WO2015056367A1 - 接着用組成物及びボード - Google Patents

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WO2015056367A1
WO2015056367A1 PCT/JP2014/002469 JP2014002469W WO2015056367A1 WO 2015056367 A1 WO2015056367 A1 WO 2015056367A1 JP 2014002469 W JP2014002469 W JP 2014002469W WO 2015056367 A1 WO2015056367 A1 WO 2015056367A1
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WO
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sugar
parts
mass
adhesive composition
sulfonic acid
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Application number
PCT/JP2014/002469
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French (fr)
Inventor
菅原 亮
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27NMANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/002Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres characterised by the type of binder
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/045Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with vegetable or animal fibrous material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27NMANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/04Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres from fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2305/00Characterised by the use of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08J2301/00 or C08J2303/00

Definitions

  • the present invention relates to an adhesive composition and a board formed using the adhesive composition.
  • the above wood adhesives are derived from petroleum and formaldehyde is used as a curing agent. It is a requirement for the adhesive to be aqueous. These adhesives are usually cured by the addition of formaldehyde. Petroleum-derived isocyanate-based adhesives that do not use formaldehyde have been developed. However, reaction with moisture, bonding with metals, and the like have been problems and are not widely used. Since petroleum-derived raw materials have problems in terms of resources and the environment, it is desirable to reduce usage fees as much as possible. In addition, since formaldehyde is a problem of emission, it is better to use less.
  • polylactic acid obtained by polymerizing lactic acid which is a kind of plant-derived degradation product, has crystallinity and is one of the resins with higher physical properties compared to other plant-derived resins.
  • the production cost is relatively low.
  • polylactic acid is a thermoplastic resin, and has not been widely spread because it has lower heat resistance and mechanical properties than general-purpose petroleum-derived thermoplastic resins (PE, PP, ABS, etc.). Polylactic acid does not have physical properties that can replace petroleum-based thermosetting resin adhesives.
  • tannin and lignin which are polyphenols contained in wood and bark, become wastes in the use of lumber and pulp, and attempts have been made to effectively use them.
  • tannin and lignin have a chemical structure similar to that of a phenol resin, it has been studied to use tannin and lignin as an adhesive by reacting and condensing tannin and lignin with formaldehyde as in the case of a phenol resin (Japanese Patent 3796604). Issue).
  • formaldehyde in order to react tannin, lignin and the like, it is necessary to add formaldehyde. Therefore, it involves the problem of formaldehyde emission.
  • the reactivity of tannin and lignin is lower than that of conventional phenol resins, physical properties and productivity are inferior, adhesiveness is not sufficiently exhibited, and the above technology has not been widely put into practical use at present. is there.
  • an adhesive containing a Maillard reaction product of an amine such as an ammonium salt of a polyvalent carboxylic acid and a carbohydrate such as a saccharide has been studied (see Japanese Patent Publication No. 2009-503193).
  • powdered or fragmented plant-derived materials and polyvalent carboxylic acids, or powdered or fragmented plant-derived materials, polyvalent carboxylic acids, and compositions containing saccharides as essential components are used for molding compositions and wood bonding.
  • a composition has been studied (see Patent Cooperation Treaty International Publication WO2010 / 001988).
  • An object of the present invention is to provide a bonding composition and a board that are excellent in adhesion and have good physical properties of a molded body.
  • the present invention relates to an adhesive composition.
  • the adhesive composition is cured by heating and pressing.
  • the adhesive composition contains a sugar-containing material that is produced during sugar production and contains sugar and potassium.
  • the adhesive composition contains an organic sulfonic acid.
  • the content of the organic sulfonic acid is 2 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the sugar.
  • the present invention relates to a board.
  • a plant piece is adhered to the board by the above-described adhesive composition.
  • an adhesive composition and a board that are excellent in adhesiveness and excellent in physical properties of a molded body.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the amount of p-toluenesulfonic acid added to sugar and the evaluation index of the curing reaction. It is the graph which expanded a part of graph of FIG.
  • the adhesive composition is disclosed herein.
  • the adhesive composition contains a sugar-containing material that is produced during sugar production.
  • the sugar-containing material contains sugar and potassium.
  • the adhesive composition contains an organic sulfonic acid.
  • the organic sulfonic acid content is 2 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the sugar.
  • the adhesive composition is cured by heating and pressing.
  • the adhesive composition can make effective use of resources by using a sugar-containing material produced during sugar production.
  • the sugar-containing material may be unpurified sugar.
  • the adhesive composition may be a mixture in which a material containing one or both of sugar and potassium is further added and mixed in addition to the sugar-containing material produced during sugar production.
  • the sugar-containing substance is a preferred embodiment that is a by-product generated during sugar production. At the time of sugar production, a sugar-containing residue is obtained as a byproduct after the sugar is collected by refined sugar.
  • the by-product can be used as a sugar-containing product.
  • the sugar-containing material is preferably an intermediate product generated during sugar production. At the time of sugar production, an intermediate product containing sugar and components other than sugar can be generated when sugar is collected by refined sugar.
  • the intermediate product can be used as a sugar-containing product.
  • the sugar-containing material may be at least one selected from waste molasses, crude sugar, sugar juice and molasses. By using these sugar-containing materials, effective use of resources can be achieved.
  • the sugar-containing material may contain sugar and components other than sugar.
  • the sugar-containing material may be either liquid or solid.
  • the sugar-containing material can be called a sugar solution.
  • the sugar-containing material can be referred to as a sugar-solidified product.
  • the sugar-containing material may be one in which a solid is dispersed in a liquid.
  • the sugar-containing material may be a slurry.
  • the sugar-containing material may have a property of becoming a solid at a low temperature (for example, 4 ° C.) and a liquid at a normal temperature (for example, 25 ° C.).
  • the sugar-containing material is preferably derived from one or more selected from sugarcane and sugar beet. Thereby, the sugar content excreted in the refined sugar process can be used effectively.
  • the sugar may be contained in one or more selected from sugar-containing sugar-containing materials and sugar beet-derived sugar-containing materials.
  • Sugar cane and sugar beet are widely used as sugar raw materials. In sugar production, the world's main crops are sugar cane and sugar beet. Therefore, a large amount of sugar-containing material can be easily obtained.
  • the sugar-containing material may be obtained from plants other than sugar cane and sugar beet.
  • the sugar-containing material is preferably a sugar-containing material derived from a plant.
  • a sugar containing material is a thing obtained from the plant for extract
  • plants from which sugar-containing products can be produced include sugar maple (raw material of maple syrup), sugar beet (sugar palm), sweet sorghum (sweet corn) and the like in addition to sugar cane and sugar beet.
  • sugar production there is a method of squeezing a crop cultivated to collect sugar, such as sugarcane and sugar beet, and purifying the sugar juice after squeezing to collect sugar crystals. It can be said that the purified sugar obtained using the crystal has few impurities other than sugar and contains almost no impurities.
  • sugarcane stalks are squeezed in a production area to obtain sugar juice, and then the raw sugar is made into a raw sugar state by centrifugation. And after that, it is processed into refined sugar through filtration and concentration in the consumption area.
  • the crude sugar obtained in the middle of the refined sugar is a yellowish brown powdery sugar-containing substance having a sugar content of 96 to 98 degrees and containing impurities.
  • Crude sugar may be referred to as an intermediate product in sugar purification.
  • such a raw sugar can be used as a raw material as a sugar-containing material.
  • sugar production there are a method of obtaining a sugar solution by concentrating, for example, boiling the juice as it is, and a method of obtaining a solidified product of unpurified sugar as a honey sugar by solidifying the juice without purification. It is widely practiced in Asian countries. Such a method is not a method of processing crude sugar into purified sugar, but a method of producing sugar by increasing the sugar content.
  • honey-containing sugar is produced by a method in which sugar juice is boiled and solidified, and such honey-containing sugar is also called guru.
  • a product obtained by concentrating sugar juice can be said to be concentrated sugar juice.
  • Unpurified sugar is used as it is.
  • Such sugar juice and honey-containing sugar contain many impurities other than sugar.
  • such sugar juice and honey-containing sugar can be used as a raw material for the raw material.
  • the sugar content of crude sugar, sugar juice, and honey sugar can be used effectively.
  • Sugar alone can be used for adhesives, but these unpurified sugars contain many components other than sugar even if you try to use that sugar, so the action of sugar is difficult to exert, It is difficult to obtain sufficient adhesiveness as an adhesive. This is because the unpurified sugar contains a large amount of contaminants, so that it is difficult for the sugar to be denatured to improve adhesion.
  • such an unpurified sugar can be effectively used in the adhesive composition by using organic sulfonic acid.
  • the raw sugar, sugar juice and honey sugar can be used without separating the sugar. Since crude sugar, sugar juice, and sugar containing sugar are unpurified, they contain not only sugar but also minerals (ash) such as potassium absorbed by sugarcane from the soil and various nitrogen compounds. When sugar is used as an industrial raw material instead of edible, there are various required purity of sugar depending on its use. When high-purity sugar is required as an industrial raw material, impurities can be separated from unpurified sugar. However, purification for separating impurities is costly and may be difficult to use as an industrial raw material. However, in the adhesive composition, crude sugar, sugar juice and honey sugar can be used as they are without separating the sugar. By using an unpurified sugar-containing substance containing sugar and potassium generated during sugar production, an adhesive composition can be obtained at a low cost.
  • the sugar content in the crude sugar is not particularly limited, but may be, for example, 70 to 99.9% by mass.
  • the sugar content in the sugar juice is not particularly limited, but may be, for example, 10 to 80% by mass.
  • the sugar content in the honey-containing sugar is not particularly limited, but may be, for example, 70 to 99.9% by mass.
  • the sugar-containing material is molasses. Thereby, it is possible to easily obtain an adhesive composition having excellent adhesiveness that effectively uses resources.
  • Waste molasses is a by-product that is excreted in the process of sugar purification. From the crops cultivated for collecting sugar, after concentration and collection of sugar crystals, a concentrated solution with a sugar content of about 60% remains. This concentrate is called waste molasses.
  • Sugar crops include sugar cane and sugar beet.
  • the molasses derived from sugarcane is obtained as a by-product when producing crude sugar from sugarcane stem juice and further purifying the crude sugar.
  • the molasses derived from sugar beet is obtained as a by-product when producing sugar beet sugar.
  • Waste molasses is usually a brownish liquid with a large specific gravity and stickiness. Although the specific gravity of waste molasses is not specifically limited, it may be larger than water (specific gravity 1.0 g / cm 3 ).
  • Waste molasses contains sugar of about 40 to 70% by mass, inorganic substances such as potassium (so-called ash), various nitrogen compounds, etc., and these are dissolved or dispersed in water. Waste molasses contains a lot of minerals such as potassium absorbed from soil.
  • the sugar content in the molasses is the so-called residual sugar content.
  • This residual sugar content is a component that makes it difficult to crystallize the sugar content by the sugar production method at the normal production level.
  • the residual sugar can be used as a raw material for the fermentation industry or as a livestock feed. For that reason, in the past, a large amount of molasses was imported in Japan. However, because of the difficulty in treating the waste liquid, the demand has been steadily decreasing, and the annual usage in Japan is about 1/4 of the maximum (at the time of filing this application).
  • Waste molasses is difficult to use effectively and is currently discarded.
  • Sugar alone can be used as an adhesive, but waste molasses contains many components other than sugar even when trying to use that sugar. It is difficult to obtain sufficient adhesion. This is because waste molasses contains a large amount of contaminants, so that it is difficult for the sugar to be denatured to improve adhesion.
  • it is also considered to mix waste molasses and plant-derived fiber, remove the water and form it into a pallet shape, and use it as a fertilizer. Yes, sugar does not denature and adhere due to chemical reaction. Therefore, adhesion reliability is low, and it is difficult to use as a method for obtaining a molded body that particularly requires strength.
  • waste molasses can be divided into sugar and other ingredients, it is considered that their use will be promoted. For this reason, separation with osmotic membranes, ion exchange resins and the like has been studied. However, because molasses is highly viscous, it is difficult to separate them easily. Such a molasses can be effectively used in the adhesive composition.
  • the molasses can be used without separating the sugar. Therefore, it is possible to effectively use molasses, which has a low utility value. Moreover, since molasses is obtained from natural raw materials, it can be produced using natural raw materials, and an environmentally friendly adhesive composition can be obtained. Moreover, the composition for adhesion
  • the molasses is preferably one or more refined sugar by-products selected from sugar cane and sugar beet. Thereby, the molasses discharged
  • Sugar cane and sugar beet are widely used as sugar raw materials, so a large amount of molasses can be easily obtained.
  • the solid content of waste molasses is not particularly limited, but is preferably 30% by mass or more based on the total molasses. Thereby, adhesiveness can be improved.
  • the solid content of the molasses is preferably 90% by mass or less based on the total molasses. Thereby, the composition for bonding can be easily prepared.
  • the solid content of the molasses is more preferably 50 to 80% by mass with respect to the total molasses. Thereby, an adhesive composition having high adhesiveness can be easily obtained.
  • waste molasses when the solid content is small, the water content is relatively high, and the water content in the adhesive composition may be high. In the adhesive composition, if the moisture content is too high, it takes more time to cure by heating, which may not be economical.
  • the solid content of the molasses is preferably 30% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more.
  • the solid content of the molasses when the solid content increases, the viscosity increases, and the viscosity when the adhesive composition is formed may increase. Therefore, when dispersing small pieces such as plant pieces in the adhesive composition, there is a possibility that the method of uniformly dispersing them may be limited, and uniform dispersion may be difficult. Therefore, the solid content of the molasses is preferably 90% by mass or less, and more preferably 80% by mass or less.
  • the content of sugar in the molasses is not particularly limited, but may be, for example, 30 to 90% by mass, and further 50 to 80% by mass. This sugar content can be measured by the Brix method described later.
  • Waste molasses can be obtained as a by-product of refined sugar.
  • molasses there are those obtained by concentrating the produced molasses and conversely diluting it with water.
  • These various molasses can be used in the adhesive composition. That is, as the molasses used as a raw material for the adhesive composition, the molasses obtained as a by-product during refined sugar may be used as it is, or the molasses may be concentrated, or this The waste molasses may be diluted with water. Waste molasses with a solid content of about 50% to 80% by mass circulates. Therefore, the molasses with the solid content as described above can be easily obtained.
  • the sugar content of the adhesive composition can be composed of sugars.
  • the saccharide may be any one or more of monosaccharide, disaccharide, oligosaccharide and polysaccharide.
  • the saccharide may be a saccharide contained in the saccharide-containing material. Examples of monosaccharides include glucose, fructose, ribose, arabinose, rhamnose, xylulose, deoxyribose and the like. Examples of the disaccharide include sucrose, maltose, cellobiose, trehalose, and tulanose.
  • the oligosaccharide examples include fructooligosaccharide, galactooligosaccharide, mannan oligosaccharide, stachyose and the like.
  • the oligosaccharide may be, for example, a saccharide in which 10 or less sugar chains are linked.
  • the polysaccharide examples include starch, agarose, alginic acid, glucomannan, inulin, chitin, chitosan, hyaluronic acid, glycogen, and cellulose. It is preferable that the bonding composition contains one or more kinds of saccharides as the above-mentioned compounds as sugars.
  • the saccharide is preferably at least one selected from monosaccharides and disaccharides.
  • the monosaccharide is preferably at least one selected from glucose and fructose.
  • the disaccharide is preferably at least one selected from sucrose, maltose, and cellobiose. Furthermore, saccharides containing sucrose can be preferably used.
  • sucrose can be the main component of sugar. Sucrose contains fructose residues. Therefore, curing can proceed rapidly with sugar-containing materials.
  • an adhesive composition having high adhesiveness can be easily obtained by using the solid content of sugar as a component index.
  • the solid content of sugar is an indicator of the content of sugar.
  • the solid content of sugar may be the solid content of sugar contained in the sugar-containing material.
  • the solid content of sugar in the sugar-containing material can be used as a component index.
  • Sugars can include monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides, and polysaccharides.
  • the sugar content may include sugars such as sucrose and reducing sugars such as glucose and fructose.
  • As a component index in the adhesive composition it is also possible to use a solid content ratio expressed as a total solid content of the sugar-containing material.
  • the total solid content is the content of the total solid content contained in the sugar-containing material with respect to the entire sugar-containing material.
  • the total solid content can be measured by volatilizing volatile components including water.
  • the total solid content may be obtained by subtracting the moisture content from the mass ratio of 100% as a whole.
  • the total solid content can be used as a component index as it is, it can be a cumbersome work to strictly measure the ratio of the total solid content. Therefore, in sugar-containing materials such as crude sugar, sugar juice, molasses and waste molasses, the solid content of sugar that is easy to measure during distribution is frequently used as a component indicator.
  • the solid content of sugar can be measured as the sugar solid content in the sugar-containing material. This sugar solid content is also called Brix or Brix value.
  • the solid content of sugar represented by Brix is easily measured by an apparatus for measuring Brix.
  • the Brix measuring apparatus include a Brix sugar refractometer.
  • Brix is one of the items representing sugar content.
  • the adhesiveness can be easily increased by using the solid content of sugar as an index of sugar content.
  • Adhesive composition contains potassium. Potassium is a component that can be included in sugar-containing materials. In many cases, the above-mentioned sugar-containing product produced during sugar production contains potassium. This is because the sugar-containing material is obtained in a state where the sugar is not purified. Therefore, the adhesive composition contains potassium in the sugar-containing material.
  • the potassium content in the adhesive composition is not particularly limited.
  • the potassium content is preferably 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the solid content of sugar.
  • the potassium content is preferably 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solid content of sugar.
  • the potassium content is more preferably 0.5 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of sugar.
  • the content of potassium is preferably 0.1 parts by mass or more, and more preferably 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the solid content of sugar.
  • the content of potassium in the bonding composition increases, the viscosity of the sugar-containing material may become too high. As a result, the viscosity of the bonding composition increases, and small pieces such as plant pieces are bonded to the bonding composition. There is a risk that it may be difficult to uniformly disperse the product.
  • the potassium content in the adhesive composition is increased, the basicity tends to increase, and the amount of organic sulfonic acid required for sugar modification increases, which may not be economical. Therefore, the content of potassium is preferably 50 parts by mass or less, and more preferably 40 parts by mass or less.
  • Sugar-containing substances such as crude sugar, sugar juice, molasses and waste molasses usually contain minerals.
  • the inorganic substance in the sugar-containing material is one in which the inorganic substance in the soil is absorbed from the root and contained in the stem or the like in the plant to be refined.
  • the inorganic content varies depending on the sugar content obtained.
  • the content of minerals varies depending on the type of plant, the site, the country of origin, the cultivated soil, and the method of refined sugar treatment.
  • the sugar-containing material may contain calcium.
  • calcium can be included in addition to what is originally contained in the stem and the like, as well as lime-derived material added for crystallization during refined sugar. Therefore, the difference in content of calcium is large due to the difference in the refined sugar treatment.
  • the content of potassium in the sugar-containing material is not particularly limited, but may be 0.1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the solid content of the sugar-containing material.
  • the potassium content in the sugar-containing material may be 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solid content of the sugar-containing material.
  • the potassium content may be 0.5 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of sugar. This range of potassium content can be applied to any of molasses, crude sugar, sugar juice and molasses.
  • the sugar-containing material may contain sugar and potassium.
  • sugar and potassium For example, molasses, crude sugar, sugar juice and molasses usually contain sugar and potassium.
  • the sugar-containing product can be made to contain no sugar by chemical treatment or the like, but the processed product of sugar-containing product that does not contain sugar is not already a sugar-containing product.
  • the sugar-containing material can be made to contain no potassium by chemical treatment or the like, but the treatment excluding potassium is expensive and is not realistic at the production level. Therefore, it is preferable to use a sugar-containing material containing sugar and potassium as the raw material for the adhesive composition.
  • the adhesive composition is characterized by using a sugar-containing material containing sugar and potassium, performing the modification with an organic sulfonic acid, and further defining the amount of the organic sulfonic acid so as to enhance the adhesiveness. is there.
  • the sugar-containing material may contain components other than sugar and potassium.
  • the adhesive composition contains an organic sulfonic acid.
  • the organic sulfonic acid for example, alkyl sulfonic acid, aromatic sulfonic acid and the like can be used.
  • the organic sulfonic acid include p-toluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid, methanesulfonic acid and the like. Of these, aromatic sulfonic acids are preferable, and sulfonic acids having a benzene ring are more preferable.
  • the organic sulfonic acid may have a molecular weight of 500 or less, preferably 300 or less. When the molecular weight is small, the catalyst efficiency can be increased.
  • the organic sulfonic acid preferably contains one or more selected from p-toluenesulfonic acid and benzenesulfonic acid.
  • p-toluenesulfonic acid is particularly preferable because it is highly effective and the reaction between low-molecular-weight modified products proceeds to polymerize and contribute to adhesion.
  • the organic sulfonic acid content is preferably 2 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of sugar.
  • the adhesive composition when the content of the organic sulfonic acid is within this range, the adhesiveness of adhesion utilizing modification of sugar can be effectively enhanced.
  • the solid content of the sugar is 100 parts by mass, when the organic sulfonic acid content is 2 parts by mass or more, the effect as a reaction catalyst is easily obtained.
  • the solid content of the sugar is 100 parts by mass, the hydrolysis reaction of the sugar is hardly promoted and the polymerization is inhibited when the organic sulfonic acid content is 100 parts by mass or less. Less.
  • the acid hardly remains to make it difficult to reduce the strength of the molded body, and further, the metal corrosion is difficult to proceed at the time of contact with a press machine or the like during pressurization.
  • the organic sulfonic acid content is 90 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solid content of sugar. More preferably, the organic sulfonic acid content is 3 to 72 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of sugar. More preferably, when the solid content of the sugar is 100 parts by mass, the organic sulfonic acid content is 4 to 70 parts by mass.
  • the sugar content in sugar-containing materials containing potassium is hydrolyzed due to the presence of organic sulfonic acid, temporarily denatured by lowering the molecular weight, and then organic sulfonic acid serves as a catalyst to promote the reaction between low molecular compounds. And polymerized. For this reason, the polymerized compound contributes to adhesion.
  • organic sulfonic acid has lower reactivity with metals than inorganic acids, it is difficult to adversely affect metal facilities during molding.
  • the reaction system does not contain an organic solvent or formaldehyde, and does not contain a tertiary amine or the like that generates formaldehyde by decomposition. Therefore, it becomes easy to suppress the emission of organic solvents and formaldehyde.
  • This action can also be caused by a reaction between a saccharide and an acid such as a carboxylic acid.
  • an acid such as a carboxylic acid.
  • the adhesive composition contains an organic sulfonic acid at a predetermined ratio. Therefore, an adhesive composition having excellent adhesiveness can be obtained.
  • the adhesive composition attention may be paid to the relationship between the amount of organic sulfonic acid and potassium. If the amount of organic sulfonic acid is increased when the amount of potassium is increased, the adhesion can be easily improved.
  • the content of the organic sulfonic acid with respect to the solid content of 100 mass of the sugar is preferably 2 times or more, more preferably 3 times or more of the content of potassium with respect to 100 mass parts of the solid content of the sugar. It may be said that the content of the organic sulfonic acid is preferably 2 times or more of the content of potassium, more preferably 3 times or more.
  • the adhesive composition it is a preferred embodiment that further contains a carboxylic acid.
  • a carboxylic acid By containing a carboxylic acid, the adhesiveness can be further enhanced.
  • the sugar can be reacted with carboxylic acid to reduce the molecular weight by hydrolysis and then to increase the molecular weight.
  • carboxylic acid when carboxylic acid is contained, the bondability of hardened
  • the content of carboxylic acid is preferably 0.1 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of sugar.
  • the effect of the carboxylic acid is further enhanced when the content of carboxylic acid is 0.1 parts by mass or more.
  • the solid content of the sugar is 100 parts by mass, when the carboxylic acid content is 150 parts by mass or less, unreacted carboxylic acid hardly remains and the curability can be improved. More preferably, when the solid content of the sugar is 100 parts by mass, the content of carboxylic acid is 0.2 parts by mass to 100 parts by mass.
  • the carboxylic acid content is 0.5 to 70 parts by mass.
  • the content of carboxylic acid may be less than the content of organic sulfonic acid.
  • the content of carboxylic acid may be half or less than the content of organic sulfonic acid.
  • the carboxylic acid one or more selected from monovalent carboxylic acids and polyvalent carboxylic acids can be used.
  • the polyvalent carboxylic acid is preferably an organic carboxylic acid having a plurality of carboxyl groups (COOH) in one molecule.
  • COOH carboxyl groups
  • a divalent carboxylic acid, a trivalent carboxylic acid, a tetravalent carboxylic acid, a pentavalent or higher carboxylic acid, or the like can be used. Of these, divalent to tetravalent carboxylic acids are preferable because they are easy to use.
  • Examples of the monovalent carboxylic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, lactic acid, benzoic acid and the like. These may be anhydrous.
  • Examples of the polyvalent carboxylic acid include citric acid, itaconic acid, malic acid, tartaric acid, succinic acid, oxalic acid, adipic acid, malonic acid, phthalic acid, sebacic acid, maleic acid, fumaric acid, and pentane glutarate. Examples include acids, gluconic acid, glutaconic acid, pentenedioic acid and the like. These may be anhydrous.
  • polyvalent carboxylic acid is a preferable embodiment, and the polyvalent carboxylic acid preferably includes one or more selected from citric acid, malic acid, and itaconic acid.
  • citric acid, malic acid and itaconic acid are used, these can be produced from plants. In this case, since the use of fossil resources can be suppressed, the burden on the environment is reduced, which is preferable.
  • the polyvalent carboxylic acid may have a hydroxyl group. In that case, adhesiveness can be improved.
  • the polyvalent carboxylic acid may have a molecular weight of 500 or less, preferably 300 or less. When the molecular weight is small, the catalyst efficiency can be increased.
  • the adhesive composition may not contain a polyvalent carboxylic acid.
  • the reaction with the sugar content in the sugar-containing material may be slow.
  • the polyvalent carboxylic acid may not be present in the reaction system.
  • a monovalent carboxylic acid may be included.
  • both the polyvalent carboxylic acid and the monovalent carboxylic acid may not be contained.
  • the adhesive composition may not contain a carboxylic acid.
  • the adhesive composition contains a carboxylic acid
  • the reaction between the saccharide and the carboxylic acid is slower than the reaction between the saccharide and the organic sulfonic acid, so the carboxylic acid may remain as an unreacted material left behind in the reaction. There is. If carboxylic acid remains after curing, the curing reaction may not proceed sufficiently. Therefore, it is preferable that no carboxylic acid remains after curing.
  • the adhesive composition only needs to contain carboxylic acid to such an extent that carboxylic acid does not remain after curing.
  • polyvalent carboxylic acids are expected to react with sugars, but if they remain, the adhesiveness may not be sufficiently exhibited. Therefore, it is preferable that no polycarboxylic acid remains after curing. In the adhesive composition, it is preferable that no organic sulfonic acid remains after curing.
  • Unreacted organic sulfonic acid and carboxylic acid after curing can be confirmed by analyzing the cured product obtained by curing the adhesive composition. For example, whether or not an organic sulfonic acid and a carboxylic acid are contained by analyzing a hot water extract of the cured product by nuclear magnetic resonance ( 1 H NMR) or by high performance liquid chromatography (HPLC). Can be detected. At this time, polyvalent carboxylic acid can also be detected. Although there are differences depending on the accuracy of the equipment, the number of times of integration, the amount of extraction, the presence or absence of concentration, etc., about 100 ppm as the concentration in the hot water extraction solution can be the lower limit of detection.
  • 1 H NMR nuclear magnetic resonance
  • HPLC high performance liquid chromatography
  • the concentration is 100 ppm or more, organic sulfonic acid and carboxylic acid can be detected. From this, when 1 g of the cured product is extracted with 10 mL of hot water, it is possible to detect up to about 1 mg, that is, a content of about 0.1% by mass of the cured product. It is possible to determine whether or not the organic sulfonic acid and carboxylic acid are positively added to the adhesive composition by the concentration of the remaining organic sulfonic acid and carboxylic acid. However, in the cured product, the amount of organic sulfonic acid and carboxylic acid is preferably small, and the amount of organic sulfonic acid and carboxylic acid is more preferably less than 0.1% by mass.
  • the adhesive composition may further contain an additive.
  • the additive include a stabilizer, a colorant, a thickener, a reaction accelerator, and the like.
  • the adhesive composition may be a liquid.
  • the adhesive composition containing the liquid sugar-containing material can be prepared as a liquid.
  • sugar juice and molasses are usually viscous liquids
  • the adhesive composition can be prepared as a liquid.
  • the adhesive composition can be obtained by dissolving or dispersing an additive component containing an organic sulfonic acid in a liquid sugar-containing material.
  • the adhesive composition can be obtained by dissolving or dispersing a component containing a sugar-containing material and an organic sulfonic acid in a solvent. Examples of the solvent include water and alcohol.
  • the adhesive composition may be a powder.
  • the adhesive composition can be prepared as a powder by using the powdered sugar-containing material.
  • a powder bonding composition can be obtained by mixing these with powdered organic sulfonic acid.
  • a powder adhesive composition can be prepared by removing the liquid.
  • waste molasses and molasses are usually liquids, but liquid components such as water are removed from them and pulverized, and then mixed with solid components containing organic sulfonic acid to form powder.
  • An adhesive composition is obtained.
  • the adhesive composition is preferably an aqueous solution in which an organic sulfonic acid and, if necessary, other components are dissolved in water together with a sugar-containing material.
  • the adhesive composition can be easily prepared and the handling becomes easy. Since sugar juice and molasses contain water, it is possible to prepare an adhesive composition in the form of an aqueous solution by using the water in these as a solvent without adding water. Further, if moisture is not added, the curing rate at the time of bonding can be increased. Since many crude sugars and honey-containing sugars are soluble in water, an aqueous solution of the adhesive composition can be easily prepared.
  • the adhesive composition may be an aqueous dispersion in which a component containing an organic sulfonic acid and a sugar-containing material are dispersed.
  • a component containing an organic sulfonic acid is mixed with a sugar-containing substance at a concentration higher than the saturation concentration, an aqueous dispersion can be obtained.
  • the bonding composition is a preferred embodiment in which water is further added to the above components.
  • the addition of water makes it possible to adjust the viscosity, and an adhesive composition having a viscosity that is easy to use can be obtained.
  • the adhesive composition may be an aqueous solution or an aqueous dispersion. Since sugar-containing substances and organic sulfonic acids are usually highly soluble in water, an aqueous solution can be easily obtained.
  • the adhesive composition may be an aqueous dispersion in which components containing a sugar-containing material and an organic sulfonic acid are dispersed in water.
  • the amount of water to be added is appropriately set depending on the shape and surface properties of the adherend and is not particularly limited.
  • the adhesive composition becomes an aqueous solution or a water dispersion, so that it can be easily applied to or spread on the adherend.
  • no organic solvent since no organic solvent is used, safety to the human body is high. Since the sugar content and the organic sulfonic acid are in a compatible state, when heated and pressurized, the modification of the sugar content and the organic sulfonic acid is promoted, and a cured polymer is formed. Adhesiveness can be exhibited.
  • the adhesive composition is an aqueous solution or an aqueous dispersion
  • water is preferably contained in an amount of 15 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the adhesive composition.
  • water is preferably contained in an amount of 15 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the combination of the sugar-containing material and the organic sulfonic acid.
  • the water content is 15 parts by mass or more, water does not decrease too much and mixing becomes easy, so that a more uniform adhesive composition can be obtained.
  • the content of water is 20 parts by mass or more when the solid content is 100 parts by mass of the sugar-containing material and the organic sulfonic acid.
  • the content of water is 500 parts by mass or less, the amount of water does not increase excessively, and the adhesiveness of the adhesive composition can be exhibited better. This is because over-penetration of the bonding composition is less likely to occur, and the increase in temperature due to evaporation during heat curing is suppressed and curability is improved. From that viewpoint, it is more preferable that the water content is 400 parts by mass or less when the solid content is 100 parts by mass of the sugar-containing material and the organic sulfonic acid.
  • the amount of water in the adhesive composition may be the total amount of water contained in the sugar-containing material and added water.
  • a sugar-containing substance containing water since the sugar-containing substance contains water, it is possible to prepare an adhesive composition in the form of an aqueous solution or aqueous dispersion even when the amount of water added is 0 parts by mass. It is.
  • the organic sulfonic acid is solid at normal temperature, the solid content of the combination of the sugar-containing material and the organic sulfonic acid is the sum of the solid content of the sugar-containing material and the solid content of the organic sulfonic acid.
  • the water content is based on the solid content of the combined sugar-containing material, organic sulfonic acid and carboxylic acid. Good.
  • the content of water is preferably 15 parts by mass or more, and more preferably 20 parts by mass or more when the solid content is 100 parts by mass of a combination of the sugar-containing material, the organic sulfonic acid, and the carboxylic acid.
  • the water content is preferably 500 parts by mass or less, and more preferably 400 parts by mass or less, when the solid content is 100 parts by mass of the total of the sugar-containing material, organic sulfonic acid and carboxylic acid.
  • the adhesive composition may contain a petroleum-based thermosetting resin adhesive.
  • a petroleum-based thermosetting resin adhesive can be added to further improve the physical properties as long as the adhesiveness is exhibited by the sugar and the organic sulfonic acid.
  • the petroleum thermosetting resin adhesive a phenol resin adhesive, a urea / melamine resin adhesive, an isocyanate adhesive, and the like are suitable, but not particularly limited. It is preferable to select the type and amount of the adhesive depending on the usage of the molded body. When strength is required, the amount added can be increased. When water resistance is required, an adhesive having high water resistance such as a phenol resin adhesive or an isocyanate resin adhesive is suitable.
  • the petroleum thermosetting resin adhesive is preferably water-soluble. In that case, the miscibility with sugar and organic sulfonic acid is enhanced.
  • the solid content of the petroleum-based thermosetting resin adhesive is 100 parts by mass with the total amount of the solid content of sugar and the solid content of organic sulfonic acid. Sometimes, it is preferable to blend so as to be 1 part by mass or more and 200 parts by mass or less. In that case, adhesiveness can be improved. However, when a petroleum-based thermosetting resin adhesive is contained, formaldehyde is likely to be generated. Therefore, from the viewpoint of formaldehyde suppression, it is preferable not to contain a petroleum-based thermosetting resin adhesive. Moreover, even if it is a case where a petroleum thermosetting resin adhesive is mix
  • the solid content of the petroleum-based thermosetting resin adhesive is more preferably 100 parts by mass or less when the total amount of the solid content of the sugar and the solid content of the organic sulfonic acid is 100 parts by mass, The amount is more preferably 50 parts by mass or less, and still more preferably 10 parts by mass or less.
  • the amount of a petroleum thermosetting resin adhesive even when a petroleum thermosetting resin adhesive is used, the amount thereof can be reduced, so that generation of formaldehyde can be suppressed.
  • petroleum-based thermosetting resin adhesives may cause harmful gas generation during combustion at the time of disposal, but this adhesive may not be used or the amount of adhesive used may be reduced. By doing so, generation of harmful gases can be suppressed. Therefore, it is more preferable that the adhesive composition does not contain a petroleum-based thermosetting resin adhesive.
  • the adhesive composition may contain sugar separately from the sugar derived from the sugar-containing material. That is, in the manufacturing process of the adhesive composition, sugar may be blended separately from the sugar-containing material.
  • the sugar may be the same type as the sugar contained in the sugar-containing material, or may be a different type.
  • the added sugar may be any one or more of monosaccharide, disaccharide, oligosaccharide and polysaccharide. Examples of monosaccharides include glucose, fructose, ribose, arabinose, rhamnose, xylulose, deoxyribose and the like. Examples of the disaccharide include sucrose, maltose, cellobiose, trehalose, and tulanose.
  • oligosaccharide examples include fructooligosaccharide, galactooligosaccharide, mannan oligosaccharide, stachyose and the like.
  • the oligosaccharide may be, for example, a saccharide in which 10 or less sugar chains are linked.
  • examples of the polysaccharide include starch, agarose, alginic acid, glucomannan, inulin, chitin, chitosan, hyaluronic acid, glycogen, and cellulose.
  • the amount of sugar added is not particularly limited, but is preferably less than the sugar solid content of the sugar-containing material from the viewpoint of effectively using the sugar content in the sugar-containing material. In the adhesive composition, it is more preferable that no sugar is added in addition to the sugar-containing material.
  • the adhesive composition may be composed of only a sugar-containing material and an organic sulfonic acid.
  • attachment may consist only of a sugar containing material, an organic sulfonic acid, and water.
  • attachment may consist only of saccharide
  • attachment may consist only of saccharide
  • the adhesive composition can be obtained by mixing the above-mentioned sugar-containing material and organic sulfonic acid, further mixing carboxylic acid in some cases, and mixing with other additives as necessary.
  • a solvent may be added and mixed.
  • water is preferable.
  • the sugar-containing material contains water
  • the organic sulfonic acid and carboxylic acid can be dissolved in the water in the sugar-containing material. Therefore, it is also possible to mix without adding water. However, mixing is further facilitated by the addition of water.
  • some of the blending components such as an organic sulfonic acid aqueous solution and a carboxylic acid aqueous solution may be prepared in advance as an aqueous solution, and the aqueous solution and the sugar-containing material may be mixed.
  • the adhesive composition exhibits adhesiveness when it is present between the adherend and the heated material and is heated and pressed, and can adhere the adherend.
  • the bonding composition has a property of being cured by heating and pressing.
  • the heating and pressing are preferably a press. According to the press, the adhesiveness can be easily expressed.
  • the adherend may be two or more solid members having an adhesive surface, or may be a plurality of solid pieces formed by the adhesive composition. When bonding two solid members, for example, by placing the adhesive composition between the members by application or spraying, pressing the members in a direction approaching each other, and heating and pressurizing, The curing reaction of the bonding composition proceeds and the member can be bonded.
  • the bonding composition can be used for bonding various members and solid pieces.
  • the bonding composition can be used for bonding of wood.
  • the bonding composition can be used for bonding of glass.
  • the bonding composition can be used for bonding metal.
  • a molded body can be formed by using the adhesive composition.
  • the molded body is formed of a plurality of solid pieces and an adhesive composition. Since the solid piece becomes an element in the molded body, it may be called an element piece.
  • the adhesiveness is exhibited by heating and pressurization, so that it can be suitably used for forming a molded body.
  • the molded body is preferably a board.
  • the board is also called a molded plate.
  • the board can be applied to various materials including architecture and has a wide range of applications. In a preferred embodiment, the board is a building board.
  • the adhesive composition can form an inorganic solid piece compact.
  • an inorganic board can be obtained.
  • a rock wool board can be obtained from rock wool and an adhesive composition.
  • a glass wool board can be obtained from glass wool and an adhesive composition.
  • the above-mentioned adhesive composition may not contain an organic solvent or formaldehyde in the reaction system, and may not contain a tertiary amine or the like that generates formaldehyde by decomposition. Therefore, it is possible to suppress the diffusion of the organic solvent derived from the adhesive and the diffusion of formaldehyde.
  • the adhesive composition is preferably used for adhering plant pieces. By bonding the plant pieces, it is possible to obtain a molded body formed by bonding the plant pieces with the bonding composition.
  • the shaped body can be a board. Therefore, a board is obtained as what the plant piece adhere
  • the board contains a plant piece and an adhesive composition to which the plant piece is bonded.
  • Plants that can be used as raw materials for plant fragments include woody plants such as conifers and broad-leaved trees, annual or biennial herbaceous plants, or agricultural waste after harvesting grains, vegetable oils, plant sugars, and the like.
  • Specific examples of agricultural waste include herbs such as kenaf, rice, bamboo, and flax, bagasse, beet pulp, rice straw, wheat straw, and oil palm fiber.
  • Woody plants such as conifers and hardwoods are rich in cellulose, hemicellulose, and lignin.
  • herbaceous plants have cellulose, hemicellulose, and lignin as main constituents, the same as woody plants.
  • herbaceous plants have a high content of low-molecular components such as hemicellulose components and hot water-soluble components compared to woody plants, and are characterized by being rich in components that denature into adhesive components under heat and pressure. . Therefore, it is suitable for the material of the forming plate.
  • hemicellulose component examples include arabinoglucuronoxylan, glucomannan, and glucuronoxylan.
  • Arabinoglucuronoxylan and glucomannan are components that are mainly contained in conifers.
  • Glucuronoxylan and glucomannan are components that are mainly contained in hardwoods. The plant piece may contain these components or components similar thereto.
  • the plant piece may be obtained by cutting a plant, etc., and may be a small piece, a fiber, a single plate, or a powder. Good.
  • the plant piece is included in the molded body and becomes an element piece constituting a part thereof.
  • the molded product obtained from the plant piece and the adhesive composition can be a wooden molded product.
  • the molded board obtained by the plant piece and the adhesive composition can be a wooden board.
  • the wooden molded body is a molded article having a wood-like texture, and even those obtained from plants other than wood are included in the wooden molded body and the wooden board.
  • the plant piece preferably contains at least one selected from a cellulose component, a hemicellulose component, and lignin.
  • adhesiveness can be expressed by the component derived from a plant piece, adhesiveness can be improved.
  • the plant piece may contain saccharides.
  • sugar derived from a plant piece reacts with organic sulfonic acid and expresses adhesiveness, adhesiveness can be improved.
  • a wood piece obtained by cutting wood can be used.
  • the wood pieces include a saw board, a single board, a wood strand, a wood chip, and a wood fiber.
  • a material obtained by bonding wood pieces with an adhesive can be a wood board such as a laminated board, plywood, particle board, fiber board, or MDF.
  • the adhesive composition forms a polymer cured product, so that excellent adhesiveness and moldability can be exhibited.
  • Appropriate materials such as a cedar, a cypress, a hiba, a pine, a moth, and a drill, may be sufficient.
  • Herbaceous plants can also be used as plant pieces.
  • As the herbaceous plant one or two kinds selected from sugar cane and sugar beet can be used. These can utilize residual sugar and improve physical properties. Further, since the remaining sugar can be reduced in the molded article, the physical properties can be improved. Bagasse, which is a pomace of sugarcane, may be used.
  • the plant piece is not particularly limited as long as it is a plant-derived material.
  • Plant-derived materials mean those obtained from xylem such as plants, bark, seeds, leaves and the like. Accordingly, not only plant powders (for example, bark powder) available on the market but also chips obtained by pulverizing recycled materials and the like can be exemplified as plant-derived materials.
  • Low molecular components such as hemicellulose components, saccharides, and hot water soluble components contained in plant fragments are modified into adhesive components under heat and pressure, but the reaction is accelerated by the coexistence of organic sulfonic acid, Become. This is because hemicellulose components, sugars, and the like are hydrolyzed and temporarily reduced in molecular weight due to the presence of the organic sulfonic acid, and then the organic sulfonic acid serves as a catalyst to promote the reaction between the low molecular compounds. Therefore, when these components are contained in the plant piece, the adhesiveness is increased.
  • Organic sulfonic acid contributes to the modification of hemicellulose components and sugars, and also forms ester bonds with hydroxyl groups in cellulose, hemicellulose, lignin and hot water soluble components contained in plant pieces, causing water absorption and hygroscopicity. Reduces hydroxyl groups. For this reason, the water resistance, hot water resistance, and moisture resistance of the molded body are improved.
  • low-molecular components such as hemicellulose and sugar remain in the molded product, this component may cause mold generation.
  • the molded product may contain low-molecular components such as hemicellulose and sugar. The residual amount of can be reduced. Therefore, it is possible to obtain a molded body in which mold generation is suppressed.
  • the molded body When the organic sulfonic acid coexists with the plant pieces, the molded body can be molded in a short time. In the absence of organic sulfonic acid, the reaction between the modified low molecular compounds is slowed, which may lead to a decrease in physical properties. Moreover, since organic sulfonic acid has lower reactivity with metals than inorganic acids, it is difficult to adversely affect metal facilities during molding. Further, the reaction system does not contain an organic solvent or formaldehyde, and does not contain a tertiary amine or the like that generates formaldehyde by decomposition. Therefore, it becomes easy to suppress the emission of the organic solvent and formaldehyde derived from the molded product.
  • the plant that is the raw material of the molded body can be processed into granular particles having a diameter of several hundred ⁇ m to several cm by pulverization.
  • the plant as a raw material of the molded body has a diameter (fiber diameter) of about 50 ⁇ m to 2 mm and a length (fiber length) of about 100 ⁇ m to 20 mm by defibrating the bast portion and stem core portion. It can be processed into fine fibers. Using these particles and fine fibers as plant pieces (fine pieces), a molded body can be produced.
  • the bonding composition contains a carboxylic acid.
  • the carboxylic acid supplements the catalytic reaction of the organic sulfonic acid to exert a catalytic action, and the adhesiveness can be improved.
  • the reaction of the organic sulfonic acid and the reaction of the carboxylic acid are mixed, a stronger cured product can be formed, and a molded article having high strength can be obtained.
  • the carboxylic acid ester-bonded to the hydroxyl group contained in the hemicellulose component of the plant piece can reduce the hydroxyl group that causes water absorption and hygroscopicity, so the water resistance, hot water resistance, and moisture resistance of the molded product Can be improved.
  • the carboxylic acid is particularly preferably a polyvalent carboxylic acid. The addition of carboxylic acid improves the physical properties.
  • the molded body can be manufactured by mixing a solid piece that is an adherend and the above-described bonding composition, and then heating and pressing the mixture.
  • the plant piece used as a raw material may be a dry raw material. Thereby, handling becomes easy.
  • pulverized the molded object using a plant piece can also be used as a plant piece. In that case, the plant piece can be reused.
  • heat and pressure molding can be efficiently performed by using the sugar content of the sugar-containing material and the organic sulfonic acid in combination. For this reason, heating and pressing can be performed in a shorter time.
  • the raw material of the adhesive composition and the solid pieces such as plant pieces are mixed at the same time without preparing the adhesive composition in advance, and the mixed material of the solid piece and the adhesive composition May be prepared as a molded body material. Even when a molded body is formed of such a molded body material, it can be said that the bonding composition is used for bonding of solid pieces.
  • the molded body may be obtained by attaching the adhesive composition to the above-described plant piece, and heating and pressing the plant piece to which the adhesive composition is attached. At this time, for example, it is preferable to obtain the mixture by adhering an adhesive composition of an aqueous solution or an aqueous dispersion to a plant piece and heating and pressing the mixture. By using water, the adhesive composition can be efficiently attached to the surface of the plant piece. If necessary, one or both of the carboxylic acid and the petroleum-based thermosetting resin adhesive described above may be added to the bonding composition.
  • an appropriate attachment method can be used. For example, it can be made to adhere by spraying aqueous solution toward a plant piece with a spray etc. Moreover, it can be made to adhere by immersing a plant piece in aqueous solution. Moreover, it can be made to adhere by apply
  • the mixing ratio between the plant pieces and the adhesive composition is appropriately set depending on the raw materials used, molding conditions, properties of the molded body, and the like, and is not particularly limited.
  • the solid content of the adhesive composition is preferably 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the dry mass of the plant pieces. If the amount of the adhesive composition is too small, the adhesive force may be reduced, and even if the amount of the adhesive composition is too large, an adhesive layer may be formed so that the interfacial adhesion may be reduced. It is preferable to blend the adhesive composition at a ratio of The solid content of the bonding composition is more preferably 8 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the dry mass of the plant piece. In this case, the adhesiveness is further increased.
  • the solid content of the bonding composition is more preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the dry mass of the plant piece.
  • the solid content of the bonding composition is more preferably 25 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the dry mass of the plant piece. In this case, a decrease in interfacial adhesion can be further suppressed.
  • the molded composition can be obtained by reaction of the adhesive composition by heat and pressure molding.
  • the plant pieces are bonded together with an adhesive component generated by denaturing the components contained in the plant pieces themselves.
  • the conditions for heat and pressure molding for example, the molding pressure, molding temperature, molding time, and the like can be appropriately set depending on the type and shape of the plant piece, its surface condition, the thickness of the molded body, and the like.
  • the molding temperature is preferably 140 ° C. or higher and 220 ° C. or lower. When the molding temperature is 220 ° C. or lower, the deterioration of the components hardly proceeds, so that the physical properties as a molded body are not easily lowered. Further, if the molding temperature is 140 ° C. or higher, the reaction rate is unlikely to decrease, and curing is likely to be sufficient.
  • the molding temperature is more preferably 200 ° C. or lower. In this case, deterioration of the adherend can be suppressed.
  • the molding temperature is preferably 160 ° C. or higher. In this case, the reaction rate is less likely to decrease, and curing is likely to be further sufficient.
  • the molding pressure is appropriately set depending on the thickness and specific gravity of the molded body, but is preferably 0.5 MPa or more and 4 MPa or less.
  • the molding pressure is 0.5 MPa or more, it is possible to sufficiently press-bond and easily improve the strength of the molded body. If the molding pressure is 4 MPa or less, the molding pressure is not too high, and the molded body is hardly broken.
  • the molding pressure is more preferably 3 MPa or less. In this case, it is possible to make the board more difficult to break.
  • the molding pressure is more preferably 0.7 Mpa or more. In this case, the bonding composition and the adherend can be sufficiently bonded, and the strength of the molded body can be further increased.
  • the molding time for example, it can be in the range of 1 minute to 60 minutes, preferably 2 minutes to 30 minutes, and more preferably 3 minutes to 15 minutes. Thereby, a favorable molded object can be manufactured efficiently.
  • the plant piece When a plant piece is bonded with a bonding composition to form a board, the plant piece preferably contains one or more plant pieces selected from fibers, chips and particles. Thereby, a board having excellent physical properties can be obtained.
  • a board containing fiber plant pieces can be a fiberboard.
  • a board containing a plant fragment of particles can be a particle board.
  • a board containing chip plant pieces can also be a particle board. These boards may be called wooden boards.
  • the density of the board is preferably 0.4 to 1.0 g / cm 3 . When the density of the board is 0.4 g / cm 3 or more, the adhesive composition and the adherend can be sufficiently bonded, and sufficient board strength can be easily ensured.
  • the density of the board is 1.0 g / cm 3 or less, it is possible to make it difficult to cause puncture (breakage) of the board due to residual moisture during molding.
  • the preferable density range in the molded body other than the board may be the same as described above.
  • the molded body preferably has a sugar content ratio of less than 5% by mass in the dry content of 90 ° C. hot water for 3 hours, more preferably 1% by mass or less, and 0.5% by mass or less.
  • the plant piece containing sugar content is more preferably 0.1% by mass or less.
  • 3 mass% or more of the sugar content by 90 degreeC hot water 3 hour extraction may be sufficient in a plant piece.
  • the sugar content in a plant piece can be utilized for adhesion
  • the upper limit of the sugar content ratio in a plant piece is not specifically limited, Preferably it is 10 mass% or less.
  • the molded body should contain as little organic sulfonic acid and carboxylic acid derived from the adhesive composition as possible. Thereby, while improving adhesiveness, water resistance can be improved.
  • the organic sulfonic acid and carboxylic acid in the adhesive composition are used for the reaction of sugar, but it is preferable that the entire amount of the organic sulfonic acid and carboxylic acid is used for the reaction and does not remain.
  • the ratio of the organic sulfonic acid and the carboxylic acid obtained by extraction with hot water at 90 ° C. for 3 hours is preferably less than 5% by mass in the dry matter, more preferably 1% by mass or less. It is further preferably 5% by mass or less, and further preferably 0.1% by mass or less.
  • the board may be provided with a surface material on one or both sides thereof.
  • the surface material may be a board shape, a sheet shape, or the like.
  • the board is a composite board made of a composite material.
  • a molded plate obtained from a small piece such as a plant piece and an adhesive composition becomes a part of the composite board.
  • the surface material may be provided by being adhered to a molded plate after molding, or may be provided by being laminated by molding the molded plate and adhered by a component in the adhesive composition.
  • board such as wood, particle board, fiberboard, veneer made by thinly slicing wood, decorative sheet made of plastic or paper, sheet-like material such as moisture-proof sheet, etc. Can be used.
  • Part means part by mass unless otherwise specified.
  • Example a Using molasses> ⁇ Example a1> As the molasses, molasses (solid content: 75.4 mass%, sugar solid content: 72.6 mass%) derived from sugarcane stalk juice was prepared. The potassium content of this molasses was 2.8% by mass of the total mass of molasses and 3.9% by mass of the sugar solids. The potassium content was analyzed with an inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-AES, manufactured by Shimadzu Corporation) (the same applies to the following experiments).
  • ICP-AES inductively coupled plasma optical emission spectrometer
  • Example a2 132.6 parts of the molasses used in Example a1 (solid content is 100 parts) and 26.5 parts of p-toluenesulfonic acid as the organic sulfonic acid were mixed to dissolve the organic sulfonic acid in the molasses. .
  • the addition rate of organic sulfonic acid (p-toluenesulfonic acid) was 27.5 parts with respect to 100 parts of sugar solids. This obtained the adhesive composition of Example a2.
  • Example a3 132.6 parts of the molasses used in Example a1 (solid content is 100 parts) and 35.4 parts of p-toluenesulfonic acid as an organic sulfonic acid were mixed to dissolve the organic sulfonic acid in the molasses. .
  • the addition rate of organic sulfonic acid (p-toluenesulfonic acid) was 36.7 parts with respect to 100 parts of sugar solids. This obtained the adhesive composition of Example a3.
  • Example a4 132.6 parts of waste molasses used in Example a1 (solid content is 100 parts) and 44.2 parts of p-toluenesulfonic acid as an organic sulfonic acid were mixed to dissolve the organic sulfonic acid in the molasses. .
  • the addition rate of organic sulfonic acid (p-toluenesulfonic acid) was 45.9 parts with respect to 100 parts of sugar solids. This obtained the adhesive composition of Example a4.
  • Example a5 132.6 parts of the molasses used in Example a1 (solid content: 100 parts) and 88.4 parts of p-toluenesulfonic acid as an organic sulfonic acid were mixed to dissolve the organic sulfonic acid in the molasses. .
  • the amount of organic sulfonic acid (p-toluenesulfonic acid) added was 91.8 parts with respect to 100 parts of sugar solids. This obtained the adhesive composition of Example a5.
  • Example a1 Without using organic sulfonic acid, the molasses used in Example a1 was directly used as the adhesive composition of Comparative Example a1.
  • This adhesive composition is configured as an aqueous solution containing sucrose and potassium chloride (hereinafter referred to as “sucrose + potassium aqueous solution”).
  • ⁇ Reference Example b3 133 parts of sucrose + potassium aqueous solution prepared in Comparative Example b1 (sugar solid content is 100 parts) and 17.7 parts of p-toluenesulfonic acid as an organic sulfonic acid are mixed, and the organic sulfonic acid is added to the sucrose + potassium aqueous solution. Dissolved. This obtained the adhesive composition of Reference Example b3.
  • ⁇ Reference Example b4 > 133 parts of the sucrose + potassium aqueous solution prepared in Comparative Example b1 (sugar solid content is 100 parts) and 44.2 parts of p-toluenesulfonic acid as an organic sulfonic acid are mixed, and the organic sulfonic acid is added to the sucrose + potassium aqueous solution. Dissolved. This obtained the adhesive composition of Reference Example b4.
  • the weight reduction rate (%) of the solid content due to the above operation was quantified, and this was defined as a reaction index, which was used as an index indicating the degree of progress of the dehydration condensation reaction.
  • the reaction speed can be compared by the reaction index. Strictly speaking, the reaction index includes a molasses reaction index and a sucrose reaction index, but here they are treated in the same way as the reaction index.
  • the sample (200 ° C. or 180 ° C., held for 10 minutes and left to cool) is subjected to the above operation again from 30 ° C. to 550 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min in TG-DTA. Heat and hold for 10 minutes.
  • the weight residual ratio (%) when heated at 350 ° C. was quantified, and this was defined as a curing index, which was used as an index indicating the degree of change in heat stability due to the curing reaction.
  • the amount of the cured reaction product can be compared by the curing index.
  • the curing index includes a curing index of molasses and a curing index of sucrose, but here they are treated in the same way as the curing index.
  • Table 1 shows the component ratios and results of the adhesive composition.
  • FIG. 1 shows the amount of p-toluenesulfonic acid added to 100 parts of sugar solid content of waste molasses, sugar added with potassium, and sugar not containing potassium based on the results of the adhesive compositions of Examples and Comparative Examples. And a graph showing the relationship between the reaction index at 200 ° C. and the curing index.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a region where the amount of p-toluenesulfonic acid added is small in the graph of FIG.
  • FIG. 1 and FIG. 2 From Table 1, FIG. 1 and FIG. 2, the following can be understood.
  • Example a using the molasses it can be seen that Examples a1 to a5 have high reactivity and curability.
  • the reaction index and the curing index of the heated product are higher than those of the adhesive compositions of the comparative examples.
  • the curing reaction proceeded more than Comparative Example a1 in which no p-toluenesulfonic acid was added and Examples a1 and a2 in which the amount of p-toluenesulfonic acid added was less than 30 parts. ing.
  • Example a1 and a2 although the curing index is relatively high, the reaction index is lower than that in Comparative Example a1 in which no p-toluenesulfonic acid is added. This is considered to be due to the influence of inorganic components such as potassium contained in the molasses. Waste molasses has a low promotion effect when the content of potassium is high and the amount of p-toluenesulfonic acid added is small.
  • Example a5 the reaction index is increased by increasing the amount of p-toluenesulfonic acid added, but the curing index is low and the overall curability is lower than in Examples a3 and a4.
  • Reference Examples b1 to b4 have high reactivity and curability.
  • the curing reaction proceeds more than Comparative Example b1 in which p-toluenesulfonic acid is not added and Comparative Example b2 in which the amount of p-toluenesulfonic acid is small and less than 2 parts. .
  • Comparative Example b2 since the amount of p-toluenesulfonic acid added is less than 2 parts and too small, the promoting effect is low.
  • the addition amount of p-toluenesulfonic acid is less than 30 parts, but the reaction index and the curing index are high because the content of potassium is lower than that of waste molasses.
  • Example c For the sucrose without added potassium of Example c, it is difficult to directly compare the reaction index and the curing index with the adhesive compositions of Examples a and b because it does not contain potassium. The tendency of the curing reaction by adding a small amount of is confirmed. From Comparative Examples c2 to c6, it can be seen that the curing reaction is accelerated when organic sulfonic acid is added rather than when sucrose is used alone. However, in Comparative Example c6 in which the addition amount of the organic sulfonic acid is further increased as compared with Comparative Example c5, the curing index is lowered.
  • the potassium content and the organic sulfonic acid addition amount there is a correlation between the potassium content and the organic sulfonic acid addition amount, and the addition amount (content ratio) of the organic sulfonic acid has an effective range for promoting curing.
  • stimulates hardening differs greatly when the organic sulfonic acid is added to the sugar alone and when the organic sulfonic acid is added to the sugar-containing material containing potassium.
  • a sugar-containing material containing 0.5% or more of potassium it is preferable to use 2 to 100 parts by mass of organic sulfonic acid with respect to 100 parts by mass of the solid content of sugar. .
  • an organic sulfonic acid having twice or more the amount of potassium it is preferable to use 15 to 100 parts by mass of organic sulfonic acid with respect to 100 parts by mass of sugar solids of the molasses, and use 30 to 75 parts by mass. More preferably.
  • [Sugi fiber board] A cedar fiber board (thickness 2 mm, air dry density 0.8 g / cm 3 ) was produced by the following method. In the following, Table 2 can be referred to appropriately.
  • Chips were obtained by pulverizing cedar wood obtained from cedar which is a woody conifer using a pulverizer (hammer mill). This chip was defibrated by a defibrator (refiner) to obtain a cedar fiber having a fiber diameter of 20 to 200 ⁇ m and a length of 2 to 5 mm.
  • molasses solid content: 75.4% by mass, sugar solid content: 72.6% by mass
  • the potassium content of this molasses was 2.8% by mass of the total mass of molasses and 3.9% by mass of the sugar solids.
  • 132.6 parts of this molasses (solid content is 100 parts) and 35 parts of benzene sulfonic acid (manufactured by Wako Pure Chemicals, the same applies hereinafter) as organic sulfonic acid (36 parts with respect to 100 parts of sugar solids) are mixed.
  • the organic sulfonic acid was dissolved in the molasses.
  • an adhesive composition was obtained.
  • the above-mentioned adhesive composition was sprayed on 100 parts of the above cedar fibers by spraying so that the solid content addition rate was 18 parts. Thereafter, cedar fibers were laminated to form a laminated mat, and this laminated mat was pressed at 190 ° C. for 4 minutes while being heated to 190 ° C. to form a molded body.
  • Example A2 132.6 parts of molasses derived from sugarcane stalk juice used in Example A1 (solid content is 100 parts) and 20 parts of benzenesulfonic acid as organic sulfonic acid (21 parts relative to 100 parts of sugar solids) Were mixed to obtain an adhesive composition. Using this bonding composition, a molded body was formed from cedar fibers and the bonding composition by the same method as in Example A1.
  • molasses solid content: 52 mass%, sugar solid content: 37.6 mass%) derived from sugar beet juice was prepared.
  • the potassium content of the molasses was 14.4 of the total mass of molasses.
  • an adhesive composition was obtained, and a molded body was formed from the cedar fiber and the adhesive composition using this adhesive composition in the same manner as in Example A1.
  • Example A1 132.6 parts of molasses derived from sugarcane stalk juice used in Example A1 (solids mass is 100 parts) and 1.5 parts of benzenesulfonic acid as organic sulfonic acid (1 per 100 parts of sugar solids) .6 parts) was mixed to obtain an adhesive composition. Using this bonding composition, a molded body was formed from cedar fibers and the bonding composition by the same method as in Example A1.
  • Example A2 192.3 parts of molasses derived from sugar beet sugar juice used in Example A3 (solid content is 100 parts), without adding organic sulfonic acid, 5 parts of citric acid as carboxylic acid (to 100 parts of sugar solids) 7 parts) was mixed with each other to obtain an adhesive composition. Using this bonding composition, a molded body was formed from cedar fibers and the bonding composition by the same method as in Example A1.
  • Example A3 192.3 parts of molasses derived from sugar beet juice used in Example A3 (solid content is 100 parts) and 85 parts of p-toluenesulfonic acid as organic sulfonic acid (118 parts with respect to 100 parts of sugar solid content) ) And 5 parts of citric acid as a carboxylic acid (7 parts with respect to 100 parts of sugar solid content) were obtained to obtain an adhesive composition.
  • a molded body was formed from cedar fibers and the bonding composition by the same method as in Example A1.
  • Table 2 shows the composition of the bonding composition, the board configuration, the board molding conditions, and the evaluation results.
  • Table 2 is composed of Table 2A and Table 2B.
  • Table 2A shows the composition of the adhesive composition.
  • Table 2B shows the board configuration, board molding conditions, and the results of the evaluation.
  • Comparative Example A1 in which a small amount of organic sulfonic acid was added to waste molasses
  • Comparative Example A2 in which organic sulfonic acid was not added to waste molasses but only carboxylic acid was added, and excessive amounts of molasses were added
  • Comparative Example A3 to which the organic sulfonic acid was added, only a board with low physical properties was obtained.
  • Examples A1 to A3 organic sulfonic acid was contained, and when the amount thereof was optimized, a board with high physical properties could be produced.
  • inorganic components such as potassium contained in the waste molasses inhibit the curing.
  • the addition of an appropriate amount of organic sulfonic acid suppresses the influence of the inorganic component, and the sugar content contained in the molasses and the component in the plant piece progressed, so that the physical properties were improved. it is conceivable that.
  • the amount of potassium is larger than in Example A1, but the amount of organic sulfonic acid added is higher than that in Example A1, and carboxylic acid is added to obtain a board with high physical properties. It was.
  • Bagasse chip board Bagasse chip board (thickness 4 mm, air dry density 0.6 g / cm 3 ) was manufactured by the following method. In the following, Table 3 can be referred to appropriately.
  • Example B1> A bagasse chip was obtained by cutting bagasse (squeezed residue) after squeezing sugar of sugarcane, which is a herbaceous plant, into a length of about 5 cm and pulverizing it with a pulverizer (hammer mill). The dimensions of this chip were an average length of 15 mm, an average width of 5 mm, and an average thickness of 2 mm.
  • molasses solid content: 75.4% by mass, sugar solid content: 72.6% by mass
  • the potassium content of this molasses was 2.8% by mass of the total mass of molasses and 3.9% by mass of the sugar solids. 132.6 parts of this molasses (solid mass is 100 parts), 32 parts of p-toluenesulfonic acid as organic sulfonic acid (33 parts with respect to 100 parts of sugar solids), and 48 parts of citric acid as carboxylic acid ( 50 parts for 100 parts of sugar solids) and 20 parts of water were mixed. As a result, an adhesive composition was obtained.
  • the above adhesive composition was sprayed on 100 parts of the bagasse chip with a spray so that the solid content addition rate was 18 parts. Thereafter, bagasse chips were laminated to form a laminated mat, and this laminated mat was pressed with a hot press device at 200 ° C. for 5 minutes at a surface pressure of 2 MPa to form a molded body.
  • Example B2 132.6 parts of molasses derived from sugarcane stalk juice used in Example B1 (solid content is 100 parts) and 50 parts of p-toluenesulfonic acid as organic sulfonic acid (52 parts per 100 parts of sugar solids) Part) and 20 parts of water were mixed to obtain an adhesive composition.
  • a molded body was formed from the bagasse chip and the bonding composition by the same method as in Example B1.
  • Example B3 132.6 parts of molasses derived from sugarcane stalk juice used in Example B1 (solid content is 100 parts) and 20 parts of p-toluenesulfonic acid as organic sulfonic acid (21 parts per 100 parts of sugar solids) Part) and 20 parts of water were mixed to obtain an adhesive composition.
  • a molded body was formed from the bagasse chip and the bonding composition by the same method as in Example B1.
  • molasses solid content: 52 mass%, sugar solid content: 37.6 mass%) derived from sugar beet juice was prepared.
  • the potassium content of the molasses was 14.4 of the total mass of molasses.
  • a molded body was formed from the bagasse chip and the bonding composition by the same method as in Example B1.
  • Example B1 The adhering composition was obtained by mixing 132.6 parts of molasses derived from the sugarcane stalk juice used in Example B1 (solid content is 100 parts) and 20 parts of water. Using this bonding composition, a molded body was formed from the bagasse chip and the bonding composition by the same method as in Example B1.
  • Example B2 132.6 parts of molasses derived from sugarcane stalk juice used in Example B1 (solid content is 100 parts) and 1.5 parts of p-toluenesulfonic acid as organic sulfonic acid (100 parts of sugar solids) 1.6 parts) and 20 parts of water were mixed to obtain an adhesive composition. Using this bonding composition, a molded body was formed from the bagasse chip and the bonding composition by the same method as in Example B1.
  • Example B3 192.3 parts of molasses derived from sugar beet juice used in Example B4 (solid content is 100 parts), and 80 parts of benzenesulfonic acid as organic sulfonic acid (111 parts with respect to 100 parts of sugar solid) Then, 45 parts of malic acid (62 parts with respect to 100 parts of sugar solid content) as carboxylic acid and 20 parts of water were mixed to obtain an adhesive composition. Using this bonding composition, a molded body was formed from the bagasse chip and the bonding composition by the same method as in Example B1.
  • Table 3 shows the composition of the bonding composition, the board configuration, the board molding conditions, and the evaluation results.
  • Table 3 is composed of Table 3A and Table 3B.
  • Table 3A shows the composition of the adhesive composition.
  • Table 3B shows the board configuration, board molding conditions, and the results of the evaluation.
  • Example B3 Comparative Example B1 in which organic sulfonic acid was not added to molasses, Comparative Example B2 in which a small amount of organic sulfonic acid was added to molasses, and comparison in which an excess amount of organic sulfonic acid was added to molasses In Example B3, only a board with low physical properties was obtained.
  • Examples B1 to B4 organic sulfonic acid was contained, and when the amount was optimized, a board with high physical properties could be produced.
  • Example B1 physical properties are improved by the combined use of organic sulfonic acid and carboxylic acid.
  • Example B2 physical properties are improved by addition of organic sulfonic acid.
  • Example B3 the amount of the organic sulfonic acid added was smaller than in Examples B1 and B2, and although the physical properties were lower than these, the modification of the components proceeded with the addition of the organic sulfonic acid, so compared with Comparative Examples B1 and B2. The physical properties are considered to have improved.
  • Example B4 the amount of potassium was higher than in Examples B1 to B3, but a board with high physical properties was obtained by increasing the amount of organic sulfonic acid added and further adding carboxylic acid.
  • Hardwood fiber board A hardwood fiber board (thickness 4 mm, air dry density 0.7 g / cm 3 ) was produced by the following method. In the following, Table 4 can be referred to appropriately.
  • Example C1 Woody hardwood fibers (fiber diameter 20 to 200 ⁇ m, length 2 to 5 mm) were prepared.
  • Crude sugar derived from sugarcane stalk juice (solid content: 99.5 mass%, sugar solid content: 98.6 mass%) was prepared as a sugar-containing material.
  • the potassium content of this crude sugar was 0.9 mass% of the total mass of the crude sugar, and 0.9 mass% of the sugar solid content. 100.5 parts of this crude sugar (solid content is 100 parts), 2.5 parts of p-toluenesulfonic acid as organic sulfonic acid (2.5 parts with respect to 100 parts of sugar solids), and 50 parts of water Mixed.
  • an adhesive composition was obtained.
  • the above-mentioned adhesive composition was sprayed on 100 parts of the above-mentioned hardwood fiber with a spray so that the solid content addition rate was 18 parts. Thereafter, hardwood fibers were laminated to form a laminated mat, and this laminated mat was pressed with a heating press device at 200 ° C. for 5 minutes at a surface pressure of 3 MPa to form a molded body.
  • Example C2 As a sugar-containing material, sugarcane stalk juice (solid content: 48.0 mass%, sugar solid content: 45.9 mass%) was prepared. The potassium content of the juice was 2.1% by mass of the total mass of the juice and 4.6% by mass of the sugar solids.
  • an adhesive composition is prepared. Obtained. Using this bonding composition, a molded body was formed from the hardwood fiber and the bonding composition by the same method as in Example C1.
  • sugar-containing sugar derived from sugarcane stem juice
  • solid content 98.0% by mass
  • sugar solid content 96.5% by mass
  • This honey-containing sugar is what is called glue in India.
  • Is 100 parts 4.0 parts of p-toluenesulfonic acid as organic sulfonic acid (4.1 parts with respect to 100 parts of sugar solids), and 5.0 parts of citric acid as carboxylic acid (100 parts of sugar solids) 5.1 parts) and 50 parts of water were mixed to obtain an adhesive composition, which was used for adhering hardwood fibers and adhesives in the same manner as in Example C1.
  • a molded body was formed from the composition.
  • Example C2 208.3 parts of sugarcane stalk juice used in Example C2 (solids mass is 100 parts) and 110 parts of benzenesulfonic acid as organic sulfonic acid (115 parts with respect to 100 parts of sugar solids) are mixed. Thus, an adhesive composition was obtained. Using this bonding composition, a molded body was formed from the hardwood fiber and the bonding composition by the same method as in Example C1.
  • Table 4 shows the composition of the bonding composition, the board configuration, the board molding conditions, and the evaluation results.
  • Table 4 is composed of Table 4A and Table 4B.
  • Table 4A shows the composition of the adhesive composition.
  • Table 4B shows the board configuration, board molding conditions, and the results of the evaluation.
  • Comparative Examples C1 to C3 only boards with low physical properties were obtained.
  • Comparative Example C1 only a small amount of organic sulfonic acid is added to the sugar-containing material.
  • Comparative Example C2 an excessive amount of organic sulfonic acid is added to the sugar-containing material.
  • Comparative Example C3 a small amount of organic sulfonic acid is added to the sugar-containing material, and carboxylic acid is also added.
  • Examples C1 to C3 organic sulfonic acid was contained, and when the amount was optimized, a board having high physical properties could be produced.
  • physical properties are improved by addition of organic sulfonic acid.
  • the addition of an appropriate amount of organic sulfonic acid suppresses the influence of the inorganic component, and the sugar content contained in the sugar and the components in the plant piece have progressed, so the physical properties are considered to have improved.
  • the amount of potassium was larger than in Example C1, but a board with high physical properties was obtained by increasing the amount of organic sulfonic acid added and further adding carboxylic acid.
  • Example C2 the amount of potassium was higher than in Examples C1 and C3, but a board with high physical properties was obtained by increasing the amount of organic sulfonic acid added.
  • Hardwood particle board (thickness 9 mm, air dry density 0.75 g / cm 3 ) was produced by the following method. In the following, Table 5 can be referred to as appropriate.
  • Example D1 Hardwood hardwood particles (average length 10 mm, average width 3 mm, average thickness 1 mm) were prepared.
  • Crude sugar derived from sugarcane stalk juice (solid content: 99.5 mass%, sugar solid content: 98.6 mass%) was prepared as a sugar-containing material.
  • the potassium content of this crude sugar was 0.9 mass% of the total mass of the crude sugar, and 0.9 mass% of the sugar solid content. 100.5 parts of this crude sugar (solid content is 100 parts), 3 parts of benzenesulfonic acid (3 parts with respect to 100 parts of sugar solids) as organic sulfonic acid, and 50 parts of water were mixed. As a result, an adhesive composition was obtained.
  • the above-mentioned adhesive composition was sprayed on 100 parts of the above-mentioned hardwood particles with a spray so that the solid content addition rate was 18 parts. Thereafter, hardwood particles were laminated to form a laminated mat, and this laminated mat was pressed with a heating press device at 200 ° C. for 9 minutes at a surface pressure of 3 MPa to form a molded body.
  • Example D2 As a sugar-containing material, sugarcane stalk juice (solid content: 48.0 mass%, sugar solid content: 45.9 mass%) was prepared. The potassium content of the juice was 2.1% by mass of the total mass of the juice and 4.6% by mass of the sugar solids.
  • an adhesive composition is obtained. I got a thing. Using this bonding composition, a molded body was formed from the hardwood particles and the bonding composition by the same method as in Example D1.
  • sugar-containing sugar derived from sugarcane stem juice
  • solid content 98.0% by mass
  • sugar solid content 96.5% by mass
  • This honey-containing sugar is what is called glue in India.
  • 4.0 parts of benzene sulfonic acid as organic sulfonic acid 4.1 parts with respect to 100 parts of sugar solid content
  • 5.0 parts of malic acid as carboxylic acid with respect to 100 parts of sugar solid content.
  • 5.1 parts and 50 parts of water were mixed to obtain an adhesive composition, and using this adhesive composition, hardwood particles and the adhesive composition were prepared in the same manner as in Example D1.
  • a molded body was formed from the above.
  • Example D1 100.5 parts of crude sugar derived from sugarcane stalk juice used in Example D1 (solid content is 100 parts) and 1.5 parts of benzenesulfonic acid as organic sulfonic acid (1. 100 parts of sugar solid content). 5 parts) and 50 parts of water were mixed to obtain an adhesive composition. Using this bonding composition, a molded body was formed from the hardwood particles and the bonding composition by the same method as in Example D1.
  • Example D2 208.3 parts of sugar cane stalk juice used in Example D2 (solid content is 100 parts) and 110 parts of p-toluenesulfonic acid as organic sulfonic acid (115 parts with respect to 100 parts of sugar solids) By mixing, an adhesive composition was obtained. Using this bonding composition, a molded body was formed from the hardwood particles and the bonding composition by the same method as in Example D1.
  • Example D3 102 parts of sugar containing sugar derived from sugar cane stalk juice used in Example D3 (solid content is 100 parts) and 1.0 part of benzenesulfonic acid as organic sulfonic acid (1. 0 part), 5.0 parts of malic acid (5.1 parts with respect to 100 parts of sugar solid content) and 50 parts of water were mixed to obtain an adhesive composition. Using this bonding composition, a molded body was formed from the hardwood particles and the bonding composition by the same method as in Example D1.
  • Table 5 shows the composition of the bonding composition, the board configuration, the board molding conditions, and the evaluation results.
  • Table 5 is composed of Table 5A and Table 5B.
  • Table 5A shows the composition of the adhesive composition.
  • Table 5B shows the board configuration, board molding conditions, and the results of the evaluation.
  • Comparative Examples D1 to D3 only boards with low physical properties were obtained.
  • Comparative Example D1 only a small amount of organic sulfonic acid is added to the sugar-containing material.
  • Comparative Example D2 an excessive amount of organic sulfonic acid is added to the sugar-containing material.
  • Comparative Example D3 a small amount of organic sulfonic acid is added to the sugar-containing material, and carboxylic acid is also added.
  • Examples D1 to D3 organic sulfonic acid was contained, and when the amount thereof was optimized, a board with high physical properties could be produced.
  • physical properties are improved by addition of organic sulfonic acid.
  • the addition of an appropriate amount of organic sulfonic acid suppresses the influence of the inorganic component, and the modification of the sugar contained in the sugar and the components in the plant piece progressed, and thus the physical properties are considered to have improved.
  • the amount of potassium was larger than that in Example D1, but a board with high physical properties was obtained by increasing the amount of organic sulfonic acid added and further adding carboxylic acid.
  • Example D2 the amount of potassium was higher than in Examples D1 and D3, but a board with high physical properties was obtained by increasing the amount of addition of organic sulfonic acid.

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Abstract

 加熱及び加圧により硬化する接着用組成物が開示される。接着用組成物は、糖製造時に生成される糖含有物を含有する。糖含有物は、糖分とカリウムとを含む。接着用組成物は、有機スルホン酸を含有する。有機スルホン酸の含有率は、糖分の固形分100質量部に対して2~100質量部である。接着用組成物により、植物片が接着されてボードが得られる。

Description

接着用組成物及びボード
 本発明は、接着用組成物及びその接着用組成物を用いて形成したボードに関する。
 木質用の接着剤としては、古来より、バイオマス由来が中心でカゼインや大豆グルー、ニカワ等が知られている。しかしながら、これらは物性等が劣るため、近年、ユリア、メラミン、フェノール等の石油由来熱硬化性樹脂接着剤に置き換わっている。これらの接着剤により、木質もしくは草本植物の繊維、小片、単板などの要素片が接着され、合板、パーティクルボードや繊維板等の木質ボードが製造されている。また、無機繊維、小片などの要素片が接着され無機質ボードが製造されている。
 上記の木質用接着剤(ユリア、メラミン、フェノール)は石油由来で、ホルムアルデヒドを硬化剤としている。水性であることが接着剤としての要件となっている。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。ホルムアルデヒドを用いない石油由来のイソシアネート系の接着剤も開発されているが、水分との反応や金属との結合等が課題となっており広くは普及していない。石油由来原料は、資源上の問題、環境上の問題があるため、できるだけ使用料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よい。
 地球温暖化等の環境問題に対する関心が高まるにつれ、プラスチック分野においては、石油由来の材料に代替するものとして、低エミッションかつカーボンニュートラルな植物由来の分解物を重合して得られる樹脂に注目が集まってきている。中でも、植物由来の分解物の一種である乳酸を重合して得られたポリ乳酸は、結晶性を有し、他の植物由来樹脂と比較して物性の高い樹脂の一つであり、大量生産も可能で生産コストも比較的低い。しかし、ポリ乳酸は熱可塑性樹脂であり、汎用の石油由来の熱可塑性樹脂(PE、PP、ABS等)に比較すると、耐熱性と機械的特性が低いために、広く普及するには至っていない。また、ポリ乳酸は石油系の熱硬化性樹脂接着剤を代替できるような物性を有していない。
 一方、木材や樹皮等に含まれるポリフェノール類であるタンニンやリグニンは、製材やパルプ利用において廃棄物となるため、これを有効利用しようという試みがなされている。例えば、タンニンやリグニンは化学構造がフェノール樹脂に類似していることから、フェノール樹脂と同様にタンニンやリグニンをホルムアルデヒドと反応させ縮合させて接着剤として用いることが検討されている(日本国特許3796604号参照)。しかしながら、タンニンやリグニン等を反応させるには、ホルムアルデヒドの添加が必要である。そのため、ホルムアルデヒドの放散の問題を伴う。また、タンニンやリグニンの反応性は、従来のフェノール樹脂よりも低いため、物性と生産性が劣る上、十分に接着性が発揮されず、上記の技術は広く実用化されていないのが現状である。
 こうしたなか、多価カルボン酸のアンモニウム塩等のアミンと糖類等の炭水化物とのメイラード反応物を含む接着剤などが検討されている(日本国特許公表第2009-503193号参照)。また、粉末化や小片化した植物由来物と多価カルボン酸、または粉末化や小片化した植物由来物と多価カルボン酸、糖類を必須成分とした組成物を成形用組成物や木材接着用組成物とすることなどが検討されている(特許協力条約国際公開WO2010/001988号参照)。
 上記のように、バイオマス由来原料をできるだけ利用した技術が開発されているが、接着性が十分に発揮されにくく、良好な物性の成形体を得ることは難しかった。
 本発明は、接着性に優れ、成形体の物性が良好な接着用組成物及びボードを提供することを課題としている。
 本発明は接着用組成物に関する。接着用組成物は、加熱及び加圧により硬化する。接着用組成物は、糖製造時に生成され糖分とカリウムとを含む糖含有物を含有する。接着用組成物は、有機スルホン酸を含有する。前記有機スルホン酸の含有率は、前記糖分の固形分100質量部に対して2~100質量部である。
 本発明はボードに関する。ボードは、上記の接着用組成物により、植物片が接着されている。
 本発明によれば、接着性に優れ、成形体の物性が良好な接着用組成物及びボードを得ることができる。
糖に対するp-トルエンスルホン酸の添加量と、硬化反応の評価指数との関係を示すグラフである。 図1のグラフの一部を拡大したグラフである。
 接着用組成物は本明細書により開示される。接着用組成物は、糖製造時に生成される糖含有物を含有する。糖含有物は、糖分とカリウムとを含む。接着用組成物は、有機スルホン酸を含有する。有機スルホン酸の含有率は、前記糖分の固形分100質量部に対して2~100質量部である。接着用組成物は、加熱及び加圧により硬化する。
 接着用組成物は、糖製造時に生成される糖含有物を利用することによって、資源を有効利用することができる。糖含有物は、未精製の糖であってよい。もちろん、接着用組成物は、糖製造時に生成される糖含有物に加えて、糖分とカリウムとの一方又は両方を含む材料がさらに添加されて混合されたものであってももちろんよい。
 糖含有物は、糖製造時に生成される副産物であることが好ましい一態様である。糖製造時においては、精糖によって糖を採取した後に、糖を含む残渣が副産物として得られる。その副産物を糖含有物として用いることができる。
 糖含有物は、糖製造時に生成される中間生成物であることが好ましい一態様である。糖製造時においては、精糖によって糖を採取するにあたって、糖と糖以外の成分とを含む中間生成物が生成され得る。その中間生成物を糖含有物として用いることができる。
 糖含有物は、廃糖蜜、粗糖、糖汁及び含蜜糖から選ばれる1種以上であってよい。これらの糖含有物を用いることにより、資源の有効利用を図ることができる。糖含有物は、糖と糖以外の成分とを含むものであってよい。
 糖含有物は、液体及び固体のいずれであってもよい。糖含有物が液体である場合、糖含有物は糖液と呼ぶことができる。糖含有物が固体である場合、糖含有物は糖固化物と呼ぶことができる。また、糖含有物は、液体中に固体が分散したものであってもよい。例えば、糖含有物はスラリーであってもよい。また、糖含有物は低温(例えば4℃)で固体となり、常温(例えば25℃)で液体となる性質を有していてもよい。
 糖含有物は、サトウキビ及びテンサイから選ばれる1種以上を由来とすることが好ましい。それにより、精糖過程において排出される糖分を有効に利用することができる。糖分は、サトウキビ由来の糖含有物、及び、テンサイ由来の糖含有物、から選ばれる1種以上に含まれていてよい。サトウキビ及びテンサイは、砂糖原料として汎用されている。砂糖の製造において、世界的に主要な原料作物はサトウキビとテンサイである。そのため、大量の糖含有物を容易に得ることができる。もちろん、糖含有物は、サトウキビ及びテンサイ以外の植物から得られたものであってもよい。要するに、糖含有物は、植物を由来とする糖含有物が好ましい。そして、糖含有物は、糖を採取するための植物から得られるものであることが好ましい。糖含有物が産生され得る植物としては、サトウキビ及びテンサイ以外に、サトウカエデ(メープルシロップの原料)、オウギヤシ(サトウヤシ)、スイートソルガム(サトウモロコシ)などが挙げられる。
 糖の製造においては、サトウキビやテンサイなど砂糖を採取するために栽培する作物を圧搾し、圧搾後の糖汁を精製して砂糖の結晶を採取する方法がある。結晶を利用して得られた精製糖では、糖分以外の不純物が少なく、不純物はほとんど含まれていないといってもよい。例えば、サトウキビを原料とした場合、生産地でサトウキビ茎を搾汁し糖汁を得た後、遠心分離により粗糖(原料糖)の状態にされる。そして、その後、消費地で濾過及び濃縮を経て、精製糖に加工される。ここで、精糖の途中段階で得られる粗糖は、糖度が96~98度で不純物を含有している黄褐色の粉末状の糖含有物である。粗糖は、糖精製における中間生成物といってもよい。接着用組成物では、このような粗糖を糖含有物としてその原料に利用することができる。砂糖に精製される前の粗糖を用いることにより、接着用組成物を容易に安価に製造することが可能になる。
 また、糖の製造として、糖汁をそのまま煮詰めるなどして濃縮して糖液を得る方法、及び、糖汁を精製せずに固体化して未精製糖の固体化物を含蜜糖として得る方法も、アジア諸国において広く行われている。このような方法は、粗糖から精製糖に加工する製法ではなく、糖分を高めることによって糖を製造する方法である。例えば、インド周辺では、糖汁を煮詰めて固化する製法で含蜜糖が製造されており、このような含蜜糖はグル―とも呼ばれている。糖汁が濃縮されたものは、濃縮糖汁と言える。未精製の糖をそのまま糖として利用するのである。このような糖汁及び含蜜糖は、糖以外の不純物を多く含んでいる。接着用組成物では、このような糖汁及び含蜜糖を糖含有物としてその原料に利用することができる。糖精製工程を経ない糖汁及び含蜜糖を用いることにより、接着用組成物を容易に安価に製造することが可能になる。
 接着用組成物では、粗糖、糖汁及び含蜜糖の糖分を有効に利用することができる。糖分はそれ単独では接着剤への利用が可能であるが、これらの未精製の糖はその糖分を利用しようとしても糖分以外の成分が多く含まれているため、糖分の作用が発揮されにくく、接着剤としての十分な接着性が得られにくい。未精製の糖では夾雑物が多いために、接着性を高めるために求められる糖分の変性が進行しにくいからである。しかしながら、接着用組成物では、有機スルホン酸を用いることにより、このような未精製の糖を有効利用することができる。
 接着用組成物においては、粗糖、糖汁及び含蜜糖は、糖分を分離せずに利用され得るものである。粗糖、糖汁及び含蜜糖は、未精製のものであるため、糖分以外にもサトウキビが土壌から吸収したカリウム等の無機質(灰分)及び各種窒素体を含んでいる。糖分を食用ではなく工業用原料として使用する場合、求められる糖分の純度はその用途によって種々のものがある。工業用原料として高純度の糖分が求められる場合には、未精製の糖から不純物の分離を行うことも可能である。しかしながら、不純物を分離する精製はコストがかかることになり、工業用原料としてかえって利用しにくくなる可能性がある。しかしながら、接着用組成物においては、糖分を分離せずに、粗糖、糖汁及び含蜜糖をそのまま利用することができる。糖製造時に発生する糖分とカリウムとを含む未精製の糖含有物を用いることによって、低コストで接着用組成物を得ることができるのである。
 粗糖における糖分の含有率は、特に限定されるものではないが、例えば、70~99.9質量%であってよい。糖汁における糖分の含有率は、特に限定されるものではないが、例えば、10~80質量%であってよい。含蜜糖における糖分の含有率は、特に限定されるものではないが、例えば、70~99.9質量%であってよい。
 接着用組成物では、糖含有物が廃糖蜜であることが好ましい一態様である。それにより、資源を有効に利用した接着性の優れた接着用組成物を容易に得ることができる。
 廃糖蜜は、糖精製の過程において排出される副産物である。砂糖を採取するために栽培する作物からは、圧搾し、砂糖の結晶を採取した後に、糖分約60%程度の濃縮液が残る。この濃縮液が廃糖蜜と呼ばれる。砂糖を採取する作物としては、サトウキビ、テンサイなどが挙げられる。サトウキビを由来とする廃糖蜜は、サトウキビ茎の糖汁から粗糖を製造する際に、さらにはその粗糖を精製する際に、副産物として得られる。テンサイを由来とする廃糖蜜は、テンサイ糖を生産する際に副産物として得られる。廃糖蜜は、通常、比重が大きく、粘着性を有する茶褐色の液体である。廃糖蜜の比重は、特に限定されるものではないが、水(比重1.0g/cm)より大きくてもよい。
 廃糖蜜は、質量比にして40~70%程度の糖分、カリウムなどの無機質(いわゆる灰分)、及び各種窒素体などを含み、これらが水に溶解又は分散されて構成されている。廃糖蜜は、土壌から吸収したカリウム等の無機質を多く含んでいる。廃糖蜜中の糖分は、いわば残存糖分である。この残存糖分は、通常の生産レベルでの糖製造方法ではそれ以上糖分を結晶化させることが困難な成分である。残存糖分は、発酵工業の原料として、または家畜の飼料として利用が可能である。そのため、かつては日本では多量の廃糖蜜を輸入していた。しかしながら、廃液の処理が困難であるなどの理由から、需要は減少の一途をたどり、日本での年間使用量は最大時の1/4程度となっている(本願出願時)。
 廃糖蜜は、有効利用が難しく、廃棄されているのが現状である。糖分はそれ単独では接着剤への利用が可能であるが、廃糖蜜ではその糖分を利用しようとしても糖分以外の成分が多く含まれているため、糖分の作用が発揮されにくく、接着剤としての十分な接着性が得られにくい。廃糖蜜では夾雑物が多いために、接着性を高めるために求められる糖分の変性が進行しにくいからである。また、廃糖蜜と植物由来繊維とを混合し、水分を除去してパレット状に成形して肥料として利用することも検討されているが、この方法では、水分の除去によって固着しているだけであり、化学反応によって糖分が変性して接着しているわけでない。そのため、接着信頼性が低く、特に強度が求められる成形体を得る方法として利用しにくい。廃糖蜜を糖分とそれ以外の成分とに分けることができれば、それぞれの利用が促進されるものと考えられる。そのため、浸透膜やイオン交換樹脂などでの分離が検討されている。しかし、廃糖蜜は粘性が高いため、これらを簡単に分離することは難しい。接着用組成物では、このような廃糖蜜を有効利用することができる。
 接着用組成物においては、廃糖蜜は、糖分を分離せずに利用され得るものである。そのため、利用価値の低かった廃糖蜜を有効利用することができる。また、廃糖蜜は天然の原料から得られるものであるため、自然原料を用いて製造することができ、環境に優しい接着用組成物を得ることができる。また、廃棄物として棄てられていた廃糖蜜を利用することにより、接着用組成物を容易に安価に製造することができる。廃糖蜜は英語でモラセスと称せられる。
 廃糖蜜は、サトウキビ及びテンサイから選ばれる1種以上の精糖副産物であることが好ましい。それにより、精糖過程において排出される廃糖蜜を有効に利用することができる。サトウキビ及びテンサイは、砂糖原料として汎用されているため、大量の廃糖蜜を容易に得ることができる。
 廃糖蜜の固形分は、特に限定されるものではないが、廃糖蜜全体に対して、30質量%以上であることが好ましい。それにより、接着性を高めることができる。廃糖蜜の固形分は、廃糖蜜全体に対して、90質量%以下であることが好ましい。それにより、接着用組成物を調製しやすくすることができる。廃糖蜜の固形分は、廃糖蜜全体に対して、50~80質量%であることがより好ましい。それにより、接着性の高い接着用組成物を容易に得ることができる。廃糖蜜では、固形分の含有率が小さくなると、相対的に水分含有率が高くなり、接着用組成物における水分含有率が高くなるおそれがある。接着用組成物では、水分含有率が高すぎると、加熱により硬化するときの時間がよりかかるため、経済的でなくなるおそれがある。そのため、廃糖蜜の固形分は30質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましいのである。廃糖蜜では、固形分の含有率が大きくなると、粘度が高くなり、接着用組成物を形成したときの粘度も高くなるおそれがある。そのため、植物片などの小片を接着用組成物に分散させる場合、それらを均一に分散させる方法が限定されるおそれがあり、また均一な分散も難しくなるおそれがある。そのため、廃糖蜜の固形分は90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましいのである。廃糖蜜における糖分の含有率は、特に限定されるものではないが、例えば、30~90質量%であってよく、さらには、50~80質量%であってよい。この糖分は、後述するブリックス法によって測定することができる。
 廃糖蜜は、精糖時に副産物として産出されたものが入手可能である。また、廃糖蜜として、産出された廃糖蜜を濃縮したものや、逆にこれを水で希釈したものなどもある。接着用組成物では、これら種々の廃糖蜜を使用することが可能である。すなわち、接着用組成物の原料となる廃糖蜜としては、精糖時の副産物として得られた廃糖蜜をそのまま用いてもよいし、この廃糖蜜を濃縮したものであってもよいし、あるいは、この廃糖蜜を水で希釈したものであってもよい。廃糖蜜は、固形分が50質量%から80質量%程度のものが流通している。そのため、固形分の含有量が上記のようになった廃糖蜜は容易に得ることができる。
 接着用組成物の糖分は、糖類によって構成され得る。この糖類は、単糖類、二糖類、オリゴ糖類または多糖類のいずれか1種以上であってよい。糖類は、糖含有物に含まれる糖分であってよい。単糖類としては、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。二糖類としては、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類であってよい。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。接着用組成物は、糖分として、上記の化合物を一種又は複数種の糖類を含有していることが好ましい。糖類としては、単糖及び二糖から選ばれる1種以上が好ましい。単糖としては、グルコース及びフルクトースから選ばれる1種以上が好ましい。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選ばれる1種以上が好ましい。さらに、好ましくは、スクロースを含む糖類を用いることができる。
 接着用組成物では、後述のように、糖分が変性する反応が生じ得る。糖分の種類によって反応速度は異なる。フルクトース残基を含む糖は反応が速い傾向にある。一方、グルコース残基を含む糖は反応が遅い傾向にある。そのため、糖分としてグルコース残基よりもフルクトース残基が多い糖含有物を用いることが好ましい一態様である。上記の糖含有物では、スクロースが糖分の主成分であり得る。スクロースはフルクトース残基を含んでいる。そのため、糖含有物では硬化が迅速に進行し得る。
 接着用組成物においては、糖分の固形分を成分指標として用いることにより、簡単に接着性の高い接着用組成物を得ることができる。糖分の固形分は、糖分の含有率の指標となる。糖分の固形分は、糖含有物に含まれる糖分の固形分であってよい。糖含有物における糖分の固形分を成分指標にすることができるのである。糖分には、単糖、二糖、オリゴ糖、多糖類が含まれ得る。糖含有物を用いる場合、糖分として、スクロースなどの糖や、グルコース、フルクトースなどの還元糖が含まれ得る。接着用組成物における成分指標としては、糖含有物の全固形分として表される固形分の割合を用いることも可能である。全固形分とは、糖含有物に含まれる固形分の合計の糖含有物全体に対する含有率のことである。全固形分は、水を含む揮発成分を揮発させることにより測定することができる。全固形分は、質量比において、全体を100%とし、水分含有率を減算したものであってよい。全固形分をそのまま成分指標として用いることもできるのであるが、全固形分の割合を厳密に測定することは煩雑な作業になり得る。そのため、粗糖、糖汁、含蜜糖及び廃糖蜜などの糖含有物においては、流通の際には測定が簡便な糖分の固形分が、成分指標として頻繁に使用されている。糖分の固形分は、糖含有物中の糖固形分として測定され得るものである。この糖固形分は、ブリックス又はブリックス値とも呼ばれるものである。ブリックスで表される糖の固形分は、ブリックスを測定する装置によって簡単に測定される。ブリックス測定装置としては、例えば、ブリックス糖用屈折計などが例示される。ブリックス(Brix)は糖度を表すものの一つである。接着用組成物においては、糖分の固形分を糖分の指標として用いることにより、接着性を容易に高めることができる。
 接着用組成物は、カリウムを含有する。カリウムは糖含有物に含まれ得る成分である。糖製造時に生成される上記の糖含有物は、カリウムを含有していることが多い。糖含有物は、糖が精製されてない状態で得られるからである。そのため、接着用組成物では、糖含有物中のカリウムを含むことになる。
 接着用組成物におけるカリウムの含有率は特に限定されるものではない。接着用組成物において、カリウムの含有率は、糖分の固形分100質量部に対して0.1質量部以上であることが好ましい。接着用組成物において、カリウムの含有率は、糖分の固形分100質量部に対して50質量部以下であることが好ましい。カリウムの含有率は、糖分の固形分100質量部に対して0.5~40質量部であることがさらに好ましい。接着用組成物におけるカリウムの含有率が小さくなる場合、通常、植物から得られる糖含有物はカリウムを比較的多く含んでいるため、カリウム除去の処理が求められることになり、経済的でなくなるおそれがある。そのため、カリウムの含有率は糖分の固形分100質量部に対して0.1質量部以上であることが好ましく、0.5質量部以上であることがさらに好ましい。接着用組成物におけるカリウムの含有率が大きくなる場合、糖含有物の粘度が高くなりすぎるおそれがあり、その結果、接着用組成物の粘度が高くなって、植物片などの小片を接着用組成物に均一に分散させにくくなるおそれがある。また、接着用組成物におけるカリウム含有率が大きくなると、塩基性が高まる傾向があり、糖の変性に要する有機スルホン酸の量が多くなって経済的でなくなるおそれがある。そのため、カリウムの含有率は50質量部以下であることが好ましく、40質量部以下であることがさらに好ましい。
 粗糖、糖汁、含蜜糖及び廃糖蜜などの糖含有物は、通常、無機質を含んでいる。糖含有物中の無機質は、精糖される植物において主に土壌中の無機質が根から吸収されて茎などに含有しているものである。無機質の含有率は、得られる糖含有物により様々である。無機質の含有率は、植物の種類、部位、生産国、栽培土壌のほか、精糖処理の方法などで変化する。糖含有物はカルシウムを含んでいてもよい。糖含有物では、カルシウムは、もともと茎などに含有しているもののほか、精糖の際に結晶化のために加える石灰由来のものも含まれ得る。そのため、カルシウムは、精糖処理の違いにより、含有率の差が大きい。一方、カリウムは土壌中のカリウムが根より吸収されて茎などに含有しているものが大部分であり、製造時に混入されるものは少ない。そのため、カリウムを指標とすれば、糖含有物としてより接着性の高いものを選定することが可能であり、接着性を容易に高めることができる。
 糖含有物におけるカリウムの含有率は、特に限定されるものではないが、糖含有物の固形分100質量部に対して0.1質量部以上であってよい。糖含有物におけるカリウムの含有率は、糖含有物の固形分100質量部に対して50質量部以下であってよい。このカリウムの含有率は、糖分の固形分100質量部に対して0.5~40質量部であってよい。このカリウム含有率の範囲は、廃糖蜜、粗糖、糖汁及び含蜜糖のいずれにも適用され得る。
 糖含有物は、糖分とカリウムとを含んでいるものであってよい。例えば、廃糖蜜、粗糖、糖汁及び含蜜糖は、通常、糖分及びカリウムを含む。糖含有物は、化学的な処理などによって糖分を含有しないものにすることも可能であるが、糖分を含まない糖含有物の処理物は、すでに糖含有物とは言えない。また、糖含有物は、化学的な処理などによってカリウムを含有しないものにすることも可能であるが、カリウムを除く処理は費用がかかるものであり、生産レベルにおいて現実的ではない。そのため、接着用組成物の原料には、糖分及びカリウムを含む糖含有物を用いることが好ましい。接着用組成物は、糖分とカリウムとを含有する糖含有物を用い、その変性を有機スルホン酸で行うこと、さらには、接着性が高まるように有機スルホン酸の量を規定することに特徴がある。もちろん、糖含有物には、糖分及びカリウム以外の成分が含まれていてよい。
 接着用組成物は、有機スルホン酸を含有する。有機スルホン酸としては、例えば、アルキルスルホン酸、芳香族スルホン酸などを用いることができる。有機スルホン酸としては、p-トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、メタンスルホン酸などが挙げられる。このうち、芳香族スルホン酸が好ましく、さらにベンゼン環を有するスルホン酸が好ましい。有機スルホン酸は、分子量が500以下、好ましくは300以下であってよい。分子量が小さいと触媒効率を高めることができる。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から選ばれる1種以上を含むことが好ましい。この中でも特にp-トルエンスルホン酸は、効果が高く、低分子変性物同士の反応が進行し、高分子化して接着に寄与するため、好適である。
 接着用組成物においては、有機スルホン酸の含有率は、糖分の固形分100質量部に対して2~100質量部であることが好適である。接着用組成物では、有機スルホン酸の含有率がこの範囲になることで、糖分の変性を利用した接着の接着性を効果的に高めることができる。糖分の固形分を100質量部としたときに、有機スルホン酸の含有率が2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、糖分の固形分を100質量部としたときに、有機スルホン酸の含有率が100質量部以下であると、糖分の加水分解反応が過度に促進されにくく、高分子化が阻害されることが少なくなる。また、酸が残留しにくくなって成形体の強度を低下させにくくなり、さらに、加圧時にプレス機等との接触時に金属腐食が進行しにくくなる。好ましくは、糖分の固形分100質量部に対して、有機スルホン酸の含有率が90質量部以下となるようにする。より好ましくは、糖分の固形分100質量部に対して、有機スルホン酸の含有率が3~72質量部となるようにする。さらに好ましくは、糖分の固形分を100質量部としたときに、有機スルホン酸の含有率が4~70質量部となるようにする。
 カリウムを含有する糖含有物中の糖分は、有機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て変性した後、さらに有機スルホン酸が触媒となり、低分子化合物同士の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接着に寄与するものである。また、有機スルホン酸は、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よる悪影響を与えにくい。さらに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3級アミン等を含んでいない。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、糖分と、カルボン酸などの酸との反応によっても生じ得るが、糖分と有機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ため、作用が大きい。そこで、接着用組成物では、有機スルホン酸を所定の割合で含むようにしている。そのため、接着性の優れた接着用組成物を得ることができる。
 接着用組成物においては、有機スルホン酸とカリウムとの量の関係に着目してもよい。カリウムの量が多くなった場合に有機スルホン酸の量を増やすと、接着性を高めやすくすることができる。糖分の固形分100質量に対する有機スルホン酸の含有率は、糖分の固形分100質量部に対するカリウムの含有率の2倍以上であることが好ましく、3倍以上であることがより好ましい。有機スルホン酸の含有量が、カリウムの含有量の2倍以上であることが好ましく、3倍以上であることがより好ましい、といってもよい。
 接着用組成物においては、さらにカルボン酸を含有していることが好ましい一態様である。カルボン酸を含有することにより、接着性をさらに高めることができる。糖分はカルボン酸によって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。また、カルボン酸を含有すると、硬化物の結合性を高めることができ、耐水性を向上することができる。そのため、カルボン酸の含有が有効となり得るのである。
 カルボン酸が接着用組成物に含まれる場合、カルボン酸の含有率は、糖分の固形分100質量部に対して0.1~150質量部であることが好ましい。糖分の固形分を100質量部としたときに、カルボン酸の含有率が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、糖分の固形分を100質量部としたときに、カルボン酸の含有率が150質量部以下であると、未反応のカルボン酸が残存しにくくなり、硬化性を高めることができる。より好ましくは、糖分の固形分を100質量部としたときに、カルボン酸の含有率が0.2質量部~100質量部となるようにする。さらに好ましくは、糖分の固形分を100質量部としたときに、カルボン酸の含有率が0.5質量部~70質量部となるようにする。接着用組成物では、カルボン酸の含有量は、有機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、有機スルホン酸の含有量の半分以下になってもよい。カルボン酸の含有量を少なくすることにより、有機スルホン酸による反応をより支配的にさせることができるため、反応速度が速く、高い接着性をより得やすくすることができる。
 カルボン酸としては、1価のカルボン酸及び多価のカルボン酸から選ばれる1種以上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。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、さらには五価以上のカルボン酸など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。1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。これらは無水物であってもよい。また、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、多価カルボン酸が好ましい一態様であり、多価カルボン酸としては、クエン酸、リンゴ酸及びイタコン酸から選ばれる1種以上を含むことが好ましい。クエン酸、リンゴ酸及びイタコン酸から選ばれる1つもしくは複数を用いる場合、これらは植物を原料として製造することが可能である。そして、この場合、化石資源の使用が抑制できるため、環境への負担が小さくなり、好ましい。
 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できる。また、多価カルボン酸は、分子量が500以下、好ましくは300以下であってよい。分子量が小さいと触媒効率を高めることができる。
 接着用組成物においては、多価カルボン酸を含有していなくてもよい。多価カルボン酸の種類によっては、糖含有物中の糖分との反応が遅い場合がある。そのような多価カルボン酸が含まれていると、糖分と有機スルホン酸との反応の進行を妨げるおそれがある。そのため、多価カルボン酸は反応系に存在していなくてもよい。なお、この場合、1価カルボン酸は含まれていてもよい。あるいは、多価カルボン酸及び1価カルボン酸の両方が含まれていなくてもよい。この場合、接着用組成物は、カルボン酸を含有していなくてもよい。
 接着用組成物がカルボン酸を含有する場合、糖分とカルボン酸との反応は、糖分と有機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おそれがある。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、接着用組成物は、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、糖分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おそれがある。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。また、接着用組成物においては、硬化後に有機スルホン酸が残留していないことが好ましい。
 硬化後に未反応の有機スルホン酸及びカルボン酸は、接着用組成物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(H NMR)で分析したり、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)で分析したりすることにより、有機スルホン酸及び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であり得る。よって、濃度が100ppm以上であれば、有機スルホン酸及び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。残留する有機スルホン酸及びカルボン酸の濃度で、接着用組成物に積極的に有機スルホン酸及び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。ただし、硬化物においては、有機スルホン酸及びカルボン酸は少ないことが好ましく、有機スルホン酸及びカルボン酸の量が0.1質量%未満であることがより好ましい。
 接着用組成物は、さらに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、反応促進剤などが例示される。
 接着用組成物は、液体であってよい。糖含有物が液体である場合、液体の糖含有物を含有する接着用組成物は液体として調製され得る。例えば、糖汁及び廃糖蜜は、通常、粘性のある液体であるため、接着用組成物は液体として調製され得る。また、粗糖及び含蜜糖の場合には、これらは液体に容易に溶解させることができるため、液体の接着用組成物を調製することが可能である。接着用組成物は、有機スルホン酸を含む添加成分を、液体の糖含有物に溶解又は分散させることにより得られる。あるいは、接着用組成物は、糖含有物及び有機スルホン酸を含む成分を、溶媒に溶解又は分散させることにより得られる。溶媒としては、水、アルコールなどが例示される。
 接着用組成物は、粉体であってもよい。糖含有物が粉体である場合、粉体の糖含有物を用いることによって接着用組成物は粉体として調製され得る。例えば、粗糖及び含蜜糖として粉体のものを用いた場合には、これらと粉体の有機スルホン酸とを混合することにより、粉体の接着用組成物を得ることができる。また、液体の糖含有物を用いた場合においては、液体を除去することによって粉体の接着用組成物が調製され得る。例えば、廃糖蜜及び糖汁は通常は液体であるが、これらから水などの液体成分が除去されて粉末化されたものが、有機スルホン酸を含む固体の成分と混合されることにより、粉体の接着用組成物が得られる。
 接着用組成物は、有機スルホン酸とさらに必要に応じて他の成分とが糖含有物とともに水に溶解された水溶液であることが好ましい一態様である。それにより、容易に接着用組成物を調製することができるとともに、取り扱いが容易になる。糖汁及び廃糖蜜は水を含んでいるため、水の添加がなくても、これらの中の水分を溶媒として機能させることにより、水溶液となった接着用組成物の調製が可能である。また、水分を添加しないようにすると、接着の際の硬化速度を高めることができる。粗糖及び含蜜糖は水に可溶なものが多いため、容易に接着用組成物の水溶液を調製することができる。成分の一部が水に完全に溶解しない場合は、接着用組成物は、有機スルホン酸を含む成分と糖含有物とが分散された水分散液であってよい。有機スルホン酸を含む成分を飽和濃度以上の濃度で糖含有物とともに混合した際には水分散液となり得る。
 接着用組成物は、上記の成分にさらに水が添加されることが好ましい一態様である。水の添加により粘度の調整が可能となり、使用しやすい粘度の接着用組成物を得ることができる。また、水を使用すると環境に優しい。接着用組成物は水溶液又は水分散液であってよい。糖含有物及び有機スルホン酸は、通常、水への溶解性が高いため、容易に水溶液を得ることができる。成分の一部が水に完全に溶解しない場合は、接着用組成物は、糖含有物と有機スルホン酸とを含む成分が水に分散された水分散液であってよい。また、糖含有物と有機スルホン酸とを飽和濃度以上の濃度で水と混合した際には水分散液となり得る。水を添加する場合、水の配合量は、被着材の形状や表面性状などにより適宜設定されるものであり、特に限定されない。
 接着用組成物は、水溶液又は水分散液となることで、被着材への塗布又は散布が容易になる。また、有機溶剤を用いないことから人体に対する安全性が高い。糖含有物の糖分と有機スルホン酸とが相溶状態にあることで、加熱及び加圧した際には、糖分と有機スルホン酸の変性が促進され、高分子の硬化物を形成し、優れた接着性を発揮することができる。
 接着用組成物は、水溶液又は水分散液である場合、接着用組成物の固形分100質量部に対して、水が15質量部以上500質量部以下で含有されることが好ましい。糖含有物を用いた場合には、好ましくは、糖含有物と有機スルホン酸とを合わせたものの固形分100質量部に対して、水が15質量部以上500質量部以下で含有される。水の含有量が15質量部以上になると、水が少なくなりすぎることがなく、混合が容易となるため、より均一な接着用組成物を得ることができる。接着用組成物をより均一にするためには、糖含有物と有機スルホン酸とを合わせたものの固形分100質量部としたときの水の含有量が20質量部以上であることが、より好ましい。一方、水の含有量が500質量部以下になると、水が多くなりすぎることがなく、接着用組成物の接着性をより良好に発揮させることができる。接着用組成物の過浸透が生じにくくなるとともに、加熱硬化の際に蒸発により温度上昇が遅くなることが抑制されて、硬化性が高まるからである。その観点からは、糖含有物と有機スルホン酸とを合わせたものの固形分100質量部としたときの水の含有量が400質量部以下であることが、より好ましい。接着用組成物における水の量は、糖含有物中に含まれる水と、添加される水との合計量であり得る。水を含む糖含有物を使用した場合には、糖含有物が水を含んでいるため、水の添加量が0質量部でも、水溶液又は水分散液となった接着用組成物の調製が可能である。なお、有機スルホン酸が常温で固体である場合、糖含有物と有機スルホン酸とを合わせたものの固形分は、糖含有物の固形分と有機スルホン酸の固形分との合計となる。
 接着用組成物が水溶液又は水分散液であって、カルボン酸を含有する場合には、水の含有量は、糖含有物と有機スルホン酸とカルボン酸とを合わせものの固形分を基準にしてもよい。水の含有量は、糖含有物と有機スルホン酸とカルボン酸とを合わせたものの固形分100質量部としたときに、15質量部以上が好ましく、20質量部以上がより好ましい。また、水の含有量は、糖含有物と有機スルホン酸とカルボン酸とを合わせたものの固形分100質量部としたときに、500質量部以下が好ましく、400質量部以下がより好ましい。
 接着用組成物は、石油系熱硬化性樹脂接着剤を含有していてもよい。それにより、成形体の接着性及び耐水性を高めることができる。パーティクルボードや繊維板といった木質系ボードには接着剤として、主としてフェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂等のアミノ系樹脂やイソシアネート樹脂系接着剤が使用されることが一般的である。上記の接着用組成物においても、糖分と有機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。
 石油系熱硬化性樹脂接着剤としては、フェノール樹脂接着剤、ユリア・メラミン樹脂接着剤、及び、イソシアネート系接着剤などが適しているが、特に限定されない。接着剤の種類、添加量は成形体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。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。石油系熱硬化性樹脂接着剤は水溶性のものが好ましい。その場合、糖分及び有機スルホン酸との混合性が高まる。
 石油系熱硬化性樹脂接着剤は、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、糖分の固形分と有機スルホン酸の固形分との合計量を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、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おそれがある。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。例えば、石油系熱硬化性樹脂接着剤の固形分が、糖分の固形分と有機スルホン酸の固形分との合計量を100質量部としたときに、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さらにより好ましい。上記の接着用組成物では、石油系熱硬化性樹脂接着剤を用いた場合でも、その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おそれがあるが、この接着剤を使用しなかったり、接着剤の使用量を減らしたりすることで、有害ガスの発生を抑制することができる。よって、接着用組成物は、石油系熱硬化性樹脂接着剤を含有していないことがさらに好ましい。
 接着用組成物は、糖含有物由来の糖分とは別に糖を含有していてもよい。すなわち、接着用組成物の製造過程において、糖含有物とは別に、糖が配合されてもよい。この糖は、糖含有物中に含まれる糖と同じ種類であってもよく、異なる種類であっていてもよい。添加する糖は、単糖類、二糖類、オリゴ糖類または多糖類のいずれか1種以上であってよい。単糖類としては、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。二糖類としては、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類であってよい。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。糖の添加量は、特に限定されるものではないが、糖含有物中の糖分を有効に利用する観点から、糖含有物の糖固形分よりも少ないことが好ましい。接着用組成物では、糖含有物以外に糖が添加されないことがさらに好ましい。
 接着用組成物は、糖含有物及び有機スルホン酸のみからなるものであってもよい。あるいは、接着用組成物は、糖含有物、有機スルホン酸及び水のみからなるものであってもよい。あるいは、接着用組成物は、糖含有物、有機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。あるいは、接着用組成物は、糖含有物、有機スルホン酸、カルボン酸及び水のみからなるものであってもよい。
 接着用組成物は、上記の糖含有物及び有機スルホン酸を混合し、さらに場合によってはカルボン酸を混合し、そして必要に応じて他の添加物と混合することにより得ることができる。このとき、溶媒を加えて混合を行ってもよい。溶媒としては水が好ましい。糖含有物が水を含む場合、有機スルホン酸及びカルボン酸は、糖含有物中の水分に溶解し得る。そのため、水を添加せずに混合することも可能である。ただし、水の添加により、混合がさらに容易となる。均一な混合のために、有機スルホン酸水溶液及びカルボン酸水溶液など、配合成分の一部を水溶液としてあらかじめ調製し、この水溶液と糖含有物とを混合するようにしてもよい。
 接着用組成物は、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。接着用組成物は、加熱及び加圧により硬化する性質を有する。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、接着用組成物によって成形される複数の固片であってもよい。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、接着用組成物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、接着用組成物の硬化反応が進行し、部材を接着することができる。複数の固片を接着用組成物で接着して成形する場合、例えば、複数の固片を接着用組成物と混合し、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、接着用組成物の硬化反応が進行し、固片を接着させて成形体を形成することができる。
 接着用組成物は、種々の部材や固片の接着に用いることができる。接着用組成物は、木材の接着に用いることができる。接着用組成物は、ガラスの接着に用いることができる。接着用組成物は、金属の接着に用いることができる。
 接着用組成物を用いることにより成形体を形成することができる。成形体は、複数の固片と接着用組成物とによって形成される。固片は、成形体中の要素となるため、要素片といってもよい。上記の接着用組成物では、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。成形体としてはボードであることが好ましい。ボードは、成形板とも言う。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。ボードは建築用ボードであることが好ましい一態様である。
 接着用組成物は無機質の固片の成形体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、ロックウールと接着用組成物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、グラスウールと接着用組成物とからグラスウールボードを得ることができる。無機質の固片を固める接着剤として、上記の接着用組成物を用いると、接着用組成物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。
 上記の接着用組成物では、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3級アミン等を含まなくてよい。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。
 接着用組成物は植物片の接着に用いることが好ましい。植物片の接着により植物片が接着用組成物によって接着されて成形された成形体を得ることができる。成形体はボードであり得る。よって、ボードは、上記の接着用組成物により、植物片が接着されたものとして得られる。ボードは、植物片と、植物片を接着させた接着用組成物とを含有する。
 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や、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。
 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。
 ヘミセルロース成分としては、具体的には、アラビノグルクルロノキシラン、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。アラビノグルクル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。
 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、成形体に含まれ、その一部を構成する要素片となる。植物片と接着用組成物とにより得られる成形体は、木質成形体となり得る。植物片と接着用組成物とにより得られる成形板は、木質ボードとなり得る。ここで、木質の成形体とは、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、木質成形体や木質ボードに含まれる。
 植物片は、セルロース成分、ヘミセルロース成分、及び、リグニンから選ばれる1種以上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、糖類を含有していてもよい。その場合、植物片由来の糖類が有機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、接着性を高めることができる。
 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。接着剤として、上記の接着用組成物を用いると、接着用組成物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よい。
 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、サトウダイコンから選ばれる1種又は2種を用いることができる。これらは、残留糖の利用が図れて、物性が向上する。また、成形体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できる。サトウキビの搾りかすであるバガスを利用してもよい。
 植物片は、植物由来物であれば特に限定されない。植物由来物とは、草木等の木部、樹皮、種子、葉などから得られるものを意味する。したがって、市場で入手可能な植物粉末(例えば、樹皮粉末)はもちろん、リサイクル材等を粉砕して得られたチップ等も、植物由来物として例示することができる。
 植物片に含まれるヘミセルロース成分や糖類、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、有機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。ヘミセルロース成分や糖などは、有機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、さらに有機スルホン酸が触媒となり、低分子化合物同士の反応が促進されるからである。そのため、植物片にこれらの成分が含まれると接着性が高まる。また、有機スルホン酸は、ヘミセルロース成分や糖の変性に寄与するとともに、植物片に含まれるセルロース、ヘミセルロース、リグニンや熱水可溶成分中の水酸基とエステル結合し、吸水、吸湿性の起因となる水酸基を減少させる。このため、成形体の耐水性、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体中に残留すると、この成分がカビの発生を引き起こすおそれがあるが、有機スルホン酸の添加により、ヘミセルロースや糖などの低分子成分の成形体中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体を得ることができる。
 有機スルホン酸を植物片と共存させると、成形体を短時間で成形することができる。有機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、物性の低下を招くおそれがある。また、有機スルホン酸は、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よる悪影響を与えにくい。さらに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3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。
 成形体の原料となる植物は、粉砕処理によって、径が数百μm~数cmの粒状のパーティクルに加工することができる。また、成形体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。これらのパーティクルや微細繊維を植物片(細片)として用いて、成形体を製造することができる。
 植物片を接着させる場合、接着用組成物は、カルボン酸を含有することが好ましい一態様である。カルボン酸を用いると、カルボン酸が有機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、有機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、強度の高い成形体を得ることができる。また、植物片のヘミセルロース成分に含まれる水酸基にカルボン酸がエステル結合することにより、吸水性、吸湿性の起因となる水酸基を減少させることができるため、成形体の耐水性、耐熱水性、耐湿性を向上することができる。カルボン酸は、特に多価カルボン酸が好ましい。カルボン酸の添加が物性を向上させるのである。
 成形体は、被着材である固片と上記の接着用組成物とを混合し、これらの混合物を加熱加圧成形することにより製造することができる。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体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、糖含有物の糖分と有機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できる。成形体の製造にあたっては、接着用組成物があらかじめ調製されずに、接着用組成物の各原料と植物片などの固片とが同時に混合されて、固片と接着用組成物との混合材料が成形体材料として調製されてもよい。このような成形体材料で成形体を形成した場合も、接着用組成物が固片の接着に用いられていると言える。
 成形体は、上記に示した植物片に、接着用組成物を付着させ、この接着用組成物が付着した植物片を加熱加圧成形することにより得てもよい。このとき、例えば、植物片に、水溶液又は水分散液の接着用組成物を付着させ、この混合物を加熱加圧成形することにより得ることが好ましい。水を用いることにより、接着用組成物を植物片の表面に効率よく付着させることができる。接着用組成物には、必要に応じて、上記で説明したカルボン酸及び石油系熱硬化性樹脂接着剤の一方又は両方が添加されてもよい。
 植物片に接着用組成物を付着させる方法としては、適宜の付着方法を用いることができる。例えば、水溶液をスプレー等で植物片に向けて散布することにより付着させることができる。また、植物片を水溶液中に浸漬することにより付着させることができる。また、ロールや刷毛等で塗布することにより付着させることができる。また、水溶液や水分散液ではなく、粉体の接着用組成物を用い、この粉体を直接植物片に散布することにより付着させることもできる。
 植物片と接着用組成物との混合比は、使用する原料、成形条件や成形体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。植物片の乾燥質量100質量部に対し、接着用組成物の固形分量が5~30質量部の比率であることが好ましい。接着用組成物の量が少なすぎると接着力が低下するおそれがあり、接着用組成物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おそれがあるため、前記の比率で接着用組成物を配合することが好ましいのである。接着用組成物の固形分量は、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。接着用組成物の固形分量は、植物片の乾燥質量100質量部に対して10質量部以上であることがさらに好ましい。接着用組成物の固形分量は、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。
 加熱加圧成形により、接着用組成物が反応して成形体を得ることができる。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。
 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、成形体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にくいため、成形体としての物性が低下しにくい。また、成形温度が140℃以上であれば、反応速度が低下しにくく、硬化が充分となりやすい。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にくくなり、硬化がさらに充分となりやすい。
 成形圧力に関しては成形体の厚さ、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て成形体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、成形体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にく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、接着用組成物と被着材とを十分に圧着することができ、成形体の強度をより高めることができる。
 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、良好な成形体を効率よく製造することができる。
 植物片を接着用組成物で接着してボードを形成する場合、植物片は、繊維、チップ及びパーティクルから選ばれる1種以上の植物片を含むことが好ましい。それにより、物性の優れたボードを得ることができる。繊維の植物片を含むボードは繊維板となり得る。パーティクルの植物片を含むボードはパーティクルボードとなり得る。チップの植物片を含むボードもパーティクルボードとなり得る。これらのボードは木質系ボードと呼ばれるものであってよい。ボードの密度は、0.4~1.0g/cmであることが好ましい。ボードの密度が0.4g/cm以上になると、接着用組成物と被着材とを充分に圧着することができて充分なボードの強度を確保しやすくすることができる。ボードの密度が1.0g/cm以下になると、成形において、残留水分が原因となるボードのパンク(破壊)を起こりにくくさせることができる。ボード以外の成形体における好ましい密度の範囲も上記と同じであってよい。
 成形体には糖分ができるだけ残存しない方がよい。それにより、接着性を高めるとともに、耐水性を向上することができる。また、糖分が残存しないと、カビの発生を抑制することができる。接着用組成物中の糖分は、有機スルホン酸によって変性するが、その糖分の全量が変性することが好ましいのである。また、植物片が糖分を含む場合には、植物片中の糖分も変性することが好ましいのである。例えば、成形体は、90℃熱水3時間抽出による糖分の比率が乾燥分中の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く、0.5質量%以下であることがさらに好ましく、0.1質量%以下であることがよりさらに好ましい。なお、糖分を含有する植物片を用いる場合、植物片においては、90℃熱水3時間抽出による糖分の含有比率が乾燥分中の3質量%以上であってもよい。それにより、植物片中の糖分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。植物片中の糖分含有比率の上限は、特に限定されないが、好ましくは10質量%以下である。
 成形体には接着用組成物由来の有機スルホン酸及びカルボン酸ができるだけ含まれていない方がよい。それにより、接着性を高めるとともに、耐水性を向上することができる。接着用組成物中の有機スルホン酸及びカルボン酸は、糖分の反応に用いられるが、有機スルホン酸及び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のである。例えば、成形体は、90℃熱水3時間抽出による有機スルホン酸及びカルボン酸の比率が乾燥分中の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く、0.5質量%以下であることがさらに好ましく、0.1質量%以下であることがよりさらに好ましい。
 なお、ボードは、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、ボード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よい。この場合、ボードは、複合材料で構成される複合ボードとなる。植物片などの小片と接着用組成物とで得られた成形板は、複合ボードの一部となる。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、接着用組成物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、適宜のものを使用することができる。
 以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。尚、「部」は特にことわりのない限り質量部を示す。
 [接着用組成物の反応性及び硬化性の評価]
  <例a:廃糖蜜を使用したもの>
  <実施例a1>
 廃糖蜜として、サトウキビ茎の糖汁由来の廃糖蜜(固形分:75.4質量%、糖固形分:72.6質量%)を準備した。この廃糖蜜のカリウム含有率は、廃糖蜜総質量の2.8質量%であり、糖固形分の3.9質量%であった。カリウム含有率は誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICP-AES(株)島津製作所製)で分析した(以下の実験でも同じ)。この廃糖蜜132.6部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸(和光純薬製、以下同じ)17.7部とを混合し、有機スルホン酸を廃糖蜜に溶解させた。有機スルホン酸(p-トルエンスルホン酸)の添加率は、糖固形分100部に対して18.4部であった。これにより、実施例a1の接着用組成物を得た。
  <実施例a2>
 実施例a1で用いた廃糖蜜132.6部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸26.5部とを混合し、有機スルホン酸を廃糖蜜に溶解させた。有機スルホン酸(p-トルエンスルホン酸)の添加率は、糖固形分100部に対して27.5部であった。これにより、実施例a2の接着用組成物を得た。
  <実施例a3>
 実施例a1で用いた廃糖蜜132.6部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸35.4部とを混合し、有機スルホン酸を廃糖蜜に溶解させた。有機スルホン酸(p-トルエンスルホン酸)の添加率は、糖固形分100部に対して36.7部であった。これにより、実施例a3の接着用組成物を得た。
  <実施例a4>
 実施例a1で用いた廃糖蜜132.6部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸44.2部とを混合し、有機スルホン酸を廃糖蜜に溶解させた。有機スルホン酸(p-トルエンスルホン酸)の添加率は、糖固形分100部に対して45.9部であった。これにより、実施例a4の接着用組成物を得た。
  <実施例a5>
 実施例a1で用いた廃糖蜜132.6部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸88.4部とを混合し、有機スルホン酸を廃糖蜜に溶解させた。有機スルホン酸(p-トルエンスルホン酸)の添加量は、糖固形分100部に対して91.8部であった。これにより、実施例a5の接着用組成物を得た。
  <比較例a1>
 有機スルホン酸を用いずに、実施例a1で用いた廃糖蜜をそのまま比較例a1の接着用組成物とした。
  <比較例a2>
 実施例a1で用いた廃糖蜜132.6部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸の代わりに水酸化ナトリウム8.8部とを混合し、水酸化ナトリウムを廃糖蜜に溶解させた。水酸化ナトリウムの添加量は、糖固形分100部に対して9.2部であった。水酸化ナトリウムは硬化反応の触媒となり得る成分であると考えられる。これにより、比較例a2の接着用組成物を得た。
  <例b:スクロースにカリウムを添加したもの>
  <比較例b1>
 糖分としてスクロース(和光純薬製「スクロース」)100部を水50部に溶解させた。このスクロース水溶液150部(固形分質量は100部)に、塩化カリウム(和光純薬製「塩化カリウム」)を少量溶解させた。この水溶液を100℃に加熱して、全体量が133部となるまで水を揮発させた。カリウム含有率は、誘導結合プラズマ発光分光分析装置の測定で、糖固形分100質量部に対して0.7質量部(0.7質量%)であった。これにより、比較例b1の接着用組成物を得た。
 この接着用組成物は、スクロース及び塩化カリウムを含む水溶液(以下「スクロース+カリウム水溶液」という)として構成されている。
  <比較例b2>
 比較例b1で調製したスクロース+カリウム水溶液133部(糖固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸0.9部とを混合し、有機スルホン酸をスクロース+カリウム水溶液に溶解させた。これにより、比較例b2の接着用組成物を得た。
  <参考例b1>
 比較例b1で調製したスクロース+カリウム水溶液133部(糖固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸4.4部とを混合し、有機スルホン酸をスクロース+カリウム水溶液に溶解させた。これにより、参考例b1の接着用組成物を得た。
  <参考例b2>
 比較例b1で調製したスクロース+カリウム水溶液133部(糖固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸8.8部とを混合し、有機スルホン酸をスクロース+カリウム水溶液に溶解させた。これにより、参考例b2の接着用組成物を得た。
  <参考例b3>
 比較例b1で調製したスクロース+カリウム水溶液133部(糖固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸17.7部とを混合し、有機スルホン酸をスクロース+カリウム水溶液に溶解させた。これにより、参考例b3の接着用組成物を得た。
  <参考例b4>
 比較例b1で調製したスクロース+カリウム水溶液133部(糖固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸44.2部とを混合し、有機スルホン酸をスクロース+カリウム水溶液に溶解させた。これにより、参考例b4の接着用組成物を得た。
  <例c:スクロースにカリウムを添加しないもの(カリウムを含まない糖)>
  <比較例c1>
 糖分としてスクロース(和光純薬製「スクロース」)100部を水50部に溶解させた。このスクロース水溶液150部(固形分質量は100部)を100℃に加熱して、水の含有量が33部となるまで水を揮発させた。これにより、比較例c1の接着用組成物を得た。
  <比較例c2>
 比較例c1で調製したスクロース水溶液150部(糖固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸0.9部とを混合し、有機スルホン酸をスクロース水溶液に溶解させた。その後、この水溶液を100℃に加熱して、水の含有量が33部となるまで水を揮発させた。これにより、比較例c2の接着用組成物を得た。
  <比較例c3>
 比較例c1で調製したスクロース水溶液150部(糖固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸4.4部とを混合し、有機スルホン酸をスクロース水溶液に溶解させた。その後、この水溶液を100℃に加熱して、水の含有量が33部となるまで水を揮発させた。これにより、比較例c3の接着用組成物を得た。
  <比較例c4>
 比較例c1で調製したスクロース水溶液150部(糖固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸8.8部とを混合し、有機スルホン酸をスクロース水溶液に溶解させた。その後、この水溶液を100℃に加熱して、水の含有量が33部となるまで水を揮発させた。これにより、比較例c4の接着用組成物を得た。
  <比較例c5>
 比較例c1で調製したスクロース水溶液150部(糖固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸17.7部とを混合し、有機スルホン酸をスクロース水溶液に溶解させた。その後、この水溶液を100℃に加熱して、水の含有量が33部となるまで水を揮発させた。これにより、比較例c5の接着用組成物を得た。
  <比較例c6>
 比較例c1で調製したスクロース水溶液150部(糖固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸44.2部とを混合し、有機スルホン酸をスクロース水溶液に溶解させた。その後、この水溶液を100℃に加熱して、水の含有量が33部となるまで水を揮発させた。これにより、比較例c6の接着用組成物を得た。
  <評価>
 上記の各接着用組成物を、TG-DTAにおいて昇温速度10℃/minで30℃から200℃まで加熱し、10分間保持した後、放冷した。TG-DTA(示差熱-熱重量同時測定装置)としては、セイコーインスツルメンツ(株)製EXSTAR TG/DTA6300を使用した。使用容器はアルミニウム製オープンパンを用い、空気中雰囲気下において測定した。なお、実施例a4においては、TG-DTAにおいて昇温速度10℃/minで30℃から180℃まで加熱し、10分間保持した後、放冷した操作も行った。上記の操作による固形分の重量減少率(%)を定量し、これを脱水縮合反応の進行度合いを示す指標とし、反応指数と定義した。反応指数により、反応の速さが比較できる。なお、反応指数には、厳密には、廃糖蜜の反応指数と、スクロースの反応指数とがあるが、ここでは反応指数として同じように取り扱う。
 次に、上記の操作を行ったサンプル(200℃又は180℃、10分間保持し、放冷した後のサンプル)を、再度TG-DTAにおいて昇温速度10℃/minで30℃から550℃まで加熱し、10分間保持した。350℃加熱時の重量残存率(%)を定量し、これを硬化反応により耐熱安定性が変化した度合いを示す指標とし、硬化指数と定義した。硬化指数により、硬化反応物の生成量が比較できる。なお、硬化指数には、厳密には、廃糖蜜の硬化指数と、スクロースの硬化指数とがあるが、ここでは硬化指数として同じように取り扱う。
 表1に、接着用組成物の成分割合及び結果を示す。図1に、実施例及び比較例の接着用組成物の結果に基づき、廃糖蜜、カリウムを添加した糖、及び、カリウムを含まない糖の糖固形分100部に対するp-トルエンスルホン酸の添加量と、200℃での反応指数および硬化指数との関係を表したグラフを示す。また、図2は、図1のグラフにおいてp-トルエンスルホン酸の添加量の少ない領域を拡大して示したものである。
 表1、図1及び図2から、以下のことが分かる。
 例aの廃糖蜜を用いたものに関しては、実施例a1~a5では反応性及び硬化性が高いことが分かる。特に実施例a3及びa4の接着用組成物では、加熱物の反応指数及び硬化指数が、比較例の接着用組成物に比べて、高くなっている。実施例a3及びa4では、p-トルエンスルホン酸を添加していない比較例a1や、p-トルエンスルホン酸の添加量が少なく30部を下回る実施例a1及びa2に比べて、硬化反応が進行している。実施例a1及びa2では、硬化指数は比較的高いものの、p-トルエンスルホン酸の添加がない比較例a1に比べて反応指数が低下している。これは、廃糖蜜に含有されるカリウムなどの無機質成分の影響によるものと考えられる。廃糖蜜はカリウムの含有率が高くp-トルエンスルホン酸の添加量が少ない場合は、促進効果は低い。実施例a5では、p-トルエンスルホン酸の添加量が多くなることによって反応指数が高くなっているものの、硬化指数は低く、全体の硬化性は実施例a3、a4よりも低くなっている。その理由は、有機スルホン酸が増えると、高分子化が進みにくいためと考えられる。比較例a2では、有機スルホン酸を用いずに、その代わりに水酸化ナトリウムを添加しており、反応の進行が見られるものの、反応指数及び硬化指数は低い。その理由は、塩基による反応では十分な反応性が得られないからと考えられる。そのため、酸による反応が優れていることが分かる。
 例bのスクロースにカリウムを添加したものに関しては、参考例b1~b4では反応性及び硬化性が高いことが分かる。参考例b1~b4では、p-トルエンスルホン酸を添加していない比較例b1や、p-トルエンスルホン酸の添加量が少なく2部を下回る比較例b2に比べて、硬化反応が進行している。比較例b2ではp-トルエンスルホン酸の添加量が2部を下回り少なすぎるため、促進効果は低くなるのである。参考例b1~b3ではp-トルエンスルホン酸の添加量が30部を下回るが、廃糖蜜に比べカリウムの含有率が低いため、反応指数及び硬化指数は高い。
 例cのカリウムを添加しないスクロースに関しては、カリウムを含んでいないため、反応指数及び硬化指数を例a、bの接着用組成物と直接比較することは難しいが、これらの例では、有機スルホン酸の少量添加による硬化反応の傾向が確認される。比較例c2~c6から、スクロース単独で用いるよりも、有機スルホン酸を添加した場合の方が硬化反応が促進することが分かる。しかしながら、有機スルホン酸の添加量を比較例c5よりもさらに増やした比較例c6ではかえって硬化指数は低下している。
 このように、カリウム含有量と有機スルホン酸添加量には相関があると考えられ、有機スルホン酸の添加量(含有割合)は、硬化促進に有効な範囲が存在する。そして、糖単独に有機スルホン酸を添加した場合と、カリウムを含む糖含有物に有機スルホン酸を添加した場合とでは、硬化反応が促進される有機スルホン酸の添加量は大きく異なる。カリウムを0.5%以上含む糖含有物を接着用組成物の原料に用いた場合には、糖の固形分100質量部に対して有機スルホン酸を2~100質量部用いることが好適である。また、カリウム量の2倍以上の有機スルホン酸を用いることが好適である。廃糖蜜を接着用組成物の原料に用いた場合には、廃糖蜜の糖固形分100質量部に対して有機スルホン酸を15~100質量部用いることが好適であり、30~75質量部用いることがさらに好適である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 [スギ繊維ボード]
 以下の方法により、スギ繊維ボード(厚さ2mm、気乾密度0.8g/cm)を製造した。以下では、表2が適宜参照され得る。
  <実施例A1>
 木本類の針葉樹であるスギから得たスギ材を粉砕機(ハンマーミル)を用いて粉砕することによって、チップを得た。このチップを解繊機(リファイナー)で解繊処理し、繊維径20~200μm、長さ2~5mmのスギ繊維を得た。
 廃糖蜜として、サトウキビ茎の糖汁由来の廃糖蜜(固形分:75.4質量%、糖固形分:72.6質量%)を準備した。この廃糖蜜のカリウム含有率は、廃糖蜜総質量の2.8質量%であり、糖固形分の3.9質量%であった。この廃糖蜜132.6部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてベンゼンスルホン酸(和光純薬製、以下同じ)35部(糖固形分100部に対して36部)とを混合し、有機スルホン酸を廃糖蜜に溶解させた。これにより、接着用組成物を得た。
 上記のスギ繊維100部に対して、上記の接着用組成物を、固形分添加率が18部となるようスプレーで噴霧した。その後、スギ繊維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、190℃に加熱しながら面圧3MPaで4分間圧締して成形体を形成した。
 これにより、実施例A1のスギ繊維ボードを得た。
  <実施例A2>
 実施例A1で用いたサトウキビ茎の糖汁由来の廃糖蜜132.6部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてベンゼンスルホン酸20部(糖固形分100部に対して21部)とを混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例A1と同じ方法により、スギ繊維と接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、実施例A2のスギ繊維ボードを得た。
  <実施例A3>
 廃糖蜜として、テンサイの糖汁由来の廃糖蜜(固形分:52質量%、糖固形分:37.6質量%を準備した。この廃糖蜜のカリウム含有率は、廃糖蜜総質量の14.4質量%であり、糖固形分の38.3質量%であった。この廃糖蜜192.3部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸70部(糖固形分100部に対して97部)と、カルボン酸としてクエン酸(和光純薬製、以下同じ)5部(糖固形分100部に対して7部)とを混合し、有機スルホン酸及びカルボン酸を廃糖蜜に溶解させた。これにより、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例A1と同じ方法により、スギ繊維と接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、実施例A3のスギ繊維ボードを得た。
  <比較例A1>
 実施例A1で用いたサトウキビ茎の糖汁由来の廃糖蜜132.6部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてベンゼンスルホン酸1.5部(糖固形分100部に対して1.6部)とを混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例A1と同じ方法により、スギ繊維と接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、比較例A1のスギ繊維ボードを得た。
  <比較例A2>
 実施例A3で用いたテンサイの糖汁由来の廃糖蜜192.3部(固形分質量は100部)、有機スルホン酸を添加せずに、カルボン酸としてクエン酸5部(糖固形分100部に対して7部)とを混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例A1と同じ方法により、スギ繊維と接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、比較例A2のスギ繊維ボードを得た。
  <比較例A3>
 実施例A3で用いたテンサイの糖汁由来の廃糖蜜192.3部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸85部(糖固形分100部に対して118部)と、カルボン酸としてクエン酸5部(糖固形分100部に対して7部)とを混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例A1と同じ方法により、スギ繊維と接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、比較例A3のスギ繊維ボードを得た。
  <評価>
 上記の実施例、比較例で得られた成形体(ボード)について、JIS A 5905に準じて剥離試験(強度試験)、吸水試験(耐水性試験)を行い、剥離強さと吸水厚さ膨張率を測定した。
 また、耐熱水性試験として、75mm角のサンプルを70℃温水中に4時間浸漬時の熱水吸水厚さ膨張率を測定した。
 表2に、接着用組成物の組成、ボード構成、ボード成形条件、および、評価の結果を示す。表2は表2A及び表2Bから構成される。表2Aは接着用組成物の組成を示している。表2Bは、ボード構成、ボード成形条件、及び評価の結果を示している。
 表2に示すように、廃糖蜜に少量の有機スルホン酸を添加した比較例A1、廃糖蜜に有機スルホン酸を添加せずカルボン酸のみを添加した比較例A2、及び、廃糖蜜に過剰量の有機スルホン酸を添加した比較例A3では、物性の低いボードしか得られなかった。
 これに対して、実施例A1~A3では有機スルホン酸が含有され、さらにその量が好適化することで、高物性のボードが作製可能であった。比較例A1~A3では、廃糖蜜に含有するカリウムなどの無機質成分が硬化を阻害していると考えられる。一方、実施例A1~A3では、適当量の有機スルホン酸の添加により、無機質成分の影響を抑えて、廃糖蜜に含まれる糖分及び植物片中の成分の変性が進行したため、物性が向上したものと考えられる。実施例A3では、カリウム量が、実施例A1よりも多くなっているが、有機スルホン酸の添加量を実施例A1よりも増加させ、さらにカルボン酸を添加することで、高物性のボードが得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 [バガスチップボード]
 以下の方法により、バガスチップボード(厚さ4mm、気乾密度0.6g/cm)を製造した。以下では、表3が適宜参照され得る。
  <実施例B1>
 草本類であるサトウキビの砂糖を搾った後のバガス(搾りかす)を長さ5cm程度に切断し、これを粉砕機(ハンマーミル)を用いて粉砕することによって、バガスのチップを得た。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。
 廃糖蜜として、サトウキビ茎の糖汁由来の廃糖蜜(固形分:75.4質量%、糖固形分:72.6質量%)を準備した。この廃糖蜜のカリウム含有率は、廃糖蜜総質量の2.8質量%であり、糖固形分の3.9質量%であった。この廃糖蜜132.6部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸32部(糖固形分100部に対して33部)と、カルボン酸としてクエン酸48部(糖固形分100部に対して50部)と、水20部とを混合した。これにより、接着用組成物を得た。
 上記のバガスチップ100部に対して、上記の接着用組成物を、固形分添加率が18部となるようスプレーで噴霧した。その後、バガス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5分間圧締して成形体を形成した。
 これにより、実施例B1のバガスチップボードを得た。
  <実施例B2>
 実施例B1で用いたサトウキビ茎の糖汁由来の廃糖蜜132.6部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸50部(糖固形分100部に対して52部)と、水20部とを混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例B1と同じ方法により、バガスチップと接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、実施例B2のバガスチップボードを得た。
  <実施例B3>
 実施例B1で用いたサトウキビ茎の糖汁由来の廃糖蜜132.6部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸20部(糖固形分100部に対して21部)と、水20部とを混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例B1と同じ方法により、バガスチップと接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、実施例B3のバガスチップボードを得た。
  <実施例B4>
 廃糖蜜として、テンサイの糖汁由来の廃糖蜜(固形分:52質量%、糖固形分:37.6質量%を準備した。この廃糖蜜のカリウム含有率は、廃糖蜜総質量の14.4質量%であり、糖固形分の38.3質量%であった。この廃糖蜜192.3部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてベンゼンスルホン酸72部(糖固形分100部に対して99.6部)と、カルボン酸としてリンゴ酸(和光純薬製、以下同じ)1部(糖固形分100部に対して1部)と、水20部とを混合した。これにより、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例B1と同じ方法により、バガスチップと接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、実施例B4のバガスチップボードを得た。
  <比較例B1>
 実施例B1で用いたサトウキビ茎の糖汁由来の廃糖蜜132.6部(固形分質量は100部)と、水20部とを混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例B1と同じ方法により、バガスチップと接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、比較例B1のバガスチップボードを得た。
  <比較例B2>
 実施例B1で用いたサトウキビ茎の糖汁由来の廃糖蜜132.6部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸1.5部(糖固形分100部に対して1.6部)と、水20部とを混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例B1と同じ方法により、バガスチップと接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、比較例B2のバガスチップボードを得た。
  <比較例B3>
 実施例B4で用いたテンサイの糖汁由来の廃糖蜜192.3部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてベンゼンスルホン酸80部(糖固形分100部に対して111部)と、カルボン酸としてリンゴ酸45部(糖固形分100部に対して62部)と、水20部とを混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例B1と同じ方法により、バガスチップと接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、比較例B3のバガスチップボードを得た。
  <評価>
 上記の実施例、比較例で得られた成形体(ボード)について、JIS A 5908に準じて剥離試験(強度試験)、吸水試験(耐水性試験)を行い、剥離強さと吸水厚さ膨張率を測定した。
 また、耐熱水性試験として、75mm角のサンプルを70℃温水中に4時間浸漬時の熱水吸水厚さ膨張率を測定した。
 表3に、接着用組成物の組成、ボード構成、ボード成形条件、および、評価の結果を示す。表3は表3A及び表3Bから構成される。表3Aは接着用組成物の組成を示している。表3Bは、ボード構成、ボード成形条件、及び評価の結果を示している。
 表3に示すように、廃糖蜜に有機スルホン酸を添加しない比較例B1、廃糖蜜に少量の有機スルホン酸を添加した比較例B2、及び、廃糖蜜に過剰量の有機スルホン酸を添加した比較例B3では、物性の低いボードしか得られなかった。
 これに対して、実施例B1~B4では有機スルホン酸が含有され、さらにその量が好適化することで、高物性のボードが作製可能であった。実施例B1では、有機スルホン酸とカルボン酸との併用で物性が向上している。実施例B2では、有機スルホン酸の添加で物性が向上している。実施例B1、B2では、適当量の有機スルホン酸の添加により、無機質成分の影響を抑えて、廃糖蜜に含有する糖分及び植物片中の成分の変性が進行したため、物性が向上したものと考えられる。実施例B3では、実施例B1、B2よりも有機スルホン酸の添加量が少なく、これらより物性が低下しているものの、有機スルホン酸の添加によって成分の変性が進行したため、比較例B1、B2より物性が向上したものと考えられる。実施例B4では、カリウム量が、実施例B1~B3よりも多くなっているが、有機スルホン酸の添加量を増加させ、さらにカルボン酸を添加することで、高物性のボードが得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 [広葉樹ファイバーボード]
 以下の方法により、広葉樹ファイバーボード(厚さ4mm、気乾密度0.7g/cm)を製造した。以下では、表4が適宜参照され得る。
  <実施例C1>
 木本類の広葉樹ファイバー(繊維径20~200μm、長さ2~5mm)を準備した。
 糖含有物として、サトウキビ茎の糖汁由来の粗糖(固形分:99.5質量%、糖固形分:98.6質量%)を準備した。この粗糖のカリウム含有率は、粗糖総質量の0.9質量%であり、糖固形分の0.9質量%であった。この粗糖100.5部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸2.5部(糖固形分100部に対して2.5部)と、水50部とを混合した。これにより、接着用組成物を得た。
 上記の広葉樹ファイバー100部に対して、上記の接着用組成物を、固形分添加率が18部となるようスプレーで噴霧した。その後、広葉樹ファイバー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3MPaで5分間圧締して成形体を形成した。
 これにより、実施例C1の広葉樹ファイバーボードを得た。
  <実施例C2>
 糖含有物として、サトウキビ茎の糖汁(固形分:48.0質量%、糖固形分:45.9質量%)を準備した。この糖汁のカリウム含有率は、糖汁総質量の2.1質量%であり、糖固形分の4.6質量%であった。この糖汁208.3部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてベンゼンスルホン酸50部(糖固形分100部に対して52部)とを混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例C1と同じ方法により、広葉樹ファイバーと接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、実施例C2の広葉樹ファイバーボードを得た。
  <実施例C3>
 糖含有物として、サトウキビ茎の糖汁由来の含蜜糖(固形分:98.0質量%、糖固形分:96.5質量%を準備した。この含蜜糖のカリウム含有率は、含蜜糖総質量の1.5質量%であり、糖固形分の1.6質量%であった。この含蜜糖は、インドでグルーと呼ばれるものである。この含蜜糖102部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸4.0部(糖固形分100部に対して4.1部)と、カルボン酸としてクエン酸5.0部(糖固形分100部に対して5.1部)と、水50部とを混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例C1と同じ方法により、広葉樹ファイバーと接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、実施例C3の広葉樹ファイバーボードを得た。
  <比較例C1>
 実施例C1で用いたサトウキビ茎の糖汁由来の粗糖100.5部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸1.5部(糖固形分100部に対して1.5部)と、水50部を混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例C1と同じ方法により、広葉樹ファイバーと接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、比較例C1の広葉樹ファイバーボードを得た。
  <比較例C2>
 実施例C2で用いたサトウキビ茎の糖汁208.3部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてベンゼンスルホン酸110部(糖固形分100部に対して115部)とを混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例C1と同じ方法により、広葉樹ファイバーと接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、比較例C2の広葉樹ファイバーボードを得た。
  <比較例C3>
 実施例C3で用いたサトウキビ茎の糖汁由来の含蜜糖102部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸1.0部(糖固形分100部に対して1.0部)と、カルボン酸としてクエン酸5.0部(糖固形分100部に対して5.1部)と、水50部を混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例C1と同じ方法により、広葉樹ファイバーと接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、比較例C3の広葉樹ファイバーボードを得た。
  <評価>
 上記の実施例、比較例で得られた成形体(ボード)について、JIS A 5905に準じて剥離試験(強度試験)、吸水試験(耐水性試験)を行い、剥離強さと吸水厚さ膨張率を測定した。
 また、耐熱水性試験として、75mm角のサンプルを70℃温水中に4時間浸漬時の熱水吸水厚さ膨張率を測定した。
 表4に、接着用組成物の組成、ボード構成、ボード成形条件、および、評価の結果を示す。表4は表4A及び表4Bから構成される。表4Aは接着用組成物の組成を示している。表4Bは、ボード構成、ボード成形条件、及び評価の結果を示している。
 表4に示すように、比較例C1~C3では、物性の低いボードしか得られなかった。比較例C1では、糖含有物に有機スルホン酸を少量しか添加していない。比較例C2では、糖含有物に過剰量の有機スルホン酸を添加している。比較例C3では、糖含有物に少量の有機スルホン酸を添加し、カルボン酸も加えている。
 これに対して、実施例C1~C3では有機スルホン酸が含有され、さらにその量が好適化することで、高物性のボードが作製可能であった。実施例C1~C3では、有機スルホン酸の添加で物性が向上している。実施例C1~C3では、適当量の有機スルホン酸の添加により、無機質成分の影響を抑えて、糖分に含有する糖分及び植物片中の成分の変性が進行したため、物性が向上したものと考えられる。実施例C3では、カリウム量が、実施例C1よりも多くなっているが、有機スルホン酸の添加量を増加させ、さらにカルボン酸を添加することで、高物性のボードが得られた。実施例C2では、カリウム量が、実施例C1及びC3よりも多くなっているが、有機スルホン酸の添加量を増加させることで、高物性のボードが得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 [広葉樹パーティクルボード]
 以下の方法により、広葉樹パーティクルボード(厚さ9mm、気乾密度0.75g/cm)を製造した。以下では、表5が適宜参照され得る。
  <実施例D1>
 木本類の広葉樹パーティクル(平均長さ10mm、平均幅3mm、平均厚さ1mm)を準備した。
 糖含有物として、サトウキビ茎の糖汁由来の粗糖(固形分:99.5質量%、糖固形分:98.6質量%)を準備した。この粗糖のカリウム含有率は、粗糖総質量の0.9質量%であり、糖固形分の0.9質量%であった。この粗糖100.5部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてベンゼンスルホン酸3部(糖固形分100部に対して3部)と、水50部とを混合した。これにより、接着用組成物を得た。
 上記の広葉樹パーティクル100部に対して、上記の接着用組成物を、固形分添加率が18部となるようスプレーで噴霧した。その後、広葉樹パーティクル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3MPaで9分間圧締して成形体を形成した。
 これにより、実施例D1の広葉樹パーティクルボードを得た。
  <実施例D2>
 糖含有物として、サトウキビ茎の糖汁(固形分:48.0質量%、糖固形分:45.9質量%)を準備した。この糖汁のカリウム含有率は、糖汁総質量の2.1質量%であり、糖固形分の4.6質量%であった。この糖汁208.3部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸50部(糖固形分100部に対して52部)とを混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例D1と同じ方法により、広葉樹パーティクルと接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、実施例D2の広葉樹パーティクルボードを得た。
  <実施例D3>
 糖含有物として、サトウキビ茎の糖汁由来の含蜜糖(固形分:98.0質量%、糖固形分:96.5質量%を準備した。この含蜜糖のカリウム含有率は、含蜜糖総質量の1.5質量%であり、糖固形分の1.6質量%であった。この含蜜糖は、インドでグルーと呼ばれるものである。この含蜜糖102部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてベンゼンスルホン酸4.0部(糖固形分100部に対して4.1部)と、カルボン酸としてリンゴ酸5.0部(糖固形分100部に対して5.1部)と、水50部とを混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例D1と同じ方法により、広葉樹パーティクルと接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、実施例D3の広葉樹パーティクルボードを得た。
  <比較例D1>
 実施例D1で用いたサトウキビ茎の糖汁由来の粗糖100.5部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてベンゼンスルホン酸1.5部(糖固形分100部に対して1.5部)と、水50部とを混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例D1と同じ方法により、広葉樹パーティクルと接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、比較例D1の広葉樹パーティクルボードを得た。
  <比較例D2>
 実施例D2で用いたサトウキビ茎の糖汁208.3部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてp-トルエンスルホン酸110部(糖固形分100部に対して115部)とを混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例D1と同じ方法により、広葉樹パーティクルと接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、比較例D2の広葉樹パーティクルボードを得た。
  <比較例D3>
 実施例D3で用いたサトウキビ茎の糖汁由来の含蜜糖102部(固形分質量は100部)と、有機スルホン酸としてベンゼンスルホン酸1.0部(糖固形分100部に対して1.0部)と、リンゴ酸5.0部(糖固形分100部に対して5.1部)と、水50部とを混合することで、接着用組成物を得た。この接着用組成物を用いて、実施例D1と同じ方法により、広葉樹パーティクルと接着用組成物とから成形体を形成した。
 これにより、比較例D3の広葉樹パーティクルボードを得た。
  <評価>
 上記の実施例、比較例で得られた成形体(ボード)について、JIS A 5908に準じて剥離試験(強度試験)、吸水試験(耐水性試験)を行い、剥離強さと吸水厚さ膨張率を測定した。
 また、耐熱水性試験として、75mm角のサンプルを70℃温水中に4時間浸漬時の熱水吸水厚さ膨張率を測定した。
 表5に、接着用組成物の組成、ボード構成、ボード成形条件、および、評価の結果を示す。表5は表5A及び表5Bから構成される。表5Aは接着用組成物の組成を示している。表5Bは、ボード構成、ボード成形条件、及び評価の結果を示している。
 表5に示すように、比較例D1~D3では、物性の低いボードしか得られなかった。比較例D1では、糖含有物に有機スルホン酸を少量しか添加していない。比較例D2では、糖含有物に過剰量の有機スルホン酸を添加している。比較例D3では、糖含有物に少量の有機スルホン酸を添加し、カルボン酸も加えている。
 これに対して、実施例D1~D3では有機スルホン酸が含有され、さらにその量が好適化することで、高物性のボードが作製可能であった。実施例D1~D3では、有機スルホン酸の添加で物性が向上している。実施例D1~D3では、適当量の有機スルホン酸の添加により、無機質成分の影響を抑えて、糖分に含有する糖分及び植物片中の成分の変性が進行したため、物性が向上したものと考えられる。実施例D3では、カリウム量が、実施例D1よりも多くなっているが、有機スルホン酸の添加量を増加させ、さらにカルボン酸を添加することで、高物性のボードが得られた。実施例D2では、カリウム量が、実施例D1及びD3よりも多くなっているが、有機スルホン酸の添加量を増加させることで、高物性のボードが得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 以上の結果から、カリウムを含有する糖含有物と適当量の有機スルホン酸とを用いて、簡単な工程で高品質な接着用組成物及びボードを得ることができることが分かった。

Claims (8)

  1.  加熱及び加圧により硬化する接着用組成物であって、
     当該接着用組成物は、糖製造時に生成され糖分とカリウムとを含む糖含有物と、有機スルホン酸とを含有し、
     前記有機スルホン酸の含有率は、前記糖分の固形分100質量部に対して2~100質量部である、接着用組成物。
  2.  前記糖含有物は、廃糖蜜、粗糖、糖汁及び含蜜糖から選ばれる1種以上である、請求項1に記載の接着用組成物。
  3.  前記有機スルホン酸は、p-トルエンスルホン酸及びベンゼンスルホン酸から選ばれる1種以上を含む、請求項1又は2に記載の接着用組成物。
  4.  前記糖含有物は、サトウキビ及びテンサイから選ばれる1種以上を由来とし、
     前記カリウムの含有率は、前記糖分の固形分100質量部に対して0.5~40質量部である、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の接着用組成物。
  5.  当該接着用組成物は、カルボン酸を含有し、
     前記カルボン酸の含有率は、前記糖分の固形分100質量部に対して0.1~150質量部である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の接着用組成物。
  6.  請求項1乃至5のいずれか1項に記載の接着用組成物により、植物片が接着されている、ボード。
  7.  前記植物片の乾燥質量100質量部に対し、前記接着用組成物の固形分が5~30質量部の比率である、請求項6に記載のボード。
  8.  前記植物片は、繊維、チップ及びパーティクルから選ばれる1種以上の植物片を含み、
     当該ボードの密度は、0.4~1.0g/cmである、請求項6又は7に記載のボード。
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