JP2004243717A - Glued laminated wood - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide glued laminated wood wherein no interfacial peeling occurs even when a stress is given to the outside and the inside of the wood and of which the strength can be increased to the utmost. <P>SOLUTION: This glued laminated wood is formed by integrally joining a plurality of sheets of plate-like wood pieces with an adhesive, while chopped fibers are contained in the adhesive. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集成木材に関するものであり、さらに詳しくは、複数枚の板状木片をチョップドファイバーを含む接着剤により一体的に接合してなる集成木材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、森林破壊は世界規模で進んでおり、資源の保護と地球温暖化対策の面から森林保護の機運が高まっている。一方、木材需要は減少しておらず、木材の有効利用は消費国にとって重要な課題となっている。
【０００３】
集成木材はその名の通り、木片（廃材）を寄せ集めて接着剤で互いに接着させ一体化させたものを言い、この集成木材を通常の木材の性能に近づける或いはそれ以上に高めることは、上記社会的背景のもとで従来よりさらに重要な技術となっている。
【０００４】
このような集成木材を製造するため、例えば特開２００１−１３８３０５号公報には、竹を補強剤として用いた集成木材が開示されている。確かに、この方法を用いれば、強度の向上効果はみられるが、物性が互いに異なる材料が複数積層されることになるので、内部での歪み発生や材料劣化の原因になるなどの問題があった。
【０００５】
また、特開２０００−７９６０６号公報には、織布、網状物、不織布などの補強用シート状物が積層された集成木材、特開平１１−１０６１０号公報には、カーボン繊維などの補強材を挟み込んだ集成木材、さらに特開平１０−２０５９号公報には、接着層に高強度繊維シートを挿入した集成木材が開示されているが、これらの集成木材においては、木材の外部および内部に応力が加わった際に界面剥離が起こって木材が破壊に至り易いという問題があり、補強効果と接着界面の接着力を同時に高めた集成木材が切望されていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１３８３０５号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２０００−７９６０６号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開平１１−１０６１０号公報
【０００９】
【特許文献４】
特開平１０−２０５９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点を解消し、木材の外部および内部に応力が加わっても界面剥離が起こらず、その強度が可及的に高められた集成木材を得ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討した結果、集成木材の接着剤にチョップドファイバーを含有せしめてその界面接着力を高めるとき、所望の集成木材が得られることを究明した。
【００１２】
かくして本発明によれば、複数枚の板状木片を接着剤により一体的に接合してなる集成木材であって、該接着剤中にチョップドファイバーが含有されていることを特徴とする集成木材が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明におけるチョップドファイバーとは、有機繊維または無機繊維を１ｍｍ或いは数ｍｍ〜数ｃｍ程度の長さにカットしたもの、または積極的にカットしたものでなくても同様の形状を有するものを指す。ここで、有機繊維または無機繊維を具体的に例示すると、ポリプロピレン繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、ＰＡＮ系炭素繊維などを挙げることができる。
【００１４】
これらの繊維は引張強度が１７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましく、これ以下の場合は、接着剤の凝集力が高い場合にチョップドファイバーの添加の実質的な効果が得られない場合がある。このような繊維の具体例は、コポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタラミド繊維、パラフェニレン・テレフタラミド繊維、ＰＡＮ系炭素繊維などである。
【００１５】
これらのチョップドファイバーはその直径が５０μｍ以下であることが好ましく、更には３０μｍ以下であることがより好ましい。該直径が５０μｍを越えると、接着剤の厚みや種類によっては木片と接着剤とが剥離しやすくなる場合がある。
【００１６】
また、チョップドファイバーの長さはその直径に対して３０〜９００倍の範囲内であることが好ましく、８０〜２００倍の範囲内であることがより好ましい。この比率が３０倍未満であると、接着剤の厚みや種類によってはチョップドファイバー添加の実質的な効果が奏されない場合がある。一方、この比率が９００倍を越えると、チョップドファイバーが長すぎるので、接着剤の厚みや種類によっては木片と接着剤とが剥離しやすくなる場合がある。
【００１７】
本発明においては、複数枚の板状木片を接着剤により一体的に接合させる際、該接着剤中に上記のチョップドファイバーを含有させることにより、接着剤の応力に対する抵抗力を増し、集成木材全体の強度を高めることができる。
【００１８】
この際の、チョップドファイバーの含有比率は、接着剤の樹脂固形分重量対比０．１〜１０％の範囲内であることが好ましく、０．１％を下回ると接着剤の厚みや種類によってはチョップドファイバー添加の実質的な効果が奏されない場合がある。一方、この比率が１０％を上回ると接着剤の厚みや種類によっては木片と接着剤とが剥離しやすくなる場合がある。
【００１９】
本発明においては、板状木片や接着剤は、従来公知のものが任意に使用でき、例えば、板状木片としては、ポプラ、楓、エルム、バルサムもみ、松、杉、とうひ、ハリエンジュ、ブナ、樺、ダグラスもみ、カメレレ、ファルカータ、地中海松、ラジアータパイン、アカシア・マンギューム等の原木から切削装置（ストランダー）を用いて直接切り出したり、原木から一旦薄いベニヤ単板を切り出し、このベニヤ単板をロータリーカッターや多列ディスクスリッター等の切断装置によって切断することにより得られる短冊状の木片などが例示される。
【００２０】
また、本発明において使用する接着剤としては、例えば、エポキシ系、イソシーネート系、フェノール系の接着剤などが挙げられる。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその内容に限定されるものではない。なお、実施例で用いた試験片の作製方法、評価方法は下記の通りである。
【００２２】
（１）曲げ試験
ＪＩＳ Ｚ ２１０２に基づき、４点曲げ（３等分点載荷）試験を行なった。尚、試験片としては、４ｃｍ×１２ｃｍ×３ｍの木片３枚の、１２ｃｍ×３ｍの面同士を接着剤により一体的に接合し、１０５℃で５分間加熱養生した後、室温にて７日間放置したものを使用した。
【００２３】
［実施例１〜２１、比較例１］
チョップドファイバーとして、表１に示す直径及び長さを有する、帝人（株）製のコポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタラミド繊維（商品名：「テクノーラ」、引張強度２５ｃＮ／ｄｔｅｘ、表１中ではアラミド１と表示）、帝人（株）製のポリメタフェニレン・イソフタラミド繊維（商品名：「コーネックス」、引張強度４．９ｃＮ／ｄｔｅｘ、表１中ではアラミド３と表示）、テイジン・トワロン製ポリパラフェニレン・テレフタラミド繊維（商品名：「トワロン」、引張強度１９ｃＮ／ｄｔｅｘ、表１中ではアラミド２と表示）、東邦テナックス（株）製ＰＡＮ系炭素繊維（引張強度２３ｃＮ／ｄｔｅｘ）、日東紡（株）製ガラス繊維（引張強度８．５ｃＮ／ｄｔｅｘ）、ユニチカ（株）製ビニロン繊維（引張強度７ｃＮ／ｄｔｅｘ）、ダイワボウ（株）製ポリプロピレン繊維（引張強度３．６ｃＮ／ｄｔｅｘ）、及び大阪ガス（株）製ピッチ系炭素繊維（商品名：「ドナカーボ」、引張強度４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ）を用いた。
【００２４】
該チョップドファイバーを、アイカ工業（株）製の木材用接着剤アイカアイボンＡＵ−７１０３ＥＦ（主剤）及びＡＵＨ−１（硬化剤）を配合比１００対１０で攪拌混合した接着剤中に混合させ、上記の曲げ試験用試験片を作成した。
【００２５】
チョップドファイバーの種類とその添加量、並びに試験片の曲げ強度を表１に示す。
【００２６】
【表１】

【００２７】
表１から明らかなように、チョップドファイバーが含有された接着剤により接合されてなる集成木材は優れた曲げ強度を示す。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a laminated wood, and more particularly, to a laminated wood formed by integrally joining a plurality of plate-like wood pieces with an adhesive containing chopped fibers.
[0002]
[Prior art]
In recent years, deforestation is progressing on a global scale, and there is a growing momentum for forest protection in terms of resource conservation and countermeasures against global warming. On the other hand, the demand for timber has not decreased, and the effective use of timber has become an important issue for consuming countries.
[0003]
Glued wood is, as the name implies, a piece of wood pieces (waste materials) that are gathered together and bonded together with an adhesive to be integrated. To improve the performance of this glued wood closer to or above normal wood, It is an even more important technology in the social context.
[0004]
In order to manufacture such laminated wood, for example, JP-A-2001-138305 discloses a laminated wood using bamboo as a reinforcing agent. Certainly, although the strength improvement effect can be seen by using this method, since a plurality of materials having different physical properties are laminated, there is a problem that internal distortion occurs and the material is deteriorated. Was.
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-79606 discloses laminated wood in which reinforcing sheet materials such as woven fabrics, nets, and nonwoven fabrics are laminated. Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-10610 discloses reinforcing materials such as carbon fibers. The laminated wood sandwiched between them, and furthermore, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 10-2059 discloses a laminated wood in which a high-strength fiber sheet is inserted into an adhesive layer. In these laminated wood, stress is applied to the outside and inside of the wood. There is a problem that the interface peels off when added, and the wood is liable to be destroyed. Therefore, there has been a long-awaited demand for a laminated wood which has a reinforcing effect and an improved adhesive force at the bonding interface.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-138305 A
[Patent Document 2]
JP 2000-79606 A
[Patent Document 3]
JP-A-11-10610
[Patent Document 4]
JP-A-10-2059
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to obtain a laminated wood in which interfacial separation does not occur even when stress is applied to the outside and inside of the wood, and the strength of the wood is increased as much as possible. is there.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found that a desired laminated wood can be obtained when chopped fibers are contained in the adhesive of the laminated wood to increase the interfacial adhesive strength.
[0012]
Thus, according to the present invention, there is provided a laminated wood in which a plurality of plate-like wood pieces are integrally joined by an adhesive, wherein the glued wood contains chopped fibers in the adhesive. Provided.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The chopped fiber in the present invention refers to a fiber obtained by cutting an organic fiber or an inorganic fiber to a length of about 1 mm or several mm to several cm, or a fiber having a similar shape without being actively cut. Here, specific examples of the organic fiber or the inorganic fiber include polypropylene fiber, vinylon fiber, aramid fiber, glass fiber, alumina fiber, and PAN-based carbon fiber.
[0014]
These fibers preferably have a tensile strength of 17 cN / dtex or more. If the tensile strength is less than 17 cN / dtex, the substantial effect of the addition of chopped fibers may not be obtained when the cohesive force of the adhesive is high. Specific examples of such fibers include copolyparaphenylene-3,4′-oxydiphenylene terephthalamide fiber, paraphenylene terephthalamide fiber, and PAN-based carbon fiber.
[0015]
These chopped fibers preferably have a diameter of 50 μm or less, and more preferably 30 μm or less. If the diameter exceeds 50 μm, the wood piece and the adhesive may be easily separated depending on the thickness and type of the adhesive.
[0016]
Further, the length of the chopped fiber is preferably in the range of 30 to 900 times the diameter thereof, and more preferably in the range of 80 to 200 times the diameter. If this ratio is less than 30 times, the substantial effect of chopped fiber addition may not be achieved depending on the thickness and type of the adhesive. On the other hand, if this ratio exceeds 900 times, the chopped fiber is too long, and depending on the thickness and type of the adhesive, the wood chips and the adhesive may be easily separated.
[0017]
In the present invention, when integrally joining a plurality of plate-like wood pieces with an adhesive, by including the chopped fiber in the adhesive, the resistance to the stress of the adhesive is increased, and the entire laminated wood is increased. Can be increased in strength.
[0018]
At this time, the content ratio of the chopped fiber is preferably in the range of 0.1 to 10% with respect to the resin solid content weight of the adhesive, and if less than 0.1%, the chopped fiber may be chopped depending on the thickness and type of the adhesive. In some cases, the substantial effect of adding the fiber is not exhibited. On the other hand, if this ratio exceeds 10%, the wood chip and the adhesive may be easily separated depending on the thickness and type of the adhesive.
[0019]
In the present invention, conventionally known plate-like wood pieces and adhesives can be used arbitrarily. For example, as the plate-like wood pieces, poplar, maple, elm, balsam fir, pine, cedar, tohi, harienju, beech , Birch, Douglas fir, chamelere, falcata, mediterranean pine, radiata pine, acacia mangum, etc., using a cutting device (strander) to cut directly from the log, or once cut a thin veneer veneer from the log, this veneer veneer And a strip-shaped wood piece obtained by cutting the same with a cutting device such as a rotary cutter or a multi-row disk slitter.
[0020]
Examples of the adhesive used in the present invention include an epoxy-based, isocyanate-based, and phenol-based adhesive.
[0021]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the contents. In addition, the manufacturing method and the evaluation method of the test piece used in the Example are as follows.
[0022]
(1) Bending test Based on JIS Z 2102, a four-point bending (3-point load) test was performed. As test pieces, three 4 cm × 12 cm × 3 m pieces of wood were integrally bonded to each other with a 12 cm × 3 m surface using an adhesive, heated and cured at 105 ° C. for 5 minutes, and then left at room temperature for 7 days. What was used was used.
[0023]
[Examples 1 to 21, Comparative Example 1]
As chopped fiber, copolyparaphenylene-3,4′-oxydiphenyleneterephthalamide fiber (trade name: “Technola”, tensile strength 25 cN / dtex, manufactured by Teijin Ltd.) having the diameter and length shown in Table 1. , Aramid 1 in Table 1), polymetaphenylene / isophthalamide fiber manufactured by Teijin Limited (trade name: “Cornex”, tensile strength 4.9 cN / dtex, and aramid 3 in Table 1), Polyparaphenylene terephthalamide fiber manufactured by Teijin Twaron (trade name: "Twaron", tensile strength 19 cN / dtex, indicated as aramid 2 in Table 1), PAN-based carbon fiber manufactured by Toho Tenax Co., Ltd. (tensile strength 23 cN / dtex) ), Glass fibers (tensile strength 8.5 cN / dtex) manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., and vinylon fibers (tensile strength) manufactured by Unitika Ltd. Strength 7cN / dtex), Daiwabo Co., Ltd. polypropylene fiber (tensile strength 3.6cN / dtex), and Osaka Gas Co., Ltd. pitch-based carbon fiber (trade name: "Donacarbo", tensile strength 4.5cN / dtex) Was used.
[0024]
The chopped fiber was mixed into an adhesive obtained by stirring and mixing a wood adhesive Aica Aibon AU-7103EF (base agent) and AUH-1 (curing agent) manufactured by Aika Kogyo Co., Ltd. at a mixing ratio of 100: 10. A test piece for bending test was prepared.
[0025]
Table 1 shows the types of chopped fibers, the amounts thereof, and the flexural strength of the test pieces.
[0026]
[Table 1]

[0027]
As is clear from Table 1, the laminated wood joined by the adhesive containing the chopped fiber shows excellent bending strength.

Claims (9)

複数枚の板状木片を接着剤により一体的に接合してなる集成木材であって、該接着剤中にチョップドファイバーが含有されていることを特徴とする集成木材。What is claimed is: 1. A laminated wood in which a plurality of plate-like pieces of wood are integrally joined by an adhesive, wherein the adhesive contains chopped fibers. チョップドファイバーの直径が５０μｍ以下である請求項１記載の集成木材。The laminated wood according to claim 1, wherein the diameter of the chopped fiber is 50 µm or less. チョップドファイバーの長さが直径に対して３０〜９０００倍の範囲内にある請求項１又は２記載の集成木材。3. The laminated wood according to claim 1, wherein the length of the chopped fiber is in the range of 30 to 9000 times the diameter. チョップドファイバーの含有量が、接着剤の固形分重量に対して０．１〜１０％の範囲内にある請求項１〜３のいずれか１項に記載の集成木材。The laminated wood according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the chopped fibers is in the range of 0.1 to 10% based on the weight of the solid content of the adhesive. チョップドファイバーの引張強度が１７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の集成木材。The laminated wood according to any one of claims 1 to 4, wherein the chopped fiber has a tensile strength of 17 cN / dtex or more. チョップドファイバーがアラミド繊維からなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の集成木材。The laminated wood according to any one of claims 1 to 5, wherein the chopped fibers are made of aramid fibers. チョップドファイバーがコポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタラミド繊維からなる請求項１〜６のいずれか１項に記載の集成木材。The laminated wood according to any one of claims 1 to 6, wherein the chopped fiber comprises copolyparaphenylene-3,4'-oxydiphenylene terephthalamide fiber. チョップドファイバーがポリパラフェニレン・テレフタラミド繊維からなる請求項１〜６のいずれか１項に記載の集成木材。The laminated wood according to any one of claims 1 to 6, wherein the chopped fiber comprises a polyparaphenylene / terephthalamide fiber. チョップドファイバーがＰＡＮ系炭素繊維からなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の集成木材。The laminated wood according to any one of claims 1 to 5, wherein the chopped fibers are made of PAN-based carbon fibers.