JP2017019211A - Treatment method and treatment apparatus of lumber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被処理木材を高圧高温下で処理する木材処理方法及び木材処理装置に関する。 The present invention relates to a wood treatment method and a wood treatment apparatus for treating wood to be treated under high pressure and high temperature.
従来より、フリッチ材等の被処理木材を、容器内において高圧高温下で処理する木材処理方法が知られている。このような木材処理方法においては、高圧高温下で処理した後に冷却する必要があるが、急激に圧力を降下させれば、処理された木材内部の水分が急激に沸騰・気化して木材が急激に乾燥し、割れが生じ易くなることが考えられる。
例えば、下記特許文献１には、木材を高圧蒸気釜内部において高圧蒸気処理した後、水を供給して木材を水没させてから降温降圧処理する方法の開示がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a wood treatment method for treating wood to be treated such as a flitch material in a container under high pressure and high temperature. In such a wood treatment method, it is necessary to cool after treating under high pressure and high temperature. However, if the pressure is suddenly lowered, the water inside the treated wood suddenly boils and vaporizes, causing the wood to rapidly It is conceivable that the material is dried and cracking is likely to occur.
For example, Patent Document 1 below discloses a method of performing a temperature lowering and pressure reducing process after supplying wood with water and submerging the wood after the wood has been subjected to high pressure steam treatment inside the high pressure steam kettle.
しかしながら、上記特許文献１に記載されたような方法では、高圧の蒸気釜内に、木材を水没させるための水を供給する必要があるため、加圧した水を供給する必要があり、更なる改善が望まれる。 However, in the method as described in Patent Document 1, it is necessary to supply water for submerging the wood into the high-pressure steam kettle. Improvement is desired.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、処理後の木材の割れを効果的に抑制し得る木材処理方法及び木材処理装置を提供する。 This invention is made | formed in view of the said situation, and provides the wood processing method and wood processing apparatus which can suppress the crack of the wood after a process effectively.
上記目的を達成するために、本発明に係る木材処理方法は、被処理木材を、容器内において水に浸漬させた状態で前記容器内を昇圧昇温させて高圧高温下で処理した後、該処理後の木材を、水に浸漬させた状態で前記容器内を大気圧以下に降圧して冷却することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the wood treatment method according to the present invention comprises treating the treated wood under high pressure and high temperature by increasing the temperature in the container while being immersed in water in the container, The treated wood is cooled by lowering the pressure inside the container below atmospheric pressure in a state where the wood is immersed in water.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る木材処理装置は、被処理木材を浸漬させる水を溜水可能な容器と、前記容器内において前記被処理木材を水に浸漬させた状態で前記容器内を昇圧昇温させた後に、該処理後の木材を水に浸漬させた状態で前記容器内を大気圧以下に降圧させる制御を実行する制御部と、を備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a wood treatment apparatus according to the present invention includes a container capable of storing water in which treated wood is immersed, and the treated wood is immersed in water in the container. And a controller that performs control to lower the pressure in the container below atmospheric pressure in a state where the treated wood is immersed in water after increasing the pressure inside the container. To do.
本発明に係る木材処理方法及び木材処理装置は、上述のような構成としたことで、処理後の木材の割れを効果的に抑制することができる。 Since the wood processing method and the wood processing apparatus according to the present invention are configured as described above, it is possible to effectively suppress cracks in the wood after the processing.
以下に本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
なお、以下の実施形態では、本実施形態に係る木材処理装置を設置した状態を基準として上下方向等の方向を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the following embodiments, directions such as up and down directions will be described with reference to a state in which the wood processing apparatus according to the present embodiment is installed.
本実施形態に係る木材処理装置１は、図２に示すように、被処理木材２を浸漬させる水を溜水可能な容器１０を備えている。また、木材処理装置１は、容器１０内において被処理木材２を水に浸漬させた状態で容器１０内を昇圧昇温させた後に、処理後の木材（処理木材）２Ａを水に浸漬させた状態で容器１０内を大気圧以下に降圧させる制御を実行する制御部１７を備えている。
As shown in FIG. 2, the wood treatment apparatus 1 according to the present embodiment includes a
被処理木材２としては、長尺角柱状とされたフリッチ材としてもよい。この被処理木材２は、種々の樹種としてもよく、例えば、オーク等の比較的に乾燥によって割れが生じ易い樹種としてもよい。また、この被処理木材２の長さ、厚さ及び幅寸法は、加熱処理後や集成後になされる研磨等による寸法調整を考慮して適宜、設定された寸法としてもよい。なお、被処理木材２としては、長尺角柱状とされたものに限られず、平板状とされたものや、その他、種々の形状とされたものとしてもよい。
The treated
容器１０は、耐圧性を有しており、図２（ａ）に示すように、一方向に開口する横長円筒形状の容器本体１１と、この容器本体１１の開口を密閉するように閉止する開閉蓋１２と、を備えている。また、本実施形態では、木材処理装置１を、容器１０内に収容され、被処理木材２を浸漬させる水を溜水可能な水槽１８を備えた構成としている。この水槽１８は、上方に向けて開口する箱状とされている。また、水槽１８は、耐熱性を有し、比較的に熱伝導率が高い材料から形成されたものとしてもよい。
容器本体１１には、被処理木材２を収容した水槽１８が載置されるプレート状の載置部が設けられている。図例では、この載置部を、ローラー１３を介して出し入れ自在とした例を示している。
開閉蓋１２は、適宜の緊締手段によって、容器本体１１を気密的に封止し、かつ容器本体１１に対して着脱自在または開閉自在とされている。
The
The container
The opening /
この容器１０（本実施形態では、水槽１８）は、図２（ｂ）に示すように、複数本の被処理木材２の収容が可能とされている。例えば、容器本体１１の長手方向に長手方向を沿わせるように複数本の被処理木材２を配するようにしてもよい。図例では、水槽１８内に複数本の被処理木材２を複数列状に横並びに配し、かつ複数段状に積み重ねるように配した例を示している。また、隣り合う被処理木材２同士の間に隙間が形成されるように配した例を示している。また、図例では、複数本の被処理木材２を、横方向に間隔を空けてかつ上下方向に桟部材３を介在させて配した例を示している。また、最下段の被処理木材２と水槽１８の底面との間にも、桟部材３を介在させた例を示している。なお、容器１０（水槽１８）における被処理木材２の配置態様は、このような態様に限られず、その他、種々の変形が可能である。
As shown in FIG. 2B, the container 10 (in this embodiment, the water tank 18) can accommodate a plurality of wood to be treated 2. For example, a plurality of wood to be treated 2 may be arranged so that the longitudinal direction of the
また、本実施形態では、図２（ａ）に示すように、容器１０内を昇圧昇温するために高圧高温水蒸気を容器１０内に供給する高圧高温水蒸気供給源１５を設けている。図例では、容器本体１１の下部に、高圧高温水蒸気供給源１５からの高圧高温水蒸気を容器１０内に供給する水蒸気供給管を接続した例を示している。この水蒸気供給管は、容器１０内において水槽１８に溜められた水中において開口させずに、水槽１８の下方側等において開口させた構成としてもよい。また、容器１０内の複数箇所において開口させた態様としてもよい。また、高圧高温水蒸気供給源１５としては、高圧ボイラー等としてもよい。また、容器本体１１の下部には、液化した水蒸気等を容器１０内から排出するドレン管や排水管等が接続されている。ドレン管には、スチームトラップやフィルタ等が設けられている。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 2A, a high-pressure and high-temperature
また、容器本体１１の上部には、給水元１４からの水を容器１０内に供給する給水管が接続されている。給水元１４としては、給水タンクや水道管等としてもよい。また、この給水管は、容器１０内の水槽１８に給水可能なように設けられている。
また、容器本体１１の上部には、容器１０内を減圧する真空発生源１６に接続された吸引管が接続されている。この真空発生源１６としては、真空ポンプとしてもよく、エジェクタ装置等としてもよい。また、容器本体１１の上部には、容器１０内からの水蒸気乃至はガスを排出する排気管等が接続されている。
これら各管路には、開閉弁（ＯＮ／ＯＦＦ弁）がそれぞれに設けられている。
なお、容器１０には、容器１０内の温度を測定する温度センサーや、圧力を測定する圧力センサー等が設けられている。
Further, a water supply pipe for supplying water from the
Further, a suction pipe connected to a
Each of these pipelines is provided with an open / close valve (ON / OFF valve).
The
制御部１７は、上記した高圧高温水蒸気供給源１５や真空発生源１６、各開閉弁等に信号線等を介して接続されており、これらを作動制御する構成とされている。
この制御部１７には、例えば、ＣＰＵ等の制御回路や、メモリ等によって構成され、後記する基本動作例を含む各種動作プログラム等を記憶する記憶部等が設けられている。
この制御部１７によって後記する基本動作（本実施形態に係る木材処理方法）の実行がなされる。
The
The
The
本実施形態に係る木材処理方法は、図１に示すように、被処理木材２を、容器１０内において水に浸漬させた状態で容器１０内を昇圧昇温させて高圧高温下で処理する構成とされている。また、同木材処理方法は、被処理木材２を高圧高温下で処理した後、この処理木材２Ａを、水に浸漬させた状態で容器１０内を大気圧以下に降圧して冷却する構成とされている。また、本実施形態では、同木材処理方法は、容器１０内に高圧高温水蒸気を供給して容器１０内を昇圧昇温させて高圧高温下で被処理木材２を処理する構成とされている。
As shown in FIG. 1, the wood treatment method according to the present embodiment is configured such that the treated
以下、同木材処理方法の具体的工程の一例について説明する。
まず、容器１０内に、上記したように被処理木材２が配置された水槽１８を収容させ、水槽１８に水を供給し、容器１０内において被処理木材２を水に浸漬させた状態とする（ステップ１００）。つまり、本実施形態では、容器１０内の水槽１８内において被処理木材２を水に浸漬させるようにしている。この際、給水元１４に接続された給水管の開閉弁を水槽１８内が所定の満水レベルになるまで開放させて給水するようにしてもよい。
また、水に浸漬された被処理木材２を、水没させた状態とする浮き上がり防止部材を設けるようにしてもよい。例えば、浮き上がり防止部材としての重しや適宜の桟等によって被処理木材２を上方側から押さえつけるような態様としてもよく、また、浮き上がり防止部材としての金属製籠やワイヤー等によって被処理木材２を拘束するような態様としてもよい。
Hereinafter, an example of a specific process of the wood treatment method will be described.
First, the
Moreover, you may make it provide the floating prevention member which makes the to-
また、被処理木材２を浸漬させる水としては、水道水（清水）としてもよいが、寸法安定化成分を溶解させた水溶液を用いるようにしてもよい。このような構成とすれば、被処理木材２に寸法安定化成分を含浸させることができ、寸法安定化処理がなされた処理木材２Ａを得ることができる。これにより、処理木材２Ａの割れをより効果的に抑制することができる。また、寸法安定化成分を溶解させた水溶液が高温になることから粘度が低下するため、より効果的に寸法安定化成分を木材に含浸させることができる。特に、後記するように高圧高温水蒸気を間欠的に供給する態様とすれば、圧力変化によって寸法安定化成分をより効果的に木材に含浸させることができる。
Moreover, as water in which the to-
上記寸法安定化成分としては、例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）や、ポリエチレングリコールモノメタクリレート（ＰＥＧＭＡ）等としてもよく、種々の寸法安定化成分を採用するようにしてもよい。また、水溶液中に含まれる寸法安定化成分の濃度は、処理木材２Ａの寸法安定化を図る観点等から適宜、設定するようにしてもよく、例えば、０．５％〜５０％程度としてもよい。また、この水溶液は、給水元１４から直接的に供給される態様としてもよく、または、水槽１８内において溶解させる態様としてもよい。
Examples of the dimension stabilizing component include polyethylene glycol (PEG) and polyethylene glycol monomethacrylate (PEGMA), and various dimension stabilizing components may be employed. In addition, the concentration of the dimension stabilizing component contained in the aqueous solution may be set as appropriate from the viewpoint of achieving dimension stabilization of the treated
次いで、密閉された容器１０内において被処理木材２を水に浸漬させた状態で、容器１０内に高圧高温水蒸気を供給して容器１０内を昇圧昇温させる加熱処理工程を実行する（ステップ１０１）。この際、水蒸気供給管、ドレン管及び排気管の開閉弁を開放させ、他の開閉弁を閉鎖した状態で、容器１０内の空気を水蒸気に置換した後に、排気管の開閉弁を閉とし、昇圧昇温させるようにしてもよい。
また、この加熱処理工程においては、容器１０内が所定の温度となるように高圧高温水蒸気を供給するようにしてもよい。また、容器１０内の水温が所定の温度となるように高圧高温水蒸気を供給するようにしてもよい。
この加熱処理工程における目標となる処理温度（容器１０内の雰囲気温度）は、１０５℃以上としてもよく、例えば、この処理温度を、１０５℃〜１６０℃程度、好ましくは１２０℃前後としてもよい。
Next, in a state where the treated
In this heat treatment step, high-pressure high-temperature steam may be supplied so that the inside of the
The target processing temperature (atmosphere temperature in the container 10) in this heat treatment step may be 105 ° C. or higher. For example, the processing temperature may be about 105 ° C. to 160 ° C., preferably about 120 ° C.
また、本実施形態では、容器１０内に高圧高温水蒸気を間欠的に供給する構成としている。高圧高温水蒸気を間欠的に供給する態様としては、例えば、所定時間が経過する毎に、所定量の高圧高温水蒸気を供給するようにしてもよい。また、例えば、容器１０内の圧力（実測圧力値）が所定値を下回れば、所定量の高圧高温水蒸気を供給するようにしてもよい。この場合、加熱処理工程の初期の昇圧工程では、予め設定された所定傾きの昇圧時目標設定圧力値から所定値を下回れば、所定量の高圧高温水蒸気を供給するようにしてもよい。また、昇圧工程によって容器１０内が徐々に昇圧し、容器１０内の圧力が最終目標設定圧力値となれば、または、所定の処理温度となれば、所定時間が経過するまで加熱処理工程を継続させる保持工程を実行する。なお、高圧高温水蒸気の容器１０内への間欠導入は、少なくとも保持工程において実行するようにしてもよい。例えば、昇圧時には、容器１０内に高圧高温水蒸気を連続的に供給するようにしてもよい。
In the present embodiment, high-pressure high-temperature steam is intermittently supplied into the
上記のように高圧高温水蒸気を容器１０内に間欠的に導入すれば、容器１０内の圧力は、急激な上昇と被処理木材２等に熱エネルギーが奪われることによる低下とを繰り返しながら、被処理木材２の処理が促進される。
なお、この加熱処理工程は、被処理木材２が心部まで均一に着色されるように、所定の加熱処理時間が経過するまで実行するようにしてもよい。
また、高圧高温水蒸気を容器１０内に導入する際には、排気管の開閉弁を間欠的に開放させたり、または、排気管に流量調整弁を設け、僅かに排気（リーク）させながら導入したりする態様等としてもよい。
If high-pressure and high-temperature steam is intermittently introduced into the
In addition, you may make it perform this heat processing process until predetermined heat processing time passes so that the to-
In addition, when high-pressure high-temperature steam is introduced into the
また、図３（ａ）に示すように、被処理木材２を浸漬させた水面の上方側を、透湿性を有する保水材１９によって覆った状態で、容器１０内に高圧高温水蒸気を供給するようにしてもよい。このような構成とすれば、容器１０（本実施形態では、水槽１８）内の水を効率的に加熱することを可能としながらも、蒸発した水蒸気を保水材１９において結露させて捕捉し、返水することができ、容器１０（水槽１８）内の水が減少するようなことを抑制することができる。また、例えば、容器１０内の水槽１８内の水に被処理木材２を浸漬させた状態で、後記するように真空発生源１６を用いて減圧して冷却する際には、水槽１８内の水が急激に沸騰し、溢れたり、飛散したりするようなことも考えられるが、このようなことを抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 3 (a), high-pressure and high-temperature steam is supplied into the
図３（ａ）に示す木材処理装置１の一変形例では、上方側に向けて開口する水槽１８の開口を覆うように保水材１９を設けた構成としている。
この保水材１９としては、水蒸気の透過性を有し、高温高湿雰囲気への耐性を有したものであればよく、また、水槽１８の気化（蒸発）した水を結露させるものとしてもよい。例えば、この保水材１９として、織布や不織布、各種発泡シート等を採用するようにしてもよく、例えば、綿製のタオルを採用するようにしてもよい。
In a modification of the wood treatment apparatus 1 shown in FIG. 3A, a
As the
次いで、加熱処理された処理木材２Ａを、水に浸漬させた状態で容器１０内を大気圧以下に降圧して冷却する冷却工程を実行する（ステップ１０２）。この際、水蒸気供給管の開閉弁を閉とし、排気管の開閉弁を開放させ、容器１０内の雰囲気圧力が大気圧となるまで降圧するようにしてもよい。この際、容器１０内の圧力が急激に変動しないように徐々に降圧するようにしてもよい。また、容器１０内の雰囲気圧力が大気圧となった後、水槽１８内の水を排水して、若しくは排水させることなく処理木材２Ａを取り出すようにしてもよいが、所定の冷却目標温度となるまで処理木材２Ａを水に浸漬させた状態で放置するようにしてもよい。この場合、水槽１８内の水に処理木材２Ａを浸漬させたまま水槽１８を容器１０外に搬出し、その状態で放置するようにしてもよい。
Next, a cooling process is performed in which the heat-treated treated
または、この冷却工程において、容器１０内の圧力を大気圧よりも減圧状態とするようにしてもよい。この場合、真空発生源１６を作動させ、吸引管の開閉弁を開放させて容器１０内を減圧するようにしてもよい。また、この際、容器１０内の圧力が大気圧を上回った高圧状態において強制的に減圧するようにしてもよいが、好ましくは、上記のように大気圧となるまで排気した後に、減圧するようにしてもよい。
このように容器１０内の圧力を減圧すれば、容器１０内の水の沸点が低下し、水槽１８内の水や、処理木材２Ａ中の水分が気化する際の気化熱によって水槽１８内及び処理木材２Ａの冷却が促進される。
Alternatively, in this cooling step, the pressure in the
If the pressure in the
また、この冷却工程は、容器１０内の温度が所定の冷却目標温度となるまで実行するようにしてもよい。この冷却目標温度は、容器１０内から取り出した処理木材２Ａの割れを抑制する観点等から、また、樹種や処理条件、容器１０外の温度等に応じて、適宜、設定するようにしてもよい。例えば、８０℃〜１０℃程度としてもよく、好ましくは、６０℃〜３０℃程度としてもよい。また、この冷却目標温度を、容器１０外の温度との温度差が４０℃以下となるように設定するようにしてもよく、好ましくは、容器１０外の温度との温度差が２０℃以下となるように設定するようにしてもよい。
このような冷却工程を実行した後、容器１０（水槽１８）内の水を排水し、処理木材２Ａを取り出すようにしてもよい。
Further, this cooling step may be performed until the temperature in the
After performing such a cooling process, you may make it drain the water in the container 10 (water tank 18), and take out processed
なお、容器１０内の温度が所定の冷却目標温度となるまで冷却工程を実行する態様に代えて、例えば、容器１０内の圧力が大気圧となるまで降圧して冷却した後、処理木材２Ａを容器１０から取り出すようにしてもよい。この場合、処理木材２Ａの割れを抑制する観点等から、処理木材２Ａを、処理木材２Ａの温度（例えば、心部の温度）が上記程度の冷却目標温度となるまで、上記のような保水材１９または不透湿性シート（フィルム）等でラッピングしておくようにしてもよい。つまりは、冷却工程を、処理木材２Ａを水に浸漬させた状態と取り出した状態とで実行するような態様としてもよい。
Instead of performing the cooling step until the temperature in the
また、上記のような処理がなされた処理木材２Ａは、表面にスライサーや研磨等の平滑化処理や、その他、適宜、用途に応じた加工がなされるものとしてもよい。例えば、複数本の処理木材２Ａを集成し、薄板状に研磨スライスしてスライス単板として用いられるものとしてもよい。また、このようなスライス単板を適宜の基材に積層した積層板、または、処理木材２Ａ自体を、床材や壁材、天井材、造作材等の建材や、家具材、工芸品等として用いられるものとしてもよい。
In addition, the treated
本実施形態に係る木材処理方法及び木材処理装置１は、上述のような構成としたことで、処理後の木材（処理木材）２Ａの割れを効果的に抑制することができる。
つまり、被処理木材２を、容器１０内において水に浸漬させた状態で容器１０内を昇圧昇温させて高圧高温下で処理した後、処理木材２Ａを、水に浸漬させた状態で容器１０内を大気圧以下に降圧して冷却する構成としている。従って、加熱処理工程及び冷却工程（の少なくとも初期）のいずれにおいても処理木材２Ａの外周表面の略全面に水が接触した状態となり、処理木材２Ａの割れを効果的に抑制することができる。また、容器１０内を昇圧昇温する前に、被処理木材２を水に浸漬させる構成としているので、加圧した水を供給する必要がないため、加圧水を供給するポンプ等が不要となり、また、高圧の容器１０内への水の供給による熱衝撃の発生を防止することができる。
The wood processing method and the wood processing apparatus 1 according to the present embodiment can effectively suppress cracking of the treated wood (treated wood) 2A by adopting the above-described configuration.
In other words, after the
また、本実施形態では、容器１０内に高圧高温水蒸気を供給して容器１０内を昇圧昇温させて高圧高温下で被処理木材２を処理する構成としている。従って、例えば、容器１０全体を外部から加熱して昇温させたり、高温空気を容器１０内に導入して昇温させたりするようなものと比べて、効率的に容器１０内を昇圧昇温させることができ、容器１０内の水を効率的に加熱することができる。
Moreover, in this embodiment, it is set as the structure which supplies the high voltage | pressure high temperature steam in the
また、本実施形態では、容器１０内に高圧高温水蒸気を間欠的に供給する構成としている。従って、間欠的に供給される高圧高温水蒸気によって容器１０内の圧力が上下しながら昇温され、加熱処理がなされる。これにより、被処理木材２の導管等に含まれる空気が圧力変化によって収縮と膨張とを繰り返し、これに伴い被処理木材２内外を水が移動する。この結果、容器１０内の水が撹拌され、容器１０内の水の温度の均一化を図ることができる。なお、このような態様に代えて、容器１０内に高圧高温水蒸気を連続的に供給する構成としてもよい。
In the present embodiment, high-pressure high-temperature steam is intermittently supplied into the
また、本実施形態では、容器１０内に収容された水槽１８内において被処理木材２を水に浸漬させるようにしている。従って、容器１０内に、直接的に水を溜めて被処理木材２を浸漬させる構成と比べて、水の量を効果的に少なくすることができ、処理時間の短縮化を図ることができる。また、上記のように高圧高温水蒸気を供給して容器１０内を昇圧昇温させる際にも、水槽１８の水面のみならず、水槽１８の外側面に接触する高圧高温水蒸気によって水槽１８内を加熱することができ、加熱効率を向上させることができる。
なお、本実施形態では、容器１０内に収容させた水槽１８に水を供給可能な態様とした例を示しているが、このような態様に代えて、容器１０外において水槽１８に水を供給するようにしてもよい。この場合は、給水元１４に接続された給水管やこれを開閉する開閉弁を設けないようにしてもよい。このような構成とすれば、容器１０自体の簡略化を図ることができる。
Moreover, in this embodiment, the to-
In this embodiment, an example in which water is supplied to the
また、このように容器１０内に収容された水槽１８内において被処理木材２を水に浸漬させる態様に代えて、容器１０内に、直接的に水を溜めて被処理木材２を浸漬させる態様としてもよい。例えば、図３（ｂ）に示す木材処理装置１の一変形例では、水槽１８を設けずに、容器１０内に直接的に水を溜水可能な構成としている。この場合は、高圧高温水蒸気供給源１５に接続された水蒸気供給管が水中において開口しないように、容器１０の上部等に接続するようにしてもよい。
なお、この場合において、保水材１９を設ける場合には、容器１０内の水面を覆うように水面の上方側に所定間隔を隔てて保水材１９を配置するようにしてもよい。
また、このように容器１０内に、直接的に水を溜水可能とした態様に代えて、容器１０内に堰等を設けて溜水可能とした構成等としてもよい。
Moreover, it replaces with the aspect which immerses the to-
In this case, when the
Further, instead of an aspect in which water can be directly stored in the
次に、本発明に係る木材処理方法を用いた実施例の一例と比較例とを、図４を参照して説明する。
各実施例及び比較例１では、同種の木材（ホワイトオーク）、同様の寸法（長さ寸法：６００ｍｍ、厚さ寸法：３４ｍｍ、幅寸法：８０ｍｍ）及び同数（１００本）の被処理木材を、桟木を介して多段状に、かつ幅方向に隙間を設けて容器内に配した。また、各実施例では、奥行寸法及び幅寸法がともに１０００ｍｍで深さ寸法が６００ｍｍの水槽内に、被処理木材を配した。比較例１では、容器内の載置部に被処理木材を配した。
実施例１〜３では、水槽内の水（水道水）に被処理木材を浸漬させた状態で加熱処理工程及び冷却工程を行った。
実施例４では、水槽内のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）水溶液（濃度５％）に被処理木材を浸漬させた状態で加熱処理工程及び冷却工程を行った。
比較例１では、被処理木材を水に浸漬させることなく加熱処理工程及び冷却工程を行った。
Next, an example and a comparative example using the wood treatment method according to the present invention will be described with reference to FIG.
In each Example and Comparative Example 1, the same kind of wood (white oak), similar dimensions (length dimension: 600 mm, thickness dimension: 34 mm, width dimension: 80 mm) and the same number (100) of treated wood, It was arranged in a container in a multi-stage shape through a cross and with a gap in the width direction. Moreover, in each Example, the to-be-processed wood was distribute | arranged in the water tank whose depth dimension and width dimension are 1000 mm, and whose depth dimension is 600 mm. In the comparative example 1, the to-be-processed wood was distribute | arranged to the mounting part in a container.
In Examples 1 to 3, the heat treatment step and the cooling step were performed in a state where the wood to be treated was immersed in water (tap water) in the water tank.
In Example 4, the heat treatment step and the cooling step were performed in a state where the wood to be treated was immersed in a polyethylene glycol (PEG) aqueous solution (
In Comparative Example 1, the heat treatment step and the cooling step were performed without immersing the wood to be treated in water.
各実施例及び比較例１では、上記のように容器内の空気を水蒸気に置換した後、同様な態様で高圧高温水蒸気を間欠的に供給して昇圧昇温し、目標加熱温度１２０℃で加熱処理を行った。加熱処理時間は、比較例では、３５分とし、各実施例では、水槽内の水（水溶液）の昇温を考慮して５０分とした。
そして、それぞれ下記のような冷却工程を行った後に容器から取り出した処理木材に対して以下のような評価試験を行った。
In each Example and Comparative Example 1, after the air in the container was replaced with water vapor as described above, high-pressure high-temperature water vapor was intermittently supplied in the same manner to raise the pressure and heated at a target heating temperature of 120 ° C. Processed. The heat treatment time was 35 minutes in the comparative example, and 50 minutes in each example in consideration of the temperature rise of water (aqueous solution) in the water tank.
And the following evaluation tests were done with respect to the processed wood taken out from the container after performing the following cooling processes, respectively.
実施例１及び比較例１では、容器内が大気圧（１００℃）となるまで徐々に排気する排気冷却を行った。これらの冷却所要時間は、３０分であった。
実施例２では、容器内が大気圧（１００℃）となるまで徐々に排気した後、容器内の温度が所定の冷却目標温度（４０℃）となるまで放置する排気・放置冷却工程を実行した。この実施例２の冷却所要時間は、１２０分であった。
実施例３，４では、容器内が大気圧（１００℃）となるまで徐々に排気した後、真空発生源を起動させて容器内の温度が所定の冷却目標温度（４０℃）となるまで吸引排気して減圧する排気・減圧冷却工程を実行した。これらの冷却所要時間は、４０分であった。
In Example 1 and Comparative Example 1, exhaust cooling was performed to exhaust gradually until the inside of the container reached atmospheric pressure (100 ° C.). These cooling times were 30 minutes.
In Example 2, after exhausting gradually until the inside of a container became atmospheric pressure (100 degreeC), the exhaust_gas | exhaustion / stand-by cooling process which left until the temperature in a container became predetermined | prescribed cooling target temperature (40 degreeC) was performed. . The time required for cooling in Example 2 was 120 minutes.
In Examples 3 and 4, after evacuating gradually until the inside of the container reaches atmospheric pressure (100 ° C.), the vacuum generation source is started and suction is performed until the temperature inside the container reaches a predetermined cooling target temperature (40 ° C.). An evacuation / decompression cooling process for exhausting and depressurizing was performed. The cooling time was 40 minutes.
各実施例及び比較例１において処理された処理木材の表面を、処理直後、３時間経過後及び１２時間経過後に、それぞれ目視観察を行い、目視で確認できる割れが表面に発生している木材の本数の割合を割れ発生率として算出した。
結果は、図４に示すように、実施例１では、処理直後に３％、３時間経過後に２０％、１２時間経過後に４０％の割れ発生率であった。
実施例２では、処理直後に４％、３時間経過後に８％、１２時間経過後に１３％の割れ発生率であった。
実施例３では、処理直後に３％、３時間経過後に７％、１２時間経過後に１５％の割れ発生率であった。
実施例４では、処理直後に２％、３時間経過後に５％、１２時間経過後に７％の割れ発生率であった。
比較例１では、処理直後に８０％、３時間経過後に９０％、１２時間経過後に９５％の割れ発生率であった。
The surface of the treated wood treated in each Example and Comparative Example 1 was visually observed immediately after the treatment, after 3 hours and after 12 hours, respectively, and the cracks that could be visually confirmed were generated on the surface. The ratio of the number was calculated as the crack occurrence rate.
As a result, as shown in FIG. 4, in Example 1, the crack occurrence rate was 3% immediately after the treatment, 20% after 3 hours, and 40% after 12 hours.
In Example 2, the crack occurrence rate was 4% immediately after treatment, 8% after 3 hours, and 13% after 12 hours.
In Example 3, the crack occurrence rate was 3% immediately after treatment, 7% after 3 hours, and 15% after 12 hours.
In Example 4, the crack occurrence rate was 2% immediately after the treatment, 5% after 3 hours, and 7% after 12 hours.
In Comparative Example 1, the crack occurrence rate was 80% immediately after the treatment, 90% after 3 hours, and 95% after 12 hours.
上記結果から明らかなように、水または水溶液に浸漬させた状態で、加熱処理工程及び冷却工程を行った各実施例は、比較例１よりも割れ発生率が小さく、良好な結果となった。また、容器外との温度差が所定以下（２０℃以下）となるまで水に浸漬させた状態で冷却した実施例２〜４は、大気圧となるまで水に浸漬させた状態で冷却した実施例１よりも割れ発生率が小さく、特に長時間経過後における割れ発生率が小さくなり、良好な結果となった。また、容器内を減圧しながら冷却した実施例３，４は、容器内が大気圧となった後、放置した実施例２よりも冷却に要した時間が極めて短く、良好な結果となった。また、ＰＥＧ水溶液を用いた実施例４は、水（水道水）を用いた実施例３よりも割れ発生率が小さくなり、最も良好な結果となった。 As is clear from the above results, each example in which the heat treatment step and the cooling step were immersed in water or an aqueous solution had a smaller crack occurrence rate than Comparative Example 1, and gave good results. In addition, Examples 2 to 4, which were cooled in a state where they were immersed in water until the temperature difference from the outside of the container was equal to or less than a predetermined value (20 ° C. or less), were cooled in a state where they were immersed in water until atmospheric pressure was reached. The crack occurrence rate was smaller than that in Example 1, and the crack occurrence rate after a long period of time was particularly small. Further, in Examples 3 and 4 in which the inside of the container was cooled while decompressing, the time required for cooling was much shorter than that in Example 2 which was left after the inside of the container became atmospheric pressure, and good results were obtained. In addition, Example 4 using the PEG aqueous solution had a smaller crack generation rate than Example 3 using water (tap water), and the best result was obtained.
なお、上記実施形態では、容器１０内の水中外に高圧高温水蒸気を供給して容器１０内を昇圧昇温させる態様としているが、このような態様に代えて、容器１０内の水中に高圧高温水蒸気を供給して容器１０内を昇圧昇温させる態様としてもよい。
また、容器１０内に高圧高温水蒸気を供給して容器１０内を昇圧昇温させる態様に代えて、または加えて、容器１０内に高温媒体が流通される熱交換パイプやヒーター等の加熱源を設け、加圧エアーを導入する態様や、高温加圧エアーを導入する態様としてもよい。また、容器１０内に加熱源を設けた態様に代えて、容器１０を外部から加熱する加熱源を設けた態様等としてもよい。容器１０内を昇圧昇温させる態様としては、その他、種々の変形が可能である。
In the above-described embodiment, high-pressure and high-temperature steam is supplied to the outside of the water in the
Further, instead of or in addition to a mode in which high-pressure high-temperature steam is supplied into the
１ 木材処理装置
１０ 容器
１７ 制御部
１９ 保水材
２ 被処理木材
２Ａ 処理木材（処理後の木材）
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記容器内に高圧高温水蒸気を供給して前記容器内を昇圧昇温させて高圧高温下で前記被処理木材を処理することを特徴とする木材処理方法。 In claim 1,
A wood treatment method, wherein high-pressure high-temperature steam is supplied into the vessel to raise the temperature inside the vessel and to treat the wood to be treated under high-pressure and high-temperature.
前記容器内に高圧高温水蒸気を間欠的に供給することを特徴とする木材処理方法。 In claim 2,
A wood treatment method characterized by intermittently supplying high-pressure high-temperature steam into the container.
前記被処理木材を浸漬させた水面の上方側を、透湿性を有する保水材によって覆った状態で、前記容器内に高圧高温水蒸気を供給することを特徴とする木材処理方法。 In claim 2 or 3,
A wood treatment method comprising supplying high-pressure and high-temperature steam into the container in a state where an upper side of a water surface in which the wood to be treated is immersed is covered with a moisture-permeable water retaining material.
前記被処理木材を浸漬させる水として、寸法安定化成分を溶解させた水溶液を用いることを特徴とする木材処理方法。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
A wood treatment method characterized by using an aqueous solution in which a dimension stabilizing component is dissolved as water for immersing the wood to be treated.
前記容器内において前記被処理木材を水に浸漬させた状態で前記容器内を昇圧昇温させた後に、該処理後の木材を水に浸漬させた状態で前記容器内を大気圧以下に降圧させる制御を実行する制御部と、
を備えていることを特徴とする木材処理装置。 A container capable of storing water for immersing the treated wood;
After raising the temperature inside the container while the wood to be treated is immersed in water in the container, the pressure inside the container is reduced to an atmospheric pressure or lower while the wood after treatment is immersed in water. A control unit for executing control;
A wood processing apparatus comprising:
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