(57)【要約】【課題】木材を高圧蒸気処理して着色する木材の着色方法や着色装置において、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、かつ処理時間の短縮化を図る。【解決手段】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。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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ことを特徴とする木材の着色方法。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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が１０℃以内に保持することを特徴とする木材の着色方法。
【請求項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木材の着色装置。
【請求項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木材の着色装置。
【請求項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木材の着色装置。
【請求項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木材の着色装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建材用に用いられる木材の着色方法や着色装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【特許文献１】特開平８−１５５９０９号公報  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が乾燥割れを生じてしまうという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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およびこれを実施する装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を解決するために、本発明の木材の着色方法が提案されるここにおいて、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。
【０００９】
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ことを特徴とする。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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が１０℃以内に保持することを特徴とする。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【発明の効果】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
請求項３に記載の木材の着色方法によれば、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ているので、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。
【００２７】
また、スライス加工した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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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簡易な条件にコントロールして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。
【００３４】
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。
【００３５】
また、色バラツキの無い均一な着色が得られる。
【００３６】
また、１８０ｍｍ以下であれば、木材を高圧水蒸気処理した後、集成接着してスライス単板を製造することが容易である。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
すなわち、請求項１０、１２に記載の装置によれば、高圧蒸気釜に台座を設けて、木材を台座に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。
【００４１】
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、保持手段で高速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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
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１の構成を示す概念図であり、図２は、着色装置１の概略の断面図である。また、図３は、着色装置１における着色手順を示すフロー図である。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。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の大気圧力が０．１ＭＰａなので、処理圧力としては、０．２ＭＰａ−０．１ＭＰａ＝０．１ＭＰａ以上となる。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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が１０℃以内に保持することが好ましい。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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、終了する。
【００６９】
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４ｄより排気を行って、降圧処理するようにしている。
【００７０】
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１１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１１の構成を示す概念図であり、図５は、着色装置１１の概略の断面図である。また、図６は、着色装置１１における着色手順を示すフロー図である。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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、終了する。
【００８６】
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４ｄより排気あるいは排水を行って、降圧処理するようにしている。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
他の条件は実施例１と同様である。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
また、ステップＳ２４において、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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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を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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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を取り出して終了する。
【０１２７】
ここで、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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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が１０℃以内に保持するようにした。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
突き板加工は、実施例２−１と同様である。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
水冷条件、突き板加工は、実施例２−１と同様である。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
突き板加工は、実施例２−１と同様である。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
突き板加工は、実施例２−１と同様である。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
突き板加工は、実施例２−１と同様である。
【０１４７】
図１１は、図８の木材の着色装置２１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。
【０１４８】
これによれば、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２−２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２−２が最も良好であった。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
以上説明したように、本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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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ているので、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。
【０１５７】
また、スライス加工した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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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のサイズなどを通常の制御可能な条件でコントロールして、木材２を色バラツキなく着色することが出来る。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
また、１８０ｍｍ以下であれば、木材２を高圧水蒸気処理した後、集成接着してスライス単板を製造することが容易である。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
また、これらの着色装置１、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、保持手段で高速されている木材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。
【０１７２】
特に、高圧蒸気釜内部４、２４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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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３５に木材２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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】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２】図１の着色装置の概略の断面図である。
【図３】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。
【図４】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５】図４の着色装置の概略の断面図である。
【図６】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。
【図７】実施例１、２、３、比較例１の評価結果をまとめた表である。
【図８】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９】図８の着色装置の概略の断面図である。
【図１０】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１１】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。
【図１２】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。
【符号の説明】
【０１８５】
１、１１、２１  木材の着色装置
２    木材
３、２３    台座(保持手段)
４、２４    高圧蒸気釜
４ｃ  高圧高温蒸気の導入口
４ｄ  高圧高温蒸気の排気口
１２  水溜堰
２５  水溜容器
【図１】
2010006045.tif 000003
【図２】
2010006045.tif 000004
【図３】
2010006045.tif 000005
【図４】
2010006045.tif 000006
【図５】
2010006045.tif 000007
【図６】
2010006045.tif 000008
【図７】
2010006045.tif 000009
【図８】
2010006045.tif 000010
【図９】
2010006045.tif 000011
【図１０】
2010006045.tif 000012
【図１１】
2010006045.tif 000013
【図１２】
2010006045.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成21年7月17日(2009.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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ことを特徴とする木材の着色方法。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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木材の着色装置。
【請求項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木材の着色装置。
【請求項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木材の着色装置。
【請求項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木材の着色装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建材用に用いられる木材の着色方法や着色装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【特許文献１】特開平８−１５５９０９号公報  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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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およびこれを実施する装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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ことを特徴とする。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【発明の効果】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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後に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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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して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。
【００３４】
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。
【００３５】
また、色バラツキの無い均一な着色が得られる。
【００３６】
また、１８０ｍｍ以下であれば、木材を高圧水蒸気処理した後、集成接着して集成材を形成した後にスライス加工をしてスライス単板を製造することが容易である。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
すなわち、請求項１０、１１、１２、１３に記載の装置によれば、高圧蒸気釜に台座を設けて、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。
【００４１】
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、保持手段で高速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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
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１の構成を示す概念図であり、図２は、着色装置１の概略の断面図である。また、図３は、着色装置１における着色手順を示すフロー図である。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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、終了する。
【００６９】
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。
【００７０】
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１１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１１の構成を示す概念図であり、図５は、着色装置１１の概略の断面図である。また、図６は、着色装置１１における着色手順を示すフロー図である。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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、終了する。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
他の条件は実施例１と同様である。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
また、ステップＳ２４において、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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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を取り出して終了する。
【０１２７】
ここで、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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
集成接着およびスライス加工は、実施例２−１と同様である。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
水冷条件、集成接着およびスライス加工は、実施例２−１と同様である。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
集成接着およびスライス加工は、実施例２−１と同様である。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
集成接着およびスライス加工は、実施例２−１と同様である。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
集成接着およびスライス加工は、実施例２−１と同様である。
【０１４７】
図１１は、図８の木材の着色装置２１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。
【０１４８】
これによれば、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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
特に、スライスされる単板において、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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
また、スライス加工した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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
あるいは意図的に異なる色に着色した木材２を集成接着した後に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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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のサイズなどを通常の制御可能な条件でコントロールして、容易に木材２を色バラツキなく着色することが出来る。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
また、１８０ｍｍ以下であれば、木材２を高圧水蒸気処理した後、集成接着して集成材を形成した後にスライス加工をしてスライス単板を製造することが容易である。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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、保持手段で高速されている木材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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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３５に木材２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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】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２】図１の着色装置の概略の断面図である。
【図３】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。
【図４】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５】図４の着色装置の概略の断面図である。
【図６】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。
【図７】実施例１、２、３、比較例１の評価結果をまとめた表である。
【図８】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９】図８の着色装置の概略の断面図である。
【図１０】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１１】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。
【図１２】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。
【符号の説明】
【０１８５】
１、１１、２１  木材の着色装置
２    木材
３、２３    台座(保持手段)
４、２４    高圧蒸気釜
４ｃ  高圧高温蒸気の導入口
４ｄ  高圧高温蒸気の排気口
１２  水溜堰
２５  水溜容器