(57)【要約】      （修正有）【課題】有機接着剤などを用いることなく木質材間の位置関係を略固定することが可能な木質材の接合方法、木質材の接合機および木質具を提供する。【解決手段】結合剤を含有する例えばＭＤＦと称される木質ボード１０１及び１０２を接合するに際し、前記複数の木質ボード１０１及び１０２の接合部分に、例えば炭素鋼から成り、先端がフラットで、先端から見て平面視円形である棒状部材１０３を、矢印Ａ方向に例えば５００ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍの回転数で回転させつつ押入し、回転により生じる摩擦熱と相俟って前記複数の木質ボード同士の接合部に接合孔を形成し、２枚の木質ボード同士の位置関係を略固定させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合剤を含有する木質材同士の接合方法であって、
複数の前記木質材を継ぎ合わせ、その接合部分に、棒状部材を回転させつつ押入することにより接合孔を形成し、前記複数の木質材同士の位置関係を略固定させる
ことを特徴とする木質材の接合方法。
【請求項２】
前記棒状部材を、一定の押入深さで保持して前記接合孔を形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の木質材の接合方法。
【請求項３】
前記棒状部材を一定の押入深さで保持する接合時間は約３０秒である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の木質材の接合方法。
【請求項４】
前記棒状部材の先端形状がフラットである
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の木質材の接合方法。
【請求項５】
前記棒状部材は、先端に突起を有するとともに、当該突起の根元には、当該棒状部材の押入時に前記木質材と接する胴部を備えた
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の木質材の接合方法。
【請求項６】
前記棒状部材の回転数は５００ｒｐｍ以上である
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の木質材の接合方法。
【請求項７】
前記棒状部材の押入深さは２ｍｍ〜５ｍｍである
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の木質材の接合方法。
【請求項８】
前記木質材は、ＭＤＦ木質ボードである
ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の木質材の接合方法。
【請求項９】
木質材同士の仮止めに用いる
ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の木質材の接合方法。
【請求項１０】
表面が滑らかでドリル形状を有しない棒状部材と、当該棒状部材を回転させる回転機構とを含む
ことを特徴とする木質材の接合機。
【請求項１１】
前記棒状部材の先端形状がフラットである
ことを特徴とする請求項１０に記載の木質材の接合機。
【請求項１２】
前記棒状部材は、先端に突起を有するとともに、当該突起の根元には、当該棒状部材の押入時に接合対象である木質材と接する胴部を備えた
ことを特徴とする請求項１０に記載の木質材の接合機。
【請求項１３】
前記棒状部材の回転数は５００ｒｐｍ以上である
ことを特徴とする請求項１０から１２のいずれかに記載の木質材の接合機。
【請求項１４】
前記棒状部材は、前記回転機構と着脱自在である
ことを特徴とする請求項１０から１３のいずれかに記載の木質材の接合機。
【請求項１５】
前記接合機は、片手で保持することが可能であり、片手で保持される部分に設けられたスイッチをオンとすることにより前記棒状部材が回転する
ことを特徴とする請求項１０から１４のいずれかに記載の木質材の接合機。
【請求項１６】
請求項１から９のいずれかに記載の木質材の接合方法により、木質材を接合若しくは仮止めして作製したことを特徴とする木質具。
【請求項１７】
前記木質具は家具である
ことを特徴とする請求項１６に記載の木質具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質材の接合方法、木質材の接合機、及び木質具に関し、特に、内部に結合剤を含有するＭＤＦ（中密度繊維板）等の木質材同士の接合、仮止めなどに適した木質材の接合方法、木質材の接合機、木質具に関する。
【背景技術】
【０００２】
棚板、建具、内装材等に用いられる木質材の一例として、ＭＤＦ（中密度繊維板）と称される木質ボードがある。ＭＤＦとは、木材原料を小片またはそれ以下の要素に細分化し、これを接着剤などの結合剤によって再構成した板材である。一方、木質パネルを接着する方法の一例として、例えば特許文献１に記載の技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１３５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の技術では、木質パネルの接着に湿気硬化性熱溶融型樹脂を用いているが、このような湿気硬化性熱溶融型樹脂を、例えば内装ドア、壁、床材などにおける木質パネルの接着に用いた場合、人体への影響は不明であり、シックハウス症候群の発生を抑制する、という観点からは、木質材以外に有機接着剤などは用いないことが好ましい。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであって、有機接着剤などを用いることなく木質材間の位置関係を略固定することが可能であり、特にＭＤＦ等の木質ボード同士の接合、仮止めなどに適した木質材の接合方法、木質材の接合機、木質具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の問題点を解決するために、本発明に係る木質材の接合方法は、結合剤を含有する木質材同士の接合方法であって、複数の前記木質材を継ぎ合わせ、その接合部分に、棒状部材を回転させつつ押入することにより接合孔を形成し、前記複数の木質材同士の位置関係を略固定させることを特徴としている。
【０００７】
本発明の接合方法においては、木質材以外に有機接着剤などを用いることなく木質材間を接合することができる。本発明において「木質材」とは、例えば上記したＭＤＦの如く、内部に結合材を含有するものであることが好ましい。木質材は「木質ボード」を含むが、本発明の適用範囲は、必ずしも板材に限定されない。
【０００８】
なお、本発明の「棒状部材」は、以下に詳細に説明するように種々の形態が可能であるが、木質材を貫通してしまうようなドリルの如き形態は含まない趣旨である。もっとも、接合孔を形成する部分の表面が滑らかであれば、ドリルの先端部分のみを用いて、本発明の接合を実現することは不可能ではなく、これは本発明に含まれるものと理解される。
【０００９】
前記棒状部材を、一定の押入深さで保持して前記接合孔を形成することができ、前記棒状部材を一定の押入深さで保持する接合時間は約３０秒とすることができるが、これに限定されないのは、以下に詳述する通りである。
【００１０】
前記棒状部材の先端形状がフラットである構成とすることができる。また、前記棒状部材は、先端に突起を有するとともに、当該突起の根元には、当該棒状部材の押入時に前記木質材と接する胴部を備えた構成とすることもできる。
【００１１】
前記棒状部材の回転数は５００ｒｐｍ以上である構成とすることができるが、これに限定されない。回転数は、前記棒状部材の外径、接合時間などと併せて適宜調整することもできる。
前記棒状部材の押入深さは２ｍｍ〜５ｍｍである構成とすることができ、好ましくは押入深さを２ｍｍとすることができるが、これらに限定はされない。
【００１２】
前記木質材は、ＭＤＦ木質ボードであると好適であるが、板材に限定されないことは上記の通りである。本発明は、木質材同士の仮止めに好適に用いられ得る。
【００１３】
本発明に係る木質材の接合機は、表面が滑らかでドリル形状を有しない棒状部材と、当該棒状部材を回転させる回転機構とを含むことを特徴としている。前記棒状部材の先端形状がフラットである構成とすることができるし、前記棒状部材は、先端に突起を有するとともに、当該突起の根元には、当該棒状部材の押入時に接合対象である木質材と接する胴部を備えた構成とすることもできる。
【００１４】
前記棒状部材の回転数は５００ｒｐｍ以上であることが好ましい。前記棒状部材は、前記回転機構と着脱自在である構成とすれば、用途に応じ、棒状部材を取り替えて使用することができて好適であるが、棒状部材が回転機構と一体化した構成とすることもできる。
【００１５】
前記接合機は、片手で保持することが可能であり、片手で保持される部分に設けられたスイッチをオンとすることにより前記棒状部材が回転する構成とすれば、例えば木質材の仮止めに好適に用いられる。
【００１６】
本発明に係る木質具は、上記本発明に係る木質材の接合方法により、木質材を接合若しくは仮止めして作製したことを特徴とする。木質具としては、例えば、ラック、書棚などの家具に適用可能であるが、他にも種々考えられるところである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る接合方法等によると、木質材以外に有機接着剤などを用いる必要がないという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態の接合方法の一例について説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態の接合原理について説明するための図である。
【図３】棒状部材１０３として先端がフラットな棒状部材１０３ａを用いた場合の接合の様子を示す側面図である。
【図４】棒状部材１０３として先端に突起部１０３１ｂを備える棒状部材１０３ｂを用いた場合の接合の様子を示す側面図である。
【図５】２枚の木質ボード２０１及び２０２を接合し、せん断試験を行った場合について説明するための図である。
【図６】２枚の木質ボード３０１及び３０２を接合し、引張試験を行った場合について説明するための図である。
【図７】２枚の木質ボード４０１及び４０２を接合し、圧縮試験を行った場合について説明するための図である。
【図８】木質ボード４０１及び４０２の接合について説明するための側面図である。
【図９】圧縮試験の具体的な方法について説明するための側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施の形態では、例えばＭＤＦ等の木質ボード２枚の接合部分に、棒状部材を回転させつつ押入して、両木質ボード同士を接合させる手法について説明する。図１は、本実施の形態の接合方法の一例について説明するための図である。
【００２０】
図１（ａ）に示す如く、木質材１０１と１０２とを合わせて、両者の境界部分に棒状部材１０３を矢印Ａ方向に回転させながら押入する。棒状部材の中心が境界部分と一致することは好ましいことであるが、多少ずれていても接合することは可能である。回転方向が矢印Ａ方向とは逆向きでも良いのは勿論である。
【００２１】
棒状部材１０３を回転させる回転機構として、例えば市販のボール盤、ＮＣ（数値制御）フライス盤を用いることができるが、回転機構は特に限定されることはない。例えば、片手で操作できるようなハンドドリルに棒状部材を取り付けて、棒状部材先端を木質ボードの接合部分に押入して、接合を図ることもできる。棒状部材１０３は、前記回転機構と一体化したものでも良いし、公知の着脱機構を適用して、回転機構との間で、棒状部材１０３を着脱自在、取替自在とすることもできる。
【００２２】
棒状部材１０３の先端部形状として、同図１（ｂ）に例示されるように、先端方向から見た場合に平面視円形であり、先端がフラット（平坦）な棒状部材１０３ａ、先端部に先端から見た場合に平面視円形の突起１０３１ｂ、当該突起１０３１ｂをＭＤＦ１０１とＭＤＦ１０２との境界部分に押入した際に、押入部分周辺の木質材を押さえるような形態となる先端部から見た場合に平面視円形の胴部１０３２ｂを備えた棒状部材１０３ｂ、先端が半球状となった棒状部材１０３ｃを用いることができる。棒状部材１０３を構成する材料としては、炭素鋼、工具鋼、セラミック材料などを用いることができる。本実施の形態では炭素鋼を用いた。もっとも、本願発明者らは、先端が半球状である棒状部材１０３ｃを用いた場合には、木質材間の接合強度が若干落ちることを確認した。
【００２３】
棒状部材１０３ａの直径Ｄａは例えば６ｍｍとすることができるが、これに限定されない。棒状部材１０３ｂの突起１０３１ｂの直径Ｄｂは例えば６ｍｍ、胴部１０３２ｂは突起１０３１ｂと平面視同心円状であって、直径Ｄｂ２は例えば１２ｍｍとすることができるが、これらに限定されない。本実施の形態では、胴部１０３２ｂの縦方向の高さは５ｍｍとしたが、これに限定されないことは勿論である。なお、突起１０３１ｂの先端形状は、本実施の形態ではフラットとしたが、先端に若干丸みを持たせるような形状としてもよい。棒状部材１０３ｃの直径Ｄｃ１は例えば６ｍｍとし、先端の半球状部分の半径Ｄｃ３は例えば３ｍｍとすることができるが、これらに限定されない。
【００２４】
棒状部材１０３を、木質材の境界部分に押入する深さ（押入深さ）は、好ましくは２ｍｍから５ｍｍ程度とし、より好ましくは２ｍｍとする。棒状部材１０３の回転数は、例えば５００ｒｐｍ以上、より好ましくは５００ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍとすることができる。下記に説明するように、本実施の形態では、回転数６２０ｒｐｍ、１１００ｒｐｍ、２３４０ｒｐｍとしたが、具体的な数値は、これらに限定されない。もっとも、回転数、押入深さは、棒状部材１０３の回転押入時の木質材の温度に影響し、あまり温度が上がりすぎると木質材の炭化が発生し得るため、木質材の用途、求められる接合強度等により、適宜調整することが好ましい。
【００２５】
ＭＤＦは内部に結合剤を含んでおり、棒状部材１０３を回転させながら押入することにより、回転で生じる摩擦熱と相俟って、複数の木質材の境界部分に接合孔が形成され、木質材（例えばＭＤＦ）に含まれた結合剤により、複数の木質材が接合するのではないかと推測される。棒状部材１０３を回転させつつ、接合部分に押入して一定の押入深さで保持する時間（以下、「接合時間」という。）は、例えば約３０秒とすることができるが、これに限定されない。接合時間の長さによって、接合強度が変化することも考えられるから、回転数等と同様、用途により接合時間を調整するようにしても良い。
【００２６】
図２は、本実施の形態の接合原理について説明するための図である。木質材１０１及び１０２の境界部分に、棒状部材１０３を矢印Ａ方向に回転させながら、棒状部材１０３の先端部分を矢印Ｂ方向へと進行させ、接合部分に押入する。これにより、境界部分に接合孔が形成され、木質材１０１及び１０２が接合される。接合孔は複数箇所に形成することもできる。
【００２７】
図３は、棒状部材１０３として先端がフラットな棒状部材１０３ａを用いた場合の接合の様子を示す側面図である。押入深さＬａは２ｍｍ、２ｍｍの押入深さに押入した状態での接合時間を約３０秒とした。図４は、棒状部材１０３として先端に突起部１０３１ｂを備える棒状部材１０３ｂを用いた場合の接合の様子を示す側面図である。押入深さＬｂは、突起１０３１ｂの縦方向長さと等しく２ｍｍ、押入した状態での接合時間を約３０秒とした。この場合、胴部１０３２ｂは、木質材１０１及び１０２に接した状態で回転することになる。
【００２８】
以下、接合強度について説明する。図５は、２枚の木質ボード２０１及び２０２の境界部分に、二つの接合孔２０３ａ及び２０３ｂを形成して、木質ボード２０１及び２０２を接合し、せん断試験を行った場合について説明するための図である。
【００２９】
本実施の形態で用いた木質ボード２０１、２０２は、一般にＭＤＦとして市販されている木質ボードから切り出したものであり、図中左右方向の長さは各々１０ｃｍ、上下方向の高さは５ｃｍ、厚さは各々１２ｍｍである。なお、以下の接合強度試験で用いたＭＤＦ木質ボードの厚さは全て１２ｍｍである。接合孔２０３ａ及び２０３ｂの中心同士の間隔は１２ｍｍとした。
【００３０】
本実施の形態では、接合後に、矢印Ｂ１方向及びＢ２方向に力を加えて木質ボード２０１及び２０２が離間した際に加えられた力として、接合強度の測定を行った。比較例として、接合孔２０３ａ、２０３ｂの断面積（直径６ｍｍ、深さ２ｍｍ）の合計と同様の接着面積で、市販の接着剤（コニシ(株)ボンドクイック５、エポキシ樹脂系・化学反応形接着剤）を用いて接着した場合についても、同様にせん断試験を行った。測定結果を表１に示す。接合強度は最大荷重（単位Ｎ）で表される。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
上記に示されるように、特に先端形状がフラットな棒状部材１０３ａを用いた場合には、比較例である市販の接着剤と同等以上の接合強度が認められた。回転数が６２０ｒｐｍと少ない方が、得られる接合強度が強いのは興味深い結果である。
【００３３】
次に、引張試験を行った。図６は、２枚の木質ボード３０１及び３０２の境界部分に、二つの接合孔３０３ａ及び３０３ｂを形成して、木質ボード３０１及び３０２を接合し、引張試験を行った場合について説明するための図である。
【００３４】
木質ボード３０１、３０２は、図５に示した木質ボード２０１、２０２と同様のものであり市販のＭＤＦから切り出したものである。図中左右方向の幅は５ｃｍ、図中上下方向の厚みは１２ｍｍ、奥行き方向の長さは各々１０ｃｍである。接合孔３０３ａ及び３０３ｂの中心同士の間隔は２４ｍｍとした。
【００３５】
本実施の形態では、接合後に、矢印Ｃ１方向及びＣ２方向に力を加えて接合強度を測定した。比較例として、接合孔３０３ａ、３０３ｂの断面積（直径６ｍｍ、深さ２ｍｍ）の合計と同様の接着面積で、市販の接着剤（コニシ(株)ボンドクイック５、エポキシ樹脂系・化学反応形接着剤）を用いて接着した場合についても、同様に引張試験を行った。測定結果を表２に示す。接合強度は最大荷重（単位Ｎ）で表される。やはり、比較例と遜色のない結果が得られた。回転数を大きくすると、若干接合強度は低下するようであるが、用途等により、回転数を適宜調整すれば、適切な接合強度が得られることがわかった。
【００３６】
【表２】
2010228397.tif 000004
【００３７】
次に、圧縮試験を行った。図７は、２枚の木質ボード４０１及び４０２の境界部分に、二つの接合孔４０３ａ及び４０３ｂを形成して、木質ボード４０１及び４０２を接合し、圧縮試験を行った場合について説明するための図である。
【００３８】
木質ボード４０１、４０２は、せん断試験や引張試験に用いたものと同様の市販のＭＤＦであり、図中左右方向（長辺方向）の長さは５ｃｍ、短辺方向の長さは各々２６ｍｍ、厚さは１２ｍｍである。接合孔４０３ａ及び４０３ｂの中心同士の間隔は２７ｍｍとした。なお、木質ボード４０１及び４０２の接合に際しては、図８に側面図が示されるように木質ボード４０１及び４０２を固定し、先端がフラットな棒状部材１０３ａを矢印Ａ方向に回転させながら、両者の境界部分に押入した。押入深さＬｃを２ｍｍとして二箇所に接合孔４０３ａ及び４０３ｂ（図７参照）を形成し、両ボードを接合した。
【００３９】
本実施の形態では、接合後に、図９に示す矢印Ｄ１方向（木質ボード４０２を固定し、木質ボード４０１の先端部分に荷重）に力を加えて接合強度を測定した。比較例として、接合孔４０３ａ、４０３ｂを側面から見た面積の合計と同様の接着面積で、市販の接着剤（コニシ(株)ボンドクイック５、エポキシ樹脂系・化学反応形接着剤）を用いて接着した場合についても、同様に接合強度の測定を行った。測定結果を表３に示す。接合強度は最大荷重（単位Ｎ）で表される。この場合には、回転数が大きいほど接合強度は強くなった。
【００４０】
【表３】
2010228397.tif 000005
【００４１】
以上に説明したように、本実施の形態の木質材の接合方法により、有機接着剤などを用いることなく、市販の接着剤と比較して遜色ない接合強度が実現できることがわかった。本実施の形態の接合方法は、木質材を接合して形成する木質具（例えば、ラック、書棚等の家具など）の製造にも適用することが可能である。なお、上記実施の形態では、市販のボール盤に棒状部材を取り付けて木質材の接合を行ったが、棒状部材をハンドドリルなどに取り付けて接合、仮止めなどを行う場合には、棒状部材の直径を短くすること、回転数を大きくすることなどにより、より軽い力で押入することができるようにすることが好ましい。また、棒状部材を回転させる回転機構のトルクも、ある程度大きくすることが好ましい。木質材と棒状部材との間の摩擦により、棒状部材の回転が止まること（あるいは回転数が減少すること）を避けるためである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、例えば、ＭＤＦなどの木質ボードの接合に適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０１、１０２          木質材
２０１、２０２          ＭＤＦ木質ボード
３０１、３０２          ＭＤＦ木質ボード
４０１、４０２          ＭＤＦ木質ボード
１０３                  棒状部材
１０３ａ〜１０３ｃ      棒状部材
１０３１ｂ              突起
１０３２ｂ              胴部
２０３ａ、２０３ｂ      接合孔
３０３ａ、３０３ｂ      接合孔
４０３                  接合孔
４０３ａ、４０３ｂ      接合孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010228397.tif 000009
【図５】
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【図６】
2010228397.tif 000011
【図７】
2010228397.tif 000012
【図８】
2010228397.tif 000013
【図９】
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