JPH0577203A - 強化積層木材並びにその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単板を接着剤を塗布して適当枚数積層させて
貼り合わせてなる積層構体の木質強度を向上させて利用
の範囲を広めるとともに、接着剤の熱硬化時間を大幅短
縮して製造コストの低減を図る。 【構成】 適当な寸法に裁断された単板を接着剤を塗布
して適当枚数積層させた単板積層構体を高温高圧容器内
で高温高圧スチームで加熱して軟化させ、これに機械的
な圧縮力を加えて圧縮成形すると同時に、接着剤を高温
高圧スチームで熱硬化させ、しかる後にそれを高温高圧
スチーム雰囲気中で固定化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建材、車両の荷台、枕
木、土木、家具、建具、各種用具等に用いられる強化積
層木材並びにその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】木材は加工しやすく、電気、熱の絶縁性
が良好で諸材料として優れているが、森林から搬出され
てきた木材のままでは乾湿による収縮、膨張、湾曲等が
著しく、かつ、不均質、異方性であるなどの欠点があっ
て、使用に不都合なことがある。

【０００３】そこで、ロータリー切削等により森林から
搬出されてきた木材を薄く切削して適当な寸法に裁断し
た単板に接着剤を塗布して何枚も積層させ、これをホッ
トプレス機等で接着剤を熱硬化させて単板を貼り合わせ
ることにより得られる積層木材として用いるのが一般的
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うに、従来の積層木材は単板に接着剤を塗布して積層さ
せ、これをホットプレス機等で接着剤を介して貼り合わ
せただけであるから、木質強度は原木とそれ程変わりな
く、また、単板の積層枚数が多くなったり、単板の板厚
が大きくなると、接着剤への熱伝達時間を要して熱硬化
時間が長くなり（一般に接着剤を１mm熱硬化するのに１
分かかり、通常は40〜60mmの厚みを有するので40〜60分
かかる）、製造コスト高の原因となっている。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みて提案されたもの
であり、木質の強度向上を図って利用の範囲を広げると
ともに、接着剤の熱硬化時間の大幅な短縮（約10分）を
図って製造コストを大幅に削減することができる強化積
層木材並びにその製造方法を提供することを目的とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、適当な寸法に裁断した単板を接着剤を塗布
して適当枚数積層させて貼り合わせたものであって、上
記単板が高温高圧のスチーム雰囲気中で圧縮され、か
つ、上記接着剤が上記スチームにより短時間に熱硬化さ
れた強化積層木材を提供する。

【０００７】また、本発明は、適当な寸法に裁断した単
板に接着剤を塗布して適当枚数積層させて単板積層構体
を構成し、この単板積層構体を高温高圧容器内で高温高
圧のスチームで加熱して軟化させ、これに機械的な圧縮
力を加えて圧縮成形すると同時に接着剤をスチームによ
り熱硬化させ、この圧縮成形構体を高温高圧のスチーム
雰囲気中で固定化するようにした強化積層木材の製造方
法を提供する。

【０００８】

【作用】本発明によれば、単板積層構体を高温高圧容器
内で高温高圧のスチーム雰囲気中に置くと、単板積層構
体の各単板は温度が上昇して軟化し、この状態で機械的
な圧縮力により圧縮すると同時に接着剤を熱硬化させて
これを固定化すると、単板積層構体の各単板は圧縮され
るため、単板の内部に形成されている内腔部分が小さく
なって硬く、かつ、強い木質となるとともに、接着剤は
スチームにより短時間に熱硬化され、材質並びに寸法が
安定化する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
説明する。図１及び図２は本発明方法を実施する装置の
一例を示す概略全体図であって、１は単板積層構体、２
は高温高圧容器、３はプレス機をそれぞれ示している。

【００１０】単板積層構体１は、図３に示すように、木
材をロータリー切削等で薄く切削したのちに適当な寸法
に裁断することによって得られる単板４を接着剤５を塗
布して何枚も積層したもので、これを後述するように加
工処理して本発明の強化積層木材を製造している。

【００１１】高温高圧容器２は、高強度の鋼またはステ
ンレスで製作された容器本体６の開口部に蓋７を開閉可
能に取付けてなり、スチーム供給装置（図示せず）から
延びるスチーム配管８と、上記スチーム供給装置に向け
て延びるスチームドレン配管９とが設けてあり、スチー
ム供給装置からスチーム配管８を通して高温（ 100〜18
0℃）、かつ、高圧（ 1.2〜25Kg/cm²）のスチームが内
部に供給されるとともに、スチームドレン配管９を通し
てスチームドレンをスチーム供給装置に回収するように
なっている。尚、10は排気配管であり、この排気配管10
を通して排気して内部を除圧するようになっている。

【００１２】プレス機３は、図１及び図２に示すよう
に、単板積層構体１が収容できる大きさの溝11を有する
断面凹形状の成形型12と、複数のプレスシリンダー13、
13…による下降動作により成形型12の溝11に嵌入される
プランジャー14とからなり、成形型12の溝11に収容され
た単板積層構体１をプランジャー14で圧縮する。

【００１３】次に、本発明における強化積層木材の製造
方法について説明する。先ず、木材をロータリー切削等
で薄く切削したのちに適当な寸法に裁断することによっ
て得られる単板４を接着剤５を塗布して適当枚積層させ
た単板積層構体１を用意する。この単板積層構体１は各
層の単板４の繊維方向を適宜に直交するように積層して
も良いし、並行するように積層しても良い。

【００１４】次に、高温高圧容器２の蓋７を開き、ここ
から単板積層構体１を高温高圧容器２の内部に搬入して
プレス機３の成形型12の溝11に収容する。次いで、高温
高圧容器２の蓋７を閉じて高温高圧容器２を密閉した
後、高温高圧容器２の内部にスチーム配管８を通して高
温（ 100〜 180℃）、かつ、高圧（ 1.2〜25Kg/cm²）の
スチームを供給させ、この高温高圧スチームで単板積層
構体１を加熱する。そして、この状態で単板積層構体１
を所定時間（ 1〜10分）加熱すると、単板積層構体１の
各単板４、４…はスチームを吸収して温度が上昇し、こ
れによって単板積層構体１の各単板４、４…は軟化す
る。

【００１５】このように単板積層構体１の各単板４、４
…を軟化すると、プレス機３のプランジャー14をプレス
シリンダー13、13…により成形型12の溝11に嵌入するよ
うに降下させ、成形型12の溝11に収容されている単板積
層構体１を、図４に示すように、プランジャー12により
断面積比で1/2〜1/3程度に圧縮成形する。これと同時に
単板積層構体１の接着剤５、５…が高温高圧スチームで
熱硬化される。この状態で板積層構体１を所定時間（ 1
〜10分）置いて固定化する。

【００１６】このように圧縮成形されると同時に接着剤
５、５…が熱硬化された単板積層構体１を固定化する
と、高温高圧容器２の内部を排気配管11を通して排気さ
せて除圧した後、高温高圧容器２の蓋７を開いて開口す
るとともに、プレス機３のプランジャー14をプレスシリ
ンダー13、13…により上昇し、プレス機３の成形型12か
ら固定化された単板積層構体１を高温高圧容器２の外部
へ取出して加工を終了する。

【００１７】本発明のように、単板積層構体１を高温高
圧容器２内で高温高圧スチームの雰囲気中に置けば、単
板積層構体１の各単板４、４…は高温高圧スチームを吸
収して単板４自体の温度が上昇し、これにより単板積層
構体１の各単板４、４…は軟化する。この状態で、単板
積層構体１をプレス機３によるプレス成形加工で機械的
な圧縮力を加えれば、単板積層構体１の各単板４、４…
は圧縮されるので、単板４の内部に形成されている内腔
部分が小さくなって硬く、かつ、強い木質となるととも
に、材質並びに寸法が安定化する。また、同時に木質に
含まれるヘミセローズのアセチル基が遊離して生ずる酢
酸が触媒となってヘミセローズとリグニンが部分的に解
重合し、その結果、木材腐朽菌（担子菌等）の生育を阻
害させる性質を持ったフェノール化合物やフルフラール
化合物等の化学生物が生成し、単板積層材１の耐腐朽性
が向上する。しかも、本発明では、高温高圧容器２内の
高温高圧スチームの雰囲気中で加工されるから、接着剤
５、５…は短時間で熱硬化し、製造コストが少なくて済
む。

【００１８】図５は本発明方法を実施する装置の別の例
である連続方式を示すものであって、以下にその説明を
する。尚、図５において図１と同一の符号は同一の部材
を示し、重複する説明は省略する。図５において、15は
高温高圧容器、16は押込シリンダー、17はローラープレ
ス機、18は固定ケースをそれぞれ示している。

【００１９】高温高圧容器15は、高強度の鋼またはステ
ンレスで製作された筒状の容器本体19の両開口端部に蓋
20及び21を開閉可能に取付けたもので、内部に予備加熱
室22とプレス室23と固定化室24との３室を直列密閉状に
開閉可能なゲート弁25及び26で分割構成している。予備
加熱室22には、単板積層構体１を水平に載置支持する受
台27と、高周波またはスチーム等の予備加熱用加熱器
（図示せず）とが設けてあり、受台27に載置支持される
単板積層構体１を上記加熱器によって所定温度（80〜 1
20℃）に予備加熱するようになっている。プレス室23に
は、スチーム供給装置（図示せず）から延びるスチーム
配管28と、上記スチーム供給装置に向けて延びるスチー
ムドレン配管29とが設けてあり、上記スチーム供給装置
からスチーム配管28を通して供給される高温（ 100〜 1
80℃）、かつ、高圧（ 1.2〜25Kg/cm²）のスチームによ
り内部に収容される単板積層構体１を高温加熱するとと
もに、スチームドレン配管29を通してスチームドレンを
上記スチーム供給装置に回収するようになっている。固
定化室24には大気に開放された排気配管30が設けてあ
り、この排気配管30を通して排気して内部を除圧するよ
うになっている。

【００２０】押込シリンダー16は、受台27に載置支持さ
れる単板積層構体１に対応して高温高圧容器15の蓋20の
外側に適当な手段にて取付け固定され、蓋20を貫通して
上記高温高圧容器15の予備加熱室22内に貫入されるピス
トンロッド31の先端にプッシャー32を取付け固定し、ピ
ストンロッド31を伸長することにより高温高圧容器15の
予備加熱室22内の受台27に載置支持される単板積層構体
１をプッシャー32で押込み、該単板積層構体１を高温高
圧容器15のプレス室23へ搬入するようになっている。

【００２１】ローラープレス機17は、２本１組のローラ
ーを上下に対向して平行配置させてなるプレスローラー
33を枠状のフレーム34に複数個、図面では３個を回転自
在に支持するとともに、各プレスローラー33、33…のロ
ーラー間隙を単板積層構体１の断面積比が1/2〜1/3程度
になるように予備加熱室22からプレス室23に向けて漸次
狭窄させて構成されており、ゲート弁25のプレス室側開
口部に適当な手段で設置されて、高温高圧容器15の予備
加熱室22の単板積層構体１を押込シリンダー16で強制的
に押込んで通過させることにより該単板積層構体１を各
プレスローラー33、33…で順次圧縮してプレス成形する
ようになっている。

【００２２】固定ケース18は、図６に示すように、上下
に分割されたコ字状の上ケース35及び下ケース36と、こ
の両ケース35、36を突合わせて四角筒状に保持する適当
数の掛止金具37、37…で構成されており、ローラープレ
ス機17にてプレス成形された単板積層構体１を収納する
ようになっている。また、固定ケース18は、高温高圧容
器15のプレス室23及び固定化室24に配設された架台38及
び39に乗移可能なように車輪40、40を介して移動自在に
載置され、適当な移動手段で高温高圧容器15のプレス室
23と固定化室24の間を移動するようになっている。

【００２３】次に、本実施例における強化積層木材の製
造方法について説明する。先ず、木材をロータリー切削
等で薄く切削したのちに適当な寸法に裁断することによ
って得られる単板４を接着剤５を塗布して適当枚積層さ
せた単板積層構体１を用意する。次に、図５に示すよう
に、高温高圧容器15のゲート弁25及び26が閉じ、かつ、
固定ケース18がプレス室23にある状態で、高温高圧容器
15の蓋20を開き、ここから単板積層構体１を高温高圧容
器15の予備加熱室22に搬入して受台27に載置支持する。
次いで、高温高圧容器15の蓋20を閉じて高温高圧容器15
を密閉し、加熱器によって受台27に載置支持される単板
積層構体１を所定温度（80〜120℃）で予備加熱する。

【００２４】このように単板積層構体１を所定時間（ 1
〜10分）予備加熱すると、ゲート弁25を開いて高温高圧
容器15の予備加熱室22とプレス室23を連通し、プレス室
23にスチーム配管28を通して供給される高温（ 100〜 1
80℃）、かつ、高圧（ 1.2〜25Kg/cm²）のスチームで単
板積層構体１を加熱する。そして、この状態で単板積層
構体１を所定時間（ 1〜10分）加熱すると、単板積層構
体１の各単板４、４…は高温高圧スチームを吸収して温
度が上昇し、これによって単板積層構体１の各単板４、
４…は軟化する。

【００２５】このように単板積層構体１の各単板４、４
…を軟化すると、押込シリンダー16のピストンロッド31
を伸長し、このピストンロッド31の先端に固設したプッ
シャー32で予備加熱室22の受台27に載置支持された単板
積層構体１を強制的にローラープレス機17を経て固定ケ
ース18へ押込むことりより、単板積層構体１をローラー
プレス機17の各プレスローラー33、33…で断面積比で1/
2〜1/3程度に圧縮成形させて固定ケース18に収納すると
同時に、高温高圧スチームにより単板積層構体１の接着
剤５、５…を熱硬化する。

【００２６】このように単板積層構体１を圧縮成形して
固定ケース18に収納すると同時に該単板積層構体１の接
着剤５、５…を熱硬化すると、押込シリンダー16のピス
トンロッド31を退入させた後、ゲート弁25を閉じて予備
加熱室22とプレス室23を遮断し、次いでゲート弁26を開
いてプレス室23と固定化室24を連通した後、図５の想像
線で示すように、固定ケース18を適当な手段でプレス室
23から固定化室24へ移動する。この後、ゲート弁26を閉
じてプレス室23と固定化室24を遮断し、この状態で固定
ケース18に収納された単板積層構体１を固定化室24に所
定時間（ 1〜10分）置いて固定化する。

【００２７】このように圧縮成形された単板積層構体１
を固定化すると、固定化室24を排気配管30を通して排気
させて除圧した後、高温高圧容器15を蓋21を開いて開口
し、固定ケース18の掛止金具37、37…を解除して固定ケ
ース18の下ケース36から上ケース36を分離させた後、固
定ケース18の下ケース36から固定化された単板積層構体
１を高温高圧容器15の外部へ取出して加工を終了する。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
木材の単板に接着剤を塗布して積層させた単板積層構体
を、高温高圧容器内で高温高圧スチームで各単板を軟化
させ、これをプレス成形で圧縮すると同時に接着剤をス
チームで短時間に熱硬化させ、高温高圧スチームで固定
化するから、各単板の内部に成形されている内腔部分が
小さくなって硬く、かつ、強い木質になり、しかも、材
質並びに寸法が安定化されると同時に、短時間で処理す
ることができ、その結果、積層木材の強度が大幅に向上
され、建材はもちろんのこと土木、枕木、車両の荷台、
家具、建具、各種用具等の広い範囲に利用することがで
きるとともに、製造コストの大幅な低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の強化積層木材を製造する装置の一例を
示す概略構成図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線における縦断面図である。

【図３】単板積層構体の圧縮成形前の側面図である。

【図４】単板積層構体の圧縮成形した後の側面図であ
る。

【図５】本発明の強化積層木材を製造する装置の他の例
である連続方式を示す概略構成図である。

【図６】固定化ケースの斜視図である。

【符号の説明】

１ 単板積層構体 ２ 高温高圧容器 ３ プレス機 ４ 単板 ５ 接着剤 12 成形型 13 プレスシリンダー 14 プランジャー 15 高温高圧容器 16 押込シリンダー 17 ローラープレス機 18 固定ケース 22 予備加熱室 23 プレス室 24 固定化室 27 受台 32 プッシャー 33 プレスローラー 35 上ケース 36 下ケース 37 掛止金具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大田 親義 大阪府大阪市淀川区十三元今里３丁目３番 14号 (72)発明者 中路 誠 大阪府高石市千代田４丁目９番５号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 適当な寸法に裁断した単板に接着剤を塗
   布して適当枚数積層させて貼り合わせたものであって、 上記単板が高温高圧のスチーム雰囲気中で圧縮され、か
   つ、上記接着剤が上記スチームにより熱硬化されたこと
   を特徴とする強化積層木材。
2. 【請求項２】 適当な寸法に裁断した単板に接着剤を塗
   布して適当枚数積層させて単板積層構体を構成し、この
   単板積層構体を高温高圧容器内で高温高圧のスチームで
   加熱して軟化させ、これに機械的な圧縮力を加えて圧縮
   成形すると同時に接着剤をスチームにより熱硬化させ、
   この圧縮成形構体を高温高圧のスチーム雰囲気中で固定
   化するようにしたことを特徴とする強化積層木材の製造
   方法。