JP2009061615A

JP2009061615A - 竹材を用いたシート素材

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Publication number: JP2009061615A
Application number: JP2007229689A
Authority: JP
Inventors: Akio Takeda; 明夫竹田
Original assignee: TAKEDA MOKUZAI KOGYOSHO KK; TEKUNOOTO KK
Current assignee: TAKEDA MOKUZAI KOGYOSHO KK; TEKUNOOTO KK
Priority date: 2007-09-05
Filing date: 2007-09-05
Publication date: 2009-03-26

Abstract

【目的】軽量で大型のものを安価に得ることができるという利点を残しつつ、より強くなった竹材を用いたシート素材を提供することを目的としている。
【構成】短冊状の竹材510 を厚さ方向に積層してなる竹積層材520 をシート状にスライスして形成した３枚の竹材シート100A,100B,100Cと、柔軟性を有するベースシート材200 とを有する竹材を用いたシート素材であって、前記３枚の竹材シート100A,100B,100Cのうち、ベースシート材200 の一面に積層される第１の竹材シート材100Aは、ベースシート材200 の他面に積層される第２の竹材シート材100B及び前記第１の竹材シート材100Aに積層される第３の竹材シート材100Cとは、その繊維方向が異なっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、壁紙等の内装材や各種の構造材として使用される竹材を用いたシート素材に関する。

従来、物を構成する材料として、金属材料、無機材料、プラスチック材料、木材等がある。また、最近では無機材料とプラスチック材料を組み合わせた複合材として、軽くて強度のあるカーボンファイバーや、グラスファイバー等が開発されて、様々な分野に利用されている。

しかしながら、金属材料やプラスチック材料の製造では莫大なや電力や火力が必要となり地球温暖化の原因となっている。また、プラスチック材料の使用は廃材となった時の処理において地球環境の悪化が懸念されている。
木材に於いては森林の伐採で自然森林が減少し人類生存にとって誠に重大な問題となっている。
カーボンファイバーなどにおいては軽くて強度も有りすばらしい素材であるが、製造に手間とコストがかかり、また廃材となったときの処理にも問題がある。
かかる問題を対決するものとして、竹材成長の速さ（管理された竹林であれば５年で利用可能な竹材を得ることができる。）や竹材の持っている強度のある性質や、自然にやさしい性質に着目した竹材を用いたシート素材がある。

この種の竹材を用いたシート素材としては、図４に示すようなものがある。すなわち、和紙からなるベースシート材２００に、竹材シート１００を積層したものである。ここで、竹材シート１００は、図３に示すように、短冊状の竹材５１０を厚さ方向に積層して竹積層材５２０を構成し、この竹積層材５２０をシート状にスライスして形成したものである。

また、この種のシート素材ではないが、特許文献１に示すように、竹を表面材として使用した積層板がある。

特開２００５−１０３９１６

しかしながら、図４に示すようなシート素材は、竹材シート１００の繊維方向（図４における矢印Ｘ方向）に対して直交する方向に引っ張り力が加わると簡単に裂けてしまうことがあった。また、竹材シート１００の繊維方向（図４における矢印Ｘ方向）に沿った方向に剪断力が加わると簡単に裂けてしまう。
この種の竹材を用いたシート素材は、軽量で大型のものが安価に得られるため、内装材のみならず、構造材として用いられることもある。
しかし、強度的に不安があるため、例えば、人力飛行機の翼部等の構造材として利用することは困難であった。

本発明は、上記事情に鑑みて創案されたもので、軽量で大型のものを安価に得ることができるという利点を残しつつ、より強くなった竹材を用いたシート素材を提供することを目的としている。

本発明に係る竹材を用いたシート素材は、短冊状の竹材を厚さ方向に積層してなる竹積層材をシート状にスライスして形成した３枚の竹材シートと、柔軟性を有するベースシート材とを有する竹材を用いたシート素材であって、前記３枚の竹材シートのうち、ベースシート材の一面に積層される第１の竹材シート材は、ベースシート材の他面に積層される第２の竹材シート材及び前記第１の竹材シート材に積層される第３の竹材シート材とは、その繊維方向が異なっている。

また、前記第２の竹材シート材と、第３の竹材シート材とは、繊維方向が同じに設定されている。

さらに、前記第１の竹材シート材と、前記第２の竹材シート材及び前記第３の竹材シート材とは、繊維方向が９０度異なっている。

また、本発明に係る他の竹材を用いたシート素材は、短冊状の竹材を厚さ方向に積層してなる竹積層材をシート状にスライスして形成した２枚の竹材シートと、柔軟性を有するベースシート材とを有する竹材を用いたシート素材であって、前記２枚の竹材シートのうち、ベースシート材の一面に積層される第１の竹材シート材は、ベースシート材の他面に積層される第２の竹材シート材とは、その繊維方向が異なっている。

前記第１の竹材シート材と、前記第２の竹材シート材とは、繊維方向が９０度異なっている。

本発明に係る竹材を用いたシート素材は、３枚の竹材シートのうち、ベースシート材の一面に積層される第１の竹材シート材は、ベースシート材の他面に積層される第２の竹材シート材及び前記第１の竹材シート材に積層される第３の竹材シート材とは、その繊維方向が異なっているので、従来のものよりあらゆる方向からの力について強度が増している。しかも、軽量で大型のものが安価に得られる。

また、前記第２の竹材シート材と、第３の竹材シート材とは、繊維方向が同じに設定されたり、記第１の竹材シート材と、前記第２の竹材シート材及び前記第３の竹材シート材とは、繊維方向が９０度異なっていると、その製造が容易である。すなわち、繊維方向は肉眼で確認できるが、例えば、１５度方向が異なるというようにすると、角度の確認を治具等を用いて行う必要があるが、同じ方向や９０度異なる方向であれば、治具等を用いずとも簡単に確認できるためである。

さらに、本発明に係る他の竹材を用いたシート素材では、短冊状の竹材を厚さ方向に積層してなる竹積層材をシート状にスライスして形成した２枚の竹材シートと、柔軟性を有するベースシート材とを有する竹材を用いたシート素材であって、前記２枚の竹材シートのうち、ベースシート材の一面に積層される第１の竹材シート材は、ベースシート材の他面に積層される第２の竹材シート材とは、その繊維方向が異なっているので、３枚の竹材シートを用いるものより、より軽量とすることができるし、製造も容易である。

これらの竹材を用いたシート素材は、例えば、建築用構造材、内外装材、家具用構造材、表面材、模型及び工作用のクラフト素材、自動車、電車、航空機、ボート等のフレーム構造材、自動車、電車、航空機、ボート等の内外装に使用される表面材等に使用することができる。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る竹材を用いたシート素材の概略的斜視図、図２は本発明の第２の実施の形態に係る竹材を用いたシート素材の概略的斜視図、図３は本発明の実施の形態に係る竹材を用いたシート素材に用いられる竹材シートの製造工程を示す概略的説明図である。
なお、作図の都合上、各図における各部の寸法、特に厚さ方向の寸法は誇張されている。

本発明の第１の実施の形態に係る竹材を用いたシート素材１０００は、図１や図３に示すように、短冊状の竹材５１０を厚さ方向に積層してなる竹積層材５２０をシート状にスライスして形成した３枚の竹材シート１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃと、柔軟性を有するベースシート材２００とを有する竹材を用いたシート素材であって、前記３枚の竹材シート１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃのうち、ベースシート材２００の一面に積層される第１の竹材シート材１００Ａは、ベースシート材２００の他面に積層される第２の竹材シート材１００Ｂ及び前記第１の竹材シート材１００Ａに積層される第３の竹材シート材１００Ｃとは、その繊維方向が異なっている。

まず、竹積層材５２０は、図３に示すように、竹５００を直径方向に分割して得た短冊状の竹材５１０を厚さ方向に積層したものである。なお、竹を直径方向に分割しただけのものは、その断面が略扇状になっているため、厚さ方向に積層することができない。よって、竹材５１０は、図３（Ｂ）に示すように、竹を直径方向に分割しただけのものを、その断面が矩形状となるように周囲をカットすることで得る。図３（Ｂ）ではカットされた部分が破線で示されている。

各竹材５１０は、例えば、酢酸ビニル系の接着剤を使用して厚さ方向に積層して、竹積層材５２０とする（図３（Ｃ）参照）。各竹材５１０を積層する際には、図３（Ｃ）に示す矢印Ｙ方向に圧力を加えて各竹材５１０が強固に結合するようにする。

このようにして構成された竹積層材５２０をシート状にスライスして竹材シート１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃを形成する。この竹材シート１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの厚さは、例えば、０．２５ｍｍ程度とする。

ベースシート材２００としては、例えば、厚さが０．１ｍｍ程度の薄手の和紙や不織布等が適している。
なお、前記竹材シート１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃは、現在の既存の技術では、幅が３００ｍｍ程度、長さが２４００ｍｍ程度のものが限度であり、これより大きなものを製造することは非常に困難である。
このため、ベースシート材２００を用いることによって、竹材シート１００Ａ等より大きな竹材を用いたシート素材１０００を製造することが可能となる。すなわち、複数の竹材シート１００Ａを並列的に並べることでより大きな竹材を用いたシート素材１０００とするのである。

第１の竹材シート１００Ａに、例えば、酢酸ビニル系の接着剤を使用してベースシート材２００を積層する。その後、第１の竹材シート１００Ａとベースシート材２００とが積層されたものを、第２の竹材シート１００Ｂと第３の竹材シート１００Ｃとでサンドイッチするようにして、第２の竹材シート１００Ｂと第３の竹材シート１００Ｃとを積層する。

この際、第１の竹材シート１００Ａの繊維方向（図１における矢印Ｘ方向）は、第２の竹材シート１００Ｂと第３の竹材シート１００Ｃとの繊維方向（図１における矢印Ｙ方向）と９０度異なるようにする。また、第２の竹材シート１００Ｂの繊維方向と第３の竹材シート１００Ｃの繊維方向とは同一にする。

このようにして構成された竹材を用いたシート素材１０００は、第２の竹材シート１００Ｂ及び第３の竹材シート１００Ｃの繊維方向に沿った方向、すなわち第１の竹材シート１００Ａの繊維方向に直交する方向にはある程度の柔軟性をもって変形させることができるようになっている。

このように構成された竹材を用いたシート素材１０００には次のような利点がある。
（１）縦横いずれの方向にも強度がある。例えば、孟宗竹を素材として用いた竹材を用いたシート素材１００の引っ張り強度は、約１５ｋｇ／ｍｍ²となっている。
（２）常温でもしなやかなので、曲げ加工が非常に用意である。
（３）曲げた状態の竹材を用いたシート素材１０００に対して、１００℃以上の温度を一定時間加える事により、曲げ形状を保つ事ができる。
（４）しかも、通常のはさみ等で切断が容易にできる。
（５）上述の（２）及び（３）の性質があるため、この竹材を用いたシート素材１０００を型等に入れて加熱し、複数枚接着積層することにより、どのような形状の物も製作可能となる。
（６）上述の（５）の方法で接着積層した物の強度は非常に強く、また、重量は鉄の約１／１０、アルミニウムの約１／３、カーボンファイバーの約１／２．５程と非常に軽量である。

この竹材を用いたシート素材１０００には、上述した（１）〜（６）の様な特徴があるため、必要強度にあわせて複数枚接着積層すれば、建築用構造材、内外装材、家具用構造材、表面材、模型及び工作用のクラフト素材、自動車、電車、航空機、ボート等のフレーム構造材、自動車、電車、航空機、ボート等の内外装に使用される表面材等として様々に利用することができる。

上述した第１の実施の形態に係る竹材を用いたシート素材１０００では、第１の竹材シート１００Ａ、第２の竹材シート１００Ｃ、第３の竹材シート１００Ｃの合計３枚を使用しているが、次に示すような本発明の第２の実施の形態に係る２枚の竹材シート１００Ａ、１００Ｂを用いた竹材を用いたシート素材２０００であってもよい。
すなわち、図２に示すように、第２の実施の形態に係る竹材を用いたシート素材２０００は、短冊状の竹材５１０を厚さ方向に積層してなる竹積層材５２０をシート状にスライスして形成した２枚の竹材シート１００Ａ、１００Ｂと、柔軟性を有するベースシート材２００とを有する竹材を用いたシート素材であって、前記２枚の竹材シート１００Ａ、１００Ｂのうち、ベースシート材２００の一面に積層される第１の竹材シート材１００Ａは、ベースシート材２００の他面に積層される第２の竹材シート材１００Ｂとは、その繊維方向が異なっている。

そして、この竹材を用いたシート素材２０００において、第１の竹材シート１００Ａの繊維方向（図２における矢印Ｘ方向）は、第２の竹材シート１００Ｂの繊維方向（図２における矢印Ｙ方向）とは９０度異なっている。

すなわち、この第２の実施の形態に係る竹材を用いたシート素材２０００は、第１の実施の形態に係る竹材を用いたシート素材１０００から第３の竹材シート１００Ｃを除いたものである。
この第２の実施の形態に係る竹材を用いたシート素材２０００では、第３の竹材シート１００Ｃが存在しないために、第３の竹材シート１００Ｃ及びこれを積層する際に使用される接着剤の重量分だけ軽量化を図ることができる。

しかも、第１の竹材シート１００Ａと第２の竹材シート１００Ｂとの繊維方向は、９０度異なっているために、第１の実施の形態に係る竹材を用いたシート素材１０００より柔軟性に富んでいる。しかし、第１の竹材シート１００Ａと第２の竹材シート１００Ｂとの繊維方向が、９０度異なっているために、強度の点では従来のものより強固になっている。

また、第１の実施の形態係る竹材を用いたシート素材１０００では、第１の竹材シート１００Ａの繊維方向は、第２の竹材シート１００Ｂ及び第３の竹材シート１００Ｃの繊維方向とは９０度異なっているとしたが、４５度等の他の角度であってもよいことはいうまでもない。

また、第２の実施の形態係る竹材を用いたシート素材２０００でも、第１の竹材シート１００Ａの繊維方向は、第２の竹材シート１００Ｂの繊維方向とは９０度異なっているとしたが、４５度等の他の角度であってもよいことはいうまでもない。

本発明の第１の実施の形態に係る竹材を用いたシート素材の概略的斜視図である。本発明の第２の実施の形態に係る竹材を用いたシート素材の概略的斜視図である。本発明の実施の形態に係る竹材を用いたシート素材に用いられる竹材シートの製造工程を示す概略的説明図である。従来のこの種の竹材を用いたシート素材の概略的斜視図である。

符号の説明

１００Ａ第１の竹材シート
１００Ｂ第２の竹材シート
１００Ｃ第３の竹材シート
２００ベースシート材

Claims

短冊状の竹材を厚さ方向に積層してなる竹積層材をシート状にスライスして形成した３枚の竹材シートと、柔軟性を有するベースシート材とを有する竹材を用いたシート素材において、前記３枚の竹材シートのうち、ベースシート材の一面に積層される第１の竹材シート材は、ベースシート材の他面に積層される第２の竹材シート材及び前記第１の竹材シート材に積層される第３の竹材シート材とは、その繊維方向が異なっていることを特徴とする竹材を用いたシート素材。
前記第２の竹材シート材と、第３の竹材シート材とは、繊維方向が同じであることを特徴とする請求項１記載の竹材を用いたシート素材。
前記第１の竹材シート材と、前記第２の竹材シート材及び前記第３の竹材シート材とは、繊維方向が９０度異なっていることを特徴とする請求項２記載の竹材を用いたシート素材。
短冊状の竹材を厚さ方向に積層してなる竹積層材をシート状にスライスして形成した２枚の竹材シートと、柔軟性を有するベースシート材とを有する竹材を用いたシート素材において、前記２枚の竹材シートのうち、ベースシート材の一面に積層される第１の竹材シート材は、ベースシート材の他面に積層される第２の竹材シート材とは、その繊維方向が異なっていることを特徴とする竹材を用いたシート素材。
前記第１の竹材シート材と、前記第２の竹材シート材とは、繊維方向が９０度異なっていることを特徴とする請求項４記載の竹材を用いたシート素材。