JPH04279334A - 炭素繊維強化集成材 - Google Patents
炭素繊維強化集成材Info
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- JPH04279334A JPH04279334A JP4371391A JP4371391A JPH04279334A JP H04279334 A JPH04279334 A JP H04279334A JP 4371391 A JP4371391 A JP 4371391A JP 4371391 A JP4371391 A JP 4371391A JP H04279334 A JPH04279334 A JP H04279334A
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Landscapes
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は炭素繊維強化集成材に関
するものであり、より詳しくは断面形状においてＨ字型
の炭素繊維強化樹脂複合材層を設けた、繊維方向に切削
加工した木材をその繊維方向を互いに平行にして接着剤
を介して複数積層してなる炭素繊維強化集成材に関する
ものである。
するものであり、より詳しくは断面形状においてＨ字型
の炭素繊維強化樹脂複合材層を設けた、繊維方向に切削
加工した木材をその繊維方向を互いに平行にして接着剤
を介して複数積層してなる炭素繊維強化集成材に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、木材の繊維方向に長く切削加
工したひき板あるいは小角材を、その繊維方向を互いに
平行にして接着剤を用いて貼り合わせた材料として集成
材が知られており、主に建築における柱、梁のような骨
組材に用られる。かかる集成材は優れた木材の性質をそ
のまま引き継いでいるばかりではなく、一般の製材品で
は得られない特徴、すなわち、■ひき板、小角材を集成
することによって要求される寸法、形状の材料を比較的
自由に造ることができること、■節、腐れ等の欠点を除
去、分散させることにより製品強度のばらつきを小さく
することが可能であること、■ひき板は十分乾燥して接
着されるので、干割れ、狂い等が生じ難いこと、■曲率
を有するジグを使用することにより、曲がり材が容易に
製造できること等を有している。
工したひき板あるいは小角材を、その繊維方向を互いに
平行にして接着剤を用いて貼り合わせた材料として集成
材が知られており、主に建築における柱、梁のような骨
組材に用られる。かかる集成材は優れた木材の性質をそ
のまま引き継いでいるばかりではなく、一般の製材品で
は得られない特徴、すなわち、■ひき板、小角材を集成
することによって要求される寸法、形状の材料を比較的
自由に造ることができること、■節、腐れ等の欠点を除
去、分散させることにより製品強度のばらつきを小さく
することが可能であること、■ひき板は十分乾燥して接
着されるので、干割れ、狂い等が生じ難いこと、■曲率
を有するジグを使用することにより、曲がり材が容易に
製造できること等を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の集成材では大型建築物の構造材には適さず、仮に
大型建築物の構造材に集成材を使用しようとすると、集
成材の剛性を高めるために集成材の厚みを大きくする必
要があり、その結果として建築物の天井が低くなるとか
、建築物の高さが必要以上に高くなる等の問題があり、
また鋼材等の構造材とすると建築物の重量が増し、また
震動が伝わり易くなる等の課題があった。
従来の集成材では大型建築物の構造材には適さず、仮に
大型建築物の構造材に集成材を使用しようとすると、集
成材の剛性を高めるために集成材の厚みを大きくする必
要があり、その結果として建築物の天井が低くなるとか
、建築物の高さが必要以上に高くなる等の問題があり、
また鋼材等の構造材とすると建築物の重量が増し、また
震動が伝わり易くなる等の課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等はか
かる従来の課題を解決するべく鋭意検討した結果、特定
の構造からなる集成材とすることにより、これらの問題
点が解消されることを見出し本発明に到達した。すなわ
ち、本発明の目的は大型建築物の構造材に適した集成材
を提供することであり、またかかる集成材により天然木
材自体の使用量を低減することが可能となり、森林保護
の面においても有用となるような炭素繊維で強化された
集成材を提供することにある。
かる従来の課題を解決するべく鋭意検討した結果、特定
の構造からなる集成材とすることにより、これらの問題
点が解消されることを見出し本発明に到達した。すなわ
ち、本発明の目的は大型建築物の構造材に適した集成材
を提供することであり、またかかる集成材により天然木
材自体の使用量を低減することが可能となり、森林保護
の面においても有用となるような炭素繊維で強化された
集成材を提供することにある。
【０００５】そして、その目的は繊維方向に切削加工し
た木材をその繊維方向を互いに平行にして接着剤を介し
て複数積層してなる集成材と、当該集成材の一つの面上
及び当該面に対向する面上に平板状炭素繊維強化樹脂複
合材層を設けるとともに当該炭素繊維強化樹脂複合材層
の間を接続するように別個の平板状炭素繊維強化樹脂複
合材層を設け、且つこれらの炭素繊維強化樹脂複合材層
が断面形状においてＨ字型となるように構成したことを
特徴とする炭素繊維強化集成材により容易に達成される
。
た木材をその繊維方向を互いに平行にして接着剤を介し
て複数積層してなる集成材と、当該集成材の一つの面上
及び当該面に対向する面上に平板状炭素繊維強化樹脂複
合材層を設けるとともに当該炭素繊維強化樹脂複合材層
の間を接続するように別個の平板状炭素繊維強化樹脂複
合材層を設け、且つこれらの炭素繊維強化樹脂複合材層
が断面形状においてＨ字型となるように構成したことを
特徴とする炭素繊維強化集成材により容易に達成される
。
【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
用いる木材としては従来の集成材に使用されている木材
であれば特に限定されるものではなく、通常、檜、杉、
ツガ、トウヒ等の木材が用いられる。そして、かかる木
材は２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、使
用する木材の形状としても、特に限定されるものではな
く、通常、木材の繊維方向に長く切削加工したひき板や
小角材等の形状で用いられる。
用いる木材としては従来の集成材に使用されている木材
であれば特に限定されるものではなく、通常、檜、杉、
ツガ、トウヒ等の木材が用いられる。そして、かかる木
材は２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、使
用する木材の形状としても、特に限定されるものではな
く、通常、木材の繊維方向に長く切削加工したひき板や
小角材等の形状で用いられる。
【０００７】本発明の集成材はかかる木材をその繊維方
向を互いに平行にして接着剤を介して複数積層してなる
ものであるが、その積層枚数はその使用目的に応じて種
々変わるものの、通常は４〜５枚程度つまり全体の板厚
として１０〜１５ｃｍ程度とするのがよい。また、これ
らの木材を積層するには各木材の表面に接着剤、例えば
レゾルシン樹脂や尿素樹脂等を使用して加熱炉、高周波
加熱等の手段により１２０℃〜１８０℃、１〜１０時間
程度加熱すればよい。
向を互いに平行にして接着剤を介して複数積層してなる
ものであるが、その積層枚数はその使用目的に応じて種
々変わるものの、通常は４〜５枚程度つまり全体の板厚
として１０〜１５ｃｍ程度とするのがよい。また、これ
らの木材を積層するには各木材の表面に接着剤、例えば
レゾルシン樹脂や尿素樹脂等を使用して加熱炉、高周波
加熱等の手段により１２０℃〜１８０℃、１〜１０時間
程度加熱すればよい。
【０００８】そして、本発明の特徴はかかる集成材の一
つの面上及び当該面に対向する面上に平板状炭素繊維強
化樹脂複合材層を設けるとともに当該炭素繊維強化樹脂
複合材層の間を接続するように別個の平板状炭素繊維強
化樹脂複合材層を設け、且つこれらの平板状の炭素繊維
強化樹脂複合材層が断面形状においてＨ字型となるよう
に構成したものである。平板状の炭素繊維強化樹脂複合
材としては、補強繊維方向が一方向となった一方向性プ
リプレグ（ＵＤプリプレグ）、補強繊維方向が２次元方
向となった織物からなるプリプレグあるいは補強繊維方
向が２次元方向となった織物を載置後マトリックス樹脂
を含浸して構成したもの等いずれでも使用することがで
きる。使用する炭素繊維としては、得られる集成材の剛
性を向上するために高弾性の補強繊維を用いることが重
要であり具体的には弾性率２０ｔ／ｍｍ２ 〜７５ｔ／
ｍｍ２ 、好ましくは弾性率３０ｔ／ｍｍ２ 〜７０ｔ
／ｍｍ２ のものがよい。補強繊維としては通常長繊維
が使用されるが、本発明の効果を損なわない程度に短繊
維を長繊維とともに使用してもよい。更に得られる集成
材の剛性向上を損なわない程度にガラス繊維を少量混入
させてもよい。混入されるガラス繊維の形態としては特
に限定されないが、例えば炭素繊維のＵＤプリプレグを
使用する場合には繊維方向に対して垂直方向に横糸とし
て混入するかあるいはガラス繊維からなるガラススクリ
ムを炭素繊維のＵＤプリプレグと併用することにより混
入させることができる。また用いられるマトリックス樹
脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ビスマレイ
ミド樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリウレタ
ン樹脂、レゾルシン樹脂、尿素樹脂あるいはメラミン樹
脂等の樹脂が挙げられる。
つの面上及び当該面に対向する面上に平板状炭素繊維強
化樹脂複合材層を設けるとともに当該炭素繊維強化樹脂
複合材層の間を接続するように別個の平板状炭素繊維強
化樹脂複合材層を設け、且つこれらの平板状の炭素繊維
強化樹脂複合材層が断面形状においてＨ字型となるよう
に構成したものである。平板状の炭素繊維強化樹脂複合
材としては、補強繊維方向が一方向となった一方向性プ
リプレグ（ＵＤプリプレグ）、補強繊維方向が２次元方
向となった織物からなるプリプレグあるいは補強繊維方
向が２次元方向となった織物を載置後マトリックス樹脂
を含浸して構成したもの等いずれでも使用することがで
きる。使用する炭素繊維としては、得られる集成材の剛
性を向上するために高弾性の補強繊維を用いることが重
要であり具体的には弾性率２０ｔ／ｍｍ２ 〜７５ｔ／
ｍｍ２ 、好ましくは弾性率３０ｔ／ｍｍ２ 〜７０ｔ
／ｍｍ２ のものがよい。補強繊維としては通常長繊維
が使用されるが、本発明の効果を損なわない程度に短繊
維を長繊維とともに使用してもよい。更に得られる集成
材の剛性向上を損なわない程度にガラス繊維を少量混入
させてもよい。混入されるガラス繊維の形態としては特
に限定されないが、例えば炭素繊維のＵＤプリプレグを
使用する場合には繊維方向に対して垂直方向に横糸とし
て混入するかあるいはガラス繊維からなるガラススクリ
ムを炭素繊維のＵＤプリプレグと併用することにより混
入させることができる。また用いられるマトリックス樹
脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ビスマレイ
ミド樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリウレタ
ン樹脂、レゾルシン樹脂、尿素樹脂あるいはメラミン樹
脂等の樹脂が挙げられる。
【０００９】本発明では、かかる平板状の炭素繊維強化
樹脂複合材を集成材の一つの面上及び当該面に対向する
面上に接して載置し、平板状炭素繊維強化樹脂複合材層
を設ける。次いでこれら二つの炭素繊維強化樹脂複合材
層の間を接続するように別個の平板状炭素繊維強化樹脂
複合材層を設ける。そしてこれら三つの炭素繊維強化樹
脂複合材層の接続形式としては、その断面形状において
Ｈ字型となるように構成することが重要である。そして
最後にこれらの炭素繊維強化樹脂複合材層と集成材とを
接着・硬化させるが、その製造方法としては、木材の繊
維方向とほぼ同方向に補強繊維の補強方向を合わせるよ
うに配置して接着・硬化させるのが通常であるが、必要
に応じて補強方向が交差するようにシート状の炭素繊維
強化樹脂複合材を複数枚積層したものを使用してもよい
。そして接着・硬化の方法としては未硬化状態の炭素繊
維強化樹脂複合材を集成材の表面に接して載置し、目的
の形状とした後、上記した集成材の製造条件と同様に行
ってもよく、あるいは予め木材層表面に未硬化状態の炭
素繊維強化樹脂複合材を介在して同様の条件で接着・硬
化した後、更に他の木材層を積層して上記した集成材の
製造条件と同様に行えばよい。
樹脂複合材を集成材の一つの面上及び当該面に対向する
面上に接して載置し、平板状炭素繊維強化樹脂複合材層
を設ける。次いでこれら二つの炭素繊維強化樹脂複合材
層の間を接続するように別個の平板状炭素繊維強化樹脂
複合材層を設ける。そしてこれら三つの炭素繊維強化樹
脂複合材層の接続形式としては、その断面形状において
Ｈ字型となるように構成することが重要である。そして
最後にこれらの炭素繊維強化樹脂複合材層と集成材とを
接着・硬化させるが、その製造方法としては、木材の繊
維方向とほぼ同方向に補強繊維の補強方向を合わせるよ
うに配置して接着・硬化させるのが通常であるが、必要
に応じて補強方向が交差するようにシート状の炭素繊維
強化樹脂複合材を複数枚積層したものを使用してもよい
。そして接着・硬化の方法としては未硬化状態の炭素繊
維強化樹脂複合材を集成材の表面に接して載置し、目的
の形状とした後、上記した集成材の製造条件と同様に行
ってもよく、あるいは予め木材層表面に未硬化状態の炭
素繊維強化樹脂複合材を介在して同様の条件で接着・硬
化した後、更に他の木材層を積層して上記した集成材の
製造条件と同様に行えばよい。
【００１０】そして、本発明の平板状の炭素繊維強化樹
脂複合材における繊維の含有量は通常マトリックス樹脂
１００部に対して４０〜７０部、好ましくは５０〜６０
部であればよい。なお、かかる炭素繊維強化集成材は必
要に応じて炭素繊維強化樹脂複合材層の表面を化粧材等
で覆ってもよい。本発明の集成材は通常の集成材として
使用される用途に適用できるが、特に学校、体育館、講
堂や教会等の大型建築物の構造材や大型木造船等に好適
である。
脂複合材における繊維の含有量は通常マトリックス樹脂
１００部に対して４０〜７０部、好ましくは５０〜６０
部であればよい。なお、かかる炭素繊維強化集成材は必
要に応じて炭素繊維強化樹脂複合材層の表面を化粧材等
で覆ってもよい。本発明の集成材は通常の集成材として
使用される用途に適用できるが、特に学校、体育館、講
堂や教会等の大型建築物の構造材や大型木造船等に好適
である。
【００１１】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はその要旨を越えないかぎり下記の実施例
に限定されるものではない。 実施例 以下本発明の好適な実施例について、添付図面を参照に
して説明する。図１に炭素繊維複合材で補強した集成材
の概略図を示す。図１に示すように、集成材の一つの面
上及び当該面に対抗する面上に平板状炭素繊維強化樹脂
複合材層１を設けると共に当該炭素繊維強化樹脂複合材
層の間を接続するように別個の平板状炭素繊維強化樹脂
複合材層を設け、且つこれらの炭素繊維強化樹脂複合材
層が断面形状に於てＨ字型となるようにして、加熱し、
接着硬化させる。
るが、本発明はその要旨を越えないかぎり下記の実施例
に限定されるものではない。 実施例 以下本発明の好適な実施例について、添付図面を参照に
して説明する。図１に炭素繊維複合材で補強した集成材
の概略図を示す。図１に示すように、集成材の一つの面
上及び当該面に対抗する面上に平板状炭素繊維強化樹脂
複合材層１を設けると共に当該炭素繊維強化樹脂複合材
層の間を接続するように別個の平板状炭素繊維強化樹脂
複合材層を設け、且つこれらの炭素繊維強化樹脂複合材
層が断面形状に於てＨ字型となるようにして、加熱し、
接着硬化させる。
【００１２】プリプレグは図２で示すように、補強量に
応じて裁断し、積層しておき、木材の間に挟み込み、集
成材を補強する。集成材コア２の作成には杉材小片を使
用した。杉材小片の寸法は、厚み３ｃｍ、幅５ｃｍ、長
さ４００ｃｍで有り、５枚積層して、図１に示すように
集成材コア２を作製した。炭素繊維プリプレグは“ＨＹ
Ｅ Ｊ−１２Ｍ６５Ｄ”（化成ファイバーライト（株
））を使用した。
応じて裁断し、積層しておき、木材の間に挟み込み、集
成材を補強する。集成材コア２の作成には杉材小片を使
用した。杉材小片の寸法は、厚み３ｃｍ、幅５ｃｍ、長
さ４００ｃｍで有り、５枚積層して、図１に示すように
集成材コア２を作製した。炭素繊維プリプレグは“ＨＹ
Ｅ Ｊ−１２Ｍ６５Ｄ”（化成ファイバーライト（株
））を使用した。
【００１３】寸法は幅１０ｃｍ，長さ４００ｃｍを２組
、幅１５ｃｍ，長さ４００ｃｍを１組裁断し、各６プラ
イ積層した。このプリプレグを２つの集成材コア２の間
とその上下面にエポキシ樹脂接着剤、“ダイナミックボ
ンドＢ−９１０”（大日本色材（株））を使用して、接
着させて、炭素繊維プリプレグ層がＨ字形に成るように
組み立てた。次に、１２０℃の温度で２時間加熱して、
プリプレグと接着剤を硬化させ、本発明の炭素繊維強化
集成材を得た。
、幅１５ｃｍ，長さ４００ｃｍを１組裁断し、各６プラ
イ積層した。このプリプレグを２つの集成材コア２の間
とその上下面にエポキシ樹脂接着剤、“ダイナミックボ
ンドＢ−９１０”（大日本色材（株））を使用して、接
着させて、炭素繊維プリプレグ層がＨ字形に成るように
組み立てた。次に、１２０℃の温度で２時間加熱して、
プリプレグと接着剤を硬化させ、本発明の炭素繊維強化
集成材を得た。
【図１】図１は本発明の炭素繊維強化集成材の斜め方向
からの説明図である。
からの説明図である。
【図２】図２は炭素繊維プリプレグシートの積層を示す
説明図である。
説明図である。
１ 炭素繊維強化樹脂層
２ 集成材コア
３ 一方向プリプレグシート
Claims (1)
- 【請求項１】 繊維方向に切削加工した木材をその繊
維方向を互いに平行にして接着剤を介して複数積層して
なる集成材と、当該集成材の一つの面上及び当該面に対
向する面上に平板状炭素繊維強化樹脂複合材層を設ける
とともに当該炭素繊維強化樹脂複合材層の間を接続する
ように別個の平板状炭素繊維強化樹脂複合材層を設け、
且つこれらの炭素繊維強化樹脂複合材層が断面形状にお
いてＨ字型となるように構成したことを特徴とする炭素
繊維強化集成材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3043713A JP3044803B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 炭素繊維強化集成材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3043713A JP3044803B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 炭素繊維強化集成材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04279334A true JPH04279334A (ja) | 1992-10-05 |
| JP3044803B2 JP3044803B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=12671447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3043713A Expired - Lifetime JP3044803B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 炭素繊維強化集成材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3044803B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06238821A (ja) * | 1993-02-19 | 1994-08-30 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 積層板 |
| JP2016524678A (ja) * | 2013-06-07 | 2016-08-18 | ギャズトランスポルト エ テクニギャズ | 流体保管タンクを断熱するための自立式ケースおよびこのようなケースの製造方法 |
| CN108413241A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-08-17 | 广东金发科技有限公司 | 一种纤维内增强木塑制品 |
-
1991
- 1991-03-08 JP JP3043713A patent/JP3044803B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06238821A (ja) * | 1993-02-19 | 1994-08-30 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 積層板 |
| JP2016524678A (ja) * | 2013-06-07 | 2016-08-18 | ギャズトランスポルト エ テクニギャズ | 流体保管タンクを断熱するための自立式ケースおよびこのようなケースの製造方法 |
| CN108413241A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-08-17 | 广东金发科技有限公司 | 一种纤维内增强木塑制品 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3044803B2 (ja) | 2000-05-22 |
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