JPH1058411A - 複合積層材とその製造方法 - Google Patents

複合積層材とその製造方法

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JPH1058411A
JPH1058411A JP8238673A JP23867396A JPH1058411A JP H1058411 A JPH1058411 A JP H1058411A JP 8238673 A JP8238673 A JP 8238673A JP 23867396 A JP23867396 A JP 23867396A JP H1058411 A JPH1058411 A JP H1058411A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小径木、古材、製材に伴い生ずる端材、竹等の
いわゆる低質材を使用して、森林資源の有効な活用を図
り、要求される種々の性能を実現できかつ原価コスト低
廉な建築材料を提供する。 【解決手段】 木、竹等の原料を繊維方向に割裂して形
成した複数の細割片に接着剤を塗布して形成した構造層
と、木、竹等の小片に接着剤を塗布して形成した衝撃・
振動吸収層とを交互に積層して構成し、この積層体を所
定の厚さに加熱下であるいは非加熱下で圧縮成型して前
記各層を互いに接着して複合積層材を形成する。前記衝
撃・振動吸収層は、振動吸収材として、例えばペレット
状に形成した樹脂材を混合することがある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、これまで有効な
利用がなされているとは言えなかった小径木、古材、製
材に伴い生ずる端材、竹等のいわゆる低質材を有効に活
用して得られる複合積載層材に関するものである。
【０００２】
【従来技術】これまで長い期間、木質系材料としては、
原木をカットして生産するいわゆる製材品が用いられて
きた。しかしながら今日では、このような従来の製材品
を床、壁等の板材として用いる場合、住宅、その他の建
造物、構築物に必要とされる最小の寸法は長さ１８００
ｍｍ、幅９００ｍｍである。このような大きさを持つ板
材料は９００ｍｍ以上の径を有する材木からしか形成で
きないため、収率は極めて低く、供給量の問題、コスト
上の問題等から事実上生産を行うことができないのが現
状である。
【０００３】ところで、製材品を補完するものとして従
来から使用されてきたものに、合板（plywood ）、パー
ティクルボード（particleboard ）、繊維板（fiberboa
rd）がある。合板（plywood ）は、単板（veneer）を積
層接着したもので、単板の形成にあたり通常の製材加工
のように鋸による切削工程を必要としないから、その収
率は６０〜７０％に達する。しかしながら単板は原木を
回転させてカッターで薄く剥いて製造するため、利用で
きるのは大径の原木に限られることになれる。
【０００４】また、木材を切削して得られる小片（ｐａ
ｒｔｉｃｌｅ）を推積し、圧縮成型したパーティクルボ
ード（particleboard ）や繊維板（fiberboard）の場
合、構成要素が小さいため原材からの収率は８０〜９０
％と高く、小径木、工場廃材や住宅解体材等を原料とす
ることができるが、合板と比較して強度、剛性は低下し
てしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】周知のように木材、竹
材は質感の優しいこと、入手および加工が容易であるこ
と、再生産が可能であること等をはじめとする多くの利
点を有するため、古くから幅広く利用されている。しか
しながら、世界人口の増加と生活水準の向上に伴って、
木材等の使用量は著しく増え、木質材料に対する要求も
高度化、多様化している。このため、前述のように合
板、パ−ティクルボード、繊維板等の新しい木質系板材
料が開発されている。
【０００６】しかしながら、合板、パーティクルボー
ド、繊維板には、限りある森林資源を有効に利用しきれ
ないという問題点がある。すなわち、合板は径の大きな
原木からしか製造できず、パーティクルボード、繊維板
は原木の８０〜９０％が利用できても、強度および剛性
が低いため、今日の住宅その他の建造物、構築物におけ
る構造用板材としては、必要な性能を得られないでい
る。森林資源の減少化傾向とこれに起因する環境の悪化
などが喧伝される現今、木材等を家具、建造物、構築物
等の資材として利用するにあたり、立木あるいは原木の
大小を問わず、かつ資材製造過程において無駄となる部
分の発生を最小限に抑制し、今日の住宅その他の建造
物、構築物において必要とされる性能を持つ板材料を製
造する技術の開発は緊急の課題といっても過言ではな
い。
【０００７】また、上述の各板材は、いずれも衝撃や振
動等を防止する性能に欠け、多層建造物の床材あるい
は、多衆の出入するホールその他の床材として使用する
には問題があった。本願発明は、このような上記従来の
課題を解決する新規な木質系の建築材料を提供しようと
するものである。
【０００８】
【実施の態様】本願発明の実施の態様につき、複合積層
材およびその製造方法を併せて説明する。この発明に係
る複合積層材は、構造層と、衝撃・振動吸収層とを積層
して構成するものであり、前記構造層は、木、竹等の原
料を繊維方向に割裂して形成した複数の細割片を、また
前記衝撃・振動吸収層は、木、竹等の原料の小片を使用
している。
【０００９】なお、ここでは、原材としてスギ小径丸太
を用いたが、その他の原料としては、竹、柳等の未利用
・低質木、これまでは廃棄されていた刈枝、原木の製材
過程で生じる端材、建築廃材等を用いることが可能で、
これらを単独であるいは混合して用いてもよいことはも
ちろんである。まず、構造層に使用する細割片は、原材
であるスギ小径丸太１を４００ｍｍの長さに切断した
後、さらに２５ｍｍ厚の板材にカットし所定の定尺材２
を得る。（図１（ａ））
【００１０】そして、この定尺材２をさらに、その繊維
方向に割り裂いて厚さ１０ｍｍの割材３とした後、この
割材３を、さらにその繊維方向に細かく割り裂いて断面
４×１０ｍｍの細割片を形成する。（図１（ｂ））な
お、ここで長さ４００ｍｍ未満の原材１も割裂して使用
する。また、原材１の割り裂きには特願平５−３５２２
７１号（特開平７−１９５３１３号、米国特許第５，４
４１，７８７号、米国特許第５，５０５，２３８号、出
願人および特許権者はいずれも森林総合研究所）に係る
割裂装置を使用する。
【００１１】なお、衝撃・振動吸収層に使用する木質系
材の小片６は、従来のパーティクルボードの製造におけ
る場合と同様の工程により製造する。上述の工程で得た
細割片４と木質系材の小片６をそれぞれ別個に乾燥し、
別個に回転ドラム内でフェノール樹脂接着剤（細割片
４、小片６それぞれの重量の１０％）をスプレイ散布す
る。
【００１２】次いで接着剤の塗布工程を終えた複数の細
割片４を型枠（４００×４００ｍｍ）５内に長手方向
（繊維方向）に配列して構造層Ｓ１を形成し、その上に
小片６を堆積して衝撃・振動吸収層Ｐを形成する（図２
（ａ））。これを順次繰り返して積層し、構造層Ｓ１と
衝撃・振動吸収層Ｐとを交互に有する積層体７を得る
（図２（ｂ））。
【００１３】なお、前述では最下層を構造層Ｓ１として
形成したが、これを衝撃・振動吸収層Ｐに替え、最上層
もまた衝撃・振動吸収層Ｐで形成しても良い。また、こ
の実施例では前記各層の細割片４と小片６の重量を、所
要量を層数で除した値は一定、すなわち各層に使用する
細割片４と小片６の重量を等しくなるようにしたが、こ
れを変化させることもできる。さらに、構造層Ｓ１を構
成する各細割片４を互いに直交させて配設したり、衝撃
・振動吸収層Ｐを構成する各小片６の長手方向を互いに
直交させることも可能である。
【００１４】また、衝撃・振動吸収層Ｐには小片６に加
え振動吸収材を分散・混合すれば、衝撃・振動吸収層Ｐ
の性能は向上する。振動吸収材としては、ポリ塩化ビニ
−ルその他の小粒子等を使用する。上記工程で得られた
積層体７を、図２（ｃ）に示すようにホットプレスＨに
よりスペ−サ−Ｓを使用してプレス圧３０から４５ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 、温度１８０℃で１０から１５分圧締した
後、解圧して養生し、例えば後述の図３ないし図６に示
すような複合積層材８を得る。
【００１５】
【実施例】次に、図３ないし図６により本願発明の実施
例を説明する。各実施例では、次のような条件の下に複
合積層材８を製造した。 素材： 細割片−スギストランド（長さ約４００ｍｍ、幅１０ｍ
ｍ、厚さ３〜４ｍｍ） 小片−スギパーティクル（長さ約２０ｍｍ、幅４ｍｍ、
厚さ０．５ｍｍ） 接着剤−フェノール樹脂 熱圧成形の条件−熱板温度１８０℃、圧締圧力４５ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 、熱圧時間１５分 なお、各実施例で得る複合積層材８の形態は、４０ｃｍ
ｘ ４０ｃｍ，厚さ１２ｍｍで、比重は０．７とし
た。また、細割片４と小片６の配合は重量比で１：１と
し、積層構造を変えた種々の複合積層材８を得た。
【００１６】まず、図３は実施例１に係る複合積層材８
を示す図で、構造層Ｓ１−衝撃・振動吸収層Ｐ−構造層
Ｓ１の３層構造を有している。この実施例で使用した素
材は、上記のとおりであるが、細割片，小片，接着剤の
各重量は、次のようになる。 すなわち、複合積層材８
の形状は、４０ｃｍｘ ４０ｃｍ，厚さ１２ｍｍで、そ
の比重は０．７と設定したから、その総重量は、４０
ｘ ４０ ｘ １．２ ｘ ０．７ ＝１，３４４ｇで
ある。このうち接着剤は、細割片および小片の重量の１
０％を使用したので、その重量は、１３４４÷１１＝１
２２．１８ｇであり、したがって、細割片および小片の
重量は、１，３４４− １２２．１８＝１，２２１．８
ｇとなる。上述のように、細割片と小片との重量比は、
１：１であるから、各重量は，それぞれ１，２２１．８
ｘ １／２＝６１０．９ｇとなる。
【００１７】次に製造過程を説明する。まず、上記重量
の接着剤の１／２量を細割片（６１０．９ｇ）に散布し
撹拌する。また、小片（６１０．９ｇ）に残りの接着剤
を散布して撹拌する。 このようにして接着剤を塗布し
た細割片および小片を図２に示す型枠５の中に積層す
る。まず、細割片４（６１０．９ｇ ｘ １／２）をそ
れぞれ長手方向（繊維方向）に並列させて構造層Ｓ１を
形成し、次に小片（６１０．９ｇ）を堆積して衝撃・振
動吸収層Ｐを形成し、その上にさらに構造層Ｓ１を各細
割片４（６１０．９ｘ１／２ｇ）の長手方向（繊維方
向）が前記構造層Ｓ１の各細割片４の長手方向と同一方
向になるように形成する。 次いで、図２（ｃ）に示す
ようにホットプレスＨ，Ｈにより加熱・圧締する。な
お、ホットプレスによる圧縮に際しては、１２ｍｍ高さ
のスペ−サＳを使用して、積層体７の厚さを１２ｍｍに
規制する。また、加熱・圧締の条件は前述のとおりであ
る。以上のような加熱・圧締が終了した後、積層体７を
養生させて完成品としての複合積層材８を得る。
【００１８】図４は、衝撃・振動吸収層Ｐ−構造層Ｓ１
−衝撃・振動吸収層Ｐの３層構造を有する複合積層材８
の実施例２を示す図である。小片６（６１０．９ｇ ｘ
１／２）を堆積した衝撃・振動吸収層Ｐを形成し、次
に各細割片４（６１０．９ｇ）を長手方向（繊維方向）
に並列配置して構造層Ｓ１を形成し、その上に小片４
（６１０．９ｇ ｘ １／２）による衝撃・振動吸収層
Ｐを形成した。その他は、前述の実施例１と同様であ
り、縦横：４０ｃｍ ｘ ４０ｃｍ、厚さ１２ｍｍ、比
重０．７の板状の複合積層材８を得る。
【００１９】図５は、構造層Ｓ１を表裏２面に有した７
層構造の複合積層材８の実施例３を示す図である。複数
の細割片４（６１０．９ｇ ｘ １／４）をそれぞれ長
手方向（繊維方向）に並列させて構造層Ｓ１を形成した
後、小片６（６１０．９ｇ ｘ １／３）を堆積した衝
撃・振動吸収層Ｐを形成し、その上に細割片４（６１
０．９ｇ ｘ１／４）の構造層Ｓ１を、各細割片４の長
手方向が前記構造層Ｓ１の各細割片４と直交する方向に
なるように形成し、次いで衝撃・振動吸収層Ｐ（小片：
６１０．９ｇ ｘ １／３）を形成する。さらに細割片
４（６１０．９ｇ ｘ １／４）の構造層Ｓ１を、各細
割片４の長手方向が前記構造層Ｓ１の各細割片４の長手
方向と平行になるように形成し、再び衝撃・振動吸収層
Ｐ（小片：６１０．９ｇ ｘ １／３）を形成する。最
後に構造層Ｓ１（細割片：６１０．９ｇ ｘ １／４）
を、細割片４の長手方向を前記構造層Ｓ１の各細割片４
の長手方向と平行になるように積層してある。その他は
前述の実施例１と同様であり、縦横：４０ｃｍ ｘ ４
０ｃｍ、厚さ１２ｍｍ、比重０．７の板状の複合積層材
８を得る。
【００２０】図６は、衝撃・振動吸収層Ｐを表裏２面に
有した７層構造の複合積層材８の実施例４を示す図であ
る。この実施例で、構造層Ｓ１は３層となるから、各層
に使用する細割片は、それぞれ６１０．９ｇ ｘ １／
３である。一方、衝撃・振動吸収層Ｐは４層であるから
各層の小片は６１０．９ｇ ｘ １／４である。まず、
小片６を堆積した衝撃・振動吸収層Ｐを形成した後に、
複数の細割片４を長手方向に並列させて構造層Ｓ１を形
成し、その上に衝撃・振動吸収層Ｐを形成する。さらに
細割片の構造層Ｓ１を各細割片４の長手方向が前記構造
層Ｓ１の各細割片４の長手方向と直交する方向になるよ
うに形成し、次いで衝撃・振動吸収層Ｐを形成する。そ
してさらに、細割片４の構造層Ｓ１を細割片４の長手方
向が前記構造層Ｓ１の各細割片４の長手方と直交する方
向になるように形成し、その上に衝撃・振動吸収層Ｐを
形成する。その他は前述の実施例１と同様であり、縦
横：４０ｃｍ ｘ ４０ｃｍ、厚さ１２ｍｍ、比重０．
７の板状の複合積層材８を得る。
【００２１】上述の各実施例に係る複合積層材８につ
き、その性能を検証するために、曲げ強さ、剥離強さの
試験ならびに、表面荒さの測定をなした。図７は、曲げ
強さの測定結果を示すグラフである。この試験結果か
ら、積層構造が異なると、曲げ強さは異なる値となり、
必要に応じて曲げ強さの設計が可能であることがわか
る。平行方向（細割片の最外層の長手方向）の曲げ強さ
は、図３に示した実施例がもっとも強く構造用合板の約
３．２倍、ついで図５に示した実施例が構造用合板の約
２．５倍となっている。図６および図４に示した各実施
例では、その曲げ強さの測定値はほぼ近似しており構造
用合板の値の約２．２倍となっている。直交方向（細割
片の最外層の長手方向と直交する方向）の曲げ強さは、
図５に示した実施例、図４に示した実施例では近似して
おり、構造用合板の値の約１．７倍である。３層構造の
場合、異方性（方向によって性能が異なる性質）が大き
く、７層構造の場合、異方性は小さいことがわかる。
【００２２】図８は、曲げヤング係数の測定結果を示す
グラフである。平行方向の曲げヤング係数は、図３に示
した実施例がもっとも高く、構造用合板の約１．５倍で
あり、次いで図５に示した実施例が構造用合板の１．２
倍を示している。図２に示した実施例と図４に示した実
施例では、構造用合板とほぼ近似した値を示している。
また、直交方向の曲げヤング係数は図４に示した実施
例、図５に示した実施例、図６に示した実施例の３者は
構造用合板とほぼ近似していることがわかる。図９は、
剥離強さの測定結果を示すグラフである。剥離強さは積
層構造によらずほぼ一定の値を示し、パーティクルボー
ドの約２倍となっている。
【００２３】図１０は、表面荒さ（１０カ所で測定した
厚さの平均値を標準偏差で除した数値の百分率（変動係
数））の測定結果を示すグラフである。表面荒さは図３
に示した実施例がもっとも高いが、図５に示した実施例
は図３に示した実施例の約７０％であり、図４に示した
実施例は６０％、図６に示した実施例は５０％である。
以上の試験結果から、本願発明に係る複合積層板は、
（ａ）曲げヤング係数、曲げ強さ、剥離強ささは、従来
の合板、パテイクルボ−ド、繊維板等のボード類より著
しく高い値を示すこと、（ｂ）積層構造を変化させるこ
とで特定の方向の強度を高めたり、異方性を低下させた
りすること、すなわち材料性能の設計が可能であるこ
と、（ｃ）表面層に木材等の小片で形成した層を用いる
ことで表面性状を高めることが可能であること、等が判
明する。これらの事実は、本願発明に係る複合積層板が
高い品質性能を要求される建築物等の構造部材、その他
に最適の新材料であることを示している。
【００２４】ところで、上述の各実施例に係る板状の複
合積層材は、比重を０．７に設定したが、この値は複合
積層材の寸法と重量から算出される平均の比重が０．７
であることを意味し、いずれの部分も一様に０．７とな
っているわけではない。本願に係る複合積層材は、細割
片と小片という形状の著しく異なる２種類のエレメント
で各層を形成しているため、圧縮をより受けやすい小片
層（衝撃・振動吸収層Ｐ）が選択的に強く圧縮されてい
る。また、細割片層（構造層Ｓ１）もその位置、すなわ
ち何層目に位置するかによりその厚さは異なり、比重を
理論的に算出することは困難である。なお、実際の観察
結果によれば、３層構造の場合は各層の厚さの比と重量
比はほぼ一致している。すなわち上述の３層構造の場合
に、接着剤を含む各層の重量比は、３３６：６７２：３
３６＝１：２：１であり、厚さ比も、３ｍｍ：６ｍｍ：
３ｍｍ＝１：２：１を示している。
【００２５】しかしながら、７層構造の場合、各層の重
量が少なく、特に小片層は強く圧縮されるため断面を観
察してもその厚さを同定することは困難であった。これ
はつまり、細割片層に挟まれた小片層は細割片層の空隙
を充填するが如く状態で圧縮されているためと考えられ
る。もっとも、小片層を細割片層と交互に積層する構成
とした本願発明の狙いの一端もここにあり、大きくて剛
直なエレメントである細割片のみでは、すべてを一方向
に配設する場合はともかく、直交する層を設けると接触
面積が小さいため十分な接着力を得られず、所定の剛性
の完成品を得られないのである。繊維方向が互いに直交
する細割片層の間に小片層を介在させれば各層は相互に
十分な接着を得られることになる。
【００２６】本願発明者等はさらに、衝撃・振動吸収層
Ｐを木質材小片６の他に振動エネルギ−吸収材を加えて
構成して得た複合積層材の抗衝撃・振動性能に関する試
験を行った。この試験では、被験材の一端で振動エネル
ギ−を投入し、他端での振動エネルギ−の（振動エネル
ギ−の減衰の指標である）損失係数を測定した。なお、
当該実施例で、振動エネルギ吸収材としてポリ塩化ビニ
−ルを使用したが、構成要件の詳細は以下のとおりであ
る。
【００２７】素材： 細割片−スギストランド（長さ約４００ｍｍ、幅１０ｍ
ｍ、厚さ３〜４ｍｍ） 小片−スギパーティクル（長さ約２０ｍｍ、幅４ｍｍ、
厚さ０．５ｍｍ） 振動吸収材−農業用ポリ塩化ビニール廃棄物（粒子径約
２ｍｍ） 接着剤−フェノール樹脂 熱圧成形の条件−熱板温度１８０℃、圧締圧力４５ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 、熱圧時間１５分 なお、試験に使用した複合積層板は、比重０．７で、形
状は、縦横 ４０ｃｍｘ ４０ｃｍ、 厚さ１２ｍｍで
あり、振動吸収材は木質材小片重量の４０％を衝撃・振
動吸収層に分散・混合した。また、積層構造、製造方
法、接着剤量、細割片および小片の重量等は上述の実施
例１〜４と同様である。図１１ないし図１４は、この実
施例に係る複合積層材の損失係数の測定試験の結果を示
すグラフである。
【００２８】図１１は、図３に示した積層構造を有する
複合積層材につき、衝撃・振動吸収層を木質材小片のみ
で構成しものと木質材小片および振動吸収材で構成した
ものとの損失係数の測定結果を示すグラフである。振動
吸収材を混合すると平行方向の損失係数は約１．７倍と
なるが、直交方向の損失係数は両者に差異は生じない。
【００２９】図１２は、図４に示した積層構造を有する
複合積層材につき、衝撃・振動吸収層を木質材小片のみ
で構成しものと木質材小片および振動吸収材で構成した
ものとの損失係数の測定結果を示すグラフである。振動
吸収材を混合すると、平行方向の損失係数は約１．８
倍、直交方向の損失係数は約２．５倍となる。
【００３０】図１３は、図５に示した積層構造を有する
複合積層材につき、衝撃・振動吸収層を木質材小片のみ
で構成しものと木質材小片および振動吸収材で構成した
ものとの損失係数の測定結果を示すグラフである。振動
吸収材を混合すると、平行方向の損失係数は約１．４
倍、直交方向の損失係数は約１．５倍となる。
【００３１】図１４は、図６に示した積層構造を有する
複合積層材につき、衝撃・振動吸収層を木質材小片のみ
で構成しものと木質材小片および振動吸収材で構成した
ものとの損失係数の測定結果を示すグラフである。振動
吸収材を混合すると、平行方向の損失係数は約１．５
倍、直交方向の損失係数は約２．５倍となる。以上の試
験結果から、複合積層材の損失係数は、振動吸収材を混
合することによって増大するが、積層構造が異なると損
失係数の増加の程度も異なる。すなわち、積層構造を変
えることによって損失係数の設計が可能であることがわ
かる。
【００３２】図１５は振動吸収層Ｐのメカニズムの概念
を示す図である。図において、Ｓ１は構造層、Ｐは衝撃
・振動吸収層、６は小片および／または振動吸収材とし
てのペレット状の樹脂である。振動エネルギ−により複
合積層材８は図１５（ａ）に示す常態と（ｂ）に示す変
形とを繰り返す。そして変形時において衝撃・振動吸収
層Ｐの上辺部は水平方向に伸長する（小片および／また
は振動吸収材としてのペレット状の樹脂も伸長する）
が、下辺部は水平方向で縮小（小片および／または振動
吸収材としてのペレット状の樹脂も縮小する）する。す
なわち、振動エネルギ−はほぼ衝撃・振動吸収層Ｐの変
形に集中し、熱エネルギ−に変換され消失するものと考
えられる。なお、従来の製材品の損失係数は、ほぼ０．
００７程度であることが知られており、これに比較して
本願発明に係る製品の損失係数は図１１ないし図１４に
示すように、いずれの条件下においても損失係数は高い
値であることが分かる。
【００３３】なお、図１６は、複合積層材において、そ
の上面と構造層（細割片層）Ｓ１の上面との距離の変化
とヤング係数との関係を表すグラフである。この場合に
おいて、複合積層材は、前述の各実施例と同様に、比重
０．７で、形状は、縦横４００ｍｍ ｘ ４００ｍｍ、
厚さ１２ｍｍである。横軸の０は、複合積層材の上面と
これに近い構造層（細割片層）Ｓ１の上面との距離が
０，換言すれば、図３に示すように表層が構造層（細割
片層）Ｓ１で構成されている場合を示している。同様
に、横軸３は、例えば図４に示すように、表層が衝撃・
振動吸収層Ｐ（厚さ３ｍｍ）で構成されている場合を示
している。このグラフを用いることにより要求性能を満
たす複合積層材の断面設計が可能である。例えば、コン
クリ−ト打ち込みの型枠に用いる板材は、ヤング係数７
０（平行方向）前後を必要とするが、この数値に対応す
る横軸の値は１ｍｍである。したがって、比重を０．
７、板厚を１２ｍｍと設定すれば，積層構成は、例えば
上側から順に、Ｐ層（１ｍｍ）＋Ｓ１層（３ｍｍ）＋Ｐ
層（４ｍｍ）＋Ｓ１層（３ｍｍ）＋Ｐ層（１ｍｍ）とす
ればコンクリ−ト型枠として必要とされる性能を有する
複合積層板を得ることができる。
【００３４】さらに、図１７は三層の複合積層材におい
て、表層の厚さとヤング係数との関係を表すグラフであ
る。すなわちこのグラフは、層の配置を変えずに重量を
変化させた場合のヤング係数の変化を示したグラフであ
る。グラフにおいて、ＳＰ３は、Ｓ１＋Ｐ＋Ｓ１の三
層、ＰＳ３はＰ＋Ｓ１＋Ｐの三層構造の複合積層材を示
している。なお、複合積層材は、前述の各実施例と同様
に、比重０．７で、形状は、縦横４００ｍｍ ｘ ４０
０ｍｍ、厚さ１２ｍｍである。グラフの横軸の１ｍｍの
値（表層が各１ｍｍ）で、各積層材の層構成は、ＳＰ
３：Ｓ１（１ｍｍ，重量１１２ｇ）＋Ｐ（１０ｍｍ，重
量１１２４ｇ）＋Ｐ（１ｍｍ，重量１１２ｇ），ＰＳ
３：Ｐ（１ｍｍ，重量１１２ｇ）＋Ｓ１（１０ｍｍ，重
量１１２４ｇ）＋Ｐ（１ｍｍ，重量１１２ｇ）となる。
そして、ＳＰ３のヤング係数は、６０強（平行方向）、
２０（直交方向）と推測される。一方、ＰＳ３のヤング
係数は、７０（平行方向）、２０弱（直交方向）である
ことが推測できる。このような数値を基に要求性能に応
じた断面設計が可能になる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれば
これまで利用されていなかった小径・低質木、廃棄され
ていた刈枝、製材過程で生じる端材、建築廃材などもす
べて無駄なく利用することができ、しかも原材に対する
歩溜りも極めて高いから、森林資源の有効利用率を大幅
に向上させ得る。また、構造層と衝撃・振動吸収層の積
層数や積層方法等を変化させることで、硬軟、強弱が様
々で、従来の木質材料では得られない強度、剛性等を有
する製品、すなわち用途に応じた性能を有する新規な木
質系材を容易に提供できる。さらに、衝撃・振動吸収層
により抗衝撃性能、振動吸収性能に優れた、従来の木質
材にはない新規な性能を有する木質材を実現できる。し
たがって、本願発明に係る複合積層材を住宅その他の建
造物、構築物の床、屋根、壁等に用いることにより、従
来の木質系材では得られなかった強度および居住性能を
実現でき、原価コストも極めて低廉である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 細割片の製造プロセスを示す説明図である。
【図２】 構造層および衝撃・振動吸収層を積層して複
合積層材を得る要部説明図である。
【図３】 本願発明に係る複合積層板を示す分解斜視図
で、３つの層からなる複合積層板の一実施例を示す図で
ある。
【図４】 本願発明に係る複合積層板を示す分解斜視図
で、３つの層からなる複合積層板の他の実施例を示す図
である。
【図５】 本願発明に係る複合積層板を示す分解斜視図
で、７つの層からなる複合積層板の一実施例を示す図で
ある。
【図６】 本願発明に係る複合積層板を示す分解斜視図
で、７つの層からなる複合積層板の他の実施例を示す図
である。
【図７】 図３ないし図６に示した各複合積層板の曲げ
強さを比較したグラフである。
【図８】 図３ないし図６に示した各複合積層板の曲げ
ヤング係数を比較したグラフである。
【図９】 図３ないし図６に示した各複合積層板の剥離
強さを比較したグラフである。
【図１０】図１ないし図４に示した各複合積層板の表面
荒さを比較したグラフである。
【図１１】図３に示した複合積載板において振動吸収材
を混合して形成したものと、混合しないものとの損失係
数を比較したグラフである。
【図１２】図４に示した複合積載板において振動吸収材
を混合して形成したものと、混合しないものとの損失係
数を比較したグラフである。
【図１３】図５に示した複合積載板において振動吸収材
を混合して形成したものと、混合しないものとの損失係
数を比較したグラフである。
【図１４】図６に示した複合積載板において振動吸収材
を混合して形成したものと、混合しないものとの損失係
数を比較したグラフである。
【図１５】衝撃・振動吸収層の作用概念を示す図であ
る。
【図１６】構造層、衝撃・振動吸収層の各総重量を等し
くし、層の配置を変えた場合のヤング係数の変化を示す
グラフである。
【図１７】層の配置は変えずに、構造層と衝撃・振動吸
収層との重量比率の変化とヤング係数の関係を示すグラ
フである。
【符号の説明】
Ｐ 衝撃・振動吸収層 Ｓ１ 構造層 １ 原材 ４ 細割材 ５ 型枠 ６ 木質系材の小片 ７ 積層体 ８ 複合積層材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年１０月２５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１５】
【手続補正書】
【提出日】平成８年１１月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】 細割片の製造プロセスを示す説明図である。
【図２】 細割片の製造プロセスを示す説明図である。
【図３】 構造層および衝撃・振動吸収層を積層して複
合積層材を得る要部説明図である。
【図４】 本願発明に係る複合積層板を示す分解斜視図
で、３つの層からなる複合積層板の一実施例を示す図で
ある。
【図５】 本願発明に係る複合積層板を示す分解斜視図
で、３つの層からなる複合積層板の他の実施例を示す図
である。
【図６】 本願発明に係る複合積層板を示す分解斜視図
で、７つの層からなる複合積層板の一実施例を示す図で
ある。
【図７】 本願発明に係る複合積層板を示す分解斜視図
で、７つの層からなる複合積層板の他の実施例を示す図
である。
【図８】 図４ないし図７に示した各複合積層板の曲げ
強さを比較したグラフである。
【図９】 図４ないし図７に示した各複合積層板の曲げ
ヤング係数を比較したグラフである。
【図１０】図４ないし図７に示した各複合積層板の剥離
強さを比較したグラフである。
【図１１】図１ないし図５に示した各複合積層板の表面
荒さを比較したグラフである。
【図１２】図４に示した複合積層板において振動吸収材
を混合して形成したものと、混合しないものとの損失係
数を比較したグラフである。
【図１３】図５に示した複数積層板において振動吸収材
を混合して形成したものと、混合しないものとの損失係
数を比較したグラフである。
【図１４】図６に示した複合積層板において振動吸収材
を混合して形成したものと、混合しないものとの損失係
数を比較したグラフである。
【図１５】図７に示した複合積層板において振動吸収材
を混合して形成したものと、混合しないものとの損失係
数を比較したグラフである。
【図１６】衝撃・振動吸収層の作用概念を示す図であ
る。
【図１７】構造層、衝撃・振動吸収層の各総重量を等し
くし、層の配置を変えた場合のヤング係数の変化を示す
グラフである。
【図１８】層の配置は変えずに、構造層と衝撃・振動吸
収層との重量比率の変化とヤング係数の関係を示すグラ
フである。
【符号の説明】 Ｐ 衝撃・振動吸収層 Ｓ１ 構造層 １ 原料 ４ 細割材 ５ 型枠 ６ 本質系材の小片 ７ 積層体 ８ 複合積層材
【手続補正書】
【提出日】平成８年１２月３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、これまで有効な
利用がなされているとは言えなかった小径木、古材、製
材に伴い生ずる端材、竹等のいわゆる低質材を有効に活
用して得られる複合積載層材に関するものである。
【０００２】
【従来技術】これまで長い期間、木質系材料としては、
原木をカットして生産するいわゆる製材品が用いられて
きた。しかしながら今日では、このような従来の製材品
を床、壁等の板材として用いる場合、住宅、その他の建
造物、構築物に必要とされる最小の寸法は長さ１８００
ｍｍ、幅９００ｍｍである。このような大きさを持つ板
材料は９００ｍｍ以上の径を有する材木からしか形成で
きないため、収率は極めて低く、供給量の問題、コスト
上の問題等から事実上生産を行うことができないのが現
状である。
【０００３】ところで、製材品を補完するものとして従
来から使用されてきたものに、合板（ｐｌｙｗｏｏ
ｄ）、パーティクルボード（ｐａｒｔｉｃｌｅｂｏａｒ
ｄ）、繊維板（ｆｉｂｅｒｂｏａｒｄ）がある。合板
（ｐｌｙｗｏｏｄ）は、単板（ｖｅｎｅｅｒ）を積層接
着したもので、単板の形成にあたり通常の製材加工のよ
うに鋸による切削工程を必要としないから、その収率は
６０〜７０％に達する。しかしながら単板は原木を回転
させてカッターで薄く剥いて製造するため、利用できる
のは大径の原木に限られることになれる。
【０００４】また、木材を切削して得られる小片（ｐａ
ｒｔｉｃｌｅ）を推積し、圧縮成型したパーティクルボ
ード（ｐａｒｔｉｃｌｅｂｏａｒｄ）や繊維板（ｆｉｂ
ｅｒｂｏａｒｄ）の場合、構成要素が小さいため原材か
らの収率は８０〜９０％と高く、小径木、工場廃材や住
宅解体材等を原料とすることができるが、合板と比較し
て強度、剛性は低下してしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】周知のように木材、竹
材は質感の優しいこと、入手および加工が容易であるこ
と、再生産が可能であること等をはじめとする多くの利
点を有するため、古くから幅広く利用されている。しか
しながら、世界人口の増加と生活水準の向上に伴って、
木材等の使用量は著しく増え、木質材料に対する要求も
高度化、多様化している。このため、前述のように合
板、パーティクルボード、繊維板等の新しい木質系板材
料が開発されている。
【０００６】しかしながら、合板、パーティクルボー
ド、繊維板には、限りある森林資源を有効に利用しきれ
ないという問題点がある。すなわち、合板は径の大きな
原木からしか製造できず、パーティクルボード、繊維板
は原木の８０〜９０％が利用できても、強度および剛性
が低いため、今日の住宅その他の建造物、構築物におけ
る構造用板材としては、必要な性能を得られないでい
る。森林資源の減少化傾向とこれに起因する環境の悪化
などが喧伝される現今、木材等を家具、建造物、構築物
等の資材として利用するにあたり、立木あるいは原木の
大小を問わず、かつ資材製造過程において無駄となる部
分の発生を最小限に抑制し、今日の住宅その他の建造
物、構築物において必要とされる性能を持つ板材料を製
造する技術の開発は緊急の課題といっても過言ではな
い。
【０００７】また、上述の各板材は、いずれも衝撃や振
動等を防止する性能に欠け、多層建造物の床材あるい
は、多衆の出入するホールその他の床材として使用する
には問題があった。本願発明は、このような上記従来の
課題を解決する新規な木質系の建築材料を提供しようと
するものである。
【０００８】
【実施の態様】本願発明の実施の態様につき、複合積層
材およびその製造方法を併せて説明する。この発明に係
る複合積層材は、構造層と、衝撃・振動吸収層とを積層
して構成するものであり、前記構造層は、木、竹等の原
料を繊維方向に割裂して形成した複数の細割片を、また
前記衝撃・振動吸収層は、木、竹等の原料の小片を使用
している。
【０００９】なお、ここでは、原材としてスギ小径丸太
を用いたが、その他の原料としては、竹、柳等の未利用
・低質木、これまでは廃棄されていた刈枝、原木の製材
過程で生じる端材、建築廃材等を用いることが可能で、
これらを単独であるいは混合して用いてもよいことはも
ちろんである。まず、構造層に使用する細割片は、原材
であるスギ小径丸太１を４００ｍｍの長さに切断した
後、さらに２５ｍｍ厚の板材にカットし所定の定尺材２
を得る（図１）。
【００１０】そして、この定尺材２をさらに、その繊維
方向に割り裂いて厚さ１０ｍｍの割材３とした後、この
割材３を、さらにその繊維方向に細かく割り裂いて断面
４×１０ｍｍの細割片を形成する（図２）。 なお、こ
こで長さ４００ｍｍ未満の原材１も割裂して使用する。
また、原材１の割り裂きには特願平５−３５２２７１号
（特開平７−１９５３１３号、米国特許第５，４４１，
７８７号、米国特許第５，５０５，２３８号、出願人お
よび特許権者はいずれも森林総合研究所）に係る割裂装
置を使用する。
【００１１】なお、衝撃・振動吸収層に使用する本質系
材の小片６は、従来のパーティクルボードの製造におけ
る場合と同様の工程により製造する。上述の工程で得た
細割片４と木質系材の小片６をそれぞれ別個に乾燥し、
別個に回転ドラム内でフェノール樹脂接着剤（細割片
４、小片６それぞれの重量の１０％）をスプレイ散布す
る。
【００１２】次いで接着剤の塗布工程を終えた複数の細
割片４を型枠（４００×４００ｍｍ）５内に長手方向
（繊維方向）に配列して構造層Ｓ１を形成し、その上に
小片６を堆積して衝撃・振動吸収層Ｐを形成する（図３
（ａ））。これを順次繰り返して積層し、構造層Ｓ１と
衝撃・振動吸収層Ｐとを交互に有する積層体７を得る
（図３（ｂ））。
【００１３】なお、前述では最下層を構造層Ｓ１として
形成したが、これを衝撃・振動吸収層Ｐに替え、最上層
もまた衝撃・振動吸収層Ｐで形成しても良い。また、こ
の実施例では前記各層の細割片４と小片６の重量を、所
要量を層数で除した値は一定、すなわち各層に使用する
細割片４と小片６の重量を等しくなるようにしたが、こ
れを変化させることもできる。さらに、構造層Ｓ１を構
成する各細割片４を互いに直交させて配設したり、衝撃
・振動吸取層Ｐを構成する各小片６の長手方向を互いに
直交させることも可能である。
【００１４】また、衝撃・振動吸収層Ｐには小片６に加
え振動吸収材を分散・混合すれば、衝撃・振動吸収層Ｐ
の性能は向上する。振動吸収材としては、ポリ塩化ビニ
ールその他の小粒子等を使用する。上記工程で得られた
積層体７を、図３（ｃ）に示すようにホットプレスＨに
よりスペーサーＳを使用してプレス圧３０から４５ｋｇ
ｆ／ｃｍ２、温度１８０℃で１０から１５分圧締した
後、解圧して養生し、例えば後述の図４ないし図７に示
すような複合積層材８を得る。
【００１５】
【実施例】次に、図４ないし図７により本願発明の実施
例を説明する。各実施例では、次のような条件の下に複
合積層材８を製造した。 素材： 細割片−スギストランド（長さ約４００ｍｍ、幅１０ｍ
ｍ、厚さ３〜４ｍｍ） 小片−スギパーティクル（長さ約２０ｍｍ、幅４ｍｍ、
厚さ０．５ｍｍ） 接着剤−フェノール樹脂 熱圧成形の条件−熱板温度１８０℃、圧締圧力４５ｋｇ
ｆ／ｃｍ２、熱圧時間１５分 なお、各実施例で得る複合積層材８の形態は、４０ｃｍ
ｘ ４０ｃｍ，厚さ１２ｍｍで、比重は０．７とし
た。また、細割片４と小片６の配合は重量比で１：１と
し、積層構造を変えた種々の複合積層材８を得た。
【００１６】まず、図４は実施例１に係る複合積層材８
を示す図で、構造層Ｓ１−衝撃・振動吸収層Ｐ−構造層
Ｓ１の３層構造を有している。この実施例で使用した素
材は、上記のとおりであるが、細割片，小片，接着剤の
各重量は、次のようになる。 すなわち、複合積層材８
の形状は、４０ｃｍｘ ４０ｃｍ，厚さ１２ｍｍで、そ
の比重は０．７と設定したから、その総重量は、４０
ｘ ４０ ｘ １．２ ｘ ０．７ ＝１，３４４ｇで
ある。このうち接着剤は、細割片および小片の重量の１
０％を使用したので、その重量は、１３４４÷１１＝１
２２．１８ｇであり、したがって、細割片および小片の
重量は、１，３４４− １２２．１８＝１，２２１．８
ｇとなる。上述のように、細割片と小片との重量比は、
１：１であるから、各重量は，それぞれ１，２２１．８
ｘ １／２＝６１０．９ｇとなる。
【００１７】次に製造過程を説明する。まず、上記重量
の接着剤の１／２量を細割片（６１０．９ｇ）に散布し
撹拌する。また、小片（６１０．９ｇ）に残りの接着剤
を散布して撹拌する。 このようにして接着剤を塗布し
た細割片および小片を図３に示す型枠５の中に積層す
る。まず、細割片４（６１０．９ｇ ｘ １／２）をそ
れぞれ長手方向（繊維方向）に並列させて構造層Ｓ１を
形成し、次に小片（６１０．９ｇ）を堆積して衝撃・振
動吸収層Ｐを形成し、その上にさらに構造層Ｓ１を各細
割片４（６１０．９ｘ１／２ｇ）の長手方向（繊維方
向）が前記構造層Ｓ１の各細割片４の長手方向と同一方
向になるように形成する。 次いで、図３（ｃ）に示す
ようにホットプレスＨ，Ｈにより加熱・圧締する。な
お、ホットプレスによる圧縮に際しては、１２ｍｍ高さ
のスペーサＳを使用して、積層体７の厚さを１２ｍｍに
規制する。また、加熱・圧締の条件は前述のとおりであ
る。以上のような加熱・圧締が終了した後、積層体７を
養生させて完成品としての複合積層材８を得る。
【００１８】図５は、衝撃・振動吸収層Ｐ−構造層Ｓ１
−衝撃・振動吸収層Ｐの３層構造を有する複合積層材８
の実施例２を示す図である。小片６（６１０．９ｇ ｘ
１／２）を堆積した衝撃・振動吸収層Ｐを形成し、次
に各細割片４（６１０．９ｇ）を長手方向（繊維方向）
に並列配置して構造層Ｓ１を形成し、その上に小片４
（６１０．９ｇ ｘ １／２）による衝撃・振動吸収層
Ｐを形成した。その他は、前述の実施例１と同様であ
り、縦横：４０ｃｍ ｘ ４０ｃｍ、厚さ１２ｍｍ、比
重０．７の板状の複合積層材８を得る。
【００１９】図６は、構造層Ｓ１を表裏２面に有した７
層構造の複合積層材８の実施例３を示す図である。複数
の細割片４（６１０．９ｇ ｘ １／４）をそれぞれ長
手方向（繊維方向）に並列させて構造層Ｓ１を形成した
後、小片６（６１０．９ｇ ｘ １／３）を堆積した衝
撃・振動吸収層Ｐを形成し、その上に細割片４（６１
０．９ｇ ｘ１／４）の構造層Ｓ１を、各細割片４の長
手方向が前記構造層Ｓ１の各細割片４と直交する方向に
なるように形成し、次いで衝撃・振動吸収層Ｐ（小片：
６１０．９ｇ ｘ １／３）を形成する。さらに細割片
４（６１０．９ｇ ｘ １／４）の構造層Ｓ１を、各細
割片４の長手方向が前記構造層Ｓ１の各細割片４の長手
方向と平行になるように形成し、再び衝撃・振動吸収層
Ｐ（小片：６１０．９ｇ ｘ １／３）を形成する。最
後に構造層Ｓ１（細割片：６１０．９ｇ ｘ １／４）
を、細割片４の長手方向を前記構造層Ｓ１の各細割片４
の長手方向と平行になるように積層してある。その他は
前述の実施例１と同様であり、縦横：４０ｃｍ ｘ ４
０ｃｍ、厚さ１２ｍｍ、比重０．７の板状の複合積層材
８を得る。
【００２０】図７は、衝撃・振動吸収層Ｐを表裏２面に
有した７層構造の複合積層材８の実施例４を示す図であ
る。この実施例で、構造層Ｓ１は３層となるから、各層
に使用する細割片は、それぞれ６１０．９ｇ ｘ １／
３である。一方、衝撃・振動吸収層Ｐは４層であるから
各層の小片は６１０．９ｇ ｘ １／４である。まず、
小片６を堆積した衝撃・振動吸収層Ｐを形成した後に、
複数の細割片４を長手方向に並列させて構造層Ｓ１を形
成し、その上に衝撃・振動吸収層Ｐを形成する。さらに
細割片の構造層Ｓ１を各細割片４の長手方向が前記構造
層Ｓ１の各細割片４の長手方向と直交する方向になるよ
うに形成し、次いで衝撃・振動吸収層Ｐを形成する。そ
してさらに、細割片４の構造層Ｓ１を細割片４の長手方
向が前記構造層Ｓ１の各細割片４の長手方と直交する方
向になるように形成し、その上に衝撃・振動吸収層Ｐを
形成する。その他は前述の実施例１と同様であり、縦
横：４０ｃｍ ｘ ４０ｃｍ、厚さ１２ｍｍ、比重０．
７の板状の複合積層材８を得る。
【００２１】上述の各実施例に係る複合積層材８につ
き、その性能を検証するために、曲げ強さ、剥離強さの
試験ならびに、表面荒さの測定をなした。図８は、曲げ
強さの測定結果を示すグラフである。この試験結果か
ら、積層構造が異なると、曲げ強さは異なる値となり、
必要に応じて曲げ強さの設計が可能であることがわか
る。平行方向（細割片の最外層の長手方向）の曲げ強さ
は、図４に示した実施例がもっとも強く構造用合板の約
３．２倍、ついで図６に示した実施例が構造用合板の約
２．５倍となっている。図７および図５に示した各実施
例では、その曲げ強さの測定値はほぼ近似しており構造
用合板の値の約２．２倍となっている。直交方向（細割
片の最外層の長手方向と直交する方向）の曲げ強さは、
図６に示した実施例、図５に示した実施例では近似して
おり、構造用合板の値の約１．７倍である。３層構造の
場合、異方性（方向によって性能が異なる性質）が大き
く、７層構造の場合、異方性は小さいことがわかる。
【００２２】図９は、曲げヤング係数の測定結果を示す
グラフである。平行方向の曲げヤング係数は、図４に示
した実施例がもっとも高く、構造用合板の約１．５倍で
あり、次いで図６に示した実施例が構造用合板の１．２
倍を示している。図３に示した実施例と図５に示した実
施例では、構造用合板とほぼ近似した値を示している。
また、直交方向の曲げヤング係数は図５に示した実施
例、図６に示した実施例、図７に示した実施例の３者は
構造用合板とほぼ近似していることがわかる。図１０
は、剥離強さの測定結果を示すグラフである。剥離強さ
は積層構造によらずほぼ一定の値を示し、パーティクル
ボードの約２倍となっている。
【００２３】図１１は、表面荒さ（１０カ所で測定した
厚さの平均値を標準偏差で除した数値の百分率（変動係
数））の測定結果を示すグラフである。表面荒さは図４
に示した実施例がもっとも高いが、図６に示した実施例
は図４に示した実施例の約７０％であり、図５に示した
実施例は６０％、図７に示した実施例は５０％である。
以上の試験結果から、本願発明に係る複合積層板は、
（ａ）曲げヤング係数、曲げ強さ、剥離強ささは、従来
の合板、パテイクルボード、繊維板等のボード類より著
しく高い値を示すこと、（ｂ）積層構造を変化させるこ
とで特定の方向の強度を高めたり、異方性を低下させた
りすること、すなわち材料性能の設計が可能であるこ
と、（ｃ）表面層に木材等の小片で形成した層を用いる
ことで表面性状を高めることが可能であること、等が判
明する。これらの事実は、本願発明に係る複合積層板が
高い品質性能を要求される建築物等の構造部材、その他
に最適の新材料であることを示している。
【００２４】ところで、上述の各実施例に係る板状の複
合積層材は、比重を０．７に設定したが、この値は複合
積層材の寸法と重量から算出される平均の比重が０．７
であることを意味し、いずれの部分も一様に０．７とな
っているわけではない。本願に係る複合積層材は、細割
片と小片という形状の著しく異なる２種類のエレメント
で各層を形成しているため、圧縮をより受けやすい小片
層（衝撃・振動吸収層Ｐ）が選択的に強く圧縮されてい
る。また、細割片層（構造層Ｓ１）もその位置、すなわ
ち何層目に位置するかによりその厚さは異なり、比重を
理論的に算出することは困難である。なお、実際の観察
結果によれば、３層構造の場合は各層の厚さの比と重量
比はほぼ一致している。すなわち上述の３層構造の場合
に、接着剤を含む各層の重量比は、３３６：６７２：３
３６＝１：２：１であり、厚さ比も、３ｍｍ：６ｍｍ：
３ｍｍ＝１：２：１を示している。
【００２５】しかしながら、７層構造の場合、各層の重
量が少なく、特に小片層は強く圧縮されるため断面を観
察してもその厚さを同定することは困難であった。これ
はつまり、細割片層に挟まれた小片層は細割片層の空隙
を充填するが如く状態で圧縮されているためと考えられ
る。もっとも、小片層を細割片層と交互に積層する構成
とした本願発明の狙いの一端もここにあり、大きくて剛
直なエレメントである細割片のみでは、すべてを一方向
に配設する場合はともかく、直交する層を設けると接触
面積が小さいため十分な接着力を得られず、所定の剛性
の完成品を得られないのである。繊維方向が互いに直交
する細割片層の間に小片層を介在させれば各層は相互に
十分な接着を得られることになる。
【００２６】本願発明者等はさらに、衝撃・振動吸収層
Ｐを木質材小片６の他に振動エネルギー吸収材を加えて
構成して得た複合積層材の抗衝撃・振動性能に関する試
験を行った。この試験では、被験材の一端で振動エネル
ギーを投入し、他端での振動エネルギーの（振動エネル
ギーの減衰の指標である）損失係数を測定した。なお、
当該実施例で、振動エネルギ吸収材としてポリ塩化ビニ
ールを使用したが、構成要件の詳細は以下のとおりであ
る。
【００２７】素材： 細割片−スギストランド（長さ約４００ｍｍ、幅１０ｍ
ｍ、厚さ３〜４ｍｍ） 小片−スギパーティクル（長さ約２０ｍｍ、幅４ｍｍ、
厚さ０．５ｍｍ） 振動吸収材−農業用ポリ塩化ビニール廃棄物（粒子径約
２ｍｍ） 接着剤−フェノール樹脂 熱圧成形の条件−熱板温度１８０℃、圧締圧力４５ｋｇ
ｆ／ｃｍ２、熱圧時間１５分 なお、試験に使用した複合積層板は、比重０．７で、形
状は、縦横 ４０ｃｍｘ ４０ｃｍ、 厚さ１２ｍｍで
あり、振動吸収材は木質材小片重量の４０％を衝撃・振
動吸収層に分散・混合した。また、積層構造、製造方
法、接着剤量、細割片および小片の重量等は上述の実施
例１〜４と同様である。図１２ないし図１５は、この実
施例に係る複合積層材の損失係数の測定試験の結果を示
すグラフである。
【００２８】図１２は、図４に示した積層構造を有する
複合積層材につき、衝撃・振動吸収層を木質材小片のみ
で構成しものと木質材小片および振動吸収材で構成した
ものとの損失係数の測定結果を示すグラフである。振動
吸収材を混合すると平行方向の損失係数は約１．７倍と
なるが、直交方向の損失係数は両者に差異は生じない。
【００２９】図１３は、図５に示した積層構造を有する
複合積層材につき、衝撃・振動吸収層を木質材小片のみ
で構成しものと木質材小片および振動吸収材で構成した
ものとの損失係数の測定結果を示すグラフである。振動
吸収材を混合すると、平行方向の損失係数は約１．８
倍、直交方向の損失係数は約２．５倍となる。
【００３０】図１４は、図６に示した積層構造を有する
複合積層材につき、衝撃・振動吸収層を木質材小片のみ
で構成しものと木質材小片および振動吸収材で構成した
ものとの損失係数の測定結果を示すグラフである。振動
吸収材を混合すると、平行方向の損失係数は約１．４
倍、直交方向の損失係数は約１．５倍となる。
【００３１】図１５は、図７に示した積層構造を有する
複合積層材につき、衝撃・振動吸収層を木質材小片のみ
で構成しものと木質材小片および振動吸収材で構成した
ものとの損失係数の測定結果を示すグラフである。振動
吸収材を混合すると、平行方向の損失係数は約１．５
倍、直交方向の損失係数は約２．５倍となる。以上の試
験結果から、複合積層材の損失係数は、振動吸収材を混
合することによって増大するが、積層構造が異なると損
失係数の増加の程度も異なる。すなわち、積層構造を変
えることによって損失係数の設計が可能であることがわ
かる。
【００３２】図１６は振動吸収層Ｐのメカニズムの概念
を示す図である。図において、Ｓ１は構造層、Ｐは衝撃
・振動吸収層、６は小片および／または振動吸収材とし
てのペレット状の樹脂である。振動エネルギーにより複
合積層材８は図１６（ａ）に示す常態と（ｂ）に示す変
形とを繰り返す。そして変形時において衝撃・振動吸収
層Ｐの上辺部は水平方向に伸長する（小片および／また
は振動吸収材としてのペレット状の樹脂も伸長する）
が、下辺部は水平方向で縮小（小片および／または振動
吸収材としてのペレット状の樹脂も縮小する）する。す
なわち、振動エネルギーはほぼ衝撃・振動吸収層Ｐの変
形に集中し、熱エネルギーに変換され消失するものと考
えられる。なお、従来の製材品の損失係数は、ほぼ０．
００７程度であることが知られており、これに比較して
本願発明に係る製品の損失係数は図１２ないし図１５に
示すように、いずれの条件下においても損失係数は高い
値であることが分かる。
【００３３】なお、図１７は、複合積層材において、そ
の上面と構造層（細割片層）Ｓ１の上面との距離の変化
とヤング係数との関係を表すグラフである。この場合に
おいて、複合積層材は、前述の各実施例と同様に、比重
０．７で、形状は、縦横４００ｍｍ ｘ ４００ｍｍ、
厚さ１２ｍｍである。横軸の０は、複合積層材の上面と
これに近い構造層（細割片層）Ｓ１の上面との距離が
０，換言すれば、図４に示すように表層が構造層（細割
片層）Ｓ１で構成されている場合を示している。同様
に、横軸３は、例えば図５に示すように、表層が衝撃・
振動吸収層Ｐ（厚さ３ｍｍ）で構成されている場合を示
している。このグラフを用いることにより要求性能を満
たす複合積層材の断面設計が可能である。例えば、コン
クリート打ち込みの型枠に用いる板材は、ヤング係数７
０（平行方向）前後を必要とするが、この数値に対応す
る横軸の値は１ｍｍである。したがって、比重を０．
７、板厚を１２ｍｍと設定すれば，積層構成は、例えば
上側から順に、Ｐ層（１ｍｍ）＋Ｓ１層（３ｍｍ）＋Ｐ
層（４ｍｍ）＋Ｓ１層（３ｍｍ）＋Ｐ層（１ｍｍ）とす
ればコンクリート型枠として必要とされる性能を有する
複合積層板を得ることができる。
【００３４】さらに、図１８は三層の複合積層材におい
て、表層の厚さとヤング係数との関係を表すグラフであ
る。すなわちこのグラフは、層の配置を変えずに重量を
変化させた場合のヤング係数の変化を示したグラフであ
る。グラフにおいて、ＳＰ３は、Ｓ１＋Ｐ＋Ｓ１の三
層、ＰＳ３はＰ＋Ｓ１＋Ｐの三層構造の複合積層材を示
している。なお、複合積層材は、前述の各実施例と同様
に、比重０．７で、形状は、縦横４００ｍｍ ｘ ４０
０ｍｍ、厚さ１２ｍｍである。グラフの横軸の１ｍｍの
値（表層が各１ｍｍ）で、各積層材の層構成は、ＳＰ
３：Ｓ１（１ｍｍ，重量１１２ｇ）＋Ｐ（１０ｍｍ，重
量１１２４ｇ）＋Ｐ（１ｍｍ，重量１１２ｇ），ＰＳ
３：Ｐ（１ｍｍ，重量１１２ｇ）＋Ｓ１（１０ｍｍ，重
量１１２４ｇ）＋Ｐ（１ｍｍ，重量１１２ｇ）となる。
そして、ＳＰ３のヤング係数は、６０強（平行方向）、
２０（直交方向）と推測される。一方、ＰＳ３のヤング
係数は、７０（平行方向）、２０弱（直交方向）である
ことが推測できる。このような数値を基に要求性能に応
じた断面設計が可能になる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれば
これまで利用されていなかった小径・低質木、廃棄され
ていた刈枝、製材過程で生じる端材、建築廃材などもす
べて無駄なく利用することができ、しかも原材に対する
歩溜りも極めて高いから、森林資源の有効利用率を大幅
に向上させ得る。また、構造層と衝撃・振動吸収層の積
層数や積層方法等を変化させることで、硬軟、強弱が様
々で、従来の木質材料では得られない強度、剛性等を有
する製品、すなわち用途に応じた性能を有する新規な木
質系材を容易に提供できる。さらに、衝撃・振動吸収層
により抗衝撃性能、振動吸収性能に優れた、従来の木質
材にはない新規な性能を有する木質材を実現できる。し
たがって、本願発明に係る複合積層材を住宅その他の建
造物、構築物の床、屋根、壁等に用いることにより、従
来の木質系材では得られなかった強度および居住性能を
実現でき、原価コストも極めて低廉である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤 井 毅 茨城県稲敷郡茎崎町松の里１ 農林水産省 森林総合研究所内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 木、竹等の原料を繊維方向に割裂して形
    成した複数の細割片に接着剤を塗布して形成した構造層
    と、木、竹等の小片に接着剤を塗布して形成した衝撃・
    振動吸収層とを交互に積層してなり、この積層体を所定
    の厚さに加熱下であるいは非加熱下で圧縮成型して前記
    各層を互いに接着してなる複合積層材。
  2. 【請求項２】 前記衝撃・振動吸収層は、振動吸収材を
    混合して形成したことを特徴とする請求項１の複合積層
    材。
  3. 【請求項３】前記振動吸収材は、ペレット状に形成した
    樹脂材であることを特徴とする請求項２の複合積層材。
  4. 【請求項４】最上層および最下層を前記構造層で構成し
    たことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の複
    合積層材。
  5. 【請求項５】最上層および最下層を前記衝撃・振動吸収
    層で構成したことを特徴とする請求項１ないし３いずれ
    か記載の複合積層材。
  6. 【請求項６】 以下の工程からなる複合積層材の製造方
    法。 （イ）木、竹等の原料を繊維方向に割裂する工程、
    （ロ）前記工程で得た割材をその繊維方向にさらに細く
    割裂する工程、（ハ）細く割裂された細割片を乾燥する
    工程、（ニ）乾燥した細割片に接着剤を塗布する工程、
    （ヘ）木、竹等の原料を小片化する工程、（ト）前工程
    で形成した小片を乾燥する工程、（チ）乾燥した小片に
    接着剤を塗布する工程、（リ）接着剤の塗布された前記
    細割片で構成される構造層と前記小片で構成される衝撃
    ・振動吸収層を交互に積層する工程、（ヌ）前記工程
    （リ）で得られた積層体を加熱下または非加熱下加圧し
    所定厚さに維持しつつ接着剤を固化する工程、（ル）前
    記積層体の接着剤が固化した後、前記加圧を解除し所定
    時間養生して複合積層材を得る工程。
  7. 【請求項７】 前記工程（リ）において、衝撃・振動吸
    収層にはさらに振動吸収材としてペレット状の樹脂材を
    加えことを特徴とする請求項６の複合積層材の製造方
    法。
  8. 【請求項８】 前記構造層における細割片の重量と、前
    記衝撃・振動吸収層における小片重量とを同一の値に設
    定したことを特徴とする請求項１ないし５いずれか記載
    の複合積層材。
  9. 【請求項９】 前記構造層における細割片の重量と、前
    記衝撃・振動吸収層における小片重量とは必要に応じて
    それぞれ異なる値に設定したことを特徴とする請求項１
    ないし５いずれか記載の複合積層材。
  10. 【請求項１０】木、竹等の原料を繊維方向に割裂した割
    材をその繊維方向にさらに細く割裂して得た複数の細割
    裂片に接着剤を塗布する一方、木、竹等の小片に接着剤
    を塗布し、前記細割裂片からなる構造層と前記小片から
    なる衝撃・振動吸収層を所定形状の型枠中に交互に積層
    して、前記各層からなる積層体を所定時間加熱・圧締し
    一体化してなる複合積載層材の製造方法。
  11. 【請求項１１】 前記衝撃・振動吸収層には、振動吸収
    材を加えたことを特徴とする請求項９の複合積載層材の
    製造方法。
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