JPH07112408A

JPH07112408A - 集合材及び集合材の製造方法

Info

Publication number: JPH07112408A
Application number: JP28449393A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Asano; 康博浅野; Yasuhiro Obara; 庸博小原
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1993-10-18
Filing date: 1993-10-18
Publication date: 1995-05-02

Abstract

(57)【要約】【目的】間伐材等からなる複数本の木材を集合して各
木材相互を間伐材の径方向及び長さ方向のいずれの方向
についても強固に固定することにより、高い強度を有
し、建築材料の広い範囲に渡って使用可能であるととも
に、コストの低い集合材及び集合材の製造方法を提供す
る。【構成】複数本の間伐材２、５を水蒸気加熱装置１
０、水槽２０中の熱湯２１、又は、高周波加熱装置３０
により加熱処理して軟化させた後、各間伐材２、５の間
に補強部材Ｐを配置するとともに、圧縮成形装置４０に
よる接着剤塗布工程、加圧圧縮工程、及び、固定化処理
工程の一連の処理を行なうことにより、集合材１、４が
製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、杉や檜等の成育過程に
おいて除去される小径の間伐材や短尺及び端材の有効利
用を図り得る集合材、及び、その集合材の製造方法に関
し、特に、高い強度を有し、建築材料の広い範囲に渡っ
て使用可能であるとともに、コストの低い集合材及び集
合材の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種の集成材が存在し、例え
ば、造作用集成材、構造用集成材等が住宅等の木造建築
の材料として広く利用されている。この種の集成材は、
ひき板（ラミナ）を積層し、又は、ひき板を各種の縦つ
ぎ方法（例えば、スカーフジョイント、フィンガージョ
イント等の縦つぎ方法がある）を介してつぎ合わせたも
のを積層することにより製造されている。また、比較的
太い原木から複数枚の単板を成形した後、各単板をホッ
トプレス等により積層して得られる集成材も各種の用途
に広く利用されている。

【０００３】しかしながら、前記のような集成材は、原
材料として比較的太い原木を必要とし、また、かかる木
材から複数のひき板や単板を形成する工程、各ひき板相
互の縦つぎ工程、各ひき板や単板の積層工程等の一連の
工程を経て製造する必要がある。ここに、太い原木は他
の用途にも利用することができる場合が多く、また、前
記複数の工程を必要とすることから集成材の生産性が低
く、この結果、コスト高を招来してしまうこととなる。
かかる事情下において、利用価値の低いとされる杉、檜
等の成育過程において除去された間伐材等の小径木を集
成材に利用することが望まれている。

【０００４】そこで、極めて柔らかく湾曲していること
が多い間伐材等を建築材料として有効利用を図るべく従
来より各種の方法が提案されている。例えば、特開平３
−２３１８０２号公報には、木材を水蒸気雰囲気内に置
いて軟化させた後、高圧条件下にて圧縮成形して木材の
変形を固定化する木材の改質処理方法が記載されてい
る。また、特開平３−９７５０３号公報には、木材を軟
化させるに際して高周波誘電加熱により柔軟化させた
後、加圧する木材の処理方法が記載されている。更に、
特開平５−１１６１１２号公報には、複数の間伐材を予
め面取り加工して楔形の四角形木柱素材とし、各四角形
木柱素材を接着剤を介して接着しつつ組み立ててなる複
合木柱材が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平３−２３１８０２号公報、及び、特開平３−９７５
０３号公報に記載された木材の処理方法は、間伐材を軟
化した後加圧してその改質処理を行なうものではある
が、１本毎の間伐材に処理を行なうための処理方法に過
ぎない。従って、使用価値の低い間伐材の改質を図って
建築材料等として有効利用を図ることができるものでは
あるものの、このように改質処理された間伐材の利用範
囲は、間伐材自体が小径木であることを考慮すれば、集
成材等の建築材料として広い範囲に渡って利用できるも
のではない。

【０００６】また、前記特開平５−１１６１１２号公報
に記載された複合木柱材は、複数の間伐材を接着剤にて
相互に接着しつつ組み立てるものであるが、複合木柱材
の形状を所定の形状（例えば、四角形状）に成形するた
めには、各間伐材を予め面取り加工を行なって楔形の四
角形木柱素材としておく必要がある。このように各間伐
材について予め面取り加工を行なうことは非常に煩雑な
作業であり、また、これに伴ってコストが高くなってし
まうという問題が依然として残存していた。更に、間伐
材自体を相互に縦つぎすること（間伐材の長さ方向につ
ぎ合わせること）は困難なものであり、従って、間伐材
の長さ以上の集成材を得ることができないという問題が
あった。

【０００７】本発明は前記従来の問題点を解消するため
になされたものであり、間伐材等からなる複数本の木材
を集合して各木材相互を間伐材の径方向及び長さ方向の
いずれの方向についても強固に固定することにより、高
い強度と寸法安定性を有し、建築材料の広い範囲に渡っ
て使用可能であるとともに、コストの低い集合材及び集
合材の製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明に係る集合材は、加熱処理により軟化させた複数
本の各木材間に各木材相互を連結する補強部材及び接着
剤を介在させつつ加圧圧縮して所定の形状に成形すると
ともに加熱装置により固定化処理を施した構成とされ
る。

【０００９】また、本発明の集合材の製造方法は、複数
本の木材の加熱処理を行ない、各木材を軟化させる第１
工程と、前記軟化した各木材間に木材相互を補強する補
強部材を介在させるとともに各木材の表面に接着剤を塗
布する第２工程と、前記接着剤が塗布され、相互間に補
強部材が介在された各木材を加圧圧縮して所定の形状に
成形する第３工程と、加熱装置を介して加圧圧縮後の各
木材に固定化処理を施す第４工程とからなる構成とされ
る。ここに、加熱装置は、加熱水蒸気又はヒータを介し
て各木材を加熱することにより固定化処理を行なうもの
である。

【００１０】

【作用】前記構成を有する本発明に係る集合材では、複
数本の木材を加圧圧縮するに際して、加熱処理により軟
化させた各木材間に各木材相互を補強する補強部材及び
接着剤を介在させつつ加圧圧縮して所定の形状に成形さ
れる。このとき、各木材間には補強部材及び接着剤が介
在しているので、各木材相互は木材の径方向のみならず
長さ方向についても強固に固定され得る。そして、加熱
装置を介して固定化処理が行なわれ、加圧圧縮された所
定の形状に永久的に保持されるものである。

【００１１】また、本発明の集合材の製造方法では、第
１工程で複数本の各木材の加熱処理が行なわれて、各木
材が軟化される。この後、第２工程では、軟化した各木
材間に木材相互を補強する補強部材が介在されるととも
に、各木材の表面に接着剤が塗布される。そして、第３
工程では、接着剤が塗布され、相互間に補強部材が介在
された各木材が加圧圧縮されて所定の形状に成形され、
更に、第４工程において、加熱水蒸気又はヒータにより
各木材の加熱を行なう加熱装置を介して加圧圧縮後の各
木材に第一工程以上の高温で固定化処理が施される。

【００１２】かかる製造方法により得られた集合材で
は、各木材相互が径方向及び長さ方向のいずれの方向に
ついても強固に固定されており、これよりこの製造方法
によれば、低いコストをもって、高い強度を有するとと
もに建築材料の広い範囲に渡って使用可能な集合材が得
られるものである。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例に基づいて
図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、図１及び図２
に基づき集合材の構成について説明する。ここに、図１
は径が比較的揃った複数本の間伐材を圧縮集合した集合
材の端面図、また、図２は径にばらつきのある複数本の
間伐材を圧縮集合した集合材の端面図である。

【００１４】先ず、図１において、集合材１は、複数本
（図１の集合材１では１２本）の間伐材２の間に補強部
材Ｐ（後述する）、及び、接着剤３を介在させつつ間伐
材２相互を圧縮集合し、更に、加熱装置を介して固定化
処理されてなるものである。ここに、各間伐材２は杉、
檜等の成育過程で除去された間伐材が使用されており、
また、各間伐材２は、元口２Ａが約１５ｃｍ、末口２Ｂ
が約１０ｃｍである比較的径の揃った間伐材が用いられ
ている。

【００１５】また、各間伐材２は、図１に示すように、
集合材１における縦列中、及び、横列中で元口２Ａと末
口２Ｂとが交互に配列されている。例えば、集合材１に
おける最上位置にある間伐材２の横列を例にとれば、元
口２Ａが端面側になるように間伐材２を配列した場合に
は（横列の最も右方位置にある間伐材２）、その間伐材
２に並ぶ間伐材２はその末口２Ｂが集合材１の端面側と
なるように配列される。そして、次に並べられる間伐材
２はその元口２Ａが集合材１の端面側に配置され、更
に、次の間伐材２はその末口２Ｂが集合材１の端面側に
配置される。このような間伐材２相互の関係が、集合材
１の縦列、及び、横列において保持されている。このよ
うに各間伐材２を配列すれば、後述する圧縮成形、及
び、固定化処理を行なう際に、各間伐材２の間に隙間が
生じ難くなり、また、接着剤３の使用量を節約すること
ができる。

【００１６】更に、接着剤３は、各間伐材２を相互に結
着するためのものであり、本実施例で使用される接着剤
としては各種の接着剤が使用できる。例えば、フェノー
ル樹脂を主成分とするフェノール系接着剤、レゾルシノ
ール樹脂を主成分とするレゾルシノール系接着剤等の熱
硬化性接着剤が使用されて好適である。その他、熱硬化
性接着剤としては、メラミン樹脂を主成分とするメラミ
ン系接着剤、尿素樹脂を主成分とするユリア系接着剤、
エポキシ樹脂を主成分とするエポキシ系接着剤等も使用
することができる。また、かかる熱硬化性接着剤に加え
て、イソシアネートと水性高分子を主成分とする水性高
分子−イソシアネート系接着剤や酢酸ビニル樹脂系接着
剤等も使用可能である。ここに、使用する接着剤を選択
するに際しては、接着剤のコスト、溶剤の種類や集合材
の用途等を勘案して選択するのが望ましい。

【００１７】また、補強部材Ｐは、各間伐材２の角が相
互に集合する各位置に配置されており、かかる補強部材
Ｐは集合材１の長さ方向に沿って複数個が介在されてい
る。ここで、補強部材Ｐについて図３を参照して説明す
る。ここに、図３は補強部材Ｐの断面図（左側の図）と
側面図（右側の図）とを示す説明図である。補強部材Ｐ
はアルミニウム等の金属材料、ナイロン等のプラスチッ
ク材料、アルミナや炭素繊維等の無機材料等の成形が容
易な材料から形成されており、所定の長さを有する軸部
Ｐ１と軸部Ｐ１の周囲から一定の間隔をもって外方に突
設された複数個の鈎部Ｐ２とから構成される。

【００１８】これより、各補強部材Ｐは、図１に示すよ
うに、その軸部Ｐ１が各間伐材２の長さ方向に沿って配
置され、また、鈎部Ｐ２が加圧圧縮工程（後述する）の
際に各間伐材２の内部に圧入される。これにより、各補
強部材Ｐは、各間伐材２の相互をその径の方向のみなら
ず長さ方向についても強固に連結固定するものである。
このように各補強部材Ｐにより各間伐材２が相互に連結
固定される状態を図４に示す。図４は集合材１において
各間伐材２の相互が各補強部材Ｐを介して連結固定され
ている状態を示す概念図であり、各補強部材Ｐは、図４
に示すように、集合材１内において各間伐材２をその径
方向及び長さ方向に相互に連結固定していることが分か
る。

【００１９】次に、図２に示す集合材４について説明す
る。この集合材４は、前記図１に示す集合材１と基本的
に同様の構成を有しており、使用されている各間伐材５
が、その径においてばらついている点で相違する。集合
材４は、複数本（図２の集合材４では２０本）の間伐材
５の間に補強部材Ｐ及び接着剤３を介在させつつ間伐材
５相互を圧縮集合し、更に、加熱水蒸気又はヒータを介
して固定化処理されてなるものである。

【００２０】ここに、各間伐材５は、その平均の径が約
６ｃｍ乃至２０ｃｍの範囲に存在する間伐材が使用され
ている。かかる間伐材５を集合すべく相互に配列する場
合、各間伐材５は元口の径と末口の径を勘案して平均の
径が前記所定範囲に入るかどうかで選択されることか
ら、前記図１に示した集合材１の間伐材２とは異なり、
各間伐材５の元口、末口を交互に配列する必要は特にな
い。但し、集合材４の全体形状を考慮して各間伐材５を
適当に配列するのが望ましい。ここに、径のばらついた
間伐材は一般に使用価値が半減し、利用し難いものであ
るが、前記のような集合材４では十分使用価値が存在す
るものである。尚、接着剤３については、前記図１に示
す集合材１に使用されるものと同一であるので、その説
明は省略する。また、補強部材Ｐについても、前記集合
材１に使用された補強材Ｐと同一のものであるので、そ
の説明は省略する。

【００２１】続いて、前記のように構成される集合材
１、４を製造する製造方法について説明する。集合材
１、４は、複数本の間伐材２、５の加熱処理を行なうこ
とにより各間伐材２、５を軟化させる軟化工程、軟化さ
れた各間伐材２、５間に補強部材Ｐを間伐材２、５の長
さ方向に沿って配置する補強部材配置工程、各間伐材
２、５の表面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程、相互
の間に補強部材Ｐが配置され、表面に接着剤が塗布され
た各間伐材２、５を加圧圧縮して所定形状の集合体を形
成する加圧圧縮工程、及び、加熱水蒸気又はヒータを介
して集合体に固定化処理を施す固定化処理工程を経て製
造される。

【００２２】そこで、先ず、軟化工程において行なわれ
る加熱処理について図５乃至図７に基づき説明する。こ
こに、図５は水蒸気加熱装置により間伐材２、５の加熱
処理を行なう状態を模式的に示す説明図、図６は熱湯を
満たした水槽中で間伐材２、５の加熱処理を行なう状態
を模式的に示す説明図、図７は高周波加熱装置により間
伐材２、５の加熱処理を行なう状態を模式的に示す説明
図である。

【００２３】先ず、図５に示す水蒸気加熱装置により加
熱処理を行なう方法について説明する。水蒸気加熱装置
１０は円筒状の加熱容器１１を有しており、この加熱容
器１１には加熱水蒸気を内部に噴射する水蒸気噴射口１
２（図３中右側）、及び、内部の加熱水蒸気を水蒸気加
熱装置１０の外方へ排出する排気口１３（図３中上側）
が設けられている。かかる水蒸気加熱装置１０では、排
気口１３を介して装置１０の内部と大気とが連通されて
いる。また、水蒸気加熱装置１０の内部には、複数本の
間伐材２、５が、間に仕切り板１４を介して積層されて
いる。各仕切り板１４は、各間伐材２、５が装置１０内
で移動しないように位置決めする作用を果たすものであ
る。

【００２４】ここに、水蒸気噴射口１２から装置１０内
に噴射される加熱水蒸気によって７０℃〜１６０℃に装
置１０内を昇温する。好ましくは、約１ｋｇｆ／ｃｍ²
の水蒸気圧をもって間欠的に噴射され、装置１０内の温
度をほぼ８０℃に保持するものである。また、加熱時間
は約６時間程度に設定されている。このような水蒸気加
熱装置１０により各間伐材２、５の加熱処理を行なうに
は、剥皮した間伐材２、５を各仕切り板１４を介して装
置１０内に積層した後、水蒸気噴射口１２から加熱水蒸
気を間欠的に噴射する。このように加熱水蒸気を噴射し
ている間に、各間伐材２、５は均一に軟化されるもので
ある。

【００２５】次に、間伐材２、５を熱湯中で加熱処理を
行なう方法について図６に基づき説明する。図６におい
て、水槽２０には熱湯２１が満たされており、かかる熱
湯２１中には複数本の間伐材２、５を入れてなる金網等
のネット２２が浸漬されている。また、水槽２０には蓋
２３が付設される。この蓋２３は間伐材２、５の加熱処
理時に水槽２０の上部を閉塞して水槽２０中の熱湯２１
の温度が下がらないようにするためのものである。

【００２６】ここに、水槽２０に満たされる熱湯２１は
６０℃以上で沸騰水までよいが、長時間処理を考えると
温度は９０±５℃の範囲に設定されるのがよく、必要な
らばヒータを内設して温度制御を行なってもよい。ま
た、各間伐材２、５の加熱時間は約６時間程度の時間が
必要である。このような水槽２０を使用して各間伐材
２、５の加熱処理を行なうには、水槽２０内に９０±５
℃に加熱された熱湯２１を満たした後、予め剥皮した複
数本の間伐材２、５を入れたネット２２をクレーン等を
介して水槽２０内に入れ、熱湯２１に浸漬する。そし
て、蓋２３にて水槽２０の上部を閉塞した後、６時間程
度の加熱処理を行なう。これにより、各間伐材２、５は
均一に軟化されるものである。

【００２７】更に、高周波加熱装置により間伐材２、５
の加熱処理を行なう方法について図７に基づき説明す
る。図７において、高周波加熱装置３０は、装置本体３
１の内部に複数段に渡って配設された電極板３２を有
し、各電極板３２上には複数本の間伐材２、５が載置さ
れている。また、装置本体３１の上部にはマイクロ波発
振機３３が設けられており、更に、装置本体３１の側部
（図５中右側部）にはマイクロ波発振機３３を制御する
ための制御装置３４が付設されている。

【００２８】ここに、マイクロ波発振機３３から発振さ
れる高周波の周波数は２４５０±５０ＭＨｚに設定され
ており、また、その出力は６００Ｗにされている。ま
た、かかるマイクロ波発振機３３により行なわれる高周
波誘導加熱の時間は、約１時間程度に設定されている。
このような高周波加熱装置３０により各間伐材２、５の
加熱処理を行なうには、装置本体３１内に配設された各
電極板３２上に剥皮した間伐材２、５を載置し、この
後、制御装置３４を介して前記した条件下にマイクロ波
発振機３３を駆動する。これにより、各間伐材２、５
は、マイクロ波発振機３３から発せられる高周波により
加熱され、均一に軟化されるものである。

【００２９】続いて、前記各加熱処理方法により加熱処
理され軟化された各間伐材２、５間に補強部材Ｐを配置
する補強部材配置工程、各間伐材２、５の表面に接着剤
を塗布する接着剤塗布工程、補強部材Ｐが配置され表面
に接着剤が塗布された各間伐材２、５を加圧圧縮して所
定形状の集合体を形成する加圧圧縮工程、及び、加熱水
蒸気又はヒータを介して集合体に固定化処理を施す固定
化処理工程について説明する。

【００３０】前記補強部材配置工程が行なわれた後、各
接着剤塗布工程、加圧圧縮工程、及び、固定化処理工程
は、以下に説明する圧縮成形装置を介して行なわれる。
そこで、かかる圧縮成形装置について図８に基づき説明
する。ここに、図８は圧縮成形装置を模式的に示す断面
図である。図８において、圧縮成形装置４０は、断面四
角形の筒状に長く形成された圧力容器４１（紙面に垂直
な方向に長く形成されている）を備えており、かかる圧
力容器４１の上壁及び左右両壁にはそれぞれロッド孔４
２、４３、４４が穿設されている。

【００３１】ロッド孔４２には、圧力容器４１の外側で
一端にプレスシリンダ４５が連結されるとともに、圧力
容器４１の内側で他端にプレス金型４６が取り付けられ
たプレスロッド４７がスライド可能に挿通されている。
これにより、後述する各間伐材２、５の加圧圧縮を行な
う際に、プレスロッド４７はプレスシリンダ４５を介し
て下方に移動され、このプレスロッド４７の移動に伴っ
てプレス金型４６が各間伐材２、５を上方より加圧する
ものである。また、プレス金型４６には多数の蒸気孔４
６Ａが形成されており、各蒸気孔４６Ａからは後述する
固定化処理の際に水蒸気が通過されて下方に配置された
各間伐材２、５に噴射される。

【００３２】また、圧力容器４１の左壁に穿設されたロ
ッド孔４３には、前記プレスロッド４７と同様に、圧力
容器４１の外側で一端にプレスシリンダ４８が連結され
るとともに、圧力容器４１の内側で他端にプレス金型４
９が取り付けられたプレスロッド５０がスライド可能に
挿通されている。プレス金型４９には、前記プレス金型
４６と同様、多数の蒸気孔４９Ａが形成されており、各
蒸気孔４９Ａからは固定化処理の際に水蒸気が通過され
て間伐材２、５に噴射される。

【００３３】更に、圧力容器４１の右壁に穿設されたロ
ッド孔４４には、前記プレスロッド４７、５０と同様
に、圧力容器４１の外側で一端にプレスシリンダ５１が
連結されるとともに、圧力容器４１の内側で他端にプレ
ス金型５２が取り付けられたプレスロッド５３がスライ
ド可能に挿通されている。また、プレス金型５２には、
前記プレス金型４６、４９と同様、多数の蒸気孔５２Ａ
が形成されており、各蒸気孔５２Ａからは固定化処理の
際に水蒸気が通過されて間伐材２、５に噴射される。

【００３４】また、圧力容器４１の内部において、下方
位置にはプレス金型５４が固定的に設置されており、か
かるプレス金型５４上には加圧圧縮される複数本の間伐
材２、５が載置される。更に、かかるプレス金型５４に
は、前記各プレス金型４６、４９、５２と同様、多数の
蒸気孔５４Ａが形成されており、各蒸気孔５４Ａからは
固定化処理の際に水蒸気が通過されて間伐材２、５に噴
射される。

【００３５】前記プレス金型４９の内側には、スライド
機構（図示せず）を介してプレス金型４９の内壁に沿っ
て上下方向に、及び、プレス金型４９と共に左右方向に
スライド移動可能なスライドプレス金型５５が配設され
ており、また、前記プレス金型５２の内側には、同様に
スライド機構を介してプレス金型５２の内壁に沿って上
下方向に、及び、プレス金型５２と共に左右方向にスラ
イド移動可能なスライドプレス金型５６が配設されてい
る。また、各スライドプレス金型５５、５６には、前記
各プレス金型４６等と同様、それぞれ多数の蒸気孔５５
Ａ、５６Ａが形成されている。これらの各スライドプレ
ス金型５５、５６は、前記プレス金型５４上に複数本の
間伐材２、５が載置された際に、各間伐材２、５が崩れ
ることを防止し、各間伐材２、５の積層状態を保持する
作用を行なうものである。

【００３６】また、圧力容器４１の左壁及び右壁の上方
位置において多数のノズル５７（図３には２つのノズル
５７のみを示す）が圧力容器４１の長手方向に沿って設
けられている。各ノズル５７からは接着剤塗布工程にお
いて各間伐材２、５の表面に接着剤３が噴射されるもの
である。ここに、前記のように構成される各プレスシリ
ンダ４５、４８、５１から各プレスロッド４７、５０、
５３に及ぼされる圧力は、各間伐材２、５の圧縮率に従
って変更されるが、例えば、圧縮率５０％では１５ｋｇ
ｆ／ｃｍ² 、圧縮率３０％では１０ｋｇｆ／ｃｍ² に設
定される。

【００３７】尚、前記のように構成される圧縮成形装置
４０には、各プレス金型４９、５２、５４及び各スライ
ドプレス金型５５、５６により積層状態で保持された各
間伐材２、５に対して、圧力容器４１における四方の壁
から加熱水蒸気を噴射する水蒸気噴射装置が設けられて
いる。ここに、水蒸気噴射装置から噴射される水蒸気の
水蒸気圧は５乃至１６ｋｇｆ／ｃｍ² 以上に設定されて
おり、また、加熱温度は１３０℃乃至２００℃の範囲に
設定されるが、好ましくは１５０℃乃至１８０℃がよ
い。

【００３８】次に、前記のように構成された圧縮成形装
置４０を使用して、前記補強部材配置工程、加熱処理に
より軟化された複数本の間伐材２、５の接着剤塗布工
程、加圧圧縮工程、及び、固定化処理工程を行なうこと
により、集合材１、４製造する方法について説明する。
ここに、前記各工程を行なう前においは、前記各プレス
金型４６、４９、５２、５４は図６に示す状態に保持さ
れているものとする。

【００３９】先ず、前記各工程を介して軟化された複数
本の間伐材２、５間に所定数の補強部材Ｐを配置しなが
ら各間伐材２、５を圧力容器４１内で積層載置し、各ス
ライドプレス金型５５、５６との協働により各間伐材
２、５の積層状態を保持する（図８参照）。このとき、
ほぼ同様の径を有する間伐材２については前記したよう
に各間伐材２の元口、末口が交互に配列されるように積
層され、また、径にばらつきのある間伐材５については
前記したように集合材の形状等を考慮して積層される。

【００４０】この後、前記各ノズル５７から接着剤が各
間伐材２、５の表面に噴射される。噴射された接着剤
は、各プレス金型４６、４９、５２、５４の蒸気孔４６
Ａ、４９Ａ、５２Ａ、５４Ａ、及び、各スライドプレス
金型５５、５６の蒸気孔５５Ａ、５６Ａを通過し、各間
伐材２、５に噴射される。そして、接着剤を一定量噴射
した後、接着剤が各間伐材２、５の表面に均一に行き渡
らせるために５分程度静置する。これにより、接着剤塗
布工程が終了する。

【００４１】前記のように接着剤を各間伐材２、５に噴
射した後、各間伐材２、５の圧縮率に従って加圧圧縮工
程が行なわれる。この加圧圧縮工程においては、先ず、
上方のプレスシリンダ４５を介してプレスロッド４７が
加圧移動され、これによりプレス金型４６が各間伐材
２、５を上方から所定の圧力をもって加圧圧縮する。こ
のとき、各間伐材２、５は軟化状態にあるので、各プレ
ス金型４９、５２、５４及びスライドプレス金型５５、
５６との協働により、プレス金型４６を介して圧縮され
る。また、各スライドプレス金型５５、５６は、プレス
金型４６の加圧状態に同期して下方に移動され、最終的
に各プレス金型４９、５２の内側面に当接される。そし
て、プレス金型４６は、圧縮率に従って所定量移動した
時点で上下方向の圧縮を終了し、停止する。

【００４２】次に、各プレスシリンダ４８、５１、各プ
レスロッド５０、５３、各プレス金型４９、５２、及
び、各スライドプレス金型５５、５６を介して、各間伐
材２、５の左右方向への加圧圧縮が行なわれる。かかる
加圧圧縮により各間伐材２、５は、図８中左右方向から
圧力を受け、圧縮成形されていく。そして、圧縮率に従
って各プレス金型４９、５２が所定量移動した時点で加
圧圧縮工程が終了する。

【００４３】前記したような圧縮動作により、各補強部
材Ｐの軸部Ｐ１に突設された各鈎部Ｐ２は、各間伐材
２、５の表面から内部に圧入される。これにより、各補
強部材Ｐにおける各鈎部Ｐ２を介して各間伐材２、５
は、その径方向及び長さ方向に相互に連結固定される。
かかる終了状態が図９に示されている。ここに、図９は
加圧圧縮工程が終了した時点における圧縮成形装置の状
態を模式的に示す断面図である。

【００４４】尚、前記加圧圧縮工程の時間は、使用され
る接着剤の種類に従って接着時間が異なることから接着
剤の種類によって左右されるが、大体３０分程度加圧圧
縮工程を行なうことにより各間伐材２、５は接着剤を介
して相互に結着される。これにより、各間伐材２、５
は、それぞれ図１、図２に示すように圧縮集合され、集
合体となる。このとき、接着剤は固化した接着剤３（図
１、図２参照）として集合体中に残存されている。

【００４５】次に、前記のように得られた各間伐材２、
５を接着剤３を介して相互に結着してなる集合体につい
て、固定化処理が行なわれる。かかる固定化処理につい
て図９に基づき説明する。固定化処理は、集合体を図９
に示す状態に保持したまま、水蒸気噴射装置から加熱水
蒸気を各間伐材２、５に噴射することにより行なわれ
る。このように水蒸気噴射装置から噴射された加熱水蒸
気は、各プレス金型４６、４９、５２、５４の蒸気孔４
６Ａ、４９Ａ、５２Ａ、５４Ａ、及び、各スライドプレ
ス金型５５、５６の蒸気孔５５Ａ、５６Ａを通過し、各
間伐材２、５に噴射される。これにより、集合体におけ
る各間伐材２、５の固定化処理が行なわれ、各間伐材
２、５は永久にその形状を保持すべく固定化されるもの
である。これにより、前記補強部材Ｐにより各間伐材
２、５の相互が連結固定されることとも相まって、各間
伐材２、５は相互に固定された状態を永久に保持し得る
ものである。

【００４６】このとき、前記固定化処理を行なう際の条
件として、水蒸気噴射装置から圧力容器４１内に噴射さ
れる加熱水蒸気の温度は１８０℃が好ましく、水蒸気圧
は１０ｋｇｆ／ｃｍ² 、固定化処理時間は約１時間に、
それぞれ設定されている。また、前記のような固定化処
理は、図１５に示すように、圧縮成形装置４０の左右両
側壁の近傍に配設されたヒータＨにより圧縮成形装置４
０内を加熱することによっても行なうことができる。即
ち、図９におけると同様、集合体を図１５に示す状態に
保持したまま、各ヒータＨを通電加熱し、圧縮成形装置
４０の内部を所定温度に加熱した状態を所定時間保持す
ることにより集合体の固定化処理が行なわれるものであ
る。このとき、前記固定化処理を行なう際、各ヒータＨ
は、圧縮成形装置４０の内部温度を１８０℃に保持する
ように加熱制御され、また、固定化処理時間は２０時間
に設定されている。

【００４７】前記のような固定化処理が終了した後、図
１、図２にて説明した集合材１、４が得られるものであ
る。このように製造された集合材１、４は、実際に家屋
における柱や梁、あるいは造作材の芯材等として使用さ
れる場合には天然の木目を集合させ変形させた特徴ある
意匠を発現できるが、集合材１、４における各４面に化
粧板等を貼り付ける等して使用してもよい。

【００４８】以上詳細に説明した通り本実施例に係る集
合材１、４では、複数本の間伐材２、５を水蒸気加熱装
置１０、水槽２０中の熱湯２１、又は、高周波加熱装置
３０により加熱処理して軟化させた後、各間伐材２、５
の間に補強部材Ｐを配置するとともに、圧縮成形装置４
０による接着剤塗布工程、加圧圧縮工程、及び、固定化
処理工程の一連の処理を行なうことにより得られるもの
であり、従って、各間伐材２、５相互をその径方向及び
長さ方向のいずれの方向についても強固に固定すること
ができる。これにより、従来の集成材におけるように、
ひき板や単板を得るための工程や各ひき板、単板の縦つ
ぎ工程を行なうことなく、高い強度を有し、建築材料の
広い範囲に渡って使用可能であるとともに、コストの低
い集合材を得ることができる。

【００４９】また、本実施例に係る集合材１、４は、各
間伐材２、５を補強部材Ｐ及び接着剤を介して相互に連
結固定した後、固定化処理を行なうようにしたので、補
強部材Ｐ及び接着剤を介して各間伐材２、５を相互に連
結固定しつつ加圧圧縮成形した後の形状を永久に保持す
ることができる。これにより、従来、１週間程度必要と
されていた養生期間を１時間程度に短縮することがで
き、もって集合材１、４の生産性を格段に向上すること
ができるものである。

【００５０】更に、本実施例に係る集合材１、４では、
各間伐材２、５を剥皮した後、直ちに軟化工程、補強部
材配置工程、圧縮成形装置４０による接着剤塗布工程、
加圧圧縮工程、及び、固定化処理工程の一連の処理を行
なうことができ、これより、従来のように間伐材の段階
で予め面取り加工等の機械加工を行なう必要がなく、こ
れより極めてコストの低い集合材１、４を製造すること
ができるものである。

【００５１】尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改
良、変形が可能であることは勿論である。例えば、本実
施例に係る集合材１、４では、図１、図２に示すよう
に、直方体状の集合材を例にとって説明したが、前記圧
縮成形装置４０に使用される各プレス金型４６等の形状
を種々変更すれば、各種の所望形状を有する集合材が得
られることは明かである。

【００５２】また、前記実施例においては、補強部材Ｐ
として図３に示すような補強部材を使用したが、補強部
材Ｐはこれに限定されるものではなく、例えば、図１０
に示す第１変形例のように、軸部Ｑ１の両側から交互に
鈎部Ｑ２が突設されている補強部材Ｑでもよい。更に、
図１１に示す第２変形例のように、軸部Ｒ１の両側から
「Ｌ」字状の鈎部Ｒ２が交互に突設された補強部材Ｒで
もよく、また、図１２に示す第３変形例のように、中心
から３方向に鈎部Ｓ１が突設された星形の補強部材Ｓで
もよい。また、図１３に示す第４変形例のように、軸部
Ｔ１の周囲に鋸歯状の鈎部Ｔ２が形成された補強部材Ｔ
でもよい。更に、図１４（Ａ）、（Ｂ）に示す第５変形
例、第６変形例のように、軸部Ｕ１から８方向に鈎部Ｕ
２が形成された補強部材Ｕ（図１４（Ａ））でもよく、
また、軸部Ｖ１から４つの矢形の鈎部Ｖ２が形成された
補強部材Ｖであってもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上説明した通り本発明は、間伐材等か
らなる複数本の木材を集合して各木材相互を間伐材の径
方向及び長さ方向のいずれの方向についても強固に固定
することにより、木目の変化を生かした自由な意匠を発
現でき、高い強度を有し、建築材料の広い範囲に渡って
使用可能であるとともに、コストの低い集合材及び集合
材の製造方法を提供することができ、その産業上奏する
効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】径が比較的揃った複数本の間伐材を圧縮集合し
た集合材の端面図である。

【図２】径にばらつきのある複数本の間伐材を圧縮集合
した集合材の端面図である。

【図３】補強部材Ｐの断面図と側面図とを示す説明図で
ある。

【図４】集合材において各間伐材の相互が各補強部材を
介して連結固定されている状態を示す概念図である。

【図５】水蒸気加熱装置により間伐材の加熱処理を行な
う状態を模式的に示す説明図である。

【図６】熱湯を満たした水槽中で間伐材の加熱処理を行
なう状態を模式的に示す説明図である。

【図７】高周波加熱装置により間伐材の加熱処理を行な
う状態を模式的に示す説明図である。

【図８】圧縮成形装置を模式的に示す断面図である。

【図９】加圧圧縮工程が終了した時点における圧縮成形
装置の状態を模式的に示す断面図である。

【図１０】補強部材の第１変形例を示す説明図である。

【図１１】補強部材の第２変形例を示す説明図である。

【図１２】補強部材の第３変形例を示す説明図である。

【図１３】補強部材の第４変形例を示す説明図である。

【図１４】補強部材の第５変形例、及び、第６変形例を
示す説明図である。

【図１５】圧縮成形装置に配設されたヒータを介して固
定化処理を行なう状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１、４集合材２、５間伐材３接着剤１０水蒸気加熱装置２０水槽２１熱湯３０高周波加熱装置３３マイクロ発振機４０圧縮成形装置４１圧力容器４５、４８、５１プレスシリンダ４６、４９、５２プレス金型Ｐ補強部材Ｐ１軸部Ｐ２鈎部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱処理により軟化させた複数本の各
木材間に各木材相互を連結する補強部材及び接着剤を介
在させつつ加圧圧縮して所定の形状に成形するとともに
加熱装置により固定化処理を施したことを特徴とする集
合材。
【請求項２】複数本の木材の加熱処理を行ない、各
木材を軟化させる第１工程と、前記軟化した各木材間に木材相互を連結する補強部材を
介在させるとともに各木材の表面に接着剤を塗布する第
２工程と、前記接着剤が塗布され、相互間に補強部材が介在された
各木材を加圧圧縮して所定の形状に成形する第３工程
と、加熱装置を介して加圧圧縮後の各木材に固定化処理を施
す第４工程とからなることを特徴とする集合材の製造方
法。
【請求項３】前記加熱装置は加熱水蒸気を介して前
記各木材を加熱することにより固定化処理を施すことを
特徴とする請求項２記載の集合材の製造方法。
【請求項４】前記加熱装置はヒータを介して前記各
木材を加熱することにより固定化処理を施すことを特徴
とする請求項２記載の集合材の製造方法。