JP2009241265A - ヒノキ材の乾燥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】短期間の乾燥工程で、材面割れがなく、且つ材面の変色（退色、或いは黄変）が抑制されて視覚的にも優れた品質のヒノキ材の製材製品を効率良く得ることのできるヒノキ材の乾燥方法を提供する。
【解決手段】ヒノキ材の材面割れを防止すると共に材面の変色を抑制するヒノキ材の乾燥方法であって、乾球温度が９０〜１３０℃の高温条件下で行う高温乾燥工程と、乾球温度が６０〜８０℃の中温条件下で行う中温乾燥工程とを含み、高温乾燥工程を４〜８時間行った後、引き続いて中温乾燥工程を５〜７日間行う。
【選択図】なし

Description

本発明は、ヒノキ材の乾燥方法に関し、特に、ヒノキ材の材面割れを防止すると共に材面の変色を抑制するヒノキ材の乾燥方法に関する。

ヒノキは我が国の特産樹種であり、辺材は淡黄白色、心材は淡黄渇色又は淡紅色を有している。また辺材と心材の境界部分がはっきりしないものが多く、また早材から晩材への推移は緩やかであり、木理は通直で表面仕上げが良く、肌目は精となっている。そして、ヒノキから得られたヒノキ材は、特有の芳香と光沢を有しており、切削等が容易であり、割裂性も大きいといった特性を備えており、建築用材の中で最も優れた木材として高く評価されている。

一方、ヒノキ材に限らず、住宅構造用の木材の製材製品は、施工後に割れやくるいが発生するのを防止するために、その樹種を問うことなく、乾燥した後の乾燥材を用いることが広く普及している。製材製品を乾燥させて乾燥材とするには、樹種の材質や製材製品の用途、或いは乾燥作業の効率化等を鑑みて、種々の乾燥方法が採用されることになるが、住宅構造用角材等の製材製品として用いるヒノキ材の人工的な乾燥方法として、一般に中温乾燥法や高温乾燥法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。

ここで、中温乾燥法は、主としてヒノキ材を背割材として用いる場合の乾燥方法として採用されるものであり、例えば乾球温度が６０〜８０℃程度の中温条件下で乾燥工程が行われる。高温乾燥法は、主としてヒノキ材の材面割れを防いで無背割材として用いる場合の乾燥方法として採用されるものであり、例えば乾球温度が９０〜１３０℃程度の高温条件下で乾燥工程が行われる。

また、乾燥室内の温度や湿度を管理すると共に、乾燥させる製材製品の内部の材温や含水率を管理しつつ乾燥工程を行えるようにした木材の乾燥装置も開発されている（例えば、特許文献１参照）。
「わかりやすい樹種別乾燥剤材生産の技術マニュアル」平成１６年３月、全国木材共同組合連合会発行、第３１頁〜第３８頁 特開２００１−２８７２０６号公報

従来のヒノキ材の乾燥方法によれば、中温乾燥法では、材面の変色（退色、或いは黄変）を効果的に抑制できる一方で、特にヒノキ材が心持ち材である場合に、乾燥工程の初期に木材の表層部分が収縮し易くなり、そのときに生じる強い引張り応力によって材面割れが発生し易くなる。したがって、中温乾燥法は、一面に背割りを行うことで他の材面に割れが発生するのを抑制した背割材としてヒノキ材を用いる場合の乾燥方法として限定されることになる。また中温乾燥法では、乾燥工程を終了するまでに、例えば２０日間程度の長期間を要することになる。

高温乾燥法では、乾燥工程の初期に木材の表層部分を軟化させ引張り応力を緩和させることにより、材面割れが発生するのを効果的に抑制できると共に、乾燥工程を例えば５日間程度の僅かな期間で終了することが可能であるが、その一方で、乾燥中の材温が終始１００℃前後となるため、材色が著しく損われることになる。この結果、ヒノキ材の辺材がもつ白みと心材がもつ赤みとのコントラストが失われて、全体的に黄色みを帯びた仕上り（黄変）となる。

本発明は、上述の従来の技術的課題に着目してなされたものであり、例えば５〜１０日程度の短期間の乾燥工程で、材面割れがなく、且つ材面の変色（退色、或いは黄変）が抑制されて視覚的にも優れた品質のヒノキ材の製材製品を効率良く得ることのできるヒノキ材の乾燥方法を提供することを目的とする。

本発明は、ヒノキ材の材面割れを防止すると共に材面の変色を抑制するヒノキ材の乾燥方法であって、乾球温度が９０〜１３０℃の高温条件下で行う高温乾燥工程と、乾球温度が６０〜８０℃の中温条件下で行う中温乾燥工程とを含み、前記高温乾燥工程を４〜８時間行った後、引き続いて前記中温乾燥工程に移行して前記中温乾燥工程を５〜７日間行うことを特徴とするヒノキ材の乾燥方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。

そして、本発明のヒノキ材の乾燥方法では、前記ヒノキ材が、心持ち材であることが好ましい。

また、本発明のヒノキ材の乾燥方法では、前記ヒノキ材が、一辺の長さが９０〜１４０ｍｍの角材であることが好ましい。

本発明のヒノキ材の乾燥方法によれば、例えば５〜１０日程度の短期間の乾燥工程で、材面割れがなく、且つ材面の変色（退色、或いは黄変）が抑制されて視覚的にも優れた品質のヒノキ材の製材製品を効率良く得ることができる。

本発明の好ましい一実施形態に係るヒノキ材の乾燥方法は、ヒノキ材の材面割れを防止すると共に材面の変色（退色、或いは黄変）を抑制できるようにする乾燥方法であって、乾球温度が９０〜１３０℃の高温条件下で行う高温乾燥工程と、乾球温度が６０〜８０℃の中温条件下で行う中温乾燥工程とを含み、高温乾燥工程を４〜８時間行った後、引き続いて中温乾燥工程に移行してこの中温乾燥工程を５〜７日間行うことによって構成される。

本実施形態では、ヒノキ材の製材製品を乾燥させるための高温乾燥工程や中温乾燥工程は、好ましくは図１に示すような、例えば特開２００１−２８７２０６号公報に記載された木材の乾燥装置１０を用いて行うことができる。すなわち、図１に示す木材の乾燥装置は、乾燥すべき木材としてヒノキ材の製材製品１０を収容する温度及び湿度を制御可能な乾燥室１、乾燥室１内に蒸気を噴射する蒸射機構２、乾燥室１内の空気を加熱する加熱機構３、乾燥室１内に外気を導入する給気機構４、乾燥室１内の空気を外部に排気する排気機構５等を具備している。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、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を介して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。

また、図１に示す木材の乾燥装置は、木材内部の温度を測定可能な熱電対からなる温度センサー６や、木材内部の含水率を測定可能な、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等を備えており、これらの温度センサー６や含水率センサー７を木材１０の所定の深さに設置すると共に、リード線等を介して制御演算部８と接続することにより、この制御演算部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。さらに、算出された木材内部の温度や含水率は、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。

そして、本実施形態では、例えばヒノキ材の製材製品１０として、一辺の長さが１１５ｍｍの正方形断面を有すると共に、心持ち材となっている角材を乾燥室１の内部に設置して、高温乾燥工程と中温乾燥工程とが行われる。

本実施形態では、高温乾燥工程に先立って、従来の高温乾燥法と同様に、初期蒸射工程を行うことが好ましい。初期蒸射工程は、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とにより、乾燥させる木材を軟化させ、これに続く高温乾燥工程における乾燥効率の向上を図るための工程である。初期蒸射工程は、好ましくは設定温度を９５℃として６〜１０時間程度行う。そして、初期蒸射工程を行った後、木材内部が初期蒸射により軟化している間に、乾燥室内の乾球温度を一気に９０〜１３０℃の高温に加熱して高温乾燥工程を開始する。

高温乾燥工程は、乾燥室１内の乾球温度を９０〜１３０℃の高温に保持して行う乾燥工程である。本実施形態では、高温乾燥工程は、乾球温度を９０〜１３０℃の高温に保持した状態で４時間よりも長く、且つ８時間を超えない長さで行われる。高温乾燥工程を行うことにより、乾燥工程の初期段階でヒノキ材の製材製品１０の表層部分を軟化させ引張り応力を緩和させることが可能になり、これによってヒノキ材の製材製品１０に材面割れが発生するのを効果的に抑制することが可能になる。また高温乾燥工程を４〜８時間といった短時間のみ行うことにより、好ましくはヒノキ材の材温が１００℃前後に達している時間を例えば６〜１０時間程度以内に留めることが可能になり、これによって乾燥されるヒノキ材の製材製品１０の材面が退色したり黄変したりするのを効果的に抑制することが可能になる。

ここで、本実施形態では、高温乾燥工程における乾燥室１内の乾球温度は、９０〜１３０℃とすることが好ましく、１００〜１３０℃とすることがさらに好ましく、１１０〜１３０℃とすることが特に好ましい。高温乾燥工程における乾燥室１内の乾球温度が低すぎると、材面割れが生じ易くなり、高温乾燥工程における乾燥室１内の乾球温度が高すぎると、乾燥コストが過度に増大することになる。また高温乾燥工程における乾燥室１内の乾球温度を１１０〜１３０℃とすることにより、乾燥コストを過度に増大させることなく、材面割れを効率良く効果的に抑制することが可能になる。

また、本実施形態では、乾燥室１内の乾球温度を９０〜１３０℃の高温に保持して行う高温乾燥工程は、４〜８時間行うことが好ましい。高温乾燥工程の時間が短かすぎると、材面割れが生じ易くなり、高温乾燥工程の時間が長すぎると、材面の退色や黄変が生じ易くなると共に、内部割れが発生する危険性が高まることになる。

そして、本実施形態では、高温乾燥工程を行った後、引き続いて中温乾燥工程に移行してこの中温乾燥工程を５〜７日間行う。中温乾燥工程は、乾燥室１内の乾球温度を６０〜８０℃の中温に保持して行う乾燥工程であり、本実施形態では、中温乾燥工程は、乾球温度を６０〜８０℃の中温に保持した状態で５日間よりも長く、且つ７日間を超えない長さで行われる。高温乾燥工程から中温乾燥工程に移行して引き続き乾燥を行うことにより、ヒノキ材の製材製品１０を、材面の退色や黄変を抑制しつつ効率良く乾燥させることが可能になる。

ここで、本実施形態では、中温乾燥工程における乾燥室１内の乾球温度は、６０〜８０℃とすることが好ましい。中温乾燥工程における乾燥室１内の乾球温度が低すぎると、乾燥日数が長くなり、、中温乾燥工程における乾燥室１内の乾球温度が高すぎると、材面の退色や黄変が生じ易くなる。

また、本実施形態では、乾燥室１内の乾球温度を６０〜８０℃の中温に保持して行う中温乾燥工程は、５〜７日間行うことが好ましい。中温乾燥工程の日数が短かすぎると、乾燥が不十分になるため含水率を十分に低下させることが困難になり、中温乾燥工程の日数が長すぎると、乾燥コストが過度に増大することになる。また中温乾燥工程の日数を５〜７日とすることにより、乾燥コストを過度に増大させることなく、目標とする例えば１５〜２０％程度の含水率となるように効率良く製材製品１０を乾燥させることが可能になる。

中温乾燥工程を行って、ヒノキ材の製材製品１０の含水率が目標とする例えば１５〜２０％程度の含水率になったら、乾燥工程を終了して製材製品１０を乾燥室１から取り出す。取り出された製材製品１０は、必要に応じて適宜養生を施した後に、施工後に割れやくるいが発生しない優れた材質の例えば住宅構造用の柱材等として使用に供されることになる。

そして、上述の構成を備える本実施形態のヒノキ材の乾燥方法によれば、例えば５〜１０日間程度の短期間の乾燥工程で、材面割れがなく、且つ材面の変色（退色、或いは黄変）が抑制されて視覚的にも優れた品質のヒノキ材の製材製品を効率良く得ることが可能になる。

すなわち、本実施形態によれば、乾球温度が９０〜１３０℃の高温条件下で行う高温乾燥工程を
４〜８時間行った後、引き続き乾球温度が６０〜８０℃の中温条件下で行う中温乾燥工程を５〜７日間行うので、高温乾燥工程によって製材製品１０の表層部分を軟化させ引張り応力を緩和させて材面割れが発生するのを効果的に抑制することが可能になり、また高温乾燥工程を短時間行った後に中温乾燥工程に移行することにより、ヒノキ材の製材製品１０の材面が退色したり黄変したりするのを効果的に抑制すると共に、中温乾燥工程の日数を大幅に短縮することが可能になり、これらによって、材面割れがなく、且つ材面の変色（退色、或いは黄変）が抑制されて視覚的にも優れた品質のヒノキ材の製材製品を、効率良く得ることが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、乾燥されるヒノキ材の製材製品は、心持ち材である必要は必ずしも無く、また角材である必要は必ずしも無い。例えば円柱形状の製材製品等であっても良い。

以下、実施例１及び実施例２により、本発明のヒノキ材の乾燥方法をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

〔実施例１〕
材面が辺材色となった一辺の長さが１１５ｍｍの複数の心持ち角材を実施例１のヒノキ材の製材製品として、本発明に係る上記実施形態と同様の木材の乾燥装置を使用すると共に同様の乾燥工程に従って乾燥を行い、乾燥後の製材製品について、色彩色差計を用いて明度、赤み、黄みの測定を行った。明度、赤み、黄みは、Ｌ*（＋明るい：−暗い）、ａ*（＋赤：−緑）、ｂ*（＋黄：−青）の３つの指数によって各々数値化し、色差を判定した。また、実施例１の製材製品の生材についても同様に明度、赤み、黄みの測定を行い、乾燥後の製材製品の色差と比較した。さらに、実施例１のヒノキ材の製材製品を、従来の高温乾燥法及び中温乾燥法と同様の乾燥工程に従って各々乾燥させ、乾燥後の製材製品について同様に明度、赤み、黄みの測定を行って、生材及び上記実施形態と同様の乾燥工程による製材製品の色差と比較した。測定結果を図２に示す。また図２における明度、赤み、黄みの具体的な数値を表1に示す。

なお、色彩色差計として商品名「ＣＲ−２００」（ＭＩＮＯＬＴＡ（株）製）を使用し、これの測色部を対象部位に押し当てて測定を行った。色彩の測定は、製材製品の材面の早材部に対して行い、直径約１ｃｍ以上の領域で色が均一な部分を目視によって選んで測定した。

また、本発明に係る上記実施形態と同様の乾燥方法による乾燥工程における乾燥室内の乾球温度（℃）及び湿球温度（℃）の経時的変化を、図４に示す。図４に示す乾燥工程では、高温乾燥工程は４時間、中温乾燥工程は７日間である。また従来の高温乾燥法による乾燥工程における乾燥室内の乾球温度（℃）及び湿球温度（℃）の経時的変化を、図５に示す。

〔実施例２〕
材面が心材色となった一辺の長さが１１５ｍｍの複数の心持ち角材を実施例２のヒノキ材の製材製品として、本発明に係る上記実施形態と同様の木材の乾燥装置を使用すると共に同様の乾燥工程に従って乾燥を行い、乾燥後の製材製品について、実施例１と同様に色彩色差計を用いて明度、赤み、黄みの測定を行った。また、実施例２の製材製品の生材についても同様に明度、赤み、黄みの測定を行い、乾燥後の製材製品の色差と比較した。さらに、実施例２のヒノキ材の製材製品を、従来の高温乾燥法及び中温乾燥法と同様の乾燥工程に従って各々乾燥させ、乾燥後の製材製品について同様に明度、赤み、黄みの測定を行って、生材及び上記実施形態と同様の乾燥工程による製材製品の色差と比較した。測定結果を図３に示す。また図３における明度、赤み、黄みの具体的な数値を表２に示す。

実施例１の材面が辺材色となった製材製品の測定結果によれば（図２参照）、本発明の乾燥方法によって乾燥された製材製品は、従来の高温乾燥法によって乾燥させたものと比較して、明度の極端な低下や、黄みの極端な上昇がみられず、生材や、中温乾燥法によって背割り材として乾燥させたものと略同様の色差を保っていることが判明する。また、実施例２の材面が心材色となった製材製品の測定結果によれば（図３参照）、本発明の乾燥方法によって乾燥された製材製品は、従来の高温乾燥法によって乾燥させたものと比較して、赤みの極端な低下や、黄みの極端な上昇がみられず、生材や、中温乾燥法によって背割り材として乾燥させたものと略同様の色差を保っていることが判明する。

したがって、本発明のヒノキ材の乾燥方法によれば、例えば５〜１０日程度の短期間の乾燥工程で、材面割れがなく、且つ黄色みを帯びた仕上りとならない視覚的にも優れた品質を備えるヒノキ材の製材製品が効率良く得られることが判明する。

本実施形態の好ましい一実施形態に係るヒノキ材の乾燥方法を実施するための木材の乾燥装置の概略の構成を説明するシステム図である。 実施例１のヒノキ材の製材製品について、辺材色を比較した色彩の測定結果を示すチャートである。 実施例２のヒノキ材の製材製品について、心材色を比較した色彩の測定結果を示すチャートである。 本発明のヒノキ材の乾燥方法による乾燥工程における乾燥室内の乾球温度及び湿球温度の経時的変化を例示するチャートである。 従来の高温乾燥法による乾燥工程における乾燥室内の乾球温度及び湿球温度の経時的変化を例示するチャートである。

符号の説明

１ 乾燥室
２ 蒸射機構
３ 加熱機構
４ 給気機構
５ 排気機構
６ 温度センサー
７ 含水率センサー
８ 制御演算部
１０ ヒノキ材の製材製品（木材）

Claims (3)

1. ヒノキ材の材面割れを防止すると共に材面の変色を抑制するヒノキ材の乾燥方法であって、
   乾球温度が９０〜１３０℃の高温条件下で行う高温乾燥工程と、乾球温度が６０〜８０℃の中温条件下で行う中温乾燥工程とを含み、前記高温乾燥工程を４〜８時間行った後、引き続いて前記中温乾燥工程に移行して前記中温乾燥工程を５〜７日間行うことを特徴とするヒノキ材の乾燥方法。
2. 前記ヒノキ材が、心持ち材である請求項１に記載のヒノキ材の乾燥方法。
3. 前記ヒノキ材が、一辺の長さが９０〜１４０ｍｍの角材である請求項１又は２に記載のヒノキ材の乾燥方法。

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