(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の木質スライス単板を積層状態に堆積し、その最上面と最下面とを通気性透水性のない乾燥防止板で挟み、高圧蒸気処理に晒すことで、木質スライス単板を着色することを特徴とする、スライス単板の着色方法。
【請求項２】
請求項１において、
上記複数の木質スライス単板は、高圧蒸気釜の内部に収容されて高圧蒸気処理される際に、高圧蒸気釜からの直接の熱伝導を受けない状態で積層保持されるようにしている、スライス単板の着色方法。
【請求項３】
請求項１乃至２のいずれか１項において、
積層された複数のスライス単板は、高圧蒸気釜の内壁面から支持脚によって隔離させた台座に固定された状態で高圧蒸気処理を受けて着色され、その後は、その状態に保持されたままで高圧蒸気釜から高圧蒸気が排気されて、降圧降温処理されるようにしているスライス単板の着色方法。
【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質スライス単板の着色方法の改良に関する。
【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フリッチを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、工程が煩雑であるという問題があった。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、熱処理最終段階の降温降圧において、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するために木材が乾燥割れしてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、降温降圧における表面乾燥による木質スライス単板の乾燥割れを防止することができる木質スライス単板の着色方法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に記載のスライス単板の着色方法は、複数の木質スライス単板を積層状態に堆積し、その最上面と最下面とを通気性透水性のない乾燥防止板で挟み、高圧蒸気処理に晒すことで、木質スライス単板を着色することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載のスライス単板の着色方法においては、上記複数の木質スライス単板は、高圧蒸気釜の内部に収容されて高圧蒸気処理される際に、高圧蒸気釜からの直接の熱伝導を受けない状態で積層保持されるようにしている。
【００１０】
また、請求項３に記載のスライス単板の着色方法においては、積層された複数のスライス単板は、高圧蒸気釜の内壁面から支持脚によって隔離させた台座に固定された状態で高圧蒸気処理を受けて着色され、その後は、その状態に保持されたままで高圧蒸気釜から高圧蒸気が排気されて、降圧降温処理されるようにしている。
【００１１】
（削除）
【００１２】
（削除）
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載のスライス単板の着色方法によれば、積層状態にしたスライス単板の最上面と最下面は、高圧蒸気に触れず、積層の周囲端部からのみ高圧蒸気が浸透するので、それぞれのスライス単板は、湿式状態で高圧蒸気によって熱処理され着色する。そのため、積層物の最上面、最下面の過度な乾燥が抑制され、スライス単板の表面の乾燥割れが防止できる。
【００１４】
また、高圧蒸気処理の後、常圧に戻す降温降圧処理時において、表面が過度に乾燥して乾燥割れすることを防止できる。
【００１５】
請求項２に記載のスライス単板の着色方法によれば、複数の木質スライス単板は、高圧蒸気釜の内部に収容されて高圧蒸気処理される際に、高圧蒸気釜からの直接の熱伝導を受けない状態で積層保持されるようにしているので、高圧蒸気釜の壁面からのスライス単板への流入熱を抑制することができる。そのため、積層物の最上面、最下面の過度な乾燥が抑制され、スライス単板の表面の乾燥割れがより良く防止できる。
【００１６】
請求項３に記載のスライス単板の着色方法によれば、複数のスライス単板を支持する支持脚という、簡単かつ安価な構造で、高圧蒸気釜の壁面からのスライス単板への流入熱を効果的に抑制することができる。
【００１７】
（削除）
【００１８】
（削除）
【００１９】
（削除）
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るスライス単板の着色方法で用いられる木質スライス単板の着色装置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。
【００２１】
図１に示すように、この木質スライス単板の着色装置１は、木質スライス単板２を積層状態にして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。
【００２２】
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、積層状態の木質スライス単板２を拘束することができるようになっている。すなわち、積層状態の木質スライス単板２は、乾燥防止板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。
【００２３】
ここで、支持脚５は、２０ｍｍ（長さ）の円柱状のステンレス製部材であり、結果として、複数の木質スライス単板は、高圧蒸気釜４の内壁面から約５０ｍｍ以上離れた位置に設置される。
【００２４】
また、乾燥防止板２ａ、２ｂは、それぞれ、１．０ｍｍ（厚）ｘ３４０ｍｍ（巾）ｘ１８６０ｍｍ（長さ）の通気性透水性のない長方形ステンレス板であり、そのため、積層状態にしたスライス単板の最上面と最下面は、高圧蒸気に触れず、積層の周囲端部からのみ高圧蒸気が浸透する。
【００２５】
高圧蒸気釜４は、木質スライス単板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。
【００２６】
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が設けられている。
【００２７】
そして、これら高圧高温蒸気の導入口５ａと、排気口５ｂと、蒸気のドレン口５ｅとは、それぞれ蒸気導入バルブ６ａ、蒸気排気バルブ６ｂ、ドレンバルブ６ｅ、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。
【００２８】
次に、図３を参照して、この木質スライス単板の着色装置１を用いて実施する木質スライス単板２の着色手順について説明する。
【００２９】
すなわち、この木質スライス単板の着色装置１においては、まず、ステップＳ１において、複数の木質スライス単板２を積層する。
【００３０】
次に、ステップＳ２において、乾燥防止板２ａ、２ｂで複数の木質スライス単板２を積層した積層物の最上面と最下面とを挟み込む。
【００３１】
そして、ステップＳ３において、複数の木質スライス単板２を積層した積層物を、高圧蒸気釜４内の台座３に固定する。
【００３２】
それから、ステップＳ４において、蒸気導入バルブ６ａを開いて、高圧蒸気釜４の中に高圧蒸気を導入して木質スライス単板２を着色する。
【００３３】
着色が完了したら、ステップＳ５において、蒸気排気バルブ６ｂを開いて、高圧蒸気釜４の中の高圧蒸気を排出して木質スライス単板２を降温降圧処理する。
【００３４】
そして、ステップＳ８において、高圧蒸気釜４の中から木質スライス単板２を取り出し、終了する。
【００３５】
このように、本実施形態においては、複数の木質スライス単板２を通気性透水性のない乾燥防止板２ａ、２ｂで挟み、高圧蒸気処理に晒すことで、木質スライス単板２を着色する。
【００３６】
また、複数の木質スライス単板２は、高圧蒸気釜４の内部に収容されて高圧蒸気処理される際に、高圧蒸気釜４からの直接の熱伝導を受けない状態で積層保持されるようになっている。
【００３７】
ここで、図４の表を参照して、上述の木質スライス単板２の着色装置１を用いた実施例について説明する。図４は、各実施例の評価結果をまとめた表である。
【００３８】
図４において、実施例１においては、木質スライス単板２としてフリッチ１７個で集成、スライスして製作したスライス単板を使用した。すなわち、サイズ０．２５ｍｍ（厚）×３１７ｍｍ（巾）×１８４０ｍｍ（長さ）で、含水率：３５〜１１０％のナラ材のスライス単板を３０枚積載し、この複数の木質スライス単板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℃、１０分保持の熱処理を行った。その後、１６０℃から６０℃（移行時間１０分）の降温処理を行った、
この時、熱処理後の保持すべき高圧状態は、熱処理圧力の５０％を切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の０．５０±０．０５Ｍｐａになるよう高圧エアーにてコントロールした。
【００３９】
また、実施例２では、実施例１において、２０ｍｍ（長さ）の円柱状のステンレス製部材からなる支持脚５を省略した構成にし、複数の木質スライス単板２は、高圧蒸気釜４の内壁面から約３０ｍｍ離れた位置に設置した。他の条件は実施例１と同様である。
【００４０】
また、比較例１においては、サイズ２５ｍｍ（厚）×１４０ｍｍ（巾）ｘ４８５ｍｍ（長さ）で、減圧高周波乾燥を７２時間行った含水率：８％以下のナラ材のフリッチが採用されており、このフリッチについて、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℃、３０分保持の熱処理を行った。その後、１６０℃から６０℃（移行時間１０分）の降温処理を行った。他の条件は実施例２と同様であり、支持脚５は省略されている。
【００４１】
その後、このフリッチを９０℃で煮沸するとともに、温水で１２０時間浸漬処理した後、サイズ加工して、最終全体サイズ３１７ｍｍ（巾）×１８６０ｍｍ（長さ）となるよう、集成接着を行い、最終的にスライス加工して０．２５ｍｍ厚のスライス単板２を形成した。
【００４２】
また、比較例２は、実施例２において、高圧水蒸気の代わりに、従来の窒素雰囲気加熱処理を行った場合であり、他の条件は実施例２と同様であり、支持脚５は省略されている。
【００４３】
さらに、比較例３は、実施例２において、ステンレスの乾燥防止板２ａ、２ｂの代わりに金属網で木質スライス単板２を挟んだものを採用した。他の条件は実施例２と同様であり、支持脚５は省略されている。
【００４４】
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２、３のスライス単板２については単板での歩留まりを示している。また、比較例１のフリッチの場合については、フリッチ集成後のスライス単板２の歩留まりを示している。
【００４５】
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、割れ不良が上１枚のため、９７％（○）、実施例２が、割れ不良が上１枚、下２枚のため、９０％（○）、比較例１が、製材ロスのため、８４％（○）、比較例２が、割れ不良が上６枚、下４枚のため、６７％（×）、比較例３が、割れ不良のため、６０％（×）、であった。
【００４６】
図４では、また、それぞれ、工程簡便性を比較している。工程簡便性の評価は、実施例１、実施例２、比較例２、比較例３が比較例１と比較して簡便であり、（○）、比較例１が（×）であった。
【００４７】
以上より、総合の評価は、乾燥防止板２ａ、２ｂと支持脚５とを備えた着色装置１によるスライス単板の実施例１が最も良く（○）、乾燥防止板２ａ、２ｂを備えているが、支持脚５の無い着色装置１によるスライス単板の場合の実施例２がそれに続き（○）、その後、乾燥防止板２ａ、２ｂを備えているが、支持脚５の無い着色装置１によるフリッチの場合の比較例１、乾燥防止板２ａ、２ｂを備えているが、支持脚５の無い着色装置１による従来の窒素雰囲気加熱処理を行ったスライス単板の比較例２、乾燥防止板２ａ、２ｂなし、支持脚５なしの着色装置１によるスライス単板の比較例３の順に悪くなるということがわかった。
【００４８】
このように、本発明により湿分を含んだ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。
【００４９】
以上説明したように、木質スライス単板２の着色装置１によれば、積層状態にしたスライス単板２の最上面と最下面は、高圧蒸気に触れず、積層の周囲端部からのみ高圧蒸気が浸透するので、それぞれのスライス単板２は、湿式状態で高圧蒸気によって熱処理され着色する。そのため、積層物の最上面、最下面の過度な乾燥が抑制され、スライス単板２の表面の乾燥割れが防止できる。
【００５０】
また、高圧蒸気処理の後、常圧に戻す降温降圧処理時において、表面が過度に乾燥して乾燥割れすることを防止できる。
【００５１】
また、複数の木質スライス単板２は、高圧蒸気釜４の内部に収容されて高圧蒸気処理される際に、高圧蒸気釜４からの直接の熱伝導を受けない状態で積層保持されるようにしているので、高圧蒸気釜４の壁面からのスライス単板２への流入熱を抑制することができる。そのため、積層物の最上面、最下面の過度な乾燥が抑制され、スライス単板２の表面の乾燥割れがより良く防止できる。
【００５２】
特に、本実施形態においては、複数のスライス単板２を支持する支持脚５という、簡単かつ安価な構造で、高圧蒸気釜４の壁面からのスライス単板２への流入熱を効果的に抑制することができる。
【００５３】
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。
【００５４】
例えば、台座３は、図示の構成に限定されない。木質スライス単板２を拘束することができる構造であれば、種々の設計変更が可能である。
【００５５】
また、実施例は、高圧蒸気釜４の内部に、釜４の内壁面から支持脚５を設けて隔離させ、そこに台座３を設けて、その台座３にスライス単板２を積層して、高圧蒸気に晒す構成にしているが、これには限定されない。釜４との間で伝熱を抑制あるいは遮断する部材を設けて、そこにスライス単板２を積層保持する構造にしてもよい。
【００５６】
また、支持脚５は、円柱状のステンレス製部材に限定されず、その他の材質が採用可能である。
【００５７】
また、乾燥防止板２ａ、２ｂもステンレス板である必要はなく、積層状態にしたスライス単板２の最上面と最下面が高圧蒸気に触れないようにするものであれば、種々の材質が採用可能である。
【００５８】
高圧蒸気釜４の材質もステンレスに限定されない。木質スライス単板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。
【００５９】
また、高圧蒸気釜４は、図示のように、上下２分割である必要はない。スライス単板２の出し入れが可能なものであれば、例えば左右横方向に２分割できるものでも採用可能である。
【００６０】
また、高圧水蒸気による１６０℃の熱処理を行ったが、必ずしも１６０℃に限定されない。処理温度は概ね１３０℃〜２２０℃が適当である。
【００６１】
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質スライス単板２の酸化を抑制することができる。
【００６２】
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】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態に係るスライス単板の着色方法で用いられる木質スライス単板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】各実施例の評価結果をまとめた表である。
【符号の説明】
【００６４】
２    木質スライス単板
２ａ、２ｂ  乾燥防止板
３    台座
４    高圧蒸気釜
５    支持脚
５ａ  高圧高温蒸気の導入口
５ｂ  高圧高温蒸気の排気口
【図１】
0004945510.tif 000002
【図２】
0004945510.tif 000003
【図３】
0004945510.tif 000004
【図４】
0004945510.tif 000005