JP2013227470A - Lignin resin composition and lignin resin molding material - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lignin resin composition containing a component originated from plants as a main material, and excellent in flowability and mechanical characteristics after cured, and to provide a lignin resin molding material excellent in moldability and mechanical characteristics after cured.SOLUTION: A lignin resin composition comprises a lignin derivative obtained by degrading biomass, and a cross-linking agent containing a compound represented by formula (1) below. The lignin resin composition is preferably a resin composition obtained by degrading biomass in semicritical water, and more preferably a resin composition containing a latent catalyst differentiating the presence or absence of the cross-linking reaction of the cross-linking agent or the rate of the cross-linking reaction in response to temperature. Formula (1): Z-(CHOR), (wherein, Z is one of a melamine residue, urea residue, glycolyl residue, imidazolidinone residue and aromatic ring residue; m is an integer of 2-14; and Rs are each independently 1-4C alkyl or H).

Description

本発明は、リグニン樹脂組成物およびリグニン樹脂成形材料に関するものである。   The present invention relates to a lignin resin composition and a lignin resin molding material.

樹皮、間伐材、建築廃材等の木質系廃材(バイオマス)は、これまでその多くが廃棄処分されている。しかしながら、地球環境保護が重要課題になりつつあり、その観点から、木質系廃材の再利用、リサイクルが検討され始めている。   Many wood-based waste materials (biomass) such as bark, thinned wood, and building waste have been disposed of so far. However, protection of the global environment is becoming an important issue, and from this point of view, the reuse and recycling of wood-based waste materials are being considered.

一般的な木質の主要成分は、セルロース、ヘミセルロースおよびリグニンである。このうち、約30%の割合で含まれるリグニンは、芳香環や、フェノール性水酸基、アルコール性水酸基を豊富に含む構造を有しているため、樹脂原料としての利用が検討されている(例えば、特許文献1参照。)。   Common woody main components are cellulose, hemicellulose and lignin. Among these, lignin contained at a ratio of about 30% has a structure containing abundant aromatic rings, phenolic hydroxyl groups, and alcoholic hydroxyl groups, and therefore, utilization as a resin raw material has been studied (for example, (See Patent Document 1).

このようにリグニンを樹脂原料として利用するためには、木質系廃材からリグニンを単離する必要がある。   Thus, in order to utilize lignin as a resin raw material, it is necessary to isolate lignin from a wooden waste material.

特許文献1には、木粉に液体状のフェノール誘導体を浸透させ、木粉中のリグニンをフェノール誘導体により溶媒和させ、次いで、濃酸を添加してセルロース成分を溶解することにより、リグニンを溶媒和したフェノール誘導体と、セルロース成分を溶解した濃酸との2相に分離し、このうちフェノール誘導体相からリグニンフェノール誘導体を抽出する方法が開示されている。   In Patent Document 1, a liquid phenol derivative is infiltrated into wood flour, lignin in wood flour is solvated with a phenol derivative, and then concentrated acid is added to dissolve the cellulose component, thereby dissolving lignin as a solvent. A method is disclosed in which a hydrated phenol derivative and a concentrated acid in which a cellulose component is dissolved are separated into two phases, and a lignin phenol derivative is extracted from the phenol derivative phase.

また、特許文献1には、木粉にフェノール誘導体を溶解した溶媒を浸透させた後、溶媒を留去し、その後、残存した木粉に濃酸を添加することにより、フェノール誘導体により溶媒和されたリグニンを得る方法が開示されている。   Further, in Patent Document 1, a solvent in which a phenol derivative is dissolved in wood flour is infiltrated, and then the solvent is distilled off. Thereafter, concentrated acid is added to the remaining wood flour, thereby being solvated by the phenol derivative. A method for obtaining lignin is disclosed.

そして、得られたリグニン誘導体と架橋剤とを混合することにより、熱硬化性のリグニン樹脂組成物が得られる(例えば、特許文献2参照。)。特許文献2には、得られたリグニン樹脂組成物が優れた流動性を有し、成形体の製造に用いられることが記載されている。   And a thermosetting lignin resin composition is obtained by mixing the obtained lignin derivative and a crosslinking agent (for example, refer patent document 2). Patent Document 2 describes that the obtained lignin resin composition has excellent fluidity and can be used for the production of a molded body.

成形体の製造には、例えば、熱硬化性のリグニン樹脂組成物と充填材とを含む成形材料が用いられる。   For the production of the molded body, for example, a molding material containing a thermosetting lignin resin composition and a filler is used.

しかしながら、充填材の添加量を高めたり、成形時間を短縮するために硬化触媒を添加した成形材料を低圧トランスファー成形する際、あるいは、成形型の形状が複雑な場合等においては、成形材料の流動性をさらに向上させる必要があった。   However, when the molding material with a curing catalyst added to increase the amount of filler added or to shorten the molding time is subjected to low-pressure transfer molding, or when the shape of the molding die is complicated, the flow of the molding material It was necessary to further improve the performance.

特開2001−261839号公報JP 2001-261839 A 特開2009−227890号公報JP 2009-227890 A

本発明の目的は、植物由来成分を主材料とし、流動性および硬化後の機械的特性に優れたリグニン樹脂組成物、および、成形性および硬化後の機械的特性に優れたリグニン樹脂成形材料を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a lignin resin composition having a plant-derived component as a main material and having excellent fluidity and mechanical properties after curing, and a lignin resin molding material having excellent moldability and mechanical properties after curing. It is to provide.

このような目的は、下記(1)〜(14)の本発明により達成される。
(1) バイオマスを分解して得られたリグニン誘導体と、下記式(1)で表される化合物を含む架橋剤と、を含有することを特徴とするリグニン樹脂組成物。
Z−(CHOR) (1)
[式(1)中のZはメラミン残基、尿素残基、グリコリル残基、イミダゾリジノン残基および芳香環残基のうちのいずれか1種である。また、mは2〜14の整数を表す。また、Rは独立して炭素数1〜4のアルキル基または水素原子である。ただし、−CHORは、メラミン残基の窒素原子、尿素残基の1級アミノ基の窒素原子、グリコリル残基の2級アミノ基の窒素原子、イミダゾリジノン残基の2級アミノ基の窒素原子および芳香環残基の芳香環の炭素原子のいずれかに直接結合している。]
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (14) below.
(1) A lignin resin composition comprising a lignin derivative obtained by decomposing biomass and a crosslinking agent containing a compound represented by the following formula (1).
Z- (CH 2 OR) m ( 1)
[Z in Formula (1) is any one of a melamine residue, a urea residue, a glycolyl residue, an imidazolidinone residue, and an aromatic ring residue. Moreover, m represents the integer of 2-14. R is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydrogen atom. However, -CH 2 OR, the nitrogen atom of the melamine residues, the nitrogen atom of the primary amino groups of the urea residues, the nitrogen atom of the secondary amino group of the glycolyl residues, the secondary amino group of the imidazolidinone residues It is directly bonded to either the nitrogen atom or the carbon atom of the aromatic ring residue. ]

(2) 前記化合物は、下記式(2)〜(5)のうちのいずれかで表されるものである上記(1)に記載のリグニン樹脂組成物。

Figure 2013227470
[式(2)中、XはCHORまたは水素原子であり、Rは独立して炭素数1〜4のアルキル基または水素原子である。また、nは1〜3の整数を表す。]
Figure 2013227470
[式(3)中、Rは独立して炭素数1〜4のアルキル基または水素原子である。]
Figure 2013227470
[式(4)中、Rは独立して炭素数1〜4のアルキル基または水素原子である。]
Figure 2013227470
[式(5)中、Rは独立して炭素数1〜4のアルキル基または水素原子である。] (2) The said compound is a lignin resin composition as described in said (1) which is represented by either of following formula (2)-(5).
Figure 2013227470
[In the formula (2), X is CH 2 OR or a hydrogen atom, R is independently an alkyl group or a hydrogen atom having 1 to 4 carbon atoms. N represents an integer of 1 to 3. ]
Figure 2013227470
[In Formula (3), R is a C1-C4 alkyl group or a hydrogen atom independently. ]
Figure 2013227470
[In Formula (4), R is a C1-C4 alkyl group or a hydrogen atom independently. ]
Figure 2013227470
[In Formula (5), R is a C1-C4 alkyl group or a hydrogen atom independently. ]

(3) 前記化合物は、下記式(6)または(7)で表される化合物である上記(2)に記載のリグニン樹脂組成物。

Figure 2013227470
[式(6)中、nは1〜3の整数を表す。]
Figure 2013227470
[式(7)中、nは1〜3の整数を表す。] (3) The lignin resin composition according to (2), wherein the compound is a compound represented by the following formula (6) or (7).
Figure 2013227470
[In Formula (6), n represents the integer of 1-3. ]
Figure 2013227470
[In formula (7), n represents the integer of 1-3. ]

(4) バイオマスを分解して得られたリグニン誘導体と、キヌクリジンおよびピジンのうちの少なくとも1種を含む架橋剤と、を含有することを特徴とするリグニン樹脂組成物。   (4) A lignin resin composition comprising a lignin derivative obtained by decomposing biomass and a crosslinking agent containing at least one of quinuclidine and pyridine.

(5) 前記リグニン誘導体は、バイオマスを亜臨界水下で分解して得られたものである上記(1)ないし(4)のいずれかに記載のリグニン樹脂組成物。   (5) The lignin resin composition according to any one of (1) to (4), wherein the lignin derivative is obtained by decomposing biomass under subcritical water.

(6) 前記リグニン誘導体は、バイオマスを亜臨界水下で分解して得られたものをさらにメチロール化したものである上記(5)に記載のリグニン樹脂組成物。   (6) The lignin resin composition according to (5), wherein the lignin derivative is a product obtained by further decomposing biomass under subcritical water and further methylolating.

(7) 当該リグニン樹脂組成物は、さらに、温度に応じて前記架橋剤の架橋反応の有無または架橋反応の速度を異ならせる潜在性触媒を含む上記(1)ないし(6)のいずれかに記載のリグニン樹脂組成物。   (7) The lignin resin composition according to any one of (1) to (6), further including a latent catalyst that varies the presence or absence of the crosslinking reaction or the speed of the crosslinking reaction depending on the temperature. Lignin resin composition.

(8) 当該リグニン樹脂組成物は、さらに、加熱により酸性物質を放出する化合物を含む上記(1)ないし(7)のいずれかに記載のリグニン樹脂組成物。   (8) The lignin resin composition according to any one of (1) to (7), further including a compound that releases an acidic substance by heating.

(9) 前記酸性物質を放出する化合物は、加熱により2以下の解離定数pKaを有する酸性物質を放出する化合物である上記(8)に記載のリグニン樹脂組成物。   (9) The lignin resin composition according to (8), wherein the compound that releases an acidic substance is a compound that releases an acidic substance having a dissociation constant pKa of 2 or less by heating.

(10) 前記酸性物質を放出する化合物は、120〜150℃で加熱することにより2以下の解離定数pKaを有する酸性物質を放出する化合物である上記(9)に記載のリグニン樹脂組成物。   (10) The lignin resin composition according to (9), wherein the compound that releases the acidic substance is a compound that releases an acidic substance having a dissociation constant pKa of 2 or less by heating at 120 to 150 ° C.

(11) 前記酸性物質を放出する化合物は、芳香族スルホン酸シクロヘキシル類である上記(8)ないし(10)のいずれかに記載のリグニン樹脂組成物。   (11) The lignin resin composition according to any one of (8) to (10), wherein the compound that releases the acidic substance is cyclohexyl aromatic sulfonate.

(12) 前記芳香族スルホン酸シクロヘキシル類は、ベンゼンスルホン酸シクロヘキシル類である上記(11)に記載のリグニン樹脂組成物。   (12) The lignin resin composition according to the above (11), wherein the cyclohexyl aromatic sulfonate is cyclohexyl benzene sulfonate.

(13) 前記ベンゼンスルホン酸シクロヘキシル類は、シクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、3−メチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、3,5−ジメチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、4−ブチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、2−イソプロピル−5−メチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、2−ヒドロキシシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート及び4−ヒドロキシシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネートからなる群から選択される少なくとも1種である上記(12)に記載のリグニン樹脂組成物。   (13) The cyclohexyl benzenesulfonates are cyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, 3-methylcyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, 3,5-dimethylcyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, 4-butylcyclohexyl = 4- At least one selected from the group consisting of methylbenzenesulfonate, 2-isopropyl-5-methylcyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, 2-hydroxycyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate and 4-hydroxycyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate The lignin resin composition as described in (12) above.

(14) 上記(1)ないし(13)のいずれかに記載のリグニン樹脂組成物と、充填材と、を含有することを特徴とするリグニン樹脂成形材料。   (14) A lignin resin molding material comprising the lignin resin composition according to any one of (1) to (13) above and a filler.

本発明によれば、植物由来成分を主材料とし、流動性および硬化後の機械的特性に優れたリグニン樹脂組成物が得られる。   According to the present invention, a lignin resin composition having a plant-derived component as a main material and excellent in fluidity and mechanical properties after curing can be obtained.

また、本発明によれば、植物由来成分を主材料とし、成形性および硬化後の機械的特性に優れたリグニン樹脂成形材料が得られる。   Further, according to the present invention, a lignin resin molding material having a plant-derived component as a main material and excellent in moldability and mechanical properties after curing can be obtained.

以下、本発明のリグニン樹脂組成物、および、リグニン樹脂成形材料について好適実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the lignin resin composition and the lignin resin molding material of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments.

<リグニン樹脂組成物およびリグニン樹脂成形材料>
本発明のリグニン樹脂組成物は、バイオマスを分解して得られるリグニン誘導体と、後述する化合物を含む架橋剤と、を含むものである。
<Lignin resin composition and lignin resin molding material>
The lignin resin composition of this invention contains the lignin derivative obtained by decomposing | disassembling biomass, and the crosslinking agent containing the compound mentioned later.

また、本発明のリグニン樹脂成形材料は、上記リグニン樹脂組成物を含むものであり、各種成形法により成形されることによって樹脂成形品を得るのに用いられるものである。   Moreover, the lignin resin molding material of this invention contains the said lignin resin composition, and is used for obtaining a resin molded product by shape | molding by various shaping | molding methods.

このようなリグニン樹脂成形材料は、溶融粘度が低いため流動性が高く、例えば各種成形法により成形される際の成形性(形状転写性)に富んでいるとともに、硬化後の機械的特性に優れたものとなる。このため、成形型の形状が複雑な場合や、充填材の添加量が多い場合、硬化触媒を添加した場合にも、寸法精度が高く機械的特性に優れた樹脂成形品を製造することができる。また、リグニン樹脂組成物は、芯材に対する含浸性が高く硬化後には剛直な構造を形成し得るため、耐久性および外観に優れた積層板を製造することができる。   Such a lignin resin molding material has high fluidity because of its low melt viscosity. For example, it has excellent moldability (shape transferability) when molded by various molding methods and excellent mechanical properties after curing. It will be. For this reason, when the shape of the mold is complicated, when the amount of filler added is large, or when a curing catalyst is added, a resin molded product with high dimensional accuracy and excellent mechanical properties can be produced. . Moreover, since the lignin resin composition has a high impregnation property with respect to the core material and can form a rigid structure after curing, a laminate having excellent durability and appearance can be produced.

以下、リグニン樹脂組成物およびリグニン樹脂成形材料の各成分について順次説明する。   Hereinafter, each component of the lignin resin composition and the lignin resin molding material will be sequentially described.

(リグニン誘導体)
まず、リグニン誘導体について説明する。リグニンは、セルロースおよびヘミセルロースとともに、植物体の骨格を形成する主要成分であり、かつ、自然界に最も豊富に存在する物質の一つである。リグニン誘導体は、フェノール誘導体を単位構造とする化合物であり、この単位構造は、化学的および生物学的に安定な炭素−炭素結合や炭素−酸素−炭素結合を有するため、化学的な劣化や生物的分解を受け難い。このため、リグニン誘導体は、樹脂原料として有用とされる。
(Lignin derivative)
First, the lignin derivative will be described. Lignin, together with cellulose and hemicellulose, is a major component that forms the skeleton of plants and is one of the most abundant substances in nature. A lignin derivative is a compound having a phenol derivative as a unit structure, and this unit structure has a chemically and biologically stable carbon-carbon bond or carbon-oxygen-carbon bond. It is difficult to undergo manual decomposition. For this reason, a lignin derivative is useful as a resin raw material.

本発明に用いられるリグニン誘導体は、バイオマスを分解して得られたものである。バイオマスとは、植物または植物の加工品であるが、これらは光合成の過程で大気中の二酸化炭素を取り込み固定化してなるものであるため、大気中の二酸化炭素の増加抑制に寄与している。このため、バイオマスを工業的に利用することによって、地球温暖化の抑制に寄与することができる。   The lignin derivative used in the present invention is obtained by decomposing biomass. Biomass is a plant or a processed product of a plant, and these are formed by capturing and fixing carbon dioxide in the atmosphere in the process of photosynthesis, and thus contribute to the suppression of the increase in carbon dioxide in the atmosphere. For this reason, it can contribute to suppression of global warming by utilizing biomass industrially.

リグニン誘導体の具体例としては、下記式(8)で表わされるグアイアシルプロパン構造、下記式(9)で表わされるシリンギルプロパン構造、下記式(10)で表わされる4−ヒドロキシフェニルプロパン構造等が挙げられる。なお、針葉樹類からは主にグアイアシルプロパン構造が、広葉樹類からは主にグアイアシルプロパン構造およびシリンギルプロパン構造が、草本類からは主にグアイアシルプロパン構造、シリンギルプロパン構造および4−ヒドロキシフェニルプロパン構造がそれぞれ抽出される。   Specific examples of the lignin derivative include a guaiacylpropane structure represented by the following formula (8), a syringylpropane structure represented by the following formula (9), and a 4-hydroxyphenylpropane structure represented by the following formula (10). Can be mentioned. From conifers, mainly guaiacylpropane structures, from broadleaf trees, mainly guaiacylpropane structures and syringylpropane structures, and from herbs, mainly guaiacylpropane structures, syringylpropane structures, and 4-hydroxy Each phenylpropane structure is extracted.

Figure 2013227470
Figure 2013227470

また、本発明におけるリグニン誘導体は、水酸基に対して芳香環のオルト位およびパラ位の少なくとも一方が無置換になっているものが好ましい。このようなリグニン誘導体は、芳香環への親電子置換反応により硬化剤が作用する反応サイトを多く含み、水酸基での反応において立体障害が低減できることになるため、反応性に優れたものとなる。   Moreover, the lignin derivative in the present invention is preferably one in which at least one of the ortho-position and para-position of the aromatic ring is unsubstituted with respect to the hydroxyl group. Such a lignin derivative is excellent in reactivity because it contains a large number of reaction sites where a curing agent acts due to electrophilic substitution reaction on the aromatic ring and steric hindrance can be reduced in the reaction with a hydroxyl group.

また、リグニン誘導体は、上記基本構造の他、リグニン誘導体に官能基を導入したもの(リグニン二次誘導体)であってもよい。   In addition to the above basic structure, the lignin derivative may be a lignin derivative having a functional group introduced (lignin secondary derivative).

リグニン二次誘導体が有する官能基としては、特に限定されないが、例えば2個以上の同じ官能基が互いに反応し得るもの、または他の官能基と反応し得るものが好適である。具体的には、エポキシ基、メチロール基の他、炭素−炭素不飽和結合を有するビニル基、エチニル基、マレイミド基、シアネート基、イソシアネート基等が挙げられる。このうち、メチロール基を導入した(メチロール化した)リグニン誘導体が好ましく用いられる。このようなリグニン二次誘導体は、メチロール基同士の自己縮合反応により自己架橋が生じるとともに、上記架橋剤中のアルコキシメチル基や水酸基に対して確実に架橋する。その結果、特に均質で剛直な骨格を有し、機械的特性に優れた硬化物が得られる。   The functional group possessed by the lignin secondary derivative is not particularly limited, but for example, those in which two or more of the same functional groups can react with each other or those capable of reacting with other functional groups are suitable. Specific examples include an epoxy group, a methylol group, a vinyl group having a carbon-carbon unsaturated bond, an ethynyl group, a maleimide group, a cyanate group, and an isocyanate group. Of these, a lignin derivative having a methylol group introduced (methylolated) is preferably used. Such a lignin secondary derivative is self-cross-linked by a self-condensation reaction between methylol groups and reliably cross-links to an alkoxymethyl group or a hydroxyl group in the cross-linking agent. As a result, a cured product having a particularly homogeneous and rigid skeleton and excellent mechanical properties can be obtained.

また、本発明におけるリグニン誘導体は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定されたポリスチレン換算の数平均分子量が200〜2000であるものが好ましく、300〜1800であるものがより好ましい。このような数平均分子量のリグニン誘導体は、その反応性(硬化性)と溶融性または溶解性とをより高度に両立するものとなる。したがって、硬化後の機械的特性と成形性とを高度に両立するリグニン樹脂成形材料が得られる。   In addition, the lignin derivative in the present invention preferably has a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 200 to 2000 as measured by gel permeation chromatography, and more preferably 300 to 1800. Such a lignin derivative having a number average molecular weight has a higher balance between reactivity (curability) and meltability or solubility. Therefore, a lignin resin molding material having both high mechanical properties and moldability after curing can be obtained.

また、本発明におけるリグニン誘導体は、H−NMR分析に供されたとき、得られる化学シフトのスペクトルにおいて、芳香族プロトンに帰属するピークの積分値が、脂肪族プロトンに帰属するピークの積分値の15〜50%程度であるのが好ましく、15〜45%程度であるのがより好ましく、20〜40%程度であるのがさらに好ましく、20〜35%程度であるのが特に好ましい。これにより、リグニン誘導体の架橋樹脂の機械的特性に寄与する反応性と成形材料の成形性に寄与する溶融性または溶媒への溶解性とをより高度に両立することができる。その結果、寸法精度が高く機械的特性に優れた樹脂成形品が得られる。 In addition, the lignin derivative in the present invention, when subjected to 1 H-NMR analysis, in the obtained chemical shift spectrum, the integrated value of the peak attributed to the aromatic proton is the integrated value of the peak attributed to the aliphatic proton. Is preferably about 15 to 50%, more preferably about 15 to 45%, still more preferably about 20 to 40%, and particularly preferably about 20 to 35%. Thereby, the reactivity which contributes to the mechanical characteristic of the crosslinked resin of a lignin derivative and the meltability which contributes to the moldability of a molding material, or the solubility to a solvent can be made compatible more highly. As a result, a resin molded product having high dimensional accuracy and excellent mechanical properties can be obtained.

なお、前記比率が前記下限値を下回ると、架橋反応を生じる反応サイトあるいは反応性基を導入するための反応サイトが脂肪族基で置換されていて架橋反応点が少なくなるため、リグニン誘導体を架橋させたとき、架橋物の物性が低下するおそれがある。一方、前記比率が前記上限値を上回ると、リグニン誘導体の溶融性または溶媒への溶解性が低下し、リグニン誘導体を含む成形材料の成形性が低下するおそれがある。   When the ratio is lower than the lower limit, the reaction site for causing a crosslinking reaction or the reaction site for introducing a reactive group is substituted with an aliphatic group and the number of crosslinking reaction points is reduced, so that the lignin derivative is crosslinked. When this is done, the physical properties of the crosslinked product may be reduced. On the other hand, when the ratio exceeds the upper limit, the meltability of the lignin derivative or the solubility in a solvent is lowered, and the moldability of the molding material containing the lignin derivative may be lowered.

なお、芳香族プロトンおよび脂肪族プロトンは、H−NMR分析の化学シフトのスペクトルにおいて、離れた位置にピークを生じるため、ピークの分離が可能であり、ピークの同定および積分値の算出を行うことができる。 In addition, since aromatic protons and aliphatic protons generate peaks at distant positions in the chemical shift spectrum of 1 H-NMR analysis, peaks can be separated, and peak identification and integral calculation are performed. be able to.

具体的には、分析の基準物質としてテトラメチルシランを用いた場合、一般的には、芳香族プロトンに帰属するピークは6〜8ppm付近に位置する。また、脂肪族プロトンに帰属するピークは0.5〜5ppm付近に位置することとなる。   Specifically, when tetramethylsilane is used as a reference substance for analysis, generally, a peak attributed to an aromatic proton is located in the vicinity of 6 to 8 ppm. In addition, the peak attributed to the aliphatic proton is located in the vicinity of 0.5 to 5 ppm.

なお、上述した芳香族プロトンに帰属するピークの積分値、および、脂肪族プロトンに帰属するピークの積分値は、それぞれバイオマスの処理条件により調整することができる。例えば、バイオマスの処理温度や処理圧力を高めたり、処理時間を長くしたりすることにより、芳香族プロトンに帰属するピークの積分値が大きくなる傾向が強いと考えられる。   Note that the integrated value of the peak attributed to the aromatic proton and the integrated value of the peak attributed to the aliphatic proton described above can be adjusted according to the biomass treatment conditions. For example, it is considered that the integrated value of the peak attributed to aromatic protons tends to increase by increasing the processing temperature and processing pressure of biomass or increasing the processing time.

(架橋剤)
次に、架橋剤について説明する。
(Crosslinking agent)
Next, the crosslinking agent will be described.

本発明のリグニン樹脂組成物に含まれる架橋剤は、リグニン誘導体を架橋し得るものであれば特に限定されないが、下記式(1)で表される化合物を含むものが好ましい。   Although the crosslinking agent contained in the lignin resin composition of this invention will not be specifically limited if a lignin derivative can be bridge | crosslinked, What contains the compound represented by following formula (1) is preferable.

Z−(CHOR) (1)
[式(1)中のZはメラミン残基、尿素残基、グリコリル残基、イミダゾリジノン残基および芳香環残基のうちのいずれか1種である。また、mは2〜14の整数を表す。また、Rは独立して炭素数1〜4のアルキル基または水素原子である。ただし、−CHORは、メラミン残基の窒素原子、尿素残基の1級アミノ基の窒素原子、グリコリル残基の2級アミノ基の窒素原子、イミダゾリジノン残基の2級アミノ基の窒素原子および芳香環残基の芳香環の炭素原子のいずれかに直接結合している。]
Z- (CH 2 OR) m ( 1)
[Z in Formula (1) is any one of a melamine residue, a urea residue, a glycolyl residue, an imidazolidinone residue, and an aromatic ring residue. Moreover, m represents the integer of 2-14. R is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydrogen atom. However, -CH 2 OR, the nitrogen atom of the melamine residues, the nitrogen atom of the primary amino groups of the urea residues, the nitrogen atom of the secondary amino group of the glycolyl residues, the secondary amino group of the imidazolidinone residues It is directly bonded to either the nitrogen atom or the carbon atom of the aromatic ring residue. ]

このような化合物を含むリグニン樹脂組成物は、硬化後の機械的特性に優れるとともに、硬化物の耐久性および外観の向上に寄与する。これは、架橋剤中に含まれる上記式(1)で表される化合物が、多官能性の架橋点を形成し得るため、リグニン誘導体を高密度かつ均一に架橋し、均質で剛直な骨格を形成するからである。剛直な骨格によって硬化物の機械的特性および耐久性(耐煮沸性等)が向上するとともに、膨れや亀裂等の発生が抑制されるため硬化物の外観も向上することとなる。   The lignin resin composition containing such a compound is excellent in mechanical properties after curing, and contributes to improvement in durability and appearance of the cured product. This is because the compound represented by the above formula (1) contained in the cross-linking agent can form a polyfunctional cross-linking point, so that the lignin derivative is cross-linked with high density and uniformity to form a homogeneous and rigid skeleton. It is because it forms. The rigid skeleton improves the mechanical properties and durability (boiling resistance, etc.) of the cured product, and also suppresses the occurrence of blisters and cracks, thereby improving the appearance of the cured product.

また、上記架橋剤は、自硬化性を有するとともに、リグニン誘導体との間で共架橋構造を形成し得るものである。このため、このようなリグニン樹脂組成物を含むリグニン樹脂成形材料を成形し硬化させてなる硬化物は、その特性がリグニン誘導体と架橋剤との相溶性が良好であり均質性が高くなる。したがって、リグニン樹脂成形材料の成形性と硬化物の機械的特性との両立という観点から配合比率の最適化を図ることができ、寸法精度および機械的特性に優れた樹脂成形品が得られる。   Moreover, the said crosslinking agent has a self-hardening property, and can form a co-crosslinking structure between lignin derivatives. For this reason, the hardened | cured material formed by shape | molding and hardening the lignin resin molding material containing such a lignin resin composition has the compatibility with a lignin derivative and a crosslinking agent, and homogeneity becomes high. Therefore, the blending ratio can be optimized from the viewpoint of achieving both the moldability of the lignin resin molding material and the mechanical properties of the cured product, and a resin molded product having excellent dimensional accuracy and mechanical properties can be obtained.

さらには、上記架橋剤は架橋反応時における揮発成分の発生が穏やかであるため、揮発成分が硬化物の外部に放出されるのに伴って生じる膨れや亀裂等の不具合を抑えることができる。その結果、外観に優れた樹脂製品が得られる。   Further, since the volatile component is moderately generated during the crosslinking reaction, the crosslinking agent can suppress problems such as blisters and cracks that occur when the volatile component is released to the outside of the cured product. As a result, a resin product excellent in appearance can be obtained.

なお、上記架橋剤は、リグニン樹脂成形材料の成形性の向上に寄与する。これは、上記架橋剤の融点が低く、加熱時に成形材料の粘性が低下すること、および、上記架橋剤が比較的遅架橋性であり、加熱されたときに徐々に架橋反応が進むためであると考えられる。   In addition, the said crosslinking agent contributes to the improvement of the moldability of a lignin resin molding material. This is because the melting point of the cross-linking agent is low, the viscosity of the molding material is lowered during heating, and the cross-linking agent is relatively slow cross-linking, and the cross-linking reaction proceeds gradually when heated. it is conceivable that.

また、−CHORは、前述したようにメラミン残基の窒素原子、尿素残基の1級アミノ基の窒素原子、グリコリル残基の2級アミノ基の窒素原子、イミダゾリジノン残基の2級アミノ基の窒素原子および芳香環残基の芳香環の炭素原子のうちのいずれかに直接結合しているが、同一の窒素原子または炭素原子に2つ以上の「−CHOR」が結合している場合、そのうちの少なくとも1つの「−CHOR」が含む「R」はアルキル基であるのが好ましい。これにより、リグニン誘導体を確実に架橋させることができる。 In addition, as described above, —CH 2 OR is a nitrogen atom of a melamine residue, a nitrogen atom of a primary amino group of a urea residue, a nitrogen atom of a secondary amino group of a glycolyl residue, or 2 of an imidazolidinone residue. It is directly bonded to either the nitrogen atom of the primary amino group or the carbon atom of the aromatic ring residue, but two or more “—CH 2 OR” are bonded to the same nitrogen atom or carbon atom. In this case, it is preferable that “R” included in at least one of “—CH 2 OR” is an alkyl group. Thereby, a lignin derivative can be bridge | crosslinked reliably.

なお、本明細書においてメラミン残基とは、下記式(A)で表されるメラミン骨格を有する基のことをいう。   In this specification, the melamine residue refers to a group having a melamine skeleton represented by the following formula (A).

Figure 2013227470
Figure 2013227470

また、本明細書において尿素残基とは、下記式(B)で表される尿素骨格を有する基のことをいう。   In this specification, the urea residue refers to a group having a urea skeleton represented by the following formula (B).

Figure 2013227470
Figure 2013227470

また、本明細書においてグリコリル残基とは、下記式(C)で表されるグリコリル骨格を有する基のことをいう。   In this specification, the glycolyl residue refers to a group having a glycolyl skeleton represented by the following formula (C).

Figure 2013227470
Figure 2013227470

また、本明細書においてイミダゾリジノン残基とは、下記式(D)で表されるイミダゾリジノン骨格を有する基のことをいう。   In the present specification, the imidazolidinone residue refers to a group having an imidazolidinone skeleton represented by the following formula (D).

Figure 2013227470
Figure 2013227470

また、本明細書において芳香環残基とは、芳香環(ベンゼン環)を有する基のことをいう。   In this specification, an aromatic ring residue refers to a group having an aromatic ring (benzene ring).

また、上記式(1)で表される化合物としては、特に、下記式(2)〜(5)のうちのいずれかで表される化合物が好ましく用いられる。これらは、リグニン誘導体中のフェノール骨格に含まれる芳香環上の架橋反応点に対して反応しリグニン誘導体を確実に架橋するとともに、官能基同士の自己縮合反応により自己架橋を生じる。その結果、特に均質で剛直な骨格を有し、機械的特性、耐久性および外観に優れた硬化物が得られる。   Moreover, especially as a compound represented by the said Formula (1), the compound represented by either of following formula (2)-(5) is used preferably. These react with the crosslinking reaction point on the aromatic ring contained in the phenol skeleton in the lignin derivative to reliably crosslink the lignin derivative and cause self-crosslinking by self-condensation reaction between functional groups. As a result, a cured product having a particularly homogeneous and rigid skeleton and excellent in mechanical properties, durability and appearance can be obtained.

Figure 2013227470
[式(2)中、XはCHORまたは水素原子であり、Rは独立して炭素数1〜4のアルキル基または水素原子である。また、nは1〜3の整数を表す。]
Figure 2013227470
[In the formula (2), X is CH 2 OR or a hydrogen atom, R is independently an alkyl group or a hydrogen atom having 1 to 4 carbon atoms. N represents an integer of 1 to 3. ]

Figure 2013227470
[式(3)中、Rは独立して炭素数1〜4のアルキル基または水素原子である。]
Figure 2013227470
[In Formula (3), R is a C1-C4 alkyl group or a hydrogen atom independently. ]

Figure 2013227470
[式(4)中、Rは独立して炭素数1〜4のアルキル基または水素原子である。]
Figure 2013227470
[In Formula (4), R is a C1-C4 alkyl group or a hydrogen atom independently. ]

Figure 2013227470
[式(5)中、Rは独立して炭素数1〜4のアルキル基または水素原子である。]
Figure 2013227470
[In Formula (5), R is a C1-C4 alkyl group or a hydrogen atom independently. ]

また、上記式(2)で表される化合物としては、特に、下記式(6)または(7)で表される化合物が好ましく用いられる。これらは、リグニン誘導体中のフェノール骨格に含まれる芳香環上の架橋反応点に対して反応しリグニン誘導体を特に確実に架橋するとともに、官能基同士の自己縮合反応により自己架橋を生じる。その結果、とりわけ均質で剛直な骨格を有し、機械的特性、耐久性および外観に優れた硬化物が得られる。   As the compound represented by the above formula (2), a compound represented by the following formula (6) or (7) is particularly preferably used. These react with a crosslinking reaction point on the aromatic ring contained in the phenol skeleton in the lignin derivative to particularly surely crosslink the lignin derivative and cause self-crosslinking by self-condensation reaction between functional groups. As a result, a cured product having a particularly uniform and rigid skeleton and excellent mechanical properties, durability and appearance can be obtained.

Figure 2013227470
[式(6)中、nは1〜3の整数を表す。]
Figure 2013227470
[In Formula (6), n represents the integer of 1-3. ]

Figure 2013227470
[式(7)中、nは1〜3の整数を表す。]
Figure 2013227470
[In formula (7), n represents the integer of 1-3. ]

なお、上記式(1)で表される化合物の具体例としては、スミカノール507A(田岡化学工業製)、2,4,6−トリス[ビス(メトキシメチル)アミノ]−1,3,5−トリアジン(東京化成工業製)、ニカラックMW−30HM、ニカラックMW−390、ニカラックMW−100LM、ニカラックMX−750LM、ニカラックMX−290、ニカラックMX−280、ニカラックMX−270(いずれも三和ケミカル製)等が挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the above formula (1) include Sumikanol 507A (Taoka Chemical Industries), 2,4,6-tris [bis (methoxymethyl) amino] -1,3,5-triazine. (Manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), Nikarak MW-30HM, Nikarak MW-390, Nikarak MW-100LM, Nikarak MX-750LM, Nikarak MX-290, Nikarak MX-280, Nikarak MX-270 (all manufactured by Sanwa Chemical), etc. Is mentioned.

また、上記式(1)で表される化合物のうち、Zがメラミン残基、尿素残基、グリコリル残基およびイミダゾリジノン残基のうちのいずれかであるものとしては、例えば、特開2005−43883号公報の化16、化18に記載された化合物等が挙げられる。   Among the compounds represented by the above formula (1), those in which Z is any one of a melamine residue, a urea residue, a glycolyl residue, and an imidazolidinone residue include, for example, JP-A-2005 And the compounds described in Chemical formula 16 and Chemical formula 18 of JP-A-43883.

また、上記式(1)で表される化合物のうち、Zが芳香環残基であるものとしては、例えば、特開2005−37925号公報の化21〜化26に記載された化合物や、特開2005−43883号公報の化17に記載された化合物等が挙げられる。   Among the compounds represented by the above formula (1), those in which Z is an aromatic ring residue include, for example, the compounds described in Chemical Formulas 21 to 26 of JP-A-2005-37925, And the compounds described in Chemical formula 17 of Kaikai 2005-43883.

一方、上記架橋剤は、上記式(1)で表される化合物に代えて、またはこの化合物とともに、キヌクリジンおよびピジンのうちの少なくとも1種の化合物を含むものであってもよい。このような架橋剤を含む硬化物は、機械的強度に優れるとともに、耐久性および外観の高いものとなる。これは、キヌクリジンおよびピジンがリグニン誘導体を高密度かつ均一に架橋し、均質で剛直な骨格を形成するからである。
なお、キヌクリジンおよびピジンにリグニン誘導体からのプロトンが付加すると、カルボカチオンが生じる。このカルボカチオンはリグニン誘導体に反応してメチレン結合を形成する。このようにして上述した均質で剛直な骨格が形成される。
On the other hand, the cross-linking agent may contain at least one compound of quinuclidine and pidgin instead of or together with the compound represented by the formula (1). A cured product containing such a cross-linking agent has excellent mechanical strength and high durability and appearance. This is because quinuclidine and pididine cross-link lignin derivatives at high density and uniformly to form a homogeneous and rigid skeleton.
In addition, when a proton from a lignin derivative is added to quinuclidine and pyridine, a carbocation is generated. This carbocation reacts with the lignin derivative to form a methylene bond. In this way, the homogeneous and rigid skeleton described above is formed.

また、架橋剤には、上記化合物以外の架橋剤成分を含んでいてもよいが、その場合でもその添加量は、上記化合物より少なくなるよう設定される。上記化合物以外の架橋剤成分としては、例えば、オルソクレゾールノボラックエポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ化グリセリン、エポキシ化亜麻仁油、エポキシ化大豆油のようなエポキシ樹脂、ヘキサメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネートのようなイソシアネート化合物、リグニン誘導体の芳香環に対し親電子置換反応して架橋し得る化合物として、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、パラホルムアルデヒド、フルフラールのようなアルデヒド類、ポリオキシメチレンのようなアルデヒド源、ヘキサメチレンテトラミンの他、レゾール型フェノール樹脂等の通常のフェノール樹脂で公知の架橋剤、リグニン誘導体の芳香環に対し親電子置換反応して架橋し得る化合物等を挙げることができる。そして、架橋剤中における上記化合物の含有率は架橋反応前において80質量%以上であるのが好ましい。また、リグニン誘導体100質量部に対して上記化合物は5〜60質量部であるのが好ましく、10〜50質量部であるのがより好ましい。   In addition, the crosslinking agent may contain a crosslinking agent component other than the above compound, but even in that case, the addition amount is set to be smaller than that of the above compound. Examples of the cross-linking agent component other than the above compound include, for example, orthocresol novolac epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, epoxidized glycerin, epoxidized linseed oil, epoxy resin such as epoxidized soybean oil, hexamethylene diisocyanate, toluene diisocyanate. Isocyanate compounds, compounds that can be cross-linked by electrophilic substitution reaction on aromatic rings of lignin derivatives, aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, paraformaldehyde, furfural, aldehyde sources such as polyoxymethylene, hexamethylenetetramine In addition, a known cross-linking agent such as a resol-type phenol resin or a compound that can be cross-linked by electrophilic substitution reaction with respect to the aromatic ring of a lignin derivative can be used. And it is preferable that the content rate of the said compound in a crosslinking agent is 80 mass% or more before bridge | crosslinking reaction. Moreover, it is preferable that the said compound is 5-60 mass parts with respect to 100 mass parts of lignin derivatives, and it is more preferable that it is 10-50 mass parts.

さらに、上記化合物以外の架橋剤成分としては、例えば、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾールのようなイミダゾール類、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、1,5−ジアザビシクロ(4.3.0)ノナン−5−エンのようなアニオン系重合触媒、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレートのようなスルホニウム塩、フェニルジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、フェニルジアゾニウムテトラフルオロボレートのようなジアゾニウム塩といったカチオン系重合触媒等が挙げられる。   Furthermore, examples of the crosslinking agent component other than the above compounds include imidazoles such as 2-methylimidazole and 2-ethyl-4-methylimidazole, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, 1 , 5-diazabicyclo (4.3.0) nonane-5-ene anionic polymerization catalyst, triphenylsulfonium hexafluorophosphate, sulfonium salt such as diphenylsulfonium tetrafluoroborate, phenyldiazonium hexafluorophosphate, phenyldiazonium And cationic polymerization catalysts such as diazonium salts such as tetrafluoroborate.

また、後述するようにリグニン誘導体に反応性官能基が導入されている場合、上記化合物に加え、その反応性官能基の種類に応じた架橋剤成分を適宜選択して用いるようにしてもよい。   Moreover, when a reactive functional group is introduced into the lignin derivative as described later, in addition to the above compound, a crosslinking agent component corresponding to the type of the reactive functional group may be appropriately selected and used.

具体的には、反応性官能基がエポキシ基である場合、例えば、ノボラック型フェノール樹脂のようなフェノール樹脂、フェノール性水酸基を有するリグニン化合物、ジエチレントリアミン、m−キシリレンジアミン、N−アミノエチルピペラジンのようなアミン系化合物、無水フタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸のような酸無水物、ジシアンジアミド、グアニジン類、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等の一般的なエポキシ樹脂用硬化剤が挙げられる。   Specifically, when the reactive functional group is an epoxy group, for example, a phenol resin such as a novolak type phenol resin, a lignin compound having a phenolic hydroxyl group, diethylenetriamine, m-xylylenediamine, N-aminoethylpiperazine For general epoxy resins such as amine compounds, acid anhydrides such as phthalic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride, dicyandiamide, guanidines, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, etc. A curing agent is mentioned.

また、反応性官能基がイソシアネート基である場合、架橋剤成分としては、例えば、フェノール樹脂、リグニン分解物、ポリビニルアルコール、ポリアミン系化合物等の一般的なイソシアネート樹脂用硬化剤が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上の混合物が用いられる。   When the reactive functional group is an isocyanate group, examples of the crosslinking agent component include general curing agents for isocyanate resins such as phenol resins, lignin decomposition products, polyvinyl alcohol, and polyamine compounds. One of them or a mixture of two or more of them is used.

また、反応性官能基がビニル基である場合、架橋剤成分としては、例えば、ブチルリチウム、ナトリウムエトキシドのようなアニオン系重合開始剤、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、過酸化ベンゾイル(BPO)のようなラジカル重合開始剤等の一般的なビニル基含有化合物の重合開始剤が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上の混合物が用いられる。   When the reactive functional group is a vinyl group, examples of the crosslinking agent component include an anionic polymerization initiator such as butyl lithium and sodium ethoxide, azobisisobutyronitrile (AIBN), benzoyl peroxide ( A polymerization initiator of a general vinyl group-containing compound such as a radical polymerization initiator such as BPO) may be mentioned, and one or a mixture of two or more of these may be used.

また、反応性官能基がエチニル基である場合、架橋剤成分としては、例えば、5塩化モリブデン、5塩化タングステン、ノルボルナジエンロジウムクロリドダイマー等の一般的なエチニル基含有化合物の重合触媒が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上の混合物が用いられる。   Further, when the reactive functional group is an ethynyl group, examples of the crosslinking agent component include polymerization catalysts for general ethynyl group-containing compounds such as molybdenum pentachloride, tungsten pentachloride, norbornadiene rhodium chloride dimer, and the like. Among them, one kind or a mixture of two or more kinds is used.

また、反応性官能基がマレイミド基である場合、架橋剤成分としては、例えば、BPOのようなパーオキサイド、前述したアニオン系重合開始剤等の一般的なマレイミド基含有化合物の重合開始剤が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上の混合物が用いられる。   When the reactive functional group is a maleimide group, examples of the crosslinking agent component include peroxides such as BPO and polymerization initiators of general maleimide group-containing compounds such as the anionic polymerization initiator described above. One or a mixture of two or more of these is used.

また、反応性官能基がシアネート基である場合、架橋剤成分としては、例えば、ナフテン酸コバルトのような金属触媒等の一般的なシアネート基含有化合物の重合触媒が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上の混合物が用いられる。   When the reactive functional group is a cyanate group, examples of the crosslinking agent component include a polymerization catalyst of a general cyanate group-containing compound such as a metal catalyst such as cobalt naphthenate. A seed or a mixture of two or more is used.

なお、これらの架橋剤成分を含む場合も、架橋剤中における上記化合物の含有率は架橋反応前において80質量%以上に設定するのが好ましい。   Even when these crosslinking agent components are included, the content of the compound in the crosslinking agent is preferably set to 80% by mass or more before the crosslinking reaction.

(潜在性触媒)
また、上記架橋剤に加え、温度に応じて架橋剤の架橋反応の有無または架橋反応の速度を異ならせる潜在性触媒を含んでいてもよい。このような潜在性触媒を含むことにより、本発明のリグニン樹脂組成物およびリグニン樹脂成形材料は、加熱されたときに架橋剤の架橋反応を開始させたり、あるいは、架橋反応の反応速度を高めたりすることができるものとなる。これにより、上記成形材料を成形型のキャビティに充填する際には架橋反応を生じさせないあるいは反応速度が遅くなるようにし、成形が完了した時点で温度を上昇させ、架橋反応を生じさせたりあるいは反応速度が速くなるようにすることができる。その結果、キャビティに対して隙間なく成形材料を充填することができ、均質で機械的特性、耐久性および外観に優れた樹脂成形品が得られる。
(Latent catalyst)
Further, in addition to the crosslinking agent, a latent catalyst that varies the presence or absence of the crosslinking reaction or the speed of the crosslinking reaction according to the temperature may be included. By including such a latent catalyst, the lignin resin composition and the lignin resin molding material of the present invention start a crosslinking reaction of the crosslinking agent when heated, or increase the reaction rate of the crosslinking reaction. Will be able to do. As a result, when the molding material is filled in the mold cavity, the crosslinking reaction is not caused or the reaction rate is slowed, and when the molding is completed, the temperature is increased to cause the crosslinking reaction or the reaction. The speed can be increased. As a result, it is possible to fill the cavity with the molding material without gaps, and to obtain a resin molded product that is homogeneous and excellent in mechanical properties, durability, and appearance.

上記潜在性触媒としては、例えば、加熱により酸性物質を放出する化合物が挙げられる。この酸性物質は、上記架橋剤による架橋反応を促進させるよう作用する。これにより、加熱したときの硬化速度が速くなり、樹脂成形品の外観が向上するとともに製造効率を高めることができる。   Examples of the latent catalyst include compounds that release an acidic substance by heating. This acidic substance acts to promote the crosslinking reaction by the crosslinking agent. Thereby, the curing rate when heated is increased, the appearance of the resin molded product is improved, and the production efficiency can be increased.

また、加熱により酸性物質を放出する化合物は、加熱により2以下の解離定数pKaを有する酸性物質を放出する化合物であるのが好ましい。潜在性触媒としてこのような酸性物質が放出される化合物を含むことにより、架橋剤による架橋反応を特に促進させることができる。   Further, the compound that releases an acidic substance by heating is preferably a compound that releases an acidic substance having a dissociation constant pKa of 2 or less by heating. By including a compound capable of releasing such an acidic substance as a latent catalyst, the crosslinking reaction by the crosslinking agent can be particularly accelerated.

2以下の解離定数pKaを有する酸性物質としては、例えば、シュウ酸(pKa=1.3)、p−トルエンスルホン酸(pKa=1.7)等が挙げられる。   Examples of the acidic substance having a dissociation constant pKa of 2 or less include oxalic acid (pKa = 1.3), p-toluenesulfonic acid (pKa = 1.7), and the like.

また、このような酸性物質を放出する化合物としては、例えば、シクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、2−メチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、3−メチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、4−メチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、4−ブチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、4−シクロヘキシルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、2,6−ジメチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、2,4−ジメチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、3,4−ジメチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、3,5−ジメチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、2−イソプロピル−5−メチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、2−ヒドロキシシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、4−ヒドロキシシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、シクロヘキシル=4−ビフェニルスルホネート及び4,4’−ビシクロヘキシル=ビス(4−メチルベンゼンスルホネート)のようなベンゼンスルホン酸シクロヘキシル類、シクロヘキシル=1−ナフタレンスルホネート及びシクロヘキシル=2−ナフタレンスルホネートのようなナフタレンスルホン酸シクロヘキシル類といった各種の芳香族スルホン酸シクロヘキシル類等が挙げられる。このような芳香族スルホン酸シクロヘキシル類は、酸性物質を安定的に放出する一方、架橋剤による架橋反応を阻害し難いことから、潜在性触媒として有用である。   Examples of compounds that release such acidic substances include cyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, 2-methylcyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, 3-methylcyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, and 4-methylcyclohexyl. = 4-methylbenzenesulfonate, 4-butylcyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, 4-cyclohexylcyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, 2,6-dimethylcyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, 2,4-dimethylcyclohexyl = 4 -Methylbenzenesulfonate, 3,4-dimethylcyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, 3,5-dimethylcyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, 2-I Propyl-5-methylcyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, 2-hydroxycyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, 4-hydroxycyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, cyclohexyl = 4-biphenylsulfonate and 4,4′-bicyclohexyl = Benzylsulfonic acid cyclohexyls such as bis (4-methylbenzenesulfonate), various aromatic sulfonic acid cyclohexyls such as cyclohexyl = 1-naphthalenesulfonate and naphthalenesulfonic acid cyclohexyls such as cyclohexyl-2-naphthalenesulfonate. It is done. Such cyclohexyl sulfonates are useful as latent catalysts because they release acid substances stably and hardly inhibit the crosslinking reaction by the crosslinking agent.

また、これらの中でも特にベンゼンスルホン酸ヘキシル類が好ましく用いられ、さらには、シクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、3−メチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、3,5−ジメチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、4−ブチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、2−イソプロピル−5−メチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、2−ヒドロキシシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、および4−ヒドロキシシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネートからなる群から選択される少なくとも一種がより好ましく用いられ、とりわけシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネートがさらに好ましく用いられる。これらのベンゼンスルホン酸ヘキシル類によれば、上記芳香族スルホン酸シクロヘキシル類がもたらす効果がより顕著なものとなる。   Of these, hexyl benzenesulfonate is particularly preferably used, and cyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, 3-methylcyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, 3,5-dimethylcyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate. 4-butyl cyclohexyl 4-methylbenzenesulfonate, 2-isopropyl-5-methylcyclohexyl 4-methylbenzenesulfonate, 2-hydroxycyclohexyl 4-methylbenzenesulfonate, and 4-hydroxycyclohexyl 4-methylbenzenesulfonate At least one selected from the group is more preferably used, and cyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate is more preferably used. According to the hexyl benzenesulfonates, the effects brought about by the cyclohexyl aromatic sulfonates become more remarkable.

また、上述した化合物において酸性物質が放出される加熱温度は120〜150℃程度であるのが好ましい。このような温度範囲は、リグニン誘導体と架橋剤とを含むリグニン樹脂成形材料を硬化する処理の温度に非常に近いため、例えばこの温度範囲より低温でリグニン樹脂成形材料を成形し、その後、この温度範囲まで昇温することによって、優れた成形性と硬化後の機械的特性とを高度に両立させることができる。   Moreover, it is preferable that the heating temperature in which an acidic substance is discharge | released in the compound mentioned above is about 120-150 degreeC. Since such a temperature range is very close to the temperature of the treatment for curing the lignin resin molding material containing the lignin derivative and the crosslinking agent, for example, the lignin resin molding material is molded at a temperature lower than this temperature range, and then this temperature is used. By raising the temperature to the range, excellent moldability and mechanical properties after curing can be made highly compatible.

(充填材)
充填材としては、例えば、タルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラスのようなケイ酸塩、酸化チタン、アルミナのような酸化物、溶融シリカ(溶融球状シリカ、溶融破砕シリカ)、結晶シリカのようなケイ素化合物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイトのような炭酸塩、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムのような水酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウムのような硫酸塩または亜硫酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウムのようなホウ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素のような窒化物等の粉末、ガラス繊維、炭素繊維等の繊維片といった無機充填材の他、木粉、パルプ粉砕粉、布粉砕粉、熱硬化性樹脂硬化物粉、アラミド繊維のような有機充填材等が挙げられる。このうち、充填材としては、特に、金属酸化物、金属水酸化物、金属窒化物、ケイ素酸化物、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、木粉、パルプ粉砕粉、および布粉砕粉のうちの少なくとも1種を含むものが好ましく用いられる。これらの充填材は、リグニン樹脂成形材料から製造された樹脂成形品の膨張率を確実に低くすることができる。
(Filler)
Examples of fillers include talc, calcined clay, unfired clay, mica, silicates such as glass, oxides such as titanium oxide and alumina, fused silica (fused spherical silica, fused crushed silica), crystalline silica Silicon compounds like, carbonates like calcium carbonate, magnesium carbonate, hydrotalcite, hydroxides like aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, like barium sulfate, calcium sulfate, calcium sulfite Sulfate or sulfite, zinc borate, barium metaborate, aluminum borate, calcium borate, borate such as sodium borate, powder such as nitride such as aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, glass In addition to inorganic fillers such as fiber, carbon fiber, etc., wood powder, pulp pulverized powder, cloth砕粉, cured thermosetting resin powder, organic fillers, and the like, such as aramid fibers. Among these, as the filler, among metal oxide, metal hydroxide, metal nitride, silicon oxide, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, wood powder, pulp pulverized powder, and cloth pulverized powder, Those containing at least one kind are preferably used. These fillers can reliably reduce the expansion coefficient of a resin molded product produced from the lignin resin molding material.

この場合、充填材の含有量は、樹脂材料100質量部に対して、10〜1000質量部であるのが好ましく、20〜500質量部であるのがより好ましく、100〜400質量部であるのがさらに好ましい。充填材の含有率が前記下限値を下回ると、リグニン樹脂成形材料から製造された樹脂成形品の膨張率を十分に低下させることができないおそれがある。一方、充填材の含有率が前記上限値を上回ると、充填材の割合が多すぎるため、リグニン樹脂成形材料の成形性が低下するおそれがある。   In this case, the content of the filler is preferably 10 to 1000 parts by mass, more preferably 20 to 500 parts by mass, and 100 to 400 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin material. Is more preferable. When the content rate of a filler is less than the said lower limit, there exists a possibility that the expansion coefficient of the resin molded product manufactured from the lignin resin molding material cannot fully be reduced. On the other hand, if the content of the filler exceeds the upper limit, the proportion of the filler is too large, and the moldability of the lignin resin molding material may be reduced.

また、充填材の平均粒径は、0.1〜500μm程度であるのが好ましく、0.2〜300μm程度であるのがより好ましい。充填材の平均粒径が前記範囲内であることにより、リグニン樹脂成形材料から製造された樹脂成形品は、低膨張率と優れた成形性とを高度に両立するものとなる。なお、充填材の平均粒径とは、充填材の粒度分布において、体積の累積で50%の部分に分布する粉末の粒径を指す。   Moreover, it is preferable that the average particle diameter of a filler is about 0.1-500 micrometers, and it is more preferable that it is about 0.2-300 micrometers. When the average particle diameter of the filler is within the above range, the resin molded product produced from the lignin resin molding material is highly compatible with low expansion rate and excellent moldability. The average particle size of the filler refers to the particle size of the powder distributed in 50% of the cumulative volume in the particle size distribution of the filler.

また、充填材の形状としては、例えば、フレーク状、樹枝状、球状、繊維状等が挙げられ、特に限定されない。   In addition, examples of the shape of the filler include, but are not particularly limited to, flake shape, dendritic shape, spherical shape, and fibrous shape.

なお、充填材が繊維状の場合は、繊維径0.5〜100μm、繊維長1〜50mm程度であるのが好ましい。   In addition, when a filler is fibrous, it is preferable that it is a fiber diameter of 0.5-100 micrometers and fiber length about 1-50 mm.

(その他の成分)
なお、本発明のリグニン樹脂成形材料は、リグニン誘導体や架橋剤以外にその他の樹脂成分を含んでいてもよい。具体的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。これらの樹脂成分を含むことにより、樹脂成分の相対的な溶融粘度が低下するため、リグニン樹脂成形材料の成形性が向上する。なお、これらの樹脂成分を含む場合、架橋反応前においてリグニン誘導体の含有率が好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上になるよう調整される。
(Other ingredients)
In addition, the lignin resin molding material of this invention may contain other resin components other than a lignin derivative and a crosslinking agent. Specific examples include an epoxy resin, a phenol resin, a furan resin, a urea resin, and a melamine resin. By including these resin components, the relative melt viscosity of the resin components is lowered, so that the moldability of the lignin resin molding material is improved. When these resin components are included, the content of the lignin derivative is preferably adjusted to 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more before the crosslinking reaction.

本発明のリグニン樹脂成形材料は、上記の成分以外に、必要に応じて、メトキシナトリウム、t−ブトキシカリウムのようなアルカリ金属塩、酢酸カルシウムのようなアルカリ土類金属塩、Na2O、K2Oのようなアルカリ金属酸化物、CaO、BaOのようなアルカリ土類金属酸化物といった硬化促進剤を含んでいてもよい。 In addition to the above components, the lignin resin molding material of the present invention includes, as necessary, an alkali metal salt such as sodium methoxy, t-butoxy potassium, an alkaline earth metal salt such as calcium acetate, Na 2 O, K A hardening accelerator such as an alkali metal oxide such as 2 O and an alkaline earth metal oxide such as CaO or BaO may be included.

また特に、反応性基としてエポキシ基を有するリグニン二次誘導体を含む場合には、例えば、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾールのようなイミダゾール類、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、1,5−ジアザビシクロ(4.3.0)ノナン−5−エン、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、ベンジルジメチルアミンのような3級アミン類、トリフェニルホスフィン、テトラ−n−ブチルホスホニウムテトラフェニルボレート等を含んでいてもよい。   In particular, when a lignin secondary derivative having an epoxy group as a reactive group is included, for example, imidazoles such as 2-methylimidazole and 2-ethyl-4-methylimidazole, 1,8-diazabicyclo (5, 4,0) undecene-7,1,5-diazabicyclo (4.3.0) nonane-5-ene, tris (dimethylaminomethyl) phenol, tertiary amines such as benzyldimethylamine, triphenylphosphine, tetra -N-butylphosphonium tetraphenylborate or the like may be contained.

また、反応性基として、メチロール基、ビニル基、エチニル基、マレイミド基、シアネ−ト基等を有するリグニン二次誘導体を含む場合には、例えば、前記重合触媒を含んでいてもよい。
さらに、必要に応じて各種添加剤を含んでいてもよい。
Moreover, when the lignin secondary derivative which has a methylol group, a vinyl group, an ethynyl group, a maleimide group, a cyanate group etc. as a reactive group is included, the said polymerization catalyst may be included, for example.
Furthermore, various additives may be included as necessary.

かかる添加剤としては、例えば、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシランのようなシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、アルミニウム/ジルコニウムカップリング剤のような各種カップリング剤、カーボンブラック、ベンガラのような着色剤、ポリエチレンワックス、高級脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、ケトン・アミン類、水素硬化油のような合成ワックス、パラフィンワックス、モンタンワックスのような天然ワックス、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛のような高級脂肪酸およびその金属塩類、パラフィンのような離型剤、シリコーンオイル、シリコーンゴムのような低応力化成分、三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硼酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、フォスファゼンのような難燃剤、酸化ビスマス水和物のような無機イオン交換体、内部離型剤等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせたものが用いられる。   Examples of such additives include silane coupling agents such as epoxy silane, mercapto silane, amino silane, alkyl silane, ureido silane, and vinyl silane, titanate coupling agents, aluminum coupling agents, and aluminum / zirconium coupling agents. Various coupling agents, colorants such as carbon black, bengara, polyethylene wax, higher fatty acid esters, fatty acid amides, ketones and amines, synthetic waxes such as hydrogenated oils, natural waxes such as paraffin wax and montan wax, Higher fatty acids such as stearic acid and zinc stearate and metal salts thereof, mold release agents such as paraffin, silicone oil, low stress components such as silicone rubber, antimony trioxide, aluminum hydroxide, Examples include magnesium oxide, zinc borate, zinc molybdate, a flame retardant such as phosphazene, an inorganic ion exchanger such as bismuth oxide hydrate, an internal mold release agent, and the like. A combination is used.

また、リグニン樹脂成形材料が離型剤を含む場合、離型剤の含有量は、リグニン誘導体100質量部に対して0.01〜10質量部であるのが好ましく、0.1〜5質量部であるのがより好ましい。なお、離型剤の含有量が前記未満である場合、リグニン樹脂成形材料を成形型に充填して成形したとき、離型性が不十分となるおそれがあり、一方、離型剤の含有量が前記上限値を上回る場合、リグニン樹脂成形材料の硬化性が低下するおそれがある。   Moreover, when a lignin resin molding material contains a mold release agent, it is preferable that content of a mold release agent is 0.01-10 mass parts with respect to 100 mass parts of lignin derivatives, and 0.1-5 mass parts It is more preferable that In addition, when the content of the release agent is less than the above, when the lignin resin molding material is filled in a mold and molded, the mold release property may be insufficient, whereas the content of the release agent When the value exceeds the upper limit, the curability of the lignin resin molding material may be lowered.

なお、本発明のリグニン樹脂成形材料は、液状、粉末状等の形態をなしていてもよいが、好ましくはタブレット状または顆粒状をなすものとされる。これにより、リグニン樹脂成形材料の成形安定性をより高めることができる。   The lignin resin molding material of the present invention may be in the form of liquid, powder or the like, but is preferably in the form of tablets or granules. Thereby, the shaping | molding stability of a lignin resin molding material can be improved more.

タブレットの形状としては、円柱、円錐、円錐台形等が挙げられる。
一方、顆粒の平均粒径は、10〜6000μm程度であるのが好ましく、100〜5000μm程度であるのがより好ましい。
Examples of the tablet shape include a cylinder, a cone, and a truncated cone.
On the other hand, the average particle size of the granules is preferably about 10 to 6000 μm, and more preferably about 100 to 5000 μm.

<リグニン成形材料の製造方法>
次に、本発明のリグニン樹脂成形材料を製造する方法について説明する。
<Method for producing lignin molding material>
Next, a method for producing the lignin resin molding material of the present invention will be described.

本発明のリグニン樹脂成形材料を製造する方法は、[1]バイオマスを溶媒存在下におき、これらを高温高圧下で分解処理する工程と、[2]処理物中の固形成分を極性溶媒で処理し、極性溶媒に対する不溶分と溶解液とを分離する工程と、[3]溶解液を乾燥させ、溶質(リグニン誘導体)を回収する工程と、[4]回収した溶質と架橋剤とを混合し、リグニン樹脂成形材料を得る工程と、を有する。以下、各工程について順次説明する。   The method for producing the lignin resin molding material of the present invention comprises: [1] a step of placing biomass in the presence of a solvent and decomposing them under high temperature and high pressure, and [2] treating a solid component in the treated product with a polar solvent. A step of separating the insoluble matter from the polar solvent and the solution, [3] drying the solution and recovering the solute (lignin derivative), and [4] mixing the recovered solute and crosslinking agent. And a step of obtaining a lignin resin molding material. Hereinafter, each process will be described sequentially.

[1]
まず、バイオマスを溶媒存在下におき、高温高圧下で分解処理する。バイオマスとは、前述したように植物または植物の加工品であるが、この植物としては、例えば、ブナ、白樺、ナラのような広葉樹、スギ、マツ、ヒノキのような針葉樹、竹、稲わらのようなイネ科植物、椰子殻等が挙げられる。
[1]
First, biomass is placed in the presence of a solvent and decomposed under high temperature and pressure. Biomass is a plant or a processed product of a plant as described above. Examples of this plant include broadleaf trees such as beech, birch and oak, conifers such as cedar, pine and cypress, bamboo, rice straw. Such grasses, coconut shells and the like.

そして、分解処理にあたり、バイオマスをブロック状、チップ状、粉末状等に粉砕しておくことが好ましい。その場合、粉砕後の大きさが100μm〜1cm程度であるのが好ましく、200〜1000μm程度であるのがより好ましい。このような大きさのバイオマスを用いることにより、液中でのバイオマスの分散性を高めるとともに、バイオマスの分解処理を効率よく行うことができる。   In the decomposition treatment, it is preferable to pulverize the biomass into blocks, chips, powders, or the like. In that case, the size after pulverization is preferably about 100 μm to 1 cm, and more preferably about 200 to 1000 μm. By using biomass of such a size, it is possible to improve the dispersibility of the biomass in the liquid and to efficiently perform the biomass decomposition treatment.

本工程において用いる溶媒としては、例えば、水の他、メタノール、エタノールのようなアルコール類、フェノール、クレゾールのようなフェノール類、アセトン、メチルエチルケトンのようなケトン類、ジメチルエーテル、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランのようなエーテル類、アセトニトリルのようなニトリル類、N,N−ジメチルホルムアミドのようなアミド類等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上の混合溶媒が用いられる。   Examples of the solvent used in this step include water, alcohols such as methanol and ethanol, phenols such as phenol and cresol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, dimethyl ether, ethyl methyl ether, diethyl ether, Ethers such as tetrahydrofuran, nitriles such as acetonitrile, amides such as N, N-dimethylformamide, and the like, and one or two or more of them are used as a mixed solvent.

また、溶媒としては特に水が好ましく用いられる。水としては、例えば、超純水、純水、蒸留水、イオン交換水等が用いられる。水を用いることにより、リグニン誘導体の意図しない変性が抑制されるとともに、分解処理に伴って発生する廃液が水性であることから、環境負荷を最小限に抑えることができる。溶媒の使用量としては、バイオマスに対して多いほどよいが、好ましくはバイオマスに対して1〜20質量倍程度であるのが好ましく、2〜10質量倍程度であるのがより好ましい。   As the solvent, water is particularly preferably used. As the water, for example, ultrapure water, pure water, distilled water, ion exchange water or the like is used. By using water, unintended denaturation of the lignin derivative is suppressed, and the waste liquid generated with the decomposition treatment is aqueous, so the environmental burden can be minimized. As a usage-amount of a solvent, it is so good that it is large with respect to biomass, However, Preferably it is about 1-20 mass times with respect to biomass, and it is more preferable that it is about 2-10 mass times.

次に、溶媒存在下においたバイオマスを高温高圧下で分解処理する。これにより、バイオマスは、リグニン、セルロース、ヘミセルロース、およびその他のそれらの分解物や反応物等に分解される。   Next, the biomass in the presence of the solvent is decomposed under high temperature and pressure. Thereby, biomass is decomposed | disassembled into lignin, a cellulose, hemicellulose, those other decomposition products, reaction materials, etc.

高温高圧環境の生成においては、オートクレーブのような耐圧容器が用いられる。また、この耐圧容器としては、加熱手段や撹拌手段を備えているものが好ましく用いられ、高温高圧下でバイオマスを撹拌するようにするのが好ましい。また、必要に応じて容器内の温度など圧力に影響を与える要因とは独立に加圧する手段を備えていてもよい。かかる手段としては、例えば、容器内にアルゴンガス等の不活性ガスを導入する手段等が挙げられる。   In the generation of a high temperature and high pressure environment, a pressure vessel such as an autoclave is used. Moreover, as this pressure vessel, what is equipped with a heating means and a stirring means is used preferably, and it is preferable to stir biomass under high temperature and pressure. Moreover, you may provide the means to pressurize independently from the factor which influences pressure, such as the temperature in a container, as needed. Examples of such means include means for introducing an inert gas such as argon gas into the container.

分解処理における条件は、処理温度が150〜400℃であるのが好ましく、180〜350℃であるのがより好ましく、220〜320℃であるのがさらに好ましい。処理温度が前記範囲内であれば、分解後に得られるリグニン誘導体の分子量を最適化することができる。これにより、リグニン樹脂成形材料の成形性と硬化後の機械的特性とをより硬度に両立させることができる。   As for the conditions in the decomposition treatment, the treatment temperature is preferably 150 to 400 ° C, more preferably 180 to 350 ° C, and further preferably 220 to 320 ° C. When the treatment temperature is within the above range, the molecular weight of the lignin derivative obtained after decomposition can be optimized. Thereby, the moldability of the lignin resin molding material and the mechanical properties after curing can be made compatible with the hardness.

また、分解処理における処理時間は、480分以下であるのが好ましく、30〜360分であるのがより好ましい。処理時間が前記範囲内であれば、分解後に得られるリグニン誘導体の芳香族プロトンと脂肪族プロトンの比率が適切な値となり、かつ、リグニン樹脂成形材料の成形性と硬化後の機械的特性とを高度に両立させることができる。   Moreover, it is preferable that the processing time in a decomposition process is 480 minutes or less, and it is more preferable that it is 30 to 360 minutes. If the treatment time is within the above range, the ratio of the aromatic proton and the aliphatic proton of the lignin derivative obtained after decomposition becomes an appropriate value, and the moldability of the lignin resin molding material and the mechanical properties after curing are obtained. Highly compatible.

さらに、分解処理における圧力は、1〜40MPaであるのが好ましく、1.5〜25MPaであるのがより好ましく、3〜20MPaであるのがさらに好ましい。圧力が前記範囲内であれば、バイオマスの分解効率を格段に高めることができ、その分、処理時間の短縮化を図ることができる。   Furthermore, the pressure in the decomposition treatment is preferably 1 to 40 MPa, more preferably 1.5 to 25 MPa, and further preferably 3 to 20 MPa. When the pressure is within the above range, the biomass decomposition efficiency can be significantly increased, and the processing time can be shortened accordingly.

なお、分解工程の前処理として、バイオマスと前記溶媒とを十分に撹拌し、両者をなじませる工程を行うのが好ましい。これにより、バイオマスの分解を特に最適化することができる。撹拌温度は、0〜150℃程度であるのが好ましく、10〜130℃程度であるのがより好ましい。また、撹拌時間は、1〜120分程度であるのが好ましく、5〜60分程度であるのがより好ましい。さらに、撹拌方法としては、ボールミル、ビーズミル等の各種ミル、撹拌翼を備えた撹拌機等を用いた方法、ホモジナイザー、ジェットポンプなどによる水流攪拌を用いた方法等が挙げられる。   In addition, it is preferable to perform the process which fully stirs biomass and the said solvent as a pre-process of a decomposition | disassembly process, and adjusts both. Thereby, the decomposition of biomass can be particularly optimized. The stirring temperature is preferably about 0 to 150 ° C, and more preferably about 10 to 130 ° C. Further, the stirring time is preferably about 1 to 120 minutes, more preferably about 5 to 60 minutes. Further, examples of the stirring method include various mills such as a ball mill and a bead mill, a method using a stirrer equipped with a stirring blade, a method using water flow stirring using a homogenizer, a jet pump, and the like.

また、溶媒中には、必要に応じて、分解処理を促進する触媒、酸化剤を添加するようにしてもよい。この触媒としては、例えば、炭酸ナトリウムのような無機塩基類、酢酸、ギ酸のような無機酸類等が挙げられ、酸化剤としては、過酸化水素等が挙げられる。これらの触媒および酸化剤の添加量は、水溶媒中の濃度で0.1〜10質量%程度であるのが好ましく、0.5〜5質量%程度であるのがより好ましい。   Moreover, you may make it add the catalyst and oxidizing agent which accelerate | stimulate a decomposition process as needed in a solvent. Examples of the catalyst include inorganic bases such as sodium carbonate, inorganic acids such as acetic acid and formic acid, and examples of the oxidizing agent include hydrogen peroxide. The amount of the catalyst and the oxidizing agent added is preferably about 0.1 to 10% by mass, more preferably about 0.5 to 5% by mass in terms of the concentration in the aqueous solvent.

さらに、上記分解処理の前処理として、バイオマスと前記水溶媒とを十分に撹拌し、両者をなじませる工程を行うのが好ましい。これにより、バイオマスの分解を特に最適化することができる。   Further, as a pretreatment for the decomposition treatment, it is preferable to perform a step of sufficiently stirring the biomass and the aqueous solvent and allowing them to blend. Thereby, the decomposition of biomass can be particularly optimized.

なお、撹拌温度としては、0〜150℃程度であるのが好ましく、10〜130℃程度であるのがより好ましい。   In addition, as stirring temperature, it is preferable that it is about 0-150 degreeC, and it is more preferable that it is about 10-130 degreeC.

また、撹拌時間としては、1〜120分程度であるのが好ましく、5〜60分程度であるのがより好ましい。   Moreover, as stirring time, it is preferable that it is about 1 to 120 minutes, and it is more preferable that it is about 5 to 60 minutes.

さらに、撹拌方法としては、ボールミル、ビーズミル等の各種ミル、撹拌翼を備えた撹拌機等を用いた方法、ホモジナイザー、ジェットポンプなどによる水流攪拌を用いた方法等が挙げられる。   Further, examples of the stirring method include various mills such as a ball mill and a bead mill, a method using a stirrer equipped with a stirring blade, a method using water flow stirring using a homogenizer, a jet pump, and the like.

また、分解処理において用いる溶媒は、亜臨界または超臨界の状態(条件)で用いられるのが好ましい。亜臨界または超臨界の状態にある溶媒は、触媒等の特別な添加成分なしにバイオマスの分解処理を促進することができる。このため、煩雑な分離プロセスを用いずに、バイオマスを短時間で分解処理することが可能となり、リグニン誘導体の製造コストの低減および製造工程の簡略化を図ることができる。
一例として、水の臨界温度は約374℃、臨界圧力は約22.1MPaである。
The solvent used in the decomposition treatment is preferably used in a subcritical or supercritical state (condition). A solvent in a subcritical or supercritical state can accelerate the biomass decomposition treatment without a special additive component such as a catalyst. For this reason, it becomes possible to decompose biomass in a short time without using a complicated separation process, and it is possible to reduce the manufacturing cost of the lignin derivative and simplify the manufacturing process.
As an example, the critical temperature of water is about 374 ° C., and the critical pressure is about 22.1 MPa.

[2]
次に、耐圧容器内の処理物を濾過する。そして濾液を除去し、濾別した固形成分を回収する。そして、回収した固形成分を、リグニンが可溶な溶媒に浸漬する。リグニンが可能な溶媒に浸漬した固形成分は、溶媒に溶解する成分(可溶分)と溶媒に不溶な成分(不溶分)とに分離する。
[2]
Next, the processed product in the pressure vessel is filtered. Then, the filtrate is removed, and the solid component separated by filtration is recovered. And the collect | recovered solid component is immersed in the solvent in which lignin is soluble. The solid component immersed in a solvent capable of lignin is separated into a component soluble in the solvent (soluble component) and a component insoluble in the solvent (insoluble component).

リグニンが可溶な溶媒としては、各種極性溶媒が用いられ、特にメタノール、エタノール等の低級アルコール類、アセトン、メチルエチルケトンのようなケトン類を含むものが好ましく用いられる。これらの極性溶媒を用いることにより、回収した固形成分から、極性溶媒に溶解するリグニン誘導体とこの極性溶媒に不溶なリグニン誘導体とを分離して抽出することができる。   As the solvent in which lignin is soluble, various polar solvents are used, and particularly those containing lower alcohols such as methanol and ethanol, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone are preferably used. By using these polar solvents, it is possible to separate and extract the lignin derivative dissolved in the polar solvent and the lignin derivative insoluble in the polar solvent from the recovered solid component.

浸漬時間は、特に限定されないが、1〜48時間程度であるのが好ましく、2〜30時間程度であるのがより好ましい。また、浸漬時に溶媒の沸点以下で加温することも可能である。   The immersion time is not particularly limited, but is preferably about 1 to 48 hours, and more preferably about 2 to 30 hours. Moreover, it is also possible to heat at the boiling point or less of a solvent at the time of immersion.

[3]
次に、浸漬工程により得られた処理物を濾過する。そして濾液(溶解液)からリグニンが可溶な溶媒を留去し、乾燥させた溶質(リグニン誘導体)を回収する。
一方、濾過により、処理物から不溶分も回収される。
[3]
Next, the processed product obtained by the dipping process is filtered. Then, the solvent in which lignin is soluble is distilled off from the filtrate (dissolved solution), and the dried solute (lignin derivative) is recovered.
On the other hand, insolubles are also recovered from the treated product by filtration.

なお、リグニン二次誘導体を含むリグニン樹脂成形材料を得る際には、抽出されたリグニン誘導体に対して反応性官能基を含む化合物を接触させることにより、リグニン誘導体に反応性官能基を導入するようにしてもよい。   When obtaining a lignin resin molding material containing a lignin secondary derivative, a reactive functional group is introduced into the lignin derivative by contacting the extracted lignin derivative with a compound containing a reactive functional group. It may be.

反応性官能基を導入する方法としては、例えば、リグニン誘導体と反応性官能基を含む化合物とを混合する方法が用いられ、混合後、必要に応じて触媒等を添加するようにしてもよい。   As a method for introducing a reactive functional group, for example, a method of mixing a lignin derivative and a compound containing a reactive functional group is used, and after mixing, a catalyst or the like may be added as necessary.

具体的には、エポキシ基を導入する場合、リグニン誘導体とエピクロロヒドリンと溶媒とを混合し、これに減圧還流下で水酸化ナトリウム等の塩基触媒を添加すればよい。   Specifically, when introducing an epoxy group, a lignin derivative, epichlorohydrin, and a solvent are mixed, and a base catalyst such as sodium hydroxide may be added thereto under reflux under reduced pressure.

また、ビニル基を導入する場合、リグニン誘導体とハロゲン化アリルまたはハロゲン化ビニルベンジル等のビニル基を含むハロゲン化合物と溶媒とを混合し、これに加熱攪拌下で水酸化ナトリウム等の塩基触媒を添加すればよい。   In addition, when introducing a vinyl group, a lignin derivative, a halogen compound containing a vinyl group such as an allyl halide or a vinylbenzyl halide, and a solvent are mixed, and a base catalyst such as sodium hydroxide is added to the mixture under heating and stirring. do it.

また、エチニル基を導入する場合、リグニン誘導体とハロゲン化プロパルギルまたはハロゲン化フェニルアセチレン等のエチニル基を含むハロゲン化合物と溶媒とを混合し、これに加熱攪拌下で水酸化ナトリウム等の塩基触媒を添加すればよい。   In addition, when introducing an ethynyl group, a lignin derivative, a halogen compound containing an ethynyl group such as a propargyl halide or a phenylacetylene halide, and a solvent are mixed, and a base catalyst such as sodium hydroxide is added to the mixture with heating and stirring. do it.

また、シアネート基を導入する場合、リグニン誘導体とハロゲン化シアネートと溶媒とを混合し、これに加熱攪拌下で水酸化ナトリウム等の塩基触媒を添加すればよい。   Moreover, when introduce | transducing a cyanate group, a lignin derivative, halogenated cyanate, and a solvent are mixed, and a base catalyst, such as sodium hydroxide, may be added to this under heating and stirring.

また、マレイミド基を導入する場合、リグニン誘導体とパラクロロニトロベンゼンとを混合する。これにより、リグニン誘導体のフェノール性水酸基にクロロ基が反応し、エーテル結合を介して結合したポリニトロ化リグニンが得られる。次いで、ポリニトロ化リグニンを還元することで、ポリアミノ化リグニンに変換され、さらに無水マレイン酸と反応させることで、マレイミド基が導入される。   When introducing a maleimide group, a lignin derivative and parachloronitrobenzene are mixed. As a result, a chloro group reacts with the phenolic hydroxyl group of the lignin derivative to obtain a polynitrated lignin bonded via an ether bond. Subsequently, polynitrated lignin is reduced to be converted to polyaminated lignin, and further reacted with maleic anhydride to introduce a maleimide group.

また、イソシアネート基を導入する場合、リグニン誘導体と無水マレイン酸とを混合することで、リグニン誘導体中の水酸基がカルボキシル基に変換される。その後、混合物をジフェニルリン酸アジド存在下で加熱することにより、イソシアネート基が導入される。   Moreover, when introduce | transducing an isocyanate group, the hydroxyl group in a lignin derivative is converted into a carboxyl group by mixing a lignin derivative and maleic anhydride. Thereafter, the isocyanate group is introduced by heating the mixture in the presence of diphenyl phosphate azide.

[4]
次に、回収した溶質(リグニン誘導体)と、架橋剤と、必要に応じて添加される充填材およびその他の成分と、を混合する。これにより、リグニン樹脂成形材料が調製される。
[4]
Next, the collected solute (lignin derivative), the crosslinking agent, and a filler and other components added as necessary are mixed. Thereby, a lignin resin molding material is prepared.

また、混合する際には、熱板や、加圧ニーダー、ロール、コニーダー、二軸押し出し機等の混練機等を用い、混合物が硬化する温度未満で加熱溶融混練する。加熱する際の具体的な加熱温度は、選択する組成に応じて若干異なるが、好ましくは50〜130℃程度とされる。前記混合物を冷却したものを粉砕することにより、顆粒状のリグニン樹脂成形材料が得られる。   Moreover, when mixing, using a kneading machine such as a hot plate, a pressure kneader, a roll, a kneader, or a twin screw extruder, the mixture is heated and melt-kneaded at a temperature lower than the temperature at which the mixture is cured. Although the specific heating temperature at the time of heating is a little different depending on the composition to be selected, it is preferably about 50 to 130 ° C. By pulverizing the cooled mixture, a granular lignin resin molding material can be obtained.

また、リグニン樹脂成形材料を調製する際には、必要に応じて有機溶媒を添加するようにしてもよい。有機溶媒としては、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、メチルセルソルブ、アセトン、メチルセルソルブ、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、N、N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、キノリン、シクロペンタノン、キシレン、m−クレゾール、クロロホルム等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上の混合物が用いられる。   Moreover, when preparing a lignin resin molding material, you may make it add an organic solvent as needed. Examples of the organic solvent include, but are not limited to, methanol, ethanol, propanol, butanol, methyl cellosolve, acetone, methyl cellosolve, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, quinoline, cyclopentanone, xylene, m-cresol, chloroform and the like can be mentioned, and one or a mixture of two or more of these can be used.

なお、必要に応じて、希釈剤を添加するようにしてもよい。希釈剤としては、例えば、ブチルセロソルブ、カルビトール、酢酸ブチルセロソルブ、酢酸カルビトール、エチレングリコールジエチルエーテル、α−テルピネオール等の比較的沸点の高い有機溶媒が挙げられる。
さらには、その他の添加剤を含んでいてもよい。
In addition, you may make it add a diluent as needed. Examples of the diluent include organic solvents having a relatively high boiling point such as butyl cellosolve, carbitol, butyl cellosolve acetate, carbitol acetate, ethylene glycol diethyl ether, and α-terpineol.
Furthermore, other additives may be included.

かかる添加剤としては、例えば、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシランのようなシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、アルミニウム/ジルコニウムカップリング剤のような各種カップリング剤、カーボンブラック、ベンガラのような着色剤、ポリエチレンワックス、高級脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、ケトン・アミン類、水素硬化油のような合成ワックス、パラフィンワックス、モンタンワックス、ステアリン酸のような天然ワックス、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛のような高級脂肪酸およびその金属塩類、パラフィンのような離型剤、シリコーンオイル、シリコーンゴムのような低応力化成分、三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硼酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、フォスファゼンのような難燃剤、酸化ビスマス水和物のような無機イオン交換体等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせたものが用いられる。   Examples of such additives include silane coupling agents such as epoxy silane, mercapto silane, amino silane, alkyl silane, ureido silane, and vinyl silane, titanate coupling agents, aluminum coupling agents, and aluminum / zirconium coupling agents. Various coupling agents, colorants such as carbon black, bengara, polyethylene wax, higher fatty acid esters, fatty acid amides, ketones / amines, synthetic waxes such as hydrogenated oil, paraffin wax, montan wax, stearic acid, etc. Natural waxes, higher fatty acids such as stearic acid and zinc stearate and their metal salts, release agents such as paraffin, silicone oil, low stress components such as silicone rubber, antimony trioxide, hydroxylation Examples thereof include flame retardants such as luminium, magnesium hydroxide, zinc borate, zinc molybdate, phosphazene, inorganic ion exchangers such as bismuth oxide hydrate, and one or more of these are combined. Things are used.

<リグニン樹脂成形品>
次に、本発明のリグニン樹脂成形材料から製造されるリグニン樹脂成形品について説明する。リグニン樹脂成形品は、本発明のリグニン樹脂成形材料を成形した後、硬化させることにより製造される。
<Lignin resin molded product>
Next, the lignin resin molded product manufactured from the lignin resin molding material of this invention is demonstrated. The lignin resin molded product is produced by molding the lignin resin molding material of the present invention and then curing it.

具体的には、リグニン樹脂成形材料を成形金型内で加熱加圧成形した後、硬化させることにより製造される。   Specifically, the lignin resin molding material is manufactured by heating and pressing in a molding die and then curing.

加熱加圧成形時の温度は、100〜280℃程度であるのが好ましく、120〜250℃程度であるのがより好ましい。また、圧力は、0.5〜20MPa程度であるのが好ましく、1〜10MPa程度であるのがより好ましい。   The temperature at the time of heat and pressure molding is preferably about 100 to 280 ° C, more preferably about 120 to 250 ° C. Further, the pressure is preferably about 0.5 to 20 MPa, more preferably about 1 to 10 MPa.

得られるリグニン樹脂成形品は、例えば、半導体部品、航空機部品、自動車部品、産業用機械部品、電子部品、電気部品、機構部品等の用途に適用される。   The obtained lignin resin molded product is applied to uses such as semiconductor parts, aircraft parts, automobile parts, industrial machine parts, electronic parts, electrical parts, mechanical parts, and the like.

なお、成形方法は特に限定されず、本発明のリグニン樹脂成形材料は、公知の成形法、例えば、射出成形法、圧縮成形法、押出成形法、キャスト成形法等を用いて成形品とすることができる。このようにして得られる成形品の形態は、どのような形態であってもよく、例えば、成形材料を最終成形品にする前の中間成形品であっても、最終成形品であってもよい。   The molding method is not particularly limited, and the lignin resin molding material of the present invention is formed into a molded product using a known molding method, for example, an injection molding method, a compression molding method, an extrusion molding method, a cast molding method, or the like. Can do. The form of the molded product thus obtained may be any form, for example, an intermediate molded product before the molding material is made into a final molded product or a final molded product. .

なお、リグニン樹脂成形材料は、加熱されることにより、リグニン誘導体が架橋剤で架橋されて硬化するが、脱アルコール反応や脱水反応に伴う縮合反応により、架橋剤とリグニン誘導体の架橋反応点とが架橋するものと考えられる。   In the lignin resin molding material, the lignin derivative is cross-linked with a cross-linking agent and cured by heating. However, the cross-linking reaction point between the cross-linking agent and the lignin derivative is caused by a condensation reaction accompanying a dealcoholization reaction or a dehydration reaction. It is thought to crosslink.

さらに、リグニン誘導体がメチロール化されている場合、脱水縮合反応が生じ、架橋剤とメチロール基とが架橋するとともに、架橋剤同士やリグニン誘導体同士が自己縮合する。   Further, when the lignin derivative is methylolated, a dehydration condensation reaction occurs, the crosslinking agent and the methylol group are crosslinked, and the crosslinking agent and the lignin derivative are self-condensed.

以上のような反応により、リグニン樹脂組成物およびリグニン樹脂成形材料が硬化する際、上記反応に伴う揮発成分の発生が穏やかであるため、膨れやボイド等の不具合を効果的に抑えることができる。   Due to the reaction described above, when the lignin resin composition and the lignin resin molding material are cured, the generation of volatile components accompanying the reaction is gentle, so that problems such as swelling and voids can be effectively suppressed.

以上、本発明について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、リグニン樹脂組成物およびリグニン樹脂成形材料には任意の成分が添加されていてもよい。   Although the present invention has been described above, the present invention is not limited to this. For example, an optional component may be added to the lignin resin composition and the lignin resin molding material.

また、リグニン樹脂組成物を紙や布帛等の芯材に含浸させることにより、機械的特性、耐久性および外観に優れた樹脂板を製造することができる。芯材としては、例えば、薄葉紙、クラフト紙、チタン紙、リンター紙、板紙、石膏ボード用原紙、コート紙、アート紙、硫酸紙、グラシン紙、パーチメント紙、パラフィン紙、和紙等の各種紙、ガラス繊維、石綿繊維、チタン酸カリウム繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、炭素繊維、金属繊維、鉱物繊維のような無機質繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維のような合成樹脂繊維または天然繊維等の各種繊維の不織布または織布等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上の複合体が用いられる。   Further, by impregnating a core material such as paper or fabric with the lignin resin composition, a resin plate having excellent mechanical properties, durability and appearance can be produced. As the core material, for example, thin paper, craft paper, titanium paper, linter paper, paperboard, base paper for gypsum board, coated paper, art paper, sulfuric acid paper, glassine paper, parchment paper, paraffin paper, Japanese paper and various other papers, glass Fiber, asbestos fiber, potassium titanate fiber, alumina fiber, silica fiber, carbon fiber, metal fiber, inorganic fiber such as mineral fiber, synthetic resin fiber such as aramid fiber, polyester fiber, acrylic fiber, vinylon fiber or natural fiber Non-woven fabrics or woven fabrics of various fibers such as these are used, and one or more of these composites are used.

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
1.リグニン樹脂成形材料およびリグニン樹脂成形品の製造
Next, specific examples of the present invention will be described.
1. Manufacturing of lignin resin molding materials and lignin resin moldings

(実施例1)
(1)リグニン誘導体の抽出
スギ木粉(60メッシュアンダー)100gと、純水からなる溶媒400gと、を混合し、これを1Lオートクレーブに導入した。そして内容物を300rpmで攪拌しながら、前処理として室温で15分間撹拌を行い、スギ木粉と溶媒とを十分になじませた後、300℃、10MPaで60分間処理して、スギ木粉を分解した。
Example 1
(1) Extraction of lignin derivative 100 g of cedar wood flour (60 mesh under) and 400 g of a solvent made of pure water were mixed and introduced into a 1 L autoclave. Then, while stirring the contents at 300 rpm, as a pretreatment, the mixture was stirred for 15 minutes at room temperature. After sufficiently blending the cedar wood flour and the solvent, it was treated at 300 ° C. and 10 MPa for 60 minutes to obtain cedar wood flour. Disassembled.

次いで、得られた分解物を濾過し、濾別された固形成分を回収した。
次いで、得られた固形成分を極性溶媒であるアセトンに浸漬し、アセトンに対する不溶分と可溶分とに分離した。これを濾過し、濾別された溶解液を回収した。
次いで、溶解液を乾燥させ、溶質(リグニン誘導体)を回収した。
Subsequently, the obtained decomposition product was filtered, and the solid component separated by filtration was recovered.
Subsequently, the obtained solid component was immersed in acetone which is a polar solvent, and separated into an insoluble component and a soluble component with respect to acetone. This was filtered, and the solution separated by filtration was recovered.
Next, the solution was dried to recover the solute (lignin derivative).

(2)リグニン樹脂成形材料の調製
次いで、得られたリグニン誘導体100質量部と、ヘキサメトキシメチルメラミン(東京化成品工業社製試薬一級)30質量部と、シリカ粉末(電気化学社製、平均粒径15μm)200質量部と、を配合し、熱ロールで90℃、5分間混練してシート状の混練物を得た。なお、ヘキサメトキシメチルメラミンは、架橋剤成分であり、上記式(7)で表される化合物(ただし、n=1)である。
(2) Preparation of lignin resin molding material Next, 100 parts by mass of the obtained lignin derivative, 30 parts by mass of hexamethoxymethylmelamine (first grade reagent manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), silica powder (manufactured by Denki Kagaku, average particle size) 200 parts by mass), and kneaded with a hot roll at 90 ° C. for 5 minutes to obtain a sheet-like kneaded product. Hexamethoxymethylmelamine is a crosslinking agent component and is a compound represented by the above formula (7) (where n = 1).

次いで、シート状の混練物を冷却させた後、これを粉砕することにより、平均粒径3mmの顆粒状のリグニン樹脂成形材料を得た。   Next, the sheet-like kneaded product was cooled and then pulverized to obtain a granular lignin resin molding material having an average particle diameter of 3 mm.

(3)リグニン樹脂成形品の製造
次に、得られた顆粒状のリグニン樹脂成形材料をタブレットマシンに供給し、外径20mmのタブレットとした。
(3) Production of Lignin Resin Molded Product Next, the obtained granular lignin resin molding material was supplied to a tablet machine to obtain a tablet having an outer diameter of 20 mm.

次いで、トランスファー成形により、175℃、6.9MPaの成形条件で5分間成形し、平均厚さ1.6mmの板状のリグニン樹脂成形品を得た。   Subsequently, it shape | molded by transfer molding on 175 degreeC and the molding conditions of 6.9 MPa for 5 minutes, and obtained the plate-shaped lignin resin molded product of average thickness 1.6mm.

(実施例2〜13)
バイオマスの種類、リグニン誘導体の抽出条件、およびリグニン樹脂成形材料の調製条件をそれぞれ表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。
(Examples 2 to 13)
A lignin resin molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the type of biomass, the extraction conditions of the lignin derivative, and the preparation conditions of the lignin resin molding material were changed as shown in Table 1.

(実施例14)
架橋剤成分をヘキサメチロールメラミンペンタメチルエーテルに変更した以外は、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。なお、ヘキサメチロールメラミンペンタメチルエーテルは、上記式(6)で表される化合物(ただし、n=1)である。
(Example 14)
A lignin resin molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the crosslinking agent component was changed to hexamethylol melamine pentamethyl ether. In addition, hexamethylol melamine pentamethyl ether is a compound (however, n = 1) represented by the said Formula (6).

(実施例15)
架橋剤成分をペンタメトキシメチルメラミン(三和ケミカル社製MX−750LM)に変更した以外は、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。なお、ペンタメトキシメチルメラミンは、下記式(11)で表される化合物である。
(Example 15)
A lignin resin molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the cross-linking agent component was changed to pentamethoxymethyl melamine (MX-750LM manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.). Pentamethoxymethylmelamine is a compound represented by the following formula (11).

Figure 2013227470
Figure 2013227470

(実施例16)
リグニン樹脂成形材料に、加熱によりp−トルエンスルホン酸(pKa=1.7)を放出する化合物としてシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネートを2質量部添加した以外は、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。なお、シクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネートの酸放出温度は138℃である。
(Example 16)
A lignin resin was formed in the same manner as in Example 1 except that 2 parts by mass of cyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate was added to the lignin resin molding material as a compound that releases p-toluenesulfonic acid (pKa = 1.7) by heating. A molded product was obtained. The acid release temperature of cyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate is 138 ° C.

(実施例17)
リグニン樹脂成形材料に、加熱によりp−トルエンスルホン酸(pKa=1.7)を放出する化合物として4−ブチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネートを2質量部添加した以外は、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。なお、4−ブチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネートの酸放出温度は144℃である。
(Example 17)
Except that 2 parts by mass of 4-butylcyclohexyl-4-methylbenzenesulfonate was added to the lignin resin molding material as a compound that releases p-toluenesulfonic acid (pKa = 1.7) by heating, the same as in Example 1. Thus, a lignin resin molded product was obtained. The acid release temperature of 4-butylcyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate is 144 ° C.

(実施例18)
抽出したリグニン誘導体をアルカリ水溶液中でホルムアルデヒドと接触させ、メチロール化した。そして、このメチロール化したリグニン誘導体を用いてリグニン樹脂成形材料を調製するようにした以外は、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。
(Example 18)
The extracted lignin derivative was contacted with formaldehyde in an aqueous alkaline solution to form methylol. A lignin resin molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that a lignin resin molding material was prepared using this methylolated lignin derivative.

(実施例19)
リグニン樹脂成形材料に液状エポキシ樹脂を添加するようにした以外は、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。なお、エポキシ樹脂の添加量は、リグニン樹脂/エポキシ樹脂の比率(質量比)が70/30となるようにした。また、架橋剤として上記式(7)で表される化合物21質量部に加え、トリフェニルホスフィンを添加した。なお、トリフェニルホスフィンの添加量は、樹脂材料100質量部に対して1質量部とした。また、液状エポキシ樹脂として、アデカ製 アデカサイザー O−180Aを使用した。
(Example 19)
A lignin resin molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the liquid epoxy resin was added to the lignin resin molding material. The amount of epoxy resin added was such that the ratio (mass ratio) of lignin resin / epoxy resin was 70/30. In addition to 21 parts by mass of the compound represented by the above formula (7) as a crosslinking agent, triphenylphosphine was added. The amount of triphenylphosphine added was 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the resin material. In addition, Adeka Sizer O-180A manufactured by ADEKA was used as the liquid epoxy resin.

(実施例20)
リグニン樹脂成形材料に液状フラン樹脂を添加するようにした以外は、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。なお、フラン樹脂の添加量は、リグニン樹脂/フラン樹脂の比率(質量比)が70/30となるようにした。また、液状フラン樹脂として、住友ベークライト社製 FR−16475を使用した。
(Example 20)
A lignin resin molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the liquid furan resin was added to the lignin resin molding material. The amount of furan resin added was such that the ratio (mass ratio) of lignin resin / furan resin was 70/30. Further, FR-16475 manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd. was used as the liquid furan resin.

(実施例21、22)
バイオマスの種類を表2に示すように変更し、バイオマスの分解、リグニン誘導体の抽出処理を以下のように変更した以外は、それぞれ実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。
(Examples 21 and 22)
The type of biomass was changed as shown in Table 2, and a lignin resin molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the decomposition of biomass and the extraction process of the lignin derivative were changed as follows.

まず、バイオマスの粉50gを2Lビーカーにとり、p−クレゾールのメタノール溶液を加え、ガラス棒で撹拌し、24時間静置した。その後、メタノールを完全に留去して、p−クレゾール収着木粉を得た。この木粉に対して、72質量%硫酸500mlを加え、30℃で1時間激しく撹拌した後、混合物を大過剰の水に投入し、不溶分を回収した。
次いで、回収した不溶分を脱酸し、乾燥させてリグニン誘導体を得た。
First, 50 g of biomass powder was placed in a 2 L beaker, a methanol solution of p-cresol was added, stirred with a glass rod, and allowed to stand for 24 hours. Thereafter, methanol was completely distilled off to obtain p-cresol sorption wood flour. To this wood flour, 500 ml of 72 mass% sulfuric acid was added and stirred vigorously at 30 ° C. for 1 hour, and then the mixture was poured into a large excess of water to recover insoluble matter.
Next, the recovered insoluble matter was deacidified and dried to obtain a lignin derivative.

(実施例23)
(1)リグニン誘導体の抽出
実施例1と同様にしてリグニン誘導体を抽出した。
(Example 23)
(1) Extraction of lignin derivative A lignin derivative was extracted in the same manner as in Example 1.

(2)リグニン樹脂成形材料の調製
次いで、攪拌機および冷却管を備えた3つ口フラスコに、抽出したリグニン誘導体と、エピクロロヒドリンとを導入し、100mmHg(1.3×10Pa)の圧力下で減圧還流しながら、20質量%の濃度の水酸化ナトリウム水溶液2gを30分かけて滴下した。その後、90分間減圧還流状態を保持して反応処理物を得た。
(2) Preparation of lignin resin molding material Next, the extracted lignin derivative and epichlorohydrin were introduced into a three-necked flask equipped with a stirrer and a cooling tube, and 100 mmHg (1.3 × 10 4 Pa) was introduced. While refluxing under reduced pressure, 2 g of a 20% strength by weight aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise over 30 minutes. Thereafter, the reaction mixture was obtained by maintaining the reduced-pressure reflux state for 90 minutes.

次いで、反応処理物から不溶分を濾過して取り除き、エピクロロヒドリン可溶部を単離した。そして、このエピクロロヒドリン可溶部からエピクロロヒドリンを留去し、乾燥させることでエポキシ基が導入されたリグニン二次誘導体を得た。   Next, the insoluble matter was removed from the reaction product by filtration, and the epichlorohydrin soluble portion was isolated. And epichlorohydrin was distilled off from this epichlorohydrin soluble part, and the lignin secondary derivative in which the epoxy group was introduce | transduced was obtained by making it dry.

その後、得られたリグニン二次誘導体を用いるとともに、シリカ粉末の含有率を表3に示すように変更した以外は、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形材料を得た。   Thereafter, a lignin resin molding material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained lignin secondary derivative was used and the content of the silica powder was changed as shown in Table 3.

(3)リグニン樹脂成形品の製造
次いで、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。
(3) Production of lignin resin molded article Next, a lignin resin molded article was obtained in the same manner as in Example 1.

(実施例24)
実施例4と同様にしてリグニン誘導体を抽出するとともに、エピクロロヒドリンに代えてアリルプロミドを用いるようにし、ビニル基が導入されたリグニン二次誘導体を得た後、これを用いてリグニン樹脂成形材料を調製するようにした以外は、実施例23と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。なお、シリカ粉末の含有率は表3に示すように変更した。
(Example 24)
A lignin derivative was extracted in the same manner as in Example 4, and allylpromide was used instead of epichlorohydrin to obtain a lignin secondary derivative into which a vinyl group was introduced, and this was used to form a lignin resin molding material. A lignin resin molded product was obtained in the same manner as in Example 23 except that the above was prepared. The content of silica powder was changed as shown in Table 3.

(実施例25)
実施例8と同様にしてリグニン誘導体を抽出し、これを用いるとともに、リグニン樹脂成形材料の調製条件を表3に示すように変更した以外は、実施例23と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。
(Example 25)
A lignin resin molded product was obtained in the same manner as in Example 23 except that the lignin derivative was extracted and used in the same manner as in Example 8 and the preparation conditions of the lignin resin molding material were changed as shown in Table 3. It was.

(実施例26)
架橋剤成分をニカラックMX−290(三和ケミカル製、上記式(3)で表される化合物のRをCHとしたものに相当。)に変更した以外は、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。
(Example 26)
The lignin was prepared in the same manner as in Example 1 except that the crosslinker component was changed to Nicalac MX-290 (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd., equivalent to the compound represented by the above formula (3) in which R is CH 3 ). A resin molded product was obtained.

(実施例27)
架橋剤成分をニカラックMX−280(三和ケミカル製、上記式(4)で表される化合物のRをCHとしたものに相当。)に変更した以外は、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。
(Example 27)
The lignin was treated in the same manner as in Example 1 except that the crosslinker component was changed to Nicalac MX-280 (manufactured by Sanwa Chemical Co., equivalent to the compound represented by the above formula (4) in which R is CH 3 ). A resin molded product was obtained.

(実施例28)
架橋剤成分をニカラックMX−270(三和ケミカル製、上記式(5)で表される化合物のRをCHとしたものに相当。)に変更した以外は、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。
(Example 28)
The lignin was treated in the same manner as in Example 1 except that the crosslinker component was changed to Nicalac MX-270 (manufactured by Sanwa Chemical Co., equivalent to the compound represented by the above formula (5) in which R is CH 3 ). A resin molded product was obtained.

(実施例29)
架橋剤成分を下記式(12)で表される化合物に変更した以外は、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。
(Example 29)
A lignin resin molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the crosslinking agent component was changed to the compound represented by the following formula (12).

Figure 2013227470
Figure 2013227470

(実施例30)
架橋剤成分を下記式(13)で表される化合物に変更した以外は、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。
(Example 30)
A lignin resin molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the crosslinking agent component was changed to the compound represented by the following formula (13).

Figure 2013227470
Figure 2013227470

(実施例31)
架橋剤成分をキヌクリジンに変更した以外は、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。
(Example 31)
A lignin resin molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the crosslinking agent component was changed to quinuclidine.

(実施例32)
架橋剤成分をピジンに変更した以外は、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。
(Example 32)
A lignin resin molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the crosslinking agent component was changed to pidgin.

(比較例1)
以下のようにして調製されたフェノール樹脂成形材料を用いるようにした以外は、実施例1と同様にしてフェノール樹脂成形品を得た。
(Comparative Example 1)
A phenol resin molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the phenol resin molding material prepared as follows was used.

市販のノボラック型フェノール樹脂(住友ベークライト社製 PR−53195)を100質量部、ヘキサメチレンテトラミン10質量部、シリカ粉末(電気化学社製、平均粒径15μm)200質量部と、を配合し、熱ロールで90℃、5分間混練してシート状の混練物を得た。   100 parts by mass of a commercially available novolac type phenol resin (PR-53195, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.), 10 parts by mass of hexamethylenetetramine, and 200 parts by mass of silica powder (manufactured by Denki Kagaku Co., Ltd., average particle size: 15 μm), A sheet-like kneaded product was obtained by kneading with a roll at 90 ° C. for 5 minutes.

次いで、シート状の混練物を冷却させた後、これを粉砕することにより、平均粒径3mmの顆粒状のフェノール樹脂成形材料を得た。   Next, after the sheet-like kneaded product was cooled, it was pulverized to obtain a granular phenol resin molding material having an average particle diameter of 3 mm.

(比較例2)
架橋剤成分をヘキサメチレンテトラミンに変更した以外は、実施例1と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。なお、ヘキサメチレンテトラミンは、リグニン誘導体100質量部に対して10質量部の割合で添加した。
(Comparative Example 2)
A lignin resin molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the crosslinking agent component was changed to hexamethylenetetramine. In addition, hexamethylenetetramine was added at a ratio of 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the lignin derivative.

(比較例3)
架橋剤成分をヘキサメチレンテトラミンに変更した以外は、実施例6と同様にしてリグニン樹脂成形品を得た。なお、ヘキサメチレンテトラミンは、リグニン誘導体100質量部に対して10質量部の割合で添加した。
(Comparative Example 3)
A lignin resin molded product was obtained in the same manner as in Example 6 except that the crosslinking agent component was changed to hexamethylenetetramine. In addition, hexamethylenetetramine was added at a ratio of 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the lignin derivative.

以上、各実施例および各比較例におけるリグニン樹脂成形品の製造条件を表1、2、4に示す。なお、表1、2、4における略称は、以下に示す化合物に対応している。   The production conditions of the lignin resin molded product in each Example and each Comparative Example are shown in Tables 1, 2, and 4. Abbreviations in Tables 1, 2, and 4 correspond to the compounds shown below.

HMMM:ヘキサメトキシメチルメラミン
HMMPME:ヘキサメチロールメラミンペンタメチルエーテル
PMMM:ペンタメトキシメチルメラミン
HMTA:ヘキサメチレンテトラミン
CH4MBS:シクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート
4BC4MBS:4−ブチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート
MX−290:ニカラックMX−290
MX−280:ニカラックMX−280
MX−270:ニカラックMX−270
HMMM: Hexamethoxymethyl melamine HMMPME: Hexamethylol melamine pentamethyl ether PMMM: Pentamethoxymethyl melamine HMTA: Hexamethylenetetramine CH4MBS: Cyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate 4BC4MBS: 4-butylcyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate MX-290: Nikarak MX-290
MX-280: Nikarak MX-280
MX-270: Nikarak MX-270

2.リグニン誘導体の評価
2.1 ゲルタイムの評価
各実施例および各比較例で得られたリグニン誘導体90gに対してヘキサメトキシメチルメラミン(東京化成品工業社製試薬一級)10gを添加し、この試料について、JIS K 6910に規定の方法に準じて150℃におけるゲルタイム(ゲル化時間)を測定した。測定結果を表1、2に示す。
2. Evaluation of lignin derivative 2.1 Evaluation of gel time 10 g of hexamethoxymethyl melamine (first grade reagent manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added to 90 g of the lignin derivative obtained in each Example and each Comparative Example. The gel time (gelation time) at 150 ° C. was measured according to the method specified in JIS K 6910. The measurement results are shown in Tables 1 and 2.

表1、2から明らかなように、各実施例で用いたリグニン誘導体は、ゲルタイムの値が低過ぎずかつ高過ぎない範囲(好ましくは30〜190程度)のものとなるため、このようなリグニン誘導体を含むリグニン樹脂成形材料は、成形性が高く、かつ硬化後の機械的特性に優れたものとなる。   As is clear from Tables 1 and 2, the lignin derivative used in each example has a gel time value that is not too low and not too high (preferably about 30 to 190). A lignin resin molding material containing a derivative has high moldability and excellent mechanical properties after curing.

2.2 NMR分析による評価
各実施例および各比較例で得られたリグニン誘導体について、H−NMR分析による化学シフトのスペクトルを取得し、脂肪族プロトンに帰属する複数のピークの積分値に対する芳香族プロトンに帰属する複数のピークの積分値の割合を算出し、算出結果を表1、2に示す。
2.2 Evaluation by NMR analysis For the lignin derivatives obtained in each Example and each Comparative Example, spectra of chemical shifts by 1 H-NMR analysis were obtained, and the fragrance relative to the integrated value of a plurality of peaks attributed to aliphatic protons was obtained. The ratio of integral values of a plurality of peaks belonging to group protons was calculated, and the calculation results are shown in Tables 1 and 2.

2.3 数平均分子量の評価
各実施例および各比較例で得られたリグニン誘導体について、数平均分子量(Mn)を測定し、測定結果を表1、2に示す。
2.3 Evaluation of Number Average Molecular Weight The number average molecular weight (Mn) was measured for the lignin derivatives obtained in each Example and each Comparative Example, and the measurement results are shown in Tables 1 and 2.

3.リグニン樹脂成形材料およびリグニン樹脂組成物の評価
3.1 スパイラルフローの評価
各実施例および各比較例で得られたリグニン樹脂成形材料について、スパイラルフローを測定した。測定にはスパイラルフロー測定用金型を用い、低圧トランスファー成形機にて温度175℃、射出圧6.9MPa、保圧時間300秒の条件でEMMI−1−66に規定の方法に準じてスパイラルフロー(SF)値(単位:cm)を測定した。そして、測定したスパイラルフロー値を以下の評価基準にしたがって評価した。
3. Evaluation of Lignin Resin Molding Material and Lignin Resin Composition 3.1 Evaluation of Spiral Flow Spiral flow was measured for the lignin resin molding material obtained in each Example and each Comparative Example. For the measurement, a spiral flow measurement mold was used, and the spiral flow was measured according to the method prescribed in EMMI-1-66 under the conditions of a temperature of 175 ° C., an injection pressure of 6.9 MPa, and a holding time of 300 seconds using a low-pressure transfer molding machine. (SF) value (unit: cm) was measured. And the measured spiral flow value was evaluated according to the following evaluation criteria.

<流動性の評価基準>
〇:スパイラルフロー値が70cm以上である
×:スパイラルフロー値が70cm未満である
<Evaluation criteria for liquidity>
◯: Spiral flow value is 70 cm or more ×: Spiral flow value is less than 70 cm

3.2 溶融粘度の評価
各実施例および各比較例の成形材料処方から、充填材を除いた樹脂処方を用いて、メタノールに溶解した固形分濃度40%の樹脂ワニス(リグニン樹脂組成物)を得た。そして、この樹脂ワニスを減圧下50℃で脱溶媒して樹脂組成物の固形分を単離し、得られた固形分の150℃における溶融粘度を測定した。そして、以下に示す評価基準にしたがって評価した。
3.2 Evaluation of Melt Viscosity Resin varnish (lignin resin composition) having a solid content concentration of 40% dissolved in methanol using a resin formulation excluding the filler from the molding material formulation of each example and each comparative example. Obtained. And this resin varnish was desolvated under reduced pressure at 50 degreeC, the solid content of the resin composition was isolated, and the melt viscosity in 150 degreeC of the obtained solid content was measured. And it evaluated according to the evaluation criteria shown below.

<溶融粘度の評価基準>
◎◎:最低溶融粘度が3Pa・s未満である
◎:最低溶融粘度が3Pa・s以上5Pa・s未満である
○:最低溶融粘度が5Pa・s以上15Pa・s未満である
△:最低溶融粘度が15Pa・s以上30Pa・s未満である
×:最低溶融粘度が30Pa・s以上である
<Evaluation criteria for melt viscosity>
◎: Minimum melt viscosity is less than 3 Pa · s ◎: Minimum melt viscosity is 3 Pa · s or more and less than 5 Pa · s ○: Minimum melt viscosity is 5 Pa · s or more and less than 15 Pa · s △: Minimum melt viscosity Is 15 Pa · s or more and less than 30 Pa · s ×: The minimum melt viscosity is 30 Pa · s or more

なお、樹脂ワニスの溶融粘度の測定には、アレス粘弾性測定装置(TAインスツルメンツジャパン社製)を用いた。また、治具としてφ20mmのパラレルプレートを用い、ギャップを1mmに設定した。そして、150℃において1Hzで歪みを変化させて歪み依存性を測定することにより測定した。   In addition, the Ares viscoelasticity measuring apparatus (made by TA Instruments Japan) was used for the measurement of the melt viscosity of the resin varnish. Moreover, a φ20 mm parallel plate was used as a jig, and the gap was set to 1 mm. And it measured by changing distortion at 1 Hz in 150 degreeC, and measuring distortion dependence.

4.リグニン樹脂成形品の評価
4.1 曲げ破断時伸びの評価
各実施例および各比較例で得られたリグニン樹脂成形品について、JIS−C6481に規定の方法に準じて、破断するまでの曲げ試験を行った。そして、試験前寸法に対する試験後寸法の変化の割合(曲げ破断時伸び)を、以下の評価基準に従って評価した。
4). 4. Evaluation of Lignin Resin Molded Product 4.1 Evaluation of Bending Fracture Elongation The lignin resin molded product obtained in each Example and each Comparative Example was subjected to a bending test until breaking according to the method specified in JIS-C6481. went. And the ratio (elongation at the time of bending fracture) of the change of the dimension after a test with respect to the dimension before a test was evaluated according to the following evaluation criteria.

<曲げ破断時伸びの評価基準>
〇:曲げ破断時伸びが1%以上である
×:曲げ破断時伸びが1%未満である
<Evaluation criteria for elongation at bending fracture>
◯: Elongation at bending fracture is 1% or more ×: Elongation at bending fracture is less than 1%

4.2 外観の評価
各実施例および各比較例で得られたリグニン樹脂成形品について、外観を目視で確認し、以下の評価基準にしたがって評価した。
4.2 Evaluation of Appearance The lignin resin molded products obtained in each Example and each Comparative Example were visually checked for appearance and evaluated according to the following evaluation criteria.

<外観の評価基準>
◎:成形品の表面が平滑で、ひずみ、しわ、斑点が認められない
○:成形品の表面に肉眼では分からない凹凸が認められる、または、ひずみ、しわ、斑点が1〜2個である
△:成形品の表面に肉眼で分かる凹凸が認められる、または、ひずみ、しわ、斑点が3〜5個である
×:成形品の表面に肉眼で分かる著しい凹凸が認められる、または、ひずみ、しわ、斑点が6個以上である
以上、3および4の評価結果を表1〜4に示す。
<Evaluation criteria for appearance>
A: The surface of the molded product is smooth and no distortion, wrinkles, or spots are observed. ○: The surface of the molded product has irregularities that cannot be seen with the naked eye, or there are 1 to 2 strains, wrinkles, or spots. : Concavities and convexities that can be recognized with the naked eye are observed on the surface of the molded product, or 3 to 5 strains, wrinkles, and spots are observed. The number of spots is 6 or more. The evaluation results of 3 and 4 are shown in Tables 1 to 4.

Figure 2013227470
Figure 2013227470

Figure 2013227470
Figure 2013227470

Figure 2013227470
Figure 2013227470

Figure 2013227470
Figure 2013227470

表1〜4から明らかなように、各実施例で得られたリグニン樹脂成形材料は、流動性が高く、このため成形性に優れていることが認められた。そして、この成形材料により製造された成形品の外観は良好であった。また、各実施例で得られたリグニン樹脂成形品は、その外観も良好であった。なお、比較例1で得られたフェノール樹脂成形材料は、植物由来成分を含まないが、この成形材料および成形品については各実施例と同様であった。   As is clear from Tables 1 to 4, it was confirmed that the lignin resin molding material obtained in each example had high fluidity and therefore excellent moldability. And the external appearance of the molded article manufactured with this molding material was favorable. Moreover, the external appearance of the lignin resin molded product obtained in each Example was also favorable. In addition, although the phenol resin molding material obtained by the comparative example 1 does not contain a plant-derived component, it was the same as that of each Example about this molding material and a molded article.

一方、比較例2、3で得られたリグニン樹脂成形材料は、流動性が低く、このため成形性が低いことが認められた。そして、この成形材料により製造された成形品の外観には、やや大きな凹凸や多数のひずみ、しわ、斑点等が認められたが、これらは成形材料の成形性が低いことに起因するものと考えられる。また、比較例2、3で得られたリグニン樹脂成形品は、脆い傾向にあり、破断時にほとんど伸びないことが認められた。   On the other hand, it was confirmed that the lignin resin molding materials obtained in Comparative Examples 2 and 3 have low fluidity, and thus low moldability. And, the appearance of the molded product produced with this molding material showed somewhat large irregularities and many strains, wrinkles, spots, etc., which are considered to be due to the low moldability of the molding material. It is done. In addition, the lignin resin molded products obtained in Comparative Examples 2 and 3 tend to be brittle, and it was recognized that they hardly stretched at break.

以上のことから、本発明によれば、流動性および硬化後の機械的特性に優れたリグニン樹脂組成物、および、成形性および硬化後の機械的特性に優れたリグニン樹脂成形材料が得られることが明らかとなった。   From the above, according to the present invention, it is possible to obtain a lignin resin composition excellent in fluidity and mechanical properties after curing, and a lignin resin molding material excellent in moldability and mechanical properties after curing. Became clear.

Claims (14)

バイオマスを分解して得られたリグニン誘導体と、下記式(1)で表される化合物を含む架橋剤と、を含有することを特徴とするリグニン樹脂組成物。
Z−(CHOR) (1)
[式(1)中のZはメラミン残基、尿素残基、グリコリル残基、イミダゾリジノン残基および芳香環残基のうちのいずれか1種である。また、mは2〜14の整数を表す。また、Rは独立して炭素数1〜4のアルキル基または水素原子である。ただし、−CHORは、メラミン残基の窒素原子、尿素残基の1級アミノ基の窒素原子、グリコリル残基の2級アミノ基の窒素原子、イミダゾリジノン残基の2級アミノ基の窒素原子および芳香環残基の芳香環の炭素原子のいずれかに直接結合している。]
A lignin resin composition comprising a lignin derivative obtained by decomposing biomass and a crosslinking agent containing a compound represented by the following formula (1).
Z- (CH 2 OR) m ( 1)
[Z in Formula (1) is any one of a melamine residue, a urea residue, a glycolyl residue, an imidazolidinone residue, and an aromatic ring residue. Moreover, m represents the integer of 2-14. R is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydrogen atom. However, -CH 2 OR, the nitrogen atom of the melamine residues, the nitrogen atom of the primary amino groups of the urea residues, the nitrogen atom of the secondary amino group of the glycolyl residues, the secondary amino group of the imidazolidinone residues It is directly bonded to either the nitrogen atom or the carbon atom of the aromatic ring residue. ]
前記化合物は、下記式(2)〜(5)のうちのいずれかで表されるものである請求項1に記載のリグニン樹脂組成物。
Figure 2013227470
[式(2)中、XはCHORまたは水素原子であり、Rは独立して炭素数1〜4のアルキル基または水素原子である。また、nは1〜3の整数を表す。]
Figure 2013227470
[式(3)中、Rは独立して炭素数1〜4のアルキル基または水素原子である。]
Figure 2013227470
[式(4)中、Rは独立して炭素数1〜4のアルキル基または水素原子である。]
Figure 2013227470
[式(5)中、Rは独立して炭素数1〜4のアルキル基または水素原子である。]
The lignin resin composition according to claim 1, wherein the compound is represented by any one of the following formulas (2) to (5).
Figure 2013227470
[In the formula (2), X is CH 2 OR or a hydrogen atom, R is independently an alkyl group or a hydrogen atom having 1 to 4 carbon atoms. N represents an integer of 1 to 3. ]
Figure 2013227470
[In Formula (3), R is a C1-C4 alkyl group or a hydrogen atom independently. ]
Figure 2013227470
[In Formula (4), R is a C1-C4 alkyl group or a hydrogen atom independently. ]
Figure 2013227470
[In Formula (5), R is a C1-C4 alkyl group or a hydrogen atom independently. ]
前記化合物は、下記式(6)または(7)で表される化合物である請求項2に記載のリグニン樹脂組成物。
Figure 2013227470
[式(6)中、nは1〜3の整数を表す。]
Figure 2013227470
[式(7)中、nは1〜3の整数を表す。]
The lignin resin composition according to claim 2, wherein the compound is a compound represented by the following formula (6) or (7).
Figure 2013227470
[In Formula (6), n represents the integer of 1-3. ]
Figure 2013227470
[In formula (7), n represents the integer of 1-3. ]
バイオマスを分解して得られたリグニン誘導体と、キヌクリジンおよびピジンのうちの少なくとも1種を含む架橋剤と、を含有することを特徴とするリグニン樹脂組成物。   A lignin resin composition comprising a lignin derivative obtained by decomposing biomass and a crosslinking agent containing at least one of quinuclidine and pyridine. 前記リグニン誘導体は、バイオマスを亜臨界水下で分解して得られたものである請求項1ないし4のいずれかに記載のリグニン樹脂組成物。   The lignin resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the lignin derivative is obtained by decomposing biomass under subcritical water. 前記リグニン誘導体は、バイオマスを亜臨界水下で分解して得られたものをさらにメチロール化したものである請求項5に記載のリグニン樹脂組成物。   The lignin resin composition according to claim 5, wherein the lignin derivative is a product obtained by further demethylating biomass obtained by decomposing biomass under subcritical water. 当該リグニン樹脂組成物は、さらに、温度に応じて前記架橋剤の架橋反応の有無または架橋反応の速度を異ならせる潜在性触媒を含む請求項1ないし6のいずれかに記載のリグニン樹脂組成物。   The lignin resin composition according to any one of claims 1 to 6, further comprising a latent catalyst that varies the presence or absence of the crosslinking reaction or the speed of the crosslinking reaction depending on the temperature. 当該リグニン樹脂組成物は、さらに、加熱により酸性物質を放出する化合物を含む請求項1ないし7のいずれかに記載のリグニン樹脂組成物。   The lignin resin composition according to any one of claims 1 to 7, further comprising a compound that releases an acidic substance by heating. 前記酸性物質を放出する化合物は、加熱により2以下の解離定数pKaを有する酸性物質を放出する化合物である請求項8に記載のリグニン樹脂組成物。   The lignin resin composition according to claim 8, wherein the compound that releases an acidic substance is a compound that releases an acidic substance having a dissociation constant pKa of 2 or less by heating. 前記酸性物質を放出する化合物は、120〜150℃で加熱することにより2以下の解離定数pKaを有する酸性物質を放出する化合物である請求項9に記載のリグニン樹脂組成物。   The lignin resin composition according to claim 9, wherein the compound that releases an acidic substance is a compound that releases an acidic substance having a dissociation constant pKa of 2 or less by heating at 120 to 150 ° C. 前記酸性物質を放出する化合物は、芳香族スルホン酸シクロヘキシル類である請求項8ないし10のいずれかに記載のリグニン樹脂組成物。   The lignin resin composition according to any one of claims 8 to 10, wherein the compound that releases an acidic substance is cyclohexyl aromatic sulfonate. 前記芳香族スルホン酸シクロヘキシル類は、ベンゼンスルホン酸シクロヘキシル類である請求項11に記載のリグニン樹脂組成物。   The lignin resin composition according to claim 11, wherein the cyclohexyl sulfonates are cyclohexyl benzenesulfonates. 前記ベンゼンスルホン酸シクロヘキシル類は、シクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、3−メチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、3,5−ジメチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、4−ブチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、2−イソプロピル−5−メチルシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート、2−ヒドロキシシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネート及び4−ヒドロキシシクロヘキシル=4−メチルベンゼンスルホネートからなる群から選択される少なくとも1種である請求項12に記載のリグニン樹脂組成物。   The benzene sulfonates are cyclohexyl = 4-methylbenzene sulfonate, 3-methylcyclohexyl = 4-methylbenzene sulfonate, 3,5-dimethylcyclohexyl = 4-methylbenzene sulfonate, 4-butylcyclohexyl = 4-methylbenzene sulfonate. 2-isopropyl-5-methylcyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate, 2-hydroxycyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate and 4-hydroxycyclohexyl = 4-methylbenzenesulfonate are at least one selected from the group consisting of Item 13. A lignin resin composition according to Item 12. 請求項1ないし13のいずれかに記載のリグニン樹脂組成物と、充填材と、を含有することを特徴とするリグニン樹脂成形材料。   A lignin resin molding material comprising the lignin resin composition according to any one of claims 1 to 13 and a filler.
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