JPH0622802B2 - 木材の乾燥方法並びにその乾燥時における加色及び脱脂の同時加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、木材乾燥と、その乾燥時における加色及び脱
脂の同時加工方法に関する。

従来技術と問題点 木材の人工乾燥には、通常、蒸気乾燥方式，低温除湿乾
燥方式などがある。

木材の生材を水分含有率10％位まで乾燥する場合、前者
方式で10日、後者方式で２週間以上の日数を必要として
いる。また、後者方式の場合、木材にカビが繁殖しやす
い環境となるため、針葉樹の乾燥には適さない。

木材の加色は、高温高圧装置による場合、不活性ガス作
用による埋木状に加工する手段が提案されており、一般
加色手段としても有効であるが、上記高温高圧装置とし
て真空高圧タンクが必要であり、そのために装置の複雑
化を招いて故障多発の心配があり、また、前処理（乾
燥）した木材を真空高圧タンクに入れる必要があり、そ
のため前処理時間と真空高圧タンク処理時間とを合わせ
て７日位の処理時間が必要となっており、さらに前記装
置の複雑化によるコスト高が難点になっている。

針葉樹の脱脂では、特にから松について、一般に長野方
式といわれるアルカリ抽出法があるが、ヤニ成分中、揮
発性のテルペンが揮発するのみならず、不揮発性のロジ
ンが抽出されてしまって、木材の強度を低下せしめると
いう不利があり、かつ脱脂と乾燥との処理工程が分か
れ、高い加工コストが難点となって一般に普及していな
い。このため、一般には、通常の蒸気乾燥で乾燥処理と
同時に行なわれているが、生材からだと、やはり10日前
後の処理日数を必要とし、処理後にヤニの吹出しを見せ
るものがあり、完全処理になっていない。ことに、この
程度の処理では工芸材として不十分である。

北海道、とくに十勝地方を中心に道東域に豊富なから松
は、生育が早い、我国の針葉樹中最も強度が高いなどの
すぐれた特質を有している。しかし、一方でから松は、
とくに間伐材において、捻れ等の狂いが生じやすい，節
目が多い、さらに、ヤニ分が多い，激しい赤褐色の自然
酸化変色，この自然酸化変色時における白太，赤太の色
差などが欠点とされている。このため、低質材として、
梱包材，パレット材，チップ材などといった用途に利用
されているにすぎない。

本発明は、叙上の事情に鑑みてなしたもので、木材の人
工乾燥における処理期間を顕著に短縮すると共に、針葉
樹、ことにから松の完全脱脂，自然色である赤味の解
消，変色防止，白太，赤太の色差を解消するための加色
などを目的とする。本発明は、上記の脱脂，赤味解消，
変色防止，加色などを乾燥工程と同時に処理すると共
に、捻れなどの狂い発生を防止せしめ、被加工木材に建
材，工芸材としての需要分野を開くことをもう一つの目
的とする。

問題点を解消するための手段 上記発明の目的を達成するために本発明がなした手段
は、請求項（１）では木材を常温、常圧から150 ℃〜18
0 ℃位に加熱しながら、５気圧〜10気圧位に加圧して高
温高圧蒸気処理するということ、請求項（２）では該高
温高圧蒸気処理した後で風力乾燥するということ、請求
項（３）では請求項（１）の高温高圧蒸気処理すること
により、木材の周辺部又は周辺部から中心部までを褐色
に加色するということ、請求項（４）では請求項（１）
の高温高圧蒸気処理することにより、針葉樹からなる木
材の揮発成分を揮発せしめると共に、不揮発成分を固化
せしめるということなどである。

実施例 本発明の乾燥，加色，脱脂の対象となりえる代表的な樹
種を挙げれば、針葉樹では、から松，えぞ松、とど松な
などがあり、広葉樹では、なら，かば，たもなどがある
が、これらに制約されるものではない。また、乾燥装置
としては、既存の高温高圧蒸気乾燥装置を使用すること
が可能である。たとえば、コンクリート２次製品の乾燥
養生に使用されている高温高圧蒸気乾燥装置（直径３ｍ
位、長さ32ｍ位の円筒形タンクとボイラーとからなり、
温度及び圧力の最高能力は 191℃位、12気圧位）を使用
することが可能であるが、この乾燥装置に制約されるも
のではなく、この乾燥装置と同程度の規模と能力とを有
する木材乾燥装置ならば、使用可能である。風力乾燥装
置は、蒸気の高温高圧蒸気乾燥装置に熱風乾燥設備又は
冷風乾燥設備を付加して使用すること、或は既存の風力
木材乾燥装置もしくは熱風乾燥機能と蒸気乾燥機能とを
兼備した既存の木材乾燥装置を使用することなどが可能
である。

例１．（１回目の乾燥・高温高圧蒸気処理） 針葉樹の中からから松を選び、樹皮つき生材、剥皮生材
の両方について同一条件で試験した。試料は、樹皮つき
生材及び剥皮生材からなる板材と角材，樹皮つき生丸太
である。

から松の生材を前記既存の乾燥装置における圧力釜に入
れ、蒸気を注入し、４時間で徐々に圧力を上げ、釜内温
度を 180℃、10気圧にし、この状態で４時間保持した
後、３時間で徐々に減圧し、常温，常圧に戻した。この
時の水分含有率は25％〜30％位であった。そして、脱脂
状態は、ヤニ成分中、揮発性のテルペンが揮発し、不揮
発性のロジンが固化しているのが確認され、完全脱脂の
状態であった。また、加色状態は、厚さ50mm，同35mm，
同24mm，同15mmの板材， 155mm四方， 105mm四方，80mm
四方の角材（板材，角材は、いずれも樹皮つき生材，剥
皮生材の両方を含む）、直径 250mmの樹皮つき生丸太の
いずれもが周辺部から中心部まで一様に褐色に加色され
た。

例２．（２回目の乾燥・熱風による風力乾燥） 例１と同じ試料を例１の場合と同じ条件で乾燥した後、
60℃の熱風に２時間位曝してみた。その結果、水分含有
率が10％以下に減少していることが認められた。脱脂状
態及び加色状態は、例１．の場合と同様であった。

例３．（２回目の乾燥・冷風による風力乾燥） 例１と同じ試料を例１の場合と同じ条件で乾燥した後、
30℃の冷風に12時間位曝してみた。その結果、水分含有
率は例２の場合と、脱脂状態，加色状態は、例１の場合
と変化がなかった。

例４．（１回目の乾燥・高温高圧蒸気処理） 例１と同じ試料を例１と同じ手順で徐々に圧力を上げ、
釜内温度を 180℃、10気圧にし、この状態を１時間保持
した後、徐々に減圧して常温，常圧に戻した。この場合
の水分含有率は、例１の場合と同じ25％〜30％位であっ
た。そして、脱脂状態も例１の場合と同じ完全脱脂状態
であった。加色については、板材及び角材にあっては、
周辺部から中心部まで一様に加色されたが、例１の場合
の４時間保持に比べて褐色濃度が下がっていた。樹皮つ
き生丸太の加色状態は、周辺部から80mm位の深度まで加
色され、それ以上の中心部は加色されなかった。

例５．（２回目の乾燥・熱風による風力乾燥） 例１と同じ試料を例４の場合と同じ条件（ 180℃、10気
圧、１時間保持）で乾燥した後、例２の場合と同じ条件
（60℃の熱風で２時間）で乾燥してみたところ、水分含
有率が例２の場合と同じく10％以下に減少していること
が認められ、加色状態は例４の場合と、脱脂状態は例１
の場合と夫々同じ状態であった。

例６．（２回目の乾燥・冷風による風力乾燥） 例１と同じ試料を例４の場合と同じ条件（ 180℃、10気
圧、１時間保持）で乾燥した後、例３の場合と同じ条件
（30℃、12時間）で乾燥したところ、水分含有率は例２
の場合（10％以下）と、加色状態は例４の場合と、脱脂
状態は例１の場合と夫々同じ状態であった。

例７．（１回目の乾燥・高温高圧蒸気処理） 例１と同じ試料を例１と同じ手順で徐々に圧力を上げ、
釜内温度を 170℃、８気圧にし、４時間保持した後、徐
々に減圧して常温、常圧に戻した。その結果、総ての試
料が周辺部から中心部まで一様に加色されたが、濃度は
例４の場合（ 180℃、10気圧、１時間保持）に比してさ
らに下がっていた。乾燥状態は例１の場合と同じ（水分
含有率25％〜30％）であり、脱脂状態も例１と同じ（完
全脱脂）であった。

例８．（２回目の乾燥・熱風による風力乾燥） 例１と同じ試料を例７の場合と同じ条件（ 170℃、８気
圧、４時間保持）で処理した後、例２の場合と同じ条件
（60℃の熱風で２時間）で乾燥した。その結果、水分含
有率が例２の場合と同じ10％以下に減少し、加色状態は
例７と、脱脂状態は例１の場合と夫々同じ結果であっ
た。

例９．（２回目の乾燥・冷風による風力乾燥） 例１と同じ試料を例７の場合と同じ条件（ 170℃、８気
圧、４時間保持）で処理した後、例３の場合と同じ条件
（30℃、12時間）で乾燥した。その結果、水分含有率は
例２の場合（10％以下）と、加色状態は例７の場合と、
脱脂状態は例１の場合と夫々同じであった。

例10．（１回目の乾燥・高温高圧蒸気処理） 例１と同じ試料を例１と同じ手順で徐々に圧力を上げ、
釜内温度を 150℃、５気圧にし、この状態を４時間保持
した後、徐々に減圧して常温、常圧に戻した。その結
果、乾燥状態及び脱脂状態は、例１の場合と同じ結果が
得られたが、加色状態については、濃度がさらに下が
り、黄色味を中心とする琥珀色になり、深度が樹皮つき
丸太（直径 250mm）で周辺部から50mm位、 155mm四方及
び 105mm四方の角材では中心部が加色されずに残った。

例11．（２回目の乾燥・熱風による風力乾燥） 例１と同じ試料を例10の場合と同一条件（ 150℃、５気
圧、４時間保持）で処理した後、例２の場合と同一条件
（60℃の熱風で２時間）で乾燥してみた。その結果は、
水分含有率が例２の場合と同じく10％以下に減少してい
た。加色状態は、濃度及び深度とも例10の場合と同じ状
態であり、脱脂状態は、例１の場合と同じ状態（完全脱
脂）であった。

例12．（２回目の乾燥・冷風による風力乾燥） 例１と同じ試料を例10の場合と同じ条件（ 150℃、５気
圧、４時間保持）で処理した後、例３の場合と同じ条件
（30℃、12時間）で乾燥してみた。その結果、水分含有
率が例２の場合と同じ（10％以下）であり、加色状態が
例10の場合と変化なく、脱脂状態が例１の場合と同じ
（完全脱脂）であった。

例13．（１回目の乾燥・高温高圧蒸気処理） 例１と同じ試料を例１と同じ手順で徐々に圧力を上げ、
釜内温度を 150℃、５気圧にし、この状態を１時間保持
した後、徐々に減圧して常温，常圧に戻した。その結
果、乾燥状態及び脱脂状態は、例１の場合と同じであっ
た。加色状態は、濃度が例10の場合の琥珀色よりもさら
に下がり、深度が樹皮つき丸太（直径 250mm）で周辺部
から30mm位、80mm四方、 155mm四方， 105mm四方の角材
では中心部が加色されずに残った（２回目の乾燥は行な
われなかった）。

なお、例１と同じ試料を例１と同じ手順で 150℃、５気
圧以下という条件のもとに試験してみたところ、効果的
な加色状態を得ることができなかった。

以上の結果から、乾燥及び樹脂は、２回の乾燥工程を含
めて考えた場合、設定温度，設定時間に相関するとは限
らないが、加色は、濃度が１回目の乾燥工程の設定温度
に、深度が該乾燥工程の設定時間に夫々相関することが
判明した。

から松のほか、針葉樹では、えぞ松，とど松，広葉樹で
は、なら，かば，たもなどについて上記各実施例と同様
の条件で試験した結果、加色度合，乾燥度合に夫々違い
があったが、とくに加色手段としては有効であった。

次に、実施例１，４，７，10，13（いずれも１回目の乾
燥）を表１として、実施例２，５，８，11（いずれも２
回目の乾燥・熱風）を表２として、実施例３，６，９，
12（いずれも２回目の乾燥・冷風）を表３として、夫々
下記する。（これらの表において、加色濃度の表記につ
いては、１が薄琥珀色、２が濃琥珀色、３が薄褐色、４
が濃褐色である。加色濃度については、直径 250mmの樹
皮つき丸太表面からの深度を示す） 発明の効果 本発明は、叙上の如く構成したので、以下の効果を奏す
る。

１．１回の乾燥で生材時の水分含有率を多くて30％位ま
で乾燥できると共に、脱脂では完全脱脂を行なうことが
できる。

２．２回の乾燥で上記水分含有率を10％以下に乾燥する
ことができる。

３．加色では、加圧による温度の内部浸透と平衡とがは
かられ、木材の周辺部又は周辺部から中心部まで褐色も
しくは褐色の近似色に加色することができる。

４．加色では、設定温度と設定気圧、処理時間を任意に
決定することにより、琥珀色から褐色まで段階的な色を
引出すことができる。このことにより、針葉樹でから松
の場合、自然色の赤味を解消し得、同時に自然変色，白
太，赤太の色差といった問題を解消せしめ得る。

５．高温度処理によって微炭化作用が奏され、被加工木
材に防腐性を付与することができる。

６．高温度処理と微炭化作用とにより、木材本来の物理
作用を弱め、捻れなどの狂い発生を防止することができ
る。このことによって、被加工木材を建材，工芸材など
といった用途に提供でき、需要分野を拡大することがで
きる。

従って、減圧時間を含めて２回目の乾燥が冷風乾燥の場
合の最長19時間位というこれまでにない短かい処理期間
で諸種の問題点を解決することができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】木材を常温、常圧から150 ℃〜180 ℃に加
   熱しながら、５気圧〜10気圧に加圧して高温高圧蒸気処
   理する木材の乾燥方法。
2. 【請求項２】木材を常温、常圧から150 ℃〜180 ℃に加
   熱しながら、５気圧〜10気圧に加圧して高温高圧蒸気処
   理した後で風力乾燥する木材の乾燥方法。
3. 【請求項３】木材を常温、常圧から150 ℃〜180 ℃に加
   熱しながら、５気圧〜10気圧に加圧して高温高圧蒸気処
   理することにより、木材の周辺部又は周辺部から中心部
   までを褐色に加色する木材乾燥時における加色加工方
   法。
4. 【請求項４】針葉樹からなる木材を常温、常圧から150
   ℃〜180 ℃に加熱しながら、５気圧〜10気圧に加圧して
   高温高圧蒸気処理することにより、揮発成分を揮発せし
   めると共に、不揮発成分を固化せしめる木材乾燥時にお
   ける脱脂加工方法。