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JP2896499B2 - 複合材とその製造方法 - Google Patents
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JP2896499B2 - 複合材とその製造方法 - Google Patents

複合材とその製造方法

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JP2896499B2 JP8238673A JP23867396A JP2896499B2 JP 2896499 B2 JP2896499 B2 JP 2896499B2 JP 8238673 A JP8238673 A JP 8238673A JP 23867396 A JP23867396 A JP 23867396A JP 2896499 B2 JP2896499 B2 JP 2896499B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、これまで有効な
利用がなされているとは言えなかった小径木、古材、製
材に伴い生ずる端材、竹等のいわゆる低質材を有効に活
用して得られる複合材に関するものである。
【０００２】
【従来技術】これまで長い期間、木質系材料としては、
原木をカットして生産するいわゆる製材品が用いられて
きた。しかしながら今日では、このような従来の製材品
を床、壁等の板材として用いる場合、住宅、その他の建
造物、構築物に必要とされる最小の寸法は長さ１８００
ｍｍ、幅９００ｍｍである。このような大きさを持つ板
材料は９００ｍｍ以上の径を有する材木からしか形成で
きないため、収率は極めて低く、供給量の問題、コスト
上の問題等から事実上生産を行うことができないのが現
状である。
【０００３】ところで、製材品を補完するものとして従
来から使用されてきたものに、合板（plywood ）、パー
ティクルボード（particleboard ）、繊維板（fiberboa
rd）がある。合板（plywood ）は、単板（veneer）を積
層接着したもので、単板の形成にあたり通常の製材加工
のように鋸による切削工程を必要としないから、その収
率は６０〜７０％に達する。しかしながら単板は原木を
回転させてカッターで薄く剥いて製造するため、利用で
きるのは大径の原木に限られることになれる。
【０００４】また、木材を切削して得られる小片（ｐａ
ｒｔｉｃｌｅ）を推積し、圧縮成型したパーティクルボ
ード（particleboard ）や繊維板（fiberboard）の場
合、構成要素が小さいため原材からの収率は８０〜９０
％と高く、小径木、工場廃材や住宅解体材等を原料とす
ることができるが、合板と比較して強度、剛性は低下し
てしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】周知のように木材、竹
材は質感の優しいこと、入手および加工が容易であるこ
と、再生産が可能であること等をはじめとする多くの利
点を有するため、古くから幅広く利用されている。しか
しながら、世界人口の増加と生活水準の向上に伴って、
木材等の使用量は著しく増え、木質材料に対する要求も
高度化、多様化している。このため、前述のように合
板、パ−ティクルボード、繊維板等の新しい木質系板材
料が開発されている。
【０００６】しかしながら、合板、パーティクルボー
ド、繊維板には、限りある森林資源を有効に利用しきれ
ないという問題点がある。すなわち、合板は径の大きな
原木からしか製造できず、パーティクルボード、繊維板
は原木の８０〜９０％が利用できても、強度および剛性
が低いため、今日の住宅その他の建造物、構築物におけ
る構造用板材としては、必要な性能を得られないでい
る。森林資源の減少化傾向とこれに起因する環境の悪化
などが喧伝される現今、木材等を家具、建造物、構築物
等の資材として利用するにあたり、立木あるいは原木の
大小を問わず、かつ資材製造過程において無駄となる部
分の発生を最小限に抑制し、今日の住宅その他の建造
物、構築物において必要とされる性能を持つ板材料を製
造する技術の開発は緊急の課題といっても過言ではな
い。
【０００７】また、上述の各板材は、いずれも衝撃や振
動等を防止する性能に欠け、多層建造物の床材あるい
は、多衆の出入するホールその他の床材として使用する
には問題があった。本願発明は、このような上記従来の
課題を解決する新規な木質系の建築材料を提供しようと
するものである。
【０００８】
【実施の形態】本願発明の実施の態様につき、複合材お
よびその製造方法を併せて説明する。この発明に係る複
合材は、構造層と、衝撃・振動吸収層とを積層して構成
するものであり、前記構造層は、木、竹等の原料を繊維
方向に割裂して形成した複数の細割片を、また前記衝撃
・振動吸収層は、木、竹等の原料の小片を使用してい
る。
【０００９】なお、ここでは、原材としてスギ小径丸太
を用いたが、その他の原料としては、竹、柳等の未利用
・低質木、これまでは廃棄されていた刈枝、原木の製材
過程で生じる端材、建築廃材等を用いることが可能で、
これらを単独であるいは混合して用いてもよいことはも
ちろんである。まず、構造層に使用する細割片は、原材
であるスギ小径丸太１を４００ｍｍの長さに切断した
後、さらに２５ｍｍ厚の板材にカットし所定の定尺材２
を得る。（図１（ａ））
【００１０】そして、この定尺材２をさらに、その繊維
方向に割り裂いて厚さ１０ｍｍの割材３とした後、この
割材３を、さらにその繊維方向に細かく割り裂いて断面
４×１０ｍｍの細割片を形成する。（図１（ｂ））な
お、ここで長さ４００ｍｍ未満の原材１も割裂して使用
する。また、原材１の割り裂きには特願平５−３５２２
７１号（特開平７−１９５３１３号、米国特許第５，４
４１，７８７号、米国特許第５，５０５，２３８号、出
願人および特許権者はいずれも森林総合研究所）に係る
割裂装置を使用する。
【００１１】なお、衝撃・振動吸収層に使用する木質系
材の小片６は、従来のパーティクルボードの製造におけ
る場合と同様の工程により製造する。上述の工程で得た
細割片４と木質系材の小片６をそれぞれ別個に乾燥し、
別個に回転ドラム内でフェノール樹脂接着剤（細割片
４、小片６それぞれの重量の１０％）をスプレイ散布す
る。
【００１２】次いで接着剤の塗布工程を終えた複数の細
割片４を型枠（４００×４００ｍｍ）５内に長手方向
（繊維方向）に配列して構造層Ｓ１を形成し、その上に
小片６を堆積して衝撃・振動吸収層Ｐを形成する（図２
（ａ））。これを順次繰り返して積層し、構造層Ｓ１と
衝撃・振動吸収層Ｐとを交互に有する積層体７を得る
（図２（ｂ））。
【００１３】なお、前述では最下層を構造層Ｓ１として
形成したが、これを衝撃・振動吸収層Ｐに替え、最上層
もまた衝撃・振動吸収層Ｐで形成しても良い。また、こ
の実施例では前記各層の細割片４と小片６の重量を、所
要量を層数で除した値は一定、すなわち各層に使用する
細割片４と小片６の重量を等しくなるようにしたが、こ
れを変化させることもできる。さらに、構造層Ｓ１を構
成する各細割片４を互いに直交させて配設したり、衝撃
・振動吸収層Ｐを構成する各小片６の長手方向を互いに
直交させることも可能である。
【００１４】また、衝撃・振動吸収層Ｐには小片６に加
え振動吸収材を分散・混合すれば、衝撃・振動吸収層Ｐ
の性能は向上する。振動吸収材としては、ポリ塩化ビニ
−ルその他の小粒子等を使用する。上記工程で得られた
積層体７を、図２（ｃ）に示すようにホットプレスＨに
よりスペ−サ−Ｓを使用してプレス圧３０から４５ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 、温度１８０℃で１０から１５分圧締した
後、解圧して養生し、例えば後述の図３ないし図６に示
すような複合材８を得る。
【００１５】
【実施例】次に、図３ないし図６により本願発明の実施
例を説明する。各実施例では、次のような条件の下に複
合材８を製造した。 素材： 細割片−スギストランド（長さ約４００ｍｍ、幅１０ｍ
ｍ、厚さ３〜４ｍｍ） 小片−スギパーティクル（長さ約２０ｍｍ、幅４ｍｍ、
厚さ０．５ｍｍ） 接着剤−フェノール樹脂 熱圧成形の条件−熱板温度１８０℃、圧締圧力４５ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 、 熱圧時間１５分なお、各実施例で得る複合材８の形態
は、４０ｃｍ ｘ ４０ｃｍ，厚さ１２ｍｍで、比重は
０．７とした。また、細割片４と小片６の配合は重量比
で１：１とし、積層構造を変えた種々の複合材８を得
た。
【００１６】まず、図３は実施例１に係る複合材８を示
す図で、構造層Ｓ１−衝撃・振動吸収層Ｐ−構造層Ｓ１
の３層構造を有している。この実施例で使用した素材
は、上記のとおりであるが、細割片，小片，接着剤の各
重量は、次のようになる。 すなわち、複合材８の形状
は、４０ｃｍ ｘ４０ｃｍ，厚さ１２ｍｍで、その比重
は０．７と設定したから、その総重量は、４０ ｘ ４
０ ｘ １．２ ｘ ０．７ ＝１，３４４ｇである。
このうち接着剤は、細割片および小片の重量の１０％を
使用したので、その重量は、１３４４÷１１＝１２２．
１８ｇであり、したがって、細割片および小片の重量
は、１，３４４− １２２．１８＝１，２２１．８ｇと
なる。上述のように、細割片と小片との重量比は、１：
１であるから、各重量は，それぞれ１，２２１．８ ｘ
１／２＝６１０．９ｇとなる。
【００１７】次に製造過程を説明する。まず、上記重量
の接着剤の１／２量を細割片（６１０．９ｇ）に散布し
撹拌する。また、小片（６１０．９ｇ）に残りの接着剤
を散布して撹拌する。 このようにして接着剤を塗布し
た細割片および小片を図２に示す型枠５の中に積層す
る。まず、細割片４（６１０．９ｇ ｘ １／２）をそ
れぞれ長手方向（繊維方向）に並列させて構造層Ｓ１を
形成し、次に小片（６１０．９ｇ）を堆積して衝撃・振
動吸収層Ｐを形成し、その上にさらに構造層Ｓ１を各細
割片４（６１０．９ｘ１／２ｇ）の長手方向（繊維方
向）が前記構造層Ｓ１の各細割片４の長手方向と同一方
向になるように形成する。 次いで、図２（ｃ）に示す
ようにホットプレスＨ，Ｈにより加熱・圧締する。な
お、ホットプレスによる圧縮に際しては、１２ｍｍ高さ
のスペ−サＳを使用して、積層体７の厚さを１２ｍｍに
規制する。また、加熱・圧締の条件は前述のとおりであ
る。以上のような加熱・圧締が終了した後、積層体７を
養生させて完成品としての複合材８を得る。
【００１８】図４は、衝撃・振動吸収層Ｐ−構造層Ｓ１
−衝撃・振動吸収層Ｐの３層構造を有する複合材８の実
施例２を示す図である。小片６（６１０．９ｇ ｘ １
／２）を堆積した衝撃・振動吸収層Ｐを形成し、次に各
細割片４（６１０．９ｇ）を長手方向（繊維方向）に並
列配置して構造層Ｓ１を形成し、その上に小片４（６１
０．９ｇ ｘ １／２）による衝撃・振動吸収層Ｐを形
成した。その他は、前述の実施例１と同様であり、縦
横：４０ｃｍ ｘ ４０ｃｍ、厚さ１２ｍｍ、比重０．
７の板状の複合材８を得る。
【００１９】図５は、構造層Ｓ１を表裏２面に有した７
層構造の複合材８の実施例３を示す図である。複数の細
割片４（６１０．９ｇ ｘ １／４）をそれぞれ長手方
向（繊維方向）に並列させて構造層Ｓ１を形成した後、
小片６（６１０．９ｇ ｘ １／３）を堆積した衝撃・
振動吸収層Ｐを形成し、その上に細割片４（６１０．９
ｇ ｘ１／４）の構造層Ｓ１を、各細割片４の長手方向
が前記構造層Ｓ１の各細割片４と直交する方向になるよ
うに形成し、次いで衝撃・振動吸収層Ｐ（小片：６１
０．９ｇ ｘ １／３）を形成する。さらに細割片４
（６１０．９ｇ ｘ １／４）の構造層Ｓ１を、各細割
片４の長手方向が前記構造層Ｓ１の各細割片４の長手方
向と平行になるように形成し、再び衝撃・振動吸収層Ｐ
（小片：６１０．９ｇ ｘ １／３）を形成する。最後
に構造層Ｓ１（細割片：６１０．９ｇ ｘ １／４）
を、細割片４の長手方向を前記構造層Ｓ１の各細割片４
の長手方向と平行になるように積層してある。その他は
前述の実施例１と同様であり、縦横：４０ｃｍ ｘ ４
０ｃｍ、厚さ１２ｍｍ、比重０．７の板状の複合材８を
得る。
【００２０】図６は、衝撃・振動吸収層Ｐを表裏２面に
有した７層構造の複合材８の実施例４を示す図である。
この実施例で、構造層Ｓ１は３層となるから、各層に使
用する細割片は、それぞれ６１０．９ｇ ｘ １／３で
ある。一方、衝撃・振動吸収層Ｐは４層であるから各層
の小片は６１０．９ｇ ｘ １／４である。まず、小片
６を堆積した衝撃・振動吸収層Ｐを形成した後に、複数
の細割片４を長手方向に並列させて構造層Ｓ１を形成
し、その上に衝撃・振動吸収層Ｐを形成する。さらに細
割片の構造層Ｓ１を各細割片４の長手方向が前記構造層
Ｓ１の各細割片４の長手方向と直交する方向になるよう
に形成し、次いで衝撃・振動吸収層Ｐを形成する。そし
てさらに、細割片４の構造層Ｓ１を細割片４の長手方向
が前記構造層Ｓ１の各細割片４の長手方と直交する方向
になるように形成し、その上に衝撃・振動吸収層Ｐを形
成する。その他は前述の実施例１と同様であり、縦横：
４０ｃｍ ｘ ４０ｃｍ、厚さ１２ｍｍ、比重０．７の
板状の複合材８を得る。
【００２１】上述の各実施例に係る複合材８につき、そ
の性能を検証するために、曲げ強さ、剥離強さの試験な
らびに、表面荒さの測定をなした。図７は、曲げ強さの
測定結果を示すグラフである。この試験結果から、積層
構造が異なると、曲げ強さは異なる値となり、必要に応
じて曲げ強さの設計が可能であることがわかる。平行方
向（細割片の最外層の長手方向）の曲げ強さは、図３に
示した実施例がもっとも強く構造用合板の約３．２倍、
ついで図５に示した実施例が構造用合板の約２．５倍と
なっている。図６および図４に示した各実施例では、そ
の曲げ強さの測定値はほぼ近似しており構造用合板の値
の約２．２倍となっている。直交方向（細割片の最外層
の長手方向と直交する方向）の曲げ強さは、図５に示し
た実施例、図４に示した実施例では近似しており、構造
用合板の値の約１．７倍である。３層構造の場合、異方
性（方向によって性能が異なる性質）が大きく、７層構
造の場合、異方性は小さいことがわかる。
【００２２】図８は、曲げヤング係数の測定結果を示す
グラフである。平行方向の曲げヤング係数は、図３に示
した実施例がもっとも高く、構造用合板の約１．５倍で
あり、次いで図５に示した実施例が構造用合板の１．２
倍を示している。図２に示した実施例と図４に示した実
施例では、構造用合板とほぼ近似した値を示している。
また、直交方向の曲げヤング係数は図４に示した実施
例、図５に示した実施例、図６に示した実施例の３者は
構造用合板とほぼ近似していることがわかる。図９は、
剥離強さの測定結果を示すグラフである。剥離強さは積
層構造によらずほぼ一定の値を示し、パーティクルボー
ドの約２倍となっている。
【００２３】図１０は、表面荒さ（１０カ所で測定した
厚さの平均値を標準偏差で除した数値の百分率（変動係
数））の測定結果を示すグラフである。表面荒さは図３
に示した実施例がもっとも高いが、図５に示した実施例
は図３に示した実施例の約７０％であり、図４に示した
実施例は６０％、図６に示した実施例は５０％である。
以上の試験結果から、本願発明に係る複合材は、 （ａ）曲げヤング係数、曲げ強さ、剥離強ささは、従来
の合板、パテイクルボ−ド、繊維板等のボード類より著
しく高い値を示すこと、 （ｂ）積層構造を変化させることで特定の方向の強度を
高めたり、異方性を低下させたりすること、すなわち材
料性能の設計が可能であること、 （ｃ）表面層に木材等の小片で形成した層を用いること
で表面性状を高めることが可能であること、等が判明す
る。これらの事実は、本願発明に係る複合積層板が高い
品質性能を要求される建築物等の構造部材、その他に最
適の新材料であることを示している。
【００２４】ところで、上述の各実施例に係る板状の複
合材は、比重を０．７に設定したが、この値は複合材の
寸法と重量から算出される平均の比重が０．７であるこ
とを意味し、いずれの部分も一様に０．７となっている
わけではない。本願に係る複合材は、細割片と小片とい
う形状の著しく異なる２種類のエレメントで各層を形成
しているため、圧縮をより受けやすい小片層（衝撃・振
動吸収層Ｐ）が選択的に強く圧縮されている。また、細
割片層（構造層Ｓ１）もその位置、すなわち何層目に位
置するかによりその厚さは異なり、比重を理論的に算出
することは困難である。 なお、実際の観察結果によれ
ば、３層構造の場合は各層の厚さの比と重量比はほぼ一
致している。すなわち上述の３層構造の場合に、接着剤
を含む各層の重量比は、３３６：６７２：３３６＝１：
２：１であり、厚さ比も、３ｍｍ：６ｍｍ：３ｍｍ＝
１：２：１を示している。
【００２５】しかしながら、７層構造の場合、各層の重
量が少なく、特に小片層は強く圧縮されるため断面を観
察してもその厚さを同定することは困難であった。これ
はつまり、細割片層に挟まれた小片層は細割片層の空隙
を充填するが如く状態で圧縮されているためと考えられ
る。もっとも、小片層を細割片層と交互に積層する構成
とした本願発明の狙いの一端もここにあり、大きくて剛
直なエレメントである細割片のみでは、すべてを一方向
に配設する場合はともかく、直交する層を設けると接触
面積が小さいため十分な接着力を得られず、所定の剛性
の完成品を得られないのである。繊維方向が互いに直交
する細割片層の間に小片層を介在させれば各層は相互に
十分な接着を得られることになる。
【００２６】本願発明者等はさらに、衝撃・振動吸収層
Ｐを木質材小片６の他に振動エネルギ−吸収材を加えて
構成して得た複合材の抗衝撃・振動性能に関する試験を
行った。この試験では、被験材の一端で振動エネルギ−
を投入し、他端での振動エネルギ−の（振動エネルギ−
の減衰の指標である）損失係数を測定した。なお、当該
実施例で、振動エネルギ吸収材としてポリ塩化ビニ−ル
を使用したが、構成要件の詳細は以下のとおりである。
【００２７】 素材： 細割片−スギストランド（長さ約４００ｍｍ、幅１０ｍ
ｍ、厚さ３〜４ｍｍ） 小片−スギパーティクル（長さ約２０ｍｍ、幅４ｍｍ、
厚さ０．５ｍｍ） 振動吸収材−農業用ポリ塩化ビニール廃棄物（粒子径約
２ｍｍ） 接着剤−フェノール樹脂 熱圧成形の条件−熱板温度１８０℃、圧締圧力４５ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 、 熱圧時間１５分なお、試験に使用した複合積層板は、比
重０．７で、形状は、縦横 ４０ｃｍｘ ４０ｃｍ、
厚さ１２ｍｍであり、振動吸収材は木質材小片重量の４
０％を衝撃・振動吸収層に分散・混合した。また、積層
構造、製造方法、接着剤量、細割片および小片の重量等
は上述の実施例１〜４と同様である。図１１ないし図１
４は、この実施例に係る複合材の損失係数の測定試験の
結果を示すグラフである。
【００２８】図１１は、図３に示した積層構造を有する
複合材につき、衝撃・振動吸収層を木質材小片のみで構
成しものと木質材小片および振動吸収材で構成したもの
との損失係数の測定結果を示すグラフである。振動吸収
材を混合すると平行方向の損失係数は約１．７倍となる
が、直交方向の損失係数は両者に差異は生じない。
【００２９】図１２は、図４に示した積層構造を有する
複合材につき、衝撃・振動吸収層を木質材小片のみで構
成しものと木質材小片および振動吸収材で構成したもの
との損失係数の測定結果を示すグラフである。振動吸収
材を混合すると、平行方向の損失係数は約１．８倍、直
交方向の損失係数は約２．５倍となる。
【００３０】図１３は、図５に示した積層構造を有する
複合材につき、衝撃・振動吸収層を木質材小片のみで構
成しものと木質材小片および振動吸収材で構成したもの
との損失係数の測定結果を示すグラフである。振動吸収
材を混合すると、平行方向の損失係数は約１．４倍、直
交方向の損失係数は約１．５倍となる。
【００３１】図１４は、図６に示した積層構造を有する
複合材につき、衝撃・振動吸収層を木質材小片のみで構
成しものと木質材小片および振動吸収材で構成したもの
との損失係数の測定結果を示すグラフである。振動吸収
材を混合すると、平行方向の損失係数は約１．５倍、直
交方向の損失係数は約２．５倍となる。以上の試験結果
から、複合材の損失係数は、振動吸収材を混合すること
によって増大するが、積層構造が異なると損失係数の増
加の程度も異なる。すなわち、積層構造を変えることに
よって損失係数の設計が可能であることがわかる。
【００３２】図１５は振動吸収層Ｐのメカニズムの概念
を示す図である。図において、Ｓ１は構造層、Ｐは衝撃
・振動吸収層、６は小片および／または振動吸収材とし
てのペレット状の樹脂である。振動エネルギ−により複
合材８は図１５（ａ）に示す常態と（ｂ）に示す変形と
を繰り返す。そして変形時において衝撃・振動吸収層Ｐ
の上辺部は水平方向に伸長する（小片および／または振
動吸収材としてのペレット状の樹脂も伸長する）が、下
辺部は水平方向で縮小（小片および／または振動吸収材
としてのペレット状の樹脂も縮小する）する。 すなわ
ち、振動エネルギ−はほぼ衝撃・振動吸収層Ｐの変形に
集中し、熱エネルギ−に変換され消失するものと考えら
れる。なお、従来の製材品の損失係数は、ほぼ０．００
７程度であることが知られており、これに比較して本願
発明に係る製品の損失係数は図１１ないし図１４に示す
ように、いずれの条件下においても損失係数は高い値で
あることがわかる。
【００３３】なお、図１６は、複合材において、その上
面と構造層（細割片層）Ｓ１の上面との距離の変化とヤ
ング係数との関係を表すグラフである。この場合におい
て、複合材は、前述の各実施例と同様に、比重０．７
で、形状は、縦横４００ｍｍｘ ４００ｍｍ、厚さ１２
ｍｍである。横軸の０は、複合材の上面とこれに近い構
造層（細割片層）Ｓ１の上面との距離が０，換言すれ
ば、図３に示すように表層が構造層（細割片層）Ｓ１で
構成されている場合を示している。同様に、横軸３は、
例えば図４に示すように、表層が衝撃・振動吸収層Ｐ
（厚さ３ｍｍ）で構成されている場合を示している。こ
のグラフを用いることにより要求性能を満たす複合材の
断面設計が可能である。例えば、コンクリ−ト打ち込み
の型枠に用いる板材は、ヤング係数７０（平行方向）前
後を必要とするが、この数値に対応する横軸の値は１ｍ
ｍである。したがって、比重を０．７、板厚を１２ｍｍ
と設定すれば，積層構成は、例えば上側から順に、Ｐ層
（１ｍｍ）＋Ｓ１層（３ｍｍ）＋Ｐ層（４ｍｍ）＋Ｓ１
層（３ｍｍ）＋Ｐ層（１ｍｍ）とすればコンクリ−ト型
枠として必要とされる性能を有する複合材を得ることが
できる。
【００３４】さらに、図１７は三層の複合材において、
表層の厚さとヤング係数との関係を表すグラフである。
すなわち、このグラフは、層の配置を変えずに重量を変
化させた場合のヤング係数の変化を示したグラフであ
る。グラフにおいて、ＳＰ３は、Ｓ１＋Ｐ＋Ｓ１の三
層、ＰＳ３はＰ＋Ｓ１＋Ｐの三層構造の複合材を示して
いる。 なお、複合材は、前述の各実施例と同様に、比
重０．７で、形状は、縦横４００ｍｍ ｘ ４００ｍ
ｍ、厚さ１２ｍｍである。グラフの横軸の１ｍｍの値
（表層が各１ｍｍ）で、各積層材の層構成は、ＳＰ３：
Ｓ１（１ｍｍ，重量１１２ｇ）＋Ｐ（１０ｍｍ，重量１
１２４ｇ）＋Ｐ（１ｍｍ，重量１１２ｇ），ＰＳ３：Ｐ
（１ｍｍ，重量１１２ｇ）＋Ｓ１（１０ｍｍ，重量１１
２４ｇ）＋Ｐ（１ｍｍ，重量１１２ｇ）となる。そし
て、ＳＰ３のヤング係数は、６０強（平行方向）、２０
（直交方向）と推測される。一方、ＰＳ３のヤング係数
は、７０（平行方向）、２０弱（直交方向）であること
が推測できる。このような数値を基に要求性能に応じた
断面設計が可能になる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれば
これまで利用されていなかった小径・低質木、廃棄され
ていた刈枝、製材過程で生じる端材、建築廃材などもす
べて無駄なく利用することができ、しかも原材に対する
歩溜りも極めて高いから、森林資源の有効利用率を大幅
に向上させ得る。また、構造層と衝撃・振動吸収層の積
層数や積層方法等を変化させることで、硬軟、強弱が様
々で、従来の木質材料では得られない強度、剛性等を有
する製品、すなわち用途に応じた性能を有する新規な木
質系材を容易に提供できる。さらに、衝撃・振動吸収層
により抗衝撃性能、振動吸収性能に優れた、従来の木質
材にはない新規な性能を有する木質材を実現できる。し
たがって、本願発明に係る複合材を住宅その他の建造
物、構築物の床、屋根、壁等に用いることにより、従来
の木質系材では得られなかった強度および居住性能を実
現でき、原価コストも極めて低廉である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 細割片の製造プロセスを示す説明図である。
【図２】 構造層および衝撃・振動吸収層を積層して複
合材を得る要部説明図である。
【図３】 本願発明に係る複合材を示す分解斜視図で、
３つの層からなる複合積層板の一実施例を示す図であ
る。
【図４】 本願発明に係る複合材を示す分解斜視図で、
３つの層からなる複合材の他の実施例を示す図である。
【図５】 本願発明に係る複合積層板を示す分解斜視図
で、７つの層からなる複合材の一実施例を示す図であ
る。
【図６】 本願発明に係る複合積層板を示す分解斜視図
で、７つの層からなる複合材の他の実施例を示す図であ
る。
【図７】 図３ないし図６に示した各複合材の曲げ強さ
を比較したグラフである。
【図８】 図３ないし図６に示した各複合材の曲げヤン
グ係数を比較したグラフである。
【図９】 図３ないし図６に示した各複合材の剥離強さ
を比較したグラフである。
【図１０】図１ないし図４に示した各複合材の表面荒さ
を比較したグラフである。
【図１１】図３に示した複合材において振動吸収材を混
合して形成したものと、混合しないものとの損失係数を
比較したグラフである。
【図１２】図４に示した複合材において振動吸収材を混
合して形成したものと、混合しないものとの損失係数を
比較したグラフである。
【図１３】図５に示した複合材において振動吸収材を混
合して形成したものと、混合しないものとの損失係数を
比較したグラフである。
【図１４】図６に示した複合材において振動吸収材を混
合して形成したものと、混合しないものとの損失係数を
比較したグラフである。
【図１５】衝撃・振動吸収層の作用概念を示す図であ
る。
【図１６】構造層、衝撃・振動吸収層の各総重量を等し
くし、層の配置を変えた場合のヤング係数の変化を示す
グラフである。
【図１７】層の配置は変えずに、構造層と衝撃・振動吸
収層との重量比率の変化とヤング係数の関係を示すグラ
フである。
【符号の説明】
Ｐ 衝撃・振動吸収層 Ｓ１ 構造層 １ 原材 ４ 細割材 ５ 型枠 ６ 木質系材の小片 ７ 積層体 ８ 複合材
フロントページの続き (72)発明者 藤 井 毅 茨城県稲敷郡茎崎町松の里１ 農林水産 省森林総合研究所内 (56)参考文献 特開 平４−330151（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−133663（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−186115（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−332612（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−159148（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−63187（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−56074（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭48−22346（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭35−5492（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B27N 3/00

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 木、竹等の原材を所定の長さおよび厚さ
    に製材した定尺材を繊維方向に割り裂いて割材を形成
    し、この割材をさらに繊維方向により細かく割り裂いて
    得た複数の細割片に接着剤を塗布して前記各細割片を繊
    維方向に並列形成した構造層と、木、竹等の小片に接着
    剤を塗布して形成した衝撃・振動吸収層とを交互に積層
    してなり、この積層体を所定の厚さに加熱下であるいは
    非加熱下で圧縮成型することにより前記各細割片および
    木、竹等の各小片が接着剤を介し全体として一体化した
    複合材。
  2. 【請求項２】 衝撃・振動吸収層には、さらに他の振動
    吸収材を混合して形成したことを特徴とする請求項１の
    複合材。
  3. 【請求項３】振動吸収材は、ペレット状に形成した樹脂
    材であることを特徴とする請求項２の複合材。
  4. 【請求項４】最上層および最下層を構造層で構成したこ
    とを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の複合
    材。
  5. 【請求項５】最上層および最下層を衝撃・振動吸収層で
    構成したことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記
    載の複合材。
  6. 【請求項６】 以下の工程からなる複合材の製造方法。 （イ）木、竹等の原材を所定の長さおよび厚さに製材し
    た定尺材を形成する工程、 （ロ）前記定尺材を繊維方向に割り裂いて割材を得る工
    程、 （ハ）前記割材をその繊維方向にさらに細く割り裂く工
    程、 （ニ）細く割裂された細割片を乾燥する工程、 （ホ）乾燥した細割片に接着剤を塗布する工程、 （ヘ）木、竹等の原料を小片化する工程、 （ト）前工程で形成した小片を乾燥する工程、 （チ）乾燥した小片に接着剤を塗布する工程、 （リ）接着剤の塗布された前記細割片を繊維方向に並列
    して構成される構造層と 前記小片で構成される衝撃・振
    動吸収層を交互に積層する工程、 （ヌ）前記工程（リ）で得られた積層体を加熱下または
    非加熱下加圧し所定厚さ に維持しつつ接着剤を固化して
    前記各細割片および木、竹等の各小片を接 着剤を介し全
    体として一体化する工程、 （ル）前記工程で接着剤が固化した後、前記加圧を解除
    し所定時間養生して前記 各細割片および木、竹等の各小
    片が接着剤を介し全体として一体化した複 合材を得る工
    程。
  7. 【請求項７】 工程（リ）において、衝撃・振動吸収層
    にはさらに振動吸収材としてペレット状の樹脂材を加え
    ことを特徴とする請求項６の複合材の製造方法。
  8. 【請求項８】 木、竹等の原料を繊維方向に割り裂いた
    割材をその繊維方向にさらに細く割り裂いて得た複数の
    細割裂片に接着剤を塗布する一方、木、竹等の小片に接
    着剤を塗布し、前記細割裂片からなる構造層と前記小片
    からなる衝撃・振動吸収層を所定形状の型枠中に交互に
    積層して、前記各層からなる積層体を所定時間加熱・圧
    締し前記細割裂片および前記小片が接着剤を介して一体
    化した複合材を製造する方法において、前記構造層にお
    ける細割片の重量と、前記衝撃・振動吸収層における小
    片重量との比率を同一の値に設定する一方、各層の配置
    を変化させることにより目的に応じて強度性能の異なる
    各種の複合材を製造する方法。
  9. 【請求項９】 木、竹等の原料を繊維方向に割り裂いた
    割材をその繊維方向にさらに細く割り裂いて得た複数の
    細割裂片に接着剤を塗布する一方、木、竹等の小片に接
    着剤を塗布し、前記細割裂片からなる構造層と前記小片
    からなる衝撃・振動吸収層を所定形状の型枠中に交互に
    積層して、前記各層からなる積層体を所定時間加熱・圧
    締し前記細割裂片および前記小片が接着剤を介して一体
    化した複合材を製造する方法において、各層の配置を一
    定にする一方、前記構造層における細割片の重量と、前
    記衝撃・振動吸収層における小片重量との比率を変化さ
    せることにより目的に応じて強度性能の異なる各種の複
    合材を製造する方法。
  10. 【請求項１０】 衝撃・振動吸収層には、振動吸収材を
    加えたことを特徴とする請求項９の複合材を製造する方
    法。
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