JPH0890520A

JPH0890520A - 集合材及び集合材の製造方法

Info

Publication number: JPH0890520A
Application number: JP30825794A
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: OOSHIKA SHINKO KK; OSHIKA SHINKO CO; Ibiden Co Ltd
Current assignee: OOSHIKA SHINKO KK; OSHIKA SHINKO CO; Ibiden Co Ltd
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1994-11-16
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】高強度を有し寸法安定性、形状安定性に優れ
た集合材を提供する。【構成】複数本の木材２が接着剤３を介して一体に成
形され、その端面には各木材の年輪Ｎが各種の形状に変
形した状態で残存された集合材１であって、前記木材２
に接着剤３を含浸させた後、軟化処理、加圧成形して集
合材１を製造することにより、木材組織中にも接着剤３
が存在した集合材１となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数本の木材を一体成
形した集合材に関し、特に、強度、接着剤の硬化均一性
に優れ、ひび割れ等を防止し、かつ寸法安定性、形状安
定性に優れた集合材とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、杉、桧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、桧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、これら複数の木材を軟化処理し、
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。

【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、木材の軟化処理のためには、水蒸気により加熱す
る方法、煮沸による方法、高周波加熱装置により加熱す
る方法などがあるが、この種の軟化方法の如何に係わら
ず、接着剤を塗布する場合は、木材の表面部分にのみ接
着剤が存在しているに過ぎないため、各木材の収縮率と
硬化した接着剤の収縮率との間における差異に起因し
て、集合材を乾燥すると木材自体が収縮してひび割れが
生じてしまい、また、強度が十分ではなく寸法安定性、
形状安定性に欠けるという問題が見られた。

【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、複数本の木材を一体成形して
集合材を製造するにあたり、各木材の軟化処理の前又は
後に各木材の組織中に接着剤を含浸させた後、一体成形
して、木材組織中に接着剤を含浸させた集合材及びその
製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る集合材は、
複数本の木材が接着剤を介して一体に成形され、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、前記各木材の組織中には、接着
剤が含浸されてなることを特徴とするものである。ま
た、本発明に係る集合材の製造方法の内、第１の製造方
法は、複数本の木材が接着剤を介して一体に成形され、
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を製造するにあたり、木材に接着剤
を含浸させた後、水蒸気処理、蒸煮あるいは煮沸により
木材を軟化処理し、ついで、これら木材を加圧して一体
成形することを特徴とする集合材の製造方法であり、ま
た、第２の製造方法は、複数本の木材が接着剤を介して
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を製造するにあた
り、木材を軟化処理した後接着剤を各木材に含浸させ、
ついでこれら各木材を加圧して一体に成形することを特
徴とする集合材の製造方法である。

【０００７】

【作用】本願発明では、間伐材などの木材の組織中に、
接着剤が含浸されてなることが必要である。この理由
は、接着剤が木材の内部に存在させることにより、集合
材の靭性が改善され、破壊強度も向上し、この結果、強
度に優れた集合材を得ることができるからである。ま
た、木材中に樹脂が含浸されていることにより、成形後
に集合材を乾燥させても収縮によりひび割れが発生する
ことはない。本願の集合材では、含浸させた接着剤が、
成形の際に圧縮により染み出し、木材の隙間に集合して
硬化し、接着剤の層を形成していてもよい。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。本発明では
特にフェノール樹脂−レゾルシノール系の樹脂が好まし
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。

【０００８】前記樹脂の含浸量は、含脂率で１０〜３０
ｗｔ％の範囲であることが望ましい。含脂率とは、｛樹
脂重量／（樹脂重量＋木材重量）｝×１００（％）で表
される。このような範囲が望ましい理由は、含脂率が３
０ｗｔ％を越えると、集合材の比重が高くなり、１０ｗ
ｔ％未満であると集合材の強度が低くなる上、ひび割れ
が発生するためである。

【０００９】本願発明で使用される木材は、主に間伐材
などが使用されるが、そ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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】集合材１の木口面（図１中には一方の木口
面のみを示す）側において、各木材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。年輪
模様Ｎは、各木材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、相互に異なる径の木材
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。また、図１に示すように、各木材２の間
には接着剤３が固化した状態で残存されているととも
に、接着剤３の含浸処理（後述する）を介して、接着剤
３が各木材２の組織内に含浸され固化された状態で残存
している。尚、各木材２の組織内に含浸された接着剤３
を符号３Ａにて示す。

【００１３】ついで製造方法について説明する。本発明
に係る集合材１の第１製造方法では、常圧下、加圧下、
又は、減圧下で、間伐材などの木材２に接着剤を塗布し
たり、また、木材２を接着剤中に浸漬することにより、
又は、接着剤の塗布と浸漬とを組み合わせることによ
り、木材２の組織内に接着剤を含浸させた後、水蒸気処
理、煮沸あるいは高周波加熱装置により木材２の軟化処
理が行われる。この理由は、接着剤を木材２に含浸させ
ることにより、水蒸気処理、煮沸などの軟化処理時に接
着剤が木材２から流出し、接着剤による各種効果の低下
を防止することができるからである。また、本発明に係
る集合材１の第２製造方法では、水蒸気処理、煮沸など
を介して各木材２の軟化処理を行った後、前記と同様の
方法により接着剤が各木材２の組織内へ含浸される。

【００１４】ここで、第１製造方法に従って集合材１を
製造するについて行われる各工程について説明する。先
ず、前記各木材２に接着剤を含浸させる工程は、具体的
に次のように行われる。かかる接着剤の含浸工程に使用
される含浸装置について図２に基づき説明すると、含浸
装置６０は円筒状の耐圧容器からなる含浸装置本体６１
を有し、含浸装置本体６１の上部には接着剤導入管６２
が付設されている。また、含浸装置本体６１の内方下部
には、一対の軌道６３が含浸装置本体６１の長手方向に
沿って配設されている。更に、各軌道６３の間には複数
の加熱管６４が設けられている。各加熱管６４は図示し
ないボイラーに接続されており、接着剤の含浸処理時に
加熱が必要な場合にボイラーからの水蒸気が各加熱管６
４に供給されて含浸装置本体６１内部の加熱を行うもの
である。

【００１５】また、含浸装置本体６１内には、複数本の
木材２を収納する箱型の木材台車６５が配置されてい
る。かかる木材台車６５の下面には前記一対の各軌道６
３に移動可能に載置される車輪６６が固設されており、
これにより木材台車６５は、含浸装置６０における開閉
蓋（図示せず）の開放時に、各軌道６３と車輪６６とに
より含浸装置本体６１の長手方向に沿って移動させて含
浸装置本体６１から出し入れすることができる。更に、
含浸装置本体６１には、接着剤の含浸時に、装置本体６
１内を減圧して各木材２の組織内に存在する空気を排除
すべく真空ポンプＰ１が付設されるとともに、接着剤を
各木材２の組織内に迅速に含浸させるべく装置本体６１
内を加圧する加圧ポンプＰ２が付設されている。

【００１６】次に、前記含浸装置６０を介して各木材の
組織内に接着剤を含浸させる方法について説明する。先
ず、含浸装置６０の開閉蓋を開放して木材台車６５を含
浸装置本体６１から取り出し、木材台車６５内に剥皮し
た各木材２を充填し、各車輪６６と軌道６３とにより木
材台車６５を含浸装置本体６１内に移動させて搬入した
後開閉蓋を閉じる。続いて、真空ポンプＰ１を作動さ
せ、含浸装置本体６１内を常温、５５０ｍｍＨｇ程度の
減圧下で０．５〜２．０時間程度減圧を行う。これによ
り各木材２の組織内に存在する空気が効率的に排除さ
れ、各木材２の組織内に接着剤が含浸され易くなる。そ
して、接着剤導入管６２から接着剤樹脂液（粘度；１．
０ｐｏｉｓｅ（２５℃）以下、不揮発分；５０％程度）
を含浸装置本体６１内に充満させる。このとき、加熱が
必要な場合には、ボイラーから各加熱管６４に水蒸気を
供給して含浸装置本体６１内の加熱を行う。この後、加
圧ポンプＰ２を作動させ、含浸装置本体６１内を７〜１
０ｋｇ／ｃｍ² に加圧し、この状態を０．５〜１．０時
間程度保持する。これにより、各木材２の表面に存在す
る接着剤は、加圧された圧力により迅速に各木材２の組
織内に含浸される。このように各木材２の組織内に接着
剤を含浸させた後、加圧ポンプＰ２の作動を停止し、含
浸装置本体６１内を常圧に戻し、過剰の接着剤樹脂液
（未含浸接着剤樹脂液）を含浸装置本体６１から回収す
る。このように含浸工程が終了した後開閉蓋を開放し、
木材台車６５を含浸装置本体６１から取り出して接着剤
を含浸してなる各木材２を木材台車６５から搬出する。
このような含浸工程が望ましい理由は、減圧処理により
各木材２内部の空気を排除して含浸を容易にさせ、更
に、加圧処理により短時間で接着剤の含浸処理ができる
ようにするためである。

【００１７】次に、前記接着剤の含浸工程に続く軟化工
程にて行われる軟化（加熱）処理について図３〜図５に
基づき具体的に説明する。ここに、図３は水蒸気加熱装
置により木材２の加熱処理を行なう状態を模式的に示す
説明図、図４は熱湯を満たした水槽中で煮沸による木材
２の加熱処理を行なう状態を模式的に示す説明図、図５
は高周波加熱装置により木材２の加熱処理を行う状態を
模式的に示す説明図である。

【００１８】先ず、図３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には水蒸気を内部に噴射する水蒸気噴射口１２
（図３中左側）、及び、内部の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１
３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、複数本の木材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、各木材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。

【００１９】ここに、水蒸気噴射口１２から装置１０内
に噴射される水蒸気によって７０℃〜１６０℃に装置１
０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。

【００２０】このような水蒸気加熱装置１０により各木
材２の加熱処理を行なうには、前記のように接着剤が組
織内にまで含浸され、木材台車６５から搬出された複数
本の各木材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から水蒸気を間欠的に噴射
する。このように水蒸気を噴射している間に、各木材２
は均一に軟化されるものである。このとき、接着剤は各
木材２の組織の内部にまで含浸されていることから、水
蒸気による加熱処理の間に接着剤が木材表面から流れ出
すことは効率的に防止される。

【００２１】次に、木材２を熱湯中で煮沸加熱処理を行
なう方法について図４に基づき説明する。図４におい
て、水槽２０には熱湯２１が満たされており、かかる熱
湯２１中には複数本の木材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は木材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。

【００２２】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、各木材２の加熱時間は約１〜６時間程度の時間が必
要である。

【００２３】このような水槽２０を使用して各木材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、前記と同様、接着剤が組
織内にまで含浸された複数本の各木材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、１〜６時間程度の加熱処理を行なう。これによ
り、各木材２は均一に軟化されるものである。このと
き、前記と同様、接着剤は各木材２の組織の内部にまで
含浸されていることから、煮沸による加熱処理の間に接
着剤が木材表面から流れ出すことは効率的に防止され
る。このような水槽中での加熱処理においては、木材２
の表面に接着剤を塗布しただけでは接着剤が流出してし
まうが、本発明の第１製造方法のように接着剤を木材２
の組織の内部にまでに含浸しておくことにより、加熱処
理中での接着剤の流出を最小限に抑制することができ
る。

【００２４】尚、前記煮沸加熱処理において、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接着剤、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
熱湯２２中に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
経済的なものである。

【００２５】更に、高周波加熱装置により各木材２の加
熱処理を行なう方法について図５に基づき説明する。図
５において、高周波加熱装置３０は、装置本体３１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上には複数本の木材２が載置されている。ま
た、装置本体３１の上部には高周波発振機３３が設けら
れており、更に、装置本体３１の側部（図５中左側部）
には高周波発振機３３を制御するための制御装置３４が
付設されている。

【００２６】ここに、高周波発振機３３から発振される
高周波の周波数は１３．５６ＭＨ_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
高周波発振機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。

【００２７】このような高周波加熱装置３０により各木
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、前記と同様、接着剤が組織内に
まで含浸された複数本の各木材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高周波発振機３３
を駆動する。これにより、各木材２は、高周波発振機３
３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。このとき、前記と同様、接着剤は各木
材２の組織の内部にまで含浸されていることから、高周
波加熱装置３０による加熱処理の間に接着剤が木材表面
から流れ出すことは効率的に防止される。尚、前記高周
波加熱装置３０に代えて、マイクロ波により各間伐材２
を加熱しても有効である。

【００２８】尚、前記説明は本発明の第１製造方法に関
するものであるが、第２製造方法については、第１製造
方法とは異なり、前記と同様の軟化工程が最初に行われ
た後、前記した各木材２の組織内部への接着剤の含浸工
程が行われる。また、後述する各木材の圧縮成形工程、
及び、固定化処理工程については、第１製造方法、第２
製造方法共に、同様に行われる。

【００２９】続いて、前記各加熱処理方法により加熱処
理された各木材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、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】前記各加圧圧縮工程、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６に基づき
説明する。ここに、図６は圧縮成形装置を模式的に示す
断面図である。図６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。

【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、後述する各木材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が各木材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木材２
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
て木材２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木材２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木材
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木材２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
木材２が載置された際に、各木材２が崩れることを防止
し、各木材２の積層状態を保持する作用を行なうもので
ある。

【００３６】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、各木材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。

【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
木材２に対して、圧力容器４１の長手方向（紙面に垂直
な方向）に沿って左壁及び右壁に設けられた水蒸気噴射
ノズル５７（図６等参照）から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 ／ｃｍ
² に設定されており、また、加熱温度は１３０℃乃至２
００℃の範囲に設定される。

【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、接着剤が含浸されるとともに加熱処
理により軟化された複数本の木材２に対する加圧圧縮工
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、４
９、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接着剤が含浸さ
れ、軟化された複数本の木材２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
り各木材２の積層状態を保持する（図６参照）。また、
各木材２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
的径の揃った各木材２が使用されたり、また、相互に径
の異なる各木材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。

【００４０】各木材２の所定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４
７が加圧移動され、これによりプレス金型４６が各木材
２を上方から所定の圧力をもって加圧圧縮する。このと
き、各木材２は軟化状態にあるので、各プレス金型４
９、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４
６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。

【００４１】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、各木材
２の左右方向への加圧圧縮が行なわれる。かかる加圧圧
縮により各木材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７に示されている。ここ
に、図７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。

【００４２】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木材２は接着剤を介して相
互に結着される。これにより、各木材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、木材組織内に染み込み、また圧縮成形さ
れて木材から染み出して、木材間に固化した接着剤３
（図１参照）として集合体中に残存されている。

【００４３】次に、前記のように得られた各木材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７
に基づき説明する。固定化処理は、集合体を図７に示す
状態に保持したまま、水蒸気噴射装置から水蒸気噴射ノ
ズル５７を介して水蒸気を各木材２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ノズル５７から噴
射された水蒸気は、各プレス金型４６、４９、５２、５
４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、各木材２に噴射される。これにより、集合体
における各木材２の固定化処理が行なわれ、各木材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。

【００４４】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
れる水蒸気の温度は１３０℃乃至２００℃であるが、１
８０℃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。

【００４５】また、前記のような固定化処理は、図８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７におけ
ると同様、集合体を図８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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】本発明の集合材は、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。

【００４９】

【実施例】

（実施例１）（１）末口径１０ｃｍ、元口径１２ｃｍ、長さ３ｍ、比
重０．８（気乾状態で０．４）の杉生材を剥皮した。（２）当該木材１８本を含浸装置本体６１内で、常温、
５００ｍｍＨｇの減圧下で、２時間減圧した後、粘度
０．５ｐｏｉｓ（２５℃）、不揮発分５０ｗｔ％のフェ
ノール樹脂接着剤を接着剤導入管６２から含浸装置本体
６１内に充満し、８ｋｇ／ｃｍ² で１時間加圧処理（含
脂率３０ｗｔ％）をした。その後、常圧に戻し木材を取
り出した。（３）水蒸気加熱装置１０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。（４）この木材１８本を圧縮成形装置４０内の各プレス
金型４６等に充填し、断面３０×３０ｃｍにて加圧圧縮
（木部圧縮率約５０％）した後、形状保持したまま、水
蒸気噴射ノズル５７を介して内部に水蒸気を噴射して、
１８０℃に６０分間保つことにより、固定化処理を行っ
た。（５）このように得られた集合材について、次の試験を
行った。ａ）吸水厚さ膨張率ＪＩＳＡ５９０８（パーティクルボード）に準じ、
試験片を２５±１℃の水中に２４時間浸漬して、処理後
の厚みを測定し算出する。

【００５０】ｔ₁ は吸水前の厚さ（ｍｍ）ｔ₂ は吸水後の厚さ（ｍｍ）

【００５１】ｂ）接着強度（ブロックせん断強度）ＪＡＳ規格（集成材）ブロックせん断試験に準じ、図９
に示す試験片を荷重速度毎分１０００ｋｇｆを標準とし
て破断させる。

【００５２】（実施例２）接着剤として、粘度１．０ｐ
ｏｉｓｅ（２５℃）、不揮発分５５ｗｔ％のホルムアル
デヒド樹脂接着剤（商品名：オーシカレジンＭ−３１）
１００ｗｔ％に硬化剤として塩化アンモニウム０．５ｗ
ｔ％を加えてなる配合樹脂液（含脂率３０ｗｔ％）を使
用し、前記実施例１と同様の方法により集合材を得た
後、前記と同様の試験を行った。

【００５３】（実施例３）接着剤として、粘度３．５ｐ
ｏｉｓｅ（２５℃）、不揮発分８０ｗｔ％の一液型ポリ
ウレタン樹脂接着剤（商品名：オーシカダイン７０２０
Ｂ、含脂率２０ｗｔ％）を使用し、前記実施例１と同様
の方法により集合材を得た後、前記と同様の試験を行っ
た。

【００５４】（実施例４）接着剤として、ビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂接着剤（商品名：オーシカダインＴ
Ｅ−５４）１００ｗｔ％に硬化剤として芳香族ポリアミ
ン２４ｗｔ％、アセトン４０ｗｔ％を加えてなる配合樹
脂液（含脂率２５ｗｔ％）を使用し、前記実施例１と同
様の方法により集合材を得た後、前記と同様の試験を行
った。

【００５５】（実施例５）接着剤として、粘度１．５ｐ
ｏｉｓｅ（２５℃）、不揮発分５９ｗｔ％のレゾルシノ
ール樹脂接着剤（商品名：オーシカディアノールＤ−３
３）１００ｗｔ％に硬化剤１５ｗｔ％を加えてなる配合
樹脂液（含脂率２０ｗｔ％）を使用し、前記実施例１と
同様の方法により集合材を得た後、前記と同様の試験を
行った。

【００５６】（実施例６）接着剤として、粘度１．５ｐ
ｏｉｓｅ（２５℃）、不揮発分５３ｗｔ％のユリア樹脂
接着剤１００ｗｔ％に硬化剤として塩化アンモニウム
０．５ｗｔ％を加えてなる配合樹脂液（含脂率２５ｗｔ
％）を使用し、前記実施例１と同様の方法により集合材
を得た後、前記と同様の試験を行った。

【００５７】（実施例７）接着剤として、粘度７０ｐｏ
ｉｓｅ（２５℃）、不揮発分４０ｗｔ％の水性−高分子
イソシアネート系接着剤１００ｗｔ％に硬化剤１５ｗｔ
％を加えてなる配合樹脂液（含脂率２５ｗｔ％）を使用
し、前記実施例１と同様の方法により集合材を得た後、
前記と同様の試験を行った。

【００５８】（実施例８）接着剤として、粘度４０ｐｏ
ｉｓｅ（２５℃）、不揮発分４１ｗｔ％の酢酸ビニル樹
脂エマルジョン接着剤（含脂率２５ｗｔ％）を使用し、
前記実施例１と同様の方法により集合材を得た後、前記
と同様の試験を行った。

【００５９】（実施例９）接着剤として、粘度１３０ｐ
ｏｉｓｅ（２５℃）、不揮発分４７ｗｔ％のアクリル樹
脂系接着剤（含脂率２５ｗｔ％）を使用し、前記実施例
１と同様の方法により集合材を得た後、前記と同様の試
験を行った。

【００６０】（実施例１０）接着剤として、粘度１０ｐ
ｏｉｓｅ（２５℃）の不飽和ポエステル接着剤１００ｗ
ｔ％に触媒としてベンゾイルパーオキサイド１．０ｗｔ
％を加えてなる配合樹脂液（含脂率２５ｗｔ）を使用
し、前記実施例１と同様の方法により集合材を得た後、
前記と同様の試験を行った。

【００６１】（実施例１１）（１）末口径１０ｃｍ、元口径１２ｃｍ、長さ３ｍ、比
重０．８（気乾状態で０．４）の杉生材を剥皮した。（２）当該木材１８本を水蒸気加熱装置１０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。（３）軟化処理の後、含浸装置本体６１内で、９０℃、
５００ｍｍＨｇの減圧下で、２時間減圧した後、粘度
０．５ｐｏｉｓ（２５℃）、不揮発分５０ｗｔ％のフェ
ノール樹脂接着剤を接着剤導入管６２から含浸装置本体
６１内に充満し、８ｋｇ／ｃｍ² で１時間加圧処理（含
脂率４０ｗｔ％）をした。その後、常圧に戻し木材を取
り出した。（４）この木材１８本を圧縮成形装置４０内の各プレス
金型４６等に充填し、断面３０×３０ｃｍにて加圧圧縮
（木部圧縮率約５０％）した後、形状保持したまま、水
蒸気噴射ノズル５７を介して内部に水蒸気を噴射して、
１８０℃に６０分間保つことにより、固定化処理を行っ
た。（５）固定化処理の後、前記実施例１におけると同様の
試験を行った。

【００６２】前記実施例１乃至実施例１１により得られ
た各集合材について行われた試験結果が表１に示されて
いる。

【００６３】（比較例１）（１）末口径１０ｃｍ、元口径１２ｃｍ、長さ３ｍ、比
重０．８（気乾状態で０．４）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合材について、上記実施例
１における（ａ）（ｂ）の試験を行った。試験結果を表
１に示す。また、得られた集合材は、比重約０．８であ
った。

【００６４】

【表１】

【００６５】ここで、前記各実施例１〜実施例１１から
得られた試験結果と比較例から得られた試験結果とを対
比して説明すると、先ず、成形体比重については、各実
施例１〜実施例１１の比重（１．１〜１．２）の方が比
較例の比重（０．８）よりも若干大きい。これは、比較
例では接着剤が各木材の表面に単に塗布されているに過
ぎないのに対して、各実施例１〜実施例１１の場合には
接着剤が各木材２の組織内部にまで含浸されていること
から、比較例よりも多くの接着剤が集合材内部に残存し
ていることに基づくと考えられる。

【００６６】また、曲げ強度については、各実施例１〜
実施例１１の曲げ強度が１９００ｋｇｆ／ｃｍ² 〜２２
００ｋｇｆ／ｃｍ² の範囲にあるのに対して比較例の曲
げ強度は１０３０ｋｇｆ／ｃｍ² であり、各実施例１〜
実施例１１によれば比較例の約２．０倍の曲げ強度が得
られることが分かる。このように各実施例１〜実施例１
１における曲げ強度が比較例の曲げ強度の約２倍の大き
さになるのは、比較例における集合材では、接着剤が単
に各木材表面に塗布されているに過ぎないことから各木
材自体の曲げ強度に変化はなく、集合材の曲げ強度は各
木材自体が有する曲げ強度と各木材を結着する接着剤と
により決定されると考えられる一方、各実施例１〜実施
例１１の集合材では、接着剤が各木材の組織内部にまで
含浸されていることから各木材自体の曲げ強度が大きく
なって集合材の曲げ強度の向上に大きく寄与することと
なり、従って、集合材の曲げ強度は、各木材を結着する
接着剤の接着力とも相まって、全体として大きくなるこ
とに基づくものと考えられる。

【００６７】更に、硬さに着目すると、比較例に係る集
合材の硬さは２．７ｋｇｆ／ｍｍ²であるのに対して、
各実施例１〜実施例１１における集合材の硬さは、４．
０ｋｇｆ／ｍｍ² から５．１ｋｇｆ／ｍｍ² の範囲にあ
り、比較例に比べて大きな硬さが得られることが分か
る。これについても、各実施例１〜実施例１１では、集
合材における各木材の組織内部にまで接着剤が含浸され
て各木材の硬さが向上し、集合材全体として高い硬さが
得られたものと考えられる。

【００６８】また、吸水厚さ膨張率については、比較例
の集合材では、１１．９％であるのに対して、各実施例
１〜実施例１１では、５．５％から６．１％の範囲にあ
り、比較例の約１／２であることが分かる。これについ
ても、各実施例１〜実施例１１の集合材では、各木材の
組織内部にまで接着剤が含浸されていることから、各木
材内部への吸水率が低くなることに基づくものと考えら
れる。これより、各実施例１〜実施例１１の集合材は、
比較例の集合材よりも寸法安定性、形状安定性に優れる
ことが分かる。

【００６９】接着強度については、各実施例１〜実施例
１１と比較例との間には殆ど差異はなく、各実施例にお
ける集合材の接着強度（１３０ｋｇｆ／ｃｍ² ）の方が
比較例における集合材の接着強度（１１０ｋｇｆ／ｃｍ
² ）よりも若干大きいことが分かる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、複数
本の各木材を接着剤を介在させつつ一体に成形するに際
して、各木材の組織内部にまで接着剤を含浸させるよう
にしたので、高強度でひび割れもなく、寸法安定性、形
状安定性に優れ、各種の建築材料へも転用が可能な集合
材を製造することができる。

【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】含浸装置の模式断面図である。

【図３】水蒸気加熱装置により木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】熱湯を満たした水槽中で木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】高周波加熱装置により木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】圧縮成形装置を模式的に示す断面図である。

【図７】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８】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９】試験片の形状を示す模式図である。

【符号の説明】

１集合材２木材３、３Ａ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高周波発振機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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浅野康博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)発明者松野吉弥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)発明者高橋智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】複数本の木材が接着剤を介して一体に成
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、前記各木材の組織中には、接着剤が含浸されてなること
を特徴とする集合材。
【請求項２】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、ユリア系接着剤、エポキシ系接
着剤、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、酢酸ビニル樹脂系接
着剤、アクリル系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリ
ウレタン樹脂系接着剤又はメラミン樹脂系接着剤から選
択される請求項１に記載の集合材。
【請求項３】複数本の木材が接着剤を介して一体に成
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を製造するにあたり、接着剤を各木材に含浸させた後各木材を軟化処理し、つ
いでこれら各木材を加圧して一体に成形することを特徴
とする集合材の製造方法。
【請求項４】複数本の木材が接着剤を介して一体に成
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を製造するにあたり、各木材を軟化処理した後接着剤を各木材に含浸させ、つ
いでこれら各木材を加圧して一体に成形することを特徴
とする集合材の製造方法。
【請求項５】前記接着剤の含浸は、塗布、浸漬又はこ
れらの組み合わせにより行われる請求項３又は請求項４
に記載の集合材の製造方法。