の結果を以下に説明する。
【００４２】
［材料および方法］
以下に説明するように、木材サンプルを乾燥させ、粉砕して２０メッシュスクリーンに通し、抽出した。
【００４３】
木材サンプルを、以前に報告されている手順〔ガビアックら（Ｇａｖｉａｋ  ｅｔ  ａｌ．）、１９９４年〕に従って、マイクロ波で蒸解し、分析した。簡単に述べれば、５００ｍｇの材料を１２０ｍｌテフロン（登録商標）の蒸解容器に入れた。次いで、０．５ｍｌの微量金属用のグレードの濃硝酸と２ｍｌの３０％過酸化水素を加えた。次いで、サンプルを３０分間予備蒸解し、ふたを締め、マイクロ波を２９６ワットで４分間、次いで５６５ワットの出力で８分間照射した。蒸解サンプルを遠心分離管に移し、脱イオン水を加えて容量を１５ｍｌに調整してから、ＩＣＰ分析した。
【００４４】
［結果］
最初の土壌ブロック試験の重量減少は表１に示されている。これらの試験は、ＷＴ−２９２が３種すべての試験菌類に対して十分な活性を有することを示した。
【００４５】
ＷＴ−２９２で処理したブロックの金属分析から、金属負荷が希釈度にほぼ比例すること、および金属が浸出処置に曝露したすべての処理においてかなり良く保持されることが示された（表２）。銅もアルミニウムも比較的耐浸出性であると思われるジルコニウムより移動しやすかった。金属の損失の割合は、溶液希釈度によって変化するようであった。銅とアルミニウムの比例的損失は、溶液濃度を低下させるにつれて減少した。この減少は、限られた数の結合部位の可用性を反映していると思われる。これらの部位が占拠されると残りの金属は浸出により損失しやすく、初期溶液濃度を低下させると、この非固定のリザーバーが減少する。例えば、５：１、１０：１および２０：１に希釈したＷＴ−２９２で処理したブロックの全体的な銅損失は、それぞれ、非浸出レベルの３９％、３３％および１７％であった。アルミニウムのレベルは、同じ希釈度で、それぞれ２５％、３１％および１３％低下した。ジルコニウムは、浸出による損失に対して極めて耐性が高いようであり、希釈レベルによる損失の変化はなかった。
【００４６】
ＷＴ−２９２処理ブロックには金属移動が認められたが、この系は良好な活性を示した。
【００４７】
【表２】
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上記説明は、さらに詳述しなくても本発明を十分に説明しているので、本発明者以外の人も、現在および将来の知識を用いることにより、本発明を種々の使用条件下での使用に適合させ得るであろう。
【手続補正書】
【提出日】平成18年9月19日(2006.9.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム、ジルコニウム、銅を含む無機ポリマーおよび固定剤の水溶液を含んでなり、水溶液が約２．０〜４．０の範囲のｐＨを有する木材保存組成物。
【請求項２】
アルミニウムが、組成物中にＡｌ２Ｏ３として約３．８〜７．０％（重量％）存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
ジルコニウムが、組成物中にＺｒＯ２として約５．２５〜９．１％（重量％）存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
銅が、組成物中にＣｕＯとして約０．７〜８．８％（重量％）存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
アルミニウムが組成物中にＡｌ２Ｏ３として約３．８〜７．０％（重量％）存在し、ジルコニウムが組成物中にＺｒＯ２として約５．２５〜９．１％（重量％）存在し、銅が組成物中にＣｕＯとして約０．７〜８．８％（重量％）存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
約１０００〜２０００の分子量のアルミニウム／銅ポリマーを有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
約６０００〜８０００の分子量のジルコニウム／銅ポリマーを有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
約１０００〜２０００の分子量のアルミニウム／銅ポリマーと、約６０００〜８０００の分子量のジルコニウム／銅ポリマーとを有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
固定剤が、酢酸、酢酸ナトリウムまたはそれらの混合物である、請求項１に記載の組成
物。
【請求項１０】
固定剤が、酢酸、酢酸ナトリウムまたはそれらの混合物である、請求項５に記載の組成物。
【請求項１１】
固定剤が、酢酸、酢酸ナトリウムまたはそれらの混合物である、請求項８に記載の組成物。
【請求項１２】
ｐＨが無機塩基を用いて調整される、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
無機塩基が炭酸銅である、請求項１２に記載の組成物。
【請求項１４】
請求項１に記載の木材保存組成物の製造法であって、
（ａ）  固定剤水溶液を調製する工程、
（ｂ）  ジルコニウム塩を該溶液に溶解させる工程、
（ｃ）  該溶液のｐＨを約２．０〜約４．０に調整する工程、
（ｄ）  必要であれば、該溶液を冷却する工程、
（ｅ）  アルミニウム塩を該溶液に溶解させる工程、
（ｆ）  銅塩を該溶液に溶解させる工程、および
（ｇ）  必要であれば、さらに該溶液のｐＨを約２．０〜約４．０に調整する工程
を含んでなる方法。
【請求項１５】
木材を保存処理する方法であって、
（ａ）  請求項１に記載の木材保存剤の水性懸濁液を調製する工程、
（ｂ）  少なくともいくつかの開放気孔領域を有する木材を用意する工程、および
（ｃ）  木材に懸濁液を適用する工程
を含んでなる方法。
【請求項１６】
木材に懸濁液を適用する工程が、懸濁液を木材に注入することにより達成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
木材に懸濁液を適用する工程が、懸濁液に木材を浸漬することにより達成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
木材に懸濁液を適用する工程が、木材上に懸濁液をはけ塗りすることにより達成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
木材に懸濁液を適用する工程が、木材上に懸濁液を吹き付けることにより達成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
請求項１に記載の組成物を含浸させた木材。
【請求項２１】
請求項１に記載の組成物を含浸させた木材。
【請求項２２】
有効量の請求項１に記載の組成物で処理したセルロース繊維を含んでなる耐分解性繊維状セルロース製品。
【請求項２３】
請求項１に記載の木材保存剤の水性懸濁液を調製する工程と、懸濁液を木材に適用する工程とを含んでなる耐分解性セルロース繊維の製造法。
【請求項２４】
適用する工程が、懸濁液を木材に、吹付け、注入、はけ塗り、または浸漬することにより達成される、請求項２３に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
水性木材保存組成物は、１種以上の以下の金属：アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３として約３．８〜７．０％（重量％））、ジルコニウム（ＺｒＯ２として約５．２５〜９．１％（重量％））、銅（ＣｕＯとして約０．７〜８．８％（重量％））の無機ポリマーと、酢酸または酢酸ナトリウムなどの固定剤とを含有する。金属は、種々の形態で供給可能であり、本明細書で特定されているものには限定されない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明は、浸透度および効果を損なうことなく優れた耐浸出性を有する環境に優しい木材保存組成物を提供する。
水性木材保存組成物は、１種以上の以下の金属：アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３として約３．８〜７．０％（重量％））、ジルコニウム（ＺｒＯ２として約５．２５〜９．１％（重量％））、銅（ＣｕＯとして約０．７〜８．８％（重量％））の無機ポリマーと、酢酸または酢酸ナトリウムなどの固定剤とを含有する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
［方法の要旨］
木材保存組成物は、最終組成物中で約２．０〜６．０％（重量％）の酢酸と約０．２５〜１．７５％（重量％）の酢酸ナトリウムが得られるように酢酸と酢酸ナトリウムの水溶液を調合して調製する。溶液は完全に溶解するまで混合しなければならない。溶液は透明で僅かに黄味がかった色を有するであろう。約６０００〜８０００の分子量をもたらすであろうオキシ塩化ジルコニウムなどのジルコニウム塩を選択する。この塩を、酢酸塩混合物に、最終組成物中のジルコニウム濃度が酸化ジルコニウムとして約５．２５〜９．１％になるように添加する。ジルコニウム塩が完全に溶解するまで溶液を混合する。溶液は透明黄色液になるであろう。次いで、最終組成物中のＨＣｌ濃度が約１６〜２０％になるように、ＨＣｌ、好ましくはボーメ度２０のＨＣｌを添加する。溶液は約６０〜７０℃になるが、次の工程の前に約２５℃に冷却しなければならない。約１０００〜２０００の分子量をもたらすであろうポリ塩化アルミニウムなどのアルミニウム塩を選択する。アルミニウム塩は、最終組成物中のアルミニウム濃度が酸化アルミニウムとして約３．８〜７．０％（重量％）になるように、約４５℃以下の溶液温度を維持するように徐々に加える。温度が約２５℃に下がるまで溶液を混ぜ続けなければならない。次いで、最終組成物中の銅濃度が酸化銅として約０．７〜８．８％（重量％）になるように炭酸銅を添加する。最終溶液のｐＨは約２．０〜４．０にする。炭酸ガスの放出が終るまでゆっくり混ぜ続ける。溶液は透明暗緑色になるであろう。最終木材保存液は、従来技術では周知の任意の方法、例えば、直接塗布、吹付け、塗装、注入などによって、そのまま木材に適用できる。
【国際調査報告】
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