JP2007136881A - 木材の処理方法及びその処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】家具や床材等に利用されている木材Ｗを着色のために熱処理する場合に、熱処理のための高圧に耐える容器を要することなく、また熱処理後の乾燥のための加熱工程を要することなく、木材Ｗを熱処理できるようにする。
【解決手段】木材Ｗを収容する耐熱容器からなる加熱容器１と、この加熱容器１内の熱処理室２に過熱水蒸気Ｓを供給する過熱水蒸気供給装置８と、加熱容器１内の過熱水蒸気Ｓを排出する過熱水蒸気排出装置１２とを設け、この過熱水蒸気排出装置１２により加熱容器１内の熱処理室２を常圧に保つことで、熱処理室２に収容された木材Ｗが常圧の過熱水蒸気Ｓ中に保持されて熱処理されるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、家具や床材等に利用されている木材を着色のために熱処理する処理方法及びその処理装置に関する。

従来より、木材を内部まで着色する方法として、例えば特許文献１に示されるように、木材を高圧の加熱水蒸気によって熱処理する処理方法が知られている。この高圧加熱水蒸気による処理方法は、密閉した容器中に高圧の加熱水蒸気を封入して、その容器内で木材の熱処理を行う方法であり、容器内が高湿度状態になるので、木材の含水率が上昇することは避けられない。このため、熱処理後に乾燥機等による加熱処理を行って木材の高含水率状態を低含水率状態に戻した後、塗装工程等を経て床材等の木材製品として使用されている。
特許第３５３２９６５号

しかしながら、上記高含水率状態となった木材を通常の乾燥状態に戻すために乾燥機等によって加熱すると、その水分の蒸発過程で木材に反りが発生して、製品としての価値が大きく損なわれる虞れがある。

また、熱処理のために密閉容器として、高圧の状態でかつ高温に耐えるものを用いなければならないので、その容器の製造に係る費用も高くつき、処理コストが高くなるのは避けられない。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的は、木材の熱処理の態様を変えることで、熱処理のための高圧に耐える容器を要することなく、また熱処理後の乾燥のための加熱工程を要することなく、木材を熱処理できるようにすることにある。

上記の目的を達成すべく、この発明では、木材を常圧状態の過熱水蒸気によって熱処理するようにした。

具体的には、請求項１記載の発明の木材の処理方法は、木材を常圧の過熱水蒸気中に保持して熱処理する熱処理工程を有することを特徴とする。

上記の構成によると、熱処理工程において、木材の表面に常圧の過熱水蒸気が接触して、この接触した過熱水蒸気は凝結水となって木材の表面に付着し、このときに潜熱を放出して木材の内部温度を上昇させる。この凝結水による潜熱の木材への移動により木材の成分が変色（褐色化）する。この木材に付着した凝結水は、再度蒸発して過熱水蒸気に戻る。このことで、凝結水の付着による含水率の上昇を招くことなく、木材の温度上昇が継続され、木材が高含水率状態になるのを防止することができる。また、このため、高圧の過熱水蒸気による熱処理のように変色後に乾燥機等による加熱処理は要らなくなり、その加熱処理による木材の反りの発生を防止して、製品価値の向上を維持することができる。しかも、熱処理中、木材の表面を過熱水蒸気が覆っているので、木材中の水分減少が少なくなり、木材の細胞の構造を保持して木材強度を保つことができる。

また、木材を常圧の過熱水蒸気によって熱処理するので、熱処理のための高圧に耐える容器は不要となり、容器の製造に係る費用が安価になって木材の処理コストを下げることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の木材の処理方法において、熱処理工程で木材を過熱水蒸気とは異なる加熱手段を併用して加熱する。このように過熱水蒸気とは異なる加熱手段を併用するので、木材の熱処理時間を短縮することができる。

請求項３記載の木材の処理装置の発明は、木材を収容する加熱容器と、この加熱容器中に過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気供給手段と、上記加熱容器内部に収容された木材が常圧の過熱水蒸気中に保持されて熱処理されるように加熱容器内の過熱水蒸気を排出する過熱水蒸気排出手段とを備えているものとする。

この発明によれば、処理する木材を加熱容器の内部に収容した後、その加熱容器中に過熱水蒸気供給手段から過熱水蒸気が供給され、この加熱容器内に供給された過熱水蒸気が木材の表面に凝結水となって木材の表面に付着し、そのときに潜熱を放出して木材の内部温度を上昇させ、木材成分が変色（褐色化）する。また、木材に付着した凝結水は、高温の加熱容器内で再度蒸発して過熱水蒸気に戻る。そして、加熱容器内の過熱水蒸気が過熱水蒸気排出手段によって外部に排出され、過熱水蒸気の供給、凝結及び再過熱水蒸気化が常圧で連続的に生じ、木材が常圧の過熱水蒸気中に保持されて熱処理される。

また、加圧容器内で木材の熱処理が常圧で行われるので、加熱容器は高温に耐えるものであればよく、耐圧容器にする必要はなく、よって、容器の製造費用を安価にして熱処理のコストダウンを図ることができる。

請求項４記載の木材の処理装置の発明は、木材を搬送する搬送手段と、この搬送手段による搬送経路の途中に設けられ、搬送される木材を常圧の過熱水蒸気中に保持して熱処理する熱処理手段とを備えたことを特徴とする。

この発明によると、搬送手段により木材が搬送され、その搬送経路の途中で木材が常圧の過熱水蒸気中に保持されて熱処理されるので、その熱処理を一連の工程中に連続的に行うことができ、熱処理後に木材の表面に塗装・被覆処理や機械加工を施したり、木材に薬剤処理や成形等を行う工程がある場合、それらの工程に木材をスムーズに移行させて、木材の処理効率の向上を図ることができる。

また、請求項５記載の発明は、上記搬送手段は、木材を支持して搬送する連続する複数のコンベアからなり、上記熱処理手段は、上記複数のコンベアのうちの少なくとも１つのコンベアの周りに設けられかつ該コンベアに支持された木材に該木材が常圧の過熱水蒸気中に保持されるように過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気供給部を備えていることを特徴とする。

この発明によると、複数のコンベア間に亘って木材が搬送され、その途中のコンベアの位置で木材に過熱水蒸気供給部から過熱水蒸気が供給されて、木材が常圧の過熱水蒸気中に保持される。このことで、請求項４の発明と同様の作用効果を奏することができる。

以上説明したように、請求項１及び３の発明によると、木材を常圧の過熱水蒸気中に保持して熱処理するようにしたことにより、熱処理後の乾燥のための加熱工程を不要として、その加熱処理による木材の反りの発生を防止できるとともに、木材の細胞の構造を保持して木材強度を保つことができ、木材の製品価値の向上維持を図ることができる。しかも、木材の熱処理のための高圧容器を不要として容器の製造費用を安価にし、木材の処理のためのコストダウンを図ることができる。

請求項２の発明によると、熱処理時に木材を過熱水蒸気とは異なる加熱手段を併用して加熱するようにしたことにより、木材の熱処理時間の短縮化を図ることができる。

また、請求項４及び５の発明によると、搬送手段によって木材を搬送する搬送経路の途中に、木材を常圧の過熱水蒸気中に保持して熱処理する熱処理手段を設けたことにより、木材の熱処理を一連の工程中に連続的に行い、熱処理工程後の他の工程に熱処理後の木材をスムーズに移行させて、木材の処理効率の向上を図ることができる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係る木材処理装置Ａを示し、１は蓋によって気密状に閉鎖される搬入出口（いずれも図示せず）が開口された耐熱容器からなる加熱容器であって、この加熱容器１の内部には熱処理室２が形成され、その底面には載置台３が設置されており、熱処理によって内部まで着色しようとする木材Ｗを搬入出口を介して加熱容器１内の熱処理室２に収容して載置台３上にセットするようにしている。

上記加熱容器１は耐熱性であればよく、その材質は特に限定しない。例えば合成樹脂、鋼やステンレス等の金属、セラミックが用いられるが、異種材料を組み合わせて形成してもよい。

また、上記木材Ｗとしては、主としてヒノキ、ブナ、オーク、ナラ等の広葉樹が対象であるが、特に限定はなく、針葉樹であってもよい。また、木材を加工して製造される単板、合板、集成材、木材チップ等の木材製品、建築物、家具等を解体して得られる廃木材も木材Ｗとして適用が可能である。

加熱容器１の上部には、例えば長さ方向の一端側（図１右側）に供給口１ａが開口され、この供給口１ａには配管からなる供給管６が接続されている。この供給管６は、例えば水蒸気を１００℃を超える温度（例えば２００〜３００℃）に加熱して過熱水蒸気Ｓを発生する過熱水蒸気発生装置７に接続されており、この過熱水蒸気発生装置７及び供給管６により過熱水蒸気供給装置８が構成され、過熱水蒸気発生装置７で発生した過熱水蒸気Ｓを供給管６を通して加熱容器１内の熱処理室２に供給し、その過熱水蒸気Ｓにより木材Ｗを熱処理するようにしている。尚、過熱水蒸気Ｓとは、水を沸騰させて生成した水蒸気をさらに加熱して１００℃を越える温度にした高温の気体である。

一方、加熱容器１において上記供給口１ａと反対側（例えば他端側）の側壁上部には排出口１ｂが開口され、この排出口１ｂには配管からなる排出管１１が接続され、これら排出口１ｂ及び排出管１１によって過熱水蒸気排出装置１２が構成されている。この過熱水蒸気排出装置１２は、加熱容器１内の過熱水蒸気Ｓを排出して熱処理室２の圧力を常圧（加熱容器１外の大気圧）にコントロールするためのもので、熱処理室２で上記過熱水蒸気供給装置８によって供給された過熱水蒸気Ｓにより木材Ｗを熱処理する間は、その過熱水蒸気Ｓが常圧に維持され、その常圧の過熱水蒸気Ｓ中に木材Ｗが保持されて熱処理されるようにしている。

次に、上記実施形態の木材処理装置Ａにより木材Ｗを熱処理する、本発明の実施形態に係る木材処理方法について説明する。

まず、加熱容器１の蓋を開けて加熱容器１内の熱処理室２に搬入出口を経て対象の木材Ｗを搬入し、載置台３上にセットする。次いで、蓋を閉じた後、過熱水蒸気発生装置７の作動により発生した１００℃を超える温度の過熱水蒸気Ｓを供給管６を通して熱処理室２に連続して供給充填させ、熱処理室２の木材Ｗを過熱水蒸気Ｓ中に所定時間（例えば１０〜２５分）だけ保持して熱処理する。尚、過熱水蒸気Ｓによる熱処理温度を例えば２００〜３００℃とし、保持時間を例えば１０〜２５分程度とすれば、木材Ｗの変色効果は十分に得られる。しかし、変色させるための加熱温度及び保持時間は木材Ｗの量によって異なるので、上記数値に限定されるものではない。

そのとき、木材Ｗの表面に１００℃を超える温度の過熱水蒸気Ｓが接触して、この接触した過熱水蒸気Ｓは凝結水となって木材Ｗの表面に付着し、そのときに潜熱を放出して木材Ｗの内部温度を上昇させる。そして、この凝結水による潜熱が木材Ｗへ移動して木材Ｗの温度が上昇させることで、木材Ｗの成分が変色（褐色化）する。具体的には、木材Ｗは所定の温度及び時間で熱処理されることで、木材Ｗの組成成分であるセルロース、ヘミセルロース、リグニン等が加熱分解によって成分変化し、全体が褐色に着色する。

そして、木材Ｗに付着した凝結水は、再度蒸発して過熱水蒸気Ｓに戻る。また、熱処理室２の圧力が常圧から上昇しようとすると、過熱水蒸気Ｓが加熱容器１の排出口１ｂ及び排出管１１（過熱水蒸気排出装置１２）から排出され、熱処理室２の圧力が常圧に保たれる。

尚、上記凝結水とは、過熱水蒸気Ｓの温度が木材Ｗと接触して低下することによって液体化した水であり、水蒸気から液体へ変化する際に潜熱を木材Ｗへ伝えるものである。また、潜熱とは、物質の状態変化のためだけに費やされる熱であり、融解熱・気化熱等である。

以上により、この実施形態に係る木材Ｗの処理方法は、熱処理室２の常圧の過熱水蒸気Ｓ中に保持して熱処理する熱処理工程を有する。

したがって、この実施形態においては、木材Ｗの熱処理中、加熱容器１の排出口１ｂ及び排出管１１（過熱水蒸気排出装置１２）から過熱水蒸気Ｓが加熱容器１外に排出されるので、過熱水蒸気Ｓの供給、その後の凝結、及びその後の再過熱水蒸気化を常圧で連続的に起こすことができ、常圧の過熱水蒸気Ｓによる木材Ｗの熱処理を容易に行うことができる。

また、木材Ｗの熱処理を常圧で行うので、加熱容器１は高温に耐えるものであれさえすればよく、耐圧容器にする必要はない。このため、加熱容器１の製造にかかる費用が安価で済み、木材Ｗの熱処理のコストが低くなる。

そして、加熱容器１内の熱処理室２で常圧の過熱水蒸気Ｓにより木材Ｗを熱処理する際、木材Ｗに付着した凝結水が再び過熱水蒸気Ｓに戻るので、凝結水の付着によって木材Ｗの含水率の上昇を招くことなく、木材Ｗの温度上昇が継続され、木材Ｗが高含水率状態にならなくて済む。

また、木材Ｗが過剰に水蒸気を含むことがないので、高圧の過熱水蒸気によって熱処理する場合のように変色後に乾燥機等による加熱処理が不要となり、その乾燥機等の加熱処理による木材Ｗの反りの発生を防止することができる。

さらに、熱処理中は木材Ｗの表面を過熱水蒸気Ｓが覆っているので、木材Ｗ中の水分減少が少なくなり、木材Ｗの細胞の構造を保持して、木材Ｗの強度を保つことができる。

また、木材Ｗの内部まで均一に加熱されるので、加熱の不均一による変色ムラを少なくすることができる。これらにより、木材Ｗから得られる製品の価値を維持することができる。

また、木材Ｗの変色濃度は、過熱水蒸気Ｓの温度と加熱時間とを調整することで様々に対応することができる。

尚、上記実施形態では、供給口１ａを加熱容器１の上部に設けているが、側壁でもよく、或いは上部及び側壁の双方等、複数箇所に設けてもよい。また、上記実施形態では、過熱水蒸気供給装置８を過熱水蒸気発生装置７及び供給管６で構成しているが、過熱水蒸気供給手段は過熱水蒸気を加熱容器１内に供給するものであればよく、その形態や手段は問わない。

また、上記実施形態では、排出口１ｂを加熱容器１の側壁上部に形成しているが、上部でもよい。また、上記実施形態では、排出口１ｂに排出管１１を接続しているが、この排出管１１は必ずしも必要でなく、加熱容器１の壁部や蓋に複数の排出口１ｂ，１ｂ…を設けてそこから排出させるようにしてもよい。要は、過熱水蒸気排出手段は過熱水蒸気を加熱容器１内から排出するものであればよく、その形態や手段は問わない。

さらに、上記実施形態において、過熱水蒸気Ｓを加熱容器１内に供給して木材Ｗを熱処理する処理工程前に、予め加熱容器１内の温度を暖める予熱工程を行うこともできる。そうすると、過熱水蒸気Ｓが供給されてから木材Ｗが所定の加熱温度に達するまでの時間が短くなり、熱処理を短時間で行うことができるので、好ましい。

また、上記実施形態では、過熱水蒸気発生装置７で発生したそのまま過熱水蒸気Ｓを供給管６及び供給口１ａから供給するようにしているが、加熱容器１内に供給される過熱水蒸気Ｓの供給速度をファン等によって加速させることで、加熱時間を短縮することもできる。

（実施形態２）
図２は本発明の実施形態２を示し（尚、以下の各実施形態では、図１と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）、上記実施形態１では、加熱容器１内の過熱水蒸気Ｓを排出管１１から排出するようにしているのに対し、加熱して加熱容器１内に戻すようにしてものである。

すなわち、この実施形態では、供給口１ａは加熱容器１の例えば長さ方向の一側壁下部に、また排出口１ｂは加熱容器１の他側壁上部にそれぞれ開口されている。供給口１ａには供給管６が接続され、この供給管６の途中にはヒータ等の熱源１４を有する加熱部１５が設けられている。

また、排出口１ｂに排出管１１の上流端が接続され、この排出管１１の下流端は上記加熱部１５に接続されており、排出管１１から排出された過熱水蒸気Ｓを加熱部１５に供給してその熱源１４により再度１００℃を越える高温状態に加熱した後、供給口１ａから加熱容器１内の熱処理室２に戻すようにしている。過熱水蒸気発生装置７の過熱水蒸気Ｓは熱処理の初期等、必要に応じて加熱容器１内に供給補充される。その他は上記実施形態１と同様の構成である。

したがって、この実施形態においても実施形態１と同様の作用効果を奏することができる。また、排出管１１から排出された過熱水蒸気Ｓを加熱部１５により再度１００℃を超える温度に加熱して供給口１ａから加熱容器１内の熱処理室２に供給できるので、過熱水蒸気Ｓの再利用を行うことができ、その分、過熱水蒸気発生装置７の使用エネルギーを低減することができる。

（実施形態３）
図３は実施形態３を示し、加熱容器１内で木材Ｗを過熱水蒸気Ｓにより熱処理する際に、別の加熱手段を追加したものである。

すなわち、この実施形態では、上記実施形態１の構成において、加熱容器１の上部のうちの載置台３の略真上の部分は部分的に凹陥されてヒータ収容部１８が形成され、このヒータ収容部１８には、例えば遠赤外線を発生するセラミックヒータ等からなる加熱手段としてのヒータ１９が配置収容されており、熱処理工程で木材Ｗを過熱水蒸気Ｓによって加熱する際に、木材Ｗを過熱水蒸気Ｓとは異なるヒータ１９を併用して加熱するようにしている。その他の構成は実施形態１と同じである。

したがって、この実施形態の場合、熱処理工程で木材Ｗを熱処理する際に、木材Ｗは常圧の過熱水蒸気Ｓによって加熱されるが、それと同時にヒータ１９が作動して、そのヒータ１９によっても木材Ｗが加熱される。このことで、上記実施形態１と同様の作用効果が得られるだけでなく、ヒータ１９による加熱を加えることで、木材Ｗに伝わる熱に対流熱や輻射熱が加わり、過熱水蒸気Ｓとヒータ１９との相乗加熱効果によって木材Ｗの変色効果が向上するとともに、熱処理時間を短縮でき、さらにはエネルギー効率が高くなって省エネ効果も得られる。

また、ヒータ１９の温度を調整することで、過熱水蒸気Ｓ単独で熱処理する場合よりも過熱水蒸気Ｓの温度を低く設定して熱処理することができる。

しかも、ヒータ１９による加熱により過熱水蒸気Ｓ自体の供給量が少なくて済み、その排出量も少なくすることができる。

さらに、ヒータ１９によって熱処理室２を急速に加熱することができ、熱処理時の立ち上げ時間を短縮することもできる。

尚、この実施形態では、加熱手段としてセラミックヒータ等からなるヒータ１９を用いたが、これに限らず、過熱水蒸気Ｓ以外の加熱手段であればよく、設置位置も加熱容器１の上部に設けているが、側壁や下部でもよく、上部及び側壁の双方等、複数箇所に設けてもよい。

（実施形態４）
図４は実施形態４を示し、上記各実施形態では、加熱容器１内で木材Ｗを熱処理するいわゆるバッチ式のもので構成しているのに対し、木材Ｗを搬送しながら連続して熱処理するようにしたものである。

すなわち、図４において、２１は熱処理対象の木材Ｗを搬送する搬送装置で、この搬送装置２１は、木材Ｗを載置支持して搬送する連続する複数のコンベア２２，２２，…からなり、これらコンベア２２，２２，…は所定寸法だけ離間して直列に配置されている。各コンベア２２は、１対のローラ２３，２３間にコンベアベルト２４を巻き掛けたローラ式ベルトコンベアであり、そのコンベアベルト２４の上側スパン上に木材Ｗを載置支持した状態でコンベアベルト２４の回行により木材Ｗを搬送し、次のコンベア２２のコンベアベルト２４上に移載するようになっている。

上記搬送装置２１による搬送経路の途中には、木材Ｗに対し熱処理を行う熱処理工程がその前後の他の工程間に挟まれて形成され、この熱処理工程には過熱水蒸気供給部２８を備えた熱処理装置２９が設けられている。具体的には、複数のコンベア２２，２２，…のうちの１つのコンベア２２（図４中央のもの）は耐熱性を持つ熱処理用コンベアとされ、この熱処理用コンベア２２のコンベアベルト２４は過熱水蒸気Ｓを表裏面間で透過可能な孔あきタイプやメッシュタイプ等のものが用いられている。熱処理用コンベア２２の上方には例えば断熱材等を用いた仕切壁部２６が熱処理用コンベア２２を上下方向から見て取り囲むように配置固定されている。この仕切壁部２６の下端部は、熱処理用コンベア２２とその前後のコンベア２２，２２との間で木材Ｗの移載が妨げられないようにコンベア２２，２２よりも所定高さだけ高い位置に設定され、仕切壁部２６内に、下側に開放された熱処理室２が区画形成されている。

そして、上記仕切壁部２６内の熱処理室２に上記過熱水蒸気供給部２８が設置され、この過熱水蒸気供給部２８は過熱水蒸気発生装置７に接続されている。過熱水蒸気供給部２８は１つの吐出口２８ａを有しており、この吐出口２８ａから過熱水蒸気Ｓを放射状にコンベア２２上の木材Ｗに向かって供給して該木材Ｗが常圧の過熱水蒸気Ｓ中に保持されるようにすることで、搬送経路に沿って搬送される木材Ｗを常圧の過熱水蒸気Ｓ中に保持して熱処理するようにしている。尚、この木材Ｗの熱処理中、熱処理用コンベア２２を作動停止して木材Ｗを停止させることが望ましいが、木材Ｗを低速度で搬送しながら熱処理することも可能である。

したがって、この実施形態においても、上記各実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、この実施形態では、コンベア２２上で木材Ｗを搬送し、その途中の熱処理コンベア２２上で過熱水蒸気Ｓによる木材Ｗの熱処理を行うので、その熱処理工程を一連の工程中に連続的に行うことができ、例えば熱処理工程後に木材Ｗの表面に塗装・被覆処理や機械加工を施したり、木材Ｗに薬剤処理や成形等を行う工程がある場合、それら他の工程に熱処理後の木材Ｗをスムーズに移行させて、木材Ｗの処理効率の向上を図ることができる。

（実施形態５）
図５は実施形態５を示し、上記実施形態４における過熱水蒸気供給部２８の吐出口２８ａの構造を変えるとともに、仕切壁部２６を可動タイプとしたものである。

すなわち、この実施形態では、過熱水蒸気供給部２８は、過熱水蒸気Ｓを下方に向かって略平行に吐出する複数（図示例では４つ）の吐出口２８ａ，２８ａ，…を有しており、これらの吐出口２８ａ，２８ａ，…から過熱水蒸気Ｓをコンベア２２上の木材Ｗに向かって該木材Ｗが常圧の過熱水蒸気Ｓ中に保持されるように供給する。

また、熱処理用コンベア２２を上下方向から見て取り囲むように配置されている仕切壁部２６は他の工程のコンベア２２，２２との間を昇降移動可能とされており、木材Ｗの熱処理時には、図５に実線にて示すように仕切壁部２６が下降位置に移動して熱処理用コンベア２２の全体を木材Ｗと共に取り囲む一方、その他のときには、図５に仮想線にて示すように仕切壁部２６が上昇位置に移動して熱処理用コンベア２２と他のコンベア２２との間で木材Ｗの移載を妨げないようになっている。その他の構成は実施形態４と同じである。

したがって、この実施形態においても、上記実施形態４と同様の作用効果が得られる。また、過熱水蒸気供給部２８の複数の吐出口２８ａ，２８ａ，…から過熱水蒸気Ｓがコンベア２２上の木材Ｗに向かって供給されるので、常圧の過熱水蒸気Ｓ中への木材Ｗの保持効果を促進して加熱効率を高めることができる。

しかも、熱処理中は仕切壁部２６が下降位置に移動して、熱処理用コンベア２２全体を木材Ｗと共に取り囲むので、過熱水蒸気Ｓの熱を熱処理室２内に良好に保持して、過熱水蒸気Ｓによる木材Ｗの加熱保持効率を高めることができる。

尚、上記実施形態４及び５において、過熱水蒸気供給部２８を熱処理用コンベア２２の上方に設けて、その熱処理用コンベア２２上の木材Ｗに対し上方から過熱水蒸気Ｓを供給するようにしているが、過熱水蒸気供給部２８を熱処理用コンベア２２の上方以外の位置に設けてもよく、熱処理用コンベア２２上の木材Ｗに対し過熱水蒸気Ｓを供給するものであればよい。

（実施形態６）
また、図６は本発明の実施形態６を示し、上記実施形態４及び５では過熱水蒸気Ｓを木材Ｗにその上方のみから供給するようにしているのに対し、上下双方から供給するようにしてものである。

すなわち、この実施形態では、熱処理用コンベア２２の上側に位置する上側過熱水蒸気供給部２８Ｕと、熱処理用コンベア２２におけるコンベアベルト２４の上下スパンの間（上側スパンの下側）に位置する下側過熱水蒸気供給部２８Ｌとが設けられ、これらはいずれも図外の過熱水蒸気発生装置に接続されている。上側過熱水蒸気供給部２８Ｕは、実施形態５と同様に、過熱水蒸気Ｓを下方に向かって略平行に吐出する複数の吐出口２８ａ，２８ａ，…を有する。一方、下側過熱水蒸気供給部２８Ｌも、過熱水蒸気Ｓを上方に向かって略平行に吐出する複数の吐出口２８ａ，２８ａ，…を有しており、これら上下の過熱水蒸気供給部２８Ｕ，２８Ｌの上下に対向する吐出口２８ａ，２８ａ，…からそれぞれコンベアベルト２４の上側スパン上の木材Ｗの上下面に向けて過熱水蒸気Ｓを同時に供給するようにしている。その他は実施形態５と同様の構成である。

したがって、この実施形態の場合、上下の過熱水蒸気供給部２８Ｕ，２８Ｌの吐出口２８ａ，２８ａ，…からそれぞれコンベアベルト２４上の木材Ｗの上下面に向けて過熱水蒸気Ｓが供給されるので、木材Ｗを上下からの過熱水蒸気Ｓによってムラなく熱処理することができ、その処理時間を短縮できる利点が得られる。

（実施形態７）
図７は実施形態７を示し、上記実施形態６では、木材Ｗの下側から過熱水蒸気Ｓを供給するようにしているのに対し、木材Ｗを下側から上記実施形態３と同様に過熱水蒸気Ｓとは別の加熱手段によって加熱するようにしたものである。

すなわち、この実施形態においては、熱処理用コンベア２２の上側に過熱水蒸気供給部２８が設けられている。一方、熱処理用コンベア２２におけるコンベアベルト２４の上下スパンの間（上側スパンの下側）には、例えば遠赤外線を発生するセラミックヒータ等からなるヒータ１９（加熱手段）が配置されており、熱処理工程で熱処理用コンベア２２上の木材Ｗをその上側の過熱水蒸気供給部２８から供給された過熱水蒸気Ｓによって熱処理する際に、木材Ｗを過熱水蒸気Ｓとは異なるヒータ１９を併用して下側から加熱するようにしている。その他の構成は上記実施形態５又は６と同じである。

したがって、この実施形態においては、熱処理工程で熱処理用コンベア２２におけるコンベアベルト２４上の木材Ｗを熱処理する際に、木材Ｗはその上側の過熱水蒸気供給部２８から供給された常圧の過熱水蒸気Ｓによって加熱されるが、それと同時にコンベアベルト２４下側のヒータ１９が作動して、そのヒータ１９によっても木材Ｗが下側から加熱される。このヒータ１９による加熱を加えることで、木材Ｗに伝わる熱に対流熱や輻射熱が加わり、過熱水蒸気Ｓとヒータ１９との相乗加熱効果によって木材Ｗの変色効果が向上するとともに、熱処理時間を短縮することができ、さらにはエネルギー効率が高くなって省エネ効果も得られる。

また、ヒータ１９の温度を調整することで、過熱水蒸気Ｓ単独で熱処理する場合よりも過熱水蒸気Ｓの温度を低く設定して熱処理することができる。

しかも、ヒータ１９による加熱を行うことで、過熱水蒸気Ｓ自体の供給量が少なくて済み、その排出量も少なくすることができる。

さらに、ヒータ１９によって熱処理室２を急速に加熱することができ、熱処理時の立ち上げ時間を短縮することもできる。

尚、この実施形態７でも、加熱手段は過熱水蒸気Ｓ以外のものであればよく、設置位置も木材Ｗを下側から加熱する位置に設けたが、これに限らず上側から加熱してもよく、上側及び下側の双方等、複数に設けてもよい。

また、上記実施形態４〜７では、熱処理用コンベア２２を１つとしているが、複数設けてもよく、それら複数のコンベアの周りに過熱水蒸気供給部２８を設ければよい。また、コンベアはベルトコンベア以外のものを用いてもよい。さらには、コンベア以外の搬送手段を用いることもできる。

次に、具体的に実施した実施例について説明する。

（実施例）
木材として厚さが約２ｍｍ、大きさが１００ｍｍ×１６０ｍｍのカバ単板を用いた。この板材の含水率は１０％であった。この板材を耐熱性を持つ加熱容器内に収容し、その加熱容器内に常圧の過熱水蒸気を供給して熱処理した際の処理前後の重量、ＪＩＳ Ｚ８７２９による色差ΔＥ（色変化）を測定した。実施例１〜４は、過熱水蒸気の温度及び保持時間を変えたものである。

（比較例）
実施例と同じ板材を用い、板材を耐圧耐熱容器としてのオートクレイブ内に収容し、オートクレイブ内の高圧の加熱水蒸気により熱処理した際の処理前後の重量、色変化（色差）を測定した。比較例１，２は、高圧の加熱水蒸気の温度及び保持時間を変えたものである。尚、この比較例１，２の色差は、単板が吸湿して重量が約１．５倍に増加したために、１０５℃の温風機で約４８時間をかけて１８ｇになるまで乾燥させた後に測定した。

（試験の条件及び結果）
以上の実施例及び比較例について試験の条件及び結果を図８に示す。この図８により、高圧加熱水蒸気により熱処理を行った比較例１，２は重量が約１．５倍に増加しており、かなり水分を吸収している。これに対し、常圧の過熱水蒸気により熱処理を行った実施例１〜４の重量は約０．９倍に減少しており、木材内の水分量は殆ど変わらない。

常圧過熱水蒸気で熱処理する実施例１〜４の色差は、高圧加熱水蒸気で処理する比較例１，２に比べ約２〜３倍となって、大きな差が出ている。以上により、本発明が有効であることが判る。

本発明は、木材を着色のために熱処理する処理方法及び処理装置において極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。

図１は、本発明の実施形態１に係る処理装置を概略的に示す断面図である。 図２は、本発明の実施形態２を示す図１相当図である。 図３は、本発明の実施形態３を示す図１相当図である。 図４は、本発明の実施形態４に係る処理装置を概略的に示す正面図である。 図５は、本発明の実施形態５に係る処理装置を示す図４相当図である。 図６は、本発明の実施形態６に係る処理装置の要部を概略的に示す正面図である。 図７は、本発明の実施形態７に係る処理装置を示す図４相当図である。 図８は、実施例及び比較例に対する実験の条件及び結果を示す図である。

符号の説明

Ａ 木材処理装置
Ｗ 木材
Ｓ 過熱水蒸気
１ 加熱容器
１ａ 供給口
１ｂ 排出口
２ 熱処理室
６ 供給管
７ 過熱水蒸気発生装置
８ 過熱水蒸気供給装置（過熱水蒸気供給手段）
１１ 排出管
１２ 過熱水蒸気排出装置（過熱水蒸気排出手段）
１５ 加熱部
１９ ヒータ（加熱手段）
２１ 搬送装置（搬送手段）
２２ コンベア
２８，２８Ｕ，２８Ｌ 過熱水蒸気供給部
２９ 熱処理装置（熱処理手段）

Claims (5)

1. 木材を常圧の過熱水蒸気中に保持して熱処理する熱処理工程を有することを特徴とする木材の処理方法。
2. 請求項１の木材の処理方法において、
   熱処理工程で木材を過熱水蒸気とは異なる加熱手段を併用して加熱することを特徴とする木材の処理方法。
3. 木材を収容する加熱容器と、
   上記加熱容器中に過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気供給手段と、
   上記加熱容器内部に収容された木材が常圧の過熱水蒸気中に保持されて熱処理されるように加熱容器内の過熱水蒸気を排出する過熱水蒸気排出手段とを備えていることを特徴とする木材の処理装置。
4. 木材を搬送する搬送手段と、
   上記搬送手段による搬送経路の途中に設けられ、搬送される木材を常圧の過熱水蒸気中に保持して熱処理する熱処理手段とを備えたことを特徴とする木材の処理装置。
5. 請求項４の木材の処理装置において、
   搬送手段は、木材を支持して搬送する連続する複数のコンベアからなり、
   熱処理手段は、上記複数のコンベアのうちの少なくとも１つのコンベアの周りに設けられかつ該コンベアに支持された木材に該木材が常圧の過熱水蒸気中に保持されるように過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気供給部を備えていることを特徴とする木材の処理装置。

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