JP2019120090A - 木質床材料および施工方法 - Google Patents
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Abstract
Description
木質板材としては、板状の木質材料を用いることができる。木質材料として無垢の木材を用いてもよく、木質材料を接着剤で集積した材料(集成材)を用いてもよい。この場合、構造用合板かCLT(直交集成板)が好ましい。このCLTは、ひき板または小角材(これらをその繊維方向を互いにほぼ平行にして長さ方向に接合接着して調整したものを含む)をその繊維方向を互いにほぼ平行にして幅方向に並べまたは接着したものを、主としてその繊維方向を互いにほぼ直角にして積層接着し3層以上の構造を持たせた木質材料である。
木質軸部材の素材としては、無垢の木材を用いてもよく、集成材を用いてもよいが、強度と施工性の観点から集成材が好ましい。
本発明においては、非木質補強材を木質軸部材に内挿して木質軸部材の内部に固着することで木質軸部材の補強を行う。本発明において最も重要な特徴は、木質軸部材に内挿された非木質補強材の断面のサイズと木質軸部材内部での配置を適宜変更することにより、木質床材料の物性をコントロールできることにある。つまり、木質床材料における木質軸部材の断面や使用本数、木質板材の厚さを変えることなく、木質床材料の剛性や強度を増加させることができる。非木質補強材は、その断面サイズが木質軸部材のサイズを超えずに内部に収まる範囲で断面サイズを設計することができる。
補強繊維としては、例えば、炭素繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサザール繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリイミド繊維、四フッ化エチレン繊維、ガラス繊維を用いることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種類以上を用いてもよい。補強繊維のなかでも炭素繊維が最も好ましい。
マトリクス樹脂としては熱硬化性樹脂を用いることが好ましく、なかでもフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂が好ましい。物性や成形性のバランスの観点からはエポキシ樹脂やビニルエステル樹脂が特に好ましく、木質系シートや最終的な木質軸部材との接着性や耐熱性の観点からはフェノール樹脂が特に好ましい。
非木質補強材は、木質軸部材の内部で接着剤を介して木質軸部材と一体化される。接着剤としては、エポキシ系接着剤やアクリル系接着剤など、木材と樹脂とを接着できるものを用いることができる。
非木質補強材は、その表面に木質系シートが一体化されていることが好ましい。すなわち、非木質補強材は、好ましくは少なくとも一面、さらに好ましくは少なくとも二面、特に好ましくは全ての面に木質系シートが一体化されている。この木質系シートは、スライスされた木材および/または木質パルプと熱硬化性樹脂とを含む組成物をシート状に成形したものである。一体化は、例えば上述の接着剤を用いた接着により行うことができる。
非木質補強材の作成方法を、非木質補強材と木質系シートに同じ熱硬化性樹脂を用いる場合を例として説明する。熱化硬化性樹脂と硬化剤または硬化触媒を混合した液状樹脂に補強繊維のストランドを連続的にディップして、補強繊維を100重量%に対する液状樹脂の量が30〜80重量%になるように補強繊維に液状樹脂を含浸させて、樹脂含浸補強繊維のストランドとする。その後、予めドラムに巻き付けておいた木質系シートを、樹脂含浸補強繊維のストランドの少なくとも一面に接触させ、必要に応じて加圧・加熱したあとドラムの幅方向に切断して非木質補強材を得る。液状樹脂は、取扱い性と接着性の観点から25℃における粘度が3〜150ポイズの範囲で用いることが好ましい。
本発明の木質床材料は、従来の構造用合板やCLTなどの床材料と同様の要領で施工することができる。例えば、構造用合板と同様に、梁の上に本発明の木質床材料を置き、釘やビス、ボルトによって固定することができる。この状態で施工を完了しても、木質床材料は非木質補強材が内挿された木質軸部材によって裏面から補強されているため、高い剛性と強度を発現することができる。
補強繊維として炭素繊維(東邦テナックス株式会社製「HTS40」)を用い、マトリックス樹脂としてビニルエステル樹脂を用いて引抜成形によって非木質補強材を作製した。この非木質補強材においては、補強繊維とマトリックス樹脂との体積比率は60/40であり、断面形状は幅50mm×高さ10mmの長方形とし、長さは730mmとした。また、引抜成形時に非木質補強材の表面の全面に木質系シートを一体化し、その木質系シートの樹脂硬化度が85%になるように調整した。
構造用合板の長尺方向を木質軸部材で補強する方法を説明する。
非木質補強材は実施例1と同様とし、長さは2950mmとした。また、実施例1と同様の位置に非木質補強材を配置(内挿)した木質軸部材を得た。長さは3010mmとした。
CLT(Cross Laminated Timber)の長尺方向を木質軸部材で補強する方法を説明する。
非木質補強材は実施例1と同様とし、長さは4440mmとした。また、実施例1と同様の位置に非木質補強材を配置した木質軸部材を得た。長さは4500mmとした。
12 木質軸部材
13 非木質補強材
21 木質板材
22 木質軸部材
23 梁
24 木質軸部材
25 釘、ビスまたはボルト
31 木質板材
32 木質軸材
33 梁
34 木質軸部材
35 梁
41 木質板材
42 木質軸部材
43 非木質補強材
44 木質軸部材
45 非木質補強材
Claims (6)
- 木質板材とその少なくとも一方の面に複数本固着された木質軸部材とからなり、該木質軸部材の内部に非木質補強材が内挿されていることを特徴とする木質床材料。
- 非木質補強材が、補強繊維として長さ方向に引き揃えられた長繊維の炭素繊維を用い、マトリクス樹脂としてエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂およびフェノール樹脂のいずれかを用いた炭素繊維強化樹脂である、請求項1記載の木質床材料。
- 非木質補強材はその表面に木質系シートが一体化されており、該木質系シートはスライスされた木材および/または木質パルプと熱硬化性樹脂とを含む組成物をシート状に成形したものであり、該熱硬化性樹脂の硬化度が40〜90%である、請求項2記載の木質床材料。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の木質床材料において、木質軸部材が木質板材の少なくとも一方の辺とそれに対向する辺に配置されている木質床材料。
- 請求項4に記載の木質床材料の少なくとも二つを、それらの木質軸部材の長辺と長辺とを相互に接するように接合して一体化した木質床材料。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載の木質床材料を、その木質軸部材の少なくとも一端を床材料を支える梁、柱および/または壁と金物部材を介して一体化することを特徴とする、木質床材料を建築物に取り付ける施工方法。
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