JPS6058802A - 改質木材小片の製造法 - Google Patents

改質木材小片の製造法

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JPS6058802A
JPS6058802A JP16587183A JP16587183A JPS6058802A JP S6058802 A JPS6058802 A JP S6058802A JP 16587183 A JP16587183 A JP 16587183A JP 16587183 A JP16587183 A JP 16587183A JP S6058802 A JPS6058802 A JP S6058802A
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wood
maleic anhydride
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Minoru Ueda
実 上田
Hideaki Matsuda
松田 ひで明
Koichi Murakami
幸一 村上
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Okura Industrial Co Ltd
Original Assignee
Okura Industrial Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27NMANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00Pretreatment of moulding material

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
  • Debarking, Splitting, And Disintegration Of Timber (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

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】 本発明は木材小片に無水マレイン酸と塩基性触媒を添加
混合し、該混合物を140℃以上の温度で加熱すること
を特徴とする改質木材小片の製造法に関する。
さらに詳しくは、本発明は木材小片に無水マレイン酸と
塩基性触媒を添加混合し、該混合物を140℃以上の温
度で加熱することにより、主として熱による無水マレイ
ン酸の単独重合および脱炭酸をともなう重縮合によって
得られたオリゴマーが木材小片と化学結合されている改
質木材小片の製造法に関する。
従来、工業廃棄物として副生ずる木材小片、特に木粉を
熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等のプラスチックに混入し
て充填剤や増量剤として使用する技術はよく知られてい
る。しかしながら、木粉は吸湿、吸水性が大きいために
、木粉を添加することによシ成形品の寸法安定性は悪く
なる傾向が見られる。また、木粉は合成樹脂との親和性
がないため、樹脂中に木粉を均一微細に混入することは
極めて困難であった。
これら木粉の改質法として、これまで木粉を無水酢酸、
無水プロピオン酸等で処理してエステル化木粉を製造す
る方法が知られている。しかしなカラ、コジエステル化
木粉の欠点としては耐薬品性が弱い点である。特に、耐
アルカリ性が弱く、木粉とアシル基のエステル結合部分
がアルカリ性溶液によシヶン化されて離脱する欠点があ
った。
一方、無水マレイン酸の重合体の製造方法(特公昭57
757482、イギリス国特許第1193146号)は
既に知られており、無水マレイン酸単量体をキシレン、
トルエン溶媒中で重合開始剤の存在下、70〜145℃
で重合する方法が上記公報に開示されている。しかしな
がら、このような無水マレイン酸重合体は、一般的に、
水および有機溶剤に容易に溶解するものであった。
本発明者らは上記の実状にかんがみ、木材小片に二塩基
酸無水物を無溶媒で反応させて、木材中にカルボキシル
基を導入したエステル化木材少片を製造することができ
ることに着目し、さらに研究を重ねたところ、木材小片
に無水マレイン酸と塩基性肛媒を添加混合し、該混合物
を140℃以上の温度で加熱することにより、驚くべき
ことに、吸湿、吸水性が非常に小さく、かつ耐薬品性の
強い改質木材小片が得られることを見い出し、本発明に
至ったのである。
本発明は木材小片に無水マレイン酸と塩基性触媒を添加
混合し、該混合物を140℃以上の温度で加熱すること
によシ、主として熱による無水マレイン酸の単独重合お
よび脱炭酸をともなう重縮合によって得られたオリゴマ
ー(以下、熱重合オリゴマーと称す。)が木材小片と化
学結合されている改質木材小片を製造する方法を提供す
るものである。
改質木材小片の中の一部には、木材小片中の水酸基と無
水マレイン酸の無水酸基がエステル化反応によシ付加結
合されているものも含まれるが、反応温度を高くするか
、反応時間を長くすることによシ、改質木材小片中のエ
ステル結合部分を少なくすることが出来る。
本発明の製造方法によシ得られた改質木材小片は吸質、
吸水性が非常に小さく、アルカリ性溶液にケン化されな
い部分は溶解する有機溶媒が見当らないほど耐薬品性の
強いものである。アルカリ性溶液によシケン化されない
ことから考えると、木材小片と熱重合オリゴマーとの化
学結合でケン化されない部分はエステル化反応によるも
ので々いと考えられる。
また、本発明の製造法によシ得られた改質木材小片は熱
可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等のプラスチックに混入する
際、非常に親和性がよく、樹脂中忙均−微細に混入する
ことが可能なものである。
本発明において用いられる木材小片として社木材チップ
、木質繊維または微細化した木粉等であシ、原木、樹種
には特に制限はなく、例えば、赤マツ、スギ、ヒノキ、
カバ、ラワン等が使用される。木材小片は使用薬品との
関係上、木材含水率5係以下になるよう乾燥処理されて
いることが好ましい。
本発明において用いられる無水マレイン酸の使用量は木
材小片100重量部に対して100重量部以上が好まし
い。100重量部よシ少ないと無水マレイン酸は熱重合
オリゴマーとして生成される量が少なく、木材小片中の
水酸基と無水マレイン酸が開環エステル化反応を起して
、大部分がエステル結合として木材小片に付加されるた
めである。
本発明において用いられる塩基性触媒としてはジメチル
ベンジルアミン、ピリジン、ジメチルアニリン、アルカ
リ金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩、酢酸塩等が挙げら
れる。特に、炭酸ナトリウムが好ましい。これらの触媒
の使用量は添加する無水マレイン酸に対して0.1重量
%以上が好ましt八 019番d ? h A> % 
lへ垣心針ケ女マレイソ酌は熱重合オリゴマーとして生
成される量が少なく、木材小片中の水酸基と無水マレイ
ン酸が開環エステル化反応を起して、大部分がエステル
結合として木材小片に付加されるためである。
本発明において反応温度については140℃以上でなけ
ればならない。好ましくは160〜200℃の温度範囲
である。反応温度が140℃より低い場合は木材小片中
の水酸基と無水マレイン酸が開環エステル化反応を起し
てエステル化木材が生成されるので、本発明の製造方法
によシ得られるような改質木材小片とはならない。
シ 本発明の製造方法f順を追って説明する。木材小片は真
空乾燥器や熱風乾燥器等によシ乾燥【、て水分を木材含
水率5%以下に除去して使用するのが好ましい。木材中
の水分が多く残存すると、との水分が無水マレイン酸と
反応してマレイン酸を副生ずるので好ましくない。次に
、この木材小片に無水マレイン酸と塩基性触媒を添加し
、この混合物を反応温度140℃以上で加熱攪拌する。
反応は加熱攪拌中に徐々に進行するが、反応が進むに従
って無水マレイン酸が脱炭酸して重縮合される。
反応物からの炭酸ガスの発生はガスクロマトグラフィー
から容易に確認することができる。さらに反応が進むと
反応物は黒色溶液から黒色タール状になる。反応時間は
反応温度によって異々るが通常10分〜7時間、好まし
くは20分〜4時間である。熱重合オリゴマーの木材小
片への結合量は反応温度1反応時間をコントロールする
ことによシ調整することができる。反応後、反応生成物
をアセトンおよび水等で洗浄し、乾燥させる。乾燥して
得られた改質木材小片は、一般的には、茶色および褐色
を呈し、優れた物性を有している。即ち、吸湿、吸水性
が未処理木材小片に比べて小さく、アルカリ性溶液でケ
ン化されない部分は溶解する有機溶媒が見当らないほど
耐薬品性の強いものでおる。また、アルカリ性溶液にケ
ン化されないこと1dIRスペクトルから容易に確認で
き、木材小片と熱重合オリゴマーとは、主としてエステ
ル結合以外の化学結合で強く結゛合されているものと考
えられる。
本発明によう得らi’T;’C改質木材小片は吸湿、吸
水性が非常に小さく、かつ耐薬品性が強いため、熱可塑
性樹脂や熱硬化性樹脂等のプラスチックの充填剤や増量
剤として効果的に使用できるものである。また、得られ
た成形品の寸法安定性が優れている等の利点がある。
次に、本発明を実施例および参考例によシさらに具体的
に説明するが本発明はこれに限定されるものではない。
参考例1 熱重合オリゴマーの分析のため、無水マレインe a 
5.00 yに触媒として炭酸ナトリウム0.1(lを
添加して、反応条件180℃、2.5時間加熱攪拌して
反応させた。反応中、反応系総重量35.1Ofに対し
て炭酸ガスとして7゜952が揮散した。得られた反応
生成物は黒色タール状であった。この反応生成物から単
離して得られた熱重合オリゴマーの■R吸収スペクトル
の吸収帯は本発明の製造法による改質木材小片の吸収帯
と一致した(但し、木材特性吸収帯は除く。)。熱重合
オリゴマー〇水系酸価は10.1992Q−#、非水系
酸価は7.3069et吻であった。また、元素分析の
結果C:54.58j、H:8.50裂、0 : 41
92 %であり、GPCよシ分子量は456〜506の
範囲であった。IRスペクトルj g> m水マレイン
酸の二重結合C=C(1620cm−1′)%−COO
H(1710m−リ、−COO−(1735o+rl 
)、無水酸基(1780c!n−1、1850cm−”
 )の特性吸収帯i=認められた。また、ケトンの定性
分析よジケトン基の存在が認められた。以上の分析結果
より、熱重合第13ゴマ−は無水マレイン鼠の単独重合
および脱炭酸をともなう重ね合によって得られた下記化
学構造式を有するオリゴマーであると考えられる。
実施例1 攪拌器と温度計および還流冷却器をつけた反応容器に、
木材含水率5チ以下に乾燥した赤松材の木粉2f、無水
マレイン酸35tおよび触媒として炭酸ナトリウム0,
1tを仕込み、160℃で3時間攪拌を続けて反応させ
た。反応後、反応生成物を取シ出しアセトンで洗浄した
後、水で洗浄した。さらにソックスレー抽出器を用いて
アセトンで洗浄した。その後、熱風乾燥器で乾燥して、
茶色を呈した改質木粉を得た。この改質木粉の木粉に付
加された付加物の量は木粉を基準として89.52q6
であった。また、付加物中の61.71チが0.4NK
OHエチルアルコール溶液でケン化されない熱重合オリ
ゴマーの量であった。
実施例2 攪拌器と温度計および還流冷却器をつけた反応容器に、
木材含水率5俤以下に乾燥した赤松材の木粉22、無水
マレイン酸35Fおよび触媒として炭酸ナトリウム0.
1fを仕込み、200℃で1時間20分攪拌を続けて反
応させた。反応後、反応生成物を取シ出しアセトンで洗
浄した後、水で洗浄した。
さらにソックスレー抽出器を用いてアセトンで洗浄した
。その後、熱風乾燥器で乾燥して、褐色を呈した改質木
粉を得た。この改質木粉の木粉に付加された付加物の量
は木粉を基準として111.85%であった。また、付
加物中の80.17%が0.4NKOHエチルアQコー
ル溶液でケン化されない熱重合オリゴマーの量であった
実施例3 攪拌器と温度計および還流冷却器をつけた反応容器に、
木材含水率5%以下に乾燥した、パーティクルボードの
原料として使用される赤ラワン材のチップ10f1無水
マレイン酸175ii’および触媒として炭酸ナトリウ
ム0.57を仕込み、180℃で3時間攪榊を続けて反
応させた。反応後、反応生成物を取り出しアセトンで洗
浄した後、水で洗浄した。さらにソックスレー抽出器を
用いてアセトンで洗浄した。その後、熱風乾燥器で乾燥
して、褐色を呈した改質チップを得た。この改質チップ
のチップに付加された付加物の量はチップを基準として
97.45%であった。また、付加物中の69.16係
が0.4NKOHエチルアルコール溶液でケン化されな
い熱重合オリゴマーの量であった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 木材小片に無水マレイン酸と塩基性触媒を添加混合し、
    該混合物を140℃以上の温度で加熱することを特徴と
    する改質木材小片の製造法。
JP16587183A 1983-09-10 1983-09-10 改質木材小片の製造法 Granted JPS6058802A (ja)

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JP16587183A JPS6058802A (ja) 1983-09-10 1983-09-10 改質木材小片の製造法

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JPH0436843B2 JPH0436843B2 (ja) 1992-06-17

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10329109A (ja) * 1997-05-30 1998-12-15 Okura Ind Co Ltd 木質材系充填材及びその製造方法
WO2009008209A1 (ja) * 2007-07-06 2009-01-15 Sumitomo Electric Industries, Ltd. 樹脂組成物及び該樹脂組成物からなる成形体の製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58148747A (ja) * 1982-03-02 1983-09-03 Okura Ind Co Ltd エステル化木材の製造法

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JPH0436843B2 (ja) 1992-06-17

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