JPH11268009A - 木材の燻煙処理方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】木材を乾燥させるため細胞壁に変化を与えて木
材の内部の水分を除去すると共に、木材の内部応力を除
去して歩留まりを上げ、製材を容易にし、しかも、黒心
を明赤色に変えて美的外観上良好なものとすることがで
きる木材の燻煙処理方法及び装置を提供する。 【解決手段】処理すべき木材が収容可能で上部が開放さ
れた燻煙処理室１と、この燻煙処理室１に併設された燃
焼室２と、燻煙処理室１とこの燃焼室２とを連通連結す
る煙道３と、燻煙処理室１の上部開放部１ａを覆設する
開閉自在の蓋体４とから成り、燻煙処理室１及び蓋体４
を保温材で構成すると共に、内部を密閉可能に設け、且
つ燃焼室２内で植物系の有機燃料Ｆを燃焼させて熱と煙
を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木材を建築用資材
等の製品として出荷する前に施される燻煙処理の方法及
びこれに使用される燻煙処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築用資材として使用される木材
は、乾燥処理や化学剤処理等様々な前処理を施して出荷
される。これは、伐採したままの木材は水分を多量に含
んでいたり、害虫の卵等が付着していたりするので、こ
れを乾燥したり、殺卵するために必要な作業である。と
くに、乾燥処理にあっては、古来より自然乾燥によって
これを行っていた。しかしながら、この自然乾燥法は数
年間というかなりの期間を要するという難点があった。
そこで近年では、この自然乾燥の難点を解消すべく、木
材の人工乾燥に関する技術が種々開発され、実用に供さ
れるようになってきている。このような木材の乾燥装置
として、蒸気乾燥法、低温除湿法、高周波乾燥法を利用
した大掛かりな乾燥装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
木材の乾燥装置にあっては、巨額な初期投資が必要であ
り、その上、熱源に利用する燃料に多大なエネルギーを
消費するという問題点があった。また、これらの装置に
よれば木材を比較的短期間に且つ能率的に乾燥すること
ができるのであるが、乾燥工程に無理が多いために、割
れたり、心材まで充分に乾燥された木材にならず、歪ん
だり捩じれたりするという欠点があった。

【０００４】そのため、木材を乾燥させるために、細胞
壁に変化を与えて木材の内部の水分を除去すると共に、
木材の内部応力を除去して歩留まりを上げ、製材を容易
にし、しかも、黒心を明赤色に変えて美的外観上良好な
ものとすることができる、安価で、かつ、製作が容易な
木材の乾燥装置の開発が望まれていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の木材の燻煙処理方法は、燻煙処理室内に収
納された被処理木材に対し、植物系の有機燃料を燃焼し
て得られる熱と煙を付与する燻煙処理方法であって、処
理室内を保温材で密閉することにより、処理室内の空気
を膨張させると共に、被処理木材に含まれる水分が蒸発
して発生する水蒸気により燻煙処理室の内圧及び湿度を
上昇させることを特徴とするものである。

【０００６】また、請求項２に係る木材の燻煙処理装置
は、処理すべき木材が収容可能で上部が開放された燻煙
処理室と、この処理室に併設された燃焼室と、前記処理
室とこの燃焼室とを連通連結する煙道と、前記処理室の
上部開放部を覆設する開閉自在の蓋体とから成り、処理
室及び蓋体を保温材で構成すると共に、内部を密閉可能
に設け、且つ燃焼室内で植物系の有機燃料を燃焼させて
熱と煙を発生させることを特徴とするものである。

【０００７】請求項３に係る木材の燻煙処理装置は、請
求項２の燻煙処理装置において、燻煙処理室及び蓋体を
保温耐熱シートで一体的に形成したことを特徴とするも
のである。

【０００８】加えて、請求項１又は請求項２又は請求項
３記載の木材の燻煙処理方法又は装置において、被処理
木材の内部温度が８０℃〜１３０℃の状態で保温し、被
処理木材の細胞壁に変化を与え通水性が良好になるまで
保温することを特徴とするものである。

【０００９】本発明により処理することができる木材の
種類はとくに限定されず、針葉樹でも広葉樹でもその太
さや長さに関係なく処理することができる。とくに含水
率の高い木材や皮付の木材に対して好適である。これ
は、木材内部の組織が煮えた状態になり、細胞壁に変化
に有効だからである。また、木材及び処理室内に散水
し、処理室内部の湿度を上昇させることにより木材の急
激な乾燥を防止して小口の割れ等を防止することができ
る。

【００１０】本材の細胞は、大部分が細胞壁だけの細胞
で、主成分はセルロース、ヘミセルロース及びリグニン
などで、細胞や組織の配列は、軸方向（幹軸方向）と放
射方向（髄から外方向へ）に配列されるものとがある。
これで、仮道管（通水管）や樹脂道が構成されている。

【００１１】仮道管の細胞壁には、細胞内腔から一次壁
に達する穴、すなわち壁孔ができており、この壁孔の壁
の中央には、トールスという肥厚部と、そのまわりの薄
い部分マルゴがある。そして、心材化の過程などで壁孔
が一方の孔口に引き寄せられ、トールスが口孔を塞ぐこ
とがある。これを閉塞壁孔対といい、閉塞により水は通
れなくなる。この閉塞壁孔が木材を高温にした時、内部
蒸気圧の上昇及び水分の膨張により一部破壊され水の透
過性能が良くなる。このため処理後の木材は、水分移動
が急速に進み、その後の自然乾燥等により内部まで低い
含水率（２０％以下）に乾燥させることができる。

【００１２】木材の主成分であるヘミセルロースとリグ
ニンは、材内温度が８０℃以上になると軟化が始まり、
セルロースを取り巻く組織の結合が弛み、残留応力が除
去されヘミセルロースが温度の低下と水分の離脱によっ
てガラス状に戻ると、セルロースは弾発的に変化した状
態で結合、固定される。このため製材時にはつりが少な
く、乾燥後の反り、捩れなどの狂いや寸法減り等も無く
なる。また、処理した丸太や、これを製材したものに高
温で二次熱処理を行うと安定処理となり、アテ緩和の処
理もできる。アテ材は、仮道管壁の厚さがかなり厚く、
横断面の形が角張った形の正常部材に比べて丸みを帯び
ているため、材温を数回、上昇させて低下させることを
繰り返すか、かなりの長い時間で処理するとアテの応力
は緩和されるものと考えられる。

【００１３】含水木材に熱を与えると、主成分のヘミセ
ルロースとリグニンが軟化を始め（８０℃程度より）セ
ルロースを取り巻く環境（結合）が変化し、自然に冷却
乾燥することにより固定される。すなわち、ヘミセルロ
ースとリグニンが軟化しているとき、プレスで外圧を与
えると木材繊維を傷めず変形させることは、木材の塑性
加工や成形木材を作る方法として一般的に行われてい
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明方法は、まず処理すべき木
材に対し、植物系の有機物を燃焼させるときに発生する
熱煙、すなわち木材の内部温度が８０℃〜１３０℃程度
の温度になるように熱煙を付与し、処理室内で４８時間
〜７２時間程度保温し、被処理木材中の水分を蒸発させ
て細胞壁に変化を起こさせると共に、処理室を保温材で
密閉することにより被処理木材から発生した水蒸気によ
り処理室の内圧を上昇させ、被処理木材を加圧した状態
で燻煙処理するものである。

【００１５】本発明方法は例えば次のような装置により
実施することができる。以下、本発明の実施の形態を図
面に示す実施例により説明する。図１は本発明の一実施
例に係る木材の燻煙処理装置の斜視図、図２は本発明の
他の実施例に係る燻煙処理装置の一部切欠平面図、図３
は図２のＣ−Ｃ線断面図である。

【００１６】

【実施例１】図１及び図２に示すように、本発明に係る
燻煙処理装置は、処理すべき木材Ｗが収容可能で上部が
開口された燻煙処理室１と、この燻煙処理室１に併設さ
れた燃焼室２と、燻煙処理室１と燃焼室２とを連通連結
する煙道３と、燻煙処理室１の上部開口１ａを覆設する
開閉自在の蓋体４とから構成されている。

【００１７】燻煙処理室１は、耐火コンクリート製で、
上部に開口１ａを有する一対の室をもつ矩形箱状に形成
され、この上部開口１ａには、同じく耐火コンクリート
製の平板状の蓋体４を開閉自在に覆設してあり、蓋体４
を閉じた状態において、燻煙処理室１内が密閉できるよ
うに、上部開口１ａ上縁と蓋体４との間にパッキング等
（図示せず）を介してシールすることができるようにさ
れている。また、燻煙処理室１の前方には燻煙処理室１
内に連通した煙突５が上方に向けて取付けられている。
尚、図中、８はワイヤーロープ８ａを用いて蓋体４の開
閉を行うウインチ等の巻上げ機、９は巻上げ機係留用の
ポールである。

【００１８】燃焼室２も燻煙処理室１と同様に耐火コン
クリート製で、密閉された箱状に形成され燻煙処理室１
の後部近傍に設置されている。尚、燃焼室２は、耐火レ
ンガ、耐火コンクリート、粘土等による耐火造り。前記
燻煙処理室１は石、レンガ、コンクリートブロックなど
の保温材料を用い密閉構造とするものでもよい。

【００１９】燻煙処理室１の側面には、側壁を数個所切
欠して矩形状の窓口６を形成し、同窓口６に開閉式の扉
７が取付けてある。また、燻煙処理室１の後端部は、２
ヶ所の円筒状の煙道３でもって燃焼室２と連通連結され
ている。この煙道３には、燻煙処理室１内に流入した煙
の燃焼室２への逆流を防止する逆止弁３ａが設けられて
いる。

【００２０】燻煙処理装置Ａは、上述したように構成さ
れており、以下に燻煙処理装置Ａを用いて木材を処理す
る方法について説明する。

【００２１】まず、蓋体４を開き、燻煙処理室１の上部
開口１ａより燻煙処理室１内部に処理すべき木材Ｗを丸
太のままの状態で載置する。次いで、燃焼室２内部に、
燃料Ｆとしての植物系の有機物を載置する。燃料として
は、鋸屑、木片、プレーナ屑、サンダー粉、バーク（樹
皮）などの木質系のものが好ましい。そして、燻煙処理
室１の蓋体４を閉じ、燃焼室２内の燃料Ｆを燃焼させ
る。

【００２２】燃焼室２で燃料を燃焼させることにより発
生する帯熱した煙は、煙道３を通り、燻煙処理室１内部
へ流入し、燻煙処理室１内部に載置した木材Ｗを加熱し
乾燥させる。燻煙処理室１内に流入した煙は、温度が低
下すると燻煙処理室１の底部を流動し、煙突５より外部
に排出される。

【００２３】燻煙処理室１内に流入した煙は、燻煙処理
室１内の圧力を上昇させてゆくが、所定の内圧に達した
ところで煙突５に設けられた排気弁５ａが開放されて外
部に排出される。

【００２４】すなわち、燻煙処理室１内部の圧力が均等
になるようにされている。このため、燻煙処理室１内部
に木材を載置する際に、木材の並べ方や、木材の太さや
長さ等の制約がなく、様々な形状の木材を自由に載置す
ることができる。

【００２５】上記のように構成された燻煙処理装置Ａを
用いて木材を処理するには、蓋体４を開け、燻煙処理室
１の上部開口１ａより燻煙処理室１内部に、上部開口１
ａより燻煙処理室１に木材Ｗを丸太のままの状態で載置
するとともに、燃焼室２内に燃料としての鋸屑Ｆを収容
し、蓋体４を閉じて燻煙処理室１の上部開口１ａを覆
い、燃焼室２内の鋸屑Ｆを燃焼させ、燃焼室２内で発生
した帯熱した煙が、煙道３を通り、燻煙処理室１内部へ
流入し、載置した木材Ｗを加熱し乾燥させることができ
る。

【００２６】乾燥開始後約３日間は、煙突より水蒸気を
大量に含んだ白色の煙が排出され、約４日目に煙の色が
白色から黄色味を帯びた色に変化する。その時より、燃
焼室内部への燃料の供給量を少なくし、さらに、８日目
より燃料の補給を完全に中止し、その後約２日間に渡り
燻煙乾燥装置内の温度が常温になるまで放置する。

【００２７】上述したようにして、燻煙処理装置Ａによ
って木材を乾燥させることにより、木材内部の水の通路
である導管内の水通しが良好になり、木材内部における
水分の移動を助長し、木材内部の水分が蒸発することに
より細胞壁に変化を与え、木材の含水率をこの時点では
約５０％にすることができる。

【００２８】さらに、燻煙処理装置Ａによる乾燥後、木
材を製材し、約１ヶ月自然乾燥することにより、木材の
含水率を約２０％以下にすることができ、その際に、木
口の割れが生ずることがなく、加工の際の歩留りを向上
させることができる。また、木材の特位部に発生する圧
縮材（アテ材）も減少し、木材の内部応力が均衡して、
木材の製材加工の際に生じる反りや曲がりを減少させる
ことができる。しかも、木材の心材部分（黒心）の色素
が変色し脱色され、暗褐色から明るい赤色に変化し、美
的外観上良好なものとすることができる。

【００２９】

【実施例２】図２及び図３に示すように、燻煙処理装置
Ｂは、上記燻煙処理装置Ａの燻煙処理室１及び蓋体４と
を保温耐熱シート１０で一体的に形成したものである。
尚、上記燻煙処理装置Ａにおいて、蓋体４のみを保温耐
熱シート１０で形成するものでも良い。燻煙処理装置Ｂ
は、木材Ｗを載置する載置板１１に複数の煙排出孔１１
ａを穿設しておき、その下方に載置板１１の略全面にわ
たって煙の流入スペース１２を設け、この流入スペース
１２と燃焼室１３を連通する煙道１４を複数設け、載置
板１１の上部を前記保温耐熱シート１０で密閉状態に被
覆するようにしたものである。この保温耐熱シート１０
の密閉は載置板１１の周囲に設けられた枠縁１５の四隅
に滑車１５を取付けておき、保温耐熱シート１０の端縁
部分をワイヤーロープ１７を滑車１６に嵌合させた状態
で絞り込むことによって行う。

【００３０】燻煙処理装置Ｂの使用にあたっては、載置
板１１上に処理すべき木材Ｗを丸太のままの状態で載置
する。次いで、保温耐熱シート１０にて載置板１１及び
木材Ｗを被覆する。そして燃焼室１３内部に、燃料Ｆと
しての植物系の有機物を載置し、燃焼室１３内の燃料Ｆ
を燃焼させる。

【００３１】燃焼室１３で燃料を燃焼させることにより
発生する帯熱した煙は、煙道１４を通り、一旦流入スペ
ース１２に流入し、載置板１１の煙排出孔１１ａを通っ
て保温耐熱シート１０を膨張させると共に、燻煙処理室
１内部に載置した木材Ｗを加熱し乾燥させる。保温耐熱
シート１０内に流入した煙は、温度が低下すると枠縁１
５に設けられた煙突１８より外部に排出される。尚、図
中１９は、煙が流入スペース１２から燃焼室１３へ逆流
することを防止する逆止弁、１８ａは排気弁である。
尚、燃焼室１３に送風ファン等を設け、保温耐熱シート
１０内に強制的に煙を送り込むようにするものでもよ
い。また、燃焼室１３を別体に形成して移動式とするも
のでもよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、以
下の優れた効果がある。 （１）．木材の心割れが起こらない。 （２）．木材の内部応力を除去されアテ材の緩和ができ
る。 （３）．処理後の木材の寸法減りが少なく乾燥が早くな
る。 （４）．木材中の樹脂が水分と共に排出されるので、製
材がし易くなる。 （５）．木材の乾燥により木材の心材部分（黒心）の色
素が変色し脱色され、暗褐色から明るい赤色に変化し、
美的外観上良好なものとすることができる。 （６）．植物性の有機材を燃料としているので、熱煙中
に含まれるタールにより害虫やその卵、菌子などの殺菌
効果及び処理後の木材の防虫、防カビ、防腐の効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る木材の燻煙処理装置の
斜視図である。

【図２】本発明の他の実施例に係る燻煙処理装置の一部
切欠平面図である。

【図３】図２のＣ−Ｃ線断面図である。

【符号の説明】

Ａ 燻煙処理装置 Ｂ 燻煙処理装置 Ｗ 木材 Ｆ 燃料 １ 燻煙処理室 １ａ 上部開口 ２ 燃焼室 ３ 煙道 ３ａ 逆止弁 ４ 蓋体 ５ 煙突 ５ａ 排気弁 ６ 窓口 ７ 扉 ８ 巻上げ機 ８ａ ワイヤーロープ ９ ポール １０ 保温耐熱シート １１ 載置板 １１ａ 煙排出孔 １２ 煙の流入スペース １３ 燃焼室 １４ 煙道 １５ 枠縁 １６ 滑車 １７ ワイヤーロープ １８ 煙突 １８ａ 排気弁 １９ 逆止弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燻煙処理室内に収納された被処理木材に対
   し、植物系の有機燃料を燃焼して得られる熱と煙を付与
   する燻煙処理方法であって、処理室内を保温材で密閉す
   ることにより、処理室内の空気を膨張させると共に、被
   処理木材に含まれる水分が蒸発して発生する水蒸気によ
   り燻煙処理室の内圧及び湿度を上昇させることを特徴と
   する木材の燻煙処理方法。
2. 【請求項２】処理すべき木材が収容可能で上部が開放さ
   れた燻煙処理室と、この処理室に併設された燃焼室と、
   前記処理室とこの燃焼室とを連通連結する煙道と、前記
   処理室の上部開放部を覆設する開閉自在の蓋体とから成
   り、処理室及び蓋体を保温材で構成すると共に、内部を
   密閉可能に設け、且つ燃焼室内で植物系の有機燃料を燃
   焼させて熱と煙を発生させることを特徴とする木材の燻
   煙処理装置。
3. 【請求項３】燻煙処理室及び蓋体を保温耐熱シートで一
   体的に形成したことを特徴とする請求項２記載の木材の
   燻煙処理装置。
4. 【請求項４】被処理木材の内部温度が８０℃〜１３０℃
   の状態で所定時間保温し、被処理木材の細胞壁を熱によ
   り変化させ通水が良好になるまで保温することを特徴と
   する請求項１又は請求項２又は請求項３記載の木材の燻
   煙処理方法又は装置。