JP5364216B2 - 竹製ボード及び複合ボード並びにそれらの製造方法 - Google Patents

竹製ボード及び複合ボード並びにそれらの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、竹桿を用いた竹製ボードと、この竹製ボードに面材が積層接着された複合ボードと、これらのボードを製造する方法に関するものである。
一般に、竹材は、木材に比べて生育が速いので、供給量が容易でしかも安価に確保できるという利点を有する。また、竹材は、弾力性に富んで強靱であるため、建築物や建具等の構造材として利用価値が高い。
従来、竹材を合板に加工する方法として、竹を横挽き及び縦挽きして板状に形成した竹材をその幅方向に複数枚並べ、それらの竹材の上に他の板状の竹材を積層し、上下の竹材の継ぎ目を横にずらし、それらの継ぎ目及び積層重合部を接着剤で接着してなることを特徴とする竹集成材が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、原材料の竹材を繊維方向に適宜分割し、分割された断面弧状の竹材を平板状に切削した後、平板状の複数の竹材を接合して柱、棒状或いは面状等の適宜形状の集成材に加工する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平９−２４５０５号公報（請求項１、段落［００２６］、図１） 特開平１０−１６６３１２号公報（請求項１、段落［００１９］、図２）
しかし、上記従来の特許文献１に示された竹集成材、特許文献２に示された加工方法では、竹を割裂し、得られた断面弧状の竹材を平板状に切削したものを使用しているため、接合後に反り等の歪みを生じるおそれがあった。上記加工をすると再利用ができない端切れも多く、また、各平板を接着するためには多くの接着剤を使用しなければならいことから、経済的とはいえなかった。更に、軽量なボードを作製することが困難であった。
本発明の目的は、反り等の変形が生じ難く、十分な強度を有し、かつ軽量な竹製ボード及び複合ボード並びにそれらの製造方法を提供することにある。
本発明の第１の観点は、図１〜図３に示すように、竹桿１１の長手方向に直交する断面が相対向する平行な二面を二組有するように、竹桿１１を構成する筒の表層１１ａを前記竹桿の肉厚範囲内において切削してなり、その断面が正方形又は長方形の角筒状素体１２を複数用意し、複数の角筒状素体１２を互いに平行に配列し、複数の角筒状素体１２の相対向する切削面１２ａ同士を第１接着剤２１を介して接着固定して作られたことを特徴とする竹製ボードである。
本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図２に示すように、第１接着剤２１が水系接着剤であることを特徴とする。
本発明の第３の観点は、図８〜図１１に示すように、第１又は第２の観点に基づく竹製ボード１０と、この竹製ボード１０の片面又は両面に第２接着剤３２を介して積層された面材３１とを備えた複合ボードである。
本発明の第４の観点は、第３の観点に基づく発明であって、更に図９，図１１に示すように、第２接着剤３２が水系接着剤であることを特徴とする。
本発明の第５の観点は、第３の観点に基づく発明であって、更に図８〜図１１に示すように、面材３１が合板、パーティクルボード、中質繊維板、単板又は紙の基材からなることを特徴とする。
本発明の第６の観点は、図１〜図３に示すように、竹桿１１の長手方向に直交する断面が相対向する平行な二面を二組有するように、竹桿１１を構成する筒の表層１１ａを前記竹桿の肉厚範囲内において切削して竹桿１１を角筒状に成形してその断面が正方形又は長方形の角筒状素体１２を得る切削成形工程と、角筒状素体１２を複数用意して複数の角筒状素体１２を互いに平行に配列し、複数の角筒状素体１２の相対向する切削面１２ａに第１接着剤２１を塗布する第１接着剤塗布工程と、第１接着剤２１を介して複数の角筒状素体１２の相対向する切削面１２ａ同士を接着する第１接着工程とを含むことを特徴とする竹製ボードの製造方法である。
本発明の第７の観点は、第６の観点に基づく発明であって、更に図２に示すように、第１接着剤２１が水系接着剤であることを特徴とする。
本発明の第８の観点は、図８〜図１１に示すように、第６又は第７の観点に基づく方法で製造された竹製ボード１０の片面又は両面に第２接着剤３２を塗布する第２接着剤塗布工程と、第２接着剤３２が塗布された竹製ボード１０の塗布面に第２接着剤３２を介して面材３１を接着する第２接着工程とを含む複合ボードの製造方法である。
本発明の第９の観点は、第８の観点に基づく発明であって、更に図９，図１１に示すように、第２接着剤３２が水系接着剤であることを特徴とする。
本発明の第１０の観点は、第８の観点に基づく発明であって、更に図８〜図１１に示すように、面材３１が合板、パーティクルボード、中質繊維板、単板又は紙の基材からなることを特徴とする。
本発明の竹製ボードでは、複数の竹桿の表層を切削装置により竹桿の肉厚範囲内において除去して角筒状に成形して、その断面が正方形又は長方形の角筒状素体とし、相対向する切削面同士を第１接着剤により接着するため、切削しないままの各竹桿の表層同士を接着する場合より容易にかつ強力に接着できる。また、従来のように、竹桿を割裂し、弧状の竹材から平板状に切削成形することなく、筒状のまま竹製ボードを製造するので、平板状に成形した竹材を使用する際に生じていた反り等の歪みを生じることが少ない。また、竹本来の中空構造を利用して竹製ボードを製造するので、その内部に空洞部が備えられるため、中実構造に比べて軽量の竹製ボードが得られる。
本発明第１実施形態の竹製ボードの斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 （ａ）は葉が除去された竹桿の斜視図であり、（ｂ）は竹桿表層が切削されて得られた角筒状素体の斜視図である。 （ａ）は図３（ａ）に対応する竹桿の断面図であり、（ｂ）は図３（ｂ）に対応する角筒状素体の断面図である。 （ａ）は別の形態における竹桿の断面図であり、（ｂ）は角筒状素体の断面図である。 竹桿の表層を切削装置により切削する手順を示す工程図である。 角筒状素体の切削面を研磨装置により研磨する手順を示す工程図である。 本発明第２実施形態の複合ボードの斜視図である。 図８のＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は竹桿表層が切削されて得られた角筒状素体の斜視図であり、（ｂ）は端部に勘合可能な継手部が設けられた角筒状素体の斜視図である。 端部に継手部が設けられた角筒状素体を接合する手順を示す工程図である。 継手部の異なる形状例を示す角筒状素体の側面図である。
次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施の形態＞
本実施の形態の竹製ボード１０（図１）を構成する竹桿１１（図３）としては、複合ボード３０（図８）の使用目的や環境によって適宜選択し得るものであるが、イネ目イネ科タケ亜科のうち、木本（木）のように茎が木質化する種の全てを使用可能である。例えば、マダケ（Phyllostachys bambusoides）、モウソウチク（Phyllostachys heterocycla）、ハチク（Phyllostachys nigra）、ホテイチク（Phyllostachys aurea）又はキッコウチク（Phyllostachys heterocycla）等の種類を用いることが好ましい。
図１〜図３に示すように、竹製ボード１０は、竹桿１１の長手方向に直交する断面が相対向する平行な二面を二組有するように、竹桿１１を構成する筒の表層１１ａを切削してなる角筒状素体１２を複数用意し、複数の角筒状素体１２を互いに平行に配列し、複数の角筒状素体１２の相対向する切削面１２ａ同士を第１接着剤２１を介して接着固定して作られたことを特徴とする。竹桿１１は、筒を構成する表層１１ａ及び空洞部１１ｂの他に、竹桿１１の長手方向に間隔をあけて設けられた節部１１ｃを有する。また第１接着剤２１としては、竹製ボード１０の使用目的や環境によって適宜選択し得るものであるが、労働環境、防災及び公害の面から、より安全な水系接着剤を用いることが好ましい。この水系接着剤としては、例えば、アクリル系エマルジョン接着剤、ＳＢＲ系エマルジョン接着剤、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤、水性ビニルウレタン接着剤等が挙げられる。
このように構成された竹桿１１を用いた竹製ボード１０の製造方法を説明する。先ず、事前にそれぞれの径が揃った複数本の竹を用意し、竹から葉を切除して所定の長さに切断して竹桿１１とし（図３（ａ），図４（ａ））、この複数の竹桿１１を防虫・防かび剤液に浸漬する。防虫・防かび剤液としては、ビフェントリン、ペルメトリン、ピレスロイド、イミダゾール等が挙げられる。次いで、この竹桿１１を構成する筒の表層１１ａを切削して竹桿１１を角筒状に成形して角筒状素体１２を得る（図３（ｂ），図４（ｂ））。切削成形は、竹桿１１の長手方向に直交する断面が相対向する平行な二面を少なくとも一組、好ましくは二組有するように行われる。この工程で相対向する平行な二面を一組のみ有するように切削成形した場合は、後述する、第一接着工程を経て得られる竹製ボードの表裏面を切削することで、残りの相対向する平行な二面について対応する。
なお、図５（ａ）に示すような肉厚の竹桿１１を使用した場合には、図５（ｂ）に示すように、その断面が正方形や長方形の角筒状素体１２が得られる。図５（ｂ）に示す角筒状素体１２は、各切削面１２ａ間に曲面が含まれないため、複数の角筒状素体１２を互いに平行に配列して各切削面１２ａ同士を接着するときに、図４（ｂ）に示す角筒状素体１２に比べて、密着性が高まる。
ここで、竹桿１１を構成する筒の表層１１ａを切削するために、図６に示すような切削装置１３が用いられる。この切削装置１３は、竹桿１１の例えば一面のみを切削可能な丸鋸刃Ｓを備える。竹桿１１を切削装置１３上の図示しない台座に固定手段１３ａ，１３ａにより固定し、丸鋸刃Ｓを回転させるとともに、竹桿１１を丸鋸刃Ｓに向かって移動させるか、或いは丸鋸刃Ｓを竹桿１１に向かって移動させる。これにより竹桿１１の表層が所望の位置で切削されて、竹桿１１には切削面１２ａが形成される。この切削成形は竹桿１１の肉厚範囲内において行われる。そして、竹桿１１をその軸を中心に１８０度回転させて、上記と同様の工程で、竹桿１１の別の表層を切削することで相対向する平行な二面の切削面１２ａを形成する。残りの相対向する平行な二面の切削面を形成する場合、引続き、竹桿１１をその軸を中心に９０度回転させて、上記と同様にして切削する。これにより角筒状素体１２が得られる。図４（ｂ）、図５（ｂ）及び図６（ｂ）中の符号１１ｄは、切削により除去された廃材を示すものである。なお、この形態では丸鋸刃Ｓを備えた切削装置１３を例に挙げて説明したが、角筒状素体１２を形成することが可能な切削を行うことができる装置であれば、特にその形態は問わない。また、廃材１１ｄはその切削面を後述する研磨装置により研磨して切削面を平滑にし、紙等に貼り付けることで、表面に竹の模様が表われた面材として使用することができる。
ここで、切削後の切削面１２ａを平滑にするため、図７に示すような研磨装置１４が用いられる。この研磨装置１４は、角筒状素体１２を載せるための水平方向に往復動可能なスライドベッド１４ａと、このスライドベッド１４ａの往復動範囲の中央上方に位置しモータ（図示せず）により回転駆動される駆動ローラ１４ｂと、この駆動ローラ１４ｂより下方であってスライドベッド１４ａの上面より上方に位置し回転可能に設けられた従動ローラ１４ｃと、駆動ローラ１４ｂと従動ローラ１４ｃに掛け渡され外周面に砥粒が接着されたベルト１４ｄと、駆動ローラ１４ｂと従動ローラ１４ｃとの間隔を調整してベルト１４ｄに所定の張力を付与する張力付与機構（図示せず）と、この張力が付与されたベルト１４ｄを駆動ローラ１４ｂ及び従動ローラ１４ｃとともに昇降させてベルト１４ｄをスライドベッド１４ａ上の角筒状素体１２に所定の圧力で圧接する昇降・圧接機構（図示せず）とを有する。角筒状素体１２を研磨装置１４のスライドベッド１４ａ上に固定し（図７（ａ））、ベルト１４ｄを駆動ローラ１４ｂ及び従動ローラ１４ｃとともに回転させるとともに、昇降・圧接機構によりベルト１４ｄを駆動ローラ１４ｂ及び従動ローラ１４ｃとともに下降させた状態で、スライドベッド１４ａを往復動させる（図７（ａ）及び（ｂ））。これにより角筒状素体１２の一方の切削面が研磨されて切削面１２ａが平滑になる。その他の面についても上記と同様にして平滑にする。
成形された角筒状素体１２の長手方向の長さが足りず、所望の大きさの竹製ボードを製造できない場合は、図１０に示すように、角筒状素体１２の少なくとも一方の端部に勘合可能な継手部１２ｂを形成し、図１１に示すように、互いに長さ方向に隣り合う角筒状素体１２の端部同士を継手部１２ｂで継ぎ合わせて長尺の角筒状素体１２とすることで、所望の大きさの竹製ボードを製造することができる。また、図示しないが、継手部１２ｂの継ぎ合わせ面には接着剤を塗布することで、その接合強度を高める。
なお、図１０及び図１１では継手部１２ｂとして、フィンガージョイント加工が施された複数の凹凸を有する形状としたが、端部同士が勘合可能であれば形状は特に限定されず、例えば、図１２（ａ）〜図１２（ｃ）に示すような、鋸歯状やＬ字形状、凸状と凹状の組み合わせなど公知の一般的な形状を採用することができる。
次に、上記切削成形された角筒状素体１２を複数用意し、この複数の角筒状素体１２を互いに平行に配列する。そして、複数の角筒状素体１２の相対向する切削面１２ａに第１接着剤２１を塗布する。この場合、相対向する切削面１２ａのうち、少なくとも一方の切削面１２ａに第１接着剤２１を塗布しておけばよい。最後に、第１接着剤２１を介して複数の角筒状素体１２の相対向する切削面１２ａ同士を接着する。これにより角筒状素体１２を用いた竹製ボード１０が製造される。なお、複数の角筒状素体１２を一列に並べ第１接着剤２１を介して相対向する切削面１２ａ同士を接着するときに、各接着面が密着するように一列に並んだ複数の角筒状素体１２に圧力を付与することが好ましい。
また、製造された竹製ボード１０は接着方向に対する強度が弱いが、このような竹製ボード１０を複数枚用意し、竹製ボード１０を構成する角筒状素体１２の長手方向が互いに直交するように、それぞれの竹製ボード１０を第１接着剤２１を介して積層することで、その強度を大幅に向上できる。更に、上記製造した竹製ボード１０で使用した竹桿１１とは径が異なる竹桿を用いて別の竹製ボードを作製し、これらの竹製ボードを第１接着剤２１を介して積層することでも、その強度を大幅に向上できる。
このように製造された竹製ボード１０では、複数の竹桿１１の表層１１ａを切削装置により除去して角筒状に成形して角筒状素体１２とし、相対向する切削面１２ａ同士を第１接着剤２１により接着するため、切削しないままの各竹桿１１の表層同士を接着する場合より容易にかつ強力に接着できる。また、従来のように、竹桿１１を割裂し、弧状の竹材から平板状に切削成形することなく、筒状のまま竹製ボードを製造するので、平板状に成形した竹材を使用する際に生じていた反り等の歪みを生じることが少ない。また、竹本来の中空構造を利用して竹製ボードを製造するので、その内部に空洞部１１ｂが備えられるため、中実構造に比べて軽量の竹製ボードが得られる。
＜第２の実施の形態＞
図８，図９は本発明の第２の実施の形態を示す。図８，図９において図１，図２と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態の複合ボード３０は、第１の実施の形態の竹製ボード１０と、この竹製ボード１０の片面又は両面に第２接着剤３２を介して積層された面材３１とを備える。面材３１としては、合板、パーティクルボード、中質繊維板、単板又は紙が挙げられる。また第２接着剤３２としては、複合ボード３０の使用目的や環境によって適宜選択し得るものであるが、水系接着剤を用いることが好ましい。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
このように構成された複合ボード３０の製造方法を説明する。上記竹製ボード１０の片面又は両面に第２接着剤３２を塗布した後に、この第２接着剤３２が塗布された竹製ボード１０の塗布面に第２接着剤３２を介して面材３１，３１を接着する。これにより複合ボード３０が製造される。なお、竹製ボード１０と面材３１，３１とを第２接着剤３２を介して接着するときに、接着面が密着するように竹製ボード１０及び面材３１，３１に圧力を付与することが好ましい。
このように製造された複合ボード３０では、竹製ボード１０の片面又は両面と面材３１とを第２接着剤３２により接着すると、竹製ボード１０の表裏面は切削面１２ａとなっているため、竹製ボードを製造する際に表裏面を構成する表層を切削せずに成形された竹製ボードと面材３１とを接着する場合より容易にかつ強力に接着できる。
１０ 竹製ボード
１１ 竹桿
１２ 角筒状素体
１６ 骨状素体
２１ 第１接着剤
３０ 複合ボード
３１ 面材
３２ 第２接着剤
本発明の竹製ボードは、複数の竹桿の表層を切削装置により除去して角筒状に成形して角筒状素体とし、相対向する切削面同士を第１接着剤により接着するため、切削しないままの各竹桿の表層同士を接着する場合より容易にかつ強力に接着できる。
また、従来のように、竹桿を割裂し、弧状の竹材から平板状に切削成形することなく、筒状のまま竹製ボードを製造するので、平板状に成形した竹材を使用する際に生じていた反り等の歪みを生じることが少ない。
また、竹本来の中空構造を利用して竹製ボードを製造するので、その内部に空洞部が備えられるため、中実構造に比べて軽量の竹製ボードが得られる。

Claims (10)

  1. 竹桿(11)の長手方向に直交する断面が相対向する平行な二面を二組有するように、前記竹桿(11)を構成する筒の表層(11a)を前記竹桿の肉厚範囲内において切削してなり、その断面が正方形又は長方形の角筒状素体(12)を複数用意し、前記複数の角筒状素体(12)を互いに平行に配列し、前記複数の角筒状素体(12)の相対向する切削面(12a)同士を第１接着剤(21)を介して接着固定して作られたことを特徴とする竹製ボード。
  2. 前記第１接着剤(21)が水系接着剤である請求項１記載の竹製ボード。
  3. 請求項１又は２記載の竹製ボード(10)と、前記竹製ボード(10)の片面又は両面に第２接着剤(32)を介して積層された面材(31)とを備えた複合ボード。
  4. 前記第２接着剤(32)が水系接着剤である請求項３記載の複合ボード。
  5. 前記面材(31)が合板、パーティクルボード、中質繊維板、単板又は紙の基材からなる請求項３記載の複合ボード。
  6. 竹桿(11)の長手方向に直交する断面が相対向する平行な二面を少なくとも一組有するように、前記竹桿(11)を構成する筒の表層(11a)を前記竹桿の肉厚範囲内において切削して前記竹桿(11)を角筒状に成形してその断面が正方形又は長方形の角筒状素体(12)を得る切削成形工程と、
    前記角筒状素体(12)を複数用意して前記複数の角筒状素体(12)を互いに平行に配列し、前記複数の角筒状素体(12)の相対向する切削面(12a)に第１接着剤(21)を塗布する第１接着剤塗布工程と、
    前記第１接着剤(21)を介して前記複数の角筒状素体(12)の相対向する切削面(12a)同士を接着する第１接着工程と
    を含むことを特徴とする竹製ボードの製造方法。
  7. 前記第１接着剤(21)が水系接着剤である請求項６記載の竹製ボードの製造方法。
  8. 請求項６又は７記載の方法で製造された竹製ボード(10)の片面又は両面に第２接着剤(32)を塗布する第２接着剤塗布工程と、
    前記第２接着剤(32)が塗布された竹製ボード(10)の塗布面に前記第２接着剤(32)を介して面材(31)を接着する第２接着工程と
    を含む複合ボードの製造方法。
  9. 前記第２接着剤(32)が水系接着剤である請求項８記載の複合ボードの製造方法。
  10. 前記面材(31)が合板、パーティクルボード、中質繊維板、単板又は紙の基材からなる請求項８記載の複合ボードの製造方法。
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