JP3397306B2

JP3397306B2 - 木材の圧縮永久固定処理方法

Info

Publication number: JP3397306B2
Application number: JP31442799A
Authority: JP
Inventors: 君義北澤; ▲より▼州渋谷
Original assignee: 信州大学長; 吉川建設株式会社
Priority date: 1999-11-04
Filing date: 1999-11-04
Publication date: 2003-04-14
Anticipated expiration: 2019-11-04
Also published as: CA2358452A1; WO2001032373A1; JP2001129805A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は木材の圧縮永久固定
処理方法に関し、更に詳細には圧縮して圧密状態にある
木材に加熱処理を施し、前記圧密状態を永久固定して圧
密木材を製造する木材の圧縮永久固定処理方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、針葉樹等の木材を圧縮して圧縮木
材とした後、圧縮木材の圧縮状態を永久固定すべく、圧
縮木材が載置された容器内に外部から湿り水蒸気を導入
して加熱処理することによって、広葉樹材並の硬さを有
する圧密木材とすることは知られている。しかし、外部
から湿り水蒸気を容器内に導入して圧縮木材に加熱処理
を施すことは、容器を圧力容器とすることを要するた
め、大型の容器で大量の圧縮木材を一度に加熱処理する
ことは困難であり、生産性に劣るものである。これに対
し、特開平７−４７５１１号公報には、圧縮型内に収容
した含水率２０％程度の生材を圧縮して圧縮木材とした
後、内壁面との間に間隙が存在する密閉容器内に圧縮木
材を密閉して加熱処理を施す木材の圧縮永久固定処理方
法が提案されており、特開平７−８８８１０号公報に
も、木材の全側面を側面拘束次具により拘束しておき、
高温湿潤下で圧縮した後、その状態で乾燥する圧縮永久
固定処理方法が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前掲の特許公報で提案
された圧縮永久固定処理方法によれば、木材の保有して
いる水分を利用して湿熱処理することによって圧縮木材
の圧縮状態を迅速に固定することができ、圧縮木材が収
容された圧力容器に外部から湿り水蒸気を導入する従来
の圧縮永久固定処理方法に比較して、簡易な設備で圧密
木材を製造可能である。しかし、前掲の特許公報で提案
された圧縮永久固定処理方法では、いずれも得られた圧
密木材を気乾状態に乾燥する工程が必須である。つま
り、特開平７−４７５１１号公報で提案された圧縮永久
固定処理方法では、得られた圧密木材は、依然として含
水率が２０％程度の木材である。このため、住宅用木材
や家具用木材等として利用するためには、乾燥して含水
率が１２％以下の気乾材にすることを要するが、乾燥中
に圧密木材に反り等の変形が生じ易くなる。また、特開
平７−８８８１０号公報で提案された圧縮永久固定処理
方法では、木材を気密状態で高温湿潤下で圧縮処理を施
すため、圧縮状態を保持した状態で圧縮木材を乾燥する
ためには、気密状態を破ることを要する。この気密状態
を破る際に、温度によっては蒸気が噴出するおそれがあ
るため、圧縮木材の温度等に細心の注意を払う必要があ
る。更に、生材を圧縮すると、圧縮中に水と内容物が木
口から絞り出され、異臭を伴う廃液の処理が必要となる
ことがある。しかし、かかる廃液の処理によって圧密木
材の製造コストは高くなる。

【０００４】次に、従来、松くい虫被害木等は、木材の
辺材部に線虫等によって多数の細孔が形成されて著しく
低密化されている。このため、松くい虫被害木等は、焼
却処分や薬剤処理後に放置されており、用材として有効
利用を図ることは考えられていない。また、木材に耐久
性・耐火性等の機能を付与すべく、木材に種々の機能性
付与材を含浸させることが試みられているが、いずれも
特別の設備等を要するものであり、機能性付与材が含浸
された木材を簡易に得ることができなかった。そこで、
本発明の第１の課題は、木材を圧縮し加熱処理によって
圧縮状態を永久固定した後、乾燥を施すことなく用材と
して実用に供し得る木材の圧縮永久固定処理方法を提供
することにある。また、本発明の第２の課題は、松くい
虫被害木等の多数の細孔が形成された木材を用材として
使用し得る木材の圧縮永久固定処理方法を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、先ず、本
発明の第１の課題を解決すべく検討した結果、圧縮を施
す木材として気乾木材を用いることによって、木材を圧
縮し加熱処理によって圧縮状態を永久固定した後、乾燥
を施すことなく用材として用いることができることを見
出し、第１の本発明に到達した。すなわち、第１の本発
明は、圧縮して圧密状態にある木材に加熱処理を施し、
前記圧密状態を固定して圧密木材を製造する際に、該圧
縮を施す木材として水分含有率が１２％以下の気乾木材
を用い、内壁面に接触させて圧縮型内に収容した前記気
乾木材を、その細胞が略潰れて圧縮によって急激に密度
が向上される領域に到達するように、５０％以上の圧縮
率で圧縮して圧縮木材とした後、前記圧縮木材の圧縮状
態を固定すべく、前記圧縮型内に圧密状態に保持されて
いる圧縮木材を気密に保持して加熱処理を施すことを特
徴とする木材の圧縮永久固定処理方法にある。かかる第
１の本発明において、気乾木材として、水分含有率が５
％以上の気乾木材を用い、圧縮率を、圧密木材の比重を
０．８以上とすることのできる圧縮率とすることによっ
て、純アルミニウム以上の曲げ強度の圧密木材を得るこ
とができる。更に、圧縮木材の加熱処理を、前記圧縮木
材を圧縮状態に保持しつつ気密に保持する圧縮圧縮型を
乾熱下で加熱することによって、圧縮型を収容して加熱
する加熱容器を圧力容器とすることを要しない。

【０００６】また、本発明者等は、本発明の第２の課題
を解決すべく検討した結果、圧縮を施す木材として、松
くい虫被害木を用いたところ、多数の細孔が形成されて
低密化された辺材部が圧縮された圧密化すること、及び
辺材部に形成された多数の細孔には耐熱性材料等の機能
性材料をアルコール等に縣濁した縣濁溶液が容易に吸液
されることを見出し、本発明の第２〜３の発明に到達し
た。すなわち、第２の本発明は、圧縮して圧密状態にあ
る木材に加熱処理を施し、前記圧密状態を永久固定して
圧密木材を製造する際に、該圧縮を施す木材として、松
くい虫被害木等の多数の細孔が形成された多孔木材を用
い、内壁面に接触させて圧縮型内に収容した前記多孔木
材を、その細胞が略潰れて圧縮によって急激に密度が向
上される領域に到達するように、５０％以上の圧縮率で
圧縮して圧縮木材とした後、前記圧縮木材の圧縮状態を
固定すべく、前記圧縮型内に圧密状態に保持されている
圧縮木材を気密に保持して加熱処理を施すことを特徴と
する木材の圧縮永久固定処理方法にある。

【０００７】かかる第２の本発明において、木材の圧縮
率を、得られる圧密木材の曲げ強度が１３０ＭＰａ以上
となる圧縮率とすることによって、ブナやケヤキ材並の
曲げ強度を呈する木材を得ることができる。更に、圧縮
木材の加熱処理を、圧縮型内に圧縮状態に保持されてい
る圧縮木材の表面のうち、前記圧縮型の内壁面と非接触
状態の開放面を開放した状態で乾熱下で施すことによ
り、圧縮型を容易に作成できる。また、圧縮を施す多孔
木材として、多数の細孔に機能性充填材を充填した多孔
木材を用いることによって、種々の機能性を付与した圧
密木材を得ることができる。尚、本発明で言う「多数の
細孔」には、道管や仮道管等の木材に本来的に存する細
孔は含まれない。

【０００８】

【０００９】

【００１０】第１の本発明では、圧縮を施す木材として
含水率１２％以下の気乾木材を使用する。かかる気乾木
材を形成する細胞中には、水は自由水として存在しない
が、細胞膜に結合した結合水として存在している。この
ため、本発明では、圧縮型と木口面を封止する封止部材
とによって気密状態に封止した圧縮木材に加熱処理を施
すことによって、圧縮木材の圧縮状態を迅速に永久固定
するために必要な湿熱処理用の水分として、細胞膜に結
合している結合水を利用できる。つまり、木材の圧縮率
が高くなるに従い細胞内の空間の体積が減少する。この
ため、圧縮された体積が減少された圧縮木材中で結合水
量が加熱条件下で湿り蒸気発現条件を満たす場合、永久
固定が可能になる。このため、圧縮率が高くなるに従っ
て低含水率の気乾木材であっても、圧縮状態の圧縮状態
を永久固定できるのである。その結果、第１の本発明に
よれば、木材を圧縮し加熱処理によって圧縮状態を永久
固定した後、乾燥を施すことなく用材として実用に供し
得るのである。

【００１１】また、第２の本発明の様に、圧縮する木材
として松くい虫被害木等の多数の細孔が形成された多孔
木材を用いることによって、多数の細孔が形成されて低
密化された部分が圧縮によって圧密化され、ケヤキ材以
上の曲げ強度を呈する圧密木材を得ることができる。こ
のため、従来、廃棄されていた松くい虫被害木等を用材
として有効利用を図ることができる。更に、松くい虫被
害木等の多数の細孔が形成された多孔木材は、耐熱性材
料等の機能性材料をアルコール等の溶液に縣濁した縣濁
液を容易に吸液するため、第４の本発明の様に、予め機
能性材料の縣濁液を吸液した多孔木材を圧縮して得た圧
縮木材を加熱処理することによって、種々の機能性が付
与された圧密木材を得ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る木材の圧縮永久固定
処理方法の一例を図１及び図２を用いて説明する。図１
及び図２では、図１（ａ）に示す気乾木材１０を用い
る。この気乾木材１０の含水率は１２％以下であり、好
ましくは５％以上であることが好ましい。かかる気乾木
材１０を製材して横断面形状が長方形の板材１２とした
後［図１（ｂ）の工程］、板材１２を圧縮型１４を用い
て圧縮する［図１（ｃ）〜（ｅ）の工程］。この圧縮型
１４は、板材１２を収容する凹部１７が形成された雌型
１６と、凹部１７に挿入され収容されている板材１２を
圧縮する雄型１８とから構成される。図１（ｃ）に示す
様に、雌型１６の凹部１７に収容された板材１２は、そ
の底面及び両側面の各面の全面が凹部１７の内壁面に隙
間なく接触しており、板材１２の上面の全面は雄型１８
の圧縮面に隙間なく接触する。但し、場合によっては、
板材１２の木口面（年輪が表れる面）を開放状態として
もよい。板材１２の軸方向には圧縮による延びは実質的
に生じないからである。この様に、板材１２の木口面を
開放状態とすることによって、圧縮型１４の構造を簡略
化することができる。

【００１３】図１（ｃ）に示す圧縮型１４の雌型１６の
凹部１７内に収容された板材１２は、凹部１７内に進入
する雄型１８によって圧縮する［図１（ｄ）の工程］。
この圧縮は、板材１２の圧縮率が所定値に到達して圧縮
木材２０が得られたときに停止する［図１（ｅ）の工
程］。かかる板材１２の圧縮率は、木材の種類によって
異なるが５０％以上とすることが大切である。つまり、
木材１２の一般的な圧縮曲線は図３に示す様に、圧縮の
初期領域（領域Ａ）は、僅かな圧縮力で急激に圧縮率が
高くなる領域である。領域Ａは、木材１２を形成する細
胞が部分的に潰れる圧壊が伝播する領域であり、更に圧
縮を続行すると、圧縮力を高めても容易に圧縮率が向上
しない領域Ｂに到達する。領域Ｂは、木材１２の細胞が
略潰れて圧縮によって急激に密度が向上される領域であ
る。したがって、高密度（高比重）の圧縮木材２０を得
るには、領域Ｂに到達する圧縮率とする必要がある。こ
の領域Ｂに到達し得る圧縮率は、木材の種類によって異
なる。例えば、シラカバでは５０％まで圧縮した場合、
カラマツでは６０％まで圧縮した場合、或いはスギでは
６７％まで圧縮した場合に、領域Ｂの圧縮状態となる。
この様に、板材１２の圧縮率は、木材の種類によって異
なるが、圧縮木材２０の比重を０．８以上とし得る圧縮
率とすることによって、最終的に純アルミニウム以上の
曲げ強度の圧密木材を得ることができる。尚、ここで言
う圧縮率とは、圧縮前の板材１２の厚さをＴＯとし、圧
縮後の圧縮木材２０の厚さをＴとすると、圧縮率（％）
は［（ＴＯ−Ｔ）／ＴＯ］×１００で表す。

【００１４】所定の圧縮率に到達した圧縮木材２０を圧
縮型１４内に圧縮状態で保持し、圧縮木材２０の木口面
を部材２２によって封止［図２（ａ）の工程］した後、
複数個の圧縮型１４、１４・・を電気炉２４内に載置し
て加熱処理を施す［図２（ｂ）の工程］。この様に、電
気炉２４を用い、圧縮型１４を乾熱下で加熱処理するこ
とによって、水蒸気等を用いた湿熱下で圧縮型１４を熱
処理する場合に比較して、加熱容器を耐圧容器とするこ
とを要しないため、設備費を安価とすることができる。
かかる加熱処理の温度及び時間は、圧縮木材２０の圧縮
状態を固定し得る温度及び時間とする。この加熱処理の
時間は、図４に示す様に、加熱処理後の木材の曲げ強度
が最大となり、その後、加熱処理後の木材の曲げ強度が
徐々に低下しつつ炭化する。ここで、圧縮木材の圧縮状
態が永久固定される加熱処理の時間は、木材の曲げ強度
が最大値に到達した直後以降である。また、曲げ強度が
最大となる加熱処理の時間は、加熱処理の温度が高温に
なるに従い短時間側にシフトする傾向にある。したがっ
て、加熱処理後の木材の曲げ強度が最大となった直後に
加熱処理を終了することが好ましい。例えば、加熱温度
を１８０℃とした場合、初期の寸法が長さ１８０ｍｍ、
巾６０ｍｍ、厚さ１５ｍｍのシラカバを圧縮率５０％で
圧縮した圧縮木材２０の加熱処理時間を１２０分程度と
することが好ましく、同寸法のヒノキを圧縮率５０％で
圧縮した圧縮木材２０の加熱処理時間を９０分程度とす
ることが好ましい。

【００１５】この様に、電気炉２４を用いて圧縮型１４
を乾熱下で加熱処理する際には、圧縮型１４内の圧縮木
材２０は加圧状態で加熱されているため、圧縮木材２０
の含水率が１２％の気乾状態であっても、圧縮型１４内
に気密状態に保持された圧縮木材２０に対しては湿熱処
理を施すことができる。このことを図５に示す蒸気線図
を用いて説明する。図５の蒸気線図に示された飽和蒸気
線の右側は過熱蒸気の領域であり、左側は湿り蒸気の領
域である。ここで、含水率が１２％の気乾状態にある木
材を所定圧縮率で圧縮して得た圧縮木材２０を、その圧
縮状態を保持しつつ１８０℃で加熱すると、圧縮の程度
が不充分の場合、例えば圧縮率（ε）が２５％の場合
は、過熱蒸気の領域での加熱処理となり、圧縮状態を固
定し得るまでの加熱処理持間が長時間となる。この様
に、加熱処理持間が長時間となると、圧密木材の生産性
が低下し、且つ得られた圧密木材の曲げ強度等の物性も
劣るものとなり易い。一方、圧縮の程度を充分に高めた
圧縮木材２０の場合、例えば圧縮率（ε）が５０％以上
の場合では、圧縮木材２０を、その圧縮状態を保持しつ
つ１８０℃で加熱すると、湿り蒸気の領域での加熱処理
となり、圧縮状態を固定し得るまでの加熱処理持間を、
過熱蒸気の領域内での加熱処理時間よりも短時間とする
ことができる。この様に、加熱処理持間を短時間とする
ことができると、圧密木材の生産性を向上でき、且つ得
られた圧密木材の曲げ強度等の物性も良好なものとする
ことができる。

【００１６】所定時間の加熱時間が経過した圧縮型１４
は、室温付近まで冷却してから雄型１８と雌型１６とを
型開きして圧密木材２６を取り出す［図２（ｃ）の工
程］。得られた圧密木材２６は、沸騰水中に所定時間浸
漬する煮沸復元試験を施したところ、形状復元率は約１
０％程度であったが、煮沸復元試験後に気乾状態とした
ところ、形状復元率は略０％となって煮沸復元試験前の
形状に復帰する。従って、圧密木材２６は、その圧縮状
態が永久固定されている。しかも、圧密木材２６の曲げ
強度は、気乾状態で２００ＭＰａ以上を呈することがで
きる。かかる曲げ強度は、純アルミニウムの曲げ強度以
上の値である。また、板材１２として、ヤニを含有する
シラカバ、カラマツ、ヒノキの板材１２を用いたとき、
得られた圧密木材２６の全体が黒褐色をしている。これ
は板材１２に含有するヤニが圧縮下での熱処理によって
板材１２の全体に分散し変性して黒褐色になったもので
ある。変性したヤニは、表面に滲み出すこともなく且つ
べた付き等も呈することもない。したがって、従来、大
量に含まれるヤニが徐々に表面に滲み出し、床材等の材
料には使用できなかったカラマツ材でも、かかる圧縮熱
処理によってヤニを木材中に分散し変性させることによ
って、床材等の材料にも使用できる。しかも、木材中で
熱変性したヤニが強化剤的な役割を果たし、圧密木材２
６の強度向上にも影響しているものとも考えられる。更
に、カラマツ材では、木材中にヤニ溜りが存在すること
があるが、ヤニ溜りのヤニも木材中に分散して変性され
ているため、ヤニ溜り部分が圧密木材の表面に表れたと
しても痕跡程度が残るだけであり、実用上何等の問題も
ない。

【００１７】図１〜図２に示す木材の圧縮永久固定処理
方法において、圧縮を施す木材として板材１２を用いた
が丸太であってもよい。ここで、丸太を圧縮する際に
は、丸太を二軸横圧縮することによって、角材を容易に
得ることができる。また、板材１２として、松くい虫被
害木から切り出した板材を用いることもできる。松くい
虫被害木から切り出した板材は、多数の細孔が形成され
て低密化された多孔板材である。かかる多孔板材を、図
１及び図２に示す圧縮加熱処理方法によって圧密化した
圧密木材とすることができる。松くい虫被害木である赤
松から切り出した板材を原料に用いて得られた圧密木材
は、図６に示す様に、沸騰水中に所定時間浸漬する煮沸
復元試験でも、形状復元率は約２０％程度であり、煮沸
復元試験後に気乾状態としたところ、形状復元率は略０
％となって煮沸復元試験前の形状に復帰する。従って、
多孔板材からも圧縮状態が永久固定された圧密木材を得
ることができる。しかも、得られた圧密木材についての
曲げ強度を測定すると、図７に示す様に、気乾状態にお
いて、曲げ強度は１３０ＭＰａ以上を呈しいる。この値
は、ブナやケヤキの板材の曲げ強度以上であるため、多
孔板材を原料に用いて得られた圧密木材を種々の用途に
使用できる。但し、原料に用いた多孔板材には、数多く
の細孔が形成されているため、最終的に得られた圧密木
材も、通常の板材を用いて得られた圧密木材に比較して
吸水性が良好である。このため、香料等を含浸させるこ
とによって、香り木材等に使用できる。尚、松くい虫被
害木である赤松から切り出した板材には、カミキリ虫が
開けた穴が存在することがあるが、この穴も圧縮熱処理
によって閉塞されており、得られた圧密木材の曲げ強度
も、ブナやケヤキの板材に近い。

【００１８】ところで、松くい虫被害木から切り出した
板材には、カミキリ虫等が開けた穴等が存在することが
あるが、ヤニは殆ど含まれていない。このため、得られ
た圧密木材は褐色に変色するものの、カミキリ虫等が開
けた穴等が目立つことがある。このため、圧密木材の表
面を黒褐色として、カミキリ虫等が開けた穴等を目立た
ないようにすることが好ましい。このためには、圧縮型
１４内に圧密状態に保持されている圧縮木材２４に加熱
処理時間を長くすることによって、圧密木材の表面を黒
褐色とすることができる。また、圧縮木材２４の木口面
を開放した状態で加熱処理を施すことによって、圧縮木
材２４を気密状態で加熱処理を施す場合よりも、加熱処
理時間を長く且つ加熱処理温度を高く（２２０℃で約５
時間）設定しても、圧密木材の表面を黒褐色とすること
ができる。かかる松くい虫被害木を用いる場合にも、松
くい虫被害木を丸太状で用いることができる。丸太状の
松くい虫被害木を圧縮する際には、松くい虫被害木を二
軸横圧縮することによって、角材を容易に得ることがで
きる。ここで、松くい虫被害木を丸太状で用い、二軸横
圧縮した状態で熱処理して角材の圧密木材を得た場合、
角状の賦形性が良好であって、得られた圧密木材の表層
部が集中的に圧密化されて均一化されている。松くい虫
被害木は、通常、辺材部に線虫等によって多数の細孔が
形成されて低密化されているため、低密化された辺材部
に圧縮力が集中的に作用したことによると考えられる。

【００１９】また、松くい虫被害木から切り出した多孔
板材は、多数の細孔が形成されており吸水性に富んでい
る。このため、無機物から成る耐熱剤等の機能性充填材
をアルコール等の溶液に縣濁した縣濁液を吸液させた多
孔板材を、図１及び図２に示す工程で圧縮熱処理を施す
ことによって、機能性充填材が含浸された圧密木材を得
ることができる。かかる機能性充填材としては、例えば
シリカ、アルミナ、石灰、酸化チタン、ガラス、セメン
ト等を木材に保存・耐久・耐火性を付与する保存・耐久
・耐火性付与材として使用できる。更に、ルミネッセン
ス材料を多孔板材に含浸させることによって、夜間に木
目パターンが発光する圧密木材を得ることができる。か
かるルミネッセンス材料は、シリカ等の保存・耐久・耐
火性付与材と共に多孔板材に含浸させてもよい。これら
機能性充填材は、溶液に縣濁して多孔木材に含浸させた
後、溶液を蒸発させて乾燥させた多孔板材を圧縮熱処理
に供することが好ましい。このため、溶液としては、容
易に蒸発し易いエチルアルコール等のアルコールを用い
ることが好ましい。

【００２０】この様に、機能性充填材を縣濁した縣濁液
を吸液させた多孔木材を圧縮熱処理する場合も、機能性
充填材を縣濁した縣濁液を吸液させた多孔丸太であって
もよい。ここで、多孔丸太を圧縮する際には、多孔丸太
を二軸横圧縮することによって、機能性充填材が含浸さ
れた角材を容易に得ることができる。松くい虫被害木
は、通常、辺材部に線虫等によって多数の細孔が形成さ
れて低密化されているが、心材部には線虫等による細孔
が形成されておらず緻密構造であるため、機能性充填材
は主として辺材部に含浸される。このため、得られた圧
密木材は、主として機能性充填材が含浸されている表層
部は種々の機能性が奏される部分としての役割を奏し、
且つ主として中心部が強力保持体としての役割を奏す
る。また、この場合も、圧縮型１４内に圧密状態に保持
されている圧縮木材２４に加熱処理を施す際に、圧縮木
材２４の木口面を開放した状態で加熱処理を施すことに
よって、圧縮木材２４を気密状態で加熱処理を施す場合
よりも、加熱処理時間を長くする。この様に、加熱処理
時間を長くすることによって、圧密木材の表面を黒褐色
とし、カミキリ虫等が開けた穴や黴による変色部等を目
立たないようにすることが好ましい。尚、以上の説明で
は、多孔板材及び多孔丸太としては、松くい虫被害木を
用いたが、公知の方法で人為的に健全材に多数の細孔を
形成した多孔板材及び多孔丸太を用いてもよい。

【００２１】

【実施例】実施例１気乾状態のシラカラバの丸太から切り出された、長さ１
８０ｍｍ、巾６０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの板材（辺材）
を、圧縮型１４の雌型１６の凹部１７内にセットした。
この板材の木口面は開放状態であったが、板材の底面の
全面及び両側面の全面は凹部１７の内壁面に隙間なく接
触していた。次いで、圧縮型１４の雄型１８を凹部１７
内に挿入し、板材の上面の全面を雄型１８の圧縮面で圧
縮した。この際の圧縮率を５０％とした。圧縮後の圧縮
木材の厚さは圧縮前の板材の厚さの１／２となってい
た。この圧縮木材は、圧縮型１４で圧縮した状態を保持
しつつ木口面を封止部材によって封止した後、１８０℃
に保持されている電気炉内で１２０分間の加熱処理を施
した。その後、電気炉から取り出した圧縮型１４を空冷
してから圧密木材を取り出した。得られた圧密木材は黒
褐色に着色しているものであった。また、加熱処理時間
を６０分とした他は、同様にして圧密木材を得た。得ら
れた圧密木材は、加熱処理時間を１２０分とした圧密木
材に比較して、黒褐色の着色程度は極めてすくないもの
であった。

【００２２】実施例２実施例１で得られた圧密木材を、その木口面から５ｍｍ
の個所から切り出した試験片を煮沸中に浸漬して煮沸復
元試験を行った。その結果を図８に示す。図８から明ら
かな様に、加熱処理時間が１２０分の圧密木材は、その
形状復元率が約１０％であり、煮沸復元試験後に気乾状
態に乾燥すると煮沸復元試験前の形状に復帰する。従っ
て、加熱処理時間が１２０分の圧密木材は、その圧縮状
態が永久固定されていることが判る。一方、加熱処理時
間が６０分の圧密木材は、その形状復元率が約９０％程
度にも達し、煮沸復元試験後に気乾状態に乾燥しても形
状復元率が８０％である。従って、加熱処理時間が６０
分の圧密木材は、その圧縮状態の固定が不充分であって
永久固定されていないことが判る。

【００２３】実施例３実施例１において、加熱処理時間を９０分間とした他は
実施例１と同様に圧縮熱処理を行った。得られた圧密木
材は、黒褐色に着色しているものの、加熱処理時間を１
２０分とした圧密木材に比較して着色程度は少なくなっ
ている。得られた圧密木材の曲げ強度を静的三点曲げ試
験によって測定したところ、２００ＭＰａであった。こ
の値は、純アルミニウムの曲げ強度よりも優れた値であ
る。

【００２４】実施例４実施例１において、圧縮する板材としてヒノキの心材を
用い、圧縮率を６７％とすると共に、加熱処理時間を９
０分間とした他は、実施例１と同様に圧縮熱処理を行っ
た。得られた圧密木材は、黒褐色に着色しているもので
あったが、ヒノキの香りが強く臭うものであった。この
圧密木材は、その煮沸復元試験結果を図９に示す様に、
圧縮状態が充分に固定されたものであり、曲げ強度も２
００ＭＰａを呈するものであった。

【００２５】実施例５松くい虫被害木の赤松の辺材部から板材を切り出した。
この板材は、長さ１８０ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚さ１５ｍ
ｍの寸法である。この板材を圧縮型１４の雌型１６の凹
部１７内にセットした。この板材の木口面は開放状態で
あったが、板材の底面の全面及び両側面の全面は凹部１
７の内壁面に接触していた。次いで、圧縮型１４の雄型
１８を凹部１７内に挿入し、板材の上面の全面を雄型１
８の圧縮面で圧縮した。この際の圧縮率を６７％とし
た。圧縮後の圧縮木材の厚さは圧縮前の板材の厚さの１
／３となっていた。この圧縮木材は、圧縮型１４で圧縮
した状態を保持しつつ木口面を封止部材によって封止し
た後、１８０℃に保持されている電気炉内で９０分間の
加熱処理を施した。その後、電気炉から取り出した圧縮
型１４を空冷してから圧密木材を取り出した。得られた
圧密木材は黒褐色に着色しているものであった。得られ
た圧密木材の煮沸復元試験を実施例２と同様に行い、そ
の結果を図６に示す。図６から明らかな様に、得られた
圧密木材は、その圧縮状態が充分に固定されているもの
である。また、得られた圧密木材の曲げ強度を、静的三
点曲げ試験によって測定した結果を図７に示す。曲げ強
度は、１３０ＭＰａ以上であり、ブナやケヤキの板材以
上の曲げ強度を呈するものであった。

【００２６】

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、木材を圧縮し加熱処理
によって圧縮状態を永久固定した圧密木材を、乾燥を施
すことなく用材として実用に供することができ、圧密木
材の生産性及び製造コストの低減を図ることができる。
また、従来廃棄処分されていた松くい虫被害木等の多数
の細孔が形成された木材を、用材として有効利用するこ
とができる。更に、従来困難であった機能性付与材が含
浸された圧密木材を提供することができ、木材を新たな
用途に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る木材の圧縮永久固定処理方法の工
程の一部を説明する工程図である。

【図２】本発明に係る木材の圧縮永久固定処理方法の工
程の一部を説明する工程図である。

【図３】木材の一般的な圧縮曲線を示すグラフである。

【図４】圧縮木材に施す加熱処理の時間の影響を説明す
る説明図である。

【図５】本発明に係る木材の圧縮永久固定処理方法にお
ける加熱処理工程を説明する蒸気線図である。

【図６】松くい虫被害木から切り出した板材に圧縮熱処
理を施して圧密化した圧密木材の煮沸復元試験の結果を
示すグラフである。

【図７】松くい虫被害木から切り出した板材に圧縮熱処
理を施して圧密化した圧密木材の曲げ試験の結果を示す
グラフである。

【図８】圧縮を施す木材としてシラカバの辺材部から切
り出した板材を用いた場合の加熱処理時間の影響を示す
グラフである。

【図９】圧縮を施す木材としてヒノキの心材部から切り
出した板材を用いて得られた圧密木材の煮沸復元試験の
結果を示すグラフである。

【符号の説明】１０気乾木材１２板材１４圧縮型１６雌型１７凹部１８雄型２０圧縮木材２２封止部材２４電気炉２６圧密木材

フロントページの続き (72)発明者渋谷 ▲より▼州長野県飯田市松尾町２丁目25番地吉川建設株式会社内 (56)参考文献特開平９−155814（ＪＰ，Ａ) 特開平６−238615（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B27K 5/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮して圧密状態にある木材に加熱処理
を施し、前記圧密状態を永久固定して圧密木材を製造す
る際に、該圧縮を施す木材として水分含有率が１２％以下の気乾
木材を用い、内壁面に接触させて圧縮型内に収容した前
記気乾木材を、その細胞が略潰れて圧縮によって急激に
密度が向上される領域に到達するように、５０％以上の
圧縮率で圧縮して圧縮木材とした後、前記圧縮木材の圧縮状態を固定すべく、前記圧縮型内に
圧密状態に保持されている圧縮木材を気密に保持して加
熱処理を施すことを特徴とする木材の圧縮永久固定処理
方法。
【請求項２】気乾木材として、水分含有率が５％以上
の気乾木材を用いる請求項１記載の木材の圧縮永久固定
処理方法。
【請求項３】圧縮率を、圧密木材の比重を０．８以上
とすることのできる圧縮率とする請求項１又は請求項２
記載の木材の圧縮永久固定処理方法。
【請求項４】圧縮木材の加熱処理を、前記圧縮木材を
圧縮状態に保持しつつ気密に保持する圧縮型を、乾熱下
で加熱する請求項１〜３のいずれか一項記載の木材の圧
縮永久固定処理方法。
【請求項５】圧縮して圧密状態にある木材に加熱処理
を施し、前記圧密状態を永久固定して圧密木材を製造す
る際に、該圧縮を施す木材として、松くい虫被害木等の多数の細
孔が形成された多孔木材を用い、内壁面に接触させて圧
縮型内に収容した前記多孔木材を、その細胞が略潰れて
圧縮によって急激に密度が向上される領域に到達するよ
うに、５０％以上の圧縮率で圧縮して圧縮木材とした
後、前記圧縮木材の圧縮状態を固定すべく、前記圧縮型内に
圧密状態に保持されている圧縮木材を気密に保持して加
熱処理を施すことを特徴とする木材の圧縮永久固定処理
方法。
【請求項６】木材の圧縮率を、得られる圧密木材の曲
げ強度が１３０ＭＰａ以上となる圧縮率とする請求項５
記載の木材の圧縮永久固定処理方法。
【請求項７】圧縮木材の加熱処理を、圧縮型内に圧縮
状態に保持している圧縮木材の表面のうち、前記圧縮型
の内壁面と非接触状態の面を開放した状態で乾熱下で施
す請求項５又は請求項６記載の木材の圧縮永久固定処理
方法。
【請求項８】圧縮を施す多孔木材として、多数の細孔
に機能性充填材を充填した多孔木材を用いる請求項５〜
７のいずれか一項記載の木材の圧縮永久固定処理方法。