JP3268683B2

JP3268683B2 - 木材の処理方法及びその装置

Info

Publication number: JP3268683B2
Application number: JP09324693A
Authority: JP
Inventors: 正広箕浦; 洋徳渡辺
Original assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Priority date: 1993-04-20
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 2002-03-25
Anticipated expiration: 2017-03-25
Also published as: JPH06297408A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、木材の処理方法及びそ
の装置に関するものであり、より詳しくは、木材の注入
性及び通気性等を改質するために蒸煮等を行う木材の処
理方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般、木材、特に生材等の注入性、通気
性又は浸透性等を改質し、薬液の浸透或いは染料等の染
着性を良くすることの改質技術が数多く提案されてい
る。例えば、注入性を良好にする目的としては、ロール
を用いて木材春材部を破壊する方法（特開昭５７−１１
３０１３号公報）、木材をアルカリ・界面活性剤で処理
する方法（特開昭５７−１１３０１２号公報）、腐朽菌
で侵蝕する方法（特開昭５８−２２４７０６号公報）、
木材面に微細な穴を開口する方法（特開昭５９−４９９
０７号公報）、木材の冷凍解凍処理方法（特開昭５９−
２０１８０８号公報）、酵素（ペクチナーゼ他）を用い
てトールスを破壊する方法（特開昭６０−２２５７１０
号公報）等がある。また熱処理として、原木等の剥板性
を良くする為に１００℃前後で蒸煮或いは煮沸する方法
や、原木等を１００℃以上の加熱処理（直火型）して、
その製材後の反り、捩じれの低減を行う方法等が提案さ
れている。更に、部分爆砕法で通導性を改質し、乾燥速
度の増大を図ったもの等がある（木材工業：Ｖｏｌ４
７，Ｎｏ８ ’92）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
木材の処理方法では種々の問題がある。例えば、ロール
圧潰処理や穿孔処理では、木材の損傷により、樹脂注入
後の乾燥等の工程で材料割れが生じるおそれがあった。
また酵素処理、腐朽菌による処理では時間がかかり、均
一な処理が困難であった。木材のアルカリや酸等の化学
薬品による処理では、材料の変色等が多く見られた。部
分爆砕法や原木の熱処理では、処理工程のコントロール
が難しく、材料が処理後に割れたりする危険性が高かっ
た。また、木材の１００℃前後の煮沸法や蒸煮法では、
注入性の改質の効果が充分でなかった。この他に、マイ
クロ波等で加熱し、その後加圧し、材料を変形させ、材
料の通導性、薬液注入性を改質する方法等が考えられて
いるが、工程が煩雑で未だ実用化に至っていない。従っ
て、本発明の目的は、材料に割れ等の損傷或いは変色を
与えることなく、注入性、通導性等の改質を充分に行う
ことのできる木材の処理方法及びその装置を提供するこ
とにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、木材の注入性
等を改質する木材の処理方法において、木材を温度１２
０〜１６０℃で蒸煮した後、蒸煮処理温度における加圧
状態で、該木材に冷水処理を行うことを特徴とする木材
の処理方法を提供することにより、上記目的を達成した
ものである。特に、上記蒸煮を１０〜６０分間行った後
に、上記温度の加圧状態で、該蒸煮処理材に冷水をかけ
ることが上記目的の達成の為に好ましい。本発明はま
た、木材の注入性等を改質する木材の処理装置におい
て、処理木材が収納され、且つ少なくとも温度１２０℃
以上の蒸気圧に耐え得る蒸煮容器から成り、上記蒸煮容
器内に蒸気を供給する蒸気供給ラインと、上記蒸気によ
り温度１２０〜１６０℃に加熱された加圧状態の上記蒸
煮容器内に注水可能な注水ラインとを備えていることを
特徴とする木材の処理装置を提供することにより、上記
目的を達成したものである。

【０００５】

【作用】木材を温度１２０℃以上で蒸煮することは、木
材を加圧下の状態で、且つ湿潤状態で加熱処理すること
であり、このような処理により、後述の実施例に見られ
るように、木材の注入性及び通導性が極めて向上する。
また、このような蒸煮処理を１０〜６０分間した後、上
記加圧、湿潤、加熱状態で冷水を木材にかけると、木材
は充分な改質が成され、しかも、木口割れ、表面割れ、
落ち込み等による内部割れを生じることがない。

【０００６】

【実施例】以下、本発明に係る木材の処理方法及びその
装置の実施例を図面を参照しながら説明する。図１は本
発明に係る木材の処理方法及びその装置の一実施例を示
す説明図である。本発明に係る木材の処理方法は、木材
の注入性等を改質する木材の処理方法であり、木材１を
温度１２０〜１６０℃で蒸煮するものである。本発明に
係る木材の処理方法を更に説明すると、図１に示す如
く、木材１を蒸煮容器２等に入れ、蒸煮容器２を密封状
態にした後、高温蒸気を注入し、蒸煮容器２内を加圧状
態にすると共に、温度を１２０℃〜１６０℃、特に１５
０〜１６０℃に維持する。この温度での蒸煮を１０〜６
０分間、特に１０〜２０分間行った後に、高温高圧状態
で、木材１に冷水を処理するものである。また、この際
の蒸煮容器２内の蒸気圧は１０Kg／cm²以上であること
が望ましく、また、蒸煮容器２内が出来る限り均一に所
定の温度に成るように設定することが望ましい。また、
上記冷水を処理した後に木材１を蒸煮容器２から取り出
すが、木材１の温度が未だ高温の場合には、冷却プール
等に浸漬しても良い。以上のような処理により、木材１
は、後述の実施品の評価で示す如く、浸透性、注入性、
及び通導性が向上し、しかも、木材１自身には損傷が全
く見られない。

【０００７】次に、本発明に係る木材の処理装置の一実
施例を図１に従って説明する。本実施例の木材の処理装
置１０は、木材１の注入性等を改質する木材の処理装置
であり、図１に示す如く処理木材１が収納され、且つ少
なくとも温度１２０℃以上の蒸気圧に耐え得る蒸煮容器
２から成り、蒸煮容器２内に蒸気を供給する蒸気供給ラ
イン３と、該蒸気により温度１２０〜１６０℃に加熱さ
れた加圧状態の上記蒸煮容器２内に注水可能な注水ライ
ン４とを備えている。

【０００８】本発明の木材の処理装置１０を更に説明す
ると、支持柱２Ｃ、２Ｃ上には、蒸煮容器２が設けら
れ、蒸煮容器２は耐圧性で少なくとも１２０℃以上の蒸
気圧に耐えることができ、好ましくは耐圧が２０Kg／cm
²以上である。蒸煮容器２には、覗き耐圧ガラス窓２Ａ
と、左端に容器開口２Ｂが形成されている。容器開口２
Ｂには回動蓋５が設けられ、回動蓋５は締結材６、６・
・で確実に開口２Ｂを密封することができる。また、回
動蓋５には、密封確認スイッチ７が取り付けられてい
る。また、容器開口２Ｂからは台車８上の処理木材１が
蒸煮容器２に搬入される。処理木材１は、主に生材が処
理され、生材は含水率が３０％以上であることが望まし
い。

【０００９】蒸煮容器２の上面中央には蒸気供給ライン
３が切替え弁を介して接続され、蒸気供給ライン３は調
節弁９を介してエア供給ライン１１及びスチーム供給１
２に接続されている。供給ライン１１は図示しないコン
プレッサーに接続されており、３〜５Kg／cm²程度のエ
アが供給され、またスチーム供給ライン１２は図示しな
い発生器から１６〜１９Kg／cm²程度の蒸気が供給され
る。また、蒸煮容器２の上面中央には注水ライン４が切
替え弁を介して接続され、プランジャーポンプ３０から
高水圧の水が供給される。

【００１０】調節弁９は調節計１３を介して温度調節計
１４の制御を受け、温度調節計１４には終了ブザー１５
が取り付けられている。即ち、温度調節計１４は調節弁
９を制御することによって、エアとスチームの供給量を
変えて、蒸煮容器２内の温度に変化を与えている。温度
調節計１４には、測温抵抗体Ｗ素子からなる温度センサ
１６からの信号が入力され、温度センサ１６は蒸煮容器
２内の温度を常時計測している。また、温度センサ１６
からの信号は記録プリンタ１７にも入力され、記録プリ
ンタ１７では、その測定温度をプリントすると共に、圧
力変換器１８からの蒸煮容器２内の圧力をプリントして
いる。尚、圧力変換器１８には蒸煮容器２の圧力検出器
１９からの信号が入力される。また、蒸煮容器２の上面
には、圧力調整或いは終了の際に使用される放蒸弁２１
及び過剰圧に対処する安全弁２２が取り付けられ、また
蒸煮容器２の下面には、ブローバルブ２３及びスチーム
トラップ２４が設けられ、低温になった蒸気等の排出を
行っている。

【００１１】以上の如く構成された木材の処理装置１０
では、先ず回動蓋５が開かれ、台車８上の処理木材１が
蒸煮容器２内に収納される。次に回動蓋５が閉じられ、
締結材６、６で完全に密封され、密封確認スイッチ７に
より密封状態が確認される。この状態で、蒸気供給ライ
ン３からスチームが蒸煮容器２内に供給される。これに
より、図２に示す如く蒸煮容器２内の温度が徐々に上昇
する。この場合、短時間で温度を上昇させると、処理木
材１の材の落ち込みがあるので好ましくなく、少なくと
も１０分間以上で処理温度まで上昇させることが望まし
い。温度が一定になったとき、スチーム量が調節される
ことにより蒸煮容器２内の温度が一定に維持され、１０
〜６０分間、特に１０〜２０分間維持される。蒸煮処理
時間の経過後、図２に示す如く、蒸煮容器２内の圧力が
高い状態で、直ちに蒸気供給ライン３におけるスチーム
の供給から注水ライン４の水の注水に切替えられ、注水
が開始される。これにより、処理木材１の木口割れ、表
面割れ、及び落ち込み等による内部割れが防止される。

【００１２】その後、蒸煮容器２内の注水が完了した
ら、排水し、終了後、回動蓋５を解放し処理木材１を取
り出す。尚、木材１の温度が高い場合には、予め冷却プ
ールを用意して水中に浸漬して冷却しても良い。上記実
施例では、蒸気供給ライン３及び注水ライン４を別々に
設けたが、蒸煮容器２に接続する際には一つのラインで
共有させても良い。また、上記蒸煮容器２の形状は特に
限定されるものではなく、蒸煮容器２が充分な耐圧性を
有するものであれば特にその使用に制限はない。

【００１３】以下に、上記木材の処理装置１０を用いて
処理した木材の実施品の評価を、比較品と比較しながら
行った。（実施品１）木材１にスギ板目心材（厚１２×巾１０５
×長さ２５０mm）を用い、蒸煮処理を１３０℃、３０分
間（蒸気圧力：略７Kg／cm²）し、その後、冷水を散布
し処理を完了した。これを実施品１とした。（実施品２）木材１にスギ板目心材（厚１２×巾１０５
×長さ２５０mm）を用い、蒸煮処理を１５０℃、３０分
間行い、その後、冷水を散布し処理を完了した。これを
実施品２とした。

【００１４】（比較品１）スギ板目心材（厚１２×巾１
０５×長さ２５０mm）を用い、冷凍処理（−７０℃、４
８時間）した。これを比較品１とした。（比較品２）スギ板目心材（厚１２×巾１０５×長さ２
５０mm）を用い、ロール圧潰処理（１５０℃、ロール間
隔８０％：ロール間隔／材厚み・×１００）した。これ
を比較品２とした。（比較品３）スギ板目心材（厚１２×巾１０５×長さ２
５０mm）を用い、マイクロ波・加圧処理（２４５０ＭH
z、１．８Kw出力１min 、冷圧３０Kg／cm²１min ）し
た。これを比較品３とした。

【００１５】以上の実施品及び比較品について、以下の
評価を行い表１に示した。〔評価１〕水溶性染料（ＢＡＳＦＢasantol 310 ）１
％を気乾材に減圧加圧注入（３０torr，３０min →３Kg
／cm²，１時間）後の浸透性（染着程度）、及び作業性
を６段階に分け、◎が最も良好、○が良好、△が普通、
×がやや不良、××が不良、×××が極めて不良である
と評価した。

【００１６】

【表１】

【００１７】この結果、蒸煮処理とマイクロ波＋加圧処
理では、前者の作業性が極めて高く、マイクロ波＋加圧
処理では、処理材の表面から急激な水分蒸発を防止する
為のカバー（ビニルシートで包む。）や、材割れを防止
する必要があり、その作業性が極めて煩雑でもあった。

【００１８】（実施品３）木材１にスギ板目心材（厚３
５×巾７５×長さ９００mm）を用い、蒸煮処理を１２０
℃、３０分間行い、その後、冷水を散布し処理を完了し
た。これを実施品３とした。（実施品４）木材１にスギ板目心材（厚３５×巾７５×
長さ９００mm）を用い、蒸煮処理を１６０℃、３０分間
行い、その後、冷水を散布し処理を完了した。これを実
施品４とした。これらの実施品について、以下の評価を
行い表２に示した。〔評価２〕処理材を１５〜２０％の含水率に乾燥後１／２に切断
し、片木口面をエポキシ樹脂シールする。．の処理材に水溶性染料（ＢＡＳＦＢasantol 31
0 ）１％を減圧加圧注入（３０torr，３０min →３Kg／
cm²，１時間）及び木口のみの浸漬（２４時間）処理を
行い、気乾後試料の重量増加の割合と染着性を無処理材
と比較した。尚、染着性について減圧加圧処理材は両端部５０mm及び
中央部の木口断面の染着面積を目視で評価した。また、
木口浸漬処理材は木口から染着距離（浸漬長さ）を測定
した。

【００１９】

【表２】注１）注入割合：染料注入量／材全乾重量（１００
％）注２）染着面積割合：染着面積／材断面積（１００
％）注３）処理後の外観：○は変化なし、×は材割れ・変形
発生あり。この結果、処理材は無処理材に比べて量的及
び均一性に優れていた。

【００２０】（実施品５）木材１にスギ材を用い、蒸煮
処理を１６０℃、１５分間行い、その後、冷水を散布し
処理を完了した。これを実施品５とした。実施品５とこ
のスギ材の無処理のものとを比較した。実施品３及び４
と同様に注入量を測定した結果、実施品５が１５２に対
して無処理材が７１．５であった。（実施品６）木材１にスギ材を用い、蒸煮処理を１６０
℃、３０分間行い、その後、冷水を散布し処理を完了し
た。これを実施品６とした。実施品６とこのスギ材の無
処理のものとを比較した。実施品３及び４と同様に注入
量を測定した結果、実施品６が８１に対して無処理材が
４７であった。（実施品７）木材１にカラマツ材を用い、蒸煮処理を１
６０℃、１５分間行い、その後、冷水を散布し処理を完
了した。これを実施品７とした。実施品７とこのカラマ
ツ材の無処理のものとを比較した。実施品３及び４と同
様に注入量を測定した結果、実施品６が８９．５に対し
て無処理材が５１．１であった。以上のことから、蒸煮
処理時間については、１５分間程度でも注入性に充分な
改善が見られ、スギ材以外のカラマツでも注入性の改善
が見られた。

【００２１】

【発明の効果】本発明に係る木材の処理方法及び装置に
よれば、材料に割れ等の損傷或いは変色を与えることな
く、注入性、通導性等の改質を充分に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る木材の処理方法及びその装置の一
実施例を示す説明図である。

【図２】図１の蒸煮容器内の温度変化を示す折れ線グラ
フである。

【符号の説明】

１処理木材２蒸煮容器３蒸気供給ライン４注水ライン１０木材の処理装置１１エア供給ライン１２スチーム供給ライン１４温度調節計１６温度センサ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】木材の注入性等を改質する木材の処理方
法において、木材を温度１２０〜１６０℃で蒸煮した
後、蒸煮処理温度における加圧状態で、該木材に冷水処
理を行うことを特徴とする木材の処理方法。
【請求項２】上記蒸煮処理を１０〜６０分間行うこと
を特徴とする請求項１記載の木材の処理方法。
【請求項３】木材の注入性等を改質する木材の処理装
置において、処理木材が収納され、且つ少なくとも温度１２０℃以上
の蒸気圧に耐え得る蒸煮容器から成り、上記蒸煮容器内
に蒸気を供給する蒸気供給ラインと、上記蒸気により温
度１２０〜１６０℃に加熱された加圧状態の上記蒸煮容
器内に注水可能な注水ラインとを備えていることを特徴
とする木材の処理装置。