JPH0741681A - リグノセルロース系物質の部分樹脂化組成物 - Google Patents
リグノセルロース系物質の部分樹脂化組成物Info
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- JPH0741681A JPH0741681A JP20718993A JP20718993A JPH0741681A JP H0741681 A JPH0741681 A JP H0741681A JP 20718993 A JP20718993 A JP 20718993A JP 20718993 A JP20718993 A JP 20718993A JP H0741681 A JPH0741681 A JP H0741681A
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- Japan
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- lignocellulose
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 リグノセルロース系物質とフェノール類の反
応生成物において、リグノセルロース成分の一部を樹脂
化させ、セルロース系繊維と樹脂が、馴染みのよい状態
で、混合されたリグノセルロース系物質部分樹脂化組成
物を提供する。 【構成】 リグノセルロース系物質とフェノール類との
反応生成物で、反応で生成した樹脂分２重量％以上と未
反応のセルロース系繊維１０重量％以上を含有するリグ
ノセルロース系物質の部分樹脂化組成物であり、この組
成物は、リグノセルロース系物質とフェノール類とをア
ルカリの存在下で、加熱反応させることにより得られ
る。
応生成物において、リグノセルロース成分の一部を樹脂
化させ、セルロース系繊維と樹脂が、馴染みのよい状態
で、混合されたリグノセルロース系物質部分樹脂化組成
物を提供する。 【構成】 リグノセルロース系物質とフェノール類との
反応生成物で、反応で生成した樹脂分２重量％以上と未
反応のセルロース系繊維１０重量％以上を含有するリグ
ノセルロース系物質の部分樹脂化組成物であり、この組
成物は、リグノセルロース系物質とフェノール類とをア
ルカリの存在下で、加熱反応させることにより得られ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リグノセルロース系物
質の部分樹脂化組成物に関する。
質の部分樹脂化組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】リグノセルロース系物質とフェノール類
との反応によって、フェノール樹脂状物質（以下、リグ
ノセルロース・フェノール樹脂という）を製造する公知
の方法として、酸触媒常圧法（特公昭６１−２６９７号
公報及び特開平４−６３８３４号公報参照）、無触媒高
圧法（特公平５−３７１６９号公報参照）等がある。ま
た、パルプ廃液等のリグニン物質を、アルカリ性または
酸性条件下で、フェノール及びホルムアルデヒドと反応
させて、リグニン・フェノール樹脂を得る方法も公知で
ある。
との反応によって、フェノール樹脂状物質（以下、リグ
ノセルロース・フェノール樹脂という）を製造する公知
の方法として、酸触媒常圧法（特公昭６１−２６９７号
公報及び特開平４−６３８３４号公報参照）、無触媒高
圧法（特公平５−３７１６９号公報参照）等がある。ま
た、パルプ廃液等のリグニン物質を、アルカリ性または
酸性条件下で、フェノール及びホルムアルデヒドと反応
させて、リグニン・フェノール樹脂を得る方法も公知で
ある。
【０００３】これらは、いずれも、フェノール・ホルム
アルデヒド樹脂の代替品として利用しようと試みられて
いるが、現在のところ実質的に利用価値ある製品は得ら
れていない。
アルデヒド樹脂の代替品として利用しようと試みられて
いるが、現在のところ実質的に利用価値ある製品は得ら
れていない。
【０００４】一方、木材とフェノール樹脂の複合素材
は、数多く開発されており、例えば、フェノール樹脂成
形品、ファイバーボード、パーティクルボード等の木質
ボード類等が知られている。これらは、分野は異なる
が、木片、木粉、木質繊維等とフェノール樹脂を混合
し、加熱加圧成型して製造されるという点で共通してい
る。しかし、これらの技術は、木材と合成樹脂という異
なる材料を使用することによる馴染みの悪さを解消でき
ず、混合工程の作業性が悪い、製品の品質が安定しない
等の多くの問題がある。
は、数多く開発されており、例えば、フェノール樹脂成
形品、ファイバーボード、パーティクルボード等の木質
ボード類等が知られている。これらは、分野は異なる
が、木片、木粉、木質繊維等とフェノール樹脂を混合
し、加熱加圧成型して製造されるという点で共通してい
る。しかし、これらの技術は、木材と合成樹脂という異
なる材料を使用することによる馴染みの悪さを解消でき
ず、混合工程の作業性が悪い、製品の品質が安定しない
等の多くの問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の如き従来のリグ
ノセルロース−フェノール樹脂の製造法では、セルロー
ス系繊維は分解してしまう。従って、セルロース系繊維
は、樹脂化の際のアルデヒド源（フェノール樹脂におけ
るホルマリンの代替物）という消極的な役割しか果たし
ておらず、セルロース系繊維が本来持っている高分子材
料としての優れた機能は全く利用できない。
ノセルロース−フェノール樹脂の製造法では、セルロー
ス系繊維は分解してしまう。従って、セルロース系繊維
は、樹脂化の際のアルデヒド源（フェノール樹脂におけ
るホルマリンの代替物）という消極的な役割しか果たし
ておらず、セルロース系繊維が本来持っている高分子材
料としての優れた機能は全く利用できない。
【０００６】そこで、本発明は、リグノセルロース成分
の一部を樹脂化させ、セルロース系繊維と樹脂が、馴染
みのよい状態で、混合された組成物及びその製造方法を
提供することを課題とする。
の一部を樹脂化させ、セルロース系繊維と樹脂が、馴染
みのよい状態で、混合された組成物及びその製造方法を
提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来この種
の反応には使用されなかったアルカリ触媒を用いて、リ
グノセルロース系物質とフェノール類を反応させること
によって、リグノセルロース系物質中のセルロース以外
の成分、特にリグニンを選択的に樹脂化できることを見
いだし、上記課題を解決した。
の反応には使用されなかったアルカリ触媒を用いて、リ
グノセルロース系物質とフェノール類を反応させること
によって、リグノセルロース系物質中のセルロース以外
の成分、特にリグニンを選択的に樹脂化できることを見
いだし、上記課題を解決した。
【０００８】本願の第一発明は、リグノセルロース系物
質とフェノール類との反応生成物であって、上記反応で
生成した樹脂分を２重量％以上と未反応のセルロース系
繊維を１０重量％以上含有するリグノセルロース系物質
の部分樹脂化組成物に関するものであり、第二発明は、
リグノセルロース系物質とフェノール類とをアルカリの
存在下で、加熱反応させることを特徴とする、上記リグ
ノセルロース系物質の部分樹脂化組成物の製造方法に関
するものである。
質とフェノール類との反応生成物であって、上記反応で
生成した樹脂分を２重量％以上と未反応のセルロース系
繊維を１０重量％以上含有するリグノセルロース系物質
の部分樹脂化組成物に関するものであり、第二発明は、
リグノセルロース系物質とフェノール類とをアルカリの
存在下で、加熱反応させることを特徴とする、上記リグ
ノセルロース系物質の部分樹脂化組成物の製造方法に関
するものである。
【０００９】本発明では、リグノセルロース系物質とし
て、木材、樹皮、稲藁、籾殻等リグニンを構成成分とし
て含有する、あらゆる植物系材料が使用できる。これら
は塊状で使用されても、細片または粉末で使用されても
よい。
て、木材、樹皮、稲藁、籾殻等リグニンを構成成分とし
て含有する、あらゆる植物系材料が使用できる。これら
は塊状で使用されても、細片または粉末で使用されても
よい。
【００１０】また、フェノール類としては、フェノー
ル、クレゾール、キシレノール等の１価のフェノール類
が使用されても、カテコール、レゾルシノール、フロロ
グルシン等の多価フェノール類が使用されてもよいが、
特にフェノール、クレゾールを使用するのが好ましい。
ル、クレゾール、キシレノール等の１価のフェノール類
が使用されても、カテコール、レゾルシノール、フロロ
グルシン等の多価フェノール類が使用されてもよいが、
特にフェノール、クレゾールを使用するのが好ましい。
【００１１】リグノセルロース系物質に対するフェノー
ル類の重量仕込比は、0.０１〜２０倍、特に0.１〜５倍
であるのが好ましい。
ル類の重量仕込比は、0.０１〜２０倍、特に0.１〜５倍
であるのが好ましい。
【００１２】次に、本発明において、リグノセルロース
系物質とフェノール類の反応系に存在させるアルカリと
しては、一般にアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水
酸化物又は酸化物を使用するのが好ましく、特に、水酸
化ナトリウム及び水酸化カリウムの使用が好ましい。そ
の使用量は、リグノセルロース系物質に対して0.２〜３
０重量％、特に１〜１０重量％であるのが好ましい。な
お、アルカリは溶融状態のフェノール類に混和して使用
するのがよいが、濃厚な水溶液の状態で、フェノール類
に添加使用してもよい。
系物質とフェノール類の反応系に存在させるアルカリと
しては、一般にアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水
酸化物又は酸化物を使用するのが好ましく、特に、水酸
化ナトリウム及び水酸化カリウムの使用が好ましい。そ
の使用量は、リグノセルロース系物質に対して0.２〜３
０重量％、特に１〜１０重量％であるのが好ましい。な
お、アルカリは溶融状態のフェノール類に混和して使用
するのがよいが、濃厚な水溶液の状態で、フェノール類
に添加使用してもよい。
【００１３】なお、アルカリ存在下での反応温度は、使
用するフェノール類の融点と沸点の間で、一般に４０〜
２００℃、好ましくは８０〜１７０℃である。
用するフェノール類の融点と沸点の間で、一般に４０〜
２００℃、好ましくは８０〜１７０℃である。
【００１４】アルカリの使用量、反応温度及び反応時間
等により、反応速度は異なるが、反応終了後、未反応フ
ェノール類を除去した状態で、本発明の部分樹脂化組成
物は、１０重量％以上（好ましくは１０〜５０重量％程
度）のセルロース系繊維と２重量％以上（好ましくは５
重量％〜８０重量％程度）の樹脂分を一体化して含有す
るものであり、通常、樹脂分及びセルロース系繊維以外
に、１０重量％程度の糖類、有機塩類を含有する。
等により、反応速度は異なるが、反応終了後、未反応フ
ェノール類を除去した状態で、本発明の部分樹脂化組成
物は、１０重量％以上（好ましくは１０〜５０重量％程
度）のセルロース系繊維と２重量％以上（好ましくは５
重量％〜８０重量％程度）の樹脂分を一体化して含有す
るものであり、通常、樹脂分及びセルロース系繊維以外
に、１０重量％程度の糖類、有機塩類を含有する。
【００１５】
【作用】本発明において、加熱反応後のリグノセルロー
ス系物質は、樹脂変成した部分と未反応の繊維質部分と
がつながった状態、あるいは、多孔質であるセルロース
繊維の表面や細胞の内腔に樹脂が密着した状態となって
おり、セルロース繊維と樹脂分が、非常になじみ良く一
体化したものとなる。
ス系物質は、樹脂変成した部分と未反応の繊維質部分と
がつながった状態、あるいは、多孔質であるセルロース
繊維の表面や細胞の内腔に樹脂が密着した状態となって
おり、セルロース繊維と樹脂分が、非常になじみ良く一
体化したものとなる。
【００１６】従来のリグニン−フェノール樹脂が良好な
特性を出せなかった原因は、使用されるリグニン物質に
もある。即ち、従来法で使用されるリグニン物質は、パ
ルプの廃液等、化学変成を受けたものであり、天然のリ
グニンとは、組成、反応性が異なる。しかし、本発明に
おいては、天然のリグニンがそのまま反応に供せられる
ため、反応性が良く、良好な性質の樹脂組成物を得るこ
とができる。
特性を出せなかった原因は、使用されるリグニン物質に
もある。即ち、従来法で使用されるリグニン物質は、パ
ルプの廃液等、化学変成を受けたものであり、天然のリ
グニンとは、組成、反応性が異なる。しかし、本発明に
おいては、天然のリグニンがそのまま反応に供せられる
ため、反応性が良く、良好な性質の樹脂組成物を得るこ
とができる。
【００１７】なお、本発明では、アルカリを触媒として
使用するが、反応後の中和の工程を必要としない。それ
は、反応中にヘミセルロースの一部がアルカリ分解し、
ヒドロキシ酸、ウロン酸、酢酸等を発生し、これらがア
ルカリを中和するからである。この作用は、添加したア
ルカリの量に応じて起こるので、通常のアルカリ添加量
であれば、完全に中和される。
使用するが、反応後の中和の工程を必要としない。それ
は、反応中にヘミセルロースの一部がアルカリ分解し、
ヒドロキシ酸、ウロン酸、酢酸等を発生し、これらがア
ルカリを中和するからである。この作用は、添加したア
ルカリの量に応じて起こるので、通常のアルカリ添加量
であれば、完全に中和される。
【００１８】本発明の組成物は、フェノール類を残存さ
せた状態で、そのまま、あるいはヘキサメチレンテトラ
ミン等の硬化剤を添加した後に、加熱、加圧処理するこ
とで木質ボード状に成板することができる。また、その
後、酸性条件下又はアルカリ条件下で、ホルマリンと反
応させることにより、フェノール樹脂系成形材料、木質
材料用接着剤を製造することもできる。
せた状態で、そのまま、あるいはヘキサメチレンテトラ
ミン等の硬化剤を添加した後に、加熱、加圧処理するこ
とで木質ボード状に成板することができる。また、その
後、酸性条件下又はアルカリ条件下で、ホルマリンと反
応させることにより、フェノール樹脂系成形材料、木質
材料用接着剤を製造することもできる。
【００１９】
【実施例】次に、本発明の実施例について、説明する。 実施例１ 攪拌機、温度計、蒸留用リービッヒコンデンサー及び仕
込口を備えたセパラブルフラスコに、１００重量部のス
ギ・ベントガ混合粉を仕込み、その後、２００重量部の
融解したフェノールに５重量部の水酸化ナトリウムを混
合したものを添加し、この混合物を、攪拌しながら１２
０〜１６０℃で２時間反応させた。反応終了後、減圧に
して、最高１８０℃の温度で、未反応フェノールを留去
したところ、１２０重量部の部分樹脂化組成物を得るこ
とができた。なお、反応終了後のpHは6.７であった。こ
のようにして得た組成物を、ＴＨＦ溶剤で抽出し、その
抽出液をエバポレータで脱溶剤化したところ、固体の樹
脂状物質を３０重量部得ることができた。この樹脂状物
質の重量平均分子量は１４５０（ゲル浸透クロマトグラ
フィーによる）であり、また、この物質にヘキサメチレ
ンテトラミンを添加し、加熱すると硬化反応を示した。
また、ＴＨＦ不溶分を、ジオキサンと水の混合溶媒で洗
浄し、洗浄液を乾燥させたところ、固体の物質が１０重
量部得られた。これらはセルロース類の分解によって得
られた糖類、水酸化ナトリウムと木材成分中の有機酸と
の中和によって得られた塩類であると推定される。最終
的に、いずれの溶媒にも不溶である黒色の繊維状物質が
８０重量部残存するが、これは、物質収支の計算によ
り、セルロース系繊維４２重量部に、樹脂分３８重量部
が吸着したものと推定される。なお、この黒色の繊維状
物質に樹脂分が吸着されていることは、下記の反応で確
認できた。 アルカリ触媒下でホルマリンと反応し、その生成物
を加熱するとゲル化する 少量のヘキサミンを添加し、ホットプレスで加熱加
圧すると成板できる。
込口を備えたセパラブルフラスコに、１００重量部のス
ギ・ベントガ混合粉を仕込み、その後、２００重量部の
融解したフェノールに５重量部の水酸化ナトリウムを混
合したものを添加し、この混合物を、攪拌しながら１２
０〜１６０℃で２時間反応させた。反応終了後、減圧に
して、最高１８０℃の温度で、未反応フェノールを留去
したところ、１２０重量部の部分樹脂化組成物を得るこ
とができた。なお、反応終了後のpHは6.７であった。こ
のようにして得た組成物を、ＴＨＦ溶剤で抽出し、その
抽出液をエバポレータで脱溶剤化したところ、固体の樹
脂状物質を３０重量部得ることができた。この樹脂状物
質の重量平均分子量は１４５０（ゲル浸透クロマトグラ
フィーによる）であり、また、この物質にヘキサメチレ
ンテトラミンを添加し、加熱すると硬化反応を示した。
また、ＴＨＦ不溶分を、ジオキサンと水の混合溶媒で洗
浄し、洗浄液を乾燥させたところ、固体の物質が１０重
量部得られた。これらはセルロース類の分解によって得
られた糖類、水酸化ナトリウムと木材成分中の有機酸と
の中和によって得られた塩類であると推定される。最終
的に、いずれの溶媒にも不溶である黒色の繊維状物質が
８０重量部残存するが、これは、物質収支の計算によ
り、セルロース系繊維４２重量部に、樹脂分３８重量部
が吸着したものと推定される。なお、この黒色の繊維状
物質に樹脂分が吸着されていることは、下記の反応で確
認できた。 アルカリ触媒下でホルマリンと反応し、その生成物
を加熱するとゲル化する 少量のヘキサミンを添加し、ホットプレスで加熱加
圧すると成板できる。
【００２０】実施例２ 実施例１で得た部分樹脂化組成物１００重量部に、ヘキ
サメチレンテトラミン４重量部を混合し、１７０℃で加
熱加圧したところ木質ボード状の成型品が得られた。こ
の成型品の曲げ強さを、JIS A 5908 5.5に準じて測定し
た結果、３５０kgf/cm2 （試験片４個の平均値）の強度
を示した。
サメチレンテトラミン４重量部を混合し、１７０℃で加
熱加圧したところ木質ボード状の成型品が得られた。こ
の成型品の曲げ強さを、JIS A 5908 5.5に準じて測定し
た結果、３５０kgf/cm2 （試験片４個の平均値）の強度
を示した。
【００２１】実施例３ 攪拌機、温度計、蒸留用リービッヒコンデンサー及び仕
込口を備えたセパラブルフラスコに、スギ・ベントガ混
合粉１００重量部を仕込み、次いで、水酸化ナトリウム
５重量部と溶融状態のフェノール１５０重量部の混合物
を添加し、その後、攪拌しながら１２０〜１６０℃で２
時間反応させたところ、部分樹脂化組成物１２０重量部
が得られた。なお、未反応の残留フェノールは１２０重
量部であった。このようにして得た部分樹脂化組成物の
セルロース繊維含有量は役３５重量％であり、pHは6.８
であった。
込口を備えたセパラブルフラスコに、スギ・ベントガ混
合粉１００重量部を仕込み、次いで、水酸化ナトリウム
５重量部と溶融状態のフェノール１５０重量部の混合物
を添加し、その後、攪拌しながら１２０〜１６０℃で２
時間反応させたところ、部分樹脂化組成物１２０重量部
が得られた。なお、未反応の残留フェノールは１２０重
量部であった。このようにして得た部分樹脂化組成物の
セルロース繊維含有量は役３５重量％であり、pHは6.８
であった。
【００２２】
【発明の効果】本発明により、良好な品質を持つセルロ
ース系繊維と合成樹脂との複合素材が得られ、これは、
木質ボード、熱硬化性樹脂成形材料等の原料として使用
できる。
ース系繊維と合成樹脂との複合素材が得られ、これは、
木質ボード、熱硬化性樹脂成形材料等の原料として使用
できる。
Claims (3)
- 【請求項１】 リグノセルロース系物質とフェノール類
との反応生成物であって、上記反応で生成した樹脂分２
重量％以上と未反応のセルロース系繊維１０重量％以上
を含有することを特徴とするリグノセルロース系物質の
部分樹脂化組成物。 - 【請求項２】 リグノセルロース系物質とフェノール類
とをアルカリの存在下で加熱処理することを特徴とする
樹脂分２重量％以上とセルロース系繊維１０重量％以上
を含有するリグノセルロース系物質の部分樹脂化組成物
の製造方法。 - 【請求項３】 前記アルカリが、アルカリ金属及びアル
カリ土類金属の水酸化物又は酸化物である請求項２の方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20718993A JPH0741681A (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | リグノセルロース系物質の部分樹脂化組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20718993A JPH0741681A (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | リグノセルロース系物質の部分樹脂化組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0741681A true JPH0741681A (ja) | 1995-02-10 |
Family
ID=16535728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20718993A Pending JPH0741681A (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | リグノセルロース系物質の部分樹脂化組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0741681A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3361819B2 (ja) * | 1997-05-05 | 2003-01-07 | 剛 河野 | 接着剤及びそれを使用したボード |
-
1993
- 1993-07-28 JP JP20718993A patent/JPH0741681A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3361819B2 (ja) * | 1997-05-05 | 2003-01-07 | 剛 河野 | 接着剤及びそれを使用したボード |
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