JP2017080994A - 木材の燻煙処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】木材に防腐・防蟻効果を付加するために行われる燻煙乾燥では木材の収縮・変形が避けられず、木材を使用するときに表面を削り取る必要があり、その効果が失われていた。【解決手段】木材を燻煙処理する装置であって、密閉可能な燻煙処理室と前記燻煙処理室に煙を送る配管と、燻煙処理室外に前記煙を発生する煙発生部を備え、前記煙発生部は燃料を不完全燃焼することで煙を発生するものであって、前記煙発生部の燃焼量を調整して前記燻煙処理を行う温度を５０℃以下として燻煙処理室内に配置した木材を燻煙処理することを特徴とする燻煙処理装置。【選択図】図１

Description

本発明は、木材の防虫加工のための燻煙処理に関する。

従来から、防虫の目的で木材を燻煙処理することが行われている。建築用の木材に求められる安全性を考慮すると化学薬品を使用しない方法が好ましく、燻煙処理が有効な手段であることが知られている。

古来より煙の効果は良く知られており、たとえば富山県南砺市の五箇山の合掌づくりの家では、囲炉裏から昇る煙が２階、３階の骨組みや竹にしみ込み、表面が黒光りし、それらの骨組みのひとつひとつが何十年何百年と家を支えている。本願発明はこの煙の防虫効果を利用するものである。

特許文献１には、木材を燻煙処理して防蟻性能、防腐性能を付加した木材が記載されている。また、特許文献２には、木材に燻煙乾燥処理を施した後、鉄分を主成分とする木材保護剤と木酢液と木タールとの混合液に浸漬する防腐・防蟻処理方法が記載されている。特許文献３には、木材を燻煙処理した後に薬液を注入し防腐・防蟻処理をする方法が記載されている。

特開２００１―７１３０５号公報 特開２００５―３２４５２４号公報 特開２００６―３３４９１３号公報

前記特許文献１に記載の発明においては、燻煙処理の後に当該木材をあらためて成形加工する必要がある。これは燻煙処理工程において木材の乾燥も行われるため当該木材が変形してしまうからである。これによりせっかく表面に施した燻煙処理部分を、燻煙処理後の成形加工において除去することとなり、その燻煙処理の効果が減少することは避けられない。

また、前記特許文献２及び３に記載の発明では、燻煙処理の後に鉄分を主成分とする木材保護剤と木酢液と木タールとの混合液に浸漬したり、薬液を注入したりする必要があるため、工程が多く大きな手間がかかり、専用の装置が必要となり、さらに混合液や薬液などにかかるコスト負担も大きなものである。

そこで、本願発明においては燻煙処理の後に成形加工などを必要とせず、そのまま使用できる状態にするという課題を解決するものであり、さらに燻煙処理工程のみであり、前記混合液や薬液など他の工程を必要としないで、低コストに防蟻・防腐処理を行うものである。

本願発明の燻煙処理装置は、木材を燻煙処理する装置であって、密閉可能な燻煙処理室と前記燻煙処理室外に配置された煙発生部と、前記燻煙処理室と前記煙発生部を配管で接続し、前記煙発生部は燃料を不完全燃焼することで煙を発生するものであって、前記煙発生部の燃焼量を調整して前記燻煙処理室内の温度を５０℃以下として燻煙処理室内に配置した木材を燻煙処理することを特徴とする燻煙処理装置である。

木材を、５０℃を超える環境に配置し、その温度を持続すると木材中の水分が蒸発する。その蒸発によって木材の変形が発生することが知られており、その変形をできるだけ小さくするように様々な乾燥手法がとられている。また、木材を乾燥させる場合は、５０℃を超える温度で行わないと十分な乾燥ができないか、又は過大な時間を要し現実的では無い。しかし本願発明では木材をあらかじめ乾燥させておき、発生した変形は成形加工によって修正し、所望の形状になって乾燥処理が完了した後の木材に、燻煙処理のみを施すものである。その燻煙処理においては燻煙処理室の温度を５０℃以下に保つことで当該木材がさらに乾燥することを防止し、木材の変形を防止するため、燻煙処理後に追加の成形加工が不要となり、当該木材の表面に施した燻煙処理を維持したまま建築等に使用することが可能となるのである。

本願発明の燻煙処理装置は、前記燻煙処理室に前記煙発生部とは異なる熱発生部からの熱を送ることによって、前記燻煙処理とは異なる温度設定にして、前記燻煙処理室で木材の乾燥も可能であることを特徴とする。

本願発明の燻煙処理装置は、前記煙発生部とは異なる熱発生部を備え、当該熱発生部で発生した熱を前記燻煙処理室に送り、前記燻煙処理を行うときとは異なる温度に設定することで、前記燻煙処理室を木材の乾燥に使用することも可能である。これによって別途木材の乾燥を行う装置等を用意することが無く設置場所や装置コストの減少につながる。

本願発明によれば、乾燥した後に成形加工を終わらせた木材に燻煙処理を行うことで、燻煙処理後に成形加工を行うことで燻煙処理の効果を失うことも無く、別途薬品などを用いることも無く十分な防腐・防蟻効果を発揮することが可能となる。

本願発明の燻煙処理装置の全体外観を示した斜視図である。 同装置の扉を開けた状態の側面図である。 同装置の木材搬入状態を示した斜視図である。 同装置の正面図である。 本装置で処理した木材の試験結果を表す写真である。

（実施例１）
以下、本願発明を実施する形態を、実施例として図面を参照しながら説明する。図１は、本願発明に係る燻煙処理装置の実施例の全体外観の斜視図である。燻煙処理室１０は密閉可能な構造であり、本実施例においてはコンテナを改造して用いている。燻煙処理室１０は、室外の温度の影響を受けにくくするために内部に断熱材を配置するのが好ましい。燻煙処理室１０の１面には大きく開口する扉１１が備えられており、前記扉１１を開き燻煙処理する木材１００を搬入・搬出する。木材１００の搬入・搬出は、台車１２を使用して行う。台車１２は木材を載せる枠１３と下部に配置した車輪１４からなっており、当該車輪は燻煙処理室床面から外部に通じるレール（図示せず）上を移動可能な構成となっている。

手順としては、燻煙処理室１０の扉１１を開き、台車１２を燻煙処理室１０の外へ引き出す。当該台車１２の枠１４の上に燻煙処理を行う木材１００を配置する。このとき、木材どうしの間に煙が十分通るように必要な隙間を空けておく。図示したような大きさの木材であれば手作業でも配置することは可能であるが、大きな木材であれば、台車１２は外に露出している状態なのでフォークリフトを用いて木材を配置することも可能である。

次に、木材１００を配置した台車１２を燻煙処理室１０へ戻し、扉１１を閉め、燻煙処理室１０を密閉状態にする。その後煙発生部２０から燻煙処理室１０へ煙を送る。

煙発生部２０は、本実施例では製材所等で発生する木屑・かんな屑を燃焼させて発生させる。大量の木屑・かんな屑を煙発生部２０に投入し着火するのだが、燃焼に必要な空気量を少なくし、不完全燃焼状態とすることで大量の煙が発生する。その煙は配管２１内を移動し、燻煙処理室１０へ移動する。煙発生部２０で発生した燃焼熱は、配管２１が十分な長さをもっているため大気中に放出されて、燻煙処理室へ伝わることが無く、燻煙処理室の温度上昇を抑えることが可能である。念のため燻煙処理室１０内に接地した温度計（図示せず）により燻煙処理室１０内の温度を確認するが、発明者が何度も実証試験を行っても５０℃を超えることは無かった。しかし温度が上昇しすぎることがあれば、煙発生部２０の燃焼量を調整することで温度調整が可能である。

本実施例においては、後述する実施例２によって乾燥処理を済ませた杉材の燻煙処理を行った。また、本願発明の燻煙処理装置以外の方法によって乾燥処理が完了した木材を用いても良い。所定の寸法に加工された木材１００を燻煙処理室に配置し、煙発生部２０からの煙を燻煙処理室１０に充満させて２〜４日間燻煙処理を行う。木材１００のそれぞれに均一に煙があたるように電動ファン５０によって攪拌を行う。電動ファンはそれぞれモーター５１によって回転し、処理室の煙が充満した空気を一方向へ動かすものであるが、燻煙処理室１０内部の上方に配置した板１５によって下方向へ移動し、さらに燻煙処理室１０内部の下方に配置した板１６によって横方向へ移動する。これらの電動ファン５０、上方に配置した板１５及び下方に配置した板１６によって煙は燻煙処理室１０内を循環しながら一定の煙濃度となることとで、燻煙処理のムラが発生することを防止する。

燻煙処理室１０内に煙を送り込み続けると、やがて煙があふれ出してしまう。そこで上部に配置した配管２２から余った煙を放出する。配管２２の途中にはブロワー６１を配置し、煙を強制的に排出することも可能であるし、自然排出させても良い。上部に配置した配管２２の先端は、燻煙処理室１０上に配置した排煙槽６０内に配置する。排煙層６０には水をためておき、排煙が水を通過することで水に吸収されるので、屋外に排煙が排出することは無く、環境に配慮した構成としている。

この燻煙処理が完了した木材は適度の着色がなされ外観品質の向上がはかられ、当該木材の表面のみならず、内部にまで防腐・防蟻効果がなされている。以下に防蟻効果の実証試験を説明する。

（実証試験）
本装置での燻煙処理の防虫効果試験結果を以下に記す。本試験は京都大学生存圏研究所居住権環境共生分野に依頼した試験である。目的は試験体の耐シロアリ性能を室内試験によって検証するものである。試験材料は発明者が平成25年10月に富山県氷見市岩瀬の山林から伐採した樹齢約４０年の杉である。試験体のサイズは、20×20×10mmである。試験体は3種類で、Aは燻煙処理を行わないもの。Bは本装置で２日間燻煙処理をしたもの。Cは本装置で４日間燻煙処理をしたものであり、大学側が用意した対照材とともに行った。

試験方法として、耐シロアリ試験は、京都大学生存圏研究所居住圏環境共生分野で室内飼育中のイエシロアリを用い、JIS K 1571-2010「木材保存剤―性能基準及びその試験方法」に準じて行った。底部を硬石膏で固めたアクリル製円筒容器（内径80mm、高さ60mm）の 中央部にプラスチック製メッシュを置き、その上に耐候操作（本願発明の燻煙処理）を施した試験体1個をセットした。室内飼育コロニーよりイエシロ アリを採取し、職蟻150頭、兵蟻15頭を同容器内に投入した。これを湿らせた脱脂綿を敷き詰めた容器内に入れ、28℃、暗所で保管した。

３週間後試験体を取り出し、試験前後の試験体の質量変化から質量減少を算出した（図５参照）。また、同時に供試虫の死亡率についても測定を行った。試験個数は５個である。表1に試験結果をまとめて示す。

（試験結果）
対照材として用いたスギ辺材の平均質量減少量および平均質量減少率は、それぞれ242.0mg及び18.1%であった。JIS規格の定める試験の成立基準は平均質量減少率15%以上というものであり、本試験で用いたシロアリの活性には問題はなかったと判断される。試験体Aはスギ辺材とほぼ同程度の激しい食害を受け、耐シロアリ性は全く有していなかった。一方、試験体B、Cの平均質量減少量及び平均質量減少率は、それぞれ 68.8mgと49.8mg、及び5.0%と3.5%であり、試験体Aと比較して耐シロアリ性は著しく上昇した。特に試験体Cでは、質量減少率３%以下というJIS規格における木材保存剤としての性能基準に近いレベルまで食害は低下した。３週間後の職蟻の死亡率が試験体B及びCにおいても50%未満であることから、これらの試験体における耐シロアリ性の向上は、殺シロアリ性に由来するものではなく、忌避作用によるものであると推察することができる、という試験結果を得た。

（実施例２）
以下に、本願発明の燻煙処理装置を用いて、乾燥処理を行う場合を説明する。木材１００を燻煙処理室１０に配置する方法は実施例１と同様であり説明を省くが、木材１００は乾燥処理によって収縮・変形が発生する。そのためあらかじめその収縮・変形量を見込んで、製品として必要な大きさよりも大きな材料として加工しておく。

乾燥処理においては、煙発生部２０は使用しない。熱発生部３０に木屑・かんな屑などの燃焼材料を投入し、煙発生部２０で煙を発生するときとは異なり、十分な酸素が供給されるようにして完全燃焼させる。この燃焼により発生した熱は、高温の空気となって燻煙処理室１０内に送られる。配管２３は短くなるように配置してあり配管での熱放出も少ない。

燻煙処理室内に送られた熱風は、実施例１と同様に電動ファン５０により循環され、すべての木材１００に均等にあてられる。発明者が何度も実証試験を行った結果、燻煙処理室１０の内部温度は６０℃〜８０℃に維持されることがわかった。この状態のまま８日〜１０日保持する。これにより木材１００の乾燥度を所定の値にする事が出来る。

乾燥が完了した木材１００は、燻煙処理室１０から一旦出され、乾燥による収縮・変形を矯正するために、再度表面加工を行う。当該加工が完了した木材を燻煙加工するために、実施例１の内容で燻煙処理を行う。

１０ 燻煙処理室、
１１ 扉、
１２ 台車、
１３ 枠、
１４ 車輪、
１５、１６ 整流板、
２０ 煙発生部、
２１、２２、２３ 配管、
３０ 熱発生部、
５０ 電動ファン、
６０ 排煙処理槽、
６１ ブロワー、
１００ 木材

Claims (2)

1. 木材を燻煙処理する装置であって、密閉可能な燻煙処理室と前記燻煙処理室外に配置された煙発生部と、前記燻煙処理室と前記煙発生部を配管で接続し、前記煙発生部は燃料を不完全燃焼することで煙を発生するものであって、前記煙発生部の燃焼量を調整して前記燻煙処理内の温度を５０℃以下として燻煙処理室内に配置した木材を燻煙処理することを特徴とする燻煙処理装置。
   
2. 前記燻煙処理室に前記煙発生部とは異なる熱発生部からの熱を送ることによって、前記燻煙処理とは異なる温度設定にして、前記燻煙処理室で木材の乾燥も可能であることを特徴とする、請求項１記載の燻煙処理装置。