糖とリン酸化合物による

木材用天然系接着剤の開発

京都大学 生存圏研究所

准教授 梅村研二

開発のコンセプト

毒物・劇物不使用

強酸・強アルカリ化合物不使用

合成樹脂不使用

「化石資源に依存せず、安全・安心な木材用接着剤を開発する」

0

200,000

400,000

600,000

800,000

1,000,000

1,200,000

Other

Reaction type

Hot-melt type

Solvent type

Water type

Formaldehydetype

年

生産量 (t)

図 接着剤の種類別生産量推移Source: 日本接着剤工業会

木材 27.5％

建築21.1％包装10.2％

自動車8.3％

繊維 6.9％

ラミネート 3.0％

紙管3.2％その他14.1％

接着剤の用途別出荷量 (2012)

計: 751,622 トン

出典：日本接着剤工業会

電機 5.4％

Forest Products JournalVol61, No.1 (2010)

背 景

【合成系接着剤】

・ホルムアルデヒド系樹脂・イソシアネート系樹脂・酢ビ系樹脂 等

・化石資源由来の原料

・毒物・劇物の使用

・人体や環境への影響

【天然系接着剤】

・多糖類系・タンパク系・芳香族系・植物油脂系 等

・煩雑な調製（化石資源依存）

・作業性の悪さ

・低い接着性（特に耐水性）

【課 題】

【課 題】

新たな天然系接着剤の開発

+ ＝+

糖 リン酸化合物水

接着剤

・化学合成不要！

・水に溶かすだけ！

・触媒不要！

新技術

糖とリン酸化合物を使った天然系接着剤

単糖（グルコース等）

二糖（スクロース等）

オリゴ糖・多糖（デキストリン・デンプン等）

【リン酸化合物】

リン酸二水素ナトリウム・・・食品添加物、染色助剤

【糖】

天然物由来

＜木質成形体の製造方法＞

糖

リン酸化合物

蒸留水30ｇ90℃，18時間

木粉

Φ70mm金型

ホットプレス

【実験方法】

▌スギ木粉（木部のみ、100メッシュパス）

▌糖類

・単糖・・・・グルコース、フルクトース、キシロース

・二糖類・・・スクロース、マルトース、セロビオース

・多糖類・・・デキストリン

▌リン酸化合物

・リン酸二水素ナトリウム

＊あらかじめ60˚Cで15時間の真空乾燥

＜原料＞

＜木質成形体の耐水性評価＞

木質成形体を沸騰水中に４時間浸せき後、105℃で15時間乾燥し、

重量減少率を算出

【結果・考察】

図１．スクロースに対するリン酸二水素ナトリウム添加率の影響

図２．接着剤添加率の影響

スクロース：リン酸二水素ナトリウム比=95：5 以上 添加率：15wt%以上必要

スクロース：リン酸二水素ナトリウム比=85：15＊成形体に対する添加率：30w%

熱圧条件：１８０℃、１０分、４MPa

【結果・考察】

図３．熱圧温度の影響 図４．熱圧時間の影響

熱圧温度：180℃以上必要

スクロース：リン酸二水素ナトリウム比=85：15添加率：20wt%

スクロース：リン酸二水素ナトリウム比=85：15添加率：20wt%熱圧温度：180℃

熱圧温度：180℃

熱圧時間：7分以上必要

糖の種類

グルコース フルクトース キシロース スクロース マルトース セロビオース デキストリン

重量減少率（％）

15.1 13.1 11.7 14.6 61.8 100（崩壊）

100（崩壊）

糖：リン酸二水素ナトリウム比=85：15添加率：20wt%熱圧条件：180℃、10分、4MPa

表１．糖の種類の影響

【結果】

パーティクルボードの製造

木材チップ

+

マット成形

ホットプレス糖・リン酸化合物水溶液

リン酸化合物 糖

１７０˚C, ９min

寸法：３００×３００×９ミリ

含脂率: 20wt%

目標密度：0.8g/cm3

JIS13タイプ相当 寸法：３００×３００×９ミリ

含脂率: 20wt%

目標密度：0.8g/cm3

糖・リン酸化合物接着パーティクルボード

従来技術と本新技術との比較

【従来技術】 【本新技術】

化石資源依存

煩雑な合成

作業環境の配慮が必要

人体や環境への懸念

糖含有被着材に注意

非化石資源依存

合成不要

作業環境良好

人体や環境に優しい

糖含有被着材に有利

本接着技術を用いた安全・安心な木質材料の開発

木質成形体 パーティクルボード

糖 ＋ リン酸化合物

安全・安心な接着技術による木質材料

合板

リグノセルロース ・木材・農産廃棄物・草本系植物

ホットプレスホットプレス

ファイバーボード

天然系接着剤 混合水溶液！

想定される用途

接 着 剤

樹 脂

想定される業界

住宅、住宅設備、家具、文具、自動車・・・

木質材料を扱う業界

実用化に向けた課題

性能の検討

製造条件の検討

安全性の検証

耐久性の検討

実大実験

本技術に関する知的財産権

● 発明の名称： 木質材料用の接着剤組成物

● 出願番号： 2013-233993

● 出願人： 国立大学法人 京都大学

● 発明者： 梅村研二

お問い合わせ先

【技術内容について】

京都大学 生存圏研究所 循環材料創成分野

准教授 梅村研二

電話：０７７４−３８−３６５２

ＦＡＸ：０７７４ｰ３８ｰ３６７８

E-mail：umemura＠rish.kyoto-u.ａｃ.ｊｐ

【技術移転について】

関西TLO株式会社

担当：藤ヶ崎諒平

電話：０７５−３５３−５８９０

ＦＡＸ：０７５−３５３−５８９１

これまでの知的財産

PCT/JP2009/062182

「加熱・加圧により硬化する組成物」

発明者：梅村研二

出願人：国立大学法人 京都大学

PCT/JP2012/069169

「加熱・加圧により硬化する縮合型タンニン含有組成物」

発明者：梅村研二

出願人：国立大学法人 京都大学