JP4227864B2

JP4227864B2 - 根太、土台、柱及びパネル枠

Info

Publication number: JP4227864B2
Application number: JP2003290620A
Authority: JP
Inventors: 宏夫井上
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2009-02-18
Anticipated expiration: 2023-08-08
Also published as: JP2005060985A

Description

本発明は根太、土台、柱及びパネル枠に関する。

エンジニアードウッドと称される木質系複合材料は、例えば、細長い木質材料片に結合剤を塗布するなどして担持させた結合剤付き木質材料片を、その長手方向に向きを揃えて積層し、この積層体を加圧・加熱することによって得られる成形体が知られている（例えば、特許文献１）。
特開２００１−３４１１１０号公報

しかしながら、長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍの木質材料チップを使用して成形された成形体を根太、土台及び柱の構造材料として使用する場合は、釘や螺子の接合力や、荷重に対する耐力（めり込み耐力）が不安な場合があった。

本発明の目的は、長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍの木質材料チップを使用した成形体であっても、釘や螺子の接合力や、荷重に対する耐力（めり込み耐力）に優れる根太、土台、柱及びパネル枠を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の根太は、厚み１〜１１ｍｍ、長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲にある細長い木質材料片と結合剤とからなり、木質材料片がほぼ一方向を向くように配向された状態で積まれ、加熱・加圧されて結合剤により木質材料同士が結合されてなり、重量比７０％以上が木質材料片である成形体が、成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれに垂直な方向を上下方向となるように大引の上に設置され、釘又はねじ等の結合具が成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向に入れられて結合されることを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の根太は、厚み１〜１１ｍｍ、長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲にある細長い木質材料片と結合剤とからなり、木質材料片がほぼ一方向を向くように配向された状態で積まれ、加熱・加圧されて結合剤により木質材料同士が結合されてなり、重量比７０％以上が木質材料片である成形体が、成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれに垂直な方向を上下方向となるように大引の上に設置され、成形体の上に設けられた床下地材又は床材を釘又はねじ等の結合具が成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向に入れられて結合されることを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の土台は、厚み１〜１１ｍｍ、長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲にある細長い木質材料片と結合剤とからなり、木質材料片がほぼ一方向を向くように配向された状態で積まれ、加熱・加圧されて結合剤により木質材料同士が結合されてなり、重量比７０％以上が木質材料片である成形体が、成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向を上下方向となるように基礎上に設置され、アンカーボルトが成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向に入れられて基礎に結合されることを特徴とする。

本発明の請求項４に記載の柱は、厚み１〜１１ｍｍ、長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲にある細長い木質材料片と結合剤とからなり、木質材料片がほぼ一方向を向くように配向された状態で積まれ、加熱・加圧されて結合剤により木質材料同士が結合されてなり、重量比７０％以上が木質材料片である成形体が、成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向を壁面と垂直となるように設置され、壁面材から釘又はねじ等の結合具が成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向に入れられて結合されることを特徴とする。

本発明の請求項５に記載のパネル枠は、厚み１〜１１ｍｍ、長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲にある細長い木質材料片と結合剤とからなり、木質材料片がほぼ一方向を向くように配向された状態で積まれ、加熱・加圧されて結合剤により木質材料同士が結合されてなり、重量比７０％以上が木質材料片である成形体が、釘、タッカー又はねじ等の結合具が成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向に入れられて結合されることを特徴とする。

木質材料片となる原料材の樹種としては、主に、スギ、ヒノキ、スプルース、ファー、ラジアータパイン等の針葉樹、シラカバ、アピトン、カメレレ、センゴンラウト、アスペン等の広葉樹が挙げられるが、これら森林から生産される植物材料だけでなく、竹、コウリャンといった森林以外で生産される植物材料をも含めることができる。
廃棄木材とは、特に限定されないが、例えば、上記樹種の丸太、間伐材等の生材料、工場や住宅建築現場で発生する端材、部材輸送後に廃棄される廃パレット材、建築解体時に発生する解体廃材等が挙げられる。

上記原料材を木質材料片にする破砕方法としては、ハンマーミル破砕機により破砕される。フレーカーの回転刃によって丸太を切削してストランドにする一般にパーティクルボードに使用されているような切削を要素とした小片製造機（ナイフフレーカーなど）では、小片が薄く削られ、木材の繊維が切断された物になり強度が比較的でにくく、破砕を要素とする破砕機により作製された破砕チップは２０ｍｍ〜１５０ｍｍの長さの紡錘状になり強度がでやすいからである。

使用される木質材料片は、その比重が０．３〜０．６、その長さが２０ｍｍ〜１５０ｍｍ、その厚さ（短辺）が１ｍｍ〜１１ｍｍであることが好ましい。製造された木質系複合材料の嵩密度が０．６以上に限定されるが、その理由は、以下の通りである。
即ち、木質材料片の比重が０．３未満のもの場合、木質が腐敗しているため十分な強度が得られなかったり、成形時の圧密処理を十分に行うことができず、強度が得られない。木質材料片の比重が０．６を越えるものは、木質材料片が固く、所望する構造材としての成形が難しい。

木質材料片の厚さが１ｍｍ未満のものを用いると、構成材料片が小さくなりすぎ、多くの結合材が必要となり、強度を発現しない。一方、木質材料片の厚さが１１ｍｍを越えると、構造材料の厚さ方向への木質片の積層数が少なくなってしまい、応力伝達が十分に行えず、木質片の継ぎ目に応力集中を起こしやすく、所望な強度を得ることができない。
木質材料片の長さが２０ｍｍ未満のものを用いると、構造材として使用する場合、軸方向の強度が不十分となり、１５０ｍｍを越えるものを用いると、木質材料片を積層したとき、１本の木質材料片の積層交点が増してしまい、十分な圧密化ができない。木質材料片の長さは、完全にきっちり分離できる物ではないため、重量比で、７０％以上であり、好ましくは８０％以上が、上記長さの破砕チップが含有していれば十分効果が発揮される。

また、木質材料片の長さと厚さとの比は、特に限定されないが、長さが厚さの１０倍以上となることが好ましい。すなわち、長さが厚さの１０倍未満であると、木質系複合材料の軸方向の強度が不十分となる恐れがある。

嵩密度が０．６未満では木質材料片の十分な結合が得られず、構造材として用いる場合、十分な強度を得ることができない恐れがある。
さらに、空隙率は、特に限定されないが、１０％以下となることが好ましい。すなわち、空隙率が１０％を越えると、木質系複合材料中の各木質材料片同士の結合が不十分となり、十分な強度を発現しなくなる恐れがある。

本発明で用いられる結合剤としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、イソシアネート等、合板やパーティクルボードに用いられる木材工業用の接着剤が挙げられ、これらの結合剤は、単独或いは数種類を併用しても良い。
また、結合剤は、液状でも粉末状でも構わないが、木質材料片に噴霧したり、混合した状態で付着される。

プレス機としては、特に限定されないが、例えば、既存の木質系材料成形用の縦型プレス機や連続プレス機を垂直方向動作にしたものを用いることができる。
加熱方法としては、特に限定されないが、例えば、熱盤のように木質材料片の表面から伝熱により内部に熱を伝える方法や、蒸気噴射や高周波加熱等のように内部を直接加熱する方法が挙げられる。加熱と加圧とは、同時に行ってもよいし、加圧をした後に加熱をしてもよいし、加熱した後に加圧してもよい。また、本発明において、木質材料片の積層マットは、３層以上とすることが好ましい。即ち、２層以下では構造材として十分な強度が得られなくなる恐れがある。

さらに、本発明の木質系複合材料を製造する場合、プレス成形後、得られる木質系複合材料の寸法精度や表面性を向上させるために、アニール処理や、切削、サンディング加工を行うことが好ましい。

本発明にかかる根太は、木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向を上下方向とすると、上下方向が左右方向より木質材料が均一に配置されており、めり込みに対する耐力が大きく、結合具の通りがよく、結合具の保持力が大きく、水分の吸収による膨張が小さいことから、床下からの水分による変化が小さく、大引、及び床下地材や床材との結合力が大きい床組ができる。

釘やねじ等の結合具の接合力が大きい理由は、木質材料片が成形体の圧縮方向に圧密化され、圧縮方向と垂直に潰れて配向していることによる。成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向を上下方向とすると、上下方向の木質材料片の並びが、左右方向の並びより良いため、結合具の入りがよい。また、木質材料片の潰れ方が大きい方に結合具が入るように結合するため、木質材料片の反発力が増大し、結合具を強固に固定する。

めり込みに対する耐力が大きい理由は、木質材料片が成形体の上下に長く、左右に短く
なるように圧密化しているため、上下方向の方が成形体の単位長さ当たりの木質材料片の数が左右方向の数よりも少ない。つまり、木質材料片同士の接着点が少なく木質材料の量が多い。よって、成形体の上下方向からの荷重に対する抵抗が大きくなる。

水分の吸収による膨張が小さい理由は、成形体の圧縮方向に圧密化しており、木質材料片を構成する木質繊維も圧縮方向に潰されている。よって、成形体に水分が入ると潰されている木質繊維の一部が回復し、圧縮方向の方の膨張が大きくなる。よって、圧縮方向と垂直な方の膨張が小さい。

本発明にかかる土台は、木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向を上下方向とすると、荷重耐力が左右方向の１．１倍から２．２倍となり、土台の上に設置される柱、またはパネルの荷重によるめり込みを防止する効果がある。また、土台はめり込みに対する耐力が大きく、アンカーボルトの接合力が大きいため、住宅の風圧力に対する耐力が向上する。
また、地面からの水分による膨張率が、土台の上下方向の方が左右方向より３分の１程度小さく、柱、またはパネルに及ぼす土台の水分吸収による膨張の影響が小さい。

本発明にかかる柱は、木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向を壁面と垂直となるように設置するため、接合具の通りがよく、且つ接合具の保持力が大きく、水分の吸収による膨張が小さいことから、壁面材を強固に固定でき、壁内水分の上昇による間柱の膨張が壁面に与える影響が少なく、安定した壁面を維持できる。

本発明にかかるパネル枠は、木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向を面材と垂直となるように接合しているため、接合具の通りがよく、且つ接合具の保持力が大きく、水分の吸収による膨張が小さいことから、面材を強固に固定でき、パネル内の水分の上昇による角材の膨張が面材にあたえる影響が少なく、不陸の少ないパネル面を維持できる。

本発明の成形体は、重量比で７０％以上が厚さ１ｍｍ〜１１ｍｍ、長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍ、長さ／厚さ≧１０の木質材料片を用いて製造され、空隙率１０％以下、嵩密度０．６以上であるので、構造材として十分な強度を備えている。

図１は、木質材料片と結合材とからなる成形体の斜視図である。成形体における木質材料片の上下２面の長手方向（これを、成形体における長手方向ともいう）（図の矢印Ｘ方向）に対して垂直方向（図の矢印Ｚ方向）に木質材料片の断面積が７０％以下に圧縮され、木質材料片が扁平される。上下２面の木質材料片の平均配向角度が各木質材料片の繊維方向αと成形体における長手方向（図の矢印Ｘ方向）とのなす角度の絶対値の平均が３０度以内の角度で配向している。
木質材料片を長手方向に配向させて単に積まれたものは、チップ／チップ間に空隙が生じ、強度が低い。しかし、長手方向に対して垂直方向に扁平されたチップが積まれたものは、紡錘状から平板状になり、チップ／チップ間の空隙が物理的に小さくなり強度が高い。
断面積が７０％以下に圧縮されるので、チップの断面の形状が紡錘状から平板状に扁平され、一方向に配向してもチップ／チップ間に隙間が少なくなり、強度が高い。

図２の（ａ）は本発明にかかる根太の斜視図であり、（ｂ）は本発明にかかる根太の側面図である。成形体１１における木質材料片の長手方向Ｘと圧縮方向Ｚにそれぞれに垂直な方向Ｙを上下方向となるように大引１２の上に設置される。釘又はねじ等の結合具１３が成形体１１における木質材料片の長手方向Ｘと圧縮方向Ｚにそれぞれ垂直な方向Ｙに入
れられて結合される。また、成形体１１の上に設けられた床材１５を釘又はねじ等の結合具１４が成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向Ｙに入れられて結合される。

本発明にかかる根太は、長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向を上下方向としているので、上下方向が左右方向より木質材料が均一に配置されており、めり込みに対する耐力が大きく、結合具の通りがよい。また、結合具の保持力が大きく、水分の吸収による膨張が小さいことから、床下からの水分による変化が小さく、大引、及び床下地材や床材との結合力が大きい床組ができる。

図３は本発明にかかる土台の斜視図である。成形体１１における木質材料片の長手方向Ｘと圧縮方向Ｚにそれぞれ垂直な方向Ｙを上下方向となるように基礎上２１に設置される。アンカーボルト２２が成形体における木質材料片の長手方向Ｘと圧縮方向Ｚにそれぞれ垂直な方向Ｙに入れられて基礎２１に結合される。

本発明にかかる土台は、長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向を上下方向とすると、荷重耐力が左右方向の１．１倍から２．２倍となり、成形体１１からなる土台の上に設置される柱２３の荷重によるめり込みを防止する効果がある。また、成形体１１からなる土台はめり込みに対する耐力が大きく、アンカーボルト２２の結合力が大きいため、住宅の風圧力に対する耐力が向上する。
また、地面からの水分による膨張率が、成形体１１からなる土台の上下方向の方が左右方向より３分の１程度小さく、柱、またはパネルに及ぼす成形体１１からなる土台の水分吸収による膨張の影響が小さい。

図４の（ａ）は本発明にかかる柱の斜視図である。（ｂ）は本発明にかかる柱の断面図である。（ｃ）は本発明にかかる柱の拡大断面図である。成形体１１における木質材料片の長手方向Ｘと圧縮方向Ｚにそれぞれ垂直な方向Ｙを壁面３１と垂直となるように設置される。壁面材３１から釘又はねじ等の結合具３２が成形体における木質材料片の長手方向Ｘと圧縮方向Ｚにそれぞれ垂直な方向Ｙに入れられて結合される。

本発明にかかる成形体１１からなる柱は長手方向Ｘと圧縮方向にそれぞれ垂直な方向を壁面材３１と垂直となるように設置するため、接合具の通りがよく、且つ接合具の保持力が大きく、水分の吸収による膨張が小さいことから、壁面材３１を強固に固定でき、壁内水分の上昇による柱の膨張が壁面材３１に与える影響が少なく、安定した壁面を維持できる。

図５は本発明にかかるパネルの斜視図である。図６は本発明にかかるパネルの別の実施例を示す斜視図である。成形体１１が、釘４２、タッカー４１が成形体１１における木質材料片の長手方向Ｘと圧縮方向Ｚにそれぞれ垂直な方向Ｙに入れられて結合される。本発明にかかるパネル枠は、長手方向Ｘと圧縮方向Ｚにそれぞれ垂直な方向Ｙを面材（図示せず）と垂直となるように結合しているため、結合具の通りがよく、且つ結合具の保持力が大きく、水分の吸収による膨張が小さいことから、面材を強固に固定でき、パネル内の水分の上昇による角材の膨張が面材にあたえる影響が少なく、不陸の少ないパネル面を維持できる。

本発明にかかる木質材料片と結合材とからなる成形体の斜視図である。（ａ）本発明にかかる根太の斜視図である。（ｂ）本発明にかかる根太の側面図である。本発明にかかる土台の斜視図である。（ａ）本発明にかかる柱の斜視図である。（ｂ）本発明にかかる柱の断面図である。（ｃ）本発明にかかる柱の拡大断面図である。本発明にかかるパネルの斜視図である。本発明にかかるパネルの別の実施例を示す斜視図である。

符号の説明

１１成形体
２１基礎
３１壁面材
３２釘
４１タッカー

Claims

厚み１〜１１ｍｍ、長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲にある細長い木質材料片と結合剤とからなり、木質材料片がほぼ一方向を向くように配向された状態で積まれ、加熱・加圧されて結合剤により木質材料同士が結合されてなり、重量比７０％以上が木質材料片である成形体が、成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれに垂直な方向を上下方向となるように大引の上に設置され、釘又はねじ等の結合具が成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向に入れられて結合されることを特徴とする根太。
厚み１〜１１ｍｍ、長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲にある細長い木質材料片と結合剤とからなり、木質材料片がほぼ一方向を向くように配向された状態で積まれ、加熱・加圧されて結合剤により木質材料同士が結合されてなり、重量比７０％以上が木質材料片である成形体が、成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれに垂直な方向を上下方向となるように大引の上に設置され、成形体の上に設けられた床下地材又は床材を釘又はねじ等の結合具が成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向に入れられて結合されることを特徴とする根太。
厚み１〜１１ｍｍ、長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲にある細長い木質材料片と結合剤とからなり、木質材料片がほぼ一方向を向くように配向された状態で積まれ、加熱・加圧されて結合剤により木質材料同士が結合されてなり、重量比７０％以上が木質材料片である成形体が、成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向を上下方向となるように基礎上に設置され、アンカーボルトが成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向に入れられて基礎に結合されることを特徴とする土台。
厚み１〜１１ｍｍ、長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲にある細長い木質材料片と結合剤とからなり、木質材料片がほぼ一方向を向くように配向された状態で積まれ、加熱・加圧されて結合剤により木質材料同士が結合されてなり、重量比７０％以上が木質材料片である成形体が、成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向を壁面と垂直となるように設置され、壁面材から釘又はねじ等の結合具が成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向に入れられて結合されることを特徴とする柱。
厚み１〜１１ｍｍ、長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲にある細長い木質材料片と結合剤
とからなり、木質材料片がほぼ一方向を向くように配向された状態で積まれ、加熱・加圧されて結合剤により木質材料同士が結合されてなり、重量比７０％以上が木質材料片である成形体が、釘、タッカー又はねじ等の結合具が成形体における木質材料片の長手方向と圧縮方向にそれぞれ垂直な方向に入れられて結合されることを特徴とするパネル枠。