JP2020175548A - 積層材及び積層材の製造方法 - Google Patents

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【課題】集成圧縮柾目材の美観を活かしつつ、寸法安定性が向上した積層材及び積層材の製造方法を提供する。【解決手段】板目材が厚み方向に加熱圧縮されてなる複数の圧縮板目材の板目面が相互に突き合わされて接着されてなる接着部12cを有する接着体として形成され、それぞれ連続する柾目面が露出する表面部及び裏面部を有すると共に、厚みが1mm超である板状の集成圧縮柾目材12と、集成圧縮柾目材12の裏面部12bに表面16aが接着される板状の芯材16と、を有する積層材10である。これにより、集成圧縮柾目材12の変形が抑制され、寸法安定性が向上している。さらに、積層材の少なくとも一方の面には集成圧縮柾目材の緻密で魅力的な木目模様が露出し、美観に優れるものとなっている。【選択図】図1

Description

本発明は、積層材及び積層材の製造方法に関し、特に、柾目材と板状の芯材との積層材及び積層材の製造方法に関する。
従来、比重が小さく柔らかいスギ等の針葉樹に対して圧縮加工を行い、家具や建材としての使用に耐え得る強度を持つ圧縮木材が製造されていた。この圧縮加工は、丸太材や板目材に対して行われることから、圧縮木材の表面には板目面が現れることとなり、針葉樹は柾目面の持つ直線的な木目が魅力であるところ、その魅力が活かされないことになっていた。
この問題を解決する発明が、特許文献1に開示されている。具体的には、特許文献1は、板目材を厚み方向に加熱圧縮して圧縮板目材102を得て、図9(a)の矢印で示すように、得られた圧縮板目材を厚み方向に所定の間隔をおいて複数箇所で切断して複数の圧縮板目材片104を得て、図9(b)に示すように、圧縮板目材片104を90°回転させて柾目面を上下面に露出させ(同図(c)参照)、同図(d)に示すように、圧縮板目材片104の板目面を相互に突き合わせて接着集成して集成圧縮柾目材106を得るというものである。
特許文献1の集成圧縮柾目材106は、その上下の表面が全て柾目面となり、且つ、加熱圧縮により早材部が圧縮されて年輪間の距離が詰まっているために得られた上下面の木目は密接する年輪線が直線状に並行する緻密で魅力的な木目模様を呈するものとなる。また、圧縮により上下面には晩材部が密接する柾目面が現出していることから、強度も優れたものとなる。
特許第6433827号公報
しかしながら、加熱圧縮した圧縮木材は、その形状を固定化する処理が施されているといえども、水分と熱の作用により若干変形する可能性がある。特に、特許文献1の発明により得られた集成圧縮柾目材は、圧縮板目材片の板目面を相互に突き合わせて接着集成していることから、晩材部と晩材部の間の圧縮された早材部部分において蛇腹のように伸びやすく、寸法安定性に問題があることが発明者らの検討で明らかになってきた。
すなわち、集成圧縮柾目材を用いて引き出しを作ると寸法変化により収容する家具にひっかかりが生じて出し入れが困難になり、開き扉の戸として用いた場合には寸法変化により戸枠に当接するようになり、扉が閉まりづらくなるおそれがある。さらに、テーブルの天板に用いた場合には、天板の寸法変化によりテーブルの脚部の伸長方向が変化し、テーブルのがたつきが生じるおそれもある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、集成圧縮柾目材の緻密で魅力的な木目模様を露出させつつ、寸法安定性が向上した積層材及び積層材の製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するための請求項1の発明に係る積層材は、板目材が厚み方向に加熱圧縮されてなる複数の圧縮板目材の板目面が相互に突き合わされて接着されてなる接着部を有する接着体として形成され、それぞれ連続する柾目面が露出する表面部及び裏面部を有すると共に、厚みが1mm超である板状の集成圧縮柾目材と、該集成圧縮柾目材の裏面部に表面が接着される板状の芯材と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、集成圧縮柾目材がその幅方向に、すなわち、晩材部同士が離間する方向に伸長しようとするところ、芯材に接着固定されていることでその伸長が拘束され、集成圧縮柾目材の変形が抑制され、したがって、積層材は集成圧縮柾目材を用いているにもかかわらず寸法安定性が向上している。
さらに、積層材の少なくとも一方の面には集成圧縮柾目材の緻密で魅力的な木目模様が露出し、美観に優れるものとなっている。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の積層材において、前記板状の芯材の裏面に前記集成圧縮柾目材とは異なる他の集成圧縮柾目材の表面部が接着されることで、前記芯材が前記集成圧縮柾目材と前記他の集成圧縮柾目材との間に挟まれた積層構造を有することを特徴とする。
この構成によれば、板状の芯材一枚でその表面及び裏面に接着した2枚の板状の集成圧縮柾目材の変形を拘束することが可能となる。さらに、積層材の表側及び裏側双方の面に集成圧縮柾目材の緻密で魅力的な木目模様が露出し、さらに美観に優れるものとなっている。
請求項3に係る発明は、請求項2に係る積層材において、前記芯材の側面に、前記集成圧縮柾目材で形成された枠体が固定されていることを特徴とする。
この構成によれば、さらに側面に固定された、集成圧縮柾目材で形成された枠体の変形をも拘束することが出来る。そのうえ、表面、裏面、側面に柾目模様が現出した美観に優れる板材を提供することができる。
請求項4の発明に係る積層材の製造方法は、板目材を厚み方向に加熱圧縮して圧縮板目材を得る加熱圧縮工程と、該圧縮板目材の板目面を相互に突き合わせて接着集成させ、表面部及び裏面部に連続する柾目面が露出するとともに、厚みが1mm超である集成圧縮板目材を得る接着集成工程と、該集成圧縮柾目材の裏面部を板状の芯材の表面と接着して積層材を得る接着工程と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、接着集成工程で得られた集成圧縮柾目材はその幅方向に、すなわち、晩材部同士が離間する方向に伸長しようとするところ、接着工程で芯材に集成圧縮柾目材の裏面部が接着固定されていることでその伸長が拘束され、集成圧縮柾目材の変形が抑制され、したがって、得られた積層材は集成圧縮柾目材を用いているにもかかわらず寸法安定性が良好なものとなる。
また、得られた積層材の少なくとも一方の面には集成圧縮柾目材の緻密で魅力的な木目模様が露出し、美観に優れるものとなっている。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の積層材の製造方法において、前記接着集成工程で少なくとも2枚の集成圧縮柾目材が得られ、前記接着工程で、前記集成圧縮柾目材の裏面部を板状の芯材の表面と接着し、前記集成圧縮柾目材とは異なる他の集成圧縮柾目材の表面部が前記板状の芯材の裏面と接着し、前記芯材が前記集成圧縮柾目材と前記他の集成圧縮柾目材との間に挟まれた積層構造を有する積層材が得られることを特徴とする。
この構成によれば、板状の芯材一枚でその表面及び裏面に接着した2枚の板状の集成圧縮柾目材の変形を拘束することが可能となる。さらに、積層材の表側及び裏側双方の面に集成圧縮柾目材の緻密で魅力的な木目模様が露出し、さらに美観に優れるものとなっている。
本発明によれば、集成圧縮柾目材がその幅方向に、すなわち、晩材部同士が離間する方向に伸長しようとするところ、芯材に接着固定されていることでその伸長が拘束され、集成圧縮柾目材の変形が抑制され、したがって、積層材は集成圧縮柾目材を用いているにもかかわらず寸法安定性が向上している。さらに、積層材の少なくとも一方の面には集成圧縮柾目材の緻密で魅力的な木目模様が露出し、美観に優れるものとなっている。
よって、積層材を家具等に取り入れた場合に、寸法変化による不具合が解消されると共に、美観に優れる家具等を提供することが可能となる。
(a)本発明の積層材の第1実施形態を示す斜視図であり、(b)本発明の積層材の第1実施形態の変形例を示す斜視図である。 本発明の積層材の第2実施形態を示す分解斜視図である。 本発明の積層材の製造方法の加熱圧縮工程の説明図である。 本発明の積層材の製造方法の接着工程の説明図である。 (a)環境試験前の、実施例に係る本発明の積層材の平面図、及び(b)正面図である。 (a)環境試験前の、実施例に係る本発明の積層材の幅の測定を説明する斜視図、及び(b)環境試験後の、図5(a)のVI−VI線断面部の端面図である。 環境試験後の、試験例1に係る積層材の空洞領域(芯材を有さない領域)側を示す図面代用写真であり、 環境試験後の、試験例2に係る積層材の芯材を有する領域側を示す図面代用写真である。 従来の、集成圧縮柾目材の製造方法を説明する正面図である。
<積層材>
次に、本発明の積層材を、図1〜図2を参照して詳細に説明する。図1は本発明の積層材の第1実施形態およびその変形例を示す斜視図、図2は本発明の積層材の第2実施形態を示す分解斜視図である。
図1(a)に示すように、本発明の積層材10においては、板状の集成圧縮柾目材12の裏面部12bに板状の芯材16の表面16aが接着されている。
集成圧縮柾目材12は、板目材2(図3(a)参照)が厚み方向に加熱圧縮されてなる複数の圧縮板目材4の板目面4a(図4(a)参照)が相互に突き合わされて接着されてなる接着部12cを有する接着体として形成され、それぞれ連続する柾目面が露出する表面部12a及び裏面部12bを有する(図4(b)〜(c)参照)。
集成圧縮柾目材12の厚み(表面部12aと裏面部12bとの間の厚み)は1mm超である。厚みが1mmを超える場合に、集成圧縮柾目材12がその晩材部同士が離間する方向に伸長する力が大きくなり、問題となるからである。
また、芯材16に接着させて集成圧縮柾目材12の変形を拘束する観点から、集成圧縮柾目材12の厚みは、芯材16の厚みより小さいことが好ましく、芯材16の厚みにもよるが、集成圧縮柾目材12の厚みは、例えば、1mm超12mm以下であり、好ましくは、2mm以上6mm以下である。
集成圧縮柾目材12の厚みが12mmを超える場合、芯材16との接着面とは反対側の面である集成圧縮柾目材12の表面部12a側に歪が生じるおそれがある。
集成圧縮柾目材12の材料となる板目材2は、針葉樹から木取りされたものである。本発明は、針葉樹の柾目面の持つ直線的な木目の魅力を活かすことを目的としており、この直線的な木目が、板目材2を厚み方向に圧縮することで緻密に並ぶこととなり、さらに魅力的なものとなるからである。針葉樹としては、スギ、マツ、ヒノキ、ツガ、トウヒ、モミノキ、カヤ、イチイ、アスナロ等が挙げられるが、これに限られるものではない。
また、本発明において、板目材2とは、原木を年輪の接線方向に挽いた材であって、年輪の中心を外したいわゆる芯去り材をいうものとする。年輪の中心を有する芯持ち材を用いると、板目材の加熱圧縮時に芯付近の年輪が屈曲して割れが生じるおそれがあるからである。
また、板目材2には、柾目と板目の中間的な木取りをした追柾も含むものとする。ここで、柾目とは、丸太の中心に向かって挽いたときに現れる年輪が平行な木目をいい、そのように挽いて得られた材を柾目材という。
板目材2の圧縮率は、どのようなものであっても良いが、例えば、30%以上80%以下であり、木目の美観の観点から圧縮率は45%以上であり、歩留りの観点から圧縮率は70%以下であることが好ましい。
ここで、圧縮率は、以下の式
圧縮率(%)=100−(圧縮前の厚さ−圧縮後の厚さ)/圧縮前の厚さ×100
で表される。
圧縮率の測定は、どのような状態の圧縮板目材4に対して実施されてもよく、例えば、気乾状態(含水率15%)の圧縮板目材4に対して実施されてもよい。
芯材16は、接着された集成圧縮柾目材12の変形を拘束可能なものであればどのようなものであっても良い。芯材16としては、例えば、ペーパーコア(好ましくは、ペーパーハニカムコア)、中密度繊維板(MDF)、合板(薄く切った単板を繊維方向が直行するように互い違いに重ねて接着した木質材料)、単板積層材(薄く切った単板を繊維方向が平行となるように重ねて接着した木質材料、LVLともいう)、未圧縮のスギ、ヒノキ、カラマツ等の針葉樹材を使用することができる。
積層材10が他の部材と接合される部材として用いられる場合、ネジやダボによる接合強度を高める観点から、芯材16は、広葉樹のみから製造されたMDF(いわゆるハードボード)であることが好ましい。
芯材16としてペーパーコアを用いる場合、JIS A6931−1994に基づいて測定された圧縮強さが2kgf/cm以上、湿潤圧縮強さが0.1kgf/cm以上、W(幅)方向のせん断強さが0.6kgf/cm以上、およびL(長さ)方向のせん断強さが1.0kgf/cm以上であることが好ましい。
芯材16の厚みは、集成圧縮柾目材12の厚み以上であればよく、例えば、12mm超60mm以下であり、好ましくは、20mm以上50mm以下である。
本実施の形態の積層材10によれば、集成圧縮柾目材12がその幅方向に、すなわち、晩材部同士が離間する方向に伸長しようとするところ、芯材16に接着固定されていることでその伸長が拘束され、集成圧縮柾目材12の変形が抑制され、したがって、積層材10は集成圧縮柾目材12を用いているにもかかわらず寸法安定性が向上している。さらに、積層材10の表面(表面部12a)には針葉樹の柾目特有の、特に、圧縮により緻密に並んだ直線的な木目が露出し、魅力的な外観を呈している。
図1(b)は、本発明の積層材10の第1変形例を示す。本変形例において、図1(a)の例と共通する要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
本変形例では、積層材10は、芯材16の裏面16bに集成圧縮柾目材12(12−1)とは異なる他の集成圧縮柾目材12(12−2)の表面部12−2aが接着されることで、芯材16が集成圧縮柾目材12−1と他の集成圧縮柾目材12−2との間に挟まれた積層構造を有する。
これによれば、1枚の板状の芯材16でその表面16a及び裏面16bに接着した2枚の板状の集成圧縮柾目材12−1,12−2の変形を拘束することが可能となる。同時に、積層材10の上下面に緻密に並んだ直線的な木目が露出し、さらに魅力的な外観を呈する積層材となっている。
図2は、第2実施形態に係る本発明の積層材20を示す。本実施形態において、第1実施形態と共通する要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態に係る積層材20は、芯材22として具体的にペーパーハニカムコアが使用され、芯材22の側面に、集成圧縮柾目材12(12−3)で形成された枠体24が接着固定されている点において上記第1実施形態の変形例と異なる。
本実施形態において、積層材20は、テーブルの天板用途である。
枠体24は、図2に示すように、積層材20の縦方向(短手方向)に延在する縦枠24a,24a及び横方向(長手方向)に延在する横枠24b,24bで形成される長矩形の枠体であり、テーブルの足と接合される部位には、2本のホワイトオーク製の仕切り材26,26が横枠24b,24bに架け渡されている。
仕切り材26,26の位置は、接合部位に合わせて任意に設定することができ、ホワイトオーク製に限られず、ネジやダボによる接合に適する所定の強度を有する木材を適宜に用いることができる。ここで、所定の強度を有する木材は、気乾比重0.6以上、好ましくは0.7以上の木材であり、圧縮木材であってもよい。なお、特に他の部材と接合する必要が無い場合には、仕切り材26、26が無くてもよい。
芯材22は、枠体24および仕切り材26により区画された領域に、側面が枠体24の側面及び仕切り材26の側面に密着するように挿入される。
芯材22の側面には接着剤が塗布され、枠体24の側面および仕切り材26の側面とそれぞれ接着固定されている。
接着剤としては、公知の水系接着剤を用いることができる。例えば、水性高分子イソシアネート系接着剤、酢酸ビニル樹脂系接着剤、尿素を主成分とする接着剤、エポキシ樹脂を主成分とする接着剤、フェノール樹脂を主成分とする接着剤、合成ゴム系接着剤等、種々の接着剤を用いることができる。
なお、芯材22の側面と枠体24との固定の態様は、接着剤によるものに限らず、例えば、建築用ステープラーを用いた固定であってもよい。
芯材22と集成圧縮柾目材12−1の、および芯材22と集成圧縮柾目材12−2の接着の態様については、上記図1(b)の積層材10と変わるところが無いので、その説明を省略する。
本実施形態に係る積層材20によれば、芯材22の側面に、集成圧縮柾目材12−3で形成された枠体24が接着固定されているので、この枠体24の変形をも拘束することができる。同時に、長矩形の積層材20の上面、下面、正面、左側面、右側面、背面の六面全てが集成圧縮柾目材12で覆われているので、全面に緻密に並んだ直線的な木目が露出した、さらに魅力的な外観を呈する積層材となっている。
<積層材の製造方法>
次に、本発明の積層材の製造方法について、図3及び図4を参照して詳細に説明する。図3は本発明の積層材の製造方法の加熱圧縮工程の説明図、図4は本発明の積層材の製造方法の接着工程の説明図である。
本発明の積層材の製造方法は、加熱圧縮工程と、接着集成工程と、接着工程と、を有する。
[1.加熱圧縮工程]
図3に示すように、本工程では、板目材2を厚み方向に加熱圧縮して圧縮板目材4を得る。加熱圧縮工程は、例えば、板目材2の蒸煮による加熱軟化処理、加熱固定処理、およびにより行なう。
1−1.加熱軟化処理
まず、板目材2を蒸煮して軟化させる。蒸煮は、例えば、蒸煮缶を用いて行うことができる。蒸煮時間は、例えば、80℃〜120℃で、30〜60分程度の時間で行うことができる。蒸煮後の板目材2は、例えば、図3の圧縮装置50を用いて加熱工程処理が施される。
圧縮装置50は、同図に示すように、内部に木材が載置される底部52aを有すると共に天面が開放された箱状の下型52と下型52の蓋部を構成する板状の上型54とからなる圧縮型56を備える基本構成を有する。上型54は、下型52に対して接離する方向(矢印110方向)に移動可能であり、下型52に対して当接すると圧縮型56は閉状態となり、密閉された型内空間58が構成される。尚、下型52の上縁部に設けられた溝部にはOリング53が嵌め込まれており、Oリング53が上型54に対して密着することで型内空間58は密閉される。
上型54には、図示しない蒸気を流通させる管路と冷却水を流通させる管路が設けられており、下型52には、図示しない蒸気を流通させる管路と冷却水を流通させる管路が設けられている。さらに、下型52には、図示しない型内空間58に蒸気を導入するための管路及び型内空間58から蒸気を排出するための管路、及び型内空間58内の水を排出するための管路が設けられている。
蒸煮後の板目材2は、図3の圧縮型56の下型52の底部52aに板目面が当接するようにして載置される。
次に、図3(a)に示すように、上型54を下型52に近接する方向に移動させ、上型54の下面を板目材2の上側の表面部2aに当接させる。
そして、板目材2の上下の表面部2a及び2bに上型54及び下型52を当接させた状態で、上型54及び下型52に蒸気を送りこみ、徐々に上型54及び下型52の温度を昇温させる。昇温は、常温付近(約15〜20℃)から約110〜130℃の温度まで行われ、その温度で一定に維持される。圧縮装置50による板目材2の加熱軟化処理は、昇温開始から約15〜25分程度で行われる。以上の処理により、板目材2が加熱軟化される。
1−2.加熱固定処理
圧縮装置50による板目材2の加熱軟化処理後、図3(b)に示すように、上型54を下型52に当接するまで移動させ、板目材2を厚み方向に、すなわち、年輪の積層方向に圧縮する。このとき、型内空間58に蒸気を導入/排出するための管路、及び型内空間58内の水を排出するための管路の弁を閉じることで、型内空間58を完全な密閉空間とする。この状態で、上型54及び下型52を約150℃〜180℃までさらに昇温させ、昇温開始から約70〜120分程度高温状態で維持する。
すると、型内空間58における空気の熱膨張及び板目材2の水分の蒸発による水蒸気の発生によって型内空間の圧力が上昇し、この上昇圧力下で圧縮された木材に高温水蒸気処理が施されることとなる。これにより、板目材2の内部に蓄積された応力が短時間のうちに著しく緩和されて圧縮形状が固定され、圧縮板目材4が得られる。上記板目材2からの水分の蒸発だけでは水蒸気量が足りない場合、及び型内空間58の圧力が低い場合、型内空間58に蒸気を導入するための管路の弁を開き、蒸気量及び圧力を増大させることができ、逆に圧力が高い場合には型内空間58に蒸気を排出するための管路の弁を若干開き、圧力を低下させる調節を行うことができる。
なお、型内空間58の圧力は、適宜に圧力計を設けることでモニターすることができる。
また、板目材2の圧縮率は、圧縮前の板目材2の厚さやOリング53の高さ、下型52の底部52aに載置可能な平らな金属板(図示省略)によって調節可能であり、針葉樹の板目材であれば最大約70%程度まで行うことができる。
1−3.冷却処理
その後、上型54及び下型52の温度を約20〜40℃まで低下させ、30分〜60分間維持して圧縮形状が固定された圧縮板目材4を冷却する。冷却は、型内空間58の蒸気を排出するための管路の弁を開けて型内空間58から蒸気を排出すると共に、冷却水を流通させる管路を介して冷却水を上型54及び下型52内に流通させることにより行われる。その後、上型54を下型52に対して離反する方向、すなわち、矢印120方向に移動させる。
なお、上述のとおり、加熱圧縮工程は蒸煮缶及び圧縮装置50を用い、加熱軟化処理後の加熱固定処理により行われているが、これに限られるものではない。木材を加熱して圧縮固定し得る処理であれば、任意の装置を用いて行うことができる。例えば、高温高圧容器内で水蒸気と高周波により加熱軟化させた後、圧縮成形して当該圧縮された形状を高温高圧雰囲気内において固定化してもよい。
また、平版プレス・ロールプレスを用いたドライングセットを行い、その後に熱処理、高圧水蒸気処理、高周波あるいはマイクロ波加熱処理、化学処理、樹脂含浸処理等の固定化処理を施すことも可能である(以上、加熱圧縮工程)。
[2.接着集成工程]
本工程では、1.加熱圧縮工程で得られた複数の圧縮板目材4の板目面4aを相互に突き合わせて接着集成させる。例えば、図4(a)に示すように、複数の圧縮板目材4の板目面4aを相互に突き合わせて接着させる。板目面4a相互の接着は、例えば、高周波接着により行うことができる。すなわち、板目面4aに上述の公知の水系接着剤を塗布し、図示左右からプレスして圧力をかけ、その状態で電圧をかけることで水分子が存在する接着剤の部位の電圧が高くなり、この高電圧によって接着剤を熱硬化させるものである。なお、この方法に限らず、各圧縮板目材4を相互に接着可能な方法であればどのような方法であってもよい。
これにより、図4(b)に示すように、表面部12a及び裏面部12bに連続する柾目面が露出するとともに、接着部12cを有する集成圧縮柾目材12を得ることが出来る。接着後の圧縮板目材4間で段差が生じる場合は、適宜に表面部を削って面一な表面部に修正すればよい。
また、集成圧縮柾目材12の厚みは、1mm超である範囲で適宜に調整することができる。例えば、水平バンドソーを用いて図4(c)に示す破線の部位で集成圧縮柾目材12を切断することで、所望の厚みの集成圧縮柾目材12を得ることができる。
さらに、圧縮板目材4の接着集成は、上記の方法に限られるものではなく、従来公知の方法を選択することができる。例えば、図7の方法を参考に、得られた圧縮板目材4を厚み方向に所定の間隔をおいて複数個所で切断して複数の圧縮板目材片を得て(図7(a)〜(b)参照)、圧縮板目材片を90°回転させて柾目面を上下面に露出させ(図7(b)〜(c)参照)、圧縮板目材片の板目面を相互に突き合わせて接着集成して集成圧縮柾目材12(図7(d)参照)を得ることとしてもよい(以上、接着修正工程)。
[3.接着工程]
本工程では、2.接着集成工程で得られた集成圧縮柾目材12の裏面部12bを板状の芯材16の表面16aと接着して積層材10(図1(a)参照)を得る。集成圧縮柾目材12の裏面部12bと芯材16の表面16aとの接着は、接着剤(例えば、上記公知の水系接着剤)を用いることができる。
水系接着剤は、両者を接着可能であればどのような塗布の態様であってもよいが、芯材16側に塗布されることが好ましい。集成圧縮柾目材12側に塗布される場合、集成圧縮柾目材12内部への水系接着剤中の水分の含浸量が増大し、集成圧縮柾目材12の伸長量が増大するからである。
また、集成圧縮柾目材12内部への水系接着剤中の水分の含浸量を減らす観点から、芯材16をペーパーハニカムコアとし、芯材16側に水系接着剤を塗布することが好ましい。
また、2.接着集成工程で2枚の集成圧縮柾目材12−1、12−2が得られる場合には、図1(b)に示すように、本工程では、集成圧縮柾目材12−1の裏面部12−1bを芯材16の表面16aと接着し、他の集成圧縮材12−2の表面部12−2aを心材16の裏面16bと接着することができる。
これによれば、芯材16が集成圧縮柾目材12−1と他の集成圧縮柾目材12−2との間に挟まれた積層構造を有する積層材10を得ることができる。
さらに、2.接着集成工程でさらに集成圧縮柾目材12−3が得られる場合には、図2に示すように、この集成圧縮柾目材12−3で枠体24を形成し、本工程では、芯材22の側面に枠体24を接着固定し、芯材22の表面と集成圧縮柾目材12−1の裏面部とを接着し、芯材22の裏面と集成圧縮柾目材12−2の表面部とを接着して積層材20を得ることとしてもよい(以上、接着工程)。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
例えば、上記実施の形態において、積層材はテーブルの天板用途として例示されているが、これに限られるものではなく、引き出し、机、椅子、仏壇、書棚等の家具やその構成部材に、あるいは柱、ドアの扉、床、壁等の建材に、さまざまな用途で用いることができる。
以下、本発明をさらに実施例により詳細に説明する。
[1.積層材の製造]
1−1.集成圧縮柾目材の製造
杉の板目材を蒸煮缶(株式会社山本鉄工所製)を用いて蒸煮し、板目材を軟化させた。この板目材を図3に示す圧縮装置50(株式会社山本鉄工所製)を用い、図3(a)に示す状態でさらに加熱し、加熱軟化処理を施した。
次に、図3(b)に示すように、圧縮装置50の圧縮型を閉じて加熱固定処理を行った。
加熱軟化処理及び加熱固定処理は、上記実施の形態の[1.加熱圧縮工程]に示した条件の範囲内で行った。得られた圧縮板目材の厚みは約3cmであり、圧縮率は全て50±1%の範囲内であった。
この圧縮板目材を、図9に示すように、それぞれ3cmの間隔をおいて厚み方向に複数箇所で切断して複数の圧縮板目材片を得て、これを90°回転させて柾目面を上下面に露出させ、圧縮板目材片の板目面を相互に突き合わせて接着集成し、厚み3cmの集成圧縮柾目材を得た。
1−2.試験例1及び2に係る積層材の製造
1−1.集成圧縮柾目材の製造で得られた集成圧縮柾目材を切断し、幅440mm、長さ880mm、厚み4mmの寸法の2枚の集成圧縮柾目材32−1、32−2を得た。
次に、集成圧縮柾目材の製造で得られた集成圧縮柾目材を適宜に接着及び切断してサイズ調整し、図5(a)に示すように、縦枠34a,34a,34aと横枠34b,34bとによって形成された枠体34(32−3)を得た。
縦枠34a,34aの寸法は、それぞれ、幅50mm、長さ350mm、厚み30mmであり、横枠34b,34bの寸法は、それぞれ、幅50mm、長さ880mm、厚み30mmである。
枠体34の、外側の縦枠34a、横枠34b、中央の縦枠34a及び横枠34bで囲まれた二つの領域の一方には、ペーパーハニカムコア製の芯材38(ニューダイスコア、ナゴヤ芯材工業株式会社製)が設けられている。芯材38の側面にタッカー針(タチカワステープル 1010J、株式会社立川ピン製作所製)にて固定されている。枠体34の他方の領域は、空洞のままとなっている。
次に、枠体34(集成圧縮柾目材32−3)と集成圧縮柾目材32−1および32−2との接着を行う。
第1に、集成圧縮柾目材32−1の裏面部及び集成圧縮柾目材32−2の表面部のそれぞれ全面に接着剤(マルカボンド 153K、中部サイデン株式会社製)を塗布し、芯材38及び枠体34の表面と集成圧縮柾目材32−1の裏面部、芯材38及び枠体34の裏面と集成圧縮柾目材32−2の表面部、をそれぞれ当接させて接着し、試験例1に係る積層材30とした。
次に、接着材を枠体34及び芯材38の表面及び裏面に塗布したこと以外は試験例1と同じ方法で集成圧縮柾目材32−1、枠体34(集成圧縮柾目材32−3)及び集成圧縮柾目材32−2を積層して接着し、試験例2に係る積層材30とした。
1−3.試験例1及び2に係る積層材の環境試験
試験例1及び2に係る積層材について、加湿、乾燥の条件下に置いたときの寸法変化を検証する試験を行った。
環境試験は、1−2.試験例1及び2に係る積層材の製造で得られた積層材を、4日間加湿環境に置き、その後15時間乾燥環境に置くことにより実施した。
加湿環境は、台車枠にラップフィルム(ダイヤストレッチフィルム t0.017mm、メーカー名:司化成工業株式会社製)を巻き付けて台車内空間を外部環境と遮断し、お湯を張ったバケツを台車の四隅に配置することにより設定した。バケツのお湯は、試験開始時及びその後毎朝交換した。加湿条件において、温度、湿度及び平衡含水率を16:00〜18:00の間に各日1回ずつ測定した。
乾燥環境は、自社制作の曲木乾燥室で設定したが、曲げ木乾燥室としては表1中の乾燥環境を実現できるものであればよく、市販の恒温器、恒温室を用いることができる。
加湿環境、乾燥環境の条件を表1に示す。なお、表1において、試験前とは、加湿環境1日目の前日の16:00〜18:00の間に測定したものである。
※1:平衡含水率(%)は、温度と湿度から得られる平衡含水率表より算出した。上記表については空間内の空気中の平衡含水率になる。
※2:2日目は台車を屋外に日中移動させたことで温度が上昇し、相対的に湿度が低下した。
※3:乾燥環境は、5日目の朝に試験例1,2の積層材を加湿環境から乾燥環境に移し、15時間乾燥環境に置くことにより実施した。
上記環境試験を施した試験例1、2の積層材について、その寸法を測定した。寸法の測定は、試験例1,2の積層材について、それぞれ、図6(a)の矢印130a及び矢印130bの長さを測定することで行った。矢印130aの長さは、図5(a)に示す芯材38が設置された領域における積層材の短手方向長さ(且つ、縦枠34a,34aに挟まれた領域の長さ)であり(以下、幅(芯材あり)ともいう)、矢印130bの長さは、図5(a)に示す芯材38が設置されていない空洞の領域における積層材の短手方向長さ(且つ、縦枠34a,34aに挟まれた領域の長さ)である(以下、幅(芯材なし)ともいう)。
試験例1,2の積層材の寸法の測定は、試験前(すなわち、加湿環境1日目の前日の16:00〜18:00の間)、加湿環境4日目の16:00〜18:00の間、及び乾燥環境に置いた日の夜にそれぞれ実施した。
結果を表2に示す。
(表中、()内の数値は、試験前と比較した幅の増減を示す。)
表2に示すように、幅(芯材あり)と幅(芯材なし)との比較によれば、枠体内に芯材を設けることで、枠体内が空洞となっている場合と比較して集成圧縮柾目材32−1、32−2の幅方向への伸長が拘束され、積層材の寸法変化を抑制することができることが判った。
また、試験例1と試験例2との比較により、集成圧縮柾目材32−1の裏面部全面及び集成圧縮柾目材32−2の表面部全面に水系接着剤を塗布する場合と比較して集成圧縮柾目材32−1、32−2の幅方向への伸長がより強く拘束され、積層材の寸法変化を抑制することができることが判った。
図7は、環境試験後の試験例1に係る積層材の空洞領域(芯材を有さない領域)側を示す図面代用写真であり、図8は、環境試験後の試験例2に係る積層材の芯材を有する領域側を示す図面代用写真である。
図7及び図6(b)に示すように、環境試験後は、積層材の芯材を有さない側の領域は集成圧縮柾目材32−1、32−2の寸法変化による膨らみd(図6(b)参照)が生じていた。
一方、図8に示すように、環境試験後においても、積層材の芯材を有する領域側においては集成圧縮柾目材32−1、32−2の変形が抑制されたことで積層材は製造直後の形状を維持していたことが、ステンレス定規と積層材表面との間に隙間がないことから理解できる。
2 板目材
4 圧縮板目材
4a 板目面
10、20、30 積層材
12、12−1、12−2、12−3、32−1、32−2、32−3 集成圧縮柾目材
12a 柾目面
12c、12−1c、12−2c 接着部
12−2a 表面部
12b、12−1b 裏面部
16、22、38 芯材
16a 表面
16b 裏面
24 枠体

Claims (5)

  1. 板目材が厚み方向に加熱圧縮されてなる複数の圧縮板目材の板目面が相互に突き合わされて接着されてなる接着部を有する接着体として形成され、それぞれ連続する柾目面が露出する表面部及び裏面部を有すると共に、厚みが1mm超である板状の集成圧縮柾目材と、
    該集成圧縮柾目材の裏面部に表面が接着される板状の芯材と、
    を有することを特徴とする積層材。
  2. 前記板状の芯材の裏面に前記集成圧縮柾目材とは異なる他の集成圧縮柾目材の表面部が接着されることで、前記芯材が前記集成圧縮柾目材と前記他の集成圧縮柾目材との間に挟まれた積層構造を有することを特徴とする請求項1に記載の積層材。
  3. 前記芯材の側面に、前記集成圧縮柾目材で形成された枠体が固定されていることを特徴とする請求項2に記載の積層材。
  4. 板目材を厚み方向に加熱圧縮して圧縮板目材を得る加熱圧縮工程と、
    該圧縮板目材の板目面を相互に突き合わせて接着集成させ、表面部及び裏面部に連続する柾目面が露出するとともに、厚みが1mm超である集成圧縮板目材を得る接着集成工程と、
    該集成圧縮柾目材の裏面部を板状の芯材の表面と接着して積層材を得る接着工程と、
    を有することを特徴とする積層材の製造方法。
  5. 前記接着集成工程で少なくとも2枚の集成圧縮柾目材が得られ、
    前記接着工程で、前記集成圧縮柾目材の裏面部を板状の芯材の表面と接着し、前記集成圧縮柾目材とは異なる他の集成圧縮柾目材の表面部が前記板状の芯材の裏面と接着し、前記芯材が前記集成圧縮柾目材と前記他の集成圧縮柾目材との間に挟まれた積層構造を有する積層材が得られることを特徴とする請求項4に記載の積層材の製造方法。
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