(57)【要約】【課題】ＪＡＳの基準を完全に満たすように木材に薬剤を浸透させることができ、かつ強度の低下は１０％未満に抑える。【解決手段】圧縮加工装置１で円柱状の木材５を表面側から圧縮すると共に略八角柱状に整形した後、インサイジング加工装置６により木材５の表面側全体に細孔をあけ、この孔あけした木材５を薬剤加圧注入装置１４の加工用タンク１７内に収容して、該タンク１７内で前記木材５に薬剤１５を加圧注入する。【選択図】        図１
2007022023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮加工装置で木材を表面側から圧縮した後、インサイジング加工装置により前記木材の表面側全体に細孔をあけ、この孔あけした木材を加圧注入加工装置のタンク内に収容して、該タンク内で前記木材に薬剤を加圧注入することを特徴とする木材の薬剤注入方法。
【請求項２】
圧縮加工装置で円柱状の木材を表面側から圧縮すると共に略八角柱状に整形した後、インサイジング加工装置の第１のインサイジング部で前記略八角柱状に整形した木材の４面全体に細孔をあけ、第２のインサイジング部で前記木材の残り４面全体に細孔をあけ、この孔あけした木材を加圧注入加工装置のタンク内に収容して、該タンク内で前記木材に薬剤を加圧注入することを特徴とする木材の薬剤注入方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の木材の薬剤注入方法において、
前記木材に薬剤を加圧注入する前に、前記タンク内を真空にして前記木材の空気を抜くことを特徴とする木材の薬剤注入方法。
【請求項４】
圧縮加工装置で表面側から圧縮した後、インサイジング加工装置により表面側全体に細孔をあけ、加圧注入加工装置のタンク内に収容して薬剤を加圧注入したことを特徴とする木材。
【請求項５】
圧縮加工装置で円柱状の表面側から圧縮すると共に略八角柱状に整形した後、インサイジング加工装置の第１のインサイジング部で前記略八角柱状のうちの４面全体に細孔をあけ、第２のインサイジング部での残り４面全体に細孔をあけ、加圧注入加工装置のタンク内に収容して薬剤を加圧注入したことを特徴とする木材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材に防腐・防蟻用等の薬剤（薬液）を注入する方法、及びその注入方法により薬剤を浸透させた木材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
木材の防腐・防蟻、寸法安定、割れ止めを図るために、木材表面に薬剤を浸透させることが行われており、特に、屋外に構築される構造物に使用される木材には、防腐・防蟻用等の薬剤を浸透させる処理が欠かせないものとなっている。
木材に対する従来の薬剤注入技術として、駆動機構により回転駆動される上下一対の回転軸と、各回転軸に軸方向に等間隔で固定した円盤状をなすインサイジング刃物を備えたインサイジング加工装置（穿孔装置）を使用し、回転軸間に断面形状を矩形とした木材（角材）を挟み込み、各回転軸のインサイジング刃物を回転させることにより木材の上下の面全体に微小孔を穿孔して、この微小孔から木材内部に薬剤を浸透させるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、木材を高温で加熱しながら上下の圧密ローラ間に通して高圧で圧縮し、その後この木材に熱硬化性樹脂を塗布または含浸させることにより、木材の圧縮部分が復元する際に生じる吸収力を利用して樹脂液を木材に浸透させる技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１５８４１５（段落「００３６」〜段落「００３８」、図４）
【特許文献２】特開平０９−１７４５１４号公報（段落「００１０」〜段落「００１３」、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術では、単に薬剤に木材を浸漬して浸透させる場合に比べると、インサイジングと圧縮のいずれの方法でも木材に薬剤が染込み易くなるので、薬剤の浸透率は向上するが、木材の防腐・防蟻に関して「木材の表面から深さ１０ｃｍまでの部分に８０％以上の薬剤の浸潤度がなければならない」とする日本農林規格（ＪＡＳ）の基準を満たすことは難しく、不良品が発生する割合が大きいという問題がある。
【０００５】
特に、原木の丸太やロータリー加工により丸太状にした円柱状の木材はそれが顕著である。
そこで、薬剤の浸透性を更に高めるために、インサイジング加工を２回行うと、木材表面が破壊され、強度が１０パーセント以上低下するという問題が生じる。
圧縮加工の場合も、２度行うと年輪の部分から剥落が生じ、強度が１０パーセント以上低下する。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決することが可能な木材の薬剤注入方法及びその木材を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのため、本発明は、圧縮加工装置で木材を表面側から圧縮した後、インサイジング加工装置により前記木材の表面側全体に細孔をあけ、この孔あけした木材を加圧注入加工装置のタンク内に収容して、該タンク内で前記木材に薬剤を加圧注入することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
このようにした本発明は、木材を圧縮した後、サイジング加工により細孔をあけているので、木材の圧縮部分が薬剤中で薬剤を吸収しながら復元する際に、細孔の長さが延びる等のことにより薬剤の吸収が促進されるため、薬剤が木材の芯部まで浸透することができ、そのため、「木材の外周面から深さ１０ｃｍまでの部分に８０％以上の薬剤の浸潤度がなければならない」とするＪＡＳの基準を完全に満たすことが可能となり、しかも圧縮整形加工とインサイジング加工による強度の低下は１０％未満に抑えることもできるので、不良品の発生をなくして良品率を１００％にすることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明による木材の薬剤注入方法及びその木材の実施例について説明する。
【実施例】
【００１０】
図１は発明の実施例を示すフローチャート、図２は円柱状の木材に圧縮加工を施す圧縮加工装置の側面図、図３は圧縮加工装置に使用される圧縮ローラの拡大正面図、図４は木材の斜視図、図５はインサイジング加工装置（穿孔装置）の側面図、図６はインサイジング部の正面図、図７はインサイジング加工後の木材の斜視図、図８は薬剤加圧注入装置を示す概略図、図９は薬剤の浸透状態を示す木材の断面図である。
【００１１】
まず、圧縮加工装置について説明すると、図２に示したように圧縮加工装置１は、上下に対向するように配置した金属製の複数の上部側圧縮ローラ２と金属製の複数の下部側圧縮ローラ３により構成される圧縮ローラ列を備えている。
これら各圧縮ローラ２，３は、図３に示したように外周面全周にわたる溝４を有し、この溝４は、平坦な底面４ａと、外側に向かって傾斜したテーパ面をなす左右の側面４ｂ、４ｃにより形成されている。
【００１２】
そして、各上部側圧縮ローラ２と各下部側圧縮ローラ３における溝４の底面４間の間隔Ｐは、図２に矢印Ａで示した木材の挿入方向の上流側から下流側に向かってＰ１，Ｐ２・・・Ｐｎまで段階的に狭くなるように設定されており、図示しないモータを駆動源として各上部側圧縮ローラ２を矢印ａで示したように時計方向へ、各下部側圧縮ローラ３を矢印ｂで示したように反時計方向に回転させた状態で、図４（１）に示した円柱状の木材５を図２の右側から上部側圧縮ローラ２と下部側圧縮ローラ３間に挿入して、上下の圧縮ローラ列間を通過させると、通過終了までに各上部側圧縮ローラ２と各下部側圧縮ローラ３によって順次圧縮され、かつ各上部側圧縮ローラ２と各下部側圧縮ローラ３の溝４により木材５全体が図４（２）に示したように略八角柱状に整形される。
【００１３】
尚、前記各上部側圧縮ローラ２は上下動自在として、図示しない調整機構により前記間隔Ｐを調整できるようにしてあり、本実施例では木材５を２０％程度圧縮するように設定している。
円柱状の木材５は、赤身と呼ばれる芯材部分は硬く、白身と呼ばれる辺材部分は比較的柔らかいので、前記の圧縮加工装置１により主として辺材部分が圧縮されることになる。
【００１４】
インサイジング加工装置６は、図５に示したように上下に対向するように配置した複数の上部側送りローラ７と、複数の下部側送りローラ８により構成されるローラ列を備え、所定のローラ間に第１のインサイジング部９と第２のインサイジング部１０が設けられている。
各上部側送りローラ７と各下部側送りローラ８は、木材５に対する所定の送り力が得られるように表面がゴム材により形成されており、図示しないステッピングモータを駆動源として各上部側送りローラ７は矢印ａで示したように時計方向へ、各下部側送りローラ８は矢印ｂで示したように反時計方向に間欠的に回転するものとなっており、従って各上部側送りローラ７と各下部側送りローラ８を回転させた状態で、前記のように略八角柱状に圧縮整形した木材５を図５の右側から上部側送りローラ２と下部側圧縮ローラ３間に挿入すると、木材５は左方向へ一定のピッチで間欠送りされながら第１のインサイジング部９を通過し、その後第２のインサイジング部１０を通過する。
【００１５】
第１のインサイジング部９は、図６（１）に示したように上下左右の四方向から進退する４個のピンヘッド１１ａ〜１１ｄを備えており、各ピンヘッド１１ａ〜１１ｄには１５０ｍｍ程度の長さを有するインサイジング（穿孔）用の図示しない多数（５０本程度）のピンが設けられていて、前記の上部側送りローラ２と下部側圧縮ローラ３により間欠送りされてくる木材５が停止したときに、図示しない油圧駆動機構により各ピンヘッド１１ａ〜１１ｄを上下左右の四方向から進出させることで、木材５の上下左右四面からその面に対してほぼ直角に内側に向かってピンを突き刺すことにより多数の孔を穿つことができる。穿孔後各ピンヘッド１１ａ〜１１ｄは退避し、これによりピンは木材５から引き抜かれる。
【００１６】
一方、第２のインサイジング部９は、図６（２）に示したように前記第１のインサイジング部９の４個のピンヘッド１１ａ〜１１ｄに対して４５度角度をずらした斜め四方向から進退する４個のピンヘッド１２ａ〜１２ｄを備えており、各ピンヘッド１２ａ〜１２ｄにはピンヘッド１１ａ〜１１ｄと同様に１５０ｍｍ程度の長さを有するインサイジング（穿孔）の図示しない多数（５０本程度）のピンが設けられていて、前記の上部側送りローラ２と下部側圧縮ローラ３により間欠送りされてくる木材５が停止したときに、図示しない油圧駆動機構により各ピンヘッド１２ａ〜１２ｄを上下左右の四方向から進出させることで、木材５の上下左右四面からその面に対してほぼ直角に内側に向かってピンを突き刺すことにより多数の孔を穿つことができる。穿孔後各ピンヘッド１１ａ〜１１ｄは退避し、これによりピンは木材５から引き抜かれる。
【００１７】
このような構成を有するインサイジング加工装置６により、第７図に示したように木材５の全長にわたって一定の深さの細孔１３を外周面全域に一様にかつ木材５の表面に剥離等を生じることなくあけることができる。
薬剤注入装置１４は図８に示したように防腐・防蟻等の薬剤（薬液）１５を貯留する貯留タンク１６と複数本の木材５をまとめて収納可能とした加工用タンク１７と、両者を接続したパイプ１８、及び図示しない真空ポンプや加圧手段等を備えており、図８（１）のように空の状態にした加工用タンク１７内に木材５を収納して、加工用タンク１７内を真空ポンプにより真空にすることで木材５内の空気抜きをした後、貯留タンク１６からパイプ１８を通じて薬剤１５を加工用タンク１７に供給して、加工用タンク１７内を薬剤１５で満たし、図示しない加圧手段により貯留タンク１６側から加工用タンク１７内の薬剤１５を例えば１０キロ／ｃｍ２以上の圧力で加圧することにより、木材５に薬剤１５を浸透させるものとなっている。
【００１８】
次に、第１図により本発明の木材の薬剤注入方法及びその方法により得られる木材の実施例についてＳで示したステップに従って説明する。
<Ｓ１>  円柱状の木材５（図４（１）参照）を図２及び図３で説明した圧縮加工装置１により圧縮加工を行って、木材５全体を２０％程度圧縮すると共に略八角柱状に整形する（図４（２）参照）。
<Ｓ２>  上述したように略八角柱状に圧縮整形した木材５に対し、図５及び図６で説明したインサイジング加工装置６によりインサイジング加工を行い、木材５の全長にわたって一定の深さの細孔１３を外周面全域に一様にあける（図７参照）。
<Ｓ３>  上述したように細孔１３をあけた木材５を、図８で説明した薬剤加圧注入装置１４の加工用タンク１７内に収納し、図示しない真空ポンプにより加工用タンク１７内を真空にすることで木材５内の空気抜きをする。
<Ｓ４>  その後、貯留タンク１６からパイプ１８を通じて薬剤１５を加工用タンク１７に供給して、加工用タンク１７内を薬剤１５で満たす。
<Ｓ５>  図示しない加圧手段により貯留タンク１６側から加工用タンク１７内の薬剤１５を例えば１０キロ／ｃｍ２以上の圧力で加圧することにより、木材５に薬剤１５を注入して浸透させる。このとき木材１５は薬剤１５の浸透に伴って圧縮加工装置１でほぼ圧縮された分だけ膨らんで円柱状に復元する。
<Ｓ６>  最後に、加工用タンク７内の薬剤１５を貯留タンク１６側に戻し、加工用タンク１７内を真空にすることで、木材５表面の余分な薬剤１５を取り除いてから、木材５を加工用タンク１７内から取り出す。
【００１９】
このような薬剤注入方法により薬剤１５を注入した木材は、図９（１）に示したように赤身と呼ばれる芯部まで薬剤１５が浸透（斜線は薬剤の浸透部分を示す）し、木材５の全周にわたって外周面から内側に深さ１０ｃｍ以上薬剤１５が浸透したものとなる。
これに対して、例えばインサイジング加工のみであると、前記の薬剤注入装置１４により薬剤１５を注入しても、図９（２）に示したように薬剤１５は木材５の外周面近傍の白身と呼ばれる辺部にしか浸透（斜線は薬剤の浸透部分を示す）せず、外周面から深さ１０ｃｍに浸透する割合は最大で８０パーセント程度であり、「ＪＡＳ」の基準を満たすことのできない不良品が少なからず発生する。圧縮加工のみの場合も同様である
上述した実施例により薬剤１５が木材５の芯部まで浸透する理由は、木材５を圧縮した後、サイジングにより細孔をあけているので、木材５の圧縮部分が薬剤１５中で薬剤を吸収しながら復元する際に、細孔の長さが延びること、及び加工用タンク１７内を真空にすることで木材５内の空気抜きをすること等の相乗作用により薬剤１５の吸収が促進されることによる。
【００２０】
従って、上述した実施例によれば、「木材の外周面から深さ１０ｃｍまでの部分に８０％以上の薬剤の浸潤度がなければならない」とする「ＪＡＳ」の条件を完全に満たすことが可能となり、しかも圧縮整形加工とインサイジング加工による強度の低下は１０％未満に抑えられることも確認されたので、不良品の発生をなくして良品率を１００パーセントにすることができる。
【００２１】
尚、上述した実施例では円柱状の木材を例にして説明したが、角柱状の木材に対しても同様に薬剤を加圧注入することが可能であり、同様の効果が得られる。
その場合、圧縮加工装置１の上側圧縮ローラ２と下側圧縮ローラ３や溝４を有する必要はなく、外周面が平坦なものでよい
またサイジング加工装置６は、第２のインサイジング部１０を省略することができ、第１のインサイジング部１０の最低上下（または左右）２面からピンを打ち込む一対のピンヘッドを備える構造のものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】発明の実施例を示すフローチャート
【図２】圧縮加工装置の側面図
【図３】圧縮加工装置に使用される圧縮ローラの拡大正面図
【図４】木材の斜視図
【図５】インサイジング加工装置の側面図
【図６】インサイジング部の正面図
【図７】インサイジング加工後の木材の斜視図
【図８】薬剤加圧注入装置を示す概略図
【図９】薬剤の浸透状態を示す木材の断面図
【符号の説明】
【００２３】
１    圧縮加工装置
２    上側圧縮ローラ
３    下側圧縮ローラ
４    溝
５    木材
６    インサイジング加工装置
７    上側送りローラ
８    下側送りローラ
９    第１のサイジング部
１０  第２のサイジング部
１１ａ〜１１ｄ  ピンヘッド
１２ａ〜１２ｄ  ピンヘッド
１３  細孔
１４  薬剤加圧注入装置
１５  薬剤
１６  貯留タンク
１７  加圧タンク
１８  パイプ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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