JP7770615B1 - Wood composite material, air conditioner, and method for manufacturing wood composite material - Google Patents
Wood composite material, air conditioner, and method for manufacturing wood composite materialInfo
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Abstract
木材複合材は、木材及び樹脂を有する内部層と、内部層の表面に設けられ、木材及び樹脂を有する表層と、内部層の裏面に設けられ、木材及び樹脂を有する裏層と、を備え、全体の木材の充填率に対し、表層の充填率と裏層の充填率との合計充填率が半分以下である。The wood composite material comprises an inner layer containing wood and resin, a surface layer containing wood and resin provided on the surface of the inner layer, and a back layer containing wood and resin provided on the back surface of the inner layer, and the total filling rate of the surface layer and the back layer is less than half of the overall wood filling rate.
Description
本開示は、木材及び樹脂を用いた木材複合材、空気調和機及び木材複合材の製造方法に関する。 This disclosure relates to a wood composite material using wood and resin, an air conditioner, and a method for manufacturing the wood composite material.
近年、大気中の二酸化炭素の濃度が年々増加していることを背景として、二酸化炭素の排出量を削減する取り組みが行われている。例えば、材料分野において、天然の木材を素材として活用し、材料を作るときの二酸化炭素の排出量を削減する取り組みが行われている。特許文献1には、木材中のリグニンを除去したのち、木材の主成分のセルロースと屈折率が近い樹脂を含浸させることによって、無色で光透過性を有する木材複合材に関する材料技術が開示されている。また、特許文献2には、圧縮した木材と樹脂との複合体を積層する技術が開示されている。In recent years, efforts have been made to reduce carbon dioxide emissions against the backdrop of annual increases in atmospheric carbon dioxide concentrations. For example, in the materials field, efforts are being made to utilize natural wood as a raw material to reduce carbon dioxide emissions when producing materials. Patent Document 1 discloses material technology related to a colorless, optically transparent wood composite material, which is made by removing the lignin from the wood and then impregnating it with a resin whose refractive index is close to that of cellulose, the main component of wood. Furthermore, Patent Document 2 discloses a technology for laminating composites of compressed wood and resin.
しかしながら、特許文献1の材料構成では、木材の隙間に樹脂が含浸することによって木材の内部の光の散乱を抑制するものの、木材の表面で光が乱反射するおそれがある。この場合、光の乱反射によって、材料の内部に透過する光量が少なくなるため、光透過性が低下する。特に、木材が厚板化した場合には、光透過性が更に損なわれる。また、材料の最表面が木材であるため、別部材との摩擦等によって木材が擦れてささくれが生じ、表面が荒れて光の乱反射量が増加する場合もある。更に、材料の最表面が木材であるため、汚れが付着した際には木材と汚れとが一体化して清掃が困難となることによって、光透過性が更に低下する。また、特許文献2には、積層によって層構造が作られているものであるが、積層するプロセスが別途必要となるため、製造プロセスが複雑化する。However, with the material configuration of Patent Document 1, although the resin impregnation into the gaps in the wood suppresses light scattering within the wood, there is a risk of light being diffused at the surface of the wood. In this case, the diffused reflection of light reduces the amount of light that penetrates into the material, resulting in reduced light transmittance. Light transmittance is further impaired when the wood is made thicker. Furthermore, because the outermost surface of the material is wood, friction with other components can cause the wood to rub against other components, resulting in splinters, which can roughen the surface and increase the amount of diffused light reflection. Furthermore, because the outermost surface of the material is wood, when dirt adheres to the wood, the dirt and the wood become integrated, making cleaning difficult and further reducing light transmittance. Patent Document 2 also describes a layered structure created by lamination, but this requires a separate lamination process, complicating the manufacturing process.
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、光透過性が良好な木材複合材、空気調和機及び木材複合材の製造方法を提供することを目的とする。 This disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a wood composite material, an air conditioner, and a method for manufacturing a wood composite material with good light transmittance.
本開示に係る木材複合材は、木材及び樹脂を有する内部層と、前記内部層の表面に設けられ、前記木材及び前記樹脂を有する表層と、前記内部層の裏面に設けられ、前記木材及び前記樹脂を有する裏層と、を備え、全体の木材の充填率に対し、前記表層の充填率と前記裏層の充填率との合計充填率が半分以下であり、前記表層及び前記裏層と前記内部層との間に設けられ、前記木材及び前記樹脂を有する応力緩和層を更に備え、前記内部層、前記表層、前記裏層及び前記応力緩和層における前記木材の繊維の繊維軸のうち少なくとも一つは、異なる方向を向いており、前記応力緩和層は、前記内部層よりも、太陽光の照射による処理時間が長いことで、前記木材中のリグニンが取り除かれた量が増大された材料が使用されている。 The wood composite material according to the present disclosure comprises an inner layer containing wood and resin, a surface layer formed on the surface of the inner layer and containing wood and resin, and a back layer formed on the back surface of the inner layer and containing wood and resin, wherein the total filling rate of the surface layer and the back layer is half or less of the overall wood filling rate, and further comprises a stress relief layer formed between the surface layer, the back layer and the inner layer and containing wood and resin, wherein at least one of the fiber axes of the wood fibers in the inner layer, the surface layer, the back layer and the stress relief layer are oriented in a different direction, and the stress relief layer uses a material that has been treated with sunlight for a longer time than the inner layer, thereby increasing the amount of lignin removed from the wood .
本開示によれば、全体の木材の充填率に対し、表層の充填率と裏層の充填率との合計充填率が半分以下である。このため、表層及び裏層という最外層の木材が少ない。よって、光の乱反射及びささくれの発生を抑制することができる。従って、光透過性が良好な木材複合材を得ることができる。 According to the present disclosure, the total filling rate of the surface layer and the back layer is less than half of the overall wood filling rate. This means that there is less wood in the outermost layers, the surface and back layers. This reduces the occurrence of diffused light reflection and splinters. This allows for the production of a wood composite with good light transmittance.
以下、本開示の木材複合材、空気調和機及び木材複合材の製造方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本開示は、以下に説明する実施の形態によって限定されるものではない。また、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の説明において、本開示の理解を容易にするために方向を表す用語を適宜用いるが、これは本開示を説明するためのものであって、これらの用語は本開示を限定するものではない。方向を表す用語としては、例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」又は「後」等が挙げられる。 The following describes embodiments of the wood composite material, air conditioner, and method for manufacturing the wood composite material of the present disclosure, with reference to the drawings. Note that the present disclosure is not limited to the embodiments described below. Furthermore, in the following drawings, including Figure 1, the size relationships between the components may differ from the actual size. Furthermore, in the following description, terms indicating directions are used as appropriate to facilitate understanding of the present disclosure, but these terms are for the purpose of explaining the present disclosure and do not limit the present disclosure. Examples of terms indicating directions include "up," "down," "right," "left," "front," or "rear."
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る木材複合材1を示す上面図である。図1に示すように、木材複合材1は、木材11と樹脂12とを1つの材料に複合化したものであり、木材11の隙間に樹脂12を含浸させたものである。木材11は、地球上で最も多く存在する高分子の1つで、環境負荷が小さい材料として着目されている。木材11は、セルロース、ヘミセルロース及びリグニンの3成分が絡み合った構造をしている。セルロースは、β-グルコースの直鎖構造を有しており、樹脂12を高機能化するために、過去から着目されている材料である。繊維形状のセルロースのみを抽出して素材として使用されることもある。ヘミセルロースは、β-グルコースの分岐構造をしており、セルロース繊維同士に絡みつくように存在する。リグニンは、複雑多様な芳香族であり、セルロース繊維を固定する結合剤としての役割を有する。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a top view of a wood composite material 1 according to a first embodiment. As shown in FIG. 1, the wood composite material 1 is a composite of wood 11 and resin 12, with the resin 12 impregnated into the gaps in the wood 11. Wood 11 is one of the most abundant polymers on Earth and has attracted attention as a material with a low environmental impact. Wood 11 has a structure in which three components, cellulose, hemicellulose, and lignin, are intertwined. Cellulose has a linear β-glucose structure and has long been a material that has attracted attention for its potential to enhance the functionality of resin 12. Cellulose in fibrous form is sometimes extracted and used as a material. Hemicellulose has a branched β-glucose structure and exists in a manner that entangles cellulose fibers. Lignin is a complex and diverse aromatic compound that acts as a binder to secure cellulose fibers together.
本実施の形態1に係る木材複合材1は、その中でもリグニンに着目し、リグニンを改質した後に樹脂12と複合化した材料である。木材11としては、針葉樹又は広葉樹の各種が使用可能である。針葉樹としては、スギ、ヒノキ、アカマツ、エドマツ、カラマツ、ベイマツ等、広葉樹としては、バルサ、ブナ、シラカシ、ケヤキ、クリチーク等が使用される。樹脂12を含浸する経路が広い観点から、密度が小さい木材11のほうが良く、バルサを使用する事が望ましい。 The wood composite material 1 according to this embodiment 1 focuses on lignin, and is a material in which the lignin is modified and then composited with resin 12. Various types of coniferous or broadleaf trees can be used as the wood 11. Examples of coniferous trees include cedar, cypress, red pine, Edo pine, larch, and Douglas fir, while examples of broadleaf trees include balsa, beech, white oak, zelkova, and chestnut teak. From the perspective of providing a wide path for impregnation with resin 12, wood 11 with a low density is better, and it is desirable to use balsa.
樹脂12としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の各種使用可能である。熱硬化性樹脂では、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等、熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体等が使用される。これらを溶融状態又は溶媒に溶解した状態といった液体状態で使用する。含浸の際は、樹脂12の分子サイズが小さく、更に木材11構造と光の屈折率とが近いほうが望ましい。このため、樹脂12としては、硬化前の分子サイズが小さい熱硬化性樹脂が望ましく、屈折率及び汎用性の観点も考慮するとエポキシ樹脂が望ましい。本実施の形態1では、木材11にバルサ、樹脂12にエポキシ樹脂(主剤:ナガセケムテックス(株)社製CY230、硬化剤:ナガセケムテックス(株)社製HY951)が使用されている。 A variety of thermosetting and thermoplastic resins can be used for the resin 12. Thermosetting resins include epoxy resin, unsaturated polyester resin, phenolic resin, and urea resin. Thermoplastic resins include polycarbonate, acrylic, polyvinyl chloride, polystyrene, and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer. These are used in a liquid state, such as a molten state or dissolved in a solvent. During impregnation, it is desirable for the resin 12 to have a small molecular size and a refractive index close to that of the wood 11 structure. Therefore, a thermosetting resin with a small molecular size before hardening is desirable for the resin 12, and epoxy resin is preferable considering the refractive index and versatility. In this embodiment 1, balsa wood is used for the wood 11, and epoxy resin (main agent: CY230 manufactured by Nagase ChemteX Corporation, curing agent: HY951 manufactured by Nagase ChemteX Corporation) is used for the resin 12.
木材11と樹脂12との木材複合材1は、例えば以下に示す製造方法によって作製される。まず、木材11に過酸化水素水等の漂白効果を有する水溶液を塗布又は浸漬させる。その際、事前に過酸化水素水の効果を高めるために、水酸化ナトリウムといったアルカリ水溶液を事前塗布又は事前浸漬させてもよい。この状態で、太陽光を1時間以上照射させる。照射時間は、太陽光の強度又は木材11の厚みによって異なり、例えば夏場で木材11の厚みが1mmであれば1時間で処理が可能である。条件によって、照射時間を調整することが望ましく、照射は2日以上に渡って行われてもよい。また、照射途中で過酸化水素水を再塗布することも可能であり、これによって処理を効果的に進めることができる。処理をした木材11は、元々茶褐色であったものが白色に変化したものである。木材11は、リグニンの芳香族の発色団によって有色であるが、この処理によって発色団が無色化して改質したことを示している。木材11の種類によっては、茶褐色が残ることもある。これは、発色団が強いことを表し、太陽光の処理時間の延長で白色に近づくが、あえて茶褐色を残すこともできる。これにより、最終的には茶褐色で光を透過する材料が得られる。また、太陽光に限定されず、紫外線光といった人工的なランプを使用して処理をすることも可能である。The wood composite material 1, consisting of wood 11 and resin 12, is produced, for example, by the following manufacturing method. First, the wood 11 is coated with or immersed in a bleaching solution such as hydrogen peroxide. To enhance the effectiveness of the hydrogen peroxide, the wood 11 may be pre-coated with or pre-immersed in an alkaline solution such as sodium hydroxide. In this state, the wood is exposed to sunlight for at least one hour. The exposure time varies depending on the intensity of the sunlight and the thickness of the wood 11. For example, in summer, a 1 mm thick wood 11 can be treated in one hour. It is desirable to adjust the exposure time depending on the conditions, and exposure may be carried out over two days or more. It is also possible to reapply hydrogen peroxide during exposure, which allows for more effective treatment. The treated wood 11 has changed from its original brown color to white. This indicates that the color of the wood 11 is due to the aromatic chromophores in lignin, but this treatment has rendered the chromophores colorless and modified the wood. Depending on the type of wood 11, a brown color may remain. This indicates a strong chromophore, and although the color approaches white with extended sunlight exposure, it is also possible to leave the brown color. This ultimately results in a brown, light-transmitting material. Furthermore, treatment is not limited to sunlight; it is also possible to use artificial lamps, such as ultraviolet light, for this purpose.
次に、処理をした改質木材を洗浄する。洗浄は、エタノール、イソプロピルアルコール等の各種アルコールに浸漬し、浸漬した状態で振動させることによって実施される。安全性と汎用性との観点から、アルコールとしてはエタノールの使用が望ましい。続いて、洗浄後の木材11をトルエンに浸漬し、木材11の隙間にトルエンを浸透させる。トルエンの他、キシレンといった低分子の樹脂12への良溶媒を使用することもできるが、本実施の形態1では、汎用性の観点からトルエンを用いる。次に、木材11を樹脂12に浸漬させて含浸を行う。予め、主剤と硬化剤とを指定の割合で混合して、混合物を作っておく。この際、反応性希釈剤といったエポキシ樹脂12の分子構造に取り込まれる第3成分を添加し、粘度調整を行ってもよい。含浸は、真空雰囲気で行い、真空下で木材11を樹脂12に浸漬し、木材11中の気泡を取り除きながら樹脂12を含浸させる。木材11のサイズによるが、例えば50mm×50mm×厚み1mmの木材11を用いた場合、30分で真空含浸が終了する。真空含浸の後に、オートクレープ装置等の使用によって加圧含浸の工程を行ってもよい。加圧含浸を追加することによって、木材11中に残った空気成分を圧縮し、更に樹脂12の含浸が進むことを確認している。Next, the treated modified wood is washed. Washing is performed by immersing the wood in various alcohols, such as ethanol or isopropyl alcohol, and vibrating the immersed state. From the perspectives of safety and versatility, ethanol is the preferred alcohol. Next, the washed wood 11 is immersed in toluene, allowing the toluene to penetrate the gaps in the wood 11. While toluene and other good solvents for low-molecular-weight resin 12, such as xylene, can also be used, in this embodiment 1, toluene is used for versatility. Next, the wood 11 is immersed in resin 12 to impregnate it. The base resin and curing agent are mixed in a specified ratio in advance to create a mixture. A third component, such as a reactive diluent, which is incorporated into the molecular structure of the epoxy resin 12, may be added to adjust the viscosity. Impregnation is performed in a vacuum atmosphere. The wood 11 is immersed in resin 12 under vacuum, and the resin 12 is impregnated into the wood 11 while removing any air bubbles in the wood 11. Although it depends on the size of the wooden piece 11, for example, if the wooden piece 11 is 50 mm x 50 mm x 1 mm thick, vacuum impregnation is completed in 30 minutes. After vacuum impregnation, a pressurized impregnation process may be performed using an autoclave or similar device. It has been confirmed that the additional pressurized impregnation compresses the air remaining in the wooden piece 11, further promoting impregnation of the resin 12.
樹脂12を含浸した木材11に対し、最後に樹脂12を硬化する。硬化は、例えば50mm×50mm×厚み1mmの木材11を用いた場合、以下のように行う。100mm×100mm×厚み5mmのガラス板を2枚準備し、樹脂12を含浸した木材11をガラス板の中央に配置する。その際、事前にガラス板の表面に、樹脂12を含浸した木材11と同じ体積分の樹脂12を流してガラス板の上面に敷く。その後に、樹脂12を含浸した木材11を樹脂12の上に配置し、更にその上に再び樹脂12を含浸した木材11を流し込む。これによって、「樹脂12-樹脂12を含浸した木材11-樹脂12」のサンドイッチ構造になる。次に更に上にガラス板を置き、ガラス板で挟む。木材11にはガラス板の重量と木材11の面積に応じた圧力とが加わる状態である。この際、圧力が小さい場合には、木材11が硬化収縮によって変形してしまう。圧力が大き過ぎる場合には、樹脂12を含浸した木材11の表裏面の樹脂12が流れ出てしまい、最表面に樹脂12が残らない。サンドイッチした状態で12時間以上放置し、樹脂12を硬化することによって、木材11の隙間に樹脂12を含浸させた材料を得ることができる。Finally, the resin 12 is hardened on the wood 11 impregnated with resin 12. For example, if wood 11 is 50 mm x 50 mm x 1 mm thick, hardening is performed as follows: Two 100 mm x 100 mm x 5 mm thick glass plates are prepared, and the wood 11 impregnated with resin 12 is placed in the center of the glass plates. The same volume of resin 12 as the wood 11 is poured onto the surface of the glass plates beforehand, and the resin 12 is laid on top of the glass plates. The wood 11 impregnated with resin 12 is then placed on top of the resin 12, and another piece of wood 11 impregnated with resin 12 is poured on top of it. This creates a sandwich structure of "resin 12 - wood 11 impregnated with resin 12 - resin 12." A glass plate is then placed on top, sandwiching the wood 11 between the glass plates. The wood 11 is subjected to the weight of the glass plates and pressure corresponding to the area of the wood 11. If the pressure is too small, the wood 11 will deform due to hardening shrinkage. If the pressure is too great, the resin 12 will flow out from the front and back surfaces of the wood 11 impregnated with the resin 12, and no resin 12 will remain on the outermost surface. By leaving the wood 11 in a sandwiched state for 12 hours or more and hardening the resin 12, a material in which the resin 12 has been impregnated into the gaps in the wood 11 can be obtained.
図2は、実施の形態1に係る木材複合材1を示す断面図である。図2に示すように、木材複合材1は、内部層2と、表層3と、裏層4とを備えている。表層3と裏層4とは、木材複合材1の最外層を構成している。内部層2は、木材11及び樹脂12を有するものである。表層3は、内部層2の表面に設けられ、木材11及び樹脂12を有する。裏層4は、内部層2の裏面に設けられ、木材11及び樹脂12を有する。ここで、内部層2に充填される木材11を、木材A111と呼称し、表層3及び裏層4に充填される木材11を、木材B112と呼称する。木材A111は、いずれも厚み方向に対して規則的な方向を向いており、木材B112も、いずれも厚み方向に対して規則的な方向を向いている。 Figure 2 is a cross-sectional view showing a wood composite material 1 according to embodiment 1. As shown in Figure 2, the wood composite material 1 comprises an inner layer 2, a surface layer 3, and a back layer 4. The surface layer 3 and back layer 4 form the outermost layers of the wood composite material 1. The inner layer 2 comprises wood 11 and resin 12. The surface layer 3 is provided on the surface of the inner layer 2 and comprises wood 11 and resin 12. The back layer 4 is provided on the back surface of the inner layer 2 and comprises wood 11 and resin 12. Here, the wood 11 filled in the inner layer 2 is referred to as wood A111, and the wood 11 filled in the surface layer 3 and back layer 4 is referred to as wood B112. All of the wood A111 is oriented in a regular direction relative to the thickness direction, and all of the wood B112 is also oriented in a regular direction relative to the thickness direction.
表層3及び裏層4は、樹脂リッチ層となっており、表層3の木材11の充填率と裏層4の木材11の充填率との合計充填率は、材料全体の木材11の充填率の半分以下の組成で構成されている。これにより、最表面の乱反射を抑制した光透過性材料を得ることができる。合計充填率が半分を超える場合、最表面における木材11の充填量が多く、最表面に木材11が突出することがある。使用した木材11は厚み1mmであるが、樹脂リッチ層は、その木材11表面にあるささくれ部分で形成される。このため、樹脂リッチ層の厚みは、使用した木材11の厚みの極一部であり、木材11全体の厚み比で薄くなる。また、上記の製造方法により、木材11充填率は最外層よりも内部層2が高くなる。また、木目が強固なヒノキを用いた場合には、木目を残しつつ光が透過する材料も得られる。従来、木材11の充填率が異なる複数の層を積層する必要が生じていたが、本実施の形態1では、積層プロセスを経ずに、木材複合材1を製造することができる。The surface layer 3 and back layer 4 are resin-rich layers, and the total wood 11 filling rate of the surface layer 3 and the back layer 4 is less than half the wood 11 filling rate of the entire material. This allows for a light-transmitting material that suppresses diffuse reflection at the outermost surface. If the total filling rate exceeds half, the wood 11 filling rate at the outermost surface is high, and the wood 11 may protrude to the outermost surface. The wood 11 used is 1 mm thick, but the resin-rich layer is formed by splinters on the surface of the wood 11. As a result, the thickness of the resin-rich layer is only a small portion of the thickness of the wood 11 used, making it thinner than the overall thickness of the wood 11. Furthermore, the above manufacturing method allows the wood 11 filling rate of the inner layer 2 to be higher than that of the outermost layer. Furthermore, when using cypress, which has a strong grain, a material that transmits light while retaining the wood grain can be obtained. Conventionally, it was necessary to stack multiple layers with different wood 11 filling rates. However, in this embodiment 1, the wood composite material 1 can be manufactured without a lamination process.
木材11のセルロース繊維は、50μm程度と知られている。表層3と裏層4とに樹脂リッチ層がない場合、最表面が木材11の繊維になる。このため、木材11の繊維の直径に起因する50μm程度の凹凸が生じ、光の乱反射を引き起こす。更に、最表面が木材11の繊維である場合、表面が擦れることで木材11のささくれが生じて表面が荒れる。これも、光の乱反射量を増加させることになる。最表面の乱反射は、表面の凹凸を小さくすることによって、抑制することができる。樹脂リッチ層が有り、更に合計充填率が、全体の木材11の充填率の半分以下であることによって、最表面は樹脂12になる。ガラス板による圧力と樹脂12とのレベリング効果によって、凹凸は更に小さくなり、50μm以下の凹凸構造を有した材料も得られる。更に、ささくれが生じ難い構造になるため、ささくれの発生による光の乱反射を抑制することができる。The cellulose fibers in wood 11 are known to be approximately 50 μm in diameter. If there is no resin-rich layer between the top layer 3 and the bottom layer 4, the outermost surface will be wood 11 fiber. As a result, irregularities of approximately 50 μm in diameter due to the diameter of the wood 11 fiber will occur, causing diffuse reflection of light. Furthermore, if the outermost surface is wood 11 fiber, rubbing the surface will cause splinters in the wood 11, roughening the surface. This also increases the amount of diffuse reflection of light. Diffuse reflection on the outermost surface can be suppressed by reducing the surface irregularities. By having a resin-rich layer and a total filling rate that is less than half the filling rate of the entire wood 11, the outermost surface will become resin 12. The pressure from the glass plate and the leveling effect of the resin 12 further reduce the irregularities, resulting in a material with an irregular structure of 50 μm or less. Furthermore, because the structure is less susceptible to splinters, diffuse reflection of light due to splinters can be suppressed.
このように、木材複合材1の材料構成は、乱反射及びささくれの発生を抑制する層構造を有している。乱反射とささくれの発生を抑制するため、木材複合材1は、材料の内部層2と表層3及び裏層4である最外層とで木材の充填量に分布をもった層構成を有する。木材複合材1は、内部層2より最外層の木材充填率が小さい構造を積層せずに簡便なプロセスで作られる。この材料構造によって、木材に起因する最表面の凹凸の発生抑制と木材の最表面への露出を抑制することができるため、乱反射を抑制した光透過性材料を安定して得ることができる。 In this way, the material configuration of wood composite material 1 has a layer structure that suppresses diffuse reflection and the occurrence of splinters. To suppress diffuse reflection and the occurrence of splinters, wood composite material 1 has a layer structure with a distribution of wood filling amount between the inner layer 2 of the material and the outermost layer, which is the surface layer 3 and back layer 4. Wood composite material 1 is made using a simple process without laminating a structure in which the wood filling rate of the outermost layer is lower than that of the inner layer 2. This material structure suppresses the occurrence of unevenness on the outermost surface caused by wood and the exposure of wood to the outermost surface, making it possible to consistently obtain a light-transmitting material with suppressed diffuse reflection.
図3は、実施の形態1の変形例に係る木材複合材1を示す断面図である。図3に示すように、変形例では、内部層2に充填される木材11を、木材A111と呼称し、表層3及び裏層4に充填される木材11を、木材C113と呼称する。木材A111は、いずれも厚み方向に対して規則的な方向を向いているが、木材C113は、厚み方向に対して不規則な方向を向いている。変形例のように、木材11の繊維の繊維軸がそれぞれ異なる方向を向いていてもよい。 Figure 3 is a cross-sectional view showing a wood composite material 1 according to a modified example of embodiment 1. As shown in Figure 3, in this modified example, the wood 11 filled in the inner layer 2 is referred to as wood A111, and the wood 11 filled in the surface layer 3 and back layer 4 is referred to as wood C113. All of the wood A111 is oriented in a regular direction relative to the thickness direction, but wood C113 is oriented in an irregular direction relative to the thickness direction. As in this modified example, the fiber axes of the fibers of the wood 11 may be oriented in different directions.
次に、実施例及び比較例により、木材11の隙間に樹脂12を含浸させた材料について詳細に説明する。木材11にバルサを使用し、樹脂12にエポキシを使用した。構造として樹脂12のサンドイッチ構造の有無、各層の木材11の充填率と材料全体に対する最外層(表層3、裏層4)の木材11の充填率との割合、表面の凹凸、製造方法として樹脂12硬化時の圧力を変えて材料を作製した。そして、性能として光透過性及び表面のささくれの有無を調べた。木材11の充填率は体積で示しており、表面の凹凸は、算術平均表面粗さで示している。また、光透過性は波長600nmの光透過率を測定した。結果を表1に示す。Next, we will provide a detailed explanation of materials in which resin 12 is impregnated into the gaps in wood 11 through examples and comparative examples. Balsa wood 11 was used, and epoxy resin 12 was used. Materials were produced by varying the presence or absence of a resin 12 sandwich structure, the wood 11 filling rate in each layer and the ratio of wood 11 filling rate in the outermost layer (surface layer 3, back layer 4) to the entire material, surface irregularities, and the manufacturing method, including the pressure applied when the resin 12 hardened. Performance was then examined for light transmittance and the presence or absence of surface splinters. The wood 11 filling rate is expressed in volume, and surface irregularities are expressed in arithmetic mean surface roughness. Light transmittance was measured at a wavelength of 600 nm. The results are shown in Table 1.
実施例1、実施例2及び実施例3は、樹脂12のサンドイッチ構造が有り、全体の木材11の充填率は同じであるが、最外層と内部層2との木材11の充填率が異なる。これにより、材料全体に対する最外層の木材11の充填率の割合は、実施例1で17.3%、実施例2で42.0%、実施例3で50.0%であった。光透過性は、実施例1で63.6%、実施例2で63.8%、実施例3で64.4%であり、いずれも表面のささくれは生じなかった。一方で、比較例1及び比較例2は、全体の木材11の充填率は同じであるが、材料全体に対する最外層の木材11の充填率が50%を超え、比較例1では55.2%、比較例2では67.9%と全体の半分を超える充填率である。この際の光透過性は、比較例1で42.6%、比較例2で29.8%と大きく悪化した。Examples 1, 2, and 3 have a resin 12 sandwich structure. While the overall wood 11 filling rate is the same, the wood 11 filling rates in the outermost layer and inner layer 2 are different. As a result, the wood 11 filling rate in the outermost layer relative to the entire material was 17.3% in Example 1, 42.0% in Example 2, and 50.0% in Example 3. The light transmittance was 63.6% in Example 1, 63.8% in Example 2, and 64.4% in Example 3, and no surface splintering occurred in any of these examples. On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 have the same overall wood 11 filling rate, but the wood 11 filling rate in the outermost layer relative to the entire material exceeds 50%, at 55.2% in Comparative Example 1 and 67.9% in Comparative Example 2, exceeding half of the total. The light transmittance was significantly reduced, at 42.6% in Comparative Example 1 and 29.8% in Comparative Example 2.
実施例4、実施例5及び実施例6は、全体の木材11の充填率が異なる。材料全体に対する最外層の木材11の充填率が50%以下の場合の光透過性は、実施例4で62.9%、実施例5で64.2%、実施例6で63.0%であった。材料全体に対する最外層の木材11の充填率が50%を超える場合の光透過性は、比較例3で39.2%、比較例4で36.4%であり、大きく悪化した。 Examples 4, 5, and 6 differ in the overall wood 11 filling rate. When the filling rate of the outermost wood 11 in the entire material was 50% or less, the light transmittance was 62.9% in Example 4, 64.2% in Example 5, and 63.0% in Example 6. When the filling rate of the outermost wood 11 in the entire material exceeded 50%, the light transmittance was significantly worse, at 39.2% in Comparative Example 3 and 36.4% in Comparative Example 4.
実施例7、実施例8、実施例9及び実施例10は、表面の凹凸の大きさが異なる。前述のガラス板でサンドイッチした場合の圧力を変えることによって作製した。実施例1に対し、実施例7は、表面凹凸が50μm、実施例8は表面凹凸が40μm、実施例9は表面凹凸が30μm、実施例10は表面凹凸が20μmであった。光透過性は、実施例7で70.2%、実施例8で71.8%、実施例9で74.4%、実施例10で77.0%であった。このように、表面の凹凸が小さいほど、光透過性は大きくなる結果であった。比較例5は、樹脂12のサンドイッチ構造が無い場合であり、この際は、表面にささくれが生じ、光透過性は42.2%と実施例1に比較して悪化した。Examples 7, 8, 9, and 10 differ in the size of the surface irregularities. They were produced by varying the pressure when sandwiched between the aforementioned glass plates. Compared to Example 1, Example 7 had a surface irregularity of 50 μm, Example 8 had a surface irregularity of 40 μm, Example 9 had a surface irregularity of 30 μm, and Example 10 had a surface irregularity of 20 μm. The light transmittance was 70.2% for Example 7, 71.8% for Example 8, 74.4% for Example 9, and 77.0% for Example 10. As such, the smaller the surface irregularities, the greater the light transmittance. Comparative Example 5 did not have a sandwich structure of resin 12. In this case, burrs occurred on the surface, and the light transmittance was 42.2%, which was worse than Example 1.
実施の形態2.
図4は、実施の形態2に係る木材複合材1を示す断面図である。本実施の形態2は、木材複合材1が応力緩和層5を備えている点で、実施の形態1と相違する。本実施の形態2では、実施の形態1と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
Embodiment 2.
4 is a cross-sectional view showing a wood composite material 1 according to embodiment 2. This embodiment 2 differs from embodiment 1 in that the wood composite material 1 includes a stress relief layer 5. In this embodiment 2, parts that are common to embodiment 1 are given the same reference numerals and their description will be omitted, and the following description will focus on the differences from embodiment 1.
実施の形態2に係る木材複合材1は、実施の形態1の複合材を使用した積層体である。実施の形態2では、実施例1で得られた材料を1つ以上使用する。以下、積層体にすべて実施例1で得た木材11を使い、内部層2と応力緩和層5と表層3と裏層4とからなる木材複合材1を例として説明する。図4に示すように、木材複合材1は、内部層2と、表層3と、裏層4と、応力緩和層5とを備えている。応力緩和層5の木材11の充填率と、内部層2の木材11の充填率とは異なる。 The wood composite material 1 according to embodiment 2 is a laminate using the composite material of embodiment 1. In embodiment 2, one or more of the materials obtained in example 1 are used. Below, we will explain an example of a wood composite material 1 that uses all of the wood 11 obtained in example 1 for the laminate, and that is composed of an inner layer 2, a stress relief layer 5, a surface layer 3, and a back layer 4. As shown in Figure 4, the wood composite material 1 comprises an inner layer 2, a surface layer 3, a back layer 4, and a stress relief layer 5. The filling rate of wood 11 in the stress relief layer 5 is different from the filling rate of wood 11 in the inner layer 2.
実施の形態1において、太陽光の照射時間を延長して、リグニンの改質を更に進行させ、リグニンを取り除く量を増やすことによって、木材11の充填率を変えることが可能である。リグニンを取り除く量を増やすことによって、樹脂12を含浸することができるスペースが生まれ、樹脂12の量が増え、結果的に木材11の充填量が異なる材料を得ることができる。また、樹脂12と複合化する前の木材11を圧縮し、予め木材11中の空気の体積を減らしたものを使ってもよい。太陽光の照射時間が長い材料を応力緩和層5、短い材料を内部層2として、これらを積層する。その後、積層したものを実施の形態1と同様にガラス板の上に置き、積層体の上下面に積層体と同じ体積分の樹脂12を流した状態で、ガラス板で挟み、圧力を加えることによって、材料を作製する。圧力は、積層数によって調整するが、内部層2、応力緩和層5の合計3層であれば、実施の形態1と同じ条件で行うことができる。また、樹脂12の種類によっては加熱した状態で圧力を加えてもよい。これによって、内部層2、応力緩和層5、表層3、裏層4からなる積層体を得ることができる。In embodiment 1, the filling rate of wood 11 can be changed by extending the sunlight exposure time to further modify the lignin and increasing the amount of lignin removed. Increasing the amount of lignin removed creates space for resin 12 impregnation, increasing the amount of resin 12, and ultimately resulting in materials with different filling rates of wood 11. Alternatively, wood 11 may be compressed before being composited with resin 12 to reduce the air volume within the wood 11. The material with a longer sunlight exposure time serves as the stress relief layer 5, while the material with a shorter sunlight exposure time serves as the inner layer 2. The laminate is then placed on glass plates, as in embodiment 1. Resin 12 is poured onto the top and bottom surfaces of the laminate in an amount equal to the volume of the laminate. The laminate is then sandwiched between glass plates and pressure is applied to produce the material. The pressure is adjusted depending on the number of layers, but as long as there are a total of three layers, including the inner layer 2 and the stress relief layer 5, the same conditions as in embodiment 1 can be used. Depending on the type of resin 12, pressure may be applied while the resin is heated. As a result, a laminate consisting of the inner layer 2, the stress relaxation layer 5, the surface layer 3, and the back layer 4 can be obtained.
応力緩和層5の木材11の充填率は、内部層2の充填率と、表層3の充填率及び裏層4の充填率との間である。応力緩和層5を設けることによって、内部層2から徐々に木材11の充填率が小さくなる。これにより、層と層との熱膨張係数の差が小さくなり、層間で発生する応力を小さくすることができるため、光透過性を阻害する層間剥離の発生を抑制することができる。また、実施の形態1と同様に表層3、裏層4における木材11の充填率は、全体の木材11の充填率の半分以下の組成で構成される。ここで、内部層2に充填される木材11を、木材D114と呼称し、応力緩和層5に充填される木材11を、木材E115と呼称し、表層3及び裏層4に充填される木材11を、木材F116と呼称する。木材D114は、いずれも厚み方向に対して規則的な方向を向いており、木材E115も、いずれも厚み方向に対して規則的な方向を向いている。また、木材F116も、いずれも厚み方向に対して規則的な方向を向いている。The wood 11 filling rate in the stress relief layer 5 is between that of the inner layer 2 and those of the surface layer 3 and back layer 4. By providing the stress relief layer 5, the wood 11 filling rate gradually decreases from the inner layer 2. This reduces the difference in thermal expansion coefficient between layers, thereby reducing the stress generated between layers and suppressing the occurrence of delamination, which impairs light transmittance. As in embodiment 1, the wood 11 filling rate in the surface layer 3 and back layer 4 is composed of a composition that is less than half the filling rate of the entire wood 11. Here, the wood 11 filling the inner layer 2 is referred to as wood D114, the wood 11 filling the stress relief layer 5 is referred to as wood E115, and the wood 11 filling the surface layer 3 and back layer 4 is referred to as wood F116. Both wood D114 and wood E115 are regularly oriented in the thickness direction. The wood F116 also has a regular orientation in the thickness direction.
図5は、実施の形態2の第1変形例に係る木材複合材1を示す断面図である。図5に示すように、第1変形例では、内部層2に充填される木材11を、木材D114と呼称し、応力緩和層5に充填される木材11を、木材E115とし、表層3及び裏層4に充填される木材11を、木材G117と呼称する。木材D114及び木材E115は、いずれも厚み方向に対して規則的な方向を向いているが、木材G117は、厚み方向に対して不規則な方向を向いている。第1変形例のように、木材11の繊維の繊維軸がそれぞれ異なる方向を向いていてもよい。 Figure 5 is a cross-sectional view showing a wood composite material 1 according to a first variant of embodiment 2. As shown in Figure 5, in the first variant, the wood 11 filled in the inner layer 2 is referred to as wood D114, the wood 11 filled in the stress relief layer 5 is referred to as wood E115, and the wood 11 filled in the front layer 3 and back layer 4 is referred to as wood G117. Wood D114 and wood E115 are both oriented in a regular direction relative to the thickness direction, while wood G117 is oriented in an irregular direction relative to the thickness direction. As in the first variant, the fiber axes of the fibers of wood 11 may be oriented in different directions.
図6は、実施の形態2の第2変形例に係る木材複合材1を示す断面図である。図6に示すように、第2変形例では、木材複合材1は、更に、外側応力緩和層51を有しており、内部層2、2層の応力緩和層5、2層の外側応力緩和層51という5層の構造となっている。3層を超える積層体は、応力の影響を顕著に受ける。ここで、内部層2に充填される木材11を、木材H118と呼称し、応力緩和層5に充填される木材11を、木材I119と呼称する。また、外側応力緩和層51に充填される木材11を、木材J120と呼称し、表層3及び裏層4に充填される木材11を、木材K121と呼称する。木材11の充填率については、前述のようにリグニンを取り除く量を調整した木材11を使用してもよいし、樹脂12と複合化する前の木材11を圧縮し、予め木材11中の空気の体積を減らしたものを使ってもよい。また、実施の形態1で得られた木材11と樹脂12との複合材では、表層3及び裏層4が樹脂リッチ層であるため、積層時の層間を隙間なく接着することができ、接着不足による隙間の発生も抑制することができる。 Figure 6 is a cross-sectional view showing a wood composite material 1 according to a second variant of embodiment 2. As shown in Figure 6, in this second variant, the wood composite material 1 further includes an outer stress relief layer 51, resulting in a five-layer structure consisting of an inner layer 2, two stress relief layers 5, and two outer stress relief layers 51. Laminates with more than three layers are significantly affected by stress. Here, the wood 11 filled in the inner layer 2 is referred to as Wood H118, and the wood 11 filled in the stress relief layer 5 is referred to as Wood I119. The wood 11 filled in the outer stress relief layer 51 is referred to as Wood J120, and the wood 11 filled in the top layer 3 and bottom layer 4 is referred to as Wood K121. Regarding the filling rate of the wood 11, wood 11 with the amount of lignin removed adjusted as described above may be used, or wood 11 obtained by compressing the wood 11 before compounding with the resin 12 to reduce the air volume within the wood 11 may be used. Furthermore, in the composite material of wood 11 and resin 12 obtained in embodiment 1, since the surface layer 3 and the back layer 4 are resin-rich layers, the layers can be bonded together without gaps when stacked, and the occurrence of gaps due to insufficient adhesion can also be suppressed.
応力緩和層5は、木材11と樹脂12との複合材の場合を例に記載してきたが、木材11と樹脂12との複合材でなくてもよく、例えば内部層2と表層3及び裏層4との間の熱膨張係数を有する材料であればよい。また、応力緩和層5は、単一の素材からなる材料でなく、2つ以上の材料を混ぜて複合化した材料でも良い。単一の素材からなる場合には、各種プラスチック材料が用いられる。2つ以上の材料を混ぜる場合には、プラスチックにガラス等の短繊維6を混ぜたり、酸化ケイ素等のフィラー7を混ぜたりしてもよい。応力緩和層5の熱膨張係数は、内部層2と表層3及び裏層4との熱膨張係数で決まり、熱膨張係数が間になる場合には、材料については限定されない。 The stress relief layer 5 has been described as being a composite of wood 11 and resin 12, but it need not be a composite of wood 11 and resin 12. It need only be a material with a thermal expansion coefficient between that of the inner layer 2 and that of the surface layer 3 and back layer 4. Furthermore, the stress relief layer 5 does not have to be made of a single material, but may be a composite material made by mixing two or more materials. When made of a single material, various plastic materials are used. When mixing two or more materials, short fibers 6 such as glass may be mixed with the plastic, or a filler 7 such as silicon oxide may be mixed with the plastic. The thermal expansion coefficient of the stress relief layer 5 is determined by the thermal expansion coefficients of the inner layer 2 and that of the surface layer 3 and back layer 4. If the thermal expansion coefficients are between these, the material is not limited.
図7は、実施の形態2の第3変形例に係る木材複合材1を示す断面図である。図7に示すように、第3変形例では、応力緩和層5に短繊維6が充填されている。木材複合材1は、内部層2と、表層3と、裏層4と、応力緩和層5とを備えている。内部層2に充填される木材11を、木材D114と呼称し、表層3及び裏層4に充填される木材11を、木材G117と呼称する。応力緩和層5には、前述の如く、短繊維6が充填され、応力緩和層5の熱膨張係数が、内部層2と表層3及び裏層4との間の熱膨張係数になるように、木材11の充填率がコントロールされている。 Figure 7 is a cross-sectional view showing a wood composite material 1 according to a third variant of embodiment 2. As shown in Figure 7, in the third variant, short fibers 6 are filled into the stress relief layer 5. The wood composite material 1 comprises an inner layer 2, a surface layer 3, a back layer 4, and a stress relief layer 5. The wood 11 filled into the inner layer 2 is referred to as wood D114, and the wood 11 filled into the surface layer 3 and back layer 4 is referred to as wood G117. As described above, the stress relief layer 5 is filled with short fibers 6, and the filling rate of the wood 11 is controlled so that the thermal expansion coefficient of the stress relief layer 5 is the same as the thermal expansion coefficient between the inner layer 2 and the surface layer 3 and back layer 4.
図8は、実施の形態2の第4変形例に係る木材複合材1を示す断面図である。図8に示すように、第4変形例では、応力緩和層5にフィラー7が充填されている。木材複合材1は、内部層2と、表層3と、裏層4と、応力緩和層5と、外側応力緩和層51とを備えている。内部層2に充填される木材11を、木材H118と呼称し、外側応力緩和層51に充填される木材11を、木材J120と呼称し、表層3及び裏層4に充填される木材11を、木材L122と呼称する。応力緩和層5には、前述の如く、フィラー7が充填され、応力緩和層5の熱膨張係数が、内部層2と表層3及び裏層4との間の熱膨張係数になるように、木材11の充填率がコントロールされている。 Figure 8 is a cross-sectional view showing a wood composite material 1 according to a fourth variant of embodiment 2. As shown in Figure 8, in this fourth variant, the stress relief layer 5 is filled with filler 7. The wood composite material 1 includes an inner layer 2, a surface layer 3, a back layer 4, a stress relief layer 5, and an outer stress relief layer 51. The wood 11 filled in the inner layer 2 is referred to as wood H118, the wood 11 filled in the outer stress relief layer 51 is referred to as wood J120, and the wood 11 filled in the surface layer 3 and back layer 4 is referred to as wood L122. As described above, the stress relief layer 5 is filled with filler 7, and the filling rate of the wood 11 is controlled so that the thermal expansion coefficient of the stress relief layer 5 is equal to the thermal expansion coefficients of the inner layer 2, the surface layer 3, and the back layer 4.
図9は、実施の形態2の第5変形例に係る木材複合材1を示す断面図である。図9に示すように、木材複合材1は、内部層2に対して厚み方向に対称性がない積層構造となっていてもよい。 Figure 9 is a cross-sectional view showing a wood composite material 1 according to a fifth variant of embodiment 2. As shown in Figure 9, the wood composite material 1 may have a layered structure that is not symmetrical in the thickness direction with respect to the inner layer 2.
図10は、実施の形態2の第6変形例に係る木材複合材1を示す断面図である。図10に示すように、第6変形例では、実施の形態1で得られた木材複合材1において、それぞれの繊維方向を変えて積層されたものである。例えば、内部層2の繊維軸に対し、応力緩和層5の繊維軸を45°、その外側の表層3及び裏層4の繊維軸を90°回転させる。これにより、木材11の収縮で発生する応力を分散させることもできる。 Figure 10 is a cross-sectional view showing a wood composite material 1 according to a sixth variant of embodiment 2. As shown in Figure 10, in the sixth variant, the wood composite material 1 obtained in embodiment 1 is laminated with each fiber direction changed. For example, the fiber axis of the stress relief layer 5 is rotated 45° relative to the fiber axis of the inner layer 2, and the fiber axes of the outer surface layer 3 and back layer 4 are rotated 90°. This also makes it possible to disperse stress generated by shrinkage of the wood 11.
実施の形態3.
図11は、実施の形態3に係る木材複合材1の分子構造の測定結果を示すグラフである。本実施の形態3は、木材複合材1の分子構造について、赤外分光法として、フーリエ変換赤外分光光度計(FTIR)を使用して調べたものである。図11に示すように、FTIRにおいて、1030cm-1付近の極値(以下、強度A)は、木材11中のセルロースの炭素と酸素との結合に由来する振動を表す。1595cm-1付近の極値(以下、強度B)は、リグニンの芳香像族の環(芳香環)構造に由来する振動を表す。強度比B/Aが小さいほどリグニンが改質したことを表し、ゼロの場合には、完全に改質したことを示す。リグニンは、セルロース繊維を固定する結合剤としての機能を有するため、改質し過ぎた場合には、木材11がばらばらに崩れやすくなり、ハンドリングできなくなる。一方で、強度比B/Aが大きい場合、リグニンが改質されず、樹脂12の含浸が不十分になる。このため、樹脂12が含浸できて、且つハンドリングが良い材料を得るためには、強度比B/Aは0.05以上0.7以下が望ましく、0.2以上0.5以下がより望ましい。
Embodiment 3.
FIG. 11 is a graph showing the results of measuring the molecular structure of the wood composite 1 according to the third embodiment. In this third embodiment, the molecular structure of the wood composite 1 was investigated using a Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR) as an infrared spectroscopy method. As shown in FIG. 11 , in the FTIR, the extreme value near 1030 cm −1 (hereinafter, intensity A) represents vibrations resulting from the carbon-oxygen bond of cellulose in the wood 11. The extreme value near 1595 cm −1 (hereinafter, intensity B) represents vibrations resulting from the aromatic ring structure of lignin. The smaller the intensity ratio B/A, the more modified the lignin is, and zero indicates complete modification. Because lignin functions as a binder that fixes cellulose fibers, excessive modification of the wood 11 makes it prone to crumbling and difficult to handle. On the other hand, if the intensity ratio B/A is large, the lignin is not modified, resulting in insufficient impregnation with the resin 12. Therefore, in order to obtain a material that can be impregnated with the resin 12 and that is easy to handle, the strength ratio B/A is preferably 0.05 or more and 0.7 or less, and more preferably 0.2 or more and 0.5 or less.
実施の形態4.
図12は、実施の形態4に係る空気調和機8を示す斜視図である。本実施の形態4では、木材複合材1が空気調和機8に使用される場合について説明する。空気調和機8は、筐体81、空気の吹き出し口82、空気の吹き出し方向を調整する風向きルーバー83、第1の表示パネル841,第2の表示パネル842からなる。吹き出し口82は複数個を備えてもよく、図12では2個を備えている場合について例示している。また、風向きルーバー83も複数個を備えてもよく、図10では、吹き出し口82の1つに対し各1個、合計2個を備えている場合について例示している。第1の表示パネル841と第2の表示パネル842との相違点は、サイズのみであり、何個備えてもよい。第1の表示パネル841と第2の表示パネル842は、例えば、運転状態を色で知らせるランプであったり、温度等を表示するパネルであったりする。
Embodiment 4.
FIG. 12 is a perspective view showing an air conditioner 8 according to a fourth embodiment. In this fourth embodiment, a wood composite material 1 is used in the air conditioner 8. The air conditioner 8 includes a housing 81, an air outlet 82, airflow direction louvers 83 for adjusting the airflow direction, a first display panel 841, and a second display panel 842. The air conditioner 8 may include multiple air outlets 82; FIG. 12 illustrates an example in which two airflow direction louvers are provided. The air conditioner may also include multiple airflow direction louvers 83; FIG. 10 illustrates an example in which one airflow direction louver is provided for each air outlet 82, for a total of two louvers. The first display panel 841 and the second display panel 842 differ only in size, and any number of panels may be provided. The first display panel 841 and the second display panel 842 may be, for example, lamps that indicate the operating status with different colors or panels that display the temperature, etc.
筐体81は、木材複合材1が一部分を構成するものであり、光透過性を有している。木材複合材1は、筐体81の全てに使用する必要はなく、筐体81の一部である第1の表示パネル841及び第2の表示パネル842のみに使用することもできる。第1の表示パネル841及び第2の表示パネル842は、内部にLED等の光学素子を備え、表示パネルを通して色調を表示している。表示パネルは、光拡散板の役割も備えるため、光透過性が100%に近いものを使うと光が直交するために好ましくない。一方で、光が透過しない材料では色調を表示することができない。このため、光透過性を調整可能であることが望ましい。上記のとおり、本実施の形態1~3の材料は、光透過性をコントロールすることができる。このため、光の透過が好ましい部分には光透過性が高い材料を使用し、光の透過が好ましくない部分には光透過性が低い材料を使用することによって、独自の意匠性を有する空気調和機8を得ることができる。実施の形態4においては、空気調和機8を例として説明したが、冷蔵庫、炊飯器等の各種家電製品の筐体81においても使用することができる。この場合も、透過が好ましい部分には光透過性が高い材料を使用し、光の透過が好ましくない部分には光透過性が低い材料を使用することで独自の意匠性を有する機器を得ることができる。 The housing 81, which is partially composed of the wood composite material 1, is light-transmitting. The wood composite material 1 does not need to be used for the entire housing 81; it can be used only for the first display panel 841 and the second display panel 842, which are part of the housing 81. The first display panel 841 and the second display panel 842 each contain optical elements such as LEDs, which display colors through the display panel. Because the display panel also functions as a light diffuser, using a material with nearly 100% light transmittance is undesirable because light is perpendicular to the panel. On the other hand, materials that do not transmit light cannot display colors. Therefore, adjustable light transmittance is desirable. As described above, the materials of Embodiments 1 to 3 allow for control of light transmittance. Therefore, by using a material with high light transmittance in areas where light transmittance is desirable and a material with low light transmittance in areas where light transmittance is undesirable, an air conditioner 8 with a unique design can be achieved. While the fourth embodiment uses an air conditioner 8 as an example, the material can also be used in the housing 81 of various home appliances such as refrigerators and rice cookers. In this case too, by using a material with high light transmittance in areas where light transmission is desired and a material with low light transmittance in areas where light transmission is not desired, it is possible to obtain a device with a unique design.
1 木材複合材、2 内部層、3 表層、4 裏層、5 応力緩和層、6 短繊維、7 フィラー、8 空気調和機、11 木材、12 樹脂、51 外側応力緩和層、81 筐体、82 吹き出し口、83 風向きルーバー、111 木材A、112 木材B、113 木材C、114 木材D、115 木材E、116 木材F、117 木材G、118 木材H、119 木材I、120 木材J、121 木材K、122 木材L、841 第1の表示パネル、842 第2の表示パネル。1 Wood composite material, 2 Inner layer, 3 Surface layer, 4 Back layer, 5 Stress relief layer, 6 Short fiber, 7 Filler, 8 Air conditioner, 11 Wood, 12 Resin, 51 Outer stress relief layer, 81 Housing, 82 Air outlet, 83 Air direction louver, 111 Wood A, 112 Wood B, 113 Wood C, 114 Wood D, 115 Wood E, 116 Wood F, 117 Wood G, 118 Wood H, 119 Wood I, 120 Wood J, 121 Wood K, 122 Wood L, 841 First display panel, 842 Second display panel.
Claims (7)
前記内部層の表面に設けられ、前記木材及び前記樹脂を有する表層と、
前記内部層の裏面に設けられ、前記木材及び前記樹脂を有する裏層と、を備え、
全体の木材の充填率に対し、前記表層の充填率と前記裏層の充填率との合計充填率が半分以下であり、
前記表層及び前記裏層と前記内部層との間に設けられ、前記木材及び前記樹脂を有する応力緩和層を更に備え、
前記内部層、前記表層、前記裏層及び前記応力緩和層における前記木材の繊維の繊維軸のうち少なくとも一つは、異なる方向を向いており、
前記応力緩和層は、前記内部層よりも、太陽光の照射による処理時間が長いことで、前記木材中のリグニンが取り除かれた量が増大された材料が使用されている
木材複合材。 an inner layer having wood and resin;
a surface layer provided on a surface of the inner layer and including the wood and the resin;
a back layer provided on the back surface of the internal layer and including the wood and the resin;
The total filling rate of the surface layer and the back layer is half or less of the filling rate of the entire wood,
a stress relaxation layer provided between the surface layer, the back layer and the inner layer, the stress relaxation layer including the wood and the resin;
At least one of the fiber axes of the wood fibers in the inner layer, the surface layer, the back layer, and the stress relaxation layer are oriented in different directions,
A wood composite material in which the stress relief layer is made of a material that has been treated with sunlight for a longer period of time than the inner layer, thereby increasing the amount of lignin removed from the wood .
請求項1記載の木材複合材。 The wood composite material according to claim 1 , wherein the surface layer and the back layer are resin-rich layers.
請求項1又は2記載の木材複合材。 The wood composite material according to claim 1 or 2, wherein the arithmetic mean surface roughness of the surface layer and the arithmetic mean surface roughness of the back layer are 50 μm or less, which is the diameter of the wood fiber.
請求項1又は2記載の木材複合材。 The wood composite material according to claim 1 or 2, wherein the wood filling rate of the stress relaxation layer is between the filling rate of the inner layer, the filling rate of the surface layer, and the filling rate of the back layer.
請求項1又は2記載の木材複合材。 3. The wood composite material according to claim 1, wherein, in infrared spectroscopy, the intensity ratio B/A of the vibration A of carbon and oxygen in cellulose in the wood to the vibration B of the aromatic ring of lignin is 0.05 or more and 0.7 or less.
空気調和機。 An air conditioner comprising a housing in which the wood composite material according to claim 1 or 2 constitutes a part.
前記改質木材に樹脂を含浸するステップと、
前記樹脂を含侵した前記改質木材を、樹脂で挟んだ状態で加圧しつつ硬化するステップと、
前記木材の充填率が異なる内部層、表層、裏層及び応力緩和層を積層したのちに加圧するステップと、を備える
木材複合材の製造方法。 A step of obtaining modified wood by modifying the chromophores of lignin in the wood;
impregnating the modified wood with resin;
A step of hardening the resin-impregnated modified wood while applying pressure to the resin-sandwiched modified wood;
and a step of laminating an inner layer, a surface layer, a back layer, and a stress relaxation layer, each having a different wood filling rate, and then pressing the laminate.
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