JP7024953B2 - Thermal pressure molded product of chemically modified lignocellulosic and its manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体、及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a heat-press molded product of chemically modified lignocellulosic and a method for producing the same.

本発明の化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体は、化学修飾リグノセルロース繊維を熱圧加工(熱圧成形)することで製造することができる。 The heat-press molded product of the chemically modified lignocellulosic of the present invention can be produced by hot-pressing (heat-pressing) the chemically modified lignocellulosic fibers.

リグノセルロースは、樹木細胞壁を構成する複合炭化水素高分子(天然高分子混合物)である。リグノセルロースは、主に多糖類のセルロース、ヘミセルロース及び芳香族高分子であるリグニンから構成されていることが知られている。 Lignocellulosic is a complex hydrocarbon polymer (natural polymer mixture) that constitutes a tree cell wall. It is known that lignocellulosic is mainly composed of the polysaccharide cellulose, hemicellulose and lignin which is an aromatic polymer.

参照例1
Review Article Conversion of Lignocellulosic Biomass to Nanocellulose:
Structure and Chemical Process H. V. Lee, S. B. A. Hamid, and S. K. Zain,
Scientific World Journal Volume 2014,、Article ID 631013, 20 pages,
http://dx.doi.org/10.1155/2014/631013
参照例2
New lignocellulose pretreatments using cellulose solvents:
A review, Noppadon Sathitsuksanoh, Anthe George and Y-H Percival Zhang,
J Chem Technol Biotechnol 2013; 88: 169-180
天然のリグノセルロースは、基本骨格であるセルロースミクロフィブリル束(セルロースナノファイバー:CNF)の間隙にリグニン、ヘミセルロースが充填された構造である。この構造は、CNFをフィラーとし、リグニン・ヘミセルロースをマトリックスとするナノコンポジットであると言える。
Reference example 1 :
Review Article Conversion of Lignocellulosic Biomass to Nanocellulose:
Structure and Chemical Process HV Lee, SBA Hamid, and SK Zain,
Scientific World Journal Volume 2014 ,, Article ID 631013, 20 pages,
http://dx.doi.org/10.1155/2014/631013
Reference example 2 :
New lignocellulose pretreatments using cellulose solvents:
A review, Noppadon Sathitsuksanoh, Anthe George and YH Percival Zhang,
J Chem Technol Biotechnol 2013; 88: 169-180
Natural lignocellulosic has a structure in which lignin and hemicellulose are filled in the gaps between cellulose microfibril bundles (cellulose nanofibers: CNF), which is the basic skeleton. It can be said that this structure is a nanocomposite using CNF as a filler and lignin / hemicellulose as a matrix.

これまでこのような木材のナノ構造を利用し、セルロースの結晶性を維持しながら、マトリックスの熱可塑性を利用したナノコンポジットの創製研究が行われてきた。 So far, research has been conducted on the creation of nanocomposites using the thermoplasticity of matrices while maintaining the crystallinity of cellulose by utilizing such nanostructures of wood.

本発明者等の非特許文献1には、リグニン含量が28質量%のケミサーモメカニカルパルプ(Chemi- Thermo- Mechanical Pulp:CTMP)のスラリーを、グラインダーで処理して、繊維径が20nm~1μmのミクロフィブリル化リグノセルロース繊維を調製し、次いで、これをろ過、乾燥、熱圧加工して、熱圧成形体を得たことが、記載されている。 In Non-Patent Document 1 of the present inventors, a slurry of Chemi-Thermo-Mechanical Pulp (CTMP) having a lignin content of 28% by mass is treated with a grinder to have a fiber diameter of 20 nm to 1 μm. It is described that microfibrillated lignocellulosic fibers were prepared and then filtered, dried and hot-pressed to give a hot-press molded product.

本発明者等の非特許文献2には、樹木細胞壁の構造を利用した熱可塑性ナノコンポジットの創製を目指して、漂白ケミサーモメカニカルパルプ(Bleached Chemi- Thermo- Mechanical Pulp:BCTMP)を、グラインダーにより、リグノセルロースナノファイバー(リグノCNF)を得て、次いで、このリグノCNFの表面への選択的化学修飾(n-オクタノイル化)したところ、熱可塑性が大きく向上したことが、記載されている。 In Non-Patent Document 2 of the present inventors, a bleached chemi-thermo-mechanical pulp (BCTMP) was prepared by a grinder with the aim of creating a thermoplastic nanocomposite using the structure of a tree cell wall. It is described that when lignocellulose nanofibers (lignoCNF) were obtained and then selectively chemically modified (n-octanoylated) on the surface of the lignoCNF, the thermoplasticity was greatly improved.

本発明者等の特許文献1には、リグノセルロース中のリグニンを構成するフェニルプロパン単位のα位が部分的に化学修飾された化学修飾リグノセルロース(α位化学修飾リグノセルロース)、α位化学修飾リグノセルロースを構成するセルロース、ヘミセルロースの水酸基が更に部分的に化学修飾したリグノセルロース(リグノセルロース二重修飾体)が開示され、これら化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体も開示されている。 Patent Document 1 of the present inventors describes chemically modified lignocellulosic (α-position chemically modified lignocellulosic) in which the α-position of the phenylpropane unit constituting lignin in lignocellulosic is partially chemically modified, and α-position chemical modification. Lignocellulosic (lignocellulosic double-modified form) in which the hydroxyl groups of the cellulose constituting lignocellulosic and hemicellulose are further partially chemically modified is disclosed, and a thermostatically molded body of these chemically modified lignocellulosic is also disclosed.

非特許文献1に開示された熱圧成形体では、パルプのフィブリル化工程、乾燥ミクロフィブリル化リグノセルロース繊維の製造工程、及び熱圧成形条件等、その製造方法に改良の余地がある。 In the hot-pressure molded product disclosed in Non-Patent Document 1, there is room for improvement in the manufacturing method such as the pulp fibrillation step, the dry microfibrillated lignocellulosic fiber manufacturing process, and the hot-press molding conditions.

また、非特許文献2に開示された熱圧成形体は、本発明者らの試験結果により強度の点において改良の余地があることが判った。 Further, it was found from the test results of the present inventors that there is room for improvement in the strength of the thermal pressure molded body disclosed in Non-Patent Document 2.

また、特許文献1に開示の熱圧成形体では、リグノパルプ又はフィブリル化リグノパルプの化学修飾基、化学修飾方法及び熱圧成形体の強度特性に改良の余地がある。 Further, in the hot-pressed molded product disclosed in Patent Document 1, there is room for improvement in the chemical modifying group, the chemical modification method, and the strength characteristics of the hot-pressed molded body of the ligno pulp or the fibrillated ligno pulp.

一方、セルロースやパルプの化学修飾については、ミクロフィブリル化セルロースと樹脂を含有する繊維強化樹脂複合体の製造において、セルロースの解繊性やセルロースと樹脂との親和性・混和性を向上させるために、種々の化学修飾されたセルロース、リグノセルロース繊維とそれらを製造する技術が研究されて公開されている。 On the other hand, regarding the chemical modification of cellulose and pulp, in order to improve the fibrillation property of cellulose and the affinity / mixing property between cellulose and resin in the production of fiber-reinforced resin composite containing microfibrillated cellulose and resin. , Various chemically modified celluloses, lignocellulose fibers and techniques for producing them have been studied and published.

本発明者等の特許文献2には、植物繊維をオクタノイルクロライド等のアルカノイルクロライドでエステル化、又は、アルキル、若しくはアルケニルコハク酸無水物でハーフエステル化した後にミクロフィブリル化して、化学修飾ミクロフィブリル化植物繊維を製造する方法、並びにこの方法で製造された化学修飾ミクロフィブリル化植物繊維が開示されている。 In Patent Document 2 of the present inventors, the plant fiber is esterified with an alkanoyl chloride such as octanoyl chloride, or half-esterified with an alkyl or alkenyl succinic acid anhydride and then microfibrillated to form a chemically modified microfibril. A method for producing an ester fiber and a chemically modified microfibrillated ester fiber produced by this method are disclosed.

本発明者等の特許文献3には、アルキル、若しくはアルケニルコハク酸無水物によって化学修飾されたミクロフィブリル化植物繊維を含む樹脂組成物が開示されている。 Patent Document 3 of the present inventors discloses a resin composition containing microfibrillated plant fibers chemically modified with an alkyl or alkenyl succinic anhydride.

本発明者等の特許文献4には、植物繊維を膨潤可能な液体中でアルキル若しくはアルケニルコハク酸無水物で修飾し、当該化学修飾繊維からミクロフィブリル化植物繊維を含有する樹脂組成物を製造する方法が開示されている。 According to Patent Document 4 of the present inventors, a resin composition containing microfibrillated plant fibers is produced from the chemically modified fibers by modifying the plant fibers with an alkyl or alkenyl succinic anhydride in a swellable liquid. The method is disclosed.

特許文献5には、セルロースの水酸基の一部を多塩基酸無水物でハーフエステル化し、カルボキシ基を導入し、このハーフエステル化セルロースを微細繊維化することにより、カルボキシ基が導入されたCNFを製造する方法が開示されている。 In Patent Document 5, a part of the hydroxyl group of cellulose is half-esterified with polybasic acid anhydride, a carboxy group is introduced, and the half-esterified cellulose is made into fine fibers to form a CNF into which a carboxy group is introduced. The method of manufacture is disclosed.

本発明者等の特許文献6には、CNFの水酸基の一部がカルボキシ基を有する置換基で修飾されたCNFと樹脂とを含む樹脂組成物、及び、その製造方法が開示されている。 Patent Document 6 of the present inventors discloses a resin composition containing CNF and a resin in which a part of the hydroxyl group of CNF is modified with a substituent having a carboxy group, and a method for producing the same.

特許文献7には、アシル基置換度が0.01~0.5の、表面アシル化セルロース繊維或いは表面アシル化リグノセルロース、及びこれを含有するプラスチック用配合材料が開示されている。 Patent Document 7 discloses a surface-acylated cellulose fiber or a surface-acylated lignocellulosic having an acyl group substitution degree of 0.01 to 0.5, and a compounding material for plastics containing the same.

特許文献8には、カルボキシメチル基で修飾された微細なセルロース繊維が開示されている。 Patent Document 8 discloses fine cellulose fibers modified with a carboxymethyl group.

しかしながら、これら特許文献2~8に記載の化学修飾植物繊維、化学修飾セルロース、化学修飾リグノセルロース及びこれらのフィブリル化繊維(ナノ化繊維)が、加熱下に圧縮すると可塑性を示すことや、これらの熱圧加工によって熱圧成形体が得られることは、特許文献2~8には開示されていない。 However, the chemically modified plant fibers, chemically modified celluloses, chemically modified lignocelluloses and their fibrillated fibers (nano-sized fibers) described in Patent Documents 2 to 8 exhibit plasticity when compressed under heating, and these It is not disclosed in Patent Documents 2 to 8 that a hot pressure molded product can be obtained by hot pressure processing.

High-strength nanocomposite based on fibrillated chemi -thermomechanical pulp, Kentaro Abe, Fumiaki Nakatsubo, Hiroyuki Yano, Composites Science and Technology 69 (2009) 2434-2437High-strength nanocomposite based on fibrillated chemi -thermomechanical pulp, Kentaro Abe, Fumiaki Nakatsubo, Hiroyuki Yano, Composites Science and Technology 69 (2009) 2434-2437 樹木細胞壁ナノ構造を利用した熱可塑性ナノコンポジット の創製、渡邉勇太, 安藤大将, 阿部賢太郎, 中坪文明, 矢野浩之、 日本木材学会大会研究発表要旨集 Vol.64th Page.NO.Z14-01-1100,(2014.03.03)Creation of thermoplastic nanocomposites using tree cell wall nanostructures, Yuta Watanabe, Hiromasa Ando, Kentaro Abe, Fumiaki Nakatsubo, Hiroyuki Yano, Proceedings of the Japan Wood Society Conference Vol.64th Page.NO.Z14-01-1100 , (2014.03.03)

特開2016-169382号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-169382 特開2011-213754号公報(特許第5540176号)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-213754 (Patent No. 5540176) 特開2012-214563号公報(特許第5757765号)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-214563 (Patent No. 5757765) 再公表特許WO2013/133093(特許第5496435号)Republished patent WO2013 / 133093 (Patent No. 5494435) 特開2009-293167号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-293167 特開2012-229350号公報(特許第5757779号)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-229350 (Patent No. 5757779) 特開平9-221501号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-221501 特開平10-251301号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-251301

本発明者等は、製造が容易で、且つ、強度特性等の物性に優れる、化学修飾されたリグノセルロース(化学修飾リグノセルロースとも記す)の熱圧成形体を製造すべく、種々検討を行った。 The present inventors have conducted various studies in order to produce a heat-press molded product of chemically modified lignocellulosic (also referred to as chemically modified lignocellulosic), which is easy to manufacture and has excellent physical properties such as strength characteristics. ..

本発明の目的は、容易な方法で得られ、且つ、物性の優れる化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体とその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heat-press molded product of chemically modified lignocellulosic, which can be obtained by an easy method and has excellent physical characteristics, and a method for producing the same.

上記の課題を解決するために、本発明者等は化学修飾すべきリグノセルロース繊維の繊維径、化学修飾基の種類、及び化学修飾リグノセルロース繊維の熱圧加工方法について種々研究を重ねた。 In order to solve the above problems, the present inventors have conducted various studies on the fiber diameter of the lignocellulosic fiber to be chemically modified, the type of the chemically modifying group, and the thermal pressure processing method of the chemically modified lignocellulosic fiber.

その結果、特定の化学修飾基で修飾されたリグノセルロース繊維が、少ない修飾程度であっても熱可塑性を示すことを見出した。そして、このリグノセルロース繊維を熱圧加工することにより、軽量で高い強度特性と低い線熱膨張係数を有する熱圧成形体が容易に得られることを見出し、本発明を完成させた。 As a result, it was found that the lignocellulosic fiber modified with a specific chemically modifying group exhibits thermoplasticity even with a small degree of modification. Then, they have found that by hot-pressing the lignocellulosic fibers, a hot-pressure molded body having high strength characteristics and a low coefficient of linear thermal expansion can be easily obtained, and the present invention has been completed.

熱圧成形とは、加熱と加圧工程を経ることで望む形状に成形することを言う。 Thermal pressure molding refers to molding into a desired shape through heating and pressurizing steps.

本発明に係る熱圧成形体は、化学修飾リグノセルロースを加熱下、加圧条件下に保持することで得ることができる。熱圧加工条件は、通常100℃以上、1kPa以上である。温度が低過ぎる場合、又は圧力が低過ぎる場合、マトリックス成分が充分に可塑化せず望む形状が得られないとの不都合が生じることがある。 The hot-pressure molded product according to the present invention can be obtained by holding chemically modified lignocellulosic under pressure under heating. Thermal pressure processing conditions are usually 100 ° C or higher and 1 kPa or higher. If the temperature is too low or the pressure is too low, there may be inconvenience that the matrix components are not sufficiently plasticized and the desired shape cannot be obtained.

本発明に係る熱圧成形体の密度は、通常、1.1~1.5 g/cm3程度である。従来、公知の製紙工程における加熱工程は、高々120℃程度であり、加圧工程での圧力は不明ながら、得られる紙の密度が高々1.0 g/cm3程度である。そのため、公知の製紙工程では構成成分(植物繊維)の可塑化による密着は起きていないことが窺える。 The density of the thermal pressure molded product according to the present invention is usually about 1.1 to 1.5 g / cm 3 . Conventionally, the heating step in the known papermaking process is at most about 120 ° C., and the density of the obtained paper is at most about 1.0 g / cm 3 although the pressure in the pressurizing step is unknown. Therefore, it can be seen that in the known papermaking process, adhesion due to plasticization of the constituent components (vegetable fiber) does not occur.

本発明は、熱圧成形体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a thermal pressure molded product and a method for producing the same.

詳細には、後述する(a)及び(b)の特性を有する化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体、及びその製造方法に関する。 More specifically, the present invention relates to a heat-press molded body of chemically modified lignocellulosic having the characteristics of (a) and (b) described later, and a method for producing the same.

用語の定義
本明細書において、以下の用語は、夫々次の意味を有する。
Definitions of Terms In the present specification, the following terms have the following meanings, respectively.

・リグノセルロース(又はLC):リグニン含有量の多少にかかわらず植物中に存在するリグニンとセルロースが結合した物質、又は/及び、リグニンとセルロースとの混合物を意味する。 Lignocellulosic (or LC): means a substance in which lignin and cellulose are bound, or / or a mixture of lignin and cellulose, which is present in plants regardless of the amount of lignin.

・パルプ:木材、竹、稲わら等の植物中に含まれる植物繊維を分離したものであって、セルロース又は/及びリグノセルロースを含むものを意味する。 -Pulp: A separated plant fiber contained in plants such as wood, bamboo, and rice straw, which contains cellulose and / and lignocellulosic.

・リグノパルプ(又はLP):リグノセルロースを含むパルプを意味する。 Lignocellulosic (or LP): means pulp containing lignocellulosic.

項1.
化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体であって、
前記化学修飾リグノセルロースが、(a)及び(b)の特性を有する、熱圧成形体:
特性(a)
(a-1)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(1):

Figure 0007024953000001
Item 1.
A heat-press molded product of chemically modified lignocellulosic
The chemically modified lignocellulosic has the properties of (a) and (b).
Characteristics (a)
(A-1) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (1):
Figure 0007024953000001

(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表される、カルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化されていること、
又は、
(a-2)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(2):
-(CH2n-COOH ・・・・(2)
(式中、nは1~3の整数を示す。)
で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化されていること、
特性(b)
(b-1)前記ハーフエステル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.4であること、
又は、
(b-2)前記エーテル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.4であること。
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
Being half-esterified with a carboxy group-containing acyl group represented by
Or,
(A-2) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (2):
-(CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (2)
(In the formula, n indicates an integer from 1 to 3.)
Being etherified with a carboxyalkyl group represented by
Characteristic (b)
(B-1) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the half-esterified lignocellulosic is 0.01 to 0.4.
Or,
(B-2) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the etherified lignocellulosic is 0.01 to 0.4.

項2.
前記項1に記載の熱圧成形体であって、
前記化学修飾リグノセルロースが、(a)及び(b)の特性を有する、熱圧成形体:
特性(a)
(a-1)前記リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(1):

Figure 0007024953000002
Item 2.
The hot-press molded product according to Item 1 above.
The chemically modified lignocellulosic has the properties of (a) and (b).
Characteristics (a)
(A-1) A part of the hydroxyl group existing in the lignocellulosic is the following formula (1) :.
Figure 0007024953000002

(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表される、カルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化されていること、
特性(b)
(b-1)前記ハーフエステル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.1~0.4であること。
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
Being half-esterified with a carboxy group-containing acyl group represented by
Characteristic (b)
(B-1) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the half-esterified lignocellulosic is 0.1 to 0.4.

項3.
前記項1に記載の熱圧成形体であって、
前記化学修飾リグノセルロースが、(a)及び(b)の特性を有する、熱圧成形体:
特性(a)
(a-2)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(2):
-(CH2n-COOH ・・・・(2)
(式中、nは1の整数を示す。)
で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化されていること、
特性(b)
(b-2)前記エーテル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.3であること。
Item 3.
The hot-press molded product according to Item 1 above.
The chemically modified lignocellulosic has the properties of (a) and (b).
Characteristics (a)
(A-2) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (2):
-(CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (2)
(In the formula, n is an integer of 1.)
Being etherified with a carboxyalkyl group represented by
Characteristic (b)
(B-2) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the etherified lignocellulosic is 0.01 to 0.3.

項4.
前記項1~3のいずれかに記載の熱圧成形体であって、
前記化学修飾リグノセルロースのリグニン成分含有量が、2~40質量%である、
熱圧成形体。
Item 4.
The heat-pressure molded product according to any one of Items 1 to 3 above.
The content of the lignin component of the chemically modified lignocellulosic is 2 to 40% by mass.
Thermal pressure molded body.

項5.
前記項1~4のいずれかに記載の熱圧成形体であって、更に熱可塑性樹脂を含有する、熱圧成形体。
Item 5.
Item 4. The heat-pressure molded product according to any one of Items 1 to 4, further containing a thermoplastic resin.

項6.
化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体の製造方法であって、
化学修飾リグノセルロース繊維からなる繊維集合体を加熱下に圧縮する工程を含み、
前記化学修飾リグノセルロース繊維が、(a)及び(b)の特性を有する、熱圧成形体の製造方法:
特性(a)
(a-1)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(1):

Figure 0007024953000003
Item 6.
A method for producing a heat-press molded product of chemically modified lignocellulosic.
Including the step of compressing a fiber aggregate composed of chemically modified lignocellulosic fibers under heating.
A method for producing a heat-press molded product, wherein the chemically modified lignocellulosic fiber has the characteristics of (a) and (b):
Characteristics (a)
(A-1) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (1):
Figure 0007024953000003

(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表される、カルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化されていること、
又は、
(a-2)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(2):
-(CH2n-COOH ・・・・(2)
(式中、nは1~3の整数を示す。)
で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化されていること、
特性(b)
(b-1)前記ハーフエステル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.4であること、
又は、
(b-2)前記エーテル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.4であること。
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
Being half-esterified with a carboxy group-containing acyl group represented by
Or,
(A-2) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (2):
-(CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (2)
(In the formula, n indicates an integer from 1 to 3.)
Being etherified with a carboxyalkyl group represented by
Characteristic (b)
(B-1) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the half-esterified lignocellulosic is 0.01 to 0.4.
Or,
(B-2) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the etherified lignocellulosic is 0.01 to 0.4.

項7.
前記項6に記載の熱圧成形体の製造方法であって、
前記化学修飾リグノセルロース繊維が、(a)及び(b)の特性を有する、熱圧成形体の製造方法:
特性(a)
(a-1)前記リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(1):

Figure 0007024953000004
Item 7.
Item 6 is the method for manufacturing a heat-press molded product according to Item 6.
A method for producing a heat-press molded product, wherein the chemically modified lignocellulosic fiber has the characteristics of (a) and (b):
Characteristics (a)
(A-1) A part of the hydroxyl group existing in the lignocellulosic is the following formula (1) :.
Figure 0007024953000004

(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表される、カルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化されていること、
特性(b)
(b-1)前記ハーフエステル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.1~0.4であること。
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
Being half-esterified with a carboxy group-containing acyl group represented by
Characteristic (b)
(B-1) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the half-esterified lignocellulosic is 0.1 to 0.4.

項8.
前記項6に記載の熱圧成形体の製造方法であって、
前記化学修飾リグノセルロース繊維が、(a)及び(b)の特性を有する、熱圧成形体の製造方法:
特性(a)
(a-2)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(2):
-(CH2n-COOH ・・・・(2)
(式中、nは1の整数を示す。)
で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化されていること、
特性(b)
(b-2)前記エーテル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.3であること。
Item 8.
Item 6 is the method for manufacturing a heat-press molded product according to Item 6.
A method for producing a heat-press molded product, wherein the chemically modified lignocellulosic fiber has the characteristics of (a) and (b):
Characteristics (a)
(A-2) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (2):
-(CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (2)
(In the formula, n is an integer of 1.)
Being etherified with a carboxyalkyl group represented by
Characteristic (b)
(B-2) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the etherified lignocellulosic is 0.01 to 0.3.

項9.
前記項6~8のいずれかに記載の熱圧成形体の製造方法であって、
前記化学修飾リグノセルロース繊維の平均繊維径が、20nm~50μmである、
熱圧成形体の製造方法。
Item 9.
Item 6. The method for manufacturing a hot-pressure molded product according to any one of Items 6 to 8.
The average fiber diameter of the chemically modified lignocellulosic fiber is 20 nm to 50 μm.
A method for manufacturing a thermal pressure molded product.

項10.
前記項6~9のいずれかに記載の熱圧成形体の製造方法であって、
前記化学修飾リグノセルロース繊維のリグニン成分含有量が、2~40質量%である、
熱圧成形体の製造方法。
Item 10.
Item 6. The method for manufacturing a hot-pressure molded product according to any one of Items 6 to 9.
The content of the lignin component of the chemically modified lignocellulosic fiber is 2 to 40% by mass.
A method for manufacturing a thermal pressure molded product.

項11.
前記項6~10のいずれかに記載の熱圧成形体の製造方法であって、
前記化学修飾リグノセルロース繊維からなる繊維集合体を、加熱する温度が160~240℃であり、圧縮する圧力が30~100 MPaである、熱圧成形体の製造方法。
Item 11.
Item 6. The method for manufacturing a hot-pressure molded product according to any one of Items 6 to 10.
A method for producing a heat-press molded body, wherein the fiber aggregate made of the chemically modified lignocellulosic fiber is heated at a temperature of 160 to 240 ° C. and a compression pressure of 30 to 100 MPa.

項12.
前記請求項6~11のいずれかに記載の熱圧成形体の製造方法であって、
化学修飾リグノセルロース繊維からなる繊維集合体として、更に熱可塑性樹脂を含む繊維集合体を使用する、熱圧成形体の製造方法。
Item 12.
The method for manufacturing a thermal pressure molded product according to any one of claims 6 to 11.
A method for producing a heat-press molded product, which uses a fiber aggregate containing a thermoplastic resin as a fiber aggregate composed of chemically modified lignocellulosic fibers.

項13.
化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体の製造方法であって、
下記第1工程及び第2工程を含む、熱圧成形体の製造方法:
(1)第1工程
(a-1)リグノセルロース繊維に、下式(3):

Figure 0007024953000005
Item 13.
A method for producing a heat-press molded product of chemically modified lignocellulosic.
A method for manufacturing a hot-pressed molded product, which comprises the following first and second steps:
(1) First step :
(A-1) For lignocellulosic fiber, the following formula (3):
Figure 0007024953000005

(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表されるコハク酸無水物又はその誘導体を反応させて、前記リグノセルロース中に存在する水酸基の一部を、下式(1):

Figure 0007024953000006
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
The following formula (1)::
Figure 0007024953000006

(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表される、カルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化することにより、
前記ハーフエステル化するリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度を0.01~0.4とすることで、化学修飾リグノセルロース繊維を製造する工程、
又は、
(a-2)リグノセルロース繊維に、下式(4):
X-(CH2n-COOH ・・・・(4)
(式中nは、1~3の整数を示す。Xは、Cl、Br及びIからなる群から選ばれるハロゲン原子を示す。)
で表されるハロゲノアルキルカルボン酸を反応させて、前記リグノセルロース中に存在する水酸基の一部を、下式(2):
-(CH2n-COOH ・・・・(2)
(式中、nは1~3の整数を示す。)
で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化することにより、
前記エーテル化するリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度を0.01~0.4とすることで、化学修飾リグノセルロース繊維を製造する工程、
(2)第2工程
前記第1工程で得られた化学修飾リグノセルロース繊維からなる繊維集合体を、加熱下に圧縮する工程。
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
By half-esterifying with a carboxy group-containing acyl group represented by
A step of producing a chemically modified lignocellulosic fiber by setting the degree of substitution of a hydrogen atom of a hydroxyl group in the lignocellulosic to be half-esterified to 0.01 to 0.4.
Or,
(A-2) For lignocellulosic fiber, the following formula (4):
X- (CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (4)
(In the formula, n represents an integer of 1 to 3. X represents a halogen atom selected from the group consisting of Cl, Br and I.)
By reacting the halogenoalkylcarboxylic acid represented by the above formula (2):
-(CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (2)
(In the formula, n indicates an integer from 1 to 3.)
By etherifying with a carboxyalkyl group represented by
A step of producing a chemically modified lignocellulosic fiber by setting the degree of substitution of a hydrogen atom of a hydroxyl group in the etherified lignocellulosic to 0.01 to 0.4.
(2) Second step :
A step of compressing a fiber aggregate made of chemically modified lignocellulosic fibers obtained in the first step under heating.

項14.
前記項13に記載の熱圧成形体の製造方法であって、
前記化学修飾リグノセルロース繊維からなる繊維集合体を、加熱する温度が160~240℃であり、圧縮する圧力が30~100 MPaである、熱圧成形体の製造方法。
Item 14.
Item 32, the method for manufacturing a heat-press molded product according to Item 13.
A method for producing a heat-press molded body, wherein the fiber aggregate made of the chemically modified lignocellulosic fiber is heated at a temperature of 160 to 240 ° C. and a compression pressure of 30 to 100 MPa.

本発明の熱圧成形体は、その構造が、(i)原料の化学修飾リグノセルロース繊維に含まれているリグニン、化学修飾されたリグニン、ヘミセルロース、及び化学修飾されたヘミセルロースをマトリックスとし、(ii)セルロースナノファイバー(CNF)及び化学修飾されたセルロースをフィラーとする、ナノコンポジットともいえる。 The structure of the heat-pressure molded product of the present invention is (i) a matrix of lignin contained in the chemically modified lignocellulose fiber as a raw material, chemically modified lignin, hemicellulose, and chemically modified hemicellulose (ii). ) Cellulose nanofibers (CNF) and chemically modified cellulose are used as fillers, and can be said to be nanocomposites.

従って、本発明の熱圧成形体は、植物繊維と同様に、軽量であり、高い強度を有し、低い線熱膨張係数を有する。 Therefore, the heat-press molded body of the present invention is lightweight, has high strength, and has a low coefficient of linear thermal expansion, similar to plant fibers.

本発明の熱圧成形体は、繊維強化プラスチックの利用分野に加えて、軽量で機械強度(例えば、高い引張り強度と弾性率)が必要な、輸送機(例えば、自動車、船舶、航空機)の内装及び外装材、並びに電化製品等の筺体として、好ましく使用することができる。 The heat-pressure molded article of the present invention is used for interiors of transport machines (for example, automobiles, ships, aircraft) that are lightweight and require mechanical strength (for example, high tensile strength and elastic modulus) in addition to the fields of application of fiber reinforced plastics. It can be preferably used as a housing for exterior materials and electrical appliances.

本発明の熱圧成形体は、金属類に比べて軽量であるので、例えば、輸送機に使用した場合、その燃費の節減に有効である。本発明の熱圧成形体は、その結果、排ガスは低減されて、環境の保全にも有用である。 Since the heat-pressure molded product of the present invention is lighter than metals, it is effective in reducing fuel consumption when used in a transport aircraft, for example. As a result, the heat-pressure molded product of the present invention reduces exhaust gas and is also useful for environmental conservation.

本発明の熱圧成形体は、化学修飾リグノセルロース繊維集合体を、加熱下に圧縮するという簡単な操作で容易に製造することができる。本発明の熱圧成形体は、それ故に、従来の材料(炭素繊維強化樹脂、ガラス繊維強化樹脂、又は金属成形体)に比べて、省エネルギーで製造することができるという利点も有する。 The heat-press molded product of the present invention can be easily produced by a simple operation of compressing a chemically modified lignocellulosic fiber aggregate under heating. Therefore, the heat-pressure molded body of the present invention also has an advantage that it can be manufactured with energy saving as compared with the conventional material (carbon fiber reinforced resin, glass fiber reinforced resin, or metal molded body).

(1)化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体
熱圧成形体(発明1)
化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体では、前記化学修飾リグノセルロースが下記(a)及び(b)の特性を有する:
特性(a)
(a-1)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(1):

Figure 0007024953000007
(1) Thermal pressure molded product of chemically modified lignocellulosic
Thermal pressure molded product (Invention 1)
In the heat-press molded product of chemically modified lignocellulosic, the chemically modified lignocellulosic has the following properties (a) and (b):
Characteristics (a)
(A-1) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (1):
Figure 0007024953000007

(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表される、カルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化されていること、
又は、
(a-2)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(2):
-(CH2n-COOH ・・・・(2)
(式中、nは1~3の整数を示す。)
で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化されていること、
特性(b)
(b-1)前記ハーフエステル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.4であること、
又は、
(b-2)前記エーテル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.4であること。
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
Being half-esterified with a carboxy group-containing acyl group represented by
Or,
(A-2) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (2):
-(CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (2)
(In the formula, n indicates an integer from 1 to 3.)
Being etherified with a carboxyalkyl group represented by
Characteristic (b)
(B-1) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the half-esterified lignocellulosic is 0.01 to 0.4.
Or,
(B-2) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the etherified lignocellulosic is 0.01 to 0.4.

本発明の熱圧成形体は、言い換えると、下記態様(1)又は(2)を含む。 In other words, the thermal pressure molded product of the present invention includes the following aspects (1) or (2).

態様(1)
化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体では、前記化学修飾リグノセルロースが下記(a)及び(b)の特性を有する:
特性(a)
(a-1)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(1):

Figure 0007024953000008
Aspect (1)
In the heat-press molded product of chemically modified lignocellulosic, the chemically modified lignocellulosic has the following properties (a) and (b):
Characteristics (a)
(A-1) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (1):
Figure 0007024953000008

(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表される、カルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化されていること、
特性(b)
(b-1)前記ハーフエステル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.4であること。
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
Being half-esterified with a carboxy group-containing acyl group represented by
Characteristic (b)
(B-1) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the half-esterified lignocellulosic is 0.01 to 0.4.

前記置換度は、0.1~0.4であることが好ましい。 The degree of substitution is preferably 0.1 to 0.4.

態様(2)
化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体では、前記化学修飾リグノセルロースが下記(a)及び(b)の特性を有する:
特性(a)
(a-2)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(2):
-(CH2n-COOH ・・・・(2)
(式中、nは1~3の整数を示す。)
で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化されていること、
特性(b)
(b-2)前記エーテル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.4であること。
Aspect (2)
In the heat-press molded product of chemically modified lignocellulosic, the chemically modified lignocellulosic has the following properties (a) and (b):
Characteristics (a)
(A-2) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (2):
-(CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (2)
(In the formula, n indicates an integer from 1 to 3.)
Being etherified with a carboxyalkyl group represented by
Characteristic (b)
(B-2) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the etherified lignocellulosic is 0.01 to 0.4.

前記置換度は、0.01~0.3であることが好ましい。 The degree of substitution is preferably 0.01 to 0.3.

化学修飾リグノセルロース繊維の原料(発明9)
熱圧成形体の製造に使用される、化学修飾リグノセルロース繊維の製造方法について説明する。
Raw Material for Chemically Modified Lignocellulosic Fiber (Invention 9)
A method for producing a chemically modified lignocellulosic fiber used for producing a thermostatically formed body will be described.

化学修飾リグノセルロース繊維の原料として、リグノパルプを使用することができる。 Ligno pulp can be used as a raw material for chemically modified lignocellulosic fibers.

リグノパルプとしては、シトカスプルース、松、スギ、ヒノキ、ユーカリ、アカシア等の針葉樹又は広葉由来の木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、バガス、藁、ビート絞りかす等に含まれる植物性原料由来の原料を機械パルプ化法、化学パルプ化法又は機械パルプ化法と化学パルプ化法との組み合わせにより処理して得られるリグノパルプを使用することができる。このようなパルプとしては、リグニンを含有する、各種クラフトパルプ(針葉樹未漂白クラフトパルプ(NUKP)、針葉樹酸素晒し未漂白クラフトパルプ(NOKP)、針葉樹漂白クラフトパルプ(NBKP)が好ましい。また、砕木パルプ(GP)、リファイナーGP(RGP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)等の機械パルプ(MP)はリグニンを含有するので好ましい。 Ligno pulp is a raw material derived from plant-derived materials contained in coniferous or broad-leaved wood such as sitka spruce, pine, cedar, hinoki, eucalyptus, and acacia, bamboo, hemp, jute, kenaf, bagasse, straw, and beet squeezed residue. Can be used as ligno pulp obtained by treating with a mechanical pulping method, a chemical pulping method, or a combination of a mechanical pulping method and a chemical pulping method. As such pulp, various kraft pulps containing lignin (coniferous unbleached kraft pulp (NUKP), coniferous oxygen-exposed unbleached kraft pulp (NOKP), coniferous bleached kraft pulp (NBKP) are preferable. Mechanical pulp (MP) such as (GP), refiner GP (RGP), thermomechanical pulp (TMP), and chemithermomechanical pulp (CTMP) is preferable because it contains lignin.

植物性原料由来のリグノパルプはリグノセルロースを含んでおり、主にセルロース、ヘミセルロース、リグニンから構成される。 Lignocellulosic derived from vegetable raw materials contains lignocellulosic, and is mainly composed of cellulose, hemicellulose, and lignin.

本発明では、リグニンが完全には除去されずにリグニンを少量でも含有するパルプを、リグノパルプとして使用できる。従って、上記の各種パルプ化法で処理して得られるパルプも検出し得るリグニンを含むパルプは、本明細書ではリグノパルプと称する。脱墨古紙、段ボール古紙、雑誌、コピー用紙等の古紙由来のパルプもリグノパルプを含んだものはリグノパルプとして本発明に用いることもできる。 In the present invention, pulp in which lignin is not completely removed and contains even a small amount of lignin can be used as ligno pulp. Therefore, the pulp containing lignin, which can also detect the pulp obtained by the above-mentioned various pulping methods, is referred to as ligno pulp in the present specification. Pulp derived from used paper such as deinked used paper, corrugated cardboard, magazines, copy paper, etc., which contains ligno pulp can also be used in the present invention as ligno pulp.

含有されるリグニン量は、クラーソン法で定量することができる。本発明では、リグニンを2~40質量%程度含むリグノパルプを使用することが好ましい。含有されるリグニン量が、更に好ましくは2~35質量%程度、特に好ましく2~30質量%程度のリグノパルプを使用することが好ましい。 The amount of lignin contained can be quantified by the Clarson method. In the present invention, it is preferable to use ligno pulp containing about 2 to 40% by mass of lignin. It is more preferable to use ligno pulp having a lignin content of about 2 to 35% by mass, particularly preferably about 2 to 30% by mass.

リグノパルプは、それに含まれるリグニン、ヘミセルロースが本発明の熱圧成形体のマトリックスとして機能することに加え、その原料からの収率が大きいこと、工程数が少ないこと及びその製造に要する化学薬剤が少ないことから、本発明に有利に使用することができる。 In addition to the fact that the lignin and hemicellulose contained in the ligno pulp function as a matrix of the heat-press molded product of the present invention, the yield from the raw material thereof is large, the number of steps is small, and the number of chemical agents required for the production thereof is small. Therefore, it can be used in an advantageous manner in the present invention.

本発明の熱圧成形体は、化学修飾リグノセルロース繊維を熱圧加工処理して製造されるが、この化学修飾リグノセルロース繊維は、リグノパルプを解繊して得たリグノセルロース繊維を化学修飾することによって製造することができる。 The heat-pressure molded product of the present invention is produced by hot-pressing a chemically modified lignocellulose fiber, and this chemically modified lignocellulose fiber chemically modifies the lignocellulose fiber obtained by defibrating the ligno pulp. Can be manufactured by.

化学修飾リグノセルロース繊維の平均繊維径は、20nm~50μm程度であることが好ましい。 The average fiber diameter of the chemically modified lignocellulosic fiber is preferably about 20 nm to 50 μm.

繊維径が小さ過ぎる場合、繊維の溶媒の保持性が高くなり過ぎ、溶媒の除去が困難になるといった不都合が生じる可能性がある。また繊維径が大き過ぎる場合、熱圧成形時に繊維同士の密着が不十分となり、優れた強度が発現しない可能性がある。これの理由から、化学修飾リグノセルロース繊維の平均繊維径は、更に好ましくは、500nm~30μm程度である。 If the fiber diameter is too small, the solvent retention of the fiber becomes too high, which may cause inconveniences such as difficulty in removing the solvent. Further, if the fiber diameter is too large, the fibers may not be sufficiently adhered to each other during thermal pressure molding, and excellent strength may not be exhibited. For this reason, the average fiber diameter of the chemically modified lignocellulosic fiber is more preferably about 500 nm to 30 μm.

リグノセルロース繊維のハーフエステル(態様(1))
前記態様(1)で記した通り、化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体では、その原料の前記化学修飾リグノセルロース繊維は、リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、前記式(1)で表される、カルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化されている。
Half ester of lignocellulosic fiber (Aspect (1))
As described in the above aspect (1), in the heat-press molded product of the chemically modified lignocellulosic, the chemically modified lignocellulosic fiber as the raw material has a part of the hydroxyl groups present in the lignocellulosic according to the above formula (1). It is half-esterified with the represented carboxy group-containing acyl group.

これを「本件ハーフエステル化リグノセルロース繊維」とも記す。 This is also referred to as "the half-esterified lignocellulosic fiber".

本件ハーフエステル化リグノセルロース繊維は、リグノセルロース繊維に、下式(3):

Figure 0007024953000009
The half-esterified lignocellulosic fiber is a lignocellulosic fiber according to the following formula (3):
Figure 0007024953000009

(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表されるコハク酸無水物又はその誘導体〔以下、これら酸無水物を「式(3)の酸無水物」ということもある。〕を反応させて、前記リグノセルロース中に存在する水酸基の一部を、前記式(1)で表される、カルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化することにより、前記ハーフエステル化するリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度を0.01~0.4とすることで、製造することができる。
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
Succinic anhydride represented by (hereinafter, these acid anhydrides may be referred to as "acid anhydride of formula (3)". ], And a part of the hydroxyl group existing in the lignocellulose is half-esterified with the carboxy group-containing acyl group represented by the formula (1) in the lignocellulose to be half-esterified. It can be manufactured by setting the degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group of the above to 0.01 to 0.4.

式(3)の酸無水物によるリグノセルロース繊維の化学修飾は、有機溶媒に分散させたリグノセルロース繊維に式(3)の酸無水物を塩基の存在下に加熱して反応させ、リグノセルロース中に存在する水酸基の一部をハーフエステル化する。 The chemical modification of the lignocellulose fiber with the acid anhydride of the formula (3) is carried out by heating the acid anhydride of the formula (3) in the presence of a base and reacting the lignocellulose fiber dispersed in an organic solvent in the lignocellulose. Half-esterify some of the hydroxyl groups present in.

ここで、ハーフエステルとは、式(3)の酸無水物に存在する2つのカルボニル基のうちの1つがリグノセルロース中の水酸基とエステル結合を形成し、もう1つのカルボニル基はヒドロキシカルボニル基となった状態のエステルをいう。 Here, in the half ester, one of the two carbonyl groups present in the acid anhydride of the formula (3) forms an ester bond with the hydroxyl group in lignocellulose, and the other carbonyl group is a hydroxycarbonyl group. It refers to the ester in the state of being in a state of being.

式(3)の酸無水物に属するアルケニルコハク酸無水物には、炭素数4~20のオレフィン由来の骨格と無水マレイン酸骨格を持つ化合物が例示される。 Examples of the alkenyl succinic anhydride belonging to the acid anhydride of the formula (3) include a compound having a skeleton derived from an olefin having 4 to 20 carbon atoms and a maleic anhydride skeleton.

これら化合物として、ペンテニルコハク酸無水物、ヘキセニルコハク酸無水物、オクテニルコハク酸無水物、デセニルコハク酸無水物、ウンデセニルコハク酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、トリデセニルコハク酸無水物、ヘキサデセニルコハク酸無水物、オクタデセニルコハク酸無水物等のアルケニルコハク酸無水物等を好ましく使用することができる。 Examples of these compounds include pentenyl succinic anhydride, hexenyl succinic anhydride, octenyl succinic acid anhydride, decenyl succinic acid anhydride, undecenyl succinic acid anhydride, dodecenyl succinic acid anhydride, tridecenyl succinic acid anhydride, and hexadecese. Alkenyl succinic anhydrides such as nyl succinic anhydride and octadecenyl succinic anhydride can be preferably used.

アルケニルコハク酸無水物は、各化合物を単独で使用しても良く、2種類以上を併用して用いることもできる。 As the alkenyl succinic anhydride, each compound may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.

本願明細書では特定の炭素数のオレフィン鎖を有するアルケニルコハク酸無水物を、アルケニルコハク酸無水物の略称(ASA)とそのオレフィン鎖の炭素数とを組み合わせて表記することがある。 In the present specification, an alkenyl succinic anhydride having an olefin chain having a specific carbon number may be expressed by combining the abbreviation (ASA) of the alkenyl succinic anhydride and the carbon number of the olefin chain.

例えば、炭素数16のオレフィン鎖を有するアルケニルコハク酸無水物(ヘキサデセニルコハク酸無水物)を「ASA-C16」と表記することがある。また、本発明に使用するASAとして商品名又は商品コード番号で記載することもある。例えば、AS1533(星光PMC株式会社製)、TNS135(星光PMC株式会社製)、リカシッドDDSA(テトラプロペニル無水コハク酸、新日本理化学株式会社製)等を好ましく用いることができる。 For example, an alkenyl succinic anhydride (hexadecenyl succinic anhydride) having an olefin chain having 16 carbon atoms may be referred to as "ASA-C16". In addition, the ASA used in the present invention may be described by a product name or a product code number. For example, AS1533 (manufactured by Seiko PMC Corporation), TNS135 (manufactured by Seiko PMC Corporation), Ricacid DDSA (tetrapropenyl succinic anhydride, manufactured by Shin Nihon Rikagaku Co., Ltd.) and the like can be preferably used.

アルキルコハク酸無水物としては、前記式(2)で表されるアルケニルコハク酸無水物のアルケニル基の不飽和結合が水素添加により還元されたもの(即ち、アルケニル基がアルキル基に変換されたコハク酸無水物)を使用することができる。 As the alkyl succinic anhydride, the unsaturated bond of the alkenyl group of the alkenyl succinic anhydride represented by the above formula (2) is reduced by hydrogenation (that is, the alkenyl group is converted into an alkyl group. Acid anhydride) can be used.

これら化合物として、オクチルコハク酸無水物、ドデシルコハク酸無水物、ヘキサデシルコハク酸無水物、オクタデシルコハク酸無水物等のアルキルコハク酸無水物を好ましく使用することができる。 As these compounds, alkyl succinic anhydrides such as octyl succinic acid anhydride, dodecyl succinic acid anhydride, hexadecyl succinic acid anhydride, and octadecyl succinic acid anhydride can be preferably used.

アルキルコハク酸無水物は、各化合物を単独で使用しても良く、2種類以上を併用することもできる。また、アルキルコハク酸無水物とアルケニルコハク酸無水物とを併用することもできる。 As the alkylsuccinic anhydride, each compound may be used alone, or two or more kinds may be used in combination. Further, an alkyl succinic anhydride and an alkenyl succinic anhydride can be used in combination.

リグノセルロース繊維の化学修飾に要する本件無水物の量は、リグノセルロース繊維(絶乾量)中に含まれる水酸基のモル数に対して0.004~0.18倍モル程度が好ましく、より好ましくは0.04~0.18倍モル程度が好ましい。 The amount of the Anhydride required for the chemical modification of the lignocellulosic fiber is preferably about 0.004 to 0.18 times the number of moles of the hydroxyl group contained in the lignocellulosic fiber (absolute dry amount), more preferably 0.04 to 0.18 times. A molar amount is preferable.

リグノセルロース繊維と式(3)の酸無水物の反応は、有機溶媒中で行うことが好ましい。リグノパルプ繊維を乾燥し、有機溶媒に懸濁して式(3)の酸無水物と反応させることができる。 The reaction between the lignocellulosic fiber and the acid anhydride of the formula (3) is preferably carried out in an organic solvent. The ligno pulp fiber can be dried, suspended in an organic solvent and reacted with the acid anhydride of the formula (3).

リグノパルプ繊維は、通常、含水状態(水分散物)である。含水状態のリグノパルプに有機溶媒を加え、ろ過し、再度有機溶媒に分散しろ過する操作(溶媒置換操作)を行うことによって、リグノパルプを有機溶媒に分散させて反応を行うことができる。 Ligno pulp fibers are usually in a water-containing state (aqueous dispersion). By adding an organic solvent to the water-containing ligno pulp, filtering the ligno pulp, and then dispersing and filtering the ligno pulp again (solvent replacement operation), the ligno pulp can be dispersed in the organic solvent and the reaction can be carried out.

使用される有機溶媒には、式(3)の酸無水物とは反応せずに、リグノパルプを膨潤させることのでき、且つ水溶性の非プロトン性の溶媒が好ましい。この条件を満たすものとして、N-メチルピロリドン(NMP)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMA)、テトラヒドロフラン(THF)を例示することができる。 The organic solvent used is preferably a water-soluble aprotic solvent that can swell the ligno pulp without reacting with the acid anhydride of the formula (3). Examples of those satisfying this condition include N-methylpyrrolidone (NMP), N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMA), and tetrahydrofuran (THF).

リグノセルロース繊維と式(3)の酸無水物の反応では、反応を加速するために、塩基の存在下で反応を行うことが好ましい。塩基として、ピリジン、ジメチルアニリン等のアミン類、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム等の酢酸のアルカリ金属塩、炭酸リチウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属の炭酸塩を好適に使用することができる。 In the reaction between the lignocellulosic fiber and the acid anhydride of the formula (3), it is preferable to carry out the reaction in the presence of a base in order to accelerate the reaction. As the base, amines such as pyridine and dimethylaniline, alkali metal salts of acetic acid such as potassium acetate and sodium acetate, and alkali metal carbonates such as lithium carbonate, potassium carbonate and sodium carbonate can be preferably used.

反応温度は、使用する溶媒の沸点にもよるが、20~150℃程度が好ましく、30~120℃程度がより好ましく、40~100℃程度が更に好ましい。 The reaction temperature is preferably about 20 to 150 ° C, more preferably about 30 to 120 ° C, still more preferably about 40 to 100 ° C, although it depends on the boiling point of the solvent used.

反応時間は、式(3)の酸無水物の種類にもよる。反応途中のリグノセルロース繊維の一部を採取し、この赤外線(IR)吸収スペクトルを測定して、反応により生じるハーフエステルのカルボニル伸縮振動に基づくIR吸収ピークを追跡することによって、ハーフエステル化の程度(置換度)を確認しながら、調整することができる。 The reaction time also depends on the type of acid anhydride of the formula (3). The degree of half-esterification by taking a portion of the lignocellulosic fiber during the reaction and measuring this infrared (IR) absorption spectrum to trace the IR absorption peak based on the carbonyl expansion and contraction vibration of the half-ester generated by the reaction. It can be adjusted while checking (replacement degree).

ハーフエステル化の置換度
リグノパルプ繊維中に存在する水酸基がハースエステル化された程度(ハースエステル化の置換度について説明する。
Degree of Substitution of Half Esterification The degree of hearth esterification of the hydroxyl groups present in the ligno pulp fiber (the degree of substitution of hearth esterification will be described.

ハーフエステルとはジカルボン酸のうちの1つのカルボキシ基がアルコール性水酸基とエステル結合を形成し一方のカルボキシ基はエステル結合していない状態(即ち、遊離カルボン酸状態)のエステルをいう。従って、リグノセルロースのハーフエステル化とは、リグノセルロース中の水酸基とジカルボン酸のうち、1つのカルボキシ基でエステル結合を形成させ、もう1つのカルボキシ基は遊離状態にすることを意味する。 The half ester refers to an ester in which one carboxy group of the dicarboxylic acid forms an ester bond with an alcoholic hydroxyl group and one carboxy group does not have an ester bond (that is, a free carboxylic acid state). Therefore, half-esterification of lignocellulosic means that one carboxy group of the hydroxyl group and the dicarboxylic acid in lignocellulosic forms an ester bond, and the other carboxy group is in a free state.

式(3)の酸無水物によるハーフエステル化反応では、リグノセルロース繊維中の水酸基の水素原子が、式(3)の酸無水物に存在する2つのカルボニル基のうちの1つと置換してエステル結合を形成し、ハーフエステルが生成する。 In the half-esterification reaction with the acid anhydride of the formula (3), the hydrogen atom of the hydroxyl group in the lignocellulose fiber is replaced with one of the two carbonyl groups present in the acid anhydride of the formula (3) to esterify. Bonds are formed and half esters are formed.

リグノセルロースのハーフエステルは、リグノセルロース中に存在する水酸基の水素原子がカルボキシ基中のカルボニル基により置換された化学結合状態になっているので、本明細書ではこれを「ハーフエステル化によるリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換」という。 The half-ester of lignocellulose is in a chemically bonded state in which the hydrogen atom of the hydroxyl group existing in lignocellulose is replaced by the carbonyl group in the carboxy group. Substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group inside ".

この置換の程度(DS)を、「ハーフエステル化によるリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度(DS)」、「ハーフエステル置換度(DS)」または「ハーフエステル化DS」と称し、リグノセルロースの繰り返し単位中の水酸基がエステル化された平均的な個数として定義される。 The degree of this substitution (DS) is referred to as "degree of substitution of hydrogen atom of hydroxyl group in lignocellulose by half-esterification (DS)", "degree of half-esterification (DS)" or "half-esterified DS", and ligno. It is defined as the average number of esterified hydroxyl groups in a repeating unit of cellulose.

純粋なセルロースの繰り返し単位はグルコピラノース残基(グルコース残基)であり、これは水酸基3個を有している。従って、純粋なセルロースのハーフエステル化DSの上限値は3である。 The repeating unit of pure cellulose is the glucopyranose residue (glucose residue), which has three hydroxyl groups. Therefore, the upper limit of half-esterified DS of pure cellulose is 3.

一方、リグノセルロースは、セルロースと共にヘミセルロースとリグニンとを含む。へミセルロースに含まれるキシランにおけるキシロース残基やアラビノガラクタンにおけるガラクトース残基の水酸基数は2であり、また、リグニン残基の水酸基数も2であり、これらの水酸基数は3より小さい。従って、リグノセルロースの平均的な繰り返し単位中の水酸基数は3よりも小さく、その上限値は3より小さい。 On the other hand, lignocellulosic contains hemicellulose and lignin together with cellulose. The number of hydroxyl groups of the xylose residue in xylan and the galactose residue in arabinogalactan contained in hemicellulose is 2, and the number of hydroxyl groups of the lignin residue is also 2, and the number of these hydroxyl groups is smaller than 3. Therefore, the number of hydroxyl groups in the average repeating unit of lignocellulosic is less than 3, and its upper limit is less than 3.

このことから、リグノセルロース繊維のハーフエステル化DSの上限値は3より小さい。そのハーフエステル化DSの上限値は、リグノセルロース繊維が含有するヘミセルロース及びリグニンの含量に依存して、2.7~2.8程度である。 From this, the upper limit of the half-esterified DS of the lignocellulosic fiber is smaller than 3. The upper limit of the half-esterified DS is about 2.7 to 2.8 depending on the contents of hemicellulose and lignin contained in the lignocellulosic fiber.

本件化学修飾リグノセルロース繊維のハーフエステル化DSは、0.01~0.4に制御することが好ましく、より好ましくは0.1~0.4である。つまり、熱圧成形体の原料の前記化学修飾リグノセルロース繊維は、リグノセルロース中に存在する水酸基の一部は、上記式(1)で表されるカルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化されており、前記ハーフエステル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度は0.1~0.4であることが好ましい。 The half-esterified DS of the chemically modified lignocellulosic fiber is preferably controlled to 0.01 to 0.4, more preferably 0.1 to 0.4. That is, in the chemically modified lignocellulose fiber as a raw material of the heat-press molded product, a part of the hydroxyl groups existing in the lignocellulose is half-esterified with the carboxy group-containing acyl group represented by the above formula (1). The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the half-esterified lignocellulose is preferably 0.1 to 0.4.

このハーフエステル化DSが0.01未満では、熱圧加工時に可塑性が不十分で成型が困難となる傾向が有る。このハーフエステル化DSが0.4を超える場合には、反応混合物の粘度が上昇しゲル状態となって、反応混合物中の化学修リグノセルロース繊維を分離し洗浄することが困難となる傾向が有る。 If the half-esterified DS is less than 0.01, the plasticity tends to be insufficient during thermal pressure processing and molding tends to be difficult. When this half-esterified DS exceeds 0.4, the viscosity of the reaction mixture increases and becomes a gel state, and it tends to be difficult to separate and wash the chemically modified lignocellulosic fibers in the reaction mixture.

リグノセルロース繊維のカルボキシアルキル基による化学修飾(態様(2))
前記態様(2)で記した通り、化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体では、その原料の前記化学修飾リグノセルロース繊維は、リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、前記式(2)で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化されている。
Chemical modification of lignocellulosic fibers with carboxyalkyl groups (Aspect (2))
As described in the above aspect (2), in the heat-press molded product of the chemically modified lignocellulosic, the chemically modified lignocellulosic fiber as the raw material has a part of the hydroxyl groups present in the lignocellulosic according to the above formula (2). It is etherified with the represented carboxylalkyl group.

上記式(2)で表されるカルボキシアルキル基を、「本件カルボキシアルキル基」とも記す。 The carboxyalkyl group represented by the above formula (2) is also referred to as "the Carboxyalkyl Group".

本件カルボキシアルキル基でエーテル化されたリグノセルロース繊維(化学修飾リグノセルロース繊維)は、リグノセルロース繊維に、下式(4):
X-(CH2n-COOH ・・・・(4)
(式中nは、1~3の整数を示す。Xは、Cl、Br及びIからなる群から選ばれるハロゲン原子を示す。)
で表されるハロゲノアルキルカルボン酸(これを、「本件ハロゲノアルキルカルボン酸」とも記す)を反応させて、前記リグノセルロース中に存在する水酸基の一部を、前記(2)で表される、カルボキシアルキル基でエーテル化することにより、前記エーテル化するリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度を0.01~0.4とすることで、本発明熱圧成形体の原料(化学修飾リグノセルロース繊維)を製造することができる。
The lignocellulosic fiber (chemically modified lignocellulosic fiber) etherified with the Carboxyalkyl group is converted into a lignocellulosic fiber according to the following formula (4):
X- (CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (4)
(In the formula, n represents an integer of 1 to 3. X represents a halogen atom selected from the group consisting of Cl, Br and I.)
By reacting a halogenoalkylcarboxylic acid represented by (2), a part of the hydroxyl groups present in the lignocellulosic acid is represented by (2). By etherifying with an alkyl group, the degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the etherified lignocellulosic acid is set to 0.01 to 0.4, whereby the raw material (chemically modified lignocellulosic fiber) of the heat-pressure molded product of the present invention is produced. can do.

化学修飾リグノセルロース繊維は、ハロゲノアルキルカルボン酸又はその塩を、塩基の存在下に加熱して反応させ、リグノセルロース中に存在する水酸基の酸素原子と本件カルボキシアルキル基でエーテル結合を形成させる。このエーテル結合を形成させることを本明細書では「本件エーテル化」と称し、この反応を「本件エーテル化反応」と称する。 In the chemically modified lignocellulosic fiber, a halogenoalkylcarboxylic acid or a salt thereof is heated and reacted in the presence of a base to form an ether bond with the oxygen atom of the hydroxyl group present in the lignocellulosic acid and the carboxyalkyl group. The formation of this ether bond is referred to as "the present etherification" in the present specification, and this reaction is referred to as "the present etherification reaction".

本件ハロゲノアルキルカルボン酸としては、X(ハロゲン原子)が塩素原子又は臭素原子のものが好ましい。 As the halogenoalkylcarboxylic acid of the present invention, those in which X (halogen atom) is a chlorine atom or a bromine atom are preferable.

本件ハロゲノアルキルカルボン酸の塩としては、アルカリ金属塩が好ましい。 As the salt of the halogenoalkylcarboxylic acid of the present invention, an alkali metal salt is preferable.

本件ハロゲノアルキルカルボン酸及びその塩の好ましいものとして、クロロ酢酸、ブロモ酢酸、3-クロロプロピオン酸、3-ブロモプロピオン酸、4-クロロ酪酸及び4-ブロモ酪酸、並びにこれらのナトリウム塩、カリウム塩及びリチウム塩を例示することができる。 Preferred halogenoalkylcarboxylic acids and salts thereof include chloroacetic acid, bromoacetic acid, 3-chloropropionic acid, 3-bromopropionic acid, 4-chlorobutyric acid and 4-bromobutyric acid, and their sodium and potassium salts. A lithium salt can be exemplified.

本件ハロゲノアルキルカルボン酸及びその塩は、各化合物を単独で使用しても良く、2種類以上を併用することもできる。 As the halogenoalkylcarboxylic acid and its salt, each compound may be used alone, or two or more kinds thereof may be used in combination.

本件エーテル化反応における本件ハロゲノアルキルカルボン酸又はその塩の使用量は、リグノセルロース繊維(絶乾量)中に含まれる水酸基のモル数に対してして、通常、0.01~0.45倍モルが好ましく、より好ましくは0.01~0.35倍モルが好ましい。 The amount of the Harogenoalkylcarboxylic acid or a salt thereof used in the etherification reaction is usually preferably 0.01 to 0.45 times the number of moles of the hydroxyl group contained in the lignocellulosic fiber (absolute dry amount). More preferably, 0.01 to 0.35 times mol is preferable.

本件エーテル化反応は、水中又は水と水溶性有機溶媒(例えばアルコール)との混合溶媒中で行うことができる。この反応に供するリグノセルロース繊維は、通常、水懸濁液として製造される。リグノセルロース繊維に、塩基と本件ハロゲノアルキルカルボン酸及び/又はその塩を混合し加熱して行うことができる。 The etherification reaction can be carried out in water or in a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent (for example, alcohol). The lignocellulosic fibers to be subjected to this reaction are usually produced as an aqueous suspension. Lignocellulosic fiber can be mixed with a base and the present halogenoalkylcarboxylic acid and / or a salt thereof and heated.

この反応に使用される塩基として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素リチウム等のアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩等を好適に使用することができる。 Bases used in this reaction include hydroxides of alkali metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, lithium hydrogen carbonate, etc. A carbonate, a hydrogen carbonate, or the like can be preferably used.

塩基の使用量は、本件ハロゲノアルキルカルボン酸に対して、通常、1~5当量程度を使用することが好ましく、1~4当量程度使用することがより好ましい。 The amount of the base used is usually preferably about 1 to 5 equivalents, more preferably about 1 to 4 equivalents, relative to the Halogenoalkylcarboxylic acid of the present case.

エーテル化反応は、攪拌しながら、30~90℃で行うことが好ましい。 The etherification reaction is preferably carried out at 30 to 90 ° C. with stirring.

この反応時間は、本件ハロゲノアルキルカルボン酸又はその塩の種類とその使用量により、通常0.5~5時間程度である。 This reaction time is usually about 0.5 to 5 hours depending on the type of the halogenoalkylcarboxylic acid or a salt thereof and the amount used thereof.

反応途中のリグノセルロース繊維の一部を採取し、この赤外線(IR)吸収スペクトルを測定して、反応により生じるカルボキシアルキルエーテルのカルボキシ基のカルボニル伸縮振動に基づくIR吸収ピークを追跡することによって本件エーテル化の程度(置換度)確認しながら、調整することができる。 A portion of the lignocellulosic fiber during the reaction is sampled and this infrared (IR) absorption spectrum is measured to trace the IR absorption peak based on the carbonyl expansion and contraction vibration of the carboxy group of the carboxy group of the carboxyalkyl ether generated by the reaction. It can be adjusted while checking the degree of conversion (degree of substitution).

エーテル化の置換度
リグノパルプ繊維中に存在する水酸基が本件ハロゲノアルキルカルボン酸によりエーテル化された程度を説明する。
Degree of Substitution of Etherealization The degree to which the hydroxyl group present in the ligno pulp fiber is etherified by the halogenoalkylcarboxylic acid will be described.

本件のエーテル化反応では、リグノセルロース繊維中の水酸基の水素原子が本件カルボキシアルキル基と置換してエーテル結合を形成する。本明細書ではこれを「エーテル化によるリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度(DS)」、又は「エーテル化置換度:エーテル化DS」という。これは、リグノパルプ繊維中に存在する水酸基が本件ハロゲノアルキルカルボン酸によりエーテル化された程度を表す。 In the etherification reaction of the present case, the hydrogen atom of the hydroxyl group in the lignocellulosic fiber is substituted with the carboxyalkyl group of the present case to form an ether bond. In the present specification, this is referred to as "degree of substitution of hydrogen atom of hydroxyl group in lignocellulosic by etherification (DS)" or "degree of etherification substitution: etherified DS". This indicates the degree to which the hydroxyl group present in the ligno pulp fiber is etherified by the halogenoalkylcarboxylic acid of the present case.

このエーテル化置換度(エーテル化DS)は、リグノセルロースの繰り返し単位中の水酸基がエーテル化された平均個数として定義される。 This degree of etherification substitution (etherified DS) is defined as the average number of hydroxyl groups in the repeating unit of lignocellulosic etherified.

純粋なセルロースの繰り返し単位はグルコピラノース残基(グルコース残基)であり、これは水酸基3個を有している。従って、純粋なセルロースのエーテル化のDSの上限値は3である。 The repeating unit of pure cellulose is the glucopyranose residue (glucose residue), which has three hydroxyl groups. Therefore, the upper limit of DS for etherification of pure cellulose is 3.

一方、リグノセルロースは、セルロースと共にヘミセルロースとリグニンとを含む。へミセルロースに含まれるキシランにおけるキシロース残基やアラビノガラクタンにおけるガラクトース残基の水酸基数は2であり、また、リグニン残基の水酸基数も2であり、これらの水酸基数は3より小さい。従って、リグノセルロースの平均的な繰り返し単位中の水酸基数は3よりも小さく、その上限値は3より小さい。 On the other hand, lignocellulosic contains hemicellulose and lignin together with cellulose. The number of hydroxyl groups of the xylose residue in xylan and the galactose residue in arabinogalactan contained in hemicellulose is 2, and the number of hydroxyl groups of the lignin residue is also 2, and the number of these hydroxyl groups is smaller than 3. Therefore, the number of hydroxyl groups in the average repeating unit of lignocellulosic is less than 3, and its upper limit is less than 3.

このことから、リグノセルロース繊維のエーテル化DSの上限値は、前記のハーフエステル化DSと同様に、3より小さく、その上限値は、リグノセルロース繊維が含有するヘミセルロース及びリグニンの含量に依存して、2.7~2.8程度である。 From this, the upper limit of the etherified DS of the lignocellulosic fiber is smaller than 3 as in the above-mentioned half-esterified DS, and the upper limit depends on the content of hemicellulose and lignin contained in the lignocellulosic fiber. , 2.7-2.8.

本件化学修飾リグノセルロース繊維のエーテル化DSは、0.01~0.4に制御することが好ましく、より好ましくは0.01~0.3であり、更に好ましくは、0.01~0.2である。つまり、熱圧成形体の前記化学修飾リグノセルロース繊維は、リグノセルロース中に存在する水酸基の一部は、上記式(2)で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化されており、前記エーテル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度は0.01~0.4であることが好ましい。 The etherified DS of the chemically modified lignocellulosic fiber is preferably controlled to 0.01 to 0.4, more preferably 0.01 to 0.3, and further preferably 0.01 to 0.2. That is, in the chemically modified lignocellulosic fiber of the heat-press molded product, a part of the hydroxyl group existing in the lignocellulosic is etherified with the carboxyalkyl group represented by the above formula (2), and the etherified. The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in lignocellulosic is preferably 0.01 to 0.4.

このエーテル化DSが0.01未満では、熱圧加工時に可塑性が不十分で成型が困難となる傾向が有る。このエーテル化DSが0.4を超える場合には、反応混合物の粘度が上昇しゲル状態となって、反応混合物中の化学修リグノセルロース繊維を分離し洗浄することが困難となる傾向が有る。 If the etherified DS is less than 0.01, the plasticity tends to be insufficient during thermal pressure processing and molding tends to be difficult. When the etherified DS exceeds 0.4, the viscosity of the reaction mixture increases and becomes a gel state, and it tends to be difficult to separate and wash the chemically modified lignocellulosic fibers in the reaction mixture.

リグノセルロース繊維に対して、前記式(3)の酸無水物によりハーフエステル化反応させた後や、前記式(4)のハロゲノアルキルカルボン酸によりエーテル化反応させた後は、反応混合物を中和し、ろ過、遠心分離等の脱液装置によって化学修リグノセルロース繊維を分離し、洗浄する。 After the half-esterification reaction of the lignocellulose fiber with the acid anhydride of the above formula (3) or the etherification reaction with the halogenoalkylcarboxylic acid of the above formula (4), the reaction mixture is neutralized. Then, the chemically repaired lignocellulose fibers are separated and washed by a deliquescent device such as filtration and centrifugation.

洗浄には水、必要に応じてアルコール等の溶剤を用いることができる。 Water and, if necessary, a solvent such as alcohol can be used for cleaning.

洗浄後、化学修リグノセルロース繊維は次の熱圧工程に供される。 After cleaning, the chemically repaired lignocellulosic fibers are subjected to the next thermal pressure step.

熱圧成形体(発明2及び3)
本発明の熱圧成形体は、下記態様(1)又は(2)が好ましい態様である。
Thermal pressure molded body (Invention 2 and 3)
The heat-pressure molded product of the present invention is preferably the following aspect (1) or (2).

態様(1)
化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体では、前記化学修飾リグノセルロース繊維が下記(a)及び(b)の特性を有する:
特性(a)
(a-1)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(1):

Figure 0007024953000010
Aspect (1)
In the heat-press molded product of chemically modified lignocellulosic, the chemically modified lignocellulosic fibers have the following properties (a) and (b):
Characteristics (a)
(A-1) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (1):
Figure 0007024953000010

(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表される、カルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化されていること、
特性(b)
(b-1)前記ハーフエステル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.1~0.4であること。
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
Being half-esterified with a carboxy group-containing acyl group represented by
Characteristic (b)
(B-1) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the half-esterified lignocellulosic is 0.1 to 0.4.

態様(2)
化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体では、前記化学修飾リグノセルロース繊維が下記(a)及び(b)の特性を有する:
特性(a)
(a-2)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(2):
-(CH2n-COOH ・・・・(2)
(式中、nは1の整数を示す。)
で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化されていること、
特性(b)
(b-2)前記エーテル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.3であること。
Aspect (2)
In the heat-press molded product of chemically modified lignocellulosic, the chemically modified lignocellulosic fibers have the following properties (a) and (b):
Characteristics (a)
(A-2) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (2):
-(CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (2)
(In the formula, n is an integer of 1.)
Being etherified with a carboxyalkyl group represented by
Characteristic (b)
(B-2) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the etherified lignocellulosic is 0.01 to 0.3.

前記式(2)で表されるカルボキシアルキル基は、カルボキシメチル基(-CH2-COOH)であることが好ましい。 The carboxyalkyl group represented by the formula (2) is preferably a carboxymethyl group (-CH 2 -COOH).

リグニン成分含有量(発明4及び10)
本発明の熱圧成形体では、前記化学修飾リグノセルロース繊維のリグニン成分含有量は、2~40質量%程度であることが好ましい。化学修飾リグノセルロース繊維のリグニン成分含有量は、2~35質量%程度であることがより好ましく、2~30質量%程度であることが更に好ましい。
Lignin component content (Inventions 4 and 10)
In the heat-pressure molded product of the present invention, the content of the lignin component of the chemically modified lignocellulosic fiber is preferably about 2 to 40% by mass. The content of the lignin component of the chemically modified lignocellulosic fiber is more preferably about 2 to 35% by mass, further preferably about 2 to 30% by mass.

リグニン成分含有量は、化学修飾リグノセルロースから化学修飾基質量を除いた質量(リグノセルロース換算質量)に占めるリグニン成分質量%を意味する。化学修飾により原料リグノセルロースからリグニンは通常脱落しないか、脱落しても微量である。リグニン成分含有量(質量%)は、この化学修飾に使用したリグノセルロースに含まれていたリグニン含有質量%に相当する。 The content of the lignin component means the mass% of the lignin component in the mass (mass converted to lignocellulosic) obtained by subtracting the mass of the chemically modified group from the chemically modified lignocellulosic. Lignin usually does not fall off from the raw material lignocellulosic due to chemical modification, or even if it falls off, it is in a trace amount. The lignin component content (% by mass) corresponds to the lignin content mass% contained in the lignocellulosic used for this chemical modification.

本発明の熱圧成形体は、上記態様(1)と(2)との組み合わせも含む。つまり、前記式(1)のアシル基でリグノセルロース中に存在する水酸基の一部がハーフエステル化されたリグノセルロースと、前記式(2)のカルボキシアルキル基でエーテル化されたリグノセルロースとの混合物からなる熱圧成形体は、本発明の化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体に含まれる。 The thermal pressure molded product of the present invention also includes a combination of the above aspects (1) and (2). That is, a mixture of lignocellulosic in which a part of the hydroxyl group present in lignocellulosic with the acyl group of the formula (1) is half-esterified and lignocellulosic etherified with the carboxyalkyl group of the formula (2). The hot-pressed molded product made of the above is included in the hot-pressed molded product of the chemically modified lignocellulosic of the present invention.

(2)化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体の製造方法
熱圧成形体の製造方法(発明6~8)
本発明の化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体の製造方法は、化学修飾リグノセルロース繊維からなる繊維集合体を加熱下に圧縮する工程を含み、前記化学修飾リグノセルロースが下記(a)及び(b)の特性を有する:
特性(a)
(a-1)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(1):

Figure 0007024953000011
(2) Method for manufacturing a heat-pressure molded product of chemically modified lignocellulosic
Method for manufacturing a heat-press molded product (invention 6 to 8)
The method for producing a thermally compacted body of chemically modified lignocellulosic of the present invention includes a step of compressing a fiber aggregate composed of chemically modified lignocellulosic fibers under heating, and the chemically modified lignocellulosic is described in the following (a) and (b). ) Has the characteristics:
Characteristics (a)
(A-1) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (1):
Figure 0007024953000011

(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表される、カルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化されていること、
又は、
(a-2)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(2):
-(CH2n-COOH ・・・・(2)
(式中、nは1~3の整数を示す。)
で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化されていること、
特性(b)
(b-1)前記ハーフエステル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.4であること、
又は、
(b-2)前記エーテル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.4であること。
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
Being half-esterified with a carboxy group-containing acyl group represented by
Or,
(A-2) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (2):
-(CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (2)
(In the formula, n indicates an integer from 1 to 3.)
Being etherified with a carboxyalkyl group represented by
Characteristic (b)
(B-1) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the half-esterified lignocellulosic is 0.01 to 0.4.
Or,
(B-2) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the etherified lignocellulosic is 0.01 to 0.4.

前記式(2)で表されるカルボキシアルキル基は、カルボキシメチル基(-CH2-COOH)であることが好ましい。 The carboxyalkyl group represented by the formula (2) is preferably a carboxymethyl group (-CH 2 -COOH).

熱圧成形体の製造方法では、前記化学修飾リグノセルロース繊維は、前記リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、前記式(1)で表されるカルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化されており、前記ハーフエステル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.1~0.4であることが好ましい。 In the method for producing a thermally compacted body, in the chemically modified lignocellulosic fiber, a part of the hydroxyl groups existing in the lignocellulosic is half-esterified with the carboxy group-containing acyl group represented by the formula (1). It is preferable that the degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the half-esterified lignocellulosic is 0.1 to 0.4.

熱圧成形体の製造方法では、前記化学修飾リグノセルロース繊維は、前記リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が前記式(2)で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化されており、前記エーテル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.3であることが好ましい。 In the method for producing a heat-press molded product, in the chemically modified lignocellulosic fiber, a part of the hydroxyl groups present in the lignocellulosic is etherified with a carboxyalkyl group represented by the formula (2), and the ether is used. It is preferable that the degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the converted lignocellulosic is 0.01 to 0.3.

化学修飾リグノセルロース繊維又は繊維集合体を、必要に応じて、洗浄又は/及び分散してから加熱下に圧縮成形することが好ましい。成形の前に、均一な成形面を得ることができる。 It is preferred that the chemically modified lignocellulosic fibers or fiber aggregates, if necessary, be washed and / and dispersed and then compression molded under heating. A uniform molding surface can be obtained prior to molding.

粉砕の一つの方法として、例えば、化学修飾リグノセルロースを含む繊維又は繊維集合体に、エタノール等、好ましくは沸点が100℃以下の溶媒を添加して、ミキサー等で攪拌し、固形分(化学修飾繊維リグノセルロース繊維)濃度を調整した懸濁液を得ることが好ましい。次いで、この懸濁液を、濾過等の手段により、溶媒を除去し、乾燥して成形用の材料(化学修飾リグノセルロース繊維の繊維集合体)を得ることが好ましい。 As one method of pulverization, for example, ethanol or the like, preferably a solvent having a boiling point of 100 ° C. or lower is added to a fiber or a fiber aggregate containing chemically modified lignocellulosic, and the mixture is stirred with a mixer or the like to obtain a solid content (chemical modification). Fiber lignocellulosic fiber) It is preferable to obtain a suspension having an adjusted concentration. Then, it is preferable to remove the solvent from this suspension by means such as filtration and dry it to obtain a material for molding (fiber aggregate of chemically modified lignocellulosic fibers).

化学修飾リグノセルロース繊維の繊維集合体は、乾燥により収縮し易く、加圧面が湾曲する傾向にある。上記のように、成形用の材料(化学修飾リグノセルロース繊維の繊維集合体)をろ過により調製する場合には、目的とする成形体の金型(成形金型)の底面と同一形状のろ過面を有するろ過器でろ過して成形用の材料を作成した後、これを金型に入れて熱圧成形することが好ましい。これにより、均一な表面を有し、強度特性の優れる成形体を製造することができる。 Fiber aggregates of chemically modified lignocellulosic fibers tend to shrink due to drying and the pressurized surface tends to bend. As described above, when the material for molding (fiber aggregate of chemically modified lignocellulose fibers) is prepared by filtration, the filtration surface having the same shape as the bottom surface of the mold (molding mold) of the target molded product. It is preferable to prepare a material for molding by filtering it with a filter having the above, and then put it in a mold for hot pressure molding. This makes it possible to produce a molded product having a uniform surface and excellent strength characteristics.

加熱温度及び圧縮する圧力(発明11)
化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体の製造する際に、熱圧加工の温度は、化学修飾リグノセルロース繊維の熱分解を避けるために、160~240℃程度が好ましい。
Heating temperature and compression pressure (Invention 11)
When producing a thermally compacted body of chemically modified lignocellulosic, the temperature of thermal pressure processing is preferably about 160 to 240 ° C. in order to avoid thermal decomposition of the chemically modified lignocellulosic fibers.

熱圧加工時の圧縮する圧力は、30MPa~100MPaに設定することが好ましい。 The compression pressure during hot pressure processing is preferably set to 30 MPa to 100 MPa.

本発明の化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体の製造方法では、前記化学修飾リグノセルロース繊維からなる繊維集合体を、160~240℃の温度で加熱しながら、30MPa~100MPaの圧力で圧縮することが好ましい。化学修飾リグノセルロースが可塑性を示し、また熱分解を避けることができる。化学修飾リグノセルロース繊維の繊維集合体を、これら温度及び圧力で加工することにより、強度特性に優れる熱圧成形体を製造することができる。 In the method for producing a thermally compacted body of chemically modified lignocellulosic of the present invention, a fiber aggregate composed of the chemically modified lignocellulosic fibers is compressed at a pressure of 30 MPa to 100 MPa while heating at a temperature of 160 to 240 ° C. Is preferable. Chemically modified lignocellulosic exhibits plasticity and can avoid thermal decomposition. By processing the fiber aggregates of chemically modified lignocellulosic fibers at these temperatures and pressures, a thermopressure molded body having excellent strength characteristics can be produced.

第1工程及び第2工程を含む熱圧成形体の製造方法(発明13及び14)
本発明の熱圧成形体の製造方法を、リグノセルロース繊維の化学修飾工程から工程順に記載すると、本発明の化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体の製造方法は、下記第1工程及び第2工程を含むことが好ましい。
Method for manufacturing a heat-press molded product including the first step and the second step (inventions 13 and 14)
The method for producing a thermostatically molded article of the present invention will be described in order from the step of chemically modifying the lignocellulose fiber. It is preferable to include.

(1)第1工程
(a-1)リグノセルロース繊維に、下式(3):

Figure 0007024953000012
(1) First step :
(A-1) For lignocellulosic fiber, the following formula (3):
Figure 0007024953000012

(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表されるコハク酸無水物又はその誘導体を反応させて、前記リグノセルロース中に存在する水酸基の一部を、下式(1):

Figure 0007024953000013
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
The following formula (1)::
Figure 0007024953000013

(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表される、カルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化することにより、
前記ハーフエステル化するリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度を0.01~0.4とすることで、化学修飾リグノセルロース繊維を製造する工程、
又は、
(a-2)リグノセルロース繊維に、下式(4):
X-(CH2n-COOH ・・・・(4)
(式中nは、1~3の整数を示す。Xは、Cl、Br及びIからなる群から選ばれるハロゲン原子を示す。)
で表されるハロゲノアルキルカルボン酸を反応させて、前記リグノセルロース中に存在する水酸基の一部を、下式(2):
-(CH2n-COOH ・・・・(2)
(式中、nは1~3の整数を示す。)
で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化することにより、
前記エーテル化するリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度を0.01~0.4とすることで、化学修飾リグノセルロース繊維を製造する工程、
(2)第2工程
前記第1工程で得られた化学修飾リグノセルロース繊維からなる繊維集合体を、加熱下に圧縮する工程。
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
By half-esterifying with a carboxy group-containing acyl group represented by
A step of producing a chemically modified lignocellulosic fiber by setting the degree of substitution of a hydrogen atom of a hydroxyl group in the lignocellulosic to be half-esterified to 0.01 to 0.4.
Or,
(A-2) For lignocellulosic fiber, the following formula (4):
X- (CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (4)
(In the formula, n represents an integer of 1 to 3. X represents a halogen atom selected from the group consisting of Cl, Br and I.)
By reacting the halogenoalkylcarboxylic acid represented by the above formula (2):
-(CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (2)
(In the formula, n indicates an integer from 1 to 3.)
By etherifying with a carboxyalkyl group represented by
A step of producing a chemically modified lignocellulosic fiber by setting the degree of substitution of a hydrogen atom of a hydroxyl group in the etherified lignocellulosic to 0.01 to 0.4.
(2) Second step :
A step of compressing a fiber aggregate made of chemically modified lignocellulosic fibers obtained in the first step under heating.

前記式(2)で表されるカルボキシアルキル基は、カルボキシメチル基(-CH2-COOH)であることが好ましい。 The carboxyalkyl group represented by the formula (2) is preferably a carboxymethyl group (-CH 2 -COOH).

前記熱圧成形体の製造方法では、前記化学修飾リグノセルロース繊維からなる繊維集合体を、加熱する温度が160~240℃であり、圧縮する圧力が30MPa~100MPaであることが好ましい。 In the method for producing a thermally compacted body, it is preferable that the fiber aggregate made of the chemically modified lignocellulosic fiber is heated at a temperature of 160 to 240 ° C. and compressed at a pressure of 30 MPa to 100 MPa.

本発明の化学修飾リグノセルロース熱圧成形体のうち、一実施態様として、前記式(1)のアシル基でリグノセルロース中に存在する水酸基の一部がハーフエステル化されたリグノセルロースと前記式(2)のカルボキシアルキル基でエーテル化されたリグノセルロースとの混合物からなる熱圧成形体が有る。この実施態様は、前記第1工程で得られる式(1)のアシル基でリグノセルロース中に存在する水酸基の一部がハーフエステル化されたリグノセルロース繊維と前記式(2)のカルボキシアルキル基でエーテル化されたリグノセルロース繊維とを混合し、この混合繊維集合体を加熱下に圧縮することにより、製造することができる。 Among the chemically modified lignocellulosic heat-press molded products of the present invention, as one embodiment, lignocellulosic in which a part of the hydroxyl groups present in lignocellulosic with the acyl group of the above formula (1) is half-esterified and the above-mentioned formula ( There is a thermal pressure molded product composed of a mixture with lignocellulosic etherified with the carboxyalkyl group of 2). In this embodiment, the lignocellulosic fiber in which a part of the hydroxyl group present in the lignocellulosic is half-esterified with the acyl group of the formula (1) obtained in the first step and the carboxyalkyl group of the formula (2) are used. It can be produced by mixing with etherified lignocellulosic fibers and compressing the mixed fiber aggregate under heating.

(3)化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体
熱可塑性樹脂を更に含有する熱圧成形体(発明5及び12)
本発明の熱圧成形体では、前記化学修飾リグノセルロース繊維が、更に熱可塑性樹脂を含有することが好ましい。
(3) Thermal pressure molded product of chemically modified lignocellulosic
Thermopress molded product further containing a thermoplastic resin (Inventions 5 and 12)
In the heat-press molded product of the present invention, it is preferable that the chemically modified lignocellulosic fiber further contains a thermoplastic resin.

本発明の熱圧成形体の製造方法では、前記化学修飾リグノセルロース繊維からなる繊維集合体として、更に熱可塑性樹脂を含む繊維集合体を使用することが好ましい。 In the method for producing a thermally compacted body of the present invention, it is preferable to use a fiber aggregate further containing a thermoplastic resin as the fiber aggregate composed of the chemically modified lignocellulosic fiber.

本発明の熱圧成形体には、本発明の効果が損なわれない範囲で樹脂を適宜含有させてもよく、樹脂の中でも熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。 The thermal pressure molded product of the present invention may appropriately contain a resin as long as the effects of the present invention are not impaired, and it is preferable to use a thermoplastic resin among the resins.

熱可塑性樹脂として、力学的特性、耐熱性、表面平滑性及び外観に優れるという点から、ポリアミド(ナイロン樹脂、PA)、ポリアセタール(POM)、ポリオレフィン樹脂〔ポリプロピレン(PP)、無水マレイン酸変性PP(MAPP)、ポリエチレン(PE)など〕、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ乳酸、ポリエステル、ポリ乳酸とポリエステル共重合樹脂、PBS樹脂(ポリブチレンサクシネート)、ポリスチレン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂)等を使用することが好ましい。 As a thermoplastic resin, polyamide (nylon resin, PA), polyacetal (POM), polyolefin resin [polypropylene (PP), maleic anhydride-modified PP (maleic anhydride-modified PP), from the viewpoint of excellent mechanical properties, heat resistance, surface smoothness and appearance. MAPP), polyethylene (PE), etc.], polyester, polycarbonate, polylactic acid, polyester, polylactic acid and polyester copolymer resin, PBS resin (polybutylene succinate), polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin) Etc. are preferred.

また、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フッ素樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリフェニレンオキシド、(熱可塑性)ポリウレタン、ビニルエーテル樹脂、ポリスルホン系樹脂、セルロース系樹脂(例えばトリアセチル化セルロース、ジアセチル化セルロース)等も好ましく使用することができる。 In addition, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, fluororesin, (meth) acrylic resin, polyphenylene oxide, (thermoplastic) polyurethane, vinyl ether resin, polysulfone resin, cellulose resin (for example, triacetylated cellulose, diacetylated cellulose). Etc. can also be preferably used.

ポリアミド(アミド系樹脂)として、ナイロン66(ポリヘキサメチレンアジポアミド、ポリアミド66、PA66)、ナイロン6(ε-カプロラクタムの開環重合体、ポリアミド6、PA6)、ナイロン11(ウンデカンラクタムを開環重縮合したポリアミド、ポリアミド11、PA11)、ナイロン12(ラウリルラクタムを開環重縮合したポリアミド、ポリアミド12、PA12)、ナイロン46(ポリアミド46、PA46)、ナイロン610(ポリアミド610、PA610)、ナイロン612(ポリアミド612、PA612)等の脂肪族アミド系樹脂を使用することが好ましい。ポリアミド樹脂として、フェニレンジアミン等の芳香族ジアミンと塩化テレフタロイルや塩化イソフタロイル等の芳香族ジカルボン酸又はその誘導体からなる芳香族ポリアミド等を使用することも好ましい。 As polyamide (amide resin), nylon 66 (polyhexamethylene adipamide, polyamide 66, PA66), nylon 6 (ε-caprolactam ring-opening polymer, polyamide 6, PA6), nylon 11 (undecanlactam) are opened. Polyamide, Polyamide 11, PA11), Nylon 12 (Polyamide, Polyamide 12, PA12), Nylon 46 (Polyamide 46, PA46), Nylon 610 (Polyamide 610, PA610), Nylon 612 It is preferable to use an aliphatic amide resin such as (polyamide 612, PA612). As the polyamide resin, it is also preferable to use an aromatic diamine such as phenylenediamine and an aromatic polyamide composed of an aromatic dicarboxylic acid such as terephthaloyl chloride or isophthaloyl chloride or a derivative thereof.

これらの樹脂は、単独で使用しても良く、2種以上の混合樹脂として用いても良い。 These resins may be used alone or as a mixed resin of two or more kinds.

ポリアミド樹脂(PA)は、分子構造内に極性の高いアミド結合を有するので、セルロース系材料との親和性が高いという利点が有る。ポリアミド樹脂(PA)として、PA6、PA66、PA11、PA12等、ポリアミド共重合樹脂等を用いることが好ましい。 Since the polyamide resin (PA) has a highly polar amide bond in its molecular structure, it has an advantage of having a high affinity with a cellulosic material. As the polyamide resin (PA), it is preferable to use PA6, PA66, PA11, PA12, etc., a polyamide copolymer resin, or the like.

ポリアセタール(POM)として、トリオキサン、ホルムアルデヒド、エチレンオキシド等の重合体及び共重合体を好ましく使用することができる。 As the polyacetal (POM), polymers and copolymers such as trioxane, formaldehyde, and ethylene oxide can be preferably used.

ポリオレフィン樹脂として、構造部材として汎用性を有するポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE、特に高密度ポリエチレン:HDPE)等を用いることが好ましい。また、これら汎用性ポリオレフィンと相溶性の高い無水マレイン酸変性ポリプロピレン(MAPP)を用いることが好ましい。 As the polyolefin resin, it is preferable to use polypropylene (PP), polyethylene (PE, particularly high-density polyethylene: HDPE) or the like having versatility as a structural member. Further, it is preferable to use maleic anhydride-modified polypropylene (MAPP) having high compatibility with these general-purpose polyolefins.

ポリエステルとして、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリエステル、不飽和ポリエステル等を好ましく使用することができる。 As the polyester, aromatic polyester, aliphatic polyester, unsaturated polyester and the like can be preferably used.

芳香族ポリエステルとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール等のジオール類とテレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸との共重合体を好ましく使用することができる。 As the aromatic polyester, a copolymer of diols such as ethylene glycol, propylene glycol and 1,4-butanediol and an aromatic dicarboxylic acid such as terephthalic acid can be preferably used.

脂肪族ポリエステルとしては、ジオール類とコハク酸、吉草酸等の脂肪族ジカルボン酸との重合体や共重合体、グリコール酸や乳酸等のヒドロキシカルボン酸の単独重合体又は共重合体、ジオール類、脂肪族ジカルボン酸及び前記ヒドロキシカルボン酸の共重合体等を好ましく使用することができる。 Examples of the aliphatic polyester include polymers and copolymers of diols and aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid and valeric acid, homopolymers or copolymers of hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid and lactic acid, and diols. An aliphatic dicarboxylic acid and a copolymer of the hydroxycarboxylic acid can be preferably used.

不飽和ポリエステルとしては、ジオール類、無水マレイン酸等の不飽和ジカルボン酸、及び必要に応じてスチレン等のビニル単量体との共重合体を好ましく使用することができる。 As the unsaturated polyester, a copolymer of diols, an unsaturated dicarboxylic acid such as maleic anhydride, and, if necessary, a vinyl monomer such as styrene can be preferably used.

本発明の熱圧成形体が前記熱可塑性樹脂を含む場合、原料である前記化学修飾リグノセルロース繊維と前記熱可塑性樹脂とを混合し、この繊維と熱可塑性樹脂との混合物を前記の条件で熱圧成形して製造することができる。 When the thermoplastic resin of the present invention contains the thermoplastic resin, the chemically modified lignocellulose fiber as a raw material and the thermoplastic resin are mixed, and the mixture of the fiber and the thermoplastic resin is heated under the above conditions. It can be manufactured by pressure molding.

化学修飾リグノセルロース繊維と熱可塑性樹脂との混合物は、この樹脂が不溶性の溶媒中に分散した化学修飾リグノセルロース繊維に樹脂を混合して、ろ取、遠心分離等の分離手段で調製することができる。 The mixture of the chemically modified lignocellulosic fiber and the thermoplastic resin can be prepared by mixing the resin with the chemically modified lignocellulosic fiber dispersed in an insoluble solvent and by separation means such as filtration and centrifugation. can.

化学修飾リグノセルロース繊維と熱可塑性樹脂との混合は、化学修飾終了後の化学修飾リグノセルロース繊維の分散液(水分散液)に樹脂を混合してろ取すると、ろ水性が良好で速やかに化学修飾リグノセルロース繊維と樹脂混合物を調製することができる。 For the mixing of the chemically modified lignocellulose fiber and the thermoplastic resin, the resin is mixed with the dispersion liquid (aqueous dispersion) of the chemically modified lignocellulose fiber after the completion of the chemical modification and collected by filtration. Lignocellulose fibers and resin mixtures can be prepared.

樹脂は、微細繊維径の繊維状、微細な粉状又は粒子状で混合することが化学修飾リグノセルロースと樹脂とが均一に混合した熱圧成形を得る上で好ましい。 It is preferable to mix the resin in the form of fibers, fine powders or particles having a fine fiber diameter in order to obtain thermal pressure molding in which the chemically modified lignocellulosic and the resin are uniformly mixed.

熱圧成形体へのその他の添加物
本発明の熱圧成形体は、本発明の効果が損なわれない範囲で、ゼオライト、セラミックス、金属粉末等の無機化合物、着色剤、導電剤、帯電防止剤、酸化防止剤等を、適宜含有することができる。これらの添加物を、熱圧成形体の製造原料(化学修飾リグノセルロース繊維集合体)に混合することで、本発明の熱圧成形体を製造することでができる。
Other Additives to Thermo-Pressure Molds The thermo-press molded products of the present invention are inorganic compounds such as zeolites, ceramics and metal powders, colorants, conductive agents and antistatic agents as long as the effects of the present invention are not impaired. , Antistatic agent and the like can be appropriately contained. By mixing these additives with a raw material for producing a thermal pressure molded product (chemically modified lignocellulosic fiber aggregate), the thermal pressure molded product of the present invention can be produced.

熱圧成形体の塩
本発明の熱圧成形体は、本発明の効果が損なわれない範囲で、前記式(1)で示されるカルボキシ含有アシル基に於けるカルボキシ基、及び、前記式(2)で示されるカルボキシアルキル基含有アシル基に於けるカルボキシ基の一部または全部が、塩を形成していてもよく、このような熱圧成形体も本発明に包含される。
Salt of the hot-pressure molded product The hot-pressure molded product of the present invention has the carboxy group in the carboxy-containing acyl group represented by the above formula (1) and the above formula (2) as long as the effect of the present invention is not impaired. ) May form a salt in part or all of the carboxy group in the carboxyalkyl group-containing acyl group, and such a thermal-pressure molded product is also included in the present invention.

このような塩としてアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩又はアミンとの有機塩を例示することができる。 Examples of such salts include alkali metal salts, alkaline earth metal salts, and organic salts with amines.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.

本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 The present invention is not limited to these examples.

実施例及び比較において、パルプ、リグノセルロース、修飾リグノセルロース中のリグニン、セルロース、ヘミセルロース等の成分含量の%は、特記しない限り質量%を示す。 In Examples and Comparison,% of the component content of pulp, lignocellulosic, modified lignocellulosic such as lignin, cellulose, hemicellulose, etc. indicates mass% unless otherwise specified.

分散液又は溶液中の各成分の濃度の%は、特記しない限り質量%を示す。 Unless otherwise specified,% of the concentration of each component in the dispersion or solution indicates mass%.

実施例、製造例(原料製造)において「化学修飾」又は「修飾」の代わりの用語として「化学変性」又は「変性」を使用することがある。 In Examples and Production Examples (raw material production), "chemical modification" or "modification" may be used as an alternative term for "chemical modification" or "modification".

「化学修飾されない」、「未化学修飾」又は「未修飾」の代わりの用語として「未変性」を使用することがある。 "Unmodified" may be used as an alternative term to "unmodified", "unmodified" or "unmodified".

1.用語/略号
実施例、比較例中で使用する下記の略称は次の意味を有する。
1. 1. Terms / Abbreviations The following abbreviations used in Examples and Comparative Examples have the following meanings.

NCTMP:針葉樹由来のケミカルサーモメカニカルパルプ
NUKP:針葉樹由来の未晒クラフトパルプ
CSF:カナダ標準濾水度
MCA:モノクロロ酢酸
NCTMP: Chemical thermomechanical pulp derived from coniferous trees
NUKP: Unbleached kraft pulp from coniferous trees
CSF: Canadian standard drainage
MCA: Monochloroacetic acid

2.使用原料
2-1.針葉樹由来のケミカルサーモメカニカルパルプ(NCTMP)
組成(質量%):
リグニン(Lig)27
2. Raw materials used
2-1. Chemical Thermomechanical Pulp (NCTMP) Derived from Coniferous Trees
Composition (% by mass):
Lignin (Lig) 27

2-2.針葉樹由来の未晒クラフトパルプ(NUKP)
組成(質量%):
セルロース(Cel)74.5、
リグニン(Lig)9.9、
ヘミセルロース(Hemcel)15.6〔グルコマンナン(GlcMan)7.3、キシラン(Xy)7.4、アラビノガラクタン(AraGal)0.9(アラビナン(Ara)0.45、ガラクタン(Gal)0.45)〕
2-2. Unbleached kraft pulp from coniferous trees (NUKP)
Composition (% by mass):
Cellulose (Cel) 74.5,
Lignin (Lig) 9.9,
Hemicellulose 15.6 [Glucomannan (GlcMan) 7.3, Xylan (Xy) 7.4, Arabinogalactan (AraGal) 0.9 (Arabinan (Ara) 0.45, Galactan (Gal) 0.45)]

3.試験方法/測定方法及び使用機器等
(i)リグニンの定量方法(クラーソン法)
ガラスファイバーろ紙(GA55)を105℃オーブンで恒量になるまで乾燥させ、デシケータ内で放冷後、計量した。105℃で絶乾させたリグノセルロース(試料約0.2g)を精秤し、50mL容ビーカーに入れた。72%濃硫酸3mL加え、内容物が均一になるようにガラス棒で適宜押しつぶしながら、30℃の温水に1時間放置した。
3. 3. Test method / measurement method and equipment used
(I) Lignin quantification method (Clarson method)
The glass fiber filter paper (GA55) was dried in an oven at 105 ° C. to a constant weight, allowed to cool in a desiccator, and then weighed. Lignocellulosic (about 0.2 g of sample) dried at 105 ° C. was precisely weighed and placed in a 50 mL beaker. 3 mL of 72% concentrated sulfuric acid was added, and the mixture was left in warm water at 30 ° C. for 1 hour while being appropriately crushed with a glass rod so that the contents became uniform.

次いで、内容物に蒸留水84gを加え定量的に三角フラスコに移した後、オートクレーブ中で120℃、1時間反応させた。放冷後、内容物をガラスファイバーろ紙で濾過し、200mLの蒸留水で洗浄した。105℃オーブンで恒量になるまで乾燥させ計量した。 Then, 84 g of distilled water was added to the contents, and the mixture was quantitatively transferred to an Erlenmeyer flask and then reacted at 120 ° C. for 1 hour in an autoclave. After allowing to cool, the contents were filtered through a glass fiber filter paper and washed with 200 mL of distilled water. It was dried and weighed in an oven at 105 ° C until it reached a constant weight.

(ii)セルロース及びへミセルロースの定量方法(糖分析)
リグノセルロースをオーブンデシケータ中に入れ、真空ポンプで減圧しながら50℃で3時間乾燥させた。乾燥試料約30mgを精秤し、耐圧試験管に入れた後に内部標準としてフコース(0.1g/mL)を200μL加えた。メスピペットを用いて72%濃硫酸0.3mLを加え、ガラス棒で押して均一にし、30℃のウォーターバスで1時間反応させた。
(Ii) Quantitative method of cellulose and hemicellulose (sugar analysis)
Lignocellulosic was placed in an oven desiccator and dried at 50 ° C. for 3 hours under reduced pressure with a vacuum pump. About 30 mg of the dried sample was precisely weighed and placed in a pressure resistant test tube, and then 200 μL of fucose (0.1 g / mL) was added as an internal standard. Using a measuring pipette, 0.3 mL of 72% concentrated sulfuric acid was added, pressed with a glass rod to make it uniform, and reacted in a water bath at 30 ° C. for 1 hour.

1時間後、蒸留水8.4mLを加え、オートクレーブ中で120℃、1時間反応させた。放冷後、超純水を添加し適宜希釈した。希釈後の溶液をサーモフィッシャーサイエンティフィック社製イオンクロマトグラフ分析に供し、試料に含まれていた糖成分を分析した。 After 1 hour, 8.4 mL of distilled water was added, and the mixture was reacted at 120 ° C. for 1 hour in an autoclave. After allowing to cool, ultrapure water was added and diluted appropriately. The diluted solution was subjected to ion chromatograph analysis manufactured by Thermo Fisher Scientific Co., Ltd., and the sugar component contained in the sample was analyzed.

(iii)リグノセルロース繊維の平均繊維径の測定
リグノセルロースの水懸濁液をエタノールに分散させ、ろ過によりエタノールと共に水を除去した。得られたろ過残渣のエタノール湿潤物を、室温で減圧乾燥させた。このリグノセルロース乾燥物について、500~10,000倍の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を撮影し、撮影した写真上において、少なくとも50本以上の繊維径を測定し、平均値を算出した。
(Iii) Measurement of average fiber diameter of lignocellulosic fibers An aqueous suspension of lignocellulosic fibers was dispersed in ethanol, and water was removed together with ethanol by filtration. The ethanol-wet product of the obtained filtration residue was dried under reduced pressure at room temperature. For this dried lignocellulosic product, a scanning electron microscope (SEM) photograph of 500 to 10,000 times was taken, and at least 50 or more fiber diameters were measured on the photograph taken, and an average value was calculated.

(iv)熱圧成形体の強度試験
厚さ1mmの熱圧成形体を、カッターを用いて長さ30mm、幅5mmにカットし、サンプルを得た。このサンプルを、万能試験機(インストロン社製型式3365型 ツインコラム卓上型試験システム)を用いて、支点間距離20mm、曲げ速度5mm/minにて3点曲げ試験を行った。
(Iv) Strength test of hot-pressed compact A hot-pressure compact with a thickness of 1 mm was cut into a length of 30 mm and a width of 5 mm using a cutter to obtain a sample. This sample was subjected to a three-point bending test using a universal testing machine (Instron model 3365 twin-column desktop test system) at a distance between fulcrums of 20 mm and a bending speed of 5 mm / min.

4.製造例
リグノセルロース繊維(実施例及び比較例の熱圧成形体の原料)の製造
製造例1
Ref-NCTMP(NCTMPのリファイナーによる解繊)
前記NCTMP(リグニン含量:27質量%)に水を加えて、固形分濃度が3.0質量%のパルプスラリーを調製した。このパルプスラリーを、リファイナー(相川鉄工株式会社製ラボリファイナー 型式SDR14)を用いて、以下の条件にて解繊処理を行った。
Four. Production Example Lignocellulosic fiber (raw material for thermal pressure molded products of Examples and Comparative Examples)
Manufacturing example 1
Ref-NCTMP (defibration by NCTMP refiner)
Water was added to the NCTMP (lignin content: 27% by mass) to prepare a pulp slurry having a solid content concentration of 3.0% by mass. This pulp slurry was defibrated using a refiner (lab refiner model SDR14 manufactured by Aikawa Iron Works Co., Ltd.) under the following conditions.

解繊条件
処理量:30L
流量:600mL/min
温度:40~60℃
時間:約10min
得られたリグノセルロース繊維をRef-NCTMPと言う。
Defibering condition Processing amount: 30L
Flow rate: 600 mL / min
Temperature: 40-60 ℃
Time: about 10min
The obtained lignocellulosic fiber is called Ref-NCTMP.

CSFは60mLであった。 The CSF was 60 mL.

Ref-NCTMPの平均繊維径を表1に示す。 Table 1 shows the average fiber diameter of Ref-NCTMP.

製造例2
BM-NCTMP(NCTMPのビーズミルでの解繊)
前記NCTMP(リグニン含量:27質量%)に水を加えて、固形分濃度が0.75質量%のパルプスラリーを調製した。このパルプスラリーを、ビーズミル(アイメックス株式会社製型式NVM-2)を用いて、以下の条件にて3回解繊処理を行った。
Manufacturing example 2
BM-NCTMP (NCTMP bead mill defibration)
Water was added to the NCTMP (lignin content: 27% by mass) to prepare a pulp slurry having a solid content concentration of 0.75% by mass. This pulp slurry was defibrated three times using a bead mill (IMEX Co., Ltd. model NVM-2) under the following conditions.

解繊条件
ビーズ:ジルコニアビーズ(直径:1mm)
ビーズ充填率:70%
回転数:2,000rpm
吐出量:600mL/min
得られたリグノセルロース繊維をBM-NCTMPと言う。
Defibering conditions Beads: Zirconia beads (Diameter: 1 mm)
Bead filling rate: 70%
Rotation speed: 2,000 rpm
Discharge rate: 600 mL / min
The obtained lignocellulosic fiber is called BM-NCTMP.

製造例3
Ref-NUKP(NUKPのリファイナーでの解繊)
原料を、前記NUKP(リグニン含量:9.9質量%)に変更した以外は、製造例1と同様にしてリグノセルロース繊維を得た。
Manufacturing example 3
Ref-NUKP (defibration with NUKP refiner)
Lignocellulosic fibers were obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the raw material was changed to NUKP (lignin content: 9.9% by mass).

得られたリグノセルロース繊維をRef-NUKPと言う。 The obtained lignocellulosic fiber is called Ref-NUKP.

Ref-NUKPの平均繊維径を第1表に示す。
CSFは50mLであった。
Table 1 shows the average fiber diameter of Ref-NUKP.
The CSF was 50 mL.

製造例4
ビーズミルで解繊された針葉樹由来の未晒クラフトパルプ(BM-NUKP)
原料を、針葉樹由来の未晒クラフトパルプ(NUKP、リグニン含量:9.9質量%)に変更した以外は、製造例2と同様にしてリグノセルロース繊維を得た。
Manufacturing example 4
Unbleached kraft pulp (BM-NUKP) derived from coniferous trees defibrated by a bead mill
Lignocellulosic fibers were obtained in the same manner as in Production Example 2 except that the raw material was changed to unbleached kraft pulp derived from coniferous trees (NUKP, lignin content: 9.9% by mass).

得られたリグノセルロース繊維をBM-NUKPと言う。 The obtained lignocellulosic fiber is called BM-NUKP.

BM-NUKPの平均繊維径を表1に示す。 Table 1 shows the average fiber diameter of BM-NUKP.

製造例で得られたリグノセルロース繊維の、リグニン量、平均繊維径を表1にまとめた。 Table 1 summarizes the amount of lignin and the average fiber diameter of the lignocellulosic fibers obtained in the production example.

Figure 0007024953000014
Figure 0007024953000014

5.実施例
実施例1:CM(BM-NUKP)の調製とその熱圧成形体
化学修飾リグノセルロースの調製
1Lの3つ口フラスコに、上記製造例4で得られたリグノセルロース繊維(BM-NUKP)を固形分で20g、水160g、イソプロパノール(IPA)480g、水酸化ナトリウム2.6gを仕込み、室温で30分間、混合攪拌した。続いて、モノクロロ酢酸2.4gを加え、更に30分間、混合攪拌した。
Five. Example
Example 1: Preparation of CM (BM-NUKP) and its hot-press molded product
Preparation of Chemically Modified Lignocellulosic In a 1 L 3-necked flask, 20 g of the lignocellulosic fiber (BM-NUKP) obtained in Production Example 4 in solid content, 160 g of water, 480 g of isopropanol (IPA), and 2.6 g of sodium hydroxide. Was charged, and the mixture was mixed and stirred at room temperature for 30 minutes. Subsequently, 2.4 g of monochloroacetic acid was added, and the mixture was further mixed and stirred for 30 minutes.

その後、フラスコの内温を70℃まで昇温、3時間保持し、化学修飾リグノセルロース繊維としてカルボキシメチル化(CM化)リグノセルロース繊維〔この化学修飾リグノセルロース繊維を、CM(BM-NUKP)と呼称する。〕のナトリウム塩を得た。 After that, the internal temperature of the flask was raised to 70 ° C. and held for 3 hours, and carboxymethylated (CM-ized) lignocellulosic fiber as a chemically modified lignocellulosic fiber [this chemically modified lignocellulosic fiber was referred to as CM (BM-NUKP). Call it. ] Sodium salt was obtained.

冷却後、2N塩酸水溶液で中和して反応混合物を取り出し、溶媒および水溶性残存成分をろ過により除去、再び水で希釈、ろ過を繰り返すことで、CM(BM-NUKP)の繊維集合体を洗浄した。 After cooling, the reaction mixture is taken out by neutralizing with a 2N aqueous hydrochloric acid solution, the solvent and water-soluble residual components are removed by filtration, diluted with water again, and filtration is repeated to wash the fiber aggregate of CM (BM-NUKP). did.

得られたCM(BM-NUKP)のCM化の置換度(DS)は0.04であった。 The degree of substitution (DS) of the obtained CM (BM-NUKP) in CM was 0.04.

DSは、前記「発明を実施するための形態」の項で説明した通りの意味を有する。 DS has the meaning as described in the above section "Modes for Carrying Out the Invention".

CM化の置換度(DS)の求め方を以下に示す。 The method of obtaining the degree of substitution (DS) for CM conversion is shown below.

DSは、繰り返し単位1つあたりに付加したカルボキシメチル基の個数である。 DS is the number of carboxymethyl groups added per repeating unit.

変性によって増加したアニオン性イオン当量(重量あたりのアニオン性基量)は、このDS(α)及び未変性リグノセルロースの繰り返し単位1つあたりの見かけの式量(B)を用いて下記のように表せる。 The anionic ion equivalent (anionic group weight per weight) increased by the denaturation is calculated as follows using the apparent formula (B) per repeating unit of DS (α) and unmodified lignocellulosic. Can be represented.

A-A0=α×103/(B+58×α)
α:モノクロロ酢酸の付加率(DS)
A:CM化リグノセルロースのアニオン性イオン当量 [meq/g]
A0:未変性リグノセルロースのアニオン性イオン当量 [meq/g]
B:未変性リグノセルロースの見かけの式量
この式をαについて整理すると、DS(α)は次式によって求めることができる。
A-A 0 = α × 10 3 / (B + 58 × α)
α: Addition rate of monochloroacetic acid (DS)
A: CMized lignocellulosic anionic ion equivalent [meq / g]
A 0 : Anionic equivalent of unmodified lignocellulosic [meq / g]
B: Apparent formula amount of unmodified lignocellulosic If this formula is arranged for α, DS (α) can be obtained by the following formula.

α=B×(A-A0)/{1,000-58×(A‐A0)}
アニオン性イオン当量(A又はA0)は、硝酸メタノール法により算出した。
α = B × (A-A 0 ) / {1,000-58 × (A-A 0 )}
The anionic ion equivalent (A or A 0 ) was calculated by the methanol nitrate method.

CM化又は未変性リグノセルロース含有スラリーを、乾燥物の重量が約2gとなるように秤量し、300mL共栓三角フラスコに入れた。この300mL共栓三角フラスコ内に硝酸メタノール(無水メタノール1lに特級濃硝酸100mLを加えた液)を100mL加え、300mL共栓三角フラスコの内容物を3時間振盪してパルプスラリーを得た。 The CM-ized or unmodified lignocellulosic-containing slurry was weighed so that the weight of the dried product was about 2 g, and placed in a 300 mL Erlenmeyer flask. 100 mL of methanol nitrate (a solution of 1 liter of anhydrous methanol plus 100 mL of special grade concentrated nitric acid) was added to this 300 mL Erlenmeyer flask, and the contents of the 300 mL Erlenmeyer flask were shaken for 3 hours to obtain a pulp slurry.

このパルプスラリーをろ取した後、残存する水溶性薬品を除去するために、ろ過残渣を300mLガラス容器に入れ、80%メタノール(無水メタノール80gと水20gとの混合液)100mLを加えて攪拌し、再びろ過する操作を3回繰り返した。得られたろ過残渣に80%メタノールを加えて湿潤させ、0.1N水酸化ナトリウム水溶液を100mL加えて室温で3時間攪拌しパルプスラリーを得た。 After filtering this pulp slurry, in order to remove the remaining water-soluble chemicals, put the filtration residue in a 300 mL glass container, add 100 mL of 80% methanol (mixture of 80 g of anhydrous methanol and 20 g of water), and stir. , The operation of filtering again was repeated 3 times. 80% methanol was added to the obtained filtration residue to moisten it, 100 mL of 0.1N sodium hydroxide aqueous solution was added, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours to obtain a pulp slurry.

このパルプスラリーに対して、指示薬としてフェノールフタレインを用いて0.1N硫酸で過剰量の水酸化ナトリウムを滴定した。 To this pulp slurry, an excess amount of sodium hydroxide was titrated with 0.1N sulfuric acid using phenolphthalein as an indicator.

上記アニオン性イオン当量は、次式により算出した。 The anionic ion equivalent was calculated by the following formula.

CM化又は未変性リグノセルロースのアニオン性イオン当量=(F1‐F2)×0.1/W
F1:0.1N水酸化ナトリウムの添加量[mL]
F2:0.1N硫酸の滴定量[mL]
未変性リグノセルロースの見かけの式量(B)は、次式により算出した。
CMized or unmodified lignocellulosic anionic ion equivalent = (F 1 − F 2 ) × 0.1 / W
F 1 : Addition amount of 0.1N sodium hydroxide [mL]
F 2 : Titration of 0.1N sulfuric acid [mL]
The apparent formula (B) of unmodified lignocellulosic was calculated by the following formula.

B={196×Lm+162×(100-Lm)}/100
Lm:未変性リグノセルロースに含まれるリグニンのモル比 [mol%]
未変性リグノセルロースに含まれるリグニンのモル比(Lm)は、次式により算出した。
B = {196 x L m + 162 x (100-L m )} / 100
L m : Molar ratio of lignin contained in unmodified lignocellulosic [mol%]
The molar ratio (L m ) of lignin contained in unmodified lignocellulosic was calculated by the following formula.

Lm=(Lw/196)/{(Lw/196)+(100-Lw)/162}×100
Lw:未変性リグノセルロースに含まれるリグニンの重量比 [wt%]
未変性リグノセルロースに含まれるリグニンの重量比(Lw)は、クラーソン法により測定した。
L m = (L w / 196) / {(L w / 196) + (100-L w ) / 162} × 100
L w : Weight ratio of lignin contained in unmodified lignocellulosic [wt%]
The weight ratio (L w ) of lignin contained in unmodified lignocellulosic was measured by the Clarson method.

ガラスファイバーろ紙(GA55)を、105℃オーブンで恒量になるまで乾燥させ、デシケーター内で放冷後、計量した(WF)。105℃オーブンで恒量になるまで乾燥させたリグノセルロース(試料約0.2g)を精秤し(W0)、72%硫酸3mLを加え、内容物が均一になるようにガラス棒で適宜押し潰しながら、30℃の湯浴にて1時間保持した。 The glass fiber filter paper ( GA55 ) was dried in a 105 ° C oven to a constant weight, allowed to cool in a desiccator, and then weighed (WF). Weigh lignocellulosic (sample about 0.2 g) dried in an oven at 105 ° C until it reaches a constant weight (W 0 ), add 3 mL of 72% sulfuric acid, and crush it appropriately with a glass rod so that the contents are uniform. It was kept in a hot water bath at 30 ° C for 1 hour.

次いで内容物に蒸留水84gを加え、オートクレーブ中にて120℃で1時間保持した。放冷後、内容物をガラスファイバーろ紙でろ過し、200mLの蒸留水で洗浄した。 Then, 84 g of distilled water was added to the contents, and the mixture was kept in an autoclave at 120 ° C. for 1 hour. After allowing to cool, the contents were filtered through a glass fiber filter paper and washed with 200 mL of distilled water.

得られたろ過残渣とガラスファイバーろ紙を105℃オーブンで恒量になるまで乾燥させて計量(Wtotal)し、ガラスファイバーろ紙の重量(WF)を差し引くことで、リグニン除去後のパルプ重量を算出した(W1=Wtotal-WF)。 The obtained filtration residue and glass fiber filter paper are dried in an oven at 105 ° C until they reach a constant weight (W total ), and the weight of the glass fiber filter paper (WF) is subtracted to calculate the pulp weight after lignin removal. (W 1 = W total -WF ).

未変性リグノセルロースに含まれるリグニンの重量比(Lw)は、次式により算出した。 The weight ratio (L w ) of lignin contained in unmodified lignocellulosic was calculated by the following formula.

Lw=(W0-W1)/W0×100
なお、DSの計算には、未変性リグノセルロースの式量(リグノセルロース中のセルロース、リグニン及びヘミセルロースの含有モル分率を勘案して計算)が通常使用される。上記のように、セルロースとリグニンのモル分率だけを使用して計算した見かけの式量(B)をリグノセルロースの式量の代わりに用いてDSを計算しても誤差はほとんどない(誤差約5%)。本発明では、上記の式によりDSを計算した。
L w = (W 0 -W 1 ) / W 0 × 100
The formula amount of unmodified lignocellulosic (calculated in consideration of the mole fraction of cellulose, lignin and hemicellulose in lignocellulosic) is usually used for the calculation of DS. As described above, there is almost no error in calculating DS using the apparent formula (B) calculated using only the mole fractions of cellulose and lignin instead of the formula of lignocellulosic. Five%). In the present invention, DS was calculated by the above formula.

化学修飾リグノセルロースの熱圧成形
上記、CM(BM-NUKP)繊維集合体を乾燥して金型内に封入し、200℃に加熱、100MPaに加圧した状態で3分間保持することで、厚さ1mmの化学修飾リグノセルロース〔CM(BM-NUKP)〕の熱圧成形体を得た。
Thermal pressure molding of chemically modified lignocellulosic The above CM (BM-NUKP) fiber aggregate is dried, sealed in a mold, heated to 200 ° C, and held at 100 MPa for 3 minutes to make it thicker. A heat-press molded product of chemically modified lignocellulosic [CM (BM-NUKP)] having a thickness of 1 mm was obtained.

得られた熱圧成形体を、カッターを用いて長さ30mm、幅5mmにカットしサンプルを得た。このサンプルを万能試験機(インストロン社製 型式3365型 ツインコラム卓上型試験システム)を用いて、支点間距離20mm、曲げ速度5mm/minにて3点曲げ試験を行った。 The obtained thermal pressure molded product was cut into a length of 30 mm and a width of 5 mm using a cutter to obtain a sample. This sample was subjected to a three-point bending test using a universal testing machine (Instron model 3365 twin-column desktop test system) at a distance between fulcrums of 20 mm and a bending speed of 5 mm / min.

その結果、サンプルは、曲げ強さ217MPa、曲げ弾性率10.7GPaであった。 As a result, the sample had a flexural strength of 217 MPa and a flexural modulus of 10.7 GPa.

上記のCM化リグノセルロース繊維の製造条件と上記CM化リグノセルロース学修飾成形体の製造条件と物性測定結果を、夫々、表2及び表3にまとめた。 The production conditions of the CM-modified lignocellulosic fiber, the production conditions of the CM-modified lignocellulosic modified molded product, and the measurement results of physical properties are summarized in Tables 2 and 3, respectively.

実施例2
熱圧成形における加圧条件を30MPaに変更した以外は、実施例1と同様にしてCM化リグノセルロースの熱圧成形体を得た。熱圧成形体の曲げ試験の結果、曲げ強さ207MPa、曲げ弾性率9.7GPaであった。
Example 2
A hot-press molded product of CM-formed lignocellulosic was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pressurization condition in hot-press molding was changed to 30 MPa. As a result of the bending test of the hot-pressure molded product, the bending strength was 207 MPa and the flexural modulus was 9.7 GPa.

上記のCM化リグノセルロース繊維の製造条件と上記CM化リグノセルロース修飾成形体の製造条件と物性測定結果を、夫々、表2及び表3にまとめた。 The production conditions of the CM-modified lignocellulosic fiber, the production conditions of the CM-modified lignocellulosic modified molded product, and the measurement results of physical properties are summarized in Tables 2 and 3, respectively.

実施例3~6
リグノセルロース及び添加する試薬量を表2に記載の量に変更した以外は、実施例1と同様にしてCM化リグノセルロース繊維を得、次いでこれを表3に示す製造条件でCM化リグノセルロースの熱圧成形体を得た。
Examples 3-6
CM-modified lignocellulosic fibers were obtained in the same manner as in Example 1 except that the amounts of lignocellulosic and the reagents to be added were changed to the amounts shown in Table 2, and then CM-modified lignocellulosic fibers were obtained under the production conditions shown in Table 3. A hot pressure molded product was obtained.

得られたCM化リグノセルロース繊維の物性を表2に、示す。CM化リグノセルロースの熱圧成形体の物性を表3に示す。熱圧成形体の密度も測定し表3に記載した。 Table 2 shows the physical characteristics of the obtained CM-ized lignocellulosic fiber. Table 3 shows the physical properties of the heat-press molded body of CM-ized lignocellulosic. The density of the hot-pressed body was also measured and shown in Table 3.

表中、以下の略号の意味は下記の通りである。
CM:カルボキシメチル化
AS:アルケニルコハク酸ハーフエステル化
BM:ビーズミルで解繊したこと
Ref:リファイナーで解繊したこと
NUKP:針葉樹由来未晒クラフトパルプ
NCTMP:針葉樹由来ケミカルサーモメカニカルパルプ。
In the table, the meanings of the following abbreviations are as follows.
CM: Carboxymethylation
AS: Alkenyl succinic acid half esterification
BM: What was defibrated with a bead mill
Ref: What was defibrated with a refiner
NUKP: Unbleached kraft pulp from coniferous trees
NCTMP: Chemical thermomechanical pulp derived from coniferous trees.

従って、CM(BM-NUKP)は、針葉樹由来未晒クラフトパルプをビーズミルで解繊してリグノセルロース繊維を得、これをカルボキシメチル化した化学修飾リグノセルロース繊維を意味する。
Therefore, CM (BM-NUKP) means a chemically modified lignocellulosic fiber obtained by defibrating unbleached kraft pulp derived from coniferous tree with a bead mill to obtain lignocellulosic fiber and carboxymethylating the lignocellulosic fiber.

Figure 0007024953000015
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Figure 0007024953000016
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実施例7:AS(BM-NUKP)の調製とその熱圧成形体
化学修飾(AS修飾)リグノセルロース繊維の調製
1Lの3つ口フラスコに、上記製造例4で得られたリグノセルロース(BM-NUKP)繊維を固形分で20g、N-メチルピロリドン(NMP)650gを仕込み、攪拌しつつ80℃で減圧脱水した。
Example 7: Preparation of AS (BM-NUKP) and its hot-press molded product
Preparation of chemically modified (AS modified) lignocellulosic fibers
Lignocellulosic (BM-NUKP) fiber obtained in Production Example 4 above was charged with 20 g of solid content and 650 g of N-methylpyrrolidone (NMP) in a 1 L three-necked flask, and dehydrated under reduced pressure at 80 ° C. with stirring. ..

続いて、窒素を導入して常圧に戻し、アルケニル無水コハク酸(星光PMC株式会社製 T-NS135、無水コハク酸以外の炭素数が16)5.6g、炭酸カリウム1.2gを加え、80℃のまま3時間保持し、化学修飾リグノセルロース繊維としてAS修飾リグノセルロース〔これをAS(BM-NUKP)と呼称する〕のカリウム塩を得た。 Subsequently, nitrogen was introduced and returned to normal pressure, and 5.6 g of alkenyl succinic anhydride (T-NS135 manufactured by Seikou PMC Co., Ltd., 16 carbon atoms other than anhydrous succinic anhydride) and 1.2 g of potassium carbonate were added, and the temperature was 80 ° C. The mixture was kept as it was for 3 hours to obtain a potassium salt of AS-modified lignocellulosic [this is called AS (BM-NUKP)] as a chemically modified lignocellulosic fiber.

冷却後、反応混合物を2N塩酸水溶液に入れて中和し、溶媒及び水溶性残存成分をろ過により除去した。更にアセトン、エタノール、水で順次希釈とろ過を繰り返すことで、化学修飾リグノセルロース〔AS(BM-NUKP)〕の繊維集合体を得た。 After cooling, the reaction mixture was placed in a 2N aqueous hydrochloric acid solution to neutralize, and the solvent and water-soluble residual components were removed by filtration. Further, by repeating dilution and filtration sequentially with acetone, ethanol and water, a fiber aggregate of chemically modified lignocellulosic [AS (BM-NUKP)] was obtained.

得られた化学修飾リグノセルロース〔AS(BM-NUKP)〕の置換度(DS)は、0.13であった。 The degree of substitution (DS) of the obtained chemically modified lignocellulosic [AS (BM-NUKP)] was 0.13.

化学修飾(AS化)リグノセルロースの製造条件と物性について、表4 にまとめた。 Table 4 summarizes the production conditions and physical properties of chemically modified (AS-modified) lignocellulosic.

DSは、前記[発明を実施するための形態]の項で説明したとおりの意味を有する。 DS has the meaning as described in the above section [Modes for Carrying Out the Invention].

AS化のDSの求め方を以下に示す。 The method of obtaining the DS of AS conversion is shown below.

DSは、繰り返し単位1つあたりに付加したASAの個数である。 DS is the number of ASAs added per repeating unit.

ASAの付加当量(変性リグノセルロースの重量あたりのASAの付加量)は、このDS(α)、ASAの分子量(M)、未変性リグノセルロースの繰り返し単位1つあたりの見かけの式量(B)を用いて下記のように表せる。 The added equivalent of ASA (the amount of ASA added per weight of modified lignocellulosic) is the DS (α), the molecular weight of ASA (M), and the apparent formula amount per repeating unit of unmodified lignocellulosic (B). Can be expressed as follows using.

A=α×103/(B+M×α)
α:ASAの付加率(DS)
A:ASAの付加当量 [meq/g]
B:未変性リグノセルロースの見かけの式量
この式をαについて整理すると、DS(α)は次式によって求めることができる。
A = α × 10 3 / (B + M × α)
α: ASA addition rate (DS)
A: ASA additional equivalent [meq / g]
B: Apparent formula amount of unmodified lignocellulosic If this formula is arranged for α, DS (α) can be obtained by the following formula.

α=B×A/{1,000-M×A}
ASAの付加当量は、下記の方法により測定、算出した。
α = B × A / {1,000-M × A}
The added equivalent of ASA was measured and calculated by the following method.

ASA付加リグノセルロース含有スラリーを、乾燥物の重量が約0.5gとなるように秤量し、100mLビーカーに入れた。ここにエタノール15mL、水5mLを加え、室温で30分攪拌してパルプスラリーを得た。続いて、0.5N水酸化ナトリウム溶液10mLを加え、70℃で15分攪拌した後、室温まで冷却して更に1晩攪拌した。 The ASA-added lignocellulosic-containing slurry was weighed to a dry matter weight of approximately 0.5 g and placed in a 100 mL beaker. To this, 15 mL of ethanol and 5 mL of water were added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes to obtain a pulp slurry. Subsequently, 10 mL of 0.5N sodium hydroxide solution was added, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 15 minutes, cooled to room temperature, and further stirred overnight.

得られた混合液に対して、指示薬としてフェノールフタレインを用いて0.1N塩酸水溶液で過剰量の水酸化ナトリウムを滴定した。 To the obtained mixed solution, an excess amount of sodium hydroxide was titrated with a 0.1 N hydrochloric acid aqueous solution using phenolphthalein as an indicator.

上記ASAの付加当量は次式により算出した。 The additional equivalent of the above ASA was calculated by the following formula.

ASA付加当量=(F1×0.5‐F2×0.1‐A0×W)/2/W
F1:0.5N水酸化ナトリウムの添加量[mL]
F2:0.1N塩酸の滴定量[mL]
W:秤量したASA付加又は未変性リグノセルロースの乾燥重量[g]
A0:未変性リグノセルロースのアニオン性イオン当量[meq/g]
未変性リグノセルロースの見かけの式量(B)は前述の方法で算出した。
ASA additional equivalent = (F 1 x 0.5-F 2 x 0.1-A 0 x W) / 2 / W
F 1 : Addition amount of 0.5N sodium hydroxide [mL]
F 2 : Titration of 0.1N hydrochloric acid [mL]
W: Dry weight of weighed ASA-added or unmodified lignocellulosic [g]
A 0 : Anionic ion equivalent of unmodified lignocellulosic [meq / g]
The apparent formula (B) of unmodified lignocellulosic was calculated by the above method.

化学修飾(AS修飾)リグノセルロースの熱圧成形
上記、化学修飾リグノセルロース〔AS(BM-NUKP〕繊維の繊維集合体を乾燥して金型内に封入した。次いで、200℃に加熱、100MPaに加圧した状態で3分間保持することで、化学修飾(AS修飾)リグノセルロース〔AS(BM-NUKP〕の熱圧成形体(実施例7)を得た。
Thermal pressure molding of chemically modified (AS-modified) lignocellulosic The above-mentioned fiber aggregate of chemically modified lignocellulosic [AS (BM-NUKP]] fibers was dried and sealed in a mold. Then, heated to 200 ° C. to 100 MPa. By holding for 3 minutes in a pressurized state, a heat-press molded product (Example 7) of chemically modified (AS-modified) lignocellulosic [AS (BM-NUKP]) was obtained.

得られた熱圧成形体を、カッターを用いて長さ30mm、幅5mmにカットしサンプルを得た。このサンプルを万能試験機(インストロン社製 型式3365型 ツインコラム卓上型試験システム)を用いて、支点間距離20mm、曲げ速度5mm/minにて3点曲げ試験を行った。 The obtained thermal pressure molded product was cut into a length of 30 mm and a width of 5 mm using a cutter to obtain a sample. This sample was subjected to a three-point bending test using a universal testing machine (Instron model 3365 twin-column desktop test system) at a distance between fulcrums of 20 mm and a bending speed of 5 mm / min.

その結果、熱圧成形体は、曲げ強さ197MPa、曲げ弾性率10.2GPaであった。 As a result, the thermal pressure molded product had a bending strength of 197 MPa and a flexural modulus of 10.2 GPa.

この結果を表5にまとめた。 The results are summarized in Table 5.

実施例8~13
リグノセルロース繊維(化学修飾繊維の原料)を変えて表4の条件で化学修飾してAS修飾リグノセルロース繊維を得た。次いで、AS修飾リグノセルロース繊維集合体を分散させた溶媒を変えて繊維集合体を得た。これを表5に示す形状と熱圧条件で加工して、実施例8~13の熱圧成形体を得た。
Examples 8 to 13
The lignocellulosic fiber (raw material of the chemically modified fiber) was chemically modified under the conditions shown in Table 4 to obtain AS-modified lignocellulosic fiber. Then, the solvent in which the AS-modified lignocellulosic fiber aggregate was dispersed was changed to obtain a fiber aggregate. This was processed under the shapes and thermal pressure conditions shown in Table 5 to obtain the thermal pressure molded products of Examples 8 to 13.

実施例7と同様にして測定した曲げ試験の結果も表5に示す。 The results of the bending test measured in the same manner as in Example 7 are also shown in Table 5.

熱圧成形体の密度も測定し、表5に記載した。 The density of the hot-pressed body was also measured and is shown in Table 5.

Figure 0007024953000017
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Figure 0007024953000018
Figure 0007024953000018

比較例1
上記製造例2で得られたリグノセルロース繊維の水湿潤物を、エタノールでの希釈、ろ過を繰り返し、リグノセルロース繊維の集合体を得た。
Comparative Example 1
The water-wet product of the lignocellulosic fiber obtained in Production Example 2 was repeatedly diluted with ethanol and filtered to obtain an aggregate of the lignocellulosic fiber.

得られた繊維集合体を乾燥して金型内に封入し、200℃に加熱、50MPaに加圧した状態で3分間保持することで、厚さ1mmの未修飾リグノセルロースの繊維集合体を得た。 The obtained fiber aggregate was dried, sealed in a mold, heated to 200 ° C., and held at 50 MPa for 3 minutes to obtain a fiber aggregate of unmodified lignocellulosic having a thickness of 1 mm. rice field.

得られたリグノセルロース繊維集合体を、カッターを用いて長さ30mm、幅5mmにカットしサンプルを得た。このサンプルを万能試験機(インストロン社製 型式3365型 ツインコラム卓上型試験システム)を用いて、支点間距離20mm、曲げ速度5mm/minにて3点曲げ試験を行った。 The obtained lignocellulosic fiber aggregate was cut into a length of 30 mm and a width of 5 mm using a cutter to obtain a sample. This sample was subjected to a three-point bending test using a universal testing machine (Instron model 3365 twin-column desktop test system) at a distance between fulcrums of 20 mm and a bending speed of 5 mm / min.

その結果、得られたリグノセルロース繊維集合体は、曲げ強さ166MPa、曲げ弾性率7.3GPaであった。密度は1.30g/cm3であった。 As a result, the obtained lignocellulosic fiber aggregate had a bending strength of 166 MPa and a flexural modulus of 7.3 GPa. The density was 1.30 g / cm 3 .

上記のリグノセルロース繊維の物性を表6に、リグノセルロース繊維集合体の製造条件と物性測定結果を表7にまとめた。 Table 6 summarizes the physical properties of the above lignocellulosic fibers, and Table 7 summarizes the production conditions and the measurement results of the physical properties of the lignocellulosic fiber aggregate.

比較例2及び3
リグノセルロース繊維、及び熱圧成形体の製造条件を、表6及び7に示す通りに変更した以外は、比較例1と同様にしてリグノセルロース繊維集合体を得た。
Comparative Examples 2 and 3
Lignocellulosic fiber aggregates were obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the production conditions of the lignocellulosic fibers and the thermostatically molded product were changed as shown in Tables 6 and 7.

得られたリグノセルロース繊維集合体の物性測定結果を表7にまとめた。 Table 7 summarizes the results of measuring the physical properties of the obtained lignocellulosic fiber aggregates.

Figure 0007024953000019
Figure 0007024953000019

Figure 0007024953000020
Figure 0007024953000020

実施例と比較例の纏め
表8に実施例及び比較例の試験結果をまとめて示す。
Summary of Examples and Comparative Examples Table 8 summarizes the test results of Examples and Comparative Examples.

考察
化学修飾リグノセルロース繊維を熱圧加工して優れた効果を示す本発明の熱圧成形体が得られた理由を次の通り考える。
Discussion The reason why the heat-pressure molded product of the present invention, which exhibits excellent effects, was obtained by hot-pressing a chemically modified lignocellulosic fiber, is considered as follows.

本発明の熱圧成形体は、その構造が、(i)原料の化学修飾リグノセルロース繊維に含まれているリグニン、化学修飾されたリグニン、ヘミセルロース、及び化学修飾されたヘミセルロースをマトリックスとし、(ii)セルロースナノファイバー(CNF)及び化学修飾されたセルロースをフィラーとする、ナノコンポジットともいえる。 The structure of the heat-pressure molded product of the present invention is (i) a matrix of lignin contained in the chemically modified lignocellulose fiber as a raw material, chemically modified lignin, hemicellulose, and chemically modified hemicellulose (ii). ) Cellulose nanofibers (CNF) and chemically modified cellulose are used as fillers, and can be said to be nanocomposites.

通常、ナノコンポジットの設計においては、マトリクス成分の熱可塑性、マトリクス成分へのフィラーの均一な分散及びマトリクス成分とフィラーとの親和性が重要である。本発明では、マトリクス成分の熱可塑性を好適にするために、リグニン及びヘミセルロースの水酸基の化学修飾が有効に機能している。未修飾の状態でもリグニンは熱可塑性を示すが、化学修飾することでその官能基がリグニン同士の相互結合作用を阻害し、熱可塑性が向上したと考える。 Generally, in the design of nanocomposites, the thermoplasticity of the matrix component, the uniform dispersion of the filler in the matrix component, and the affinity between the matrix component and the filler are important. In the present invention, the chemical modification of the hydroxyl groups of lignin and hemicellulose functions effectively in order to make the thermoplasticity of the matrix component suitable. Although lignin exhibits thermoplasticity even in the unmodified state, it is considered that the functional group inhibits the interconnection action between lignins by chemical modification, and the thermoplasticity is improved.

ヘミセルロースは、通常、水酸基による水素結合で自身同士が結びついており、熱可塑性をほぼ示さない。本発明では、この水素結合を化学修飾により阻害することにより、ヘミセルロースの熱可塑性も向上したと考える。 Hemicellulose usually binds to each other by hydrogen bonds due to hydroxyl groups and exhibits almost no thermoplasticity. In the present invention, it is considered that the thermoplasticity of hemicellulose is also improved by inhibiting this hydrogen bond by chemical modification.

マトリクス成分へのフィラーの均一な分散にも、ヘミセルロースの水酸基の化学修飾が有効に機能していると考える。未修飾の状態では、ヘミセルロースはCNFを束ねる役割を果たしているが、上記の通りヘミセルロースの熱可塑性が向上したことで、CNFが束の状態から開放されたと考える。 It is considered that the chemical modification of the hydroxyl group of hemicellulose also functions effectively for the uniform dispersion of the filler in the matrix component. In the unmodified state, hemicellulose plays a role of bundling CNF, but it is considered that CNF is released from the bundled state by improving the thermoplasticity of hemicellulose as described above.

木質材料は、複数のCNFをヘミセルロースが束ね、その集合体をリグニンが接着剤として固めることで、マトリクス成分とフィラーの親和性が保たれている。本発明では化学修飾の程度を適度に制御しているので、この天然由来の機能を損なわない程度に抑えているものと考えられる。 In wood-based materials, hemicellulose bundles a plurality of CNFs, and lignin hardens the aggregate as an adhesive, so that the affinity between the matrix component and the filler is maintained. Since the degree of chemical modification is appropriately controlled in the present invention, it is considered that the degree of chemical modification is suppressed to the extent that this naturally derived function is not impaired.

これらの効果が合わさって、相乗的に作用し、本発明の効果が得られたと考える。
化学修飾にて導入すべき官能基として、式(1)及び式(2)に示す官能基が優れた理由は、水素結合の阻害性、リグニン同士の相互作用の阻害性、リグニン,ヘミセルロース,CNFの親和性を損なわないこと等、バランスが優れたためであると考える。
It is considered that these effects are combined and act synergistically to obtain the effect of the present invention.
The reasons why the functional groups represented by the formulas (1) and (2) are excellent as the functional groups to be introduced by chemical modification are the inhibition of hydrogen bonds, the inhibition of the interaction between lignins, lignin, hemicellulose, and CNF. It is thought that this is because the balance is excellent, such as not impairing the affinity of.

Figure 0007024953000021
Figure 0007024953000021

Claims (12)

化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体であって、
前記熱圧成形体の密度が1.1~1.5 g/cm3であり、
前記熱圧成形体は樹脂を含有せず、
前記化学修飾リグノセルロースが、(a)及び(b)の特性を有する、熱圧成形体:
特性(a)
(a-1)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(1):
Figure 0007024953000022
(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表される、カルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化されていること、
又は、
(a-2)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(2):
-(CH2n-COOH ・・・・(2)
(式中、nは1~3の整数を示す。)
で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化されていること、
特性(b)
(b-1)前記ハーフエステル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.4であること、
又は、
(b-2)前記エーテル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.4であること。
A heat-press molded product of chemically modified lignocellulosic
The density of the heat-press molded product is 1.1 to 1.5 g / cm 3 , and the density is 1.1 to 1.5 g / cm 3.
The heat-press molded product does not contain resin and does not contain resin.
The chemically modified lignocellulosic has the properties of (a) and (b).
Characteristics (a)
(A-1) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (1):
Figure 0007024953000022
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
Being half-esterified with a carboxy group-containing acyl group represented by
Or,
(A-2) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (2):
-(CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (2)
(In the formula, n indicates an integer from 1 to 3.)
Being etherified with a carboxyalkyl group represented by
Characteristic (b)
(B-1) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the half-esterified lignocellulosic is 0.01 to 0.4.
Or,
(B-2) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the etherified lignocellulosic is 0.01 to 0.4.
請求項1に記載の熱圧成形体であって、
前記化学修飾リグノセルロースが、(a)及び(b)の特性を有する、熱圧成形体:
特性(a)
(a-1)前記リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(1):
Figure 0007024953000023
(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表される、カルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化されていること、
特性(b)
(b-1)前記ハーフエステル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.1~0.4であること。
The thermal pressure molded product according to claim 1.
The chemically modified lignocellulosic has the properties of (a) and (b).
Characteristics (a)
(A-1) A part of the hydroxyl group existing in the lignocellulosic is the following formula (1) :.
Figure 0007024953000023
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
Being half-esterified with a carboxy group-containing acyl group represented by
Characteristic (b)
(B-1) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the half-esterified lignocellulosic is 0.1 to 0.4.
請求項1に記載の熱圧成形体であって、
前記化学修飾リグノセルロースが、(a)及び(b)の特性を有する、熱圧成形体:
特性(a)
(a-2)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(2):
-(CH2n-COOH ・・・・(2)
(式中、nは1の整数を示す。)
で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化されていること、
特性(b)
(b-2)前記エーテル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.3であること。
The thermal pressure molded product according to claim 1.
The chemically modified lignocellulosic has the properties of (a) and (b).
Characteristics (a)
(A-2) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (2):
-(CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (2)
(In the formula, n is an integer of 1.)
Being etherified with a carboxyalkyl group represented by
Characteristic (b)
(B-2) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the etherified lignocellulosic is 0.01 to 0.3.
請求項1~3のいずれかに記載の熱圧成形体であって、
前記化学修飾リグノセルロースのリグニン成分含有量が、2~40質量%である、
熱圧成形体。
The heat-pressure molded product according to any one of claims 1 to 3.
The content of the lignin component of the chemically modified lignocellulosic is 2 to 40% by mass.
Thermal pressure molded body.
化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体の製造方法であって、
前記熱圧成形体の密度が1.1~1.5 g/cm3であり、
前記熱圧成形体は樹脂を含有せず、
化学修飾リグノセルロース繊維からなる繊維集合体を加熱下に圧縮する工程を含み、
前記化学修飾リグノセルロース繊維が、(a)及び(b)の特性を有する、熱圧成形体の製造方法:
特性(a)
(a-1)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(1):
Figure 0007024953000024
(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表される、カルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化されていること、
又は、
(a-2)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(2):
-(CH2n-COOH ・・・・(2)
(式中、nは1~3の整数を示す。)
で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化されていること、
特性(b)
(b-1)前記ハーフエステル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.4であること、
又は、
(b-2)前記エーテル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.4であること。
A method for producing a heat-press molded product of chemically modified lignocellulosic.
The density of the heat-press molded product is 1.1 to 1.5 g / cm 3 , and the density is 1.1 to 1.5 g / cm 3.
The heat-press molded product does not contain resin and does not contain resin.
Including the step of compressing a fiber aggregate composed of chemically modified lignocellulosic fibers under heating.
A method for producing a heat-press molded product, wherein the chemically modified lignocellulosic fiber has the characteristics of (a) and (b):
Characteristics (a)
(A-1) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (1):
Figure 0007024953000024
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
Being half-esterified with a carboxy group-containing acyl group represented by
Or,
(A-2) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (2):
-(CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (2)
(In the formula, n indicates an integer from 1 to 3.)
Being etherified with a carboxyalkyl group represented by
Characteristic (b)
(B-1) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the half-esterified lignocellulosic is 0.01 to 0.4.
Or,
(B-2) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the etherified lignocellulosic is 0.01 to 0.4.
請求項5に記載の熱圧成形体の製造方法であって、
前記化学修飾リグノセルロース繊維が、(a)及び(b)の特性を有する、熱圧成形体の製造方法:
特性(a)
(a-1)前記リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(1):
Figure 0007024953000025
(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表される、カルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化されていること、
特性(b)
(b-1)前記ハーフエステル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.1~0.4であること。
The method for manufacturing a thermal pressure molded product according to claim 5.
A method for producing a heat-press molded product, wherein the chemically modified lignocellulosic fiber has the characteristics of (a) and (b):
Characteristics (a)
(A-1) A part of the hydroxyl group existing in the lignocellulosic is the following formula (1) :.
Figure 0007024953000025
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
Being half-esterified with a carboxy group-containing acyl group represented by
Characteristic (b)
(B-1) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the half-esterified lignocellulosic is 0.1 to 0.4.
請求項5に記載の熱圧成形体の製造方法であって、
前記化学修飾リグノセルロース繊維が、(a)及び(b)の特性を有する、熱圧成形体の製造方法:
特性(a)
(a-2)リグノセルロース中に存在する水酸基の一部が、下式(2):
-(CH2n-COOH ・・・・(2)
(式中、nは1の整数を示す。)
で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化されていること、
特性(b)
(b-2)前記エーテル化されたリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度が0.01~0.3であること。
The method for manufacturing a thermal pressure molded product according to claim 5.
A method for producing a heat-press molded product, wherein the chemically modified lignocellulosic fiber has the characteristics of (a) and (b):
Characteristics (a)
(A-2) Some of the hydroxyl groups present in lignocellulosic are described in the following formula (2):
-(CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (2)
(In the formula, n is an integer of 1.)
Being etherified with a carboxyalkyl group represented by
Characteristic (b)
(B-2) The degree of substitution of the hydrogen atom of the hydroxyl group in the etherified lignocellulosic is 0.01 to 0.3.
請求項5~7のいずれかに記載の熱圧成形体の製造方法であって、
前記化学修飾リグノセルロース繊維の平均繊維径が、20nm~50μmである、
熱圧成形体の製造方法。
The method for manufacturing a thermal pressure molded product according to any one of claims 5 to 7.
The average fiber diameter of the chemically modified lignocellulosic fiber is 20 nm to 50 μm.
A method for manufacturing a thermal pressure molded product.
請求項5~8のいずれかに記載の熱圧成形体の製造方法であって、
前記化学修飾リグノセルロース繊維のリグニン成分含有量が、2~40質量%である、熱圧成形体の製造方法。
The method for manufacturing a thermal pressure molded product according to any one of claims 5 to 8.
A method for producing a hot-pressure molded product, wherein the chemically modified lignocellulosic fiber has a lignin component content of 2 to 40% by mass.
請求項5~9のいずれかに記載の熱圧成形体の製造方法であって、
前記化学修飾リグノセルロース繊維からなる繊維集合体を、加熱する温度が160~240℃であり、圧縮する圧力が30 MPa~100 MPaである、熱圧成形体の製造方法。
The method for manufacturing a thermal pressure molded product according to any one of claims 5 to 9.
A method for producing a hot-pressure molded body, wherein the fiber aggregate made of the chemically modified lignocellulosic fiber is heated at a temperature of 160 to 240 ° C. and a compression pressure of 30 MPa to 100 MPa.
化学修飾リグノセルロースの熱圧成形体の製造方法であって、
前記熱圧成形体の密度が1.1~1.5 g/cm3であり、
前記熱圧成形体は樹脂を含有せず、
下記第1工程及び第2工程を含む、熱圧成形体の製造方法:
(1)第1工程
(a-1)リグノセルロース繊維に、下式(3):
Figure 0007024953000026
(式中、R1及びR2は、夫々水素原子、メチル基、エチル基又は分岐鎖を有してもよい炭素数3~20のアルケニル基若しくはアルキル基を示す。但し、R1及びR2のいずれか一方の炭素数が4~20のときは、R1及びR2のいずれか一方は水素原子である。)
で表されるコハク酸無水物又はその誘導体を反応させて、前記リグノセルロース中に存在する水酸基の一部を、下式(1):
Figure 0007024953000027
(式中、R1及びR2は前記と同じ。)
で表される、カルボキシ基含有アシル基でハーフエステル化することにより、
前記ハーフエステル化するリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度を0.01~0.4とすることで、化学修飾リグノセルロース繊維を製造する工程、
又は、
(a-2)リグノセルロース繊維に、下式(4):
X-(CH2n-COOH ・・・・(4)
(式中nは、1~3の整数を示す。Xは、Cl、Br及びIからなる群から選ばれるハロゲン原子を示す。)
で表されるハロゲノアルキルカルボン酸を反応させて、前記リグノセルロース中に存在する水酸基の一部を、下式(2):
-(CH2n-COOH ・・・・(2)
(式中、nは1~3の整数を示す。)
で表されるカルボキシアルキル基でエーテル化することにより、
前記エーテル化するリグノセルロース中の水酸基の水素原子の置換度を0.01~0.4とすることで、化学修飾リグノセルロース繊維を製造する工程、
(2)第2工程
前記第1工程で得られた化学修飾リグノセルロース繊維からなる繊維集合体を、加熱下に圧縮する工程。
A method for producing a heat-press molded product of chemically modified lignocellulosic.
The density of the heat-press molded product is 1.1 to 1.5 g / cm 3 , and the density is 1.1 to 1.5 g / cm 3.
The heat-press molded product does not contain resin and does not contain resin.
A method for manufacturing a hot-pressed molded product, which comprises the following first and second steps:
(1) First step :
(A-1) For lignocellulosic fiber, the following formula (3):
Figure 0007024953000026
(In the formula, R 1 and R 2 each indicate an alkenyl group or an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a branched chain, respectively. However, R 1 and R 2 are shown. When either one of the carbon atoms is 4 to 20, one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.)
The following formula (1)::
Figure 0007024953000027
(In the formula, R 1 and R 2 are the same as above.)
By half-esterifying with a carboxy group-containing acyl group represented by
A step of producing a chemically modified lignocellulosic fiber by setting the degree of substitution of a hydrogen atom of a hydroxyl group in the lignocellulosic to be half-esterified to 0.01 to 0.4.
Or,
(A-2) For lignocellulosic fiber, the following formula (4):
X- (CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (4)
(In the formula, n represents an integer of 1 to 3. X represents a halogen atom selected from the group consisting of Cl, Br and I.)
By reacting the halogenoalkylcarboxylic acid represented by the above formula (2):
-(CH 2 ) n -COOH ・ ・ ・ ・ (2)
(In the formula, n indicates an integer from 1 to 3.)
By etherifying with a carboxyalkyl group represented by
A step of producing a chemically modified lignocellulosic fiber by setting the degree of substitution of a hydrogen atom of a hydroxyl group in the etherified lignocellulosic to 0.01 to 0.4.
(2) Second step :
A step of compressing a fiber aggregate made of chemically modified lignocellulosic fibers obtained in the first step under heating.
請求項11に記載の熱圧成形体の製造方法であって、 前記化学修飾リグノセルロース繊維からなる繊維集合体を、加熱する温度が160~240℃であり、圧縮する圧力が30 MPa~100 MPaである、熱圧成形体の製造方法。 The method for producing a thermally compacted body according to claim 11, wherein the fiber aggregate made of the chemically modified lignocellulose fiber is heated at a temperature of 160 to 240 ° C. and compressed at a pressure of 30 MPa to 100 MPa. A method for manufacturing a thermal pressure molded body.
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