(57)【要約】【課題】本発明は、寸法変化率、体積・重量増加率が小さく、反面曲げ強度、ブロック剪断強度等が大きく、寸法安定性及び諸物理的特性に優れた集成材１を提供すること。【解決手段】所定板厚さの正方形小木片１１ないしは長方形小木片１２を多数積層接合した集成材１であって、前記正方形小木片１１、長方形小木片１２は水平方向配列として、木材繊維が多方向に配列され、かつ垂直方向配列は互い違い配列され、これら正方形小木片１１、長方形小木片１２に接着剤塗布を介して多数積層接合されてなり、前記木材繊維が多方向に配列ないしは互い違い配列により形成された異方向性繊維配列を有してなる寸法安定木材からなることを特徴とする集成材１である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定板厚さの正方形小木片ないしは、長方形小木片を多数積層接合した集成材であって、
前記正方形小木片、長方形小木片は、水平方向配列として木材繊維が多方向に配列され、かつ垂直方向配列は互い違い配列され、これら正方形小木片、長方形小木片には接着剤塗布を介して多数積層接合されてなり、
前記木材繊維が多方向に配列ないしは互い違い配列により形成された異方向性繊維配列を有してなる寸法安定木材からなることを特徴とする集成材。
【請求項２】
寸法安定木材は、木造建築廃材、木工製作端材、製材未利用廃材から自動的選別手段を介して樹種、板厚さ、板重量、板面積、経時年数別により選別され、欠陥部分除去木材にしたことを特徴とする請求項１に記載の集成材。
【請求項３】
集成材の少なくとも表面側には化粧材を貼着し、他面側にはバランス用部材を貼着してなる化粧張り集成材であることを特徴とする請求項１、請求項２に記載の集成材。
【請求項４】
集成材又は集成材原料である挽き板を含むサンドイッチ構成材として形成される集成材の一態様としてのランバー合板であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３に記載の集成材。
【請求項５】
異方向性繊維配列は、寄木形状配列、千鳥状配列、多方向に配列、互い違い配列又はこれらの組み合せ配列であることを特徴とする集成材。
【請求項６】
異方向性繊維配列を有する集成材又はランバー合板は、造作用集成材、構造用集成材、化粧張り集成材の多軸構成部材であって、
階段構成用部材、ドア床壁面用部材、家具構成用部材としての用途があることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５に記載の集成材。
【請求項７】
原木の水分調整等のための調湿乾燥工程と、該原木を所定板厚さ、正方形小木片、長方形小木片の挽き材とする調板、製材工程と、所定板厚さの正方形小木片、長方形小木片を木材繊維が異方向性繊維配列されるようレイアウトする設計工程と、該正方形小木片、長方形小木片を水平方向配列し、かつ正方形小木片と長方形小木片とが互い違い配列となるよう垂直方向配列させるための仮配列、仮接合後に、正方形小木片、長方形小木片の接合面に接着剤塗布を介し、予備乾燥して挽き板を前記設計工程により正方形小木片、長方形小木片をレイアウトした所定の位置に移動させた後に配置してプレス成形の準備をする挽材片所定配置工程と、前記挽材片所定配置された正方形小木片、長方形小木片を多数積層接合するプレス加圧成形する成形工程と、該成形工程により得られた成形物を所定期間調湿状態で放置しておく養生工程と、製材仕上げ、検査、荷造りを行う最終工程とよりなることを特徴とする集成材の製造方法。
【請求項８】
原木は、木造建築廃材、木工製作端材、製材未利用廃材、天然木材のいずれか又はその組み合せ木材を自動的選別手段を介して樹種、板厚さ、板重量、板面積、時経列別に選別された欠陥部分除去木材であることを特徴とする請求項７に記載の集成材の製造方法。
【請求項９】
自動的選別手段は、水分測定器、温度測定器、寸法測定器、重量測定器、木材の化学成分測定器、諸物理特性測定器、Ｘ線照射分折装置、電磁波誘導分折装置のいずれか一種又は、これらの組合せからなることを特徴とする請求項７、請求項８に記載の集成材の製造方法。
【請求項１０】
欠陥部分除去木材は、木材の諸物理的特性と、Ｘ線照射分析装置、光透過装置、電磁波透視分析装置により、木材欠陥部分を検出して、該部分を除去し、所定板厚さの正方形小木片、所定板厚さを形成することを特徴とする請求項７、請求項８、請求項９に記載の集成材の製造方法。
【請求項１１】
樹種は、ブナ、ケヤキ、カバ、アピトン、カシ、ミズナラ、イタヤカエデ、シオジ、タモ、ニレから選ばれた１種又は１種以上の広葉樹堅牢木材であることを特徴とする請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０に記載の集成材の製造方法。
【請求項１２】
所定板厚さが、１０〜３０ミリメートルで、正方形小木片は２０〜８０ミリメートル四方、長方形小木片は幅２０〜５０ミリメートル、タテ寸法３０〜１００ミリメートルであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１に記載の集成材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、寸法変化率、体積・重量増加率が小さく、反面曲げ強度、ブロック剪断強度等が大きく、寸法安定性及び諸物理的特性に優れた集成材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の集成材９は、図９（ト）〜（チ）に示すごとく、挽き板又は小角材などの構成単位（以下、エレメントともいう）の木材繊維を互いにほぼ平行（図９（ト）〜（リ）参照）にして接着剤によって、長さ、幅、厚さの方向に集成して接合したものである（非特許文献１参照）。
【０００３】
そのため、木材繊維を平行にして多数積層接合されているので、製材製品と同様に同一方向には曲げ強度等が大きく、いわゆる一軸材料であり、例えば造作用集成材として柱、鴨居、敷居、長押に用いられている。
一方、造作用集成材として、例えば階段用手摺材、カウンター、建具枠材などの二次加工品として用いられている。
【０００４】
一方、特許文献２によれば、「直方体の木材片を長さ幅方向に貼着して板状体となし、該板状体の表裏面に所定板厚さの木質単板を木材繊維が直交するよう貼着し該板状体を数枚多数積層接合して柱状体を構成する」ことが提案されている。
【０００５】
他方、特許文献３によれば、図１０に示すごとく、「所定板厚さの短形小片を水平方向配列に接合して板状体となし、該板状体をその木材繊維を互いに直交させて奇数板の板厚み方向に多数積層接合した集成材」が提案されている。
【０００６】
そして、特許文献４によれば、図１１及び図１２に示すごとく、「木材繊維と平行にして小板片、小角片の素材を得て、これら素材を木材繊維と平行するように多数積層接合して角材等を得るに当り、素材として野地板を用い、この野地板の接合方向の軸線に対して３０〜６０度傾斜するようにして広面積の集成材を形成し、この集成材の複数を構成野地板が交叉するように重合接合して製品を得る建築用集成材」が提案されている。
【０００７】
また、本出願人は、特許文献５及び特許文献６により「木材繊維が多方向に配列された集成材を用いた『階段用踊場部材』及び『寸法精度安定階段』の特許出願」を提案している。
これらは、いずれも寸法変化率が小さく、寸法安定性に優れた階段を提供することを目的としているものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１に記載の集成材９は、挽材の木材繊維が同一方向で、集成材９全体の木材繊維も同一方向となり偏向している。そのため、集成材９の寸法の伸縮は、木材繊維の伸縮に応じて寸法変化率が支配される。
したがって、従来の集成材９は、図９に示すごとく、矢印方向である木材繊維方向に伸縮することになる。
また、図１３に示すごとく、集成材９６上に大きな衝撃荷重が加わると、木材繊維が同一であるため割れや破損部分９６０が生じ易い問題がある。
【０００９】
これは、従来の集成材９を階段９５に用いた場合には、図１４に示すごとく、側板９１の接合部分において、破損部分９６０や亀裂を生じ易い。
同様に、図１５に示すごとく、階段９５の踏板９２に用いた場合においても、突出寸法（ル）が大きいと側板９１との接合部近傍で破損部分９６０が生じ易い問題がある。
しかも、図１６に示すごとく、従来の集成材９にドリル９３を用いて穴を開ける場合においても、木材繊維と同一方向か接合部分近傍で破損部分９６０を生じ易い問題もある。
【００１０】
一方、特許文献２に記載の集成材９は、表裏面に貼着した木質単板（化粧材）は中心層部分に比較して板の厚さが一般には薄い。そのため、前記柱状体は前記板状体である中心層部分の木材繊維方向に支配され、木質単板の木材繊維方向によっては、柱状体の寸法変化率や反りは緩和されず、寸法安定性に問題がある。
【００１１】
他方、特許文献３に記載の集成材９は、短形木質小片９１、９２の板厚さが全て同一であっても、多層構成集成材９は、全体が奇数枚積層接着されたものである。そのため、図１０に示すごとく、例えば３枚のエレメントにより、構成されている場合においては、木材繊維が矢印方向の２枚のエレメントの木材繊維方向に支配されて寸法変化率が大きくなる問題がある。
また、特許文献３の記載によれば、「木質下地単板の樹種は、ナラやケヤキの広葉樹木材でも、ヒノキやマツのごとき針葉樹木であっても良い。」とされている（特許文献２の公報の段落〔００１７〕及び〔００２２〕参照）。
【００１２】
そのため、一般には広葉樹木材の方が針葉樹木材よりも曲げ強度や硬度は大きく、しかも本発明の実施例において後述するごとく、浸漬剥離試験による集成材の体積・重量増加率は小さい。
これは、針葉樹木材の方が広葉樹木材よりも一般に成長が早く、多孔質部分（組織）が多いからであるとされている。
【００１３】
したがって、針葉樹木材は、広葉樹木材に比較して多孔質部分より吸水して体積・重量増加率が大きくなるものと推察される。
ところが、木材の寸法変化率は、一般に上記体積・重量増加率に相応（比例）して大きくなると考えられている。
そのため、針葉樹木材の方が、広葉樹木材よりも、比較的寸法変化率が大きくなり、寸法安定性に劣ると共に、反りや歪み又はねじれなどの狂いが大きくなる。
その結果、特許文献３に記載の木材繊維９は、木材繊維方向が多い「短形木質小片」としてのエレメントの木材繊維方向に支配されて、寸法変化率や体積・重量増加率が決まることが考えられる。
【００１４】
このことは、特許文献４に記載の集成材９においても同様の問題点が存在する。
即ち、図１１及び図１２に示すごとく、素材である「野地板」９７の木材繊維方向は、その板厚さや樹種によって支配され決定される。
特許文献４によれば、接合する構成野地板（２枚）の板厚さが同一とはされておらず、特許文献１に記載の集成材と同様に「野地板」の木材繊維方向も同一であることを前提としている問題点がある。
【００１５】
一方、特許文献５及び特許文献６は、本発明と同様に、「木材繊維が多方向に配列された集成材」からなる「階段」又は「階段踊場部材」について提案するに止まり、集成材の製造方法については具体的に記載されていない。
そのため、異方向性繊維配列の集成材を具体的には、どのような製造方法で得るかについて記載されていない。
【００１６】
【非特許文献１】
「木造住宅１２３の常識」（日本実業出版社発行）
５８〜６７頁「特に集成材についての記載の項」
【特許文献２】
特開平１０−２１７２１１号公報
【特許文献３】
特開２００１−２３２６０９号公報
【特許文献４】
特開平０９−１２３１２７号公報
【特許文献５】
特願２００２−２５８０３３号
「階段用踊場部材」
【特許文献６】
特願２００２−３４３５８３号
「寸法精度安定階段」
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、本発明が採った手段は、下記の通りである。なお、本発明を更に具体的に説明するため、実施例において使用する図面の符号を付して、以下説明する。
まず、請求項１に記載の発明が採った手段は、所定板厚さの正方形小木片ないしは長方形小木片を多数積層接合した集成材であって、
前記正方形小木片、長方形小木片は水平方向配列として木材繊維が多方向に配列され、かつ垂直方向配列は互い違い配列され、これら正方形小木片、長方形小木片には接着剤塗布を介して多数積層接合されてなり、
前記木材繊維が多方向に配列ないしは互い違い配列により形成された異方向性繊維配列を有してなる寸法安定木材からなることを特徴とする集成材１を提供するものである。（図１参照）
これにより、寸法変化率及び体積・重量増加率が小さく、反面曲げ強度やブロック剪断強度が大きく、諸物理的特性及び寸法安定性に優れた集成材１を得ることができる（実施例１〜実施例５参照）。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明が採った手段は、寸法安定木材は木造建築廃材、木工製作端材、製材未利用廃材から自動的選別手段を介して樹種、板厚さ、板重量、板面積、経時年数別により選別され欠陥部分除去木材にしたことを特徴とする集成材１を提供するものである。
これにより広葉樹木材と針葉樹木材や経時年数を木材中の化学成分量や組織形態変化の態様を判別し、自動選別機を用いて素材の樹種と用途との関係を判別することが出来る。また、現時点では、余り積極的にリサイクル利用されていない資源の循環利用を図り、環境改善に貢献することが出来る。
【００１９】
そして、請求項３に記載の発明が採った手段は、集成材の少なくとも表面側には化粧材を貼着し、他面側にはバランス用部材を貼着してなる化粧張り集成材であることを特徴とする集成材１を提供するものである。（図１の最下段図参照）。
これにより、集成材１の外観より見える表面側部分と裏面側や外部より見えない他の側面部分との水分含有量や空気中の湿分吸収による木材内での水分移動の調整が可能となる。そのため、水分移動や熱により生じる集成材１の反りや歪み及びねじれなどの不良木材の発生を減少させることが出来るため、加工精度が高い階段部材、家具や箱物収納具部材を得ることが出来る。
【００２０】
一方、請求項４に記載の発明が採った手段は、集成材又は集成材の原料である挽き板を含むサンドイッチ構造として形成される集成材の一形態としてのランバー合板であることを特徴とする集成材１を提供するものである。
これにより、階段構成用部材、家具構成用部材、ドア床壁面用部材などへの用との拡大と、その高精度加工が可能となる。
【００２１】
他方、異方向性繊維配列は、寄木形状配列、千鳥状配列、多方向に配列、互い違い配列又はこれらの組み合せ配列（図３（イ）〜（ヘ）、図４、図５参照）であることを特徴とする集成材１を提供するものである。
これにより、木材繊維の異方向性繊維配列が多様化してランダムで均整がとれた諸物理的特性、例えば曲げ強度やブロック剪断強度が向上する。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明が採った手段は、異方向性繊維配列を有する異方向性繊維配列又はランバン合板は、造作用集成材、構造用集成材、化粧張り集成材、多軸構成部材であって、階段構成用部材、ドア床壁面用部材、家具構成用部材としての用途があることを特徴とする集成材１を提供する。
これは、従来の集成材を階段構成用部材、ドア床壁面用部材、家具構成用部材に用いると、強い衝撃荷重により材料破壊である割れや破損を生じていた（図１３〜図１６参照）のに対し、本発明の集成材は木材繊維の異方向性繊維配列のバランスが良好であるため、反りや歪み・ねじれを生じることが減少し、寸法安定性や諸物理的特性に優れた品質安定性が得られるからである。
【００２３】
他方、請求項７に記載の発明が採った手段は、原木の水分調整等のための調湿乾燥工程と、該原木を所定板厚さ、正方形小木片、長方形小木片の挽き材とする調板・製材工程と、所定板厚さの正方形小木片、長方形小木片を木材繊維が異方向性繊維配列されるようレイアウトする設計工程と、該正方形小木片、長方形小木片を水平方向配列し、かつ正方形小木片と長方形小木片とが互い違い配列となるよう垂直方向配列させるための仮配列、仮接合後に、正方形小木片、長方形小木片の接合面に接着剤塗布を介し、予備乾燥して挽き板を前記設計工程により正方形小木片、長方形小木片をレイアウトした所定の位置に移動させた後に配置してプレス成形の準備をする挽材片所定配置工程と、前記挽材片所定配置された正方形小木片、長方形小木片を多数積層接合するプレス加圧成形する成形工程と、該成形工程により得られた成形物を所定期間調湿状態で放置して養生工程と、製材、仕上げ、検査、荷造りを行う最終工程とよりなることを特徴とする集成材の製造方法を提供するものである。
これにより、寸法変化率及び体積・重量増加率が小さく、反面曲げ強度やブロック剪断強度が大きく、諸物理的特性及び寸法安定性等の品質安定性に優れた集成材１を効率良く、かつ有利に得ることが出来る。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明の採った手段は、木造建築廃材、木工製作端材、製材未利用廃材、天然木材のいずれか又はその組み合わせ木材を自動的選別手段を介して樹種、板厚さ、板重量、板面積、時経列別に選別された欠陥部分除去木材であることを特徴とする集成材１の製造方法を提供するものである。
これにより、広葉樹木材と針葉樹木材や経時年数を木材中の化学成分及び組織形態の態様を判別し、自動選別機を用いて効率よく、かつ有効に判別出来る。また、素材である所定板厚さ（例えば、１０〜３０ミリメートル）の正方形小木片１１、長方形小木片１２の樹種と用途との関係を判別しながら、水平方向配列としての多方向に配列及び垂直方向配列としての互い違い配列をコンピュータによりレイアウトして、異方向性繊維配列の設計を効率良く、かつ有利に行うことが出来る。
また、現時点では、余り積極的にリサイクル利用されていない資源の循環利用を図り、環境改善に適した集成材１の製造方法を提供することが出来る。
【００２５】
そして、請求項９及び請求項１０に記載された発明が採用した手段は、自動的選別手段は、水分測定器、温度測定器、寸法測定器、重量測定器、木材の化学成分測定器、諸物理特性測定器、Ｘ線照射分折装置、電磁波誘導分折装置のいずれか１種又はこれらの組合せからなることを特徴とする集成材１の製造方法を提供するものである。
これにより、原木の欠陥部分除去木材は、木材の諸物理的特性（例えば、曲げ強度や圧縮強度）と、Ｘ線照射分折装置や電磁波透分析装置、光透過装置のいずれかを用いて木材欠陥部分を検出し、該部分を切断除去手段により、効率良く、かつ有利に除去することが出来る。
【００２６】
一方、請求項１１に記載の発明が採用した手段は、樹種は、ブナ、ケヤキ、カバ、アピトン、ミズナラ、イタヤカエデ、カシ、シオジ、タモ、ニレから選ばれた１種又は１種以上の広葉樹堅牢木材である集成材１を効率よく、かつ有利に提供するものである。
これにより、集成材１に使用する正方形小木片１１、長方形小木片１２の表面硬度は向上し、高強度で寸法変化率が小さく寸法安定性に優れた素材（エレメント）を得ることが出来る。なお、広葉樹堅牢木材は、一般に針葉樹多孔質木材に比較して、２〜３割程度、表面硬度が向上するため、耐摩耗性等の耐久性が向上する。
そして、広葉樹堅牢木材は針葉樹木材に比較して、一般には、正方形小木片１１や長方形小木片１２を試験片として測定した「気乾比重」及び「引張強度」や「圧縮強度」、更には曲げ強度や剪断強度などの諸物理的特性が優れている。
【００２７】
さらに請求項１２に記載された発明が採用した手段は、所定板厚さが１０〜３０ミリメートルで、正方形小木片は２０〜８０ミリメートル四方、長方形小木片の幅（ヨコ寸法）は２０〜５０ミリメートル、タテ寸法は３０〜１００ミリメートルであることを特徴とする集成材１を提供するものである。
これにより、木造建築廃材、木工製作端材、製材未利用廃材より効率良く、かつ有利に正方形小木片１１や長方形小木片１２を得ることが出来ると共に、集成材１の製造方法において正方形小木片１１、長方形小木片１２の取扱いや保管が便利である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る集成材及びその製造方法について、実施の形態を実施例及び図面を用いて、図面の符号を付して具体的に説明する。
請求項に記載の発明によれば、「所定板厚さの正方形小木片１１ないしは長方形小木片１２を多数積層接合した集成材」である。
所定板厚さとしては、例えば、請求項１２に記載のごとく、１０〜３０ミリメートルであることが好ましい。正方形小木片１１や長方形小木片１２が得られ易く、かつ集成材１の製造方法において、運搬や保管に便利だからである。特に、本発明においては、原木は木造建築廃材、木工製作端材、製材未利用廃材を積極的にリサイクル利用することが好ましい。それは、原木の入手が困難であること、並びに原木の乱採による地球の砂漠化防止の観点において、現時点で余り循環利用されたり、焼却処分を行い、炭酸ガスやダイオキシンなどの排出による大気（環境）汚染の防止を図ることが急務だからである。
【００２９】
一方、正方形小木片１１は、請求項１２に記載のごとく、２０〜８０ミリメートル四方（略四方形も含む）であることが好ましい。前述の理由と同じことによる。
また、長方形小木片１２は請求項１２に記載のごとく、幅（ヨコ寸法）が２０〜５０ミリメートルで、縦長さ（タテ寸法）が３０〜１００ミリメートルであることが好ましい。その理由は、前述の通りである。なお、正方形小木片１１、長方形小木片は、挽き材とも呼ばれ、本発明においては、エレメントとも称する。
【００３０】
前記木造建築廃材としては、例えば木造建築の解体や修理において排出され焼却処分等されている建築廃棄物などがある。
また、前記木工製作端材としては、例えば家具やドアなどの造作中に廃出され焼却処分等されている端尺木材などがある。
そして、前記製材未利用廃材としては、例えば原木、特に広葉樹堅牢木材を所定の寸法や板厚さに切断し裁断する際に発生する端尺木材などがある。
以上のごとく、木造建築廃材、木工製作端材、製材未利用廃材はもっと大切に有効利用することが資源のリサイクル利用を通じて、地球の環境改善を実現することになる。
【００３１】
正方形小木片１１ないしは長方形小木片１２を多数積層接合した集成材１であって、これら正方形小木片１１、長方形小木片１２は水平方向配列として、図１及び図２に示すごとく、木材繊維が多方向に配列され、かつ垂直方向配列は互い違い配列されてなる。
前記水平方向配列としては、例えば寄木形状配列（図３〜図４参照）千鳥状配列（図１参照）などがある。また、垂直方向配列としては、例えば多数積層接合において、互い違い配列の一態様である寄木形状配列がある。
【００３２】
前記正方形小木片１１、長方形小木片１２には、接着剤塗布されて多数積層接合される（図１参照）。接着剤としては、例えばユリア樹脂、メラミン樹脂、ユリア・メラミン共縮合樹脂、フェノール樹脂、メラミン変性フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、フェノール・レゾルシノール樹脂、水性高分子イソシアネート系樹脂などがある。
上記多数積層接合としては、例えばコールドプレスで締めつけてクランプする場合と、ねじを直接トルクレンチで締めつける場合とがある。
圧締圧力は、例えば比重の高い樹脂、特に広葉樹堅牢木材の場合においては、１０〜１５ｋｇ／センチメートル平方で、比重が低い場合は８〜１０ｋｇ／センチメートル平方である。
なお、接着剤塗布は、１接着層当り２００〜２５０ｇ／平方メートル程度で、グルースプレッダや小規模の場合にはローラや刷毛を用いて塗布する。なお、スプレ塗装機やカーテンフローコーターを用いて、大量生産に対応することもできる。
【００３３】
集成材１は、木材繊維が多方向に配列ないしは互い違い配列により形成された異方向性繊維配列を有する寸法安定木材からなる。
ここで注目すべきことは、従来の木材繊維９は、特許文献２、３、４によれば、木材繊維が奇数枚のエレメントよりなり、板厚さが各エレメントごとに異なる場合がある。これに対して、本発明のエレメントとしては、請求項１２に記載のごとく、１０〜３０ミリメートルで、しかも全てのエレメントにおいて略同一の板厚さであることである。これにより、集成材１の全体の木材繊維が異方向性繊維配列（以下ランダム配列ともいう）となり、寸法変化率及び体積・重量増加率が小さくなり、かつ曲げ強度やブロック剪断強度などの諸物理的特性及び寸法安定性に優れるようになることである。
【００３４】
寸法変化率は木材繊維方向に支配され、集成材のエレメントの全体に対する占有率によって寸法変化率や浸漬剥離試験による体積・重量増加率が大きくなることである。なお、寸法変化率と体積・重量増加率とは比例関係にあると推察されるため、体積・重量増加率を測定により知ることにより寸法変化率の大小を判別することが出来ると考えられるのである。このことは、実施例１〜５において後述する。
【００３５】
本発明において、異方向性繊維配列とは木材繊維が多方向に配列され、ランダム配列により、木材繊維が偏向していないことを意味する。また、寸法安定木材とは、例えば浸漬剥離試験により測定した体積・重量増加率が２〜５％以下であり、寸法変化率が１〜３％以下であることをいう。
これにより、従来の集成材９は、１軸方向か直交方向又は３０〜６０度に偏向しており、エレメントの占有率により、当該占有率の多いエレメントの木材繊維方向に支配されて寸法変化率が定まり、浸漬剥離試験による体積・重量増加率と密接な関係があるものと推察されることである。
【００３６】
寸法安定木材は、木造建築廃材、木工製作端材、自動的選別手段であることが好ましい。その理由及び例示は、前述の通り請求項２に記載された発明の採用の理由及び例示と同様である。
また、造作用集成材としては、例えば階段構成用部材、ドア床壁面用部材、家具構成用部材などがあり、集成材１の表面側、又は全表面に突き板や広葉樹堅牢木材をスライスした薄板を貼着したものである（図１の最下段図参照）。
前記階段構成用部材としては、例えば図２に示すごとく、踏み板２１、蹴込み板２２、側板（側桁ともいう）２３などの他、踊り場部材、手摺、手摺子、力桁（図示略）などがある。なお、踏み板２１と蹴込み板２２と側板２３とは、嵌合接合凹部２１２、２３２により接合されている。
【００３７】
ランバー合板としては、例えば芯材又は各層（各エレメント）ごとに、本発明に係る集成材１において使用する挽き板をサンドイッチ構造で含み、他のエレメントはラワン材などで各エレメントが直交するよう配置された特殊合板をいう。なお、本発明において、正方形小木片１１、長方形小木片１２は、前述のごとく、木造建築廃材、木工製作端材、製材未利用廃材のほか、原木の一部として自然木材、特に広葉樹堅牢木材を使用することも出来る。
【００３８】
接着剤塗布としては、前述のごとく、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂又はこれらの共縮合又は変性樹脂などがある。
そして、正方形小木片１１、長方形小木片１２を多数積層接合するプレス加圧成形としては、例えばコールドプレスにより、５〜１５ｋｇ／平方センチ程度であることが好ましい。また、接着剤塗布量としては、例えば２００〜２５０ｇ／平方メートル程度が好ましい。曲げ強度やブロック剪断強度が日本農林規格の基準値以上の集成材１が得られるからである。
【００３９】
広葉樹堅牢木材としては、例えばブナ、ケヤキ、カシ、カバ、アピトン、ミズナラ、イタヤカエデ、シオジ、タモ、ニレなどであることが好ましい。スギ、ヒノキ、マツなどの針葉樹木材よりも寸法安定性や諸物理的特性に優れているからである。
また、欠陥部分除去木材としては、例えば曲げ強度やブロック剪断強度が劣り、穴、節、その他の不良木材部分のことを意味する。
そして、これら欠陥部分除去木材は、丸鋸やルーター加工により不良部分が除去される。
【００４０】
集成材１の製造方法としては、例えば図７に示すごとく、（１）原木調整５１、（２）挽材作成５２、（３）挽材片異方向配列５３、（４）接着剤圧締硬化５４、（５）養生５５、製材５６、その他の行程５９１〜５９４などがある。
また、ランバー合板の製造方法としては、例えば図８に示すごとく、（１）原木調整６１、（２）挽材作成６２、（３）ラワン材との配列（多数積層接合）６３、（４）接着剤塗布（サンドイッチ積層）６４、（５）接着剤圧締硬化６５、（６）養生６６、（７）仕上げ加工６７などの各工程がある。
【００４１】
そして、ここで最も注目すべきことは、図３〜図５に示すごとく、また実施例３で例示するごとく、集成材の異方向性繊維配列は、例えば各種寄木形状配列（イ）〜（ヘ）（図３）、図４、図５で示すごとく、三角形複合寄木形状配列（図４、図５）がある。
なお、各図において、矢印は、主に木材繊維を示すものである。
【００４２】
以下、本発明の好ましい実施例について、図面を用いて、具体的に説明する。
【００４３】
（実施例１）
本例の集成材１は、図１の最上段図に示すごとく、正方形小木片１１と長方形小木片１２と水平方向配列及び垂直方向配列として、互い違い配列を採用したものである。
正方形小木片１１は、板厚さが全１５又は２０ミリメートルで、４０〜５０ミリメートル四方形のものを採用した。
また、長方形小木片１２は、板厚さが全て１５又は２０ミリメートルで、幅（ヨコ寸法）は４０〜５０ミリメートル、長さ（タテ寸法）は３０〜１００ミリメートルのものを採用した。
【００４４】
本例においては、まず正方形小木片１１と長方形小木片１２とを水平方向配列として互い違い配列に構成し、垂直方向配列として３層構造とした。なお、図１の最上段図に示すごとく、中心芯材としては、正方形小木片１１を用い、上下両層の板厚さ１５ミリメートルよりも５ミリ大きい２０ミリメートルとした。
その理由は、上下両層で２層を構成するのに対し、中心芯材は正方形小木片１１が１層となり、全体として木材繊維方向がバランス配列となり、寸法変化率や体積・重量増加率に及ぼす要因を少なくするためである。
【００４５】
正方形小木片１１及び長方形小木片１２は、主として木造建築廃材約４０％と、木工製作端材約３０％と、製材未利用廃材約３０％となるよう水平方向配列及び垂直方向配列を設計配置したものである。
また、樹脂としては、主としてアピトン約５０％、ナラ約３０％、ミズナラ及びケヤキ約３０％の割合で使用した。これは、木造建築廃材及び木工製作端材として入手し易く、かつ比較的安価なためである。アピトンは、主として輸入材であるため、ミズナラやケヤキのごとく、国内では最近入手が困難なためである。
【００４６】
以上のごとく構成された集成材１の主な諸物理的特性としての「寸法変化率」及び「体積・重量増加率」、更には曲げ強度及びブロック剪断強度について概要を説明する。
「体積・重量増加率」としては、試験片として３０×３０ミリメートルで、板厚さが５０ミリメートルの大きさのものを使用した。この試験片の「かたさ効果」（バルキング）及び「重量増加率」（ポリマー含有量）を測定した。
測定条件としては、約７０度（摂氏）の温水中に上記試験片を２〜４時間浸して乾燥した後、アゼライン酸処理前後の試験片の全乾状態（１０５度で４８時間乾燥）したものを使用した。
【００４７】
体積膨張の変化率としての体積・重量増加率は、下記の式で求めた。
体積・重量増加率＝アゼラン酸処理前の試験片の重量から処理後の全乾状態の試験片を差し引き、この値を処理前の試験片の重量で割った値（％）である。
【００４８】
この体積・重量増加率は、小さい程、寸法変化率が小さく、寸法安定性に優れた集成材１と判断することが出来る。これは抗吸水能が低く、集成材１の試験片は寸法変化率が小さいものと考えられるからである。
本例の集成材１の体積・重量増加率は、乾燥温度１０５度のものにおいて約４０％であるのに対し、ランバー合板は約５５％、従来の集成材９（特許文献２の相当品）は約６５％、特許文献３の相当品は約８０％であった。
【００４９】
以上の結果からも明らかなごとく、本例によれば、体積・重量増加率及び寸法変化率が小さく、寸法安定性に優れた集成材１を得ることが出来る。
また、日本農林規格（多方向に配列請求項木工製作端材）で定める水又は煮沸水に２４時間浸漬処理を２サイクルした後、７０度で乾燥処理した試験片の浸漬剥離試験は、接着力の目安になるものとされている。
試験片は、長さ７５ミリメートル、幅２５ミリメートルのものを使用した。
また、ブロック剪断強度及び曲げ強度は、２５ミリメートルの正方形小木片で板厚さが５ミリメートルのものを使用した。
【００５０】
その結果、本例の広葉樹堅牢木材からなる異方向性繊維配列の集成材１は、ブロック剪断強度が８４〜９６ｋｇ／平方センチメートルであるのに対し、針葉樹木材からなる従来の集成材９（特許文献２及び特許文献３相当品）は６０〜６６（単位上記と同じため以下省略）であった。
また、剪断応力は、本例の集成材１が１４〜１６であるのに対し、従来の集成材９の針葉樹木（ヒノキ）が１０〜１１、スギで８〜９であった。
【００５１】
以上のごとく、本例によれば、従来の集成材９に比較して、寸法変化率及び体積・重量増加率が小さく、かつ曲げ強度及びブロック剪断強度が大きく、諸物理的特性や寸法安定性に優れた集成材１を得ることが出来た。これは、本例に係る集成材１は、主として広葉樹堅牢木材から構成され、木材繊維が異方向性繊維配列を有するからであると推察される。
【００５２】
（実施例２）
本例の集成材１は、図１の中段図及び最下段図に示すごとく、化粧張り集成材としての集成材１を提供するものである。
図１に示すごとく、本例の集成材１は、６層又は４層のエレメントにより構成されている。
化粧張り集成材１０としては、ケヤキの広葉樹堅牢木材からなる突板を四方側面に貼着したものである。突板の厚さは、約０．３ミリメートルで、自然丸太材をスライス加工したものである。
その他の構成は、実施例１と同様とした。
【００５３】
その結果、曲げ強度及びブロック剪断強度の諸物理的特性が実施例１に係る集成材１よりも２〜３割程度向上した。
これは、前述のごとく、全側面に化粧材１１３を有するからであると考えられる。
なお、本例に係る化粧張り集成材は、全表面側に化粧材としての突板化粧材を有するため、見栄えが良く、造作用集成材としての階段構成用部材、ドア床壁面用部材、家具構成用部材として適しており、また鴨居やカウンターなどの外観性を重視する集成材１として使用することが出来る。
【００５４】
（実施例３）
本例に係る集成材１は、図３（イ）〜（へ）及び図４又は図５に示すごとく、表面側の水平方向配列が寄木形状配列又は三角形状複合寄木形状配列からなるものである。
寄木形状配列としては、図３（イ）〜（ヘ）に示すごとく、正方形小木片１１及び長方形小木片１２を中心点に正方形小木片１１が４枚づつ規則正しく配列されている。
【００５５】
また、図４及び図５に示すごとく、正方形小木片１１と長方形小木片１２との混合配列により三角形状複合寄木形状配列を構成したものである。
そのため、木材繊維方向は特に多方向となり、多軸構成部材として、例えば階段の踊り場部材（特許文献４参照）又は図２に示すごとく、階段２の踏み板２１、蹴込み板２２、側板２３などに使用することが出来る。なお、上記階段の接合部は、凹凸嵌合部２１１、２３１を有する。
【００５６】
なお、本例に係る集成材１は、図６に示すごとく、ドリル３を用いて穴１２０を明けても、従来の木材繊維９のごとく、破損部分（図１６の９６０参照）を生じることがなかった。なお、寸法変化率及び浸漬剥離試験が小さく、曲げ強度及びブロック剪断強度が大きく諸物理的特性及び寸法安定性が実施例１に係る集成材１と同様に優れていた。
（実施例４）
本例は、本発明の集成材１の製造方法を説明するものである。
図７に示すごとく、（１）厚木調整５１と、（２）挽板作成５２と、（３）挽板片異方向配列５３と、（４）接着剤圧締硬化５４と、（５）養生５５と、（６）製材５６と、その他の工程５９１〜５９４との諸工程とよりなる集成材１の製造方法である。
【００５７】
接着剤としては、レゾルシノール樹脂を用い、塗布量としては２２５ｇ／平方メートルとした。
また、接着剤圧締硬化は、コールドプレスを用い、成形圧力としては１４ｋｇ／平方センチメートルとした。
【００５８】
また、正方形小木片１１及び長方形小木片１２の板厚さは、全て２５ミリメートルとした。正方形小木片１１は３０ミリメートル平方とし、長方形小木片１２は幅（ヨコ寸法）が３０ミリメートルで長さ（タテ寸法）は５０〜８０ミリメートルのものを使用した。
その他は、実施例１と同様に構成した。その結果、実施例１に係る集成材１と同様に、寸法変化率及び体積・重量増加率が小さく、曲げ強度及びブロック剪断強度が大きく、寸法安定性と諸物理的特性に優れた集成材１を得ることが出来た。
【００５９】
（実施例５）
本例は、図８に示すごとく、挽材を含むランバー合板の製造方法を示すものである。
製造方法は、（１）原木調整６１と、（２）挽材作成６２と、（３）ラワン材との垂直方向配列としての配列６４と、（４）接着剤塗布サンドイッチ積層６４と、（５）接着圧締硬化６５と、（６）養生６６と、（７）仕上げ加工６７との各工程とよりなる。
【００６０】
実施例４における接着剤をレゾルシノール樹脂に代えて、本例はメラミン・ユリア共縮合樹脂を用いた。
また、成形圧力１４ｋｇ／平方センチメートルに代えて１１ｋｇ／平方センチメートルとした。
そして、上記接着剤の塗布量を２２５ｇに代えて２４０ｇ／平方センチメートルとした。
その他の構成は、実施例４と同様とした。
なお、本例に係るランバー合板は、集成材１の一実施態様と考えられる。挽材を使用する点で共通し、この挽材は異方向性繊維配列からなるためである。そして、特に階段構成用部材、ドア床壁面用部材、家具構成用部材の用途に適している。
【００６１】
【発明の効果】
本発明は，請求項１〜請求項１２により構成されている。そのため、次に示すような諸効果を発揮するものである。
請求項１に記載の発明によれば、寸法変化率及び体積・重量増加率が小さく、かつ反面曲げ強度やブロック剪断強度が大きく、諸物理的特性及び寸法安定性に優れた集成材１を得ることが出来る。
また、請求項２に記載の発明によれば、広葉樹木材と針葉樹木材や経時年数を木材中の化学成分、例えばリグニン樹脂含有量やセルロースの含有量から組織形態変化の態様を判別することが出来る。そして、自動選別機を用いて素材となる挽き板の樹種と用途との関係も判別することが出来る。
【００６２】
また、現時点では余り積極的にリサイクル利用されていない資源の循環利用を図り、環境の改善に貢献することが出来る。
そして、従来は、木造建築廃材、木工製作端材、製材未利用廃材は殆んど焼却処理されるか、紙やボードル類としてのパルプや繊維利用されていなかった資源を有効利用し、二酸化炭素の発生による地球の温暖化防止やダイオキシンなどの有害ガスの発生による大気汚染を防止することが出来る。
【００６３】
請求項３に記載の発明によれば、集成材１の外観より見える表面側部分と裏面側や外部より見えない他の側面部分との水分含有量や空気中の湿分吸収による木材内での水分移動の調整が可能となる。
そのため、水分移動や熱の移動により生じる集成材１の反りや歪み及びねじれなどの不良木材の発生を減少させることが出来る。そのため、加工精度が高い多軸構成部材としての階段構成用部材、ドア床壁面用部材、家具構成用部材などの多軸構成部材を有利に得ることが出来る。これらの部材は、特に加工精度が要求され、従来の集成材９ではその用途において問題を生じていた「破損部分」（図１３〜図１６参照）の材料破壊を防止することが出来る。
【００６４】
請求項４に記載の発明によれば、階段構成用部材、ドア床壁面用部材、家具構成用部材などの用途の拡大と、その高精度加工が可能となる。
また、請求項５に記載の発明によれば、木材繊維の異方向性繊維配列が多様化してランダムで均整がとれ、バランスの良い高品質の集成材１を得ることが出来る。
【００６５】
一方、請求項６に記載の発明によれば、集成材１は木材繊維の異方向性繊維配列のバランスが良好であるため、反りや歪み及びねじれなどの不良木材の発生を防止して、寸法安定性や諸物理的特性に優れた集成材１を得ることが出来る。
他方、請求項７に記載の発明によれば、寸法変化率及び体積・重量増加率が小さく、反面曲げ強度やブロック剪断強度が大きく、諸物理的特性及び寸法安定性等の品質安定性に優れた集成材１を効率良く、かつ有利に得ることが出来る。
【００６６】
そして、請求項８に記載の発明によれば、広葉樹木材と針葉樹木材や経時年数を木材中の化学成分、例えばリグニン樹脂成分及びセルロースなどの組織形態の態様を判別し、自動選別機を用いて効率良く、かつ有利に判別することが出来る。
また、素材である所定板厚さ（例えば１０〜３０ミリメートル）の正方形小木片１１、長方形小木片１２の樹種と用途との関係を判別しながら、水平方向配列としての多方向に配列及び垂直方向配列としての互い違い配列をコンピュータによりレイアウトして、異方向性繊維配列の設計を効率良く、かつ有利に行うことが出来る。
【００６７】
また、現時点では余り積極的にリサイクル利用されていない資源の循環利用を図り、環境改善に適した集成材１の製造方法を提供することが出来る。
そして、請求項９及び請求項１０に記載の発明によれば、原木の欠陥部分除去木材は、木材の諸物理特性（例えば曲げ強度や圧縮強度）とＸ線照射分折や電磁波透視分折、光透過装置のいずれかを用いて木材欠陥部分を検出し、該部分を切断除去手段により、効率良く、かつ有利に除去することが出来る。
【００６８】
一方、請求項１１に記載の発明によれば、樹種は広葉樹堅牢木材から選ばれた１種又は１種以上の広葉樹堅牢木材により構成された集成材１を効率良く、かつ有利に提供することが出来る。
他方、請求項１２に記載の発明によれば、木造建築廃材、木工製作端材、製材未利用廃材より効率良く、かつ有利に正方形小木片１１や長方形小木片１２を得ることが出来るとと共に、集成材１の製造方法において、正方形小木片１１や長方形小木片１２の取扱いや保管が便利となる。
以上説明したごとく、本発明によれば、異方向性繊維配列の集成材１を効率良く、かつ有利に得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、実施例１及び実施例２に係る集成材及び化粧張り集成材の斜視図である。
【図２】本発明の実施例３に係る集成材１を用いて階段を構成した状態を示す一部斜視図である。
【図３】実施例３に係る集成材の水平方向配列としての寄木形状配列の各種態様の平面図である。
【図４】実施例３に係る集成材の水平方向配列としての三角形複合寄木形状配列の一例を示す平面図である。
【図５】実施例３に係る集成材の水平方向配列としての三角形複合寄木形状配列の他の態様を示す平面図である。
【図６】本発明の集成材に穴を開ける状態を示す一部斜視図である。
【図７】本発明の異方向性繊維配列の集成材の製造フローシートを示す工程説明図である。
【図８】本発明の集成材の一態様であるランバー合板の製造フローシートを示す説明図である。
【図９】従来の集成材の木材繊維の一方向配列を示す状態の平面図である。
【図１０】従来例（特許文献２）に記載相当品の斜視図である。
【図１１】従来の集成材の木材繊維方向を示す集成材の斜視図である。
【図１２】従来例３（特許文献３に記載相当品）の別態様を示す水平方向配列としての木材繊維方向を示す平面図である。
【図１３】従来の集成材上に重い荷重が加わった状態を示す破損部分を生じた不良木材の説明斜視図である。
【図１４】従来の集成材９を階段に用いた場合における不良部分を発する問題説明図である。
【図１５】従来の集成材９を階段に用いた場合における不良部分を発生する問題点の説明図である。
【図１６】本発明に係る集成材にドリルを用いて穴を開ける状態を示す問題点の説明図である。
【符号の説明】
１      集成材
１０        化粧張り集成材
１１        正方形小木片
１２        長方形小木片
２            階段
２１        踏み板
２２        蹴込み板
２３        側板
２１１、２３１    階段の凹凸嵌合部
【図１】
2004237575.tif 000003
【図２】
2004237575.tif 000004
【図３】
2004237575.tif 000005
【図４】
2004237575.tif 000006
【図５】
2004237575.tif 000007
【図６】
2004237575.tif 000008
【図７】
2004237575.tif 000009
【図８】
2004237575.tif 000010
【図９】
2004237575.tif 000011
【図１０】
2004237575.tif 000012
【図１１】
2004237575.tif 000013
【図１２】
2004237575.tif 000014
【図１３】
2004237575.tif 000015
【図１４】
2004237575.tif 000016
【図１５】
2004237575.tif 000017
【図１６】
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