JPH0732315A

JPH0732315A - 木材処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH0732315A
Application number: JP5179397A
Authority: JP
Inventors: Yotarou Hashimoto; 與太郎橋本
Original assignee: EIWA KK; Eiwa Corp
Current assignee: EIWA KK; Eiwa Corp
Priority date: 1993-07-20
Filing date: 1993-07-20
Publication date: 1995-02-03
Anticipated expiration: 2015-07-24
Also published as: CN1106724A; JP3067926B2; US5498448A

Abstract

(57)【要約】【目的】木材の細胞を閉鎖しているピットの部分を閉
鎖する油脂分を溶解し、該ピットを開口することによ
り、油脂成分の抽出を容易にし、乾燥を高速化し、木材
の染色や防腐処理を容易にする技術である。【構成】メチレンクロライド溶液と水と界面活性剤液
を混合して混合液とし、それを加熱し、メチレンクロラ
イド蒸気と水蒸気と界面活性剤蒸気を発生させ、木材を
封入した処理タンク内に充填して木材に浸透させ、木材
中の油分を溶融し木材細胞膜のピットを開口するもので
ある。メチレンクロライド溶液と水と界面活性剤液の重
量比率を、略５・４・１とし、界面活性剤液の比率は１
以下の比率とし、該混合液の加熱温度を８０〜１００°
Ｃの範囲としたものである。また、上記処理後の木材を
乾燥し、また処理後の木材に染料又は防腐剤を浸透さ
せ、また混合蒸気を浸透させる前段階において、処理タ
ンクを真空状態とし、木材を脱気処理するものである。
また、該木材を多年月を経過した木製遺物、例えば仏像
や建築物とし、該木製遺物を処理するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は木材、特に生木の細胞を
閉鎖しているピットの部分を閉鎖する油脂分を溶解し、
該ピットを開口することにより、油脂成分の抽出を容易
にし、乾燥を高速化し、木材の染色や防腐処理を容易に
する技術である。

【０００２】

【従来の技術】同一出願人により、特願平４−８９１９
８号として、メチレンクロライド蒸気を木材Ｗに浸透さ
せる木材処理装置及び方法が出願されている。また、特
開平５−８７０８３号として、界面活性剤を混合しな
い、メチレンクロライドと水の混合液による木材処理方
法及び装置が出願されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
において、該メチレンクロライド溶液と水の混合液に附
加して、界面活性剤溶液を加えることにより、更にピッ
ト内を閉塞している樹脂の溶解の切れを良くし、処理後
の木材の色艶を向上し、低温度で高圧蒸気を発生させて
木材を処理可能とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明が解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する為の
手段を説明する。即ち、メチレンクロライド溶液と水と
界面活性剤液を混合して混合液とし、該混合液を加熱
し、メチレンクロライド蒸気と水蒸気と界面活性剤蒸気
を発生させ、該混合蒸気を、木材を封入した処理タンク
内に充填して木材に浸透させ、木材中の油分を溶融し木
材細胞膜のピットを開口するものである。

【０００５】また、メチレンクロライド溶液と水と界面
活性剤液の重量比率を、略５・４・１とし、界面活性剤
液の比率は１以下の比率とし、該混合液の加熱温度を８
０〜１００°Ｃの範囲としたものである。

【０００６】また、上記処理後の木材を乾燥するもので
ある。

【０００７】また、上記処理後の木材に染料又は防腐剤
を浸透させるものである。

【０００８】また、メチレンクロライド溶液と水と界面
活性剤液を混合して混合液とし、該混合液を加熱し、メ
チレンクロライド蒸気と水蒸気と界面活性剤蒸気を発生
させ、該混合蒸気を、木材を封入した処理タンク内に充
填して木材に浸透させ、木材中の油分を溶融し木材細胞
膜のピットを開口する装置において、該混合蒸気を浸透
させる前段階において、処理タンクを真空状態とし、木
材を脱気処理するものである。

【０００９】

【作用】次に作用を説明する。本発明のメチレンクロラ
イド蒸気と水蒸気と界面活性剤蒸気は、木材Ｗのピット
の部分まで浸透し、マルゴ３２の部分を構成するセルロ
ース・ミクロフィブリルを溶解し、トールス３１がピッ
ト３０を閉鎖不可能な状態とするのである。該ピット３
０が開放状態となると、細胞内の油脂成分も、メチレン
クロライド蒸気に溶解して、ピット３０から外部に溶融
してくるのである。またピット３０が開放されるので、
後行程である乾燥により、油脂や水分が容易に外部に抽
出されるのである。またこれらが抽出された後の木材細
胞へ、染料や、防腐剤や、合成樹脂等が簡単に侵入する
ので、化学的に補強された木材Ｗを構成することが出来
る。この処理方法において、メチレンクロライド溶液と
水に附加して界面活性剤液を混合することにより、該界
面活性剤蒸気が、溶け出し後の樹脂の分離と流れ出しを
容易にし、かつこれらの混合蒸気の化学反応により発生
する有機酸の中の、りん酸やくえん酸やこはく酸や酢酸
が、色の発色を良くし、木材の色艶を向上するのであ
る。また界面活性剤を混合することにより、低温におい
て蒸気の発生を可能とするので、処理温度を低くするこ
とが出来るので、生木を炭化することが少ないのであ
る。

【００１０】

【実施例】次に実施例を説明する。メチレンクロライド
は化学式がＣＨ₂Ｃｌ₂で表示される分子量８４．９３
の物質である。化学名は塩化メチレンであり、一般名と
してメチレンクロライドの他に、ジクロルメタンとか、
二塩化メチレンと呼称される場合もある。沸点は４０．
４°Ｃで、融点は−９６．８°Ｃである。

【００１１】また、界面活性剤は、陰イオン性界面活性
剤と、陽イオン性界面活性剤と、非イオン性界面活性剤
と、両性界面活性剤に分類される。陰イオン性界面活性
剤としては、アルキル硫酸ナトリウム、アミド硫酸ナト
リウム、第二アルキル硫酸ナトリウム、アルキルスルホ
ン酸ナトリウム、アミドスルホン酸ナトリウム、アルキ
ルアリルスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタリンス
ルホン酸ナトリウム等がある。

【００１２】また、陽イオン性界面活性剤としては、酢
酸アミン塩、アルキルトリメチルアンモニウムクロリ
ド、ジアルキルメチルアンモニウムクロリド、アルキル
ピリジウムハロゲニド、アルキルジメチルベンジルアン
モニウムクロリド等がある。

【００１３】両性界面活性剤としては、カルボン酸型、
スルホン酸型、硫酸エステル型等がある。非イオン性界
面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェノ
ール、ポリオキシエチレン脂肪アルコール、ポリオキシ
エチレン脂肪酸、ポリオキシエチレン酸アミド、ポリオ
キシエチレン脂肪アミン、ポリプロピレングリゴール等
がある。本発明の木材処理方法及び装置においては、処
理後の木材の色艶を良好にする為に、アルカリ性が強く
なることを回避する必要があり、酸・アルカリに対して
比較的安定した、アルコール系の非イオン界面活性剤で
あるポリオキシエチレンアルキルフェノールや、ポリオ
キシエチレン脂肪アルコールが、この点において有効で
ある。しかし、生木の樹脂を溶解し、ピットを開口する
為には、全ての界面活性剤が有効である。

【００１４】そして、本発明の如く、メチレンクロライ
ド溶液と、水と、界面活性剤液の３者の混合液を加熱す
ると、メチレンクロライド蒸気や水蒸気や界面活性剤蒸
気の他に、次のようなガスや化合物が発生している。即
ち、ＨＣＨＯ、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＮＨ₃、Ｃ
ｌ₂、ＣＨ₄、ＣＯ、ＣＯ₂、有機酸、有機化合物であ
る。

【００１５】有機酸としては、りん酸、くえん酸、ピル
ビン酸、りんご酸、こはく酸、乳酸、ぎ酸、酢酸、レブ
リン酸、ピログルタミン酸、プロピオン酸、いそ酪酸、
いそ吉草酸等である。これらの有機酸の中の、りん酸が
黄色の発色を良好にし、くえん酸とこはく酸がピンクの
発色を良好にし、酢酸が白く脱色を行うのである。これ
らの作用により、従来の『赤杉』とか、『黒芯』とか一
般的に言われてきて、木材市場において、その色の濃度
から低級木材として忌み嫌われていた木材を、赤い発色
部分を取り去り、黒い芯の部分の色を脱色し、適当な色
艶にして、高級木材に処理変更することが可能となった
のである。

【００１６】また有機化合物を、ガスクロマトグラフに
より質量分析すると、鎖状飽和炭化水素やセキステルペ
ンやセキステルペンアルコール等の木材の樹脂に含まれ
る精油に由来する有機化合物が分析されるのである。こ
れらは、木材中の樹脂分がメチレンクロライドと界面活
性剤により溶解されて、抽出されたものである。

【００１７】図１は本発明の木材処理方法及び装置の基
本構成図面、図２は木材処理方法の行程と手順を、バル
ブ機構の開閉により示した図面、図３は処理タンクＴと
蓋体２２と木材載置台２６の部分の側面図、図４は処理
タンクＴに蓋体２２を閉鎖した状態の側面図、図５は蓋
体２２の正面図、図６は処理タンクＴの正面断面図、図
７は木材載置台２６の上に木材Ｗを載置した状態の正面
図、図８は針葉樹のピット３０を示す斜視図、図９は同
じく針葉樹のピット３０の断面図である。

【００１８】図３・図４・図５・図６・図７において、
処理タンクＴと蓋体２２と木材載置台２６の構成を説明
する。即ち処理タンクＴは圧力容器を構成しており、本
発明の木材処理方法及び装置においては、木材脱気にお
いて５０Ｔｏｒｒとなり、メチレンクロライドの蒸気回
収時に２００Ｔｏｒｒとなるので、これに耐える程度の
圧力容器に構成されている。そして正面に蓋体２２が設
けられており、該蓋体２２が木材載置台２６と一体的に
構成されている。該木材載置台２６は処理タンクＴの内
部に設けられた移動レール２５の上で移動し、また蓋体
２２は蓋体支持部２３の下部の移動レール２４の部分
で、両者が一体的に移動可能としている。

【００１９】該蓋体２２と一体的に引出し、挿入される
木材載置台２６の上に、処理対象である木材Ｗを載置す
るのである。該木材載置台２６の部分を処理タンクＴの
内部に挿入した状態で、蓋体２２と処理タンクＴとを密
閉固定し、圧力を掛けるのである。該処理タンクＴの内
部の底部に加温・冷却パイプ２０が配置されており、加
温の場合にはボイラーＢより、１００数十°Ｃの水蒸気
が供給される。また冷却の場合には、冷却水タンク１８
の冷却水が供給される。メチレンクロライドと水の混合
液は、そのまま処理タンクＴの内部に注入されても良い
し、また予備タンクの部分で混合蒸気の状態として、処
理タンクＴに供給しても良いのである。図１の実施例に
おいては、混合液の状態として処理タンクＴの内部に供
給すべく構成している。

【００２０】そして混合液の状態で、加温・冷却パイプ
２０を浸漬する程度まで、混合液を注入した状態で、ボ
イラーＢから１００数十°Ｃの水蒸気を加温・冷却パイ
プ２０に供給し、沸点が４０度であるメチレンクロライ
ドは勿論、水も蒸気となるのである。該水蒸気とメチレ
ンクロライドの蒸気とを同時に供給するのは、水蒸気に
より木材Ｗの外周の組織を柔らかくして、ピットの開口
を促進し、次にメチレンクロライドの蒸気が細胞の内部
に浸透するのを促進するのである。本発明においては、
メチレンクロライドと水と界面活性剤の混合液は、図６
に示す如く、液面が最大でも、木材載置台２６の下まで
しか成らず、木材が混合液に浸漬されることは無いので
ある。あくまで、混合液の蒸気を木材に吸収させて処理
するのである。

【００２１】次に図１において、本発明の木材処理方法
及び装置の基本構成を説明する。設備としては、処理タ
ンクＴと混合液タンク１４が主体であり、該混合液タン
ク１４の内部に、メチレンクロライドと水と界面活性剤
の混合された混合液が投入される。またボイラーＢは前
述の如く、混合液を蒸気化するものであり、コンプレッ
サＣは、処理終了後に処理タンクＴの内部の混合液を混
合液タンク１４に戻す際に圧力を掛けるものである。

【００２２】また真空ポンプＰは混合液を押し出した後
に、処理タンクＴの内部と木材Ｗの細胞組織の内部に残
っているメチレンクロライド蒸気を吸引するものであ
る。そして該吸引したメチレンクロライド蒸気は、大気
に排出することが出来ないので、コンデンサ１６におい
て冷却して液化し、コンデンサパイプ２１の部分から再
度混合液タンク１４に戻している。チラー１５は該コン
デンサ１６の内部の冷却水を冷却するものである。また
フィルター１９が設けられており、処理タンクＴからコ
ンプレッサＣにより押し出される混合液内のゴミ等の不
純物を濾過する。また冷却水タンク１７は、混合液蒸気
を液化する為に使用した冷却水の受け皿である。

【００２３】そして、各部に電磁バルブが配置されてい
る。該電磁バルブは、自動制御装置により、一定時間毎
に開閉すべく構成しており、処理の行程である『木材脱
気』，『混合液送り込み』，『木材脱脂』，『混合液冷
却』，『混合液タンク戻し』，『混合液蒸気回収』，
『コンデンサ内部混合液回収』の順に、図２に示す如
く、自動的に開閉操作される。同時に、コンプレッサＣ
とボイラーＢと真空ポンプＰとチラー１５が自動的に駆
動停止される。この処理の１行程は、２４時間で終了す
べく構成されており、該処理が終了した後の木材Ｗを、
乾燥装置に入れて乾燥すると、未処理材よりも相当に早
い速度で乾燥するのである。

【００２４】次に図２において、木材処理方法及び装置
の各行程の電磁バルブの状態を示す。まず『木材脱気』
の行程においては、真空ポンプＰが駆動される。そして
真空ポンプＰとコンデンサ１６を連結する回路の電磁バ
ルブ１が開く、またコンデンサ１６と処理タンクＴを連
通する電磁バルブ３も開く。その他の電磁バルブはすべ
て閉鎖されている。これにより、処理タンクＴの内部
は、５０Ｔｏｒｒ程度の真空となり、木材Ｗの細胞内の
空気が引き出される。

【００２５】次に『混合液送り込み』の行程において
は、処理タンクＴと混合液タンク１４を連通する電磁バ
ルブ４が開き、他の電磁バルブは閉鎖される。これによ
り混合液タンク１４と処理タンクＴとは略同じレベルに
配置されているので、混合液タンク１４内と処理タンク
Ｔ内が同じレベルになるように、混合液が処理タンクＴ
内に移動する。

【００２６】次に、『木材脱脂』の行程においては、ボ
イラーＢと処理タンクＴとの間の電磁バルブ７と、処理
タンクＴからドレーンを連通する電磁バルブ９が開き、
他の電磁バルブは閉鎖される。これにより、ボイラーＢ
からの高熱蒸気が処理タンクＴ内の加温・冷却パイプ２
０に供給され、処理タンクＴ内の混合液は、メチレンク
ロライド蒸気と水蒸気と界面活性剤蒸気となって、木材
Ｗの細胞内に浸透する。この『木材脱脂』の段階を約６
時間行う。

【００２７】次に『混合液冷却』の行程を説明する。こ
の場合には、冷却水タンク１８と処理タンクＴとを連通
する電磁バルブ８と、処理タンクＴと冷却水タンク１７
を連通する電磁バルブ１０が開放される。他の電磁バル
ブは閉鎖されている。これにより、冷却水が加温・冷却
パイプ２０内を通過し、処理タンクＴの内部はメチレン
クロライドの沸点である４０°Ｃ以下となるので、メチ
レンクロライドも水蒸気も薬液に戻るのである。

【００２８】次に『混合液タンク戻し』の行程を説明す
る。この場合には、処理タンクＴ内の空気を逃がす為に
電磁バルブ２が開き、処理タンクＴの下部の電磁バルブ
５と、コンプレッサＣと処理タンクＴを連通する電磁バ
ルブ６が開き、コンプレッサＣが駆動される。またフィ
ルター１９と混合液タンク１４の間の電磁バルブ１２
と、混合液タンク１４と大気を連通する電磁バルブ１３
が開く。これにより処理タンクＴ内にある程度の圧力が
掛かるので、液化した混合液は混合液タンク１４内に押
し戻される。

【００２９】次に、『タンク内部混合液蒸気回収』の行
程について説明する。この場合には、真空ポンプＰが駆
動される。そして真空ポンプＰとコンデンサ１６を連通
する電磁バルブ１と、コンデンサ１６と処理タンクＴを
連通する電磁バルブ３が開く。他の電磁バルブは閉鎖さ
れる。この状態で、真空ポンプＰにより処理タンクＴ内
及び木材Ｗの細胞内に浸透したメチレンクロライドの蒸
気を回収する。この際の真空度は、２００Ｔｏｒｒ程度
まで下げる。

【００３０】次に『コンデンサ内部混合液回収』の行程
においては、大気と連通する電磁バルブ２と、コンデン
サパイプ２１と混合液タンク１４とを連通する電磁バル
ブ１１を開く。これにより、コンデンサ１６のコンデン
サパイプ２１の内部に溜まったメチレンクロライド等の
混合液を、混合液タンク１４に回収することが出来る。
これらの１行程を２４時間で終了するのである。

【００３１】図８と図９において、木材Ｗとして針葉樹
のピットの構成が開示されている。即ち、細胞壁の一部
に壁孔縁３３・３３によりドーム状が構成されており、
該壁孔縁３３・３３の中央がピット３０として開口され
ている。しかし、該ピット３０を開閉する弁体として、
トールス３１が有り、該トールス３１は網目状のセルロ
ース・ミクロフィブリルより構成されたマルゴ３２とい
う網膜により吊り下げられている。そして、細胞内の水
が減少すると、該トールス３１がピット３０を閉鎖し、
また過剰となると該トールス３１がピット３０から離れ
て開口するのである。該セルロース・ミクロフィブリル
により構成されたマルゴ３２は、水分が通過可能であり
トールス３１がピット３０を閉鎖しない状態となれば、
ピットが開口出来るのである。本発明は、メチレンクロ
ライド蒸気と水蒸気と界面活性剤蒸気により、このセル
ロース・ミクロフィブリルの部分の油脂を溶解し、トー
ルス３１がピット３０を閉鎖しないようにするのであ
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。即ち、請求項１の如く構
成したので、メチレンクロライドと界面活性剤と水の蒸
気により木材Ｗの細胞に形成されたピット３０の部分を
開口状態とすることが可能となり、特に界面活性剤を混
合することにより、樹脂の溶解後のピットの孔からの分
離や切れを良くすることが出来るのである。故に、同じ
く、メチレンクロライドの溶液に木材を浸漬した場合よ
りも、メチレンクロライド蒸気と水蒸気を、高圧化して
吸収させ、かつ界面活性剤の蒸気をも木材の機構に吸収
させて処理することの方が、生木の樹脂の溶解効果を３
倍程度に向上することができ、その後の乾燥速度を飛躍
的に向上し、また染色や防腐剤や合成樹脂の注入も簡単
に深くまで行うことが出来るのである。

【００３３】また該界面活性剤を混合することにより、
低温度において、メチレンクロライドや水の蒸気化を促
進することが出来るのである。通常は、水は１００°Ｃ
の温度で蒸気化するのであるが、界面活性剤を混合する
ことにより、低温で水蒸気にすることができ、１００°
Ｃ以上の高温にすることなく、８０〜１００°Ｃの範囲
内で充分な圧力を得ることが出来るので、１３０°Ｃ以
上の高温にして蒸気を得て、高圧を得る必要が無いので
木材の炭化を押さえることが出来るのである。

【００３４】また、界面活性剤を混合することにより、
有機酸として、りん酸、くえん酸、ピルビン酸、りんご
酸、こはく酸、乳酸、ぎ酸、酢酸、レブリン酸、ピログ
ルタミン酸、プロピオン酸、いそ酪酸、いそ吉草酸等が
発生し、これらの有機酸の中の、りん酸が黄色の発色を
良好にし、くえん酸とこはく酸がピンクの発色を良好に
し、酢酸が白く脱色を行うのである。これらの作用によ
り、従来の赤杉とか、黒芯と一般的に言われてきて、木
材市場において、低級木材として忌み嫌われていた木材
を、赤い発色部分を取り去り、黒い芯の部分の色を脱色
し、適当な色艶にして、高級木材に処理変更することが
可能となったのである。

【００３５】また請求項３の如く、処理後の木材Ｗを乾
燥すると、乾燥速度が従来のメチレンクロライドと水だ
けの場合に比較して、３倍程度速くなるだけではなく
て、従来は、ピット３０が閉鎖状態であることにより、
熱風乾燥しても、ある一定のバランス含水率以下には乾
燥できなかった木材を、ピット３０の開放により、バラ
ンス含水率の状態を破壊して、更に低含水率まで乾燥す
ることが出来るようになったのである。

【００３６】請求項４の如く処理後の木材Ｗを染色する
と、従来は木材Ｗの表面のみしか染色出来なかったのに
対して、木材Ｗの内部まで均等に染色することが出来る
ようになったのである。また防腐剤や、合成樹脂の補強
剤等を注入することも簡単に出来るのである。

【００３７】請求項４の如く、メチレンクロライド蒸気
と水蒸気と界面活性剤蒸気を浸透させる前の段階におい
て、真空状態とした処理タンク内において、木材を脱気
処理するので、木材Ｗの内部の空気を抜き取った状態
で、メチレンクロライドの蒸気を浸透させることが出来
るので、より内部まで浸透させることができ、ピットの
開口がスムースに出来るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の木材処理方法及び装置の基本構成図
面。

【図２】木材処理方法の行程と手順を、バルブ機構の開
閉により示した図面。

【図３】処理タンクＴと蓋体２２と木材載置台２６の部
分の側面図。

【図４】処理タンクＴに蓋体２２を閉鎖した状態の側面
図。

【図５】蓋体２２の正面図。

【図６】処理タンクＴの正面断面図。

【図７】木材載置台２６の上に木材Ｗを載置した状態の
正面図。

【図８】針葉樹のピット３０を示す斜視図。

【図９】同じく針葉樹のピット３０の断面図。

【符号の説明】

ＣコンプレッサＢボイラーＴ処理タンクＰ真空ポンプＷ木材１４混合液タンク１５チラー１６コンデンサ１８冷却水タンク２１コンデンサパイプ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年７月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】木材処理方法及び装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００３】

【０００４】

【０００９】

【００１０】

【００１３】両性界面活性剤としては、カルボン酸型、
スルホン酸型、硫酸エステル型等がある。非イオン性界
面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェノ
ール、ポリオキシエチレン脂肪アルコール、ポリオキシ
エチレン脂肪酸、ポリオキシエチレン酸アミド、ポリオ
キシエチレン脂肪アミン、ポリプロピレングリゴール等
がある。本発明の木材処理方法及び装置においては、ア
ルカリ性が強くなると、Ｃｌ₂が発生しやすくるなるの
で、これを回避する必要があり、酸・アルカリに対して
比較的安定した、アルコール系の非イオン界面活性剤で
あるポリオキシエチレンアルキルフェノールや、ポリオ
キシエチレン脂肪アルコールが、この点において有効で
ある。しかし、生木の樹脂を溶解し、ピットを開口する
為には、全ての界面活性剤が有効である。

【００１４】そして、本発明の如く、メチレンクロライ
ド溶液と、水と、界面活性剤液の３者の混合液を加熱す
ると、メチレンクロライド蒸気や水蒸気や界面活性剤蒸
気の他に、次のようなガスや化合物が発生している。即
ち、ＨＣＨＯ、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＮＨ₃、Ｃｌ₂
（僅少）、ＣＨ₄、ＣＯ、ＣＯ₂、有機酸、有機化合物
である。

【００１７】図１は本発明の木材処理方法及び装置の基
本構成図面、図２は木材処理方法の行程と手順を、バル
ブ機構の開閉により示した図面、図３は処理タンクＴと
蓋体２２と木材載置台２６の部分の側面図、図４は処理
タンクＴに蓋体２２を閉鎖した状態の側面図、図５は蓋
体２２の正面図、図６は処理タンクＴの正面断面図、図
７は木材載置台２６の上に木材Ｗを載置した状態の正面
図、図８は針葉樹のピット３０を示す斜視図、図９は同
じく針葉樹のピット３０の断面図、図１０は処理状態に
おける処理タンクＴの内部の断面図である。

【００３２】次に図１０において、処理状態に於ける処
理タンクＴの内部の断面図を説明する。処理タンクＴの
内部の下方に、加温・冷却パイプ２０が配置されてお
り、該加温・冷却パイプ２０の上部に、木材載置台２６
が移動可能に配置されている。該木材載置台２６の上に
木材Ｗが載置されるのである。そして、水Ｗａと界面活
性剤液Ｓとメチレンクロライド溶液Ｍｅの混合液は、該
加温・冷却パイプ２０よりも液位が高く、しかし、木材
載置台２６上の木材Ｗを浸漬しない程度の液位となるよ
うに注入される。

【００３３】水Ｗａの比重は１．００であり、界面活性
剤液Ｓの比重は１．０４であるので、略同じ液位とな
り、界面活性剤液Ｓは水Ｗａに溶けるので一体的にな
り、図１０に示す如く、水Ｗａ＋界面活性剤液Ｓの液層
を構成する。これに対して、メチレンクロライド溶液Ｍ
ｅは、比重が１．３３であり、水Ｗａに溶解しないの
で、水Ｗａ＋界面活性剤液Ｓの層の下に層を構成するの
である。そして、加温・冷却パイプ２０に１６０°Ｃに
加熱した水蒸気を供給すると、加温・冷却パイプ２０の
周囲の温度が上昇する。該加温・冷却パイプ２０は水Ｗ
ａ＋界面活性剤液Ｓの層に配置されており、該部分が先
に温度上昇する。

【００３４】徐々に加温・冷却パイプ２０の温度が上昇
し、約４０°Ｃに達すると、メチレンクロライド溶液Ｍ
ｅが沸点に達し、メチレンクロライド蒸気に変わり水Ｗ
ａ＋界面活性剤液Ｓの層を泡となって通過して、木材Ｗ
に至り、該木材Ｗの穿孔内に侵入する。通常の木材処理
において、杉等の軟質の木材Ｗの場合には、約８０°Ｃ
に加熱し、メチレンクロライドの蒸気が、水Ｗａと界面
活性剤液Ｓの液の中を潜り抜けて、木材Ｗに達するよう
な状態で処理を続けるのである。また松等の針葉樹であ
って、特にヤニの発生の多い木材Ｗの場合には、混合液
の温度を約１００°Ｃまで上昇して、水Ｗａや界面活性
剤液Ｓも蒸気として処理するのである。そして該メチレ
ンクロライドＭｅが水Ｗａと界面活性剤液Ｓを通過する
間に、メチレンクロライドから発生するＣｌ₂（塩素ガ
ス）を水Ｗａに吸収させて、処理に悪影響を与えるＣｌ
₂の発生を押さえるのである。また該メチレンクロライ
ドの蒸気に、界面活性剤液Ｓが附加された状態で、木材
Ｗの穿孔に侵入するのである。これにより脱脂の切れを
良くすることが出来る。

【００３５】このように、水Ｗａと界面活性剤液Ｓとメ
チレンクロライド溶液Ｍｅを、混合液として、加温・冷
却パイプ２０により加温することにより、メチレンクロ
ライドＭｅの蒸気は、水Ｗａと界面活性剤液Ｓを通過し
てから、処理タンクＴ内に蒸発するのでＣｌ₂が少なく
なるのである。該メチレンクロライドの蒸気は、木材Ｗ
の穿孔に侵入し、樹脂を酸化するのである。また界面活
性剤液Ｓが混在された状態で穿孔内に入るので、樹脂分
を溶解する場合の脂切れが良く、また低温でメチレンク
ロライドの蒸気を大量に発生することが出来るので、処
理タンクＴ内を高温にして処理する必要がないのであ
る。

【００３６】

【００３７】もし、水Ｗａの層を通過しないメチレンク
ロライドの蒸気を、直接に木材Ｗの穿孔に供給すると、
Ｃｌ₂が多く含有された状態となり、木材Ｗの組織を破
壊して樹脂分を溶解するので、処理の終了後にメチレン
クロライドのガスを取り出す為に、約１ヶ月の自然乾燥
を必要とするのである。また自然乾燥後にも、木材の組
織破壊が発生しているので、木材としての良好な性質を
損なわれているのである。また、メチレンクロライドの
溶液に直接に木材Ｗを浸漬する場合にも、穿孔内にメチ
レンクロライド溶液が侵入するが、メチレンクロライド
の脱脂力が強過ぎるので、木材の組織を破壊するのであ
る。

【００３８】故に、乾燥した後において、木材の良好な
性質を維持しない状態に変質しているのである。本発明
においては、水Ｗａと界面活性剤液Ｓとメチレンクロラ
イド溶液Ｍｅを混合液とした状態で、メチレンクロライ
ドＭｅの蒸気を水Ｗａの層と、界面活性剤液Ｓの層を通
過して、木材Ｗに供給するので、Ｃｌ₂がＨＣｌとして
水に吸収されるので、その発生率を抑制することがで
き、木材Ｗの組織を破壊することがなく、また処理終了
後に処理タンクＴ内を負圧にし真空にすることにより、
簡単にメチレンクロライドの蒸気を吸引し、回収するこ
とが出来るのである。またこのメチレンクロライドを回
収した後の、木材Ｗは組織破壊が発生していないのであ
る。また、メチレンクロライドの蒸気の回収が、直ぐに
完全に行われるので、冷却・液化に伴い、再利用が出来
るのである。これにより、メチレンクロライド溶液Ｍｅ
の使用量を減少し、処理に要するコストを低くすること
が出来るのである。

【００３９】また該界面活性剤を混合することにより、
低温度において、メチレンクロライドや水の蒸気化を促
進することが出来るのである。通常は、水は１００°Ｃ
の温度で蒸気化するのであるが、界面活性剤を混合する
ことにより、低温で水蒸気にすることができ、１００°
Ｃ以上の高温にすることなく、８０〜１００°Ｃの範囲
内で充分な圧力を得ることが出来るので、１３０°Ｃ以
上の高温にして蒸気を得て、高圧を得る必要が無いの
で、木材の炭化を押さえることが出来るのである。

【００４０】また、界面活性剤を混合することにより、
有機酸として、りん酸、くえん酸、ピルビン酸、りんご
酸、こはく酸、乳酸、ぎ酸、酢酸、レブリン酸、ピログ
ルタミン酸、プロピオン酸、いそ酪酸、いそ吉草酸等が
発生し、これらの有機酸の中の、りん酸が黄色の発色を
良好にし、くえん酸とこはく酸がピンクの発色を良好に
し、酢酸が白く脱色を行うのである。これらの作用によ
り、従来の赤杉とか、黒芯と一般的に言われてきて、木
材市場において、低級木材として忌み嫌われていた木材
を、赤い発色部分を取り去り、黒い芯の部分の色を脱色
し、適当な色艶にして、高級木材に処理変更することが
可能となったのである。

【００４１】また請求項３の如く、処理後の木材Ｗを乾
燥すると、乾燥速度が従来のメチレンクロライドと水だ
けの場合に比較して、３倍程度速くなるだけではなく
て、従来は、ピット３０が閉鎖状態であることにより、
熱風乾燥しても、ある一定のバランス含水率以下には乾
燥できなかった木材を、ピット３０の開放により、バラ
ンス含水率の状態を破壊して、更に低含水率まで乾燥す
ることが出来るようになったのである。

【００４２】請求項４の如く処理後の木材Ｗを染色する
と、従来は木材Ｗの表面のみしか染色出来なかったのに
対して、木材Ｗの内部まで均等に染色することが出来る
ようになったのである。また防腐剤や、合成樹脂の補強
剤等を注入することも簡単に出来るのである。

【００４３】請求項５の如く、メチレンクロライド蒸気
と水蒸気と界面活性剤蒸気を浸透させる前の段階におい
て、真空状態とした処理タンク内において、木材を脱気
処理するので、木材Ｗの内部の空気を抜き取った状態
で、メチレンクロライドの蒸気を浸透させることが出来
るので、より内部まで浸透させることができ、ピットの
開口処理がスムースに出来るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の木材処理方法及び装置の基本構成図
面。

【図５】蓋体２２の正面図。

【図６】処理タンクＴの正面断面図。

【図８】針葉樹のピット３０を示す斜視図。

【図９】同じく針葉樹のピット３０の断面図。

【図１０】処理状態における処理タンクＴの内部の断面
図である。

【符号の説明】Ｍｅメチレンクロライド溶液ＣコンプレッサＢボイラーＴ処理タンクＰ真空ポンプＷ木材Ｗａ水Ｓ界面活性剤液１４混合液タンク１５チラー１６コンデンサ１８冷却水タンク２１コンデンサパイプ ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年７月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】追加

【補正内容】

【図１０】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】木材処理方法及び装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は木材の細胞を閉鎖してい
るピットの部分を閉鎖する油脂分を溶解し、該ピットを
開口することにより、油脂成分の抽出を容易にし、乾燥
を高速化し、木材の染色や防腐処理を容易にする技術で
ある。

【０００２】

【０００３】

【０００４】

【０００９】また、該木材を多年月を経過した木製遺
物、例えば仏像や建築物とし、該木製遺物を処理するも
のである。

【００１０】

【作用】次に作用を説明する。本発明のメチレンクロラ
イド蒸気と水蒸気と界面活性剤蒸気は、木材Ｗのピット
の部分まで浸透し、マルゴ３２の部分を構成するセルロ
ース・ミクロフィブリルを溶解し、トールス３１がピッ
ト３０を閉鎖不可能な状態とするのである。該ピット３
０が開放状態となると、細胞内の油脂成分も、メチレン
クロライド蒸気に溶解して、ピット３０から外部に溶融
してくるのである。またピット３０が開放されるので、
後行程である乾燥により、油脂や水分が容易に外部に抽
出されるのである。またこれらが抽出された後の木材細
胞へ、染料や、防腐剤や、合成樹脂等が簡単に侵入する
ので、化学的に補強された木材Ｗを構成することが出来
る。この処理方法において、メチレンクロライド溶液と
水に附加して界面活性剤液を混合することにより、該界
面活性剤蒸気が、溶け出し後の樹脂の分離と流れ出しを
容易にし、かつこれらの混合蒸気の化学反応により発生
する有機酸の中の、りん酸やくえん酸やこはく酸や酢酸
が、色の発色を良くし、木材の色艶を向上するのであ
る。また界面活性剤を混合することにより、低温におい
て蒸気の発生を可能とするので、処理温度を低くするこ
とが出来るので、木材を炭化することが少ないのであ
る。

【００１１】

【００１２】また、界面活性剤は、陰イオン性界面活性
剤と、陽イオン性界面活性剤と、非イオン性界面活性剤
と、両性界面活性剤に分類される。陰イオン性界面活性
剤としては、アルキル硫酸ナトリウム、アミド硫酸ナト
リウム、第二アルキル硫酸ナトリウム、アルキルスルホ
ン酸ナトリウム、アミドスルホン酸ナトリウム、アルキ
ルアリルスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタリンス
ルホン酸ナトリウム等がある。

【００１３】また、陽イオン性界面活性剤としては、酢
酸アミン塩、アルキルトリメチルアンモニウムクロリ
ド、ジアルキルメチルアンモニウムクロリド、アルキル
ピリジウムハロゲニド、アルキルジメチルベンジルアン
モニウムクロリド等がある。

【００１４】両性界面活性剤としては、カルボン酸型、
スルホン酸型、硫酸エステル型等がある。非イオン性界
面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェノ
ール、ポリオキシエチレン脂肪アルコール、ポリオキシ
エチレン脂肪酸、ポリオキシエチレン酸アミド、ポリオ
キシエチレン脂肪アミン、ポリプロピレングリゴール等
がある。本発明の木材処理方法及び装置においては、ア
ルカリ性が強くなると、Ｃｌ₂が発生しやすくるなるの
で、これを回避する必要があり、酸・アルカリに対して
比較的安定した、アルコール系の非イオン界面活性剤で
あるポリオキシエチレンアルキルフェノールや、ポリオ
キシエチレン脂肪アルコールが、この点において有効で
ある。しかし、木材の樹脂を溶解し、ピットを開口する
為には、全ての界面活性剤が有効である。

【００１５】そして、本発明の如く、メチレンクロライ
ド溶液と、水と、界面活性剤液の３者の混合液を加熱す
ると、メチレンクロライド蒸気や水蒸気や界面活性剤蒸
気の他に、次のようなガスや化合物が発生している。即
ち、ＨＣＨＯ、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＮＨ₃、Ｃｌ₂
（僅少）、ＣＨ₄、ＣＯ、ＣＯ₂、有機酸、有機化合物
である。

【００１６】有機酸としては、りん酸、くえん酸、ピル
ビン酸、りんご酸、こはく酸、乳酸、ぎ酸、酢酸、レブ
リン酸、ピログルタミン酸、プロピオン酸、いそ酪酸、
いそ吉草酸等である。これらの有機酸の中の、りん酸が
黄色の発色を良好にし、くえん酸とこはく酸がピンクの
発色を良好にし、酢酸が白く脱色を行うのである。これ
らの作用により、従来の『赤杉』とか、『黒芯』とか一
般的に言われてきて、木材市場において、その色の濃度
から低級木材として忌み嫌われていた木材を、赤い発色
部分を取り去り、黒い芯の部分の色を脱色し、適当な色
艶にして、高級木材に処理変更することが可能となった
のである。

【００１７】また有機化合物を、ガスクロマトグラフに
より質量分析すると、鎖状飽和炭化水素やセキステルペ
ンやセキステルペンアルコール等の木材の樹脂に含まれ
る精油に由来する有機化合物が分析されるのである。こ
れらは、木材中の樹脂分がメチレンクロライドと界面活
性剤により溶解されて、抽出されたものである。

【００１８】図１は本発明の木材処理方法及び装置の基
本構成図面、図２は木材処理方法の行程と手順を、バル
ブ機構の開閉により示した図面、図３は処理タンクＴと
蓋体２２と木材載置台２６の部分の側面図、図４は処理
タンクＴに蓋体２２を閉鎖した状態の側面図、図５は蓋
体２２の正面図、図６は処理タンクＴの正面断面図、図
７は木材載置台２６の上に木材Ｗを載置した状態の正面
図、図８は針葉樹のピット３０を示す斜視図、図９は同
じく針葉樹のピット３０の断面図、図１０は処理状態に
おける処理タンクＴの内部の断面図である。

【００１９】図３・図４・図５・図６・図７において、
処理タンクＴと蓋体２２と木材載置台２６の構成を説明
する。即ち処理タンクＴは圧力容器を構成しており、本
発明の木材処理方法及び装置においては、木材脱気にお
いて５０Ｔｏｒｒとなり、メチレンクロライドの蒸気回
収時に２００Ｔｏｒｒとなるので、これに耐える程度の
圧力容器に構成されている。そして正面に蓋体２２が設
けられており、該蓋体２２が木材載置台２６と一体的に
構成されている。該木材載置台２６は処理タンクＴの内
部に設けられた移動レール２５の上で移動し、また蓋体
２２は蓋体支持部２３の下部の移動レール２４の部分
で、両者が一体的に移動可能としている。

【００２０】該蓋体２２と一体的に引出し、挿入される
木材載置台２６の上に、処理対象である木材Ｗを載置す
るのである。該木材載置台２６の部分を処理タンクＴの
内部に挿入した状態で、蓋体２２と処理タンクＴとを密
閉固定し、圧力を掛けるのである。該処理タンクＴの内
部の底部に加温・冷却パイプ２０が配置されており、加
温の場合にはボイラーＢより、１００数十°Ｃの水蒸気
が供給される。また冷却の場合には、冷却水タンク１８
の冷却水が供給される。メチレンクロライドと水の混合
液は、そのまま処理タンクＴの内部に注入されても良い
し、また予備タンクの部分で混合蒸気の状態として、処
理タンクＴに供給しても良いのである。図１の実施例に
おいては、混合液の状態として処理タンクＴの内部に供
給すべく構成している。

【００２１】そして混合液の状態で、加温・冷却パイプ
２０を浸漬する程度まで、混合液を注入した状態で、ボ
イラーＢから１００数十°Ｃの水蒸気を加温・冷却パイ
プ２０に供給し、沸点が４０度であるメチレンクロライ
ドは勿論、水も蒸気となるのである。該水蒸気とメチレ
ンクロライドの蒸気とを同時に供給するのは、水蒸気に
より木材Ｗの外周の組織を柔らかくして、ピットの開口
を促進し、次にメチレンクロライドの蒸気が細胞の内部
に浸透するのを促進するのである。本発明においては、
メチレンクロライドと水と界面活性剤の混合液は、図６
に示す如く、液面が最大でも、木材載置台２６の下まで
しか成らず、木材が混合液に浸漬されることは無いので
ある。あくまで、混合液の蒸気を木材に吸収させて処理
するのである。

【００２２】次に図１において、本発明の木材処理方法
及び装置の基本構成を説明する。設備としては、処理タ
ンクＴと混合液タンク１４が主体であり、該混合液タン
ク１４の内部に、メチレンクロライドと水と界面活性剤
の混合された混合液が投入される。またボイラーＢは前
述の如く、混合液を蒸気化するものであり、コンプレッ
サＣは、処理終了後に処理タンクＴの内部の混合液を混
合液タンク１４に戻す際に圧力を掛けるものである。

【００２３】また真空ポンプＰは混合液を押し出した後
に、処理タンクＴの内部と木材Ｗの細胞組織の内部に残
っているメチレンクロライド蒸気を吸引するものであ
る。そして該吸引したメチレンクロライド蒸気は、大気
に排出することが出来ないので、コンデンサ１６におい
て冷却して液化し、コンデンサパイプ２１の部分から再
度混合液タンク１４に戻している。チラー１５は該コン
デンサ１６の内部の冷却水を冷却するものである。また
フィルター１９が設けられており、処理タンクＴからコ
ンプレッサＣにより押し出される混合液内のゴミ等の不
純物を濾過する。また冷却水タンク１７は、混合液蒸気
を液化する為に使用した冷却水の受け皿である。

【００２４】そして、各部に電磁バルブが配置されてい
る。該電磁バルブは、自動制御装置により、一定時間毎
に開閉すべく構成しており、処理の行程である『木材脱
気』，『混合液送り込み』，『木材脱脂』，『混合液冷
却』，『混合液タンク戻し』，『混合液蒸気回収』，
『コンデンサ内部混合液回収』の順に、図２に示す如
く、自動的に開閉操作される。同時に、コンプレッサＣ
とボイラーＢと真空ポンプＰとチラー１５が自動的に駆
動停止される。この処理の１行程は、２４時間で終了す
べく構成されており、該処理が終了した後の木材Ｗを、
乾燥装置に入れて乾燥すると、未処理材よりも相当に早
い速度で乾燥するのである。

【００２５】次に図２において、木材処理方法及び装置
の各行程の電磁バルブの状態を示す。まず『木材脱気』
の行程においては、真空ポンプＰが駆動される。そして
真空ポンプＰとコンデンサ１６を連結する回路の電磁バ
ルブ１が開く、またコンデンサ１６と処理タンクＴを連
通する電磁バルブ３も開く。その他の電磁バルブはすべ
て閉鎖されている。これにより、処理タンクＴの内部
は、５０Ｔｏｒｒ程度の真空となり、木材Ｗの細胞内の
空気が引き出される。

【００２６】次に『混合液送り込み』の行程において
は、処理タンクＴと混合液タンク１４を連通する電磁バ
ルブ４が開き、他の電磁バルブは閉鎖される。これによ
り混合液タンク１４と処理タンクＴとは略同じレベルに
配置されているので、混合液タンク１４内と処理タンク
Ｔ内が同じレベルになるように、混合液が処理タンクＴ
内に移動する。

【００２７】次に、『木材脱脂』の行程においては、ボ
イラーＢと処理タンクＴとの間の電磁バルブ７と、処理
タンクＴからドレーンを連通する電磁バルブ９が開き、
他の電磁バルブは閉鎖される。これにより、ボイラーＢ
からの高熱蒸気が処理タンクＴ内の加温・冷却パイプ２
０に供給され、処理タンクＴ内の混合液は、メチレンク
ロライド蒸気と水蒸気と界面活性剤蒸気となって、木材
Ｗの細胞内に浸透する。この『木材脱脂』の段階を約６
時間行う。

【００２８】次に『混合液冷却』の行程を説明する。こ
の場合には、冷却水タンク１８と処理タンクＴとを連通
する電磁バルブ８と、処理タンクＴと冷却水タンク１７
を連通する電磁バルブ１０が開放される。他の電磁バル
ブは閉鎖されている。これにより、冷却水が加温・冷却
パイプ２０内を通過し、処理タンクＴの内部はメチレン
クロライドの沸点である４０°Ｃ以下となるので、メチ
レンクロライドも水蒸気も薬液に戻るのである。

【００２９】次に『混合液タンク戻し』の行程を説明す
る。この場合には、処理タンクＴ内の空気を逃がす為に
電磁バルブ２が開き、処理タンクＴの下部の電磁バルブ
５と、コンプレッサＣと処理タンクＴを連通する電磁バ
ルブ６が開き、コンプレッサＣが駆動される。またフィ
ルター１９と混合液タンク１４の間の電磁バルブ１２
と、混合液タンク１４と大気を連通する電磁バルブ１３
が開く。これにより処理タンクＴ内にある程度の圧力が
掛かるので、液化した混合液は混合液タンク１４内に押
し戻される。

【００３０】次に、『タンク内部混合液蒸気回収』の行
程について説明する。この場合には、真空ポンプＰが駆
動される。そして真空ポンプＰとコンデンサ１６を連通
する電磁バルブ１と、コンデンサ１６と処理タンクＴを
連通する電磁バルブ３が開く。他の電磁バルブは閉鎖さ
れる。この状態で、真空ポンプＰにより処理タンクＴ内
及び木材Ｗの細胞内に浸透したメチレンクロライドの蒸
気を回収する。この際の真空度は、２００Ｔｏｒｒ程度
まで下げる。

【００３１】次に『コンデンサ内部混合液回収』の行程
においては、大気と連通する電磁バルブ２と、コンデン
サパイプ２１と混合液タンク１４とを連通する電磁バル
ブ１１を開く。これにより、コンデンサ１６のコンデン
サパイプ２１の内部に溜まったメチレンクロライド等の
混合液を、混合液タンク１４に回収することが出来る。
これらの１行程を２４時間で終了するのである。

【００３２】図８と図９において、木材Ｗとして針葉樹
のピットの構成が開示されている。即ち、細胞壁の一部
に壁孔縁３３・３３によりドーム状が構成されており、
該壁孔縁３３・３３の中央がピット３０として開口され
ている。しかし、該ピット３０を開閉する弁体として、
トールス３１が有り、該トールス３１は網目状のセルロ
ース・ミクロフィブリルより構成されたマルゴ３２とい
う網膜により吊り下げられている。そして、細胞内の水
が減少すると、該トールス３１がピット３０を閉鎖し、
また過剰となると該トールス３１がピット３０から離れ
て開口するのである。該セルロース・ミクロフィブリル
により構成されたマルゴ３２は、水分が通過可能であり
トールス３１がピット３０を閉鎖しない状態となれば、
ピットが開口出来るのである。本発明は、メチレンクロ
ライド蒸気と水蒸気と界面活性剤蒸気により、このセル
ロース・ミクロフィブリルの部分の油脂を溶解し、トー
ルス３１がピット３０を閉鎖しないようにするのであ
る。

【００３３】次に図１０において、処理状態に於ける処
理タンクＴの内部の断面図を説明する。処理タンクＴの
内部の下方に、加温・冷却パイプ２０が配置されてお
り、該加温・冷却パイプ２０の上部に、木材載置台２６
が移動可能に配置されている。該木材載置台２６の上に
木材Ｗが載置されるのである。そして、水Ｗａと界面活
性剤液Ｓとメチレンクロライド溶液Ｍｅの混合液は、該
加温・冷却パイプ２０よりも液位が高く、しかし、木材
載置台２６上の木材Ｗを浸漬しない程度の液位となるよ
うに注入される。

【００３４】水Ｗａの比重は１．００であり、界面活性
剤液Ｓの比重は１．０４であるので、略同じ液位とな
り、界面活性剤液Ｓは水Ｗａに溶けるので一体的にな
り、図１０に示す如く、水Ｗａ＋界面活性剤液Ｓの液層
を構成する。これに対して、メチレンクロライド溶液Ｍ
ｅは、比重が１．３３であり、水Ｗａに溶解しないの
で、水Ｗａ＋界面活性剤液Ｓの層の下に層を構成するの
である。そして、水Ｗａ＋界面活性剤液Ｓの層に配置し
た加温・冷却パイプ２０に１６０°Ｃに加熱した水蒸気
を供給すると、加温・冷却パイプ２０の周囲の温度が上
昇する。該加温・冷却パイプ２０は水Ｗａ＋界面活性剤
液Ｓの層に配置されており、該部分が先に温度上昇す
る。

【００３５】徐々に加温・冷却パイプ２０の温度が上昇
し、約４０°Ｃに達すると、メチレンクロライド溶液Ｍ
ｅが沸点に達し、メチレンクロライド蒸気に変わり水Ｗ
ａ＋界面活性剤液Ｓの層を泡となって通過して、木材Ｗ
に至り、該木材Ｗの穿孔内に侵入する。通常の木材処理
において、杉等の軟質の木材Ｗの場合には、約８０°Ｃ
に加熱し、メチレンクロライドの蒸気が、水Ｗａと界面
活性剤液Ｓの液の中を潜り抜けて、木材Ｗに達するよう
な状態で処理を続けるのである。また松等の針葉樹であ
って、特にヤニの発生の多い木材Ｗの場合には、混合液
の温度を約１００°Ｃまで上昇して、水Ｗａや界面活性
剤液Ｓも蒸気として処理するのである。そして該メチレ
ンクロライドＭｅが水Ｗａと界面活性剤液Ｓを通過する
間に、メチレンクロライドから発生するＣｌ₂（塩素ガ
ス）を水Ｗａに吸収させて、処理に悪影響を与えるＣｌ
₂の発生を押さえるのである。また該メチレンクロライ
ドの蒸気に、界面活性剤液Ｓが附加された状態で、木材
Ｗの穿孔に侵入するのである。これにより脱脂の切れを
良くすることが出来る。

【００３６】このように、水Ｗａと界面活性剤液Ｓとメ
チレンクロライド溶液Ｍｅを、混合液として、加温・冷
却パイプ２０により加温することにより、メチレンクロ
ライドＭｅの蒸気は、水Ｗａと界面活性剤液Ｓを通過し
てから、処理タンクＴ内に蒸発するのでＣｌ₂が少なく
なるのである。該メチレンクロライドの蒸気は、木材Ｗ
の穿孔に侵入し、樹脂を酸化するのである。また界面活
性剤液Ｓが混在された状態で穿孔内に入るので、樹脂分
を溶解する場合の脂切れが良く、また低温でメチレンク
ロライドの蒸気を大量に発生することが出来るので、処
理タンクＴ内を高温にして処理する必要がないのであ
る。

【００３７】本実施例においては、天然木材を処理する
実施例について説明したが、天然木材を加工して製造
し、何十年、何百年、何千年と経過した、仏像等の木彫
り彫刻の修復・復元において、本発明の木材処理方法及
び装置を使用することが可能である。即ち、処理タンク
Ｔ内に長年を経た木彫り彫刻を入れて、メチレンクロラ
イド溶液と水と界面活性剤液を混合して混合液の蒸気を
当てることにより、木彫り彫刻の内部に残った樹脂分を
溶解することができ、それと共に表面の汚れや煤等を全
て流し出すことが出来るのである。この操作により、古
い仏像等の木彫り彫刻の細胞内部からの洗浄を行うこと
が出来るのである。その洗浄操作により、メチレンクロ
ライドによる殺菌効果も発生し、樹脂の溶出後は表面が
硬化するので、そのまま恒温展示装置にて展示すること
が出来るのである。この修復・復元は、木彫り彫刻等に
関わらず、遺跡の調査において発掘される木簡や、木製
遺物等においてもその洗浄が可能である。該洗浄により
長期保存可能な状態とすることが出来るのである。

【００３８】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。即ち、請求項１の如く構
成したので、メチレンクロライドと界面活性剤と水の蒸
気により木材Ｗの細胞に形成されたピット３０の部分を
開口状態とすることが可能となり、特に界面活性剤を混
合することにより、樹脂の溶解後のピットの孔からの分
離や切れを良くすることが出来るのである。故に、同じ
く、メチレンクロライドの溶液に木材を浸漬した場合よ
りも、メチレンクロライド蒸気と水蒸気を、高圧化して
吸収させ、かつ界面活性剤の蒸気をも木材の機構に吸収
させて処理することの方が、木材の樹脂の溶解効果を３
倍程度に向上することができ、その後の乾燥速度を飛躍
的に向上し、また染色や防腐剤や合成樹脂の注入も簡単
に深くまで行うことが出来るのである。

【００３９】もし、水Ｗａの層を通過しないメチレンク
ロライドの蒸気を、直接に木材Ｗの穿孔に供給すると、
Ｃｌ₂が多く含有された状態となり、木材Ｗの組織を破
壊して樹脂分を溶解するので、処理の終了後にメチレン
クロライドのガスを取り出す為に、約１ヶ月の自然乾燥
を必要とするのである。また自然乾燥後にも、木材の組
織破壊が発生しているので、木材としての良好な性質を
損なわれているのである。また、メチレンクロライドの
溶液に直接に木材Ｗを浸漬する場合にも、穿孔内にメチ
レンクロライド溶液が侵入するが、メチレンクロライド
の脱脂力が強過ぎるので、木材の組織を破壊するのであ
る。

【００４０】故に、乾燥した後において、木材の良好な
性質を維持しない状態に変質しているのである。本発明
においては、水Ｗａと界面活性剤液Ｓとメチレンクロラ
イド溶液Ｍｅを混合液とした状態で、メチレンクロライ
ドＭｅの蒸気を水Ｗａの層と、界面活性剤液Ｓの層を通
過して、木材Ｗに供給するので、Ｃｌ₂がＨＣｌとして
水に吸収されるので、その発生率を抑制することがで
き、木材Ｗの組織を破壊することがなく、また処理終了
後に処理タンクＴ内を負圧にし真空にすることにより、
簡単にメチレンクロライドの蒸気を吸引し、回収するこ
とが出来るのである。またこのメチレンクロライドを回
収した後の、木材Ｗは組織破壊が発生していないのであ
る。また、メチレンクロライドの蒸気の回収が、直ぐに
完全に行われるので、冷却・液化に伴い、再利用が出来
るのである。これにより、メチレンクロライド溶液Ｍｅ
の使用量を減少し、処理に要するコストを低くすること
が出来るのである。

【００４１】また該界面活性剤を混合することにより、
低温度において、メチレンクロライドや水の蒸気化を促
進することが出来るのである。通常は、水は１００°Ｃ
の温度で蒸気化するのであるが、界面活性剤を混合する
ことにより、低温で水蒸気にすることができ、１００°
Ｃ以上の高温にすることなく、８０〜１００°Ｃの範囲
内で充分な圧力を得ることが出来るので、１３０°Ｃ以
上の高温にして蒸気を得て、高圧を得る必要が無いの
で、木材の炭化を押さえることが出来るのである。

【００４２】また、界面活性剤を混合することにより、
有機酸として、りん酸、くえん酸、ピルビン酸、りんご
酸、こはく酸、乳酸、ぎ酸、酢酸、レブリン酸、ピログ
ルタミン酸、プロピオン酸、いそ酪酸、いそ吉草酸等が
発生し、これらの有機酸の中の、りん酸が黄色の発色を
良好にし、くえん酸とこはく酸がピンクの発色を良好に
し、酢酸が白く脱色を行うのである。これらの作用によ
り、従来の赤杉とか、黒芯と一般的に言われてきて、木
材市場において、低級木材として忌み嫌われていた木材
を、赤い発色部分を取り去り、黒い芯の部分の色を脱色
し、適当な色艶にして、高級木材に処理変更することが
可能となったのである。

【００４３】また請求項３の如く、処理後の木材Ｗを乾
燥すると、乾燥速度が従来のメチレンクロライドと水だ
けの場合に比較して、３倍程度速くなるだけではなく
て、従来は、ピット３０が閉鎖状態であることにより、
熱風乾燥しても、ある一定のバランス含水率以下には乾
燥できなかった木材を、ピット３０の開放により、バラ
ンス含水率の状態を破壊して、更に低含水率まで乾燥す
ることが出来るようになったのである。

【００４４】請求項４の如く処理後の木材Ｗを染色する
と、従来は木材Ｗの表面のみしか染色出来なかったのに
対して、木材Ｗの内部まで均等に染色することが出来る
ようになったのである。また防腐剤や、合成樹脂の補強
剤等を注入することも簡単に出来るのである。

【００４５】請求項５の如く、メチレンクロライド蒸気
と水蒸気と界面活性剤蒸気を浸透させる前の段階におい
て、真空状態とした処理タンク内において、木材を脱気
処理するので、木材Ｗの内部の空気を抜き取った状態
で、メチレンクロライドの蒸気を浸透させることが出来
るので、より内部まで浸透させることができ、ピットの
開口処理がスムースに出来るのである。

【００４６】また請求項６の如く、該木材を多年月を経
過した木製遺物、例えば仏像や建築物とし、該木製遺物
を処理することにより、従来は木製遺物の修復・復元に
おいては、表面からの物理的な処理のみであり、また従
来は遺物の表面のみに樹脂等を吸収させることにより行
っていた文化財の処理を、本発明の木材処理方法及び装
置により、木製遺物を構成する木材の内部から樹脂分を
溶出させることにより、化学的な洗浄を行うことができ
るのである。これにより、木製遺物の表面の汚れや内部
に染み込んだ汚れを洗浄することができて、製作時に近
い状態の外観とすることができ、洗浄後は表面を硬化さ
せることができて、別に二次処理をする必要の無い状態
とすることが出来るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の木材処理方法及び装置の基本構成図
面。

【図５】蓋体２２の正面図。

【図６】処理タンクＴの正面断面図。

【図８】針葉樹のピット３０を示す斜視図。

【図９】同じく針葉樹のピット３０の断面図。

【符号の説明】Ｍｅメチレンクロライド溶液ＣコンプレッサＢボイラーＴ処理タンクＰ真空ポンプＷ木材Ｗａ水Ｓ界面活性剤液１４混合液タンク１５チラー１６コンデンサ１８冷却水タンク２１コンデンサパイプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メチレンクロライド溶液と水と界面活性
剤液を混合して混合液とし、該混合液を加熱し、メチレ
ンクロライド蒸気と水蒸気と界面活性剤蒸気を発生さ
せ、該混合蒸気を、木材を封入した処理タンク内に充填
して木材に浸透させ、木材中の油分を溶融し木材細胞膜
のピットを開口することを特徴とする木材処理方法。
【請求項２】請求項１の木材処理方法において、メチ
レンクロライド溶液と水と界面活性剤液の重量比率を、
略５・４・１とし、界面活性剤液の比率は１以下の比率
とし、該混合液の加熱温度を８０〜１００°Ｃの範囲と
したことを特徴とする木材処理方法。
【請求項３】請求項１の木材処理方法により処理後の
木材を乾燥することを特徴とする木材処理方法。
【請求項４】請求項１の木材処理方法により処理後の
木材に染料又は防腐剤を浸透させることを特徴とする木
材処理方法。
【請求項５】メチレンクロライド溶液と水と界面活性
剤液を混合して混合液とし、該混合液を加熱し、メチレ
ンクロライド蒸気と水蒸気と界面活性剤蒸気を発生さ
せ、該混合蒸気を、木材を封入した処理タンク内に充填
して木材に浸透させ、木材中の油分を溶融し木材細胞膜
のピットを開口する装置において、該混合蒸気を浸透さ
せる前段階において、処理タンクを真空状態とし、木材
を脱気処理することを特徴とする木材処理装置。