JPH0440163B2

JPH0440163B2 -

Info

Publication number: JPH0440163B2
Application number: JP57072614A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Toyomura
Original assignee: Hokusan Co Ltd
Current assignee: Hokusan Co Ltd
Priority date: 1982-04-30
Filing date: 1982-04-30
Publication date: 1992-07-02
Also published as: JPS58188609A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、建築物壁面、家具、キヤビネツトフ
ロアー等に広く使用することができる安定した品
質の集成単板を製造する方法に関するものであ
る。従来の集成単板の製造方法では、広葉樹、針葉
樹の高級木材およびその端材又は小径木の生材を
製材した同種又は異種の複数の集成用ラミナーを
使用するため、各集成用ラミナー内部の水分のバ
ラツキが大きく、しかも不安定な状態で複数の集
成用ラミナーが接着剤で接着されているため、通
常の丸太およびフリツチと同様な煮沸を行うと、
集成させた各ラミナー間の伸縮がはげしく、接着
層の破壊が生じるという問題があつた。したがつ
て切削して得た集成単板は、寸法安定性が悪く、
また接着性も悪く安定した品質のものではなかつ
た。ところで、最近、木工用、特に集成材用および
複合材用接着剤として、下記に定義する水性ビニ
ルウレタン系接着剤が開発された。しかし、本発
明者の知る限り、この接着剤を用いて集成フリツ
チを作成し、そして切削等により集成単板を製作
した例は未だ無い。水性ビニルウレタン系接着剤は、各種の実験の
結果から、従来のレソルシノール樹脂接着剤等と
比較して同等またはより優れた接着強さを有する
ことが確認されている。しかしながら、水性ビニルウレタン系接着剤
は、完全に硬化するためには接着剤中の水分が相
当程度消失することが必要とされるので、乾燥し
た木材表面に適用するのが好ましい。繊維飽和点
よりかなり高い含水率を有する木材の表面に適用
したならば、同接着剤の硬化の進行が著しく遅れ
ることとなり、接着不良を招く。一方、半田勇三
著、実用木材加工全書３木材の接着と接着剤、
森北出版株式会社、昭和36年10月発行、第20〜21
頁等に記載されるように、木材は、一般に含水率
８〜12％に乾燥したときに、最も高い接着力が得
られるといわれている。従つて、水性ビニルウレ
タン系接着剤の場合も、含水率をできるだけ低め
に、特に上記の範囲に、調整した木材に対して適
用することが望ましいと考えられ、このことは当
業者にとつて半ば常識的事項となつていた。また、水性ビニルウレタン系接着剤は普通架橋
剤を硬化促進のために含有してなる。架橋剤の配
合割合を５，10，15そして20％と順次増加してい
くと、接着剤の接着力も同様に増大するが、次第
に増大の量は小さくなり、そして20％を越えると
ほぼ飽和の域に達する。この事実は、木材工業第
34巻６月通巻387号1979年第14頁〜第18頁、接着
1979年６月第244頁〜第249頁、および接着1976年
10月第352頁〜第362頁などの刊行物の記載より容
易に確認することができる。したがつて、水性ビ
ニルウレタン系接着剤は、架橋剤を15〜20部配合
したものが適当であると考えられていた。しかるに、水性ビニルウレタン系接着剤を望ま
しいとされる上述の条件の下で適用しても、得ら
れる集成単板は最適品質より相当に劣る品質の製
品であるか、あるいは最適品質に近い品質の集成
単板が得られたとしても、生産性が大変低く実際
の量産には著しく不利であるという問題があつ
た。本発明者はこの事実を自己の研究過程におい
て確めた。本発明は、上記の問題を解決すべくなされたも
ので、最適品質の集成単板を生産性高く製造する
ことができる方法を提供することを目的とする。本発明者は、研究、試験をさらに続けたとこ
ろ、全く意外にも、集成用ラミナーの表面を、
内部より乾燥するが、最適とされていた条件より
も湿潤な条件であるところの含水率15〜18％の範
囲に水分調整し、かつ該ラミナーの接着には、
架橋剤を冬期30〜50部、春秋期20〜40部および夏
期18〜30部と大変多量に配合した水性ビニルウレ
タン系接着剤を適用し、さらにこうして作製し
た集成フリツチを特定の条件で大気中養生続いて
水中養生することにより、寸法安定性、表面特性
等に優れた最適品質の集成単板が生産性高く得ら
れることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明による集成単板の製造方法
は、被接着表面を平滑に仕上げ、続いて該表面につ
いて含水率15〜18％になるように内部よりも乾燥
して、表面水分が調整された集成用ラミナーを作
製し、次に該ラミナーを所望の寸法、形状に配列し、
次いで、水溶性高分子および／または水性高分子
分散体を主剤とし、これにイソシアネート系化合
物を主体とする架橋剤を必須成分として前記主剤
100部に対して冬期30〜50部、春秋期20〜40部お
よび夏期18〜30部配合した常温硬化性水性接着剤
（以下、水性ビニルウレタン系接着剤という。）を
前記ラミナーに塗布し圧着して集成フリツチを作
製し、その後該集成フリツチを、温度25〜40℃および
関係湿度40〜70％の条件下で24〜40時間養生した
後、30℃以下の水釜中で水中養生して、集成させ
た各ラミナーの含水率を平均化し、次いでこれを
煮沸し、しかる後切削することを特徴とするものであ
る。接着すべき集成用ラミナーは、次のような工程
である。まず、広葉樹、針葉樹等例えばアカダモ、キハ
ダ、ケヤキ、ナラ、シオジ、タブノキ、トチノ
キ、クロガキ等の国内産材、アボデイラ、ウオル
ナツト、コクタン、サテンウツド、ローズウツ
ド、ゼブラウツド、ダオ、チーク、ブラジリアン
ローズ、マホガニー等の輸入材の高級木材および
その端材又は小径木の生材を製材機により目的の
寸法に製材木取りしたものを、手押鉋、自動鉋等
により目的の仕上り寸法に被接着表面を平滑に仕
上げ加工を行う。仕上げ加工したラミナーの表面水分の脱水（乾
燥）を行うため棧積みをし、通常、室温25℃以上
の条件下で乾燥する。乾燥は木材の表面含水率が
表面からの深度例えば0.3〜0.5mmで15〜18％にな
るまで行う。すなわち、本発明の一つの特徴として、平滑仕
上げされたラミナー表面について含水率15〜18％
になるように、その内部よりも強く乾燥して、表
面水分の調整を行う。表面の乾燥処理をせず、ラ
ミナーの被接着表面の含水率をその内部と同様の
高い数値のままにて水性ビニルウレタン系接着剤
を適用すると、接着剤の硬化時間が著しく長期間
となり、通常の製造日数では接着不良がひんぱん
に起きるので、上記接着剤の適用が困難となる。
ラミナー表面の含水率を上記の範囲に限定するこ
とにより、水性ビニルウレタン系接着剤について
満足な初期接着力および平衡接着力を得ることが
でき、また木破率も向上する。しかしながら、ラミナーの内部含水率は一般に
30〜50％と高いため、接着剤の硬化を早期に完了
させないと、内部水分の表面へのしみ出しによ
り、硬化不良を招くおそれがある。そこで、本発明では、架橋剤を通常の配合より
極端に高配合とした水性ビニルウレタン系接着剤
を使用し、接着剤の短時間硬化可能としたのであ
る。この点は、本発明の第二の特徴である。また、ただ単に接着力の点からいえば、ラミナ
ー表面の水分調整を含水率15％未満に、特に８〜
12％になるように行うのが好ましい。しかし、含
水率８〜12％にまで木材を乾燥させるには、天然
乾燥により十分に乾燥させた後、さらに人工乾燥
を行なう必要がある。通常、天然乾燥には、約３
cmの板で15〜30日の日数を必要とし、また人工乾
燥には、約１インチの板で10〜20日の日数を必要
とする（満久崇麿著木材の乾燥森北出版(株)発
行、第192頁〜第194頁参照）。従つて、例えば幅
25〜80mm×高さ80mm×長さ300〜1000mmの寸法を
有するナラ材を集成用ラミナーに用いた場合、一
般的な樹種において天然乾燥には40日ないし80
日、さらに人工乾燥には15日ないし30日の日数を
要することになる。さらに、人工乾燥は、天然乾
燥と比較して普通20倍前後の費用が必要であるの
で、経済的に不利である。したがつて、ラミナー
表面を含水率８〜12％に水分調整するという手段
は、人工乾燥工程の追加により生産性の著しい低
下と製造費用の大幅な増加を招くので、実際の量
産には採用することができない。以上の工程で得た集成用ラミナーを、所望の製
品集成単板の色柄および寸法に応じられるよう
に、まず長さ寸法をカツトし、つぎに長さ決めさ
れた集成用ラミナーを色柄および切削方向の木目
にバランスよく配列しながら、予め目的の寸法、
形状に組合わせる。ついで組合わせした各集成用
ラミナーの接着すべき表面に水性ビニルウレタン
系接着剤をスプレツターまたは刷毛にて塗布す
る。水性ビニルウレタン系接着剤は、主剤のポリビ
ニルアルコールやその他水溶性高分子および水性
高分子分散体の活性基に、架橋成分であるイソシ
アネート化合物のイソシアネート基が常温で反応
し、ウレタン結合を作つて架橋することにより、
接着力が強く（JAS規格タイプ以上）、接着層
に弾力があり、しかも高温での煮沸にも充分に耐
えることができる。常温硬化性接着剤を使用する
ことにより、接着性能が安定し、また刃物に対す
る加工性（刃こぼれしない）が良いことから、本
発明方法に適する。この様な特徴は熱硬化性接着剤や湿気硬化型の
ウレタン系接着剤では得られない。通常水性ビニ
ルウレタン系接着剤は、主成分である主剤と架橋
成分である架橋剤の配合比が、主剤100部に対し
架橋剤５〜15部の範囲で使用されているが、本発
明の場合はこれら配合比は適切でない。すなわち本発明においては接着したラミナーを
切削前に長期間の水中処理および温〜熱水処理を
行うので、通常の配合比では接着層の浮きやはく
離を発生し、切削が不可能となる。本発明におい
て使用する水性ビニルウレタン系接着剤の配合比
は、主剤100部に対し架橋剤冬期には30〜50部、
春秋期には20〜40部、および夏期には18〜30部の
範囲が適切である。季節の夫々において、架橋剤
の配合比が不限値未満の場合は、接着層の耐温
水、耐熱水性が不足し、上限値を越える場合は、
配合した接着剤液の可使用時間が短く、接着層に
弾力がなく硬くて且つもろくなるので使用出来な
い。なお、接着剤の塗布量は、接着効果を最大に
するように適宜決定されるものである。次に接着剤の塗布した各集成用ラミナーを上記
所望の寸法、形状に再び配列してコールドプレス
機により加圧圧着する。圧締後、大気雰囲気下で
好ましくは室温25〜40℃、湿度40〜70％の室内で
養生する。この室温、湿度に限定したのは、木材
の伸縮を防ぐためである。養生時間は、温度、湿
度により変更されるが、普通、接着剤硬化速度を
考慮して24〜40時間が好ましい。ついで上記集成用ラミナーを集成接着したもの
からなる集成フリツチを、水釜中で水中養生を行
う。この水中養生の目的は、同種又は異種の複数
の集成用ラミナーを使用するため、集成された各
ラミナー内部の水分のバラツキが多く、不安定な
状態で集成接着されているため、次工程で通常の
丸太およびフリツチと同様の煮沸を行うと、各ラ
ミナー間の伸縮がはげしく、接着層の破壊がおき
ることを防ぐため、集成フリツチを構成する各ラ
ミナーの含水率を平均化して品質を安定化させる
ことにある。この水中養生は、集成フリツチの急
激な膨張を防ぐことを目的とし、水温30℃以下の
水釜中で通常の木材で10〜20日間行う。次に、水中養生して安定させた集成フリツチを
煮沸する。煮沸は、集成フリツチを軟化させる目
的のために行うものであり、接着層の破壊を防止
するために急激な温度上昇を避け、通常の木材で
１日の昇温温度が10℃前後で、最高温度が60〜70
℃に達するまで行う。煮沸後、スライス機などにより任意の厚さに切
削すると、品質の良好な集成単板を得ることがで
きる。上述のように、特定の条件の下で、大気養生続
いて水中養生を行なうことが、本発明の第三の特
徴である。以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。ケヤキ、ナラから厚さ75mm、幅30mm、長さ300
mm以上に製材木取りし、手押鉋、自動鉋により厚
さ70mm、幅25mm、長さ600mm以下の仕上り寸法に
表面仕上げ加工を行つて集成用ラミナーを得た。次に複数の集成用ラミナーを棧積みをし、表面
深度0.3〜0.5mmで木材の含水率が15〜18％になる
まで室温25℃以上で乾燥した。含水率の検知は、
電気抵抗式水分計（ケツト水分計）により測定し
た。ただし、検測器の先端の検知部分はネツトの
ものを使用し、木材表面の含水率を測定するもの
とする。ついで各集成用ラミナーを仕上げクロスカツト
機により長さ寸法を250〜600mmにカツトした。長
さ決めされた集成用ラミナーを、所望の集成単板
が得られるように色柄および切削方法の木目に例
えば図の如くバランスよく配列する。第１図において組合せを終えた集成用ラミナー
１に番号を付し、番号順に水性ビニルウレタン系
接着剤（光洋産業KK製、KR−120（主剤）100
部、AD（架橋剤）20部を均一に配合したもの）
を集成用ラミナー１の被接着面に、スプレツター
塗布又は刷毛にて275ｇ／m²塗布した。そして再
び番号順に積層配列し、コールドプレス機により
加圧圧締して接着面を固定した。圧力が10〜12
Kg／cm²に達したところでクランプをし、コールド
プレス機から取出して室温25〜40℃、湿度40〜70
％の室内で24〜40時間養生した。養生によつて複
数の集成用ラミナー１が一体になつた集成フリツ
チ２（第１図参照）を得た。そして養生し終つた
集成フリツチ２のクランプを外し、解圧した。次に、集成フリツチ２を30℃以下の水釜中に12
日間入れて水中養生した。水中養生後、１日の昇
温温度10℃で最高温度が70℃になるまで５日間煮
沸した。煮沸後の集成フリツチ２を、スライス機
により第１図中矢印Ａ方向に切削すると、所望の
色柄および寸法を有し、かつ、集成させた各ラミ
ナー１の含水率を平均化することにより品質の安
定した集成単板を得た。また別の配合の水性ビニルウレタン系接着剤
（光洋産業KK製、KR−132（主剤）100部AJ−１
（架橋剤）45部を均一に配合したものを使用した
場合も上記実施例と同様の好結果を得た。次に、含水率と架橋剤割合が異なるところの比
較試験の例を記載する。試験の手順は以下の通り
である。 (1) 試料と接着剤種類樹種ナラで、幅25mm×高さ80mm×長さ900mm
の寸法を有するラミナーを試料とし、これをフ
リツチに必要な数ごとに５組揃えた。試料No.１
ないしNo.５と呼ぶこととした。接着剤には、水性ビニルウレタン系接着剤
（KR−7700、光洋産業(株)製）を使用した。 (2) 単成の作製手順基本的には、上記の実施例の説明で述べた手
順に従つて、集成単板を夫々作製した。水分調整すべきラミナー表面の含水率と、接
着剤中に含有される架橋剤とを、次のように各
試料ごとに相違せしめた。試料ラミナーの表面含水率架橋剤割合 No.１ 15〜18％ 30部 No.２ 15〜18％ 40部 No.３ 20〜30％ 60部 No.４ 20〜30％ 15部 No.５ 10〜12％ 15部各試料について、所定の養生の後、切削によ
り0.2mm厚、0.4mm厚の集成単板を得た。 (3) 試験と評価各試料より作製した集成単板等について、次の
項目に関して、必要ならば測定試験を行つて、評
価の良否を決定した。 (a) 接着力集成単板の他、集成用フリツチについても接着
力の評価を行つた。評価の基準は次の通りであ
る。Ａ…良好Ｂ…やや不良Ｃ…不良 (b) 接着剤層の露出白色の接着剤層が単板表面にしみ出ているかど
うかを、長手方向とホロ面について観察し、評価
した。 (c) 表面平滑性単板表面の平滑性の良否について、特に過乾燥
によるいわゆる肌荒れの発生がないかどうかにつ
いて観察した。 (d) カール、アバレの発生集成単板をさらに乾燥させ、カール（湾曲）お
よびアバレ（波状変形）が発生するかどうかを調
べた。 (e) 寸法安定性 50℃で168時間煮沸したときの膨張率、並びに
気乾（12％）および全乾をしたときの収縮率を測
定し、寸法安定性を評価した。 (f) 作製全日数ラミナーの水分調整から集成フリツチの切削に
より集成単板に仕上げるまでに要した全日数を算
出した。 (g) 経済性集成単板の作製にかかつた費用より、経済性を
評価した。その評価基準は次の通りである。ａ…安価ｂ…割高ｃ…極めて割高ないし採算性度外観の必要有り実際、試料No.５の作製費用は、試料No.１、No.２
の費用の５〜20倍であつた。 (4) 結果以上の評価の結果を下記の表１にまとめた。ま
た、寸法安定性における膨張、収縮率は第２図
Ａ，Ｂに図示した。

【表】＊肌荒れの欠陥を生じた。
＊＊天然乾燥により含水率20％近くまで水分調整し
た後、さらに人工乾燥を所要日数の間行つた。
なお、試料No.1〜No.4は天然乾燥のみで十分対処
することができた。
これらの結果より、本発明方法による試料No.
１、No.２の場合は、接着力、表面特性および寸法
安定性等、全ての面において優れており、かつ生
産性、経済性についても大変有利であることがわ
かる。これに対し、試料No.３、No.４の場合、寸法安定
性が著しく悪いことがわかる。さらに、試料No.３
の場合、単板表面への接着剤の滲出が問題とな
り、試料No.４の場合、特に低温時における接着力
の低下が問題となると理解できる。また、試料No.５の場合、乾燥しすぎのため単板
表面の平滑性が悪いだけでなく、生産性経済性の
点で著しく不利であり、従つて実際の量産には適
さない。以上説明したような本発明方法によれば、特に
寸法安定性が良く、木材特有の伸縮性が少なく、
所望の色柄および寸法に充分に応じられるしかも
安定した品質の集成単板を得ることができる。本
発明方法で得られた集成単板の用途は、建築物壁
面、家具、キヤビネツトおよびフロアー等のよう
に広範である。

【図面の簡単な説明】

第１図は集成フリツチを切削する状態を示す斜
視図、第２図ＡおよびＢは集成単板の各試料にお
ける膨張率および収縮率を示すグラフである。図中、１…集成用ラミナー、２…集成フリツ
チ。

Claims

【特許請求の範囲】１被接着表面を平滑に仕上げ、続いて該表面に
ついて含水率15〜18％になるように内部よりも乾
燥して、表面水分が調整された集成用ラミナーを
作製し、次に該ラミナーを所望の寸法、形状に配列し、
次いで、水溶性高分子および／または水性高分子
分散体を主剤とし、これにイソシアネート系化合
物を主体とする架橋剤を必須成分として前記主剤
100部に対して冬期30〜50部、春秋期20〜40部、
および夏期18〜30部配合した常温硬化性水性接着
剤を前記ラミナーに塗布し圧着して集成フリツチ
を作製し、その後該集成フリツチを、温度25〜40℃および
関係湿度40〜70％の条件下で24〜40時間養生した
後、30℃以下の水釜中で水中養生して、集成させ
た各ラミナーの含水率を平均化し、次いでこれを
煮沸し、しかる後切削することを特徴とする集成単板の
製造方法。