采用竹材的结构用层压材料及其制造方法 本发明涉及作为木制建筑物的梁、柱、结构用板等结构材料使用的结构用层压材料及其制造方法,具体涉及采用竹材的结构用层压材料及其制造方法。
以往对木制建筑物上所用的结构用层压材料一般所知是由小截面的木材形成的多个木制薄片进行层压粘接而成。这种结构用层压材料由于采用小截面木材因而能有效利用木材资源,与木材加工相比可降低成本,此外可通过对多个木制薄片的层压粘接得到任意的截面形状及尺寸,还具有易于保证其质量等优点。
然而上述现有结构用层压材料即使是采用小截面的木材,但由于所采用的木材本身成本高,故不能充分降低该结构用层压材料的成本,此外,也不能充分适应温度变化。另外,虽然以往提出过采用竹材的胶合板,但由于这种胶合板作为木制建筑物的结构材料强度不足,故不能作为柱、梁、结构用板使用。
本发明为解决上述问题,其目的在于提供一种在结构用层压材料的成本及适应温度变化方面优于现有的结构用层材材料,而且在强度方面优于现有的由竹材制成的胶合板的、采用竹材地木制建筑物的结构用层材料及其制造方法。
为实现以上目的,本发明第一方案的采用竹材的结构用层压材料,系作为木制建筑物的梁、柱、结构用板等结构部件使用的结构用层压材料,其特征是通过采用高温高压蒸汽的压力将成形为平板状的竹片和木材加工制得的单片板交叉叠放多层后层压粘接而成。
采用上述结构,由于通过采用高温高压蒸汽的压力将竹片成形为平面状,可在竹片成形作业的同时进行竹片的杀菌及除油作业。故可简化生产工序,降低生产成本。另外,由于竹材一般比木材便宜,采用竹材可降低材料成本;由于竹材在温度变化方面比一般木材适应性强,故可将其结构材料制成温度变化方面适应性很强的材料。而且由于通过将上述成形为平板状的竹片和木材加工制得的单片板交叉叠放多层后作层压粘接,与仅用竹片叠合层压相比可提高强度,故可作为结构材料使用。
本发明第二方案的采用竹材的结构用层压材料系作为木制建筑物的梁、柱、结构用板等结构部件使用的结构用层压材料,通过采用高温高压蒸汽的压力将成形为平板状的竹片和结构用胶合板交叉叠放多层后作层压粘接而成。
采用上述结构,由于通过采用高温高压蒸汽的压力将竹片成形为平面状,可在竹片成形作业的同时进行竹片的杀菌及除油作业。故可简化生产工序,降低生产成本。另外,由于竹材一般比木材便宜,采用竹材可降低材料成本;由于竹材在温度变化方面比一般木材适应性强,故可将其结构材料制成温度变化方面适应性很强的材料。而且通过将上述成形为平板状的竹片和结构用胶合板交叉叠放多层后作层压粘接,可进一步提高强度,扩大作为结构材料的利用范围。
本发明第三方案的连接部件为用于木制建筑物结构部件的榫头或接口、由采用第一方案或第二方案所述竹材的结构用层压材料组成的连接部件。连接部件的一部分被嵌入在一方需接合部件的榫头或接口部形成的凹部并加以粘接,从该部件上凸出的连接部件的其它部分则被嵌入在相对方需接合部件的榫头或接口部形成的凹部并与相对方部件紧密结合。
采用上述结构,由于该连接部件的一部分被嵌入在一方需接合部件的榫头或接口部形成的凹部并加以粘接,从该部件上凸出的连接部件的其它部分则被嵌入在相对方需接合部件的榫头或接口部形成的凹部并与相对方部件紧密结合,可提高对于接合部的剪切强度,并可将需接合部件牢固接合。
本发明第四方案的采用竹材的结构用层压材料的制造方法系作为木制建筑物的梁、柱、结构用板等结构材料使用的结构用层压材料的制造方法,包括:将截面切断成圆弧状的竹片用高温高压蒸汽加压后干燥使其成形为平板状的工序,以及将通过该工序成形的竹片排列成平面状的竹片层与木材加工制得的单片板或结构用胶合板交叉叠放多层后作层压粘接的工序。
采用上述结构,由于将竹材切断成圆弧状截面并通过高温高压蒸汽加压后干燥,将竹片成形为平板状,可在竹片成形作业的同时进行竹片的杀菌及除油作业。故可简化生产工序,降低生产成本。另外,由于将通过该工序成形的竹片排列成平面状的竹片层与木材加工制得的单片板或结构用胶合板交叉叠放多层后作层压粘接,可使通过这些工序制造的层压材料的强度高于只对竹片层叠合层压的场合,并可作为结构材料使用。
附图简单说明:
图1(a)为竹茎的立体图,(b)为竹片的立体图,(c)为成形为平板状后的竹片立体图。
图2为表示将成形为平板状的竹片与木材加工制得的单片板交叉叠合层压的状态以及通过该叠合层压制作的本发明一实施形态相关的结构用层压材料的立体图。
图3(a)、(b)分别为表示上述结构用层压材料的其它实施形态的立体图。
图4为表示将上述结构用层压材料作为连接部件用于木制建筑物的结构部件的榫头或接口的立体图。
以下参照附图说明本发明采用竹材的结构用层压材料的一种实施形态。图1(a)为竹茎的立体图,(b)为竹片的立体图,(c)为成形为平板状后的竹片立体图。首先参照图1说明本发明结构用层压材料中使用的竹片2的成形方法。如图1(a)所示,将竹茎1纵向剖切成截面为圆弧状的适当数目的竹片2,例如二片或三片,并切除该竹片2内周面侧的隔壁状节部(未图示)。
接着对该竹片2用高温高压蒸汽进行加压。竹片2通过高温蒸汽而软化,并通过高压加压由圆弧状变为平板状。而且在竹片2变形为平板状时,通过高频等使其快速干燥。这样便将竹片2如图1(c)所示产生接缝并成形为平板状。虽然也可通过使上述加压作业的时间加长而不产生这种接缝,但在本发明中为缩短成形所需时间,仍采用产生接缝的成形方法。此外,将该竹片2外表面隆起状的节部3切断,使表面完全平整。
以下参照图2说明对按上述成形的竹片2进行叠合制成结构用层压材料的方法。图2为表示将成形后的竹片2与木材加工所得单片板交叉叠放的状态以及通过该叠合制成的结构用层压材料一部分的立体图。如图2所示,将上述成形后的竹片2排列成平面状的竹片层4与木材加工制得的单片板5交叉叠合层压,并采用粘接剂进行粘接。作为该单片板5可采用阔叶树或针叶树等木材。这样即可通过叠合层压获得结构用层压材料10。该竹片层4叠合时,竹片2的排列方法为依次正交状重叠,且结构用层压材料10的表面为单片板5。这样,尽管采用竹材,但仍具有作为结构材料必要的强度,而且能得到同以往的结构用层压材料相比成本更低、温度变化适应性更强的结构用层压材料10。本实施形态的结构用层压材料适于作为耐力壁使用,图2中仅表示了其一部。在这种情况下,位于图中最外侧面的单片板5、5成为壁的表里面。还有,图中所示为竹片层4与单片板5一层隔一层交叉叠合层压,但并不限于此,例如也可采取连续两层单片板5与竹片层4,或连续两层竹片层4与单片板5依次反复叠合后层压。
现参照图3说明结构用层压材料10的其它实施形态。图3(a)、(b)为表示结构用层压材料10的其它实施形态的立体图。图3(a)所示的结构用层压材料10中,各竹片层4的竹片2的排列方向为同一方向。另外,图3(b)所示的结构用层压材料10是按若干块单片板5与竹片层4相隔叠合后再形成叠层状。这样即可具有作为结构材料必要的强度,还能得到同以往的结构用层压材料相比成本更低、温度变化适应性更强的结构用层压材料10。而且,在已得到所需长度的长尺寸的竹片层4或单片板5的情况下,可直接使用其竹片层或单片板5;而在不能得到所需长度的竹片层4或单片板5的情况下,则在竹片层4或单片板5的长度方向端部形成凹凸部,并对竹片层4或单片板5的端面相互间进行粘合连接(采用指形接口粘接方法等),形成所需长度的长尺寸的竹片层4或单片板5后使用。本实施形态的结构用层压材料10适于作为柱使用,在这种情况下,将图3所示长度方向用作柱的长度方向。此时,单片板5、5位于叠片层方向的最外侧面,如在看得见叠片层的两侧面另外再粘贴单片板,则柱子全周面均为单片板,无论在美观还是强度提高方面均有效果。
还有,在上述实施形态中是采用竹片及4和单片板5作为结构用层压材料10所用叠片层材料,但也可采用结构用胶合板代替该单片板5。在采用结构用胶合板的情况下,可得到比采用单片板时更高的强度并能扩大结构用层压材料10的用途。
以下说明采用结构用层压材料10的连接部件。图4为表示将上述结构用层压材料10作为连接部件用于木制建筑物的结构部件的榫头或接口的状态的立体图。在这种情况下,将结构用层压材料10的一部分切断为适当大小,作为连接部件20嵌入需接合一方部件21的榫头或接口部形成的凹部21a并加以粘接。从该部件21凸出的连接部件20的其余部分则被嵌入需接合的相对方部件22的榫头或接口部形成的凹部22a。在将连接部件20嵌入相对方部件22的凹部22a后,通过用贯穿该连接部件和相对方部件的螺栓23与螺母24拧紧而将该材料22与连接部件20固定。这样,通过将结构用层压材料10作为连接部件20使用,增加了接合部的剪切强度以及需接合部件相互间的接合强度。