木材乾燥操作に関する基礎的研究 ( 第 1 報乾燥特性曲線について (2) 寺沢玉主主 (11 牧夫 (21 緒言先に, 林試の究報告第 81 号にて報告した乾燥特性曲線第 I 報にひきつづき, 同様の方法によりエゾマツ, カペタモ, レッドラワンについての乾燥特性曲線を求めたので, そ

(1)

乾燥特性曲線について (2)

沢玉

_{主主 (11}

寺

牧

夫 (21 緒言先に，林試の|究報告第 81 号にて報告した乾燥特性曲線第 I 報にひきつづき，同様の方法によりエゾマツ，カペタモ，レッドラワンについての乾燥特性曲線を求めたので，その結果を報告する二なお，この実験をおこなうにあたり，終始御援助賜った雲寺藤場長，ノj、倉木材部長に対し，また徹夜実験をおこなうに際し御効力を戴いた乾燥研究室員筒本，佐藤技官に対し深く謝意を表する次第である二

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乾燥特性曲線の作成 (1 )実験方法および供試材実験方法ならびに供試材の形状は先におこなった際とほぼ同じで，そのあらましについて一志説明する。実験装置は恒温恒湿恒風の風洞型実検安置を用い，乾燥条件としては乾球温度 60C_{C 一定とし，乾湿球} 温度差を 5. 10. 18.25~C の四段階 iこわけ，それらの一定条件下で乾燥を進めた今乾湿球温度差 18. 25c_C の強い乾燥条件の場合は，高含7k率から乾燥すれば表面硬化等の惑影響がスり，正常な乾燥速度を求めることができないので，この影響を除くために適当な含水率まで乾湿球温度差を緩くして乾燥し，しかるのちに目的とする条{午を与えて乾燥をおこなった。風速は前回と同様 70cm/s 一定とし，供試材は条件を均ーにするため一本の原木をだら挽きし，隣接した板より一連の試料を採取したっ {fE試材樹種および形状は Table 1. 供試材の樹種および形状寸法気乾比重 Size

(mm)

Spεcific

長さ巾

厚さ 5212i込産地

Length Width Thickness

(13%) 樹種および木取 Specimen ェヅマツ EZOMATSU 心wo材~d 板目 ₆₀₆ ₁₁₂ _23.0 ₀_.₃₆ _{北海道陸別}

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REDLAUAN Heart Wood, グ 113 22.5 0.67

ミンダナオ

(2)

第 93 号林業試験場研究報昔

-

90 ー Table 1 に示すとおりである n なお実験に際し，供試材木口国の蒸発を防ぐためにゾリダ f トもしくは尿素樹脂にて end coating しておこなった実験結果および考察 (2 ) 乾燥特性曲線は各種乾湿球温度差条WFの各樹種の乾燥特性曲線は Fig. 1~4 に示すとおりである。乾燥経過より乾燥速度曲線を求め，それら乾燥速度曲線より求めたものであり，それぞれ異なった形状を示すことは先に報告した際に述べてあるとおりである。実際に m いたがE試材の形状は，先の実験と比較する意味において床板原板を対象としておこなった。これらの曲線から，次のことがらが再確認できる。。

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エザマザ床板(心材)の乾燥特性曲線乃￡う ηノ』凶ド円刊に山〕之「、九日比 Q 乾燥速度 Dty;円~ ChaMCtel、;5t;c (J-

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NOISTURE CONTENT

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Fig.3

タモ床板(心材〕の乾燥特性曲線ヲ乱含 7K 率

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(4)

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林業試験場研究報告第四号 111 乾燥特性曲線による乾燥スケジユ}んの検討乾燥スケジユ{ルの追求は乾燥時rnJ の短縮とともに，乾燥による損傷減少を考慮しなければならないが，この試験では乾燥による損傷あるいは内部尽力の強弱等の問題は-r:t，考慮せず，与えられた試料について乾燥速度の面からのみ判断して乾燥時間を決定し，この定められた乾燥時間内に乾燥し終るような温湿度の与えかたを前臼乾燥持性より求め，この得られた温湿度スケジユ{ルにもとづき実際に乾燥試験をおこない，両者の乾燥時間を比較検討し，求めた乾燥特性曲線の信額性を確め，同時に乾燥による損傷の程度を観察し，このようにして決定したスケジュールの実用性についても考察してみた。乾燥[時間を求める方法は，先に報告した際にも述べてあるとおり，全乾燥経過を一本の指数曲線になるようにいその指数曲線は乾燥末期に与えた空気条件の平衡含水率に漸近する次式にかかげるものとして

(u-u ，， )=(uペ u ，， )e-k こ

あるいは

z=

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log

t

三ご

(1 )

U(l: 初期含水率 Ue: 乾燥末期の空気条件の平衡含水率 u: 求める含水率 Z: 乾燥時間

しかしてこの

k

は乾燥特性曲線に示された乾湿球温度差

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_{附ける合水率附の乾燥速度}

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と (1 )式を z で微分した次式から求めた。

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巾

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(2) az たとえば，タモの乾燥4割全曲線において (Fig.3) 合7.1\.ギuを10%. 乾湿球温度差を 250_C _{とすると，乾燥速度は 0.23%/h であ} り，この時 (D.T. G00C. W. T. ₃₅ニ_{C) の} 平衡含水率は約 3.5% であるから，これらの数値を (2) 式に代スすると l王寺 0.0354 となり，さらに k を乾燥速度と含水率の関係で図示すると Fig.5 の直線②のごとくなる。また初期含水率を 70% とし. :Jそめる含水率を 10%. 末期の空気条併の平衝含水率を 3.5 %とすれば(

1

)式に k を代スして 1

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U,,- Ue _2.3 Z ニ手 Iog--'=一一一一ーァ =ö5(h) k U - Ue lc となるこしかして Fig.5 (直議②〉から得ら

れた含水率と乾燥速度の関係を乾燥特性曲線

70 %

30 に適用することによれ各合水率に対する湿

度スケジユ{ノレが決定され. (Fig.3 太線) 日5 Fig.5 スケジユ{ル試験における含水率と乾燥速度との関係 ( 1 )式によって得られた乾燥時間を考慮、すると，設定された乾燥曲線(指数曲線〕とこ

(5)

Table 2. 各樹種の k および乾燥時間 Size

(mm)

Specificl 燥するに要す

寸

法

気乾比重1合球10温%水乾度差率r!最

合り水10率pd7ま0で%草よ

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樹種および木阪 gravity ￨。C る時間 z Sp鐵imen V - in air;~5 に kl

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13% 燦速度

計算値実験値

dujdz エゾマツ EZO乱rIATSU 心材，板目 606 112 23.0 0.36 0.38 0.0585 39.3 44

Heart wood

,

Flat grain

カバ

KABA

心材，板目グ 112 22.0 0.64 0.17 0.026287.8 83

Heart wood

,

Flat grain

タモ

TAMO

心材，板目グ 112 22.0 0.56 0.23 0.0354 65.0 64

Heart wood

,

Flat grain

レヅドラワン

RED LAUAN

心材，柾目グ 113 22.5 0.67 0.085 0.0131 175.6 180

Heョrtwood

,

Edge grain

れに対応するスケジュールが得られる (Fig. 8 ①)0 このようにして求められた各樹種の k および乾燥時間は Table 2 に示すとおりである。このような方法によって決定した湿度スケジュールにもとづき，実際に供試材を乾燥した方法および結果について次に述べる c

(1

)実験方法および供試材実験装置は乾燥特性曲線作成の際と同ーのものを用い，供試材も特|全曲線作成時の際に同一原木から採取した同一形状のものとした。実験方法l土前述の方法で求められた湿度スケジユ{ルに従い，乾球温度を 60C_{C 一定とし，供試材の含水率減少にともない，乾湿球温度差を段階的に増加し，風速は 70cm/s を与} えた。供試材の重量波少測定は，実検装置上に設定した自動重量測定装置 (Phot. 1) により測定した。なお，供試材の木口聞にはソリダイトもしくは尿素樹脂にて end coating し，木口面の蒸発を防いだ c (2) 実験結果および考察それぞれの供試材について前述の方法により決定した湿度スケジユ-}レに従い，実際に与えた湿度スケジユ{ルおよび得られた乾燥経過を Fig. 6~9 の⑦に，乾燥時間の比較を Table 2 に示す。この場合空気条件の与えかたは Fig. 6~9 の①で示され fこなめらかな曲線に従わなけ

(6)

第 93 号

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な湿度スケジユ{ルを与えることはできず，②のような段階的なものを与えることになるため，実験としての精度は多少おちるきらいもあり，さらに供試材のわ] 期合7k率を適確に把握できないため，厳密には各含7k れているが，全般的にみて D/'y;n~ P/'ocess used7heoret;cal 必'hed/J/.ε

Spmes KABA (HeaflWood, Flat~同川) 刀11ピKness 22.5 用 m

A:介 Lセloc; ケ 70 (労ec D片'Y Temperaた什e 60.c 5pec;fiC'Jfà料 tr 064 -( Theoref;ca.l Ci1tve ( Exper;mentô.1 Cíl.r Vε 率に対する空気条件の与えかたに多少のずれが認めら %-E 市、コ沼山 OOD vjp ャ、【 -n 斗司ノ η441a -55U 町民 uqE 詰」 U 〉ニミ出ミロ 'U4E 己的\むと

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kh 引ほぽ類似した空気条件が与えられたものとし，乾燥経 ① 90 .h_ 70 50 乾燥時間 50 60

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過について理論曲線と実検曲線とを比較検討してみるカバ床板(心材〕の乾燥画局

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と，その差はあまり認められず，比較的合致しているものと云ってさしっかえなかろう。しかし，この中でも，ェヅマヅについては 5 時間のおくれ(約 12%) ，が認められるのは，樹脂等による乾燥速度の差が採材位置によりはなはだしく影響されたためかと思われる。以上の結果は乾f粟特性曲線を利用して任意の割合で材を乾燥することの可能併を示しているこ左は，先の報告の際の 7-十，ナラ，ヵ γ ラの場合と同じである「このようなスケジュール決定のしかたほ，先の報告にも述べたごとく材の狂い，割れ等を宅分考躍した方法とはし、えないものであるが，試験した材桝は乾燥による割れ，狂い等の損傷が認められなカ i ったし，求めた乾燥時間も経験的な乾燥H寺間と近似している

(7)

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E 乾燥日寺問タモ床板(心材〉の乾燥溢j@ 一定温度で処理したこと，

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う 2 川ミロ ι「問的し同町 kuq 町一さ町、 LIub 、十 K 迂いに\〈口 UU 叱ミ lh 同~ロミ叫叫州間同小川十、岡県 ω 臨時どれのまたこの試験に使用した材としては， i) 被乾燥材の湿てるニ ii) 乾燥時間の略 i在決定であり，乾燥特性曲線の利fIJ目的度ケケジユ{ルの目安をたの多少特異性質を有する材についてまで実験が必要か ii) について殺は比較的良質なものであったため，実際現場利用の段階までには，さらに多くと思われるは被乾燥材の合水率10%時 Fig. 9 (D.T.600_{C ，羽T.T.}35 C) の乾燥速度のみを測定することにより求められるため，今後わが国で現在使用している主要樹種に対して上記の方法により乾燥時間の概略を決定し，乾燥操作に対する一助iこしていきたいと思う要摘官プナ，タモ.レッドラワンについての乾燥特性曲線を求め，先に報告したナラ，カハ，今回エデマツ，カツラの芝燦特性曲線とあわせ考え，乾燥特性曲線によって決定した湿度スケジュールで乾燥をおこなうことは，乾燥スケジユ[ルの一試築て、あることが認められたのまた，その他の樹種に関して大略の乾燥:市

(8)

- 96 林業試験場研究報告第 93 号

文献

寺沢真・岩下陸木材乾燥操作に関する基礎的研究，第 1 報，乾燥特性由線について，林試研究