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危害等級區分與木材防腐藥劑種類

(一)木材之使用環境與危害分級

隨國人經濟水平與對木材特性認知之提升,我國原木與製材品之年進口量逐年攀高,此對於木質材料之高依賴性趨勢,隨之帶動防腐處理等後加工類型產業之經濟產值與需求,諸如室內裝修用之防腐角材與室外環境使用之防腐木平台等。

然木材防腐劑在如今廣泛之應用上仍應遵守「因地制宜」之概念,而所謂的「地」即為使用環境之差異性。

依照中華民國國家標準CNS總號3000「加壓注入防腐處理木材」所規範,將木材之使用環境與危害分級依水分、生物性危害等因子區分為K1-K5共5級(表1)。

舉例而言,木材於相對濕度平均為70%以下之室內環境使用時,若該處可能有蟲蟻出沒或可能有蝕害之虞,如地板角材等,則該使用區域應屬K2之危害等級區分,若木材於不浸水但直接受天候劣化之室外環境或於室內潮濕處使用時,極可能會受蟲蟻與真菌等生物性危害,尺寸安定性亦可能有所減低,該使用區域則應分類為K4之危害等級區分。

因此,適時適地的選用合適之防腐藥劑及其有效吸收量係有一定之重要性存在。

表1、木材使用環境與危害分級

危害分級 使用環境 木材於不同使用環境可能遭受的危害種類
蟲蟻 真菌 吸水吸濕 軟腐
K1 木材處於室內,且無蟲蟻危害之虞, 或室內溫濕度可加以控制。
K2 木材處於室內,室內相對濕度均等, 且在 70 %以下。
K3 1.木材處於室內,室內相對濕度均等,且超過 70 %。
2.木材處於室內潮濕範圍,木材有防水處理。
3.木材處於室外,但無直接受天候劣化。
K4 1.木材處於室外,直接受天候劣化,但無持續接觸水或地。
2.木材處於室內潮濕處。
K5 木材處於室外,無保護,且長期間暴露於濕潤環境或接觸土壤。

(擷自中華民國國家標準總號CNS 3000加壓注入防腐處理木材)

(二)常見之防腐藥劑種類

木材防腐藥劑(Wood preservatives)之合成主要係以一或多種防腐劑(Fungicide)、防蟲劑(Insecticide)、防黴劑(Mouldicide)作為主要成分(Active ingredient)混合於不同載體(Carrier)內製成。

依中華民國國家標準CNS總號14495「木材防腐劑」中之分類,其係以載體之種類性質作為區分

共分成油性木材防腐劑、水溶性木材防腐劑、乳化性木材防腐劑與油溶性木材防腐劑等四類(表2)。

目前市場最為常見之油性木材防腐劑為利用於電桿、枕木之雜酚油(Coal-tar-creosote),以及廣泛應用於製材品與木結構用途之硼化合物(B)、銅烷基銨化合物(ACQ)與銅唑化合物(CuAz)等三類水溶性木材防腐劑。

表2、木材防腐藥劑之分類與代號

區分 種類 記號
油性木材防腐劑 雜酚油(煤焦油)木材防腐劑 A
水溶性木材防腐劑 烷基銨(alkyl ammonium)化合物系木材防腐劑 AAC
銅、烷基銨化合物系木材防腐劑 1號 ACQ-1
2號 ACQ-2
3號 ACQ-3
銅、唑(azole)化合物系木材防腐劑 CuAz
硼、烷基銨化合物系木材防腐劑 BAAC
硼化合物系木材防腐劑 B
乳化性木材防腐劑 環烷酸金屬鹽系(乳劑)木材防腐劑 1號 NCU-E
2號 NZN-E
3號 VZN-E
油溶性木材防腐劑 環烷酸金屬鹽系(油劑)木材防腐劑 1號 NCU-O
2號 NZN-O

(擷自中華民國國家標準總號CNS 14495木材防腐劑)

(三)水溶性木材防腐藥劑

合適之木材防腐藥劑為達有效之抗生物劣化能力,其應具備對生物性危害有足夠之致死毒性、持久性和穩定性,且對木材有良好之滲透性,不影響木材表面性質,同時對金屬無腐蝕性,亦不降低木材強度及其使用安全,也不應對環境造成汙染(張上鎮,2006)。

一般而言,木材防腐劑可依其成分區分為金屬性(Metal-based)、非金屬性(Nonmetal-based)和有機合成化合物(Organic synthesized componds),或透過溶劑分為油性木材防腐劑、水溶性木材防腐劑、乳化性木材防腐劑和油溶性木材防腐劑等四種,其中,又以水溶性木材防腐劑為現行世界上應用最廣泛、種類最多的一種防腐藥劑(Schultz et al., 2008)。

由於水溶性木材防腐劑具濃度調配之便利性及加壓注入之合適性,其乃目前市面上應用最為廣泛之木材防腐劑種類,包括銅烷基銨化合物(ACQ)與銅唑化合物(CuAz)、硼化合物(B)等。

表3至表5分別係中華民國國家標準CNS 總號14495「木材防腐劑」中針對以上三種水溶性木材防腐劑之品質規範,詳列其有效分含量以便於進行藥劑購買後之品質確認與日後使用上之濃度調配。

其中,由表3之銅烷基銨化合物(ACQ)品質規範中可見,其有效成分主要係銅化合物(以CuO計)與不同之烷基胺類生物抑制劑組成,而我國最常使用者則係ACQ-1之N-烷基苯甲基二甲基氯化銨(N-Alkylbenzyl dimethyl ammonium chloride, BKC),其與銅化合物佔ACQ防腐藥劑內之有效成分比例約為4.5:5.5。

表4之銅唑化合物(CuAz)成分則較為單純,其中95%以上為銅化合物(以Cu計),僅3-4%為鐵布可唑(Tebuconazole)類生物抑制劑。

表3、銅烷基銨化合物(ACQ)木材防腐劑之品質

項目 品質
1 號
(ACQ-1)
2 號
(ACQ-2)
3 號
(ACQ-3)
有效成分之配合比( 質量分率,%) 銅化合物(以 CuO 計) 53~59 62~71 62~71
N-烷基苯甲基二甲基氯化銨
(N-Alkylbenzyl dimethyl ammonium chloride, BKC)
41~47
二癸基二甲基氯化銨
(Didecyl dimethyl ammonium chloride, DDAC)

29~38
二癸基二甲基碳酸銨
(Didecyl dimethyl ammonium carbonate, DDA-carbonate)
29~38
有效成分之含量(a)(質量分率,%) 16 以上 13 以上 13 以上
製品之狀態 液狀
水不溶解物(質量分率,%) 1 以下
pH 值 9.5~11.0 9.5~11.0 8.0~10.0
註(a)有效成分之含量係指銅化合物與 N-烷基苯甲基二甲基氯化銨(BKC)、二癸基二甲基氯化銨(DDAC)或二癸基二甲基碳酸銨(DDA-carbonate)之合計含量。

(擷自中華民國國家標準總號CNS 14495木材防腐劑)

表4、銅唑化合物(CuAz)木材防腐劑之品質

項目 品質
有效成分之配合比(
質量分率,%)
銅化合物(以Cu 計) 95.4~96.8
鐵布可唑(Tebuconazole)
[α-[2-(4-chlorophenyl)ethyl]-α-(1,1-imethylethyl)-1H-1,2,4-triazole-1-ethanol]
3.2~4.6
有效成分之含量(a)(質量分率,%) 11 以上
製品之狀態 液狀
水不溶解物(質量分率,%) 1 以下
pH 值 8.7~11.5
註(a) 有效成分之含量係指銅化合物(以 Cu計)及鐵布可唑之合計含量

(擷自中華民國國家標準總號CNS 14495木材防腐劑) 

表5、硼化合物(B)木材防腐劑之品質

項目 品質
有效成分之含量(質量分率,%) 硼化合物,為下列各種其中之一:
八硼酸二鈉(sodium octaborate, Na2B8O13.4H2O)
五硼酸鈉(sodium pentaborate, Na2B5O8.5H2O)
硼砂(sodium tetraborate, Na2B4O7.10H2O)
98 以上
製品之狀態 粉末狀
水不溶解物(質量分率,%) 1 以下
pH 值 7.9~9.0

(擷自中華民國國家標準總號CNS 14495木材防腐劑) 

 

  文章提供:楊德新教授

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