JP2003053705A

JP2003053705A - 木材の圧密固定化方法

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Publication number: JP2003053705A
Application number: JP2001246072A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Takeuchi; 政彦竹内; Morikazu Ito; 盛一伊藤
Original assignee: Mywood2 Corp
Current assignee: Mywood2 Corp
Priority date: 2001-08-14
Filing date: 2001-08-14
Publication date: 2003-02-26
Anticipated expiration: 2021-08-14
Also published as: JP4787432B2

Abstract

(57)【要約】【課題】木材の含水率の調整が容易となり、木材を十
分かつ均一に圧密固定化することができる木材の圧密固
定化方法を提供する。【解決手段】互いに対向する熱盤２１を有する密閉可
能な金型２０を用いて木材Ｗを加熱及び圧縮することに
よって木材の圧密固定化処理を行う方法において、熱盤
間に木材を収容して熱盤により木材を加熱及び圧縮する
と共に熱盤の温度を固定化処理用設定温度まで上昇さ
せ、熱盤が固定化処理用設定温度に到達した後に熱盤間
の密閉空間内へ水蒸気を導入して木材の含水率を調整し
ながら圧縮状態を維持し、その後に圧縮状態で熱盤を冷
却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、木材の圧密固定
化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築用或いは家具用材料として木材を使
用する場合には、木材の表面硬度や表面の耐摩耗性等の
表面特性を改善したり、水分や熱に対する耐久性及び強
度を高めたりすること等を目的として、木材を軟化点以
上に加熱して圧縮（圧密化）した後、木材を圧縮状態で
冷却して固定化する圧密固定化処理が実施されることが
ある。

【０００３】しかし、このように普通に圧密固定化処理
を行っただけでは、その後、木材に水分や熱が作用し
て、木材が膨潤して元の形状（状態）へ経時回復してし
まったり、反対に乾燥が進んで収縮や反りや曲がり等、
変形が著しくなる等、形状安定性が悪いといった不具合
が知られている。

【０００４】近年、前記形状安定性が悪いといった不具
合を解消する対策として、特開平１０−５８４０７号公
報等に記載されているように、圧力容器内で水蒸気によ
り木材を軟化点以上に加熱して圧縮（圧密化）した後、
圧力容器内にさらに高温・高圧の水蒸気を導入して当該
木材を固定化する永久固定化処理法がある。また、特開
平６−２３８６１６号公報や特開平１１−１０６０８号
公報等には、密閉可能な金型の互いに対向する熱盤間に
木材を収容して熱盤により木材を軟化点以上に加熱する
と共に圧縮した状態で、前記熱盤間の密閉空間内へ高温
・高圧の水蒸気を導入して、該水蒸気を木材に浸透させ
て圧密固定化を行う永久固定化処理法が記載されてい
る。

【０００５】ところが、上記何れの固定化処理法におい
ても、圧力容器内或いは密閉空間内へ導入した水蒸気を
木材に均一に浸透させ、当該木材の含水率を適正な値に
均一に調整して、適切な固定化処理を施すことは難し
く、完全に前記不具合を解消するまでには至っていな
い。詳しく言えば、上記各固定化処理法で固定化処理す
る際に、木材の含水率が低すぎる場合には、十分に化学
変化を起こさせることができず、固定化処理後に、木材
が吸湿により元の形状に経時回復してしまう。特に、木
材の木口と側面は乾燥し易いため固定化が甘く、吸湿に
よる経時回復が発生し易い。一方、前記含水率が高すぎ
る場合には、固定化処理中に木材に割れや裂け等の損傷
が発生し、歩留まりが悪くなると共に、固定化処理後に
おける木材の乾燥に起因して、収縮等の変形が著しく製
品としての価値を失うことがある。

【０００６】また、前記特開平１０−５８４０７号公報
に記載の固定処理法は、設備が大がかりになってしまう
のに加え、木材内部への水蒸気の浸透が困難であり、木
材の中央部と周辺部での処理状態が異なる場合が生じる
問題がある。

【０００７】加えて、従来既存の固定化処理方法におけ
る共通の問題点として、木材の十分な固定化を図るた
め、圧縮状態を維持して木材を加熱する際の固定化処理
用設定温度（最高加熱温度）を高く設定しなければなら
ず、その高温の固定化処理用設定温度が原因で、木材の
劣化を誘発し、木材の機械的強度が著しく低下したり、
木材特有の香りや色調が損なわれるといった問題もあ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
点に鑑み提案されたものであって、当該木材の含水率の
調整が容易となり、木材を十分かつ均一に圧密固定化す
ることができ、それによって、良好な形状安定性及び表
面特性、さらには十分な耐久性及び強度を有し、しかも
香りや色調が損なわれることのない木材を得ることがで
きる木材の圧密固定化方法を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、互い
に対向する熱盤を有する密閉可能な金型を用いて木材を
加熱及び圧縮することによって木材の圧密固定化処理を
行う方法において、前記金型の熱盤間に木材を収容して
熱盤により木材を加熱及び圧縮すると共に前記熱盤の温
度を固定化処理用設定温度まで上昇させ、前記熱盤が固
定化処理用設定温度に到達した後に前記熱盤間の密閉空
間内へ水蒸気を導入して木材の含水率を調整しながら圧
縮状態を維持し、その後に前記圧縮状態で熱盤を冷却す
ることを特徴とする木材の圧密固定化方法に係る。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１において、密
閉空間内へ導入する水蒸気の圧力を、熱盤の加熱温度が
固定化処理用設定温度に到達した時における密閉空間内
の水蒸気圧力に対して等しい或いは低いことを特徴とす
る。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１又は２におい
て、熱盤により木材を加熱及び圧縮すると共に前記熱盤
の温度を固定化処理用設定温度まで上昇させる際、互い
に対向する熱盤を近接させ、該熱盤を木材に密着させた
状態で熱盤の近接を一旦停止して当該熱盤の温度を木材
の軟化温度まで上昇させ、次いで、前記対向する熱盤の
近接を再開して所定の厚みまで木材を圧縮し、前記熱盤
を固定化処理用設定温度まで上昇させることを特徴とす
る。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか
一項において、熱盤の冷却開始前に、密閉空間内への水
蒸気の導入を終了することを特徴とする。

【００１３】請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか
一項において、固定化処理用設定温度が１４０℃〜２０
０℃であることを特徴とする。

【００１４】請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか
一項において、圧密固定化を行う木材の含水率が１０〜
２５％であることを特徴とする。

【００１５】請求項７の発明は、請求項１〜６の何れか
一項において、密閉可能な金型について、圧縮方向に複
数段とされた熱盤を備えると共に互いに対向する熱盤同
士が近接及び離間可能なようにされ、前記互いに対向す
る熱盤の少なくとも一方の熱盤の対向面周縁には熱盤同
士の近接によって熱盤間に密閉空間を形成する型枠が形
成され、前記熱盤又は型枠に金型外から密閉空間に通じ
る水蒸気導入口が形成されていることを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下添付の図面に従ってこの発明
を詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係る木材
の圧密固定化方法を実施するプレス装置全体を示す断面
図、図２は図１の２−２断面図、図３はプレス装置及び
それに接続される配管等を示す概略図、図４は同実施例
における木材を圧密する前のプレス装置の金型の一部分
を示す断面図、図５は同実施例における木材を圧密した
後のプレス装置の金型の一部分を示す断面図、図６は本
発明の圧密固定化方法における加熱冷却制御の一例を示
す図である。

【００１７】図１に示すプレス装置（圧密固定化装置）
１０は、本発明の一実施例に係る木材の圧密固定化方法
を実施するために用いられるものである。このプレス装
置１０は、公知の多段プレス装置により構成されてお
り、内部に油圧シリンダ等の駆動部材１２が配設された
基台１１と、前記駆動部材１２の作動により進退（ここ
では昇降）する加圧盤１５と、前記基台１１の四隅部に
立設された支柱１３の先端（ここでは上端）に固定され
た固定盤１６と、前記加圧盤１５と固定盤１６間に配設
される複数段（ここでは４段）の熱盤２１（２１ａ，２
１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）や後述の型枠２５で構成される
密閉可能な金型２０とを備えている。

【００１８】前記複数の熱盤２１は、圧縮方向（プレス
方向、ここでは上下方向）に所定間隔で配設され、互い
に対向する熱盤２１同士が近接及び離間可能に構成され
ている。この例では、最も固定盤１６に近い（図では最
上段の）熱盤２１ｂは前記固定盤１６に固定されてお
り、それ以外の熱盤２１は、前記基台１１と固定盤１６
間の前記４本の支柱１３より内側位置に立設された４本
のシャフト１７に沿って進退（ここでは昇降）するよう
になっている。そして、この例では、前記駆動部材１２
の前進（上昇）作動により、加圧盤１５がまず前進（上
昇）して、それによって各熱盤２１同士が順次近接する
ようになっている。一方、前記駆動部材１２の後退（下
降）作動により、加圧盤１５が後退（下降）して、それ
によって各熱盤２１同士が順次離間するようになってい
る。なお、各熱盤２１同士を近接及び離間させる構成
は、上記例示に限定されない。

【００１９】また、図示の例では、前記各支柱１３の内
側面の適所に支柱側係合片ｋ１，ｋ２が突設されると共
に、中間の熱盤２１ｃ，２１ｄ（最も加圧盤１５に近い
熱盤２１ａと最も固定盤１６に近い熱盤２１ｂを除く熱
盤）の外側面の適所に前記支柱側係合片ｋ１，ｋ２と係
合する熱盤側係合片ｋ３，ｋ４が突設され、非加圧状態
では前記支柱側係合片ｋ１，ｋ２と熱盤側係合片ｋ３，
ｋ４の係合によって、前記中間の熱盤２１ｃ、２１ｄの
下降がそれぞれ規制されている。なお、上側の支柱側係
合片ｋ１と下側の熱盤側係合片ｋ４とを互いに干渉しな
いような位置に設ける等、適宜手段により、下側の熱盤
２１ｃの上方移動が前記支柱側係合片により規制されな
いようにする必要がある。

【００２０】前記各熱盤２１は、木材Ｗを加熱及び圧縮
するためのもので、この例では各段毎に複数本（図では
３本）の木材Ｗを載置できる平面サイズを有している。
熱盤２１の少なくとも木材Ｗと接触する接触面は、木材
が鉄イオン汚染により黒色化しない材質からなることが
好ましく、この例では図示されていないが前記接触面に
ステンレス鋼が取り付けられている。勿論、前記ステン
レス鋼の代わりにアルミニウムや普通鋼をメッキするよ
うにしても良い。

【００２１】前記熱盤２１内部には、加熱冷却用の媒体
を通す経路２２が形成され、該経路２２には配管及び開
閉弁等を介して加熱媒体（水蒸気や油等）供給装置及び
冷却媒体（冷却水や油等）供給装置が接続されている。
そして、前記経路２２に加熱媒体又は冷却媒体（冷却水
や油等）を流通させることによって、当該熱盤２１の加
熱或いは冷却を行うようになっている。なお、熱盤２１
の加熱は、前記水蒸気や油等の加熱媒体によらないで、
電気ヒータや高周波，マイクロ波等によって行われても
良い。

【００２２】前記互いに対向する熱盤２１の少なくとも
一方の熱盤２１の対向面周縁には、図１及びその２−２
断面を示す図２から理解されるように、枠状の型枠２５
が形成され、対向する熱盤同士の近接によって熱盤２１
及び型枠２５間に密閉空間Ｙ（図５参照）が形成される
ようになっている。前記型枠２５は、十分な強度を有
し、かつ木材が鉄イオン汚染により黒色化しない材質か
らなることが好ましい。例えば、ステンレス鋼や、非鉄
金属のアルミニウム又は普通鋼をメッキしたもの等が挙
げられる。

【００２３】この例の型枠２５は単体で構成され、対向
する熱盤２１の各組において上側に位置する熱盤２１
（２１ｂ，２１ｃ、２１ｄ）の下面周縁に強固に固定さ
れている。これに限らず、型枠２５は、その内側の密閉
空間Ｙの気密を保持でき、かつ木材圧縮時における内圧
に耐えることができる強度を有する構造ならば、分割さ
れた枠や複数の枠で構成されても良い。加えて、この例
においては、前記型枠２５の内側周縁（密閉空間側周
縁）と熱盤２１との間には、密閉空間Ｙの気密保持効果
を高めるためのシール部材２６が介在されている。この
シール部材２６としては、耐水蒸気性及び耐熱性に優れ
たシリコンゴム，シリコン樹脂等が挙げられる。

【００２４】また、この例では、前記型枠２５は、製品
（圧密固定化処理後の木材）の厚さを決めるゲージの機
能も有している。つまり、前記型枠２５の高さは、所望
する圧密固定化製品の厚さに応じて適宜設定されてい
る。なお、これに限らず、製品の厚さを決めるゲージ
を、前記型枠２５とは別部品として配設するようにして
も良い。

【００２５】さらに、この例においては、前記型枠２５
には、金型２０外から前記各密閉空間Ｙに通じる水蒸気
導入口２７が形成されると共に、該水蒸気導入口２７に
は配管や開閉弁等を介して水蒸気供給装置（図では前記
熱盤を加熱するための水蒸気供給装置を兼用してい
る。）が接続され、当該水蒸気導入口２７を介して密閉
空間Ｙ内へ水蒸気を導入できるようになっている。前記
密閉空間Ｙ内への水蒸気の導入は上記例示に限定され
ず、熱盤２１に水蒸気導入口を設ける等、熱盤２１側か
ら密閉空間Ｙ内に水蒸気を導入するようにしても良い。

【００２６】図３には、上記プレス装置１０における熱
盤２１や型枠２５の熱制御配管系統の一例が概略的に示
されている。なお、図中の符号Ｇ１は熱盤２１を加熱す
るための水蒸気（加熱媒体）及び密閉空間Ｙ内に導入さ
れる水蒸気を供給する水蒸気供給装置、Ｇ２は熱盤２１
を冷却するための冷却水（冷却媒体）を供給する冷却水
供給装置、Ｈ１は各熱盤２１へ水蒸気又は冷却水を送る
ための第一入口ヘッダ、Ｈ２は各密閉空間Ｙ内へ水蒸気
を送るための第二入口ヘッダ、Ｈ３は各熱盤２１からの
水蒸気又は冷却水が送られる出口ヘッダ、Ｖ１は加熱蒸
気弁、Ｖ２は冷却水弁、Ｖ３は密閉空間内蒸気導入弁、
Ｖ４排出弁、Ｚは熱盤冷却時における熱盤２１から流出
する冷却水の温度に応じて当該冷却水の流量を制御する
冷却水制御部である。

【００２７】上記プレス装置１０（金型２０）を用い
る、本発明の一実施例に係る木材の圧密固定化方法につ
いて説明する。まず、図１又は図４に示すように、各熱
盤２１上の型枠２５内側に複数（図では一つの熱盤に３
本、合計９本）の木材Ｗを並列に載置し、木材Ｗを互い
に対向する熱盤２１間に収容する。なお、本実施例で
は、木材として幅１３０ｍｍ、厚さ３０ｍｍ、長さ２０
００ｍｍのスギ板目材が用いられている。ここで、木材
Ｗの含水率は、気乾の約１０％から繊維飽和点の約２５
％の間が好適であり、より好ましくは１３〜１８％の間
である。なお、本実施例では、９本の木材の平均全乾含
水率は１３．２％であった。

【００２８】次に、前記駆動部材１２の前進（上昇）作
動により加圧盤１５を前進（上昇）させる。その際、ま
ず最下段における下側の熱盤２１ａが木材Ｗと共に前進
（上昇）して前記木材Ｗが上側の熱盤２１ｃと接触し、
更なる駆動部材１２の前進（上昇）により熱盤２１ｃが
押し上げられて該熱盤２１ｃ上の木材Ｗがその上の熱盤
２１ｄと接触し、更なる駆動部材１２の前進（上昇）に
より前記熱盤２１ｄが押し上げられて該熱盤２１ｄ上の
木材Ｗが最上位の熱盤２１ｂと接触する。このようにし
て互いに対向する熱盤２１同士を近接させ、熱盤２１間
で木材を挟むように該熱盤２１を木材Ｗに密着させた状
態で熱盤２１の近接を一旦停止させ、その後、前記熱盤
２１の経路２２内に高温・高圧の水蒸気を流通させるこ
とにより、当該熱盤２１の温度を木材Ｗの軟化温度まで
上昇（昇温）させる。前記軟化温度は、木材Ｗの含水率
に応じて変わるが、約４０〜約１４０℃であり、本実施
例では１２０℃とした。

【００２９】なお、前記軟化温度まで上昇させるのに代
えて、軟化温度よりも高い温度である後述の固定化処理
用設定温度まで熱盤２１を加熱するようにしても良い
が、その場合には熱盤２１の温度が不均一になり、ひい
ては木材Ｗの温度も不均一になって固定化処理に必要と
なる時間が木材Ｗの部分毎に異なり、圧密固定化製品の
品質が安定しなくなるおそれがある。したがって、この
例のように、一旦軟化温度まで熱盤２１を加熱してその
温度付近で維持するのが好ましい。

【００３０】次いで、再び前記駆動部材１２を前進（昇
降）作動させることにより、前記対向する熱盤２１同士
の近接を再開して、図５に示すように木材Ｗを所定の厚
み（ここでは１７ｍｍ）まで圧縮する。このとき、圧縮
速度が早い場合には、木材Ｗ内の空気や水蒸気が抜けに
くく、木材Ｗに作用する圧力が高くなるため、木材Ｗに
割れや亀裂等が発生したり、木材の軟化が不十分となっ
て内部割れが起こったりして品質が低下するおそれがあ
る。一方、前記圧縮速度が遅い場合には、作業効率が悪
化してしまう。このことを考慮すると、具体的な圧縮速
度としては、１分当たり２ｍｍ〜１０ｍｍ、より好まし
くは１分当たり３ｍｍ〜５ｍｍとするのが良い。

【００３１】その後、前記木材Ｗの圧縮状態を維持した
まま、前記各熱盤２１の温度を固定化処理用設定温度
（最高加熱温度）まで上昇させ、木材Ｗの固定化を行
う。前記固定化処理用設定温度は約１４０℃〜約２００
℃の範囲に設定され、特に１５０℃〜１７０℃に設定す
るのが好ましい。本実施例では前記固定化処理用設定温
度を１６０℃とした。なお、前記固定化処理用設定温度
が低い場合には、木材Ｗの固定化が甘くなり、後述の熱
盤２１間の密閉空間Ｙに導入される水蒸気の作用による
化学変化を十分に起こさせることができなくなるため、
圧密固定化処理後の製品が吸湿に起因して元の形状に経
時回復し易くなる。反対に、前記固定化処理用設定温度
が高い場合には、木材Ｗの固定化の効果は大きいが、木
材Ｗの劣化による機械的強度の低下が著しくなり、さら
には木材特有の香りや色調も著しく損なわれてしまう。

【００３２】前記熱盤２１の温度が固定化処理用設定温
度に到達した後、その状態を所定の固定化処理時間維持
すると共に、前記熱盤２１又は型枠２５（実施例では型
枠２５）に形成された水蒸気導入口２７を介して密閉空
間Ｙ内へ高温・高圧の水蒸気を導入する。前記固定化処
理時間は、木材Ｗの含水率等を考慮して適宜設定され、
本実施例では６０分とされている。

【００３３】前記水蒸気の導入は、加熱冷却制御の一例
を示す図６から理解されるように、熱盤２１の温度が固
定化処理用設定温度に到達してから所定時間ｔ１経過し
た後に密閉空間内蒸気導入弁Ｖ３を開いて開始され、さ
らには、木材の固定化処理終了時（冷却開始時）の所定
時間ｔ２前に密閉空間内蒸気導入弁Ｖ３を閉じて停止さ
れる。このようにすれば、木材Ｗ内に水蒸気を浸透さ
せ、それによって木材Ｗの化学変化を十分起こさせるこ
とができ、その結果、木材Ｗを十分かつ均一に固定化す
ることができ、乾燥等による変形量の少ない圧密化製品
を得ることができる。なお、前記密閉空間Ｙ内への水蒸
気の導入を、熱盤２１の温度が固定化処理用設定温度に
到達する前に開始した場合には、水蒸気が凝縮して前記
密閉空間Ｙ内が水で満たされた状態となり、圧密化製品
の含水率が多くなってしまい、その結果、圧密化製品の
乾燥等による変形量が増加する可能性が高い。

【００３４】また、前記水蒸気の導入開始時及び導入停
止時に関する時間ｔ１，ｔ２は、使用する木材Ｗの含水
率等に応じて適宜定められる。具体的に言えば、含水率
の不足する過乾燥木材を圧密固定化する場合には、前記
水蒸気の導入が遅れると、固定化に必要な水蒸気が不足
してしまい、固定化が甘くなって、前記製品化後におけ
る経時回復が起こりやすくなったり、製品が局部的に変
形したりする等、均一性に欠けた製品となり、他方、前
記水蒸気の導入終了が遅れると、冷却を効率よく行えな
くなって処理効率が低下するるため、それらを考慮し
て、前記ｔ１，ｔ２を設定する必要がある。本実施例で
は前記ｔ１を６０秒、ｔ２を６０秒とした。

【００３５】ここで、前記密閉空間Ｙ内へ導入する水蒸
気の圧力が密閉空間Ｙ内の水蒸気圧力より高い場合に
は、当該水蒸気が凝縮して前記密閉空間Ｙ内が水で満た
された状態となり、圧密化製品の含水率が多くなって圧
密固定化製品の使用時における乾燥等による変形量が増
加してしまう。そのため、前記導入する水蒸気の圧力Ａ
２（ＭＰａ）は、熱盤２１の加熱温度が固定化処理用設
定温度に到達した時における密閉空間Ｙ内の水蒸気圧力
Ａ１（ＭＰａ）に対して等しい或いは低くされ、好まし
くはＡ１≧Ａ２≧（Ａ１−０．０２）ＭＰａとなるよう
に設定される。本実施例では、前記導入水蒸気の圧力を
密閉空間Ｙ内の水蒸気圧力より０．０１ＭＰａ低くして
いる。また、同様の理由により、前記密閉空間Ｙ内へ導
入する水蒸気の温度Ｂ２（℃）は、前記固定化処理用設
定温度Ｂ１（℃）に対し、Ｂ１≧Ｂ２≧（Ｂ１−５）℃
となるように設定される。本実施例では、前記導入水蒸
気の温度を前記固定化処理用設定温度より５℃低くして
いる。

【００３６】前記熱盤２１の温度が固定化処理用設定温
度に達してから前記固定化処理時間が経過した時に、木
材Ｗの圧縮状態（対向する熱盤同士の近接状態）を保っ
たまま、前記熱盤２１内部の経路２２内に、前記高温・
高圧の水蒸気（加熱媒体）の代わりに冷却水（冷却媒
体）を流通させることによって、熱盤２１及び木材Ｗを
冷却する。その際、本実施例では、温度が１００℃にな
った熱盤２１については、冷却水の供給を一旦止め、全
ての熱盤２１の温度が１００℃になった時点で、再度、
全ての熱盤２１内に冷却水を供給するように前記冷却水
制御部Ｚによって冷却水を制御している。このようにす
れば、熱盤２１の違いによって木材が不均一に冷却され
ることが少なくなり、冷却不足に起因して発生する木材
製品表面の膨れ等を防止でき、歩留まりが向上する。

【００３７】そして、前記熱盤２１が所定温度（実施例
では４０℃）以下になった時に、前記駆動部材１２の後
退（下降）作動によって、互いに対向する熱盤２１同士
を離間させ（型開き）、熱盤２１間から製品（圧密固定
化された木材）を取り出せば、当該木材の圧密固定化処
理は終了する。

【００３８】上記実施例の圧密固定化処理により得られ
た製品に対して、次のように固定化度の確認試験（ここ
では３０℃の水浸漬１時間と沸騰水浸漬１時間の２水
準）を行った。今回の確認試験では、製品（圧密固定化
木材）の一方の木口から１０ｍｍ，１００ｍｍ，２００
ｍｍ，５００ｍｍ，１０００ｍｍ，１５００ｍｍ，１８
００ｍｍ，１９００ｍｍ，１９９０ｍｍ位置の９箇所か
ら長さ１０ｍｍ、幅１３０ｍｍ、厚さ３０ｍｍの試験片
を切り出し、各試験片を３０℃の水及び沸騰水に１時間
浸漬した。その後、全乾して厚さを測定し、変化率（厚
み変化率）を次式で算出した。全乾方法は１０５℃雰囲
気の熱風乾燥機にて２４時間行った。変化率（％）＝
〔浸漬後の全乾板厚÷圧密固定化処理後の板厚−１〕×
１００

【００３９】このようにして得られた変化率と、次式で
算出された補正値（＝５．２９）から定めた判定用基準
計算値（＝５）とを比較して固定化度の評価（前記変化
率が５以下の場合は○（可）、５より超える場合は×
（不可））を行った。補正値＝０．３×１０×３０÷１７＝５．２９上の補正値を得る式は、含水率１％当たりの収縮率を
０．３％、元の木材の含水率が１０％、元の板厚が３０
ｍｍ、圧密固定化処理後の板厚が１７ｍｍであることに
基づく。

【００４０】なお、幅１３０ｍｍ、厚さ３０ｍｍ、長さ
２０００ｍｍ、平均全乾含水率１２．３％のスギ板目材
に対して、上記実施例と同じプレス装置を用い、木材の
圧縮後に密閉空間内への水蒸気の導入を行わないことを
除き、その他の条件は上記実施例と全て同じにして、厚
さ１７ｍｍとなるよう圧密固定化処理を行って比較例１
を得た。また、幅１３０ｍｍ、厚さ３０ｍｍ、長さ２０
００ｍｍ、平均全乾含水率１５．４％のスギ板目材に対
して、上記実施例と同じプレス装置を用い、木材の圧縮
後に密閉空間内へ水蒸気を導入するのに代えて該水蒸気
より０．０２ＭＰａ低い圧縮空気を導入したことを除
き、その他の条件は上記実施例と全て同じにして厚さ１
７ｍｍとなるよう圧密固定化処理を行って比較例２を得
た。前記比較例１及び２に対しても前記と同様にして固
定化度の確認試験（固定化評価）を行った。その結果を
表１，２に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【表２】

【００４３】上の表１及び２からも分かるように、上記
実施例では、一般の生活条件を想定した３０℃浸漬試験
にも、さらに過酷な煮沸浸漬試験においても変化量が少
なく、木材の木口付近における固定化度の甘さを確実に
改善でき、さらには木材全体も十分かつ均一に固定化さ
れている。一方、比較例１，２では、煮沸浸漬試験にお
いて、木口付近の固定化度が耐えられず、変化量の多さ
が著しい結果となった。これは、木材の長手方向の中央
部では含水率が十分であるが、木口付近は過乾燥であっ
たためと推測される。

【００４４】

【発明の効果】以上図示し説明したように、本発明に係
る木材の圧密固定化処理方法によれば、金型の熱盤によ
る木材の圧縮後における前記圧縮状態を維持しながら木
材を加熱して固定化を行う際に、熱盤間の密閉空間内へ
水蒸気を導入し、その水蒸気を木材内に十分かつ均一に
浸透させることができ、木材内の含水率を均一かつ簡単
に調整することができるので、木材の十分かつ均一な圧
密固定化が可能となる。その結果、圧密固定化された製
品（木材）の形状安定性，表面特性，耐久性，強度が向
上し、反りや曲がりや局部的な膨らみ等の発生が微少と
なり歩留まりが改善され、品質が向上する。さらに、当
該圧密固定化処理方法によれば、良好に圧密固定化処理
を行える木材の含水率範囲は広がるため、特に過乾燥木
材に対して効果が大きく、天乾法や人工乾燥にも対応で
きる。

【００４５】また、本発明の圧密固定化処理方法におい
ては、前記熱盤の温度が固定化処理用設定温度に到達し
た後に、前記密閉空間内へ水蒸気を導入するため、密閉
空間内で水蒸気が凝縮し難く、圧密固定化製品の含水率
が多くなり過ぎるのを防ぐことができる。したがって、
圧密固定化製品の、乾燥等に起因する変形を極力抑える
ことができる。また、圧密した木材を固定化する際の固
定化処理用設定温度を下げることができるので、木材の
熱劣化が減少し、圧密固定化製品の機械的強度の低下を
少なくできると共に、香りや色調の悪化を防ぐことがで
き、本来の木材の特徴を保持できる。さらには、設備の
光熱費を低減できる利点もある。

【００４６】特に、請求項２の発明の如く、密閉空間内
へ導入する水蒸気の圧力を、熱盤の加熱温度が固定化処
理用設定温度に到達した時における密閉空間内の水蒸気
圧力以下とすれば、前記密閉空間内の水蒸気がより凝縮
し難くなり、圧密固定化製品の含水率増大防止が容易と
なる。

【００４７】請求項３の発明のように、熱盤を木材に密
着させた状態で対向する熱盤同士の近接を一旦停止して
当該熱盤の温度を木材の軟化温度まで上昇させ、次い
で、対向する熱盤同士の近接を再開して所定の厚みまで
木材を圧縮し、前記熱盤を固定化処理用設定温度まで上
昇するようにすれば、木材の圧密固定化をより効率的か
つ良好に実施することができる。

【００４８】請求項４の発明の如く、熱盤の冷却開始前
に密閉空間内への水蒸気の導入を終了するようにすれ
ば、木材をより一層、十分かつ均一に効率よく固定化す
ることができ、乾燥等に起因する変形量の少ない圧密固
定化製品を効率よく得ることができる。

【００４９】請求項５の発明のように、前記固定化処理
用設定温度を１４０℃〜２００℃とすれば、木材の固定
化が甘くなるのを防ぎ、圧密固定化製品の吸湿等に起因
する経時回復が一層起こり難くなると共に、木材の熱劣
化が減少し、圧密固定化製品の機械的強度の低下、及び
香りや色調の悪化を防止できる。

【００５０】請求項６の発明の如く、圧密固定化を行う
木材の含水率を１０〜２５％とすれば、形状安定性，表
面特性，耐久性，強度に優れた圧密固定化製品をより簡
単に得ることができる。

【００５１】請求項７の発明のように、多段プレス装置
を用いて木材の圧密固定化処理を行うようにすれば、生
産効率が極めて良くなり有利である。また、当該発明の
ように、互いに対向する熱盤の少なくとも一方の熱盤の
対向面周縁に形成された型枠、或いは熱盤に金型外から
密閉空間に通じる水蒸気導入口を形成し、該水蒸気導入
口を介して密閉空間内へ水蒸気を導入するように構成す
れば、金型構造が簡単になり、設計上及びコスト上有利
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る木材の圧密固定化方法
を実施するプレス装置全体を示す断面図である。

【図２】図１の２−２断面図である。

【図３】プレス装置及びそれに接続される配管等を示す
概略図である。

【図４】同実施例における木材を圧密する前のプレス装
置の金型の一部分を示す断面図である。

【図５】同実施例における木材を圧密した後のプレス装
置の金型の一部分を示す断面図である。

【図６】本発明の圧密固定化方法における加熱冷却制御
の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０プレス装置（圧縮固定化装置）２０金型２１熱盤２５型枠２７水蒸気導入口Ｓ密閉空間Ｗ木材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向する熱盤を有する密閉可能な
金型を用いて木材を加熱及び圧縮することによって木材
の圧密固定化処理を行う方法において、前記金型の熱盤間に木材を収容して熱盤により木材を加
熱及び圧縮すると共に前記熱盤の温度を固定化処理用設
定温度まで上昇させ、前記熱盤が固定化処理用設定温度に到達した後に前記熱
盤間の密閉空間内へ水蒸気を導入して木材の含水率を調
整しながら圧縮状態を維持し、その後に前記圧縮状態で熱盤を冷却することを特徴とす
る木材の圧密固定化方法。
【請求項２】密閉空間内へ導入する水蒸気の圧力を、
熱盤の加熱温度が固定化処理用設定温度に到達した時に
おける密閉空間内の水蒸気圧力に対して等しい或いは低
いことを特徴とする請求項１に記載の木材の圧密固定化
方法。
【請求項３】熱盤により木材を加熱及び圧縮すると共
に前記熱盤の温度を固定化処理用設定温度まで上昇させ
る際、互いに対向する熱盤を近接させ、該熱盤を木材に密着さ
せた状態で熱盤の近接を一旦停止して当該熱盤の温度を
木材の軟化温度まで上昇させ、次いで、前記対向する熱盤の近接を再開して所定の厚み
まで木材を圧縮し、前記熱盤を固定化処理用設定温度ま
で上昇させることを特徴とする請求項１又は２に記載の
木材の圧密固定化方法。
【請求項４】熱盤の冷却開始前に、密閉空間内への水
蒸気の導入を終了することを特徴とする請求項１〜３の
何れか一項に記載の木材の圧密固定化方法。
【請求項５】固定化処理用設定温度が１４０℃〜２０
０℃であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項
に記載の木材の圧密固定化方法。
【請求項６】圧密固定化を行う木材の含水率が１０〜
２５％であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一
項に記載の木材の圧密固定化方法。
【請求項７】密閉可能な金型は、圧縮方向に複数段と
された熱盤を備えると共に互いに対向する熱盤同士が近
接及び離間可能なようにされ、前記互いに対向する熱盤
の少なくとも一方の熱盤の対向面周縁には熱盤同士の近
接によって熱盤間に密閉空間を形成する型枠が形成さ
れ、前記熱盤又は型枠に金型外から密閉空間に通じる水
蒸気導入口が形成されていることを特徴とする請求項１
〜６の何れか一項に記載の木材の圧密固定化方法。