(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥済みの間伐材等木材の外周面に、浸透性ほう砂を混入した鉄漿入りの濃縮木酢液を含浸塗布して木酢液含浸層を形成すると共に、外気温よりも１０℃程度高い温度範囲内に規制した燻煙処理して当該木酢液含浸層の木材への定着と防腐、防虫性能の増強とを図った上、植物油とワックスとを主成分とする無公害塗料による保護膜層を形成してなるものとしたことを特徴とする耐久性改善処理木材。
【請求項２】
乾燥済みの間伐材等木材の外周面に、浸透性ほう砂を混入した鉄漿入りの濃縮木酢液を含浸塗布して木酢液含浸層を形成すると共に、外気温よりも１０℃程度高い温度範囲内に規制した燻煙処理して当該木酢液含浸層の木材への定着と防腐、防虫性能の増強とを図った上、植物油とワックスとを主成分とする無公害塗料による保護膜層を形成したものとして、木酢液および燻煙両成分による防腐、防虫等耐久性を改善処理してなるものとしたことを特徴とする耐久性改善処理木材。
【請求項３】
濃縮木酢液は、１０ないし２０重量％程度の浸透性ほう砂を混入すると共に、５重量％程度の鉄漿入りの濃縮木酢液によるものとした、請求項１または２何れか記載の耐久性改善処理木材。
【請求項４】
木酢液含浸層は、燻煙処理過程で得られる木酢液に鉄漿を投入して煮沸し、重量比で３０パーセント程度になるまで水分を蒸発、濃縮させてなる濃縮木酢液によるものとした、請求項１ないし３何れか記載の耐久性改善処理木材。
【請求項５】
木酢液含浸層は、塗布量を５０ｇ／平方メートル程度のものとしてなるようにして、浸透性ほう砂を混入した鉄漿入りの濃縮木酢液を含浸塗布して形成してなるものとした、請求項１ないし４何れか記載の耐久性改善処理木材。
【請求項６】
木酢液含浸層は、浸透性ほう砂を混入した鉄漿入りの濃縮木酢液を含浸塗布した上、外気温よりも１０℃程度高い温度以内に規制した燻煙室内における低温燻煙処理によって形成してなるものとした、請求項１ないし５何れか記載の耐久性改善処理木材。
【請求項７】
乾燥済みの間伐材等木材の外周面に、浸透性ほう砂を混入した鉄漿入りの濃縮木酢液を含浸塗布して木酢液含浸層を形成する工程、木酢液含浸層の形成された木材を、外気温よりも１０℃程度高い温度範囲内に規制された燻煙室内で４０ないし６０時間程度に渡って燻煙処理する工程、濃縮木酢液の乾燥、定着と燻煙曝しとを併用処理し終えた木材の外周面に、植物油とワックスとを主成分とする無公害塗料を塗布する工程、以上の工程からなることを特徴とする、請求項１ないし６何れか記載の耐久性改善処理木材を得るためのの木材の耐久性改善処理方法。
【請求項８】
乾燥済みの間伐材等木材の外周面に、浸透性ほう砂を混入した鉄漿入りの濃縮木酢液を含浸塗布して木酢液含浸層を形成する工程、木酢液含浸層の形成された木材を、外気温よりも１０℃程度高い温度範囲以内に規制された燻煙室内で４０ないし６０時間程度に渡って燻煙処理し、濃縮木酢液の乾燥と燻煙曝しとを併用処理することにより、木酢液含浸層の木材への定着を図ると共に、木酢液および燻煙両成分による防腐、防虫等耐久性を増強する工程、濃縮木酢液の含浸、定着と燻煙曝しとを併用処理し終えた木材の外周面に、植物油とワックスとを主成分とする無公害塗料を塗布して保護膜層を形成する工程、以上の工程からなることを特徴とする、請求項１ないし６何れか記載の耐久性改善処理木材を得るためのの木材の耐久性改善処理方法。
【請求項９】
濃縮木酢液は、燻煙処理過程で得られる木酢液に鉄漿の適量を投入して煮沸し、重量比で３０パーセント程度になるまで水分を蒸発させた濃縮液に調製してなるものとした、請求項７または８何れか記載の木材の耐久性改善処理方法。
【請求項１０】
濃縮木酢液は、燻煙処理過程で得られる木酢液に５重量％程度の鉄漿を投入して煮沸し、重量比で３０パーセント程度になるまで水分を蒸発させた濃縮液に対し、更に１０ないし２０重量％程度の浸透性ほう砂を混入するよう調製してなるものとした、請求項７または８何れか記載の木材の耐久性改善処理方法。
【請求項１１】
木酢液含浸層を形成する工程は、濃縮木酢液の塗布量を５０ｇ／平方メートル程度のものとしてなる、請求項７ないし１０何れか記載の木材の耐久性改善処理方法。
【請求項１２】
燻煙処理する工程では、所定量の燃料を燃焼させている間は燻煙を強制流動させながら温度管理をするようにし、燻煙温度を外気温よりも１０℃程度高い温度範囲以内に納めるようにする一方、燃料が燃え尽きた後からは、燻煙室内に燻煙を封入状にして所定時間を経過させるようにした、請求項７ないし１１何れか記載の木材の耐久性改善処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の目的】
この発明は、間伐材をはじめとする各種木材で、適宜手段で乾燥処理済みとなっている木材の耐久性改善に関するものであり、一般用木材の外、公園施設や看板、標識等といった、特に屋外に設置する施設用の木材としての利用において威力を発揮するものとなって、木材有効利用の促進が図られるよう、その耐久性を改善してなる新規な構造の耐久性改善処理木材、およびそのための木材の新規な耐久性改善処理方法を提供しようとするものである。
【０００２】
【従来技術】
長引く不況から経済活動も停滞気味とはいえ、かって世界でも稀に見る経済的発展を遂げて生活レベルを向上させてきた実績から、かなりの生活水準を維持し続け、街は豊富な物資で満たされていて、人々は、往時程ではないにしてもそれなりに生活をエンジョイしているが、しかし、以前の衣食住に対する認識からは大きく様変わりをしていて、有害食品には厳しい査定を下し、溢れる情報に培われた選択眼でブランド品偏重の姿勢からセンスある個性豊かな衣類や装身具が尊重され、資源の有限性や環境汚染にも強い関心を抱き、物資のリサイクル化に理解を示し始めると共に、水や草木等といった天然資源に憧憬にも似た価値観を抱くようになってきている。
【０００３】
こうした意識変革は、我が国の代表的な天然資源の一つである木材への接し方にも端的に表れ始めていて、それまでの合成製品や鋼材、コンクリート等の有機、無機の合成製品一辺倒の時代は最早過去のものとなり、特に各種コミュニティ建築物をはじめ、公園施設や堤防、河床等といったあらゆるパブリックスペースには、それまでの繁栄を極めていた一時代に想像も付かないない程の量で木材がふんだんに取り入れられ、しかも、こうした傾向の中にも殊更目立っているのが、それまで放置されたままで寧ろ邪魔者扱いされてきていたといった方が適切な天然資源と言える間伐材、即ち正常な森林資源の確保のために生育途中で間引き、切り倒されてしまう幼木の取り入れられ方がある。
【０００４】
国土の６０数％を占める我が国の森林資源は、乱伐で大量消費されていた苦難の時代にも、次代に資源を繋ぐと共に自然災害防止の見地もあって人工植林が弛まず続けられてきてはいたが、木材資源の商品価値を高める目的で間引かれていた間伐材は、幼木であって勿論サイズが商品価値を満していないという致命的な問題があったにせよ、それ以上に経費を掛けて山奥深くから取り出して何等かの用途に使用するよりも、合成製品や鋼材、コンクリート等で幾らでも代替できるとする経済性優先の判断から、伐採した箇所に放置され、片付けるための手間暇さえも省略されたまま朽ち果てるのを待つしかなかいという運命を辿ってきた歴史が極めて長く、資源の有効活用の見地からして相当無駄な取扱いがなされてきていたといえる。
【０００５】
ところが、かっての大量消費時代に次々に露になってきた様々な現象、即ち、地球温暖化現象やその引き金になった大気汚染の問題、更にその大気汚染を許してしまう自然浄化機能の喪失等といった現象に深く係わることとなった乱伐への反省の気運等から、エコロジーの問題がグローバルスタンダードとして取り沙汰されるようになってきたのを期に、どの世界よりも早く、既に木材資源の枯渇化現象に直面してきた我が国では、前記したとおり人々の物資に対する意識変革という変遷もあって、一気にこの間伐材に対する関心が高まり、分けてもその科学的物性に秀れていて耐久性に富む「ヒバ材」への関心は殊更根強いものがあり、その一大産出県として知られる青森県では、この間伐材としての「ヒバ材」の有効利用についての方策が、地域産業の活性化に大いに役立つものになるのは勿論のこと、ひいては地球規模的なエコロジーの観点からも極めて重要な課題であると認識されるに至っている。
【０００６】
「ヒバ」材は、ヒノキ科のアスナロ属に分類される針葉樹であって、アスナロとヒノキアスナロとの総称であり、我が国に分布するものはアスナロの変種とされているヒノキアスナロであって、日光付近を南限として本州および北海道南部にかけて分布していて、津軽、下北両半島（青森県）をはじめ、早池峰山（岩手県）、江刺（北海道）等が著明な群生地として知られるものの、日本全土の総蓄積量の８５％は青森県に存在しているとされるとおり、青森県が突出していて青森県の重要な天然資源の一つとなっている。
【０００７】
そして、その科学的物性は、青森ヒバ材の抗菌活性を青森県工業試験場のヒバ油プロジェクトチームによる実験により、先ず青森ヒバをはじめ通常建材として使われている７種（ヒノキ・スギ・ブナ・ベイマツ・カラマツ・アカマツ・スプルース）の材の木口面を上下に縦５ｃｍ、横３ｃｍ厚さ０．５ｃｍの直方体に切り出し、これをサブロー寒天培地（栄研）に黄色コージカビの胞子を塗布したものの上に置き、温室で１０日間の培養した結果、青森ヒバの周囲だけには全く菌が生えず、他の材には見られない強い抗菌力を示したという事実が報告されていて、ヒバ材には、その精油成分に天然物質としては極めて優れた抗菌性を有するヒノキチオールやβドラブリン等を約２％も含有している。
なお、ヒノキチオールがヒノキにも含まれているとするのは誤解であって、ヒノキには全く含まれておらず、ヒノキチオールの名称はタイワンヒノキから発見されたことに由来するものであり、有効性分のヒノキチオールの含有率の最も高いのが青森ヒバであることは、先の青森県工業試験場で実施された実験によって明らかにされた。
【０００８】
こうした立地条件を背景に、この発明では、科学的物性に秀れ、それだけでも他の木材に比較して遥かに高い耐久性を有しているヒバ材といえども、間伐材であるがために木材としての主要な用途を分担できず、主に公園や遊歩道の柵やベンチ、あるいは看板や標識等屋外施設のための素材に限定使用されるという実情に鑑み、過酷な条件下での使用が多いだけに、より一層の耐久性を付与することによって、貴重な天然資源のヒバ間伐材が将来的に無駄にならないようにすることはできないものかとの判断から、木材全般に亘る耐久性改善処理技術について情報を収集、分析を続けていたところ、エコロジーの観点からも、かって電気や化石燃料のない時代に、囲炉裏や窯を使って生活していた茅葺き民家が、木材を燃料として使用している際の煙りで燻され、家中の木材が燻煙乾燥されて極めて耐久性を増し、例えば飛騨高山の合掌造り民家に代表されるように、シロアリや腐敗菌による被害もなく現存し続けているという事実に着目し、この燻煙処理を基礎とした処理技術の中にヒバ間伐材に有効な耐久性改善策も見出せるものと確信すると共に、ひいては、量ではこの青森ヒバ間伐材の比ではない程に大量に産出し、ヒバ間伐材以上にその有効利用が問題化している青森スギ間伐材の処理技術としても適用可能になるものとの予測が立ったことから、逸早くその開発、研究に着手することとなった。
【０００９】
この燻煙処理によって木材の耐久性を改善しようとする試みは、上記した民家等に使用された木材が、結果的にその事実を裏付けているとおりであって、周知された極めて伝統的な処理技術による解決手段にしか過ぎないということになるものの、それを工業的に取り入れようとする提案としては、例えば特開２０００−９４４０６号公報「建築用木材の防虫・防腐処理方法および建築用木材」発明（以下、公知例１という。）や、特開２００１−７１３０５号「公報燻煙処理木質材料」発明（以下、公知例２という。）等をはじめとし、その他にも数多くの事例が見受けられる。
【００１０】
上記公知例１では、燻煙処理を施してから木酢液に浸し、後に乾燥処理する技術が開示され、また公知例２では、プレーナ等による加工木材か未加工木材の一面を少なくとも燻煙処理のままに残し、サンダ−掛け等を施して燻煙処理のままにならなかった面には防蟻、防腐処理するようにした技術が開示されているが、前者では、燻煙処理装置についてかなり具体的な記載がなされていて、対象木材への燻煙の廻り方に工夫が認められるものの、装置はかなり大掛かりであって経済的に負担が多い上、対象木材の割れや変形が懸念される装置であって実用性に欠ける恨みがあり、更に燻煙処理後の木材には木酢液が浸透し難く、初期の目的達成が難しいと予想され、また、後者のものでは、加工処理木材の少なくとも一面を燻煙処理面として残すことを要旨とするだけのものであって、その燻煙処理も７０ないし８0℃によるもので、前者のもの同様に対象木材の割れや変形が懸念される点でやはり実用性を欠いているといわざる得ないものとなっている。
【００１１】
一方、上記例示したものよりも早い時期に提案済みとなっている昭和６１年特許出願公告第１３９６４号公報「木材の処理方法」発明（以下、公知例３という。）では、上記公知例１あるいは２のように、単に対象木材に燻煙処理を施すか、その後に木酢液処理を組み合わせるという伝統的な技術を踏襲するものではなく、予め対象木材に木酢液か木タールを含浸してから燻煙処理を施すようにした技術が開示されていて、前記公知例１のような木酢液の浸透性に対する問題を解決する点等においてそれなりに実用性のある技術である旨の説明が、実験データ等を付して加えられている。
【００１２】
しかし、この公知例３の技術にあっても、燻煙処理温度は１５０ないし２３０℃で２時間（累積時間）以上を想定していて、予め木酢液か木タールを十分含浸しておき、かなりの高温域における燻煙処理でも対象木材に割れや変形の発生を防止できるとする特徴記載をしてあるものの、青森ヒバ材や青森スギ材を用いた追試によれば、含水率５０％（湿量基準）にも及ぶ対象木材は、幾ら事前処理として木酢液か木タールを含浸してあるとしても、高温域であって且つ２時間（２時間以上）という短時間の急激な加熱処理によって含水率２０％以下にまで乾燥させる燻煙処理は、詰まるところ従前までの乾燥を兼ねた燻煙処理と何等変わるところはなく、対象木材に割れや変形を惹起してしまう現象を避けることが難しいという事実を確認済みであり、且つ、燻煙処理温度１５０ないし２３０℃で２時間（累積時間）以上を保持するようにする施設設備は極めて大掛かりにならざるを得ない上、それら処理温度では、処理済み木材の表面色がかなり汚い黒褐色で恰もタールをまぶしたかのような外観を呈するものになってしまう外、煙が均質に行き渡るようにかなりの工夫を施した高性能の設備によって燻煙処理を実施しないと表面色に斑を生じさせてしまうという実態についても明らかになっており、それらの事実からして、この公知例３による提案もまた、必ずしも実用に耐え得るものとする訳にはいかないものである。
【００１３】
この発明は、燻煙処理による耐久性改善木材に関し、未だ上記したとおりの実情に推移していて、特に貴重な天然資源である青森ヒバ材をはじめ、量的にそれを遥かに凌ぐ青森スギ等も含む各種木材の耐久性改善のために有効となる燻煙処理技術の工業的利用がなされていないという現状を踏まえ、間伐材というそれ自体単価が低くて、如何に耐久性改善のためとはいえ、その処理用に許される経費が極端に制限されてしまう類いの木材に適した燻煙処理を基本とする木材の耐久性改善処理技術を完成すべく、永年に渡る試行錯誤と幾多の試作実験とを重ねる中、青森県工業試験場青森木工分場の協力も得て、遂に茲にきて、以下において詳述するとおりの新規な構造からなる耐久性改善木材、およびそれ用の新規な木材処理方法を実現化することに成功したものであり、代表的な実施例と共に、この発明の構成を詳らかにしていくこととする。
【００１４】
【発明の構成】
この発明の基礎をなす耐久性改善木材は、基本的に次のとおりの構成から成り立っている。
即ち、乾燥済みの間伐材等木材の外周面に、特別に調整した濃縮木酢液を含浸塗布して木酢液含浸層を形成すると共に、低温燻煙処理して当該木酢液含浸層の木材への定着と防腐、防虫性能の増強とを図った上、植物油とワックスとを主成分とする無公害塗料による保護膜層を形成してなる構成を要旨とする耐久性改善処理木材である。
【００１５】
この基本的な構成の耐久性改善処理木材は、換言するならば、乾燥済みの間伐材等木材の外周面に、特別に調整した濃縮木酢液を含浸塗布して木酢液含浸層を形成すると共に、低温燻煙処理して当該木酢液含浸層の木材への定着と防腐、防虫性能の増強とを図った上、植物油とワックスとを主成分とする無公害塗料による保護膜層を形成したものとして、木酢液および燻煙両成分による防腐、防虫等耐久性を改善処理してなるものとした耐久性改善処理木材であると言うこともできる。
【００１６】
そして、この基本的な構成からなるこの発明の耐久性改善処理木材には、乾燥済みの間伐材等木材の外周面に、浸透性ほう砂を混入した鉄漿入りの濃縮木酢液を含浸塗布して木酢液含浸層を形成すると共に、低温燻煙処理して当該木酢液含浸層の木材への定着と防腐、防虫性能の増強とを図った上、植物油とワックスとを主成分とする無公害塗料による保護膜層を形成してなるものとした構成からなる耐久性改善処理木材が包含されている。
【００１７】
処理対象となる木材は、この発明の開発目的が青森ヒバ間伐材の耐久性改善からスタートしたという経緯もあって、当然、青森ヒバ間伐材がその中心をなしてはいるものの、この発明において完成した処理技術による耐久性改善木材に係わる構成は、その他青森スギ等全国のスギ材をはじめとし、ヒノキやブナ、ベイマツ、カラマツ、アカマツ等といった各種木材の間伐材についても同様に適応し得るものであって、それらを排除しなければならない理由は全くなく、また、間伐材以外の、主たる用途が建材や家具材等、所謂正規の木材使用の目的で提供される青森ヒバ材や青森スギ材その他各種木材についても必要に応じて対象となし得ることは言うまでもなく、何れの対象木材とも、予め日本農林規格（ＪＡＳ）等に定められた水準の含水率１５ないし２０％未満を達成するよう適宜手段によって未然に乾燥処理されたものを対象としている。
【００１８】
濃縮木酢液は、所謂木酢液に、防虫・防腐効果増強目的の鉄漿（かってのお歯黒と同様の成分素材）を適量投入して煮沸し、重量比で約３０パーセント程度になるまで水分を蒸発させた濃縮液であって、周知されている濃縮木酢液以上に防虫・防腐効果を増強してなるものとし、この特別に調製した濃縮木酢液の採用により、耐久性改善に有効であることが知られている木酢液の含浸処理工程を可能な限り短縮化し、その短縮化した含浸処理工程によって対象木材への含浸水分量を極力押さえることによって、含浸した水分を飛ばすために必要とする温度を低くして済ますことができるようになし、その結果、燻煙処理温度を上げる必要はなくなって、従前のように燻煙処理過程での割れや変形を全く心配することなく極めて短時間の中に耐久性改善処理を終了可能にするという機能を果たすものである。
【００１９】
そして、この耐久性改善に要する特別に調製された濃縮木酢液は、その使用量を約５０ｇ／平方メートル程度を目安にすると共に、高濃度の濃縮木酢液の対象木材への浸透性をより改善するための乳化状態が促進されるよう、浸透性ホウ砂が、略１０ないし２０重量％程度混入されたものとすべきであり、その濃縮木酢液も、この発明の燻煙処理過程において、対象木材と同一素材による燃料（オガ屑や木端材、カンナ屑、表皮等）を用いた燃焼過程で得られる粗木酢液から軽質油分と木タール分（沈降タール）とを分離、精製した木酢液によるものにすると、木酢液の成分が、対象木材のものと同一成分と当然同一となって馴染み易く望ましいといえるが、勿論そうした木酢液に必ずしも限定されている訳ではなく、一般の木炭製造過程で抽出されるものや、広葉樹や針葉樹、竹材等の屑材を燃焼させて得られる木酢液を、少なくとも３０重量％程度になるまで煮沸、濃縮して得られるものを所定の如く調製して適宜採用可能である。
【００２０】
この濃縮木酢液の含浸塗布によって形成される木酢液含浸層は、材質や乾燥程度によって必ずしも一定しないものの、平均で表層１ないし２ｍｍ程度のものに止まり、したがって、対象木材の全体的な乾燥度合に大きな変化を生じさせることがないことから、この発明における燻煙処理工程では、それら木酢液含浸層における木酢液の木材への定着と防腐、防虫性能の増強とを図ることを主眼としているため、従前までの乾燥工程を兼ねたり、先の公知例３で目的としているような「木材表面のヘミセルロースの一部を熱分解し、特にＯＨ基を少なくする」程の熱量を伴う程の燻煙処理とする必要は全くなく、外気温より約１０℃程度の温度範囲内に規制した燻煙処理で、しかもその燻煙要処理時間についても略４０ないし６０時間程度（約１日半から２日半、望ましくは２日間）に渡る程度で済ませてしまうものである。
【００２１】
この低温燻煙処理の設定温度は、外気温、即ち、燻煙処理に入る前の対象木材自身の温度との関係において、その温度を最大１０℃程度までの範囲内で上昇させた低温燻煙処理をすることにより、対象木材の十分な耐候性が得られるという事実を、青森県木材試験場における促進耐候試験によって既に実証済みであって、この成果は、外気に曝されて外気温相当の温度で安定していた木質細胞が、最大１０℃程度までの範囲内で上昇によっても、その細胞膜や気孔に何等かの挙動、変化を促し、前処理してある一部未乾燥のままになっている濃縮木酢液の浸透を促進した上、燻煙が保有する成分と木質細胞内成分との化学反応を起こし易くすることによって耐久性改善に有効な物質を生成し、それらの相乗作用で濃縮木酢液の対象木材への定着、安定化が進行しているものと予想される。
【００２２】
そして、この発明において規制している設定温度から外れて、例えば外気温よりも約１０℃程度程度の幅ではなく、その必要もないそれ以上の温度に設定しようとすれば、先ず何よりもそのために余分な燃料代を要することになるだけではなく、それを常温にまで下げて出荷するまでに余分な処理時間を要してしまうことになり、特に間伐材とって致命的となる経済性の点に致命的な問題を生じてしまう上、その設定温度以上で得られる燻煙処理木材の表面色は、黒褐色部分が濃すぎて木目の美しさを失わせてしまうだけではなく、一様の濃い黒褐色にならずに部分的に薄い黒褐色部分を混在状にしてしまって汚らしい外観を呈し、明らかに商品価値を落としてしまうという問題を生じてしまうことになり、また、逆に設定温度よりも低くしてしまう、即ち外気温以下の温度に設定して燻煙処理しようとすると、燃料の不完全燃焼の度合いが高すぎて継続した燃焼ができずに消えてしまい、安定して燻煙が得られないこととなって目的とする燻煙処理の実行を難しくしてしまうという難点が付きまとうことになる等、燻煙処理からもたらされる筈の利点を台なしにしてしまう根拠があることからして、この発明にとって、外気温プラス約１０℃程度の温度範囲内になるように設定して実施する低温燻煙処理温度は、この発明の構成要件として極めて重要である。
【００２３】
こうして対象木材の表層として、特別に調整した濃縮木酢液による木酢液含浸層が、燻煙処理して更に木材への定着と防腐、防虫性能の増強とを図ったものにして形成された上に、それら木酢液含浸層の機能を長期的により安定、持続したものとなるよう、この発明では木酢液含浸層を保護膜層で覆う積層構造を形成したものとしている。
即ち、該保護膜層は、上記した対象木材表層とした木酢液含浸層を安定的に保護、持続するための機能を果たすと共に、所定用途に使用されている間は勿論のこと、その目的を達成した後に処分される際にも、周辺に有害な成分を発散して環境公害の一因をなしてしまわないよう配慮したものにする必要から、植物油とワックスとを主成分とする無公害塗料、例えばオスモカラーワンコートオンリー（株式会社オスモ社商品名）やアウロ天然樹脂油性着色剤（エコ・リビング  コーポレーション社輸入・販売商品名）、シッケンズ木材保護塗料（株式会社シッケンズ社商品名）、オリンピックステイン（株式会社      社商品名）、ガードラック（和信化学工業株式会社商品名）等の塗料による層として乾燥させた木酢液含浸層の上に形成される。
【００２４】
【関連する発明】
上記したこの発明の基本をなす耐久性改善木材に関連し、この発明には、その耐久性改善木材を得るためのの木材の耐久性改善処理方法を包含している。
即ち、乾燥済みの間伐材等木材の外周面に、特別に調整した濃縮木酢液を含浸塗布して木酢液含浸層を形成する工程、木酢液含浸層の形成された木材を、外気温よりも約１０℃程度高い温度範囲内に規制された燻煙室内で略４０ないし６０時間程度に渡って燻煙処理する工程、濃縮木酢液の乾燥、定着と燻煙曝しとを併用処理し終えた木材の外周面に、植物油とワックスとを主成分とする無公害塗料を塗布する工程、以上の工程からなる構成を要旨とする木材の耐久性改善処理方法である。
【００２５】
この処理方法を、他の表現によるものとすれば、乾燥済みの間伐材等木材の外周面に、特別に調整した濃縮木酢液を含浸塗布して木酢液含浸層を形成する工程、木酢液含浸層の形成された木材を、外気温よりも約１０℃程度高い温度範囲以内に規制された燻煙室内で略４０ないし６０時間程度に渡って燻煙処理し、濃縮木酢液の乾燥と燻煙曝しとを併用処理することにより、木酢液含浸層の木材への定着を図ると共に、木酢液および燻煙両成分による防腐、防虫等耐久性を増強する工程、濃縮木酢液の含浸、定着と燻煙曝しとを併用処理し終えた木材の外周面に、植物油とワックスとを主成分とする無公害塗料を塗布して保護膜層を形成する工程、以上の工程からなる木材の耐久性改善処理方法であるということもできる。
【００２６】
特別に調整した濃縮木酢液としては、既述のとおり、所謂木酢液に、防虫・防腐効果増強目的の鉄漿（かってのお歯黒と同様の成分素材）を適量投入して煮沸し、重量比で約３０パーセント程度になるまで水分を蒸発させた濃縮したものであって、周知されている濃縮木酢液以上に防虫・防腐効果を増強すると共に、望ましくは浸透性ホウ砂が略１０ないし２０重量％程度混入され、高濃度の濃縮木酢液の乳化状態を促進して対象木材への浸透性をより改善してなるものとすべきであり、刷毛塗りあるいは浸漬手段等適宜手段により、その使用量が約５０ｇ／平方メートル程度となるように含浸塗布するようにする。
【００２７】
なお、この濃縮木酢液とする粗木酢液は、対象木材と同一素材による燃料（オガ屑や木端材、カンナ屑、表皮等）を用いた燃焼過程で得られる粗木酢液から軽質油分と木タール分（沈降タール）とを分離、精製した木酢液によるものにすると、木酢液の成分が、対象木材のものと同一成分と当然同一となって馴染み易くなる上、後述の燻煙処理過程に回収できる粗木酢液の活用となって、極めて好都合のものとなる。
【００２８】
こうして特別に調整した濃縮木酢液が含浸塗布処理された木材は、次の燻煙処理工程に移るため、後述する実施例においても明らかになるように、この発明の重要な構成要件の一つでもあるように、燻煙処理温度を外気温プラス約１０℃程度以下の温度範囲に規制して実施するようにしていることから、大掛かりな断熱、耐火構造のものとする必要がなく、比較的簡易な構造の密閉室（例えばトラックコンテナ、あるいはそれに相当する程度の構造とした箱型施設）を用意した上、それら濃縮木酢液を含浸塗布した木材を上下、左右に適宜間隔を置いて略水平状になるようにして積み上げ（但し、煙りの流れが全体に平均するようにするため、望ましくは全ての木材の木口方向が揃うようにして積み上げ）、一方の木口側から他方の木口方向に向け、同密閉室内に入る前に予め所定の温度管理をしてなる燻煙を送込み続け、約４０時間から６０時間、最適には５０時間程度の時間を経過させるだけで、この発明の燻煙処理工程は完了する。
【００２９】
その後開扉して自然放熱するようにしさえすれば、元々の燻煙処理温度を外気温プラス約１０℃程度以下の温度範囲に規制してあることから、極めて短時間の中に常温に戻すことが可能であり、また、仮に開扉後に、燻煙処理木材を直ぐさま密閉室外取り出す作業の実施も可能となり、その処理によっても処理木材に割れや変形等といった狂いを生じさせてしまう不都合は全くない。
なお、温度を規制して実施する燻煙処理における燻煙は、対象木材と同一の木材から発生する木屑や枝葉、オガ屑、カンナ屑等を燃料として燃焼、発生させるようにしたものとすると、燻煙成分の定着が安定すると共に、上記した濃縮燻酢液とする粗燻酢液も、この燻煙処理工程の中で同一性分の粗燻酢液を回収、活用することが可能になって極めて好都合のものとなる。
【００３０】
この特徴ある燻煙処理により、特別に調製した濃縮木酢液を含浸塗布してある対象木材は、耐久性改善に有効な木酢液の含浸処理工程を可能な限り短縮化することができ、その短縮化した含浸処理工程によって対象木材への含浸水分量を極力押さえられていて、含浸した水分を飛ばすために必要とする温度を低く済ませられ、その結果、燻煙処理温度を上げる必要がなくなって、従前のように燻煙処理過程での割れや変形を発生させることなく極めて短時間の中に木酢液の対象木材表層への定着を安定化する（但し、カンナ掛けやサンダー仕上げには不向きとなる。）と共に、表層が更に燻煙含有成分で覆い尽くされてしまうこととになることから、対象木材の表面は、木酢液が本来備えている防虫・防腐作用、および混入物質である鉄漿（かってのお歯黒と同様の成分素材）の防虫・防腐作用と、燻煙が含むカーボンや樹脂分、アルデヒド類、フェノール類の付着による防虫・防腐作用とが三重に重なって、耐久性を大幅に改善処理したものになる。
【００３１】
上記までの工程によって従前のものに比較にならない程に大幅な耐久性改善処理層の形成を完成した対象木材が、風雨に晒されても長期間に渡ってその性能を維持し続けられるようにするため、最後の処理工程では、それら処理層を保護する目的で、それら表面に植物油とワックスとを主成分とする無公害塗料に限定した塗料の塗布処理工程を実施したものとしなければならず、それら塗布手段については、刷毛塗り、スプレーガン等を使用した機械的手段、短時間の浸漬手段何れか適宜手段によるものとすることができ、特に実施工程の内容が限定されている訳ではない。
以下では、上述してきたこの発明の耐久性改善木材、およびそのための木材の耐久性改善処理方法に係わる構成がより一層明確なものとして把握できるようにするため、この発明を代表する実施例について具体的な説明を加えていくことにする。
【００３２】
【実施例１】
図１のフローチャートには、この発明の耐久性改善木材を得るための工程を中心に、それに関連して派生する資源の活用サーキットを概念的に示してあり、青森ヒバ材や青森県産スギ材等、豊富な森林資源を保有、管理する中で発生する大量の間伐材を対象木材とする事例としていて、先ず、外皮を剥がして表面を整えただけの丸太材のままか、あるいは目的・用途に合わせて所定寸法のものに製材した角材あるい板材とするかしたものを、公知の乾燥手段によって含水率２０％以下で、用途に応じた含水率となるようにしたものを対象木材とする。
【００３３】
それら対象木材は、濃縮木酢液含浸塗布ブースに並べた上、特別に調製してある濃縮木酢液が外周面全体に満遍なく行き渡るように刷毛塗り処理される。その散布量は、対象木材表面に対し、略５０ｇ／平方メートル程度となるように計画処理するものであり、対象木材の種類やその表面の程度、例えば外皮を剥がしたままのものであるのか、製材したままでカンナ仕上をしてあるのかないのか等の違いにより、一度の散布で達成できる含浸率に差異があるため、事前にその程度を把握した上、一度の塗布で済ますか、所定の時間をあけて複数回に渡って実施するかを決定するようにする。
【００３４】
なお、使用する濃縮木酢液は、図１からも判明するように、後述する実施例２において取り上げている燻煙処理工程の過程で得られる粗木酢液を原料にして原料木酢液とした上、防虫・防腐効果増強目的とする鉄漿（かってのお歯黒と同様の成分素材）を約５重量％程度とした適量を投入してから全体が重量比で約３０パーセント程度になるまで煮沸して水分を蒸発、濃縮し、更に高濃度の濃縮木酢液の対象木材への浸透性をより改善するために、その乳化状態を促進する目的で浸透性ホウ砂を約１５重量％程度混入してなる特別に調製したものを使用している。この含浸塗布処理工程では、ブース内に貯まった濃縮木酢液は、回収されて再使用するようにし、濃縮木酢液が無駄にならないようにしている。
【００３５】
含浸塗布処理工程を終え、所定量の濃縮木酢液を含浸塗布した対象木材は、特に乾燥させることなく直ちに燻煙処理するための密閉室（その具体例については、後述の実施例２において詳述する。）内に持ち込まれ、煙りの流れが全体に平均するようにするため、各対象木材の上下、左右に適宜間隔が確保され、略水平状となるようにし、全ての対象木材の木口方向が揃うような状態にして積み上げ、一方の木口側から他方の木口方向に向け、同密閉室（燻煙室）内に入る前に予め外気温よりも略１０℃程度の温度範囲以内となるように温度管理した燻煙を送り込み続け、約２日間に渡って燻煙処理を実施する。この燻煙温度管理を間違い、従前からのように７０〜８０℃等、ましてや１５０〜２２０℃等といった極端に高温の保有温度の燻煙にしてしまうと仕上がり表面色の黒褐色が強くなり過ぎて汚く、木目の現出を無くしてしまう上、何よりも均質な黒褐色に仕上げるのが難しくて商品価値を損なってしまうものとなり、逆に外気温程度にまで落とそうとすると、燻煙を発生するための燃料の燃焼に支障を来してしまって実質的に工業的な生産を不可能としてしまうといった不都合に直結してしまうことから、この燻煙温度の管理は極めて重要である。
【００３６】
こうしてこの発明の重要な工程の一つである燻煙処理工程を終えた対象木材は、その処理によって従前のものに比較にならない程に大幅な耐久性改善処理層の形成を完成したものとなるが、そのまま出荷されて各用途、特に間伐材という性質柄、ニーズの多い柵やベンチ等といった屋外施設用素材に供され、風雨に晒されてしまうような場面でも、長期間に渡ってその性能を維持し続けられるようにするため、最後の処理工程として、それら処理層を保護する目的で、表面に植物油とワックスとを主成分とする無公害塗料に限定した塗料を塗布する刷毛塗り処理を実施し、ストックヤードで所定期間保管、管理されたものから、随時、用途に応じて出荷される。
【００３７】
このようにして得られるこの発明の耐久性改善木材、およびそれを得るために採用される耐久性改善処理方法には、例えば、耐久性改善木材が長期間使用されて用途を全うしたり、何等かの都合で廃棄処分となる場合等には、廃材となって回収され、全く有害な物質を含まない純粋木質バイオマスとして、この発明の燻煙処理工程の燃料に再利用することもでき、あるいは、粉砕する等の処理をして堆積、堆肥化することも可能になり、と同時に、燻煙処理工程において発生する焼却灰は、これまた一切の有害物質を含まないことから、そのまま回収して土壌改良剤としての利用が可能になる等、貴重な森林資源を無駄なく活用する資源活用サーキットを実現することになる。
【００３８】
【実施例２】
図２の側面図、図３の背面図、図４のＡ〜Ａ断面図、図５のＢ〜Ｂ断面図には、この発明の耐久性改善木材を得るための主要な工程の一つである、対象木材を燻煙処理を施す上で必要とする設備装置の代表的な事例を取り上げてあり、密閉室（燻煙室）としてアルミ合金製のトラックコンテナを改造、利用してなる事例によるものである。
【００３９】
各図からも明瞭に把握されるように、平面形が２．３×４．９ｍ、高さ２ｍ程度のものとして量産されているトラックコンテナーを密閉室として利用可能とし、施設設備の大幅なコストダウンを可能にしようとするものであり、当該トラックコンテナーに予め用意されている側面扉口は、そのまま濃縮木酢液含浸塗布済み対象木材および燻煙処理済み対象木材のの搬入搬出口１１とし、他方の側面を高さ１．６ｍ、巾１．３ｍの大きさに切り抜き、奥行き１．９ｍ程度の燃焼室１２をコンクリート製のものとして形成、組み込むことによって燻煙処理施設１としてなるものである。
【００４０】
燻煙室２内に送り込むための燻煙は、こうしてトラックコンテナーの扉口ではない側面側から内部に向けて造成したコンクリート製の燃焼室１２の燃焼窯部１２ａ内に設けてある多段ロストル上に適量の木質燃料、望ましくは、対象木材と同じ木材から得た木屑やオガ屑、カンナ屑を供給、点火した上、同燃焼室１２に用意されている開閉扉１２ｂの空気調整蓋１２ｃの開閉調節、および燻煙温度管理室１２ｄとの間の隔壁１２ｅ上端に配してある流入規制プレート１２ｆの開放度合いの調節等によって燃焼の進行状態を加減し、更に必要があれば、燻煙温度管理室１２ｄからの煤や燃焼滓等の掃除口を兼ねる点検蓋１２ｇの開閉調節も併用することにより、燻煙送出口１２ｈから、所定どおり外気温よりも略１０℃程度高い温度範囲内となるよう規制した燻煙が送り込まれていくようにする。
【００４１】
一方、この燻煙処理施設１の内部には、コンクリート製の燃焼室１２で占拠された部分を除くトラックコンテナー内部全てが密閉室となるようにしてあって、搬入した対象木材（特に図示せず。）を積み上げて燻煙処理するための燻煙室２とするものであり、また、燻煙処理施設１の背面側には、図２および図３からも理解されるように、これまた経済性を配慮して、土木資材の一つであるコンクリート製Ｕ字溝を上下に重ねただけの載荷台４となし、上位のコンクリート製Ｕ字溝の溝内に粗木酢液生成装置部３を横設状に配した上、その奥部側に、先の燻煙室２に連通状となるようにした吸引ダクト５を接続し、燻煙室２の燻煙が粗木酢液生成装置部３内に横設、配置してある複数本の冷却管３２に分配、流入して粗木酢液回収槽３１を経由するようにしてあり、燻煙がそれらの装置各部を経由するよう、粗木酢液貯留槽３１から立設してある煙突６の基部（即ち、粗木酢液貯留槽３１の上方）には、吸引ファン７が配されていて燻煙室２内の燻煙を強制的に煙突６まで引き込み可能となるようにしてある。
【００４２】
以上のようにして形成された燻煙処理施設１において、燃焼室１２で発生させた燻煙は、燃料が燃焼し続けている間は、燃焼窯部１２ａから流入規制プレート１２ｆをかいくぐって隣の燻煙温度管理室１２ｄに至り、同所で渦巻き状に対流している間に保有温度が所定の温度付近にまで下げられた上、吸引ファン７の作動で燻煙室２に燻煙が引き込まれていき、所定温度とした燻煙を対象木材全体に行き渡らせ、その外表面全体を満遍なく燻煙処理して、含浸塗布してある濃縮木酢液を乾燥させながら、対象木材への濃縮木酢液の定着と燻煙成分の付着とを図った後、吸引ダクト５を経由して粗木酢液生成装置部３内の複数の冷却管３２に分流し、粗木酢液回収槽３１内に集められた後、吸引ファン７を抜けて煙突６から殆ど無害な煙りとなって外部に放出されることになる。
【００４３】
この実施例における燻煙処理工程における温度管理状況を図７のグラフに示してあり、このデータは、秋（１０月）に４８時間（丸二日間）に亘って実施した実験によって得られたものであり、特別に調整した所定の濃縮木酢液を塗布処理してなる対象間伐材を燻煙室２内に積み上げて密閉状とした上、第一日目の最初に所定量の燃料を約４時間程度を掛けて燃焼させ、その間に吸引ファン７を作動して燻煙を誘導して満遍なく対象間伐材に煙が接触するようにすると共に、その間に粗木酢液生成するようにし、その後、全ての燃料を燃え尽きさせてしまった後は、吸引ダクト５のダンパー（図示せず。）を閉鎖して完全に燻煙を燻煙室２内に封入状として燻煙温度を所定温度に維持し続けたまま、それら燻煙だけで約１８時間に亘る燻煙処理を継続し、二日目に入った最初の段階に再び初日と同様に、燃料の燃焼から始まる工程を経過させ、所定の燻煙処理を終了するまでの過程における燻煙温度（燻煙室２内温度）、および外気温の経時変化である。
【００４４】
このようにした経路で流れる燻煙は、粗木酢液生成装置部３内の複数の冷却管３２を通過する際、冷却管３２の周囲に充填してある冷却水で燻煙成分は液化して同冷却管３２伝いに粗木酢液となって粗木酢液回収槽３１内に流下した後、回収パイプ３３を通じ、図示しない貯留タンクに溜め込まれ、この発明の濃縮木酢液の原料を生成することになり、貯留タンクに貯まった粗木酢液は、沈降タール分と軽質油分とを分離、精製して原料木酢液となし、この発明の特別に精製された濃縮木酢液とすべく、所定量、例えば約５重量％程度の鉄漿を加えて重量比で約３０パーセント程度まで煮沸、濃縮した上、更に浸透性ホウ砂を約１５重量％程度混入して再利用されることになる。
【００４５】
【作用効果】
以上のとおりの構成からなるこの発明の耐久性改善木材は、次のような顕著な特徴を発揮するものとなる。即ち、
（イ）特別に調製された濃縮木酢液の含浸塗布による含浸層によって、単なる木酢液による従前からの処理層によるものよりも遥かに防虫・防腐効果が高められた耐久性改善木材となる。
（ロ）更に、その効果は、上記した木酢液が本来備えている防虫・防腐作用と、混入物質である鉄漿（かってのお歯黒と同様の成分素材）の防虫・防腐作用とが相俟った上に、燻煙が含む成分（カーボンや樹脂分、アルデヒド類、フェノール類等）の付着による防虫・防腐作用とが加わった三重の効果に増強されることとなって、その耐久性は大幅に改善されたものとなる。
【００４６】
（ハ）上記効果は、外気温プラス１０℃程度までの温度範囲の低温燻煙処理によって安定させるようにすると共に、燻煙成分の付着によって更に増強されるものとなる。
（ニ）燻煙処理は、対象木材の乾燥を目的とする訳ではなく、あくまで上記した科学的機能の発現を目的にしているため、低温燻煙処理によるもので済ますことができことになる。
（ホ）その低温燻煙処理故に、対象木材の割れや変形が完全に防止できる上、燻煙処理の実施が、簡易な施設設備の採用と無理のない燃焼とによって実現可能になり、全体として極めて経済的且つ短時間の中に目的とする耐久性改善木材の提供が可能になり、燻煙処理による木材の耐久性改善を工業化し易くなる。
【００４７】
（ヘ）従前からの木酢液含浸層やそれを燻煙処理した層を形成してなるものに比較し、特別に調製した濃縮木酢液による含浸層は、顕著な科学的効果がもたらされるだけではなく、加えた鉄漿によって黒褐色が透明感のあるきれいな発色効果をもたらし、商品価値を高めることができるという副次的な特徴が得られるものとなる。
（ト）従前からの木酢液含浸層やそれを燻煙処理した層を形成してなるものに比較し、特別に調製した濃縮木酢液による更に秀れた科学的効果が期待される上、更にその有利な含浸層を、無公害塗料による保護層で長期に渡って持続、安定化するようにすると共に、廃材化したときの再利用を可能にするものとなる。
【００４８】
そして、上記のとおりの秀れた作用効果を有する耐久性改善木材は、鉄漿を混入した木酢液を、少なくとも３０重量％程度になるまで煮沸、濃縮して特別に調製された濃縮木酢液が、その使用量を約５０ｇ／平方メートル程度を目安にすると共に、高濃度の濃縮木酢液の対象木材への浸透性をより改善するために浸透性ホウ砂が、略１０ないし２０重量％程度の割合で混入されたものとして処理され、しかも、外気温プラス１０℃程度の低温燻煙処理によって当該濃縮木酢液成分を安定、持続化するという固有の耐久性改善処理方法によってもたらされるものであり、そのために必要となる施設設備は、従前から公知となっている燻煙処理を採用する耐久性改善処理方法に比較し、遥かに経済的で、しかも短期間の中に実施可能にするという極めて有利な効果が得られるものとなっている。
【００４９】
叙述の如く、この発明の耐久性改善木材、およびそれ用の木材の耐久性改善処理方法は、その新規な構成によって所期の目的を普く達成可能にするものであり、貴重な森林資源の活用のために注目の集まる各種間伐材、特にその中でも固有の科学的成分を有している青森ヒバ間伐材は勿論のこと、それ以上に有効利用が問題化している青森スギ間伐材についても、できるだけ長期間に渡って利用可能にする秀れた技術を確立し得たものであり、青森県をはじめとして森林資源に恵まれた地域の産業の創出、活性化に大いに役立つものとして、関係各方面から高い評価がなされ、広く普及、採用されていくものになることが予想される。
【図面の簡単な説明】
図面は、この発明の耐久性改善木材、およびそれ用の木材の耐久性改善処理方法の構成把握の一助とするための代表的な実施例の幾つかを取り上げたものである。
【図１】この発明の燻煙処理方法の概略を示したフローチャートである。
【図２】燻煙処理施設の正面図である。
【図３】燻煙処理施設の左側面図である。
【図４】燻煙処理施設の右側面図である。
【図５】燻煙処理施設のＡ〜Ａ断面図である。
【図６】燻煙処理施設のＢ〜Ｂ断面である。
【図７】この発明の燻煙処理方法の燻煙処理工程における温度管理状況を示したグラフである。
【符号の説明】
１            燻煙処理施設
１１          同  搬入搬出口
１２          同  燃焼室
１２ａ            同  燃焼窯部
１２ｂ            同  開閉扉
１２ｃ            同  空気調整蓋
１２ｄ            同  燻煙温度管理室
１２ｅ            同  隔壁
１２ｆ            同  流入規制プレート
１２ｇ            同  点検蓋
１２ｈ            同  燻煙送出口
２            燻煙室
３            粗木酢液生成装置部
３１          同  粗木酢液貯留槽
３２          同  冷却管
３３          同  回収パイプ
４            載荷台
５            吸引ダクト
６            煙突
７            吸引ファン
【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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