クロム・銅・ヒ素化合物系木材防腐剤(ＣＣＡ)処理木材)
Wood Preservatives of Chrome-Correr-Arsenic Type

ＣＣＡ処理木材防腐剤
ＣＣＡ防腐剤は、クロム・銅・ヒ素の無機化合物でそれぞれの混合配分によって1号、２号、３号があります。この場合の有効性分とはクロム化合物(Cr03として)、銅化合物(Cu0として)、ヒ素化合物(As205として)、一号は20％以上でクロムの化合物が多く、ヒ素が少ない配合物で、クロム、銅の塩類を用いて製造する塩型と、酸化物を用いて製造する酸化物型がある。1号は塩型で防腐処理工場で自家配合して使用されていた。2号、3号は酸化物型で配号薬剤として使用され2号は65％以上、3号は50％以上で、いずれの配合のものも水溶液溶解分1％以下で使用することになっている。

このＣＣＡ防腐剤は、昭和38年から使用され昭和45年頃から年間10万トン弱使用されており、平成4年をピークに最近は減少傾向にある。ＣＣＡ防腐剤は、電柱や枕木に使われてきたクレオソート油と違い、主に住宅用の土台や建築用途に約30万m³/年使われてきた。特に昭和60年頃からは35万m³/年と使用量が増えてきたが、その後毒性が強いため低毒性のDDACやアルキル系防腐剤が使われるようになってきている。しかし、最近は北米から加工した木材が直接輸入されるようになり屋外や公園等で使う木材などがＣＣＡ処理木材で、約35万m³/年使われ増える傾向にある。また、ＣＣＡ防腐剤は、防腐木材の他に防蟻剤としても西日本を中心に使われており、その量は不明。
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ＣＣＡの含有量
その後、廃棄物研究財団から廃木材の重金属含有量と排ガス中の成分値が発表されたが、ＣＣＡ処理木材の環境への影響を報告した研究事例はまだ少ない。

廃棄物研究財団の行なった廃木材の化学物質に関する調査によると、ＣＣＡ処理木材の重金属含有量を測定した結果は表１の通りで、各重金属類の廃木材１トン当たりの平均含有量はクロム１０５３mg／kg、銅４２５mg／kg、ヒ素４６０mg／kg、である。

ＣＣＡの他に日本工業規格ＪＩＳ　Ｋ　１５７０に登録されている木材防腐剤の種類としては、水溶性防腐剤としてクロム・銅・ヒ素系化合物（ＣＣＡ）、フェーノール類・無機ふっ化物系化合物（ＦＣＡＰ）、アルキルアンモニウム系化合物（ＡＡＣ）、クロム・銅・亜鉛系化合物（ＣＦＫＺ）、銅・アルキルアンモニウム系化合物（ＡＣＱ）、銅・ほう素・アゾール系化合物（ＣＵＡＺ）、ほう素・アルキルアンモニウム系化合物（ＢＡＡＣ）、また、乳化性防腐剤として脂肪酸金属塩系化合物（ＮＣＵ｛ナフテン酸銅化合物｝・ＮＺＮ｛ナフテン酸亜鉛化合物｝・ＶＺＮ｛バーサチック酸亜鉛化合物｝）、アゾール系化合物（ＡＺＰ）、その他油性木材防腐剤としてクレオソート油木材防腐剤がある。
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ＣＣＡ溶出試験
含有重金属の挙動については、木材学会誌、Ｖｏｌ．４６、Ｎｏ．６、（２０００ｐ５８７−５９５）に示される様にＣＣＡ処理木材の燃焼時における銅、クロム、ヒ素の挙動は、木材に含有するクロムは燃焼温度に依存せず１００％に近い残留率で焼却灰に残る。銅、ヒ素は燃焼温度の上昇とともに低下する傾向がみられ４０％〜８０％の残留率であるが、特に銅、クロム、ヒ素の含有率の高いサンプルでは著しく低下する。このヒ素の残留率の低下は熱的な蒸発によるもので、ヒ素ガスとして大気中に放散されているものと考えられる。また、ＣＣＡ処理木材を炭化した場合は、銅、クロムの蒸発は生じにくく高濃度で木炭内に残留し、ヒ素が蒸発することが確認された。以上のことから廃木材やＣＣＡ処理木材を原料とした木炭を製造する場合には、含有する重金属の対策を行なう必要がある。
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ＣＣＡの化学反応
ＣＣＡ処理木材に注入されるＣＣＡ防腐剤は、木材に注入処理されたあと木材の中で水に溶け難い化合物を生成し、有機金属化合物として木材に定着する。その反応式はＣＣＡ−１号で以下のようになる。

２ＣｕＳＯ４＋４Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７＋５Ａｓ２Ｏ５・２Ｈ２Ｏ→８ＣｒＡｓＯ４＋４ＣｕＨＡｓＯ４＋２Ｋ２ＳＯ４＋４ＫＯＨ＋７Ｈ２Ｏ＋１２Ｏ↑
しかし、この化学反応は注入後の温度や樹種、乾燥の早さや吸収量の関係から定着時間を３週間とされているが、工場や時間管理によって変化するためその挙動ははっきりしていない。

つまりＣＣＡ防腐剤は、木材の成分（セルロース、ヘミセルロース、リグニン、その他）と金属塩の化合物となり、有機化合物が金属を含んでいる化学構造である。これら液体状の有機金属化合物は、一般に多量の重金属を含んでいる場合ほど安定した化合物となる場合が多く、有機金属化合物は毒性が極めて強いことが特長でメチル水銀、有機スズ化合物、ＣＣＡ防腐剤、ジエチル亜鉛、などに代表される。

その化学構造形態は、以下の３種類に分けられる。

ＣＣＡの判別方法
ＣＣＡ防腐剤の簡易な試薬塗布による呈色反応としては、クロムの化合物はクロムにジフェニルカルバジド液を作用させ赤紫色の錯体による呈色反応および原子吸光法によって、銅は銅イオンがジエチルジチオカルバミン酸ナトリウムと反応して生成する黄褐色の錯体を酢酸−ｎ−ブチルで抽出し吸光度を測定する。また、ヒ素は水素化ヒ素として発生させ、ジエチルジチオカルバミン酸銀のクロロホルム溶液に吸収させて、生成する赤紫色の溶液の吸光度を測定する方法等がある。

1章　緒 論1
1.1　本研究の背景 1
　1.2　本研究の目的 2
　1.3　本論文の概要 3
2章　廃木材の利活用状況調査と既往の研究
　2.1　緒　言 5
　2.2　木質バイオマスの利活用状況と問題点 5
　　2.2.1　木質バイオマス供給量と建築廃木材における利活用状況 5
　　2.2.2　化学薬品で処理された防腐処理木材 7
　2.3　CCA処理木材を対象とした既往の研究 9
　2.4　木質バイオマス炭化物の利用に関する既往の研究 11
　2.5　結　言 12
3章　針葉樹木炭と廃棄物由来バインダーによる燃料用成型木炭の開発 13
　3.1　緒　言 13
　3.2　建築廃木材からの成型木炭の調製と燃焼特性評価 14
　　3.2.1　成型炭の調製 14
　　3.2.2　成型加工による木炭の燃焼特性変化 15
　　3.2.3　調製した成型木炭と市販木炭の燃焼特性の比較　　　 17
　3.3　廃糖液の成型木炭バインダーとしての効果と諸特性におよぼす影響 19
　　3.3.1　糖分含有廃棄物 19
　　3.3.2　試料の調製 19
　　3.3.3　バインダーが成型木炭曲げ強度におよぼす影響 20
　　3.3.4　バインダーが成型木炭燃焼特性におよぼす影響 22
　　3.3.5　バインダーの焼結条件が成型木炭燃焼特性におよぼす影響 24
　3.4　結　言 27
4章　木炭への親水性高分子担持処理による高性能調湿材の開発 28
　4.1　緒　言 28
　4.2　木炭の吸放湿特性 29
　　4.2.1　木炭試料 29
　　4.2.2　実験装置および方法 31
　　4.2.3　実験結果および考察 32
　4.3　親水性高分子被覆木炭の吸放湿特性 33
　　4.3.1　親水性高分子被覆木炭の調製 33
　　4.3.2　親水性高分子被覆木炭の調湿能力 35
　　4.3.3　親水性高分子担持担体として木炭が吸放湿特性に与える影響 36
　　4.3.4　親水性高分子被覆木炭の吸放湿メカニズム 38
　4.4　結　言 39
5章　重金属を含有した木材からの炭素担持金属触媒の調製 40
　5.1　緒　言 40
　5.2　CCA処理木材炭化物の触媒活性の検討 41
　　5.2.1　CCA処理木材の炭化処理 41
　　5.2.2　メタノール分解反応における触媒活性試験 42
　5.3　木材を原料とした炭素担持酸化銅触媒の調製 43
5.3.1　試料の調製 43
5.3.2　銅担持木材炭化物の銅の担持形態 44
　　5.3.3　触媒活性試験結果および考察 45
　5.4　メタノール水蒸気改質反応における銅担持木材炭化物の触媒活性 47
　5.5　CCA処理木材を原料とした炭素担持金属触媒の調製とその触媒活性 48
　5.6　結　言 50
（右上へつづく）