(57)【要約】【課題】湿度条件に因らず植物片に均等に分散することができ、さらに接着性に優れた粉末状の熱硬化性接着剤及びそれを用いた成形板を提供する。【解決手段】粉末状の熱硬化性接着剤は、糖と、カンファースルホン酸とを含有する。また、成形板は、当該熱硬化性接着剤と、熱硬化性接着剤により接着される複数の植物片とを含有する。カンファースルホン酸は吸湿性が低いため、湿度条件に因らず植物片に均等に分散することができる。また、糖とカンファースルホン酸は反応速度が高いため、成形時間を短縮化することができ、接着性を向上させることができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
糖と、
カンファースルホン酸と、
を含有する、粉末状の熱硬化性接着剤。
【請求項２】
前記糖は、単糖及び二糖から選ばれる一種又は二種以上である請求項１に記載の熱硬化性接着剤。
【請求項３】
前記糖１００質量部に対して、前記カンファースルホン酸を０．１〜７５質量部含有する請求項１又は２に記載の熱硬化性接着剤。
【請求項４】
多価カルボン酸をさらに含有し、
前記糖１００質量部に対して、前記多価カルボン酸を０．１〜６００質量部含有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱硬化性接着剤。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の熱硬化性接着剤と、
前記熱硬化性接着剤により接着される複数の植物片と、
を含有する成形板。
【請求項６】
前記植物片の乾燥質量１００質量部に対し、前記熱硬化性接着剤を５〜３０質量部含有する請求項５に記載の成形板。
【請求項７】
粉末状の石油系熱硬化性樹脂接着剤をさらに含有する請求項５又は６に記載の成形板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱硬化性接着剤及びそれを用いた成形板に関する。詳細には、本発明は、接着性に優れた粉末状の熱硬化性接着剤、及び当該熱硬化性接着剤を用いた成形板に関する。
【背景技術】
【０００２】
木質用の接着剤としては、古来より、カゼインや大豆グルー、ニカワ等、バイオマス由来のものが知られている。しかしながら、これらは接着性等の物性が劣るため、近年、ユリア、メラミン、フェノール等の石油由来の熱硬化性樹脂接着剤に置き換わっている。そして、これらの接着剤により、木質又は草本植物の繊維、小片及び単板、並びに無機繊維などの要素片が接着され、合板、パーティクルボード、繊維板等の木質ボードが製造されている。
【０００３】
ここで、上述の熱硬化性樹脂接着剤は石油由来であり、さらに水性であることが接着剤としての要件となっている。また、これらの接着剤は、通常、ホルムアルデヒドの添加により硬化する。ただ、石油由来の原料は、資源上の問題や環境上の問題があるため、できるだけ使用量を削減することが望まれる。また、ホルムアルデヒドは放散が問題となるため、使用量は少ない方が好ましい。
【０００４】
そのため、従来、糖類及び有機スルホン酸を主成分として含有し、加熱及び加圧により硬化する接着用組成物が開示されている（例えば、特許文献１参照）。そして、有機スルホン酸としては、ｐ−トルエンスルホン酸及びベンゼンスルホン酸が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１０１４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
糖類及び有機スルホン酸を必須成分とした接着用組成物は固体であるため、要素片に対して粉末で分散させるには好適である。しかしながら、ｐ−トルエンスルホン酸やベンゼンスルホン酸のような有機スルホン酸は吸湿しやすいため、当該接着用組成物は高湿度条件下で凝集し、要素片に均等に分散させることが困難であった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、湿度条件に因らず要素片に均等に分散することができ、さらに接着性に優れた粉末状の熱硬化性接着剤及びそれを用いた成形板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の態様に係る粉末状の熱硬化性接着剤は、糖と、カンファースルホン酸とを含有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の熱硬化性接着剤は、粉末状の糖と粉末状のカンファースルホン酸とを用いて加熱及び加圧条件で接着することができる。そして、カンファースルホン酸は吸湿性が低いため、湿度条件に因らず要素片に均等に分散することができる。また、糖とカンファースルホン酸は反応速度が速いため、成形時間を短縮化し、接着性に優れた接着剤を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例２−１及び２−２並びに比較例２−１〜２−３の繊維ボードに関し、製造時における大気中の水蒸気量と曲げ強さ（ＭＯＲ）との関係を示すグラフである。
【図２】実施例２−１及び２−２並びに比較例２−１〜２−３の繊維ボードに関し、製造時における大気中の水蒸気量と吸水厚さ膨張率（ＴＳ）との関係を示すグラフである。
【図３】実施例２−１及び２−２並びに比較例２−１〜２−３の繊維ボードに関し、製造時における大気中の水蒸気量とホルムアルデヒド放散量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施形態に係る熱硬化性接着剤及び当該熱硬化性接着剤を用いた成形板について詳細に説明する。
【００１２】
［熱硬化性接着剤］
（第一実施形態）
まず、第一実施形態に係る熱硬化性接着剤について詳細に説明する。
【００１３】
従来の木質用接着剤は、溶液又はエマルション等の液体が一般的である。そのため、木質や草本植物の繊維、小片及び単板などの要素片に、接着剤を噴霧、塗布又は含浸などの方法で付着させた後に接着している。しかしながら、接着剤が液体であることにより、いくつかの問題が生じる。
【００１４】
具体的には、液体接着剤に有機溶剤を使用している場合、ボード成形時における作業環境や溶剤の回収が問題となる。また、液体接着剤に水を使用している場合、加熱成形時に水を蒸発させながら成形するため、温度が上昇し難くなって成形に時間がかかる。そして、水蒸気が膨張し、製造工程の途中で成形板が損傷する現象、いわゆるパンクが起こりやすい。さらに、水が蒸発して移動する際に接着成分も移動して凝集するため、接着成分の偏在化が起こりやすい。このため、液体接着剤の分散後に溶媒を除去する前処理を行ってから、加熱成形をすることが多い。したがって、液体ではなく、固体、例えば粉末状や繊維状の接着剤であり、さらに要素片に分散して加熱により固化することが可能な接着剤が求められている。
【００１５】
本実施形態に係る熱硬化性接着剤は、加熱及び加圧により硬化する接着用組成物である。具体的には、本実施形態に係る熱硬化性接着剤は、粉末状であり、さらに糖と、カンファースルホン酸とを含有する。
【００１６】
糖は、単糖類、二糖類、オリゴ糖類及び多糖類からなる群より選ばれる少なくとも一つを使用することができる。単糖としては、例えば、グルコース、フルクトース、リボース、アラビノース、ラムノース、キシルロース、デオキシリボース等が挙げられる。二糖としては、例えば、スクロース、マルトース、セロビオース、トレハロース、ツラノース等が挙げられる。オリゴ糖類としては、例えば、フラクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、マンナンオリゴ糖、スタキオース等が挙げられる。オリゴ糖は、例えば、糖鎖が１０個以下で連結した糖であってもよい。多糖類としては、例えばデンプン、アガロース、アルギン酸、グルコマンナン、イヌリン、キチン、キトサン、ヒアルロン酸、グリコーゲン、セルロース等が挙げられる。糖としては、上記の化合物を一種又は複数を組み合わせて用いることができる。
【００１７】
また、糖は、単糖及び二糖から選ばれる一種又は二種以上であることが好ましい。単糖としては、グルコース及びフルクトースの少なくとも一方であることが好ましい。二糖としては、スクロース、マルトース及びセロビオースからなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。さらに、糖としては、スクロースをより好ましく用いることができる。なお、本実施形態の熱硬化性接着剤において、上述の糖は、いずれも溶媒を用いず粉末状で用いる。
【００１８】
カンファースルホン酸（１０−カンファースルホン酸）は有機スルホン酸の一種である。有機スルホン酸としては、他にｐ−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、メタンスルホン酸、アミノエタンスルホン酸、スルファミン酸などが挙げられる。このような有機スルホン酸のうち、カンファースルホン酸が粉末で分散させるのに好適である。
【００１９】
カンファースルホン酸は、触媒効果が高く、糖の低分子変性物同士の重合反応を進行させ、高分子化することができる。そして、当該低分子変性物が重合して得られた化合物が、要素片同士の接着に寄与する。さらにカンファースルホン酸は、疎水性のカンファー（樟脳）のメチル基に、親水性のスルホ基 (−ＳＯ３Ｈ) を導入した分子構造を持つ。そのため、カンファースルホン酸は吸水性が低いことから、湿度条件に因らずに粉末状を保つことが可能となる。これに対し、ｐ−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸及びメタンスルホン酸は、触媒効果が高く、糖の低分子変性物同士の反応を進行させて高分子化することができるが、吸水性が高く、高湿度条件では粉末状を保つことが困難である。そのため、これらは、粉末状接着剤としては適切でない。また、アミノエタンスルホン酸及びスルファミン酸は触媒効果が低い。そのため、本実施形態では、カンファースルホン酸が好ましく用いられる。
【００２０】
本実施形態の熱硬化性接着剤においては、糖１００質量部に対して、カンファースルホン酸を０．１〜７５質量部含有することが好ましい。糖を１００質量部としたときに、カンファースルホン酸の含有量が０．１質量部以上であると、反応触媒としての効果が得やすくなる。また、糖を１００質量部としたときに、カンファースルホン酸の含有量が７５質量部以下であると、糖の加水分解反応が過度に促進され難くなり、高分子化を阻害することが少なくなる。また、酸が残留し難くなって成形体の強度を低下させ難くなる。さらに加圧時に、接着剤と要素片との混合物がプレス機等と接触したとしても、金属腐食が進行し難くなる。
【００２１】
なお、より好ましくは、糖を１００質量部としたときに、カンファースルホン酸の含有量が０．１５質量部〜７０質量部となるようにする。さらに好ましくは、糖を１００質量部としたときに、カンファースルホン酸の含有量が０．２質量部〜６０質量部となるようにする。特に好ましくは、糖を１００質量部としたときに、カンファースルホン酸の含有量が０．２質量部〜３０質量部となるようにする。
【００２２】
糖は、カンファースルホン酸の存在下で加水分解され、一時的に低分子化して変性した後、さらにカンファースルホン酸が触媒となり、低分子化合物同士の重合反応が促進され高分子化される。このため、高分子化された化合物が要素片同士の接着に寄与する。また、カンファースルホン酸は、金属との反応性が無機酸より低いため、成形の際に金属設備等に対し悪影響を与え難い。さらに、糖とカンファースルホン酸との反応系内には有機溶剤やホルムアルデヒドを含んでおらず、また、分解によってホルムアルデヒドが発生する第三級アミン等も含んでいない。そのため、有機溶剤やホルムアルデヒドの放散を抑制しやすくなる。この作用は、糖とカルボン酸などの酸との反応によっても生じ得るが、糖とカンファースルホン酸とを併用したときの方が高分子化の反応性が高い。そこで、本実施形態の熱硬化性接着剤は、糖とカンファースルホン酸とを必須成分としている。
【００２３】
なお、糖は、カルボン酸の存在下でも、加水分解による低分子化とその後の高分子化の反応が生じ得る。しかしながら、糖とカルボン酸との反応においては、フルクトース残基を含む糖では反応が速いが、グルコース残基を含む糖は反応が遅い傾向にある。一方、糖とカンファースルホン酸との反応においては、フルクトース残基を含まない糖でも反応が速いことが見出された。
【００２４】
ここで、フルクトース残基を含まない糖は、例えば、トウモロコシ、ジャガイモ、サツマイモ、タピオカなどから産出されるデンプンを酵素により糖化して得られる。具体的には、アミラーゼの作用により二糖としてのマルトースが得られ、さらにグルコアミラーゼの作用によりグルコース（ブドウ糖）が得られる。また、セルロースを糖化することにより、セロビオースが得られる。これらの糖は、そのままではフルクトース残基を含んでおらず、カルボン酸との反応では反応速度が遅い。しかしながら、糖とカンファースルホン酸との反応では、フルクトース残基の有無に関わらず、反応速度を速くすることができる。そのため、糖の選択の幅を広げることができ、多種多様な糖を使用することが可能になるので、天然資源を活用した優れた熱硬化性接着剤を得ることができる。
【００２５】
本実施形態の熱硬化性接着剤では、糖及びカンファースルホン酸が主成分となる。ここで主成分とは、熱硬化性接着剤中の成分において、接着性に寄与する成分のことである。
【００２６】
また、本実施形態の熱硬化性接着剤は、添加物を含有していてもよい。添加物としては、例えば、安定化剤、着色剤、増粘剤、反応促進剤、分散助剤などが例示される。
【００２７】
本実施形態の熱硬化性接着剤は、粉体であって液体とはしない。つまり、有機溶剤を使用した場合はボード成形における作業環境や溶剤の回収が課題となり、水を使用した場合は成形時間がかかったり、パンク及び接着成分の偏在化が起こりやすい。このため、本実施形態の熱硬化性接着剤は、液体ではなく固体、特に分散が容易な粉体とすることが好ましい。
【００２８】
そして、上述の成分は概ね固体であるため、混合することにより粉末状の熱硬化性接着剤が得られる。なお、粉末状の熱硬化性接着剤の粒径は要素片との分散性により選択されるため、特に限定されない。
【００２９】
本実施形態の熱硬化性接着剤は、糖及びカンファースルホン酸のみからなるものであってもよい。ただ、本実施形態の熱硬化性接着剤は、石油系熱硬化性樹脂接着剤をさらに含有してもよい。つまり、熱硬化性接着剤は、石油由来の熱硬化性樹脂を主剤とする接着剤を含有していてもよい。それにより、成形板の接着性及び耐水性を高めることができる。なお、パーティクルボードや繊維板といった木質ボードには、フェノール樹脂やユリア・メラミン樹脂等のアミノ系樹脂、イソシアネート樹脂を主剤とした接着剤を使用することが一般的である。そのため、上記の熱硬化性接着剤においても、糖とカンファースルホン酸とにより接着性を発揮させる限りにおいて、物性の更なる向上のため、石油系熱硬化性樹脂接着剤を添加することができる。
【００３０】
石油系熱硬化性樹脂接着剤は、フェノール樹脂接着剤、ユリア・メラミン樹脂接着剤、及びイソシアネート樹脂系接着剤からなる群より選ばれる少なくとも一つが好ましいが、特に限定されない。石油系熱硬化性樹脂接着剤の種類及び添加量は、成形板の用途によって選択することが好ましい。強度が求められる場合は、添加量を増加させることができる。また、耐水性が求められる場合は、フェノール樹脂接着剤やイソシアネート樹脂系接着剤など、耐水性が高い接着剤が適している。なお、石油系熱硬化性樹脂接着剤は粉末のものが好ましい。その場合、糖及びカンファースルホン酸との混合性を高めることができる。
【００３１】
石油系熱硬化性樹脂接着剤を配合する場合には、石油系熱硬化性樹脂接着剤の固形分が、糖とカンファースルホン酸との合計量を１００質量部としたときに、１質量部以上２００質量部以下となるように配合するのが好ましい。その場合、得られる熱硬化性接着剤の接着性を高めることができる。ただし、石油系熱硬化性樹脂接着剤を含有すると、ホルムアルデヒドが発生しやすくなる恐れがある。そのため、ホルムアルデヒド抑制の観点からは、石油系熱硬化性樹脂接着剤は含有しない方が好ましい。また、石油系熱硬化性樹脂接着剤を配合する場合であっても、その量は少ない方が好ましい。そのため、例えば、糖とカンファースルホン酸との合計量を１００質量部としたときに、石油系熱硬化性樹脂接着剤の固形分が１００質量部以下となることがより好ましく、５０質量部以下となることがさらに好ましく、１０質量部以下となることが特に好ましい。
【００３２】
上記の熱硬化性接着剤では、石油系熱硬化性樹脂接着剤を用いた場合でも、その配合量を減らすことができるので、ホルムアルデヒドの発生を抑制することができる。また、石油系熱硬化性樹脂接着剤は、廃棄のときの燃焼の際に有害なガスの発生原因となる恐れがあるが、接着剤の使用量を減らすことで、有害ガスの発生を抑制することができる。
【００３３】
本実施形態の熱硬化性接着剤は、上記の糖及びカンファースルホン酸を混合し、さらに場合によっては石油系熱硬化性樹脂接着剤を混合し、そして必要に応じて他の添加物を混合することにより得ることができる。このとき、粉末のまま混合を行えば、粉体の熱硬化性接着剤を得ることができる。
【００３４】
本実施形態の熱硬化性接着剤は、被着材と被着材との間に存在させて加熱及び加圧することにより、接着性を発現し、被着材を接着することができる。加熱及び加圧は、プレスであることが好ましい。プレスによれば、容易に接着性を発現させることができる。被着材としては、接着面を有する二つ以上の固体の部材であってもよいし、熱硬化性接着剤によって成形される複数の小片であってもよい。二つの固体の部材を接着させる場合、例えば、部材と部材との間に、熱硬化性接着剤を塗布や散布などにより配置して、部材同士を近づく方向に押圧して加熱及び加圧することにより、熱硬化性接着剤の硬化反応が進行し、部材を接着することができる。また、複数の小片を熱硬化性接着剤で接着して成形する場合、例えば、複数の小片を熱硬化性接着剤と混合し、この混合物を成形型に配置して加熱及び加圧することにより、熱硬化性接着剤の硬化反応が進行し、小片を接着させて成形体を形成することができる。
【００３５】
また、上記熱硬化性接着剤は、種々の部材や小片の接着に用いることができる。例えば、熱硬化性接着剤は、金属の接着に用いることができる。また、熱硬化性接着剤は、ステンレスブロックを接着することができる。さらに熱硬化性接着剤は、木材やガラスの接着に用いることができる。
【００３６】
（第二実施形態）
次に、第二実施形態に係る熱硬化性接着剤について詳細に説明する。なお、第一実施形態と同じ材料については、詳細な説明を省略する。
【００３７】
本実施形態に係る熱硬化性接着剤は、第一実施形態で詳述した糖とカンファースルホン酸に加えて、さらにカルボン酸を含有するものである。カルボン酸を含有することにより、糖とカンファースルホン酸との反応に加えて、糖とカルボン酸との反応も共存させることができるので、反応性を高めて接着性を向上させることが可能となる。また、カルボン酸を含有すると、得られる硬化物の結合性が高まるため、耐水性を向上させることが可能となる。
【００３８】
カルボン酸は、糖１００質量部に対して、０．１〜６００質量部で含有されていることが好ましい。糖を１００質量部としたときに、カルボン酸の含有量が０．１質量部以上であると、カルボン酸の効果がより高まる。また、糖を１００質量部としたときに、カルボン酸の含有量が６００質量部以下であると、未反応のカルボン酸が残存し難くなり、硬化性を高めることができる。より好ましくは、糖を１００質量部としたときに、カルボン酸の含有量が０．２質量部〜２００質量部となるようにする。さらに好ましくは、糖を１００質量部としたときに、カルボン酸の含有量が０．３質量部〜１００質量部となるようにする。なお、カルボン酸の含有量は、カンファースルホン酸の含有量よりも少なくてもよい。例えば、カルボン酸の含有量は、カンファースルホン酸の含有量の半分以下になってもよい。
【００３９】
カルボン酸としては、一価カルボン酸及び多価カルボン酸の少なくとも一方を用いることができる。多価カルボン酸は、カルボキシル基（ＣＯＯＨ）を１分子内に複数有する有機カルボン酸が好ましい。なお、本実施形態の熱硬化性接着剤は、多価カルボン酸をさらに含有し、糖１００質量部に対して、多価カルボン酸を０．１〜６００質量部含むことがより好ましい。カルボン酸として多価カルボン酸を用いることにより、カンファースルホン酸との共存下で、加水分解による糖の低分子化とその後の高分子化の反応とをより促進することが可能となる。
【００４０】
一価のカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、乳酸、安息香酸などが挙げられる。多価カルボン酸としては、二価のカルボン酸、三価のカルボン酸、四価のカルボン酸、及び五価以上のカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも一つを使用することができる。このうち、二価から四価のカルボン酸が利用しやすいため好ましい。多価カルボン酸としては、例えば、クエン酸、イタコン酸、リンゴ酸、酒石酸、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、マロン酸、フタル酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸（ペンタン二酸）、グルコン酸、グルタコン酸、ペンテン二酸などが挙げられる。これらの一価のカルボン酸及び多価カルボン酸は、無水物であってもよい。これらの中でも、多価カルボン酸としては、クエン酸及びイタコン酸の少なくとも一方を含むことが好ましい。クエン酸及びイタコン酸は植物を原料として製造することができる。そして、この場合、化石資源の使用が抑制できるため、環境への負荷が小さくなり、好ましい。
【００４１】
多価カルボン酸は、水酸基を有するものであってもよい。その場合、接着性を高めることが可能となる。また、多価カルボン酸は、分子量が５００以下であることが好ましく、３００以下であることがより好ましい。多価カルボン酸の分子量が小さい場合、糖に対する触媒効率を高めることができる。
【００４２】
本実施形態の熱硬化性接着剤は、糖、カンファースルホン酸及びカルボン酸を含有するが、多価カルボン酸を過剰に含有しないほうが好ましい。上記のように、多価カルボン酸は、糖との反応が遅い場合がある。また、多価カルボン酸が過剰に含まれていると、糖とカンファースルホン酸との反応の進行を妨げる場合がある。そのため、本実施形態の熱硬化性接着剤は、多価カルボン酸を上記範囲内で含有することが好ましい。
【００４３】
熱硬化性接着剤がカルボン酸を含有する場合、糖とカルボン酸との反応は、糖とカンファースルホン酸との反応よりも遅いので、カルボン酸は反応に取り残された未反応物として残留する可能性がある。硬化後にカルボン酸が残留すると、硬化反応が十分に進行していない恐れがある。そのため、硬化後にはカルボン酸が残留しないことが好ましい。硬化後にカルボン酸が残留しないためには、熱硬化性接着剤は、硬化によってカルボン酸が残留しない程度でカルボン酸を含有していればよい。特に、多価カルボン酸は、糖との反応が期待されるものの、残留すると接着性が十分に発揮されない恐れがある。そのため、硬化後には多価カルボン酸が残留しないことが好ましい。
【００４４】
硬化後に未反応のカルボン酸は、熱硬化性接着剤が硬化した硬化物を分析することにより確認することができる。例えば、硬化物の熱水抽出物を核磁気共鳴法（１Ｈ  ＮＭＲ）で分析したり、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）で分析したりすることにより、カルボン酸が含有されているか否かを検出することができる。このとき、多価カルボン酸の検出も可能である。機器の精度、積算回数、抽出量、濃縮の有無などによって差があるものの、熱水抽出溶液での濃度として１００ｐｐｍ程度が検出の下限値となる。よって、濃度が１００ｐｐｍ以上であれば、カルボン酸の検出は可能である。このことから、１ｇの硬化物を１０ｍＬの熱水で抽出した場合、１ｍｇ程度まで、つまり硬化物の０．１質量％程度の含有率まで検出が可能である。残留するカルボン酸の濃度で、熱硬化性接着剤に積極的にカルボン酸を添加したか否かの判別をすることができる。
【００４５】
本実施形態の熱硬化性接着剤においては、糖及びカンファースルホン酸が接着の主成分となり、カルボン酸は接着を補助する成分となる。そのため、本実施形態の熱硬化性接着剤は、糖、カンファースルホン酸及びカルボン酸のみからなるものであってもよい。ただ、第一実施形態と同様に、本実施形態の熱硬化性接着剤は石油系熱硬化性樹脂接着剤を含有していてもよい。つまり、熱硬化性接着剤は、石油由来の熱硬化性樹脂を主剤とする接着剤を含有していてもよい。それにより、成形板の接着性及び耐水性を高めることができる。なお、パーティクルボードや繊維板といった木質ボードには、フェノール樹脂やユリア・メラミン樹脂等のアミノ系樹脂、イソシアネート樹脂を主剤とした接着剤を使用することが一般的である。そのため、上記の熱硬化性接着剤においても、糖、カンファースルホン酸及びカルボン酸により接着性を発揮させる限りにおいて、物性の更なる向上のため、石油系熱硬化性樹脂接着剤を添加することができる。
【００４６】
本実施形態の熱硬化性接着剤は、糖、カンファースルホン酸及びカルボン酸を混合し、さらに場合によっては石油系熱硬化性樹脂接着剤を混合し、そして必要に応じて他の添加物を混合することにより得ることができる。他の添加物としては、第一実施形態で説明したものを使用することができる。そして、これらの原料を粉末のまま混合することにより、粉体の熱硬化性接着剤を得ることができる。
【００４７】
なお、本実施形態の熱硬化性接着剤も、第一実施形態と同様に、被着材と被着材との間に存在させて加熱及び加圧することにより、接着性を発現し、被着材を接着することができる。また、上記熱硬化性接着剤も、種々の部材や小片の接着に用いることができる。
【００４８】
［成形板］
次に、本実施形態に係る成形板について詳細に説明する。本実施形態の成形板は、上述の熱硬化性接着剤と、熱硬化性接着剤により接着される複数の植物片とを含有する。
【００４９】
上述のように、本実施形態の熱硬化性接着剤と複数の小片とを用いることにより成形体を形成することができる。小片は、成形体中の要素となるため、要素片といってもよい。そして、本実施形態の熱硬化性接着剤は、加熱及び加圧によって接着性が発揮されるため、成形体の形成に好適に用いることができる。また、当該熱硬化性接着剤では、反応系に有機溶剤やホルムアルデヒドを含まなくてよく、また、分解によってホルムアルデヒドが発生する第三級アミン等も含まなくてよい。そのため、接着剤を由来とする有機溶剤の放散やホルムアルデヒドの放散を抑制することができる。
【００５０】
本実施形態の成形体としては、成形板であることが好ましい。成形板（ボード）は、建築をはじめとする各種の材料への適用が可能であり、応用範囲が広いため、好ましい。そして、成形板の好ましい一例としては、ガラス繊維含有成形板が挙げられる。ガラス繊維は、種々の材料への応用が可能であり、上記の熱硬化性接着剤を用いれば、良好なガラス繊維含有成形板を得ることができる。また、成形板の好ましい他の一例としては、エアロゲル含有成形板が挙げられる。エアロゲルは、高空隙性を有し、軽量で断熱性が高いため、断熱材や断熱ボードなどへの展開が可能である。
【００５１】
また、熱硬化性接着剤を用いることにより、無機質の小片の成形板を形成することができる。この場合、無機質ボードを得ることができる。例えば、ロックウールと熱硬化性接着剤とからロックウールボードを得ることができる。また、例えば、グラスウールと熱硬化性接着剤とからグラスウールボードを得ることができる。無機質の小片を固める接着剤として上記の熱硬化性接着剤を用いると、熱硬化性接着剤が高分子の硬化物を形成するため、優れた接着性と成形性を発現することができる。
【００５２】
本実施形態の熱硬化性接着剤は、植物片の接着に用いることが好ましい。これにより、植物片が熱硬化性接着剤によって接着してなる成形体を得ることができる。なお、成形体は成形板であってもよい。よって、成形板は、上記の熱硬化性接着剤により、植物片が接着されたものとして得られる。
【００５３】
植物片の原料となる植物としては、針葉樹や広葉樹などの木本植物や、一年生又は二年生草本類の植物、あるいは穀物、植物油、植物糖などを採取した後の農産廃棄物などが挙げられる。農産廃棄物としては、具体的には、ケナフ、イネ、竹、亜麻などの草本類、バガス、ビートパルプ、イネワラ、ムギワラ、油ヤシ繊維などが挙げられる。これらを用いることによって、資源の有効利用を図ることができる。特に、一年生又は二年生草本類の植物や農産廃棄物などを利用すると、資源の有効利用を促進することができる。
【００５４】
ここで、針葉樹や広葉樹などの木本植物は、セルロース、ヘミセルロース、リグニンを多く含んでいる。また、草本植物は、木本植物と同じ、セルロース、ヘミセルロース、リグニンを主要な構成成分としている。さらに、草本植物は、木本植物に比べて、ヘミセルロース成分や熱水可溶成分などの低分子成分の含有率が高く、加熱加圧下で接着成分に変性する成分に富んでいるという特徴がある。そのため、成形板の材料に適している。
【００５５】
ヘミセルロース成分としては、具体的には、アラビノグルクロノキシラン、グルコマンナン、及びグルクルロノキシランなどを例示することができる。アラビノグルクロノキシラン及びグルコマンナンは主に針葉樹によく含まれる成分である。グルクルロノキシラン及びグルコマンナンは主に広葉樹によく含まれる成分である。植物片にはこれらの成分あるいはこれらに類似する成分が含まれていてよい。
【００５６】
植物片は、植物を裁断するなどして得られたものであればよく、小片であってもよいし、繊維であってもよいし、単板であってもよいし、粉末であってもよい。植物片は、成形板に含まれ、その一部を構成する要素片となる。植物片と熱硬化性接着剤とにより得られる成形板は、木質成形板や木質ボードとなり得る。ここで、木質の成形板とは、木のような質感をもった成形物のことであり、木以外の植物から得られるものであっても、木質成形板や木質ボードに含まれる。
【００５７】
植物片は、セルロース成分、ヘミセルロース成分及びリグニンからなる群より選ばれる少なくとも一つを含有することが好ましい。その場合、植物片由来の成分によって接着性を発現させることができるため、接着性を高めることができる。また、植物片は、糖を含有していてもよい。その場合、植物片由来の糖がカンファースルホン酸と反応することによって接着性を発現するため、植物片と熱硬化性接着剤との接着力をより高めることができる。
【００５８】
植物片としては、木材を切削して得られる木質片を用いることができる。木質片は、挽き板、単板、木質ストランド、木質チップ、木質繊維などが挙げられる。木質片を接着剤により接着して成形したものは、集成材、合板、パーティクルボード、繊維板、ＭＤＦなどの木質ボードとなり得る。また、接着剤として上記の熱硬化性接着剤を用いると、熱硬化性接着剤が高分子の硬化物を形成するため、優れた接着性と成形性を発現することができる。木材としては特に限定されるものではないが、スギ、ヒノキ、ヒバ、マツ、ツガ、キリなどの適宜の材料であってもよい。
【００５９】
植物片として、草本植物を用いることもできる。草本植物としては、サトウキビ及びサトウダイコンの少なくとも一方を用いることができる。これらは、残留糖の利用が図れるため、上記の熱硬化性接着剤を用いた場合に物性が向上する。また、成形板においては残留する糖を少なくすることができるため、物性を向上させることが可能となる。特に、サトウキビの搾りかすであるバガスを有効に利用することができる。
【００６０】
植物片に含まれるヘミセルロース成分や糖、熱水可溶成分などの低分子成分は、加熱加圧下で接着成分に変性するが、カンファースルホン酸の共存により反応が促進され、強固な接着成分となる。つまり、ヘミセルロース成分や糖などは、カンファースルホン酸の存在により加水分解され一時的に低分子化した後、さらにカンファースルホン酸が触媒となり、低分子化合物同士の重合反応が促進される。そのため、植物片にこれらの成分が含まれると、接着性がより高まる。
【００６１】
また、熱硬化性接着剤が有機カルボン酸を含有する場合、有機カルボン酸は、ヘミセルロース成分や糖の変性に寄与する。さらに有機カルボン酸は、植物片に含まれるセルロースやヘミセルロース、リグニン、熱水可溶成分中の水酸基とエステル結合し、吸水・吸湿性を悪化させる水酸基を減少させる。このため、成形板の耐水性、耐熱水性、耐湿性が向上する。また、ヘミセルロースや糖などの低分子成分が成形板中に残留すると、この成分がカビの発生を引き起こす恐れがあるが、有機カルボン酸の添加により、成形板におけるヘミセルロースや糖などの低分子成分の残留量を少なくすることができる。そのため、カビの発生を抑制した成形板を得ることができる。
【００６２】
このように、カンファースルホン酸を植物片と共存させると、成形板を短時間で成形することができる。逆に、カンファースルホン酸が存在しないと、変性した低分子化合物同士の反応が遅くなり、物性の低下を招く恐れがある。また、カンファースルホン酸は、金属との反応性が無機酸より低いため、成形の際に金属設備等に対する悪影響を与え難い。さらに、糖とカンファースルホン酸との反応系内に有機溶剤やホルムアルデヒドを含まず、また分解によってホルムアルデヒドが発生する第三級アミン等を含んでいない。そのため、成形物由来の有機溶剤やホルムアルデヒドの放散を抑制しやすくなる。
【００６３】
植物片は、９０℃の熱水で３時間抽出することにより得られた可溶成分の比率が、乾燥成分中の３質量％以上であってもよい。それにより、優れた接着性を得ることができる。つまり、熱水可溶成分は、接着成分に変性し得る物質を含む可能性があるため、接着性をより向上させることが可能となる。なお、乾燥成分とは、植物片を１０５℃で加熱した際に一定重量になったときの成分、つまり恒量になったときの成分をいう。
【００６４】
上記可溶成分比率の上限は特に限定されないが、好ましくは１０質量％以下である。１０質量％を上回る場合は、植物片としての物性の低下を招く恐れがある。また、熱水可溶成分内の反応性物質が多くなりすぎると、全ての熱水可溶成分が反応するのに時間がかかると共に、相対的にセルロース等の成分が少なくなり、成形板としての物性が低下する恐れがある。植物片の上記可溶成分比率は、より好ましくは、乾燥成分中の５質量％以上１０質量％以下である。
【００６５】
植物片中の熱水可溶成分としては、具体的には、単糖、オリゴ糖などの低分子の糖、ペクチンなどの多糖類、タンニン、リグナンなどを例示することができる。そして、植物片においては、熱水可溶成分である単糖、オリゴ糖などの低分子の糖、ペクチンなどの多糖類、タンニン、リグナンなどが接着に寄与する。これらの熱水可溶成分は、カンファースルホン酸が触媒となり、変性物同士の反応や変性物とカルボン酸との反応を進行させて高分子化するため、接着に寄与する。
【００６６】
成形板の原料となる植物は、粉砕処理によって、直径が数百μｍ〜数ｃｍのパーティクルに加工することができる。また、成形板の原料となる植物は、靭皮部や茎芯部などを解繊処理することによって、直径（繊維径）が５０μｍ〜２ｍｍ程度で長さ（繊維長）が１００μｍ〜２０ｍｍ程度の微細繊維に加工することができる。そして、これらのパーティクルや微細繊維を植物片（細片）として用い、成形板を製造することができる。
【００６７】
糖を含有する植物片を用いる場合、当該植物片は、９０℃の熱水で３時間抽出することにより得られる糖の含有率が乾燥成分中の３質量％以上であってもよい。それにより、植物片中の糖を接着に利用することができるため、接着性を高めることができる。植物片中の糖の含有率の上限は特に限定されないが、好ましくは１０質量％以下である。
【００６８】
なお、糖を含有する植物片を用いる場合、植物片中の糖は接着性に寄与する。つまり、植物片中の糖とカンファースルホン酸とが反応するからである。そのため、熱硬化性接着剤において、カンファースルホン酸は、熱硬化性接着剤中の糖１００質量部に対して、７５質量部よりも多くなっても十分に接着性を発現することができる。例えば、カンファースルホン酸は、熱硬化性接着剤中の糖１００質量部に対して、１００質量部以上となってもよく、２００質量部以上となってもよい。この場合のカンファースルホン酸の含有量の上限は特に限定されないが、カンファースルホン酸は、熱硬化性接着剤中の糖１００質量部に対して、１００００質量部以下となることが好ましく、１０００質量部以下となることがより好ましい。
【００６９】
植物片を接着させる場合、熱硬化性接着剤は、上述の第二実施形態のように、糖とカンファースルホン酸に加えて、さらにカルボン酸を含有することも好ましい。カルボン酸を用いると、カルボン酸がカンファースルホン酸の触媒反応を補って触媒作用を発揮することができ、接着性を高めることができる。また、カンファースルホン酸の反応とカルボン酸の反応とが混在すると、より強固な硬化物を形成することができ、強度の高い成形板を得ることができる。
【００７０】
成形板は、被着材である小片と上記の熱硬化性接着剤とを混合し、これらの混合物を加熱加圧して成形することにより製造することができる。被着材として植物片を用いる場合、原料として使用する植物片は、乾燥原料であってもよい。それにより、取扱いが容易になる。また、植物片として、植物片を用いた成形板を粉砕した粉砕物を使用することもできる。その場合、植物片の再利用が可能になる。成形においては、糖とカンファースルホン酸とを併用することで、加熱加圧成形を効率よく行うことができる。このため、より短時間で加熱加圧成形を行うことが可能となる。
【００７１】
上述の植物片に熱硬化性接着剤を付着させる方法は特に限定されず、例えば植物片と粉末の熱硬化性接着剤とを乾式で混合すればよい。このとき、例えば、植物片に液体を付着させ、さらに液体が付着した植物片と粉末の熱硬化性接着剤とを混合することが好ましい。植物片に液体を付着させることで、植物片の表面に粉末の熱硬化性接着剤が固定されやすくなるため、熱硬化性接着剤をより高分散させることが可能となる。なお、液体としては、水や有機溶剤を用いることができるが、製造性の観点から水の方が有利である。
【００７２】
そして、植物片と粉末の熱硬化性接着剤との混合物を加圧しながら加熱することにより、熱硬化性接着剤が反応して成形板を得ることができる。また、植物片を用いる場合には、植物片自体に含まれる成分が変性して生じる接着成分も加わって、植物片が接着される。
【００７３】
加熱加圧成形の条件、例えば、成形圧力、成形温度、成形時間などは、植物片の種類や形状、その表面状態、成形板の厚さなどにより適宜設定され得る。成形温度に関しては、１４０℃以上２２０℃以下であることが好ましい。成形温度が２２０℃以下では成分の劣化が進行し難いため、成形板としての物性が低下し難い。また、成形温度が１４０℃以上であれば、反応速度が低下し難く、硬化しやすくなる。成形温度は２００℃以下であることがより好ましい。この場合、被着材の劣化を抑制することができる。成形温度は１６０℃以上であることが好ましい。この場合、反応速度がより低下し難くなり、さらに硬化しやすくなる。
【００７４】
成形圧力に関しては、成形板の厚さ、比重などにより適宜設定されるが、０．５ＭＰａ以上４ＭＰａ以下であることが好ましい。成形圧力が０．５ＭＰａ以上であれば、充分に圧着することができ、成形板の強度を向上させやすい。成形圧力が４ＭＰａ以下であれば、成形圧力が大きすぎず、成形板の破壊が起こりにくい。成形圧力は３ＭＰａ以下であることがより好ましい。この場合、ボードの破壊をより起こり難くさせることができる。成形圧力は０．７ＭＰａ以上であることがより好ましい。この場合、熱硬化性接着剤と被着材とを十分に圧着することができ、成形板の強度をより高めることができる。
【００７５】
成形時間に関しては、例えば、１分以上６０分以下の範囲にすることができ、２分以上３０分以下が好ましく、３分以上１５分以下がより好ましい。それにより、良好な成形板を効率よく製造することができる。
【００７６】
植物片と熱硬化性接着剤との混合比は、使用する原料や成形条件、成形板の性状などによって適宜に設定されるものであり、特に限定されるものではない。ただ、本実施形態では、植物片の乾燥質量１００質量部に対し、熱硬化性接着剤を５〜３０質量部含有することが好ましい。熱硬化性接着剤の量が少なすぎると接着力が低下する恐れがあり、熱硬化性接着剤の量が多すぎても接着層が多く形成されて界面接着性の低下を招く恐れがあるため、前記の比率で熱硬化性接着剤を配合することが好ましい。熱硬化性接着剤は、植物片の乾燥質量１００質量部に対して８質量部以上であることがより好ましい。この場合、接着性がより高まる。また、熱硬化性接着剤は、植物片の乾燥質量１００質量部に対して２５質量部以下であることがより好ましい。この場合、界面接着性の低下をより抑制することができる。なお、植物片の乾燥質量とは、植物片を１０５℃で加熱した際に一定重量になったときの質量、つまり恒量をいう。
【００７７】
本実施形態の成形板は、粉末状の石油系熱硬化性樹脂接着剤をさらに含有してもよい。石油系熱硬化性樹脂接着剤を含有することで、成形板の接着性及び耐水性をより高めることが可能となる。
【００７８】
植物片に石油系熱硬化性樹脂接着剤を付着させる方法としては、上述の熱硬化性接着剤と同様に、粉末状の石油系熱硬化性樹脂接着剤を直接植物片に散布することにより行うことができる。なお、石油系熱硬化性樹脂接着剤が水に溶解されているものである場合には、熱硬化性接着剤とは別に、スプレーや塗布、含浸など液体に相応しい方法で付着させることができる。
【００７９】
なお、得られる成形板には、糖ができるだけ残存しない方が好ましい。それにより、接着性を高めるとともに、耐水性を向上させることができる。また、糖が残存しない場合には、カビの発生を抑制することができる。つまり、熱硬化性接着剤中の糖はカンファースルホン酸によって変性するが、その糖の全量が変性することが好ましい。また、植物片が糖を含む場合には、植物片中の糖も変性することが好ましい。例えば、成形板は、９０℃の熱水で３時間抽出することにより得られた糖の比率が乾燥成分中の５質量％未満であることが好ましく、１質量％以下であることがより好ましい。また、当該糖の比率が乾燥成分中の０．５質量％以下であることがさらに好ましく、０．１質量％以下であることが特に好ましい。なお、乾燥成分とは、成形板を１０５℃で加熱した際に一定重量になったときの成分、つまり恒量になったときの成分をいう。
【００８０】
得られる成形板には熱硬化性接着剤由来のカルボン酸ができるだけ含まれていない方がよい。つまり、熱硬化性接着剤中のカルボン酸は糖との反応に用いられるが、そのカルボン酸の全量が反応に用いられて残存しないことが好ましい。それにより、接着性を高めるとともに、耐水性を向上させることができる。例えば、成形板は、９０℃の熱水で３時間抽出することにより得られたカルボン酸の比率が乾燥成分中の５質量％未満であることが好ましく、１質量％以下であることがより好ましい。また、当該カルボン酸の比率が乾燥成分中の０．５質量％以下であることがさらに好ましく、０．１質量％以下であることが特に好ましい。
【００８１】
なお、成形板は、その一面又は両面に表面材が設けられてもよい。表面材を設けることにより、成形板の強度を高めることができる。表面材は、ボード状、シート状などであってもよい。この場合、成形板は、複合材料で構成される複合成形板の一部となる。表面材は、成形後の成形板に接着されて設けられてもよいし、成形板の成形の際に重ねられ、熱硬化性接着剤中の成分により接着されて設けられてもよい。表面材としては、木材、パーティクルボード、繊維板のようなボード状のもの、木材を薄くスライスしてなる突き板、プラスチックや紙からなる化粧シート、防湿シートのようなシート状のもの等を適宜使用することができる。
【実施例】
【００８２】
以下、本実施形態を実施例、比較例及び参考例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００８３】
［実施例１−１及び１−２、並びに比較例１−１〜１−３］
（試料の調製）
まず、表１に示す割合で、スクロース（和光純薬工業株式会社製、以下同様）とクエン酸（和光純薬工業株式会社製、以下同様）を秤量し、乳鉢ですりつぶしながら混合することにより、スクロース−クエン酸粉末を調製した。
【００８４】
得られたスクロース−クエン酸粉末をテフロン（登録商標）加工を施した容器に移した後、有機スルホン酸の粉末を加え、薬さじで混合した。そして、混合物が入ったテフロン容器を、２００℃のホットプレート上に置き、５００ｍＬビーカーで蓋をして３０分間加熱することにより、硬化した各例のサンプルを得た。なお、有機スルホン酸として、実施例１及び２ではカンファースルホン酸を使用した。また、比較例１ではｐ−トルエンスルホン酸を使用し、比較例２ではアミノエタンスルホン酸を使用し、比較例３ではスルファミン酸を使用した。
【００８５】
（熱水抽出）
５０ｍＬのナスフラスコに、硬化した各例のサンプルと蒸留水１５ｍＬとを加え、熱水抽出を行った。なお、熱水抽出は、サンプルと蒸留水の混合物を９０℃で３時間加熱することにより行った。そして、熱水抽出後の混合物をろ過し、熱水不溶物と熱水可溶物とに分離した。
【００８６】
（乾燥及び質量測定）
熱水不溶物及び熱水可溶物を１０５℃の乾燥機で乾燥させた後、質量測定を行った。そして、熱水抽出前のサンプルの質量及び熱水可溶物の質量から、熱水可溶物の割合を算出した。熱水可溶物の割合を表１に合わせて示す。
【００８７】
【表１】
2016222843.tif 000002
【００８８】
表１に示すように、カンファースルホン酸を使用した実施例１−１及び実施例１−２は、比較例１−２及び１−３と比較して反応後の熱水可溶物の割合が低く、糖との反応性が高いことがわかった。また、実施例１−１及び１−２並びに比較例１−１より、カンファースルホン酸はｐ−トルエンスルホン酸と同等の高い触媒効果を持つことがわかった。
【００８９】
［実施例２−１及び２−２、並びに比較例２−１〜２−４］
（試料の調製）
（実施例２−１）
植物繊維として、ジュートの靭皮繊維束（幅：１〜２ｃｍ、長さ：２〜４ｍ）を切断機により長さ方向にカットした後、反毛機を用いて機械的に解繊処理した。これによって、平均繊維長が約５５ｍｍ及び平均繊維径が約１５０μｍのジュートの植物繊維を得た。
【００９０】
次に、気中水蒸気量が３．０ｇ／ｍ３、７．６ｇ／ｍ３、１６．６ｇ／ｍ３と異なる日に、それぞれ粉末接着剤及び植物繊維を混合し、マット状に成形後、熱圧プレスで加熱加圧することにより、繊維ボードを作製した。
【００９１】
具体的には、予め粉末接着剤の成分を混合した後、植物繊維と粉末接着剤とを、ピン付きシリンダーを有する小型の混綿機に投入し、繊維と粉末接着剤が均一になるように混合して混合物とした。なお、粉末接着剤の各成分は以下のものを使用し、粉末接着剤及び植物繊維の配合割合は以下のように調整した。
【００９２】
・粉末接着剤：スクロース（和光純薬工業株式会社製）（平均粒径約２０μｍ）、５質量部
・粉末接着剤：クエン酸（和光純薬工業株式会社製）（平均粒径約２０μｍ）、２質量部
・粉末接着剤：カンファースルホン酸（和光純薬工業株式会社製）（平均粒径約２０μｍ）、１質量部
・粉末接着剤：粉末フェノール樹脂接着剤（群栄化学工業株式会社製）（平均粒径約２０μｍ）、８質量部
・植物繊維：ジュート靭皮繊維、８４質量部
【００９３】
次に、この混合物を簡易フォーミング装置（型枠内寸：３０ｃｍ角）を用いて、混合物を型枠に散布してマット状に形成し、繊維マットを得た。ここで、得られた繊維マットの質量が約２９０ｇとなるように混合物の散布量を調整した。
【００９４】
この繊維マットを、小型熱圧プレス機を用いて、温度２００℃、圧力２ＭＰａ、時間５分の条件で加熱加圧成形することにより、３０ｃｍ角サイズで、厚さ４．５ｍｍの本例の繊維ボードを得た。なお、この繊維ボードの密度は約７５０ｋｇ／ｍ３であった。
【００９５】
（実施例２−２）
粉末接着剤を下記に示す材料及び配合とした以外は実施例１と同様にして、本例の繊維ボードを作製した。
・粉末接着剤：スクロース、１０質量部
・粉末接着剤：クエン酸、４質量部
・粉末接着剤：カンファースルホン酸、２質量部
【００９６】
（比較例２−１）
粉末接着剤を下記に示す材料及び配合とした以外は実施例１と同様にして、本例の繊維ボードを作製した。
・粉末接着剤：スクロース、５質量部
・粉末接着剤：クエン酸、２質量部
・粉末接着剤：ｐ−トルエンスルホン酸、１質量部
・粉末接着剤：粉末フェノール樹脂接着剤、８質量部
【００９７】
（比較例２−２）
粉末接着剤を下記に示す材料及び配合とした以外は実施例１と同様にして、本例の繊維ボードを作製した。
・粉末接着剤：スクロース、１０質量部
・粉末接着剤：クエン酸、４質量部
・粉末接着剤：ｐ−トルエンスルホン酸、２質量部
【００９８】
（比較例２−３）
粉末接着剤を下記に示す材料及び配合とした以外は実施例１と同様にして、本例の繊維ボードを作製した。
・粉末接着剤：粉末フェノール樹脂接着剤、１６質量部
【００９９】
（比較例２−４）
粉末接着剤を下記に示す材料及び配合とした以外は実施例１と同様にして、本例の繊維ボードを作製しようと試みたが、ボード状に成形することができなかった。
・粉末接着剤：スクロース、１１質量部
・粉末接着剤：クエン酸、５質量部
【０１００】
（評価）
上記の実施例２−１及び２−２、並びに比較例２−１〜２−４で作製した繊維ボードについて、ＪＩＳ  Ａ５９０５（繊維板）の規定に準じて、曲げ強さ（ＭＯＲ）、吸水厚さ膨張率（ＴＳ）、及びホルムアルデヒド放散量を測定した。曲げ強さの結果を表２及び図１に示し、吸水厚さ膨張率の結果を表３及び図２に示し、ホルムアルデヒド放散量の結果を表４及び図３に示す。
【０１０１】
【表２】
2016222843.tif 000003
【０１０２】
【表３】
2016222843.tif 000004
【０１０３】
【表４】
2016222843.tif 000005
【０１０４】
表２乃至表４に示すように、比較例２−４は、今回の成形条件では十分に接着せず、物性計測ができる繊維ボードが作製できなかった。これは、有機スルホン酸を添加しなかったため、接着剤の硬化反応が遅くなったためと考えられる。これに対し、実施例２−１及び２−２、並びに比較例２−１〜２−３は、水蒸気量に因らず、繊維ボードを作製することが可能となった。
【０１０５】
また、ジュートの植物繊維と粉末接着剤との混合工程を目視で観察した結果、実施例２−１及び２−２は水蒸気量が多い条件で作製した場合でも、接着剤の分散が均等となった。さらに、実施例２−１及び２−２は、水蒸気量に因らず、繊維ボードの物性（曲げ強さ及び吸水厚さ膨張率）も良好な結果となった。
【０１０６】
しかしながら、比較例２−１及び２−２に関し、混合工程を目視で観察した結果、水蒸気量が多い場合は接着剤の分散が不均等となった。また、比較例２−１及び２−２は、水蒸気量が多い場合には、繊維ボードの物性（曲げ強さ及び吸水厚さ膨張率）が悪化する結果となった。これは、比較例２−１及び２−２では吸湿性が高いｐ−トルエンスルホン酸を使用したため、接着剤同士が凝集し、繊維への接着剤の分散性が低下した結果、繊維ボードの物性も低下したと考えられる。
【０１０７】
比較例２−３は、接着剤として、石油系熱硬化性樹脂接着剤としてのフェノール樹脂接着剤のみを使用したため、水蒸気量に因らず、繊維ボードの物性が高いものであった。ただ、粉末フェノール樹脂接着剤には、硬化剤としてのヘキサメチレンテトラミンが添加されているため、この成分の分解により、ホルムアルデヒド放散量が上昇してしまった。これに対し、実施例２−１及び２−２は、水蒸気量に因らず、ホルムアルデヒド放散量が低下していることが分かる。
【０１０８】
［参考例１及び２］
（試料の調製）
（参考例１）
植物材料として、草本類であるケナフ茎の外皮部分となる靭皮繊維を取り除いた後のケナフ茎芯部を用いた。そして、ケナフ茎芯部を長さ５ｃｍ程度に切断し、これを粉砕機（リングフレーカー）を用いて粉砕することによって、ケナフ茎芯部のチップを得た。このチップの寸法は、平均長さ１５ｍｍ、平均幅５ｍｍ、平均厚さ２ｍｍであった。なお、ケナフ茎芯チップは、９０℃の熱水で３時間抽出することにより得られた可溶成分の比率が乾燥成分中の５．８質量％であった。
【０１０９】
次に、糖としてスクロース、有機スルホン酸としてｐ−トルエンスルホン酸を用い、液体接着剤を調製した。具体的には、スクロース、ｐ−トルエンスルホン酸及び水を、質量比でスクロース：ｐ−トルエンスルホン酸：水＝１０：５：１５の割合で混合することにより、液体接着剤を調製した。
【０１１０】
そして、上記のケナフ茎芯チップ１００質量部に対して、上記の液体接着剤を固形分添加率が１５質量部となるようにスプレーで噴霧した。その後、ケナフ茎芯チップを積層して積層マットとし、この積層マットを、加熱プレス装置で２００℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで１０分間圧縮した。これにより、厚さ５ｍｍ、気乾密度０．６ｇ／ｃｍ３である本例のケナフ茎芯チップボードを得た。
【０１１１】
（参考例２）
まず、糖としてスクロース、有機スルホン酸としてｐ−トルエンスルホン酸、多価カルボン酸としてクエン酸を用い、液体接着剤を調製した。具体的には、スクロース、ｐ−トルエンスルホン酸、クエン酸及び水を、質量比でスクロース：ｐ−トルエンスルホン酸：クエン酸：水＝４．７：０．３：１５：２０の割合で混合することにより、液体接着剤を調製した。
【０１１２】
次に、参考例１で使用したケナフ茎芯チップ１００質量部に対して、上記の液体接着剤を固形分添加率が２０質量部となるようにスプレーで噴霧した。その後、ケナフ茎芯チップを積層して積層マットとし、この積層マットを、加熱プレス装置で２００℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで１０分間圧縮した。これにより、厚さ５ｍｍ、気乾密度０．６ｇ／ｃｍ３である本例のケナフ茎芯チップボードを得た。
【０１１３】
（評価）
参考例１及び２で作製したケナフ茎芯チップボードについて、ＪＩＳ  Ａ５９０５（繊維板）の規定に準じて、剥離強さ及び吸水厚さ膨張率（ＴＳ）を測定した。なお、吸水厚さ膨張率試験は、５０ｍｍ角のケナフ茎芯チップボードを２０±１℃の水に２４時間浸漬する常温水膨張率試験と、２００ｍｍ角のケナフ茎芯チップボードを８０±１℃の熱水に５分間浸漬する熱水膨張率試験の二種類を行った。剥離強さ及び吸水厚さ膨張率の測定結果を表５に示す。
【０１１４】
【表５】
2016222843.tif 000006
【０１１５】
表５に示すように、スクロース及びｐ−トルエンスルホン酸を用いた参考例１とスクロース、ｐ−トルエンスルホン酸及びクエン酸を用いた参考例２とを比較した場合、剥離強さ及び吸水厚さ膨張率は同等であることが分かる。つまり、接着剤にカルボン酸（クエン酸）を使用しなくても、同等の接着強度が得られることが分かる。そして、実施例１−１及び比較例１−１より、カンファースルホン酸はｐ−トルエンスルホン酸と同等の触媒効果を持つ。これらのことから、粉末状の熱硬化性接着剤がカルボン酸を含有せず、糖とカンファースルホン酸からなる場合であっても、接着性に優れることが分かる。
【０１１６】
以上、実施例に沿って本実施形態の内容を説明したが、本実施形態はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
【図１】
2016222843.tif 000007
【図２】
2016222843.tif 000008
【図３】
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