(57)【要約】【課題】  木材中の自由水の除去を確実にして油脂を容易に含浸できるようにし、発熱量を増加させて、燃焼性を向上させることができるようにするとともに製造を容易にして製造効率の向上を図る。【解決手段】  木材チップを形成する木材チップ形成工程（１）と、木材チップを１００℃以上の温度Ｔａに加温された処理液に浸漬して木材チップを脱水する脱水工程（２）と、脱水された木材チップを融点温度Ｑ以上であって上記脱水工程の処理液の温度Ｔａより低い温度Ｔｂに加温された液状の油脂に浸漬する油脂含浸工程（３）と、油脂に浸漬させた木材チップを油脂の融点温度Ｑ未満の温度で冷却する冷却工程（４）とを備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材チップに油脂を含浸して燃料木材チップを製造する燃料木材チップの製造方法において、
上記木材チップを１００℃以上の温度Ｔａに加温された処理液に浸漬して該木材チップを脱水する脱水工程と、
脱水された木材チップを融点温度Ｑ以上であって上記脱水工程の処理液の温度Ｔａより低い温度Ｔｂに加温された液状の油脂に浸漬する油脂含浸工程と、
油脂に浸漬させた木材チップを該油脂の融点温度Ｑ未満の温度で冷却する冷却工程とを備えたことを特徴とする燃料木材チップの製造方法。
【請求項２】
上記脱水工程において、処理液の温度Ｔａを１２０℃≦Ｔａ≦１８０℃にし、浸漬時間Ｖａを５ｍｉｎ≦Ｖａ≦３０ｍｉｎにしたことを特徴とする請求項１記載の燃料木材チップの製造方法。
【請求項３】
上記脱水工程において、処理液の温度Ｔａを１４０℃≦Ｔａ≦１６０℃にし、浸漬時間Ｖａを１０ｍｉｎ≦Ｖａ≦２０ｍｉｎにしたことを特徴とする請求項２記載の燃料木材チップの製造方法。
【請求項４】
上記油脂含浸工程において、油脂の温度ＴｂをＱ≦Ｔｂ≦Ｑ＋６０℃，浸漬時間Ｖｂを５ｍｉｎ≦Ｖｂ≦２５ｍｉｎとしたことを特徴とする請求項１，２または３記載の燃料木材チップの製造方法。
【請求項５】
上記油脂含浸工程において、油脂の温度ＴｂをＱ＋１０℃≦Ｔｂ≦Ｑ＋３０℃，浸漬時間Ｖｂを１０ｍｉｎ≦Ｖｂ≦２０ｍｉｎとしたことを特徴とする請求項４記載の燃料木材チップの製造方法。
【請求項６】
上記油脂として、融点温度Ｑが、Ｑ≦１００℃のものを用いるとともに、該油脂を上記脱水工程で用いる処理液として用いたことを特徴とする請求項１，２，３，４または５記載の燃料木材チップの製造方法。
【請求項７】
上記油脂として動植物ワックスを用いたことを特徴とする請求項１，２，３，４，５または６記載の燃料木材チップの製造方法。
【請求項８】
上記油脂としてステアリン酸を用いたことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６または７記載の燃料木材チップの製造方法。
【請求項９】
上記木材チップの大きさを最大長さＬ，最大幅Ｗ，最大厚さｔとしたとき２．５ｍｍ≦Ｌ≦２０ｍｍ，２．５ｍｍ≦Ｗ≦２５ｍｍ，１．０ｍｍ≦ｔ≦５ｍｍとしたことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７または８記載の燃料木材チップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材チップに油脂を含浸して燃料木材チップを製造する燃料木材チップの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、間伐材や建築物等の木材廃材の有効利用を図るために、これらを燃料として効率良く用いる技術が開発され、例えば、これらの木材を粉砕して小さい塊に圧縮成型したペレットを用い、専用の燃焼機で燃焼させる技術が注目されている。
ところが、このペレットは、燃焼効率は良いが、製造工数を多く必要とし、また、製造設備も高価であることから、コスト高になっており、そのため、単に、木材を小片にした木材チップを使う事が考えられる。
【０００３】
しかしながら、この木材チップにおいては、安価に製造できるけれども、燃焼エネルギーが必ずしも高くなく、燃焼効率が悪いという欠点がある。そのため、これを解消するために、木材チップに油脂を含浸させて燃焼エネルギーを高めることが考えられる。
【０００４】
従来、木材チップに油脂を含浸させて、燃料木材チップを製造する技術としては、例えば、特開昭６３−１０６９７号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。
この従来の燃料木材チップは、木材チップを、変性アルコール等の揮発性液体物質で含浸処理した後、溶融パラフィンワックスの槽中に浸漬し、このパラフィンワックスで木材チップをコーティングし、パラフィンワックスによりコーティングされた可燃物質の木材チップを槽から取り出した後、過剰分のワックスを除去し、冷却，乾燥させて、製造されている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−１０６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、この従来の燃料木材チップにおいては、木材チップを、単に揮発性液体物質に含浸しているので、木材チップ中に自由水が残ったままとなり、それだけ燃焼性を損ねているという問題があった。
また、木材チップ中に揮発性液体物質を含浸させているので、取り扱い性が悪いという問題もあった。更に、木材チップに揮発性液体物質を含浸させた後にパラフィンワックスでコーティングするので、製造が煩雑になり、製造効率が悪いという問題もあった。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みて為されたもので、木材中の自由水の除去を確実にして油脂を容易に含浸できるようにし、発熱量を増加させ、燃焼性を向上させることができるようにするとともに、製造を容易にして製造効率の向上を図った燃料木材チップの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するための本発明の技術的手段は、木材チップに油脂を含浸して燃料木材チップを製造する燃料木材チップの製造方法において、
上記木材チップを１００℃以上の温度Ｔａに加温された処理液に浸漬して該木材チップを脱水する脱水工程と、
脱水された木材チップを融点温度Ｑ以上であって上記脱水工程の処理液の温度Ｔａより低い温度Ｔｂに加温された液状の油脂に浸漬する油脂含浸工程と、
油脂に浸漬させた木材チップを該油脂の融点温度Ｑ未満の温度で冷却する冷却工程とを備えた構成としている。
【０００９】
これによれば、脱水工程において、所定温度に加温された処理液の入っている槽に木材チップを浸漬させ、脱水処理する。木材チップを脱水処理すると、木材中に含まれる自由水が外部に追い出される。
次に、油脂含浸工程において、所定温度に加温された液状の油脂の槽に木材チップを浸漬する。これにより、木材チップの空隙部、特に、脱水工程で追い出された自由水の代わりに油脂が含浸されていく。
その後、冷却工程において、油脂に浸漬させた木材チップを冷却する。これにより、木材チップの空隙部に油脂が良く浸透して固化していく。
【００１０】
これらの処理は、油脂を入れた槽に木材チップを出し入れするだけの簡単な作業で製造できるので、製造が容易であり、製造効率の向上が図られ、それだけコストも安くすることができる。
このようにして製造された燃料木材チップにおいては、油脂が含浸されるので、発熱量を増加させて、燃焼性を向上させることができる。特に、自由水が除去されるようになりその代わりに油脂が含浸されるので、この点で、より一層燃焼性を向上させることができ、ペレットと遜色ないものを提供でき、ペレットの代替品として利用可能にすることができる。
【００１１】
また、必要に応じ、上記脱水工程において、処理液の温度Ｔａを１２０℃≦Ｔａ≦１８０℃にし、浸漬時間Ｖａを５ｍｉｎ≦Ｖａ≦３０ｍｉｎにした構成としている。
これにより、木材中の自由水の除去を確実にして燃焼性を向上させることができる。Ｔａが１２０℃に満たないと、自由水の除去に時間がかかり効率が悪くなる。Ｔａが１８０℃を超えると、油脂が分解し易くなり好ましくない。Ｖａが５ｍｉｎに満たないと、自由水の除去が不十分になる。Ｖａが３０ｍｉｎを超えるとチップが炭化することがあるという不都合がある。
【００１２】
望ましくは、上記脱水工程において、処理液の温度Ｔａを１４０℃≦Ｔａ≦１６０℃にし、浸漬時間Ｖａを１０ｍｉｎ≦Ｖａ≦２０ｍｉｎにした構成にある。
これにより、木材中の自由水の除去を確実にして燃焼性を向上させることができる。
【００１３】
そして、必要に応じ、上記油脂含浸工程において、油脂の温度ＴｂをＱ≦Ｔｂ≦Ｑ＋６０℃，浸漬時間Ｖｂを５ｍｉｎ≦Ｖｂ≦２５ｍｉｎとした構成としている。
これにより、油脂を容易に含浸させて燃焼性を向上させることができる。
ＴｂがＱに満たないと、固形なので実質的に含浸できない。
Ｑ＋６０℃を超えると、チップの温度（Ｔａ）との差が少なくなり、チップの空隙に負圧が生じなくなるため好ましくない。
Ｖｂが５ｍｉｎに満たないと、含浸が不十分になる不都合がある。
Ｖｂが２５ｍｉｎを超えると、ほとんど含浸量の増加がなくなり、そのため、処理効率を損ねる。
【００１４】
望ましくは、上記油脂含浸工程において、油脂の温度ＴｂをＱ＋１０℃≦Ｔｂ≦Ｑ＋３０℃，浸漬時間Ｖｂを１０ｍｉｎ≦Ｖｂ≦２０ｍｉｎとした構成である。
これにより、油脂をより一層容易に含浸させて燃焼性を向上させることができる。
【００１５】
更に、必要に応じ、上記油脂として、融点温度Ｑが、Ｑ≦１００℃のものを用いるとともに、該油脂を上記脱水工程で用いる処理液として用いた構成としている。同じ素材を用いるので、取り扱いが容易になり、燃料木材チップの製造を簡単なものにすることができる。
【００１６】
また、必要に応じ、上記油脂として動植物ワックスを用いた構成としている。動植物ワックスは、自然界においての所謂バイオマス素材であることから、環境にやさしいという効果を奏する。
そして、必要に応じ、上記油脂としてステアリン酸を用いた構成としている。入手が容易で安価にすることができる。
【００１７】
更にまた、必要に応じ、上記木材チップの大きさを最大長さＬ，最大幅Ｗ，最大厚さｔとしたとき２．５ｍｍ≦Ｌ≦２０ｍｍ，２．５ｍｍ≦Ｗ≦２５ｍｍ，１．５ｍｍ≦ｔ≦５ｍｍとした構成としている。これにより、油脂を含浸させやすく、燃焼させやすい。また、加工や取り扱いも容易になる。
望ましくは、３ｍｍ≦Ｌ≦１５ｍｍ，３ｍｍ≦Ｗ≦１５ｍｍ，１．５ｍｍ≦ｔ≦３ｍｍであり、より小さい範囲になるので、それだけ油脂の含浸性や燃焼性が向上させられる。また、ペレットを用いる小型燃焼木のスクリューコンベア等による搬送性も向上させられる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の燃料木材チップの製造方法によれば、油脂が含浸されるので、発熱量を増加させ、燃焼性を向上させることができる。特に、自由水が除去されるようになりその代わりに油脂が含浸されるので、この点で、より一層燃焼性を向上させることができ、ペレットと遜色ないものを提供でき、ペレットの代替品として利用可能にすることができる。また、油脂を入れた槽に木材チップを出し入れするだけの簡単な作業で製造できるので、製造が容易であり、製造効率の向上が図られ、それだけコストも安くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態に係る燃料木材チップの製造方法について詳細に説明する。
図１には、本発明の実施の形態に係る燃料木材チップの製造方法の工程図を示す。この燃料木材チップの製造方法は、（１）木材チップ形成工程，（２）脱水工程，（３）油脂含浸工程，（４）冷却工程からなる。
次に、各工程について説明する。
【００２０】
（１）木材チップ形成工程
まず、木材チップに使用される木材は、林地残材間伐材を使用している。この木材チップは、図２に示すようなチッパー１によってカットされる。この製紙用チッパー１は、チッパー基ディスク２に、４枚のチッパーナイフを設け、そのうち２枚を櫛状の櫛状罫引刃３として作用させ、他の２枚を底引き刃４として作用させるようにし、木材チップの幅方向を所定のサイズに規制できるものを使用している。
木材チップの形状は、図３に示すように、略直方体に形成され、この木材チップＴの大きさは、最大長さＬ，最大幅Ｗ，最大厚さｔとしたとき２．５ｍｍ≦Ｌ≦１５ｍｍ，３ｍｍ≦Ｗ≦１５ｍｍ，１．５ｍ≦ｔ≦３ｍｍとしている。木材チップＴの実測値の例を図４に示す。
【００２１】
（２）脱水工程
この製紙用チッパーでカットされた木材チップを１００℃以上の温度Ｔａに加温された処理液に浸漬させる。図５（ａ）には、この脱水工程で用いる処理装置を示す。１０は処理液が入れられる脱水槽、１１は脱水槽１０を加熱して処理液を加温するバーナ装置、１２は処理液の温度を測定する温度計である。
【００２２】
処理液には、例えばステアリン酸を用いている。ステアリン酸の融点温度Ｑは、Ｑ＝７０．５℃である。そして、処理液の温度Ｔａは１２０℃≦Ｔａ≦１８０℃にし、浸漬時間Ｖａを５ｍｉｎ≦Ｖａ≦３０ｍｉｎ、望ましくは１４０℃≦Ｔａ≦１６０℃にし、浸漬時間Ｖａを１０ｍｉｎ≦Ｖａ≦２０ｍｉｎにしている。
【００２３】
上記の温度に加温された処理液の入っている脱水槽１０に木材チップを浸漬させ、脱水処理する。木材チップを脱水処理すると、木材中に含まれる自由水が外部に追い出される。この工程では木材中の水分含量が３３％以下になるまで処理される。
【００２４】
（３）油脂含浸工程
次に、脱水された木材チップを融点温度Ｑ以上であって上記脱水工程の処理液の温度Ｔａより低い温度Ｔｂに加温された液状の油脂に浸漬する。この場合、脱水された木材チップを脱水槽から温度がＱ以下にならないように速やかに取り出して、油脂に浸漬する。図５（ｂ）には、この油脂含浸工程で用いる処理装置を示す。２０は油脂が入れられる含浸槽、２１は含浸槽２０を加熱して油脂を加温するバーナ装置、２２は油脂の温度を測定する温度計である。
【００２５】
油脂として、融点温度Ｑが、Ｑ≦１００℃のものを用いるとともに、油脂を上記脱水工程で用いる処理液と同様の例えばステアリン酸を使用している。ステアリン酸の融点温度Ｑは、Ｑ＝７０．５℃である。油脂の温度ＴｂをＱ≦Ｔｂ≦Ｑ＋６０℃，浸漬時間Ｖｂを５ｍｉｎ≦Ｖｂ≦２５ｍｉｎ、望ましくはＴｂをＱ＋２０℃≦Ｔｂ≦Ｑ＋３０℃，浸漬時間Ｖｂを１０ｍｉｎ≦Ｖｂ≦２０ｍｉｎとしている。
【００２６】
上記の温度に加温された液状の油脂の含浸槽２０に木材チップを浸漬する。これにより、木材チップの空隙部、特に、脱水工程で追い出された自由水の代わりに油脂が含浸されていく。
【００２７】
（４）冷却工程
上記油脂に浸漬させた木材チップを、含浸槽２０から取り出して、油脂の融点温度Ｑ未満の温度、例えば常温（室温）で冷却する。この工程において、木材チップの空隙部に油脂が良く浸透して固化していく。
尚、この工程においては、上記油脂含浸工程での含浸槽２０に木材チップを入れたまま、槽内の油脂をその融点温度Ｑ未満の温度に低下させてもよい。
【００２８】
このように製造された燃料木材チップによれば、油脂が含浸されるので、発熱量が増加させられ、燃焼性が向上させられる。また、自由水が除去されるようになりその代わりに油脂が含浸されるので、この点でもより一層燃焼性が向上させられ、ペレットの代替品として、利用可能になる。また、油脂を入れた槽に木材チップを出し入れするだけの簡単な作業で製造できるので、製造が容易であり、製造効率の向上が図られ、それだけコストも安くすることができる。
【実施例】
【００２９】
次に本発明の実施例について説明する。
木材チップとしては、杉の生材を用いた。木材中の水分含量は、６４．５％であった。
（１）木材チップ形成工程
木材チップとしては、杉の生材を、２．５ｍｍ≦Ｌ≦８．５ｍｍ，３ｍｍ≦Ｗ≦１５ｍｍ，１．５ｍ≦ｔ≦２．５ｍｍに形成した。
（２）脱水工程
この木材チップをステアリン酸の脱水槽１０に浸漬した。油脂の温度Ｔａは、Ｔａ＝１５０℃にし、浸漬時間Ｖａは、Ｖａ＝１５ｍｉｎとした。この工程では木材中の水分含量が３３％以下になった。
（３）油脂含浸工程
次に、木材チップを、その温度がＱ以下にならないように速やかに、別のステアリン酸の含浸槽２０に浸漬した。油脂の温度Ｔｂは、Ｔｂ＝８５℃，浸漬時間Ｖｂは，Ｖｂ＝１５ｍｉｎとした。
（４）冷却工程
油脂に浸漬させた木材チップを、含浸槽２０から取り出して常温（室温）で冷却した。
【００３０】
次に、この実施例に係る燃料木材チップの燃焼エネルギーを測定した。比較例として、市販のペレットと上記杉の生材を加工した木材チップについて測定した。
測定結果は、
(1)実施例  ２１４３Ｋｃａｌ／ｌ
(2)比較例（木材ペレット）  ２５８０Ｋｃａｌ／ｌ
(3)比較例（生の木材チップ）６７５Ｋｃａｌ／ｌ
であった。
【００３１】
この結果から、実施例に係る燃料木材チップは普通の木材チップの３．１６倍の燃焼エネルギーを持つ。また、ペレットと略同等の燃焼エネルギーを持ち、遜色がないといえる。
【００３２】
尚、上記油脂含浸工程においては、上記脱水工程での脱水槽１０を含浸槽２０として用い、この脱水槽１０に木材チップを入れたまま、脱水槽１０内の処理液を所定温度Ｔｂに冷却するようにしても良い。
また、図６に示すように、脱水槽１０を上流側に設け含浸槽２０を下流側に設けて連続した槽とし、この連続した槽に木材チップをかご３０に入れて浸漬し、このかご３０を上流側から下流側に移動させて、脱水工程と油脂含浸工程とを連続的に行なうようにしても良く、適宜変更して差支えない。
【００３３】
尚また、上記実施の形態において、油脂の種類や木材チップの形状や大きさは、上述したものに限定されるものではなく、適宜変更して良い。また、脱水工程で用いた処理液を油脂と同じにしたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、熱湯であっても良く、適宜変更して差支えない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料木材チップの製造方法を示す工程図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る燃料木材チップの製造方法で使用されるチッパーを示す正面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る燃料用木材チップの形状を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る燃料用木材チップの小片チップの実測例を示す表図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る燃料用木材チップの製造方法で使用される装置を示し、（ａ）は脱水工程で用いられる装置の斜視図、（ｂ）は油脂含浸工程で用いられる装置の斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る燃料用木材チップの製造方法で使用される別の装置を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ｑ  融点温度
Ｔａ  処理液の温度
Ｖａ  浸漬時間
Ｔｂ  油脂の温度
Ｖｂ  浸漬時間
Ｌ  最大長さ
Ｗ  最大幅
ｔ  最大厚さ
１  製紙用チッパー
２  チッパー基ディスク
３  櫛状罫引刃
４  底引き刃
Ｔ  木材チップ
１０  脱水槽
１１  バーナ装置
１２  温度計
２０  含浸槽
２１  バーナ装置
２２  温度計
３０  かご
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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