JP3044803B2 - 炭素繊維強化集成材 - Google Patents
炭素繊維強化集成材Info
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- Laminated Bodies (AREA)
Description
するものであり、より詳しくは断面形状においてＨ字型
の炭素繊維強化樹脂複合材層を設けた、繊維方向に切削
加工した木材をその繊維方向を互いに平行にして接着剤
を介して複数積層してなる炭素繊維強化集成材に関する
ものである。
工したひき板あるいは小角材を、その繊維方向を互いに
平行にして接着剤を用いて貼り合わせた材料として集成
材が知られており、主に建築における柱、梁のような骨
組材に用られる。かかる集成材は優れた木材の性質をそ
のまま引き継いでいるばかりではなく、一般の製材品で
は得られない特徴、すなわち、ひき板、小角材を集成
することによって要求される寸法、形状の材料を比較的
自由に造ることができること、節、腐れ等の欠点を除
去、分散させることにより製品強度のばらつきを小さく
することが可能であること、ひき板は十分乾燥して接
着されるので、干割れ、狂い等が生じ難いこと、曲率
を有するジグを使用することにより、曲がり材が容易に
製造できること等を有している。
従来の集成材では大型建築物の構造材には適さず、仮に
大型建築物の構造材に集成材を使用しようとすると、集
成材の剛性を高めるために集成材の厚みを大きくする必
要があり、その結果として建築物の天井が低くなると
か、建築物の高さが必要以上に高くなる等の問題があ
り、また鋼材等の構造材とすると建築物の重量が増し、
また震動が伝わり易くなる等の課題があった。
かる従来の課題を解決するべく鋭意検討した結果、特定
の構造からなる集成材とすることにより、これらの問題
点が解消されることを見出し本発明に到達した。すなわ
ち、本発明の目的は大型建築物の構造材に適した集成材
を提供することであり、またかかる集成材により天然木
材自体の使用量を低減することが可能となり、森林保護
の面においても有用となるような炭素繊維で強化された
集成材を提供することにある。
た木材をその繊維方向を互いに平行にして接着剤を介し
て複数積層してなる集成材と、当該集成材の一つの面上
及び当該面に対向する面上に平板状炭素繊維強化樹脂複
合材層を設けるとともに当該炭素繊維強化樹脂複合材層
の間を接続するように別個の平板状炭素繊維強化樹脂複
合材層を設け、且つこれらの炭素繊維強化樹脂複合材層
が断面形状においてＨ字型となるように構成したことを
特徴とする炭素繊維強化集成材により容易に達成され
る。
用いる木材としては従来の集成材に使用されている木材
であれば特に限定されるものではなく、通常、檜、杉、
ツガ、トウヒ等の木材が用いられる。そして、かかる木
材は２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、使
用する木材の形状としても、特に限定されるものではな
く、通常、木材の繊維方向に長く切削加工したひき板や
小角材等の形状で用いられる。
向を互いに平行にして接着剤を介して複数積層してなる
ものであるが、その積層枚数はその使用目的に応じて種
々変わるものの、通常は４〜５枚程度つまり全体の板厚
として１０〜１５ｃｍ程度とするのがよい。また、これ
らの木材を積層するには各木材の表面に接着剤、例えば
レゾルシン樹脂や尿素樹脂等を使用して加熱炉、高周波
加熱等の手段により１２０℃〜１８０℃、１〜１０時間
程度加熱すればよい。
つの面上及び当該面に対向する面上に平板状炭素繊維強
化樹脂複合材層を設けるとともに当該炭素繊維強化樹脂
複合材層の間を接続するように別個の平板状炭素繊維強
化樹脂複合材層を設け、且つこれらの平板状の炭素繊維
強化樹脂複合材層が断面形状においてＨ字型となるよう
に構成したものである。平板状の炭素繊維強化樹脂複合
材としては、補強繊維方向が一方向となった一方向性プ
リプレグ（ＵＤプリプレグ）、補強繊維方向が２次元方
向となった織物からなるプリプレグあるいは補強繊維方
向が２次元方向となった織物を載置後マトリックス樹脂
を含浸して構成したもの等いずれでも使用することがで
きる。使用する炭素繊維としては、得られる集成材の剛
性を向上するために高弾性の補強繊維を用いることが重
要であり具体的には弾性率２０ｔ／ｍｍ2 〜７５ｔ／ｍ
ｍ 2 、好ましくは弾性率３０ｔ／ｍｍ2 〜７０ｔ／ｍｍ
2 のものがよい。補強繊維としては通常長繊維が使用さ
れるが、本発明の効果を損なわない程度に短繊維を長繊
維とともに使用してもよい。更に得られる集成材の剛性
向上を損なわない程度にガラス繊維を少量混入させても
よい。混入されるガラス繊維の形態としては特に限定さ
れないが、例えば炭素繊維のＵＤプリプレグを使用する
場合には繊維方向に対して垂直方向に横糸として混入す
るかあるいはガラス繊維からなるガラススクリムを炭素
繊維のＵＤプリプレグと併用することにより混入させる
ことができる。また用いられるマトリックス樹脂として
は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ビスマレイミド樹
脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン樹
脂、レゾルシン樹脂、尿素樹脂あるいはメラミン樹脂等
の樹脂が挙げられる。
樹脂複合材を集成材の一つの面上及び当該面に対向する
面上に接して載置し、平板状炭素繊維強化樹脂複合材層
を設ける。次いでこれら二つの炭素繊維強化樹脂複合材
層の間を接続するように別個の平板状炭素繊維強化樹脂
複合材層を設ける。そしてこれら三つの炭素繊維強化樹
脂複合材層の接続形式としては、その断面形状において
Ｈ字型となるように構成することが重要である。そして
最後にこれらの炭素繊維強化樹脂複合材層と集成材とを
接着・硬化させるが、その製造方法としては、木材の繊
維方向とほぼ同方向に補強繊維の補強方向を合わせるよ
うに配置して接着・硬化させるのが通常であるが、必要
に応じて補強方向が交差するようにシート状の炭素繊維
強化樹脂複合材を複数枚積層したものを使用してもよ
い。そして接着・硬化の方法としては未硬化状態の炭素
繊維強化樹脂複合材を集成材の表面に接して載置し、目
的の形状とした後、上記した集成材の製造条件と同様に
行ってもよく、あるいは予め木材層表面に未硬化状態の
炭素繊維強化樹脂複合材を介在して同様の条件で接着・
硬化した後、更に他の木材層を積層して上記した集成材
の製造条件と同様に行えばよい。
脂複合材における繊維の含有量は通常マトリックス樹脂
１００部に対して４０〜７０部、好ましくは５０〜６０
部であればよい。なお、かかる炭素繊維強化集成材は必
要に応じて炭素繊維強化樹脂複合材層の表面を化粧材等
で覆ってもよい。本発明の集成材は通常の集成材として
使用される用途に適用できるが、特に学校、体育館、講
堂や教会等の大型建築物の構造材や大型木造船等に好適
である。
るが、本発明はその要旨を越えないかぎり下記の実施例
に限定されるものではない。 実施例 以下本発明の好適な実施例について、添付図面を参照に
して説明する。図１に炭素繊維複合材で補強した集成材
の概略図を示す。図１に示すように、集成材の一つの面
上及び当該面に対抗する面上に平板状炭素繊維強化樹脂
複合材層１を設けると共に当該炭素繊維強化樹脂複合材
層の間を接続するように別個の平板状炭素繊維強化樹脂
複合材層を設け、且つこれらの炭素繊維強化樹脂複合材
層が断面形状に於てＨ字型となるようにして、加熱し、
接着硬化させる。
応じて裁断し、積層しておき、木材の間に挟み込み、集
成材を補強する。集成材コア２の作成には杉材小片を使
用した。杉材小片の寸法は、厚み３ｃｍ、幅５ｃｍ、長
さ４００ｃｍで有り、５枚積層して、図１に示すように
集成材コア２を作製した。炭素繊維プリプレグは“ＨＹ
Ｅ Ｊ−１２Ｍ６５Ｄ”（化成ファイバーライト
（株））を使用した。
組、幅１５ｃｍ，長さ４００ｃｍを１組裁断し、各６プ
ライ積層した。このプリプレグを２つの集成材コア２の
間とその上下面にエポキシ樹脂接着剤、“ダイナミック
ボンドＢ−９１０”（大日本色材（株））を使用して、
接着させて、炭素繊維プリプレグ層がＨ字形に成るよう
に組み立てた。次に、１２０℃の温度で２時間加熱し
て、プリプレグと接着剤を硬化させ、本発明の炭素繊維
強化集成材を得た。
からの説明図である。
説明図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 繊維方向に切削加工した木材をその繊維
方向を互いに平行にして接着剤を介して複数積層してな
る集成材と、当該集成材の一つの面上及び当該面に対向
する面上に平板状炭素繊維強化樹脂複合材層を設けると
ともに当該炭素繊維強化樹脂複合材層の間を接続するよ
うに別個の平板状炭素繊維強化樹脂複合材層を設け、且
つこれらの炭素繊維強化樹脂複合材層が断面形状におい
てＨ字型となるように構成したことを特徴とする炭素繊
維強化集成材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3043713A JP3044803B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 炭素繊維強化集成材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3043713A JP3044803B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 炭素繊維強化集成材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04279334A JPH04279334A (ja) | 1992-10-05 |
| JP3044803B2 true JP3044803B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=12671447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3043713A Expired - Lifetime JP3044803B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 炭素繊維強化集成材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3044803B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06238821A (ja) * | 1993-02-19 | 1994-08-30 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 積層板 |
| FR3006662B1 (fr) * | 2013-06-07 | 2015-05-29 | Gaztransp Et Technigaz | Caisse autoporteuse pour l'isolation thermique d'une cuve de stockage d'un fluide et procede de fabrication d'une telle caisse |
| CN108413241A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-08-17 | 广东金发科技有限公司 | 一种纤维内增强木塑制品 |
-
1991
- 1991-03-08 JP JP3043713A patent/JP3044803B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04279334A (ja) | 1992-10-05 |
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