(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が収容される弾性体により木材の外周面を包囲し、前記弾性体を介して流体の圧力で木材の外周面を押圧し圧縮することにより、木材内の自由水を木材から絞り出す木材の圧縮脱水方法であって、
前記弾性体が木材の外周面を環状に包囲するものからなり、該弾性体に、木材非包囲時には弾性体の径方向から内側の木材収容部と連通するように開き、他方、木材包囲時には閉じる木材挿通用開閉部が設けられ、
木材を、前記弾性体の開いた木材挿通用開閉部を介して、前記木材収容部に挿入させた後、前記木材挿通用開閉部を閉じることにより、環状となった弾性体で木材の外周面を包囲することを特徴とする木材の圧縮脱水方法。
【請求項２】
弾性体を木材の周方向に沿って複数に分割し、隣り合う弾性体間の空間を木材挿通用開閉部とすることを特徴とする請求項１に記載の木材の圧縮脱水方法。
【請求項３】
流体が収容可能とされて木材の外周面を包囲可能にされた弾性体と、前記弾性体の外枠となる筒状の本体と、前記弾性体と接続されて弾性体内への流体供給を制御する流体制御装置とを備え、前記弾性体に供給した流体により弾性体を介して木材の外周面を押圧し圧縮するように構成された木材の圧縮脱水装置であって、
前記弾性体及び本体に、木材非包囲時には弾性体又は本体の径方向から該弾性体又は本体の内側部分と連通するように開き、他方、木材包囲時に閉じる木材挿通用開閉部が、それぞれ設けられていることを特徴とする木材の圧縮脱水装置。
【請求項４】
弾性体及び本体を木材の周方向に沿って複数に分割し、隣り合う弾性体又は本体間の空間を木材挿通用開閉部とすることを特徴とする請求項３に記載の木材の圧縮脱水装置。
【請求項５】
分割した弾性体ごとに流体の供給及び排出を可能としたことを特徴とする請求項４に記載の木材の圧縮脱水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、木材を乾燥する前段階の処理として、木材内に存在する自由水を木材の外部に排出するための圧縮脱水方法及び圧縮脱水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
伐採したスギ・ヒノキ等の原木（生木材）を建築用等の木材とするには、適度に乾燥させる必要があり、その乾燥を効率良くするため、木材に含まれる自由水の量を減らす脱水処理が乾燥前の処理として行われている。そのような脱水処理として、４０〜９０℃程度に加温した乾燥室内に木材を収容する加熱蒸散脱水方法や、プレス金型で木材をプレスし、或いはローラ間に木材を通して圧縮する圧縮脱水方法等が知られている。
【０００３】
ところが、前者の加熱脱水方法にあっては、脱水終了までに２週間〜３週間程度必要なため、生産効率が悪い問題がある。しかも木材の表層側のみが脱水乾燥し、木材の中心部については脱水できないため、木材内の自由水を均一に減らすことができず、木材の強度、寸法、安定性等に悪影響を与えていた。さらに、木材の表層側から乾燥するため、乾燥による木材の収縮が均一ではなく、それによって木材の表層部分に乾燥割れを生じやすく、商品として利用できる部分が少なくなるのみならず、最悪の場合には商品価値を失うこともある。
【０００４】
また、後者のプレス金型やローラを用いる圧縮脱水方法にあっては、木材内の細胞膜を破壊するため、その後の乾燥時に木材内の水分移動が容易になって乾燥させやすくなる利点がある反面、木材の表面形状や節の有無にかかわらず、プレス金型やローラの剛性面により木材を機械的に強制圧縮するため、木材を著しく傷め、木材の内圧による割れや破裂等の不具合が発生しやすかった。
【０００５】
さらに、従来、上記圧縮脱水方法においては、プレス金型やローラ等の圧縮脱水部へ木材を供給する方法として、図６に示すように、木材Ｗを、その軸方向（長手方向）ＸからコンベアＣ等により前記圧縮脱水部Ｐへ搬送して供給する方法が一般的だった。しかしながら、木材（原木等）に曲がり，節，末元の径の違い等がある場合には、その木材をコンベア等で圧縮脱水部へ供給するには制約が多く煩雑であった。また、上記方法では、木材をその軸方向へ搬送（供給）するため、搬送時間が多くかかってしまい、圧縮脱水部やその他の加工部等で設備された機械の稼動効率を悪化させていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、このような点に鑑み提案されたものであって、木材に乾燥割れや破裂等を生じることなく木材の自由水を均一に、しかも短時間で減らすことができると共に、曲がり，節，末元の径の違い等がある木材でも容易に、かつ短時間で供給することができる木材の圧縮脱水方法及び圧縮脱水装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、流体が収容される弾性体により木材の外周面を包囲し、前記弾性体を介して流体の圧力で木材の外周面を押圧し圧縮することにより、木材内の自由水を木材から絞り出す木材の圧縮脱水方法であって、前記弾性体が木材の外周面を環状に包囲するものからなり、該弾性体に、木材非包囲時には弾性体の径方向から内側の木材収容部と連通するように開き、他方、木材包囲時には閉じる木材挿通用開閉部が設けられ、木材を、前記弾性体の開いた木材挿通用開閉部を介して、前記木材収容部に挿入させた後、前記木材挿通用開閉部を閉じることにより、環状となった弾性体で木材の外周面を包囲することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、弾性体を木材の周方向に沿って複数に分割し、隣り合う弾性体間の空間を木材挿通用開閉部とすることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、流体が収容可能とされて木材の外周面を包囲可能にされた弾性体と、前記弾性体の外枠となる筒状の本体と、前記弾性体と接続されて弾性体内への流体供給を制御する流体制御装置とを備え、前記弾性体に供給した流体により弾性体を介して木材の外周面を押圧し圧縮するように構成された木材の圧縮脱水装置であって、前記弾性体及び本体に、木材非包囲時には弾性体又は本体の径方向から該弾性体又は本体の内側部分と連通するように開き、他方、木材包囲時に閉じる木材挿通用開閉部が、それぞれ設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３において、弾性体及び本体を木材の周方向に沿って複数に分割し、隣り合う弾性体又は本体間の空間を木材挿通用開閉部とすることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４において、分割した弾性体ごとに流体の供給及び排出を可能としたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例に係る圧縮脱水装置の概略断面図、図２は同圧縮脱水装置における木材挿入時の弾性体及び本体を示す概略正面図、図３は木材挿入後の弾性体及び本体を示す概略正面図、図４は弾性体の斜視図、図５は他の実施例に係る弾性体の斜視図である。
【００１３】
図１に示す木材の圧縮脱水装置１０は、丸太形状の原木からなる木材Ｗの外周面Ｗ１を押圧し、木材Ｗ内の自由水を絞り出して含水率を低下させるのに用いられるものである。
【００１４】
前記圧縮脱水装置１０は、筒状の本体１１と、弾性体２１と、流体制御装置３１と、圧力遮蔽板３７とを備えている。前記本体１１は、処理する木材Ｗの外径よりも大なる内径の環状体（但し、少なくとも木材包囲時に環状体となればよい。）とされ、スチール製等、所定圧力に耐え得る材質のもので構成される。この実施例の本体１１は、図２及び図３に示すように、木材Ｗ（本体１１）の周方向Ｙに沿って複数に分割（ここでは３分割）され、その各部材１１ａ，１１ｂ，１１ｃはヒンジピンｈ１，ｈ２により互いに回動（揺動）自在に連結されている。そして、前記本体１１を構成する中央部材１１ｂの外側に位置する両外側部材１１ａ，１１ｃの先端間の空間が木材挿通用開閉部１２となり、木材非包囲時には、図２の如く、前記木材挿通用開閉部１２が、本体１１の径方向Ｚから各部材１１ａ，１１ｂ，１１ｃの内側の弾性体・木材収容部分１５と連通するように開き、一方、木材包囲時には、図３の如く前記木材挿通用開閉部１２が閉じるようになっている。なお、この実施例では、本体１１は、その周方向Ｙに加えて、その軸方向（木材Ｗの軸方向）Ｘに沿って複数（図では５つ）に分割されているが、本体１１は、必ずしも前記軸方向Ｘに沿って分割されなくても良い。
【００１５】
また、前記周方向Ｙに沿って複数に分割された本体１１においては、木材Ｗの圧縮時における内圧に耐えて当該圧縮作業を良好に行うため、前記木材挿通用開閉部１２の閉時に、その閉状態を維持及びその解除を可能とするロック機構Ｒを設けるのが好ましい。この実施例では、本体１１を構成する外側部材１１ａ，１１ｃの先端部（前記ヒンジピンｈ１，ｈ２とは反対側となる端部）のそれぞれに、外側へ略半円状に屈曲した係合部Ｒ１，Ｒ２が、前記軸方向Ｘに沿って交互（互い違い）になるよう形成されると共に、当該両外側部材１１ａ，１１ｃが前記ヒンジピンｈ１，ｈ２を支点に中央部材１１ｂに対して閉方向に回動して、前記係合部Ｒ１，Ｒ２の先端面Ｒ１ａ，Ｒ２ａが略同一平面上に位置した際に、該係合部Ｒ１，Ｒ２間にロックピンＲ３を抜き取り可能に差し込むことによって、前記木材挿通用開閉部１２の閉状態の維持及びその解除が可能となっている。勿論、当該木材挿通用開閉部１２の閉状態の維持及びその解除を可能にするロック機構は、上記例示のものに限定されない。ここで、前記木材挿通用開閉部１２の開放状態時（最大開放状態時）における当該両外側部材１１ａ，１１ｃの先端間の距離Ｌ１は、少なくとも木材Ｗの外径よりも大となって、木材Ｗの挿通を可能としている。また、本体１１の周方向Ｙの分割数は、木材Ｗの外径等に応じて適宜とされる。なお、本体１１は、図示しない台上に固定されて安定性を高めたものでもよい。
【００１６】
弾性体２１は、木材Ｗの外周面を環状に包囲するものからなって、ゴムやウレタンエラストマー等のような弾性（柔軟性）を有する材質よりなる。また、弾性体２１には、木材非包囲時には弾性体２１の径方向Ｚから内側の木材収容部２５と連通するように開き、他方、木材包囲時には閉じる木材挿通用開閉部２２が設けられている。この実施例では、図４からも明らかなように、弾性体２１は、木材Ｗの周方向Ｙに沿って複数（図では６つ）に分割して配設された複数の弾性体ブロック２１ａ〜２１ｆで構成され、それらの弾性体ブロック２１ａ〜２１ｆで囲まれる内側空間が前記木材収容部２５となっていると共に、隣り合う弾性体ブロック、ここでは前記本体１１の外側部材１１ａ先端側部位の内側に配設される弾性体ブロック２１ａと前記本体１１の外側部材１１ｃ先端側部位の内側に配設される弾性体ブロック２１ｆ間の空間が前記木材挿通用開閉部２２となっている。ここで、前記木材挿通用開閉部２２の開放状態時（最大開放状態時）における弾性体ブロック２１ａと２１ｆ間の距離Ｌ２は、少なくとも木材Ｗの外径よりも大となって、木材Ｗの挿通を可能としている。なお、弾性体２１の周方向Ｙの分割数は、木材Ｗの外径等に応じて適宜とされる。
【００１７】
また、この実施例においては、前記各弾性体ブロック２１ａ〜２１ｆのそれぞれには、該弾性体ブロック２１ａ〜２１ｆの内部と通じる流体口２３がそれぞれ形成され、この流体口２３と配管等で接続される流体制御装置３１により各弾性体ブロック２１ａ〜２１ｆのそれぞれに流体が圧入され、また各弾性体ブロック２１ａ〜２１ｆ内の流体が排出されるようになっている。ここで、前記弾性体ブロック２１ａ〜２１ｆで囲まれて構成される木材収容部２５は、各弾性体ブロック２１ａ〜２１ｆ内へ流体を所要量充填した際には各弾性体ブロック２１ａ〜２１ｆの膨張により、該各弾性体ブロック２１ａ〜２１ｆの内周面が木材Ｗの外周面Ｗ１と接触するように形成されている。
【００１８】
さらに、この実施例の弾性体２１は、その周方向Ｙに加えて、その軸方向（木材Ｗの軸方向）Ｘに沿って複数（図では５つ）に分割され、該分割された弾性体２１１〜２１５が木材Ｗの軸方向Ｘに隣接させて前記本体１１内に配置されている。なお、弾性体の軸方向Ｘの分割数は木材Ｗの長さ等に応じて適宜とされる。また、弾性体は、前記軸方向Ｘに沿って複数に分割する代わりに、図５に示す弾性体２１Ａのように弾性体内部を前記軸方向Ｘに沿って複数の部分に区画して、それぞれの部分毎に流体口２３を設けて流体制御装置３１と接続し、各部屋毎に供給排出を行えるようにしても良い。なお、図５において、図４と同一構成部材には同一符号が付されている。勿論、当該弾性体は、必ずしも前記軸方向Ｘに沿って分割或いは区画されなくても良い。
【００１９】
流体制御装置３１は、前記弾性体２１に流体を供給して該弾性体２１を介して木材の外周面Ｗ１を押圧して圧縮し、或いは前記弾性体２１から流体を排出して押圧解除又は低減を行うもので、配管を介して前記弾性体２１の各流体口２３に接続されている。この例の流体制御装置３１は、流体槽３２と、該流体槽３２の流体（ここでは水）を汲み上げるポンプ３３と、該ポンプ３３で汲み上げた流体を前記本体１１の長さ方向に沿って分配するヘッダー３４と、該ヘッダー３４と弾性体の流体口２３間に設けられた圧力制御弁３５と圧力計３６とよりなる。
【００２０】
圧力遮蔽板３７は、前記弾性体２１に流体を供給して木材Ｗを押圧する際に、木材Ｗの最も両端寄りに位置する弾性体２１１，２１５（２１）の最外部が木材の長さ方向外方へ膨らむのを防止して弾性体２１が径方向中心側へ膨らむようにし、効率良く木材Ｗを圧縮できるようにするものである。この例の圧力遮蔽板３７は、中心に中心穴３８が形成された円板状からなり、前記最外位置の弾性体２１，２１それぞれの外側位置で本体１１に固定される。前記圧力遮蔽板３７の中心穴３８は木材Ｗの圧縮時の排水に利用される。
【００２１】
次に、上記構造の圧縮脱水装置１０を用いる木材の圧縮脱水方法について説明する。まず、図２に示すように、本体１１及びその弾性体・木材収容部分１５に配された複数（ここでは５つ）の弾性体ブロック２１ａ〜２１ｆからなる弾性体２１の木材挿通用開閉部１２，２２を開き、スギの丸太等の原木からなる木材Ｗを前記開かれた木材挿通用開閉部１２，２２から弾性体２１の木材収容部２５内に供給（挿入）する。このように木材Ｗを供給するようにすれば、、木材Ｗに曲がり，節，末元の径の違い等があっても、従来技術の欄で述べた木材をその軸方向Ｘに供給する機構と比べて、供給機構が簡略化され、その機構の取り扱いが容易となるばかりか、当該供給作業が極めて楽になる。加えて、前記軸方向Ｘに木材を供給する従来に比し、木材の搬送距離が短くなるため、その搬送時間を大きく短縮でき、圧縮脱水装置１０等の稼動効率が向上する。特には、木材の長さが長くなるほど、その効果が大きい。また、当該木材Ｗの供給の際、木材Ｗの供給方向を、木材の軸方向Ｘと略直交する方向とするのが好ましい。このようにすれば、木材Ｗ全体を同時に弾性体２１の木材収容部２５内に供給でき、該供給をより一層、短時間、かつ効率的に行うことができる。
【００２２】
また、供給される木材Ｗは適宜の温度とされるが、あらかじめ公知の加熱装置に収容して木材Ｗが適度に軟化する温度に加熱しておけば、木材Ｗが柔らかくなり、その後の圧縮が容易になる。加熱温度は、適宜とされるが、例として２０〜１２０℃程度を挙げる。さらに、当該木材Ｗの弾性体２１内への挿入時に、弾性体２１（各弾性体ブロック２１ａ〜２１ｆ）内の流体を無し、或いは少なくすることによって、弾性体２１の体積を小さくすれば、前記挿入が容易になる。なお、前記弾性体２１の体積をより小さくするために、真空ポンプ（図示せず）を用いて弾性体２１内を減圧してもよい。
【００２３】
前記木材Ｗの弾性体２１内への供給後、図３に示すように、前記本体１１及び弾性体２１の木材挿通用開閉部１２，２２を閉じ、前記本体１１の外側部材１１ａ，１１ｂの係合部Ｒ１，Ｒ２間にロックピンＲ３を差し込み、前記本体１１が一体となるように固定すると共に、該本体１１の両側に圧力遮蔽板３７，３７を取り付けて弾性体２１の押圧力が木材Ｗの外周のみに働くようにする。
【００２４】
続いて、前記流体制御装置３１の流体槽３２の流体（ここでは水）を、ポンプ３３によりヘッダー３４を介して圧力制御弁３５で圧力制御しながら、前記弾性体２１（各弾性体ブロック２１ａ〜２１ｆ）内に流体口２３を通じて供給することによって、弾性体２１を膨らませ、該弾性体２１を介して木材Ｗの外周面Ｗ１を押圧する。流体としては、水等の液体或いは加圧空気等の気体が用いられるが、水等の液体が加圧効率の点で好ましい。この押圧により木材Ｗは外周面Ｗ１が圧縮され、木材Ｗ内部の自由水が絞り出されて木材Ｗ両端の木口Ｗ２から排出される。
【００２５】
前記弾性体２１は、弾性を有し、しかも内部に供給されるのが流体であるため、木材Ｗの外周面Ｗ１と接触して木材Ｗを押圧する際、木材の外周面Ｗ１の凹凸形状に応じて変形し、木材の外周面Ｗ１を均一に押圧することができる。さらに、前記弾性体２１内に流体が充満することによって木材Ｗを押圧するため、その充填速度に応じて押圧が徐々に行われ、金型による押圧のような木材Ｗの急激かつ強引な圧縮ではないので、木材Ｗが破壊されることなく、自由水が効率的に絞り出される。
【００２６】
また、前記のように初めから木材Ｗの軸方向Ｘに複数並んだ弾性体２１１〜２１５（２１）全部に流体を充填して木材Ｗの外周面Ｗ１全体を徐々に押圧してもよいが、次のように前記複数の弾性体２１１〜２１５毎に順に流体を供給することにより木材Ｗの押圧圧縮を分割して行ってもよい。
【００２７】
まず、前記木材Ｗの両端側に位置する弾性体２１１，２１５に流体を供給して木材Ｗの両端側の外周面を押圧して圧縮し、自由水を木材両端の木口Ｗ２から絞り出す。次いで前記弾性体２１１，２１５から流体を排出して押圧解除或いは押圧程度を低減し、その後隣りの中央寄りに位置する弾性体２１２，２１４に流体を供給してその位置で木材Ｗの外周側面Ｗ１を押圧することにより、自由水を木口Ｗ２側へ移動させて絞り出す。
【００２８】
次いで、前記弾性体２１２，２１４内から流体を排出して押圧解除或いは押圧程度を低減し、その後隣りの中央に位置する弾性体２１３に流体を供給して木材Ｗの中央部分の外周側面を押圧して圧縮し、自由水を木口Ｗ２側へ移動させて絞り出す。このように、外部との距離が短い木材Ｗの両端木口Ｗ２側から木材Ｗの中央にかけて順に木材Ｗの外周面Ｗ１を圧縮して自由水を絞り出すようにすれば、後から絞り出される自由水は、既に自由水が絞り出されて通りやすくなっている木材Ｗの両端寄り内部を通って木材両端の木口Ｗ２までたどり着けるため、木材Ｗからの排水が極めてスムーズに行えるようになる。しかも、中央寄りで行われる押圧は、先に押圧した両端寄り部分に位置する弾性体内の流体を排水し、木材Ｗの押圧解除又は低減した状態でなされるため、木材Ｗの両端に至る自由水の通り道が木材Ｗの押圧により塞がれてなく、自由水が木材Ｗの中央部分から両端木口Ｗ２へ移動するのを妨げることがない。なお、木材Ｗの径が大の場合や樹種によっては、この木材Ｗ両端から中央に至る両端側からの分割式圧縮を繰り返し行ってもよい。
【００２９】
ここで、前記弾性体２１を介する木材Ｗの押圧圧縮時、木材Ｗを圧縮しすぎるとその押圧部分で自由水の通り道が潰されて自由水の移動が妨げられて絞り出しが阻害されるため、木材Ｗの圧縮率が４０％以下の範囲となるようにして木材Ｗを押圧するのが、より好ましい。木材の圧縮率（％）は、（圧縮前の体積−圧縮後の体積）÷圧縮前の体積×１００で計算される。なお、木材両端木口までの距離が遠くなるほど、自由水の移動に際して抵抗が大きくなるため、木材の両端側における押圧圧縮よりも中央寄りの押圧圧縮を大にするのが、より効率的に脱水することができる。例えば、弾性体２１１，２１５部分では圧縮率１０％、中央寄りの２１２，２１４部分では圧縮率２０％、中央位置の２１３部分では圧縮率３０％とする等である。
【００３０】
さらに、前記のように両端側からの分割式圧縮を行った後、今度は逆向きに、すなわち中央位置から両端側へ順に位置を変えて木材Ｗを圧縮する中央側からの分割式圧縮を行って木材Ｗの自由水を絞り出してもよい。すなわち、両端側からの分割式圧縮については、まず、前記弾性体２１１，２１５を介して木材Ｗの両端側を押圧圧縮し、その押圧解除又は低減後に中央寄りの弾性体２１２，２１４を介して木材Ｗの中央寄り部分を押圧圧縮し、その押圧解除又は低減後に中央位置の弾性体２１３を介して木材Ｗの中央部分を押圧圧縮する。また、中央側からの分割式圧縮では、前記両端側からの分割式圧縮における中央位置の押圧圧縮に次いで、該押圧圧縮を解除又は低減後中央部の隣りの位置の弾性体２１２，２１４を介して木材Ｗの外周面を押圧し、その押圧解除又は低減後に両端側の弾性体２１１，２１５を介して木材Ｗの両端側の外周面を押圧圧縮する。
【００３１】
目標とする木材Ｗの圧縮量に達した後、弾性体２１内の流体を前記流体制御装置３１の流体槽３２に戻して弾性体１０の体積を再び小さくすることにより、木材Ｗの押圧を解除し、或いは押圧程度を低減して、当該圧縮脱水装置１０から木材Ｗを取り出せばよい。なお、前記木材Ｗの取り出し時には、前記本体１１及び弾性体２１の木材挿通用開閉部１２，２２を開き、該開いた木材挿通用開閉部１２，２２から木材Ｗを、極めて簡単かつ短時間で取り出すことができる。また、前記弾性体２１による木材Ｗの押圧解除によって、木材Ｗは応力が緩和するまで徐々に膨らむが、前記のように木材Ｗが徐々に圧縮されて脱水されたものであるため、芯割れや節部の割れ等を生じるおそれがない。また、前記のように自由水が脱水された木材Ｗは軽量となるため、該木材の輸送効率は良好となる。
【００３２】
【実施例】
・実施例１
図１の圧縮脱水装置１０を用いて径２００ｍｍ、長さ２０００ｍｍのスギ丸太の脱水を行った。その際、スギ丸太を２本用意し、１本については室温（２３℃）、他の１本については、９０℃に加熱した後に、圧縮脱水措置１０で加圧圧縮し、木材の辺材部分及び芯材部分にセットした圧力センサーにより圧縮応力を測定し、圧縮率との関係を調べた。圧縮は、弾性体２１全体に流体を供給して木材全体を徐々に押圧圧縮した。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
表１から明らかなように、木材を効率よく圧縮することができる。圧縮に必要な圧力は室温で０．５ＭＰａ〜６ＭＰａであり、好ましくは１．５ＭＰａ〜２．５ＭＰａである。また、９０℃に加熱した木材は、常温と比べて約半分の圧力で圧縮できることがわかる。
【００３５】
・実施例２
径１９５ｍｍ、長さ５００ｍｍのスギ丸太に対し、図１の圧縮脱水装置１０を用いて脱水処理を行った。木材に対する押圧圧縮は、弾性体２１全体に水を注水して木材の外周面全体を徐々に押圧する注水加圧２分、注水停止して加圧状態を保持する加圧保持３分、弾性体からの排水による圧力開放２分を１サイクルとして５サイクル繰り返し、含水率の変化を測定した。圧搾水重量は、圧縮により絞り出された木材の水分重量であり、木材の両端から流れ出る木材の水分を容器で受けて測定した。また含水率については、全乾法で測定した。結果を表２に示す。なお、脱水処理後の押圧解除によって木材は応力が緩和するまで膨らんだが、芯割れや節部の割れ等の傷みがなかった。さらに、木材の表層には軽微な圧縮変形が襞（ひだ）状に残ったが、その圧縮変形はこれ以後の乾燥処理に際して形状回復することによって木材表面層の張力を緩和するように作用し、乾燥収縮割れを防ぐ効果を生じ、人工乾燥後も割れを生じなかった。そのため、乾燥の歩留まりと品質が向上した。さらに、押圧による自由水の脱水に要するエネルギーは、従来の蒸発乾燥方式の５％となるため、投下エネルギーが著しく少なく経済的である。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
表２の結果から明らかなように、圧縮率が４３％を越えると含水率の減少が少なくなっている。これは、圧縮率が４０％を越えると木材内で自由水の流動する通路が押し潰されて自由水の移動が妨げられることによると考えられる。また、原木の含水率は通常１２０％程度から２００％程度の範囲があり、個体差によるバラツキがあるが、この実施例２においては、圧縮率を２２．２％〜４３．０％とすることで、含水率を７２％〜４７％の間に調整することができた。しかも、表２には表してないが、脱水処理後における辺材部分の含水率は４０％、芯材部分の含水率は４２．９％であり、木材全体で均一に近い含水率となっていた。
【００３８】
・実施例３
径１９５ｍｍ、長さ５００ｍｍのスギ丸太に対し、実施例２と同条件の処理を１サイクルとして４回繰り返し、含水率を調整した。結果を表３に示す。この例では、圧縮率を２１．２％とすることで木材全体の含水率を７２％にすることができた。
【００３９】
【表３】
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【００４０】
・比較例１
径１９５ｍｍ、長さ５００ｍｍのスギ丸太を、４方向平面プレスを用いて圧縮することにより自由水の脱水処理を行った。この処理により木材（丸太）は四角形に圧縮され、その４コーナーで年輪剥離が発生した。しかも、節が材中心に押され、その隣接部分に著しい割れが発生した。
【００４１】
・比較例２
径１９５ｍｍ、長さ５００ｍｍのスギ丸太を、４方向平面プレスを用いて圧縮率３３％まで圧縮し自由水の脱水処理を行った。次いで、熱気乾燥によって含水率が約１５％となるまで人工乾燥した。その結果材表面に割れが発生した。
【００４２】
【発明の効果】
以上図示し説明したように、請求項１の発明に係る木材の圧縮脱水方法によれば、流体の供給された弾性体を介して木材の外周面を押圧圧縮するため、木材を徐々に、かつ木材の表面凹凸形状に追従して圧縮することができ、木材に大きな負荷を一度にかけることなく、木材内の自由水を絞り出すことができるので、押圧圧縮解除後に応力緩和するまで膨らむ木材には芯割れや節部の割れ等の傷みを生じるおそれがない。しかも、脱水処理後の木材の表層には軽微な圧縮変形が襞（ひだ）状に残るが、その圧縮変形はこれ以後の乾燥処理に際して形状回復することによって木材表面の張力を緩和するように作用し、乾燥収縮割れを防ぐ効果を奏するため、人工乾燥によっても割れを防ぐことができ、乾燥の歩留まりと木材の品質を向上させることができる。それらに加えて、圧縮率を変化させることにより木材の含水率を容易に変化させることができるため、木材の用途等に応じた脱水処理を効率よく行うことができる利点もある。さらに、木材の自由水を水の状態で木材から排出するため、蒸発を主方式とする従来の方法と比べ、脱水に要するエネルギーを節約できるため、投下エネルギーが少なく経済的である。
【００４３】
また、請求項１の方法発明においては、弾性体に開閉可能な木材挿通用開閉部が設けられ、該木材挿通用開閉部を介して弾性体内側の木材収容部に木材を挿入することができるので、木材の弾性体内側の木材収容部内への供給作業を効率的に行うことができる。また、曲がり，節，末元の径の違い等がある木材であっても、弾性体内側の木材収容部内へ容易に供給できると共に、該供給に用いる供給機構が複雑にならず、その取り扱いが容易となる。加えて、木材の搬送距離が従来に比し短くなるため、その搬送時間を大きく短縮でき圧縮脱水装置等の稼動効率が向上する。なお、圧縮脱水後における木材の弾性体内側の木材収容部からの取り出しも、前記木材挿通用開閉部を開くことにより、極めて容易に行うことができる。
【００４４】
また、請求項２の方法発明のように、弾性体を木材の周方向に沿って複数に分割し、隣り合う弾性体間の空間を前記木材挿通用開閉部とすれば、簡単な構造で、木材の弾性体内側の木材収容部内への供給及び圧縮脱水後の木材の取り出しがより容易になる。
【００４５】
請求項３の発明に係る圧縮脱水装置によれば、木材の脱水処理を容易に行うことができる。しかも簡単な構造からなるため、木材の伐採地近くに設置して木材の脱水処理を行うことができ、含水率低下により木材を軽量にして輸送することができるので、輸送効率を向上させることができる。加えて、当該装置においては、本体及び弾性体に開閉可能な木材挿通用開閉部が設けられ、該木材挿通用開閉部を介して本体及び弾性体内側部分に木材を挿入できるようになっているので、木材の当該圧縮脱水装置内への供給作業、及び圧縮脱水後における木材の取り出し作業を効率的に行えると共に、曲がり，節，末元の径の違い等がある木材であっても、何ら不都合なく、当該圧縮脱水装置内へ供給できる。
【００４６】
また、請求項４の発明の如く、弾性体及び本体を木材の周方向に沿って複数に分割し、隣り合う弾性体又は本体間の空間を木材挿通用開閉部とすれば、該木材挿通用開閉部の開閉をスムーズに行うことができ、当該圧縮脱水装置への木材の供給作業及び圧縮脱水後における木材の取り出し作業が一層容易になる。しかも、圧縮脱水装置の構造が極めて簡単になるので、安価である。
【００４７】
また、請求項５の発明のように、分割した弾性体ごとに流体の供給及び排出を可能に構成すれば、前記弾性体内部への流体の供給及び該流体の排出を効率的、かつ短時間で行うことができ、より効率的に木材の脱水処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る圧縮脱水装置の概略断面図である。
【図２】同圧縮脱水装置における木材挿入時の弾性体及び本体を示す概略図である。
【図３】木材挿入後の弾性体及び本体を示す概略図である。
【図４】弾性体の斜視図である。
【図５】他の実施例に係る弾性体の斜視図である。
【図６】従来における木材を圧縮脱水部へ供給する様子を示す概略図である。
【符号の説明】
１０  圧縮脱水装置
１１  本体
１２  本体の木材挿通用開閉部
２１  弾性体
２１ａ〜２１ｆ  分割された弾性体ブロック
２２  弾性体の木材挿通用開閉部
２５  弾性体の木材収容部
３１  流体制御装置
Ｗ  木材
Ｗ１  木材の外周面
【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】
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