木材の乾燥方法
【課題】木材の乾燥は自然乾燥のように時間をかけて乾燥する場合表面の収縮が大きく、内部は未収縮のため割れを起こす。市販されている加熱乾燥装置は装置費がかさみ、表面と内部の収縮の差が大きくなり割れが起こる。これを防止するため高周波加熱をする例があるが乾燥費用が高い。
【解決手段】本乾燥法は木材木口端面を加熱し乾燥させることにより内部の水分を木材の導管を通して木材端面に集め乾燥する方法で、乾燥による木材中心部と外側水分は均一に乾燥することができるため木材の乾燥による割れを防止することができる。加熱の方法は熱風、蒸気、赤外線により乾燥を行なうことができ設置場所により選択することができる。乾燥部分が端面のみのため、他の乾燥方法のように乾燥による変色が起きてもこの部分のみ切り取ることで変色部分をなくすことができ建築材料としての価値がある。設備費も比較的廉価にエネルギー消費も少ない装置である。
【解決手段】本乾燥法は木材木口端面を加熱し乾燥させることにより内部の水分を木材の導管を通して木材端面に集め乾燥する方法で、乾燥による木材中心部と外側水分は均一に乾燥することができるため木材の乾燥による割れを防止することができる。加熱の方法は熱風、蒸気、赤外線により乾燥を行なうことができ設置場所により選択することができる。乾燥部分が端面のみのため、他の乾燥方法のように乾燥による変色が起きてもこの部分のみ切り取ることで変色部分をなくすことができ建築材料としての価値がある。設備費も比較的廉価にエネルギー消費も少ない装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材の乾燥方法に係わり、詳しくは水分を含んだ木材の木口端面から内部に含まれる全体の水分を乾燥させる木材の乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】公開特許 昭５９−１６７６７５
【特許文献２】公開特許平８−２７６４０６
【特許文献３】特許第２５４９５８５号
【特許文献４】特許第２５２５２６２号
【特許文献５】公開特許２０００−１４６４３６
【特許文献６】公開特許２００２−１３０９４０
【特許文献７】公開特許２００３−９４４０８
【特許文献８】公開特許２００５−１１１８３１
【特許文献９】公開特許２００７−２２０７７
【０００３】
木材を伐採したままの原木には、多量の水分が含まれている。水分を多量に含んだ木材はそのままでは使用できないので乾燥する必要がある。伐採した原木を陰干しにして乾燥する方法は無駄なエネルギーを消費しないが長期間を要し一般的でないので人口乾燥法が行なわれている。人口乾燥の方法としては、
例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献７は加圧・減圧による乾燥法である。
【０００４】
特許文献１に示す木材乾燥法は丸太・製材した角材等に使用し、木材の両端の切断面の中心に円錐形の穴を開け、ここに吸入管を打ち込み、この吸入管内部を真空ポンプ等によって減圧し、さらに木材全体を加熱するものである。この方法は、木材に穴を開けるため木材の価値を下げることになり、また用途が限定される。
特許文献２に示す木材乾燥法は耐圧容器に木材を入れ加圧・減圧する乾燥法であるが耐圧容器が高価でしかも耐圧容器の出入れが難しいため実用化は難しい。
特許文献３は木材の両端から加圧・減圧し２気圧の圧力をかけ１２時間で水分を１５％程度まで落とすことができるとあるが木材の端面に圧力をかけることは装置、操作が困難を伴い実用化は難しい。
【０００５】
特許文献４は木材の細い方の木口にキャップを取り付け過熱水蒸気で加圧し、反対側の木口を減圧して乾燥する方法であるが、各木材の端末を処理し加圧に耐えるキャップを付けることは現場作業としては困難である。
特許文献５は木材の両端を加圧し、減圧して乾燥する方法であるが、各木材の端末を処理し加圧、減圧に耐えるキャップを付けることは現場作業としては困難である。
特許文献６は木材を吊り下げ回転させながら高周波加熱し乾燥する方法であるが高周波加熱装置が高価で実用化には困難を伴う。
特許文献７は木材の両端からコンベアー上で加圧し、減圧して乾燥する方法であるが、装置の価格も高く、操作も複雑となる。
【０００６】
特許文献８は木材をアルミ箔で覆い高温過熱して乾燥する方法であるが、木材が小さい場合は可能であるが、大きい木材の場合はアルミ箔での被覆は破れが起こり現場作業は困難と思われる。
特許文献９は木材の蒸気加熱による乾燥法の温度管理により乾燥効率を上げたものであり木材乾燥設備としての新規なものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
木材の人口乾燥方法は一般的には次のような欠点がある。
・ 木材を加熱し、また加圧、減圧するため木材全体を囲む乾燥室または恒温室が巨大な設備を必要とする。
・ 木材を加熱するための大きい加熱装置及び温度管理を必要とする。
・ 木材の水分を急激に乾燥しようとすると木材に割れが生ずる。
以上のように、非常に大きな設備、温度管理も難しいいものであり、木材の割れ、曲がりができ、乾燥コストもかかり商品としての価値が落ちる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、設備費も比較的安く、熱エネルギーも比較的少なく、割れを防止し木材を乾燥する方法を提供することを目的とする。
【０００９】
木材には年輪層があり年輪の緻密な細胞層に直交する方向には水分が通り難く円周方向から加熱し水分を蒸発させることは効率的にも悪く、また外部から水分を除去するため外周ほど収縮が起こり木材の割れの原因となる。
木材は根から水分や養分を吸い上げ木材の周辺部を通って上昇し、外部から二酸化炭素と光を受け光合成が生じ、光合成物質の溶液が樹皮と周辺部の間をとおり下降し、各部に分配され成長する。このように木材には上下に液体の通る導管がある。
【００１０】
本発明は木材の乾燥時の割れを防ぐ方法として木材表面から乾燥するのではなく木口端面の温度を高め、端面の導管の水分を乾燥させ、導管の水分勾配で内部の水分を端面に集め乾燥する方法のため、乾燥時間は急速に乾燥する方法に比べ時間を要するが、木材の表面と内部とが均一に乾燥するため乾燥時の木材の割れを防ぎながら乾燥する方法で良質の建築用木材を提供できる。
【００１１】
本発明の木材端面の加熱方法は熱風、蒸気、赤外線等で行なうことができ乾燥する場所により任意に選択することができる。加熱部が端面のみ乾燥するため乾燥による変色は問題とならない。一般の加熱乾燥法のように木材全体を加熱した場合は木材全体が変色するが本発明の方法ではこのようなことはないので建築用木材に適している。また、装置が簡単で設備費も比較的安価に設置が可能である。
【００１２】
本発明の木材端面の加熱方法は常圧より減圧下の方が時間を短縮することができる。また木材乾燥のための熱の与え方は導管の水分移動速度に合わせ連続加熱も可能だが、断続的に加熱することによりエネルギー消費を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は木材乾燥時に加圧・減圧が主力でなく、木材端面を加熱するのが主のため乾燥設備が簡略化され安価に設置できる。また、乾燥時間は高温乾燥より要するが使用エネルギーは少なく木材を均一に加熱することができるため割れを生ずることが少ない。また、高温で乾燥しても変色部は木材端面のみで使用する部分の木材の変色はないので建築用木材として有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の乾燥方法について図面を用いて説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明に過ぎない。
本発明の乾燥例を図１に示す。乾燥する木材１の木口端面２にバーナー３の熱風４を当てることにより木材木口端面２の温度を上げ乾燥する木材１を乾燥した。
【００１５】
また、本発明の乾燥例を図２に示す。乾燥する製材し、積み重ねられた木材５の木口端面２をカバー６で覆い水蒸気もしくは過熱水蒸気７をカバー６に入れ木材木口端面２の温度を上げ製材し積み重ねられた木材５を乾燥する方法である。加熱は両木口端面から行なっても良い。
【００１６】
また、本発明の乾燥例を図３に示す。乾燥する製材し、積み重ねられた木材５の木口端面２をカバー６で覆い赤外線ランプ１０をカバー６に入れ製材し積み重ねられた木材５の木口端面２の温度を上げカバー６の排気をポンプ１１で行い、製材し積み重ねられた木材５を乾燥する方法である。加熱は両木口端面から行なっても良い。
【実施例】
【００１７】
本発明の実施例を図１に示す。乾燥に使用した杉材１は約口径約１０ｃｍ長さ２ｍの実施例の寸法、重量は表１に示す。木材木口端面２に摂氏９０度の熱風４を当てることにより木材木口端面２の温度を上げ乾燥する木材１を乾燥した。比較例として加熱しない杉材を同じ環境に置いた。実施例を３例および比較例を表２に示す。いずれも５日間の乾燥で重量は５６から６６％に減量することができた。比較例は８９％であった。
【表１】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明による木材を木口端面からの加熱乾燥する方法は、現在使われている装置に比べ乾燥装置を軽量化、小型化できるため設置場所を多く必要としないため設置費は安い。また、乾燥の熱源も熱風、蒸気、赤外線と自由に選択できるため運転経費も比較的安価にできる。また、乾燥した木材は割れが少なく、変色もほとんどないため建築用のみならず多くの用途に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】乾燥する木材１をバーナー３の熱風４を乾燥する木材の端面２を加熱し乾燥する例である。
【図２】乾燥する製材し積み重ねられた木材５の木口端面２をカバー６で覆い水蒸気もしくは過熱水蒸気７をカバー６に入れ木材木口端面２の温度を上げ製材し積み重ねられた木材５を乾燥する方法である。排気ガスは８から排出され、ドレーンは９から排出される。加熱は両木口端面から行なっても良い。
【図３】乾燥する製材し積み重ねられた木材５の木口端面２をカバー６で覆い赤外線ランプ１０をカバー６に入れ製材し積み重ねられた乾燥する木材５の木口端面２の温度を上げカバー６の排気を排気パイプ１２を通してポンプ１１で行い、製材し積み重ねられた木材５を乾燥する方法である。
【符号の説明】
【００２０】
・ 乾燥する木材
・ 乾燥する木材の木口端面
・ ガスもしくは油バーナー
・ バーナーの熱風
・ 乾燥する製材し、積み重ねられた木材
・ 木材の木口端面を覆うカバー
・ 水蒸気もしくは過熱水蒸気
・ 排気管
・ ドレーン出口
・ 赤外線ランプ
・ 排気ポンプ
・ 排気ポンプ用排気管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材の乾燥方法に係わり、詳しくは水分を含んだ木材の木口端面から内部に含まれる全体の水分を乾燥させる木材の乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】公開特許 昭５９−１６７６７５
【特許文献２】公開特許平８−２７６４０６
【特許文献３】特許第２５４９５８５号
【特許文献４】特許第２５２５２６２号
【特許文献５】公開特許２０００−１４６４３６
【特許文献６】公開特許２００２−１３０９４０
【特許文献７】公開特許２００３−９４４０８
【特許文献８】公開特許２００５−１１１８３１
【特許文献９】公開特許２００７−２２０７７
【０００３】
木材を伐採したままの原木には、多量の水分が含まれている。水分を多量に含んだ木材はそのままでは使用できないので乾燥する必要がある。伐採した原木を陰干しにして乾燥する方法は無駄なエネルギーを消費しないが長期間を要し一般的でないので人口乾燥法が行なわれている。人口乾燥の方法としては、
例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献７は加圧・減圧による乾燥法である。
【０００４】
特許文献１に示す木材乾燥法は丸太・製材した角材等に使用し、木材の両端の切断面の中心に円錐形の穴を開け、ここに吸入管を打ち込み、この吸入管内部を真空ポンプ等によって減圧し、さらに木材全体を加熱するものである。この方法は、木材に穴を開けるため木材の価値を下げることになり、また用途が限定される。
特許文献２に示す木材乾燥法は耐圧容器に木材を入れ加圧・減圧する乾燥法であるが耐圧容器が高価でしかも耐圧容器の出入れが難しいため実用化は難しい。
特許文献３は木材の両端から加圧・減圧し２気圧の圧力をかけ１２時間で水分を１５％程度まで落とすことができるとあるが木材の端面に圧力をかけることは装置、操作が困難を伴い実用化は難しい。
【０００５】
特許文献４は木材の細い方の木口にキャップを取り付け過熱水蒸気で加圧し、反対側の木口を減圧して乾燥する方法であるが、各木材の端末を処理し加圧に耐えるキャップを付けることは現場作業としては困難である。
特許文献５は木材の両端を加圧し、減圧して乾燥する方法であるが、各木材の端末を処理し加圧、減圧に耐えるキャップを付けることは現場作業としては困難である。
特許文献６は木材を吊り下げ回転させながら高周波加熱し乾燥する方法であるが高周波加熱装置が高価で実用化には困難を伴う。
特許文献７は木材の両端からコンベアー上で加圧し、減圧して乾燥する方法であるが、装置の価格も高く、操作も複雑となる。
【０００６】
特許文献８は木材をアルミ箔で覆い高温過熱して乾燥する方法であるが、木材が小さい場合は可能であるが、大きい木材の場合はアルミ箔での被覆は破れが起こり現場作業は困難と思われる。
特許文献９は木材の蒸気加熱による乾燥法の温度管理により乾燥効率を上げたものであり木材乾燥設備としての新規なものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
木材の人口乾燥方法は一般的には次のような欠点がある。
・ 木材を加熱し、また加圧、減圧するため木材全体を囲む乾燥室または恒温室が巨大な設備を必要とする。
・ 木材を加熱するための大きい加熱装置及び温度管理を必要とする。
・ 木材の水分を急激に乾燥しようとすると木材に割れが生ずる。
以上のように、非常に大きな設備、温度管理も難しいいものであり、木材の割れ、曲がりができ、乾燥コストもかかり商品としての価値が落ちる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、設備費も比較的安く、熱エネルギーも比較的少なく、割れを防止し木材を乾燥する方法を提供することを目的とする。
【０００９】
木材には年輪層があり年輪の緻密な細胞層に直交する方向には水分が通り難く円周方向から加熱し水分を蒸発させることは効率的にも悪く、また外部から水分を除去するため外周ほど収縮が起こり木材の割れの原因となる。
木材は根から水分や養分を吸い上げ木材の周辺部を通って上昇し、外部から二酸化炭素と光を受け光合成が生じ、光合成物質の溶液が樹皮と周辺部の間をとおり下降し、各部に分配され成長する。このように木材には上下に液体の通る導管がある。
【００１０】
本発明は木材の乾燥時の割れを防ぐ方法として木材表面から乾燥するのではなく木口端面の温度を高め、端面の導管の水分を乾燥させ、導管の水分勾配で内部の水分を端面に集め乾燥する方法のため、乾燥時間は急速に乾燥する方法に比べ時間を要するが、木材の表面と内部とが均一に乾燥するため乾燥時の木材の割れを防ぎながら乾燥する方法で良質の建築用木材を提供できる。
【００１１】
本発明の木材端面の加熱方法は熱風、蒸気、赤外線等で行なうことができ乾燥する場所により任意に選択することができる。加熱部が端面のみ乾燥するため乾燥による変色は問題とならない。一般の加熱乾燥法のように木材全体を加熱した場合は木材全体が変色するが本発明の方法ではこのようなことはないので建築用木材に適している。また、装置が簡単で設備費も比較的安価に設置が可能である。
【００１２】
本発明の木材端面の加熱方法は常圧より減圧下の方が時間を短縮することができる。また木材乾燥のための熱の与え方は導管の水分移動速度に合わせ連続加熱も可能だが、断続的に加熱することによりエネルギー消費を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は木材乾燥時に加圧・減圧が主力でなく、木材端面を加熱するのが主のため乾燥設備が簡略化され安価に設置できる。また、乾燥時間は高温乾燥より要するが使用エネルギーは少なく木材を均一に加熱することができるため割れを生ずることが少ない。また、高温で乾燥しても変色部は木材端面のみで使用する部分の木材の変色はないので建築用木材として有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の乾燥方法について図面を用いて説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明に過ぎない。
本発明の乾燥例を図１に示す。乾燥する木材１の木口端面２にバーナー３の熱風４を当てることにより木材木口端面２の温度を上げ乾燥する木材１を乾燥した。
【００１５】
また、本発明の乾燥例を図２に示す。乾燥する製材し、積み重ねられた木材５の木口端面２をカバー６で覆い水蒸気もしくは過熱水蒸気７をカバー６に入れ木材木口端面２の温度を上げ製材し積み重ねられた木材５を乾燥する方法である。加熱は両木口端面から行なっても良い。
【００１６】
また、本発明の乾燥例を図３に示す。乾燥する製材し、積み重ねられた木材５の木口端面２をカバー６で覆い赤外線ランプ１０をカバー６に入れ製材し積み重ねられた木材５の木口端面２の温度を上げカバー６の排気をポンプ１１で行い、製材し積み重ねられた木材５を乾燥する方法である。加熱は両木口端面から行なっても良い。
【実施例】
【００１７】
本発明の実施例を図１に示す。乾燥に使用した杉材１は約口径約１０ｃｍ長さ２ｍの実施例の寸法、重量は表１に示す。木材木口端面２に摂氏９０度の熱風４を当てることにより木材木口端面２の温度を上げ乾燥する木材１を乾燥した。比較例として加熱しない杉材を同じ環境に置いた。実施例を３例および比較例を表２に示す。いずれも５日間の乾燥で重量は５６から６６％に減量することができた。比較例は８９％であった。
【表１】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明による木材を木口端面からの加熱乾燥する方法は、現在使われている装置に比べ乾燥装置を軽量化、小型化できるため設置場所を多く必要としないため設置費は安い。また、乾燥の熱源も熱風、蒸気、赤外線と自由に選択できるため運転経費も比較的安価にできる。また、乾燥した木材は割れが少なく、変色もほとんどないため建築用のみならず多くの用途に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】乾燥する木材１をバーナー３の熱風４を乾燥する木材の端面２を加熱し乾燥する例である。
【図２】乾燥する製材し積み重ねられた木材５の木口端面２をカバー６で覆い水蒸気もしくは過熱水蒸気７をカバー６に入れ木材木口端面２の温度を上げ製材し積み重ねられた木材５を乾燥する方法である。排気ガスは８から排出され、ドレーンは９から排出される。加熱は両木口端面から行なっても良い。
【図３】乾燥する製材し積み重ねられた木材５の木口端面２をカバー６で覆い赤外線ランプ１０をカバー６に入れ製材し積み重ねられた乾燥する木材５の木口端面２の温度を上げカバー６の排気を排気パイプ１２を通してポンプ１１で行い、製材し積み重ねられた木材５を乾燥する方法である。
【符号の説明】
【００２０】
・ 乾燥する木材
・ 乾燥する木材の木口端面
・ ガスもしくは油バーナー
・ バーナーの熱風
・ 乾燥する製材し、積み重ねられた木材
・ 木材の木口端面を覆うカバー
・ 水蒸気もしくは過熱水蒸気
・ 排気管
・ ドレーン出口
・ 赤外線ランプ
・ 排気ポンプ
・ 排気ポンプ用排気管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥しようとする木材の木口端面を常圧、減圧下で加熱して木材全体を乾燥する方法
【請求項２】
加熱の方法が熱風加熱である請求項１の乾燥方法
【請求項３】
加熱の方法が蒸気加熱である請求項１の乾燥方法
【請求項４】
加熱の方法が赤外線加熱である請求項１の乾燥方法
【請求項１】
乾燥しようとする木材の木口端面を常圧、減圧下で加熱して木材全体を乾燥する方法
【請求項２】
加熱の方法が熱風加熱である請求項１の乾燥方法
【請求項３】
加熱の方法が蒸気加熱である請求項１の乾燥方法
【請求項４】
加熱の方法が赤外線加熱である請求項１の乾燥方法
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１７３２８４（Ｐ２０１０−１７３２８４Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１１３３（Ｐ２００９−２１１３３）
【出願日】平成２１年２月２日（２００９．２．２）
【出願人】（５９２０５１２０２）有限会社コスモ研究所 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２日（２００９．２．２）
【出願人】（５９２０５１２０２）有限会社コスモ研究所 (2)
【Ｆターム（参考）】
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