JP2011183667A - Laminated plastically processed wood - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表層部分に圧密成形加工木材を使用した積層塑性加工木材に関するものであり、特に、製品化後の木材の周囲環境条件の変化における寸法形状安定性を損なうことなく優れた耐衝撃性・耐摩耗性・表層硬度を得ることができ、傷跡や凹みが極めて付き難い積層塑性加工木材に関するもので、ハイヒール等の履物による集中荷重や衝撃荷重を受ける床材等としても利用することができるものである。 The present invention relates to a laminated plastically processed wood using a compacted processed wood for the surface layer portion, and in particular, excellent impact resistance without impairing the dimensional shape stability in the change in the ambient environmental conditions of the wood after commercialization.・ Abrasion resistance and surface hardness can be obtained, and it is related to laminated plastic-processed wood that is extremely resistant to scars and dents. It can also be used as a flooring that receives concentrated loads and impact loads from footwear such as high heels. Is.
従来、木材の樹種として、例えば、スギ材のように低密度で硬度が不足しているものにあっては、圧縮して高密度化すれば実用に耐え得る硬度が得られることが知られている。
ここで、木材を圧縮して高密度化することは元の木材の体積を低下することを意味している。一方で、木材の価格は一般に、元の木材の体積を基準として流通している。また、上記木材の圧密加工にかかる種々の費用を加味して算出される価格は、体積の低下に見合うだけの付加価値が認められないことに起因して余り高く設定できない。このため、このように圧縮して高密度化された木材は、圧縮が施されていない木材との組み合わせによる積層構造として製品化されることが多く、例えば、腰板やテーブルの天板等の構造体の特に表層部分を構成していた。
Conventionally, as wood species, for example, those with low density and insufficient hardness, such as cedar, it is known that hardness that can withstand practical use can be obtained by compressing and densifying. Yes.
Here, compressing and densifying wood means reducing the volume of the original wood. On the other hand, the price of timber is generally distributed based on the volume of the original timber. In addition, the price calculated taking into account various costs related to the compacting of the wood cannot be set too high due to the fact that the added value corresponding to the decrease in volume is not recognized. For this reason, wood compressed and densified in this way is often commercialized as a laminated structure in combination with uncompressed wood, for example, a structure such as a waist plate or a table top plate. Consists of the surface layer part of the body.
そして、これに関連するものとして、例えば、特許文献1に示されるような圧密化処理(塑性加工)をしない内層材に圧密化処理(塑性加工)をした表層材が接着されてなる積層材(積層塑性加工木材)が挙げられる。 And as a thing relevant to this, for example, a laminated material in which a surface layer material subjected to consolidation (plastic processing) is bonded to an inner layer material not subjected to consolidation (plastic processing) as shown in Patent Document 1 ( Laminated plastic processed wood).
ところが、この種の従来の積層塑性加工木材は、何れも、学校校舎や体育館等の公共施設や住宅向け等の内装用の床材、腰板材、屋内家屋材、住宅用外装材等に以前から使用されていた広葉樹のナラ材やカバ材等に代わるものとして、即ち、それ程高い硬度が要求されないこれらの用途に利用されることを目的として開発が行われており、広葉樹のナラ材やカバ材等と同等くらいまたは少し高めの表面硬度が得られるくらいにスギ材等の針葉樹からなる表層材が圧縮してあれば十分であるとされていた。
そして、圧密化されることの多いスギ材等においてはそれ以上の圧縮を要求しても、圧縮に応じて硬度が連続的に推移する程度で高い硬度に達成することは到底困難であると考えられ、更には、圧縮に従い周囲環境条件の変化による寸法変化率(収縮率及び膨張率)が大きくなっていって寸法形状安定性が大きく損なわれるという不具合も懸念されていた。これらのことから、高度の高い圧縮については、コスト面や塑性加工のし易さの観点と合わせると実用的でないとして検討もなされていなかった。
そこで、本発明者らが確認したところによれば、この種の従来の積層塑性加工木材は何れも、その表層部分(表層材)の気乾比重が約0.7〜0.9で、稀にみる気乾比重でも最大で1.05未満となっており、また、表層部分(表層材)が主に針葉樹で形成されることが多かった。
なお、基本的に、従来においては、上記表面硬度を得るための尺度が圧縮率となっていたが、樹種ごとで空隙率がまちまちであることから、圧縮率を基準尺度としたものでは必ずしも一義的に所望する硬度が得られなかった。
However, this type of conventional laminated plastic-processed wood has been used for public buildings such as school buildings and gymnasiums, flooring materials for interiors such as residential buildings, waistboard materials, indoor house materials, and housing exterior materials. It is being developed as an alternative to the hardwood oak and birch materials that have been used, that is, for use in these applications where high hardness is not required. It has been said that it is sufficient that the surface layer material made of coniferous trees such as cedar is compressed to obtain a surface hardness equivalent to or slightly higher than the above.
And in cedar materials that are often consolidated, it is considered difficult to achieve high hardness to such an extent that the hardness continuously changes according to compression even if more compression is required. Furthermore, there is a concern that the dimensional change rate (shrinkage rate and expansion rate) due to changes in ambient environmental conditions increases with compression, and the dimensional shape stability is greatly impaired. For these reasons, high-level compression has not been studied as impractical in terms of cost and ease of plastic working.
Accordingly, the present inventors have confirmed that any conventional laminated plastic processed wood of this type has an air-dry specific gravity of about 0.7 to 0.9, and is rare. The maximum air-drying specific gravity was less than 1.05, and the surface layer portion (surface layer material) was often mainly composed of conifers.
Basically, in the past, the scale for obtaining the surface hardness was the compression ratio. However, since the porosity varies depending on the tree species, it is not necessarily unique if the compression ratio is used as a standard scale. The desired hardness could not be obtained.
ところが、近年、木材が持つ温かみや癒し効果等が見直されていることから、頻繁にハイヒール等の履物による集中荷重や衝撃荷重を多く受けることになる飲食店やショッピングモール等の商業施設や今流行の社交ダンス場等の床材にも木材を使用したいという要望が増えてきている。そして、これらに対応するため、広葉樹の中でも特に硬度が高いウリン材、セランガンバツ材やイペ材等を使用した床材が実用化されている。しかし、これら硬度が高い広葉樹からなる木材は、その数が少なく、将来的に伐採等が制限される可能性があることから、これらに代わる木質材が望まれている。
一方、従来の積層塑性加工木材では、木材の表面における硬度・耐摩耗性・耐衝撃性がかなり不足していて上記集中荷重や衝撃荷重による傷跡や凹みが付き易いことから対応できない。
However, in recent years, the warmth and healing effects of wood have been reviewed, and commercial facilities such as restaurants and shopping malls that are frequently subjected to concentrated loads and impact loads due to footwear such as high heels are now popular. There is an increasing demand to use wood for flooring at ballroom dance halls. And in order to respond | correspond to these, the flooring using the urine material, selangan butterfly material, ipe material etc. which are especially hard among hardwood has been put into practical use. However, since the number of these hardwood hardwoods is small and there is a possibility that cutting and the like will be limited in the future, wood materials that can replace them are desired.
On the other hand, conventional laminated plastic-processed wood cannot cope with the problem because the hardness, wear resistance, and impact resistance on the surface of the wood are considerably insufficient, and scars and dents due to the concentrated load and impact load are easily attached.
そこで、本発明は、積層された木材の表層部分において傷跡や凹みが極めて付き難く、長時間意匠面を良好に維持することができると共に、ハイヒール等の履物による集中荷重や衝撃荷重を受ける床材等にも耐用できてその用途を拡大でき、しかも、製品化後に周囲環境条件の変化を受けた場合における寸法形状安定性を損なうことのない積層塑性加工木材の提供を課題とするものである。 Therefore, the present invention is a flooring material that is hardly subject to scars and dents in the surface layer portion of the laminated wood, can maintain a good design surface for a long time, and receives concentrated load or impact load from footwear such as high heels. It is an object of the present invention to provide a laminated plastically processed wood that can be used in a wide range of applications and can be used for a wide range of applications, and that does not impair dimensional shape stability when subjected to changes in ambient environmental conditions after commercialization.
請求項1の積層塑性加工木材は、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体が圧縮され、塑性加工されて気乾比重を1.05以上とした表層材の片面側を内層材に接合したものである。
なお、上記気乾比重とは、木材を大気中で乾燥した時の比重で、通常、含水率15%の時の比重で表すものであり、木材を乾燥させた時の重さと同じ体積の水の重さを比べた値である。数値が大きいほど重く、小さいほど軽いことを表す。例えば、自然物の黒檀は0.85〜1.04、紫檀は1.03程度で、国産或いは国内でよく使用される材木のヒノキは0.44、カラマツは0.50、ドドマツは0.44、 キリは0.25、クリは0.60、ブナは0.65、ナラは0.58、カバは0.60、イタジイは0.61、カリン0.61、アピトンは0.72、ファルカタは0.27、マラパパイヤは0.50、グメリナは0.45、ゴムは0.64、イエローポプラは0.45、イタリアポプラは0.35、ユーカリは0.75、カユプティは0.75、アカシアマンギウムは0.63程度である。
The laminated plastic processed wood according to
The air dry specific gravity is the specific gravity when the wood is dried in the air, and is usually expressed by the specific gravity when the moisture content is 15%, and water having the same volume as the weight when the wood is dried. It is the value which compared the weight of. The larger the value, the heavier, the smaller the lighter. For example, natural ebony ebony is 0.85 to 1.04, shidan is about 1.03, Japanese cypress cypress is 0.44, larch 0.50, dodomatsu 0.44, Kiri is 0.25, chestnut is 0.60, beech is 0.65, oak is 0.58, hippopotamus is 0.60, weasey is 0.61, karin 0.61, apito is 0.72, falkata is 0 .27, Malapapaya 0.50, Gumelina 0.45, Rubber 0.64, Yellow Poplar 0.45, Italian Poplar 0.35, Eucalyptus 0.75, Cayuputi 0.75, Acacia Mangi Umm is about 0.63.
ところで、上記表層材は、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体にほぼ均一に圧縮が加えられ塑性加工されたことで気乾比重が1.05以上となったものである。上記木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮とは、木材の木口面に対する並行方向に加熱圧縮して少なくとも木口面の面積を小さくすることを意味する。なお、上記木材の木目の長さ方向とは木材の繊維方向のことであり、上記木材の木目の長さ方向に対する垂直方向とは、木材の柾目方向(接線方向)または木材の柾目方向(接線方向)のことである。木材が板目方向(半径方向、放射方向)に圧縮されるかまたは柾目方向(接線方向)に圧縮されるかという加熱圧縮の方向性は木材の種類等が考慮されて選定されるが、加熱圧縮の際における目割れが少なくて済み、また、製品化の周囲環境条件における寸法変化率が小さい方向に加熱圧縮されるのが好ましい。
また、上記厚み全体がほぼ均一の圧縮率となる塑性加工は、例えば、木材の含水率を厚み全体でほぼ均一となるように設定し、所定の条件で加熱圧縮することによって形成することができる。なお、このときの所定の条件となる温度、圧力、時間、圧縮スピード等については、樹種や含水率等をパラメータとして予め実験等によって決定される。また、通常、厚みは1〔mm〕乃至5〔mm〕程度に設定されるが、厳格に1〔mm〕乃至5〔mm〕に特定するものではなく、概略1〔mm〕乃至5〔mm〕程度であればよい。
By the way, the above-mentioned surface layer material has an air-drying specific gravity of 1.05 or more because it is subjected to plastic processing almost uniformly over the entire thickness by heat compression in a direction perpendicular to the length direction of the wood grain. It is a thing. The heat compression in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain means that at least the area of the mouth end surface is reduced by heat compression in the direction parallel to the end face of the wood. The length direction of the wood grain is the fiber direction of the wood, and the direction perpendicular to the length direction of the wood grain is the wood grain direction (tangential direction) or the wood grain direction (tangent line). Direction). Whether the wood is compressed in the direction of the grain (radial direction, radial direction) or in the direction of the grid (tangential direction) is selected in consideration of the type of wood, etc. It is preferable that cracks are reduced during compression, and the heat compression is performed in a direction in which the rate of dimensional change in the ambient environmental conditions for product production is small.
Moreover, the plastic working in which the entire thickness has a substantially uniform compression rate can be formed by, for example, setting the moisture content of the wood to be substantially uniform over the entire thickness and heating and compressing under predetermined conditions. . Note that the temperature, pressure, time, compression speed, and the like, which are predetermined conditions at this time, are determined in advance through experiments or the like using tree species, moisture content, and the like as parameters. Further, the thickness is usually set to about 1 [mm] to 5 [mm], but is not strictly limited to 1 [mm] to 5 [mm], and is generally 1 [mm] to 5 [mm]. Any degree is acceptable.
ここで、上記気乾比重の1.05以上とは、本発明者らが、鋭意実験研究を重ねた結果、多少のばらつきが存在するが、木材を高圧縮して気乾比重を0.8以上としたものでは、製品化後の周囲環境条件の変化における含水率1%当たりの寸法変化率が増大しなくなり、木材を更に高圧縮して気乾比重を1.05以上にすると、硬度・耐摩耗性・耐衝撃性が顕著に向上し、傷跡や凹みが極めて付き難くなりハイヒール等の履物による集中荷重や衝撃荷重を受ける床材等にも利用できることを見出し、この知見に基づいて設定されたものである。更に、木材を高圧縮して気乾比重を、更に、1.1以上にすると、硬度・耐摩耗性・耐衝撃性が顕著に向上し、より、製品のばらつきが少なくなり物性的安定性が増す。
なお、上記表層材の気乾比重は、最終的には、樹種や、コストや、必要とされる硬度・耐摩耗性・耐衝撃性等を考慮して設定されるが、気乾比重を大きくするために圧縮率を余りに高くすると木材を構成する繊維が破壊されてクラックが生じ商品性が失われることになるから、高圧縮によりクラックが発生する直前に測定される気乾比重の値が最大値となる。因みに、本発明者らの実験研究によれば、上記表層材としてスギ材を用いた場合には約1.2、イエローポプラ材を用いた場合には約1.3が上記気乾比重の上限であることが判明している。したがって、本発明における気乾比重の最大値は、樹種等によって決定される有限値である。
Here, the above-mentioned air-dry specific gravity of 1.05 or more means that the present inventors have conducted extensive experimental research, and as a result, there is some variation, but the wood is highly compressed and the air-dry specific gravity is 0.8. With the above, the dimensional change rate per 1% of moisture content does not increase due to changes in ambient environmental conditions after commercialization, and when the wood is further compressed to an air-dry specific gravity of 1.05 or higher, It has been found based on this finding that the wear resistance and impact resistance are remarkably improved, scars and dents are extremely difficult to attach, and it can also be used for flooring that receives concentrated loads and impact loads from footwear such as high heels. It is a thing. Furthermore, if the wood is highly compressed and the air-drying specific gravity is further increased to 1.1 or more, the hardness, wear resistance, and impact resistance are remarkably improved, and the product variation is reduced and the physical stability is reduced. Increase.
The air-drying specific gravity of the above-mentioned surface material is ultimately set in consideration of the tree species, cost, required hardness, wear resistance, impact resistance, etc., but the air-drying specific gravity is increased. Therefore, if the compression rate is too high, the fibers constituting the wood will be broken and cracks will occur, resulting in a loss of merchantability. Value. Incidentally, according to the experimental study by the present inventors, the upper limit of the air-dry specific gravity is about 1.2 when cedar is used as the surface layer material and about 1.3 when yellow poplar material is used. It has been found that Therefore, the maximum value of the air-dry specific gravity in the present invention is a finite value determined by the tree species or the like.
また、上記内層材は、前記表層材と接着剤等の接合手段を介在して一体に接合されるものであり、通常、コスト面から、ラワン合板等の圧密化処理(塑性加工)をしない木材が使用されるが、厚み全体が低密度に塑性加工された木材または両表層もしくは片方の表層のみが高密度に塑性加工された木材を用いてもよい。
なお、上記内層材と前記表層材とをプレス盤等による圧締で接着剤を介して一体に接合する場合には、両者の間に接着剤を均一に塗布した後、圧力ができる限り均等にかかるようにする。なお、このときの両者を締め付ける圧締圧力及び圧締時間は、接着剤の種類や樹種や含水率等をパラメータとして予め実験等によって最適値が設定される。
Further, the inner layer material is integrally bonded with the surface layer material and a bonding means such as an adhesive, and is usually a wood that does not undergo consolidation (plastic processing) such as lauan plywood from the cost aspect. However, it is also possible to use wood whose thickness is plastically processed to a low density or wood whose both surfaces or only one surface layer is plastically processed to a high density.
In the case where the inner layer material and the surface layer material are joined together via an adhesive by pressing with a press board or the like, after the adhesive is uniformly applied between the two, the pressure is as even as possible Do so. Note that the pressing pressure and the pressing time for tightening both at this time are set to optimum values through experiments or the like in advance using the type of adhesive, tree species, moisture content, and the like as parameters.
請求項2の積層塑性加工木材の前記表層材は、スギ材の辺材で構成されるものである。
ここで、上記辺材とは、スギ材の中心部である心材(赤身・赤味)に対して外周部に位置する部分、即ち、幹樹の外周部の淡色の部分のことであり、白太とも呼ばれているところである。そして、上記辺材は、一般的に、心材(赤身・赤味)よりもヤニが少なくなっている。
The surface material of the laminated plastic processed wood according to
Here, the sapwood is a portion located on the outer periphery with respect to the heartwood (red and reddish), which is the center of the cedar, that is, a light colored portion on the outer periphery of the trunk tree. It is also called a fat. And the above-mentioned sapwood generally has less spear than heartwood (red / reddish).
請求項3の積層塑性加工木材は、前記表層材としてスギ材またはイエローポプラ材を用いたもので、入手しやすく加工性に優れた樹種を用いたものである。
なお、上記イエローポプラ(学名:Liriodendron tulipifera)は、別名でハンテンボク、チューリップポプラ、キャナリーホワイトウッド、ユリノキとも呼ばれるものである。
The laminated plastic processed wood according to
The above yellow poplar (scientific name: Liriodendron tulipifera) is also called huntenboku, tulip poplar, canary whitewood, or lily.
請求項4の積層塑性加工木材の前記表層材は、所定の高さからおもりを落下させ衝撃変形による損傷によりその衝撃強度を決定する衝撃試験装置であるデュポン衝撃試験等の衝撃試験において重さ1,000〔g〕、撃芯先端径φ13〔mm〕の重錘を500〔mm〕の高さから落下させたときに形成される圧痕深さが平均で0.5〔mm〕以下であるものである。
The surface material of the laminated plastic processed wood according to
ところで、上記デュポン衝撃試験等の衝撃試験は、前記表層材における耐衝撃性を評価するためのものであり、ここでは、重さ1,000〔g〕、撃芯先端径φ13〔mm〕の重錘を500〔mm〕の高さから落下させたときに形成される圧痕深さを測定することで、その評価を行うものである。そして、圧痕深さが平均で0.5〔mm〕以下とは、ハイヒール等の履物による集中衝撃荷重を受けても傷跡や凹みが極めて付き難く、履物による集中衝撃荷重を受ける床等に利用するのに十分な耐衝撃性を有することを意味する。 By the way, the impact test such as the above-mentioned DuPont impact test is for evaluating the impact resistance of the surface layer material. Here, the weight is 1,000 [g] and the weight of the striker tip diameter is 13 [mm]. The evaluation is performed by measuring the depth of the impression formed when the weight is dropped from a height of 500 mm. Indentation depth of 0.5 mm or less on average means that scars and dents are hardly attached even when subjected to concentrated impact loads by footwear such as high heels, and are used for floors receiving concentrated impact loads by footwear. It means having sufficient impact resistance.
請求項5の積層塑性加工木材の前記表層材は、複数に分割された構造体によって内部空間を形成し、前記内部空間の容積を変化させることによりプレス圧縮自在なプレス盤を用いて、前記内部空間内に載置される前記木材をその木目の長さ方向に対して垂直方向に加熱圧縮し、更に、密閉状態の前記内部空間内に保持し、保持された前記密閉空間内の蒸気圧を制御して固定化することによって厚み全体に圧縮率がほぼ均一に塑性加工されたものである。
The surface layer material of the laminated plastic processed wood according to
ここで、上記プレス盤は、その内部空間の容積を変化させることによりプレス圧縮自在とするものであり、通常、単純に上下に2分割した上下プレス盤構造体、上下プレス盤と枠体とした構造体等、その他の複数の構成体によって構成される。 Here, the press board can be freely compressed by changing the volume of its internal space, and is usually an upper and lower press board structure that is simply divided into two parts in the vertical direction, an upper and lower press board and a frame. It is comprised by other several structures, such as a structure.
請求項6の積層塑性加工木材の前記表層材は、前記木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮の際に、加熱圧縮方向に対する直角方向の変形が拘束されるものである。
The surface layer material of the laminated plastic processed wood according to
ここで、上記加熱圧縮方向に対する直角方向への変形が拘束されるとは、前記木材が木目の長さ方向に対して垂直方向に加熱圧縮され押し潰される際に、加熱圧縮方向、即ち、前記木材の垂直方向に対する直角方向に前記木材の長さが自由に伸長するのが規制されてなることを意味し、通常、前記木材を加熱圧縮する際に、木材の製品としての品質を損なわせない程度の表面精度、かつ、プレス耐強度を有するスペーサを前記木材の加熱圧縮方向に対する直角方向に配置することによって行われる。 Here, the deformation in the direction perpendicular to the heat compression direction is constrained when the wood is heat compressed and crushed in a direction perpendicular to the length direction of the grain, ie, the heat compression direction, that is, the It means that the length of the wood is freely extended in a direction perpendicular to the vertical direction of the wood, and usually does not impair the quality of the wood product when the wood is heated and compressed. It is carried out by arranging a spacer having a degree of surface accuracy and press strength in a direction perpendicular to the heat compression direction of the wood.
請求項7の積層塑性加工木材の前記表層材及び前記内層材は、互いに木目の長さ方向を交差させることなく接合されたもの、即ち、接合面で互いに木目の長さ方向を一致させたものであり、周囲環境条件の変化における寸法変化率が小さい木目の長さ方向を揃えて接合することで、接合面における互いの寸法変化率の差を小さくし、接合面にストレスがかからないようにしたものである。 The surface layer material and the inner layer material of the laminated plastic processed wood according to claim 7 are joined to each other without intersecting the length direction of the grain, that is, the length direction of the grain is made to coincide with each other at the joining surface. By joining together the length direction of the grain with a small dimensional change rate due to changes in ambient environment conditions, the difference in the dimensional change rate at the joint surface is reduced, so that no stress is applied to the joint surface. Is.
請求項8の積層塑性加工木材の前記表層材及び前記内層材は、互いに木目の長さ方向を交差させて接合されたもの、即ち、接合面で互いに木目の長さ方向を交差させたものであり、積層塑性加工木材全体の周囲環境条件の変化における寸法変化率が小さい木目の長さ方向を交差して接合することで、積層塑性加工木材全体の互いの寸法変化率の差を小さくし、全体の一部にのみストレスがかからないようにしたものである。 The surface layer material and the inner layer material of the laminated plastic processed wood according to claim 8 are joined to each other by intersecting the length direction of the grain, that is, the length direction of the grain intersecting each other at the joining surface. Yes, by crossing the length direction of the grain with a small dimensional change rate in the change of the ambient environmental conditions of the entire laminated plastic processed wood, reducing the difference in the dimensional change rate of the entire laminated plastic processed wood, Only a part of the whole is not stressed.
請求項1の積層塑性加工木材によれば、内層材に接合される表層材は、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体が圧縮され、塑性加工されてその気乾比重を1.05以上としたものであるから、表層材における細胞壁を構成する成分の構造がかなり密となり表層材の硬度・耐摩耗性・耐衝撃性が著しく向上し、傷跡や凹みが極めて付き難くなっている。したがって、表層材側を製品表面に用いることで、長時間意匠面を良好に維持できると共に、頻繁にハイヒール等の履物による集中荷重や衝撃荷重を多く受けることになる飲食店やショッピングモール等の商業施設・社交ダンス場等の内装用床材、デッキ材等にも耐用することができ、その用途を拡大することができる。しかも、表層材における細胞壁を構成する成分の構造が密となり細胞壁に結合できる水分子が減少することから、製品化後の周囲環境条件の変化における表層部分の寸法形状変化率が増大することがなく、寸法形状安定性が損なわれることもない。
According to the laminated plastic processed wood of
請求項2の積層塑性加工木材によれば、前記表層材には、スギ材の辺材が使用されることから、請求項1に記載の効果に加えて、比重が1.05以上となるように高圧縮したときのヤ二の表出量を抑制することができる。また、高圧縮による濃色化を抑えることもでき、良好な外観を保持することができる。
According to the laminated plastic processed wood of
請求項3の積層塑性加工木材は、前記表層材としてスギ材またはイエローポプラ材を用いたものであり、スギ材またはイエローポプラ材は入手しやすく加工を施しやすいことから、請求項1に記載の効果に加えて、生産性を向上させることができ、また、低コスト化を図ることができる。殊に、イエローポプラ材は元来の色調が明るいため、前記表層材としてイエローポプラ材を用いた場合には、材料によっては変色するものもあるが、一般に、高圧縮による濃色化を抑制することができ、良好な外観を保持することができる。一方、スギ材は、我が国において広く分布しており、間伐材等を容易に大量に入手することができるため、前記表層材としてスギ材を用いた場合には、環境保全に貢献することができる。
The laminated plastic processed wood of
請求項4の積層塑性加工木材によれば、前記表層材は、所定の高さから、おもりを落下させ衝撃変形による損傷によりその衝撃強度を決定する衝撃試験法、例えば、デュポン衝撃試験法において重さ1,000〔g〕、撃芯先端径φ13〔mm〕の重錘を500〔mm〕の高さから落下させたときに形成される圧痕深さが平均で0.5〔mm〕以下であるから、請求項1乃至請求項3に記載の効果に加えて、ハイヒール等の履物の集中衝撃荷重を受ける床材等に用いるのに十分な耐衝撃性を有しており、傷跡や凹みが一層付き難くなっている。
According to the laminated plastic processed wood of
請求項5の積層塑性加工木材によれば、前記表層材は、複数に分割された構造体によって内部空間を形成し、前記内部空間の容積を変化させることによってプレス圧縮ができるプレス盤を用いて、前記内部空間内に載置される前記木材をその木目の長さ方向に対して垂直方向に加熱圧縮し、更に、密閉状態とした前記内部空間に保持するものである。即ち、前記表層材は、上記プレス盤の面接触によって加熱圧縮され、しかも、上記内部空間の密閉状態で加熱圧縮処理が一定時間保持されるから、効率的に圧縮変形されてなるものであり、また、圧縮解除後の復元力による戻りが抑制されたものである。更に、保持された前記内部空間内の蒸気圧を制御したのち、徐々に解圧し、内部蒸気圧を開放するから、圧縮解除後の内圧による膨らみ変形や、パンクと呼ばれる表面割れが抑制される。故に、請求項1乃至請求項4に記載の効果に加えて、高い品質を確保することができる。また、前記表層材は効率的に圧縮変形されてなるものであるため生産性も良好である。
According to the laminated plastic working wood of
請求項6の積層塑性加工木材によれば、前記表層材は、前記木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮の際に、加熱圧縮方向に対する直角方向への変形が拘束されているから、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮のときに、木目がその垂直方向に対する直角方向に密度が上がり、割れ難くなる。したがって、請求項1乃至請求項5に記載の効果に加えて、高い品質を確保することができる。
According to the laminated plastic processed wood of
請求項7の積層塑性加工木材によれば、前記表層材及び前記内層材は、互いの木目の長さ方向が交差することがないように接合されたものである。ここで、一般的に、周囲環境条件が変化したときの木材における木目の長さ方向の寸法変化率は僅かである。一方、本発明者らの実験によれば、塑性加工された木材においても、木目の長さ方向の寸法変化率は僅かであることが確認された。したがって、前記表層材及び前記内層材の接合面で互いに木目の長さ方向を一致させることで、積層全体における長さ方向または幅方向または厚さ方向の何れか1つの寸法変化率が両者で略等しくなるから、請求項1乃至請求項6に記載の効果に加えて、接合面における両者の寸法変化率の差を小さくすることができ、接合面へのストレスを少なくすることができる。
According to the laminated plastic processed wood of claim 7, the surface layer material and the inner layer material are joined so that the length directions of the grain of each other do not intersect. Here, generally, the dimensional change rate in the length direction of the wood grain in the wood when the ambient environmental conditions change is slight. On the other hand, according to the experiments by the present inventors, it was confirmed that the rate of dimensional change in the length direction of the grain is slight even in plastically processed wood. Therefore, by making the length direction of the grain coincide with each other at the joint surface of the surface layer material and the inner layer material, any one dimensional change rate in the length direction, the width direction, or the thickness direction in the entire stack is substantially reduced in both. Therefore, in addition to the effects described in
請求項8の積層塑性加工木材によれば、前記表層材及び前記内層材は、互いの木目の長さ方向が交差するように接合されたものであるから、周囲環境条件が変化したときの積層塑性加工木材全体の寸法変化率は僅かである。特に、本発明者らの実験によれば、塑性加工された木材において、木目の長さ方向の寸法変化率は僅かであることが確認され、前記表層材及び前記内層材の接合面で互いに木目の長さ方向を交差させても、積層全体における長さ方向または幅方向または厚さ方向の寸法変化率が略等しくなるから、請求項1乃至請求項6に記載の効果に加えて、接合面における両者の寸法変化率の差を小さくすることができ、接合面へのストレスを少なくすることができる。
According to the laminated plastic processed wood of claim 8, since the surface layer material and the inner layer material are joined so that the length direction of each wood grain intersects, the laminated material when ambient environmental conditions change The dimensional change rate of the whole plastic processed wood is slight. In particular, according to the experiments by the present inventors, it was confirmed that the dimensional change rate in the length direction of the grain in the plastic-processed wood was slight, and the grain surface of the surface layer material and the inner layer material was mutually joined. In addition to the effects of
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、実施の形態において、同一の記号及び同一の符号は同一または相当する機能部分を意味するものであるから、ここでは重複する詳細な説明を省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Note that, in the embodiments, the same symbols and the same reference numerals mean the same or corresponding functional parts, and thus detailed description thereof is omitted here.
まず、本発明の実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWを構成する表層材SWを製造する手順について、図1乃至図3を参照して説明する。 First, a procedure for manufacturing the surface layer material SW constituting the laminated plastic processed wood LPW according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
図1において、本実施の形態の表層材SWを製造する塑性加工木材製造装置1は、主として、上プレス盤10Aと下プレス盤10Bとの2分割された構造体によって内部空間ISを形成するプレス盤10と、内部空間ISを密閉状態とするために下プレス盤10Bの周縁部10bに対向して上プレス盤10Aの周縁部10aに配設されるシール部材11と、下プレス盤10Bの側面側から内部空間IS内に連通され、内部空間IS内から水蒸気を排出するための配管口12aを有する配管12、配管12内の蒸気圧を検出する圧力計P2、その下流側のバルブV5、バルブV5に接続されたドレン配管13、内部空間IS内にバルブV6に接続された配管14を介して蒸気を供給する上プレス盤10Aの配管口14a等から構成されている。
In FIG. 1, a plastic working
また、プレス盤10の上プレス盤10A及び下プレス盤10B内には、それらを高温の水蒸気を通すことによって所望の温度に昇温するための配管路14b,14cが形成されており、これら配管路14b,14cには蒸気供給側の配管ST1から分岐された配管ST2,ST3、蒸気排出側の配管ET1,ET2がそれぞれ接続されている。そして、蒸気供給側の配管ST1,ST2,ST3の途中にはバルブV1,V2,V3、配管ST1内の蒸気圧を検出する圧力計P1が配設されており、蒸気排出側の配管ET1,ET2は、バルブV4を介してドレン配管13に接続されている。なお、配管ST1に水蒸気を供給するボイラ装置、また、プレス盤10の固定側の下プレス盤10Bに対して上プレス盤10Aを上昇/下降させ加圧するための油圧機構を含むプレス昇降装置は省略されている。また、本実施の形態では、プレス盤10の上プレス盤10A及び下プレス盤10Bで形成される内部空間IS内を加熱するためにバルブV6に接続された配管14を用いて高温の水蒸気を導入しているが、この他、高周波加熱、マイクロ波加熱等を用いることもできる。特に、木材に対する高周波加熱は、マイクロ波による誘電過熱よりも、マイクロ波よりも周波数の低い高周波で、木材の中心から加熱する方法が好適である。
Further, in the
更に、プレス盤10には、上プレス盤10A及び下プレス盤10B内に形成された配管路14b,14cに水蒸気に換えて低温の冷却水を通すことによって所望の温度に冷却するため、冷却水供給側の配管ST11から分岐された配管ST12,ST13が、上記配管ST2,ST3にそれぞれ接続されている。また、冷却水供給側の配管ST11,ST12,ST13の途中にはバルブV11,V12,V13が配設されている。なお、配管ST11に冷却水を供給する冷却水供給装置は省略されている。
Further, the cooling water is supplied to the
そして、本実施の形態においては、プレス盤10の上プレス盤10A及び下プレス盤10Bによって形成される内部空間ISが、シール部材11を介して密閉状態となったときの内部空間ISの上下方向の寸法間隔は、プレス盤10によって未加工の加工前木材NWが気乾比重1.05以上の表層材SWとなるときの厚み方向の仕上がり寸法に設定されている。
In the present embodiment, the internal space IS formed by the
ここで、本実施の形態の表層材SWの原材料となる加工前木材NWは、図2に示すように、前以って所定の寸法(厚み・幅・長さ)に製材されたものである。そして、この加工前木材NWは、板目面(木表及び木裏の2面)、柾目面(2面)、木口面(2面)を有しており、本実施の形態においては、木目の長さ方向に対して垂直方向で年輪の外側の平面となる板目面の木裏側がプレス盤10の下プレス盤10Bに載置される。
勿論、本発明を実施する場合には、プレス盤10にてプレス圧縮される面は、木目の長さ方向としての木口面以外であれば柾目面でもよく、板目面をプレス圧縮するかまたは柾目面をプレス圧縮するかの加熱圧縮の方向性は加工前木材NWの種類等が考慮されて選定される。しかし、一般的に、板目方向(半径方向、放射方向)における周囲環境条件の変化による寸法変化率は柾目方向(接線方向)のそれよりも小さい。したがって、本実施の形態によれば、加工前木材NWの板目方向(半径方向、放射方向)に加熱圧縮されるため、周囲環境条件の変化による寸法変化率を小さくすることができる。また、加熱圧縮の際に目割れが発生するのを防止することできる。
また、本実施の形態において、スギ材を用いた表層材SWを形成する加工前木材NWには、辺材が用いられている。なお、表層材SWを形成する加工前木材NWとしては、例えば、加工前の気乾比重が平均約0.36であるスギ材や、加工前の気乾比重が平均約0.50であるイエローポプラ材等が好適である。
Here, the unprocessed wood NW that is the raw material of the surface layer material SW of the present embodiment is previously sawn to a predetermined size (thickness / width / length) as shown in FIG. . The unprocessed wood NW has a grain surface (two surfaces of the wood surface and the wood back), a mesh surface (two surfaces), and a mouth end surface (two surfaces). In the present embodiment, the wood grain The wood-back side of the grain surface, which is a plane outside the annual ring in a direction perpendicular to the length direction, is placed on the
Of course, in the case of carrying out the present invention, the surface to be pressed and compressed by the
In the present embodiment, sapwood is used for the unprocessed wood NW that forms the surface layer material SW using cedar. As the unprocessed wood NW for forming the surface layer material SW, for example, cedar wood having an average air-dry specific gravity of about 0.36 before processing, or yellow having an average air-dry specific gravity of about 0.50 before processing. Poplar materials and the like are suitable.
そして、このように構成される塑性加工木材製造装置1によって原材料の加工前木材NWから表層材SWを製造するにあたり、まず、図3(a)に示すように、塑性加工木材製造装置1におけるプレス盤10の固定側の下プレス盤10Bに対して上プレス盤10Aが上昇され、予め所定の条件に乾燥させた加工前木材NWが、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bで形成される内部空間IS内に載置される。
次に、図3(b)に示すように、固定側の下プレス盤10B上に載置された加工前木材NWに対して上プレス盤10Aを所定圧力にて下降させて加工前木材NWの上面具体的には、本実施の形態においては、木目の長さ方向に対して垂直方向で年輪の内側の平面となる板木目の表側に当接させる。そして、上プレス盤10Aの配管路14b及び下プレス盤10Bの配管路14cに所定温度(例えば、110〜160〔℃〕)の水蒸気が通されることによって、内部空間IS内が所定温度(例えば、110〜180〔℃〕)に保持される。
Then, in producing the surface layer material SW from the raw material wood NW of the raw material by the plastic working
Next, as shown in FIG. 3B, the
続いて、図3(c)に示すように固定側の下プレス盤10Bに対して上プレス盤10Aの圧縮圧力が所定圧力(例えば、2〜5〔MPa〕)に設定され、加工前木材NWが上プレス盤10A及び下プレス盤10Bにて所定時間(例えば、5〜40〔min:分〕)加熱圧縮される。なお、このときの圧縮圧力は、加工前木材NWの温度上昇、即ち、加工前木材NWの内部の温度の伝達状態に応じて徐々に大きくするのが望ましく、加熱圧縮の時間も伝達時間を考慮して設定するのが好ましい。
そして、上プレス盤10Aの周縁部10aが下プレス盤10Bの周縁部10bに当接すると上プレス盤10Aの周縁部10aに配設されたシール部材11によって、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bにて形成される内部空間ISが密閉状態となる。更には、内部空間ISの密閉状態で上プレス盤10A及び下プレス盤10Bによる圧縮圧力が保持されたまま、所定温度(例えば、150〜210〔℃〕)まで上昇させる。
Subsequently, as shown in FIG. 3C, the compression pressure of the
When the
更に、図3(c)に示す内部空間ISの密閉状態で、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bの圧縮圧力が維持され、かつ、内部空間ISが所定温度(例えば、150〜210〔℃〕)のまま、所定時間(例えば、30〜120〔min〕)保持され、この後の冷却圧縮を解除したときに戻りのない表層材SWを形成するための加熱処理が行われる。このとき、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bで密閉状態とされている内部空間ISを介して、加工前木材NWの周囲面とその内部とで高温高圧の蒸気圧が出入り自在となっている。
このように、本実施の形態においては、加工前木材NWの表裏面に上プレス盤10A及び下プレス盤10Bが面接触し、密閉状態の内部空間ISに保持されるため、加工前木材NWは、厚み全体にほぼ均一に、かつ、十分に加熱され、1.05以上の所望の気乾比重となるよう効率よく圧縮変形される。なお、上述したように、密閉状態となったときの内部空間ISの上下方向の寸法間隔は、プレス盤10によって未加工の加工前木材NWが気乾比重1.05以上の表層材SWとなるときの厚み方向(本実施の形態においては、板目方向)の仕上がり寸法に設定されていことから、加工前木材NWの厚み全体の圧縮率、即ち、加工前木材NWの圧縮による板厚の変化は、上プレス盤10Aの周縁部10aが下プレス盤10Bの周縁部10bに当接することで決まることとなる。
Further, in the sealed state of the internal space IS shown in FIG. 3C, the compression pressure of the
Thus, in the present embodiment, the
次に、図3(d)に示すように、内部空間ISが密閉状態で加熱圧縮処理が行われているときに、蒸気圧制御処理として圧力計P2で内部空間ISの蒸気圧が検出され、バルブV5が適宜、開閉される。これにより、配管口12a、配管12を通って内部空間ISからドレン配管13側に高温高圧の水蒸気が排出されることで、特に、加工前木材NWの表層の含水率に基づく余分な内部空間IS内の水分が除去され、内部空間IS内が所定の蒸気圧となるように調節される。また、必要に応じて、バルブV6に接続された配管14、配管口14a(図1)を介して内部空間ISに所定の蒸気圧を供給することができる。
更に、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bによる加熱圧縮から冷却圧縮へと移行する直前に、蒸気圧制御処理としてバルブV5が開状態とされることで配管口12a、配管12を通って内部空間ISからドレン配管13側に高温高圧の水蒸気が排出される。これにより、木材の加熱圧縮処理、所謂、木材の固定化がより促進されることとなる。
Next, as shown in FIG. 3D, when the heat compression process is performed while the internal space IS is sealed, the vapor pressure of the internal space IS is detected by the pressure gauge P2 as a vapor pressure control process. The valve V5 is appropriately opened and closed. As a result, high-temperature and high-pressure water vapor is discharged from the internal space IS to the
Furthermore, the valve V5 is opened as a vapor pressure control process immediately before shifting from heating compression to cooling compression by the
続いて、図3(e)に示すように、上プレス盤10Aの配管路14b及び下プレス盤10Bの配管路14cに常温の冷却水が通されることによって、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bが常温前後まで冷却され、材料によって異なる所定時間(例えば、10〜120〔min〕)保持される。なお、このときの固定側の下プレス盤10Bに対する上プレス盤10Aの圧縮圧力は、加熱圧縮の際の圧力と同じ所定圧力(例えば、2〜5〔MPa〕)に保持されたまま、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bが冷却される。
このように、本実施の形態においては、蒸気圧を制御したのち、徐々に解圧して内部蒸気圧を開放し、また、冷却によって板材内の水蒸気圧を下げるので、冷却圧縮を解除したときの膨らみ変形やパンクと呼ばれる表面割れのない表層材SWを形成できる。
最後に、図3(f)に示すように、固定側の下プレス盤10Bに対して上プレス盤10Aを上昇させ、内部空間ISから仕上がり品である表層材SWが取出され一連の処理工程が終了する。このようにして、本実施の形態に係る表層材SWが製造される。
Subsequently, as shown in FIG. 3 (e), normal temperature cooling water is passed through the
Thus, in the present embodiment, after controlling the vapor pressure, the internal vapor pressure is gradually released by releasing the pressure, and the water vapor pressure in the plate material is lowered by cooling, so that the cooling compression is released. It is possible to form a surface layer material SW having no surface cracks called swelling deformation or puncture.
Finally, as shown in FIG. 3 (f), the
そして、このように製造された表層材SWは、厚み全体にほぼ均一に圧縮が加えられ、塑性加工されて気乾比重が1.05以上となっており、また、圧縮解除後に膨らみ変形を生じることもなくて安定した品質が確保されている。 And the surface layer material SW manufactured in this way is compressed almost uniformly over the entire thickness, is plastically processed and has an air-dry specific gravity of 1.05 or more, and swells and deforms after being released from compression. Stable quality is ensured.
ここで、一般的に、木材にはヤ二が存在し、特に針葉樹においてはその量が多いことから、気乾比重が1.05以上となるようにスギ材等を高圧縮した場合、ヤ二が多く表出し、商品としての品質が損なわれたり、ヤ二除去に多大な手間がかかったりすることが懸念される。
しかし、本実施の形態においては、スギ材を用いた表層材SWには、上述したように、辺材が用いられているため、気乾比重が1.05以上となるように高圧縮しても、ヤ二の表出量が少なく、商品としての品質が損なわれることはなく、ヤ二除去に多大な手間がかかることもない。
また、芯材(赤身・赤味)に比べ辺材は白太とも呼ばれるように明るい色彩であることから、辺材を使用することで、高圧縮したときの濃色変化が芯材(赤身・赤味)よりも抑制される。故に、本実施の形態によれば、スギ材を用いた表層材SWは、良好な外観が保持される。
Here, in general, yam is present in wood, and particularly in conifers, the amount thereof is large. Therefore, when cedar and the like are highly compressed so that the air-drying specific gravity is 1.05 or more, There is a concern that the quality of the product may be impaired, and it may take much time to remove the dust.
However, in the present embodiment, as described above, sapwood is used for the surface layer material SW using the cedar material, so that it is highly compressed so that the air-drying specific gravity is 1.05 or more. However, the amount of Yari is small, the quality of the product is not impaired, and Yarn removal does not take much time and effort.
Also, since the sapwood is brighter than the core material (red and reddish), which is also called white thick, the use of the sapwood allows the dark color change when highly compressed to be the core material (red and red). (Redness) is suppressed more. Therefore, according to the present embodiment, the surface layer material SW using the cedar material maintains a good appearance.
ところで、本発明を実施する場合には、加工前木材NWがプレス盤10によって木目の垂直方向(本実施の形態においては、板目方向)に圧縮変形される際に、加熱圧縮方向に対する直角方向(本実施の形態においては、柾目方向)に広げられるのを防止するため、下プレス盤10Bに載置される加工前木材NWの加熱圧縮方向に対する直角方向(本実施の形態においては、柾目方向)の側面側に図示しないスペーサを配置固定することもできる。
これにより、下プレス盤10Bの図示しないスペーサ間に載置された加工前木材NWに対して上プレス盤10Aを所定圧力(例えば、2〜5〔MPa〕)にて下降させ、加工前木材NWを加熱圧縮していった時に、加工前木材NWの加熱圧縮方向に対する直角方向の側面(本実施の形態においては、柾目面)が図示しないスペーサに当接して加熱圧縮方向に対する直角方向(本実施の形態においては、柾目方向)への伸長が規制される。よって、加工前木材NWの木目の長さ方向に対する垂直方向へのプレス盤10による加熱圧縮のときに、加工前木材NWの木目が加熱圧縮方向に対する直角方向(本実施の形態においては、柾目方向)に密度が上がり、割れ難くなる。故に、このようにプレス盤10にて木材NWが木目の長さ方向に対する垂直方向(本実施の形態においては、板目方向)に加熱圧縮される際に、図示しないスペーサによって加熱圧縮方向に対する直角方向(本実施の形態においては柾目方向)への変形が拘束されてなる表層材では、高い品質が確保される。
By the way, when the present invention is carried out, when the unprocessed wood NW is compressed and deformed by the
Accordingly, the
続いて、上述のようにして形成された本実施の形態の表層材SWの特性について図4乃至図7を参照して説明する。
まず、塑性加工木材製造装置1を用いて木目の長さ方向に対して垂直方向(ここでは、板目方向)の加熱圧縮により厚み全体が圧縮され塑性加工された木材における気乾比重と硬度〔N/mm2〕との関係について、図4を参照して説明する。
Next, characteristics of the surface layer material SW of the present embodiment formed as described above will be described with reference to FIGS.
First, the air-drying specific gravity and hardness in the wood that has been subjected to plastic working by compressing the entire thickness by heat compression in the direction perpendicular to the length direction of the grain (here, the grain direction) using the plastic working wood manufacturing apparatus 1 [ N / mm 2 ] will be described with reference to FIG.
図4は、上述した塑性加工木材製造装置1におけるプレス盤10の上プレス盤10A及び下プレス盤10Bによって形成される内部空間ISがシール部材11を介して密閉状態となるときの内部空間ISの上下方向の寸法間隔を様々変えることによって得られる気乾比重が異なるスギ材のそれぞれの硬度についてJIS−Z―2101−1994に準じて評価した結果を特性図にしたものである。具体的には、図4において、硬度H〔N/mm2〕は、試験体の表面に直径10〔mm〕の鋼球を平均圧入速度0.5〔mm/min〕で圧入して、圧入深さが0.32〔mm〕になるときの荷重P〔N〕を測定し、下記の式(1)から算出したものである。
H=P/10・・・(1)
なお、図4において、参考のために、横軸の最小値には、加工前の木材における硬度〔N/mm2〕の測定結果を示してある。
4 shows the internal space IS when the internal space IS formed by the
H = P / 10 (1)
In FIG. 4, for reference, the minimum value on the horizontal axis indicates the measurement result of the hardness [N / mm 2 ] of the wood before processing.
図4に示すように、塑性加工された木材の気乾比重が大きくなるにしたがって、硬度〔N/mm2〕は次第に、しかも、指数関数的に増大しており、気乾比重が1.05以上のものでは、その値が顕著に高くなっていることが分かる。即ち、塑性加工によって気乾比重を1.05以上にすることで、集中荷重を受ける床材等の表層部分を構成するのに十分な硬度が得られることが分かる。
このことから、気乾比重が1.05以上となるように塑性加工された表層材SWは、従来のものと比較して、著しく硬度が高くなっていて、優れた硬度を有している。
As shown in FIG. 4, as the air-drying specific gravity of the plastically processed wood increases, the hardness [N / mm 2 ] gradually increases exponentially, and the air-drying specific gravity is 1.05. From the above, it can be seen that the value is remarkably high. That is, it can be seen that by setting the air-drying specific gravity to 1.05 or more by plastic working, it is possible to obtain a hardness sufficient to form a surface layer portion such as a flooring that receives concentrated load.
From this, the surface layer material SW plastically processed so that the air-drying specific gravity is 1.05 or more has remarkably higher hardness than the conventional material and has excellent hardness.
次に、上記塑性加工木材製造装置1を用いて木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により厚み全体が圧縮され塑性加工された木材における気乾比重と耐摩耗性との関係について、図5を参照して説明する。
図5は、耐摩耗性についてJIS−Z―2101−1994に準じて評価した結果を示したものであり、上述した塑性加工木材製造装置1におけるプレス盤10の上プレス盤10A及び下プレス盤10Bによって形成される内部空間ISがシール部材11を介して密閉状態となるときの内部空間ISの上下方向の寸法間隔を様々変えることによって得られる気乾比重が異なるスギ材において、それぞれ耐摩耗性の指標となる摩耗深さ〔mm〕を比較したものである。具体的には、図5において、摩耗深さD〔mm〕は、いわゆる摩耗試験装置を用い、試験体に加える荷重を約5.2〔N〕として回転速度が約60〔rpm〕となるように試験体と摩耗輪を500回転させたときの試験体の重量m2〔g〕を測定し、試験前の試験体の重量m1〔g〕と摩耗輪により摩耗を受ける部分の面積A〔mm2〕と密度ρ〔g/cm3〕とから下記の式(2)によって算出したものである。
D=(m1−m2)/A・ρ・・・(2)
なお、図5において、比較のために、横軸の最小値には、加工前の木材における摩耗深さ〔mm〕の測定結果を示してある。
Next, regarding the relationship between the air-drying specific gravity and the wear resistance of wood that has been subjected to plastic working by compressing the entire thickness by heat compression in the direction perpendicular to the length direction of the grain using the plastic working
FIG. 5 shows the results of evaluating the wear resistance according to JIS-Z-2101-1994. The
D = (m1-m2) / A · ρ (2)
In FIG. 5, for comparison, the minimum value on the horizontal axis shows the measurement result of the wear depth [mm] in the wood before processing.
図5に示すように、塑性加工された木材の気乾比重が大きくなるにしたがって、摩耗深さ〔mm〕は次第に減少しており、気乾比重が1.05以上のものでは、その値がとても小さくなっており、塑性加工によって気乾比重を1.05以上にすることで、集中荷重を受ける床材等の表層部分を構成するのに十分な耐摩耗性が得られることが分かる。
このことから、気乾比重が1.05以上となるように塑性加工された表層材SWは、従来のものと比較して、耐摩耗性が極めて高くなっていて、集中荷重を受ける床材等の表層部分を構成するのに十分な耐摩耗性を有している。
As shown in FIG. 5, the wear depth [mm] gradually decreases as the air-drying specific gravity of the plastic-processed wood increases, and when the air-drying specific gravity is 1.05 or more, the value is It is very small, and it can be seen that by setting the air-drying specific gravity to 1.05 or more by plastic working, it is possible to obtain sufficient wear resistance to constitute a surface layer portion such as a floor material subjected to concentrated load.
For this reason, the surface layer material SW plastically processed so that the air-drying specific gravity is 1.05 or more has extremely high wear resistance compared to the conventional material, and is a floor material that receives concentrated load. It has sufficient wear resistance to constitute the surface layer portion.
続いて、本実施の形態の表層材SWとしてスギ材及びイエローポプラ材を用いた場合における硬度及び耐衝撃性について図6を参照して説明する。
図6において、硬度〔N/mm2〕は、上述したJIS−Z―2101−1994に準じて評価した結果を示したものである。また、耐衝撃性の指標となる圧痕深さ〔mm〕は、デュポン衝撃試験によって測定した結果を示したものである。
具体的には、耐衝撃性については、プラスチック表面の物性測定に用いられるようないわゆるデュポン衝撃試験器を使用して、試験体に、撃芯先端径φが13〔mm〕である1,000〔g〕の錘を500〔mm〕の高さから落下して衝突させたときの、衝撃を受けた試験体における圧痕深さ〔mm〕を測定した。
そして、図6には、実施例1として塑性加工によって気乾比重を1.05以上としたスギ材からなる表層材SWの評価結果が示してあり、また、実施例2として塑性加工によって比重を1.05以上としたイエローポプラ材からなる表層材SWの評価結果が示してある。さらには、比較のために、比較例1として上述した塑性加工木材製造装置1を用いて塑性加工された従来例のスギ材、比較例2乃至比較例5として以前から公共施設や住宅向けの床材等に用いられてきた広葉樹の木材、比較例6及び比較例7として針葉樹の木材における評価結果が示してある。なお、図6の測定結果は、各試験体につき10点を測定し、更に1試験体につき3箇所測定した結果の平均となっている。
Next, hardness and impact resistance when cedar and yellow poplar are used as the surface layer material SW of the present embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 6, hardness [N / mm2] shows the result evaluated according to JIS-Z-2101-1994 mentioned above. The indentation depth [mm], which is an index of impact resistance, shows the result of measurement by a DuPont impact test.
Specifically, with respect to impact resistance, a so-called DuPont impact tester used for measuring physical properties of a plastic surface is used, and a test piece has a tip diameter φ of 13 mm. When the weight of [g] was dropped from a height of 500 [mm] and collided, the indentation depth [mm] in the impacted specimen was measured.
FIG. 6 shows the evaluation results of the surface layer material SW made of cedar wood having an air-drying specific gravity of 1.05 or more by plastic working as Example 1, and the specific gravity is given by plastic working as Example 2. The evaluation result of surface layer material SW which consists of yellow poplar material made into 1.05 or more is shown. Furthermore, for comparison, a cedar material of a conventional example plastically processed using the plastic processing
図6から、実施例1及び実施例2は、比較例と比較して、極めてその硬度が高くなっていることが分かる。殊に、塑性加工によって気乾比重を1.05以上としたスギ材(実施例1)と従来例のスギ材(比較例1)との比重差及び硬度差と、従来例のスギ材(比較例1)と塑性加工されていない無垢のスギ材(比較例6)との比重差及び硬度差とを比較すると、前者では後者より比重差が小さいにも関わらず硬度差は遥かに大きくなっている。
先にも述べたように、本実施の形態に係る実施例1は、従来例の比較例1と比較すると、硬度が顕著に大きくなっていることが分かる。また、実施例2においても、硬度が従来例の比較例1よりも顕著に大きくなっている。このことから、スギ材、イエローポプラ材等の木材を気乾比重が1.05以上となるように塑性加工してなる表層材SWは、従来例よりも極めて優れた硬度を有していることが分かった。
From FIG. 6, it can be seen that Example 1 and Example 2 have extremely high hardness compared to the comparative example. In particular, the specific gravity difference and the hardness difference between the cedar material (Example 1) and the conventional cedar material (Comparative Example 1) having an air-dry specific gravity of 1.05 or more by plastic working, and the conventional cedar material (Comparison) Comparing the difference in specific gravity and hardness between Example 1) and solid cedar wood that has not been plastically processed (Comparative Example 6), the difference in hardness is much larger in the former, although the difference in specific gravity is smaller than in the latter. Yes.
As described above, it can be seen that the hardness of Example 1 according to the present embodiment is significantly higher than that of Comparative Example 1 of the conventional example. Also in Example 2, the hardness is significantly larger than that of Comparative Example 1 of the conventional example. For this reason, the surface layer material SW obtained by plastic processing of wood such as cedar and yellow poplar has an air-drying specific gravity of 1.05 or more has extremely superior hardness than the conventional example. I understood.
また、図6における比較例から、硬度と圧痕深さ(mm)については必ずしも相対関係がないところ、本実施の形態に係る実施例1及び実施例2は、いずれもその値が0.5〔mm〕以下となっていて、従来例や他の比較例より顕著に小さくなっている。このことから、本実施の形態の表層材SWは耐衝撃性が優れていて、衝撃集中荷重を受ける床材等の表層部分を構成するのに十分な耐衝撃性を有している。 Further, from the comparative example in FIG. 6, the hardness and the indentation depth (mm) do not necessarily have a relative relationship. However, in Examples 1 and 2 according to the present embodiment, the values are both 0.5 [ mm] or less, which is significantly smaller than the conventional example and other comparative examples. Therefore, the surface layer material SW of the present embodiment is excellent in impact resistance and has sufficient impact resistance to constitute a surface layer portion such as a floor material that receives an impact concentrated load.
このように、本実施の形態の表層材SWは、従来のものと比較して、硬度・耐摩耗性・耐衝撃性が顕著に大きく、集中荷重や衝撃荷重を受けても、傷跡や凹みが極めて付き難くなっている。これは、気乾比重が1.05以上となるように塑性加工することで、細胞壁を構成する成分がかなり密となり、細胞壁を構成する成分間の隙間がなくなってきたためと考えられる。 As described above, the surface layer material SW of the present embodiment has remarkably large hardness, wear resistance, and impact resistance as compared with the conventional material, and even when subjected to concentrated load or impact load, scars and dents are not generated. It is extremely difficult to attach. This is presumably because the components constituting the cell wall became quite dense and the gap between the components constituting the cell wall was eliminated by plastic working so that the air-dry specific gravity was 1.05 or more.
ここで、一般に塑性加工が施されていない木材は比重が大きいほど周囲環境条件の変化における寸法変化に寄与する細胞壁中の結合水吸着点が多いため吸脱着で変化する水分体積量が大きく、周囲環境条件の変化における寸法変化率が大きくなる傾向にある。このため、本実施の形態の表層材SWは、原材料となる加工前木材NWをその木目の長さ方向に対して垂直方向に高圧縮して比重を1.05以上としたものであるから、従来のものと比較して寸法変化率(収縮率及び膨張率)が高くなり、製品化後の周囲環境条件の変化における寸法形状安定性が損なわれることが懸念される。
そこで、塑性加工木材製造装置1を用いて木目の長さ方向に対して垂直方向(ここでは、板目方向)の加熱圧縮により厚み全体に圧縮率がほぼ均一に塑性加工された木材の気乾比重と含水率1%当たりの寸法変化率との関係について実験を行った。
Here, in general, wood that has not been subjected to plastic working has a larger volume of water that changes due to adsorption and desorption because there are more bound water adsorption points in the cell wall that contribute to dimensional changes due to changes in ambient environmental conditions as the specific gravity increases. The dimensional change rate due to changes in environmental conditions tends to increase. For this reason, since the surface layer material SW of the present embodiment is a high-compression of the unprocessed wood NW as a raw material in the direction perpendicular to the length direction of the grain, the specific gravity is 1.05 or more. Compared to conventional ones, the dimensional change rate (shrinkage rate and expansion rate) is increased, and there is a concern that the dimensional shape stability in the change in ambient environmental conditions after commercialization is impaired.
Therefore, air-drying of wood that has been subjected to plastic working almost uniformly over the entire thickness by heat compression in the direction perpendicular to the length of the grain (here, the grain direction) using the plastic working
まず、上述した塑性加工木材製造装置1におけるプレス盤10の上プレス盤10A及び下プレス盤10Bによって形成される内部空間ISがシール部材11を介して密閉状態となるときの内部空間ISの上下方向の寸法間隔を様々変えることによって得られる気乾比重が異なるスギ材において、乾燥を行ってから、それぞれ所定の同寸法に切削して、試験体を作製した。そして、気乾状態で各試験体の重量m1〔g〕、厚さ方向、幅方向、長さ方向の各長さh1〔mm〕を測定した後、乾燥器で完全乾燥(以下、単に「全乾」という)させ、その後の重量m2〔g〕、上記各方向の長さh2〔mm〕を測定し、下記の式(3)によって含水率1[%]当たりの平均寸法変化率(収縮率)を算出した。その結果を示す特性図が図7(a)である。即ち、図7(a)は、厚さ・幅・長さの各方向についての、気乾状態の塑性加工木材を全乾状態にした場合における塑性加工木材の気乾比重と含水率1〔%〕当たりの平均寸法変化率(収縮率)α〔%〕との関係を示したものである。なお、本実験において、各試験体は、木目の長さ方向に対して垂直方向である板目方向に加熱圧縮されたものであり、ここでは、上記長さ方向とは、木目の長さ方向(木口方向)のことであり、上記厚さ方向とは、加熱圧縮方向(板目方向)、上記幅方向とは、加熱圧縮方向に対する直角方向(柾目方向)のことである。
α=[(h1−h2)/h2}/[(m1−m2)/m2}・・・(3)
First, the vertical direction of the internal space IS when the internal space IS formed by the
α = [(h1-h2) / h2} / [(m1-m2) / m2} (3)
また、上記全乾寸法測定後、温度20℃湿度80%の環境下で所定時間各試験体に吸湿を行わせ、吸湿後に重量m3〔g〕、上記各方向の長さh3〔mm〕を測定し、下記の式(4)によって含水率1〔%〕当たりの平均寸法変化率(膨張率)を算出した。その結果を示す特性図が図7(b)である。即ち、図7(b)は、厚み[T]・幅[W]・高さ[L]の各方向について、全乾状態の塑性加工木材に対して吸湿を行った場合における塑性加工木材の気乾状態の比重と含水率1〔%〕当たりの平均寸法変化率(膨張率)β〔%〕との関係を示したものである。
β=[(h3−h2)/h2}/[(m3−m2)/m2}・・・(4)
なお、本試験における気乾比重は、気乾状態における各試験片の重量及び寸法(幅、厚さ、長さ)から算出したものである。
また、加熱圧縮時に幅方向の変形を拘束してなる試験体を作成し、同様に実験を行った。その結果を図8に示す。
In addition, after measuring the above-mentioned completely dry dimensions, each specimen was allowed to absorb moisture for a predetermined time in an environment of temperature 20 ° C. and humidity 80%, and after moisture absorption, the weight m3 [g] and the length h3 [mm] in each direction were measured. And the average dimensional change rate (expansion rate) per
β = [(h3-h2) / h2} / [(m3-m2) / m2} (4)
The air-dry specific gravity in this test is calculated from the weight and dimensions (width, thickness, length) of each test piece in the air-dry state.
Moreover, the test body which restrained the deformation | transformation of the width direction at the time of heat compression was created, and it experimented similarly. The result is shown in FIG.
図7に示すように、厚さ方向及び幅方向の含水率1%当たりの平均寸法変化率は、気乾比重が0.8以上で一定となる傾向または減少する傾向にある。これは、木材を高圧縮して気乾比重が0.8以上となると、空隙がなくなり、細胞壁が重なり合った状態となり、寸法変化の原因となる細胞壁に結合できる水(結合水)の吸着点が制約されてくるため、即ち、細胞壁を構成する成分が密となって水が結合できる隙間が少なくなり繊維飽和点が下がるためと考えられる。
殊に、加熱圧縮時に幅方向の変形を拘束してなるものにおいては、図8に示すように、厚さ方向の含水率1%当たりの平均寸法変化率(膨張率)は、気乾比重が0.8以上で大きく減少する傾向にあり、また、幅方向における含水率1%当たりの平均寸法変化率も、気乾比重が0.8以上で一定となる傾向にある。これは、加熱圧縮時に幅方向の変形が規制され、細胞壁が重なりやすく水の吸着点が一層制約されたためと考えられる。なお、幅方向において含水率1%当たりの平均寸法変化率(収縮率)が気乾比重0.8以上のもので大きく減少しなかったのは、幅方向への変形が規制されて幅方向への内部応力が大きかったためと思われる。
これより、気乾比重が1.05以上である表層材SWは、製品化後の周囲環境条件の変化における含水率1%当たりの寸法変化率が従来と比較してほとんど増大しておらず、寸法形状安定性が損なわれることはない。また、加熱圧縮時に加熱圧縮方向に対する直角方向の変形を拘束してなるものにおいても同様である。
As shown in FIG. 7, the average dimensional change rate per 1% moisture content in the thickness direction and the width direction tends to be constant or decrease when the air-dry specific gravity is 0.8 or more. This is because if the wood is highly compressed and the air-drying specific gravity is 0.8 or more, there will be no voids, the cell walls will overlap, and there will be an adsorption point of water (bound water) that can bind to the cell walls causing dimensional changes. This is considered to be because the components constituting the cell wall are dense and there are few gaps in which water can be combined, and the fiber saturation point is lowered.
In particular, in the case of constraining deformation in the width direction at the time of heat compression, as shown in FIG. 8, the average dimensional change rate (expansion coefficient) per 1% moisture content in the thickness direction is the air-dry specific gravity. The average dimensional change rate per 1% moisture content in the width direction tends to be constant when the air-dry specific gravity is 0.8 or more. This is presumably because the deformation in the width direction was restricted during heat compression, and the cell adsorption was easy to overlap and the water adsorption point was further restricted. Note that the average dimensional change rate (shrinkage rate) per 1% moisture content in the width direction was not significantly reduced when the air-drying specific gravity was 0.8 or more. This is probably due to the large internal stress.
Thus, the surface layer material SW having an air-drying specific gravity of 1.05 or more has little increase in the dimensional change rate per 1% of the moisture content in the change in ambient environmental conditions after commercialization, Dimensional shape stability is not impaired. The same applies to a case in which deformation in a direction perpendicular to the heat compression direction is constrained during heat compression.
次に、上述のようにして製造された表層材SWを用いて構成される本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWについて、図9を参照して説明する。
本実施の形態の積層塑性加工木材LPWは、図9に示すように、厚み全体に圧縮率がほぼ均一に塑性加工されて気乾比重を1.05以上とした表層材SWの片面に、図示しない接着剤を介して内層材IWが接合されたものである。
Next, the laminated plastic processed wood LPW according to the present embodiment configured using the surface layer material SW manufactured as described above will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 9, the laminated plastic processed wood LPW of the present embodiment is illustrated on one side of the surface material SW that is plastically processed with a substantially uniform compression ratio over its entire thickness and has an air-dry specific gravity of 1.05 or more. The inner layer material IW is bonded through an adhesive that does not.
内層材IWとしては、表層材SWと同一樹種であって塑性加工されていない木材を使用することもできるし、表層材SWとは異なる樹種の木材、例えば、ラワン合板等を使用することもできる。勿論、塑性加工された木材を使用してもよい。なお、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWにおいては、内層材IWとしてラワン合板を使用している。
そして、表層材SWと内層材IWとの間に介在し、両者を一体に接合する図示しない接着剤としては、具体的には、水性ビニールウレタン系の接着剤(水性高分子イソシアネート系の接着剤)、その他の接着剤を使用することができる。
As the inner layer material IW, wood that is the same tree type as the surface layer material SW and is not plastically processed can be used, or wood of a different tree type from the surface layer material SW, such as Lauan plywood, can also be used. . Of course, plastically processed wood may be used. In the laminated plastic processed wood LPW according to the present embodiment, Lauan plywood is used as the inner layer material IW.
As an adhesive (not shown) that is interposed between the surface layer material SW and the inner layer material IW and integrally joins both, an aqueous vinyl urethane adhesive (aqueous polymer isocyanate adhesive) ), Other adhesives can be used.
なお、本実施の形態において、表層材SW及び内層材IWは、図示しないプレス盤による圧締で接着剤を介在させ一体に接合されたものである。具体的には、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWは、表層材SWと内層材IWとの間に接着剤を均一に塗布したものを図示しないプレス盤の圧縮空間内に載置したのち、図示しないプレス盤の圧縮圧力で圧締することによって、表層材SWと内層材IWとを一体に接合したものである。
なお、このときの所定の条件となる圧締圧力及び圧締時間等については、接着剤の種類や樹種や含水率等をパラメータとして圧力ができる限り均等にかかるように予め実験等によって最適値が設定されている。
In the present embodiment, the surface layer material SW and the inner layer material IW are integrally joined with an adhesive interposed by pressing with a press disk (not shown). Specifically, the laminated plastic processed wood LPW of the present embodiment is obtained by placing an adhesive uniformly applied between the surface layer material SW and the inner layer material IW in a compression space of a press machine (not shown). The surface layer material SW and the inner layer material IW are integrally joined by pressing with a compression pressure of a not-shown press disc.
Note that the pressing pressure and pressing time, which are the predetermined conditions at this time, are optimally determined in advance through experiments or the like so that the pressure is applied as evenly as possible using the type of adhesive, tree species, moisture content, and the like as parameters. Is set.
そして、本実施の形態においては、表層材SW及び内層材IWは互いの木目の長さ方向が交差することがないように接合面で互いに木目の長さ方向を一致させて接合されており、表層材SWが、内層材IWの木表側板目面に接合されている。ここで、一般的に、乾燥収縮によって、木材は年輪の逆方向に変形するとされている。したがって、表層材SWの板目面を内層材IWの木表側板目面に接合し表層材SW側を製品表面に用いることで、乾燥収縮における内層材IWの変形によって積層塑性加工木材LPW全体の逆凹形となって表出するのを防止することができる。
ところで、周囲環境条件が変化したときの無垢の木材における木目の長さ方向の寸法変化率は僅かであり、図7及び図8に示したように、本発明者らの実験によれば、気乾比重が1.05以上となるように塑性加工された木材においても、周囲環境条件が変化したときにおける木目の長さ方向の寸法変化率は僅かであることが確認された。そして、本実施の形態においては、上述したように、積層全体における長さ方向表層材SWを内層材IWの木表側板目面に接合する際に、表層材SW及び内層材IWの互いの木目の長さ方向が交差しないように接合面で互いに木目の長さ方向を一致させている。したがって、本実施の形態によれば、接合面における両者の寸法変化率の差が小さくなり、接合面へのストレスが少なくなる。また、寸法変化率が接合面で大きく異なることに起因する歪みの発生を防止することもできる。
しかし、本発明を実施する場合には、表層材SWと内層材IWとの接合方向は必ずしも上述のように特定されるものではない。
In the present embodiment, the surface layer material SW and the inner layer material IW are joined with the length direction of the grain coincide with each other at the joining surface so that the length direction of the grain does not intersect each other, The surface layer material SW is joined to the wood surface side surface of the inner layer material IW. Here, it is generally assumed that the wood is deformed in the reverse direction of the annual ring by drying shrinkage. Accordingly, by joining the grain surface of the surface layer material SW to the wood surface side grain surface of the inner layer material IW and using the surface layer material SW side for the product surface, the deformation of the inner layer material IW in the drying shrinkage causes the entire laminated plastic processed wood LPW. It is possible to prevent the reverse concave shape from appearing.
By the way, when the ambient environmental conditions change, the dimensional change rate in the length direction of the grain of solid wood is slight, and as shown in FIG. 7 and FIG. It was confirmed that the rate of dimensional change in the length direction of the grain when the ambient environmental conditions were changed was also small even in wood that was plastic processed so that the dry specific gravity was 1.05 or more. In the present embodiment, as described above, when the longitudinal surface layer material SW in the entire stack is joined to the wood surface side surface of the inner layer material IW, the grain of the surface layer material SW and the inner layer material IW is a mutual grain. The length directions of the grain are made to coincide with each other at the joint surface so that the length directions of the two do not intersect. Therefore, according to the present embodiment, the difference between the dimensional change rates of the joint surfaces is reduced, and the stress on the joint surfaces is reduced. In addition, it is possible to prevent the occurrence of distortion caused by the dimensional change rate being greatly different between the joint surfaces.
However, when practicing the present invention, the joining direction of the surface layer material SW and the inner layer material IW is not necessarily specified as described above.
このように、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWは、表層に硬度・耐摩耗性・耐衝撃性に優れた表層材SWが形成され、内層材IWを下部層としてその間に接着剤を介在させて一体に接合された2層構造にて構成されたものであるから、表層材SW側を製品表面に用いることで、集中荷重や衝撃荷重を受けても、表面となる表層材SWによって傷跡や凹みが極めて付き難くなっている。このため、ハイヒール等の履物による集中荷重や衝撃荷重を受ける床材、具体的には、飲食店やショッピングモール等の商業施設・社交ダンス場等の内装用床材、デッキ材等に用いるのに適しており、用途を拡大することができる。勿論、腰板材、屋内家具材、表面塗装して使用する住宅用外装材、学童机、テーブルの天板、扉等にも利用することができ、広範な用途に使用可能であり、傷跡や凹みが極めて付き難いため従来のものより意匠面が長時間良好に維持される。 Thus, in the laminated plastic processed wood LPW of the present embodiment, the surface layer material SW having excellent hardness, wear resistance, and impact resistance is formed on the surface layer, and the inner layer material IW is the lower layer and an adhesive is interposed therebetween. Since the surface layer material SW side is used for the product surface, even if it receives concentrated load or impact load, the surface layer material SW becomes a scar. And dents are extremely difficult to attach. For this reason, it is used for flooring that receives concentrated load or impact load from footwear such as high heels, specifically for flooring for interiors such as restaurants and shopping malls, ballroom dance halls, deck materials, etc. It is suitable and can be used for various purposes. Of course, it can be used for waistboard materials, indoor furniture materials, housing exterior materials used for surface coating, school children's desks, table top plates, doors, etc., and can be used for a wide range of applications, including scars and dents. Since it is extremely difficult to attach, the design surface is maintained better than the conventional one for a long time.
なお、ハイヒール等の履物による集中荷重や衝撃荷重を受ける床材等に用いるのに、表層材SWは約1〔mm〕乃至5〔mm〕程度の厚みがあれば十分であることが、本発明者らの実験で確認されており、表層材SWの厚みを薄くできることから、内層材IWの緩衝機能を引き出すことが可能となる。殊に、本実施の形態においては、内層材IWに塑性加工されていない木材であるラワン合板を使用しているため、内層材IPWによる防音効果や断熱効果をも期待できる。 It should be noted that the thickness of the surface layer material SW of about 1 [mm] to 5 [mm] is sufficient for use as a flooring or the like that receives concentrated load or impact load from footwear such as high heels. It has been confirmed by their experiments and the thickness of the surface layer material SW can be reduced, so that the buffer function of the inner layer material IW can be extracted. In particular, in the present embodiment, since the Lauan plywood, which is wood that is not plastically processed, is used for the inner layer material IW, it is also possible to expect a soundproofing effect and a heat insulating effect by the inner layer material IPW.
また、従来、上記接合におけるプレスの際等に表面に傷跡が付くことがあり、製品化において表面の切削加工を必要とする場合があったが、表層材SWは、上述の如く、硬度・耐摩耗性・耐衝撃性に優れているため、表層材SWと内層材IWとをプレス盤10によって圧締する等の積層塑性加工木材LPWの製造途中において表層材SWに傷跡が付き難い。このため、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWによれば、製品化の際に使用表面の切削加工を省略することができ、製品化における生産性を向上させることができる。また、水分や汚れの対策としてはコーティングした方がよいが、コーティングしなくとも耐摩耗性等を向上させ、使用表面が傷付き難くなる。しかし、本発明を実施する場合には、一般に、製造途中で表面の平面性が損なわれたり、汚れが発生したりした際の対応等として切削加工を施したり、樹脂等による表面コーティングを行ってもよい。
Conventionally, the surface may be scratched during pressing in the above-mentioned joining, and surface cutting may be required for commercialization. However, as described above, the surface layer material SW has hardness and resistance to resistance. Since it is excellent in wear resistance and impact resistance, the surface layer material SW is hardly scratched during the production of the laminated plastic processed wood LPW such as pressing the surface layer material SW and the inner layer material IW with the
なお、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWは、上述したように、効率よく加熱圧縮変形された表層材SWを用いてなるため、生産性を向上させることができる。
また、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWを構成する表層材SWとしてスギ材またはイエローポプラ材を用いた場合には、スギ材またはイエローポプラ材が入手しやすく加工を施しやすいものであることから、生産性を向上させることができ、低コスト化を図ることができる。殊に、イエローポプラ材は元来の色調が明るいため、表層材SWとしてイエローポプラ材を用いた場合には、高圧縮による黒色化が抑制され、良好な外観が保持される。一方、スギ材は、我が国において広く分布しており、間伐材等を容易に大量に入手することができるため、表層材SWとしてとしてスギ材を用いた場合には、環境保全に貢献することができる。
勿論、本発明を実施する場合には、表層材SWはこれらに限定されるものではなく、ヒノキ、ヒバ等を用いることも可能である。ヒノキは我が国において広く分布しており、間伐材等を容易に大量に入手することができ、加工も施しやすいため、スギ材を用いた場合と同様の効果が得られる。また、ヒノキやヒバには元来抗菌性・防虫性を有する成分が含有されているため、抗菌性・防虫性等の効果も期待できる。
In addition, since the laminated plastic processed wood LPW according to the present embodiment uses the surface layer material SW that is efficiently heat-compressed and deformed as described above, the productivity can be improved.
Further, when cedar or yellow poplar is used as the surface layer material SW constituting the laminated plastic processed wood LPW of the present embodiment, the cedar or yellow poplar is readily available and can be processed. Therefore, productivity can be improved and cost reduction can be achieved. In particular, since yellow poplar material has a bright original color tone, when yellow poplar material is used as the surface layer material SW, blackening due to high compression is suppressed and a good appearance is maintained. On the other hand, cedar wood is widely distributed in Japan, and thinned wood can be easily obtained in large quantities. Therefore, when cedar wood is used as the surface layer material SW, it can contribute to environmental conservation. it can.
Of course, when implementing this invention, surface material SW is not limited to these, Cypress, a hiba, etc. can also be used. Japanese cypress is widely distributed in Japan, and it is possible to easily obtain a large amount of thinned wood, etc., and it is easy to process, so the same effect as when using cedar wood is obtained. Moreover, since cypress and hiba originally contain components having antibacterial and insecticidal properties, antibacterial and insecticidal effects can be expected.
また、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、表層材SWは、加工前木材NWを板目方向(接線方向)に加熱圧縮してなるものであるため、製品後における周囲環境条件の変化における加熱圧縮方向(厚み方向)の寸法変化率を小さく(変化しなく)することができる。また、加熱圧縮の際における木目の変形が小さく、木目割れが防止されている。 Further, according to the laminated plastic processed wood LPW according to the present embodiment, the surface layer material SW is formed by heating and compressing the unprocessed wood NW in the plate direction (tangential direction). The dimensional change rate in the heat compression direction (thickness direction) in the change of conditions can be reduced (not changed). Further, the deformation of the grain during heat compression is small, and cracking of the grain is prevented.
このように、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWは、加工前木材NWの木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体が圧縮され、塑性加工されて気乾比重を1.05以上とした表層材SWと、表層材SWの片面側に接合された内層材IWとを具備するものである。 As described above, the laminated plastic processed wood LPW according to the present embodiment is compressed in its entire thickness by heat compression in a direction perpendicular to the length direction of the grain of the unprocessed wood NW, and is subjected to plastic processing to air-dry specific gravity. The surface layer material SW having a thickness of 1.05 or more, and the inner layer material IW joined to one side of the surface layer material SW.
したがって、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、製品化後の周囲環境条件が変化した場合における表層部分の寸法形状安定性を損なうことなく、表層部分において優れた硬度・耐摩耗性・耐衝撃性が得られ、傷跡や凹みが極めて付き難くなっている。このため、長時間意匠面を良好に維持できると共に、ハイヒール等の履物の集中荷重や衝撃荷重を受ける床材等にも耐用できて用途を拡大できる。
殊に、本実施の形態の実施例1及び実施例2に係る表層材SWは、所定の高さからおもりを落下させ衝撃変形による損傷によりその衝撃強度を決定するデュポン衝撃試験法において重さ1,000〔g〕、撃芯先端径φ13〔mm〕の重錘を500mmの高さから落下させたときに形成される圧痕深さが平均で0.5〔mm〕以下であるから、ハイヒール等の履物の集中衝撃荷重を受ける床材等に用いるのに十分な耐衝撃性を有しており、傷跡や凹みが一層付き難くなっている。
Therefore, according to the laminated plastic processed wood LPW according to the present embodiment, excellent hardness and wear resistance in the surface layer portion without impairing the dimensional shape stability of the surface layer portion when the ambient environmental conditions after the product is changed. Properties and impact resistance, and scars and dents are extremely difficult to attach. For this reason, the design surface can be maintained well for a long time, and it can be used for floor materials that receive concentrated loads or impact loads of footwear such as high heels, thereby expanding applications.
Particularly, the surface layer material SW according to Example 1 and Example 2 of the present embodiment has a weight of 1 in the DuPont impact test method in which the weight is dropped from a predetermined height and the impact strength is determined by damage caused by impact deformation. The indentation depth formed when a weight having a hitting tip diameter of φ13 [mm] is dropped from a height of 500 mm is 0.5 [mm] or less on average. It has sufficient impact resistance to be used for flooring that receives the concentrated impact load of footwear, and scars and dents are more difficult to attach.
また、表層材SWには、特に、スギ材では辺材が用いられていることから、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、比重が1.05以上となるように高圧縮したときのヤ二の表出量を抑制することができる。また、高圧縮による濃色化を抑えることもでき、良好な外観を保持することができる。 In addition, since sapwood is used especially for the surface layer material SW, according to the laminated plastic processed wood LPW according to the present embodiment, high compression is performed so that the specific gravity is 1.05 or more. It is possible to suppress the amount of expression of Yari when doing. Further, darkening due to high compression can be suppressed, and a good appearance can be maintained.
さらに、表層材SWは、複数に分割された構造体としての上プレス盤10A、下プレス盤10Bによって内部空間ISを形成し、内部空間ISの容積を変化させることによりプレス圧縮自在なプレス盤10を用いて、内部空間IS内に載置される加工前木材NWを木目の長さ方向に対して垂直方向に加熱圧縮し、更に、密閉状態とした内部空間内ISに保持し、保持された内部空間IS内の蒸気圧を制御して固定したのち冷却してなるものである。即ち、表層材SWは、効率的に圧縮変形されてなるものであり、圧縮解除後の戻り、膨らみ変形、パンクと呼ばれる表面割れも防止されている。故に、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、高い品質を確保することができ、また、生産性が良好となる。
Further, the surface layer material SW forms an internal space IS by an
そして、表層材SW及び内層材IWは、周囲環境条件の変化における寸法変化率が小さい木目の長さ方向が互いに交差しないよう接合されたものであるため、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、接合面における両者の寸法変化率の差を小さくすることができ、接合面へのストレスを少なくすることができる。 And since the surface layer material SW and the inner layer material IW are joined so that the length directions of the grain having a small dimensional change rate in the change of the ambient environment condition do not intersect with each other, the laminated plastic working wood according to the present embodiment According to LPW, the difference in the dimensional change rate between the two at the joint surface can be reduced, and the stress on the joint surface can be reduced.
しかし、本発明を実施する場合には、逆に、表層材SW及び内層材IWは、互いの木目の長さ方向が交差するように接合してもよい。このとき、周囲環境条件が変化したときの積層塑性加工木材LPWの全体の寸法変化率は僅かである。特に、本発明者らの実験によれば、塑性加工された木材において、木目の長さ方向の寸法変化率は僅かであることが確認され、表層材SW及び内層材IWの接合面で互いに木目の長さ方向を交差させても、積層全体における長さ方向または幅方向または厚さ方向の寸法変化率が略等しくなるから、接合面における両者の寸法変化率の差を小さくすることができ、接合面へのストレスを少なくすることができる。 However, when practicing the present invention, conversely, the surface layer material SW and the inner layer material IW may be joined such that the length directions of the grain of each other intersect. At this time, the overall dimensional change rate of the laminated plastic processed wood LPW when the ambient environmental conditions change is slight. In particular, according to the experiments by the present inventors, it was confirmed that the dimensional change rate in the length direction of the grain is slight in the plastically processed wood, and the grain surface is mutually joined at the joint surface of the surface layer material SW and the inner layer material IW. Even when crossing the length direction, the dimensional change rate in the length direction or the width direction or the thickness direction in the entire stack becomes substantially equal, so the difference in the dimensional change rate of both in the joint surface can be reduced, Stress on the joint surface can be reduced.
なお、上記実施の形態では、表層材SWと内層材IWが各1枚の積層加工木材LPWについて説明したが、本発明を実施する場合には、表層材SWを2枚として表裏に利用することも可能である。即ち、1枚の内層材IWを2枚の表層材で挟んでサンドイッチ構造とすることもできる。これによっても、上記実施の形態及びその変形例と同様の効果を得ることが可能である。また、例えば、床板等として利用する場合において表裏を問うことなく使用できるようになるため、便利である。更に、積層加工木材の表裏面のバランスがよくなることから、周囲環境条件が変化したときにおける全体の歪みの発生を防止することが可能になる。 In the above embodiment, the surface layer material SW and the inner layer material IW are each described as one laminated processed wood LPW. However, when the present invention is implemented, two surface layer materials SW are used on the front and back sides. Is also possible. That is, one inner layer material IW can be sandwiched between two surface layer materials to form a sandwich structure. Also by this, it is possible to obtain the same effect as the above-described embodiment and its modification. In addition, for example, when used as a floor board or the like, it can be used without questioning the front and back, which is convenient. Furthermore, since the balance between the front and back surfaces of the laminated wood is improved, it is possible to prevent the occurrence of overall distortion when the ambient environmental conditions change.
更に、本発明を実施する場合には、表層材SWとして、間伐材、風害・水害・雪害・森林火災・凍害・虫害等の自然災害によって倒れたり芯割れを起こしたりして丸太の状態では使えなくなった傷害木材、端材等を用いることもできる。これによって、低コスト化を図ることができ、また、環境美化にも貢献することができる。
加えて、表層材SWに内層材IWを接合する手段として接着剤で接着する実施の形態で説明したが、本発明を実施する場合には、木材相互間の機械的に結合する手段とすることができる。また、接続手段によって結合することもできる。
Furthermore, when practicing the present invention, the surface layer SW can be used in the state of a log that has fallen due to a natural disaster such as thinned wood, wind damage, water damage, snow damage, forest fire, frost damage, insect damage, etc. Lost damaged wood, mill ends, etc. can also be used. As a result, the cost can be reduced and the environment can be beautified.
In addition, the embodiment of bonding with the adhesive as the means for joining the inner layer material IW to the surface layer material SW has been described, but in the case of implementing the present invention, it should be a means for mechanically coupling between wood. Can do. Moreover, it can also couple | bond by a connection means.
LPW 積層塑性加工木材
SW 表層材
IW 内層材
NW 加工前木材
IS 内部空間
10 プレス盤
10A 上プレス盤
10B 下プレス盤
11 シール部材
LPW Laminated plastic processed wood SW Surface material IW Inner layer material NW Wood before processing IS
Claims (8)
前記表層材の片面側に接合された内層材と
を具備することを特徴とする積層塑性加工木材。 A surface layer material in which the entire thickness is compressed and plastically processed to have an air-dry specific gravity of 1.05 or more by heat compression in a direction perpendicular to the length direction of the wood grain,
A laminated plastic processed wood comprising an inner layer material joined to one side of the surface layer material.
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