JP2001123012A - Composition containing phenol resin and production method of its cured molded article - Google Patents

Composition containing phenol resin and production method of its cured molded article

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JP2001123012A
JP2001123012A JP30534599A JP30534599A JP2001123012A JP 2001123012 A JP2001123012 A JP 2001123012A JP 30534599 A JP30534599 A JP 30534599A JP 30534599 A JP30534599 A JP 30534599A JP 2001123012 A JP2001123012 A JP 2001123012A
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starch
resin
phenolic resin
phenol
weight
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Inventor
Nobuo Shiraishi
信夫 白石
Kenichi Kudo
謙一 工藤
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SANWA DENBUN KOGYO KK
Sanwa Starch Co Ltd
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SANWA DENBUN KOGYO KK
Sanwa Starch Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition containing a phenol resin prepared by using starch-bearing waste matters by-produced from the starch industry for the reutilization of the waste matters including a corn seed coat by-produced from the starch industry and provide a process for producing a cured molded article obtained by heating and curing the composition. SOLUTION: A resin composition is prepared by reacting starch-bearing waste matters by-produced from the starch industry with phenols in the presence of an acid catalyst at a temperature of 100-220 deg.C to undergo liquefaction and then neutralization to produce a phenol resin and mixing the resulting phenol resin with a curing agent and a filler.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【用語の定義】本発明において、「液化」とは、澱粉系
物質が、フェノール類との反応により、固相状態から液
相状態へ液化溶解することを意味する。
[Definition of terms] In the present invention, "liquefaction" means that a starch-based substance is liquefied and dissolved from a solid phase to a liquid phase by reaction with phenols.

【0002】[0002]

【発明の属する技術分野】本発明は、澱粉系物質、特に
高付加価値利用が困難とされていたデンプン工業廃棄物
であるトウモロコシの種皮の再利用を目的とし、澱粉系
物質とフェノール類との反応生成物であるフェノール系
樹脂含有組成物、およびその硬化成形体の製造法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention aims at reusing starch-based materials, especially corn seed coat, which is a starch industrial waste that has been considered difficult to use with high added value, and uses starch-based materials and phenols. The present invention relates to a phenolic resin-containing composition that is a reaction product, and a method for producing a cured molded article thereof.

【0003】[0003]

【従来の技術】近年、天然由来物質を利用して樹脂成形
物を製造する努力が成されつつある。天然由来物質の使
用は、石油などの化石原料の使用に歯止めをかけて、限
りある資源の枯渇を防止すると共に、天然物が本来有し
ている生分解性によって、破棄された後でも生態系に害
を及ぼさない物質に還元できるため、地球或いは環境に
やさしい材料となり得る点で注目されている。事実、最
近では、化学におけるパラダイム転換として著名になた
グリーンケミストリーでも原料として石油系でなくバイ
オマス系を用いるべきとされており、また他方では、本
年(1999年)8月12日付けで米国大統領が5大臣に
宛てたバイオ由来材料の開発を促す書類も報告されてい
る。しかしながら、現実には克服すべき技術的問題点が
多く、実用化されている技術は未だ非常に少ない。天然
由来物質を使用した技術としては、最初に、木材などの
セルロース(リグノセルロース)の利用が提案された
(特開昭61-261358号公報および特開昭62-79230号公報
等参照)。例えば、前記公報には、リグノセルロースを
フェノール類または多価アルコール類の存在下、210
〜260℃の温度で加熱加圧して液化することが開示さ
れており、接着剤や硬化成形物への応用も提案されてい
る。さらに、特開平1-45440号公報、特開平1-158021号
公報、特開平1-158022号公報、特開平3-263417号公報、
特開平6-226711号公報、特開平8-225633号公報等には、
前記リグノセルロースをフェノール類または多価アルコ
ール類と酸触媒との存在下において、100〜200℃
の温度に加熱して液化したものを用いて接着剤や発泡体
を製造する方法が開示されている。
2. Description of the Related Art In recent years, efforts have been made to produce resin moldings using naturally occurring substances. The use of naturally-occurring substances hinders the use of fossil raw materials such as petroleum to prevent the depletion of limited resources, and the natural biodegradability of natural products means that ecosystems can be used even after they have been destroyed. Attention has been paid to the fact that it can be reduced to a substance that does not harm the earth, and can be a material that is friendly to the earth or the environment. In fact, recently, the renowned green chemistry as a paradigm shift in chemistry has been described as having to use biomass instead of petroleum as a raw material, and on the other hand, the United States on August 12, this year (1999) There are reports that the President has addressed the five ministers and encouraged them to develop bio-based materials. However, in reality, there are many technical problems to be overcome, and very few technologies have been put to practical use. As a technique using a naturally derived substance, use of cellulose (lignocellulose) such as wood was first proposed (see JP-A-61-261358 and JP-A-62-79230). For example, the above publication discloses that lignocellulose is prepared in the presence of phenols or polyhydric alcohols in the presence of 210
It is disclosed that liquefaction is performed by heating and pressurizing at a temperature of up to 260 ° C., and application to adhesives and cured molded articles has also been proposed. Further, JP-A-1-45440, JP-A-1-58021, JP-A-1-58022, JP-A-3-263417,
JP-A-6-226711, JP-A-8-225633 and the like,
In the presence of the lignocellulose phenols or polyhydric alcohols and an acid catalyst, 100 ~ 200 ℃
A method for producing an adhesive or a foam using a material liquefied by heating to a temperature of the above is disclosed.

【0004】木材などのセルロースに次いで、最近注目
されているのが、穀物から得られるデンプンの利用であ
る。デンプンは、セルロースと同様に、最も重要な多糖
類であるが、それ自体は熱加工性を有しておらず、ボー
ドやシートなどへ熱圧成形するのは困難である。デンプ
ンは、わが国において年間約300万トン生産されてい
る。その製造工程において副生する種皮、胚芽、蛋白な
どの量は約100万トンに達する。さらに、食品工業にお
ける澱粉加工、食品調理時並びに食品利用後、大量の澱
粉系残廃物が発生する。これらの廃棄物は、家畜の飼料
以外には殆ど使用されず、大量のものが焼却などの手段
により廃棄されているのが現状である。このような余剰
のデンプン廃棄物を種々の用途、特に、熱硬化性または
熱可塑性樹脂と同様に成形やその他の工業用途に利用で
きれば、生分解性を有する材料が得られると考えられ
る。澱粉系物質の熱硬化性樹脂化の試みとしては、例え
ば特開平6-136168号公報には、デンプンおよびその工業
廃棄物であるトウモロコシ種皮を酸触媒および多価アル
コールの存在下、30〜200℃に加熱して得られる液
化物を、発泡剤や多価イソシアネートと混合し反応させ
て、発泡体を製造する方法が開示されている。こうして
得られる発泡体は、生分解性に優れているため必ずしも
廃棄焼却をする必要が無く、それを行うとしても、廃棄
焼却に要する熱量を低減できる。しかしながら、前記公
報に記載の発明には、デンプンの液化反応時間が長く、
得られる液化物の経時安定性が低い等の欠点がある。ま
た、液化物から最終的に得られる樹脂組成物の種類も限
られたものとなる。
[0004] Next to cellulose such as wood, attention has recently been focused on the use of starch obtained from cereals. Starch, like cellulose, is the most important polysaccharide, but has no thermoformability per se and is difficult to hot press into boards, sheets and the like. About 3 million tons of starch is produced annually in Japan. The amount of seed coat, germ, protein, etc. by-produced in the manufacturing process reaches about 1 million tons. In addition, a large amount of starch-based waste is generated during starch processing, food preparation and food utilization in the food industry. At present, these wastes are hardly used except for livestock feed, and large quantities are discarded by means such as incineration. If such surplus starch waste can be used for various applications, particularly for molding and other industrial uses as well as thermosetting or thermoplastic resins, it is believed that a biodegradable material will be obtained. As an attempt to convert a starch-based substance into a thermosetting resin, for example, JP-A-6-136168 discloses that starch and corn seed coat, which is an industrial waste thereof, are treated at 30 to 200 ° C. in the presence of an acid catalyst and a polyhydric alcohol. A method for producing a foam by mixing and reacting a liquefied product obtained by heating with a blowing agent or a polyvalent isocyanate is disclosed. The foam obtained in this manner is excellent in biodegradability, so that it is not always necessary to perform waste incineration, and even if it is performed, the amount of heat required for waste incineration can be reduced. However, the invention described in the above publication has a long liquefaction reaction time of starch,
There are drawbacks such as low stability over time of the obtained liquefied product. In addition, the types of resin compositions finally obtained from the liquefied product are also limited.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を克服し、かつデンプン工業廃棄物であるトウモ
ロコシ種皮を含む澱粉系物質にフェノールを作用させて
液化した後、樹脂化することにより、常用のプラスチッ
ク材料と同等ないしそれより優れた化学的および機械的
特性を発現し得ると共に、生分解性を備えたフェノール
系樹脂含有組成物を調製し、およびそれを用いた硬化成
形体の製造法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the above-mentioned problems and to liquefy a starch-based substance containing corn seed coat, which is industrial waste of starch, by the action of phenol and then to convert it into resin. Thereby, while being able to express chemical and mechanical properties equivalent to or better than ordinary plastic materials, a phenolic resin-containing composition having biodegradability is prepared, and a cured molded article using the same is prepared. It is to provide a manufacturing method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、澱粉系物質を
酸触媒の存在下、100〜220℃においてフェノール
類と反応させて液化した後、中和し、得られるフェノー
ル系樹脂に硬化剤および充填剤を混合することにより調
製されるフェノール系樹脂含有組成物を提供する。ある
いは、本発明は、澱粉系物質を酸触媒の存在下、100
〜220℃においてフェノール類と反応させて液化し、
ホルムアルデヒドをさらに添加して共重縮合した後、中
和し、得られるフェノール系樹脂に硬化剤および充填剤
を混合することにより調製されるフェノール系樹脂含有
組成物を提供する。さらに、本発明は、前記フェノール
系樹脂含有組成物を加熱硬化することを含む、硬化成形
体の製造法、およびその製造法により製造される硬化成
形体も提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a phenolic resin obtained by reacting a starch-based material with phenols at 100 to 220 ° C. in the presence of an acid catalyst, liquefying the resultant, and neutralizing the resulting phenolic resin. And a phenolic resin-containing composition prepared by mixing a filler. Alternatively, the present invention provides a method in which a starch-based substance is treated with 100
Liquefaction by reacting with phenols at ~ 220 ° C,
Provided is a phenolic resin-containing composition prepared by further adding formaldehyde, copolycondensing, neutralizing, and mixing a curing agent and a filler with the obtained phenolic resin. Further, the present invention also provides a method for producing a cured molded article, which comprises heating and curing the phenolic resin-containing composition, and a cured molded article produced by the production method.

【0007】[0007]

【発明の効果】本発明に拠れば、酸触媒およびフェノー
ル類の存在下において澱粉系物質の液化反応を、短時間
で容易に達成することができる。特に、本発明に拠れ
ば、デンプンおよびデンプン誘導体のみならず、フェノ
ールに起因する高い加溶媒分解性や酸加水分解性を示す
トウモロコシの種皮(いわゆる、コーンフィード)等が
利用できる。本発明では、従来、付加価値が低く、廃棄
処分されていたデンプン工業廃棄物を原材料とすること
が可能であるため、資源を有効に利用できるのみなら
ず、高強度の硬化成形体を容易にかつ低コストで製造す
ることができる。特にトウモロコシ種皮などは、デンプ
ンおよびデンプン誘導体とは全く異なる独特の成分を含
有しており、本発明では、これら原料の低分子化をより
容易にかつ速やかに進行でき、結果として反応性の高い
フェノール化誘導体(すなわち、フェノール系樹脂)を
含有する組成物の製造が可能となる。上述のごとく得ら
れるフェノール系樹脂含有樹脂組成物を硬化成形してな
る本発明の硬化成形体は、架橋密度が高く、市販のノボ
ラック樹脂と同等ないしそれ以上の高い機械強度(例え
ば、曲げ強度等)も発現する。さらに、本発明によれ
ば、フェノール系樹脂含有樹脂組成物と共重縮合反応さ
せるホルムアルデヒドの量を低減できることから、環境
保全にも有効である。
According to the present invention, a liquefaction reaction of a starch-based substance can be easily achieved in a short time in the presence of an acid catalyst and phenols. In particular, according to the present invention, not only starch and starch derivatives but also corn seed coat (so-called corn feed) exhibiting high solvolysis and acid hydrolysis properties due to phenol can be used. In the present invention, starch industrial waste, which has conventionally been low in value added and has been disposed of, can be used as a raw material, so that not only resources can be effectively used, but also a high-strength cured molded body can be easily produced. And it can be manufactured at low cost. In particular, corn hulls and the like contain unique components completely different from starch and starch derivatives.In the present invention, the reduction of the molecular weight of these raw materials can proceed more easily and quickly, and as a result, a highly reactive phenol Thus, it is possible to produce a composition containing a chlorinated derivative (that is, a phenolic resin). The cured molded article of the present invention obtained by curing and molding the phenolic resin-containing resin composition obtained as described above has a high crosslink density and a high mechanical strength equivalent to or higher than that of a commercially available novolak resin (for example, bending strength and the like). ) Is also expressed. Furthermore, according to the present invention, the amount of formaldehyde to be copolycondensed with the phenolic resin-containing resin composition can be reduced, which is also effective for environmental protection.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】樹脂組成物 本発明の第一態様であるフェノール系樹脂含有組成物
は、(1)澱粉系物質を酸触媒の存在下、100〜220
℃においてフェノール類と反応させて液化物を生成する
工程、(2)前記液化物を中和して、フェノール系樹脂を
調製する工程、および(3)得られたフェノール系樹脂
に、硬化剤および充填剤を混合する工程を含む方法によ
り調製される。本発明のフェノール系樹脂含有組成物
は、別法として、前記工程(1)の後、(2')得られた液化
物にホルムアルデヒドを添加して共重縮合反応させた
後、中和してフェノール系樹脂を調製する工程、および
(3')前記フェノール系樹脂に硬化剤および充填剤を混合
する工程を含む調製方法により調製されてもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Resin Composition The phenolic resin-containing composition according to the first aspect of the present invention comprises:
Reacting with phenols at ℃ to produce a liquefied product, (2) neutralizing the liquefied product to prepare a phenolic resin, and (3) obtaining a phenolic resin, a curing agent and It is prepared by a method including a step of mixing a filler. As another method, the phenolic resin-containing composition of the present invention is subjected to a copolycondensation reaction by adding formaldehyde to the obtained liquefied product after the step (1), followed by neutralization. Preparing a phenolic resin, and
(3 ′) It may be prepared by a preparation method including a step of mixing a curing agent and a filler with the phenolic resin.

【0009】(1):澱粉系物質の液化 最初に、澱粉系物質を酸触媒の存在下、100〜220
℃においてフェノール類と反応させて液化する。本発明
において出発原料として用いられる澱粉系物質は、トウ
モロコシ澱粉、馬鈴薯澱粉、タピオカ澱粉、小麦澱粉な
どの各種澱粉、およびそれらの誘導体(例えば、エステ
ル化、エーテル化、酸化または酵素分解されたもの)に
加え、澱粉製造工程で大量に副生する工業廃棄物として
のトウモロコシ種皮、またはタンパク質および脂肪など
も包含するものとする。トウモロコシの種皮は、トウモ
ロコシの種類や適用されるデンプン製造工程などによっ
ても異なるが、通常、セルロースおよヘミセルロースを
主成分とし、タンパク質、残留デンプン、灰分および水
分を含有するものである。
(1): Liquefaction of starch-based material First, the starch-based material is subjected to 100-220 in the presence of an acid catalyst.
React with phenol at ℃ to liquefy. The starch-based substance used as a starting material in the present invention includes various starches such as corn starch, potato starch, tapioca starch, wheat starch, and derivatives thereof (for example, those that have been esterified, etherified, oxidized, or enzymatically decomposed). In addition, corn seed coat, or protein and fat as industrial waste produced in large quantities in the starch production process is included. The seed coat of corn varies depending on the type of corn and the starch manufacturing process to be applied, but usually contains cellulose and hemicellulose as main components and contains protein, residual starch, ash and moisture.

【0010】澱粉系物質として、上述の各種デンプンの
エステル化またはエーテル化物を使用する場合、前記エ
ステル化またはエーテル化物中のグルコース残基1個当
たりの平均置換水酸基数を表わす置換度が、0.01〜
0.5の範囲のものを使用することが好ましい。あるい
は、架橋したデンプン誘導体としては、前記置換度が
0.0003〜0.01のものを好ましく使用する。
When the above-mentioned esterified or etherified starch is used as a starch-based substance, the degree of substitution, which represents the average number of substituted hydroxyl groups per glucose residue in the esterified or etherified product, is 0. 01 ~
It is preferable to use those having a range of 0.5. Alternatively, as the crosslinked starch derivative, one having the above substitution degree of 0.0003 to 0.01 is preferably used.

【0011】前記デンプン誘導体は、従来既知のエステ
ル化剤、エーテル化剤または架橋剤のいずれかを使用し
て調製されたものであってよい。好適に使用され得るエ
ステル化剤の例としては、ギ酸、無水ギ酸、酢酸、無水
酢酸、酢酸ビニル、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、塩化ア
セチル、ケテン、リン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナ
トリウム等が;エーテル化剤の例としては、塩化メチ
ル、酸化エチレン、エチレンクロルヒドリン、モノクロ
ル酢酸、ジエチルアミノエチルクロリド、2,3-エポキ
シプロピルトリメチルアンモニウムクロリド等が挙げら
れる。他方、好適に使用され得る架橋剤の例は、オキシ
塩化リン、トリメタリン酸、アクロレイン、エピクロル
ヒドリン等を包含する。
[0011] The starch derivative may be prepared using any of the conventionally known esterifying agents, etherifying agents and crosslinking agents. Examples of preferably used esterifying agents include formic acid, formic anhydride, acetic acid, acetic anhydride, vinyl acetate, saturated fatty acids, unsaturated fatty acids, acetyl chloride, ketene, sodium phosphate, sodium tripolyphosphate and the like; Examples of the agent include methyl chloride, ethylene oxide, ethylene chlorohydrin, monochloroacetic acid, diethylaminoethyl chloride, 2,3-epoxypropyltrimethylammonium chloride and the like. On the other hand, examples of the crosslinking agent that can be suitably used include phosphorus oxychloride, trimetaphosphoric acid, acrolein, epichlorohydrin and the like.

【0012】前記デンプン誘導体は、得られるデンプン
誘導体中のグルコース残基1個当たりの平均置換カルボ
キシル基数を表わす置換度が0.00001〜0.02程
度の酸化デンプン;またはデンプンをα−アミラーゼ、
β−アミラーゼ、グルコアミラーゼ、イソアミラーゼ、
α−グルコシダーゼ、プルラテーゼなどの加水分解酵素
を作用して分解したデンプン加水分解物であってもよ
い。
The above-mentioned starch derivative is an oxidized starch having a degree of substitution of about 0.000001 to 0.02, which represents the average number of substituted carboxyl groups per glucose residue in the obtained starch derivative; or starch is α-amylase,
β-amylase, glucoamylase, isoamylase,
It may be a starch hydrolyzate degraded by the action of a hydrolase such as α-glucosidase and pullulase.

【0013】本発明において、澱粉系物質として使用さ
れる前記デンプンまたはその誘導体またはトウモロコシ
の種皮等はいずれも、取り扱いが容易であることから、
使用時に粉末状または粒子状であることが好ましいが、
その粒子寸法は、フェノール類との液化反応工程におい
て、十分に加溶媒分解し得る程度であれば、特に限定さ
れるものではない。
In the present invention, the above-mentioned starch or its derivative or corn seed coat used as a starch-based substance is easy to handle.
It is preferably in powder or particulate form during use,
The particle size is not particularly limited as long as it can be sufficiently solvolyzed in the liquefaction reaction step with phenols.

【0014】本発明では、前記澱粉系物質を加溶媒分解
性の高いフェノールまたはフェノール誘導体を使用す
る。このようなフェノール類の例としては、例えば、フ
ェノール、o-、m-またはp-クレゾール、3,5-、2,
3-または2,6-キシレノール、o-、m-またはp-プロ
ピルフェノール、o-、m-またはp-ブチルフェノー
ル、o-、m-またはp-sec-ブチルフェノール、o-、m
-またはp-tert-ブチルフェノール、ヘキシルフェノー
ル、フェニルフェノール、オクチルフェノール、ナフト
ールなどの一価のフェノール;カテコール、レゾルシノ
ール、キノール、アクリルレゾルシノール、ビスフェノ
ールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等の二価
のフェノール;およびピロガノール、フロログルシル、
トリヒドロベンゼン、没食子酸等の三価のフェノール;
並びに、これらの塩化物等が挙げられる。前記フェノー
ル類は、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用し得
る。
In the present invention, a phenol or a phenol derivative having a high solvolysis property is used for the starch-based substance. Examples of such phenols include, for example, phenol, o-, m- or p-cresol, 3,5-, 2,
3- or 2,6-xylenol, o-, m- or p-propylphenol, o-, m- or p-butylphenol, o-, m- or p-sec-butylphenol, o-, m
-Or monovalent phenols such as p-tert-butylphenol, hexylphenol, phenylphenol, octylphenol, naphthol; divalent phenols such as catechol, resorcinol, quinol, acrylresorcinol, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S; and pyroganol , Phloroglucill,
Trivalent phenols such as trihydrobenzene and gallic acid;
And their chlorides. The phenols may be used alone or in combination of two or more.

【0015】本発明において好適に使用される酸触媒と
しては、硫酸、塩酸等のような無機酸(いわゆる、鉱
酸);トルエンスルホン酸、フェノールスルホン酸等の
ような有機酸;または塩化アルミニウム、塩化亜鉛およ
び三フッ化ホウ素等のルイス酸から選ばれてよい。
The acid catalyst preferably used in the present invention includes inorganic acids such as sulfuric acid and hydrochloric acid (so-called mineral acids); organic acids such as toluenesulfonic acid and phenolsulfonic acid; It may be selected from Lewis acids such as zinc chloride and boron trifluoride.

【0016】本発明において、液化物の調製に関する工
程(1)では、好ましくは、澱粉系物質5〜800重量
部、特に10〜500重量部を、通常0.1〜20重量
部、好ましくは0.5〜10重量部の量の酸触媒の存在
下において、前記フェノール類またはフェノール類の混
合物100重量部に添加する。澱粉系物質の使用量が5
重量部未満の場合、得られた液化物を次の工程において
樹脂化することが困難となる。澱粉系物質の量が800
重量部を超えると、液化反応が十分に進行しない。ただ
し、本工程(1)による液化物の調製が2軸エクストルー
ダーを用いて行われるのであれば、800重量部を超え
る澱粉系物質を使用することが可能であり、例えば、澱
粉系物質としてトウモロコシ種皮を使用する場合、約
1,000重量部まで増加しても液化反応は十分に進行
し得る。
In the present invention, in step (1) relating to the preparation of a liquefied product, preferably 5 to 800 parts by weight, particularly 10 to 500 parts by weight, usually 0.1 to 20 parts by weight, preferably 0 to 20 parts by weight of a starch-based substance is used. It is added to 100 parts by weight of said phenol or phenol mixture in the presence of an acid catalyst in an amount of from 0.5 to 10 parts by weight. Use of 5 starch-based substances
When the amount is less than part by weight, it is difficult to convert the obtained liquid into a resin in the next step. The amount of starch-based material is 800
If the amount is more than 10 parts by weight, the liquefaction does not proceed sufficiently. However, if the preparation of the liquefied product in this step (1) is performed using a twin-screw extruder, it is possible to use more than 800 parts by weight of a starch-based substance. For example, corn may be used as a starch-based substance. When using a seed coat, the liquefaction reaction can proceed sufficiently even when the amount is increased to about 1,000 parts by weight.

【0017】本発明において、工程(1)の前記液化反応
は、原料の使用重量(すなわち、仕込み重量)に対する
未液化澱粉系物質および未反応のフェノール類の重量を
それぞれ測定し、下式に従って決定される澱粉系物質と
結合したフェノールの量:CP(%)が、好ましくは少な
くとも70%、より好ましくは少なくとも75%となる
まで行われる。
In the present invention, the liquefaction reaction in the step (1) is determined according to the following equation by measuring the weight of the unliquefied starch-based substance and the unreacted phenol relative to the used weight of the raw material (that is, the charged weight). The amount of phenol bound to the starch-based material to be obtained: CP (%) is preferably at least 70%, more preferably at least 75%.

【数1】 CP(%)=(W1−W2)/(W0−Wr)×100 (1) 上記式(1)中、W1は、フェノール類の仕込み重量、
2は、未反応のフェノール類の重量、W0は、澱粉系物
質の仕込み重量、およびWrは、未液化澱粉系物質の重
量をそれぞれ表わす。ここで、前記W2は、液化反応後
の試料を高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)法等
を用いて分析した値であってよい。
CP (%) = (W 1 −W 2 ) / (W 0 −W r ) × 100 (1) In the above formula (1), W 1 is a charged weight of phenols,
W 2 represents the weight of unreacted phenols, W 0 represents the weight of the starch-based material charged, and W r represents the weight of the unliquefied starch-based material. Here, W 2 may be a value obtained by analyzing a sample after the liquefaction reaction by using a high-pressure liquid chromatography (HPLC) method or the like.

【0018】工程(1)における前記液化反応は、100
〜220℃、好ましくは130〜200℃、最も好まし
くは150〜200℃において、15〜300分間、好
ましくは30〜120分間行なわれる。特に、澱粉系物
質としてトウモロコシ種皮を用いる場合、前記酸触媒の
使用重量を増量してかつ反応温度を高めることにより、
液化反応をより効果的に進行させることができる。
The liquefaction in the step (1) is carried out at 100
The reaction is carried out at a temperature of -220 ° C, preferably 130-200 ° C, most preferably 150-200 ° C for 15-300 minutes, preferably 30-120 minutes. In particular, when using corn seed coat as a starch-based substance, by increasing the use weight of the acid catalyst and raising the reaction temperature,
The liquefaction reaction can proceed more effectively.

【0019】前記液化反応は、前記温度範囲での加熱に
加えて、反応混合物を適宜撹拌することによって、より
効率よく進行できる。例えば、回転数30〜300rp
mで反応系内を撹拌することにより、トルクを付与しな
い場合の液化反応時間(30〜300分間)に比べて、
より短時間で(例えば、15〜200分間で)再現性良
く、安定かつ確実に澱粉系物質を液化することができ
る。
The liquefaction reaction can proceed more efficiently by appropriately stirring the reaction mixture in addition to heating in the above temperature range. For example, the rotation speed is 30 to 300 rpm
By stirring the inside of the reaction system at m, the liquefaction reaction time when no torque is applied (30 to 300 minutes)
The starch-based substance can be liquefied stably and reliably in a shorter time (for example, in 15 to 200 minutes) with good reproducibility.

【0020】本工程(1)では、液化反応の初期におい
て、発熱により反応が暴走するのを抑制したり、出発物
質である澱粉系物質の水分を効率良く系外に排出するた
め、反応初期および/または反応中に、水と共沸し得る
有機溶媒または生成する液化物を溶解し得る溶媒等を、
全反応系を100重量部として、10〜500重量部の
量で添加してもよい。
In this step (1), in the early stage of the liquefaction reaction, in order to suppress runaway of the reaction due to heat generation and to efficiently discharge the water of the starch-based material as a starting material outside the system, the reaction is carried out at the beginning of the liquefaction. And / or an organic solvent that can azeotrope with water or a solvent that can dissolve the resulting liquefied product during the reaction,
The total reaction system may be added in an amount of 10 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight.

【0021】本工程(1)で得られる液化物は、アルデヒ
ド類、エポキシ類またはイソシアネート類との反応性を
有することを特徴とする。
The liquefied product obtained in this step (1) is characterized by having reactivity with aldehydes, epoxies or isocyanates.

【0022】(2)または(2'):フェノール系樹脂の調製 次に、前記工程(1)における液化反応後、酸性の前記液
化物に、MgO、NaOHおよびイミダゾール等の通常
既知の中和剤を添加して中和反応に付すことにより、フ
ェノール系樹脂が調製され得る[工程(2)]。
(2) or (2 ′): Preparation of Phenolic Resin Next, after the liquefaction reaction in the step (1), the acidic liquefied product is added to a generally known neutralizing agent such as MgO, NaOH and imidazole. Is added and the mixture is subjected to a neutralization reaction to prepare a phenolic resin [Step (2)].

【0023】あるいは、上述の工程(1)で得られた液化
物に、ホルムアルデヒドを添加して共重縮合反応させた
後、中和して、フェノール系樹脂を調製してもよい[工
程(2')]。本発明の工程(2')において、ホルムアルデヒ
ドは、前記液化物中の未反応フェノール残渣量に対する
モル比1.5以下、好ましくは0.2〜1.0となる量で
添加される。前記本発明の工程(2')では、ホルムアルデ
ヒドは、そのままの形態でまたは水溶液の状態で(すな
わち、ホルマリンとして)添加されてよい。前記液化物
にアルデヒドを添加した後、約80〜105℃において
90分以内、好ましくは10〜60分間で反応させた
後、工程(2)と同様に中和剤を添加して中和反応に付す
る。場合により、液化物にホルムアルデヒドを添加した
後、前記反応を行うことなく、直ちに中和反応に付して
もよい。
Alternatively, a phenolic resin may be prepared by adding formaldehyde to the liquefied product obtained in the above step (1) to cause a copolycondensation reaction, followed by neutralization to obtain a phenolic resin [step (2). ')]. In the step (2 ') of the present invention, formaldehyde is added in an amount of not more than 1.5, preferably 0.2 to 1.0, in a molar ratio to the unreacted phenol residue in the liquefied product. In the step (2 ′) of the present invention, formaldehyde may be added as it is or in the form of an aqueous solution (ie, as formalin). After the aldehyde is added to the liquefied product, the mixture is reacted at about 80 to 105 ° C. within 90 minutes, preferably 10 to 60 minutes, and then a neutralizing agent is added in the same manner as in step (2) to perform a neutralization reaction. Attached. In some cases, after adding formaldehyde to the liquefied product, the product may be immediately subjected to a neutralization reaction without performing the above-described reaction.

【0024】アルデヒドの添加および無添加に関わら
ず、前記中和反応生成物は、5〜180mmHgの減圧
下、例えば60〜180℃に加熱して、澱粉系物質と結
合していない未反応フェノール類、または添加した場合
は、水と共沸し得る有機溶媒や生成する液化物を溶解し
得る溶媒等を除去した後、当該分野において既知の乾燥
手段を用いて乾燥される。
Regardless of whether aldehyde is added or not, the above-mentioned neutralized reaction product is heated at a reduced pressure of 5 to 180 mmHg, for example, at 60 to 180 ° C. to obtain unreacted phenols which are not bound to starch-based substances. Or when added, after removing an organic solvent capable of azeotroping with water, a solvent capable of dissolving a liquefied product to be formed, and the like, drying is performed using a drying means known in the art.

【0025】得られる乾燥物は、らい潰機、冷凍粉砕
機、ウィリーミルまたは乳鉢等の通常の手段を用いて、
好ましくは(常温で)0.01〜5mm程度まで粉砕す
る。しかしながら、所望により、乾燥の際に中和反応生
成物から前記フェノール類を完全に除去してしまわず、
未反応フェノールを一部含有したままの状態で次の工程
(3)に付す場合は、粉砕しなくてもよい。
The obtained dried product is obtained by using a conventional means such as a grinder, a freeze grinder, a wheely mill or a mortar.
Preferably, it is pulverized (at room temperature) to about 0.01 to 5 mm. However, if desired, the phenols are not completely removed from the neutralized reaction product during drying,
The next step with some unreacted phenol still contained
In the case of (3), it is not necessary to grind.

【0026】(3):フェノール系樹脂含有組成物の調製 前記フェノールの液化工程(2)で得られたフェノール系
樹脂に、硬化剤および充填剤を添加し、混合することに
より、本発明のフェノール系樹脂含有組成物が得られ
る。
(3): Preparation of a Phenolic Resin-Containing Composition The phenol of the present invention is obtained by adding and mixing a curing agent and a filler to the phenolic resin obtained in the phenol liquefaction step (2). A resin-containing composition is obtained.

【0027】本発明において使用される好適な硬化剤の
例としては、ヘキサメチレンテトラミン(いわゆる、ヘ
キサミン)が挙げられ、場合により、パラホルムアルデ
ヒド、トリオキサンなども使用できる。さらに、最終製
品の必要とする特性に応じて、前工程で得られたフェノ
ール系樹脂に、エポキシ樹脂を添加してエポキシ−フェ
ノール樹脂組成物としても;ジイソシアネート化合物を
硬化剤として添加してポリウレタンまたはポリ尿素樹脂
組成物としてもよい。あるいは、前記フェノール系樹脂
に、尿素樹脂、メラミン樹脂または尿素−メラミン樹脂
を添加し、混合系樹脂含有組成物として3次元硬化する
ことも可能である。
Examples of suitable curing agents used in the present invention include hexamethylenetetramine (so-called hexamine), and in some cases, paraformaldehyde, trioxane and the like can also be used. Further, depending on the properties required of the final product, an epoxy resin may be added to the phenolic resin obtained in the previous step to form an epoxy-phenol resin composition; a diisocyanate compound may be added as a curing agent to form a polyurethane or It may be a polyurea resin composition. Alternatively, it is also possible to add a urea resin, a melamine resin or a urea-melamine resin to the phenolic resin, and perform three-dimensional curing as a mixed resin-containing composition.

【0028】本工程(3)で使用される好適な充填剤とし
ては、木粉、木材繊維(すなわち、パルプ)、リグニン
またはリグニン化合物、合成繊維;およびケイ石、珪藻
土、ガラス、アルミナ、マイカ、カーボンブラックまた
は炭化ケイ素などの無機物が挙げられ、これらはいずれ
も単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。
Suitable fillers used in this step (3) include wood flour, wood fibers (ie pulp), lignin or lignin compounds, synthetic fibers; and silica stone, diatomaceous earth, glass, alumina, mica, Examples thereof include inorganic substances such as carbon black and silicon carbide, and any of these can be used alone or in combination of two or more.

【0029】得られるフェノール系樹脂含有組成物全重
量に対し、前記硬化剤は1〜25重量%、好ましくは5
〜20重量%の量で、および前記充填剤は20〜80重
量%、好ましくは30〜70重量%の量で、それぞれ添
加されてよい。
The curing agent is used in an amount of 1 to 25% by weight, preferably 5% by weight, based on the total weight of the obtained phenolic resin-containing composition.
The filler may be added in an amount of -20% by weight and the filler in an amount of 20-80% by weight, preferably 30-70% by weight, respectively.

【0030】さらに、前記フェノール系樹脂には、上記
必須成分(硬化剤と充填剤の組み合わせ、または充填
剤)に加え、所望の製品を製造するのに必要な各種添加
物、例えば、アルキルレゾルシノール等の補強剤;多価
エポキシ化合物、ジイソシアナート化合物等の架橋剤;
酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム
等の硬化促進剤;顔料;難燃剤;ステアリン酸、ステア
リン酸カルシウム等の滑材などを添加してもよい。これ
ら添加物は、樹脂組成物全重量に対し、合計5〜30重
量%、好ましくは8〜25重量%の量であることが望ま
しい。
Further, in addition to the above-mentioned essential components (a combination of a curing agent and a filler or a filler), various additives necessary for producing a desired product, for example, alkylresorcinol, etc. A crosslinking agent such as a polyvalent epoxy compound or a diisocyanate compound;
A curing accelerator such as calcium oxide, magnesium oxide or calcium hydroxide; a pigment; a flame retardant; a lubricant such as stearic acid or calcium stearate may be added. These additives are desirably in a total amount of 5 to 30% by weight, preferably 8 to 25% by weight, based on the total weight of the resin composition.

【0031】この工程(3)において、前工程(2)で得られ
たフェノール系樹脂に上記各添加物を混合・混練する手
段としては、例えば、内部にリポン型回転羽根および外
側に加熱用ジャケットを装備したニーダー型構造の混合
機またはバンバリーミキサー、あるいはスクリュー押し
出し型混練機、コニーダ、加熱ロールまたはボールミル
等を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用すること
ができる。
In this step (3), means for mixing and kneading each of the above-mentioned additives to the phenolic resin obtained in the preceding step (2) include, for example, a Ripon-type rotary blade inside and a heating jacket outside. , A kneader-type mixer or a Banbury mixer, or a screw extrusion-type kneader, a co-kneader, a heating roll, a ball mill, or the like can be used alone or in combination of two or more.

【0032】上述の工程を経て調製される本発明の樹脂
組成物は、接着剤や成形材料、衝撃吸収材等の用途に加
え、食品の梱包用材料としても使用され得る。
The resin composition of the present invention prepared through the above steps can be used as a food packaging material in addition to applications such as adhesives, molding materials, and shock absorbers.

【0033】硬化成形体 本発明は、第二態様として、上述の方法により得られる
本発明の樹脂組成物を加熱硬化して硬化成形体を製造す
る方法も提供する。樹脂組成物を加熱硬化する方法は、
前記樹脂組成物を、金型を用いてのホットプレス等の加
熱圧縮手段を用い、140〜200℃、好ましくは17
0〜180℃、5〜100MPa、好ましくは10〜8
0MPaにおいて6秒〜20分間、好ましくは2〜10
分間のような成形条件に付すことにより、高い架橋密度
と、ノボラック樹脂と同等ないしそれ以上の高強度を有
する硬化成形体を得ることができる。
Cured Molded Article The present invention also provides, as a second aspect, a method for producing a cured molded article by heat-curing the resin composition of the present invention obtained by the above method. The method of heating and curing the resin composition,
The resin composition is heated to 140 to 200 ° C., preferably 17 ° C., using a hot pressing means such as a hot press using a mold.
0 to 180 ° C, 5 to 100 MPa, preferably 10 to 8
6 seconds to 20 minutes at 0 MPa, preferably 2 to 10
By applying molding conditions such as minutes, it is possible to obtain a cured molded article having a high crosslinking density and a high strength equal to or higher than that of a novolak resin.

【0034】前記加熱・加圧成形条件およびそのために
使用される手段は、所望の硬化成形体の用途に応じて適
宜変化してよい。例えば、本発明の樹脂組成物を接着剤
としての用途に提供する場合、前記樹脂組成物を所望の
部位に塗布した後、上記の加熱条件から選ばれる所望の
範囲において硬化することで、高い接着力の接着剤硬化
物が得られる。
The heating and pressure molding conditions and the means used therefor may be appropriately changed according to the desired use of the cured molded article. For example, when the resin composition of the present invention is provided for use as an adhesive, after applying the resin composition to a desired site, the resin composition is cured in a desired range selected from the above-mentioned heating conditions, thereby achieving high adhesion. An adhesive cured product is obtained.

【0035】[0035]

【実施例】本発明を、以下の実施例を用いてより詳細に
説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるもの
ではない。 (1)澱粉系物質の液化反応実施例1 澱粉系物質としてのトウモロコシ種皮10gを、50m
L容のガラス製三口フラスコに秤取し、そこへ硫酸を均
一に混合したフェノール30gを添加した。硫酸の量
は、フェノールの3重量%の量(=0.9g)とした。
これらを、常圧、150℃において20分間還流加熱
し、液化した。液化反応後、反応フラスコ中から混合物
をメタノールで300mLビーカーに洗い出し、得られ
たメタノール希釈液を20分間撹拌した後、ガラス繊維
濾過紙を用いて減圧濾別した。濾別されたメタノール不
溶区分を、105℃において24時間乾燥させた後、重
量分析法で未液化トウモロコシ種皮重量(g)を測定し
た。一方、濾過されたメタノール可溶区分をHPLCで
分析し、未反応フェノール量を測定した。測定された未
液化トウモロコシ種皮重量をWrおよび未反応フェノー
ル量をW2とし、上記式(1)に従って結合フェノール
量:CP(%)を決定した。トウモロコシ種皮の仕込み
重量(10g)に対する未液化トウモロコシ種皮残渣量
(%)および上記により得られたCP値(%)を、各液
化反応成分配合量と共に表1に示す。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. (1) Liquefaction reaction of starch-based material Example 1 10 g of corn seed coat as starch-based material was
An L-volume glass three-necked flask was weighed, and 30 g of phenol obtained by uniformly mixing sulfuric acid was added thereto. The amount of sulfuric acid was 3% by weight of phenol (= 0.9 g).
These were liquefied by heating under reflux at normal pressure and 150 ° C. for 20 minutes. After the liquefaction reaction, the mixture was washed out of the reaction flask with methanol into a 300 mL beaker, and the obtained diluted methanol solution was stirred for 20 minutes, and then filtered under reduced pressure using glass fiber filter paper. After the methanol-insoluble fraction separated by filtration was dried at 105 ° C. for 24 hours, the weight (g) of unliquefied maize seed coat was measured by gravimetric analysis. On the other hand, the filtered methanol-soluble fraction was analyzed by HPLC, and the amount of unreacted phenol was measured. The measured non-liquefied corn pericarp weight was Wr and unreacted phenol amount of W 2, coupled phenol amounts in accordance with the above equation (1): was determined CP (%). Table 1 shows the amount (%) of unliquefied corn seed coat residue and the CP value (%) obtained above with respect to the charged weight (10 g) of the corn seed coat together with the amounts of the respective liquefaction reaction components.

【0036】実施例2〜7 液化反応時間を30、60、90、120、150また
は180分間としたこと以外は、実施例1と同様にし
て、トウモロコシ種皮を液化し、その後、未液化トウモ
ロコシ種皮残渣量および未反応フェノール量を測定する
ことにより、結合フェノール量:CP(%)を決定し
た。トウモロコシ種皮の仕込み重量(10g)に対する
未液化トウモロコシ種皮残渣量(%)および上記により
得られたCP値(%)を、各液化反応成分配合量と共に
表1に示す。
Examples 2 to 7 Except that the liquefaction reaction time was set to 30, 60, 90, 120, 150 or 180 minutes, the corn seed coat was liquefied in the same manner as in Example 1, and then the unliquefied corn seed coat was prepared. The amount of bound phenol: CP (%) was determined by measuring the amount of residue and the amount of unreacted phenol. Table 1 shows the amount (%) of unliquefied corn seed coat residue and the CP value (%) obtained above with respect to the charged weight (10 g) of the corn seed coat together with the amounts of the respective liquefaction reaction components.

【0037】比較例1〜7 フェノールの代わりにポリエチレングリコール400:
グリセリン(重量比)=4:1の混合物30gを使用し
たことおよび、液化反応時間を20、30、60、9
0、120、150または180分間としたこと以外
は、実施例1と同様にして、トウモロコシ種皮を液化し
た。トウモロコシ種皮の仕込み重量(10g)に対する
未液化トウモロコシ種皮残渣量(%)を各液化反応成分
配合量と共に表1に示す。
Comparative Examples 1-7 Polyethylene glycol 400 instead of phenol:
The use of 30 g of a mixture of glycerin (weight ratio) = 4: 1 and the liquefaction reaction time of 20, 30, 60, 9
The corn coat was liquefied in the same manner as in Example 1 except that the time was set to 0, 120, 150 or 180 minutes. Table 1 shows the residual amount (%) of the unliquefied corn seed coat with respect to the charged weight (10 g) of the corn seed coat together with the amounts of the respective liquefaction reaction components.

【0038】[0038]

【表1】 a):トウモロコシ種皮を使用した。 b1):フェノールを使用した。 b2):ポリエチレングリコール400:グリセリン
(重量比)=4:1の混合物を使用した。 c):濃硫酸
[Table 1] a): Corn seed coat was used. b1): Phenol was used. b2): A mixture of polyethylene glycol 400: glycerin (weight ratio) = 4: 1 was used. c): concentrated sulfuric acid

【0039】デンプン工業廃棄物であるトウモロコシ種
皮をフェノールで液化した実施例1〜7では、20分の
液化反応後、未液化トウモロコシ種皮残渣量が13%で
あったが、反応時間の増加につれて前記残渣量の減少が
確認された。すなわち、表1の結果は、液化反応180
分後でも未だ反応が続いていることを示している。CP
値は、液化反応20分で既に102%を超えており、こ
の値が液化時間と共に徐々に増加していくことも確認さ
れた。これらに対し、多価アルコール(ポリエチレング
リコール/グリセリン混合系)を用いてトウモロコシ種
皮を液化した比較例1〜7では、上記実施例1〜7に比
べ、トウモロコシ種皮の未液化残渣量がいずれも高くな
っている。これらの結果から、デンプン工業廃棄物とし
てトウモロコシ種皮を使用する場合、多価アルコールに
比べて、フェノールを使用して調製された樹脂組成物の
方が、反応性の点でより優れていることが分かる。
In Examples 1 to 7 in which corn husk, which is industrial waste of starch, was liquefied with phenol, the amount of unliquefied corn husk residue after liquefaction for 20 minutes was 13%. A decrease in the amount of the residue was confirmed. That is, the results in Table 1 show that the liquefaction reaction 180
This shows that the reaction is still continuing even after minutes. CP
The value already exceeded 102% in 20 minutes of the liquefaction reaction, and it was also confirmed that this value gradually increased with the liquefaction time. In contrast, in Comparative Examples 1 to 7 in which the corn seed coat was liquefied using a polyhydric alcohol (polyethylene glycol / glycerin mixed system), the amount of unliquefied residue of the corn seed coat was higher than in Examples 1 to 7 above. Has become. From these results, when using corn hulls as starch industrial waste, compared to polyhydric alcohol, the resin composition prepared using phenol is better in terms of reactivity. I understand.

【0040】実施例8 コーンスターチ10gを50mL容のガラス製三口フラ
スコに秤取し、そこへ硫酸0.9g(=使用するフェノ
ールの3重量%の量)を均一に混合したフェノール30
gを添加した。これらを、常圧、150℃において20
分間還流加熱し、液化した。液化反応後、混合物を反応
フラスコからメタノールで300mLビーカーに洗い出
し、得られたメタノール希釈液を20分間撹拌した後、
ガラス繊維濾過紙を用いて減圧濾別した。濾別されたメ
タノール不溶区分を、105℃において24時間乾燥さ
せた後、重量分析法で未液化デンプン残渣量を定量し
た。一方、濾過されたメタノール可溶区分をHPLCで
分析し、未反応フェノール量を測定した。測定された未
液化デンプン残渣量をWrおよび未反応フェノール量を
2とし、上記式(1)に従って結合フェノール量:C
P(%)を決定した。コーンスターチの仕込み重量(1
0g)に対する未液化デンプン残渣量(%)および上記
により得られたCP値(%)を、各液化反応成分配合量
と共に表2に示す。
Example 8 10 g of corn starch was weighed into a 50 mL glass three-necked flask, and 0.9 g of sulfuric acid (= 3% by weight of phenol used) was uniformly mixed with phenol 30.
g was added. These were subjected to 20
The mixture was heated under reflux for minutes and liquefied. After the liquefaction reaction, the mixture was washed out of the reaction flask with a methanol into a 300 mL beaker, and the obtained diluted methanol solution was stirred for 20 minutes.
Filtration under reduced pressure was performed using a glass fiber filter paper. After the methanol-insoluble fraction separated by filtration was dried at 105 ° C. for 24 hours, the amount of unliquefied starch residue was quantified by gravimetric analysis. On the other hand, the filtered methanol-soluble fraction was analyzed by HPLC, and the amount of unreacted phenol was measured. The measured amount of unliquefied starch residue is Wr and the amount of unreacted phenol is W 2, and the amount of bound phenol: C according to the above formula (1)
P (%) was determined. Corn starch charge weight (1
Table 2 shows the amount (%) of the unliquefied starch residue and the CP value (%) obtained above with respect to 0 g) together with the amounts of the respective liquefaction reaction components.

【0041】実施例9〜13 液化反応時間を30、60、90、120または180
分間としたこと以外は、実施例8と同様にして、デンプ
ンを液化し、その後、未液化デンプン残渣量および未反
応フェノール量を測定することにより、結合フェノール
量:CP(%)を決定した。コーンスターチの仕込み重
量(10g)に対する未液化デンプン残渣量(%)およ
び上記により得られたCP値(%)を、各液化反応成分
配合量と共に表2に示す。
Examples 9 to 13 The liquefaction reaction time was 30, 60, 90, 120 or 180
Starch was liquefied in the same manner as in Example 8 except that the amount was changed to minutes, and then the amount of bound phenol: CP (%) was determined by measuring the amount of unliquefied starch residue and the amount of unreacted phenol. Table 2 shows the residual amount (%) of the non-liquefied starch and the CP value (%) obtained above with respect to the charged weight (10 g) of the corn starch together with the amounts of the respective liquefaction reaction components.

【0042】[0042]

【表2】 a):コーンスターチを使用 b):フェノールを使用 c):濃硫酸[Table 2] a): Use corn starch b): Use phenol c): Concentrated sulfuric acid

【0043】表2より、本発明の方法によって澱粉系物
質であるコーンスターチを液化する反応は、150℃、
20分で既に完了していることが分かる。さらに、結合
フェノール量の値はトウモロコシ種皮の液化の場合より
も大きく、液化反応が終了したと思われた後でも、その
結合フェノール量は、液化反応時間と共に増加していく
ことも示されており、反応効率の高い液化反応であるこ
とが確認された。
As shown in Table 2, the reaction of liquefying starch-based corn starch by the method of the present invention was conducted at 150 ° C.
It turns out that it is already completed in 20 minutes. Furthermore, the value of the amount of bound phenol is larger than that of corn husk liquefaction, and it has been shown that the amount of bound phenol increases with the liquefaction reaction time even after the liquefaction reaction seems to be completed. It was confirmed that the reaction was a liquefaction reaction with high reaction efficiency.

【0044】(2)フェノール系樹脂の調製実施例14 本実施例は、コーンスターチとフェノール類を重量比=
1:3とした場合のフェノール系樹脂オリゴマーの調製
例を表わしている。前記実施例10で得られたデンプン
液化物(CP=158.1%)のメタノール溶解区分
(すなわち、濾液)に酸化マグネシウムを添加して中和
した。次に、メタノールを50℃で蒸発させた後、遊離
未反応フェノールを180℃、減圧下において留去する
ことにより、フェノール系樹脂オリゴマーを得た。得ら
れた固体状の前記樹脂オリゴマーを、冷凍粉砕機または
乳鉢を用いて粉砕し、粉末状にした。粉末状樹脂オリゴ
マーの熱的性質を、島津製作所製フローテスタCFT−
500Aを用いて測定した。熱的性質は、熱軟化温度:
s、熱流動温度Tf、および130℃、1.225×1
6dyn/cm2のせん断応力下における溶融粘度につ
いて測定した。結果を表3にまとめる。また、後述の比
較例10に示すように、対照試料として、市販のNOV
OLAC樹脂(日立化成工業社製;商品名HP−700
NK;数平均分子量3814)について、同一条件下で
測定された熱軟化温度:Tsおよび熱流動温度Tfを併せ
て表3に示す。
(2) Preparation of phenolic resin Example 14 In this example, the weight ratio of corn starch to phenols was
1 shows a preparation example of a phenolic resin oligomer when the ratio is 1: 3. Magnesium oxide was added to the methanol-dissolved fraction (ie, filtrate) of the starch liquefaction (CP = 158.1%) obtained in Example 10 to neutralize it. Next, after methanol was evaporated at 50 ° C., free unreacted phenol was distilled off at 180 ° C. under reduced pressure to obtain a phenolic resin oligomer. The obtained solid resin oligomer was pulverized using a freezing pulverizer or a mortar to obtain a powder. The thermal properties of the powdered resin oligomer were measured using the Shimadzu Flow Tester CFT-
It measured using 500A. Thermal properties are heat softening temperature:
T s , heat flow temperature T f , and 130 ° C., 1.225 × 1
0 6 were measured for melt viscosity under shear stress dyn / cm 2. The results are summarized in Table 3. As shown in Comparative Example 10 below, a commercially available NOV
OLAC resin (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd .; trade name: HP-700)
NK; number average molecular weight 3814) is shown in Table 3 together with the thermal softening temperature: T s and the thermal fluidization temperature T f measured under the same conditions.

【0045】実施例15 本実施例では、デンプン工業廃棄物としてのトウモロコ
シ種皮とフェノール類とを重量比=1:1で、200℃
において30分間液化反応させて、フェノール系樹脂を
調製した。トウモロコシ種皮6gを、20mL容のステ
ンレス鋼製オートクレーブ(耐圧ガラス工業社製 TV
S−1)に秤取し、そこへ硫酸を均一に混合したフェノ
ール6gを添加した。硫酸の量は、フェノールの3重量
%の量とした。これらを、密栓した上で、200℃にお
いて30分間加熱し、液化した。液化反応後、直ちに氷
水中で冷却し、オートクレーブを開栓し、内容物をメタ
ノールで200mLビーカーに洗い出した。得られたメ
タノール希釈物を20分間撹拌した後、ガラス繊維濾過
紙を用いて減圧濾別した。濾別されたメタノール不溶残
渣を、105℃において24時間乾燥させた後、秤量し
て、未液化トウモロコシ種皮重量を測定した。濾別され
たメタノール不溶区分を、105℃において24時間乾
燥させた後、重量分析法で未液化トウモロコシ種皮残渣
量を定量した。一方、濾過されたメタノール可溶区分を
HPLCで分析し、未反応フェノール量W2を測定し、
上記式(1)に従って結合フェノール量:CP(%)を
決定したところ、75.9%であった。得られた液化物
のメタノール溶解区分(すなわち、濾液)に酸化マグネ
シウムを添加して中和した。次に、メタノールを50℃
で蒸発させた後、遊離未反応フェノールを180℃、減
圧下において留去することにより、フェノール系樹脂を
得た。
Example 15 In this example, corn seed coat and phenols as starch industrial waste were mixed at a weight ratio of 1: 1 and 200 ° C.
For 30 minutes to prepare a phenolic resin. 6 g of corn hulls were placed in a 20 mL stainless steel autoclave (TV, manufactured by Pressure Glass Industry Co., Ltd.).
S-1) was weighed, and 6 g of phenol in which sulfuric acid was uniformly mixed was added thereto. The amount of sulfuric acid was 3% by weight of phenol. These were sealed and heated at 200 ° C. for 30 minutes to liquefy. Immediately after the liquefaction, the mixture was cooled in ice water, the autoclave was opened, and the content was washed out with methanol into a 200 mL beaker. The resulting methanol dilution was stirred for 20 minutes, and then filtered under reduced pressure using glass fiber filter paper. The methanol-insoluble residue separated by filtration was dried at 105 ° C. for 24 hours, weighed, and the weight of unliquefied corn seed coat was measured. After the methanol-insoluble fraction separated by filtration was dried at 105 ° C. for 24 hours, the amount of unliquefied maize seed coat residue was quantified by gravimetric analysis. On the other hand, the filtered methanol-soluble fraction was analyzed by HPLC to measure the amount of unreacted phenol W 2 ,
The amount of bound phenol: CP (%) determined according to the above formula (1) was 75.9%. The obtained liquid was neutralized by adding magnesium oxide to a methanol-dissolving section (that is, a filtrate). Next, methanol was heated to 50 ° C.
After evaporating under the conditions, free unreacted phenol was distilled off at 180 ° C. under reduced pressure to obtain a phenolic resin.

【0046】得られた固体状の前記樹脂を、冷凍粉砕機
または乳鉢を用いて粉砕し、粉末状にした。粉末状樹脂
の熱的性質を、島津製作所製フローテスタCFT−50
0Aを用いて測定した。熱的性質は、熱軟化温度:
s、熱流動温度Tf、および130℃、1.225×1
6dyn/cm2のせん断応力下における溶融粘度につ
いて測定した。結果を表3にまとめる。
The obtained solid resin was pulverized using a freezing pulverizer or a mortar to obtain a powder. The thermal properties of the powdered resin were measured using the Shimadzu Flow Tester CFT-50.
It was measured using OA. Thermal properties are heat softening temperature:
T s , heat flow temperature T f , and 130 ° C., 1.225 × 1
0 6 were measured for melt viscosity under shear stress dyn / cm 2. The results are summarized in Table 3.

【0047】実施例16 トウモロコシ種皮3gおよびフェノール9gを使用した
こと以外は、上記実施例15と同様にして反応および濾
別した。濾別されたメタノール不溶残渣およびメタノー
ル不溶区分を、実施例15と同様にして処理し、液化反
応後の結合フェノール量:CP(%)158.7%を得
た。得られた液化物のメタノール溶解区分(すなわち、
濾液)に酸化マグネシウムを添加して中和した。次に、
メタノールを50℃で蒸発させた後、遊離未反応フェノ
ールを180℃、減圧下において留去することにより、
フェノール系樹脂を得た。得られた固体状の前記樹脂
を、冷凍粉砕機または乳鉢を用いて粉砕し、粉末状にし
た。粉末状樹脂の熱的性質を、島津製作所製フローテス
タCFT−500Aを用いて測定した。熱的性質は、熱
軟化温度:Ts、熱流動温度Tf、および130℃、1.
225×106dyn/cm2のせん断応力下における溶
融粘度について測定した。結果を表3にまとめる。
Example 16 A reaction and filtration were conducted in the same manner as in Example 15 except that 3 g of corn seed coat and 9 g of phenol were used. The methanol-insoluble residue and the methanol-insoluble fraction separated by filtration were treated in the same manner as in Example 15 to obtain 158.7% of bound phenol after liquefaction: CP (%). Methanol dissolution classification of the obtained liquefied product (that is,
The filtrate was neutralized by adding magnesium oxide. next,
After evaporating the methanol at 50 ° C., the free unreacted phenol is distilled off at 180 ° C. under reduced pressure,
A phenolic resin was obtained. The obtained solid resin was pulverized using a freezing pulverizer or a mortar to obtain a powder. The thermal properties of the powdery resin were measured using a flow tester CFT-500A manufactured by Shimadzu Corporation. Thermal properties include thermal softening temperature: T s , heat flow temperature T f , and 130 ° C., 1.
The melt viscosity under a shear stress of 225 × 10 6 dyn / cm 2 was measured. The results are summarized in Table 3.

【0048】比較例8および9 コーンスターチの代わりに木材(マカンバ粉末、20〜
80メッシュ)10gを用いたこと以外は、実施例10
および14に従って液化および樹脂の調製を行い、CP
値が69%および88%の木材液化物−フェノール系樹
脂を得た。それぞれの樹脂について、熱流動温度Tf
測定した。結果を表3にまとめる。
COMPARATIVE EXAMPLES 8 AND 9 Instead of cornstarch, wood (birch powder, 20 to 20)
Example 10 except that 10 g was used.
Liquefaction and resin preparation were carried out according to
Wood liquefact-phenolic resins with values of 69% and 88% were obtained. The heat flow temperature Tf was measured for each resin. The results are summarized in Table 3.

【0049】比較例10 対照試料としてのNOVOLAC樹脂(日立化成工業社
製;商品名HP−700NK;数平均分子量3814)
について、上記実施例15と同様にして熱的性質(熱軟
化温度:Ts、熱流動温度Tf、および130℃、1.2
25×106dyn/cm2のせん断応力下における溶融
粘度)を測定した。結果を表3にまとめる。
Comparative Example 10 NOVOLAC resin as a control sample (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd .; trade name HP-700NK; number average molecular weight 3814)
The thermal properties (thermal softening temperature: T s , thermal fluidization temperature T f , and 130 ° C., 1.2
The melt viscosity under a shear stress of 25 × 10 6 dyn / cm 2 was measured. The results are summarized in Table 3.

【0050】[0050]

【表3】 a1):コーンスターチを使用した。 a2):トウモロコシ種皮を使用した。 b):フェノールを使用した。 c):濃硫酸 d):130℃、1.225×106dyn/cm2のせ
ん断応力下で測定
[Table 3] a1): Corn starch was used. a2): Corn seed coat was used. b): Phenol was used. c): concentrated sulfuric acid d): measured at 130 ° C. under a shear stress of 1.225 × 10 6 dyn / cm 2

【0051】表3の結果より、実施例14においてデン
プン液化物から調製されたフェノール系樹脂オリゴマー
の熱的特性は、対照試料である市販のNOVOLAC樹
脂に比べ、熱軟化温度Tsおよび熱流動温度Tfがいずれ
も低いことが分かる。さらに、実施例15の結果より、
デンプン工業廃棄物とフェノール類との液化反応重量比
が1:1の場合、重量比1:3の実施例14に比べてC
P値が小さくなることが分かる。実施例14〜16で得
られた樹脂を比較例8および9により得られた樹脂と比
較すると、実施例14および15で得られた樹脂はいず
れも、対照試料である市販のNOVOLAC樹脂よりも
熱的性質が高く、より可塑的であり、実施例16で得ら
れた樹脂は、前記市販の樹脂と同程度であることが分か
る。熱流動温度については、比較例8で得られた樹脂が
CP=69%でTf=125℃および比較例9で得られ
た樹脂がCP=88%でTf=160℃といずれも非常
に高いのに対し、本発明の実施例14〜16で得られた
樹脂はいずれも、熱的性質が相対的に低温で可塑化でき
るものであることが分かる。
[0051] From the results of Table 3, the thermal properties of the phenolic resin oligomer prepared from starch liquefied material in Example 14 as compared to commercially available NOVOLAC resin is a control sample, the thermal softening temperature T s and heat flow temperature It can be seen that both T f are low. Furthermore, from the results of Example 15,
When the liquefaction reaction weight ratio between starch industrial waste and phenols is 1: 1, C is lower than in Example 14 where the weight ratio is 1: 3.
It can be seen that the P value decreases. When the resins obtained in Examples 14 to 16 are compared with the resins obtained in Comparative Examples 8 and 9, both of the resins obtained in Examples 14 and 15 are more heat than the commercially available control NOVOLAC resin. It can be seen that the resin has high mechanical properties and is more plastic, and the resin obtained in Example 16 is comparable to the commercially available resin. Regarding the thermal fluidization temperature, the resin obtained in Comparative Example 8 had a CP = 69% and T f = 125 ° C., and the resin obtained in Comparative Example 9 had a CP = 88% and T f = 160 ° C. On the other hand, it is understood that all of the resins obtained in Examples 14 to 16 of the present invention can be plasticized at a relatively low temperature in terms of thermal properties.

【0052】(3)硬化成形体の製造実施例17 実施例16で得られた粉末状のフェノール系樹脂(遊離
未反応フェノールを除去したもの)37.7重量部に、
充填剤(木粉)49.5重量部、ヘキサメチレンテトラ
ミン9.4重量部、水酸化カルシウム2.4重量部をおよ
びステアリン酸亜鉛1.0重量部を添加し、ラボプラス
トミル(東洋精機(株)製)を用いて混練・混合した後、
金型を用い、圧締成形温度170〜180℃、成形時間
5分間および成形圧力50MPaの条件下において硬化
成形した。その結果、寸法10×2×120(mm)の
ノボラック樹脂のJIS規格に準じた曲げ試験片 7本
が得られた。得られた試験片を7本とも、20℃、60
%RHの条件下で二昼夜調湿した後、島津オートグラフ
AGS−5kNG(島津製作所製)を用いて曲げ試験を
行なった。この曲げ試験により、曲げ強度、曲げ弾性率
および曲げ破壊仕事量を測定し、7試料の測定値の平均
値をそれぞれ求めた。結果を表4に示す。得られた硬化
成形体は、優れた外観を有するのみならず、表4に示す
ように、高い曲げ強度、曲げ弾性率および曲げ破壊仕事
量を示した。
(3) Production of cured molded product Example 17 37.7 parts by weight of the powdery phenolic resin obtained from Example 16 (from which free unreacted phenol was removed) was added to
49.5 parts by weight of filler (wood flour), 9.4 parts by weight of hexamethylenetetramine, 2.4 parts by weight of calcium hydroxide, and 1.0 part by weight of zinc stearate were added, and Labo Plastmill (Toyo Seiki ( After kneading and mixing using
Using a mold, the composition was cured under the conditions of a compression molding temperature of 170 to 180 ° C., a molding time of 5 minutes, and a molding pressure of 50 MPa. As a result, seven bending test pieces of a novolak resin having dimensions of 10 × 2 × 120 (mm) in accordance with JIS standards were obtained. The obtained seven test pieces were all measured at 20 ° C and 60 ° C.
After humidity control for two days and nights under the condition of% RH, a bending test was performed using Shimadzu Autograph AGS-5kNG (manufactured by Shimadzu Corporation). By this bending test, the bending strength, the bending elastic modulus, and the bending work were measured, and the average of the measured values of the seven samples was determined. Table 4 shows the results. The obtained cured molded article not only had excellent appearance, but also exhibited high flexural strength, flexural modulus and flexural breakage work as shown in Table 4.

【0053】[0053]

【表4】 1):木粉 2):ヘキサメチレンテトラミン ++:成形した試験片を20℃、60%RHで二昼夜調
湿した後、曲げ試験を行なった。
[Table 4] 1): Wood flour 2): Hexamethylenetetramine ++: A molded test piece was conditioned at 20 ° C. and 60% RH for two days and night, and then a bending test was performed.

【0054】表4の結果より、本発明のフェノール系樹
脂組成物の硬化成形体が優れた曲げ試験結果を与えるこ
とが分かる。
From the results shown in Table 4, it can be seen that the cured molded article of the phenolic resin composition of the present invention gives excellent bending test results.

【0055】生分解性の評価 前記実施例17において得られた曲げ試験後の試験片に
ついて、以下のような生分解性試験を行った。試験片を
コンポスト装置(有限会社自然耕房製ナチュレポケッ
ト)に投入し、2週間処理した後、秤量したところ、投
入前の重量に対して80.1重量%減少し、その外観の
変化からも生分解が進行していることが確認された。す
なわち、澱粉系物質としてトウモロコシ種皮を用い、ト
ウモロコシ種皮とフェノールとの液化物(重量比1:
3)から調製されたフェノール系樹脂を硬化成形した試
験片は、生分解性に優れていることが分かる。
Evaluation of Biodegradability The test piece obtained after the bending test obtained in Example 17 was subjected to the following biodegradability test. The test piece was put into a composting device (Nature Pocket made by Natural Kobo Co., Ltd.), treated for 2 weeks, and then weighed. It was confirmed that biodegradation was progressing. That is, corn seed coat is used as a starch-based material, and a liquefied product of corn seed coat and phenol (weight ratio 1: 1) is used.
It can be seen that the test piece obtained by curing and molding the phenolic resin prepared in 3) has excellent biodegradability.

【0056】実施例18 本実施例では、デンプン工業廃棄物としてトウモロコシ
種皮を用いて製造した液化物中の未反応フェノールに、
ホルムアルデヒドを反応させて3次元構造を有し得るノ
ボラック樹脂様の樹脂を製造した。トウモロコシ種皮3
gを、20mL容のステンレス鋼製オートクレーブ(耐
圧ガラス工業社製 TVS−1)に秤取し、そこへ硫酸
を均一に混合したフェノール9gを添加した。硫酸の量
は、フェノールの3重量%の量とした。これらを、20
0℃において30分間加熱し、液化した。液化反応後、
直ちに氷水中で冷却し、オートクレーブを開栓し、内容
物をメタノールで200mLビーカーに洗い出した。得
られたメタノール希釈物を20分間撹拌した後、ガラス
繊維濾過紙を用いて減圧濾別した。濾別によりメタノー
ル不溶残渣を除去した液化物含有濾液を試料(i)と
し、および別途同様の液化を行った後、濾別せずにメタ
ノール不溶残渣を含む液化物を試料(ii)とした。試
料(i)と分離されたメタノール不溶区分を、105℃
において24時間乾燥させた後、秤量して未液化トウモ
ロコシ種皮残渣量を測定した。更に試料(i)につい
て、HPLCにより分析し、未反応フェノール量を測定
した。測定された未液化トウモロコシ種皮残渣量をWr
および未反応フェノール量をW2とし、上記式(1)に
従って結合フェノール量:CP(%)を決定した。
Example 18 In this example, unreacted phenol in a liquefied product produced using corn husk as a starch industrial waste was prepared.
Formaldehyde was reacted to produce a novolak resin-like resin having a three-dimensional structure. Corn seed coat 3
g was weighed into a 20 mL stainless steel autoclave (TVS-1 manufactured by Pressure Glass Industry Co., Ltd.), and 9 g of phenol obtained by uniformly mixing sulfuric acid was added thereto. The amount of sulfuric acid was 3% by weight of phenol. These are 20
Heat at 0 ° C. for 30 minutes to liquefy. After the liquefaction reaction,
Immediately after cooling in ice water, the autoclave was opened, and the content was washed out with methanol into a 200 mL beaker. The resulting methanol dilution was stirred for 20 minutes, and then filtered under reduced pressure using glass fiber filter paper. A liquefied material-containing filtrate from which a methanol-insoluble residue was removed by filtration was used as a sample (i), and after separately performing the same liquefaction, a liquefied material containing a methanol-insoluble residue without filtration was used as a sample (ii). The methanol-insoluble fraction separated from sample (i) was subjected to 105 ° C.
After drying for 24 hours, the amount of unliquefied maize seed coat residue was measured. Further, the sample (i) was analyzed by HPLC, and the amount of unreacted phenol was measured. The measured amount of unliquefied maize seed coat residue is determined by Wr
The amount of unreacted phenol was W 2, and the amount of bound phenol: CP (%) was determined according to the above formula (1).

【0057】上記液化物試料(ii)中の未反応フェノ
ール量(モル)に対し、ホルムアルデヒドを0.8モル
当量となる量のホルマリン(ホルムアルデヒド37%水
溶液)を添加し、105℃において、20、80または
120分間還流加熱して、共重縮合反応させた。反応
後、各共重縮合物をアセトンで希釈した後、酸化マグネ
シウムを添加して中和した。その後、約20mmHgの
減圧下、50℃で希釈溶媒を、次いで180℃で遊離未
反応フェノールを留去し、樹脂A〜Cを得た。得られた
固体状の前記樹脂を、冷凍粉砕機または乳鉢を用いて粉
砕し、粉末状にした。粉末状樹脂の熱的性質を、島津製
作所製フローテスタCFT−500Aを用いて測定し
た。熱的性質は、熱軟化温度:Ts、熱流動温度Tfおよ
び130℃、1.225×106dyn/cm2のせん断
応力下における溶融粘度について測定した。さらに、前
記樹脂の170℃における硬化成形において、樹脂A〜
Cそれぞれについて、90%硬化するのに要した時間
(分間)も測定した。これらの結果を表5にまとめる。
また、対照試料として、前述の比較例10で使用した日
立化成工業社製NOVOLAC樹脂についても上記と同
様に熱的性質を測定した結果も表5に示す。
Formalin (formaldehyde 37% aqueous solution) was added in an amount of 0.8 molar equivalent of formaldehyde to the amount (mol) of unreacted phenol in the liquefied product sample (ii). The mixture was heated at reflux for 80 or 120 minutes to cause a copolycondensation reaction. After the reaction, each copolycondensate was diluted with acetone and neutralized by adding magnesium oxide. Thereafter, the diluting solvent was distilled off at 50 ° C. under a reduced pressure of about 20 mmHg, and then the free unreacted phenol was distilled off at 180 ° C. to obtain resins A to C. The obtained solid resin was pulverized using a freezing pulverizer or a mortar to obtain a powder. The thermal properties of the powdery resin were measured using a flow tester CFT-500A manufactured by Shimadzu Corporation. Thermal properties were measured for thermal softening temperature: T s , heat flow temperature T f, and melt viscosity under a shear stress of 130 ° C. and 1.225 × 10 6 dyn / cm 2 . Further, in the curing molding of the resin at 170 ° C., the resins A to
For each of C, the time (minute) required for 90% curing was also measured. Table 5 summarizes these results.
Table 5 also shows the results of measuring the thermal properties of the NOVOLAC resin manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. used in Comparative Example 10 as a control sample in the same manner as described above.

【0058】[0058]

【表5】 +:メタノール不溶残渣を除去した液化物 ++:メタノール不溶残渣を含む液化物 1):トウモロコシ種皮を使用した。 a):硫酸 b):ホルムアルデヒドは、ホルマリン(37%ホルム
アルデヒド水溶液)の形態で使用した。 c):130℃、1.225×106dyn/cm2のせ
ん断応力下で測定 d):170℃での硬化成形において樹脂組成物が90
%硬化するのに要した時間(分間) +++:比較例10で使用した市販のNOVOLAC樹
脂(日立化成工業社製;商品名HP−700NK;数平
均分子量3814)
[Table 5] +: Liquefied matter from which methanol-insoluble residue was removed ++: Liquefied matter containing methanol-insoluble residue 1): Corn seed coat was used. a): Sulfuric acid b): Formaldehyde was used in the form of formalin (37% aqueous formaldehyde solution). c): Measured at 130 ° C. under a shear stress of 1.225 × 10 6 dyn / cm 2 d): When cured at 170 ° C., the resin composition is 90%.
% Time required for curing (minutes) +++: Commercially available NOVOLAC resin used in Comparative Example 10 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd .; trade name HP-700NK; number average molecular weight 3814)

【0059】表5の結果から明らかなように、実施例1
8に関する熱軟化温度:Tsは、液化物とその後の共重
縮合物との間でほぼ同程度であったが、熱流動温度:T
fおよび溶融粘度は、共重縮合物の方がいずれも高くな
った。一方、液化物に関しては、中和後に生成する塩を
含むメタノール不溶残渣の有無(試料(i)と(ii)
との比較)による硬化成形時間には大きな差異が認めら
れないことから、前記塩の存在は硬化成形に関与しない
と考えられる。上記表5の結果からは、各液化物の17
0℃における90%硬化時間が、比較例として示した市
販のNOVOLAC樹脂の硬化時間と比べて若干長い
が、共重縮合物に関しては、共重縮合反応時間が長くな
るほど硬化時間が短くなり、市販樹脂よりも短時間で9
0%硬化が達成され得ることが分かる。
As is clear from the results in Table 5, Example 1
The thermal softening temperature for T.8: T s was about the same between the liquefied product and the subsequent copolycondensate, but the thermal fluidization temperature: T s
Both f and melt viscosity were higher for the copolycondensate. On the other hand, regarding the liquefied product, the presence or absence of a methanol-insoluble residue containing salts generated after neutralization (samples (i) and (ii))
Since no significant difference is observed in the curing molding time according to Comparative Example 1), it is considered that the presence of the salt is not involved in the curing molding. From the results in Table 5 above, 17
The 90% curing time at 0 ° C. is slightly longer than the curing time of a commercially available NOVOLAC resin shown as a comparative example. However, as for the copolycondensate, the longer the copolycondensation reaction time, the shorter the curing time. 9 in less time than resin
It can be seen that 0% cure can be achieved.

【0060】実施例19 実施例18で調製した液化物試料(i)中の未反応フェ
ノール量(モル)に対し、ホルムアルデヒドを0.8モ
ル当量となる量のホルマリン(ホルムアルデヒド37%
水溶液)を添加し、105℃において、80分間還流加
熱して、共重縮合反応させた。反応後、各共重縮合物を
アセトンで希釈した後、酸化マグネシウムを添加して中
和した。その後、約20mmHgの減圧下、50℃で希
釈溶媒を、次いで180℃で遊離した未反応フェノール
を留去した後、固体を粉砕し、粉末状の樹脂を得た。実
施例18で調製した液化物試料(i)および前記(i)
から生成した樹脂、並びに試料(ii)および試料(i
i)とホルムアルデヒドとを反応させて得られた共重縮
合樹脂A、BおよびCそれぞれの全重量に対し、50重
量%の量の木粉充填剤を添加する以外は、実施例17と
同じ比率で硬化剤(ヘキサメチレンテトラミン)、硬化
促進剤(水酸化カルシウム)および離型剤(ステアリン
酸亜鉛)を配合し、ラボプラストミル(東洋精機(株)
製)を用いて混練・混合した後、金型を用い、圧締成形
温度170〜180℃および成形圧力50MPaの条件
下において5分間硬化成形した。成形した試験片を、2
0℃、60%RHの条件下で二昼夜調湿した後、島津オ
ートグラフAGS−5kNG(島津製作所製)を用いて
曲げ試験を行ない、曲げ強度、曲げ弾性率および曲げ破
壊仕事量を測定した。結果を表6にまとめる。
Example 19 Formalin (formaldehyde 37%) was used in an amount equivalent to 0.8 molar equivalent of formaldehyde with respect to the amount (mol) of unreacted phenol in the liquefied product sample (i) prepared in Example 18.
Aqueous solution) and heated under reflux at 105 ° C. for 80 minutes to cause a copolycondensation reaction. After the reaction, each copolycondensate was diluted with acetone and neutralized by adding magnesium oxide. Thereafter, the diluting solvent was distilled off at 50 ° C. and the unreacted phenol liberated at 180 ° C. under reduced pressure of about 20 mmHg, and the solid was pulverized to obtain a powdery resin. The liquefied product sample (i) prepared in Example 18 and the above (i)
And the sample (ii) and the sample (i
i) with the same proportions as in Example 17, except that a wood flour filler is added in an amount of 50% by weight, based on the total weight of each of the copolycondensation resins A, B and C obtained by reacting formaldehyde. Blends a hardening agent (hexamethylenetetramine), a hardening accelerator (calcium hydroxide) and a release agent (zinc stearate) with Labo Plastomill (Toyo Seiki Co., Ltd.)
After kneading and mixing using a mold, the mixture was cured and molded for 5 minutes under the conditions of a compaction molding temperature of 170 to 180 ° C. and a molding pressure of 50 MPa. The molded specimen is
After humidity control at 0 ° C. and 60% RH for two days and nights, a bending test was performed using Shimadzu Autograph AGS-5kNG (manufactured by Shimadzu Corporation) to measure bending strength, bending elastic modulus, and work to be broken. . The results are summarized in Table 6.

【0061】[0061]

【表6】 1)木粉 +++:比較例10で使用した市販のNOVOLAC樹
脂(日立化成工業社製;商品名HP−700NK;数平
均分子量3814)
[Table 6] 1) Wood flour +++: commercially available NOVOLAC resin used in Comparative Example 10 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd .; trade name HP-700NK; number average molecular weight 3814)

【0062】表6の結果より、液化物、およびその液化
物とホルムアルデヒドとの共重縮合反応生成物であるフ
ェノール系樹脂を比較すると、加熱して共重縮合するこ
とにより曲げ強度および曲げ破壊仕事量が増加すること
が分かる。本発明の共重縮合物は、市販のNOVOLA
C樹脂と同程度の強度を示すものであることも分かる。
From the results shown in Table 6, the liquefied product and the phenolic resin which is a copolycondensation reaction product of the liquefied product and formaldehyde are compared. It can be seen that the amount increases. The copolycondensate of the present invention is commercially available NOVOLA
It can also be seen that the resin exhibits the same strength as the C resin.

【0063】実施例20 実施例18で調製した共重縮合樹脂Bの全重量に対し、
50、60または70重量%の量の木粉充填剤を添加す
ること以外は、実施例17と同じ比率でヘキサメチレン
テトラミン、水酸化カルシウムおよびステアリン酸亜鉛
を配合し、ラボプラストミル(東洋精機(株)製)を用い
て混練・混合した後、金型を用い、圧締成形温度170
〜180℃および成形圧力50MPaの条件下において
5分間硬化成形した。成形した試験片を、20℃、60
%RHの条件下で二昼夜調湿した後、島津オートグラフ
AGS−5kNG(島津製作所製)を用いて曲げ試験を
行ない、曲げ強度、曲げ弾性率および曲げ破壊仕事量を
測定した。また、対照試料として、比較例10で使用し
た日立化成工業社製NOVOLAC樹脂に対し、50ま
たは60重量%の量の木粉充填剤および実施例17と同
じ比率のヘキサメチレンテトラミン、水酸化カルシウム
およびステアリン酸亜鉛を添加した系を上記と同様に硬
化成形した試料についても曲げ試験を行なった。各結果
を表7にまとめる。
Example 20 The total weight of the copolycondensation resin B prepared in Example 18 was
Hexamethylenetetramine, calcium hydroxide and zinc stearate were blended in the same proportions as in Example 17, except that a wood flour filler in an amount of 50, 60 or 70% by weight was added, and Labo Plastomill (Toyo Seiki ( After kneading and mixing using a mold, a pressing molding temperature of 170
Curing molding was performed for 5 minutes under the conditions of ~ 180 ° C and molding pressure of 50 MPa. The molded test piece was subjected to
After humidity control for two days and nights under the condition of% RH, a bending test was performed using Shimadzu Autograph AGS-5kNG (manufactured by Shimadzu Corporation) to measure bending strength, bending elastic modulus, and bending work. In addition, as a control sample, wood powder filler in an amount of 50 or 60% by weight with respect to NOVOLAC resin manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. used in Comparative Example 10 and hexamethylenetetramine, calcium hydroxide and A bending test was also performed on a sample obtained by curing and molding the system to which zinc stearate was added in the same manner as described above. Table 7 summarizes the results.

【0064】[0064]

【表7】 1)木粉 +++:比較例10で使用した市販のNOVOLAC樹
脂(日立化成工業社製;商品名HP−700NK;数平
均分子量3814)
[Table 7] 1) Wood flour +++: commercially available NOVOLAC resin used in Comparative Example 10 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd .; trade name HP-700NK; number average molecular weight 3814)

【0065】表7の結果より、実施例18の共重縮合物
B(デンプン工業廃棄物としてトウモロコシ種皮を使
用)に関しては、充填剤の添加量が増加するほど曲げ強
度が高まくなり、添加量70重量%では、木紛を50重
量%配合した市販のNOVOLAC樹脂とほぼ同程度の
機械特性を示すことが分かる。また、トウモロコシ種皮
から得られたデンプン工業廃棄物の分子量は、1230
ダルトンと、市販のNOVOLAC樹脂よりも低いこと
も分かった。すなわち、本発明においてトウモロコシ種
皮を使用すると、分子量がより低くかつ木粉充填剤との
親和性の高い共重縮合物が得られることから、充填剤の
分散性が向上し、結果として、優れた機械特性が得られ
たものと考えられる。
From the results in Table 7, it is found that the copolycondensate B of Example 18 (using corn seed coat as a starch industrial waste) has a higher flexural strength as the filler is added in an increased amount. It can be seen that 70% by weight exhibits almost the same mechanical properties as a commercially available NOVOLAC resin containing 50% by weight of wood powder. The molecular weight of starch industrial waste obtained from corn seed coat is 1230
Dalton and lower than the commercial NOVOLAC resin. That is, when corn husk is used in the present invention, a copolycondensate having a lower molecular weight and a higher affinity with wood powder filler is obtained, so that the dispersibility of the filler is improved, and as a result, excellent It is considered that mechanical properties were obtained.

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Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 澱粉系物質を酸触媒の存在下、100〜
220℃においてフェノール類と反応させて液化した
後、中和し、得られるフェノール系樹脂に硬化剤および
充填剤を混合することにより調製されるフェノール系樹
脂含有組成物。
1. A starch-based material is treated with an acid catalyst in the range of 100 to 100.
A phenolic resin-containing composition prepared by reacting with a phenol at 220 ° C., liquefying, neutralizing, and mixing the obtained phenolic resin with a curing agent and a filler.
【請求項2】 澱粉系物質を酸触媒の存在下、100〜
220℃においてフェノール類と反応させて液化し、ホ
ルムアルデヒドをさらに添加して共重縮合した後、中和
し、得られるフェノール系樹脂に硬化剤および充填剤を
混合することにより調製されるフェノール系樹脂含有組
成物。
2. The method according to claim 1, wherein the starch-based substance is treated with
A phenolic resin prepared by reacting with phenols at 220 ° C. to liquefy, co-polycondensing by further adding formaldehyde, neutralizing, and mixing the obtained phenolic resin with a curing agent and a filler. Containing composition.
【請求項3】 フェノール類が、置換または未置換のフ
ェノールまたはビスフェノールから選ばれる、請求項1
または2記載のフェノール系樹脂含有組成物。
3. The phenols are selected from substituted or unsubstituted phenols or bisphenols.
Or the phenolic resin-containing composition according to 2.
【請求項4】 澱粉系物質がトウモロコシ種皮である請
求項1または2記載のフェノール系樹脂含有組成物。
4. The phenolic resin-containing composition according to claim 1, wherein the starch-based substance is corn seed coat.
【請求項5】 酸触媒が有機酸、無機酸またはルイス酸
から選ばれる少なくとも1つである請求項1または2記
載のフェノール系樹脂含有組成物。
5. The phenolic resin-containing composition according to claim 1, wherein the acid catalyst is at least one selected from organic acids, inorganic acids, and Lewis acids.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載のフェノ
ール系樹脂含有組成物を加熱硬化することを含む、硬化
成形体の製造法。
6. A method for producing a cured molded article, comprising heating and curing the phenolic resin-containing composition according to claim 1.
【請求項7】 請求項6記載の製造法により製造される
硬化成形体。
7. A cured molded article produced by the production method according to claim 6.
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