JP6782973B2 - 複合圧密合板 - Google Patents
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Description
オイルパーム材から形成した複数の単板を積層した内部積層材と、当該内部積層材の最外層の外表面のうち少なくとも一方の面にオイルパーム材以外の樹種から形成した他の単板を外表面材として積層して圧密化した複合圧密合板であって、
前記内部積層材を構成する各単板どうしの境界面、及び、前記内部積層材の最外層の外表面と前記外表面材の境界面には、前記オイルパーム材が内部に含有する接合成分と、外部から付加した他の接合成分とが存在し、これらの接合成分の相乗作用により接合されており、
各境界面に対する前記他の接合成分の付加量は、1つの境界面に対する総量を固形分にして、60〜112(g/m 2 )の範囲内にあり、
前記内部積層材の圧密化後の気乾密度の値が、0.6〜1.4(g/cm3)の範囲内にあり、且つ、前記外表面材の圧密化後の気乾密度の値が、0.6〜1.4(g/cm3)の範囲内にあって、前記内部積層材及び前記外表面材の圧密化後の気乾密度の値が、略同じであり、且つ、曲げヤング係数の値が、3.5〜18.0(GPa)の範囲内にある
ことを特徴とする。
JIS Z 2101:1994(木材の試験方法)に規定する「摩耗試験」に準拠し、試験片の測定前の質量をm1(mg)、試験片の試験後の質量をm2(mg)、試験機の摩耗輪による摩耗を受ける部分の面積をA(mm2)、試験片の密度をρ(g/cm3)としたときに、下記の式(1)、
D=(m1−m2)/A・ρ ・・・(1)
で示される、摩耗深さDの値が、0.25(mm)以下であり、好ましく0.12(mm)以下であることを特徴とする。
前記内部積層材を構成する各単板は、オイルパームの幹材をその周方向に回転させながらロータリーレースで外周から所定の厚さに剥いで形成してなることを特徴とする。
合板の日本農林規格(JAS)別記3の(3)に規定する「1類浸せきはく離試験」の基準に適合することを特徴とする。
本第1実施形態は、オイルパーム単板のみからなる内部積層材と、その内部積層材の最外層の外表面の両面にファルカタ単板を外表面材として積層した複合圧密合板に関するものである。なお、内部積層材を構成する各単板どうしの境界面には、オイルパーム材が内部に含有する接合成分(後述する)のみが存在し、外部から付加した他の接合成分(接着剤)が存在することなく接合されている。一方、オイルパーム単板からなる内部積層材の最外層の外表面とファルカタ単板からなる外表面材との境界面には、オイルパーム材が内部に含有する接合成分と外部から付加した他の接合成分(接着剤)とが存在し、これらの接合成分の相乗作用により接合されている。以下、本第1実施形態に係る複合圧密合板をその製造工程に沿って図面を用いて説明する。
複合圧密合板の製造工程においては、まず、オイルパームの幹材から単板を形成する。本発明においては、単板の形成方法については特に限定するものではなく、挽板による製材法、或いは、連続したロータリーレースなどによる剥き板法を使用することができる。なお、本第1実施形態においては、生産性に優れ、且つ、連続して均一な単板を形成することのできるロータリーレースによる方法を採用する。このロータリーレースによる方法を採用することにより、オイルパーム単板の乾燥が早く、品質がより安定する。一方、外表面材として積層するファルカタ単板についても、挽板による製材法、或いは、連続したロータリーレースなどによる剥き板法を使用することができる。本第1実施形態においては、外表面材として木目の品位を表現できる挽板による製材法を採用する。なお、圧密化前のオイルパーム単板の気乾密度は、0.35g/cm3であり、ファルカタ単板の気乾密度は、0.27g/cm3であった。
本第1実施形態は、内部積層材を構成するオイルパーム単板どうしの境界面には、他の接合成分(接着剤)を塗布しない。この部分では、後述の圧密工程においてオイルパーム材が内部に含有する接合成分のみで十分に接合する。一方、内部積層材の最外層を構成するオイルパーム単板と外表面材を構成するファルカタ単板との境界面には、他の接合成分(接着剤)を塗布する。この理由は、ファルカタ材がオイルパーム材のような接合成分を十分に含有しておらず、これを補充するためである。このことにより、外表面材は、オイルパーム材が内部に含有する接合成分と外部から付加した他の接合成分(接着剤)との相乗作用により、内部積層材の最外層に強固に接着することができる。
このようにして形成されたオイルパーム単板とファルカタ単板とを複数枚(通常の合板では奇数枚であるが、本発明においては奇数枚に限るものではない)積層して複合積層材を構成する。本第1実施形態においては、複合積層材の中心部を構成する内部積層材に複数枚のオイルパーム単板を使用する。一方、この内部積層材の最外層の表裏両面にファルカタ単板を積層して複合積層材とする。なお、オイルパーム単板を積層して内部積層材を構成する際の組合せにおいては、各単板の繊維方向(木目の方向)を任意の方向で組み合わせることができる。
次に、このようにして構成した複合積層材NWを圧密化することにより、複合圧密合板を得る。図3は、圧密化前後の複合積層材NWの状態を示す概略図である。図3(a)は、圧密化する前の複合積層材NWの状態を示している。一方、図3(b)は、複合積層材NWに所定の条件(後述する)による圧密化を行った後の複合圧密合板PWを示している。
こととなる。
次に、本第1実施形態において製造した複合圧密合板PWの気乾密度の値と、複合圧密合板PWの各種物性を測定して評価した。評価項目としては、複合圧密合板PWの「圧密化後の各部位の気乾密度」、「曲げヤング係数など」、「表面摩耗強度」及び、「浸漬による接合部分のはく離」の4項目とした。以下、各評価項目及び評価結果について説明する。
本第1実施形態において製造した複合圧密合板PWについて、内部積層材CW(オイルパーム材)と外表面材SW(ファルカタ材)とに分解し、各部位の気乾密度を測定した。上述のように、圧密化前のオイルパーム単板の気乾密度は、0.35g/cm3であり、ファルカタ単板の気乾密度は、0.27g/cm3であった。これに対して、圧密化後の内部積層材CW(オイルパーム材)の気乾密度は、0.9g/cm3であり、外表面材SW(ファルカタ材)の気乾密度は、0.9g/cm3であった。
上記複合圧密合板PWに対して曲げ強度を測定し曲げヤング係数などの強度物性を測定した。具体的には、複合圧密合板PW(圧密化後の厚さ9.5mm)から長さ方向300mm×幅方向40mmの試験片を作製し、この試験片を用いて3点曲げ試験を行った。測定装置としてオートグラフ(島津製作所製)を使用し、スパン長260mm、ヘッドスピード20mm/分で測定した。測定環境は、室温20℃、相対湿度65%の恒温恒湿室内とした。各測定値から曲げヤング係数(GPa)、曲げ強度(MPa)、及び、歪エネルギー(J)を計算した。複合圧密合板PWに対する測定結果は、曲げヤング係数(10.5GPa)、曲げ強度(85.6MPa)、及び、歪エネルギー(1.19J)であった。
上記複合圧密合板PWに対して、JIS Z 2101:1994(木材の試験方法)に規定する「摩耗試験」に準拠して測定した。複合圧密合板PWから試験片を作製し、JISに規定する摩耗試験装置を使用して試験片の表面を摩耗した。具体的には、試験片を摩耗試験装置の回転盤に水平に固定し、研摩紙を巻き付けた摩耗輪2個を、試験片の表面上で500回転させた。このとき、試験片の表面に加わる総荷重量に相当する質量は、摩耗輪の質量を含め5.2N±0.05Nとした。
D=(m1−m2)/A・ρ ・・・(1)
試験片の表面の摩耗深さD(mm)の値を求めた。複合圧密合板PWに対して求めた摩耗深さDの値は、0.152mmであった。なお、圧密化後の複合圧密合板PWの表面は、ファルカタ材が高度に圧密化されて優れた表面品位を表していた。
上記複合圧密合板PWに対して、合板の日本農林規格(JAS)別記3の(3)に規定する「2類浸せきはく離試験」に準拠して測定した。具体的には、複合圧密合板PWから長さ方向75mm×幅方向75mmの試験片を作製し、この試験片を70℃の温水中に2時間浸漬した。その後、温水中から取り出した試験片を60℃の雰囲気下で3時間乾燥した。
本第2実施形態は、オイルパーム単板のみからなる内部積層材CWと、その内部積層材CWの最外層の外表面の表裏両面にアカシアマンギウム単板を外表面材SWとして積層した複合圧密合板に関するものである。なお、内部積層材CWを構成する各単板どうしの境界面には、オイルパーム材が内部に含有する接合成分と外部から付加した他の接合成分(接着剤)とが存在し、これらの接合成分の相乗作用により接合されている。また、オイルパーム単板からなる内部積層材CWの最外層の外表面とアカシアマンギウム単板からなる外表面材SWとの境界面にも、オイルパーム材が内部に含有する接合成分と外部から付加した他の接合成分(接着剤)とが存在し、これらの接合成分の相乗作用により接合されている。
本第2実施形態においては、上記第1実施形態と同様にオイルパーム単板の形成方法としてロータリーレースによる方法を採用する。また、アカシアマンギウム単板の形成方法として挽板による製材法を採用する。なお、圧密化前のオイルパーム単板の気乾密度は、0.35g/cm3であり、アカシアマンギウム単板の気乾密度は、0.63g/cm3であった。
本第2実施形態は、内部積層材CWを構成するオイルパーム単板どうしの境界面には、他の接合成分(接着剤)を塗布する。また、内部積層材CWの最外層を構成するオイルパーム単板と外表面材SWを構成するアカシアマンギウム単板との境界面にも、他の接合成分(接着剤)を塗布する。この理由は、オイルパーム単板どうしの接着をさらに強固にすると共に、オイルパーム単板とアカシアマンギウム単板との接着を補充するためである。このことにより、複合圧密合板の各境界面は、オイルパーム材が内部に含有する接合成分と外部から付加した他の接合成分(接着剤)との相乗作用により強固に接着することができる。
このようにして形成されたオイルパーム単板とアカシアマンギウム単板とを複数枚積層して複合積層材NWを構成する。本第2実施形態においては、複合積層材NWの中心部を構成する内部積層材CWに複数枚(具体的には3枚)のオイルパーム単板を使用する。一方、この内部積層材CWの最外層の表裏両面にアカシアマンギウム単板を積層して複合積層材NWとする。なお、オイルパーム単板を積層して内部積層材CWを構成する際の組合せにおいては、各単板の繊維方向(木目の方向)を任意の方向で組み合わせることができる。なお、本第2実施形態においては、オイルパーム単板とアカシアマンギウム単板とからなる複合積層材NWの構成を上記第1実施形態と同様にした。また、5層の複合積層材NWの厚み(圧密化前)は約27.5mm(各単板の厚み5.5mm)であった。
次に、このようにして構成した複合積層材NWを圧密化することにより、複合圧密合板PWを得る。本第2実施形態においては、上記第1実施形態と同様の圧密化装置MCを使用し、圧密化条件も同様とした。本第2実施形態に係る複合圧密合板PWは、圧密化後の厚みが約9mmとなり、表裏両面にアカシアマンギウム材の木目と艶が表現されて審美性に優れた複合圧密合板となった。
次に、本第2実施形態において製造した複合圧密合板PWの気乾密度の値と、複合圧密合板PWの各種物性を測定して評価した。評価項目としては、上記第1実施形態と同様に複合圧密合板PWの「圧密化後の各部位の気乾密度」、「曲げヤング係数など」、「表面摩耗強度」及び、「浸漬による接合部分のはく離」の4項目とした。以下、各評価項目及び評価結果について説明する。
本第2実施形態において製造した複合圧密合板PWについて、内部積層材CW(オイルパーム材)と外表面材SW(アカシアマンギウム材)とに分解し、各部位の気乾密度を測定した。上述のように、圧密化前のオイルパーム単板の気乾密度は、0.35g/cm3であり、アカシアマンギウム単板の気乾密度は、0.63g/cm3であった。これに対して、圧密化後の内部積層材(オイルパーム材)の気乾密度は、1.1g/cm3であり、外表面材SW(アカシアマンギウム材)の気乾密度は、1.1g/cm3であった。
上記複合圧密合板PWに対して曲げ強度を測定し曲げヤング係数などの強度物性を測定した。具体的には、複合圧密合板PW(圧密化後の厚さ8.5mm)から上記第1実施形態と同様にして試験片を作製し、この試験片を用いて3点曲げ試験を行った。測定装置と測定条件は、上記第1実施形態と同様であった。各測定値から曲げヤング係数(GPa)、曲げ強度(MPa)、及び、歪エネルギー(J)を計算した。複合圧密合板PWに対する測定結果は、曲げヤング係数(12.4GPa)、曲げ強度(103.2MPa)、及び、歪エネルギー(1.34J)であった。
上記複合圧密合板PWに対して、上記第1実施形態と同様にJIS Z 2101:1994(木材の試験方法)に規定する「摩耗試験」に準拠して測定した。複合圧密合板PWに対して求めた摩耗深さDの値は、0.120mmであった。なお、圧密化後の複合圧密合板PWの表面は、アカシアマンギウム材が高度に圧密化されて優れた表面品位を表していた。
上記複合圧密合板PWに対して、合板の日本農林規格(JAS)別記3の(3)に規定する「1類浸せきはく離試験」による評価を行った。まず、複合圧密合板PWから長さ方向75mm×幅方向75mmの試験片を作製し、この試験片を沸騰水中に4時間浸漬した後、60℃±3℃の雰囲気下で20時間乾燥した。更に、試験片を再度沸騰水中に4時間浸漬した後、60℃±3℃の雰囲気下で3時間乾燥した。その結果、本第2実施形態における複合圧密合板PWは、はく離が認められず本規格に適合するものであった。
(1)上記各実施形態においては、オイルパーム幹材からオイルパーム単板を形成する際にロータリーレースを使用するが、これに限るものではなく、例えば、挽板により製材するようにしてもよい。
(2)上記各実施形態においては、5枚の単板を積層するものであり圧密化前の厚みが約25mm(各単板の厚み5mm)であるが、これに限るものではなく、3枚〜4枚、或いは、6枚以上の単板を積層して圧密化するようにしてもよく、各単板の厚みも適宜変更すればよい。
(3)上記各実施形態においては、単板の繊維方向を互いに交差(略直交)するように積層して積層材を構成したが、これに限るものではなく、単板の繊維方向を互いに平行にして積層するようにしてもよい。また、単板の繊維方向を直交方向ではない任意の角度に交差させて積層するようにしてもよい。
(4)上記各実施形態においては、単板の繊維方向を互いに交差(略直交)するように積層して積層材を構成したが、これに限るものではなく、多層からなる積層材の表層付近だけを積層するようにしてもよい。例えば、7層からなる積層材を構成する場合に、表裏両面から2層のみの繊維方向を交差させ、内部の3層は平行にして積層するようにしてもよい。
(5)上記各実施形態においては、内部積層材の表裏両面に2枚のファルカタ単板又はアカシアマンギウム単板を外表面材として積層するものであるが、これらに限るものではなく、他の樹種の外表面材を積層するようにしてもよい。
(6)上記各実施形態においては、内部積層材の表裏両面に外表面材を積層したが、これに限るものではなく、表裏のうち一方の面のみに外表面材を積層するようにしてもよい。
(7)上記各実施形態においては、内部積層材の表裏両面の外表面材として同じ樹種の単板を積層したが、これに限るものではなく、表裏両面でそれぞれ異なる樹種の外表面材を積層するようにしてもよい。
(8)上記第1実施形態においては、積層材を所定温度で処理する際に、高温の水蒸気を併用するものであるが、これに限るものではなく、処理空間(内部空間IS)内に液体の水を供給しておき、この水から発生する水蒸気により圧密化するようにしてもよく、或いは、熱圧処理において各単板が含有する水分によって圧密化するようにしてもよい。
(9)上記各実施形態においては、単板の接着剤としてフェノール樹脂を使用するが、これに限るものではなく、オイルパーム単板同士、或いは、オイルパーム単板と他樹種単板とを接合することのできる材料を使用すればよい。フェノール樹脂以外の接着剤としては、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの合成樹脂、又は、シェラックなどの天然樹脂を挙げることができる。
(10)上記第1実施形態においては、内部積層材と外表面材との境界面にのみ接着剤を塗布するが、これに限るものではなく、他の境界面にも接着剤を塗布するようにしてもよい。
(11)上記第2実施形態においては、各単板の境界面の全てに接着剤を塗布するが、これに限るものではなく、一部の境界面のみに接着剤を塗布するようにしてもよい。
W2、W3、W4…オイルパーム単板、
W1、W5…ファルカタ単板、
SW…外表面材、CW…内部積層材、NW…複合積層材、PW…複合圧密合板、
MC…圧密化装置、10…プレス盤、10A…上プレス盤、10B…下プレス盤、
IS…内部空間、18…位置決め孔。
Claims (4)
- オイルパーム材から形成した複数の単板を積層した内部積層材と、当該内部積層材の最外層の外表面のうち少なくとも一方の面にオイルパーム材以外の樹種から形成した他の単板を外表面材として積層して圧密化した複合圧密合板であって、
前記内部積層材を構成する各単板どうしの境界面、及び、前記内部積層材の最外層の外表面と前記外表面材の境界面には、前記オイルパーム材が内部に含有する接合成分と、外部から付加した他の接合成分とが存在し、これらの接合成分の相乗作用により接合されており、
各境界面に対する前記他の接合成分の付加量は、1つの境界面に対する総量を固形分にして、60〜112(g/m 2 )の範囲内にあり、
前記内部積層材の圧密化後の気乾密度の値が、0.6〜1.4(g/cm3)の範囲内にあり、且つ、前記外表面材の圧密化後の気乾密度の値が、0.6〜1.4(g/cm3)の範囲内にあって、前記内部積層材及び前記外表面材の圧密化後の気乾密度の値が、略同じであり、且つ、曲げヤング係数の値が、3.5〜18.0(GPa)の範囲内にある
ことを特徴とする複合圧密合板。 - JIS Z 2101:1994(木材の試験方法)に規定する「摩耗試験」に準拠し、試験片の測定前の質量をm1(mg)、試験片の試験後の質量をm2(mg)、試験機の摩耗輪による摩耗を受ける部分の面積をA(mm2)、試験片の密度をρ(g/cm3)としたときに、下記の式(1)、
D=(m1−m2)/A・ρ ・・・(1)
で示される、摩耗深さDの値が、0.25(mm)以下であり、好ましく0.12(mm)以下であることを特徴とする請求項1に記載の複合圧密合板。 - 前記内部積層材を構成する各単板は、オイルパームの幹材をその周方向に回転させながらロータリーレースで外周から所定の厚さに剥いで形成してなることを特徴とする請求項1又は2に記載の複合圧密合板。
- 合板の日本農林規格(JAS)別記3の(3)に規定する「1類浸せきはく離試験」の基準に適合することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の複合圧密合板。
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