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針葉樹樹皮フェノール性抽出物を利用した常温硬化型接着 剤の製造 誌名 誌名 富山県林業技術センター研究報告 ISSN ISSN 09150013 巻/号 巻/号 6 掲載ページ 掲載ページ p. 50-58 発行年月 発行年月 1992年11月 農林水産省 農林水産技術会議事務局筑波産学連携支援センター Tsukuba Business-Academia Cooperation Support Center, Agriculture, Forestry and Fisheries Research Council Secretariat

針葉樹樹皮フェノール性抽出物を利用した常温硬化型接着 剤 …高林技研報6'92 51 合し, pH 9に調製した接着剤は,市販のフェノール・レゾルシノール共縮合樹脂接着剤と同等

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Page 1: 針葉樹樹皮フェノール性抽出物を利用した常温硬化型接着 剤 …高林技研報6'92 51 合し, pH 9に調製した接着剤は,市販のフェノール・レゾルシノール共縮合樹脂接着剤と同等

針葉樹樹皮フェノール性抽出物を利用した常温硬化型接着剤の製造

誌名誌名 富山県林業技術センター研究報告

ISSNISSN 09150013

巻/号巻/号 6

掲載ページ掲載ページ p. 50-58

発行年月発行年月 1992年11月

農林水産省 農林水産技術会議事務局筑波産学連携支援センターTsukuba Business-Academia Cooperation Support Center, Agriculture, Forestry and Fisheries Research CouncilSecretariat

Page 2: 針葉樹樹皮フェノール性抽出物を利用した常温硬化型接着 剤 …高林技研報6'92 51 合し, pH 9に調製した接着剤は,市販のフェノール・レゾルシノール共縮合樹脂接着剤と同等

50

針葉樹樹皮フェノール性抽出物を利用した常温硬化型接着剤の製造

高野了一本

Production of Cold-Setting Adhesives Utilizing Phenolic Extracts from Coniferous Barks.

T AKANO, Ryoichi.

Methanol extracts and the ethanol-soluble fraction of the methanol extract were

prepared from the whole bark of karamatsu (siberian larch, Larix sp_) and the inner bark

of sugi (Cryptomeria japonica D_Don)_ And then the production methods of cold-setting

adhesives based on these phenolic extracts was examined. Furthermore, effects of

molecular weight of flavanols as the main phenolic on properties of adehesives were

investigated. The results were summarized as follows:

1) The best production methods for extract-based cold-setting adhesive was obtained by

simple mixture of extract and resorcinol resin, without any prereaction

2) The adbesive consisting of 50 parts of methanol extract from karamatsu or ethanol

soluble from sugi, 50 parts of resorcinol resin, 15 parts of paraformaldehyde at pH 9 had

higher bonding ability than that of a commercial PRF adhesive

3) The main phenolic of extract was flavanol. The ethanol soluble fractions of karamat

su and sugi were fractionated by Sephadex LH-20 column chromatography, and monomer-

ic, dimeric and polymeric flavanols were obtained. It was found that the dimeric flavanol

had better bonding strength and lower viscosity than the polymeric flavanol. These result

indicated that the reduction of high molecular weight polyphenols was useful in the

production of cold-setting adhesive.

北洋産カラマツ樹皮のメタノール抽出物,県産スギのメタ ノール抽出物中のエタ ノール可溶

部を原料に用い,常温硬化型接着剤の製造法を検討した。また,樹皮フェノール性抽出物の主

要構成成分であるフラパノール類の分子量が接着剤の性質に与える影響を検討した。その結果

を要約すれば以下のとおりである。

1) 常温硬化型接着剤の調製法は,抽出物を予め樹脂化するよりも,レゾルシノール樹脂と単

に混合する簡易な方法が最も良かった。

2) 抽出物,レ ゾルシノール樹脂, パラホルムアルデヒドを重量部で50: 50 : 15部の割合で混

1992年 6月25日受理

本報告の一部は農水省バイオマス変換計画の成果報告会 (1991, 2,筑波)において発表した。

*木材試験場

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高林技研報 6 '92 51

合し, pH 9に調製した接着剤は,市販のフェ ノール・レゾルシノール共縮合樹脂接着剤と同等

以上の接着カを示した。

3) Sephadex LH・20のカラム クロマト グラフィーで分子量分画したフラパノール類の粘度およ

び接着力を測定した結果,二量体分画部分は多量体分画部分に比べて低粘度で接着力が高かっ

た。したがって,常温硬化性に優れた接着剤を得るためには,高分子量の抽出物を低分子化す

る方法が有効と考えられた。

1.はじめに

一般に,カラマツ,スギ等の針葉樹樹皮中のフェ

ノール成分はA環にフロロ グルシン型の置換基を有し

ており 1にその構造的特性を活かした方向としてレゾ

ルシノール系樹脂接着剤が有望と考えられる。レゾ

ルシ ノール系樹脂接着剤は,耐水性,耐久性に優れ

た常温硬化型接着剤として集成材工業等で採用され

ているが,非常に高価であることが難点である。南

アフリカ等では,レ ゾルシノールの一部をワッ トル

タンニンで代替した接着剤が実用化されておりへそ

の多くが廃棄処分されている針葉樹樹皮のフェノー

ル性抽出物が同様に利用できれば,本接着剤はコス

ト的にも安価になることが予想されへ実用化の可能

性も高まるものと考えられる。

そこで本研究では,前報4)で接着剤原料と して有望

と認められたカラマツ樹皮のメタノール抽出物およ

びスギ樹皮のメタノール抽出物中のエタ ノール可溶

部を用いて,常温硬化型レゾルシノール系樹脂接着

剤の適正な樹脂調製法,調製条件について検討した。

また,より常温硬化型に優れた抽出物を得ることを

目的に,樹皮フェノール性抽出物の主要構成成分で、

あるフラパノール類の分子量と接着性の関係につい

ても引き続き検討した。

2.実験方法

2.1 供試樹皮

北洋産カラマツおよび県産ボカスギ。いずれも陸

上貯木中の原木から採取し,約10日間暗所で風乾し

てからウィレーミルで 2mm以下に粉砕して試料とし

た。なお,カラマツは全樹皮,スギは内樹皮を供試

した。

2.2 フェノール性抽出物の調製および精製

フェノ-)叶全抽出物の調製は,前報叫と同様に行い,

カラマツからメタノール抽出物,スギからメタノー

ル抽出物中のエタノール可溶部を得た。また, Se.

phadex LH-20のカラムクロマト グラフを用いる方法5)

によ って,スギ樹皮からフラパノール単量体,二量

体および三量体以上の多量体分画部分 (1)を,同

様の方法でカラマ、ソ樹皮から多量体分画部分(II)

をそれぞれ分別した。試料はすべて凍結乾燥して実

験に供した。

2.3 フェノール性抽出物の性状分析

全フェノール量はFolin-Denis法6),HCHO-HCI法

による沈澱物生成量は矢崎ら7)の方法に従い定量した。

分子量分布は,鮫島ら1)の方法に従って,メチル化し

た抽出物をGPCによ って測定した。

2.4 粘度およびゲル化時間の測定

粘度はE型回転粘度計(東京計器KK)を用い, 25.C

で測定した。また,ゲル化時間は 2mtの試験管に接

着剤を 1mt入れ,25.Cの恒温槽中で接着剤がゲル化

して,中に入れたガラス棒が抜けなくなるまでの時

間とした。

2.5 樹脂および接婚淘!の聞製

Pizzi8)らの方法を参考に,次の 4種の方法で樹脂を

調製した。なお, 50%濃度抽出物は30%メタ ノール

水溶液に抽出物粉末を溶解して調製した。

(1) 50%濃度の抽出物200部に, 37%ホルマリ ン3

部を混合し, 76.Cで2時間加熱した後,レゾル

シノール50部, NaOH 1部を加え,同温度でさ

らに 1時間加熱し,樹脂 Iとした。

(2) 50%濃度の抽出物200部に,レゾルシノール50

部, 37%ホルマリン 3部, NaOH 4部を混合し,

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52

70.Cで 1時間加熱し,樹脂IIとした。

(3) レゾルシノール50部, 37%ホル7 リン12部,

NaOH 3部を混合し 93.Cで1待問加熱して調

製したレゾルシノール樹脂を50%波度の抽出物

200部に混合し,樹脂IIIとした。

(4) 50%濃度の抽出物200部にレソツレシノール50部,

NaOH 4部を混合し樹脂IVとした。

これらの樹脂から次の方法によって接着剤を調製

した。各樹脂液(固形分として)100部に95%パラホ

ルムアルテヒド16部,やし殻粉10部を加え, 40%

NaOH水溶液て"pH8に,粘度は水を加えて約2000cp

になるように調製した。

分子量分画した試料については(2),(3)と同様の方

法で樹脂化し,接着剤とした。ただし, (2)の場合の

ホルマリン添加量はフラパノール単量体および二量

体分画部分の場合は16部, 多量体分画部分について

は 3部(これを越えると反応中にゲル化)とした。

2.6 接着カ試験

カパの柾自板 (5X25X65mm)を用いて繊維方向

が平行な二枚合わせの試験片を作製し,引張りせん

断接着力を測定した。接着条件は圧締温度25.C,圧

締時間20時間,圧締庄15kgf/cm'とし,25.C, 65%R.

H.の恒温室で'28日間養生後,常態, 煮沸繰返し試験

に供した。測定値は試験片 8個の平均値で示した。

なお,圧締混度100.C,圧締時間 3時間,圧締庄15

kgf/cm'て

3.結果と考察

3.1 樹皮フエノール性抽出物の収率と性状

各抽出物の樹皮絶乾重量当りの収率と性状を表一

1に示す。表より ,カ ラマツ樹皮のメタノール抽出

物の収率は16.2%であり,抽出物中の全フェ ノール

量は62.0%,HCHO・HCI沈澱量は89.5%を示した。

一方,スギ樹皮の場合は,メタノール抽出物中のエ

タノール可溶昔日の収率は16.5%であり,可j容部中の

全フェノール量は67.6%,HCHO-HCI沈澱量は86.3

%であった。なお,カラマツのメタノール抽出物中

には,エタ ノールに不溶な成分は殆どなく,スギに

は約 9%存在した。

また,重量および数平均分子量はスギよりもカラ

マ、ソの方が大きし分子量分布の幅も大きい。

3.2 常温硬化型接着剤の製造

3.2.1 樹脂調製法の検討

2.5に示した 4稜の方法でf尋た樹月旨から接着斉IJを調

表一1 フェノール性抽出物の収率と性状

Yields and properties of phenolic extracts from the whole bark of karamatsu and the inner bark of sugi

抽出物収率的 全フェノール量制 HCHO.HCI沈澱物bl

Yield Phenolics HCHO.HCI ppt Mwcl Mndl Mw/Mn Extracts

(%) (%) (%)

カラマツ

メタノール抽出物 16.2 62.0 89.5 1750 870 2.01

Karamatsu

MeOH extracts

ス ギ

エタノール可溶部 16.5 67.6 86.3 1270 850 l.49

Sugi

EtOH solubles

a) カラ 7',/全樹皮,スギ内樹皮の絶乾重量当りパーセン ト

Percentage by weight of oven.dried whole bark of karamatsu and inner bark of sugi b) 科4llHH物の絶乾重iil当りパーセ ント

Percentage by weight of oven.dried extract c) 霊iii平均分子量

Weight.average molecular weight d) 数平均分子量

Number.average molecular weight

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時の値に達せず,常温硬化性に劣った。この樹脂III

は,樹脂 IとIIのように抽出物を反応器でメチロー

ル化したり,レゾルシノール類と共縮合化する必要

はなく,予め調製したレゾルシノール樹脂と混合す

るだけでよく,操作が簡単であり ,現場でも容易に

実施できる接着剤調製法と言える。

なお,Pizziら8)はワットルタンニンを用いて樹脂 1,

II, IIIを調製した結果,いずれも満足のゆく常温硬

化型接着剤になり得たと報告しているが,本実験で

は樹脂1, 11の常温硬化性は低かった。その原因の

ーっとして,カラマツやスギ等の針葉樹樹皮のフェ

μ試

fレ叶川

h

k

試い目

y沸叫

市凡凶煮

Q

C

)水破$%Wood failure

富林技研報 6 '92

製し常態および煮沸繰返し後の接着カを比較した。

その結果を図ー 1,2に示す。まず, 100'C -3時間

の熱圧条件で媛着した場合,カラマツ,スギとも常

態接着力70-80kgf/cm',煮沸繰返し接着カ60-70

kgf/cm'を示し,樹脂調製法の違いによる接着カの差

異は見られなかった。しかし,常温で接着した場合,

調製法によって接着力は明らかに異なり,その影響

は大きい。即ち,カラマツ,スギとも 4種の方法の

中では,樹脂IIIが最も接着力が高<, 100'Cで熱圧接

着した場合と同等の常態および煮沸繰返し接着カを

示した。その他の接着剤は,いずれも熱圧接着した

μ試

川-1

験抗副加

匝繰児

MUvd温明

C

和断熱

Q

口圃

)木崎ヰf%Wood failure

。0) (56)

(3目 曲目

kgf/cm'

100

n

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n

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4

4

nJU

ZH凶ロ宮窃誌ω耳切

=ωEト

札刊咽町富イキP

駿一冊

(47) ωX4日 (42)

(44) (76)

3hr 100'C

kgf/cm'

100

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z誌ロ

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肋剖断道)『引f

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(23)

(9)

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2

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25"C-24hr

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100

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ZH国

E』】回』国

22目

E'F

倒mt圃J

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出一冊

(5)

(25) H日(OXO) (OXIO)

~ 11 ~

24h 25'C kgf/cm'

100

AHV

A

HV

A

HV

A

HV

nnu

h

υ

4

4

n〆“

ZH凶EhHω

22目

E'H

的剤師道、吋

VP蝶一冊

m 樹脂

Resin

図-2 樹目旨調製法と接着カの関係 (ス ギ)Relation between bonding strength and resin prepara-tion method (Sugi).

w 。

m

樹 脂

Resin

図-1 樹胎調製法と接着カの関係 (カラ7 ツ)Relation between bonding strength and resin prepara-tion method (Karamatsu)

W 。

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ヒド添加量の影響を調べ,適正な調製条件を求めた。

まず摘出物とレゾルシノール樹脂の配合割合につい

ては,1/2, 1/1, 2/1とし, pHについては,各混合物

について40%NaOH水溶液を用いて 7, 8, 9の条

件を設定し,それぞれの接着力を比較した。なお,

比較のために市販のフェ ノール ・レゾルシノール共

縮合樹脂(大日本イ ンキ化学工業KK製,プライオー

フェン MD3003,以下PRFと略)接着剤についても

同様に試験した。その結果を図-3, 4に示す。こ

れより明らかなように,カラマツ,スギとも接着剤

調製に当ってはpHの影響が非常に大きいことが分か

る。pHが低いとレゾルシノール樹脂の配合割合を増

()3?J7illure 仁コ pH7 VilZ2l pH8

54

ノール性抽出物はA環にフロロ ク。ルシン型の置換基を

有し分子量も大きいため,ワットルに比べて非常に

反応性が高<,樹脂合成の際,少量のホルマ リンを

添加しただけで容易に高分子化 し, A環さらにはB環

上の反応位置が多数未反応状態てが残っていても,常

温ではその硬化が進まず,十分な接着カが得られな

かったものと考えられる。この傾向は,スギよりも

分子量が大きいカラマツにより顕著で、あった。

3.2.2 接婚剤鯛製条件の検討

前述のよ うに, 2.5て示した樹脂調製法では,樹脂

IIIが良好で、あったので,ここではこの方法により,

さらに抽出物配合割合,pHおよびパラホルムアルデ

)本破率%Wood (ailure

仁コ pH7 ~ pH8 _ pH9

kgf!cm2

100

_ pH9

kgf/cm2

100

(附

煮沸繰返し試験

Cyc1ic boiling test

(前iX70)価)U5X66)

nHv

AHu

A

Hv

nHu

n丸u

P悦v

aa置

内〆

丙』』H誌凶己

ω」“的』M筒川目出れωw岩戸』』凶

=的

cω↑

拘剤師止圏、吋

P

勝一冊

(64)

煮沸繰返し試験

Cyclic boiling test

AHV

A

Hv

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A

HV

ORU

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nJhg

£国ロω』判的

』烈

-BCω'H

柏咽町道イギ

{-騨一m

常態試験

0

kgf/cm2

120

0

kgf/cm2

120 Dry test 常態試験

Dry test dHHH

B (

(30

MM

ωEWWwwwuzz

MMA

AHV

(I2XI日

(0)

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n

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抗日N3

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4H国ロE“凶』司

ω』的

--2ω』‘

抑制小道イギP

娘一m

1/2 1/1 2/1

配合割合 (R樹脂/抽出物)

Mixing ratio (resorcinol resin/ extract 1

図-4 配合割合と接着力の関係 (スギ)Relation between bonding strength and mixing ratio (Sugi).

PRF 。

1/2 1/1 2/1

配合割合 (R樹脆/抽出物)

Mixing ratio (resorcinol resin/extractl

図-3 配合割合と接着力の関係 (カラ7 ツ)

Relation between bonding strength and mixing ratio (Karamatsu)。

PRF 。

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55

次に,抽出物配合割合と硬化剤添加量の影響を検

討した。抽出物/レゾルシノール樹脂は1/2,1/1と

し,パラホルムアルデヒド添加量は樹脂固形分当り

5, 10, 15, 20%とし,それぞれの接着力を比較し

た結果を図-5, 6に示す。これより ,カ ラマツ,

スギともパラホルムアルデヒド添加量が増加するに

従って接着カは増加し,配合割合が1/2,1/1のいず

れの場合も 15%で最大を示し,これ以上添加量を増

μ試

川Ld

h

MR児

y沸叶

常九山煮

Q

口一圃

)木般車%Wood failure

E詰

加しでも硬化が進まず,いずれの配合割合において

も,常態てiまpHが高いほど接着力は大きい。なかで

も,配合割合を1/1とし, pH 9に調製した接着剤は,

常態接着力がカラマツで約1l0kgf/α11'(木破率81%),

スギでb約100kgf/α11'(木破率27%) を示し, 市販の

PRF接着剤の値を上回った。また,煮沸繰返し後の

接着力もPRF接着剤に比べて遜色はなく, 耐水性に

も優れ,十分実用に供し得ることが示唆された。

仁コ 常態試験Dry test

- 煮沸繰返し試験Cyclic boi1ing test

)本般車%Wood failure

R樹脂/抽出物=1/2resorcinol resin/ ex tract = 1/2

kgf/cm2

100

R樹脂/抽出物=1/2resorcinol resin/ extract = 1/2 kgf/cm2

100

(5XIω) (15)

〔 ω(3X8)

ω円hL

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(66)

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(45) (0)(25)

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Z渇ロ

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ω』ω-ECωト

的経逼イ中

r騨一回

。。R樹脂/抽出物=1/1resorcinol resin/ extract = 1/1

kgf/cm2

120 R樹脂/抽出物=1/1resorcinol resin/ ex tract = 1/ 1

羽田

kgf/cm2

100

(44)

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100

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(13) (24)

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4

4%E』封

22EEH

抑制MK圃J

『中P忠一冊

5 10 15

ノマラホノレムアルデヒド添加量Added amounts of paraformaldehyde

パラホルムアルデヒド添加量と接着力の関係(スギ)

Relation between bonding strength and added amounts of paraformaldehyde (Sugi)

20% 。

20% 5 10 15 ノマラホノレムアルデヒド添加量

Added amounts of paraformaldehyde

図-6パラホルムアルデヒド添加量と接着力の関係(カラマツ)

Relation between bonding strength and added amounts of paraformaldehyde (Karamatsu).

図-5

Page 8: 針葉樹樹皮フェノール性抽出物を利用した常温硬化型接着 剤 …高林技研報6'92 51 合し, pH 9に調製した接着剤は,市販のフェノール・レゾルシノール共縮合樹脂接着剤と同等

56

表-2 フェノール性摘出物接着剤の粘度とゲル化時間

Viscosity and gelation time of phenol extracts adhesive.

配合割合 図形分濃度

接着剤 (R樹脂/摘出物) Solid

Mixing ratio (resorcinol concentration pH

Adhesive

resin/ extract) (%)

J'IlJl:l:l物接着剤

Extracts adhesives

カラマツ b) 1/ 2 55 9.0

Karamatsu 1/ 1 /1 /1

ス ギC) 1/ 2 55 9.0

Sugi 1/ 1 /1 /1

PRF桜新斉IJ 52 7.5

PRF adhesive

a) 抗IHB物絶乾盈ilt当リバラホルムアノレデヒ ド15%添加

Added 15% paraformaldehyde based on oven dry weight of extracts b) メタ ノ-}レ州山物

MeOH extracts c) エタ ノール抽出物

EtOH solubles

加しても接着カは向上しなかった。なお,本接着剤

の硬化剤使用量はPRF接着剤のそれ(樹脂固形分当

り15-20%)とほぼ同程度であるが,樹脂合成の際

に使用するパラホルムアルデヒド量は,樹脂固形分

当りに換算すると,配合割合1/2で約 3%, 1/1で約

4.5%となり PRF接着剤の30-50%川こ比べて非常に

少なし、。ホルムアルデヒドの使用は,衛生 ・環境の

保全およびコス ト面からも節減が望まれて'おり,少

量のホルムアルデヒドで樹脂を合成し得ることは樹

皮フェノール性抽出物接着剤の有利な一面と言える。

3.2.3 粕度とゲル化時間

180

150

E 120 [ 巴ど土 】ー堂

ギト」、!t号】ロ2コ 90

60

30

粘度(CP) ゲル化時間0)

Viscosity at 25'C Gelation time

調製後 7カ月 at 25'C

Initial 7months (min)

475 1840 30

230 670 40

155 360 30

100 240 40

175 245 180

R樹脂/抽出物

resorcinol resin/ extract

O 1/1

へ• 1/2

10 15 20 25 30 'c 『品!主

Temperature

図-7 温度とゲル化時間の関係

抽出物とレ ジルシ ノール樹脂の混合液 (樹脂III)

の粘度とゲル化時間を表-2に示す。まず最初に,

調製直後の混合液の粘度は,スギよりもカラマツの

方が,また抽出物の配合害lj合の多い方が高いが,い

ずれもPRF接着剤lに比べて大きな違いは見られなか

った。また,混合液を25'Cの恒温室内に 7カ月放置

した場合,粘度はカラマツで約 3-4倍,スギで約

Relation between gelation time and temperature.

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宮林技研報 6'92

表-3 フラパノール類の収率と性状

Yields and properties of flavanols by gelfiltration

分画部分収率a)

全フェノール量b)

Main component Yield

Phenolics(%) Mw Mn Mw/Mn

(%)

単琵体d)

Monomeric flavanol l.0 93.4 430 390 l.1

二量体d)

Dimeric flavanol l.7 93.5 570 530 l.1

多量体 (1 ) d)

7.8 Polymeric flavanol ( 1 )

95.0 1560 1190 1.3

多量体(II)e) 7.0

Polymeric flavanol (11) 78.1 1970 1300 l.5

a) 樹皮絶乾重量当り パーセント

Percentage by weight 01 oven-dried whole bark 01 karamatsu and inner bark 01 sugi b) 抽出物絶乾重量当り パーセント

Percentage by weight 01 each oven.dried Iraction c) 紺1出物絶乾重量当りバラホノレムアノレデヒドを10%添加, ~al出液濃度は40%

Added 10% paralormaldehyde based on oven dry weight 01 extracts Solid concentration 01 extracts solution is 40%.

d) スギ樹皮より銅製

From sugi e) カラマツ樹皮より調製

From karamatsu

粘度 ゲル化時間c)

Viscosity Gelation time

at 25'C (cP) at 70'C (min)

240

60 120

650 45

3900 40

表-4 スギ樹皮フラパノール類の分子量と接着力の関係

Relation between bonding strength and molecular weight of flavanols.

引張りせん断強さ (kgf/cm')と木破率(%)

樹脂 分画部分 Shear strength (kgf/ω)and Wood failure(%)

Resin Main component 常態 煮沸繰返し

Dry test Cyclic boiling test

単量体 57.7 (0) 85.0 (15)

Monomeric flavanol

II 二量体 86.5 (85) 70.0 (60)

Dimeric flavanol

多量体 (1) 75.3 (25) 62.1 (5)

Polymeric flavanol (1)

単量体 36.7 (0) 26.0 (0)

Monomeric flavanol

III 二量休 87.0 (55) 69.0 (60)

Dimeric flavanol

多量体 (1) 76.5 (30) 63.0 (15)

Polymeric flavanol (1)

57

2 -3倍上昇し, PRF接着剤!の約1.4倍の上昇に比

べてその変化は若干大きかったが,樹脂の分離や凝

固等も観察されず,液状で保存しても実用上十分な

貯蔵安定性を有しているものと恩われる。

次に,この混合液にパラホルムアルデヒドを樹脂

固形分当り 15%添加した場合のゲル化時間について

見ると,最も高い接着力を示したpH9近辺でのゲル

化時聞は, PRF接着剤の1/4-1/6であり ,かなり短

かった。特に,本接着剤は図ー 7に示すように温度

依存性が大きし例えば,カラマツの場合,配合比

1/1のゲル化時間は10'Cで約180分, 25'Cで約40分を

示し,温度が高いほどゲル化が促進されるので, 実

際の塗布作業では接着剤を保冷するなどの工夫も必

要と考えられた。

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3.3 接着剤の性質に及ぽすフラパノール分子量の

影響

一般に針葉樹樹皮のフェノール性抽出物の主成分

であるフラパノール類は,通常単量体から分子量数

千の多量体まで各種重合体の混合物として存在して

おり,分子量か被着剤の性質に与える影響は大きいへ

ここでは,最初に抽出物からフラパノール単量体,

二量体および多量体分画部分を分別し,それらの収

率および性状を測定した。その結果を表-3に示す。

次に,スギ樹皮抽出物の各分画部分を用いて 2.5(2),

(3)の方法に準じて接着剤を調製し,それぞれの常温

における接着カを比較した。その結果,表-4に明

らかなように,いずれの調製法でも二量体分画部分

が最も高い接着力を示 し,その接着力はPRF接着剤

に匹敵した。 したがって,常温硬化性に優れた接着

剤原料を調製するには高分子量のフラパノール類を

低分子化し,分子量分布の幅を小さくすることが一

つの有効な方法と考えられる。ただし,単量体分画

部分は水に難洛であり,レゾルシノール類と混合し

ても良好な樹脂液にならず,接着性は劣った。

なお,前報4)では高分子量分画部分ほど接着カの高

いことを報告したが,これは本実験の結果と矛盾す

る。この主な原因として,前報では樹』旨調製の際の

ホルマリン添加量が 3部と少なかったため,低分子

量分画部分は樹脂化が進まず接着力が低下したもの

と推測される。フラパノール類が樹脂化するに十分

なホルムアルデヒド量を添加すれば,本実験結果の

1 ) 鮫島正浩,善本知孝木材学会誌, 27,491-

497 (1981)

2 ) Pizzi,A.: Condensed Tannin for Adhesives,

Ind.Eng.Chem.Prod.Res.Dev.,21 ,359-369

3 ) 高野了一 .樹皮抽出物接着剤の製造コスト調

査,富山県林業技術センター資料 (1990)

4) Takano,R.: Samejima, M. et al Mokuzai

Gakkaishi,35,168-172 (1989)

5) Samejima,M.: Yoshimoto,T.: Mokuzai Gak-

ように低分子量分画部分の方が高分子量分画部分よ

り高い接着力を示すものと恩われる。

フラパノール類の粘度,ゲル化時間については,

褒-4に示すように,分子量が小さい分画部分ほど

粘度は低<.ゲル化時聞は長い。一般に,樹皮フェ

ノール性抽出物接着剤jは粘度が高<.可使時間が短

い欠点を有しているが2Lフラパノール類の低分子化

は,抽出物接着剤の塗布性の改善や可使時聞の延長

等にも効果的と 言える。

4. まとめ

北洋産カラマツ樹皮のメタノール抽出物, 県産ス

ギのメタノール抽出物中のエタノール可溶部を原料

に用いた常温硬化型接着剤の製造法を検討した。そ

の結果,抽出物を予め樹脂化するより,レ ゾルシノ

ール樹服と単に混合する簡易な調製法が最も良<,

両者を等量配合した接着剤は,市販のフェノール・

レゾルシノール共縮合樹脂接着剤の接着カを上回っ

た。本接着剤は貯蔵安定性も実用的に支障はなし

廃棄樹皮から原料抽出物を安価に得ることができれ

ば,高価なレゾルシノール系樹脂接着剤の代替とし

て笑用化の可能性も高いと思われる。

また,フェノール性抽出物の主要構成成分である

フラパノール類の分子量と接着性の関係を検討した

結果,二量体分画部分の接着力が最も高<,フェノ

ール性抽出物を低分子化でトきれば,より高性能な常

混硬化型接着剤の製造が可能なことが示唆された。

kaishi,25,671-677 (1979)

6) Swain,T.: Hil1is,W.E.: J.Sci.Fd.Agric.,10,63-

68 (1959)

7) Yazaki,Y.: Hil1is,W.E.: Ho!zforshung,34, 125

-130 (1980)

8) Pizzi,A.: Roux,D.G.: J.Appl.Po!ymer Sci.,

22,1945-1954 (1978)

9 ) 半井勇三:木材の接着と接着剤,森北出版, 63

-66 (1968)