JPH0355201A - 木材への液体注入方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、木材に樹脂等の処理液を注入する方決及び装
置に関する． （従来の技術〕 従来より、この種の注入方法及び装置は種々知られてお
り、木材に各種の処理液を注入し、木材を難燃化し、寸
法を安定化させ、強度を向上させ、防食性及び防虫性を
高め、更に染色することにより用途を広げる等して、商
品価値を高めている． これら従来の方法及び装置は、被処理木材を予め空のタ
ンク内へ収納しておき，まずタンク内の空気を真空吸引
してタンク内を減圧する．タンク内の減圧処理が終了し
た後，その減圧状態を保ちつつ樹脂液等の処理液をタン
ク内に入れる．そして最後にタンク内を加圧して、処理
液が被処理木材内へ注入されるようにしている． 〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、従来の方法において、被処理木材を減圧処理
してから処理液をタンク内に入れるようにしていた理由
は、処理液を初めからタンク内に入れておくと，木材中
の空気の抜けが悪く処理時間が長く掛かるためと、処理
液によっては減圧中に被処理木材の木口面等木材表面に
付着し，液の浸入に必要な開孔を一部塞いで、均一な処
理液の注入状態を得られなくなってしまうことがあるた
めであった． しかしながら、このような方法によると、タンク内の減
圧状態を保持したままで処理液を入れるために、初めか
ら木材と処理液をタンク内に入れておくことと比べると
、作業工程が増えることは勿論、制御装置やバルブ類等
が余分に必要であり、改善が望まれていた． 〔課題を解決するための手段〕 本発明に係る木材への液体注入方法は，内部を減圧、加
圧自在としたタンク内で樹脂液等の液体を木材に注入す
る方法であって、下記のステップからなる． 第ｌのステップは、上面を開口させたコンテナ内に、上
記注入対象となる被処理木材を搭載し、該コンテナ内を
上記液体で満たし、ついで該コンテナを上記タンク内に
収納する。

第２のステ−２プは，上記タンク内の空気を真空吸引し
て該タンク内を減圧し、上記タンク内の空気と共に上記
被処理木材内に存在する空気を上記木材の外部へ排出す
る． そして最後の第３ステップでは、上記タンク内を加圧す
ると共に、上記コンテナ内をバルブを介して大気圧に開
放し、上記コンテナ内の液体中もしくは上記被処理木材
の表面に存在する空気を上記タンク外へ排出しつつ上記
被処理木材内に上記液体を注入する． 本発明に係る木材への液体注入装置は、主に、内部を減
圧、加圧自在としたタンク，上面が開口しており、上記
注入対象となる被処理木材を搭載し且つ上記液体を満た
すためのコンテナ、上記タンク内の空気を真空吸引して
該タンク内を減圧し，上記タンク内の空気をタンク外へ
排出させると共に、上記被処理木材内に存在する空気を
上記木材の外部へ排出させる真空吸力引手段，上記コン
テナ内の上記液体を大気圧に開放し、該液体中に存在し
若しくは上記被処理木材の表面に付着している気泡を上
記タンク外へ排出するパルブを備える． この発明を適用し得る木材は、特に限定はないが、例え
ば杉，赤松、黒松、から松、えぞ松、とど松、栂、樅、
　、さわら、とうひ、いちい、あすなろ等の針葉樹、ま
かんば、ぶな、欅，樫、楓、レなのき、楡、せん、くぬ
ぎ、なら、しいのキ，桜、栃の木、桐，桂、ラワン、マ
ホガニアピトン、アガチス、チーク，オーク、紫檀，黒
檀等の広葉樹を挙げることができる． また、被処理材の形状としては、コンテナに搭載し得る
形状であればよく、丸太、単板、角材、板材のいずれの
形状でもよい．被処理材は、上述のような製材は勿論、
合板、集成材等の加工木材、パーティクルボード、ファ
イバーボードでもよい． 難燃化用の処理液としては，例えば、リン酸水素２アン
モン、ホウ酸等の無機水溶性塩、スルファミン酸塩、ハ
ロゲン化合物，リン及び窒素を含む化合物，グアニジン
系化合物、酸化アンチモン等の金属酸化物等の難燃剤を
含むものが採用できる． 寸法安定化のための処理液としては、例えばボリエチレ
ングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリエー
テル類、ボリエチレングリコール七ノ（メタ）アクリレ
ート、飽和ポリエステル樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸
エステル類またはその共重合体、ウレタン樹脂、ポリビ
ニルアルコール、バラフィン、酢酸ビニル共重合体、ポ
リアミド捌脂、ボリイミノ捌脂，アミノプラスト樹脂、
フッ素樹脂、シリコン樹脂、ビニル共重合体樹脂、ＳＢ
Ｒ．ＮＢＲ等の溶液または分散液が使用できる． 強化のための処理液としては、例えばスチレン，　（メ
タ）アクリレート，酢酸ビニル、ジアリル７タレ−１’
ｔ　　ジビニルベンゼン、　（メタ）アクリル酸、アク
リロニトリル、塩化ビニリデンで代表されるモノマー、
不飽和ポリエステル樹脂とスチレンモノマー、反応型ポ
リウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、ユ
リア樹脂、メラミン樹脂、ビニルエステル、エボキシ樹
脂等の溶掖または分散液が使用できる。

防腐のための処理剤としては、例えば銅化合物、クロム
化合物、ヒ素化合物、ホウ素化合物、ベンタクロールフ
ェノール、ナフテン酸金属塩、右機スズ化合物、クロル
ナフタリン類、８−キノリノーノレ銅、キヤブタン類、
クレオンートン山ウォルマン塩、クロム化塩化亜鉛等の
防腐剤を含む処理液が挙げられる． 防虫のための処理液としては、例えばウォルマン塩、ボ
リデン塩、有機リン系、力−／へメート系、有機スズ化
合物、クロルデン、ヘプタクロル、デイルドリン、アル
ドリン、チオダン、γ−ＢＨＣ（１，２，３，４，５．
６−へキサクロルシクロヘキサン）．ＤＤＴ［ｌ，１．
１−１−リクロルー２，２−ビス（ｐ−クロルフェニル
）エタン］、メトキシクロル［１，１．１−１リクロル
−２．２−ビス（ｐ−メトキシフェニル）エタン］、ト
クサフェン、ケボン、スルホンアミド類、チオフェン油
、有機チオシアネート類等のｎ虫剤を含む処理剤が挙げ
られる． 染色のための処理液としては、例えばクリンフェニンＧ
Ｘ、ダイレクトブラウンＭ等の如き直接染料、スミノー
ルファーストオレンジＰＯ、スミ／−ルファーストブラ
ウンＲ＄の如き酸性染料、サフラニン，オーラミン等の
如き塩基性染料，アルコール溶性染料、油溶陽性染料を
、必要に応じて染着助剤及び界面活性剤等と共に含む溶
液または分散液が挙げられる． これらの処理液をつくるための媒体としては、例えば、
水、アルコール類、グリコール類、芳香族炭化水素舶、
脂肪族炭化水素類、脂環族炭化水素，ケトン類、エステ
ル類、ハロゲン化合物類、酸類、ジオキサン，テトラヒ
ドロフラン、ＤＭＦ．ＤＭＳＯ等が使用される． 本発明に用いられる処理液の粘度は、被処理木材の性状
との関係で定まるが、一般には１，０００ｃｐｓ以下の
粘度が好ましい．本発明の方法における減圧処理は絶対
圧１　６０Ｔｏ　ｒ　ｒ以下で行われることが望ましい
．それ以上の絶対圧の下では被処理木材中に存在する気
体を効率的に除去し難いこともある．本発明の方法にお
ける加圧処理は，１〜５　０　Ｋｇ／ｃｍ’の圧力、特
に８　〜５　０　Ｋｇ／ｃｒｎ’　（７）ＥＥ力で行わ
れることが望ましい．加圧度が高い程、処理液の被処理
木材内への注入性は良い．もっとも被処理木材の性状に
よっては加圧力によっては変形することもあるので注意
を要する． 〔作用〕 まず、上面を開口させたコンテナ内に１−ヒ記注入対象
となる被処理木材を搭佐し、該コンテナ内を上記液体で
満たし、ついで該コンテナを上記タンク内に収納する． ついで、上記タンク内の空気を真空吸引手段により吸引
して該タンク内を減圧する．すると、上記タンク内の空
気と共に上記被処理木材内に存在する空気が上記木材の
外部へ排出される。

そして最後に、主記タンク内を加圧すると共に、上記コ
ンテナ内をバルブを介して大気圧に開放すると，上記コ
ンテナ内の液体中もしくは上記被処理木材の表面に存在
する空気はタンク外へ排出されると同時に上記被処理木
材内に上記液体を注入される． 〔実施例〕 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する． 第１図は，本発明の一実施例を示すもので、この実施例
の木材への液体注入装置は、主に、内部を減圧、加圧自
在とした圧力容器ｌ，被処理木材２を搭載し且つ処理液
を満たすためのコンテナ３、圧力容器ｌ内を減圧するた
めの減圧装置４、圧力容器１内を加圧するため及び減圧
装置４へ圧縮空気を供給するための加圧装！！６、バル
ブ７からなる． 圧力容器ｌは、中空円筒状の胴８と、胴８の一端側に開
閉可能に取付けたＭ９からなり，基礎上に脚により固定
されている．胴８の上部には、減圧ノズル１０と加圧ノ
ズル１１が設けられている。減圧ノズルｌＯは減圧装Ｎ
４と、加圧ノズル１ｌは加圧装Ｍ６と，夫々按続されて
いる．また胴８の下部には処理液引出管ｌ２が設けられ
ている．なお、圧力容器１内にはコンテナ３を受け入れ
るためのレールｌ５が配設されている．Ｌ′Ｅカ容器１
の蓋９前面側にはレール３０が敷設されている．コンテ
ナ３は、このレール３０上を走行する台車３ｌにより、
圧力容器ｌ内への収納、圧力容器ｌからの取り出しがで
きる．コンテナ３は，第２図、第３図に示すように、直
方体形状のもので，上面が被処理木材２を搭載するため
に開口させてある．コンテナ３内に搭載された被処理木
材２の上には、ほぼコンテナ３の上部開口ｌ６全体を覆
う気泡分散用のメッシュ板１７が載せられ、このメッシ
ュ板１７と、ストップパー１８との間には工７シリンダ
１９が複数配され、処理液２０をコンテナ３内に入れた
際、伸ばして被処理木材２の浮上がりを防止できるよう
にしてある．メッシュ板１７には、図示せぬが、前面に
亙って、細かい孔が設けられ、コンテナ３内の処理掖２
０を通って上がってくる被処理木材２から出た気泡を細
かく分散させ得るようにしてある． ストップパー１８は、一対の細板状の鋼板を組合せたも
ので、下側の鋼板はコンテナ３の開口縁２ｌに嵌り得る
チャネル形状の取付部２２を両端に備え、上側の鋼板は
コンテナ３の開口縁２ｌ外側に引っ掛けるためのフック
部２３を備えている．フック部２３は，中心側へ折曲げ
得るようにヒンジ結合されている．このため、・コンテ
ナ３内に被処理木材２、メッシュ板１７、エアシリンダ
ｌ９をセットした後、上側鋼板のフック部２３を中心側
へ折曲げておき、下側の鋼板の取付部２２をコンテナ３
の開口縁２１に嵌め、次いで、フック部２３を折戻して
開口縁２１に掛ければストップパー１８がコンテナ３に
しっかりと固定され、被処理木材の浮き上り防止構造が
完成する．なお、第２図では、被処理木材、特に角材を
互いに″！ｅ着させてコンテナ３に搭載しているが、被
処理木材２から抜けた空気がコンテナ３の上方へ逃げ易
いようにする必要がある．例えば各被処理木材２間に小
さな木片等を挟めばよい．但し、第２図でわかるように
，丸太の場合はこのような処理は不要である． コンテナ３の一端側の側面下部には、圧力容器ｌの処理
液引出管ｌ２とコンテナ３内を連結するための弁付き出
口Ｉｒ！２４が設けられている。コンテナ３を圧力容器
ｌ内に収納すると、出口管２４が処理液引出管１２の真
上に来る．出口管２４の弁と処理液引出管ｌ２の上端は
、この状態で連結される． 減圧装置４は、夫々，圧力容器ｌ内の空気を真空吸引し
て圧力容器１内の空気を外部へ排出させて圧力容器ｌ内
を減圧すると共に、被処理木材２内に存在する空気を被
処理木材２の外部へ排出させる真空吸引手段である． 減圧装置４は、圧力容器ｌ内の空気を真空吸引し、圧力
容器１内を減圧にするためのもので，内部には複数のノ
ズルブロック２５を連結させて備える． ノズルブロック２５は、第４図に示すようにブロック体
２６内に、スロート３１を形成し、このスロー１−３１
の前端口３２にノズル３３を取付けて構威される。全体
寸法は約４５ｍ／ｍである．スロート３１の前端口３２
は，末広がり状に拡開し、その外端側の口径Ｄをノズル
３３のノズル孔３３ａ日１ｄに対してＤ＝１．５ｄとし
、ノズノレ３３の先端と間隙ｔ（０．５＋ｓ麿程度）を
隔てて開口している。スロート３１の後端は前端部と同
様に末広がり状にして排出孔３４に連接する．ノズル３
３の２１ｉ端は、ブロック体２６に設けた空室３５内に
ねじ込まれている．この空室３５の内側に開口する吸引
口３６は，吸気孔３７に連接している． ノズル３３は、基端部の外形形状を先端から微かな長さ
（０　．　３ｓ−程度）までを円筒部３８とし、円筒部
３日の付け根から末広がり状の円錐部（軸方向で長さが
２０程度）を形威してある．第４図のノズルブロック２
５は、ノズル孔３３ａが圧縮空気の流入孔３９に連接し
ている．圧縮空気の流入孔３９は加圧装置６（例えばコ
ンプレッサ）の吐出ライン６ｌに按統され，吸気孔３７
は、減圧装置内の減圧タンクを介して減圧ノズル１０に
接続されている。

第５図は、このノズルブロック２５を用いて構成した減
圧装置による減圧効果の試験結果を示す。減圧対盆は９
０５９文の容器を有する真空タンクで、図中ａはノズル
ブロー，クがｌＯ箇、ｂは４０箇、Ｃは６８箇並列に連
結した場合の真空度一時間曲線である．また、比較例と
して示した直線ｄ−文は、佐藤真空機械工業（株）（住
所：埼玉県入間郡三芳町藤久保１０３６）製真空ポンプ
による減圧度一時間直線である．この直線ｄ−文は第７
図の性能図より算出した．図中、ＳＷ，ＳＴに続く数字
は排気速度（文／ｗｉｎ）を示し、ＫＳに続く数字は排
気速度（文／ｗｉｎ）の１／１００を示す。

ノズルブロック２５を６８箇接続した場合（曲線Ｃ）、
価格的に同程度の真空ポンプ（第５図中直線ｈ，ｉで示
すもの。）と比べ、かなり強力な真空吸引力を発揮する
ことがわかる．即ち、このノズルブロック２５を用いる
と、高価な真空ポンプと同等の真空吸引力を安価で得る
ことができ、システム全体の価格を引下げることができ
る．また、真空ボンブは、その性能を臆持するために定
期的にきちんと保守ｇ備を必要とするのが一般的である
が、このノズルブロック２５を用いれば、いわゆるメン
テナンスフリーとすることが可能である．更にこの／ズ
ルブｅ２−／ク２５は連結数を自在に加減できるので、
所望の真空吸引力を容易に得られ、システム構或を簡単
に可変できる．バルブ７は、コンテナ３の出口管２４と
接続する処理液導出管１２に接続してあり、コンテナ３
内の処理液２０を大気に開放し，処理液２０中に存在し
、若し〈は被処理木材２の表面に付着している気泡を圧
力容器ｌ外へ排出するようになっている．このバルブ７
は、手動操作で少し開けるか、電磁弁を用いて間欠的に
動作させて開くようにしている．また、バルブ７には排
出管７ｌが接続してあり．この排出管７ｌの他端は排出
タンク７２内に臨ませてある． 次に本実施例の動作を説１１する． まず、コンテナ３内に適宜本数の被処理木材２を収納し
、メッシュ板ｌ７、ストップパー１８エアシリンダｌ９
により被処理末材２を固定する．その状態でコンテナ３
内に処理液２０を注入する．処理液２０は注入後，液面
上に被処理木材２が出ない程度まで入れる．そしてコン
テナ３を台車３１，　レールｌ５を利用して圧力容器１
内へ収納し、濠９を閉じる。

次に、加圧装置６を連転し減圧装鐙４を作動させて、圧
力容器１の上部の減圧ノズルｌＯにより圧力容器ｌ内を
１６０Ｔｏｒｒ以下に減圧する。

ルカ容器１内が所望の減圧状懲を呈した時からさらに１
０−１２０分間減圧を続行する．これにより被処理木材
２内の空気を外に排出させる。

次いで圧力容器１の上部の減圧ノズルｌＯを閉じ、圧力
容器１の上側の加圧ノズル１ｌにより圧力８〜４０Ｋｇ
／ａｍ″の圧縮空気を圧力容器ｌ内に送る．この圧縮空
気による加圧を約１０−１２０分［Ｌ１１続ける． そして、この圧力容器ｌ内の加圧と共に、バルブ７を手
動操作によりわずかに開くか、電磁弁を用いて間欠的に
動作させて開くことにより，コンテナ３内を大気圧に開
放し、コンテナ３内の液体中もしくは被処理木材２の表
面に存在する空気を圧力容器１外へ排出するようにして
いる．この場合、処理液２０は圧力容器ｌ内の圧力が急
激に低下しない程度に排出する．排出した処理液２０は
排出管７１を介して排出タンク７２内へ導くようにして
いる． その後、各装置の運転を停止し、圧力容器ｌ内の圧力を
常圧に戻した後、蓋９を開けてコンテナ３を台車３１に
引き出せば液体注入処理した木材を取り出すことができ
る． ブナ材に対して本実施例の装置により液体注入を施した
ところ処理液の注入率は１１５〜１２９重量％（平均値
１２１重量％）という結果が得られた．従来の方法、装
置ではせいぜい７０〜８０重量％である． 〔発明の効果〕 本発明に係る木材への液体注入方法によれば、タンクの
減圧処理前に木材を処理液に浸しているにも拘らず、良
好な液体注入効果が得られ、しかも処理工程が少なくな
る．

【図面の簡単な説明】

第１図は，本発明の一実施例の装置構成図、第２図は、
第１図中の■−■線に沿うタンクの拡大断面図、 第３図は，第１図中の矢視■方向から見たタンクの拡大
平面図、 第４図は、減圧装置のノズルブロックの拡大断面図、 第５図は、第４図のノズルブロツクの能力を示すグラフ
、 第６図は、第５図を算出するための真空ポンプ排気速度
曲線を示すグラフである． １：圧力容器　　　　２：被処理木材 ３：コンテナ　　　　４：減圧装置 ６：加圧装Ｍ　　　　７：７−ルブ ２０：処理液

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部を減圧、加圧自在としたタンク内で樹脂液等
   の液体を木材に注入する方法であって、下記のステップ
   からなるもの： ａ）上面を開口させたコンテナ内に、上記注入対象とな
   る被処理木材を搭載し、該コンテナ内を上記液体で満た
   し、ついで該コンテナを上記タンク内に収納するステッ
   プ、 ｂ）上記タンク内の空気を真空吸引して該タンク内を減
   圧し、上記タンク内の空気と共に上記被処理木材内に存
   在する空気を上記木材の外部へ排出するステップ、 ｃ）上記タンク内を加圧すると共に、上記コンテナ内を
   バルブを介して大気圧に開放し、上記コンテナ内の液体
   中もしくは上記被処理木材の表面に存在する空気を上記
   タンク外へ排出しつつ上記被処理木材内に上記液体を注
   入するステップ。
2. （２）樹脂液等の液体を木材に注入する装置であって、
   下記の要件からなるもの； ａ）内部を減圧、加圧自在としたタンク、 ｂ）上面が開口しており、上記注入対象となる被処理木
   材を搭載し且つ上記液体を満たすためのコンテナ、 ｃ）上記タンク内の空気を真空吸引して該タンク内を減
   圧し、上記タンク内の空気をタンク外へ排出させると共
   に、上記被処理木材内に存在する空気を上記木材の外部
   へ排出させる真空吸引手段、 ｄ）上記コンテナ内の上記液体を大気圧に開放し、該液
   体中に存在し若しくは上記被処理木材の表面に付着して
   いる気泡を上記タンク外へ排出するバルブを備える。