JP5771088B2 - Solid resol type biomass phenol resin and rubber composition - Google Patents

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Description

本発明は、固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂およびゴム組成物に関するものである。   The present invention relates to a solid resol type biomass phenol resin and a rubber composition.

近年、大気中の二酸化炭素量増加を抑制するため、植物由来の原料を使用した、いわゆるカーボンニュートラル材料であるバイオマスプラスチックが注目されている。
バイオマスプラスチックとしては、熱可塑性樹脂だけでなく、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂についても検討されており、フェノール類と糖類とを酸性触媒下で反応させて得たフェノール樹脂が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、植物由来アルキルフェノール類であるカシュー油を変性させて得たゴム補強用フェノール樹脂も開示されている(例えば、特許文献2参照。)。しかし、これらの樹脂を硬化させるためには、ヘキサメチレンテトラミン等の化石資源由来の硬化剤を使用する必要がある。
硬化剤を使用せずに硬化するフェノール樹脂には、固形レゾール型フェノール樹脂(例えば、特許文献3参照。)や多糖類を原料としたフェノール樹脂(例えば、特許文献4参照。)が開示されている。
In recent years, in order to suppress an increase in the amount of carbon dioxide in the atmosphere, biomass plastics, which are so-called carbon neutral materials using plant-derived raw materials, have attracted attention.
As a biomass plastic, not only a thermoplastic resin but also a thermosetting resin such as a phenol resin has been studied, and a phenol resin obtained by reacting a phenol with a saccharide under an acidic catalyst is disclosed ( For example, see Patent Document 1.)
In addition, a phenol resin for reinforcing rubber obtained by modifying cashew oil, which is a plant-derived alkylphenol, is also disclosed (for example, see Patent Document 2). However, in order to cure these resins, it is necessary to use a curing agent derived from fossil resources such as hexamethylenetetramine.
As a phenol resin that is cured without using a curing agent, a solid resol type phenol resin (for example, see Patent Document 3) and a phenol resin using a polysaccharide as a raw material (for example, see Patent Document 4) are disclosed. Yes.

特開2010−090297号公報JP 2010-090297 A 特開2007−269843号公報JP 2007-269843 A 特開2007−099789号公報JP 2007-099789 A 特開2008−050543号公報JP 2008-050543 A

例えば、フェノール樹脂を配合してゴム組成物の特性改良をしようとする場合、特許文献1記載のフェノール樹脂では、ゴム補強効果が小さく、植物由来率も低い。
特許文献2では、フェノールおよびホルムアルデヒドを使用するために植物由来率が低く、補強効果は大きいが引張強度が低いという問題がある。
また、これらのフェノール樹脂はゴムに配合する際、ヘキサメチレンテトラミン等化石資源由来の硬化剤を使用する必要がある。
特許文献3記載の固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂は、硬化剤を使用せずに硬化させることができるが、熱により短時間で硬化してしまうために加熱混練中に増粘するなどの問題が生じ、均一に混練することができない。そのため、ゴム配合や成形材料など、加熱混練を必要とする用途では使用が困難である。
本発明は、高い植物由来率をもち、硬度、破断強度及び破断伸びに優れた加硫物を与え得る混練性良好なゴム組成物が得られる固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂を提供することを目的とする。また、硬度、破断強度及び破断伸びに優れた加硫物が得られるゴム組成物を提供することを目的とする。
For example, when the phenol resin is blended to improve the properties of the rubber composition, the phenol resin described in Patent Document 1 has a small rubber reinforcing effect and a low plant-derived rate.
In patent document 2, since phenol and formaldehyde are used, there is a problem that the plant-derived rate is low and the reinforcing effect is large but the tensile strength is low.
Moreover, when these phenol resins are blended with rubber, it is necessary to use a curing agent derived from fossil resources such as hexamethylenetetramine.
The solid resol-type biomass phenol resin described in Patent Document 3 can be cured without using a curing agent, but since it is cured in a short time by heat, problems such as thickening during heating and kneading occur. It cannot be kneaded uniformly. Therefore, it is difficult to use in applications that require heating and kneading, such as rubber compounding and molding materials.
An object of the present invention is to provide a solid resol-type biomass phenol resin from which a rubber composition having a high plant-derived rate and a good kneadability capable of giving a vulcanizate excellent in hardness, breaking strength and elongation at break can be obtained. To do. Moreover, it aims at providing the rubber composition from which the vulcanizate excellent in hardness, breaking strength, and elongation at break is obtained.

本発明は、以下の構成を有する。
[1]植物由来フェノール類を含有するフェノール類と植物由来アルデヒド類を含有するアルデヒド類とを塩基性触媒下で反応させて得られ、
前記植物由来フェノール類が、カシューナット殻液(CNSL)、カシューオイル、カルダノールおよびウルシオールからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、
植物由来率が30質量%以上、かつ重量平均分子量が10,000以上であることを特徴とする固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂
[2][1]記載の固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂と、ゴムとフィラーとを含有することを特徴とするゴム組成物。
The present invention has the following configuration.
[1] Obtained by reacting phenols containing plant-derived phenols with aldehydes containing plant-derived aldehydes in the presence of a basic catalyst,
The plant-derived phenols is at least one selected from the group consisting of cashew nut shell liquid (CNSL), cashew oil, cardanol and urushiol,
A solid resol-type biomass phenol resin having a plant-derived rate of 30% by mass or more and a weight average molecular weight of 10,000 or more .
[2] [1] Symbol and solid resol-type biomass phenolic resin of the mounting, the rubber composition characterized by containing a rubber and a filler.

本発明の固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂は、高い植物由来率をもち、固形であるため扱いやすく、硬度、破断強度及び破断伸びに優れた加硫物を与え得る混練性良好なゴム組成物が得られる。また、本発明のゴム組成物は硬度、破断強度及び破断伸びに優れる加硫物が得られる。
なお、本明細書において、植物由来率とは、得られた固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂の植物由来成分の割合のことである。植物由来成分は、大気中の二酸化炭素を用いた光合成により得られる。そのため、植物由来成分の焼却時の二酸化炭素発生量は、光合成時の二酸化炭素吸収量に相殺され、大気中の二酸化炭素増加に影響を与えないと考えられる(いわゆるカーボンニュートラル)。したがって、植物由来率が高い程、大気中の二酸化炭素増加を抑制でき、地球温暖化防止効果が高くなる。また、重量平均分子量とは、得られたレゾール型バイオマスフェノール樹脂をテトラヒドロフランに溶解した溶液を測定試料とし、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定し、ポリスチレン標準物質による検量線から算出した数値である。
The solid resol-type biomass phenol resin of the present invention has a high plant-derived ratio, is easy to handle because it is solid, and provides a rubber composition with good kneadability that can give a vulcanizate with excellent hardness, breaking strength and breaking elongation. It is done. In addition, the rubber composition of the present invention provides a vulcanizate having excellent hardness, breaking strength and breaking elongation.
In addition, in this specification, a plant-derived rate is a ratio of the plant-derived component of the obtained solid resol type | mold biomass phenol resin. Plant-derived components are obtained by photosynthesis using carbon dioxide in the atmosphere. Therefore, it is considered that the amount of carbon dioxide generated during incineration of plant-derived components is offset by the amount of carbon dioxide absorbed during photosynthesis and does not affect the increase in carbon dioxide in the atmosphere (so-called carbon neutral). Therefore, the higher the plant-derived rate, the more the increase in carbon dioxide in the atmosphere can be suppressed, and the effect of preventing global warming is enhanced. The weight average molecular weight is a numerical value calculated from a calibration curve using a polystyrene standard substance, measured by gel permeation chromatography (GPC) using a solution obtained by dissolving the obtained resol-type biomass phenol resin in tetrahydrofuran as a measurement sample. .

<固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂>
本発明の固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂は、植物由来率が30質量%以上、かつ重量平均分子量が10,000以上であることを特徴とする。本発明の固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂とは、植物由来原料を用いて得られる固形レゾール型フェノール樹脂を示す。つまり、フェノール類とアルデヒド類とを塩基性触媒存在下で反応させて得られ、かつ前記フェノール類およびアルデヒド類のいずれか一方または両方が植物由来原料を含む固形のフェノール樹脂を示す。また原料として、植物由来原料の他に化石資源由来等の非植物由来原料を含んでも良いが、得られる固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂の植物由来率が30質量%以上となるように、植物由来原料の使用量を適宜調製しなければならない。
植物由来率が30質量%以上であれば、カーボンニュートラルの概念より二酸化炭素排出量の増加を抑制できる。
<Solid resol type biomass phenol resin>
The solid resol-type biomass phenol resin of the present invention is characterized by having a plant-derived rate of 30% by mass or more and a weight average molecular weight of 10,000 or more. The solid resol-type biomass phenol resin of the present invention refers to a solid resol-type phenol resin obtained using a plant-derived raw material. That is, it represents a solid phenol resin obtained by reacting phenols and aldehydes in the presence of a basic catalyst, and one or both of the phenols and aldehydes contain plant-derived materials. In addition to the plant-derived materials, non-plant-derived materials such as those derived from fossil resources may be included as raw materials, but the plant-derived materials so that the plant-derived ratio of the obtained solid resol-type biomass phenol resin is 30% by mass or more. The amount used must be adjusted accordingly.
If a plant origin rate is 30 mass% or more, the increase in carbon dioxide emission can be suppressed from the concept of carbon neutral.

フェノール類としては、植物由来フェノール類、非植物由来フェノール類、それらの混合物等が挙げられる。
植物由来フェノール類としては、カシューナット殻液(CNSL)や、カシューオイル、カルダノール、ウルシオール、グルコース発酵物由来のカテコール、ハイドロキノンなどが挙げられる。これらは1種を単独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。これらの中でも、不純物が少なく、入手容易な点でカルダノールが好ましい。
非植物由来フェノール類としては、化石資源由来フェノール類等があり、フェノール、レゾルシン、クレゾール、キシレノール、プロピルフェノール、ブチルフェノール、オクチルフェノール、フェニルフェノール、ビスフェノールA、ビスフェノールFなどが挙げられる。これらは1種を単独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。
アルデヒド類が植物由来原料を含む場合、フェノール類としては、植物由来フェノール類のみを用いても、非植物由来フェノール類のみを用いても、それらの混合物を用いても良い。
アルデヒド類が植物由来原料を含まない場合、フェノール類としては、植物由来フェノール類または植物由来フェノール類と非植物由来フェノール類との混合物が用いられる。
フェノール類全体として、植物由来フェノール類が10質量%以上含まれることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましい。10質量%以上であれば、高い植物由来率を保持することができるため好ましい。
Examples of phenols include plant-derived phenols, non-plant-derived phenols, and mixtures thereof.
Plant-derived phenols include cashew nut shell liquid (CNSL), cashew oil, cardanol, urushiol, catechol derived from glucose fermented product, hydroquinone, and the like. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. Among these, cardanol is preferable because it has few impurities and is easily available.
Non-plant-derived phenols include fossil resource-derived phenols, and examples include phenol, resorcin, cresol, xylenol, propylphenol, butylphenol, octylphenol, phenylphenol, bisphenol A, and bisphenol F. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
When the aldehyde contains a plant-derived raw material, as the phenol, only a plant-derived phenol may be used, or only a non-plant-derived phenol may be used, or a mixture thereof may be used.
When aldehydes do not contain plant-derived raw materials, plant-derived phenols or a mixture of plant-derived phenols and non-plant-derived phenols is used as phenols.
It is preferable that 10 mass% or more of plant-derived phenols are contained as the whole phenols, and it is more preferable that it is 20 mass% or more. If it is 10 mass% or more, since a high plant-derived rate can be hold | maintained, it is preferable.

アルデヒド類としては、植物由来アルデヒド類、非植物由来アルデヒド類、それらの混合物等が挙げられる。
植物由来アルデヒド類としては、フルフラール類等があり、例えば、フルフラール、5−メチルフルフラール、ヒドロキシメチルフルフラール等が挙げられる。これらは1種を単独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。
非植物由来アルデヒド類としては、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、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等が挙げられる。これらは1種を単独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。
フェノール類が植物由来原料を含む場合、アルデヒド類としては、植物由来アルデヒド類のみを用いても、非植物由来アルデヒド類のみを用いても、それらの混合物を用いても良い。
フェノール類が植物由来原料を含まない場合、アルデヒド類としては、植物由来アルデヒド類または植物由来アルデヒド類と非植物由来アルデヒド類との混合物が用いられる。
アルデヒド類全体として、植物由来アルデヒド類が30質量%以上含まれることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましい。30質量%以上であれば高い植物由来率を保持することができるため好ましい。
Examples of aldehydes include plant-derived aldehydes, non-plant-derived aldehydes, and mixtures thereof.
Examples of plant-derived aldehydes include furfurals, and examples thereof include furfural, 5-methylfurfural, and hydroxymethylfurfural. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
Non-plant derived aldehydes include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, salicylaldehyde and the like. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
When phenols contain plant-derived raw materials, as plant aldehydes, only plant-derived aldehydes, non-plant-derived aldehydes may be used, or a mixture thereof may be used.
When phenols do not contain plant-derived raw materials, plant-derived aldehydes or a mixture of plant-derived aldehydes and non-plant-derived aldehydes is used as aldehydes.
It is preferable that 30 mass% or more of plant-derived aldehydes are contained as the whole aldehyde, and it is more preferable that it is 50 mass% or more. 30% by mass or more is preferable because a high plant-derived rate can be maintained.

固形レゾール型バイオマス樹脂を得る際のフェノール類とアルデヒド類との質量比率は、アルデヒド類を1としたときに、フェノール類が1〜20倍であることが好ましく、1.5〜6倍であることがより好ましい。フェノール類が1倍以上であれば、ゲル化を抑制でき、20倍以下であれば、反応率を高くして分子量を大きくすることができる。   The mass ratio of phenols and aldehydes in obtaining a solid resol-type biomass resin is preferably 1 to 20 times, preferably 1.5 to 6 times, when the aldehydes are taken as 1. It is more preferable. If the phenols are 1 or more times, gelation can be suppressed, and if they are 20 or less, the reaction rate can be increased to increase the molecular weight.

フェノール類とアルデヒド類との反応の際には塩基性触媒が用いられる。塩基性触媒としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化リチウムなど)、アミン類(例えば、水酸化アンモニウム、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミンなど)が挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
塩基性触媒の使用量は、フェノール類とアルデヒド類の合計質量に対して、0.1〜50質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがより好ましい。塩基性触媒の使用量が0.1質量%以上であれば、十分に反応を進行させることができ、50質量%以下であれば、ゲル化を抑制できる。
A basic catalyst is used in the reaction between phenols and aldehydes. Basic catalysts include alkali metal or alkaline earth metal hydroxides (eg, sodium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, lithium hydroxide), amines (eg, ammonium hydroxide, diethylamine, triethylamine). , Triethanolamine, ethylenediamine, hexamethylenetetramine, etc.). These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
The amount of the basic catalyst used is preferably 0.1 to 50% by mass and more preferably 0.5 to 5% by mass with respect to the total mass of the phenols and aldehydes. If the usage-amount of a basic catalyst is 0.1 mass% or more, reaction can fully be advanced, and if it is 50 mass% or less, gelatinization can be suppressed.

反応温度は20〜200℃であることが好ましく、120〜160℃であることがより好ましい。反応温度が20℃以上であれば十分に反応を進行させることができ、200℃以下であれば、熱分解を抑制できる。   The reaction temperature is preferably 20 to 200 ° C, more preferably 120 to 160 ° C. If reaction temperature is 20 degreeC or more, reaction can fully advance, and if it is 200 degrees C or less, thermal decomposition can be suppressed.

反応時間は0.5〜20時間であることが好ましく、2〜10時間であることがより好ましい。反応時間が0.5時間以上であれば十分に反応を進行させることができ、20時間以下であれば生産性の低下を抑制できる。   The reaction time is preferably 0.5 to 20 hours, and more preferably 2 to 10 hours. If the reaction time is 0.5 hours or longer, the reaction can be sufficiently progressed, and if it is 20 hours or shorter, a decrease in productivity can be suppressed.

本発明のレゾール型バイオマスフェノール樹脂は、重量平均分子量が10,000以上であるため、得られるレゾール型バイオマスフェノール樹脂が固形となり扱いやすい。
本発明で得られた固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂は自硬性のため、ゴム組成物として配合する際に、硬化剤を低減もしくは不要化することが可能となり、硬化剤を使用しても、しなくても、硬度、破断強度、破断伸びに優れたゴム組成物が得られる。またゲルタイムが長いためゴムと混練しやすい。
上記固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂は、ゴム配合剤、鋳造用鋳型、自動車部品や電気部品等の成形品、エポキシ硬化剤、接着剤、塗料、砥石用樹脂等に用いることができる。
Since the resol-type biomass phenol resin of the present invention has a weight average molecular weight of 10,000 or more, the obtained resol-type biomass phenol resin is solid and easy to handle.
Since the solid resol-type biomass phenol resin obtained in the present invention is self-hardening, it becomes possible to reduce or eliminate the curing agent when blended as a rubber composition. However, a rubber composition having excellent hardness, breaking strength and breaking elongation can be obtained. Moreover, since the gel time is long, it is easy to knead with rubber.
The solid resol-type biomass phenol resin can be used for rubber compounding agents, casting molds, molded products such as automobile parts and electric parts, epoxy curing agents, adhesives, paints, and grinding wheel resins.

<ゴム組成物>
本発明のゴム組成物は、上記固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂とゴムとフィラーを含有する。
<Rubber composition>
The rubber composition of this invention contains the said solid resol type biomass phenol resin, rubber | gum, and a filler.

<ゴム>
本発明のゴム組成物に使用するゴムは、特に限定されないが、天然ゴム(NB)のほか、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、ブチルゴム(IIR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)等の合成ジエン系ゴムが挙げられ、これらは1種を単独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。これらの中でも、ゴム組成物における植物由来率を向上させ、環境調和性を高めるため、天然ゴムを用いることが好ましい。
本発明のゴム組成物に使用するゴムと固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂の配合比率は特に限定されないが、ゴム100質量部に対し固形レゾール型バイオマス、フェノール樹脂1〜50質量部、より好ましくは1〜30質量部である。ゴム100質量部に対し、フェノール樹脂が下限値以上であれば、ゴムに十分な硬さを付与でき、上限値以下であれば、高い破断伸びを発現させることができる。
<Rubber>
The rubber used in the rubber composition of the present invention is not particularly limited, but besides natural rubber (NB), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), butyl rubber (IIR), styrene-butadiene rubber (SBR), Synthetic diene rubbers such as acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) may be used, and these may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use natural rubber in order to improve the plant-derived rate in the rubber composition and enhance environmental harmony.
The blending ratio of the rubber and the solid resol type biomass phenol resin used in the rubber composition of the present invention is not particularly limited, but the solid resol type biomass and the phenol resin are 1 to 50 parts by mass, more preferably 1 to 100 parts by mass of the rubber. 30 parts by mass. If phenol resin is more than a lower limit with respect to 100 mass parts of rubber | gum, sufficient hardness can be provided to rubber | gum, and if it is below an upper limit, high breaking elongation can be expressed.

<フィラー>
本発明のゴム組成物に使用するフィラーは特に限定されないが、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、アルミナ、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、タルク、クレー、マイカ、木粉などが挙げられるが、中でも加硫物に対する硬度付与の観点からカーボンブラックとシリカが好ましい。
ゴム組成物に使用するフィラーの配合比率は特に限定されないが、ゴム100質量部に対して10〜200質量部であることが好ましく、50〜100質量部であることがより好ましい。フィラーの含有量が下限値以上であれば、加硫物の機械的物性を高くでき、上限値以下であれば、流動性を高く出来る。
<Filler>
The filler used in the rubber composition of the present invention is not particularly limited, but carbon black, silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, alumina, magnesium oxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, talc, clay, mica, wood powder, etc. Among them, carbon black and silica are preferable from the viewpoint of imparting hardness to the vulcanizate.
Although the compounding ratio of the filler used for a rubber composition is not specifically limited, It is preferable that it is 10-200 mass parts with respect to 100 mass parts of rubber | gum, and it is more preferable that it is 50-100 mass parts. If the filler content is at least the lower limit value, the mechanical properties of the vulcanizate can be increased, and if it is at most the upper limit value, the fluidity can be increased.

<硬化剤>
本発明のゴム組成物は、硬化剤を使用しても良い。硬化剤は固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂を硬化させるものである。
硬化剤としては特に限定されないが、例えば、ヘキサメチレンテトラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、パラホルムアルデヒド、グリオキザールなどが挙げられるが、中でもヘキサメチレンテトラミンが経済性、ゴムとの相溶性、ゴム組成物製造後の安定性の観点から好ましい。
硬化剤の配合量は、レゾール型バイオマスフェノール樹脂100質量部に対して30質量部以下であることが好ましく、20質量部以下であることがより好ましい。硬化剤の配合量が上限値以下であれば、ゴム混練時に発生するガスを抑制でき、加硫物に十分な硬さを持たせることができる。
<Curing agent>
The rubber composition of the present invention may use a curing agent. The curing agent cures the solid resol type biomass phenol resin.
The curing agent is not particularly limited, but examples include hexamethylenetetramine, hexamethoxymethylmelamine, paraformaldehyde, glyoxal, etc. Among them, hexamethylenetetramine is economical, compatible with rubber, after rubber composition production It is preferable from the viewpoint of stability.
It is preferable that the compounding quantity of a hardening | curing agent is 30 mass parts or less with respect to 100 mass parts of resol type biomass phenol resin, and it is more preferable that it is 20 mass parts or less. If the blending amount of the curing agent is not more than the upper limit value, the gas generated during rubber kneading can be suppressed, and the vulcanizate can have sufficient hardness.

<その他の添加剤>
ゴム組成物には、例えば顔料、離型剤、酸化防止剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、硬化促進剤、老化防止剤などの添加剤が含まれてもよい。
<Other additives>
The rubber composition may contain additives such as pigments, mold release agents, antioxidants, silane coupling agents, ultraviolet absorbers, curing accelerators, and antioxidants.

<ゴム組成物の製造方法>
本発明のゴム組成物は一般的な方法、例えば前記固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂、ゴム、フィラーのほか、必要に応じて使用する添加剤をバンバリーミキサー、ロール、ニーダーなどで混練することにより製造することができる。
<Method for producing rubber composition>
The rubber composition of the present invention is produced by a general method, for example, by kneading the solid resole type biomass phenol resin, rubber, filler, and other additives to be used as necessary with a Banbury mixer, roll, kneader or the like. be able to.

<作用効果>
本発明のゴム組成物は、硬度、破断強度及び破断伸びに優れる加硫物を得ることができる。
<Effect>
The rubber composition of the present invention can provide a vulcanizate having excellent hardness, breaking strength and breaking elongation.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited at all by these Examples.

(フェノール樹脂の製造)
[実施例1]
撹拌装置、冷却器、温度計を備えたフラスコに、カルダノール180g、30質量%水酸化ナトリウム水溶液12g、フルフラール100gを加え、昇温中に生成する水を除きながら、150℃で6時間反応した。メチルイソブチルケトン(以下「MIBK」)を300g加え希釈した後、pH5になるよう10質量%塩酸を加え、水洗にて脱塩した。その後、11kPaの減圧下で160℃まで昇温し、MIBKおよび水を留去し、230gのフェノール樹脂(A)を得た。
(Manufacture of phenolic resin)
[Example 1]
To a flask equipped with a stirrer, a cooler, and a thermometer, 180 g of cardanol, 12 g of a 30 mass% sodium hydroxide aqueous solution and 100 g of furfural were added, and the reaction was carried out at 150 ° C. for 6 hours while removing the water generated during the temperature rise. After diluting by adding 300 g of methyl isobutyl ketone (hereinafter “MIBK”), 10% by mass hydrochloric acid was added to adjust the pH to 5, followed by desalting by washing with water. Thereafter, the temperature was raised to 160 ° C. under a reduced pressure of 11 kPa, and MIBK and water were distilled off to obtain 230 g of a phenol resin (A).

[実施例2]
撹拌装置、冷却器、温度計を備えたフラスコに、カルダノール120g、フェノール385g、30質量%水酸化ナトリウム水溶液29g、フルフラール144gを加え、昇温中に生成する水を除きながら、150℃で6時間反応した。pH5になるよう10質量%塩酸を加え、11kPaの減圧下で150℃まで昇温し、未反応のフェノール286gを留去した。MIBKを300g加え希釈した後、水洗にて脱塩した。その後、11kPaの減圧下で160℃まで昇温し、MIBKおよび水を留去し、291gのフェノール樹脂(B)を得た。
[Example 2]
To a flask equipped with a stirrer, a cooler, and a thermometer, 120 g of cardanol, 385 g of phenol, 29 g of a 30% by mass sodium hydroxide aqueous solution and 144 g of furfural are added, and the water generated during the temperature rise is removed for 6 hours at 150 ° C. Reacted. 10 mass% hydrochloric acid was added so that it might become pH 5, and it heated up to 150 degreeC under pressure reduction of 11 kPa, and 286 g of unreacted phenol was distilled off. After diluting by adding 300 g of MIBK, it was desalted by washing with water. Then, it heated up to 160 degreeC under pressure reduction of 11 kPa, MIBK and water were distilled off, and 291-g phenol resin (B) was obtained.

[実施例3]
撹拌装置、冷却器、温度計を備えたフラスコに、カルダノール180g、30質量%水酸化ナトリウム水溶液12g、フルフラール115g、92質量%パラホルムアルデヒド3.5gを加え、昇温中に生成する水を除きながら、150℃で6時間反応した。MIBKを300g加え希釈した後、pH5になるよう10質量%塩酸を加え、水洗にて脱塩した。その後、11kPaの減圧下で160℃まで昇温し、MIBKおよび水を留去し、251gのフェノール樹脂(C)を得た。
[Example 3]
To a flask equipped with a stirrer, a cooler, and a thermometer, add 180 g of cardanol, 12 g of 30% by weight aqueous sodium hydroxide, 115 g of furfural, 3.5 g of 92% by weight paraformaldehyde, and remove the water generated during temperature rise. , Reacted at 150 ° C. for 6 hours. After diluting by adding 300 g of MIBK, 10% by mass hydrochloric acid was added to adjust the pH to 5, followed by desalting with water. Thereafter, the temperature was raised to 160 ° C. under a reduced pressure of 11 kPa, and MIBK and water were distilled off to obtain 251 g of a phenol resin (C).

[実施例4]
撹拌装置、冷却器、温度計を備えたフラスコに、カルダノール120g、フェノール456g、30質量%水酸化ナトリウム水溶液29g、フルフラール144g、92質量%パラホルムアルデヒド8.2gを加え、昇温中に生成する水を除きながら、150℃で6時間反応した。pH5になるよう10質量%塩酸を加え、11kPaの減圧下で150℃まで昇温し、未反応のフェノール266gを留去した。MIBKを300g加え希釈した後、水洗にて脱塩した。その後、11kPaの減圧下で160℃まで昇温し、MIBKおよび水を留去し、281gのフェノール樹脂(D)を得た。
[Example 4]
Water that is produced during heating is added to a flask equipped with a stirrer, a cooler, and a thermometer, and 120 g of cardanol, 456 g of phenol, 29 g of a 30% by mass sodium hydroxide aqueous solution, 144 g of furfural, and 92 g% paraformaldehyde are added. The reaction was carried out at 150 ° C. for 6 hours. 10 mass% hydrochloric acid was added so that it might become pH 5, and it heated up to 150 degreeC under pressure reduction of 11 kPa, and 266 g of unreacted phenol was distilled off. After diluting by adding 300 g of MIBK, it was desalted by washing with water. Thereafter, the temperature was raised to 160 ° C. under a reduced pressure of 11 kPa, and MIBK and water were distilled off to obtain 281 g of a phenol resin (D).

[比較例1]
撹拌装置、冷却器、温度計を備えたフラスコに、カルダノール180g、30質量%水酸化ナトリウム水溶液10g、フルフラール58gを加え、昇温中に生成する水を除きながら、150℃で6時間反応した。MIBKを300g加え希釈した後、pH5になるよう10質量%塩酸を加え、水洗にて脱塩した。その後、11kPaの減圧下で160℃まで昇温し、MIBKおよび水を留去し、188gのフェノール樹脂(E)を得た。
[Comparative Example 1]
To a flask equipped with a stirrer, a cooler, and a thermometer, 180 g of cardanol, 10 g of a 30 mass% sodium hydroxide aqueous solution and 58 g of furfural were added, and the reaction was carried out at 150 ° C. for 6 hours while removing water generated during the temperature rise. After diluting by adding 300 g of MIBK, 10% by mass hydrochloric acid was added to adjust the pH to 5, followed by desalting with water. Then, it heated up to 160 degreeC under pressure reduction of 11 kPa, MIBK and water were distilled off, and 188g phenol resin (E) was obtained.

[比較例2]
撹拌装置、冷却器、温度計を備えたフラスコに、CNSL56g、硫酸0.28gを加え、200℃で10時間反応させた。50℃に降温し、フェノール188g、50質量%ホルマリン78g、硫酸0.94gを添加し、100℃で5時間反応した。その後、11kPaの減圧下で180℃まで昇温し、未反応のフェノール70gを留去し、210gのフェノール樹脂(F)を得た。
[Comparative Example 2]
To a flask equipped with a stirrer, a cooler, and a thermometer, 56 g of CNSL and 0.28 g of sulfuric acid were added and reacted at 200 ° C. for 10 hours. The temperature was lowered to 50 ° C., 188 g of phenol, 78 g of 50% by mass formalin, and 0.94 g of sulfuric acid were added and reacted at 100 ° C. for 5 hours. Then, it heated up to 180 degreeC under pressure reduction of 11 kPa, 70 g of unreacted phenol was distilled off, and 210 g of phenol resin (F) was obtained.

[比較例3]
撹拌装置、冷却器、温度計を備えたフラスコに、フェノール169g、群栄化学工業製異性化糖HF55(固形分75質量%)72g、硫酸1.1gを加え、昇温中に生成する水を除きながら、155℃で1時間反応した。その後、少量の水に懸濁させた水酸化カルシウム0.85gを加え中和した。200℃、11kPaで未反応のフェノール76gを留去し、119gのフェノール樹脂(G)を得た。
[Comparative Example 3]
To a flask equipped with a stirrer, a cooler, and a thermometer, 169 g of phenol, 72 g of isomerized sugar HF55 (solid content: 75% by mass) manufactured by Gunei Chemical Industry, and 1.1 g of sulfuric acid are added, and water generated during temperature rise is added. While removing, the reaction was conducted at 155 ° C. for 1 hour. Thereafter, 0.85 g of calcium hydroxide suspended in a small amount of water was added for neutralization. At 200 ° C. and 11 kPa, 76 g of unreacted phenol was distilled off to obtain 119 g of phenol resin (G).

[比較例4]
撹拌装置、冷却器、温度計を備えたフラスコに、フェノール300g、タピオカでんぷん100g、パラトルエンスルホン酸一水和物18.6gを加え、3時間還流反応を行った。その後、30質量%水酸化ナトリム水溶液7.1gを加え、5分間撹拌した。さらに、イオン交換水500g、50質量%ホルマリン74g、ヘキサメチレンテトラミン45gを加え、70℃にて6時間反応を行った。その後、11kPaの減圧下で90℃まで昇温し、未反応のフェノール139gおよび水を留去し、249gのフェノール樹脂(H)を得た。
[Comparative Example 4]
300 g of phenol, 100 g of tapioca starch, and 18.6 g of paratoluenesulfonic acid monohydrate were added to a flask equipped with a stirrer, a cooler, and a thermometer, and refluxed for 3 hours. Thereafter, 7.1 g of a 30% by mass aqueous sodium hydroxide solution was added and stirred for 5 minutes. Further, 500 g of ion-exchanged water, 74 g of 50% by mass formalin, and 45 g of hexamethylenetetramine were added and reacted at 70 ° C. for 6 hours. Thereafter, the temperature was raised to 90 ° C. under a reduced pressure of 11 kPa, and 139 g of unreacted phenol and water were distilled off to obtain 249 g of a phenol resin (H).

[比較例5]
原料として非植物由来原料であるフェノールとホルムアルデヒドとを使用した、植物由来率0質量%の固形レゾール型フェノール樹脂(PS−1180 群栄化学工業社製)をフェノール樹脂(I)とした。
[Comparative Example 5]
A solid resol type phenolic resin (PS-1180, manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.) having a plant-derived rate of 0% by mass using phenol and formaldehyde, which are non-plant-derived raw materials, as the raw material was used as the phenol resin (I).

実施例1〜4及び比較例1〜5で得られたフェノール樹脂(A)〜(I)の軟化点、ゲルタイム、トルク発生時間、重量平均分子量を以下の方法で測定した。また、実施例1〜4及び比較例1〜4で得られたフェノール樹脂(A)〜(H)の植物由来率を以下の方法で算出した。これらの結果を表1に示す。
ただし、フェノール樹脂(E)についてはペースト状のためゲルタイム及びトルク発生時間は測定出来ず、フェノール樹脂(H)及びフェノール樹脂(I)については、自硬性樹脂のため硬化剤を使用した場合のゲルタイムは測定しなかった。
The softening point, gel time, torque generation time, and weight average molecular weight of the phenol resins (A) to (I) obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 were measured by the following methods. Moreover, the plant origin rate of the phenol resin (A)-(H) obtained in Examples 1-4 and Comparative Examples 1-4 was computed with the following method. These results are shown in Table 1.
However, for phenol resin (E), the gel time and torque generation time cannot be measured because it is pasty, and for phenol resin (H) and phenol resin (I), the gel time when a curing agent is used because it is a self-hardening resin. Was not measured.

[軟化点]
JIS K6910に従って測定した。
[ゲルタイム(硬化剤あり)]
得られたフェノール樹脂1.0gに0.1gのヘキサメチレンテトラミンを加え、180℃の熱板上で溶融し、撹拌しながらゲル化するまでの時間を測定した。
[ゲルタイム(硬化剤なし)]
得られたフェノール樹脂1.0gを180℃の熱板上で溶融し、撹拌しながらゲル化するまでの時間を測定した。
[トルク発生時間(硬化剤あり)]
得られたフェノール樹脂2.8g、ヘキサメチレンテトラミン(三菱ガス化学社製)0.4g、木粉3.2g(カネキ燃料社製)を粉砕混合し、直径約3cmのタブレット状に成形した。得られた成形物についてキュラストメーター(CURELASTOMETER JSR社製)を使用し、160℃にて60kgf・cmのトルクが発生するまでの時間を測定した。
[トルク発生時間(硬化剤なし)]
得られたフェノール樹脂2.8g、木粉3.2g(カネキ燃料社製)を粉砕混合し、直径約3cmのタブレット状に成形した。得られた成形物についてキュラストメーター(CURELASTOMETERJSR社製)を使用し、160℃にて60kgf・cmのトルクが発生するまでの時間を測定した。このトルク発生時間が遅いほど、加熱混練しやすくなる。
[重量平均分子量]
重量平均分子量とは、得られたレゾール型バイオマスフェノール樹脂をテトラヒドロフランに溶解した溶液を測定試料とし、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を下記条件により測定し、ポリスチレン標準物質による検量線から算出した。
GPC測定条件
装置:HLC−8120(東ソー社製)
カラム:TSK−GEL3000HXL、2000HXL、2000HXL(東ソー社製)
検出器:UV−8020(東ソー社製)
[植物由来率]
実施例1、2、3、4比較例1、2、4については式(A)、比較例3については式(B)をもとに植物由来率を算出した。
式(A):植物由来率[%]=100−{[(フェノール仕込み質量)−(留去した未反応フェノール質量)+〔(92質量%パラホルムアルデヒド仕込み質量)×0.92×0.47〕+〔(50質量%パラホルムアルデヒド仕込み質量)×0.5×0.47〕+〔(ヘキサメチレンテトラミン仕込み質量)×1.3×0.47〕+(中和塩の質量(理論値))]/(樹脂収量質量)×100}
ここで、0.47とは、樹脂骨格中のホルムアルデヒド由来の量を算出する係数である。すなわち、樹脂骨格中のホルムアルデヒド由来の架橋基(−CH−)の分子量(14)をホルムアルデヒド(HCHO)の分子量(30)で除した数値である。
また1.3とは、ヘキサメチレンテトラミンより生成したホルムアルデヒドの量を算出する係数である。すなわち、ヘキサメチレンテトラミン1molより6molのホルムアルデヒドが生成するため、ホルムアルデヒドの分子量(30)に6を掛けて、ヘキサメチレンテトラミンの分子量(140)で除した数値である。
式(B):植物由来率[%]=[(CNSL仕込み質量)/(樹脂収量質量)]×100
[Softening point]
It measured according to JIS K6910.
[Geltime (with curing agent)]
0.1 g of hexamethylenetetramine was added to 1.0 g of the obtained phenol resin, melted on a hot plate at 180 ° C., and the time until gelling was measured while stirring.
[Gel time (no curing agent)]
1.0 g of the obtained phenol resin was melted on a hot plate at 180 ° C., and the time until gelation was measured while stirring.
[Torque generation time (with curing agent)]
2.8 g of the obtained phenol resin, 0.4 g of hexamethylenetetramine (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company), and 3.2 g of wood powder (manufactured by Kaneki Fuel Co., Ltd.) were pulverized and mixed to form a tablet having a diameter of about 3 cm. A curast meter (manufactured by CURELASTOMETER JSR) was used for the obtained molded product, and the time until a torque of 60 kgf · cm was generated at 160 ° C. was measured.
[Torque generation time (no curing agent)]
2.8 g of the obtained phenol resin and 3.2 g of wood flour (manufactured by Kaneki Fuel Co., Ltd.) were pulverized and mixed to form a tablet having a diameter of about 3 cm. A curast meter (manufactured by CURELASTOMETERJSR) was used for the obtained molded product, and the time until a torque of 60 kgf · cm was generated at 160 ° C. was measured. The slower this torque generation time, the easier the heat kneading.
[Weight average molecular weight]
The weight average molecular weight was calculated from a calibration curve using a polystyrene standard substance by measuring a gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions using a solution obtained by dissolving the obtained resol-type biomass phenol resin in tetrahydrofuran as a measurement sample.
GPC measurement conditions Apparatus: HLC-8120 (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: TSK-GEL3000HXL, 2000HXL, 2000HXL (manufactured by Tosoh Corporation)
Detector: UV-8020 (manufactured by Tosoh Corporation)
[Plant-derived rate]
For Examples 1, 2, 3, and 4 Comparative Examples 1, 2, and 4, plant-derived rates were calculated based on Formula (A) and Comparative Example 3 based on Formula (B).
Formula (A): Plant-derived rate [%] = 100 − {[(phenol feed mass) − (distilled unreacted phenol mass) + [(92 mass% paraformaldehyde feed mass) × 0.92 × 0.47 ] + [(50 mass% paraformaldehyde charged mass) × 0.5 × 0.47] + [(hexamethylenetetramine charged mass) × 1.3 × 0.47] + (mass of neutralized salt (theoretical value) )] / (Resin yield mass) × 100}
Here, 0.47 is a coefficient for calculating the amount derived from formaldehyde in the resin skeleton. That is, it is a numerical value obtained by dividing the molecular weight (14) of the formaldehyde-derived crosslinking group (—CH 2 —) in the resin skeleton by the molecular weight (30) of formaldehyde (HCHO).
1.3 is a coefficient for calculating the amount of formaldehyde produced from hexamethylenetetramine. That is, since 6 mol of formaldehyde is generated from 1 mol of hexamethylenetetramine, the value is obtained by multiplying the molecular weight of formaldehyde (30) by 6 and dividing by the molecular weight of hexamethylenetetramine (140).
Formula (B): Plant-derived rate [%] = [(CNSL preparation mass) / (resin yield mass)] × 100

Figure 0005771088
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表1の結果より、実施例1〜4で得られたフェノール樹脂(A)〜(D)は、重量平均分子量が10,000以上となり、固形で扱いやすく、植物由来率も高い。また、トルク発生時間も長いため混練しやすく、硬化剤を使用しなくても硬化することが確認できた。
比較例1で得られたフェノール樹脂(E)は植物由来率が高いものの、重量平均分子量が3,800と低いためペースト状となり混練時の取り扱いが困難のため、ゴム組成物としては使用できない。
比較例2及び3で得られたフェノール樹脂(F)及び(G)は、ノボラック型フェノール樹脂であるため、重量平均分子量が小さくても固形であるが、植物由来率が低い。また硬化剤不使用では1時間経過後も硬化しない。
比較例4で得られたフェノール樹脂(H)は、植物由来率が低く、トルク発生時間が短いため混練性が悪く、硬化剤を使用しない場合のゲルタイムが短い。
比較例5で得られたフェノール樹脂(I)は、すべて非植物由来率を原料として使用しているため植物由来率はゼロとなり、トルク発生時間が短いため混練性が悪く、硬化剤を使用しない場合のゲルタイムが短い。
From the results in Table 1, the phenol resins (A) to (D) obtained in Examples 1 to 4 have a weight average molecular weight of 10,000 or more, are easy to handle in a solid state, and have a high plant-derived rate. Moreover, since the torque generation time was long, kneading was easy, and it was confirmed that the composition could be cured without using a curing agent.
Although the phenol resin (E) obtained in Comparative Example 1 has a high plant-derived ratio, it has a low weight average molecular weight of 3,800, and thus becomes a paste and difficult to handle during kneading, and cannot be used as a rubber composition.
Since the phenol resins (F) and (G) obtained in Comparative Examples 2 and 3 are novolak type phenol resins, they are solid even if the weight average molecular weight is small, but the plant-derived rate is low. Further, when no curing agent is used, it does not cure even after 1 hour.
The phenol resin (H) obtained in Comparative Example 4 has a low plant-derived rate, a short torque generation time, and thus poor kneadability, and a short gel time when no curing agent is used.
Since all the phenol resins (I) obtained in Comparative Example 5 use the non-plant-derived rate as a raw material, the plant-derived rate is zero, and the kneadability is poor because the torque generation time is short, and no curing agent is used. The gel time is short.

(ゴム材料の作製)
ゴム組成物の製造で使用した各種配合材料について、以下まとめて説明する。
天然ゴム(NR):RSS3号
カーボンブラック:HAF(三菱化学社製)
オイル:ダイアナプロセスAH40(出光興産社製)
老化防止剤:ノクラック6C(大内振興化学社製)
ステアリン酸:ステアリン酸さくら(日本油脂社製)
硫黄:硫黄(鶴見化学工業社製)
亜鉛華:酸化亜鉛(堺化学社製)
硬化剤:ヘキサメチレンテトラミン(三菱ガス化学社製)
加硫促進剤:ノクセラーNS−P(大内振興化学社製)
硬化助剤:水酸化カルシウム(北上石灰社製)
(Production of rubber material)
Various compounding materials used in the production of the rubber composition will be described together below.
Natural rubber (NR): RSS No. 3 Carbon black: HAF (Mitsubishi Chemical Corporation)
Oil: Diana Process AH40 (made by Idemitsu Kosan Co., Ltd.)
Anti-aging agent: NOCRACK 6C (manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.)
Stearic acid: Sakura stearate (manufactured by NOF Corporation)
Sulfur: Sulfur (manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.)
Zinc flower: Zinc oxide (manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.)
Curing agent: Hexamethylenetetramine (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.)
Vulcanization accelerator: Noxeller NS-P (Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.)
Curing aid: Calcium hydroxide (Kitakami Lime)

(硬化剤を使用したゴム材料の作製)
[実施例5]
フェノール樹脂(A)10g、天然ゴム100g、カーボンブラック60g、ワックス2g、オイル4g、老化防止剤2g、滑剤としてステアリン酸4g、亜鉛華5gを加圧ニーダーにて、140℃5分間混練した。これに硫黄2.5g、硬化剤5g、加硫促進剤1.5gを添加し、2軸ロールにて100℃5分間混練し、シート状の未加硫ゴム組成物を得た。
(Production of rubber material using curing agent)
[Example 5]
10 g of phenol resin (A), 100 g of natural rubber, 60 g of carbon black, 2 g of wax, 4 g of oil, 2 g of anti-aging agent, 4 g of stearic acid as a lubricant and 5 g of zinc white were kneaded in a pressure kneader at 140 ° C. for 5 minutes. To this, 2.5 g of sulfur, 5 g of a curing agent, and 1.5 g of a vulcanization accelerator were added and kneaded with a biaxial roll at 100 ° C. for 5 minutes to obtain a sheet-like unvulcanized rubber composition.

[実施例6〜8 比較例6、7]
フェノール樹脂(A)を表2に示すフェノール樹脂に変更した以外は、実施例5と同様にして、未加硫ゴム組成物を得た。
ただし、フェノール樹脂(E)については、ペースト状のため混練できず、フェノール樹脂(H)及びフェノール樹脂(I)については自硬性樹脂のため、それぞれ実施はしなかった。
[Examples 6 to 8 Comparative Examples 6 and 7]
An unvulcanized rubber composition was obtained in the same manner as in Example 5 except that the phenol resin (A) was changed to the phenol resin shown in Table 2.
However, the phenolic resin (E) could not be kneaded because it was in the form of a paste, and the phenolic resin (H) and the phenolic resin (I) were not hardened because they were self-hardening resins.

(硬化剤を使用しないゴム組成物の製造)
[実施例9]
フェノール樹脂(A)10g、天然ゴム100g、カーボンブラック60g、ワックス2g、オイル4g、老化防止剤2g、滑剤としてステアリン酸4g、亜鉛華5gを加圧ニーダーにて、140℃5分間混練した。これに硫黄2.5g、硬化助剤0.5g、加硫促進剤1.5gを添加し、2軸ロールにて100℃5分間混練し、シート状の未加硫ゴム組成物を得た。
(Manufacture of rubber composition without using curing agent)
[Example 9]
10 g of phenol resin (A), 100 g of natural rubber, 60 g of carbon black, 2 g of wax, 4 g of oil, 2 g of anti-aging agent, 4 g of stearic acid as a lubricant and 5 g of zinc white were kneaded in a pressure kneader at 140 ° C. for 5 minutes. To this, 2.5 g of sulfur, 0.5 g of a curing aid and 1.5 g of a vulcanization accelerator were added and kneaded with a biaxial roll at 100 ° C. for 5 minutes to obtain a sheet-like unvulcanized rubber composition.

[実施例10〜12、比較例8〜11]
フェノール樹脂(A)を表3に示すフェノール樹脂に変更した以外は、実施例9と同様にして、未加硫ゴム組成物を得た。
ただし、フェノール樹脂(E)については、ペースト状のため混練できず実施はしなかった。また、比較例10及び11のフェノール樹脂(H)及びフェノール樹脂(I)は、混練中に硬化し、均一に混練することができず、未加硫のゴム組成物を得ることができなかった。
[Examples 10 to 12, Comparative Examples 8 to 11]
An unvulcanized rubber composition was obtained in the same manner as in Example 9 except that the phenol resin (A) was changed to the phenol resin shown in Table 3.
However, the phenolic resin (E) could not be kneaded because it was pasty, and was not carried out. Moreover, the phenol resin (H) and the phenol resin (I) of Comparative Examples 10 and 11 were cured during kneading and could not be uniformly kneaded, and an unvulcanized rubber composition could not be obtained. .

(加硫物の製造)
[比較例12]
天然ゴム100g、カーボンブラック60g、ワックス2g、オイル4g、老化防止剤2g、滑剤としてステアリン酸4g、亜鉛華5gを加圧ニーダーにて、140℃5分間混練した。これに硫黄2.5g、加硫促進剤1.5gを添加し、2軸ロールにて100℃5分間混練し、シート状の未加硫ゴム組成物を得た。
(Manufacture of vulcanizates)
[Comparative Example 12]
100 g of natural rubber, 60 g of carbon black, 2 g of wax, 4 g of oil, 2 g of anti-aging agent, 4 g of stearic acid and 5 g of zinc white as a lubricant were kneaded in a pressure kneader at 140 ° C. for 5 minutes. To this, 2.5 g of sulfur and 1.5 g of a vulcanization accelerator were added and kneaded with a biaxial roll at 100 ° C. for 5 minutes to obtain a sheet-like unvulcanized rubber composition.

実施例5〜12及び比較例6〜9、12で得られた未加硫ゴム組成物を150mm×150mm×2mmの金型を用い、150℃にて30分間プレス加硫することで試験片を得た。得られた試験片について、硬さ、破断強度、破断伸びを以下の方法により測定した。硬化剤を使用した実施例5〜8及び比較例6〜7の測定結果を表2に、硬化剤を使用しなかった実施例9〜12及び比較例8〜12の測定結果を表3に示す。   The test pieces were obtained by press vulcanizing the unvulcanized rubber compositions obtained in Examples 5 to 12 and Comparative Examples 6 to 9 and 12 using a 150 mm × 150 mm × 2 mm mold at 150 ° C. for 30 minutes. Obtained. About the obtained test piece, hardness, breaking strength, and breaking elongation were measured by the following methods. The measurement results of Examples 5 to 8 and Comparative Examples 6 to 7 using a curing agent are shown in Table 2, and the measurement results of Examples 9 to 12 and Comparative Examples 8 to 12 without using a curing agent are shown in Table 3. .

[硬さ]
JIS K6253に準じ、テクロック製タイプAデュロメーターGS−719Gを使用し、硬さ(ショアA)を測定した。この硬さの値が大きいほど硬い加硫物が得られ、補強性に優れている。
[破断強度・破断伸び]
JIS K6251に準じ、東洋精機製ストログラフV10−Cにて、ダンベル状3号とした試験片の破断強度及び破断伸びを測定した。破断強度及び破断伸びの値が高いほど引張り強度に優れている。
[Hardness]
In accordance with JIS K6253, the hardness (Shore A) was measured using a type A durometer GS-719G manufactured by Teclock. The greater the hardness value, the harder the vulcanizate is obtained and the better the reinforcement.
[Break strength / break elongation]
In accordance with JIS K6251, the breaking strength and breaking elongation of the test piece having a dumbbell shape No. 3 were measured with a strograph V10-C manufactured by Toyo Seiki. The higher the value of breaking strength and breaking elongation, the better the tensile strength.

Figure 0005771088
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硬化剤を使用した表2の結果より、実施例5〜8は比較例6〜7と比べて、硬く、ゴム補強効果が大きい。また破断強度、破断伸びにも優れることがわかった。
硬化剤を使用した表3の結果より、実施例9〜12は問題なく混練することができ、フェノール樹脂を含有しない比較例13と比較し、硬さ、破断強度、破断伸びのすべてが向上しており、ゴム補強効果に優れる。
一方、比較例8及び9では硬化せずに試験片を作製することができなかった。
また、比較例10及び11では混練中に硬化が進んでしまい、均一に混練することが出来なかった。
さらに実施例5〜12は植物由来率の高いフェノール樹脂を使用しているため、ゴム組成物全体でも植物由来率が高くなり、二酸化炭素量増加の抑制効果があると考えられる。
From the result of Table 2 using a hardening | curing agent, Examples 5-8 are hard compared with Comparative Examples 6-7, and a rubber reinforcement effect is large. Moreover, it turned out that it is excellent also in breaking strength and breaking elongation.
From the results of Table 3 using a curing agent, Examples 9 to 12 can be kneaded without problems, and all of hardness, breaking strength and breaking elongation are improved as compared with Comparative Example 13 containing no phenol resin. Excellent rubber reinforcement effect.
On the other hand, in Comparative Examples 8 and 9, the test piece could not be produced without curing.
Further, in Comparative Examples 10 and 11, curing progressed during kneading, and uniform kneading could not be performed.
Furthermore, since Examples 5-12 use the phenol resin with a high plant-derived rate, the plant-derived rate is increased even in the entire rubber composition, and it is considered that there is an effect of suppressing an increase in the amount of carbon dioxide.

Claims (2)

植物由来フェノール類を含有するフェノール類と植物由来アルデヒド類を含有するアルデヒド類とを塩基性触媒下で反応させて得られ、
前記植物由来フェノール類が、カシューナット殻液(CNSL)、カシューオイル、カルダノールおよびウルシオールからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、
植物由来由来率が30質量%以上、かつ重量平均分子量が10,000以上であることを特徴とする固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂。
Obtained by reacting phenols containing plant-derived phenols and aldehydes containing plant-derived aldehydes in the presence of a basic catalyst,
The plant-derived phenols is at least one selected from the group consisting of cashew nut shell liquid (CNSL), cashew oil, cardanol and urushiol,
A solid resol-type biomass phenol resin having a plant-derived origin rate of 30% by mass or more and a weight average molecular weight of 10,000 or more.
請求項1に記載の固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂と、ゴムとフィラーとを含有することを特徴とするゴム組成物。 A rubber composition comprising the solid resol-type biomass phenol resin according to claim 1 , rubber and a filler.
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