(57)【要約】［課題］  スギ又はヒノキの樹皮を使用し、ホルムアルデヒドの放出量が非常に少なく、かつ良好な強度性能を持ち、かつ抗菌性に優れたボードを提供する。［解決手段］  リグノセルロース物質の２０重量以上がスギ又はヒノキの樹皮であり、かつ接着剤がイネ科植物リグニンとフェノール類及びアルデヒド類とをアルカリ触媒又は酸性触媒の存在下で反応させたものとし、上記リグノセルロース物質に上記接着剤を０．２〜３０重量％添加し、加熱加圧してボードを得る。［選択図］  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
リグノセルロース物質に接着剤を０．２〜３０重量％添加し、加熱加圧して成板したボードであって、前記リグノセルロース物質の２０重量％以上がスギ又はヒノキの樹皮であり、かつ前記接着剤がイネ科植物リグニンとフェノール類及びアルデヒド類とをアルカリ触媒又は酸性触媒の存在下で反応させたものであることを特徴とするボード。
【請求項２】
１８０〜２５０℃の温度で加熱加圧して成板されている請求項１のボード。
【請求項３】
上記接着剤が、リグニンとフェノール類及びアルデヒド類とのｐＨ９以上のアルカリ条件下での反応生成物である請求項１または２のボード。
【請求項４】
上記接着剤が、アルデヒド類としてホルムアルデヒドを使用しており、かつフェノールモノマーに対するホルムアルデヒドのモル比が１．２〜５．０である請求項３のボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、イネ科植物リグニンを使用した接着剤を使用したパーティクルボード、ファイバーボード等のボードに関する。【０００２】［背景技術］
パーティクルボード、ファイバーボード等のボード類は、一般にリグノセルロース物質のチップ、繊維等に接着剤を添加して加熱加圧して成板される。【０００３】  これらのボード類の接着剤として、従来、尿素樹脂、尿素メラミン樹脂、フェノール樹脂等の接着剤が使用されてきたが、近年これらの接着剤を使用したボード類からホルムアルデヒドが放出され、それが人体へ悪影響を及ぼすことが問題となっている。【０００４】  本発明者らの一部は、先にイネ科植物リグニンを主成分とする接着剤を使用した、ホルムアルデヒドの発生量が非常に少なく、かつ良好な強度特性を持つボード類を発明した。（特許第３３６１８９号）【０００５】  しかし、従来のボードにおいてホルムアルデヒドの存在は人体に有害である一方で、抗菌性の役割を果たしていた。従って、前期特許第３３６１８９号のボードでは人体に無害であるかわりに抗菌性が低いという欠点を持つ。【０００６】  抗菌性を持たせるために天然又は合成の抗菌剤を添加する方法が容易に考えられるが、イネ科植物リグニンを使用した接着剤を用いる場合、抗菌剤を併用すると硬化阻害を起こし、良好な強度性能を持ったボードが得られない。
［発明の開示］【０００７】［発明が解決しようとする課題］
本発明は、ホルムアルデヒドの放出量が非常に少なく、かつ良好な強度性能を持ち、かつ抗菌性に優れたボードを提供することを目的とする。【０００８】［課題を解決するための手段］
本発明者らは鋭意研究により、リグノセルロース物質としてスギ又はヒノキの樹皮を使用することにより、イネ科植物リグニンを主成分とするホルムアルデヒドの放出量が非常に少ない接着剤を使用して良好な強度性能を持ち、かつ優れた抗菌性を持つボードを得た。【０００９】  すなわち、本発明のボードは、リグノセルロース物質に接着剤を０．２〜３０重量％添加し、加熱加圧して成板したボードであって、前記リグノセルロース物質の２０重量％以上がスギ又はヒノキの樹皮であり、かつ前記接着剤がイネ科植物リグニンとフェノール類及びアルデヒド類とをアルカリ触媒又は酸性触媒の存在下で反応させたものであることを特徴とするものである。【００１０】  本発明におけるボードとは、パーティクルボード、ファイバーボードに代表される、木材、パルプ、草本類などのリグノセルロース物質の小片を接着剤と混合し加熱加圧して成板された板のことである。【００１１】  本発明において、前記リグノセルロース物質の少なくとも２０重量％、好ましくは３０〜８０重量％がスギ又はヒノキの樹皮が使用される。スギ又はヒノキの樹皮の使用量が２０重量％を下回るとボードの十分な抗菌性が発揮されない。【００１２】  本発明で使用される接着剤は、イネ科植物リグニンとフェノール類及びアルデヒド類とをアルカリ触媒又は酸性触媒の存在下で反応させたものである。【００１３】  かかる接着剤において、使用されるイネ科植物リグニンの重量は、前記反応で得られる接着剤の固形分の重量の３０重量％以上が好ましく、５０〜８０重量％であるのが好ましい。【００１４】  かかる接着剤は、リグノセルロース物質に対して、０．２〜３０重量％、好ましくは０．５〜２０重量％使用される。【００１５】  かかる接着剤に使用されるイネ科植物リグニンは、稲、麦、竹、さとうきび、アシ、コウリャン等あらゆるイネ科植物のリグニンが対象となる。【００１６】  かかるイネ科植物リグニンは、イネ科植物から直接抽出されたものであってももちろん良いが、パルプ廃液から抽出したものが工業的に有利である。パルプ廃液から抽出したリグニンを使用する場合、蒸解法の種類は、クラフト法、亜硫酸法、ソーダ法等のいわゆるケミカルパルプ化法、セミケミカル化法、サーモメカニカルパルプ化法、有機溶媒法等いずれのものも使用できる。【００１７】  本発明で使用される接着剤に使用されるフェノール類としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、レゾルシノール等、すべてのフェノール類が使用可能であるが、性能とコストの面からフェノールを使用するのが特に好ましい。その使用量は、イネ科植物リグニンに対して、１００重量％以下であるのが好ましく、特に５〜６０重量％であるのが好ましい。この使用量は１００重量％を越えても差し支えないが、コスト高になるばかりで物性の向上は望めない。【００１８】  アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラール、ベンズアルデヒド、グリオキザール等が使用可能であるが、性能とコストの面からホルムアルデヒドまたはフルフラールを使用するのが特に好ましい。これらは単独で使用しても２種以上ものを併用してもよい。また、その使用量は、フェノ���ルモノマーに対するホルミル基のモル比で０．２〜５．０の範囲が好ましい。【００１９】  ホルムアルデヒドとしては、ホルマリン、パラホルムアルデヒド、ポリオキシメチレン等全てのホルムアルデヒド類が使用できる。その使用量は、フェノールモノマーに対するモル比で１．２〜５．０の範囲が好ましく、１．８〜３．５の範囲がより好ましい。ホルムアルデヒドは、少量の使用で優れた強度性能を発揮する。【００２０】  本発明の接着剤は、上記イネ科植物リグニンとフェノール類及びアルデヒド類を、ｐＨ９以上特にｐＨ１０以上のアルカリ条件下で反応されているものが好ましい。触媒としては、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の酸化物または水酸化物をはじめ、かかるｐＨ条件を満たすあらゆるアルカリ触媒を使用することができる。【００２１】  リグニンとフェノール類及びアルデヒド類の反応のさせ方としては、リグニンとフェノール類を反応させた後にアルデヒド類を反応させる、リグニンとフェノール類及びアルデヒド類を同時に反応させる、フェノール類とアルデヒド類の反応生成物にリグニンを反応させる等があげられるが、特にフェノール類とアルデヒド類の反応生成物にリグニンを反応させる方法のものが好ましい。【００２２】  かかる本発明のボードは、先のイネ科植物リグニンを主成分とする接着剤を使用したボード製品と同等の強度性能を有し、同等の低いホルムアルデヒド放出量であり、かつはるかに優れた抗菌性を有する。かかる強度性能としては、力学的強度と吸水厚さ膨張率があげられる。【００２３】  本発明のボードのホルムアルデヒド放出量は、接着剤の使用量とリグノセルロース物質の材質により異なるがＪＩＳ  Ａ  ５９０８  ５．１１に定める測定法で、通常０．０〜０．５ｍｇ／ｌであり、好ましくは０．０〜０．３ｍｇ／ｌである。【００２４】  また本発明のボードの強度性能は、接着剤の使用量及び目的とするボードの密度等により異なるが、力学的強度として曲げ強さが３Ｎ／ｍｍ２以上、好ましくは８Ｎ／ｍｍ２〜２５Ｎ／ｍｍ２であり、吸水厚さ膨張率はＪＩＳ  Ａ  ５９０８  ５．１０に定める測定法で２０％以下、好ましくは１２％以下である。【００２５】  また本発明のボードの抗菌性は、様々な自然条件により一概に特定化できないが、通常、水を十分含ませた状態で湿度９０％以上の環境の中で３０日以上、好ましくは５０日以上放置してもカビが発生しない。【００２６】  本発明のボードが良好な強度性能を持ち、かつ優れた抗菌性を持つ理由は、以下のことが考えられる。
スギとヒノキの樹皮はフェルギノールという抗菌成分を有する。フェルギノールはスギ又はヒノキの樹皮中にまんべんなく含まれており、ボードのチップ間の接着面付近に存在するフェルギノール自体はごく少量であるため、接着剤の硬化を阻害しない。そのためボードの強度性能は良好に保たれる。
一方、ボードのチップ間の接着面付近以外に存在するフェルギノールの量は多量であるため、ボード成型後にボード内部にとどまり、抗菌性を発揮する。【００２７】［発明の効果］
本発明によれば、次のような効果がある。
（１）      本発明のボードは優れた抗菌性を持つ。
（２）      本発明のボードは、優れた力学的強度を有する。
（３）      本発明のボードは、優れた耐水性を有する。
（４）      本発明のボードは、パルプ廃液による環境汚染の問題を解決する。
（５）      本発明のボードはヒノキやスギ皮の未利用資源の有効利用が可能となる。
（６）      本発明のボードは、安価な原料費でリグノセルロース系ボードが製造できるので、経済的に有利である。
（７）      本発明のボードは、従来の木質系ボードに比べてホルムアルデヒドの発生量が極めて少ないので、人体に安全である。【００２８】［発明を実施するための最良の形態・実施例］
次に実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。【００２９】  実施例では接着剤は、以下の方法により製造した。すなわち、イネ科植物リグニンとして、ソーダ蒸解法による麦ワラパルプ廃液から抽出したリグニンの粉末を使用した。また、冷却器と攪拌器付の反応容器で、フェノールとフェノールに対してモル比３に相当するホルマリン、フェノールに対するモル比０．３３の水酸化ナトリウムを５０℃で４０分反応させて、フェノールとホルムアルデヒドの反応生成物Ｘを製造した。次に、上記イネ科植物リグニンに上記反応生成物Ｘを反応生成物Ｘ中のフェノールの割合がイネ科植物リグニンに対して２０重量％になるように添加し、さらに濃度が４０重量％になるように水を添加し、８０℃で９０分間反応させて、接着剤を製造した。【００３０】  また、本発明のボードの曲げ強さ、耐水性、ホルムアルデヒド放出量及び抗菌性を調べるために、本発明の樹脂組成物を接着剤として使用したパーティクルボードの製造を行った。【００３１】  パーティクルボードは、リグノセルロース物質として建築解体材又はスギの樹皮、又はヒノキの樹皮をナイフリングフレーカー（Ｐａｌｌｍａｎ）を使用して刃出し０．６ｍｍで切削して得た絶乾のフレークを用い、該フレーク３４０ｇに不揮発分として１０重量％の接着剤をスプレーガンで塗布添加した後、２２ｃｍ角のフォーミングボックスに手撒きしてマットフォーミングし、１ｃｍのサイズのスペーサーを用い（目標比重０．７ｇ／ｃｍ３）、圧力５０ｋｇｆ／ｃｍ２で２１０℃の温度で１５分加熱することによって行った。【００３２】  また、ボードの強度性能を調べるために曲げ強さを、耐水性を調べるために吸水厚さ膨張率を測定した。曲げ強さは、ＪＩＳ  Ａ  ５９０８  ５．５に準拠し、５０×２００ｍｍのサイズにカットした３本の試験片の測定値の平均値で求めた。吸水厚さ膨張率は、ＪＩＳ  Ａ  ５９０８  ５．１０に準拠し、５０×５０ｍｍのサイズにカットした３本の試験片の測定値の平均値で求めた。ホルムアルデヒド放出量は、ＪＩＳ  Ａ  ５９０８  ５．１１に準拠して求めた。【００３３】  ボードの抗菌性を調べるために以下の方法で試験を行った。
すなわち、５０×５０ｍｍのサイズにカットした３本の試験片を２時間水に浸漬した後、湿度９０％以上、気温２５±５℃の室内に放置した。時間の経過によってカビの発生の有無を調べた。【００３４】比較例１
前記建築解体材のフレークと前記接着剤を使用して、パーティクルボードを製造した。このパーティクルボードの曲げ強さは２１Ｎ／ｃｍ２、吸水厚さ膨張率は９％、ホルムアルデヒド放出量は０．１ｍｇ／ｌであった。また、前記抗菌性の試験では、１５日後にカビが発生した。【００３５】実施例１
前記フレークをスギの樹皮とする以外は比較例１と同じ方法でパーティクルボードを製造した。このパーティクルボードの曲げ強さは１９Ｎ／ｃｍ２、吸水厚さ膨張率は８％、ホルムアルデヒド放出量は０．１ｍｇ／ｌであった。前記抗菌性の試験では、１００日以上経過してもカビは発生しなかった。【００３６】実施例２
前記フレークをヒノキの樹皮とする以外は比較例１と同じ方法でパーティクルボードを製造した。このパーティクルボードの曲げ強さは１８Ｎ／ｃｍ２、吸水厚さ膨張率は７％、ホルムアルデヒド放出量は０．１ｍｇ／ｌであった。前記抗菌性の試験では、１００日以上経過してもカビは発生しなかった。【００３７】実施例３
前記フレークを建築解体材とスギの樹皮の重量割合を１：１とする以外は比較例１と同じ方法でパーティクルボードを製造した。このパーティクルボードの曲げ強さは２１Ｎ／ｃｍ２、吸水厚さ膨張率は８％、ホルムアルデヒド放出量は０．１ｍｇ／ｌであった。前記抗菌性の試験では、１００日以上経過してもカビは発生しなかった。【００３８】比較例２
市販の尿素メラミン樹脂接着剤を使用する以外は比較例１と同じ方法でパーティクルボードを製造した。このパーティクルボードの曲げ強さは２１Ｎ／ｃｍ２，吸水厚さ膨張率は１０％、ホルムアルデヒド放出量は１．２ｍｇ／ｌであった。また、前記抗菌性の試験では、１００日以上経過してもカビは発生しなかった。【００３９】比較例３
市販のフェノール樹脂接着剤を使用する以外は比較例１と同じ方法でパーティクルボードを製造した。このパーティクルボードの曲げ強さは２０Ｎ／ｃｍ２、吸水厚さ膨張率は９％、ホルムアルデヒド放出量は０．９ｍｇ／ｌであった。また、前記抗菌性の試験では、６０日後にカビが発生した。