JP4917367B2 - 木質板の乾燥処理方法 - Google Patents
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Description
しかし、熱板プレスを用いた単板の乾燥処理を行う場合には、急激な加熱により大量に発生する蒸気をいかに外部に放出するかが問題となっている。
図9は、「蒸気逃し用部材」を用いた熱板プレスに単板を挿入した状態を示す正面図である。熱板プレスの2枚の熱板60a,60bの間に単板50が挿入されており、さらに熱板60a,60bと単板50の間に蒸気逃し用部材70a,70bが挿入されている。
蒸気逃し用部材70a,70bは、熱の伝導がほとんど阻害されず、蒸気の通過が可能な特殊なメッシュにより形成されており、熱圧時に単板50の表面から蒸気を放出できるようになっている。
従って、この方法では、熱板の温度を極端に高くすることはできない。また、木質板の厚さも厚くすることができず、通常その適用範囲は1mm以下の薄い板に限られてしまう。
しかし、この場合も、木質板の中層に集まっている蒸気を木質板の表面から放散させることに変わりはないため、木質板が厚くなればなるほど乾燥時間が長くなり、効率が悪くなってしまう。
また、熱圧乾燥工程で、まず溝部を形成した2枚の木質板の裏側同士を向かい合わせるので、2枚の木質板を合わせた複合板の厚さ方向中心に、蒸気の逃げ道である溝部を配置することができる。そして、一方の木質板の表側を上向きに、他方の木質板の表側を下向きにした状態で、上下2枚の熱板を有する熱板プレスの間に挿入するので、蒸気の逃げ道である溝部を上下2枚の熱板から最も遠い位置に配置することができる。
この状態で熱板プレスにより熱圧して乾燥するので、木質板内部に発生する蒸気は、熱板と接する木質板の表側から、熱板から最も遠い裏側の溝部に向けて移動し、連通した端面から放出される。従って、木質板の厚さや熱板の温度が制限されることなく、蒸気を適切に放出することができ、乾燥時間を短縮することができる。
すなわち、熱圧により木質板の表面に垂直方向の圧縮応力が加わると、木質板内部では、水平方向に拡がるように、ポアソン比に相当する量の横圧縮応力が生じる。一方、熱圧による乾燥過程においては、木質板内部で水平方向の収縮による引張応力が生じる。上記範囲内の圧縮ひずみのもとでは、これら2つの応力が相殺されるので、木質板の乾燥割れを防止することができるのである。
図1は、実施形態1に係る木質板の乾燥処理方法を示す工程図である。実施形態1に係る木質板の乾燥処理方法は、木質板加工工程100、熱圧乾燥工程200、寸法安定化工程300、及び色調整工程400から構成されている。
図2及び図3はともに、木質板加工工程100で加工処理を行った後の木質板10を示す斜視図である。
木質板10は、表側1、裏側2、端面3,4及び側面5,6の6面から構成された板材である。そして、木質板加工工程100では、木質板10の裏側2から厚さ方向中心に向けて溝7を形成する。溝7は、端面3から端面4へと連通するように形成されており、裏側2の面が閉じられた場合であっても、端面3から端面4まで通ずるようになっている。
また、本実施形態においては、端面3から端面4へと連通するように溝7を形成したが、溝7を、側面5から側面6へと連通するように形成してもよい。
なお、溝7を繊維に平行に形成すれば、強度面で有利であり、一方、溝7を繊維を切断する方向に形成すれば、強度は落ちるものの、乾燥しやすくなる。よって用途に合わせて溝7の方向を決めるとよい。
また、溝7を1つの端面(例えば端面3)のみに連通するように形成してもよい。このようにすれば、一方の端面(例えば端面4)に溝7が現れず、意匠性を向上させることができる。ただし、後に説明する熱圧乾燥工程200において蒸気を効率的に放出するためには、2つの端面に連通するように形成しておくことが好ましい。
すなわち、溝の深さDは木質板の厚さTの1/10〜1/2倍、溝の幅Wは2mm〜木質板の厚さT、溝のピッチPは木質板の厚さTの1/2〜2倍とするとよい。
図5及び図6は、熱圧乾燥工程200において木質板を熱板プレス内に挿入した状態を示す正面図であり、図5はプレス前を、図6はプレス中を示している。
そして、木質板10aの裏側2aと木質板10bの裏側2bを向かい合わせる。そうすると、木質板10aと木質板10bを合わせた複合板が完成し、その厚さ方向中心に溝部7a,7bが配置される。さらに、木質板10aの表側1aを上向きに、木質板10bの表側1bを下向きにした状態で、熱板プレス内に挿入する。
また、熱板プレス内には、圧縮ひずみを制限するためのディスタンスバー30a,30bが挿入されている。ディスタンスバー30a,30bの高さを調整することで、所望の圧縮ひずみに達するまで木質板10a,10bの変形を進め、それ以上圧縮しないように制限することができる。
乾燥時間の経過と共に乾燥による木質板の収縮と、圧縮クリープによる変形が進み、熱板20aとディスタンスバー30a,30bの間隙は小さくなり、荷重が大きい場合は、最終的に間隙はなくなる。
上記範囲内の圧力あるいは圧縮ひずみを与えることにより、木質板10a,10bの乾燥割れを防止することができる。
すなわち、熱圧により木質板10a,10bの表面に垂直方向の圧縮応力が加わると、木質板内部では、水平方向に拡がるように、ポアソン比に相当する量の横圧縮応力が生じる。一方、熱圧による乾燥過程においては、木質板内部で水平方向の収縮による引張応力が生じる。上記範囲内の圧力あるいは圧縮ひずみのもとでは、これら2つの応力が相殺されるので、木質板10a,10bの乾燥割れを防止することができるのである。
一般に、木質板の表側に熱板を押し当てると,木質板の温度は表面で最も高く、内部、特に、中層部で最も低くなる。高温の部位で気化した水分は、より低温の部位に向かって流れるから、木質板の中層部では蒸気が集中することになる。
今、同じ厚さの2枚の木質板を重ね合わせ、上下に熱板を押し当てて加熱すると、2枚の木質板の境界面はこの複合板の中層であるから、蒸気の最も多く集中している層となる。この境界面に隙間(溝部)を設ければ、2枚の板に発生した蒸気はその隙間(溝部)から効率よく外部に排出できる。熱板温度が高ければ高いほど、蒸気の排出は激しくなる。
寸法安定化工程300は、熱圧乾燥工程200の後、さらに熱板20a,20bで熱圧を続けて木質板10a,10bの寸法安定性、耐腐朽性、耐虫害性等を向上させるものである。
このときの処理温度と処理時間は、樹種と使用目的により異なるが、熱圧乾燥工程200の後、熱板20a,20bを180〜230℃の温度とし、少なくともさらに3時間熱圧を続けることが好ましい。
なお、熱圧乾燥工程200及び寸法安定化工程300は連続的に進行するものであり、初めは乾燥が進行し、途中から乾燥と寸法安定性向上がともに進み、その後寸法安定化処理のみが行われる。
色調整工程400は、寸法安定化工程300で木質板10a,10bの寸法安定性を向上させた後、寸法安定化後の木質板10a,10bに漂白液又は調色液を塗布し熱板で熱圧して、木質板10a,10bの色を調整するものである。
そこで、寸法安定化工程300の後、室温程度まで温度が低下した木質板10a,10bの表面に、酸素系、塩素系などの漂白液を低濃度で塗布する。そして、熱圧乾燥工程200と同様に、熱板プレス内に木質板10a,10bを挿入し、100℃以下の熱板20a,20bにより表面に熱を与え、薬液の拡散を促して木質板10a,10b内部全体を均一に漂白する。なお、このとき与える熱は寸法安定化工程300時よりも低温でよいので、寸法安定化工程300後の熱板の余熱を利用することが可能であり、あらためて熱板を加熱しないで処理することもできる。
同様に、調色液を塗布して熱圧し、使用上好ましい色に染色してもよい。
また、寸法安定化工程300と色調整工程400は、必ずしも設ける必要はない。
同様に、熱圧乾燥工程200において、木質板10a,10bに10〜30%の範囲内の圧縮ひずみを与えながら熱圧して乾燥させることで、木質板10a,10bの乾燥割れを防止することができる。
実施形態2に係る木質板の乾燥処理方法は、実施形態1に係る木質板の乾燥処理方法と同様に、図1に示す木質板加工工程100、熱圧乾燥工程200、寸法安定化工程300、及び色調整工程400から構成されているが、木質板加工工程100と熱圧乾燥工程200の内容が異なっている。
本実施形態においては、木質板加工工程100で、木質板10の端面3,4へと連通するように空間部8を形成する。なお空間部8は、一方の端面のみに連通していてもよい。また、空間部8は、木質板10の表側及び裏側のいずれにも連通しておらず、内部をボーリング加工によりくり抜いて形成されている。
そして空間部8を形成した木質板10を熱板プレスに挿入する。
実施形態3に係る木質板の乾燥処理方法は、実施形態1に係る木質板の乾燥処理方法と同様に、図1に示す木質板加工工程100、熱圧乾燥工程200、寸法安定化工程300、及び色調整工程400から構成されているが、熱圧乾燥工程200の内容が異なっている。
本実施形態においては、木質板加工工程100で溝部7aを形成した木質板10aを1枚のみ用いる。そして、木質板10aの表側1aを上向きに、裏側2aを下向きにした状態で熱板プレスに挿入する。
従って、熱圧乾燥工程200で、熱板20aを降下させて熱圧すると、木質板10aは表側1aから加熱され、内部に発生した蒸気は、溝部7aから端面3,4に向けて放出される。
この状態で熱板プレスにより熱圧して乾燥するので、木質板10a内部に発生する蒸気は、熱板20aと接する木質板10aの表側1aから、熱板20aから最も遠い裏側2aの溝部7aに向けて移動し、連通した端面3,4から放出される。従って、木質板10aの厚さや熱板20aの温度が制限されることなく、蒸気を適切に放出することができ、乾燥時間を短縮することができる。
2 裏側
3 端面
4 端面
5 側面
6 側面
7 溝部
8 空間部
10 木質板
20 熱板
30 ディスタンスバー
40 支持板
50 単板
60 熱板
70 蒸気逃し用部材
100 木質板加工工程
200 熱圧乾燥工程
300 寸法安定化工程
400 色調整工程
Claims (6)
- 木質板に、その少なくとも1つの端面へと連通するように空間部を形成する木質板加工工程と、
前記木質板を熱板プレスの間に挿入し、前記熱板プレスにより前記木質板を熱圧して乾燥する熱圧乾燥工程とを有し、前記熱圧によって前記木質板の内部に発生した蒸気を前記空間部から前記木質板の端面に向けて放出させるように、前記空間部を熱圧乾燥時に発生する蒸気の逃げ道としたことを特徴とする木質板の乾燥処理方法。 - 木質板に、その少なくとも1つの端面へと連通するとともに前記木質板の表裏面の一方に連通又は近接させるようにして空間部を形成する木質板加工工程と、
前記木質板を熱板プレスの間に挿入し、前記熱板プレスで前記木質板の表裏面の他方から熱圧して乾燥する熱圧乾燥工程とを有し、前記熱圧によって前記木質板の内部に発生した蒸気を前記空間部から前記木質板の端面に向けて放出させるように、前記空間部を熱圧乾燥時に発生する蒸気の逃げ道としたことを特徴とする木質板の乾燥処理方法。 - 木質板の裏側から厚さ方向中心に向けて、かつ少なくとも1つの端面へと連通するように溝部を形成する木質板加工工程と、
前記溝部を形成した木質板を2枚用意し、前記2枚の木質板の裏側同士を向かい合わせるとともに、一方の木質板の表側を上向きに、他方の木質板の表側を下向きにした状態で、上下2枚の熱板を有する熱板プレスの間に挿入し、前記熱板プレスにより前記2枚の木質板を熱圧して乾燥する熱圧乾燥工程とを有することを特徴とする木質板の乾燥処理方法。 - 前記熱圧乾燥工程において、前記木質板に10〜30%の範囲内の圧縮ひずみを与えながら熱圧して乾燥させることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちいずれか一つに記載の木質板の乾燥処理方法。
- 前記熱圧乾燥工程の後、さらに熱板で熱圧を続けて前記木質板の寸法安定性を向上させる寸法安定化工程を設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちいずれか一つに記載の木質板の乾燥処理方法。
- 前記寸法安定化工程で前記木質板の寸法安定性を向上させた後、寸法安定化後の木質板に漂白液又は調色液を塗布し熱板の余熱で熱圧して前記木質板の色を調整する色調整工程を設けたことを特徴とする請求項5に記載の木質板の乾燥処理方法。
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