JPH04208402A

JPH04208402A - 木材の改質方法

Info

Publication number: JPH04208402A
Application number: JP34050790A
Authority: JP
Inventors: Norihiko Mimura; 三村　典彦; Hideo Maejima; 前島　英雄
Original assignee: KYODO KUMIAI SHINSHU KARAMATSU KOGYOKAI
Current assignee: KYODO KUMIAI SHINSHU KARAMATSU KOGYOKAI
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-30

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）本発明は木材の改質方法に関する。

（従来の技術）木材に各種薬剤等を注入・含浸させて、難燃性、硬度性
能、電気絶縁性、耐水性などを向上させる木材の改質方
法が知られている。

（発明が解決しようとする課題）木材に各種薬剤等を注入・含浸させるには、通常木材を
ある程度乾燥してのち、加減圧注入法、ドブ漕法などに
より薬剤等を注入・含浸させるようにしている。このよ
うな方法により、杉材、赤松材、ひのき材などの改質が
行われている。

ところで唐松はその成長が速いこと等から長野系などで
広く植林されてきたが、唐松材の利用に当たって、割れ
易いこと、ヤニが強いこと、狂いが生じ易いことなど問
題が多く、その改質法が強く求められている。

唐松材の改質に当たって、昨今その乾燥技術はほぼ完璧
ともいえる程に改善され、その寸法安定性については向
上した。しかし、難燃性付与など、さらに改質が求めら
れる中で、唐松材への薬剤等の注入・含浸は極めて困難
であり、事実上不可能とまで言われてきた。

本発明の目的は従来より他物質の注入・含浸が不可能あ
るいは困難と言われている唐松材、べ一松材等の樹種の
材への他物質の注入・含浸を容易に行うことのできる木
材の改質方法を提供するにある。

（課題を解決するための手段）上記目的は本発明によれば、木材に他物質を注入・含浸
する木材の改質方法において、木材を容器・室中に収納
し、容器・室内に加圧蒸気を吹き込んで木材を蒸煮する
工程と、前記工程を経た木材に常法により他物質を注入
・含浸する工程を具備することを特徴とする木材の改質
方法によって達成される。

上記容器・室内への加圧蒸気の供給は、容器・室内を減
圧して行うと処理時間の短縮を図ることができる。

（作用）木材組織内に他物質を注入・含浸することが困難な木材
は、その組織の細胞壁孔とこれを構成するトルースの構
造にある。このような木材の細胞壁孔は第１図に示すよ
うに有縁壁孔をなし、トルース１０がこの有縁壁孔１２
に保持された構造をなし、この有縁壁孔１２とトルース
１０との間の間隙から自体肉組織の物質の移動が行われ
る。

ところで木材が乾燥し、特に自由水脱水後、結合水が移
動するような乾燥状態に至ると、細胞壁の収縮などによ
り、有縁壁孔１２の縁部が閉じられ、トルース１０がこ
の縁部に付着してしまう挙動がみられる。このような状
況下で他物質を注入・含浸させようとしても、有縁壁孔
１２が閉塞された状態であるので、有縁壁孔１２を通じ
て細胞組織内に他物質を注入・含浸させることがほとん
ど不可能となるのである。−度有縁壁孔が閉塞された状
態になると、木材を水中に漬けても容易に水分を吸収し
なくなり、復元しなくなる。

本発明では、容器・室内に加圧蒸気を吹き込み木材を蒸
煮することによって細胞壁孔の破壊ないしは閉塞を防止
することによって他物質の注入・含浸を可能とする。

容器・室内に加圧蒸気を吹き込むことによって木材は急
激に加熱され、木材中の水分が材温の上昇と共に沸騰し
、蒸気化して細胞壁孔を通じて空気中に飛び出す。

一方容器・室中には加圧蒸気が充満していることから、
この加熱源側の蒸気が木材表面から内部に浸透する。

木材中の含水率が高いときには木材内部からの蒸気が外
部へ拡散し、乾燥化が進行し、やがて外部蒸気と均衡し
、平衡状態となる。この時点で前処理が終了するのであ
るが、蒸気加熱することによって外部からの蒸気と内部
からの蒸気が細胞壁孔を往来し、これによって有縁壁孔
であっても壁孔の閉塞が防止できる。

処理材としては有縁壁孔がまだ閉塞されていない高含水
率の状態のものが好ましい。初期の含水率が高い状態の
ものを処理すると、処理材がＦＳＰ（材表面における、
以下間）以上のある含水率時においである高温状態にな
ると、材の組成成分であるセルローズが軟化する時点が
あるが、このセルローズの軟化時点を経由することが、
細胞壁孔の閉塞防止もしくは破壊に通じ好ましい。

しかしながら、ＦＳＰあるいはセルローズの軟化を求め
得る含水率以下のものであっても、加圧蒸気の温湿度の
与え方、処理時間の延長操作などによって処理の有効性
を保つことは可能である。

この場合にも細胞壁孔を通じて蒸気が往き来し、これに
より細胞壁孔の閉塞の防止、破壊が行われるものと考え
られる。

容器・室内を減圧下の状態にして加圧蒸気を吹き込むと
、木材中の水の沸騰がより容易、かつ継続して行わしめ
ることができ、処理時間の短縮化が可能となる。

処理終了時の木材の含水率はほぼＦＳＰ近くになり、ま
たこの場合、木材の内部と外部とで蒸気が往き来するこ
とから水分傾斜がフラットになる。

したがって以後の乾燥において部分的な収縮がなくなり
、割れなどを防止できる。

上記のように細胞壁孔を破壊し、ないしは細胞壁孔の閉
塞を防止できるので、唐松材など他物質の注入・含浸が
不可能視されていた材への他物質の注入・含浸が容易に
行なえるようになり、材の改質を行なえる。

（実施例）以下では本発明の好適な実施例を詳細に説明する。

実施例１：常圧下による前処理（１）処理に必要な装置類処理に必要とする装置等の条件は次の通りである。

１）処理容器・室温度１４０°Ｃ１関係湿度８０〜１００％の環境を常時
保持し得て、温湿度ができるだけ外部に漏れない構造の
もの。

２）蒸気２〜５　ｋｇ／ｃｊの圧力で湿り度９３〜９６％の蒸気
３）送風装置桟積みした処理材の材間を０．５ｗ／ｓｅｃ以上の風速
で、設置温湿度の環境を処理材に均一に接触し得るファ
ン等の送風装置。

（２）処理方法１）処理の内容イ）処理材を厚さ２．０〜２．５　ＣＩ＋の桟木で桟積
みし、容器・室にいれる、温湿度が外部に漏れない処置
をする。

口）容器・室内に蒸気を導き処理材の材温度を煮沸温度
にまで上昇させる。蒸気は圧力２〜５ｋｇ／ｃｊ、湿り
度９３〜９６％とする。

ハ）材温度上昇後、樹種、含水率、秋材率、比重、樹脂
道等状況に応し次の処置とする。

（ａ）　　処理材の含水率がＦＳＰ以上の場合■　容器
・室内の温度を８０°Ｃ〜煮沸温度、関係湿度を８１〜
１００％とし、送風装置で流気を図り、処理材に均一に
接触する温湿度環境とする。

■　打圧に応じて概ね次の処理時間とする。

厚さ３０■以下、約３〜５時間の範囲。

厚さ３１ｍ＋＋以上、約５〜１０時間の範囲。

なお、軟材率、比重、樹脂の状態に応じ、それぞれの範
囲時間内において処理時間を勘案する。

（ｂ）　　処理材の含水率がＦＳＰ以下の場合■　含水
率２０％までは、容器・室内の温度を８５°Ｃ〜煮沸温
度、関係湿度９２％以上の温湿度環境下で処理する。

含水率２０％以下の場合は、温度８５°（−ｉ沸温度、
関係湿度９６％以上の環境下で処理する。

送風装置で流気を図り、処理材に均一に接触する温湿度
環境とする。

■　打圧に応じて概ね次の処理時間とする。

厚さ３０閣以下、約５〜８時間の範囲。

厚さ３０Ｗ以上、約８〜１５時間の範囲。

実施例２：減圧下における前処理（１）処理に必要な装置類１）処理容器温度１７０°Ｃを保持し、９　ｋｇ／ｃｉｌｌの蒸気加
圧と、７６０ｍｍＨｇと１１０ｍｍＨｇ程度の減圧の環
境が、交互に保持し得る圧力容器。

２）蒸気２〜５ｋｇ／ｃ−の圧力で、湿り度９３〜９６％の蒸３
）制御装置圧力容器内に２）の蒸気を導入し、０〜９ｋｇ／ｊの任
意の間の蒸気加圧制御と維持の後、短時間で７６０ａ＋
ｍＨｇから１１Ｏｎ＋ｍＨｇ程度の任意の間の減圧環境
制御と維持が可能な装置。

（２）処理方法ｌ）処理の為の留意事項処理は樹種側とする。材種は、厚さ３０Ｗ以下、３１〜
８０ｍ１１．８１５ｍ＋以上に大別し処理する。

２）処理の内容イ）処理材をベタ積で圧力容器内に入れ、密封扉を閉じ
る。

口）蒸気を圧力容器内に導入し、３〜８．５　ｋｇ／ｉ
の範囲の圧力で蒸無し材温度の上昇を図る。

この場合の加熱蒸敷時間の範囲は次の（ａ）、０））で
示す。

ハ）加圧蒸煮後直ちに７６０ｍ＋ａＨｇから１１０ｍｍ
Ｈｇの範囲において、常時減圧下における徴沸を促し得
る環境を保持する。減圧に要する時間は（ａ）、（ｂ）
に示す。

二）秋材率、比重、樹脂分の高い場合は口）ハ）を繰り
返す、処理時間範囲は（ａ）、（ｂ）で示す。

（ａｌ　　処理材の含水率がＦＳＰ以上の場合■　加圧
蒸煮の時間範囲は、６０〜１２０分、樹種、材種により
勘案する。

■　減圧に要する時間範囲は、９０〜１５０分、樹種材
種により勘案する。

■　二）の場合は、秋材率、比重が共に高く、樹脂多く
、注入・含浸の不可能とされる針葉樹材で、材厚３１ｍ
以上に適用する。処理時間範囲は、加圧蒸煮が４０〜９
０分、減圧が６０〜１２０分、を２回繰り返す、それぞ
れの時間は材厚により勘案する。

（ｂ）　　処理材の含水率がＦＳＰ以下の場合■　加圧
蒸煮の時間短縮は、１２０〜１８０分、時間設定は含水
率に逆比例し、樹種、材種により勘案する。

■　減圧に要する時間範囲は、９０〜１５０分、時間設
定は含水率に逆比例し、樹種、材種により勘案する。

■　二）の場合の通用は、（ａ）　　■と同様である。

処理時間範囲は、加圧蒸煮が８０〜１４０分、減圧が６
０〜１２０分を２回繰り返す。それぞれの時間は材厚に
より勘案する。

実施例１、実施例２で処理した処理材は、材内の水分傾
斜がフラットとなり、表面側、芯部の含水率がほぼ同じ
になった。

また含水率は、初期含水率がＦＳＰ以上の高含水率の材
にあってはＦＳＰ前後まで下降する。初期含水率がＦＳ
Ｐ以下で処理した材の含水率変化は少なかった。

吸水性能は大幅に増加した。特に吸水率の橿めて低い樹
種については吸水性能が格段に増加した。

処理材の表面には、樹種の固形分が粉状に付着した。た
だし処理がやや不足気味の場合に番よ樹脂が塗膜状に固
結する。

上記のように前処理を行った処理材に加減圧注入法によ
り他物質を注入・含浸させた。

他物質として本実施例では難燃剤のポリリン酸カルバメ
ートを使用した。

加圧は１０ｋｇ／ｃ＋ｊ未満、減圧は１１０ｗｍＨｇ程
度の条件下で、前排気、加圧、後排気の常法の操作によ
り処理材に難燃剤を注入・含浸させた。注入時間は樹種
、材種により変動したが、３０〜２７０分の範囲で従来
より他物質の注入が不可能と言われていた唐松等の樹種
についても、杉材などと同様に難燃剤の注入・含浸が行
えた。

また難燃剤の他、種々のポリマー等の他物質の注入・含
浸も行うことが可能になった。

以上、本発明の好適な実施例について種々述べて来たが
、本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、発明
の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはも
ちろんである。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、木材を加圧蒸気で蒸煮す
る前処理を行うことで細胞壁孔の破壊が行え、あるいは
その閉塞を防止でき、これにより従来他物質の注入・含
浸が不可能と言われた唐松等の樹種への他物質の注入・
含浸を行うことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は細胞壁孔の説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】１、木材に他物質を注入・含浸する木材の改質方法にお
いて、木材を容器・室中に収納し、容器・室内に加圧蒸気を吹き込んで木材を蒸煮する工程と、前記工程
を経た木材に常法により他物質を注入・含浸する工程を具備することを特徴とする木材の改質方法。２、減圧下の容器・室中に加圧蒸気を吹き込むことを特
徴とする請求項１記載の木材の改質方法。