JP5965163B2

JP5965163B2 - 木質材料の薬液処理方法

Info

Publication number: JP5965163B2
Application number: JP2012052732A
Authority: JP
Inventors: 正司北田; 知己茂山
Original assignee: 株式会社ザイエンス
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2032-03-09
Also published as: JP2013184423A

Description

本発明は、保存処理などを目的とする深浸潤処理に関し、木質材料の薬液処理方法、特に長尺の木質材料の薬液処理方法、及び、木質材料の薬液処理装置に関する。

浸浸潤処理は木質材料の保存処理として広く行われている加圧処理と同等の性能が得られる方法として、近年実用化が図られたもので、木質材料の表面に１平方メートル当たり数百ないし数千の孔を設け（インサイジング処理）、そこに薬液を吹き付けるなどの方法で塗布することによって、加圧処理と同等の薬剤浸透効果が得られるものである（特許文献１）。

すなわち、このような深浸潤処理は、木材保存処理方法としては最も信頼性が高いとされている加圧注入処理、すなわち、材料全体を圧力容器内の薬液に浸漬させ加圧して薬剤の材料内への注入を行う処理、と同等の性能を、比較的簡単な設備によって製造できる方法であり、この処理を行った場合の性能が加圧注入処理品と同等であることは財団法人日本住宅・木材技術センターの優良木質建材等認証制度によってすでに周知され、実際に使用されている。

ここで、「住宅の品質確保の促進等に関する法律」によると、本発明に係わる分野である木質材料の劣化の軽減において、非通気工法住宅で最高等級の等級３を確保するには、地面から１ｍ以内の高さにある外壁部材に製材の日本農林規格に定める保存処理等級Ｋ３以上の部材を使用しなければならない。外壁部材は基礎や土台材の上に載っているために、地面から１ｍの範囲に該当する外壁部材の長さは一般に約７０ｃｍ程度となりこの範囲のみ必要な保存処理を行えば良いことになっている。

しかし、製材の日本農林規格に定める保存処理等級Ｋ３以上の性能を得るには加圧注入処理または深浸潤処理の２つの方法しかなく、このために使用する材料全体に処理を行ったものしか現在は入手できない。すなわち外壁部材の多くは必要部分以外についても薬剤処理を行わなければならず、特に柱材などは長さが３〜５ｍであってもすべての部分に処理を施している。

特開2000-225607号公報

本発明は、上記した従来の問題点を改善する、すなわち、必要以上の薬液塗布処理を行わない、木質材料の薬液処理方法を提供することを目的とする。

本発明の木質材料の薬液処理方法は上記課題を解決するため、請求項１に記載の通り、長尺の木質材料を長手方向に移動させながら該木質材料の側面に薬液を塗布する木質材料の薬液処理方法であって、前記木質材料の側面に対してインサイジング処理を行うインサイジング処理工程と、前記薬液を塗布する薬液塗布工程と、を順次有する木質材料の薬液処理方法において、前記インサイジング処理工程で前記長尺の木質材料の長手方向部分的にインサイジング処理を行い、前記薬液塗布工程での前記薬液の塗布を前記インサイジング処理が行われた部分に対して行い、かつ、前記薬液塗布工程での前記薬液の塗布を前記インサイジング処理が行われた部分以外の部分にも行うことを特徴とする木質材料の薬液処理方法である。

また、本発明の木質材料の薬液処理方法は、請求項２に記載の通り、請求項１または請求項２に記載の木質材料の薬液処理方法において、前記薬液塗布工程において、前記長手方向の移動速度を変化させることを特徴とする。

また、本発明の木質材料の薬液処理方法は、請求項３に記載の通り、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の木質材料の薬液処理方法において、前記塗布工程中に前記木質材料の側面に対する薬液の塗布処理量を変化させることを特徴とする。

また、本発明の木質材料の薬液処理方法は、請求項４に記載の通り、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の木質材料の薬液処理方法において、前記薬液の塗布を、前記木質材料の移動方向の互いに異なる複数箇所に前記薬液噴霧手段をそれぞれ配置して行うことを特徴とする。

本技術の木質材料は上記に記載の木質材料の薬液処理方法により部分的に薬液処理が施されていることを特徴とする木質材料である。

本技術の長尺の木質材料の薬液処理装置は、長尺の木質材料をその長手方向に連続的に移動させる連続運搬手段、前記連続運搬手段による移動速度を設定する移動速度設定手段、前記連続運搬手段により運搬される前記木質材料に対してインサイジングを行うインサイジング手段、及び、前記インサイジング手段に対して前記移動方向下流側に設けられ前記木質材料の側面に薬液を塗布する薬液塗布処理手段を有する木質材料の薬液処理装置において、前記木質材料の位置を検知する木質材料位置検知手段、前記木質材料位置検知手段によって検知された前記木質材料の位置情報と前記連続運搬手段に設定された前記移動速度とから前記インサイジング手段により前記長尺の木質材料の前記長手方向所定範囲にインサイジング処理を行うインサイジング制御手段、及び、前記木質材料位置検知手段によって検知された前記木質材料の位置情報と前記連続運搬手段に設定された前記移動速度とから前記薬液処理手段により前記長尺の木質材料の前記長手方向所定範囲に薬液処理を行う薬剤塗布制御手段を有することを特徴とする木質材料の薬液処理装置である。

また、本技術の薬液処理装置は上記に記載の木質材料の薬液処理装置において、前記木質材料位置検知手段が前記長尺の木質材料の移動方向先端を検知するものであり、かつ、前記インサイジング手段入口付近と前記薬液塗布処理手段入口付近との２箇所に設けられていることを特徴とする。

本発明の木質材料の薬液処理方法によれば、前記インサイジング処理工程で前記長尺の木質材料の長手方向部分的にインサイジング処理を行い、かつ、前記薬液塗布工程での前記薬液の塗布を前記インサイジング処理が行われた部分に対して行う構成により、必要部分のみインサイジング処理と薬液塗布処理とからなる深浸潤処理を行うことで、加圧注入処理ではなしえない、低コストでありながら、十分な性能を持つ長尺の木質材料を得ることができる。

また、本発明の木質材料の薬液処理方法によれば、前記薬液塗布工程での前記薬液の塗布を前記インサイジング処理が行われた部分以外の部分にも行う構成により、深浸潤処理と薬液塗布処理とを同時に行うことができる。

また、請求項２に記載の木質材料の薬液処理方法によれば、前記薬液塗布工程において、前記長手方向の移動速度を変化させる構成により、薬液の塗布を行わないときや薬液の塗布のみの場合には、インサイジング処理と薬液塗布処理とからなる深浸潤処理時に比べ移動速度を速くすることが可能となり、効率的な処理が可能となるとともに、薬剤の塗布量を部分的に変化させることができる。

また、請求項３に記載の木質材料の薬液処理方法は、前記塗布工程中に前記木質材料の側面（進行方向に対しての側面）に対する薬液の塗布処理量を変化させることにより、インサイジング処理と薬液塗布処理とからなる深浸潤処理時における薬液の塗布処理量を変化させたり、あるいは、深浸潤処理と塗布処理のみの場合との必要な薬剤の塗布量の違いに対応できる。

また、請求項４に記載の木質材料の薬液処理方法は、前記薬液の塗布を、前記木質材料の移動方向の互いに異なる複数箇所に前記薬液噴霧手段をそれぞれ配置して行う構成により、深浸潤処理時に移動速度を落とさずに、十分な量の薬液を塗布することができる。

本技術の木質材料は上記の木質材料の薬液処理方法により部分的に薬液処理が施されている構成により、加圧注入処理ではなしえない低コストでありながら、十分な性能を持つ長尺の木質材料となる。

本技術の長尺の木質材料の薬液処理装置は、木質材料の位置を検知する木質材料位置検知手段、木質材料位置検知手段によって検知された木質材料の位置情報と前記連続運搬手段に設定された移動速度とからインサイジング手段により前記長尺の木質材料の前記長手方向所定範囲にインサイジング処理を行うインサイジング制御手段、及び、木質材料位置検知手段によって検知された木質材料の位置情報と前記連続運搬手段に設定された移動速度とから薬液処理手段により長尺の木質材料の長手方向所定範囲に薬液処理を行う薬剤塗布制御手段を有する構成により、長尺の木質材料に対して、確実にその必要箇所のみにインサイジングと薬液処理とを行うことができる。

また、本技術の薬液処理装置は上記の木質材料の薬液処理装置において、前記木質材料位置検知手段が前記長尺の木質材料の移動方向先端を検知するものであり、かつ、前記インサイジング手段入口付近と前記薬液塗布処理手段入口付近との２箇所に設けられている構成により、上記処理の位置精度が向上する。

本発明に係る木質材料の薬液処理装置の一例を示すモデル図である。図１の装置の制御装置の動作を説明するフローチャートである。

本発明の木質材料の薬液処理方法において、対象となる長尺の木質材料としては、建築用材の土台、大引、柱、間柱、筋交、壁枠材、根太、桁などに使用する木質材料であり、製材の他、集成材、単板積層材などの木材を接着剤で接着した材料が挙げられる。その形状としては、一般的な四角柱、円柱などが挙げられる。

本発明の木質材料の薬液処理方法において、用いる薬液は、保存剤成分（薬剤）と溶媒類とから構成される。保存剤成分としてはシプロコナゾール、テブコナゾール、プロピコナゾール、３−ヨード−２−プロピニルブチルカーバメート、第四級アンモニウム塩、銅化合物、及び、亜鉛化合物から選ばれる少なくとも１種の防腐剤、或いは、エトフェンプロックス、イミダクロプリド、クロチアニジン、チアメトキサム、及び、ビフェントリンから選ばれる少なくとも１種の防蟻剤などを含有し、これら保存剤成分を適当な溶媒、植物油、及び／または、トルエン、スチレン、キシレン、パラジクロロベンゼン、ホルムアルデヒドをほとんど含有しない第４類第２石油類、第４類第３石油類または第４類第４石油類に溶解して調製したものが挙げられ、このとき、少ない量の吸収量であっても、優れた防腐効果又は防蟻効果を発揮することができるとともに木質材料に吸収されても木質材料を膨潤させることがなく、また、揮発成分の危険性が少ない。

薬液塗布処理に先立ち、深浸潤処理のためにインサイジングを行う。処理は手作業で金具等を用いて刺傷を形成しても良いが、一般的に用いられているインサイジング装置を用いてもよい。インサイジング工程は、深浸潤処理を行う部分だけ行うことにより、処理時間、及び、処理コストを低減することができる。インサイジングによって形成される刺傷（穿孔）の深さは通常１０ｍｍ程度とする。また、木質材料の形状が四角柱形状の場合にはその４つの側面にインサイジングを行うことが好ましい。

薬液塗布処理も手作業で噴霧器若しくは刷毛等の塗布器具を用いて行っても良いが、一般的に行われている薬剤処理装置をそのまま、あるいは、改良して長尺の木質材料に対する薬液噴射を行う時間を調整して必要な箇所のみに塗布されるように行うことが薬液塗布処理の効率が高いので好ましい。浸潤効果は低いものの、インサイジングを行わなかった箇所に対しても薬液塗布処理（このときは表面のみの薬液塗布処理となる）を行っても良い。

本発明によれば、これまで不可能であった木質材料に対して、必要部分のみを日本農林規格の保存処理等級Ｋ３以上とする処理が可能となる。また、１つの木質材料でありながら、保存処理を行わない部分、表面のみ保存処理を行う部分、加圧注入処理相当の保存処理を行う部分という３種類の処理の異なった部分を形成することも可能となる。さらに、処理薬剤の濃度や種類、薬液の塗布処理量（木質材料に実際塗布された薬剤の量である「薬剤の塗布量」とは異なり、塗布処理時に木質材料に対して用いられる薬液の量）を変えればさらに処理が異なった区分を形成することができ、様々な住宅工法に適合する保存処理が行われた木質材料を必要最小限の薬剤塗布処理で得ることができる。しかもこのとき、均一な塗布処理を行うことにより均一な深浸潤処理が可能となる。

ここで本発明の木質材料の薬液処理方法を行う木質材料の薬液処理装置（加工ライン）の一例を図１に示した。図中矢印は、処理される長尺の木質材料の移動方向を示す。

この装置では２つのコンベア、すなわち、インサイジングラインコンベアＣ及び薬剤処理コンベアＨが長尺の木質材料をその長手方向に連続的に移動させる連続運搬手段として直列に配置されており、インサイジングラインコンベアＣには前記連続運搬手段により運搬される前記木質材料に対してインサイジングを行うインサイジング手段としてインサイジング機が、薬剤処理コンベアＨには木質材料の側面に薬液を塗布する薬液塗布処理手段としての薬剤処理機Ｇがそれぞれ備え付けられていて、これらコンベアにより搬送される長尺の木質材料にそれぞれ、インサイジング処理、及び、薬剤塗布処理が行われるようになっている。

インサイジング機Ｂと薬剤処理機Ｇとの入口付近にはそれぞれ、長尺の木質材料の進行方向先端を検出する木質材料位置検知手段として光電式センサＤ及びＩが設置されている。

そして、これら各機器を御するための制御手段として、図示しないＣＰＵ、制御プログラムや各種定数が収納されたＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、入出力ポート、各種入力ボタン、表示装置等を備えた制御装置Ａが設けられた制御装置Ａが設けられ、上記各機器との間に信号制御線Ｅ、Ｆ、Ｊ、Ｋ、Ｌ及びＭが接続されており、各種検出信号や制御信号などの信号が伝達されるようになっている。

制御装置Ａはコンベアによる移動速度を設定する移動速度設定手段、木質材料位置検知手段によって検知された木質材料の位置情報と連続運搬手段に設定された移動速度とから前記インサイジング手段により長尺の木質材料の長手方向所定範囲にインサイジング処理を行うインサイジング制御手段、そして、木質材料位置検知手段によって検知された木質材料の位置情報と連続運搬手段に設定された移動速度とから薬液処理手段により長尺の木質材料の長手方向所定範囲に薬液処理を行う薬剤塗布制御手段として機能する。

なお、光電式センサＩによる信号の代わりに光電式センサＤによる信号を用いることで光電式センサＩを省略することは可能であるが、薬剤処理機Ｇとの入口付近に光電式センサＩを設けることにより、より高い精度での薬剤塗布処理が可能となる。

このような木質材料の薬液処理装置の動作について図２を用いて説明する。

制御装置Ａに設けられた図示しないスイッチ投入により、制御プログラムが起動し、ステップＳ１でインサイジングラインコンベアＣ及び薬剤処理コンベアＤを起動される。これらコンベアの搬送速度は、制御装置Ａ内のＲＯＭに収納されている。

ステップＳ２で処理目的の長尺の木質材料を加工ライン、すなわち、薬液処理装置のインサイジングラインコンベアＣ上に載置される。ここで長尺の木質材料のインサイジングラインコンベアＣ上への載置は図示しない載置装置によっても、あるいは、人手によっても良い。後者の場合には載置終了後に図示しないスイッチ（制御装置Ａに図示しない信号線によって接続されている）等で制御装置ＡにステップＳ２の終了を通知するようにしても良い。

ステップＳ３では光電式センサＤによって、木質材料の先端が検出されるまで待機し、先端が検出されたときには制御プログラムはステップＳ４に進む。

ステップＳ４でインサイジング機Ｂが起動し、木質材料にはその先端からインサイジング処理が行われる。木質材料位置検知手段である光電式センサＤによって検知された木質材料の位置情報、連続運搬手段であるインサイジングラインコンベアＣに設定された前記移動速度、及び、内蔵されたタイマから制御装置Ａは木質材料のサイジング処理された長さが所定の長さに達するまでステップＳ５で待機し、サイジング処理が木質材料の先端から所定の長さ箇所、すなわち処理終了箇所に達した場合にステップＳ６に進んでインサイジング機Ｂによるインサイジング処理を終了させる。

ステップＳ７では光電式センサＩによって、木質材料の先端が検出されるまで待機し、先端が検出されたときにはステップＳ８に進む。

ステップＳ８で薬剤処理機Ｇを起動させ、木質材料にはその先端から薬剤塗布処理が行われる。木質材料位置検知手段である光電式センサＩによって検知された木質材料の位置情報、連続運搬手段である薬剤処理コンベアＤに設定された移動速度、及び、内蔵されたタイマから制御装置Ａは木質材料の薬剤塗布処理された長さが所定の長さ、この例ではインサイジング処理された長さに達するまでステップＳ９で待機し、薬剤塗布処理が木質材料の先端から所定の長さ箇所、すなわち処理終了箇所に達した場合にステップＳ１０に進んで薬剤処理機Ｇによるインサイジング処理を終了させ、次いでインサイジングラインコンベアＣ及び薬剤処理コンベアＤを停止させる。

このように薬液塗布処理工程が終了した木質材料は木質材料の薬液処理装置から搬出され、通常の深浸潤処理と同様に、養生工程（インサイジングで形成された穿孔内の薬剤を木質材料内部に浸透させるとともに薬液の溶媒を蒸発除去させる工程）に入る。

Ａ制御装置
Ｂインサイジング機
Ｃインサイジングラインコンベア
Ｄ、Ｉ光電式センサ
Ｇ薬剤処理機
Ｈ薬剤処理コンベア

Claims

長尺の木質材料を長手方向に移動させながら該木質材料の側面に薬液を塗布する木質材料の薬液処理方法であって、前記木質材料の側面に対してインサイジング処理を行うインサイジング処理工程と、前記薬液を塗布する薬液塗布工程と、を順次有する木質材料の薬液処理方法において、
前記インサイジング処理工程で前記長尺の木質材料の長手方向部分的にインサイジング処理を行い、
前記薬液塗布工程での前記薬液の塗布を前記インサイジング処理が行われた部分に対して行い、かつ、
前記薬液塗布工程での前記薬液の塗布を前記インサイジング処理が行われた部分以外の部分にも行うことを特徴とする木質材料の薬液処理方法。
前記薬液塗布工程において、前記長手方向の移動速度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の木質材料の薬液処理方法。
前記塗布工程中に前記木質材料の側面に対する薬液の塗布処理量を変化させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の木質材料の薬液処理方法。
前記薬液の塗布を、前記木質材料の移動方向の互いに異なる複数箇所に前記薬液噴霧手段をそれぞれ配置して行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の木質材料の薬液処理方法。