(57)【要約】【課題】ネジレのない又はネジレの程度が抑制された乾燥木材を、高い歩留まりで生産性良く製造することができる乾燥木材の製造方法を提供すること。【解決手段】複数本の被乾燥木材１をその長手方向に交差する方向Ｙに複数本並べて被乾燥木材層２を形成し、その被乾燥木材層２を、その上下に熱風流通空間Ｂ，Ａが形成されるように複数層積み重ねた状態で、乾燥を行う乾燥木材の製造方法であり、被乾燥木材層２の上下の熱風流通空間の厚みＴｂ，Ｔａを異ならせるか、該被乾燥木材層２の上下の一方のみに熱風流通空間を形成して乾燥を行うことを特徴とする。好ましくは、被乾燥木材層２の上下に配する桟木５の厚みを異ならせることにより、被乾燥木材層２の上下に形成される熱風流通空間Ｂ，Ａの厚みＴｂ，Ｔａを異ならせる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の被乾燥木材をその長手方向に交差する方向に複数本並べて被乾燥木材層を形成し、その被乾燥木材層を、その上下に熱風流通空間が形成されるように複数層積み重ねた状態で、乾燥を行う乾燥木材の製造方法であって、
前記被乾燥木材層の上下の熱風流通空間の厚みを異ならせるか、該被乾燥木材層の上下の一方のみに熱風流通空間を形成して乾燥を行うことを特徴とする、乾燥木材の製造方法。
【請求項２】
３層以上の被乾燥木材層について、上下の熱風流通空間の厚みを異ならせる、請求項１記載の乾燥木材の製造方法。
【請求項３】
前記被乾燥木材層の上下に配する桟木の厚みを異ならせることにより、該被乾燥木材層の上下に形成される熱風流通空間の厚みを異ならせる、請求項１又は２記載の乾燥木材の製造方法。
【請求項４】
前記被乾燥木材が、旋回木理を有する樹種から得た材である、請求項１〜３の何れか１項記載の乾燥木材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥木材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原木から製材した生材を乾燥させると、乾燥による変形や収縮により、木材にネジレが生じることがある。
特に、カラマツやトドマツ、クリといった樹種は、樹幹の細胞が樹軸に対して螺旋状に配列した旋回木理を有するため、乾燥過程で、繊維が収縮する際に、特に芯部付近で大きいネジレが発生して、乾燥木材に大きなネジレが生じやすい。
このようなネジレが発生した場合には、乾燥後の木材は、柱材については修正挽き後に製品として供給され、板材については短い長さにカット後、フィンガージョイント工程を経て製品として供給されている。
しかし、乾燥工程後の後加工によりネジレを除去する方法は、歩留りが大きく低下し、かつ工程が増えるため生産性が低下する。
【０００３】
乾燥時の工夫により、乾燥木材に生じる狂い（ネジレ、曲がり、反り等）を減少させる技術が種々提案されている。例えば、（１）熱盤を用いて乾燥する方法（非特許文献１参照）、（２）乾燥矯正治具を用いる方法（非特許文献２，特許文献１，２参照）、（３）乾燥時に、被乾燥材にくい込む突起を備えた桟木を用いる方法（非特許文献３参照）、熱風の送風条件を工夫する方法（特許文献３参照）等が提案されている。
【０００４】
しかし、前記（１）の方法は、設備に新規投資が必要であり、また、熱盤のため生産性も低下する。前記（２）の方法は、設備に新規投資が必要であり、また、作業工程が追加になる場合も多い。また、前記（３）の方法は、水平方向の曲がりを抑制して曲がりや反りに対しては効果があるが、ネジレに対してはそれ程効果が見られない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】中島厚、菅谷恵美子、「床素材の寸法安定化技術の検討−熱板乾燥材と熱気乾燥材の吸・放湿特性−」、林産試験場報４６４号、１９９４年３月
【非特許文献２】大山幸夫、他４名、「カラマツ間伐材の乾燥に関する研究（第２報）−板、正角の狂い防止−」、林産試験場報２４８号、１９７２年９月
【特許文献１】特許第４３３１３５４号公報
【特許文献２】特開２００７−１０１０４６号公報
【非特許文献３】池田元吉、「乾燥コストの低減効果を持つ桟木の開発」、熊本県の林業研究指導書だより、Ｎｏ５１（２００７年３月）
【特許文献３】特開２００４−３２４９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、ネジレのない又はネジレの程度が抑制された乾燥木材を、高い歩留まりで生産性良く製造可能な乾燥木材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数本の被乾燥木材をその長手方向に交差する方向に複数本並べて被乾燥木材層を形成し、その被乾燥木材層を、その上下に熱風流通空間が形成されるように複数層積み重ねた状態で、乾燥を行う乾燥木材の製造方法であって、前記被乾燥木材層の上下の熱風流通空間の厚みを異ならせるか、該被乾燥木材層の上下の一方のみに熱風流通空間を形成して乾燥を行うことを特徴とする、乾燥木材の製造方法を提供することにより、上記の目的を達成したものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の乾燥木材の製造方法によれば、ネジレのない又はネジレの程度が抑制された乾燥木材を、高い歩留まりで生産性良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施態様において乾燥する被乾燥木材の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施に好ましく用い得る木材の乾燥装置及びそれを用いた一実施態様を示す模式断面図である。
【図３】被乾燥木材を積み上げた状態を示す側面図である。
【図４】乾燥スケジュールの一例を示すグラフである。
【図５】ネジレ矢高の測定方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明をその好ましい実施態様に基づいて説明する。
本発明の乾燥木材の製造方法においては、乾燥すべき木材の上下に異なる厚みの熱風流通空間を形成して該木材の乾燥を行う。
本発明の方法の好ましい一実施形態においては、図１に示すように、長さＬ、幅Ｗ及び厚みＴを有する断面矩形状の被乾燥木材１を、図２に示すように、その幅方向の側面どうしを相対向させて水平方向に複数本並べて一段の被乾燥木材層２を形成するとともに、同様の被乾燥木材層２を、桟木５を介在させて鉛直方向に複数段形成する。
被乾燥木材１は、好ましくは、旋回木理を有する樹種から製材した材である。被乾燥木材１は、例えば、一方向Ｘに長い形状の平角材や板材である。
旋回木理を有する樹種としては、例えば、カラマツ、トドマツ、エゾマツ、クリ、イタヤカエデ等が挙げられる。本発明によれば、このような旋回木理を有する樹種からも、ネジレのない又はネジレの程度が抑制された乾燥木材を、高い歩留まりで生産性良く製造できるため、これらの材の有効活用を図ることができる。
【００１１】
被乾燥木材層２は、複数本の被乾燥木材１を、それらの長手方向Ｘに直交する方向Ｙに並べることによって形成する。以下、この被乾燥木材１を並べる方向Ｙを、被乾燥木材の幅方向Ｙともいう。
被乾燥木材１の幅方向Ｙに並べる複数本の被乾燥木材１は、隣接する被乾燥木材１に隙間がないか又は隙間が小さいことが、被乾燥木材層２の上下を流れる熱風の量に差を形成する観点から好ましい。例えば、乾燥開始時における、被乾燥木材の幅方向Ｙの隙間は、同方向における被乾燥木材１の長さＬ２の０〜１５％であることが好ましく、より好ましくは０〜１０％、更に好ましくは０〜５％であり、特に好ましくは０％である。
【００１２】
被乾燥木材１は、図２及び図３に示すように、移動可能な架台３上に、積み上げた後、乾燥機４内に移動して、乾燥させることが好ましい。
架台３は、被乾燥木材１の載置部３１と、載置部３１の下に設けられた移動手段３２を備えている。移動手段３２は、各種公知の構成のものを採用することができ、その一例としては、図２に示すように、レール及び該レール上を転がる車輪を備えた移動手段を用いることができる。
【００１３】
本実施態様においては、架台３として、載置部３１が、平面状の上面を有するものを用いているため、その上面との間にも熱風の流路を形成するべく、その上面上に複数本の桟木５Ｃを配置した後、それらの桟木５Ｃ上に被乾燥木材１を配置して、最下段の被乾燥木材層２Ｄを形成している。そして、最下段の被乾燥木材層２Ｄの上に、桟木５Ａを載置し、更にその上に被乾燥木材１を並べて、次の段の被乾燥木材層２を形成する。そして、その被乾燥木材層２の上に、桟木５Ｂを載置し、更にその上に被乾燥木材１を並べて、次の段の被乾燥木材層２を形成する。以後同様にして、桟木５Ａ又は桟木５Ｂにより鉛直方向に離間させた状態に複数の被乾燥木材層２を形成し、最上段の被乾燥木材層２Ｕ上に重り６を載せる。
桟木５（５Ａ〜５Ｃ）は、図３に示すように、被乾燥木材１の長手方向の両端部の上下面に接するように配置することが好ましい。また、桟木５（５Ａ〜５Ｃ）は、図３に示すように、被乾燥木材１の前記両端部に加えて、該両端部から離間した１箇所又は複数箇所における上下面に接するように配置することが好ましい。
そして、重り６による荷重は、桟木５を介して、個々の被乾燥木材１の長手方向の両端部に加わることが好ましい。被乾燥木材１の長手方向の両端部に加わる荷重は、一つの端部当たりの荷重が０．５〜１．５ＭＰａが好ましく、１．０ＭＰａ以上がより好ましい。
【００１４】
本実施形態においては、図２に示すように、被乾燥木材層２どうし間に配する桟木５として、厚みが相互に異なる２種類の桟木５Ａ，５Ｂを用いている。
具体的には、図２に示すように、最上段及び最下段の被乾燥木材層２Ｕ，２Ｄ以外の被乾燥木材層２のそれぞれについて、上下両側のうちの何れか一方の側に配された桟木５Ａの厚みＴａと他方の側に配された桟木５Ｂの厚みＴｂとを異ならせてある。
即ち、本実施態様においては、被乾燥木材層２の上下に配する桟木５の厚みを異ならせることによって、被乾燥木材層２の上下に形成される熱風流通空間Ａ，Ｂの厚みを相互に異ならせている。図２中の一つの被乾燥木材層２Ａに着目して説明すると、被乾燥木材層２Ａの上側には、厚みの厚い桟木５Ｂが存在しているため、被乾燥木材層２Ａの上側には、桟木５Ｂの厚みＴｂに等しい厚みの熱風流通空間Ｂが形成され、被乾燥木材層２Ａの下側には、厚みの薄い桟木５Ａが存在しているため、被乾燥木材層２Ａの下側には、桟木５Ａの厚みＴａに等しい厚みの熱風流通空間Ａが形成されている。
【００１５】
そして、この状態で、乾燥機４内に収容して乾燥させると、最上段及び最下段の被乾燥木材層２Ｕ，２Ｄ以外の被乾燥木材層２を構成する被乾燥木材１の上下面の乾燥は、厚みの厚い桟木５Ｂ側の、厚みが厚い熱風流通空間Ｂに接する面の乾燥が、厚みの薄い桟木５Ａ側の、厚みが薄い熱風流通空間Ａに接する面よりも相対的に早く進行する。
【００１６】
また、本実施態様における最上段の被乾燥木材層２Ｕは、下面側に、厚みの薄い桟木５Ａが当接して、厚みが薄い熱風流通空間が形成されている一方、その上面側には、厚みの厚い桟木５Ｂ以上の厚さの、重り６の間隔保持部６Ｃが当接して厚みの厚い熱風流通空間が形成されている。また、本実施態様における最下段の被乾燥木材層２Ｄは、上面側に、厚みの薄い桟木５Ａが当接して、厚みが薄い熱風流通空間が形成されている一方、下面側には、厚みの厚い桟木５Ｂと同程度の厚みの桟木５Ｃが当接して、厚みの厚い熱風流通空間が形成されている。
従って、最上段及び最下段の被乾燥木材層２Ｕ，２Ｄ以外の被乾燥木材層２と同様に、最上段及び最下段の被乾燥木材層２Ｕ，２Ｄについても、それらを構成する被乾燥木材１の上下面の乾燥は、重り６又は架台３側の面の乾燥が、厚みの薄い桟木５Ａ側の、厚みが薄い熱風流通空間に接する面よりも相対的に早く進行する。
【００１７】
本実施態様によれば、このようにして総ての被乾燥木材１について、乾燥時における上下面の乾燥速度が異なることになる。
そして、乾燥の初期において、被乾燥木材１の上下面で収縮量が異なって進むと、高温セットと同様の効果で収縮の遅い面に拘束され、それにより、収縮の早い面でも収縮が大きくならない。また、乾燥中期においても、収縮の早い面で寸法がほぼ固定された時、収縮の遅い面は固定面の拘束で収縮が進まない。また、乾燥後期においても、両面とも収縮が少ない状態で進行する。
本実施態様によれば、このような作用により、上下面の収縮を抑制しつつ乾燥を進行させることができ、ネジレがない乾燥木材、あるいは、ネジレがあってもその程度が大幅に抑制されている乾燥木材が得られる。
【００１８】
また、本実施態様の方法は、厚みの異なる桟木を用いる以外は、汎用されている既存の設備で実施することができ、また、乾燥時間もそれほど増大せず、１台の乾燥機による１回あたりの処理量も増加し、生産性にも優れている。
また、ネジレがない乾燥木材、あるいは、ネジレがあってもその程度が大幅に抑制されている乾燥木材が得られるので、例えば、ネジレの程度が小さい場合には、製品に要求される品質に応じて、修正挽きやフィンガージョイント工程を不要とすることもでき、製品取得歩留りが上がり、生産性も向上する。
【００１９】
ネジレ防止効果が一層確実に奏されるようにする観点から、被乾燥木材層２の上下に形成される熱風流通空間Ａ，Ｂは、厚みが厚い方の厚みＴｂに対する厚みが薄い方の厚みＴａの比（Ｔａ／Ｔｂ）が、好ましくは０〜０．８であり、より好ましくは０．２〜０．７であり、さらに好ましくは０．２５〜０．５５である。
また、同様の観点から、被乾燥木材層２の上下に形成される熱風流通空間Ａ，Ｂのうち厚みが厚い方の熱風流通空間Ｂの厚みＴｂは、該被乾燥木材層２の厚みＴの好ましくは５０〜１５０％であり、より好ましくは７０〜１２０％である。また、被乾燥木材層２の上下に形成される熱風流通空間Ａ，Ｂのうち厚みが薄い方の熱風流通空間Ａの厚みＴａは、該被乾燥木材層２の厚みＴの好ましくは２０〜７０％であり、より好ましくは３０〜６０％である。
また、熱風流通空間Ａ及びＢには、それぞれ、被乾燥木材の幅方向Ｙの一方の側から熱風が導入され、該熱風流通空間Ａ，Ｂを通った後、幅方向Ｙの他方の側から熱風が導出されるように熱風の流れを制御しつつ乾燥を行うことが好ましい。図２中、Ｈは、熱風を示す。
熱風流通空間Ａ，Ｂの好ましい厚みや厚み比は、桟木５Ａ，５Ｂの好ましい厚みや厚み比と同じである。
【００２０】
本発明の乾燥木材の製造方法には、図２に示すように、乾燥すべき複数本の被乾燥木材を桟積みした状態で収容可能な加熱室４１、該加熱室内の空気を加熱可能な加熱手段４２、加熱室４１内の加熱された空気を、被乾燥木材層２どうし間を熱風Ｈが流れるように流通させる熱風循環手段４３を備えた乾燥機４が好ましく用いられる。
【００２１】
加熱室４１は、桟積みした状態の被乾燥木材を架台ごと収容可能なものが好ましい。加熱手段４２としては、電熱ヒータや、蒸気等の熱媒が内部を流通する加熱管等を用いることができる。熱風循環手段４３としては、電動ファン等を用いることができる。また、乾燥機４は、加熱室内の温度を低下させる降温手段を備えたものであっても良い。降温手段としては、例えば、加熱室に外気を導入するファンや、加熱室内の熱を外部に逃がす熱交換器を設けることができる。また、乾燥機４は、大気圧下で加熱可能なものが好ましい。
また、桟木としては、木製のもの、例えばスギ、カラマツなどの材からなるものが好ましいが、従来桟木として用いられている各種公知のものを用いることができ、木製のものに代えて、鋼、アルミ等の金属製の中空又は中実の棒状体を用いることもできる。
【００２２】
本発明における乾燥のスケジュールは、適宜に設定することができる。
図４は、好ましい乾燥スケジュールの一例を示したものである。
図４に示す乾燥スケジュールにおいては、その後の乾燥速度の向上をはかることを目的として、蒸気を乾燥室内に直接噴射し、乾球温度及び湿球温度を一気に９０℃以上にして６時間程度維持する蒸射処理を行った後、乾球温度及び湿球温度を何れも５５℃以下まで下げ、徐徐に温度を上げながら５５〜８０℃の範囲内で乾燥を行う中温乾燥を行っている。乾燥は、例えば、含水率が１２％を下回った時点を目安に終了する。
【００２３】
以上、本発明の好ましい実施態様を説明したが、本発明は、上述した実施態様に制限されず、適宜変更可能である。
例えば、桟木を介在させる方法以外の方法によって、被乾燥木材層どうし間に熱風流通空間を形成しても良い。
また、上述した実施形態のように、被乾燥木材層を桟木５Ａを介して重ねる部位と、被乾燥木材層を桟木５Ｂを介して重ねる部位とを交互に設けるのに換えて、被乾燥木材層どうしを桟木を介さずに直接重ねる部位と、被乾燥木材層を桟木を介して重ねる部位とを鉛直方向に交互に設けても良い。この場合、一つの被乾燥木材層に着目したときに、該被乾燥木材層の上下の一方のみに熱風流通空間を形成して乾燥を行うことになるが、その場合にも、上下で乾燥の進行速度が異なり、ネジレを抑制する効果がある。
【００２４】
また、積み重ねた被乾燥木材層の総ての被乾燥木材層について、上下の熱風流通空間の厚みを異ならせるのに代えて、一部の被乾燥木材層についてのみ、上下の熱風流通空間の厚みを異ならせても良い。但し、総ての被乾燥木材層について、上下の熱風流通空間の厚みを異ならせる場合も含めて、３層以上の被乾燥木材層について、上下の熱風流通空間の厚みを異ならせることが好ましく、４層以上の被乾燥木材層について、上下の熱風流通空間の厚みを異ならせることがより好ましく、５層以上の被乾燥木材層について、上下の熱風流通空間の厚みを異ならせることが更に好ましい。
また、被乾燥木材は、平角材に代えて、正角材であっても良い。
【実施例】
【００２５】
次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
〔実施例１〕
厚み３２ｍｍ、幅１１５ｍｍ、長さ３０００ｍｍのトドマツから製材した板材（平均生材含水率７６％）を、２５ｍｍ厚の桟木を配置した架台上に、水平方向に７枚並べて被乾燥木材層を形成した。その上に、１０ｍｍ厚の桟木を配置し、その上に７枚の板材を並べて次の段の被乾燥木材層を形成した。以後、同様にして、鉛直方向に７段の被乾燥木材層を形成した（合計４９枚）。桟木は、２５ｍｍ厚の桟木と１０ｍｍ厚の桟木とを、鉛直方向に積み上げられる被乾燥木材層どうし間に交互に使用した。更にその上に、１０ｍｍ厚の桟木を配置し、最上段の被乾燥木材層を形成した。更にその上に重りを載せて、図３に示す箇所に荷重を加えた。
【００２６】
このようにして、積み上げたトドマツの板材（被乾燥木材）を、図２に示す構成の乾燥機に収容して、図４（ａ）に示す乾燥スケジュールで乾燥を行った。乾燥は、乾球温度９５℃、湿球温度９３℃の蒸射処理を６時間行った後、５５〜８０℃の範囲で中温乾燥を９０時間行った。材内に挿入した含水率計が１２％以下になったことを確認して、乾燥を終了した。仕上がり含水率は１１．０％であった。
最下段から下から７段までの被乾燥木材層に含まれる乾燥後の木材（乾燥木材、４９枚）のネジレ矢高を計測し、その結果を表１に示した。
なお、表１には、板材を、以下の３種類に分類し、その分類毎の結果を示した。
両芯持ち板材：両方の木口面に樹芯が表れている板材。
片芯持ち板材：片方の木口面に樹芯が表れている板材。
芯去り板材：両方の木口面とも樹芯が表れていない板材。
なお、表１中の合格率は、ネジレ矢高が４ｍｍ以下のものを合格としたときの、合格品の割合である。
【００２７】
＜ネジレ矢高の測定方法＞
図５に示すように、乾燥木材の長手方向の一端部の２つの角部Ｐ１，Ｐ２を水平面７に押し付けた状態で、他端部の１つの角部Ｐ３を同一水平面７に接触させ、その状態における、該水平面７から残りの角部の端７１までの距離を、ネジレ矢高ｔ１とする。
【００２８】
〔比較例１〕
厚み３２ｍｍ、幅１１５ｍｍ、長さ３０００ｍｍのトドマツから製材した板材（平均生材含水率７２％）を用い、被乾燥木材層の上下に配する桟木を総て２５ｍｍ厚の桟木とした以外は、実施例１と同様にして、鉛直方向に７段の被乾燥木材層を形成し（合計４９枚）、最上段の被乾燥木材層を形成した。また実施例１と同様に重りを載せて同じ箇所に荷重を加えた。
【００２９】
このようにして、積み上げたトドマツの板材（被乾燥木材）を、図２に示す構成の乾燥機に収容して、図４（ｂ）に示す乾燥スケジュールで乾燥を行った。乾燥は、乾球温度９５℃、湿球温度９３℃の蒸射処理を６時間行った後、５５〜８０℃の範囲の中温乾燥を９０時間行った。材内に挿入した含水率計が１２％以下になったことを確認して、乾燥を終了した。仕上がり含水率は１１．４％であった。
最下段から下から７段までの被乾燥木材層に含まれる乾燥後の木材（乾燥木材、４９枚）のネジレ矢高を計測して、実施例１と同様に、その結果を表１に示した。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１に示す結果から、実施例の方法によれば、比較例の方法に比して、乾燥木材にネジレが生じることを効果的に防止できることが判る。
【符号の説明】
【００３２】
１  被乾燥木材
２  被乾燥木材層
３  架台
３１  載置部
３２  移動手段
４  乾燥機
４１  加熱室
４２  加熱手段
４３  熱風循環手段
５，５Ａ〜５Ｃ  桟木
６  重り
６Ｃ  間隔保持部
Ｈ  熱風
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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