JPS602963B2 - 集成材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、湿潤木材を接着してなる集成材の製造方法に
関するものである。

その目的とする所は、乾燥時そり、ねじれなどの狂いが
生じ易い木材、特に小篠木を有効に利用し、乾燥前に貼
り合せて、狂いを防止する集成材の製造方法を提供する
にある。

木材資源が潤沢でなく、６割を外村に依存しているわが
国の現状において、狂いが生じ易い、加工木材としての
利用価値が非常に少ない木材、特にカラマツ小篠木が、
処理に困り、間伐期にもかかわらず放直されているのは
、折角の資源を眠らすだけでなく、成熟林への育成の障
害にもなろうとしている。

これらの材について産業上有効に利用する方法を見出す
ことは、木材資源の育成および資源の有効利用の面から
も急がれている。これらの小径木は乾煤すると変形、割
れ等の狂いが生じるので、かかる小径木から作られたラ
ミナを乾燥しないで集成して実用価値のある集成材を得
んとして、該ラミナに湿潤木材用接着剤を塗布し、クラ
ンプ圧競する集成化の方法を検討したが、耐水性が思い
、接着不良部分が発生する等の問題が生じ、構造用はも
とより造作用集成材としても不充分なものしか得られず
、産業上有効に利用できるまでに至らなかった。この理
由は、クランプ圧緒では氏猿圧力が弱く、時間と共に更
に圧力が低下してしまうため接着力が不充分となり、気
温が低い場合には、接着剤の硬化が遅いため圧縮圧力の
低下がより顕著に影響してくるからである。

そこで、本発明者らは、産業上有効に利用出釆る、耐水
性の良好な、しかも乾燥後の変形抑制効果に富むカラマ
ツなどの小径木集成材の製造方法を見出すため、接着剤
、接着方法などについて鋭意研究を重ねた結果、かかる
小径木のラミナに特定の湿潤木材用ェポキシ樹脂接着剤
を塗布し、加温しながら一定圧力以下に下らないように
圧縦することによりその可能性を見出し、更に検討を重
ねて本発明を完成するに至ったものである。

本発明の構成は、液状ビスフェノールＡ型ェポキシ樹脂
と親水性ポリェポキシ化合物とからなるェポキシ樹脂と
、ポリアミド又は変性ポリアミドからなる硬化剤との組
合せであるェポキシ樹脂接着剤を含水率２０％以上のラ
ミナに塗布し、表面の接着剤を加熱して又は加熱しない
で、板状又は柱状に重ね合わせ、接着剤が硬化するまで
又は太材含水率が１５％以下になるまで、３０〜９０％
の範囲の関係湿度で少なくとも２５℃以上に加溢しなが
ら、相隣るラミナの各面が充分密着できる最小圧力以下
に下らないよう圧緒することを特徴とする集成材の製造
方法、である。液状ビスフェノールＡ型ェボキシ樹脂は
、耐水性の向上に欠かせない成分で、これが欠けると耐
水性が低下し、集成材としての接着性能が得られない。

親水性のポリェポキシ化合物（例えばエチレン、グリセ
リンなどのポリグリシジルエーテル化合物など）および
硬化剤のボリアミド（例えばポリアミンとポリカルボン
酸、ダィマー酸などの化合物、樹脂など）又はその変性
アミドは、湿潤木材の接着に欠かせない成分で、これら
が欠けると湿潤木材の接着が満足に出釆ない。しかしこ
れ以外のェポキシ樹脂、ェポキシ化合物、又は硬化剤を
、接着剤の粘度、可便時間、硬化性の調整のため、必要
に応じて添加することはかまわない。勿論増量剤、増粘
剤、稀釈剤、着色剤などの添加剤を加えることもかまわ
ないが、稀釈剤は湿潤木材の接着に好ましくないので、
なるべく避けた方がよい。塗布された接着剤は、貼り合
す前にゲル化しない程度に加熱する方が好ましい。

接着剤の反応速度は、湿潤木材の場合可成り遅くなり、
圧総時間が著しく長くなる。圧縮時間の短縮と反応を或
る程度進めておいた方が、圧縦時接着剤の過度の流出を
防げることのためである。接着剤を塗布する前のラミナ
は、まだそり、ねじれなどの狂いを生じていない、少な
くとも２０％以上の高舎水率材が良い。

ラミナの集成配置は同一方向の木目が重なり合うのを避
け、なるべく木口の木目が交互になるようにおこなわれ
るのが良い。

圧縮は一定圧以下に下らないよう工夫する必要がある。
乾燥材又は突板などの薄い湿潤材の場合は、木材の多少
のクリープがあっても、通常のプレス、クランブなどで
最初に圧縦すれば、以後縦直ししなくても接着出来るの
に対し、厚い湿潤木材で且つ反り、ねじれが生じ易い材
の場合は、木材のクリープおよび木材からの脱水による
収縮などで、圧抜けが著しく、そのため通常のプレス又
はクランプで庄綾開始時に圧力をかけただけでは、接着
剤が硬化する前に圧力が抜けて接着不良個所が発生する
。

これを防ぐため、通常のプレス又はクランプでは、絶え
ず庄が下らないよう締め直す必要があるが、例えば自動
ポンプ、ばね、エアークッションなどによる圧力調整、
テコを利用しての加重などの方法を使用すれば、庄抜け
を防止出来、接着不良個所の発生を防げる。

ここで言う一定圧は、相隣るラミナの各面が十分密着出
来る最小圧稀圧力のことで、ラミナの硬さ、歪み、厚さ
などによって異なるが、多くの場合０．２ｋ９／仇以上
、好ましくは１【９／仇以上、更に好ましくは５ｋ９／
係以上の圧縦圧力をかけると良い。

圧力のかけ方としては、最初一定圧以上の、なるべく低
い圧力をかけ、接着剤の硬化に応じて技力を上げるのが
より効果的である。圧綾中は所定の範囲の関係湿度で、
一定温度以上に加溢する必要がある。関係湿度は３０％
〜９５％、更に好ましくは５０％〜９０％が良い。３０
％以下では圧締時ラミナに割れが発生し易くなり、製品
の強度が低下する。

９５％以上では接着剤の硬化が遅くなり、氏縦時間が著
しく長くなるだけでなく、架橋密度が小さいためか又は
水分が抜け切れずに接着層に存在するためか定かでない
が、接着力が弱い。

溢度は少なくとも２５ｑｏ以上に、好ましくは３０℃以
上に、加溢する必要がある。

更に構造用集成材の耐水性を要する場合は、３５℃以上
に加溢すると良い。温度が低いと、単に圧縦時間が長く
なるだけでなく、接着剤が硬化した時の架橋密度が小さ
く、接着耐水性が著しく低下する。なお夜間加温を止め
て温度が下がる場合は、それに応じて圧縦日数を増やし
ても効果がある。また加熱し過ぎても、木材の急激な乾
燥による割れが発生し易くなるので、１０ぴ○以上は好
ましくない。なお圧緒時間は接着条件によって異なるの
で一概には言えないが、少なくとも接着剤が硬化するま
で又は好ましくは木材含水率１５％以下に乾燥するまで
圧縦する。

接着剤の硬化が十分でない状態で庄縦を止めると、材の
内部応力に耐えきれず接着不良をきたす。

木材含水率が１５％以下に乾燥するまで圧緒すると、集
成材の狂い抑制効果がより顕著である。関圧後、乾燥が
不十分な場合は常法により、天然又は人工乾燥し、その
後で表面をプレーナなどによって加工し、仕上げられる
。なおこの程度において、接着、乾燥条件に適合したス
ケジュールにより湿潤木材を接着すると同時に、木材の
人工乾燥を同時に行なうことが好ましい。

これにより従来の集成材製造工程をズル風こ省力化する
ことができる。このように乾燥すると狂いを生ずるラミ
ナを集成材にするには、本発明の構成の高舎水率ラミナ
および湿潤木材用ェポキシ樹脂接着剤を用い、所定の範
囲の関係湿度で、一定圧以下に下らないよう、しかも加
溢することが重要で、いずれの１つの構成因子を欠いて
も、満足な集成材は得られない。本発明の製造方法によ
れば、従釆乾燥した時狂いを生じて使い物にならなかっ
た木材を、乾燥前に貼り合わすことによって、乾燥後の
狂いを抑制するとともに、耐水性能を有する構造用又は
造作用集成材が得られ、貴重な木材資源の有効利用に大
いに役立つｏまた本発明の製造方法の大きな特徴の１つ
は、節の多い木材、脂分の多い木材を節の削除、脱脂な
どの処理をせずに、そのまま使用出来ることである。

特に脂分の多いカラマツなどのマツ料の材でも十分接着
出来、耐水性能を保持する。節の削除が不要なため、ラ
ミナは縦つぎせずに１本の長いものが使えるので、省力
化に役立ち、歩止りが非常に高く、安い材料を用いても
積層により節の分散効果がはかられ、集成材性能の均一
化、性能向上がはかられるとともに、集成材をより安価
に提供出来るようになり、そのメリットは非常に大なる
ものである。

本発明の製造方法で得られ、プレーナ加工などにより仕
上げられた集成材は、狂いが抑制たれるだけでなく、割
れ、接着剤による汚染も、極度に少ないか又はほとんど
無い。

なお本発明に使用する湿潤木材用ェポキシ樹脂接着剤は
、スプレッダー塗布が出来、水洗いも出来るので、作業
性は非常に良好である。

本発明の製造方法による集成材は、そのまま構造用とし
て建築部村などに使用することも出釆、突板、イ凸鉾紙
、化粧フィルムなどを貼り合せて、イ８佐用集成材とし
て造作用に、またランバーコアー材などにも使える。

以下、本発明の実施例について説明する。

実施例 １ 直径１２〜１３奴のカラマツ小径木から、中５．５節、
厚さ２．１弧のラミナ（長さ２００肌）８枚を作成した
。

ラミナが乾燥して狂いを生ずる前に、ビスフェノールＡ
型ェポキシ樹脂（ェポキシ当量：１９０）７礎都、グリ
セリンのトリグリシジルェーテル化合物３礎部、ダィマ
ー酸系ポリアミド（アミン当量：９５）５０部および無
機質粉末２０部からなる接着剤を、５枚のラミナの接合
面、即ち中×長さ面に１５０夕／枕づつ塗布した。

但し５枚を貼り合せた時、外側に露出する２表面は接着
剤を塗布しなかった。

接着剤を塗布する前のラミナの含水率は３０％〜５０％
であった。表面の接着剤を各々赤外線ランプで加熱し、
接着剤がゲル化する前にラミナの木口の木目が各々交互
になるよう５枚のラミナを重ね合わせた。これを厚い鉄
板の間に挿入し、ばね式クランプで１０ｋ９′地の圧力
が加わるよう圧続した。これを関係湿度が６０〜８０％
で、温度が４０℃の加温装置の中に集成材の含水率が１
２％以下になるまで入れた。

開圧してプレーナーで麦面仕上をした。

この集成材は、狂いがほとんど緩く、割れ、接着剤によ
る汚染も無かった。この集成材の一部を構造用集成材の
日本農林規格（ＪＡＳ）に準じて試験した。

常態接着力は１２５ｋ９／仇、木部破断率は８０％で、
煮沸はくり試験によるはくり率は３．５％であった。使
用した材は脂分が多く、接合部に節がそのまま含まれて
いるにもかかわらず、接着力、耐水性ともに良好であっ
た。なお参考のため、実施例１のビスフェノールＡ型ェ
ポキシ樹脂の代りに、可榛性のダィマー酸グリシジルェ
ステルを使用した接着剤で同様に接着した集成材の常態
接着力は１０８ｋｇ／の、木部被断率は４０％で、煮沸
はくり試験によるはくり率は５０％以上で、４接着届の
うち１接着層は完全にはくりしてしまった。

実施例 ２ スギの間伐材から実施例１と同様にラミナ８枚を作成し
た。

使用直前のラミナの含水率は３０〜５０％であった。ビ
スフェ／−ルＡ型ェポキシ樹脂（ェポキシ当量：１９０
）９碇部、グリセリンのジグリシジルェーテル化合物１
碇郡、フヱニルグリシジルェーテル１０部、ダィマー酸
系ポリアミド（アミン当量：５０）６礎部からなる接着
剤を、５枚のラミナのうちの２および４番目に重ね合わ
されるラミナの両面に、１面につき３００夕／〆づつ塗
布した。

ラミナの木口の木目が各々交互になるよう５枚のラミナ
を重ね合わせ、６５℃の熱プレスで圧力が５ｋ９／係以
下に下らないよう時々加圧して８時間熱圧した。この時
周囲の関係温度は絶えず６５〜８５％になるよう注意し
た。関圧後木材の含水率が１２％以下になってから、プ
レーナ−で表面仕上げをした。この集成材は、狂い、割
れ、接着剤による汚染がほとんど無く、常態接着力は処
ｋｏ／塊、木部破断率は１００％、煮沸はくり試験によ
るはくり率は０．５％で、実施例１と同様に非常に良好
であった。実施例 ３ ヒノキの樹脂材から実施例１と同様にラミナ８枚を作成
した。

この含水率３０〜５０％のラミナの接合面、即ち中×長
さ面にビスフェノールＡ型ェポキシ樹脂（ェポキシ当量
：１６０）８０部、グリセリンのトリグリシジルェーテ
ル化合物２礎部、ダィマ−酸系１７ミド（アミン当量：
９５）３２部、変性ポリアミン（アミン当量：８０）１
＄部および無機質粉末４０部からなる接着剤を、１５０
夕／〆づつ塗布した。ただし８枚を貼り合せた時、外側
に蕗出する２表面は接着剤を塗布しなかった。表面の接
着剤を６ぴ○の乾燥器中で２０分間加熱してから、ラミ
ナの木口の木目が各々交互になるよう８枚のラミナを重
ね合わせた。

関係湿度６５〜８５％、温度３０℃の保温室でこれを鉄
板の間に捜入し、テコを利用して絶えず２ｋ９／仇の圧
力がかかるように他端に荷重を加えた。１斑時間後に関
圧し、木材の含水率が１５％以下になってからプレーナ
ーで表面仕上げをした。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液状ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂と親水性ポリ
   エポキシ化合物とからなるエポキシ樹脂と、ポリアミド
   又は変性ポリアミドからなる硬化剤との組合せであるエ
   ポキシ樹脂接着剤を含水率２０％以上のラミナに塗布し
   、表面の接着剤を加熱して又は加熱しないで、板状又は
   柱状に重ね合わせ、接着剤が硬化するまで又は木材含水
   率が１５％以下になるまで、３０〜９０％の範囲の関係
   湿度で少なくとも２５℃以上に加温しながら、相隣るラ
   ミナの各面が充分密着できる最小圧締圧力以下に下らな
   いよう圧締することを特徴とする、狂いが生じやすい木
   材の狂い防止に有効な集成材の製造方法。 ２ 圧締が、自動ポンプ、ばね、エアクツシヨン又はテ
   コ加重によって圧力調整されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の集成材の製造方法。