JP3152894B2 - 木材への液体注入方法 - Google Patents
木材への液体注入方法Info
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Description
する方法とそれによって得られる木材及び木質系複合材
料に関するもので、特にスギ、カラマツなどの針葉樹
に、防腐剤、難燃剤、樹脂などを含有する液体を効率よ
く注入して、耐腐朽性、難燃牲なと各種物性に優れた木
材及び木質系複合材料を得る発明に関する。
年数を高めるために、防腐剤、防虫剤などの化学薬品を
木材組織中に浸透させる方法が広く実施されている。ま
た、難燃剤や樹脂を浸透させ、木材の耐火性、耐水性を
向上させることもある。これらの薬剤や樹脂は、水また
は有機溶媒などに溶解あるいは分散させて液体にして用
いられる。
る実用的な方法として、減圧・加圧注入法が知られてい
る。この減圧・加圧注入法は、被処理木材を適度の含水
率まで乾燥させてから密閉容器に入れ、該容器内を減圧
にして木材中の細胞や道管内に含まれる空気を除去した
後、減圧状態を保ったまま液体を前記密閉容器中に導入
し、前記液体を木材組織中に加圧注入するものである。
空気の除去された細い細胞や道管を通して加圧液体を木
材内に圧入させる方法であるため、液体が細胞や道管内
を通る際に大なる抵抗があり、木軸方向に大きい木材に
対しては液体の注入に時間がかかる上、木材の中心部ま
で完全に注入させることができないこともあった。
の微細構造を変化させて、液体の注入性を容易にする方
法が研究されている。その一つとして圧縮回復法があ
る。この方法は、金型を用いて被処理木材を繊維軸に対
し直角方向に圧縮して道管中の閉塞壁孔の剥離、破壊を
促し、液体浸透のための有効通路を形成、拡大した後、
前記圧縮された木材を金型から液体中へ移動させてその
液体中で形状回復(体積緩和)させることにより生じる
吸引力を利用し、木材内へ液体の浸透促進を図るもので
ある。たとえば、「木材学会誌41巻9号811〜81
9頁(1995)」には、針葉樹、広葉樹合計7樹種に
ついて圧縮回復法により液体の浸透を試みたところ、い
ずれの場合も液体浸透が促進されたと報告されている。
型内で圧縮した木材を冷却して、一時的に圧縮状態が保
持された被処理木材を形成し、その被処理木材を金型か
ら液体中へ移動させて、液体中で木材の形状を回復さ
せ、その回復力を利用して液体を注入するものであるか
ら、少なくとも次の6工程を必要とする。 1)被処理木材を金型に装填する工程。 2)被処理木材を所定の温度に調整する工程。 3)油圧などにより金型を作動させて木材を圧縮する工
程。 4)圧縮状態を保持しながら、金型内で木材を冷却した
後金型から取り出す工程。 5)圧縮状態を一時的に保持させた被処理木材を所定温
度の液体に浸漬し、その液中で形状回復(体積緩和)さ
せる工程。 6)液体注入の終わった木材を取り出す工程。
らかじめ被処理木材を金型内で圧縮する工程や、その圧
縮状態を一時的に保持させる工程や、被処理木材を金型
から液体中へ移動させる工程等が必要であり、従来の減
圧・加圧注入法に比べて工程が煩雑であるだけでなく、
高価な金型および駆動装置の使用により固定費が増大す
るなどのおそれがあり、製造コストが高くなり実用的で
ない問題、さらには金型により木材表面が傷つき易い問
題もある。
状況に鑑みて提案されたものであって、圧縮回復法を利
用して、木材に効率よく経済的に液体を注入する方法と
それによって得られる木材及び木質系複合材を提供しよ
うとするものである。
は、乾燥した木材を耐圧容器に入れて、該容器内の注入
用液体中に前記木材が浸漬された状態とし、次いで前記
木材を軟化点以上の温度に保って前記注入用液体を加圧
することにより木材を圧縮し、その後、前記容器内の圧
力を低下させて該低下後の圧力を常圧より高い圧力に保
ち、前記圧力低下によって木材の体積を注入用液体中で
緩和させて前記常圧より高い圧力の注入用液体を木材に
注入することを特徴とする木材への液体注入方法に係
る。
中での前記圧縮時および体積緩和時の木材の温度を該木
材の軟化点以上の温度に保つのが好ましい。
木材を耐圧容器に入れた後、あるいは注入用液体中に木
材が浸漬された後、耐圧容器内を減圧にして前記木材中
の空気を減少または除去し、次いで前記注入用液体の加
圧により木材を圧縮するのが好ましい。
は、請求項1ないし3のいずれかにおいて注入用液体
を、ホウ酸あるいはホウ酸塩を含む水溶液(請求項
4)、少なくともリン酸あるいはポリリン酸の塩を成分
として含む水溶液(請求項5)、クレオソートを主体と
した木材保存剤(請求項6)、有機系木材防腐剤を溶解
した低沸点有機溶剤(請求項7)、1種以上の水溶性染
料を含む水溶液(請求項8)、モノマー、プレポリマー
あるいはモノマー及び/又はプレポリマーを含む水又は
低沸点有機溶媒(請求項9)とすることを特徴とする。
の静水圧(液圧)により木材を圧縮し、その注入用液体
中で体積緩和(圧縮形伏回復)させて注入用液体を木材
に注入するものであるから、金型が不要となるばかり
か、その金型に対する木材の脱着作業および金型から注
入用液体中への木材の移動作業における煩雑さが解消さ
れ、しかも金型およびその開閉駆動装置などに要するコ
ストを軽減することができる。
圧力を、常圧まで低下させず加圧状態で保っておくた
め、木材内への注入用液体の浸透効果が保たれる。
点以上の温度で行なうので、柔らかくなった木材を圧縮
することになって、その圧縮を容易かつ確実に行える。
したがって、前記圧縮による木材の道管中の閉塞壁孔の
剥離や破壊を速やかにかつ確実に行え、その後の体積緩
和における木材中への注入用液体の浸透が容易かつ確
実、しかも速やかなものとなる。加えて、請求項2に示
すように、木材の体積緩和についても木材の軟化点以上
の温度で行えば、柔らかい状態の木材を体積緩和(圧縮
形状回復)させることになるため、その体積緩和がスム
ーズに、しかも元の形状により近く木材を回復させるこ
とができるので、その際に大なる液体吸引力を生じて、
一層効率よく、木材心材部まで注入用液体を浸透させる
ことができる。
木材を耐圧容器に入れた後、圧縮を行う前に容器内の減
圧を行うようにすれば、乾燥した木材の細胞や道管内に
存在して木材の圧縮や体積緩和および木材中への液体の
浸透を妨害すると考えられる木材組織中の空気を減少ま
たは除去できるため、木材の圧縮および体積緩和が容易
となり、注入用液体の浸透性を一層高めることができ
る。
体を、請求項4ないし9のように特定すれば、特に有用
な木材あるいは木質系複合材を容易に得ることができ
る。
圧縮工程と体積緩和工程とを含む。以下工程順に説明す
る。圧縮工程では、乾燥した木材を耐圧容器に入れ、あ
らかじめまたは前記木材を耐圧容器に入れた後に前記耐
圧容器内に導入した注入用液体中に、前記木材を浸漬す
る。次いで耐圧容器内の注入用液体を後記の手段で加圧
して耐圧容器内の圧力を上昇させ、この耐圧容器内の注
入用液体に加わった圧力、すなわち注入用液体の静水圧
により木材を圧縮する。この圧力がある程度に達する
と、木材組織の圧縮が生じ始め耐圧容器内の圧力の上昇
速度が低下する。その際の圧力は、樹種、木材の乾燥の
程度および温度などに応じて異なる。木材組織の圧縮が
ほとんど終了すると、耐圧容器内の圧力は再び急激に上
昇する。この時点で注入用液体による加圧を停止する。
樹、広葉樹いずれでもよく、またその形態は、枝葉が落
とされて丸太状としたものの他、角材、板材なとでもよ
い。また、樹皮は付いていても剥いであってもよいが、
木材表面に割れなどのないものが好ましい。
に乾燥されていることが必要である。なお、この「乾
燥」は水分を少なくすることを意味する。この乾燥によ
り木材の圧縮操作が容易となるだけでなく、その後の液
体の浸透をスムーズに行なうことができるようになる。
木材の乾燥の程度は、樹種やその大きさや液体の組織内
への浸透性によって異なるが、好ましくは木材中に自由
水のない状態、いわゆる繊維飽和点以下の水分率まで乾
燥される。また、木材に割れなどが生じるおそれのある
場合には、多少の自由水の存在は止むを得ない。なお、
木材中の自由水とは、木材構成物質と結合することな
く、道管などの粗大空隙中に存在する水分である。
放置して乾燥する自然乾燥法の他、制御された温度およ
び湿度下で木材中の水分を蒸発させる人工乾燥法が知ら
れている。また、軟化状態で圧縮して自由水を機械的に
絞り出した後体積緩和させた木材を使用することも有効
である。この木材組織を軟化するためには、木材をリグ
ニン、ヘミセルロースの軟化点より高い温度で加熱する
ことが必要である。
態様がある。その一つは、まず、乾燥した木材が収容さ
れた耐圧容器内に注入用液体を導入し、木材が容器内で
充分な量の注入用液体により覆われるようにする。次い
で、注入用液体を耐圧容器内にさらに圧入して耐圧容器
内に充満させる。そしてこの充満した加圧液体によって
木材が所望量圧縮された時点で注入用液体の圧入を停止
する。勿論、あらかじめ、注入用液体を耐圧容器内に所
定量入れておき、その耐圧容器内に乾燥した木材を入
れ、次いで注入用液体を耐圧容器内に圧入してもよい。
態様は、まず、乾燥した木材が収容された耐圧容器内に
注入用液体を導入し、木材が容器内で充分な量の注入用
液体により覆われるようにする。勿論、あらかじめ耐圧
容器内に注入用液体を所定量入れておいてもよい。ここ
で示す注入用液体の充分な量とは、後で述べる体積緩和
現象によって木材中に注入用液体が浸透した後も、木材
が注入用液体中に完全に浸漬されているような量をい
う。次いで、前記耐圧容器内に空気などの加圧気体を導
入して耐圧容器内の注入用液体の圧力を上昇させ、その
注入用液体の圧力で木材を圧縮させる。そして、所望の
圧縮量に到達した時点で加圧気体の導入を停止する。
樹種、木材の含水率および温度によって異なるが、10
〜30kgf/cm2程度とするのが好ましい。また、
前記木材の圧縮は、木材の軟化点以上の温度で行なう必
要がある。前記木材の圧縮を軟化点よりも低い温度で行
なう場合は、高い圧力を必要とし設備的にもエネルギー
的にも不経済であるのみならず、圧縮によって木材の微
細組織が損傷を受け易く、強度低下などの好ましくなく
現象を派生し易いからである。この圧縮工程によって達
成される木材の圧縮率は約50%以上とするのが望まし
い。しかしながら、効果的な注入に必要な、50%程度
の圧縮率は、必ずしも1回の圧縮で達成される必要はな
く、圧縮・体積緩和のサイクルを数回に分けてもよい。
特に節の多い木材のように、圧縮による強度低下が懸念
される場合は、最初に例えば20%圧縮してから体積緩
和により注入用液体を注入し、ついでさらに20%圧縮
して再び体積緩和により注入すると言う具合に、全体で
50%程度の圧縮を達成すれば良い。
依存するが、一般に含水率が繊維飽和点付近の木材で
は、約80〜100℃である。たとえば、スギ、カラマ
ツのような軟質針葉樹の場合、繊維飽和点付近の含水率
では80〜100℃で充分に軟化し、10〜15kgf
/cm2の静水圧により元の体積の40〜50%まで容
易に圧縮することができる。
用液体あるいは加圧気体の一部を排出して、容器内の圧
力を低下させる。それによって木材は体積緩和現象を生
じ、最初の形状に戻ろうとし、その過程で吸引力が発生
し、注入用液体が木材組織内に浸入する。この体積緩和
を円滑に生じさせるためには、体積緩和工程を木材の軟
化点以上の温度で行なうのが好ましい。木材を軟化点以
上の温度に保ったまま、耐圧容器内の圧力を低下させる
と、木材の体積は圧縮前とほとんど同程度までスムーズ
に回復し、注入用液体が効率よく木材の心材部分まで浸
透する。しかも、一般に含水率が繊維飽和点付近の木材
の軟化点は約80〜100℃であり、その温度では液体
の粘度が室温と比べて大幅に低下するため、毛管を通し
ての木材中への注入用液体の浸透性は一層向上する。
は、木材の種類、含水率あるいは木材の温度などに応じ
た適切な圧力が選択される。前記容器内の圧力は、所定
の値に一度で低下させてもよいが、その際、常圧まで低
下させず加圧状態に保っておくことが好ましい。それに
より、木材内への注入用液体の浸透効果が保たれる。ま
た、木材の種類や質などによっては、前記容器内の圧力
を一度に降下させると、木材の形状が良好に復元されな
かったり、木材表面に割れなどを発生させるおそれがあ
る。そのため、前記容器内の圧力を段階的にあるいは連
続的に低下させてもよい。
その作業は、前記耐圧容器内に残った液体を排出し、木
材を容器から取り出すことにより行う。このようにして
得られた木材を、適当な方法で乾燥して製品とする。
た後、圧縮工程を行う前に減圧工程を行い、その後にお
ける木材への注入用液体の浸透をさらに高めるようにし
てもよい。すなわち、ある程度乾燥した木材の細胞や道
管内には空気が含まれており、この空気が木材の圧縮や
体積緩和、さらには木材中の道管等を通る注入用液体の
浸透を妨害すると考えられる。そのため、前記木材を減
圧雰囲気下に置いて木材組織中の空気を減少または除去
すれば、その後の木材の圧縮および体積緩和が容易とな
り、さらには注入用液体の浸透性が高まるようになる。
この減圧工程は、耐圧容器中で行なわれ、減圧処理され
た木材は、そのまま次の圧縮工程に供される。
入することを特徴とするが、商業的な目的は木材中に木
材保存剤、染料などを均一に、所定の量だけ分散させる
ことにより木材の耐用年数を高め、あるいは好ましい色
彩に染められた木材を提供することにある。また、木材
中にモノマーやプレポリマーを均一に注入、重合するこ
とにより、性能の優れた複合材料の提供も可能になる。
液体には熱安定性についての制限がある。すなわち、本
発明で木材に注入されるべき液体は、注入温度(通常は
100℃前後)で長時間安定でなければならない。木材
保存剤を例にとれば、今日普及している亜鉛や銅の化合
物を主体とする木材保存剤は、高温では金属化合物が加
水分解などで沈殿を生ずるため使用できない。逆に、安
定な熱水溶液を与えるホウ酸、リン酸、ポリリン酸やこ
れらのアンモニウム塩、ナトリウム塩などは水溶液の形
で容易に、かつ均一に木材中に分散可能である。木材防
腐剤として広く使用されているクレオソートは100℃
で十分に安定であり、そのまま注入可能である。またク
ロロフェノールのように、有機溶剤に可溶な木材保存剤
は、低沸点溶媒に溶解した形で注入し、しかる後に溶媒
を回収することにより均一に木材中に分散可能である。
る。木材保存剤を液体に溶解あるいは分散させて、ある
いは液体の保存剤をそのまま木材に注入する場合、安全
のため細菌や害虫を駆除するに必要な濃度の数倍の濃度
を注入するのが一般である。従って木材内部で濃度一定
に分布することは必要なく、薬剤が一応まんべんなく材
中に行き渡り濃度の高い部分(木口付近)と低い部分
(材の中央)で、数倍の差があっても差しつかえない。
すなわち「均一な分布」とは、前記のように薬剤が一応
まんべんなく材中に行き渡った状態を含むものである。
このような均一な注入は従来法では困難で通常は木口か
ら10cm程度、側面から10〜20mmしか入らな
い。従って従来法と本発明の注入法との差が明確になる
のは長さ1m以上で、かつ材の最狭断面の小さい方の差
しわたし寸法が50mm以上の材である。
に均一に分散することは実用上のメリットが大きい。例
えば、今日最も普及している注入法である減圧加圧注入
法では、注入された保存剤等の分布は木材の表層部に限
定される傾向が強い。この場合、長期使用中に木材にひ
び割れを生じたり、釘打ちやボルトによる固定のため木
材に穴をあけたりすると、雨水とともに腐朽菌が木材内
部に侵入して、保存剤で処理されていない内部から腐朽
が起こる例がきわめて多い。このような問題は、保存剤
の均一な分布によって回避できる。
説明する。図1に本発明の方法に用いる液体注入装置の
一例を示す。符号10は液体タンク、20は耐圧容器、
30は木材である。液体タンク10はヒーター11を備
えており、注入用液体Lは温度調節機12で所望の温度
に制御されている。符号13は液体供給ポンプである。
また、耐圧容器20は、木材30を出し入れするための
蓋21、圧力調節機22、温度調節機23、圧力計2
4、真空ポンプ25、液体加熱用のヒ一ター26を備え
ている。次に、この装置を用いた本発明の実施例を示
す。なお、本発明の効果をさらに顕著に示すために、木
材の圧縮工程および体積緩和工程を、その軟化点以下で
行なった例を比較例として示す。
cm、長さ70cmの皮剥ぎスギ丸太からなる木材30
を耐圧容器20に入れ、真空ポンプ25により真空度を
25mmHgにして60分間保持し、減圧工程を行っ
た。
(染色液:パテントブルー0.5%水溶液)を、液体タ
ンク10から供給ポンプ13を用いて耐圧容器20に満
たした。前記耐圧容器20をその外周に設置したヒータ
ー26で加熱しながら、内圧1気圧、液温85〜95℃
の温度、すなわち木材30の軟化点(80℃)以上の温
度で60分間維持し、木材を軟化させた後、再び90℃
の注入用液体Lを容器20内に圧入し、圧縮工程を行っ
た。このとき、耐圧容器20内の圧力は注入用液体Lの
圧入とともに上昇し始めたが、木材組織の圧縮変形のた
めに圧力が約10気圧になった時点で圧力上昇速度が緩
やかとなった。さらに、注入用液体Lを圧入し続けて、
32気圧になるまで圧入した後、同圧力で液温約90℃
を5分間維持した。
一部を排出して内圧を8気圧に下げ、体積緩和工程を行
った。そして、同圧力で30分間保持した後、ヒーター
26の加熱を停止し、全ての残留液体をタンク10に戻
し、木材30を耐圧容器から取り出した。得られた木材
の円周面には若干の変形が見られたが、直径は元の丸太
材とほぼ同じであった。この状態での重量増加は元の丸
太重量の130%であった。得られた木材の表面は全体
が青色に染色されており、内部に割れなどは認められな
かった。また、長さ方向の中心部を切断して木口面を観
察したところ、辺材部、心材部ともに青色に染色されて
おり、染色液が均一に注入されていることが確認され
た。
cm、長さ60cmの皮剥ぎスギ丸太材を耐圧容器20
に入れ、真空ポンプ25により真空度25mmHgで6
0分間放置した。次いで、液体タンク10から常温の注
入用液体L(染色液)を耐圧容器20に導入し、内圧が
32気圧になるまで圧入した。この状態を5分間維持し
た後、実施例1と同様にして内圧を8気圧に下げて60
分間保持した。次いで、残留液体を排出し、丸太を取り
出した。この丸太材の重量増加は、元の丸太重量の70
%であった。長さ方向の中心部を切断して木口面を観察
したところ、辺材部の大部分は染色されていたが心材部
は染色されていなかった。
注入用液体Lを木材に注入した。得られた木材は、実施
例1に比べて心材部の染色状態が幾分薄かったが、ほぼ
全体が均一に染色されていた。
%に調整した放射方向50mm、接線方向150mm、
長さ800mmの板目材を耐圧容器20に入れ、真空ポ
ンプ25により容器内を真空度25mmHgとした。次
いで、95℃に加熱した注入用液体L(染色液:パテン
トブルー0.5%水溶液)を液体タンク10から供給ポ
ンプ13を用いて耐圧容器20に満たした。そして耐圧
容器20の外周に設置したヒーター26で加熱しなが
ら、内圧1気圧、液温90〜95℃で60分間維持して
木材を軟化させた。加熱を続けながら、再び注入用液体
Lを液体タンク10から耐圧容器20へ圧入した、耐圧
容器20内の圧力が約18気圧になった時点で液体Lの
圧入を停止し、同圧力で60分間維持した。
一部を排出して内圧を8気圧に戻した。30分経過後、
ヒーター26の加熱を停止し、全ての残留液体Lをタン
ク10に戻し、板目材を取り出した。この状態での重量
増加は元の板目材の110%であった。得られた板目材
は、放射方向がわずかに小さくなった以外は元の寸法と
ほぼ同じであった。また、板目材表面は全体が青色に染
色されていた。長さ方向の中央部を切断して木口面を観
察したところ、全体が青色に染色されており、染色液が
均一に注入されたことが確認された。
の4面をプラナーで落とし、断面を100×100mm
とした。各々の角柱の両端約150mmを切り捨て、残
部から長さ900mmの試験体4本を切り出した。この
際、隣接する試験体間から採取された厚さ約20mmの
端材から全乾法により含水率を求めた。試験体は隣接す
る2本を一対とし、1本を本発明の注入実施例に、他の
1本を真空加圧法による比較例に用いた。実験条件なら
びに結果を第1表に示す。
を耐圧容器20に入れ、真空ポンプ25により容器内を
25mmHgとした。ついで、95℃に加熱した注入用
液体(水溶液)を液体タンク10から供給ポンプ13を
用いて耐圧容器20に満たし、ヒーター26と温変調節
器の作動により液温度を第1記載の注入温度に調節し
た。試験体を所定の注入温度で90分加熱し軟化させた
後、95℃に調節された注入用液体を耐圧容器20に圧
入し、圧縮による試験体の体積減少を補いながら昇圧を
続け、第1表に示した最高圧力に到達したのち、第1表
に記載した保持時間だけ圧力を保持した。ついで耐圧容
器20内の注入用液体の一部を排出して内圧を第1表に
記載した注入圧に所定の時間保ち注入用液体を試験体内
に注入した。注入圧が2水準以上の場合は、圧力を段階
的に低下させ、各圧力に第1表に記載された注入時間だ
け保持した。注入終了後と同時にヒーター26の電源を
切り、必要な場合は注入液温度を95℃まで下げてか
ら、注入用液体の残部を液体タンク10に戻し、試験体
を取り出した。
容器20にいれ、25mmHgまで減圧した後、室温の
注入用液体を液体タンク10から供給ポンプ13で容器
に満たし、更に圧入を続けて内部圧を15kg/cm2
として2時間保持した後、注入用液体をタンクに戻し、
試験体を取り出した。
順で行った。試験体を湿度95%、温度90℃にコント
ロールされた恒温恒湿機中で2時間処理し、軟化した。
これを内寸200×200×200mmのステンレス槽
の底部に固定し、90℃に加熱されたクレオソート油を
満たし、全体を予め90℃に調節された耐圧容器20に
入れ、圧縮空気を導入して容器内を20kg/cm2ま
で加圧し、30分保持した。ついで耐圧容器20中の空
気の一部を排出して内圧を10kg/cm2に下げ、9
0分保持した後内圧を常圧に戻し、ステンレス槽を取り
出し、試験体を回収した。実施例12に対応する比較例
では、同じ手順で70℃に加熱軟化した試験体を70℃
のクレオソート油に沈めた状態で、10気圧まで圧縮空
気により加圧し、2時間保持後圧力を開放して試験体を
取り出した。
ようにして行った。注入用液体がホウ酸水溶液の場合は
試験体を80℃の熱風乾燥機で3日間乾燥してから試験
体を丸鋸で縦に2分割し、断面にクルクミン呈色液を噴
霧し、全体が均一にオレンジ色を呈した場合を「均一」
とした。ポリリンサン系の注入用液体の場合は、試験体
を80℃の熱風中で3日間乾燥後、縦割りした試験体の
中央部から5×20×20mの板状試料を切り出し、完
全に乾燥後X線蛍光分析法によりリンの存在を検定し、
明瞭に存在すれば均一注入と判断した。クレオソートの
場合は、試験体を数週間室温に放置してから縦割りに
し、目視により浸潤の均一性を確認した。
比較して小さいことから、試験体を注入用液体中で圧縮
後、直ちに全圧力を開放することは好ましくなく、段階
的に圧力を下げる方がより効果的である。比較例では全
般的に注入量が少なかったが、試験体を縦割りし観察し
た結果では、注入はほとんとが木口から10cm以下で
止まっていた。
%のスギ角柱(心持ち)を耐圧容器20に入れた。別に
液体タンク10にペンタクロロフェノール2重量%を含
むアセトン溶液を調製し、55℃に調温した(液体
L)。供給ポンプ13を用いて注入用液体Lを耐圧容器
20に満たし、容器内圧力を5kg/cm2以下にコン
トロールしながら液体ヒーター26を作動させ内温を9
0℃に調節後、60分加熱を続けた。ついで供給ポンプ
13により注入用液体Lを耐圧容器20に圧入し、内圧
が25kg/cm2に達した時点で10分間この圧力を
保った後、実施例1と同様にして、内圧を10kg/c
m2まで下げて60分間保持した。ついで内圧を常圧に
戻し、残留液体を液体タンクに戻し、試験体を取り出し
た。試験体は中心軸に沿って縦に2分割した後、10日
間風乾した。ついで試験体の中心線上、木口面から10
cm、45cm(中心部)の2点から5mmL×20m
mT×20mmRの試験片を切り出し、塩素原子の固有
X線を利用してX線蛍光分析を行った。得られたピーク
面積の比較から、中央部のペンタクロロフェノールの濃
度は、木口から10cmでの濃度の約80%と推定さ
れ、薬液注入は非常に均一であることが分かった。
よれば、木材への液体注入の際、木材の圧縮に金型を用
いないので、金型内に木材を出し入れする煩雑な手間や
労力がなくなるだけでなく、金型および該金型を開閉駆
動する装置類なとが不要となりコストを低く抑えて経済
的に製造することができる。また、注入用液体の木材内
への浸透が、耐圧容器内の注入用液体の静水圧により木
材を圧縮し、その後前記容器内の圧力を低下させること
により生じる前記木材の体積緩和によって行なうもので
あるから、木材組織内への注入用液体の注入が速やかで
ある。しかも、前記容器内の圧力を常圧まで低下させず
加圧状態に保っておくため、木材内への注入用液体の浸
透効果が得られる。さらに、その際前記木材の温度を軟
化点以上に保って木材の圧縮を行うため圧縮および体積
緩和時の変形量が大きく、注入用液体を木材の心材部分
まで確実に注入することができる。特に、体積緩和の際
にも木材を軟化点以上の温度に保った場合には、一層効
率よく、確実に注入用液体を木材に注入することができ
る。また、木材が金型と接触しないので、表面に傷をつ
けることがなく、商品価値の高い木材成形品が得られ
る。さらに、耐圧容器内を減圧にした後に木材を注入用
液体で圧縮するようにすれば、木材組織中に残って木材
の圧縮や体積緩和、注入用液体の浸入を妨げる空気が減
少あるいは除去されるので、注入用液体をより効率よく
木材内に浸透させることができる。
示す概略図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 乾燥した木材を耐圧容器に入れて、該容
器内の注入用液体中に前記木材が浸漬された状態とし、 次いで、前記木材を軟化点以上の温度に保って前記注入
用液体を加圧することにより木材を圧縮し、 その後、前記容器内の圧力を低下させて該低下後の圧力
を常圧より高い圧力に保ち、前記圧力低下によって木材
の体積を注入用液体中で緩和させて前記常圧より高い圧
力の注入用液体を木材に注入することを特徴とする木材
への液体注入方法。 - 【請求項2】 請求項1において、注入用液体中での木
材の圧縮時および体積緩和時、前記木材の温度を該木材
の軟化点以上の温度に保つことを特徴とする木材への液
体注入方法。 - 【請求項3】 請求項1または2において、乾燥した木
材を耐圧容器に入れた後、あるいは注入用液体中に木材
が浸漬された後、耐圧容器内を減圧にして前記木材中の
空気を減少または除去し、次いで前記注入用液体の加圧
により木材を圧縮することを特徴とする木材への液体注
入方法。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
注入用液体が、少なくともホウ酸あるいはホウ酸塩を必
須成分として含む水溶液であって木材中に均一に分布す
ることを特徴とする木材への液体注入方法。 - 【請求項5】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
注入用液体が、少なくともリン酸あるいはポリリン酸の
塩を成分として含む水溶液であって木材中に均一に分布
することを特徴とする木材への液体注入方法。 - 【請求項6】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
注入用液体が、クレオソートを主体とした木材保存剤で
あって木材中に均一に分布することを特徴とする木材へ
の液体注入方法。 - 【請求項7】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
注入用液体が、有機系木材防腐剤を溶解した低沸点有機
溶剤であって木材中に均一に分布することを特徴とする
木材への液体注入方法。 - 【請求項8】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
注入用液体が、1種以上の水溶性染料を含む水溶液であ
って木材中に均一に分布することを特徴とする木材への
液体注入方法。 - 【請求項9】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
注入用液体が、モノマー、プレポリマーあるいはモノマ
ー及び/又はプレポリマーを含む水又は低沸点有機溶媒
であって木材中に均一に分布することを特徴とする木材
への液体注入方法。
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---|---|---|---|
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JP8-299472 | 1996-10-22 | ||
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10180717A JPH10180717A (ja) | 1998-07-07 |
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JP30800097A Expired - Fee Related JP3152894B2 (ja) | 1996-10-22 | 1997-10-21 | 木材への液体注入方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018047709A (ja) * | 2017-12-28 | 2018-03-29 | 株式会社プラセラム | 機能性木質材料の製造方法、及び、機能性木質材料 |
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-
1997
- 1997-10-21 JP JP30800097A patent/JP3152894B2/ja not_active Expired - Fee Related
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