JP6915885B2 - Semi-incombustible or flame-retardant wood and its production method - Google Patents
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Description
本発明は、準不燃又は難燃木材と、その生産方法に関するものである。 The present invention relates to semi-incombustible or flame-retardant wood and a method for producing the same.
(準不燃又は難燃木材の現状)
今日流通している薬剤注入木材の多くは、防腐、防虫、難燃、準不燃の処理を行うための薬剤を木質材料に対して含浸することによって製造されている。例えば製材品や集成材用ラミナに薬剤を注入する方法を採用することでは、インサイジング加工をして薬剤注入部分を少し増やすことも行われているが、心材部と辺材部では薬剤浸透の程度が大きく異なる。その結果、薬剤注入木材の性能、及び木質製品の性能に大きなバラツキがあり、薬剤処理木材基準値を満たさないものも散見された。薬剤注入が不十分な部分が存在する難燃準不燃処理木質材料が加熱されると、200℃前後以上の高温域に達することによって、不十分な部分の木材組織から可燃性ガスが発生し、当該ガスが発火することによって、その耐火性能は大きく損なわれてしまう。
(Current status of semi-incombustible or flame-retardant wood)
Many of the chemical-injected woods on the market today are made by impregnating wood materials with chemicals for antiseptic, insect repellent, flame-retardant and semi-incombustible treatments. For example, by adopting the method of injecting chemicals into lumber and laminated lumber lamina, insizing processing is performed to slightly increase the amount of chemical injection, but the core and sapwood parts are infiltrated with chemicals. The degree varies greatly. As a result, there were large variations in the performance of chemical-injected wood and the performance of wood products, and some of them did not meet the standard values for chemical-treated wood. When a flame-retardant semi-incombustible wood material with an insufficient chemical injection is heated, it reaches a high temperature range of about 200 ° C. or higher, and flammable gas is generated from the wood structure of the insufficient part. When the gas ignites, its fire resistance is greatly impaired.
(今日の我が国における木材の市場の変化)
今日の我が国における木材の市場を、概観すると次のような変化が見られる。
(Changes in the timber market in Japan today)
An overview of the timber market in Japan today shows the following changes.
木材の最大の市場である一戸建て木造住宅の市場が、少子高齢化の影響で縮小方向にある。
その反面、公共施設・店舗・事務所・宿泊施設など不特定多数の人が集まる中大規模建築物では、『居心地の良さ』『お洒落なイメージ』を創り出すことが求められ、木材の内装・外装の市場が拡大傾向にある。このような、不特定多数の人が集まる中大規模建築物では、火災発生時の安全性が重要な要素であるため、『難燃・準不燃』の安定的な性能を満たす木材の需要が増加している。
The market for single-family wooden houses, which is the largest market for timber, is shrinking due to the declining birthrate and aging population.
On the other hand, in medium- and large-scale buildings where an unspecified number of people gather, such as public facilities, stores, offices, and accommodation facilities, it is required to create "comfort" and "fashionable image", and the interior and exterior of wood. Market is expanding. In such medium- and large-scale buildings where an unspecified number of people gather, safety in the event of a fire is an important factor, so there is a demand for wood that meets the stable performance of "flame-retardant / quasi-non-combustible". It has increased.
(従来製品・技術の問題点とその影響)
次に今日まで提供されていた従来製品の技術の問題点とその影響をまとめると、下記の状況にあることが分かる。
(Problems of conventional products / technologies and their effects)
Next, the problems of the technology of the conventional products provided to date and their effects can be summarized as follows.
・従来製品における難燃・準不燃木材にあっては、不燃処理薬剤の注入量が不充分な部分が存在する。その結果、性能不足の製品も散見され、難燃・準不燃木材の性能に対する信頼性が損なわれている。
・注入量の最低値を基準値にするために、不燃薬剤の過剰注入が行われ、その結果コストアップと製品表面における白華現象が生じている。
・工程管理と品質管理の未熟に起因して性能のバラツキが生じており、工程と品質の管理能力不足の悪影響が顕在化している。
-In the flame-retardant / semi-non-combustible wood in the conventional product, there is a part where the injection amount of the non-combustible treatment agent is insufficient. As a result, some products have insufficient performance, and the reliability of the performance of flame-retardant and semi-incombustible wood is impaired.
-In order to set the minimum injection amount as the reference value, over-injection of non-combustible chemicals is performed, resulting in cost increase and efflorescence phenomenon on the product surface.
-Performance varies due to immaturity of process control and quality control, and the adverse effects of insufficient process and quality control capabilities are becoming apparent.
(技術的基礎知識)
本件発明の技術的な基礎知識は以下の通りである。
(Basic technical knowledge)
The technical basic knowledge of the present invention is as follows.
・辺材を除いて木材中を液体の水又は水溶液は殆ど移動しないという事実に関する知識。
・液体の水又は水溶液の木材中の移動は繊維方向が主で、繊維直交方向の移動は極めて遅いという事実に関する知識。
・針葉樹と散孔材広葉樹の辺材に水溶液は浸入するが、環孔広葉樹は辺材でも浸潤は困難であるという事実に関する知識。
・薬剤処理の目的によって3種類の薬剤注入処理があるが、防虫処理(デンプン等の虫の栄養分が多い白線帯及び辺材部に対する薬剤注入)と、防腐処理(木材の周辺部だけの薬剤処理)と、準不燃・難燃薬剤処理(木材に均一な薬剤注入処理)との3種を明確に区別し、準不燃・難燃薬剤処理(木材に均一な薬剤注入処理)に適する処理を行うべきであること。
・最低水準数値以上にこだわった製造方法や品質管理では、過剰注入など不安定な処理になってしまう恐れがあるため、安全性を要求される製品では、性能と品質管理には統計的な数字(標準偏差、工程管理能力値)での管理がされるべきであること。
・難燃・準不燃処理木材注入薬剤には接着阻害要因があることが多く、注入後に接着すると用途上十分な接着力を得られない場合が多いということ。
-Knowledge about the fact that liquid water or aqueous solution hardly moves in wood except for sapwood.
-Knowledge of the fact that the movement of liquid water or aqueous solution in wood is mainly in the fiber direction, and the movement in the direction orthogonal to the fiber is extremely slow.
-Conifers and sprinklers Knowledge of the fact that aqueous solutions infiltrate the sapwood of broad-leaved trees, but it is difficult for sapwood to infiltrate ring-pore hardwoods.
-There are three types of chemical injection treatment depending on the purpose of chemical treatment, but insect repellent treatment (chemical injection into the white line band and sapwood where there are many nutrients of insects such as starch) and antiseptic treatment (chemical treatment only around the wood) ) And semi-incombustible / flame retardant chemical treatment (uniform chemical injection treatment into wood), and perform treatment suitable for semi-non-combustible / flame retardant chemical treatment (uniform chemical injection treatment into wood). What should be done.
・ Manufacturing methods and quality control that are particular about the minimum standard value or higher may result in unstable processing such as overinjection. Therefore, for products that require safety, statistical figures are used for performance and quality control. It should be controlled by (standard deviation, process control ability value).
-Flame-retardant / semi-incombustible wood injection chemicals often have adhesion-inhibiting factors, and if they are bonded after injection, they often do not have sufficient adhesive strength for their intended use.
(先行技術文献とその課題)
このような耐火改質木質材料に関する先行技術文献としては、特許文献1〜5を挙げることができるが、心材部と辺材部を明確に区別して辺材部のみを用いる技術を示すものではないことは勿論、辺材部については繊維の伸びる方向へ液体が良好に移動する性質がある事を積極的に利用した提案はなされていなかった。
(Prior art documents and their problems)
Prior art documents relating to such fire-resistant modified wood-based materials include
具体的には、特許文献1の明細書段落0014では、浸漬処理を施す時間について6〜72時間という大きな幅を持たせた範囲を設定しており、その理由として導管の太さや並び方が木の種類によって異なることを挙げるとともに、その具体例として辺材部は導管が太く密度が粗い点を指摘している。ところが、特許文献1ではそもそも針葉樹と広葉樹の区別ができておらず論外である。また、明細書段落0022以下の実施例では、原料の木材として杉板や桐板を用いているに止まり、心材部と辺材部とを区別して用いないし、導管が存在するかのように記載されている杉には導管自体が存在せず、また桐については散孔広葉樹で辺材部導管周囲には水溶液が注入可能であり、辺材部が杉や桐にあっては導管が太く密度が低いものであるとの認識自体に疑義が存するものである。このように特許文献1では心材部と辺材部とを区別して用いないことを前提に、言い換えれば心材部と辺材部とを区別して用いずとも処理条件の調整によって不燃木材板を製造することができると言う技術思想を開示したものであると、認められる。
Specifically, in paragraph 0014 of the specification of
特許文献2にあっても、明細書段落0011で、導管及びその周辺部に十分な耐火剤が含浸されていることが示されているが、明細書段落0017以下の実施例では、原料の木材として桐板を用いているに止まり、心材部と辺材部とを区別して用いていない。このように特許文献2では心材部と辺材部とを区別して用いないことを前提に、言い換えれば心材部と辺材部とを区別して用いずとも、桐材に含浸した耐火薬液と桐材に潜在的に含浸されているタンニンが熱によって架橋反応して形成されたものと推測されるガラス様膜の形成によって不燃特性が格段と向上させることができると言う技術思想を開示したものであると、認められる。
また、本件発明者においては桐材にだけ特有のタンニンがあるという話は聞いたことがなく、架橋反応しても有機物であることには変わりがなく、燃え難さは関係がないと考える次第である。
Also in Patent Document 2, it is shown in paragraph 0011 of the specification that the conduit and its peripheral portion are impregnated with a sufficient fireproofing agent, but in the examples below paragraph 0017 of the specification, the raw material wood is used. Only the paulownia board is used, and the heartwood part and the sapwood part are not used separately. As described above, in Patent Document 2, on the premise that the core material portion and the sapwood portion are not used separately, in other words, the explosive chemical solution impregnated in the paulownia wood and the paulownia wood material are used even if the core material portion and the sapwood portion are not used separately. It discloses the technical idea that the nonflammable properties can be remarkably improved by forming a glass-like film which is presumed to be formed by a cross-linking reaction of tannins potentially impregnated in the wood. Is recognized.
In addition, the inventor of the present invention has never heard that paulownia lumber has peculiar tannins, and even if it undergoes a cross-linking reaction, it is still an organic substance, and it is considered that the difficulty of burning is irrelevant. Is.
特許文献3にあっては、複数の凹部形成用突起の部分だけに薬液を付着させ、乾燥した単板に前記突起を押し付けることに、より単板をその厚さ以下に圧縮するとともに薬液を単板に接触させたのち、突起を単板から離脱させて単板の組織内に薬液を浸透させることを特徴とする単板への薬液注入方法を提案するものである。ところがこの特許文献3の方法では木材内部に薬剤が入るとは考え難く、また心材部と辺材部とを区別して用いておらず、凹部形成用突起の部分だけに薬液を付着させても、心材部にあっては薬液の移動がほとんど生じない。 In Patent Document 3, the chemical solution is adhered only to the portions of the plurality of recess-forming protrusions, and the protrusions are pressed against the dried veneer, whereby the veneer is further compressed to the thickness or less and the chemical solution is simply applied. The present invention proposes a method of injecting a chemical solution into a veneer, which comprises contacting the veneer with the protrusions and then separating the protrusions from the veneer to allow the chemical solution to permeate into the tissue of the veneer. However, in the method of Patent Document 3, it is unlikely that the chemical enters the inside of the wood, and the core material portion and the sapwood portion are not used separately, and even if the chemical solution is adhered only to the protrusion for forming the recess, the chemical solution may be attached. There is almost no movement of the chemical solution in the heartwood.
特許文献4にあっては、角材の前側部および後側部を除いた板材による積層部に、この角材の長さ方向に対して連続するまたは断続する空洞部と溝部を形成して、これら空洞部または溝部の一部へ、充填材を注入して多数の壁構成材を形成し、これら壁構成材をその上下方向に積み重ねて結合手段により連結した後、空洞部または溝部の充填材の未注入部へ充填材を注入して、それぞれの壁構成材の接合隙間を閉塞し一体的な壁を構築させることを提案している。ところがこの特許文献3にあっても心材部と辺材部とを区別して用いておらず、心材部にあっては薬液の移動がほとんど生じない。しかも特許文献4にあっては、板材同士の間に形成された空洞部または溝部には薬液が注入できるが、それぞれの板材の内部には、薬液を注入することができず、それぞれの板材の内部での薬液の移動も期待することができない。 In Patent Document 4, a cavity portion and a groove portion continuous or intermittent with respect to the length direction of the square lumber are formed in the laminated portion made of the plate material excluding the front side portion and the rear side portion of the square lumber, and these cavities are formed. A large number of wall constituents are formed by injecting a filler into a part of a portion or a groove, and after these wall constituents are stacked in the vertical direction and connected by a joining means, the filler in the cavity or the groove is not filled. It is proposed to inject a filler into the injection part to close the joint gap of each wall constituent material and construct an integral wall. However, even in Patent Document 3, the core material portion and the sapwood portion are not used separately, and the chemical solution hardly moves in the core material portion. Moreover, in Patent Document 4, the chemical solution can be injected into the cavity or groove formed between the plate materials, but the chemical solution cannot be injected into the inside of each plate material, and the chemical solution of each plate material cannot be injected. The movement of the drug solution inside cannot be expected.
特許文献5にあっては、木材各4面を鋸目により背割加工した溝に薬液を垂らし込み、木材内部に流し込む。尚背割と直角に木材各4面より穴を明け、木材の内部で流れ込んだ樹脂が横穴に入り力骨となる。合成樹脂液が硬化した時点で表面も薬液にて処理した木材及び木材加工製品を提案している。ところがこの特許文献5にあっても心材部と辺材部とを区別して用いておらず、心材部にあっては薬液の移動が困難である。しかも鋸目により背割加工した溝は、木材の繊維の伸びる方向に沿って設けられているものであり、溝同士の間への薬液の移動はほとんど期待することができない。 In Patent Document 5, a chemical solution is dripped into a groove in which each of the four sides of the wood is split into a back by a saw, and the chemical solution is poured into the wood. Holes are made from each of the four sides of the wood at right angles to the back split, and the resin that has flowed inside the wood enters the horizontal holes and becomes a force bone. We are proposing wood and wood processed products whose surface is also treated with a chemical solution when the synthetic resin solution is cured. However, even in this Patent Document 5, the core material portion and the sapwood portion are not used separately, and it is difficult to move the chemical solution in the core material portion. Moreover, the grooves that have been split back by sawing are provided along the direction in which the fibers of the wood extend, and the movement of the chemical solution between the grooves can hardly be expected.
本発明は、準不燃又は難燃木材に関する耐火性能の信頼性の向上を課題とする。
また本発明は、耐火性能に関する信頼性が向上した準不燃又は難燃木材の生産方法を提供することを課題とする。
An object of the present invention is to improve the reliability of fire resistance of semi-incombustible or flame-retardant wood.
Another object of the present invention is to provide a method for producing semi-incombustible or flame-retardant wood having improved reliability in terms of fire resistance.
本発明は、上記の課題を解決するための手段として、針葉樹と散孔広葉樹材の辺材だけの板目板を原料とし、これらを接着剤を介して積層した準不燃又は難燃木材を提供する。 The present invention provides semi-incombustible or flame-retardant wood obtained by using a plank of only sapwood of softwood and perforated broad-leaved wood as a raw material and laminating these through an adhesive as a means for solving the above-mentioned problems. do.
即ち、上記先行技術文献との対比における本発明の重要なポイントは、下記の3点にある。
1、水溶液薬剤が木材辺材部の繊維方向への移動が容易であることの知見を活用することでの注入を図っていること。
2、薬剤注入の平準化を図るために繊維直交方向へ注入用スリットを入れて、板目板の注入用スリットが設けられた面同士を接着することで製品中央部に薬剤を注入すること。
3、薬剤の存在が平準化されていることを確認するための品質管理方法を統計数値の導入で確立していること。
即ち、木材中の不燃用薬剤量を、ロット毎に所定数(例えば30個)のサンプルを採取してその平均値と標準偏差値で全数検査と同じ精度レベルの品質管理を行うこと。
That is, the important points of the present invention in comparison with the above prior art documents are the following three points.
1. The injection is planned by utilizing the knowledge that the aqueous solution chemical can easily move in the fiber direction of the lumber sapwood part.
2. Inject the drug into the center of the product by inserting injection slits in the direction perpendicular to the fiber in order to level the drug injection and adhering the surfaces provided with the injection slits of the plank.
3. A quality control method for confirming that the presence of drugs is leveled has been established by introducing statistical values.
That is, for the amount of non-combustible chemicals in wood, a predetermined number (for example, 30) of samples are collected for each lot, and the average value and standard deviation value are used to perform quality control at the same accuracy level as 100% inspection.
具体的には、板目板の重ね合わせ面に、繊維の伸びる方向と交わる方向へ、適当な間隔で、所定深さの注入用スリットを鋸等で入れる。
注入用スリットを入れた重ね合わせ面を内側にして複数枚の板目板を耐水性接着剤などで積層する。
積層済の板目板に対して水溶性などの不燃薬剤を減圧・加圧注入する。
Specifically, injection slits having a predetermined depth are inserted into the overlapping surfaces of the planks with a saw or the like at appropriate intervals in the direction intersecting the fiber extending direction.
A plurality of planks are laminated with a water-resistant adhesive or the like with the overlapping surface containing the injection slit inside.
Incombustible chemicals such as water-soluble are injected under reduced pressure and pressure into the laminated planks.
これによって得られた準不燃又は難燃木材の表裏面は約5mm程度の深さで薬剤が表面から主に拡散で注入される。
中心部へは、注入用スリットから薬剤が侵入し、侵入した薬剤は、辺材における繊維の伸びる方向に沿って良好に移動することで、全体に薬剤が注入される。
減圧・加圧注入後は適当な養生時間を取り、製品内部の薬剤量の平準化を図ることが望ましい。
The front and back surfaces of the semi-incombustible or flame-retardant wood thus obtained are injected with the chemicals mainly by diffusion from the front surface at a depth of about 5 mm.
The drug invades the central portion through the injection slit, and the invaded drug moves satisfactorily along the direction in which the fibers in the sapwood grow, so that the drug is injected as a whole.
After decompression / pressure injection, it is desirable to take an appropriate curing time to level the amount of chemicals inside the product.
準不燃又は難燃木材の製品の厚さ方向中央部には注入用スリットが所定の間隔で存在するが、表裏面には傷が無いので外観を損ねないし、注入用スリット同士が完全には一致しないように実施することによって、製品の強度を極端に低下させることも抑制することができる。 Injection slits exist at predetermined intervals in the center of the semi-incombustible or flame-retardant wood product in the thickness direction, but since there are no scratches on the front and back surfaces, the appearance is not spoiled and the injection slits match perfectly. By doing so, it is possible to prevent the strength of the product from being extremely lowered.
本発明は、耐火性能に関する信頼性が向上した準不燃又は難燃木材を提供することができたものである。
本発明は、耐火性能に関する信頼性が向上した準不燃又は難燃木材の生産方法を提供することができたものである。
The present invention has been able to provide semi-incombustible or flame-retardant wood with improved reliability in terms of fire resistance.
The present invention has been able to provide a method for producing semi-incombustible or flame-retardant wood with improved reliability in terms of fire resistance.
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
(概要)
この実施の形態に係る準不燃又は難燃木材10は、複数枚(図2の例では上下2枚)の板目板11が重ね合わせられて接着剤14を介して積層されてなる。図1に示すように、各板目板11は、針葉樹と散孔広葉樹材とのいずれか一方の辺材部Aのみで構成されたものであり、各板目板11の長手方向に沿って、その繊維が伸びている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(overview)
The semi-incombustible or flame-
各板目板11には、重ね合わせ面13に、複数本の注入用スリット21が形成されている各重ね合わせ面13は、板目板11の左右側面間に形成されたものであり、上記の繊維を横切るように各注入用スリット21が伸びている。この注入用スリット21の少なくとも一端、望ましくは両端は、各板目板11即ち完成された準不燃又は難燃木材10の左右の側面に注入用開口23として開口している。
Each of the
各板目板11には、注入用スリット21から上記繊維に沿って移動した不燃処理薬剤31が存在しており、上下両面の板目板11には、外面12から拡散した不燃処理薬剤31が存在していることによって、準不燃又は難燃木材10はその内部全体に不燃処理薬剤31が存在している状態となっており、準不燃又は難燃木材としての性能が担保されている。
The
(板目板11の製造)
一般に、木材は辺材部と心材部に大別されることが多く、辺材部とは丸太の横断面で外周部の色の白っぽい部分を指し、心材部とは丸太の横断面で中心部の色の赤っぽい部分を指すと言われるが、さらに詳しくは、心材部は中央部の未成熟部と成熟部との2つの領域に区別することができ、また辺材部と心材部との境界領域の白線帯が存在する場合もある。従って、図1に示すように外側から辺材部A、白線帯B、心材熟成部C及び心材未熟成部Dとの4つの領域に区分することができる。
(Manufacturing of plank plate 11)
In general, wood is often roughly divided into a sapwood part and a heartwood part. The sapwood part is the cross section of a log and refers to the whitish part of the outer circumference, and the heartwood part is the cross section of a log and the center part. It is said that it refers to the reddish part of the color of, but more specifically, the heartwood part can be divided into two areas, the immature part and the mature part in the central part, and the sapwood part and the heartwood part. There may be a white line band in the boundary area of. Therefore, as shown in FIG. 1, it can be divided into four regions from the outside: the sapwood portion A, the white line band B, the core lumber matured portion C, and the core lumber unripened portion D.
本発明においては、液体が木材内部で繊維の伸びる方向に移動可能な辺材部Aだけを使うもので、この部位から繊維の伸びる方向(立木の縦方向)を長手方向とする板目板11を切削等で製造する。残余の白線帯B、心材熟成部C及び心材未熟成部Dは他の用途に振り向けるものものとする。
In the present invention, only the sapwood portion A in which the liquid can move in the direction in which the fibers extend inside the wood is used, and the
大まかに辺材部と心材部は横断面の目視観察で色調差によって区別される場合が多いが、樹種によっては色調差の生じないものもあったり、4つの領域は明確に区分することが外観上は困難なものもあったりする。そこで、量産の実施に先立ち指標となる標準的な原木から得られた木材に、着色剤の注入試験を行い、着色剤の繊維の伸びる方向への移動状態を確認して実施することが好ましい。 Roughly speaking, the sapwood part and the heartwood part are often distinguished by the color tone difference by visual observation of the cross section, but some tree species do not have a color tone difference, and the appearance is that the four areas are clearly separated. Some of the above are difficult. Therefore, prior to mass production, it is preferable to perform an injection test of a colorant on wood obtained from a standard log, which is an index, and confirm the state of movement of the colorant in the direction of fiber elongation.
板目板11の厚みは種々変更して実施することができるが、例えば原木を柱や梁に製材する時に出る背板と称する原木周辺部で厚さ12mm〜20mmの板材(板目)を原料とすることが好ましい。
より具体的には板目板11の製材寸法は厚さ:12mm〜20mm、幅100mm〜200mm、長さ1m〜4mが適当である。
The thickness of the
More specifically, the sawn dimensions of the
特に、節の部分では水は液体で移動が難しいため、無節の部分を用いることが品質の安定性の点から好ましい。
また、長さ繋ぎを行なった場合、繊維を切るように接着剤層が伸びるため、これが壁になって薬剤の浸潤を妨害する。そのため原料板の長さ繋ぎは原則として行わない。
In particular, since water is a liquid and difficult to move in the knotted portion, it is preferable to use the knotless portion from the viewpoint of quality stability.
In addition, when the length is connected, the adhesive layer stretches like cutting the fibers, which acts as a wall and hinders the infiltration of the drug. Therefore, as a general rule, the lengths of the raw material plates are not connected.
製材後は、予備乾燥を施しておくことが好ましい。具体的には、木材中の自由水が無くなるまで、より具体的には含水率が20%以下に自然乾燥する。他方、含水率10%以下の過剰乾燥は木材の浸潤性(濡れ)に問題が生ずるおそれがあり不適当である。
また、得られた木材には厚さが9mm〜17mmにプレーナー加工しておくことが品質の一定化の点から好ましい。
After sawing, it is preferable to perform pre-drying. Specifically, the wood is naturally dried to a moisture content of 20% or less until the free water in the wood is exhausted. On the other hand, excessive drying with a moisture content of 10% or less is inappropriate because it may cause a problem in the infiltration (wetting) of wood.
Further, it is preferable that the obtained wood is planer-processed to a thickness of 9 mm to 17 mm from the viewpoint of constant quality.
(注入用スリット21の加工)
不燃処理薬剤31等の薬液が主に繊維方向に移動することを前提に、板目板11同士を重ね合わせて接着する重ね合わせ面13に、板目板11の繊維を横切る方向に伸びる注入用スリット21を形成する。具体的には注入用スリット21は、繊維の伸びる方向に対して、直角から45度方向に鋸でスリットを入れることが好ましい。
(Processing of injection slit 21)
For injection, which extends in the direction across the fibers of the
注入用スリット21の幅は、水溶液が通過できる十分な幅とすることが適当であり、具体的には2.5mmから3.0mm程度が好ましい。
注入用スリット21の深さは、スリット底から5mm程度が残るように重ね合わせ面13から他方の面に向けて形成することが好ましい。板目板11の厚みにもよるが、板厚さの1/2〜2/3の深さとすることが適当である。
The width of the injection slit 21 is appropriately set to a width sufficient for the aqueous solution to pass through, and specifically, it is preferably about 2.5 mm to 3.0 mm.
The depth of the injection slit 21 is preferably formed from the overlapping
また、注入用スリット21同士の間隔は、樹木の種類や生育した地域差を考慮して、染色液注入の予備試験で浸潤に充分余裕がある距離を原料ロット毎(樹種、産地、原料受取ロット)によって決めることが適当である。
注入用スリット21の解放面22には、薄紙などの細いテープ(例えば幅:5mm〜10mm)などの仮蓋用材16を貼っておく。これによって、板目板11同士を接着する際に、接着剤14が注入用スリット21の内部に多量に流入して薬液浸潤を妨害する原因となることを防止することができるが、接着剤の性状や接着条件によっては省略することもできる。また、重ね合わせ面13と略同じ大きさの閉鎖用のシートを重ね合わせ面13の全面に貼っても構わないし、テープに限らずに注入用スリット21に蓋をすることが出来るものであれば種々変更して実施することができる。
In addition, the distance between the injection slits 21 should be set to a distance that allows sufficient infiltration in the preliminary test for injection of the stain solution for each raw material lot (tree species, production area, raw material receiving lot) in consideration of the type of tree and the regional difference in growth. ) Is appropriate.
A
(積層工程)
複数枚(図2では2枚)板目板11の重ね合わせ面13同士を接着剤14を介して重ね合わせて常法に従い接着することによって、図2(B)に示す積層材15を製造する。接着剤14には、木材の積層に用いることができる種々の耐水性の接着剤14を採用することができる。
(Laminating process)
The
(薬剤の注入)
薬剤の注入加工は、水分移動が容易な積層材15に対して、不燃化処理薬剤を注入する工程である。具体的には積層材15に対して、減圧加圧注入缶を使って、不燃・準不燃・難燃処理薬剤などの水溶液を注入した準不燃又は難燃木材10を完成させる(図3(A)参照)。辺材部Aから得られた板目板11には、通液性を未だ喪失していない導管や仮導管などが繊維方向(矢印方向)に連続して伸びているため、注入用スリット21及び木口面からの薬液の注入移動が速く、準不燃又は難燃木材10の全体に耐火用の薬剤を含浸させることができる。また、準不燃又は難燃木材10の外面12からは、薬液が内部に拡散することによって薬剤を含浸させることができる。この拡散による含浸は、準不燃又は難燃木材10の外面12から約5mm程度であるが、前述のように、注入用スリット21の深さをスリット底から5mm程度が残るまでの深さとすることによって、積層材15の内部全体に薬剤を含浸させることができる。
(Injection of drug)
The chemical injection process is a step of injecting a non-combustible treatment chemical into the
なお、木材の種類と生育状態によって、薬液の含浸状態は変化するため、減圧条件と時間、加圧条件と時間、及び繰り返し回数は水溶性の着色剤を用いた予備実験で確認して実施することが好ましい。
また、工程管理上の注入量は注入前後の重量を測定し、その差をロットの平均注入量として管理することが好ましい。
Since the impregnation state of the chemical solution changes depending on the type of wood and the growing condition, the decompression condition and time, the pressurization condition and time, and the number of repetitions should be confirmed by a preliminary experiment using a water-soluble colorant. Is preferable.
Further, it is preferable to measure the weight before and after the injection as the injection amount in the process control, and control the difference as the average injection amount of the lot.
図3(A)に示すように、注入用開口23から注入用スリット21内に入った不燃処理薬剤31が繊維方向に移動することによって、積層材15の厚さ中央部に不燃処理薬剤31を浸潤させて、木材からのガス発生を抑制する壁を中央部につくると共に、外面12からの不燃処理薬剤31の拡散によって積層材15の表面付近にガス発生を抑制する壁をつくる。このように、厚さ方向の表面と中央部と裏面の3か所に不燃処理薬剤31がある壁をつくることで、木材の高断熱性と併せて準不燃性能の木質材料(即ち準不燃又は難燃木材10)を創り出す。なお、2枚の板目板11を用いる場合には積層寸法が、厚さ18mm〜34mm、幅100mm〜200mm、長さ1m〜4mのものを明示することができるが、これらの数値は変更して実施しても構わない。
As shown in FIG. 3A, the
例えば、積層厚みを大きくしたい場合には、図3(B)に示すように、3枚以上の板目板11を積層することもできる。このような場合内部の板目板11には上下両面から注入用スリット21を形成して実施することが望ましい。内部の板目板11の注入用スリット21の深さは、上下両方の板目板11に厚み方向において間隔があかないように、好ましくは一部が重複する程度の長さとすることが適当である。また板目板11の長手方向には、板目板11同士が重ならない位置に千鳥状に設けることが完成した準不燃又は難燃木材10の強度保持の点から好ましい。
For example, when it is desired to increase the laminated thickness, as shown in FIG. 3B, three or
また図4に示すように、注入用スリット21を傾斜させて形成する場合には、平面視において注入用スリット21同士がクロスするように配置形成することが好ましい。
なお、薬剤注入の効果を上げると共に、薬剤混入廃材の量を減らすために、事前に仕上り状態に近い寸法と形状に加工してから薬剤を注入することが好ましい。
Further, as shown in FIG. 4, when the injection slits 21 are formed in an inclined manner, it is preferable to arrange and form the injection slits 21 so as to cross each other in a plan view.
In order to improve the effect of drug injection and reduce the amount of waste material mixed with drug, it is preferable to process the drug into a size and shape close to the finished state in advance before injecting the drug.
(注入後の工程)
養生:注入薬剤の木材内部の平準化のために養生をすることが好ましく、養生期間は予備実験で決定する。
乾燥:販売先と取り決めるなどして決定された商品としての品質を満たすために、含水率を管理する。品質の向上からは人工乾燥を行うことが好ましい。
(Process after injection)
Curing: It is preferable to cure the injected chemicals for leveling the inside of the wood, and the curing period is determined by preliminary experiments.
Drying: The moisture content is controlled in order to satisfy the quality of the product determined by making arrangements with the sales destination. From the viewpoint of improving quality, it is preferable to perform artificial drying.
仕上げ加工:商品としての所定の条件を満たすために、板幅はリップソー、長さはクロスカットソー、表面はサンダーで仕上げるなどの仕上げ加工を施す。
検品:商品としての品質を満たすために必要な検品を行う。例えば、厚さと幅はノギスで、長さは鋼製巻尺で測定し、外観と表面性は目視と手触りで確認する。
梱包:準不燃又は難燃木材10の製品は小結束して6面被覆して外気の水分を遮断したり、荷傷みをしないようにクラフト紙で被覆してテープで固定するなどの必要な梱包を施す。
Finishing: In order to satisfy the specified conditions as a product, finishing such as finishing the board width with a lip saw, the length with a cross cut saw, and the surface with a sander is performed.
Inspection: Perform the inspection necessary to satisfy the quality of the product. For example, the thickness and width are measured with calipers, the length is measured with a steel tape measure, and the appearance and surface are visually and touched.
Packing: Semi-incombustible or flame-
この実施の形態に係る準不燃又は難燃木材10は耐火改質木質材料全体としてほぼ均一で良好な耐火性能を発揮することができる。薬剤注入が不十分な部分が存在する木質材料が加熱されると、200℃前後以上の高温域に達することによって、不十分な部分の木材組織から可燃性ガスが発生し、当該ガスが発火する。その結果、その耐火性能は大きく損なわれてしまうが、本発明の準不燃又は難燃木材10は、十分な量の耐火用薬剤が略全体に含浸されているため、木材組織から可燃性ガスが発生することを抑制することができ、安定した耐火性能を示すことができる。
The semi-incombustible or flame-
(工程管理)
本発明の実施に際して、生産された全ての準不燃又は難燃木材10が安定した耐火性能を示すものとするには、工程管理が重要である。
・浸潤長さの確認
予備乾燥後に生産ロット毎に4〜6個の試料を採取し、染色液注入試験を行い、薬剤の浸潤長さを確認する。試験方法は、長さ1.2mの板の長さ中央にスリットを入れ、両木口をシールして染色液を減圧加圧注入した後に、長さ10cm毎に切断をして、切断面の染色液浸潤性を確認する。確認後に最大浸潤長さの約1/2毎にスリットを入れるものとする。
(Process control)
In carrying out the present invention, process control is important in order for all the produced semi-incombustible or flame-
-Confirmation of infiltration length After pre-drying, 4 to 6 samples are collected for each production lot, and a stain injection test is performed to confirm the infiltration length of the drug. The test method is to make a slit in the center of the length of a 1.2 m long plate, seal both ends of the wood, inject the staining solution under reduced pressure and pressure, and then cut every 10 cm in length to stain the cut surface. Check for liquid infiltration. After confirmation, slits shall be made approximately every 1/2 of the maximum infiltration length.
・注入前含水率測定
注入前含水率は、薬剤の含浸に影響を及ぼすため、高周波含水率計で測定するなどして、含水率を測定することは重要である。望ましくは、生産ロット毎に無作為に6個の試験片を採取し、全乾法でも測定する。
-Measurement of water content before injection Since the water content before injection affects the impregnation of chemicals, it is important to measure the water content by measuring with a high-frequency water content meter. Desirably, 6 test pieces are randomly collected for each production lot and measured by the total dry method.
・薬剤注入量測定
注入ロット毎に減圧・加圧工程の前後の注入ロットの重量を測定し、その差をそのロットの平均薬剤注入量として管理を行うことによって、十分な量の薬剤が注入されているか否かを確認する。
-Measurement of drug injection amount A sufficient amount of drug is injected by measuring the weight of the injection lot before and after the decompression / pressurization process for each injection lot and managing the difference as the average drug injection amount of that lot. Check if it is.
・乾燥後の含水率測定
生産ロット毎に6個の試料を採取し全乾法で重量を測定し、測定された重量から平均薬剤量を差し引いて水分量を推計する。この数値と高周波含水率計の数値の相関表を作成して、製品の小ロットの含水率測定を行う。
-Measurement of water content after drying Six samples are taken for each production lot, the weight is measured by the total drying method, and the average amount of chemicals is subtracted from the measured weight to estimate the water content. Create a correlation table between this value and the value of the high-frequency moisture content meter to measure the moisture content of small lots of products.
・寸法精度の確認
準不燃又は難燃木材10の厚さ・巾=ノギスで測定する。精度は顧客との取り決めによる。
準不燃又は難燃木材10の長さ=鋼製巻尺で測定する。精度は顧客との取り決めによる。
-Confirmation of dimensional accuracy Measure with the thickness and width of semi-incombustible or flame-
Measure with a length of semi-incombustible or flame-
・製品検査
全ての製品の外観検査を目視で行う。内容は顧客との取り決めによる。
・梱包の確認
製品は結束後に6面全てをプラスチックシートで被覆し、外気に触れないようにする。
荷扱いによる傷を防止するために必要なパレット、クラフト紙で包装する。
-Product inspection Visually inspect the appearance of all products. The content depends on the agreement with the customer.
・ Check the packaging After bundling, cover all 6 sides of the product with a plastic sheet to prevent it from coming into contact with the outside air.
Wrap in kraft paper, a pallet necessary to prevent scratches caused by handling cargo.
・表示の確認
梱包外部の側面と木口面には以下の内容を記入した紙を貼りつける。
商品名、商品のグレード、原料樹種、処理薬剤種類、製品寸法、製品数量(入数)、生産者名、生産場所、生産ロット番号及びバンドル番号。
・ Check the display Paste a piece of paper with the following details on the outer side of the package and the end of the package.
Product name, product grade, raw material tree species, processing chemical type, product dimensions, product quantity (quantity), producer name, production location, production lot number and bundle number.
(品質管理)
上述の工程管理とともに、品質管理を徹底して行い、安定した耐火性能を示す製品のみを出荷する。
(quality management)
In addition to the above-mentioned process control, quality control is thoroughly performed, and only products showing stable fire resistance are shipped.
・燃焼試験=国土交通省令に従い実施する。具体的には、コーンカロリーメーターで所定の条件で、必要母数に従った個数を測定する。コーンカロリーメーター試験結果と注入ロット毎注入量の相対関係記録を作成することによって、工程管理の精度を高めることができる。 ・ Combustion test = Conducted in accordance with the Ordinance of the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism. Specifically, the number of corn calorimeters is measured according to the required population parameter under predetermined conditions. By creating a relative relationship record between the corn calorimeter test result and the injection amount for each injection lot, the accuracy of process control can be improved.
・接着試験=生産ロット毎にJAS内装用集成材の試験を行う。
・薬剤注入量管理=薬剤注入前後の薬剤量の管理(頻度=注入ロット毎)を行う。具体的には、注入前後の台車に乗せた材料の重量を測定し、その差を計算して木材体積で割り、当該ロットのm3当りの平均注入薬剤量とする。得られた平均注入薬剤量の統計数値(平均値―3σ)が、合格基準薬剤量を超えていることを確認する(σ=標準偏差)。
・バラツキ管理=部分的な薬剤量のバラツキ管理(頻度=注文ロット毎、既製品の場合は生産ロット毎)を行う。具体的には、製品長さの両端から30cmから内側10cm毎に試料を採取し、合計30枚の試料を採取する。それぞれの試料の木口面をハイパースペクトルカメラで不燃薬剤の特定波長スペクトルを撮影して、不燃薬剤が反射する近赤外特定波長スペクトル量を測定する。なお、予め薬剤濃度と特定スペクトル波長の反射量との相関表を作成して実施することとする。
-Adhesion test = JAS interior laminated lumber is tested for each production lot.
・ Drug injection amount management = Control the drug amount before and after drug injection (frequency = for each injection lot). Specifically, the weight of the material placed on the trolley before and after the injection is measured, the difference is calculated and divided by the wood volume to obtain the average injection chemical amount per m3 of the lot. Confirm that the obtained statistical value of the average infused drug amount (mean value-3σ) exceeds the acceptance standard drug amount (σ = standard deviation).
-Variation management = Partial drug amount variation management (frequency = for each order lot, in the case of ready-made products, for each production lot). Specifically, samples are collected every 30 cm to 10 cm inside from both ends of the product length, and a total of 30 samples are collected. The end surface of each sample is photographed with a hyperspectral camera to take a specific wavelength spectrum of the non-combustible agent, and the amount of the near-infrared specific wavelength spectrum reflected by the non-combustible agent is measured. It should be noted that a correlation table between the drug concentration and the amount of reflection of a specific spectrum wavelength is prepared in advance and carried out.
30個の試料の不燃薬剤量測定値の平均値(AVE)と標準偏差(σ)を計算して、AVE−3σが必要薬剤量の最低値を超えていることを確認し、合格したロットを出荷する。
以上のように、この実施の形態に係る品質管理では、製品全ての薬剤量を全数検査する代わりに、平均値と標準偏差値を使って木材中の薬剤注入量の品質管理を行うものである。詳しくは、全製品での薬剤量を全数検査する代わりに、製品木口面から所定距離(例えば30cm)以上離れた部位から所定距離毎(例えば10cm毎)に無作為に30個の試料を採取し、ハイパースペクトルカメラで小口面を撮影して、注入薬剤特有の波長反射光の量で、注入薬剤量を測定する。その測定結果の所定サンプル数(例えば30個)で平均値と標準偏差値を使って薬剤注入量の品質管理を実施することにより、全数検査と同じ精度レベルで品質管理を行うものである。
Calculate the average value (AVE) and standard deviation (σ) of the non-combustible drug amount measurement values of 30 samples, confirm that AVE-3σ exceeds the minimum value of the required drug amount, and pass the lot. Ship.
As described above, in the quality control according to this embodiment, instead of inspecting all the chemical amounts of all the products, the quality control of the chemical injection amount in the wood is performed using the average value and the standard deviation value. .. Specifically, instead of inspecting the total amount of the drug in all products, 30 samples were randomly collected at predetermined distances (for example, every 10 cm) from a part separated from the product end surface by a predetermined distance (for example, 30 cm) or more. , The forehead surface is photographed with a hyperspectral camera, and the amount of the injected drug is measured by the amount of wavelength reflected light peculiar to the injected drug. By performing quality control of the drug injection amount using the average value and the standard deviation value with a predetermined number of samples (for example, 30) of the measurement result, the quality control is performed at the same accuracy level as the 100% inspection.
10 難燃木材
11 板目板
12 外面
13 重ね合わせ面
14 接着剤
15 積層材
16 仮蓋用材
21 注入用スリット
22 解放面
23 注入用開口
31 不燃処理薬剤
A 辺材部
B 白線帯
C 心材熟成部
D 心材未熟成部
10 Flame-
Claims (2)
前記板目板は、針葉樹と散孔広葉樹材との少なくともいずれか一方の辺材のみで構成されたものであり、
前記板目板は、その長手方向が繊維方向と略一致し、
前記それぞれの板目板は、重ね合わせ面に、注入用スリットを備え、
前記注入用スリットは、前記板目板の左右側面間に前記繊維を横切るように設けられたものであり、
一方の前記板目板が他方の前記板目板に積層されることによって、一方の前記板目板の前記注入用スリットの解放面は、他方の前記板目板によって閉ざされており、
前記木材の上下の外面には、前記注入用スリットが設けられておらず、
前記板目板には、前記注入用スリットから仮導管又は導管内を前記繊維に沿って移動した不燃処理薬剤が存在しており、
加えて、前記木材の上下両面の前記板目板には、前記上下両面から拡散した不燃処理薬剤が存在していることを特徴とする準不燃又は難燃木材。 In wood, which is made by stacking multiple planks and laminating them via an adhesive.
The plank is composed of only at least one sapwood of softwood and hardwood with perforated holes.
The longitudinal direction of the plank substantially coincides with the fiber direction.
Each of the above-mentioned planks is provided with an injection slit on the overlapping surface.
The injection slit is provided so as to cross the fiber between the left and right side surfaces of the plank.
By laminating one of the planks on the other plank, the open surface of the injection slit of one of the planks is closed by the other plank.
The injection slits are not provided on the upper and lower outer surfaces of the wood, and the injection slits are not provided.
In the plank, there is a non-combustible treatment agent that has moved from the injection slit through the temporary conduit or the inside of the conduit along the fiber.
In addition, the semi-incombustible or flame-retardant wood is characterized in that the non-combustible treatment agent diffused from both the upper and lower surfaces is present in the planks on both the upper and lower surfaces of the wood.
前記板目板の長手方向に前記板目板の繊維が伸びるようにして、針葉樹と散孔広葉樹材との少なくとのいずれか一方の辺材のみで、前記板目板を製造し、
前記板目板同士の重ね合わせ面には、前記板目板の左右側面間に繊維を横切る方向に伸びる注入用スリットを形成し、
前記木材の上下の外面となる前記板目板には、その外面には注入用スリットを形成しないようにし、
前記板目板の重ね合わせ面同士を前記接着剤にて接着した後に、不燃処理薬剤を減圧・加圧して注入し、
前記注入用スリットから仮導管と導管内を前記繊維に沿って前記不燃処理薬剤を移動させると共に、
前記木材の上下両面の前記板目板には、前記不燃処理薬剤を前記外面から拡散させることを特徴とする準不燃又は難燃木材の製造方法。 In a method of producing wood having a predetermined thickness by superimposing a plurality of planks and laminating them via an adhesive.
The plank is manufactured by using only one of the softwood and the perforated hardwood sapwood so that the fibers of the plank extend in the longitudinal direction of the plank.
An injection slit extending in a direction crossing the fiber is formed between the left and right side surfaces of the plank on the overlapping surface of the planks.
The planks, which are the upper and lower outer surfaces of the wood, are not formed with injection slits on the outer surface.
After the overlapping surfaces of the planks are adhered to each other with the adhesive, the non-combustible treatment agent is injected under reduced pressure and pressure.
The non-combustible agent is moved along the fibers from the injection slit through the temporary conduit and the conduit, and at the same time.
A method for producing semi-incombustible or flame-retardant wood, which comprises diffusing the non-combustible treatment agent from the outer surface onto the planks on both the upper and lower surfaces of the wood.
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