JPH04201503A

JPH04201503A - 木材処理加工装置

Info

Publication number: JPH04201503A
Application number: JP33734090A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiko Tanahashi; 光彦棚橋; Senji Kimoto; 木本　仙司; Shingi Ota; 親義大田
Original assignee: Hisaka Works Ltd
Current assignee: Hisaka Works Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-22
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JP2928799B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、スギ、カラマツ、ポプラ、アルビチャ等の軟
質材や、スギ、ヒノキ等の成育過程において除去される
間伐材等のように、細かったり曲がったりした未利用の
木材を、堅牢化するとともに、直状化ならびに自由な断
面形状に成形するのに使用される木材処理加工装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

ス゛ギ等の軟質材は、建築材料として利用されているも
のの、堅牢度が低いため、用途が限定されていた。また
、カラマツ、ポプラ、アルビチャ等の軟質材およびスギ
、ヒノキ等の成育過程において除去される間伐材等は、
小径木で、しかも湾曲しており、かつ極めて軟らかいた
め、建築材料として殆ど利用できないのが現状である。

現在、木材を堅牢にするには、木材中にフェノール樹脂
等の樹脂剤を含浸させ、その樹脂剤の硬化によって堅牢
化する方法が一般的に行なわれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したように、従来は木材中に樹脂剤を含浸させてそ
の硬化により、スギ、カラマツ、ポプラ、アルビチャ等
の軟質材の堅牢度の向上を図るが、木材中に樹脂剤を含
浸させるため、樹脂剤費が嵩み製作コストが高価になる
とともに、木材中に樹脂剤を均一に含浸させるのに、特
殊な含浸装置、時間（約１日）および手間を要する。ま
た、木材中に樹脂剤を含浸させて堅牢化するから、樹脂
剤で木の特質である吸水性が失われてプラスチックのよ
うになり、木材が木材でなくなってしまう上、廃材とな
った場合には、樹脂剤による焼却時の公害が発生する問
題がある。

本発明者は、上述の問題を解決しようと研究を進めた結
果、木材を高温、かつ、高圧の水蒸気雰囲気で軟化し、
これを圧縮成形して固定化することが、木材の堅牢化に
極めて有効な手段であることを見出した。

そこで、本発明は、木材を高温、かつ、高圧の水蒸気雰
囲気で軟化した後、圧縮成形して固定化することにより
、木材を堅牢化するとともに、直状化ならびに自由な断
面形状に成形するようにした木材処理加工装置を提供す
ることを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、内部に高温、かつ
、高圧の水蒸気が供給される処理加工容器と、この処理
加工容器内の中央部に配置されたダイスと、上記処理加
工容器内のダイスの一端側方に配置され、処理しようと
する木材を支持する受け台と、上記処理加工容器内のダ
イスの他端側方に配置された分割構造の固定化ケースと
、上記処理加工容器の側部に固設され、上記受け台に支
持される上記木材を上記ダイスおよび上記固定化ケース
に押し込む押し込みシリンダーとで構成した木材処理加
工装置を提供するとともに、内部に高温、かつ、高圧の
水蒸気が供給される処理加工容器と、この処理加工容器
の側部に固設され、そのピストンロッドが処理加工容器
内に気密に突入した押し込みシリンダーと、この押し込
みシリンダーのピストンロッドに一端を固設した分割構
造の固定化ケースと、この固定化ケースの他端に固設し
たダイスと、上記処理加工容器内に配置され、上記押し
込みシリンダーのピストンロッドを伸長すると上記ダイ
スおよび上記固定化ケースに押し込まれるように、処理
しようとする木る受け台とで構成した木材処理加工装置を提供する。

〔作用〕

本発明装置によれば、木材を処理加工容器内で高温、か
つ、高圧の水蒸気雰囲気中に置くと、木材は水蒸気を吸
収して温度が上昇して軟化する。

この状態で、ダイスによって機械的な圧縮力を加えて任
意の形状に圧縮成形して固定化すると、木材は吸収した
水分を絞り出しながら圧縮されるため、木材中に形成さ
れている微細な空洞部分が小さくなって硬く、かつ、強
い木質となるとともに、湾曲した木材は真直ぐに矯正す
ることができるし、製材加工せずに木材を自由な断面形
状に圧縮形成することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る木材処理加工装置の一実施例の概
略全体図であり、（１）は処理加工容器、（２）は受け
台、（３）は押し込みシリンダ、（４）はダイス、例え
ばローラーダイス、（５）は固定化ケースを示す。

処理加工容器（１）は、受け台（２）、ローラーダイス
（４）および固定化ケース（５）を収納し得る密閉型の
容器で、図中左右に分割された２つの有底筒状の筒体（
ｌａ）　　（ｌｂ）からなり、この両筒体（ｌａ）　　
（ｌｂ）を突き合わせて適当な手段で固定して２体分割
型構造に構成しである。この処理加工容器（１）の内部
にはクレオソート（木材防腐剤）等の薬剤を混入した気
体が配管（６）を通して内部に注入されるとともに、高
温（１００〜、２３０℃）、かつ、高圧（５〜２５ｋｇ
　／　ｃｍ２　）の水蒸気が配管（７）を通して内部に
供給される。尚、（８）は処理加工容器（１）内の水蒸
気ドレンを外部に排出する配管であり、（９）は処理加
工容器（１）内を大気に開放するために排気を行なう配
管である。

受Ｃす台（２）は、処理加工容器（１）内の所定位置に
支柱（１０）　　（１０）を介して水平に設置され、そ
の上面には、第２図に示すように、処理しようとする木
材（Ｗ）を水平に載置支持するＶ字状溝（１１）が形成
しである。

押し込みシリンダ（３）は、受け台（２）上に載置支持
される木材（Ｗ）に対応して処理加工容器（１）の側壁
（ＩＣ）の外側に適当な手段にて取り付は固定され、側
壁（１ｃ）を気密に貫通して処理加工容器（１）内に突
入するピストンロッド（３ａ）の先端にブツシャ−（１
２）が固設しである。

ローラーダイス（４）は、処理加工容器（１）内の受け
台（２）と固定化ケース（５）との間に適当な手段で設
置され、第３図および第４図に示すように、複数個（但
し、偶数個）のローラーダイス単体（１３）　　（１３
）・・・で構成される。ローラーダイス単体（１３）は
、フレーム（１４）に平行ニ配された２本の同一径のロ
ーラー（１５）　　（１５）を回転自在に支持してあり
、隣接するローラーダイス単体（１３）　　（１３）の
各ローラー（１５）　　（１５）・・・を組み合わせる
と　形状となるように、隣接するローラーダイス単体（
１３）　　（１３）の位相を９０°ずらして配置すると
ともに、順次重ね合わせたローラーダイス単体（１３）
　　（１３）・・・を一体に固定化してローラーダイス
（４）を構成する。尚、本実施例においては、ローラー
ダイス（４）は４個のローラーダイス単体（１３）　　
（１３）・・・を用い、これらを２個１組として受け台
（２）に近いものから第１組および第２組とし、この第
１組および第２組のローラーダイス単体（１３）　　（
１３）・・・の各ローラー（１５）　　（１５）間の隙
間（Ｌ）を、木材（Ｗ）の断面積比が１／２〜１／３程
度になるように順次狭く設定している。

固定化ケース（５）は、処理加工容器（１）内の所定位
置に支柱（１６）　　（１６）を介して水平に設置され
、第５図に示すように、上下に分割されたコ字状の上ケ
ース（５ａ）と下ケース（５ｂ）とがらなり、この上ケ
ース（５ａ）と下ケース（５ｂ）とを四角筒状となるよ
うに突き合わせて掛止金具（１７）（１７）・・・によ
り固定して２体分割型構造に構成しである。

次に、上記のように構成された本発明装置における木材
（Ｗ）の堅牢処理加工を説明する。

先ず、処理加工容器（１）を開放してこの処理加工容器
（１）内に処理しようとする木材（Ｗ）を供給し、この
木材（Ｗ）を受け台（２）上に載置支持する。次に、処
理加工容器（１）を閉じて密閉した後、処理加工容器（
１）内に配管（６）を通してクレオソート等の薬剤を混
入させた薬剤混入気体を注入するとともに、配管（６）
を通して高温（１００〜２３０℃）、かつ、高圧（５〜
２５ｋｇ／ｃｍ２）の水蒸気を供給する。この状態で、
木材（Ｗ）を所定の時間（数秒〜数十分）置いて軟化さ
せた後、押し込みシリンダー（３）のピストンロッド（
３ａ）を伸長して、このピストンロッド（３ａ）の先端
に固設したブツシャ−（１２）で、受け台（２）上に載
置支持された木材（Ｗ）を、口　゛−ラータイス（４）
へ押し込み、このローラーダイス（４）で木材（Ｗ）を
順次ローラーダイス単体＜　１３）　　（１３）・・・
の各ローラー（１５）　　（１５）・・・により引抜き
加工して断面積比で１／２〜１／３程度に圧縮した後、
更に固定化ケース（５）内へ押し込む。そして、この状
態で、木材（Ｗ）を固定化ケース（５）内で所定の時間
（数秒〜数十分）置いて固定化した後、処理加工容器（
１）内への薬剤混入気体および水蒸気の注入および供給
を停止すると同時に、処理加工容器（１）内の水蒸気ド
レン等を配管（８）を通して外部に排出するとともに、
処理加工容器（１）内を配管（９）を通して徐々に排気
して大気に開放する。この後、処理加工容器（１）を開
き、固定化ケース（５）の掛止金具（１７）　　（１７
）・・・を開放して固定化ケース（５）の上ケース（５
ａ）を下ケース（５ｂ）から分割させた後、固定化ケー
ス（５）の下ケース（５ｂ）より圧縮された木材（Ｗ）
を処理加工容器（１）から外部に取り出して処理加工を
終了する。

本発明装置のように、木材（Ｗ）を処理加工容器（１）
内で高温、かつ、高圧の水蒸気雰囲気中に置けば、木材
（Ｗ）゛は水蒸気を吸収して温度が上昇し、これにより
木材（Ｗ）は軟化する。この状態で、木材（Ｗ）にロー
ラーダイス（４）による引抜き加工で機械的な圧縮力を
加えれば、木材（Ｗ）は吸収した水分を絞り出しながら
圧縮されるので、木材（Ｗ）中に形成されている微細な
空洞部分が小さくなって硬く、かつ、強い木質となると
ともに、湾曲した木材（Ｗ）は真直ぐに矯正されてその
形が固定され、しかも、乾燥時、−射的に割れ発生の要
因となる成長歪みが抜き取られるため、割れずに乾燥で
きる。また、同時に、木質に含まれるヘミセローズのア
セチル基が遊離して生ずる酢酸が触媒となって、ヘミセ
ローズとリグニンが部分的に解重合し、その結果、木材
腐朽菌（担子菌等）の成育を阻害させる性質を持ったフ
ェノール化合物やフルフラール化合物等の化学物質が生
成し、木材（Ｗ）の耐腐朽性が向上する。

更に、水蒸気以外の加熱源（マイクロ波など）で加工し
た場合と異なり、吸水、加熱しても元の形には復元しな
い。

上記実施例では、受け台（２）上に載置支持された木材
（Ｗ）を、押し込みシリンダー（３）でローラーダイス
（４）および固定化ケース（５）に押し込むことにより
、木材（Ｗ）を圧縮成形するようにしているが、第６図
に示すように、押し込みシリンダー（３）でローラーダ
イス（４）および固定化ケース（５）を、受け台（２）
上に載置支持された木材（Ｗ）に被せるように押し込む
ことにより、木材（Ｗ）を圧縮成形することも可能であ
る。即ち、押し込みシリンダ（３）を処理加工容器（１
）の側壁（１ｄ）に適当な手段で取り付け、この押し込
みシリンダー（３）の処理加工容器（１）の内部に突入
されたピストンロッド（３ａ）の先端に固定化ケース（
５）の後端を一体に固設し、この固定化ケース（５）の
先端にローラーダイス（４）を一体に固設するとともに
、処理加工容器（１）の側壁（１ａ）の内側に、木材（
Ｗ）に先端が当接するストッパー（２０）を設け、かつ
、受け台（２）をローラー（２１）　　（２１）・・・
を介して機台（２２）上に移動自在に載置してなり、押
し込みシリンダー（３）のピストンロッド（３ａ）を伸
長してローラーダイス（４）および固定化ケース（５）
を、受け台（２）上に載置支持した木材（Ｗ）に被せる
ように押し込むと、木材（Ｗ）はローラーダイス（４）
により断面積比で１／２〜１７３程度に圧縮成形された
後、固定化ケース（５）内に押し込まれる。このとき、
木材（Ｗ）はストッパー（２０）によりその位置のまま
であり、受け台（２）がローラーダイス（４）により機
台（２２）上を図中右方向に移動して逃げるので、木材
（Ｗ）にローラーダイス（４）および固定化ケース（５
）を被せることができる。

また、上記実施例では、木材（Ｗ）をローラーダイス（
４）による圧縮成形で断面円形から断面正方形に形成し
ているが、本発明はこれに限定されるものではなく、断
面円形、断面長方形、断面六角形その地条角形および用
途に応じて種々な断面形状のものを形成することが可能
である。例えば１、第７図に示すような円錐形状をなし
た筒体状のコーンダイス（１８）を用い、このコーンダ
イス（１８）をローラーダイス（４）に替えて受け台（
２）と固定化ケース（５）との間に設置し、木材（Ｗ）
をコーンダイス（１８）の大径口（１８ａ）から押し込
んで小径口（１８ｂ）から押し出すことにより、木材（
Ｗ）を断面円形に圧縮形成することができる。また、第
８図に示すようなコーンダイス（１９）を用いれば、断
面円形から断面角形に圧縮成形することができる。

更に、本発明では、受け台（２）上に載置された木材（
Ｗ）を適宜の手段でローラーダイス（４）を通過させて
固定化ケース（５）に引っ張り寄せることにより、木材
（Ｗ）を圧縮成形することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明よれば、スギ、カラマツ、
ポプラ、アルビチャ等の軟質材や、スギ１、ヒノキ等の
間伐材を堅牢化するに当り、従来一般に行なわれている
ように、木材中に樹脂剤を含浸してその硬化により堅牢
にするのでなく、木材を処理加工容器内で高温、かつ、
高圧の水蒸気雰囲気で軟化させた後、引抜きまたは押込
み加工で任意の形状に圧縮成形して固定化することによ
り、木材を堅牢にすることができる。その結果、樹脂剤
が不要となり製作コストを大幅に軽減することができる
とともに、堅牢化の処理を容易にしかも短時間に行なえ
て作業性の向上を図ることができ、かつ、製材加工の必
要がなくなり残材が発生しない。また、木材を高温、か
つ、高圧の水蒸気雰囲気中に置いて軟化させた上で引抜
き加工により圧縮して固定化しているので、湾曲してい
る木材でも容易に直状化できるとともに、種々の断面形
状の成形が可能で広範囲に利用することができる。

更に、水蒸気処理によって吸収した水分を絞り出しなが
ら木材を引抜き圧縮すると、成長歪みが抜かれて乾燥時
に割れが発生しない利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す概略全体図、第２
図は受け台の詳細を示す斜視図、第３図はローラーダイ
スの詳細を示す斜視図、第４図は第３図のフレームを除
いた状態を示す斜視図、第５図は固定化ケースの詳細を
示す斜視図、第６図は本発明の別の実施例を示す概略全
体図、第７図および第８図はコーンダイスの各実施例を
示す斜視図である。（１）・・・処理加工容器、（２）・・・受け台、（３
）・・・押し込みシリンダー、（４）・・・ローラーダイス、（５）・・・固定化ケース、（１３）・・・ローラーダイス単体、（１５）・・・ローラー、（１８）　　（１９）・・・コーンダイス。 −特　許　出　願　人　　株式会社　日阪製作所代　　
　　理　　　　人　　　江　　　原　　　省　　　吾手
続補正書平成　３年１２月　９日　゛特許庁長官　　深　　沢　　　亘　　殿１、事件の表示平成２年特許願第３３７３４０号２、発明の名称木材処理加工装置３、補正をする者事件との関係　特許出願人名　称　　株式会社　日　　阪　　製　　作　　所４、
代理人　〒５５０住　所　　大阪府大阪市西区江戸堀１丁目１５番２６号
大阪商工ビル８階電話　０６−４４３−９５４１明細書中 ■、特許請求の範囲を下記の通り補正する。「（１）内部に高温、かつ、高圧の水蒸気が供給される
処理加工容器と、この処理加工容器内の中央部に配置されたダイスと、上記処理加工容器内のダイスの一端側方に配置され、処
理しようとする木材を支持する受け台と、上記処理加工
容器内のダイスの他端側方に配置された分割構造の固定
化ケースと、上記処理加工容器の側部に固設され、上記受け台に支持
される上記木材を上記ダイスおよび上記固定化ケースに
押し込む押し込みシリンダーとで構成したことを特徴と
する木材処理加工装置。（２）内部に高温、かつ、高圧の水蒸気が供給される処
理加工容器と、この処理加工容器の側部に固設され、そのピストンロッ
ドが処理加工容器内に気密に突入した押し込みシリンダ
ーと、この押し込みシリンダーのピストンロッドに一端を固設
した分割構造の固定化ケースと、この固定化ケースの他
端に固設されたダイスと、上記加工処理容器内に配置さ
れ、上記押し込みシリンダーのピストンロッドを伸長す
ると上記ダイスおよび上記固定化ケースに押し込まれる
ように、処理しようとする木材を支持する受け台とで構
成したことを特徴とする木材処理加工装置。」■、第３
頁第１４行〜第１５行「堅牢度の向上を図　　　るが、」を「堅牢度の向上を図２工■るが」と補正する。 ■、第５頁第１６行〜第１７行「木　　　　　る受け台とで」を「木材を支持する受け台とで」と補正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内部に高温、かつ、高圧の水蒸気が供給される処
理加工容器と、この処理加工容器内の中央部に配置されたダイスと、上記処理加工容器内のダイスの一端側方に配置され、処
理しようとする木材を支持する受け台と、上記処理加工
容器内のダイスの他端側方に配置された分割構造の固定
化ケースと、上記処理加工容器の側部に固設台に支持される上記木材を上記ダイスおよび上記固定化
ケースに押し込む押し込みシリンダーとで構成したこと
を特徴とする木材処理加工装置。
（２）内部に高温、かつ、高圧の水蒸気が供給される処
理加工容器と、この処理加工容器の側部に固設され、そのピストンロッ
ドが処理加工容器内に気密に突入した押し込みシリンダ
ーと、この押し込みシリンダーのピストンロッドに一端を固設
した分割構造の固定化ケースと、この固定化ケースの他端に固設されたダイスと、上記処
理加工容器内に配置され、上記押し込みシリンダーのピ
ストンロッドを伸長すると上記ダイスおよび上記固定化
ケースに押し込まれるように、処理しようとする木材を
支持する受け台とで構成したことを特徴とする木材処理
加工装置。