JP3343564B2 - Method for producing resin raw material composition from wood-based material using cyclic carbonates - Google Patents

Method for producing resin raw material composition from wood-based material using cyclic carbonates

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JP3343564B2
JP3343564B2 JP24366097A JP24366097A JP3343564B2 JP 3343564 B2 JP3343564 B2 JP 3343564B2 JP 24366097 A JP24366097 A JP 24366097A JP 24366097 A JP24366097 A JP 24366097A JP 3343564 B2 JP3343564 B2 JP 3343564B2
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竜彦 山田
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は更新可能な資源であ
る木質系物質を液化して樹脂原料組成物を製造する方法
に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a resin raw material composition by liquefying a wood-based substance which is a renewable resource.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在木材工業等において、製材時に排出
される樹皮、おが屑、板屑等の廃棄物の処理が大きな問
題となっている。また、林業の面ではいわゆる間伐材の
有効利用が急務となっている。さら都市部では建築廃材
の廃棄処理が大きな問題となっている。そのためこれら
木質系廃棄物の有効利用法の開発が急がれている。その
一つとして、木質系物質を有機溶媒中で酸処理し前記溶
媒に一部反応させかつ溶解させた液状変性物を得る試み
がなされている。これを木質系物質の液化と称してい
る。
2. Description of the Related Art At present, in the wood industry and the like, treatment of waste such as bark, sawdust, and board waste discharged at the time of sawing has become a major problem. In the forestry industry, there is an urgent need to use so-called thinned wood effectively. Furthermore, in urban areas, disposal of construction waste is a major problem. Therefore, development of effective utilization methods of these woody wastes is urgent. As one of them, an attempt has been made to obtain a liquid-modified substance in which a wood-based substance is treated with an acid in an organic solvent, partially reacted with the solvent and dissolved therein. This is called liquefaction of wood-based materials.

【0003】木質系材料の液化は、1925年にFie
rz− Davidらがセルロースを高圧水素下に処理
して液状物を得たことに始まると考えられる。以後、高
温、高圧下に種々の触媒を用いて木質材料を液状化する
ことが試みられてきた。その後液化方法は種々の進展を
見せ、1986年にはHoechst社が硫酸触媒を用
いてフェノール存在下に木粉を処理し、酸化マグネシウ
ムを添加して中和後未反応フェノールを除去し硬化反応
性樹脂を得る特許を出願している(特公昭61−269
7号公報)。白石らは木質材料を高温(250℃)下に
無触媒でフェノール類で処理し液化物を得ている(特開
昭61−261358号公報)。またフェノール類を用
いた液化については、上記技術を改良したものとして、
例えば特開平2−212498号公報、特開平3−59
035号公報、日本特許2611166号明細書に記載
された技術が知られている。
[0003] Liquefaction of wood-based materials was started in 1925 by Fie.
It is thought that rz-David et al. began to treat cellulose under high-pressure hydrogen to obtain a liquid. Since then, attempts have been made to liquefy wood materials using various catalysts under high temperature and high pressure. After that, the liquefaction method showed various progress. In 1986, Hoechst treated wood flour in the presence of phenol using a sulfuric acid catalyst, added magnesium oxide, neutralized it, removed unreacted phenol, and set hardening reactivity. A patent for obtaining a resin has been filed (Japanese Patent Publication No. 61-269)
No. 7). Shiraishi et al. Have obtained a liquefied product by treating a woody material with phenols at a high temperature (250 ° C.) without a catalyst (JP-A-61-261358). Regarding liquefaction using phenols, as an improvement of the above technology,
For example, JP-A-2-212498, JP-A-3-59
No. 035 and Japanese Patent No. 2611166 are known.

【0004】一方、フェノール類の替わりにアルコール
類、特に多価アルコール類を用いても液化が可能である
ことが見いだされた。特開昭62−79230号公報に
は、木質材料を耐圧容器中250℃でアルコール類、ケ
トン類により液化する方法が開示されている。特開昭6
4−36653号公報には、二塩基酸無水物と多価アル
コール類及び溶媒としてアセトンの存在下に木質材料を
耐圧反応管中で250℃で2.5時間反応させ木材溶液
を調製し、これにε−カプロラクトンを混合し耐圧反応
容器中で水酸化カリウム触媒を用いて180℃で反応さ
せ、未反応ε−カプロラクトンを除去して多価イソシア
ネート化合物と反応せしめて発泡体を得る方法が開示さ
れている。特開平4−106128号公報には、硫酸触
媒下に常圧でポリエチレングリコール類を用いることに
より液化が可能であること、また、グリセリンを添加し
た系の方が液化反応が良く進行することが開示されてい
る。ここで、液化がもっとも早く進行するポリエチレン
グリコール400とグリセリンの混合溶媒系でも、残渣
率が10%以下にまで液化するには150℃の反応温度
で1時間以上を要している。特開平8−225653号
公報には、多価アルコールとポリエステルポリオール原
料として開環反応して重合するε−カプロラクトンとの
混合溶液中で硫酸触媒下に木粉を液化できることが開示
されている。なお、ここではε−カプロラクトン単独で
の液化はなされていない。
On the other hand, it has been found that liquefaction is possible even when alcohols, especially polyhydric alcohols, are used instead of phenols. JP-A-62-79230 discloses a method of liquefying a woody material with an alcohol or ketone at 250 ° C. in a pressure vessel. JP 6
No. 4-36653 discloses that a wood solution is prepared by reacting a wood material in a pressure-resistant reaction tube at 250 ° C. for 2.5 hours in the presence of dibasic acid anhydride, polyhydric alcohols and acetone as a solvent. And a reaction at 180 ° C. using a potassium hydroxide catalyst in a pressure-resistant reaction vessel to remove unreacted ε-caprolactone and react with a polyvalent isocyanate compound to obtain a foam. ing. JP-A-4-106128 discloses that liquefaction is possible by using polyethylene glycols under normal pressure under a sulfuric acid catalyst, and that the liquefaction reaction proceeds better in a system to which glycerin is added. Have been. Here, even in a mixed solvent system of polyethylene glycol 400 and glycerin in which liquefaction proceeds fastest, it takes more than one hour at a reaction temperature of 150 ° C. to liquefy to a residue ratio of 10% or less. JP-A-8-225653 discloses that wood flour can be liquefied under a sulfuric acid catalyst in a mixed solution of polyhydric alcohol and ε-caprolactone which is polymerized by a ring opening reaction as a polyester polyol raw material. Here, liquefaction of ε-caprolactone alone was not performed.

【0005】以上の文献に見られるように、木質系物質
の液化方法は、フェノール類又は多価アルコール類を用
いて耐圧反応容器を用い無触媒で行う方法、あるいは、
常圧下で酸触媒を用いて行う方法に類別される。装置的
には耐酸性の高い内壁を有する反応容器を使用すれば常
圧での液化が取り扱いにおいて容易である。なお、上記
の方法で用いられているフェノール類やアルコール類な
どの液化溶媒は、パルプ化の一分野であるソルボリシス
パルプ化でセルロールを残すための脱リグニン溶媒とし
て注目されてきたものである。また、これらを液化溶媒
とする液化では、針葉樹、広葉樹を問わずほとんどのリ
グニンが最初に液化されることが知られている。しか
し、針葉樹においてポリフェノールであるリグニン類を
残すような液化については報告がない。
[0005] As can be seen from the above-mentioned documents, a method for liquefying a wood-based substance is a method in which a phenol or a polyhydric alcohol is used in a pressure-resistant reaction vessel without a catalyst, or
It is classified into a method of using an acid catalyst under normal pressure. If a reaction vessel having a highly acid-resistant inner wall is used, liquefaction at normal pressure is easy in handling. The liquefied solvents such as phenols and alcohols used in the above method have been attracting attention as delignification solvents for leaving cellulose in solvolysis pulping, which is one field of pulping. It is known that most of lignin is first liquefied in liquefaction using these as a liquefaction solvent, irrespective of softwood or hardwood. However, there is no report on liquefaction that leaves lignins, which are polyphenols, in conifers.

【0006】また、上記の方法においては、反応温度
は、液化を残渣率10%以下に進行させるためには15
0℃程度は必要であり、液化時間は少なくとも1時間を
要していた。上記のように、従来技術はソルボリシスパ
ルプ化に検討されてきたフェノール類やアルコール類を
用いて木質材料を液化する方法であり、環状炭酸類を反
応溶媒として用いた例はない。
[0006] In the above method, the reaction temperature is set at 15 to make the liquefaction proceed to a residue ratio of 10% or less.
About 0 ° C. was required, and the liquefaction time required at least one hour. As described above, the conventional technique is a method of liquefying a woody material using phenols or alcohols, which has been studied for solvolysis pulping, and there is no example of using cyclic carbonic acid as a reaction solvent.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
木質系物質の液化溶媒として知られていない環状炭酸類
を用いることにより、木質系物質を低温で、短時間に液
化して樹脂原料組成物を製造することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to use a cyclic carbonic acid which is not conventionally known as a liquefying solvent for wood-based materials, to thereby liquefy the wood-based materials at a low temperature and in a short time to obtain a resin raw material. In producing a composition.

【0008】すなわち、本発明は、環状炭酸類と木質系
物質と酸類とを混合し、常圧下、環状炭酸類の融点以上
沸点以下の温度範囲で加熱することにより木質系物質を
前記酸類により分解するとともにこの分解による生成物
を環状炭酸類と反応させ液状化することを特徴とする木
質系物質からの樹脂原料組成物の製造法を提供するもの
である。
That is, according to the present invention, the woody substance is decomposed by the acid by mixing the cyclic carbonic acid, the woody substance and the acid, and heating the mixture under normal pressure in a temperature range from the melting point to the boiling point of the cyclic carbonic acid. the product of this decomposition is to provide a manufacturing method of the resin raw material composition from wood-based material characterized that you liquefaction is reacted with a cyclic carbonate such as to.

【0009】本発明はまた、 1)環状炭酸類と2)
ルコール類及びフェノール類から選ばれる少なくも1種
の化合物との混合物と3)木質系物質と4)酸類とを混
合し、1)環状炭酸類の融点以上沸点以下の温度範囲で
加熱することにより3)木質系物質を4)酸類により分
解するとともにこの分解による生成物を1)環状炭酸類
2)アルコール類及びフェノール類から選ばれる少な
くも1種の化合物を混合した混合物と反応させ液状化す
ることを特徴とする木質系物質からの樹脂原料組成物の
製造法を提供するものである。
[0009] The present invention also includes 1) a cyclic carbonate compound and 2) a mixture and 3 the least one compound selected from alcohols and phenols) wood-based material and a 4) were mixed and acids, 1) By heating in a temperature range from the melting point to the boiling point of the cyclic carbonic acid, 3) the wood-based substance is decomposed by 4) acids, and the resulting product is selected from 1) cyclic carbonic acid and 2) alcohols and phenols. The present invention provides a method for producing a resin raw material composition from a wood-based substance, characterized by reacting with a mixture obtained by mixing at least one compound.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の樹脂原料組成物の出発原
料物質である、木質系物質としては、オガ屑、木粉、木
材チップ、単板クズ、合板切りクズ、樹皮等各種の木質
系物質が用いられ、粉状の木質系物質が好ましく用いら
れる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As a starting material of the resin raw material composition of the present invention, various woody materials such as sawdust, wood flour, wood chips, veneer chips, plywood cuttings, bark, etc. A substance is used, and a powdery wood-based substance is preferably used.

【0011】本発明で用いられる環状炭酸類としては、
炭酸エチレン、炭酸プロピレンなどがある。上記環状炭
酸類は単独であるいは混合して用いることができる。
The cyclic carbonates used in the present invention include:
Examples include ethylene carbonate and propylene carbonate. The above cyclic carbonates can be used alone or as a mixture.

【0012】木質系物質と環状炭酸類の混合割合は両者
が均一に混合できれば特に限定されるものではないが、
環状炭酸類100重量部に対して木質系物質を好ましく
は1〜2000重量部、より好ましくは10〜700重
量部混合する。環状炭酸類とアルコール類及びフェノー
ル類から選ばれる少なくも1種の化合物との混合物を用
いる場合には、この混合物100重量部に対して木質系
物質を好ましくは1〜2000重量部、より好ましくは
10〜700重量部混合する。
The mixing ratio of the woody substance and the cyclic carbonate is not particularly limited as long as both can be uniformly mixed.
The wood-based substance is preferably mixed in an amount of 1 to 2,000 parts by weight, more preferably 10 to 700 parts by weight, based on 100 parts by weight of the cyclic carbonate. When a mixture of a cyclic carbonic acid and at least one compound selected from alcohols and phenols is used, a wood-based substance is preferably used in an amount of 1 to 2,000 parts by weight, more preferably 100 parts by weight of the mixture. 10 to 700 parts by weight are mixed.

【0013】本発明において、木質系物質がシラカンバ
等の広葉樹から得られるものである場合は、環状炭酸類
により木質系物質をほとんど液化することができる。木
質系物質がスギ等の針葉樹から得られたものである場合
には、リグニン類を残存させてその他セルロース類を液
化することができる。そこで残存したリグニン類を濾過
して他の用途に使用できる。通常の液化(残渣率10%
以下)を行いたい場合には、環状炭酸類に替えて環状炭
酸類とアルコール類あるいはフェノール類との混合物を
使用すればリグニン類も液化される。
In the present invention, when the woody substance is obtained from a broad-leaved tree such as birch, the woody substance can be almost liquefied by the cyclic carbonic acid. When the woody substance is obtained from conifers such as cedar, lignins can be left and other celluloses can be liquefied. Then, the remaining lignins can be filtered and used for other purposes. Normal liquefaction (residue rate 10%
When the following is desired, lignins are liquefied by using a mixture of cyclic carbonates and alcohols or phenols instead of cyclic carbonates.

【0014】環状炭酸類に混合するアルコール類として
は、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルア
ルコール、ベンジルアルコールなどの脂肪族、芳香族の
一価のアルコール類、エチレングリコール、プロピレン
グリコール、ポリエチレングリコールなどの脂肪族、芳
香族の二価のアルコール類、グリセリン等の脂肪族、芳
香族の三価のアルコール類、ペンタエリスリトール等の
脂肪族、芳香族の四価のアルコール類が用いられる。ま
た、フェノール類としては、フェノール、o−、m−、
p−クレゾール、3,5−、2,3−、2,6−キシレ
ノール、o−、m−、p−プロピルフェノール、o−、
m−、p−ブチルフェノール、o−、m−、p−セカン
ダリーブチルフェノール、o−、m−、p−ターシャリ
ーブチルフェノール、ヘキシルフェノール、フェニルフ
ェノール、オクチルフェノール、ナフトール等の一価の
フェノール、カテコール、レゾルシノール、キノール、
ビスフェノールA、ビスフェノールB、ビスフェノール
F等の二価のフェノール、ピロガロール、フロログルシ
ル、トリヒドロベンゼン、没食子酸等の三価のフェノー
ル及びこれらの塩化物等が用いられる。アルコール類又
はフェノール類の使用割合は環状炭酸類100重量部に
対して0.1〜10重量%とすることが好ましい。
The alcohols to be mixed with the cyclic carbonates include aliphatic and aromatic monohydric alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol and benzyl alcohol, and fatty acids such as ethylene glycol, propylene glycol and polyethylene glycol. Aliphatic and aromatic dihydric alcohols, aliphatic and aromatic trihydric alcohols such as glycerin, and aliphatic and aromatic tetrahydric alcohols such as pentaerythritol are used. As phenols, phenol, o-, m-,
p-cresol, 3,5-, 2,3-, 2,6-xylenol, o-, m-, p-propylphenol, o-,
m-, p-butylphenol, o-, m-, p-secondary butylphenol, o-, m-, p-tert-butylphenol, hexylphenol, phenylphenol, octylphenol, monohydric phenols such as naphthol, catechol, resorcinol, Quinol,
Bivalent phenols such as bisphenol A, bisphenol B and bisphenol F, trivalent phenols such as pyrogallol, phloroglucyl, trihydrobenzene, and gallic acid, and chlorides thereof are used. The proportion of the alcohol or phenol used is preferably 0.1 to 10% by weight based on 100 parts by weight of the cyclic carbonate.

【0015】本発明で用いられる酸類としては、塩酸、
硫酸、硝酸などの鉱酸や、ギ酸、酢酸、p−トルエンス
ルホン酸等の有機酸のようなブレンステッド酸及び三フ
ッ化ホウ素、塩化アルミニウム、塩化第二スズのような
ルイス酸あるいはそれらのエーテル、アルコール、フェ
ノール錯体等が挙げられる。これらの使用割合は環状炭
酸類100重量部に対して0.1〜10重量部とするこ
とが好ましい。
The acids used in the present invention include hydrochloric acid,
Mineral acids such as sulfuric acid and nitric acid, Bronsted acids such as organic acids such as formic acid, acetic acid and p-toluenesulfonic acid and Lewis acids such as boron trifluoride, aluminum chloride and stannic chloride or ethers thereof. , Alcohols, phenol complexes and the like. It is preferable to use these in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the cyclic carbonate.

【0016】さらに、反応初期の発熱による暴走反応を
緩和したり、出発物質である木質系物質中の大量の水分
を系外に取り除くために、水と共沸性の共沸溶媒や生成
する樹脂原料組成物を溶解するような溶媒等を反応初期
や反応中に添加することが好ましい。共沸溶媒としては
トルエン等が挙げられる。
Further, in order to alleviate the runaway reaction due to heat generation in the initial stage of the reaction or to remove a large amount of water from the woody material as a starting material to the outside of the system, an azeotropic solvent having an azeotropic property with water or a resin formed. It is preferable to add a solvent or the like that dissolves the raw material composition at the beginning of the reaction or during the reaction. Examples of the azeotropic solvent include toluene.

【0017】本発明において用いる反応装置は、耐圧反
応器である必要はなく、耐酸性の常圧用反応容器でよ
い。反応を均一にするために大きなトルクのかけられる
撹拌装置が付帯していることが特に望ましい。液化反応
は、撹拌下、120〜150℃で、10分〜3時間行う
ことが好ましい。
The reactor used in the present invention does not need to be a pressure-resistant reactor, but may be an acid-resistant normal-pressure reactor. It is particularly desirable to have a stirrer to which a large torque can be applied in order to make the reaction uniform. The liquefaction reaction is preferably performed at 120 to 150 ° C. with stirring for 10 minutes to 3 hours.

【0018】木質系物質はこのようにして環状炭酸類等
と加熱撹拌することにより液化され樹脂原料組成物が得
られる。本発明により得られた樹脂原料組成物は、アル
コール類、エポキシ類、イソシアネート類等との反応性
を持ち、それらとの反応生成物は触媒または加熱により
高分子樹脂物質となる性質を有しており、接着剤、成型
物等の原料となるものである。
The wood-based substance is liquefied by heating and stirring with the cyclic carbonic acid and the like in this way, to obtain a resin raw material composition. The resin raw material composition obtained according to the present invention has reactivity with alcohols, epoxies, isocyanates, and the like, and a reaction product thereof has a property of being a polymer resin substance by a catalyst or heating. It is used as a raw material for adhesives, molded products and the like.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例及びその比較例によっ
て本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples of the present invention and Comparative Examples thereof, but the present invention is not limited to these Examples.

【0020】実施例1 温度計、冷却菅及び撹拌装置の付いた100ml容量の
三つ口フラスコに濃硫酸1.5gと炭酸エチレン50g
を秤取り撹拌混合する。この混合液に乾燥シラカンバお
が屑10gを添加して更に撹拌する。シラカンバおが屑
が炭酸エチレンによく混合したのを確認してから、撹拌
下に系内温度を150℃にまで昇温し、同温度で15分
間反応を行い、次いで冷却して黒色の高粘性生成物を得
た。この生成物を定量的にG3のガラスフィルターに移
し、ジオキサン/水(8/2vol)混合液で洗浄濾過
した結果、若干の未溶解物をフィルター上に得た。未溶
解物の入ったフィルターを乾燥機中で110±5℃、2
4時間乾燥して得た未溶解物の乾燥重量は0.37g
(残渣率:3.7%)であった。以後の液化において、
液化生成物中ジオキサン/水(8/2vol)混合液に
溶解しない物質を、液化における残渣と定義する。ま
た、仕込み木質材料の乾燥重量に対する残渣の乾燥重量
パーセントを残渣率と定義する。
Example 1 1.5 g of concentrated sulfuric acid and 50 g of ethylene carbonate were placed in a 100 ml three-necked flask equipped with a thermometer, a cooling tube and a stirrer.
Weigh and mix with stirring. 10 g of dried birch sawdust is added to the mixture, and the mixture is further stirred. After confirming that birch sawdust was well mixed with ethylene carbonate, the temperature in the system was increased to 150 ° C with stirring, and the reaction was carried out at the same temperature for 15 minutes. I got This product was quantitatively transferred to a G3 glass filter, washed and filtered with a dioxane / water (8/2 vol) mixed solution, and as a result, some undissolved matter was obtained on the filter. The filter containing the undissolved substance is placed in a dryer at 110 ± 5 ° C., 2
Dry weight of undissolved material obtained after drying for 4 hours is 0.37 g
(Residue rate: 3.7%). In the subsequent liquefaction,
Substances that do not dissolve in the dioxane / water (8/2 vol) mixture in the liquefied product are defined as residues in the liquefaction. The dry weight percentage of the residue relative to the dry weight of the wood material used is defined as the residue ratio.

【0021】なお、濾液からジオキサン/水混合液を蒸
発させた高粘性生成物はジメチルホルムアミド、フェノ
ール、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド等に
完溶する物質であり、メチルアルコール、アセトンなど
にほとんど溶解する物質であった。
The highly viscous product obtained by evaporating the dioxane / water mixture from the filtrate is a substance which is completely dissolved in dimethylformamide, phenol, tetrahydrofuran, dimethylsulfoxide and the like, and is a substance which is almost dissolved in methyl alcohol, acetone and the like. there were.

【0022】実施例2 実施例1において炭酸エチレンの代わりに炭酸プロピレ
ンを用い、同様の方法で液化(系内温度を150℃に昇
温した後の反応)を40分間行ったところ、残渣率1%
程度の液化生成物を得た。この生成物の可溶部は実施例
1と同様の溶媒に可溶であった。
Example 2 In Example 1, propylene carbonate was used in place of ethylene carbonate, and liquefaction (reaction after raising the system temperature to 150 ° C.) was performed for 40 minutes in the same manner. %
A degree of liquefaction product was obtained. The soluble part of this product was soluble in the same solvent as in Example 1.

【0023】実施例3 実施例1において反応温度を150℃から120℃に、
反応時間を3時間に変更して、同様の方法で液化を行っ
た結果、残渣率3%程度の液化生成物を得た。この生成
物の可溶部は実施例1と同様の溶媒に可溶であった。
Example 3 The reaction temperature in Example 1 was changed from 150 ° C. to 120 ° C.
The reaction time was changed to 3 hours, and liquefaction was performed in the same manner. As a result, a liquefied product having a residue ratio of about 3% was obtained. The soluble part of this product was soluble in the same solvent as in Example 1.

【0024】実施例4 実施例1においてシランカンバおが屑の代わりにスギ木
粉を用い、同様の方法で液化を行ったところ、残渣率2
9.4%の液化物を得た。スギ残渣の赤外スペクトルは
リグニンのそれとほぼ一致し、その残渣量は、用いたス
ギ木粉のクラーソンリグニン測定値31.5に近い値で
あることから、残渣はスギ中のリグニンが縮合反応等に
より不溶化したものと判断される。
Example 4 Liquefaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that cedar wood flour was used instead of birch sawdust.
A 9.4% liquefaction was obtained. The infrared spectrum of the cedar residue almost coincides with that of lignin, and the amount of the residue is close to the measured Klason lignin value of 31.5 of the used cedar wood flour. It is determined to be insolubilized due to the above.

【0025】本例においてスギ木粉の代わりにヒノキ木
粉を用いて同様の液化を行ったところ、21.4%の残
渣を含む液化物が得られた。この残渣量もヒノキ木粉の
クラーソンリグニン測定量25.7%に近く、その赤外
スペクトルも針葉樹リグニンにほぼ一致するものであっ
た。
When the same liquefaction was carried out in this example using cypress wood flour instead of cedar wood flour, a liquefied product containing 21.4% residue was obtained. The amount of this residue was also close to the measured amount of Klason lignin in Hinoki wood flour, 25.7%, and its infrared spectrum was almost identical to that of softwood lignin.

【0026】以上のことから、針葉樹材においては炭酸
エチレンはリグニンの液化をわずかしか起こさず、セル
ロースを主に液化することが分かる。
From the above, it can be seen that in softwood, ethylene carbonate causes little liquefaction of lignin and mainly liquefies cellulose.

【0027】実施例5 実施例4において炭酸エチレンの代わりに炭酸エチレン
/エチレングリコール混合液(8/2重量比)を用いて
同様の液化を行ったところ、反応時間30分で残渣率1
%程度の液化生成物を得た。この生成物の可溶部は実施
例1の溶媒に可溶であった。
Example 5 The same liquefaction was performed as in Example 4 except that ethylene carbonate / ethylene glycol mixture (8/2 weight ratio) was used instead of ethylene carbonate.
% Liquefied product was obtained. The soluble part of this product was soluble in the solvent of Example 1.

【0028】このことから、エチレングリコールを混合
することにより、リグニンが液化されたことが分かる。
This indicates that lignin was liquefied by mixing ethylene glycol.

【0029】実施例6 実施例5において炭酸エチレン/エチレングリコール混
合液の代わりに炭酸エチレン/フェノール混合液(8/
2重量比)を用い、反応温度を140℃に低下させて同
様の液化を行ったところ、反応時間25分で残渣率1%
程度の液化生成物を得た。この生成物の可溶部は実施例
1の溶媒に可溶であった。
Example 6 In Example 5, an ethylene carbonate / phenol mixed solution (8 /
When the reaction temperature was lowered to 140 ° C. and the same liquefaction was performed, the reaction time was 25 minutes and the residue ratio was 1%.
A degree of liquefaction product was obtained. The soluble part of this product was soluble in the solvent of Example 1.

【0030】実施例7 温度計、ディーン−スタルク型水分トラップを付けた冷
却菅及び撹拌装置の付いた100ml容量の三つ口フラ
スコに濃硫酸1.5gと炭酸エチレン50gを秤取り撹
拌混合する。この混合液に含有水分13重量%のシラカ
ンバおが屑11.5gを添加し、次いでトルエン10g
を添加して更に撹拌する。シラカンバおが屑が炭酸エチ
レンとトルエン混合物によく混合したのを確認してか
ら、撹拌下に系内温度を85℃まで上げてしばらく保持
し、水分をトルエンと共沸させて系外に除去した。系の
温度が上昇し始めるのを確認してから、水分トラップの
栓を解放してトルエンを除去しながら150℃にまで昇
温して、20分間反応を行った。次いで反応容器を冷却
して黒色の高粘性生成物を得た。この生成物を定量的に
G3のガラスフィルターに移し、ジオキサン/水(8/
2vol)混合液で洗浄濾過した結果、若干の未溶解物
をフィルター上に得た。未溶解物の入ったフィルターを
乾燥機中で110±5℃、24時間乾燥して得た未溶解
物の乾燥重量は0.15g(残渣率:1.5%)であっ
た。濾液からジオキサン/水混合液を蒸発させた高粘性
生成物は実施例1に示したジメチルホルムアミド、フェ
ノール、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド等
に完溶する物質であり、メチルアルコール、アセトンな
どにほとんど溶解する物質であった。
Example 7 1.5 g of concentrated sulfuric acid and 50 g of ethylene carbonate are weighed and mixed in a 100 ml three-necked flask equipped with a thermometer, a cooling tube equipped with a Dean-Stark moisture trap and a stirring device. To this mixture was added 11.5 g of birch sawdust having a water content of 13% by weight, and then 10 g of toluene.
And further stirred. After confirming that the birch sawdust was well mixed with the mixture of ethylene carbonate and toluene, the temperature in the system was increased to 85 ° C. with stirring and maintained for a while, and water was removed from the system by azeotropic distillation with toluene. After confirming that the temperature of the system started to rise, the temperature was raised to 150 ° C. while removing the plug of the water trap and removing toluene, and the reaction was carried out for 20 minutes. Then, the reaction vessel was cooled to obtain a black highly viscous product. This product was quantitatively transferred to a G3 glass filter, and dioxane / water (8 /
2vol) As a result of washing and filtering with the mixed solution, some undissolved substances were obtained on the filter. The dry weight of the undissolved material obtained by drying the filter containing the undissolved material in a dryer at 110 ± 5 ° C. for 24 hours was 0.15 g (residue ratio: 1.5%). The highly viscous product obtained by evaporating the dioxane / water mixture from the filtrate is a substance which is completely soluble in dimethylformamide, phenol, tetrahydrofuran, dimethylsulfoxide and the like as shown in Example 1, and is substantially soluble in methyl alcohol, acetone and the like. Met.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明によれば、新規な液化溶媒を用い
ることにより木質系物質から種々の樹脂原料となる樹脂
原料組成物を従来のアルコール液化における反応時間よ
りもより早い反応時間で、かつ従来の液化温度よりも低
い反応温度で液化することが可能となる。
According to the present invention, by using a novel liquefied solvent, a resin raw material composition which becomes various resin raw materials from a wood-based material can have a shorter reaction time than the conventional reaction time in alcohol liquefaction, and It is possible to liquefy at a reaction temperature lower than the conventional liquefaction temperature.

【0032】また、針葉樹から得られる木質系物質を原
料とし、環状炭酸類を使用した場合には、セルロース類
のみの液化ができ、残存したリグニン類をろ過して他の
用途に使用できる。環状炭酸類とアルコール類あるいは
フェノール類との混合物を使用した場合には、通常の液
化(残渣率10%以下)が達成できる。
When a woody substance obtained from coniferous wood is used as a raw material and cyclic carbonates are used, only celluloses can be liquefied, and the remaining lignins can be filtered and used for other purposes. When a mixture of cyclic carbonates and alcohols or phenols is used, ordinary liquefaction (residue rate of 10% or less) can be achieved.

【0033】さらに、原料である木質系物質が多量の水
分を含む場合には、反応中に系外に簡単に排出すること
ができる。
Further, when the woody substance as a raw material contains a large amount of water, it can be easily discharged out of the system during the reaction.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−110002(JP,A) 特開 平7−32309(JP,A) 特開 昭61−261358(JP,A) 特開 平2−212498(JP,A) 特開 平8−225653(JP,A) 特開 昭62−79230(JP,A) 特開2000−273310(JP,A) 特開 平10−182812(JP,A) 特開 平7−238255(JP,A) 特開 昭50−10866(JP,A) 特開 昭63−153102(JP,A) 特公 昭61−2697(JP,B2) 米国特許4359507(US,A) 国際公開96/9902(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08H 5/00 - 5/04 C08L 97/00 - 97/02 C09J 197/00 - 197/02 CA(STN) REGISTRY(STN)Continuation of the front page (56) References JP-A-51-110002 (JP, A) JP-A-7-32309 (JP, A) JP-A-61-261358 (JP, A) JP-A-2-212498 (JP) JP-A-8-225653 (JP, A) JP-A-62-279230 (JP, A) JP-A-2000-273310 (JP, A) JP-A-10-182812 (JP, A) JP-A-238255 (JP, A) JP-A-50-10866 (JP, A) JP-A-63-153102 (JP, A) JP-B-61-2697 (JP, B2) US Patent 4,359,507 (US, A) International publication 96/9902 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08H 5/00-5/04 C08L 97/00-97/02 C09J 197/00-197/02 CA ( STN) REGISTRY (STN)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 環状炭酸類と木質系物質と酸類とを混合
し、常圧下、環状炭酸類の融点以上沸点以下の温度範囲
で加熱することにより木質系物質を前記酸類により分解
するとともにこの分解による生成物を環状炭酸類と反応
させ液状化することを特徴とする木質系物質からの樹脂
原料組成物の製造法。
1. A method in which a cyclic carbonic acid, a woody substance, and an acid are mixed, and the mixture is heated under normal pressure in a temperature range from the melting point to the boiling point of the cyclic carbonic acid, whereby the woody substance is decomposed by the acid and the decomposition is performed. preparation of the resin raw material composition from wood-based material characterized that you liquefaction is reacted with a cyclic carbonate such product by.
【請求項2】 1)環状炭酸類と2)アルコール類及び
フェノール類から選ばれる少なくも1種の化合物との混
合物と3)木質系物質と4)酸類とを混合し、1)環状
炭酸類の融点以上沸点以下の温度範囲で加熱することに
より3)木質系物質を4)酸類により分解するとともに
この分解による生成物を1)環状炭酸類と2)アルコー
ル類及びフェノール類から選ばれる少なくも1種の化合
物を混合した混合物と反応させ液状化することを特徴と
する木質系物質からの樹脂原料組成物の製造法。
2. A mixture of 1) a cyclic carbonate and 2) a mixture of at least one compound selected from alcohols and phenols, 3) a woody substance and 4) an acid, 1) a cyclic carbonate 3) The woody substance is decomposed by acids 4) and the product of this decomposition is at least selected from 1) cyclic carbonates and 2) alcohols and phenols. preparation of the resin raw material composition from wood-based material characterized that you liquefaction reacted with a mixture obtained by mixing one compound.
【請求項3】 環状炭酸類が炭酸エチレン又は炭酸プロ
ピレンである請求項1又は2記載の木質系物質からの樹
脂原料組成物の製造法。
3. The method according to claim 1, wherein the cyclic carbonic acid is ethylene carbonate or propylene carbonate.
【請求項4】 アルコール類がエチレングリコールであ
る請求項2記載の木質系物質からの樹脂原料組成物の製
造法。
4. The method for producing a resin raw material composition from woody substances according to claim 2, wherein the alcohol is ethylene glycol.
【請求項5】 木質系物質の水分を除去するために、木
質系物質の水分を減圧下又は常圧下に加熱蒸発させ系外
に除去する工程あるいは水と共沸する共沸溶媒を添加し
水分を系外に除去する工程を組み入れた請求項1ないし
4いずれか記載の木質系物質からの樹脂原料組成物の製
造法。
5. In order to remove water from the wood-based substance, a step of heating and evaporating the water of the wood-based substance under reduced pressure or normal pressure to remove the water out of the system, or adding an azeotropic solvent which azeotropes with water, The method for producing a resin raw material composition from a woody substance according to any one of claims 1 to 4, further comprising a step of removing the resin from the system.
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