(57)【要約】処理された木材製品を製造するための構成及び装置が開示されている。対象の化学調合物で複数の木材ピースを処理するための湿分置換容器が記載されている。また、対象の化学調合物を使って処理された木材又は処理中の木材を接着するのに適した接着剤が記載されている。また、本発明の構成及び装置を使用する方法及びシステム、並びに処理された木材製品も開示されている。
2008514472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の木材ピースを液体を用いて処理するための容器であって、前記容器が、
前記容器内に複数の木材ピースを保持するための支持フレーム構造と、
複数の開口を含む少なくとも１つの表面とを備えており、
前記支持フレーム構造が、底部フレーム、頂部フレーム、並びに前記底部フレーム及び前記頂部フレームを結合する複数のサイドレールを含み、
前記開口の大きさが、流体は前記開口を通過できるが、前記容器の内部にある前記複数の木材ピースの相当な割合が前記開口を通過しないように構成される容器。
【請求項２】
前記支持フレーム構造が、
前記容器の前記底部フレームを構成する矩形のフレームと、
前記容器の前記頂部フレームを構成する矩形のフレームと、
前記底部フレームを前記頂部フレームに結合する４つのサイドレールとを備えており、  前記サイドレールが、前記底部フレームから前記頂部フレームに垂直に延びて前記底部フレームの角部を前記頂部フレームの対応する角部に接合し、底部、頂部及び４つの側部を有する矩形状の容器を形成する、請求項１に記載の容器。
【請求項３】
前記フレーム構造の一部として前記底部フレームを前記頂部フレームに結合する追加のサイドレールを更に備える、請求項２に記載の容器。
【請求項４】
前記容器の頂部表面に沿って延びる追加のサイドレールを更に備える、請求項２に記載の容器。
【請求項５】
前記容器の前記底部フレームとして追加のピースを更に備え、前記底部フレームの追加のピースが相互に結合されて前記底部フレームの一方の側から前記底部フレームの反対の側に延びる格子構造を形成する、請求項２に記載の容器。
【請求項６】
前記フレーム構造の底から延びる第１組の脚部を更に備え、前記容器が平面上に置かれたときに前記容器が前記脚部の上に載るように構成される、請求項１に記載の容器。
【請求項７】
前記脚部が、前記底部フレームの内周側から延びるよう配置されており、２つの容器が積み重ねられる際、上側の容器の脚部が下側の容器の頂部フレームの周辺内に挿入されて、双方の容器が互いに対して横方向に移動するのを防ぐ、請求項６に記載の容器。
【請求項８】
前記脚部が延長部を更に含んでおり、２つの容器が積み重ねられる際、前記上側の容器の前記脚部の各々の延長部が前記下側の容器の前記頂部フレームの上面に載って、前記２つの容器の間に空間を形成するように構成される、請求項７に記載の容器。
【請求項９】
前記延長部が前記第１組の脚部から離れた第２組の脚部を備える、請求項８に記載の容器。
【請求項１０】
前記頂部フレームが、
前記容器の頂部の頂面に対して平行である平面を含む少なくとも１つのレールと、
前記容器の側面に対して平行である平面を含むサイドレールと、
前記頂部レールの内側縁から前記サイドレールの下側縁へと延びる表面であって、前記頂部フレームの下側縁における前記容器の内側周囲が前記頂部フレームの上側縁における前記容器の内側周囲よりも大きくなるように角が付けられた表面を含む表面と、
を備える、請求項１に記載の容器。
【請求項１１】
前記容器の前記底面及び前記側面のうちの少なくとも２つが複数の開口を備える、請求項１に記載の容器。
【請求項１２】
複数の開口を備える少なくとも１つの面が前記フレーム構造に取り付けられた網状組織を含む、請求項１に記載の容器。
【請求項１３】
前記容器を製造するために用いられる各材料が１５０°Ｆ(６５.６℃）を超える温度に対して安定である、請求項１に記載の容器。
【請求項１４】
前記フレーム構造の少なくとも一部分が溝形鋼から構成されており、前記溝形鋼の側面が前記容器の底面に向かって延びる、請求項１３に記載の容器。
【請求項１５】
請求項１に記載の容器を使用し、液体を用いて処理された木材。
【請求項１６】
ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）樹脂及びイソシアナート架橋剤を含む接着剤であって、前記接着剤が２つの木材ピースを接合するのに使用される際に８５％木部破断よりも大きな結合強さをもたらす、接着剤。
【請求項１７】
前記結合強さが、前記接着剤が２つの木材ピースを接合するのに使用される際に９０％木部破断よりも大きい、請求項１６に記載の接着剤。
【請求項１８】
前記イソシアナート架橋剤が高分子ジフェニルメタンジイソシアナートを含む、請求項１６に記載の接着剤。
【請求項１９】
高分子ジフェニルメタンジイソシアナートが、ポリ（メチレンフェニレンイソシアナート）、メチレンジフェニルジイソシアナート及びメチレンジフェニルイソシアナートの混合物を含む、請求項１６に記載の接着剤。
【請求項２０】
前記ポリビニルアセテート樹脂がポリビニルアセテート及びポリビニルアルコールを含む、請求項１６に記載の接着剤。
【請求項２１】
前記ポリビニルアルコールが約５〜１５％であり、前記ポリビニルアセテートが約４０〜８０％である、請求項２０に記載の接着剤。
【請求項２２】
前記イソシアナート架橋剤が総重量の１５〜２０％であり、前記ポリビニルアセテート樹脂が総重量の８０〜８５％である、請求項１６に記載の接着剤。
【請求項２３】
塩化アルミニウム触媒を更に含む、請求項１６に記載の接着剤。
【請求項２４】
請求項１６に記載の接着剤を含む木材製品。
【請求項２５】
木材を処理する方法であって、
（ａ）複数の木材ピースを集めることと、
（ｂ）前記複数の木材ピースを容器内に入れ、前記容器が、
（ｉ）前記容器内に複数の木材ピースを保持するための支持フレーム構造と、
（ii）複数の開口を含む少なくとも１つの表面とを備え、前記開口の大きさが、流体は前記開口を通過できるが、前記容器の内部にある相当な割合の前記複数の木材ピースは前記開口を通過しないよう構成されることと、
（ｃ）流体が木材に添加されるか又は前記木材から除去されるような状態に前記複数の木材ピースを暴露することと、を含む方法。
【請求項２６】
前記フレーム構造が、底部フレーム、頂部フレーム、並びに前記底部フレーム及び前記頂部フレームを結合する複数のサイドレールを備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記フレーム構造の底から延びる第１組の脚部を更に備え、前記容器が平面上に置かれたときに前記容器が前記脚部の上に載るように構成される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記脚部が、前記底部フレームの内周側から延びるように配置されており、２つの容器が積み重ねられる際、上側の容器の脚部が下側の容器の底部フレームの周辺内に挿入されて、双方の容器が互いに対して横方向に移動するのを防ぐ、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
流体が木材に添加されるか又は前記木材から除去されるような状態に前記複数の木材ピースを暴露するステップが、前記木材及び前記流体を約１５０°Ｆ（６５.６℃）〜約２４０°Ｆ（１１５℃）の範囲の温度で加熱することを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）樹脂及びイソシアナート架橋剤を含む接着剤を用いて前記木材ピースを互いに接着することを含み、前記接着剤が２つの木材ピースを接合するのに使用される際に８５％木部破断よりも大きな結合強さをもたらす、請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
前記接着剤の結合強さが、前記接着剤が２つの木材ピースを接合するのに使用される際に９０％木部破断よりも大きい、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記イソシアナート架橋剤は高分子メチレンジフェニルジイソシアナートを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
高分子ジフェニルメタンジイソシアナートが、ポリ（メチレンフェニレンイソシアナート）、メチレンジフェニルジイソシアナート及びメチレンジフェニルイソシアナートの混合物を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記ポリビニルアセテート樹脂がポリビニルアセテート及びポリビニルアルコールを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
前記イソシアナート架橋剤が前記接着剤の総重量の約１０〜３０％であり、前記ポリビニルアセテート樹脂が前記接着剤の総重量の約９０〜７０％である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
前記接着ステップが前記ステップ（ｂ）の前に行われる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３７】
前記接着ステップが前記ステップ（ｃ）に続いて行われる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３８】
最終木材製品が約３〜３０％の所定湿分含有量を有するように木材中の湿分の少なくとも一部分を除去するために処理済みの木材を乾燥することを更に含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３９】
請求項２５に記載の方法によって製造される木材製品。
【請求項４０】
少なくとも２つの別個の木材ピースを互いに接合するための接着剤を含み、前記接着剤が、ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）樹脂及びイソシアナート架橋剤を含み、前記接着剤が２つの木材ピースを接合するのに使用される際に８５％木部破断よりも大きな結合強さをもたらす、木材製品。
【請求項４１】
前記接着剤が２つの木材ピースを接合するのに使用される際に８５％よりも大きい結合強さをもたらすことを更に含む、請求項４０に記載の木材製品。
【請求項４２】
前記イソシアナート架橋剤が高分子メチレンジフェニルジイソシアナートを含む、請求項４０に記載の木材製品。
【請求項４３】
高分子ジフェニルメタンジイソシアナートが、ポリ（メチレンフェニレンイソシアナート）、メチレンジフェニルジイソシアナート及びメチレンジフェニルイソシアナートの混合物を含む、請求項４０に記載の木材製品。
【請求項４４】
前記ポリビニルアセテート樹脂がポリビニルアセテート及びポリビニルアルコールを含む、請求項４０に記載の木材製品。
【請求項４５】
前記イソシアナート架橋剤が前記接着剤の総量の１０〜３０％であり、前記ポリビニルアセテート樹脂は前記接着剤の総量の７０〜９０％である、請求項４０に記載の木材製品。
【請求項４６】
（ａ）複数の木材ピースを液体で処理するための容器を装荷するステーションであって、前記容器が、前記容器内に複数の木材ピースを保持するための支持フレーム構造と、複数の開口を含む少なくとも１つの表面とを備えており、前記開口の大きさが、流体は前記開口を通過できるが、前記容器の内部にある前記複数の木材ピースは前記開口を通過しないように構成される、ステーションと、
（ｂ）対象の液体調合物で前記木材ピースを処理するためのステーションと、
（ｃ）前記液体で前記木材ピースを処理した後に前記木材から余分の湿分を除去するためのステーションと、
（ｄ）前記木材ピースの少なくとも一部分を互いに接着するためのステーションと、
を備えるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の表示）
本出願は、米国連邦法規集第３５編１１９（ｅ）条により、「木材を処理するための製品及び方法、並びにそれから造られる木材製品」と題する２００４年９月３０日出願の米国仮特許出願第６０/６１４,８０７号からの優先権を主張している。該仮出願第６０/６１４,８０７号の開示内容は参照によりここに組み込まれる。
【０００２】
本発明は、処理された木材の製品に関する。また、木材を処理するための方法、装置、調合物及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
本物の木材を使用して造られるドア、窓のような建築用構造物は、感じの良い外観と、頑丈かつ硬い感触とを有している。天然木材の外観は芸術的に美しいが、木材は、湿った空気又は乾燥した空気、湿度、風雨、カビによる汚染、及び／又は害虫に長期間にわたりさらされることにより起きる被害を受け易い。従って、仕上げ済み木材が環境にさらされて劣化するのを防ぐために、多くの場合コストのかかる保守が頻繁に必要となる。
【０００４】
また、木材は貴重な天然資源である。建築用構造物の製造のために木材を使用する効率を最大化するために、最終の部品よりも小さいサイズに切断された木材を使用して、より大きなピースを形成することがある。例えば、大きなパネル又は梁の最終仕上げの際に残ることがある木材の小ピースを、より大きな建築用構造物の一部として集合させることができる。
【０００５】
風雨及び／又は害虫によって発生するような劣化に耐えるように、本物の木材の能力を高めるため、木材を保存し保護する調合物や、かかる調合物で木材を処理する方法が開発されてきた（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４及び特許文献５、並びにその中で引用された文献を参照のこと）。このような保存調合物によって木材を処理することにより、結果的に、追加の諸ステップを製造プロセス全体に組み込む必要がうまれる。例えば、保存調合物によって木材を処理すると、この処理の前か後に特定の湿分含有量まで木材を乾燥させることが必要となるかもしれない。あるいは、保存調合物によって木材を処理すると、木材の管孔内への保存調合物の侵入を増進するために木材の前処理が必要となることがある。また、小さなピースから造られた木材製品は、処理される前か後に、互いに接着する必要があるかもしれない。
【特許文献１】米国特許第６,６８６,０５６号明細書
【特許文献２】米国特許第６,５６９,５４０号明細書
【特許文献３】米国特許第６,２７４,１９９号明細書
【特許文献４】米国特許第５,８２４,３７０号明細書
【特許文献５】米国特許第５,６５２,０２３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、化学的に処理された木材を製造するのに用いるプロセスの効率性を増す必要がある。また、処理された木材を用いる建築用構造物や木材製品の製造に使用される調合物を改善する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の諸実施形態は、木材を処理するために、調合物及び装置は言うまでもなく、方法をも提供する。また、木材を処理するためのシステムも提供されている。他の実施形態において、本発明は、本発明の方法及びシステム並びに／又は装置及び調合物を使用して製造された新規な木材製品を提供する。本発明は、種々の仕方で実施されうる。
【０００８】
例えば、本発明のある実施形態は、複数の木材ピースを液体を用いて処理するための容器を備える装置である。ある実施形態において、この容器は湿分置換容器であってもよい。該容器は、該容器内に複数の木材ピースを保持するための支持フレーム構造と、複数の開口を含む少なくとも１つの表面とを備えており、前記開口の大きさは、流体は該開口を通過できるが、前記容器の内部にある前記複数の木材ピースのほとんどの割合が該開口を通過しないよう構成される。
【０００９】
また、本発明の諸実施形態に木材を接着するための調合物も含む。ある実施形態において、調合物は、ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）樹脂及びイソシアナート架橋剤から構成されていてよい。本発明のある実施形態による接着剤は、処理済み木材又は対象の化学調合物で処理する木材に使用されうる。本発明の諸実施形態はまた対象の化学調合物を使い木材を処理するための方法である。この方法は、例えば、複数の木材ピースを集めるステップと、前記複数の木材ピースを容器内に入れるステップとを含み、その場合、前記容器は、前記容器内に複数の木材ピースを保持するための支持フレーム構造と、複数の開口を含む少なくとも１つの表面とを備え、前記開口の大きさは、流体が前記開口を通過できるが、前記容器の内部にある前記複数の木材ピースの相当な割合は前記開口を通過しないよう構成されており、更に、流体が木材に添加されるか又は前記木材から除去されるような状態に前記複数の木材ピースをさらすステップを含む。
【００１０】
また、本発明のある実施形態は、対象の化学調合物で木材を処理するためのシステムである。このシステムは、例えば、複数の木材ピースを液体を用いて処理するための容器を装荷するステーションであって、前記容器が、前記容器内に複数の木材ピースを保持するための支持フレーム構造と、複数の開口を含む少なくとも１つの表面とを備えており、前記開口の大きさが、流体は前記開口を通過できるが、前記容器の内部にある前記複数の木材ピースの相当な割合は前記開口を通過しないよう構成されるステーションを含む。前記システムの諸実施形態は、対象の液体調合物を用いて前記木材ピースを処理するためのステーションを更に含む。また、他の実施形態において、システムは、木材が処理するためのステーションから取り出された後に前記木材から余分な湿分を除去するためのステーションを含む。前記システムは、複数の部分から形成された木材製品を製造するために使用されうる。従って、前記システムの諸実施形態は木材ピースの少なくとも一部分を互いに接着するためのステーションをも備える。
【００１１】
更に他の実施形態には、本発明の装置、調合物、方法及びシステムを使って製造された木材製品がある。
【００１２】
本発明の特定の実施形態は種々の利点を備えている。本発明の装置、調合物、方法及びシステムを使用することにより、処理済み木材を製造する効率が高まる。例えば、本発明の湿分置換容器は、多様な配列の木材基板を処理したり、様々な種類の建築用構造物を製造したりするために使用しうる。本発明の湿分置換容器を使用することにより、木材ピースの形状や大きさに関係なく複数の木材ピースを処理することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の実施形態は、木材が高い温度及び圧力の変化にさらされる処理の手順において使用されうる。例えば、ある実施形態において、本発明の湿分置換容器は、水性の調合物又は有機化学調合物による木材の処理に使用しうる。従って、本発明の湿分置換容器は、防かび剤、又は殺虫剤、又は他の種類の化学防腐剤による処理を必要とする木材製品の製造に使用しうる。あるいは湿分置換容器は、木材が化学調合物での処理は不要であるが湿分の添加又は除去は必要である場合に使用することができる。
【００１４】
また、本発明の実施形態は、処理プロセス中における様々な時点でより小さな木材ピースを一緒に接着することを可能であることから、融通性という効果がある。例えば木材ピースは、化学調合物による処理のために湿分置換容器内に木材を装荷する前に互いに接着されてもよい。あるいは木材ピースは、化学調合物による処理のために湿分置換容器内に木材を装荷した後に互いに接着されてもよい。
【００１５】
本発明のある実施形態は独自の接着剤調合物をも提供することができる。ある実施形態において、本発明の接着剤調合物は木材ピース同士の接着力を強めるように配合されている。物理的圧力にさらされる木材ピースを互いに接着するためにはかかる接着力の増強が重要である。また、接着剤を固化する上で、木材の化学的処理が木材中の化学基を少なくとも部分的に不活性化するため、かかる接着力の増強は化学的に処理される木材にとっても重要である。従って、木材が化学的に処理されるべき場合には、より強い接着剤が要求される。
【００１６】
本発明の一実施形態による接着剤調合物により、硬化時間を短縮することが可能である。木材ピースを互いに接着することは製造上の障害となることがあるので、硬化時間が短縮できることは製造時に利点となりうる。
【００１７】
また、本発明の実施形態の接着剤は、チョーキングを低下させることができるよう調合することができる。チョーキングを低下させることにより、互いに接着される２つの部品間に、より瑕疵のない接着ラインに加えて、より強い封止部を形成できるようになる。
【００１８】
上述した概要から明らかなように、本発明の目的は、処理した木材製品の製造に関連した方法、装置、調合物及びシステムを提供することである。本発明は、以下の説明、図面及び請求項に記載されたような特定的な詳細への適用に限定されるのではないことを理解されたい。本発明は他の実施形態も可能であり、また様々な方法で実施もしくは実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（定義）
この明細書で使用される単数形の用語は、指示対象が１つであると明白に且つ疑いの余地なく限定されていない限り、複数の指示対象をも含む。
【００２０】
ここで使用される用語“相当な割合”とは、少なくとも６０％を意味するものであり、従って、少なくとも７０％、又は少なくとも８０％、又は少なくとも９０％、又は少なくとも９５％、又は少なくとも９９％の範囲が含まれる。
【００２１】
本発明の諸実施形態は、本発明の処理済み木材製品から構成される種々の建築用構造物を提供する。建築用構造物は、例えばドア枠又はドア枠の一部、窓枠又は窓枠の一部、あるいはサッシ、ガラス押し縁又は模擬さん付きガラス窓(ＳＤＬ＝simulated divided light)バー（例えば、窓さん）、サイディング（又はその一部）、敷板（又はその一部）、鼻隠し板、シャッター、こけら板又は外装材のような窓部品である、種々の建築構造物のであってよいが、これらに限定されない。また、建築用構造物は、ドアパネルもしくは戸板のように実質的に平らな構造物であってよい。あるいは処理済み木材は、更に加工されてドア外板のような複合構造物になっていてもよい。
【００２２】
ここで使用されているように、木材及び木材ピースは、木材をベースとした複合材は言うまでもなく、天然木材を含む。かかる木材をベースとした複合材にはリグノセルロース繊維が含まれてもよい。例えば、木材をベースとした複合材には、高密度ファイバーボード、中質繊維板、配向性ボード及びパーティクルボードのようなファイバーボードが含まれうる。木材及び木材ピースには、工業等級の用材、合板、ランダムな長さのボード、クリヤーカットストック(clear cutstock)用材、フィンガージョイント（fingerjoint)カットストック（cutstock）用材、縦割り用材、又は問題の木材製品を造るのに適する他の種類の用材のような種々の異なる用材がある。木材の種類は特定の種に限定されない。木材は“硬材”であってよく、これは、桜、トネリコ、マホガニー、トロコ（troko)、ブナ、樫、カエデ、カバノキ、ウォールナット、チーク、ハンノキ、ポプラ、ブナ、ハコヤナギ、ニレ、ゴム、ユリノキ、又はヤナギのような双子葉樹の代表的な木材である。あるいは“軟材”を使用してもよく、その代表的なものは、カラマツ、パイン、モミ、ダグラスファー、ヘムロック、セコイア、トウヒのような針葉樹の木材である。
【００２３】
また、ここで使用されているようなリグノセルロース繊維は、セルロース、ヘミセルロース及びリグニンを含有する材料である。適当なリグノセルロース材料には、木材パーチクル、木部繊維、麦ワラ、麻、サイザル、綿茎、小麦、竹、ジュート、塩生アシ、シュロの葉、亜麻、落花生の殻、硬材、又は軟材がある。木材ピースを造るのに使用されるリグノセルロース繊維は精製されていてよい。ここで使用されている精製繊維は、チップ及び削り屑のような他の形の木材とは大きさが減少されている繊維束及び木材繊維である。精製木材繊維は、大きな木材パーチクルを蒸気及び圧力で軟化してから、所望の繊維サイズにするためリファイナーにおいて機械的に摩砕することにより製造することができる。
【００２４】
ここで使用されるフレームとは、剛な支持構造である。また、ここで使用されるフレーム構造とは、少なくとも１つのフレームを有する本質的支持構造である。更に、ここで使用される脚部とは、平面上に置く際に大きな構造物が載せられる支持構造である。
【００２５】
ここで使用されているメッシュ又は格子とは、規則的に離間した開口をもつ、複数の組合せ中実部材から構成される網状構造である。
【００２６】
本発明の実施形態は、コンピュータと、コンピュータプログラム即ちソフトウエアにより少なくとも部分的に制御されうる自動化システムを含んでいてよい。ここで使用されるコンピュータプログラムとは、コンピュータが特定のタスク（単数又は複数）を実行するのに必要な諸ステップを符号化するコンピュータ符号化言語を含む。また、ここで使用されるソフトウエアとは、コンピュータファンクションに必要とされる他のオペレーティングシステムと連係して使用されるコンピュータプログラム（単数又は複数）を含む。コンピュータ読取り可能メディアは、限定はされないが、プロセッサにコンピュータ読取り可能命令を提供することができる電子的、光学的、磁気的又はその他の記憶もしくは通信装置を含む。その他の適当なメディアの例には、フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気ディスク、メモリーチップ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ、登録プロセッサ、全ての光学メディア、全ての磁気テープ又は全ての磁気メディア、あるいはコンピュータにより命令を読取ることができる他の任意のメディアがあるが、これらに限定はされない。また、他の種々の形態のコンピュータ読取り可能メディアは、ルーター、私設又は公設ネットワーク、あるいはその他の通信装置又はチャンネルを含め、コンピュータに有線及び無線の双方で命令を送信もしくは搬送することができる。命令は、例えば、Ｃ言語、ヴィジュアル・シー＃（ＶＩＳＵＡＬ Ｃ＃）（登録商標）、ヴィジュアル・フォックスプロ（ＶＩＳＵＡＬ ＢＡＳＩＣ）（登録商標）、ヴィジュアル・フォックスプロ（ＶＩＳＵＡＬ ＦＯＸＰＲＯ）（登録商標）、ジャバ、ジャバスクリプト、サイテック（ＣＩＴＥＣ）、ワンダーウェア（ＷＯＮＤＥＲＷＡＲＥ）（登録商標）、及びテストポイント（ＴＥＳＴＰＯＩＮＴ）（登録商標）を含む適当なコンピュータプログラミング言語から符号で構成されうる。
【００２７】
更に、ここで使用されているコンピュータプロセッサもしくはＣＰＵは、例えば、入力を処理し、アルゴリズムを実行し、そして入力装置から得られる入力に基づいて必要に応じ出力を発生することができるディジタル論理プロセッサを含んでいてよい。かかるプロセッサは、ＡＳＩＣ及び状態遷移機械のようなマイクロプロセッサを含んでいてよい。かかるプロセッサは、前記プロセッサにより実行されるときに前記プロセッサにそこに記載された諸ステップを遂行させる命令を保存した、例えばコンピュータ読取り可能メディアであるメディアを含んでいてよく、あるいはかかるメディアと通信していてよい。
【００２８】
（木材処理の方法）
本発明の諸実施形態は、木材処理の方法を含むことができる。また、本発明の諸実施形態は、本発明の方法を使用して製造された木材製品を含むことができる。本発明の方法の諸実施形態は、ここに記載されたような本発明のシステム、装置及び構成の実施形態を含むことができる。
【００２９】
一実施形態において、本発明は、木材を処理する方法であり、前記方法は、（ａ）複数の木材のピースを集めるステップと、（ｂ）前記複数の木材のピースを容器内に入れるステップとを含んでおり、前記容器が（ｉ）前記容器内に複数の木材のピースを保持するための支持的フレーム構造と（ii）複数の開口を含む少なくとも１つの面とを備え、かかる容器において、前記開口の大きさは、流体が前記開口を通過することができるが、前記複数の木材のピースのうちの相当な割合のものが前記開口を通過しないように構成されており、前記方法が更に、（ｃ）流体が木材に付加されるか又は同木材から除去されうるような状態に前記複数の木材のピースをさらすステップを含む。フレーム構造は、底部フレームと、頂部フレームと、前記底部フレーム及び頂部フレームを接続する複数のサイドレールとを備えることができる。
【００３０】
また、特定の実施形態における容器は、底部フレームから延びる脚部を備えることができるので、前記容器が平面上に置かれた場合、容器は該脚部に載り静止する。脚部は、２つの容器を積み重ねたときに、上側の容器の脚部が下側の容器の頂部フレームの周辺内に挿入されて両容器が互いに横方向に相対的に移動するのを防止すべく、底部フレームの内周から延びるように位置決めすることができる。また、脚部は延長部を備えており、２つの容器が積み重ねられたときに、上側の容器の脚部の延長部が下側の容器の頂部フレームの上面に載って２つの容器間に空間をもたらすようになっている。
【００３１】
また、一実施形態において、フレームはクモの巣状部材又は網状部材を備えることができる。あるいは、大きな開口を備えるフレーム構造はクモの巣状部材又は網状部材により囲まれていてよい。一実施形態において、容器は、ここに記載されているような湿分置換容器を含んでいてよい。本発明の方法で使用される湿分置換容器の更なる詳細は以下に詳しく論じられている。
【００３２】
一実施形態において、この方法は、複数の木材ピースを化学調合物で処理すること、該複数の木材ピースを組み立てて大きな構造物とすることを含んでいてよい。一実施形態において、化学調合物は、木材に水が浸透しないようにする及び／又は木材の腐食を防止する保存剤から構成されていてよい。さらにまたは、化学調合物は、虫害を減じる薬剤を含んでいてよい。あるいは、化学調合物は、殺菌剤であってもよい。更に別の実施形態において、木材に湿分を付加する処理、又は木材から湿分を除去する処理を含んでいてよい。
【００３３】
この方法の第１ステップは、特定の実施形態の場合、処理すべき複数の木材ピースを用意することを含んでいる。木材は、木材をベースとする複合材は勿論のこと、天然木材とすることができる。また、木材は、種々の異なるタイプ及び等級の用材、例えば、工業等級の用材、合板、ランダムな長さのボード、クリヤーカットストック用材、フィンガージョイントのカットストック用材、縦割り用材、又は問題の木材製品を造るのに適する他の種類の用材がある。木材の種類は特定の種に限定されない。木材は、例えば、桜、トネリコ、マホガニー、トロコ、ブナ、樫、カエデ、カバノキ、ウォールナット、チーク、ハンノキ、ポプラ、ブナ、ハコヤナギ、ニレ、ゴム、ユリノキ、又はヤナギのような“硬材”であってよい。あるいは、カラマツ、パイン、モミ、ダグラスファー、ヘムロック、セコイア、トウヒのような“軟材”を使用してもよい。
【００３４】
一実施形態において、木材は、処理容器内への搬送のために本発明の湿分置換容器内に装荷することができる。次いで木材ピースは処理容器中に置かれうる。処理容器は、木材を当該化学調合物で処理することができるような、閉じた容器であってよい。一実施形態において処理容器内の木材は、温度及び／又は圧力の上昇した状態にさらされてもよい。
【００３５】
一実施形態において、木材は、処理を受けた後、所定の湿分含有量まで乾燥させるために脱湿装置又はキルン内に置かれる。キルンは、太陽エネルギで作動されても、蒸気で加熱されても、電気でも、あるいは木材又はガスを燃焼させてもよい。一実施形態において、木材は、周囲温度で空気乾燥することができる。別の実施形態において、木材は、約３％〜約３０％、又は約５％〜約２０％、又は約８％〜約１５％の範囲にある最終湿分含有量を有するように乾燥されてもよい。木材は、キルンに入っていながらにしてこの湿分置換容器内に留まっていられる。木材は、約３０°Ｆ（−１.１℃）〜２８０°Ｆ（１３８℃）、又は約６０°Ｆ（１５.６℃）〜２４０°Ｆ（１１６℃）、又は約１００°Ｆ（３７.８℃）〜２２０°Ｆ（１０４.４℃）の範囲にある温度で加熱することができる。処理済み木材から過剰湿分を除去した後、個々の木材ピースは湿分置換容器から取り出すことができる。
【００３６】
木材を処理する方法は、木材に適用される調合物の種類に応じて変えることができる。一実施形態において、木材中への化学調合物の浸透を増すための手段として、この方法が温度及び／又は圧力を変更することを含んでいてよい。従って、代替実施形態において、複数の木材ピースを流体にさらすステップは、木材及び流体を約１１０°Ｆ（４３.３℃）〜約２７０°Ｆ（１３２℃）、又は約１２０°Ｆ（４８.９℃）〜約２５０°Ｆ（１２１℃）、又は約１３０°Ｆ（５４.４℃）〜約２００°Ｆ（９３.３℃）、又は約１４０°Ｆ（６０℃）〜約１８０°Ｆ（８２.２℃）、又は約１５０°Ｆ（６５.６℃）〜約１６０°Ｆ（７１.１℃）の範囲にわたる温度で加熱することを含んでいる。処理容器は、正又は負の圧力を処理中の木材に加えることができる、閉じたシステムを構成することができる。一実施形態において、処理容器はオートクレーブである。
【００３７】
木材ピースは、最終製品のサイズであってもよいし、あるいは小さいピースであって互いに接着され大きなピースを形成してもよい。一実施形態において、当該化学調合物により木材を処理する前に、小さな木材ピースを互いに接着してもよい。あるいは木材を当該化学調合物により処理した後に、木材ピースを互いに接着してもよい。
【００３８】
一実施形態において、木材を接着するのに使用される接着剤は、ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）樹脂及びイソシアナート架橋剤から構成される接着剤であるを接着できるようにする結合強さをもたらしうる。別の実施形態において、接着剤の結合強さは、１メガパスカル（ＭＰａ）（１４５psi；１０.２Ｋｇ/ｃｍ２）、又は２ＭＰａ（２９０psi；２０.４Ｋｇ/ｃｍ２）、又は５ＭＰａ（７２５psi；５１Ｋｇ/ｃｍ２）、又は７.５ＭＰａ（１０８８psi；７６.５Ｋｇ/ｃｍ２）、又は１０ＭＰａ（１４５０psi；１０２Ｋｇ/ｃｍ２）、又は１５ＭＰａ（２１７５psi；１５３Ｋｇ/ｃｍ２）よりも大きい。例えば、接着剤の結合強さは、１ＭＰａ（１４５psi；１０.２Ｋｇ/ｃｍ２）〜２０ＭＰａ（２９００psi；２０４Ｋｇ/ｃｍ２）、又は２ＭＰａ（２９０psi；２０.４Ｋｇ/ｃｍ２）〜１８ＭＰａ（２６１０psi；１８３.５Ｋｇ/ｃｍ２）、又は５ＭＰａ（７２５psi；５１Ｋｇ/ｃｍ２）〜１７ＭＰａ（２４６５psi；１７３Ｋｇ/ｃｍ２）、又は７.５ＭＰａ（１０８８psi；７６.５Ｋｇ/ｃｍ２）〜１５ＭＰａ（２１７５psi；１５３Ｋｇ/ｃｍ２）の範囲にわたることができる。例えば、別の実施形態において、接着剤の結合強さは、同接着剤が２つの木材ピースを結合するのに使用されるときに８０％以上、又は８５％以上、又は９０％以上、又は９２％以上、又は９５％以上、又は９７％以上の木部破断をもたらす。一実施形態において、結合強さの測定は、ここに記載されるようにＡＳＴＭ張力及び／又は屈曲試験の使用することからなる。
【００３９】
後で更に詳しく記載するように、上述のイソシアナート架橋剤は、ジフェニルメタンジイソシアナート（ＭＤＩ）からなりうる。このＭＤＩは、高分子もしくはポリマーＭＤＩ及び純ポリマーの混合物であってよい。この純ＭＤＩは、２,４’-ジフェニルメタンジイソシアナート及び４,４’-ジフェニルメタンジイソシアナートからなりうる。ポリマーＭＤＩは、技術的に知られているようなポリマーの混合物からなりうる。一実施形態において、ポリマーＭＤＩは、純ＭＤＩは勿論のこと、トリイソシアナート、テトライソシアナート、ペンタイソシアナート及び僅かな割合の高級同族体を含んでいてよい。ポリマーＭＤＩの平均官能価は、代表的には約２.５〜３.０の範囲にわたりうる。一実施形態において、イソシアナート架橋剤は、メチレンジフェニルイソシアナート（ＣＡＳ１０１-６８-８）から構成しうる。追加的又は選択的に、イソシアナート架橋剤は、ポリ（メチレンフェニレンイソシアナート）（ＣＡＳ番号：９０１６-８７-９）を含んでいてよい。イソシアナート架橋剤は、更に、メチレンジフェニルイソシアナート（ＣＡＳ番号：２６４４７-４０-５）を含んでいてよい。一実施形態において、ポリ（メチレンフェニレンイソシアナート）は約４５〜５５重量％を含んでいる。また、メチレンジフェニルイソシアナートは約４０〜５０重量％を含んでいてよい。加えて、メチレンジフェニルイソシアナートは約１〜１０％であってよい。一実施形態において、イソシアナート架橋剤は、アッシュランド・スペシャルティー・ケミカルズ・カンパニー（オハイオ州アッシュランド）により頒布されている登録商標・IsosetＣＸ−４７から構成しうる。あるいは、特定の実施形態において、登録商標・SUPRASEC５０２５（Huntsman：ハンツマン）のような他のポリマーＭＤＩが使用されてもよい。
【００４０】
ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）樹脂はポリビニルアセテートポリマーを含んでいてよい。また、ＰＶＡ樹脂内に他の成分が存在していてもよい。例えば、ＰＶＡはポリビニルアルコールを含んでいてよい。また、ＰＶＡ樹脂は、芳香族ジエステル又はフェノールのような溶剤を含んでいてよい。一実施形態において、ＰＶＡ樹脂は、約１０〜８０％のポリビニルアセテートと、約５〜１５％のポリビニルアルコールとを含んでいてよい。その他の成分は、約１５〜７０％の水と、約１〜５％の他の任意の溶剤とであってもよい。ＰＶＡ樹脂は、エチレングリコールのような融合剤（ｃｏａｌｅｓｃｅｎｔ）をも含んでいてよい。また、安定剤もしくは充てん剤と脱泡剤とが含まれることがある。特定の実施形態によると、ＰＶＡ樹脂は、ＰＶＡ２７２３又はＰＶＡ２７２０（オレゴン州ウッドバーン所在のスペシャルティー・ポリマーズ・インコーポレイテッド）を含みうる。ＰＶＡ２７２３及びＰＶＡ２７２０は、ＰＶＡ２７２０が融合剤を含まない点で異なっている。
【００４１】
一実施形態において、本発明の方法は、生産ラインの一部として二種調合物をリアルタイムで混合すること、及びこの混合物を混合時に木材に付加することを含みうる。例えば、本発明の混成（ハイブリッド型）接着剤調合物が使用される場合、架橋剤（例えば、ジフェニルメタンジイソシアナート）を含む第１の閉じたチューブと、ＰＶＡ樹脂を含む第２の閉じたチューブとが存在していてよい。一実施形態において、接着剤の双方の成分（架橋剤とＰＶＡ樹脂）は、これらチューブを介してポンプ送りされ、木材への付加の直前に実質的に気密（即ち、嫌気状態）下にあるチャンバ内で互いに混合される。一実施形態において、二成分ディスペンサは、接着剤に要求される二成分（例えば、ＰＶＡ及びＭＤＩ）の制御された混合を可能にする。また、一実施形態において、ディスペンサの閉じた性質により、ＭＤＩ及びＰＶＡ樹脂が反応するときの発泡を減少させることができる。
【００４２】
本発明の湿分置換容器を使用することにより、能率化された方法で、小さな木材ピースを防腐剤及びその他の種類の処理調合物で処理しうる。この湿分置換容器を使用して処理される木材ピースのサイズは比較的小さいので、木材への処理調合物の浸透が増されるかもしれない。また、処理される木材ピースが比較的に小さいピースであるので、木材全体の湿分含有量は、用材又は大きなピースとして乾燥される木材よりも均一でありうる。従って、本発明の方法を用いて製造された木材は、処理されていない木材とは対照的に、風化作用、腐朽、害虫、湿分に由来する収縮及び／又は膨張に対して強い耐性をもちうる。
【００４３】
（木材を処理する方法の諸実施形態）
図１に、木材を処理するための本発明の方法の実施例の概略的全体図を示す。本発明の処理方法は多様な木材基板で使用されうる。一実施形態において、処理される用材のサイズは、本発明の方法によって制限されない。種々の実施形態において、用材は、長さが４インチほどの小さなピースから、最大で長さ約２０フィート(６.１ｍ)以上であるピースまでの範囲にわたってもよい。また、用材の幅は、製造する最終製品による要求に応じて様々であってよい。一実施形態において、用材は、幅が約１／２インチ（１２.７ｍｍ）から約１２インチ(３０４ｍｍ)の範囲にわたることができる。用材の厚さもまた変わりうる。厚い用材は薄い用材ピースよりもより広範な処理（即ち、より長い時間の、又はより高い温度での処理）を必要とする可能性があるので、用材の厚さが変わることにより、処理パラメータの調節が必要となるかもしれない。代替実施形態において、用材の厚さは、約１/１６インチ（１.６ｍｍ）〜約１２インチ（３０４ｍｍ）、又は約１/８インチ(３.１７５ｍｍ)〜約５インチ（１２２ｍｍ）、又は約１/４インチ〜約３インチの範囲にわたっていてよい。一実施形態において、湿分置換容器及び／又は処理容器中に適合する任意の寸法の用材が使用されうる。
【００４４】
代替実施形態において、処理済み木材は、木材の処理前（ステップ１０１）か、木材を処理した後（ステップ１２０）のどちらかにおいて接着されうる（図１）。このようにして、より小さな木材ピースが処理されると共に接着され、市販可能な製品である木材ピースを形成する。例えば、フィンガージョイントカットストックのピースを多数互いに接着してもっと長いボードを形成することができる。木材ピースが処理前に互いに接着される場合、木材を湿分置換容器内に入れてもよく、あるいは大きな木材ピースを処理容器内に積み重ねて置いてもよい。湿分置換容器が使用されない場合、各木材ピース間にスペーサを使用して、空気が流れるようにし、木材の乾燥を助長することができる。一例である一実施形態において、これらスペーサは、積層体における木材の交互するピース間に置かれる支え棒(sticker)であってよい。該スペーサは、処理ステップの前、又は木材を処理する後のどちらかに木材間に置かれうる。一実施形態において、処理前に木材を接着することは、ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）及びイソシアナート架橋剤を含む本発明の接着剤を使用することを意味している。
【００４５】
図１を参照すると、本発明の一実施形態において、処理すべき木材基板を、本発明の湿分置換容器（“ＭＢＣ”）内に入れることができる（ステップ１０２）。湿分置換容器は、少なくとも一面に複数の開口を有する開放壁付き容器であってよい。該湿分置換容器は、複数の木材ピースを保持するように設計されていてよい。木材ピースはランダムに、又は整理された方法で湿分置換容器内に配置してよい。木材ピース間に十分な間隔が存在するように配置が行われ、容器内の各木材ピースが処理調合物がにより被覆されるようになっている。容器は、木材を保持するのに十分な支持材を湿分置換容器の底部側及び側部側に備えながら、湿分置換を容易にするように設計されている。例えば、後に詳述するように、容器の内外へ、及び木材ピースの周りに処理調合物が依然として流れるようにしながら、メッシュワイヤを容器の底部及び側部の一部として使用することによって木材に対する支持材を提供することができる。
【００４６】
一実施形態において、一旦木材を湿分置換容器内に入れたら、この湿分置換容器は、対象の化学調合物で処理すべく処理容器内に置かれてもよい（図１、ステップ１０４）。一実施形態において、木材が処理前に接着されているのであれば、湿分置換容器は必要とはされず、木材は積み重ねられ、その後に処理容器内に置かれる。処理容器は、処理調合物による木材の処理が起こりうる容器である。該処理容器は、圧力下に置かれるか又は真空下に保持されうる、閉じた容器である。一実施形態において、該処理容器は、オートクレーブとすることができる。例えば、該処理容器は、直径が約７８インチ及び長さが約８４フィートの内部容積を有するオートクレーブとすることができる。
【００４７】
図１を更に参照すると、一旦木材を処理容器内に装荷したら、木材は、流体が該木材に加えられるか又は該木材から除去されうるような状態下で、処理される（ステップ１０６）。例えば、処理は、水をベースとした調合物を木材の管孔に加えることを含んでいてよい。あるいは、処理は、有機調合物を木材の管孔に加えることを含んでいてよい。処理溶液は、木材への活性成分による浸透を容易にするために多種の薬剤を含んでいてよい。例えば、該処理溶液は、界面活性剤又は乳化剤を含んでいてよい。
【００４８】
処理調合物は、種々の活性成分を含むことができる。一実施形態において、この処理調合物は防腐剤を含んでいてよい。あるいは、この処理調合物は防かび剤を含んでいてよい。あるいは、難燃剤が添加されていてもよい。更に別の実施形態において、処理調合物は殺菌剤を含むことができる。あるいは、この処理調合物は、木材の耐水性を向上させる手段として、撥水剤（例えば、ワックスエマルジョン）を含んでいてもよい。
【００４９】
このように、処理調合物は、技術的に知られているように、水、ワックス、界面活性剤（即ち、非イオン、陰イオン、酸・塩基両性）、オイル、防かび剤、殺虫剤、防腐剤、殺菌剤、難燃剤、又は撥水剤のうちの少なくとも一種を含んでいてよい。使用可能な木材防腐剤の例には、クロム化ヒ酸銅、ホウ酸エステル、アゾール、トリアゾール、アルカリ銅、アルカリ銅第４塩（quaternary salts）、アルカリ銅亜ヒ酸亜鉛、テブコンアゾール(tebuconazole)、第４アンモニウム化合物、イソチアゾロン及びカルバマートがある。かかる処理調合物は、米国特許第６,６８６,０５６号、第６,５６９,５４０号、第６,２７４,１９９号、第５,８２４,３７０号及び第５,６５２,０２３号各明細書に記載されている。一実施形態においては、上に引用した諸特許に記載されたような販用木材製品を製造するための処理調合物が使用される。調合物は処理容器を実質的に満たすような方法で供給することができる。
【００５０】
一実施形態において、木材は、真空作用を受けており、その後に処理溶液による木材の浸透を容易にするために正の圧力が一定期間続く。例えば、参照により全体的にここに組み込まれる米国特許第６,２７４,１９９号明細書に記載されているように、処理の方法として、木材にある管孔の少なくとも一部から空気を除去するのに十分な減圧もしくは負圧を木材に作用させることと、木材を対象の処理調合物に接触させることと、及び木材中への当該化学調合物の浸透を促進するために正の圧力を加えることとを含んでいてよい。また、この方法の特定の実施形態において、木材の浸透を最大化するように温度を調節してもよい。処理調合物による木材のかなりの浸透に十分な期間の後、容器内の正の圧力が解放され、そして過剰の（即ち、非吸着の）処理溶液が容器から取り出される。次いで、容器内の圧力は大気圧以下まで更に減圧される。処理容器内に真空を引くことは、防腐性の調合物による処理の後に木材に残っている湿分のうちの少なくとも幾分かを除去するのに役立ちうる。
【００５１】
真空を用いることにより、木材基板中の管孔から少なくとも部分的に空気を除去することができる。この真空は、様々な処理条件（例えば、木材を処理するのに使用された温度、処理設備の標高、木材の種類）の影響を受けながら適用されうる。真空を適用する時間の長さは、限定はされないが、処理する木材の量又は種類のような様々な要因に依存しうる。例えば、木材は、約１分〜約１２０分、又は約２分〜約６０分、又は約５分〜約３０分の間、真空下に保持されていてよい。また、真空は、水銀柱で約−８インチ〜約−２９インチ（−２０３ｍｍ〜−７３７ｍｍ）、又は約−１０インチ〜約−２５インチ（−２５４ｍｍ〜−６３５ｍｍ）、又は約−１３インチ〜約−２１インチ（−３３０ｍｍ〜−５３３ｍｍ）に及んでいてよい。一実施形態において、製造プラントの標高及び処理温度で可能な最大限の真空が使用されうる。例えば、約３０００〜４０００フィート（９１４ｍ〜１２１９ｍ）の標高及び約１６０°Ｆ（７１.１℃）の処理温度で、約５分間にわたり水銀柱で約−１８インチ（−５３３ｍｍ）の真空を使用しうる。
【００５２】
一実施形態において、真空が処理溶液を処理容器内に引き入れ易くするので、調合物は、処理容器が未だ少なくとも不完全真空にある間に付加される。あるいは、処理調合物を真空解除後に処理容器内の木材に付加してもよい。
【００５３】
一実施形態において、一旦処理調合物を処理容器に入れた後、正の圧力を加えて処理調合物を木材基板の管孔内に強いて入れることができる。正の圧力は、例えば約５〜２００ポンド／平方インチ(psi)(０.３５〜１４ｋｇ/ｃｍ２)とすることができる。例えば、多くの種類の木材は、対象の処理溶液によって木材を浸透するために、比較的もっと高いかあるいは低い圧力を必要とする場合もある。また、圧力を、使用する処理溶液の調合物に応じて変えてもよい。一実施形態において、処理設備が海抜約３０００〜４０００フィート(９１４ｍ〜１２１９ｍ）の標高にある場合、約１５０psi（１０.５５ｋｇ/ｃｍ２）の圧力を使用することができる。
【００５４】
本方法の特定の実施形態において、対象の調合物による木材の浸透を促進するために、温度もまた変えることができる。使用される温度は、少なくともある程度、使用される調合物に依存する。例えば、ワックス又はオイルを含有する調合物については、もっと高い温度において、ワックス又はオイルによる木材管孔の浸透しやすくすることがある。一実施形態において、選択された温度によって、ワックスが木材の管孔に入る際にワックスが溶融したままにできる。また、この温度は、処理設備の標高に応じて変わりうる。特定の実施形態では、温度はほぼ周囲温度から約２００°Ｆ（９３.３℃）までである。一実施形態において約１５０°Ｆ〜１６０°Ｆ（６５.６℃〜７１.１℃）の温度が用いられる。
【００５５】
木材に圧力をかけて調合物で処理する時間は、限定はされないが、木材中への浸透を増すのに使用する圧力、処理する木材の種類、処理する木材チップの大きさ、及び木材を処理するために使用されている調合物の種類を含む様々な要因に応じて変わりうる。例えば、この処理時間は５分から２４時間、あるいはそれ以上でもよい。あるいは、処理時間は約２０分から１８０分としてもよい。一実施形態において、処理時間は約６０分である。
【００５６】
一実施形態において、木材を処理し、そして必要に応じて圧力を解除した後、処理容器の処理調合物を排出してよい（図１のステップ１１２）。この時点で、使用された調合物が水性であれば、木材は、該木材の管孔中に及び／又は木材の表面を覆いうる過剰の水を有するかもしれない。従って、真空を木材に適用し、木材から少なくとも部分的に水を除去するのが有利であろう（ステップ１１４）。一実施形態において、水銀柱で約−１３〜−２０インチの真空が約０.５秒にわたり適用されている。
【００５７】
過剰の湿分を除去するために真空を用いた場合であっても、特定の実施形態においては、処理済み木材から湿分を更に除去する必要があるかもしれない。更なる湿分を除去するために、処理済み木材を乾燥キルン、オーブン又はその他の形式の減湿器に搬送しなければならない（ステップ１１６）。あるいは、木材を湿分置換容器内に残し、室内又は室外の周囲温度で乾燥させてもよい。一実施形態において、木材は、乾燥工程の間、湿分置換容器内に残しておかれてもよい。あるいは、木材を乾燥のために別の容器に搬送してもよい。別の実施形態において、木材はキルン内に直接装荷されてもよく、そして乾燥しやすくためスペーサを使用して木材ピース同士を隔ててもよい。
【００５８】
キルンのサイズは必要な生産量に応じて変えることができる。例えば、一実施形態において、単一の木材種又は複数の木材種を大量生産するために、キルンを約２１０００立方フィートの木材を乾燥させる大きさに作ることができる。あるいは、キルンを８０立方フィートほどの小さな大きさに作り、それにより異なる乾燥方法をより少量のバッチの木材に用いてもよい。一実施形態において、約３０００立方フィートの内部容積を有するキルンが使用されている。
【００５９】
本方法の特定実施形態において、キルン内の温度は、乾燥木材が決められた最終湿分含有量になるように設定されている（ステップ１１８）。一実施形態の例において、技術的に周知のように乾燥サイクル中、キルンを種々の温度設定値に増減させてもよい。キルンの温度とキルン内部の湿分レベルとの双方を制御することができる。乾燥スケジュールは、ある程度、使用される処理溶液の性質、処理する木材の種類、外部湿度、及び処理される木材が達成すべき所望の最終湿分含有量に左右される。一実施形態において、キルンは、最大で約１００°Ｆ〜１５５°Ｆ（３７.８℃〜６８.３℃）まで上昇させてもよく、そしてキルンの温度は、約５０〜１８０時間後に木材が約５％〜約２０％の最終湿分含有量になるまで乾燥されるように、約１００°Ｆ〜１８０°Ｆ(３７.８℃〜８２.２℃)の範囲内で複数の設定点をもって作動するように設定されうる。高温乾燥のためにはキルンは２８０°Ｆ（１３８℃）まで加熱されうる。一実施形態において、木材は最終湿分含有量を約５％〜約１５％の範囲内にできるように、約１３６時間にわたり約１４０°Ｆ〜１６０°Ｆ(６０℃〜７１.１℃)の温度でキルンに留まっている。
【００６０】
乾燥工程は、未だ暖かい処理容器からの木材を使用することによって短縮することができる。従って、本発明の一実施形態において、湿分置換容器内の木材は、処理容器からキルンへ直接に搬送してもよい。処理容器からキルンへの木材にの迅速に移送できれば、この段階における木材の冷却を最小化できる。処理後の木材が未だ温かければ、冷却した木材をキルン内で乾燥するときよりも、キルンの暖機運転に要する時間がかなり短くなる。木材が処理容器からキルンへ直接に搬送されるとき、キルンの暖機時間は約５０〜１００％まで減少されうる。
【００６１】
一実施形態において、このシステムはクローズドシステムである。この方法により、木材の処理に使った資源の少なくとも一部の再生利用が可能である。例えば、処理調合物を作るのに使った水あるいは乾燥木材から回収した水を再生利用しうる。再び図１を参照すると、一実施形態において、プロセスで使用した水を再生利用すべきかどうかの決定がステップ１１５で行われる。例えば、水の再生利用が望まれる場合、未吸収の処理溶液を処理容器から回収して再使用しうる（ステップ１１７）。木材の処理後に処理容器から回収した過剰の処理溶液は、主に水に加えて、処理調合物において用いられる他の諸成分のうち一部を水よりも少量含んでいる。一実施形態において、回収された処理溶液は５０％以上まで希釈される。再生利用される処理溶液は、フィルタに通された後、次のバッチの木材を処理するのに使用すべく新たに調整された処理溶液と混合される。あるいは、再生利用される処理溶液は濃縮されてもよく、蒸発した水はシステムで使用するために再生利用される。
【００６２】
木材をキルン内で乾燥させたときに木材から蒸発した水も再生利用することができる。一実施形態において、乾燥工程中に木材から蒸発する水は、分離され、フィルタに通され、その後新しい処理調合物を調整するために使用されうる。一実施形態において、システムは、１５０００ガロンの水タンクを２基備えており、１基には真水がもう１基には再生利用水が入る。
【００６３】
総サイクル（例えば、図１のステップ１０１〜１１８又は１０２〜１２０）にかかる時間は、約１０分から数日に及ぶことがある。一実施形態の例において、サイクルは約１４０分を要している。
【００６４】
図１に示したように、別の実施形態において、処理済み木材は、木材の処理前か（ステップ１０１）、処理後に（ステップ１０２）に接着される。対象の化学的調合物により木材を処理した後に木材を接着することには利点が多少存在する。木材処理後に該木材を接着することには、木材処理前とは反対に、多くの利点が実現される。第１に、必要な木材ピースの量と種類は顧客の要望に基づくものであるから、接着工程のスケジューリングが製造プロセスの障害になる場合がある。接着工程を製造プロセスの最後にもってくることにより、木材を処理する諸ステップは妨害されることなく進行しうる。従って、最初に木材を処理し、処理後に小さな木材ピースを接着してより大きな製品を形成することにより、注文を受けてから最終製品を出荷するまでの所要時間が短縮され、その結果、顧客の要求に対する応答性が増大することになる。
【００６５】
また、木材の処理に使用される高温により、木材に使用される多くの接着剤は少なくとも部分的に分解することがある。木材処理後に木材を接着することによって、接着剤は、木材処理に使用される、比較的過酷な条件にさらされない。また、処理サイクルの間に木材が受けるかもしれない湿分誘発性の膨張及び収縮により、木材の互いに接着した部位で余分な応力が生じる結果になる。木材処理後に木材ピースを互いに接着することにより、処理の条件に起因する接着結合部にかかる物理的な応力を減少させることができる。従って、木材処理中に用いられる高温及び化学物質に耐えうる専用接着剤に対する必要性も減少する。
【００６６】
また、多くの接着剤は熱可塑性化合物であるので、その後木材を乾燥させる際に用いられる高温の結果、処理の間に接着剤が軟化するかもしれない。そのため、木材製品がキルンの外に出るときに接着剤の強度が低下するかもしれず、これにより、木材を冷却し、また接着剤を固化もしくは硬化させるために、キルンから製品を取り出す前に追加的な“固化”時間が必要となるかもしれない。
【００６７】
更に、小さな木材ピースを互いに接着するのに使用される接着剤が、湿分の移送に対するバリヤーとして作用することもある。従って、木材がキルン内に置かれる前に接着される場合には、接着剤が木材の乾燥を妨げるかもしれない。木材処理後に木材を接着することにより、水の除去についてのバリヤー作用は低下することになる。また、木材は接線方向又は半径方向（即ち、側面）と比較して木目（即ち、長手方向）の木口から容易に乾燥するので、単位重量当たりの露出される木口がより大きな、短い木材ほど、より速く乾燥することになる。従って、未だ互いに接着されていない小さな木材ピースを乾燥させることにより、木材全体にわたりより整合的な湿分含有量がもたらされる。処理後に木材を接着することにより、組み立てられた木材製品の湾曲、反り及び歪みのような変形が減少することとなる。
【００６８】
（木材の処理のための装置）
他の実施形態において、本発明は木材処理用の装置を含む。また本発明の実施形態は、該装置を使用して作られる木材製品を含む。本発明の装置の実施形態は、ここに記載されるような本発明の方法、システム、及び構成の諸実施形態から成り立っている。
【００６９】
一実施形態において、本装置は、木材の湿分含有量もしくは化学的性質を変更するために、処理中に複数の木材ピースを入れるための湿分置換容器を含む。例えば、木材は湿分を付加されたり又は湿分を除去されたりすることができる。あるいは、木材は対象の液体化学調合物で処理されることができる。
【００７０】
本発明の湿分置換容器は様々な態様での実施が可能である。一実施形態において、湿分置換容器は、該湿分置換容器中に複数の木材ピースを保持する支持フレーム構造と、複数の開口を含む表面から構成されており、該開口の大きさは、流体は該開口を通過できるが、湿分置換容器の内部にある複数の木材ピースの相当な部分は該開口を通過しないように構成されている。該フレーム構造は様々な形状に構成しうる。例えば、湿分置換容器は実質的に立方形又は矩形の形状であってよい。代案として、湿分置換容器はほぼ円筒形の形状であってよい。あるいは、湿分置換容器は台形又はピラミッド形の形状であってよい。一実施形態において、このフレーム構造は、底部フレームと、頂部フレームと、該底部フレーム及び頂部フレームを結合する複数のサイドレールとから構成することができる。
【００７１】
一実施形態において、湿分置換容器は矩形の形状であってよい。矩形の湿分置換容器の場合、支持フレーム構造は、該湿分置換容器の底部フレームを構成する矩形フレームと、該湿分置換容器の頂部フレームを構成する矩形フレームと、底部フレームを頂部フレームに結合する４つのサイドレールとを備え、これらサイドレールが底部フレームから頂部フレームへと垂直に延びて底部フレームの角部を頂部フレームの対応する角部に結合し、底部と、頂部と、４つの側部とを有する矩形の形状をした湿分置換容器を形成する。
【００７２】
一実施形態において、湿分置換容器のフレーム構造は、湿分置換容器のための構造的支持体を提供している。ある実施形態によると、追加の部材を底部フレーム構造に設けることができる。例えば、底部フレームを頂部フレームに結合する追加のサイドレールをフレーム構造の一部として設けてもよい。湿分置換容器は、該湿分置換容器の底部フレームとして複数の追加の部材を更に備えることができ、この場合、これら追加の底部フレーム用部材は相互に接続されて底部フレームの少なくとも一側面から底部フレームの反対側の側面まで延びる格子構造を形成する。
【００７３】
一実施形態において、湿分置換容器は、木材ピースが湿分置換容器の頂部から外れて落下するのを防止する手段を備えてもよい。例えば、一実施形態において、湿分置換容器の長さもしくは幅に沿うよう位置したサイドレールを、湿分置換容器の頂部表面に沿って延びるレールに結合しうる。あるいは、湿分置換容器は取外し可能のカバーを備えていてもよい。
【００７４】
特定の実施形態によると、本発明の湿分置換容器は底部フレームから延びる支持体（例えば、脚部）を更に備えてもよい。従って、一実施形態において、フレーム構造は、該フレーム構造の底部から延びる第１組の脚部を備えており、湿分置換容器を平面上に置いた際には該脚部により湿分置換容器が支持される。
【００７５】
該脚部により湿分置換容器の水切りが容易になる。さらに、または、脚部により複数の湿分置換容器を積み重ねることも容易になる。一実施形態において、脚部は底部フレームの内周側から延びるよう配置されており、２つの湿分置換容器が積み重ねられたときに上側の湿分置換容器の脚部が下側の湿分置換容器の頂部フレームの周辺内に挿入できるようになっている。このようにして、上側の湿分置換容器の脚部により、双方の湿分置換容器が互いに対し横方向に移動するのを防ぐことができる。また、脚部が延長部を有するので、２つの湿分置換容器を積み重ねたときに、上側の湿分置換容器の脚部の延長部が下側の湿分置換容器の頂部フレームの上面に載って２つの湿分置換容器間に空間をもたらすことができる。
【００７６】
特定の実施形態によると、脚部は更に、２つの湿分置換容器が積み重ねられたときに、２つの湿分置換容器間に空間が存在しうるように、設計されていてもよい。一実施形態において、湿分置換容器は、該湿分置換容器の底部フレームから延びる第２組の脚部を備えていて、２つの湿分置換容器が積み重ねられたときに、上側の湿分置換容器からの第２組の脚部が頂部フレームの上面に載って、２つの湿分置換容器間に空間をもたらすようになっている。矩形の湿分置換容器について２組の脚部が使用される場合には、脚部は、湿分置換容器の各角部に配置される４個の外側脚部と４個の内側脚部とから構成することができる。あるいは、２組の脚部を有する円筒形の湿分置換容器については、３個の内側脚部及び３個の外側脚部を使用することができる。一実施形態において、第１組の内側脚部が第２組の外側脚部よりも湿分置換容器の底部表面から更に突き出ていてよい。
【００７７】
更に別の実施形態において、脚部は、湿分置換容器の一方の側面から該湿分置換容器の他方の側面へと延びる複数のバーを含むことができる。これらバーは、底部フレームの周囲を越えて延びるように設計されている。例えば、湿分置換容器の幅に沿って延びると共に湿分置換容器の一方の側面から該湿分置換容器の他方の側面へと延びる２本のバーが脚部を構成していてよい。
【００７８】
特定の実施形態によると、本発明の湿分置換容器は、木材を該湿分置換容器に装荷し、また該湿分置換容器から木材を取り外すのを容易にするよう設計されている。例えば、上側のフレームは、木材ピースが該フレームに捕らえられないように設計された表面を含むことができる。従って、実施形態において、頂部フレームは、湿分置換容器の中及び外に木材ピースを容易に滑り込ませることができるよう、角が付いた表面を備えることができる。従って、特定の実施形態によると、頂部フレームは、湿分置換容器の頂面に平行な平面を備える少なくとも１つのレールと、湿分置換容器の側面に平行な平面を備えるサイドレールと、頂部レールの内部縁からサイドレールの下側縁まで延びて、頂部フレームの下側縁における湿分置換容器の内側周囲が頂部フレームの上側縁における湿分置換容器の内側周囲よりも大きいように角が付けられた表面とを含む。一実施形態において、頂部フレームを形成するのに使用された頂部レール及びサイドレールは単一のＬ形部材を構成する。その後、角の付いた表面を使用して“Ｌ”の脚部を結合し三角形状のバーを形成する。
【００７９】
特定の実施形態によると、湿分置換容器は複数の木材ピースと木材ピースの内へ容易に流体の置換ができるよう設計されている。一実施形態において、側面の各々が湿分を容易に移すことができる開口を備える。あるいは、側面の少なくとも２つは湿分を容易に移す開口を備えており、側面の他の２つは開口がなくてよい。あるいは、側面の全てに開口がなくてもよい。湿分置換容器の底部もまた複数の開口を備えることができる。このようにして、木材により吸収されなかった湿分を湿分置換容器外に排出しうる。従って、一実施形態において、湿分置換容器の底面及び側面のそれぞれが複数の開口を備える。ある実施形態において、開口は、網目又はマス目を含む。一実施形態において、フレーム構造自体が網目又はマス目である。例えば、特定の実施形態では、湿分置換容器は剛なフレームを有しないかもしれないが、ロープ又は金属製ケーブルネットを備える。
【００８０】
処理する木材の大きさによるが、開口は、フレーム構造全体の一部に開口を構成する。あるいは、より小さな木材ピースを処理するため、網目又はマス目をフレーム構造の表面に取り付けることにより開口を設けてもよい。
【００８１】
ここで記載したように、本処理プロセスは、木材を化学調合物にさらす工程を含む。その上、本処理プロセスは、木材を高温にさらす工程をも含んでいてよい。例えば、湿分置換容器は木材（処理済み又は未処理）をキルンに搬送するのに使用されうる。ある実施形態において、例えば１８０℃〜２４０℃での高温処理のために未処理の木材をキルンに搬送するのに、湿分置換容器が使用されうる。また、本処理プロセスは、木材を圧力の変化にさらす工程を含んでいてよい。少なくともある実施形態によっては、湿分置換容器は、高温、正圧又は真空で化学的処理調合物にさらされるのに耐えうる金属から形成されるべきである。例えば、代替実施形態において、本発明の湿分置換容器は、２７０°Ｆ（１３２℃）、又は２５０°Ｆ（１２１℃）、又は２００°Ｆ（９３℃）、又は１８０°Ｆ（８２℃）、又は１５０°Ｆ（６５．６℃）よりも高い温度にさらされても安定である。
【００８２】
また、湿分置換容器は、有機化学調合物、水性化学調合物、又はイオン化学調合物にさらされることに対し、安定である。
【００８３】
本発明の湿分置換容器の諸実施形態は金属から構築されている。例えば、金属チューブ、又は溝形鋼、又は圧延鋼を本発明の湿分置換容器のために使用しうる。使用される金属は、軟鋼、管鋼、ステンレス鋼、高炭素鋼、又は処理溶液及び条件に対して安定な鉄又はアルミニウムのようなその他の種類の金属とすることができる。また、湿分置換容器の少なくとも特定の部分に対してはプラスチックを使用してもよい。また、排水を容易にするために、溝の側面が湿分置換容器の底面に向かって延びるフレーム構造の少なくとも一部は、溝形鋼から構成することができる。
【００８４】
湿分置換容器は、フィンガージョイント又はその他の手段で木材を集めてより大きなピースとする前に、フィンガージョイントカットストック（cutstock）及びその他の小さな木材ピースを処理しその後の乾燥を容易にするように設計されたキャリヤを備える。特定の実施形態によると、湿分置換容器は、複数のフィンガージョイント（fingerjoint）カットストック（cutstock）用材のピースを保持するのに適する大きさに設計されている。従って、湿分置換容器により、大量の木材を高温及び／又は高圧下で化学調合物により木材を処理するための処理容器から、木材を積み重ねたり積み重ね直したりすることなく処理済み木材から過剰の湿分を除去するためのキルンへと搬送することができる。湿分置換容器を使用する際に、処理する木材を湿分置換容器内に無作為に置いてもよい。一実施形態において、個々の木材ピースを分離するためにスペーサ等は必要でない。木材を湿分置換容器内に無作為な方法で置くことによって、処理溶液を含浸し次いで処理後に所定の湿分含有量まで乾燥されるといった木材の能力が増大するかもしれない。本発明の湿分置換容器を使用することによって、より再現可能に処理溶液を木材へ浸透させることができる。
【００８５】
湿分置換容器は、適当な大きさ及び形状の木材を保持し、処理容器及び／又はキルン内に入れることができる大きさである。一実施形態において、湿分置換容器は、長さがほぼ９０＋３／４インチ（２.３０５ｍ）、高さが５５＋３／４インチ（１.４１６ｍ）、深さが４８インチ（１.２１９ｍ）である。他の実施形態の例において、長さがほぼ１２８インチ（２.３０５ｍ）、高さが５５＋３／４インチ（１.４１６ｍ）、深さが４８インチ(１.２１９ｍ）である。
【００８６】
（木材を処理する装置の実施例）
本発明による湿分置換容器２０の実施例を、図２、図３Ａ〜図３Ｅ、図４及び図５に示す。図２及び図３Ａ〜図３Ｃに示されているように、湿分置換容器は溝形鋼等で形成されたフレーム構造から構成されうる。このフレーム構造の底部フレームは、湿分置換容器の長さとなる２つの長い単一ピース７と、湿分置換容器の幅となる２つの短いピース６とを含んでいる。底部フレームとして使用されるこれらのピース６及び７は、圧延鋼又は溝形鋼から構成しうる。従って、例示的な一実施形態において、底部ピース６及び７は、３インチ×３インチ×１／４インチ(７６.２ｍｍ×７６.２ｍｍ×６.２５ｍｍ)の厚い溝形鋼から構成されている。あるいは、底部ピース６及び７は、２＋３／８インチ×３インチ×厚さ１／４インチ(６０.３２５ｍｍ×７６.２ｍｍ×６.２５ｍｍ)の溝形鋼から構成されていてよい。処理する木材の種類及び処理の諸条件に応じて他の種類の材料、構造設計及び／又は寸法を採用してもよい。底部フレームのピース６及び７について、溝は、湿分置換容器ピースからの処理溶液及び湿分の排出を容易にするために外向きに面するよう位置決めされていてよい。例えば、図３Ｃは、圧延鋼又は溝形鋼のピース６ａ，６ｂ及び７と溝を底部表面に開いた補強バー８とから構成される湿分置換容器の底部（即ち、底部フレーム）の底部表面の図を、本発明の例示的な実施形態に基づいて示す。
【００８７】
図２及び図３Ａに示すように、ある実施形態において、湿分置換容器の頂部表面は、湿分置換容器の全長にわたり延びる長いレール３及び湿分置換容器の全幅にわたり延びる短いレール２から構成される頂部フレームを備える。従って、湿分置換容器の頂部は、湿分置換容器の全長にわたり延びるサイドレール１４と、湿分置換容器の全幅にわたり延びる短いサイドレール１５とを備えている。例示的な一実施形態において、頂部レール２及び３は、２インチ×３インチ×厚さ１／４インチ(５０.８ｍｍ×７６.２ｍｍ×６.３５ｍｍ)であり、サイドレール１４及び１５は、２インチ×３インチ(５０.８ｍｍ×７６.２ｍｍ)の平らなバーである。また、特定の実施形態によると、頂部レール２，１５及び３，１４は単一のＬ形ピースを構成する。処理されている木材の種類及び処理の諸条件に応じて他の種類の材料、構造設計及び／又は寸法を採用してもよい。
【００８８】
特定の実施形態によると、本発明の湿分置換容器は、木材を湿分置換容器内に加えたり湿分置換容器から取り出したりすることを容易にするよう設計されている。一実施形態において、頂部レール２及び３は、双方とも湿分置換容器の外側縁に沿って、湿分置換容器の上面及び湿分置換容器の側面の面に対して角が付けられた追加のピース１７及び１８と共に、サイドレール１４及び１４に接合されている。角が付けられた表面の例は図３Ａ及び図３Ｅ−２に示されており、これらの図は、頂部レール３、サイドレール１４及び角の付いたレール１８により形成されたレールの本体部内のサイドレール５及び頂部レール４の結合を示している。このように、一実施形態において、頂部レールは、三角形の斜辺でフレームの内側表面を形成する基本的に三角形となっている。
【００８９】
特定の実施形態によると、湿分置換容器は、上側周界ピース（例えば、頂部フレーム）と下側周界ピース（例えば、底部フレーム）とを結合する角部の垂直支持体１を更に備えることができる。一実施形態において、垂直支持体１は、３インチ×３インチ×１／４インチ(７６.２ｍｍ×７６.２ｍｍ×６.３５ｍｍ)の厚い鋼製角部から構成され、これらは頂部フレーム及び底部フレームの周界ピース（即ち、１４及び１５並びに６及び７）を囲んでいる（図３Ｅ−１）。垂直支持体については、処理されている木材の種類及び処理の諸条件に応じて他の種類の材料、構造設計及び／又は寸法を採用してもよい。頂部レール３，１４及び２，１５を囲む垂直支持体１の例を示す拡大図は、図３Ｅ−２に示されている。
【００９０】
特定の実施形態によると、湿分置換容器は、一度にかなりの量の木材ピースを処理するときにも使用することができる。代替実施形態において、湿分置換容器には、１００〜１５０００ポンド(４５.４Ｋｇ〜６８０４Ｋｇ)の木材、又は１００〜５０００ポンド(４５.４Ｋｇ〜２２６８Ｋｇ)の木材を装荷することができる。従って、特定の実施形態によると、湿分置換容器は処理される木材を保持するために追加の補強バーを備えることができる。図２、図３Ａ〜図３Ｃを参照すると、湿分置換容器は、底部の中央部分に２本のバー６ｂを含んでいる。例示的な一実施形態において、中央の支持バー６ｂは、各中央の支持バー６ｂから外側周囲の支持バー６ａまで延びる付加的な支持バー８に溶接されている。例示的な一実施形態において、中央の支持バー６ｂ及び外側の支持バー６ａの各々は、３インチ×３インチ×１／４インチ(７６.２ｍｍ×７６.２ｍｍ×６.２５ｍｍ）の厚い圧延鋼から製造することができる。あるいは、中央の支持バー６ｂ及び外側の支持バー６ａは２＋３／８インチ×３インチ×１／４インチ(６０.３２５ｍｍ×７６.２ｍｍ×６.２５ｍｍ）の厚い圧延鋼から製造してもよい。底部フレーム補強バーについては、処理される木材の種類及び処理の諸条件に応じて他の種類の材料、構造設計及び／又は寸法を採用することができる。補強バー６ｂ及び８は、湿分置換容器内に保持されている木材のための補助的な支持体を提供する。
【００９１】
図２、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｅを参照すると、一実施形態において、湿分置換容器は、該湿分置換容器の側面及び／又は頂部に沿って配置された補強ピースを更に含んでいる。例えば、底部フレームの周辺バー７から頂部フレームの周辺バー１４へと延びる垂直補強バー５を使用することができる。側面毎に単一の垂直バー５が存在していてもよく、あるいは湿分置換容器の長さ及び／又は幅に沿って複数のバーが存在していてもよい。例示的な一実施形態において、垂直バー５は、溝を湿分置換容器の内部に向けて位置決めせしめた２インチ×１インチ×１／４インチ(５０.８ｍｍ×２５.４ｍｍ×６.２５ｍｍ）の厚いジュニア(Junior)溝形鋼から構成されている。側面補強バー５については、処理されている木材の種類及び処理の諸条件に応じて他の種類の材料、構造及び／又は寸法を採用することができる。
【００９２】
湿分置換容器の実施形態は、湿分置換容器の頂部に沿って補強ピース４も含むことができる。側面に沿って使用された補強バーと同様に、湿分置換容器の長さ及び／又は幅に沿って単一の補強ピース４が存在していてもあるいは複数のピースが存在していてもよい。例示的な一実施形態において、１インチ×１インチ×１／４インチ（２５.４ｍｍ×２５.４ｍｍ×６.２５ｍｍ)の厚い三角の管鋼を使用することができる。例示的な一実施形態において、三角形の管は、３インチ（７６.２ｍｍ）の２つの側面と、２インチ（５０.８ｍｍ）の１つの底面とを備える。一実施形態において、三角形の管はレールの頂部側で４５°の角度をなしている。上側の補強ピース４のために使用できる三角形の管の拡大図は図３Ｅ−３に示されている。また、溝形鋼のような他の種類のバーを使用してもよい。管又はバーは、所定位置に溶接されるか、ボルトで止められるか、又はリベットで止められ、あるいは技術的に既知の他の手段により取り付けられる。頂部の補強バー４については、処理されている木材の種類及び処理の諸条件に応じて他の種類の材料、構造設計及び／又は寸法を採用することができる。
【００９３】
少なくとも特定の実施形態によると、湿分置換容器は、外側骨格の一部として網目構造又は格子構造１３を含んでいる（図２）。網目構造は、木材が湿分置換容器から落下するのを防止するために底面にはもちろんのこと側面に接して配置されている。一実施形態において、１インチ×１／２インチ×３インチ（２５.４ｍｍ×１２.７ｍｍ×７６.２ｍｍ）のダイアモンド形網目が使用される。処理される木材の大きさに応じて他の大きさの網目を使用することができる。湿分置換容器の寸法次第ではあるが、湿分置換容器の頂部表面上に網目は必要ないかもしれない。例えば、湿分置換容器は処理容器内にぴったり嵌まる大きさにすることができる。したがって、木材が湿分置換容器の頂部からあふれ出る可能性はほとんどない。
【００９４】
網目構造の湿分置換容器に対する位置決めを容易にするために、少なくとも特定の実施形態によると、湿分置換容器は、網目構造をフレーム構造に取り付けるために湿分置換容器の底部から上に延びる支持バー又はレール１１及び１２を備えている（図３Ａ及び図３Ｂ）。一実施形態において、支持バーは、湿分置換容器の全長及び／又は全幅にわたり延びる２＋１／２インチ×１／４インチ（６３.５ｍｍ×６.３５ｍｍ）の厚いバーである。支持バー又はレール１１，１２については、処理する木材の種類及び処理の諸条件に応じて他の仕様及び／又は寸法を採用することができる。従って、一実施形態において、湿分置換容器の側面にある網目構造は、底部もしくは基部の支持バー１１及び１２に、並びに頂部もしくは上側の支持レール１４及び１５に取り付けられうる。底部にある網目構造は、ピース６，７及び８により形成されるフレーム構造の上側又は下側表面に配置されることができると共に、これらピースの各々に複数の箇所で溶接されることができる。
【００９５】
一実施形態において、湿分置換容器は、開口がない（即ち、網目又はマス目がない）少なくとも１つの側面を備える。例えば、開口がない表面は湿分置換容器の２つの側面について使用されうる（図５）。従って、湿分置換容器の各側にあるバー１及び１２に金属薄板を取り付けることができる。あるいは、湿分置換容器の前側及び後側にあるバー１及び１１に金属薄板を取り付けることができる。実施形態では１／８インチ(３.１７ｍｍ)の金属薄板が使用されている。実施形態において、開口がない側面を使用することは構造に対する支持を増すことになる。
【００９６】
特定の実施形態によると、湿分置換容器は、該湿分置換容器の底部に配置された支持体（例えば“脚部”）を更に備える。該脚部は、平面上に湿分置換容器の底部を支持するのに役立つと共に、液体が湿分置換容器の底部から排出するためのスペースを提供する。また、該脚部は、湿分置換容器を移動できるように同湿分置換容器の底部の下にフォークリフトのフォークが挿入される際に出入りする手段を提供する。一実施形態において、脚部は、複数の湿分置換容器の積み重ねを容易にするよう位置決めされていると同時に、フォークリフトのフォークが、積み重ねられた湿分置換容器の下に配置されることを依然として可能としている。例えば、一実施形態において、本発明の湿分置換容器は、４つの外側脚部１０と４つの内側脚部９とを備えている（図２、図３Ａ〜図３Ｄ及び図４）。内側脚部９は、底部フレームの周囲の下側表面に位置決めすることができる。例えば、外側脚部１０は底部ピース７の溝内に位置決めすることができる（図３Ａ、図３Ｃ、図３Ｄ−１、図３Ｄ−２及び図３Ｄ−３参照）。
【００９７】
図４は、本発明による湿分置換容器の積み重ねに関する例示的な実施形態を図解している。一実施形態において、内側脚部９は、外側脚部１０よりも底部から更に延びるように配置されている。このようにして、湿分置換容器が平面上に置かれたときに、容器は内側脚部９の上に載るであろう（図４）。しかしながら、湿分置換容器が別の湿分置換容器の頂部上に積み重ねられたときには、それは外側脚部１０の上に載るだろうが、その場合、内側脚部は、下側の湿分置換容器の全幅に沿って延びる頂部（即ち、上側）フレームバー２及び１５と下側の湿分置換容器の全長に沿って延びるバー３及び１４とにより画成される周界の内側に座している。２つの湿分置換容器がこのように積み重ねられるときに、内側脚部９は、下側の湿分置換容器上に載らないが、該下側の湿分置換容器の内側に延びて入る。上側の湿分置換容器からの外側脚部１０を下側の湿分置換容器の頂部フレームのバー２及び３の上に載せることにより、積み重ねられた２つの湿分置換容器の間にスペース１１が存在することになり、これが上側の湿分置換容器の底部表面に対するアクセスを可能にする（図４）。例えば、一実施形態において、フォークリフトのフォークが２つの湿分置換容器間のスペース１１に挿入されることにより湿分置換容器の積重体から上側の湿分置換容器を取り出すことができる。
【００９８】
湿分置換容器の底部に沿った内側脚部９及び外側脚部１０の配置に関する例示的な実施形態が図３Ｄ（図３Ｄ−１，３Ｄ−２及び３Ｄ−３）に示されている。一実施形態において、内側脚部９は、ほぼ幅２インチ×高さ４インチ（幅５０.８ｍｍ×高さ１０１.６ｍｍ）であり、外側脚部１０は、ほぼ幅２インチ×高さ３インチ（幅５０.８ｍｍ×高さ７６.２ｍｍ）である。外側脚部１０は、底部から約７／８インチ(２２.２２５ｍｍ）延びるように溝形鋼のピース７の溝内に配置されるのに対し、内側脚部９は、約１＋７／８インチ(４７.６２５ｍｍ）だけ湿分置換容器の底部から延びるように溝形鋼のピース７の外側表面上（即ち湿分置換容器の内側表面上）に配置される。脚部９及び１０は、湿分置換容器に支持を与える無垢の（又は中空の）鋼（あるいは他の金属）でよい。従って、図３Ｃに示すように、また、図３Ｄのように、外側脚部１０が溝内でピース７の端部まで延びているのに対して、内側脚部９は、ピース６ａに当接していてよい。脚部が底部表面に沿って同じ長さ延びるのを可能にするため、外側脚部１０は内側脚部９よりも長くてよい。例示的な一実施形態において、内側脚部９は長さが約１６インチ（４０６ｍｍ）であり、外側脚部１０は長さが約１８＋１／２インチ(４７０ｍｍ）でよい（図３Ｃ）。また、一実施形態において、各脚部ピースの端部は蓋で覆ってもよい。内側脚部及び外側脚部については、処理されている木材の種類及び処理の諸条件に応じて他の仕様及び／又は寸法を採用することができる。
【００９９】
図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、本発明の湿分置換容器の代替実施形態を示している。図５Ａに示すように、この湿分置換容器は、湿分置換容器の幅を横断して延びる２つの脚部２２を備えている。実施形態において、各脚部は、湿分置換容器周界の底部を越えて延びる部分２２ａと、湿分置換容器の殆ど周界まで延びる第２部分２２ｂとを備えている。実施形態において、脚部の内側部分２２ｂの長さは、後述するように湿分置換容器の積み重ねを容易にするために湿分置換容器の内側周界よりも僅かに短いだろう。実施形態において、脚部は、切り落とされた部分を有することにより突出部分を形成する鋼製の単一ピースである。実施形態において、脚部を形成するために、６インチ×６インチ(１５.２ｃｍ×１５.２ｃｍ）の閉じた溝形鋼が使用されている。突出の寸法は４インチ×３.２５インチ（１０.２ｃｍ×８.２５ｃｍ）である。
【０１００】
図５Ａに更に例示されているように、本発明の湿分置換容器は無垢である（即ち、開口を備えていない）側面２４を有している。実施形態において、開口のない１つ又は２つの側面をもつことにより、十分に湿分を置換できながらも、追加的に構造的支持を提供する。
【０１０１】
図５Ａに示した実施形態の脚部を使用することにより、湿分置換容器に対して追加の支持を提供しながらも湿分置換容器を積み重ねることができる。このようにして、脚部が湿分置換容器の幅全体に及んでいるので（図５Ａ）、湿分置換容器は、該湿分置換容器の重量を小さな脚部（例えば、上述した脚部１０）が使用されている実施形態の場合よりも大きな面積全体にわたり均等に配分させた状態で、脚部上にもっとしっかり着座することができる。本発明の湿分置換容器の積み重ねについて示す実施形態が図５Ｂ及び図５Ｃに示されている。２つの湿分置換容器を積み重ねるために、脚部２２ｂの一部が下方に延びて下の湿分置換容器に入っていることが分かる。突出部分２２ａは下の湿分置換容器の頂部フレームのピース２６に載っている。頂部フレームは垂直のピース２６と水平のピース２４とを備えている。実施形態において、該垂直及び水平のピースは単一のＬ形バーを構成している。
【０１０２】
（木材の処理のための組成）
本発明の諸実施形態は木材用の接着剤組成も提供している。また、本発明の諸実施形態は、本発明の接着剤を使って製作された木材製品も提供している。本発明の組成の諸実施形態は、ここに記載された本発明の方法、装置及びシステムの諸実施形態を提供している。実施形態において、接着剤組成は、化学的処理された木材と共に使用される。特定の実施形態によると、本発明の接着剤組成は、粘着力の増大をもたらすように計画されている。このような粘着力の増大は、物理的応力を受けつつある木材ピースを互いに接着させるために重要である。また、このような粘着力の増大は、化学的に処理される木材のためにも重要であるが、その理由は、木材を処理するために用いられる化学物質がセルロースの水酸基のような木材中の化学基と反応し接着剤の結合性に関与するからである。従って、木材が化学的に処理される場合、より強い接着剤が必要とされる。
【０１０３】
少なくとも本発明の特定の実施形態によると、本発明の組成の接着剤を使用することにより、防腐剤又はその他の対象の処理調合物で処理する前に木材ピースを互いに接着することができる。あるいは、木材ピースは、防腐剤又はその他の処理調合物で処理した後に本発明の実施形態の接着剤を用いて、互いに接着されてもよい。
【０１０４】
実施形態において、本発明の接着剤は、ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）樹脂と架橋剤とを含む。一実施形態において、接着剤は、ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）樹脂とイソシアナート架橋剤とを含む接着剤である。あるいは、本発明の接着剤は、基本的に、ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）樹脂とイソシアナート架橋剤とからなる。特定の実施形態によると、接着剤は、予め定められた接着強さを提供する。
【０１０５】
そのため、代替実施形態において、接着剤の接着強さは、１メガパスカル(ＭＰａ)（１４５ｐｓｉ；１０.２Ｋｇ/ｃｍ２）、又は２ＭＰａ（２９０ｐｓｉ；２０.４Ｋｇ／ｃｍ２）、又は５ＭＰａ（７２５ｐｓｉ；５１Ｋｇ／ｃｍ２）、又は７.５ＭＰａ（１０８８ｐｓｉ；７６.５Ｋｇ／ｃｍ２）、又は１０ＭＰａ（１４５０ｐｓｉ；１０２Ｋｇ／ｃｍ２）、又は１５ＭＰａ（２１７５ｐｓｉ；１５３Ｋｇ／ｃｍ２）よりも大きい。例えば、接着剤の接着強さは、１ＭＰａ（１４５ｐｓｉ；１０.２Ｋｇ/ｃｍ２）から２０ＭＰａ（２９００ｐｓｉ；２０４Ｋｇ/ｃｍ２）、又は２ＭＰａ（２９０ｐｓｉ；２０.４Ｋｇ/ｃｍ２）から１８ＭＰａ（２６１０ｐｓｉ；１８３.５Ｋｇ/ｃｍ２）、又は５ＭＰａ（７２５ｐｓｉ）から１７ＭＰａ（２４６５ｐｓｉ；１７３Ｋｇ/ｃｍ２）、又は７.５ＭＰａ（１０８ｐｓｉ；７６.５Ｋｇ/ｃｍ２）から１５ＭＰａ（２１７５ｐｓｉ；１５３Ｋｇ/ｃｍ２）に及んでいる。例えば、代替実施形態において、接着剤の接着強さにより、接着剤が２つの木材ピースを結合するのに使用されたとき、８０％以上、又は８５％以上、又は９０％以上、又は９２％以上、又は９５％以上、又は９７％以上の木部破断がもたらされる。一実施形態において、接着強さは、ここに記載されているようなＡＳＴＭ（アメリカ材料試験協会）の張力及び／又は曲げ試験を使用することにより測定される。
【０１０６】
一実施形態において、イソシアナート架橋剤は、ジフェニルメタンジイソシアナート（ＭＤＩ）でよい。このＭＤＩは、ポリマーＭＤＩ（ｐＭＤＩ）及び純ＭＤＩの混合物であってもよい。純ＭＤＩは、２,４’-ジフェニルメタンジイソシアナートや４,４’-ジフェニルメタンジイソシアナートを含んでよい。ポリマーＭＤＩは、技術的に公知の諸ポリマーの混合物であってよい。実施形態において、ポリマーＭＤＩは、純ＭＤＩに加えて、トリイソシアナート、テトライソシアナート、ペンタイソシアナート及び僅かな割合の高級同族体を含んでいてよい。ポリマーＭＤＩの平均官能価は、代表的には約２.５〜３.０の範囲にわたりうる。一実施形態において、イソシアナート架橋剤は、メチレンジフェニルイソシアナート（ＣＡＳ１０１-６８-８）を含んでいてよい。さらに、または、イソシアナート架橋剤は、ポリ（メチレンフェニレンイソシアナート）（ＣＡＳ番号：９０１６-８７-９）を含んでいてよい。イソシアナート架橋剤は、更に、メチレンジフェニルイソシアナート（ＣＡＳ番号：２６４４７-４０-５）を含んでいてよい。一実施形態において、ポリ（メチレンフェニレンイソシアナート）は約４５〜５５重量％を含んでいる。また、メチレンジフェニルジイソシアナートは約４０〜５０重量％を含んでいてよい。加えて、メチレンジフェニルイソシアナートは約１〜１０％であってよい。一実施形態において、イソシアナート架橋剤は、アッシュランド・ペシャルティー・ケミカルズ・カンパニー（オハイオ州アッシュランド）により頒布されているIsoset（登録商標）ＣＸ−４７から構成しうる。あるいは、特定の実施形態において、SUPRASEC（登録商標）５０２５（Huntsman：ハンツマン）のような他のポリマーＭＤＩが使用されてもよい。
【０１０７】
ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）樹脂はポリビニルアセテートポリマーを含んでいてよい。また、ＰＶＡ樹脂内に他の成分が存在していてもよい。例えば、ＰＶＡはポリビニルアルコールを含んでいてよい。また、ＰＶＡ樹脂は、芳香族ジエステル又はフェノールのような溶剤を含んでいてよい。一実施形態において、ＰＶＡ樹脂は、約１０〜８０％のポリビニルアセテートと、約５〜１５％のポリビニルアルコールとを含んでいてよい。その他の成分には、約１５〜７０％の水と、約１〜５％の他の任意の溶剤とが含まれる。ＰＶＡ樹脂は、エチレングリコールのような融合剤もまた含んでいてよい。また、安定剤もしくは充てん剤と脱泡剤とが含まれることがある。特定の実施形態によると、ＰＶＡ樹脂は、ＰＶＡ２７２３又はＰＶＡ２７２０（オレゴン州ウッドバーン所在のペシャルティー・ポリマーズ・インコーポレイテッド）を含みうる。ＰＶＡ２７２３及びＰＶＡ２７２０は、ＰＶＡ２７２０が融合剤を含まない点で異なっている。
【０１０８】
接着剤は、化学調合物で処理された木材、又は未処理の木材に使用されうる。一実施形態において、接着剤は、防かび剤及び殺虫剤のような有機化合物や、界面活性剤及び乳化剤のようなイオン化合物や、オイルや、あるいはワックス（例えば、撥水剤）を使って高い温度及び圧力で処理された木材と共に使用されうる。本発明の接着剤は、処理済み木材と一緒に用いた場合、この接着剤を使用して接着された木材にＡＳＴＭの真空−圧力張力試験を受けさせたときに、２０００〜３０００ｐｓｉ(１４１〜２１１Ｋｇ/ｃｍ２)以上の力に耐えうる結合強さをもたらす。あるいは、本発明の接着剤は、この接着剤を使用して接着された木材にＡＳＴＭの乾燥張力試験を受けさせたときに、４０００〜５０００ｐｓｉ(２８１〜３４５Ｋｇ/ｃｍ２)以上の力に耐えうる結合強さをもたらす。あるいは、本発明の接着剤は、この接着剤を使用して接着された木材にＡＳＴＭの高温張力試験を受けさせたときに、２５００〜４０００ｐｓｉ(１７６〜２８１Ｋｇ/ｃｍ２)以上の力に耐えうる結合強さをもたらす。あるいは、本発明の接着剤は、この接着剤を使用して接着された木材にＡＳＴＭの煮沸張力試験を受けさせたときに、２１００〜３０００ｐｓｉ（１４８〜２１１Ｋｇ/ｃｍ２）以上の力に耐えうる結合強さをもたらす。あるいは、本発明の接着剤は、この接着剤を使用して接着された木材にＡＳＴＭの曲げ試験を受けさせたときに、ほぼ８００ｐｓｉ(５６Ｋｇ/ｃｍ２)以上の力に耐えうる結合強さをもたらす。あるいは、本発明の接着剤は、この接着剤を使用して接着された木材にここに記載したような生強度(green-strength)曲げ試験を受けさせたときに、ほぼ８００ｐｓｉ(５６Ｋｇ/ｃｍ２)以上の力に耐えうる結合強さをもたらす。結合強さは未処理の木材についてよりも概して大きい。
【０１０９】
架橋剤としては、接着剤と一緒に作用することが技術的に知られている多くの架橋剤がある。一実施形態において、架橋剤は、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）と一緒に作用するよう特別に開発されたポリマージフェニルメタンジイソシアナートである。しかしながら、本発明は、ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）樹脂及びエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）と一緒に作用するよう開発されたポリマージフェニルメタンジイソシアナートを使用する。従って、本発明の諸実施形態は、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）特有の架橋剤と混合されるＰＶＡ樹脂から構成される“混成(ハイブリッド)”接着剤調合物を提供している。例えば、実施形態において、Isoset（登録商標）ＣＸ−４７とＰＶＡ樹脂の組合せを使用することは、特定の実施形態によると、ＥＶＡ樹脂及びIsoset（登録商標）ＣＸ−４７を使用して作られた接着剤よりも実質的に優れた特性をもたらしうる。
【０１１０】
代替実施形態において、イソシアナート架橋剤におけるシアナート基（ＮＣＯ）に対するポリビニルアセテート樹脂中の水によりもたらされる反応性水酸基の当量比は、ほぼ２０〜１４０、又は３０〜１２０、又は４５〜１００である。当量比は、イソシアナート１モル当たりのＮＣＯ当量の数及びＰＶＡ１モル当たりの水酸基当量の数を計算することにより決定される。例えば、ジフェニルメタンジイソシアナート（ＭＤＩ）架橋剤の当量を決定するために、ＭＤＩの質量に％ＮＣＯ含有量を掛けてＮＣＯの質量を求め、その後このＮＣＯの質量をＮＣＯ当量（４２）で割ってＮＣＯ当量の数を決定する。１モルの水（質量＝１８）は２モルのＮＣＯと反応するので、同様にＰＶＡ中の水の当量を決定するために、ＰＶＡ１モル当たりの水の総量を１８／２で割る。
【０１１１】
本発明の接着剤の諸実施形態に使用される架橋剤はある範囲の濃度を有している。代替実施形態において、イソシアナート架橋剤はＰＶＡ樹脂と混合されて、ほぼ重量で１０％〜３０％（重量％）、又は１２重量％〜２５重量％、又は１５重量％〜２０重量％に最終濃度が及ぶ架橋剤を形成する。例示的な一実施形態において、Isoset（登録商標）ＣＸ−４７の架橋剤は約１６〜１７重量％であり、ＰＶＡは約８３〜８４重量％である。
【０１１２】
実施形態において、本発明の接着剤組成は、いかなる種類の化学調合物によっても処理される必要のない木材を接着するのに使用される。あるいは、本発明の接着剤は、高温／高圧で対象の化学調合物の浸透を受けた、又は受けつつある木材を接着するのに使用されうる。例えば、本発明の接着剤は、有機調合物、又はオイル、又はワックス含有防腐剤による高温／高圧浸透の前に木材を接着するのに使用されうる。一実施形態においては、商業的に処理された木材製品を製造するのに用いられる処理調合物で処理すべき木材を接着するのに混成接着剤が使用されている。
【０１１３】
本発明の接着剤組成の特定の実施形態は、処理済み木材を用意するのに重要な様々な特性を備えている。例えば、本発明の接着剤の諸実施形態によると、化学的に処理された木材又は化学的な処理を受けつつある木材の接着性が向上する結果となる。他の実施形態において、接着剤は、化学的に処理するのに使用されている高温度及び／又は高圧力のような諸条件に対する安定性が向上する結果となる。接着剤の安定性向上は、接着結合部に関して試験するＡＳＴＭ Ｄ ５５７２により明らかにすることができる。代替実施形態において、ＡＳＴＭ Ｄ ５５７２の張力又は曲げ試験により測定されたとき、本発明の接着剤は、８０％以上、又は８５％以上、又は９０％以上、又は９２％以上、又は９５％以上、又は９７％以上の木部破断となる。また、製造の際に接着剤を使用するもっと重要なことには、接着剤の生強さ(green strength)の曲げ試験において(即ち、接着剤が熱硬化される前)、本発明は、８０％以上、又は８５％以上、又は８８％以上、又は９０％以上、又は９２％以上、又は９５％以上、又は９７％以上の木部破断となる。従って、本発明の接着剤は、硬化のために熱処理又は長い低温放置期間を必要としない。
【０１１４】
化学防腐剤又は他の調合物を浸透させた木材の重量は、最初（即ち、処理前）の重量の３倍ともなりうる。重量の増加により接着された結合部に相当な歪みを生じうる。通常の接着剤を使用した場合、化学的に処理した木材製品については接着した接合部の約１０％〜２０％の破損が起こりうる。代替実施形態において、本発明の混成接着剤を使用すると、処理容器から取り出されたフィンガージョイントのボードの破損は、接着剤の架橋結合の向上のため１０％未満、又は５％未満、又は３％未満、又は１％未満、又は０.５％未満の破損まで減少される。
【０１１５】
本発明の接着剤の諸実施形態は、硬化速度が上昇するかもしれない。一旦ＰＶＡ樹脂及びイソシアナート架橋剤が混合されると発熱反応が起こり、炭酸ガスを放出すると共に、接着剤内で、且つ接着剤と木材との間で架橋結合を促進する。また、特定の実施形態によれば、イソシアナート架橋剤が接着剤の一部になるので、化学結合の形成のために塩化アルミニウムのような触媒に専ら依存するＰＶＡ又はＥＶＡ接着剤を用いて形成されるよりも強い結合が形成される。通常の接着剤は、接着された木材が高温度の条件下で化学的処理を受けることができるようになる前に、硬化するのに約２４時間から３０日あるいはそれ以上を必要とする。それとは対照的に、本発明の実施形態の接着剤が用いられた場合には、木材は、接着後１４時間あるいはそれ未満で高い温度及び圧力を受ける化学的な処理を受けることができる。接着剤の硬化時間が速いということは、使用前の接着剤について“ポットライフ”が短いという結果になる。なお、ポットライフとは、接着剤を使用前に貯留しておくことができる時間である。例えば、本発明の混成接着剤についてのポットライフは、通常の接着剤についての４８時間と比較して、４時間未満、あるいは１時間未満になる場合もある。本発明の一実施形態において、ポットライフは約０.５時間である。
【０１１６】
イソシアナートを含有する架橋剤を使用することにより、本発明の接着剤の諸実施形態は、いかなる形式の加熱ステップを使用することなく木材ピースを結合するのに使用されることができる。接着剤の迅速な硬化を必要とする場合のため、従来のＰＶＡ接着剤は、ＰＶＡ接着剤の架橋結合を促進するべく加熱ステップを必要としている。例えば、ＰＶＡ‐塩化アルミニウム（５％）接着剤は、接着剤が硬化するための期間を１００％接着力のための３０日（又は８０％接着力の２４時間）から、１００％接着力のための１６時間へと速めるべく、加熱される。本発明の接着剤の実施形態を用いることにより、架橋結合を生じさせるために接着剤を加熱する必要性はほぼ排除されるので、接着剤により２つの木材ピースを互いに結合させるために加熱ステップを設ける必要がなくなる。
【０１１７】
また、本発明の接着剤の諸実施形態は、塩化アルミニウムを含有する接着剤よりも低いチョーキングを示すことができる。一実施形態において、混成接着剤は、チョーキングが起こる温度は低い。そのため、この接着剤は、３５°Ｆ〜６０°Ｆの間の温度で標準の塩化アルミニウム接着剤よりもかなり低いチョーキングをもたらす。一実施形態において、接着剤のチョーキングは、氷点より上のいかなる温度での接着剤使用をも可能にするので、本発明の接着剤についてのチョーキングのレベルは、処理済み木材あるいは未処理木材であっても、氷点より上の任意の温度で使用されたときに接着剤の特性にかかるチョーキングが影響を与えないようなレベルである。一実施形態において、水の氷点を超える温度での本発明の接着剤のチョーキングは検出できないほど低い。ある実施形態において、チョーキングのレベルが低いことは、融合剤を含まないＰＶＡ２７２０のようなＰＶＡ樹脂の使用を可能にする。
【０１１８】
しかし、接着剤が触媒のような金属を更に含む場合もある。塩化アルミニウムとしてＡｌＣｌ３を含んでいてよい。実施形態において、触媒は当該技術で用いられている等価（analogous)触媒とすることができる。金属触媒は接着剤内の熱伝達を容易にするように作用し、それによりイソシアナートとＰＶＡ樹脂及び木材内の水酸基との架橋結合を促進する。代替実施形態において、金属触媒（例えば、塩化アルミニウム）は０.２５％〜１０％、又は１％〜７.５％、又は３％〜５％にわたる種々のレベルで存在していてよい。
【０１１９】
本発明の接着剤の諸実施形態は、また、処理済み又は未処理の木材を接着するのに使用される他の接着剤と比較して増加した耐水性を提供する。本発明の接着剤についての耐水性の増加は、接着剤が高湿度の条件下と高い温度又は大きな圧力の変化の条件下とにさらされる、真空圧及び／又は煮沸状態下のＡＳＴＭ Ｄ ５５７２張力試験により例証されている。以下の実施例に示されているように、本発明の混成接着剤は、他の種類の接着剤よりも真空圧及び／又は煮沸試験においてより高い割合の木部破壊（即ち、より低い接着剤破壊）を示す。従って、本発明の混成接着剤は、処理済み又は未処理の木材を接着するのに一般的に使用される塩化アルミニウム接着剤と比較して、水に対して実質的により高い抵抗性を示す。
【０１２０】
（木材を処理するためのシステム）
本発明の諸実施形態は、また、木材を処理するためのシステムである。また、本発明の諸実施形態は、本発明の該システムを使用して製造された木材製品である。本発明の該システムの諸実施形態は、ここに記載された本発明の諸方法、諸装置及び諸構成物から構成されている。
【０１２１】
一実施形態において、本発明の諸システムは、高い温度及び圧力の条件下で化学的調合物により木材を処理するのに使用される。例えば、一実施形態において、該システムは、（ａ）複数の木材ピースを処理する容器内に液体を充填するためのステーションであって、該容器は、該容器内に複数の木材ピースを保持するための支持フレーム構造と、複数の開口を含む少なくとも１つの表面とを備えており、該開口は、流体が該開口を通過することができるが、前記容器の内部の前記複数の木材ピースが前記開口を通過しないような大きさに構成され、前記ステーションと、（ｂ）対象の液体調合物で前記木材ピースを処理するためのステーションと、（ｃ）木材が前記液体で処理された後に該木材から過剰の湿分を除去するためのステーションと、（ｄ）前記木材ピースの少なくとも一部を互いに接着するためのステーションとを備えている。
【０１２２】
本発明のシステムの例示的な実施形態は図６及び図６に示されている。図６を参照すると、このシステムは、湿分置換容器（ＭＥＣ）２２０に木材２２２を装荷するステーション２１０を備えている。木材２２２は、もちろん天然木材であっても、木材利用複合材料であってもよい。また、木材は、工業等級の用材、合板、ランダムな長さのボード、クリヤーカットストック(clear cutstock)用材、フィンガージョイント（fingerjoint)カットストック（cutstock）用材、縦割り(ripped)用材、又は建屋構造の製造に適する他の種類の用材のような種々の異なる用材がある。システムの少なくとも特定に実施形態については、木材の種類は木材の特別の種に限定されない。木材は、桜、トネリコ、マホガニー、トロコ（troko)、ブナ、樫、カエデ、カバノキ、ウォールナット、チーク、ハンノキ、ポプラ、ブナ、ハコヤナギ、ニレ、ゴム、ユリノキ、又はヤナギのような硬材であってよい。あるいは、カラマツ、パイン、モミ、ダグラスファー、ヘムロック、セコイア、トウヒのような軟材が使用されてもよい。
【０１２３】
実施形態において、システムは更に処理容器２２４を備えており、その中に、木材２２２が積み込まれた湿分置換容器２２０が対象の化学調合物を用いて処理するために置かれている。この処理容器は、例えば、木材処理の種々の段階において、正の圧力又は真空を維持することができる閉じた容器を構成している。また、この処理容器は、木材の処理中に高温を維持することができる。一実施形態において、処理容器２２４はオートクレーブとすることができる。
【０１２４】
例えば、処理は、木材の管孔に水性調合物を加えることを含んでいてよい。あるいは、処理は、木材の管孔に有機調合物を加えることを含んでいてよい。一実施形態において、処理調合物は防腐剤とすることができる。あるいは、処理調合物は木材に対して高い耐水性を与えることができる。あるいは、難燃剤が添加されてもよい。更に別の実施形態において、処理調合物は殺虫剤であってよい。あるいは、処理調合物は、木材の耐水性を増す手段として水性ワックスエマルジョンであってよい。ここで使用されている耐水性とは、かなりの量の水を失うか又は得ることなく非常に乾燥した及び／又は非常に湿った状態に耐えうる木材の能力である。
【０１２５】
従って、処理調合物は、木材を処理するための化学調合物において普通に用いられる水、ワックス、界面活性剤（即ち、非イオン、陰イオン、酸・塩基両性）、オイル、防かび剤、殺虫剤、防腐剤、殺菌剤、難燃剤、又は撥水剤のうちの少なくとも一種である。一実施形態においは、木材製品を製作するための市販処理調合物が用いられている。調合物は処理容器を実質的に満たすような方法で加えられる。
【０１２６】
一実施形態において、処理ステーション２２４は、木材に真空を受けさせた後、所定期間正の圧力にさらして、ここに記載したように、木材への処理溶液の浸透を容易にする。正の圧力は、例えば、平方インチ当たり約５〜２００ポンド(psi)(０.３５〜１４Ｋｇ/ｃｍ２)に及んでいる。木材に処理調合物が浸透するのに実質的に十分な所定期間の後、容器内の正の圧力を解放し、そして過剰の（即ち、非吸収の）処理溶液を容器から排除する。次いで容器内の圧力を大気圧よりも低い圧力まで更に減じる。真空を処理容器内に引き入れることは、防腐剤調合物による処理の後に木材に残留している湿分の少なくとも幾分かを除去するのを促す。
【０１２７】
特定の実施形態によると、システムは、問題の調合物での木材の浸透を促進するために温度の変更を可能としている。例えば、実施形態において、ワックス又はオイルを含む調合物については、より高い温度がワックス又はオイルによる木材管孔の浸透を容易にする。また、温度は処理設備の標高に応じて変更しうる。従って、特定の実施形態によると、処理サイクルの間、温度ステーションはほぼ周囲温度からほぼ２００°Ｆ（９３.３℃）の範囲にある。一実施形態において、木材の処理のため、約１５０°Ｆ〜１６０°Ｆ（６５.６℃〜７１.１℃）の温度が用いられている。
【０１２８】
木材を処理し、そして必要ならば圧力を解放した後、特定の実施形態によると、処理容器は、処理調合物を排出される。この時点で、使用された調合物が水性であれば、木材は、該木材の管孔中に及び／又は該木材の表面を覆う過剰の水を有する。従って、処理ステーションは、木材から少なくとも一部の水を除去するために該木材に真空を適用する装置を備えていてよい。一実施形態においては、水銀柱で約−１３インチ〜約−２０インチ（−４０６ｍｍ〜−５０８ｍｍ）の真空が約０.５時間にわたり適用される。
【０１２９】
特定の実施形態によると、過剰の湿分を除去するために真空を適用するとしても、処理済みの木材から更に湿分を除去する必要性が存在する可能性がる。従って、特定の実施形態によると、システムは、木材が処理された後、該木材を乾燥させるためのステーションも（２２６）備えることができる。一実施形態において、この乾燥ステーションは、キルン又は他の形式のオーブンである。木材は、乾燥ステップの間、湿分置換容器内に残されている。別の実施形態によると、木材はキルン内に直接に積み込むことができ、そして乾燥を容易にするためスペーサを使用して木材ピースを分離させる。乾燥スケジュールは、ある程度、使用される処理溶液の性質、処理されている木材の種類、外部の湿気、及び処理されている木材に対し達成されるべき希望の最終水分含有量に左右される。一実施形態の実例によると、キルンは、最大で約１００°Ｆ〜１５５°Ｆ（３７.８℃〜６８.３℃）まで増すことができ、そして次にキルンの温度は、約５０〜１８０時間後に木材が約５％〜約２０％の最終湿分含有量まで乾燥されるように、約１００°Ｆ〜１８０°Ｆ(３７.８℃〜８２.２℃)の範囲内で複数の設定点をもち作動すべく設定されうる。高温乾燥のために、キルンは２８０°Ｆ（１３８℃）まで加熱されうる。一実施形態において、木材は、最終湿分含有量を約５％〜約１５％の範囲内にできるように、約１３６時間にわたり約１４０°Ｆ〜１６０°Ｆ(６０℃〜７１.１℃)の温度でキルンに留まっている。
【０１３０】
乾燥ステーションのサイズは、処理スケジュールに応じて変更することができる。例えば、一実施形態において、単一の木材種又は複数の木材種を大量生産するために、キルンはほぼ２１０００立法フィートの木材を乾燥できる大きさに作られている。
【０１３１】
システムの諸実施形態は、湿分置換容器から荷下ろしするためのステーション２２７も含んでいる。実施形態において、荷下ろしされた木材は保管されるか及び／又は積み出される状態にある。また、木材は更なる処理を必要とする場合がある。
【０１３２】
例えば、木材を更に集め必要に応じてもっと大きなピースにしてもよい。システムの実施形態は、集合ステーション２２８を更に含んでいる。この集合ステーションは、木材製品の集合が起こるステーションである。集合ステーションは、処理ステーションの後に配置され、あるいは代替実施形態においては、処理ステーションの前に配置される。実施形態において、集合ステーションは、より小さな木材ピース同士を接着してもっと大きな製品を製造するステーションを構成する。実施形態において、より小さな木材ピース同士を接着するステーションは、二種構成の接着剤調合物を混合するための装置２３０を備えている。例えば、本発明の混成接着剤調合物が使用される場合、架橋剤（例えば、ジフェニルメタンジイソシアナート）を含む第１の閉じたチューブ２３０ａと、ＰＶＡ樹脂を含む第２の閉じたチューブ２３０ｂとが存在する。一実施形態において、接着剤の両種（架橋剤及びＰＶＡ樹脂）はチューブ２３０ａを通り圧送され、木材への付与直前に実質的に気密な状態（即ち、嫌気条件）下でチャンバ２３０ｃにおいて混合される。実施形態において、二部構成のディスペンサは、接着剤に要求される二成分（例えば、ＰＶＡ及びＭＤＩ）の制御された混合を可能にする。また、実施形態において、ディスペンサ２３０（２３０ａ，２３０ｂ及び２３０ｃ）の閉じた特質は、ＰＶＡ接着剤中に存在するＭＤＩ及びＭＤＩ反応基が反応するときのに発泡を減少できる。
【０１３３】
大きな木材製品を切断して、必要とされる大きさに精確にトリミングしたら、木材を保管ステーション２３２に搬送し、保管及び／又は配送のため積み重ねておく。
【０１３４】
特定の実施形態によると、システムは自動化されている。図７に略示したように、種々のステーションのうち少なくとも幾つかはコンピュータ３００によって制御される。代替実施形態において、ユーザーはキーボード３４０、フロッピーディスク、遠隔アクセス手段（例えば、インターネット経由）３５０、又は製造ラインの種々の部位にある他のアクセス手段を介して命令を入力する。ユーザーは、どのようにしてレポートをプリントアウトするか等を、実行に対するオプションを含め、命令を入力する。コンピュータは、システムをプログラミングするためコンピュータ読取り可能メディアに符号化されたソフトウエアを含んでいる。例えば、製造、プロセス制御、オペレータ−マシンインターフェース、及びデータ取得のため特別に開発されたソフトウエアが使用される。実施形態において、ソフトウエアは、サイテック（ＣＩＴＥＣ）、ワンダーウェア（ＷＯＮＤＥＲＷＡＲＥ）（登録商標）、テストポイント（ＴＥＳＴＰＯＩＮＴ）（登録商標）、又は技術的に既知の他の製造ソフトウエアを含むことができる。また、製造スケジュールの各ステップにおいて、データは、ディスク、ドライブ又はメモリー３１０のような技術的に普通の保存装置を使用してコンピュータに保存される。技術的に了解されるように、プロセッサ３２０及びＩ/Ｏコントローラ３３０がコンピュータ機能の多面的アスペクトのために必要とされている。
【実施例１】
【０１３５】
（湿分置換容器）
本発明の湿分置換容器は必要な寸法を有する。最大で約５０００ポンド（２２６８Ｋｇ）までのフィンガージョイントカットストックを処理するのに適する湿分置換容器に採用されうる寸法の例は、ここに記載された個々の諸部分からなるが、ほぼ、長さ９０＋３/４インチ、高さ５５＋３/４インチ、幅４８インチの外形寸法を有している(長さ２.３ｍ、高さ１.４２ｍ、幅１.２２ｍ)。大形のキルン及び／又は処理容器については、長さ１２８インチ（２.３０５ｍ）、高さ５５＋３/４インチ（１.４２ｍ）、幅４８インチ（１.２２ｍ）の湿分置換容器が使用される。従って、一実施形態の例においては、湿分置換容器のフレーム構造を製造するのに使用される底部ピース及び頂部ピースは、長さ９０インチ（２.２９ｍ）(即ち、ピース３，７，１１及び１４)、又は長さ４８インチ（１.２２ｍ）(即ち、ピース２，４，１２及び１５)のどちらかである（図３Ａ）。これらは長い支持体７の内側にあるので、支持ピース６ａ及び６ｂは長さ４２インチである。また、一実施形態の例において、垂直支持体に使用されるピース１及び５はそれぞれ長さ５５インチ（１.４ｍ）、５２＋３/４インチ(１.３４ｍ)である。上述した寸法から構成されるフレーム構造を使用すると、湿分置換容器は、ほぼ、長さ９０＋３/４インチ（２.３ｍ）、高さ５５＋３/４インチ（１.４１ｍ）、幅４８＋３/４インチ（１.２４ｍ）である。また、上述したように、湿分置換容器は、容器底部表面から約１＋７／８インチ（４７.６２５ｍｍ）延びる内側脚部９と、容器底部表面から約７／８インチ（２２.２３ｍｍ）延びる外側脚部１０とを備える。
【０１３６】
代替実施形態において、湿分置換容器は、６インチ×６インチ(１５.２ｃｍ×１５.２ｃｍ)である正方形（即ち、閉じた）溝形鋼製の単一ピースから構成された脚部を備えている。脚部は、各端部から切って作られた部分を有し、該部分が湿分置換容器の底部を越えて延びている。例えば、一実施形態において、４インチ×３.２５インチ(１０.２ｃｍ×８.２５ｃｍ)の部分が６インチ×６インチ(１５.２ｃｍ×１５.２ｃｍ)である正方形の溝形鋼から切って作られている。実施形態において、脚部の長さは５２インチ(１.３２ｍ)と長いので、該脚部はほぼ２インチ（５０ｍｍ）、湿分置換容器の周囲を越えて延びる。突出部の内側にある脚部の部分は、湿分置換容器の内周部よりも若干短くなるよう切断されている。こうすることにより、脚部の底部を第２の湿分置換容器の頂部フレームに挿入することができるので、湿分置換容器を容易に積み重ねることができる。湿分置換容器の全幅にわたり延びる脚部を使用することにより（例えば、図５）、湿分置換容器に対する付加的な支持を提供しながらも湿分置換容器を積み重ねることができる。２つの湿分置換容器を積み重ねるために、脚部の内側部分は、下の湿分置換容器の頂部フレームピース上に載せることができる突出部分を有しており、該部分が下の湿分置換容器の中に延びる。頂部フレームは垂直ピース及び水平ピースを含む。実施形態において、該垂直ピース及び水平ピースは単一のＬ形バーを構成する。
【０１３７】
また、本発明の湿分置換容器は、隙間のない（即ち、開口を備えていない）側面を備える。実施形態において、開口のない側面を１つ又は２つ有することにより、付加的な構造的支持が可能となり、また依然として十分に湿分置換が可能である。また、第３の、そして特定の場合には第４の開口を備えない側面を加えてもよい。
【実施例２】
【０１３８】
（混成接着剤）
実験を行って種々の接着剤調合物の試験をした。以下に記載した実験では、本発明の接着剤調合物を“混成”と表す。混成接着剤は、以下のように混合されるイソシアナート含有架橋剤（登録商標・IsosetＣＸ−４７）及びポリビニルアセテート樹脂（ＰＶＡ ＳＰ ２７２３）の混合物である。
【０１３９】
種々の接着剤のタイプの有効性を測定するため、サンプルを接着し、次いで（随意にであるが）、接着剤の試験の前に化学調合物による高温／高圧処理の作用を受けさせた。接着剤の強さは、構内もしくはインハウス曲げ試験（表１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）又はＡＳＴＭ Ｄ ５５７２張力試験（表２Ａ、２Ｂ、３、４）のどちらかにより試験した（ＡＳＴＭ Ｄ ５５７２：非構造的用材製品におけるフィンガージョイントに対して用いられる接着剤の標準規格、１９９９年再承認）。曲げ試験手順においては、圧力を接着されたフィンガージョイントの両端に直接かけた。張力試験手順においては、中央部分においてフィンガージョイント接合された２つの木材ピースを各端から引き離した。
【０１４０】
インハウス曲げ試験でも、また、ＡＳＴＭ Ｄ ５５７２張力試験でも、接着剤の強さは、破断点における木材の量（即ち、木部破断率；％ＷＦ）について測定されている。接着剤は木材と同時に機能するに過ぎないので、破断点における木材の大きな量は高い木部破断率を表しており、従って、接着剤破断率の低いことを表している。また、木材を破断するのに必要な力も測定した。木材を破断するのに必要な力は、接着剤結合の強さで表すこともできる。しかしながら、以下の表に示すように、絶対的な力（即ち、荷重）は、接着の前か又は後の木材の処理に応じても変わりうる。従って、木材を破断するのに要求される絶対的な荷重よりも、相対力（即ち、特定の試験グループ内での）及び木部破断率の方が、接着剤の使用強さについての良好な概算を提供する。
【０１４１】
使用される一般的な手順及び表に示された各処理の意味は次の通りである。
（１）フィンガージョイントサンプル；
（２）接着剤；
（３）任意に、キルン内での加熱により接着剤を熱硬化する（後硬化）；
（４）任意に、接着されたサンプルを、有機化合物、乳化剤及び撥水剤を含む化学薬剤を使って高温及び高圧で処理する。処理は、サンプルを水銀柱で−２１インチ（−５３３ｍｍ）の初期真空に５分間さらすことにより行われ、その後、処理調合物の添加、及び６０分間、１５０〜１６０°Ｆ(６５.６℃〜７１.１℃)、高圧（例えば、１５０ｐｓｉ；１０.５Ｋｇ／ｃｍ２）処理が続く（処理、処理／湿潤、又は処理／乾燥）；
（５）高温及び高圧で処理調合物を使い処理したサンプルについて、任意に、キルン内で乾燥する（処理／乾燥）；
（６）ＡＳＴＭ Ｄ-５５７２張力試験のため、ＡＳＴＭ Ｄ-５５７２試験に用いられる４状態の１つにサンプルをさらす（乾燥；真空−圧力；圧力上昇；煮沸暴露）；
（７）インハウス曲げ試験又はＡＳＴＭ Ｄ-５５７２張力方法により試験。
【０１４２】
接着剤調合物の初期スクリーニングにはインハウス曲げ試験を利用した。ＡＳＴＭ曲げ試験とは対照的に、インハウス曲げ試験は、製造時に使用される諸条件を模擬した諸条件下で接着剤強さを測定するよう考案されており、従って、ジョイントの試験前、ＡＳＴＭ Ｄ-５５７２試験のために使用される後硬化の実験条件（即ち、以下に述べる乾燥；真空圧；圧力上昇；煮沸暴露）に、接着されたサンプルをさらさない。従ってインハウス曲げ試験によって、接着剤の生（即ち、硬化前）強度をより精確に表示することができる。
【０１４３】
インハウス曲げ試験において、１２インチ(３０.５ｃｍ)の底部を有する４インチ（１０.１ｃｍ）のラムを使用した。木材を要求に応じて処理し（上記参照）、接着し、曲げ装置内に置いた。試験を受ける木材は、接着剤ライン（glue line）としてフィンガージョイント又は積層ジョイントを含む。ここに記載した試験では、フィンガージョイントの木材を使用した。曲げ装置は、正確に測った力（即ち、荷重）を接着ジョイントの両端間に直接加えながら木材サンプルの端部を固定状態に保持するよう設計されている。
【０１４４】
曲げ試験のため、ボードのサイズは幅が１＋７／８インチ（４７.６２５ｍｍ）から３＋５／８インチ（９２.３ｍｍ）に及んでいる。ボードは全て、曲げ装置の底部にかかるように少なくとも１２インチの長さであり、また、厚さ１＋９／１６インチ（３９.７ｍｍ）である。ボードを曲げ装置内で端に（ボードの幅がラムと平行であるように）設置し、そしてフィンガージョイントを厚さにわたって広がると共にラムに対して垂直に位置決めする。このようにして、同じ厚さのボードが曲げ装置を使用して押し込まれる。種々の幅を有するボードについての測定値を補正し、３／４インチ×３／４インチ（１９.０ｍｍ×１９.０ｍｍ）（ＡＳＴＭ Ｄ-５５７２曲げ試験で使用されるボードのサイズ）のボードに対する値にする。
【０１４５】
表１Ａ、表１Ｂ及び表１Ｃに、インハウス曲げ試験を用いて行った種々のタイプの接着剤についてのスクリーニングの結果を示す。図示のように異なる割合のイソシアナート架橋剤（登録商標・IsosetＣＸ−４７）と混合された幾つかのＥＶＡ樹脂（アッシュランドのＡ３１２，Ａ３２０及びＡ３２２）を比較した結果を、種々の濃度の架橋剤における本発明の混成接着剤（ＰＶＡ ＳＰ ２７２３／ＣＸ−４７）と比較した。また、ＰＵＲ接着剤（アッシュランドのＥＷ−５００）と、Ｃ２００−ｙを触媒としたＰＶＡ接着剤（ＳＰ２７２３／Ｃ２００−ｙ）とについての結果も示す。
【０１４６】
表１Ａ、表１Ｂ及び表１Ｃに示したサンプルについて、処理／乾燥は、処理調合物を用いて加圧処理し、次いでキルン内で乾燥させた後に試験したサンプルに対応している。処理／湿潤は、処理調合物を用いて加圧処理後に試験したが、木材は依然として湿っている（即ち、サンプルはキルン内で乾燥されていない）サンプルに対応している。また、接着されたサンプルの一部は１２０°Ｆ（４９℃）で１６時間熱硬化を受けさせたが（後硬化）、他のサンプルは処理及び／又は曲げ試験により試験前に熱硬化させなかった（周囲）。処理調合物によって木材を処理するのに使用された圧力も表示されている（“圧力”）。
【０１４７】
【表１Ａ】
2008514472.tif 000003
【０１４８】
【表１Ｂ】
2008514472.tif 000004
【０１４９】
【表１Ｃ】
2008514472.tif 000005
【０１５０】
混成接着剤は、試験を行った全ての条件下で良好であることが分かった。従って、木部破断率（％ＷＦ）は、本発明の混成接着剤について常に８５％以上であった（表１Ａ）。２０％ハイブリッド混合物では１５％ハイブリッド混合物を超える改善は見られなかった。更に、ハイブリッドを後硬化することには明らかな利点は存在しなかった（表１Ａ、表１Ｂ及び表１Ｃ；後硬化対周囲）。従って、インハウス曲げ方法で測定されたように、混成接着剤は、フィンガージョイント接合の前又は後に化学的処理をするのに使用される通常の操作パラメータの下で良好に作用することが分かった。
【０１５１】
インハウス曲げ試験を用いる初期スクリーニングの後、ＡＳＴＭ Ｄ ５５７２張力試験手順（ＡＳＴＭ Ｄ ５５７２：非構造的用材製品におけるフィンガージョイントに対して用いられる接着剤の標準規格、１９９９年再承認）を用いて種々の接着剤を試験した。ＡＳＴＭ Ｄ ５５７２張力試験手順においては、中央部分においてフィンガージョイント接合された２つの木材ピースを各端から引き離した。これらの試験のために、ＡＳＴＭ試験プロトコルにより規定された寸法を有するボードを使用した（即ち、１／４インチ×３／４インチ×１０インチ；６.３５ｍｍ×１９.１ｍｍ×２５４ｍｍ）。
【０１５２】
表２Ａ及び表２Ｂに、ＡＳＴＭ Ｄ ５５７２張力試験による種々の接着剤の試験結果を示す。表２Ａに示されているのは、他の接着剤タイプに加え、本発明の混成接着剤(即ち、ＰＶＡ ＳＰ ２７２３と混合された登録商標・IsosetＣＸ−４７)についての結果である。試験した混成接着剤には、１５％ハイブリッド（即ち、１５重量％Isoset（登録商標）ＣＸ−４７／８５重量％ＰＶＡ ＳＰ ２７２３）又は２０％ハイブリッド（即ち、２０重量％Isoset（登録商標）ＣＸ−４７／８０重量％ＰＶＡ ＳＰ ２７２３）（表２Ａ）が含まれる。また、ポリウレタン（ＰＵＲ）接着剤（アッシュランドＥＷ−５００；アッシュランド・スペシャルティー・ケミカルズ・カンパニー、オハイオ州アッシュランド）や、ＣＸ−４７架橋剤は含まないが５％の塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）を触媒（ＰＶＡ）として含むＰＶＡ接着剤も試験した。試験した更なる接着剤には、IsosetＣＸ−４７（登録商標）（ＩＳＯ、表２Ｂ）と混合されたエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）樹脂（アッシュランド・スペシャルティー・ケミカルズ）がある。
【０１５３】
このように、表２Ａ及び表２Ｂに示した接着剤タイプの各々に対して、接着されたサンプルを、下記に述べる４つのＡＳＴＭ暴露条件（即ち、乾燥；真空−圧力；高温；及び煮沸暴露）にさらす前に、処理調合物（上述した）を用いて加圧処理するか（処理）、又は加圧処理をしなかった（制御）。更に、サンプルの一部は、処理調合物を用いる高温／高圧処理して試験する前に、接着後、１６時間にわたり１２０°Ｆ（４９℃）で加熱する熱硬化ステップの作用（後硬化）を受けさせた。また、表２Ｂは、サンプルをポリウレタン・ベース（ＰＵＲ）の接着剤を用いて接着し、接着ステップ中に各時間（即ち、８秒又は１０秒）フィンガージョイントを互いに圧縮させる実験も示している（表２Ｂ）。最後に、ＰＶＡ−前処理サンプル（表２Ａ）を接着後よりもむしろ接着前に処理調合物を用いて加圧処理した。
【０１５４】
接着後（硬化ステップ有り又は無し）、また任意にであるが、処理調合物による加圧処理後、ＡＳＴＭ Ｄ ５５７２の指定に基づいて４つの処理条件のうちの１つを木材に受けさせた。木材の一部は（ＡＳＴＭ−乾燥条件）、試験前に±１％湿分含有量（ＭＣ）の許容可能な範囲内で乾燥させた。他の木材の一部は（ＡＳＴＭ−真空−圧力暴露）、試験前に、接着され、次いで７０°Ｆの水で満たされた処理容器内に入れられて、−２５インチの真空に３０分間、その後７５psiの高圧に３０分間暴露した。他の木材の一部は（ＡＳＴＭ−高温）、２２０°Ｆの高温に６時間暴露した。他の木材の一部、第４の部分は（ＡＳＴＭ−煮沸暴露）、４時間煮沸し、１４５°Ｆで２０時間乾燥し、再び４時間煮沸し、７０°Ｆの水で１時間濯ぎ、それから試験した。木部破断率が高いことが低い接着剤破断と関係があるので、これら試験条件の全てについて、ある精確な割合の木材ピースを（荷重-psi）を剪断変形させるのに必要な力の量（psi又はｋｇ/ｃｍ２）を測定することにより、封止部の破断を測定する。
【０１５５】
本発明のＩＳＯＳＥＴ/ＰＶＡ混成接着剤は試験した他の接着剤よりも良好に機能することが分かった（表２Ａ、表２Ｂ）。２０％ハイブリッド混合物では１５％ハイブリッド混合物を超える明らかな改善は見られなかった。更なる試験により、混成接着剤のイソシアナート架橋剤が１０％未満の場合、性能が低下することが示された。更に、混成接着剤を後硬化することには何ら利点は明らかにならなかった（表２Ａ、表２Ｂ；後硬化対周囲）。後硬化ステップ無しの混成接着剤の高い性能によりフィンガージョイント接合と試験との間の時間が１２時間以上短縮される。従って、混成接着剤は、フィンガージョイント接合の前に又は後に木材を化学的に処理するのに用いられる通常の操作パラメータの下で良好に機能することが分かった。
【０１５６】
更に、本発明の混成接着剤が高い耐水性をもつことは、接着剤が高湿及び高温又は大きな圧力変化の状態に暴露される、真空−圧力及び／又は煮沸状態下でのＡＳＴＭ Ｄ ５５７２張力試験の結果により実証されている。従って、本発明の混成接着剤は、試験した他の接着剤（例えば、ＥＶＡ／ＣＸ−４７；ＰＵＲ；又はＰＶＡ）よりも真空−圧力及び煮沸試験において高い木部破断率（即ち、低い接着剤破断率）を示すことが分かる。
【０１５７】
【表２Ａ】
2008514472.tif 000006
【０１５８】
【表２Ｂ】
2008514472.tif 000007
【０１５９】
表３に、本発明の混成接着剤と処理済みの木材を接着するのに典型的に用いられるＰＵＲ接着剤及びＰＶＡ−塩化アルミニウム接着剤とを比較する、ＡＳＴＭ Ｄ ５５７２張力試験を使用したさらなる結果を示す。この実験に記載されているように、接着後、且つ処理調合物による高温／高圧処理をして試験する前、熱硬化ステップ（１２０°Ｆ（４９℃）で１６時間加熱）の作用を受けたサンプルは“後硬化”と表されている。接着剤で処理されているが、後硬化されていないサンプルは“周囲”と表されている。“前処理”と表されたサンプルは、接着後よりもむしろ接着前に処理調合物を使用して加圧処理されている。
【０１６０】
【表３】
2008514472.tif 000008
【０１６１】
本発明の混成接着剤を、処理調合物を用いた処理を行わなかった木材に対しても適用した。その結果を表４に示す。これらの実験において、ＰＶＡ制御よりも３６％少ない混成接着剤が使用された。未処理の木材については、混成接着剤は一貫して８８％かもっと高い木部破断率の結果になった。表４に示された結果は２０回の試験の平均である。混成接着剤については、どのサンプルも８５％か、もっと高い木部破断率を示した。
【０１６２】
【表４】
2008514472.tif 000009
【０１６３】
本発明は、本発明の混成接着剤調合物を用いて製造される木材製品をも提供することが分かるであろう。また、本発明は、本発明の方法及びシステムを用いて製造された木材製品をも提供する。ここに記載された諸実施形態に対する多くの変更及び改変は当業者にとって明らかであることを理解されたい。かかる変更及び改変は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなくかつその結果として伴う範囲及び／又は利点を減縮することなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】本発明の実施形態に基づいて木材製品を処理するのに使用する方法のフローチャートを示す。
【図２】本発明の実施形態に基づく湿分置換容器を例示している。
【図３Ａ】本発明の実施形態に基づく湿分置換容器の斜視図である。
【図３Ｂ−１】本発明の実施形態に基づく湿分置換容器の前側及び後側の図を示す。
【図３Ｂ−２】本発明の実施形態に基づく湿分置換容器の左及び右の側面図を示す。
【図３Ｂ−３】本発明の実施形態に基づく湿分置換容器の平面図を示している。
【図３Ｃ】本発明の実施形態に基づく湿分置換容器の底面図を示している。
【図３Ｄ−１】本発明の実施形態に基づく湿分置換容器に取り付けられた脚部を斜視図として示す拡大図である。
【図３Ｄ−２】本発明の実施形態に基づく湿分置換容器に取り付けられた脚部を斜視図として示す拡大図である。
【図３Ｄ−３】本発明の実施形態に基づく湿分置換容器に取り付けられた脚部の断面図である。
【図３Ｅ−１】本発明の実施形態に基づく湿分置換容器の斜視図である。
【図３Ｅ−２】本発明の実施形態に基づく湿分置換容器の頂部角の拡大図である。
【図３Ｅ−３】本発明の実施形態に基づく湿分置換容器の中央の補強バーである。
【図４】本発明の実施形態による２つの積み重ねた湿分置換容器を示す。
【図５Ａ】本発明の代替実施形態による湿分置換容器を支持するための代替脚部の斜視図を示す。
【図５Ｂ】本発明の代替実施形態による２つの積み重ねた湿分置換容器を斜視図で示す。
【図５Ｃ】２つの積み重ねた湿分置換容器の正面図である。
【図６】本発明の実施形態に従って木材を処理するのに使用されるシステムを概略的に示す。
【図７】本発明の別の実施形態に従って木材を処理するのに使用されるシステムを概略的に示す。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ−１】
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【図３Ｂ−２】
2008514472.tif 000014
【図３Ｂ−３】
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【図３Ｃ】
2008514472.tif 000016
【図３Ｄ−１】
2008514472.tif 000017
【図３Ｄ−２】
2008514472.tif 000018
【図３Ｄ−３】
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【図３Ｅ−１】
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【図３Ｅ−２】
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【図３Ｅ−３】
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【図４】
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【図５Ａ】
2008514472.tif 000024
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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