JP2001287206A - 木材の乾燥方法及び乾燥装置 - Google Patents
木材の乾燥方法及び乾燥装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F26B2210/00—Drying processes and machines for solid objects characterised by the specific requirements of the drying good
- F26B2210/16—Wood, e.g. lumber, timber
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被乾燥材の材面割れを抑制でき、材色の暗色
化を抑制でき、しかも被乾燥材の内部割れを顕著に抑制
することのできる木材の乾燥方法及び乾燥装置を提供す
ること。 【解決手段】 乾燥室１内の温度及び湿度の制御下に該
乾燥室１内に収容した木材１０を乾燥する木材の乾燥方
法において、乾燥中に木材内部の温度及び含水率を連続
的又は断続的に測定し、測定して得られる木材内部の温
度及び含水率の情報に基づいて、前記乾燥室１内の温度
及び湿度を制御する。木材の乾燥装置は、乾燥中におけ
る木材内部の温度を測定可能な温度測定手段６及び乾燥
中における木材内部の含水率を測定可能な含水率測定手
段７を具備する。
化を抑制でき、しかも被乾燥材の内部割れを顕著に抑制
することのできる木材の乾燥方法及び乾燥装置を提供す
ること。 【解決手段】 乾燥室１内の温度及び湿度の制御下に該
乾燥室１内に収容した木材１０を乾燥する木材の乾燥方
法において、乾燥中に木材内部の温度及び含水率を連続
的又は断続的に測定し、測定して得られる木材内部の温
度及び含水率の情報に基づいて、前記乾燥室１内の温度
及び湿度を制御する。木材の乾燥装置は、乾燥中におけ
る木材内部の温度を測定可能な温度測定手段６及び乾燥
中における木材内部の含水率を測定可能な含水率測定手
段７を具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、木材の乾燥方法及
び乾燥装置に関し、特に住宅の柱などに用いられる針葉
樹の芯持角材の乾燥に適した木材の乾燥方法及び乾燥装
置に関する。
び乾燥装置に関し、特に住宅の柱などに用いられる針葉
樹の芯持角材の乾燥に適した木材の乾燥方法及び乾燥装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】木材
を、柱等の建築用材として用いるには、収縮による変形
や割れ等を防止するために、その含水率が所定値以下と
なるように乾燥させる必要がある。特に、近年において
は、建築用材のプレカット化が進み、より寸法安定性が
高く、材割れ等の少ない乾燥木材が求められている。木
材の乾燥方法として、９５℃，８時間の初期蒸煮により
木材を高温熱軟化させた後、該木材を、乾球温度１２０
℃、湿球温度９０℃の条件で７２時間乾燥させる方法
が、材面割れが少なく短時間で乾燥を行える方法として
提案されている（第49回日本木材学会大会研究発表要旨
集）。
を、柱等の建築用材として用いるには、収縮による変形
や割れ等を防止するために、その含水率が所定値以下と
なるように乾燥させる必要がある。特に、近年において
は、建築用材のプレカット化が進み、より寸法安定性が
高く、材割れ等の少ない乾燥木材が求められている。木
材の乾燥方法として、９５℃，８時間の初期蒸煮により
木材を高温熱軟化させた後、該木材を、乾球温度１２０
℃、湿球温度９０℃の条件で７２時間乾燥させる方法
が、材面割れが少なく短時間で乾燥を行える方法として
提案されている（第49回日本木材学会大会研究発表要旨
集）。
【０００３】しかし、この提案の方法によりスギ芯持角
材（１１．５ｍｍ×１１．５ｍｍ×３０００ｍｍ）の乾
燥を行ったところ、７０本の試験材の全数に内部割れが
発生し、また、材色の暗色化（高温乾燥特有の焼け色）
が認められた。即ち、被乾燥材に材面割れを生じさせ
ず、材色の暗色化を抑えることができ、しかも被乾
燥材に内部割れを生じさせないという三つの条件を同時
に満たす乾燥方法及び装置は未だ開発されておらず、こ
れらの三条件を同時に満たす乾燥方法及び装置の開発が
要望されていた。
材（１１．５ｍｍ×１１．５ｍｍ×３０００ｍｍ）の乾
燥を行ったところ、７０本の試験材の全数に内部割れが
発生し、また、材色の暗色化（高温乾燥特有の焼け色）
が認められた。即ち、被乾燥材に材面割れを生じさせ
ず、材色の暗色化を抑えることができ、しかも被乾
燥材に内部割れを生じさせないという三つの条件を同時
に満たす乾燥方法及び装置は未だ開発されておらず、こ
れらの三条件を同時に満たす乾燥方法及び装置の開発が
要望されていた。
【０００４】従って、本発明の目的は、被乾燥材の材面
割れを抑制でき、材色の暗色化を抑制でき、しかも被乾
燥材の内部割れを抑制できる木材の乾燥方法及び乾燥装
置を提供することにある。
割れを抑制でき、材色の暗色化を抑制でき、しかも被乾
燥材の内部割れを抑制できる木材の乾燥方法及び乾燥装
置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、乾燥室内の温
度及び湿度の制御下に該乾燥室内に収容した木材を乾燥
する木材の乾燥方法において、乾燥中における木材内部
の温度及び含水率を連続的又は断続的に測定し、測定し
て得られる木材内部の温度及び含水率の情報に基づい
て、前記乾燥室内の温度及び湿度を制御することを特徴
とする木材の乾燥方法を提供することにより、上記の目
的を達成したものである。
度及び湿度の制御下に該乾燥室内に収容した木材を乾燥
する木材の乾燥方法において、乾燥中における木材内部
の温度及び含水率を連続的又は断続的に測定し、測定し
て得られる木材内部の温度及び含水率の情報に基づい
て、前記乾燥室内の温度及び湿度を制御することを特徴
とする木材の乾燥方法を提供することにより、上記の目
的を達成したものである。
【０００６】また、本発明は、温度及び湿度を制御可能
な乾燥室を備え、該乾燥室内で木材を乾燥する木材の乾
燥装置において、乾燥中における木材内部の温度を測定
可能な温度測定手段及び乾燥中における木材内部の含水
率を測定可能な含水率測定手段を具備することを特徴と
する木材の乾燥装置を提供することにより、上記の目的
を達成したものである。
な乾燥室を備え、該乾燥室内で木材を乾燥する木材の乾
燥装置において、乾燥中における木材内部の温度を測定
可能な温度測定手段及び乾燥中における木材内部の含水
率を測定可能な含水率測定手段を具備することを特徴と
する木材の乾燥装置を提供することにより、上記の目的
を達成したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を好ましい実施形態
に基づいて詳細に説明する。本発明の木材の乾燥方法の
実施には、温度及び湿度を制御可能な乾燥室を備えた乾
燥装置を用いる。
に基づいて詳細に説明する。本発明の木材の乾燥方法の
実施には、温度及び湿度を制御可能な乾燥室を備えた乾
燥装置を用いる。
【０００８】先ず、本発明の方法の実施に好ましく用い
られる木材の乾燥装置の一例（本発明の木材の乾燥装置
の一実施形態）について図１を参照して説明する。図１
に示す木材の乾燥装置は、温度及び湿度を制御可能な乾
燥室１を備え、該乾燥室１内に収容した木材１０を、該
乾燥室内の温度及び湿度の制御下に乾燥可能な装置であ
る。
られる木材の乾燥装置の一例（本発明の木材の乾燥装置
の一実施形態）について図１を参照して説明する。図１
に示す木材の乾燥装置は、温度及び湿度を制御可能な乾
燥室１を備え、該乾燥室１内に収容した木材１０を、該
乾燥室内の温度及び湿度の制御下に乾燥可能な装置であ
る。
【０００９】より具体的に説明すると、図１の木材の乾
燥装置は、乾燥すべき木材１０を収容する乾燥室１と、
乾燥室１内に蒸気を噴射する蒸射機構２と、乾燥室１内
の空気を加熱する加熱機構３と、乾燥室内１に外気を導
入する給気機構４と、乾燥室内１の空気を外部に排気す
る排気機構５とを具備している。
燥装置は、乾燥すべき木材１０を収容する乾燥室１と、
乾燥室１内に蒸気を噴射する蒸射機構２と、乾燥室１内
の空気を加熱する加熱機構３と、乾燥室内１に外気を導
入する給気機構４と、乾燥室内１の空気を外部に排気す
る排気機構５とを具備している。
【００１０】蒸射機構２は、蒸気発生装置（ボイラー
等）２１において発生させた蒸気を、乾燥室１に接続さ
れた蒸気導入管２２を介して乾燥室１内に導入するよう
に構成されており、蒸気導入管２２に設けた電磁弁、電
動弁等の制御弁２３の開閉等により、乾燥室内への蒸射
を制御可能である。
等）２１において発生させた蒸気を、乾燥室１に接続さ
れた蒸気導入管２２を介して乾燥室１内に導入するよう
に構成されており、蒸気導入管２２に設けた電磁弁、電
動弁等の制御弁２３の開閉等により、乾燥室内への蒸射
を制御可能である。
【００１１】加熱機構３は、乾燥室１内に配管した加熱
管３１内に熱媒（蒸気）を流通させることにより乾燥室
１内の空気を加熱するように構成されており、該熱媒の
流通、流量、温度等の制御により、加熱の制御が可能で
ある。
管３１内に熱媒（蒸気）を流通させることにより乾燥室
１内の空気を加熱するように構成されており、該熱媒の
流通、流量、温度等の制御により、加熱の制御が可能で
ある。
【００１２】給気機構４及び排気機構５は、それぞれ、
乾燥室１の内外を連通するダクト４１，５１と該ダクト
内に空気流を生じさせるファン（図示せず）とを主体と
して構成されており、それぞれ、ファンの回転やダクト
に設けたダンパー４２，５２の開閉を制御することによ
り、乾燥室１の吸排気を制御可能である。
乾燥室１の内外を連通するダクト４１，５１と該ダクト
内に空気流を生じさせるファン（図示せず）とを主体と
して構成されており、それぞれ、ファンの回転やダクト
に設けたダンパー４２，５２の開閉を制御することによ
り、乾燥室１の吸排気を制御可能である。
【００１３】そして、蒸射機構２による蒸射、加熱機構
３による加熱、給気機構４による給気、及び排気機構５
による排気を、適宜に制御することにより、乾燥室１内
の温度及び湿度を所望の温度及び湿度に制御することが
できるようになっている。
３による加熱、給気機構４による給気、及び排気機構５
による排気を、適宜に制御することにより、乾燥室１内
の温度及び湿度を所望の温度及び湿度に制御することが
できるようになっている。
【００１４】本発明の木材の乾燥装置は、乾燥中におけ
る木材内部の温度を測定可能な温度測定手段６及び乾燥
中における木材内部の含水率を測定可能な含水率測定手
段７を具備している。また、温度測定手段６及び含水率
測定手段７は、それぞれ木材内部の温度又は含水率を、
木材表面からの深さが異なる二箇所以上の部位において
測定可能になされている。
る木材内部の温度を測定可能な温度測定手段６及び乾燥
中における木材内部の含水率を測定可能な含水率測定手
段７を具備している。また、温度測定手段６及び含水率
測定手段７は、それぞれ木材内部の温度又は含水率を、
木材表面からの深さが異なる二箇所以上の部位において
測定可能になされている。
【００１５】本実施形態の装置は、図２に示すように、
木材内部の温度を測定可能な温度測定手段として、熱電
対からなる複数の温度センサー６ａ，６ｂを備えてい
る。各温度センサー６ａ，６ｂは、木材内部の温度を測
定可能なように、木材に穿孔形成した挿入孔に挿入し固
定して用いられる。より具体的には、温度センサーを構
成する熱電対線が丁度入る程度の直径を有し且つ温度の
測定点に達する深さを有する挿入孔をモニター材にドリ
ル等にて穿孔形成し、熱電対線を、その先端（温接点）
が測定点に達するように該挿入孔内に挿入配置した後、
挿入口の周囲を断熱材〔例えば日本化成（株) 製の無石
綿「ネオシール」（商品名）等〕にてシールして使用す
る。
木材内部の温度を測定可能な温度測定手段として、熱電
対からなる複数の温度センサー６ａ，６ｂを備えてい
る。各温度センサー６ａ，６ｂは、木材内部の温度を測
定可能なように、木材に穿孔形成した挿入孔に挿入し固
定して用いられる。より具体的には、温度センサーを構
成する熱電対線が丁度入る程度の直径を有し且つ温度の
測定点に達する深さを有する挿入孔をモニター材にドリ
ル等にて穿孔形成し、熱電対線を、その先端（温接点）
が測定点に達するように該挿入孔内に挿入配置した後、
挿入口の周囲を断熱材〔例えば日本化成（株) 製の無石
綿「ネオシール」（商品名）等〕にてシールして使用す
る。
【００１６】また、本実施形態の装置は、木材内部の含
水率を測定可能な含水率測定手段として、一対の棒状部
間の抵抗を測定して含水率を求める含水率センサー７
ａ，７ｂを複数備えている。各含水率センサー７ａ，７
ｂは、一対の棒状部を備えており、一対の棒状部を、両
棒状部同士間に所定の隙間が形成されるように、木材の
中心部に向けて垂直に打ち込み固定されて用いられる。
両棒状部は、それぞれクリップを介してリード線に接続
されており、両棒状部間の抵抗の変化が該リード線を介
して後述する制御演算部８に入力される。一対の棒状部
は、酸化や錆を防止する観点から、それぞれステンレス
からなることが好ましく、例えばステンレス製の釘等か
ら形成することができる。尚、一の温度センサー６ａと
他の温度センサー６ｂとで配置する深さ（木材表面から
深さ）を異ならせることができ、また、一の含水率セン
サー７ａと他の含水率センサー７ｂとで配置する深さ
（木材表面からの深さ）を異ならせることができるよう
になっている。
水率を測定可能な含水率測定手段として、一対の棒状部
間の抵抗を測定して含水率を求める含水率センサー７
ａ，７ｂを複数備えている。各含水率センサー７ａ，７
ｂは、一対の棒状部を備えており、一対の棒状部を、両
棒状部同士間に所定の隙間が形成されるように、木材の
中心部に向けて垂直に打ち込み固定されて用いられる。
両棒状部は、それぞれクリップを介してリード線に接続
されており、両棒状部間の抵抗の変化が該リード線を介
して後述する制御演算部８に入力される。一対の棒状部
は、酸化や錆を防止する観点から、それぞれステンレス
からなることが好ましく、例えばステンレス製の釘等か
ら形成することができる。尚、一の温度センサー６ａと
他の温度センサー６ｂとで配置する深さ（木材表面から
深さ）を異ならせることができ、また、一の含水率セン
サー７ａと他の含水率センサー７ｂとで配置する深さ
（木材表面からの深さ）を異ならせることができるよう
になっている。
【００１７】各温度センサー６ａ，６ｂ及び各含水率セ
ンサー７ａ，７ｂは、パーソナルコンピューターを主体
として構成される制御演算部８に電気的に接続されてお
り、該制御演算部８において、所定の演算がなされ、木
材内部の温度及び含水率が算出されるようになってい
る。本実施形態の装置においては、算出された前記木材
内部の温度及び含水率が、連続的に表示手段９及び／又
はプリンター１１上に出力されるようになっており、表
示された木材内部の温度及び含水率の情報（変化の情
報）を見ながら、入力手段１２から所定の指令を入力す
ることにより、乾燥室１内の温度及び湿度を適宜所望の
値に変更できるようになっている。
ンサー７ａ，７ｂは、パーソナルコンピューターを主体
として構成される制御演算部８に電気的に接続されてお
り、該制御演算部８において、所定の演算がなされ、木
材内部の温度及び含水率が算出されるようになってい
る。本実施形態の装置においては、算出された前記木材
内部の温度及び含水率が、連続的に表示手段９及び／又
はプリンター１１上に出力されるようになっており、表
示された木材内部の温度及び含水率の情報（変化の情
報）を見ながら、入力手段１２から所定の指令を入力す
ることにより、乾燥室１内の温度及び湿度を適宜所望の
値に変更できるようになっている。
【００１８】次に、上述した構成の木材の乾燥装置を用
いた木材の乾燥方法、即ち本発明の木材の乾燥方法の好
ましい一実施形態について説明する。先ず、乾燥すべき
木材１０を、乾燥室１内に収容する。通常、数本から数
百本の木材を収容し、木材同士間には所定の間隙を設け
る。
いた木材の乾燥方法、即ち本発明の木材の乾燥方法の好
ましい一実施形態について説明する。先ず、乾燥すべき
木材１０を、乾燥室１内に収容する。通常、数本から数
百本の木材を収容し、木材同士間には所定の間隙を設け
る。
【００１９】そして、一又は二以上の木材（モニター
材）における所定の位置に、上記の温度センサー６ａ，
６ｂ及び含水率センサー７ａ，７ｂを取り付ける。本実
施形態においては、図２に示すように、木材内部の温度
及び含水率を、それぞれ木材表面からの深さが異なる二
箇所の部位、即ち材表面からの深さが材の厚みの略１／
４である中間部と、材表面からの深さが材の厚みの略１
／２である中心部とにおいて測定する。具体的には、図
２に示すように、一組の温度センサー６ａ及び含水率セ
ンサー７ａを、これらのセンサーにより木材の中間部に
おける温度及び含水率が測定できるように、それぞれの
先端部が木材の表面と中心部との間に位置する中間部に
位置するように配置する。また、他の一組の温度センサ
ー６ｂ及び含水率センサー７ｂを、これらのセンサーに
より木材の中心部における温度及び含水率が測定できる
ように、それぞれの先端部が木材の中心部に達するよう
に配置する。
材）における所定の位置に、上記の温度センサー６ａ，
６ｂ及び含水率センサー７ａ，７ｂを取り付ける。本実
施形態においては、図２に示すように、木材内部の温度
及び含水率を、それぞれ木材表面からの深さが異なる二
箇所の部位、即ち材表面からの深さが材の厚みの略１／
４である中間部と、材表面からの深さが材の厚みの略１
／２である中心部とにおいて測定する。具体的には、図
２に示すように、一組の温度センサー６ａ及び含水率セ
ンサー７ａを、これらのセンサーにより木材の中間部に
おける温度及び含水率が測定できるように、それぞれの
先端部が木材の表面と中心部との間に位置する中間部に
位置するように配置する。また、他の一組の温度センサ
ー６ｂ及び含水率センサー７ｂを、これらのセンサーに
より木材の中心部における温度及び含水率が測定できる
ように、それぞれの先端部が木材の中心部に達するよう
に配置する。
【００２０】このような準備が完了した後、蒸射機構２
より乾燥室１内に蒸気を導入し、乾燥室１内の木材に対
して初期蒸射を行う。この初期蒸射工程は、乾燥させる
木材を軟化させ、これに続く高温乾燥における乾燥効率
の向上を図る工程であり、好ましくは設定温度９５℃で
６〜１０時間程度行う。
より乾燥室１内に蒸気を導入し、乾燥室１内の木材に対
して初期蒸射を行う。この初期蒸射工程は、乾燥させる
木材を軟化させ、これに続く高温乾燥における乾燥効率
の向上を図る工程であり、好ましくは設定温度９５℃で
６〜１０時間程度行う。
【００２１】そして、初期蒸射工程後、木材内部が初期
蒸射により軟化している間に乾燥室内の温度を一気に１
１０℃以上に加熱して乾燥を開始する。本実施形態の方
法は、乾球温度１１０℃以上の条件下に乾燥を行う第１
乾燥工程、及び該第１乾燥工程よりも低い乾球温度の条
件下に乾燥を行う第２乾燥工程を具備している。
蒸射により軟化している間に乾燥室内の温度を一気に１
１０℃以上に加熱して乾燥を開始する。本実施形態の方
法は、乾球温度１１０℃以上の条件下に乾燥を行う第１
乾燥工程、及び該第１乾燥工程よりも低い乾球温度の条
件下に乾燥を行う第２乾燥工程を具備している。
【００２２】第１乾燥工程は、初期蒸射工程に続いて行
われる乾燥工程であり、該第乾燥工程における乾燥条件
は、乾燥室内の乾球温度が１１５〜１２５℃、特に略１
２０℃であることが好ましく、乾燥室内の湿球温度が８
０〜９５℃、特に略９０℃であることが好ましい。
われる乾燥工程であり、該第乾燥工程における乾燥条件
は、乾燥室内の乾球温度が１１５〜１２５℃、特に略１
２０℃であることが好ましく、乾燥室内の湿球温度が８
０〜９５℃、特に略９０℃であることが好ましい。
【００２３】第１乾燥工程中には、乾燥中における木材
内部の温度及び含水率を、少なくとも木材における前記
中間部において連続的又は断続的に測定する。そして、
当初は、木材の中間部における温度のみを監視し、木材
の中間部における温度が１００℃を超えた時点で、該中
間部における含水率の監視を開始する。そして、更に中
間部における含水率の監視を継続し、その含水率が所定
の値（好ましくは、木材の繊維飽和点である略３５％）
に達したことを目安に、乾燥室１内の乾球温度、又は該
乾球温度及び湿球温度を低下させる。即ち、木材の中間
部における含水率の変化を目安として、第１乾燥工程か
ら第２乾燥工程への切り替えを行う。
内部の温度及び含水率を、少なくとも木材における前記
中間部において連続的又は断続的に測定する。そして、
当初は、木材の中間部における温度のみを監視し、木材
の中間部における温度が１００℃を超えた時点で、該中
間部における含水率の監視を開始する。そして、更に中
間部における含水率の監視を継続し、その含水率が所定
の値（好ましくは、木材の繊維飽和点である略３５％）
に達したことを目安に、乾燥室１内の乾球温度、又は該
乾球温度及び湿球温度を低下させる。即ち、木材の中間
部における含水率の変化を目安として、第１乾燥工程か
ら第２乾燥工程への切り替えを行う。
【００２４】このように、第１乾燥工程から第２乾燥工
程への切り替えを、木材内部の温度及び含水率を測定
し、測定して得られる温度及び含水率の情報に基づいて
行うことにより、木材の内部に生じる内部割れを効果的
に抑えることができる。特に、中間部における含水率が
木材の繊維飽和点である略３５％に達するか又はその直
前となった時点で、乾球温度の低い第２乾燥工程に切り
替えることは、内部割れの防止に特に効果的である。第
２乾燥工程への切り替えを行わず、第１乾燥工程の条件
を継続した場合には、１１０℃以上の加熱により閉鎖さ
れた木材内部の圧力が高くなり、内部の水分が材の表面
へと移動するが、水分減少と共に中間部が繊維飽和点に
近づき表面がセットによって固定化されているため、急
激な乾燥により収縮で内部割れが発生し易くなる。
程への切り替えを、木材内部の温度及び含水率を測定
し、測定して得られる温度及び含水率の情報に基づいて
行うことにより、木材の内部に生じる内部割れを効果的
に抑えることができる。特に、中間部における含水率が
木材の繊維飽和点である略３５％に達するか又はその直
前となった時点で、乾球温度の低い第２乾燥工程に切り
替えることは、内部割れの防止に特に効果的である。第
２乾燥工程への切り替えを行わず、第１乾燥工程の条件
を継続した場合には、１１０℃以上の加熱により閉鎖さ
れた木材内部の圧力が高くなり、内部の水分が材の表面
へと移動するが、水分減少と共に中間部が繊維飽和点に
近づき表面がセットによって固定化されているため、急
激な乾燥により収縮で内部割れが発生し易くなる。
【００２５】また、木材内部の含水率のみならず温度を
測定し、木材内部の温度及び含水率の両データに基づい
て、含水率が所定の値を下回ったことを判断することに
より、含水率センサーの精度不足の問題を解消すること
ができ、含水率のみを監視した場合に比べて、より好ま
しいタイミングでの切り替えが可能となる。また、芯持
角材を高温乾燥法で乾燥する場合、乾燥時間を短縮する
ために、含水率が繊維飽和点を超えた状態で材内部の温
度をできるだけ高くして沸騰状態にしておくことが好ま
しいが、材温を連続的又は断続的に測定することによ
り、材温を常に把握しておくことができるので好まし
い。
測定し、木材内部の温度及び含水率の両データに基づい
て、含水率が所定の値を下回ったことを判断することに
より、含水率センサーの精度不足の問題を解消すること
ができ、含水率のみを監視した場合に比べて、より好ま
しいタイミングでの切り替えが可能となる。また、芯持
角材を高温乾燥法で乾燥する場合、乾燥時間を短縮する
ために、含水率が繊維飽和点を超えた状態で材内部の温
度をできるだけ高くして沸騰状態にしておくことが好ま
しいが、材温を連続的又は断続的に測定することによ
り、材温を常に把握しておくことができるので好まし
い。
【００２６】第２乾燥工程における乾燥条件は、乾燥室
内の乾球温度が１０５〜１１５℃、特に略１１０である
ことが好ましく、乾燥室内の湿球温度は７５〜８５℃、
特に略８０℃であることが好ましい。尚、木材内部の温
度及び含水率を「連続的又は断続的」に測定するとは、
木材内部の温度が所定値（例えば１００℃）を超えたこ
と、及びその後に、木材内部の含水率が所定値（例えば
３５％）を下回ったことを知ることができるように、温
度及び含水率のデータが得られれば良い。
内の乾球温度が１０５〜１１５℃、特に略１１０である
ことが好ましく、乾燥室内の湿球温度は７５〜８５℃、
特に略８０℃であることが好ましい。尚、木材内部の温
度及び含水率を「連続的又は断続的」に測定するとは、
木材内部の温度が所定値（例えば１００℃）を超えたこ
と、及びその後に、木材内部の含水率が所定値（例えば
３５％）を下回ったことを知ることができるように、温
度及び含水率のデータが得られれば良い。
【００２７】本実施形態の方法は、更に第２乾燥工程よ
りも低い乾球温度の条件下に乾燥を行う第３乾燥工程を
具備している。第２乾燥工程中には、乾燥中における木
材内部の温度及び含水率を、少なくとも木材の中心部に
おいて、連続的又は断続的に測定する。そして、当初
は、木材の中心部における温度のみを監視し、木材の中
心部における温度が１００℃を超えた時点で、該中心部
における含水率の監視を開始する。そして、更に中心部
における含水率の監視を継続し、中心部における含水率
が所定の値（好ましくは、木材の繊維飽和点である略３
５％）達したことを目安に、乾燥室１内の乾球温度、及
び該乾球温度及び湿球温度の条件を変更する。
りも低い乾球温度の条件下に乾燥を行う第３乾燥工程を
具備している。第２乾燥工程中には、乾燥中における木
材内部の温度及び含水率を、少なくとも木材の中心部に
おいて、連続的又は断続的に測定する。そして、当初
は、木材の中心部における温度のみを監視し、木材の中
心部における温度が１００℃を超えた時点で、該中心部
における含水率の監視を開始する。そして、更に中心部
における含水率の監視を継続し、中心部における含水率
が所定の値（好ましくは、木材の繊維飽和点である略３
５％）達したことを目安に、乾燥室１内の乾球温度、及
び該乾球温度及び湿球温度の条件を変更する。
【００２８】このように、木材の中心部の含水率が所定
の値に達したことを目安に、更に乾球温度を下げること
により、乾燥による内部割れの発生や材色の暗色化を一
層効果的に抑制することができる。しかも、その切り替
えを、木材内部の温度及び含水率を測定し、測定して得
られる温度及び含水率の情報に基づいて行うことによ
り、乾燥時間の短縮、割れの防止等の観点から、最も効
果的な時点で行うことができる。尚、含水率のみを監視
した場合に比べて、より正確に好ましい切り替えが可能
である点等については、第１乾燥工程から第２乾燥工程
への切り替え時と同様である。
の値に達したことを目安に、更に乾球温度を下げること
により、乾燥による内部割れの発生や材色の暗色化を一
層効果的に抑制することができる。しかも、その切り替
えを、木材内部の温度及び含水率を測定し、測定して得
られる温度及び含水率の情報に基づいて行うことによ
り、乾燥時間の短縮、割れの防止等の観点から、最も効
果的な時点で行うことができる。尚、含水率のみを監視
した場合に比べて、より正確に好ましい切り替えが可能
である点等については、第１乾燥工程から第２乾燥工程
への切り替え時と同様である。
【００２９】本実施形態の木材の乾燥方法によれば、
被乾燥材の材面割れを抑制できる、材色の暗色化（高
温乾燥特有の焼け色）を抑制できる、被乾燥材の内部
割れを顕著に抑制できる、乾燥時間が短く、乾燥コス
トを低減できる、スケジュールが簡単で乾燥に失敗が
ない、乾燥仕上がり品質が安定している等の効果が同
時に得られる。
被乾燥材の材面割れを抑制できる、材色の暗色化（高
温乾燥特有の焼け色）を抑制できる、被乾燥材の内部
割れを顕著に抑制できる、乾燥時間が短く、乾燥コス
トを低減できる、スケジュールが簡単で乾燥に失敗が
ない、乾燥仕上がり品質が安定している等の効果が同
時に得られる。
【００３０】尚、本発明の方法及び装置における乾燥室
１は、内部に木材を収容して、室内の温度及び湿度の制
御下に該木材を乾燥し得るものである限り如何なる構成
のものでも良く、例えば蒸射機構２、加熱機構３、給気
機構４及び排気機構５としては、それぞれ、上述した構
成のものに代えて従来公知の各種構成のものを採用する
ことができる。また、木材内部の温度及び含水率の測定
手段としては、上記実施形態のものに限られず、木材内
部の温度を測定し得る任意の構成の温度測定手段、及び
木材内部の含水率を測定し得る任意の構成の含水率測定
手段を用いることができる。また、本発明の装置は、測
定手段により測定して得られる木材内部の温度及び含水
率の情報に基づいて、前記乾燥室内の温度及び湿度が、
例えば上述した実施形態の方法が自動的に実施されるよ
うに、自動的に制御できる制御演算部を備えていること
が好ましい。具体的には、そのようにパソコンを機能さ
せるプログラムをパソコンに入力すれば良い。
１は、内部に木材を収容して、室内の温度及び湿度の制
御下に該木材を乾燥し得るものである限り如何なる構成
のものでも良く、例えば蒸射機構２、加熱機構３、給気
機構４及び排気機構５としては、それぞれ、上述した構
成のものに代えて従来公知の各種構成のものを採用する
ことができる。また、木材内部の温度及び含水率の測定
手段としては、上記実施形態のものに限られず、木材内
部の温度を測定し得る任意の構成の温度測定手段、及び
木材内部の含水率を測定し得る任意の構成の含水率測定
手段を用いることができる。また、本発明の装置は、測
定手段により測定して得られる木材内部の温度及び含水
率の情報に基づいて、前記乾燥室内の温度及び湿度が、
例えば上述した実施形態の方法が自動的に実施されるよ
うに、自動的に制御できる制御演算部を備えていること
が好ましい。具体的には、そのようにパソコンを機能さ
せるプログラムをパソコンに入力すれば良い。
【００３１】
【実施例】以下、本発明を実施例等により更に説明す
る。 〔実施例〕図１に示す構成の乾燥装置を用い、杉から製
材した１１３×１１３×３０００ｍｍの芯持角材５０本
（乾燥前含水率；７７．９％）について、以下に示す条
件により乾燥を行った。 ・初期蒸射工程；９５℃，８時間 ・第１乾燥工程；乾球温度１２０℃，湿球温度９０℃ ・第２乾燥工程；乾球温度１１０℃，湿球温度８０℃ ・第３乾燥工程；乾球温度１０５℃，湿球温度８０℃ 第１乾燥工程においては、当初は被乾燥材の中間部にお
ける温度データを観察し、該温度が１００℃を越えた時
点で該中間部の含水率のデータの観察を開始した。そし
て、その含水率のデータが被乾燥材の繊維飽和点である
略３５％になった時点Ｐ１で、乾燥室内の乾球温度及び
湿球温度の条件を第２乾燥工程の条件に切り替えた。第
２乾燥工程の初期においては、被乾燥材の中心部の温度
データを観察し、該温度が１００℃に超えた時点で、該
中心部の含水率のデータの観察を開始した。そして、被
乾燥材の中心部における含水率が３５％になった時点Ｐ
２で、乾燥室内の乾球温度及び湿球温度の条件を第３乾
燥工程の条件に切り替えた。
る。 〔実施例〕図１に示す構成の乾燥装置を用い、杉から製
材した１１３×１１３×３０００ｍｍの芯持角材５０本
（乾燥前含水率；７７．９％）について、以下に示す条
件により乾燥を行った。 ・初期蒸射工程；９５℃，８時間 ・第１乾燥工程；乾球温度１２０℃，湿球温度９０℃ ・第２乾燥工程；乾球温度１１０℃，湿球温度８０℃ ・第３乾燥工程；乾球温度１０５℃，湿球温度８０℃ 第１乾燥工程においては、当初は被乾燥材の中間部にお
ける温度データを観察し、該温度が１００℃を越えた時
点で該中間部の含水率のデータの観察を開始した。そし
て、その含水率のデータが被乾燥材の繊維飽和点である
略３５％になった時点Ｐ１で、乾燥室内の乾球温度及び
湿球温度の条件を第２乾燥工程の条件に切り替えた。第
２乾燥工程の初期においては、被乾燥材の中心部の温度
データを観察し、該温度が１００℃に超えた時点で、該
中心部の含水率のデータの観察を開始した。そして、被
乾燥材の中心部における含水率が３５％になった時点Ｐ
２で、乾燥室内の乾球温度及び湿球温度の条件を第３乾
燥工程の条件に切り替えた。
【００３２】図３は、実施例における被乾燥材の材温及
び含水率の変化並びに工程の制御等を示す乾燥履歴グラ
フである。尚、実施例における第１〜第３の各乾燥工程
の時間は、順に、２２時間、６０時間、１２時間であ
り、初期蒸射から第３乾燥工程終了までの合計の乾燥時
間は１０２時間であった。
び含水率の変化並びに工程の制御等を示す乾燥履歴グラ
フである。尚、実施例における第１〜第３の各乾燥工程
の時間は、順に、２２時間、６０時間、１２時間であ
り、初期蒸射から第３乾燥工程終了までの合計の乾燥時
間は１０２時間であった。
【００３３】〔比較例〕実施例と同様の装置を用い、杉
から製材した１１１×１１１×３０００ｍｍの芯持角材
５０本（乾燥前含水率；８６．１％）について、以下に
示す条件により乾燥を行った。 ・初期蒸射工程；９５℃，８時間 ・乾燥工程；乾球温度１２０℃，湿球温度９０℃ 尚、乾燥工程においては、乾球温度及び湿球温度を一定
に維持し、温度及び湿度の変更は行わなかった。即ち、
木材内部の温度及び含水率の情報に基づく制御を行わな
かった。比較例における初期蒸射から乾燥工程終了まで
の合計の乾燥時間８１時間であった。
から製材した１１１×１１１×３０００ｍｍの芯持角材
５０本（乾燥前含水率；８６．１％）について、以下に
示す条件により乾燥を行った。 ・初期蒸射工程；９５℃，８時間 ・乾燥工程；乾球温度１２０℃，湿球温度９０℃ 尚、乾燥工程においては、乾球温度及び湿球温度を一定
に維持し、温度及び湿度の変更は行わなかった。即ち、
木材内部の温度及び含水率の情報に基づく制御を行わな
かった。比較例における初期蒸射から乾燥工程終了まで
の合計の乾燥時間８１時間であった。
【００３４】〔評価〕実施例及び比較例の方法により乾
燥を行った芯持角材（それぞれ５０本）について、含水
率、材面割れ及び内部割れを、それぞれ以下に示す方法
により評価し、結果を表１に示した。
燥を行った芯持角材（それぞれ５０本）について、含水
率、材面割れ及び内部割れを、それぞれ以下に示す方法
により評価し、結果を表１に示した。
【００３５】（含水率）乾燥後の含水率；乾燥後の柱角
の中央部を３０ｍｍ巾にカットしてサンプルとし、該サ
ンプルの重量Ｗ１を測定した。そして、サンプル片を、
ＪＩＳ Ｚ ２２０１．木材の試験方法 含水率の測定
方法に準じて、乾燥機中で１０５℃に放置し、該サンプ
ルが恒量に達した後の重量Ｗ２を測定し、下記式により
乾燥後の含水率を求めた。 乾燥後の含水率（％）＝（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ２×１００ 乾燥前の含水率；柱材の乾燥後重量から乾燥後に算出し
た含水率で柱角の全乾重量を算出して乾燥前重量を除し
て換算した。
の中央部を３０ｍｍ巾にカットしてサンプルとし、該サ
ンプルの重量Ｗ１を測定した。そして、サンプル片を、
ＪＩＳ Ｚ ２２０１．木材の試験方法 含水率の測定
方法に準じて、乾燥機中で１０５℃に放置し、該サンプ
ルが恒量に達した後の重量Ｗ２を測定し、下記式により
乾燥後の含水率を求めた。 乾燥後の含水率（％）＝（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ２×１００ 乾燥前の含水率；柱材の乾燥後重量から乾燥後に算出し
た含水率で柱角の全乾重量を算出して乾燥前重量を除し
て換算した。
【００３６】（材面割れ） 割れ数；最大巾が０．５ｍｍ以上で且つ長さが２００ｍ
ｍ以上の割れが生じた木材の本数を数え、表１には、５
０本中、何本の木材にこのような割れが生じたかを示し
た。 割れ面積；各柱材について、最大巾が０．５ｍｍ以上で
且つ長さが２００ｍｍ以上の割れの数を数え、その数に
各割れの面積（１００ｍｍ2 ）を乗じて、各木材毎に割
れ面積を求めた。表１には、５０本の割れ面積の平均値
を示した。
ｍ以上の割れが生じた木材の本数を数え、表１には、５
０本中、何本の木材にこのような割れが生じたかを示し
た。 割れ面積；各柱材について、最大巾が０．５ｍｍ以上で
且つ長さが２００ｍｍ以上の割れの数を数え、その数に
各割れの面積（１００ｍｍ2 ）を乗じて、各木材毎に割
れ面積を求めた。表１には、５０本の割れ面積の平均値
を示した。
【００３７】（内部割れ）各柱材の木口面（各柱材につ
いて二面，計１００面）を観察し、各木口面の内部割れ
の程度を四段階で判定し、木口面の総数に対する各程度
の木口面の割合を求めた。 なし；割れなし。 小 ；割れ面が最大巾１ｍｍ×長さ２０ｍｍ以内 中 ；小以上で割れ面が最大巾２ｍｍ以内×長さ５０
ｍｍ以内 大 ；中以上
いて二面，計１００面）を観察し、各木口面の内部割れ
の程度を四段階で判定し、木口面の総数に対する各程度
の木口面の割合を求めた。 なし；割れなし。 小 ；割れ面が最大巾１ｍｍ×長さ２０ｍｍ以内 中 ；小以上で割れ面が最大巾２ｍｍ以内×長さ５０
ｍｍ以内 大 ；中以上
【００３８】
【表１】
【００３９】表１に示す結果から、本発明の方法によれ
ば、従来の方法（比較例）に比べて、被乾燥材の内部割
れを顕著に低減することができることが判る。また、比
較例の方法で乾燥した木材の色と、実施例の方法で乾燥
した木材の色とを比較したところ、実施例の方が比較例
よりも材色の暗色化の程度が小さかった。尚、本発明の
木材の乾燥方法は、乾燥後の含水率を３０％以下、特に
２０％以下となるとまで乾燥する場合に特に有効であ
る。
ば、従来の方法（比較例）に比べて、被乾燥材の内部割
れを顕著に低減することができることが判る。また、比
較例の方法で乾燥した木材の色と、実施例の方法で乾燥
した木材の色とを比較したところ、実施例の方が比較例
よりも材色の暗色化の程度が小さかった。尚、本発明の
木材の乾燥方法は、乾燥後の含水率を３０％以下、特に
２０％以下となるとまで乾燥する場合に特に有効であ
る。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、被乾燥材の材面割れを
抑制でき、材色の暗色化を抑制でき、しかも被乾燥材の
内部割れを顕著に抑制できる木材の乾燥方法及び乾燥装
置を提供することができる。
抑制でき、材色の暗色化を抑制でき、しかも被乾燥材の
内部割れを顕著に抑制できる木材の乾燥方法及び乾燥装
置を提供することができる。
【図１】図１は、本発明に係る木材の乾燥装置の一実施
形態を示す模式図である。
形態を示す模式図である。
【図２】図２は、被乾燥材に対して測定手段を取り付け
た状態を模式的に示す説明図である。
た状態を模式的に示す説明図である。
【図３】図３は、実施例の乾燥方法における乾燥条件並
びに木材内部の温度及び含水率の変化を示す乾燥履歴グ
ラフである。
びに木材内部の温度及び含水率の変化を示す乾燥履歴グ
ラフである。
１ 乾燥室 ２ 蒸射機構 ２１ 蒸気発生装置（ボイラー等） ２２ 蒸気導入管 ２３ 制御弁 ３ 加熱機構 ３１ 加熱管 ４ 給気機構 ４１ ダクト ４２ ダンパー ５ 排気機構 ５１ ダクト ５２ ダンパー ６ 温度測定手段 ７ 含水率測定手段
Claims (6)
- 【請求項１】 乾燥室内の温度及び湿度の制御下に該乾
燥室内に収容した木材を乾燥する木材の乾燥方法におい
て、 乾燥中における木材内部の温度及び含水率を連続的又は
断続的に測定し、測定して得られる木材内部の温度及び
含水率の情報に基づいて、前記乾燥室内の温度及び湿度
を制御することを特徴とする木材の乾燥方法。 - 【請求項２】 乾球温度１１０℃以上の条件下に乾燥を
行う第１乾燥工程、及び該第１乾燥工程よりも低い乾球
温度の条件下に乾燥を行う第２乾燥工程を具備し、前記
木材内部の温度及び含水率の情報に基づいて、該第１乾
燥工程と該第２乾燥工程との間の切り替えを行う請求項
１記載の木材の乾燥方法。 - 【請求項３】 前記木材内部の温度及び含水率を、それ
ぞれ木材表面からの深さが異なる二箇所以上の部位にお
いて測定する請求項１又は２記載の木材の乾燥方法。 - 【請求項４】 温度及び湿度を制御可能な乾燥室を備
え、該乾燥室内で木材を乾燥する木材の乾燥装置におい
て、 乾燥中における木材内部の温度を測定可能な温度測定手
段及び乾燥中における木材内部の含水率を測定可能な含
水率測定手段を具備することを特徴とする木材の乾燥装
置。 - 【請求項５】 前記温度測定手段及び前記含水率測定手
段は、それぞれ木材内部の温度又は含水率を、木材表面
からの深さが異なる二箇所以上の部位において測定可能
である請求項４記載の木材の乾燥装置。 - 【請求項６】 前記温度測定手段及び前記含水率測定手
段により測定して得られる木材内部の温度及び含水率の
情報に基づいて、前記乾燥室内の温度及び湿度が自動的
に制御されるようになされている請求項４又は５記載の
木材の乾燥装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000145565A JP3361312B2 (ja) | 2000-02-04 | 2000-05-17 | 木材の乾燥方法 |
| US09/775,832 US6381871B2 (en) | 2000-02-04 | 2001-02-05 | Method and apparatus for drying wood |
| CA002333883A CA2333883C (en) | 2000-02-04 | 2001-02-05 | Method and apparatus for drying wood |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-28435 | 2000-02-04 | ||
| JP2000028435 | 2000-02-04 | ||
| JP2000145565A JP3361312B2 (ja) | 2000-02-04 | 2000-05-17 | 木材の乾燥方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002234242A Division JP2003080504A (ja) | 2000-02-04 | 2002-08-12 | 木材の乾燥方法及び乾燥装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001287206A true JP2001287206A (ja) | 2001-10-16 |
| JP3361312B2 JP3361312B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=26584933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000145565A Expired - Lifetime JP3361312B2 (ja) | 2000-02-04 | 2000-05-17 | 木材の乾燥方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6381871B2 (ja) |
| JP (1) | JP3361312B2 (ja) |
| CA (1) | CA2333883C (ja) |
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-
2001
- 2001-02-05 CA CA002333883A patent/CA2333883C/en not_active Expired - Fee Related
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