JPH06262604A - 木材組織の透過性改善法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 木材組織の透過性を改善して化学処理性ある
いは乾燥性を向上させるために行われる水蒸気爆砕法と
呼ばれる方法に関するもので、木材の品位を低下させる
ことなく木材全体に透過性を付与することができる水蒸
気爆砕法を提供することを目的としている。 【構成】 木材２を収納した加圧容器３に加圧水蒸気を
注入し、所定時間蒸煮したあと加圧容器内を急速に大気
開放することにより、木材２の閉鎖された壁孔を開口さ
せる水蒸気爆砕法において、一回当たりの蒸煮条件を緩
くした蒸煮と高周波加熱とを併用してなる蒸煮加熱処理
を行い、この蒸煮加熱処理と大気開放とを複数回繰り返
すと共に、繰り返しにかかる大気開放と蒸煮加熱処理と
の間に放置時間を設けたことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、木材組織の透過性を改
善して化学処理性あるいは乾燥性を向上させるために行
われる水蒸気爆砕法と呼ばれる方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、木材に各種の薬剤や樹脂を浸透さ
せて、木材の有効利用や用途範囲を拡大することが行わ
れている。木材に薬剤や樹脂を浸透させるには、木材組
織が透過性を有していることが必要であるが、針葉樹に
おいては、樹心に近い心材部では細胞の壁孔が閉鎖さ
れ、透過性を失っている。

【０００３】そこで心材部の壁孔を閉鎖している物質を
破壊して透過性を改善する手段として、水蒸気爆砕法が
利用される。従来の水蒸気爆砕法は、木材を加圧容器に
収納し、これに加圧水蒸気を注入して一定時間蒸煮した
あと、加圧容器内を急激に大気開放するという操作によ
って行われる。すなわち、木材組織に加圧水蒸気を作用
させて木材細胞に高い内圧を生じさせ、容器を急激に開
放することにより外圧を大気圧まで低下させ、その圧力
差で壁孔を閉鎖している物質を破壊して、木材組織に透
過性を付与するものである。

【０００４】木材は、樹心に近い心材部と樹皮に近い辺
材部とで組織が異なっており、辺材部は壁孔が開放され
て透過性を有しているが、心材部は、前述したように、
その心材化の過程で壁孔が閉鎖されて透過性を失ってい
る。木材の化学処理性あるいは乾燥性を向上させるため
には、木材全体が透過性を備えておらなければならず、
従って心材部に透過性を付与することが重要になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】水蒸気爆砕法で心材部
の中心まで透過性を付与するには、心材部の木材細胞に
内圧を発生させる必要があるから、蒸煮条件を厳しくす
る必要がある。一方、蒸煮条件を厳しくすると、比較的
軟化点の低いヘミセルロースや細胞壁の中間層にあるリ
グニンが溶出し、木材表面に割れやへこみが生じて品質
が低下する。

【０００６】そこで試験により木材の品位が低下しない
蒸煮条件を見い出し、その条件下で水蒸気爆砕法を施し
て透過性を付与していた。しかし、木材といってもその
材質、心材化の進度、処理時の寸法等が様々であり、木
材の品位を落とさずに心材部の中心まで透過性を付与す
ることは困難であった。

【０００７】本発明は、上記問題を解決することを課題
としており、木材の品位を低下させることなく木材全体
に透過性を付与することができる水蒸気爆砕法を提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明方法は、木材２を
収納した加圧容器３に加圧水蒸気を注入し、所定時間蒸
煮したあと加圧容器内を急速に大気開放することによ
り、木材２の閉鎖された壁孔を開口させる水蒸気爆砕法
において、一回当たりの蒸煮条件を緩くした蒸煮と高周
波加熱とを併用してなる蒸煮加熱処理を行い、この蒸煮
加熱処理と大気開放とを複数回繰り返すと共に、繰り返
しにかかる大気開放と蒸煮加熱処理との間に放置時間を
設けたことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本願出願人は、先の出願（特願平３ー２６３１
５５号）で従来の水蒸気爆砕法を改良した方法を提唱し
たが、本願はこれを更に改良したものである。本発明に
よる水蒸気爆砕法では、一回当たりの蒸煮条件が緩く、
かつ大気開放と蒸煮加熱処理との間に放置時間があるの
で、ヘミセルロースやリグニンの溶出が防止され、木材
の強度が低下せず、表面に割れやへこみが発生しない。
また、蒸煮と高周波加熱を併用したから、蒸煮加熱処理
の過程で心材部に存在する水を高周波によって充分加熱
すること（心材部を中心から加熱すること）ができるか
ら、加圧水蒸気あるいは加圧空気の浸透によらず木材が
保持する水の飽和蒸気圧により心材部の木材細胞に内圧
を発生させることができる。更に、蒸煮加熱処理と大気
開放とを複数回繰り返すことにより、壁孔の開放が順次
木材の中心部へと波及し、木材全体に透過性を付与する
ことができる。

【００１０】

【実施例】図２及び図３は本発明の実施に使用する装置
の一部断面側面図及び扉を開放して示す正面図である。
装置１は、台車２を収納する加圧容器３と、該加圧容器
に加圧水蒸気を供給する水蒸気発生装置４と、加圧容器
３内に収納された木材５に高周波を印加する高周波発振
装置６とを備えている。加圧容器３は、大径の排気管７
を備えており、この排気管７には大気圧開放弁８が設け
られている。

【００１１】水蒸気発生装置４にはその水蒸気圧を制御
する自動制御器９が設けられており、水蒸気発生装置４
は、バルブを備えた配管１０を介して一定圧力の水蒸気
を加圧容器３に供給する。加圧容器３内で凝縮した水蒸
気は、ドレン口１１を通って排出される。ドレン口１１
は、通常はバルブ１２で閉鎖されている。台車２は加圧
容器３から引き出されたレール１３によって出し入れ可
能である。木材５は、台車２の上面に添着された電極板
１４に一定高さに積み上げ、中間の電極板１５を介して
更に一定高さに積み上げられている。最上段の木材の上
面には電極板１６が添着されている。

【００１２】図１は本発明の処理工程を示したブロック
図である。まず台車２に木材５を搭載して圧力容器３に
収納し、電極板１４、１５、１６を高周波発振装置６の
接続端子１８、１９、２０に接続し、扉１７を閉めて加
圧容器３を密閉する。次に蒸気バルブ２１を開いて水蒸
気発生装置４から加圧水蒸気を圧力容器３内に注入し
て、従来に比べて一回当たりの蒸煮条件が緩い蒸煮と高
周波加熱を併用する蒸煮加熱処理を行う。所定の時間が
経過したら、高周波電圧の印加をやめ大気圧開放弁８を
開いて加圧容器３内の水蒸気を一気に放出し、容器内の
圧力を大気圧に戻す大気開放処理を行う。

【００１３】蒸煮と高周波加熱を併用したので、心材部
に存在する水が高周波によって加熱されて、心材部の木
材細胞に水蒸気圧に見合う内圧が発生している。この状
態で大気開放を行うと内圧と外圧との圧力差を生じ、木
材組織の水蒸気が心材部から放出されて壁孔を閉鎖して
いる物質を破壊する。この状態で放置して木材５を冷却
する。この冷却処理によってヘミセルロースやリグニン
の溶出が防止され木材の強度が維持される。

【００１４】所定の放置時間が経過したら、大気圧開放
弁８を閉鎖して加圧容器３を密閉し、加圧水蒸気を供給
するのと同時に木材に高周波電圧を印加して再び蒸煮加
熱処理を行い、所定の時間が経過したら大気開放を行
い、更に放置時間を設ける。このような処理を木材の種
類や材質等に合わせて必要な回数だけ行う。処理が完了
したら、扉１７を開放して電極板１４、１５、１６を接
続端子１８、１９、２０から外し、加圧容器３から台車
ごと引き出して電極板を取り外す。

【００１５】

【発明の効果】以上のように、本発明方法は、緩い蒸煮
と高周波加熱とを併用したものであるから、木材の強度
を低下させることなく木材の中心部にある壁孔を開放さ
せることができ、木材全体に透過性を付与することがで
きる。従って、化学処理時や乾燥時に木材の品質が低下
することがなく、木材の有効利用や用途範囲を拡大する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工程図

【図２】本発明の実施に使用する装置の一部断面側面図

【図３】本発明の実施に使用する装置を扉を開放して示
す正面図

【符号の説明】

３ 加圧容器 ４ 水蒸気発生装置 ５ 木材 ６ 高周波発振装置 ８ 大気圧開放弁 14〜16 電極板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 弘栄 愛知県知多市新舞子字西畑ケ２番地７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木材(2) を収納した加圧容器(3) に加圧
   水蒸気を注入し、所定時間蒸煮したあと加圧容器内を急
   速に大気開放することにより、木材細胞の閉鎖された壁
   孔を開口させる木材組織の透過性改善法において、一回
   当たりの蒸煮条件を緩くした蒸煮と高周波加熱とを併用
   してなる蒸煮加熱処理を行い、この蒸煮加熱処理と大気
   開放とを複数回繰り返すと共に、繰り返しにかかる大気
   開放と蒸煮加熱処理との間に放置時間を設けたことを特
   徴とする、木材組織の透過性改善法。