JPH081616A

JPH081616A - 集合材

Info

Publication number: JPH081616A
Application number: JP6164613A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Asano; 康博浅野; Kichiya Matsuno; 吉弥松野; Satoshi Takahashi; 智高橋; Kenji Nishimura; 研治西村; Tetsuya Nishimura; 哲也西村
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1994-06-22
Filing date: 1994-06-22
Publication date: 1996-01-09

Abstract

(57)【要約】【目的】集合材の軽量化、熱伝導率の改善、強度の改
善。【構成】接着剤を介在して複数本の木材および補強部
材が一体に成形され、その端面には各木材の年輪が各種
の形状に変形した状態で残存された集合材であって、前
記補強部材が管状補強部材であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、集合材に関し、特に強
度、接着材の硬化均一性に優れ、軽量であり、またその
製造にあたり処理時間の短縮が可能な集合材に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、杉、檜等は建築材料として多用
されているが、本来的に軟質材であることから堅牢度が
低く、これよりその使用可能な範囲については自ずと制
限が存在した。特に、杉、檜等の成育過程において除去
される間伐材は小径木であり、また、極めて柔らかく湾
曲していることが多いので、かかる間伐材は建築材料、
例えば、柱等としては殆ど使用できないものであった。

【０００３】そこで、本願発明者らは、先に特願平５−
１９５５４８号にて、これら複合材を軟化処理し、これ
に接着剤を塗布して集成し、加熱、加圧した後、固定化
処理を施すことにより製造した集合材を提案している。
また、特願平５−２８４４９３号にて、この集合材を補
強材を補強することも提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の集合材の実用化には次のような課題が残されていた。
即ち、木材を圧縮成形すると比重が大きくなるために、
集合材の重量が大きくなり、建築物の組立作業性が著し
く低下してしまう。また、木材を集成するにあたり、熱
硬化性樹脂接着剤を使用するのであるが、集合材は熱伝
導率が低く、内部は外部に比べ熱が伝搬しにくいため、
同じ集合材の中でも接着剤の硬化率が異なり、必然的に
集合材自体の強度が異なってしまう。さらに、集合材の
内部と外部の接着剤をできるだけ均一に硬化させるため
に、長時間加熱処理が必要となり、製造コスト低減の妨
げとなる。

【０００５】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、集合材を構成する木材の間に
介在する補強材として管状のものを使用することによ
り、軽量化、熱伝導率の改善、強度の改善を実現したの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、接着剤を介在
して複数本の木材および補強部材が一体に成形され、そ
の端面には各木材の年輪が各種の形状に変形した状態で
残存された集合材であって、その補強部材が管状である
ことを特徴とする集合材、である。

【０００７】

【作用】本願発明では、補強材は管状であることが必要
である。この理由は管状補強材を用いることにより、集
合材の曲げ強度を向上させることができるからである。
また補強材は中空であるため、集合材の重量、比重を低
減させることが可能となる。さらに、補強材が中空であ
るため、端面から水蒸気を集合材の内部へ送り込むこと
により、内部からも加熱が可能になり、接着剤の均一硬
化が可能となるため、強度の均一な集合材が得られるだ
けでなく、加熱時間の短縮も可能になる。この作用は補
強材として熱伝導率が高い金属を使用すると特に顕著に
なる。本願発明の集合材では、原料を減量できるため、
コストダウンが可能となる。

【０００８】本願発明で使用される管状補強材として
は、アルミニウム、ステンレス、真ちゅう、銅、ニッケ
ルなどの金属製、コンクリート製、フェノール樹脂、メ
ラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の成形体
である熱硬化性プラスチックのものを使用することがで
きる。特に、金属製のものは、熱伝導率が高いため有利
である。前記管状補強材は、壁面に連通孔が多数設けら
れていることが望ましく、また、連続気孔のある発泡プ
ラスチック等であることが望ましい。この理由は、水蒸
気による固定化処理時に成形体内部の急速加熱が可能と
なるからである。また、前記管状補強材は、その外部壁
面に突起が設けられていてもよい。これは圧縮の際、木
材に食い込み、木材を互いに強固に結合できるからであ
る。さらに前記管状補強材は、その外部壁面表面が粗化
されていることが望ましい。この理由は、管状補強材と
樹脂接着剤との密着強度を向上させることができるから
である。前記管状補強材の充填は、成形後の集合材断面
積の３０〜５０％になるように充填する。この理由は比
重が成形前の比重より大きくならないようにするためで
ある。前記管状補強材の直径、内径は、それぞれ２〜１
５ｃｍ、１．５〜１４．５ｃｍであることが望ましい。
この理由は、管状補強材断面積の制御を容易にする。ま
た、複数本にして伝熱面積（表面積）を大きくするため
である。本願発明で使用される木材の具体的な種類とし
て、スギ、ヒノキ、アカマツ、クロマツ、カラマツ、ヒ
メコマツ、エゾマツ、トドマツ、コウヤマキ、サワラ、
モミ、ヒバ、ネズコ、イヌマキ、ツガ、カヤ、トガサワ
ラ、イチイなどの針葉樹やケヤキ、ミズナラ、クリ、シ
オジ、クス、キリ、アカガシ、シラカシ、クヌギ、カ
キ、ブナ、シイノキ、ヤチダモ、シナノキ、サワグル
ミ、アオダモ、イタヤカエデ、ヤマザクラ、ハンノキ、
チシャノキ、トチノキ、ドロノキ、アサダ、タブノキ、
ハルニレ、オニグルミ、カツラ、ホオノキ、ミズメ、マ
カンバ、イスノキ、ヤマグワ、イヌエンジェ、ハリギ
リ、ヒロハノキハダ、シウリザクラ、ウダイカンバ、ケ
ンポナシ、などの広葉樹が適しているが、スギ、ヒノ
キ、マツ類、ケヤキ、クヌギ、ミズナラ、ブナが意匠的
にも耐磨耗性の点でも本願の材料としては好ましいもの
である。

【０００９】また、外国産の木材としてはチーク、アカ
ラワン、ナトー、チャンパカ、マンガシノロ、ペクル、
ダオ、ホンシタン、ローズウッド、コクタン、ドリア
ン、カメレレ、メルサワ、ラミン、バクチカン、カポー
ル、メランチ類、パロサピス、ラジアータマツ、タイ
ヒ、アガチス、アピトン、カリン、ニューギニアウオル
ナット、クインズランドウオルナット、モンキーポッ
ト、シルキーオーク、タマクラ、ブラジリアンローズ、
モラード、マホガニー、コーバリル、プリマベラ、アク
スギ、ブラックウオールナット、スプルース、クラロウ
オールナット、ベイスギ、ベイヒ、ベイマツ、ゼブラ、
ウエンジ、マンソニア、イロコ、マコレ、サテンウッ
ド、アファラ、アブラ、イジグボ、サペリ、オム、イロ
ンバ、ワワビマ、ブビンガ、ダンタ、オバンコール、ブ
ラックビーン、ヤカール、ジェルトン、アサム、ジェン
コン、セペチール、マトア、ゴムの木が適している。本
発明では、木材として特にマツ、ヒノキ、スギ、ケヤ
キ、クヌギ、ミズナラ、ブナが好適である。この理由
は、これらの樹種が加熱して軟化しやすいからである。

【００１０】本願発明では、木材と同様に竹材が使用で
きる。竹材は、木材の年輪と同様に基本組織や繊管束の
模様も同じように圧縮変形した状態で残存できる。竹材
の種類としては、孟宗竹、真竹、黒竹、淡竹、女竹、箭
竹、箱根竹、伊弥竹、寒竹、等が使用に適するが、孟宗
竹、真竹、黒竹は強度、弾力性等の点から応用範囲が広
く好ましい。又、竹材の軟化は熱湯中で行なうのが最も
好ましい。その理由は油抜きが効果的に行なえ、その結
果として接着剤による接着性が向上し、硬度、強度も増
加するからである。

【００１１】本発明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。この理由は、木質材料に対して
寸法安定性を保ちながら、高強度、耐熱性、耐水性及び
耐久性を同時に発揮するという長所を兼ね備えるからで
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。本願では特にフェノール樹脂−レゾルシノ
ール系の樹脂は好ましい。その配合量は、フェノール樹
脂が１５〜９８重量％、レゾルシノール樹脂が２〜８５
重量％であることが望ましい。この理由は、フェノール
樹脂が１５重量％未満（即ちレゾルシノール樹脂が８５
重量％を越える）だと寸法安定性が急に悪くなり、レゾ
ルシノール樹脂分が２重量％未満（即ちフェノール樹脂
が９８重量％を越える）であると耐熱性が急激に低下す
るからである。

【００１２】ついで製造方法について説明する。本願発
明の集合材の製造方法は、複数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管状補強部材を介在させると
ともに、接着剤を塗布、含浸する第２工程と、前記接着
剤が塗布、含浸され、相互間に管状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
を程施す第４工程とからなることを特徴とする集合材の
製造方法、である。

【００１３】このような構成が必要である理由は、中空
の補強材に水蒸気を送り込むことにより、集合材の内部
から接着剤の加熱硬化、固定化処理が可能であり、強度
的に均一な集合材が簡単に得られ、加熱時間も短縮でき
るからである。さらに、高価な装置が不要となるため、
コストダウンが可能となる。集合材１の木口面４（図１
中には一方の木口面４のみを示す）側において、各間伐
材２の元口２Ａ、末口２Ｂに現れる年輪模様Ｎが、後述
する加圧圧縮により変形されるとともに、固定化処理に
よりその変形された形状を保持したまま固定化された状
態で現れている。また、中心には、管状の補強材Ｐが間
伐材２とともに集成されている。年輪模様Ｎは、各間伐
材２の加圧圧縮条件を変えたり、また、異なった樹種を
組み合わせたり、相互に異なる径の間伐材２を使用する
こと等により、各種の模様を具現することが可能であ
る。

【００１４】集合材１は、複数本の間伐材２の加熱処理
を行なうことにより各間伐材２を軟化させる軟化工程、
軟化された各間伐材２の表面に接着剤を塗布、含浸する
接着剤塗布含浸工程、表面に接着剤が塗布、あるいは含
浸された各間伐材２、および管状補強材Ｐ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。

【００１５】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２〜図４に基づき説明する。ここ
に、図２は水蒸気加熱装置により間伐材２の加熱処理を
行なう状態を模式的に示す説明図、図３は熱湯を満たし
た水槽中で間伐材２の加熱処理を行なう状態を模式的に
示す説明図である。

【００１６】先ず、図２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２中左側）、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２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。

【００１７】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℃〜１００℃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。

【００１８】このような水蒸気加熱装置１０により各間
伐材２の加熱処理を行なうには、剥皮した間伐材２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は均一
に軟化されるものである。

【００１９】次に、間伐材２を熱湯中で加熱処理を行な
う方法について図３に基づき説明する。図３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２
１中には複数本の間伐材２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の加熱処理時に水槽２
０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。

【００２０】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の加熱時間は約６時間程度の時間が必要
である。

【００２１】このような水槽２０を使用して各間伐材２
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は均一に軟化される
ものである。

【００２２】例えば、硬化を促す市販の潜伏性硬化触媒
（例えば水性タイプのキャタニット（日東化学製））が
作用して１００℃以上の温度で、接着性能を発揮するよ
うな例えば、ユリア、メラミンなどのアミノ樹脂の水溶
性の接着剤を溶かしこんでおけば、その後すぐに一般的
なプレスで圧縮成形が可能となる。その後、普通のオー
トクレーブで固定化すればよい。この製造方法は、最も
経済的なのである。更に、高周波加熱装置により間伐材
２の加熱処理を行なう方法について図４に基づき説明す
る。図４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
４中左側部）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。

【００２３】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±５０ＭＨ_Z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。

【００２４】このような高周波加熱装置３０により各間
伐材２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。

【００２５】続いて、前記各加熱処理方法により加熱処
理され軟化された間伐材２の表面に接着剤を塗布する接
着剤塗布、含浸工程、接着剤が塗布、含浸された各間伐
材２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。

【００２６】前記各接着剤塗布含浸工程、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５に基づき説明する。ここに、図５は圧縮成
形装置を模式的に示す断面図である。図５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４２、４３、４４が
穿設されている。

【００２７】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４６Ａ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に噴射される。

【００２８】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に噴射される。

【００２９】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に噴射される。

【００３０】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に噴射され
る。

【００３１】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が載置された際に、各間伐材２が崩れることを
防止し、各間伐材２の積層状態を保持する作用を行なう
ものである。

【００３２】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５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、含浸工
程において各間伐材２の表面に接着剤３が噴射されるも
のである。

【００３３】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、５
０、５３に及ぼされる圧力は、各間伐材２の圧縮率に従
って変更されるが、例えば、圧縮率５０％では１５kgf
／ｃｍ²、圧縮率３０％では１０kgf ／ｃｍ²に設定さ
れる。

【００３４】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。

【００３５】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、前記各加熱処理により軟化された複
数本の間伐材２、および管状補強材Ｐに対する接着剤塗
布あるいは含浸工程、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を製造する方法につ
いて説明する。ここに、前記各工程を行なう前において
は、前記各プレス金型４６、４９、５２、５４は図５に
示す状態に保持されているものとする。

【００３６】先ず、前記各工程を介して軟化された複数
本の間伐材２および管状補強材Ｐ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の積層状態を保持する（図５参照）。こ
こで用いられる管状補強材Ｐは、図８に示されるよう
な、通常のパイプ、あるいは壁面に連通孔が形成された
パイプ、表面に突起が形成されたパイプなどを用いるこ
とが可能である。また、各間伐材２および管状補強材Ｐ
を積層載置する際には、集合材１の木口面４に現れる年
輪模様Ｎを念頭に置いて、前記したように比較的径の揃
った各間伐材２が使用されたり、また、相互に径の異な
る各間伐材２が使用される。かかる配慮を行なうことに
より、集合材１の木口面４に現れる年輪模様Ｎを種々変
更して独特の意匠的効果を発現することが可能となる。

【００３７】この後、前記各ノズル５７から接着剤が各
間伐材２および管状補強材Ｐ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４６Ａ、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および管状補強材Ｐ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および管状補強材Ｐ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。

【００３８】前記のように接着剤を各間伐材２および管
状補強材Ｐに噴射した後、各間伐材２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および管状補強材Ｐ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４
６を介して圧縮される。また、各スライドプレス金型５
５、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。

【００３９】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は、図５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。かかる終了状態が図６に示されている。
ここに、図６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。

【００４０】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および管状補強材
Ｐ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は、それぞれ図１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１参照）として集合体中に残存されている。

【００４１】次に、前記のように得られた各間伐材２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
６に基づき説明する。固定化処理は、集合体を図６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および管状補強材Ｐ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４６Ａ、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に噴射される。これにより、集合体に
おける各間伐材２の固定化処理が行なわれ、各間伐材２
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。この時、加熱水蒸気は管状補強材Ｐの端面から集合
材の内部へ進入して、集合材を内部から加熱することが
できる。

【００４２】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１３０℃乃至２００℃である
が、１８０℃が好ましく、水蒸気圧は１０kgf ／ｃ
ｍ²、固定化処理時間は約１時間に、それぞれ設定され
ている。

【００４３】また、前記のような固定化処理は、図７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４０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６におけ
ると同様、集合体を図７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。この時、管状
補強材Ｐを熱伝導率の高い金属製のものとすると、熱が
集合材の内部へ伝わるため、集合材を内部から加熱して
固定化できる。

【００４４】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１３０℃乃
至２００℃、好ましくは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。

【００４５】前記のような固定化処理が終了した後、図
１にて説明した集合材１が得られるものである。

【００４６】本願の集合材は、例えば、柱、桁、梁、筋
違、土台、壁用目板、壁用入隅材、幅木、天井回り縁、
大引き受け、根太受け、床束、階段用踏み板、鼻隠し、
棟木等に使用できる。

【００４７】

【実施例】

（実施例１）（１）末口径１０ｃｍ、元口径１２ｃｍ、長さ３ｍ、比
重０．８ｇ／ｃｍ³（気乾状態で０．４ｇ／ｃｍ³）の
杉生材を剥皮した、当該木材９本を水蒸気加熱装置内
で、内部に水蒸気を噴射して１５０℃に１時間保つこと
により、木材の軟化処理を行った。（２）軟化処理の後、装置内より木材を取り出し、レゾ
ルシノール樹脂接着剤を木材表面に刷毛で２５０〜３０
０ｇ／ｍ²程度塗布した。（３）レゾルシノール樹脂接着剤を塗布した木材９本と
外表面を粗化した管状補強部材（材質アルミニウム、外
径１２ｃｍ、内径１１．５ｃｍ、長さ３ｍ）４本を圧縮
成形装置（木部圧縮率約５０％）した後、形状保持した
まま、内部に水蒸気を噴射して、１８０℃に１５分間保
つことにより、固定化処理を行った。（４）このように得られた集成材について、次の試験を
行った。ａ）比重測定試験気乾状態（２０℃、６５ＲＨ％で放置し平衡状態に達し
た状態）の成形体の重量を成形体の体積で割って算出し
た。（比重＝成形体重量（ｇ）／重量測定時の成形体体
積（ｃｍ³））この結果、比重は０．５であった。ｂ）強度測定試験ＪＡＳ規格（集成材）に準じ、試験片（幅１５０ｍｍ
厚さ１５０ｍｍ、長さ２４００ｍｍ）を作成し、曲げ強
度を測定した。（スパン２１００ｍｍ、平均荷重速度毎
分１５０ｋｇｆ／ｃｍ²以下）この結果、曲げ強度は１
３５０ｋｇｆ／ｃｍ²であった。

【００４８】（比較例１）（１）末口径１０ｃｍ、元口径１２ｃｍ、長さ３ｍの杉
生材を剥皮した、当該木材１８本を水蒸気加熱装置内
で、内部に水蒸気を噴射して１５０℃に１時間保つこと
により、木材の軟化処理を行った。（２）軟化処理の後、装置内より木材を取り出し、レゾ
ルシノール樹脂接着剤を木材表面に刷毛で２５０〜３０
０ｇ／ｍ²程度塗布した。（３）レゾルシノール樹脂接着剤を塗布した木材１８本
を圧縮成形装置内のプレス金型に充填し、断面３０×３
０ｃｍに加圧圧縮（圧縮率５０％）した後、形状保持し
たまま、水蒸気を噴射して、１８０℃に６０分間保つこ
とにより、固定化処理を行った。（４）このように得られた集成材について、上記（ａ）
（ｂ）の試験を行った。その結果、比重約０．８ｇ／ｃ
ｍ³を得た。実施例、比較例の比較から、比重が比較例の方が大き
く、本願発明の集成材の軽量化が可能であることが理解
される。また、強度については、曲げ強度で実施例１３
５０ｋｇｆ／ｃｍ²、比較例１０３０ｋｇｆ／ｃｍ²で
あり、実施例は比較例の約１．３倍であった。ついで他
の実施例について記載する。

【００４９】（実施例２）本実施例は、基本的には実施
例１と同様であるが、管状補強材として、材質ステンレ
ス、外径１２ｃｍ、内径１１ｃｍ、長さ３ｍ、壁面に直
径５ｍｍの連通孔が設けられたパイプを使用した。ま
た、実施例１と同様に比重と強度を測定したが、比重
０．６ｇ／ｃｍ³、曲げ強度２１００ｋｇｆ／ｃｍ
²（比較例の約２倍）であった。

【００５０】（実施例３）本実施例は、基本的には実施
例１と同様であるが、管状補強材として、材質フェノー
ル樹脂製、外径１２ｃｍ、内径１１ｃｍ、長さ３ｍ、外
壁面に突起が形成されたパイプを使用した。実施例１と
同様に比重と強度を測定したが、比重０．５ｇ／ｃ
ｍ³、曲げ強度１１５０ｋｇｆ／ｃｍ²であった。この
集成材については、木口面に垂直方向にせん断応力をか
け、その破壊強度を求めた。その結果、比較例１よりも
１．５倍程度向上しており、本願の方が優れている。

【００５１】

【発明の効果】以上説明した通り本発明の、集合材は、
高い強度を有するだけなく、軽量で均一な強度を持って
いるため、各種の建築材料へも転用が可能である。ま
た、製造時間の短縮を図って生産性を向上してコストを
低くすることができ、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】集合材を模式的に示す斜視図である。

【図２】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３】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４】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５】圧縮成形装置を模式的に示す断面図である。

【図６】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７】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。

【図８】本願発明で使用される管状補強材の模式図であ
る。

【符号の説明】

１集合材２間伐材３接着剤４集合材の端面１０水蒸気加熱装置２０水槽２１熱湯３０高周波加熱装置３３マイクロ波発振機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Ｎ年輪模様Ｐ管状補強材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西村研治岐阜県大垣市河間町三丁目200番地イビデン株式会社内 (72)発明者西村哲也岐阜県大垣市河間町三丁目200番地イビデン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接着剤を介在して複数本の木材および補
強部材が一体に成形され、その端面には各木材の年輪が
各種の形状に変形した状態で残存された集合材であっ
て、前記補強部材が管状補強部材であることを特徴とする集
合材。
【請求項２】前記管状補強部材は、その壁面に連通孔
が設けられたパイプである請求項１に記載の集合材。
【請求項３】前記管状補強材の直径、内径は、それぞ
れ２〜１５ｃｍ、１．５〜１４．５ｃｍである請求項１
に記載の集合材。
【請求項４】前記接着剤は、フェノール系接着剤、レ
ゾルシノール系接着剤メラミン系接着剤、ユリア系接着
剤、エポキシ系接着剤、水性高分子−イソシアネート系
接着剤、酢酸ビニル樹脂系接着剤から選ばれる少なくと
も１種である請求項１に記載の集合材。