大木構材防腐防蟲蟻處理

2-1-1-1防腐處理之藥劑種類與工法

防腐處理主要使用防腐劑，防腐劑主要是應用於木構件生物性危害之防 治，防腐劑一般是指可使木構件免於真菌等微生物之危害，提高木構件的耐 久性，延長木構件的使用年限之化學藥劑。木材防腐劑的種類繁多，有些藥 劑具有普遍性，對危害木材的生物都有毒效，但有些藥劑卻具有選擇性，需 根據實際情況選用有效的防腐劑。而一種良好的防腐劑需具備以下的條件:(1) 對危害木材之生物有足夠的致死毒性，(2) 需具有持久性和穩定性，(3) 對木 材有良好的滲透性，(4) 對金屬無腐蝕性，(5) 不影響木材表面性質，(6) 不 降低木材強度，(7) 使用安全，對人畜無害，不污染環境。

常用的木材防腐劑可分為三類：即煤焦油類(tar-oil type)、油溶性類 (organic solvent type)及水溶性類(water-borne type)。

煤焦油類的防腐劑包括如雜酚油類(creosote)與煤焦油蒸餾物(coal tar distillates)等，煤焦油類防腐劑是一種普遍型防腐劑，對各種木材腐朽菌、昆 蟲、白蟻及海生鑽孔動物都有良好的致死性和預防作用，且價格低廉，具抗 水性，不易流失，並對金屬的腐蝕性低，但煤焦油類之防腐劑具有剌激味道，

黑色之外觀，且處理後之產品無法塗裝。

油 溶 性 類 的 木 材 防 腐 劑 係 由 一 種 或數 種 殺 菌 劑(fungicides)或殺蟲劑 (insecticides)溶於有機溶劑中所調配出之防腐劑，一般這些殺菌劑或殺蟲劑之 濃度在5%以下，過去木材防腐常用之殺菌劑有五氯酚類(pentachlorophenol，

PCP)，目前已禁用，此類型之防腐劑有以下之優點：(1) 對危害木材的各種生 物毒性強，(2) 易被木材吸收，可用刷塗、浸漬等簡易方法進行，(3) 耐久性 佳，(4) 處理後木材變形小，(5) 被處理材表面乾淨，(6) 不腐蝕金屬。但油 溶性之防腐劑有成本較高，處理後之木材易燃等缺點。

水溶性類防腐劑是目前世界各國應用廣泛、種類最多的一種防腐劑。此 類型的防腐劑大都是由具毒性之離子鹽類所組成。而在水溶液鹽類中有殺菌 殺蟲能力的活性成分固然重要，但那些非毒性而扮演固著角色的成分也是相

當的重要，由於它們的存在會促使鹽類的溶解作用，同時對鹽類的滲透性和 在木材中的保留量也有一定的影響。國內廣泛使用於新木料之防腐處理是水 溶性類木材防腐劑，主要是鉻化砷酸銅（Chromated Copper Arsenate；CCA）。

但近年由於 CCA 的毒性對人體健康與環境保護可能造成極大威脅，且加上 CNS14495 木材防腐劑的新制訂，國內木材之防腐處理已有採用較環保的新型 的低毒性防腐劑（如ACQ 與 CuAz）之趨勢。

以防腐工法來說（防蟲工法亦然），選擇適當的化學藥劑配合正確的處理 方法，可使防腐與防蟲處理達到最佳之效果。一般來說，影響木構件防腐與 防蟲處理效果之因子有三，即前處理、化學藥劑和處理方法。而選用一種可 靠有效的處理方法，則需根據材種、用途以及所使用的化學藥劑而定。

就木構材防腐與防蟲處理方法而言有很多種，如刷塗法(brushing)、噴塗 (spraying)、浸漬法(immersion or dipping)、噴淋(deluging)、擴散法(diffusion)、

熱冷浴法(hot and cold open tank)、及加壓法(pressure)等。前五種屬於常壓下之 防腐與防蟲處理，而後者之加壓法依所使用壓力之高低，又可以分為高壓法 (high pressure processes)及低壓法(low pressure processes)，前者所施加之壓力 高於5 bar，而後者使用之壓力低於 5 bar。木材表面處理是利用木材組織的毛 細作用，使木材吸收防腐與防蟲藥劑，從藥劑之浸透量或浸透深度觀點觀之 時，其效力持續性會較加壓注入處理為差，所以和木材使用環境或必要之耐 用年數相對應的，再者，使用刷塗、噴塗、噴淋及浸漬等方式，其藥劑的流 失可能對施作人員安全與健康的危害也相對的大。

此外，在常壓下最有效的防腐與防蟲處理是熱-冷浴法。這種方法的原理 是將木材先在熱的防腐與防蟲藥劑中加熱，隨著木材內溫度的上升，其中的 空氣膨脹、水分蒸發，因此木材內的壓力高於大氣壓，空氣和水蒸氣便會由 木材內排出，此時再迅速將木材由熱的防腐與防蟲藥劑槽中移至冷的防腐與 防蟲藥劑槽中。因為驟然冷卻，木材內的空氣受冷而收縮，未排出的水蒸氣 也冷凝，如此木材內便產生真空。由於木材內和防腐與防蟲藥劑之間的壓力 差，防腐與防蟲藥劑因此而被吸入木材中，如此之工法，在良好的抽氣條件 下，比刷塗、噴塗、噴淋及浸漬等工法來的安全。

加壓之防腐與防蟲處理在各種處理方法中是最重要及最有效的。此法是 將木材放入密閉的容器中，利用壓力將防腐與防蟲藥劑注入木材內部。加壓

第二章 文獻回顧

法依所使用壓力之高低，可分為高壓法及低壓法。

高壓法的基本注入法有三種，即(1)充細胞法(full ce1l process)，又稱為白 氏法(Bethell process)，(2)空細胞法(empty cell process)，包括勞利法(Lowry process)與魯賓法(Rueping process)，(3)半空胞法，此外還有一些改良的處理方 法。

在這些方法中以充細胞法最為重要，是目前國內木料防腐最廣為使用之 方法。此法是由英國之工程師Bethell 所開發，原理是利用加壓前將處理槽之 壓力排除，而使防腐與防蟲劑能充滿木材細胞，所以充細胞法能保留最大量 的防腐與防蟲劑，故又名全吸收法。充細胞法適用於水溶性防腐劑，其操作 程序首先於注入筒進行前排氣，抽除木材細胞內之空氣以便防腐與防蟲劑進 入木材內，真空度約為-0.8 bars 維持 15 分鐘至 60 分鐘，然後在真空狀態下導 入防腐與防蟲藥劑於注入筒，進行加壓，壓力一般為10-l4 bars，壓力維持 1 小時至3.5 小時，隨樹種而異，加壓結束後解除壓力，並將防腐與防蟲藥劑導 回藥劑儲藏筒，最後進行後排氣，真空度為-0.8 bars，維持 15 分鐘，以便去 除木材表面多餘之防腐與防蟲藥劑。由上述之工法流程可看出，只要確實執 行，並在良好的抽氣與排氣條件下，此工法比刷塗、噴塗、噴淋及浸漬等工 法均安全，但仍需視使用的化學藥劑與溶劑之毒性而定。

2-1-1-2國內「古蹟及歷史建築」現有防腐處理之藥劑種類與工法

（A）舊木料（表 2-1 與表 2-1）

就國內「古蹟及歷史建築」未解體時或解體後堪用之舊木構件而言，由 於以白蟻危害較嚴重者居多，所以大部分之生物防治較忽略防腐朽處理，藥 劑大多採用油溶性類（溶劑型）的木材保存劑為主（主要為防蟲蟻有效成分，

部分結合防腐朽有效成分），不採用水溶性之木材保存劑之原因乃容易造成舊 木料之含水率增加，一方面使結構構件之強度減弱，另一方面，未解體大斷 面之構件乾燥極緩，且乾燥過程之應力劣化與尺寸變化會影響結構安全性。

而國內「古蹟及歷史建築」舊木構件防腐處理至今採用之工法主要為表面刷 塗法與鑽孔灌注法，表面刷塗處理法一般使用於斷面較小之椽條，刷塗處理 雖操作簡單便利，不須特殊設備，但較不具長效性，藥劑的流失及可能對施 作人員安全與健康的危害也相對的大。而鑽孔加壓灌注法一般使用於斷面較 大之楹構件與柱構件，效力持續性會較表面刷塗法為佳，但藥劑的流失可能

對施作人員安全與健康的危害也相對的大，而滲出來之藥劑對彩繪之影響國

第二章 文獻回顧

7.牆

第二章 文獻回顧

耐光性與耐候性等之特性。

雖然CCA 工法具有上述許多優點，但在未確實的瞭解與施作下，部份曾 施行CCA 工法之木構造建築在修復 10 餘年後，木構材又遭嚴重之生物性危 害，全然不在預期之內。另外 CCA 工法處理後，會產生木材表面著色(呈綠 褐色)的困擾，且從 1999 年 5 月起 CCA 已被環保署列為需以毒化物管理之化 學藥品，即CCA 的毒性對人體健康與環境保護可能造成極大威脅。尤其 CCA 處理之構材，在加工過程所產生的殘材與CCA 處理材於使用後的再利用或廢 棄問題產生極大之困擾，不僅再利用時可能造成不同藥劑污染源之混合，日 後分類管理困難，其原始成分所含之Cr6+（CrO3）或燃燒廢棄所產生的Cr6+，

吸入人體後可致癌，且燃燒所產生的有毒物質（As2O3）由於較低的昇華溫度

（465∘C）易揮散。目前燃燒爐之條件尚無法完善加以控制。再加上，燃燒 後所產生的Cr⁶⁺ 與 Cr³⁺會殘留於灰燼中，部份會揮散，又Cr⁶⁺可溶於水，存 在危害之可能性（Bringezu and Voß，1993）。因此瑞士明令禁止使用 CCA，

同時也禁止CCA 處理材之進口（Rentsch，1988），德國等歐聯國家則限制CCA 處理材僅能使用於持續之接水與（或）接地之處（Bringezu，1990），同時CCA 處理材回收處理之責任也由製造商承當，由於回收去污染處理之成本極高，

也 因 此 如 AAC(Alkyl ammonium compounds) 類 無 色 之 木 材 防 腐 劑 、 CuAz(Copper boron azole)、ACQ(Ammoniacal copper quat)與 Cu-HDO 等不含 鉻之防腐劑應運而生，成為未來木材保存藥劑之發展趨勢。在2001 年國內已 有幾處古蹟修復設計採ACQ 工法（ACQ+充細胞法）與 CuAz 工法（CuAz+

充細胞法），採用之ACQ 與 CuAz，亦大多結合充細胞法處理，同樣如 CCA 工法需在防腐工廠完成處理。

ACQ 雖無在台灣長期試驗之結果報告，但在日本主要是用來取代 CCA 使用的重要防腐劑之一。在日本，為延長木材使用期限，過去除大量使用煤 焦油外，亦使用很多之CCA，其處理材不但較便宜，且耐久年限長，可說是 功效最好的木材保存藥劑。但由於CCA 處理的廢殘材在後續廢棄處理時有環 保與人體健康保護之顧忌，1985 年起日本木材防腐業界已有逐步替換較為環 保的保存藥劑之準備，以因應廢棄處理的環保與人體健康保護問題，所以於 1996 年起逐步減少 CCA 處理量，而增加 ACQ 及 CuAz 處理量，就 1998 年木 材防腐處理材所使用藥劑之比例 CCA 共有 7.2%，而水溶性銅系木材防腐劑

(ACQ 與 CuAz)為 59.3%，水溶性非銅系木材防腐劑(AAC 與 BAAC)為 18.0%，

其他(VZN、NZN 與 NCU)為 1.3%，而煤焦油為 14.2%。再經過幾年 CCA 將 在日本消失掉。而防腐處理材之種類以建築用土台 46.9%最多，其次為其他

其他(VZN、NZN 與 NCU)為 1.3%，而煤焦油為 14.2%。再經過幾年 CCA 將 在日本消失掉。而防腐處理材之種類以建築用土台 46.9%最多，其次為其他