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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- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
- B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
- B27K3/02—Processes; Apparatus
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
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- B27K3/02—Processes; Apparatus
- B27K3/08—Impregnating by pressure, e.g. vacuum impregnation
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
- B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
- B27K3/16—Inorganic impregnating agents
- B27K3/163—Compounds of boron
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、木材に液体を注入
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
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。
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。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、木材の生物劣化を抑制し耐用
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。
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。
【０００３】前記木材組織中に液体を効率よく浸透させ
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。
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。
【０００４】しかしながら、前記減圧・加圧注入法は、
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。
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。
【０００５】そのため、木材を前処理することによりそ
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。
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。
【０００６】しかるに、この圧縮回復法にあっては、金
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。
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。
【０００７】上記のように、現行の圧縮回復法では、あ
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。
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。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明はこのような
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。
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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に示される発明
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。
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。
【００１０】また、請求項２に示すように、注入用液体
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。
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。
【００１１】さらに、請求項３に示すように、乾操した
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。
【００１２】また、請求項４ないし請求項９に係る発明
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。
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。
【００１３】
【作用】本発明は、請求項１に示すように、注入用液体
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。
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。
【００１４】さらに、体積緩和工程における耐圧容器の
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。
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。
【００１５】また、本発明では、木材の圧縮をその軟化
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。
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。
【００１６】さらに、請求項３に示すように、乾燥した
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。
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。
【００１７】また、請求項１ないし３において注入用液
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。
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。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の方法は、乾燥した木材の
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。
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。
【００１９】この圧縮工程で用いられる木材は、針葉
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。
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。
【００２０】またこの圧縮工程で用いられる木材は適度
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。
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。
【００２１】木材の乾燥方法としては、大気中に木材を
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。
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。
【００２２】前記注入用液体による加圧方法には、次の
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。
【００２３】また前記注入用液体による加圧方法の別の
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。
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。
【００２４】前記注入用液体による木材の圧縮圧力は、
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。
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。
【００２５】前記木材の軟化点は、樹種および含水率に
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。
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。
【００２６】次の体積緩和工程では、耐圧容器中の注入
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。
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。
【００２７】体積緩和工程における耐圧容器内の圧力
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。
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。
【００２８】次いで、処理後の木材の取り出しを行う。
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。
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。
【００２９】また、前記乾燥した木材を耐圧容器に入れ
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。
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。
【００３０】本発明は、木材中に注入用液体を均一に注
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。
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。
【００３１】しかしながら、本発明に利用できる注入用
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。
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。
【００３２】ここで、「均一な分布」について説明す
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。
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。
【００３３】木材保存剤、染料、モノマーなどが木材中
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。
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。
【００３４】
【実施例】以下添付の図面を用いてこの発明の実施例を
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。
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。
【００３５】（実施例１） 自然乾燥により含水率を２３％に調整した末口直径１７
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。
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。
【００３６】次いで、９０℃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。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。
（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。
【００３７】その後、耐圧容器２０内の注入用液体Ｌの
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。
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。
【００３８】（比較例） 自然乾燥により含水率を３０％に調整した末口直経１５
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。
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。
【００３９】（実施例２） 実施例１と同様の木材を用い、減圧工程以外同様にして
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。
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。
【００４０】（実施例３） スギ心材部から切り出し、自然乾燥により含水率を２６
％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。
％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。
【００４１】その後、耐圧容器２０内の注入用液体Ｌの
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。
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。
【００４２】（実施例４〜１２） 市販のスギ、米マツ、米ツガの角柱（心材、長さ４ｍ）
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。
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。
【００４３】
【表１】
【００４４】本発明による注入に際しては、先ず試験体
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。
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。
【００４５】比較例４〜１１では、試験体は室温で耐圧
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。
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。
【００４６】実施例１２のクレオソート油注入は次の手
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。
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。
【００４７】第１表中の注入用液体の分布の評価は次の
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。
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。
【００４８】第１表中、実施例５の注入量が実施例４に
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。
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。
【００４９】（実施例１３） 断面１０５×１０５ｍｍ、長さ９００ｍｍ、含水率２３
％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。
％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。
【００５０】
【発明の効果】以上図示し説明したように、この発明に
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。
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。
【図１】本発明の方法を実施する液体注入装置の一例を
示す概略図である。
示す概略図である。
１０ 液体タンク １１ ヒーター １２ 温度調節機 １３ 液体供給ポンプ ２０ 耐圧容器 ２１ 蓋 ２２ 圧力調節機 ２３ 温度調節機 ２４ 圧力計 ２５ 真空ポンプ ２６ 液体加熱用ヒータ ３０ 木材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒川 民雄 愛知県岩倉市井上町種畑20番地 マイウ ッド株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−197510（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−96302（ＪＰ，Ａ) 特表 昭61−501141（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B27K 1/00 - 5/00
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30800097A JP3152894B2 (ja) | 1996-10-22 | 1997-10-21 | 木材への液体注入方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-299472 | 1996-10-22 | ||
| JP29947296 | 1996-10-22 | ||
| JP30800097A JP3152894B2 (ja) | 1996-10-22 | 1997-10-21 | 木材への液体注入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10180717A JPH10180717A (ja) | 1998-07-07 |
| JP3152894B2 true JP3152894B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=26561945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30800097A Expired - Fee Related JP3152894B2 (ja) | 1996-10-22 | 1997-10-21 | 木材への液体注入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3152894B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010234767A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Gifu Univ | 木材の改質方法 |
| JP6310839B2 (ja) * | 2014-12-08 | 2018-04-11 | 中井産業株式会社 | 木材保存剤及びそれを用いた木材保存処理方法 |
-
1997
- 1997-10-21 JP JP30800097A patent/JP3152894B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10180717A (ja) | 1998-07-07 |
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