JP2757170B2

JP2757170B2 - 木材処理方法及び装置

Info

Publication number: JP2757170B2
Application number: JP8112045A
Authority: JP
Inventors: 雅弘山本
Original assignee: Yamamoto Kagu Seisakusho YK
Current assignee: Yamamoto Kagu Seisakusho YK
Priority date: 1996-04-09
Filing date: 1996-04-09
Publication date: 1998-05-25
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: US5943789A; US5752328A; JPH09277210A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木材に工業用材料
として必要な性質を持たせるための、処理方法および装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】木材は、生物である樹木を伐採し、製材
してなるものであり、これを建材として用いた場合に
は、温度および湿度に応じて木材自体が湿気を吸収放出
する等、室内環境を快適に保ち、建物自体の耐久性を高
める等優れた特性を持つ。これは、木材がいわゆる「生
きている」ということを巧く利用したものである。しか
しながら、木材は生きているが故に、製材後の変形、割
れ等の欠陥（以下、変形等という）が避けられず、工業
材料として考えた場合には、品質の安定性という点で取
扱いが困難な一面がある。

【０００３】そこで、従来から伐採後に生木を長時間放
置し、木の変形等の発生がある程度収まった時点で製材
するという手順が必要不可欠であった。ところが、木の
種類や場所によっては、例え何年ねかせたとしても変形
等が収まらず、よって建材としては不適当とされるもの
が非常に多い（実際、建材に適した木の種類の方が少な
い）。よって、ある特定の種類の木が建材として珍重さ
れることとなり、木材価格の高騰を招くばかりか、雑木
林が特定の樹木に置き換えられる等、自然の生態系を破
壊することになった。また、１本の木の中でも変形等を
生じ易い部分と生じにくい部分とがあり、建材として用
いることができる部分はおのずと限られることから、必
要量の木材を得るために伐採される森林の面積も広くな
り、環境破壊を招く要因となっていた。

【０００４】さらに、建材に適した木であっても、伐採
後に放置する、いわゆるねかせ工程に要する期間は、木
の種類によって様々であり、中には十年もの年月を要す
るものもある。この間の管理に要する人手、用地等のコ
ストは非常に高く、しかも市場の需要に合わせた安定供
給が困難であり、木材価格の更なる高騰にもつながるも
のであった。このため、建材に用いることが可能な木材
を、より早く建材として耐え得る状態に改質させるため
に、木材に人工的な処理を加える手法が従来より考え出
されている。

【０００５】例えば、処理室の中に木材を置き、所定時
間熱風にさらすことにより、導管を不可逆的に乾燥させ
木材の組織を改質せしめ、事後的な割れ、曲がり等の発
生を防止するという処理が行われている。この手法によ
り松を処理した場合には、松ヤニを大量に溶出させ、残
存した松ヤニも低粘度に改質させることが可能となり、
製材最作業の能率向上と、外観品質の向上とを図ること
ができるものである。このような従来例としては、特公
平2-28073 号公報等にその詳細が開示されている。ま
た、木材の処理室における熱風の流れを工夫し、木材の
乾燥工程における処理効率を向上させた木材乾燥装置
が、特開平4-148484号公報等に開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
木材処理方法及びその装置には次のような問題点があっ
た。上記の如く、木材に人工的な処理を加えて生木を処
理する手法では、生木を熱風にさらすことにより、木の
乾燥及び改質を生じせしめ、事後的な割れ、曲がり等の
発生を抑えるための処理を行っている。しかしながら、
高温下でなされた木材の改質状態は、常温に戻すと木材
の内部応力のバランスを崩すことになり、熱処理後に再
び木材が常温に戻る過程において、割れの発生を誘発す
ることとなった。実際に、処理室から出した木材は、外
気中に置いてから１乃至２週間以内にその80％が割れを
生ずるという場合もある。このように、建材としての品
質を向上させるための改質を促し、木材の安定供給とコ
ストの低減とをもたらすための技術は、いまだ十分に満
足し得るものとは言えず、更なる改良により能率よく処
理を行うことが可能な手法が望まれていた。

【０００７】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、従来から建材用とされ
ている種類の木については、建材として要求される品質
を得るまでの期間を短縮させ、また、従来は建材として
不適当であった種類の木や場所であっても、使用可能な
状態に改質せしめ、該改質木材を大量に安定供給するこ
とにより、特定の種類の木の高騰を防ぎ、かつ環境破壊
を防ぐことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
の本発明に係る木材処理方法は、木材を密封雰囲気内に
置き、該密封雰囲気の温度を上昇させて所定の温度およ
び湿度で均一な状態に所定時間維持した後に、前記密封
雰囲気から木材を取り出して所定温度の湯を散布し、さ
らに該木材の含水率が所定値に低下するまで乾燥させる
各工程を有することを特徴とする。

【０００９】木材を所定の温度および湿度で均一に保た
れた密封雰囲気内に置き、所定時間維持することによ
り、木材を蒸して木部の組織を軟化させる。このとき、
密封雰囲気内の温度および湿度を均一に保つことによ
り、全ての木材を平均的に蒸す。そして、木部の構成要
素であり、不均一に存在して事後的な変形等の発生要因
となるリグニン、セルロース等の物質を溶融させ、木部
全体に均一に分布させる。この処理において、木部の水
分を一定量蒸発させる。この状態では、常温において内
部応力の均衡を保つ役割をなしていたリグニン、セルロ
ースの分布バランスが崩れており、特にリグニン、セル
ロースが密であった部分は、その部分のリグニン、セル
ロースが疎になり、組織内に間隙が生じた状態となる。
ここで、所定温度の湯を散布して木材に浸透させ、前記
組織内に生じた間隙を水分で満たし、再び処理前のよう
に組織を膨らませることによって、木材内部の応力バラ
ンスを保たせる。この状態から、該木材の含水率が所定
値に低下するまで乾燥させる過程において、組織の間隙
を埋めた水分が徐々に蒸発することによって、リグニ
ン、セルロースの均一な分布状態に組織をなじませ、常
温下での内部応力の不均衡を防止する。

【００１０】本発明においては、前記密封雰囲気からの
木材の取り出しは、該木材の芯温が所定値以下となった
時点で行い、散布する湯温は前記芯温以上とすることが
望ましい。前述のごとく、木材に湯を浸透させることが
必要なので、木材の芯温が水の沸点以下でかつリグニ
ン、セルロースの凝固点以上となった時点で湯を散布す
る。このとき、芯温以上の湯を散布することにより、温
度の急変による割れの発生を防ぐ。

【００１１】さらに、本発明においては、前記密封雰囲
気内の温度の上昇率と下降率とを一致させることが望ま
しい。これにより、木材温度の急変による割れの発生を
防止する。

【００１２】また、上記問題を解決するための本発明に
係る木材処理装置は、熱風供給炉と処理室と給湯手段と
を有し、前記処理室には攪拌ファンと換気装置とセンサ
とを設け、かつ、前記熱風供給炉との間をダンパを有す
るダクトで連結し、さらに前記センサで検知した処理室
の温度および湿度に基づいて、前記ダンパ、攪拌ファン
および換気装置を制御する制御手段を有し、前記給湯手
段を前記処理室の木材出入口に隣接して設けたことを特
徴とする。

【００１３】処理室に設けた攪拌ファンおよび換気装置
と、該処理室および熱風供給炉をつなぐダクトのダンパ
とを、センサで検知した処理室の温度および湿度に基づ
いて制御手段で制御することにより、処理室内での温度
および湿度差を無くし、一定かつ均一に保つ。また、前
記処理室の木材出入口に隣接して給湯手段を設け、前記
処理室から取り出した木材に湯を散布する。

【００１４】ところで、本発明においては、前記ダクト
の噴出口を前記処理室床面の適所に複数配置することが
望ましい。この構成によって、熱風を処理室内に均等に
噴出し、かつ、処理室の床面から天井への熱風の対流を
促し、室温を均一に保つ。

【００１５】さらに、本発明においては、木材の温度お
よび湿度を検知するセンサを有することが望ましい。木
材処理の進行を図るに当り、木材の温度および湿度を直
接測定してこの値も判断材料に加えることにより、正確
な処理の進行を図る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。従来例と同一部分または相当
する部分についての詳しい説明は省略する。

【００１７】図１および図２には本発明の実施の形態に
係る木材処理装置が示されている。この木材処理装置
は、熱風供給炉１、処理室２および給湯手段３を有す
る。ここではまず、熱風供給炉１についての説明を行
う。

【００１８】熱風供給炉１は下半分を埋設し、燃料投入
用ドア４を地上に設けている。また、熱風供給炉１の下
方に空気を供給し燃料５の燃焼を促すために、送風ファ
ン６を設け、送風量を調整するダンパ33を介して、送風
管７により熱風供給炉１下方と連結している。また、熱
風供給炉１と処理室２とを連結するダクト８の取入口９
を、熱風供給炉１の上方に設け、上昇する熱風を効率よ
く取り込む。さらに、熱風供給炉１の天井には、煙突10
とスプリンクラー11とを設けている。

【００１９】熱風供給炉１には、後述する処理過程にお
いて、熱風を４日間供給しうるだけの燃料５を投入可能
な容量を持たせる。燃料５としては、住宅廃材がコスト
の面から見て最適であるが、特にこれに限定されるもの
ではない。通常、住宅廃材は一定量が括られて取り引き
されているので、熱風供給炉１の燃料投入用ドア４を開
き、括られた住宅廃材をクレーン等で直接投入すること
ができる。また、所定期間（例えば４日間）継続して燃
焼させるために、燃焼速度を制御する必要があるので、
スプリンクラー11から調節された量の水を噴出すること
ができる。さらに、炉内の温度が上昇し過ぎた場合に
は、煙突10から余分な熱風を放出することもできる。ま
た、スプリンクラー11から噴出した水が炉内にたまるこ
とが無いように、図示しない沈殿マスに通ずる廃水管12
を、熱風供給炉１の床面に設けている。さらに、炉内に
温度センサを設け、検知温度に基づいて、煙突10および
スプリンクラー11を制御し、熱風供給炉１内の温度調整
および燃料５の燃焼速度の調整を、自動的に行うことも
可能である。

【００２０】前記ダクト８の途中にはダンパ13を設けて
おり、熱風供給炉１から処理室２へ送る熱風の量を調節
することができる。また、ダクト８には送風ファン14も
設けており、熱風供給炉１から熱風をダクト８に、強制
的に吸引することも可能である。

【００２１】次に、処理室２についての説明を行う。処
理室２は壁面および上面が厚さ 300mm程度の鉄筋コンク
リートで形成されており、木材出入口15をドア16で密閉
している。ドア16は処理室内に面する側にコンクリート
層を形成した鉄製である。処理室２の天井には、複数の
攪拌ファン17および換気装置18を設けている。また、温
度および湿度を検知するセンサ19（以下、温度・湿度セ
ンサという）を複数設けている。本発明の実施の形態に
おいては、攪拌ファン17および換気装置18はそれぞれ２
か所に設け、温度・湿度センサ19は処理室２の中央部お
よび４隅の計５か所（図２）に設けている。

【００２２】ところで、処理室２と熱風供給炉１とを連
結するダクト８は、図２に示されるように３本設けられ
ており、夫々の延長部８ａが、処理室２の中央部および
両端部に配置されている。そして、延長部８ａには図３
に示すように基端部から先端部に向けて（図の左から右
方向）噴出口20を複数設けている。このとき、先端部に
より近づくほど、噴出口20の開口面積を大きくする。こ
のようにダクト８およびその噴出口20を処理室床面の適
所に複数配置することにより、いずれの噴出口20からも
均等に熱風を噴出させ、熱風が処理室２内に均一に行き
渡るようにしている。ところで、ダクトの延長部８ａ
は、処理室２の床面に埋め込むことも可能であり、ま
た、床面に溝を形成して噴出口20を有するふたで覆うこ
とにより形成することも可能である。

【００２３】さらに、温度・湿度センサ19で検知した処
理室２内の温度および湿度を基に、図示しない制御手段
（例えば、パーソナルコンピュータに温度、湿度、送風
量、各ダンパの開閉等をプログラムとして記憶し、制御
する。）によって攪拌ファン14および換気装置18を制御
することができる。また、前記制御手段はダクト８に設
けたダンパ13を制御することも可能である。よって、処
理室２内の温度および湿度は、ダンパ13、攪拌ファン14
および換気装置18を自動制御することにより、ほぼ一定
にかつ均一にすることができる。このように、処理室２
内の温度および湿度を均一にすることは、後述のよう
に、処理室２内に置かれた複数の木材24に対して平均的
に処理を施す上で、非常に重要なことである。

【００２４】次に、給湯手段３についての説明を行う。
給湯手段３は、処理室２の木材出入口15に隣接して設け
ることが望ましい。この給湯手段は、複数のパイプを格
子状に組み合わせ、複数の穿孔を施すことにより形成さ
れるシャワー21と、シャワー21と連結して所定温度の湯
を供給するボイラ22とからなる。ボイラ22は湯をためて
おく貯水タンクを有している。また、熱風供給炉１をボ
イラとして利用することも可能である。この場合にはシ
ャワー21とボイラ22とを連結する給湯パイプ23が長くな
るので、給湯パイプ23には断熱処理を十分に施すことが
望ましい。また、シャワー21により散布される湯滴は、
大きいほど散布時に湯温が下がりにくいので有利であ
る。

【００２５】木材24は、桟木26を介してトロッコ25に複
数段に載置される。トロッコ25は車輪27を有し、給湯手
段３を通過して処理室２内部まで敷設されたレール28
（図２）上を走行する。木材24同士は、均等に熱を伝え
ることができるような隙間を設けて載置することが望ま
しい。トロッコ25を走行させるために、フォークリフト
等により牽引を行ったり、また、専用のウインチ等によ
り牽引することも可能である。ところで、木材24のうち
適当な１本を選び、木材24の表面、中心部およびこれら
の中間部に木材の温度および湿度を検知するセンサ32
（以下、木材温度・湿度センサという）を埋め込む。そ
して、前述の制御手段により処理中の木材温度および湿
度を直接測定して、この値も処理を進行する上での判断
材料とする。

【００２６】図４には、木材処理装置を用いた処理工場
の配置例が示されている。給湯手段を出たレール28は途
中で分岐し、２か所の木材積卸しホーム29、30を形成し
ている。また、トロッコ25を２台設け、一方のトロッコ
25ａが処理室２の内部にあるときに、もう一方のトロッ
コｂで、木材の積卸しや次の処理サイクルに望む生木の
準備を行うことも可能である。また、後述する木材の乾
燥工程において、木材を雨滴等から守るための保管庫31
（ビニールハウス等でよい）を複数設置している。

【００２７】ここで、本発明の実施の形態に係る木材処
理装置を用いて木材の性質を改善する（改質する）手順
を説明する。

【００２８】(1) 図４に示す木材積卸しホーム29、30で
生木をトロッコ25に載置し、トロッコ25を移動させて処
理室２に移動させる。また、処理される木の１本を適当
に選び、表面、中心部およびこれらの中間部に、木材温
度・湿度センサ32を埋め込む。 (2) 図１に示すように処理室２のドア16を閉じて密閉す
る。 (3) 熱風供給炉１の燃料５を燃焼させ、ダクト８のダン
パ13を開いて熱風を処理室２に供給する。 (4) 処理室２内を処理する木の種類に合わせて設定した
温度まで上昇させ、木材24を熱する。木材24の温度の上
昇と共に、木材24に含まれる水分が蒸発し、処理室２は
飽和水蒸気で満たされる。 (5) 温度、湿度（飽和水蒸気）を所定時間一定にかつ均
一に維持すべく、制御手段によってダンパ13、攪拌ファ
ン17および換気装置18を制御する。木材24は、飽和水蒸
気で満たされた処理室２の中で蒸され、木部の組織を軟
化させる。 (6) 生木の状態では、木部の構成要素であるリグニン、
セルロースは、図５（ａ）に点で示すように、年輪の目
が詰まった部分に多く含まれている。ところが、ステッ
プ(5) の処理を施すことにより、リグニン、セルロース
は木の内部で溶融し、導管、木繊維等を通って図５
（ｂ）に示されるように全体に均一に分布する（すなわ
ち、改質される）。このとき、木材に含まれるヤニの大
部分は小口から溶出し、ヤニ袋（木質内にヤニをためて
おく部分）の中に若干量残るヤニは、それ以上溶出する
ことはない。また、この工程において木材の導管が開
く。

【００２９】(7) ステップ(5) における所定の処理時間
が経過した後に、ステップ(4) における温度の上昇率と
同一の下降率で、処理室２内部の温度を下降させる。 (8) 木材24の芯温が略75℃まで低下した時点で、処理室
２のドア16を開き、トロッコ25を給湯手段３の位置に引
き出す。 (9) ここで、ボイラ22により沸かされた湯をシャワー21
から散布し、木材24に湯を浸透させる。木材24は、ステ
ップ(5) の処理により、水分が一定量蒸発しており、湯
の浸透性は良好である。また、このときの湯温は木材24
の芯温以上、具体的には80〜90℃程度とする。また、散
布する湯量は、木材24が 200m³に対して３トンの割合と
する。このときの注意点として、前述のごとく木材24の
導管が開いた状態にあることから、木口では必要以上に
湯を吸収してしまうので、木口に大量の湯をかけないよ
うにする。ところで、木材24の芯温が略70℃のとき、表
面温度はさらに低温となっているが、湯を木材表面から
浸透させることにより、木材全体がほぼ均一な温度にな
る。

【００３０】(10)所定量の湯を散布した後に、トロッコ
25を再び木材積卸しホーム29、30（図４）に移動させ、
トロッコ25から降ろして、保管庫31に移動させる。保管
庫31としては、端部が開口したビニールハウス等が適し
ており、雨滴等水分の付着を防ぎ、かつ風通しを良くし
た状態で保管する。そして、木材24が常温まで温度低下
する際に、ヤニ袋に残ったヤニは琥珀状に固まる。前述
のごとく、残存したヤニは、日光の照射等により木材24
が再び高温状態におかれても、溶出することはない。ま
た、ステップ(6) で述べた様に、木材24の導管は開いて
いるので、水分の蒸発は促進され、この時の気化熱等に
より木材24が常温に戻るまでの時間は短縮される。とこ
ろで、この乾燥工程で雨滴等水分が付着すると、各種腐
朽菌が取付くことになるので、注意を要する。そして、
木材24の含水率が15％内外（建築基準法による）に低下
するまで自然乾燥させる。自然乾燥に要する時間は、木
材の種類によって異なるが1.5 〜２か月である。また、
ステップ(9) の処理の後に、再びトロッコ25を処理室２
に移動させ、処理室２を乾燥機として用いることにより
強制乾燥させることも可能である。この場合には木材24
の含水率が15％内外（建築基準法による）に低下するま
でに要する時間は，４日程度に短縮される。もちろん、
別個に乾燥機を設置し、この中で木材24を乾燥させるこ
とも可能である。以上により、木材の処理工程が全て完
了する。

【００３１】ところで、ステップ(4) からステップ(7)
までの所要時間およびこのときの処理室２内部の設定温
度は、処理する木材の種類により異なる。ここでの木材
の種類としては、闊葉樹と針葉樹との２種類に分ければ
十分である。以下に、図６を参照しながら、闊葉樹およ
び針葉樹に対する処理内容を説明する。

【００３２】闊葉樹に対しては、線 100で示されるよう
に、ステップ(4) からステップ(7)までの所要時間は略
４日間（96時間）程度で、処理室２の温度は略90℃とす
る。また、針葉樹に対しては、線 101に示されるように
所要時間は略３日間（72時間）程度で、処理室２の温度
は略 120℃とする。この差は、以下の理由により生ず
る。針葉樹は、闊葉樹に比べて成長が早く、したがって
同じ太さの木であっても針葉樹の目は闊葉樹よりも粗で
ある。よって、針葉樹の方が、中心部まで所定温度に上
昇する時間も短く、リグニン、セルロースを均一にする
ための処理を早く行うことが可能となる。このため、比
較的高温で短時間の処理を施しても所望の改質状態にす
ることができる。逆に、闊葉樹は目が密であり、改質に
は十分な時間を要する。よって、比較的低温で長時間の
処理を施すことにより、所望の改質状態を得る。

【００３３】また、ステップ(10)における乾燥工程で
は、自然乾燥に要する期間は、闊葉樹で２か月、針葉樹
で1.5 か月を要する。しかしながら、従来けやきの場合
には、伐採してから建材として使用可能となるまでに10
年もの間寝かせておく必要があったが、本実施の形態に
より処理を行えば、２か月強で建材としての使用が可能
となる。

【００３４】上記構成をなす本発明の実施の形態から得
られる作用効果は、以下の通りである。木材の処理方法
においては、まず、木材24を処理室２内に置き密閉す
る。そして、熱風供給路１から処理室２に熱風を送り込
むことにより、処理室２内の温度を所定温度まで上昇さ
せ、木材24を熱する。このとき、木材24から蒸発する水
分で処理室２を飽和水蒸気で満たし、かつ、処理室２内
の温度および湿度を一定にすることによって、全ての木
材24を平均的に蒸す。この状態を所定時間維持すること
により、木部の組織を軟化させ、木部の構成要素であ
り、不均一に存在して事後的な変形等の発生要因となる
リグニン、セルロース等の物質を溶融させ、木部全体に
均一に分布させる。また、この処理において、木部の水
分を一定量蒸発させる。このとき、木部の組織が粗い木
の場合は、収縮を起こしてより密な組織になる。木材24
は、全て平均的に蒸されるので、上記処理の進行は均一
に行われる。

【００３５】前述のように、生木の状態では木部の構成
要素であるリグニン、セルロースは、年輪の目が詰まっ
た部分に多く含まれている。すなわち、常温では、この
状態で内部応力が均衡を保っているので、リグニン、セ
ルロースを木部全体に均一に分布させると、元々リグニ
ン、セルロースが密であった部分は、組織内に間隙が生
じた状態となる。よって、この状態のまま常温に戻す
と、内部応力のバランスが崩れ、割れが生ずることとな
る。本発明の実施の形態では、高温状態でリグニン、セ
ルロースが均一に分布した改質状態にある木材内部で、
再びリグニン、セルロースが凝固する温度に下降する以
前に、具体的には芯温が略75℃になった時点で、略80〜
90℃の湯を散布し、リグニン、セルロースの凝固を一時
的に防止する。前述のごとく、木材からは一定量の水分
が蒸発していることから、湯は木材に速やかに浸透す
る。そして、前記組織内に生じた間隙を水分で満たし、
再び処理前のように組織を膨らませることによって木材
内部の応力バランスを保たせる。また、散布する湯の温
度は散布時の芯温以上としていることから、温度の急変
による割れの発生を防ぐことができる。さらに、前記密
封雰囲気内の温度の上昇率と下降率とを一致させること
により、このときの木材温度の急変による割れの発生も
防止することができる。前述のごとく、木材24の導管は
開いているので、熱湯の浸透も良好であり、最終的な乾
燥工程での乾燥も促進される。

【００３６】そして、雨滴等水分の付着を防ぎながら乾
燥を行う工程で、組織の間隙を埋めた水分が徐々に蒸発
することによって、リグニン、セルロースの均一な分布
状態に組織をなじませ、常温下での内部応力の不均衡を
なくす。よって、乾燥工程での割れの発生を防止し、改
質木材を安定供給することが可能となる。改質木材は、
リグニン、セルロースが木部全体に均一に分布している
ことから、事後的な変形等の発生が無く、建材として優
れた性質を持つこととなる。

【００３７】このように、木材を密封雰囲気内かつ所定
の温度および湿度で均一な状態に所定時間維持すること
により、木部に不均一に分布し、事後的な変形等の要因
となるリグニン、セルロースを均一に分布させ（すなわ
ち、改質させ）、さらに湯を散布して木材に浸透させ、
改質による内部応力の変化をなじませることにより、木
材を再び常温に戻す過程において従来発生していた割れ
を、防止することができる。この手法によれば、従来、
全処理木材の80％に生じていた割れを防ぐことができ
る。

【００３８】また、従来建材には不適当であった部分、
例えば、あて、しらたと呼ばれる部分も、上記改質によ
って事後的な変形等の発生が無くなり、利用可能とな
る。さらに、熱帯に棲息する樹木等の、成長は非常に早
いが組織が粗であり、建材としての利用には不適当であ
った木も、上記改質を行うことにより組織が密となり、
利用が可能となる。さらに、間伐材、ユーカリ、ゴムの
木等の事後的な変形の発生を防ぐことができなかった木
についても、改質が可能となり建材に利用することがで
きる。このようにして、未利用樹材の市場を開拓するこ
とも可能となり、特定樹木の需要を満たすために生ずる
生態系の破壊、森林の大量伐採による環境破壊等を防
ぎ、建材の価格を低下させることが可能となる等、数々
の優れた効果を得ることができる。

【００３９】また、本発明の実施の形態に係る木材処理
装置によれば、処理室２に設けた攪拌ファン17および換
気装置18と、処理室２および熱風供給炉１をつなぐダク
ト８のダンパ13とを、処理室２内のセンサ19で検知した
温度および湿度に基づいて、制御手段で制御することに
より、処理室２の温度および湿度を一定かつ均一に保つ
ことが可能となる。よって、木材を全て均一に改質させ
るために必要な、温度および湿度が一定かつ均一の環境
を、処理室２に形成することができる。

【００４０】また、ダクト８を３本設け、かつ、ダクト
の延長部８ａを処理室２の床面に配置し、さらに噴出口
20を適所に複数配置しているので、熱風を処理室２内に
均等に噴出し、かつ、処理室の床面から天井への熱風の
対流を促しているので、処理室の室温を均一に保つこと
が可能であり、処理室２内部を前述の木材の改質に最適
な環境とすることが容易となる。

【００４１】さらに、木材温度・湿度センサ32を処理木
材に埋め込み、この木材温度・湿度センサ32によって、
木材温度および湿度を直接的に測定することにより、木
材24を処理室２から取り出すタイミングを正確に知るこ
とが可能となる。そして処理室２の木材出入口16に隣接
して給湯手段３を設け、処理室２から取り出した木材に
対し、速やかに湯を散布することが可能となる。したが
って、木材処理の進行をより正確に、かつ効率よく行う
ことが可能となり、改質木材をより迅速に、かつ安定し
て得ることが可能となる。

【００４２】

【実施例】以下に、本発明の実施の形態に係る木材処理
方法によって、木材の改質を行う際の各種条件を、木の
種類を例示して表１に示す。

【表１】上記数値は平均的なものであり、処理室内の温度および
湿度を考慮しながら、時間処理温度等を適宜調節する。
なお、表１中、加熱温度および加熱時間は、前記ステッ
プ(5) 、(6) における処理室２内の温度および加熱時間
を、放置時間は前記ステップ(9) における熱湯散布処理
後に木材内部のリグニン、セルロースが固定する（凝固
する）までに要する放置時間を示している。

【００４３】

【発明の効果】本発明はこのように構成したので、以下
のような効果を有する。木材を所定の温度および湿度で
均一に保たれた密封雰囲気内に置き、所定時間維持する
ことにより、木部の構成要素であり、木部に不均一に存
在して事後的な変形等の発生要因となるリグニン、セル
ロース等の物質を溶融させ、木部全体に均一に分布させ
る。この処理により、特にリグニン、セルロースが密で
あった部分は、その部分のリグニン、セルロースが疎に
なり、組織内に間隙が生じた状態となる。このまま常温
に戻すと、従来の木材処理方法と同様に、木材内部の応
力バランスが崩れて割れを生ずることとなるが、ここ
で、本発明では所定温度の湯を散布して木材に浸透さ
せ、前記組織内に生じた間隙を水分で満たし、再び処理
前のように組織を膨らませることによって、木材内部の
応力バランスを保たせる。

【００４４】そして、該木材の含水率が所定値に低下す
るまで乾燥させる過程において、組織の間隙を埋めた水
分が徐々に蒸発することにより、リグニン、セルロース
の均一な分布状態に組織をなじませ、常温下での内部応
力の不均衡を防止し、木材の改質を完了する。したがっ
て、従来は処理木材の過程で80％に生じていた割れの発
生を防ぎ、かつ事後的な変形をなくすことができる。

【００４５】ところで、上記木材処理を行う際に、前記
密封雰囲気からの木材の取り出しは、該木材の芯温が所
定値以下となった時点で行い、散布する湯温は前記芯温
以上とすることにより、リグニン、セルロースの凝固を
一時的に防ぎ、組織内に生じた間隙を水分で満たし、再
び処理前のように組織を膨らませることによって、木材
内部の応力バランスを保たせる。このとき、芯温以上の
湯を散布することにより、温度の急変による割れの発生
も防止する。さらに、前記密封雰囲気内の温度の上昇率
と下降率とを一致させることによっても、木材温度の急
変による割れの発生を防止する。このようにして、処理
木材の過程における割れの発生を防ぎ、改質木材を安定
供給することを可能とする。

【００４６】また、本発明に係る木材処理装置は、処理
室に設けた攪拌ファンおよび換気装置と、該処理室およ
び熱風供給炉をつなぐダクトのダンパとを、センサで検
知した処理室の温度および湿度に基づいて制御手段で制
御することにより、処理室内の温度および湿度を均一に
かつ一定に維持することが可能である。よって、上記の
木材処理を行うために最適な環境を作り出すことができ
る。また、給湯手段を前記処理室の木材出入口に隣接し
て設け、前記処理室から取り出した木材に対し、速やか
に湯を散布することが可能となる。

【００４７】また、ダクトの噴出口を前記処理室床面の
適所に複数配置することにより、熱風を処理室内に均等
に噴出し、かつ、処理室の床面から天井への熱風の対流
を促し、室温を均一に保つことにより、上記木材処理を
行うために最適な環境を作り出すことが容易となる。し
かも、本発明においては、木材温度・湿度センサを有
し、木材の温度および湿度の測定結果も木材処理の進行
を図るための判断材料に加えているので、より正確で効
率的な処理の進行を図ることができる。

【００４８】以上述べたように、本発明に係る木材処理
を行うことにより、従来の未利用樹材を建材として利用
可能とし、特定樹木に偏った植林を行う必要をなくし、
自然の生態系の維持に貢献することができる。また、従
来建材に不適当であった種類や場所も使用可能となるこ
とから、建材の価格を低減させることができる。さら
に、森林の伐採量を減少させることにより、環境破壊の
防止を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る木材処理装置の要部
摸式図である。

【図２】図１に示す木材処理装置の上面図である。

【図３】図２に示すダクト延長部の詳細図である。

【図４】図１に示す木材処理装置を有する木材処理工場
の平面摸式図である。

【図５】木材に含まれるリグニン、セルロースの分布状
態を点で表したものであり、（ａ）は改質前、（ｂ）は
改質後の様子を表す図である。

【図６】本発明の実施の形態に係る木材処理方法により
木材を処理する際の、処理室内の温度変化の様子を示す
グラフである。

【符号の説明】

１熱風供給炉２処理室３給湯手段８ダクト 13 ダンパ 17 攪拌ファン 18 換気装置 19 温度・湿度センサ 32 木材温度・湿度センサ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】木材を密封雰囲気内に置き、該密封雰囲
気の温度を上昇させて所定の温度および湿度で均一な状
態に所定時間維持した後に、前記密封雰囲気から木材を
取り出して所定温度の湯を散布し、さらに該木材の含水
率が所定値に低下するまで乾燥させる各工程を有する木
材処理方法。
【請求項２】前記密封雰囲気からの木材の取り出し
は、該木材の芯温が所定値以下となった時点で行い、散
布する湯温は前記芯温以上とすることを特徴とする請求
項１に記載の木材処理方法。
【請求項３】前記密封雰囲気内の温度の上昇率と下降
率とを一致させることを特徴とする請求項１または２に
記載の木材処理方法。
【請求項４】熱風供給炉と処理室と給湯手段とを有
し、前記処理室には攪拌ファンと換気装置とセンサとを
設け、かつ、前記熱風供給炉との間をダンパを有するダ
クトで連結し、さらに前記センサで検知した処理室の温
度および湿度に基づいて、前記ダンパ、攪拌ファンおよ
び換気装置を制御する制御手段を有し、前記給湯手段を
前記処理室の木材出入口に隣接して設けたことを特徴と
する木材処理装置。
【請求項５】前記ダクトの噴出口を前記処理室床面の
適所に複数配置したことを特徴とする請求項４に記載の
木材処理装置。
【請求項６】木材の温度および湿度を検知するセンサ
を有することを特徴とする請求項４または５に記載の木
材処理装置。