JPH09314513A - 木材乾燥方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乾燥時に生じる歪を低減し、建築材などの寸
法精度及び歩留りが要求される木材の乾燥にも適し、か
つ、短時間で乾燥可能な木材乾燥方法を提供すること。 【解決手段】 木材を乾燥する方法であって、まず、生
の木材を、木材乾燥装置１のハウジング２のシャッター
３を開け、その内部に形成される外界から遮断された乾
燥室内にレール５や台車を利用して収納し、シャッター
３を閉めて乾燥室をほぼ非換気状態とし、遠赤外線ヒー
タ１０から遠赤外線を木材に向かって照射し、木材の水
分を蒸発させると同時に蒸発した水分を前記乾燥室内に
満たす（ステップ１２：蒸発工程）。その後、給気ファ
ン７と排気ファン８により乾燥室を換気して、蒸発した
水分を外部に排出する（ステップ１３：除湿工程）。蒸
発工程では、乾燥室内が高湿度であるため急速な蒸発が
抑えられ、木材の内部や表面からの水分蒸発速度に極端
な差異が生じず、木材の歪みを生じることなく、短時間
で乾燥する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生材料を乾燥する
乾燥方法に関し、特に、建築材などのように寸法精度及
び歩留りが要求される木材の乾燥に適した木材木材乾燥
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築等で使用される木材は、生材料であ
る木材を乾燥した後に使用されるが、従来、生材料であ
る木材を乾燥する方法としては、一般に、乾燥室内に導
人した生の木材を蒸気で強制的に蒸した後、この乾燥室
内の温度を下げて除湿するという方法が取られていた。

【０００３】また、かかる木材などの乾燥方法として
は、木材をヒータで加熱して乾燥する方法も広く行われ
ていた。さらに、同出願人による実公平４−３３７５７
号公報によれば、遠赤外線ヒータを用いて、蒸した甘藷
や木材、穀類、魚類等の生物を乾燥するための装置とし
て、乾燥室内を循環する空気を加熱するヒータに加え
て、被乾燥物である生物に向けて遠赤外線を照射する遠
赤外線ヒータを設けた生物乾燥装置が既に知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の前者による木材の乾燥方法では、一旦蒸気で蒸した
後に乾燥工程を行うことから、木材の乾燥に長時間を要
し、そのため、極めて効率が悪いものであった。

【０００５】また、他の方法である木材をヒータで加熱
して乾燥する方法によれば、この場合は、木材の内部と
表面での乾燥温度が大きく違ってしまうことから、一旦
所定の寸法に切断した木材の寸法や形状に変化してしま
う。また木材の細胞、成分の破壊により例えば、添付し
た図５に示すように、角材などの木材Ｗの断面中央部だ
けが収縮して痩せ、割れ、捩れ、あるいは、直線部に曲
がりや反りが生じやすく、そのため、木材の歩留りが悪
くなるなどの問題点があった。

【０００６】さらに、上記実公平４−３３７５７号公報
により知られる生物乾燥装置によれば、ヒータで加熱さ
れ、乾燥室内を循環する空気により乾燥されるため、上
記従来技術によるよりも、乾燥された木材に生じる上記
割れや曲がりなどの歪の程度は少ない。しかしながら、
特に建築材などのように寸法精度が要求される木材の乾
燥に適したものとは言えなかった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記のような従
来技術における問題点に鑑み、乾燥時に木材に生じる歪
の程度を低減し、建築材などのように寸法精度が要求さ
れる木材の乾燥に適した木材乾燥方法を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、乾燥室内の木材に遠赤外線を照射し、
乾燥するに際して、乾燥室内に木材の水分を蒸発しなが
ら当初から乾燥室を換気せずに、木材から蒸発した水分
を前記乾燥室内に満たして、乾燥室内を高湿度状態と
し、その後前記乾燥室を換気することとした。すなわ
ち、本発明による木材乾燥方法は、乾燥室内に木材を収
納し、乾燥室をほぼ非換気状態としながら、同乾燥室内
の木材に遠赤外線を照射し、乾燥室内に木材の水分を蒸
発し、木材から蒸発した水分を前記乾燥室内に満たす第
一の工程と、その後前記乾燥室を換気する第二の工程と
を有することを特徴とする。

【０００９】上記本発明の木材乾燥方法では、前記第一
の工程において、遠赤外線を木材に照射することで、木
材が内部から加熱されるため、木材が含有する水分のう
ち、比較的速く蒸発する表面水や自由水のみならず、比
較的蒸発しにくい、木材組織内部の結合水も同時に蒸発
することができる。そして、遠赤外線を木材に照射する
当初の第一工程では、木材から水分を蒸発させながら、
その蒸気で乾燥室内を高湿度下におくため、前記木材の
表面水、自由水及び結合水の蒸発速度に大きな差が生じ
ない。すなわち、遠赤外線の照射により、木材が内部か
ら加熱されて、木材の表面水や自由水のみならず、結合
水も同時じ蒸発される共に、乾燥室内の高湿度下によ
り、木材の表面水、自由水だけが急速に蒸発してしまう
ことが抑えられる。このため、木材の全体として極端な
蒸発速度の違いが生じない。これにより、木材の歪みや
ヤニ等の析出が起ることなく、また木材の細胞の破壊も
少なく、木材の劣化も最小限に抑えられ、なお且つ短時
間で乾燥することができる。る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を参照しながら、詳細に説明を行う。図
２には、まず、本発明の木材乾燥方法を実施するための
装置である木材乾燥装置の外観構成が示されている。こ
の図において、木材乾燥装置１は、外界から仕切られた
乾燥室となる空間を形成するためのハウジング２から構
成されている。このハウジング２は、具体的には、例え
ばプレハブ等により、図示のような箱形に建てられてい
る。なお、このハウジング２の形状は、上述の箱形に限
定されるものではなく、その他、例えば上部に屋根を備
えた家型や小屋型のものであってもよく、その建材もプ
レハブに限られるものでないことは言うまでもない。ま
た、このハウジング２は、建屋内に配置されても、その
まま、外部に配置されることも可能である。

【００１１】また、上記図２からも明らかなように、こ
のハウジング２の正面には、いわゆる、シャッター３が
取り付けられており、このシャッター３、３を開いて、
ハウジング２内部の乾燥室内に被乾燥物である生の木材
を搬入し、その後、このシャッター３、３を閉じて、ハ
ウジング２内を外界（外気）から遮断された乾燥室とす
る。さらに、このハウジング２の正面のシャッター３配
置位置には、その上にハウジング２が建てられているコ
ンクリートベース４上に、外部から上記ハウジング２内
の乾燥室内に延びたレール５が設けられている。すなわ
ち、このレール５、５…上には、図示しない台車が移動
可能に載っており、乾燥すべき木材のハウジング２内へ
の搬入、あるいは、乾燥後の木材の搬出に使用される。
なお、図示の実施の形態になる装置では、シャッター
３、３は複数設けられているが、単数でもよい。また、
このシャッターの配置については、ハウジング２内部の
乾燥室外界（外気）から遮断を考慮して多重にしてもよ
く、あるいは、一重でもよい。

【００１２】さらに、添付図３の断面図から明らかなよ
うに、上記ハウジング２の内部には、複数の遠赤外線ヒ
ータが、この実施の形態になる装置では、例えば、ハウ
ジング２の周囲の内壁に沿って、周囲に２４個のパネル
状の遠赤外線ヒータ６、６…が配置されている。また、
添付の図４（ａ）及び（ｂ）にも示すように、上記ハウ
ジング２を構成する壁面の一部には、例えば、正面の壁
面の上方両側部の複数ヶ所には給気ファン７、７が、背
面の壁面壁面の上方の複数ヶ所には排気ファン８、８…
が、さらに、上記ハウジング２の天井を構成する壁の内
側には、複数の循環ファン９、９…が天井面の長手方向
に一列に並んで配置されている。なお、上記の実施の形
態の構成では、給気ファン７及び排気ファン８の両方を
設けているが、これに代え、給気ファン７あるいは排気
ファン８の一方だけを設け、これにより、換気ファンと
することも可能である。

【００１３】続いて、上記にその構造を説明した木材乾
燥装置により実行される本発明の木材乾燥方法について
詳述する。まず、本発明の木材乾燥方法によれば、図１
に示すように、まず、乾燥すべき木材Ｗを、例えば上記
レール５、５…上の台車に搭載し、シャッター３、３を
開けてハウジング２内の乾燥室内に移動し、その後、シ
ャッター３、３を閉め、もって、外界から遮断された乾
燥室内に木材を収納する（ステップ１１）。次に、遠赤
外線ヒータ１０、１０…に電力を供給し、乾燥室内に収
納された木材Ｗに遠赤外線を照射する（ステップ１２：
蒸発工程）。なお、この時、上記給気ファン７及び排気
ファン８（あるいは、換気ファン）は停止するか或は排
気量を加減して運転することにより、ハウジング２内の
乾燥室をほぼ非換気或は少換気状態としておく。これに
より、乾燥室内の木材Ｗは、遠赤外線ヒータ１０、１０
…から照射される遠赤外線により加熱され、木材内部に
含んでいる水分を蒸発し、蒸気を乾燥室内に排出し、こ
の木材から蒸発した水分により乾燥室が満たされること
となる。すなわち、乾燥室内に木材の水分を蒸発し、木
材から蒸発した水分を前記乾燥室内に満たす。従って乾
燥室内は、ほぼ飽和蒸気圧の高湿度環境となる。

【００１４】すなわち、上記の工程によれば、遠赤外線
を木材に照射することにより、木材から水分を蒸発させ
ながら加熱するが、この時、遠赤外線は浸透力が強く、
材木の内部まで浸透し、木材が内部から加熱される。こ
のため、木材が含有する水分のうち、比較的速く蒸発す
る表面水や自由水のみならず、比較的蒸発しにくい、木
材組織内部の結合水も同時に蒸発することができる。ま
た、乾燥室内は密閉状態であることから、乾燥室内は材
木内部からの蒸気で湿度が上昇しているので、比較的速
く蒸発しやすい表面水や自由水のみが急速に蒸発してし
まうのが抑制され、木材組織内部の結合水と同時に漸次
蒸発する。そのため、木材内部からの水分の蒸発速度
は、表面水、自由水及び結合水とで極端な差が生じず、
いわゆる、ムラのない均一な水分の蒸発速度が得られ
る。言い換えれば、木材全体からの均一な水分の蒸発速
度により、上述した木材に生じる割れや曲がりなど、さ
らには、木材内部のヤニが表面に出てくるヤニ、木材の
節の部分が外れて表面に凹部を形成してしまう現象、す
なわち「ヤニ、節」を含め、乾燥による木材の歪の発生
を抑制することが可能になる。また、遠赤外線の照射だ
けで済むことから、比較的短時間で乾燥することができ
る。

【００１５】その後、上記給気ファン７及び排気ファン
８（あるいは、換気ファン）を起動して乾燥室内の空気
を換気する（ステップ１３：除湿工程）と同時に、上記
遠赤外線ヒータ１０、１０…への電力供給をコントロー
ルして木材への遠赤外線の照射量を調整する。すなわ
ち、遠赤外線の照射により木材から排出された水分を含
む乾燥室内の多湿の空気を外部の空気と換気することに
より木材の乾燥を完了する。さらに、乾燥を完了した木
材を乾燥室内から搬出するが（ステップ１４）、この時
も、上記ステップ１１の搬入工程と同様に、シャッター
３、３を開け、やはり、レール５、５…上の台車に搭載
したまま、乾燥済みの木材を乾燥室内からハウジング２
外部へ移動することとなる。

【００１６】なお、上記ステップ１３の乾燥室内空気の
換気工程においては、遠赤外線ヒータ１０、１０…への
電力供給を遮断して木材への遠赤外線の照射を停止する
ものとして説明した。しかしながら、本発明はこれにの
み限定されることなく、この工程においても、上記遠赤
外線ヒータ１０、１０…への電力供給を停止せず、木材
への遠赤外線の照射を継続するようにすることも可能で
ある、なお、このように、乾燥室内空気の換気工程にお
いても木材への遠赤外線の照射を継続することにより、
２つの工程を同時進行し、もって、木材の乾燥速度を全
体的に早めることが可能になる効果がある。

【００１７】さらに、特に、上記のステップ１１におけ
る木材への遠赤外線の照射時において、例えば乾燥室内
を５０℃に設定し、これにより、乾燥室内がその設定温
度を越える場合は、上記３つある排気ファン８、８…、
あるいは、その一部（例えば、中央のの排気ファン８だ
け）を作動させるようにし、これにより、乾燥室内の若
干の給排気を行い、乾燥室内の温度を所定温度に維持す
るようにすることも可能である。このように、遠赤外線
の照射時の乾燥室内の温度上昇を所定の設定温度に抑え
ることにより、乾燥条件の変化にも拘わらず、より均一
な木材の乾燥を得るすることが可能になる。

【００１８】

【実施例】続いて、上記の装置を使用して、実際に木材
の乾燥を本発明の木材乾燥方法により実施して得られた
結果について、木材の種類（樹種、形状）別に説明す
る。

【００１９】まず、「米松」については、寸法、３６９
６（Ｗ）×２７９（Ｄ）×４８（Ｌ）（ｍｍ）の板状の
木材（板材）７０丁を、乾燥室内に、５列×１５段配列
し、上記本発明の方法で乾燥を行った。その結果を、以
下の表１に示す。

【表１】 この表１からも明らかなように、上記の米松板材につい
ては、蒸発工程を２４時間、その後、除湿工程を１１時
間、合計３５時間の木材乾燥装置の運転の結果、その含
水量を１００％から１２％まで乾燥することが出来た。
その結果、その木材の形状に歪み（割れ、曲がり、及
び、ヤニ、節）は生じなかった。

【００２０】次に、「杉（特１）」については、寸法、
３０３０（Ｗ）×１０７（Ｄ）×１０７（Ｌ）（ｍｍ）
の２種類の角材をサンプルとし、これらサンプルである
「杉（特１）１」と「杉（特１）２」を、上記乾燥室内
において、やはり、上記本発明の方法で乾燥を行い、そ
の結果を、以下の表２に示す。

【表２】 なお、ここでは、蒸発工程を１４時間行った時点で、一
旦、重さ、含水量、歪みの計測を行い、その後、除湿工
程を１１時間行った（合計３５時間）。その結果、乾燥
前の３０％以上の含水量を、蒸発工程により１８％（杉
（特１）１）、１９％（杉（特１）１）まで減少し、さ
らに、その後の除湿工程により１３％（杉（特１）
１）、１４％（杉（特１）１）まで乾燥することが出来
た。その際、木材の形状に歪み（割れ、曲がり、及び、
ヤニ、節）は生じなかった。

【００２１】そして、「吉野杉」については、寸法、３
００７（Ｗ）×１０７（Ｄ）×１０７（Ｌ）（ｍｍ）の
２種類の角材をサンプルとし、「吉野杉１」と「吉野杉
２」を、やはり、上記乾燥室内において、上記本発明の
方法で乾燥を行い、その結果を、以下の表３に示す。

【表３】 なお、ここでは、蒸発工程を、一旦、１４時間行い、重
さ、含水量、歪みの計測を行った。その後、再び、上記
蒸発工程を合わせて２０時間になるまで（６時間）行っ
て、再び計測を行った。その後、さらに、１８時間の除
湿工程を行い（合計３８時間）、やはり、重さ、含水
量、歪みの計測を行った。その結果、表にも示すよう
に、乾燥前の木材の含水量を、十分に低減し（「吉野杉
１」：４１．５％→１４．２３％→１４．１４％→１
３．７１％、「吉野杉２」：５８％→５１％→３９．５
％→１９．５％）、かつ、木材形状の歪み（割れ、曲が
り、及び、ヤニ、節）も見られなかった。

【００２２】さらに、他の種類である「ＮＺ（ニュージ
ーランド）松」では、寸法、４０５０（Ｗ）×２１３
（Ｄ）×１５（Ｌ）（ｍｍ）と３６３０（Ｗ）×１０２
（Ｄ）×１５（Ｌ）（ｍｍ）の２種類の板材をサンプル
とし、２つのサンプル（「ＮＺ松１」と「ＮＺ松２」
を、やはり、本発明の方法により、上記と同様にして乾
燥させたてその含水率を十分に低減することが出来た
が、その際、木材形状の歪み（割れ、曲がり、及び、ヤ
ニ、節）は見られなかった。

【００２３】また、「赤松」では、全て寸法、３９００
（Ｗ）×１２３（Ｄ）×４４（Ｌ）（ｍｍ）の３種類の
板材をサンプルとし、やはり、本発明の方法により、上
記と同様にして乾燥させたてその含水率を十分に低減す
ることが出来たが、その際、木材形状の歪み（割れ、曲
がり、及び、ヤニ、節）は見られなかった。

【００２４】上記実施例の各表からも明らかなように、
本発明の木材乾燥方法によれば、各種の木材の乾燥にお
いて十分な乾燥度が得られ、また、乾燥の際に生じうる
割れや曲がりを含めた歪みもほとんど生じないことが実
験的に判明した。

【００２５】

【発明の効果】以上の詳細な説明からも明らかなよう
に、本発明の木材乾燥方法によれば、生の木材の乾燥に
おいて、十分な乾燥度が得られると同時に、乾燥時に木
材に生じ得る割れや曲がりなどの歪の発生を低減するこ
とができ、これにより、建築材などのように寸法精度が
要求される木材の乾燥にも適した木材乾燥方法を提供す
ることが可能になるという、優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の木材乾燥方法の工程を説明するための
フローチャート図である。

【図２】本発明の木材乾燥方法を実施するための木材乾
燥装置の全体外観を示す斜視図である。

【図３】上記図３の木材乾燥装置のＡ−Ａ断面を示す図
である。

【図４】上記木材乾燥装置の正面、背面の各面を示す図
である。

【図５】従来技術における問題点を説明する乾燥後の木
材の状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 木材乾燥装置 ２ ハウジング ３ シャッター ４ コンクリートベース ５ レール ６ 遠赤外線ヒータ ７ 給気ファン ８ 排気ファン ９ 循環ファン ステップ１２ 蒸発工程 ステップ１３ 除湿工程 Ｗ 木材

【表４】

【表５】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木材を乾燥する方法において、乾燥室内
   に木材を収納し、乾燥室をほぼ非換気状態としながら、
   同乾燥室内の木材に遠赤外線を照射し、乾燥室内に木材
   の水分を蒸発し、木材から蒸発した水分を前記乾燥室内
   に満たす第一の工程と、その後前記乾燥室を換気する第
   二の工程ととを有することを特徴とする木材乾燥方法。
2. 【請求項２】 前記乾燥室を換気する前記第二の工程に
   おいて、前記乾燥室内の木材に遠赤外線を照射すること
   を特徴とする前記請求項１に記載の木材乾燥方法。
3. 【請求項３】 前記乾燥室をほぼ非換気状態とする前記
   第一の工程において、前記乾燥室内が予め設定された温
   度以上となったとき、前記乾燥室内の温度上昇を抑える
   ため若干の給排気を行なうことを特徴とする前記請求項
   １または２に記載の木材乾燥方法。