JP4402499B2 - Thermosetting biomass resin composition and molded product thereof - Google Patents

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本発明は、木材などのバイオマスから得られる、成形性、強度物性、耐水性などに優れる熱硬化性樹脂組成物およびその成形品に関する。   The present invention relates to a thermosetting resin composition obtained from biomass such as wood and having excellent moldability, strength properties, water resistance, and the like, and a molded product thereof.

フェノール樹脂は安価であり、さらに成形性、機械的特性、耐熱性、電気絶縁性、耐化学薬品性などに優れる特性を有することから、各種成形材料、電気部品、機械部品用途の樹脂として産業上広い分野で用いられている。   Phenol resins are inexpensive and have excellent properties such as moldability, mechanical properties, heat resistance, electrical insulation, and chemical resistance, so they are industrially used as resins for various molding materials, electrical parts, and machine parts. Used in a wide range of fields.

成形品の製造に用いられるノボラックタイプのフェノール樹脂は、通常、フェノール類とホルムアルデヒド類を酸性触媒の存在下で加熱反応させることにより製造される。得られる樹脂に、硬化剤、充填材などを配合したのち、加熱硬化させることにより、成形品が得られる。   A novolac type phenolic resin used for the production of a molded article is usually produced by heating and reacting phenols and formaldehyde in the presence of an acidic catalyst. A molded product can be obtained by blending the obtained resin with a curing agent, a filler, and the like, followed by heat curing.

ところで、ホルムアルデヒド類の代わりに、木粉をフェノール類と反応させることにより、ノボラックタイプのフェノール樹脂と同様に、ヘキサメチレンテトラミンなどにより硬化することのできる樹脂が得られることが知られている。この樹脂の製造には、豊富に存在する木質廃材が使用されるため、ホルムアルデヒド類を使用する必要がないとともに、フェノール類の使用量も大幅に低減することができるので、環境および資源両面において、大いに意義がある。木質廃材とフェノール類とを反応させる方法としては、無触媒高温法(たとえば、特許文献1、特許文献2および特許文献3参照)および酸触媒法(たとえば、特許文献4および特許文献5参照)が報告されている。   By the way, it is known that a resin that can be cured with hexamethylenetetramine or the like can be obtained by reacting wood powder with phenols instead of formaldehydes, like novolak type phenol resins. Since abundant wood waste materials are used in the production of this resin, it is not necessary to use formaldehyde and the amount of phenols used can be greatly reduced. It has great significance. As a method of reacting the wood waste material and phenols, a non-catalytic high temperature method (for example, see Patent Document 1, Patent Document 2 and Patent Document 3) and an acid catalyst method (for example, see Patent Document 4 and Patent Document 5). It has been reported.

無触媒高温法は、耐圧反応装置の使用など設備面で不利であるとともに、反応中に木材の熱分解が起こりやすいために生成物の樹脂収率が低く、樹脂原料としての反応性も低かった。一方、酸触媒法においては、触媒の作用による木材の加溶媒分解および木質成分とフェノール類との反応が主に起こり、フェノール核の導入により高い反応性をもつ樹脂生成物が得られる。したがって、酸触媒法に関しては、多くの研究がなされてきた。   The non-catalytic high-temperature method is disadvantageous in terms of equipment, such as the use of a pressure-resistant reactor, and because the thermal decomposition of wood easily occurs during the reaction, the resin yield of the product is low, and the reactivity as a resin raw material is also low . On the other hand, in the acid catalyst method, the solvolysis of wood by the action of the catalyst and the reaction between the wood component and phenols mainly occur, and the resin product having high reactivity can be obtained by introducing the phenol nucleus. Therefore, much research has been done on the acid catalyst method.

しかしながら、木材などのバイオマスとフェノール類との化学反応(木材のフェノール化)により得られるフェノール化バイオマス樹脂およびその硬化生成物は、バイオマス固有の親水性の影響で、吸水性が強く、吸水による物性、外観の劣化が大きかった。   However, the phenolized biomass resin and its cured product obtained by chemical reaction between biomass such as wood and phenols (wood phenolization) have strong water absorption due to the hydrophilicity inherent in biomass, and physical properties due to water absorption. The appearance was greatly deteriorated.

また、フェノール化バイオマス樹脂の硬化時に添加される充填材としては、成形性、コストおよび廃棄時の処理の容易性などの点より、木粉が一般的に用いられている。しかし、木粉を充填材として用いたフェノール化バイオマス樹脂成形品には、吸湿や吸水により、強度が大きく低下するとともに、成形品表面に充填材が浮かび上がったり、小フクレが発生するなどの問題があった。また、このようなフェノール化バイオマス樹脂には、従来の合成系フェノール/ホルムアルデヒド樹脂に比べて、流動性、成形性が不充分であるという問題点もあった。   In addition, wood flour is generally used as a filler added at the time of curing the phenolized biomass resin from the viewpoints of moldability, cost, ease of processing at the time of disposal, and the like. However, phenolic biomass resin molded products using wood flour as a filler have problems such as a significant decrease in strength due to moisture absorption and water absorption, as well as the appearance of fillers on the molded product surface and the occurrence of small blisters. there were. In addition, such a phenolized biomass resin has a problem that its fluidity and moldability are insufficient as compared with conventional synthetic phenol / formaldehyde resins.

特開昭61−261358号公報JP-A-61-261358 特開平3−59035号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-59035 特開平3−126728号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-126728 特公昭61−2697号公報Japanese Patent Publication No. 61-2697 特願平2−175578号公報Japanese Patent Application No. 2-175578

本発明は、吸湿性や吸水性が低く、吸水後の強度および外観変化が少ないバイオマス樹脂成形品を提供することを目的とする。また、本発明は、このような成形品の製造に用いられる熱硬化性バイオマス樹脂組成物を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a biomass resin molded article that has low hygroscopicity and water absorption, and has little change in strength and appearance after water absorption. Moreover, an object of this invention is to provide the thermosetting biomass resin composition used for manufacture of such a molded article.

前記課題を解決するために、木粉を充填材として用いたバイオマス樹脂成形品の吸湿性および吸水性の原因を検討した。その結果、成形品の耐水性低下の原因は、親水性のバイオマス樹脂を介して成形品内部に浸透した水分を充填材である木粉が吸収し、木粉が吸湿/吸水により膨張するため、成形品の外面に木粉粒子の浮かび上がりやフクレが発生するとともに、成形品の強度物性が低下するということがわかった。   In order to solve the above-mentioned problems, the causes of moisture absorption and water absorption of a biomass resin molded article using wood flour as a filler were examined. As a result, the cause of the decrease in water resistance of the molded product is that the wood powder as the filler absorbs the moisture that has penetrated into the molded product through the hydrophilic biomass resin, and the wood powder expands due to moisture absorption / water absorption. It was found that wood powder particles floated and blisters were generated on the outer surface of the molded product, and the strength properties of the molded product were reduced.

また、木粉を充填材として用いたバイオマス樹脂の流動性が不充分である原因については、バイオマス樹脂が、木粉などのバイオマス物質から調製されているため、充填材である木粉との親和性が高く、バイオマス樹脂が容易に木粉の内部に浸透し、その分流動性を発現させる成形材料中の有効樹脂量が低減するため、成形材料の流動性および成形加工性の低下につながることも見出した。   Also, regarding the cause of insufficient fluidity of biomass resin using wood flour as a filler, since biomass resin is prepared from biomass materials such as wood flour, it has an affinity with wood flour as a filler. The amount of effective resin in the molding material that allows the biomass resin to easily penetrate into the wood flour and develop fluidity is reduced accordingly, leading to a decrease in the fluidity and moldability of the molding material. I also found.

さらに研究を重ねた結果、熱硬化性樹脂を含む紙基材積層板の粉砕物を充填材として用いると、成形品の吸水性が大幅に減少し、吸水後の強度物性の変化および外観の変化とも著しく低減することを見出した。また、このような紙基材積層板の粉砕物を使用することにより、バイオマス樹脂成形材料の流動性、成形性も大きく向上することも見出し、本発明にいたったものである。   As a result of further research, when a pulverized paper base laminate containing a thermosetting resin is used as a filler, the water absorption of the molded product is greatly reduced, and changes in strength properties and changes in appearance after water absorption. Both were found to be significantly reduced. Moreover, it has also been found that by using such a pulverized product of a paper base laminate, the flowability and moldability of the biomass resin molding material are greatly improved, and the present invention has been achieved.

すなわち、本発明は、フェノール化バイオマス樹脂、硬化剤、および紙基材積層板の粉砕物である充填材からなる熱硬化性バイオマス樹脂組成物に関する。該熱硬化性バイオマス樹脂組成物は成形性が良好であり、また、該熱硬化性バイオマス樹脂組成物を用いることにより、耐水性および吸水後の外観とも良好な成形品を得ることができる。   That is, the present invention relates to a thermosetting biomass resin composition comprising a phenolized biomass resin, a curing agent, and a filler that is a pulverized product of a paper base laminate. The thermosetting biomass resin composition has good moldability, and by using the thermosetting biomass resin composition, it is possible to obtain a molded product having good water resistance and appearance after water absorption.

フェノール化バイオマス樹脂が、酸触媒の存在下、バイオマス物質をフェノール類でフェノール化させることにより得られる生成物であることが好ましい。   The phenolized biomass resin is preferably a product obtained by phenolizing a biomass material with phenols in the presence of an acid catalyst.

また、フェノール化バイオマス樹脂が、酸触媒および乾性油の存在下、バイオマス物質をフェノール類でフェノール化させることにより得られる生成物を含むことが、より好ましい。乾性油により、一層成形性および耐水性の優れたバイオマス樹脂組成物を得ることができる。   More preferably, the phenolized biomass resin contains a product obtained by phenolizing a biomass material with phenols in the presence of an acid catalyst and drying oil. With the drying oil, it is possible to obtain a biomass resin composition having excellent moldability and water resistance.

乾性油が、桐油、亜麻仁油およびカシュー油からなる群より選択される1種以上の物質であることが、さらに耐水性向上効果が大きいために、好ましい。   The drying oil is preferably one or more substances selected from the group consisting of paulownia oil, linseed oil and cashew oil because the effect of improving water resistance is further great.

また、バイオマス物質が、リグノセルロースであることが、安価で入手しやすいとともに、得られるバイオマス樹脂の性能が優れているために、好ましい。   Further, it is preferable that the biomass material is lignocellulose because it is inexpensive and easily available and the performance of the obtained biomass resin is excellent.

紙基材積層板中の熱硬化性樹脂の含有量が、該紙基材積層板の25重量%以上であることが、耐水性向上効果が大きいために、好ましい。   It is preferable that the content of the thermosetting resin in the paper base laminate is 25% by weight or more of the paper base laminate because the effect of improving water resistance is large.

充填材の粒径が150μm以下であることが、強度物性が優れ、かつ外観が美観な成形品を得られるために、好ましい。   The particle size of the filler is preferably 150 μm or less because a molded product having excellent strength properties and an aesthetic appearance can be obtained.

さらに、本発明は、前記熱硬化性バイオマス樹脂組成物からなる成形品に関する。該成形品は、耐水性に優れ、吸水後の物性、外観ともに良好である。   Furthermore, this invention relates to the molded article which consists of the said thermosetting biomass resin composition. The molded article is excellent in water resistance and has good physical properties and appearance after water absorption.

本発明のバイオマス樹脂組成物を用いることにより、成形性や強度物性に優れ、吸湿や吸水による性能低下および外観変化の少ない成形品を得ることができる。本発明の成形品は、優れた強度物性および耐水性を有するので、とくに、機械・自動車部品、漆器、食器などの日用雑貨、家庭雑貨などの用途に効果を発揮するものである。   By using the biomass resin composition of the present invention, it is possible to obtain a molded article that is excellent in moldability and strength properties, has reduced performance due to moisture absorption and water absorption, and has little appearance change. Since the molded article of the present invention has excellent strength properties and water resistance, it is particularly effective for applications such as daily miscellaneous goods such as machinery and automobile parts, lacquerware, and tableware, and household goods.

本発明の熱硬化性バイオマス樹脂組成物は、フェノール化バイオマス樹脂、硬化剤、および紙基材積層板の粉砕物である充填材からなる熱硬化性バイオマス樹脂組成物である。   The thermosetting biomass resin composition of the present invention is a thermosetting biomass resin composition comprising a phenolic biomass resin, a curing agent, and a filler that is a pulverized product of a paper base laminate.

本発明において、フェノール化バイオマス樹脂とは、バイオマス物質とフェノール類とを化学反応させて得られる生成物であり、バイオマス物質自体の分解物、またはバイオマス物質由来成分とフェノール類との結合体などを含む。   In the present invention, the phenolized biomass resin is a product obtained by chemically reacting a biomass substance and phenols, and is a decomposition product of the biomass substance itself or a conjugate of a biomass substance-derived component and phenols. Including.

本発明で用いられるバイオマス物質としては、とくに限定されるものではないが、たとえば、樹木、竹、ケナフ、バガス、稲わらなどのリグノセルロース物質およびこれらに由来する木材繊維、木材チップ、単板くず、パルプ類、古紙などの紙;米、小麦、トウモロコシなどの穀類、ジャガイモ、サツマイモなどの芋類またはこれらの加工製品としてのデンプン;ショ糖、ブドウ糖などの糖類などがあげられる。これらの中では、原料の豊富さ、原料品質の安定性および生成樹脂の耐水性の面から、木材を主とするリグノセルロース物質がより好ましい。リグノセルロース物質の中では、木材はその入手の容易さおよび品質の安定性から、さらに好ましい。バイオマス物質の形状はとくに限定されるものではないが、作業性および処理速度の面から適宜粉砕されたものが好ましい。   The biomass material used in the present invention is not particularly limited. For example, lignocellulosic materials such as trees, bamboo, kenaf, bagasse and rice straw, and wood fibers, wood chips, and veneer scraps derived therefrom. Paper such as pulp, waste paper; cereals such as rice, wheat and corn; potatoes such as potato and sweet potato; starch as processed products thereof; saccharides such as sucrose and glucose. Among these, lignocellulosic materials mainly composed of wood are more preferable from the viewpoints of abundance of raw materials, stability of raw material quality, and water resistance of the produced resin. Of the lignocellulosic materials, wood is more preferred due to its availability and quality stability. The shape of the biomass material is not particularly limited, but is preferably pulverized as appropriate from the viewpoint of workability and processing speed.

本発明で用いられるフェノール類としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、ビスフェノールA、ハイドロキノン、レゾルシノール、アルキルレゾルシノール、アルキルフェノールなどのフェノール性水酸基を有する化合物があげられる。これらは、1種で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中では、コストおよび反応性の面でフェノールが好ましい。   Examples of the phenols used in the present invention include compounds having a phenolic hydroxyl group such as phenol, cresol, xylenol, bisphenol A, hydroquinone, resorcinol, alkylresorcinol, and alkylphenol. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, phenol is preferable in terms of cost and reactivity.

また、バイオマス物質とフェノール類との反応(フェノール化反応)には、各種の添加剤、変性剤を併用してもよい。たとえば、反応系の粘度を調整するためのトルエン、キシレンなどの溶媒類や、フェノール化バイオマス樹脂の融点を低減させるためのベンジルアルコールなどの反応性物質などを用いることができる。   Moreover, you may use together various additives and modifier | denaturants for reaction (phenolation reaction) of biomass substance and phenols. For example, solvents such as toluene and xylene for adjusting the viscosity of the reaction system, and reactive substances such as benzyl alcohol for reducing the melting point of the phenolized biomass resin can be used.

バイオマス物質のフェノール化反応は、バイオマス物質の主要構成成分である炭水化物、リグニンなどの分子内結合が種々な度合で開裂し、その生成物に、さらにフェノール類の導入が行なわれるものである。この結果得られる生成物は熱可塑性を有し、高い反応性を示す。バイオマス物質のフェノール化反応は、触媒なしで、単にバイオマス物質とフェノール類とを加熱することによっても進行するが、この場合には、200〜250℃といったかなり高い温度が必要となる。また、このような高温条件では、フェノール化反応と同時にバイオマス物質の熱分解も激しく起こるので、フェノール化バイオマス樹脂の収率が低く、生成物の反応性も低い。バイオマス物質のフェノール化反応をより容易かつ選択的に起こさせるためには、硫酸、塩酸、リン酸などの鉱酸、トルエンスルホン酸、フェノールスルホン酸などの有機酸、塩化アルミニウム、塩化亜鉛、三フッ化ホウ素などのルイス酸などの酸の存在下で反応させることが好ましい。酸の存在下でのフェノール化反応は、100〜180℃の温度で行なうことが好ましい。100℃未満では、フェノール化反応に長時間を要し、実用的ではない。180℃をこえると、バイオマス物質の高温熱分解反応が激しくなり、反応生成物の反応性が低下するとともに、収率が低下する傾向がある。   In the phenolization reaction of a biomass material, intramolecular bonds such as carbohydrates and lignin, which are main components of the biomass material, are cleaved in various degrees, and phenols are further introduced into the product. The resulting product is thermoplastic and highly reactive. The phenolization reaction of the biomass material proceeds by simply heating the biomass material and phenols without using a catalyst, but in this case, a considerably high temperature of 200 to 250 ° C. is required. Moreover, under such high temperature conditions, the pyrolysis of the biomass material occurs violently simultaneously with the phenolization reaction, so the yield of the phenolized biomass resin is low and the reactivity of the product is also low. In order to cause the phenolization reaction of biomass materials more easily and selectively, mineral acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid and phosphoric acid, organic acids such as toluenesulfonic acid and phenolsulfonic acid, aluminum chloride, zinc chloride, trifluoride The reaction is preferably carried out in the presence of an acid such as a Lewis acid such as boron fluoride. The phenolization reaction in the presence of an acid is preferably performed at a temperature of 100 to 180 ° C. Below 100 ° C., the phenolization reaction takes a long time and is not practical. When the temperature exceeds 180 ° C., the high-temperature pyrolysis reaction of the biomass material becomes violent, the reactivity of the reaction product decreases, and the yield tends to decrease.

バイオマス物質のフェノール化反応において、フェノール類は、バイオマス物質に対して、重量比で好ましくは0.5〜10倍、より好ましくは1〜5倍、さらに好ましくは1.5〜4倍用いられる。0.5倍未満では、バイオマス物質を充分にフェノール化させることができず、反応生成物の熱可塑性と反応性が不充分になる傾向がある。10倍をこえると、反応には問題がないが、生成するフェノール化バイオマス樹脂の収率が低くなるので作業効率上好ましくない。   In the phenolization reaction of the biomass material, the phenol is preferably used in a weight ratio of 0.5 to 10 times, more preferably 1 to 5 times, and even more preferably 1.5 to 4 times that of the biomass material. If it is less than 0.5 times, the biomass material cannot be sufficiently phenolized, and the thermoplasticity and reactivity of the reaction product tend to be insufficient. If it exceeds 10 times, there is no problem in the reaction, but the yield of the phenolic biomass resin to be produced is low, which is not preferable in terms of work efficiency.

バイオマス物質のフェノール化反応を酸触媒の存在下で行なう場合、酸触媒は、バイオマス物質100重量部に対して、好ましくは0.1〜20重量部、より好ましくは0.2〜10重量部、さらに好ましくは0.5〜5重量部用いられる。酸触媒量が0.1重量部未満では、充分な触媒効果が得られず、反応生成物の熱可塑性と反応性が不充分となる傾向がある。20重量部をこえると、バイオマス物質の高分子化、架橋反応が起こり、熱流動性が低下する傾向がある。   When the phenolization reaction of the biomass material is performed in the presence of an acid catalyst, the acid catalyst is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.2 to 10 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the biomass material. More preferably, 0.5 to 5 parts by weight are used. When the amount of the acid catalyst is less than 0.1 parts by weight, a sufficient catalytic effect cannot be obtained, and the thermoplasticity and reactivity of the reaction product tend to be insufficient. When the amount exceeds 20 parts by weight, the biomass material is polymerized and a crosslinking reaction occurs, and the thermal fluidity tends to decrease.

バイオマス物質のフェノール化反応の反応時間は、とくに限定されるものではないが、要求されるバイオマス物質の反応率、フェノール化バイオマス樹脂の流動性および反応性に応じて、10〜300分の範囲にすればよい。   The reaction time of the phenolization reaction of the biomass material is not particularly limited, but it ranges from 10 to 300 minutes depending on the required reaction rate of the biomass material, the fluidity and reactivity of the phenolized biomass resin. do it.

バイオマス物質のフェノール化反応においては、必ずしもバイオマス物質を100%反応させる必要はなく、未反応のバイオマス物質が、未反応残渣としてバイオマス樹脂中に残留していてもよい。未反応残渣の量は、反応後、得られるフェノール化バイオマス樹脂をメタノールに溶解し、ろ過により不溶解分を分離したのち、乾燥、秤量することにより測定される。この未反応残渣は、通常、バイオマス樹脂から分離する必要がなく、充填材として使用してよい。しかし、反応生成物中の樹脂率を高めるとともに、成形品の耐水性を高めるために、フェノール化反応は、フェノール化バイオマス樹脂中の未反応残渣量が、好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下、さらに好ましくは5%以下になるまで行なわれる。   In the phenolization reaction of the biomass material, it is not always necessary to react the biomass material 100%, and unreacted biomass material may remain in the biomass resin as an unreacted residue. After the reaction, the amount of unreacted residue is measured by dissolving the resulting phenolized biomass resin in methanol, separating the insoluble matter by filtration, drying and weighing. This unreacted residue usually does not need to be separated from the biomass resin and may be used as a filler. However, in order to increase the resin ratio in the reaction product and increase the water resistance of the molded product, the phenolization reaction is preferably performed so that the amount of unreacted residue in the phenolized biomass resin is 20% or less, more preferably 10%. % Or less, more preferably 5% or less.

本発明においては、フェノール化バイオマス樹脂の耐水性を向上させるとともに、流動性を向上させるために、バイオマス物質のフェノール化反応を、乾性油の存在下で行なうことが好ましい。乾性油とフェノール類または乾性油とフェノール化バイオマス樹脂との反応により、変性による効果を得ることができる。   In the present invention, in order to improve the water resistance of the phenolized biomass resin and improve the fluidity, it is preferable to perform the phenolization reaction of the biomass substance in the presence of dry oil. By the reaction of drying oil and phenols or drying oil and phenolized biomass resin, the effect of modification can be obtained.

使用できる乾性油は、とくに限定されるものではなく、桐油、亜麻仁油、大豆油、菜種油、脱水蓖麻子油、カシュー油などの天然乾性油、または脂肪族不飽和結合を有する合成乾性油などがあげられる。これらの中でも、桐油、亜麻仁油、カシュー油は安価で入手しやすいとともに、耐水性向上効果も優れているので、とくに好ましい。   The drying oil that can be used is not particularly limited, and natural drying oils such as paulownia oil, linseed oil, soybean oil, rapeseed oil, dehydrated linseed oil, cashew oil, or synthetic drying oil having an aliphatic unsaturated bond, etc. can give. Among these, tung oil, linseed oil, and cashew oil are particularly preferable because they are inexpensive and easily available, and also have an excellent effect of improving water resistance.

乾性油の配合量は、バイオマス物質100重量部に対して10〜300重量部であることが好ましく、20〜200重量部であることがより好ましい。配合量が10重量部未満では、耐水性向上効果が不充分であり、300重量部をこえると、バイオマス樹脂の反応性や耐熱性などの物性が低下する傾向がある。   The blending amount of the drying oil is preferably 10 to 300 parts by weight and more preferably 20 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the biomass substance. If the blending amount is less than 10 parts by weight, the effect of improving water resistance is insufficient, and if it exceeds 300 parts by weight, physical properties such as the reactivity and heat resistance of the biomass resin tend to decrease.

乾性油とフェノール類または乾性油とフェノール化バイオマス樹脂との反応は、酸性条件下で70〜180℃、より好ましくは80〜160℃で行なわれる。乾性油がフェノール化バイオマス樹脂と分離することなく、全体が均一な混合物になるように反応すればよいため、反応時間はとくに限定されるものではなく、通常30〜180分でよい。   The reaction between the drying oil and the phenols or the drying oil and the phenolized biomass resin is performed at 70 to 180 ° C, more preferably 80 to 160 ° C under acidic conditions. The reaction time is not particularly limited, and usually 30 to 180 minutes, since it is sufficient that the drying oil is reacted with the phenolized biomass resin without being separated from the phenolic biomass resin.

フェノール類とバイオマス物質との反応系に、乾性油を添加する時期は、とくに限定されるものではなく、フェノール類とバイオマス物質との反応前、反応中または反応後のいずれでもよい。木材などのバイオマス物質のフェノール化反応は、通常硫酸、フェノールスルホン酸などの強酸の存在下、100℃以上の温度下で行なわれるため、乾性油による変性も、同条件下、バイオマス物質のフェノール化反応と並行して行なうことができる。また、先に乾性油とフェノール類とを反応させてから、バイオマス物質を加えて引き続きフェノール化反応を行なってもよい。さらに、バイオマス物質のフェノール化反応後に乾性油を添加し、より穏やかな条件下で反応させることもできる。乾性油の反応は、酸性条件下で行なう必要がある。したがって、バイオマス物質のフェノール化(バイオマス液化)に硫酸やフェノールスルホン酸などの強酸が使われている場合には、乾性油の反応のために、さらに酸を添加しなくても充分であるが、場合によっては、硫酸やトルエンスルホン酸などの酸をさらに添加して、乾性油を反応させればよい。   The timing of adding the drying oil to the reaction system of the phenols and the biomass material is not particularly limited, and may be any before, during or after the reaction between the phenols and the biomass material. Phenolization reaction of biomass materials such as wood is usually carried out at a temperature of 100 ° C or higher in the presence of strong acids such as sulfuric acid and phenolsulfonic acid. It can be performed in parallel with the reaction. Moreover, after making dry oil and phenols react previously, biomass material may be added and a phenolization reaction may be continued. Furthermore, drying oil can be added after the phenolization reaction of the biomass material, and the reaction can be performed under milder conditions. The reaction of the drying oil needs to be performed under acidic conditions. Therefore, when a strong acid such as sulfuric acid or phenolsulfonic acid is used for phenolization of biomass material (biomass liquefaction), it is sufficient to add no acid for the reaction of drying oil. In some cases, an acid such as sulfuric acid or toluenesulfonic acid may be further added to react with the drying oil.

本発明においては、フェノール化バイオマス樹脂を調製したのち、反応系内に通常未反応の遊離フェノール類が存在する。多量の遊離フェノール存在下では、フェノール化バイオマス樹脂の成形性、物性が低下するので、遊離フェノールは除去することが好ましい。遊離フェノールの除去方法は、とくに限定されるものではなく、水洗、溶剤抽出、水蒸気蒸留、減圧蒸留などの方法を用いて除去することができるが、減圧蒸留法が、作業性およびコストの面において好ましい。減圧蒸留は、通常温度120〜200℃、圧力20〜100mmHg(2.6×10-3〜1.3×10-2MPa)の条件下で行なうことができる。減圧蒸留による精製後のバイオマス樹脂中の遊離フェノール量は、とくに限定されるものではないが、5%以下にすることが好ましく、2%以下にすることがより好ましい。 In the present invention, after preparing the phenolized biomass resin, generally unreacted free phenols are present in the reaction system. In the presence of a large amount of free phenol, the moldability and physical properties of the phenolized biomass resin are lowered, so it is preferable to remove the free phenol. The method for removing free phenol is not particularly limited, and it can be removed by using methods such as water washing, solvent extraction, steam distillation, and vacuum distillation. However, vacuum distillation is advantageous in terms of workability and cost. preferable. The vacuum distillation can be carried out under conditions of a normal temperature of 120 to 200 ° C. and a pressure of 20 to 100 mmHg (2.6 × 10 −3 to 1.3 × 10 −2 MPa). The amount of free phenol in the biomass resin after purification by vacuum distillation is not particularly limited, but is preferably 5% or less, and more preferably 2% or less.

得られるフェノール化バイオマス樹脂の軟化点は、80〜120℃であることが好ましく、85〜110℃であることがより好ましい。軟化点が80℃未満では流れ性が高すぎて成形しにくい傾向があり、120℃をこえると流れ性が不充分で成形不良となる傾向がある。   The softening point of the resulting phenolized biomass resin is preferably 80 to 120 ° C, and more preferably 85 to 110 ° C. If the softening point is less than 80 ° C, the flowability tends to be too high and molding tends to be difficult, and if it exceeds 120 ° C, the flowability tends to be insufficient and molding tends to be poor.

本発明の熱硬化性バイオマス樹脂組成物に用いられる硬化剤としては、ヘキサメチレンテトラミン、エポキシ樹脂などがあげられるが、ヘキサメチレンテトラミンは反応性に優れるとともに安価であるので、より好ましい。たとえば、硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンを用いる場合、ヘキサメチレンテトラミンの配合量は、フェノール化バイオマス樹脂100重量部に対し、12〜25重量部であることが好ましい。ヘキサメチレンテトラミンの配合量が12重量部未満では、バイオマス樹脂組成物の硬化時間が長くなって生産性が低下するとともに、成形品の物性が低下する傾向がある。また、ヘキサメチレンテトラミンの配合量が25重量部をこえると、硬化反応中に多量のガスが発生して硬化物中に欠陥が生じ、同様に、成形品の物性が良好でないおそれがある。また、反応速度が速すぎ、成形不良になる傾向がある。   Examples of the curing agent used in the thermosetting biomass resin composition of the present invention include hexamethylenetetramine and epoxy resin, and hexamethylenetetramine is more preferable because it is excellent in reactivity and inexpensive. For example, when hexamethylenetetramine is used as the curing agent, the amount of hexamethylenetetramine is preferably 12 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the phenolized biomass resin. When the blending amount of hexamethylenetetramine is less than 12 parts by weight, the curing time of the biomass resin composition becomes long and the productivity is lowered, and the physical properties of the molded product tend to be lowered. On the other hand, if the amount of hexamethylenetetramine exceeds 25 parts by weight, a large amount of gas is generated during the curing reaction, resulting in defects in the cured product, and the physical properties of the molded product may not be good. In addition, the reaction rate is too high, and there is a tendency for molding defects.

本発明のバイオマス樹脂組成物に用いられる充填材は、紙基材積層板の粉砕物である。紙基材積層板としては、化粧板、電気機器や電子機器などに利用されるプリント配線板の基板、配線板などに穴あけするときに使用されるあて板などがあげられる。紙基材積層板は、紙基材にフェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂などを主成分とした熱硬化性樹脂組成物を含浸してプリプレグを作製し、このプリプレグを加熱加圧して樹脂を硬化させて得られる積層板である。紙基材としては、クラフト紙、リンター紙またはそれらの混抄紙などがあげられる。使用できる積層板の種類は、とくに限定されるものではないが、熱硬化性樹脂組成物の主成分がフェノール樹脂またはメラミン樹脂であり、かつ紙基材積層板重量の25%以上、好ましくは30重量%以上が樹脂成分であることが、紙基材積層板の粉砕性および粉砕物の耐水性が良好である点より、好ましい。   The filler used in the biomass resin composition of the present invention is a pulverized product of a paper base laminate. Examples of the paper base laminate include a decorative board, a printed wiring board used for an electric device and an electronic device, and a coating plate used for punching a wiring board. A paper base laminate is made by impregnating a paper base material with a thermosetting resin composition mainly composed of phenol resin, melamine resin, epoxy resin, etc. to produce a prepreg, and heat and press this prepreg to cure the resin. It is a laminated board obtained by making it. Examples of the paper substrate include kraft paper, linter paper, and mixed papers thereof. The type of laminate that can be used is not particularly limited, but the main component of the thermosetting resin composition is a phenol resin or a melamine resin, and 25% or more of the weight of the paper substrate laminate, preferably 30. It is preferable that the weight percent or more is the resin component from the viewpoint that the pulverizability of the paper base laminate and the water resistance of the pulverized product are good.

紙基材積層板の粉砕物の粒径は、好ましくは150μm以下である。粒径が150μmをこえると、バイオマス樹脂組成物を成形して得られる成形品が粗く、外観の美観が低下するとともに、強度物性も低下する傾向がある。   The particle size of the pulverized material of the paper base laminate is preferably 150 μm or less. When the particle size exceeds 150 μm, a molded product obtained by molding the biomass resin composition is rough, and the appearance appearance and the strength physical properties tend to decrease.

バイオマス樹脂組成物中の紙基材積層板の粉砕物の配合量は、フェノール化バイオマス樹脂100重量部に対し、60〜150重量部が好ましい。粉砕物が60重量部未満では、成形品の物性が低下する傾向があり、また、粉砕物が150重量部をこえると、成形の際の流動性が低下する傾向がある。   The blending amount of the pulverized material of the paper base laminate in the biomass resin composition is preferably 60 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the phenolized biomass resin. If the pulverized product is less than 60 parts by weight, the physical properties of the molded product tend to decrease, and if the pulverized product exceeds 150 parts by weight, the fluidity during molding tends to decrease.

本発明のバイオマス樹脂組成物には、フェノール化バイオマス樹脂、硬化剤、充填材以外に、必要に応じて、無機充填材、硬化促進剤、離型剤、着色剤などを添加することもできる。無機充填材としては、炭酸カルシウム、タルクなどが、硬化促進剤としては、水酸化カルシウム、酸化マグネシウムなどが、離型剤としては、たとえば、脂肪族系ステアリン酸エステル、ステアリン酸の金属塩などが、着色剤としては、たとえば、顔料、ジアゾ化合物、カーボンブラックなどがあげられる。これらの配合量は、とくに限定されるものではなく、通常のフェノール樹脂成形材料に使われる範囲で配合すればよい。   In addition to the phenolized biomass resin, the curing agent, and the filler, an inorganic filler, a curing accelerator, a release agent, a colorant, and the like can be added to the biomass resin composition of the present invention as necessary. Examples of inorganic fillers include calcium carbonate and talc, examples of curing accelerators include calcium hydroxide and magnesium oxide, and examples of mold release agents include aliphatic stearates and metal salts of stearic acid. Examples of the colorant include pigments, diazo compounds, and carbon black. These blending amounts are not particularly limited, and may be blended within the range used for ordinary phenol resin molding materials.

本発明の熱硬化性バイオマス樹脂組成物は、フェノール化バイオマス樹脂、硬化剤、充填材および必要な添加剤などを混合して、成形用コンパウンドとして得ることができる。たとえば、フェノール化バイオマス樹脂、硬化剤、充填材および必要な添加剤などをミキサー、ブレンダーなどで均一に混合したのちに、80〜100℃に調整された熱ロール機または二軸混練機などで加熱混練し、室温に戻して粉砕することにより、成形用コンパウンドとすることができる。なお、加熱混練せず、室温で混合のみする方法、またはメタノールなどの溶媒を使用して、ミキサーなどを用いて各成分を湿式混合し、混合後に乾燥するといった方法を使用しても、成形用コンパウンドを得ることができる。   The thermosetting biomass resin composition of the present invention can be obtained as a molding compound by mixing a phenolized biomass resin, a curing agent, a filler, and necessary additives. For example, after phenolized biomass resin, curing agent, filler and necessary additives are uniformly mixed with a mixer, blender, etc., heated with a hot roll machine adjusted to 80 to 100 ° C. or a twin-screw kneader A compound for molding can be obtained by kneading, returning to room temperature and grinding. Even if a method of mixing only at room temperature without heating and kneading, or a method of using a solvent such as methanol to wet-mix each component using a mixer and drying after mixing, it is possible for molding. A compound can be obtained.

本発明の熱硬化性バイオマス樹脂組成物から得られる成形用コンパウンドを成形することにより、本発明の成形品を製造することができる。成形方法は、とくに限定されるものではなく、従来公知のさまざまな樹脂成形手段によって成形することができる。樹脂成形手段としては、たとえば、圧縮成形、射出成形、トランスファー成形などをあげることができる。成形条件としては、成形温度160〜190℃、成形圧力50〜250kgf/cm2(4.9〜24.5MPa)、成形時間1〜10分の範囲で、成形品の形状および肉厚などに応じて適宜選択することができる。 By molding a molding compound obtained from the thermosetting biomass resin composition of the present invention, the molded product of the present invention can be produced. The molding method is not particularly limited, and can be molded by various conventionally known resin molding means. Examples of the resin molding means include compression molding, injection molding, transfer molding, and the like. The molding conditions include a molding temperature of 160 to 190 ° C., a molding pressure of 50 to 250 kgf / cm 2 (4.9 to 24.5 MPa), and a molding time of 1 to 10 minutes, depending on the shape and thickness of the molded product. Can be selected as appropriate.

本発明の成形品は、機械、自動車、電気・電子、通信機器などの部品、合成漆器などの雑貨などの用途に用いられる。   The molded article of the present invention is used for applications such as machinery, automobiles, parts such as electric / electronic and communication equipment, and miscellaneous goods such as synthetic lacquerware.

以下に本発明を詳しく説明するために実施例を示すが、これらをもって本発明を限定するものではない。   Examples are shown below to explain the present invention in detail, but they are not intended to limit the present invention.

製造例1
撹拌器、温度計、還流コンデンサーおよび仕込口を備えたセパラブルフラスコに、まず100重量部の乾燥米マツ木粉を仕込み、ついで1重量%の硫酸を含有するフェノール300重量部を添加し、さらに20重量部のベンジルアルコールを添加した。添加終了後、撹拌を続けながら145〜150℃で還流下2時間反応させた。つぎに酸化マグネシウムで中和し、減圧にして最高160℃の温度で未反応フェノールを溜去したところ、遊離フェノール0.2%、軟化点94.6℃のバイオマス樹脂(1)が220重量部が得られた。未液化木粉残渣量は1.2%であった。
Production Example 1
A separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser and a charging port is first charged with 100 parts by weight of dried rice pine wood flour, and then 300 parts by weight of phenol containing 1% by weight of sulfuric acid is added. 20 parts by weight of benzyl alcohol was added. After completion of the addition, the mixture was reacted at 145 to 150 ° C. under reflux for 2 hours while continuing stirring. Next, it was neutralized with magnesium oxide, and unreacted phenol was distilled off at a maximum temperature of 160 ° C. under reduced pressure. As a result, 220 parts by weight of biomass resin (1) having a free phenol of 0.2% and a softening point of 94.6 ° C. was gotten. The amount of unliquefied wood flour residue was 1.2%.

製造例2
撹拌器、温度計、還流コンデンサーおよび仕込口を備えたセパラブルフラスコに、まず100重量部の乾燥米マツ木粉を仕込み、ついで1重量%の硫酸を含有するフェノール300重量部を添加した。添加終了後、撹拌を続けながら145〜150℃で還流下1時間反応させたのち、桐油(ナカライテスク(株)提供)100重量部を添加して、同温度でさらに60分反応させた。次に、酸化マグネシウムで中和したのち、減圧にして最高160℃の温度まで未反応フェノールを留去したところ、遊離フェノール0.8%、軟化点96.6℃のバイオマス樹脂(2)が336重量部が得られた。未液化木粉残渣量は1.7%であった。
Production Example 2
In a separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser and a charging port, 100 parts by weight of dried rice pine wood flour was charged first, and then 300 parts by weight of phenol containing 1% by weight of sulfuric acid was added. After completion of the addition, the mixture was reacted at 145 to 150 ° C. under reflux for 1 hour while continuing to stir, and then 100 parts by weight of Tung oil (provided by Nacalai Tesque) was added and reacted at the same temperature for another 60 minutes. Next, after neutralizing with magnesium oxide, the unreacted phenol was distilled off to a maximum temperature of 160 ° C. under reduced pressure. As a result, 336 of biomass resin (2) having a free phenol of 0.8% and a softening point of 96.6 ° C. was obtained. Part by weight was obtained. The amount of unliquefied wood flour residue was 1.7%.

実施例1
バイオマス樹脂(1)100重量部に対して、硬化剤としてヘキサメチレンテトラミン(三菱化学(株)製)15重量部、硬化促進剤として水酸化カルシウム4重量部、離型剤としてステアリン酸亜鉛2重量部を添加してミックスマラー(新東工業(株)製)で混合したのち、充填材として粒径が150μm以下の化粧板粉砕物(三州フリット(株)製、フェノール樹脂とメラミン樹脂との合計含有量は35重量%)120重量部を添加混合した。得られた混合物をL/D=24の2軸混練機(東芝機械(株)製)を用いて100℃、60rpmで混練したのち、室温まで冷却し、パワーミルで粉砕して成形用バイオマス樹脂組成物を得た。
Example 1
For 100 parts by weight of biomass resin (1), 15 parts by weight of hexamethylenetetramine (Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) as a curing agent, 4 parts by weight of calcium hydroxide as a curing accelerator, 2 parts of zinc stearate as a release agent After mixing with MixMuller (manufactured by Shinto Kogyo Co., Ltd.), the decorative plate pulverized product having a particle size of 150 μm or less (made by Sanshu Frit Co., Ltd., made of phenol resin and melamine resin) 120 parts by weight) was added and mixed. The obtained mixture was kneaded at 100 ° C. and 60 rpm using a biaxial kneader (Toshiba Machine Co., Ltd.) with L / D = 24, cooled to room temperature, pulverized with a power mill, and molded biomass resin composition I got a thing.

実施例2
バイオマス樹脂(1)に代えてバイオマス樹脂(2)を用いた以外は、実施例1と同様にしてバイオマス樹脂組成物を得た。
Example 2
A biomass resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the biomass resin (2) was used instead of the biomass resin (1).

実施例3
充填材である化粧板粉砕物の配合量を100重量部にした以外は、実施例2と同様にしてバイオマス樹脂組成物を得た。
Example 3
A biomass resin composition was obtained in the same manner as in Example 2 except that the blending amount of the decorative board pulverized product as the filler was 100 parts by weight.

実施例4
充填材である化粧板粉砕物の配合量を140重量部にした以外は、実施例2と同様にしてバイオマス樹脂組成物を得た。
Example 4
A biomass resin composition was obtained in the same manner as in Example 2 except that the blending amount of the decorative board pulverized product as the filler was 140 parts by weight.

実施例5
充填材として、最大粒径が250μmの化粧板粉砕物(三州フリット(株)製、フェノール樹脂とメラミン樹脂との合計含有量は35重量%)を用いた以外は、実施例1と同様にしてバイオマス樹脂組成物を得た。
Example 5
The same procedure as in Example 1 was performed except that a decorative board pulverized product having a maximum particle size of 250 μm (manufactured by Sanshu Frit Co., Ltd., the total content of phenolic resin and melamine resin was 35% by weight) was used as the filler. Thus, a biomass resin composition was obtained.

比較例1
充填材として、化粧板粉砕物に代えて木粉(セルロシンNo.100、(株)カジノ製)を用いた以外は、実施例1と同様にしてバイオマス樹脂組成物を得た。
Comparative Example 1
A biomass resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that wood powder (Cellulosin No. 100, manufactured by Casino Co., Ltd.) was used instead of the crushed decorative plate as the filler.

比較例2
バイオマス樹脂(1)に代えてバイオマス樹脂(2)を用いた以外は、比較例1と同様にしてバイオマス樹脂組成物を得た。
Comparative Example 2
A biomass resin composition was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the biomass resin (2) was used instead of the biomass resin (1).

実施例1〜5および比較例1〜2で得られたバイオマス樹脂組成物の成形性を、円板流れを測定することにより評価した。また、得られたバイオマス樹脂組成物から作製される成形品の耐水性、耐煮沸性、曲げ強度、曲げ弾性率および破断ひずみを評価した。評価方法は以下のとおりとし、評価結果を表1に示した。   The moldability of the biomass resin compositions obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 2 was evaluated by measuring the disk flow. Moreover, the water resistance of the molded article produced from the obtained biomass resin composition, boiling resistance, bending strength, bending elastic modulus, and fracture | rupture distortion were evaluated. The evaluation method is as follows, and the evaluation results are shown in Table 1.

<試験片の作製>
圧縮成形用金型およびホットプレスを用いて、175℃、300kgf/cm2(29.4MPa)で5分間加熱加圧成形することにより、JISK6911−1995規格に準じた試験片(4mm×10mm×100mm)を作製する。
<Preparation of test piece>
A test piece (4 mm × 10 mm × 100 mm) conforming to the JISK6911-1995 standard was formed by heating and pressing at 175 ° C. and 300 kgf / cm 2 (29.4 MPa) for 5 minutes using a compression mold and hot press. ).

<円板流れ>
バイオマス樹脂組成物の円板流れを、JISK6911−1995に準じて測定する。
<Disc flow>
The disk flow of the biomass resin composition is measured according to JISK6911-1995.

<耐水性>
試験片を23℃の水中に72時間浸漬し、浸漬前と浸漬後の重量変化率、および浸漬後の外観で評価する。外観については、次の評価基準で評価する。
○: 光沢があり、かつフクレなどがない。
△: 光沢がなくなったり、充填材の浮かび上がりがある。
×: 小フクレが発生している。
<Water resistance>
The test piece is immersed in water at 23 ° C. for 72 hours, and the weight change rate before and after immersion and the appearance after immersion are evaluated. The appearance is evaluated according to the following evaluation criteria.
○: Glossy and no blistering.
Δ: Gloss is lost or the filler is lifted up.
×: Small blisters are generated.

<耐煮沸性>
試験片を1時間煮沸し、煮沸前と煮沸後の重量変化率を測定するとともに、煮沸後の試験片を70℃の送風乾燥器で乾燥した後の曲げ強度保持率を測定する。また、煮沸後の試験片の外観も観察し、評価する。外観については、次の評価基準で評価する。
○: 光沢があり、かつフクレなどがない。
△: 光沢がなくなったり、充填材の浮かび上がりがある。
×: 小フクレが発生している。
<Boil resistance>
The test piece is boiled for 1 hour, the weight change rate before boiling and after boiling is measured, and the bending strength retention rate after drying the boiled test piece with a 70 ° C. blower dryer is measured. The appearance of the test piece after boiling is also observed and evaluated. The appearance is evaluated according to the following evaluation criteria.
○: Glossy and no blistering.
Δ: Gloss is lost or the filler is lifted up.
×: Small blisters are generated.

<曲げ強度、曲げ弾性率、曲げ破断ひずみ>
JISK6911−1995に準じて行なう。
<Bending strength, bending elastic modulus, bending breaking strain>
This is performed according to JISK6911-1995.

表1に示したとおり、いずれの実施例で得られるバイオマス組成物を用いた場合も、成形品の物性は良好であり、かつ耐水性、耐煮沸性も良好であった。とくに桐油を用いて変性させたバイオマス樹脂(2)を用いた成形品は、耐水性、曲げ強度、破断ひずみがさらに高かった。円板流れ性については、実施例4の充填材を多く含有したもの以外は100mm以上と良好であった。実施例4で得られたものについても、円板流れ性は93mmであるので、成形性は充分であった。   As shown in Table 1, when the biomass composition obtained in any of the examples was used, the physical properties of the molded article were good, and the water resistance and boiling resistance were also good. In particular, the molded article using the biomass resin (2) modified with tung oil had higher water resistance, bending strength and breaking strain. The disc flowability was as good as 100 mm or more except for those containing a large amount of the filler of Example 4. Also about what was obtained in Example 4, since the disk flowability was 93 mm, the moldability was sufficient.

実施例5では、充填材として、粒径の大きい化粧板粉砕物を使用した。得られた成形品は、表面から充填材粒子が見られるなど美観性に欠けるものであった。また、強度物性面においても、低下傾向が認められた。浸漬吸水率および煮沸吸水率に関しては、実施例1〜4に類似した値を示したが、煮沸後の強度保持率は83.6%と低かった。これは形状の大きな充填材の影響と考えられる。   In Example 5, a decorative plate pulverized product having a large particle size was used as the filler. The obtained molded article lacked aesthetics such as filler particles seen from the surface. In addition, a decreasing tendency was observed in terms of strength properties. Regarding the immersion water absorption and boiling water absorption, values similar to those in Examples 1 to 4 were shown, but the strength retention after boiling was as low as 83.6%. This is considered to be due to the large shape of the filler.

一方、充填材として木粉を用いた比較例1の成形品は、72時間水浸漬による吸水率が2.86%であり、充填材として化粧板粉砕物を用いた実施例1〜4の4倍以上であった。72時間水浸漬後、成形品の表面には、充填材である木粉が浮かび上がっていた。1時間煮沸後の吸水率は2.29%と高く、曲げ強度も煮沸前の75.2%と大きく低下した。また、比較例1で得られたバイオマス樹脂組成物の円板流れは85mmであり、圧縮成形には、とくに問題はないが、実施例1〜5と比べると劣っていた。   On the other hand, the molded article of Comparative Example 1 using wood powder as the filler has a water absorption rate of 2.86% after 72 hours of water immersion, and 4 of Examples 1 to 4 using a decorative plate crushed material as the filler. It was more than twice. After immersion in water for 72 hours, wood powder, which is a filler, emerged on the surface of the molded product. The water absorption after boiling for 1 hour was as high as 2.29%, and the bending strength was greatly reduced to 75.2% before boiling. Moreover, the disk flow of the biomass resin composition obtained in Comparative Example 1 was 85 mm, and compression molding was not particularly problematic, but was inferior to Examples 1-5.

比較例2では、耐水性を向上させたバイオマス樹脂2を用いた。比較例1と比べると、円板流れ、曲げ強度、耐水性など、すべての特性が向上したが、充填材として化粧板粉砕物を使用した実施例2と比べると、吸水率が高く、1時間煮沸後の強度保持率は82.4%と、かなり劣っている。煮沸後の外観に関しても、充填材である木粉が成形品表面に浮かび上がっている様子が見られる。   In Comparative Example 2, biomass resin 2 with improved water resistance was used. Compared with Comparative Example 1, all the characteristics such as disk flow, bending strength, and water resistance were improved. However, compared with Example 2 in which a decorative board pulverized product was used as a filler, the water absorption rate was high and 1 hour. The strength retention after boiling is 82.4%, which is quite inferior. As for the appearance after boiling, it can be seen that the wood powder as the filler is emerging on the surface of the molded product.

Figure 0004402499
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以上の結果より、紙基材積層板の粉砕物を、フェノール化バイオマス樹脂の充填材とすることにより、熱硬化性バイオマス樹脂組成物の成形性、該熱硬化性バイオマス樹脂組成物から得られる成形品の物性および耐水性が大きく向上することがわかった。   From the above results, the moldability of the thermosetting biomass resin composition, the molding obtained from the thermosetting biomass resin composition, by using the pulverized material of the paper base laminate as a filler of the phenolized biomass resin It was found that the physical properties and water resistance of the product were greatly improved.

Claims (6)

フェノール化バイオマス樹脂、硬化剤、および紙基材積層板の粉砕物である充填材からなり、
前記フェノール化バイオマス樹脂が、酸触媒の存在下、バイオマス物質をフェノール類でフェノール化させることにより得られる生成物であり、
前記バイオマス物質が、リグノセルロース物質であり、
前記硬化剤が、ヘキサメチレンテトラミンであり、ヘキサメチレンテトラミンの配合量は、フェノール化バイオマス樹脂100重量部に対し、12〜25重量部であり、
前記紙基材積層板の粉砕物の配合量は、フェノール化バイオマス樹脂100重量部に対し、60〜150重量部である熱硬化性バイオマス樹脂組成物。
Phenolic biomass resin, curing agent, and Ri Do from the filler is a pulverized paper base laminates,
The phenolized biomass resin is a product obtained by phenolizing a biomass material with phenols in the presence of an acid catalyst;
The biomass material is a lignocellulosic material;
The curing agent is hexamethylenetetramine, and the amount of hexamethylenetetramine is 12 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the phenolized biomass resin,
The compounding quantity of the ground material of the said paper base material laminated board is a thermosetting biomass resin composition which is 60-150 weight part with respect to 100 weight part of phenolization biomass resin.
フェノール化バイオマス樹脂が、酸触媒および乾性油の共存下、バイオマス物質をフェノール類でフェノール化させることにより得られる生成物を含む請求項記載の熱硬化性バイオマス樹脂組成物。 The thermosetting biomass resin composition according to claim 1, wherein the phenolized biomass resin contains a product obtained by phenolizing a biomass substance with phenols in the presence of an acid catalyst and a drying oil. 乾性油が、桐油、亜麻仁油およびカシュー油からなる群から選択される1種以上の物質である請求項記載の熱硬化性バイオマス樹脂組成物。 The thermosetting biomass resin composition according to claim 2 , wherein the drying oil is one or more substances selected from the group consisting of tung oil, linseed oil and cashew oil. 紙基材積層板が、熱硬化性樹脂を該紙基材積層板の25重量%以上含有する請求項1、2または3記載の熱硬化性バイオマス樹脂組成物。 The thermosetting biomass resin composition according to claim 1, 2 or 3 , wherein the paper substrate laminate contains 25% by weight or more of the thermosetting resin of the paper substrate laminate. 充填材の粒径が150μm以下である請求項1、2、3または4記載の熱硬化性バイオマス樹脂組成物。 It claims 1 to 4 thermosetting biomass resin composition according the particle size of the filler is 150μm or less. 請求項1、2、3、4または5記載の熱硬化性バイオマス樹脂組成物からなる成形品。 A molded article comprising the thermosetting biomass resin composition according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 .
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