(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材を、コンクリート二次製品用オートクレーブ装置内に導入し、高圧蒸気を該装置内に供給することによって１．０〜５．０気圧に昇圧し、飽和蒸気雰囲気で木材を湿熱処理することを含み、上記装置内に導入した木材同士の間に蒸気の流路を形成するようにしたことを特徴とする木材の湿熱処理による滅菌方法。
【請求項２】
高圧蒸気をコンクリート二次製品用オートクレーブ装置内に供給することによって１．０〜５気圧に昇圧し、木材の芯部温度を該木材が炭化しない範囲であって、少なくとも目標温度以上で、少なくとも目標時間以上保持するようにしたことを特徴とする請求項１記載の木材の湿熱処理による滅菌方法。
【請求項３】
木材を構成する木材の芯部温度が５６℃以上の５６℃付近の温度で３０分以上保持されるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の木材の湿熱処理による滅菌方法。
【請求項４】
上記湿熱処理に先立って、予めコンクリート二次製品用オートクレーブ装置内を−０．４ｋｇｆ〜−０．８ｋｇｆ／ｃｍ2に減圧することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの木材の湿熱処理による滅菌方法。
【請求項５】
上記蒸気の流路を、横方向に互いに隣接する木材の垂直方向に設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかの木材の湿熱処理による滅菌方法。
【請求項６】
上記蒸気の流路を、上下方向に互いに隣接する木材の水平方向に設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかの木材の湿熱処理による滅菌方法。
【請求項７】
上記蒸気の流路を、横方向に互いに隣接する木材の垂直方向及び上下方向に互いに隣接する木材の水平方向に設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかの木材の湿熱処理による滅菌方法。
【請求項８】
上記水平方向に設けた蒸気の流路に、傾斜を付したことを特徴とする請求項６又は７の木材の湿熱処理による滅菌方法。
【請求項９】
上記蒸気の流路を形成するために、木材同士の間にスペーサを介在させるようにしたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかの木材の湿熱処理による滅菌方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木材の湿熱処理による滅菌方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、輸出用の梱包資材として使用される木材、例えば木材などに関しては、病害虫、有害微生物等が伝染することを防ぐために、消毒を行うことが必要であった。
このような消毒の方法として、臭化メチルなどの薬剤による薫蒸処理、又は常圧における所定温度・所定時間の乾熱処理もしくは湿熱処理を行うことなどが試みられていた。
【０００３】
しかし、臭化メチルなどの薬剤による薫蒸処理は、環境保全の観点から問題があった。
また、従来の乾熱処理又は湿熱処理では、材の厚さが３０ｍｍ程度のものでも３〜６時間を要し、材の厚さによっては数十時間といった長時間を要することがあり、しかも十分な処理効果を望めないおそれがあった。
これに対して、木材を、湿熱処理装置内に導入し、高圧蒸気を湿熱処理装置内に供給することによって１．５〜５気圧に昇圧し、飽和蒸気雰囲気で木材を湿熱処理するようにした特願２０００−２８２８７１に係る木材の湿熱処理による滅菌方法が発明されている。
【０００４】
しかしながら、さらにこのような滅菌方法を迅速に行うことが要請されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に対してなされたものであり、木材を大量にしかもより短時間で確実に消毒することを可能とした木材の湿熱処理による滅菌方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る木材の湿熱処理による滅菌方法は、木材を、湿熱処理装置内に導入し、高圧蒸気を湿熱処理装置内に供給することによって１．０〜５．０気圧に昇圧し、飽和蒸気雰囲気で木材を湿熱処理することを含み、上記湿熱処理装置内に導入した木材同士の間に蒸気の流路を形成するようにした。ここで、湿熱処理装置としては、コンクリート二次製品であるコンクリートパイル又はＡＬＣパネルをオートクレーブ養生するためのオートクレーブ装置を用いる。ここで、予めオートクレーブ装置のオートクレーブ缶の内部を−０．４ｋｇｆ〜−０．８ｋｇｆ／ｃｍ2に減圧することが好ましい。これは、処理対象である木材への蒸気の浸入を良好にするためである。−０．４ｋｇｆ／ｃｍ2より減圧が少ないと蒸気が十分浸入し難くなる。また、−０．８ｋｇｆ／ｃｍ2以上に減圧することは経済的ではない。
【０００７】
本発明に係る湿熱処理による滅菌方法では、その対象は、木材である。
「木材」とは、角材、平板などを含む概念である。
【０００８】
本発明に係る木材の湿熱処理による滅菌方法を実施することにより、木材が消毒される。「消毒」の概念には、病害虫の駆除、有害菌などの有害微生物の滅菌又は殺菌処理が含まれる。消毒の対象となる病害虫としては、マツノザイセンチュウ、エゾマツオオキクイムシ、オオキクイムシ、オオバキクイムシ、カラマツヤツバキクイムシ、マツノマダラカミキリ、ツヤハダゴマダラカミキリ、ヤツバキクイムシ、ヒゲナガカミキリ属、キバチ、アメリカシロヒトリなどを挙げることができる。有害菌としては、クリ胴枯病菌などを挙げることができる。
【０００９】
本発明に係る木材の湿熱処理による滅菌方法で、木材を処理する際、最低１．０気圧が必要である。この気圧に達しないと、短時間で木材の温度を上昇させることができないからである。５．０気圧を超えると、処理雰囲気が１５０℃を超えてしまい、処理される木材が炭化するおそれがあり好ましくない。
【００１０】
本発明に係る木材の湿熱処理による滅菌方法では、高圧蒸気を湿熱処理装置内に供給することによって１．０〜５．０気圧に昇圧し、木材の芯部温度を該木材が炭化しない範囲であって、少なくとも目標温度以上で、少なくとも目標時間以上保持する。ここで、目標温度、目標時間は、消毒対象となる病害虫、微生物に応じて要求される仕様に対応して定まる温度である。本発明に係る木材の湿熱処理による滅菌方法では、高圧蒸気を湿熱処理装置内に供給することによって１．０〜５．０気圧に昇圧するので、このような目標温度に迅速に到達する。本発明に係る木材の湿熱処理による滅菌方法では、例えば、マツノザイセンチュウを主たる消毒対象とする場合、芯部温度を５６℃以上で３０分間以上保つことが必要である。そこで、目標温度を５６℃、目標時間を３０分と設定することが好適である。なお、「芯部温度」は、熱電対などによって測定される。
【００１１】
本発明では、上記蒸気の流路を、横方向に互いに隣接する木材の垂直方向に設けることが好適である。かかる流路としては、横方向に互いに隣接する木材の垂直方向の３ｍｍ〜１０ｍｍの隙間が好適である。また、上下方向に互いに隣接する木材の水平方向に設けることとしても良い。かかる流路としては、上下方向に互いに隣接する木材の水平方向の３ｍｍ〜１０ｍｍの隙間が好適である。さらに、上記蒸気の流路を、横方向に互いに隣接する木材の垂直方向及び上下方向に互いに隣接する木材の水平方向に設けることもさらに好適である。
また、水平方向に蒸気の流路を設ける場合、該流路に傾斜を付すことが好適である。かかる傾斜としては、１％から１０％が好適である。
そして、上記蒸気の流路を形成するためには、木材同士の間にスペーサを介在させるようにすることが好適である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面に示した実施の形態を参照しながら、本発明に係る木材の湿熱処理による滅菌方法を説明する。
図１は、本発明に係る木材の湿熱処理による滅菌方法を実施するための湿熱処理装置の一実施の形態について主要な構成要素を示す概念図である。
この実施の形態で用いる装置は、コンクリート二次製品であるコンクリートパイル又はＡＬＣパネルをオートクレーブ養生するためのオートクレーブ装置を用いた湿熱処理装置である。このようなオートクレーブ装置に用いられるオートクレーブ缶は、容量が大きく、内部の雰囲気が均一に保たれるので本発明の目的に適う。まず、この湿熱処理装置について説明する。
【００１３】
この湿熱処理装置は、木材を湿熱処理することを目的としている。まず、木材を直接処理するための本体部分としてオートクレーブ缶１を備える。このオートクレーブ缶１には、温度検出手段２及び圧力検出手段３が設けられている。また、オートクレーブ缶１には、給排気装置４及び高圧蒸気注入装置５が接続されている。
【００１４】
上記温度検出手段２及び圧力検出手段３は、当業者にとって公知の温度センサー、圧力センサー等の必要な要素を含み、これらの手段からの検出信号は、中央制御装置６に伝達される。また、該中央制御装置６は、給排気装置４及び高圧蒸気注入装置５を制御して、オートクレーブ缶１内の温度、圧力をコントロールする。なお、温度検出手段２は、オートクレーブ缶１内の温度と、木材の芯部温度の各々を検出する。芯部温度を検出する手段としては、熱電対を用いた温度検出装置が好適である。
オートクレーブ缶１内には、オートクレーブ用台車７によって、木材を導入することができるようになっている。オートクレーブ缶１は、長手方向の前端に図示しない入口ドアを備えており、後端に出口ドアを備えている。台車７は、入口ドアから入り、出口ドアから出て行くことができるようになっている。また、入口ドア及び出口ドアは、図示しない油圧装置によって自動的に開閉できるように構成されている。そして、これらのドアが閉成されているときは、オートクレーブ缶１内が気密状態に保たれる。
【００１５】
オートクレーブ缶１は、高圧で耐えられるように一般的に鋼製である。木材を大量に湿熱処理するためには、大容量のオートクレーブ装置が必要である。コンクリートパイル又はＡＬＣパネルのオートクレーブ処理用のオートクレーブ缶１は、通常直径２．５〜４．０ｍ、長さ２０〜６０ｍであり、容量的に、本発明の湿熱処理に好適であり、木材を大量に処理できる。なお、処理できる木材としては、角材としては、３６０ｍｍ×３６０ｍｍ×４０００ｍｍの寸法のものが通常の装置では最大である。
【００１６】
上記給排気装置４は、図示しない給気弁、排気弁、空気抜き弁を含み、これらの開閉を行うことによって、オートクレーブ缶１内の圧力を所定のものとする。また、高圧蒸気注入装置５は、図示しないボイラからの高圧蒸気をオートクレーブ缶１内に導入する。
【００１７】
そして、導入する木材は、図２に示すように蒸気の流路を、横方向に互いに隣接する木材の垂直方向及び上下方向に互いに隣接する木材の水平方向に設ける。すなわち、図２に示すように、木材２１同士の間にスペーサ２２を設けている。これによって、上下方向に互いに隣接する木材２１同士の間に水平方向の３ｍｍ〜１０ｍｍの隙間２３を形成している。さらに、図３に示すように、同様に、スペーサ２２により、横方向に互いに隣接する木材２１同士の間に垂直方向の３ｍｍ〜１０ｍｍの隙間２４を形成している。
【００１８】
図２、図３に示すように、本実施の形態では、蒸気の流路を、横方向に互いに隣接する木材の垂直方向及び上下方向に互いに隣接する木材の水平方向の両方向に設けている。しかし、これらは、いずれか一方でも良い。
また、水平方向に蒸気の流路を設ける場合、該流路に傾斜を付すことがさらに好適である。かかる傾斜としては、１％から１０％が好適である。
【００１９】
次に、上記構成の湿熱処理装置を用いた、湿熱処理による滅菌方法の一実施の形態について説明する。
まず、オートクレーブ用台車７に木材を積み込み、オートクレーブ缶１に搬入する。
【００２０】
台車７に積み込まれた木材は、オートクレーブ缶１に導入される。そして、中央制御装置６に設定した圧力条件、温度条件等に応じて、木材の湿熱処理を開始する。湿熱処理は、中央制御装置６に初期設定を行うことにより、通常自動運転によって実施することができる。
【００２１】
湿熱処理そのものに先立って、まず、オートクレーブ缶１内を給排気装置４によって、−０．４ｋｇｆ〜−０．８ｋｇｆ／ｃｍ２に減圧する。これは、木材への蒸気の浸入を良好にするためである。−０．４ｋｇｆ／ｃｍ２より減圧が少ないと蒸気が十分浸入し難くなる。また、−０．８ｋｇｆ／ｃｍ２以上に減圧することは経済的ではない。
次いで、高圧蒸気注入装置５が働いて、オートクレーブ缶１内に高圧蒸気が注入される。これによって、オートクレーブ缶１内の温度及び圧力が上昇する。
【００２２】
本実施の形態に係る湿熱処理による滅菌方法では、オートクレーブ缶１内の雰囲気を１．０気圧から５．０気圧、好ましくは１．０気圧から３．０気圧の範囲に保持し、飽和蒸気雰囲気で木材を処理する。すなわち、本実施の形態では、高圧蒸気を導入しながらオートクレーブ缶１内の雰囲気を昇圧させ、１．０気圧から５．０気圧、好ましくは１．０気圧から３．０気圧の飽和蒸気雰囲気とする。この飽和蒸気雰囲気で、木材の芯部温度を監視する。木材が針葉樹製で、消毒の主たる対象がマツノザイセンチュウの場合、芯部の目標温度を５６℃とし、目標時間を３０分とする。１．０気圧から５．０気圧、好ましくは１．０気圧から３．０気圧に昇圧することによって、速やかにかつ確実に芯部温度を上昇させることができる。したがって、確実に消毒が行われると共に、全体の処理時間も短時間で済む。
【００２３】
本実施の形態では、木材２１同士の間に隙間２３、２４すなわち蒸気の流路を設け、水平方向及び垂直方向に蒸気の流路を確保しているので、木材２１が蒸気に触れる面積が大幅に増大する。したがって、目標温度である５６℃に速やかに到達することができる。
【００２４】
なお、本実施の形態では、少なくとも目標時間以上木材の芯部温度が維持されるように、オートクレーブ缶１内の気圧を制御する。目標温度を少なくとも目標時間維持した後、給排気装置４を制御することによってオートクレーブ缶１内を降圧（好適には大気圧）し、木材を取り出す。
【００２５】
ここで、上記のように昇圧させ、処理後降圧して出口ドアを開くまで、内部雰囲気を、温度検出手段２及び圧力検出手段３で中央制御装置６が監視し、給排気装置４及び高圧蒸気注入装置５を制御して、オートクレーブ缶１内の温度、圧力を適正にコントロールする。
【００２６】
湿熱処理後の木材は、オートクレーブ缶１から図示しない徐冷室に移送する。徐冷室で、自己の保有顕熱により、木材から水蒸気が自然排出する。上記のように本発明では、飽和蒸気雰囲気で被処理物を処理するので、特段の乾燥装置を設けることなく、このように放置するのみで所定の含水率とすることができる。
【００２７】
本実施の形態に係る湿熱処理装置では、容量の大きいオートクレーブ缶を用いたコンクリート二次製品用のオートクレーブ装置を用いているので、通常４００ｍ３／日、最大で２，８００ｍ３／日の大量処理を行うことができ、しかも上記したようにコンピュータ制御による自動化処理が可能である。
なお、目標温度、目標時間は、消毒の対象となる病害虫、有害微生物に応じて適切に設定することができる。
【００２８】
【実施例】
実施例１
図１の湿熱処理装置を用いて、木材を湿熱処理によって消毒した。
チリ材（４０ｍｍ×４０ｍｍ×５００ｍｍ）を計９個、総量０．００７２ｍ３をオートクレーブ缶内に設置し湿熱処理を行った。
チリ材３１を、図４、５に示すように３段３列の一束ごとに配置した。そして、図５に示すように、中心のチリ材に熱電対３２を導入し温度を測定した。そして、スペーサ３３を介在させて、表１に示すように、０から２０ｍｍ及び無限大（実際には１段３列に積み上げる）の隙間を水平方向に形成した場合について試験を行った。垂直方向には、３ｍｍの隙間の場合のみについて試験を行った。図４に示すように、チリ材の両端は、エポキシ樹脂３４を塗布して、ここからの蒸気の出入りを防ぎ、試験結果に信頼性を持たせるようにした。また、チリ材３１は、ポリプロピレンバンドによって束ねた。
なお、水平方向の傾斜の影響について、３ｍｍの水平方向の隙間を設けた場合について試験を行った。
【００２９】
まず、湿熱処理に先立って、予めオートクレーブ缶内を−０．６ｋｇｆ／ｃｍ２に減圧した。
そして、高圧蒸気を注入することによって缶内を３気圧に４０分で昇圧、１３０℃とした。一方、木材３１の芯部温度を熱電対３２を用いた温度検出装置によりモニターした。
表１に、高圧蒸気注入開始後５６℃に到達した時間を示した。
【００３０】
【表１】
0003556196.tif 000002
【００３１】
５６℃に到達後３０分（高圧蒸気注入開始後９０分）経過後、高圧蒸気の注入を中止し、降圧操作を行って木材を取り出した。
このような湿熱処理による消毒を行った結果、マツノザイセンチュウなどの病害虫の棲息がないことを確認した。
【００３２】
この実施例１により、水平方向又は垂直方向の隙間を少なくとも３ｍｍ以上確保するように蒸気の流路を確保することにより、４０分という短時間でチリ材という大量の木材を確実に消毒できることが確認された。また、水平方向の隙間に関しては、１０ｍｍあれば足りることが了解された。さらに、水平方向、垂直方向の両方向に隙間を設けることも有効である。実用性を考慮すると、水平方向、垂直方向とも１０ｍｍの隙間を上限とすることが好適である。
水平方向のみに隙間を設けた場合であっても、１％以上の傾斜を設けることが好適であることが了解される。実用性を考慮すると、傾斜は、１０％までが好適である。
【００３３】
【発明の効果】
上記したところから明らかなように、本発明によれば、木材を大量にしかもより短時間で確実に消毒することを可能とした木材の湿熱処理による滅菌方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る木材の湿熱処理による滅菌方法を実施するための湿熱処理装置のうち、オートクレーブ缶を用いた実施の形態を説明する概念図である。
【図２】本発明に係る木材の湿熱処理による滅菌方法を実施する形態に関し、木材同士の間に隙間を設ける状態を示す側面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。
【図４】本発明に係る木材の湿熱処理による滅菌方法を実施した実施例に関し、木材同士の間に隙間を設ける状態を示す側面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線による断面図である。
【符号の説明】
１            オートクレーブ缶
２            温度検出手段
３            圧力検出手段
４            給排気装置
５            高圧蒸気注入装置
６            中央制御装置
７            台車
２１          木材
２２          スペーサ
２３、２４    隙間
３１          木材
３２          熱電対
３３          スペーサ
【図１】
0003556196.tif 000003
【図２】
0003556196.tif 000004
【図３】
0003556196.tif 000005
【図４】
0003556196.tif 000006
【図５】
0003556196.tif 000007