金属板入りの芯材
【課題】扉や壁体や家具等を構成する板材の内部に用いられる芯材において、強度的に強く、面材の反りを矯正できるような芯材を開発する。その際、現場の状況にあわせてその厚さを調整するための表面の鉋加工が可能な構成とし、さらに、できるだけ軽量の芯材とする。
【解決手段】木質系の中間層と２枚の金属板層と木質系の２枚の表層からなる５層構造で、中間層の厚さが表層の厚さの２倍〜２０倍、表層の厚さが２．５〜５．５ｍｍ、金属板層の厚さが０．２５〜１．００ｍｍ、中間層の厚さが１１〜５０ｍｍで、金属板が表面皮膜処理を施した鋼板である金属板入りの芯材を提供する。
【解決手段】木質系の中間層と２枚の金属板層と木質系の２枚の表層からなる５層構造で、中間層の厚さが表層の厚さの２倍〜２０倍、表層の厚さが２．５〜５．５ｍｍ、金属板層の厚さが０．２５〜１．００ｍｍ、中間層の厚さが１１〜５０ｍｍで、金属板が表面皮膜処理を施した鋼板である金属板入りの芯材を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扉や壁体や家具等を構成する板材の内部に用いられる金属板入りの芯材に関するものであり、さらに詳しくは、以下に示す構成を有する金属板入りの芯材に関するものである。
＜構成１＞
扉や壁体や家具等を構成する板材の内部に用いられる芯材において、全体が中間層と２枚の金属板層と２枚の表層からなる５層構造を有しており、該５層構造のうちの中間層が合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材から構成され、該中間層の上面と下面に夫々金属板層が配設され、さらにこの２枚の金属板層の外面に合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材からなる表層が配設されており、上記５層構造の隣接する各層が互いに接着され、全体が圧接着によって一体として形成されており、中間層の厚さが表層の厚さの２倍〜２０倍の範囲内であることを特徴とする金属板入りの芯材。
＜構成２＞
２枚の金属板層の夫々の外面に接着されている表層の厚さが、夫々２．５〜５．５ｍｍの範囲内であることを特徴とする、構成１に記載の金属板入りの芯材。
＜構成３＞
２層の金属板層の厚さが、夫々０．２５〜１．００ｍｍの範囲内であることを特徴とする、構成１あるいは構成２に記載の金属板入りの芯材。
＜構成４＞
中間層の厚さが１１〜５０ｍｍの範囲内であることを特徴とする、構成１あるいは構成２あるいは構成３に記載の金属板入りの芯材。
＜構成５＞
金属板層を構成する金属板が、表面皮膜処理を施した鋼板であることを特徴とする構成１あるいは構成２あるいは構成３あるいは構成４に記載の金属板入りの芯材。
＜構成６＞
金属板層を構成する金属板が、ガルバリウム鋼板あるいは亜鉛めっき鋼板であることを特徴とする構成５に記載の金属板入りの芯材。
【背景技術】
【０００２】
扉や壁体や家具等を構成する板材に関しては、合板の製作技術が発達する以前は大径木や中径木から切り出された一枚板で構成されるのが一般的であったが、合板の製作技術が発達するにつれて、一枚板で構成された板材は余り見られなくなった。また、合板を用いる場合にても、合板から棒状に切り出した枠材にて所望の寸法の枠体を形成し、各片を構成する枠材間にやはり合板から棒状に切り出した芯材を渡設して枠体と芯材から成るフレームを構成し、このフレームの表面と裏面に面材と呼ばれる比較的薄い合板あるいは単板を接着して扉や壁体や家具等を構成する板材としている場合が多い。
【０００３】
しかしながら、上記のように、フレームの表面と裏面に面材を接着して構成した場合、全体が強度的に弱くなるという問題と、湿気や圧力によって面材に反りが生じ、この反りがフレームを変形させ、結局板材全体の形状を歪めてしまうという問題点が指摘されていた。面材に反りが生じるのは防止できないので、板材全体の形状をできるだけ変形しないように保つためには、必然的にフレームの強度が問題となる。すなわち、フレームの強度が増せば、面材の反りを押えて、結局板材全体の変形は防止できる。このような観点から、フレームを構成する部材、とくに芯材について、従来のような合板から切り出した芯材では得られない強度のある芯材の開発が希求されていた。
【０００４】
強度確保という観点からするならば、木質部と金属部を組み合わせた合板から芯材を作ることにより、所望の効果を得るということが考えられる。すなわち、木質部に組み合わされた金属部により、強度の確保が図られ、ひいては板材の変形防止につながる。そのような木質部と金属部を組み合わせた合板そのものは公知技術であって、例えば、下記特許文献１に記載の「建築物における構造用合板」においては、木材からなる複数の薄板と金属からなる複数の薄板からなる構造用合板が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の構造用合板は、前記目的における芯材としては用いることのできないものである。確かに、特許文献１に記載の構造用合板を切断して棒状に形成するならば芯材として用いることは可能ではあるが、しかし、特許文献１に記載の構造用合板は表面と裏面に金属板が接着されているため、その厚さが完全に限定されてしまうという欠点を有している。
【０００６】
枠材と芯材からなるフレームの表面と裏面に面材を接着して板材とする場合には、完成品の板材がどのような目的に使用されるものであるかによって、その厚さが規定されてくる。すなわち、いかなる扉や壁体や家具等に、どのように使用されるかによって、求められる厚さが異なってくる。したがって、通常は、枠材や芯材を購入した加工業者によって枠材や芯材の表面が鉋で切削され、表裏に面材を接着したときに、ちょうど適切な厚さとなるように加工されるのが一般的である。
【０００７】
しかるに、特許文献１に記載の構造用合板のように表面と裏面に金属板が接着されている場合には、厚さが完全に限定されてしまうので、使用目的に応じた厚さの調節という重要なステップが不可能となる。また、特許文献１の図１に見るように、木質部と金属部の厚さが略同一で、金属部が多数配設されている場合には全体の重量が重いものとなり、用途によってはかえって不向きな場合が多い。例えば、扉用の板材における芯材として用いる場合には、余りに金属部が多いと完成品の扉の重量が重くなり、開閉機構にも悪影響を与えかねない。さらに、金属部が多くなればなるほど価格面で高価なものとなるという問題点も指摘される。
【０００８】
次に、下記特許文献２には、同じように木質部と金属部からなる「木質合板構造」が開示されている。特許文献２の「木質合板構造」は表面と裏面が木質部であるから、この「木質合板構造」から切り出した芯材においては、表面と裏面の木質部に鉋をかけることが可能であり、この芯材を購入して加工業者は、この芯材の厚みを施工箇所に要求される厚みに調整することが可能である。しかしながら、特許文献２の「木質合板構造」から切り出した芯材においては、中間層が一層の金属材質であり、これに木質材からなる表面層と裏面層を貼り合わせた３層構造であるため、充分な強度を確保できないという欠点を有していた。すなわち、このような構成の芯材をフレームに用いた場合には、実際には面材の反りに対抗できず、板材全体の変形を招くという結果が避けられなかった。
【特許文献１】特許第２９３９７９８号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０７０９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上より、本発明の課題を、以下のように設定した。
＜課題１＞
扉や壁体や家具等を構成する板材の内部に用いられる芯材において、面材の反りの影響を受けることなく、さらには面材の反りを低減し、あるいは矯正することができ、結果として板材全体の変形を防止できるに足る強度を有する芯材を開発する。
＜課題２＞
扉や壁体や家具等を構成する板材の内部に用いられる芯材は、該芯材を購入した加工業者が、現場の状況にあわせてその厚さを調整するのが一般的であり、その際には芯材表面に鉋がけをして微妙な厚さの調整を正確に行う。したがって、新たに開発される芯材においても、現場の状況にあわせてその厚さを調整するための鉋加工が可能な構成とする。
＜課題３＞
芯材の重量が重くなると、それによって構成される扉や壁体や家具等の製品重量も重くなるので、充分な強度を確保しつつ、できるだけ軽量の芯材とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、以下に記載の解決手段を提供するものである。
＜解決手段１＞
扉や壁体や家具等を構成する板材の内部に用いられる芯材において、全体が中間層と２枚の金属板層と２枚の表層からなる５層構造を有しており、該５層構造のうちの中間層が合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材から構成され、該中間層の上面と下面に夫々金属板層が配設され、さらにこの２枚の金属板層の外面に合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材からなる表層が配設されており、上記５層構造の隣接する各層が互いに接着され、全体が圧接着によって一体として形成されており、中間層の厚さが表層の厚さの２倍〜２０倍の範囲内であることを特徴とする金属板入りの芯材。
＜解決手段２＞
２枚の金属板層の夫々の外面に接着されている表層の厚さが、夫々２．５〜５．５ｍｍの範囲内であることを特徴とする、解決手段１に記載の金属板入りの芯材。
＜解決手段３＞
２層の金属板層の厚さが、夫々０．２５〜１．００ｍｍの範囲内であることを特徴とする、解決手段１あるいは解決手段２に記載の金属板入りの芯材。
＜解決手段４＞
中間層の厚さが１１〜５０ｍｍの範囲内であることを特徴とする、解決手段１あるいは解決手段２あるいは解決手段３に記載の金属板入りの芯材。
＜解決手段５＞
金属板層を構成する金属板が、表面皮膜処理を施した鋼板であることを特徴とする解決手段１あるいは解決手段２あるいは解決手段３あるいは解決手段４に記載の金属板入りの芯材。
＜解決手段６＞
金属板層を構成する金属板が、ガルバリウム鋼板あるいは亜鉛めっき鋼板であることを特徴とする解決手段５に記載の金属板入りの芯材。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の解決手段１の発明によれば、扉や壁体や家具等を構成する板材の内部に用いられる芯材において、全体が中間層と２枚の金属板層と２枚の表層からなる５層構造を有しており、該５層構造のうちの中間層が合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材から構成され、該中間層の上面と下面に夫々金属板層が配設され、さらにこの２枚の金属板層の外面に合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材からなる表層が配設されており、上記５層構造の隣接する各層が互いに接着され、全体が圧接着によって一体として形成されているので、２枚の金属板層が補強材の役割を果たし、金属板層を有しない通常の芯材と比較して、全体が強度的にはるかに丈夫に構成され、特にたわみからの復元力が格段に向上する。すなわち、これにより面材の反りの影響を受けることなく、さらには面材の反りを低減し、あるいは矯正することができ、結果として板材全体の変形を防止することが可能となる。
【００１２】
この効果は、２枚の金属板層が木質系の板材から構成された中間層を挟着する構成によりはじめて得られるものである。すなわち、２枚の金属板層を有することによって、たわみからの復元力が格段に向上することが、実験により確認されている。この点は、後の実施例の項にて詳細に記述される。
【００１３】
また、本発明の解決手段１に記載の発明によれば、中間層の厚さが表層の厚さの２倍〜２０倍の範囲内であるので、２枚の金属板層が芯材の略両面から中間層を挟着する状態となり、上記の強度の確保及びたわみからの復元力の増大が、より確実に保証され得るものである。もし、仮に、中間層の厚さが表層の厚さの２倍を下回ってしまうと、芯材の中間に金属層１枚を有する事例と近いものとなり、２枚の金属層の固有の働きが弱められてしまう。また、中間層の厚さが表層の厚さの２０倍を越えてしまうと、実際の使用にあたっては、芯材全体の厚さには自ずから限界値があり、表層がごく薄いものとなって、これに鉋加工をして厚さの調節をするということが無意味になってくる。このような要因から、中間層の厚さが表層の厚さの２倍〜２０倍の範囲内という数値限定が導かれたものである。
【００１４】
本発明の解決手段２に記載の発明によれば、２枚の金属板層の夫々の外面に接着されている表層の厚さが夫々２．５〜５．５ｍｍの範囲内であるので、鉋加工を施すために充分な厚さを備えている。すなわち、表層としては通常合板が用いられるが、合板の規格中最も薄いものが２．５ｍｍ厚の合板であり、表層としてこの２．５ｍｍ厚の合板を用いれば、鉋加工を施すための充分な厚さを確保できる。無論、厚さ２．５ｍｍを下回る木質材にても鉋加工は可能であるが、その場合には厚さ２．５ｍｍを下回る木質材をわざわざ製造しなければならないので、現実的ではない。したがって、鉋加工を施すために充分な厚さとして、厚さ２．５ｍｍを最小値としたものである。
【００１５】
また、最大値の５．５ｍｍもやはり合板の規格の中にある厚さである。厚さ５．５ｍｍの合板の次の厚さは、規格品では７ｍｍあるいは９ｍｍとなるが、表層にこれだけの厚さの合板を用いた場合、後述のタッカーの針が、金属板層を貫いて中間層に打ち込まれるのが場合によっては難しくなる。したがって、表層の厚さの最大値を５．５ｍｍとしたものである。
【００１６】
次に、本発明の解決手段３の発明によれば、２層の金属板層の厚さが、夫々０．２５〜１．００ｍｍの範囲内であるので、芯材全体において充分な強度とたわみからの復元力を確保することができる。すなわち金属板層の厚さが０．２５ｍｍを下回ると、金属板というより金属箔に近くなり、充分な強度の確保が難しくなるし、たわみからの復元力も低下する。また金属板層の厚さが１．００ｍｍを越えると重量的に重いものとなってしまうし、また、後述の接合用のタッカーの針が打ち抜ける厚さの限界を越えてしまう。したがって、充分な強度とたわみからの復元力を確保できかつ全体を軽量に仕上げられ、接合用のタッカーの針が打ち抜くことのできる金属板層の厚さとして、０．２５〜１．００ｍｍという範囲を設定したものである。
【００１７】
また、本発明の解決手段４の発明によれば、中間層の厚さが１１〜５０ｍｍの範囲内であるので、中間層としては充分な厚さが確保される。また、表層の厚さは解決手段２から２．５〜５．５ｍｍの範囲内、金属板層の厚さは解決手段３から０．２５〜１．００ｍｍの範囲内であるので、ここからすると芯材全体の厚さは１６．５ｍｍ〜６３ｍｍとなるが、この範囲は、扉や壁体や家具等を構成する板材の芯材としては充分な厚さであり、広く多方面の応用が可能となる。
【００１８】
本発明の解決手段５の発明によれば、金属板層を構成する金属板が、表面皮膜処理を施した鋼板であるので、木質部に含まれる水分や環境から浸入する水分によって生じる錆の発生を抑えることができる。また、本発明の解決手段６に記載のガルバリウム鋼板は、鋼板にアルミニウム、亜鉛、シリコンからなるめっき層を有しており、特に防湿性に優れた鋼板として知られているので、金属板層にこのガルバリウム鋼板を用いることにより金属板層の耐久性は通常の鋼板の３〜６倍に向上する。さらに、やはり解決手段６に記載の亜鉛めっき鋼板は、ガルバリウム鋼板に比較すると防湿性はやや劣るものの安価であるところから、低価格で金属板層の耐久性の向上を図れるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態を、以下に図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は本発明の実施例１の金属板入りの芯材の一部を切欠し一部を省略した外観斜視図であり、図２は実施例１の金属板入りの芯材の一部を省略した右側面図であり、図３は実施例１の金属板入りの芯材を枠材に連結した状態を示す一部を省略した説明図であり、図４は実施例１の金属板入りの芯材を用いて構成した板材の一部を省略した説明図である。
【００２１】
本発明の実施例１の金属板入りの芯材１の構成は、図１、図２に示すとおりである。すなわち、本発明の実施例１の金属板入りの芯材１は、全体が中間層２と２枚の金属板層３，４と２枚の表層５，６からなる５層構造を有しており、該５層構造のうちの中間層２が合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材から構成され、該中間層２の上面と下面に夫々金属板層３，４が配設され、さらにこの２枚の金属板層３，４の外面に合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材からなる表層５，６が配設されており、上記５層構造の隣接する各層が互いに接着され、全体が圧接着によって一体として形成されている。なお、図１〜図３にては、中間層２は４層構造にも見えるが、中間層２は４枚の単板を接着して一体化した合板として描かれており、中間層２としてはあくまでも１層である。
【００２２】
中間層２の厚さＤ２（図２参照）が表層５の厚さＤ５、あるいは表層６の厚さＤ６の２倍〜２０倍の範囲内とされている。また、表層Ｄ５、Ｄ６の厚さは夫々２．５〜５．５ｍｍの範囲内であり、２層の金属板層３，４の厚さＤ３，Ｄ４は夫々０．２５〜１．００ｍｍの範囲内であり、中間層２の厚さＤ２は１１〜５０ｍｍの範囲内である。さらに、金属板層３，４を構成する金属板は表面皮膜処理を施した鋼板であって、具体的には、ガルバリウム鋼板あるいは亜鉛めっき鋼板等を用いることができる。なお、Ｄ１は芯材１の全体の厚さで、前述のように１６．５ｍｍ〜６３ｍｍとなる。
【００２３】
次に、本発明の実施例１の金属板入りの芯材１の作用を、図２〜図４を参照しながら詳細に説明する。本発明の実施例１の金属板入りの芯材１は、一例として図４に示すような使用方法にて用いられる。すなわち、図４にてＢは扉や壁体や家具等を構成する板材であるが、板材ＢはフレームＦの表裏に面材Ｅ１、Ｅ２を接着して構成されている。面材Ｅ１、Ｅ２は、通常は合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板からなる木質部材である。
【００２４】
フレームＦは木質部材のみからなる４本の枠材ｗ、ｗ、ｗ、ｗを長方形状に組み合わせて枠体Ｗが構成され、長手方向に実施例１の金属板入りの芯材１が２本渡設されている。また、短手方向には、木質部材のみからなる複数の芯材ｃ、ｃ、……が渡設されている。枠材ｗ、芯材１、芯材ｃの相互の連結は、タッカーと呼称される専用の道具（図示せず）によって行われるが、図４にては打ちこまれた状態のタッカーの針をＴＮで示している。このようにしてフレームＦが完成すると、このフレームＦの表面に面材Ｅ１を、裏面に面材Ｅ２を接着する。これにより、板材Ｂが完成する。
【００２５】
図３は枠体ｗと実施例１の金属板入りの芯材１の接合部分を示したもので、タッカーの針ＴＮによって接合されている。タッカーの針ＴＮは、事務用のステープラの針（図示せず）に形状が似ているが、事務用のステープラの針（図示せず）より頑強に造られていて、１．００ｍｍまでの厚さの鋼板であれば打ち抜くことができる。
【００２６】
タッカーの針ＴＮの断面寸法ＮＤ１は約１ｍｍであり、脚部ＮＬの長さＮＤ２は１０ｍｍと６ｍｍの２タイプがある。各種実験から、脚部ＮＬの長さＮＤ２は表層５の厚さＤ５の２倍程度あれば固定には充分であることが判明しているので、例えば表層５の厚さＤ５が最小値の２．５ｍｍであった場合には脚部ＮＬの長さＮＤ２が６ｍｍのタッカーの針ＴＮを用いれば充分である。
【００２７】
また、厚さＤ５が最大値の５．５ｍｍの場合には、脚部ＮＬの長さＮＤ２が１０ｍｍのタッカーの針ＴＮを用いても理論的にはやや不足となるが、専用のタッカー（図示せず）にて打ちこむことにより、図３に見るように、タッカーの針ＴＮの頭部ＮＨは表層５の表面に完全に埋没されるので、断面寸法ＮＤ１（約１ｍｍ）分だけ芯材１内部に深く進入する。したがって、厚さＤ５が最大値の５．５ｍｍの場合にても脚部ＮＬの長さＮＤ２が１０ｍｍのタッカーの針ＴＮを用いることにより充分に固定が可能となる。また、タッカーの針ＴＮの頭部ＮＨは表層５、及び枠材ｗの表面に完全に埋設されて表面に突出することがないので、枠材ｗの表面及び芯材１の表層５の表面に面材Ｅ１を接着する際にもなんら妨げにはならない。なお、実施例１の金属板入り芯材１においては、図５に示すように、図２の右側面を表面に、左側面を裏面に位置させて用いるという方法も、むろん可能である。
【００２８】
図６には、愛知県産業技術研究所において行った、実施例１の金属板入り芯材の強度試験の結果を示す。試験は、本発明の実施例１として、３種の試料を用い、対照の比較例として、合板のみからなる略同一サイズの３種の試料の試験も行った。実施例１の試料１−１は厚さＤ１が２４．３ｍｍ、幅Ｗ１が２５ｍｍ、長さＬ１が５００ｍｍであり、試料１−２は厚さＤ１が２４．３ｍｍ、幅Ｗ１が３０ｍｍ、長さＬ１が５００ｍｍであり、試料１−３は厚さＤ１が２４．３ｍｍ、幅Ｗ１が３５ｍｍ、長さＬ１が５００ｍｍである。これに対し、比較例においては、試料Ｃ−１は厚さｄ１が２４．０ｍｍ、幅ｗ１が２５ｍｍ、長さｌ１が５００ｍｍであり、試料Ｃ−２は厚さｄ１が２４．０ｍｍ、幅ｗ１が３０ｍｍ、長さｌ１が５００ｍｍであり、試料Ｃ−３は厚さｄ１が２４．０ｍｍ、幅ｗ１が３５ｍｍ、長さｌ１が５００ｍｍである。したがって、実施例１の試料１−１に比較例の試料Ｃ−１が略対応し、実施例１の試料１−２に比較例の試料Ｃ−２が略対応し、実施例１の試料１−３に比較例の試料Ｃ−３が略対応する。
【００２９】
試験は、夫々の試料に対して、曲げ強さ（Ｎ／ｍｍ２）、たわみ（ｍｍ）、残留たわみ（ｍｍ）の３点について行った。試験方法は、曲げ強さに関しては、ＪＩＳ Ｚ ２１０１ 木材の試験方法に基づいて行った。スパンは４２０ｍｍとし、その中央部分に荷重をかけ、試料が破壊されたときの限界荷重を曲げ強さ（Ｎ／ｍｍ２）とした。夫々の試料において、試験体数は２とし、その平均値を結果とした。また、たわみ（ｍｍ）については、曲げ強さの限界荷重の２分の１の荷重をかけて計測を行った。したがって、荷重は一定ではなく、各試料において異なっている。なお、たわみ試験においては、夫々の試料の試験体数は１である。
【００３０】
さらに残留たわみ（ｍｍ）については、たわみ（ｍｍ）測定後に荷重を取り去り、充分な時間を経て残留しているたわみを計測した。なお、図６のＸ方向は、荷重の方向を示している。また、詳細な試験結果については、図７〜１８に愛知県産業技術研究所の成績書のコピーを添付している。さらに、図１９〜図２２は曲げ強さの試験を行っている状態の写真であり、図番号が大きくなるにつれて荷重が大になり、資料の変形が大になっている状態を示す。なお、この写真の試料は試料１−１である。また、図２３はたわみと残留たわみの試験を行っている状態の写真であり、図２４はたわみと残留たわみの試験の全景の写真である。なお、この２枚の写真の試料も試料１−１である。
【００３１】
曲げ強さに関しては、実施例１の試料１−１〜１−３のいずれにおいても、比較例のＣ−１〜Ｃ−３に比べて、顕著な改善を見た。すなわち、実施例１の試料１−１と比較例の試料Ｃ−１の比較では約１７％の改善、試料１−２と比較例の試料Ｃ−２の比較では約４４％の改善、試料１−３と比較例の試料Ｃ−３の比較では約１６％の改善を見ている。合板の種類や接着状態によって、試料ごとに数値のばらつきが生じることを考えても、全試料において１５％以上の改善が見られ、場合によっては４０％を越える改善も見られたということは、本発明の実施例１において、強度の増大が確実に確保されていることを示すものである。
【００３２】
次に、たわみ及び残留たわみの計測であるが、これについては、実は残留たわみ（ｍｍ）をたわみ（ｍｍ）で除した残留たわみ率（％）が重要な要因となる。すなわち、残留たわみ率（％）は試料のたわみからの復元力を示すもので、この数値が小さいほど復元力が強く、変形させようとする力に対して強いことになる。今、実施例１の試料１−１〜１−３と比較例のＣ−１〜Ｃ−３を比べて見ると、その結果は歴然としており、試料１−１と試料Ｃ−１の比較では、残留たわみ率（％）は半分になり、試料１−２と試料Ｃ−２の比較においては、３分の１以下、試料１−３と試料Ｃ−３の比較においては３分の１強となっている。この試験結果からしても、実施例１の金属板入りの芯材が、面材の反りに強く対抗し、結果として板材全体の変形を防ぐ効果を実際に有していることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の金属板入りの芯材は、建築の構造材用として、あるいは建具や家具用として、今後に幅広い用途が期待されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の一部を切欠し一部を省略した外観斜視図である。
【図２】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の一部を省略した右側面図である
【図３】本発明の実施例１の金属板入りの芯材を枠材に連結した状態を説明するための、一部を省略した説明図である。
【図４】本発明の実施例１の金属板入りの芯材を用いて構成した板材の一部を切欠した説明図である。
【図５】本発明の実施例１の金属板入りの芯材を用いて構成した板材の一部を切欠した説明図である。
【図６】本発明の実施例１の金属板入りの芯材を比較例と比較して行った試験方法の説明図及び試験結果を示す表である。
【図７】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の１例の試験成績書の表紙の複写である。
【図８】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の１例の試験成績書の試験方法及び試験結果を表示するページの複写である。
【図９】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の他の１例の試験成績書の表紙の複写である。
【図１０】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の他の１例の試験成績書の試験方法及び試験結果を表示するページの複写である。
【図１１】本発明の実施例１の金属板入りの芯材のさらに他の１例の試験成績書の表紙の複写である。
【図１２】本発明の実施例１の金属板入りの芯材のさらに他の１例の試験成績書の試験方法及び試験結果を表示するページの複写である。
【図１３】従来の合板製の芯材の１例の試験成績書の表紙の複写である。
【図１４】従来の合板製の芯材の１例の試験成績書の試験方法及び試験結果を表示するページの複写である。
【図１５】従来の合板製の芯材の他の１例の試験成績書の表紙の複写である。
【図１６】従来の合板製の芯材の他の１例の試験成績書の試験方法及び試験結果を表示するページの複写である。
【図１７】従来の合板製の芯材のさらに他の１例の試験成績書の表紙の複写である。
【図１８】従来の合板製の芯材のさらに他の１例の試験成績書の試験方法及び試験結果を表示するページの複写である。
【図１９】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の１例に関して曲げ強さ試験を実施している状態の写真である。
【図２０】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の１例に関して曲げ強さ試験を実施している状態の写真である。
【図２１】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の１例に関して曲げ強さ試験を実施している状態の写真である。
【図２２】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の１例に関して曲げ強さ試験を実施している状態の写真である。
【図２３】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の１例に関してたわみ試験を実施している状態の写真である。
【図２４】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の１例に関してたわみ試験を実施している状態の、試験機械の略全体を撮影した写真である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 芯材
２ 中間層
３ 金属板層
４ 金属板層
５ 表層
６ 表層
Ｂ 板材
Ｄ１ 厚さ
Ｄ２ 厚さ
Ｄ３ 厚さ
Ｄ４ 厚さ
Ｄ５ 厚さ
Ｄ６ 厚さ
Ｅ１ 面材
Ｅ２ 面材
Ｆ フレーム
Ｌ１ 長さ
ＮＤ１ 断面寸法
ＮＤ２ 長さ
ＮＨ 頭部
ＮＬ 脚部
ＴＮ タッカーの針
Ｗ 枠体
Ｗ１ 幅
Ｘ 方向
ｃ 芯材
ｄ１ 厚さ
ｌ１ 長さ
ｗ 枠材
ｗ１ 幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扉や壁体や家具等を構成する板材の内部に用いられる金属板入りの芯材に関するものであり、さらに詳しくは、以下に示す構成を有する金属板入りの芯材に関するものである。
＜構成１＞
扉や壁体や家具等を構成する板材の内部に用いられる芯材において、全体が中間層と２枚の金属板層と２枚の表層からなる５層構造を有しており、該５層構造のうちの中間層が合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材から構成され、該中間層の上面と下面に夫々金属板層が配設され、さらにこの２枚の金属板層の外面に合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材からなる表層が配設されており、上記５層構造の隣接する各層が互いに接着され、全体が圧接着によって一体として形成されており、中間層の厚さが表層の厚さの２倍〜２０倍の範囲内であることを特徴とする金属板入りの芯材。
＜構成２＞
２枚の金属板層の夫々の外面に接着されている表層の厚さが、夫々２．５〜５．５ｍｍの範囲内であることを特徴とする、構成１に記載の金属板入りの芯材。
＜構成３＞
２層の金属板層の厚さが、夫々０．２５〜１．００ｍｍの範囲内であることを特徴とする、構成１あるいは構成２に記載の金属板入りの芯材。
＜構成４＞
中間層の厚さが１１〜５０ｍｍの範囲内であることを特徴とする、構成１あるいは構成２あるいは構成３に記載の金属板入りの芯材。
＜構成５＞
金属板層を構成する金属板が、表面皮膜処理を施した鋼板であることを特徴とする構成１あるいは構成２あるいは構成３あるいは構成４に記載の金属板入りの芯材。
＜構成６＞
金属板層を構成する金属板が、ガルバリウム鋼板あるいは亜鉛めっき鋼板であることを特徴とする構成５に記載の金属板入りの芯材。
【背景技術】
【０００２】
扉や壁体や家具等を構成する板材に関しては、合板の製作技術が発達する以前は大径木や中径木から切り出された一枚板で構成されるのが一般的であったが、合板の製作技術が発達するにつれて、一枚板で構成された板材は余り見られなくなった。また、合板を用いる場合にても、合板から棒状に切り出した枠材にて所望の寸法の枠体を形成し、各片を構成する枠材間にやはり合板から棒状に切り出した芯材を渡設して枠体と芯材から成るフレームを構成し、このフレームの表面と裏面に面材と呼ばれる比較的薄い合板あるいは単板を接着して扉や壁体や家具等を構成する板材としている場合が多い。
【０００３】
しかしながら、上記のように、フレームの表面と裏面に面材を接着して構成した場合、全体が強度的に弱くなるという問題と、湿気や圧力によって面材に反りが生じ、この反りがフレームを変形させ、結局板材全体の形状を歪めてしまうという問題点が指摘されていた。面材に反りが生じるのは防止できないので、板材全体の形状をできるだけ変形しないように保つためには、必然的にフレームの強度が問題となる。すなわち、フレームの強度が増せば、面材の反りを押えて、結局板材全体の変形は防止できる。このような観点から、フレームを構成する部材、とくに芯材について、従来のような合板から切り出した芯材では得られない強度のある芯材の開発が希求されていた。
【０００４】
強度確保という観点からするならば、木質部と金属部を組み合わせた合板から芯材を作ることにより、所望の効果を得るということが考えられる。すなわち、木質部に組み合わされた金属部により、強度の確保が図られ、ひいては板材の変形防止につながる。そのような木質部と金属部を組み合わせた合板そのものは公知技術であって、例えば、下記特許文献１に記載の「建築物における構造用合板」においては、木材からなる複数の薄板と金属からなる複数の薄板からなる構造用合板が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の構造用合板は、前記目的における芯材としては用いることのできないものである。確かに、特許文献１に記載の構造用合板を切断して棒状に形成するならば芯材として用いることは可能ではあるが、しかし、特許文献１に記載の構造用合板は表面と裏面に金属板が接着されているため、その厚さが完全に限定されてしまうという欠点を有している。
【０００６】
枠材と芯材からなるフレームの表面と裏面に面材を接着して板材とする場合には、完成品の板材がどのような目的に使用されるものであるかによって、その厚さが規定されてくる。すなわち、いかなる扉や壁体や家具等に、どのように使用されるかによって、求められる厚さが異なってくる。したがって、通常は、枠材や芯材を購入した加工業者によって枠材や芯材の表面が鉋で切削され、表裏に面材を接着したときに、ちょうど適切な厚さとなるように加工されるのが一般的である。
【０００７】
しかるに、特許文献１に記載の構造用合板のように表面と裏面に金属板が接着されている場合には、厚さが完全に限定されてしまうので、使用目的に応じた厚さの調節という重要なステップが不可能となる。また、特許文献１の図１に見るように、木質部と金属部の厚さが略同一で、金属部が多数配設されている場合には全体の重量が重いものとなり、用途によってはかえって不向きな場合が多い。例えば、扉用の板材における芯材として用いる場合には、余りに金属部が多いと完成品の扉の重量が重くなり、開閉機構にも悪影響を与えかねない。さらに、金属部が多くなればなるほど価格面で高価なものとなるという問題点も指摘される。
【０００８】
次に、下記特許文献２には、同じように木質部と金属部からなる「木質合板構造」が開示されている。特許文献２の「木質合板構造」は表面と裏面が木質部であるから、この「木質合板構造」から切り出した芯材においては、表面と裏面の木質部に鉋をかけることが可能であり、この芯材を購入して加工業者は、この芯材の厚みを施工箇所に要求される厚みに調整することが可能である。しかしながら、特許文献２の「木質合板構造」から切り出した芯材においては、中間層が一層の金属材質であり、これに木質材からなる表面層と裏面層を貼り合わせた３層構造であるため、充分な強度を確保できないという欠点を有していた。すなわち、このような構成の芯材をフレームに用いた場合には、実際には面材の反りに対抗できず、板材全体の変形を招くという結果が避けられなかった。
【特許文献１】特許第２９３９７９８号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０７０９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上より、本発明の課題を、以下のように設定した。
＜課題１＞
扉や壁体や家具等を構成する板材の内部に用いられる芯材において、面材の反りの影響を受けることなく、さらには面材の反りを低減し、あるいは矯正することができ、結果として板材全体の変形を防止できるに足る強度を有する芯材を開発する。
＜課題２＞
扉や壁体や家具等を構成する板材の内部に用いられる芯材は、該芯材を購入した加工業者が、現場の状況にあわせてその厚さを調整するのが一般的であり、その際には芯材表面に鉋がけをして微妙な厚さの調整を正確に行う。したがって、新たに開発される芯材においても、現場の状況にあわせてその厚さを調整するための鉋加工が可能な構成とする。
＜課題３＞
芯材の重量が重くなると、それによって構成される扉や壁体や家具等の製品重量も重くなるので、充分な強度を確保しつつ、できるだけ軽量の芯材とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、以下に記載の解決手段を提供するものである。
＜解決手段１＞
扉や壁体や家具等を構成する板材の内部に用いられる芯材において、全体が中間層と２枚の金属板層と２枚の表層からなる５層構造を有しており、該５層構造のうちの中間層が合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材から構成され、該中間層の上面と下面に夫々金属板層が配設され、さらにこの２枚の金属板層の外面に合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材からなる表層が配設されており、上記５層構造の隣接する各層が互いに接着され、全体が圧接着によって一体として形成されており、中間層の厚さが表層の厚さの２倍〜２０倍の範囲内であることを特徴とする金属板入りの芯材。
＜解決手段２＞
２枚の金属板層の夫々の外面に接着されている表層の厚さが、夫々２．５〜５．５ｍｍの範囲内であることを特徴とする、解決手段１に記載の金属板入りの芯材。
＜解決手段３＞
２層の金属板層の厚さが、夫々０．２５〜１．００ｍｍの範囲内であることを特徴とする、解決手段１あるいは解決手段２に記載の金属板入りの芯材。
＜解決手段４＞
中間層の厚さが１１〜５０ｍｍの範囲内であることを特徴とする、解決手段１あるいは解決手段２あるいは解決手段３に記載の金属板入りの芯材。
＜解決手段５＞
金属板層を構成する金属板が、表面皮膜処理を施した鋼板であることを特徴とする解決手段１あるいは解決手段２あるいは解決手段３あるいは解決手段４に記載の金属板入りの芯材。
＜解決手段６＞
金属板層を構成する金属板が、ガルバリウム鋼板あるいは亜鉛めっき鋼板であることを特徴とする解決手段５に記載の金属板入りの芯材。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の解決手段１の発明によれば、扉や壁体や家具等を構成する板材の内部に用いられる芯材において、全体が中間層と２枚の金属板層と２枚の表層からなる５層構造を有しており、該５層構造のうちの中間層が合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材から構成され、該中間層の上面と下面に夫々金属板層が配設され、さらにこの２枚の金属板層の外面に合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材からなる表層が配設されており、上記５層構造の隣接する各層が互いに接着され、全体が圧接着によって一体として形成されているので、２枚の金属板層が補強材の役割を果たし、金属板層を有しない通常の芯材と比較して、全体が強度的にはるかに丈夫に構成され、特にたわみからの復元力が格段に向上する。すなわち、これにより面材の反りの影響を受けることなく、さらには面材の反りを低減し、あるいは矯正することができ、結果として板材全体の変形を防止することが可能となる。
【００１２】
この効果は、２枚の金属板層が木質系の板材から構成された中間層を挟着する構成によりはじめて得られるものである。すなわち、２枚の金属板層を有することによって、たわみからの復元力が格段に向上することが、実験により確認されている。この点は、後の実施例の項にて詳細に記述される。
【００１３】
また、本発明の解決手段１に記載の発明によれば、中間層の厚さが表層の厚さの２倍〜２０倍の範囲内であるので、２枚の金属板層が芯材の略両面から中間層を挟着する状態となり、上記の強度の確保及びたわみからの復元力の増大が、より確実に保証され得るものである。もし、仮に、中間層の厚さが表層の厚さの２倍を下回ってしまうと、芯材の中間に金属層１枚を有する事例と近いものとなり、２枚の金属層の固有の働きが弱められてしまう。また、中間層の厚さが表層の厚さの２０倍を越えてしまうと、実際の使用にあたっては、芯材全体の厚さには自ずから限界値があり、表層がごく薄いものとなって、これに鉋加工をして厚さの調節をするということが無意味になってくる。このような要因から、中間層の厚さが表層の厚さの２倍〜２０倍の範囲内という数値限定が導かれたものである。
【００１４】
本発明の解決手段２に記載の発明によれば、２枚の金属板層の夫々の外面に接着されている表層の厚さが夫々２．５〜５．５ｍｍの範囲内であるので、鉋加工を施すために充分な厚さを備えている。すなわち、表層としては通常合板が用いられるが、合板の規格中最も薄いものが２．５ｍｍ厚の合板であり、表層としてこの２．５ｍｍ厚の合板を用いれば、鉋加工を施すための充分な厚さを確保できる。無論、厚さ２．５ｍｍを下回る木質材にても鉋加工は可能であるが、その場合には厚さ２．５ｍｍを下回る木質材をわざわざ製造しなければならないので、現実的ではない。したがって、鉋加工を施すために充分な厚さとして、厚さ２．５ｍｍを最小値としたものである。
【００１５】
また、最大値の５．５ｍｍもやはり合板の規格の中にある厚さである。厚さ５．５ｍｍの合板の次の厚さは、規格品では７ｍｍあるいは９ｍｍとなるが、表層にこれだけの厚さの合板を用いた場合、後述のタッカーの針が、金属板層を貫いて中間層に打ち込まれるのが場合によっては難しくなる。したがって、表層の厚さの最大値を５．５ｍｍとしたものである。
【００１６】
次に、本発明の解決手段３の発明によれば、２層の金属板層の厚さが、夫々０．２５〜１．００ｍｍの範囲内であるので、芯材全体において充分な強度とたわみからの復元力を確保することができる。すなわち金属板層の厚さが０．２５ｍｍを下回ると、金属板というより金属箔に近くなり、充分な強度の確保が難しくなるし、たわみからの復元力も低下する。また金属板層の厚さが１．００ｍｍを越えると重量的に重いものとなってしまうし、また、後述の接合用のタッカーの針が打ち抜ける厚さの限界を越えてしまう。したがって、充分な強度とたわみからの復元力を確保できかつ全体を軽量に仕上げられ、接合用のタッカーの針が打ち抜くことのできる金属板層の厚さとして、０．２５〜１．００ｍｍという範囲を設定したものである。
【００１７】
また、本発明の解決手段４の発明によれば、中間層の厚さが１１〜５０ｍｍの範囲内であるので、中間層としては充分な厚さが確保される。また、表層の厚さは解決手段２から２．５〜５．５ｍｍの範囲内、金属板層の厚さは解決手段３から０．２５〜１．００ｍｍの範囲内であるので、ここからすると芯材全体の厚さは１６．５ｍｍ〜６３ｍｍとなるが、この範囲は、扉や壁体や家具等を構成する板材の芯材としては充分な厚さであり、広く多方面の応用が可能となる。
【００１８】
本発明の解決手段５の発明によれば、金属板層を構成する金属板が、表面皮膜処理を施した鋼板であるので、木質部に含まれる水分や環境から浸入する水分によって生じる錆の発生を抑えることができる。また、本発明の解決手段６に記載のガルバリウム鋼板は、鋼板にアルミニウム、亜鉛、シリコンからなるめっき層を有しており、特に防湿性に優れた鋼板として知られているので、金属板層にこのガルバリウム鋼板を用いることにより金属板層の耐久性は通常の鋼板の３〜６倍に向上する。さらに、やはり解決手段６に記載の亜鉛めっき鋼板は、ガルバリウム鋼板に比較すると防湿性はやや劣るものの安価であるところから、低価格で金属板層の耐久性の向上を図れるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態を、以下に図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は本発明の実施例１の金属板入りの芯材の一部を切欠し一部を省略した外観斜視図であり、図２は実施例１の金属板入りの芯材の一部を省略した右側面図であり、図３は実施例１の金属板入りの芯材を枠材に連結した状態を示す一部を省略した説明図であり、図４は実施例１の金属板入りの芯材を用いて構成した板材の一部を省略した説明図である。
【００２１】
本発明の実施例１の金属板入りの芯材１の構成は、図１、図２に示すとおりである。すなわち、本発明の実施例１の金属板入りの芯材１は、全体が中間層２と２枚の金属板層３，４と２枚の表層５，６からなる５層構造を有しており、該５層構造のうちの中間層２が合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材から構成され、該中間層２の上面と下面に夫々金属板層３，４が配設され、さらにこの２枚の金属板層３，４の外面に合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材からなる表層５，６が配設されており、上記５層構造の隣接する各層が互いに接着され、全体が圧接着によって一体として形成されている。なお、図１〜図３にては、中間層２は４層構造にも見えるが、中間層２は４枚の単板を接着して一体化した合板として描かれており、中間層２としてはあくまでも１層である。
【００２２】
中間層２の厚さＤ２（図２参照）が表層５の厚さＤ５、あるいは表層６の厚さＤ６の２倍〜２０倍の範囲内とされている。また、表層Ｄ５、Ｄ６の厚さは夫々２．５〜５．５ｍｍの範囲内であり、２層の金属板層３，４の厚さＤ３，Ｄ４は夫々０．２５〜１．００ｍｍの範囲内であり、中間層２の厚さＤ２は１１〜５０ｍｍの範囲内である。さらに、金属板層３，４を構成する金属板は表面皮膜処理を施した鋼板であって、具体的には、ガルバリウム鋼板あるいは亜鉛めっき鋼板等を用いることができる。なお、Ｄ１は芯材１の全体の厚さで、前述のように１６．５ｍｍ〜６３ｍｍとなる。
【００２３】
次に、本発明の実施例１の金属板入りの芯材１の作用を、図２〜図４を参照しながら詳細に説明する。本発明の実施例１の金属板入りの芯材１は、一例として図４に示すような使用方法にて用いられる。すなわち、図４にてＢは扉や壁体や家具等を構成する板材であるが、板材ＢはフレームＦの表裏に面材Ｅ１、Ｅ２を接着して構成されている。面材Ｅ１、Ｅ２は、通常は合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板からなる木質部材である。
【００２４】
フレームＦは木質部材のみからなる４本の枠材ｗ、ｗ、ｗ、ｗを長方形状に組み合わせて枠体Ｗが構成され、長手方向に実施例１の金属板入りの芯材１が２本渡設されている。また、短手方向には、木質部材のみからなる複数の芯材ｃ、ｃ、……が渡設されている。枠材ｗ、芯材１、芯材ｃの相互の連結は、タッカーと呼称される専用の道具（図示せず）によって行われるが、図４にては打ちこまれた状態のタッカーの針をＴＮで示している。このようにしてフレームＦが完成すると、このフレームＦの表面に面材Ｅ１を、裏面に面材Ｅ２を接着する。これにより、板材Ｂが完成する。
【００２５】
図３は枠体ｗと実施例１の金属板入りの芯材１の接合部分を示したもので、タッカーの針ＴＮによって接合されている。タッカーの針ＴＮは、事務用のステープラの針（図示せず）に形状が似ているが、事務用のステープラの針（図示せず）より頑強に造られていて、１．００ｍｍまでの厚さの鋼板であれば打ち抜くことができる。
【００２６】
タッカーの針ＴＮの断面寸法ＮＤ１は約１ｍｍであり、脚部ＮＬの長さＮＤ２は１０ｍｍと６ｍｍの２タイプがある。各種実験から、脚部ＮＬの長さＮＤ２は表層５の厚さＤ５の２倍程度あれば固定には充分であることが判明しているので、例えば表層５の厚さＤ５が最小値の２．５ｍｍであった場合には脚部ＮＬの長さＮＤ２が６ｍｍのタッカーの針ＴＮを用いれば充分である。
【００２７】
また、厚さＤ５が最大値の５．５ｍｍの場合には、脚部ＮＬの長さＮＤ２が１０ｍｍのタッカーの針ＴＮを用いても理論的にはやや不足となるが、専用のタッカー（図示せず）にて打ちこむことにより、図３に見るように、タッカーの針ＴＮの頭部ＮＨは表層５の表面に完全に埋没されるので、断面寸法ＮＤ１（約１ｍｍ）分だけ芯材１内部に深く進入する。したがって、厚さＤ５が最大値の５．５ｍｍの場合にても脚部ＮＬの長さＮＤ２が１０ｍｍのタッカーの針ＴＮを用いることにより充分に固定が可能となる。また、タッカーの針ＴＮの頭部ＮＨは表層５、及び枠材ｗの表面に完全に埋設されて表面に突出することがないので、枠材ｗの表面及び芯材１の表層５の表面に面材Ｅ１を接着する際にもなんら妨げにはならない。なお、実施例１の金属板入り芯材１においては、図５に示すように、図２の右側面を表面に、左側面を裏面に位置させて用いるという方法も、むろん可能である。
【００２８】
図６には、愛知県産業技術研究所において行った、実施例１の金属板入り芯材の強度試験の結果を示す。試験は、本発明の実施例１として、３種の試料を用い、対照の比較例として、合板のみからなる略同一サイズの３種の試料の試験も行った。実施例１の試料１−１は厚さＤ１が２４．３ｍｍ、幅Ｗ１が２５ｍｍ、長さＬ１が５００ｍｍであり、試料１−２は厚さＤ１が２４．３ｍｍ、幅Ｗ１が３０ｍｍ、長さＬ１が５００ｍｍであり、試料１−３は厚さＤ１が２４．３ｍｍ、幅Ｗ１が３５ｍｍ、長さＬ１が５００ｍｍである。これに対し、比較例においては、試料Ｃ−１は厚さｄ１が２４．０ｍｍ、幅ｗ１が２５ｍｍ、長さｌ１が５００ｍｍであり、試料Ｃ−２は厚さｄ１が２４．０ｍｍ、幅ｗ１が３０ｍｍ、長さｌ１が５００ｍｍであり、試料Ｃ−３は厚さｄ１が２４．０ｍｍ、幅ｗ１が３５ｍｍ、長さｌ１が５００ｍｍである。したがって、実施例１の試料１−１に比較例の試料Ｃ−１が略対応し、実施例１の試料１−２に比較例の試料Ｃ−２が略対応し、実施例１の試料１−３に比較例の試料Ｃ−３が略対応する。
【００２９】
試験は、夫々の試料に対して、曲げ強さ（Ｎ／ｍｍ２）、たわみ（ｍｍ）、残留たわみ（ｍｍ）の３点について行った。試験方法は、曲げ強さに関しては、ＪＩＳ Ｚ ２１０１ 木材の試験方法に基づいて行った。スパンは４２０ｍｍとし、その中央部分に荷重をかけ、試料が破壊されたときの限界荷重を曲げ強さ（Ｎ／ｍｍ２）とした。夫々の試料において、試験体数は２とし、その平均値を結果とした。また、たわみ（ｍｍ）については、曲げ強さの限界荷重の２分の１の荷重をかけて計測を行った。したがって、荷重は一定ではなく、各試料において異なっている。なお、たわみ試験においては、夫々の試料の試験体数は１である。
【００３０】
さらに残留たわみ（ｍｍ）については、たわみ（ｍｍ）測定後に荷重を取り去り、充分な時間を経て残留しているたわみを計測した。なお、図６のＸ方向は、荷重の方向を示している。また、詳細な試験結果については、図７〜１８に愛知県産業技術研究所の成績書のコピーを添付している。さらに、図１９〜図２２は曲げ強さの試験を行っている状態の写真であり、図番号が大きくなるにつれて荷重が大になり、資料の変形が大になっている状態を示す。なお、この写真の試料は試料１−１である。また、図２３はたわみと残留たわみの試験を行っている状態の写真であり、図２４はたわみと残留たわみの試験の全景の写真である。なお、この２枚の写真の試料も試料１−１である。
【００３１】
曲げ強さに関しては、実施例１の試料１−１〜１−３のいずれにおいても、比較例のＣ−１〜Ｃ−３に比べて、顕著な改善を見た。すなわち、実施例１の試料１−１と比較例の試料Ｃ−１の比較では約１７％の改善、試料１−２と比較例の試料Ｃ−２の比較では約４４％の改善、試料１−３と比較例の試料Ｃ−３の比較では約１６％の改善を見ている。合板の種類や接着状態によって、試料ごとに数値のばらつきが生じることを考えても、全試料において１５％以上の改善が見られ、場合によっては４０％を越える改善も見られたということは、本発明の実施例１において、強度の増大が確実に確保されていることを示すものである。
【００３２】
次に、たわみ及び残留たわみの計測であるが、これについては、実は残留たわみ（ｍｍ）をたわみ（ｍｍ）で除した残留たわみ率（％）が重要な要因となる。すなわち、残留たわみ率（％）は試料のたわみからの復元力を示すもので、この数値が小さいほど復元力が強く、変形させようとする力に対して強いことになる。今、実施例１の試料１−１〜１−３と比較例のＣ−１〜Ｃ−３を比べて見ると、その結果は歴然としており、試料１−１と試料Ｃ−１の比較では、残留たわみ率（％）は半分になり、試料１−２と試料Ｃ−２の比較においては、３分の１以下、試料１−３と試料Ｃ−３の比較においては３分の１強となっている。この試験結果からしても、実施例１の金属板入りの芯材が、面材の反りに強く対抗し、結果として板材全体の変形を防ぐ効果を実際に有していることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の金属板入りの芯材は、建築の構造材用として、あるいは建具や家具用として、今後に幅広い用途が期待されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の一部を切欠し一部を省略した外観斜視図である。
【図２】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の一部を省略した右側面図である
【図３】本発明の実施例１の金属板入りの芯材を枠材に連結した状態を説明するための、一部を省略した説明図である。
【図４】本発明の実施例１の金属板入りの芯材を用いて構成した板材の一部を切欠した説明図である。
【図５】本発明の実施例１の金属板入りの芯材を用いて構成した板材の一部を切欠した説明図である。
【図６】本発明の実施例１の金属板入りの芯材を比較例と比較して行った試験方法の説明図及び試験結果を示す表である。
【図７】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の１例の試験成績書の表紙の複写である。
【図８】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の１例の試験成績書の試験方法及び試験結果を表示するページの複写である。
【図９】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の他の１例の試験成績書の表紙の複写である。
【図１０】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の他の１例の試験成績書の試験方法及び試験結果を表示するページの複写である。
【図１１】本発明の実施例１の金属板入りの芯材のさらに他の１例の試験成績書の表紙の複写である。
【図１２】本発明の実施例１の金属板入りの芯材のさらに他の１例の試験成績書の試験方法及び試験結果を表示するページの複写である。
【図１３】従来の合板製の芯材の１例の試験成績書の表紙の複写である。
【図１４】従来の合板製の芯材の１例の試験成績書の試験方法及び試験結果を表示するページの複写である。
【図１５】従来の合板製の芯材の他の１例の試験成績書の表紙の複写である。
【図１６】従来の合板製の芯材の他の１例の試験成績書の試験方法及び試験結果を表示するページの複写である。
【図１７】従来の合板製の芯材のさらに他の１例の試験成績書の表紙の複写である。
【図１８】従来の合板製の芯材のさらに他の１例の試験成績書の試験方法及び試験結果を表示するページの複写である。
【図１９】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の１例に関して曲げ強さ試験を実施している状態の写真である。
【図２０】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の１例に関して曲げ強さ試験を実施している状態の写真である。
【図２１】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の１例に関して曲げ強さ試験を実施している状態の写真である。
【図２２】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の１例に関して曲げ強さ試験を実施している状態の写真である。
【図２３】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の１例に関してたわみ試験を実施している状態の写真である。
【図２４】本発明の実施例１の金属板入りの芯材の１例に関してたわみ試験を実施している状態の、試験機械の略全体を撮影した写真である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 芯材
２ 中間層
３ 金属板層
４ 金属板層
５ 表層
６ 表層
Ｂ 板材
Ｄ１ 厚さ
Ｄ２ 厚さ
Ｄ３ 厚さ
Ｄ４ 厚さ
Ｄ５ 厚さ
Ｄ６ 厚さ
Ｅ１ 面材
Ｅ２ 面材
Ｆ フレーム
Ｌ１ 長さ
ＮＤ１ 断面寸法
ＮＤ２ 長さ
ＮＨ 頭部
ＮＬ 脚部
ＴＮ タッカーの針
Ｗ 枠体
Ｗ１ 幅
Ｘ 方向
ｃ 芯材
ｄ１ 厚さ
ｌ１ 長さ
ｗ 枠材
ｗ１ 幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
扉や壁体や家具等を構成する板材の内部に用いられる芯材において、全体が中間層と２枚の金属板層と２枚の表層からなる５層構造を有しており、該５層構造のうちの中間層が合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材から構成され、該中間層の上面と下面に夫々金属板層が配設され、さらにこの２枚の金属板層の外面に合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材からなる表層が配設されており、上記５層構造の隣接する各層が互いに接着され、全体が圧接着によって一体として形成されており、中間層の厚さが表層の厚さの２倍〜２０倍の範囲内であることを特徴とする金属板入りの芯材。
【請求項２】
２枚の金属板層の夫々の外面に接着されている表層の厚さが、夫々２．５〜５．５ｍｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載の金属板入りの芯材。
【請求項３】
２層の金属板層の厚さが、夫々０．２５〜１．００ｍｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１あるいは請求項２に記載の金属板入りの芯材。
【請求項４】
中間層の厚さが１１〜５０ｍｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１あるいは請求項２あるいは請求項３に記載の金属板入りの芯材。
【請求項５】
金属板層を構成する金属板が、表面皮膜処理を施した鋼板であることを特徴とする請求項１あるいは請求項２あるいは請求項３あるいは請求項４に記載の金属板入りの芯材。
【請求項６】
金属板層を構成する金属板が、ガルバリウム鋼板あるいは亜鉛めっき鋼板であることを特徴とする請求項５に記載の金属板入りの芯材。
【請求項１】
扉や壁体や家具等を構成する板材の内部に用いられる芯材において、全体が中間層と２枚の金属板層と２枚の表層からなる５層構造を有しており、該５層構造のうちの中間層が合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材から構成され、該中間層の上面と下面に夫々金属板層が配設され、さらにこの２枚の金属板層の外面に合板あるいは単板あるいはパーティクルボードあるいは中密度繊維板である木質系の板材からなる表層が配設されており、上記５層構造の隣接する各層が互いに接着され、全体が圧接着によって一体として形成されており、中間層の厚さが表層の厚さの２倍〜２０倍の範囲内であることを特徴とする金属板入りの芯材。
【請求項２】
２枚の金属板層の夫々の外面に接着されている表層の厚さが、夫々２．５〜５．５ｍｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載の金属板入りの芯材。
【請求項３】
２層の金属板層の厚さが、夫々０．２５〜１．００ｍｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１あるいは請求項２に記載の金属板入りの芯材。
【請求項４】
中間層の厚さが１１〜５０ｍｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１あるいは請求項２あるいは請求項３に記載の金属板入りの芯材。
【請求項５】
金属板層を構成する金属板が、表面皮膜処理を施した鋼板であることを特徴とする請求項１あるいは請求項２あるいは請求項３あるいは請求項４に記載の金属板入りの芯材。
【請求項６】
金属板層を構成する金属板が、ガルバリウム鋼板あるいは亜鉛めっき鋼板であることを特徴とする請求項５に記載の金属板入りの芯材。
【図４】
【図５】
【図６】
【図１】
【図２】
【図３】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図５】
【図６】
【図１】
【図２】
【図３】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００９−８４６（Ｐ２００９−８４６Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６２１２０（Ｐ２００７−１６２１２０）
【出願日】平成１９年６月２０日（２００７．６．２０）
【出願人】（５９３１５３２７７）櫻井木材株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２０日（２００７．６．２０）
【出願人】（５９３１５３２７７）櫻井木材株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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