スギ心去り平角材の乾燥技術の開発

• 担当機関: （独）森林総合研究所
• 研究担当者: 齋藤 周逸; 小林 功; 渡辺 憲
• 発行年度: 2014
• 要約: 大径木から得られるスギ平角材を木造建築物の梁（はり）等に利用するため、効率的な乾燥技術を開発しました。それは、天日で木材を乾かす天然乾燥法と乾燥装置で乾かす人工乾燥法を組み合わせた省エネ乾燥システムです。
• 背景・ねらい: 「公共建築物等における木材の利用の促進法」を策定して、伐採時期を迎えつつあるスギ等の国産材を活用するため、木造校舎等へ積極的な利用を図っています。しかし、スギ材を建築用材として利用するためには、割れや反（そ）りを防ぐために木材を乾燥することが必要不可欠です。そこで大規模な木造建築物への利用が期待される平角材（断面が長方形の製材）の効率的な乾燥技術について検討しました。乾燥に必要なコストを考慮して、含水率の減少と含水率を揃える効果を持つ天然乾燥法を行った後に、人工乾燥を組み合わせることによってスギ平角材の低コストで効率的な乾燥システムを開発しました。

成果の内容・特徴

はじめに

昭和30 年代以降に人工造林されたスギ等は確実に成長し、丸太として供給される主体は小・中径木から写真1に示すような大径木へと移行してきています。国は「公共建築物等における木材の利用の促進法」により、この成長したスギ等の国産材を木材に加工して木造校舎などの公共建築物等へ積極的に利用しようと考えています。そこで、この施策を推し進めるため、スギ材を利用する上で不可欠な効率的乾燥システムの技術開発を行いました。

心去り平角材とは

直径36cm を超えるスギ丸太から製材加工される平角材は図1 のように材の中心部を挟むようにして2 本採材することができるようになります。樹心部を含まないこのような角材を心去り材と呼びますが、これは樹心部を含む心持ち材に比べて、乾燥による割れの発生は少なく抑えられる特徴があります。

スギ材の特徴

スギ材の特徴でもあるのですが、材中に、大量の水を含むものがあります。木材に含まれる水分量の割合のことを含水率といいますが、未乾燥のスギ平角材の含水率は、多くの材で60 ～ 120% の範囲にあるものの、60%以下のものや、120% 以上のものもかなりあることがわかりました ( 図2)。含水率の低い材は早く乾燥し、高い材はなかなか乾燥しないため、同じ条件で一度に乾燥することはできません。

天然乾燥の長所・短所

屋外で木材を自然に乾燥させる天然乾燥の長所はエネルギーを使わないことで、短所は乾燥に長期間要するということです。例えば、含水率100％の平角材を含水率20％までに乾燥するには1 年以上の時間が必要となります。しかも木材表面に割れが多く発生してしまうという問題もあります。

人工乾燥の長所・短所

人工乾燥は、乾燥室内で空気または木材を加熱して強制的に木材を乾燥させることですが、その長所は乾燥時間を短縮できることです。含水率100％の平角材を含水率20％までに乾燥するために必要な日数は、一般的な空気加熱乾燥方式では乾燥温度90℃で40 日程度、高周波加熱減圧乾燥方式では7 日でした。短所は、加熱のために大量のエネルギーが必要で、エネルギーコストが販売材価の７割超にまでなってしまいます。

新しい乾燥システムの開発

この研究で開発した乾燥システムは天然乾燥と人工乾燥の長所を取り入れています。まず、数カ月の天然乾燥によって心去り平角材の含水率を30 ～ 50％まで下げるとともに、乾燥前の広範囲であった含水率の幅を小さくします。この程度の含水率であれば、天然乾燥での表面割れも発生しません。次に、この天然乾燥を行った平角材を人工乾燥装置で乾燥します。含水率50％の平角材を含水率20％までに乾燥する時間は、空気加熱乾燥方式では10 日、高周波加熱減圧乾燥方式では3 日間でした。このときのエネルギーコストは販売材価の2 ～ 3 割（2万円台前半）に抑えることができました（図３）。
この乾燥システムは全国の木材乾燥技術者向けの技術資料（講習会テキスト等）を通して技術移転しています。

本研究は、森林総研交付金プロジェクト「スギ造林大径木を公共建築等において利用拡大するための技術開発」の成果です。

• 研究内容: http://www.ffpri.affrc.go.jp/pubs/seikasenshu/2014/documents/p20-21.pdf
• カテゴリ: 加工 乾燥 コスト 省エネ・低コスト化 低コスト