JP2001073543A - 無機質複合造作材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 開口枠等の外部に使用する造作材として、反
りやねじれが少なく、吸水によるカビ、変色、腐食等に
よる汚損や、表面化粧部分の剥離やひび割れ等の発生を
防止でき、切断や表面加工性に優れた無機質複合造作材
を提供することを目的とする。 【構成】 木質板と、鉱物質繊維と無機粉状体と結合剤
を必須成分とする表裏層に無機質発泡体と結合剤を必須
成分とする芯層を積層一体化した比重０．６〜０．９の
三層構成の無機質板（火山性ガラス質複層板）とを交互
に接着剤を介して積層し、最上層および最下層に無機質
板が配置するように複合一体化した構成としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無機質板と木質板
を積層した、耐水性、耐久性、釘保持力、加工性等に優
れた無機質複合造作材に関する。

【０００２】

【従来技術と発明が解決しようとする課題】従来より窓
枠やドア枠等の開口枠や見切り縁等の外部に使用する造
作材の基材としては、合板、ＬＶＬ（単板積層材）、集
成材、パーティクルボード、ＭＤＦ（中質繊維板）等が
用いられ、塗装や化粧シートが貼られる等の表面加工が
施されている。しかし、基材が木質材からなるため、結
露水や雨水等によるカビ、変色、腐食等により汚損した
り、表面の化粧部分の剥離が発生したりする。また、吸
湿、乾燥が繰り返されることにより、反りやねじれが発
生したり、ひび割れが発生する等の欠点があった。

【０００３】これらの欠点を解消するためには、珪酸カ
ルシウムやセメント等の材料からなる無機質材を用いる
ことが考えられるが、これらの無機質材は硬く脆いので
表面加工がし難いと共に、造作材は一般的に細長い形状
のものが多いので破損し易く、さらに釘等の保持力が弱
いという問題がありこれらの造作材として適した材料と
はいえない。

【０００４】本発明は前記問題点に鑑み、無機質板と木
質板を特定の構成に配置して複合一体化することにより
造作材としての耐水性、耐久性を有し、釘保持力、加工
性等に優れた無機質複合造作材を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明によ
れば、木質板と、鉱物質繊維と無機粉状体と結合剤を必
須成分とする表裏層に無機質発泡体と結合剤を必須成分
とする芯層を積層一体化した比重０．６〜０．９の三層
構成の無機質板とが接着剤を介して交互に積層一体化さ
れ、最上層および最下層に無機質板が配されてなる構成
としている。

【０００６】この構成によれば、衝撃に弱く釘保持力が
低い無機質板と、靭性に富み釘保持力が高い木質板とを
交互に配して接着一体化することによって、衝撃強度、
曲げ強度、釘保持力が向上する。特に木質板の繊維方向
を無機質複合造作材の長辺方向に平行にすると、長辺方
向の曲げ強度が向上すると共に、この種の造作材に一般
的に施されるように、長辺方向に切削加工した場合に木
質板の繊維による粗面が露出せず滑らかな表面が得られ
るので好ましい。

【０００７】最上層および最下層に無機質板を配するの
で、耐水性、耐火性に劣る木質板が直接外部に露出せ
ず、吸水によるカビ、変色、腐食等による汚損や、表面
の化粧部分の剥離やひび割れ等の発生を防止することが
でき、木質材に比べて耐火性が向上し、腐朽やシロアリ
による劣化が防止できる。また、吸水寸法安定性に優れ
る無機質板によって両側から挟み込み一体化しているの
で、吸水寸法安定性に劣る木質板の伸縮、反り、ねじれ
等を押さえ込み、反りやねじれが発生し難く良好な寸法
安定性を有する造作材が得られる。

【０００８】無機質板は比重０．６〜０．９で木質材の
比重に近似しており、珪酸カルシウム板やセメント板に
木質板を複合した場合と異なり、切断等の加工を施す際
に刃物切断性が近似するため割れ欠けや毛羽立ちが発生
し難く、表面の加工性も木質材料並に優れている。

【０００９】請求項２に係る発明によれば、木質板の両
面に、鉱物質繊維と無機粉状体と結合剤を必須成分とす
る表裏層に無機質発泡体と結合剤を必須成分とする芯層
を積層一体化した比重０．６〜０．９の三層構成の無機
質板を接着剤を介して積層一体化されてなる構成として
いる。

【００１０】本構成によれば請求項１の効果に加えて、
造作材の中央部分が木質材からなるので、木口面へ釘や
ビスを打ち込む際には直接木質材に固定されるので保持
力に優れると共に、雄実等の接合部を設けた場合も破損
し難い。本構成は比較的厚みの薄い造作材に関して好適
な構成である。

【００１１】請求項３に係る発明によれば、鉱物質繊維
と無機粉状体と結合剤を必須成分とする表裏層に無機質
発泡体と結合剤を必須成分とする芯層を積層一体化した
比重０．６〜０．９の三層構成の無機質板を最上層、中
央層、最下層に配すると共に、該無機質板同士の間に木
質板が接着剤を介して積層一体化されてなる構成として
いる。

【００１２】本構成によれば、請求項１の効果に加え
て、造作材の中央部分が無機質材からなるので、釘やビ
スを打ち込んだ際に外部の雨水が釘やビスを伝って浸み
込んでも、直接木質材に浸み込まないのでより耐水性に
優れる。上記請求項２の構成に比べると木口面へ釘やビ
スを打ち込んだ際の保持力が弱くなるものの、保持力の
低下は比較的小さく実用上必要な保持力を維持すること
ができる。

【００１３】すなわち、通常無機質板は脆性材料である
ので、釘やビスを打ち込んだ際にその軸を中心に無機質
板を厚み方向に押し広げようとするため、軸に接する周
辺部分が弱くなり保持力が低下するが、本構成のように
無機質板の両面に木質板が積層固定される場合は、両面
の木質板が無機質板の広がりを押さえつけて打ち込まれ
た釘やビスに対する締め付け作用が生じるので保持力の
低下は小さい。本構成は、比較的厚みの厚い造作材に関
して好適な構成である。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１または２また
は３に記載の無機質複合造作材において木質板が単板を
２層以上積層した構成としている。

【００１５】本構成によれば、請求項１、２、３の効果
に加えて、曲げ強度や釘保持力がさらに向上することと
なる。複数層積層する木質板の繊維方向については特に
限定するものではなく使用条件に応じて変更することが
できる。造作材の場合、装飾を施すため長辺方向に切削
加工を行うことが多く、単板の繊維方向を長辺方向に直
交させると切削時に繊維による粗面が露出するので、単
板の繊維方向を長辺方向に平行に配置するのが好まし
い。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明にかかる好ましい実施の一
形態を図１に従って説明する。本発明の無機質複合造作
材（Ａ）は無機質板（１）と木質板（２）を交互に積層
し最上層および最下層に無機質板（１）を配置した構成
である。

【００１７】木質板（２）は木質単板からなり、単板の
まま積層する以外に必要とする性能に応じて２層以上を
積層しても良い。単板の繊維方向をそれぞれ直交させて
積層すると、長辺、短辺両方向に対する曲げ強度を向上
させることができる。また、繊維方向を板の長辺方向に
平行に揃えると曲げ等に強い造作材が得られると共に長
辺方向に切削加工を行った際に美麗な表面が得られる。
木質板としては、単板以外にＭＤＦ（中質繊維板）、Ｏ
ＳＢ（配向性ボード）、パーティクルボード等を用いる
ことができる。

【００１８】無機質板（１）は、鉱物質繊維と無機粉状
体と結合剤を必須成分とする表裏層と無機質発泡体と結
合剤を必須成分とする芯層とを積層一体化した三層で構
成され全体比重が０．６〜０．９の範囲にあり、具体的
には火山性ガラス質複層板と称されるものである。

【００１９】ここで、火山性ガラス質複層板の組成と製
造方法について説明する。表裏層１ａ，１ｂを形成し強
度を発現する主体となる鉱物質繊維としては、ロックウ
ール、スラグウール、グラスウール等を用いることがで
き、添加量は２０〜８０重量％である。無機粉状体は表
面硬度や平滑性を高めるためのものであり、水酸化アル
ミニウム、炭酸カルシウム、珪砂等を用いることがで
き、添加量は１０〜６５重量％である。これらを結合一
体化する結合剤はでんぷん、ポリビニルアルコール等を
用いることができる。その他、耐水性を付与するために
フェノール樹脂、アクリル樹脂等の耐水性結合剤を添加
することが好ましい。これらの結合剤の添加量は合わせ
て５〜３０重量％である。強度を高めるためにパルプや
ポリプロピレン等の有機繊維を２〜１５重量％添加して
も良い。これらを水中に投入撹拌して得たスラリーを抄
造し表裏層となるウェットマットを得た。

【００２０】一方、芯層１ｃの主体となり板材の軽量化
に効果のある無機発泡体としては、パーライト、シラス
発泡体、ガラス発泡体等を用いることができ、添加量は
４０〜８０重量％である。無機発泡体を結合するための
結合剤については表裏層と同様のものを用いることがで
き、添加量は合わせて５〜３０重量％である。強度を高
めるためパルプやポリプロピレン等の有機繊維を４〜３
０重量％添加しても良い。また、必要に応じて水酸化ア
ルミニウム、炭酸カルシウム、珪砂等の無機粉状体を添
加しても良いが、軽量化を維持するためには５０重量％
以下である必要がある。これらを水の噴霧化で混合し、
裏層の前記ウェットマット上に散布堆積し、その上に表
層のウェットマットを配し、ホットプレスで加熱圧締し
た後ドライヤーで乾燥し、表裏層の比重が０．８〜１．
２、芯層の比重が０．２〜０．７で、全体比重が０．４
〜０．９の無機質板（１）が得られた。

【００２１】次に、無機質複合造作材（Ａ）の製造方法
について説明する。図１に示すように、無機質板（１）
と木質板（２）を積層する。その際、板と板の間には熱
硬化性接着剤（メラミン、ユリアメラミン等）を介して
熱圧工程を通して接着剤を硬化させ複合一体化させた
後、養生し、サンディングによる厚み調整、所望の寸法
への切断を行い、必要に応じてラッピング加工や塗装を
施した。

【００２２】本発明の無機質複合造作材は、窓枠、ドア
枠等の開口枠や見切り縁、化粧胴差し等の外部に使用す
る造作材に特に好適であるが、その他内装用のドア枠、
見切り縁、巾木、回り縁、階段部材等にも使用できる。

【００２３】

【実施例】（実施例１）図１に示すように、最上層、中
央層、最下層に厚さ６．０ｍｍの無機質板（火山性ガラ
ス質複層板（商品名：ダイライト））（１）を配し、無
機質板同士の間に繊維方向が長辺方向の厚さ３．４ｍｍ
の単板（２）を配した。無機質板と単板及び単板同士の
接着には全て同じメラミン接着剤を４００ｇ／ｍ²塗布
した。その後プレスで３０分冷圧した後、１５０℃で３
０秒熱圧した。約半日養生した後表裏面をサンディング
して２４ｍｍの造作材（Ａ）を得た。

【００２４】本実施例（以後実施例２，３，４も同じ無
機質板を用いた）で用いた無機質板の組成は下記の通り
である。表裏層は、鉱物質繊維としてロックウール６５
重量％、無機粉状体として水酸化アルミニウム２０重量
％、有機繊維としてパルプ５重量％、結合剤としてでん
ぷん５重量％、耐水性結合剤として粉末フェノール５重
量％からなり、芯層部は、無機発泡体としてパーライト
６５重量％、無機粉状体として水酸化アルミニウム２０
重量％、有機繊維としてパルプ５重量％、結合剤として
でんぷん５重量％、耐水性結合剤として粉末フェノール
５重量％からなり、全体の比重が０．７の無機質板（火
山性ガラス質複層板（商品名：ダイライト））を得た。

【００２５】（実施例２）図２に示すように、最上層、
中央層、最下層に厚さ６．０ｍｍの無機質板（商品名：
ダイライト）（１１）を配し、無機質板同士の間に繊維
方向が長辺方向の厚さ３．４ｍｍの単板（１２）を２枚
重ねて配した。実施例１と同様の製造方法によって３０
ｍｍの無機質複合造作材（Ｂ）を得た。

【００２６】（実施例３）図３に示すように、最上層、
中央層、最下層に厚さ６．０ｍｍの無機質板（商品名：
ダイライト）（２１）を配し、無機質板同士の間に繊維
方向が長辺方向の厚さ３．４ｍｍの単板（２２ａ）及び
繊維方向が短辺方向の厚さ３．４ｍｍの単板（２２ｂ）
を２枚重ねて配した。実施例１と同様の製造方法によっ
て３０ｍｍの無機質複合造作材（Ｃ）を得た。

【００２７】（実施例４）図４に示すように、厚さ６．
０ｍｍの無機質板（商品名：ダイライト）（３１）の間
に繊維方向が長辺方向の厚さ３．４ｍｍの単板（３２
ａ）、繊維方向が短辺方向の厚さ１．６ｍｍの単板（３
２ｂ）、繊維方向が長辺方向の厚さ３．４ｍｍの単板
（３２ａ）を３枚重ねて配した。実施例１と同様の製造
方法によって２０ｍｍの無機質複合造作材（Ｄ）を得
た。

【００２８】（比較例１）厚さ２４ｍｍの市販の針葉樹
合板を用いた。 （比較例２）厚さ２４ｍｍの市販のＭＤＦ（中質繊維
板）を用いた。

【００２９】実施例及び比較例の造作材より試験体を切
り出して、下記に示すようなビス引き抜き試験、吸水寸
法変化試験を行った。

【００３０】ビス引き抜き試験 ＪＩＳ Ａ ５９０５に準じて、 ａ）表面引き抜き強度：３．５ｍｍ径で長さ３８ｍｍの
ビスを試験体の表面（最上層または最下層）から１５ｍ
ｍ深さまで打ち込み、引き抜き速度１ｍｍ／分で引き抜
き試験を行った。 ｂ）木口面引き抜き強度：３．５ｍｍ径で長さ３８ｍｍ
のビスを試験体の木口面から１５ｍｍ深さまで打ち込
み、引き抜き速度１ｍｍ／分で引き抜き試験を行った。 吸水寸法変化率 幅１００ｍｍ×長さ３００ｍｍの試験体を用いて、ＪＩ
Ｓ Ａ ５９０５に準じて、２０℃の水中に２４時間浸
漬しダイヤルゲージで寸法変化量を測定した。

【００３１】測定結果については、表１にビス引き抜き
試験の結果を、表２に吸水寸法変化率の結果をそれぞれ
示す。

【００３２】 （表１） 表面引き抜き強度(kgf) 木口面引き抜き強度(kgf) 実施例１ ８４．６ ６６．３ 実施例２ ８６．４ ７５．０ 実施例３ ８４．９ ６８．３ 実施例４ １００．７ １４１．９ 比較例１ ９５．３ ９１．４ 比較例２ ９１．８ ８７．１

【００３３】 （表２） 長さ寸法変化率(%) 幅寸法変化率(%) 厚さ寸法変化率(%) 実施例１ ０．１２ ０．２５ １．６５ 実施例４ ０．１６ ０．２７ １．８２ 比較例１ ０．２２ ０．２８ ３．４０ 比較例２ ０．１６ ０．２４ ４．８０

【００３４】表１に示すように、表面引き抜き強度にお
いて、実施例１，２，３は比較例の約９割程度の強度を
保持しており実用上特に問題ない。実施例４は３枚積層
した単板の効果により比較例以上の強度を有している。
木口面引き抜き強度において、実施例１，２，３は無機
質板部分にビスが打ち込まれるが、両面の木質板が無機
質板の広がりを押さえつけて打ち込まれたビスへの締め
付け作用が生じるので比較例の約７〜９割程度の強度を
保持しており、実用上は使用できるレベルであった。実
施例４は中央の単板部分にビスが打ち込まれるため比較
例以上の強度を有している。実施例４が同じように単板
を用いた比較例１の合板に比べて優れた結果を示してい
るのは、市販の合板の場合、使用する単板や製造条件に
よって強度のバラツキが大きいためであると思われる。

【００３５】表２に示すように、実施例１，４は長さ寸
法変化率及び幅寸法変化率が比較例に比べて同等または
同等以下であり、厚さ寸法変化率は比較例１の合板に比
べて約１／２、比較例２のＭＤＦに比べて約１／３の値
であり、屋外に曝されても反りねじれ等の問題も発生し
難い。実施例４が実施例１に比べて変化率が大きいの
は、造作材に使用されている木質板の割合が大きいため
であり、無機質板の割合を大きくすると、吸水寸法安定
性は向上する。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、木質板と無機質板とを
交互に積層一体化した構成により、曲げ強度、釘保持力
に優れると共に吸水寸法安定性に優れ反りやねじれが少
ない無機質複合造作材が得られる。また、最上層および
最下層に無機質板を配置したので、木質板が直接外部に
露出せず、吸水によるカビ、変色、腐食等による汚損
や、表面化粧部分の剥離やひび割れ等の発生を防止でき
る。さらに、無機質板は木質板の比重や刃物切断性に近
似するので、切断や表面加工性が木質材料並に優れてい
る。

【００３７】請求項２の発明によれば、造作材の中央部
分が木質板からなるので、木口面の釘保持力に優れる。

【００３８】請求項３の発明によれば、造作材の中央部
分が無機質材からなるので、釘やビスを打ち込んだ際に
も外部の雨水が釘やビスを伝って浸み込んでも、直接木
質材に浸み込まないのでより耐水性に優れる。

【００３９】請求項４の発明によれば、曲げ強度や釘保
持力がさらに向上することとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１にかかる無機質複合造作材の
断面図である。

【図２】本発明の実施例２にかかる無機質複合造作材の
断面図である。

【図３】本発明の実施例３にかかる無機質複合造作材の
断面図である。

【図４】本発明の実施例４にかかる無機質複合造作材の
断面図である。

【符号の説明】

１、１１、２１、３１…無機質板 ２、１２、２２、３２…木質板 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…無機質複合造作材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ０６Ｂ 1/32 Ｅ０６Ｂ 1/32 (72)発明者 國屋 宏明 富山県東砺波郡井波町井波１番地の１ 大 建工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2E011 CA03 CA05 CA06 CB00 4F100 AA00A AA00B AA00C AA00E AC00A AC00C AC00E AP01D AP03D AS00A AS00C AS00E BA05 BA06 BA08 BA10A BA10E DE01A DE01C DE01E DG00A DG00C DG00E DJ01B DJ01E GB07 JA13A JA13B JA13C JA13E JB02 JC00 JD05 JK14 JL01 JL04 JN28 YY00A YY00B YY00C YY00E

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木質板と、鉱物質繊維と無機粉状体と結
   合剤を必須成分とする表裏層に無機質発泡体と結合剤を
   必須成分とする芯層を積層一体化した比重０．６〜０．
   ９の三層構成の無機質板とが接着剤を介して交互に積層
   一体化され、最上層および最下層に無機質板が配されて
   なることを特徴とする無機質複合造作材。
2. 【請求項２】 木質板の両面に、鉱物質繊維と無機粉状
   体と結合剤を必須成分とする表裏層に無機質発泡体と結
   合剤を必須成分とする芯層を積層一体化した比重０．６
   〜０．９の三層構成の無機質板が接着剤を介して積層一
   体化されてなることを特徴とする無機質複合造作材。
3. 【請求項３】 鉱物質繊維と無機粉状体と結合剤を必須
   成分とする表裏層に無機質発泡体と結合剤を必須成分と
   する芯層を積層一体化した比重０．６〜０．９の三層構
   成の無機質板を最上層、中央層、最下層に配すると共
   に、該無機質板同士の間に木質板が接着剤を介して積層
   一体化されてなることを特徴とする無機質複合造作材。
4. 【請求項４】 木質板が単板を２層以上積層したものか
   らなることを特徴とする請求項１または２または３に記
   載の無機質複合造作材。