(57)【要約】【課題】木材の耐久性、寸法安定性の向上において、自然素材及び食品原料で構成された木材注入処理剤の開発に関する組成物及び付加木材加工技術。【解決手段】柿渋液とクエン酸で構成する組成物を木材に注入処理することで、防腐、防虫といった耐久性、寸法安定性を実現し、更に同処理材を圧縮することで耐久性、寸法安定性の向上に寄与するものである。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材の耐久性及び寸法安定性の向上において、タンニン類を主成分とする柿渋と、クエン酸を一定の割合で混合した水溶液を、木材防腐、防虫処理方法の浸漬拡散法、温冷浴法、加圧減圧法で木材に注入することで、環境に負荷をかけず、住環境の健全化に付与することを特徴とする、柿渋とクエン酸の組成物及び製造方法。
【請求項２】
木材の耐久性及び寸法安定性の向上において、請求項１の柿渋とクエン酸の組成物及び製造方法の、防腐、防虫処理木材の木材表面に圧縮を加えることで、木質の柔らかい杉材等に耐久性、寸法安定性、美観を付与することを特徴とする圧縮加工木材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柿渋の実から抽出採集された柿渋液と有機酸類のクエン酸を一定の割合で混合した水溶液を、木材注入方法の浸漬拡散法、温冷浴法、加圧減圧注入法で木材に浸漬注入することで、環境に負荷をかけない耐久性及び寸法安定性が向上した木材となる。
【０００２】
上記の柿渋液とクエン酸の混合した水溶液を注入した木材を、表面圧縮することで更なる耐久性及び寸法安定性を得ることができる。
【背景技術】
【０００３】
木材の防腐、防虫処理剤として注入剤、塗布剤として使用されていたものは、タール系のクレオソート油、フェノール系ベンタクロルフェニルラウレート、トリプロルフェノール、キノリン系B−オキシキノリン剤、ナフテン酸系ナフテン酸剤、有機スズ系トリプチルスズオキシド、有機ヨウ素系クロルフェニル、ヨードプロパルギルホルマール、クロム・銅・ヒ素系、フェノールフッ素系、ホウ砂・ホウ酸等で、有害な物質を主成分としている物であることから、環境への影響が課題とされている。
【０００４】
木材の圧縮加工は従来から広く行われ、圧縮加工木材として流通しているが、柿渋液注入木材、柿渋液とクエン酸混合液の注入木材を圧縮加工した木材製造物は無かった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術の現状から、本発明は、木材の防腐、防虫、耐久性を目的とした処理剤において、製造時や施工使用時に環境に負荷をかけない製品であり、安全な自然素材の柿渋や食品原料であるクエン酸の混合組成物で、木材注入処理剤を提供することにある。そして、注入処理木材を圧縮加工することで更なる防腐、防虫、耐久性が向上することを付与するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は自然素材の柿渋と食品原料のクエン酸を一定の割合で混合した組成物を木材に注入することで、防腐、防虫、耐久性、寸法安定性を実現することができる。柿渋は日本古来より防腐剤、防虫剤として使用されている。そして、クエン酸は柿渋と混合し木材中に固着させることで、特に防虫効果を向上させる物質である。
【０００７】
柿渋とクエン酸の混合組成物を注入した木材を乾燥状態とし圧縮することで、木材表面の密度を高めることとなり、木材表面強度を向上させることで、耐久性、防腐、防虫性能を向上させる。また、柿渋は高分子の縮合体で、乾燥させることでプラスチック化し、木材全体の耐久性を高め、更に圧縮することで木材表面が固化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明を、詳細な説明において、用途、適応範囲を正しく示す。また、本発明の詳細な説明で処理木材の種類、形状、形態等は限定されない。
【０００９】
本発明で使用する注入剤組成物の柿渋液は水溶性で、温度変化にも変質せず、２５０℃の高温においても品質を保っているものである。化学特性は、カテキンガレート、ガロカテキンガレート、カテキン等のタンニン類で構成された、分子量約１５，０００前後の高分子縮合体であり、気乾状態ではプラスチック化となる。また、酵素の抑制、酸化抑制効果、脂質過酸化の抑制、還元作用、抗菌作用、脱臭作用といった特性を有する。
【００１０】
柿渋の従来の利用方法として、竹、紙、魚網、布、木に対して塗布することで、材質の補強、防腐、防虫、防水性の向上に利用されていた。現在では、シックハウス物質のホルムアルデヒドの除去、臭気物質のアンモニア、トリメチルアミンや、ニコチンの除去等が化学的に明らかになっていることから、柿渋注入木材を居住室内に使用すれば良好な環境を維持することができる。また、柿渋注入木材は、淡赤色、淡黒色となり、銘木のチーク材、シタン材、神代杉調の仕上りになる。
【００１１】
本発明で使用する注入剤組成物のクエン酸は結晶性有機酸で、酸度は弱く酢酸の１／３程度で、梅干し、レモン等に含まれる物質である。現在はデンプンを原料とし、これを醗酵させ生産されている。物性は、外観形状は白色又は無色の結晶で、分子量２１０、融点１３０〜１５０℃で、水に対する溶解度は高く、２０℃では６０％、１００℃では８０％であり、弱アルカリ性の無害物質である。
【００１２】
結晶性有機酸で無害のクエン酸と同等の物質として、アスコルビン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、クエン酸回路中のアコニット酸、イソクエン酸、α−ケトグルタル酸、コハク酸、フマール酸、リンゴ酸、オキザロ酢酸等が注入剤組成物として使用することができるが、安価で安定している有機酸としてクエン酸が最適である。
【００１３】
本発明では、常温の柿渋液に粒状又は粉体状のクエン酸を、柿渋液１重量部に対して２〜１５％を投入して混合する方法や、一部柿渋液に最終割合のクエン酸を投入し１００℃程度まで温め十分に混合されたものを再度柿渋液に投入して作る方法でも良いが、混合液を一時的に温める方法が最良である。柿渋液のタンニン等が熱に強い性質で変質しない特性から有効且つ安定した品質の組成物が得られる。
【００１４】
柿渋液とクエン酸を組成物とした木材注入剤の特性は、高分子である柿渋液のゲル化防止及び木材中に注入しやすい分子量とする為の細分化、シロアリ等に対する防虫効果、木材中に拡散された上記組成物のクエン酸の再結晶化と柿渋のプラスチック化による防腐効果の向上、同難燃性等であり、自然素材物質で構成された組成物である。
【００１５】
上記の柿渋液とクエン酸組成物の特性について具体的に説明する。ゲル化の防止について、柿渋の分子量は１５０００前後であることから、木材注入時の木材中の浸入拡散にばらつきがあったが、クエン酸による分子量の細分化により改善された。また、柿渋の長期保存にも有効である。シロアリ等に対する防虫効果について、クエン酸が注入された木材中で、木材の乾燥時に再結晶化することで長期にアルカリ性を維持し、更に柿渋液が同乾燥時にプラスチック化することで、結晶化したクエン酸を木材中から流出、発散させなくする。また、防腐性にも付与する、木材全体の密度が高まり、木材中に水分、腐朽菌の浸入を防ぐと同時に難燃性も維持することが特徴である。よって、柿渋液とクエン酸組成物で注入処理された木材は、耐久性、寸法安定性が向上し、国産杉材及び同間伐材等の利用促進に寄与するものである。
【００１６】
以上が本発明の請求項１に関する詳細な説明である。以下記載は請求項２に関するものとする。
【００１７】
柿渋液とクエン酸組成物を注入処理剤とし、注入された木材をプレート圧縮機、ロール圧縮機で木材の一面及び多面を圧縮することで、耐久性、寸法安定性の更なる向上を実現させることができる。
【００１８】
一般的に注入処理木材でない無処理の木材に圧縮を加えた木製品は、家具等に対し広く生産され流通しているが、本発明の防腐、防虫、寸法安定性を目的とした注入剤で処理された圧縮木材は無く、本発明で実現した。
【００１９】
柿渋液とクエン酸組成物で注入処理された木材を汎用の圧縮機で圧縮しても耐久性、寸法安定性の向上が図れるが、圧縮のプレス面に温度を加えることのできる圧縮機であれば更に良好な成果となる。そして、温度を加えるにあたって、柿渋液のタンニン等が高温でも変質しない性質から可能となる。
【００２０】
圧縮機のプレス面の温度は１５０℃〜１８０℃が最適で、圧縮率は１％〜６５％まで可能であるが、木材の特性である暖かさ等を損なわない範囲とすると２０％〜３０％の圧縮が良好である。そして、圧縮された木材表面は光沢があり美観も良好で、無塗装で十分に利用が可能であり、材質の柔らかい杉等の利用拡大に貢献する。
【００２１】
柿渋液とクエン酸組成物で注入処理された木材及び更に圧縮処理された木材の利用範囲は、柔らかい杉材等であっても、柿渋による木材表面のプラスチック化等により、土木資材としての木製歩道、同通路、木製手摺り、屋外ステージ等から、建築資材として床材、同フローリング、内外装壁材、構造材全般、造作材等まで広く使用することができる。また、森林保護育成で発生する間伐材の利用の範囲、利用の拡大に貢献する。
【００２２】
以上が請求項２の柿渋液とクエン酸組成物の注入処理木材を圧縮処理することに関する説明と利用範囲を詳細に記載した。
【００２３】
本発明の柿渋液とクエン酸を組成物とした木材注入剤及び圧縮加工技術の開発、改良で、例えば柿渋と撥水性、防腐性のあるヒノキ油及びヒバ油、ヤシ油との組成物、ヒノキ油及びヒバ油、ヤシ油とクエン酸との組成物等の天然油成分との組み合わせによる木材注入剤や、同注入処理木材の圧縮加工が新たな木材の利用拡大に続くものである。
【実施例１】
【００２４】
福井県産杉間伐材、厚さ２２ｍｍフローリング加工板材を、柿渋液１０、水２の割合で作った柿渋水溶液とクエン酸５％の組成物をスチーム冷浴法で注入処理した木材をロールプレス機で厚さ１８ｍｍに圧縮し製品とした。尚、圧縮時の板材に対する温度は１８０℃とした。以上で生産されたフローリング加工杉板材４０ｍ2を県内工務店に納入し、その使用箇所は床材、一部内装壁材であった。
【００２５】
実施例１で製造した柿渋液とクエン酸組成物で注入圧縮処理された杉板材は、多少の割高ではあるが、杉材の暖かみ、消臭効果、ホルムアルデヒドの除去等シックハウス対策型であるとの評価から、施主、工務店共に同材の採用となった。尚、同使用で、公共工事の保育所、幼稚園、公共展示施設の設計採用となった。
【実施例２】
【００２６】
柿渋液１０、水２及び４の割合で各混合柿渋水溶液とクエン酸２％の組成物を奈良県吉野産杉、檜の突板厚さ１．２ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍに対し、スチーム冷浴法により注入処理し、４寸角集成柱材のサンプル製作を実施した。尚、集成材の芯材は、福井県産杉間伐材及び同産松、カナダ産白松、北海道産トド松（エゾ松）を使用し、展示用の参考品とした。
【００２７】
国産の杉材、檜材及び同間伐材の利用拡大にあたり、シックハウス対策型、消臭効果、シロアリ等に対する防虫効果、安全性等の快適な居住室内環境に必要な条件を十分に満足していることから、展示会、説明会を実施した東京、大阪、福井では大きな反響を集めた。
【実施例３】
【００２８】
柿渋液１０、水２の割合で混合された柿渋水溶液とクエン酸７％の組成物を福井県産杉間伐材の円柱加工材及び幕板に注入処理し、木棚用とし電力会社に納入した。採用の条件となった防腐、防虫、自然環境への安全性を十分に満たしていたからであった。同製品は使用後の処分においてもチップ化するなど再利用が可能であることも特徴である。
【００２９】
上記の仕様注入処理木材で追加の発注、また木製階段、花壇の製作に至った。土木資材としての利用も有望で、間伐材の利用促進に寄与する。