JP5753149B2 - 木質系硬質セメント板 - Google Patents

Description

本発明は木質原料とセメントペーストとを混合し圧縮変形してなる木質系硬質セメント板に関する。

木質系セメント板は、例えば特許文献１、或いは、ＪＩＳ Ａ ５４０４にも規定されているように、主原料として木毛、木片などの木質原料とセメント（セメントペースト）とを用いて圧縮成形し、混合した後に圧縮成形してなる板材である。
この木質系セメント板は、かさ比重が０．５〜０．６程度の軽さにもかかわらず強靱である。耐火性に優れるとともに、断熱性にも優れ、建築材料として使用することで夏は涼しく、冬は温かい室内となる。しかも、外部の騒音を遮断し、室内の反響音も吸収して優れた音響特性を有する。
ところで、天井材、床下材などの建築材料として木質系セメント板を使用するには、木質系セメント板に打ち込まれたビスや釘など止着部材の引き抜き保持力を高めるとともに、曲げ強度が高い強靱性の部材を製造しなければならない。

特開２００７−７８７６号公報

止着部材の引き抜き保持力を高め、強靱性の木質系セメント板を製造するには、セメントペースト内で木質原料が密に絡み込むように混合作業に十分な時間を費やすことや、所定長さの木質原料を生成するために特殊な木質原料製造装置を使用することが考えられる。
しかし、このようにすると、木質系セメント板の製作に多くの手間と時間がかかり、製造単価が高騰してしまうおそれがある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、製造単価を抑制しつつ、止着部材の引き抜き保持力を高め、曲げ強度が高い強靱性を有した木質系硬質セメント板を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、一の実施形態に係る木質系硬質セメント板は、木片と、セメントペーストとを混ぜ合わせ、圧縮変形により形成した木質系硬質セメント板において、前記木片は、繊維方向に長い木毛と、木質材料を破砕機で破砕して形成した木材チップとを備え、前記木材チップと前記セメントペーストとが混合されて形成された内側混合層と、この内側混合層の厚さ方向の両面にサンドイッチ構造で積層され、前記木毛と前記セメントペーストとが混合されて形成された一対の外側混合層とを備えている。

また、この一の実施形態に係る木質系硬質セメント板は、前記外側混合層が、前記木毛及び前記セメントペーストとともに、プレナーチップが混合されて形成されていることが好ましい。
さらに、この一の実施形態に係る木質系硬質セメント板は、前記木片が、建築用などの廃材から出た未利用材や、森林の間伐材から形成されていることが好ましい。

本発明に係る木質系硬質セメント板によれば、木材チップとセメントペーストとが混合されて形成された内側混合層と、この内側混合層の厚さ方向の両面にサンドイッチ構造で積層され、木毛と前記セメントペーストとが混合されて形成された外側混合層とを備えた構成としているので、製造単価を抑制しつつ、ビス、釘などの止着部材の引き抜き保持力を高め、曲げ強度が高い強靱性を有した木質系硬質セメント板を提供することができる。

本発明に係る第１実施形態の木質系硬質セメント板の内部組織を示す概略図である。 本発明に係る第１実施形態の木質系硬質セメント板にビスを打ち込んだ状態を示す図である。 本発明に係る第１実施形態の木質系硬質セメント板に曲げ荷重を作用した状態を示す図である。 本発明に係る第２実施形態の木質系硬質セメント板の内部組織を示す概略図である。 本発明に係る第３実施形態の木質系硬質セメント板の内部組織を示す概略図である。 本発明に係る第４実施形態の木質系硬質セメント板の内部組織を示す概略図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明に係る第１実施形態の木質系硬質セメント板を示すものである。
本実施形態の木質系硬質セメント板１は、木片２と、セメントペースト３とを混合し、これを圧縮して固化することにより製造された部材である。

本実施形態の木片２は、木毛４、木材チップ５とで構成されている。
木毛４は、木材を繊維方向に細長く形成し、３〜５mm程度の幅で、２０〜４００mm程度の長さを有する木質材料である。なお、木材は、森林の間伐材である。
木材チップ５は、木の角材をハンマークラッシャーなどの破砕機で砕いて形成したものであり、長さが１０〜３０mmの方形であり、１〜５mm程度の厚さを有し、大小様々な形状の木質材料である。ここで、木の角材は、建築用などの廃材から出た未利用材である。

そして、本実施形態の木質系硬質セメント板１は、木材チップ５とセメントペースト３とが混合されて形成された内側混合層６と、この内側混合層６の厚さ方向の両面にサンドイッチ構造で積層され、木毛４とセメントペースト３とが混合されて形成された外側混合層７とで構成されている。
本実施形態の木質系硬質セメント板１のセメントペースト３及び木片２（木毛４、木材チップ５）の重量％は、セメントペースト：木片＝６０：４０に設定され、かさ比重が０．９〜１．２程度の部材である。

次に、本実施形態の木質系硬質セメント板１の作用効果について述べる。
本実施形態の木質系硬質セメント板１によると、外側混合層７を構成する繊維方向に略直線状に延びた木毛４がセメントペースト３内に混合されているので、隣接する木毛４どうしが互いに密に絡み合った状態となる。そして、本実施形態の木毛４はカール形状となっていないので、外側混合層７に大きな空隙部などが生じない。したがって、本実施形態の木質系硬質セメント板１は、製造した木質系硬質セメント板毎に、曲げ、引っ張り強度、吸湿性、断熱性及び遮音性のばらつきが生じない。

また、図２に示すように、木質系硬質セメント板１の板厚方向にビス８を打ち込むと、ビス８の先端部は、内側混合層６を構成する木材チップ５を貫通する。そして、ビス８の先端部が貫通して容積が拡大した木材チップ５は、これに隣接する他の木材チップ５から押し付け反力（図２の矢印Ｈ）が作用する。
これにより、本実施形態の木質系硬質セメント板１の内側混合層６まで打ち込んだビス８は、木材チップ５が保持力を作用しているので、大きな引き抜き荷重を加えないと引き抜くことができない。したがって、本実施形態の木質系硬質セメント板１は、ビス８が木材チップ５を混合した内側混合層６に打ち込まれることで、ビス８の引き抜き保持力を高めることができる。

また、図３に示すように、本実施形態の木質系硬質セメント板１の幅方向中央部に対して板厚方向の上方及び下方か曲げ荷重Ｆを加えると、外側混合層７にサンドイッチ構造で挟まれている内側混合層６の隣接した木材チップ５同士が当接することで曲げ荷重Ｆに抗する反力を発生する。したがって、本実施形態の木質系硬質セメント板１は、板厚方向の曲げ力に対して木材チップ５を混合した内側混合層６が曲げ補強部として作用するので、曲げ強度が高い部材となる。
したがって、本実施形態の木質系硬質セメント板１は、ビス８など止着部材の引き抜き保持力を高めることができるとともに、曲げ強度が高い強靱性の部材とし、天井材、床下材などの建築材料として使用することができる。

そして、本実施形態の木質系硬質セメント板１は、木材チップ５とセメントペースト３とが混合されて形成された内側混合層６と、この内側混合層６の厚さ方向の両面にサンドイッチ構造で積層され、木毛４とセメントペースト３とが混合されて形成された外側混合層７とで構成されており、セメントペースト内で木質原料が密に絡み込むように混合作業に十分な時間を費やすことや、所定長さの木質原料を生成するために特殊な木質原料製造装置を使用する必要がないので、製造単価を抑制することができる。
さらに、木毛４は森林の間伐材から形成され、木材チップ５は建築用などの廃材から出た未利用材で形成されているので、原料コストの低減化を図ることができるとともに、資源の有効利用を行うことができる。

［第２実施形態］
次に、図４に示すものは、本発明に係る第２実施形態の木質系硬質セメント板を示すものである。なお、図１から図３に示した構成と同一構成部分には、同一符号を付して説明は省略する。
本実施形態の木質系硬質セメント板１は、木片２を、木毛４と木材チップ５とプレナーチップ９とで構成している。

プレナーチップ９は、電動カンナにより形成される薄いカンナ屑であり、縦横の寸法差が小さい大体において方形をなす。
そして、本実施形態の外側混合層７は、木毛４と、プレナーチップ９と、セメントペースト３とが混合されて形成されている。
また、本実施形態の木質系硬質セメント板１のセメントペースト３及び木片２（木毛４、木材チップ５、プレナーチップ９）の重量％は、セメントペースト：木片＝６０：４０に設定され、かさ比重が０．９〜１．２程度の部材である。

本実施形態の木質系硬質セメント板１によると、外側混合層７を構成する木毛４及びプレナーチップ９が絡み合って密になる。これにより、木質系硬質セメント板１の表面を研磨すると凹凸の少ない平坦な面に仕上げることができるので、木質系硬質セメント板１の品質を向上させることができる。
そして、第１実施形態と同等に、製造した木質系硬質セメント板毎に、曲げ、引っ張り強度、吸湿性、断熱性及び遮音性のばらつきが生じない。

また、本実施形態の木質系硬質セメント板１は、ビス８など止着部材の引き抜き保持力を高めることができるとともに、曲げ強度が高い強靱性の部材とし、天井材、床下材などの建築材料として使用することができるとともに、木材チップ５とセメントペースト３とが混合されて形成された内側混合層６と、この内側混合層６の厚さ方向の両面にサンドイッチ構造で積層され、木毛４、プレナーチップ９及びセメントペースト３が混合されて形成された外側混合層７とで構成されており、セメントペースト内で木質原料が密に絡み込むように混合作業に十分な時間を費やすことや、所定長さの木質原料を生成するために特殊な木質原料製造装置を使用する必要がないので、製造単価を抑制することができる。

［第３実施形態］
次に、図５は、本発明に係る第３実施形態の木質系硬質セメント板を示すものである。
本実施形態の木質系硬質セメント板１は、木毛４とセメントペースト３とが混合されて形成された外側混合層７と、この外側混合層７の裏面に積層され、木材チップ５とセメントペースト３とが混合されて形成された内側混合層６との２層構造である。
本実施形態の木質系硬質セメント板１のセメントペースト３及び木片２（木毛４、木材チップ５）の重量％も、セメントペースト：木片＝６０：４０に設定され、かさ比重が０．９〜１．２程度の部材である。

次に、本実施形態の木質系硬質セメント板１の作用効果について述べる。
本実施形態の木質系硬質セメント板１の外側混合層７から板厚方向にビス８を打ち込むと、ビス８の先端部は、内側混合層６を構成する木材チップ５を貫通する。ビス８の先端部が貫通して容積が拡大した木材チップ５は、これに隣接する他の木材チップ５から押し付け反力が作用する。

これにより、本実施形態の木質系硬質セメント板１も、内側混合層６まで打ち込んだビス８に対して木材チップ５が保持力を作用し、大きな引き抜き荷重を加えないと引き抜くことができない。したがって、本実施形態の木質系硬質セメント板１も、ビス８が木材チップ５を混合した内側混合層６に打ち込まれることで、ビス８の引き抜き保持力を高めることができる。

また、本実施形態の木質系硬質セメント板１の幅方向中央部に対して板厚方向の上方及び下方か曲げ荷重を加えると、内側混合層６の隣接した木材チップ５同士が当接することで曲げ荷重に抗する反力を発生する。したがって、本実施形態の木質系硬質セメント板１は、板厚方向の曲げ力に対して木材チップ５を混合した内側混合層６が曲げ補強部として作用するので、曲げ強度が高い部材となる。
したがって、本実施形態の木質系硬質セメント板１は、ビス８など止着部材の引き抜き保持力を高めることができるとともに、曲げ強度が高い強靱性の部材とし、天井材、床下材などの建築材料として使用することができる。

そして、本実施形態の木質系硬質セメント板１は、木材チップ５とセメントペースト３とが混合されて形成された内側混合層６と、この内側混合層６の厚さ方向に積層され、木毛４とセメントペースト３とが混合されて形成された外側混合層７とで構成されており、セメントペースト内で木質原料が密に絡み込むように混合作業に十分な時間を費やすことや、所定長さの木質原料を生成するために特殊な木質原料製造装置を使用する必要がないので、製造単価を抑制することができる。

［第４実施形態］
次に、図６に示すものは、本発明に係る第４実施形態の木質系硬質セメント板を示すものである。
本実施形態の木質系硬質セメント板１は、内側混合層６とで２層構造とした外側混合層７が、木毛４と、プレナーチップ９と、セメントペースト３とが混合されて形成されている。

本実施形態の木質系硬質セメント板１によると、外側混合層７を構成する木毛４及びプレナーチップ９が絡み合って密になる。これにより、木質系硬質セメント板１の表面を研磨すると凹凸の少ない平坦な面に仕上げることができるので、木質系硬質セメント板１の品質を向上させることができる。
そして、第３実施形態と同等に、製造した木質系硬質セメント板毎に、曲げ、引っ張り強度、吸湿性、断熱性及び遮音性のばらつきが生じない。そして、本実施形態の木質系硬質セメント板１も、製造単価を抑制しつつ、止着部材の引き抜き保持力を高め、曲げ強度が高い強靱性を有することができる。

１…木質系硬質セメント板、２…木片、３…セメントペースト、４…木毛、５…木材チップ、６…内側混合層、７…外側混合層、８…ビス、９…プレナーチップ

Claims (3)

1. 木片と、セメントペーストとを混ぜ合わせ、圧縮変形により形成した木質系硬質セメント板において、
   前記木片は、繊維方向に長い木毛と、木質材料を破砕機で破砕して形成した木材チップとを備え、
   前記木材チップと前記セメントペーストとが混合されて形成された内側混合層と、この内側混合層の厚さ方向の両面にサンドイッチ構造で積層され、前記木毛と前記セメントペーストとが混合されて形成された一対の外側混合層とを備えていることを特徴とする木質系硬質セメント板。
2. 前記外側混合層は、前記木毛及び前記セメントペーストとともに、プレナーチップが混合されて形成されていることを特徴とする請求項１記載の木質系硬質セメント板。
3. 前記木片は、建築用などの廃材から出た未利用材や、森林の間伐材から形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の木質系硬質セメント板。

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