JP7032863B2

JP7032863B2 - セルロース布紙含浸用組成物、これを用いた含浸物及び成形物

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Publication number: JP7032863B2
Application number: JP2017054994A
Authority: JP
Inventors: 優紀八木; 裕昭斎藤; 正幸齋藤
Original assignee: Gun Ei Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Gun Ei Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2016-09-16
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2022-03-09
Anticipated expiration: 2037-03-21
Also published as: JP2018048295A

Description

本発明は、セルロース布紙含浸用組成物、これを用いた含浸物及び成形物に関する。

従来、半導体基板等の積層板、化粧板、オイルフィルタ、摺動部材等の各種の成形物の製造において、紙等のセルロース布紙に熱硬化性材料を含浸した含浸物が用いられている。このような含浸物を硬化させた硬化物は、セルロース布紙に比べて強度に優れる。前記熱硬化性材料としては、一般的に、レゾール型のフェノール－ホルムアルデヒド樹脂が用いられている。前記フェノール－ホルムアルデヒド樹脂は、アルコールワニスの形態で用いられることが多い。

しかし、前記フェノール－ホルムアルデヒド樹脂は、原料にホルムアルデヒドを使用しているため、これを用いた含浸物や成形物からホルムアルデヒドが放散する。更にアルコールワニスの形態で用いられる場合、含浸物や成形物の製造時にアルコールが揮発するため、危険物としての取り扱いになる。そのため、環境面、安全面から好ましくない。

無溶剤でホルムアルデヒドやフェノールを含有しない化粧板用樹脂組成物として、硬化性を有する常温で固形の結晶性オリゴマーと、不飽和ポリエステルとを含むものが提案されている（特許文献１）。

一方、繊維、特に無機繊維を結合する、ホルムアルデヒドを使用しないバインダーとして、以下のものが提案されている。
（１）還元糖と、硫酸アンモニウム塩、リン酸アンモニウム塩、硝酸アンモニウム塩及び炭酸アンモニウム塩からなる群より選択される酸前駆体の特定量と、窒素の供給源と、水とを含む、実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダー溶液（特許文献２）。
（２）糖質又は糖質とフェノール類との混合物である第一成分と、アンモニウム塩と、界面活性剤とを含有する熱硬化型バインダー組成物（特許文献３）。

特開２００８－２３１３２９号公報特許第５７０４７５１号公報特開２０１６－６０９１３号公報

特許文献１の化粧板用樹脂組成物は、ホルムアルデヒドや溶剤は使用しないものの、他の有害な化学品（ウレタンアクリレート、ジアリルフタレート等）を使用する必要がある。また、化粧板の製造に際し、別途硬化剤溶液の塗布が必要であり、従来（フェノール・ホルムアルデヒド樹脂を用いる場合）よりも工程数が増える問題がある。
特許文献２～３では、セルロース布紙に対する効果は確認されていない。本発明者らの検討によれば、特許文献２のバインダーは、セルロース布紙に対する補強効果が低く、該バインダーをセルロース布紙に含浸させ硬化させた際の強度が従来よりも劣る問題がある。特許文献３のバインダーにおいても、上記と同様の問題が生じたり、セルロース布紙にダメージが生じたりすることがある。

本発明は、原料にホルムアルデヒドを使用せずとも、セルロース布紙に含浸させ硬化させたときに優れた強度が得られるセルロース布紙含浸用組成物、これを用いた含浸物及び成形物を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討の結果、糖質又は糖質とフェノール類との混合物と、有機酸アンモニウム塩とを組合わせることで、アンモニウム塩が無機酸アンモニウム塩である場合に比べて、セルロース布紙に含浸させ硬化させたときの強度が優れることを見出し、本発明を完成させた。

本発明は、以下の態様を有する。
［１］糖質又は糖質とフェノール類との混合物である第一成分と、有機酸アンモニウム塩とを含むセルロース布紙含浸用組成物。
［２］ホルムアルデヒドを実質的に含まない［１］に記載のセルロース布紙含浸用組成物。
［３］前記糖質が、フルクトース源を含み、
前記フルクトース源のフルクトース換算での含有量が、前記糖質の総質量に対して４０質量％以上である［１］又は［２］に記載のセルロース布紙含浸用組成物。
［４］前記有機酸アンモニウム塩が、カルボン酸アンモニウム塩を含む［１］～［３］のいずれかに記載のセルロース布紙含浸用組成物。
［５］前記第一成分が、糖質とフェノール類との混合物であり、
前記フェノール類が、水溶性フェノール類である［１］～［４］のいずれかに記載のセルロース布紙含浸用組成物。
［６］前記水溶性フェノール類が、レゾルシノール、タンニン、フェノール、クレゾール、アミノフェノール、カテコール、ハイドロキノン、ピロガロール及びフロログルシノールからなる群より選ばれる少なくとも１種を含む［５］に記載のセルロース布紙含浸用組成物。
［７］前記第一成分に対する前記有機酸アンモニウム塩の質量比が０．０２～１．０である［１］～［６］のいずれかに記載のセルロース布紙含浸用組成物。
［８］前記第一成分が、糖質とフェノール類との混合物であり、
前記糖質に対する前記フェノール類の割合が１～５０質量％である［１］～［７］のいずれかに記載のセルロース布紙含浸用組成物。
［９］水をさらに含む［１］～［８］のいずれかに記載のセルロース布紙含浸用組成物。
［１０］セルロース布紙に前記［１］～［９］のいずれかに記載のセルロース布紙含浸用組成物が含浸した含浸物。
［１１］前記［１０］の含浸物の硬化物からなる成形物。

本発明によれば、原料にホルムアルデヒドを使用せずとも、セルロース布紙に含浸させ硬化させたときに優れた強度が得られるセルロース布紙含浸用組成物及びこれを用いた含浸物又は成形物を提供できる。

実施例２、１０～１４、１６及びこれらの実施例から熱処理条件のみ変更した実施例の結果を示すグラフである。比較例３、実施例２、６～７、２６～３１の結果を示すグラフである。

〔セルロース布紙含浸用組成物〕
本発明のセルロース布紙含浸用組成物（以下、「本含浸用組成物」ともいう。）は、第一成分と、有機酸アンモニウム塩とを含む。
第一成分は、糖質であるか、又は糖質とフェノール類との混合物である。
本含浸用組成物は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、糖質、フェノール類及び有機酸アンモニウム塩以外の他の成分をさらに含んでもよい。

＜第一成分＞
第一成分を構成する糖質は１種でもよく２種以上でもよい。
第一成分が糖質とフェノール類との混合物である場合、第一成分を構成するフェノール類は１種でもよく２種以上でもよい。

第一成分としては、セルロース布紙に対する補強効果がより優れる点で、糖質とフェノール類との混合物が好ましい。
第一成分が糖質とフェノール類との混合物である場合、糖質（１００質量％）に対するフェノール類の割合は、１～５０質量％であることが好ましく、２～３０質量％であることがより好ましく、５～２５質量％であることが特に好ましい。フェノール類の割合が前記範囲の下限値以上であれば、セルロース布紙に対する補強効果がより優れ、含浸物の硬化物（成形物）の強度がより優れる。フェノール類の割合が前記範囲の上限値以下であれば、より経済的なコストで補強効果を高めることができる。

第一成分は、水溶性であることが好ましい。すなわち第一成分が糖質からなる場合は糖質が水溶性であり、第一成分が糖質とフェノール類との混合物からなる場合は、糖質及びフェノール類がそれぞれ水溶性であることが好ましい。
「水溶性」とは、２０℃の水への溶解度が２ｇ／１００ｍＬ以上であることを示す。
本含浸用組成物をセルロース布紙に含浸させる際、通常、第一成分等が液状媒体に溶解した溶液の状態とされる。第一成分が水溶性であれば、液状媒体として水のみを用いても、本含浸用組成物を溶液の状態とすることができる。該溶液がアルコール等の有機溶剤を含有しないものであれば、該溶液をセルロース布紙に含浸させた後、乾燥する際に有機溶剤の蒸気が発生せず、環境面、安全面で好ましい。

（糖質）
糖質としては、例えば単糖、オリゴ糖、デキストリン、フラクタン、それらの誘導体等が挙げられる。
本発明において、「オリゴ糖」は２以上１０以下の単糖が結合したものとする。「デキストリン」は、一般的なマルトデキストリンの概念も含み、ＤＥが２０以下の糖組成物をいう。「フラクタン」は１１以上の単糖が結合したものとする。

単糖としては、例えばグルコース、フルクトース、マンノース、ガラクトース、リボース、キシロース等が挙げられる。
オリゴ糖としては、例えばショ糖（スクロース）、マルトース、ラクトース、トレハロース、イソマルトース等の二糖；マルトトリオース、ラフィノース等の三糖；マルトオリゴ糖；イソマルトオリゴ糖；フラクトオリゴ糖；マンノオリゴ糖；ガラクトオリゴ糖等が挙げられる。

これらの糖質はいずれか１種を単独で用いても２種以上併用してもよい。
糖質は、還元糖でもよく非還元糖でもよく、還元糖が好ましい。
糖質としては、水溶性の糖質が好ましい。水溶性の糖質としては、例えば単糖、二糖、オリゴ糖、デキストリン等が挙げられ、単糖又は二糖が好ましく、単糖がより好ましい。

糖質は、フルクトース源を含むことが好ましい。フルクトース源を含むことで、本含浸用組成物の硬化速度が速くなる。例えば同じ硬化処理条件で硬化させたときに、フルクトース源を含まない場合に比べて、より硬化度が高く、より高強度の硬化物が得られる。
フルクトース源とは、フルクトース単体、又は加水分解等によりフルクトースを生成し得る糖質を示す。フルクトースを生成し得る糖質としては、フルクトース単位を含むオリゴ糖、フルクトース単位を含む多糖、それらの誘導体等が挙げられ、具体例としては、ショ糖、ラフィノース、フラクトオリゴ糖、フラクタン等が挙げられる。これらのフルクトース源はいずれか１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。
フルクトース源としては、フルクトース、ショ糖、ラフィノース、フラクトオリゴ糖からなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましい。
糖質がフルクトース源を含む場合、糖質は、フルクトース源のみからなるものであってもよく、フルクトース源以外の他の糖質をさらに含むものであってもよい。
フルクトース源のフルクトース換算での含有量は、糖質の総質量（１００質量％）に対して４０質量％以上が好ましく、４５質量％以上がより好ましく、５０質量％以上が特に好ましい。該含有量の上限は特に限定されず、１００質量％であってもよい。

（フェノール類）
フェノール類としては、植物原料由来系フェノール類、化石燃料系フェノール類等が挙げられる。
植物原料由来系フェノール類としては、例えばフラボノイド系のタンニン、カテキン、アントシアニン、ルチン、イソフラボン、フェノール酸系のクロロゲン酸、エラグ酸、リグナン、クルクミン、クマリン、リグニン等のポリフェノール、カルダノール、カシューナッツシェルリキッド等が挙げられる。
化石燃料系フェノール類としては、例えばフェノール、クレゾール、アミノフェノール、キシレノール、トリメチルフェノール、エチルフェノール、プロピルフェノール、ブチルフェノール、ブチルクレゾール、フェニルフェノール、クミルフェノール、メトキシフェノール、ブロモフェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、ピロガロール、フロログルシノール等が挙げられる。
これらのフェノール類はいずれか１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。

フェノール類としては、水溶性フェノール類が好ましい。水溶性の定義は前記の通りである。すなわち水溶性フェノール類とは、２０℃の水への溶解度が２ｇ／１００ｍＬ以上のフェノール類を示す。
水溶性フェノール類としては、例えばレゾルシノール、タンニン、フェノール、クレゾール、アミノフェノール、カテコール、ハイドロキノン、ピロガロール、フロログルシノール等が挙げられる。

フェノール類としては、本発明の効果に優れることから、多価フェノール類（水酸基を２個以上有するフェノール類）が好ましく、水溶性の多価フェノール類がより好ましい。
多価フェノール類としては、レゾルシノール、タンニン、カテコール、ハイドロキノン、ピロガロール、フロログルシノール及びリグニンからなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましく、レゾルシノール及びタンニンのいずれか一方又は両方が特に好ましい。

＜有機酸アンモニウム塩＞
有機酸アンモニウム塩は、本含浸用組成物の硬化反応において、糖質と反応するアンモニアの供給源、及びその後の反応で触媒として機能する酸性物質の供給源として機能する。
有機酸アンモニウム塩としては、例えば、クエン酸二アンモニウム、クエン酸三アンモニウム、酢酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム、乳酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、酒石酸アンモニウム、リンゴ酸アンモニウム、コハク酸アンモニウム、フタル酸アンモニウム、安息香酸アンモニウム等のカルボン酸アンモニウム塩；フェノールスルホン酸アンモニウム、パラトルエンスルホン酸アンモニウム、キシレンスルホン酸アンモニウム等の芳香族スルホン酸アンモニウム塩；グルタミン酸アンモニウム等のアミノ酸アンモニウム塩等が挙げられる。これらの有機酸アンモニウム塩はいずれか１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。

有機酸アンモニウム塩としては、硬化反応を促進する効果がより優れる点、セルロース布紙にダメージを与えにくい点から、カルボン酸アンモニウム塩が好ましい。なかでも補強効果が高く入手しやすい点から、クエン酸二アンモニウム、クエン酸三アンモニウム、酢酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム、乳酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種が特に好ましい。

＜他の成分＞
他の成分としては、特に限定されず、セルロース布紙含浸用組成物に配合しうる成分として公知の成分のなかから適宜選択して使用できる。例えば、水、有機溶剤、無機酸アンモニウム塩、添加剤（界面活性剤、撥水剤、消泡剤、難燃剤、防腐剤、防黴剤、可塑剤、着色剤、増粘剤、増量剤等）等が挙げられる。有機溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。無機酸アンモニウム塩としては、セルロース布紙にダメージを与えない範囲で公知のものを適宜使用でき、例えば硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、リン酸水素アンモニウム、ホウ酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム等が挙げられる。これらはいずれか１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。

本含浸用組成物は、セルロース布紙への含浸性から、典型的には、水をさらに含む。
本含浸用組成物は、水中に第一成分及び有機酸アンモニウム塩が溶解又は分散している液状の組成物であってよい。

＜本含浸用組成物の組成＞
本含浸用組成物において、第一成分の含有量は、本含浸用組成物の固形分全体を１００質量％としたときに、５０～９９質量％が好ましく、６０～９５質量％がより好ましく、７０～９０質量％が特に好ましい。第一成分は、本含浸用組成物の硬化物の骨格を形成する成分である。第一成分の含有量が前記範囲の下限値以上であれば、セルロース布紙に対する補強効果が効率よく発揮され、含浸物の硬化物の強度がより優れる。第一成分の含有量が前記範囲の上限値以下であれば、有機酸アンモニウム塩等の他成分による効果が充分に発揮される。

本含浸用組成物において、糖質の含有量、フェノール類の含有量はそれぞれ固形分量である。したがって、第一成分の含有量も固形分量である。
フェノール類の固形分は、不揮発分である。不揮発分とは、試料１．５ｇを１３５℃で１時間加熱した後の残分を示す。

本含浸用組成物において、第一成分に対する有機酸アンモニウム塩の質量比（有機酸アンモニウム塩／第一成分）は、０．０２～１．００であることが好ましく、０．０５～０．６０であることがより好ましい。該質量比が前記範囲の下限値以上であれば、セルロース布紙に対する補強効果がより優れる。また、セルロース布紙に本含浸用組成物を含浸した含浸物を硬化させる際に、所定の成形条件内（温度、時間）で硬化を完了させやすい。有機酸アンモニウム塩／第一成分該質量比が前記範囲の上限値以下であれば、より経済的なコストで優れた補強効果を得ることができる。

本含浸用組成物において、第一成分及び有機酸アンモニウム塩の合計の含有量は、本含浸用組成物の固形分全体を１００質量％としたときに、８０以上が好ましく、９０質量％以上がより好ましく、９５質量％以上が特に好ましい。該合計の含有量の上限は特に限定されず、１００質量％であってもよい。

本含浸用組成物が水を含む場合、水の含有量は、本含浸用組成物のセルロース布紙に対する含浸性を考慮して適宜設定でき、特に限定されないが、例えば本含浸用組成物の総質量に対して５～９５質量％とすることができる。

本含浸用組成物における有機溶剤の含有量は、成形物の製造条件に応じて適宜調整すればよいが、環境面、安全面から、多く含まないことが好ましい。具体的には、有機溶剤を使用する場合は、本含浸用組成物全体を１００質量％としたときに、５０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましく、１０質量％以下がさらに好ましく、５％以下が特に好ましく、有機溶剤を実質的に含まないことが最も好ましい。ここで「有機溶剤を実質的に含まない」とは、本含浸用組成物の調製に際して有機溶剤が配合されていないことを示す。

本含浸用組成物は、無機酸アンモニウム塩を含まないことが好ましい。無機酸アンモニウム塩を含まない、つまりアンモニウム塩として有機酸アンモニウム塩のみを含むことで、本含浸用組成物の硬化性、硬化物の強度がより優れる。

本含浸用組成物は、ホルムアルデヒドを使用せずともセルロース布紙に対して優れた補強効果を発揮し得る。そのため、本含浸用組成物は、ホルムアルデヒドを実質的に含まないことが好ましい。
ここで「ホルムアルデヒドを実質的に含まない」とは、本含浸用組成物の調製に際してホルムアルデヒド、又はホルムアルデヒドを含む原料（例えばフェノール類とホルムアルデヒドとの反応により得られるフェノール・ホルムアルデヒド樹脂）が配合されていないことを示す。

本含浸用組成物の固形分濃度は、５～８０質量％が好ましく、１０～５０質量％がより好ましい。固形分濃度が前記範囲内であれば含浸性と補強効果のバランスが良好である。

本含浸用組成物が液状である場合、本含浸用組成物の粘度は、５００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、３００ｍＰａ・ｓ以下がより好ましい。該粘度は、２５℃にてＥ型粘度計（例えば東機産業社製ＴＶＥ－２５）により測定される値である。粘度が前記範囲内であれば、含浸性が良好である。

本含浸用組成物は、第一成分（糖質、又は糖質とフェノール類）と、有機酸アンモニウム塩と、必要に応じて他の成分とを混合することにより調製できる。
糖質として２種以上を併用する場合、本含浸用組成物の調製に際して、各糖質をそれぞれ配合してもよく、２種以上の糖質を含む原料を用いてもよい。２種以上の糖質を含む原料としては、例えば、異性化糖（グルコース、フルクトース等を含有）、水飴（グルコース、マルトース等を含有）等が挙げられる。
本含浸用組成物が水を含む場合、本含浸用組成物の調製に際して、水分と糖質を含み液体状になっている原料（液状糖質原料）を用いてもよい。本含浸用組成物中の水は、液状糖質原料に由来するものであってもよく、本含浸用組成物の調製時に別途配合されたものであってもよく、それらの両方であってもよい。

＜作用効果＞
本含浸用組成物は、セルロース布紙に含浸させて含浸物とされる。本含浸用組成物は、加熱により硬化する熱硬化性を有する。そのため前記含浸物も熱硬化性を有する。
本含浸用組成物を用いた含浸物を硬化させると、原料にホルムアルデヒドを使用せずとも、優れた強度が得られる。その強度は、従来汎用されているフェノール・ホルムアルデヒド樹脂を用いた場合と比較しても遜色ないものである。
優れた強度が得られる理由は明らかではないが、本含浸用組成物のセルロース布紙に対する補強効果が優れること、本含浸用組成物の硬化性が高いこと、本含浸用組成物がセルロース布紙に対してダメージを与えにくいこと等が考えられる。
また、本含浸用組成物にあっては、第一成分、有機酸アンモニウム塩等を溶解する溶媒として水を用いることができる。そのため、有機溶剤を含有しない、又は有機溶剤の含有量の少ない組成物とすることができる。

本含浸用組成物の熱硬化機構としては、カラメル化と類似した機構が考えられる。本含浸用組成物を加熱すると、まず、５又は６員環構造を有する糖質が、有機酸アンモニウム塩由来のアンモニアと反応してグルコシルアミンとなり、次いで、開環を伴って１－アミノ－１－デオキシ－２－ケトースを形成する。これは一般的にはアマドリ転移と言われるものである。引き続き、有機酸アンモニウム塩由来の酸性物質と加熱の影響で、脱水を伴いながら閉環し、ヒドロキシメチルフルフラール（以下、ＨＭＦという。）を生成する。ＨＭＦは熱的に不安定な化合物であり、生成したＨＭＦは、連続的な加熱下のもと更に脱水を伴いながら他のＨＭＦや予め配合されたフェノール類と反応する。この反応の進行に伴い硬化が進行し、やがて完結する。生じる硬化物は、カラメル様の構造又はその一部にフェノール類の骨格が導入された構造を有するものと推測される。
上記の反応で副生するのはおおむね水のみと考えられる。したがって、本含浸用組成物が有機溶剤及びホルムアルデヒドを実質的に含まないものである場合、含浸物の硬化時に発生するガスはおおむね水蒸気のみと考えられ、環境面、安全面で優れる。

〔含浸物〕
本発明の含浸物（以下、「本含浸物」ともいう。）は、セルロース布紙に本含浸用組成物が含浸したものである。
本含浸用組成物は、セルロース布紙全体に含浸していてもよく、セルロース布紙の一部、例えば表層付近のみに含浸していてもよい。

セルロース布紙とは、セルロース繊維を主たる構成成分とする布紙を示し、布紙とは、紙及び布の総称である。布としては、不織布、織布、フェルト等が挙げられる。
セルロース布紙としては、特に限定されず、本含浸物の用途に応じて適宜選択できる。
セルロース布紙としては、紙が好ましい。紙としては、ろ紙、クラフト紙、加工原紙等が挙げられる。
セルロース布紙の坪量は、３０～５００ｇ／ｍ^２が好ましく、５０～３００ｇ／ｍ^２がより好ましい。

本含浸物は、セルロース布紙に本含浸用組成物を含浸させることにより製造できる。
本含浸用組成物の含浸方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば本含浸用組成物又は本含浸用組成物を水等で希釈した希釈物にセルロース布紙を浸漬する方法、本含浸用組成物又は本含浸用組成物を水等で希釈した希釈物をセルロース布紙に塗布する方法等が挙げられる。本含浸用組成物の含浸量は、用途や成形条件によって適宜調整できる。
また、セルロース布紙に本含浸用組成物を含浸させた後に乾燥させることによって、プリプレグとしてもよい。
乾燥は、水等の溶媒を除去するため及び硬化条件調整のために行われる。乾燥は、公知の方法により行うことができる。乾燥条件としては、本含浸用組成物が完全硬化しない範囲で適宜設定できる。

＜作用効果＞
本含浸物は、本含浸用組成物を用いているため、熱硬化性を有する。本含浸物を硬化させると、前述のように、原料にホルムアルデヒドを使用せずとも、優れた強度が得られる。また、本含浸物は、有機溶剤を使用せずに、又は有機溶剤の使用量を従来の含浸物に用いられる量よりも低減して製造することができる。

＜用途＞
本含浸物の用途は特に限定されず、例えば半導体基板等の積層板、化粧板、オイルフィルタ、摺動部材、芯材、コア材、ローラー等の各種の成形物の製造に用いることができる。

〔成形物〕
本発明の成形物（以下、「本成形物」ともいう。）は、本含浸物の硬化物からなる。
本成形物は、本含浸物を硬化させて得られる。本成形物の製造方法の一例を以下に示す。本含浸用組成物をクラフト紙に含浸させ乾燥させることで、プリプレグ（含浸物）を得る。このプリプレグ数枚～数十枚を重ね、熱プレスで硬化させる。これにより、積層板（成形物）が得られる。
本含浸物を硬化させる際の熱処理条件としては、例えば１５０～２００℃にて３～３０分の条件が挙げられる。必要に応じてアニール処理を行ってもよい。

以下に、本発明を実施例によってさらに詳しく説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。以下の各例において「部」、「％」は、それぞれ、特に限定のない場合は「質量部」、「質量％」を示す。実施例１、３～５、８、９、１７は参考例である。
各例で用いた材料を以下に示す。

＜材料＞
（糖質）
７５ＦＧ：異性化糖（グルコース、フルクトース等を含有）、固形分濃度７５．５％、固形分全体に対してグルコースを５０．９％、フルクトースを４３．７％、その他の糖質を５．４％含有、群栄化学工業社製。
グルコース：サンエイ糖化社製。
フルクトース：試薬、和光純薬工業社製。
スクロース（ショ糖）：試薬、和光純薬工業社製。
マルトース：試薬、和光純薬工業社製。
キシロース：試薬、和光純薬工業社製。
ガラクトース：試薬、和光純薬工業社製。
ＫＭ－５５：水飴（グルコース、マルトース、マルトトリオース等を含有）、固形分濃度７５．８％、固形分全体に対してグルコースを２．０％、マルトースを５５．３％、マルトトリオースを２０．０％、その他の糖質を２２．７％含有、群栄化学工業社製。
７５ＦＧ、ＫＭ－５５における固形分濃度は、１００－水分（％）で算出される値である。また、固形分は糖質である。

（フェノール類）
レゾルシノール：住友化学工業社製。
フェノール：三井化学社製。
カテコール：試薬、和光純薬工業社製。
ハイドロキノン：試薬、和光純薬工業社製。
ピロガロール：試薬、和光純薬工業社製。
ミモザパウダー：タンニンの一種、タンザニア産。
ケブラチョタンニン：タンニンの一種、アルゼンチン産。
チェスナットタンニン：タンニンの一種、イタリア産。

（アンモニウム塩）
クエン酸二アンモニウム：試薬、和光純薬工業社製。
クエン酸三アンモニウム：試薬、和光純薬工業社製。
酢酸アンモニウム：試薬、和光純薬工業社製。
ギ酸アンモニウム：ギ酸（試薬、和光純薬工業）及びアンモニア水（試薬、和光純薬工業）により調整。
乳酸アンモニウム：乳酸（試薬、和光純薬工業）及びアンモニア水（試薬、和光純薬工業）により調整。
炭酸アンモニウム：試薬、和光純薬工業社製。
炭酸水素アンモニウム：試薬、和光純薬工業社製。
硫酸アンモニウム：宇部ケミカル社製。
リン酸アンモニウム：試薬、和光純薬工業社製。

＜比較例１＞
（セルロース布紙含浸用組成物の調製）
群栄化学工業社製ＰＬ－３２２５（メタノール溶性のフェノール・ホルムアルデヒド樹脂）を不揮発分３０％となるようにメタノールで希釈して、セルロース布紙含浸用組成物を調製した。

（含浸物の作製）
得られたセルロース布紙含浸用組成物を、坪量１００ｇ／ｍ^２のろ紙に含浸させ、７０℃のオーブン中で３０分間乾燥させて含浸物（プリプレグ）を得た。セルロース布紙含浸用組成物の含浸量は、この後に該含浸物に対して硬化処理を行って得られる補強ろ紙の坪量が約２２０ｇ／ｍ^２となるように調整した。

（硬化処理・評価）
得られた含浸物に対し、表１に示す熱処理条件で硬化処理を行い、坪量約２２０ｇ／ｍ^２（２２０ｇ／ｍ^２±２．５％の範囲内）の補強ろ紙（成形物）を得た。
得られた補強ろ紙について、以下の評価を行った。結果を表１に示す。

「強度の評価（破断応力の測定）」
得られた補強ろ紙から１０ｃｍ×２ｃｍの短冊状テストピースを切り出し、引張試験を行った。引張試験では、東洋精機製ストログラフＶ１０－Ｃにて、スパン４０ｍｍ、クロスヘッドスピード３ｍｍ／分の条件で破断応力（Ｎ）を測定した。
熱処理後のろ紙の坪量Ａ（ｇ／ｍ^２）で破断応力値Ｂ（Ｎ）を除して、坪量当たりの破断応力（Ｂ／Ａ）（Ｎ／（ｇ／ｍ^２））を算出した。

＜比較例２＞
比較例１で用いたのと同じ坪量１００ｇ／ｍ^２のろ紙に対し、セルロース布紙含浸用組成物の含浸を行わずに、表１に示す熱処理条件で硬化処理を行った。硬化処理後のろ紙について、比較例１と同様にして、強度の評価を行った。結果を表１に示す。

＜実施例１～３１、比較例３～７＞
（セルロース布紙含浸用組成物の調製）
表２～９にそれぞれ示す組成となるように、糖質、アンモニウム塩、フェノール類を水に溶解させ、液状のセルロース布紙含浸用組成物を調製した。

（含浸物の作製）
得られたセルロース布紙含浸用組成物を、比較例１で用いたのと同じ坪量１００ｇ／ｍ^２のろ紙に含浸させ、９０℃のオーブン中で３０分間乾燥させて含浸物（プリプレグ）を得た。セルロース布紙含浸用組成物の含浸量は、この後に該含浸物に対して硬化処理を行って得られる補強ろ紙の坪量が約２２０ｇ／ｍ^２となるように調整した。

（硬化処理・評価）
得られた含浸物に対し、表２～９に示す熱処理条件で硬化処理を行い、坪量約２２０ｇ／ｍ^２（２２０ｇ／ｍ^２±２．５％の範囲内）の補強ろ紙を得た。
得られた補強ろ紙について、比較例１と同様にして、強度評価を行った。結果を表２～９に示す。また、実施例１～２５（実施例１３－２、１３－３、１６－２、１６－３を除く）、比較例３～７の補強ろ紙について、以下の手順で硬化度を評価した。結果を表２～６に示す。

「硬化度の評価」
得られた補強ろ紙からテストピースを切り出し、このテストピースを約１００質量倍量のイオン交換水に室温で２４時間浸漬して、テストピース中の水溶性成分を抽出した。その後、イオン交換水からテストピースを取り除き、抽出水を得た。この抽出水の不揮発分（１３５℃１時間の熱処理後の残分）を求めた。不揮発分は、硬化しなかったセルロース布紙含浸用組成物に相当する。不揮発分から、以下の式により硬化度（％）を算出した。
硬化度＝（Ｃ－Ｄ）／Ｃ×１００
ここで、Ｃは、硬化後のテストピースの質量から含浸前のろ紙質量を引いた差分（ｇ）を示し、Ｄは、テストピースから抽出された不揮発分（ｇ）を示す。

表１～９中、糖質、アンモニウム塩類、フェノール類それぞれの配合量は、固形分での値である。
枝番を付した実施例は、枝番を付していない実施例に対し（例えば実施例２－２、２－３の場合は実施例２に対し）熱処理条件のみ変更した例である。

実施例２、１０～１４、１６及びこれらの実施例から熱処理条件のみ変更した実施例（実施例２－２、１０－２～１４－２、１６－２、２－３、１０－３～１４－３、１６－３）の結果から、糖質の種類ごとに、熱処理条件と破断応力（Ｎ）との関係を示すグラフを作成した。このグラフを図１に示す。
比較例３、実施例２、６～７、２６～３１の結果から、第一成分に対する有機酸アンモニウム塩の質量比を横軸に、坪量当たりの破断応力を縦軸にとったグラフを作成した。このグラフを図２に示す。

実施例１～３１では、ろ紙にセルロース布紙含浸用組成物を含浸させず熱処理のみ行った比較例２に比べて、補強ろ紙の坪量当たりの破断応力が高く、強度に優れていた。また、実施例１～３１における強度は、セルロース布紙含浸用組成物として一般的なフェノール・ホルムアルデヒド樹脂のアルコールワニスを用いた比較例１と比較しても遜色ない優れたものであった。

セルロース布紙含浸用組成物がアンモニウム塩を含まない比較例３では、補強ろ紙の坪量当たりの破断応力が比較例２よりも低く、補強効果が得られなかった。また、硬化度が低かった。
アンモニウム塩として硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウムを用いた比較例４～５では、硬化度は高いものの、比較例３よりもさらに強度が劣っていた。これは、アンモニウム塩がろ紙にダメージを与えたためと考えられる。
アンモニウム塩として炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムを用いた比較例６～７では、アンモニウム塩の種類のみ異なる実施例１～７に比べて、強度が劣っていた。比較例６～７では硬化度が低く、このことが強度に劣る一因と考えられる。

図１から、熱処理条件が同じである場合、糖質が異なってもセルロース布紙に対する補強効果が得られること、糖質としてフルクトース源（フルクトースや７５ＦＧ）を用いた場合に、補強ろ紙の強度が特に優れること、が確認された。
なお、キシロースの場合、他の糖質とは異なり、熱処理温度が高くなるにつれて強度が低くなる傾向が見られた。これは、キシロースがペントースであるために、他の糖類と硬化機構が異なることが影響していると考えられる。上述した通り、本含浸用組成物は硬化過程でＨＭＦと呼ばれる反応性の高い中間体を経ると考えられているが、キシロースはペントースであるため、フルフラールを経て硬化すると考えられる。フルフラールは、ＨＭＦに比べて、反応性が低く、沸点が約１６０℃と低いため、高温の硬化条件下では揮発しやすい。そのため、他の糖質と異なり、熱処理温度が高くなるにつれて強度が低くなる傾向にあると考えられる。

図２から、有機酸アンモニウム塩の少量添加、例えばアンモニウム塩／第一成分（質量比）が０．０２程度の添加で強度が大きく向上すること、アンモニウム塩／第一成分（質量比）が０．２付近で強度が最大になることが確認された。

Claims

糖質とフェノール類との混合物である第一成分と、有機酸アンモニウム塩とを含み、
前記フェノール類が、水溶性の多価フェノール類であり、
前記有機酸アンモニウム塩が、クエン酸三アンモニウムであり、
前記第一成分に対する前記有機酸アンモニウム塩の質量比が０．０２～１．０であるセルロース布紙含浸用組成物。
ホルムアルデヒドを実質的に含まない請求項１に記載のセルロース布紙含浸用組成物。
前記糖質が、フルクトース源を含み、
前記フルクトース源のフルクトース換算での含有量が、前記糖質の総質量に対して４０質量％以上である請求項１又は２に記載のセルロース布紙含浸用組成物。
前記フェノール類が、レゾルシノール、タンニン、カテコール、ハイドロキノン、ピロガロール及びフロログルシノールからなる群より選ばれる少なくとも１種を含む請求項１～３のいずれか一項に記載のセルロース布紙含浸用組成物。
前記糖質に対する前記フェノール類の割合が１～５０質量％である請求項１～４のいずれか一項に記載のセルロース布紙含浸用組成物。
水をさらに含む請求項１～５のいずれか一項に記載のセルロース布紙含浸用組成物。
セルロース布紙に請求項１～６のいずれか一項に記載のセルロース布紙含浸用組成物が含浸した含浸物。
請求項７に記載の含浸物の硬化物からなる成形物。