JP2020055888A - Novolak type phenolic resin, resin composition and method for producing novolak type phenolic resin - Google Patents

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康典 大橋
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麻衣子 山本
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Abstract

To provide a novolak type phenolic resin excellent in productivity, a resin composition containing the novolak type phenolic resin, and a method for producing the novolak type phenolic resin.SOLUTION: A novolak type phenolic resin is a reaction product of a lignin having aliphatic hydroxy groups in a molecule, phenols and aldehydes under an acid catalyst, and the content ratio of the aliphatic hydroxy group of the lignin is 0.5 mass% or more and 7.0 mass% or less based on the total amount of the lignin. Such a novolak type phenolic resin and such a resin composition are excellent in productivity (such as resin yield and production speed) because a lignin having aliphatic hydroxy groups at a prescribed ratio in a molecule is used as a raw material.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ノボラック型フェノール樹脂、樹脂組成物およびノボラック型フェノール樹脂の製造方法に関し、詳しくは、ノボラック型フェノール樹脂、および、そのノボラック型フェノール樹脂を含有する樹脂組成物、さらに、そのノボラック型フェノール樹脂の製造方法に関する。   The present invention relates to a novolak-type phenolic resin, a resin composition and a method for producing the novolak-type phenolic resin, and more specifically, a novolak-type phenolic resin, and a resin composition containing the novolak-type phenolic resin, and further, the novolak-type phenolic. The present invention relates to a method for producing a resin.

従来、熱硬化性樹脂は、例えば、電気部品、自動車部品、建築材料、日用品などの各種産業分野において広く用いられている。とりわけ、ノボラック型フェノール樹脂は、電気絶縁性、耐熱性、機械物性、成形性などに優れるため、成形材料などとして、広く用いられている。   Conventionally, thermosetting resins have been widely used in various industrial fields such as electric parts, automobile parts, building materials, and daily necessities. In particular, novolak-type phenol resins are widely used as molding materials and the like because of their excellent electrical insulation, heat resistance, mechanical properties, moldability, and the like.

ノボラック型フェノール樹脂は、フェノール類およびアルデヒド類を酸触媒下において反応させることにより得られる。一方、近年では、地球環境保護などの観点から、石油資源の使用量を低減することが要求されており、石油資源に代替して、植物由来の原料を用いることが検討されている。   The novolak type phenol resin is obtained by reacting a phenol and an aldehyde under an acid catalyst. On the other hand, in recent years, from the viewpoint of protecting the global environment, it has been required to reduce the amount of petroleum resources used, and the use of plant-derived raw materials instead of petroleum resources has been studied.

そのような植物由来の原料としては、リグニンが注目されており、リグニンを用いて得られるノボラック型フェノール樹脂として、具体的には、例えば、リグニンと、フェノールまたはフェノール誘導体と、アルデヒド類とを、有機酸の存在下において反応させて得られるリグニン変性ノボラック型フェノール系樹脂が、提案されている。(下記特許文献1参照)。   As such a plant-derived raw material, lignin has attracted attention, and as a novolak-type phenol resin obtained using lignin, specifically, for example, lignin, phenol or a phenol derivative, and aldehydes, A lignin-modified novolak-type phenolic resin obtained by reacting in the presence of an organic acid has been proposed. (See Patent Document 1 below).

特開2008−156601号公報JP 2008-156601 A

一方、特許文献1には、リグニンとして、木材や草木質材料などの原料から得られるクラフトリグニン、リグニンスルホン酸などを制限なく用いることができると記載されているが、例えば、リグニンスルホン酸などを用いると、フェノールおよびアルデヒド類との反応性に劣り、リグニン変性ノボラック型フェノール系樹脂の生産性(樹脂収率や生産速度など)に劣るという不具合がある。   On the other hand, Patent Literature 1 describes that as the lignin, kraft lignin obtained from a raw material such as wood or plant material, lignin sulfonic acid and the like can be used without limitation. For example, lignin sulfonic acid and the like are described. When used, there is a problem that the reactivity with phenols and aldehydes is poor, and the productivity (resin yield, production speed, etc.) of the lignin-modified novolak-type phenolic resin is poor.

本発明の目的は、生産性に優れるノボラック型フェノール樹脂、そのノボラック型フェノール樹脂を含有する樹脂組成物、および、そのノボラック型フェノール樹脂の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a novolak-type phenol resin excellent in productivity, a resin composition containing the novolak-type phenol resin, and a method for producing the novolak-type phenol resin.

本発明[1]は、分子中に脂肪族水酸基を有するリグニンと、フェノール類と、アルデヒド類との、酸触媒下での反応生成物であり、前記リグニンの前記脂肪族水酸基の含有割合が、前記リグニンの総量に対して、0.5質量%以上7.0質量%以下である、ノボラック型フェノール樹脂を含んでいる。   The present invention [1] is a reaction product of a lignin having an aliphatic hydroxyl group in a molecule, a phenol, and an aldehyde under an acid catalyst, wherein the content of the aliphatic hydroxyl group in the lignin is: It contains novolak-type phenolic resin in an amount of 0.5% by mass or more and 7.0% by mass or less based on the total amount of the lignin.

本発明[2]は、前記リグニンおよび前記フェノール類の反応生成物を含むリグニン−フェノール組成物と、前記アルデヒド類との反応生成物である、上記[1]に記載のノボラック型フェノール樹脂を含んでいる。   The present invention [2] includes the novolak phenol resin according to the above [1], which is a reaction product of the lignin-phenol composition containing the reaction product of the lignin and the phenol and the aldehyde. In.

本発明[3]は、前記リグニンが、酢酸により変性されたリグニンである、上記[1]または[2]に記載のノボラック型フェノール樹脂を含んでいる。   The present invention [3] includes the novolak-type phenol resin according to the above [1] or [2], wherein the lignin is a lignin modified with acetic acid.

本発明[4]は、上記[1]〜[3]のいずれか一項に記載のノボラック型フェノール樹脂を含有する、樹脂組成物を含んでいる。   The present invention [4] includes a resin composition containing the novolak-type phenol resin according to any one of the above [1] to [3].

本発明[5]は、分子中に脂肪族水酸基を有するリグニンと、フェノール類と、アルデヒド類とを、酸触媒下で反応させる工程を含み、前記リグニンの前記脂肪族水酸基の含有割合が、前記リグニンの総量に対して、0.5質量%以上7.0質量%以下である、ノボラック型フェノール樹脂の製造方法を含んでいる。   The present invention [5] includes a step of reacting a lignin having an aliphatic hydroxyl group in a molecule, a phenol and an aldehyde under an acid catalyst, wherein the content of the aliphatic hydroxyl group of the lignin is The method includes a method for producing a novolak-type phenol resin, which is 0.5% by mass or more and 7.0% by mass or less based on the total amount of lignin.

本発明のノボラック型フェノール樹脂および樹脂組成物は、所定の割合で分子中に脂肪族水酸基を有するリグニンを原料として用いるため、生産性(樹脂収率や生産速度など)に優れる。   The novolak-type phenol resin and the resin composition of the present invention are excellent in productivity (resin yield, production rate, and the like) because lignin having an aliphatic hydroxyl group in a molecule is used as a raw material at a predetermined ratio.

また、本発明のノボラック型フェノール樹脂の製造方法によれば、ノボラック型フェノール樹脂を、生産性よく得ることができる。   Further, according to the method for producing a novolak phenol resin of the present invention, a novolak phenol resin can be obtained with high productivity.

本発明のノボラック型フェノール樹脂は、分子中に脂肪族水酸基(後述)を有するリグニンと、フェノール類と、アルデヒド類とを、酸触媒下で反応させることにより得られる。すなわち、本発明のノボラック型フェノール樹脂は、分子中に脂肪族水酸基(後述)を有するリグニンと、フェノール類と、アルデヒド類との反応生成物である。   The novolak-type phenolic resin of the present invention is obtained by reacting lignin having an aliphatic hydroxyl group (described later) in a molecule, a phenol and an aldehyde under an acid catalyst. That is, the novolak type phenol resin of the present invention is a reaction product of lignin having an aliphatic hydroxyl group (described later) in a molecule, phenol, and aldehyde.

リグニンは、グアイアシルリグニン(G型)、シリンギルリグニン(S型)、p−ヒドロキシフェニルリグニン(H型)などの基本骨格からなる高分子フェノール性化合物である。   Lignin is a high molecular weight phenolic compound having a basic skeleton such as guaiacyl lignin (G type), syringyl lignin (S type), and p-hydroxyphenyl lignin (H type).

より具体的には、リグニンは、例えば、原料となる植物の種類によって分類され、具体的には、木本系植物由来リグニン、草本系植物由来リグニンが挙げられる。   More specifically, lignin is classified, for example, according to the type of plant as a raw material, and specific examples include lignin derived from woody plants and lignin derived from herbaceous plants.

木本系植物由来リグニンとしては、例えば、針葉樹(例えば、スギなど)に含まれる針葉樹系リグニン、例えば、広葉樹に含まれる広葉樹系リグニンなどが挙げられる。このような木本系植物由来リグニンは、H型を基本骨格とするリグニンを含まず、例えば、針葉樹系リグニンはG型を基本骨格とし、広葉樹系リグニンは、G型およびS型を基本骨格としている。   Examples of woody plant-derived lignin include coniferous lignin contained in coniferous trees (for example, cedar and the like), for example, hardwood lignin contained in hardwoods, and the like. Such woody plant-derived lignin does not include lignin having an H-type basic skeleton. For example, softwood lignin has a G-type basic skeleton, and hardwood lignin has a G-type and S-type basic skeleton. I have.

また、草本系植物由来リグニンとしては、例えば、イネ科植物に含まれるイネ系リグニンなどが挙げられ、より具体的には、麦わらに含まれる麦わらリグニン、稲わらに含まれる稲わらリグニン、とうもろこしに含まれるとうもろこしリグニン、タケに含まれるタケリグニンなどが挙げられる。このような草本系植物由来リグニンは、H型、G型およびS型の全てを基本骨格としている。   Examples of the herbaceous plant-derived lignin include, for example, rice lignin contained in grasses, and more specifically, straw lignin contained in straw, rice straw lignin contained in rice straw, and corn. Corn lignin included, bamboo lignin included in bamboo and the like are included. Such herbaceous plant-derived lignin has H-type, G-type and S-type as its basic skeleton.

これらのリグニンは、単独使用または2種類以上併用することができる。   These lignins can be used alone or in combination of two or more.

リグニンとして、好ましくは、草本系植物由来リグニン、より好ましくは、麦わらに由来する草本系植物由来リグニン、とうもろこしに由来する草本系植物由来リグニンが挙げられる。   As the lignin, preferably, a lignin derived from a herbaceous plant, more preferably a lignin derived from a herbaceous plant derived from straw, and a lignin derived from a herbaceous plant derived from corn.

また、リグニンとして、好ましくは、反応性の観点から、H型の基本骨格を3質量%以上、より好ましくは、9質量%以上、さらに好ましくは、14質量%以上の割合で含有することが挙げられる。   In addition, the lignin preferably contains an H-type basic skeleton in a proportion of 3% by mass or more, more preferably 9% by mass or more, and still more preferably 14% by mass or more from the viewpoint of reactivity. Can be

このようなリグニンは、例えば、アルカリ法(ソーダ法)、亜硫酸法、クラフト法などの公知の方法によって、植物からパルプを製造する際、排出される廃液(黒液)中に含まれる。より具体的には、アルカリ法において排出される廃液(黒液)には、アルカリリグニンが含有され、亜硫酸法において排出される廃液(黒液)には、サルファイトリグニンが含有され、クラフト法において排出される廃液(黒液)には、クラフトリグニンが含有される。   Such lignin is contained in a waste liquid (black liquor) discharged when pulp is produced from a plant by a known method such as an alkali method (soda method), a sulfurous acid method, and a kraft method. More specifically, waste liquor (black liquor) discharged in the alkaline method contains alkali lignin, waste liquor (black liquor) discharged in the sulfite method contains sulfite lignin, The discharged waste liquid (black liquor) contains kraft lignin.

また、リグニンとしては、上記の他、リグニンを酸(カルボン酸など)で変性して得られる酸変性リグニン、植物を爆砕法で処理して得られる爆砕リグニンなども挙げられる。   Examples of the lignin include, in addition to the above, acid-modified lignin obtained by modifying lignin with an acid (such as a carboxylic acid), and explosive lignin obtained by treating a plant by an explosion method.

リグニンとして、好ましくは、酸変性リグニンが挙げられ、より好ましくは、カルボン酸変性リグニンが挙げられる。   As the lignin, preferably, an acid-modified lignin is used, and more preferably, a carboxylic acid-modified lignin is used.

カルボン酸変性リグニンにおいて、カルボン酸としては、例えば、カルボキシ基を1つ有するカルボン酸(以下、単官能カルボン酸と称する場合がある。)が挙げられ、具体的には、例えば、飽和脂肪族単官能カルボン酸、不飽和脂肪族単官能カルボン酸、芳香族単官能カルボン酸などが挙げられる。   In the carboxylic acid-modified lignin, as the carboxylic acid, for example, a carboxylic acid having one carboxy group (hereinafter sometimes referred to as a monofunctional carboxylic acid) may be mentioned. Functional carboxylic acids, unsaturated aliphatic monofunctional carboxylic acids, aromatic monofunctional carboxylic acids and the like can be mentioned.

飽和脂肪族単官能カルボン酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ラウリル酸などが挙げられる。   Examples of the saturated aliphatic monofunctional carboxylic acid include acetic acid, propionic acid, butyric acid, lauric acid and the like.

不飽和脂肪族単官能カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、リノール酸などが挙げられる。   Examples of the unsaturated aliphatic monofunctional carboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, linoleic acid and the like.

芳香族単官能カルボン酸としては、例えば、安息香酸、2−フェノキシ安息香酸、4−メチル安息香酸などが挙げられる。   Examples of the aromatic monofunctional carboxylic acid include benzoic acid, 2-phenoxybenzoic acid, 4-methylbenzoic acid, and the like.

これらカルボン酸は、単独使用または2種類以上併用することができる。   These carboxylic acids can be used alone or in combination of two or more.

カルボン酸として、好ましくは、飽和脂肪族単官能カルボン酸、より好ましくは、酢酸が挙げられる(換言すれば、リグニンとして、酢酸により変性されたリグニンが用いられる。)。上記のカルボン酸を用いれば、カルボン酸変性リグニンを簡易に得ることができ、また、得られるカルボン酸変性リグニンは、後述するように、有機溶媒に対する溶解性が比較的高く、また、溶融温度が比較的低温(100〜200℃程度)であるため、取扱性にも優れる。   As the carboxylic acid, preferably, a saturated aliphatic monofunctional carboxylic acid, more preferably, acetic acid is used (in other words, lignin modified with acetic acid is used as lignin). By using the above carboxylic acid, carboxylic acid-modified lignin can be easily obtained, and the obtained carboxylic acid-modified lignin has relatively high solubility in an organic solvent, as described later, and has a melting temperature of Since the temperature is relatively low (about 100 to 200 ° C.), the handleability is excellent.

また、カルボン酸は、水溶液として調製することができる。そのような場合、カルボン酸水溶液の濃度は、特に制限されず、適宜設定される。   The carboxylic acid can be prepared as an aqueous solution. In such a case, the concentration of the carboxylic acid aqueous solution is not particularly limited, and is appropriately set.

カルボン酸変性リグニンの製造方法は、特に制限されず、公知の方法に準拠することができる。   The method for producing the carboxylic acid-modified lignin is not particularly limited, and can be based on a known method.

具体的には、例えば、リグニンの原料となる植物材料(例えば、針葉樹、広葉樹、イネ科植物など)を、カルボン酸(好ましくは、酢酸)を用いて蒸解することによって、リグニンの脂肪族水酸基(後述)をカルボン酸で変性し、パルプ廃液としてカルボン酸変性リグニンを得ることができる。   Specifically, for example, by digesting a plant material (eg, conifer, hardwood, grass, etc.) as a raw material of lignin using a carboxylic acid (preferably, acetic acid), an aliphatic hydroxyl group of lignin ( ) Can be modified with carboxylic acid to obtain carboxylic acid-modified lignin as pulp waste liquid.

蒸解方法としては、特に制限されないが、例えば、リグニンの原料となる植物材料と、カルボン酸および無機酸(例えば、塩酸、硫酸など)とを混合し、反応させる。   The cooking method is not particularly limited. For example, a plant material as a raw material of lignin is mixed with a carboxylic acid and an inorganic acid (eg, hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.) and reacted.

カルボン酸の配合割合は、リグニンの原料となる植物材料100質量部に対して、カルボン酸(100%換算)が、例えば、500質量部以上、好ましくは、900質量部以上であり、例えば、30000質量部以下、好ましくは、15000質量部以下である。   The mixing ratio of the carboxylic acid is such that the carboxylic acid (100% conversion) is, for example, 500 parts by mass or more, preferably 900 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the plant material used as the raw material of lignin, for example, 30000. It is at most 1 part by mass, preferably at most 15,000 parts by mass.

また、無機酸の配合割合は、リグニンの原料となる植物材料100質量部に対して、無機酸(100%換算)が、例えば、0.01質量部以上、好ましくは、0.05質量部以上であり、例えば、10質量部以下、好ましくは、5質量部以下である。   The mixing ratio of the inorganic acid is such that the inorganic acid (100% conversion) is, for example, 0.01 part by mass or more, preferably 0.05 part by mass or more based on 100 parts by mass of the plant material used as a raw material of lignin. And, for example, 10 parts by mass or less, preferably 5 parts by mass or less.

また、反応条件としては、大気圧下、反応温度が、例えば、30℃以上、好ましくは、50℃以上であり、例えば、400℃以下、好ましくは、250℃以下である。また、反応時間が、例えば、0.5時間以上、好ましくは、1時間以上であり、例えば、20時間以下、好ましくは、10時間以下である。   As the reaction conditions, the reaction temperature is, for example, 30 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or higher, for example, 400 ° C. or lower, preferably 250 ° C. or lower under atmospheric pressure. The reaction time is, for example, 0.5 hours or more, preferably 1 hour or more, for example, 20 hours or less, preferably 10 hours or less.

このような蒸解によって、パルプが得られるとともに、パルプ廃液としてカルボン酸変性リグニンが得られる。   By such cooking, pulp is obtained, and carboxylic acid-modified lignin is obtained as pulp waste liquid.

次いで、この方法では、濾過などの公知の分離方法によってパルプを分離し、濾液(パルプ廃液)を回収し、必要により、未反応のカルボン酸を、例えば、ロータリーエバポレーター、減圧蒸留などを用いた公知の方法により除去(留去)する。その後、大過剰の水を添加してカルボン酸変性リグニンを沈殿させ、濾過することによって、固形分としてカルボン酸変性リグニンを回収する。   Next, in this method, the pulp is separated by a known separation method such as filtration, the filtrate (pulp waste liquid) is collected, and if necessary, unreacted carboxylic acid is removed by a known method using, for example, a rotary evaporator, vacuum distillation, or the like. (Removed) by the method described in (1). Thereafter, a large excess of water is added to precipitate the carboxylic acid-modified lignin, and the carboxylic acid-modified lignin is collected as a solid by filtration.

また、カルボン酸変性リグニンを得る方法は、上記に限定されず、例えば、カルボン酸により変性されていないリグニン(例えば、上記アルカリリグニン、上記サルファイトリグニン、上記クラフトリグニンなど(以下、未変性リグニン))とカルボン酸とを反応させることにより、リグニンの脂肪族水酸基(後述)をカルボン酸で変性し、カルボン酸変性リグニンを得ることもできる。   Further, the method for obtaining carboxylic acid-modified lignin is not limited to the above. For example, lignin not modified with carboxylic acid (for example, the above-mentioned alkali lignin, the above-mentioned sulfite lignin, the above-mentioned kraft lignin, etc. (hereinafter, unmodified lignin) ) And a carboxylic acid, thereby modifying an aliphatic hydroxyl group (described later) of the lignin with a carboxylic acid to obtain a carboxylic acid-modified lignin.

このような方法では、未変性リグニンとして、好ましくは、粉末状の未変性リグニンが挙げられる。   In such a method, the unmodified lignin is preferably a powdery unmodified lignin.

粉末状の未変性リグニンの平均粒子径は、例えば、0.1μm以上、好ましくは、5μm以上であり、例えば、1000μm以下、好ましくは、500μm以下である。   The average particle size of the powdery unmodified lignin is, for example, 0.1 μm or more, preferably 5 μm or more, for example, 1000 μm or less, preferably 500 μm or less.

平均粒子径が上記範囲であれば、未変性リグニンの凝集を抑制して、未変性リグニンをカルボン酸に対して良好に分散することができる。   When the average particle size is in the above range, aggregation of the unmodified lignin can be suppressed, and the unmodified lignin can be favorably dispersed in the carboxylic acid.

なお、粉末状の未変性リグニンは、塊状の未変性リグニンを公知の方法で乾燥および粉砕することにより得ることができ、また、市販品を用いることもできる。   The powdery unmodified lignin can be obtained by drying and pulverizing a lump of unmodified lignin by a known method, or a commercially available product can be used.

未変性リグニンとカルボン酸とを反応させる方法としては、例えば、未変性リグニンと、カルボン酸および無機酸(例えば、塩酸、硫酸など)とを混合し、反応させる。   As a method of reacting unmodified lignin and carboxylic acid, for example, unmodified lignin is mixed with a carboxylic acid and an inorganic acid (eg, hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.) and reacted.

カルボン酸の配合割合は、未変性リグニン100質量部に対して、カルボン酸(100%換算)が、例えば、300質量部以上、好ましくは、500質量部以上であり、例えば、15000質量部以下、好ましくは、10000質量部以下である。   The mixing ratio of the carboxylic acid is such that the carboxylic acid (100% conversion) is, for example, 300 parts by mass or more, preferably 500 parts by mass or more, for example, 15,000 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of unmodified lignin. Preferably, it is 10,000 parts by mass or less.

また、無機酸の配合割合は、未変性リグニン100質量部に対して、無機酸(100%換算)が、例えば、0.01質量部以上、好ましくは、0.05質量部以上であり、例えば、10質量部以下、好ましくは、5質量部以下である。   Further, the mixing ratio of the inorganic acid is such that the inorganic acid (100% conversion) is, for example, 0.01 parts by mass or more, preferably 0.05 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the unmodified lignin. 10 parts by mass or less, preferably 5 parts by mass or less.

また、反応条件としては、大気圧下、反応温度が、例えば、30℃以上、好ましくは、50℃以上であり、例えば、400℃以下、好ましくは、250℃以下である。また、反応時間が、例えば、0.5時間以上、好ましくは、1時間以上であり、例えば、20時間以下、好ましくは、10時間以下である。   As the reaction conditions, the reaction temperature is, for example, 30 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or higher, for example, 400 ° C. or lower, preferably 250 ° C. or lower under atmospheric pressure. The reaction time is, for example, 0.5 hours or more, preferably 1 hour or more, for example, 20 hours or less, preferably 10 hours or less.

このようなカルボン酸変性リグニンは、取扱性に優れる。   Such carboxylic acid-modified lignin is excellent in handleability.

すなわち、カルボン酸により変性されていないリグニンは、有機溶媒に対する溶解性が比較的低く、また、溶融しないため、用途によっては、取扱性に劣る場合がある。   That is, lignin that has not been modified with a carboxylic acid has relatively low solubility in an organic solvent and does not melt.

一方、上記のようにカルボン酸により変性されたリグニンは、有機溶媒(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチルなどのエステル類、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、例えば、メタノールなどの脂肪族アルコール類、例えば、フェノール、クレゾール、ビスフェノールAなどのフェノール類、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、例えば、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、メチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネートなどのグリコールエーテルエステル類、例えば、アセトニトリルなどのニトリル類、その他、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホニルアミドなどの極性溶媒など)に対する溶解性が比較的高く、比較的低温(100〜200℃程度)において溶融可能であるため、取扱性に優れる。   On the other hand, lignin modified with a carboxylic acid as described above is an organic solvent (eg, esters such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, and isobutyl acetate; for example, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone). , For example, aliphatic alcohols such as methanol, for example, phenols such as phenol, cresol, and bisphenol A, for example, ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, for example, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, methyl carb Tall acetate, ethyl carbitol acetate, ethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl Glycol ether esters such as acetate and ethyl-3-ethoxypropionate, for example, nitriles such as acetonitrile, and others, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, hexa It has relatively high solubility in polar solvents such as methylphosphonylamide, and can be melted at a relatively low temperature (about 100 to 200 ° C.), so that it is excellent in handleability.

そのため、カルボン酸変性リグニンは、上記の有機溶媒の溶液として用いることもできる。そのような場合、溶液におけるカルボン酸変性リグニンの濃度は、例えば、10質量%以上、好ましくは、30質量%以上である。   Therefore, the carboxylic acid-modified lignin can be used as a solution of the above organic solvent. In such a case, the concentration of the carboxylic acid-modified lignin in the solution is, for example, 10% by mass or more, preferably 30% by mass or more.

また、カルボン酸変性リグニンの平均粒子径は、例えば、0.1μm以上、好ましくは、5μm以上であり、例えば、2cm以下、好ましくは、1cm以下である。   The average particle size of the carboxylic acid-modified lignin is, for example, 0.1 μm or more, preferably 5 μm or more, for example, 2 cm or less, preferably 1 cm or less.

また、カルボン酸変性リグニンは、上記の有機溶媒(好ましくは、酢酸エチル)により溶解可能な成分(可溶成分)と、上記の有機溶媒によって溶解不能な成分(不溶成分)との混合物として得られる場合がある。   The carboxylic acid-modified lignin is obtained as a mixture of a component (soluble component) soluble in the above organic solvent (preferably ethyl acetate) and a component (insoluble component) insoluble in the above organic solvent. There are cases.

このような場合、カルボン酸変性リグニンとして、可溶成分と不溶成分との混合物(粗カルボン酸変性リグニンと称する。)を用いることができる。   In such a case, a mixture of a soluble component and an insoluble component (referred to as crude carboxylic acid-modified lignin) can be used as the carboxylic acid-modified lignin.

また、可溶成分と不溶成分とを分離して、可溶成分のみを用いることもでき、また、不溶成分のみを用いることもできる。さらには、分離された可溶成分と不溶成分とを、混合して用いることもできる。   Further, the soluble component and the insoluble component can be separated and only the soluble component can be used, or only the insoluble component can be used. Further, the separated soluble component and insoluble component can be mixed and used.

カルボン酸変性リグニンとして、好ましくは、可溶成分が挙げられる。   The carboxylic acid-modified lignin preferably includes a soluble component.

可溶成分と不溶成分とを分離する方法としては、例えば、上記した有機溶媒による抽出法などが採用される。   As a method for separating the soluble component and the insoluble component, for example, the above-described extraction method using an organic solvent is employed.

なお、抽出条件は、使用される有機溶媒、および、粗カルボン酸変性リグニンの物性などに応じて、適宜設定される。   The extraction conditions are appropriately set according to the organic solvent used, the physical properties of the crude carboxylic acid-modified lignin, and the like.

また、リグニン(未変性リグニン、カルボン酸変性リグニンなど)は、分子中に脂肪族水酸基を有する。   Lignin (unmodified lignin, carboxylic acid-modified lignin, etc.) has an aliphatic hydroxyl group in the molecule.

脂肪族水酸基とは、芳香環に直接結合せず、脂肪族炭化水素に直接結合する水酸基であって、芳香環に直接結合する水酸基(芳香族水酸基(フェノール性水酸基))とは区別される。   An aliphatic hydroxyl group is a hydroxyl group that is not directly bonded to an aromatic ring but directly bonded to an aliphatic hydrocarbon, and is distinguished from a hydroxyl group that is directly bonded to an aromatic ring (aromatic hydroxyl group (phenolic hydroxyl group)).

リグニンの脂肪族水酸基の含有割合は、リグニンの総量に対して、0.5質量%以上、好ましくは、3.0質量%以上であり、7.0質量%以下、好ましくは、5.5質量%以下である。   The content ratio of the aliphatic hydroxyl group of lignin is 0.5% by mass or more, preferably 3.0% by mass or more, and 7.0% by mass or less, preferably 5.5% by mass based on the total amount of lignin. % Or less.

リグニンの脂肪族水酸基の含有割合が上記下限を下回っていると、リグニンとフェノール類との反応性や、リグニンとアルデヒド類との反応性に劣り、ノボラック型フェノール樹脂の生産性が低下する。   When the content ratio of the aliphatic hydroxyl group of lignin is less than the above lower limit, the reactivity between lignin and phenols and the reactivity between lignin and aldehydes are inferior, and the productivity of novolak-type phenol resin decreases.

また、リグニンの脂肪族水酸基の含有割合が上記上限を上回っていると、リグニン、フェノール類およびアルデヒド類の反応時にゲル化を生じやすくなるため、ノボラック型フェノール樹脂の生産性が低下する。   On the other hand, when the content ratio of the aliphatic hydroxyl group of lignin is higher than the above upper limit, gelation is apt to occur during the reaction of lignin, phenols and aldehydes, so that the productivity of the novolak type phenol resin decreases.

一方、リグニンの脂肪族水酸基の含有割合が上記範囲であれば、リグニンとフェノール類との反応性や、リグニンとアルデヒド類との反応性に優れ、また、それらの反応時にゲル化を生じにくいため、ノボラック型フェノール樹脂の生産性が向上される。   On the other hand, when the content ratio of the aliphatic hydroxyl group of lignin is in the above range, the reactivity between lignin and phenols, the reactivity between lignin and aldehydes are excellent, and gelation is unlikely to occur during the reaction. And the productivity of the novolak phenolic resin is improved.

なお、脂肪族水酸基の含有割合は、後述する実施例に準拠して求められる。   In addition, the content ratio of the aliphatic hydroxyl group is determined based on Examples described later.

また、脂肪族水酸基が上記範囲で含有されるリグニンとして、好ましくは、草本系植物に由来するカルボン酸変性リグニンが挙げられ、より好ましくは、草本系植物に由来する酢酸変性リグニンが挙げられる。   The lignin containing an aliphatic hydroxyl group in the above range preferably includes carboxylic acid-modified lignin derived from herbaceous plants, and more preferably acetic acid-modified lignin derived from herbaceous plants.

フェノール類は、フェノールおよびその誘導体であって、例えば、フェノール、さらには、例えば、o−クレゾール、p−クレゾール、p−ter−ブチルフェノール、p−フェニルフェノール、p−クミルフェノール、p−ノニルフェノール、2,4−または2,6−キシレノール、m−クレゾール、レゾルシノール、3,5−キシレノール、ビスフェノールA、ジヒドロキシジフェニルメタンなどが挙げられる。また、例えば、塩素、臭素などのハロゲンにより置換されたハロゲン化フェノール類なども挙げられる。これらフェノール類は、単独使用または2種類以上併用することができる。   Phenols are phenol and derivatives thereof, for example, phenol, and further, for example, o-cresol, p-cresol, p-ter-butylphenol, p-phenylphenol, p-cumylphenol, p-nonylphenol, 2,4- or 2,6-xylenol, m-cresol, resorcinol, 3,5-xylenol, bisphenol A, dihydroxydiphenylmethane and the like. Further, for example, halogenated phenols substituted by halogen such as chlorine and bromine are also included. These phenols can be used alone or in combination of two or more.

フェノール類として、好ましくは、フェノールが挙げられる。   Phenols are preferably phenols.

アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド(n−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド)、フルフラール、グリオキサール、ベンズアルデヒド、トリオキサン、テトラオキサンなどが挙げられる。また、アルデヒドの一部が、フルフリルアルコールなどに置換されていてもよい。これらアルデヒド類は、単独使用または2種類以上併用することができる。   Examples of the aldehyde include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde (n-butyraldehyde, isobutyraldehyde), furfural, glyoxal, benzaldehyde, trioxane, tetraoxane, and the like. Further, a part of the aldehyde may be substituted with furfuryl alcohol or the like. These aldehydes can be used alone or in combination of two or more.

アルデヒド類として、好ましくは、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドが挙げられる。   Preferably, the aldehydes include formaldehyde and paraformaldehyde.

また、アルデヒド類は、例えば、水溶液として用いることができる。そのような場合において、アルデヒド類の濃度は、例えば、10質量%以上、好ましくは、20質量%以上であり、例えば、99質量%以下、好ましくは、95質量%以下である。   The aldehydes can be used, for example, as an aqueous solution. In such a case, the concentration of the aldehydes is, for example, 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, for example, 99% by mass or less, preferably 95% by mass or less.

また、アルデヒド類とともに、ケトン類を配合することもできる。   Also, ketones can be blended together with aldehydes.

ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、アセトフェノン、ジフェニルケトンなどが挙げられる。これらケトン類は、単独使用または2種類以上併用することができる。   Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, acetophenone, diphenyl ketone, and the like. These ketones can be used alone or in combination of two or more.

ケトン類が配合される場合、ケトン類の配合割合は、固形分基準で、アルデヒド類100質量部に対して、例えば、0.01質量部以上、好ましくは、1質量部以上であり、例えば、200質量部以下、好ましくは、100質量部以下である。   When ketones are blended, the blending ratio of the ketones is, based on the solid content, based on 100 parts by mass of the aldehydes, for example, 0.01 parts by mass or more, preferably 1 part by mass or more. It is at most 200 parts by mass, preferably at most 100 parts by mass.

そして、リグニン(分子中に脂肪族水酸基を有するリグニン)とフェノール類とアルデヒド類(および必要により配合されるケトン類(以下同様))とを反応させるには、上記の各成分(リグニン、フェノール類およびアルデヒド類)を配合し、加熱する。   Then, in order to react lignin (lignin having an aliphatic hydroxyl group in the molecule) with phenols and aldehydes (and ketones blended as necessary (the same applies hereinafter)), the above components (lignin, phenols) And aldehydes) are mixed and heated.

この反応において、フェノール類の配合割合は、リグニン100質量部に対して、例えば、30質量部以上、好ましくは、50質量部以上、より好ましくは、100質量部以上であり、例えば、1000質量部以下、好ましくは、500質量部以下、より好ましくは、350質量部以下である。   In this reaction, the mixing ratio of phenols is, for example, 30 parts by mass or more, preferably 50 parts by mass or more, more preferably 100 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of lignin, for example, 1000 parts by mass. The amount is preferably 500 parts by mass or less, more preferably 350 parts by mass or less.

また、アルデヒド類の配合割合が、フェノール類100質量部に対して、例えば、5質量部以上、好ましくは、10質量部以上であり、例えば、35質量部以下、好ましくは、30質量部以下である。また、アルデヒド類の配合割合は、リグニン100質量部に対して、例えば、1.5質量部以上、好ましくは、3質量部以上であり、例えば、350質量部以下、好ましくは、300質量部以下である。   Further, the mixing ratio of the aldehydes is, for example, 5 parts by mass or more, preferably 10 parts by mass or more, for example, 35 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the phenols. is there. Further, the mixing ratio of the aldehydes is, for example, 1.5 parts by mass or more, preferably 3 parts by mass or more, for example, 350 parts by mass or less, preferably 300 parts by mass or less based on 100 parts by mass of lignin. It is.

各成分の配合割合が上記範囲であれば、各種物性(電気絶縁性、機械物性、耐熱性、耐水性など)の向上を図ることができる。   When the compounding ratio of each component is in the above range, various physical properties (electrical insulation, mechanical properties, heat resistance, water resistance, etc.) can be improved.

また、この反応では、酸触媒が添加される。すなわち、上記の各成分は、酸触媒下において反応する。   In this reaction, an acid catalyst is added. That is, the above components react under an acid catalyst.

酸触媒としては、例えば、有機酸、無機酸などが挙げられる。   Examples of the acid catalyst include an organic acid and an inorganic acid.

有機酸としては、例えば、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、キュメンスルホン酸、ジノニルナフタレンモノスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン酸などのスルホン酸化合物、例えば、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸モノブチル、リン酸ジブチル、リン酸トリブチル、リン酸トリオクチルなどの炭素数1〜18のアルキル基を有するリン酸エステル類、例えば、ギ酸、酢酸、シュウ酸などが挙げられる。   Examples of the organic acid include sulfonic acid compounds such as methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, cumenesulfonic acid, dinonylnaphthalenemonosulfonic acid, and dinonylnaphthalenedisulfonic acid, for example, trimethyl phosphate, Phosphoric esters having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, such as triethyl phosphate, monobutyl phosphate, dibutyl phosphate, tributyl phosphate, and trioctyl phosphate, for example, formic acid, acetic acid, and oxalic acid.

無機酸としては、例えば、リン酸、塩酸、硫酸、硝酸などが挙げられる。   Examples of the inorganic acid include phosphoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and the like.

これら酸触媒は、単独使用または2種類以上併用することができる。   These acid catalysts can be used alone or in combination of two or more.

酸触媒として、好ましくは、有機酸、より好ましくは、シュウ酸が挙げられる。   Preferably, the acid catalyst is an organic acid, more preferably oxalic acid.

酸触媒の配合割合は、フェノール類100質量部に対して、酸触媒が、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、0.3質量部以上であり、例えば、10質量部以下、好ましくは、7質量部以下である。   The compounding ratio of the acid catalyst is, for example, 0.1 parts by mass or more, preferably 0.3 parts by mass or more, for example, 10 parts by mass or less, preferably 100 parts by mass, based on 100 parts by mass of the phenols. , 7 parts by mass or less.

なお、酸触媒の添加のタイミングは、特に制限されず、リグニン、フェノール類およびアルデヒド類の少なくともいずれかに予め添加されていてもよく、また、リグニン、フェノール類およびアルデヒド類の配合時に同時に添加されてもよく、さらに、リグニン、フェノール類およびアルデヒド類の配合後に添加されてもよい。   The timing of addition of the acid catalyst is not particularly limited, and may be added in advance to at least one of lignin, phenols and aldehydes, or may be added at the same time as lignin, phenols and aldehydes are blended. And may be added after blending of lignin, phenols and aldehydes.

反応条件としては、大気圧下、反応温度が、例えば、50℃以上、好ましくは、80℃以上であり、例えば、200℃以下、好ましくは、180℃以下である。また、反応時間が、例えば、1時間以上、好ましくは、2時間以上であり、例えば、20時間以下、好ましくは、15時間以下である。   Regarding the reaction conditions, the reaction temperature is, for example, 50 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher, for example, 200 ° C. or lower, preferably 180 ° C. or lower under atmospheric pressure. The reaction time is, for example, 1 hour or more, preferably 2 hours or more, for example, 20 hours or less, and preferably 15 hours or less.

これにより、リグニン、フェノール類およびアルデヒド類の反応生成物として、ノボラック型フェノール樹脂が得られる。   Thereby, a novolak-type phenol resin is obtained as a reaction product of lignin, phenols and aldehydes.

より具体的には、酸触媒下におけるフェノール類とアルデヒド類との反応によって、ノボラック型フェノール樹脂が得られ、また、そのノボラック型フェノール樹脂が、リグニンにより変性される。   More specifically, a novolak-type phenol resin is obtained by a reaction between a phenol and an aldehyde under an acid catalyst, and the novolak-type phenol resin is modified with lignin.

すなわち、リグニンにより変性されたノボラック型フェノール樹脂(以下、リグニン変性ノボラック型フェノール樹脂と称する場合がある。)が得られる。   That is, a novolak-type phenol resin modified with lignin (hereinafter sometimes referred to as a lignin-modified novolak-type phenol resin) is obtained.

また、リグニンとフェノール類とアルデヒド類との反応では、上記のように、上記各成分を一括配合して反応(一括反応)させることもできるが、上記各成分を順次配合して反応(順次反応)させることもできる。   In the reaction between lignin, phenols, and aldehydes, the above components can be mixed and reacted (lump reaction) as described above. However, the above components can be sequentially mixed and reacted (sequential reaction). ).

順次反応では、具体的には、まず、リグニンとフェノール類とを反応させ、リグニンおよびフェノール類の反応生成物を含むリグニン−フェノール組成物を調製し、次いで、そのリグニン−フェノール組成物と、アルデヒド類とを反応させる。   In the sequential reaction, specifically, first, lignin and phenols are reacted to prepare a lignin-phenol composition containing a reaction product of lignin and phenols, and then the lignin-phenol composition and an aldehyde React with the kind.

リグニンとフェノール類との反応では、リグニンに対してフェノール類は過剰当量配合され、具体的には、フェノール類の配合割合は、リグニン100質量部に対して、例えば、30質量部以上、好ましくは、50質量部以上であり、例えば、1000質量部以下、好ましくは、500質量部以下である。   In the reaction between lignin and phenols, phenols are mixed in an excess equivalent to lignin. Specifically, the mixing ratio of phenols is, for example, 30 parts by mass or more, preferably 100 parts by mass or more, preferably 100 parts by mass of lignin. , 50 parts by mass or more, for example, 1000 parts by mass or less, preferably 500 parts by mass or less.

また、この反応では、上記の酸触媒が添加される。   In this reaction, the above-mentioned acid catalyst is added.

酸触媒の配合割合は、フェノール類100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、0.3質量部以上であり、例えば、10質量部以下、好ましくは、5質量部以下である。   The mixing ratio of the acid catalyst is, for example, 0.1 part by mass or more, preferably 0.3 part by mass or more, for example, 10 parts by mass or less, preferably 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the phenol. It is as follows.

なお、酸触媒の添加のタイミングは、特に制限されず、リグニンおよびフェノール類の少なくともいずれかに予め添加されていてもよく、また、リグニンおよびフェノール類の配合時に同時に添加されてもよく、さらに、リグニンおよびフェノール類の配合後に添加されてもよい。   The timing of addition of the acid catalyst is not particularly limited, and may be added in advance to at least one of lignin and phenols, or may be added at the same time as lignin and phenols are blended. It may be added after blending of lignin and phenols.

反応条件としては、大気圧下、反応温度が、例えば、60℃以上、好ましくは、80℃以上であり、例えば、250℃以下、好ましくは、200℃以下である。また、反応時間が、例えば、0.5時間以上、好ましくは、1時間以上であり、例えば、10時間以下、好ましくは、5時間以下である。   Regarding the reaction conditions, the reaction temperature is, for example, 60 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher under atmospheric pressure, for example, 250 ° C. or lower, preferably 200 ° C. or lower. The reaction time is, for example, 0.5 hours or more, preferably 1 hour or more, for example, 10 hours or less, preferably 5 hours or less.

この反応により、リグニンがフェノール類により変性される。具体的には、リグニンの分子中の脂肪族水酸基(リグニンがカルボン酸変性リグニンである場合、カルボン酸で変性された脂肪族水酸基と、カルボン酸で変性されずに残存する脂肪族水酸基とを含む。)が、フェノール類に置換される。   By this reaction, lignin is modified by phenols. Specifically, an aliphatic hydroxyl group in a molecule of lignin (including a hydroxyl group modified with carboxylic acid and an aliphatic hydroxyl group remaining without being modified with carboxylic acid when lignin is carboxylic acid-modified lignin) ) Is replaced by phenols.

なお、上記の反応では、過剰のフェノール類が、未反応成分として残存する。そのため、上記の反応で得られるリグニン−フェノール組成物には、リグニンおよびフェノール類の反応生成物(フェノール類により変性されたリグニン)と、遊離のフェノール類とが含有される。   In the above reaction, excess phenols remain as unreacted components. Therefore, the lignin-phenol composition obtained by the above reaction contains a reaction product of lignin and phenols (lignin modified by phenols) and free phenols.

次いで、この方法では、上記により得られるリグニン−フェノール組成物(すなわち、フェノール類により変性されたリグニン、および、遊離のフェノール類を含む。)と、アルデヒド類とを反応させる。   Next, in this method, the lignin-phenol composition obtained above (that is, lignin modified with phenols and free phenols) is reacted with aldehydes.

この反応において、アルデヒド類の配合割合は、フェノール類(上記反応において原料として用いられたフェノール類)100質量部に対して、例えば、5質量部以上、好ましくは、10質量部以上であり、例えば、35質量部以下、好ましくは、30質量部以下である。   In this reaction, the mixing ratio of the aldehyde is, for example, 5 parts by mass or more, preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of phenols (phenols used as a raw material in the above reaction). , 35 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass or less.

また、この反応では、必要に応じて、上記の酸触媒を適宜の割合で添加することもできる。   In this reaction, the above acid catalyst can be added at an appropriate ratio, if necessary.

反応条件としては、大気圧下、反応温度が、例えば、50℃以上、好ましくは、80℃以上であり、例えば、200℃以下、好ましくは、180℃以下である。また、反応時間が、例えば、1時間以上、好ましくは、2時間以上であり、例えば、20時間以下、好ましくは、15時間以下である。   Regarding the reaction conditions, the reaction temperature is, for example, 50 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher, for example, 200 ° C. or lower, preferably 180 ° C. or lower under atmospheric pressure. The reaction time is, for example, 1 hour or more, preferably 2 hours or more, for example, 20 hours or less, and preferably 15 hours or less.

これにより、上記のリグニン−フェノール組成物と、アルデヒド類とが反応し、リグニンにより変性されたノボラック型フェノール樹脂(リグニン変性ノボラック型フェノール樹脂)が得られる。   As a result, the lignin-phenol composition reacts with the aldehyde, and a novolak-type phenol resin modified with lignin (lignin-modified novolak-type phenol resin) is obtained.

上記のような順次反応によれば、耐熱性、電気絶縁性および耐水性の向上を図ることができる。   According to the above-described sequential reactions, improvement in heat resistance, electrical insulation, and water resistance can be achieved.

なお、リグニン変性ノボラック型フェノール樹脂の製造では、必要により、蒸留などの公知の方法によって、未反応原料(未反応のフェノール類など)や酸触媒を除去することができる。   In the production of the lignin-modified novolak-type phenol resin, if necessary, unreacted raw materials (unreacted phenols and the like) and an acid catalyst can be removed by a known method such as distillation.

このようなノボラック型フェノール樹脂(すなわち、リグニン変性ノボラック型フェノール樹脂)は、所定の割合で分子中に脂肪族水酸基を有するリグニンを原料として用いるため、生産性(樹脂収率や生産速度など)に優れる。また、各種物性(電気絶縁性、機械物性、耐熱性、耐水性など)に優れる成形品を得ることができる。   Such a novolak-type phenol resin (that is, a lignin-modified novolak-type phenol resin) uses lignin having an aliphatic hydroxyl group in a molecule at a predetermined ratio as a raw material, and therefore has a low productivity (resin yield, production rate, etc.). Excellent. Further, it is possible to obtain a molded product excellent in various physical properties (electrical insulation, mechanical properties, heat resistance, water resistance, etc.).

また、上記のノボラック型フェノール樹脂の製造方法によれば、ノボラック型フェノール樹脂を、生産性(樹脂収率や生産速度など)よく得ることができる。   Further, according to the above-mentioned method for producing a novolak phenol resin, a novolak phenol resin can be obtained with good productivity (resin yield, production rate, etc.).

そして、本発明の樹脂組成物は、上記のノボラック型フェノール樹脂を、必須成分として含有している。   The resin composition of the present invention contains the novolak phenol resin as an essential component.

また、樹脂組成物は、必要により、フェノール樹脂硬化剤を含有することができる。   Further, the resin composition can contain a phenol resin curing agent, if necessary.

フェノール樹脂硬化剤としては、特に制限されず、公知の硬化剤を用いることができる。具体的には、例えば、ヘキサメチレンテトラミン、メチロールメラミン、メチロール尿素、フェノールノボラックなどが挙げられる。   The phenol resin curing agent is not particularly limited, and a known curing agent can be used. Specific examples include hexamethylenetetramine, methylolmelamine, methylolurea, and phenol novolak.

これらフェノール樹脂硬化剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。   These phenolic resin curing agents can be used alone or in combination of two or more.

フェノール樹脂硬化剤の配合割合は、目的および用途に応じて、適宜設定される。   The mixing ratio of the phenol resin curing agent is appropriately set according to the purpose and use.

また、樹脂組成物は、さらに、添加剤を含有することができる。   Further, the resin composition can further contain an additive.

添加剤としては、樹脂組成物に添加される公知の添加剤、公知の添加剤、例えば、充填剤(木粉、パルプ、ガラス繊維など)、着色剤、可塑剤、安定剤、離型剤(ステアリン酸亜鉛などの金属石鹸など)などが挙げられる。   As the additives, known additives added to the resin composition, known additives such as fillers (wood flour, pulp, glass fiber, etc.), coloring agents, plasticizers, stabilizers, release agents ( Metal soap such as zinc stearate).

これら添加剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。添加剤の含有量は、本発明の優れた効果を阻害しない範囲において、目的および用途に応じて、適宜設定される。   These additives can be used alone or in combination of two or more. The content of the additive is appropriately set according to the purpose and use within a range that does not impair the excellent effects of the present invention.

例えば、充填剤が添加される場合には、その配合割合は、樹脂組成物100質量部に対して、充填剤が、例えば、10質量部以上、好ましくは、20質量部以上であり、例えば、500質量部以下、好ましくは、300質量部以下である。   For example, when a filler is added, the mixing ratio thereof is, for example, 10 parts by mass or more, preferably 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the resin composition. It is at most 500 parts by mass, preferably at most 300 parts by mass.

また、添加剤は、リグニン、フェノール類およびアルデヒド類の少なくともいずれかに予め添加されていてもよく、また、リグニン、フェノール類およびアルデヒド類の配合時に同時に添加されてもよく、また、リグニン、フェノール類およびアルデヒド類の配合後に添加されてもよく、さらには、それらの反応生成物に直接添加されていてもよい。   The additives may be added in advance to at least one of lignin, phenols and aldehydes, or may be added at the same time as the lignin, phenols and aldehydes are blended. May be added after compounding the aldehydes and aldehydes, or may be added directly to their reaction products.

このようにして得られる樹脂組成物は、上記のノボラック型フェノール樹脂(すなわち、リグニン変性ノボラック型フェノール樹脂)を含有しているため、生産性に優れ、また、各種物性に優れる。   Since the resin composition thus obtained contains the above-mentioned novolak-type phenol resin (that is, lignin-modified novolak-type phenol resin), it is excellent in productivity and various physical properties.

そのため、このような樹脂組成物は、成形品の製造に好適に用いられる。   Therefore, such a resin composition is suitably used for manufacturing a molded article.

より具体的には、上記の樹脂組成物を、例えば、トランスファ成形、圧縮成形などの公知の熱硬化性樹脂の成形方法により成形する。これにより、各種物性に優れる成形品を得ることができる。   More specifically, the above-mentioned resin composition is molded by a known thermosetting resin molding method such as transfer molding and compression molding. Thereby, a molded article excellent in various physical properties can be obtained.

そのため、得られる成形品は、電気部品、自動車部品、建築材料、日用品などの各種産業分野において、広範に用いることができる。   Therefore, the obtained molded article can be widely used in various industrial fields such as electric parts, automobile parts, building materials, and daily necessities.

次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではない。また、以下の説明において特に言及がない限り、「部」および「%」は質量基準である。なお、以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。   Next, the present invention will be described based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. In the following description, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified. Specific numerical values such as the mixing ratio (content ratio), physical property values, and parameters used in the following description are the mixing ratios (corresponding to those described in the above-mentioned “Embodiments of the Invention”). Substitute the upper limit value (value defined as “less than” or “less than”) or the lower limit value (value defined as “over” or “exceeding”) such as content ratio, physical property value, parameter, etc. be able to.

<<脂肪族水酸基の含有割合>>
リグニンの総量に対する脂肪族水酸基の含有割合は、以下の方法で測定した。
<<< content ratio of aliphatic hydroxyl group >>>
The content ratio of the aliphatic hydroxyl group to the total amount of lignin was measured by the following method.

すなわち、まず、リグニン500mgに、ピリジンおよび無水酢酸それぞれ5mLずつを入れ、室温で24時間放置し、水酸基をアセチル化した。次いで、トルエンを添加しつつエバポレーターでピリジンおよび無水酢酸を除去した。   That is, first, 5 mL each of pyridine and acetic anhydride was added to 500 mg of lignin and left at room temperature for 24 hours to acetylate the hydroxyl group. Then, pyridine and acetic anhydride were removed by an evaporator while adding toluene.

その後、アセチル化されたリグニン5mgを溶媒1gに溶かし、下記の条件でプロトンNMR測定することにより、約1.9ppmに現れるアセチル基のプロトン量を定量した。一方、アセチル化されていないリグニンについても、同じ条件でプロトンNMR測定し、アセチル基のプロトン量を定量した。   Thereafter, 5 mg of acetylated lignin was dissolved in 1 g of a solvent, and proton NMR measurement was performed under the following conditions to quantify the amount of acetyl group protons appearing at about 1.9 ppm. On the other hand, lignin not acetylated was also subjected to proton NMR measurement under the same conditions, and the amount of acetyl group protons was quantified.

そして、アセチル化されたリグニンの約1.9ppmにおけるピーク強度から、アセチル化されていないリグニンの約1.9ppmにおけるピーク強度を差し引き、アセチル化によるピーク量を求めた。これを、脂肪族水酸基量とした。
装置:Bruker製 AscendTM 400 NMR装置
溶媒:DO37.5g+NaOD12.5g+DSS−d(3−(トリメチルシリル)−1−プロパン−1,1,2,2,3,3−d−スルホン酸ナトリウム、標準物質)25mg
測定周波数:400MHz
測定温度:25℃
スキャン回数:128回
<<樹脂収率>>
ノボラック型フェノール樹脂の収率を、以下の式により算出した。
Then, the peak intensity at about 1.9 ppm of non-acetylated lignin was subtracted from the peak intensity at about 1.9 ppm of acetylated lignin to obtain the peak amount due to acetylation. This was defined as the amount of the aliphatic hydroxyl group.
Apparatus: Bruker Ltd. AscendTM 400 NMR apparatus solvent: D 2 O37.5g + NaOD12.5g + DSS -d 6 (3- ( trimethylsilyl) -1-propane -1,1,2,2,3,3-d 6 - sulfonate, sodium Standard substance) 25mg
Measurement frequency: 400MHz
Measurement temperature: 25 ° C
Number of scans: 128 << Resin yield >>
The yield of the novolak type phenol resin was calculated by the following equation.

樹脂収率(%)=[得られたノボラック型フェノール樹脂の質量]÷[仕込み原料の総質量]×100
<<リグニンの製造>>
製造例1(酢酸リグニン)
コーンストーバー100質量部を、95質量%の酢酸1000質量部および硫酸3質量部と混合し、還流下において4時間反応させた。反応後、濾過してパルプを除去し、パルプ廃液を回収した。次いで、ロータリーエバポレーターを用いてパルプ廃液中の酢酸を除去し、体積が1/10になるまで濃縮した後、その濃縮液の10倍量(質量基準)の水を添加し、濾過することにより、固形分として酢酸変性リグニンを得た。
Resin yield (%) = [mass of the obtained novolak-type phenol resin] ÷ [total mass of raw materials used] × 100
<< Lignin production >>
Production Example 1 (lignin acetate)
100 parts by mass of corn stover was mixed with 1000 parts by mass of 95% by mass of acetic acid and 3 parts by mass of sulfuric acid, and reacted under reflux for 4 hours. After the reaction, the pulp was removed by filtration, and the pulp waste liquid was recovered. Next, acetic acid in the pulp waste liquid was removed using a rotary evaporator, and the pulp waste liquid was concentrated until the volume became 1/10. Then, 10 times the amount of the concentrated liquid (by mass) was added, and filtration was performed. Acetic acid-modified lignin was obtained as a solid content.

酢酸変性リグニンの脂肪族水酸基含有割合は、5.1質量%であった。   The aliphatic hydroxyl group content of the acetic acid-modified lignin was 5.1% by mass.

製造例2(アルカリリグニン)
麦わらのアルカリ蒸解パルプ廃液(黒液)を中和した後、濾過することにより、固形分としてアルカリリグニンを得た。
Production Example 2 (alkaline lignin)
After neutralizing the alkaline pulp waste liquor (black liquor) of straw, filtration was performed to obtain alkali lignin as a solid content.

アルカリリグニンの脂肪族水酸基含有割合は、3.1質量%であった。   The content ratio of aliphatic hydroxyl groups in the alkali lignin was 3.1% by mass.

<順次反応>
実施例1
フェノール493.5gをフラスコに入れ、50℃程度まで加熱してフェノールを液化させ、その後、製造例1で得られた酢酸リグニン150gを添加した。
<Sequential reaction>
Example 1
493.5 g of phenol was placed in a flask and heated to about 50 ° C. to liquefy the phenol. Thereafter, 150 g of the lignin acetate obtained in Production Example 1 was added.

次いで、シュウ酸(酸触媒)7.62gを添加し、その後、130℃で2.5時間反応させた。これにより、酢酸変性リグニンをフェノールにより変性させた。   Next, 7.62 g of oxalic acid (acid catalyst) was added, and the mixture was reacted at 130 ° C. for 2.5 hours. Thus, the acetic acid-modified lignin was modified with phenol.

その後、80℃まで冷却し、パラホルムアルデヒド117.4gを添加し、95℃で2.5時間反応させた。次いで、0.5℃/minで110℃まで昇温し、110℃で1.5時間反応させた。次いで、0.5℃/minで120℃まで昇温し、120℃で2時間反応させた。   Thereafter, the mixture was cooled to 80 ° C., 117.4 g of paraformaldehyde was added, and the mixture was reacted at 95 ° C. for 2.5 hours. Next, the temperature was raised to 110 ° C at a rate of 0.5 ° C / min, and the reaction was performed at 110 ° C for 1.5 hours. Next, the temperature was raised to 120 ° C. at a rate of 0.5 ° C./min, and the reaction was performed at 120 ° C. for 2 hours.

反応後、2300gの水を添加し、強く撹拌した後に静置し、デカンテーションで水を除去することによって、シュウ酸およびフェノールを除去した。さらに、適宜、水を加えつつ120℃、0.08MPaの条件で減圧蒸留し、残留フェノールを除去した。なお、減圧蒸留はフェノール残存率が1%以下になるまで繰り返した。   After the reaction, 2300 g of water was added, the mixture was stirred vigorously, and then allowed to stand. Then, oxalic acid and phenol were removed by removing water by decantation. Furthermore, distillation was performed under reduced pressure at 120 ° C. and 0.08 MPa while adding water as appropriate to remove residual phenol. The distillation under reduced pressure was repeated until the residual ratio of phenol became 1% or less.

これにより、酢酸変性リグニンにより変性されたノボラック型フェノール樹脂を得た。   Thus, a novolak-type phenol resin modified with acetic acid-modified lignin was obtained.

ノボラック型フェノール樹脂の収率は、74.9%であった。   The yield of the novolak-type phenol resin was 74.9%.

また、得られた樹脂450gと、充填剤としての木粉(旭有機材工業社製)150gと、フェノール樹脂硬化剤としてのヘキサメチレンテトラミン(リグナイト社製)54gと、離型剤としてのステアリン酸亜鉛(和光純薬工業社製)4.5gとを順次配合し、2本の熱ロールにて100℃で10分間混練して、樹脂組成物を得た。   Further, 450 g of the obtained resin, 150 g of wood powder (manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd.) as a filler, 54 g of hexamethylenetetramine (manufactured by Lignite) as a phenol resin curing agent, and stearic acid as a release agent 4.5 g of zinc (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were sequentially mixed and kneaded with two hot rolls at 100 ° C. for 10 minutes to obtain a resin composition.

実施例2〜4および比較例1
表1に示す配合処方とした以外は、実施例1と同様にして、ノボラック型フェノール樹脂および樹脂組成物を得た。
Examples 2 to 4 and Comparative Example 1
A novolak-type phenolic resin and a resin composition were obtained in the same manner as in Example 1 except that the formulation shown in Table 1 was used.

なお、実施例2では、酢酸リグニンに代えて、製造例2で得られたアルカリリグニンを用いた。   In Example 2, the alkali lignin obtained in Production Example 2 was used instead of lignin acetate.

また、実施例3では、酢酸リグニンに代えて、クラフトリグニン(SIGMA−ALDRICH社製、脂肪族水酸基含有量4.4質量%)を用いた。   In Example 3, Kraft lignin (manufactured by SIGMA-ALDRICH, aliphatic hydroxyl group content: 4.4% by mass) was used instead of lignin acetate.

また、比較例1では、酢酸リグニンに代えて、リグニンスルホン酸ナトリウム(東京化成工業社製、脂肪族水酸基含有量0.3質量%)を用いた。   In Comparative Example 1, sodium ligninsulfonate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., aliphatic hydroxyl group content: 0.3% by mass) was used instead of lignin acetate.

<一括反応>
実施例4
フェノール493.5gをフラスコに入れ、50℃程度まで加熱してフェノールを液化させ、その後、製造例1で得られた酢酸変性リグニン150gを添加した。
<Batch reaction>
Example 4
493.5 g of phenol was placed in a flask and heated to about 50 ° C. to liquefy the phenol. Thereafter, 150 g of the acetic acid-modified lignin obtained in Production Example 1 was added.

次いで、シュウ酸(酸触媒)7.62gと、パラホルムアルデヒド117.4gとを添加し、95℃で2.5時間反応させた。次いで、0.5℃/minで110℃まで昇温し、110℃で1.5時間反応させた。次いで、0.5℃/minで120℃まで昇温し、120℃で2時間反応させた。   Next, 7.62 g of oxalic acid (acid catalyst) and 117.4 g of paraformaldehyde were added and reacted at 95 ° C. for 2.5 hours. Next, the temperature was raised to 110 ° C at a rate of 0.5 ° C / min, and the reaction was performed at 110 ° C for 1.5 hours. Next, the temperature was raised to 120 ° C. at a rate of 0.5 ° C./min, and the reaction was performed at 120 ° C. for 2 hours.

反応後、2300gの水を添加し、強く撹拌した後に静置し、デカンテーションで水を除去することによって、シュウ酸およびフェノールを除去した。さらに、適宜、水を加えつつ120℃、0.08MPaの条件で減圧蒸留し、残留フェノールを除去した。なお、減圧蒸留はフェノール残存率が1%以下になるまで繰り返した。   After the reaction, 2300 g of water was added, and the mixture was vigorously stirred and allowed to stand, and oxalic acid and phenol were removed by removing water by decantation. Furthermore, distillation was performed under reduced pressure at 120 ° C. and 0.08 MPa while adding water as appropriate to remove residual phenol. The distillation under reduced pressure was repeated until the residual ratio of phenol became 1% or less.

これにより、酢酸変性リグニンにより変性されたノボラック型フェノール樹脂を得た。   Thus, a novolak-type phenol resin modified with acetic acid-modified lignin was obtained.

ノボラック型フェノール樹脂の収率は、69.7%であった。   The yield of the novolak-type phenol resin was 69.7%.

また、得られた樹脂450gと、充填剤としての木粉(旭有機材工業社製)150gと、フェノール樹脂硬化剤としてのヘキサメチレンテトラミン(リグナイト社製)54gと、離型剤としてのステアリン酸亜鉛(和光純薬工業社製)4.5gとを順次配合し、2本の熱ロールにて100℃で10分間混練して、樹脂組成物を得た。   Further, 450 g of the obtained resin, 150 g of wood powder (manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd.) as a filler, 54 g of hexamethylenetetramine (manufactured by Lignite) as a phenol resin curing agent, and stearic acid as a release agent 4.5 g of zinc (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was sequentially mixed and kneaded with two hot rolls at 100 ° C. for 10 minutes to obtain a resin composition.

実施例5
表2に示す配合処方とした以外は、実施例4と同様にして、ノボラック型フェノール樹脂および樹脂組成物を得た。
Example 5
A novolak-type phenolic resin and a resin composition were obtained in the same manner as in Example 4, except that the formulation shown in Table 2 was used.

なお、実施例5では、酢酸リグニンに代えて、製造例2で得られたアルカリリグニンを用いた。   In Example 5, the alkali lignin obtained in Production Example 2 was used instead of lignin acetate.

比較例2
フェノール846g、シュウ酸(酸触媒)13.02gおよびパラホルムアルデヒド172.5gをフラスコに入れ、95℃で2.5時間反応させた。次いで、0.5℃/minで110℃まで昇温し、110℃で1.5時間反応させた。次いで、0.5℃/minで120℃まで昇温し、120℃で2時間反応させた。
Comparative Example 2
846 g of phenol, 13.02 g of oxalic acid (acid catalyst) and 172.5 g of paraformaldehyde were put in a flask, and reacted at 95 ° C. for 2.5 hours. Next, the temperature was raised to 110 ° C at a rate of 0.5 ° C / min, and the reaction was performed at 110 ° C for 1.5 hours. Next, the temperature was raised to 120 ° C. at a rate of 0.5 ° C./min, and the reaction was performed at 120 ° C. for 2 hours.

反応後、3030gの水を添加し、強く撹拌した後に静置し、デカンテーションで水を除去することによって、シュウ酸およびフェノールを除去した。さらに、適宜、水を加えつつ120℃、0.08MPaの条件で減圧蒸留し、残留フェノールを除去した。なお、減圧蒸留はフェノール残存率が1%以下になるまで繰り返した。   After the reaction, 3030 g of water was added, and the mixture was vigorously stirred and allowed to stand, and oxalic acid and phenol were removed by removing water by decantation. Furthermore, distillation was performed under reduced pressure at 120 ° C. and 0.08 MPa while adding water as appropriate to remove residual phenol. The distillation under reduced pressure was repeated until the residual ratio of phenol became 1% or less.

これにより、リグニンを含有しないノボラック型フェノール樹脂を得た。   Thus, a novolak-type phenol resin containing no lignin was obtained.

ノボラック型フェノール樹脂の収率は、60.1%であった。   The yield of the novolak type phenol resin was 60.1%.

また、得られた樹脂450gと、充填剤としての木粉(旭有機材工業社製)150gと、硬化剤としてのヘキサメチレンテトラミン(リグナイト社製)54gと、離型剤としてのステアリン酸亜鉛(和光純薬工業社製)4.5gとを順次配合し、2本の熱ロールにて100℃で10分間混練して、樹脂組成物を得た。   Further, 450 g of the obtained resin, 150 g of wood flour (manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd.) as a filler, 54 g of hexamethylenetetramine (manufactured by Lignite) as a curing agent, and zinc stearate as a release agent ( 4.5 g of Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and kneaded with two hot rolls at 100 ° C. for 10 minutes to obtain a resin composition.

<評価>
各実施例および各比較例において得られた樹脂組成物について、170℃において15分間トランスファ成形し、成形品として、曲げ試験用の矩形試験片と、75mmφの円盤形試験片とを得た。
<Evaluation>
The resin compositions obtained in each of the examples and comparative examples were subjected to transfer molding at 170 ° C. for 15 minutes to obtain rectangular test pieces for bending tests and disk-shaped test pieces of 75 mmφ as molded products.

そして、得られた成形品を、下記の方法により評価した。その結果を、表1に示す。   Then, the obtained molded product was evaluated by the following method. Table 1 shows the results.

(1)ガラス転移温度(Tg)
Rheogel−E4000(ユ−ビーエム社製)を用い、固体動的粘弾性を測定した(周波数1Hz、昇温速度2℃/分)。そして、得られるtanδ曲線のピーク温度を、ガラス転移温度(Tg)として求めた。その結果を、表1に示す。
(1) Glass transition temperature (Tg)
Using Rheogel-E4000 (manufactured by UBM), the solid dynamic viscoelasticity was measured (frequency: 1 Hz, heating rate: 2 ° C./min). Then, the peak temperature of the obtained tan δ curve was determined as a glass transition temperature (Tg). Table 1 shows the results.

(2)曲げ強度
JIS K6911(1995年版)に準拠して、クロスヘッド速度3mm/分、スパン100mmにて曲げ強度を測定した。
(2) Bending strength The bending strength was measured at a crosshead speed of 3 mm / min and a span of 100 mm in accordance with JIS K6911 (1995 version).

(3)荷重たわみ温度
ASTM D648(2004年版)に準拠して、ヒートディストーションテスター(マイズ試験機製)を用い、シリコーンオイル中において、昇温速度2℃/分、荷重18.5kg/cmの条件で、標準たわみ量(0.25mm)に到達したときの温度を測定した。
(3) Deflection temperature under load According to ASTM D648 (2004 version), using a heat distortion tester (manufactured by Mize Tester), in silicone oil, at a temperature increase rate of 2 ° C./min and a load of 18.5 kg / cm 2 . Then, the temperature when the standard deflection (0.25 mm) was reached was measured.

(4)線膨張係数
TMA/SS6000(日立ハイテクサイエンス社製)を用い、窒素雰囲気下、圧縮モード、昇温速度2℃/分で熱機械分析(TMA)し、得られるTMA曲線の傾きから、40℃〜60℃での線膨張係数を求めた。
(4) Coefficient of linear expansion TMA / SS6000 (manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation) was used to perform thermomechanical analysis (TMA) under a nitrogen atmosphere in a compression mode at a heating rate of 2 ° C./min. The linear expansion coefficient at 40 ° C to 60 ° C was determined.

(5)体積抵抗率(電気絶縁性)
JIS K6911(1995年版)に従い、HP4339A(アジレント・テクノロジー社製)を用いて、体積抵抗率(Ω・cm)を測定した。
(5) Volume resistivity (electrical insulation)
According to JIS K6911 (1995 version), volume resistivity (Ω · cm) was measured using HP4339A (manufactured by Agilent Technologies).

(6)誘電率
インピーダンスアナライザーE4991A(アジレント・テクノロジー社製)を用い、周波数1GHzにおける誘電率を容量法にて測定した。
(6) Dielectric constant The dielectric constant at a frequency of 1 GHz was measured by a capacitance method using an impedance analyzer E4991A (manufactured by Agilent Technologies).

(7)吸水率
成形品の初期質量(乾燥質量)を測定し、次いで、成形品を沸騰水に2時間浸漬した後、その質量(吸水質量)および増加量を測定し、下記式により、吸水率を求めた。
(7) Water absorption The initial mass (dry mass) of the molded article was measured, and then the molded article was immersed in boiling water for 2 hours, and then its mass (water absorption mass) and increase were measured. The rate was determined.

吸水率(質量%)
= 100 × 沸騰水の浸漬後における質量増加量 / 乾燥質量
Water absorption (mass%)
= 100 x the amount of increase in mass after immersion in boiling water / dry mass

Figure 2020055888
Figure 2020055888

Figure 2020055888
Figure 2020055888

Claims (5)

分子中に脂肪族水酸基を有するリグニンと、
フェノール類と、
アルデヒド類と
の、酸触媒下での反応生成物であり、
前記リグニンの前記脂肪族水酸基の含有割合が、前記リグニンの総量に対して、0.5質量%以上7.0質量%以下である
ことを特徴とする、ノボラック型フェノール樹脂。
Lignin having an aliphatic hydroxyl group in the molecule,
Phenols,
An acid catalyzed reaction product with an aldehyde,
A novolak-type phenol resin, wherein the content of the aliphatic hydroxyl group in the lignin is 0.5% by mass or more and 7.0% by mass or less based on the total amount of the lignin.
前記リグニンおよび前記フェノール類の反応生成物を含むリグニン−フェノール組成物と、
前記アルデヒド類と
の反応生成物である、請求項1に記載のノボラック型フェノール樹脂。
A lignin-phenol composition comprising the reaction product of the lignin and the phenols;
The novolak type phenol resin according to claim 1, which is a reaction product with the aldehyde.
前記リグニンが、酢酸により変性されたリグニンである、
請求項1または2に記載のノボラック型フェノール樹脂。
The lignin is lignin modified with acetic acid,
The novolak-type phenol resin according to claim 1.
請求項1〜3のいずれか一項に記載のノボラック型フェノール樹脂を含有することを特徴とする、樹脂組成物。   A resin composition comprising the novolak-type phenol resin according to claim 1. 分子中に脂肪族水酸基を有するリグニンと、フェノール類と、アルデヒド類とを、酸触媒下で反応させる工程を含み、
前記リグニンの前記脂肪族水酸基の含有割合が、前記リグニンの総量に対して、0.5質量%以上7.0質量%以下である
ことを特徴とする、ノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
Including a step of reacting lignin having an aliphatic hydroxyl group in the molecule, phenols, and aldehydes under an acid catalyst,
A method for producing a novolak-type phenol resin, wherein a content ratio of the aliphatic hydroxyl group in the lignin is 0.5% by mass or more and 7.0% by mass or less based on a total amount of the lignin.
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US10808068B2 (en) * 2018-01-26 2020-10-20 Hexion Inc. Manufacture of novolacs and resoles using lignin
JP2020050814A (en) * 2018-09-28 2020-04-02 住友ベークライト株式会社 Resin material comprising phenol-modified lignin resin, phenol-modified lignin resin composition using the same, and structure body
BR102018077291B1 (en) * 2018-12-27 2024-02-20 Suzano S.A. NOVOLACA TYPE PHENOLIC RESINS, SYNTHESIS PROCESS OF SAID PHENOLIC RESINS AND USE THEREOF

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5354882B2 (en) * 2006-12-01 2013-11-27 トヨタ車体株式会社 Method for producing lignin-modified novolac phenolic resin
JP2014024933A (en) * 2012-07-26 2014-02-06 Hitachi Chemical Co Ltd Self-curable resin using lignin
FR3007764B1 (en) * 2013-06-26 2016-11-25 Cie Ind De La Matiere Vegetale - Cimv "PHENOLIC RESIN OBTAINED BY POLYCONDENSATION OF FORMALDEHYDE, PHENOL AND LIGNIN"
FI129414B (en) * 2013-09-30 2022-02-15 Upm Kymmene Corp A method for increasing the reactivity of lignin
JP6541007B2 (en) * 2014-03-28 2019-07-10 住友ベークライト株式会社 Phenol-modified lignin resin, method for producing the same, and resin composition, rubber composition, and cured product
WO2016098667A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-23 ハリマ化成株式会社 Impregnated sheet, laminated sheet, and resin composition

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