合板

合板（ごうはん、英: plywood プライウッド）とは、薄くスライスした単板（ベニヤ）を多層、接着した木質材料のことである。
英語の「plywood プライウッド」の「ply プライ」とは、層がいくつも重なった状態、つまり「積層」「多層」のことを指しており、「plywood」で「積層木材」といった意味の用語になっている。
日本では、かつては大抵 合板を「ベニヤ板（ベニヤいた）」と呼んでいて、平成期になって若い人ではそう呼ぶことがかなり減ったが、本来 ベニヤ (veneer) はあくまで突板であり、薄くスライスした単板なので、「ベニヤ板」は呼び方としてはあまり適切ではない。1912年に範多商会がロシアから合板を輸入した際に「ベニア板」と呼んでしまったことが大正・昭和期に広まってしまったわけで、平成期あたりから それが不適切だと気づく人が増えてきた。

歴史

合板は数千年前から作られており、紀元前3500年前の古代エジプトに、単板を互い違いに重ね合わせた合板から作られた製品が産出されている。元々は良質な木材の不足のために、合板は作られた。品質の劣る木の表面に、薄くスライスした木材を接着剤で貼り付けた。構造的な利点は偶然のものだった。合板を発明したこの方法は、歴史の中で繰り返された。例えば、アイルランドのシェリダンなどの家具メーカーの多くが合板を使用した。
1797年にはen:Samuel Bentham サミュエル・ベンサム（イギリス海軍の技術者）が、合板製造のための装置についての特許の申請をした。
1837年頃にはサンクトペテルブルクで機械の製造を手がけていた実業家イマニュエル・ノーベル（アルフレッド・ノーベルの父）によって、針葉樹の丸太からロータリーレース（丸太をかつら剥きする機械）によって得られた単板を使った合板の発明がされた。イマニュエルは発明で財を築いたため、アルフレッドに複数の家庭教師をつけ、化学をさらに学ぶためにパリやアメリカへの留学する資金ともなった。
19世紀中盤に最初のロータリーレース機械がアメリカ合衆国に設置されて以降、合板は安価な建築資材として世界中に広まっていった。
日本では、1907年に浅野吉次郎が独自にロータリーレースの機械を開発。拠点であった中京地方を中心として、合板機械の製造や合板の生産が非常に盛んになった。特に、名古屋の堀川沿いには、名古屋港からの木材を加工する大小の合板工場が林立していた。1950年代に尿素系の接着剤が普及するまでは、剥離の発生など粗悪なイメージを払拭することができなかった。

原木

日本において、合板の材料となる原木は輸入材が大部分を占めており、大規模な工場生産が始まってからは国産材はほとんど使われていない。熱帯雨林産のラワンやメランチといった広葉樹材がほとんどの時期もあったが、最近では原木の入手難からロシア産カラマツ、ニュージーランド産ラジアータパインといった針葉樹材を原料とするものが増えている。また、2001年までは、国産材の割合は140 - 200千m³、3 - 4%とごくわずかであったが、2008年には2,137千m³、54%と、スギを主体として、合板の主要原料となっている。国産材が使われていなかった理由としては、林業の衰退によって、入荷量を確保することが難しいことや、国産材の多くを占めるスギの性質は合板に向いていないことが挙げられるが、外国産針葉樹原木の先行き不透明感に加え、2002年からの林野庁の新流通システム事業による後押しなどが功を奏し、また、スギ向きの製造装置の導入や、各地での合板向け国産材原木の取りまとめなどにより、これらの課題は克服されつつある。

製造工程

合板を製造するには、最初にロータリーレースと呼ばれる装置を用いて原木から中間生成物である単板を作る必要がある。この装置は、原木丸太の中心を軸に回転させ、刃を当てるもので、丸太は大根のかつら剥きされて薄板となって出てくる。これを所定の長さでカットし、乾燥させることで単板が作られる。
木目の美しさを重視する家具用の合板の場合、スライサと呼ばれる装置を用いて、平削りによって単板を作ることもある。
次に、単板に接着剤を塗布し、通常は繊維方向を互い違いに重ねて単板の堆積物を作成する。この堆積物にホットプレスと呼ばれる装置を用いて熱と圧力を加えて、接着剤を完全に硬化させることで、合板が製造される。
(単板を繊維方向を同じ向きそろえて接着したものは、LVLと呼ばれる)
この製造工程では、ロータリーレースとホットプレス以外の機械装置は特に必須でないため、今でも発展途上国には、ほとんどの工程を手作業によって合板製造が行われているところがある。一方、先進国では機械化が発達し、例えばロータリーレースの改良により、これまで合板に不向きだった直径の小さな原木からも合板が製造できるようになってきている。

接着剤

石油化学が発達する以前は、にかわなどの天然物質が使われており、製造工程の精度の悪さとも相まって、合板には「剥がれやすいベニヤ板」という粗悪なイメージがあった。石油化学が発達してからは、透明で安価な尿素樹脂、あるいは耐水性を改善したユリア・メラミン樹脂接着剤が使われてきたが、これらは経年劣化により、徐々に分解してホルムアルデヒドを発散することが問題となっている。現在は製造時に加えるホルムアルデヒドを必要十分な量に抑えること、そして分解で生じたしたホルムアルデヒドを吸収・分解するキャッチャー剤を配合することで対策されているが、それでも過敏な小児においてシックハウス症候群やアトピー性皮膚炎などの原因になることが報告されている。
構造用の針葉樹合板では、フェノール-ホルムアルデヒド樹脂系接着剤が多く使われている。これは耐久性に優れており、化学的に安定であるためホルムアルデヒドの放出も少ないが、透明ではなく濃い褐色をしているため家具や木工用製品としては好まれない。近年は、成分に全くホルムアルデヒドを含まず、色の薄いイソシアネート樹脂系接着剤も使われるようになっている。これは、フェノール系よりやや高価であるが、特定の重合促進剤を添加すれば、硬化に必ずしも高温を必要とせず40℃程度でも30分で硬化するので、他の熱硬化型接着剤で問題となるパンク（ベニアに含まれている水分が、100℃以上に加熱されることによって高圧の水蒸気となり、製造工程の途中で合板が損傷する現象）が生じにくいという利点もある。製造条件が比較的容易になるので、材料のコストが上がっても生産性向上による製造コストの低減により、最終製品のコストはむしろ下がる場合もある。なお、イソシアネート系接着剤は、セルロースやリグニンの水酸基と反応して分子レベルで木材繊維と接着するため、フェノール系よりも硬化後直後の性能は良いが、経年劣化の度合いはやや大きい事がわかっており、比較的新しい材料であり使用実績の年数も短いため、信頼性を特に必要とする分野にはまだ採用されていない。

木材は透湿性がある（透湿抵抗が低い）素材であるが、合板においては多数の接着層が存在するために、極めて透湿抵抗が高い素材となっている。その為、住宅用建材としては壁内結露の問題を回避するために、あえて安価な合板を使用せず、透湿性のある火山性ガラス質複層板（ダイライトやモイスなど）を選択することがある。

耐久性

耐久性は、しばしば無垢材と比較検討される。各種協会の自主検査などによって、接着剤の種類にも寄るが20年程度は規格内の強度が保たれる事例が多いとされているが、20年以降の耐久性を証明する報告はなく、概ね20-30年前後が寿命と考えられている。合板の劣化には水分が大きく関与しており、近年では耐久性を高めるために、接着剤を浸透させた木材を使用した商品なども開発されている。

主な用途

テーブルやイス等の家具、木製の戸に使われるほか、積雪地域では冬季に使われなくなった建物の窓が割れるのを防ぐ用途等利用は幅広い。
軽爆撃機（デ・ハビランド モスキート）、高速魚雷艇、小火器（Kar98k小銃、AKM突撃銃、PK(M)機関銃、ドラグノフ狙撃銃など）の銃床といった軍用素材としても実績がある。

生産量・消費量

2006年に世界各国で生産された合板は、7,430万m³。国別では、生産量は、多い順に中華人民共和国、アメリカ合衆国、マレーシア、インドネシア、ブラジル、日本。消費量の多い順は中華人民共和国、アメリカ合衆国、日本である。

アメリカ合衆国

国内の旺盛な需要に応えるため、19世紀から大規模な工業的生産体制が整えられてきたこと、ロッキー山脈を代表する森林地帯を抱えることから、合板の一大生産・消費地の座を占めてきた。原材料となる針葉樹の資源が減少傾向にあることや、安価な輸入合板に押され、生産量は年々漸減傾向にあるが、2005年時点の国内生産量は1,365万m³を誇り、世界第2位の座を確保している。

中華人民共和国

旺盛な建設需要に対応するため、合板の製造量は年々拡大し続けている。原材料は、ロシアからの北洋材が中心ではあるが、東南アジアからの南洋材も用いられている。国内産のポプラなどは、若干併用される程度。2006年の国内生産量は2,500万m³であり、国内需要を満たすばかりではなく、アメリカ合衆国や日本などへ向けて、830万m³が輸出されている。

ロシア

シベリアの森林資源を有するロシアでは、古くから木材産業が主力産業の一つとされていた。しかし、多くは丸太などの素材生産であり、合板などの付加価値を付けた生産品は、2000年代以降に活発になった。2008年の国内生産量は260万m³と、中国などと比べて桁が1つ低いが、北洋材に高い関税を掛ける（2009年以降は80%）など、原料段階で合板の価格形成や生産量の面で主導権を握ろうとしていることが特徴。今後は生産量が高まるものとみられている。
第二次世界大戦中には航空機に使用する高品質な金属を節約するため、デルタ合板が開発された。

インドネシア

国土の多くが熱帯雨林で占められているため、古くから木材生産が活発に行われてきたが、1985年に自国の資源保護と産業育成のため、丸太の輸出を禁止。以後、合板など付加価値を付けた製品の製造輸出に注力してきた。現在、生産量で世界第4位の座を占めている。
日本向けの輸出も多い。