JP2004202840A - 重量物の下敷材 - Google Patents

Abstract

【課題】重量物の下敷材として求められる特性を具備し、従来の下敷材のようなコスト、リサイクル性、形状加工性などの問題を有利に解消できる、パーティクルボードを用いた重量物の下敷材を提供する。
【解決手段】任意の形状に成型したパーティクルボードまたは複数のパーティクルボードを積層、結合、または枠組みしたパーティクルボードで形成した重量物の下敷材である。例えば重量物の下敷材としてより幅広く適用し、下敷材機能をより長い時間にわたって安定確保するためには、パーティクルボードは、密度６５０〜９００ｋｇ／ｍ³ 、圧縮強度が３〜３０ＭＰａ、２５ＭＰａの圧縮荷重を付与した場合の沈み込み率が２５％以下の特性を有するものであることがより好ましい。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として重量物、例えば煉瓦、石材、鋼材などの金属材（含むコイル）、工作機械、その他の重量物の一時貯蔵や搬送に用いる下敷材（ダンネージ）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば煉瓦、石材、鋼材などの金属材料（含むコイル）、工作機械、その他の重量の大きい製品（結束または梱包したものを含む）を、一時貯蔵する場合、あるいは貨車、トラック、船舶などで輸送する場合には、フォークリフトやクレーンが用いられており、この際、製品の保護およびフォークやクレーンの吊具を挿入できるように、積載スペース（荷台）と製品間、製品を重ね積みする場合では上下の製品間に空間を形成する下敷材（ダンネージ）が使用されている。近年、この下敷材として木材が用いられている。木材は軽量でハンドリング負担も軽減でき、吸音性、緩衝性もあり、適度の摩擦力を有して安定支持が可能で製品に疵を発生させる懸念もないことから、下敷材として適性を有するものである。
【０００３】
例えば鋼スラブを対象とする場合には、図７（ａ）に示すように、鋼スラブ１を荷台２に複数段に重ね積みされる場合が多く、下敷材３は荷台２と鋼材スラブ１の間、および上下の鋼スラブ１間にそれぞれ複数配置され、それぞれの下敷材３で鋼スラブ１を分担支持して空間４を形成するようにしている。
この下敷材３としては、図７（ｂ）に示すような角材が用いられており、同じサイズの下敷材３を用いる場合には、荷重負担の大きい最下段で最も数を多く配置し、荷重負担の最も小さい最上段で数を少なく配置するようにしている。
【０００４】
また、例えば鋼コイルを対象とする場合には、図８（ａ）に示すように、下敷材５は荷台２と鋼コイル６の間に、鋼コイル６の軸方向に直角に一対配置され、それぞれの下敷材５で鋼コイル６を分担支持するようにしている。
この下敷材５としては、図８（ｂ）に示すように、上部にコイル６の曲面部を下部で両側から支承して鋼コイル６の回転を阻止する傾斜受面７ｔを有する一対の楔状支持片７を嵌合配置した角材５ｓからなるものが用いられている。
【０００５】
これらの下敷材（３，５）に用いる木材としては、南洋材、松、パインなどの木材の中では使用寿命が比較的長い天然木が用いられているが、損耗（偏耗）しやすく使用寿命が充分ではなく、使用寿命後は下敷材として再生利用が難しいという問題がある。
また、天然木資源が減少傾向にある状況にあることから、使用寿命に達していない下敷材の回収使用も検討されている。輸出用の下敷材は繰り返し使用しておらず、輸出先で廃棄されることが多く回収使用は困難な状況にある。
また、近年各国は検疫の立場から、下敷材や梱包材針葉樹の木材を下敷材や梱包材に使用する場合には、燻蒸処理等の消毒が義務付けられていることから、針葉樹の木材を下敷材として用いる場合には、コスト負担が大きくなるという問題もある。
【０００６】
そこで、天然木に代えて合板、ＭＤＦ等の木材あるいはダンボール等のリサイクル材を下敷材として利用する検討もされているが、重量の大きい製品を載せると沈み込みが大きいため、沈み込み量を考慮して厚くする必要があり、嵩ばってハンドリング性が低下すると共に使用量が増えコスト負担増になるという問題がある。
また合板の場合は、天然木を原料としているため天然木の使用量軽減への寄与は小さい。
【０００７】
このような状況を改善するために種々検討がなされており、例えば下記の非特許文献１に、米国向けのコイル（鉄板）の輸出に使っていたダンネージ材（下敷材）をパーティクルボードに切り替えることが、本出願人の関与する事柄として開示されており、このパーティクルボードを重量物の下敷材として用いる場合に必要とされる特性を確保できる製造方法の確立など、実用化促進のための検討が進められている。
【０００８】
【非特許文献１】
「林材新聞」 平成１４年１０月８日（火曜日）、第１４７９６号、（日刊）（１頁）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、例えば重量物を支持する下敷材として求められる特性を具備し、上記従来の下敷材のような問題を有利に解消できる、パーティクルボードを用いた下敷材を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記（１）〜（８）を要旨とする。
（１） パーティクルボードで形成したことを特徴とする重量物の下敷材。
（２） 複数のパーティクルボードを積層して形成したことを特徴とする重量物の下敷材。
（３） 複数のパーティクルボードを結合または枠組して形成したことを特徴とする重量物の下敷材。
（４） パーティクルボードが、単層および３層のいずれか一方または両方からなることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の重量物の下敷材。
（５） パーティクルボードが、圧縮強度が３〜３０ＭＰａのものであることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の重量物の下敷材。
（６） パーティクルボードが、２５ＭＰａの圧縮荷重を付与した場合の沈み込み率が２５％以下のものであることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の重量物の下敷材。
（７） パーティクルボードが、密度６５０〜９０ｋｇ／ｍ³ のものであることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の重量物の下敷材。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明による重量物の下敷材は、パーティクルボードにより形成することを特徴とするものであり、従来、一般に知られているパーティクルボードに求められていた曲げ強度などの特性に加えて、重量物の下敷材として求められる、圧縮強度、沈み込み率などの特性も充分に具備されたものにすることにより、従来の天然木や合板で形成した重量物の下敷材の場合のような、コスト、リサイクル性、形状加工性などにおける問題を有利に解消するものである。
【００１２】
本発明の下敷材は、天然木や合板などによる下敷材より圧縮強度にすぐれ使用寿命が長く、塑性変形して窪みができたり、圧潰して使用寿命に達した場合には、これを原料として新たなパーティクルボードとして再生させることが容易であり、特にリサイクル性に優れ、天然木の使用量を減らすことができ、使用済みの下敷材もパーティクルボードの原料として再生利用することができる。
【００１３】
本発明の下敷材を形成するパーティクルボードは、安価に入手できる間伐材、木の枝、家屋の解体時に発生する木質廃材などを微細化したもの、カンナ屑、ノコ屑などを原料として有効利用できるので、低コストで得られるものであり、任意の形状に容易に加工することができ、任意の形状の下敷材を容易に得ることができる。また天然木と同様に軽量であり、人力によるハンドリング性も良好である。
【００１４】
本発明者らは、重量物の下敷材を従来の天然木に代替できる材料を検討した結果、重量物の下敷材として用いた場合に、他の木質材料に比較して潰れにくく、任意の形状に加工が容易であり、木質材料の廃材を容易に再生使用でき、リサイクル性にも優れたパーティクルボードを重量物の下敷材として用いることを着想した。
【００１５】
パーティクルボードは、例えばＪＩＳ Ａ ５９０８に、木材などの小片（チップ、フレーク、ウエハー、ストランドなど）を主な原料とし、接着剤を用いて成型熱圧した板と定義されている。
パーティクルボードは、天然木材に比べて任意の厚さ、大きさ、形状に容易に成型加工することができ、寸法の狂いや反りが少ないという特長があり、従来から表面に単板を張り合わせる等の化粧加工を施して、家具材、建具、内・外装材、床材などの建築材として用いられており、特に床材に用いる場合には高い曲げ強度が求められているものである。
【００１６】
本発明は、パーティクルボードを下敷材として用いることを特徴とするものであり、従来知られている特性レベルのパーティクルボードを使用する場合も含むが、例えば１０〜２０ｔ（質量）の鋼スラブ、鋼コイル等を分担支持する重量物の下敷材として広く使用する場合に、要求される特性、特に圧縮強度、沈み込み率を確保することも考慮するものである。
【００１７】
以下に本発明について具体的に説明する。
本発明でいうパーティクルボードとは、上記従来のパーティクルボードを含むものであるが、より具体的には、例えば比較的容易にかつ安価に入手できる間伐材、木の枝、家屋の解体時に発生する木質廃材などを微細化したもの、カンナ屑、ノコ屑などの微細片に、尿素樹脂、フェノール樹脂等の接着剤を塗布して形枠に入れ、１５０〜２００℃の温度で３ＭＰａの圧縮力で５〜１０分加圧する熱圧成型によって得られる木質材（以下、上記従来のパーティクルボードを含め「パーティクルボード」という。）であって、基本的には図１に示すような形状を有するものである。
ただし、本発明のパーティクルボードは、新規な用途、すなわち重量物の下敷材として用いるものであることから、上記ＪＩＳの規定に沿ったものであることは不可欠ではない。
【００１８】
本発明のパーティクルボードは、図１（ａ）に示すような板状材、図１（ｂ）に示すような角形断面材、図１（ｃ）に示すような円形断面材、図１（ｄ）に示すような半円形断面材などの各種の断面形状に成型した棒状体である。
これらの棒状体を単独、または図２（ａ）に示すように、図２（ｂ）のような板状のパーティクルボードを複数積層して厚みを増加させたり、図３（ａ）、 （ｂ）に示すように複数結合、または図４（ａ）、（ｂ）に示すように連結材８を用いて枠組して、強度の確保や支持の安定化を図ることができる。
なお、上記の各下敷材材とは若干機能が異なるものであるが、主に滑り止めや回り止め材として機能する、図３（ｃ）の楔状支持片７も単独または組み合わせ使用することができる。
【００１９】
上記の積層、結合には、貼り合わせ（接着）、嵌め合わせなどの手段を用いることができる。
これらの下敷材は、支持する重量物の質量、形状に対応して、下敷材としての特性を充分確保できるように、形状、サイズ、数などを考慮して使い分けるものである。
例えば重量物が鋼材のような単純形状であり、これを複数段に重ね積みする場合には、各段で同じ特性の下敷材を使用する場合には、分担荷重の大きい下位側で使用数を多くして対応したり、分担荷重の大きい下位側で特性の優れた下敷材を使用するなどの使い分けをすることができる。
【００２０】
本発明の下敷材は、天然木と同様に軽量であり、特に質量が１０〜２０ｔの重量物を分担支持（通常の場合、複数の下敷材で分担支持）する場合には、充分な圧縮強度、沈み込み率を有すると共に人力で容易にハンドリングでき、労力負担を極力少なくするために、下敷材の目標質量を２〜５ｋｇ／個（本）程度の軽量にするものである。
【００２１】
まず、重量物の下敷材として使用する場合、特に荷役の際の重量物や荷役具などの衝突や搬送の際の揺動による偏荷重の作用を受けるので、上記従来の用途で用いるパーティクルボードの場合より厳しい外力を受ける場合が多いことから、下敷材機能を安定確保するためには、圧縮強度や沈み込み率などの特性が求められることが多い。
圧縮強度レベルとしては、下敷材によって支持する重量物の質量、これを分担支持する下敷材数によって幅があるが、使用する下敷材の数をなるべく増やすことなく、重量物を支持した場合に圧潰して短期に下敷材機能を失ってしまわないレベルの圧縮強度を確保する必要がある。
【００２２】
例えば、質量が１０〜２０ｔの重量物を分担支持する通常の使用条件下では、圧縮強度が３０ＭＰａであることが要求される。
３ＭＰａ未満では質量が２０ｔの重量物を分担支持した場合、短期に塑性変形または圧潰して下敷材機能を失ってしまうことから、多数の下敷材で分担支持する必要があり、下敷材コスト負担とハンドリング作業負担が増大する。
３０ＭＰａ超の圧縮強度を確保するためには、使用する木材、樹脂、製造条件の厳選が必要であり、コスト負担が増大する。
多くの場合は圧縮強度が３０ＭＰａ以下で充分対応でき、重量物の質量が例外的に大きい場合には、下敷材の数を若干増やして対応することが得策と言える。
【００２３】
また、下敷材に荷重を付与した場合に沈み込みが大きい場合、例えばフォークやクレーンの吊具の挿入空間を確保できなくなるため、沈み込み量を考慮して厚くする必要があり、嵩ばってハンドリング性が低下すると共に使用量が増えコスト負担増になるという問題がある。また、特に搬送中には重量物が傾くなどの問題もある。
圧縮荷重を付与した場合の沈み込みの度合い、すなわち、沈み込み率（本発明では、圧縮荷重により圧縮され圧縮荷重を除去した場合に復元可能な厚みの減少率をいう。以下「沈み込み率」という。）は、上記した密度や圧縮強度と密接な関係があり、上記した密度や圧縮強度を好ましい範囲で確保するためには、パーティクルボードの沈み込み率を、２５ＭＰａの圧縮荷重を付与した場合で２５％以下にすることが好ましい。
【００２４】
また下敷材は、天然木と同様に軽量であり、人力で容易にハンドリングでき、労力負担を極力少なくするために、目標質量を２〜５ｋｇ／個（本）程度の軽量にするものであることから、密度６５０〜９００ｋｇ／ｍ³ のパーティクルボードにより形成することが好ましい。
パーティクルボードの密度が６５０ｋｇ／ｍ³ 未満のものでは、現状では充分な圧縮強度を確保することが困難であり、短期に圧潰して下敷材機能を失ってしまう場合がある。
パーティクルボードの密度が９００ｋｇ／ｍ³ 超のものでは、木質、製造条件をかなり厳選する必要がありコスト高になる。また重いものになることから、人力でハンドリングする場合の労力負担が大きくなる。
上述したパーティクルボードの密度、圧縮強度、沈み込み率は、木材の種類と粒径分布、使用樹脂とその塗布量、成型する際の圧縮力、温度などを選択することによって、任意に調整することができる。
【００２５】
なお、パーティクルボードの密度、圧縮強度を大きくする場合には、特に木材の微細片の粒径を小さくすることが有効であるが、微細化処理負担が大きくなることから、通常得られる微細片に粒径の小さい微細粉を混在させ、単層で形成することも有効である。
また図５（ａ），（ｂ）に示すように、表層ａと内層ｂと表層ａとに区分して、表層ａを粒径の小さい微細片で形成し、内層ｂを表層ａを形成する微細片の粒径より大きい微細片で形成し、３層構造にすることも有効である。
【００２６】
なお、針葉樹の梱包材は燻蒸処理等の熱処理が義務付けられており、針葉樹の微細片を使用する下敷材の場合も、同様の熱処理が義務付けられるとした場合、パーティクルボードの製造プロセスで熱圧成型工程があり、例えば１８０℃で８分以上保持されることになるため、燻蒸処理等の熱処理相当の熱処理が行われることから、針葉樹の微細片が含まれていても、改めて燻蒸処理する必要がない。
【００２７】
【実施例】
本発明による重量物の下敷材を形成するパーティクルボードで、最も重要な特性である圧縮強度について、従来下敷材として多く用いられている南洋材（天然木）との比較実験を行った。
この実験に供したパーティクルボードは、南洋材から得られたノコ屑を原料とし、これに熱硬化樹脂を塗布（付着）して形枠に入れて１８０℃の温度に加熱状態で、３ＭＰａの圧力をかけて圧縮成型して得られた９０ｍｍ×９０ｍｍ×厚み３０ｍｍの板状材（密度８００ｋｇ／ｍ³ ）を、図６（ａ）、（ｂ）に示すように３枚貼り合わせて９０ｍｍ×９０ｍｍ×９０ｍｍのサイコロ状に形成したものである。
【００２８】
この実験では、矢印Ａ，Ｂの方向から、圧縮荷重Ｗを付与して圧縮（強度）特性を調査した。
ここでは、塑性変形に達した時の厚み減量と付与荷重で示す。
調査結果を、比較例と共に以下に説明する。
比較例は南洋材（密度５００〜７００ｋｇ／ｍ³ ）を切断加工して同じ形状、大きさに形成したものである。
【００２９】
［実験例］
（１） 図６（ａ）に示すように、矢印Ａの方向（貼り合わせ面側）から力をかけた場合、約１４２ｋＮの圧縮荷重で厚み減量が３ｍｍのところで塑性変形した。
（２） 図６（ｂ）に示すように、矢印Ｂの方向（板面側）から圧縮力を付与した場合、約１５５．８ｋＮの圧縮荷重で厚み減量が２０ｍｍになるまで比例変化し、厚み減量が２１ｍｍになったところで塑性変形した。
【００３０】
［比較例］
（１） 板目の方向から圧縮荷重Ｗを付与した場合、約６８．６ｋＮの圧縮荷重で厚み減量が２０ｍｍに達した。
（２） 柾目の方向から圧縮荷重Ｗを付与した場合、約６６．６ｋＮの圧縮荷重で厚み減量が８ｍｍになるまで比例変化し、塑性変形した。
【００３１】
上記実験例から、本発明の重量物の下敷材の場合には、南洋材により形成した比較例の場合より２倍以上の圧縮強度を有し、使用寿命を延長、または下敷材の使用数を減らせることを確認できた。
なお、上記の実験から複数のパーティクルボードを貼り合わせた場合、貼り合わせ面側で圧縮荷重を受けた場合は、厚み減少が少ない段階で塑性変形し、また板面側で圧縮荷重を受けた場合には、厚み減少がかなり進んで塑性変形するなど、下敷材としての特性に差が出ることが判明した。
この特性の違いを有効に利用できるように、パーティクルボードの成型条件、組み合わせ条件、配置条件等を考慮することが有効である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の重量物の下敷材は、パーティクルボードで形成するものであることから、天然木と同等またはそれ以下の軽量材で、任意の形状にすることが容易であり、比較的容易に入手できる間伐材、木の枝、家屋の解体時に発生する木質廃材などを微細化したもの、カンナ屑、ノコ屑などの微細片などを原料として用いることができるので、安価に得られ再生利用が容易でリサイクル性に優れ、天然木や合板による下敷材の場合に比べてコストを大幅に低減できる。
また、下敷材として求められる圧縮強度、沈み込み率など、より高度な特性を具備させることにより、より幅広い適用が可能で、天然木や合板による下敷材の場合に比べて使用寿命を大幅に延長可能、または使用数を減らすことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の重量物の下敷材を形成するパーティクルボード基本形状例を示す立体説明図で、（ａ）図は角形断面材によるもの、（ｂ）は半円形断面材によるもの、（ｃ）図は円形断面材によるもの、（ｄ）図は板状材によるものを示す。
【図２】（ａ）図は本発明の重量物の下敷材を形成する板状のパーティクルボードの貼り合わせ例を示す立体説明図、（ｂ）図は板状の板状のパーティクルボードを示す立体説明図。
【図３】本発明の重量物の下敷材を形成するパーティクルボードの結合例を示す立体説明図で、（ａ）図は角形断面材の結合によるもの、（ｂ）図は円形断面材の結合によるもの、（ｄ）図は角形断面材と楔状支持片の結合によるものを示す。
【図４】本発明の重量物の下敷材を形成するパーティクルボードの枠組例を示す立体説明図で、（ａ）図は角形断面材の結合によるもの、（ｂ）図は円形断面材の結合によるものを示す。
【図５】（ａ）図は本発明の重量物の下敷材を形成するパーティクルボードを表層と内層を形成する微細片の粒径を変えた例を示す立体説明図、（ｂ）図は微細片の粒径の異なる板状のパーティクルボードを貼り合わせた３層構造のパーティクルボードを示す立体説明図。
【図６】本発明の実施例で用いた重量物の下敷材を形成するパーティクルボードの試験片と圧縮荷重付与方向を示す立体説明図で、（ａ）図は貼り合わせ面側を荷重付与方向にした場合を示し、（ｂ）図は板面側を圧縮荷重付与方向にした場合を示す。
【図７】（ａ）図は鋼スラブを対象とした下敷材の配置例を示す立体説明図、（ｂ）図は（ａ）図で用いた下敷材例を示す立体説明図。
【図８】（ａ）図は鋼コイルを対象とした下敷材の配置例を示す立体説明図、（ｂ）図は（ａ）図で用いた下敷材例を示す立体説明図。
【符号の説明】
１ ：：スラブ
２ ：荷台
３ ：下敷材
４ ：空間
５ ：下敷材
５ｓ：角材
６ ：鋼コイル
７ ：楔状支持片
７ｔ：傾斜受面
８ ：連結材

Claims (7)

1. パーティクルボードで形成したことを特徴とする重量物の下敷材。
2. 複数のパーティクルボードを積層して形成したことを特徴とする重量物の下敷材。
3. 複数のパーティクルボードを結合または枠組して形成したことを特徴とする重量物の下敷材。
4. パーティクルボードが、単層および３層のいずれか一方または両方からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の重量物の下敷材。
5. パーティクルボードが、圧縮強度が３〜３０ＭＰａのものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の重量物の下敷材。
6. パーティクルボードが、２５ＭＰａの圧縮荷重を付与した場合の沈み込み率が２５％以下のものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の重量物の下敷材。
7. パーティクルボードが、密度６５０〜９００ｋｇ／ｍ³ のものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の重量物の下敷材。

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