JPS61261358A - 木材などリグノセルロ−ス物質の溶液の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 再生可能資源である森林資源のより一層有効な利用方法
の開発が、現在大いに望まれている。

また、パルプ工業や木材工業など、木材を原料とする工
業では、木質系廃棄物の有効利用の方法の確立が急がれ
ている。他方、農産廃棄物である稲ワラ、モミガラなど
、リグノセルロース物質の利用も十分でなく、その利用
法の開発が望まれている。

本発明は、木材などリグノセルロース物質を、直接溶解
することにより、種々の樹脂原料として有用な木材溶液
を効率よく製造する方法に関する。

（従来技術） 木材を含むリグノセルロース物質の利用の一環として、
水酸基の一部に少なくとも一種の置換基を導入すること
によって化学修飾した木材（化学修飾木材）など化学修
飾リグノセルロース物質を有機溶媒に溶解し、得られた
木材溶液などを、種々の樹脂原料として利用することが
提案されている（特開昭５７−２３６０号公報参照）。

しかし、この場合には、溶媒に用いた化合物は、高分子
化反応性を有するものとはいえず、成形物を調製したり
、あるいは樹脂化のためには、溶解に用いた溶媒を揮散
させたり、第三物質をさらに溶解させ用いる必要があっ
た。次いで、化学修飾木材を溶解する溶剤として、フェ
ノール類が見出され、フェノール類−ホルムアルデヒド
系樹脂を得る技術が開発され、−さらに、その溶解のさ
いに、フエノリシスを併記させ、溶解条件を緩やかなも
のとすると共に、溶液特性のすぐれたフェノール類・ホ
ルムアルデヒド樹脂系の接着剤とする技術、繊維化する
技術が開発され、特許出願がなされている。（特願昭５
９−６３８４７号、特願昭５８−２０８７１６号）引続
き、化学修飾木材を、多価アルコール類、及びビスフェ
ノール類に溶解させる技術が見出され、溶解により得ら
れた溶解液より、ポリウレタン系、エポキシ樹脂系、そ
の他の樹脂の成形物、発泡体、あるいは接着剤を製造す
る技術が開発され、それぞれ現在、特許出願（特願昭６
０−５７６１３−７号）がなされている。

又、木材をフェノールと酸触媒（主として塩酸）を用い
て、１４０〜１７０℃で蒸解してパルプを製造する方法
が提案（Ｗ、　Ｓｃｈｗｅｅｒｓ″Ｐｈｅｎｏ　１ｐｕ
ｌｐｉｎｇ″Ｃｈｅｍｔｅｃｈ、　４９１　（１９７４
）　）されており、Ｇ、　Ｃ，Ａｐｒ　ｉ　ｌらもフェ
ノールと水（５０：５０容積比）からなる蒸解液で、木
材の脱リグニンを試みて（Ｔａｐｐｉ、６２（５）８．
３（１９７９））いｋこの外、木材（その他リグノセル
ロース物質）をフェノール類等と水（水の量は、木材に
対して２０〜８０容量係）からなる蒸解液で（特開昭５
８−６５０９１号公報）、又、これにさらに酢酸を加え
た、蒸解液で（特開昭５９−１６３，１９５号公報）で
処理してパルプの製造を行う方法が提案されている。こ
れらの各方法はいずれも木材中の脱リグニン化を行って
パルプを製造することを目的とする技術である。

（発明が解決しようとする問題点） 以上の木材溶液を製造するさいには、溶媒となり得る化
合物に溶解させるに先立って、必ず原料木材のエステル
化やエーテル化による化学修飾を、必要とした。これは
、製造プロセスの複雑化、製造コストの上昇をまねき、
一般には、避けうるものであれば、省きたい過程である
。しかし、従来、木材を直接、高分子化反応性を有する
化合物に溶解させた例は全くない。

本発明の目的は、木材などリグノセルロース物質を、あ
らかじめ化学修飾することなく、直接、高分子化反応性
を有する化合物に溶解させる方法を提供することにある
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、木材などのリグノセルロース物質をフェノー
ル類又はビスフェノール類に加え、２００〜６００℃に
加熱することにより、木材などリグノセルロース物質の
溶液ないしペーストが得られることを見出し、完成され
たものである。

フェノール類、又はビスフェノール類は、反応性化合物
であり、各種の樹脂化反応に用いうるものであると共に
、木材などリグノセルロース物質も、その主成分に、水
酸基を多量に有し、場合によっては樹脂化反応に組みこ
まれ得るものであるということから、ここで得られる木
材などのリグノセルロース物質の溶液は、種々の樹脂化
原料となりうる溶解系であり、多くの利用、応用のポテ
ンシャルを有している。

本発明の木材などリグノセルロース物質の溶液の出発原
料として用いるリグノセルロース物質は、木粉；木材繊
維；木材チップや単板くずなどの木材を粉砕したもの；
およびワラやモミガラなどの植物繊維素など各種のもの
がある。

本発明で用いるフェノール類には、−価のフェノールと
してのフェノール、０−クレゾール、ｍ−クレゾール、
ｐ−クレゾール、３．５−キシレノール、２．３−キシ
レノール、α−ナフトールなど、二価フェノールとして
のカテコール、レゾルシノールなど、三価のフェノール
としてのフロログルシンなどが挙げられる。また、ビス
フェノール類としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノ
ールＦ。

ハロゲン化ビスフェノールＡなどを挙げることが出来る
。なお、広義には、ビスフェノール類は、フェノール類
の１種で、それらの反応性なども、類似した点が多いが
、いわゆるフェノール類とビスフェノール類とでは、そ
の高分子化によって得られる樹脂の種類に相違点がある
。その観点から、ここでは、両者を、あえて、区別して
おくこととする。

溶解にさいしては、上記のフェノール類やビスフェノー
ル類を、各々単独で用いる他、それらの類別に、あるい
は、互に、様々に、混合して用いることが出来る。さら
に、溶液粘度を低めたり、溶解を助長するなどの目的に
よっては、溶解時に、最初から、あるいは、その途中で
、水、あるいは、アルコール類、アセトン、酢酸エチル
などの有機溶媒を添加、共存させ、用いることも可能で
ある。

通常の場合、フェノール類又はビスフェノール類ｉｏｏ
部に対して木材などのリグノセルロース物質を１ｏ−ｉ
ｏｏｏ部の割合で加える。１０部以下でも溶液を得るこ
とは可能であるが、樹脂化を目的とするときなどではあ
まり適切ではない。

本発明の溶解は、２００〜３００℃に加熱して行う。好
ましくは、２５０℃程度とし、攪拌を行いながら溶解さ
せるのが適当である。攪拌の際、該懸濁液系にトルクを
付加することにより、溶解の能率を高めることができる
。溶解は１５分〜数時間で達成される。このようにして
得られた木材などリグノセルロース物質の溶液中の木材
などリグノセルロース物質濃度は、その溶液の利用目的
によって異なるが、重量比で約９０％までの範囲である
。

溶解のための装置としては、通常耐圧容器を使用するの
がよく、とくに溶解時に十分な攪拌が可能であり、しか
も、その攪拌時にトルクをかけることが出来る耐圧密閉
型反応器を用いると、溶解を助長し、溶解条件を緩和す
ることができるのでとくに望ましい。

（効果） 本発明によれば、従来不可能と考えられていた無処理の
木材などリグノセルロース物質のフェノール類、ビスフ
ェノール類および関連の溶液を得ることが出来る。木材
などが、フェノール類やビスフェノール類と単に高温で
加熱されるだけで、溶解し、溶液が得られるということ
は思いがけないことであった。本発明方法は、極めて容
易に溶液を得ることができるものでアシ、工業化に適し
。

極めて実用的であり、木材などリグノセルロース原料の
有効利用に有用である。

（実施例） 以下に、実施例をあげて、本発明をさらに詳しく説明す
る。

実施例１゜ 乾燥マカンバ木粉（４０〜８０メツシユ）４．５．９と
フェノール４．５ｇを、ビーカーなど適当な容器に秤り
取り、たとえばスパチュラ−などで両者をよくまぜ合せ
、木粉にフェノールをまぶした状態にしたのち、２０ｍ
１容ステンレス製耐圧容器に固くつめ込み、密栓ののち
、２５０℃で、２．５時間静置処理する。その終了後、
室温まで冷却し、開栓して内容物をとり出したところ、
マカンバ木粉は溶液化され、黒褐色の粘性のあるペース
ト状になっていることが知られた。そのペーストを、透
明ガラス板あるいは透明なビニルシート上に塗布、ベラ
などで４展したところ、不溶解残渣は認められず、溶解
を確かめ得た。

実施例２゜ 乾燥マカンバ木粉（４０〜８０メツシユ）４．５Ｆとビ
スフェノールＡＣ２，２−ビス（４′−オキシフェニル
）プロパン：ｍ、ｐ、１５５〜ｂ４．５ｇを、ビーカー
など適当な容器に秤り取り、たとえばスパチュラ−など
で両者をよくまぜ合せ、木粉にビスフェノールＡをまぶ
した状態にしたのち、２０ｒｎｌ容ステンレス製耐圧容
器に固くつめ込み、密栓ののち、２５０℃で２．５時間
静置処理する。その処理終了後、Ｑ６０℃まで冷却し、
開栓して内容物を取り出したところ、マカンバ本粉は溶
液化され、黒褐色の粘性の高いペースト状となっている
ことが知られた。その温度で、該ペーストを透明ガラス
板上に薄膜状に、ヘラなどで塗布したところ、不溶解残
渣は認められず、溶解を確かめ得た。また、４０℃の加
温状態で、容器よりこの溶液（ペースト）をスパチュラ
−などを用いて引出すと、ガム状に引伸された系状体が
得られ、室温でもかなりタック性の高い糸状体として挙
動することが知られた。このものも、６０℃など適温に
加熱することにより、粘稠な溶液状となり、さらに加温
することにより、著しく粘度が下がり、反応などをなし
うる状態となることも知られた。

実施例６゜ 乾燥リファイナーグランドバルブにュージランド産うジ
アータパインＲＧＰ−家電ミキサー中で脱イオン水で１
分間攪拌処理し、繊維のからみをほぐした後、ｒ集、メ
タノール次いでエーテルで洗い、乾燥）６ｇとフェノー
ル６ｇをビーカーなど適当な容器に秤り取り、たとえば
、スパチュラ−などで両者をよくまぜ合せ、該ＲＧＰに
フェノールをまぶした状態にしたのち、２０ｒＩＬｌ容
ステンレス製耐圧容器に固くつめ込み、密封（栓）のの
ち、２５０℃で２．５時間処理する。その処理の終了後
、室温まで冷却し、開栓して内容物をとり出す。この処
理により、ラジアータパインＲＧＰは溶液化され、黒褐
色の粘性のあるペースト状になっていることが知られた
。そのペーストを、透明ガラス板、あるいは透明なビニ
ルシート上に塗布、ヘラなどで引伸すことにより、不溶
解残渣の殆ど存在しないことが知られた。

実施例４゜ 乾燥ラジアーターパインリファイナーグランドパル７’
　（Ｒ，ＧＰ　；ニューシーラントｉ）１．！：ビスフ
ェノールＡ３，９を、ビーカーなど適当な容器に秤り取
り、スパチュラ−などを用いて両者をよくまぜ合せ、該
ＲＧＰにビスフェノールＡをまぶした状態にしたのち、
２０１１Ｌｌ容ステンレス製耐圧容器に固くつめ込み、
密栓（封）ののち、２５０°Ｃで、２．５時間処理する
。その処理終了後、６０°Ｃ程度まで冷却し取り出した
ところ、該ＲＧＰは溶液化され、黒褐色のペーストとな
っていることが知られた。そのペーストを透明ガラス板
上にヘラなどで塗布し、引伸すことにより、不溶解残渣
の存在しないことが知られた。

手続補正書 昭和６０年１０月１日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、木材などリグノセルロース物質をフェノール類又は
   ビスフェノール類に加え、２００〜３００℃に加熱する
   ことを特徴とする木材などリグノセルロース物質の溶液
   の製造方法。