JPS63107507A - ウエハーボードの板状製品及びその製法 - Google Patents
ウエハーボードの板状製品及びその製法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
lumber)に関するものであって、更に詳しくいえ
ば、本発明はウェハーから作られた板状製品及びその製
法に関し、ウェハーを板状製品の長軸方向に対してほぼ
平行となるように方向を揃えて形成するものである。
いて多くの特許が付与され、文献が発表されている。同
じように、ウェハーボード型式のパネル製品を本パーテ
ィクルから製造することも広〈実施されており、多くの
論文が発表されている。
常ボードは長さが約4インチ(100am)以下のパー
ティクルから製造されており、発表された多くの文献や
論文でもウェハーの最長寸法は4インチ(100論m)
であることが述べられている。
29,564号(1985年4月16日出願の出願番号
第723.641号の継続出願)の中で、出願人は層状
のウェハーボード製品を形成するのに長いウェハーを用
いることは大変有利であることを述べている。
6,844号はパーティクルから板(lumber)を
製造することに関し、最も古く開示された文献の一つで
ある。この特許ではパーティクルとして、スナック(s
ticks)、トクイッグ(twigs)等が推奨され
ており、板の長軸方向に方向を揃えて共に接Hされてい
る。又、ストフコ氏に付与された1959年12月15
日発行のチェコスロバキア特許第93,154号には成
形製品の製造について記載されている。これは、■型、
U型、T型、L型、その他パイプ及び窓等の形状に木材
要素の方向を揃え、これを圧縮して固め、完成品又は半
製品に仕上げるのである。この特許の開示は更に、Dr
evarskyDyskum2 No、1:81 1
02(1957)、Drevarsky Dy5ku+
* 5 No、2:241−261 (1960)
、D revarsky D yskum 2 :12
7−148 (1962)と、D rvna I nd
ustriaja 21 (6):104 107 (
1970)の中のストフコ氏が発表した論文に詳述され
ている。
記載した成形法により作ったものと推定される板製品と
パネル製品とについて論じており、許容密度において所
定の構造1¥性を得るためには縦横比(slender
ness ratio)、即ち、木パーティクルの厚さ
に対する長さの比率が重要であることを強調している。
のアメリカ特許第3,164,511号は最大長さが約
6インチ<15Onmm)、鱈大幅が1/4インチ(1
5〇−鶴)、厚さが0.005〜0.02インチ(0,
1〜0 、5 mm)のウェハーから板製品を製造する
ことを開示している。出願人の知る限りにおいて、市販
されているどの板製品にもそのような木パーティクルを
用いて製造され販売されたものはない。
アメリカ特許第3,956.555号は方向性をもった
木パーティクルとランダムな木パーティクルとの組合せ
から作られる積層ビームの製造について述べている。こ
れは、方向性をもったパーティクルの小片とランダムな
パーティクルの小片とをプレスの中に交互に積み重ね、
圧力を加えて固めることによってパネルを形成し、方向
性をもった小片をスプリット(split)してパネル
を分割する。即ち、パネルはIビームの両7ランジとし
て作用する側端部に方向性を有する構造と、該フランジ
につながって、■ビームのウェブとして作用する部分は
方向性がランダムな構造に分割されるのである。これは
構造がかなり複雑であり、強度に限界があり、その用途
は、スプリット面に対し直角の方向に荷重が加えられる
製品にしか適さない。
年12月6日発行のアメリカ特許第4゜061.819
号において記載された製品は、本パーティクル〈ストラ
ンド)から作られる板製品としては、商業的規模の生産
に適合する唯一の製品であると考えられる。この特許で
は比較的長いストランドを用いることにより、密度や強
度を含む物理的特性が、天然の木製品と同等若しくはそ
れよりも優れた構造製品が得られることを記載している
。
アメリカ特許第4.122,236号は、長さが約2〜
10インチの範囲内のスプリンタ−(splinter
s)から成形された合成板製品について記載している。
分の密度プロフィールは、パネルの表面を最大密度とし
、コア部では最小密度として作られる。換言すれば、パ
ネル表面の強度はコア部の強度よりも高い、しかしなが
ら、パネルは通常コア部が曲げモーメントの中性軸に沿
って伸びているから、この密度分布は、曲げ強度を決め
るうえでの重要なファクターとはならない、プレス機で
の圧力の大きさくrate or pressure
application)を変えることにより、パネル
肉厚部の密度分布を変えることができることは知られて
いる。また、連続的な圧力作業に於いては、温度の上昇
と圧力の大きさとを調整することにより、パネルの肉厚
部の密度プロフィールを変えることができる。
作られるウェハーの長さに等しくなるように刃先を設け
たブレードを用い、木目(grain>と略平行に切断
して作るものだからである。木目と略平行に切断するの
に平らなブレードを用いる場合、一定の間隔にスパー(
spurs)を設け、木目と直角方向に切断して所定長
さのウェハーを得るのである。このようにして作られた
ウェハーは、一般的には、比較的薄く1幅はその厚さよ
り何倍も大きい、なお、厚さはブレードのカツート深さ
によって決まり、幅はナイフのブレーカ−バー(bre
aker bar)によって切断されたウェハーの曲が
り(defection)によって決まる。
品を提供するものであり、ウェハーは長さ8インチ(2
00mm)以上、最大厚さ0.15インチ(4M輪)及
び幅0.25インチ(61)以上の形状であり、木フレ
ークと同じ種類から作られた板と同等若しくはそれ以上
の物理的特性を備えた比較的安価な板状製品を提供する
ことを目的とする。
及びその製法に関し、ウェハーボードの板状製品から複
数の長板を取ることができ、鎖板は厚さが1インチ(2
5mm)以上で、木ウェハーから形成された単層パネル
から乍られており、ウェハーは長さ部分がパネルの長さ
方向と方向カ月前うように配列され、パネルの大平面内
にてJ11定したときの平均偏差が0〜10度の範囲内
にあり、前記大平面と直交し且つパネルの小平面内で測
定したときの平均偏差は0〜5度の範囲内であり、ウェ
ハーは平均長さが8インチ(200鋼−)以上であり、
前記長板は切断面を有し、切断面はカッターがパネルの
長手方向を移動することにより形成され、カッターは前
記板状製品の幅方向に所定の間隔をあけて配備されてい
る。
平均幅が0.25インチ(61)以上であることが望ま
しい。
しい。
あり、該方法は、複数のウェハーから厚さ1インチ(2
5mm)以上の単層パネルを形成し、パネルの長軸に関
しウェハーの長さ方向を規DI L、パネルの長軸に対
するウェハーの長さ方向の平均偏差はパネルの大平面で
測定したとき0〜10度の範囲内であり、前記大平面と
直交し且つ前記バイ・ルを通る長子方向の平面で測定し
たとき0〜5度の範囲内であり、ウェハーの平均有効長
さは8インチ(200+am)以上であり、ウェハーの
重なり又はマントに熟及び圧力を加えて固め、ウェハー
に接着剤のコーティングを施し、前記マットを固めて(
consol 1date)幅がほぼ均一な密度のパネ
ルを形成し、所定の間隔をあけて長手方向に延びるライ
ンに沿ってパネルを切断して複数の長板に分割し、鎖板
の幅は前記の切断間隔に等しくしている。
となるようにコントロールするのが望ましい。
t3(0,4g/am’)〜5 01b/ ft’(0
,8g/am3)のオーダであることが望ましい、更に
又、密度の偏差はパネル肉厚部の平均から3%を越えな
いようにするのが望ましい。
という用語は、ウェハー製造機によって作られた木パー
ティクルを意味するものであって、バルブチップ、おが
屑、パーティクル、又は、直接丸太から切り出したり又
はベニヤを切り取った長尺物とは区別されるものである
3本発明に用いられるスライスされたウェハーのサイズ
、特に、繊維の向き、即ち、繊維の縦軸方向と平行に測
定した長さは、板製品に所定強度を具備させる上で重要
である。
本ウェハーは適当なインフィート装置を経由して圧縮成
形(Iayup forming)装置へ運ばれる。
方向整列+A互(12)に送られる。この装置は、クヌ
ーソン氏外に付与された1985年1月22日発行のア
メリカ特許第4,494,969号にも記載されており
、ウェハーが長子方向に揃うようにウェハーの方向を規
制するもので、これについては後で詳しく説明する。1
2示の配列ではこのようにして形成されたマット(14
)は1幅方向の密度が略均−である。マット(14)は
当て板の上に載せられ、符号(16)で示すマルチオー
プニングプレスのようなプレス機に運ばれるが、又は、
連続ベルトなどによって連続プレス(16)に運ばれる
。マット(14)はプレスされ固められてパネル(18
)となる。
I)、所定のJγさく例えば、呼び寸法が2インチ(5
0mm)の板の場き、固まった後のパネルは1.5イン
チ(38mm)の厚さを有していなければならない)に
形成される。もし、連続プレス機(16)を使用する場
合、パネル(18)はプレス機から矢印(20)の方向
へ連続的に動かされて切断ステーション(22)へ運ば
れる。この方向はウェハーの長軸方向であって、ウェハ
ー内で木の繊維が整列する方向である。むし、プレス機
(16)が連続プレス機でなく、例えば、マルチオープ
ニングプレス等の場合、マット(14)は当て板に載せ
て運ばれ固められてパネルとなる。パネルは矢印(20
)に示されるように引き出され、夫々の当て板(図示せ
ず)から分廻され、矢印(20)の方向、即ち、ウェハ
ーの長平方向を矢印(20)の方向に揃えて切断ステー
ション(22)へ一枚ずつ順に送り込まれる。
けて設けた複数の丸のこ等のカッター(24)がハブ(
26)を介してシャフト(28)の上に軸方向に可動に
取り付けたものである。ハブ(26)は従来のものと同
じようにシャフト(28)によって駆動し、シャフト(
z8)の上を軸方向にスライドすることができるので、
鋸(24)の位置を調節することにより、鋸と鋸の間隔
幅を調節することができ、パネル(18)(幅寸法は任
意に決めることができる)がら形成される板状製品(3
0)のWl、W2、W3等によって示される幅寸法が決
定される。第2図は更に自動の間隔位置決め装置の概要
を示している。この装置はヨーク(32)を含む鋸(2
4)の間隔を調節できるようになっている。ヨーク(3
2)は夫々のハブ(26)と係合し、適当なドライブバ
ー(36)によってシャフト(34)を移動する。各ヨ
ーク(32)には一つのドライブバー(36)があり、
各ブレード(24)には一つのヨーク(32)があって
、知られているように、シャフト(28〉に沿って鋸(
24)の位置を:A節する。−最に、鋸又はカッター(
z4)の間隔、例えば、幅W1、W2等はパオ・ルの厚
さTよりも大きい。
図の最上部と剋下部にあるブレード(24)を用いて、
パネル(18)のトリミングを行ない、符号り38)に
示すように1ヘリミングされた小片を作る。
な長さに切断されたボード(30)がソー(24)を通
過した後、パネル(18)をトラバースしてボードを所
定の長さに切断する。連続的なf15業では、鋸(40
)は横軸方向と縦軸方向の両方に移動するので、パネル
(18)(第7図の矢印(42)と(44)を参照)の
幅がスクエアカットされる。パネル(18)の分離が当
て板の上で行なわれる場合、切断ソーは必要ではないが
、長さをトリミングするのに有用である。
約8インチ(200mm)以上(長さは常にウェハーの
木目方向に沿って測定するものとする)、望ましくは平
均長さが10〜24インチ(250〜600 mm)の
ウェハーを用いる場合に必要とされる適当な強度のパネ
ル(18)を作るため用いられる0通常、このようなウ
ェハーは平均厚さが0.15インチ(4I)以下、望ま
しくは0.1インチ(2,5mm)未満にカットされる
が、より厚めのパネルを生産するにはより厚いウェハー
が用いられる。ウェハーは平均幅が0.25インチ(6
1)以上であることが望ましく、0.5インチ(12+
++s+)以上であることが更に望ましい。多くの場合
、厚さに対する幅の比率は約10を越えている。
向を調整しなければならない、これは、前述のように、
パネル(18)の長手方向にほぼ平行に、又は、プレス
fi(16)から送り出される方向と平行に切断するこ
とにより形成される。この方向整列度はv1械の方向、
即ち、パネルク18)の長軸及び板状製品(30)の軸
方向長さに対して平行の方向に100%揃うことは決し
てあり得ない。しかし、パネルの長軸、即ち、板状製品
の長軸とウェハー長さく繊維の向き)の平均偏差は、バ
ネ・ル(18)の大平面内で測定したとき、即ち、第2
図及び第3図の符号(46)で示されるパネル(18)
の上表面で測定したとき、およそ0から10度の範囲で
ある。パネル<18)又はボード(30)の長手方向の
平面内、1lillち、鋸(24)によってカットされ
た面と平行な平面(平面(46)と直交する平面)内で
測定した平均偏差は、第4図の角度Aに図示されるよう
に、通常は0から5度の範囲内である。角度Aは0から
3度位にまで小さくすることが望ましい。なぜなら、も
し、角度Aが大きすぎ、ウェハーがパネルの一方の主要
表面から他方の表面に殆んど達すると、弱い製品が生産
されるのでこれを避けなくてはならないからである。
(連続プレスの場りの温度の変1ヒ率を含む)される、
しかし、普通は厚さに対する密度の大きさはほぼ一定で
ある0例えば、偏差は通常の板製品の平均よりも3%よ
り小さい、一般的にプレス板に接触するバネルク18)
の表面は、パネルの中心部よりも僅かに密度が大きくな
っている。もし、板製品を厚板(planking)と
して用い、荷重が大きい方の平面即ち主要面に直交する
方向に加えられる場合、コアと表面層に分離したパネル
を製造し、表面層の密度をコアの密度よりもかなり高く
するのが望ましい、r5板の場合、密度の高い表面層と
密度の小さいコア部の相対的な厚さに応じて、密度の平
均との偏差は10%と高くなる。
品の場合、より一層重要である。これは、板製品は通常
、切断面と直交する方向、即ち、パネル(18)の表面
(46)によって表わされる面と平行に荷重が加えられ
るため、プレス機の圧盤(platen)に接触するパ
ネルの主要面は荷重と同一線上に並び、構造部材に応力
が加えられたときにパネルの中心部、即ち、コアは中性
軸を形成しなくなるからである。
づパネル(18)の所望する仕上げ厚さの約4倍の厚さ
のマット(14)に形成する9通常、パネルの最大厚さ
は約4インチ(100mm)以下に制限する。ウェハー
は予め接着剤でコーティングされる。接着剤は1通常フ
ェノールホルムアルデヒド樹脂が用いられるが、イソシ
アン酸塩やその他適当なt1着剤を使用することもでき
る。もし、フェノールホルムアルデヒドを使用する場き
、通常は乾燥粉末樹脂が用いられるが、用途に合わせて
i、ワ式又は液体樹脂を用いることもできる。tX脂を
変えると、樹脂を確実に硬化させるためにマットに加え
られる圧力値(pressiB 5ebedule)も
変更することが必要になることもある。
111)の厚さであると仮定すると、パネル(18)の
厚さは1.5インチ(4,0+s)となり、カッター(
24)によってパネル(18)を幾つかの小片に切断し
、2×6インチ、2×8インチ、2×10インチ、2×
12インチ、又は、2×16インチ等、所望の板に作ら
れる。一般的に、幅寸法が広いほど製品の価値は大きく
なるが、本発明を使用すれば、2×4インチの仮を製造
するのと同様に、2×16インチのボードを製造するこ
とは容易であり、製品はどのようにも組み合わせて作ら
れることができる。更に、連続プレス機を用いる場合、
ボードの長さは、単に切断ソー(40)を作用させるだ
けで所定長さに切断することができる。もし、当て板を
使用する場合、鋸(40)は板をある長さにトリミング
するのにだけ用いられ、或は又、別の段階にてトリミン
グすることもできる。この場合、最大長さは当て板の長
さによって決定される。
240領■)の当て板の上に手でフェルト状にしたアス
ベンのウェハーである。使用したウェハーは、長さ12
インチ、厚さ0.025インチ(0、6m11+)、幅
1.25インチ(30+am)であって、マクミラン・
ブローデル社のサンダー・ペイ・ディヴイジョンにて作
ったものである。5%の粉末フェノールホルムアルデヒ
ド樹脂と2%スラックワックス(slack wax>
をウェハーに適用した。マツチング用の8フイートの当
て板を加圧前にマットの上に載せる。次に、フェルト状
ウェハーマットを2フイート工程の熱間プレスfi(リ
サーチセンターの実験条件)を通って前進する。各工程
では210℃の温度にて20分間プレスされる。最終製
品は厚さ1.5インチ、平均密度40 Ib/It3(
0、64B/ cc)である、当て板によって形成され
た表面と平行、即ち、板製品の切断面と直交する方向に
力を加えたとき、製造物の弾性率(MOE)は1,69
7,000psi(11,70GPa)と測定された。
なかったので、得られたパネルは理想とはほど遠いもの
であったことは明らかであろう。
なくとも従来の板の指定グレードに等しく、密度は妥当
であることを明白に示している。
水率10%で厚さ0.05インチ(II)の比較的薄い
アスベンベニヤを長さ12インチ1、幅0 、5−fン
チの小片に切り取り、次に連続ブレス、マイクロ波加熱
、6%粉末フェノールホルムアルデヒド樹脂、2%スラ
ックワックスを用いて、長さ8フイート、幅11インチ
、厚さ2.5インチの方向性をもったビレット(bil
let)を作った。
形成され、板製品の長手方向に方向性を揃え、プレス機
の中を9分間以上時間をかけて通過させた。得られた板
の実測比重は含水率12%のとき、46 lb/It3
(0,64g/ec)であり、得られたボードは平均弾
性率(M OE )は1,650,000psi、平均
曲げ強度(MOR)は6,900psiであった。
t’(o 、54g/cc)、平均弾性率(MOIE)
が1.500 、OO0psi、平均曲げ強度(MOR
)が5.500psiであった。
ような構造板製品用としては、良質でない種類のものか
ら作った場合でも、構造板用として満足しうる物理的特
性を備え、最終密度もアスベンよりも大きく他の多くの
種類のものと同程度の板製品を実用的に作ることができ
る。
であれば、11許請求の範囲に規定された発明の精神か
ら進段することなく種々の変更をなすことはできること
が明らかであろう。
図、第2図は第1図の側面図、第3図は本発明に基づい
て作られたボード又はパネルの部分平面図でありウェハ
ーが敷かれた状態を示す図、第4[2!は第3図の4−
4線に沿う断面図、第5I2Iは第40のボードの厚さ
部分の望ましい密度を示す密度対厚さのグラフ、第61
1Nは第4図の6−6線に沿う断面図、第7図は切断ソ
ーの移動状態を示す説明図である。 (12)・・・方向整列装置 (14)・・・マッ
ト(16)・・・プレスfi (+8)・・
・パネル(22)・・・切断ステーション (24)・
・・カッター(30)・・・長板又はボード (40
)・・・切断ソー第1図 第2図
Claims (11)
- (1)ウェハーボードの板状製品であって、該製品から
複数の長板を取ることができ、各板は1インチ(25m
m)以上の厚さを有し、木ウェハーから作られた単層パ
ネルから切り取られ、該ウェハーは長さ部分が一定の方
向が揃えられ、前記単層パネルの大平面内で測定したと
きのパネルの長軸に対する平均偏差は0〜10度の範囲
内にあり、前記大平面に直交し且つ前記パネルの長手方
向の小平面内で測定したときの平均偏差は0〜5度の範
囲内であり、ウェハーはウェハーの木目方向で測定した
ときの平均長さが8インチ(200mm)以上であり、
前記の長板は夫々が一対の切断面を有し、該切断面は前
記板状製品の幅部を所定の間隔にて切断して形成された
ものであり、切断面は板が切り取られる前記パネルの長
軸とほぼ平行であることを特徴とするウェハーボードの
板状製品。 - (2)板状製品の密度は25−50lb/ft^3の範
囲内である特許請求の範囲第1項に記載の板状製品。 - (3)ウェハーの平均厚さは0.15インチ(4mm)
未満であり、平均幅は0.25インチ(6mm)以上で
ある特許請求の範囲第2項に記載の板状製品。 - (4)小平面内で測定した平均偏差は0〜3度の範囲内
である特許請求の範囲第2項に記載の板状製品。 - (5)平均幅は0.5インチ以上である特許請求の範囲
第2項に記載の板状製品。 - (6)ウェハーの平均長さは10〜24インチ(250
−600mm)の範囲内である特許請求の範囲第2項に
記載の板状製品。 - (7)厚さ部はほぼ均一な密度である特許請求の範囲第
2項に記載の板状製品。 - (8)厚さ部の密度は平均密度との偏差が3%未満であ
る特許請求の範囲第2項に記載の板状製品。 - (9)ウェハーの平均厚さは0.1インチ(2.5mm
)未満である特許請求の範囲第3項に記載の板状製品。 - (10)マットは木ウェハーから構成され、該ウェハー
はマットの大平面内で測定したときのマットの長さに対
するウェハー長さの平均配列度が0〜10度、前記大平
面と直交し前記マットの長手方向の小平面内で測定した
平均偏差が0〜5度となるように木ウェハーのマットを
形成し、ここでウェハーは木目方向に測定した平均長さ
が8インチ(200mm)以上であり、前記ウェハーに
予め適用した接着剤を利用し、前記マットに熱及び圧力
を加えて固化しウェハーを共に結合させてパネルを形成
し、パネルを一定の間隔をあけて長手方向に切断して前
記パネルを複数の板状製品に分割し、各板状製品は、幅
が前記の切断間隔によって決まり、厚さは前記パネルの
厚さによって決まり、前記長手方向の切断はマットの長
軸と同一方向に揃うように行なわれることを特徴とする
ウェハーボードの板状製品の製法。 - (11)マットを固めてパネルを形成する工程は、パネ
ルの肉厚部の密度がほぼ均一となるパネルを作るための
条件にて行なわれる特許請求の範囲第10項に記載の方
法。
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