JP6494419B2

JP6494419B2 - 木材薬液処理方法

Info

Publication number: JP6494419B2
Application number: JP2015108021A
Authority: JP
Inventors: 直臣西塚; 一浩中田; 寿郎滝口
Original assignee: 株式会社天童木工
Priority date: 2015-05-27
Filing date: 2015-05-27
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2035-05-27
Also published as: JP2016221729A

Description

この発明は、木材の難燃化、防虫、防腐、均質化、硬質化、強靱化、耐摩耗性の向上など、様々な機能性を高めることのできる処理技術に関連するものであり、特に、機能性薬剤を含浸した木質材料および木質製品を製造、提供する分野は勿論のこと、その輸送、保管、組み立ておよび設置に必要となる設備、器具類を提供、販売する分野から、それら資材や機械装置、部品類に必要となる素材、例えば、木材、石材、各種繊維類、プラスチック、各種金属材料等を提供する分野、それらに組み込まれる電子部品やそれらを集積した制御関連機器の分野、各種計測器の分野、当該設備、器具を動かす動力機械の分野、そのエネルギーとなる電力やエネルギー源である電気、オイルの分野といった一般的に産業機械と総称されている分野、更には、それら設備、器具類を試験、研究したり、それらの展示、販売、輸出入に係わる分野、将又、それらの使用の結果やそれを造るための設備、器具類の運転に伴って発生するゴミ屑の回収、運搬等に係わる分野、それらゴミ屑を効率的に再利用するリサイクル分野などの外、現時点で想定できない新たな分野までと、関連しない技術分野はない程である。

（着目点）
木材は、コンクリートやプラスチックなどに比べ、温もりや柔らかさに秀れた素材としてインテリア用品、エクステリア用品、建築物の内外壁、自動車の内装など、様々な用途に広く用いられており、そうした中にも住宅フローリング用の床材や、インストゥルメントパネル、ドア内装パネルなどの車両用内装、机やテーブルなどの天板のように、硬度を高め、耐摩耗性に秀れ、傷付き難い木製品が求められる用途も多く、従前より各種機能性を有する薬剤成分を含有する塗料を木材表面に塗布する技術が採用されてきたが、塗装処理した薬剤による効力は、木材表層の限られた範囲に留まり、持続的効果を長期間に渡って得ることができず、早い段階に薬剤層が薄くなったり、剥離したりしてしまい、難燃や防腐、防蟻などの効果が得られなくなってしまうという欠点があり、こうした欠点を解消する技術として、木材を注薬管と呼ばれる釜に入れ、空気を排気・減圧してから薬液を満たし、高い圧力をかけながら、薬剤を木材内部に深く浸透させる減圧加圧法が用いられている。

また、木材は、単板を組み合わせて合板とすることによって品質をより安定化し、さらに強度を高めたものとすることができ、平プレスやロールプレス機などを用いて圧縮・高密度化し、強度を高めた圧密化単板が広く利用されるようになっているが、こうした圧密化単板の製造過程中に、難燃や防腐、防蟻などの各種機能を付与する機能性薬液をより効率的、且つより深層まで浸透可能とする新技術の開発が急務となっている。

（従来の技術）
こうした状況を反映し、その打開策となるような提案もこれまでに散見されない訳ではない。
例えば、下記の特許文献１（１）に提案されているものに代表されるように、木材に、その内部へ導入した蒸気を凝縮させることによって生ずる減圧を利用して薬剤液を含浸させ、薬剤を注入するパッシブ減圧薬剤注入方法であって、木材に貫通孔を穿孔し、その貫通孔に蒸気を貫流させることにより、木材内に蒸気を滞留させ、次いで、木材を薬剤液に浸漬し、温度低下による蒸気の凝縮によって材内を減圧状態として木材に薬剤液を含浸させるようにした木材へのパッシブ減圧薬剤注入方法や、同特許文献１（２）に見られるような、密閉可能な容器内に、単板を、一対の畳織金網間に挟んだ状態で収容した後、該容器を密閉した状態で、前記単板と前記両畳織金網との積層体を、圧縮しながら加熱するようにした圧密化単板の製造方法、および、同特許文献１（３）のように、密閉可能な容器内に単板を収容し、該容器を密閉した状態下に、該単板に対して加熱圧縮処理を行う圧密化単板の製造方法において、生単板に、含水率ムラの低減処理を行った後、前記加熱圧縮処理を行い、前記含水率ムラの低減処理が、生単板を、温度５０℃以上の温水に浸漬する温水浸漬処理であり、該温水浸漬処理により単板の含水率を５０〜１３０％とした後、前記加熱圧縮処理を行い、密閉系の圧密化処理により単板の圧縮変形状態を充分に固定でき、しかも表面に凹凸や割れが生じることを防止して、表面状態の良好な圧密化単板を効率的且つ経済的に製造可能とした圧密化単板の製造方法などが散見される。

しかし、前者特許文献１（１）に示されているような減圧薬剤注入方法は、木材の内部に蒸気を導入し、蒸気の凝縮過程中に生じる減圧によって薬剤液を含浸させようとするものであり、所謂注薬管などの加圧、減圧および薬剤液を満たすことのできる密閉容器が不可欠であり、こうした設備の設置、維持、管理に多大な経費を要するものとなり、また、後者特許文献１（２）および１（３）に示された密閉容器に、生単板を密閉状に収容し、高圧水蒸気を供給するか、または、温水に浸漬するかの何れかの工程を経るなどした後、加熱および加圧処理を行うものもやはり、密閉型容器の設置や維持・管理に多大な経費と労力とを要するものになるという欠点があった。
（１）特許第４３５５２９５号公報（２）特許第４４０８４１８号公報（３）特許第４９５３７２６号公報

（問題意識）
上述したとおり、従前までに提案のある各種減圧薬剤注入方法や圧密化単板の製造方法などは、何れも大掛かりな密閉型容器を不可欠とするものであり、それに伴い真空ポンプ、ボイラー、圧縮ポンプなど多様な付随機器を設置しなければならず、その導入費用、維持・管理経費が嵩むものとなり、薬剤注入木材や圧密化単板およびそれらを利用した木質系製品の価格を高騰化してしまう要因となっており、さらに、永年、様々な利用者に対し、柔軟に対応した木工製品を開発、提供し続けてきている中、それらから得られた様々な知見、およびユーザーからの情報などに基づき、市場ニーズに逸早く応えるべく、圧密化単板に機能性薬液を効率的に含浸させ、しかも低コスト生産を実現化可能とする新技術につき、その有効性の高さと、予想される広い波及効果とに大きな可能性を痛感するに至ったものである。

（発明の目的）
そこで、この発明は、密閉型容器を必要とせず、生産コストを大幅に抑制可能な上、木材および圧密化単板に機能性薬液を効率的に含浸させることができる新たな木材の薬液処理技術の開発はできないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に渡る試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な構成の木材薬液処理方法、それによる新規な構造の薬液含浸圧密化単板、それらを利用した新規な構成の単板積層体の製造方法、および新規な構造の単板積層品を実現化することに成功したものであり、以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構成を詳述することとする。

（発明の構成）
図面に示すこの発明を代表する実施例からも明確に理解されるように、この発明の木材薬液処理方法は、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、木材を、所定加熱温度下、所定圧縮率に強制加圧して木材細胞組織を弾性圧縮し弾性的圧縮化木材とし、大気圧条件下にて該弾性的圧縮化木材の一部または全部を機能性薬液に浸漬し、該弾性的圧縮化木材細胞組織の毛細管現象および弾性復元力に由来する負圧力が、機能性薬液を木材細胞組織中に強制的に吸収し、該弾性的圧縮化木材が、略圧縮前の外郭寸法まで復元した薬液含浸木材とし、洗浄・乾燥して含浸乾燥木材とするようにした構成を要旨とする木材薬液処理方法である。

この基本的な構成からなる木材薬液処理方法は、その表現を変えて示すならば、木材を、所定加熱温度下、所定圧縮率に強制加圧して木材細胞組織を一方向に弾性圧縮し弾性的圧縮化木材とし、大気圧条件下にて該弾性的圧縮化木材の一部または全部を機能性薬液に浸漬し、該弾性的圧縮化木材細胞組織の毛細管現象および弾性復元力に由来する負圧力が、機能性薬液を木材細胞組織中に強制的に吸収し、該弾性的圧縮化木材が、略圧縮前の外郭寸法まで復元した薬液含浸木材とし、洗浄・乾燥して含浸乾燥木材とした上、該含浸乾燥木材を、所定圧縮率に強制加圧して含浸木材細胞組織を一方向に圧縮し、薬液含浸圧密化木材とするようにした構成からなる木材薬液処理方法であるということができる。

この発明の木材薬液処理方法は、より具体的に示すと、木材を角材に加工し、煮沸・スライスし、含水率を調節した単板を、所定加熱温度下、ロールプレス機に供給し、所定圧縮率に強制加圧して木材細胞組織を板厚方向に弾性圧縮し弾性的圧縮化単板とし、大気圧条件下にて該弾性的圧縮化単板の一部または全部を機能性薬液に浸漬し、該弾性的圧縮化単板の木材細胞組織の毛細管現象および弾性復元力に由来する負圧力が、機能性薬液を木材細胞組織中に強制的に吸収し、木材細胞組織および該弾性的圧縮化単板が、略圧縮前の外郭寸法まで復元した薬液含浸単板とし、洗浄・乾燥して含浸乾燥単板とした上、該含浸乾燥単板を、所定加熱温度下、ロールプレス機に供給し、所定圧縮率に強制加圧して含浸木材細胞組織を板厚方向に圧縮し、薬液含浸圧密化単板とするようにしたことを特徴とする木材薬液処理方法。

さらに、具体的に示すならば、木材を角材に加工し、煮沸・スライスし、含水率を調節した単板を、ロールプレス機に、加熱温度８０ないし３００℃、送り速度が毎分１．０〜５．０ｍ、圧縮率３０〜７０％の条件下に木材細胞組織を板厚方向に弾性圧縮し弾性的圧縮化単板とし、大気圧条件下にて該弾性的圧縮化単板の一部または全部を機能性薬液に浸漬し、該弾性的圧縮化単板の木材細胞組織の毛細管現象および弾性復元力に由来する負圧力が、機能性薬液を木材細胞組織中に強制的に吸収し、木材細胞組織および該弾性的圧縮化単板が、略圧縮前の外郭寸法まで復元した薬液含浸単板とし、洗浄し、含水率４〜８％に乾燥して含浸乾燥単板とし、該含浸乾燥単板を、ロールプレス機に、加熱温度８０ないし３００℃、送り速度が毎分１．０〜５．０ｍ、圧縮率３０〜７０％の条件下に圧密加工して含浸木材細胞組織を板厚方向に圧縮し薬液含浸圧密化単板とするようにしたことを特徴とする木材薬液処理方法。

（関連する発明１）
上記した木材薬液処理方法に関連し、この発明には、それによる薬液含浸圧密化単板も包含している。
即ち、木材を角材に加工し、煮沸・スライスし、含水率を調節した単板を、所定加熱温度下、ロールプレス機に供給し、所定圧縮率に強制加圧して木材細胞組織を板厚方向に弾性圧縮し弾性的圧縮化単板とし、大気圧条件下にて該弾性的圧縮化単板の一部または全部を機能性薬液に浸漬し、該弾性的圧縮化単板の木材細胞組織の毛細管現象および弾性復元力に由来する負圧力が、機能性薬液を木材細胞組織中に強制的に吸収し、木材細胞組織および該弾性的圧縮化単板が、略圧縮前の外郭寸法まで復元した薬液含浸単板とし、洗浄・乾燥して含浸乾燥単板とした上、該含浸乾燥単板を、所定加熱温度下、ロールプレス機に供給し、所定圧縮率に強制加圧して含浸木材細胞組織を板厚方向に圧縮してなるものとした薬液含浸圧密化単板である。

（関連する発明２）
上記した木材薬液処理方法に関連し、この発明には、それを利用した単板積層体の製造方法も包含している。
即ち、この発明の基本をなす木材薬液処理方法によって製造した薬液含浸圧密化単板を、同製法による単板、および他製法の単板の少なくとも何れか一方の複数枚と、熱硬化性接着剤を介して積層状に組合せ、型に入れて加圧・加熱して薬液含浸単板積層体とし、切削仕上げ加工・塗装するようにしてなるものとした単板積層体の製造方法である。

（関連する発明３）
上記した木材薬液処理方法に関連し、この発明には、それを利用した単板積層品も包含している。
即ち、この発明の基本をなす木材薬液処理方法によって製造した薬液含浸圧密化単板を、同製法による単板、および他製法の単板の少なくとも何れか一方の複数枚と、熱硬化性接着剤を介して積層状に組合せ、型に入れて加圧・加熱して薬液含浸単板積層体とし、切削仕上げ加工表面に塗装被膜層を設けてなるものとした単板積層品である。

以上のとおり、この発明の木材薬液処理方法によれば、従前までのものとは違い、上記したとおりの固有の特徴ある構成から、木材、およびそれから加工した単板を、加熱・圧縮して弾性的圧縮化木材とした上、機能性薬液に浸漬するようにしたことにより、従前までの注薬管などの密閉容器内に木材を収容し、該密閉容器内に導入した蒸気の凝縮過程中に生じる減圧によって薬剤液を含浸させる所謂減圧薬剤注入方法に比較し、大掛かりな密閉容器を必要とせず、木材の圧密化処理に用いるプレス機などを用いて弾性的圧縮化木材とすることができるから、格段に経済的且つ短時間の中に処理することができ、大幅な工数および製造コストの削減を達成することができる上、木材に対し、より多くの量の機能性薬液を含浸させることができ、しかもより厚みの大きな単板に対して機能性薬液をより均質に含浸させることができるものになるという秀れた特徴が得られる。

加えて、薬液含浸木材を洗浄・乾燥して含浸乾燥木材とした上、所定圧縮率に強制加圧して含浸木材細胞組織を一方向に圧縮し、薬液含浸圧密化木材とするようにしたことにより、木材の硬度を高め、均質化し、格段に耐摩耗性に秀でた、より美観を高めた木製品をより安定且つ効率的に生産可能なものとすることができる。

さらに、木材を角材に加工し、煮沸・スライスし、含水率を調節した単板を、所定加熱温度下、ロールプレス機に供給し、所定圧縮率に強制加圧して木材細胞組織を板厚方向に弾性圧縮し弾性的圧縮化単板とするようにしたことから、一段と機能性薬液の均質且つ高密度の浸透を促進することができ、該薬液含浸単板を洗浄・乾燥して含浸乾燥単板とした上、該含浸乾燥単板を、所定加熱温度下、ロールプレス機に供給し、所定圧縮率に強制加圧して含浸木材細胞組織を板厚向に圧縮し、薬液含浸圧密化単板とするようにしてあり、機能性薬液含浸の前後工程夫々に同一のロールプレス機を利用可能としたから、利用設備および製造コストを大幅削減することができるという利点が得られる。

そして、機能性薬液含浸の前後工程夫々に使用するロールプレス機による加工条件を、加熱温度８０ないし３００℃、送り速度が毎分１．０〜５．０ｍ、圧縮率３０〜７０％と同一に設定することにより、軟質針葉樹および軟質広葉樹などの木材樹種や単板厚さの違いなど様々な素材条件に自在に対応し、加工することができ、しかも弾性的圧縮化単板に加工する場合と略同一条件にてプレス処理可能となるから、製造工程中の細かな設定変更を不要とし、加工ミスの発生を未然に防止できるものとすることができ、品質の安定化と生産コストの削減とをより高水準に高めることができる。

また、機能性薬液を、燃焼抑制剤、防腐剤、防蟻剤および硬化剤の少なくとも１つとすることにより、夫々の個別の機能を高めた各種の木質製品をより低コストにて提供可能とすることができる上、それらの２以上の機能を兼ね備えた高品質の木質製品を提供可能とすることができるという効果を奏するものとなる。

さらにまた、大気圧条件下にて該弾性的圧縮化木材および弾性的圧縮化単板の何れか一方を機能性薬液に浸漬する工程中、機能性薬液を強制的に攪拌および循環の少なくとも何れか一方を行いながら、より一層均質化した機能性薬液を含浸するようにした場合には、一段と高品質な含浸乾燥木材および含浸乾燥単板の何れか一方を製造できるという秀れた効果が得られる。

この発明の木材薬液処理方法によって製造した薬液含浸圧密化単板は、機能性薬液を多く含浸したものとなり、それ自体が各種機能性を大幅に高めた木質製品となる外、同製法による単板や、他製法による単板などと組み合せて各種機能性に秀でた合板部品や合板製品を製造することができるという効果を奏することとなる。

この発明の単板積層体の製造方法によると、この発明の基本をなす木材薬液処理方法によって製造した薬液含浸圧密化単板を用い、同製法による単板、および他製法の単板の少なくとも何れか一方の複数枚と、熱硬化性接着剤を介して積層状に組合せ、型に入れて加圧・加熱して薬液含浸単板積層体とし、切削仕上げ加工・塗装するようにしたから、より高品質の単板積層体を安定して生産することができるという特徴を発揮する。

さらに、この発明の基本をなす木材薬液処理方法によって製造した薬液含浸圧密化単板を用いて、製造した単板積層品は、薬液含浸圧密化単板を表面に用いたものは、表層面に、また、薬液含浸圧密化単板を表層および肉厚内部に積層したものは、表層および内部に、機能性薬液による機能性を付与したものとすることができるから、利用目的に応じて充分な機能性を備え、しかも一段と緻密且つ均質な上、外的美観に秀れたものとすることができる。

上記したとおりの構成からなるこの発明の実施に際し、その最良もしくは望ましい形態について説明を加えることにする。
木材は、最終木工製品の一部または全部となる機能を担い、最終木工製品の利用目的に応じて樹種を自由に選択可能なものとすることができ、この発明の基本をなす木材薬液処理方法の圧縮工程に耐え得る程度の弾性および可塑性を有する樹種を選択しなければならず、例えば、軟質針葉樹および軟質広葉樹とするのが望ましく、より具体的に示すと、比重が０．６程度以下のものとするのが良く、さらに具体的に示すならば、スギ、ヒノキ、ヒバ、マツ類、ツガ、コウヤマキ等の軟質針葉樹、キリ、サワグルミ、ホオノキ、シナノキ、ポプラ等の軟質広葉樹とすることができ、木材を桂剥き状にスライスした単板とすることができる外、後述する実施例にも示してあるように、木材を角材に加工し、煮沸・スライスし、含水率を調節した単板（突板）とすることができる。

木材細胞組織の弾性圧縮行程は、圧縮圧力を除去すると瞬時に元の寸法、形状に復帰する性質のものではなく、圧縮力を解除した後、大気圧下に放置すると、ある程度の時間経過と共に、次第に略元の形状・寸法へと復帰して行くことが可能な状態に圧縮するもの、または、圧縮力を解除した後、機能性薬液などの液体を、毛細管現象および液体吸収に伴う木材細胞組織の膨張・復元力により、次第に略元の形状・寸法へと復帰して行くことが可能な状態に圧縮するものの少なくとも何れか一方とすることができ、例えば、圧縮力を解除した後、大気圧環境下に水または機能性薬液などの液体に、一部または全部を浸漬・放置すると、ある程度の時間経過と共に、水または機能性薬液などの液体を、毛細管現象および弾性復元力に由来する負圧力の作用により、木材細胞組織に吸引・吸収しながら、次第に略元の形状・寸法へと膨張・復帰して行くことが可能な状態に圧縮することにあり、より具体的には、平プレス機またはロールプレス機を用いて圧縮率３０〜７０％に圧縮するものとするのが望ましく、圧縮率３０％未満では、充分な量の機能性薬液を吸引可能な復元幅を得ることができず、圧縮率が７０％を超えると、木材細胞組織の弾性が失われてしまう虞があり、後述する実施例に示すように、含水率を調節した単板を、ロールプレス機に、加熱温度８０ないし３００℃、送り速度が毎分１．０〜５．０ｍ、圧縮率３０〜７０％の条件下に木材細胞組織を板厚方向に弾性圧縮し弾性的圧縮化単板とするよう加工するのがよい。

該木材細胞組織の弾性圧縮行程中に、木材（単板）の加熱温度を８０℃未満にすると、木材細胞組織を充分に軟化させることができず弾性圧縮が困難なものとなり、また、単板の加熱温度が３００℃を超えると、木材細胞組織それ自体が変質化したり、硬化してしまったりして所望の弾性圧縮を行えなくなる虞があり、また、ロールプレス機の送り速度が毎分１．０ｍ未満の場合には、圧縮率７０％を大きく超えてしまい、圧縮加工後の復元力を充分に得ることができない虞があり、また、毎分５．０ｍを超えると、充分に圧縮されずに圧縮率３０〜７０％を達成できない虞がある。

機能性薬液は、木材および単板の何れか一方の細胞組織中に含浸し、少なくとも１つの薬剤効果を付与可能とする機能を担い、例えば、燃焼抑制剤、防腐剤、防蟻剤および硬化剤の少なくとも１つとすることができ、表現を変えて示すと、被覆作用、脱水作用、吸熱作用、高密炭化作用などの物理的作用が得られる薬液類、例えば、水ガラス、ホウ砂溶液、金属アルコキシド溶液、ケイ素化合物溶液などとすることができる外、脱水炭化作用、連鎖反応阻止作用、ガスによる希釈、熱的作用、木材の耐熱化などの化学的作用をもたらす薬液類、例えば、リン系化合物、ハロゲン系化合物、窒素系化合物、水酸化物、金属アルコキシドなどの溶液などとすることが可能であり、より具体的なものとして示すならば、リン酸，ポリリン酸、リン酸＋メラミン樹脂、リン酸アンモニウム、リン酸アンモニウム＋硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム＋尿素、リン酸アンモニウム＋グアニジン、リン酸アンモニウム＋ジシアンジアミド、リン酸アンモニウム＋ポリエチレングリコール、リン酸グアニジン、リン酸グアニル尿素、リン酸メラミン、ポリリン酸アンモニウムなどのリン系化合物を含有する溶液、臭化アンモニウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛＋アンモニア、塩化アンチモン、塩化パラフィン＋酸化アンチモンなどのハロゲン系化合物を含有する溶液、ホウ酸、ホウ酸ソーダ（ホウ砂）、ホウ酸＋アンチモン、ホウ酸＋水ガラス、ホウ酸＋ホウ酸ソーダ＋リン酸アンモニウム、ホウ酸ソーダ＋リン酸アンモニウム＋塩化アンモニウム、ホウ酸ソーダ＋リン酸アンモニウム＋リン酸ナトリウムなどのホウ素系化合物を含有する溶液などとすることができる。

機能性薬液を、弾性的圧縮化木材か弾性的圧縮化単板かの何れか一方に吸収させ、薬液含浸木材とする工程は、弾性的圧縮化木材（単板）細胞組織の毛細管現象および弾性復元力に由来する負圧力が、機能性薬液を木材細胞組織中に強制的に吸収するように操作する工程であり、基本的には、大気圧条件下にて該弾性的圧縮化木材（単板）の一部または全部を機能性薬液に浸漬するものであり、弾性的圧縮化木材（単板）が飽和状態となるまで機能性薬液を吸収させるべきであり、例えば、後述する実施例にも示しているように、機能性薬液を強制的に攪拌および循環しながら、万遍なく均質化した機能性薬液に１〜７２時間含浸するようにするのが望ましい。

薬液含浸木材を、洗浄・乾燥して含浸乾燥木材とした上、所定圧縮率に強制加圧して含浸木材細胞組織を一方向に圧縮し、薬液含浸圧密化木材とする工程は、含浸乾燥木材を圧密化し、充分な強度を持たせる工程であり、平プレス機またはロールプレス機の何れか一方を用いて加工することができ、この２度目のプレス加工後は、乾燥状態を維持するから、塑性変形による圧密化構造をそのまま維持するものとなり、後述する実施例に示すように、含浸乾燥単板を、ロールプレス機に、加熱温度８０ないし３００℃、送り速度が毎分１．０〜５．０ｍ、圧縮率３０〜７０％の条件下に圧密加工して含浸木材細胞組織を板厚方向に圧縮し薬液含浸圧密化単板とすることができる。

薬液含浸圧密化木材とする工程にあって、加熱温度８０未満とすると所望の圧縮率まで圧縮することが困難となり、充分な強度（硬度や耐摩耗性）を得られなくなる虞があり、３００℃を超えると、木材細胞組織が変質化したり、損傷してしまったりする虞があり、ロールプレス機の送り速度が毎分１．０ｍ未満の場合には、木材（単板）に損傷や破壊を生じる虞があり、送り速度が毎分５．０ｍを超えた場合には、充分な圧密化を達成できない虞があり、また、圧縮率３０％未満の場合には、充分な強度アップを達成できず、圧縮率が７０％を超えた場合には、やはり木材（単板）に損傷や破壊を生じる虞がある。

薬液含浸圧密化単板を、同製法による単板、および他製法の単板の少なくとも何れか一方の複数枚と、熱硬化性接着剤を介して積層状に組み合わせ、型に入れて加圧・加熱して薬液含浸単板積層体とする工程は、例えば、建築資材、建築内外装品、家具類、車両用内装品の素材などに用いることのできる部品類や製品本体などを製造する工程ということができ、他製法の単板は、従来技術によって製造した単板、および、今後開発された単板の何れか一方か、または、双方の単板を共に組合せたものなどとすることが可能であり、例えば、難燃性能や防蟻性能が求められる家具などに用いる部品類などの場合には、当該発明による薬液含浸圧密化単板を少なくとも部品外表面に露出するよう組み合わせたものとするのが望ましく、熱硬化性接着剤は、熱硬化性を持たない木工用途に用いられる各種接着剤に置き換えることが可能である。

薬液含浸単板積層体を切削仕上げ加工・塗装する工程は、基本的に従前までの加工と同等のものとすることができ、例えば、耐火性能や防蟻性能を有する薬剤を含有する塗料を塗布することができる。
以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。

図面は、この発明の木材薬液処理方法、それによる薬液含浸圧密化単板、それらを利用した単板積層体の製造方法および単板積層品の技術的思想を具現化した代表的な幾つかの実施例を示すものである。
木材薬液処理方法に基づく単板積層品の製造方法を示すフローチャートである。

図１に示す事例は、木材を、所定加熱温度下、所定圧縮率に強制加圧して木材細胞組織を一方向に弾性圧縮５し弾性的圧縮化木材とし、大気圧条件下にて該弾性的圧縮化木材の一部または全部を機能性薬液に浸漬し、該弾性的圧縮化木材細胞組織の毛細管現象および弾性復元力に由来する負圧力が、機能性薬液を木材細胞組織中に強制的に吸収６し、該弾性的圧縮化木材が、略圧縮前の外郭寸法まで復元した薬液含浸木材とし、洗浄７・乾燥８して含浸乾燥木材とした上、該含浸乾燥木材を、所定圧縮率に強制加圧して含浸木材細胞組織を一方向に圧縮９し、薬液含浸圧密化木材とするようにした、この発明の木材薬液処理方法における代表的な一実施例を示すものである。

図１から把握できるとおり、この発明の木材薬液処理方法に基づく単板積層体の製造方法は、針葉樹丸太木材に製材機を用い、端材を切り落として角材（フリッチ）に加工１し、煮沸槽に投入し、木を軟らかくし、切削し易い状態とするまで煮沸２し、煮沸槽から引き揚げ、表面を清掃した上、スライサーなどの切削機械を用いて、単板（突板）にスライス加工３した上、真空乾燥機、ネットプレスドライヤーなどを用いて強制的に乾燥するか、または、自然乾燥するかの何れか一方によってプレスし易い含水率に調節４した単板を、ロールプレス機に、加熱温度８０ないし３００℃、送り速度が毎分１．０〜５．０ｍ、圧縮率３０〜７０％の条件下に木材細胞組織を板厚方向に弾性圧縮５し弾性的圧縮化単板とし、循環式ポンプ、エアーポンプ、エアブロー装置などの循環・攪拌装置を設置した浸漬処理槽に、機能性薬液としての燃焼抑制剤を満たし、強制的に循環および攪拌を継続中の同機能性薬液としての燃焼抑制剤中に、大気圧条件下にて該弾性的圧縮化単板の一部、望ましくは全部を没するようにして１〜７２時間に渡って浸漬し、該弾性的圧縮化単板の木材細胞組織の毛細管現象および弾性復元力に由来する負圧力が、万遍なく均質化した燃焼抑制剤（機能性薬液）を木材細胞組織中に強制的に吸収６し、木材細胞組織および該弾性的圧縮化単板が、燃焼抑制剤（機能性薬液）吸収による膨張を伴って略圧縮前の外郭寸法まで復元した薬液含浸単板とする。

そして、該薬液含浸単板の表面に付着した余分な燃焼抑制剤（機能性薬液）を洗い流して洗浄７してから、乾燥機などによる強制乾燥か、または、自然乾燥かの何れか一方によって含水率４〜８％に乾燥８して含浸乾燥単板とし、該含浸乾燥単板を、ロールプレス機に、加熱温度８０ないし３００℃、送り速度が毎分１．０〜５．０ｍ、圧縮率３０〜７０％の条件下に圧密加工して含浸木材細胞組織を板厚方向に塑性的に圧縮９し薬液含浸圧密化単板とした上、複数枚の薬液含浸圧密化単板間に熱可塑性接着剤を挟み込み、積層状に重ね合わせ、製造する製品や部品の型に入れ、プレス機を用いて加圧・加熱することで接着剤を硬化させ、成形１０し、ＮCルーター、昇降盤、丸のこなど様々な機械、およびノミ、カンナなど様々な刃物工具類を用いた手作業によって図面どおりに切削・加工して仕上げ１１、部品同士を接着・結合するなど必要に応じた組立作業を行い、さらに、磨きを繰り返しながら下・中・上塗り１２を施し、塗装が乾燥した後、限度見本・検査項目に従って検査１３し、複数枚の薬液含浸圧密化単板を利用した単板積層品（製品）を完成するようにするものである。

（実施例１の作用・効果）
以上のとおりの構成からなるこの発明の基本をなす木材薬液処理方法によって製造した薬液含浸圧密化単板は、その厚さ０．２〜１０．０mm程度までの材料に難燃性を付与でき、該薬液含浸圧密化単板を用いて成形合板および積層材を製作可能であり、しかも、単板（突板）を万遍なく均質化した燃焼抑制剤（機能性薬液）の含浸によって難燃化することにより、難燃性を格段に高め、耐火安全性に秀れた木質製品を実現化可能とすることができる上、無垢材に比べ緻密で極めてばらつきの少ない製品として提供でき、使用例として、建築内装材および車両用内装材、家具など、幅広く利用することができるものとなる。

この発明の基本をなす木材薬液処理方法によって国産スギ材に対して浸漬含浸（リン酸系）する試験を行ったところ、含浸量１２０・/・を達成することができた。さらに、同材料から作った試験体に、燃焼量測定試験（コーンカロリーメーター試験ＩＳＯ５６００−１）を実施し、国土交通省の大臣認定防火材料の準不燃材料（１０分間の燃焼試験で８ＭＪ／・以下）の基準を合格する性能を確認することができた。（試験は、独立行政法人森林総合研究所において実施した。）

薬液含浸圧密化単板の複数枚を積層状に一体化してなる単板積層品は、肉厚内部まで燃焼抑制剤（機能性薬液）を充分に含浸したものとなるから、無垢材に同様の含浸処理を行なった場合に比較して、より秀れた難燃性能を達成できるものとなる。

（結び）
叙述の如く、この発明の木材薬液処理方法、それによる薬液含浸圧密化単板、それらを利用した単板積層体の製造方法および単板積層品は、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、しかも製造も容易で、従前からの注薬管などの密閉容器を用いる減圧薬剤注入技術に比較して、設備投資、製造工数および生産コストを大幅削減し、それによって生産した薬液含浸圧密化単板や単板積層品などの、難燃性や防蟻性などの各種機能性、および、硬度・耐摩耗性などの耐久強度を格段に高め、さらに低廉化して遥かに経済的なものとすることができる上、プレス処理条件を統一化して製造ミスの発生を未然に防止し、高品質を低コストに実現化可能としたから、これまで生産効率の改善が困難なため生産コストの削減を進めることができなかった木材業界、建築業界、および家具業界はもとより、高品質・高機能な木質製品の低価格化を求める家具販売業界や一般家庭においても高く評価され、広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。

１製材工程
２煮沸工程
３スライス工程
４乾燥工程
５熱プレス工程
６機能性薬液含浸工程
７洗浄工程
８乾燥工程
９熱プレス工程
１０成型工程
１１切削工程
１２塗装工程
１３検査工程

Claims

木材を角材に加工し、煮沸・スライスし、含水率を調節した単板を、ロールプレス機に、加熱温度８０ないし３００℃、送り速度が毎分１．０〜５．０ｍ、圧縮率３０〜７０％の条件下に木材細胞組織を板厚方向に弾性圧縮し弾性的圧縮化単板とし、大気圧条件下にて該弾性的圧縮化単板の一部または全部を機能性薬液に１〜７２時間に渡って浸漬するようにし、木材細胞組織および該弾性的圧縮化単板が、略圧縮前の外郭寸法まで復元させるようにして、該弾性的圧縮化単板の木材細胞組織の毛細管現象および弾性復元力に由来する負圧力が、機能性薬液を木材細胞組織中に強制的に吸収させた薬液含浸単板とした後、洗浄し、含水率４〜８％に乾燥して含浸乾燥単板とし、該含浸乾燥単板を、ロールプレス機に、加熱温度８０ないし３００℃、送り速度が毎分１．０〜５．０ｍ、圧縮率３０〜７０％の条件下に圧密加工して含浸木材細胞組織を板厚方向に圧縮し薬液含浸圧密化単板とするようにしたことを特徴とする木材薬液処理方法。
機能性薬液が、燃焼抑制剤、防腐剤、防蟻剤および硬化剤の少なくとも１つとしてなる請求項１記載の木材薬液処理方法。
大気圧条件下にて弾性的圧縮化単板の一部または全部を機能性薬液に１〜７２時間に渡って浸漬するようにする工程中、機能性薬液を強制的に循環および攪拌の少なくとも何れか一方を行いながら、万遍なく均質化した機能性薬液を含浸するようにした、請求項１または２何れか一記載の木材薬液処理方法。