WO2018143004A1 - 複合圧密合板 - Google Patents

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WO2018143004A1
WO2018143004A1 PCT/JP2018/001919 JP2018001919W WO2018143004A1 WO 2018143004 A1 WO2018143004 A1 WO 2018143004A1 JP 2018001919 W JP2018001919 W JP 2018001919W WO 2018143004 A1 WO2018143004 A1 WO 2018143004A1
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WO
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plywood
composite
oil palm
consolidation
veneer
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PCT/JP2018/001919
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English (en)
French (fr)
Inventor
昌男 福山
Original Assignee
株式会社パームホルツ
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27DWORKING VENEER OR PLYWOOD
    • B27D1/00Joining wood veneer with any material; Forming articles thereby; Preparatory processing of surfaces to be joined, e.g. scoring
    • B27D1/04Joining wood veneer with any material; Forming articles thereby; Preparatory processing of surfaces to be joined, e.g. scoring to produce plywood or articles made therefrom; Plywood sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27DWORKING VENEER OR PLYWOOD
    • B27D1/00Joining wood veneer with any material; Forming articles thereby; Preparatory processing of surfaces to be joined, e.g. scoring
    • B27D1/10Butting blanks of veneer; Joining same along edges; Preparatory processing of edges, e.g. cutting

Definitions

  • the present invention relates to a composite compacted plywood obtained by laminating and compacting an oil palm veneer and a veneer made of other wood, and particularly from industrial materials to building interior materials and furniture, or exterior materials (exterior).
  • the present invention relates to a composite compacted plywood having good physical properties that can be widely used in the field and the like and excellent surface quality.
  • Plywood is made by drying a thin strip (ply veneer) like a radish wig, and laminating multiple veneers so that the fiber direction (grain direction) intersects with an adhesive between them. It is applied and joined to form a single plate.
  • plywood used for structures such as houses, concrete plywood (companies) for concrete formwork used for concrete formwork, or interior plywood and furniture, and also decorative plywood substrates It is also widely used.
  • wood has the excellent characteristics of wood that can adapt to high temperature and high humidity environments like Japan, and further compensates some of the defects of wood with manufacturing technology, making it stronger and wider than single wood (sawmill). And it is an excellent material with little expansion and contraction.
  • tree species with limited applications can be used, which contributes to effective use of resources.
  • broad-leaved trees such as lauan and meranti, conifers such as larch and radiata pine, which are generally planted on a large scale overseas and are available in large quantities, are used.
  • oil palm oil palm
  • oil palm is also planted on a large scale mainly in Malaysia and Indonesia as a commercial crop.
  • the plantation of this oil palm is aimed at collecting fats and oils, and only the pulp and seeds are used.
  • Oil palm has been replanted every 25 years after the end of its economic life due to a decrease in the yield of fruits 25 to 30 years after planting.
  • the trunk of the cut oil palm contains many free sugars in addition to cellulose and hemicellulose, unlike other tree species. These free sugars are mainly composed of sucrose, glucose, fructose and the like and contain about 10% of the trunk material. Furthermore, the trunk material of oil palm is said to contain about 25% of starch (Non-patent Document 1 below).
  • the trunk material of oil palm is squeezed and separated into a squeezed solution containing free sugar and a squeezed culm (squeezed culm). Furthermore, this pressed rice bran is subjected to an enzyme treatment (amylase treatment) to obtain a treatment liquid containing a monosaccharide, and a mixture of this treatment liquid and the compression liquid is fermented to obtain ethanol.
  • an enzyme treatment asmylase treatment
  • a “water-absorbing material” is proposed in which the trunk material of oil palm is not decomposed but is used as a raw material.
  • This water-absorbing material is a highly water-absorbing material mainly composed of soft tissue obtained from oil palm trunk (which is considered to be “soft cells” that store starch and the like).
  • Patent Document 3 “plywood, palm plywood, plywood manufacturing method, and palm plywood manufacturing method” using an oil palm trunk as an original wood material is proposed.
  • This palm plywood is obtained by joining veneers obtained from oil palm trunk material with an adhesive.
  • general plywood manufacturing method a plurality of single plates obtained by thinly peeling oil palm trunk material are used. They are laminated, and an adhesive is applied between them and joined to form a single plate material (plywood).
  • the water absorbing material of the said patent document 2 is utilization as industrial material, complicated processes, such as isolation
  • soft tissue which is a water-absorbing material, is about 50-60% of the solid residue produced by pressing, and will generate new industrial waste such as pressing liquid and disposal of vascular bundles that are unnecessary solids. .
  • the use as a palm plywood of the above-mentioned Patent Document 3 can use a single plate obtained by peeling off an oil palm trunk material and drying it. Therefore, most of the oil palm trunk can be used, and no new industrial waste is generated.
  • the veneer obtained from the trunk material of oil palm is different from the veneer such as lauan conventionally used for plywood, has a low density, and therefore the strength is weak. It becomes a problem and the use is limited.
  • the present inventor creates new industrial waste by effectively using the trunk material of oil palm that has been left as it is without being used as an original wood material.
  • oil palm compacted plywood has been developed that is excellent in various physical properties and can be used in the same applications as conventional plywood.
  • the oil palm material is consolidated, there is a problem that free sugar or starch contained in the oil palm material is exposed on the surface and the surface quality of the consolidated plywood is impaired.
  • these components adhere to the plate surface of the hot press plate used in the consolidation process, which complicates the work process.
  • the present invention addresses the above and effectively uses the trunk material of oil palm that has been left as it is without being used as an unused non-wood resource so far as the original woody material. Therefore, it does not generate new industrial waste, can be used in a wide range of applications that have excellent physical properties and can be used in place of hard wood, and has the same surface quality as general high-grade wood.
  • An object of the present invention is to provide a composite consolidated plywood that can be used as a material.
  • the present inventor In solving the above-mentioned problems, the present inventor, as a result of earnest research, laminated a single plate formed from the trunk material of oil palm to constitute an internal laminated material, and formed from a tree species other than oil palm material in the outermost layer. Another single plate was laminated as an outer surface material. After that, it was found that these single plates were joined together naturally or with a small amount of a bonding agent by applying a predetermined temperature and pressure for consolidation. At this time, it is excellent in various physical properties by making the air dry density after consolidation of two kinds of wood different in air dry density (density in an air dry state with a water content of 15% by mass) before consolidation substantially the same. A composite consolidated plywood having excellent surface quality was formed, and the present invention was completed.
  • the composite compacted plywood according to the present invention according to the description of claim 1,
  • An inner laminated material obtained by laminating a plurality of veneers formed from oil palm material, and another veneer formed from a tree species other than oil palm material on at least one of the outer surfaces of the outermost layer of the inner laminated material.
  • a composite consolidated plywood laminated and consolidated as a surface material The air dry density value after consolidation of the inner laminate is in the range of 0.6 to 1.4 (g / cm 3 ), and the air dry density after consolidation of the outer surface material is The value is in the range of 0.6 to 1.4 (g / cm 3 ),
  • the air dry density values after consolidation of the inner laminated material and the outer surface material are substantially the same.
  • the present invention is the composite consolidation plywood according to claim 1,
  • the value of the bending Young's modulus is in the range of 3.5 to 18.0 (GPa).
  • the present invention is the composite consolidation plywood according to claim 1 or 2,
  • the mass of the specimen before measurement is m1 (mg)
  • the mass of the specimen after the test is m2 (mg)
  • the area of the portion subjected to wear by the wear ring is A (mm 2 )
  • the density of the test piece is ⁇ (g / cm 3 )
  • D (m1-m2) / A ⁇ ⁇ (1)
  • the value of the wear depth D indicated by is 0.25 (mm) or less, preferably 0.12 (mm) or less.
  • the present invention is the composite consolidation plywood according to any one of claims 1 to 3, Only the joining component contained in the oil palm material is present inside each boundary surface of each single plate constituting the inner laminated material, and joined without any other joining component added from the outside. It is characterized by being.
  • the present invention is the composite consolidation plywood according to claim 4, On the boundary surface between the outer surface of the outermost layer of the inner laminate and the outer surface material, there are bonding components contained in the oil palm material and other bonding components added from the outside, and these It is characterized by being joined by the synergistic action of the joining components.
  • the present invention is the composite consolidation plywood according to any one of claims 1 to 3, At least one of the boundary surfaces of each single plate or the outer surface material constituting the inner laminated material, a bonding component contained in the oil palm material inside, and another bonding component added from the outside And are joined by the synergistic action of these joining components.
  • the present invention is the composite consolidation plywood according to claim 5 or 6,
  • the additional amount of the other joining component to the boundary surface of each single plate constituting the inner laminated material or the boundary surface between the outer surface of the outermost layer of the inner laminated material and the outer surface material is one boundary surface. It is characterized in that the total amount thereof is in the range of 50 to 500 (g / m 2 ), preferably in the range of 60 to 300 (g / m 2 ), as a solid content.
  • the present invention is the composite consolidation plywood according to any one of claims 1 to 7,
  • Each single plate constituting the inner laminated material is formed by peeling an oil palm trunk material to a predetermined thickness from the outer periphery with a rotary race while rotating it in the circumferential direction.
  • the present invention is the composite consolidation plywood according to any one of claims 1 to 8, It is characterized by conforming to the standard of “Class 1 immersion peeling test” defined in Japanese agricultural and forestry standard (JAS) Appendix 3 (3).
  • the present invention is the composite consolidation plywood according to any one of claims 1 to 8, By measuring in accordance with “Class 2 immersion peeling test” prescribed in Japanese agricultural and forestry standard (JAS) Appendix 3 (3) for plywood, In the joint portion appearing on the side surface of the test piece, the length of the non-peeled portion is 67% or more of the length of the joint portion.
  • the composite compacted plywood according to the present invention is a single unit formed from a tree species other than the oil palm material on the outer surface of the outermost layer of the inner laminated material in which a plurality of single plates formed from the oil palm material are laminated.
  • a plate is laminated as an outer surface material and consolidated.
  • the value of the air dry density after consolidation of the inner laminated material is in the range of 0.6 to 1.4 (g / cm 3 ).
  • the value of the air dry density after consolidation of the outer surface material is in the range of 0.6 to 1.4 (g / cm 3 ).
  • the composite compacted plywood according to the present invention has a bending Young's modulus value in the range of 3.5 to 18.0 (GPa).
  • GPa bending Young's modulus value
  • it has excellent physical properties, especially high Young's modulus, and is used for a wide range of applications that can replace hard wood. Can do.
  • a composite compacted plywood having excellent rigidity can be obtained.
  • the composite compacting plywood which concerns on this invention is the wear depth of the oil palm compacting plywood measured based on the "wear test" prescribed
  • the value of D is 0.25 (mm) or less, preferably 0.12 (mm) or less.
  • the wear depth D is 0.25 (mm) or less, it has excellent physical properties, particularly surface wear strength, and can be used for a wide range of applications. Therefore, in addition to the above effects, a composite consolidated plywood having excellent surface strength can be obtained.
  • the single plates are joined (self-adhering) to form a composite consolidated plywood without adding a large amount of joining components such as an adhesive to the joining of the single plates.
  • the adhesive there is no formaldehyde divergence from the adhesive, which is a problem with the conventional plywood, and it is composed of a natural material itself and constitutes a composite compacted plywood without adding other synthetic components. be able to.
  • a composite compacted plywood is constructed by reinforcing a self-adhesion by adding a small amount of a bonding component such as an adhesive to the bonding between the outermost layer of the inner laminated material and the outer surface material.
  • a composite compacted plywood can be configured with very little formaldehyde emission from the adhesive, which is a problem with conventional plywood.
  • an oil palm material contains an inside at least in one of the boundary surfaces of each single board or outer surface material which comprises the internal laminated material of the composite consolidation plywood which concerns on this invention.
  • a composite compacted plywood is constructed by reinforcing a self-adhesion by adding a small amount of a bonding component such as an adhesive to the bonding between the single plates. In this way, in addition to the above effects, a composite compacted plywood can be configured with very little formaldehyde emission from the adhesive, which is a problem with conventional plywood.
  • the amount of the other bonding component added to the surface is in the range of 50 to 500 (g / m 2 ), preferably in the range of 60 to 300 (g / m 2 ), where the total amount for one interface is solid. It may be inside.
  • the amount of joining components used is not large and the cost is not increased, and moreover, a composite compacted plywood with very little formaldehyde emission can be configured more specifically.
  • each veneer which comprises the internal laminated material of the composite consolidation plywood which concerns on this invention is a predetermined thickness from an outer periphery with a rotary race, rotating the trunk material of an oil palm to the circumferential direction. It may be formed by peeling.
  • a single plate having a predetermined thickness can be stably formed in a large amount.
  • the trunk material of oil palm can be completely utilized from a sapwood to a core material.
  • the composite consolidated plywood according to the present invention meets the standard of “Class 1 immersion peel test” defined in Japanese agricultural and forestry standard (JAS) Appendix 3 (3). In this way, in addition to the above effects, it can be used for applications where the joint strength of the joint portion is particularly required.
  • the composite consolidated plywood according to the present invention is measured in accordance with “Class 2 immersion peel test” defined in Japanese agricultural and forestry standard (JAS) Appendix 3 (3) of plywood,
  • the length of the non-peeled portion is 67% or more of the length of the joint portion.
  • the bonding portion has excellent bonding strength and can be used for a wide range of applications.
  • new industrial waste can be produced by effectively using the trunk material of oil palm, which has been left as it is without being used as an unused non-wood resource, as the original wood material.
  • a composite that can be used for a wide range of applications that can be used in place of hard wood, has excellent physical properties, and can be used widely as a surface material in the same way as general luxury wood.
  • a consolidated plywood can be provided.
  • 1st Embodiment it is the schematic which shows the process of making the trunk
  • 1st Embodiment it is the schematic which shows the structure of the composite laminated material which consists of an oil palm veneer and a Falkata veneer.
  • 1st Embodiment it is the schematic which shows the state (a) composite laminated material before and after consolidation, and (b) composite consolidation plywood.
  • it is sectional drawing which shows the outline
  • oil palm is also referred to as oil palm (oil palm) and is a general term for monocotyledonous plants classified in the genus Palmia, which is native to West Africa. Malaysia, Indonesia are commercial crops for the purpose of collecting oils and fats. Are planted on a large scale. An adult tree consists of a single trunk and reaches a height of 20m. The leaves are wing-shaped and about 3 to 5 meters long, 20 to 30 new leaves grow every year.
  • oil palm has been replanted every 25 years after the end of its economic life due to a decrease in fruit yield 25 to 30 years after planting. Since oil palm plantation uses only pulp and seeds for the purpose of collecting oils and fats, the trunk is not used effectively so far, but is discarded as industrial waste or left in oil palm plantations. Yes.
  • Non-Patent Document 1 In addition, in the cross section of the trunk material of oil palm, there are vascular bundles having a diameter of about 0.4 to 1.2 mm and parenchymal cells for storing starch and the like around them. These cell walls are formed of resin components such as cellulose, hemicellulose, and lignin. In addition, about 10% free sugar (mainly sucrose, glucose, fructose, etc.) and about 25% starch are contained in the trunk material. (Non-Patent Document 1).
  • the trunk material of the oil palm is made into a single plate using a peeling plate method such as a rotary race (described later), and dried to obtain an oil palm single plate used in the present invention.
  • the air dry density of this oil palm veneer (the density in the air dry state with a water content of 15% by mass) varies depending on the position of the trunk of the oil palm. Specifically, the base end portion of the trunk material has a high air dry density, and the distal end portion of the trunk material has a low air dry density. In addition, the sapwood of the trunk has a high air dry density, and the core material of the trunk has a low air dry density. Accordingly, the air dry density before consolidation of the oil palm single plate peeled off by the rotary race is in the range of about 0.2 to 0.4 g / cm 3 depending on the part.
  • a veneer made of the following tree species can be used as the outer surface material.
  • the parentheses after the name indicate the air dry density.
  • Cedar (0.36g / cm 3), cypress (0.44g / cm 3), larch (0.50g / cm 3), fir (0.44g / cm 3), Kiri (0.25g / cm 3), Chestnut (0.60 g / cm 3 ), beech (0.65 g / cm 3 ), oak (0.58 g / cm 3 ), hippo (0.60 g / cm 3 ), weasey (0.61 g / cm 3 ), Karin (0.61g / cm 3), Apiton (0.72g / cm 3), Farukata (0.27g / cm 3), Mala papaya (0.50g / cm 3), Gumerina (0.45g / cm 3) , rubber (0.64g / cm 3), yellow poplar (0.45g / cm 3), Italy poplar (0
  • the value of the air dry density after consolidation of the inner laminated material is in the range of 0.6 to 1.4 g / cm 3 and the air dry density after consolidation of the outer surface material.
  • the air dry density values after consolidation of the inner laminated material and the outer surface material must be substantially the same.
  • the present inventor has carried out air-drying after consolidation by subjecting two or more types of single plates to plastic working under high-temperature and high-pressure moist heat conditions using a compacting device (described later) having a special structure. It was confirmed that the density was substantially the same value and excellent physical properties could be realized.
  • This 1st Embodiment is related with the composite laminated board which laminated
  • the joining component which an oil palm material contains in the boundary surface of each single board which comprises an internal laminated material exists, and other joining components (adhesive) added from the outside exist. It is joined without being present.
  • veneer is formed from the trunk material of oil palm.
  • the method for forming a single plate is not particularly limited, and a lumbering method using a ground plate or a peeling plate method using a continuous rotary lace can be used.
  • a method using a rotary race that is excellent in productivity and that can continuously form a uniform single plate is adopted. By adopting this rotary race method, the oil palm veneer is quickly dried and the quality is more stable.
  • a lumbering method using a ground plate or a peeling plate method using a continuous rotary race or the like can be used.
  • a lumbering method using a saw plate that can express the quality of the grain as the outer surface material is employed.
  • air dried density compaction before oil palm veneer is 0.35 g / cm 3
  • air dried density of Farukata veneer was 0.27 g / cm 3.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a process of making a single-layered oil palm trunk using a rotary race.
  • an oil palm trunk material WD having a predetermined length is cut from the felled oil palm trunk.
  • This oil palm trunk WD is set on a rotary race (device) (the device details are omitted in FIG. 1).
  • the oil palm trunk material WD is rotated with the center of the trunk as a rotation axis, and the blade CT is used to peel the circumferential direction in the same manner as the radish wig peeling.
  • the oil palm continuous release plate UWD having a predetermined thickness is obtained from the periphery (side material) of the oil palm trunk material WD toward the center (core material).
  • the oil palm trunk material WD has no annual rings in its cross section, and a uniform oil palm continuous peeling plate UWD can be obtained. Moreover, since there are no annual rings, a grid appears on the surface of the oil palm continuous peeling plate UWD.
  • the density of the oil palm continuous release plate UWD gradually decreases.
  • This oil palm continuous release plate UWD is cut into a predetermined length to obtain an oil palm single plate W.
  • the cutting of the oil palm veneer W is continuously performed.
  • the density of the oil palm single plate W gradually changes.
  • a substantially uniform density is obtained by the limited length and the wig peeling process.
  • the oil palm veneer W having an arbitrary density can be selectively procured by using this fact.
  • the required thickness (thickness before consolidation) and density (density before consolidation) can be procured.
  • the obtained oil palm veneer W is dried after cutting. Drying can be performed by a hot platen press for drying a veneer.
  • adhesive refers to all materials that can be used for joining and bonding of wood.
  • various resin compounds include compounds obtained by condensation reaction of urea, melamine, phenol, furan or combinations thereof with formaldehyde, or precondensates thereof. These resin compounds are generally called urea resin, melamine resin, phenol resin, furan resin and the like.
  • resin compounds that have recently been used include urethane resins and epoxy resins that do not contain formaldehyde.
  • the natural resin-based adhesive examples include shellac, which is a resinous substance secreted by the shellworm.
  • a synthetic resin phenol resin is used as the adhesive.
  • phenol resin HP3000A manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd.
  • the solid content (resin component) of this phenol resin HP3000A was about 70% by weight, and its viscosity was 115 mPa ⁇ s / 25 ° C.
  • a catalyst may be used in combination with the adhesive. What is necessary is just to select this catalyst suitably with the kind and reaction temperature of the adhesive agent to be used.
  • a formaldehyde condensation type resin such as a urea resin, a melamine resin, a phenol resin, or a furan resin
  • an acid catalyst is generally used.
  • the heat treatment temperature can be lowered by using an acid catalyst in combination.
  • the heat treatment temperature may be increased without using an acid catalyst in combination.
  • a method in which heat treatment is performed at a high temperature without using an acid catalyst in combination with the phenol resin is employed.
  • the phenol resin can be applied to the surface of the oil palm veneer or Falkata veneer by any method, but the amount of phenol resin applied to the surface of the oil palm veneer or Falkata veneer Less than when joining wood materials. Furthermore, the phenol resin may be applied only to the surface of the oil palm veneer or the Falkata veneer so as not to penetrate as much as possible.
  • a sufficient amount for example, 500 g / m 2 to 600 g / m 2 in terms of solid content, is provided on both surfaces of the two single plates to be joined. In this range, or more phenol resin is applied.
  • a method of applying a phenol resin only to the surface of the oil palm veneer or the Falkata veneer is adopted.
  • the application of the phenol resin to the surface of the oil palm veneer or the Falkata veneer is preferably performed by a method such as brushing, roller, spraying, or printing. Further, the viscosity of the phenol resin to be applied may be increased so that it does not easily penetrate into the inside from the surface of the oil palm veneer or the Falkata veneer.
  • the phenol resin is present only in the vicinity of the boundary surface with respect to the thickness direction of the oil palm veneer or the Falkata veneer, and in the central portion. Even in a state where it has not penetrated or when it has penetrated, it is preferable that the amount thereof is considerably smaller than that in the vicinity of the boundary surface.
  • a strong bonding strength can be obtained with a small amount of phenolic resin, and a composite compacted plywood can be constructed in which the emission of formaldehyde from the adhesive is very small.
  • the manufacturing cost of the composite consolidation plywood by consolidation can be reduced.
  • the application amount of the adhesive (phenol resin in the first embodiment) capable of obtaining a practical bonding strength is 50 to 500 g as a solid content of the adhesive with respect to one boundary surface.
  • / M 2 is preferable, and 60 to 300 g / m 2 is more preferable.
  • the adhesive may be applied to only one surface of the oil palm veneer and the Falkata veneer that are bonded to each other, or may be applied to both surfaces.
  • the total amount of the adhesive with respect to one boundary surface is preferably in the range of 50 to 500 g / m 2 in terms of solid content. In the first embodiment, specifically, it was applied only to one surface of the oil palm veneer by brush coating.
  • the coating amount of the phenolic resin HP3000A is 160 g / m 2, in terms of solid content (resin component) was 112 g / m 2.
  • coating was fully cured.
  • each oil palm single board which comprises an internal laminated material may cross
  • each oil palm veneer complements each other, and the physical properties of the finished composite consolidated plywood are greatly improved.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a configuration of a composite laminated material NW composed of an oil palm veneer and a Falkata veneer in the first embodiment.
  • the composite laminate NW has a five-layer composite laminate structure composed of three oil palm single plates W2, W3, and W4 and two Falkata single plates W1 and W5. Before compaction) was about 27.5 mm (the thickness of each single plate was 5.5 mm).
  • the three oil palm single plates W2, W3, and W4 are internal laminated materials CW that constitute the interior of the composite laminated material NW.
  • the two Falkata single plates W1 and W5 are outer surface materials SW that are laminated on both front and back surfaces of the outermost surface of the inner laminated material CW.
  • each single board is laminated
  • FIG. 3 is a schematic view showing the state of the composite laminate NW before and after consolidation.
  • FIG. 3A shows a state of the composite laminated material NW before consolidation.
  • FIG. 3B shows the composite consolidated plywood PW after the composite laminated material NW is consolidated by a predetermined condition (described later).
  • a composite laminated material NW obtained by laminating a plurality of oil palm single plates and Falkata single plates is heated, and with respect to the heated composite laminated material NW, the stacking direction, that is, each It compresses by applying a predetermined compressive force from the direction perpendicular to the boundary surface of the single plate. Further, with this compressive force maintained, the temperature is further increased and maintained at a predetermined temperature for a predetermined time, and then the temperature is decreased to cool and the consolidation and fixation are completed.
  • the predetermined temperature is in a temperature range of 150 to 210 ° C., and preferably in a temperature range of 170 to 200 ° C.
  • the time for maintaining this temperature range is appropriately selected depending on the object to be consolidated and fixed, and is, for example, in the range of 10 minutes to 120 minutes, preferably in the range of 20 minutes to 60 minutes. is there.
  • the compressive force applied from the direction perpendicular to the boundary surface of each single plate is appropriately selected depending on the object to be consolidated and fixed, and is preferably in the range of, for example, 5 to 70 kg / cm 2 .
  • the consolidation device and consolidation process used in the first embodiment will be described later.
  • each oil palm veneer which constitutes internal lamination material CW was added from the outside of an oil palm veneer by this consolidation (consolidation fixation). Strongly bonded (self-adhesive) without the need for other bonding components. Further, the outer surface material SW made of a Falkata single plate laminated on both front and back surfaces of the outermost surface of the inner laminated material CW is firmly bonded with a small amount of adhesive.
  • cellulose constitutes the skeleton of the cell wall, and lignin acts as an adhesive component with hemicellulose interposed therebetween.
  • free sugar and starch that are particularly abundantly contained in oil palm act in a complex manner together with lignin to exhibit unique effects.
  • These components are considered as joining components contained in the oil palm material described above.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an outline of the consolidation device MC used in the first embodiment.
  • the consolidation device MC is composed of a press board 10 (upper press board 10A and lower press board 10B) that is divided into two parts in the vertical direction.
  • the upper press board 10A and the lower press board 10B are divided into upper and lower parts to form an internal space IS and a positioning hole 18.
  • the positioning hole 18 determines and regulates the position of the composite laminated material NW before pressurization.
  • the positioning hole 18 is formed in the lower press panel 10B so that the peripheral part 10b faces the peripheral part 10a of the upper press panel 10A.
  • a seal member 11 for sealing the internal space IS and the positioning hole 18 in the range of vertical movement of the press board 10 is formed on the peripheral edge portion 10a of the upper press board 10A.
  • the upper press panel 10A is provided with a pipe 12 having a pipe port 12a that communicates with the internal space IS from the upper surface side and supplies steam into the internal space IS and the positioning hole 18.
  • the pipe 12 is provided with a valve V4 on the downstream side thereof.
  • the lower press panel 10 ⁇ / b> B is provided with a pipe 13 having a pipe port 13 a that communicates from the side surface into the internal space IS and the positioning hole 18 and discharges water vapor from the internal space IS.
  • the pipe 13 is provided with a pressure gauge P2 for detecting the internal vapor pressure, a downstream valve V5, and a drain pipe 14 connected to the valve V5.
  • the upper press board 10A and the lower press board 10B are formed with piping paths 15 and 16 for raising the temperature to a predetermined temperature by passing high-temperature steam through them.
  • the pipes ST2 and ST3 branched from the steam supply side pipe ST1 and the steam discharge side pipes ET1 and ET2 are respectively connected to.
  • valves V1, V2, V3, and a pressure gauge P1 for detecting the vapor pressure in the pipe ST1 are arranged, and the steam discharge side pipes ET1, ET2 Is connected to the drain pipe 14 via a valve V6.
  • the press lifting device is omitted.
  • the pipes 15 and 16 formed in the upper press board 10A and the lower press board 10B are branched from the cooling water supply side pipe ST11 which cools to a desired temperature by passing low temperature cooling water instead of water vapor.
  • the pipes ST12 and ST13 are connected to the pipes ST2 and ST3, respectively.
  • valves V11, V12, and V13 are disposed in the middle of the pipes ST11, ST12, and ST13 on the cooling water supply side.
  • a cooling water supply device that supplies cooling water to the pipe ST11 is omitted.
  • the upper press disk 10A rises with respect to the fixed lower press disk 10B in the compacting device MC, and the composite laminate NW that has been dried in advance to a predetermined condition is used as the upper press disk 10A. And placed in the internal space IS and the positioning hole 18 formed by the lower press board 10B.
  • the composite laminated material NW that is the material of the composite compacted plywood PW is formed to have a predetermined dimension (thickness, width, length), and three oil palm units
  • the laminated surface of the plates W2, W3, W4 and the two Falkata single plates W1, W5 is opposed to the press surfaces of the upper press plate 10A and the lower press plate 10B, and the lower press plate It is placed in the positioning hole 18 of 10B.
  • the upper press board 10A is lowered with respect to the composite laminate NW placed on the positioning hole 18 of the fixed-side lower press board 10B, and the upper surface of the composite laminate NW, that is, It is made to contact
  • water vapor of a predetermined temperature for example, 110 ° C. to 180 ° C.
  • the space constituted by the internal space IS and the positioning hole 18 is not yet sealed.
  • a predetermined pressure a compressive force of the upper press platen 10A to the lower press platen 10B of the fixed side (e.g., 5 ⁇ 70kg / cm 2) is set to the upper press platen 10A and the lower press platen composite layups NW Heat and compress at 10B for a predetermined time (for example, 5 to 40 minutes).
  • the compressive force at this time is gradually raised in accordance with the temperature rise of the composite laminate NW, that is, the state of heat conduction (internal temperature rise) of the composite laminate NW. It is desirable that the time for heat compression be set in consideration of the time required for heat conduction. In this state, the space constituted by the internal space IS and the positioning hole 18 is not yet sealed.
  • the dimension interval in the vertical direction is set to the finished dimension (compression ratio) in the thickness direction so that the air-dry density value after consolidation becomes a preset value.
  • the compression ratio of the entire thickness of the composite laminate NW that is, the change in the plate thickness due to the compression of the composite laminate NW, causes the peripheral portion 10a of the upper press panel 10A to abut the peripheral portion 10b of the lower press panel 10B. It will be decided by that.
  • the compression force of the upper press board 10A and the lower press board 10B is maintained in the sealed state of the internal space IS and the positioning hole 18 shown in FIG. 5C, and the internal space IS and the positioning hole 18 are predetermined.
  • a composite consolidated plywood PW that is maintained at a temperature (for example, 150 to 210 ° C.) and maintained for a predetermined time (for example, 30 to 120 minutes) and does not return (expand) when the subsequent cooling and compression is released.
  • a heat treatment for forming the film is performed.
  • high-temperature and high-pressure vapor pressure can freely enter and leave the peripheral surface of the composite laminate NW and the inside thereof through the internal space IS and the positioning hole 18 that are sealed by the upper press board 10A and the lower press board 10B. It has become.
  • the upper press board 10A and the lower press board 10B are in surface contact with the front and back surfaces of the composite laminate NW and are held in the sealed internal space IS and the positioning holes 18. Therefore, the entire thickness of the composite laminated material NW is sufficiently heated and is efficiently compressed and deformed.
  • a predetermined vapor pressure can be supplied to the internal space IS through the pipe 12 and the pipe port 12a (FIG. 5) connected to the valve V4.
  • a predetermined vapor pressure can be supplied to the internal space IS through the pipe 12 and the pipe port 12a (FIG. 5) connected to the valve V4.
  • valve V5 is opened as a vapor pressure control process, so that the internal space passes through the piping port 13a and the piping 13. High-temperature and high-pressure steam is discharged from the IS and positioning hole 18 to the drain pipe 14 side.
  • normal temperature cooling water is passed through the piping path 15 of the upper press panel 10A and the piping path 16 of the lower press panel 10B, so that the upper press panel 10A and the lower press panel 10B are It is cooled to the front and back and held for a predetermined time (for example, 10 minutes to 120 minutes) that varies depending on the material.
  • a predetermined time for example, 10 minutes to 120 minutes
  • the compression force of the upper press disk 10A with respect to the lower press disk 10B on the fixed side is maintained at the same predetermined pressure (for example, 5 to 70 kg / cm 2 ) as the pressure at the time of heat compression.
  • the board 10A and the lower press board 10B are cooled.
  • the composite compacted plywood according to the first embodiment has a thickness after consolidation of about 12 mm, and is a composite compacted plywood with excellent aesthetics because the grain and luster of the Falkata material are expressed on both front and back surfaces.
  • Air dry density of each part after consolidation The composite consolidated plywood PW manufactured in the first embodiment is decomposed into an inner laminated material CW (oil palm material) and an outer surface material SW (Falkata material).
  • the air dry density was measured.
  • the air dry density of the oil palm veneer before consolidation was 0.35 g / cm 3
  • the air dry density of the Falkata veneer was 0.27 g / cm 3
  • the air dry density of the inner laminated material CW (oil palm material) after consolidation is 0.9 g / cm 3
  • the air dry density of the outer surface material SW (Falkata material) is 0.9 g. / Cm 3 .
  • the air dry density value after consolidation of the inner laminated material CW is in the range of 0.6 to 1.4 g / cm 3
  • the outer surface material The value of the air dry density after consolidation of SW is in the range of 0.6 to 1.4 g / cm 3
  • the value of the air dry density after consolidation of the inner laminate material CW and the outer surface material SW is It was confirmed that they were almost the same.
  • Bending Young's modulus etc . Bending strength was measured for the composite compacted plywood PW, and strength properties such as bending Young's modulus were measured. Specifically, a test piece having a length of 300 mm and a width of 40 mm was prepared from the composite consolidated plywood PW (thickness after consolidation of 9.5 mm), and a three-point bending test was performed using this test piece. An autograph (manufactured by Shimadzu Corporation) was used as a measuring device, and the measurement was performed at a span length of 260 mm and a head speed of 20 mm / min. The measurement environment was a constant temperature and humidity room with a room temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 65%.
  • the bending Young's modulus (GPa), bending strength (MPa), and strain energy (J) were calculated from each measured value.
  • the measurement results for the composite consolidated plywood PW were a bending Young's modulus (10.5 GPa), a bending strength (85.6 MPa), and a strain energy (1.19 J).
  • the composite consolidated plywood PW after consolidation had a bending Young's modulus value in the range of 3.5 to 18.0 GPa and was excellent in bending rigidity.
  • the reason for the excellent bending rigidity in the composite compacted plywood laminated with two kinds of tree species is the value of the air dry density of each part of the inner laminate material CW (oil palm material) and the outer surface material SW (Falkata material) Are almost the same, and it is thought that this is due to the formation of a homogeneous composite compacted plywood.
  • Wear depth It measured based on the "wear test” prescribed
  • a test piece was prepared from the composite consolidated plywood PW, and the surface of the test piece was worn using a wear test apparatus specified in JIS. Specifically, the test piece was horizontally fixed on a rotating disk of an abrasion test apparatus, and two wear wheels wound with abrasive paper were rotated 500 times on the surface of the test piece. At this time, the mass corresponding to the total load applied to the surface of the test piece was 5.2 N ⁇ 0.05 N including the mass of the wear wheel.
  • the thickness wear amount (wear depth) of the surface of the test piece after 500 rotations was determined as follows.
  • the mass before the measurement of the test piece is m1 (mg)
  • the mass of the test piece after the test is m2 (mg)
  • the area of the part subjected to wear by the wear ring of the wear test apparatus is A (mm 2 )
  • the value of the wear depth D (mm) on the surface of the test piece was determined.
  • the value of the wear depth D obtained for the composite consolidated plywood PW was 0.152 mm. It should be noted that the surface of the composite consolidated plywood PW after consolidation exhibited an excellent surface quality because the Falkata material was highly consolidated.
  • the value of the wear depth D in excellent surface quality was 0.25 mm or less, and it was confirmed that the surface wear strength was excellent.
  • the reason for showing this value is that the value of the air dry density after consolidation of the outer surface material SW is in the range of 0.6 to 1.4 g / cm 3 and is sufficiently consolidated. Seem.
  • the composite compacted plywood PW was measured in accordance with “Class 2 immersion peeling test” defined in Japanese Agricultural Standards (JAS) Appendix 3 (3) of plywood. Specifically, a test piece having a length direction of 75 mm ⁇ width direction of 75 mm was prepared from the composite consolidated plywood PW, and this test piece was immersed in warm water at 70 ° C. for 2 hours. Then, the test piece taken out from warm water was dried for 3 hours in 60 degreeC atmosphere.
  • the second embodiment is a composite consolidation in which an inner laminated material CW consisting only of an oil palm veneer, and an acacia mangium veneer laminated as an outer surface material SW on both front and back surfaces of the outermost surface of the inner laminated material CW. It is about plywood.
  • the joining component which an oil palm material contains inside, and other joining components (adhesive agent) added from the outside exist, These joining Joined by the synergistic action of the components.
  • the joining component contained in the oil palm material from the outside is present and are bonded by the synergistic action of these bonding components.
  • a method using a rotary race is adopted as a method for forming an oil palm veneer, as in the first embodiment.
  • a sawing method using a ground plate is adopted as a method for forming the acacia mangium veneer.
  • the air dry density of the oil palm veneer before consolidation was 0.35 g / cm 3
  • the air dry density of the acacia mangium veneer was 0.63 g / cm 3 .
  • the boundary surface between the oil palm veneers constituting the internal laminate CW Apply other bonding components (adhesive). Further, another bonding component (adhesive) is also applied to the boundary surface between the oil palm veneer constituting the outermost layer of the inner laminated material CW and the acacia mangium veneer constituting the outer surface material SW. The reason for this is to further strengthen the adhesion between the oil palm veneers and to supplement the adhesion between the oil palm veneer and the acacia mangium veneer. Thereby, each boundary surface of the composite compacted plywood can be firmly bonded by a synergistic action of the bonding component contained inside the oil palm material and the other bonding component (adhesive) added from the outside.
  • a synthetic resin-based phenol resin is used as an adhesive as in the first embodiment.
  • phenol resin HP3000A manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd.
  • the solid content (resin component) of this phenol resin HP3000A was about 70% by weight, and its viscosity was 115 mPa ⁇ s / 25 ° C.
  • the amount of phenol resin applied is within the range of 50 to 500 g / m 2 as the solid content of the adhesive with respect to one boundary surface, as in the first embodiment. It is more preferable that it is in the range of 60 to 300 g / m 2 .
  • the adhesive may be applied to only one surface of the oil palm veneer and the acacia mangium veneer that are bonded to each other, or may be applied to both surfaces.
  • the total amount of the adhesive with respect to one boundary surface is preferably in the range of 50 to 500 g / m 2 in terms of solid content.
  • the coating amount of the phenolic resin HP3000A is 160 g / m 2, in terms of solid content (resin component) was 112 g / m 2.
  • coating was fully cured.
  • a composite laminate NW is configured by laminating a plurality of oil palm single plates and acacia mangium single plates formed in this way.
  • a plurality (specifically, three) of oil palm single plates are used as the inner laminated material CW that constitutes the central portion of the composite laminated material NW.
  • an acacia mangium single plate is laminated on both front and back surfaces of the outermost layer of the inner laminated material CW to form a composite laminated material NW.
  • the fiber direction (direction of a grain) of each single board can be combined in arbitrary directions.
  • the configuration of the composite laminated material NW composed of the oil palm veneer and the acacia mangium veneer is the same as that of the first embodiment.
  • the thickness (before consolidation) of the five-layer composite laminate NW was about 27.5 mm (the thickness of each single plate was 5.5 mm).
  • the composite laminate ply PW is obtained by consolidating the composite laminated material NW thus configured.
  • the same consolidation device MC as in the first embodiment is used, and the consolidation conditions are the same.
  • the composite compacted plywood PW according to the second embodiment has a thickness after consolidation of about 9 mm, and is a composite compacted plywood excellent in aesthetics because the wood grain and luster of the acacia mangi material are expressed on both front and back sides.
  • Air-drying density of each part after consolidation The composite consolidated plywood PW manufactured in the second embodiment is decomposed into an inner laminated material CW (oil palm material) and an outer surface material SW (acacia mangium material).
  • the air dry density of the part was measured. As described above, the air dry density of the oil palm veneer before consolidation was 0.35 g / cm 3 , and the air dry density of the acacia mangium veneer was 0.63 g / cm 3 .
  • the air dry density of the inner laminated material (oil palm material) after consolidation is 1.1 g / cm 3
  • the air dry density of the outer surface material SW (acacia mangium material) is 1. It was 1g / cm 3.
  • the air dry density value after consolidation of the inner laminated material CW is in the range of 0.6 to 1.4 g / cm 3
  • the outer surface material The value of the air dry density after consolidation of SW is in the range of 0.6 to 1.4 g / cm 3
  • the value of the air dry density after consolidation of the inner laminate material CW and the outer surface material SW is It was confirmed that they were almost the same.
  • Bending Young's modulus etc . Bending strength was measured for the composite compacted plywood PW, and strength properties such as bending Young's modulus were measured. Specifically, a test piece was prepared in the same manner as in the first embodiment from the composite consolidated plywood PW (thickness after consolidation of 8.5 mm), and a three-point bending test was performed using this test piece. The measurement apparatus and measurement conditions were the same as those in the first embodiment. The bending Young's modulus (GPa), bending strength (MPa), and strain energy (J) were calculated from each measured value. The measurement results for the composite consolidated plywood PW were bending Young's modulus (12.4 GPa), bending strength (103.2 MPa), and strain energy (1.34 J).
  • the composite consolidated plywood PW after consolidation had a bending Young's modulus value in the range of 3.5 to 18.0 GPa and was excellent in bending rigidity.
  • the reason why the composite compacted plywood laminated with two kinds of trees has excellent bending rigidity is that the air dry density of each part of the inner laminate material CW (oil palm material) and the outer surface material SW (acacia mangium material) This is probably due to the fact that the values of are substantially the same and constitute a homogeneous composite consolidated plywood.
  • Wear depth (surface wear strength): It measured based on the "wear test” prescribed
  • the value of the wear depth D obtained for the composite consolidated plywood PW was 0.120 mm. Note that the surface of the composite compacted plywood PW after consolidation exhibited an excellent surface quality due to the highly consolidated acacia mangium material.
  • the value of the wear depth D in excellent surface quality was 0.25 mm or less, and it was confirmed that the surface wear strength was excellent.
  • the reason for showing this value is that the value of the air dry density after consolidation of the outer surface material SW is in the range of 0.6 to 1.4 g / cm 3 and is sufficiently consolidated. Seem.
  • the composite compacted plywood PW was evaluated by the “Class 1 immersion peel test” defined in Japanese Agricultural and Forestry Standard (JAS) Appendix 3 (3).
  • a test piece having a length direction of 75 mm ⁇ a width direction of 75 mm was prepared from the composite consolidated plywood PW, and the test piece was immersed in boiling water for 4 hours and then dried in an atmosphere of 60 ° C. ⁇ 3 ° C. for 20 hours. Further, the test piece was again immersed in boiling water for 4 hours, and then dried in an atmosphere of 60 ° C. ⁇ 3 ° C. for 3 hours.
  • the composite consolidated plywood PW in the second embodiment conforms to this standard without peeling.
  • a rotary race is used when forming an oil palm veneer from an oil palm trunk material.
  • the invention is not limited to this, and, for example, lumber may be lumbered. .
  • five single plates are laminated and the thickness before consolidation is about 25 mm (the thickness of each single plate is 5 mm).
  • Four or six or more single plates may be laminated and consolidated, and the thickness of each single plate may be changed as appropriate.
  • the laminated material is configured by laminating the fiber directions of the single plates so as to cross each other (substantially orthogonal).
  • the present invention is not limited to this, and the fiber directions of the single plates are parallel to each other. And may be laminated. Moreover, the fiber directions of the single plate may be laminated so as to intersect at an arbitrary angle other than the orthogonal direction.
  • the laminated material is configured by laminating the fiber directions of the single plate so as to cross each other (substantially orthogonal).
  • the invention is not limited to this, and the vicinity of the surface layer of the laminated material composed of multiple layers You may make it laminate only. For example, in the case of constituting a laminated material composed of 7 layers, the fiber directions of only 2 layers may be crossed from both the front and back surfaces, and the internal 3 layers may be laminated in parallel.
  • the present invention is not limited to this, and the outer surface materials of different tree types are laminated on the front and back surfaces. You may make it do.
  • (8) in the first embodiment, when the laminated material is processed at a predetermined temperature, high-temperature water vapor is used together.
  • liquid in the processing space (internal space IS) is used. This water may be supplied and consolidated by water vapor generated from the water, or may be consolidated by moisture contained in each single plate in the hot-pressure treatment.
  • a phenolic resin is used as an adhesive for a veneer.
  • the present invention is not limited to this, and oil palm veneers or oil palm veneers and other tree species veneers are joined.
  • a material that can be used may be used.
  • the adhesive other than the phenol resin include synthetic resins such as urea resin, melamine resin, furan resin, urethane resin, and epoxy resin, and natural resins such as shellac.
  • the adhesive is applied only to the boundary surface between the inner laminated material and the outer surface material.
  • the present invention is not limited to this, and the adhesive is also applied to other boundary surfaces. It may be.
  • the adhesive is applied to all the boundary surfaces of each single plate.
  • the present invention is not limited to this, and the adhesive may be applied only to a part of the boundary surfaces. Good.

Landscapes

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Abstract

これまで未利用非木材資源として利用されることなくそのまま放置されていたオイルパームの幹材を本来の木質材料として有効に利用することにより、新たな産業廃棄物を生み出すことがなく、また、各種物性に優れて硬質木材にも代わりえる広い用途に使用することができ、且つ、表面品位に優れて一般高級木材と同様に広く表面材として使用することのできる複合圧密合板を提供する。 オイルパーム材から形成した複数の単板を積層した内部積層材と、当該内部積層材の最外層の外表面のうち少なくとも一方の面にオイルパーム材以外の樹種から形成した他の単板を外表面材として積層して圧密化した複合圧密合板であって、内部積層材の圧密化後の気乾密度の値が、0.6~1.4(g/cm3)の範囲内にあり、且つ、外表面材の圧密化後の気乾密度の値が、0.6~1.4(g/cm3)の範囲内にあって、内部積層材及び外表面材の圧密化後の気乾密度の値が、略同じであること。

Description

複合圧密合板
 本発明は、オイルパーム単板と他の木材からなる単板とを積層、圧密化してなる複合圧密合板に関するものであり、特に産業資材から建築内装材や家具、又は、外構材(エクステリア)などに広く使用できる物性が良好で表面品位に優れた複合圧密合板に関するものである。
 合板は、原木を大根のカツラ剥きのように薄く剥いだもの(ベニヤ)を乾燥させ、複数枚の単板を繊維方向(木目方向)が交差するように積層し、これらの間に接着剤を塗布して接合し、1枚の板材のようにしたものである。これらの合板の用途は、住宅などの構造用に用いられる構造用合板、コンクリートの型枠に用いられるコンクリート型枠用合板(コンパネ)、或いは、建築内装材や家具など、更には化粧合板の基板などにも広く使用されている。
 特に、日本のような高温・多湿の環境にも順応する木材の優れた特性を備え、更に、木材の持つ幾つかの欠点を製造技術で補整し、木材の単材(製材)より強く、幅広で、しかも伸び縮みの少ない優れた材料である。また、単材としては用途の限られる樹種を使用することができるので、資源の有効利用にも寄与している。これらの合板には、一般に海外で大規模に植林され大量に入手できる、ラワンやメランチなどの広葉樹、カラマツ、ラジアータパインなどの針葉樹が使用されている。
 一方、オイルパーム(アブラヤシ)も商業作物としてマレーシア、インドネシアを中心に大規模に植林されている。このオイルパームの植林は、油脂の採取を目的としており、果肉と種子だけが利用されている。一方、オイルパームは、植え付け後25~30年で果実の収穫量が減少して経済寿命を終え、約25年毎に再植林されている。
 この再植林の際に生じる大量のオイルパームの幹材は、木材用途としては狂いが大きく製材化には適さないとされている。そこで、伐採されたオイルパームの幹材は、有効に利用されることなく、産業廃棄物として廃棄処分或いはオイルパーム農園にそのまま放置されている。それゆえ、NPO法人非木材グリーン協会においては、オイルパームの幹材も未利用非木材資源として捉えられている。
 そこで、この未利用非木材資源であるオイルパームの幹材を資源として有効に利用すべく、種々の試みがなされている。近年においては、バイオマス資源としてカーボンニュートラルな燃料の原料として検討されている。例えば、下記特許文献1において、「バイオエタノールの原料としてのオイルパーム材の利用」が提案されている。
 伐採したオイルパームの幹材には、他の樹種と異なり、セルロース、ヘミセルロース以外に多くの遊離糖が含有されている。これらの遊離糖は、主にショ糖、グルコース、フルクトースなどからなり幹材の約10%も含有される。更に、オイルパームの幹材は、デンプンを約25%も含有すると言われている(下記非特許文献1)。
 そこで、下記特許文献1においては、オイルパームの幹材を圧搾して遊離糖を含む圧搾液と絞り粕(圧搾粕)とに分離する。更に、この圧搾粕を酵素処理(アミラーゼ処理)して単糖を含む処理液とし、この処理液と圧搾液とを混合したものを発酵処理してエタノールを得るというものである。
 また、下記特許文献2においては、オイルパームの幹材を分解するのではなく、これを原料とする「吸水性素材」が提案されている。この吸水性素材は、オイルパームの幹材から得られる柔組織(デンプンなどを貯蔵する「柔細胞」と思われる)を主成分とする高吸水性素材である。
 更に、下記特許文献3においては、オイルパームの幹材を本来の木質材料として使用する「合板、パーム合板、合板製造方法、およびパーム合板製造方法」が提案されている。このパーム合板は、オイルパームの幹材から得られた単板を接着剤で接合したものであり、上述した一般の合板の製造法において、オイルパームの幹材を薄く剥いだ単板を複数枚積層し、これらの間に接着剤を塗布して接合し、1枚の板材(合板)としたものである。
特開2009-112246号公報 特開2011-224479号公報 特開2011-068015号公報 松田敏誉,富村洋一;熱帯林業, No.24(1992)37-46
 ところで、上記特許文献1のバイオエタノールの原料としての利用は、カーボンニュートラルな燃料の製造として素晴らしいものであるが、オイルパームの幹材を圧搾し、酵素処理し、更に発酵処理する必要があり、複雑な工程と大掛かりな設備を必要とする。
 また、上記特許文献2の吸水性素材は、産業資材としての利用であるが、圧搾、固形残渣の乾燥、粉砕、篩分による柔組織と維管束との分離などの複雑な工程が必要である。また、吸水性素材となる柔組織は、圧搾による固形残渣の約50~60%であり、圧搾液や不必要な固形分である維管束の処分など、新たな産業廃棄物を生み出すことになる。
 一方、上記特許文献3のパーム合板としての利用は、オイルパームの幹材をカツラ剥きし乾燥して得られた単板をそのまま利用することができる。従って、オイルパームの幹材の殆どの部分を利用することができるので、新たな産業廃棄物を生み出すこともない。
 しかし、オイルパームの幹材から得られる単板は、合板に従来使用されているラワンなどの単板と異なり、密度が低く、そのことから強度が弱く、合板としたときにもその物性の点で問題となり用途が限定される。
 更に、パーム合板に限らず、従来の合板においても、単板を接合する接着剤の問題が、近年大きくクローズアップされている。これは、合板の接着材として広く使用される尿素樹脂やメラミン樹脂が経年劣化により、徐々に分解してホルムアルデヒドを発散するというものである。現在では、接着剤の製造に使用するホルムアルデヒドの量を抑え、また、合板の接着剤から分解で生じるホルムアルデヒドを吸収・分解するキャッチャー剤を配合するなどの対策がなされている。しかし、それでも過敏な小児においてシックハウス症候群やアトピー性皮膚炎などの原因になることが報告されている。
 このように、強度の弱いオイルパームの幹材を利用した合板を作製する場合には、多量の接着剤(或いは、内部充填樹脂)を使用しなければ強度などの実用性のあるものを得ることができなかった。また、作製した合板は、各種物性のなかでも特に剛性に優れたものを得ることができず、硬質木材にも代わりえる広い用途に使用することができなかった。
 これらの問題に対処して、本発明者は、これまで利用されることなくそのまま放置されていたオイルパームの幹材を本来の木質材料として有効に利用することにより、新たな産業廃棄物を生み出すことがなく、且つ、各種物性に優れて従来の合板と同様の用途に使用できるオイルパーム圧密合板を開発してきた。しかし、オイルパーム材を圧密化した場合には、オイルパーム材が内部に含有する遊離糖やデンプンなどが表面に露出して、圧密合板の表面品位を損なうという問題があった。また、圧密化工程で使用する熱プレス板の板面にこれらの成分が付着して作業工程を煩雑にするという問題があった。
 そこで、本発明は、以上のようなことに対処して、これまで未利用非木材資源として利用されることなくそのまま放置されていたオイルパームの幹材を本来の木質材料として有効に利用することにより、新たな産業廃棄物を生み出すことがなく、また、各種物性に優れて硬質木材にも代わりえる広い用途に使用することができ、且つ、表面品位に優れて一般高級木材と同様に広く表面材として使用することのできる複合圧密合板を提供することを目的とする。
 上記課題の解決にあたり、本発明者は、鋭意研究の結果、オイルパームの幹材から形成した単板を積層して内部積層材を構成し、その最外層にオイルパーム材以外の樹種から形成した他の単板を外表面材として積層した。その後、所定の温度と圧力を掛けて圧密化することにより、これらの単板どうしが自然に、又は少量の接合剤で接合することを見出した。このとき、圧密化前の気乾密度(含水率15質量%の気乾状態における密度)が異なる2種類の木材の圧密化後の気乾密度を略同じにすることにより、各種物性に優れ且つ表面品位に優れた複合圧密合板が形成され本発明の完成に至った。
 即ち、本発明に係る複合圧密合板は、請求項1の記載によると、
 オイルパーム材から形成した複数の単板を積層した内部積層材と、当該内部積層材の最外層の外表面のうち少なくとも一方の面にオイルパーム材以外の樹種から形成した他の単板を外表面材として積層して圧密化した複合圧密合板であって、
 前記内部積層材の圧密化後の気乾密度の値が、0.6~1.4(g/cm)の範囲内にあり、且つ、前記外表面材の圧密化後の気乾密度の値が、0.6~1.4(g/cm)の範囲内にあって、
 前記内部積層材及び前記外表面材の圧密化後の気乾密度の値が、略同じであることを特徴とする。
 また、本発明は、請求項2の記載によると、請求項1に記載の複合圧密合板であって、
 曲げヤング係数の値が、3.5~18.0(GPa)の範囲内にあることを特徴とする。
 また、本発明は、請求項3の記載によると、請求項1又は2に記載の複合圧密合板であって、
 JIS Z 2101:1994(木材の試験方法)に規定する「摩耗試験」に準拠し、試験片の測定前の質量をm1(mg)、試験片の試験後の質量をm2(mg)、試験機の摩耗輪による摩耗を受ける部分の面積をA(mm)、試験片の密度をρ(g/cm)としたときに、下記の式(1)、
   D=(m1-m2)/A・ρ  ・・・(1)
で示される、摩耗深さDの値が、0.25(mm)以下であり、好ましく0.12(mm)以下であることを特徴とする。
 また、本発明は、請求項4の記載によると、請求項1~3のいずれか1つに記載の複合圧密合板であって、
 前記内部積層材を構成する各単板どうしの各境界面には、前記オイルパーム材が内部に含有する接合成分のみが存在し、外部から付加した他の接合成分が存在することなく接合されていることを特徴とする。
 また、本発明は、請求項5の記載によると、請求項4に記載の複合圧密合板であって、
 前記内部積層材の最外層の外表面と前記外表面材との境界面には、前記オイルパーム材が内部に含有する接合成分と、外部から付加した他の接合成分とが存在し、これらの接合成分の相乗作用により接合されていることを特徴とする。
 また、本発明は、請求項6の記載によると、請求項1~3のいずれか1つに記載の複合圧密合板であって、
 前記内部積層材を構成する各単板又は前記外表面材の各境界面のうち少なくとも1つの境界面には、前記オイルパーム材が内部に含有する接合成分と、外部から付加した他の接合成分とが存在し、これらの接合成分の相乗作用により接合されていることを特徴とする。
 また、本発明は、請求項7の記載によると、請求項5又は6に記載の複合圧密合板であって、
 前記内部積層材を構成する各単板の境界面、又は、前記内部積層材の最外層の外表面と前記外表面材との境界面に対する前記他の接合成分の付加量は、1つの境界面に対する総量を固形分にして、50~500(g/m)の範囲内、好ましくは60~300(g/m)の範囲内にあることを特徴とする。
 また、本発明は、請求項8の記載によると、請求項1~7のいずれか1つに記載の複合圧密合板であって、
 前記内部積層材を構成する各単板は、オイルパームの幹材をその周方向に回転させながらロータリーレースで外周から所定の厚さに剥いで形成してなることを特徴とする。
 また、本発明は、請求項9の記載によると、請求項1~8のいずれか1つに記載の複合圧密合板であって、
 合板の日本農林規格(JAS)別記3の(3)に規定する「1類浸せきはく離試験」の基準に適合することを特徴とする。
 また、本発明は、請求項10の記載によると、請求項1~8のいずれか1つに記載の複合圧密合板であって、
 合板の日本農林規格(JAS)別記3の(3)に規定する「2類浸せきはく離試験」に準拠して測定することにより、
 試験片の側面に現れている接合部分において、はく離していない部分の長さが、当該接合部分の長さの67%以上であることを特徴とする。
 上記構成によれば、本発明に係る複合圧密合板は、オイルパーム材から形成した複数の単板を積層した内部積層材の最外層の外表面にオイルパーム材以外の樹種から形成した他の単板を外表面材として積層して圧密化したものである。このことにより、これまで利用されることなくそのまま放置されていたオイルパームの幹材を本来の木質材料として有効に利用することができる。また、オイルパームの幹材の殆どの部分をそのまま利用することができるので、中間工程における新たな産業廃棄物を生み出すことがない。更に、オイルパーム材以外の樹種からなる単板を外表面材として積層しているので、外表面材の木目、艶など表面品位に優れて一般高級木材と同様に広く表面材として使用することができる。
 また、上記構成によれば、本発明に係る複合圧密合板は、内部積層材の圧密化後の気乾密度の値が、0.6~1.4(g/cm)の範囲内にあり、且つ、外表面材の圧密化後の気乾密度の値が、0.6~1.4(g/cm)の範囲内にある。このように、内部積層材及び外表面材の圧密化後の気乾密度の値が、略同じであることにより、各種物性に優れ広い用途に使用することができる。
 また、上記構成によれば、本発明に係る複合圧密合板は、曲げヤング係数の値が3.5~18.0(GPa)の範囲内にある。曲げヤング係数の値が3.5~18.0(GPa)の範囲内にあることにより、物性、特に高ヤング係数を有して剛性に優れ、硬質木材にも代わりえる広い用途に使用することができる。上記各作用効果に加え、剛性に優れた複合圧密合板を得ることができる。
 また、上記構成によれば、本発明に係る複合圧密合板は、JIS Z 2101:1994(木材の試験方法)に規定する「摩耗試験」に準拠して測定した、オイルパーム圧密合板の摩耗深さDの値が、0.25(mm)以下であり、好ましく0.12(mm)以下である。摩耗深さDの値が0.25(mm)以下であることにより、物性、特に表面摩耗強度に優れ広い用途に使用することができる。よって、上記各作用効果に加え、表面強度に優れた複合圧密合板を得ることができる。
 また、上記構成によれば、本発明に係る複合圧密合板の内部積層材を構成する各単板どうしの各境界面には、オイルパーム材が内部に含有する接合成分のみが存在し、外部から付加した他の接合成分が存在することなく接合されていてもよい。即ち、単板どうしの接合に従来のように多量の接着剤などの接合成分を付加することなく、単板どうしが接合(自己接着)して複合圧密合板を構成している。このことにより、上記各効果に加え従来の合板で問題となる接着剤からのホルムアルデヒドの発散がなく、且つ、天然素材そのものからなり、他の合成成分を付加することのない複合圧密合板を構成することができる。
 また、上記構成によれば、本発明に係る複合圧密合板の内部積層材の最外層の外表面と前記外表面材との境界面には、オイルパーム材が内部に含有する接合成分と、外部から付加した他の接合成分とが存在し、これらの接合成分の相乗作用により接合されていてもよい。この場合においても、内部積層材の最外層と外表面材との接合に少量の接着剤などの接合成分を付加することにより、自己接着を補強して複合圧密合板を構成している。このことにより、上記各効果に加え従来の合板で問題となる接着剤からのホルムアルデヒドの発散が非常に少ない複合圧密合板を構成することができる。
 また、上記構成によれば、本発明に係る複合圧密合板の内部積層材を構成する各単板又は外表面材の各境界面のうち少なくとも1つの境界面には、オイルパーム材が内部に含有する接合成分と、外部から付加した他の接合成分とが存在し、これらの接合成分の相乗作用により接合されていてもよい。この場合においても、単板どうしの接合に少量の接着剤などの接合成分を付加することにより、自己接着を補強して複合圧密合板を構成している。このことにより、上記各効果に加え従来の合板で問題となる接着剤からのホルムアルデヒドの発散が非常に少ない複合圧密合板を構成することができる。
 また、上記構成によれば、本発明に係る複合圧密合板の内部積層材を構成する各単板の境界面、又は、前記内部積層材の最外層の外表面と前記外表面材との境界面に対する前記他の接合成分の付加量は、1つの境界面に対する総量を固形分にして、50~500(g/m)の範囲内、好ましくは、60~300(g/m)の範囲内にあってもよい。このことにより、上記各効果に加え接合成分の使用量が多くコストが高くなるということがなく、更に、ホルムアルデヒドの発散が非常に少ない複合圧密合板をより具体的に構成することができる。
 また、上記構成によれば、本発明に係る複合圧密合板の内部積層材を構成する各単板は、オイルパームの幹材をその周方向に回転させながらロータリーレースで外周から所定の厚さに剥いで形成したものであってもよい。このように、ロータリーレースにより単板を形成することにより、所定の厚さの単板を安定して大量に形成することができる。また、オイルパームの幹材を辺材から芯材まで完全に利用することができる。
 また、上記構成によれば、本発明に係る複合圧密合板は、合板の日本農林規格(JAS)別記3の(3)に規定する「1類浸せきはく離試験」の基準に適合する。このことにより、上記各効果に加え接合部分の接合強度が特に強く要求される用途に使用することができる。
 また、上記構成によれば、本発明に係る複合圧密合板は、合板の日本農林規格(JAS)別記3の(3)に規定する「2類浸せきはく離試験」に準拠して測定することにより、試験片の側面に現れている接合部分において、はく離していない部分の長さが、当該接合部分の長さの67%以上である。このことにより、上記各効果に加え接合部分の接合強度に優れ広い用途に使用することができる。
 よって、本発明によれば、これまで未利用非木材資源として利用されることなくそのまま放置されていたオイルパームの幹材を本来の木質材料として有効に利用することにより、新たな産業廃棄物を生み出すことがなく、また、各種物性に優れて硬質木材にも代わりえる広い用途に使用することができ、且つ、表面品位に優れて一般高級木材と同様に広く表面材として使用することのできる複合圧密合板を提供することができる。
第1実施形態において、オイルパームの幹材をロータリーレースにより単板化する工程を示す概略図である。 第1実施形態において、オイルパーム単板とファルカタ単板とからなる複合積層材の構成を示す概略図である。 第1実施形態において、圧密化前後の状態(a)複合積層材、(b)複合圧密合板を示す概略図である。 第1実施形態において、複合圧密合板を製造する圧密化装置の概要を示す断面図である。 第1実施形態において、複合圧密合板を製造する工程の概要を示す工程図である。
 本発明において、オイルパームとは、アブラヤシ(油椰子)ともいわれ、西アフリカ原産のヤシ科アブラヤシ属に分類される単子葉植物の総称であって、油脂の採取を目的とする商業作物としてマレーシア、インドネシアを中心に大規模に植林されている。成木は単一の幹からなり、高さ20mに達する。葉は羽状で長さ3~5mほどのものが、毎年20~30枚新しく生える。
 また、上述のように、オイルパームは、植え付け後25~30年で果実の収穫量が減少して経済寿命を終え、約25年毎に再植林されている。オイルパームの植林は油脂の採取を目的として果肉と種子だけが利用されるので、その幹材はこれまで有効に利用されることなく、産業廃棄物として廃棄処分或いはオイルパーム農園にそのまま放置されている。
 オイルパームの幹材の成分は産地によって若干の差があるとされるが、一般に、セルロース30.6%、ヘミセルロース33.2%、リグニン(総リグニン28.5%=クラーソンリグニン24.7%+酸可溶性リグニン3.8%)、抽出成分3.6%、灰分4.1%といわれている(Characterization in Chemical Composition of the Oil Palm; Journal of the Japan Institute of Energy,87(2008)383-388)。
 また、オイルパームの幹材の断面には、視認できる直径0.4~1.2mm程度の維管束とその周りにデンプンなどを貯蔵する柔細胞などが存在する。これらの細胞壁は、セルロース、ヘミセルロース、及び、リグニン等の樹脂成分で形成され、その他、幹材には約10%の遊離糖(主にショ糖、グルコース、フルクトースなど)や約25%のデンプンが含有されている(上記非特許文献1)。
 オイルパームの幹材をロータリーレース(後述する)などによる剥き板法を使用して単板にし、これを乾燥して本発明に使用するオイルパーム単板とする。このオイルパーム単板の気乾密度(含水率15質量%の気乾状態における密度)は、オイルパームの幹材の位置によって異なる。具体的には、幹材の基端部は気乾密度が高く、幹材の先端部は気乾密度が低い。また、樹幹の辺材は気乾密度が高く、幹材の芯材は気乾密度が低い。従って、ロータリーレースで剥き板したオイルパーム単板の圧密化前の気乾密度は、部位によって約0.2~0.4g/cmの範囲にある。
 一方、外表面材として使用するオイルパーム材以外の樹種から形成した他の単板は、そのような樹種のものを使用してもよい。なお、複合圧密合板の使用目的によって、単板表面の木目、艶など表面品位に優れているものを使用することが好ましい。
 外表面材としては、例えば、次のような樹種からなる単板を使用することができる。なお、名前の後のカッコ書きは気乾密度を示す。スギ(0.36g/cm)、ヒノキ(0.44g/cm)、カラマツ(0.50g/cm)、トドマツ(0.44g/cm)、キリ(0.25g/cm)、クリ(0.60g/cm)、ブナ(0.65g/cm)、ナラ(0.58g/cm)、カバ(0.60g/cm)、イタジイ(0.61g/cm)、カリン(0.61g/cm)、アピトン(0.72g/cm)、ファルカタ(0.27g/cm)、マラパパイヤ(0.50g/cm)、グメリナ(0.45g/cm)、ゴム(0.64g/cm)、イエローポプラ(0.45g/cm)、イタリアポプラ(0.35g/cm)、ユーカリ(0.75g/cm)、カユプティ(0.75g/cm)、アカシアマンギウム(0.63g/cm)などを挙げることができる。
 なお、本発明者は、圧密化前の気乾密度が異なる2種以上の単板を積層した場合に、圧密化後の気乾密度について検討した。その結果、圧密化後の気乾密度が略同じになるように圧密化することにより、各種物性に優れた複合圧密合板が形成されることを確認した。また、オイルパーム材のみを使用した圧密合板において、優れた物性値を得るためには圧密化後の気乾密度の値が0.6~1.4g/cmの範囲内とする必要があることを確認した。
 そこで、本発明においては、内部積層材の圧密化後の気乾密度の値が0.6~1.4g/cmの範囲内にあり、且つ、外表面材の圧密化後の気乾密度の値が0.6~1.4g/cmの範囲内にあって、内部積層材及び外表面材の圧密化後の気乾密度の値が略同じであることが必要である。更に、樹種の異なる内部積層材と外表面材とでは、線膨張率や吸水率に差異があることから、内部積層材と外表面材との接着強度が重要であることを確認して本発明に至った。
 しかし、圧密化前の気乾密度が異なる2種以上の単板を積層して圧密化する場合に、これらを略同じ気乾密度に圧密化することは非常に難しい。そこで、本発明者は、特殊な構造をした圧密化装置(後述する)を用いて高温、高圧の湿熱条件下において、2種以上の単板をそれぞれ塑性加工することにより圧密化後の気乾密度が略同じ値となって優れた物性を実現し得ることを確認した。
 以下、本発明に係る複合圧密合板の各実施形態を図面に従って説明する。なお、本発明は、下記に示す各実施形態にのみ限定されるものではない。
 第1実施形態:
 本第1実施形態は、オイルパーム単板のみからなる内部積層材と、その内部積層材の最外層の外表面の両面にファルカタ単板を外表面材として積層した複合圧密合板に関するものである。なお、内部積層材を構成する各単板どうしの境界面には、オイルパーム材が内部に含有する接合成分(後述する)のみが存在し、外部から付加した他の接合成分(接着剤)が存在することなく接合されている。一方、オイルパーム単板からなる内部積層材の最外層の外表面とファルカタ単板からなる外表面材との境界面には、オイルパーム材が内部に含有する接合成分と外部から付加した他の接合成分(接着剤)とが存在し、これらの接合成分の相乗作用により接合されている。以下、本第1実施形態に係る複合圧密合板をその製造工程に沿って図面を用いて説明する。
 A.オイルパーム単板及びファルカタ単板の準備
 複合圧密合板の製造工程においては、まず、オイルパームの幹材から単板を形成する。本発明においては、単板の形成方法については特に限定するものではなく、挽板による製材法、或いは、連続したロータリーレースなどによる剥き板法を使用することができる。なお、本第1実施形態においては、生産性に優れ、且つ、連続して均一な単板を形成することのできるロータリーレースによる方法を採用する。このロータリーレースによる方法を採用することにより、オイルパーム単板の乾燥が早く、品質がより安定する。一方、外表面材として積層するファルカタ単板についても、挽板による製材法、或いは、連続したロータリーレースなどによる剥き板法を使用することができる。本第1実施形態においては、外表面材として木目の品位を表現できる挽板による製材法を採用する。なお、圧密化前のオイルパーム単板の気乾密度は、0.35g/cmであり、ファルカタ単板の気乾密度は、0.27g/cmであった。
 本第1実施形態においては、ロータリーレースによりオイルパーム単板を形成する方法について説明する。図1は、オイルパームの幹材をロータリーレースにより単板化する工程を示す概略図である。まず、伐採されたオイルパームの幹から所定の長さのオイルパーム幹材WDを切断する。このオイルパーム幹材WDをロータリーレース(装置)にセットする(図1において装置詳細は省略)。
 次に、オイルパーム幹材WDに対して、その幹の中心を回転軸として回転させ、刃物CTによって大根のカツラ剥きと同様にして周方向の剥きを行う。このようにして、オイルパーム幹材WDの周囲(辺材)から中心(芯材)に向かって、所定の厚さのオイルパーム連続剥離板UWDを得る。なお、オイルパーム幹材WDは、その断面に年輪がなく、均質なオイルパーム連続剥離板UWDを得ることができる。また、年輪がないことから、オイルパーム連続剥離板UWDの表面には柾目が現れる。
 このオイルパーム幹材WDにおいては、周囲(辺材)から中心(芯材)に向かって密度が徐々に小さくなる。即ち、辺材の密度が約0.45g/cm程度であるのに対して、芯材の密度は約0.15g/cm程度と小さくなる。その結果、オイルパーム連続剥離板UWDの密度が、徐々に小さく変化していく。
 このオイルパーム連続剥離板UWDを所定の長さに切断して、オイルパーム単板Wを得る。通常、オイルパーム単板Wの切断は、連続的に行われる。このオイルパーム単板Wは、上述のように、その密度が徐々に変化している。しかし、1枚のオイルパーム単板W内においては、限定された長さとカツラ剥き工程によって、ほぼ均質の密度が得られている。
 また、本第1実施形態においては、逆にこのことを利用して、任意の密度のオイルパーム単板Wを選択的に調達することができる。即ち、目的とする複合圧密合板の厚さ(圧密後の厚さ)と密度(圧密後の密度)を考慮して、必要な厚さ(圧密前の厚さ)と密度(圧密前の密度)のオイルパーム単板Wを必要枚数、調達することができる。なお、得られたオイルパーム単板Wは、切断後に乾燥される。乾燥は、単板を乾燥する熱盤プレスなどによって行うことができる。
 B.オイルパーム単板とファルカタ単板との境界面への接着剤の塗布
 本第1実施形態は、内部積層材を構成するオイルパーム単板どうしの境界面には、他の接合成分(接着剤)を塗布しない。この部分では、後述の圧密工程においてオイルパーム材が内部に含有する接合成分のみで十分に接合する。一方、内部積層材の最外層を構成するオイルパーム単板と外表面材を構成するファルカタ単板との境界面には、他の接合成分(接着剤)を塗布する。この理由は、ファルカタ材がオイルパーム材のような接合成分を十分に含有しておらず、これを補充するためである。このことにより、外表面材は、オイルパーム材が内部に含有する接合成分と外部から付加した他の接合成分(接着剤)との相乗作用により、内部積層材の最外層に強固に接着することができる。
 ここで、接着剤とは、木材の接合、接着に使用することのできる全ての材料をいうものである。特に、本発明においては、接着剤として各種樹脂化合物を使用することが好ましい。これらの樹脂化合物としては、例えば、尿素、メラミン、フェノール、フラン或いはこれらの組合せとホルムアルデヒドとの縮合反応によって得られる化合物或いはその予備縮合物が挙げられる。これらの樹脂化合物は、一般にユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂などと呼ばれており。更に、近年使用されるようになった樹脂化合物としては、ホルムアルデヒドを含まないウレタン樹脂、エポキシ樹脂などを挙げることができる。また、これらの合成樹脂系接着剤を使用する代わりに、天然樹脂系接着剤を使用するようにしてもよい。天然樹脂系接着剤としては、例えば、ラックカイガラ虫が分泌する樹脂状物質であるシェラックなどを挙げることができる。なお、本第1実施形態においては、接着剤として合成樹脂系のフェノール樹脂を使用した。具体的には、フェノール樹脂HP3000A(旭有機材工業株式会社製)を使用した。このフェノール樹脂HP3000Aの固形分(樹脂成分)は、約70重量%であり、その粘度は115mPa・s/25℃であった。
 また、これらの接着剤を反応させるために、接着剤に触媒を併用するようにしてもよい。この触媒は、使用する接着剤の種類と反応温度とにより適宜選定すればよい。ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂などのホルムアルデヒド縮合型樹脂の場合には、一般に酸触媒を使用する。本第1実施形態において使用するフェノール樹脂の場合には、酸触媒を併用することにより熱処理温度を低くして処理することができる。一方、フェノール樹脂の場合にも、酸触媒を併用することなく熱処理温度を高くして処理するようにしてもよい。なお、本第1実施形態においては、フェノール樹脂に酸触媒を併用することなく、高温で熱処理する方法を採用した。
 オイルパーム単板又はファルカタ単板の表面へのフェノール樹脂の塗布は、どのような方法で行ってもよいが、オイルパーム単板又はファルカタ単板の表面に塗布するフェノール樹脂の量は、従来の木質材料同士を接合するときよりも少なくする。更に、オイルパーム単板又はファルカタ単板の表面のみにフェノール樹脂を塗布し、内部にできるだけ浸透させないようにしてもよい。従来から使用されている一般の樹種から合板を製造する際には、接合する2枚の単板の両方の表面に十分な量、例えば、固形分にして、500g/m~600g/mの範囲内、或いは、それ以上のフェノール樹脂を塗布している。
 これに対して、オイルパーム材は密度が小さく組織が粗いため、他の樹種に比べフェノール樹脂の内部への浸透が非常に大きくなる。従って、従来と同程度の量のフェノール樹脂を塗布したのでは、浸透する量が多量となり製造コストが大きくなるだけでなく、各単板の境界面のフェノール樹脂の量が少なくなり接合強度が低くなる。一方、境界面の接合に関与するのは、主に表面近傍の樹脂化合物であり、内部に浸透した樹脂化合物は接合強度に効果を及ぼさない。更に、オイルパーム材の場合には、その内部に含有する接合成分(上述した)と、フェノール樹脂など外部から付加した接着剤との相乗作用により接合されるので接着剤の塗布量が少なくてよい。
 そこで、本第1実施形態においては、オイルパーム単板又はファルカタ単板の表面のみにフェノール樹脂を塗布するという方法を採用する。オイルパーム単板又はファルカタ単板の表面へのフェノール樹脂の塗布は、例えば、刷毛塗り、ローラー、スプレー、印捺などの方法で行うことが好ましい。また、塗布するフェノール樹脂の粘度を高くして、オイルパーム単板又はファルカタ単板の表面から内部に浸透しにくくするようにしてもよい。
 このように、本第1実施形態においては、接合後の複合積層材NWにおいて、オイルパーム単板又はファルカタ単板の厚み方向に対して、境界面近傍にのみフェノール樹脂が存在し中央部には浸透していない状態、或いは、浸透した場合であってもその量が境界面近傍よりもかなり少量であることが好ましい。このことにより、少ないフェノール樹脂の量で強い接合強度を得ることができ、接着剤からのホルムアルデヒドの発散が非常に少ない複合圧密合板を構成することができる。また、圧密化による複合圧密合板の製造コストが低減できる。
 ここで、実用的な接合強度を得ることのできる接着剤(本第1実施形態においてはフェノール樹脂)の塗布量は、1つの境界面に対して、接着剤の固形分にして、50~500g/mの範囲内にあることが好ましく、また、60~300g/mの範囲内にあることがより好ましい。また、接着剤の塗布は、互いに接合されるオイルパーム単板とファルカタ単板の一方の表面のみに塗布するようにしてもよく、或いは、両方の表面に塗布するようにしてもよい。いずれにしても、1つの境界面に対して、接着剤の総量で、固形分にして、50~500g/mの範囲内にあることが好ましい。本第1実施形態において、具体的には、刷毛塗りによりオイルパーム単板の一方の表面のみに塗布した。フェノール樹脂HP3000Aの塗布量は、160g/mであり、固形分(樹脂成分)に換算すると、112g/mであった。なお、塗布後の各オイルパーム単板は、十分に養生した。
 C.複合積層材NWの準備
 このようにして形成されたオイルパーム単板とファルカタ単板とを複数枚(通常の合板では奇数枚であるが、本発明においては奇数枚に限るものではない)積層して複合積層材を構成する。本第1実施形態においては、複合積層材の中心部を構成する内部積層材に複数枚のオイルパーム単板を使用する。一方、この内部積層材の最外層の表裏両面にファルカタ単板を積層して複合積層材とする。なお、オイルパーム単板を積層して内部積層材を構成する際の組合せにおいては、各単板の繊維方向(木目の方向)を任意の方向で組み合わせることができる。
 例えば、各オイルパーム単板の繊維方向が互いに交差(略直交)するように交互に積層するようにしてもよい。また、各オイルパーム単板の繊維方向が互いに平行になるように積層するようにしてもよい。また、各オイルパーム単板の繊維方向が直交方向ではない任意の角度に交差するように積層するようにしてもよい。更に、複数枚のオイルパーム単板のうち、一部の層のものだけが交差するように積層するようにしてもよい。
 なお、本第1実施形態においては、内部積層材を構成する各オイルパーム単板の繊維方向が交差(略直交)するように交互に積層する。このことにより、各オイルパーム単板が強度を補完し合って、完成した複合圧密合板の物性が大きく向上する。
 図2は、第1実施形態において、オイルパーム単板とファルカタ単板とからなる複合積層材NWの構成を示す概略図である。図2において、複合積層材NWは、3枚のオイルパーム単板W2、W3、W4と、2枚のファルカタ単板W1、W5とからなる5層の複合積層構造をしており、その厚み(圧密化前)は約27.5mm(各単板の厚み5.5mm)であった。3枚のオイルパーム単板W2、W3、W4は、複合積層材NWの内部を構成する内部積層材CWである。また、2枚のファルカタ単板W1、W5は、内部積層材CWの最外層の外表面の表裏両面に積層する外表面材SWである。なお、各単板は、互いに繊維方向を交差するように積層されている(図2参照)。
 D.圧密化
 次に、このようにして構成した複合積層材NWを圧密化することにより、複合圧密合板を得る。図3は、圧密化前後の複合積層材NWの状態を示す概略図である。図3(a)は、圧密化する前の複合積層材NWの状態を示している。一方、図3(b)は、複合積層材NWに所定の条件(後述する)による圧密化を行った後の複合圧密合板PWを示している。
 図3において、圧密化する前の複合積層材NWと圧密化した後の複合圧密合板PWとは、長さ方向及び幅方向の寸法に大きな変化は現れていない。これに対して、厚さ方向、即ち積層方向の変化は大きく、圧密化によって圧縮されて高密度の複合圧密合板PWとなっていることが分かる。
 ここで、圧密化(圧密固定化)について説明する。本発明者は、これまで、木材の圧密固定化及び木材の塑性加工について検討してきた。その経緯から、本出願人は、木材の圧密固定化方法(特許第4787432号)及び塑性加工木材(特許第5138080号)など複数の特許を有してきた。そこで、本発明者は、これらの技術的知見及び装置を活用して更に進化させることにより、本発明に係る複合圧密合板を開発した。
 本第1実施形態においては、複数枚のオイルパーム単板とファルカタ単板とを積層した複合積層材NWを加温し、この加温された複合積層材NWに対して、積層方向、即ち各単板の境界面に垂直の方向から所定の圧縮力を加えて圧縮する。更に、この圧縮力を維持した状態で、更に昇温して所定温度下で所定時間維持した後、温度を降下させて冷却し圧密固定化を完了する。
 なお、本第1実施形態における圧密固定化条件として、まず、所定温度とは、150~210℃の温度範囲内であり、好ましくは、170~200℃の温度範囲内である。また、この温度範囲を維持する時間は、圧密固定化する対象により適宜選定するものであるが、例えば、10分~120分の範囲内であり、好ましくは、20分~60分の範囲内である。
 一方、各単板の境界面に垂直の方向から加える圧縮力は、圧密固定化する対象により適宜選定するものであるが、例えば、5~70kg/cmの範囲内であることが好ましい。なお、本第1実施形態において使用する圧密化装置及び圧密化工程については後述する。
 ここで、本第1実施形態においては、この圧密化(圧密固定化)によって、内部積層材CWを構成する各オイルパーム単板どうしの境界面が接着剤(オイルパーム単板の外部から付加した他の接合成分)を必要とすることなく強固に接合(自己接着)する。また、内部積層材CWの最外層の外表面の表裏両面に積層したファルカタ単板からなる外表面材SWが、少量の接着剤で強固に接合する。オイルパーム単板どうしが自己接着する理由、及び、オイルパーム単板とファルカタ単板とが少量の接着剤で強固に接合する理由については定かではないが、オイルパームの幹材に含まれる、セルロース、ヘミセルロース、リグニン、遊離糖(主にショ糖、グルコース、フルクトースなど)、及び、デンプンの各成分が複合作用することにより強固に接着すると共に、複合圧密合板PW自体の物性の向上に寄与しているものと考えられる。
 上記各成分のうち、セルロースは細胞壁の骨格を構成し、これにヘミセルロースを介在としてリグニンが接着成分として作用する。また、オイルパームに特に多く含まれる遊離糖及びデンプンが、リグニンと共に複合的に作用して固有の作用効果を発揮するものと思われる。これらの成分が、上述のオイルパーム材が内部に含有する接合成分と考えられる。
 ここで、本第1実施形態において使用する複合圧密合板PWを製造する圧密化装置MCについて説明する。図4は、本第1実施形態において使用する圧密化装置MCの概要を示す断面図である。図4において、圧密化装置MCは、上下に2分割されるプレス盤10(上プレス盤10A及び下プレス盤10B)から構成される。
 上プレス盤10Aと下プレス盤10Bとは、上下に分割されることにより、内部空間IS及び位置決め孔18を形成する。位置決め孔18は、加圧前の複合積層材NWの位置を定め規制するものであって、その周縁部10bを上プレス盤10Aの周縁部10aに対向するようにして下プレス盤10Bに形成されている。上プレス盤10Aの周縁部10aには、プレス盤10の上下動の範囲で内部空間IS及び位置決め孔18を密閉状態とするためのシール部材11が形成されている。
 また、上プレス盤10Aには、その上面側から内部空間IS内に連通され、内部空間IS及び位置決め孔18内に蒸気を供給するための配管口12aを有する配管12が設けられている。この配管12には、その下流側にバルブV4が設けられている。一方、下プレス盤10Bには、その側面側から内部空間IS及び位置決め孔18内に連通され、内部空間IS内から水蒸気を排出するための配管口13aを有する配管13が設けられている。この配管13には、その内部の蒸気圧を検出する圧力計P2と、その下流側のバルブV5と、バルブV5に接続されたドレン配管14が設けられている。
 また、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bには、その内部に高温の水蒸気を通すことにより所定の温度に昇温するための配管路15、16が形成されており、これら配管路15、16には蒸気供給側の配管ST1から分岐された配管ST2、ST3、蒸気排出側の配管ET1、ET2がそれぞれ接続されている。これらの蒸気供給側の配管ST1,ST2、ST3の途中にはバルブV1、V2、V3、配管ST1内の蒸気圧を検出する圧力計P1が配設されており、蒸気排出側の配管ET1、ET2は、バルブV6を介してドレン配管14に接続されている。
 なお、図5においては、配管ST1に水蒸気を供給するボイラ装置、また、プレス盤10の固定側の下プレス盤10Bに対して上プレス盤10Aを上昇/下降させ加圧するための油圧機構を含むプレス昇降装置は省略する。
 更に、上プレス盤10A及び下プレス盤10B内に形成された配管路15、16に水蒸気に換えて低温の冷却水を通すことによって所望の温度に冷却する冷却水供給側の配管ST11から分岐された配管ST12、ST13が、上記配管ST2、ST3にそれぞれ接続されている。また、冷却水供給側の配管ST11、ST12、ST13の途中にはバルブV11、V12、V13が配設されている。なお、図5においては、配管ST11に冷却水を供給する冷却水供給装置は省略する。
 次に、このように構成された圧密化装置MCを用いて、複合積層材NWから複合圧密合板PWを製造する製造工程について図5の各工程に沿って説明する。まず、図5(a)において、圧密化装置MCにおける固定側の下プレス盤10Bに対して上プレス盤10Aが上昇し、予め所定の条件に乾燥させた複合積層材NWを、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bで形成される内部空間IS及び位置決め孔18内に載置する。
 ここで、本第1実施形態において、複合圧密合板PWの材料となる複合積層材NWは、所定の寸法(厚さ・幅・長さ)に形成されたものであり、3枚のオイルパーム単板W2、W3、W4と2枚のファルカタ単板W1、W5の積層面(各単板の境界面に平行)を上プレス盤10A及び下プレス盤10Bの各プレス面に対向させ、下プレス盤10Bの位置決め孔18に載置する。
 次に、図5(b)において、固定側の下プレス盤10Bの位置決め孔18上に載置した複合積層材NWに対して上プレス盤10Aを下降させて複合積層材NWの上面、即ち、積層面(各単板の境界面に平行)に対して垂直方向に当接させる。この状態において、上プレス盤10Aの配管路15及び下プレス盤10Bの配管路16に所定温度(例えば、110℃~180℃)の水蒸気を通して、内部空間IS及び位置決め孔18内を所定温度(例えば、110℃~180℃)に昇温する。この状態においては、内部空間IS及び位置決め孔18で構成される空間は、未だ密閉されていない。
 次に、固定側の下プレス盤10Bに対して上プレス盤10Aの圧縮力を所定圧力(例えば、5~70kg/cm)に設定し、複合積層材NWを上プレス盤10A及び下プレス盤10Bにて所定時間(例えば、5分~40分)加熱圧縮する。なお、このときの圧縮力は、割れを防止するために、複合積層材NWの温度上昇、即ち、複合積層材NWの熱伝導(内部の温度上昇)の状態に応じて徐々に昇温することが望ましく、加熱圧縮の時間も熱伝導に要する時間を考慮して設定することが好ましい。この状態においては、内部空間IS及び位置決め孔18で構成される空間は、未だ密閉されていない。
 次に、図5(c)において、上プレス盤10Aの周縁部10aが下プレス盤10Bの周縁部10bに当接すると上プレス盤10Aの周縁部10aに配設されたシール部材11によって、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bにて形成される内部空間IS及び位置決め孔18が密閉状態となる。この状態において、内部空間IS及び位置決め孔18の密閉状態が維持されると共に、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bによる圧縮力が維持された状態で、所定温度(例えば、150~210℃)まで昇温する。
 なお、本第1実施形態において、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bによって形成される内部空間IS及び位置決め孔18がシール部材11を介して密閉状態となったときにおける内部空間IS及び位置決め孔18の上下方向の寸法間隔は、圧密化後の気乾密度の値が予め設定された値になるように厚さ方向の仕上がり寸法(圧縮率)に設定しておく。このため、複合積層材NWの厚さ全体の圧縮率、即ち、複合積層材NWの圧縮による板厚の変化は、上プレス盤10Aの周縁部10aが下プレス盤10Bの周縁部10bに当接することで決まる
こととなる。
 この状態において、図5(c)に示す内部空間IS及び位置決め孔18の密閉状態で、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bの圧縮力が維持され、且つ、内部空間IS及び位置決め孔18が所定温度(例えば、150~210℃)に維持されたまま、所定時間(例えば、30分~120分)保持され、この後の冷却圧縮を解除したときに、戻り(膨張)のない複合圧密合板PWを形成するための加熱処理が行われる。このとき、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bで密閉状態とされている内部空間IS及び位置決め孔18を介して、複合積層材NWの周囲面とその内部とでは高温高圧の蒸気圧が出入り自在となっている。
 なお、このように、本第1実施形態においては、複合積層材NWの表裏面に上プレス盤10A及び下プレス盤10Bが面接触し、密閉状態の内部空間IS及び位置決め孔18に保持されるため、複合積層材NWは、厚さ全体が十分に加熱され、効率よく圧縮変形されることになる。
 次に、図5(d)において、内部空間IS及び位置決め孔18の密閉状態で加熱圧縮処理が行われているときに、蒸気圧制御処理として圧力計P2で内部空間IS及び位置決め孔18の蒸気圧が検出され、バルブV5が適宜、開閉される。これにより、配管口13a、配管13を通って内部空間IS及び位置決め孔18からドレン配管14側に高温高圧の水蒸気が排出されることで、特に、複合積層材NWの外層部分の含水率に基づく余分な内部空間IS及び位置決め孔18内の水分が除去され、内部空間IS及び位置決め孔18内が所定の蒸気圧となるように調節される。
 また、必要に応じて、バルブV4に接続された配管12、配管口12a(図5)を介して内部空間ISに所定の蒸気圧を供給することができる。これらにより、木材の加熱圧縮処理の定着、所謂、木材の固定化がより促進されることとなる。
 更に、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bによる加熱圧縮から冷却圧縮へと移行する直前に、蒸気圧制御処理としてバルブV5が開状態とされることで配管口13a、配管13を通って内部空間IS及び位置決め孔18からドレン配管14側に高温高圧の水蒸気が排出される。
 次に、図5(e)において、上プレス盤10Aの配管路15及び下プレス盤10Bの配管路16に常温の冷却水が通されることによって、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bが常温前後まで冷却され、材料によって異なる所定時間(例えば、10分~120分)保持される。なお、このときの固定側の下プレス盤10Bに対する上プレス盤10Aの圧縮力は、加熱圧縮の際の圧力と同じ所定圧力(例えば、5~70kg/cm)に保持されたまま、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bが冷却される。
 最後に、図5(f)において、固定側の下プレス盤10Bに対して上プレス盤10Aを上昇させ、内部空間IS及び位置決め孔18から仕上がり品である複合圧密合板PWが取出されることで一連の処理工程が終了する。本第1実施形態に係る複合圧密合板は、圧密化後の厚みが約12mmとなり、表裏両面にファルカタ材の木目と艶が表現されて審美性に優れた複合圧密合板となった。
 D.気乾密度及び物性評価
 次に、本第1実施形態において製造した複合圧密合板PWの気乾密度の値と、複合圧密合板PWの各種物性を測定して評価した。評価項目としては、複合圧密合板PWの「圧密化後の各部位の気乾密度」、「曲げヤング係数など」、「表面摩耗強度」及び、「浸漬による接合部分のはく離」の4項目とした。以下、各評価項目及び評価結果について説明する。
 a.圧密化後の各部位の気乾密度
 本第1実施形態において製造した複合圧密合板PWについて、内部積層材CW(オイルパーム材)と外表面材SW(ファルカタ材)とに分解し、各部位の気乾密度を測定した。上述のように、圧密化前のオイルパーム単板の気乾密度は、0.35g/cmであり、ファルカタ単板の気乾密度は、0.27g/cmであった。これに対して、圧密化後の内部積層材CW(オイルパーム材)の気乾密度は、0.9g/cmであり、外表面材SW(ファルカタ材)の気乾密度は、0.9g/cmであった。
 このように、圧密化後の複合圧密合板PWについて、内部積層材CWの圧密化後の気乾密度の値が0.6~1.4g/cmの範囲内にあり、且つ、外表面材SWの圧密化後の気乾密度の値が0.6~1.4g/cmの範囲内にあって、内部積層材CW及び外表面材SWの圧密化後の気乾密度の値が、略同じであることを確認した。
 b.曲げヤング係数など:
 上記複合圧密合板PWに対して曲げ強度を測定し曲げヤング係数などの強度物性を測定した。具体的には、複合圧密合板PW(圧密化後の厚さ9.5mm)から長さ方向300mm×幅方向40mmの試験片を作製し、この試験片を用いて3点曲げ試験を行った。測定装置としてオートグラフ(島津製作所製)を使用し、スパン長260mm、ヘッドスピード20mm/分で測定した。測定環境は、室温20℃、相対湿度65%の恒温恒湿室内とした。各測定値から曲げヤング係数(GPa)、曲げ強度(MPa)、及び、歪エネルギー(J)を計算した。複合圧密合板PWに対する測定結果は、曲げヤング係数(10.5GPa)、曲げ強度(85.6MPa)、及び、歪エネルギー(1.19J)であった。
 このように、圧密化後の複合圧密合板PWについて、曲げヤング係数の値が3.5~18.0GPaの範囲内となり曲げ剛性に優れていることを確認した。2種類の樹種を積層した複合圧密合板において、優れた曲げ剛性を示した理由は、内部積層材CW(オイルパーム材)と外表面材SW(ファルカタ材)との各部位の気乾密度の値が略同じであり、均質な複合圧密合板を構成していることによるものと思われる。
 c.摩耗深さ(表面摩耗強度):
 上記複合圧密合板PWに対して、JIS Z 2101:1994(木材の試験方法)に規定する「摩耗試験」に準拠して測定した。複合圧密合板PWから試験片を作製し、JISに規定する摩耗試験装置を使用して試験片の表面を摩耗した。具体的には、試験片を摩耗試験装置の回転盤に水平に固定し、研摩紙を巻き付けた摩耗輪2個を、試験片の表面上で500回転させた。このとき、試験片の表面に加わる総荷重量に相当する質量は、摩耗輪の質量を含め5.2N±0.05Nとした。
 500回転後の試験片の表面の厚さ摩耗量(摩耗深さ)は、次のようにして求めた。試験片の測定前の質量をm1(mg)、試験片の試験後の質量をm2(mg)、摩耗試験装置の摩耗輪による摩耗を受ける部分の面積をA(mm)、試験片の密度をρ(g/cm)としたときに、下記の式(1)により、
   D=(m1-m2)/A・ρ  ・・・(1)
試験片の表面の摩耗深さD(mm)の値を求めた。複合圧密合板PWに対して求めた摩耗深さDの値は、0.152mmであった。なお、圧密化後の複合圧密合板PWの表面は、ファルカタ材が高度に圧密化されて優れた表面品位を表していた。
 このように、圧密化後の複合圧密合板PWについて、優れた表面品位における摩耗深さDの値が、0.25mm以下であり、表面摩耗強度に優れていることを確認した。この値を示した理由は、外表面材SWの圧密化後の気乾密度の値が0.6~1.4g/cmの範囲内にあり、十分に圧密化されていることによるものと思われる。
 d.浸漬による接合部分のはく離:
 上記複合圧密合板PWに対して、合板の日本農林規格(JAS)別記3の(3)に規定する「2類浸せきはく離試験」に準拠して測定した。具体的には、複合圧密合板PWから長さ方向75mm×幅方向75mmの試験片を作製し、この試験片を70℃の温水中に2時間浸漬した。その後、温水中から取り出した試験片を60℃の雰囲気下で3時間乾燥した。
 この浸漬・乾燥後の試験片において、試験片の側面に現れている接合部分に、はく離が生じているか否かを目視により判断した。判断基準は、はく離していない部分の長さが、50mm以上(接合部分の長さの67%以上)であるものを合格(はく離なし)とした。その結果、本第1実施形態における複合圧密合板PWは、はく離が認められず本規格に適合するものであった。
 第2実施形態:
 本第2実施形態は、オイルパーム単板のみからなる内部積層材CWと、その内部積層材CWの最外層の外表面の表裏両面にアカシアマンギウム単板を外表面材SWとして積層した複合圧密合板に関するものである。なお、内部積層材CWを構成する各単板どうしの境界面には、オイルパーム材が内部に含有する接合成分と外部から付加した他の接合成分(接着剤)とが存在し、これらの接合成分の相乗作用により接合されている。また、オイルパーム単板からなる内部積層材CWの最外層の外表面とアカシアマンギウム単板からなる外表面材SWとの境界面にも、オイルパーム材が内部に含有する接合成分と外部から付加した他の接合成分(接着剤)とが存在し、これらの接合成分の相乗作用により接合されている。
 A.オイルパーム単板及びアカシアマンギウム単板の準備
 本第2実施形態においては、上記第1実施形態と同様にオイルパーム単板の形成方法としてロータリーレースによる方法を採用する。また、アカシアマンギウム単板の形成方法として挽板による製材法を採用する。なお、圧密化前のオイルパーム単板の気乾密度は、0.35g/cmであり、アカシアマンギウム単板の気乾密度は、0.63g/cmであった。
 B.オイルパーム単板どうし又はオイルパーム単板とアカシアマンギウム単板との境界面への接着剤の塗布
 本第2実施形態は、内部積層材CWを構成するオイルパーム単板どうしの境界面には、他の接合成分(接着剤)を塗布する。また、内部積層材CWの最外層を構成するオイルパーム単板と外表面材SWを構成するアカシアマンギウム単板との境界面にも、他の接合成分(接着剤)を塗布する。この理由は、オイルパーム単板どうしの接着をさらに強固にすると共に、オイルパーム単板とアカシアマンギウム単板との接着を補充するためである。このことにより、複合圧密合板の各境界面は、オイルパーム材が内部に含有する接合成分と外部から付加した他の接合成分(接着剤)との相乗作用により強固に接着することができる。
 なお、本第2実施形態においては、上記第1実施形態と同様に接着剤として合成樹脂系のフェノール樹脂を使用した。具体的には、フェノール樹脂HP3000A(旭有機材工業株式会社製)を使用した。このフェノール樹脂HP3000Aの固形分(樹脂成分)は、約70重量%であり、その粘度は115mPa・s/25℃であった。
 本第2実施形態においては、上記第1実施形態と同様にフェノール樹脂の塗布量は、1つの境界面に対して、接着剤の固形分にして、50~500g/mの範囲内にあることが好ましく、また、60~300g/mの範囲内にあることがより好ましい。また、接着剤の塗布は、互いに接合されるオイルパーム単板とアカシアマンギウム単板の一方の表面のみに塗布するようにしてもよく、或いは、両方の表面に塗布するようにしてもよい。いずれにしても、1つの境界面に対して、接着剤の総量で、固形分にして、50~500g/mの範囲内にあることが好ましい。本第2実施形態において、具体的には、刷毛塗りによりオイルパーム単板の一方の表面のみに塗布した。フェノール樹脂HP3000Aの塗布量は、160g/mであり、固形分(樹脂成分)に換算すると、112g/mであった。なお、塗布後の各オイルパーム単板は、十分に養生した。
 C.複合積層材NWの準備
 このようにして形成されたオイルパーム単板とアカシアマンギウム単板とを複数枚積層して複合積層材NWを構成する。本第2実施形態においては、複合積層材NWの中心部を構成する内部積層材CWに複数枚(具体的には3枚)のオイルパーム単板を使用する。一方、この内部積層材CWの最外層の表裏両面にアカシアマンギウム単板を積層して複合積層材NWとする。なお、オイルパーム単板を積層して内部積層材CWを構成する際の組合せにおいては、各単板の繊維方向(木目の方向)を任意の方向で組み合わせることができる。なお、本第2実施形態においては、オイルパーム単板とアカシアマンギウム単板とからなる複合積層材NWの構成を上記第1実施形態と同様にした。また、5層の複合積層材NWの厚み(圧密化前)は約27.5mm(各単板の厚み5.5mm)であった。
 D.圧密化
 次に、このようにして構成した複合積層材NWを圧密化することにより、複合圧密合板PWを得る。本第2実施形態においては、上記第1実施形態と同様の圧密化装置MCを使用し、圧密化条件も同様とした。本第2実施形態に係る複合圧密合板PWは、圧密化後の厚みが約9mmとなり、表裏両面にアカシアマンギウム材の木目と艶が表現されて審美性に優れた複合圧密合板となった。
 D.気乾密度及び物性評価
 次に、本第2実施形態において製造した複合圧密合板PWの気乾密度の値と、複合圧密合板PWの各種物性を測定して評価した。評価項目としては、上記第1実施形態と同様に複合圧密合板PWの「圧密化後の各部位の気乾密度」、「曲げヤング係数など」、「表面摩耗強度」及び、「浸漬による接合部分のはく離」の4項目とした。以下、各評価項目及び評価結果について説明する。
 a.圧密化後の各部位の気乾密度
 本第2実施形態において製造した複合圧密合板PWについて、内部積層材CW(オイルパーム材)と外表面材SW(アカシアマンギウム材)とに分解し、各部位の気乾密度を測定した。上述のように、圧密化前のオイルパーム単板の気乾密度は、0.35g/cmであり、アカシアマンギウム単板の気乾密度は、0.63g/cmであった。これに対して、圧密化後の内部積層材(オイルパーム材)の気乾密度は、1.1g/cmであり、外表面材SW(アカシアマンギウム材)の気乾密度は、1.1g/cmであった。
 このように、圧密化後の複合圧密合板PWについて、内部積層材CWの圧密化後の気乾密度の値が0.6~1.4g/cmの範囲内にあり、且つ、外表面材SWの圧密化後の気乾密度の値が0.6~1.4g/cmの範囲内にあって、内部積層材CW及び外表面材SWの圧密化後の気乾密度の値が、略同じであることを確認した。
 b.曲げヤング係数など:
 上記複合圧密合板PWに対して曲げ強度を測定し曲げヤング係数などの強度物性を測定した。具体的には、複合圧密合板PW(圧密化後の厚さ8.5mm)から上記第1実施形態と同様にして試験片を作製し、この試験片を用いて3点曲げ試験を行った。測定装置と測定条件は、上記第1実施形態と同様であった。各測定値から曲げヤング係数(GPa)、曲げ強度(MPa)、及び、歪エネルギー(J)を計算した。複合圧密合板PWに対する測定結果は、曲げヤング係数(12.4GPa)、曲げ強度(103.2MPa)、及び、歪エネルギー(1.34J)であった。
 このように、圧密化後の複合圧密合板PWについて、曲げヤング係数の値が3.5~18.0GPaの範囲内となり曲げ剛性に優れていることを確認した。2種類の樹種を積層した複合圧密合板において、優れた曲げ剛性を示した理由は、内部積層材CW(オイルパーム材)と外表面材SW(アカシアマンギウム材)との各部位の気乾密度の値が略同じであり、均質な複合圧密合板を構成していることによるものと思われる。
 c.摩耗深さ(表面摩耗強度):
 上記複合圧密合板PWに対して、上記第1実施形態と同様にJIS Z 2101:1994(木材の試験方法)に規定する「摩耗試験」に準拠して測定した。複合圧密合板PWに対して求めた摩耗深さDの値は、0.120mmであった。なお、圧密化後の複合圧密合板PWの表面は、アカシアマンギウム材が高度に圧密化されて優れた表面品位を表していた。
 このように、圧密化後の複合圧密合板PWについて、優れた表面品位における摩耗深さDの値が、0.25mm以下であり、表面摩耗強度に優れていることを確認した。この値を示した理由は、外表面材SWの圧密化後の気乾密度の値が0.6~1.4g/cmの範囲内にあり、十分に圧密化されていることによるものと思われる。
 d.浸漬による接合部分のはく離:
 上記複合圧密合板PWに対して、合板の日本農林規格(JAS)別記3の(3)に規定する「1類浸せきはく離試験」による評価を行った。まず、複合圧密合板PWから長さ方向75mm×幅方向75mmの試験片を作製し、この試験片を沸騰水中に4時間浸漬した後、60℃±3℃の雰囲気下で20時間乾燥した。更に、試験片を再度沸騰水中に4時間浸漬した後、60℃±3℃の雰囲気下で3時間乾燥した。その結果、本第2実施形態における複合圧密合板PWは、はく離が認められず本規格に適合するものであった。
 以上のことから、本発明によれば、これまで未利用非木材資源として利用されることなくそのまま放置されていたオイルパームの幹材を本来の木質材料として有効に利用することにより、新たな産業廃棄物を生み出すことがなく、また、各種物性に優れて硬質木材にも代わりえる広い用途に使用することができ、且つ、表面品位に優れて一般高級木材と同様に広く表面材として使用することのできる複合圧密合板を提供することができる。
 なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限らず次のような種々の変形例が挙げられる。
(1)上記各実施形態においては、オイルパーム幹材からオイルパーム単板を形成する際にロータリーレースを使用するが、これに限るものではなく、例えば、挽板により製材するようにしてもよい。
(2)上記各実施形態においては、5枚の単板を積層するものであり圧密化前の厚みが約25mm(各単板の厚み5mm)であるが、これに限るものではなく、3枚~4枚、或いは、6枚以上の単板を積層して圧密化するようにしてもよく、各単板の厚みも適宜変更すればよい。
(3)上記各実施形態においては、単板の繊維方向を互いに交差(略直交)するように積層して積層材を構成したが、これに限るものではなく、単板の繊維方向を互いに平行にして積層するようにしてもよい。また、単板の繊維方向を直交方向ではない任意の角度に交差させて積層するようにしてもよい。
(4)上記各実施形態においては、単板の繊維方向を互いに交差(略直交)するように積層して積層材を構成したが、これに限るものではなく、多層からなる積層材の表層付近だけを積層するようにしてもよい。例えば、7層からなる積層材を構成する場合に、表裏両面から2層のみの繊維方向を交差させ、内部の3層は平行にして積層するようにしてもよい。
(5)上記各実施形態においては、内部積層材の表裏両面に2枚のファルカタ単板又はアカシアマンギウム単板を外表面材として積層するものであるが、これらに限るものではなく、他の樹種の外表面材を積層するようにしてもよい。
(6)上記各実施形態においては、内部積層材の表裏両面に外表面材を積層したが、これに限るものではなく、表裏のうち一方の面のみに外表面材を積層するようにしてもよい。
(7)上記各実施形態においては、内部積層材の表裏両面の外表面材として同じ樹種の単板を積層したが、これに限るものではなく、表裏両面でそれぞれ異なる樹種の外表面材を積層するようにしてもよい。
(8)上記第1実施形態においては、積層材を所定温度で処理する際に、高温の水蒸気を併用するものであるが、これに限るものではなく、処理空間(内部空間IS)内に液体の水を供給しておき、この水から発生する水蒸気により圧密化するようにしてもよく、或いは、熱圧処理において各単板が含有する水分によって圧密化するようにしてもよい。
(9)上記各実施形態においては、単板の接着剤としてフェノール樹脂を使用するが、これに限るものではなく、オイルパーム単板同士、或いは、オイルパーム単板と他樹種単板とを接合することのできる材料を使用すればよい。フェノール樹脂以外の接着剤としては、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの合成樹脂、又は、シェラックなどの天然樹脂を挙げることができる。
(10)上記第1実施形態においては、内部積層材と外表面材との境界面にのみ接着剤を塗布するが、これに限るものではなく、他の境界面にも接着剤を塗布するようにしてもよい。
(11)上記第2実施形態においては、各単板の境界面の全てに接着剤を塗布するが、これに限るものではなく、一部の境界面のみに接着剤を塗布するようにしてもよい。
WD…オイルパーム幹材、CT…刃物、UWD…オイルパーム連続剥離板、
W2、W3、W4…オイルパーム単板、
W1、W5…ファルカタ単板、
SW…外表面材、CW…内部積層材、NW…複合積層材、PW…複合圧密合板、
MC…圧密化装置、10…プレス盤、10A…上プレス盤、10B…下プレス盤、
IS…内部空間、18…位置決め孔。

Claims (10)

  1.  オイルパーム材から形成した複数の単板を積層した内部積層材と、当該内部積層材の最外層の外表面のうち少なくとも一方の面にオイルパーム材以外の樹種から形成した他の単板を外表面材として積層して圧密化した複合圧密合板であって、
     前記内部積層材の圧密化後の気乾密度の値が、0.6~1.4(g/cm)の範囲内にあり、且つ、前記外表面材の圧密化後の気乾密度の値が、0.6~1.4(g/cm)の範囲内にあって、
     前記内部積層材及び前記外表面材の圧密化後の気乾密度の値が、略同じであることを特徴とする複合圧密合板。
  2.  曲げヤング係数の値が、3.5~18.0(GPa)の範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載の複合圧密合板。
  3.  JIS Z 2101:1994(木材の試験方法)に規定する「摩耗試験」に準拠し、試験片の測定前の質量をm1(mg)、試験片の試験後の質量をm2(mg)、試験機の摩耗輪による摩耗を受ける部分の面積をA(mm)、試験片の密度をρ(g/cm)としたときに、下記の式(1)、
       D=(m1-m2)/A・ρ  ・・・(1)
    で示される、摩耗深さDの値が、0.25(mm)以下であり、好ましく0.12(mm)以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の複合圧密合板。
  4.  前記内部積層材を構成する各単板どうしの各境界面には、前記オイルパーム材が内部に含有する接合成分のみが存在し、外部から付加した他の接合成分が存在することなく接合されていることを特徴とする請求項1~3のいずれか1つに記載する複合圧密合板。
  5.  前記内部積層材の最外層の外表面と前記外表面材との境界面には、前記オイルパーム材が内部に含有する接合成分と、外部から付加した他の接合成分とが存在し、これらの接合成分の相乗作用により接合されていることを特徴とする請求項4に記載の複合圧密合板。
  6.  前記内部積層材を構成する各単板又は前記外表面材の各境界面のうち少なくとも1つの境界面には、前記オイルパーム材が内部に含有する接合成分と、外部から付加した他の接合成分とが存在し、これらの接合成分の相乗作用により接合されていることを特徴とする請求項1~3のいずれか1つに記載の複合圧密合板。
  7.  前記内部積層材を構成する各単板の境界面、又は、前記内部積層材の最外層の外表面と前記外表面材との境界面に対する前記他の接合成分の付加量は、1つの境界面に対する総量を固形分にして、50~500(g/m)の範囲内、好ましくは60~300(g/m)の範囲内にあることを特徴とする請求項5又は6に記載の複合圧密合板。
  8.  前記内部積層材を構成する各単板は、オイルパームの幹材をその周方向に回転させながらロータリーレースで外周から所定の厚さに剥いで形成してなることを特徴とする請求項1~7のいずれか1つに記載の複合圧密合板。
  9.  合板の日本農林規格(JAS)別記3の(3)に規定する「1類浸せきはく離試験」の基準に適合することを特徴とする請求項1~8のいずれか1つに記載の複合圧密合板。
  10.  合板の日本農林規格(JAS)別記3の(3)に規定する「2類浸せきはく離試験」に準拠して測定することにより、
     試験片の側面に現れている接合部分において、はく離していない部分の長さが、当該接合部分の長さの67%以上であることを特徴とする請求項1~8のいずれか1つに記載の複合圧密合板。
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