JPH11348002A - 高強度木材の製造方法 - Google Patents

高強度木材の製造方法

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JPH11348002A JP16154998A JP16154998A JPH11348002A JP H11348002 A JPH11348002 A JP H11348002A JP 16154998 A JP16154998 A JP 16154998A JP 16154998 A JP16154998 A JP 16154998A JP H11348002 A JPH11348002 A JP H11348002A
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    • Y10T428/31989—Of wood

Abstract

(57)【要約】 【課題】 木材組織にひずみを与えることなく強度を高
めることができる高強度木材の製造方法を提供する。 【解決手段】 松の木を製材し、この製材木を温水につ
けるなどして充分に水を含ませ、マイクロ波を照射して
仮導管１内の水を強制排出させると共にセルロ一ス組織
を柔軟にする。次いで、潜熱が内在する間好ましくはマ
イクロ波照射から６０秒以内に油圧プレス等を使用して
約２．５ｔの圧力で木材を圧縮し、木材の体積が原体積
の３０％以下となるように収縮させる。これより、木材
の組織にひずみを生じさせることがなく、しかも原木に
比べて強度及び硬度を約３０倍、引張力を約１０倍に高
めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、天然の木材、特に
松の木などの針葉樹木材の強度を高めることによって高
強度木材を生産できるようにした製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】松の木
の主成分は、セルロース、仮導管（tracheals ）内の
水、及びレジン（resin ）であり、仮導管内の水を除去
すると空間（cavity）が発生し、松の木であればこの空
間は木材全体積の７０％以上を占めることになる。
【０００３】ところで、木材を乾燥させると強度を高め
ることができることは従来から知られているところであ
るが、単純に木材を乾燥させたのでは、図１に示される
ように、Ｌａｔｅ−ｗｏｏｄの仮導管１とＥａｒｌｙ一
ｗｏｏｄの仮導管１とは構造が異るため、熱膨脹及び収
縮過程に差が生じ、木材組織にひずみ（strain）が生じ
木材の価値が低下してしまう。
【０００４】そこで本発明は、木材組織にひずみを与え
ることなく強度を高めることができる高強度木材の製造
方法を提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めの本発明の高強度木材の製造方法は、針葉樹木材に水
を含ませ、その後この木材にマイクロ波を照射すること
によって木材内部の水分を強制排出させると共にセルロ
ース組織を柔軟化させ、潜熱が内在している間にかかる
木材を圧縮することを特徴とするものであり、特に松の
木の場合には、木材の体積が原体積の３０％以下となる
ように圧縮することを特徴とするものである。
【０００６】前記のような構造的特徴をもつ木材組織に
おいて、仮導管内の水分子を除去し、セルロース組織を
加圧すると、仮導管内の空間（cavity）が無くなるの
で、例えば松の木であれば木材の体積を原体積の３０％
以下となるまで縮小させることができる。他の針葉樹も
仮導管の占める割合が高いため同じように収縮させるこ
とができる。このように縮小された木材はセルロース組
織の集合体のようになる。セルロース組織は、図２に示
されるように、縦軸と横軸方向に均質に置かれているた
め、乾燥させてもセルロース自体にひずみ（strain）は
発生しないのである。したがって、本発明によれば、木
材の組織が安定し変形することがなく、強度、硬度及び
引張力をともに高めることができる。特に松の木につい
て言えば、強度及び硬度を圧縮前の原木に比べて約３０
倍、引張力を約１０倍に高めることができる。
【０００７】なお、本発明において、処理の対象すなわ
ち原木となる木材は、製材された木材であっても、製材
されてない木材であってもよい。「木材に水を含ませ
る」手段としては、水又は温水に木材をつけるようにし
ても、水蒸気を当てるようにして、或いはその他の方法
によってでもよく、その程度は木材含水率が１００％と
なる程度まで含ませるようにするのが好ましい。「木材
内部の水分を強制排出させる」程度は、木材の含水率が
０〜１００％となる程度まで水を排出させるのが好まし
い。「潜熱が内在している間」とは、木材の温度が７０
〜８０℃以上である間であることが好ましい。
【０００８】また、本発明で照射する「マイクロ波」
は、発振周波数２４５０ＭＨｚ、出力５００Ｗであっ
て、大きさ７ｍｍ×５ｍｍ×５ｍｍ、含水率１００％の
木材に対して５分間照射することにより含水率を０％ま
で乾燥させることができる性能を有するものであるのが
好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】発明の実施形態を通じてより具体
的に本発明を説明する。ここで図１は、松の木の組織を
示した図である。
【００１０】本発明においては、松の木などの針葉樹木
を製材して充分に水を含ませた後、マイクロ波を照射し
て仮導管１内の水を強制排出させると共にセルロ一ス組
織を柔軟にする。次いで、潜熱が内在する間に油圧プレ
ス等を使用して約２．５ｔの圧力で木材を圧縮し、木材
の体積が原体積の３０％以下となるように収縮させて高
強度木材を得る。
【００１１】このようにして木材を圧縮すると、水分子
の自由振動数と同じ振動数のマイクロ波の作用により木
材中の水分子が共振振動を起して水は気化され、気化さ
れた水蒸気はセルロース組織の間を通じて外部に放出さ
れる。これより、木材組織の破壌無しに乾燥し、仮導管
１内の空間（cavity）が無くなり仮導管１は虚空のもの
となる。また、この際発生した内部潜熱はセルロース組
織に熱エネルギーとして伝達され、仮導管周壁を形成す
るセルロース組繊を柔軟にする。そこでこの際に、油圧
プレス等で圧力を加えると、軟化されたセルロース組織
が圧縮されながら仮導管は収縮するから、図４に示すよ
うに、組織全体が圧縮された木材を得ることができる。
【００１２】これに対し、マイクロ波照射による水分子
の除去後、木材内部の潜熱が無くなった後に圧縮を施し
た場合は、セルロースの成分が凝固して再構成され仮導
管外壁が原来より強力に構成されるようになるため、外
圧を加えると仮導管構造が破壊され木材価値を喪失する
ばかりか、所望の強度と硬度を木材に与えることもでき
ないのである。従って、本発明においては、圧縮させる
木材内部に潜熱がある間に迅速に圧縮させなければなら
ず、好ましくはマイクロ波照射から６０秒以内に圧縮を
終了させるのが効果的である。
【００１３】
【発明の効果】このように本発明によれば、木材の体積
を原体積の３０％以下になるように縮小させることがで
き、しかも一旦収縮されると木材は外部の人為的造作な
しには変形が起らず、更には縮小程度に従って強度と硬
度とを適宜調整できるのである。例えば最大に収縮させ
た時には原木に比べ約３０倍程度高めることができ、更
には引張力も原木の１０倍近くまで高くすることができ
る。また、原木の内部構造が全く破壊（変形）されない
ので、必要な時に含水させれば徐々に原状回復（図５参
照）可能であり、用途に適合した実用的な材木を作るこ
とができ、建築用材は勿論のこと各種産業分野の新素材
として有用に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】松の木の組織を示した図である。
【図２】仮導管の間にあるセルロース組織の拡大図であ
る。
【図３】圧縮前の松の木の横断面組織の写真である。
【図４】圧縮後の松の木の横断面組織の写真である。
【図５】圧縮した松の木を復元させた横断面組織の写真
である。
【符号の簡単な説明】
１ 仮導管 ２ セルロース

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 針葉樹木材に水を含ませ、その後この木
    材にマイクロ波を照射することによって木材内部の水分
    を強制排出させると共にセルロース組織を柔軟化させ、
    潜熱が内在している間にかかる木材を圧縮することを特
    徴とする高強度木材の製造方法。
  2. 【請求項２】 松の木木材に水を含ませ、その後マイク
    ロ波を照射することによって木材内部の水分を強制排出
    させると共にセルロース組織を柔軟化させ、潜熱が内在
    している間に木材を圧縮して木材の体積が原体積の３０
    ％以下となるように収縮させることを特徴とする高強度
    木材の製造方法。
  3. 【請求項３】 上記マイクロ波の照射は、発振周波数２
    ４５０ＭＨｚ、出力５００Ｗのマイクロ波を照射するも
    のであって、大きさ７ｍｍ×５ｍｍ×５ｍｍ、含水率１
    ００％の木材に対して５分間照射することによって木材
    の含水率を０％まで乾燥させることができる性能を有す
    る請求項１又は２に記載の高強度木材の製造方法。
JP16154998A 1998-05-04 1998-05-27 高強度木材の製造方法 Pending JPH11348002A (ja)

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