(57)【要約】【課題】  薬液注入処理後の個々の被乾燥木材の特性に応じて適正に天然乾燥を行うことを可能とし、人工乾燥において割れ、反りおよび捩じれ等の発生を有効に抑える。【解決手段】  制御装置８０は、原料木材Ｗ１の特性および天然乾燥処理を施す時節を入力する入力部８４と、原料木材Ｗ１の特性および天然乾燥処理を施す時節に応じて予め設定された天然乾燥処理の日数が記録された乾燥日数テーブル８３１を記憶する記憶部としてのＲＡＭ８３と、入力部８４により入力された原料木材Ｗ１の特性および乾燥時節と、ＲＡＭ８３が記憶している乾燥日数テーブル８３１に記録された原料木材Ｗ１の特性および乾燥時節とを比較照合し、両者が一致した乾燥日数テーブル８３１中の天然乾燥日数を読み取る天然乾燥制御部８１１と、天然乾燥制御部８１１の指令信号に基づいて天然乾燥制御部８１１が読み取った天然乾燥日数を出力する出力部８５とを備えている。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料木材に薬液注入処理を施すことにより得られた薬液注入木材に天然乾燥処理を施して天乾木材を得た後、前記天乾木材に人工乾燥処理を施して乾燥木材を得る木材乾燥方法において、
原料木材の特性に応じて天乾木材の含水率が所定の値になる天然乾燥処理の日数を予め設定しておき、この天然乾燥処理の日数が経過した後の天乾木材に人工乾燥を施すことにより乾燥木材を得ることを特徴とする木材乾燥方法。
【請求項２】
前記人工乾燥処理は、乾燥木材の含水率が予め設定された所定の値になるまで継続することを特徴とする請求項１記載の木材乾燥方法。
【請求項３】
原料木材に薬液注入処理を施すことにより得られた薬液注入木材に、制御装置の制御の基に天然乾燥処理を施して天乾木材を得た後、前記天乾木材に人工乾燥処理を施して乾燥木材を得る木材の乾燥装置において、
前記制御装置は、原料木材の特性および天然乾燥処理を施す時節を入力する入力部と、
前記原料木材の特性および乾燥時節に対応して予め設定された天然乾燥処理の日数を記憶する記憶部と、
前記入力部により入力された原料木材の特性および乾燥時節に対応する天然乾燥日収を前記記憶部から求める天然乾燥制御部と、
前記天然乾燥制御部の指令信号に基づいて天然乾燥制御部が読み取った前記天然乾燥日数を出力する出力部とを備えて構成されていることを特徴とする木材乾燥装置。
【請求項４】
前記天然乾燥制御部は、前記入力部に入力された原料木材の受入日に前記記憶部から読み取った天然乾燥日数を加算して天然乾燥終了日を算出し、前記出力部は、前記天然乾燥終了日を出力するべく構成されていることを特徴とする請求項３記載の木材乾燥装置。
【請求項５】
原料木材に人工乾燥処理を施す乾燥炉が備えられ、前記制御装置は、前記人工乾燥を制御する人工乾燥制御部を有し、この人工乾燥制御部は、人工乾燥中の木材の含水率を検出する含水率センサが検出した含水率が予め設定された所定の値まで低下したか否かを判別し、所定の値まで低下したとき前記乾燥炉に稼働停止の指令信号を出力することを特徴とする請求項３または４記載の木材乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
薬液注入処理が施された直後の被乾燥木材を天然乾燥処理に付した後、人工乾燥処理を施すことによって乾燥木材を効率的に得るようにした木材乾燥方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、木材の耐湿性や耐朽性を改善して寸法安定性を確保したり、さらには難燃性を付与するために木材に所定の薬液を注入することが有効であることはよく知られており、かかる薬液注入処理の施されたいわゆる改質木材は、現在市場に多く出回っている。
【０００３】
ところで、木材への薬液の注入処理は、通常、木材を薬液の混入された水溶液中に減圧環境下で所定時間浸漬することによって行われる。このようにして得られた薬液注入直後の木材には、略飽和点にまで達した水分が含まれているため、そのままでは商品として出荷することができない。
【０００４】
そこで、薬液注入処理後の木材に乾燥処理が施されるのであるが、薬液注入直後の木材を直ちに人工乾燥に付したのでは、乾燥のためのエネルギー消費量が膨大になってエネルギーコストが嵩むことになる。これを回避するべく、薬液注入処理後の木材は、一旦天然乾燥（天日乾燥）に付されるのが一般的である。天然乾燥では、木材の含水率がある程度低下するまで比較的速やかに乾燥が進行するが、含水率が略５０％未満になると急激に乾燥速度が低下し、乾燥品として出荷し得る１５％〜２５％にまで含水率を低下させようとすれば、非常に長い時間がかかってしまい（通常１ヶ月〜数ヶ月）、乾燥効率が極端に低下するという不都合が生じる。
【０００５】
かかる不都合を解消するために、天然乾燥に付された木材がある程度の乾燥状態（含水率５０％近辺）になった後、この木材を乾燥炉に装填して熱を加えて強制的に乾燥する、いわゆる人工乾燥に付すのが一般的である。こうすることによって、薬液注入処理後の木材の乾燥時間を大幅に短縮することが可能になり、例えば建築用の構造材として使用される木材を商業ベースに乗せることができる。
【０００６】
なお、木材の乾燥については、例えば非特許文献１に詳細に記載されており、特に天然乾燥では含水率が略２０％にまで低下するのに長期間を要する点について、第７３頁以下にデータに基づき詳細に記載されているが、薬液注入処理後の木材を対象とした天然乾燥と、これに引き続いて実行される人工乾燥との組み合わせについては記述がない。なお、天然乾燥と人工乾燥との組み合わせについては、非特許文献２の第４５１頁の「Ｄ  乾燥」の項に記載があるが、薬液処理後の木材の乾燥処理についての記述はない。
【非特許文献１】木材乾燥の実際（著者：西尾  茂、発行所：株式会社日刊木材新聞社、発効日：昭和５８年９月３０日）
【非特許文献２】改訂基礎木材工学（著者：杉原  彦一、発行所：株式会社文教出版、発効日：昭和５８年４月２０日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、薬液処理直後の木材の含水率（（木材中の水の重量／木材の真重量）×１００（％））は、通常１００％を越えて木より水の方が多い状態になっているのが一般的であり、天然乾燥において含水率が６０％前後になるまでは比較的速やかに乾燥が進行し、どの時点でどの程度の含水率になるかは容易に予測することができるが、それ以下の含水率の経時変化は、天候や各樹種の木材組織に応じて大きく異なるため予測は困難になる。
【０００８】
一方、木材は、含水率が繊維飽和点（結合水のみで自由水が存在しない状態の含水率であり、樹種によって異なるが概ね２８％〜３０％）近辺にまで乾燥されると、それ以後は、円弧状に反る「反り」や、木目に沿って割れる「割れ」や、さらには反りが不均一に生じることに起因した「捩じれ」等が発生し易くなる。これらの「反り」、「割れ」および「捩じれ」（以下、これらを総称して「損傷」という）は、木材の乾燥速度と相関があり、乾燥速度が速くなるほど木材の損傷が著しくなることが知られている。
【０００９】
したがって、天然乾燥において、木材の含水率が繊維飽和点の手前で乾燥を終了させ、乾燥速度が速い人工乾燥に切り換えると、木材の損傷が著しくなって乾燥木材の商品価値が損なわれることになる。したがって、天然乾燥は、含水率が繊維飽和点未満になるまで継続する必要があるが、繊維飽和点を大幅に越えてさらに低含水率になるまで天然乾燥を続けると、生産性が低下することになる。
【００１０】
しかしながら、従来、人工乾燥の開始時期については、乾燥木材の出荷スケジュールに左右されることが多く、天然乾燥において乾燥終期に到らない木材が人工乾燥にまわされたり、逆に、乾燥し過ぎた木材に人工乾燥が施されることがあるなど、天然乾燥については大まかな管理しか行われていなかったのが実情であった。したがって、得られた乾燥木材は、品質のばらつきが多く、これに起因して安定した価格を維持し得ないという問題点を有していた。
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みなされたものであり、薬液注入処理後の個々の被乾燥木材の特性に応じて適正に天然乾燥を行うことを可能とし、引き続き実行される人工乾燥において「割れ」、「反り」および「捩じれ」等の発生を極力抑えることを可能とし、これによって乾燥木材の商品価値を向上させ得る木材乾燥方法および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】
【００１２】
請求項１記載の発明（木材乾燥方法）は、原料木材に薬液注入処理を施すことにより得られた薬液注入木材に天然乾燥処理を施して天乾木材を得た後、前記天乾木材に人工乾燥処理を施して乾燥木材を得る木材乾燥方法において、原料木材の特性に応じて天乾木材の含水率が所定の値になる天然乾燥処理の日数を予め設定しておき、この天然乾燥処理の日数が経過した後の天乾木材に人工乾燥を施すことにより乾燥木材を得ることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２記載の発明（木材乾燥方法）は、請求項１記載の発明において、前記人工乾燥処理は、乾燥木材の含水率が予め設定された所定の値になるまで継続することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３記載の発明（木材乾燥装置）は、原料木材に薬液注入処理を施すことにより得られた薬液注入木材に、制御装置の制御の基に天然乾燥処理を施して天乾木材を得た後、前記天乾木材に人工乾燥処理を施して乾燥木材を得る木材の乾燥装置において、前記制御装置は、原料木材の特性および天然乾燥処理を施す時節を入力する入力部と、前記原料木材の特性および乾燥時節に対応して予め設定された天然乾燥処理の日数を記憶する記憶部と、前記入力部により入力された原料木材の特性および乾燥時節に対応する天然乾燥日収を前記記憶部から求める天然乾燥制御部と、前記天然乾燥制御部の指令信号に基づいて天然乾燥制御部が読み取った前記天然乾燥日数を出力する出力部とを備えて構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４記載の発明（木材乾燥装置）は、請求項３記載の発明において、前記天然乾燥制御部は、前記入力部に入力された原料木材の受入日に前記記憶部から読み取った天然乾燥日数を加算して天然乾燥終了日を算出し、前記出力部は、前記天然乾燥終了日を出力するべく構成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５記載の発明（木材乾燥装置）は、請求項３または４記載の発明において、原料木材に人工乾燥処理を施す乾燥炉が備えられ、前記制御装置は、前記人工乾燥を制御する人工乾燥制御部を有し、この人工乾燥制御部は、人工乾燥中の木材の含水率を検出する含水率センサが検出した含水率が予め設定された所定の値まで低下したか否かを判別し、所定の値まで低下したとき前記乾燥炉に稼働停止の指令信号を出力することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明（木材乾燥方法）によれば、薬液が注入された原料木材の特性に応じて天乾木材の含水率が所定の値になる天然乾燥処理の日数を予め設定しておき、この天然乾燥処理の日数が経過した後の天乾木材に人工乾燥を施すようにしているため、予め設定される天乾日数として、木材の特性（例えば樹種や形状、重量等）に応じた日数であって、この日数が経過後の木材の含水率が、人工乾燥処理を施しても木材に反り、割れおよび捩じれが生じ難い含水率になるような日数を採用しておくことにより、得られた天乾木材に人工乾燥を施しても、製品としての乾燥木材における反りや割れ、捩じれ等の発生を有効に抑えることができる。
【００１８】
したがって、従来のように、天然乾燥の日数が原料木材の特性に応じて厳密に設定されておらず、経験や勘に基づいて決められていた天乾日数を採用した場合には、人工乾燥処理に付される天乾木材の中には、反り、割れおよび捩じれが生じ易い含水率になっているものもあり、これによって乾燥速度が速い人工乾燥処理中に反りや割れが発生するものも多く、仕上がった乾燥木材の品質がばらついて乾燥木材の製品価値が下落するような不都合が生じるが、請求項１の発明によればこのような不都合の発生を可能な限る抑制することが可能になり、これによって反り、割れ、捩じれの少ない、製品価値が向上した乾燥木材を生産することができる。
【００１９】
請求項２記載の発明（木材乾燥方法）によれば、人工乾燥処理は、乾燥木材の含水率が予め設定された所定の値になるまで継続するようにしているため、木材が乾燥しすぎることにより極端に収縮して寸法狂いが生じてしまうような不都合の発生を確実に防止することができる。
【００２０】
請求項３記載の発明（木材乾燥装置）によれば、原料木材に薬液注入処理を施すことにより得られた薬液注入木材に、制御装置の制御の基に天然乾燥処理を施して天乾木材を得た後、天乾木材に人工乾燥処理を施して乾燥木材を得るようにしているため、従来の経験や勘に頼った天然乾燥処理の弊害が取り除かれ、制御手段の制御による天然乾燥を実現することができる。
【００２１】
具体的には、制御装置は、原料木材の特性および天然乾燥処理を施す時節を入力する入力部と、原料木材の特性および乾燥時節に応じて予め設定された天然乾燥処理の日数を記憶する記憶部と、入力部により入力された原料木材の特性および乾燥時節と記憶部が記憶している原料木材の特性および乾燥時節とを照合し、両者が一致した天然乾燥日数を読み取る天然乾燥制御部と、天然乾燥制御部の指令信号に基づいて天然乾燥制御部が読み取った天然乾燥日数を出力する出力部とを備えているため、入力部に原料木材の特性および天然乾燥処理を施す時節を入力することにより、天然乾燥制御部は、この入力データに基づいて記憶部に記憶されている原料木材の特性および時節に応じた最適の天然乾燥日数を選んで読み取り、この読み取った天然乾燥日数は、出力部によって出力される。
【００２２】
したがって、原料木材に薬液を注入することによって得られた薬液注入木材に対し、出力部が出力した日数分だけ天然乾燥処理を施すことによって、請求項１記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２３】
請求項４記載の発明（木材乾燥装置）によれば、天然乾燥制御部は、原料木材の受入日に記憶部から読み取った天然乾燥日数を加算して天然乾燥終了日を算出し、出力部は、天然乾燥終了日を出力するように構成されているため、原料木材の特性および時節に加えて受入日を入力部に入力することにより、出力部に、最適の天然乾燥日数に加えて天然乾燥の終了日を出力させることができる。
【００２４】
そして、出力部の出力形態として、モニターへの画面出力の他に、用紙への印刷出力をも行うようにしておけば、得られた出力用紙を天然乾燥の対象となる薬液注入木材に貼付しておくことにより、この出力用紙を視認することで天然乾燥中の木材の人工乾燥開始日付けを確認することができ、薬液注入木材を対象とした疎漏のない確実な天然乾燥処理の管理を実現することができる。
【００２５】
請求項５記載の発明（木材乾燥装置）によれば、制御装置は、人工乾燥を制御する人工乾燥制御部を有し、この人工乾燥制御部は、人工乾燥中の木材の含水率を検出する含水率センサが検出した含水率が予め設定された所定の値になった状態で人工乾燥完了と判別するとともに、人工乾燥を行う乾燥炉に稼働停止の指令信号を出力するように構成されているため、人工乾燥処理は、含水率センサが検出した含水率が予め設定された所定の値になったときに停止され、これによって木材が乾燥未達成であったり、乾燥し過ぎることにより極端に収縮して寸法狂いが生じてしまうような不都合の発生を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、本発明に係る木乾燥方法の一実施形態を示す工程図である。図１に示すように、原料木材Ｗ１は、当該原料木材Ｗ１に薬液を注入する薬液注入工程Ｐ１、薬液の注入された薬液注入木材Ｗ２を所定期間養生する養生工程Ｐ２、養生済木材Ｗ３に天然乾燥処理を施す天然乾燥工程Ｐ３および天然乾燥が完了した天乾木材Ｗ４に人工乾燥処理を施す人工乾燥工程Ｐ４を経ることにより乾燥木材Ｗ５として製品化される。
【００２７】
本実施形態においては、前記原料木材Ｗ１として、予め木口の一辺の寸法が９０ｍｍ〜１２０ｍｍ、長さ寸法が略４ｍに製材された、あるいは集成された建築用の構造材としての、いわゆる角材または角状の集成材が採用されているが、本発明の乾燥方法の対象となる木材は、これら角材や集成材に限定されるものではなく、板材や製材前の丸太などであってもよい。
【００２８】
前記薬液注入工程Ｐ１は、原料木材Ｗ１に対して所定の薬液を注入する工程であり、この薬液注入工程Ｐ１を経ることによって原料木材Ｗ１に耐湿性、耐朽性、寸法安定性、難燃性等の付加価値を付与するようにしている。注入用の薬剤としては、油性のものとして、クレオソート油を挙げることができ、水溶性のものとして、クロム・銅・砒素化合物系薬剤、フェノール類・無機弗化物系薬剤、アルキルアンモニウム化合物系薬剤、クロム・銅・亜鉛化合物系薬剤、銅・硼酸・アゾール化合物系薬剤、あるいは硼素・アルキルアンモニウム系薬剤等を挙げることができる。さらに、乳化性のものとして脂肪酸金属塩系の薬剤やアゾール化合物系薬剤を挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、さらに各種の薬剤が存在する。因みに、本実施形態においては、水溶性または乳化性のものが採用されている。
【００２９】
この薬剤注入工程Ｐ１においては、所定の濃度に設定された薬剤の水溶液（すなわち薬液）が密封可能な所定の薬液貯槽内に充填され、この薬液貯層内に原料木材Ｗ１を投入して薬液中に浸漬する方法が採用されている。そして、原料木材Ｗ１を薬液中に浸漬した状態で一旦薬液貯槽内を減圧環境として木材組織内の空気を抜き取り、その後に薬液貯槽内を加圧状態にし、これによって薬液を効率的に当該原料木材Ｗ１内へ注入することができるようにしている。かかる薬剤注入工程Ｐ１での所定時間に亘る薬液注入処理が完了した薬液注入木材Ｗ２に対し、つぎの養生工程Ｐ２で養生処理が施される。
【００３０】
前記養生工程Ｐ２は、先の薬液注入工程Ｐ１で得られた薬液注入木材Ｗ２を薬液貯槽から取り出して屋根付きの養生位置にそのまま放置することにより、その表面に付着している薬液中の水分を蒸散させるとともに、薬液中の薬剤の木材組織中への浸透を図るための工程であり、通常、数日間放置されることにより実行される。かかる養生工程Ｐ２を経て得られた養生済木材Ｗ３は、１００％を越えていた含水率が略６０％前後にまで低下した状態になっている。この養生工程Ｐ２を経た養生済木材Ｗ３が天然乾燥処理の対象とされる。
【００３１】
前記天然乾燥工程Ｐ３は、養生工程Ｐ２で得られた養生済木材Ｗ３（天然乾燥工程Ｐ３においては養生済木材Ｗ３がいわゆる原料木材である）に対して天日風乾処理を施し、これによる天然乾燥で天乾木材Ｗ４を得る工程である。この天然乾燥工程Ｐ３においては、養生済木材Ｗ３は、無蓋の天日乾燥場に運び込まれ、井桁状に積み上げられるいわゆる桟積み方式で積層され、風通しの良好な状態で直射日光を浴びながらいわゆる天日干しによる自然乾燥処理が実行される。
【００３２】
そして、本発明においては、この天然乾燥工程Ｐ３に供される養生済木材Ｗ３について、その樹種や形状、重量等の特性に応じ、さらに時節（春季、夏季、秋季、冬季）の要因を加味して、後に詳述する方法により天然乾燥処理の終了年月日が付与される。年月日の付与は、乾燥終了年月日が記載された後述の乾燥終了日表示シート８５３（図７）を養生済木材Ｗ３の表面に貼付することで行われる。この乾燥終了日表示シート８５３に記載された年月日は、人工乾燥工程Ｐ４における人工乾燥処理の初日でもある。
【００３３】
前記人工乾燥工程Ｐ４は、天然乾燥工程Ｐ３で天然乾燥処理が終了した天乾木材Ｗ４に対して人工乾燥処理を施す工程であり、天乾木材Ｗ４は、この人工乾燥工程Ｐ４において、加熱による強制的な乾燥処理が施され、迅速に乾燥して製品としての乾燥木材Ｗ５になる。以下、図２を基に人工乾燥工程Ｐ４で使用される乾燥炉１０について説明する。
【００３４】
図２は、人工乾燥工程Ｐ４で使用される乾燥炉１０の一実施形態を示す断面視の説明図である。図２に示すように、乾燥炉１０は、直方体状の乾燥炉本体２０と、この乾燥炉本体２０の乾燥室２１内の温度および湿度調節のために使用されるボイラー３０と、乾燥室２１の内壁面に設けられて当該乾燥室２１内の空気に気流を形成させて攪拌するファン装置４０と、乾燥室２１内の空気を換気する換気扇５０と、乾燥室２１内の温度を検出する乾湿球湿度センサ６０と、天乾木材Ｗ４が載置される走行可能な台車７０とを備えて構成されている。
【００３５】
前記乾燥炉本体２０の一側面（図２の左側面）には、天乾木材Ｗ４を搭載した台車７０が通過するための出入口２２が開口されているとともに、この出入口２２を閉止する開閉自在な開閉扉２３が設けられている。また、乾燥室２１内の床面上には、外部から出入口２２を介して引き入れられたレール２４が敷設され、前記台車７０は、このレール２４に案内されて乾燥室２１に対し出入りし得るようになっている。さらに、また、乾燥炉本体２０の天板には乾燥室２１と連通した換気筒２５が立設され、前記換気扇５０は、この換気筒２５に内装されている。
【００３６】
このように構成された乾燥炉本体２０は、四囲の各壁部および天板がそれぞれ断熱処理の施された材料によって形成され、これによって乾燥室２１内の温度環境が外気温に影響されることなく安定するようになされている。
【００３７】
前記ボイラー３０には、発生したスチームＳを導出するためのスチーム導出配管３１と、乾燥室２１内で周りの空気との熱交換のために使用された後の排スチームＳ１を受け入れる排スチーム受入配管３２とが設けられている。そして、スチーム導出配管３１および排スチーム受入配管３２の各管端間にはスチームヒータ３３が介設され、このスチームヒータ３３にボイラー３０からのスチームＳが供給されることによって乾燥室２１内の空気が加熱されるようになっている。また、ボイラー３０には、乾燥室２１内の調湿を行うために乾燥室２１内にスチームＳを直接導入するスチーム導入配管３４が設けられている。
【００３８】
そして、前記スチーム導出配管３１には、スチームヒータ３３へ供給するスチームＳの流量を調節する第１制御弁３５が設けられているとともに、前記スチーム導入配管３４には、乾燥室２１内に直接導入するスチームＳの流量を調節する第２制御弁３６がそれぞれ設けられ、第１および第２制御弁３５，３６によるスチームＳの流量調整で乾燥室２１内の温度および湿度を調節し得るようになっている。
【００３９】
前記ファン装置４０は、乾燥室２１内の壁面の適所に固定されたファンモータ４１と、このファンモータ４１の駆動軸に固定された複数枚のファン４２とからなっている。かかるファン装置４０のファンモータ４１の駆動によるファン４２の駆動軸回りの一体回転によって乾燥室２１内の空気が流動され、これによる空気のかき混ぜ効果で乾燥室２１内の温度および湿度が均一になるようにしている。
【００４０】
前記換気扇５０は、乾燥室２１内の空気を排気して新鮮な空気と入れ替えるためのものであり、前記換気筒２５に縦置き状態で装着された換気モータ５１と、この換気モータ５１の駆動軸に固定された複数枚のファン５２とからなっている。換気モータ５１は、換気筒２５の筒心と同心になるように換気筒２５内に位置決めされた状態で、換気筒２５の内周面から筒心方向に向けて周方向等ピッチで突設された複数の支持片５３に支持されている。したがって、換気モータ５１の駆動によるファン５２の軸心回りの回転で吸引された乾燥室２１内の空気は、支持片５３間の隙間を通って外部に排気されることになる。
【００４１】
前記乾湿球湿度センサ６０は、乾燥室２１内の乾球温度および湿球温度を検出するものであり、乾球温度センサ６１と、湿球温度センサ６２とから構成されている。これらの乾球および湿球温度センサ６１，６２は、検出端が乾燥室２１内の適所に臨まされ、これによって乾燥室２１内の乾球温度および湿球温度を適正に検出し得るようになっている。因みに、本実施形態では、乾湿球湿度センサ６０として熱電対を用いる方式である、いわゆるアスマン通風乾湿計を採用している。
【００４２】
前記台車７０は、平板状の台車本体７１と、この台車本体７１の下面側の四隅部に設けられた４つの車輪７２とを備えて構成されている。かかる台車７０は、各車輪７２がレール２４上を転動することによりレール２４に案内されて走行するようになっている。台車本体７１上には、天乾木材Ｗ４と直交配置された所定本数の桟木７３を介していわゆる井桁状に複数段に積み上げられた複数本の天乾木材Ｗ４が搭載されるようになっている。そして、かかる天乾木材Ｗ４を搭載した台車７０が開放された出入口２２を介して乾燥室２１内に押し入れられ、引き続き開閉扉２３が閉止された状態で天乾木材Ｗ４に人工乾燥処理が施されるようになっている。
【００４３】
そして、本発明においては、乾燥炉１０の近傍適所にマイクロコンピュータからなる制御装置８０が設けられ、この制御装置８０の制御の基に天然乾燥工程Ｐ３における工程管理の制御および人工乾燥工程Ｐ４における乾燥炉１０の運転制御が実行されるようになっている。
【００４４】
図３は、制御装置８０による天然乾燥工程Ｐ３の工程管理制御および人工乾燥工程Ｐ４の運転管理制御の概要を説明するためのブロック図である。この図に示すように、制御装置８０は、中央演算処理装置であるＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）８１と、読み取り専用の外部記憶装置であるＲＯＭ（ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）８２と、読み書き自在の外部記憶装置であるＲＡＭ（ｒａｎｄａｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）８３と、ＣＰＵ８１に対して所定の入力を行う入力部８４と、ＣＰＵ８１の処理結果を出力する出力部８５とを備えて構成されている。
【００４５】
そして、本発明においては、ＣＰＵ８１には、天然乾燥工程Ｐ３における天然乾燥処理の日程を管理する天然乾燥制御部８１１と、乾燥炉１０の運転制御を実行する人工乾燥制御部８１２とが設けられている。
【００４６】
前記ＲＯＭ８２には、天然乾燥制御部８１１および人工乾燥制御部８１２を機能させるために必要なプログラムが記憶されており、制御装置８０を立ち上げることによりＲＯＭ８２の記憶した所定のプログラムがＣＰＵ８１に読み込まれ、以後、このプログラムに基づいて天然乾燥制御部８１１および人工乾燥制御部８１２が予め設定された手順で所定の制御を行うようになっている。
【００４７】
前記出力部８５は、ＣＰＵ８１による処理結果を視認可能に出力するものであり、本実施形態においては、所定のモニター装置に画面出力するディスプレイ８５１と、用紙に印刷出力するプリンタ８５２とを備えて構成されている。
【００４８】
ついで、まず、天然乾燥制御部８１１による制御（天然乾燥処理の日程を管理）について説明する。天然乾燥制御部８１１は、前記養生工程Ｐ２における養生処理が完了した養生済木材Ｗ３に対して天然乾燥処理の日数を設定するものである。
【００４９】
この日数設定のために、本実施形態においては、入力部８４から養生済木材Ｗ３に関する各種のデータが入力される。そして、天然乾燥制御部８１１は、この入力データに基づいて天然乾燥日数を設定し、当該天然乾燥日数およびこれに付随した各種のデータを出力部８５のディスプレイ８５１に画面出力させるとともに、プリンタ８５２に印刷出力させるようになっている。
【００５０】
図４は、入力部８４に入力されるデータの一実施形態を示す入力データ一覧表である。図４に示すように、本実施形態においては、入力データとして、養生済木材Ｗ３を天然乾燥工程Ｐ３に受け入れた受入日（年月日）、養生済木材Ｗ３の樹種（檜、杉、栂、米栂（米国産の栂）、ＳＹＰ（サザンイエローパイン）、ホワイトウッド、イエローウッド、集成材等を記号化して入力）、原料木材Ｗ１のサイズ（縦（ｍｍ）×横（ｍｍ）×長さ（ｍｍ））、養生済木材Ｗ３の含水率（％）、出荷される製品としての乾燥木材Ｗ５の目標含水率（％）が採用されている。これらの入力データは、天然乾燥の期間を設定するための要因として用いられる。なお、本実施形態では、参考として本数（本）、薬液注入日（年月日）、養生期間（日数）、外気温度（℃）、外気湿度（％）等も入力されている。
【００５１】
一方、前記ＲＡＭ（記憶部）８３には、乾燥日数テーブル８３１が記憶されている。図５は、この乾燥日数テーブル８３１の一実施形態を概念的に示した概念図である。図５に示すように、乾燥日数テーブル８３１は、春季用テーブル、夏季用テーブル、秋季用テーブルおよび冬季用テーブルの４種類の時節テーブルを有している。なお、図５には、春季用テーブルおよび夏季用テーブルを示している。
【００５２】
各時節テーブルは、目標含水率によって区分されている。図５に示す例では、目標含水率として１５％、２０％、２５％、３０％および３５％以上が採用されている。
【００５３】
そして、さらに各目標含水率毎に樹種によってされに区分され、最小単位のテーブルである単位テーブル８３２が形成されている。この単位テーブル８３２には、縦欄に養生済木材Ｗ３の含水率が項目設定されているとともに、横欄に養生済木材Ｗ３のサイズが項目設定され、これら縦欄の項目および横欄の項目によって設定される位置に天然乾燥日数と、次工程である人工乾燥工程Ｐ４で制御目標として用いられる乾湿温度差（乾球温度センサ６１の検出温度と湿球温度センサ６２の検出温度との差）とが示されている。
【００５４】
かかる単位テーブル８３２に記載された天然乾燥日数は、幅を持った値として設定されている。例えば、「春季」、「目標含水率１５％」、「樹種Ａ」の単位テーブル８３２（図５に示す単位テーブル８３２の１枚目のもの）において、養生済木材Ｗ３の含水率がα％で、かつサイズがａの天然乾燥日数は、５０日〜６０日に設定されている。このことは、養生済木材Ｗ３の天然乾燥処理が春季に行われ、製品として出荷される乾燥木材Ｗ５の目標含水率が１５％であり、樹種がＡの場合で、かつ、含水率がα、サイズがａの場合は、天然乾燥処理の日数として５０日〜６０日の範囲内に設定すればよいことを示している。そして、この範囲内の日数であれば、天然乾燥処理が終了した時点で、天乾木材Ｗ４の含水率が繊維飽和点（２８％〜３０％であり、樹種により異なる）から４０％以下になるため、得られた天乾木材Ｗ４を人工乾燥工程Ｐ４に供しても、反り、割れ、捩じれ等の損傷を回避することができる。
【００５５】
かかる乾燥日数テーブル８３１は、過去の天然乾燥処理や人工乾燥処理の操業実績や、多くのサンプルを対象として行った天然乾燥試験や人工乾燥試験の結果を集大成することによって得られたものである。
【００５６】
そして、前記天然乾燥制御部８１１は、入力部８４を介して入力された受入日から時節を判別し（３月〜５月を春季、６月〜８月を夏季、９月〜１１月を秋季、１２月〜２月を冬季と判別する）、この時節と、同入力された乾燥木材Ｗ５の目標含水率、養生済木材Ｗ３の樹種、養生済木材Ｗ３の含水率およびサイズとをキーワードとしてＲＡＭ８３に記憶されている乾燥日数テーブル８３１を検索し、該当する天然乾燥日数を抽出するようになっている。
【００５７】
そして、このようにして得られた天然乾燥日数は、出力部８５のディスプレイ８５１に画面出力されるとともに、プリンタ８５２によって印刷出力される。図６は、出力データの一実施形態を示す出力データ一覧表である。この出力データ一覧表の例１〜例３の内容は、図４の入力データ一覧表のものと対応付けされている。
【００５８】
図６に示すように、出力データ一覧表には、入力項目として、受入日、樹種、養生済木材Ｗ３の含水率、サイズおよび乾燥木材Ｗ５の目標含水率が挙げられているとともに、出力項目として天然乾燥期間、天然嵌挿終了日および乾湿温度差が挙げられている。そして、たとえば例１によれば、養生工程Ｐ２が完了した養生済木材Ｗ３を天然乾燥工程Ｐ３に受け入れた受入日は２００３年７月２０日、樹種はＨｅｍ／ＧＲ／１５、養生済木材Ｗ３の含水率は６５％、サイズは１１０ｍｍ×１１０ｍｍ×４０００ｍｍである。
【００５９】
このような養生済木材Ｗ３に対しては、天然乾燥期間として５０日〜６０日が設定され、この日数が出力項目として出力されるとともに、受入日にこの日数を加算して得られる天然乾燥終了日（２００３年８月２８日〜２００３年９月７日）も出力される。したがって、この出力データ一覧表を見ることによって、２００３年７月２０日に受け入れた例１の養生済木材Ｗ３は、２００３年８月２８日と同年９月７日の間のいずれかの日に天然乾燥処理を終了させ、人工乾燥工程Ｐ４へ移せばよいことが判る。
【００６０】
そして、本実施形態においては、プリンタ８５２は、前記出力データ一覧表に加え、図７に示すような天然乾燥終了日を表示する乾燥終了日表示シート８５３をも印刷出力するようになされている。この乾燥終了日表示シート８５３には、樹種と天然乾燥終了日のみが大きな文字で印刷されている。かかる乾燥終了日表示シート８５３は、例えば裏面に粘着層と剥離紙とが積層されたものが採用されている。
【００６１】
したがって、剥離紙を剥がし粘着層を露出させた状態でこの乾燥終了日表示シート８５３を対象の養生済木材Ｗ３に貼着することにより、天然乾燥処理の現場においてこの乾燥終了日表示シート８５３を視認することでによってその養生済木材Ｗ３をいつ人工乾燥工程Ｐ４に移せばよいかを知ることができるため、過誤のない乾燥管理が実現するとともに、一々現物と帳簿とを照合しながら作業を進める場合に比較し、現場作業の効率化を達成することができる。
【００６２】
かかる乾燥終了日表示シート８５３は、養生済木材Ｗ３の１本ずつに貼着してもよいし、乾燥処理のロット単位で貼着してもよい。通常、木材の乾燥処理は、同一樹種の複数本の原料木材Ｗ１を一まとめにしたロット単位で行われるのが一般的であるため、作業性を考慮すればロット単位で乾燥終了日表示シート８５３を貼着するのが好ましい。
【００６３】
つぎに、図３に戻って人工乾燥制御部８１２について説明する。人工乾燥制御部８１２は、乾燥炉１０の乾燥室２１内の温度および湿度を制御するものであり、これによって天乾木材Ｗ４に適正な人工乾燥処理を施すことが可能になる。そして、本実施形態においては、乾燥室２１内の温度を、予め設定された経時的な温度および湿度の変化に追随させるフィードバック制御が実行される。予め設定された経時的な温度変化はＲＡＭ８３に記憶されている。
【００６４】
そして、人工乾燥制御部８１２は、ＲＡＭ８３が記憶している経時的な温度変化を逐一読み出しつつ、読み出した現時点の設定温度と、乾球温度センサ６１が検出した乾球温度との温度差を比較し、検出温度が設定温度より低い場合には、第１制御弁３５へ開度を大きくする制御信号を出力する一方、逆の場合には第１制御弁３５へ開度を小さくする制御信号を出力するようになっている。
【００６５】
また、乾燥室２１内の湿度については、乾球温度センサ６１が検出した温度と湿球温度センサ６２が検出した温度との温度差（乾湿温度差）が所定の値になるように制御される。乾湿温度差については、ＲＡＭ８３の前記単位テーブル８３２（図５）中に記憶されているため、この値が読み出されて使用される。
【００６６】
そして、人工乾燥制御部８１２は、単位テーブル８３２から読み取った設定乾湿温度差と、乾球温度センサ６１および湿球温度センサ６２の各検出力得られた検出乾湿温度差とを逐一比較し、検出乾湿温度差の方が設定乾湿温度差より大きいとき（すなわち設定湿度より実際の湿度の方が低いとき）、第２制御弁３６に向けて開度を大きくする制御信号が出力される一方、逆のときは、第２制御弁３６の開度を小さくさせる制御信号を出力するようになっている。
【００６７】
また、本実施形態においては、乾燥炉本体２０の適所に乾燥中の天乾木材Ｗ４の含水率を検出する水分センサ１１が設けられ、この水分センサ１１が検出した検出信号は、人工乾燥制御部８１２に逐一入力されるようになっている。水分センサ１１としては、木材の電気抵抗値が含水率に比例して変化することを利用した抵抗式水分センサと、木材の誘電率が含水率の多寡に応じて変化することを利用した高周波式水分センサとが一般的であり、これらのいずれを採用してもよい。
【００６８】
そして、人工乾燥制御部８１２は、水分センサ１１が検出した含水率の値が、入力部８４から入力された目標含水率（図４の入力データ一覧表参照）に到達した時点で乾燥が完了したと判別し、人工乾燥制御部８１２から第１および第２制御弁３５，３６に向けて閉弁の制御信号が出力されるとともに、換気扇５０に向けて当該換気扇５０を駆動させる駆動信号が出力されるようになっている。これらの駆動信号によりボイラー３０からの乾燥室２１内へのスチームＳの供給が停止された状態で、換気扇５０の駆動により乾燥室２１内の加熱空気が換気筒２５を介して外部に排気されるとともに、新鮮な低温空気が乾燥炉本体２０の所定の吸引口から乾燥室２１内に導入され、これによって乾燥室２１内は急速に常温にまで冷却されることになる。
【００６９】
なお、ファン装置４０については、通常、乾燥室２１内で乾燥処理が継続されている間中駆動されるようになっており、水分センサ１１が目標含水率を検出した時点で、人工乾燥制御部８１２から出力される停止信号によって停止されるようになっている。
【００７０】
以上詳述したように、本発明に係る木材乾燥方法は、薬液注入工程Ｐ１で原料木材Ｗ１に薬液を注入し、得られた薬液注入木材Ｗ２に養生工程Ｐ２において所定の日数の養生処理を施し、得られた養生済木材Ｗ３に、原料木材Ｗ１の特性に応じて予め設定された、天乾木材Ｗ４の含水率が所定の値未満になる天然乾燥処理の日数の天然乾燥処理を施し、得られた天乾木材Ｗ４に人工乾燥を施すようにしているため、予め設定される天乾日数として、木材の特性（例えば樹種や形状、重量等）に応じた日数であって、この日数が経過後の木材の含水率が、人工乾燥を施しても木材に反り、割れおよび捩じれが生じ難い含水率になるような日数（すなわち養生済木材Ｗ３の含水率が繊維飽和点以下になる日数）を採用しておくことにより、得られた天乾木材Ｗ４にその後の人工乾燥工程Ｐ４において製品としての乾燥木材Ｗ５に反りや割れ、捩じれ等が起こらないようにすることができる。
【００７１】
したがって、従来のように、天然乾燥の日数が原料木材Ｗ１の特性に応じて厳密に設定されておらず、経験や勘に基づいて決められていた天然乾燥日数を採用した場合には、人工乾燥工程Ｐ４において人工乾燥処理に付される天乾木材Ｗ４の中には、含水率が繊維飽和点に到達しておらず、反り、割れおよび捩じれが生じ易い含水率のままになっているものもあり、これによって乾燥速度が速い人工乾燥工程Ｐ４において反りや割れが発生するものも多く、仕上がった乾燥木材Ｗ５の品質がばらついて乾燥木材Ｗ５の製品価値が下落するような不都合が生じるが、本発明によればこのような不都合の発生を可能な限り抑えることができ、これによって反り、割れ、捩じれの少ない、製品価値が向上した乾燥木材Ｗ５を生産することができる。
【００７２】
また、人工乾燥工程Ｐ４での人工乾燥処理は、乾燥木材Ｗ５の含水率が予め設定された目標含水率に到達するまで継続するとともに、到達すれば直ちに停止するように制御装置８０によって制御しているため、木材が乾燥しすぎることにより極端に収縮して寸法狂いが生じてしまうような不都合の発生を確実に防止することができる。
【００７３】
そして、本実施形態においては、制御装置８０は、原料木材Ｗ１の特性および天然乾燥処理を施す時節を入力する入力部８４と、原料木材Ｗ１の特性および天然乾燥処理を施す時節に応じて予め設定された天然乾燥処理の日数が記録された乾燥日数テーブル８３１を記憶する記憶部としてのＲＡＭ８３と、入力部８４により入力された原料木材Ｗ１の特性（原料木材Ｗ１の樹種、養生済木材Ｗ３の含水率、養生済木材Ｗ３のサイズおよび乾燥木材Ｗ５の目標含水率）および乾燥時節と、ＲＡＭ８３が記憶している乾燥日数テーブル８３１に記録された原料木材Ｗ１の特性および乾燥時節とを比較照合し、両者が一致した乾燥日数テーブル８３１中の天然乾燥日数を読み取る天然乾燥制御部８１１と、天然乾燥制御部８１１の指令信号に基づいて天然乾燥制御部８１１が読み取った天然乾燥日数を出力する出力部８５とを備えている。
【００７４】
したがって、入力部８４に原料木材Ｗ１の特性および天然乾燥処理を施す時節を入力することにより、天然乾燥制御部８１１は、この入力データに基づいてＲＡＭ８３に記憶されている乾燥日数テーブル８３１から入力された原料木材Ｗ１の特性および時節に応じた最適の天然乾燥日数を選んで読み取り、この読み取った天然乾燥日数は、出力部８５によって出力される。
【００７５】
このように、制御装置８０によって天然乾燥工程Ｐ３における天然乾燥処理の日数管理を行うことによって、膨大なデータの中から最適のものを選び出す手間が省け、その分乾燥作業の作業性を向上させることができる。
【００７６】
また、入力部８４には養生済木材Ｗ３を受け入れた受入日が入力され、天然乾燥制御部８１１は、入力日にＲＡＭ８３から読み取った天然乾燥日数を加算して天然乾燥終了日を算出し、この天然乾燥終了日が出力部８５によって出力されるため、この終了日が記載された乾燥終了日表示シート８５３を視認することで天然乾燥中の木材の人工乾燥開始日付けを確認することができ、薬液注入木材Ｗ２を対象とした疎漏のない確実な天然乾燥処理の管理を実現することができる。
【００７７】
さらに、制御装置８０に、人工乾燥工程Ｐ４での人工乾燥処理を制御する人工乾燥制御部８１２を設け、この人工乾燥制御部８１２は、人工乾燥中の木材の含水率を検出する水分センサ１１が検出した含水率が予め設定された所定の値以下になった状態で人工乾燥完了と判別するとともに、人工乾燥を行う乾燥炉１０の所定の機器に稼働停止の指令信号を出力するため、乾燥炉１０は、乾湿球湿度センサ６０が検出した含水率が予め設定された所定の値以下になったときにその稼働が停止され、これによって木材が乾燥し過ぎることにより極端に収縮して寸法狂いが生じてしまうような不都合の発生を確実に防止することができる。
【００７８】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【００７９】
（１）上記の実施形態においては、天然乾燥工程Ｐ３における天然乾燥処理の日数管理は、制御装置８０を用いて実施するようになされているが、本発明は、天然乾燥処理の日数管理を制御装置８０を用いて実施することに限定されるものではなく、用紙に記入することによって図５に例示するような乾燥日数テーブル８３１を作成し、この用紙に記載された乾燥日数テーブル８３１を肉眼で検索して目的の天然乾燥日数を探し出すようにしてもよい。
【００８０】
（２）上記の実施形態において、図７に示す乾燥終了日表示シート８５３にバーコードを出力するようにしてもよい。バーコードとしては、樹種と天然乾燥終了日の他に各種の入力項目や出力項目を含んだものを採用することができる。かかるバーコードを乾燥終了日表示シート８５３に印刷し、この乾燥終了日表示シート８５３を各養生済木材Ｗ３に貼着しておけば、バーコードリーダーでこのバーコードを読み取ることにより、多数の雑多な養生済木材Ｗ３のそれぞれについて履歴や各種の情報を即座に知ることができ、人工乾燥工程Ｐ４における乾燥管理を行う上で好都合となる。
【００８１】
（３）上記の実施形態においては、養生済木材Ｗ３の樹種やサイズなどの特性に応じて設定される天然乾燥日数が、乾燥日数テーブル８３１としてＲＡＭ８３に記憶され、天然乾燥制御部８１１がこのＲＡＭ８３に記憶された乾燥日数テーブル８３１から最適の天然乾燥日数を検索するようになされているが、こうする代わりに、養生済木材Ｗ３の各特性を独立変数とするとともに、天然乾燥日数を従属変数とした相関式を、過去の操業データや実験データを解析すことによって予め作成しておき、この相関式をＲＡＭ８３に記憶させておいてもよい。そして、天然乾燥制御部８１１がこの相関式に基づいて天然乾燥日数を算出するようにすれば、膨大なデータである乾燥日数テーブル８３１をＲＡＭ８３に記憶させる必要がなくなり、その分ＲＡＭ８３の小容量化に貢献することができる。
【００８２】
（４）上記の実施形態においては、天然乾燥日数を設定するためのデータ項目として、養生済木材Ｗ３の天然乾燥工程Ｐ３への受入日、養生済木材Ｗ３の樹種、養生済木材Ｗ３の含水率、養生済木材Ｗ３のサイズおよび乾燥木材Ｗ５の含水率を設定しているが、本発明は、天然乾燥日数を設定するためのデータ項目がかかる５項目であることに限定されるものではなく、薬液の種類や養生期間など、その他の項目をさらに追加して天然乾燥日数を設定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係る木乾燥方法の一実施形態を示す工程図である。
【図２】人工乾燥工程で使用される乾燥炉の一実施形態を示す断面視の説明図である。
【図３】制御装置による天然乾燥工程の工程管理制御および人工乾燥工程の運転管理制御の概要を説明するためのブロック図である。
【図４】入力部に入力されるデータの一実施形態を示す入力データ一覧表である。
【図５】乾燥日数テーブルの一実施形態を概念的に示した概念図である。
【図６】出力データの一実施形態を示す出力データ一覧表である。
【図７】天然乾燥終了日を表示する乾燥終了日表示シートの一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０  乾燥炉                  １１  水分センサ
２０  乾燥炉本体              ２１  乾燥室
２２  出入口                  ２３  開閉扉
２４  レール                  ２５  換気筒
３０  ボイラー                ３１  スチーム導出配管
３２  排スチーム受入配管      ３３  スチームヒータ
３４  スチーム導入配管        ３５  第１制御弁
３６  第２制御弁              ４０  ファン装置
４１  ファンモータ            ４２  ファン
５０  換気扇                  ５１  換気モータ
５２  ファン                  ６０  乾湿球湿度センサ
６１  乾球温度センサ          ６２  湿球温度センサ
７０  台車                    ７１  台車本体
７２  車輪                    ７３  桟木
８０  制御装置                ８１  ＣＰＵ
８１１  天然乾燥制御部        ８１２  人工乾燥制御部
８２  ＲＯＭ                  ８３  ＲＡＭ
８４  入力部                  ８５  出力部
８５１  ディスプレイ          ８５２  プリンタ
Ｐ１  薬液注入工程            Ｐ２  養生工程
Ｐ３  天然乾燥工程            Ｐ４  人工乾燥工程
Ｗ１  原料木材                Ｗ２  薬液注入木材
Ｗ３  養生済木材              Ｗ４  天乾木材
Ｗ５  乾燥木材
【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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【図６】
2005096234.tif 000008
【図７】
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