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林
産
0)
部
木材の水分移動性および乾燥中に生ず、る
歪みの混皮による影響
小企武夫 (1)
1.緒
ちぎ
E司
筆者は昭和 28 年 2 n アメリカ合衆国ウイスコンシンìJ+1 マジゾン林産研究所に a\~f を令ぜられ p 同研究
所の Division
o
f Timber Physics
において J.
M.McMill 巴口氏の指専によりかフミ付乾燥 'I~ 1こ生ずる乾
燥歪みの温度による影官Y について研究を !rったーこの研究内在の発炎については，もとより同研究所の
了附をえなければならないが，幸に部長 Rietz 氏および!VI cMillen lí: の[11;なある.~"fF 可をえているので，
ここに押ii 米中の実v室長内容を報告して，責任の一部を来したい、
マジゾン~*産研究所にお L 、ては，木{寸をなるべく早く乾燥させるためのスケジュールについて研究を年
い，そのためには乾燥中に生ずる村の奈み発生状川を IVJ ら力、にしなければならないという見地にたって，
すでに過去 18 カ年間にわたりこの問題について研究をつづけてきた
この研究 l こ関する実験技術も次第
に進歩を加え，その成果も木村}詑燥の実川TI'û に広く広川されはじめている ν すなわち， Pec:( 9 ) によって現
在の実験方法が発表され，乾燥によっておこる木材ポ iru の引民歪みや内部の圧縮歪みが乾燥の進 11'につれ
てどんなに 2さつていくかが切ら力‘にされ， Blackgum の乾燥て、は乾燥歪みが J並伝 L てからは空気の関係iii
皮を著しく低下させてもよいことが切らカぺこされたう
についてこれの術足的た研究をなし，その後
をつくる考え方を発表し，
Loughborough と
Smithめは
Rietz 11 りがこのような研究成果を
Sweetgum の心材
rc:JIJ して乾燥スケジユ{ん
1951 "1' に Torgeson 13 ) がこの思想をJfh 、てア￡リカの主『夏樹陸にふ」する新ら
しいスケジュールを来日立てているのである
しかし，すでに一位、決めた乾燥スケジュールとし、っても仇し
て改良の余地 μl ないわけで、なく，スケジーんを更に同LIてさせるためには乾燥歪みの M'究が ~!Çl.lj 必必である
ことはし、うまでもない》このような見地て、 J.
M. McMillen
は数年 I:J甘から oak について 110 つ F で乾燥
した場合の乾阪奈みに関する研究を行い，すでに関係すæ皮による歪みの ii日平71 ，
などについて突設を行ってきた
および板1隔による影~~J;~の
この研究はこれらの一環として計附されたもので，乾以後件を同じこ J呆
った初合乾燥歪みの笠 f:i状刈が温度によってどんなに影響をうけるかを検討し，乾燥スケジュ- )"の温度
を /jË める一つの子が泊、りを得ょうと試みたものであるつ温度を高くすると木材の強さや伴性的性質もふ」く
なるけれども，水分修)[ýjl 主早くなり，乾燥を促進することができるわけである
しかし，木村の野性的性
質が温度によってうける影響などについ宅は未だほとんど|何ら力、でなし、ために，この万国からのスケジユ
{ルひと定には多くの困難があるものと思われるが，このような研究の成果は将来において大い二期待され
るものと，思オつれるコ
なお，この研究中の乾燥歪みに関する実検資桝のなかから，帰場後において木材の水分ぷ散係数や水分
伝導度の温度による影響を求めることができたので，併せてここ rこ発表する戸これらの計算には物理研究
室大沼技官の労を煩わしたことを記し，同君 h こ MtG:を表す
(
1
) 木材部木材大料科長
-
林業試験場liJF究報告知 77 号
36 ー
最後に，木報告の主体である乾燥歪みの iiliJ定およびその成呆を乾燥スケジューノL に結び付ける思想など
はすべてマジゾン林産研究所に主動性のあることを明雄に付け加えておくとともに，この実験結果の発表
に対し快く許可を与えられた Riètz ， McMillen の同氏の)自立に対』し i謹んで感謝の怠をあらわす次第であ
、，
00
2.
2
.1
.
実験方法
供試材およびその取扱い
供試材 l 工南部ウイスゴンシン洲産の H.ed oak (
Quercusborealis) で伐採後幅約 1 f t.,
)手さ 21/2 i
n
.
の板に~\!liオしたのち，低温 (30 つ F) 高湿の日?蔵庫のなかで三|三材水分の蒸発を lí}j ぐように時々故水し，カン
パスでおおったまま約 1 カ土手放置したものである。それでも若干の水分蒸発はまぬがれなヵ、ったようであ
るが，この板を 2グ x7" に飽けずりしたので表面の L 、く分乾燥した j';-II分は 1~ 1jりとられ，\'、ずれも約 80% の
合水率であったので，{1ミ材の状態を保っていたものと忠われる。このような {J日試木を 4 伺えらび，その各
々のよ吋，側高を飽けずりしたのち，阿木口から 3 in. のところで含水率および水分分布測定の弐験片 (7"
x1
"x2") をとりそれぞれの日的に供したコつぎにこの供討材から第 1 図に示したように長さ 1 În. の歪
み測定の供試片の位 Wt (~試験片〉を 2 i 口.ごとにマ{クし，さらにその 3 倒ごとに長さ lin. の別の試
験!;ーをしるしてこれを水分々布の測定に供した c ただ最初]の歪試験片だけは木口より 3 in. のところにマ
{クして 3 なるベく木口面カかゐら蒸発していた影響を剖|除余くようにつとめ 7
たこ
このような試験}片;
に対しても 1悶6~18 (倒
mづつマ{クすることカが:できた ο なお，各試験片について第 1 図に示したように厚さ
の万向に 10 等分して ?Vj片のマ{クをつけ，薄片の附を測定 F るのに在日ならしめた]
トー3仁一 !-1'1-:-
2"-'-1 か」
アート1ん -1 に'-2'1-:
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. Methodo
f markingt
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tspecimens.
このようなマ{タを終ったのち，全重量を測定し，
さらに各歪前告発片の薄片の 1隔を〆イアノL ゲ{ジ
(、0.00 l")を持殊な金共につけたもの(第 3 図参 f8) で測定して乾燥J'Jíj における他とした。
もちろん，こ
のような記号つけ， 測定などの日 mこは ， tこえず表面を湿布でおおって水分蒸発を防いだこ
2.2.
詑燥経過
実験に用いた乾燥装置は第 2 関に示したインタ{ナノL ・ファン型l て、風速は 250~400 f t. /min. ，熱泌は
蒸気であり，温混度は Foxboro の記録式自動調印l 治で制禦されているが p
湿度調印J には特に木片の湿度
による伸縮を利用した湿度計 (Wood Element 1匂grostat) がよ月 L 、られ，更に湿度の調節には排気筒グン
ノくーの開閉が 0í:!H されている。実際に操作してみたところでは，温湿度ともに調trl'i はごく鋭敏であり，取
扱方も容易であった。
木材の水分移動性および乾燥 rl" に生ずる歪みの温度による影響
(小倉)
3
7
この実験にfIj\，、た混度は町、，
1l00 ,
125 0 :および
14り -F で，
ただ 95'F の場合だけは乾燥従
ilil の後半で関係湿度を所定のよ
うにイ尽く保つことができなかっ
たので，乾球温度を 99 ご F にま
で t げざるをえなかった。乾燥
スケジユ{ルの乾球温度は上述
の 4 極を用いたが，湿球温度に
ついては，空気の木材水分を蒸
発させる力が温度のいかんにか
かわらず同じになるように汐とめ
た。換言すれば各温度において
響機設人
前 ""，iIf!!.餅ずてλ
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. Smalldryk
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(M7
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5
3
3F, F
.P
.L., U.S
.A.)
同じ平均含水率に対しては室内
空気が同じ平衡合水率をたもつ
ようにしたのである
そして，木材の蒸発しうる水分量“ E" がある値に低ドしたときに空気の条件，す
なわち乾湿球温度差を次第に大きくして，平{if!{含水率が低くなるようにした。 E の値は
E= そのときり合主率ー主卸会一主ぶ旦列目一
事IJJt.月含 Jk 半
平衡合水率 (E.M.C.)
で計算され空気の条例ーをかえたときの E 値およびそのときの竺気の平衡合 7k半ははぽ次のごとくであ
る
E- 促[
E
.M.C
.(
%)
E-(I直
E. M.C
. (%)
1
.00-0.60
1
8
.
0
0.38-0.30
9
.
2
0.60-0.52
1
6
.
9
0.30-0.25
6
.
3
0.52-0.45
1
5
.
1
0.25-0.20
4
4.
0.45-0.38
1
3
.
0
0
.
2
0以ド
2
.
0
すなわち，乾快の経泊中に供試村をとり H:\L ，室長を測定し，歪み司!験片を切断して p 木口をアノ~ ~ニ
ユ{ム粉末の ì'U{i(で主主ずi1したるのち，再び重量を測定して乾険室に入れるが，
このとき Eー(1[( ，を計算し
て，それが空気の条{'!二をカ i えるべき品川こなっているときに J-_災の平衡合 7k率に相官、する ]~ilfæ.球温度差にカ
えたのである
2
.
3
.
乾燥歪みの測定
供試材から乾燥の各段階において切りとった歪試験片は直ちにアルミニユ{ム膜紙でつつんで木口面か
らの蒸発を防ぎ p 予めマークした各位置における試験片の幅を測定したのち〔第 3 図参照)，薄読で薄片に
10 等分する。もちろんこのさいも各薄片を直ちにアルミニユ{ム膜紙でつつみ(第 4 図)，その他冷却を
防ぐため乾燥室と同温度の板にはさむなど p 水分蒸発を防ぐためできるだけの方法を者じて，各iW片の幅
およびその重量を 1則定したー歪試喰片の表面に近い薄片は鋸断と同時に反るので，隠は指でおさえて平ら
にしたのち ìj(iJ定したご
この試験片の鋸断前後における幅の差が乾燥によってうけていた応力の種類とその程度を示すこ主にな
。。
ηJ
;!本来試議場所5こ.，(.長-fi-
第 77 号
る。すなオっち，出活断後の 111M が l: íJ
よりちちんでせまくなったとき
は引張尽力をうけていたことに
なり，イ~jJぴて広くなったときは
圧縮尽力をうけていたことを示
重量の測定をおえた各薄片は
絶乾にして含水率を刈定しなけ
ればならないが，このさい急激
な乾燥をすると材が正協な収縮
をしないので，これを防くため
各湾片を 0.1 in. 位の桟木を m
いて校積みし，紐で両端をゆる
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.3
. Measuremento
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nbefor巴
cuttiロg. (M 9
8933 F , F
.P
.L., U.S
.A.)
くしばり，これを 95
F , 85%
松度で 1 昼夜乾燥しさらに 1
昼夜室温に放置したのち 215'F
の恒温伝中で乾燥して絶乾状態
にいたらしめ，千シケータ~中
で室組まで冷却してカ、ら:jl}び重
量と帽を測定した 1 かかる乾燥
法はすでに予備実験によって適
当な満足すべき方法であること
が認められていたので，このよ
うに行ったのである。なお，歪
み法化の緩急、が温度によりこと
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. 1ミemesurεment o
(M 9
0103 F , F
.P.L., U.S
.A.)
なるため，とくに乾燥初期にお
いて温度 140 F のときは初日，
温度の{郎、その他のときは 2~3 [{ごとに歪試験片を鎖国「して歪みを測定した。
3
.
3
.1
.
実験結果および考察
水分移動性と温度の関係
a
. 乾燥縫過について
各温度における乾燥経過をまとめて情 5 図 ι 示したっこれらは，それぞれの時刻:こおいて切りおとした
糾倣片を笑際に絶乾してその含水ギを測定して求めたものである。ど、の温度におし、ても乾燥室内の空気
条件を“ E" の債に対して同じユJZ-{lfg 合 ;}U作をたもつように調節したにも泊、かわらず，明らかに温度の高
いほど，り3t~j宝皮がはやくなっている η
各乾燥経過曲線からいろいろの含水半における乾燥速度(ある合水率における縦泊élllll 線の接線をもって
木村の JK分移動性および乾1嶋中;こ生ずる歪みの温度による j;計年
あらわす)を[苅示す
('J、倉〉
- 39-
?日
ると;お 6 関のようで
ある c すなわち，乾
燥のごく初矧だけは
'IÜ4"-的に合永ギが減
ノかするものと泡!I(立さ
れるが，その後は次
第に乾以速度が減少
し，
合水率 50~60
%からは再び恒率的
のごとくほとんどー
定の乾燥速度をもっ
て最挟まで J並行して
いる
1
0
。
1
5
2
0
25
知
DRYING
これは，なる
1
1
0
55
TiM E 1 DAYS
45
河出回位
可
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. Dryingc
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rRed 0日 k specimensd
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べく速やかに乾燥す
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.
るように，すなわち
Tt'J線1'1 1 に合水半を低下させるようにスケ
ι
特に論ずること l 土さしひ泊、えたい d ただ
λ〒
μフ
ったため，ここでこの乾燥経巡について
則川同
る~~~刊を知ることがこの実験の Ui'日であ
\Lqq
Lqq沢
\)凶t司
h氏也\〈
ヲし
4イ
と
mυ
jヴ
る
あ
、ノ
F、
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た
た
L」
U、ノ
J'
幸ふ
ど
J
JYUJ
ユ
る。いずれにしても !;fl:燦否みの dJL 慢によ
1
0
1
恒ギ段以に相当するごく乾燥~)jJl;J におけ
る速度が温度によってかなり影響されて
1
0
。
2
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ヲ百--4-0
110lSTU月E
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CONTENT
(%l
いることはみうけられる 4 今l乾燥勾JJtlJに
Fig. G
. Dryingr
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おける 1 日あたりの減少含水半(乾仏J宝
content
.
度〕と温度との関係を図示すると第 7[刈のごとく，
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E
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(
i
'
:
:
'jli い関係にある
1
0
ようである c
b
.
恒ギ乾燥の表面蒸発係数
恒ギ乾燥における乾燥速度は一般によの式であらわされる ι
空v
A ・ dt
出 (ρ "， -Pù) .............. ・・・・
ー ・(l ì
ま 7こは，
du 2 100
三・
・ α (p" ， - J
)....................
(
2
)
d
t l r
du
ただし
一一:重量の減少速度
d
t .ÆE.~--' t!_~y .l.X:.l.-->'-' d
t :含水率の減少速度， l: 厚さ
(cm) ，灼:絶乾比重 (g/cm B ) ，
ρI{'. 木材表面における蒸気圧
(mmHg) , þJ: 外周空気の蒸気圧 (mmHg) ，
出:表面蒸発係
。ぅoω50
TEI'1F百五日目URE
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-
林業式5先場研究報公第 77 号
40 ー
主主 (g(h ・ cm 3 ・ mmHg) ，
xlO寸
4
したがって P
/
この実験のように(ム ，， -'þ ，) を温度に力、ヵ、わらず同じに
保ったのに，乾燥速度のことなることは表問蒸発係数配および水分の
ノ
ノ'
/
移動係数lの値が温度によって影響をうけている主解釈せざるをえない c
/1•
フι
4、
lvo
U己斗司
弓J
/
A: 表面積 (cmヨ〕
;
.
寺沢，大沼市 3) の実験によると風速のある場合でも ι の仙(は担度と共に
/
￨/
-/
若二「与えきくなっている。今 (2) 式に各 j 日L皮に対する乾燥速度，比重 (rl)
二 0.63) をいれて出と混皮の関係を求めてみると(ム戸 =1.7mmHg) ，
刃
5
0
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6
0
TEMPERATURE (・ C)
7
0
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eeva阻
poratio口 coε自己 i 巴 nt.
(g/cm 1 .h ・ mmHg)
第 8 図のごとく相当明確な関係がみられるが，これらの問題については
今後の {i!Ï究にまちたいラ従来店のイ直を直接求めたのは温度 50 C の場合
だけである υ 第 8 図から 50"C における出の値を求めると
g!h ・ cm'1 ・ mmHg
となるが， 既往の風速のないときのイ[1'1 は
2.1x10- 3
3.58x10- 3
であるから p 既往の札1-\ がE しいとすればここに求めた航は若干小さいといわなければならない一しかし，
ここで';R めた各温度における恒率乾燥速度の絶対値そのものの正確さについても問題があり，供試片の厚
さもことなるので y
これりのイ直の妥当性についてはふれられない J ただ，ここで求めた{p'(もほぼ似た値で
あれ温度とは著しい関係にあることだけを報告しておく
c
. /.K分拡散係長〈
木材の水分拡散係%
8
C
TEMPERATURE :110
・F
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ド
ト、
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木村の /k分移効性および?l: ltiT~~ドに生ずる奈みの温度による影:呼
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f 125οF.
っておれば図上で求められる J
~5
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又JRFACE
Fig. 1
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. Moistured
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processd
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da
ttemperatur巴
。f 140 ペ F.
すなわち，拡散係数入は次式であらわされ，この分子は水分分布曲絞か
。，
炙-(
Ju.dλ〕
入 =100 ・
du
←
(gfcm ・ h.%)
d
t
ら各[f;j 刻における
(
Ju.dx) を求め，その線上において[1寺刻で微分すれば求められ，分EJは水分分布 rtll船長
から直接知ることができるので，
入の fa'(が計・算されるわけである】
この実13売では，乾燥の進行にともなって切断した歪 iJ判定用部設片ーの重量が測定しであるので，これから
水分分布の時 Ii\l r'r句なき主化を知ることができる u 第 9~12 凶は各温度における水分分布の乾燥にともなう安
化を示したものであるこ
これらの図から Egner の方法によって鉱散係数を求めた。この値はすでに報告
したように材中のいろいろな位置に対して求められるが，材の中心部と表面との間における値が最も妥当
と思われるので，ここではこの位置における値をもって拡散係数とみなし，各合水率との関係を求めて第
13 図に示した。 L 、ずれも含水率の波少にともない若干の斐動をまぬがれないが，概略的にはまず一定値と
みなしてよいものと思われる c
このようにして求めた拡散係数入と温度との関係を第 14 図に示したが，入の値は明らかに温度の上昇
とともに増加している c
ここではこれらの関係を直線でむすんで‘みたが，直線であるかどうかは今のとこ
-
林業明快士;，}ftJ f0i:'f:h';
42 ー
釘，; 77 号
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TEf'1R王R阿世f?E
:
0
7
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(
'
C
I
contentand diffusion coefficient a
t
Fig. 1
4
. Effectof temｭ
perature0口 diffusion
differenttemperatures.
coεfficient.
Fig , 1
3
. Relation between moisture
ろ断言できない
ただ，外気の乾燥条件をいろいろの温度で同 a に保っておし、ても， ì足度が高くなると拡
散係数が大きくなることだけは言えるであろう 1
d.
水分伝 j 草度
木材 r[.1 の水分移動は合水三与が級純飽和点、j弐卜たると以上たると本~ I; l]わず，
水分拡散方位式
flu/åt = K
2
f
l
u
/x
" ìこしたがい，乾怜速度が恒ギ乾燥，減率 '~f~ ー，保二位以の千手段階に 1退化するにつれてほ 51 条f'l二を
それぞれに i必ずるように決めれば各 ~ÍLJ!X速度における水分伝導度 (KI ， K:、 ， K 3 ) が :R められることをすで
に "Ãk 九ーしたペこの方法によって各温度における乾燥経~泊、らこれらの K の怖を求めてみる。
(i) Il
K1は川島þ の (13 ， 14) 式をJlj l 、て計算することができる
この式 1[" の A の(1I'fは温度のいかんをとわず
乾燥のための条れが同じであるカ、ら，各温度とも同ーの仰をとるものとみなして差支えなく，水分分lÍî!ll:l
Table1
. K1v
a
l
u
e
sa
tv
a
r
i
o
u
s tempεratures.
K1 (cm"川〉
Time
l
:
h
Av叫e
140υF
l
I 12:
Jo
F I
。:。::1:::::
¥ 0.071
I
I95 F
O 仙 100:
11 び F
，r6lによる RTWN'j 含水率の (J~T状態，および
旧率乾仏:ーにおける茨而ぷ発係数より Jitæ さ
れる(ll'( などを考慮して A= -1. 8(90/h) と
おいた。この (ir'lをTlh 、て(1 3) 30\:カ i ら KI
を求めるとそれぞれ2.(l; 1 表の (il'\ をえた切]
らかに温度のと昇とともに Kl のÍliH 士大き
0.0 ,, 2
くなる傾向がうカ、がオつれる r
(i
i
) Ií.2, I3
減率乾燥における K の計算には境界条件て、ある (16) 式の係数 B および C の値をもとめなければな
らない。 B は恒率乾燥から波率の状態へ移行するときの表面合水率，言いかえる左紘綻飽和氏附近の含水
率と乾燥過程の最終段階における外周条件に対する平衡含水率とによって決められるものであり， C は樹
種，厚さなどによって決められる値であるふしかし，水分伝導度を計算する (26) 式では ß， C の係数が
*木材の乾燥機j諸に関する研究第 6 報水分拡散方程式の解(林業試験場研究報告第 54 号〕に報告
した式のうち，
これを訂正する 3
(5) 式より
(28) 式までに計算の誌りがあったので，この報告の附長において，
木村の水?土修勤性および乾燥 r!=rに生ずる歪みの温度による影?作
-
(小合)
~13 ー
それぞれ単独に必要であるの
でなくて，乾燥の進行にとも
なう表面合水率の減少経過と
して必嬰て、あるため，ここで
は水分分布の li~j'nn 的な災化の
状態から表面合 7k 与が級制E飽
和 }~t:( 附近たる合 Jkギ 309;; に
lo--一一一瓦一一一一百一
注したときと最終段階である
12
ら
にj主したときとをうさめ，それ
らの問は指数 rlll~\泉的に減少し
Table 2
. Calculationof K竺
D￨Drying￨Timefor
r
r
a
y
t
l
e
ng time calculation
1
s
t
4門 na司
I
t (h)
U ,11.
II パ
A
7
U
,
。λ‘ '
and ]<心 at
-U
.
"
95'F.
=
-'!，~_ x7C-;
Um.
1
1
8
.
96
.
9X1
0
:
1
4
1
1
1
8
63.3
23.0
10.3
0.724
I 0.130
336
310
54.2
15.υ
38.7
0.703
J.142
19.5
2
.
9
523
502
46.6
10. 己
:
;
6
.
1
0.656
0.170
80.2
2
.
1
720
694
912
886
1
0
0
8
982
0.577
0.223
1
1
1
.
0
2.0
4.8 ! 26.9
。 .439
0.2ヲO
1
4
2
.
0
2.0
4.0
0.447
0.32コ
l 己7
2
.I
0.376
1
7
2
2.2
7.2
.7
31
:
:
;
1
.
8
24.6
1
1
0
4
1078
25.7
4.0
.7
21
o.υ9 己
1200
1296
1171
2 斗 .0
4.0
19.0
0.345
0.4 、2
1
8
3
2.3
1270
20.8
4.0
16.
0.305
0.432
2
J
:
l
2.1
1392
lè,66
1
8
.
8
4.0
1
4
.
8
0.269
:
)
.
50
:5
2
1
9
2.4
1
4
8
8
1
4
6
2
1
3
.
2
0.240
o. 己 79
234
2
.
5
1
7
.
2
4.0
Table3
. Ca!culationof Kニ
Drving， D~ying
T!me for
品Jg i 出~e， Icalculばion|
tけ (h):
t(h)
2nd
(
;
Y
円:;-!
yb3822(←I了)
l
1
s
t
44
Fig. 1
5
. Computed decreasingcources a
tfi
r
s
t
decreasing drying ratefor thesurface r孔oisture
contentof thespecimens dried a
ti
n
d
i
c
a
t
e
d
temperatures.
外 ;m条件に文打ーる平 f!P.j合 7k'主
t
l (h)
40
%
DRYING
48
2
1
1
4
4
1
1
7
U
"
I
.
zι ぷ
アρ
A
/
。ú
and K~
lJtL
ユこ 2.01
1
X1
0
:
a
t 110 つ F.
← ，，[-;1I， _X~: -(;)ご I
70.5
28.0
42.5
0.76 云
0.107
.~;
6l
22.0
39.5
0.71 つ
o
.L
)
8
52.0
1
3
.
5
(
;YI
(γ)
3.3 .0XIO:
<
336
309
38.5
0.692
0.14ヲ
49. 亡
3.0
528
5
0
1
42.5
3
34.2
0.615
0
.
1
9
7
80.2
2
.
5
720
693
34.0
5
.
1
23.9
0.520
0.265
I
.、J
789
目}.5
885
27.0
1
0
0
3
9
8
1
1104
1
0
7
7
24.0
4.0
21.8 I 4.0
1200 I
1173
1
9
.
8
4.0
I 4.0
2.4
。 .476
0.308 I 1
2
6
2.4
2j. つ|
0.413
コ .358
1
4
1
2
.
5
2つ .0
O. 己 59
0.41::,
1
5
7
2.6
1
7
.
8 I
0.32つ
0.463 I 1
7
2
2
.
7
1
5
.
8
。 .234
, 0.510 I 1
8
7
2.7
I 4.0
816 ,
912
1
1
I
K3=2.53X1
0
-3
-
林業試!閥均 iiif究報告第 77 号
44 ー
Table4
. Calculationo
f }J心
r~lng
r
a
t
e
1
s
t
2nd
Timefor i
Itme
" calcu 川
U" ,
and
K3 a
t 125 F.
1 2 1 k t i t
l
k
y ×引 ιy Eア(キ)
U.~
t
n(h)
t(h)
4
8
20
70.0
28.0
42.0
0.790
0.095
1
4
4
1
1
6
58.0
20.0
38.0
0.714
0.137
18.J
7.4
240
212
50.5
1". つ
35.5
0.666
0.163
33.9
4.8
336
:
.
i0
8
10.0
11
.0
32.0
0.601
0.20 ,-,
19.3
1.2
132
404
36.5
8.2
28.3
0.532
0.255
64.6
3.9
5
2
8
500
29.6
6
.
1
23.5
0.442
0.330
80.0
4
.
1
621
596
24.0
4.5
1
9
.
5
0.066
0 仰 I
95.4
4.3
720
692
1
9
.
5
1.5
1
5
.
0
0.282
0.515 111.0
4.6
O{
J
。
90
リ
3.2 30.0x10-3
816
788
1
5
.
6
4
.
:
.
>
.1
11
0.209
0.635 126.0
5.0
912
884
1
2
.
8
4.5
8.3
0.156
0.750 1
11
.0
5.3
1
0
0
8
990
1
0
.
5
4.5
6.0
0.113
0.887
5.6
158.0
K3
=4.96X1
0
-:
1
Table5
. Calculationof K~ andK3a
t 140'F.
1
s
t
2nd
i
t
l
￨
lDr 阿古川or|
てZTE;t
l
￨
132
k
c ? ? n ; : : ; iU 7 3 U j y x : ! ( ; ) 3 ( U ( C T )
9
6
69
1
9
2
1
6
5
48.5
288
2
6
1
:
"
;
9
.
0
084
~157
30.0
4
3
2
405
180
453
20.8
5
2
8
5
0
1
1
6
.
5
576
549
672
645
I
25.0
.0 I 3
7.0
21
0.740
0.122 I
13.0 I 35.5
0.710
0.137
26.4
I31.0
0.620
0.193
.7
41
4.6
0.500
0.280
57.2
4.9
8.0
4.0 I 21.0
5.2
0.420
0.350! 64.9
5.4
1
6
.
8
0.336
0.443
72.5
6
.
1
• 4.0 1 1
2
.
5
0.250
0.562
8
0
.
1
7.0
14.4!
0
.
4
4.0 I 1
0.208
0.635
87.8
7.2
.6
11
4.0
I
0.152
0.760 103.2
7.4
l
'
'
l4.0
I
7.6
K3=6.62X10-:J
x1♂
メ 10-2
1
0
7ことして第 15 図に示したような表面合水率仏の減少経泌をとる
。
ものとした
B
己
この経j1iQが求められると平均含水率の減少経過さえ
分れば (27) 式によって水分伝道度 K" ， K3 を計算することができ
(ぷ E てい、
64
る J 第 2~5 表にこれらの計算値を示した。
さ
4
.-
ほぼ一定の値であるが ，
K3 は各時刻に対して
K? の値は次第に減少する傾向を示した
1
主
この傾向は恒率乾燥時の K1 から減率第 2 の K3 に移行するまでの
過渡期としてむしろ当然であると考えられる
ハL
O
l
O
4
.
0
¥
'
0
6
0
0
F
i
g
.1
6
. Effectoft邑mpe­
K1
水分伝導度と温度主の関係に言及する場合には，ほぼ一定値とみら
7
0
TEI1PE1月'ATURE (
"
CI
r
a
t
u
r
e0ロ
したがって，ここで
andK3.
れる Iú と K3 とにカ通ぎっておきたいコ第 16 図はこれらの関係を
示したものであるが，いずれも温度の上昇とともに増大の傾向があ
るが，概略的には直線に近い関係とみなされよう c
木材の Jk分移ljlJ tt および位以 rl:1 に生ずる歪みの温度による影 .:1'
以との千千Jêj でのベたごとく
-
(小f;)
45 ー
2と気の乾燥に文n- る:制 1: を木 1;~ の同一平均合水率に対して同じ円買[含 Jkó.f6
にたもつようにしても，木材の水分拡散 i系数や水分伝手度 l 土湿度が高くなるほど大きくなる結果をえた d
このことは木材乾燥技術の改良に一つの示唆を与えるものと円、われる
3.2.
乾燥歪み
a
. 乾燥歪みの tt移
140
MO/STURE CONTENT
OF 5UCES
， 2叫
nunυ
ハνnu
R話 U荷主知当叶札。
ιkulhE凶
U5 ド町、口電
mN864
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.....,
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F
i
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.1
7
. Strain , shrinkageandmoisturec
o
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t
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l
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c
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northernredoakd
r
i
e:
ia
t95 つ F.
(M94898 F , F
.P
.L., U.S
.A.)
- 46-
林業試験場 iìi( 究被告第 77 今
各温度において測定した乾阪による歪みの法移状況を，
19 および 20 図に示した
収軒目量や;J\分分布の交化とともに常 17 ， 18 ,
ここに示した乾燥歪み p 収納量および水分分布の仰は，これらを ìl日定したとき
いずれも試倹片を稿 1 凶に示したようにーたん 10 ([:'1J の;':，1i'J i に切断したので，例えば表面の似l は尚子i'No.1
と No. 10 との，中心部の(fI'f は NO.5 と No.6 と，というように，それぞれ村 l刈する 2 何づっの.ljプ均航
刷別問
CONTENT
OF SL
l
CES
MO~幻VRE
ト-1
F
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ドu
ミDU 凶吃31句
h、主
む\〈U
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「「
が示してある。
之容三苫ご
、司会 、
降:ゴー主6 CEN 餝
1
. l主:
、、 り、
、也、、
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38
r
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1
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川
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l-
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t 110 ご F. (
i
V
I9
4896 F , F.P
.L., U.S
.A.)
64
木村の /k 分移動性および吃 r!?l!rl' :こさ1:ずる奈みの出度比よる応終
(，J、:ff)
- 47-
さて p 段燥の;生斤にともなって乾燥歪みの灸化していく状態はこれらの凶で明らヵ、なように p
でも大休同;禄の係泌をたどっていることが分る
どの温度
すなわち，表聞の削;ーは乾II~~~ のわ'Jltij;こ非 77・ i~ i7 Øf られて
その歪み訟は最大筒にぶし，その後次第 λ 減少して遂;こ苓になり逆に圧縮歪みをうけ p その大きさも乾燥
につれて次第に増lJfIしている
これい刈して内山の市 lfーはまず圧縮歪みをうけ，それが長大似に忌したの
ち次怖に 1;)':1:ーされて辺に引店主長みに以っている傾向をもっている戸ただ海月一が y、] ì'~I\ になるほど圧縮歪みの
時右
MO/STURE C問'NT
OF SLl
CES
I
1
2(
ドミ何』〈。U
冨U
Aド
N同、。ミ
「ドミu同
主n
的いむ
qM
\J目 1札口
o
80 吾、:問~
、 ~， r
目 -ミ士 、、
一一ト一一一一
::I\]:J~;-li
降立ヤ
、、ι同~ト『弘 、、何一、
哨一、、同
r:~~予で
R
0
.
.
.
.
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I---+~~之、、
1， /00ア~怜二三 -<>--同~~台岩国
1
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l
SET
ハνau
凶控室生え可叫匹。ト
とえNU
保山主的回押司弘司
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5, 6
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e 合-
BI
i
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αli7N匁ユニ~ 広
ー-，duv
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同
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卜.
.
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∞'3，t--t---t----j.-'〆>--;>， 6GWTER
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ii 仰
:
i
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融陥E~ω 」件Eト130.→4L←-2.7
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- 48-
林業試験場liJ!:究'fihl台第 77 号
値も大きくし，その最最.大値を示す時期もおくれている O これら:は土詑燥歪みの 2
没
i
この箔[問眉では混度にカか通カかゐわらず同一とみることカが:できるが，なお些細にみると明らかに担度による特徴を
見出すこ左ができる。第 6 表に表面薄日ーが最大の引民歪みをうけた乾燥開始後の日数，その大きさ. f~~片
の平均合水率および外周空気条件に対する平衡含7!，率 f工どを示し t'::'0 この表からは，乾燥混度をi!'1iぐするほ
ど表面詰1;; 片に最大引張歪みが早くあらわれるこ主がわかる。さらにまた，その歪みの絶文~'ÚI'( も温度の高いほ
14,
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60
6
4
-
木材の水分移動性および乾燥 rlコに生ずるj'fみの温度による影響
どわずかではゐるが大きくなる傾向
を示している、しかし，
jf みの絶対
値に関しては illlj'jÊ した供問片も 1 (国
大きくなるとは必らずしも断言でき
ないようである。
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中心部の汚片に関しては p
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であり，測定誤差の点カ、らもこの程
度の差では温度の高いほど歪み量が
〔小倉〉
63.5
1
8
.
0
これも
表面薄片と同じように乾燥の進行とともに圧縮歪みを生じて最大仰を示しているが，その発供する時期は
いずれも表同法片が引長 ffiみの最大値をあらわす時期よりかなりおくれており，かつお[目的バーのiJl1長歪み
が最大値から次第にのぞかれつつある途上ではあるが，なおまだ引長歪みを確実にうけている時期である
といえる。さらに中心部の圧縮歪みが波少して零になる時期は表面薄片の引張歪みが減少して零になるの
とほぼ一致しており，このことはどの温度についても同禄であったっしかし，これらのこともただこの実
験についての結果であって，樹種や乾燥条{牛がカわればまた別の枯呆がえられる力・も知れないういずれに
しても乾燥の i並行にともなって乾燥歪みは斐りつつあり，一つの薄片でもその日寺期によって?凶では引張
歪みをうけているが， 仙の商では圧縮歪みをうけ，務庁の I)~;郁で勇断歪みをうけているような時期もある
こと乙思われる f
中心部汚 JI が最大圧縮歪みをうけ
た時期，その歪み主1:，平均含 7J::率お
よびそのときの乾燥条件に対する平
衡含水率などを第 7 表に示した。最
大圧縮歪み;量は，
温度 140 0 F の場
合だけ若干 {JIè、値となったが，その
他の温度ではどれも 1 吋当りほぼ
Table7
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47.0
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9.2
.0 .003'1 程度であった。第 7 表で回
らかなように，最大圧縮奈みを示した時期の平均合水率および乾燥条件などは ìHil 皮によって若干臭ってお
勺，温度にたいして (11) ら一定の傾向を見出すことはできなカ a ったが，その辺白は切らカ 1 でない。
なお，茨市と中心部との中間薄片の歪み受移については，温度 140 0 F の場合をのぞけば，
最大値を示す以前にまず入!J.片 3-8 ，
>>(\，、で:，~等片 4-7 が p
中心T，，1j(片が
それぞれ最大となり，しかもそれらの最大歪
み値は薄片が中心部に近いほど大きくなっている。かつ，表面に近い !"，Ij.}れまど中心部の圧縮歪みが零にな
るよりはやく零になり，引沢り至みに移りかわっている。もちろん各市川の歪み斐移も滑らかなものでな
く，若干の凹凸がみられたが，
れない
ただ温度
140 0 F
これらの状態も決して確定的なものでないので p
詳細についてぽふれら
の場合だけは部片 3-8 および薄片 4-7 の歪み変移状態が他の場合と著しく
キ[[1'毛しているようにみえるコこれも旅実なことは言えないにしても，部片 4-7 が第 11 日目に著しく庄
if!1日歪みをうけていること，
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' 3-8 では速かに圧縮歪みが最大自 1'( ~こなってすぐ零になっていること，さ
らに i""I;èl 'l ' 2-9 の引張歪みが忌j 放に最大になりかっその量も大きいことなどが，相互に関連しているので
はないカ:と思われるこ
- 50
林業試験場研究報fヶ第 77 号
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表TI'Lî ，時 Ji の引~長歪みが圧縮歪みに移りかわる|時期 l 工
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ていうだけでなしその時期における平均合水率およ
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含7)\半は日[[の高いほどわずかではあるが高くなって
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6.3
1
4
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1
6
33.0
6.3
おり，乾燥条 {'j二もそれだけゆるし乾燥のすすんでい
丈亡し、 11;]，.1切になっている
平均含水率は各温度ともはぽ
30% をなかにして 3% 程度の笠動であるから，表面は繊維飽和点以下で、あっても内部はそれ以上の合水
率をもっていることになる。
さらに中心薄片の圧縮歪みが引限り歪みに移りかわる 1削切は，どの温度でも表面薄月が引限り奈みから
圧縮歪みに転向する I時期より，ごくわずかではあるがおくれている "rl~ 心薄片が引接歪みに l 似穆してからは
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表面薄片と同様にわずかずつ地大し
て最大値を示すが，ときにはさらに
乾燥のすすむにつれて歪み量の大き
い第 2 ，第 3 の極大似を示すことも
ある d 第 9 表に中心iW J-'rーが与|長歪み
F.
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2.3
に転移してからはじめての阪大似を
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1
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.
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示した時期，その圧縮歪み量"平均
1
2
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2.7
1
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2.6
1抗
0.0∞ 5
52
I
Pe γce 抗t
21
.2
I
Peγcent
合水率，空気条件に対する Jドー彼J' 合 /K
ネを示しておいたと
つぎに p 乾燥末期においては表面神片はすべて著しい仕縮歪みをうけたままであり， 中心部薄片もいろ
いろな程度の引張歪みをうけ』たままになっている。しかし，これはこの実験ではいわゆる“ set "を除く
ための調湿
conditioning の央l~-f;r'C..を行っていないので当然のこ主であろう。ただ本実験では，乾燥過
.1"]\7]:完全に終了するまでに歪 11!IJ定問供試片を使いつくしたため余儀なく実験を経了しなければならな泊っ
た場合もあったので，最後の合水三与が区々であり最終段階における歪み量と温度との関係などについて十
分にふれることはできないり
また，乾燥ー歪みの斐移も漁民 110 F の場合だけは圧縮，引 m り歪みともに
同時に最大{u古に達してそれぞれ減少の傾向にあるが，その仙の場合ではどれも乾燥歪みの期大する途 k に
おいて実験が終了したかたちとなっているので，乾燥が完全に終了した 11初切における奈みの分布状態につ
いても言明できない l
しかし，乾燥を終了した出後にみられる歪み分布はその後永い間室温の所に放置し
て ， J)\分傾斜もほとんどなくなってから，再び歪みを測定してみても，あまり変化をうけていなかった
これらのことについては後述するが，及了するに乾燥巾に生じた歪み分布は，特に Set を除くための高湿
処引でもしないかぎり〔この処置によって歪み分布が変るかどうかは明らかでないが)あまり斐化しない
ものと言えよう
b
.
最大歪みの時期における水分分布
表面市片が最大 ËÍI張り歪みを示したときの水分分iH状態を第 21 図に示した。これを Fよると，どの場合で
木村の水分移勤 t主および乾燥 rl! に生ずる歪みの温度による影:キ
も d(W.iの近くではカ h なり急な J.K分傾;ín をもっており，温
rtt の l高い場合のブゴがf1~，、のより怠になっている
卯
平均含
水率はどれも高くて G2~70?ó であり，表面部片の平均
合水 4，;も 35~41% で，まだ級純白利点以上であるいか
かわらず，表面 }fSI はすでにその時の外;;，')空気の条件に対
する平衡含水三cfS の 18?b rI日近になっていると考えられる
ので，このような i'i.1]，、ものですら表面と内部とでは図に
みられるようにに 4096 近い水分傾刈をもっており p 表
Tú:問、J'j迂にいカ h に大きい水分傾斜があるかカ1 うかがわれ
るペしたがって，歪みを測定した îW 片をさらに背くしたな
らば，より大きい歪みをえたものと想像されるよ、ずれ t こ
しても，ヨミ田 j\V 片のうける引~.Æ奈みが最大イl~( をぞす時の
水分分11î は 1}~i';l; の 7k分がまだほとんど低下しておらず，
沃回附近だけが乾燥しはじめて芥しく急な J.K分傾斜 iこな
っていることだけは日JJ らかである(
rJ，心市部 JIーが最大の圧縮歪みをうけたときの水分分布
状態を， Zl\
2
2 l'2i に示した勺概川久~1"J にいえば水分何Lj~、i はど
の温度の場合でもほぼ同様であり，平均含 Jj\率も明らか
。」一一ーー」
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(小倉)
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51 ー
林業試験場研究報-;5A
52 ー
第 77 !
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-
に繊維飽和1 ，I~;I，より力、なり 111; し、ばカ、りでなく，試!鉄 )1 の中心;'\1;はまだ 60% 以」ーの合 JJdーをもっている)
rl,l/
片 3-8 および 4-7 でもその含水率はまだ繊維地利点以上であるっこれ ì こメすして表面薄片だけは明らか
に繊維飽和1 点以下であり，市片 2--9 では表聞に近い方は繊維飽和点より低く，他はそれ以上の水分をも
っているものと忠われる}
さらに中心薄片が引張歪みに"豆移してヵ、らはじめての最大仰を示す時期の水分分布状態を第 23 図に示
した。この閃によると r[:1 心i"lf片が最大の引張歪みをうけるようになっても，まだ r[' 心部の合水率は総統飽
和 r!~:[i[1)[ か，これよりやや ítG I.、ことになる
しヵ、もこの部分のうける底力は，級統に ln:角方向の引 ~1HG)J
であるために，いわゆる内部割れの欠点を生ずるおそれが多分にあるといえよう J これらの点については
3.3. のJ1'iでふれる l
C.
最大5'Rみ歪
乾燥によってうける歪み量を弾性学的に検討してみよう J まず，表面の引ぷ歪みに関しては，その最大
立は第 6 ポに示されたように 0.003 から 0.0046 in/i 口のね皮である 3
Red oak の級車j{;にリ![角な引張りに対する弾性;同性質であるが，
度との関係については W.
この川 w の検討に必'Jfな資料は
従来償引張りに関する研究，特にその温
L
. Greenhi lP), F
. Kollma口n4 ) ，および
E.
が，底力一歪山総に去っては私の決n るかぎりではただ Kollmann の
L
. Ellwood 1)
などの資料がある
oak に刈する結以があるだけであ
る a しかし，この結果も測定方法に問題があり，応力こ対する歪み量が大きすぎるばかりでなく，比例阪
原点については全く Ilfj らカ a でないため，この問題の検討には参考とすることができな1.'これらのほカ Jこ
最近沢川 11) がヲヴ。ナラ外若干の間種に文J して単純 ltit 引阪司換によって ;Jどめた日米がある
温であり，試験)[ーの含水準も約 17% であるが p
応力
これは温度が 7;f
歪 rlil 似を正確にとり比例限応力，利I 長度，破壊強
さなどを求めているので，参考にしうる唯一の資料かと思われる、これから仙の温度，合水率に対する{直
を指定して検討をすすめたい
沢川によるときザナラに刈する比例l浪{l[1長丑は 0.59 土 0.11% で，倣i衷強
3(
さは 67 kg/cm
=
c960lb/こア〉であるザアメリカ林産研究所によると Red oak (Q. borealis) の横引張
破壊強さは 8001b/口かであるので，沢川の結果よりやや小さいが，比 (J][民 {r[l長も
Red oak に対しでほ
ぼ同和初、やや小さい {Ð' C とみなして主支えなく， 0
.005-0.006in/i 口と推定されようっ
さて，表面開のうける最大手 I 張歪みは前述のように 0.003~0.0046 in/in であったので，この数値だけ
から考えれば，この歪みはほぼ比例限 {r[r度と同じであって，グ手性成の Í[i屯問内力、 IIX I.、は ~fl性lJj{ との境界附;Ií'
とみうけられる υ
しかし，歪みを測定した薄 )í の)手さはほぼ 4mm で，
512みはこの厚さに対する平.I6J 簡
を測定したことになっているそれゆえ， tこだ表面開の歪みだけを考えるとこの値よりはさらに大きくなっ
ているものと考えられるハしたがって，表Illi Nû におけーる歪みはこの比例 í;j~をこえ， iffWI:歪みになっている
ものと見なして間違いなかろう J また，圧縮歪みの最大値も筑 7 表に示したように 0.003 前後の値である
が p 従来の当場強度研究室の実演結果によると，比例限伸長は引張も圧縮もほとんど安らず却って圧縮の方
が小さい傾向にあわその上材の中心部の歪み量は第 7 表の数値より若干大きいものと考えられるので，
中心部においてもまた塑性的圧縮歪みをうけているものと考えられるコ
このように塑性歪みを長時間うけていると，その部分の尽力が減少しでも，すなわちその部分に歪みを
与えていた水分傾斜が消失して引ヶ長長力をうけていた部分はi清まんとし，圧縮応力をうけていた部分が仲
ぴんとしてもすでに塑性歪みをうけた部分は正常な仲縮を示さないようになってしまう心このような性質
になったことを“ Set" されたと称しておく。
-5
3
木村の ;J\ j土防動性およひ
l段以による引民主みと品目:E の関係については，第 6 Ój廷に示したように最大歪み査は温度の í~~l 、はど大き
くなっている。すでに w.
L
. Greenhill , F
. Kollmanロ; E
.L
. Ellwood
なと。は繊維に山角方向の引誤
訳力が混皮の高いほどI!~くなる結果をえているが，これは高い温度を m いて乾燥すると，乾燥初;1] には夫
IílJ制 h ，末期に内部'!f~れなとをおこす危険の多いことを示している"このような乾除繰作上i主主:しなけれ
ばならない点については後述する 2
3
.
3
. Set
a
.
Set のあらわし方
上に規定した Set の去を L 、かにしてあらわすかが f"J題であるが，このような Set の I
惹
Z義カ、らいえば，
材材4カが:きわめて f徐余々に1乾;位を引f燥:釆
t されて TE
下F巨任引二=牟
:'~i
口引唱
i日~.な i収
l収正仔7縮泊をしたときの 4収
1可梢
I焔桁5
荒モと，山L 、わゆる
S
e
t され 7たこ部う分〉が実際に:乾草点乾乾(止fl燥
さ jれ
L て主生
l".
三じ T
たこ収桁f
予長戸売:との立2子1をもつて示すのが i凶出当であると，1ll
ようにあらわすす】ことにした c 件試験片の部 fi を乾燥前に測定した長さと，それを絶乾にしたときの長さと
の差をもって全収縮量とし，これの元の長さに対する比をもとめて各薄片の収納率とした
この収縮率の
乾燥にともなう~移の状態を第 17~20 図に示してあるが，この収縮率変移の中で最も受動少なく，終始
あまりきE らない値を示しているのは薄片 2-9 であり，かつ歪み量の圧縮，引張りを通じて最も受動のな
いのも ìW 片 2-9 であるので，これが最も歪みのうけない正常な収縮をしているものと見なして差し支えな
い J したがってここでは，各市片のある時期における収縮率と薄片 2-9 の収縮率との差をもって Set の
松皮をあらわすこととした。
ただ実際には各薄片の含水よ与を求めるため 212~220 勺 F で絶乾にしなけれ
ばならないが，これらを前抜この 212'F の恒温\l;Hこスれないで 95'F ，
温でー昼夜淡町してカ ι ら恒温'!11~i r
l-=iで絶 r;iz にした
75% 科皮で一昼夜，そののち室
このような処置をとっても若干の Set はまぬがれなか
った 3 この芯:味でここに作た結果がどれほど正確なものであるかは問題であるが，各薄片を一度は絶乾に
しなければならないので，ある程度のは Set はまぬがれないコしたがって，ここに示された結果は Set の
絶対値にはト分の信 ll~~î がおかれないにしても， Set の:Æ移状態は十分に推測することができょうっ
b
.
収縮量の;æ移
第 17~20 凶中央のグラフには各薄片の収縮率の 2E移が示しである c これをみるとどの薄片の収縮率も
乾燥開始の jj'i後においては市片 2-9 とほぼ同じであるつこの基準になる薄片 2-9 の収縮率の変移も実
際に得た結果では混皮によって若干到なっているが，一般的にいえば乾燥の初期カ h ら，各薄片とくに表而
fl)i )-í- と中心予 1m がその jR大歪みの1I!i'-J 切をこえてそれぞれが零に近つe いた時期までは，薄片 2-9 の収納ネ
はほぼ同じであり，この|時期j をすぎると次第に上昇をして，時には最大仰を示しふたたびやや減少の傾向
になるのもある
いま，薄片 2-9 の収縮率皮切j状態を各温度について吟味してみる。温度 95F の 2-9 級は乾燥とと
もにわずかだけ波少の傾向をたどり，乾燥日数 25 日より 42 日目までは全く斐勤していない。この期間
はすべての薄片の歪みがほとんど零 i こちカミづくときに祁r.G、しているようである 2 その後においてやや収縮
量の増加をみているコこれは中央部薄片のr;c，力が逆転したことに関係がめるのではないかと思われる c 温
度 llOOF の結果については第四図のように第 20 日目までの収縮量が示してないっ
これは他のすべて
の供試片の正常な収縮量が 7.5~8.0% 程度であるのに対し，この場合だけはそれよりも著しく III くなっ
ており p 第 20 日目ごろカ〉らは正佑な値になっているので，これ以後の部分だけを示しておいたのである。
この原因は各薄片を絶乾にする場合，その前処廷が適当でなかったためかと思われるこ第 20 日日以後の，
-
林業試!致1易研究!r'[}行第 77 号
54 ー
部片 2-9 'fJí(は，表面と中心 1m の歪み量が了皮零になった以後におし、て漸次増大している、この傾向は他
の温度においても見られる共通の点て‘ある
さらに温度 125 つ F ， 140 0 F にお L 、ては第 19 および第 20 図
で見られるように市片 2-9 紘は多少の必引をまぬがれないが，当初j は同じでも歪み械の逆転したあとに
やや増大の傾向を示しているコ薄片 2-9 の収縮曲線に比べて友ÍÎlÎ iW片 1-10 の収縮線は ?il- にこれより低
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すなわち，表i百五引「は E
協な収納に対してそれほど収縮しなかったことを示し，内部f~11 片はそれ以上収縮したことを示している
i"lj 片 1-10 においては引長楽みをうけたまま Set したために正治以ドの以怖をしたので:. &
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は圧縮奈みをうけたまま Set されたので正泊以上の以縮をしたのて、ある J
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これらは明らカ、、こ前者は引張
Set を，後者は圧縮 Set をうけていることを示しているご
決illiiwn 1--10 の収縮量 rlll 線も乾燥開始のときは汚 )'î 2-9 の{JI'(と同じであるが ， Iift1~詰がすすむと急に
減少し，とくに温度の高い 125 0 F ， 140 ご F ではこの現象がゅうらかで，ちょう去、表面 lW片の歪み曲線が最小
仰になった後にこれも最小仰を与えている。その後， i'包皮 140 つ F 以外では，いったん収納量は大きくなるが
ふたたび減少しちょうど歪み l山線が引沢圧縮ともに零に到底したころに最小イ|立となれふたたび多少増加
しているのがみられる
温度 140 0 F の場合に収縮量曲線が第 20 凶でみられるようにはじめの最小仰を
与えたのちはただ増力加11向のみで最 低
f~l応Eイ仙値由直一がないが， これは f吃
1を
H燥粟オ求ミJ期羽において l苅
i等F初F片r 2一9 も内;部
f
しい i以
l以附正刈?縮備量増加の影轡をうけ.て収縮が増大したこと:に二よるので lは土ないカか、と思われる。
しかし，後述するよ
うに Set としてはこの末期に仙の混皮の場合と同じように F~i大値を示している
つぎに中心部 m片 5-5 の収縮量ft 穆については，
どの湿度でも圧縮歪みが最大債になるまでは薄片
2-9 と同じ私皮の収縮呈;であるが，それ以後において次第に大きくなり，とくに歪みが逆'1去して内市市片
の ijl仮り歪みが大きくなるとともに収縮量も大きくなっているようにみられるヘこれは内部巧片がし、った
ん圧縮 Set をうけていても杢みが逆i伝して引張り尽力をうけ，し力、もそれが比例限界をこえない程度であ
るならば尽力が除かれるとその奈みの大きさに相応するだけ』桁んで収縮量が大きくなるものと思われる
このことは薄片 2-9 に対してもいえることであろう。活に E常な伸縮を示す標準と仮定してきた薄片
2-9 でも，各閣で IDJ らカ、なよう l叫rNIJ 力、ら若干の引張り歪みをうけており~~み l [lliJ~がjをほし内部川片が
引決り歪みをうけるようになってからはこの歪みの影響があらわれて iW片 2-9 の収縮もやや増加してい
るものと考えられる。
c
.
Set の大きさ
以上各薄片の収縮量の ZE移についてのべてきたが，これらから標準となる薄片 2-9 と他の薄片との収
納量の !27Tti ，
すなわち Set の大きさについて，
,
その肢も著しい決Tí'l iFlj 片と r 1 心iwn の f佐路を図示すると
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第 24 図のごとくである c 特 iこ乾燥
の初期において測定にかなりの妥動
がみられるが，その測定法から准察
されるように必ずしも常に同一点
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を測定することができないのでこの
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去り Set にあっては表面薄片が最
木材の水分 r:t動性および乾燥中に生ずる歪みの温度による影響
大引民*みをすぎたころから次第
に矯大し， fi医大 ir~( を慌て一旦やや
す，&少し
j;なf菜子巨みが.ì1Ê~\i:したのち
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最大を/示天しているようである
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いても向様に内部薄片に庄i梢{渦市喜歪三み
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くるにかかわらず，このように Set
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の最大量を表示した。これによる
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少なくなり， 140 0 F においてはこの両者は全く等しくなっているつこのように温度が高くなる主庄縮 Set
の量が大きくなることは乾燥操作上注意しなければならないことではあるが，木材は圧縮に対してはきわ
林業試験場州究報fff
一 56 ー
第 77 号
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めて可観的であり，ここに加えられる程度の厄力では組織が破壊されるにはいたらないため，この点に対
しては引民りに対するほどの注意を払う必要はなかろうの
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. 乾燥後における歪み， Set の斐化および応力分布山根
乾燥操作の終了した主きには，どの温度においても表面に悲しい圧縮歪みが，内部には引張歪みがそれ
木村の水分移効性および乾 1~rl:jに三1'.ずる歪みの温度による影ア'1'
(小合)
-
57 ー
ぞれあることをすでに述べた，乾燥の終ったときにはまだ水分分布も均一でなく，供試片によってはまだは
なはだしい氷分傾斜があったしこのような供試片のうち，温度 125 F で乾燥したものは約 2 カ月半， 140 つ F
で乾燥したものは約 1 カ月間室混のところに放置しておき，これらを前と同検に薄片に切断して歪みを測
定した。その結果は lk分分布がすでに均ーになっているにカ φ ミわらず，第 25 図に示すようにまだ乾燥終
了時と同じ程度の歪み分布が筏っている η つまり 1 カ月や 2 カ月の放白期間ではこの歪み分布はほとんど
f、
1!2イとするものではない。しかし，さらに長年月間放抗すれば減少する力、も矢口れないが，この点、は|川らかでな
し、。また，とくに Set を除くために乾燥を終目了する前に高却処盟でもすれば別問題となろう三
ついても今後の(iif究にまたなければならない J
これらに
しかし収納長 rllr 線カ=ら分るように Set の大きさは放置し
ておく聞に若干減少することがうかがわれる。すなわち，いったん Set された表面および内部薄片も E常な
収納註にちかづくことになる。これは Set の時によ 1: じた互Wl 奈みが水分傾斜も少なくなり，長時間放置さ
れると僚かずつでも減少するためと想像されるミこのような現象を説明できるような弾性的性質について
の資料がないので今のところ l 切らかでない。
木材の乾燥 rl~ において各部分に生ずる歪みが求められればその部分の弾性係数が分るとそこにはたらい
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林業司験場研究報告
58 ー
第 77 号
ているr.c力を計算することができる}とくに p 表面に生ずる木別には角の引張応力がその材の号 l張強さよ
り大きくなると当然表面倒れを生ずるので，このような状践に五らしめる乾燥条件は適当でないことにな
る
このような見方はたしかに乾燥スケジユ{ルをむためる場合のーつの手がかりになると考えられるので
ぜひこの方面の研究が今後発迷することを望みたい、しかし弾性係数は温度や含水率によって著しい影響
をうけるがこれらの関係はほとんど明らかにされておらず，しかも乾燥進行中の木材の含水率や温度を求
めることも困難であるので，乾燥中に生じている底力を計算することは実際にはまだきわめてむずかしい、
しかし p 室温で長時間放置しておいた材料では，弾性的性質さえ 11月らかであれば，温度や含水率の測定も
容易であり，応力分布の計算も可能である。このような試みが今後のこの方面の発達に何らか役にたてば
と思い，ここにその結果:を附記しておく c
にそれぞれ 10 ，
77 日およびム
温度 125 0 F ，
1
4
0'F にて乾燥したものをほぼ 80 0 F の室温中
14 , 28 日開放置しておいて，巾と同じ方法で切断して歪みと水分分布
を測定した合水率に応ずる附係れが分ると
p= ヂ .E によってその部分の底力 P が計算さ
れる c，しかし， oak に対する各含 7K率 tこ応ずる弾性係数の関係は 11fJらかでない v このような関係について
はただ Greenhil ]3)の Beech に対する結果があるにすぎないので p
ここではこの値を用いて計算してみ
た c この結果は第 26 ， 27 図に示したごとくで，各点を平滑なf1ll 線でむすんで表面へ挿外するとその部分
に生じている引張尽力を求めることができる。この結果表国[にはかなりの応力が生じており， 1先住の引張
強さの値から考えると|珂らかに比例限応力以上で破壊されうる純度の応力がはたらいているようである ω
また，通常考えられることは，この応力の値は時間の縦14 とともに減少するようにみえるが， 140υF の場
合には必ずしもそうではなく
28 日目が最も大きくなっていたっその則自は明らかでない
この結果から実用と考えられることは p
たりすると必ず反ることである
このような応力分布をもっている板を薄く切ったり p 鈎で削っ
したがって，これを防く‘ために乾燥終了時に調湿をすることが考えられ
るが p その効果がはたしてどれほどあるかは今後の研究にまたなければならないこ
4.
むすび
本実験の結果によって，空気の温度が高くなると木材水分の蒸発に対する空気条件を同じにたもっても
木材中の水分移動性は大きくなり，乾燥速度も平くなることを知った。このことは木材乾燥において温度
を高くすれば，
乾燥時1ft!が短くなり換作の点では有利なわけである υ
しかし，乾燥のヰ叫切に表面のとこ
ろで生ずる引張応力は温度が高いと早くその最大値;こ達するので，探1'1' の上からはとくに t湿度を正確にす
るように注意しなければならない
さもなければこの時期において表面割れ，木口割れをおこ寸おそれが
ある。
温度 125"F~140υF では乾燥開始後 1~2 日中にこの最大張力をうけるので，
燥の困難な樹種にあってはこの注意が必要である l
とくに比重の大きい乾
したがって，このような樹種に対しては乾燥の初期に
温度を高くしない方が有利ではないかと思われる 1
また，中心部では乾燥の末期に近くなると引E反応力が生じ，その最大値もかたり大きくなるばかりでな
く，この時期の中心部の含水率はまだ繊維飽和点|付近か，それよりやや高くて木材自体の引張強度も決し
て大きくないので煉作上は注意をしなければならない時期であるへとくに温度が高くなると木材の引張強
度も著しく低下するのでなおさらである、したがって乾燥末期において中心部の含水率が繊維飽和点以下
になるのをまって乾燥条件をきびしくするのが安全といえよう c さもなければ末期におし、てもなお内部割
木村の水分移動性および乾燥「ドに生ずる歪みの温度による影料
5
9
〔小倉〉
れの発生する危険がある。
以上この簡単な実験でえた結果から操作上の問題に言及してむすびとする c 木材乾燥の重量認題である
スケジ、ユーんの決定はもとより乾燥室自体の習怖を考えなければならないが，この点をのぞき木材の乾燥
に対する特性からスケジユ{ルを決める場合だけを考えてみても，スケジューノしはただ木材の水分移宣言A主
からだけでは決定されるものではなし乾燥にともなう歪み，その発主経j0J，さらに朔性(I'J性質などを考
慮してìJとめなければならない。この実験が今後におけるこの方面の研究に多少とも役だてば望外の幸せで
ある
附録
(Appendix)
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林業試 lliít場研究報;奇第 54 号に発表した木材の乾燥機構に関する研究第 6 報水分拡散方程式の解におい
て計算に梨りがあったのでここに訂正をする点。
水分拡散方程式の解
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1I
(i)恒率乾燥時
Constant r
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とおき ，
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* この誤りを指摘し助言を与えられた島根農科大学大草克己氏;こ謹んで訪f立を表す。
(11)
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林業試験場研究報告第 77 号
60 ー
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したがって ，
あるために平均含水率 U III の減少速度はやは ，)指数的になるためいわゆる恒率乾燥式を示す式としては不
合理になるわけである 2 木材 j乾燥の経過はー般に指数曲線であるが p 恒率乾燥の部分は全経泊のごく初期
であり，この部分は一直線とみなければならない
また全経ì0Jからみて，この部分は近似的には、直線とみて
も差支えないので (13) 式の指数の項をある点 tl にお!ナる接線の式にかえた。
すなわち，
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明は無|浪大に近い{直にもなりうるし， /.K分分布を示す式としては不合加になる。ここではこれらの式なた
だ実験玉引甘意味において水分分布を示し，かつ K2 の lìj~ を算出できることが望ましい
項をただ (23) 式とみなしただげの式でも ，
布を示すことができるので
実験的には B の
K 士の{直が適当であれ :fì11 1J定した水分分布とよく合致した分
K2 をゴとめる計算の便宜上，数学的には問題があるにしても，ここで :1 B の
項に (23) 式を用い，次のごとく簡単なものに省略した式をもって，実験式的な水分分布を示すものとし
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の{直が時間とともに!f化する聞は第一減率乾燥時であれす
でに外 VJ 空気条件;こ平衡に達して斐化しなくなった時:工第二減率乾燥を示すものである τ
また，平均含水率 U I/I ~土次のごとくなり， 日川を知れば K2 を計算することができる J
- 62-
林業開験場研究報告ー
第 77 号
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林業試験場研究報告第 77 号
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林業試験場研究報告第 77 号
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