加熱減圧振動による機能性木材の製造方法

【課題】不燃性木材の木材内部への薬液注入のむら解消および性能向上、また使用済み不燃木材の再利用を目的とする。
【解決手段】主に農作物の肥料に使用されている硫酸アンモニウムを主剤にした液体を木材内部への加熱減圧加圧振動および衝撃による注入向上または性能向上の加工法、また二次加工による微粉体、微粒子のセラミック系およびシリコン系水ガラス系による二重構造による性能向上、また粉砕物による農産物への肥料としての再利用の実用化である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材の液体注入による木材の多機能および、形状安定および、化学加工の一次加工、二次加工に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
木材に多機能を付与する方法として、木材に、透過性のある木材を使用し、薬液剤を注入するのが一般的である。主な商材としては防腐木材、不燃木材など少数の商材以外に加工は不可能であった。理由としてたとえば、エポキシ樹脂などは、二液性のため、使用可能時間などの関係で不可能であった。二次加工することにより、可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
製材した水分の多い板材○〜３０ｍｍ位を１１０度〜１５０度くらいで、高温乾燥することにより、透過性のない杉芯材など、透過性が付与される。
【０００４】
乾燥した板材など圧力容器に入れ、１１０度〜１５０度で、加熱減圧することにより、透過性のない杉芯材など、短時間で透過性が付与される。
【０００５】
一般的には常温で、木材を減圧し木材内部の空気を抜きとるが、真空状態になることにより、木材内部に残っている水分が蒸発し、気化熱を取ることより、木材が冷却され、透過性のない部分の空気が抜けなくなくなり、注入に影響を及ぼす。
【０００６】
加熱減圧することにより、木材内部の水分による気化熱での冷却がなくなり、内部の空気及び水分の気化による気体も抜けることにより、液体注入がよくなる。
【０００７】
加熱減圧工程および、加熱加圧工程、常温減圧工程、及び常温加圧工程時において、直接振動および衝撃を付与することにより、木材内部の減圧、加圧が促進される
【０００８】
木材に機能を付与するために注入する薬剤は、多種多様で、特性も多く、薬剤により注入法も変える必要がある。現在の技術は、常温減圧、加圧方式なので、不燃木材の性能不足などの問題が生じてしまい、製造不可能であるため、薬剤に応じた注入方法が必要である。
【０００９】
注入する薬剤には、加熱により変化しない物質、加熱に変化する物質、科学反応する物質、水に溶ける物質、冷えると固形化、結晶するなど、多様なため注入方法も変えなければならない。
【００１０】
不燃木材の製造方法として使用されている薬剤として、硼酸類などの水溶液が、おもに使用されているが、木材が減圧され冷却しているので、結晶化が始まるため、木材の導管が目詰まりする現象で、全体に注入できないため、性能不足が起きてしまう。
【００１１】
薬剤の結晶化を防ぐため、あらかじめ木材を加熱減圧することにより、木材内部の空気及び水分を抜き、加熱状態にする必要がある。注入する薬液はあらかじめ４０度〜５０度に加熱し、注入加圧することにより、結晶化が防げ目詰まりを起こさず木材全体に注入できる。
【００１２】
加熱することにより、固形化、ゲル状化、又は気化するアルコールなどで、溶解した物質などは、加熱減圧注入は不可能である。
【００１３】
加熱に反応する薬液は、木材を加熱減圧し、木材内部の空気及び水分を抜き、冷却装置により冷却後、反応しない温度まで下げて注入することにより、注入できる。
【００１４】
木材の化学加工において、薬液が科学反応し、固形化またはゲル状化する物質が多く、調合できないため、二次加工することにより、化学加工木材の多様化ができる。
【００１５】
環境に害の少ない農産物用肥料の硫酸アンモニウム注入不燃木材は、加工くずおよび使用済み不燃木材は、木材を粉砕することにより、農作物の肥料として使用できるため、再利用が可能である。多くの硫酸アンモニウム不燃液剤は、性能向上のため、化学反応しない多くの化学物質が含まれているため、肥料として再利用できない。注入した硫酸アンモニウム木材の表層部のみシリコン系およびセラッミク系、およびガラス系を二次加工することにより、性能向上および再利用出来る。
【００１６】
硫酸アンモニウムを応用した不燃木材の加工
【行程】
▲１▼ 加圧容器に木材を収める
▲２▼ 木材を加熱減圧
▲３▼ 加熱した硫酸アンモニウム水溶液を容器に注入する。
▲４▼ 加圧−注入された木材を乾燥（二次加工）
▲５▼ 乾燥した木材を容器に収める。
▲６▼ 減圧
▲７▼ シリコン系およびセラミック系不燃液を表層部に注入
▲８▼ 乾燥
【００１７】
厚さ○ｍｍから１０ｍｍ位の板材を、機械的にしわ状態にし、無数のひび割れ加工を付与し、比較的大きい物質、例えば数ミクロンの微粉体。セラミック系および微粒子の水ガラス系およびシリコン系の不燃物質を注入した積層加工木材を、硫酸アンモニウムを注入した不燃木材の表面にはり合わせることにより、熱放出力が高くなり、より不燃性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】圧力容器内の木材収納装置および、加熱減圧振動および衝撃装置の略図
【符号の説明】
【００１９】
▲１▼ 加熱減圧用、圧力容器および、断熱材の略図
▲２▼ 台車枠
▲３▼ 断熱材付木材収納容器
▲４▼ 収納容器開閉ふた
▲５▼ 加熱用電気ヒーター
▲６▼ 冷却用パイプ
▲７▼ 加熱伝導アルミ波板
▲８▼ 高圧空気用振動及び衝撃装置
▲９▼ 桟材
▲１０▼ 木材
▲１１▼ 給排水口及びパイプ
▲１２▼ 木材固定用バンド
▲１３▼ 振動板
▲１４▼ 木材固定板

【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材の高温乾燥空気による透過性の改善
【請求項２】
木材の高温加熱減圧による木材内部の減圧方法
【請求項３】
振動および、衝撃による木材内部の加熱減圧方法また、振動および衝撃を直接与える加熱加圧注入方法
【請求項４】
木材内部の高温加熱減圧と、加熱液体加圧による注入方法
【請求項５】
常温木材による常温液体の注入法
【請求項６】
加熱による液体反応方法
【請求項７】
複数液による反応注入方法
【請求項８】
不燃木材の加工廃材および、使用後の木材再利用の不燃木材の製造方法
【請求項９】
多重木材構造によるは不燃木材の製造方法

【図１】