JP2017122148A

JP2017122148A - 接着剤及びそれを用いた成形板

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Publication number: JP2017122148A
Application number: JP2016000860A
Authority: JP
Inventors: 菅原　亮; Akira Sugawara; 亮菅原
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-01-06
Filing date: 2016-01-06
Publication date: 2017-07-13

Abstract

【課題】高い接着強度を確保しつつも、硬化時間を短縮することが可能な接着剤及びそれを用いた成形板を提供する。【解決手段】接着剤は、糖と有機スルホン酸とを含む糖系混合物と、イソシアネートとを含み、糖１００質量部に対して有機スルホン酸を０．１〜７５質量部含む。成形板は、上記接着剤と、接着剤により接着される複数の植物片とを含む。当該接着剤は、高い接着強度を確保しつつも、硬化時間を短縮することができる。そして、当該接着剤を用いることにより、高い強度及び耐水性を有する成形板を得ることができる。【選択図】図６

Description

本発明は、接着剤及びそれを用いた成形板に関する。詳細には、本発明は、接着性に優れた接着剤、及び当該接着剤を用いた成形板に関する。

パーティクルボードや繊維板などの木質系ボードは、木材の製材時に生じる廃材や建築廃材から得られるパーティクル及び微細繊維を原料として製造することが可能である。そして、木質系ボードは合板に比べて材料が安価であるため、世界的に生産量が増大している。

また、木質系ボードとして、植物片を使用したボードも知られている。植物片としては、木材の他に、竹、ケナフ及び亜麻などの草本植物、並びにイネワラ、ムギワラ、油ヤシ繊維、バガス、ビートパルプなどが利用される。油ヤシ繊維は油を採取した後の繊維、バガスはサトウキビの砂糖を採取した後の絞りかす、ビートパルプはサトウダイコンの砂糖を採取した後の絞りかすである。これらの農産廃棄物などから得られるパーティクルや微細繊維を原料として、木質系ボードを製造することが可能である。

従来、木質系ボードでは、カゼインや大豆グルー、ニカワなどのバイオマス由来の接着剤が使われていた。ただ、バイオマス由来の接着剤は接着性などの物性が劣るため、近年は、ユリア樹脂やメラミン樹脂、フェノール樹脂などの石油由来の熱硬化性接着剤を用いている。ただ、熱硬化性接着剤は、ホルムアルデヒドなどの人体に有害な成分を含有している場合がある。そのため、このような熱硬化性接着剤を用いた木質系ボードを住宅の内装材として用いる場合、ホルムアルデヒドなどの有害成分がボードから揮発し、居住者の健康に悪影響を与える恐れがある。また、将来的な化石資源の枯渇に備え、非化石資源由来の天然物質を用いた接着技術が再度注目を集めつつある。

そのため、石油由来の熱硬化性接着剤を使用せず、パーティクルや微細繊維の材料自身の成分や天然由来の物質を接着成分とするボードの開発が強く望まれている。しかしながら、天然由来物質を用いた接着剤は、一般に硬化に要する時間が長く、さらに接着剤を多く添加する必要がある。

特許文献１では、削片板または繊維板の製造方法を開示している。具体的には、当該製造方法は、植物由来物にポリカルボン酸を添加する工程と、植物由来物および／またはポリカルボン酸にイソシアネート基を有する化合物を少量添加する工程を備えることを開示している。

国際公開第２０１２／０９８７４９号

しかしながら、特許文献１の製造方法であっても、実用上必要な接着強度を確保するには長時間の加熱を要するため、硬化時間の更なる短縮が求められている。

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、高い接着強度を確保しつつも、硬化時間を短縮することが可能な接着剤及びそれを用いた成形板を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第一の態様に係る接着剤は、糖と有機スルホン酸とを含む糖系混合物と、イソシアネートとを含む。そして、糖１００質量部に対して、有機スルホン酸を０．１〜７５質量部含む。

本発明の第二の態様に係る成形板は、上述の接着剤と、接着剤により接着される複数の植物片とを含む。

本発明によれば、高い接着強度を確保しつつも、硬化時間を短縮することが可能な接着剤を得ることができる。また、当該接着剤を用いることにより、高い強度及び耐水性を有する成形板を得ることができる。

実施例１−１〜１−４並びに比較例１−１及び１−２に関し、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率と、得られた硬化物の熱水不溶率（硬化率）との関係を示すグラフである。実施例２−１〜２−４及び３−１〜３−４並びに比較例２−１〜２−２及び３−１〜３−２に関し、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率と、得られた硬化物の熱水不溶率（硬化率）との関係を示すグラフである。比較例４−１〜４−６に関し、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率と、得られた硬化物の熱水不溶率（硬化率）との関係を示すグラフである。比較例５−１〜５−６に関し、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率と、得られた硬化物の熱水不溶率（硬化率）との関係を示すグラフである。実施例６−１〜６−３及び比較例６−１〜６−８のパーティクルボードの吸水厚さ膨張率と、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率との関係を示すグラフである。実施例６−１〜６−３及び比較例６−１〜６−８のパーティクルボードの剥離強さと、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率との関係を示すグラフである。実施例６−１〜６−３及び比較例６−１〜６−８のパーティクルボードの曲げ強さと、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率との関係を示すグラフである。実施例６−１〜６−３及び比較例６−１〜６−８のパーティクルボードの湿潤時曲げ強さと、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率との関係を示すグラフである。

以下、本実施形態に係る接着剤、及び当該接着剤を用いた成形板について詳細に説明する。

［接着剤］
本実施形態に係る接着剤は、加熱及び加圧により硬化する熱硬化性接着剤である。具体的には、本実施形態に係る接着剤は、糖と有機スルホン酸とを含む糖系混合物と、イソシアネートとを含むものである。

（糖）
上述のように、糖系混合物は糖を含有している。糖は、単糖類、二糖類、オリゴ糖類及び多糖類からなる群より選ばれる少なくとも一つを使用することができる。単糖としては、例えば、グルコース、フルクトース、リボース、アラビノース、ラムノース、キシルロース、デオキシリボースなどが挙げられる。二糖としては、例えば、スクロース、マルトース、セロビオース、トレハロース、ツラノースなどが挙げられる。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、スタキオースなどが挙げられる。オリゴ糖は、例えば、糖鎖が１０個以下で連結した糖であってもよい。多糖類としては、例えば、デンプン、アガロース、アルギン酸、グルコマンナン、イヌリン、キチン、キトサン、ヒアルロン酸、グリコーゲン、セルロースなどが挙げられる。糖としては、上記の化合物を一種又は複数を組み合わせて用いることができる。

また、糖は、単糖及び二糖から選ばれる一種又は二種以上であることが好ましい。単糖としては、グルコース及びフルクトースの少なくとも一方であることが好ましい。二糖としては、スクロース、マルトース及びセロビオースからなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。さらに、糖としては、スクロースをより好ましく用いることができる。スクロースは、サトウキビやサトウダイコンなどの植物から抽出され、精製することにより得られる。ただ、スクロースが精製されるまでの過程で得られる、スクロース以外の不純物を含有する粗糖や、結晶化されずに排出される廃糖蜜、また絞りかすであるバガスなどもスクロースを多く含有している。そして、これらの粗糖、廃糖蜜及びバガスも糖として用いることができる。

（有機スルホン酸）
糖系混合物は、上述の糖に加えて有機スルホン酸を含有している。有機スルホン酸としては、アルキルスルホン酸及び芳香族スルホン酸の少なくとも一方を用いることができる。このうち、有機スルホン酸としては、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。また、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、メタキシレンスルホン酸及びメタンスルホン酸からなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることが好ましい。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、成形板の材料として適している。また、ベンゼンスルホン酸、メタキシレンスルホン酸も、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、成形板の材料として適している。よって、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及びメタキシレンスルホン酸からなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることが好ましい。

（イソシアネート）
本実施形態の接着剤は、上述の糖系混合物に加えてイソシアネートを含有している。当該イソシアネートとしては、例えば１分子中に２個以上のイソシアネート基を有する（ポリ）イソシアネートを用いることができる。そして、（ポリ）イソシアネートとしては、各種多官能性の脂肪族、脂環族及び芳香族イソシアネートを用いることができる。（ポリ）イソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、４，４−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（Ｈ１２ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、粗製トリレンジイソシアネート、変性トリレンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（２，４’−ＭＤＩ）、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート（２，２’−ＭＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４’−ＭＤＩ）、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）、変性ジフェニルメタンジイソシアネート（カルボジイミド変性、プレポリマー変性など）、ｏ−トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、リジンジイソシアネート（ＬＤＩ）などが挙げられる。イソシアネートは単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。また、イソシアネートは水分散型でもよく、非水分散型でもよい。

なお、取り扱い上の観点及び作業環境上の観点、並びに成形板のより効果的な高強度化の観点から、イソシアネートとして、２，４’−ＭＤＩ、２，２’−ＭＤＩ、４，４’−ＭＤＩ、ベンゼン環を３つ以上有するポリメリックＭＤＩの混合物が好ましい。

（糖と有機スルホン酸の含有量比及び反応機構）
糖系混合物において、有機スルホン酸は、糖１００質量部に対して０．１質量部〜７５質量部で含有されていることが好ましい。糖を１００質量部としたときに、有機スルホン酸の含有量が０．１質量部以上の場合には、反応触媒としての効果が得やすくなる。また、糖を１００質量部としたときに、有機スルホン酸の含有量が７５質量部以下の場合には、糖の加水分解反応が過度に促進され難くなり、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、成形板の強度が低下することを抑制できる。さらに、成形板を製造する際、加圧時にプレス機と有機スルホン酸との接触割合が低下するため、プレス機の金属腐食が進行し難くなる。

なお、糖系混合物における糖と有機スルホン酸の含有量比は、糖を１００質量部としたときに、有機スルホン酸の含有量が０．１５質量部〜２０質量部となるようにすることが好ましい。さらに、糖を１００質量部としたときに、有機スルホン酸の含有量が０．２質量部〜１５質量部となるようにすることがより好ましい。

糖と有機スルホン酸の反応機構は、次のように推測される。糖は、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、フラン環などを有する低分子化合物に変性する。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重合反応が促進され、高分子化される。このため、高分子化された化合物が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などに悪影響を与え難い。さらに、糖と有機スルホン酸の反応系内には有機溶剤やホルムアルデヒドを含んでおらず、また、分解によってホルムアルデヒドが発生する第三級アミンなどを含んでいない。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、糖とカルボン酸などの酸との反応によっても生じ得るが、糖と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。そこで、本実施形態の接着剤は、糖と有機スルホン酸とを混合してなる糖系混合物を必須成分としている。

なお、糖は、カルボン酸の存在下でも、加水分解による低分子化とその後の高分子化の反応が生じ得る。しかしながら、糖とカルボン酸との反応においては、フルクトース残基を含む糖では反応が早いが、グルコース残基を含む糖は反応が遅い傾向にある。一方、糖と有機スルホン酸との反応においては、フルクトース残基を含まない糖でも反応が早いことが見いだされた。

フルクトース残基を含まない糖は、例えば、トウモロコシ、ジャガイモ、サツマイモ、タピオカなどから産出されるデンプンを酵素により糖化して得られる。具体的には、アミラーゼの作用により二糖としてのマルトースが得られ、さらにグルコアミラーゼの作用によりグルコース（ブドウ糖）が得られる。また、セルロースを糖化することにより、セロビオースが得られる。これらの糖は、そのままではフルクトース残基を含んでおらず、カルボン酸との反応では反応速度が遅い。しかしながら、糖と有機スルホン酸との反応では、フルクトース残基の有無に関わらず、反応速度を速くすることができる。そのため、糖の選択の幅を広げることができ、多種多様な糖を使用することが可能になるので、天然資源を活用した優れた熱硬化性接着剤を得ることができる。

（糖系混合物とイソシアネートの含有量比及び反応機構）
本実施形態の接着剤において、糖系混合物１００質量部に対して、イソシアネートを４〜４００質量部含むことが好ましい。また、糖及び有機スルホン酸の合計１００質量部に対して、イソシアネートを４〜４００質量部含むことがより好ましい。

糖系混合物１００質量部に対して、イソシアネートが４質量部以上の場合には、次の反応が進行しやすくなる。まず、糖の水酸基がイソシアネートと反応し、ウレタン結合を作る。生成したウレタン結合の一部は、アミンと二酸化炭素に分解される。ただ、二酸化炭素は系外に放出されるので、ウレタン結合の分解反応は不可逆反応となり、二酸化炭素の脱離が促進される。一方、生成したアミンはイソシアネートと反応し尿素結合を作るため、接着性を向上させる。このように、本実施形態の接着剤では、糖と有機スルホン酸の反応により生成した糖の変性物がイソシアネートと反応し、ウレタン結合や尿素結合を形成するため、優れた接着性を発揮することが可能となる。

ここで、糖系混合物１００質量部に対して、イソシアネートが４００質量部を超える場合でも本実施形態の効果を得ることができる。ただ、イソシアネートが４００質量部を超える場合には、糖と有機スルホン酸との反応が進行し難くなり、イソシアネートと糖および植物片との反応が支配的となるため、得られる成形板の耐水性が低下する可能性がある。さらに、イソシアネートの反応が支配的になると、イソシアネートは金属との結着性が高いことから、プレス装置などとの固着が発生し、生産性が低下する恐れがある。また、イソシアネートを多量に用いた場合にはコストが上昇するため、たとえ糖を用いた場合でもコスト面での優位性が低下する恐れがある。そのため、糖系混合物１００質量部に対して、イソシアネートは４００質量部以下であることが好ましい。

本実施形態の接着剤では、糖及び有機スルホン酸、並びにイソシアネートが主成分となる。主成分とは、接着剤中の成分において、接着性に寄与する成分のことである。

後述するように、本実施形態の成形板は、接着剤と植物片とを混合した後、得られた混合物を加熱及び加圧することにより得ることができる。つまり、例えば、加熱された熱盤で、当該混合物を上下から圧縮することで、成形板を形成することができる。ただ、接着剤と植物片との混合物を熱盤で圧縮した際、熱盤から遠く温度が上がり難い芯層では、糖と有機スルホン酸との反応が進行し難い場合がある。しかしながら、本実施形態の接着剤は、糖系混合物に加えてイソシアネートを含有しているため、芯層に糖と有機スルホン酸との未反応物が存在しても、イソシアネートの反応物により接着性が得られる。そのため、厚さの大きい成形板であっても、硬化に要する時間を短縮しつつ、高い接着性及び耐水性を確保することが可能となる。

（カルボン酸の含有量と反応機構）
本実施形態の接着剤において、糖系混合物はカルボン酸をさらに含み、糖１００質量部に対してカルボン酸を０．１〜６００質量部含むことが好ましい。糖系混合物がカルボン酸を含有することにより、糖と有機スルホン酸との反応に加えて、糖とカルボン酸との反応も共存させることができるので、反応性を高めて接着性を向上させることができる。また、カルボン酸を含有すると、硬化物の結合性が高まるため、耐水性を向上させることが可能となる。

カルボン酸は、糖１００質量部に対して、０．１質量部〜６００質量部で含有されていることが好ましい。糖を１００質量部としたときに、カルボン酸の含有量が０．１質量部以上であると、カルボン酸の効果がより高まる。また、糖を１００質量部としたときに、カルボン酸の含有量が６００質量部以下であると、未反応のカルボン酸が残存し難くなり、硬化性を高めることができる。より好ましくは、糖を１００質量部としたときに、カルボン酸の含有量が０．２質量部〜２００質量部となるようにする。さらに好ましくは、糖を１００質量部としたときに、カルボン酸の含有量が２質量部〜３０質量部となるようにする。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。

カルボン酸としては、一価カルボン酸及び多価カルボン酸の少なくとも一方を用いることができる。多価カルボン酸は、カルボキシル基（ＣＯＯＨ）を１分子内に複数有する有機カルボン酸が好ましい。

一価のカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、乳酸、安息香酸などが挙げられる。多価カルボン酸としては、二価のカルボン酸、三価のカルボン酸、四価のカルボン酸、及び五価以上のカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも一つを使用することができる。このうち、二価から四価のカルボン酸が利用しやすいため好ましい。多価カルボン酸としては、例えば、クエン酸、イタコン酸、リンゴ酸、酒石酸、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、マロン酸、フタル酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸（ペンタン二酸）、グルコン酸、グルタコン酸、ペンテン二酸などが挙げられる。これらの一価のカルボン酸及び多価カルボン酸は、無水物であってもよい。これらの中でも、多価カルボン酸としては、クエン酸及びイタコン酸の少なくとも一方を含むことが好ましい。クエン酸及びイタコン酸は植物を原料として製造することができる。そして、この場合、化石資源の使用が抑制できるため、環境への負荷が小さくなり、好ましい。

多価カルボン酸は、水酸基を有するものであってもよい。その場合、接着性を高めることが可能となる。また、多価カルボン酸は、分子量が５００以下であることが好ましく、３００以下であることがより好ましい。多価カルボン酸の分子量が小さい場合、糖に対する触媒効率を高めることができる。

本実施形態の接着剤は、多価カルボン酸を過剰に含有しないほうが好ましい。多価カルボン酸は、糖との反応が遅い場合がある。また、多価カルボン酸が過剰に含まれていると、糖と有機スルホン酸との反応の進行を妨げる場合がある。そのため、本実施形態の接着剤は、多価カルボン酸を含有しなくてもよい。

接着剤がカルボン酸を含有する場合、糖とカルボン酸との反応は、糖と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恐れがある。そのため、硬化後にはカルボン酸が残留しないことが好ましい。硬化後にカルボン酸が残留しないためには、接着剤は、硬化によってカルボン酸が残留しない程度でカルボン酸を含有していればよい。特に、多価カルボン酸は、糖との反応が期待されるものの、残留すると接着性が十分に発揮されない恐れがある。そのため、硬化後には多価カルボン酸が残留しないことが好ましい。

（接着剤の形態）
本実施形態の接着剤は、粉体であってもよく、液体であってもよい。上記の成分は、固体のものが多いため、粉体で混合することにより粉末状の接着剤が得られる。また、液体の接着剤は、上記の成分を、溶媒に溶解又は分散させることにより得られる。溶媒としては特に限定されないが、例えば水、アルコールなどが例示される。

ここで、糖、有機スルホン酸及びカルボン酸は容易に水溶液とすることができる。また、イソシアネートは、常温で液体であるものが多い。そのため、糖、有機スルホン酸及びカルボン酸の水溶液と液体のイソシアネートとを別々の液体として扱い、後述する植物片に別々に分散させることができる。

本実施形態の接着剤を液体とする場合は、水分散液であることが好ましい。それにより容易に接着剤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。また、接着剤を水分散液とすることで、被着材への塗布又は散布が容易になる。さらに、有機溶剤を用いないことから、人体の安全性が高く環境に優しい。

糖、有機スルホン酸及びカルボン酸は水に溶解しやすいが、イソシアネートは溶解し難いため、イソシアネートは水に分散させることができる。なお、イソシアネートは水と反応するが、有機スルホン酸により酸性液となるため、常温での反応は遅く、分散液とすることができる。また、糖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。糖と有機スルホン酸が相溶状態にあることで、加熱及び加圧した際には、糖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、優れた接着性を発現することができる。

接着剤を水溶液又は水分散液とする場合、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。水溶液又は水分散液の接着剤は、糖と有機スルホン酸との合計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。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、より均一な接着剤を得ることができる。接着剤をより均一にするためには、糖と有機スルホン酸の合計を１００質量部としたときの水の含有量が２５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、接着剤の接着性をより良好に発揮させることができる。接着剤の過浸透が生じ難くなるとともに、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、糖と有機スルホン酸の合計を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。

接着剤が水溶液又は水分散液であって、さらにカルボン酸を含有する場合には、水の配合量は、糖と有機スルホン酸とカルボン酸との合計量を基準にしてもよい。水の配合量は、糖と有機スルホン酸とカルボン酸との合計量１００質量部としたときに、１５質量部以上が好ましく、２５質量部以上がより好ましい。また、水の配合量は、糖と有機スルホン酸とカルボン酸との合計量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。

接着剤が水溶液又は水分散液であって、カルボン酸を含有しない場合には、水の配合量は、さらに少なくてもよい。例えば、この場合、水の配合量は、糖と有機スルホン酸との合計量１００質量部としたときに、３００質量部以下となってもよく、２５０質量部以下となってもよい。

本実施形態の接着剤においては、糖及び有機スルホン酸、並びにイソシアネートが接着の主成分となる。そして、カルボン酸が添加されたときには、カルボン酸は接着を補助する成分となる。

なお、接着剤は、添加物を含有していてもよい。添加物としては、例えば、安定化剤、着色剤、増粘剤、反応促進剤などが例示される。

上記の接着剤では、反応系に有機溶剤やホルムアルデヒドを含まなくてよい。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。

（接着剤による接着）
本実施形態の接着剤は、被着材と被着材との間に存在させて加熱及び加圧することにより、接着性を発現し、被着材を接着することができる。加熱及び加圧は、プレスであることが好ましい。プレスによれば、容易に接着性を発現させることができる。被着材としては、接着面を有する二つ以上の固体の部材であってもよいし、接着剤によって成形される複数の小片であってもよい。二つ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剤を塗布や散布などにより配置した後、部材同士を近づく方向に押圧して加熱及び加圧する。これにより、接着剤の硬化反応が進行し、部材を接着することができる。また、複数の小片を接着剤で接着して成形する場合、例えば、複数の小片を接着剤と混合した後、この混合物を成形型に配置して加熱及び加圧する。これにより、接着剤の硬化反応が進行し、小片を接着させて成形板を形成することができる。

接着剤は、種々の部材や小片の接着に用いることができる。また、接着剤は、金属の接着に用いることができ、例えばステンレスブロックを接着することができる。また、接着剤は、木材の接着やガラスの接着に用いることができる。

このように、本実施形態の接着剤は、糖と有機スルホン酸とを含む糖系混合物と、イソシアネートとを含む。そして、糖１００質量部に対して、有機スルホン酸を０．１〜７５質量部含む。有機スルホン酸及びイソシアネートの共存により重合反応が促進され、強固な接着成分となるため、接着性に優れた接着剤を得ることができる。また、厚さの大きい成形板を製造する場合でも硬化に要する時間が短くなるため、実用的な生産効率およびコストを達成することが可能となる。

［成形板］
次に、本実施形態に係る成形板について詳細に説明する。本実施形態の成形板は、上述の接着剤と、当該接着剤により接着される複数の植物片とを含む。

本実施形態では、上述の接着剤と複数の植物片とを用いることにより成形板を形成することができる。植物片は、成形板中の要素となるため、要素片といってもよい。そして、本実施形態の接着剤は、加熱及び加圧によって接着性が発揮されるため、成形板の形成に好適に用いることができる。また、当該接着剤では、反応系に有機溶剤やホルムアルデヒドを含まなくてよく、また、分解によってホルムアルデヒドが発生する第三級アミンなども含まなくてよい。そのため、接着剤を由来とする有機溶剤の放散やホルムアルデヒドの放散を抑制することができる。

（植物片）
植物片の原料となる植物としては、針葉樹や広葉樹などの木本植物や、一年生又は二年生草本類の植物、あるいは穀物、植物油、植物糖などを採取した後の農産廃棄物などが挙げられる。農産廃棄物としては、具体的には、ケナフ、イネ、竹、亜麻などの草本類、バガス、ビートパルプ、イネワラ、ムギワラ、油ヤシ繊維などが挙げられる。これらを用いることによって資源の有効利用を図ることができる。特に、一年生又は二年生草本類の植物や農産廃棄物などを利用すると、資源の有効利用を促進することができる。

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。植物片と接着剤とにより得られる成形板は、木質系ボードとなり得る。ここで、木質とは、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系ボードに含まれる。

（糖を含有する植物片）
上述のように、植物片は、セルロース成分、ヘミセルロース成分及びリグニンからなる群より選ばれる少なくとも一つを含有することが好ましい。その場合、植物片由来の成分によって接着性を発現させることができるため、接着性を高めることができる。また、植物片は、糖を含有していてもよい。その場合、植物片由来の糖が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、繊維板、配向性ストランドボード（ＯＳＢ）、パーティクルボード、中密度繊維板（ＭＤＦ）などの木質系ボードとなり得る。そして、本実施形態の接着剤を用いると、接着剤が高分子の硬化物を形成するため、優れた接着性と成形性を発現することができる。木材としては、特に限定されるものではないが、スギ、ヒノキ、ヒバ、マツ、ツガ、キリなどの適宜の材料であってよい。

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、サトウキビ及びサトウダイコンの少なくとも一方を用いることができる。これらは、残留糖の利用が図れて、物性が向上する。また、成形板においては残留する糖を少なくすることができるため、物性を向上させることができる。特に、サトウキビの搾りかすであるバガスを有効に利用することができる。

（植物片の接着機構）
植物片に含まれるヘミセルロース成分や糖、熱水可溶成分などの低分子成分は、加熱加圧下で接着成分に変性するが、有機スルホン酸及びイソシアネートの共存により、反応が促進され、強固な接着成分となる。つまり、ヘミセルロース成分や糖は、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重合反応が促進される。また、ヘミセルロース成分や糖、リグニンなど水酸基を有している成分は、イソシアネートと反応する。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、ヘミセルロースや糖などの低分子成分が成形板中に残留すると、この成分がカビの発生を引き起こす恐れがあるが、有機スルホン酸及びイソシアネートの添加により、ヘミセルロースや糖などの低分子成分の成形板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板を得ることができる。

また、有機スルホン酸及びイソシアネートを植物片と共存させると、成形板を短時間で成形することができる。これに対し、有機スルホン酸及びイソシアネートが存在しないと、変性した低分子化合物同士の反応が遅くなり、物性の低下を招く恐れがある。また、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などに悪影響を与え難い。

（植物片の形状）
成形板の原料となる植物片は、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、成形板の原料となる植物は、靭皮部や茎芯部などを解繊処理することによって、直径（繊維径）が５０μｍ〜２ｍｍ程度で長さ（繊維長）が１００μｍ〜２０ｍｍ程度の微細繊維に加工することができる。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、成形板を製造することができる。

（植物片と接着剤との混合比）
植物片と接着剤との混合比は、使用する原料や成形条件、得られる成形板の用途や必要物性などによって適宜に設定されるものであり、特に限定されない。例えば、植物片の乾燥質量１００質量部に対し、接着剤の固形分量が４〜２０質量部の比率であることが好ましい。接着剤の量が少なすぎると接着力が低下する恐れがあり、接着剤の量が多すぎても接着層が多く形成されて界面接着性の低下を招く恐れがあるため、上記比率で接着剤を配合することが好ましい。接着剤の固形分量は、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。接着剤の固形分量は、植物片の乾燥質量１００質量部に対して１５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。

（成形板製造時の接着剤条件）
上述のように、本実施形態の接着剤は、糖１００質量部に対して有機スルホン酸を０．１〜７５質量部含むことが好ましい。ここで、糖を含有する植物片を用いる場合、上述のように植物片中の糖は接着性に寄与する。植物片中の糖と有機スルホン酸とが反応するからである。そのため、本実施形態の接着剤において、有機スルホン酸は、接着剤中の糖１００質量部に対して７５質量部よりも多くなっても十分に接着性が発現され得る。例えば、有機スルホン酸は、接着剤中の糖１００質量部に対して１００質量部以上となってもよく、２００質量部以上となってもよい。この場合、有機スルホン酸の含有量の上限は特に限定されるものではないが、有機スルホン酸は、接着剤中の糖１００質量部に対して、１００００質量部以下となることが好ましく、１０００質量部以下となることがより好ましい。

植物片を接着させる場合、接着剤はカルボン酸を含有することが好ましい。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、強度の高い成形板を得ることができる。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。

（成形板の形状）
本実施形態の成形板の厚さ及び密度は特に限定されず、用途などにより適宜設定されるが、厚さが２ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることが好ましい。厚さが２ｍｍ以上であると、成形板の強度などの物性が確保されるため好ましい。厚さ４０ｍｍ以下であると、加熱及び加圧することにより、実用上可能な範囲の成形時間で、成形板の中心部に接着剤が硬化する熱量が伝わるため、中心部にまで接着剤の硬化物を形成することができる。なお、密度は、日本工業規格における繊維板及びパーティクルボード、並びに日本農林規格における木質パネルに規定された密度であれば、物性が確保できるため好ましい。

（成形板の層構造）
成形板がパーティクルボードである場合には、層構造を形成している場合が多い。成形板における表層及び裏層は、緻密で平滑さが求められる場合が多いため、細かい植物片が用いられることが多い。また、表層及び裏層は、水分などの進入を抑えるため、接着剤量を多く添加したり、ワックスなどの撥水成分などが添加される場合が多い。これに対し、成形板における芯層は、ボードの強度確保などを狙い、表層及び裏層より、サイズの大きい植物片が用いられることがある。

少なくとも成形板が表層、芯層及び裏層の三層から構成されている場合、表層および裏層に用いられる接着剤と芯層に用いられる接着剤との組成配合が異なっていてもよい。つまり、表層および裏層は、成形時において熱盤との距離が近く、温度が急速に上昇するため、低温で硬化するイソシアネートの含有量は少なくてもよい。これに対し、成形時において、熱盤との距離が遠く、温度の上昇が遅い芯層は、表層および裏層よりイソシアネートの含有量を多くすると、短時間で強度が確保されたボードが成形できるため好ましい。なお、各層の厚さや植物片の形状は、用途に応じて適宜設定することができる。

表層および裏層に用いられる接着剤は、糖及び有機スルホン酸の合計とイソシアネートとの質量比が１００：０〜１５０（糖及び有機スルホン酸の合計：イソシアネート）であることが好ましい。また、芯層に用いられる接着剤は、糖及び有機スルホン酸の合計とイソシアネートとの質量比が１００：４０〜１５０（糖及び有機スルホン酸の合計：イソシアネート）であることが好ましい。この範囲内であると、短時間で物性が確保されたボードが成形できるため好ましい。

（接着剤の分散方法）
糖及び有機スルホン酸を含む糖系混合物並びにイソシアネートを、植物片の表面に分散する方法は、特に限定されない。糖及び有機スルホン酸は粉体であるものが多く、また水溶性のものが多い。イソシアネートは大半が常温で液体であり、また水やアルコールなどに分散させると時間を経るにつれて反応が進み、不溶物が出やすくなる。ただ、イソシアネートは有機スルホン酸、カルボン酸など酸性下では反応が遅いため、接着剤を水分散液として調製し、スプレーや塗布などで植物片に分散することができる。また、糖系混合物とイソシアネートを混合しないで、植物片に対し別々に分散することもできる。

（成形板製造時の加熱加圧条件）
成形板は、被着材である小片と上記の接着剤とを混合し、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、乾燥原料であってもよい。それにより、取り扱いが容易になる。また、植物片として、植物片を用いた成形板を粉砕した粉砕物を使用することもできる。その場合、植物片の再利用が可能になる。なお、本実施形態では、糖及び有機スルホン酸を含む糖系混合物と、イソシアネートとを併用するため、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。

成形板は、上述の植物片に接着剤を付着させ、この付着物が付着した植物片を加熱加圧成形することにより得ることできる。このとき、例えば、植物片に水溶液又は水分散液の接着剤を付着させ、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。糖系混合物及びイソシアネートの分散溶媒として水を用いることにより、接着剤を植物片の表面に効率よく付着させることができる。なお、分散溶媒として水の代わりに有機溶剤が用いられてもよいが、環境保護の観点から水の方が有利である。

加熱加圧成形により、接着剤が反応して成形板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。

植物片に接着剤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、水溶液をスプレーなど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。さらに、ロールや刷毛などで塗布することにより、付着させることもできる。また、イソシアネート以外の成分については水溶液や水分散液ではなく、粉体の接着剤を用い、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。

加熱加圧成形の条件、例えば成形圧力、成形温度、成形時間などは、植物片の種類や形状、その表面状態、成形板の厚さなどにより適宜設定され得る。成形温度は１４０℃以上２４０℃以下であることが好ましい。成形温度が２４０℃以下では成分の劣化が進行し難いため、成形板としての物性が低下し難い。また、成形温度が１４０℃以上であれば、反応速度が低下し難く、硬化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難くなり、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板の厚さ、比重などにより適宜設定されるが、０．５ＭＰａ以上４ＭＰａ以下であることが好ましい。成形圧力が０．５ＭＰａ以上であれば、充分に圧着することができ、成形板の強度を向上させやすい。成形圧力が４ＭＰａ以下であれば、成形圧力が大きすぎず、成形板の破壊が起こり難い。成形圧力は３ＭＰａ以下であることがより好ましい。この場合、成形板の破壊をより起こり難くすることができる。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、接着剤と被着材とを十分に圧着することができ、成形板の強度をより高めることができる。

成形時間に関しては、例えば１分以上６０分以下の範囲にすることができ、２分以上３０分以下が好ましく、３分以上１５分以下がより好ましい。それにより、良好な成形板を効率よく製造することができる。

なお、得られる成形板には、糖ができるだけ残存しない方が好ましい。それにより、接着性を高めるとともに、耐水性を向上させることができる。また、糖が残存しない場合には、カビの発生を抑制することができる。つまり、接着剤中の糖は有機スルホン酸によって変性するが、その糖の全量が変性することが好ましい。また、植物片が糖を含む場合には、植物片中の糖も変性することが好ましい。例えば、成形板は、９０℃の熱水で３時間抽出することにより得られる糖の比率が、乾燥成分中の５質量％未満であることが好ましく、１質量％以下であることがより好ましい。また、当該糖の比率が乾燥成分中の０．５質量％以下であることがさらに好ましく、０．１質量％以下であることが特に好ましい。なお、乾燥成分とは、成形板を１０５℃で加熱した際に一定重量になったときの成分、つまり恒量になったときの成分をいう。

得られる成形板には、接着剤由来のカルボン酸ができるだけ含まれていない方がよい。つまり、接着剤中のカルボン酸は糖との反応に用いられるが、そのカルボン酸の全量が反応に用いられて残存しないことが好ましい。それにより、接着性を高めるとともに、耐水性を向上させることができる。例えば、成形板は、９０℃の熱水で３時間抽出することにより得られるカルボン酸の比率が、乾燥成分中の５質量％未満であることが好ましく、１質量％以下であることがより好ましい。また、当該カルボン酸の比率が乾燥成分中の０．５質量％以下であることがさらに好ましく、０．１質量％以下であることが特に好ましい。

（表面材）
成形板は、その一面又は両面に表面材が設けられてもよい。表面材を設けることにより、成形板の強度を高めることができる。表面材は、ボード状、シート状などであってもよい。この場合、成形板は、複合材料で構成される複合成形板の一部となる。表面材は、成形後の成形板に接着されて設けられてもよいし、成形板の成形の際に重ねられ、接着剤中の成分により接着されて設けられてもよい。表面材としては、木材、パーティクルボード、繊維板のようなボード状のもの、木材を薄くスライスしてなる突き板、プラスチックや紙からなる化粧シート、防湿シートのようなシート状のものなど、適宜使用することができる。

以下、本実施形態を実施例、比較例及び参考例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されない。

［実施例１−１〜１−４、並びに比較例１−１及び１−２］
接着剤（糖及び有機スルホン酸からなる糖系混合物、並びにイソシアネート）単独の硬化性評価

（試料の調製）
まず、スクロース（和光純薬工業株式会社製）９５質量部と、メタキシレンスルホン酸（東京化成工業株式会社製）５質量部と、水１００質量部とを混合して溶解させた。これにより、糖及び有機スルホン酸を含有し、固形分比率が５０％の水溶液を作製した。

次に、得られた水溶液とイソシアネートとを、表１に示す割合（糖系混合物：イソシアネート＝１００：０、９５：５、７５：２５、５０：５０、２５：７５、０：１００）で、合計の固形分質量が２ｇとなるように秤量した。そして、秤量した水溶液及びイソシアネートを、１１０ｍＬのガラス製サンプル管瓶中で混合した。このサンプル管瓶を１８０℃の乾燥器中で６０分間加熱することにより、硬化した各例のサンプルを得た。なお、イソシアネートは、株式会社ソフランウイズ製ソフラン−ＲＭＩＣ−Ｋ（ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）１００％の単一物、固形分率１００％の液体）を使用した。

（熱水抽出）
硬化した各例のサンプルが入った１１０ｍＬのガラス製サンプル管瓶に、蒸留水１００ｍＬを加え、熱水抽出を行った。なお、熱水抽出は、サンプルと蒸留水の混合物を９５℃で４時間加熱することにより行った。そして、熱水抽出後の混合物をろ過し、熱水不溶物と熱水可溶物とに分離した。

（乾燥及び質量測定）
熱水不溶物を１０５℃の乾燥器で乾燥させて恒量となった後、質量測定を行った。そして、以下の数式１より、熱水不溶物の質量及び熱水抽出前のサンプルの質量から熱水不溶率（硬化率）を算出した。熱水不溶率（硬化率）を表１に合わせて示す。なお、熱水不溶率の結果について、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率（質量％）を横軸に、熱水不溶率（硬化率）を縦軸にしたグラフを図１に示す。
［数１］
［熱水不溶率（％）］＝［熱水不溶物の質量］／［硬化したサンプルの質量］×１００

表１に示すように、混合比が糖系混合物：イソシアネート＝０：１００のものは、硬化前から水不溶成分であるため、硬化率は高い。これに対し、混合比が糖系混合物：イソシアネート＝１００：０のものは、硬化前は全てが水可溶成分であるため、硬化率は低い。

ここで、糖系混合物とイソシアネートとを５０：５０で混合した場合の熱水不溶率は、もし両成分が硬化阻害を起こす場合は、糖系混合物のみの熱水不溶率である６４％と、イソシアネートのみの熱水不溶率である９４％との中間である７９％より低くなる。また、両成分が硬化促進する場合は７９％より高くなり、両成分が硬化阻害も促進もしない場合は中間の７９％程度となる。つまり、図１のように、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率を横軸に、熱水不溶率を縦軸にしたグラフを作成した際、もし両成分が硬化阻害を起こす場合、当該グラフは下に凸の形状になると考えられる。また、両成分が硬化促進する場合、グラフは上に凸の形状になると考えられる。両成分が硬化阻害も促進もしない場合、図１に示す点線のような直線で結ばれると考えられる。

表１に示すように、糖系混合物とイソシアネートを５０：５０で混合した場合、熱水不溶率が８４％となり、中間の７９％より高くなった。この結果より、糖系混合物とイソシアネートを混合することにより、単独時よりも硬化促進していると考えられる。また、図１に示すように、糖系混合物：イソシアネート＝０：１００と１００：０の間は上に凸の形状となっており、単独時よりも両成分が硬化促進していると考えられる。特に、１８０℃での促進効果は著しい。

このように、接着剤として、糖及び有機スルホン酸を含む糖系混合物、並びにイソシアネートの存在下で硬化することで、硬化性が向上することが分かる。

［実施例２−１〜２−４及び３−１〜３−４、並びに比較例２−１〜２−２及び３−１〜３−２］
接着剤（糖、有機スルホン酸及びカルボン酸からなる糖系混合物、並びにイソシアネート）単独の硬化性評価

（試料の調製）
まず、サトウキビ廃糖蜜１０７質量部と、クエン酸（和光純薬工業株式会社製）２５質量部と、ｐ−トルエンスルホン酸（和光純薬工業株式会社製）１質量部と、水６８．１質量部とを混合して溶解させた。これにより、糖、有機スルホン酸及びカルボン酸を含有し、固形分比率が５０％の水溶液を作製した。なお、サトウキビ廃糖蜜は、株式会社林商会製のものを使用し、固形分比率が７０％、糖類含有比率が６２％、スクロース含有比率が２９．５％である。

これと、得られた水溶液とイソシアネートとを、表２及び表３に示す割合（糖系混合物：イソシアネート＝１００：０、９５：５、７５：２５、５０：５０、２５：７５、０：１００）で、合計の固形分質量が２ｇとなるように秤量した。そして、秤量した水溶液及びイソシアネートを、１１０ｍＬのガラス製サンプル管瓶中で混合した。このサンプル管瓶を２００℃または１６０℃の乾燥器中で６０分間加熱することにより、硬化した各例のサンプルを得た。イソシアネートは、株式会社オーシカ製の大鹿レヂンＢ−１６０５（ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ））５５質量％と、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４’−ＭＤＩ）４５質量％との混合物を使用した。また、当該イソシアネートの混合物は、固形分率が１００％の液体であった。

（乾燥及び質量測定）
熱水不溶物を１０５℃の乾燥器で乾燥させて恒量となった後、質量測定を行った。そして、数式１より、熱水不溶物の質量及び熱水抽出前のサンプルの質量から熱水不溶率（硬化率）を算出した。実施例２−１〜２−４及び比較例２−１〜２−２の熱水不溶率（硬化率）を表２に合わせて示す。また、実施例３−１〜３−４及び比較例３−１〜３−２の熱水不溶率（硬化率）を表３に合わせて示す。なお、熱水不溶率の結果について、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率（質量％）を横軸に、熱水不溶率（硬化率）を縦軸にしたグラフを図２に示す。

表２及び表３に示すように、混合比が糖系混合物：イソシアネート＝０：１００のものは、硬化前から水不溶成分であるため、硬化温度が１６０℃及び２００℃の両方とも硬化率は高い。これに対し、混合比が糖系混合物：イソシアネート＝１００：０のものは、硬化前は全てが水可溶成分であるため、硬化温度が１６０℃では硬化率が５９％と低く、２００℃とすることで硬化率が８１％まで向上する。

ここで、上述のように、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率を横軸に、熱水不溶率を縦軸にしたグラフを作成した際、もし両成分が硬化阻害を起こす場合、当該グラフは下に凸の形状になると考えられる。また、両成分が硬化促進する場合、グラフは上に凸の形状になると考えられる。両成分が硬化阻害も促進もしない場合、図２に示す点線のような直線で結ばれると考えられる。

図２に示すように、硬化温度が１６０℃及び２００℃の両方とも、糖系混合物：イソシアネート＝０：１００と１００：０の間は上に凸の形状となっており、単独時よりも両成分が硬化促進していると考えられる。

表４では、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率と、硬化温度が１６０℃の場合における、糖系混合物とイソシアネートが硬化阻害も促進もしない場合の推定硬化率（単純混合硬化率）から硬化率が上昇している値との関係を示した。

表４で示すように、１６０℃での促進効果はイソシアネートの割合が４〜８０質量％の間で著しい。このように、接着剤として、糖、有機スルホン酸及びカルボン酸を含む糖系混合物、並びにイソシアネートの存在下で硬化することで、硬化性が向上することが分かる。

［比較例４−１〜４−６］
接着剤（糖及びカルボン酸からなる糖系混合物、並びにイソシアネート）単独の硬化性評価

（試料の調製）
まず、スクロース（和光純薬工業株式会社製）９５質量部と、カルボン酸としてクエン酸（和光純薬工業株式会社製）５質量部と、水１００質量部とを混合して溶解させた。これにより、糖及びカルボン酸を含有し、固形分比率が５０％の水溶液を作製した。

次に、得られた水溶液とイソシアネートとを、表５に示す割合（糖系混合物：イソシアネート＝１００：０、９５：５、７５：２５、５０：５０、２５：７５、０：１００）で、合計の固形分質量が２ｇとなるように秤量した。そして、秤量した水溶液及びイソシアネートを、１１０ｍＬのガラス製サンプル管瓶中で混合した。このサンプル管瓶を１８０℃の乾燥器中で６０分間加熱することにより、硬化した各例のサンプルを得た。なお、イソシアネートは、実施例１−１と同じものを使用した。

（乾燥及び質量測定）
熱水不溶物を１０５℃の乾燥器で乾燥させて恒量となった後、質量測定を行った。そして、数式１より、熱水不溶物の質量及び熱水抽出前のサンプルの質量から熱水不溶率（硬化率）を算出した。熱水不溶率（硬化率）を表５に合わせて示す。なお、熱水不溶率の結果について、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率（質量％）を横軸に、熱水不溶率（硬化率）を縦軸にしたグラフを図３に示す。

表５に示すように、混合比が糖系混合物：イソシアネート＝０：１００のものは、硬化前から水不溶成分であるため、硬化率は高い。これに対し、混合比が糖系混合物：イソシアネート＝１００：０のものは、硬化前は全てが水可溶成分であり、さらに硬化を促進する有機スルホン酸が含まれていないため、硬化率は低い。

ここで、上述のように、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率を横軸に、熱水不溶率を縦軸にしたグラフを作成した際、もし両成分が硬化阻害を起こす場合、当該グラフは下に凸の形状になると考えられる。また、両成分が硬化促進する場合、グラフは上に凸の形状になると考えられる。両成分が硬化阻害も促進もしない場合、図３に示す点線のような直線で結ばれると考えられる。

図３に示すように、糖系混合物：イソシアネート＝０：１００と１００：０の間はほぼ直線で結ばれ、両成分が硬化促進も硬化阻害もしていないと考えられる。このように、接着剤として。糖及びカルボン酸を含む糖系混合物、並びにイソシアネートの存在下で硬化したとしても、硬化性を促進させるものではないことが分かる。

［比較例５−１〜５−５］
接着剤（糖及びイソシアネート）単独の硬化性評価

（試料の調製）
まず、スクロース（和光純薬工業株式会社製）１００質量部と、水１００質量部とを混合して溶解させた。これにより、糖を含有し、固形分比率が５０％の水溶液を作製した。

次に、得られた水溶液とイソシアネートとを、表６に示す割合（糖系混合物：イソシアネート＝１００：０、９５：５、７５：２５、５０：５０、２５：７５、０：１００）で、合計の固形分質量が２ｇとなるように秤量した。そして、秤量した水溶液及びイソシアネートを、１１０ｍＬのガラス製サンプル管瓶中で混合した。このサンプル管瓶を１８０℃の乾燥器中で６０分間加熱することにより、硬化した各例のサンプルを得た。なお、イソシアネートは、実施例１−１と同じものを使用した。

（乾燥及び質量測定）
熱水不溶物を１０５℃の乾燥器で乾燥させて恒量となった後、質量測定を行った。そして、数式１より、熱水不溶物の質量及び熱水抽出前のサンプルの質量から熱水不溶率（硬化率）を算出した。熱水不溶率（硬化率）を表６に合わせて示す。なお、熱水不溶率の結果について、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率（質量％）を横軸に、熱水不溶率（硬化率）を縦軸にしたグラフを図４に示す。

表６に示すように、混合比が糖系混合物：イソシアネート＝０：１００のものは、硬化前から水不溶成分であるため、硬化率は高い。これに対し、混合比が糖系混合物：イソシアネート＝１００：０のものは、硬化前は全てが水可溶成分であり、さらに硬化を促進する有機スルホン酸が含まれていないため、硬化率は低い。

ここで、上述のように、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率を横軸に、熱水不溶率を縦軸にしたグラフを作成した際、もし両成分が硬化阻害を起こす場合、当該グラフは下に凸の形状になると考えられる。また、両成分が硬化促進する場合、グラフは上に凸の形状になると考えられる。両成分が硬化阻害も促進もしない場合、図４に示す点線のような直線で結ばれると考えられる。

図４に示すように、糖系混合物：イソシアネート＝０：１００と１００：０の間はほぼ直線で結ばれ、両成分が硬化促進も硬化阻害もしていないと考えられる。このように、接着剤として、糖及びイソシアネートの存在下で硬化したとしても、硬化性を促進させるものではないことが分かる。

［実施例６−１〜６−６及び比較例６−１〜６−８］
木質パーティクルボードの物性評価

（共通条件の設定）
植物片として、厚さ２ｍｍ〜１０ｍｍ、長さ２０ｍｍ〜１００ｍｍの針葉樹チップを作製し、次に当該チップを、芯層用の粗いチップと表裏層用の細かいチップとに分離した。この際、粗いチップの平均粒径を約５ｍｍ〜１００ｍｍ、細かいチップの平均粒径を約１ｍｍ〜５ｍｍとした。

また、実施例６−１〜６−６及び比較例６−１〜６−８では、得られるボードの厚さは１２ｍｍとし、目標密度は７００〜７５０ｋｇ／ｍ^３とした。さらに、植物片の乾燥質量に対する接着剤の固形分の比率（固形分添加率）は、芯層及び表裏層ともに１５質量％とした。また、表層、芯層、裏層の厚さの比率は３：６：３とした。

（実施例６−１）
芯層用及び表裏層用の接着剤として、次の糖系混合物及びイソシアネートを用いた。
・糖系混合物：糖としてスクロース（和光純薬工業株式会社製）、有機スルホン酸としてｐ−トルエンスルホン酸（和光純薬工業株式会社製）、カルボン酸としてクエン酸（和光純薬工業株式会社製）を用いた。そして、質量比で、糖：有機スルホン酸：カルボン酸：水＝７５：１：２４：５０の割合で混合することにより、糖系混合物を調製した。
・イソシアネート：株式会社オーシカ製の大鹿レヂンＢ−１６０５（ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ））５５質量％と、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４’−ＭＤＩ）４５質量％との混合物を使用した。当該イソシアネートの混合物は、固形分率が１００％の液体であった。

まず、ドラムブレンダーに芯層用又は表裏層用の植物片を投入し、さらに当該植物片に対し糖系混合物をスプレーで噴霧した。この際、接着剤の固形分添加率である１５質量％のうち、糖系混合物が９５質量％となるように混合した。その後、植物片の含水率が２％になるまで８０℃の乾燥器で乾燥した後、さらにドラムブレンダーを用いて植物片に対しイソシアネートをスプレーで噴霧した。この際、接着剤の固形分添加率である１５質量％のうち、イソシアネートが５質量％となるように混合した。

その後、接着剤が付着した植物片を表層、芯層、裏層の順に積層して積層マットとし、この積層マットを、盤面温度２００℃の加熱プレス装置で、加熱しながら面圧２．５ＭＰａで３分間圧締することにより、パーティクルボードを得た。なお、当該パーティクルボードは、厚さが１２ｍｍで、気乾密度が７００〜７５０ｋｇ／ｍ^３であった。

（実施例６−２）
糖系混合物とイソシアネートの比率を５０：５０（質量％）とした以外は実施例６−１と同様にして、本例のパーティクルボードを得た。

（実施例６−３）
糖系混合物とイソシアネートの比率を２５：７５（質量％）とした以外は実施例６−１と同様にして、本例のパーティクルボードを得た。

（実施例６−４）
芯層用及び表裏層用の接着剤として、次の糖系混合物及びイソシアネートを用いた。
・糖系混合物：糖としてフルクトース（和光純薬工業株式会社製）、有機スルホン酸としてメタキシレンスルホン酸（東京化成工業株式会社製）を用いた。そして、質量比で、糖：有機スルホン酸＝８０：２０の割合でミキサーを用いて混合することにより、粉末状の糖系混合物を調製した。
・イソシアネート：株式会社ソフランウイズ製ソフラン−ＲＭＩＣ−Ｋ（ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）１００％の単一物、固形分率１００％の液体）を使用した。

次に、ドラムブレンダーに芯層用又は表裏層用の植物片を投入し、さらに当該植物片に対し糖系混合物をスプレーで噴霧した。この際、接着剤の固形分添加率である１５質量％のうち、糖系混合物が５０質量％となるように混合した。その後、植物片の含水率が２％になるまで８０℃の乾燥器で乾燥した後、さらにドラムブレンダーを用いて植物片に対しイソシアネートをスプレーで噴霧した。この際、接着剤の固形分添加率である１５質量％のうち、イソシアネートが５０質量％となるように混合した。

（実施例６−５）
実施例６−４と同じ糖系混合物及びイソシアネートを用い、接着剤の組成を芯層及び表裏層で変えてボードを作製した。

まず、ドラムブレンダーに表裏層用の植物片を投入し、さらに当該植物片に対し糖系混合物をスプレーで噴霧した。この際、植物片の乾燥質量に対して、糖系混合物の固形分添加率が１５質量％となるように添加した。そして、植物片の含水率が２％になるまで８０℃の乾燥器で乾燥した。

また、ドラムブレンダーに芯層用の植物片を投入し、さらに当該植物片に対し糖系混合物をスプレーで噴霧した。この際、接着剤の固形分添加率である１５質量％のうち、糖系混合物が５０質量％となるように混合した。その後、植物片の含水率が２％になるまで８０℃の乾燥器で乾燥した後、さらにドラムブレンダーを用いて植物片に対しイソシアネートをスプレーで噴霧した。この際、接着剤の固形分添加率である１５質量％のうち、イソシアネートが５０質量％となるように混合した。

（実施例６−６）
実施例６−５と同様に積層マットを形成した後、この積層マットを、盤面温度２３０℃の加熱プレス装置で、加熱しながら面圧２．５ＭＰａで５分間圧締することにより、パーティクルボードを得た。なお、当該パーティクルボードは、厚さが１２ｍｍで、気乾密度が７００〜７５０ｋｇ／ｍ^３であった。

実施例６−１〜６−６における芯層用接着剤及び表裏層用接着剤の原料割合、並びに接着剤の配合及び成形条件を表７に示す。

（比較例６−１）
芯層用及び表裏層用の接着剤として、一般の木質系ボードに広く使われているユリアメラミン樹脂系バインダーを用いた。ユリアメラミン樹脂系バインダーとしては、株式会社オーシカ製の大鹿レヂン（登録商標）ＴＢ１０３（固形分６４％の液体）１００質量部に対し、塩化アンモニウム１．２質量部を溶解させたものを使用した。

まず、ドラムブレンダーに芯層用又は表裏層用の植物片を投入し、さらに当該植物片に対しユリアメラミン樹脂系バインダーをスプレーで噴霧した。この際、植物片の乾燥質量に対して、ユリアメラミン樹脂系バインダーの固形分添加率が１５質量％となるように添加した。そして、植物片の含水率が２％になるまで８０℃の乾燥器で乾燥した。

（比較例６−２）
まず、ドラムブレンダーに芯層用又は表裏層用の植物片を投入し、さらに当該植物片に対し、比較例６−１と同じユリアメラミン樹脂系バインダーをスプレーで噴霧した。この際、接着剤の固形分添加率である１５質量％のうち、ユリアメラミン樹脂系バインダーが９５質量％となるように混合した。その後、含水率が２％になるまで８０℃の乾燥器で乾燥した後、さらにドラムブレンダーを用いて植物片に対しイソシアネートをスプレーで噴霧した。この際、接着剤の固形分添加率である１５質量％のうち、イソシアネートが５質量％となるように混合した。なお、イソシアネートは、株式会社オーシカ製の大鹿レヂンＢ−１６０５（ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ））を使用した。

（比較例６−３）
ユリアメラミン樹脂系バインダーとイソシアネートの比率を５０：５０（質量％）とした以外は比較例６−２と同様にして、本例のパーティクルボードを得た。

（比較例６−４）
芯層用及び表裏層用の接着剤として、次の有機スルホン酸を用いない糖系混合物のみを用いた。
・糖系混合物：糖としてスクロース（和光純薬工業株式会社製）、カルボン酸としてクエン酸（和光純薬工業株式会社製）を用いた。そして質量比で、糖：カルボン酸：水＝７５：２５：５０の割合で混合することにより、糖系混合物を調製した。

まず、ドラムブレンダーに芯層用又は表裏層用の植物片を投入し、さらに当該植物片に対し糖系混合物をスプレーで噴霧した。この際、植物片の乾燥質量に対して、糖系混合物の固形分添加率が１５質量％となるように添加した。そして、植物片の含水率が２％になるまで８０℃の乾燥器で乾燥した。

（比較例６−５）
芯層用及び表裏層用の接着剤として、比較例６−４と同じ有機スルホン酸を用いない糖系混合物と、次のイソシアネートを用いた。

・イソシアネート：株式会社オーシカ製の大鹿レヂンＢ−１６０５（ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ））５５質量％と、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４’−ＭＤＩ）４５質量％との混合物を使用した。当該イソシアネートの混合物は、固形分率が１００％の液体であった。

まず、ドラムブレンダーに芯層用又は表裏層用の植物片を投入し、さらに当該植物片に対し糖系混合物をスプレーで噴霧した。この際、接着剤の固形分添加率である１５質量％のうち、糖系混合物が９５質量％となるように混合した。その後、含水率が２％になるまで８０℃の乾燥器で乾燥した後、さらにドラムブレンダーを用いて植物片に対しイソシアネートをスプレーで噴霧した。この際、接着剤の固形分添加率である１５質量％のうち、イソシアネートが５質量％となるように混合した。

（比較例６−６）
有機スルホン酸を用いない糖系混合物とイソシアネートの比率を５０：５０（質量％）とした以外は比較例６−５と同様にして、本例のパーティクルボードを得た。

（比較例６−７）
芯層用及び表裏層用の接着剤として、次の糖系混合物のみを用いた。
・糖系混合物：糖としてスクロース（和光純薬工業株式会社製）、有機スルホン酸としてｐ−トルエンスルホン酸（和光純薬工業株式会社製）、カルボン酸としてクエン酸（和光純薬工業株式会社製）を用いた。そして、質量比で、糖：有機スルホン酸：カルボン酸：水＝７５：１：２４：５０の割合で混合することにより、糖系混合物を調製した。

（比較例６−８）
芯層用及び表裏層用の接着剤として、実施例６−１と同じイソシアネートを用いた。

まず、ドラムブレンダーに芯層用又は表裏層用の植物片を投入し、さらに当該植物片に対しイソシアネートをスプレーで噴霧した。この際、植物片の乾燥質量に対して、イソシアネートの固形分添加率が１５質量％となるように添加した。

比較例６−１〜６−８における芯層用接着剤及び表裏層用接着剤の原料割合、並びに接着剤の配合、成形条件を表８に示す。

（評価）
実施例６−１〜６−６及び比較例６−１〜６−８で得られたパーティクルボードについて、日本工業規格ＪＩＳＡ５９０８（パーティクルボード）に準じて吸水厚さ膨張率、剥離強さ、曲げ強さ、湿潤後曲げ強さ（Ｂ試験、煮沸後測定）を測定した。結果を表７及び表８に合わせて示す。

比較例６−１は、一般的な木質用接着剤を用いたものである。そして、この接着剤単独では、ボード物性はＪＩＳに規定のＵタイプレベルと低く、耐水性向上にワックスなどを添加してＭタイプレベルを確保する必要がある。比較例６−２では、ユリアメラミン樹脂系バインダーにイソシアネートを添加することで、耐水性及び耐熱水性などの物性を向上させている。表８に示すように、少量のイソシアネート添加で物性向上するが、小幅に留まる。

比較例６−３では、５０質量％のユリアメラミン樹脂系バインダーに５０質量％のイソシアネートを添加している。これにより、得られるパーティクルボードはＪＩＳ１８Ｐに適合する物性が確保できている。しかしながら、接着剤中にホルムアルデヒドを含んでいるため、ホルムアルデヒドの低減方策が必要となる。また、ＪＩＳ１８Ｐより更に高いレベルの品質を求める場合には、達成が困難である。

比較例６−４は、近年開発されている植物系接着剤であり、長時間の成形が可能であれば物性が向上する。ただ、今回の条件では物性は十分に向上できなかった。比較例６−５では、植物系接着剤にイソシアネートを添加することで、耐水性及び耐熱水性などの物性を向上させている。表８に示すように、少量のイソシアネート添加で物性向上するが、小幅に留まる。

比較例６−６では、５０質量％の植物系接着剤に５０質量％のイソシアネートを添加している。これにより、得られるパーティクルボードはＪＩＳ１８Ｍに適合する物性が確保できているが、ＪＩＳに規定のＰタイプレベルの確保は難しい。

また、比較例６−７は、比較例６−４の糖系混合物にスルホン酸を加えることで、イソシアネートを添加せずに比較例６−４より反応を促進している。ただ、得られるパーティクルボードの物性は不十分である。つまり、厚さが１２ｍｍ、加熱温度が２００℃、加熱時間が３分の場合、圧締時の芯層の温度は１１０℃程度である。そのため、糖系混合物にスルホン酸を添加した接着剤を用いたとしても、糖、スルホン酸及びカルボン酸の反応が十分に進行せず、硬化物の生成が不十分となり、物性が低下する。

比較例６−８はイソシアネートのみを用い、ＪＩＳ１８Ｐに適合する高い物性が得られている。ただ、イソシアネートの価格が高く、イソシアネートの比率が多いほど、得られるパーティクルボードの高価格化を招く。

これらの比較例に対して、実施例はそれぞれ優位な特性を有する。具体的には、実施例６−１は、比較例６−７に対して物性が大幅に向上し、ＪＩＳに規定の１８Ｍレベルには届かないものの、１８Ｕレベルのボード物性を確保することができる。これは、糖系混合物に糖とスルホン酸が含まれ、さらにイソシアネートを使用することで、糖の変性が促進され、接着性が向上したためと考えられる。

実施例６−２は、実施例６−１に対して５０質量％のイソシアネートを添加している。これにより、得られるパーティクルボードは、物性が大幅に向上している。さらに、実施例６−２は、比較例６−３及び比較例６−６に比べて、特に耐水性が大きく向上し、１０％を下回るレベルの吸水厚さ膨張率を確保することが可能である。

また、比較例６−３は、ユリアメラミン樹脂系バインダー中にホルムアルデヒドを添加しており、ホルムアルデヒド低減方策が必要となる。これに対し、実施例６−２はユリアメラミン樹脂系バインダーを添加していないため、ホルムアルデヒド低減方策が不要となる。

実施例６−３も物性が高く、ＪＩＳに規定の１８Ｐレベルを確保できる。ただ、イソシアネートの比率が高く、イソシアネートの比率が多いほど、得られるパーティクルボードの高価格化を招く。そのため、低価格の糖系混合物を使うことによる低コスト化の面では、優位性が低くなる。

実施例６−４は、糖系混合物の組成が実施例６−２と異なり、カルボン酸が含まれていない。ただ、実施例６−４も物性が高く、接着性の面では実施例６−２よりも高い物性が得られており、ＪＩＳに規定の１８Ｐレベルを確保できる。

実施例６−５は、実施例６−４と芯層用接着剤は同じであるが、表裏層用接着剤は異なっている。実施例６−５のように、表裏層用接着剤を糖系混合物のみとすることにより、低コスト化しつつも、ＪＩＳに規定の１８Ｍレベルの物性を確保することが可能である。また、イソシアネートは、金属製の熱盤に接着してしまう恐れがあるが、表裏層用接着剤を糖系混合物のみとすることにより、接着トラブルの低減を図ることができる。

図５〜図８のグラフでは、接着剤の全固形分中におけるイソシアネートの比率（質量％）と、実施例６−１〜６−３及び比較例６−１〜６−８のパーティクルボードの物性との関係について示す。図５〜図８に示すように、イソシアネートの添加比率が４〜８０質量％の間では、パーティクルボードの物性に関し、スルホン酸を含有した糖系混合物はスルホン酸を含有しない糖系混合物よりも優位であった。また、スルホン酸を含有した糖系混合物とユリアメラミン樹脂系バインダーとを比較すると、スルホン酸を含有した糖系混合物が優位又は同等であることが分かる。ただ、糖系混合物はホルムアルデヒド低減方策が必要としないため、ユリアメラミン樹脂系バインダーよりも優位性を有している。

なお、イソシアネートの添加比率が８０質量％を上回ると、コストの面での優位性が小さくなるため、添加比率は８０質量％以下が好ましい。また、イソシアネートの添加比率が４質量％を下回ると、物性向上効果が限定され、総合的な優位性が低下するため、添加比率は４質量％以上が好ましい。

次に、イソシアネートは含まれていないが、糖、有機スルホン酸及びカルボン酸の適切な量比を示すために、参考例を示す。いずれもイソシアネートがさらに加わることにより、糖の水酸基がイソシアネートと反応し、ウレタン結合及び尿素結合を生成するため、物性が向上する。

［参考実施例７−１〜７−４、参考比較例７−１〜７−７］
ケナフ茎芯チップボード（厚さ５ｍｍ）を製造した。

（参考実施例７−１）
植物材料として、草本類であるケナフ茎を用いた。具体的には、ケナフ茎の外皮部分である靭皮繊維を取り除いた後のケナフ茎芯を用いた。ケナフ茎芯を長さ５ｃｍ程度に切断し、これを粉砕機（リングフレーカー）を用いて粉砕することによって、ケナフ茎芯のチップを得た。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。ケナフ茎芯チップを９０℃の熱水で３時間抽出した場合の可溶成分比率は、乾燥分中の５．８質量％であった。

糖としてスクロース、有機スルホン酸としてｐ−トルエンスルホン酸を用いた。これらと水を混合して、混合比率が質量比でスクロース：ｐ−トルエンスルホン酸：水＝１０：５：１５となった接着剤を調製した。

上記のケナフ茎芯チップ１００質量部に対して、上記の接着剤を、固形分添加率が１５質量部となるようにスプレーで噴霧した。その後、ケナフ茎芯チップを積層して積層マットとし、この積層マットを、加熱プレス装置で、２００℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで１０分間圧締して成形体を形成した。これにより、厚さ５ｍｍ、気乾密度０．６ｇ／ｃｍ^３のケナフ茎芯チップボードを得た。

（参考実施例７−２）
糖としてグルコース（和光純薬工業株式会社製）、有機スルホン酸としてベンゼンスルホン酸（和光純薬工業株式会社製）を用いた。これらと水を混合して、混合比率が質量比でグルコース：ベンゼンスルホン酸：水＝１８：０．０２：２０となった接着剤を調製した。

参考実施例７−１で使用したケナフ茎芯チップ１００質量部に対して、上記の接着剤を、固形分添加率が１８．０２質量部となるようにスプレーで噴霧した。その後、ケナフ茎芯チップを積層して積層マットとし、この積層マットを、加熱プレス装置で、２００℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで１０分間圧締して成形体を形成した。これにより、厚さ５ｍｍ、気乾密度０．６ｇ／ｃｍ^３のケナフ茎芯チップボードを得た。

（参考実施例７−３）
糖としてマルトース（和光純薬工業株式会社製）、有機スルホン酸としてｐ−トルエンスルホン酸を用いた。これらと水を混合して、混合比率が質量比でマルトース：ｐ−トルエンスルホン酸：水＝１６：４：２０となった接着剤を調製した。

参考実施例７−１で使用したケナフ茎芯チップ１００質量部に対して、上記の接着剤を、固形分添加率が２０質量部となるようにスプレーで噴霧した。その後、ケナフ茎芯チップを積層して積層マットとし、この積層マットを、加熱プレス装置で、２００℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで５分間圧締して成形体を形成した。これにより、厚さ５ｍｍ、気乾密度０．６ｇ／ｃｍ^３のケナフ茎芯チップボードを得た。

（参考実施例７−４）
糖としてスクロース、有機スルホン酸としてｐ−トルエンスルホン酸、多価カルボン酸としてクエン酸を用いた。これらと水を混合して、混合比率が質量比でスクロース：ｐ−トルエンスルホン酸：クエン酸：水＝４．７：０．３：１５：２０となった接着剤を調製した。

参考実施例７−１で使用したケナフ茎芯チップ１００質量部に対して、上記の接着剤を、固形分添加率が２０質量部となるようにスプレーで噴霧した。その後、ケナフ茎芯チップを積層して積層マットとし、この積層マットを、加熱プレス装置で、２００℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで１０分間圧締して成形体を形成した。これにより、厚さ５ｍｍ、気乾密度０．６ｇ／ｃｍ^３のケナフ茎芯チップボードを得た。

（参考比較例７−１）
参考実施例７−１で使用したケナフ茎芯チップ１００質量部に対して、水を添加率が２０質量部となるようにスプレーで噴霧した。その後、ケナフ茎芯チップを積層して積層マットとし、この積層マットを、加熱プレス装置で、２００℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで１０分間圧締して成形体を形成した。これにより、厚さ５ｍｍ、気乾密度０．６ｇ／ｃｍ^３のケナフ茎芯チップボードを得た。ただし、ボードの強度が非常に弱かったので、比較的強度のある部分を試験に供した。

なお、参考実施例７−１で使用したケナフ茎芯チップ１００質量部をそのまま積層して積層マットとし、この積層マットを、加熱プレス装置で、２００℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで１０〜６０分間まで圧締して成形体を形成することを試みた。しかしながら、手ですぐに割れてしまうものしかできなかった。

（参考比較例７−２）
参考実施例７−１で使用したケナフ茎芯チップ１００質量部に対して、水を添加率が２０質量部となるようにスプレーで噴霧した。その後、ケナフ茎芯チップを積層して積層マットとし、この積層マットを、加熱プレス装置で、２５０℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで２０分間圧締して成形体を形成した。これにより、厚さ５ｍｍ、気乾密度０．６ｇ／ｃｍ^３のケナフ茎芯チップボードを得た。

（参考比較例７−３）
有機スルホン酸としてｐ−トルエンスルホン酸を用い、これと水を混合して、混合比率が質量比でｐ−トルエンスルホン酸：水＝０．３：０．５となった接着剤を調製した。

参考実施例７−１で使用したケナフ茎芯チップ１００質量部に対して、上記の接着剤を、固形分添加率が０．３質量部となるようにスプレーで噴霧した。その後、ケナフ茎芯チップを積層して積層マットとし、この積層マットを、加熱プレス装置で、２００℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで１０分間圧締して成形体を形成した。これにより、厚さ５ｍｍ、気乾密度０．６ｇ／ｃｍ^３のケナフ茎芯チップボードを得た。

（参考比較例７−４）
有機スルホン酸としてベンゼンスルホン酸を用い、これと水を混合して、混合比率が質量比でベンゼンスルホン酸：水＝１８：３０となった接着剤を調製した。

参考実施例７−１で使用したケナフ茎芯チップ１００質量部に対して、上記の接着剤を、固形分添加率が１８質量部となるようにスプレーで噴霧した。その後、ケナフ茎芯チップを積層して積層マットとし、この積層マットを、加熱プレス装置で、２００℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで１０分間圧締して成形体を形成した。これにより、厚さ５ｍｍ、気乾密度０．６ｇ／ｃｍ^３のケナフ茎芯チップボードを得た。

（参考比較例７−５）
有機スルホン酸としてｐ−トルエンスルホン酸、一価カルボン酸として乳酸（和光純薬工業株式会社製、水溶液にて市販）を用いた。これらと水を混合して、混合比率が実質的な質量比でｐ−トルエンスルホン酸：乳酸：水＝２：５：７となった接着剤を調製した。

参考実施例７−１で使用したケナフ茎芯チップ１００質量部に対して、上記の接着剤を、固形分添加率が７質量部となるようにスプレーで噴霧した。その後、ケナフ茎芯チップを積層して積層マットとし、この積層マットを、加熱プレス装置で、２００℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで１０分間圧締して成形体を形成した。これにより、厚さ５ｍｍ、気乾密度０．６ｇ／ｃｍ^３のケナフ茎芯チップボードを得た。

（参考比較例７−６）
有機スルホン酸としてベンゼンスルホン酸、多価カルボン酸としてイタコン酸（磐田化学工業株式会社製）を用いた。これらと水を混合して、混合比率が質量比でベンゼンスルホン酸：イタコン酸：水＝０．１：１９．９：２０となった接着剤を調製した。

（参考比較例７−７）
有機スルホン酸としてｐ−トルエンスルホン酸、多価カルボン酸としてリンゴ酸（扶桑化学工業株式会社製）を用いた。これらと水を混合して、混合比率が質量比でｐ−トルエンスルホン酸：リンゴ酸：水＝３：１２：１５となった接着剤を調製した。

参考実施例７−１で使用したケナフ茎芯チップ１００質量部に対して、上記の接着剤を、固形分添加率が１５質量部となるようにスプレーで噴霧した。その後、ケナフ茎芯チップを積層して積層マットとし、この積層マットを、加熱プレス装置で、２００℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで１０分間圧締して成形体を形成した。これにより、厚さ５ｍｍ、気乾密度０．６ｇ／ｃｍ^３のケナフ茎芯チップボードを得た。

（評価）
参考実施例７−１〜７−４及び参考比較例７−１〜７−７で得られた成形体（ボード）について、日本工業規格ＪＩＳＡ５９０５（繊維板）に準じて剥離強さ試験（強度試験）と吸水厚さ膨張率試験（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、２００ｍｍ角のサンプルを８０℃の温水中に５分間浸漬したときの熱水吸水厚さ膨張率を測定した。表９及び表１０に、ボード構成、接着条件、ボード成形条件および評価の結果を示す。

参考比較例７−１では、物性の低いボードしか得られなかった。参考比較例７−２では、参考比較例７−１よりも高温度、長時間にて成形したが、耐水性、耐熱水性は低かった。参考比較例７−３、７−４では、有機スルホン酸を添加することで、ボードが作製可能であったが、耐水性、耐熱水性は低かった。参考比較例７−５では、有機スルホン酸と一価カルボン酸とを添加することでボードが作製可能で、耐水性及び耐熱水性が向上したが、強度は低かった。参考比較例７−６、７−７では、有機スルホン酸と多価カルボン酸とを添加することでボードが作製可能で、耐水性及び耐熱水性がさらに向上したが、強度はあまり増加せず、１Ｎ／ｍｍ^２を下回り低かった。

これに対して、参考実施例７−１〜７−４では糖と有機スルホン酸とを添加することで、高物性のボードが作製可能であった。

参考実施例７−１〜７−３では、糖と有機スルホン酸とを、種類及び量を変えて添加したところ、いずれも物性が向上した。参考実施例７−１と参考比較例７−７とを比較すると、参考実施例７−１における有機スルホン酸と糖の合計量は、参考比較例７−７における有機スルホン酸と多価カルボン酸の合計量と同じである。しかし、参考実施例７−１の方が参考比較例７−７よりも物性が高く、特に強度が向上した。参考実施例７−２では、有機スルホン酸の添加量が少なくなると物性が低下する傾向が見られたものの、強度は１Ｎ／ｍｍ^２以上となり高かった。参考実施例７−３では成形時間を短くしたにも関わらず、強度は１Ｎ／ｍｍ^２以上となり高かった。参考実施例７−４では、多価カルボン酸をさらに添加することで物性の向上が見られた。

［参考実施例８−１〜８−４、参考比較例８−１〜８−６］
スギ繊維ボード（厚さ２ｍｍ）を製造した。

（参考実施例８−１）
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。

糖としてセロビオース（和光純薬工業株式会社製）、有機スルホン酸としてｐ−トルエンスルホン酸を用いた。これらと水を混合して、混合比率が質量比でセロビオース：ｐ−トルエンスルホン酸：水＝１８：０．０５：２０となった接着剤を調製した。

上記のスギ繊維１００質量部に対して、上記の接着剤を、固形分添加率が１８．０５質量部となるように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、２００℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで６分間圧締して成形体を形成した。これにより、厚さ２ｍｍ、気乾密度０．８ｇ／ｃｍ^３のスギ繊維ボードを得た。

（参考実施例８−２）
糖としてグルコース、有機スルホン酸としてベンゼンスルホン酸を用いた。これらと水を混合して、混合比率が質量比でグルコース：ベンゼンスルホン酸：水＝１８：５：２０となった接着剤を調製した。

参考実施例８−１で使用したスギ繊維１００質量部に対して、上記の接着剤を、固形分添加率が２３質量部となるように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、２００℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで２分間圧締して成形体を形成した。これにより、厚さ２ｍｍ、気乾密度０．８ｇ／ｃｍ^３のスギ繊維ボードを得た。

（参考実施例８−３）
糖としてスクロース、有機スルホン酸としてｐ−トルエンスルホン酸を用いた。これらと水を混合して、混合比率が質量比でスクロース：ｐ−トルエンスルホン酸：水＝１８：２：２０となった接着剤を調製した。

参考実施例８−１で使用したスギ繊維１００質量部に対して、上記の接着剤を、固形分添加率が２０質量部となるようにスプレーで噴霧した。その後、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、２００℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで３分間圧締して成形体を形成した。これにより、厚さ２ｍｍ、気乾密度０．８ｇ／ｃｍ^３のスギ繊維ボードを得た。

（参考実施例８−４）
糖としてスクロース、有機スルホン酸としてｐ−トルエンスルホン酸、多価カルボン酸としてクエン酸を用いた。これらと水を混合して、混合比率が質量比でスクロース：ｐ−トルエンスルホン酸：クエン酸：水＝９．８：０．４：９．８：２０となった接着剤を調製した。

（参考比較例８−１）
参考実施例８−１で使用したスギ繊維１００質量部に対して、水を添加率が２０質量部となるようにスプレーで噴霧した。その後、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、２３０℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで２０分間圧締して成形体を形成した。これにより、厚さ２ｍｍ、気乾密度０．８ｇ／ｃｍ^３のスギ繊維ボードを得た。

なお、上記の水が添加された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、２００℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで３〜６分間まで圧締して成形体を形成することを試みたが、強度が弱いものしかできなかった。

（参考比較例８−２）
糖としてスクロースを用い、これと水を混合して、混合比率が質量比でスクロース：水＝２０：２０となった接着剤を調製した。

（参考比較例８−３）
多価カルボン酸としてクエン酸を用い、これと水を混合して、混合比率が質量比でクエン酸：水＝２０：２０となった接着剤を調製した。

（参考比較例８−４）
糖としてスクロース、多価カルボン酸としてクエン酸を用いた。これらと水を混合して、混合比率が質量比でスクロース：クエン酸：水＝１０：１０：２０となった接着剤を調製した。

（参考比較例８−５）
有機スルホン酸としてｐ−トルエンスルホン酸を用い、これと水を混合して、混合比率が質量比でｐ−トルエンスルホン酸：水＝１８：３０となった接着剤を調製した。

参考実施例８−１で使用したスギ繊維１００質量部に対して、上記の接着剤を、固形分添加率が１８質量部となるように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、２００℃に加熱しながら面圧２ＭＰａで６分間圧締して成形体を形成した。これにより、厚さ２ｍｍ、気乾密度０．８ｇ／ｃｍ^３のスギ繊維ボードを得た。

（参考比較例８−６）
有機スルホン酸としてｐ−トルエンスルホン酸を用い、多価カルボン酸としてクエン酸を用いた。これらと水を混合して、混合比率が質量比でｐ−トルエンスルホン酸：クエン酸：水＝０．２：１９．８：２０となった接着剤を調製した。

（評価）
上記の参考実施例８−１〜８−４及び参考比較例８−１〜８−６で得られた成形体（ボード）について、ＪＩＳＡ５９０５に準じて剥離強さ試験（強度試験）、吸水厚さ膨張率試験（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℃の温水中に４時間浸漬したときの熱水吸水厚さ膨張率を測定した。表１１及び表１２に、ボード構成、接着条件、ボード成形条件および評価の結果を示す。

参考比較例８−１では、物性の低いボードしか得られなかった。参考比較例８−２では、糖を添加したが、物性は十分に向上しなかった。参考比較例８−３及び８−４では、カルボン酸を添加することで耐水性及び耐熱水性が向上したが、強度は低かった。参考比較例８−５では、有機スルホン酸を添加したが、強度は低かった。参考比較例８−６では、有機スルホン酸と多価カルボン酸とを添加したが、強度は低かった。

これに対して、参考実施例８−１〜８−４では糖と有機スルホン酸とを添加することで、高物性のボードが作製可能であった。

参考実施例８−１〜８−３では、糖と有機スルホン酸とを、種類及び量を変えて添加したところ、いずれも物性が向上し、特に強度において高い値を得た。特に、参考実施例８−２では、成形時間を短くしたにも関わらず、高い物性を確保した。参考実施例８−４では、多価カルボン酸の添加により物性が向上した。

各参考実施例において強度が高くなったのは、糖と有機スルホン酸との併用により、植物片中の成分の変性が進行したためと考えられる。変性は、植物片中の水酸基がエステル化されるとともに架橋されることにより生じると考えられる。

以上の結果から、糖と有機スルホン酸とを用いて、簡単な工程で高品質な接着剤及びボードを得ることができることが分かった。また、参考実施例７−１〜７−４では、厚さ５ｍｍのボードを２００℃で成形する際、５分又は１０分かかっている。ただ、参考実施例７−１〜７−４の接着剤にイソシアネートが加わることで、成形時間が短縮できることは、実施例６−１〜６−６より明らかである。

そして、上記結果から、糖、有機スルホン酸及びカルボン酸には適切な量比が存在し、次のことが分かる。
・有機スルホン酸は、糖１００質量部に対して、０．１〜７５質量部で含有されていることが好ましい。
・カルボン酸を含有しないことも実施の一様態である。
・カルボン酸を含有し、糖１００質量部に対して、０．１〜６００質量部で含有されていることが好ましい。

以上、実施例に沿って本実施形態の内容を説明したが、本実施形態はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。

Claims

糖と有機スルホン酸とを含む糖系混合物と、
イソシアネートと、
を含み、
前記糖１００質量部に対して、前記有機スルホン酸を０．１〜７５質量部含む、接着剤。
前記糖系混合物はカルボン酸をさらに含み、
前記糖１００質量部に対して、前記カルボン酸を０．１〜６００質量部含む、請求項１に記載の接着剤。
前記糖系混合物１００質量部に対して、前記イソシアネートを４〜４００質量部含む、請求項１又は２に記載の接着剤。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の接着剤と、
前記接着剤により接着される複数の植物片と、
を含む、成形板。