JP2011178851A - Water resistant lignin carbide and plastic material containing the same - Google Patents

Water resistant lignin carbide and plastic material containing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2011178851A
JP2011178851A JP2010043071A JP2010043071A JP2011178851A JP 2011178851 A JP2011178851 A JP 2011178851A JP 2010043071 A JP2010043071 A JP 2010043071A JP 2010043071 A JP2010043071 A JP 2010043071A JP 2011178851 A JP2011178851 A JP 2011178851A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lignin
water
carbide
water absorption
hydrothermal treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010043071A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shingo Ashihara
新吾 芦原
Toshiharu Goto
敏晴 後藤
Akinari Nakayama
明成 中山
Masaru Watanabe
賢 渡邉
Tatsuya Sagara
龍也 相楽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP2010043071A priority Critical patent/JP2011178851A/en
Publication of JP2011178851A publication Critical patent/JP2011178851A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water resistant lignin carbide formed by imparting water resistance to a lignin. <P>SOLUTION: The water resistant lignin carbide is formed by subjecting the lignin to hydrothermal treatment and carbonizing the lignin to impart water resistance. Preferably, the hydrothermal treatment is performed on the conditions of ≥300°C temperature and ≥167 kg/m<SP>3</SP>water density. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、リグニンを水熱処理して得られる耐水性リグニン炭化物及びこれを含有したプラスチック材料に関するものである。   The present invention relates to a water-resistant lignin carbide obtained by hydrothermal treatment of lignin and a plastic material containing the same.

石油由来材料であるプラスチックの生産は、今後、石油ピーク問題から大きな影響を受けると予想される。現在、石油資源を少しでも節約するべくプラスチックのリサイクルや石油原料代替としてバイオマスの利用などが積極的に検討されている。特にバイオマスの利用は今後永続的に資源を確保していく手段として注目されているが、その中に現在多くが廃棄、焼却処分に供されているリグニンの有効活用がある。   Production of plastics, which are petroleum-derived materials, is expected to be greatly affected by the oil peak problem in the future. Currently, in order to save even a small amount of petroleum resources, recycling of plastics and the use of biomass as an alternative to petroleum raw materials are being actively studied. In particular, the use of biomass is attracting attention as a means to permanently secure resources in the future. Among them, there is effective utilization of lignin that is currently used for disposal and incineration.

リグニンは木質バイオマスの主要成分の一つであり、木材の約20〜30%を占めるが、木材のパルプ化工程において紙の変色の原因となるため不要物として分離除去された後、そのほとんどが廃棄もしくは焼却処分されている。   Lignin is one of the main components of woody biomass and occupies about 20-30% of wood. Most of the lignin is separated and removed as an unnecessary material because it causes discoloration of paper in the pulping process of wood. Discarded or incinerated.

非特許文献1ではリグニンはp−ヒドロキシフェニルプロパン骨格がエーテル結合や炭素-炭素結合で結合した構造を有しており、またヒドロキシル基やメトキシ基などの官能基を多く有したポリマーであることが示されている。この構造を利用してリグニンを原料とした様々な新規材料を作製する方法が特許文献1〜4に示されている。   In Non-Patent Document 1, lignin has a structure in which a p-hydroxyphenylpropane skeleton is bonded by an ether bond or a carbon-carbon bond, and is a polymer having many functional groups such as hydroxyl groups and methoxy groups. It is shown. Patent Documents 1 to 4 show methods for producing various new materials using lignin as a raw material using this structure.

特開2009−57433号公報JP 2009-57433 A 特開2009−74082号公報JP 2009-74082 A 特開2007−5054号公報JP 2007-5054 A 特開2007−42521号公報JP 2007-42521 A

Sakakibara,a.,Wood Sci.Technol.,14,89(1980)Sakakibara, a. , Wood Sci. Technol. , 14, 89 (1980)

しかしながら、電気用品用プラスチック材料、特に電線・ケーブルの被覆材などのプラスチックにリグニンを配合する場合、リグニンがヒドロキシル基などの親水部分を多く含有するため、配合したコンパウンドの耐水性が問題となる。   However, when lignin is blended in plastic materials for electrical appliances, particularly plastics such as coating materials for electric wires and cables, the water resistance of the blended compound becomes a problem because lignin contains many hydrophilic parts such as hydroxyl groups.

そこで本発明の目的は、リグニンの耐水性を向上させた耐水性リグニン炭化物及びこれを含有したプラスチック材料を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a water-resistant lignin carbide having improved water resistance of lignin and a plastic material containing the same.

上記課題を達成すべく請求項1の発明は、リグニンを水熱処理し炭化させることにより耐水性を付与したことを特徴とする耐水性リグニン炭化物である。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a water-resistant lignin carbide characterized by imparting water resistance by hydrothermally treating and carbonizing lignin.

請求項2の発明は、前記水熱処理は、温度300℃以上、水密度167kg/m3以上の条件で行う請求項1に記載の耐水性リグニン炭化物である。 The invention according to claim 2 is the water-resistant lignin carbide according to claim 1, wherein the hydrothermal treatment is performed under conditions of a temperature of 300 ° C. or more and a water density of 167 kg / m 3 or more.

請求項3の発明は、前記リグニンがアルカリリグニンである請求項1又は2に記載の耐水性リグニン炭化物である。   The invention according to claim 3 is the water-resistant lignin carbide according to claim 1 or 2, wherein the lignin is an alkaline lignin.

請求項4の発明は、請求項1〜3に記載の耐水性リグニン炭化物を含有したことを特徴とするプラスチック材料である。   A fourth aspect of the present invention is a plastic material comprising the water-resistant lignin carbide according to the first to third aspects.

請求項5の発明は、請求項1〜3に記載の耐水性リグニン炭化物を含有し、電気用品用プラスチック材料として用いることを特徴とするプラスチック材料である。   A fifth aspect of the present invention is a plastic material characterized by containing the water-resistant lignin carbide according to the first to third aspects and used as a plastic material for electrical appliances.

請求項6の発明は、請求項1〜3に記載の耐水性リグニン炭化物をカーボンニュートラル剤として含有し、電線・ケーブルの被覆材料として用いることを特徴とするプラスチック材料である。   The invention of claim 6 is a plastic material characterized in that it contains the water-resistant lignin carbide according to claims 1 to 3 as a carbon neutral agent and is used as a coating material for electric wires and cables.

本発明によれば、リグニンに耐水性を付与することができる。   According to the present invention, water resistance can be imparted to lignin.

本発明の実施例及び比較例で使用する回分式反応器の模式図である。It is a schematic diagram of the batch type reactor used by the Example and comparative example of this invention.

以下、本発明の好適な一実施の形態を詳述する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

本発明は、木材中に約20〜30%含有され、主に廃棄されていたリグニンを水熱処理し炭化することにより耐水性を付与して、電気用品用等のプラスチック材料に好適に用いることができるようにするものである。   The present invention provides water resistance by hydrothermal treatment and carbonization of about 20-30% lignin contained in wood and mainly discarded, and can be suitably used for plastic materials for electrical appliances and the like. It is something that can be done.

まず、リグニンに耐水性を付与した耐水性リグニン炭化物の生成方法について説明する。   First, a method for producing water-resistant lignin carbide obtained by imparting water resistance to lignin will be described.

本発明で使用するリグニンは、特にアルカリリグニンであることが望ましい。アルカリリグニンとは木粉からアルカリ水溶液またはアルカリ・アルコール溶液でリグニンを抽出した後、抽出液に鉱酸を加えて沈殿させたものである。また、水酸化ナトリウムと硫化ソーダを用いて木粉からリグニンを抽出した後、抽出液に鉱酸を加えて沈殿させたクラフトリグニンもその製造方法が類似することからアルカリリグニンに含まれるものとする。   The lignin used in the present invention is particularly preferably alkaline lignin. Alkaline lignin is obtained by extracting lignin from wood flour with an alkaline aqueous solution or an alkali / alcohol solution, and then adding a mineral acid to the extract to cause precipitation. Kraft lignin extracted from wood flour using sodium hydroxide and sodium sulfide and then precipitated by adding mineral acid to the extract is also included in alkaline lignin because its production method is similar. .

このリグニンを水とともに回分式反応器(以下、反応器とも言う)で水熱処理を行う。水熱処理を行うことで、リグニン分子内または分子間でヒドロキシル基などの親水部分が脱水縮合などにより炭化され、リグニンが疎水化されて耐水性リグニン炭化物が得られる。   The lignin is hydrothermally treated with water in a batch reactor (hereinafter also referred to as a reactor). By performing the hydrothermal treatment, a hydrophilic portion such as a hydroxyl group is carbonized by dehydration condensation or the like within the lignin molecule or between the molecules, and the lignin is hydrophobized to obtain a water-resistant lignin carbide.

水熱処理時間は10分〜50分、量産性の観点からは10分〜30分程度がより好ましい。また、水熱処理条件は、温度300℃以上、反応器の容積に対する水の密度(以下、水密度)は167kg/m3以上とすることが特に好ましい。このような水熱処理条件にて処理することで、未処理であれば完全に水溶してしまうリグニンを、吸水率20%未満である耐水性が向上した耐水性リグニン炭化物とすることができる。なお、上記温度は水熱処理時に用いる溶融塩の温度を指す。 The hydrothermal treatment time is preferably 10 minutes to 50 minutes, and more preferably about 10 minutes to 30 minutes from the viewpoint of mass productivity. The hydrothermal treatment conditions are particularly preferably a temperature of 300 ° C. or higher and a water density relative to the reactor volume (hereinafter, water density) of 167 kg / m 3 or higher. By treating under such hydrothermal treatment conditions, lignin that is completely water-soluble if untreated can be made into a water-resistant lignin carbide having a water absorption of less than 20% and improved water resistance. In addition, the said temperature points out the temperature of the molten salt used at the time of hydrothermal treatment.

次に、耐水性リグニン炭化物を添加したプラスチック材料について説明する。   Next, a plastic material to which water-resistant lignin carbide is added will be described.

上述した条件で生成した耐水性リグニン炭化物をプラスチック材料に配合することで、耐水性リグニン炭化物を含有したプラスチック材料とすることができる。   By blending the water-resistant lignin carbide produced under the above-described conditions into the plastic material, a plastic material containing the water-resistant lignin carbide can be obtained.

この耐水性リグニン炭化物のプラスチック材料への配合量は、そのプラスチック材料から形成される製品によるが、製品としての使用時に問題の生じない範囲で選択できる。   The blending amount of the water-resistant lignin carbide into the plastic material depends on the product formed from the plastic material, but can be selected within a range that does not cause a problem when used as a product.

本発明では、耐水性リグニン炭化物を、特にカーボンニュートラル剤としてプラスチック材料、特に電気用品用(電線・ケーブル用)の被覆材料に配合する。   In the present invention, the water-resistant lignin carbide is blended in a coating material for plastic materials, particularly for electric appliances (for electric wires and cables), particularly as a carbon neutral agent.

ここで、カーボンニュートラル剤とは、燃焼しても大気中の二酸化炭素総量の増減には影響しないとされるカーボンニュートラルの性質を持った添加剤を意味する。このカーボンニュートラル剤をコンパウンドに配合することで、コンパウンドおよびこのコンパウンドを使用する製品の環境性能を向上させることができる。   Here, the carbon neutral agent means an additive having the properties of carbon neutral, which is considered to have no effect on the increase or decrease in the total amount of carbon dioxide in the atmosphere even when burned. By blending this carbon neutral agent into a compound, it is possible to improve the environmental performance of the compound and the product using the compound.

以下に、本発明の耐水性リグニン炭化物を配合する電線・ケーブル用の被覆材の構成材料を述べる。   Below, the constituent material of the coating | covering material for electric wires and cables which mix | blend the water-resistant lignin carbide | carbonized_material of this invention is described.

電線・ケーブル被覆材料のベースポリマとしては例えばポリオレフィンや変性ポリオレフィンであり、具体的には低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状超低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリプロピレン、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリレート共重合体、エチレン−スチレン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、マレイン酸グラフト低密度ポリエチレン、マレイン酸グラフト直鎖状低密度ポリエチレン、マレイン酸グラフトエチレン−メチルアクリレート共重合体、マレイン酸グラフトエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−無水マレイン酸共重合体、エチレン−エチルアクリレート−無水マレイン酸三元共重合体、ブテン−1を主成分とするエチレン−プロピレン−ブテン−1三元共重合体、エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、ブタジエン系ゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、アクリルゴム、水素添加スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエステル系熱可塑性エラストマ、ウレタン系熱可塑性エラストマ、スチレン系熱可塑性エラストマ、オレフィン系熱可塑性エラストマ、エチレンと炭素数が4〜20のαオレフィンとの共重合体などが挙げられ、これらの単独または2種以上をブレンドして用いることができる。また、これらに限定されるものではない。   Examples of the base polymer of the wire / cable coating material include polyolefin and modified polyolefin, specifically, low density polyethylene, linear low density polyethylene, linear ultra-low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, chlorine. Polyethylene, polyvinyl chloride, chlorosulfonated polyethylene, polypropylene, chlorinated polypropylene, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-methacrylate copolymer, ethylene-styrene copolymer, ethylene -Propylene copolymer, ethylene-butene copolymer, ethylene-octene copolymer, maleic acid grafted low density polyethylene, maleic acid grafted linear low density polyethylene, maleic acid grafted ethylene-methyl acrylate copolymer , Maleic acid grafted ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-maleic anhydride copolymer, ethylene-ethyl acrylate-maleic anhydride terpolymer, ethylene-propylene-butene-1 based on butene-1 Ternary copolymer, ethylene-propylene-diene terpolymer, chloroprene rubber, silicone rubber, butadiene rubber, natural rubber, isoprene rubber, acrylic rubber, hydrogenated styrene-butadiene copolymer, polyester thermoplastic elastomer , Urethane-based thermoplastic elastomers, styrene-based thermoplastic elastomers, olefin-based thermoplastic elastomers, copolymers of ethylene and α-olefins having 4 to 20 carbon atoms, etc., and these may be used alone or in combination of two or more. Can be used. Moreover, it is not limited to these.

ベースポリマに添加される主なものとしては酸化防止剤、難燃剤、滑剤などが挙げられる。   The main additives added to the base polymer include antioxidants, flame retardants, lubricants and the like.

例えば、酸化防止剤としては、2,2−チオ−ジエチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ペンタエリスリチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、ビス[2−メチル−4−{3−n−アルキル(C12またはC14)チオプロピオニルオキシ}−5−t−ブチルフェニル]スルフィド、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)ジラウリルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ジトリデシルチオジプロピオネート、テトラキス(メチレンドデシルチオプロピオネート)メタンから選ばれる1種類または2種類以上とすることができるが、これらに限定されるものではない。   For example, as the antioxidant, 2,2-thio-diethylenebis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], pentaerythrityl-tetrakis [3- (3,5 -Di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl 3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 2,4-bis- (n-octylthio) -6 (4-Hydroxy-3,5-di-t-butylanilino) -1,3,5-triazine, bis [2-methyl-4- {3-n-alkyl (C12 or C14) thiopropionyloxy} -5- t-butylphenyl] sulfide, 4,4′-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol) dilaurylthiodipropionate, dimyristylthiodip One or two or more types selected from pionate, distearylthiodipropionate, ditridecylthiodipropionate, and tetrakis (methylenedodecylthiopropionate) methane can be used, but the present invention is not limited thereto. .

例えば、難燃剤としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、ハイドロタルサイト、カルシウムアルミネート水和物、ハードクレーなどの金属水酸化物や、メラミン、シアヌル酸、イソシアヌル酸、メラミンシアヌレート、硫酸メラミン、ベンゾグアナミンなどのメラミン化合物に代表される非金属水酸化物から選ばれる1種類または2種類以上とすることができるが、これらに限定されるものではない。   For example, flame retardants include metal hydroxides such as magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, hydrotalcite, calcium aluminate hydrate, hard clay, melamine, cyanuric acid, isocyanuric Although it can be set as the 1 type (s) or 2 or more types chosen from nonmetallic hydroxides represented by melamine compounds, such as an acid, a melamine cyanurate, a melamine sulfate, and a benzoguanamine, it is not limited to these.

例えば、滑剤としては、エルカ酸アマイド、ステアリン酸アマイド、オレイン酸アマイド、エルカ酸ビスアマイド、ステアリン酸ビスアマイド、オレイン酸ビスアマイド、エチレンビスステアリン酸アマイドなどの脂肪酸アマイド系もしくは脂肪酸ビスアマイド系やリシノール酸、リシノール酸カルシウム、オレイン酸亜鉛などの脂肪酸金属塩やカルナウバワックス、モンタン酸エステル、部分ケン化モンタン酸エステルなどの脂肪酸エステルやエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールモノ又はジステアレート、グリセリンモノステアレート、トリメチロールプロパントリラウレート、ペンタエリストールテトラミリステート、大豆油、亜麻仁油、エポキシ化大豆油、エポキシ化亜麻仁油などの多価アルコールの脂肪酸エステル、多価アルコールの脂肪酸エステルの誘導体から選ばれる1種類または2種類以上とすることができるが、これらに限定されるものではない。   For example, as the lubricant, erucic acid amide, stearic acid amide, oleic acid amide, erucic acid bisamide, stearic acid bisamide, oleic acid bisamide, ethylene bis stearic acid amide, fatty acid bisamide, fatty acid bisamide, ricinoleic acid, ricinoleic acid Fatty acid metal salts such as calcium and zinc oleate, carnauba wax, montanic acid ester, fatty acid ester such as partially saponified montanic acid ester, ethylene glycol monostearate, polyethylene glycol mono or distearate, glycerin monostearate, trimethylolpropane Polyhydric alcohol fats such as trilaurate, pentaerythritol tetramyristate, soybean oil, linseed oil, epoxidized soybean oil, epoxidized linseed oil Ester, one or may be two kinds or more selected from derivatives of fatty acid esters of polyhydric alcohols, but are not limited thereto.

また、被覆材料には、上記の他にも、難燃助剤、界面活性剤、軟化剤、可塑剤、無機充填剤、相溶化剤、安定剤、塩化ビニル用非鉛安定剤、架橋剤、紫外線吸収剤、光安定剤、銅害防止剤、カーボンブラック、フィラー、着色剤、加工助剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、発泡剤などの添加物を更に添加することができる。   In addition to the above, the coating materials include flame retardant aids, surfactants, softeners, plasticizers, inorganic fillers, compatibilizers, stabilizers, lead-free stabilizers for vinyl chloride, crosslinking agents, Additives such as ultraviolet absorbers, light stabilizers, copper damage inhibitors, carbon black, fillers, colorants, processing aids, vulcanization accelerators, vulcanization accelerators, and foaming agents can be further added.

以上要するに、本発明によれば、現在主に廃棄されているリグニンに耐水性を付与することで、電線・ケーブル用の被覆材料等のプラスチック材料に好適に配合することができる。   In short, according to the present invention, water resistance can be imparted to lignin currently mainly discarded, so that it can be suitably blended into plastic materials such as coating materials for electric wires and cables.

本発明の効果を実証すべく、種々の条件の水熱処理で得られたリグニン炭化物の評価を行った。評価方法及び評価項目を以下に述べる。   In order to demonstrate the effect of the present invention, lignin carbides obtained by hydrothermal treatment under various conditions were evaluated. The evaluation method and evaluation items are described below.

図1に示すSUS316製の回分式反応器(内容積6ml)を用いてリグニンの水熱処理を行った。この回分式反応器は、SUS製1/2インチのチューブ1の下端にSUS製1/2インチのキャップ2をねじ込んでチューブ1の下端を閉じ、チューブ1の上端にSUS製1/16−1/2インチの径違いユニオン4をねじ込み、さらにその上端にSUS製1/16インチのキャップ3をねじ込んで形成したものである。   Hydrothermal treatment of lignin was performed using a batch reactor (internal volume 6 ml) made of SUS316 shown in FIG. In this batch reactor, a SUS 1/2 inch cap 2 is screwed into the lower end of a SUS 1/2 inch tube 1 to close the lower end of the tube 1, and an SUS 1 / 16-1 is attached to the upper end of the tube 1. A 1/2 inch diameter union 4 is screwed, and a SUS 1/16 inch cap 3 is screwed to the upper end thereof.

反応器の材質として用いたSUS316はFe,Cr,Ni,Moなどの金属元素を含んでいる。このため、本反応器をそのまま用いた場合、反応器内表面の金属元素が触媒作用によって反応に関与し、生成物の特性評価結果に誤差を生じさせる可能性が考えられる。ここでは、触媒作用による誤差を低減させることを目的として反応器内表面に酸化被覆を施した。酸化処理は反応器に10mass%過酸化水素水を約3g仕込み、673Kで30分以上反応させることで行った。   SUS316 used as a material for the reactor contains a metal element such as Fe, Cr, Ni, and Mo. For this reason, when this reactor is used as it is, there is a possibility that metal elements on the inner surface of the reactor are involved in the reaction by the catalytic action, causing an error in the product property evaluation result. Here, an oxidation coating was applied to the inner surface of the reactor for the purpose of reducing errors due to catalytic action. The oxidation treatment was performed by charging about 3 g of 10 mass% hydrogen peroxide water in the reactor and reacting at 673 K for 30 minutes or more.

リグニンの水熱処理手順は、まず所定量のリグニンと水を回分式反応器に仕込み、反応器内をArガスでパージした。これを予め所定温度にしておいた溶融塩に投入し、所定時間後に取り出して水冷した。十分に水冷した後、反応器内の生成物を蒸留水で回収し、濾過後の固形分を恒温槽にて乾燥してリグニン炭化物を得た。このリグニン炭化物について吸水率、炭素比率の測定を行った。   In the hydrothermal treatment procedure of lignin, first, a predetermined amount of lignin and water were charged into a batch reactor, and the inside of the reactor was purged with Ar gas. This was poured into a molten salt that had been set to a predetermined temperature in advance, and taken out after a predetermined time and cooled with water. After sufficiently cooling with water, the product in the reactor was recovered with distilled water, and the solid content after filtration was dried in a thermostatic bath to obtain lignin carbide. The water absorption and carbon ratio of this lignin carbide were measured.

吸水率の測定は、予め重量を測定しておいたアルミパンに乳鉢ですり潰したサンプルをのせ、60℃に設定した真空オーブンで12時間乾燥させた後、乾燥サンプルの重量を測定した。このサンプルがのったアルミパンを水を張ったデシケーター内のプレートの上に置き、蓋をした後アスピレーターでデシケーター内を減圧することにより、デシケーター内を水蒸気で飽和させた。所定の時間後に蓋を開けてサンプルの重量を測定することにより生成炭化物の吸水量を求めた。吸水率は式(1)のとおり算出した。
吸水率(%)=(吸水量(mg)/乾燥サンプル重量(mg))×100 ・・・式(1)
The water absorption was measured by placing a sample crushed with a mortar on a previously measured aluminum pan, drying it in a vacuum oven set at 60 ° C. for 12 hours, and then measuring the weight of the dried sample. The aluminum pan on which this sample was placed was placed on a plate in a desiccator filled with water, covered, and then the inside of the desiccator was decompressed with an aspirator to saturate the inside of the desiccator with water vapor. The lid was opened after a predetermined time and the weight of the sample was measured to determine the water absorption of the generated carbide. The water absorption was calculated according to the formula (1).
Water absorption rate (%) = (Water absorption amount (mg) / Dry sample weight (mg)) × 100 Formula (1)

また、炭素比率は元素分析計Perkin Elmer 2400 IIを使用してC,H,N,Sの比率を測定することにより求めた。約1mgの乾燥サンプルをスズカップに包み純酸素中で燃焼し、カラム分離方式により分離した後、TCD検出することで測定した。   The carbon ratio was determined by measuring the ratio of C, H, N, and S using an element analyzer Perkin Elmer 2400 II. About 1 mg of the dried sample was wrapped in a tin cup, burned in pure oxygen, separated by a column separation method, and then measured by TCD detection.

電線・ケーブルの被覆材としての配合は、上記のとおりに作製したリグニン炭化物を6インチの小型ロール機を用いて添加剤とともにベースのプラスチックに180℃、10分間の条件で練り込むことで検討した。混練にはミキサーや押出機を用いてもよく、水の沸点以上で混練することによりこのとき含まれる水を揮発させることができる。リグニン炭化物を練りこんだコンパウンドはプレス成形(180℃、5分)により1mm厚のシート状にした後、約1.5gの重量となるように正方形に切断したものを試験片として吸水性を評価した。ここでの吸水性の評価は以下の手順で行った。まず、試験片の初期重量を測定し、水を張ったアルミカップ中に試験片を浸水させて密栓する。アルミカップを80℃の恒温槽に保管して7時間後に取り出し、試験片の表面に付着した水滴を拭き取る。水滴を拭き取った後の試験片重量を測定して吸水量を求めた。吸水率は、式(2)のとおり算出した。
吸水率(%)=(吸水量(mg)/初期重量(mg))×100 ・・・式(2)
The composition of the wire / cable coating material was examined by kneading the lignin carbide produced as described above into the base plastic together with the additive at 180 ° C. for 10 minutes using a 6-inch small roll machine. . A mixer or an extruder may be used for kneading, and the water contained at this time can be volatilized by kneading at a boiling point of water or higher. The compound in which lignin carbide was kneaded was formed into a 1 mm thick sheet by press molding (180 ° C., 5 minutes), and then cut into a square shape to give a weight of about 1.5 g, and the water absorption was evaluated. did. Evaluation of water absorption here was performed in the following procedures. First, the initial weight of the test piece is measured, and the test piece is immersed in an aluminum cup filled with water and sealed. The aluminum cup is stored in a constant temperature bath at 80 ° C., taken out after 7 hours, and water droplets adhering to the surface of the test piece are wiped off. The water absorption was determined by measuring the weight of the test piece after wiping off the water droplets. The water absorption was calculated according to the formula (2).
Water absorption rate (%) = (Water absorption amount (mg) / Initial weight (mg)) × 100 Formula (2)

以下に、本発明の実施例1〜17、比較例1〜3及び従来例1について述べる。   Examples 1 to 17, Comparative Examples 1 to 3, and Conventional Example 1 of the present invention will be described below.

本実施例1〜17及び比較例1〜3では、リグニンはAldrich社製のアルカリリグニン(CAS No.8068−05−1、製造番号 370959−100G)を使用した。まず、水熱処理における炭素比率および吸水率の水密度依存性を測定した。この測定ではアルカリリグニンを0.3g、水を0〜3.0g(水密度:0〜500kg/m3)秤量し、図1に示す回分式反応器に仕込んだ。溶融塩は300℃または400℃に加熱し、反応時間(溶融塩投入から水冷開始までの時間)は30分とした。この条件で得られたリグニン炭化物について吸水率、炭素比率を測定したところ、表1のとおりであった。 In Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 3, alkaline lignin (CAS No. 8068-05-1, production number 370959-100G) manufactured by Aldrich was used as the lignin. First, the water density dependency of the carbon ratio and the water absorption rate in the hydrothermal treatment was measured. In this measurement, 0.3 g of alkali lignin and 0 to 3.0 g of water (water density: 0 to 500 kg / m 3 ) were weighed and charged into the batch reactor shown in FIG. The molten salt was heated to 300 ° C. or 400 ° C., and the reaction time (time from the molten salt addition to the start of water cooling) was 30 minutes. Table 1 shows the water absorption and carbon ratio of the lignin carbide obtained under these conditions.

Figure 2011178851
Figure 2011178851

表1中、判定は水熱処理後のリグニン炭化物の吸水率が50%未満であれば十分に耐水性が向上したもの(合格:○)とし、さらに20%未満であれば電線・ケーブルの被覆材料への適用が可能なレベルにまで高度に耐水性が向上したもの(合格:二重○)とした。リグニン炭化物の吸水率が50%以上であれば十分に耐水性が向上されていないもの(不合格:×)とした。   In Table 1, the judgment is that if the water absorption rate of the lignin carbide after hydrothermal treatment is less than 50%, the water resistance is sufficiently improved (pass: ○), and if it is less than 20%, the coating material for electric wires and cables The water resistance was highly improved to a level that can be applied to the test (pass: double circle). When the water absorption rate of the lignin carbide was 50% or more, the water resistance was not sufficiently improved (failed: x).

表1の実施例1〜8及び比較例1〜3について説明する。   Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 in Table 1 will be described.

〔実施例1〕
アルカリリグニン0.3gを水0.5g(水密度83kg/m3)、溶融塩温度300℃、反応時間30分の条件で水熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率72.2%、吸水率20.2%であった。
[Example 1]
Hydrothermal treatment of 0.3 g of alkaline lignin under the conditions of 0.5 g of water (water density 83 kg / m 3 ), molten salt temperature 300 ° C. and reaction time 30 minutes revealed that the lignin carbide after treatment had a carbon ratio of 72.2%, The water absorption was 20.2%.

〔実施例2〕
アルカリリグニン0.3gを水1.0g(水密度167kg/m3)、溶融塩温度300℃、反応時間30分の条件で水熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率72.8%、吸水率16.3%であった。
[Example 2]
Hydrothermal treatment of 0.3 g of alkaline lignin under conditions of 1.0 g of water (water density: 167 kg / m 3 ), molten salt temperature of 300 ° C. and reaction time of 30 minutes revealed that the lignin carbide after treatment had a carbon ratio of 72.8%, The water absorption was 16.3%.

〔実施例3〕
アルカリリグニン0.3gを水2.0g(水密度333kg/m3)、溶融塩温度300℃、反応時間30分の条件で水熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率75.6%、吸水率7.3%であった。
Example 3
Hydrothermal treatment of 0.3 g of alkaline lignin under the conditions of 2.0 g of water (water density of 333 kg / m 3 ), molten salt temperature of 300 ° C. and reaction time of 30 minutes revealed that the lignin carbide after treatment had a carbon ratio of 75.6%, The water absorption was 7.3%.

〔実施例4〕
アルカリリグニン0.3gを水3.0g(水密度500kg/m3)、溶融塩温度300℃、反応時間30分の条件で水熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率74.1%、吸水率5.1%であった。
Example 4
Hydrothermal treatment of 0.3 g of alkaline lignin under the conditions of 3.0 g of water (water density 500 kg / m 3 ), molten salt temperature 300 ° C. and reaction time 30 minutes revealed that the lignin carbide after treatment had a carbon ratio of 74.1%, The water absorption was 5.1%.

〔実施例5〕
アルカリリグニン0.3gを水0.5g(水密度83kg/m3)、溶融塩温度400℃、反応時間30分の条件で水熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率82.7%、吸水率33.0%であった。
Example 5
Hydrothermal treatment of 0.3 g of alkaline lignin under the conditions of 0.5 g of water (water density 83 kg / m 3 ), molten salt temperature 400 ° C. and reaction time 30 minutes revealed that the lignin carbide after treatment had a carbon ratio of 82.7%, The water absorption was 33.0%.

〔実施例6〕
アルカリリグニン0.3gを水1.0g(水密度167kg/m3)、溶融塩温度400℃、反応時間30分の条件で水熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率84.4%、吸水率10.4%であった。
Example 6
Hydrothermal treatment of 0.3 g of alkaline lignin under the conditions of 1.0 g of water (water density: 167 kg / m 3 ), molten salt temperature of 400 ° C. and reaction time of 30 minutes revealed that the lignin carbide after treatment had a carbon ratio of 84.4%, The water absorption was 10.4%.

〔実施例7〕
アルカリリグニン0.3gを水2.0g(水密度333kg/m3)、溶融塩温度400℃、反応時間30分の条件で水熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率83.3%、吸水率6.4%であった。
Example 7
Hydrothermal treatment of 0.3 g of alkaline lignin under the conditions of 2.0 g of water (water density of 333 kg / m 3 ), molten salt temperature of 400 ° C. and reaction time of 30 minutes revealed that the lignin carbide after treatment had a carbon ratio of 83.3%, The water absorption was 6.4%.

〔実施例8〕
アルカリリグニン0.3gを水3.0g(水密度500kg/m3)、溶融塩温度400℃、反応時間30分の条件で水熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率85.2%、吸水率2.1%であった。
Example 8
Hydrothermal treatment of 0.3 g of alkaline lignin under conditions of 3.0 g of water (water density 500 kg / m 3 ), molten salt temperature 400 ° C., and reaction time 30 minutes revealed that the lignin carbide after treatment had a carbon ratio of 85.2%, The water absorption was 2.1%.

〔比較例1〕
水熱処理前のアルカリリグニンの炭素比率を測定したところ51.4%であった。また、吸水率はアルカリリグニンが水溶してしまったために測定できなかった。
[Comparative Example 1]
When the carbon ratio of the alkali lignin before hydrothermal treatment was measured, it was 51.4%. Further, the water absorption rate could not be measured because the alkaline lignin was dissolved in water.

〔比較例2〕
アルカリリグニン0.3gを水なし、溶融塩温度300℃、反応時間30分の条件で熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率62.7%、吸水率75.6%であった。
[Comparative Example 2]
When 0.3 g of alkaline lignin was heat-treated without water, at a molten salt temperature of 300 ° C. and for a reaction time of 30 minutes, the treated lignin carbide had a carbon ratio of 62.7% and a water absorption of 75.6%.

〔比較例3〕
アルカリリグニン0.3gを水なし、溶融塩温度400℃、反応時間30分の条件で熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率74.7%、吸水率163.7%であった。
[Comparative Example 3]
When 0.3 g of alkali lignin was heat-treated without water, at a molten salt temperature of 400 ° C. and for a reaction time of 30 minutes, the lignin carbide after the treatment had a carbon ratio of 74.7% and a water absorption of 163.7%.

実施例1〜8より、水熱処理によりリグニンの吸水率を十分に低減できることが分かった。また、比較例1よりアルカリリグニン自身は水溶性を示すほど親水性が高いこと、比較例2,3より、熱処理(水を使用しない)のみではリグニンの吸水率を十分に低減することはできないことが分かった。   From Examples 1 to 8, it was found that the water absorption rate of lignin can be sufficiently reduced by hydrothermal treatment. Moreover, the alkaline lignin itself is so hydrophilic that it shows water solubility from Comparative Example 1, and from Comparative Examples 2 and 3, the water absorption rate of lignin cannot be sufficiently reduced only by heat treatment (without using water). I understood.

さらに、水密度が167 kg/m3以上であれば温度によらず吸水率を20%未満にまで低減できることが分かった。また、水密度の増加に伴い炭素比率が増加していることから、吸水率の低下は炭化が促進されたことで疎水性が向上したことによるものと考える。従って、これより先の検討では、水密度167 kg/m3でアルカリリグニンを水熱処理することとした。 Furthermore, it was found that if the water density is 167 kg / m 3 or more, the water absorption can be reduced to less than 20% regardless of the temperature. Further, since the carbon ratio increases with the increase in water density, the decrease in water absorption is considered to be due to the improvement in hydrophobicity due to the promotion of carbonization. Therefore, in the further examination, alkali lignin was hydrothermally treated at a water density of 167 kg / m 3 .

次に、水熱処理における炭素比率および吸水率の反応時間依存性を測定した。   Next, the reaction time dependence of the carbon ratio and water absorption rate in hydrothermal treatment was measured.

この測定ではアルカリリグニンを0.3g、水を1.0g(水密度:167kg/m3)秤量し、上述した回分式反応器に仕込んだ。溶融塩は300℃または400℃に加熱し、反応時間(溶融塩投入から水冷開始までの時間)は10〜50分とした。この条件で得られたリグニン炭化物について炭素比率および吸水率を測定したところ、表2のとおりであった。また、判定基準は実施例1〜8と同様とした。 In this measurement, 0.3 g of alkali lignin and 1.0 g of water (water density: 167 kg / m 3 ) were weighed and charged into the batch reactor described above. The molten salt was heated to 300 ° C. or 400 ° C., and the reaction time (time from the molten salt addition to the start of water cooling) was 10 to 50 minutes. Table 2 shows the carbon ratio and water absorption rate of the lignin carbide obtained under these conditions. The determination criteria were the same as in Examples 1-8.

Figure 2011178851
Figure 2011178851

表2の実施例9〜16について説明する。   Examples 9 to 16 in Table 2 will be described.

〔実施例9〕
アルカリリグニン0.3gを水1.0g(水密度167kg/m3)、溶融塩温度300℃、反応時間10分の条件で水熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率70.9%、吸水率18.8%であった。
Example 9
Hydrothermal treatment of 0.3 g of alkaline lignin under the conditions of 1.0 g of water (water density: 167 kg / m 3 ), molten salt temperature of 300 ° C. and reaction time of 10 minutes revealed that the lignin carbide after treatment had a carbon ratio of 70.9%, The water absorption was 18.8%.

〔実施例10〕
アルカリリグニン0.3gを水1.0g(水密度167kg/m3)、溶融塩温度300℃、反応時間20分の条件で水熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率71.8%、吸水率16.2%であった。
Example 10
Hydrothermal treatment of 0.3 g of alkaline lignin under conditions of 1.0 g of water (water density: 167 kg / m 3 ), molten salt temperature of 300 ° C. and reaction time of 20 minutes revealed that the lignin carbide after treatment had a carbon ratio of 71.8%, The water absorption was 16.2%.

〔実施例11〕
アルカリリグニン0.3gを水1.0g(水密度167kg/m3)、溶融塩温度300℃、反応時間40分の条件で水熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率73.3%、吸水率15.2%であった。
Example 11
Hydrothermal treatment of 0.3 g of alkaline lignin under the conditions of 1.0 g of water (water density: 167 kg / m 3 ), molten salt temperature of 300 ° C. and reaction time of 40 minutes revealed that the lignin carbide after treatment had a carbon ratio of 73.3%, The water absorption was 15.2%.

〔実施例12〕
アルカリリグニン0.3gを水1.0g(水密度167kg/m3)、溶融塩温度300℃、反応時間50分の条件で水熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率74.0%、吸水率11.9%であった。
Example 12
Hydrothermal treatment of 0.3 g of alkaline lignin under the conditions of 1.0 g of water (water density: 167 kg / m 3 ), molten salt temperature of 300 ° C. and reaction time of 50 minutes revealed that the lignin carbide after treatment had a carbon ratio of 74.0%, The water absorption was 11.9%.

〔実施例13〕
アルカリリグニン0.3gを水1.0g(水密度167kg/m3)、溶融塩温度400℃、反応時間10分の条件で水熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率79.6%、吸水率16.2%であった。
Example 13
Hydrothermal treatment of 0.3 g of alkaline lignin under conditions of 1.0 g of water (water density: 167 kg / m 3 ), molten salt temperature of 400 ° C. and reaction time of 10 minutes revealed that the lignin carbide after treatment had a carbon ratio of 79.6%, The water absorption was 16.2%.

〔実施例14〕
アルカリリグニン0.3gを水1.0g(水密度167kg/m3)、溶融塩温度400℃、反応時間20分の条件で水熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率83.2%、吸水率10.0%であった。
Example 14
Hydrothermal treatment of 0.3 g of alkaline lignin under conditions of 1.0 g of water (water density: 167 kg / m 3 ), molten salt temperature of 400 ° C. and reaction time of 20 minutes revealed that the lignin carbide after treatment had a carbon ratio of 83.2%, The water absorption was 10.0%.

〔実施例15〕
アルカリリグニン0.3gを水1.0g(水密度167kg/m3)、溶融塩温度400℃、反応時間40分の条件で水熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率83.0%、吸水率14.4%であった。
Example 15
Hydrothermal treatment of 0.3 g of alkaline lignin under the conditions of 1.0 g of water (water density: 167 kg / m 3 ), molten salt temperature of 400 ° C. and reaction time of 40 minutes revealed that the lignin carbide after treatment had a carbon ratio of 83.0%, The water absorption was 14.4%.

〔実施例16〕
アルカリリグニン0.3gを水1.0g(水密度167kg/m3)、溶融塩温度400℃、反応時間50分の条件で水熱処理したところ、処理後のリグニン炭化物は炭素比率83.7%、吸水率19.5%であった。
Example 16
Hydrothermal treatment of 0.3 g of alkaline lignin under the conditions of 1.0 g of water (water density: 167 kg / m 3 ), molten salt temperature of 400 ° C. and reaction time of 50 minutes revealed that the lignin carbide after treatment had a carbon ratio of 83.7%, The water absorption was 19.5%.

表2より、吸水率は反応温度によらず反応時間が10〜50分で20%未満となることが分かった。また、比較的短時間である反応時間10〜30分でもある程度炭化が促進されて疎水性が向上し、吸水率は20%未満になることが分かった。   From Table 2, it was found that the water absorption was less than 20% in 10 to 50 minutes regardless of the reaction temperature. Further, it was found that even in a reaction time of 10 to 30 minutes, which is a relatively short time, carbonization is promoted to some extent and hydrophobicity is improved, and the water absorption is less than 20%.

次に、リグニン炭化物の電線・ケーブルの被覆材への適用可能性を検討するため、リグニン炭化物を電線・ケーブル被覆材にカーボンニュートラル剤として配合し、コンパウンドの吸水性を評価した。   Next, in order to examine the applicability of lignin carbide to wire / cable coating materials, lignin carbide was blended as a carbon neutral agent in wire / cable coating materials, and the water absorption of the compounds was evaluated.

ここで使用するリグニン炭化物はアルカリリグニン0.3gを水1.0g(水密度:167 kg/m3)、溶融塩温度300℃、反応時間30分の条件(すなわち実施例2の条件)で水熱処理したものである。表3に配合表および評価結果を示す。評価結果の判定基準は、吸水率が4%未満であれば合格(電線・ケーブルの被覆材への適用可能性あり)、4%以上であれば不合格(電線・ケーブルの被覆材への適用は困難)とした。 The lignin carbide used here is 0.3 g of alkaline lignin in water of 1.0 g (water density: 167 kg / m 3 ), molten salt temperature of 300 ° C., reaction time of 30 minutes (ie, conditions of Example 2). Heat-treated. Table 3 shows the recipe and evaluation results. Judgment criteria for evaluation results are acceptable if the water absorption is less than 4% (possible application to coating materials for electric wires and cables), and rejected if it is 4% or more (application to coating materials for electric wires and cables) Is difficult).

Figure 2011178851
Figure 2011178851

また、表3中の従来例1及び比較例4は、実施例17のコンパウンドの吸水性を相対的に評価すべく行ったものである。   Further, Conventional Example 1 and Comparative Example 4 in Table 3 were performed in order to relatively evaluate the water absorption of the compound of Example 17.

表3の実施例17、従来例1、比較例4について説明する。   Example 17 in Table 3, Conventional Example 1, and Comparative Example 4 will be described.

〔実施例17〕
ベースポリマにエチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)100部、難燃剤として水酸化マグネシウム32部、カーボンニュートラル剤としてリグニン炭化物を35部、酸化防止剤としてフェノール系酸化防止剤0.5部、滑剤として脂肪酸アマイド0.2部、着色剤としてカーボン5部を混合した。この吸水率を測定したところ、3.1%であった。
Example 17
Base polymer 100 parts ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), 32 parts magnesium hydroxide as flame retardant, 35 parts lignin carbide as carbon neutral agent, 0.5 part phenolic antioxidant as antioxidant, as lubricant Fatty acid amide 0.2 part and carbon 5 part as a coloring agent were mixed. The water absorption was measured and found to be 3.1%.

〔従来例1〕
カーボンニュートラル剤であるリグニン変性物を含まない一般的な電線・ケーブル被覆材の配合として、ベースポリマにエチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)100部、難燃剤として水酸化マグネシウム67部と酸化防止剤としてフェノール系酸化防止剤0.5部、滑剤として脂肪酸アマイド0.2部、着色剤としてカーボン5部を混合したコンパウンドを作製した。このコンパウンドの吸水率を測定したところ、0.5%であった。
[Conventional example 1]
As a blend of general wire / cable coating materials that do not contain lignin-modified products that are carbon neutral agents, 100 parts of ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) as base polymer, 67 parts of magnesium hydroxide as flame retardant and antioxidant As a compound, 0.5 part of a phenolic antioxidant, 0.2 part of fatty acid amide as a lubricant, and 5 parts of carbon as a colorant were prepared. The water absorption of this compound was measured and found to be 0.5%.

〔比較例4〕
疎水化処理されたリグニン変性物としてバニレックスN((リグニンスルホン酸ナトリウム)日本製紙ケミカルズ製)をカーボンニュートラル剤として用いた配合として、実施例17に示す配合中のリグニン炭化物を置き換える形でコンパウンドを作製した。このコンパウンドの吸水率を測定したところ、8.5%であった。
[Comparative Example 4]
As a blend using Vanillex N (sodium lignin sulfonate) manufactured by Nippon Paper Chemicals Co., Ltd. as a carbon neutral agent as a hydrophobized lignin modified product, a compound is produced by replacing the lignin carbide in the blend shown in Example 17. did. The water absorption of this compound was measured and found to be 8.5%.

実施例17のように、カーボンニュートラル剤としてリグニン炭化物を配合しても、電線・ケーブル被覆材としての適用は十分に可能なレベルにあると考える。また、実施例17で使用したリグニン炭化物は実施例2の条件で得られるリグニン炭化物であり、リグニン炭化物自体の吸水率は16.3%である。これより、表1において実施例3,4,6,7,8で得られるリグニン炭化物自体の吸水率は実施例2の条件で得られるリグニン炭化物自体の吸水率よりも小さいことから、実施例17と同様にカーボンニュートラル剤として配合した場合、コンパウンドの吸水率は3.1%以下となることは容易に想像でき、電線・ケーブル被覆材としての適用は十分に可能と考えられる。表2における実施例9〜16で得られるリグニン炭化物を実施例17と同様にカーボンニュートラル剤として配合した場合も、リグニン炭化物自体の吸水率は実施例2の条件で得られるリグニン炭化物とほぼ同等であることから電線・ケーブル被覆材としての適用は十分に可能と考えられる。   Even if lignin carbide is blended as a carbon neutral agent as in Example 17, it is considered that the application as a wire / cable coating material is at a sufficiently possible level. Moreover, the lignin carbide used in Example 17 is a lignin carbide obtained under the conditions of Example 2, and the water absorption rate of the lignin carbide itself is 16.3%. Thus, in Table 1, the water absorption rate of the lignin carbide itself obtained in Examples 3, 4, 6, 7, and 8 is smaller than the water absorption rate of the lignin carbide itself obtained under the conditions of Example 2. Similarly, when compounded as a carbon neutral agent, it can be easily imagined that the water absorption rate of the compound is 3.1% or less, and it is considered that application as a wire / cable coating material is sufficiently possible. Even when the lignin carbide obtained in Examples 9 to 16 in Table 2 was blended as a carbon neutral agent in the same manner as in Example 17, the water absorption rate of the lignin carbide itself was almost the same as the lignin carbide obtained under the conditions of Example 2. For this reason, it is considered possible to apply it as a wire / cable coating material.

すなわち、カーボンニュートラル剤の配合により、従来と比べて環境に配慮された電線・ケーブル被覆材の作製が可能となる。   In other words, it becomes possible to produce an electric wire / cable covering material that is more environmentally friendly than the prior art by blending a carbon neutral agent.

従来例1、比較例4の結果から、今回の配合量の場合では、実施例17に示すようにアルカリリグニンを水熱処理したリグニン炭化物をカーボンニュートラル剤として使用すれば、従来のカーボンニュートラル剤が含まれないコンパウンドよりも吸水率が若干上がるものの電線・ケーブルの被覆材としては十分に適用可能なレベルであり、市販の疎水化リグニン変性物と比べてコンパウンドの吸水率を1/2以下に抑制できることが分かった。また、市販の疎水化リグニン変性物の配合量を少なくすることでコンパウンドの吸水率を上がらないようにすることは可能と考えるが、非常に少量しか配合できず、水熱処理したリグニン炭化物と比べてその利用効果はあまりないと思われる。   From the results of Conventional Example 1 and Comparative Example 4, in the case of the present blending amount, if a lignin carbide obtained by hydrothermally treating alkaline lignin as shown in Example 17 is used as a carbon neutral agent, the conventional carbon neutral agent is included. Although the water absorption rate is slightly higher than that of non-compounds, it is sufficiently applicable as a coating material for electric wires and cables, and the water absorption rate of the compound can be suppressed to ½ or less compared to commercially available hydrophobized lignin modified products. I understood. In addition, it is possible to reduce the water absorption rate of the compound by reducing the blending amount of commercially available hydrophobized lignin modified products, but only a very small amount can be blended, compared to hydrothermally treated lignin carbide. It seems that the use effect is not so much.

以上より、本発明によれば、リグニンの吸水率を大幅に抑制することができ、且つ水密度167kg/m3以上とすれば高度に耐水性を向上させることが可能であることから、カーボンニュートラル剤として電線・ケーブルの被覆材への適用が期待できる。また、バイオマス資源の有効利用の観点から、本発明は優れた環境配慮技術であると言うことができる。 As described above, according to the present invention, the water absorption rate of lignin can be greatly suppressed, and if the water density is 167 kg / m 3 or more, the water resistance can be improved to a high degree. As an agent, it can be expected to be applied to coating materials for electric wires and cables. Moreover, it can be said that this invention is the outstanding environmental consideration technique from a viewpoint of effective utilization of biomass resources.

Claims (6)

リグニンを水熱処理し炭化させることにより耐水性を付与したことを特徴とする耐水性リグニン炭化物。   A water-resistant lignin carbide characterized by imparting water resistance by hydrothermal treatment and carbonization of lignin. 前記水熱処理は、温度300℃以上、水密度167kg/m3以上の条件で行う請求項1に記載の耐水性リグニン炭化物。 The water-resistant lignin carbide according to claim 1, wherein the hydrothermal treatment is performed under conditions of a temperature of 300 ° C. or more and a water density of 167 kg / m 3 or more. 前記リグニンがアルカリリグニンである請求項1又は2に記載の耐水性リグニン炭化物。   The water-resistant lignin carbide according to claim 1 or 2, wherein the lignin is an alkaline lignin. 請求項1〜3に記載の耐水性リグニン炭化物を含有したことを特徴とするプラスチック材料。   A plastic material comprising the water-resistant lignin carbide according to claim 1. 請求項1〜3に記載の耐水性リグニン炭化物を含有し、電気用品用プラスチック材料として用いることを特徴とするプラスチック材料。   A plastic material comprising the water-resistant lignin carbide according to claim 1 to 3 and used as a plastic material for electrical appliances. 請求項1〜3に記載の耐水性リグニン炭化物をカーボンニュートラル剤として含有し、電線・ケーブルの被覆材料として用いることを特徴とするプラスチック材料。   A plastic material comprising the water-resistant lignin carbide according to any one of claims 1 to 3 as a carbon neutral agent and used as a coating material for electric wires and cables.
JP2010043071A 2010-02-26 2010-02-26 Water resistant lignin carbide and plastic material containing the same Pending JP2011178851A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010043071A JP2011178851A (en) 2010-02-26 2010-02-26 Water resistant lignin carbide and plastic material containing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010043071A JP2011178851A (en) 2010-02-26 2010-02-26 Water resistant lignin carbide and plastic material containing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011178851A true JP2011178851A (en) 2011-09-15

Family

ID=44690715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010043071A Pending JP2011178851A (en) 2010-02-26 2010-02-26 Water resistant lignin carbide and plastic material containing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011178851A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014096544A1 (en) 2012-12-19 2014-06-26 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Process for the hydrothermal treatment of high molar mass biomaterials
DE102014215627A1 (en) * 2014-08-07 2016-02-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Composite material and molded part of this
US9828726B2 (en) 2013-08-19 2017-11-28 Valmet Technologies Oy Method and system for treating lignin
US10035957B2 (en) 2015-02-06 2018-07-31 Valmet Technologies Oy Method for treating lignin-based material
US10415184B2 (en) 2014-08-08 2019-09-17 Suncoal Industries Gmbh Method for obtaining stabilized lignin having a defined particle-size distribution from a lignin-containing liquid

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014096544A1 (en) 2012-12-19 2014-06-26 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Process for the hydrothermal treatment of high molar mass biomaterials
US10518245B2 (en) 2012-12-19 2019-12-31 Valmet Technologies Oy Process for the hydrothermal treatment of high molar mass biomaterials
US9828726B2 (en) 2013-08-19 2017-11-28 Valmet Technologies Oy Method and system for treating lignin
DE102014215627A1 (en) * 2014-08-07 2016-02-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Composite material and molded part of this
US10415184B2 (en) 2014-08-08 2019-09-17 Suncoal Industries Gmbh Method for obtaining stabilized lignin having a defined particle-size distribution from a lignin-containing liquid
US10035957B2 (en) 2015-02-06 2018-07-31 Valmet Technologies Oy Method for treating lignin-based material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu Flame retardant and mechanical properties of polyethylene/magnesium hydroxide/montmorillonite nanocomposites
JP2011178851A (en) Water resistant lignin carbide and plastic material containing the same
Hermansson et al. The flame retardant mechanism of polyolefins modified with chalk and silicone elastomer
JP2010097881A (en) Insulation wire
US20110278039A1 (en) Eco friendly crosslinked flame retardant composition for wire and cable
Liu et al. Effect of ethylene-acrylic acid copolymer on flame retardancy and properties of LLDPE/EAA/MH composites
CN111574759A (en) Green environment-friendly rubber and plastic product and preparation method thereof
KR100627512B1 (en) Composition for production flame retardant insulating material of halogen free type with low temperature resistance properties
CN108034126B (en) Halogen-free flame-retardant polyolefin composite material and preparation method thereof
JP5052466B2 (en) Carbonaceous rubber composition for open crosslinking
JP3989306B2 (en) Water crosslinkable resin composition excellent in tracking resistance and weather resistance, and power cable having an insulating coating layer comprising the same
JP2010090261A (en) Rubber composition containing expansive graphite and method of peroxide-crosslinking thereof
JP2012214757A (en) Sealing material
JP4737362B2 (en) Ethylene-vinyl acetate copolymer and flame retardant resin composition
CN108690257B (en) Heat-resistant halogen-free low-smoke flame-retardant non-crosslinked polyolefin composition for cables
EP0472035A2 (en) Flame retardant crosslinkable polymeric compositions
Lu et al. Selectively located aluminum hydroxide in rubber phase in a TPV: Towards to a halogen‐free flame retardant thermoplastic elastomer with ultrahigh flexibility
JP2023148319A (en) Compatibilizer for flame-retardant resin composition and flame-retardant resin composition including the same
CN113930021A (en) Light-color flame-retardant low-odor environment-friendly ethylene propylene diene monomer composition and preparation method thereof
Lopattananon et al. Effect of MAH-g-PP on the Performance of ATH filled NR/PP Thermoplastic Vulcanisates.
Peng et al. Percolation and catalysis effect of bamboo‐based active carbon on the thermal and flame retardancy properties of ethylene vinyl‐acetate rubber
KR100666257B1 (en) Composition and for production flame retardant insulating material of halogen free type which has superior heat resistance
JP2010116465A (en) Resin material for electric wire/cable or connector
JPWO2020137781A1 (en) Epihalohydrin rubber composition
JP2007277490A (en) Rubber composition for tire inner liner