JP5208828B2

JP5208828B2 - 構造用合板の製造方法

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Publication number: JP5208828B2
Application number: JP2009080179A
Authority: JP
Inventors: 賢一門田; スラクソノガニ; 久美須田
Original assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: JP2010228362A

Description

本発明は、構造用合板の製造方法に関する。

構造用合板は、主に木造住宅等の木造建築物において、壁下地材、床下地材、屋根下地材等として使用されている。
構造用合板の単板を構成する木材には、以前は南洋材、いわゆるラワン系樹種が多く用いられていた。近年、環境問題の高まりとともに南洋材の使用を制限する動きが出始め、そのため、針葉樹であるロシアカラマツ、あるいは国産材であるスギ、またはそれらの複合製品が主流を占めるようになってきている。
しかしながら、特にロシアカラマツ単体、あるいはそれをスギと複合化した構造用合板の製品は、比重がおよそ０．５０以上となり、比重０．５で計算した場合、主に床用に用いられる２４ｍｍ厚、幅９１０ｍｍ、長さ１８２０ｍｍの構造用合板１枚の重量は１９．９ｋｇにもなる。２８ｍｍ厚、幅９１０ｍｍ、長さ１８２０ｍｍの構造用合板に至っては１枚の重量が２３．２ｋｇにもなる。

このような状況にある反面、特に住宅の施工者である大工は近年高齢化が進んでおり、取り扱い上、構造用合板の軽量化が強く望まれている。
なお、従来、合板の製造方法としては、特許文献１のように、乾燥後の仕組み単板に接着剤を塗布し、コールドプレスで仮圧締の後、ホットプレスで本圧締して接着する方法が知られている。また、特許文献２の実施例には、冷圧条件１０ｋｇ／ｃｍ²、加熱条件１０ｋｇ／ｃｍ²で、各圧締を行うことが記載されている。

特開昭６１−１５４９０１号公報特開平１０−２５９３６８号公報

構造用合板を軽量化するには、低比重の樹種を単板構成中に配置することが考えられるが、通常の合板の構成や、通常の製造方法及び条件（単板仕組み〜糊付〜冷圧〜熱圧）による工程では、低比重の樹種の単板が、圧締時のプレス圧によって座屈や材料破壊を起こし、それが、厚みムラや強度低下等の不具合を引き起こす原因となった。

従って、本発明の目的は、低比重材の座屈や材料破壊等による厚みムラや強度低下を防止でき、軽量で高耐力な構造用合板を効率よく製造することのできる構造用合板の製造方法を提供することにある。

本発明は、複数枚の単板を圧締して得られた合板間に、該合板の単板に用いた木材より低比重の木材から得られた単板を介在させ、それらの全体を一体的に圧締して構造用面材を得る構造用合板の製造方法であって、下記要件（１）〜（４）の何れかを具備するものを提供するものである。
（１）前記全体を一体化する圧締である第２圧締における圧締圧力は、前記合板を製造する際の圧締である第１圧締における圧締圧力より低い。
（２）前記合板を製造する際の第１圧締及び前記全体を一体化する際の第２圧締の少なくとも第２圧締が、１１０℃以上の温度で加圧する熱圧工程を具備しており、第２圧締における熱圧工程の圧締圧力が、第１圧締における熱圧工程の圧締圧力又は最大圧力より低い。
（３）前記合板を製造する際の第１圧締及び全体を一体化する際の第２圧締は、それぞれ、４０℃以下の温度で加圧する冷圧工程及び１１０℃以上の温度で加圧する熱圧工程を具備しており、第２圧締における、冷圧工程及び熱圧工程のうちの圧締圧力が高い方の圧締圧力が、第１圧締における、冷圧工程及び熱圧工程のうちの圧締圧力が高い方の圧締圧力より低い。
（４）前記合板を製造する際の第１圧締及び全体を一体化する際の第２の圧締は、それぞれ、４０℃以下の温度で加圧する冷圧工程及び１１０℃以上の温度で加圧する熱圧工程を具備しており、第２圧締における、冷圧工程及び熱圧工程のうちの圧締圧力が高い方の圧締圧力が、第１圧締における、冷圧工程及び熱圧工程のうちの圧締圧力が低い方の圧締圧力より低い。

本発明の構造用合板の製造方法によれば、低比重材の座屈や材料破壊等による厚みムラや強度低下を防止でき、軽量で高耐力な構造用合板を効率よく製造することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る構造用合板を示す斜視図である。図２は、図１に示す構造用合板のＸ方向に沿う断面の一部を拡大して示す断面図である。図３は、図１に示す構造用合板の製造工程の説明図である。図４は、図１に示す構造用合板の製造工程の説明図である。

以下、本発明をその好ましい実施態様に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の構造用合板の一実施形態を示す図である。。
本実施形態の構造用合板１は、図１中、Ｘ方向を長手方向、Ｙ方向を幅方向とする平面視矩形状の面材である。

構造用合板１は、図２に示すように、繊維方向を交互に直交させて積層された３層の単板２１〜２３からなるコア部２と、該コア部２の上下に設けられた、第１表面部３及び第２表面部４とからなる。
第１表面部３は、繊維方向を交互に直交させて積層された３層の単板３１〜３３からなり、第２表面部４も、繊維方向を交互に直交させて積層された３層の単板４１〜４３からなる。また、コア部２の単板２１と第１表面部３の単板３３とは、繊維方向が互いに直交しており、コア部２の単板２３と第２表面部４の単板４１とも、繊維方向が互いに直交している。
構造用合板１は、総ての単板間が接着剤を介して接合されている。また、単板３１，３３，２２，４１，４３は、何れも繊維が図中Ｘ方向に配向しており、残りの単板３２，２１，２３，４２は、何れも繊維が図中Ｙ方向に配向している。即ち、相隣接する総ての単板どうしの繊維方向は直交している。

コア部２を構成する単板の積層数は、図２に示す３層に代えて、１層、２層又は４層以上とすることもできる。上限は特に制限されないが、構造用合板としての強度や軽量性を確保しつつ厚みＴ１を一定の値に確保する観点等から、１０層以下、特に５層以下であることが好ましい。また、コア部２を構成する単板２１〜２３は、それぞれの厚みが、１．５〜４．５ｍｍであること、特に２．５〜４．２ｍｍであることが好ましい。また、コア部２全体の厚みＴ２（図２参照）は、構造用合板１の厚みＴ１に対して３０〜６０％であることが好ましく、より好ましくは３０〜５０％であり、更に好ましくは３０〜４５％である。また、コア部２の厚みＴ２は、少なくとも７ｍｍ以上あることが好ましく、より好ましくは７〜１５ｍｍ、特に好ましくは７〜１０ｍｍである。

コア部２を構成する単板２１〜２３には、第１及び第表面部３，４を構成する単板に用いた木材よりも低比重の木材から得られたものを用いる。
コア部２を構成する単板２１〜２３を構成する木材は、低比重の樹種から得られた低比重材であることが好ましい。低比重材は、比重が、０．０６〜０．５０であることが好ましく、０．１０〜０．４０であることがより好ましく、０．１５〜０．３５であることが更に好ましい。

低比重の樹種としては、ファルカタ（比重０．３７）、バルサ（比重０．２７）、ドロノキ（ポプラ）（比重０．４２）、グメリナ（比重０．４４）、スギ（比重０．３８）、カメレレ（ユーカリ）（比重０．３７〜０．６４）等が好ましく、これらの中でも、早生樹で植林木であるファルカタやバルサ、特にバルサが好ましい。前記の比重の値は、（財）日本木材総合情報センターから入手した。コア部２を形成する単板は、同一樹種から得られた単板であることが好ましいが、異なる樹種から得られた単板を組み合わせて用いることもできる。なお、バルサ材は、比重０．０６〜０．２７のものを用いることが好ましい。カメレレは、比重０．３〜０．５のものを用いることが好ましい。

第１表面層３を構成する単板の積層数は、図２に示す３層に代えて、２層又は４層以上とすることもできる。第２表面層４を構成する単板の積層数も同様であり、図２に示す３層に代えて、２層又は４層以上とすることもできる。但し、構造用合板１に強度を確保しつつ重量を抑制する観点から、第１及び第２の各表面層を構成する単板の積層数は、２層から５層程度であることが好ましい。また構造用合板としての強度の確保等の観点から、第１表面層３と第２表面層４との合計の単板数は５以上であることが好ましい。

第１表面層３及び第２表面層４を構成する単板は、それぞれの厚みが、１．５〜３．０ｍｍであること、特に２．０〜３．０ｍｍであることが好ましい。また、第１表面層３の厚みＴ３（図２参照）及び／又は第２表面層４の厚みＴ４（図２参照）は、構造用合板１の厚みＴ１に対して３０〜４０％であることが好ましく、より好ましくは３０〜３７％であり、更に好ましくは３０〜３５％である。また、前記厚みＴ３及び厚みＴ４は、それぞれ、少なくとも５ｍｍ以上あることが好ましく、より好ましくは５〜９ｍｍ、特に好ましくは５〜８ｍｍである。

第１表面層３及び第２表面層４を構成する単板３１〜３３（４１〜４３）には、コア部２を構成する単板に用いた木材よりも比重が高い木材ないし樹種から得られたものを用いる。コア部２を構成する単板３１〜３３（４１〜４３）を構成する木も、低比重の樹種から得られた低比重材であることが好ましい。第１表面層３及び第２表面層４に用いる単板は、その比重が、コア部に用いる単板の比重の１．５〜３倍程度であることが好ましく、特に１．７〜２．５倍程度であることが好ましい。また、第１表面層３及び第２表面層４を構成する単板３１〜３３（４１〜４３）は、比重が、０．３〜０．７であることが好ましく、０．４〜０．６であることがより好ましく、０．４〜０．５５であることが更に好ましい。
第１表面層３及び第２表面層４を構成する単板に用いる木材（樹種）の好ましい例としては、コア部２を構成する単板に用いる低比重材として上述したものを挙げることができる。
特に好ましい組み合わせを例示すれば、コア部２にバルサ材、第１及び第２表面層３，４にカメレレ材を用いる組み合わせ、コア部２にファルカタ、第１及び第２表面層３，４にラジアタパイン材を用いる組み合わせ、コア部２にビヌアン、第１及び第２表面層３，４にメランティ材を用いる組み合わせ等である。なお、第１表面層３に用いる木材（樹種）と、第２表面層４に用いる木材（樹種）とは同じであることが好ましいが、異なっていても良い。また、第１表面層３を構成する複数の単板は、同一樹種から得られたものが好ましいが、異なる樹種から得られた単板を組み合わせて用いることもできる。第２表面層４についても同様である。

コア部、第１表面部及び第２表面部を構成する単板は、それぞれ、木材を、ロータリーレースやスライサー等の各種公知の切削装置で切削することにより得ることができる。また、層間の接合には、合板やＬＶＬ等の製造に従来使用されている各種公知の接着剤を特に制限なく用いることができる。好ましい接着剤としては、水系の接着剤であり、例えば、フェノール系接着剤、メラミン系接着剤、変性メラミン系接着剤等が挙げられる。

本実施形態の構造用合板１は、構造用合板として、木造住宅等の木造建築物における、壁下地材、床下地材、屋根下地材等として好ましく用いられる。また、本実施形態の構造用合板１は、軽量であるため、取り扱い性に優れており、大工の高齢化問題に対する対策としても有意義である。

次に、本発明の製造方法の一実施態様について、上述した構造用合板１を製造する場合を例にとり、図３を参照して説明する。

本実施態様においては、図３（ａ）に示す３枚の単板３１〜３３を、単板間に接着剤（図示せず）を介在させて積層し、それらを、図３（ｂ）に示すように、プレス機に挟み込み一体的に圧締して合板３０〔図３（ｃ）参照）〕を得る。それとは別に、図３（ｄ）に示す３枚の単板４１〜４３を、単板間に接着剤（図示せず）を介在させて積層し、それらを、図３（ｅ）に示すように、プレス機に挟み込み一体的に圧締して合板４０〔図３（ｆ）参照）〕を得る。

そして、得られた合板３０と合板４０とを、両者間に、単板２１〜２３を介在させて積層する。合板３０と単板２１との間、単板２１と単板２２との間、単板２２と単板２３との間、及び単板２３と合板４０との間には、接着剤（図示せず）を介在させる。
そして、このように積層した２枚の合板３０，４０及び該合板間の単板２１〜２３を、図４に示すように、プレス機を用いて一体的に圧締する。この圧締により、上述した構造用合板１が得られる。

本実施態様においては、この２枚の合板３０，４０及び該合板間の単板２１〜２３を一体的に加圧して圧締する際の圧締である第２圧締における圧締圧力を、上述した２枚の合板３０，４０を製造する際の圧締である第１圧締における圧締圧力よりも低くしている。

単板２１〜２３，３１〜３３及び４１〜４３を一度に一回圧締して構造用合板を製造するのに代えて、予め第１及び第２表面部３，４を構成する単板を、相対的に高い圧締圧力で圧締（第１の圧締）して合板３０，４０を製造しておき、次いで、合板３０，４０間に、単板２１〜２３を介在させ、それらの全体を一体化させる圧締（第２の圧締）を、第１圧締より相対的に低い圧締圧力で行うことにより、コア部２を構成する低比重の単板２１〜２３に座屈や材料破壊が生じるのを防止しつつ、全体を強固に一体化することができる。
また、これにより、強度に優れた構造用合板１が得られると共に、個々の構造用合板１内や、同条件で順次製造する複数の構造用合板間に厚みムラが生じることを防止することができる。

合板３０，４０を製造する際の圧締である第１圧締における圧締圧力は、合板３０，４０の製造に用いる木材の比重等に応じて適宜に決定することができるが、例えば、カメレレ材を用いる場合について言えば、例えば０．７〜２．０程度ＭＰａとすることができ、より好ましくは０．８〜１．５ＭＰａである。
全体を一体化する圧締である第２圧締における圧締圧力も、合板３０，４０間に配する単板の比重等に応じて適宜に決定することができるが、例えば、バルサ材を用いる場合について言えば、例えば０．２〜０．７ＭＰａ程度とすることが好ましく、より好ましくは０．５〜０．６ＭＰａである。

全体を一体化させる第２圧締における圧締圧力は、合板３０，４０を製造する際の第１圧締における圧締圧力に比して、０．４ＭＰａ超低いことが好ましく、０．５ＭＰａ超低いことがより好ましい。ここでいう圧締圧力は、第１圧締における最大圧力及び第２圧締における最大圧力である。

第１圧締及び第２圧締が、それぞれ、１１０℃以上の温度で加圧する熱圧工程を具備する場合、第２圧締における熱圧工程の圧締圧力が、第１圧締における熱圧工程の圧締圧力より低いことが好ましい。第１圧締及び第２圧締における熱圧工程は、それぞれ、１１５℃以上で行うことが好ましい。
また、第１圧締が、１１０℃以上の温度で加圧する熱圧工程を具備しない場合、第２圧締における熱圧工程の圧締圧力が、第１圧締における最大圧力より低いことが好ましい。
接着剤として水性の接着剤を用いた場合、水性の接着剤のなかの水分が加熱により水蒸気となって木材中に入り込み、それによって木材が軟化する場合がある。木材の軟化は、圧締時における低比重材の座屈や材料破壊を助長する傾向があるため、第２圧締における熱圧工程の圧締圧力を、第１圧締における熱圧工程の圧締圧力あるいは最大圧力より低くすることで、低比重材の座屈や材料破壊を一層効果的に抑制することができる。

また、第１圧締及び第２圧締は、それぞれ、１１０℃以上の温度で加圧する熱圧工程の前に、５０℃以下の温度で加圧する冷圧工程を具備することが好ましい。冷圧工程を具備させることで、接着剤を単板等になじませることができ、接着剤中の水分が一度に水蒸気となって放出されることによる接着不良を防止することができる。
この場合、第２圧締における、冷圧工程及び熱圧工程のうちの圧締圧力が高い方の圧締圧力が、第１圧締における、冷圧工程及び熱圧工程のうちの圧締圧力が高い方の圧締圧力より低いことが好ましく、第２圧締における、冷圧工程及び熱圧工程のうちの圧締圧力が高い方の圧締圧力が、第１圧締における、冷圧工程及び熱圧工程のうちの圧締圧力が低い方の圧締圧力より低いことがより好ましい。
なお、冷圧工程及び熱圧工程は、異なるプレス機を用いて、順次行うことが好ましい。また、冷圧工程は、加熱することなく行うことが好ましく、環境の温度等に応じて、３５℃以下で行っても良いし、３０℃以下で行っても良い。

以上、本発明の構造用合板の一実施形態及び製造方法の一実施態様について説明したが、本発明は、上記の実施形態（態様）に制限されず、適宜変更可能である。
例えば、上述した構造用合板１は、隣接する総ての単板どうしの繊維方向が直交していたが、構造用合板１を構成する単板の繊維方向は、特に制限されず、総ての単板の繊維方向が構造用合板１の長手方向と平行であっても良い。但し、合板３０及び合板４０は、それぞれ、繊維方向が互い直交する相隣接する２枚の単板を含むことが好ましく、コア部２も、繊維方向が互い直交する相隣接する２枚の単板を含むことが好ましい。

また、上述した構造用合板１の製造方法においては、合板３０と合板４０を別々に製造したが、それに代えて、合板３０と合板４０を合わせた寸法より大きい合板を製造した後、その合板を切断して、合板３０及び合板４０を製造しても良い。また、構造用合板１は、壁下地材、床下地材、屋根下地材等として使用する場合、両面１１，１２のうちの何れを室内側に向けて使用しても良い。

次に、実施例及び参考例に基づいて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、斯かる実施例によって何ら制限されるものではない。
〔実施例〕
比重０．４５のカメレレから得られた厚さ２．６ｍｍの単板を３枚積層した。これを、温度３５℃、圧締圧力０．９８ＭＰａの条件で冷圧した後、温度１２０℃、圧締圧力１．１８ＭＰａの条件で熱圧して、第１及び第２表面部を形成するカメレレ合板を得た。
同一条件にて製造した２枚のカメレレ合板間に、比重０．２７のバルサから得られた厚さ３．５５ｍｍの３枚の単板を介在させ、それらの全体を、温度３５℃、圧締圧力０．５９ＭＰａの条件で冷圧した後、温度１２０℃、圧締圧力０．４９ＭＰａの条件で熱圧して、図１に示す構成の構造用合板を得た。
なお、総ての層間を、水性の接着剤であるフェノール系接着剤で接合した。

〔参考例１〕
実施例で用いたものと同じ９枚の単板を積層し、それらの全体を、温度３５℃、圧締圧力０．９８ＭＰａの条件で冷圧した後、温度１２０℃、圧締圧力１．１８ＭＰａの条件で熱圧して、構造用合板を得た。用いた接着剤及び単板の向きは、実施例と同様である。
〔参考例２〕
実施例で用いたものと同じ９枚の単板を積層し、それらの全体を、温度３５℃、圧締圧力０．５９ＭＰａの条件で冷圧した後、温度１２０℃、圧締圧力０．４９ＭＰａの条件で熱圧して、構造用合板を得た。用いた接着剤及び単板の向きは、実施例と同様である。

実施例及び参考例１，２で得られた構造用合板について、厚みムラの評価及びＪＡＳ特類接着試験を行った。
厚みムラの評価結果は、実施例の構造用合板は、厚みが２４〜２４．７ｍｍの狭い範囲に収まり、厚みのムラが少なかったのに対して、参考例１の構造用合板は、厚みが２０〜２４．５ｍｍの範囲でばらつき、厚みの精度が悪かった。ここでいう、厚みムラは、一枚の構造用合板中に存する厚みムラである。
ＪＡＳ特類接着試験（構造用合板）については、実施例の構造用合板は合格であったのに対して、参考性２のものは不合格であった。
また、強度に関しては、ＪＡＳ（構造用合板）に準拠して測定した曲げヤング率が、実施例の構造用合板については、合格であったのに対して、参考例１の合板については、不合格であった。参考例２の合板についても不合格であった。
実施例の構造用合板は、幅９１０ｍｍ、長さ１８２０ｍｍの大きさに換算したときの重量が１５ｋｇと軽量であった。厚みは２４．３ｍｍであった。

１構造用合板
２コア部
２１〜２３コア部を構成する単板
３第１表面部
３０合板
３１〜３３第１表面部を構成する単板
４第２表面部
４０合板
４１〜４３第２表面部を構成する単板

Claims

複数枚の単板を圧締して得られた合板間に、該合板の単板に用いた木材より低比重の木材から得られた単板を介在させ、それらの全体を一体的に圧締して構造用面材を得る構造用合板の製造方法であって、
前記全体を一体化する圧締である第２圧締における圧締圧力は、前記合板を製造する際の圧締である第１圧締における圧締圧力より低い、構造用合板の製造方法。
複数枚の単板を圧締して得られた合板間に、該合板の単板に用いた木材より低比重の木材から得られた単板を介在させ、それらの全体を一体的に圧締して構造用面材を得る構造用合板の製造方法であって、
前記合板を製造する際の第１圧締及び前記全体を一体化する際の第２圧締の少なくとも第２圧締が、１１０℃以上の温度で加圧する熱圧工程を具備しており、第２圧締における熱圧工程の圧締圧力が、第１圧締における熱圧工程の圧締圧力又は最大圧力より低い、構造用合板の製造方法。
複数枚の単板を圧締して得られた合板間に、該合板の単板に用いた木材より低比重の木材から得られた単板を介在させ、それらの全体を一体的に圧締して構造用面材を得る構造用合板の製造方法であって、
前記合板を製造する際の第１圧締及び全体を一体化する際の第２圧締は、それぞれ、４０℃以下の温度で加圧する冷圧工程及び１１０℃以上の温度で加圧する熱圧工程を具備しており、第２圧締における、冷圧工程及び熱圧工程のうちの圧締圧力が高い方の圧締圧力が、第１圧締における、冷圧工程及び熱圧工程のうちの圧締圧力が高い方の圧締圧力より低い、構造用合板の製造方法。
複数枚の単板を圧締して得られた合板間に、該合板の単板に用いた木材より低比重の木材から得られた単板を介在させ、それらの全体を一体的に圧締して構造用面材を得る構造用合板の製造方法であって、
前記合板を製造する際の第１圧締及び全体を一体化する際の第２の圧締は、それぞれ、４０℃以下の温度で加圧する冷圧工程及び１１０℃以上の温度で加圧する熱圧工程を具備しており、第２圧締における、冷圧工程及び熱圧工程のうちの圧締圧力が高い方の圧締圧力が、第１圧締における、冷圧工程及び熱圧工程のうちの圧締圧力が低い方の圧締圧力より低い、構造用合板の製造方法。
前記合板間に介在させた単板に用いた低比重の木材は、比重が０．１〜０．４である、請求項１〜４の何れか１項に記載の構造用合板の製造方法。
前記合板の単板に用いた木材は、比重が０．３〜０．６である、請求項１〜５の何れか１項に記載の構造用合板の製造方法。