WO2009145221A1 - 木材の着色方法、着色装置および着色された着色木材 - Google Patents

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pressure steam
treatment
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伸一 鈴木
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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    • B27K1/00—Damping wood
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K5/00—Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
    • B27K5/007—Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00 using pressure
    • B27K5/0075—Vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K2240/00—Purpose of the treatment
    • B27K2240/50—Ageing

Definitions

  • the present invention relates to a method for coloring wood used for, for example, building materials, a coloring apparatus, and improvement of colored colored wood.
  • Patent Document 1 discloses that wood is treated with high-temperature steam in a compressed state inside a high-temperature and high-pressure container, so that cellulose, hemicellulose, and lignin, which are constituent components of wood, are altered and the whole is colored brown. A method for treating wood to be caused has been proposed.
  • colored wood can be obtained by slicing after heat treatment without drying the wood or performing water absorption treatment again.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and in the heating and coloring treatment using high-pressure steam, wood capable of shortening the processing time while preventing dry cracking of wood due to surface drying during pressure reduction treatment. It is an object of the present invention to provide a coloring method, a coloring apparatus, and a colored wood.
  • the wood coloring method according to claim 1 is a wood coloring method in which wood is colored by high-pressure steam treatment. After the wood is colored by high-pressure steam treatment, the high-pressure steam treatment is performed. It is characterized in that after the submerged wood is submerged, the pressure is reduced.
  • the wood coloring method according to claim 2 is characterized in that, in claim 1, the wood is a sliced veneer.
  • the wood coloring method according to claim 3 is characterized in that, in claim 1, the wood is a flitch material excluding bark having a moisture content of 33% or more (dry base).
  • the wood coloring method according to the third aspect wherein the flitch material is constrained in a state where a plurality of the flitch materials are stacked with a spacer interposed therebetween, subjected to high-pressure steam treatment, and cooled in water. It is characterized by being.
  • Claims 5 to 9 propose desirable processing conditions for each processing that the inventor has learned in carrying out the method of the present invention.
  • the wood coloring method according to claim 5 is the method according to any one of claims 1 to 4, wherein the submergence of the wood maintains the pressure in a state in which the pressure is not lowered by 0.15 MPa or more from the pressure of the high-pressure steam treatment. It is characterized by being performed.
  • the method for coloring wood according to claim 6 is characterized in that, in any one of claims 1 to 5, the pressure reduction treatment is performed after the wood has been cooled to a temperature of 115 ° C or lower. .
  • the wood coloring method according to claim 7 is characterized in that, in any one of claims 1 to 6, the wood has one or more of vertical, horizontal, and length of 180 mm or less. .
  • the wood coloring method according to claim 8 is characterized in that, in any one of claims 1 to 7, the heat treatment condition by the high-pressure steam treatment is an atmospheric temperature of 120 ° C or higher and 190 ° C or lower. .
  • the wood coloring method according to claim 9 is the method according to any one of claims 1 to 8, wherein in the high-pressure steam treatment, the difference between the center temperature and the ambient temperature of the wood is 10 ° C for 15 minutes or more. It is characterized by being held within.
  • claims 10 to 13 propose the wood coloring apparatus of the present invention.
  • the wood coloring apparatus has a high-pressure high-temperature steam introduction port and an exhaust port, and is provided with at least a pedestal for placing the wood in a restrained state. After the high-pressure and high-temperature steam is introduced and the wood is colored by high-pressure steam treatment inside the high-pressure steam kettle, water is stored in the high-pressure steam kettle and the wood is restrained by the pedestal It is characterized in that after the water is submerged, the pressure is reduced.
  • the wood coloring apparatus wherein the water weir having at least a pedestal that has an inlet for high-pressure and high-temperature steam and an exhaust port and is placed in a state where the wood is constrained is provided as a high-pressure steam.
  • the wood coloring apparatus comprising a high-pressure steam kettle having an introduction port for high-pressure and high-temperature steam and an exhaust port, and at least holding means for holding the wood in a restrained state.
  • a high-pressure steam kettle having an introduction port for high-pressure and high-temperature steam and an exhaust port, and at least holding means for holding the wood in a restrained state.
  • the wood coloring apparatus includes at least a water reservoir container having an introduction port for high-pressure and high-temperature steam and an exhaust port and having holding means for holding the wood in a restrained state.
  • a high-pressure steam kettle provided, high-temperature steam is introduced into the high-pressure steam kettle, and the wood restrained by the holding means is exposed to a high-pressure steam atmosphere to develop a color; Is maintained in a predetermined state, cooling water is introduced into the water reservoir, the wood is submerged in the cooling water and cooled, and then the pressure is reduced.
  • the colored wood according to claim 14 is characterized by being colored by the wood coloring method according to any one of claims 1 to 9.
  • the wood is colored by high-pressure steam treatment, so that the high-pressure steam permeates into the wood and the wood is heat-treated in a wet state to develop color.
  • the flitch material does not harden the wood due to drying, and is easy to slice after processing.
  • the flitch material is subjected to high-pressure steam treatment and then laminated and bonded.
  • the color of the material can be easily controlled, and a material with little color variation can be obtained.
  • the obtained raw materials have color variations of the raw materials
  • high-pressure steam treatment is performed to reduce the color variations of the raw materials, or the sliced veneer with a more uniform color is manufactured by combining the colored raw materials can do.
  • the pressure, temperature, wood size, etc. are controlled under normal controllable conditions, so that the wood varies in color. It can be colored without.
  • the submergence of the wood is performed while maintaining the pressure in a state in which the pressure is not lowered by 0.15 MPa or more than the pressure of the high-pressure steam treatment, so that the surface is more effective. Can prevent dry cracking. Further, according to the wood coloring method of the sixth aspect, since the pressure reduction treatment is performed by cooling to a temperature of 115 ° C. or lower, it is possible to prevent dry cracking of the surface during the pressure reduction treatment.
  • any one of vertical, horizontal and length of wood is 180 mm or less, the temperature inside can be quickly raised. For this reason, there is no possibility of cracking by the temperature gradient inside the wood during the temperature rise and cooling.
  • the wood coloring method according to claim 8 since the high-pressure steam treatment is performed at an atmospheric temperature of 120 ° C. or higher, it is possible to quickly color to a required concentration without color variation. Moreover, deterioration of wood can be effectively prevented by setting the upper limit to 190 ° C. or lower.
  • an apparatus that can efficiently implement the present invention can be easily configured by incorporating necessary equipment in the high-pressure steam kettle.
  • a water reservoir weir or a water reservoir container is provided in the high-pressure steam kettle, water is stored therein, and the wood restrained by the pedestal or the holding means is submerged. It is desirable when a thick flitch material or the like is laminated and colored.
  • the colored wood according to claim 14 since it is colored by the wood coloring method according to any one of claims 1 to 9, it is heat-treated in a wet state. Therefore, the surface of the wood is not excessively dried during the heat treatment. Further, since the wood subjected to the high pressure steam treatment is submerged before the pressure reduction treatment, the surface of the wood is not excessively dried in the pressure reduction treatment. Thus, according to the wood of claim 14, it is possible to effectively prevent dry cracking of the surface during coloring.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the coloring device of FIG. 4. It is a flowchart which shows the coloring procedure in the coloring apparatus of FIG. It is the table
  • FIG. It is a conceptual diagram which shows the structure of the coloring apparatus of the wood of the 3rd Embodiment of this invention.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the coloring device of FIG. 8. It is a flowchart which shows the coloring procedure in the coloring apparatus of FIG. It is the table
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a wood coloring device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of the coloring device
  • FIG. 3 is a flowchart showing a coloring procedure in the coloring apparatus.
  • this wood coloring apparatus 1 is configured by providing a pedestal 3 for placing a wood 2 in a high-pressure steam pot 4 in a restrained state.
  • the pedestal 3 is fixed to the inside of the high-pressure steam kettle 4 while being supported by the support legs 5 from the inner wall surface of the high-pressure steam kettle 4, and includes an upper fixed beam 3a and a lower fixed beam 3b.
  • the upper fixed beam 3a and the lower fixed beam 3b are configured to be openable and closable so that the wood 2 can be restrained. That is, the wood 2 is sandwiched between the upper and lower sides of the pressing plates 2a and 2b and placed between the upper fixed beam 3a and the lower fixed beam 3b of the base 3, and the bolt hole 3c of the lower fixed beam 3b. It is restrained by a bolt 3d screwed into (FIG. 2).
  • the high-pressure steam kettle 4 is made of a stainless steel material from the viewpoint of minimizing metal contamination of the wood 2 and is configured to be split vertically as shown in FIG.
  • the inside of the high-pressure steam kettle 4 can be opened by attaching and detaching bolts 4a and nuts 4b.
  • the high-pressure steam kettle 4 is provided with a high-pressure and high-temperature steam inlet 5a, an exhaust port 5b, and a pressurized water inlet 5c from the water tank 9 pressurized by the pressurized tank 8.
  • a drain port 5e for draining the liquefied vapor through the steam trap 5d and a water drain port 5f are provided.
  • the high-pressure and high-temperature steam inlet 5a, the outlet 5b, the water inlet 5c, the steam drain 5e, and the water drain 5f are respectively a steam inlet valve 6a, a steam exhaust valve 6b, The introduction valve 6c, the drain valve 6e, and the water discharge valve 6f adjust the flow rate of the fluid flowing through each of them.
  • step S1 a plurality of woods 2 are stacked.
  • spacers are used so that they stick to each other so that the substantial plate thickness does not increase.
  • step S2 the uppermost surface and the lowermost surface of the plurality of laminated timbers 2 are sandwiched between the pressing plates 2a and 2b.
  • step S3 the plurality of woods 2 sandwiched between the pressing plates 2a and 2b are fixed to the base 3 in the empty high-pressure steam kettle 4.
  • step S3-2 the high pressure steam kettle 4 is closed, the steam introduction valve 6a, the steam exhaust valve 6b, and the drain valve 6e are opened, and the air in the high pressure steam kettle 4 is replaced with steam.
  • step S4 the steam exhaust valve 6b is closed and the wood 2 is colored.
  • the wood 2 is preferably subjected to high-pressure steam treatment at a pressure of 0.1 MPa or more.
  • saturated steam is used for high-pressure steam treatment, and the temperature is determined by pressure.
  • the wood 2 can be colored while preventing dry cracking of the surface more effectively. If the ambient temperature is low, the coloring is slow and the coloring does not proceed, so that the color cannot be colored to a required concentration, for example, the color remains initially varied. Moreover, when the temperature is high, the wood deteriorates.
  • the heat treatment condition by the high-pressure steam treatment is heated in an atmosphere temperature of 120 ° C. or higher and 190 ° C. or lower.
  • the difference between the center temperature of the wood and the ambient temperature is made as small as possible and the temperature is maintained for a sufficient time. It is necessary to secure the energy required for coloring inside the interior.
  • step S5 the water introduction valve 6c is opened, water is supplied into the high-pressure steam kettle 4, and the wood 2 fixed to the pedestal 3 remains in a high pressure state with a predetermined pressure applied. 2 is submerged in cooling water and cooled.
  • the space created in the steam kettle due to the replacement of high-pressure steam and water must be handled so that the heated steam that fills it does not cause a vacuum due to condensation.
  • the submerged cooling is preferably performed while maintaining the pressure so that the pressure is not lowered by 0.15 MPa or more from the pressure of the high-pressure steam treatment.
  • the cooling water diffuses when the wood is submerged, and the steam condenses and the atmospheric pressure decreases, the moisture in the wood evaporates and promotes dry cracks on the surface, thus suppressing pressure fluctuations. Therefore, water must be introduced with appropriate calmness. Therefore, it is preferable to stabilize the water surface by introducing the cooling water so as to gradually and gently rise from below so that the water surface of the cooling water does not scatter.
  • step S6 If the wood has been cooled to a temperature of 115 ° C. or lower (preferably 100 ° C. or lower), the steam exhaust valve 6b is opened and the pressure in the high-pressure steam kettle 4 is reduced in step S6.
  • step S7 the water discharge valve 6f is opened to drain the water in the high-pressure steam kettle 4.
  • step S8 the high-pressure steam kettle 4 is opened, the wood 2 is taken out from the pedestal 3, and colored wood is obtained to finish.
  • this coloring apparatus 1 introduces high-pressure and high-temperature steam, and after the wood 2 is colored by high-pressure steam treatment inside the high-pressure steam kettle 4, water is stored in the high-pressure steam kettle 4, and the pedestal The wood 2 restrained by 3 is submerged and cooled in a high pressure state, and then exhausted through the exhaust port 5b to perform a pressure reduction process.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing a configuration of a wood coloring apparatus according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a schematic sectional view of the coloring apparatus
  • FIG. 6 is a flowchart showing a coloring procedure in the coloring apparatus.
  • the wood coloring device 11 is constituted by a high-pressure steam kettle 4 provided with a pedestal 3 for placing the wood 2 in a restrained state. It is the same as the coloring method and the coloring device 1 of the wood 2 according to the form.
  • the pedestal 3 is provided in the water pool weir 12 provided inside the high-pressure steam kettle 4, and the high-pressure steam kettle 4. It is supported by the support leg 5 from the inner wall surface.
  • the procedure for coloring the wood 2 is performed as shown in FIG.
  • step S11 a plurality of woods 2 are stacked.
  • spacers are used in order to prevent them from sticking to each other and increasing the substantial plate thickness.
  • step S12 the uppermost surface and the lowermost surface of the plurality of laminated timbers 2 are sandwiched between the pressing plates 2a and 2b.
  • step S13 the plurality of timbers 2 sandwiched between the pressing plates 2a and 2b are fixed to the base 3 in the empty water reservoir weir 12.
  • step S13-2 the high pressure steam kettle 4 is closed, the steam introduction valve 6a, the steam exhaust valve 6b, and the drain valve 6e are opened, and the air in the high pressure steam kettle 4 is replaced with steam.
  • step S14 the steam exhaust valve 6b is closed and the wood 2 is colored.
  • step S15 the water introduction valve 6c is opened, water is supplied into the water reservoir weir 12, and the wood 2 fixed to the pedestal 3 is submerged and cooled in a high pressure state.
  • the submerged cooling is performed while maintaining the pressure so that the pressure is not lowered by 0.15 MPa or more from the pressure of the high-pressure steam treatment.
  • step S16 the steam exhaust valve 6b is opened, and the wood 2 is subjected to a pressure reduction process.
  • step S17 the water discharge valve 6f is opened to drain the water in the water reservoir weir 12.
  • step S18 the high-pressure steam kettle 4 is opened, the wood 2 is taken out from the pedestal 3, and colored wood is obtained to finish.
  • the water 2 is stored in the water weir 12 and the wood 2 restrained by the pedestal 3. Is submerged and cooled in a high pressure state, and then exhausted from the exhaust port 5b to perform a pressure reduction process.
  • FIG. 7 is a table summarizing the evaluation results of each example.
  • Example 1 is an example of coloring wood 2 performed using the wood coloring apparatus 1 according to the first embodiment.
  • the wood 2 has a size of 170 mm (thickness) x 140 mm (width) x 485 mm (length) and a moisture content of 35% to 110%.
  • a temperature increase from 30 ° C. to 160 ° C. (transition time 30 minutes) with high-pressure steam and a heat treatment of holding at 160 ° C. for 120 minutes with high-pressure steam were performed. Then until the product is submerged. Water was poured in as if the water was pushed up from the bottom, and the temperature was lowered. At this time, if the size of the wood is large, the inside cannot be quickly heated. For this reason, a temperature gradient inside the wood occurs during heating and cooling, and it may break due to thermal strain.
  • At least one of the vertical, horizontal, and length of the wood is 180 mm or less.
  • the timber 2 is sized and laminated and glued so that the final overall size is 170 mm (thickness) x 317 mm (width) x 1860 mm (length). Formed.
  • Example 2 is an example of coloring the wood 2 performed using the wood coloring device 11 according to the second embodiment.
  • the water weir 12 for storing water is disposed in the high-pressure steam kettle 4 to alleviate the thermal shock of the high-pressure steam kettle 4.
  • Other conditions are the same as in the first embodiment.
  • Example 3 a sliced veneer was used instead of the flitch in Example 1. That is, forty slices of oak having a size of 0.25 mm ⁇ 300 mm ⁇ 600 mm and a moisture content of 35 to 110% were loaded.
  • Comparative Example 1 is a case where the pressure-lowering treatment is performed simultaneously with the temperature lowering without injecting high-pressure water in Example 1, and other conditions are the same as in Example 1.
  • Evaluation item Confirmed the occurrence of dry cracks and calculated the yield rate.
  • the non-defective product rate indicates the yield of the sliced single plate after the flitch assembly for the flitches of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1. Moreover, about the slice single board (Example 3), the yield with a single board is shown.
  • FIG. 7 also compares the product temperature at the end of processing and the container temperature of the high-pressure steam kettle 4, respectively. Since it is preferable that the high-pressure steam kettle 4 be gradually cooled in consideration of metal fatigue, the container temperature of the high-pressure steam kettle 4 at the end of the treatment is considered to be less deteriorated as it approaches the treatment temperature (160 ° C. this time). .
  • the evaluation results are as follows. That is, the non-defective product rate is 96% ( ⁇ ) in Example 1, 97% (O) in Example 2, 95% (O) in Example 3, and twisting and cracking in the comparative example 1 0% ( ⁇ ).
  • the product temperature (container temperature) is 42 ° C. (54 ° C.) in Example 1, 45 ° C. (127 ° C.) in Example 2, 42 ° C. (54 ° C.) in Example 3, and Comparative Example 1.
  • the product temperature is 42 ° C. (54 ° C.) in Example 1, 45 ° C. (127 ° C.) in Example 2, 42 ° C. (54 ° C.) in Example 3, and Comparative Example 1.
  • the product temperature and the container temperature will be described. Since the container temperature is closer to the processing temperature (160 ° C.) at the end of the processing, the deterioration is considered to be less. Therefore, the example 2 is the most preferable among the examples. Comparative Example 1 seems to have little deterioration, but it can be seen that the product temperature is as high as 92 ° C. and the cooling efficiency is low.
  • Example 1 is ( ⁇ )
  • Example 2 is ( ⁇ )
  • Example 3 is ( ⁇ )
  • Comparative Example 1 is ( ⁇ )
  • coloring device 11 having a water weir 12 is provided.
  • Example 2 of the flitch by the coloring device 1 is the best, followed by Example 1 of the flitch by the coloring device 1 and Example 3 of the sliced veneer by the coloring device 1, followed by lowering the temperature without injecting high-pressure water in the coloring device 1. It turned out that the comparative example 1 in the case of the flitch which performed the pressure
  • the flitch and slice veneer containing moisture be subjected to thermal coloring treatment as they are, but also the coloring treatment can be carried out more easily than conventional coloring methods.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram showing a configuration of a wood coloring device according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the coloring device of FIG.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a coloring procedure in the coloring apparatus of FIG.
  • the same members as those of the wood coloring apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the high-pressure steam pot 24 includes a water reservoir 25 having a pedestal 23 as a holding means for holding the wood 2 in a constrained state. In preparation.
  • the pedestal 23 is the same as the wood coloring apparatus 1 in that the pedestal 23 includes an upper fixed beam 3a, a lower fixed beam 3b, and pressing plates 2a and 2b.
  • FIG. 9 shows an example of a flitch, in which the wood 2 is sandwiched from the upper and lower sides by the pressing plates 2a and 2b, and the base 23 is fixed to the upper side with the spacers 7a and 7b interposed in order to secure a gap. It is placed and restrained between the beam 3a and the lower fixed beam 3b.
  • the pedestal 23 is fixed in a water reservoir 25, and the water reservoir 25 is moved and fixed by a wheel 27 inside the high-pressure steam kettle 24 while being supported by the rail 26 from the inner wall surface of the high-pressure steam kettle 24. It is provided as possible.
  • the high-pressure steam kettle 24 and the water reservoir 25 are provided separately, the thermal shock applied to the high-pressure steam kettle 24 when introducing the cooling water into the water reservoir 25 can be reduced. As a result, the high-pressure steam The safety of the pressure vessel of the pot 24 is also increased.
  • the high-pressure steam pot 24 is configured to be splittable in the longitudinal direction.
  • the high-pressure steam pot 24 is configured so that the water reservoir 25 can be taken out together with the pedestal 23 by opening and closing the lid 24c by attaching and detaching the flanges 24a and 24b by a bolt nut mechanism or a clamp mechanism (not shown). It has become.
  • the high-pressure steam kettle 4 is provided with a high-pressure and high-temperature steam inlet 5a, an exhaust port 5b, and a pressurized water inlet 5c from the water tank 9 pressurized by the pressurized tank 8.
  • the valve 6f is provided in the same manner as the wood coloring apparatus 1.
  • wood 2, beech flitch material having a wet moisture content of 33% or more (moisture content: 33 to 67% dry base raw material) that has not been subjected to a drying treatment is employed.
  • any one or more of the vertical, horizontal, and length of the wood 2 is 180 mm or less.
  • the size is 42 mm (thickness) ⁇ 140 mm (width) ⁇ 450 mm (length), and the L * value of the colorimeter varies from 59 to 83.
  • step S ⁇ b> 21 a plurality of woods 2 are stacked with spacers 7 a and 7 b interposed therebetween to ensure a gap between the woods 2.
  • step S22 the upper and lowermost surfaces of the plurality of laminated timbers 2 are sandwiched between the pressing plates 2a and 2b.
  • step S23 the plurality of timbers 2 sandwiched between the pressing plates 2a and 2b are fixed to the base 23 which is a holding means in the empty high-pressure steam kettle 24.
  • step S23-2 the water reservoir 25 is inserted into the high-pressure steam kettle 24.
  • a drain pipe and a drain pipe are also connected to the bottom of the water reservoir 25 and connected to a water drain port 5f and a drain port 5e, respectively, and the lid 24c is closed and closed.
  • step S23-3 the steam introduction valve 6a, the exhaust valve 6b, and the drain valve 6e are opened to replace the air in the kettle with steam.
  • step S24 the steam exhaust valve 6b is closed, and the high pressure steam is supplied into the high pressure steam pot 24 to color the wood 2.
  • step S25 the steam introduction valve 6a is closed, and the water introduction valve 6c is opened in the high-pressure steam pot 24 while being pressurized and water is supplied to fix the wood to the base 23. 2 is submerged.
  • the water introduction valve 6c is opened, water is inserted into the high-pressure steam pot 24 (0.7 MPa), and the wood 2 fixed to the pedestal 23 is submerged and cooled in a high-pressure state. At that time, management is performed so that the pressure in the high-pressure steam pot 24 does not drop. To lower the pressure, the steam introduction valve 6a is opened auxiliary, or the pressure of water is increased. Further, when the pressure rises too much, it is controlled by the steam exhaust valve 6b. In order to further increase the cooling efficiency, the water is circulated while adjusting by overflowing.
  • step S26 the steam exhaust valve 6b is opened, and the high-pressure steam pot 24 is subjected to a pressure reduction process. Further, after the drain valve 6f is opened and the cooling water in the water reservoir 25 is discharged, the drain pipe and the drain pipe connected to the water drain port 5f and the drain port 5e, respectively, are removed from the water reservoir 25.
  • the water reservoir 25 is taken out from the high-pressure steam pot 24 in step S26-2.
  • step S27 the wood 2 is taken out from the pedestal 23 of the holding means to obtain a colored wood, and the process ends.
  • FIG. 11 is a table summarizing the evaluation results of the raw material yield and product color variation of each of the above experimental examples using the wood coloring apparatus of FIG. The color variation indicates the L * value of the product. Evaluation was represented by symbols ⁇ (very good), ⁇ (good), ⁇ (normal), and ⁇ (poor).
  • Example 2-1 when the size is 42 mm (thickness) ⁇ 140 mm (width) ⁇ 450 mm (length) and the L * value of the colorimeter varies from 59 to 83, the temperature reaches 135 ° C. in 30 minutes. The temperature was raised and high-pressure steam treatment was performed for 1 hour at 135 ° C. (The center temperature was held for 0.7 hours at 125 ° C. or higher) Thereafter, 0.7 MPa of pressurized water was inserted and cooled for 30 minutes, then released to atmospheric pressure and taken out.
  • the difference between the center temperature of the wood 2 and the ambient temperature is kept within 10 ° C. for 15 minutes or more in order to ensure the internal energy necessary for coloring. .
  • the heat-treated wood 2 is dimensionally adjusted and finished with a molder and a saw, and an adhesive is applied to the surface, and then laminated and bonded with a press.
  • the laminated wood 2 was sliced to a thickness of 0.25 mm with a slicer.
  • Example 2-2 is obtained by increasing the flitch size in Example 2-1. Tree species, moisture content, and colorimeter L * values are the same as in Example 2-1.
  • Example 2-2 the size of 180 mm (thickness) ⁇ 180 mm (width) ⁇ 450 mm (length) was raised to 135 ° C. in 30 minutes, and the flitch size was large. High-pressure steam treatment was performed for 4 hours longer than (1 hour). (The center temperature was held for 0.5 hours at 125 ° C. or higher) Thereafter, 0.7 MPa of pressurized water was inserted and cooled for 2 hours, then released to atmospheric pressure and taken out.
  • Gluing and slicing are the same as in Example 2-1.
  • Example 2-3 is a case where the heat treatment time is shortened in Example 2-1, and the tree species, flitch size, moisture content, and L * value of the colorimeter are the same as Example 2-1.
  • Example 2-3 the temperature was raised to 135 ° C. in 30 minutes, which was the same as in Example 2-1, but a high-pressure steam treatment was performed for 0.3 hours, which was shorter than Example 2-1 (1 hour). It was.
  • the center temperature was 125 ° C. or more as in Example 2-1, but the retention time was only 0.1 hour compared to 0.7 hours in Example 2-1. .
  • Comparative Example 2-1 is a case where the heat treatment temperature is too high in Example 2-1, and the tree species, flitch size, moisture content, and L * value of the colorimeter are the same as in Example 2-1.
  • Example 2-1 the high-pressure steam treatment was performed in 30 minutes by raising the temperature to 195 ° C., which was 60 ° C. higher than that in Example 2-1, and maintaining the same 1 hour as in Example 2-1 (1 hour). (The center temperature was held at 185 ° C. or higher for 0.25 hours) Thereafter, 0.16 MPa of pressurized water was inserted and cooled for 45 minutes, then released to atmospheric pressure and taken out.
  • Gluing and slicing are the same as in Example 2-1.
  • Comparative Example 2-2 is a case where the size of the wood 2 is too large in Example 2-1, and the tree species, flitch size, moisture content, and L * value of the colorimeter are the same as in Example 2-1. is there.
  • Comparative Example 2-2 the size of 200 mm (thickness) ⁇ 200 mm (width) ⁇ 450 mm (length) was raised to 135 ° C. in 30 minutes, and the flitch size was large.
  • a high-pressure steam treatment was performed for 5 hours longer than 1 (1 hour). (The center temperature was held for 0.5 hours at 125 ° C. or higher) Thereafter, 0.7 MPa of pressurized water was inserted and cooled for 2.5 hours, then released to atmospheric pressure and taken out.
  • Gluing and slicing are the same as in Example 2-1.
  • Comparative Example 2-3 is a case in which water cooling is not used in the cooling process in Example 2-1, and the container is left as it is.
  • the tree species, flitch size, moisture content, and L * value of the colorimeter are Same as Example 2-1.
  • Example 2-3 As in Example 2-1, high-pressure steam treatment was performed in which the temperature was raised to 135 ° C. in 30 minutes and held for 1 hour. (The center temperature was maintained for 0.7 hours at 125 ° C. or higher as in Example 2-1.) Thereafter, the pressurized water was not inserted and the container was left as it was in the closed kettle and cooled from 135 ° C. to 102 ° C. for 5 hours, then released to atmospheric pressure and taken out.
  • Gluing and slicing are the same as in Example 2-1.
  • Example 2-1 the raw material yield is 95% in Example 2-1, Example 2-2 in which the flitch size is slightly larger, and Example 2-3 in which the heat treatment time is shorter. Breaking 5%) O, 86% (cracking, bending 14%) O, 97% (cracking bending 3%) O are all good, and Example 2-3 with a short heat treatment time was the best. It was.
  • the overall evaluation is that the example 2-1 is the best, ⁇ , then the flitch size is slightly larger, the example 2-2 is good O, and the heat treatment time is shorter, the example 2-3 is normal.
  • Comparative Example 2-1 in which the heat treatment temperature was too high, Comparative Example 2-2 in which the size of the wood was too large, and Comparative Example 2-3 in the natural cooling were all poor.
  • the wood 2 is colored by high-pressure steam treatment, so that the high-pressure steam penetrates into the wood 2 and the wood 2 is Colored by heat treatment in a wet state.
  • the wood 2 that has been subjected to the high-pressure steam treatment is submerged before the pressure reduction treatment, the wood 2 can be quickly cooled, and the surface of the wood 2 is not excessively dried during the pressure reduction treatment. Therefore, dry cracking of the surface can be effectively prevented.
  • the flitch material is subjected to high-pressure steam treatment and then laminated and bonded.
  • the color of the material can be easily controlled, and a material with little color variation can be obtained.
  • the obtained raw materials have color variations of the raw materials
  • high-pressure steam treatment is performed to reduce the color variations of the raw materials, or the sliced veneer with a more uniform color is manufactured by combining the colored raw materials can do.
  • the normal controllable conditions such as pressure, temperature, and the size of the wood 2 can be controlled to easily color the wood 2 without color variation.
  • the submergence of the wood 2 is performed while maintaining the pressure in a state where the pressure is not lowered by 0.15 MPa or more from the pressure of the high-pressure steam treatment, so that dry cracking of the surface can be more effectively prevented.
  • the inside can be quickly heated. Therefore, the temperature gradient inside the wood 2 does not break when the temperature is raised or cooled. Moreover, uniform coloring without color variation is obtained.
  • the high-pressure steam treatment is performed at an atmospheric temperature of 120 ° C. or higher, it is possible to more quickly color to a required concentration without color variation. Moreover, deterioration of the timber 2 can be effectively prevented by setting the upper limit to 190 ° C. or less.
  • the difference between the center temperature and the ambient temperature of the wood 2 is kept within 10 ° C. for 15 minutes or more in the high-pressure steam treatment, it is possible to secure the energy necessary for coloring inside the wood 2.
  • the color variation between the center of the wood 2 and the outer surface can be further reduced.
  • a device capable of efficiently carrying out the present invention can be easily configured by incorporating necessary equipment in the high-pressure steam kettles 4 and 24.
  • the high-pressure steam kettles 4 and 24 are provided with the pedestals 3 and 23, and the wood 2 is submerged in a state of being restrained by the pedestals 3 and 23.
  • the condition of the high-pressure steam kettles 4, 24 is changed by moving the wood 2 and changing the posture, etc., or the water vapor in the high-pressure steam kettles 4, 24 is condensed to cause high-pressure steam. It is prevented in advance that a negative pressure space is generated in the hooks 4 and 24, and the water vapor contained in the wood 2 is rapidly evaporated to cause surface cracks.
  • the water storage weir 12 or the water storage container 25 is provided in the high-pressure steam pots 4 and 24, water is stored therein, and the wood 2 restrained by the holding means is submerged. Therefore, it is desirable when a thick flitch material or the like is laminated and colored.
  • the reservoir weir 12 and the reservoir 25 that come into contact with water are made of stainless steel, and the high-pressure steam pots 4 and 24 are made of materials that are cheaper than that. Cost can be reduced.
  • FIG. 12 is an explanatory view showing a configuration in which wood is restrained by a metal basket as a holding means.
  • the metal basket 35 includes a net basket 35a and a basket base 35b, and can store a plurality of wood 2 stacked by opening the top of the net basket 35a.
  • a plurality of timbers 2 stacked via a spacer 7a are packed in a metal cage 35 and subjected to high-pressure steam treatment, and the timber 2 is submerged while preventing the timber 2 from floating by the metal cage 35. It is configured to cool.
  • various holding means can be employed as long as the structure can hold the wood 2 in a restrained state.
  • the material of the high-pressure steam pots 4 and 24 is not limited to stainless steel. Considering metal contamination of the wood 2, stainless steel is preferable for the pressure vessel, but other materials can be adopted.
  • the wood 2 is not limited to a beech material having a wet moisture content of 33 to 67% (raw material) that has not been subjected to a drying treatment.
  • Various substrates can be used, and various design changes can be made in size. Various design changes can be made to the assembly and slicing conditions.
  • the wood 2 is applied to the flitch and slices loaded with single plates, but can also be applied to other wood 2 such as interior materials, furniture materials, decorative wood materials manufactured by slicing, etc. is there.
  • the heat treatment with high-pressure steam is preferably 120 ° C. or more and 190 ° C. or less. However, when the treatment temperature is 130 ° C. (treatment pressure 0.175 MPa) or less, the submerging of the wood 2 is caused by high-pressure steam treatment. It is preferable to maintain the pressure in a state where the pressure does not drop 0.08 MPa or more from the pressure.
  • high-pressure air is used to maintain the pressure.
  • nitrogen gas or the like when nitrogen gas or the like is used, oxidation of the wood 2 can be suppressed.
  • the water pressurizing means is not particularly limited, but it is preferable to use a high-pressure water tank or a high-pressure pump.
  • the required cooling temperature inside the wood 2 varies depending on the size and tree species, it is generally considered to be 115 ° C. or lower, preferably 105 ° C. or lower.

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Abstract

　木材を高圧蒸気処理して着色する場合に、降圧処理時における表面乾燥による木材の乾燥割れを防止し、かつ処理時間の短縮化を図ることができる木材の着色方法、着色装置および着色された着色木材を提供する。木材の着色方法は、木材２を高圧蒸気処理して着色した後、高圧蒸気処理された木材を水没させて降圧処理することを特徴としている。

Description

木材の着色方法、着色装置および着色された着色木材
　本発明は、例えば建材用に用いられる木材の着色方法、着色装置および着色された着色木材の改良に関する。
　一般に木材を熱処理すると木材成分の変質により茶褐色に変色する。この変色で木材本来の木目や木理、節等は引き立たされ木材の木味感は強調される。この木材の熱処理は通常木材に割れが発生しないレベルまで乾燥処理して行うが、熱処理後にスライス加工をして着色された木材を得ようとする場合、再度木材の吸水処理を行う必要があるなど、工程が煩雑になるという問題があった。
　また、木材として樹皮を除いたフリッチ材を加熱して発色させるには、１００度以上の温度で加熱する必要があり、加熱に伴う表面の乾燥割れを防止するためには、さらに木材を常に濡れた状態にする必要があるが、従来の着色方法は加熱に伴う表面の乾燥割れには対応していなかった。
　そこで、原料となる木材を乾燥させることなく熱処理する着色方法として、高圧蒸気処理により木材を着色する方法が種々提案されている。
　例えば、特許文献１には、木材を高温高圧容器の内部で圧縮した状態で高温の水蒸気により処理させることにより、木材の組成成分であるセルロース、ヘミセルロース、リグニンを成分変質させて全体を茶褐色に着色させる木材の処理方法が提案されている。
　このような高圧蒸気処理により木材を着色する方法の場合、木材を乾燥させたり、再度吸水処理を行ったりすることなく、熱処理後スライス加工をして着色された木材を得ることができる。
　しかしながら、上述の特許文献１に開示された木材の処理方法では、熱処理最終段階において、木材が高圧高温から大気圧に戻る際、木材の表面が過度に乾燥されて木材に乾燥割れを生じてしまうという問題があった。
特開平８－１５５９０９号公報
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高圧水蒸気を用いた加熱着色処理において、降圧処理時における表面乾燥による木材の乾燥割れを防止しつつ、処理工程の時間短縮を可能とした木材の着色方法や着色装置および着色された着色木材を提供することを目的としている。
　上記目的を解決するために、請求項１に記載の木材の着色方法は、木材を高圧蒸気処理して着色する木材の着色方法において、上記木材を高圧蒸気処理して着色した後、高圧蒸気処理された木材を水没させてから降圧処理することを特徴とする。
　請求項２に記載の木材の着色方法は、請求項１において、上記木材は、スライスされた単板であることを特徴とする。
　請求項３に記載の木材の着色方法は、請求項１において、上記木材は、含水率分が３３％以上（ドライベース）の樹皮を除いたフリッチ材であることを特徴とする。
　請求項４に記載の木材の着色方法は、請求項３において、上記フリッチ材は、複数のものが、スペーサを介在させて積み上げた状態で拘束されて、高圧蒸気処理され、水没冷却されるものであることを特徴とする。
　請求項５～９には、本発明方法を実施するにあたって発明者が知得した各処理における望ましい処理条件を提案している。
　すなわち、請求項５に記載の木材の着色方法は、請求項１乃至４のいずれか１項において、上記木材の水没は、高圧蒸気処理の圧力より０．１５ＭＰａ以上は低下させない状態に圧力を維持して行われることを特徴とする。
　請求項６に記載の木材の着色方法は、請求項１乃至５のいずれか１項において、上記降圧処理は、上記木材が１１５℃以下の温度にまで冷却されてから行われることを特徴とする。
　請求項７に記載の木材の着色方法は、請求項１乃至６のいずれか１項において、上記木材は、縦、横、長さのいずれか１つ以上が１８０ｍｍ以下であることを特徴とする。
　請求項８に記載の木材の着色方法は、請求項１乃至７のいずれか１項において、上記高圧水蒸気処理による熱処理条件が雰囲気温度１２０℃以上で、かつ１９０℃以下であることを特徴とする。
　請求項９に記載の木材の着色方法は、請求項１乃至８のいずれか１項において、上記高圧水蒸気処理においては、１５分以上の間、上記木材の中心温度と雰囲気温度の差を１０℃以内に保持することを特徴とする。
　また、請求項１０～１３には、本発明の木材の着色装置が提案されている。
　ここで、請求項１０に記載の木材の着色装置は、高圧高温蒸気の導入口と、排気口とを有し、かつ木材を拘束した状態に載置する台座を少なくとも内部に設けた高圧蒸気釜を備え、上記高圧高温蒸気を導入して、木材を上記高圧蒸気釜内部で高圧蒸気処理して着色した後は、上記高圧蒸気釜内に水を貯留させて、上記台座に拘束されている木材を水没させてから、降圧処理するようにしたことを特徴とする。
　請求項１１に記載の木材の着色装置は、高圧高温蒸気の導入口と、排気口とを有し、かつ木材を拘束した状態に載置する台座を少なくとも内部に設けた水溜堰を、高圧蒸気釜内部に備え、上記高圧高温蒸気を導入して、木材を上記高圧蒸気釜内部で高圧蒸気処理して着色した後は、上記水溜堰に水を貯留させて、上記台座に拘束されている木材を水没させてから、降圧処理するようにしたことを特徴とする。
　請求項１２に記載の木材の着色装置は、高圧高温蒸気の導入口と、排気口とを有し、かつ木材を拘束した状態に保持する保持手段を少なくとも内部に設けた高圧蒸気釜を備え、上記高圧蒸気釜に高温蒸気を導入して、上記保持手段によって拘束されている木材を、高圧蒸気雰囲気中に晒して発色させた後、上記高圧蒸気釜内の圧力を所定の状態に保持して、上記高圧蒸気釜内に冷却水を導入して、上記木材を冷却水内に水没させて冷却させてから、降圧処理するようにしたことを特徴とする。
　請求項１３に記載の木材の着色装置は、高圧高温蒸気の導入口と、排気口とを有し、かつ木材を拘束した状態に保持する保持手段を内部に有した水溜容器とを少なくとも内部に設けた高圧蒸気釜を備え、上記高圧蒸気釜に高温蒸気を導入して、上記保持手段によって拘束されている木材を、高圧蒸気雰囲気中に晒して発色させた後、上記高圧蒸気釜内の圧力を所定の状態に保持して、上記水溜容器内に冷却水を導入して、上記木材を冷却水内に水没させて冷却させてから、降圧処理するようにしたことを特徴とする。
　請求項１４に記載の着色木材は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の木材の着色方法により着色されたことを特徴とする。
　本発明の木材の着色方法によれば、木材を高圧蒸気処理して着色するので、木材に高圧蒸気が浸透して木材は、湿式状態で熱処理され発色する。
　また、降圧処理の前に、高圧蒸気処理された木材を水没させているので、迅速に冷却できるだけでなく、降圧処理において木材の表面が過度に乾燥することがない。そのため、表面の乾燥割れも効果的に防止できる。
　特に、請求項２に記載の木材の着色方法によれば、スライスされた単板において、降圧処理時における表面の乾燥割れが防止できるだけでなく、後の木材加工も容易になる。
　請求項３に記載の木材の着色方法によれば、フリッチ材において、乾燥による木材の硬化が無く、処理後のスライス加工が容易である。
　また、スライス加工される集成材を形成する場合に、本発明方法を用いれば、フリッチ材を高圧水蒸気処理した後、集成接着するので、集成材を形成してから着色するものに比べて、集成材の色コントロールが容易にでき、色のバラツキの少ないものが得られる。
　例えば、入手した原材料に原材料の色バラツキがあったりしても、高圧水蒸気処理を行ってこの原材料の色バラツキを低減したり、着色後の原材料を組み合わせてより均一な色のスライス単板を製造することができる。
　あるいは意図的に異なる色に着色した木材を集成接着したものをスライス加工してモザイク状に色をばらつかせたスライス単板を製造する場合にも多様で精度の高い色管理を行なうことができる。
　このように、多様で精度の高い色管理を行ない、集成材の割れ不良を防止することができるので、スライス単板の製造において歩留まりを高くすることができる。
　請求項４に記載の木材の着色方法によれば、複数のものが、スペーサを介在させて積み上げた状態で拘束されて、高圧蒸気処理されるので、一度に多数のフリッチ材を処理することができるだけでなく、樹皮のないフリッチ材同士が処理中にくっつき合って、それぞれの厚みが変化することが防止できるので、バラツキのない着色が出来る。
　請求項５～８に記載した木材の着色方法によれば、高圧蒸気釜を作動する環境下において、圧力、温度、木材のサイズなどを通常の制御可能な条件でコントロールして、木材を色バラツキなく着色することが出来る。
　すなわち、請求項５、６、７によれば、圧力、温度、木材のサイズなどの条件をコントロールすることにより容易に表面の乾燥割れを防止することができる。
　すなわち、請求項５に記載の木材の着色方法によれば、木材の水没は、高圧蒸気処理の圧力より０．１５ＭＰａ以上は低下させない状態に圧力を維持して行われるので、より効果的に表面の乾燥割れを防止することができる。
また、請求項６に記載の木材の着色方法によれば、１１５℃以下の温度にまで冷却して降圧処理するので、降圧処理時の表面の乾燥割れを防止することができる。
　さらに、請求項７に記載の木材の着色方法によれば、木材は、縦、横、長さのいずれか１つ以上が１８０ｍｍ以下であるので、速やかに内部を昇温することができる。そのため、昇温、冷却の際に木材内部の温度勾配で割れるようなことが無い。
　また、色バラツキの無い均一な着色が得られる。
　また、１８０ｍｍ以下であれば、木材を高圧水蒸気処理した後、集成接着して形成した集成材をスライス加工してスライス単板を製造することが容易である。
　また、請求項８に記載の木材の着色方法によれば、雰囲気温度１２０℃以上で高圧水蒸気処理するので、より速やかに色バラツキ無く必要な濃度に着色することが可能である。また、上限を１９０℃以下にすることにより、木材の劣化を効果的に防止することができる。
　さらに、請求項９に記載の木材の着色方法によれば、高圧水蒸気処理において１５分以上の間、木材の中心温度と雰囲気温度の差を１０℃以内に保持するので、木材の内部において、着色に必要なエネルギーを確保することが可能であり、木材の中心と外表面との間の色バラツキを、より低減することが出来る。
　請求項１０～１３に記載の木材の着色装置によれば、高圧蒸気釜内に必要な設備を組み込むことで本発明を効率よく実施できる装置が簡易に構成できる。
　すなわち、請求項１０～１３に記載の装置によれば、高圧蒸気釜に台座もしくは保持手段を設けて、木材を拘束した状態で水没させるので高圧蒸気釜に冷却水を導入する際に木材が移動し姿勢を変えるなどして、高圧蒸気釜の条件が変化したり、高圧蒸気釜内の水蒸気が結露して、高圧蒸気釜に負圧空間を生じてしまって、木材中に含まれている水蒸気が急激に蒸発して表面割れを生じたりすることが未然に防止される。
　また、請求項１１、１３に記載の装置によれば、高圧蒸気釜内に水溜堰あるいは水溜容器を設け、そこに水を貯溜させて、台座もしくは保持手段で拘束されている木材を水没させるので、厚みのあるフリッチ材などを積層して着色する場合に望ましい。
　特に、高圧蒸気釜内部に水溜堰や水溜容器を設けて、そこに冷却水を導入しているので、水溜堰や水溜容器内に冷却水を導入する際にも、高圧蒸気釜に加わる熱衝撃を少なくすることができる。
　また、水に触れる水溜堰や水溜容器のみをステンレスで製造し、高圧蒸気釜はそれよりも安価な材料を採用するなど、使用する材料を異なるものにすることにより、装置のコストを低減することができる。
　請求項１４に記載の着色木材によれば、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の木材の着色方法により着色されるので、湿式状態で熱処理される。そのため、熱処理において木材の表面が過度に乾燥することがない。また、降圧処理の前に、高圧蒸気処理された木材を水没させるので、降圧処理において木材の表面が過度に乾燥することがない。このように、請求項１４に記載の木材によれば、着色における表面の乾燥割れを効果的に防止したものにすることができる。
本発明の第１の実施形態の木材の着色装置の構成を示す概念図である。 図１の着色装置の概略の断面図である。 図１の着色装置における着色手順を示すフロー図である。 本発明の第２の実施形態の木材の着色装置の構成を示す概念図である。 図４の着色装置の概略の断面図である。 図４の着色装置における着色手順を示すフロー図である。 実施例１、２、３、比較例１の評価結果をまとめた表である。 本発明の第３の実施形態の木材の着色装置の構成を示す概念図である。 図８の着色装置の概略の断面図である。 図８の着色装置における着色手順を示すフロー図である。 図８の木材の着色装置を用いた上述の各実験例の原材料の歩留まりと製品の色バラツキとについて評価結果をまとめた表である。 着色装置において保持手段としての金属カゴに木材を拘束させる構成を示す説明図である。
　以下、添付図面を参照しながら本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の木材の着色装置の構成を示す概念図であり、図２は、着色装置の概略の断面図である。また、図３は、着色装置における着色手順を示すフロー図である。
　図１に示すように、この木材の着色装置１は、高圧蒸気釜４内に木材２を拘束した状態に載置する台座３を内部に設けて構成されている。
　台座３は、高圧蒸気釜４の内壁面から支持脚５によって支持された状態で高圧蒸気釜４の内部に固定されており、上側固定梁３ａと下側固定梁３ｂとを備えている。この上側固定梁３ａと下側固定梁３ｂとは、間隔を開閉可能に構成されており、木材２を拘束することができるようになっている。すなわち、木材２は、押さえ板２ａ、２ｂで上下両側から挟まれ、台座３の上側固定梁３ａと下側固定梁３ｂとの間に置かれた状態で、下側固定梁３ｂのボルト孔３ｃ（図２）に螺合するボルト３ｄによって拘束される。
　高圧蒸気釜４は、木材２の金属汚染をできるだけ少なくするとの考えから、ステンレスの材料で製作されており、図２に示すように、上下に分割可能に構成されている。この高圧蒸気釜４は、ボルト４ａ、ナット４ｂの着脱により、内部を開放することができるようになっている。
　また、高圧蒸気釜４には、高圧高温蒸気の導入口５ａと、排気口５ｂと、加圧タンク８で加圧された水タンク９からの加圧水の導入口５ｃとが設けられている他、液化した蒸気をスチームトラップ５ｄを介して排水するドレン口５ｅと、水の排水口５ｆが設けられている。
　そして、これら高圧高温蒸気の導入口５ａと、排気口５ｂと、水の導入口５ｃと蒸気のドレン口５ｅと、水の排水口５ｆとは、それぞれ蒸気導入バルブ６ａ、蒸気排気バルブ６ｂ、水導入バルブ６ｃ、ドレンバルブ６ｅ、水排出バルブ６ｆによって、それぞれを流れる流体の流量が調節されるようになっている。
　次に、図３を参照して、この木材の着色装置１を用いて実施する木材２の着色手順について説明する。
　すなわち、この木材の着色装置１においては、まず、ステップＳ１において、複数の木材２を積層する。この場合、フリッチの場合はそれぞれがくっついて実質的板厚が大きくならないようにするため、スペーサを使用する。
　次に、ステップＳ２において、積層された複数の木材２の最上面と最下面とを押さえ板２ａ、２ｂで挟む。
　そして、ステップＳ３において、押さえ板２ａ、２ｂで挟んだ複数の木材２を、空の状態の高圧蒸気釜４内の台座３に固定する。
　それから、ステップＳ３－２において、高圧蒸気釜４を閉め、蒸気導入バルブ６ａ、蒸気排気バルブ６ｂ、ドレンバルブ６ｅを開いて、高圧蒸気釜４内の空気を蒸気と置換する。
　その後、ステップＳ４において、蒸気排気バルブ６ｂを閉じて、木材２を着色する。
　ここで、木材２の着色に際しては、０．１ＭＰａ以上の圧力で木材２を高圧蒸気処理することが好ましい。本実施形態では、高圧蒸気処理に飽和水蒸気を使用しており、温度は圧力で決まる。例えば木材を１２０℃の温度で着色する場合、１２０℃の飽和水蒸気圧力は、約０．２ＭＰａであり、大気圧力が０．１ＭＰａなので、処理圧力としては、０．２ＭＰａ－０．１ＭＰａ＝０．１ＭＰａとなる。
　したがって、０．１ＭＰａ以上の圧力で木材を高圧蒸気処理すれば、より効果的に表面の乾燥割れを防止しながら木材２を着色をすることができる。
雰囲気温度が低いと、着色が遅く、着色が進まないので、色は最初バラツいたままになるなど、必要な濃度に着色することができない。また、温度が、高いと、木材が劣化する。
　そのため、高圧水蒸気処理による熱処理条件は、雰囲気温度１２０℃以上かつ１９０℃以下の状態で加熱することが好ましい。
　また、高圧水蒸気処理において木材２の中心と外表面との間の色バラツキを低減するには、木材の中心温度と雰囲気温度の差をできるだけ小さく、また、十分な時間だけ温度を保持して木材の内部において、着色に必要なエネルギーを確保することが必要である。
　高圧水蒸気処理においては、１５分以上の間、木材２の中心温度と雰囲気温度の差を１０℃以内に保持することが好ましい。
　着色が完了したら、ステップＳ５において、水導入バルブ６ｃを開いて、高圧蒸気釜４内に水を供給して、台座３に固定している木材２を所定の圧力を加えた高圧状態のまま木材２を冷却水内に水没させて冷却させる。
　この時、蒸気が凝縮して雰囲気の圧力が低下すると、木材の水分が蒸発して表面の乾燥割れを助長するので、圧力が下がらないようにする必要がある。
　また、水没冷却中に、高圧蒸気と水の置換などで蒸気釜内に生じた空間は、それを満たしている加熱蒸気が結露を生じて、真空状態が発生しないように扱う必要がある。水没冷却は、高圧蒸気処理の圧力より０．１５ＭＰａ以上は低下させない状態に圧力を維持して行われることが好ましい。
　また、木材の水没の際に、冷却水が拡散するなどして、蒸気が凝縮して雰囲気の圧力が低下すると、木材の水分が蒸発して表面の乾燥割れを助長するので、圧力変動を抑えるため、水は適切な穏やかさを以って導入する必要がある。そのため、冷却水の水面が飛散しないよう、下方から極力穏やかに徐々にせり上げるようにして冷却水を導入し、水面を安定させるのが好ましい。
　また、冷却時間の短縮をはかるため、水を循環させることは有益である。水を導入しながら、一方で、導入された水をオーバーフローさせて排水し、常にフレッシュな水を供給し続けて循環させることにより、冷却効率を高めることができる。
　木材が１１５℃以下の温度（１００℃以下が望ましい）にまで冷却されたなら、ステップＳ６において、蒸気排気バルブ６ｂを開いて、高圧蒸気釜４の中を降圧処理する。
　また、ステップＳ７において、水排出バルブ６ｆを開いて、高圧蒸気釜４内の水を排水する。
　そして、ステップＳ８において、高圧蒸気釜４を開いて、台座３から木材２を取り出し、着色木材を得て終了する。
　このように、この着色装置１は、高圧高温蒸気を導入して、木材２を高圧蒸気釜４内部で高圧蒸気処理して着色した後は、高圧蒸気釜４内に水を貯留させて、台座３に拘束されている木材２を高圧状態のまま水没冷却させてから、排気口５ｂより排気を行って、降圧処理するようにしている。
　次に図４～図６を参照して、本発明の第２の実施形態に係る木材の着色装置について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態の木材の着色装置の構成を示す概念図であり、図５は、着色装置の概略の断面図である。また、図６は、着色装置における着色手順を示すフロー図である。
　なお以下の説明では、本発明の第１の実施の形態に係る木材の着色装置１と同様の部材には同一の符号を付し、重複する説明を省略するものとする。
　図４、図５に示すように、この木材の着色装置１１は、木材２を拘束した状態に載置する台座３を内部に設けた高圧蒸気釜４で構成されている点は第１の実施形態に係る木材２の着色方法および着色装置１と同様である。
　しかし、第２の実施形態に係る木材の着色方法および着色装置１１においては、台座３は、高圧蒸気釜４の内部に設けられた水溜堰１２の中に設けられた状態で、高圧蒸気釜４の内壁面から支持脚５によって支持されている。
　このようにすれば、水が直接高圧蒸気釜４に触れる面積が小さいので、冷却処理の際の高圧蒸気釜４の熱衝撃を緩和することができるようになる。
　そして、第２の実施形態に係る木材の着色装置１１においては、木材２の着色手順は、図６のように行う。
　すなわち、まず、ステップＳ１１において、複数の木材２を積層する。この場合、フリッチ材の場合はそれぞれがくっついて実質的板厚が大きくならないようにするため、スペーサを使用する。
　次に、ステップＳ１２において、積層された複数の木材２の最上面と最下面とを押さえ板２ａ、２ｂで挟む。
　そして、ステップＳ１３において、押さえ板２ａ、２ｂで挟んだ複数の木材２を、空の状態の水溜堰１２内の台座３に固定する。
　それから、ステップＳ１３－２において、高圧蒸気釜４を閉め、蒸気導入バルブ６ａ、蒸気排気バルブ６ｂ、ドレンバルブ６ｅを開いて、高圧蒸気釜４内の空気を蒸気と置換する。
　その後、ステップＳ１４において、蒸気排気バルブ６ｂを閉じて、木材２を着色する。
　着色が完了したら、ステップＳ１５において、水導入バルブ６ｃを開いて、水溜堰１２内に水を供給して、台座３に固定している木材２を高圧状態のまま水没冷却させる。
　この時、蒸気が凝縮して雰囲気の圧力が低下すると、木材の水分が蒸発して表面の乾燥割れを助長するので、圧力が下がらないようにする必要がある。そのため、水没冷却は、高圧蒸気処理の圧力より０．１５ＭＰａ以上は低下させない状態に圧力を維持して行われることが好ましい。
　そして、ステップＳ１６において、蒸気排気バルブ６ｂを開いて、木材２を降圧処理する。
　また、ステップＳ１７において、水排出バルブ６ｆを開いて、水溜堰１２内の水を排水する。
　そして、ステップＳ１８において、高圧蒸気釜４を開いて、台座３から木材２を取り出し、着色木材を得て終了する。
　このように、高圧高温蒸気を導入して、木材２を高圧蒸気釜４内部で高圧蒸気処理して着色した後は、水溜堰１２に水を貯留させて、台座３に拘束されている木材２を高圧状態のまま水没冷却させてから、排気口５ｂより排気を行って、降圧処理するようにしている。
　ここで、図７の表を参照して、上述の木材の着色装置１、１１を用いた実施例について説明する。図７は、各実施例の評価結果をまとめた表である。
　図７において、実施例１は、第１の実施形態に係る木材の着色装置１を用いて行った木材２の着色例である。
　すなわち、実施例１においては、木材２としてサイズ１７０ｍｍ（厚）×１４０ｍｍ（巾）ｘ４８５ｍｍ（長さ）で、含水率：３５％～１１０％のナラ材のフリッチが採用されており、この木材２について、高圧水蒸気による３０℃から１６０℃（移行時間３０分）の昇温と、高圧水蒸気による１６０℃、１２０分保持の熱処理を行った。その後、製品水没まで。底から水を押し上げるようにして水を注入し降温を行った、
　この時、木材のサイズが大きいと、速やかに内部を昇温することができない。そのため、昇温、冷却の際に木材内部の温度勾配が生じ、熱歪のために割れるようなことがある。
　また、表面と内部とで色バラツキが発生し、均一な着色が得られない。
　そのため、木材は、縦、横、長さのいずれか１つ以上が１８０ｍｍ以下であることが好ましい。
　この時、熱処理後の保持すべき高圧状態は、熱処理圧力より０．１５Ｍｐａ以上低下すると乾燥割れが発生するので、熱処理圧力と同程度もしくはそれ以上に保持することが好ましい。そのため、圧力変動は熱処理圧力より０．１５Ｍｐａ以上低下しないように高圧エアーにてコントロールした。冷却時間には３０分を要した。
　その後、この木材２をサイズ加工するとともに、最終全体サイズ１７０ｍｍ（厚）×３１７ｍｍ（巾）×１８６０ｍｍ（長さ）となるよう、集成接着を行い、スライス加工して０．２５ｍｍ厚のスライス単板を形成した。
　また、実施例２は、第２の実施形態に係る木材の着色装置１１を用いて行った木材２の着色例である。すなわち、実施例２では、高圧蒸気釜４内に水を貯める水溜堰１２を配し、高圧蒸気釜４の熱衝撃を緩和する。他の条件は実施例１と同様である。
　また、実施例３では、実施例１においてフリッチの代わりにスライス単板を使用した。すなわち、サイズ０．２５ｍｍ×３００ｍｍ×６００ｍｍで、含水率：３５～１１０％のナラ材のスライス単板を４０枚積載した。
　他の条件は実施例１と同様である。
　また、比較例１は、実施例１において、高圧水を注入せずに、降温と同時に降圧処理を行った場合であり、他の条件は実施例１と同様である。
　評価項目は、乾燥クラック発生を確認し、良品率を算出した。ここで、良品率は、実施例１、２、比較例１のフリッチについては、フリッチ集成後のスライス単板の歩留まりを示している。また、スライス単板（実施例３）については単板での歩留まりを示している。
　図７では、また、それぞれ、処理終了時の製品温度、高圧蒸気釜４の容器温度を比較している。高圧蒸気釜４は、金属疲労を考えるとなるべく徐冷することが好ましいので、処理終了時の高圧蒸気釜４の容器温度は、処理温度（今回は１６０℃）に近いほど劣化は少ないと考えられる。
　評価結果は、以下の通りである。すなわち、良品率は、実施例１が、９６％（○）、実施例２が、９７％（○）、実施例３が、９５％（○）、比較例１が、ねじれ、木口割れのため、０％（×）、であった。
　次に、製品温度（容器温度）は、実施例１が、４２℃（５４℃）、実施例２が、４５℃（１２７℃）、実施例３が、４２℃（５４℃）、比較例１が、９２℃（１３３℃）であった。
　ここで、製品温度と容器温度について説明すると、処理終了時に容器温度が処理温度（１６０℃）に近いほど劣化は少ないと考えられるので、実施例の中では実施例２が最も好ましい。比較例１は、劣化は少ないと思われるが、製品温度が９２℃と高く冷却効率が低いことがわかる。
　以上より、総合の評価は、実施例１が（○）、実施例２が（◎）実施例３が（○）、比較例１が、（×）となり、水溜堰１２を備えた着色装置１１によるフリッチの実施例２が最も良く、着色装置１によるフリッチの実施例１と、着色装置１によるスライス単板の実施例３がそれに続き、着色装置１において高圧水を注入せずに、降温と同時に降圧処理を行ったフリッチの場合の比較例１が、最も悪いことがわかった。
　このように、本発明により湿分を含んだフリッチやスライス単板をそのまま熱着色処理することが可能であるだけでなく、従来の着色方法に比べて簡便に着色処理が行える。
　次に、図８～図１１を参照しながら本発明の第３の実施形態について説明する。図８は、本発明の第３の実施形態の木材の着色装置の構成を示す概念図であり、図９は、図８の着色装置の概略の断面図である。また、図１０は、図８の着色装置における着色手順を示すフロー図である。以下の説明では、本発明の第１の実施の形態に係る木材の着色装置１と同様の部材には同一の符号を付し、重複する説明を省略するものとする。
　図８と図９とに示すように、木材の着色装置２１においては、高圧蒸気釜２４は、木材２を拘束した状態に保持する保持手段としての台座２３を内部に有した水溜容器２５を内部に備えている。
　台座２３は、上側固定梁３ａ、下側固定梁３ｂと、押さえ板２ａ、２ｂとを備えている点は、木材の着色装置１と同様である。図９では、フリッチの例を示しており、木材２は、押さえ板２ａ、２ｂで上下両側から挟まれ、隙間を確保するために、スペーサー７ａ、７ｂを介在させた状態で台座２３の上側固定梁３ａ、下側固定梁３ｂとの間に置かれ拘束される。
　この台座２３は、水溜容器２５の中に固定されており、水溜容器２５は、高圧蒸気釜２４の内壁面からレール２６によって支持された状態で高圧蒸気釜２４の内部で車輪２７により移動かつ固定可能に設けられている。
　このように、高圧蒸気釜２４と水溜容器２５とが別々に設けられるので、水溜容器２５内に冷却水を導入させる際の高圧蒸気釜２４に加わる熱衝撃を少なくすることができる結果、高圧蒸気釜２４の耐圧容器の安全性も高まる。
　また、水に触れる水溜容器２５だけをステンレスで製造し、高圧蒸気釜２４はそれよりも安価な材料を採用するなど、使用する材料を異なるものにすることにより、装置のコストを低減することができる。
　高圧蒸気釜２４は、長手方向に分割可能に構成されている。この高圧蒸気釜２４は、不図示のボルトナット機構あるいはクランプ機構により、フランジ２４ａ、２４ｂを着脱することによりふた２４ｃを開けて内部を開放し、台座２３ごと水溜容器２５を取り出すことができるようになっている。
　また、高圧蒸気釜４には、高圧高温蒸気の導入口５ａと、排気口５ｂと、加圧タンク８で加圧された水タンク９からの加圧水の導入口５ｃとが設けられている他、液化した蒸気をスチームトラップ５ｄを介して排水するドレン口５ｅと、水の排水口５ｆが設けられている点や、蒸気導入バルブ６ａ、蒸気排気バルブ６ｂ、水導入バルブ６ｃ、ドレンバルブ６ｅ、排水バルブ６ｆ、が設けられている点は、木材の着色装置１と同様である。
　ここでも、木材２としては、乾燥処理を施していない湿った含水率が３３％以上（含水率：３３～６７％ドライベースの生材）のブナのフリッチ材が採用されている。
　また、木材２は、縦、横、長さのいずれか１つ以上が１８０ｍｍ以下である。本実施形態では、サイズが４２ｍｍ（厚）×１４０ｍｍ（巾）×４５０ｍｍ（長さ）で、測色計のＬ＊値が５９～８３にばらついたものが採用されている。
　次に、図１０を参照して、この木材の着色装置２１を用いて実施する着色手順について説明する。
　木材の着色装置２１においては、まず、ステップＳ２１において、複数の木材２を、スペーサー７ａ、７ｂを介在させて積層し、木材２それぞれの隙間を確保する。
　次に、ステップＳ２２において、積層された複数の木材２の最上面と最下面に押さえ板２ａ、２ｂで挟む。
　また、ステップＳ２３において、押さえ板２ａ、２ｂで挟んだ複数の木材２を、空の状態の高圧蒸気釜２４において保持手段である台座２３に固定する。
　それから、ステップＳ２３－２において、水溜容器２５ごと高圧蒸気釜２４に挿入。水溜容器２５の底部にも排水管、ドレイン管を接続してそれぞれ水の排水口５ｆ、ドレン口５ｅと接続し、ふた２４ｃを閉じて閉釜する。
　また、ステップＳ２３－３において、蒸気導入バルブ６ａ、排気バルブ６ｂ、ドレンバルブ６ｅを開いて釜内空気を蒸気と置換する。
　また、ステップＳ２４において、蒸気排気バルブ６ｂを閉めて、高圧蒸気釜２４の中に高圧蒸気を供給して木材２を着色する。
　それから、着色が完了したら、ステップＳ２５において、蒸気導入バルブ６ａを閉めて、加圧保持しながら高圧蒸気釜２４内に水導入バルブ６ｃを開いて水を供給して台座２３に固定している木材２を水没させる。
　この時、水導入バルブ６ｃを開いて、高圧蒸気釜２４内に水を挿入して（０．７ＭＰａ）、台座２３に固定している木材２を高圧状態のまま水没冷却させる。その際、高圧蒸気釜２４内の圧力が下がらないように管理する。圧力の低下には蒸気導入バルブ６ａを補助的に開、あるいは水の圧力をアップする。また、圧力の上がり過ぎには蒸気排気バルブ６ｂでコントロールする。さらに冷却効率を上げるため、水をオーバーフローさせて調整しながら、循環させる。
　そして、冷却が完了したら、ステップＳ２６において、蒸気排気バルブ６ｂを開いて、高圧蒸気釜２４を降圧処理する。また、排水バルブ６ｆを開いて水溜容器２５内の冷却水を排出後、それぞれ水の排水口５ｆ、ドレン口５ｅと接続している排水管、ドレイン管を水溜容器２５から取り外す。
　排水バルブ６ｆを開いて水溜容器２５内の冷却水を排出後、ステップＳ２６－２において、水溜容器２５ごと高圧蒸気釜２４内から取り出す。
　最後に、ステップＳ２７において、保持手段の台座２３から木材２を取り出し、着色木材を得て終了する。
　ここで、図１１を参照して、上述の木材の着色装置２１を用いて行った実験例（実施例２－１、２－２、２－３、比較例２－１、２－２、２－３）について説明する。図１１は、図８の木材の着色装置を用いた上述の各実験例の原材料の歩留まりと製品の色バラツキとについて評価結果をまとめた表である。色バラツキは、製品のＬ＊値を示している。評価は記号◎（極めて良好）、○（良好）、△（普通）、×（不良）で表した。
　実施例２－１では、サイズが４２ｍｍ（厚）×１４０ｍｍ（巾）×４５０ｍｍ（長さ）で、測色計のＬ＊値が５９～８３にばらついたものについて、３０分間で、１３５℃に昇温させ、この１３５℃の状態で１時間保持する高圧水蒸気処理を行った。（中心部温度は、１２５℃以上の状態で０.７時間保持された）
　その後、０．７ＭＰａの加圧水を挿入して３０分冷却した後、大気圧に開放し、取り出した。
　このように、この高圧水蒸気処理においては、着色に必要な内部のエネルギーを確保するために、１５分以上の間、木材２の中心温度と雰囲気温度の差を１０℃以内に保持するようにした。
　その後、熱処理された木材２をモルダー、鋸にて寸法調整と表面仕上げを行い、表面に接着剤を塗布してプレスにて集成接着する。
　そして、集成接着された木材２をスライサーにて０．２５ｍｍ厚にスライス加工した。
　実施例２－２は、実施例２－１において、フリッチサイズを大きくしたものである。樹種、含水率、測色計のＬ＊値は実施例２－１と同じである。
　実施例２－２では、サイズが１８０ｍｍ（厚）×１８０ｍｍ（巾）×４５０ｍｍ（長さ）のものについて、３０分間で、１３５℃に昇温させ、フリッチサイズが大きいので、実施例２－１（１時間）より長く４時間保持する高圧水蒸気処理を行った。（中心部温度は、１２５℃以上の状態で０.５時間保持された）
　その後、０．７ＭＰａの加圧水を挿入して２時間冷却した後、大気圧に開放し、取り出した。
　集成接着、スライス加工は、実施例２－１と同様である。
　実施例２－３は、実施例２－１において、熱処理時間を短くした場合であり、樹種、フリッチサイズ、含水率、測色計のＬ＊値は、実施例２－１と同じである。
　この実施例２－３では、３０分間で、実施例２－１と同じ１３５℃に昇温させたが、実施例２－１（１時間）より短く０．３時間保持する高圧水蒸気処理を行った。中心部温度は、実施例２－１と同様１２５℃以上になったが、保持時間は、実施例２－１が０．７時間であったのに対して０.１時間しか保持されなかった。
　水冷条件、集成接着、スライス加工は、実施例２－１と同様である。
　比較例２－１は、実施例２－１において、熱処理温度が高すぎる場合であり、樹種、フリッチサイズ、含水率、測色計のＬ＊値は、実施例２－１と同じである。
　この比較例２－１では、３０分間で、実施例２－１より６０℃高い１９５℃に昇温させ、実施例２－１（１時間）と同じ１時間保持する高圧水蒸気処理を行った。（中心部温度は、１８５℃以上の状態で０.２５時間保持された）
　その後、０．１６ＭＰａの加圧水を挿入して４５分冷却した後、大気圧に開放し、取り出した。
　集成接着、スライス加工は、実施例２－１と同様である。
　比較例２－２は、実施例２－１において、木材２のサイズが大きすぎる場合であり、樹種、フリッチサイズ、含水率、測色計のＬ＊値は、実施例２－１と同じである。
　この比較例２－２では、サイズが２００ｍｍ（厚）×２００ｍｍ（巾）×４５０ｍｍ（長さ）のものについて、３０分間で、１３５℃に昇温させ、フリッチサイズが大きいので、実施例２－１（１時間）より長く５時間保持する高圧水蒸気処理を行った。（中心部温度は、１２５℃以上の状態で０.５時間保持された）
　その後、０．７ＭＰａの加圧水を挿入して２．５時間冷却した後、大気圧に開放し、取り出した。
　集成接着、スライス加工は、実施例２－１と同様である。
　比較例２－３は、実施例２－１において、冷却工程に水冷を使わず、閉缶のまま放置した場合であり、樹種、フリッチサイズ、含水率、測色計のＬ＊値は、実施例２－１と同じである。
　この比較例２－３では、実施例２－１と同様、３０分間で、１３５℃に昇温させ、１時間保持する高圧水蒸気処理を行った。（中心部温度は、実施例２－１と同様、１２５℃以上の状態で０.７時間保持された）
　その後、加圧水を挿入せず、閉釜のまま放置して温度が１３５℃から１０２℃まで５時間冷却した後、大気圧に開放し、取り出した。
　集成接着、スライス加工は、実施例２－１と同様である。
　図１１の結果によれば、原材料歩留まりは、実施例２－１と、フリッチサイズがやや大きめの実施例２－２と、熱処理時間が短めの実施例２－３とが、それぞれ、９５％（割れ曲がり５％）Ｏ、８６％（割れ、曲がり１４％）Ｏ、９７％（割れ曲がり３％）Ｏと、いずれも良好であり、熱処理時間が短めの実施例２－３が最も良好であった。
　これに対し、比較例では、いずれも不良×であり、自然冷却の比較例２－３が５５％（割れ曲がり４５％）×、熱処理温度が高すぎる比較例２－１が２５％（割れ、劣化７５％）×、木材のサイズが大きすぎる比較例２－２が１５％（割れ７５％）×というように、この順に原材料歩留まりが低下した。
　次に、色バラツキは、処理前の色バラツキがＬ＊５９～８３（ＭＡＸ－ＭＩＮ＝２４）に対し、熱処理時間が短めの実施例２－３がＬ＊３９～７３（ＭＡＸ－ＭＩＮ＝３４）△、であった以外は、実施例２－１が最も良好で、Ｌ＊３９～４８（ＭＡＸ－ＭＩＮ＝９）Ｏ、次に、フリッチサイズがやや大きめの実施例２－２が、Ｌ＊４２～５３（ＭＡＸ－ＭＩＮ＝１１）Ｏと良好であった。
　これに対し、比較例では、熱処理温度が高すぎる比較例２－１が、Ｌ＊２９～３８（ＭＡＸＭ－ＩＮ＝９）Ｏ、自然冷却の比較例２－３が、Ｌ＊３８～４７（ＭＡＸ－ＭＩＮ＝９）Ｏであったが、木材のサイズが大きすぎる比較例２－２が、Ｌ＊４０～５５（ＭＡＸ－ＭＩＮ＝１５）△であった。
　その結果、総合評価が、実施例２－１が最も良好で◎、次に、フリッチサイズがやや大きめの実施例２－２が良好Ｏ、熱処理時間が短めの実施例２－３が普通で△であったのに対して、熱処理温度が高すぎる比較例２－１、木材のサイズが大きすぎる比較例２－２、自然冷却の比較例２－３は、いずれも不良×であった。
　以上説明したように、上記実施形態の着色装置１、１１、２１およびそれぞれの着色方法によれば、木材２を高圧蒸気処理して着色するので、木材２に高圧蒸気が浸透して木材２は、湿式状態で熱処理され発色する。
　また、降圧処理の前に、高圧蒸気処理された木材２を水没させているので、迅速に冷却できるだけでなく、降圧処理において木材２の表面が過度に乾燥することがない。そのため、表面の乾燥割れも効果的に防止できる。
　特に、スライスされた単板において、降圧処理時における表面の乾燥割れが防止できるだけでなく、後の木材加工も容易になる。
　また、含水率が３３％以上（ドライベース）の樹皮のないフリッチ材を用いた場合、乾燥による木材２の硬化が無く、処理後のスライス加工が容易である。
　また、スライス加工される集成材を形成する場合に、本発明方法を用いれば、フリッチ材を高圧水蒸気処理した後、集成接着するので、集成材を形成してから着色するものに比べて、集成材の色コントロールが容易にでき、色のバラツキの少ないものが得られる。
　例えば、入手した原材料に原材料の色バラツキがあったりしても、高圧水蒸気処理を行ってこの原材料の色バラツキを低減したり、着色後の原材料を組み合わせてより均一な色のスライス単板を製造することができる。
　あるいは意図的に異なる色に着色した木材２を集成接着したものをスライス加工してモザイク状に色をばらつかせたスライス単板を製造する場合にも多様で精度の高い色管理を行なうことができる。
　このように、多様で精度の高い色管理を行ない、集成材の割れ不良を防止することができるので、スライス単板の製造において歩留まりを高くすることができる。
　さらに、複数のものを、スペーサを介在させて積み上げた状態で拘束して高圧蒸気処理すれば、一度に多数のフリッチ材を処理することができるだけでなく、樹皮のないフリッチ材同士が処理中にくっつき合って、それぞれの厚みが変化することが防止できるので、バラツキのない着色が出来る。
　また、高圧蒸気釜４、２４を作動する環境下において、圧力、温度、木材２のサイズなど通常の制御可能な条件をコントロールして、容易に木材２を色バラツキなく着色することが出来る。
　すなわち、木材２の水没は、高圧蒸気処理の圧力より０．１５ＭＰａ以上は低下させない状態に圧力を維持して行われるので、より効果的に表面の乾燥割れを防止することができる。
　また、１１５℃以下の温度にまで冷却して降圧処理するので、降圧処理時の表面の乾燥割れを防止することができる。
　さらに、木材２は、縦、横、長さのいずれか１つ以上が１８０ｍｍ以下であるので、速やかに内部を昇温することができる。そのため、昇温、冷却の際に木材２内部の温度勾配で割れるようなことが無い。また、色バラツキの無い均一な着色が得られる。
　また、１８０ｍｍ以下であれば、木材２を高圧水蒸気処理した後、集成接着したものをスライス加工してスライス単板を製造することが容易である。
　また、雰囲気温度１２０℃以上で高圧水蒸気処理するので、より速やかに色バラツキ無く必要な濃度に着色することが可能である。また、上限を１９０℃以下にすることにより、木材２の劣化を効果的に防止することができる。
　さらに、高圧水蒸気処理において１５分以上の間、木材２の中心温度と雰囲気温度の差を１０℃以内に保持するので、木材２の内部において、着色に必要なエネルギーを確保することが可能であり、木材２の中心と外表面との間の色バラツキを、より低減することが出来る。
　また、これらの木材の着色装置１、１１、２１によれば、高圧蒸気釜４、２４内に必要な設備を組み込むことで本発明を効率よく実施できる装置が簡易に構成できる。
　すなわち、これらの着色装置１、１１、２１によれば、高圧蒸気釜４、２４に台座３、２３を設けて、木材２を台座３、２３に拘束した状態で水没させるので高圧蒸気釜４、２４に冷却水を導入する際に木材２が移動し姿勢を変えるなどして、高圧蒸気釜４、２４の条件が変化したり、高圧蒸気釜４、２４内の水蒸気が結露して、高圧蒸気釜４、２４に負圧空間を生じてしまって、木材２中に含まれている水蒸気が急激に蒸発して表面割れを生じたりすることが未然に防止される。
　また、これらの着色装置１１、２１によれば、高圧蒸気釜内４、２４に水溜堰１２あるいは水溜容器２５を設け、そこに水を貯溜させて、保持手段で拘束されている木材２を水没させるので、厚みのあるフリッチ材などを積層して着色する場合に望ましい。
　特に、高圧蒸気釜４、２４内部に水溜堰１２や水溜容器２５を設けて、そこに冷却水を導入しているので、水溜堰１２や水溜容器２５内に冷却水を導入する際にも、高圧蒸気釜４、２４に加わる熱衝撃を少なくすることができる。
　また、水に触れる水溜堰１２や水溜容器２５のみをステンレスで製造し、高圧蒸気釜４、２４はそれよりも安価な材料を採用するなど、使用する材料を異なるものにすることにより、装置のコストを低減することができる。
　上述した実施の形態は本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施の形態に限定されない。
　例えば、保持手段は、図示の台座３、２３のような、構成に限定されない。図１２は、保持手段としての金属カゴに木材を拘束させる構成を示す説明図である。図１２の着色装置３１において、金属カゴ３５は、網カゴ３５aとカゴ台３５ｂとを備え、網カゴ３５aの上部を開いて積層した複数の木材２を収納できるようになっている。この着色装置３１においては、スペーサー７ａを介して積層した複数の木材２を金属カゴ３５に詰めて高圧蒸気処理するとともに、この金属カゴ３５によって木材２の浮きを防止しながら木材２を水没させて冷却するように構成されている。このように、木材２を拘束した状態に保持することができる構造であれば、種々の保持手段が採用可能である。
　高圧蒸気釜４、２４の材質もステンレスに限定されない。木材２の金属汚染を考えると、圧力容器はステンレスが好ましいが、その他の材料が採用可能である。
　また、本実施形態では、木材２は、乾燥処理を施していない湿った含水率：３３～６７％ドライベース（生材）のブナ材に限定されない。種々の基材が採用可能であるし、サイズも種々の設計変更が可能である。集成、スライス条件なども種々の設計変更が可能である。
　また、木材２はフリッチと、スライス単板の積載されたものに適用したが、例えば、内装材、家具材等、スライスして製造される化粧木質材料など、その他の木材２にも適用可能である。
　また、高圧水蒸気による熱処理は、１２０℃以上で、かつ１９０℃以下であることが好ましいが、処理温度１３０℃（処理圧力０．１７５ＭＰａ）以下の場合は、木材２の水没は、高圧蒸気処理の圧力より０．０８ＭＰａ以上下がらない状態で圧力を保持することが好ましい。
　また、今回の実施例では圧力保持に高圧エアーを使ったが、例えば窒素ガス等を使用すると木材２の酸化を抑制することができる。
　また、水の加圧手段は特に限定しないが、高圧水タンクや高圧ポンプの使用が、好ましい。
　木材２内部の必要冷却温度はサイズ、樹種によって異なるが、概ね１１５℃以下、望ましくは１０５℃以下が適当と考えられる。
　その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の設計変更が可能であることはいうまでもない。
１、１１、２１　木材の着色装置
２　　木材
３、２３　　台座(保持手段)
３５　　金属カゴ(保持手段)
４、２４　　高圧蒸気釜
４ｃ　高圧高温蒸気の導入口
５ｂ　高圧高温蒸気の排気口
１２　水溜堰
２５　水溜容器

Claims (14)

  1. 　木材を高圧蒸気処理して着色する木材の着色方法において、
    　上記木材を高圧蒸気処理して着色した後、高圧蒸気処理された木材を水没させてから降圧処理することを特徴とする木材の着色方法。
  2. 　請求項１において、
    　上記木材は、スライスされた単板であることを特徴とする木材の着色方法。
  3. 　請求項１において、
    　上記木材は、含水率分が３３％以上（ドライベース）の樹皮を除いたフリッチ材であることを特徴とする木材の着色方法。
  4. 　請求項３において、
    　上記フリッチ材は、複数のものが、スペーサを介在させて積み上げた状態で拘束されて、高圧蒸気処理され、水没冷却されるものであることを特徴とする木材の着色方法。
  5. 　請求項１乃至４のいずれか１項において、
    　上記木材の水没は、高圧蒸気処理の圧力より０．１５ＭＰａ以上は低下させない状態に圧力を維持して行われることを特徴とする木材の着色方法。
  6. 　請求項１乃至５のいずれか１項において、
    　上記降圧処理は、上記木材が１１５℃以下の温度にまで冷却されてから行われることを特徴とする木材の着色方法。
  7. 　請求項１乃至６のいずれか１項において、
    　上記木材は、縦、横、長さのいずれか１つ以上が１８０ｍｍ以下であることを特徴とする木材の着色方法。
  8. 　請求項１乃至７のいずれか１項において、
    　上記高圧水蒸気処理による熱処理条件が雰囲気温度１２０℃以上で、かつ１９０℃以下であることを特徴とする木材の着色方法。
  9. 　請求項１乃至８のいずれか１項において、
    　上記高圧水蒸気処理においては、１５分以上の間、上記木材の中心温度と雰囲気温度の差を１０℃以内に保持することを特徴とする木材の着色方法。
  10. 　　高圧高温蒸気の導入口と、排気口とを有し、かつ木材を拘束した状態に載置する台座を少なくとも内部に設けた高圧蒸気釜を備え、
    　上記高圧高温蒸気を導入して、木材を上記高圧蒸気釜内部で高圧蒸気処理して着色した後は、上記高圧蒸気釜内に水を貯留させて、上記台座に拘束されている木材を水没させてから、降圧処理するようにしたことを特徴とする木材の着色装置。
  11. 　　高圧高温蒸気の導入口と、排気口とを有し、かつ木材を拘束した状態に載置する台座を少なくとも内部に設けた水溜堰を、高圧蒸気釜内部に備え、
    　上記高圧高温蒸気を導入して、木材を上記高圧蒸気釜内部で高圧蒸気処理して着色した後は、上記水溜堰に水を貯留させて、上記台座に拘束されている木材を水没させてから、降圧処理するようにしたことを特徴とする木材の着色装置。
  12. 　　高圧高温蒸気の導入口と、排気口とを有し、かつ木材を拘束した状態に保持する保持手段を少なくとも内部に設けた高圧蒸気釜を備え、
    　上記高圧蒸気釜に高温蒸気を導入して、上記保持手段によって拘束されている木材を、高圧蒸気雰囲気中に晒して発色させた後、上記高圧蒸気釜内の圧力を所定の状態に保持して、上記高圧蒸気釜内に冷却水を導入して、上記木材を冷却水内に水没させて冷却させてから、降圧処理するようにしたことを特徴とする木材の着色装置。
  13. 　　高圧高温蒸気の導入口と、排気口とを有し、かつ木材を拘束した状態に保持する保持手段を内部に有した水溜容器とを少なくとも内部に設けた高圧蒸気釜を備え、
    　上記高圧蒸気釜に高温蒸気を導入して、上記保持手段によって拘束されている木材を、高圧蒸気雰囲気中に晒して発色させた後、上記高圧蒸気釜内の圧力を所定の状態に保持して、上記水溜容器内に冷却水を導入して、上記木材を冷却水内に水没させて冷却させてから、降圧処理するようにしたことを特徴とする木材の着色装置。
  14. 　請求項１乃至９のいずれか１項に記載の木材の着色方法により着色されたことを特徴とする着色木材。
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