JP2005111831A

JP2005111831A - 木材乾燥方法及び装置

Info

Publication number: JP2005111831A
Application number: JP2003349421A
Authority: JP
Inventors: 博文 ▲功▼刀; Hirobumi Kunugi
Original assignee: HASEBE KK
Current assignee: HASEBE KK
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2023-10-08
Also published as: WO2005035211A1; US20070130788A1; EP1681144A1; JP3886952B2; FI20060385A; EP1681144A4; CN1863652A; CA2542000A1

Abstract

【課題】割れや反り、曲がりなどの変形を引き起こすことなく、木材を高温下で高速乾燥する。
【解決手段】良熱伝導性かつ耐熱性の素材例えばアルミニウム箔２で木材１を被覆し、これを、乾燥窯３内で、発火点を超えない高温（摂氏２００度程度）の環境下に置いて、乾燥させる。高温の蒸し焼き状態で乾燥プロセスが進行するため、木材の表面も内部も略均等に乾燥してゆくことになり、木材表面から割れてゆく現象がまったく起こらず、また、反り、曲がりなどの変形も起こらない。また、高温環境下で乾燥させることができるため、乾燥に要する期間もかなり短縮できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、木材乾燥方法及び装置に関し、特に原木丸太のままの木材を高温下で高速乾燥させることに適した技術に関する。

人工的な加熱環境下で木材を乾燥させるようにする従来の木材乾燥方法は、原木を所望の製品木材サイズよりも大きなサイズに裁断して製材し、製材した木材をそのままの剥き出し状態で乾燥室に置き、略摂氏８０度程度の中温加熱環境下で数週間程度の比較的長い時間をかけて乾燥させる、所謂「中温乾燥法」が主流である。略摂氏８０度程度の中温加熱とする理由は、略摂氏９０度程度を超える加熱環境下では、被乾燥木材に割れが生じ、製品として使いものにならなくなるからである。このような中温加熱では、乾燥にかかる期間も数週間（例えば２週間）かかり、高速での乾燥は行えなかった。また、所望の製品木材サイズよりも大きなサイズに製材した状態で乾燥させる理由は、乾燥の結果、反り・曲がりなどの変形が木材に必ず発生するので、乾燥後に、反り・曲がりの出た木材の周囲を裁断して所望の製品木材サイズに製材し直すため（二度引き）である。そのため、製品木材の歩留まりが非常に悪いという欠点もある。さらに、このような製材し直しがあるため、原木の幹径が比較的小ぶりの木材にあっては、この「中温乾燥法」を適用して利用可能な適切なサイズの製品木材を得ることが不可能である故に、この「中温乾燥法」を適用することができなかった。そのような原木の幹径が比較的小ぶりの木材の代表例としては、カラマツがある。また、特にカラマツは、乾燥させた場合に、大きなねじれや反り、割れなどが生じる、という所謂「アバレ」の問題があった。かかる理由によって、カラマツを人工乾燥させることができなかったため、従来は、カラマツを工業製材として流通させ、広く利用に供することができなかった。

一方、高温乾燥によって乾燥期間を短縮するようにした「高温乾燥法」も実施されている。これによれば、木材を高周波で被曝させることにより、略摂氏１００度乃至１５０度程度の比較的高温の加熱環境下で乾燥させることができる。しかし、それでも、比較的長時間の乾燥期間を要する。また、長時間の高温乾燥によって、木材の表面に黒褐色変化が生じ、品質が劣化するという問題もあった。また、高温乾燥法の場合も、乾燥の結果、反り・曲がりなどの変形が木材に必ず発生するので、乾燥後に、反り・曲がりの出た木材の周囲を裁断して所望の製品木材サイズに製材し直すこと（二度引き）が必要であった。従って、製品木材の歩留まりが悪いという問題は依然としてある。勿論、これも、カラマツのような幹径が比較的小ぶりの木材の乾燥には不向きである。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、被乾燥木材に割れや反り、曲がりなどの変形を引き起こすことなく（若しくは最小限にとどめ）、木材を高温下で高速乾燥させることができるようにした木材乾燥方法及び装置を提供しようするものである。また、原木丸太のままの木材を高温下で高速乾燥させるのに適した木材乾燥方法及び装置を提供しようするものである。

本発明に係る木材乾燥方法は、良熱伝導性かつ耐熱性の素材で被覆した木材を、発火点を超えない高温環境下に置き、該木材を乾燥させることを特徴とするものである。好適な例において、前記良熱伝導性かつ耐熱性の素材は、金属箔である。更に、好適な例において、前記金属箔はアルミニウム箔である。

本発明によれば、被乾燥木材が良熱伝導性かつ耐熱性の素材（好適には金属箔若しくはアルミニウム箔）で被覆されているため、発火点を超えない高温環境下に曝されても、木材表面に焼け焦げ等が生じず、また木材表面から乾燥してゆく現象を防ぐことができる。すなわち、良熱伝導性かつ耐熱性の素材（好適には金属箔若しくはアルミニウム箔）で木材が被覆されていることで、高温の蒸し焼き状態で乾燥プロセスが進行するため、木材の表面も内部も略均等に乾燥してゆくことになり、木材表面から割れてゆく現象がまったく起こらず、また、反り、曲がりなどの変形も起こらない。しかも、例えば摂氏２００度程度の従来にはないかなりの高温環境下で乾燥させることができるため、乾燥に要する期間もかなり短縮することができる。また、木材表面からの割れが全く又は殆ど生じないため、原木丸太のままで乾燥させることができ、乾燥後に必要な製材処理を行えばよいため、二度引きの必要がなく、工業製材に際しての歩留まりが非常によくなる。従って、カラマツのような幹径が比較的小ぶりの木材の人工乾燥にも適しており、従来は余り使いでがなかつたような間伐材も有利に工業製材に供することができる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。
本発明に係る乾燥方法の第１工程は、図１（ａ）に示すように、乾燥しようとする長尺の木材１の周囲を、アルミニウム箔２で被覆する作業を行うことからなる。この被覆作業は人手によって行うようにしてよいが、必要に応じて、機械化してもよいのは勿論である。アルミニウム箔２は、良熱伝導性かつ耐熱性の素材として選ばれたものであり、被覆した木材１に対してその外側から加熱される高温熱を容易に伝達するが（良熱伝導性）、それ自身は簡単には燃えないもの（耐熱性）、である。従って、木材１を被覆する素材（２）は、良熱伝導性かつ耐熱性の素材であればよく、アルミニウム箔２に限らず、その他の金属箔であってもよいし、それ以外の何らかのものであってもよい。なお、アルミニウム箔２の横幅が限られたサイズである場合は、木材１の縦の長さはかなりの長さがあるので、図示例のように、アルミニウム箔２を木材１の周囲に螺旋状に巻きつけることにより、木材１の周囲全体を被覆するようにすればよい。図示例では、木材１の木口１ａの部分は、アルミニウム箔２によって被覆せず、木材１の円筒側面周囲全体をアルミニウム箔２によって被覆するようにしている。しかし、これに限らず、木口１ａの部分を含めて木材１の全周囲をアルミニウム箔２によって被覆するようにしてもよい。勿論、アルミニウム箔２つまり被覆素材の厚さは、適宜であってよい。また、例えば、薄いために破れるおそれがあるような場合は、２重巻きあるいは多重巻きにして被覆するようにしてもよい。また、乾燥対象となる木材１（アルミニウム箔２つまり被覆素材を被覆する木材）は、原木丸太（原木から表皮を剥がした丸太）のままであってよい。しかし、原木丸太のサイズが大きすぎて取扱いにく場合など、適宜のサイズに裁断された木材を、乾燥対象木材１（アルミニウム箔２つまり被覆素材を被覆する木材）としても差し支えない。なお、必要に応じて、事前に原木丸太を背割り加工し、背割り加工した丸太１の周囲をアルミニウム箔２つまり被覆素材で被覆するようにしてもよい。

本発明に係る乾燥方法の第２工程は、図１（ｂ）に示すように、アルミニウム箔２を被覆した木材１を乾燥窯（乾燥装置）３に運び入れて、発火点を超えない高温環境下に置き、適宜の期間、高温環境下に曝すことで、該木材を乾燥させることからなる。乾燥窯３は、例えば登り窯形式に適宜傾斜した炉室を持ち、傾斜の下部寄りに木材１を出し入れするための扉３ａを有し、傾斜の上部寄りに煙出し口３ｂを有し、また、傾斜の下部寄りの底部に加熱炉４を有する。加熱炉４の熱源としては、原木の表面から剥いだ皮（廃皮材）などを主体とする適宜の可燃物質を燃焼させるようにするとよい。加熱炉４の熱源としては、これに限らず、電熱であってもよく、その他何でもよい。例えば高周波乾燥手段等を適宜含んでいてもよい。乾燥窯３の適宜箇所に複数の温度測定器５が配置され、窯内の温度をモニタする。モニタされた窯内の温度に基づき加熱炉４の発熱量を制御し、乾燥窯３内を、発火点を超えない適切な高温環境に維持する。この場合、測定した温度を考慮して加熱炉４の燃焼量（発熱量）を制御することは、自動的な手法で行うようにしてもよいし、作業員による人手作業として行うようにしてもよい。なお、人手作業で管理する場合は（あるいは自動管理する場合も）、窯内の温度が、発火点に満たない予設定した限界温度、に達するようなことがもしも起こった場合に、所定の警報を音あるいは発光／表示等で発する警報装置を付加してもよい。勿論、常に摂氏２００度程度の高温を維持できなかったとしても本発明の実施には差し支えない。すなわち、作業の都合や温度管理等の都合によって、ときには窯内温度が低下するようなことがあっても、発明の実施に不都合はない。なお、乾燥窯３の圧力は、外気圧と同じであってよい。しかし、必要に応じて減圧乾燥法を適宜組み合わせてもよい。

一般に、木材の発火点温度は摂氏２３７度程度である。よって、本発明においては、発火点を超えない程度の高温として、摂氏２００度程度の高温環境下で木材１を乾燥させるようにすることができる。その場合、直径３０ｃｍ程度の丸太であっても、本発明の方法で３乃至４日程度の期間で乾燥を行えば、含水率１０％程度までに乾燥させることができることが実験によって確かめられた。従来の数週間かけての人工乾燥が含水率１８％程度が限度であったことを考慮すると、かなり、効率がよいことが判る。なお、乾燥プロセスの過程で木材１から絞り出される水分は、主に木口１ａの部分から滴り出る。アルミニウム箔２の被覆の底部にも、出た水分が適宜溜るが、これらは乾燥終了時にアルミニウム箔２の被覆を木材１から剥ぎ取ったときにそのまま廃棄される。

このように、本発明によれば、被乾燥木材１がアルミニウム箔２のような良熱伝導性かつ耐熱性の素材で被覆される（ラップされる）ため、発火点を超えないが発火点に近い摂氏２００度程度の高温環境下に曝されても、木材表面に焼け焦げや色変化等が生じず、木材１の品質が損なわれない。また、被覆により、木材１の表面から乾燥してゆく現象を防ぐことができる。すなわち、アルミニウム箔２のような良熱伝導性かつ耐熱性の素材で木材１が被覆（ラップ）されていることで、高温の蒸し焼き状態で乾燥プロセスが進行し、木材１の表面も内部も略均等に乾燥してゆくことになり、木材表面から割れてゆく現象がまったく又はほとんど起こらず、また、反り、曲がりなどの変形も起こらない。また、例えば摂氏２００度程度の従来にはないかなりの高温環境下で乾燥させることができるため、乾燥に要する期間も３〜４日程度と、従来に比べてかなり短縮することができる。また、木材表面からの割れが全く又は殆ど生じないため、原木丸太のままで乾燥することができ、乾燥後に必要な製材処理を行えばよいため、二度引きの必要がなく、工業製材に際しての歩留まりが非常によくなる。従って、大径の丸太材をそのまま乾燥させることができるのは勿論のこと、カラマツや間伐材のような幹径が比較的小ぶりの木材の人工乾燥にも適している。特に、本発明に従ってカラマツを丸太のまま乾燥させても「アバレ」や割れ、反り、ねじれ、曲がりなどがほとんど起こらないため、有利に工業製材に供することができる。また、従来は余り使い出がなかったような間伐材も有利に工業製材に供することができる。

本発明に係る木材乾燥方法及び装置の一実施例を説明するための略図。

符号の説明

１木材
１ａ木口
２アルミニウム箔（良熱伝導性かつ耐熱性の被覆素材）
３乾燥窯
３ａ扉
３ｂ煙出し口
４加熱炉
５温度測定器

Claims

良熱伝導性かつ耐熱性の素材で被覆した木材を、発火点を超えない高温環境下に置き、該木材を乾燥させることを特徴とする木材乾燥方法。
良熱伝導性かつ耐熱性の素材で被覆した木材を、発火点を超えない高温環境下に置き、該木材を乾燥させることを特徴とする木材乾燥装置。
前記良熱伝導性かつ耐熱性の素材は、金属箔である請求項１又は２に記載の木材乾燥方法又は装置。
前記金属箔はアルミニウム箔である請求項３に記載の記載の木材乾燥方法又は装置。
前記木材が丸太である請求項１乃至４のいずれかに記載の木材乾燥方法又は装置。
前記木材の少なくとも木口以外の周囲全体が前記素材で完全に被覆された状態で前記高温環境下に置かれることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の木材乾燥方法又は装置。