JP2689237B2 - 木質複合化パイプ・棒の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は木質感と強度を兼ね
備えた円柱・角材あるいは筒状の木材・金属複合製品ま
たは木材・プラスチック複合製品の製造方法に属する。

【０００２】

【従来の技術】木材単板を単独で成型し、３次元状に加
工したものは、いわゆる成形合板として生産・販売され
ている。また、金属あるいはプラスチックなど（以下金
属等と言う）の棒状あるいはパイプ状のものも大量に生
産されている。また、金属等の表面に木目を印刷したフ
ィルムを貼付あるいはコーティングしたものも市販され
ている。木材と金属の複合化についても、たとえば特開
平７−１３９０９１に記載されているごとく、鋼板に板
状の木材を曲げを伴わずにボルトやビス等で接合してい
る例は報告されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、成形合
板は強度的には木材となんら変わるところがなく、金属
等に比べて劣るばかりでなく、欠点が分散されていると
はいうものの製品ごとのバラツキが大きいため設計時の
安全係数を大きく取る必要がある。その結果木材遊具等
では人間工学を無視した寸法（主に太さ）の部材が使用
されているのが現状である。また、金属等の材料を単独
あるいはそれに木目調フィルムを貼付した材料は強度的
には十分であるが、木材の持つ良さがほとんど感じられ
ない。たとえば、寒冷時の触感が冷たいこと、炎天下で
はさわれないほど熱くなること、汗を吸収しないため滑
りやすいこと、衝突時のけがの頻度や程度が大きいこと
などである。これらは金属等の材料が人間が直接見たり
さわったりする部材に使用するには不適であることを意
味する。また、板材を金属製の角柱に接合する方法では
寸法に制約があり、人間工学的に最適な握り寸法を満足
させることは不可能である。さらに、板材をモルダー等
の高価な機械で精密に加工する必要があること、ボルト
留め等に人手や経費がかかることなど作業性やコストの
面で問題が残る。以上の点から、人間工学的にみて理想
的な寸法の部材を製造可能ならしめるために十分な強度
を有しつつ、触感や雰囲気の快適な材料を安価に作業性
良く製造できる手法が望まれている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】木材と金属等を複合化
し、表面性状は木質の良さを保ちつつ十分な強度を有す
る複合材料とする。複合化の手段としては、接着による
方法または樹脂の硬化に伴う一体化とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】樹脂を含浸させたか接着剤を塗布
した木材の薄単板を金属やプラスチックのパイプ・棒に
巻き付けて、それぞれ樹脂を硬化させたり接着させる。
その際に使用する木質材料は金属等の表面の角度または
曲率半径に応じた曲げ加工が可能な厚さのロータリーま
たはスライス単板であることを特徴とする。また、複合
化の手法はボルトやビスなどを使用することなく、接着
剤または／および含浸樹脂により接着することを特徴と
する。単板として適した樹種については特に限定するも
のではないが、一般的に曲げ加工に適した樹種の方が好
ましい。また接着障害やＷＰＣ（木材・プラスチック複
合体）製造時の硬化阻害を生じない樹種の方が好ましい
が、これについても特に限定するものではない。さら
に、染色や漂白などの既知手法で調色された単板を用い
ることも可能である。加えて、既知の方法で可塑化処理
された単板を用いると、さらに小さな曲率半径の複合材
料を製造でき好都合である。単板を巻き付けるときに
は、金属等と単板との間や単板どうしが重なる部分に隙
間が出来ないように巻き付けて真円に近く製造すること
も可能であるが、わざと滑り止めのための突条部８Ａを
作るような巻き方をすることも可能である。また、単板
を巻き付ける金属等の断面形状は真円や正角に限らず、
楕円や特殊なカーブを有するものあるいはそれらと直線
とを組み合わせた形状でも可能である。作業を効率的に
行うために巻きはじめや巻き終わりを粘着テープや瞬間
接着剤等で固定することも可能であるし、治具としてへ
り４Ｂ、４Ｂを有するステンレス板４（図３）とクリッ
プを用いて材料を固定（図４、５）しても良い。このと
き、ステンレス板４Ａの幅は単板を巻き付けた後の材料
の外周長に近いものが良く、また、長さは巻き付ける単
板の幅に近いものが良い。こうしてできた複合化パイプ
・棒は、外観や手触りは木材で強度や太さは芯となる部
分の金属等による、という材料となる。接着剤の種類は
特に限定はしない。すなわち既知の木材用接着剤のいず
れも使用可能であり、それぞれの特徴に応じて使用する
のがよい。例えば、屋外など耐水性が要求される用途に
はレゾルシノール系接着剤、透明性が要求される用途に
は酢酸ビニルエマルジョンや尿素・メラミン系接着剤、
柔軟性が要求される場合にはゴム系接着剤が適してい
る。含浸用の樹脂はＷＰＣ製造に用いられているものと
同じ樹脂で特に限定はしない。例えばフェノール樹脂、
ビニル系樹脂等があり、またそれらの混合物でもよい。
樹脂含浸は既知の方法で行う。すなわち減圧・加圧注入
でもよいし、ただ樹脂に単板を浸けておくだけでも十分
である。硬化方法もそれぞれの樹脂に適した既知の方法
で良い。硬化剤として特に限定するものはないが、複合
化するそれぞれの材料に悪影響を及ぼさないものが好ま
しい。例えば鉄を用いるなら腐食性の強いものは使用し
ないとかプラスチックを用いる場合には低温で反応する
ものを使用するのが好ましい。

【０００６】

【実施例】

［実施例１］厚さ０．２ｍｍのポプラの単板（３０ｃｍ
×３０ｃｍ）の片面とステンレスパイプ（直径２５ｍ
ｍ、長さ３０ｃｍ）の表面にハネムーン型接着剤の第一
液を塗る。そして単板のもう片方の面に第二液を塗る。
ステンレスパイプに塗布された第一液と単板に塗布され
た第二液とが密着するように、また単板の繊維方向がス
テンレスパイプと平行（図１）になるように巻き付け
（図２）、材料が得られた。この手法は短時間で接着が
完了し、作業効率が良い。 ［実施例２］厚さ０．２ｍｍのカバの単板（３０ｃｍ×
３０ｃｍ）の片面に酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤
を塗布する。そのまま約３０分放置した後、ステンレス
パイプ（直径２５ｍｍ、長さ３０ｃｍ）に接着面が内側
になるように、また単板の繊維方向がステンレスパイプ
と平行になるように巻き付けていく。巻き終わったら単
板の終端部を粘着テープで留め、そのままの状態で接着
剤を硬化させる。硬化後粘着テープをはがし、凸部を研
削し、材料を得た。 ［実施例３］厚さ０．８ｍｍのカバの単板（３０ｃｍ×
２５ｃｍ）に含浸用フェノール樹脂（３０％濃度）を十
分に含浸させた。風乾後、単板の繊維方向がステンレス
パイプ（直径２５ｍｍ、長さ３０ｃｍ）と平行になるよ
うに置き、粘着テープで止めてから巻き付けた。単板の
終端部を実施例２と同様に粘着テープで止めてから一般
的な硬化条件で硬化させた。硬化後前述の方法で研削
し、断面が真円に近い形状に仕上げた。得られた材料は
フェノール樹脂の色が付いたが、手触りは木材と同様
で、金属との接着も良好であった。得られた複合材料は
一般的な金属切削工具で切断および穴あけ加工すること
が可能であった。 ［実施例４］厚さ０．２ｍのカバの単板（３５ｃｍ×３
０ｃｍ）に、重合開始剤として過酸化ベンゾイル（以下
ＢＰＯ）を０．５ｗｔ％含んだテトラエチレングリコー
ルジアクリレートとポリエステルアクリレートとを１：
１で混合した樹脂を含浸させた。接着性向上を目的とし
て３０％フェノール樹脂を含浸させた紙をステンレスパ
イプ（直径２５ｍｍ、長さ３０ｃｍ）に巻き付け、その
上から単板の繊維方向がステンレスパイプと平行になる
ように単板を巻き付けた。単板の終端部を粘着テープで
止めて固定し、一般的な硬化条件で加熱し重合硬化させ
た。得られた木材・金属複合パイプは用いた樹脂が透明
なため、材料の色は木材の色のままで、手触りも金属と
の接着も良好であった。厚さ０．２ｍｍの単板を用いた
ため、巻き終わりの凸部は目立たなく、研削の必要はな
かった。 ［実施例５］厚さ０．４ｍｍのベイマツの単板（１２ｃ
ｍ×２０ｃｍ）にＢＰＯを０．５ｗｔ％含んだテトラエ
チレンジアクリレートを常圧で一昼夜含浸させた。この
単板の繊維方向と塩化ビニルパイプ（直径２５ｍｍ、長
さ１５ｃｍ）が平行になるように巻き付けて、一般的な
硬化条件で重合硬化させた。硬化後前述の方法で研削し
た。木材に含浸させた樹脂が透明なため、得られた複合
材料は木の色のままで手触りも良好であった。塩化ビニ
ルパイプに単板を巻き付けたので、木工用の鋸で切断す
ることができた。 ［実施例６］厚さ０．２ｍｍのカバの単板（３０ｃｍ×
３８ｃｍ）に含浸用フェノール樹脂（３０％濃度）を十
分に含浸させた。風乾後、鉄の角パイプ（３ｃｍ×３ｃ
ｍ×３５ｃｍ）を単板の繊維方向が平行になるように置
き粘着テープで止め、巻き付ける。それを一般的な硬化
条件で硬化させ、複合材料を得た。

【０００７】

【発明の効果】 請求項１、２の材料共に木材単板と全
属等のパイプ・棒とが一体化していることにより、視覚
的だけでなく触感も好ましく、人間工学的に必要とされ
る寸法で、十分な強度を有する複合材料が得られる。芯
材となるパイプ・棒は金属等であるので、断面形状を自
由に成形できるだけでなく、内部加工も施しやすい。例
えば、パイプの中に接合部品を溶接したり、端部をねじ
切り加工したり溝切り加工する等の加工がしやすい。請
求項１の材料は表面が木質そのもので十分な強度を有す
る複合材料であり、自然の木材の感触を必要とする部材
を安価に、生産性良く、設備投資をほとんど必要とせず
に製造可能となる。屋内用遊具やてすり等に金属やプラ
スチックのパイプや棒を用いたところを、本発明によっ
てできる材料で置き換えると、十分な強度と木材の自然
な触感を有しながら人間工学的に理想的な太さの部材が
製造可能となる。例えば子供が楽に握れる細さで十分な
強度と木質感のある部材で遊具を製造したり、老人の握
りやすい断面形状の手すりの部材が製造可能になる。こ
のことによって、既存の金属製や木製遊具と根本的に異
なる人間工学に基づいた、人に優しい遊具や手すり等の
開発が可能になる。アルミ製や軽量プラスチック製のパ
イプと複合化した場合は木材の質感はそのままでかなり
の軽量化が可能である。このことにより、現在は重くな
ることから敬遠されがちな木製車椅子や病院でのキャス
ター付きベッドなど福祉機材への利用が期待できる。請
求項２の材料は、請求項１で述べた効果の他に、木材が
ＷＰＣ化されているので耐候性や耐磨耗性など、一般的
にＷＰＣとしての効果が求められる場合に有用である。
たとえば屋外に設置される滑り台やジャングルジムなど
の遊具の部材などである。この材料は、前述の通り人間
工学に基づくデザインの他に、手触りが良く、汗や雨で
濡れてもすべりにくい、あるいは人がぶつかったときな
どに受ける衝撃を緩和し、けがの頻度や程度を軽減させ
るというメリットも大きい。用途については、もちろん
前述の範囲に限定されるものではない。人が直接触れる
部分、たとえば運動用具のグリップ部分、家庭用品や産
業用機械類の取っ手や手すりなどはもちろんであるが、
その他にも用途は多様である。たとえば擬木や各種のポ
ールなどに本複合材を置き換えると景観的にもきわめて
すばらしいものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】単板巻き付け時の円パイプと単板の配置の斜視
図である。

【図２】単板を円パイプに巻き付けた後の全体斜視図で
ある。

【図３】治具とするステンレス板（へり有り）の斜視図
である。

【図４】治具を用いて円パイプに単板を巻き付け固定し
たときの全体斜視図である。

【図５】治具を用いて円パイプに単板を巻き付け固定し
たときの拡大側面図である。

【図６】単板を巻き付けた後の円パイプの断面図であ
る。

【図７】単板を巻き付けた後の円棒の断面図である。

【図８】突条部を作るよう単板を巻き付けた後の円パイ
プの断面図である。

【図９】単板を巻き付けた後の角棒の断面図である。

【図１０】単板を巻き付けた後の角パイプの断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 単板 ２ 円パイプ ３ 角パイプ ４ ステンレス板 ５ クリップ ６ 円棒 ７ 角棒

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木材の薄単板に接着剤を塗布し、金属ま
   たはプラスチック製のパイプまたは棒の上に接着剤を塗
   布し、巻き付け、一体化して得られることを特徴とする
   木質複合化パイプ・棒の製造方法。
2. 【請求項２】 木材の薄単板に樹脂を含浸させ、それを
   金属またはプラスチック製のパイプまたは棒に巻き付
   け、その状態で樹脂を硬化させ、一体化して得られるこ
   とを特徴とする木質複合化パイプ・棒の製造方法。