(57)【要約】【課題】木材の組織や特性を損なわず、簡単な構成で、比較的短時間にむらなく、適切な薬剤を有効深さに含浸させ、作業効率の向上も可能な木材改質システムを提供する。【解決手段】木材改質システム１０は、コンベア１２Ａ〜１２Ｃ，木材表面加工機２０，処理槽３０を含んでいる。木材表面加工機２０は、ワークＷ（プレカット木材）の表面に、液剤の含浸を促進するための表面処理を施すものである。処理槽３０には、木材改質剤溶液３２が充填されるとともに、ヒータ３４が設けられている。該処理槽３０内に常圧かつ所定温度下で浸漬されたワークＷは、所定時間経過後に引き上げられ、乾燥してから使用される。ワークＷの搬送には、コンベア１２Ａ〜１２Ｃが利用される。木材改質剤として、ほう素系化合物を高濃度で含有するものを利用することで、効率良く木材に改質剤を含浸させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材を改質するための木材改質システムであって、
木材の表面に、液剤の含浸を促進するための表面処理を施す木材表面加工手段，
木材改質剤の溶液が充填され、該溶液を加熱する加熱手段を有するとともに、表面処理後の木材が常圧で浸漬される処理槽，
を備えており、
前記木材改質剤は、前記木材への含浸により、防蟻性，防虫性，防腐性，防炎性，不燃性の少なくとも一つを付与するものであることを特徴とする木材改質システム。
【請求項２】
木材を改質するための木材改質システムであって、
木材の表面に、液剤の含浸を促進するための表面処理を施す木材表面加工手段，
表面処理前のプレカット木材を、前記木材表面加工手段へ搬送する第１の搬送手段，
木材改質剤の溶液が充填され、該溶液を加熱する加熱手段を有するとともに、表面処理後の木材が常圧で浸漬される処理槽，
前記木材表面加工手段で表面処理が施された木材を、前記処理槽へ搬送する第２の搬送手段，
前記処理槽から引き揚げられた木材を受け取って搬送する第３の搬送手段，
を備えるとともに、
前記木材改質剤は、前記木材への含浸により、防蟻性，防虫性，防腐性，防炎性，不燃性の少なくとも一つを付与するものであることを特徴とする木材改質システム。
【請求項３】
前記木材改質剤が、ほう素系化合物を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の木材改質システム。
【請求項４】
前記木材改質剤の溶液が、ほう酸濃度が１６重量％以上となるようなポリほう酸ナトリウムの水溶液であることを特徴とする請求項１又は２記載の木質改質システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、建築物等に用いられるプレカット木材に、防蟻性，防虫性，防腐性，防炎性，不燃性などを付与するための木材改質システム（装置）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建築物の構造用に用いられる木材には、強度や耐久性が優先的に求められてきた。木材の材料としては、一般的に、杉，檜，米松，米杉などがある。構造材としては、柱，梁，床板，腰板，土台，垂木，野地板という風に建築用の用途があるが、また、屋外用の用途として、ウッドデッキ材や外壁板などがある。このほかに、土木用の用途もある。従って、建築物に用いる木材は、前記構造用の目的（強度・耐久性）のほかに、防蟻性，防虫性，防腐性，防炎性，不燃性といった高機能・多機能も求められている。
【０００３】
前記多機能の付与は、木材に適切な薬剤を塗布ないし含浸させることで実現可能であるが、その処理は、(1)建築材料もしくは素材の段階で行う処理，(2)建築途上で行う処理，(3)建築完成後もしくはメンテナンスとして行われる処理，に大別される。作業の容易性，確実な効果達成，低コスト化を考慮すると、特にコスト回収が容易である場合には、前記(1)の方法が最良である。近年の建築物，特に住宅用の構造材は、短期集中の施工のニーズに応えるべく、工場で事前に加工されたプレカット木材が多用されているが、このようなプレカット木材に多機能・高機能を付与することは、前記(1)の処理の相当するため、総合的に大きなメリットがある。
【０００４】
なお、表面から１ｍｍ程度しか浸透しない薬剤塗布と比べると、薬剤含浸のほうが優れた効果を発揮することはいうまでもない。従来の含浸方法としては、(1)加圧（ないし減圧）・加熱の併用，(2)燻蒸，(3)常温浸漬，などの手法がある。下記特許文献１には、前記(1)の一例として、加熱，減圧，加圧を組み合わせた不燃木材板の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１８２０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、以上のような背景技術には、次のような不都合がある。まず、(1)の圧力制御及び加熱を併用する方法では、装置が複雑かつ高価になるとともに、圧力と加熱の調整操作に熟練を要するため、作業者により木材の改質具合にバラツキが生じるおそれがある。また、前記(2)に示す燻蒸では、例えば、７２時間以上の間、密閉した空間で燻蒸を行う必要があることから、装置が大型化するとともに、作業効率も低下する。更に、前記(3)に記載の常温浸漬では、長時間浸漬をしても１〜２ｍｍ程度しか薬剤が含浸しない。例えば、防蟻効果をプレカット木材に付与する場合、薬剤の浸透が１ｍｍ程度では、日本の在来の地下白アリ対策としては有効であっても、アメリカカンザイシロアリに対しては不十分であり、薬剤を更に深く浸透させる必要がある。
【０００７】
本発明は、以上の点に着目したもので、木材の組織や特性を損なわず、簡単な構成で、比較的短時間にむらなく、適切な薬剤を有効深さに含浸させることで、木材に必要な機能を付与することができる木質改質システムを提供することを、その目的とする。他の目的は、前記木材の改質の作業効率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、木材を改質するための木材改質システムであって、木材の表面に、液剤の含浸を促進するための表面処理を施す木材表面加工手段，木材改質剤の溶液が充填され、該溶液を加熱する加熱手段を有するとともに、表面処理後の木材が常圧で浸漬される処理槽，を備えており、前記木材改質剤は、前記木材への含浸により、防蟻性，防虫性，防腐性，防炎性，不燃性の少なくとも一つを付与するものであることを特徴とする。
【０００９】
他の発明は、木材を改質するための木材改質システムであって、木材の表面に、液剤の含浸を促進するための表面処理を施す木材表面加工手段，表面処理前の木材を、前記木材表面加工手段へ搬送する第１の搬送手段，木材改質剤の溶液が充填され、該溶液を加熱する加熱手段を有するとともに、表面処理後の木材が常圧で浸漬される処理槽，前記木材表面加工手段で表面処理が施された木材を、前記処理槽へ搬送する第２の搬送手段，前記処理槽から引き揚げられた木材を受け取って搬送する第３の搬送手段，を備えるとともに、前記木材改質剤は、前記木材への含浸により、防蟻性，防虫性，防腐性，防炎性，不燃性の少なくともいずれかを付与するものであることを特徴とする。
【００１０】
主要な形態の一つは、前記木材改質剤が、ほう素系化合物を含むこと，あるいは、前記木材改質剤の溶液が、ほう酸濃度が１６重量％以上となるようなポリほう酸ナトリウムの水溶液であることを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、木材表面加工手段により、木材の表面に、液剤の含浸を促進するための表面処理を施し、該表面処理が施された木材を、処理槽に充填された木材改質剤の溶液に浸漬し、常圧で所定時間加熱することとした。このため、木材の組織や特性を損なわず、簡単な構成で、比較的短時間にむらなく、適切な薬剤を有効深さに含浸させて、防蟻性，防虫性，防腐性，防腐性，防炎性，不燃性などの必要な機能を木材に付与することができる。また、木材の搬送を、コンベアなどの搬送手段で行うことでシステムをライン化し、作業効率の向上を図るため、量産が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１の木材改質システムの全体構成を示す図である。
【図２】実施例１の試験体における試験開始時点からの経過時間と木材重量の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
最初に、図１を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１は、本実施例の木材改質システムの全体構成を示す図である。本実施例の木材改質システム１０は、プレカット木材に防蟻性等の所望の機能を付与するためのシステムであって、図１に示すように、コンベア１２Ａ〜１２Ｃ，木材表面加工機２０，処理槽３０を含んでいる。前記木材表面加工機２０は、ワークＷ（プレカット木材）の表面に、液剤の含浸を促進するための表面処理を施すものであり、後述する木材改質剤溶液の含浸時間の短縮と含浸率を高めることとしている。前記木材表面加工機２０としては、公知の各種の加工機が利用可能である。前記ワークＷは、第１のコンベア１２Ａによって木材表面加工機２０に搬送され、表面加工済みのワークＷが、第２のコンベア１２Ｂによって処理槽３０に搬送される。
【００１５】
前記処理槽３０には、木材改質剤の溶液３２が充填されるとともに、該溶液３２を加熱するヒータ３４が設けられている。また、前記処理槽３０内には、投入されたワークＷを受ける台３８が複数の足３６によって支持されている。前記台３８は、ワークＷの全表面に改質剤溶液３２が行き渡るように、例えば、網状のものが利用される。該処理槽３０内に常圧かつ所定温度下で浸漬されたワークＷは、所定時間経過後に引き上げられ、第３のコンベア１２Ｃによって所定の乾燥場所などに搬送される。
【００１６】
本実施例では、前記木材改質剤として、ほう素系化合物を含有するものを用いている。ほう素系化合物を含有する改質剤としては、例えば、「ＳＯＵＦＡ（ソウファ）」（販売元：有限会社工房彩可）（以下、「ソウファ」と称する）が利用可能である。前記ソウファは、ポリほう酸ナトリウムを有効成分とする中性かつ水溶性の改質剤であって、木材に含浸させることによって、優れた防蟻性，防虫性，防腐性，防炎性，不燃性等を発揮するものである。通常、ほう素化合物は、水に対する溶解度が低いことが問題となるが、前記ソウファを利用することにより、高濃度のポリほう酸ナトリム水溶液（例えば、ほう酸として１６％，２３％，３０％（いずれも重量％））を作製することができる。
【００１７】
＜実験例＞・・・次に、実験例について説明する。本実施例の木材改質システム１０を利用し、前記木材表面加工機２０を通過した１２個の試験体（試験体Ａ〜Ｌ）について、改質剤溶液３２への浸漬前の重量，浸漬２４時間後の引き上げ時（乾燥前）の重量，引き上げ後４日間室温にて自然乾燥後（浸漬開始時から１２０時間（５日）後）の重量の測定を行った。前記試験体Ａ〜Ｌとしては、２０ｍｍ×２０ｍｍ×１０ｍｍの桧を用い、改質剤溶液３２としては、前記ソウファ３０％水溶液を用い、これを満たした処理槽３０をヒータ３４によって温度８０℃に保ったところに、試験体Ａ〜Ｌを浸漬した。下記表１には、試験体Ａ〜Ｌの重さの測定結果が示されている。また、図２には、前記試験体Ａ〜Ｌについて、前記表１における実験前の重さ、２４時間後の重さ、５日後の重さをプロットした試験開始時点からの経過時間と木材重量の関係を示すグラフが示されている。
【表１】
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【００１８】
前記表１及び図２の結果を見ると、試験体Ａと試験体Ｇを除いては、改質剤溶液浸漬後２４時間で、ほぼ重量は倍になり、試験開始から５日経過した乾燥後には、約１．３３倍の重量となっている。試験体Ａと試験体Ｇについては、試験前と比べて５日後の重量の増加が見られないが、これは、試験体Ａと試験体Ｇが重なりあい、表面に改質剤溶液３２が行き渡らず、含浸が妨げられたものと考えられるが、前記試験体Ｂ〜Ｆ，試験体Ｈ〜Ｌについて十分な量の木材改質剤が含浸していることが確認されているため、本実施例のシステムを利用した木材の改質は有効であると判断することができる。
【００１９】
このように、実施例１によれば、次のような効果がある。
(1)木材表面加工機２０により、プレカット木材（ワークＷ）の表面に、液剤の含浸を促進するための表面処理を施し、該表面処理が施されたプレカット木材を、処理槽３０に充填された木材改質剤の溶液３２に浸漬し、常圧で所定時間加熱することとした。このため、木材の組織や特性を損なわず、簡単な構成で、比較的短時間にむらなく、木材改質剤を有効深さに含浸させて、防蟻性，防虫性，防腐性，防腐性，防炎性，不燃性などの必要な機能を木材に付与することができる。
(2)木材表面加工機２０へのプレカット木材の搬送，木材表面加工機２０から処理槽３０へのプレカット木材の搬送，前記処理槽３０から取り出したプレカット木材の搬送をコンベア１２Ａ〜１２Ｃにより行い、システムをライン化して作業効率の向上を図ることとしたので、量産体制の実現が可能となる。
(3)木材改質剤溶液３２として、高濃度のポリほう酸ナトリウム水溶液を用いることとしたので、木材に短時間で含浸しやすく、また、木材の風合いを損ねることがない。
(4)従来の木材加工工場，プレカット工場の設備と技術が援用できるため、作業者の熟練度に左右されることがない。
(5)常圧下で、室温〜８０℃程度での浸漬を行うため、作業が容易である。
【００２０】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示した形状及び寸法は一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。
(2)前記実験例では、試験体Ａ〜Ｌとして桧を用いたが、これも一例であり、公知の各種の木材に所望の機能を付与するために本発明を適用してよい。
(3)前記実験例では、木材改質剤としてソウファを利用したが、これも一例であり、他の公知の各種の改質剤を利用することを妨げるものではない。
(4)前記処理槽３０の構成も一例であり、ワークＷの浸漬中に改質剤溶液３２を循環させる循環機構を設けるなど、同様の効果を奏する範囲内で、適宜設計変更してよい。
(5)前記実施例では、建築用のプレカット木材に対して本発明を適用したが、これも一例であり、本発明は、他の公知の各種の用途に用いられる木材に対して適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明によれば、木材表面加工手段により、木材の表面に、液剤の含浸を促進するための表面処理を施し、該表面処理が施された木材を、処理槽に充填された木材改質剤の溶液に浸漬し、常圧で所定時間加熱することで、木材の組織や特性を損なわず、簡単な構成で、比較的短時間にむらなく木質改質剤の溶液を含浸させることができる。このため、木材に所望の機能（防蟻性，防虫性，防腐性，防炎性，不燃性など）を付与するための木質改質システムの用途に適用できる。特に、前記木材改質剤として、ほう素系化合物を含むものを用いることにより、優れた防蟻性・不燃性を発揮することから、建築用構造材として利用される木材の改質に好適である。
【符号の説明】
【００２２】
１０：木材改質システム
１２Ａ〜１２Ｃ：コンベア
２０：木材表面加工機
３０：処理槽
３２：改質剤溶液
３４：ヒータ
３６：足
３８：台
Ｗ：ワーク（プレカット木材）
【図１】
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【図２】
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