JP2015017400A

JP2015017400A - 手すり棒と手すり

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Publication number: JP2015017400A
Application number: JP2013144647A
Authority: JP
Inventors: 兼司大西; Kenji Onishi; 丈太井尻; Jiyouta Ijiri; 足立　有弘; Arihiro Adachi; 有弘足立; 松村　浩一; Koichi Matsumura; 浩一松村; 平野　友康; Tomoyasu Hirano; 友康平野
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2015-01-29
Anticipated expiration: 2033-07-10
Also published as: JP6179710B2

Abstract

【課題】安定供給が可能であり、かつ製造コストの抑制も可能である、強度特性に優れた手すり棒とこの手すり棒から形成された手すりを提供すること。
【解決手段】竹平板をその繊維方向を揃えて積層し、接着して形成された竹ＬＶＬ材から形成された手すり棒であって、竹平板は、表面側より内面側が多く切削されている。
【選択図】なし

Description

本発明は、手すり棒と手すりに関するものである。

近年の高齢化社会の進行にともなって、一般住宅においても、階段、洗面所、トイレ、廊下、玄関、出入口等に手すりを設置する必要性が増大する傾向にある。特に、階段に沿って設置される手すりは、階段を上り下りする際にかかる人の体重を支える必要があり、その荷重に耐えるだけの充分な強度特性が手すりには要求される。

従来、手すり棒の素材としては、天然木や集成材、中密度繊維板（ＭＤＦ：Medium Density Fiberboard）等の木質素材、アルミニウム、ステンレス等の金属、樹脂等が用いられている。室内用の手すり棒には、一般的に肌触りが良く、比較的強度の高い木質素材が好まれる。

しかしながら、比較的強度の高い木質素材から形成された手すり棒であっても、手すりとしての強度確保のためにブラケットを介して壁面や柱等に固定する際には、ブラケット間のスパンを例えば９００ｍｍ以内と短くして施工される場合が多い。

ところで、手すりの施工時間の短縮化や、使用するブラケットの個数を減らす等の施工コストの低減等を図るためには、ブラケット間のスパンを長くすることが望ましい。

しかしながら、一般の木質素材から形成された手すり棒は、スパンを長くすると、手すりとして使用に耐え得る強度を実現するのが難しく、安全性の面が懸念される。

そこで、高比重の木材から構成される木質単板に、繊維方向を揃えて積層して接着した単板積層材（ＬＶＬ：Laminated Veneer Lumber）を用いた手すり棒とこの手すり棒から形成される手すりが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された手すり棒は、所定長さごとにフィンガージョイントまたはスカーフジョイント結合された、高比重単板からなるＬＶＬから所望の形状に切り出されたものである。単板が高比重であって、単板同士の結合部分が強固であるため、得られる手すり棒は、一般の集成材やＭＤＦを用いる場合に比べて強度が向上し、手すりにおけるブラケット間のスパンを長くすることが可能となる。

特開２００５−２０７１５４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された手すり棒および手すりについては、近年の地球環境保護や、木質資源枯渇に対する規制の強化などから、良質で高比重な原木丸太の調達が難しくなってきており、安定供給や製造コストの抑制が必ずしも容易であるとはいい難い側面があった。

本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、安定供給が可能であり、かつ製造コストの抑制も可能である、強度特性に優れた手すり棒とこの手すり棒から形成された手すりを提供すること課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明の手すり棒は、竹平板をその繊維方向を揃えて積層し、接着して形成された竹ＬＶＬ材から形成された手すり棒であって、竹平板は、表面側より内面側が多く切削されていることを特徴としている。

この手すり棒では、竹平板の気乾密度が７００ｋｇ／ｍ^３〜１０００ｋｇ／ｍ^３の範囲内であることが好ましい。

また、本発明の手すりは、上記手すり棒がブラケットによって支持されて形成された手すりであって、ブラケット間のスパンが１．２ｍ以上であることを特徴としている。

本発明の手すり棒と手すりによれば、安定供給が可能であり、かつ製造コストの抑制も可能である、強度特性に優れた手すり棒とこの手すり棒から形成された手すりが提供される。

以下、本発明の手すり棒と手すりの一実施形態について、詳細に説明する。

手すり棒は、竹平板をその繊維方向を揃えて積層し、接着して形成された竹ＬＶＬ材から形成されている。竹ＬＶＬ材を形成する竹平板は、表面側より内面側が多く切削されている。

竹平板は、原料である竹を所望の長さに切断した後、竹割り機によって縦割りし、漂白してから、その表面、内面および側面を切削することによって得られる平板である。

竹平板に用いられる竹の種類としては、例えば、真竹、剛竹、柱竹、孟宗竹、バンブー等が例示される。竹は、その旺盛な繁殖力と、迅速な成長性から、種類、量ともに世界中に非常に多く存在している。竹は、材木に比べてその成長が非常に速く、安定供給が可能であり、かつ製造コストの抑制も可能である。また、竹は、筍のレベルである竹齢がおおむね１年以内であるものは剛性に乏しく、強靱性も備わっていないが、竹齢が１年以上経過すれば、剛性、強靭性を備えて安定した強度特性を有するようになる。

切断したばかりの竹は、青竹と呼ばれ、水分含量や油分含量も高いため、建材として使用するには不向きである。そこで、まず、縦割りした青竹を例えば、過酸化水素ナトリウム溶液等の中で煮沸し、漂白する。漂白は、縦割りした青竹を３０℃〜４０℃の次亜塩素酸ソーダ液に５分間浸漬することでも可能である。なお、次亜塩素酸ソーダ液は、強い酸化作用を示すアルカリ溶液なので、縦割りした青竹を次亜塩素酸ソーダ液から引き揚げた後、十分に水洗して拭き取る必要がある。

竹平板の断面部分には、原料である竹の組織構造である柔細胞と維管束が存在する。柔細胞は、細胞壁の厚みが薄く比較的強度が低い組織であるのに対し、維管束は、細胞壁が厚い植物繊維の集合体であるため、極めて強度が高い。維管束は、竹平板の表面側に近いところに多く分布しており、内面側には少ない。一方、柔組織は、竹平板の内面側ほど多い。このため、竹平板の表面側より内面側を多く切削することで、竹平板における柔組織の割合を低減させ、維管束の割合を相対的に増加させることができ、気乾密度を高めることができる。竹平板を切削する方法としては、例えば、従来公知のスライサー、水平ベルトサンダー、グラインダー、電動カンナ等が例示される。

上記のように、竹平板の表面側より内面側を多く切削することによって、竹平板の気乾密度を高めることが可能となる。竹平板の気乾密度については、７００ｋｇ／ｍ^３〜１０００ｋｇ／ｍ^３の範囲内に設定するのが好ましい。竹平板の気乾密度が上記の範囲内であれば、手すり棒は、強度や耐久性等の基本性能により優れ、しかも、コスト面で有利となる。

竹平板の幅および厚さは、特に限定されないが、手すり棒の強度や耐久性、寸法安定性等の基本性能を考慮すると、幅は、２０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下の範囲内であって、厚さは、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。

また、竹平板の長さは、特に限定されないが、手すり棒の強度や耐久性、寸法安定性等の基本性能を考慮すると、５００ｍｍ以上であることが好ましい。

複数の竹平板を小口部分において接続することによって、長尺の竹平板を得ることができる。竹平板の積層方法として特に限定はされないが、幅方向の継ぎ目が重ならないように各層をずらしながら積層することが好ましく、またその長さ方向の継ぎ目についても、重ならないようにずらしながら積層することが好ましい。竹平板を小口部分において接続する際には、小口をジョイント加工することが好ましい。ジョイント加工としては、例えば、フィンガージョイントやスカーフジョイント等が例示される。また、長尺の竹平板を積層する際には、ジョイント加工した接続部分を、長手方向に位相をずらして積層することが好ましい。これにより、手すり棒の荷重に対する強度を向上させることが可能となる。

竹ＬＶＬ材は、上記のとおりの竹平板を積層し、接着することによって、断面がほぼ方形の形状を有するものとして得られる。

高強度な維管束の繊維方向を揃えるように積層し、竹平板を接着することで、長尺の手すり棒であっても、強度特性を大幅に高めることが可能である。

竹平板に塗布する接着剤の種類は、特に限定されない。接着剤は液状であっても固体状であってもよい。例えば、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）、ＴＤＩ(トリレンジイソシアネート)、ＭＤＩプレポリマー、ＴＤＩプレポリマー等よりなるイソシアネート樹脂接着剤が例示される。また、ユリア樹脂接着剤、メラミン樹脂接着剤、ユリア・メラミン共縮合樹脂接着剤、フェノール樹脂接着剤、レゾルシノール樹脂接着剤、エポキシ樹脂接着剤、ウレタン樹脂接着剤、フルフラール樹脂接着剤等が例示される。これらの接着剤は、単独または２種類以上の併用が可能である。接着剤の選択には、竹ＬＶＬ材の耐水性や、シックハウス症候群の原因となるホルムアルデヒドの放出量等を考慮することができる。イソシアネート樹脂接着剤は、ホルムアルデヒドを原料としないため、安全性の高い接着剤である。また、接着剤には、必要に応じて、サイズ剤等を添加することができる。竹平板に、このような接着剤を塗布することによって、竹ＬＶＬ材の強度を向上させ、また、ハンドリング性を向上させることができる。

竹平板に接着剤を塗布する方法としては、例えば、従来公知のフローコーター、ロールコーター、吹き付け法、エアレススプレー法、エアスプレー法、刷毛塗り、コテ塗り、浸漬法、引き上げ法、ノズル法、巻き取り法、流し法、盛り付け、パッチング法等が例示される。

接着剤を塗布した竹平板を積層した後に加熱加圧成形する際には、例えば、加熱した一対のスチールベルトの隙間に圧力を加えながら積層物を搬送する連続プレス装置や、加熱した複数の熱板間に積層物を挟んで加圧する多段プレス装置等を用いることができる。成形条件は、特に限定されない。例えば、成形温度として１２０℃〜１９０℃の範囲、成形圧力として１ＭＰａ〜４ＭＰａの範囲が例示される。加圧時間は、加熱加圧成形後に得られる竹ＬＶＬ材の断面の縦横の寸法や成形時の加熱温度等を考慮して適宜設定することができる。竹ＬＶＬ材の断面の縦横の寸法については、例えば、４０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内が例示される。

手すり棒は、上記のとおりの竹ＬＶＬ材の外周面を切削して、断面形状を円形や楕円形等に加工することによって得られる。

竹ＬＶＬ材の外周面を切削する方法としては、例えば、棒状の竹ＬＶＬ材をその軸を中心にして回転させながら切削工具を竹ＬＶＬ材の外周面に押し当てること等が例示される。切削条件は、特に限定されないが、切削後に得られる手すり棒の直径等を考慮して適宜設定することができる。手すり棒が、円形断面を有するものの場合、その直径については、例えば、３０ｍｍ〜７０ｍｍの範囲内が例示される。

竹ＬＶＬ材の外周面を切削して形成された手すり棒の表面は、ささくれ立っているため、サンディング研磨して表面を滑らかな触感にすることが好ましい。また、手すり棒の表面は、天然木の風合いを持つ化粧材によって被覆されていてもよいし、ポリウレタン樹脂塗料等を使用して塗装仕上げが行われたものであってもよい。

手すり棒は、竹ＬＶＬ材が、繊維方向の揃った竹平板が積層され、接着されたものであるため、曲げ荷重に対してたわみが小さく、かつ強度等の性能において特に優れたものとなる。

手すりは、上記手すり棒がブラケットによって固定されて形成されるものである。ブラケットは、建物の内壁面や柱等にネジ等の固定具によって固定される。手すりにおけるブラケット間のスパンは、９０ｃｍ程度が一般であるが、本発明の手すり棒を用いれば１．２ｍ以上であっても、利用可能である。上記のとおり、手すり棒は、従来のものと比較して、曲げ荷重に対してたわみが小さく、かつ強度等の性能において特に優れている。このため、手すりでは、ブラケット間の間隔を大きくすることができる。したがって、手すりでは、ブラケットの数が削減可能であり、部品点数の削減が図られる。また、ブラケット周りがすっきりするため、見栄えの良い手すりが実現可能である。

手すりもまた、手すり棒と同様に、強度や耐久性等の基本性能により優れ、しかも、コスト面で有利なものである。

以下に実施例を示し、本発明の手すり棒と手すりについてさらに詳細に説明するが、実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
２ｍ長さに切断した直径が約２０ｃｍの孟宗竹を竹割機で分割し、幅が約３０ｍｍ、厚さが１０〜１５ｍｍの平板原料となる竹ストランドを得た。

次に、この竹ストランドを加熱することにより、含水率が１５％以下となるように乾燥した。

次いで、乾燥した竹ストランドの表面側と内面側を、粗切削機により部分的に切削除去し、厚みが約１０ｍｍ、幅が約２５ｍｍとなるように加工を施した。

次いで、仕上げ加工として、表面側と内面側を部分的に切削除去した竹ストランドの表面側を約１．５ｍｍ、内面側を約４ｍｍ切削し、幅２５ｍｍ、厚み４．５ｍｍの竹平板を得た。

得られた竹平板に接着剤を塗布した後、その繊維方向を揃えるようにし、長さ方向、幅方向共に継ぎ目については重ならないようにずらしながら８層積層した。なお、下側４層は竹平板の表側の面が下になるように積層し、上側４層は竹平板の表側の面が上になるように積層することにより、上下対称になるように積層した。また、接着剤としては、水性ビニルウレタン系接着剤を２００ｇ/ｍ^２塗布した。

次いで、積層して接着した竹平板を、温度１５０℃で３０分間加熱加圧成形することにより、長さ４１００ｍｍ、幅３００ｍｍ、厚み３６ｍｍの竹ＬＶＬ材を得た。

これを、スライサーを用いて３６ｍｍ幅に切断後、モルダーマシンを用いて直径３４．５ｍｍの丸棒状に加工し、手すり棒を得た。この手すり棒の気乾密度は、７５０ｋｇ／ｍ^３であった。

（実施例２）
２ｍ長さに切断した直径が約２０ｃｍの孟宗竹を竹割機で分割し、幅が約３０ｍｍ、厚さが１０〜１５ｍｍの平板原料となる竹ストランドを得た。

次いで、仕上げ加工として、表面側と内面側を部分的に切削除去した竹ストランドの表面側は切削せず、内面側のみ約７ｍｍ切削し、幅２５ｍｍ、厚み３ｍｍの竹平板を得た。

得られた竹平板に接着剤を塗布した後、その繊維方向を揃えるようにし、長さ方向、幅方向共に継ぎ目については重ならないようにずらしながら１２層積層した。なお、下側６層は竹平板の表側の面が下になるように積層し、上側６層は竹平板の表側の面が上になるように積層することにより、上下対称になるように積層した。

それ以外は、実施例１と同様にして、手すり棒を得た。この手すり棒の気乾密度は、９５０ｋｇ／ｍ^３であった。

（実施例３）
２ｍ長さに切断した直径が約２０ｃｍの孟宗竹を竹割機で分割し、幅が約１２０〜１５０ｍｍ、厚さが１０〜１５ｍｍの平板原料となる竹ストランドを得た。

次に、この竹ストランドを熱板プレスにより乾燥すると同時に加圧した。

次いで、熱板プレスした竹ストランドの表面側と内面側を、粗切削機により部分的に切削除去するとともに、幅加工し、厚みが約１０ｍｍ、幅が約１００ｍｍとなるように加工した。

次いで、表面側と内面側を部分的に切削除去した竹ストランドの仕上げ加工として、表面側を約０．５ｍｍ、内面側を約５ｍｍ切削し、幅１００ｍｍ、厚み４．５ｍｍの竹平板を得た。

次いで、温度１５０℃で３０分間熱圧成形することにより、長さ４１００ｍｍ、幅３００ｍｍ、厚み３６ｍｍの竹ＬＶＬ材を得た。

これを３６ｍｍ幅に切断後、モルダーマシンを用いて直径３４．５ｍｍの丸棒状に加工し、手すり棒を得た。この手すり棒の気乾密度は、８５０ｋｇ／ｍ^３であった。

（比較例１）
ユーカリ単板からなる厚み３６ｍｍの高比重ＬＶＬを丸棒原材料に用い、実施例１と同様に直径３４．５ｍｍの丸棒状に加工し、手すり棒を得た。この手すり棒の気乾密度は約８５０ｋｇ／ｍ^３であった。

（比較例２）
厚み３６ｍｍのゴム集成材を丸棒原材料に用い、実施例１と同様に直径３４．５ｍｍの丸棒状に加工し、手すり棒を得た。この手すり棒の気乾密度は約７５０ｋｇ／ｍ^３であった。

（比較例３）
竹平板の仕上げ加工として、表面側を３．０ｍｍ、内面側を２．５ｍｍ切削したこと以外は、実施例１と同様にして、手すり棒を得た。この手すり棒の気乾密度は、６５０ｋｇ／ｍ^３であった。

実施例および比較例で得られた手すり棒について、手すり棒の強度特性として破壊時の最大荷重と荷重１２００Ｎ時のたわみ量を測定し、物性を評価した。評価の基準は下記のとおりである。
＜強度特性評価＞
破壊時の最大荷重の測定は、得られた４ｍ長さの手すり棒を２ｍ長さに切断後、手すり棒がブラケットによって木製梁部材に固定されたものを手すり試験体として行った。ブラケット間のスパンは、１．５ｍとした。

万能試験機を用いて、手すり試験体のブラケット間のスパンの中心部に圧子で荷重をかける曲げ試験を行い、破壊時の最大荷重を計測した。
◎：最大荷重が１７００Ｎ以上を◎とした。
○：最大荷重が１４００Ｎ以上１７００Ｎ未満の範囲を○とした。
△：最大荷重が１０００Ｎ以上１４００Ｎ未満の範囲を△とした。
×：最大荷重が１０００Ｎ未満を×とした。

また、同様にして、荷重１２００Ｎ負荷時のたわみ量を計測した。
◎：荷重１２００Ｎ負荷時のたわみ量が７０ｍｍ未満を◎とした。
○：荷重１２００Ｎ負荷時のたわみ量が７０ｍｍ以上９０ｍｍ未満の範囲を○とした。
△：荷重１２００Ｎ負荷時のたわみ量が９０ｍｍ以上１１０ｍｍ未満の範囲を△とした。
×：荷重１２００Ｎ負荷時のたわみ量が１１０ｍｍ以上を×とした。

評価結果を表１に示す。

表１に示されるように、実施例１〜３に示す手すりは、ブラケット間のスパンが１.５ｍの曲げ試験によっても、その最大荷重が１４００Ｎ以上と高く、強度面で安全性に優れていることが分かった。特に、実施例２、３に示すように、実施例１と比較して内面側切削量を増やした場合には、最大荷重１７００Ｎ以上と、極めて優れた強度特性を示すことが確認された。

また、竹ＬＶＬを丸棒原料として用いた実施例１〜３に示す手すりは、比較例２のゴム集成材に対して、おおよそ２〜３倍の最大荷重であり、比較例１の高比重ユーカリＬＶＬを用いた手すりと対比しても、優れた強度特性を示すことが確認された。

しかしながら、比較例３に示すように、竹ＬＶＬを丸棒原料として用いていても、表面側切削量が内面側切削量より大きくなれば、得られる手すりの最大荷重が低減し、手すりとして充分な強度性能が発現できなくなることが確認された。

また、手すりに要求されるもう一つの特性であるたわみ量に関しても、最大荷重の結果と同様の傾向を示し、実施例１〜３のたわみ量はいずれも９０ｍｍ未満であり、特に表面側よりも内面側切削量を増やした実施例２、３は、荷重時のたわみ量が７０ｍｍ未満と極めて小さい手すりであることが確認された。

Claims

竹平板をその繊維方向を揃えて積層し、接着して形成された竹ＬＶＬ材から形成された手すり棒であって、前記竹平板は、表面側より内面側が多く切削されていることを特徴とする手すり棒。
前記竹平板の気乾密度が７００ｋｇ／ｍ^３〜１０００ｋｇ／ｍ^３の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の手すり棒。
請求項１または２に記載の手すり棒がブラケットによって支持されて形成される手すりであって、前記ブラケット間のスパンが１．２ｍ以上であることを特徴とする手すり。