JPH02263602A - 集成材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の単板、角材等の木質部材を積層接合し
た。耐久性に優れた集成材及びその製造方法に関する。

〔従来技術〕

集成材は、一般に木材の単板、角材等の部材の繊維方向
を平行にすることを原則とし、複数の部材の長さ又は厚
さ方向に集成接合したものである。

そして、該集成材は、その接合方法により通直集成材と
湾曲集成材とに大別される。

ところで、集成材は各種の用途に供されるが。

特に近年の木材資源不足により建築材料としても多用さ
れるに至った。

しかして、木質部材からなる建築材料は可燃性であるた
め、建築基準法により種々の制約を受ける０例えば、集
会所のごとく多数の人が出入りする建築物に使用される
建築材料については、難燃材料以上の性能を有するもの
しか使用できないという制約がある。そのため、集成材
９合板等の木質部材においては、リン酸アンモニウム、
ホウ酸ナトリウム等の無機化合物からなる難燃剤を含浸
する方法が採用されている。

（解決しようとする課題〕 しかしながら、上記従来法には次の問題点がある。

即ち、上記リン酸アンモニウム、ホウ酸ナトリウム等か
らなる難燃剤は、比較的易水溶性であるため、木材組織
内において定着が悪い、また、該難燃剤は、吸湿性があ
るため、上記集成材８合板等の材料劣化、接合面の眉間
剥離を生ずる原因となる。

また、集成材とした後に、難燃性、防腐性、防蟻性を有
する薬剤を含浸したりする場合においては、薬剤を含浸
することにより木材が膨潤し、接着層での眉間剥離を生
ずる原因となる。

さらに、難燃性、防腐性、防蟻性を同時に付与するため
には、異なる薬剤を複合して付与しているため、生産性
や効率が悪い欠点があった。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
、難燃性、防腐性、防蟻性等の耐久性に優れた集成材を
提供しようとするものである。

〔課題の解決手段〕

本発明は、集成材に関する第１発明と、該集成材の製造
方法に関する第２発明とよりなる。

第１発明は、複数の単板、角材等の木質部材を積層接合
した集成材であって、該集成材を構成する木質部材には
木材組織内に不溶性の無機化合物を含有してなることを
特徴とする集成材にある。

本第１発明において、上記集成材とは、複数の単板、角
材等の木質部材を積層接合したものであって、該木質部
材の形状、材質は特に問わない。

そのため、従来における集成材のほかに、複数の単板を
積層接合した合板も含む広い意味での木質部材である。

したがって９本発明における集成材には積層接合したま
まの状態で各種の用途に使用される木質部材も含む。

上記木材組織内とは２例えば木質部材の導管孔。

細胞内等の空隙部、細胞壁等のことである。しかして、
この木材組織内は集成材の外表面、内部。

深部のいずれの部位であってもよい。

上記不溶性とは１例えば水に対する溶解度がｌ以下で溶
解しにくい性質を有するものという意味である。

そして、上記不溶性′の無機化合物としては１例えばカ
ルシウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、バリウ
ム塩、鉛化合物等がある。

そして、これらの無機化合物は、木質部材を変色させな
いよう、ライトカラーないし無色のものが好ましい。

上記カルシウム塩は１例えば炭酸カルシウム塩。

リン酸カルシウム塩、水酸化カルシウム塩、リン１水素
カルシウム塩等がある。また、これらカルシウム塩は１
例えば塩化カルシウム、硝酸カルシウム、酢酸カルシウ
ム等の比較的易水溶性と２重炭酸ナトリウム、水酸化ナ
トリウム、リン酸ナトリウム等の比較的易水溶性とをそ
れぞれ別個に木質部材に含浸させた後、該木質部材の木
材組織内で反応生成することができる。これは、後述の
マグネシウム塩、アルミニウム塩、バリウム塩、鉛塩に
ついても同様である。

即ち、これらの塩を生成する比較的易水溶性のものを２
種以上含浸することにより、木質部材の木材組織内に上
記不溶性の無機化合物を安定した状態で定着し含有させ
ることができる。上記例示の比較的易水溶性は、いずれ
を先に含浸させてもよい、なお、上記不溶性の無機化合
物の含浸量としては１例えば木質部材の乾燥重量に対し
１〜２００重量％とすることが好ましい。

上記マグネシウム塩としては９例えばリン酸マグネシウ
ム、リン酸アンモニウムマグネシウム。

水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸マグネ
シウム等がある。

上記アルミニウム塩としては９例えば酸化アルミニウム
、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム等がある。

上記バリウム塩としては１例えば炭酸バリウム。

硫酸バリウム、リン酸バリウム等がある。

上記鉛化合物としては９例えば炭酸鉛、塩基性炭酸鉛、
水酸化鉛、リン酸鉛、硫酸第１鉛等がある。

上記鉄化合物としては１例えばリン酸第１鉄がある。

第２発明は、第１請求項に記載の集成材を製造するに当
り、木材組織内で不溶性の無機化合物を生成するカチオ
ンとアニオンをそれぞれ個別に前記木質部材内に含浸し
、前記木材組織内において該カチオンとアニオンとを反
応させかつ該木材組織内に定着し１次いで複数の木質部
材を接着剤を介して積層加圧して接合することを特徴と
する集成材の製造方法にある。

以下、上記第２発明について詳しく説明する。

本発明の集成材は、角材、単板等の木質材料を複数本積
層接合したものである。その製造方法においては、まず
上記木質材料を所望する形状に接合部を加工する。この
加工というのは、フィンガージヨイント、スカーフジヨ
イントなどの接合部の加工をいう、ここで用いられる木
質材料は、ツガ、ヒノキ５マツ、などその用途に応じて
用いることのできるものであればその何れでもよく特に
限定されるものではない、このように接合部を加工した
木質材料の木材組織内に不溶性の無機化合物を含有させ
る。該無機化合物としては、前述のごとくリン酸マグネ
シウム、硫酸バリウム、リン酸バリウム等がある。

本例においては、リン酸バリウムを用いる場合について
説明する。この場合１反応によりリン酸バリウムを生ず
る。一方の溶液として塩化バリウム、他方の溶液として
リン酸アンモニウムを用いる。無機化合物を含有させる
ためには、上記木質材料を塩化バリウム溶液に浸漬する
。これにより木材組織内には１反応により無機化合物を
生ずるバリウムイオンが浸透してゆく。

次いで、該木質材料をリン酸アンモニウム溶液に浸漬す
る。浸漬により木材組織内には、無機化合物を生ずるリ
ン酸イオンが浸透してゆき、既に浸透しているバリウム
イオンと反応し不溶性の無機化合物、リン酸バリウムを
生ずることにより。

木材組織内に無機化合物を定着す′ることができる。

以上のように構成された木質材料は、含浸時の水分を乾
燥により除去したのち５接着剤を介して複数本積層し圧
締接着を行なう。ここで用いられる接着材は、尿素系、
メラミン系、ポリエステル系、などの何れでもよい。

本第２発明において、上記カチオンは、上記例示のカル
シウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、バリウム
塩、鉛塩、鉄塩から遊離するものである０例えば、上記
例示の比較的易水溶性の無機化合物を溶解した水溶液か
ら遊離する各種のカチオンがある。また、上記アニオン
についても同様である。

また、上記無機化合物を木質部材の木材組織内に含浸さ
せる方法としては１例えば常圧浸漬法。

加圧浸漬法９減圧浸漬法、加温浸漬法等がある。

そして、上記含浸後に必要により、水洗、乾燥の処理を
行なう。

上記木質部材としては、杉、栂（っが）、桧。

ラワン単板、桧葉（ひば）板等がある。また、該木質部
材は、上記無機化合物の水溶液等を含浸して木材組織内
の状態にして定着させたものであるため、その細胞組織
、導管孔等は破裂されることなく、そのままの状態で維
持される。なお、上記接着剤の使用法、積層加圧法とし
ては、従来法と同様に行なう。

〔作用及び効果〕

第１発明にかかる集成材は、該集成材を構成する木質部
材の木材組織内に上記不溶性の無機化合物を含有してい
るため、難燃性、防蟻性、防腐性等の耐久性に優れる。

上記難燃性は１次の理由により優れるものと考えられる
。

即ち、上記不溶性の無機化合物において２例えばリン酸
カルシウム塩、リン酸マグネシウム塩。

リン酸バリウム塩、リン酸アルミニウム塩等は難燃剤と
しても使用され、自己消火性を付与する。

そのため、可燃性の木材に不燃性の材料である無機化合
物を適当量配合することにより、難燃性を有するように
なる。これは、不燃性無機化合物が。

可燃性の木材を被覆するためである。　木材に含浸する
無機化合物に、リン酸塩、ホウ酸塩を選択することによ
り、木材が燃焼した場合、これらの薬剤が炭化を促進す
る。このように形成された炭化層が断熱層として働き、
燃焼に必要な熱の浸入を遮断するため難燃効果を生ずる
。

上記木材が燃焼した場合、無機化合物が溶融し。

木材表面に被膜を作る。この被膜が燃焼に必要な酸素の
浸入を遮断するため自燃性を失う。

また、上記防腐性及び防蟻性は１次の理由により優れる
ものと考えられる。

即ち２上記不溶性の無機化合物は、各種の微生物、小動
物１例えば木質部材を食い荒らす白蟻。

細菌、カビ類の栄養分とはならず、むしろ殺虫及び虫の
忌避作用を有するものがある。また、集成材の外表面に
おける導管孔等に上記無機化合物が充填されていること
により、上記微生物等の集成材内部への侵入を妨げられ
ることができる。そのため、集成材の外表面及び内部に
おいて微生物。

有害昆虫等が繁殖することはない、したがって。

本集成材は防腐性、防蟻性等の耐久性に優れ、木材組織
の腐食等を防止し、腐朽原因を解消することができる。

以上のごとく、第１発明によれば、難燃性、防腐性、防
蟻性等の耐久性に優れた集成材を提供することができる
。

次に、第２発明によれば、前記のごとき耐久性に優れた
集成材を容易に製造することができる。

したがって、第２発明においても、難燃性、防腐性、耐
蟻性に優れた集成材が得られる。

上記に間して、実施例を用いて詳しく説明する。

〔実施例１〕 木質材料（ひのき）を３０ｍｍＸ３０ｍｍＸ３００ｍｍ
の角材１１に加工する。この角材１１に予め飽水処理を
行い塩化バリウム水溶液（５０°Ｃ５２５ｗｔ％）に７
５時間浸漬したのちリン酸アンモニウム溶液（５０℃、
　　２５ｗｔ％）に７５時間浸漬する。これにより上記
角材１１の木材組織内には９不溶性の無機化合物、リン
酸バウムが生成する０次いで、該角材１１を乾燥し無機
化合物を含有する木質材料を製造する。該木質材料を尿
素系接着剤により１０本積層し接着した。接着には。

プレス機を用い５　ｋｇ／ｃｄの圧力をかけて２４時間
接着し集成材１を作製した。

〔実施例２〕 本例の集成材は、上記第１実施例における角材１１にか
えて単板２１を用いたものである。

木質材料（ツガ）を３ｍｍＸ３００ｍｍＸ３００ｍｍの
単板２１に加工する。この単板２１に塩化バリウム水溶
液（２５℃、２０ｗｔ％）に２４時間浸漬したのち硫酸
ナトリウム溶液（２５どしろ、２０ＷＴ％に２４時間浸
漬する。これにより上記単板２１の木材組織内には、不
溶性の無機化合物、硫酸バリウムが生成される０次いで
、該単板２１を乾燥し無機化合物を含有する木質材料を
製造する。該木質材料をメラミン系接着剤により１０枚
積層し接着した。接着には、プレス機を用い３ｋｇ／ｃ
ｄの圧力をかけて２４時間接着し積層板（集成材１２）
を作製した。

次に、上記第１及び第２実施例で作成された集成材の物
性評価試験について説明する。

燃焼試験は、ＪＩＳ　（Ａ１３２１）の「建築材料の内
装材料及び工法の木材組織内試験法」に準じて行なう。

防腐試験は１社団法人１日本木材保存協会規格３号に準
じて行なう。

即ち、上記サンプルにつき、３か月の腐朽試験を行なう
もので１褐色腐朽菌（以下、褐菌と略す）である「オオ
ウズラタケ」、白色腐朽菌（以下、自国と略す）である
「カワラタケ」により強制腐朽させた後、該サンプルの
重量減少率を測定する。

次に、防蟻試験は２社団法人１日本木材保存協会規格１
１号に準じて行なう、即ち、サンプルにつき、イエシロ
アリを所定頭数ガラス容器に入れ。

一定期間内における上記アリの死亡率及び食害状況を該
サンプルの重量減少率により表示するものである。

なお、上記サンプルのほか、下記比較例のサンプルとし
て上記各試験に供した。

まず、比較例１として、栂単板を準備した。各試験試験
とも各サンプル３枚づつについて試験を行い、これらの
平均値の結果を下記の第１表に示す。

第１表 上記第１表で知られるごとく９本発明にかかる集成材は
、天然の木質部材（例えば、比較例１）に比し難燃性に
優れ、またその他防腐性、防蟻性等の耐久性においては
、比較例よりも全て優れたものであることが知られる。

したがって１本発明によれば、部材２辺材等の木質部材
を存効利用して難燃性等の種々の耐久性に優れた建築材
料等に使用する集成材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例における角材及び集成材を作成する
状態を示す説明図、第２図は第２実施例における単板の
積層状態を示す斜視図である。 １．２．、、集成材５ １１、　、　、角材、　　　　　２１．、、単板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の単板、角材等の木質部材を積層接合した集
   成材であって、該集成材を構成する木質部材には木材組
   織内に不溶性の無機化合物を含有してなることを特徴と
   する集成材。
2. （２）第１請求項に記載の集成材を製造するに当り、木
   材組織内で不溶性の無機化合物を生成するカチオンとア
   ニオンをそれぞれ個別に前記木質部材内に含浸し、前記
   木材組織内において該カチオンとアニオンとを反応させ
   かつ該木材組織内に定着し、次いで複数の木質部材を接
   着剤を介して積層加圧して接合することを特徴とする集
   成材の製造方法。