(57)【要約】【課題】少ない工程数で、歩留まり良く、安価に捻じれの少ない集成材を製造可能な集成材の製造方法を提供すること。【解決手段】長手方向に縦継部を有しない長尺ラミナ１１〜１４を厚み方向に積層一体化して集成材１を製造する集成材の製造方法であって、長尺ラミナとして、捻じれの小さい長尺ラミナと捻じれの大きいラミナとを組み合わせて積層することを特徴とする。本発明の集成材の製造方法は、旋回木理を有する樹種から得た材から集成材を作る場合にも効果的である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に縦継部を有しない長尺ラミナを厚み方向に積層一体化して集成材を製造する集成材の製造方法であって、
長尺ラミナとして、捻じれの小さい長尺ラミナと捻じれの大きいラミナとを組み合わせて積層することを特徴とする集成材の製造方法。
【請求項２】
前記長尺ラミナが、旋回木理を有する樹種から得た材である、請求項１記載の集成材の製造方法。
【請求項３】
製造する集成材が、構造用集成材である、請求項１又は２記載の集成材の製造方法。
【請求項４】
前記長尺ラミナとして、全長Ｌ２が２５００〜４１００ｍｍ、幅Ｗ２が９０〜１５５ｍｍ、厚みＴ２が２２．５〜４０ｍｍのものを用いるとともに、捻じれの小さい２枚の長尺ラミナと捻じれの大きい２枚の長尺ラミナを積層し、
捻じれの小さい２枚の長尺ラミナとして、捻じれ矢高が材長１ｍあたり０ｍｍ以上１．４ｍｍ未満の長尺ラミナを用い、捻じれの大きい２枚の長尺ラミナとして、捻じれ矢高が材長１ｍあたり１．４ｍｍ以上３．４ｍｍ以下の長尺ラミナを用いる、請求項１〜３の何れか１項に記載の集成材の製造方法。
【請求項５】
捻じれの大きい長尺ラミナとして、捻じれ矢高が材長１ｍあたり２．３ｍｍ以上３．４ｍｍ以下の長尺ラミナを用いる、請求項４に記載の集成材の製造方法。
【請求項６】
前記長尺ラミナの積層は、捻じれの大きい長尺ラミナの全てについて、少なくとも片面に捻じれの小さい長尺ラミナが隣接するように積層する、請求項１〜５の何れか１項に記載の集成材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集成材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原木から製材した生材を乾燥させると、乾燥による変形や収縮により、木材に捻じれが生じることがある。
特に、カラマツ、トドマツ、ベイマツ、クリといった樹種は、樹幹の細胞が樹軸に対して螺旋状に配列した旋回木理を有するため、乾燥過程で、繊維が収縮する際に、特に芯部付近で大きい捻じれが発生して、乾燥木材に大きな捻じれが生じやすい。
このような樹種から集成材を製造するには、小断面の板材や小角材を乾燥させた後、それらの繊維方向を長手方向に向けてフィンガージョイントで縦方向に接合して長尺のラミナとし、その長尺のラミナを必要に応じて幅方向に接合した後、厚み方向に積層して圧力を加えて一体化させる。
しかし、このような方法は、フィンガージョントで縦方向に接合する工程を含み、工程数が多く、歩留りも低下するため、製造コストが高くなり易い。
【０００３】
乾燥時の工夫により、乾燥木材に生じる狂い（捻じれ、曲がり、反り等）を減少させる技術が種々提案されている。例えば、木材の乾燥時に、乾燥矯正治具を用いる方法（特許文献１参照）、基礎コンクリートに設置した止め金具と最上端の木材上に載置した押圧材のそれぞれに設けた滑車にワイヤーを架け渡し、引張り装置にて乾燥木材に常時圧力を加えつつ乾燥させる方法（特許文献２参照）が提案されている。
【０００４】
しかし、これら従来の方法では、旋回木理を有する樹種について、十分な捻じれの軽減は難しく、それらの乾燥木材から集成材を製造するには、フィンガージョイントで縦継した長尺のラミナのみで集成材を作ることになる。
【０００５】
また、特許文献３には、内層ラミナに、２箇所以下のバットジョイントを有するラミナを用いた集成材が提案され、特許文献４には、解体又は自然倒壊した建築物から得られた、短尺で板状に加工処理された中古板材を内層に用いた集成材が提案されている。
しかし、特許文献３及び４の技術は、何れも、集成材の変形を軽減する技術ではない。また、特許文献４の技術に用いる中古板材は、材を集めるのに費用が掛かる上に、充分な量を集めるのは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１０１０４６号公報
【特許文献２】特開平９−２６４６６８号公報
【特許文献３】特開平８−１８７７０６号公報
【特許文献４】特開２００４−３２４９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、少ない工程数で、歩留まり良く、安価に捻じれの少ない集成材を製造可能な集成材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、長手方向に縦継部を有しない長尺ラミナを厚み方向に積層一体化して集成材を製造する集成材の製造方法であって、長尺ラミナとして、捻じれの小さい長尺ラミナと捻じれの大きい長尺ラミナとを組み合わせて積層することを特徴とする集成材の製造方法を提供することにより、上記の目的を達成したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の集成材の製造方法によれば、少ない工程数で、歩留まり良く、安価に捻じれの少ない集成材を製造可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明で製造する集成材の一例を中央部を省略して示す斜視図である。
【図２】図１の集成材の横断面を示す断面図である。
【図３】図１の集成材の製造に用いる長尺ラミナを示す斜視図である。
【図４】捻じれ矢高の測定方法の説明図である。
【図５】本発明で製造する集成材の他の例を示す断面図（図２相当図）である。
【図６】集成材の捻じれ矢高の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明をその好ましい実施態様に基づいて説明する。
本発明の一実施態様で製造される集成材１は、図１及び図２に示すように、土台や柱等として好ましく用いられる長尺の構造用集成材であり、複数枚の板状の長尺ラミナ１１〜１４を、それらの厚み方向に積層して一体化させてなる。集成材１は、長尺の角材である。集成材１は、正角材であり、長尺ラミナ１１〜１４の積層方向Ｚに沿う一辺の長さを厚みＴ、積層方向Ｚに直交する方向に沿う一辺の長さを幅Ｗとしたときに、厚みＴが幅Ｗの８０〜１２０％であることが好ましく、より好ましくは、厚みＴが幅Ｗの９０〜１１０％である。
【００１２】
集成材１を構成する長尺ラミナ１１〜１４は、何れも、図３に示すように、長手方向Ｘに縦継部を有しないラミナである。縦継部には、フィンガージョイントによる縦継部の他、バットジョイントによる縦継部も含まれる。
また長尺ラミナ１１〜１４は、少なくとも２枚が、旋回木理を有する樹種から製材されたものであることが好ましく、集成材１を構成する全ての長尺ラミナが、旋回木理を有する樹種から製材されたものであることが好ましい。
旋回木理を有する樹種としては、例えば、カラマツ、トドマツ、エゾマツ、ベイマツ、クリ、イタヤカエデ等が挙げられる。本発明によれば、このような旋回木理を有する樹種からも、捻じれのない又は捻じれの程度が抑制された集成材を、生産性良く製造できるため、これらの材の有効活用を図ることができる。なお、旋回木理を有する樹種は、１種から得たラミナのみを組み合わせても良いし、カラマツから得たラミナとトドマツから得たラミナを積層一体化させる等、２種以上から得られたラミナを組み合わせても良い。
【００１３】
本発明においては、集成材全体としての捻じれを効率よく低減する観点から、長尺ラミナとして、捻じれの小さい長尺ラミナと捻じれの大きい長尺ラミナとを組み合させて用いる。
捻じれの小さい長尺ラミナと捻じれの大きい長尺ラミナとの組み合わせ方としては、例えば、図１及び図２に示すように４枚の長尺ラミナを積層一体化して集成材１を得る場合を例にして説明すると、（１）積層方向Ｚの両端に位置する外層ラミナ１１，１４に、捻じれの小さい長尺ラミナを用いる一方、外層ラミナ１１，１４より内側に位置する内層ラミナ１２，１３に、捻じれの大きい長尺ラミナを用いる方法、（２）積層方向Ｚの両端に位置する外層ラミナ１１，１４に、捻じれの大きい長尺ラミナを用いる一方、外層ラミナ１１，１４より内側に位置する内層ラミナ１２，１３に、捻じれの小さい長尺ラミナを用いる方法、及び（３）長尺ラミナの積層方向に、捻じれの小さい長尺ラミナと捻じれの大きい長尺ラミナとを交互に配置する方法等が挙げられる。
【００１４】
また、捻じれの大きい長尺ラミナは、それらの全てについて、積層方向Ｚの片側又は両側に、捻じれの小さい長尺ラミナが配されていることが好ましい。
また、１本の集成材１中において、捻じれの小さい長尺ラミナの合計厚みと、捻じれの大きい長尺ラミナの合計厚みとの比は４０：６０〜６０：４０であることが好ましく、４５：５５〜５５：４５が更に好ましい。
また、集成材を構成する長尺ラミナの捻じれの旋回方向は、集成材の一方の木口面から他方の木口面に向かって時計回りの場合と、集成材の一方の木口面から他方の小口面に向かって反時計回りの場合とがあるが、本実施態様では、同一の集成材に用いる長尺ラミナの旋回方向は全部同じである。
【００１５】
捻じれの小さい長尺ラミナと捻じれの大きい長尺ラミナは、例えば、旋回木理を有する樹種から製材した長尺ラミナを、長尺ラミナの状態で乾燥した後に、それらを捻じれの程度により複数の区分に分類し、その複数の区分のうち、捻じれが相対的に大きい区分のラミナと捻じれが相対的に小さい区分のラミナとを組み合わせることが好ましい。
長尺ラミナの状態での乾燥方法は、木材の乾燥方法として従来知られている各種の方法を特に制限なく用いることができ、天然乾燥でも人工乾燥でも良く、両者を組み合わせた方法でも良い。好ましい人工乾燥の方法としては、温度及び湿度を制御可能な乾燥装置内に配置して乾燥させる方法を挙げることができる。人工乾燥は、少なくとも４０℃以上、より好ましくは６０℃以上の温度で乾燥する中又は高温乾燥工程を具備することが好ましい。
また、長尺ラミナの捻じれの程度は、含水率が１５％以下となるまで乾燥した状態で判定することが好ましく、含水率が９〜１２％の状態で判定することが一層好ましい。
【００１６】
長尺ラミナの捻じれの程度は、例えば、以下の方法により捻じれ矢高ｔ１を測定し、その測定値に基づき判断することが好ましい。捻じれ矢高ｔ１は、その値が大きい程、捻じれの程度が大きくなる。
＜捻じれ矢高の測定方法＞
図４に示すように、長尺ラミナの長手方向の一端部の２つの角部Ｐ１，Ｐ２を水平面７に押し付けた状態で、他端部の１つの角部Ｐ３を同一水平面７に接触させ、その状態における、該水平面７から残りの角部の端７１までの距離を、捻じれ矢高ｔ１とする。
【００１７】
捻じれの小さい長尺ラミナと捻じれの大きい長尺ラミナそれぞれの好ましい捻じれ矢高の範囲は、製造する集成材の長さ、厚み及び幅によって異なるが、例えば、全長Ｌが２５００〜４０００ｍｍ、幅Ｗ及び厚みＴが９０〜１５０ｍｍの集成材１を、厚みが互に等しい４枚の長尺ラミナを積層一体化して製造する場合、積層する長尺ラミナ１１〜１４としては、全長Ｌ２が２５００〜４１００ｍｍ、幅Ｗ２が９０〜１５５ｍｍ、厚みＴ２が２２．５〜４０ｍｍのものを用いることが好ましく、その場合、捻じれの小さい長尺ラミナとしては、捻じれ矢高が材長１ｍあたり０ｍｍ以上１．４ｍｍ未満のもの、特に捻じれ矢高が材長１ｍあたり０ｍｍ以上１．２ｍｍ未満のものを用いることが好ましく、捻じれの大きい長尺ラミナとしては、捻じれ矢高が材長１ｍあたり１．４ｍｍ以上３．４ｍｍ以下のもの、特に捻じれ矢高が材長１ｍあたり２．３ｍｍ以上３．４ｍｍ以下のものを用いることが好ましい。
また、集成材を構成する長尺ラミナは、厚みがほぼ等しいことが好ましく、例えば厚みがＴの集成材を４枚の長尺ラミナを積層して形成する場合、それぞれの長尺ラミナの厚みＴ２は、集成材の厚みＴの好ましくは２０％〜３０％であり、より好ましくは２３〜２６％であり、更に好ましくは２５％である。
【００１８】
図５は、本発明で製造される他の形態の集成材１’を示す図であり、集成材１に用いた長尺ラミナと同様の長尺ラミナを５枚以上積層してなる。集成材１’の製造においても、全長Ｌが２５００〜４０００ｍｍ、幅Ｗが９０〜１５０ｍｍの集成材１’を製造する場合、積層する長尺ラミナ２２〜２８としては、全長Ｌ２が２５００〜４１００ｍｍ、幅Ｗ２が９０〜１５５ｍｍ、厚みＴ２が２２．５〜４０ｍｍのものを用いることが好ましく、その場合、捻じれの小さい長尺ラミナとしては、捻じれ矢高が材長１ｍあたり０ｍｍ以上１．４ｍｍ未満のもの、特に捻じれ矢高が材長１ｍあたり０ｍｍ以上１．２ｍｍ未満のものを用いることが好ましく、捻じれの大きい長尺ラミナとしては、捻じれ矢高が材長１ｍあたり１．４ｍｍ以上３．４ｍｍ以下のもの、特に捻じれ矢高が材長１ｍあたり２．３ｍｍ以上３．４ｍｍ以下のものを用いることが好ましい。
【００１９】
なお、図５に示すように、５枚以上の長尺ラミナを積層する場合においても、１本の集成材に用いる長尺ラミナの枚数は、捻じれの小さい長尺ラミナの枚数と捻じれの大きい長尺ラミナの枚数とに差が少ないことが好ましく、例えば枚数の差が２枚以下、特に１枚以下であることが好ましく、差がないことが更に好ましい。また、図５に示すように、長尺ラミナを５枚以上積層して集成材を得る場合の長尺ラミナの積層数は、例えば、５〜２５枚とすることができ、好ましくは５〜２０枚である。
集成材１’及びその製造方法に関し、特に説明しない点は、集成材１及びその製造方法と同様とすることができる。
【００２０】
本実施形態の集成材１を製造するには、長尺ラミナを製材して乾燥した後、必要に応じて、表面を切削して平にする表面加工を行い、次いで、それらの捻じれ矢高ｔ１を計測し、複数の区分に分類する。そして、捻じれの小さい長尺ラミナと捻じれの大きい長尺ラミナとを２枚づつ取り出し、各ラミナの広い面に接着剤を塗工して積層し、プレス装置で加圧し一体化させる。
【００２１】
接着剤としては、各種公知の接着剤を特に制限なく用いることができ、例えばレゾルシノール樹脂系接着剤（レゾルシノール樹脂接着剤、レゾルシノール・フェノール共縮合樹脂接着剤、フェノール変性レゾルシノール樹脂接着剤等）、メラミン・ユリア共縮合樹脂接着剤、メラミン樹脂接着剤、水性高分子イソシアネート系接着剤等を挙げられる。これらの中でも、レゾルシノール樹脂系接着剤又は水性高分子イソシアネート系接着剤を用いることが好ましい。レゾルシノール樹脂系接着剤又は水性高分子イソシアネート系接着剤を用いると、高強度の集成材、例えば木造住宅の構造材として使用するのに充分な強度を有する集成材が容易に得られる。また、レゾルシノール樹脂系接着剤は、得られた集成材の切断やほぞ加工などの際に工具等が損傷することを防止ないし軽減できる点で有利であり、水性高分子イソシアネート系接着剤は、集成材の表面に、はみ出しても外観を悪化させない点や、ホルムアルデヒドなどの化学物質を大気中に放散しない点において有利である。
【００２２】
接着剤の塗布量は、使用する接着剤の種類等に応じて適宜に決定できる。接着剤の塗布方法としては、例えば、刷毛を用いて塗布する方法や、周面に接着剤が連続して供給される塗布ローラーを用いて塗布する方法がある。また、ロールコータ、エクストルーダ、カーテンコータ等の各種公知の塗布装置を用いることもできる。
プレス装置は、熱を加えることなく加圧する装置であっても良いし、熱盤等を用いて加熱しつつ加圧する装置であっても良い。
また、プレス後の集成材には、むら取り加工を施すことが好ましい。むら取り加工とは、表面に生じた反りや歪みを除去する加工である。むら取り加工を施す手段としては、例えば、手押かんな盤、自動１面かんな盤、自動２〜４面かんな盤、モルダ等の各種公知の装置を用いることができる。
【００２３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、斯かる実施形態に制限されず、適宜変更可能である。
例えば、本発明で製造する集成材は、３枚又は５枚以上の長尺ラミナを積層してなるものであっても良い。また、集成材は、平角材であっても良いし、正角材であっても良い。また、集成材として構造用集成材を製造する場合、その構造用集成材は、例えば、柱用、土台用、梁用に用いられる。
【実施例】
【００２４】
次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
【００２５】
北海道産のカラマツから製材され、人工乾燥により含水率が１０〜１２％とされた長尺ラミナ（寸法２７×１１７×３０００ｍｍ）を入手した。そして、それらの捻じれ矢高を測定し、捻じれ矢高の測定値に基づき下記基準により下記の４区分に分類した。
Ａ材  ：捻じれ矢高０ｍｍ以上４ｍｍ未満
（材長１ｍあたり０ｍｍ以上１．４ｍｍ未満）
ＡＢ材：捻じれ矢高４ｍｍ以上７ｍｍ未満
（材長１ｍあたり１．４ｍｍ以上２．３ｍｍ未満）
Ｂ材  ：捻じれ矢高７ｍｍ以上１０ｍｍ以下
（材長１ｍあたり２．３ｍｍ以上３．４ｍｍ以下）
【００２６】
上述した長尺ラミナを表１に示すように組み合わせて集成材（寸法１０５×１０５×３０００ｍｍ）を作成した。積層する全ての長尺ラミナは、捻じれの旋回方向が同一であった。
集成材は４プライとし、捻じれ矢高による組み合わせで４条件を設定し、それぞれ４〜５本作製した。接着剤は、レゾルシノール樹脂系接着剤（ディアノールＤ４０、（株）オーシカ製）を用い、塗布量は２４０ｇ／ｍ2とした。プレスは、縦型プレス機（ＫＵ−ＳＤ４２０−１３Ｆ、小林機械工業（株）製）を使用し、圧力は７ＭＰａに設定して２４時間冷圧した。圧締後は、自動四面鉋盤（ＫＦＰ−Ｍ６００ＳＳ、（株）桑原製作所製）を用いて集成材を上記の寸法とした。
また、集成材の製造には、各長尺ラミナのヤング係数を測定しておき、長尺ラミナは、個々の集成材を構成する長尺ラミナのヤング係数の平均値が１０ＧＰａ以上、下限値が８．５ＧＰａ以上となるように組み合わせた。
ヤング係数は集成材のＪＡＳ記載の曲げＢ試験を実施して測定した。
集成材製造直後の捻じれ矢高は０ｍｍであり、ＪＡＳに規定されている構造用集成材の規格「ねじれが極めて軽微であること」を満たしていた。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
得られた集成材を、テント倉庫内のラックに載せて放置し、集成材としての捻じれ矢高の経時変化を調べた。集成材は、自由に変形できるように１本ずつラックに載せた。また、倉庫内は空調を使用せず、気温は外気とほぼ同じとした。捻じれ矢高の測定は３ヶ月毎に実施し１年継続した。
その結果を図６に示す。
【００２９】
図６に示すように、条件３，４の実施例の集成材は、３か月後から１２か月後に亘って捻じれ矢高が２ｍｍ前後に抑制されており、捻じれ矢高の大きいＢ材を用いて集成材としての捻じれが抑制されていることが判る。
他方、条件１，２の比較例の集成材は、実施例の集成材に比して捻じれの程度が大きく、特に条件１のものは、条件３，４の実施例に用いた長尺ラミナ（Ｂ材）よりも捻じれ矢高が小さい長尺ラミナ（ＡＢ材）を用いたにもかかわらずに製造した集成材は、条件３，４の実施例の集成材よりも捻じれが生じ易いという結果となった。
このように、本発明によれば、フィンガージョイントの工程を経ることなく、捻じれの少ない集成材を得ることができることができ、歩留りや生産性が良く、また、捻じれ矢高が大きい長尺ラミナも有効活用できる。
【符号の説明】
【００３０】
１，１’  集成材
１１〜１４，２２〜２８  長尺ラミナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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