甘蔗渣成型体的制作方法
【专利摘要】一种通过由甘蔗渣成型的甘蔗渣成型体。该甘蔗渣通过粘合剂成分粘合，该粘合剂成分是在热压成型过程中形成的改性的甘蔗渣成分。该甘蔗渣在多元羧酸和有机磺酸的存在下粘合。通过将多元羧酸和有机磺酸组合使用，可以获得具有高粘合性、高耐水性、释放很少甲醛、并且抑制真菌发生的成型体。
【专利说明】甘蔗渣成型体
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种甘鹿洛产品,其由含有植物片段(plant element)的甘鹿洛制成。甘蔗渣产品包括通过粘合剂成分粘结在一起的甘蔗渣碎片，该粘合剂成分是通过对甘蔗渣中原本含有的成分进行改性而得到的一种物质。
【背景技术】
[0002]刨花板或纤维板这种木基板材可以由颗粒或细纤维制成，颗粒和细纤维是从木材业中得到的废木或建筑废木衍生而得。由于木基板材的材料比胶合板材料价廉，所以木基板材在全世界的生产得以增加。在此方面，植物片段制成的板材也称为木基板材。植物片段可以衍生自洋麻、水稻、竹子、亚麻等草本植物；稻草；小麦秸杆；油棕榈纤维；甘蔗渣或者甜菜渣。油棕榈纤维是榨油后剩下的纤维，甘蔗渣是从甘蔗提取糖后剩下的残渣，甜菜渣从甜菜提取糖后剩下的残渣。木基板材可以由这些农业废料制成。
[0003]刨花板和纤维板是通过将颗粒或细纤维与尿素树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂等合成树脂粘合剂混合，再将所得混合物成型而制备。因此，会有下面这种情况，即刨花板和纤维板含有对人体有害的成分，例如甲醛，其为合成树脂粘合剂的一种原料。因此，当刨花板或纤维板这种板材用作房屋的内部材料时，甲醛等有害成分会从板材挥发，这会对居民的健康产生不利影响。此外，回收利用板材时，板材又被粉碎成颗粒，这些颗粒再次与合成树脂粘合剂混合，并且可以将所得混合物成型为刨花板。在此方面，固化的合成树脂残留在板材回收所得的颗粒上并阻碍粘合。因此，具有板材强度等性能方面问题和难以回收利用板材的问题。此外，焚烧板材会导致合成树脂粘合剂燃烧从而产生有害气体的问题。鉴于上述情况，人们一直想开发这样一种板材，即其粘合剂成分是由颗粒、细纤维等材料中原本含有成分衍生而得，并且不使用合成树脂粘合剂。
[0004]引用文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I JP6O-3O3O9 A
[0007]专利文献2 JP3034956 B2
[0008]专利文献3 JP2002-361611 A
[0009]专利文献4:W02010/001988 Al
【发明内容】
[0010]技术问题
[0011]颗粒和细纤维等狭窄植物片段进行热压成型以将狭窄植物片段通过狭窄植物片段原本含有的粘合剂成分而彼此粘合得到的板材，称为使用植物片段原本含有成分粘合的植物片段的板材。例如，公开一种无粘合剂板材的制备方法(参见专利文献I)。例如，该无粘合剂板材由甘蔗渣、玉米秸杆、向日葵秸杆和/或亚麻秸杆制成。该方法采用热压成型，温度范围大约为180°c -230°c。此外，公开一种无粘合剂板材的制备方法(参见专利文献2) ο该无粘合剂板材由作为木质纤维素材料的锦葵科(Malvacaea)韧皮纤维植物材料制成。该方法采用热压成型，温度范围大约为180°C -250°C。
[0012]如上所述，无粘合剂板材是通过高温加热植物片段以将植物原本含有成分改性为粘合剂成分而制成。因此，已经研究含有大量易于改性成粘合剂成分的成分的草本植物，作为无粘合剂板材的材料。
[0013]但是，由于当改性不充分时粘结强度降低，因此无论草本植物还是木本植物制成的无粘合剂板材目前都尚未投入使用。此外，由于加热和压制是在蒸汽的存在下进行，因此具有要求使用蒸汽喷射机等专用压力机的问题或加压耗费时间长的问题。在没有蒸汽存在的情况下，具有要求在远远高于200°C的高温下加热的问题或者要求将植物片段加工成精细粉末的问题。
[0014]在这些情况下，为了粘合植物片段，已经考虑添加盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、硝酸盐等(参见专利文献3)。
[0015]但是，专利文献3中描述的方法要求添加大量水进行改性，结果该方法导致压制耗费时间长的问题。特别是，关于形成厚板，不但有由于压力机导热不充分以及残留水分潜热影响而导致升温慢，从而压制时间长的问题，还有长时间加热板材表面的植物片段而导致劣化的问题。
[0016]最近，作为成型组合物、木材粘合剂组合物等，已经对含有粉末状或碎片状的植物衍生材料和多元羧酸作为必要成分的组合物以及含有粉末状或碎片状的植物衍生材料、多元羧酸和糖类作为必要成分的组合物进行了研究(参见专利文献4)。
[0017]但是，存在这样的问题，即专利文献4公开的成型组合物在没有添加糖类时物理性质不足。此外，不但有压制耗费时间长的问题，还有长时间加热表面植物片段而导致劣化的问题。
[0018]目前，由传统粘合剂和草本植物来代替木本植物制成的刨花板和纤维板并没有广泛使用。这是因为草本植物比木本植物含有更多的低分子成分，并且这些成分导致出现真菌。此外，这是因为这些板材的物理性质比木本植物制成的刨花板和纤维板低，因为低分子成分阻碍粘合并导致耐水性降低。特别是，由于提取后依然残留的糖类占甘蔗渣(提取糖后剩余的残洛)低分子成分(low components)的大部分,所以甘鹿洛制成的板材易于出现真菌并且其防潮性能易于降低。在此方面，即使当采用专利文献3和4公开的方法以甘蔗渣为原料来制备板材时，成型耗费时间较长并且难以抑制真菌出现。因此，难以实际应用甘蔗渣板材。然而，甘蔗渣是还没有用作资源的农业废料，因此，人们一直以来期望能有效地利用甘蔗渣。
[0019]鉴于以上不足，已完成本发明，目的在于提出一种由甘蔗渣制成并具有高耐水性的产品，其中甘蔗渣的碎片彼此强力粘合并且释放甲醛的可能性较小。
[0020]技术方案
[0021]根据本发明的一种甘蔗渣产品，是由甘蔗渣成型，甘蔗渣是甘蔗提取汁液后剩余的残渣。甘蔗渣产品包括通过粘合剂成分彼此粘合的甘蔗渣碎片。该粘合剂成分是通过对甘蔗渣中含有的成分进行改性而得到的。改性是通过在成型过程中加热、加压而引起的。在多元羧酸和有机磺酸的存在下，通过粘合剂成分进行甘蔗渣碎片的粘合。
[0022]优选地，甘蔗渣产品包括至少一种以下特征:甘蔗渣含有一种可溶性成分，其可在90°C下通过热水提取3小时进行提取，并且相对于甘蔗渣干物质含量，可溶性成分的百分比为3质量％或以上；甘蔗渣含有蔗糖，其可在90°C下通过热水提取3小时进行提取，并且相对于甘蔗渣干物质含量蔗糖的百分比为3质量％或以上，蔗糖在干燥状态的甘蔗渣产品中的百分比低于I质量％ ;多元羧酸包括琥珀酸、衣康酸和苹果酸中的至少一种；有机磺酸包括对甲苯磺酸和苯磺酸中的至少一种；甘蔗渣碎片的粘合在糖类存在下进行；甘蔗渣碎片粘合在以下条件下进行:基于100份甘蔗渣干物质，多元羧酸的固体质量含量范围为0.1-20质量份，有机磺酸的固体质量含量范围为0.1-20质量份；甘蔗渣产品具有板材形状；甘蔗渣产品根据JIS Z 2911在抗真菌性测试的三级视觉评估中被评为O级，其表示没有发现真菌生长。
[0023]发明的有益作用
[0024]关于根据本发明的甘蔗渣产品，由于甘蔗渣碎片的粘合是在多元羧酸和有机磺酸的存在下进行的，因此碎片彼此强力粘合，并且甘蔗渣产品具有高耐水性并不太可能释放出甲醛和出现真菌。
[0025]实施方案
[0026]下面将对根据本发明的实施方案进行说明。
[0027]本发明涉及一种由甘蔗渣(甘蔗提取汁液后剩余的残渣)成型的甘蔗渣产品。甘蔗渣碎片通过粘合剂成分彼此粘合，该粘合剂成分是通过对甘蔗渣中原本含有的成分进行改性而产生的。改性是通过在成型过程中加热、加压引起的。甘蔗渣碎片的粘合是在多元羧酸和有机磺酸的存在下通过粘合剂成分而进行。
[0028]通常，用于木基板材的植物片段原材料的植物的实例包括:针叶树、阔叶树等木本植物；一年生或二年生草本植物；和提取谷物、植物油、植物糖类等后剩余的农业废料。农业废料的具体实例包括:洋麻、水稻、竹子、亚麻等草本植物；甘蔗渣；甜菜渣；稻草；小麦秸杆；和油棕榈纤维。但是，农业废料并没有广泛用作木基板材的植物片段原料。这是因为农业废料通常含有比木本植物更多的糖类等热水溶性成分。当使用一般粘合剂时，植物中的热水溶性成分会导致真菌出现、对粘合的阻碍以及耐水性降低。由含有较少的热水溶性成分的植物片段制成的板材在物理性质上更优异。因此，由一年生或二年生草本植物或农业废料制成的板材尚未投入实际使用。
[0029]特别是，关于甘蔗渣(甘蔗提取糖后的残渣)和甜菜渣(甜菜(sugar cane)提取糖后的残渣)，蔗糖占其低分子成分的大部分。因此，如果使用一般粘合剂将甘蔗渣和甜菜渣成型为板材，所得板材易于出现营养源为蔗糖的真菌，并且由于蔗糖，该板材的防潮性能降低。因此，难以将这样一种板材投入使用。
[0030]在本发明中，将甘蔗渣(甘蔗提取糖后的残渣)用作从植物获得的植物片段原料。甘蔗渣是农业废料中的一种，因此使用甘蔗渣可以有效地利用资源。甘蔗渣产品可以是一种木基板材。甘蔗渣产品在严格意义上没有被归类为一种树木制成的产品，但是可以形成与树木的颗粒或纤维制成的板材(板)相似的形状。
[0031]构成该产品的甘蔗渣含有碎片，这些碎片可以包括小片段和纤维中的至少一种。甘蔗渣片段可以通过破碎甘蔗渣获得。甘蔗渣片段可以是碎片形状的甘蔗渣碎片。甘蔗渣纤维可以通过使甘蔗渣纤维化获得。甘蔗渣可以是粉末状，并且所得粉末可以用作甘蔗渣粉末。鉴于板材原料的可用性，优选使用甘蔗渣的片段。
[0032]可以通过粉碎过程将甘蔗渣粉碎成直径范围为几百微米至几厘米的粒状颗粒。甘蔗渣可以通过将韧皮或茎杆芯部纤维化成细纤维，其直径(纤维直径)范围为约50 μ 长度(纤维长度)范围为约100 μ m-20mm。这些颗粒和/或细纤维用作植物片段(狭窄碎片)以构成甘蔗渣产品。
[0033]甘蔗渣以及针叶树、阔叶树等木本植物含有纤维素、半纤维素和木质素作为主要成分，但是甘蔗渣与木本植物的不同之处在于它含有糖类，即使在提取后依旧残留有糖类。在甘蔗渣中，残留的糖类通过采用加热和加压而被改性，并且改性的糖类可作为粘合剂成分。当如上所述地使用甘蔗渣时，使用残留的糖类并因此提高该产品的物理性质并抑制残留糖类的不利影响是可能的。
[0034]相比木本植物，甘蔗渣含有更多的低分子成分，例如半纤维素成分和热水溶性成分，并且它的一个特征是具有丰富的通过采用加热和加压而被改性为粘合剂成分的一种或多种成分。因此，甘蔗渣适用于该产品的材料。半纤维素的具体实例包括葡糖醛酸基阿糖基木聚糖、葡甘露聚糖和葡糖醛酸木聚糖。葡糖醛酸基阿糖基木聚糖和葡甘露聚糖是针叶树中含有的典型成分。葡糖醛酸木聚糖和葡甘露聚糖是阔叶树中含有的典型成分。甘蔗渣可以含有这些成分和/或与其相似的成分。
[0035]甘蔗渣中的热水溶性成分的实例包括由相对少数的单糖单元构成的糖类，例如单糖和寡糖；果胶等多糖；单宁；和木质素。在甘蔗渣中，糖类占热水溶性成分的大部分并且有助于粘合，其中糖类由相对少数单糖单元的单糖和寡糖；果胶等多糖；单宁；和木质素构成。这是因为这些热水溶性成分通过使用有机磺酸和羧酸作为催化剂、在改性化合物之间和/或改性化合物与多元羧酸之间进行反应而聚合。
[0036]半纤维素成分和热水溶性成分等低分子成分通过采用加热和加压而被改性为粘合剂成分，并且当低分子成分与多元羧酸和有机磺酸一同存在时，促进了该低分子成分参与的反应，从而低分子成分被转化为强粘合剂成分。此外，当一些低分子成分，例如半纤维素成分和热水溶性成分，即使在成型后仍残留于产品中时，这种残留成分可以导致真菌的出现、对粘合的阻碍和耐水性降低。但是，当有机磺酸和多元羧酸共同存在，会促进反应。因此，抑制半纤维素成分和热水溶性成分等低分子成分(molecular component)的残留并因此抑制真菌出现、对粘合的阻碍和耐水性降低是可能的。
[0037]半纤维素、糖类等中的每一种在多元羧酸和有机磺酸存在下暂时水解成具有低分子量的化合物，然后该化合物被改性为具有呋喃环的低分子化合物。此外，通过使用有机磺酸作为催化剂促进所得呋喃化合物之间的反应。因此，呋喃化合物得以聚合，有助于粘合。此外，多元羧酸有助于半纤维素和糖类改性，并通过与甘蔗渣中纤维素、半纤维素和木质素的羟基基团形成酯键而降低羟基基团的数量。羟基基团可以不利地提高吸水性和吸湿性。因此，产品的耐水性、耐热水性和防潮性得以提高。总之，为了在短时间内制备具有高物理性质、可以抑制真菌发生的产品，要使多元羧酸和有机磺酸与低分子成分共存。当没有添加多元羧酸时，就不会与羟基基团生成酯键，因此，其物理性质大幅降低，并且更可能出现真菌。当没有添加有机磺酸时，每个都具有呋喃环的低分子化合物之间的反应速率降低，因此，物理性质大幅降低，并且更可能出现真菌。
[0038]多元羧酸和有机磺酸中的每一个对金属的反应性比有机酸对金属的反应性低，因此在成型时对金属设备等不易产生不利影响。而且，反应系统不含有机溶剂和甲醛，进一步不含有分解时释放甲醛的叔胺。因此，抑制有机溶剂和从该产品衍生的甲醛的释放是可能的。
[0039]多元羧酸用作反应催化剂。此外，多元羧酸中的两个或更多个羧基基团与半纤维素成分和糖类中的羟基基团形成酯键，所以减少了有助于不利的吸水性和吸湿性的羟基基团的数量，并且形成交联。因此碎片之间粘合性能得以提高，并且提高耐水性、耐热水性和防潮性。
[0040]作为羧酸，优选使用多元羧酸而非一元羧酸。单独的一元羧酸没有充分显示上述作用。这是因为多元羧酸分子中具有两个或更多个羧基，因此具有高反应性。为此，将多元羧酸用于制备甘蔗渣产品。当然，除了多元羧酸，也可以使用一元羧酸。一元羧酸的实例包括甲酸、乙酸和苯甲酸。
[0041]有机磺酸的实例包括烷基磺酸和芳族磺酸。具体地，有机磺酸的实例包括对甲苯磺酸、苯磺酸和甲基磺酸。其中优选芳族磺酸，更优选具有苯环的磺酸。特别是，其中的对甲苯磺酸显示出高效，并促进低分子改性化合物之间的反应以制备有助于粘合的聚合物。因此，优选对甲苯磺酸作为该产品的材料。苯磺酸也显示出高效，并促进低分子改性化合物之间的反应以制备有助于粘合的聚合物。因此，也优选苯磺酸作为该产品的材料。总之，优选含有对甲苯磺酸和苯磺酸中的至少一种。此外，有机磺酸分子量可以是500或以下，优选为300或以下。当分子量较小时，提高催化效率是可能的。
[0042]优选地，多元羧酸为一个分子中具有两个或更多个羧基基团(COOH)的有机羧酸。多元羧酸可以包括二元羧酸、三元羧酸、四元羧酸和五元或以上羧酸。考虑到可得性，优选其中的二元羧酸、三元羧酸和四元羧酸。多元羧酸可以具有羟基。在这种情况下，提高碎片之间粘合性能是可能的。多元羧酸分子量可以是500或以下，优选为300或以下。当分子量较小时，提高催化效率是可能的。多元羧酸可以是酸酐的形式。
[0043]多元羧酸的实例包括柠檬酸、衣康酸、苹果酸、酒石酸、琥珀酸、草酸、己二酸、丙二酸、邻苯二甲酸、癸二酸、马来酸、富马酸、戍二酸(glutaric acid, pentaned1ic acid)、葡糖酸、戍烯二酸(glutaconic acid, pentened1ic acid)。其中,优选地,多元羧酸包括选自柠檬酸、衣康酸和苹果酸中的至少一种。可能会有下面这种情况:使用可由植物制备的柠檬酸、苹果酸和衣康酸中的至少一种。优选这种情况是因为可以减少化石资源的使用并因此减轻环境负担。
[0044]有机磺酸和多元羧酸的添加量并无特别限制，并可以根据半纤维素成分和热水溶性成分等低分子成分的量进行适当地调整。下面将对有机磺酸和多元羧酸添加量的优选实例进行说明。
[0045]优选地，对有机磺酸的添加量进行调整，从而使有机磺酸的固体质量含量范围为
0.1-20质量份(基于100份甘蔗渣干物质)。当有机磺酸的固体质量含量不小于0.1质量份时，有机磺酸易于显示出反应催化剂的作用。当有机磺酸的固体质量含量不大于20质量份时，可能以不过度的方式促进糖类和/或半纤维素成分的水解反应，因此，不易抑制聚合作用。此外，不易残留酸，因此产品的强度不易降低，因此即使当待成型混合物在成型时与压力机等接触时，不易发生金属腐蚀。更优选地，有机磺酸的固体质量含量范围为0.15-10质量份。更进一步优选地，有机磺酸的固体质量含量范围为0.2-5质量份。
[0046]优选地,对多元羧酸的添加量进行调整，从而多元羧酸的固体质量含量范围为0.1-20质量份(基于100份甘蔗渣干物质)。当多元羧酸的固体质量含量不小于0.1质量份时，有机磺酸易于显示出反应催化剂作用以及通过与羟基基团形成酯键而减少羟基基团数量的作用，羟基基团可以不利地提高吸水性和吸湿性。当多元羧酸的固体质量含量不大于20质量份时，不易促进糖类和/或半纤维素成分的水解反应，因此，不易抑制聚合作用。此外，不易残留酸，因此产品强度不易降低，并且即使加热也不易出现酸蒸发的现象，因此工作环境不易恶化。更优选地，多元羧酸的固体质量含量范围为1-15质量份。更进一步优选地,多元羧酸的固体质量含量范围为2-10质量份。
[0047]优选地，甘蔗渣碎片的粘合在以下条件下进行:基于100份甘蔗渣干物质，多元羧酸的固体质量含量范围为0.1-20质量份,有机磺酸的固体质量含量范围为0.1-20质量份。当粘合在这些条件下进行时，可以更易于显示上述作用。
[0048]甘蔗渣含有可溶性成分，其可在90°C下通过热水提取3小时进行提取，并且相对于甘蔗渣干物质含量，可溶性成分的百分比优选为3质量％或以上。在这种情况下，可能获得碎片之间优异的粘合性能。当可溶性成分相对于甘蔗渣干物质含量的百分比小于3质量％时，使用有机磺酸和多元羧酸生成的粘合剂成分的量不足，并且所得产品可能具有不良的物理性质。可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的可溶性成分的百分比上限没有特别地限制，但优选不大于10质量％。在该百分比超过10质量％的情况下，整个热水溶性成分的反应时间较长。此外，在这种情况下，纤维素等成分的量相对较少。因此，所得产品可能具有不良的物理性质。相对于甘蔗渣干物质含量，可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的可溶性成分的百分比优选不小于5质量％，但不大于10质量％。
[0049]甘蔗渣含有蔗糖，其可在90°C下通过热水提取3小时进行提取，并且相对于甘蔗渣干物质含量，蔗糖的百分比优选为3质量％或以上。在这种情况下，提高粘合性能是可能的。甘蔗渣中含有的大量的糖类用作将甘蔗渣碎片彼此粘合起来的粘合剂成分。特别是，占糖类大部分的蔗糖用作粘合剂成分。因此，蔗糖百分比优选为不小于3质量％。当蔗糖相对于甘蔗渣干物质含量的百分比小于3质量％时，使用有机磺酸和多元羧酸生成的粘合剂成分的量不足，并且所得产品可能具有不良的物理性质。蔗糖百分比的上限没有特别地限制，但优选不大于10质量％。在该百分比超过10质量％的情况下，全部蔗糖的反应时间较长。此外，在这种情况下，纤维素等成分的量相对较少。因此，所得产品可能具有不良的物理性质。此外，当含有大量蔗糖时，一些蔗糖可能会残留在产品中。这会导致出现真菌。
[0050]为了测量甘蔗渣中含有的蔗糖的量，采用高效液相色谱法(HPLC)分析粉碎的甘蔗渣提取物。于是可以确定蔗糖的量。测量时，优选使用干燥的甘蔗渣。下面可在实施例中对高效液相色谱法(HPLC)测量条件的一个实例进行说明。
[0051]作为原材料的甘蔗渣通常含有蔗糖。但是，甘蔗渣产品，其为一种成型后的产品，优选含有尽可能少的蔗糖。在此方面，处于干燥状态的甘蔗渣产品中蔗糖的百分比优选小于I质量％。相应地，提高耐水性并抑制真菌出现是可能的。关于成型后的产品，“甘蔗渣中蔗糖的百分比不小于I质量意味着产品中残留大量未反应的蔗糖。这可以导致容易出现营养源为蔗糖的真菌。此外，残留大量的蔗糖可以导致产品的耐水性降低。甘蔗渣产品中的蔗糖百分比优选为更小，并且对该百分比下限没有特别地设定。蔗糖的百分比优选不大于0.2质量％，更优选为不大于测量限值或为O质量％。
[0052]为了将甘蔗渣产品中的蔗糖百分比减小到小于I质量％，对成型条件进行适当地调整。成型条件没有特别地限制，但是，例如在成型温度为160°C-22(TC范围内选择适当的成型时间可以使成型后蔗糖的百分比小于I质量％。优选地，成型时间不少于5分钟，更优选地，不少于7分钟。成型时间太长可以导致生产效率降低。因此，优选地，成型时间不大于30分钟，更优选地，不大于20分钟。
[0053]为了测量甘蔗渣产品中含有的蔗糖的量，采用高效液相色谱法(HPLC)分析粉碎的甘蔗渣提取物。于是可以确定蔗糖的量。采用高效液相色谱法(HPLC)的测量方法可以与原材料甘蔗渣的测量方法相同。
[0054]甘蔗渣含有可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖，并且蔗糖相对于甘蔗渣干物质的百分比优选不小于3质量％。此外，处于干燥状态的甘蔗渣产品中蔗糖的百分比更优选小于I质量％。当成型前甘蔗渣中含有大量蔗糖但成型后甘蔗渣产品含有少量蔗糖时，提高粘合性能和耐水性并抑制真菌出现是可能的。因此，获得更好的产品是可能的。
[0055]可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的可溶性成分的百分比以及甘蔗渣中蔗糖的百分比可以依据甘蔗的生长期、采摘季节等而变化。此外，可溶性成分和蔗糖成分的百分比可以依据从甘蔗中获得甘蔗渣的过程、粉碎过程和将甘蔗处理成原材料的加热过程的条件等而变化。基于这些条件，可以选择具有期望百分比的可溶性成分和蔗糖的甘蔗渣。可溶性成分和蔗糖的量可以通过混合某些种类的甘蔗渣而进行调整。
[0056]优选地，在糖类存在下进行甘蔗渣碎片的粘合。因此，提高粘合性能是可能的。即使使用甘蔗渣时，也会有待改性为粘合剂成分的一种或多种成分不足的情况。如上所述，由于甘蔗渣是一种农业产物，在甘蔗渣中，包括蔗糖的成分的含量易于波动。在此方面，即使当待改性为粘合剂成分的成分不足时，添加糖类可以提高粘合性能。注意，由于甘蔗渣通常含有糖类，用语“在糖类存在下”意味着“在添加的糖类的存在下而不是在甘蔗渣原本含有糖类的存在下”。
[0057]糖类包括单糖、寡糖和多糖中的至少一种。单糖的实例包括葡萄糖、果糖、核糖、阿拉伯糖、鼠李糖、木酮糖和脱氧核糖。寡糖的实例包括蔗糖、麦芽糖、海藻糖、松二糖等双糖，低聚果糖、低聚半乳糖、甘露寡糖和水苏糖。例如，寡糖是一种由10个或以下的单糖单元构成的糖类。多糖的实例包括淀粉、琼脂糖、海藻酸、葡甘露聚糖、菊粉、甲壳素、壳聚糖、透明质酸、糖原和纤维素。上述化合物可以单独用作糖类，或两种或更多种混合。优选使用寡糖作为糖类，并且优选使用双糖。更优选使用蔗糖和麦芽糖。
[0058]添加的糖类的添加量没有特别地限制，并且考虑到半纤维素成分、糖类和热水溶性成分等低分子成分的量，可以适当地调整。例如，基于100份甘蔗渣干物质，甘蔗渣糖类的总量范围优选为0.1-20质量份。当糖类的总量不小于0.1质量份时，提高粘合性能是可能的。当糖类的总量不大于20质量份时，防止糖类残留并抑制真菌出现是可能的。此外，提高耐水性并抑制对粘合的阻碍是可能的。更优选地，糖类的总量范围为1-15质量份。更进一步优选地，糖类的总量范围为2-10质量份。
[0059]甘蔗渣碎片的粘合可以在石油热固性树脂粘合剂存在下进行。相应地，提高产品的粘合性能和耐水性是可能的。刨花板和纤维板这种木基板材通常由主要实例为酚醛树脂和尿素-三聚氰胺树脂的氨基树脂或异氰酸酯树脂粘合剂的粘合剂构成。在甘蔗渣产品制备中，为进一步提高物理性质，只要甘蔗渣碎片通过衍生于甘蔗渣原本含有成分的粘合剂成分而彼此粘合，就可以添加石油热固性树脂粘合剂。
[0060]酹醒粘合剂(phenolic adhesive)、尿素-三聚氰胺树脂粘合剂、异氰酸酯粘合剂优选作为石油热固性树脂粘合剂，但石油热固性树脂粘合剂并不限定为这些粘合剂。优选地，根据产品的应用来选择粘合剂种类和添加量。当要求强度时，可以增加添加量。当要求耐水性时，优选具有高耐水性的粘合剂，例如酚醛粘合剂和异氰酸酯粘合剂。
[0061]优选地，对石油热固性树脂粘合剂进行复合，从而石油热固性树脂粘合剂的固体含量范围为3-30质量份(基于100份甘蔗渣的干物质)。在这种情况下，提高甘蔗渣产品的强度是可能的。更优选地，这种粘合剂固体含量的复合量范围是5-25质量份(基于100份甘蔗渣的干物质)。在此方面，当含有石油热固性树脂粘合剂时，可能会产生甲醛。因此，从甲醛抑制角度出发，优选不含有石油热固性树脂粘合剂。即使在复合石油热固性树脂粘合剂的情况下，优选地，石油热固性树脂粘合剂的量较小。例如，石油热固性树脂粘合剂的固体含量更优选为不超过20质量份，进一步优选为不超过15质量份，最优选为不超过10质量份。在上述甘蔗渣产品中，即使使用石油热固性树脂粘合剂时，降低石油热固性树脂粘合剂的量也是可能的。因此，抑制甲醛释放是可能的。此外，当该产品废弃时，石油热固性树脂粘合剂在焚烧时可以导致有害气体的发生。但是，通过确定没有使用这种粘合剂或减少该粘合剂的量来抑制有害气体的发生是可能的。
[0062]甘蔗渣产品可以通过以下步骤制备:添加多元羧酸和有机磺酸，进一步根据需要向甘蔗渣(甘蔗提取汁液后剩余的残渣)中添加其他成分，并且对所得混合物加热和加压进行成型。用作原材料的甘蔗渣可以是一种干燥的原材料。因此有利于处理甘蔗渣。或者，甘蔗渣可以是通过粉碎甘蔗渣产品而得到的粉碎材料。在这种情况下，可以回收利用甘蔗渣。在成型过程中，多元羧酸和有机磺酸的联合使用可以通过加热和加压而实现高效成型。因此，通过加热和加压而进行的成型可以在更短时间内完成。
[0063]优选地，甘蔗渣产品是通过将多元羧酸和有机磺酸接着到上述甘蔗渣，并通过加热和加压对所得的接着有这些接着物的甘蔗渣进行成型而制成。在此方面，优选地，甘蔗渣产品是通过将水溶液接着到甘蔗渣并通过加热和加压对如此得到的混合物成型而制成，其中在该水溶液中多元羧酸和有机磺酸溶解在水中。使用水可以将多元羧酸和有机磺酸有效地接着到甘蔗渣表面。当然，也可以使用有机溶剂来代替水溶液。但是，水溶液在生产力方面具有优势。上述糖类和石油热固性树脂粘合剂中的一种或两者可以添加到水溶液中。
[0064]甘蔗渣碎片通过粘合剂成分彼此粘合，粘合剂成分是通过在成型中加热和加压对甘蔗渣原本含有的一种或多种成分进行改性而生成的。在此方面，甘蔗渣碎片在多元羧酸和有机磺酸的存在下而彼此粘合，因此，将甘蔗渣碎片强力粘合起来。此外，还减少了蔗糖的量。
[0065]将多元羧酸和有机磺酸接着于甘蔗渣的方法可以是一种适当的接着方法。例如，可以通过使用喷雾器等向甘蔗渣喷洒水溶液而进行接着。或者，通过将甘蔗渣浸没在水溶液中而进行接着。或者，通过使用滚筒或刷子来施加水溶液而进行接着。同时为粉末状的多元羧酸和有机磺酸可以不用溶解制备水溶液，而可直接使用，并且这种粉末可以直接在甘蔗渣上分散以进行接着。在此方面，当原料石油热固性树脂粘合剂为含水形式时，可以使用其中含有的水。
[0066]根据甘蔗渣的类型、形状和表面状况，以及产品的预期厚度，可以适当选择加热和加压进行成型的条件，例如成型压力、成型温度和成型时间。优选地，成型温度范围是160°C-220°C。当成型温度不超过220°C时，成分的劣化不易发生，因此，产品的物理性质不易降低。此外，当成型温度不小于160°C时，反应速率不易降低，并且可提供充分固化。
[0067]根据产品的预期厚度和比重，适当选择成型压力，但是优选地，成型压力范围是
0.5-4MPa。当成型压力不小于0.5MPa时，将碎片在压力下彼此充分粘合是可能的，因此，产品的强度容易得到提高。当成型压力不大于4MPa时，成型压力不太高，因此所得产品不易断裂。
[0068]成型时间的范围可以是例如1-60分钟。优选地，成型时间的范围是3-45分钟，更优选的范围是5-30分钟,进一步优选的范围是7-20分钟。此外，成型时间优选不小于10分钟或更多。因此，提高耐水性是可能的。
[0069]甘蔗渣产品优选具有板材形状。因此，甘蔗渣产品可以用于各种应用中，例如建筑。具有板材形状的甘蔗渣产品是所谓的甘蔗渣板。除了板材形状，甘蔗渣产品还可以具有三维形状。例如，甘蔗渣产品可以是一种一部分具有突起或中间部分具有弯曲的产品。在这种情况下，甘蔗渣产品可以称作甘蔗渣三维产品。在采用三维形状的情况下，实现适合于使用目的的形状是可能的。因为提高了板材形状的使用性并且产品可以使用在不同应用中，所以优选采用板材形状。
[0070]优选地，甘蔗渣产品根据JIS Z 2911在抗真菌性测试的三级视觉评估中被评为O级，表示没有发现真菌的生长。因此，可以得到真菌生长被抑制的产品。通过采用产品的上述材料和产品的制备方法来提供这种抗真菌性。
[0071]对于以下实施例，稍后可以对抗真菌性测试(JIS Z 2911)进行详细说明。总之，首先，将含有真菌孢子的液体滴入试样(甘蔗渣产品)中，用这种方式制备的真菌在温度为26°C、相对湿度(RH)为99%的条件下培养28天。然后，观察真菌在试样上的生长。通过将测试结果分成三级，即“O:没有发现真菌的生长”；“1:已经生长真菌并覆盖了小于测试面积三分之一的面积”；“2:已经生长真菌并覆盖了不小于测试面积三分之一的面积”，对测试结果进行评估。“O:没有发现真菌的生长”意味着真菌生长得以充分抑制。
[0072]为制备甘蔗渣产品，原材料甘蔗渣的碎片的粘合是在多元羧酸和有机磺酸成型时的存在下进行。因此，成型后，找到多元羧酸和有机磺酸存在的痕迹是可能的。当多元羧酸在成型后残留时，甘蔗渣可以含有多元羧酸。当有机磺酸在成型后残留时，甘蔗渣可以含有有机磺酸。甘蔗渣产品可以不含有多元羧酸和有机磺酸中的一种或两种。在这种情况下，多元羧酸和有机磺酸通过反应进行改性，并且产品含有改性的化合物。例如，可以在甘蔗渣产品中找到多元羧酸衍生的分子骨架和/或有机磺酸衍生的分子骨架。找到存在的这些分子骨架可以确认甘蔗渣碎片的粘合是在多元羧酸和有机磺酸的存在下进行的。可以通过化学分析来检测多元羧酸、有机磺酸和它们的改性化合物。例如，可以通过高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱法(GPC)等进行检测。考虑到粘合性能和耐水性，甘蔗渣产品优选不含有低分子化合物。因此，在优选方面，甘蔗渣产品中没有残留多元羧酸和有机磺酸。
[0073]在甘鹿洛产品的一个表面或相对表面上，可以设置一种或多种表面材料。表面材料可以构成覆盖材料。当设置表面材料时，可以提高所得产品的强度。表面材料可以是板材形状或者薄板形状。在这种情况下，甘蔗渣可以是复合材料构成的复合产品的一部分。当表面材料是板材形状时，将复合产品称作包括甘鹿洛产品的复合板材。表面材料可以在甘蔗渣成型后粘合到甘蔗渣产品上。或者，表面材料可以在用于制备甘蔗渣产品的成型这一步骤前设置在甘蔗渣上，并通过衍生自甘蔗渣的粘合剂成分粘合在其上。表面材料可以是上述的一种合适的表面材料，例如板材(例如:木材、刨花板和纤维板)、通过将木材切片获得的刨切单板、塑料或纸制成的装饰薄板、防潮薄板等薄板，等等。
实施例
[0074]在下文中，本发明将通过实施例进行更具体的说明，但是本发明不局限于这些实施例。注意，术语“份”在本章节是指质量份。
[0075]【实施例1-9和对比例1-10】
[0076]制备甘鹿.刨花板(厚度:12mm)。
[0077]【实施例1】
[0078]将草本植物甘蔗提取糖后剩余的残渣甘蔗渣(残渣)切割成约5cm长，然后，将所得的甘蔗渣用粉碎机(锤磨机)粉碎，提供甘蔗渣碎片。碎片的平均长度为15mm，平均宽度为5_，平均厚度为2_。甘蔗渣碎片含有可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的可溶性成分,并且该可溶性成分相对于甘蔗渣碎片干物质含量的百分比为8.2质量％。
[0079]采用高效液相色谱法(HPLC)在以下条件下对通过热水提取的甘蔗渣碎片提取物进行分析。相对于甘蔗渣碎片干物质，甘蔗渣碎片含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖的百分比通过确定表示蔗糖的峰的面积而得以确定。百分比可以指蔗糖成分相对于总成分的百分比。
[0080]HPLC 条件
[0081]色谱柱:CAPCELLPAK NH2UG8O
[0082](4.6mm 1.d.X 250mm,粒径:5 μ m,购自资生堂株式会社(Shiseido C0., Ltd))
[0083]洗脱剂:乙腈/水=85/15
[0084]流速:2.0mT ,/mi η
[0085]温度:40°C
[0086]上样量(Inject1namount): 10 μ L
[0087]检测器:RI检测器
[0088]注意，使用标准试样(蔗糖)适当地制备标定曲线。
[0089]根据采用HPLC进行的测量，相对于甘蔗渣碎片的干物质，甘蔗渣中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖的百分比为5.1质量％。
[0090]对甲苯磺酸(购自日本和光纯药工业株式会社(Wako Pure ChemicalIndustries, Ltd.);下面的实施例也使用这种物质)用作有机磺酸。朽1檬酸(购自日本和光纯药工业株式会社；下面的实施例也使用这种物质)用作多元羧酸。这些酸和水混合以制备对甲苯磺酸和柠檬酸混合物的水溶液(在下文中，称为PTSA-CA水溶液)。在PTSA-CA水溶液中，对甲苯磺酸、柠檬酸和水的质量混合比为9:1:10。
[0091]使用喷涂装置以这样一种方式将PTSA-CA水溶液喷涂到上述甘蔗渣碎片上，即基于100份甘蔗渣碎片，喷涂的PTSA-CA水溶液的固体含量是10份。然后，将所得甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、200°C下通过热压机压制15分钟，得到产品。
[0092]结果得到厚度为12mm、气干密度为0.6g/cm3的甘鹿洛刨花板。
[0093]然后，将甘蔗渣刨花板粉碎，并且因此得到的粉碎产品在90°C条件下热水提取3小时。采用HPLC在HPLC条件下对利用热水得到的提取物进行分析。于是，蔗糖相对于处于干燥状态的甘蔗渣刨花板的百分比可以通过确定表示蔗糖的峰的面积而得以确定，该蔗糖是甘蔗渣刨花板中含有的、并且是可在90°C下通过热水提取3小时提取的。
[0094]根据采用HPLC进行的测量，没有检测到(N.D.)甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖。因此，相对于干燥状态下的产品，蔗糖的百分比处于测量限以下，即实际上为O质量％。
[0095]【实施例2】
[0096]对甲苯磺酸用作有机磺酸。衣康酸(购自磐田化学工业株式会社(IWATA CHEMICALC0.，LTD.)，下面的实施例也使用这种物质)用作多元羧酸。这些酸和水混合以制备对甲苯磺酸和衣康酸混合物的水溶液(在下文中，称为PTSA-1A水溶液)。在PTSA-1A水溶液中，对甲苯磺酸、衣康酸和水的质量混合比为2:8:10。
[0097]将PTSA-1A水溶液以这样一种方式喷涂到实施例1中得到的甘蔗渣碎片上，即基于100份甘蔗渣碎片，喷涂的PTSA-1A水溶液的固体含量是10份。然后，以与实施例1相同的方式，得到甘蔗渣刨花板。
[0098]根据采用HPLC进行的测量，没有检测到(N.D.)甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖。因此，相对于干燥状态下的产品，蔗糖的百分比处于测量限以下，即实际上为O质量％。
[0099]【实施例3】
[0100]将甘蔗渣粉碎成平均长度为15mm、平均宽度为5mm、平均厚度为2mm的甘蔗渣碎片，该甘蔗渣的采摘季节不同于实施例1中的采摘季节。甘蔗渣碎片含有可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的可溶性成分，并且该可溶性成分相对于甘蔗渣碎片干物质含量的百分比为3.8质量％。此外，根据采用HPLC进行的测量，蔗糖相对于甘蔗渣碎片干物质含量的百分比为3.1质量％，该蔗糖是甘蔗渣刨花板中含有的、并可在90°C下通过热水提取3小时进行提取。
[0101]苯磺酸(购自日本和光纯药工业株式会社(Wako Pure ChemicalIndustries, Ltd.);下面的实施例也使用这种物质)用作有机磺酸。衣康酸用作多元羧酸。这些酸和水混合以制备对苯磺酸和衣康酸混合物的水溶液(在下文中，称为BSA-1A水溶液)。在BSA-1A水溶液中，苯磺酸、衣康酸和水的质量混合比为18:2:20。
[0102]将BSA-1A水溶液以这样一种方式喷涂到甘蔗渣碎片上，即基于100份甘蔗渣碎片，喷涂的BSA-1A水溶液的固体含量是20份。然后，将所得的甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、200°C下通过热压机压制7.5分钟，得到产品。
[0103]结果得到厚度为12mm、气干密度为0.6g/cm3的甘鹿洛刨花板。
[0104]根据采用HPLC进行的测量，没有检测到(N.D.)甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖。因此，相对于干燥状态下的产品，蔗糖的百分比处于测量限以下，即实际上为O质量％。
[0105]【实施例4】
[0106]制备对甲苯磺酸-柠檬酸混合物的水溶液(在下文中，称为PTSA-CA水溶液)。在这种PTSA-CA水溶液中，对甲苯磺酸、柠檬酸和水的质量混合比为2:18:20。
[0107]将PTSA-CA水溶液以这样一种方式喷涂到实施例1中获得的甘蔗渣碎片上，即基于100份甘蔗渣碎片，喷涂的PTSA-CA水溶液的固体含量是10份。然后，将所得甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、200°C下通过热压机压制7.5分钟，得到产品。
[0108]根据采用HPLC进行的测量，没有检测到(N.D.)甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖。因此，相对于干燥状态下的产品，蔗糖的百分比处于测量限以下，即实际上为O质量％。
[0109]【实施例5】
[0110]对甲苯磺酸用作有机磺酸。柠檬酸用作多元羧酸。蔗糖(购自日本和光纯药工业株式会社(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.);下面的实施例也使用这种物质)用作糖类。这些化合物与水混合制备对甲苯磺酸、柠檬酸和蔗糖混合物的水溶液(在下文中，称为PTSA-CA-SR水溶液)。在PTSA-CA-SR水溶液中，对甲苯磺酸、柠檬酸、蔗糖和水的质量混合比是 0.2:9.9:9.9:20ο
[0111]将PTSA-CA-SR水溶液以这样一种方式喷涂到实施例3中获得的甘蔗渣碎片上，即基于100份甘蔗渣碎片，喷涂的PTSA-CA-SR水溶液的固体含量是20份。然后，将所得甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、200°C下通过热压机压制7.5分钟，得到产品。
[0112]结果得到厚度为12mm、气干密度为0.6g/cm3的甘鹿洛刨花板。
[0113]根据采用HPLC进行的测量，没有检测到(N.D.)甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖。因此，相对于干燥状态下的产品，蔗糖的百分比处于测量限以下，即实际上为O质量％。
[0114]制备对甲苯磺酸、柠檬酸和蔗糖混合物的水溶液(PTSA-CA-SR水溶液)。在这种PTSA-CA-SR水溶液中，对甲苯磺酸、柠檬酸、蔗糖和水的质量混合比为0.2:9.9:9.9:20。
[0115]将PTSA-CA-SR水溶液以这样一种方式喷涂到实施例3中获得的甘蔗渣碎片上，即基于100份甘蔗渣碎片，喷涂的PTSA-CA-SR水溶液的固体含量是20份。然后，将所得甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、200°C下通过热压机压制15分钟，得到产品。
[0116]结果得到厚度为12mm、气干密度为0.6g/cm3的甘鹿洛刨花板。
[0117]根据采用HPLC进行的测量，没有检测到(N.D.)甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖。因此，相对于干燥状态下的产品，蔗糖的百分比处于测量限以下，即实际上为O质量％。
[0118]【实施例7】
[0119]苯磺酸用作有机磺酸。柠檬酸用作多元羧酸。麦芽糖(购自日本和光纯药工业株式会社(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)用作糖类。酹醒树脂粘合剂(“爱化PX-431，，( "Aica PX-431 ”)，购自日本爱化工业公司(Aica Kogyo C0.，Ltd.))用作石油热固性树脂粘合剂。这种酚醛树脂粘合剂的水溶液可商购。这些化合物与水混合制备苯磺酸、柠檬酸和麦芽糖混合物的水溶液(在下文中，称为BSA-CA-MT水溶液)。在BSA-CA-MT水溶液中，苯磺酸、柠檬酸、麦芽糖和水的质量混合比实际是0.4:7.6:2:10:20。
[0120]将BSA-CA-MT水溶液以这样一种方式喷涂到实施例3中获得的甘蔗渣碎片上，即基于100份甘蔗渣碎片，喷涂的含有酚醛树脂的BSA-CA-MT水溶液的固体含量是20份。然后，将所得甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、200°C下通过热压机压制15分钟，得到产品。
[0121]结果得到厚度为12mm、气干密度为0.6g/cm3的甘鹿洛刨花板。
[0122]根据采用HPLC进行的测量，没有检测到(N.D.)甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖。因此，相对于干燥状态下的产品，蔗糖的百分比处于测量限以下，即实际上为O质量％。
[0123]【实施例8】
[0124]对甲苯磺酸用作有机磺酸。苹果酸用作多元羧酸。尿素-三聚氰胺树脂粘合剂(含有固化剂的“大鹿树脂MC32”( “Oshika resin MC32”，购自日本大鹿株式会社(OshikaCorporat1n))用作石油热固性树脂粘合剂。这种水溶液形式的尿素-三聚氰胺树脂粘合剂可商购。这些化合物与水混合制备对甲苯磺酸和苹果酸混合物的、含有三聚氰胺树脂的水溶液(在下文中，称为含有三聚氰胺的PTSA-MA水溶液)。在含有三聚氰胺的PTSA-MA水溶液中，对甲苯磺酸、苹果酸、尿素-三聚氰胺树脂粘合剂和水的质量混合比实际是1:9:10:20ο
[0125]将含有三聚氰胺的PTSA-MA水溶液以这样一种方式喷涂到实施例1中获得的甘蔗渣碎片上，即基于100份甘蔗渣碎片，喷涂的含有三聚氰胺的PTSA-MA水溶液的固体含量是20份。然后，将所得甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、200°C下通过热压机压制15分钟，得到产品。
[0126]结果得到厚度为12mm、气干密度为0.6g/cm3的甘鹿洛刨花板。
[0127]根据采用HPLC进行的测量，相对于干燥状态下的产品，甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖的百分比是0.2质量％。
[0128]【实施例9】
[0129]苯磺酸用作有机磺酸。苹果酸用作多元羧酸。尿素-三聚氰胺树脂粘合剂(含有固化剂的“大鹿树脂MC32” ( “Oshika resin MC32，购自日本大鹿株式会社(OshikaCorporat1n))用作石油热固性树脂粘合剂。这种水溶液形式的尿素-三聚氰胺树脂粘合剂可商购。这些化合物与水混合制备苯磺酸和苹果酸混合物的、含有三聚氰胺树脂的水溶液(在下文中，称为含有三聚氰胺的BSA-MA水溶液)。在含有三聚氰胺的BSA-MA水溶液中，苯磺酸、苹果酸、尿素-三聚氰胺树脂粘合剂和水的质量混合比实际是0.5:5:10:20。
[0130]将含有三聚氰胺的BSA-MA水溶液以这样一种方式喷涂到实施例1中获得的甘蔗渣碎片上，即基于100份甘蔗渣碎片，喷涂的含有三聚氰胺的BSA-MA水溶液的固体含量是20份。然后，将所得甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、200°C下通过热压机压制7.5分钟，得到产品。
[0131]结果得到厚度为12mm、气干密度为0.6g/cm3的甘鹿洛刨花板。
[0132]根据采用HPLC进行的测量，相对于干燥状态下的甘蔗渣刨花板，甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖的百分比是0.2质量％。
[0133]【对比例I】
[0134]将20质量份的水喷涂到实施例3中获得的100质量份的甘蔗渣碎片上。然后，将所得甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、200°C下通过热压机压制15分钟，得到产品。
[0135]结果得到厚度为12mm、气干密度为0.6g/cm3的甘鹿洛刨花板。
[0136]根据采用HPLC进行的测量，相对于干燥状态下的产品，甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖的百分比是2.0质量％。
[0137]【对比例2】
[0138]将20质量份的水喷涂到实施例1中获得的100质量份的甘蔗渣碎片上。然后，将所得甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、250°C下通过热压机压制20分钟，得到产品。
[0139]结果得到厚度为12mm、气干密度为0.6g/cm3的甘鹿洛刨花板。
[0140]根据采用HPLC进行的测量，相对于干燥状态下的产品，甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖的百分比是1.5质量％。
[0141]【对比例3】
[0142]苯磺酸用作有机磺酸。未使用多元羧酸。将苯磺酸和水混合制备苯磺酸水溶液。对这种溶液中的苯磺酸含量进行调整，从而苯磺酸和水的质量比为2:3。
[0143]将苯磺酸水溶液以这样一种方式喷涂到实施例3中获得的甘蔗渣碎片上，即基于100份甘蔗渣碎片，喷涂的苯磺酸水溶液的固体含量是2份。然后，将所得甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、200°C下通过热压机压制15分钟，得到产品。
[0144]结果得到厚度为12mm、气干密度为0.6g/cm3的甘鹿洛刨花板。
[0145]根据采用HPLC进行的测量，相对于干燥状态下的产品，甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖的百分比是0.4质量％。
[0146]【对比例4】
[0147]对甲苯磺酸用作有机磺酸。未使用多元羧酸。将对甲苯磺酸和水混合制备对甲苯磺酸水溶液。对这种溶液中的对甲苯磺酸含量进行调整，从而对甲苯磺酸和水的质量比为10:15。
[0148]将对甲苯磺酸水溶液以这样一种方式喷涂到实施例1中获得的甘蔗渣碎片上，即基于100份甘蔗渣碎片，喷涂的对甲苯磺酸水溶液的固体含量是10份。然后，将所得甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、200°C下通过热压机压制15分钟，得到产品。
[0149]结果得到厚度为12mm、气干密度为0.6g/cm3的甘鹿洛刨花板。
[0150]根据采用HPLC进行的测量，相对于干燥状态下的产品，甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖的百分比是0.3质量％。
[0151]【对比例5】
[0152]没有使用有机磺酸。将衣康酸用作多元羧酸。将衣康酸和水混合制备衣康酸水溶液。对这种溶液中的衣康酸含量进行调整，从而衣康酸和水的质量比为10:10。
[0153]将衣康酸水溶液以这样一种方式喷涂到实施例1中获得的甘蔗渣碎片上，即基于100份甘蔗渣碎片，喷涂的衣康酸水溶液的固体含量是10份。然后，将所得甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、200°C下通过热压机压制15分钟，得到产品。
[0154]结果得到厚度为12mm、气干密度为0.6g/cm3的甘鹿洛刨花板。
[0155]根据采用HPLC进行的测量，相对于干燥状态下的产品，甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖的百分比是0.1质量％。
[0156]【对比例6】
[0157]将苯磺酸用作有机磺酸。未使用多元羧酸。将苯磺酸和水混合制备苯磺酸水溶液。对这种溶液中的苯磺酸含量进行调整，从而苯磺酸和水的质量比为20:30。
[0158]将苯磺酸水溶液以这样一种方式喷涂到实施例3中获得的甘蔗渣碎片上，即基于100份甘蔗渣碎片，喷涂的苯磺酸水溶液的固体含量是20份。然后，将所得甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、200°C下通过热压机压制7.5分钟，得到产品。
[0159]结果得到厚度为12mm、气干密度为0.6g/cm3的甘鹿洛刨花板。
[0160]根据采用HPLC进行的测量，相对于干燥状态下的产品，甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖的百分比是0.3质量％。
[0161]【对比例7】
[0162]未使用有机磺酸。将柠檬酸用作多元羧酸。将柠檬酸和水混合制备柠檬酸水溶液。对这种溶液中柠檬酸的含量进行调整，从而柠檬酸和水的质量比为20:20。
[0163]将柠檬酸水溶液以这样一种方式喷涂到实施例1中获得的甘蔗渣碎片上，即基于100份甘蔗渣碎片，喷涂的柠檬酸水溶液的固体含量是20份。然后，将所得甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、200°C下通过热压机压制7.5分钟，得到产品。
[0164]结果得到厚度为12mm、气干密度为0.6g/cm3的甘鹿洛刨花板。
[0165]根据采用HPLC进行的测量，相对于干燥状态下的产品，甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖的百分比是0.2质量％。
[0166]【对比例8】
[0167]未使用有机磺酸。将柠檬酸用作多元羧酸。蔗糖用作糖类。将柠檬酸、蔗糖和水混合制备柠檬酸和蔗糖混合物的水溶液。对这种溶液中柠檬酸含量和蔗糖含量进行调整，从而柠檬酸、蔗糖和水的质量比为10:10:20。
[0168]将柠檬酸、蔗糖混合物的水溶液以这样一种方式喷涂到实施例3中获得的甘蔗渣碎片上，即基于100份甘蔗渣碎片，喷涂的柠檬酸、蔗糖混合物的水溶液的固体含量是20份。然后，将所得甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、200°C下通过热压机压制7.5分钟，得到产品。
[0169]结果得到厚度为12mm、气干密度为0.6g/cm3的甘鹿洛刨花板。
[0170]根据采用HPLC进行的测量，相对于干燥状态下的产品，甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖的百分比是0.2质量％。
[0171]【对比例9】
[0172]未使用有机磺酸和多元羧酸。将酚醛树脂粘合剂(“爱化PX-431” ( “AicaPX-431”)，购自日本爱化工业公司(Aica Kogyo C0.，Ltd.))用作石油热固性树脂粘合剂。将酚醛树脂粘合剂和水混合制备酚醛树脂粘合剂的稀释溶液。对这种酚醛树脂粘合剂稀释溶液中的酚醛树脂粘合剂含量进行调整，从而酚醛树脂粘合剂的固体含量和水的实际质量比是1:1。
[0173]将酚醛树脂粘合剂的稀释溶液以这样一种方式喷涂到实施例1中获得的甘蔗渣碎片上，即基于100份甘蔗渣碎片，喷涂的酚醛树脂粘合剂稀释溶液的固体含量是20份。然后，将所得甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、200°C下通过热压机压制15分钟，得到产品。
[0174]结果得到厚度为12mm、气干密度为0.6g/cm3的甘鹿洛刨花板。
[0175]根据采用HPLC进行的测量，相对于干燥状态下的产品，甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖的百分比是4.3质量％。
[0176]【对比例10】
[0177]未使用有机磺酸和多元羧酸。将尿素-三聚氰胺树脂粘合剂(含有固化剂的“大鹿树脂 MC32” ( “Oshika resin MC32”)，购自日本大鹿株式会社(Oshika Corporat1n))用作石油热固性树脂粘合剂。将尿素-三聚氰胺树脂粘合剂和水混合制备尿素-三聚氰胺树脂粘合剂的稀释溶液。对这种尿素-三聚氰胺树脂粘合剂稀释溶液中的尿素-三聚氰胺树脂粘合剂含量进行调整，从而尿素-三聚氰胺树脂粘合剂的固体含量和水的质量比实际上是1:1。
[0178]将尿素-三聚氰胺树脂粘合剂的稀释溶液以这样一种方式喷涂到实施例1中获得的甘蔗渣碎片上，即基于100份甘蔗渣碎片，喷涂的尿素-三聚氰胺树脂粘合剂稀释溶液的固体含量是20份。然后，将所得甘蔗渣碎片成型制成垫，并且将垫堆叠形成堆叠的垫。这种堆叠的垫在接触压力2MPa、200°C下通过热压机压制15分钟，得到产品。
[0179]结果得到厚度为12mm、气干密度为0.6g/cm3的甘鹿洛刨花板。
[0180]根据采用HPLC进行的测量，相对于干燥状态下的产品，甘蔗渣刨花板中含有的、可在90°C下通过热水提取3小时进行提取的蔗糖的百分比是4.2质量％。
[0181]【评估】
[0182]对在上述实施例和对比例中获得的产品(板材)，进行了剥离测试(强度测试)和吸水性测试(耐水性测试)，以测量剥离强度和吸水后厚度方向的膨胀百分比。
[0183]此外，将尺寸为200平方毫米的样本浸没在80°C热水中5分钟以进行耐热水性测试，然后，确定吸收热水以后厚度方向的膨胀百分比。
[0184]根据JIS A 5905，对产品的甲醛释放量进行测量。如果产品的甲醛释放量大于甘蔗渣碎片的甲醛释放量，其中甘蔗渣碎片的量与产品中使用的甘蔗渣碎片的量相同，则该产品评为“ + ”。如果产品的甲醛释放量等于或小于甘蔗渣碎片的甲醛释放量，其中甘蔗渣碎片的量与产品中使用的甘蔗渣碎片的量相同，则该产品评为评为“ + ”的样本的意思是，其释放非甘蔗渣衍生的甲醛。评为的样本的意思是，其不释放非甘蔗渣衍生的甲醛。
[0185]此外，将湿布设置在板材上，将所得的湿布和板材组用聚乙烯(poly)袋包裹并在40°C、相对湿度90%下放置2星期，以进行简易的真菌发生测试。然后，视觉观察板材表面上是否出现真菌。上面出现真菌的板材评为“ + ”(阳性)，意思是发现真菌。上面没有出现真菌的板材评为(阴性)，意思是没有发现真菌。
[0186]此外，根据JIS Z 2911的耐真菌性测试按以下步骤进行，并且对其结果进行评估。
[0187]耐真菌性测试(JIS Z 2911)
[0188](I)对JIS Z 2911中规定的五种真菌(曲霉菌、青霉菌、根霉菌、枝孢霉和毛壳霉)在PDA上、在25°C下预培养10天。
[0189](2)将蒸馏水(DW)倒入每个所得培养基中，以使用散布器使孢子悬浮。使用纱布对每个所得悬浮液进行过滤除去菌丝。
[0190](3)对每一过滤的孢子悬浮液都选取5ml，并且将这些选取的悬浮液进行混合。将所得混合液稀释至150ml。
[0191](4)将产品样本放在盘子里，并将约1.4ml稀释的孢子液滴在样本表面上。将所得样本放置在26 °C、相对湿度99%下培养28天。
[0192](5)根据JIS Z 2911进行三级视觉评估。三级视觉评估的标准是:
[0193]“O”表示没有发现真菌生长；
[0194]“I”表示已经生长真菌并覆盖了小于测试面积三分之一的面积；以及
[0195]“ 2 ”表示已经生长真菌并覆盖了不小于测试面积三分之一的面积。
[0196]表I显示了板材的组成、粘合条件、板材成型条件和评估结果。
[0197]
CO
OOi
___Vl I] _
甘蔗渣刨花板实施例
(厚度:12 1 2 34 '5 67 8 9 I 2 3
ττιτη)
甘蔗渣可热水提取的碎片可溶件成分百 S h 3.8%8.2% ib 3.8%3.8% S 2% 8.2% 3.8% 8 2°/0 3.8%
分比______
可热水提取的丄 5.1% 3.1%5.1% ^ I 3.1%3.1% 5.1% 5.1% 3.1% ^ I 31%
蔗糖百分比_____________
g 份数 100 100 100100 100 100100 100 100 100 100 100
有机磺类型 PTSA BSAPTSA PTSA PTSABSA PTSA BSA -- BSA
酸 W 份数 9 2 182 0.2 0.20.4 I 0.5 -2
较酸类型打校龄衣康友束fΓ ft 杆檬杆橡杆檬苹果苹果
酸竣酸酸酸酸酸酸份数 I 8 218 9,9 9.97.6 9 5 - - -
搪类类型蔗糖蔗糖麦芽
________W______
份数 - - -- A9 9.92 - - ---
水份数 10 10 2020 20 2020 20 20 20 20 3
CO
CO
I_I
棊于石类型酚醛三聚三聚油的粘- -----Hfe氰胺氰胺- - -
合剂_________Pm树脂____
(画体份数
------1010]0- - -
含量)
加热和温度 rc:>200 200 200 200 200 200200200200 200 250 200
加压条时间(分钟)15 15 7.5 7.5 7.5 1515157.5 15 20 15
件压力(MPa) 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.02.02.02.0 2,0 2,0 2.0
to成型后比重0.6 0.6 0.6 0.6 (16 0.6 0,6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
|_1 -------------
的板W 可热水提取的彳、行;_彳、柃 i柃彳、柃彳、拎 i柃彳、柃
O 0.2% 2.0% 1、0 0.4%
_I -- I 霞到 fHiHj I ;_?'ι」 #jhj ,?fij ^u-1j ||||
强度测剥离强度
0.6 0.6 0.5 0.5 0,5 0.6 0.8 0.7 0.4 0.1 0.2 0.4
试CNZmrn2)
耐水性在环境温度下
测试吸水后厚度力 15% 10% 13% 11% 12% 5% 6% 5% 12% 57% 29% 22%
__μ」的膨胀率_____________
耐热水叭热水后厚度无法
18% 13% 18% 15% 16% 6% 7% 6% 15% 45% 28%
性测Iu I方.向的膨胀率IIIIIlllI派量I__2
例比在
日?
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(氍醛科=VSafe =VSld) TS00fIi0^
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例比比对对在
1-1 1-1
O 1
O O
22
0O
1_I I_I中获得的板材显示出耐水性和耐热水性不足。此外，出现了真菌。这可能是因为在对比例I和2中甘蔗渣中含有的成分的改性没有充分进行，并且这导致物理性质下降和真菌发生。
[0202]根据对比例3和4，添加了有机磺酸使得板材的制备成为可能。但是，板材显示出耐水性和耐热水性不足。此外，在JIS测试中，出现了真菌。
[0203]根据对比例5，添加了多元羧酸使得板材的制备成为可能，并且没有真菌出现。但是,板材显示出耐水性和耐热水性不足。
[0204]根据对比例6-8，添加了有机磺酸或羧酸使得板材的制备成为可能。但是，板材的物理性质大幅降低。这可能是因为成型时间缩短也对性能产生了影响。这些板材是在没有添加有机磺酸或多元羧酸的情况下获得的，因此，对甘蔗渣碎片中原本含有的糖类和/或添加的糖类进行改性需要较长的时间。鉴于这些原因，物理性质可能降低。此外，板材中残留有糖类，因此在根据JIS的真菌测试中有真菌出现。
[0205]根据对比例9和10，添加石油热固性树脂粘合剂使得制备具有除高耐真菌性以外的高物理性质的板材成为可能。但是,板材中残留有糖类。因此,出现大量真菌。
[0206]相比之下，根据实施例1-10，向甘蔗渣添加有机磺酸和多元羧酸使得制备具有高物理性质并且其中不易出现真菌的板材成为可能。关于实施例1-10中获得的板材，在环境温度下吸水后厚度方向的膨胀率和吸热水后厚度方向的膨胀率低于20%。因此，即使用作内部建筑材料，该板材也耐用。
[0207]实施例1和2中获得的板材在物理性质方面优于既没有添加有机磺酸也没有添加羧酸的对比例I和2中获得的板材、添加了有机磺酸但没有添加多元羧酸的对比例3和4中获得的板材和添加了多元羧酸但没有添加有机磺酸的对比例5中获得的板材。此外，没有出现真菌。
[0208]实施例3和4中获得的板材在物理性质方面优于添加了有机磺酸但没有添加多元羧酸的对比例6中获得的板材和添加了多元羧酸但没有添加有机磺酸的对比例7中获得的板材。此外，没有出现真菌。特别是，关于实施例4中获得的板材，环境温度下吸水后厚度方向的膨胀率和吸热水后厚度方向的膨胀率都低于15%。
[0209]添加了有机磺酸、多元羧酸和糖类的实施例5和6的板材在物理性质方面远优于没有添加有机磺酸的对比例8的板材。特别是，关于实施例5的板材，虽然实施例5的板材成型时间缩短，在环境温度下吸水后厚度方向的膨胀率和吸热水后厚度方向的膨胀率低于20%。此外，关于实施例6的板材，在环境温度下吸水后厚度方向的膨胀率和吸热水后厚度方向的膨胀率低于10%。总之，在实施例6中，得到具有高性能的板材。
[0210]实施例7和8的板材和对比例9和10的板材一样，都添加了石油热固性树脂粘合剂，但是实施例7和8的板材在物理性质方面优于对比例9和10的板材。此外，没有出现真菌。这可能是因为石油热固性树脂粘合剂的添加量减少到一半，而且是添加了有机磺酸和多元羧酸。在环境温度下吸水后厚度方向的膨胀率和吸热水后厚度方向的膨胀率低于10%。此外，没有出现真菌。注意，发现了非甘蔗渣衍生的甲醛的释放。
[0211]在实施例9中，石油热固性树脂粘合剂的添加量减少到对比例10中的一半，并且压制时间缩短到7.5分钟。由于缩短了压制时间，发现物理性质下降的趋势，但是，在环境温度下吸水后厚度方向的膨胀率和吸热水后厚度方向的膨胀率等于或低于15%。此外，没有出现真菌。注意，发现了非甘蔗渣衍生的甲醛的释放。
[0212]实施例的上述结果说明:具有高性能的甘蔗渣产品是由在植物片段领域没有用作资源的甘蔗渣(甘蔗提取汁液后剩余的残渣)获得，并且是通过采用了添加有机磺酸和多元羧酸的步骤的非常简单的工艺制备而成的。这种甘蔗渣产品包括彼此强力粘合的甘蔗渣碎片，并具有高耐水性，然而不易释放甲醛，而且具有真菌发生抑制性能。
【权利要求】
1.一种由甘蔗渣成型的甘蔗渣产品，该甘蔗渣是甘蔗提取汁液后剩余的残渣， 该甘蔗渣产品包括:通过粘合剂成分彼此粘合的甘蔗渣碎片，该粘合剂成分是通过在成型过程中加热和加压对甘蔗渣中含有的成分进行改性而产生的,并且 通过粘合剂成分对甘蔗渣碎片的粘合在多元羧酸和有机磺酸的存在下进行。
2.如权利要求1的甘蔗渣产品，其中 该甘蔗渣含有可溶性成分，其在90°C下通过热水提取3小时进行提取，并且 相对于甘蔗渣干物质含量，可溶性成分的百分比为3质量％或以上。
3.如权利要求1或2的甘蔗渣产品，其中 该甘蔗渣含有蔗糖，其在90°C下通过热水提取3小时进行提取， 相对于甘蔗渣干物质含量，蔗糖的百分比为3质量％或以上，并且 蔗糖在干燥状态的甘蔗渣产品中的百分比低于I质量％。
4.如权利要求1-3中任何一项的甘蔗渣产品，其中 多元羧酸包括琥珀酸、衣康酸和苹果酸中的至少一种。
5.如权利要求1-4中任何一项的甘蔗渣产品，其中 有机磺酸包括对甲苯磺酸和苯磺酸中的至少一种。
6.如权利要求1-5中任何一项的甘蔗渣产品，其中 甘蔗渣碎片的粘合在糖类的存在下进行。
7.如权利要求1-6中任何一项的甘蔗渣产品，其中 甘蔗渣碎片的粘合在以下条件下进行:基于100份甘蔗渣干物质，多元羧酸的固体质量含量范围为0.1-20质量份,有机磺酸的固体质量含量范围为0.1-20质量份。
8.如权利要求1-7中任何一项的甘蔗渣产品，其中 该甘蔗渣产品具有板材形状。
9.如权利要求1-8中任何一项的甘蔗渣产品，其中 该甘蔗渣产品根据JIS Z 2911在抗真菌性测试的三级视觉评估中被评为O级，其表示没有发现真菌生长。
【文档编号】C09J11/06GK104203515SQ201380018113
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年5月29日 优先权日:2012年6月19日
【发明者】菅原亮 申请人:松下电器产业株式会社