(57)【要約】【課題】  例えば床暖房用フローリング材に代表されるような木材の乾燥に適用でき、高品質を達成しかつ安価なコストで済む木材の乾燥方法およびこの方法を効果的に実施し得る乾燥設備を提供すること。【解決手段】  所要の寸法に加工され、表面に耐熱性の塗膜を形成した木材を乾燥工程にて乾燥温度以上に加熱し、木材中の水分を蒸発拡散させること。前記耐熱性の塗膜は、ポリウレタン樹脂製塗膜或いはセラミック製塗膜であることが好ましく、また、乾燥工程は、鉱物油、植物油、動物油もしくは使用済みの廃油の１種又は２種以上の油脂類で構成される熱媒体オイルを用いた乾燥手段を採用することが望ましい。【選択図】    図１
2006035435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所要の寸法に加工され、表面に耐熱性の塗膜を形成した木材を乾燥工程にて乾燥温度以上に加熱し、木材中の水分を蒸発拡散させることを特徴とする木材の乾燥方法。
【請求項２】
耐熱性の塗膜がポリウレタン樹脂製塗膜或いはセラミック製塗膜であることを特徴とする請求項１記載の木材の乾燥方法。
【請求項３】
乾燥工程は、鉱物油、植物油、動物油もしくは使用済みの廃油の１種又は２種以上の油脂類で構成される熱媒体オイル中に木材を浸漬することにより乾燥を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の木材の乾燥方法。
【請求項４】
所要の寸法に加工され、表面に耐熱性の塗膜を形成した木材間に桟木を挟んで外部から締付固定した複数の木材ブロックを、熱媒体オイル槽中に浸漬して木材を乾燥温度以上に加熱することを特徴とする木材の乾燥設備。
【請求項５】
熱媒体オイル槽が、木材ブロックを連続的に移動し得る乾燥槽、木材ブロックを浸漬する油槽、もしくは熱媒体オイルの注入と排出を可能とする筒状槽であることを特徴とする請求項４記載の乾燥設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材の乾燥方法および乾燥設備に関し、特に、使用環境の変化に対して高い耐久性と安定性を発揮する木材を得ることが可能な乾燥方法とこれを実施するための乾燥設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、木材の乾燥方法として採用されている種々の人工乾燥方式は、建材などに使用される前の木材中の水分除去が主たる目的である。例えば、最近流行の床材（フローリング材）の場合、所要サイズに加工した板材を乾燥工程にて含水率１０〜２０％程度以下にまで乾燥させてから、表面を適宜の木材用塗料にて塗装し塗膜を形成させて製品として出荷している。
家庭用などの比較的狭い場所での使用では問題はないが、体育館等の広い面積での床材の使用に際しては、床材の使用枚数が多いことから、温度や湿度の環境変化に対して木材の収縮と膨張が問題となる。例えば、乾燥期には床材が収縮して床材相互間に隙間が生じ、また高湿度の時期には床材が膨張して浮き上がってしまう事態が発生する。また近年、冬期の暖房手段として床暖房方式が徐々に増える傾向にあるが、この床暖房に使用するフローリング材についても、上記の同様の事態が生じる。特に、含水率１０％程度以上のものでは、高温時における幅方向の収縮が問題となり、実際には使用に供し得なかった。
【０００３】
床暖房用のフローリング材は、含水率で言えば大体７％以下にすることが望ましいが、現状の乾燥方式ではこの含水率以下にまで乾燥してこの含水率のまま維持することは、かなり困難であり、実現したとしてもコスト的に高価とならざるを得ない。従って、所望の含水率まで下げかつこの含水率を維持することが可能であると共に、コスト的にも安価な床材を供給できる乾燥方法の開発が強く要望されているのが実情であった。
【０００４】
従来の乾燥方式は多種多様提案されているが、コストや乾燥時間、および目標とする含水率などを考慮した場合、本件出願人が開発した特許文献１に開示した乾燥方法が非常に有利といえる。該特許文献１に示す乾燥方法は、水分と親和性のない熱媒体オイル中に木材を浸漬して、加熱工程、平衡工程およびオイル乾燥工程を経ることによって、含水率２０％以下まで乾燥させることを内容とする。
【特許文献１】特許第３０４４０３９号掲載公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した特許文献１による乾燥方法によれば、目標とする含水率に従前の乾燥方式に比較して極めて短時間で到達し得る利点はあるが、直接熱媒体オイルに浸漬することから、乾燥後の木材表面に僅かではあるがオイルが浸透するため、木材の使用目的によっては表面層の清浄化処理が必要とされる場合があった。例えば、このオイル乾燥方式を前記した床暖房用フローリング材の乾燥に適用した場合、最終的には含水率を７％以下にすること、乾燥後この含水率を維持し得ること、コスト面で安価なこと、の点での有利性は認められるが、上記した表面の清浄性に関しては問題を残していた。
本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、例えば床暖房用フローリング材に代表されるような木材製品に適用でき、高品質を達成しかつ安価なコストで済む木材の乾燥方法およびこの方法を効果的に実施し得る乾燥設備を提供することを課題とする。特に、熱媒体オイルによる乾燥方式を採用する場合には、その利点を最大限に生かしつつ効率良く高品質の木材を得ることができる乾燥方法を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するための本発明に係る木材の乾燥方法は、所要の寸法に加工され、表面に耐熱性の塗膜を形成した木材を乾燥工程にて乾燥温度以上に加熱し、木材中の水分を蒸発拡散させることを特徴とする。
上記の方法において、前記耐熱性の塗膜は、ポリウレタン樹脂製塗膜或いはセラミック製塗膜であることが好ましく、これらの塗膜は、木材の乾燥温度（大体１００℃〜１３０℃）以上であっても変質せず、その塗膜としての形態を維持し得る。
また、上記の乾燥工程は、鉱物油、植物油、動物油もしくは使用済みの廃油の１種又は２種以上の油脂類で構成される熱媒体オイル中に木材を浸漬することにより乾燥を行うことが望ましい。
一方、本発明に係る乾燥設備は、所要の寸法に加工され、表面に耐熱性の塗膜を形成した木材間に桟木を挟んで外部から締付固定した複数の木材ブロックを、熱媒体オイル槽中に浸漬して木材を乾燥温度以上に加熱することを特徴とする。
上記の乾燥設備において、熱媒体オイル槽としては、木材ブロックを連続的に移動し得る乾燥槽、木材ブロックを浸漬する油槽、もしくは熱媒体オイルの注入と排出を可能とする筒状槽のいずれかを選択すればよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る木材の乾燥方法によれば、極めて含水率の低い木材を容易にかつ低コストで得ることができると共に、特別な含水率維持処理を行うことなく低い含水率のままで木材を使用することが可能となる。このため本発明により、従前では無理とされていた、変形（特に、幅方向の伸縮）の小さいかつローコストの床暖房用フローリング材を提供することができる。
また、本発明に係る乾燥設備によれば、上記した方法を効果的に実施することが可能であり、効率的に目標とする含水率の木材を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明するが、図示の例では床材の乾燥を具体例として示す。
図１は、本発明に係る乾燥方法の基本的な工程を示すもので、まず、床材加工工程Ａとして、原木から所要のサイズの断面および長さに加工し、表面仕上を施した所望の床材用原板を得る。このとき原木は所要の加工が可能な含水率に予め公知の乾燥方式（自然乾燥もしくは蒸気乾燥などの適宜の人工乾燥方式）により乾燥しておく。この事前の含水率としては、例えば、柱材では２５％、内装材では２０％、特殊な床暖房用フローリング材では１０％という値であり、これらをそれぞれ２０％以下、１５％以下、７％以下という含水率まで乾燥するのが本発明の目標である。なお、目標の含水率に達した場合の木材の収縮を考慮して、最終寸法に加工するときに、原板幅を１％程度、収縮代をとっておくこともできる。
【０００９】
次の塗装工程Ｂは、所要寸法に加工された原板表面を均一に塗装する工程である。本発明においてこの塗装工程にて用いる塗料としては、後述の乾燥工程における加熱温度で変質しない性質（耐熱性および耐久性）を有するものが要求される。乾燥温度は、１００℃〜１３０℃程度となるので、塗料の耐熱温度はそれ以上の温度に耐えるものでなければならない。この条件を満たせばいかなる塗料でも良いが、通常、床材用の塗料として広く使用されている耐摩耗性や耐薬品性に優れたポリウレタン樹脂塗料が最も好ましく、他にはセラミック塗料でも使用可能である。なお、ポリウレタン樹脂塗料の塗装後に、ＵＶ（Ultra Violet）処理を施すことが望ましい。ＵＶ処理は、紫外線を照射することで塗膜を硬化させ、より優れた耐摩耗性、可とう性、美装性等を発揮させるものである。
塗装は木材の全面にむらなく均等に塗料を塗布することが必要であるが、塗装手段としては、スプレー、ロールコータ、刷毛塗りなど公知の方式のなかから適宜選択すればよい。塗装終了後は、塗料の熱風乾燥など後処理を行って木材表面に所望の塗膜を形成してから次の乾燥工程に送る。
【００１０】
次の乾燥工程Ｃにおいては、塗装後の木材を１００℃以上の温度に加熱し、木質中の水分を排出させ目標の含水率にするが、乾燥手段としては熱媒体オイル乾燥方式、蒸気乾燥方式、減圧（真空）乾燥方式、マイクロ波或いは高周波加熱乾燥方式等、公知のいずれかの方式を採用すればよい。本発明では操業およびコスト面で有利な熱媒体オイル浸漬方式による乾燥工程にて説明するがこれに限定されるものではない。
木材の１００℃以上の加熱により木質中の水分は蒸気となって木材外部に排出され、更に木材表面を被覆する塗膜をも通過して外部に排出されるが、逆に熱媒体オイルはこの塗膜を通過して木材内部には侵入しない。塗膜は１００℃以上でも変質せず、しかも気体分子である蒸気は通過させるが、液体である熱媒体オイルや水は通過させない。目標の含水率に到達したところで乾燥工程を終えるが、乾燥工程から取出された木材には全面に塗膜がそのまま維持されていることから、空気中の水分が木材中に侵入することなく、木材の変形が少ないし、含水率が変動することはない。
乾燥工程Ｃにおける加熱パターンの例としては、前記特許文献１にも開示しているように、木材を熱媒体オイル中に浸漬し、該熱媒体オイルを昇温して木材を乾燥温度以上に加熱する工程と、熱媒体オイルの昇温をいったん乾燥温度近辺で止め、この温度で一定時間保持する工程と、再度熱媒体オイルを昇温して木材中の水分を蒸気発散させる乾燥工程と、からなるパターンを採用できる。勿論、本発明ではこのような加熱パターンに限定されることはなく、目標とする含水率に短時間に達するものであれば他の任意の加熱パターンであっても差し支えないし、場合によっては単純な加熱パターンも採用可能である。木材の種類や断面サイズなどの条件に合わせた最適な加熱パターンを選択すればよい。
【００１１】
乾燥工程Ｃにおいて用いる熱媒体オイルは、水との親和性のないものであって、発火点および引火点が高い（乾燥温度以上）油脂類が好ましい。また、毒性のないもの或いはあってもきわめて弱い性質のものが望ましい。これらの条件を前提として、鉱物油、植物油、動物油、使用済みの廃液などの中から選べばよく、場合によっては１種に限らず複数の油脂を混合してもよい。鉱物油では前記特許文献１にも示しているように潤滑油（例えば、出光興産（株）の「ダイナフレシア」Ｗ−８，Ｗ−３２，Ｐ−３２など）が適しており、また、使用済みの廃液としては使用済みのエンジンオイルが最適である。
乾燥工程Ｃを経て目標の含水率にまで乾燥された木材は、最終的には清浄工程Ｄにおいてその表面のオイルなどの汚れを洗浄或いは拭き取りによって清浄化してから製品として出荷する。
【００１２】
次に、本発明の乾燥設備の具体例を説明するが、便宜上熱媒体オイル浸漬方式の乾燥設備を実施例としている。
図２は、乾燥設備に装入する前に、多数本の被乾燥木材（塗装済み木材）を固定用圧締枠にて１個のブロック体として包囲固定した例を示す。すなわち、縦横方向に一定の間隔をおいて複数列（図では４列）および複数段（図では６段）に、上下間に桟木２を挟んで多数（図では合計２４）の木材１を並置すると共に、これらを上下から圧締枠３にて締付け固定し、１つのブロック体を構成する。これら木材は、上述した塗装工程により表面に所望の塗膜が形成されたものである。圧締枠３にて固定するのは、乾燥後に水分が木質から排出されたとき、木質内の水分の均衡がくずれ木質に歪みが生じ、これが捩れ、反り、撓み発生の原因となることから、これを防止するために木材全体を圧締枠で固定するのである。板材や構造材の場合、桟木を多くして固定箇所を多くすることで、捩れなどの発生をより効果的に防止することが好ましい。
【００１３】
図３は、上記のようにして構成した被乾燥木材のブロックを連続的に乾燥させるベルト走行式の乾燥設備を示す。この方式は生産性を向上させるためには有効であるが、設備スペースに余裕のある場合に採用し得る。
図３において、４は図２の如くブロック状に形成された木材ブロック、５は長尺の乾燥槽で、その内部には熱媒体オイル６が満たされている。７は乾燥槽５に続く洗浄槽である。また、図示の例では少なくとも乾燥槽５の入側から洗浄槽７の出側に至るラインに沿ってチェーンコンベア８が配置されており、該チェーンコンベア８上に複数の木材ブロック４は任意の間隔で載置固定されて移動（連続的もしくは間欠的移動）し、乾燥処理を受ける。洗浄槽７は乾燥処理時に塗膜面に付着したオイルを洗浄するためのものであり、適宜の溶剤が使用される。乾燥槽５内の熱媒体オイルの温度や量、コンベアの速度など、木材の種類やサイズなどに応じて任意に制御すればよい。
【００１４】
図４は、油槽によるバッチ形式の乾燥設備を示すもので、生産性は高くないが簡易に一定量の木材のオイル乾燥を行うことができる方式である。熱媒体オイルを満たした油槽９内には、上記と同様な木材ブロック４が装入・浸漬され、油槽に付設した加熱装置および攪拌装置などにより油温をコントロールしながら、少なくとも１個の木材ブロック４のオイル乾燥を行う。なお、木材ブロックを空の油槽９内に装入してから熱媒体オイルを充満してもよい。油槽９上部の蓋は開閉自在であり、閉鎖のときには密閉状態を維持できるようにする。
【００１５】
図５は、効率的な作業とメンテナンスの容易な圧力釜方式の乾燥設備を示すもので、円筒形の本体１０の一端面側を開閉・密閉可能な蓋１１としており、本体１０には熱媒体オイルの注入と排出を行うための適宜な手段が併設されている。乾燥作業に際してはこの蓋１１を開にして上述した木材ブロック４を本体内に搬入し、蓋を閉め密閉してから本体内に所望の熱媒体オイルを注入し、塗装済み木材のオイル乾燥を行う。オイルの温度管理は注入後に行えばよい。乾燥終了後は、オイルを排出してから蓋１１を開放し、木材を取出せばよい。
【００１６】
なお、本発明の対象とする木材は、特に、床暖房用フローリング材が最適であるが、これに限ることなく、他の用途の板材、柱材、梁材、丸太、ログ材など他の木材全てに適用し得ることは勿論である。
【実施例】
【００１７】
［実施条件］
（１）被乾燥木材：縦１２ｍｍ×横７５ｍｍ×長さ１８１８ｍｍの原板であって、用途は床暖房用フローリング材
（２）塗装条件  ：木材用ポリウレタン樹脂塗料を吹付けにより上記原板全面に塗装、その後ＵＶ処理を施した。
（３）乾燥条件  ：乾燥槽は、図４に示すタイプの浸漬槽であって槽内を１３０℃まで加熱可能とする。
（４）熱媒体オイル：出光興産（株）の「ダイナフレシア」（商品名）Ｗ−３２
［実施結果］
上記の原板について塗装前の含水率を変えた５枚のものに対し上記の塗装を施したもの（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５  本発明例）、原板２枚について塗装をしなかったもの（Ｎｏ．６、Ｎｏ．７  比較例）とし、オイル乾燥前後の各板の重量と幅、含水率を測定した結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
2006035435.tif 000003
【００１９】
表１に示すように、本発明例（Ｎｏ．１〜５）では、重量差が乾燥前後で−１０ｇ以上有るが、これは乾燥時に木質からの水分の蒸発によるもので、塗膜の存在によりこの重量はその後も変わりなかった。これに対し比較例（Ｎｏ．６，７）では塗膜が無いため乾燥時に熱媒体オイルの一部がしみ込み重量は増えている。含水率では本発明例および比較例共に、低位にすることができ、この含水率は本発明では塗膜の存在、比較例では表面の油膜の存在により変化はなかった。このため板幅についても乾燥前後でも大きな差異は無いが、比較例のものは表面が美麗でなく、床材としては不合格であった。
なお、因みに原板のままで他の乾燥法で同様な含水率まで乾燥させた場合には、乾燥後に水分を吸収してしまうため、板幅収縮量は１ｍｍを超えてしまい、床暖房用としては不合格であった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る乾燥方法の基本的な工程を示す工程図である。
【図２】本発明の乾燥設備に装入するための被乾燥木材ブロックの正面図（ａ）、側面図（ｂ）である。
【図３】本発明に係る乾燥設備の１実施例を示す全体概略図である。
【図４】本発明に係る乾燥設備の他の実施例を示す説明図である。
【図５】本発明に係る乾燥設備の更に他の実施例を示す全体概略図である。
【符号の説明】
【００２１】
Ａ    加工工程                    Ｂ    塗装工程
Ｃ    乾燥工程
１    塗装済み木材                ２    桟木
３    圧締枠                      ４    木材ブロック
５    乾燥槽                      ６    熱媒体オイル
７    洗浄槽                      ８    チェーンコンベア
９    油槽                        １０  本体
１１  蓋
【図１】
2006035435.tif 000004
【図２】
2006035435.tif 000005
【図３】
2006035435.tif 000006
【図４】
2006035435.tif 000007
【図５】
2006035435.tif 000008