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合板は、薄い木材の単板を何層にも重ねて接着して作られた複合材料です。合板は、合板、中密度繊維板（MDF）、配向性ストランドボード（OSB）、パーティクルボード（またはチップボード）などを含む、加工板の一種です。 [ 1 ]
合板はすべて、樹脂と木質繊維シート（セルロース細胞は長く、丈夫で薄い）を結合して複合材料を形成します。木材シートは、各層の木目が隣接する層に対して通常（下記参照）垂直になるように積み重ねられます。この木目の交互配置は交差木目と呼ばれ、いくつかの重要な利点があります。端を釘で固定したときの木材の割れやすさを軽減し、厚みの膨張と収縮を抑え、寸法安定性を向上させ、パネルの強度をあらゆる方向で均一にします。通常、シートのバランスが取れるように、つまり表面層の木目が互いに平行になるように、奇数枚の層が重ねられます。このバランスにより反りが軽減されます。合板は互いに木目が交差するように、また奇数枚の複合材で結合されているため、表面層の木目方向に対して垂直な方向に高い剛性を持ちます。
小型で薄く、品質の低い合板は、層（プライ）が互いに直角に配置されているだけの場合があります。一方、高品質の合板の中には、設計上、45度刻み（0度、45度、90度、135度、180度）で5層の層が配置されているものがあり、複数の軸方向に強度を発揮します。
plyという単語は、フランス語の動詞plier [ 2 ]「折り畳む」に由来し、ラテン語の動詞plicoを経て、古代ギリシャ語の動詞πλέκω [ 3 ]に遡ります。
一般的な合板パネルは、芯材よりもグレードの高い表面単板を使用しています。芯材層の主な機能は、曲げ応力が最も高い外層間の間隔を広げ、パネルの曲げに対する抵抗力を高めることです。その結果、同じ荷重の下で、より厚いパネルはより長い距離を支えることができます。曲げでは、最大応力は最も外側の層で発生し、一方は引張応力、もう一方は圧縮応力となります。曲げ応力は、表面層で最大となり、中央層ではほぼゼロまで減少します。一方、せん断応力は、パネルの中央部と外側の繊維で高くなります。ヨーロッパでは、基本的な合板は、主に次の3つのカテゴリーに分類できます。バーチ合板（密度約1.5kg/L）。680 kg/m 3 )、混合合板 (密度約 680 kg/m 3 )。620 kg/m 3 ) および針葉樹合板 (密度 460–520 kg/m 3 ) [ 4 ]
用途に応じて、さまざまな種類の合板が存在する。
針葉樹合板は通常、杉、ダグラスファー、またはトウヒ、マツ、モミ（まとめてスプルース・パイン・モミまたはSPFと呼ばれる）もしくはレッドウッドから作られ、一般的に建設や工業用途に使用されます。[ 5 ]
最も一般的な寸法は1.2 × 2.4 メートル (3フィート 11インチ × 7フィート 10インチ)または、やや大きいヤードポンド法の寸法である 4フィート × 8フィートです。合板の厚さは 1.4 mm から 4.3 mm まで様々です。合板の枚数 (常に奇数) は、シートの厚さと等級によって決まります。屋根材には、より薄い16 ミリメートル ( 5 ⁄ 8インチ)の合板を使用できます。下地床は少なくとも19 ミリメートル ( 3 ⁄ 4インチ)の厚さで、厚さは床根太間の距離によって決まります。床材用の合板は、多くの場合、舌と溝(T&G) になっています。これにより、継ぎ目が根太の上にない場合、隣の板に対して上下に動くのを防ぎ、しっかりとした床の感触が得られます。T&G 合板は通常、13 ～ 25 ミリメートル ( 1 ⁄ 2～ 1インチ)の範囲で見られます。
広葉樹合板は双子葉植物（オーク、ブナ、マホガニー）の木材から作られ、要求の厳しい用途に使用されます。広葉樹合板は、優れた強度、剛性、耐久性、クリープ耐性を特徴としています。高い平面せん断強度と耐衝撃性を備えているため、特に重荷重の床や壁構造に適しています。配向性合板構造は、高い車輪耐荷重能力を備えています。広葉樹合板は、優れた表面硬度、損傷耐性、耐摩耗性を備えています。[ 6 ]
熱帯合板は、熱帯木材の広葉樹を混合して作られています。もともとはアジア地域が原産ですが、現在ではアフリカや南米諸国でも製造されています。熱帯合板は、密度、強度、層の均一性、高品質といった点で、針葉樹合板よりも優れています。高い基準で製造された場合、多くの市場で高値で販売されるのが一般的です。熱帯合板は、英国、日本、米国、台湾、韓国、ドバイ、その他世界各国で広く使用されています。低コストであるため、多くの地域で建設目的で使用されています。しかし、合板の生産と輸出の需要が主な原因で、フィリピン、マレーシア、インドネシアなど多くの国の森林が過剰に伐採されています。[ 7 ]
高強度合板（航空機用合板とも呼ばれる）は、耐熱性と耐湿性を高めた接着剤を使用してマホガニー、スプルース、および/またはバーチから作られます。第二次世界大戦中は空中攻撃グライダーの製造に使用され、またいくつかの戦闘機、特に多用途のイギリスのデ・ハビランド モスキートにも使用されました。[ 8 ]「木の驚異」という愛称で呼ばれた合板は、翼の表面や、隔壁や翼桁のウェブなどの平らな部分にも使用されました。胴体は、モノコックシェルの接着された合板-バルサ-合板の「サンドイッチ」により、非常に高い剛性を持ち、断面は楕円形で、湾曲した型を使用して2つの別々の鏡像の半分で形成されました。
航空機用構造合板は、一般的にアフリカ産マホガニー、スプルース、またはバーチの単板を、バスウッドまたはポプラの硬材芯材の上に熱プレスで接着したもの、あるいはヨーロッパ産バーチの単板を全体に使用して製造されます。バスウッドは、マホガニーやバーチの合板よりも軽量で柔軟性に優れていますが、構造強度はやや劣る、航空機用合板の一種です。航空機用合板は、1931年以来ドイツ・ロイド協会が定めた航空機用合板の検査および試験に関する規則やMIL-P-607など、多くの仕様に基づいて製造されます。後者のMIL-P-607では、3時間沸騰水に浸漬した後、せん断試験を行い、合板間の接着性が仕様を満たしていることを確認することが求められています。航空機用合板は、 3枚以上の白樺材を重ねて作られており、総厚はわずか0.40ミリメートル（1/64インチ）と非常に薄く、極めて丈夫で軽量です。
ハワード・ヒューズのH-4ハーキュリーズは合板で作られていた。この飛行機はヒューズ・エアクラフト社が合板と樹脂のデュラモールド製法を用いて製造した。[ 9 ]特殊な木製ベニヤはウィスコンシン州マーシュフィールドのロディス・マニュファクチャリング社が製造した。[ 10 ]
通常、トネリコ、オーク、レッドオーク、カバノキ、カエデ、マホガニー、ショレア（ラワン、メランティ、フィリピンマホガニーとも呼ばれるが、真のマホガニーとは関係がない）、ローズウッド、チーク、その他多数の広葉樹で覆われている。
柔軟性のある合板は、曲面部品を作るために設計されており、家具製造においては1850年代から用いられてきました。厚さ3/8インチ（9.5mm ）のマホガニー製3層構造の「ウィグルボード」または「ベンディボード」は、4フィート×8フィート（1.2m × 2.4m ）のシート状で、非常に薄い木目が交差した中央層と、それよりも厚い2つの外側層（シート上で木目が長手方向または交差方向）で構成されています。ウィグルボードは、目的の曲面に成形された後、2層を接着して接合されることが多く、最終的な形状がしっかりとして動きに抵抗するようになっています。多くの場合、表面には装飾用の木製ベニヤが貼られます。
イギリスでは、ビクトリア朝時代には単層のベニヤ板がストーブパイプハットの製造に使われていたため、柔軟性のある現代の合板は、イギリスでは「帽子屋の合板」と呼ばれることがある。ただし、元の材料は厳密には合板ではなく、単層のベニヤ板だった。
船舶用合板は、耐久性に優れた表面単板と芯材単板から製造されており、欠陥が少ないため、湿度の高い環境や濡れた環境でも長持ちし、剥離やカビの発生にも強い耐性があります。長期間湿気にさらされる環境でも使用できる構造になっています。各単板は熱帯産の広葉樹から作られ、芯材間の隙間がほとんどないため、合板内部に水が溜まる可能性が低く、強力で安定した接着を実現します。接着剤は、ほとんどの屋外用合板と同様に、耐候性・耐沸騰性（WBP）の接着剤を使用しています。
船舶用合板は、英国規格であるBS 1088と、インド規格であるIS:710に基づいて等級付けされます。船舶用合板の等級付けに関する国際規格は少なく、ほとんどの規格は任意規格です。一部の船舶用合板には、 BS 1088に準拠していることを証明するロイズ・オブ・ロンドンのスタンプが付いています。また、合板の中には、製造に使用された木材に基づいてラベル付けされているものもあります。その例としては、オクメやメランティなどがあります。
英国では、 BS 1088規格に適合しない合板を「船舶用合板」として宣伝している建材販売店が見られる。こうした製品のオンライン広告には、一般的に「船舶には適していません」といった注意書きが含まれている。
インドでは、船舶用合板は、1980年代に防水船舶用合板の概念を普及させたブランド名にちなんで、「キットプライ」という通称で広く知られている。
その他の合板の種類には、難燃性、耐湿性、ワイヤーメッシュ、看板用、さらには加圧処理された合板などがあります。[ 11 ]ただし、合板の耐火性を向上させるために、さまざまな化学物質で合板を処理する場合があります。これらの製品はそれぞれ、産業界のニーズを満たすように設計されています。
バルト海産バーチ合板は、バルト海周辺地域で生産される製品です。元々はヨーロッパの家具職人向けに製造されていましたが、現在ではアメリカでも人気があります。内部に空隙のないバーチ合板の芯材があり、屋外用接着剤で接着されているため、非常に安定性に優れています。表面の化粧板は、従来のキャビネット用合板よりも厚みがあります。
合板の製造には、製材所で寸法材に加工する際に必要な丸太よりも一般的に真っ直ぐで直径の大きい、ピーラーと呼ばれる良質な丸太が必要です。丸太は水平に置かれ、長い刃を押し当てながら長軸を中心に回転させられ、薄い木の層が剥がれ落ちます（まるでロール紙から一枚の紙を剥がすように）。回転中は、調整可能なノーズバー（固定式またはローラー式）が丸太に押し当てられ、刃とノーズバーの間にベニヤが通過するための「隙間」が作られます。ノーズバーは、剥がされる木材を部分的に圧縮し、剥がす刃の振動を制御し、剥がされるベニヤの厚さを正確に保つのに役立ちます。このようにして丸太はベニヤ板に剥がされ、乾燥時に（木材の種類に応じて）収縮できるように、必要な寸法にカットされます。シートはその後、パッチング、等級分け、接着され、最低140 ℃（284 °F）の温度、最大1.9MPa （280psi ）（ただし、より一般的には1.4MPa （200psi ））の圧力でプレス機で焼成され、合板パネルが形成されます。パネルは、用途に応じて、パッチング、ひび割れや小さな節穴などの軽微な表面欠陥の充填、サイズ調整、研磨、またはその他の再仕上げを行うことができます。
屋内用合板は一般的に、耐水性が限られている安価な尿素ホルムアルデヒド接着剤を使用するが、屋外用および船舶用合板は湿気に耐えるように設計されており、剥離を防ぎ、高湿度でも強度を維持するために耐水性のレゾルシノールホルムアルデヒドまたはフェノールホルムアルデヒド接着剤を使用する。[ 12 ]
合板に使用される接着剤は懸念事項となっている。尿素ホルムアルデヒドとフェノールホルムアルデヒドはどちらも非常に高濃度では発がん性がある。そのため、多くのメーカーは「E」等級で示される低ホルムアルデヒド放出接着剤システムに移行している。「E0」規格で製造された合板は、実質的にホルムアルデヒド放出がゼロである。[ 13 ]
接着剤が注目を集めていることに加え、エネルギー節約や天然資源への懸念から、木材資源そのものも製造業者の関心を集めています。これらのプログラムに参加する製造業者には、いくつかの認証が用意されています。森林認証プログラム（PEFC） 、森林管理協議会（FSC）、エネルギー・環境デザインにおけるリーダーシップ（LEED）、持続可能な森林イニシアチブ（SFI）、グリーンガードはすべて、生産および建設慣行が持続可能であることを保証する認証プログラムです。これらのプログラムの多くは、製造業者とエンドユーザーの両方に税制上の優遇措置を提供しています。[ 14 ]
最も一般的に使用される厚さの範囲は 1/8 ～ 3 インチ (3.2 ～ 76.2 mm) です。最も一般的に使用される合板シートのサイズは4 × 8 フィート (1,220 mm × 2,440 mm) [ 15 ]で、これは 1905 年のポートランド万国博覧会のために現代的なベニヤコア合板を開発したポートランド製造会社によって最初に使用されました。合板シートの一般的なメートル法サイズは 1200 × 2400 mm です。5 × 5 フィート (1,500 × 1,500 mm)も、バルトバーチ合板や航空機用合板の一般的なヨーロッパサイズです。[ 16 ]
コンクリート型枠用の特殊合板のサイズは15 ⁄ 64～13 ⁄ 16インチ (6 ～ 21 mm)まで幅広く、さまざまなフォーマットが存在しますが、15 × 750 × 1,500 mm (0.59 インチ× 30 × 59インチ) (19/32 インチ× 2フィート 6 インチ× 4フィート 11 インチ)が非常によく使用されています。
航空機用合板は、 1 / 8インチ（3mm）（3層構造）以上の厚さで入手可能です。一般的に航空機用合板には厚さ0.5mm （約1/64インチ）の単板が使用されますが、より薄いパネルの製造には0.1mmなどのさらに薄い単板も使用されます。
等級付けのルールは原産国によって異なります。最も一般的な規格は英国規格（BS）と米国規格（ASTM）です。ただし、ジョイス（1970）は等級付けルールの一般的な指標をいくつか挙げています。[ 17 ]
合板は、高品質で高強度な板材が必要とされる多くの用途で使用されています。ここでいう品質とは、ひび割れ、破損、収縮、ねじれ、反りに対する耐性を意味します。
屋外用接着合板は屋外での使用に適していますが、木材の強度は水分によって影響を受けるため、含水率が比較的低い環境下で最適な性能を発揮します。氷点下の環境でも合板の寸法や強度特性は影響を受けないため、特殊な用途にも対応可能です。
合板は、応力外皮構造のエンジニアリング材料としても使用されています。第二次世界大戦以降、船舶や航空機の分野でも使用されてきました。最も有名なのは、バルサ材の芯をバーチ合板で挟んだ胴体と、翼に広く合板を使用したイギリスのデ・ハビランド・モスキート爆撃機です。また、イギリスのパワーボート社とヴォスパー社が製造したハードチャイン型魚雷艇（MTB）やモーター砲艇（MGB）、アメリカのPTボート、ノルマンディー上陸作戦で重要な役割を果たしたヒギンズ上陸用舟艇の船体にも合板が使用されました。アメリカのデザイナー、チャールズ＆レイ・イームズ夫妻は合板をベースとした家具で知られており、フィンランドの建築家アルヴァ・アアルトとその事務所アルテックも同様です。フィル・ボルジャーは、主に合板で作られた幅広い種類のボートを設計しています。ケープタウンのジャック・コーパーは、2015年現在、合板製のダブチック・セーリング・ディンギーを設計した。今でも多くの十代の若者たちがセーリングを楽しんでいる。
合板は木目に沿って容易に曲げることができるため、曲面を作るのにしばしば用いられます。スケートボードのランプでは、曲面の上に滑らかな表面として合板を使用することで、海の波の形を模倣したような滑らかな形状を作り出すことができます。
スプルース合板の一般的な用途は以下のとおりです。
スプルース合板の目立つ木目を覆い隠すコーティングソリューションが利用可能です。これらのコーティングされた合板には、適度な強度が必要でありながらスプルースの軽さが利点となる用途がいくつかあります。例:
フェノール樹脂フィルムコーティング（フィルムフェイス）された広葉樹合板は、通常、すぐに設置できる部品として使用されます。例:
カバ合板は、例えば以下のような特殊な用途において構造材として使用されます。
滑らかな表面と正確な厚み、そして素材の耐久性により、バーチ合板は多くの特殊な用途に適した素材となっています。例:
熱帯合板は東南アジア地域、主にマレーシアとインドネシアから広く入手可能である。
「合板のサイズ、等級、用途ガイド」。シート材料ガイド。 2024年5月22日取得。