JPH08238605A - 木材の改質処理方法 - Google Patents
木材の改質処理方法Info
- Publication number
- JPH08238605A JPH08238605A JP7097295A JP7097295A JPH08238605A JP H08238605 A JPH08238605 A JP H08238605A JP 7097295 A JP7097295 A JP 7097295A JP 7097295 A JP7097295 A JP 7097295A JP H08238605 A JPH08238605 A JP H08238605A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wood
- compressed
- pressure
- softened state
- compression
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- Pending
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- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 木材の圧密化処理において、処理時間、特に
圧縮時間を短縮し経済性を高めると共に、製品の品質の
向上を図ることを目的とする。 【構成】 軟化状態の木材を圧縮し、自由水を搾り出し
た後圧力を除き、１６０℃以下の温度で乾燥して水分含
有率を１０重量パーセント以上３０重量パーセント以下
とし、次いで該木材を軟化状態で金型内で再度圧縮賦形
する。
圧縮時間を短縮し経済性を高めると共に、製品の品質の
向上を図ることを目的とする。 【構成】 軟化状態の木材を圧縮し、自由水を搾り出し
た後圧力を除き、１６０℃以下の温度で乾燥して水分含
有率を１０重量パーセント以上３０重量パーセント以下
とし、次いで該木材を軟化状態で金型内で再度圧縮賦形
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は木材の改質処理方法に
関するもので、特には、杉などの軟質木材を圧縮固定化
により堅牢化、整形するに際し、その処理サイクルを短
縮化する処理方法に関する。
関するもので、特には、杉などの軟質木材を圧縮固定化
により堅牢化、整形するに際し、その処理サイクルを短
縮化する処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】杉などの軟質木材の硬度を改良するた
め、湿熱処理などの手段により軟化した木材を横方向に
圧縮した後、高温湿熱処理により変形を固定する方法
は、圧密化として知られている。特開平４−１４４０４
号の発明によれば原料木材は耐圧容器中に位置する金型
に装填され、５〜２５気圧の飽和水蒸気中で数秒から数
十分処理され軟化状態にされたのち、金型内で１／２〜
１／３の圧縮比で圧縮される。さらにこの状態で数秒か
ら数十分処理することにより熱固定される。この方法は
木材の表面硬度、曲げ弾性率などの物性を向上させると
共に、機械加工なしで木材の形状を金型に合わせて整形
できる利点がある。
め、湿熱処理などの手段により軟化した木材を横方向に
圧縮した後、高温湿熱処理により変形を固定する方法
は、圧密化として知られている。特開平４−１４４０４
号の発明によれば原料木材は耐圧容器中に位置する金型
に装填され、５〜２５気圧の飽和水蒸気中で数秒から数
十分処理され軟化状態にされたのち、金型内で１／２〜
１／３の圧縮比で圧縮される。さらにこの状態で数秒か
ら数十分処理することにより熱固定される。この方法は
木材の表面硬度、曲げ弾性率などの物性を向上させると
共に、機械加工なしで木材の形状を金型に合わせて整形
できる利点がある。
【０００３】しかしながら、上記の圧密化法にはいくつ
かの欠点もある。第一に処理サイクルが長く処理コスト
が高くなることである。長い処理サイクルの原因として
は、軟化、圧縮、熱固定の各工程に要する時間があげら
れる。すなわち、木材組織は適度の水分を含有した状態
で１００℃前後に加熱されると軟化し、外力によって大
変形を起こすようになる。しかるに、木材の熱伝導率は
中空セル構造のために低く、たとえば直径１５cm程度の
杉材を１２０℃の密閉容器中で加熱軟化するためには約
６０分が必要である。
かの欠点もある。第一に処理サイクルが長く処理コスト
が高くなることである。長い処理サイクルの原因として
は、軟化、圧縮、熱固定の各工程に要する時間があげら
れる。すなわち、木材組織は適度の水分を含有した状態
で１００℃前後に加熱されると軟化し、外力によって大
変形を起こすようになる。しかるに、木材の熱伝導率は
中空セル構造のために低く、たとえば直径１５cm程度の
杉材を１２０℃の密閉容器中で加熱軟化するためには約
６０分が必要である。
【０００４】また、圧縮工程に要する時間は木材の長さ
と共に増加する。杉のような針葉樹を圧縮すると、内部
の自由水は、仮道管を通って木口から絞り出される。急
速な圧縮では内部に取り残された水が木材を破損するこ
とがあり、これが圧縮速度の上限を規定することが多
い。２メートルの生材を圧縮する場合の典型的な所要時
間は３０分程度であるが、この時間は水分率、木材の長
さと共に増加する。
と共に増加する。杉のような針葉樹を圧縮すると、内部
の自由水は、仮道管を通って木口から絞り出される。急
速な圧縮では内部に取り残された水が木材を破損するこ
とがあり、これが圧縮速度の上限を規定することが多
い。２メートルの生材を圧縮する場合の典型的な所要時
間は３０分程度であるが、この時間は水分率、木材の長
さと共に増加する。
【０００５】さらに、木材の圧縮された構造を固定する
には、適正な水分の存在下では１８０℃で１０分の処理
で十分である。ただし、圧縮された木材の温度を圧縮温
度（１００〜１５０℃）から固定化温度まで上昇させる
に要する時間を無視できず、結局、断面１０cm平方の圧
縮された杉角材の固定化工程には３０分程度は必要とな
る。
には、適正な水分の存在下では１８０℃で１０分の処理
で十分である。ただし、圧縮された木材の温度を圧縮温
度（１００〜１５０℃）から固定化温度まで上昇させる
に要する時間を無視できず、結局、断面１０cm平方の圧
縮された杉角材の固定化工程には３０分程度は必要とな
る。
【０００６】このように、特開平４−１４４０４号で開
示されているような方法では、処理サイクルとして最低
９０分程度は必要であり、工業的には極めて不利であ
る。上に述べた従来の圧密化方法の欠点は公知の技術に
よりある程度改善可能である。例えば、多数の原木を大
型の蒸気缶中で同時に処理し、圧縮の直前に金型に装填
することにより軟化時間を短縮できる。また圧縮と同時
に金型を急冷し、木材の温度が５０℃付近まで低下した
時点で木材を金型から外し、治具により形態を保持した
まま熱処理すれば固定化時間を短縮できる。とくに、形
態固定用治具を圧縮用金型内部にセットすれば、圧縮終
了と同時に木材を金型から取り外すことも可能である。
しかしながら、圧縮工程そのものを短縮することは知ら
れていない。
示されているような方法では、処理サイクルとして最低
９０分程度は必要であり、工業的には極めて不利であ
る。上に述べた従来の圧密化方法の欠点は公知の技術に
よりある程度改善可能である。例えば、多数の原木を大
型の蒸気缶中で同時に処理し、圧縮の直前に金型に装填
することにより軟化時間を短縮できる。また圧縮と同時
に金型を急冷し、木材の温度が５０℃付近まで低下した
時点で木材を金型から外し、治具により形態を保持した
まま熱処理すれば固定化時間を短縮できる。とくに、形
態固定用治具を圧縮用金型内部にセットすれば、圧縮終
了と同時に木材を金型から取り外すことも可能である。
しかしながら、圧縮工程そのものを短縮することは知ら
れていない。
【０００７】第二は処理工程を通じて水分の管理が困難
な点である。杉材は産地、生育条件などにより水分の含
有率、分布のバラツキが著しい。このため圧縮速度の選
定が困難であり、安全をみて、低めに設定する必要があ
る。また圧縮された木材中に残存する水分は、熱固定さ
れた木材が大気の湿度に応じて乾燥される過程で、そ
り、不均一収縮などの不必要な変形の原因になる。
な点である。杉材は産地、生育条件などにより水分の含
有率、分布のバラツキが著しい。このため圧縮速度の選
定が困難であり、安全をみて、低めに設定する必要があ
る。また圧縮された木材中に残存する水分は、熱固定さ
れた木材が大気の湿度に応じて乾燥される過程で、そ
り、不均一収縮などの不必要な変形の原因になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な状況に鑑みて、木材の圧密化処理において、処理時
間、とくに圧縮時間を短縮し経済性を高めると共に、製
品の品質の向上を図ることを目的とするものである。
な状況に鑑みて、木材の圧密化処理において、処理時
間、とくに圧縮時間を短縮し経済性を高めると共に、製
品の品質の向上を図ることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
軟化状態の木材を圧縮し、自由水を搾り出した後圧力を
除き、１６０℃以下の温度で乾燥して水分含有率を１０
重量パーセント以上３０重量パーセント以下とし、次い
で該木材を軟化状態で金型内で再度圧縮賦形することを
特徴とする木材の改質処理方法に係る。
軟化状態の木材を圧縮し、自由水を搾り出した後圧力を
除き、１６０℃以下の温度で乾燥して水分含有率を１０
重量パーセント以上３０重量パーセント以下とし、次い
で該木材を軟化状態で金型内で再度圧縮賦形することを
特徴とする木材の改質処理方法に係る。
【００１０】
【作用】この発明は、上のように、圧縮した木材を固定
化することなく加熱乾燥し、含水率を気乾水分率付近に
調整し、この状態の木材を、加熱された気密金型内で再
度圧縮しそのまま熱固定することを骨子とするものであ
る。
化することなく加熱乾燥し、含水率を気乾水分率付近に
調整し、この状態の木材を、加熱された気密金型内で再
度圧縮しそのまま熱固定することを骨子とするものであ
る。
【００１１】すなわち、一旦圧縮され、圧縮後圧力を解
除された木材はほぼ最初の体積を回復するが、最初の状
態（圧縮前の原木）とは著しく異なる性質を有する。つ
まり、圧縮時の強制的な脱水により木材の軸方向に並行
に配列された仮道管中の隔壁は破壊されるため、仮道管
方向の物質移動は容易になり、たとえば短時間で均一に
乾燥できる。乾燥は湿度を調整した過熱水蒸気中で行う
と最終水分率が調整しやすく、また水蒸気による酸素遮
断効果により木質の熱分解、着色が押さえられる。乾燥
温度は木質中での熱分解や加水分解を避けるため１６０
℃以下が望ましい。
除された木材はほぼ最初の体積を回復するが、最初の状
態（圧縮前の原木）とは著しく異なる性質を有する。つ
まり、圧縮時の強制的な脱水により木材の軸方向に並行
に配列された仮道管中の隔壁は破壊されるため、仮道管
方向の物質移動は容易になり、たとえば短時間で均一に
乾燥できる。乾燥は湿度を調整した過熱水蒸気中で行う
と最終水分率が調整しやすく、また水蒸気による酸素遮
断効果により木質の熱分解、着色が押さえられる。乾燥
温度は木質中での熱分解や加水分解を避けるため１６０
℃以下が望ましい。
【００１２】そして、一度圧縮された木材を、水分率を
調整し、加熱軟化したものは、高速で再圧縮可能であ
る。これらの性質を利用すれば、木材の圧密化を極めて
効率良く実施できる。
調整し、加熱軟化したものは、高速で再圧縮可能であ
る。これらの性質を利用すれば、木材の圧密化を極めて
効率良く実施できる。
【００１３】このようにして得られる圧密化木材の水分
含有率は気乾状態の値に近く、また、この程度の水分が
存在すれば、１８０℃では、１０分程度で固定化反応は
十分進行することが知られている。製品の含水率は気乾
状態に近いため、乾燥工程は不要である。
含有率は気乾状態の値に近く、また、この程度の水分が
存在すれば、１８０℃では、１０分程度で固定化反応は
十分進行することが知られている。製品の含水率は気乾
状態に近いため、乾燥工程は不要である。
【００１４】
【実施例】次に、この発明の具体的な実施例について説
明する。直径１１〜１３cm、長さ１．２ｍの杉生材１２
本を１２０℃、２．０気圧の水蒸気雰囲気中で２時間湿
熱処理した後、１２０℃に加熱された１対の半円筒形
（円筒内径、３０cm）の金型と１対の補助側板に囲まれ
た空間に装填し、半円筒形金型の一方を相対する金型に
対し０．５cm／分の速度で金型同志が接するまで圧縮す
る。
明する。直径１１〜１３cm、長さ１．２ｍの杉生材１２
本を１２０℃、２．０気圧の水蒸気雰囲気中で２時間湿
熱処理した後、１２０℃に加熱された１対の半円筒形
（円筒内径、３０cm）の金型と１対の補助側板に囲まれ
た空間に装填し、半円筒形金型の一方を相対する金型に
対し０．５cm／分の速度で金型同志が接するまで圧縮す
る。
【００１５】圧縮された木材は、直ちに金型から取り出
され、１気圧、１２０℃の加熱水蒸気中で４８時間乾燥
する。乾燥した木材の水分含有率は１８％であった。こ
のうちの１本を、１８０℃に調温された気密金型内で１
方向から５cm／分の等速で圧縮して断面５cm×１０cmの
角柱とし、この状態で２０分間該金型内で熱固定してか
ら取り出し室温で冷却した。角柱は水分含有率１６％
で、これから切り出した試験片（５mm×２０mm×５０m
m）は９８℃、２０秒の熱水処理でほとんど変形しなか
った。
され、１気圧、１２０℃の加熱水蒸気中で４８時間乾燥
する。乾燥した木材の水分含有率は１８％であった。こ
のうちの１本を、１８０℃に調温された気密金型内で１
方向から５cm／分の等速で圧縮して断面５cm×１０cmの
角柱とし、この状態で２０分間該金型内で熱固定してか
ら取り出し室温で冷却した。角柱は水分含有率１６％
で、これから切り出した試験片（５mm×２０mm×５０m
m）は９８℃、２０秒の熱水処理でほとんど変形しなか
った。
【００１６】
【発明の効果】このように、この発明によれば、木材の
圧密化処理において、処理時間、特に圧縮時間を短縮し
経済性を高めると共に、製品の品質の向上を図ることが
できる。
圧密化処理において、処理時間、特に圧縮時間を短縮し
経済性を高めると共に、製品の品質の向上を図ることが
できる。
Claims (1)
- 【請求項１】 軟化状態の木材を圧縮し、自由水を搾り
出した後圧力を除き、１６０℃以下の温度で乾燥して水
分含有率を１０重量パーセント以上３０重量パーセント
以下とし、次いで該木材を軟化状態で金型内で再度圧縮
賦形することを特徴とする木材の改質処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7097295A JPH08238605A (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 木材の改質処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7097295A JPH08238605A (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 木材の改質処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08238605A true JPH08238605A (ja) | 1996-09-17 |
Family
ID=13446953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7097295A Pending JPH08238605A (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 木材の改質処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08238605A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008036954A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Sumitomo Forestry Co Ltd | 圧密化単板の製造方法 |
| US11498240B2 (en) | 2017-12-29 | 2022-11-15 | Ahf, Llc | Densified wood including process for preparation |
-
1995
- 1995-03-02 JP JP7097295A patent/JPH08238605A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008036954A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Sumitomo Forestry Co Ltd | 圧密化単板の製造方法 |
| US11498240B2 (en) | 2017-12-29 | 2022-11-15 | Ahf, Llc | Densified wood including process for preparation |
| US11931917B2 (en) | 2017-12-29 | 2024-03-19 | Ahf, Llc | Densified wood including process for preparation |
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