木质素衍生物、木质素树脂组合物、橡胶组合物以及成型材料制造技术

本发明专利技术提供一种木质素衍生物，其从生物质中提取，且用于橡胶增强用或成型材料用。该木质素衍生物的特征在于，以80质量％以上的量含有数均分子量为300～2000且可溶于极性有机溶剂的成分。通过包含这样的木质素衍生物，能够得到具有优异的低滞后损失性、弹性模量或拉伸特性的木质素树脂组合物、橡胶组合物或成型材料。另外，通过使用具有热熔融性的成分作为上述可溶成分，能够得到具有更优异的上述特性的木质素树脂组合物、橡胶组合物或成型材料。

Lignin derivative, lignin resin composition, rubber composition and molding material

The present invention provides lignin derivatives, which are extracted from biomass and used in rubber reinforcing or molding materials. The lignin derivative is characterized by having a mass of 80 mass or more, containing a number of molecular weights of 300~2000 and soluble in polar organic solvents. By comprising such lignin derivatives, lignin resin compositions, rubber compositions, or forming materials having excellent low hysteresis loss, elastic modulus, or tensile properties are obtained. In addition, a lignin resin composition, a rubber composition or a molding material having superior properties can be obtained by using a composition having a hot-melt property as the soluble component.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】木质素衍生物、木质素树脂组合物、橡胶组合物以及成型材料
本专利技术涉及木质素衍生物、木质素树脂组合物、橡胶组合物以及成型材料。
技术介绍
近年来，要求开发出利用植物或源自植物的加工品等生物质的技术以及将生物质转换为源自石油的化学品、树脂制品等的技术。例如，树皮、间伐材、建筑废料等木质类废料等迄今为止大多被废弃处理。然而，地球环境保护正成为重要课题，从该观点出发，开始研究木质类废料的再利用、再循环。一般的木质的主要成分为纤维素、半纤维素以及木质素。其中，木质素在木质中以约30％的比例含有，且具有富含芳香环的结构，因此可用作芳香族树脂原料。目前，正研究通过各种方法从木质等生物质中取出(提取)分子量较低的木质素(木质素衍生物)而用作树脂原料的树脂组合物和轮胎等(例如，参照专利文献1、2)。作为木质素衍生物的提取方法，可举出如下方法。例如，可举出制造纸浆时或从生物质中取出生物燃料和生物材料时的脱木质素处理，来自同样地从生物质中取出生物燃料和生物材料时的糖化处理后的残渣和甘蔗渣等的利用溶剂提取处理、机械处理进行的脱木质素处理，或者利用高温高压水处理、水蒸气爆破处理、有机溶剂工艺(organosolvprocess)进行的木质素提取处理等。如上述那样得到的木质素衍生物具有富含酚羟基和醇羟基的高极性结构。因此，正研究将木质素衍生物用作增粘剂和抗氧化剂的组合物和轮胎(例如，参照专利文献1)。另一方面，也期待将木质素衍生物用作橡胶增强材料。作为木质素衍生物的橡胶增强效果，可举出橡胶的弹性模量的提高、滞后损失的降低、机械强度的提高等。这些特性可分别提高橡胶部件的刚性、低发热性和机械强度。另外，例如在专利文献2中，将木质素溶解于包含氢氧化钠和硫化钠的黑液中，从该溶解有木质素的黑液中回收颗粒状的木质素衍生物，用作用于添加到橡胶组合物中的填充材料。然而，在该情况下，该木质素衍生物作为填充材料的特性并不充分，会导致橡胶组合物的刚性和机械强度下降。另外，专利文献3中公开了通过使用酚和浓硫酸对生物质进行处理，生成对木质素进行了酚加成而得到的木质素酚(lignophenol)，用作橡胶增强树脂。然而，虽然示出了使用各种木质素酚衍生物的体系，但是含有很多作为源自石油的成分的酚类，而且刚性等橡胶增强效果也不充分。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2012-229330号公报专利文献2：日本特表2011-522085号公报专利文献3：日本特开2008-285626号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供一种通过含有为规定的数均分子量且可溶于极性有机溶剂的成分(可溶成分)，能够赋予优异的低滞后损失性、弹性模量或拉伸特性的橡胶增强用或成型材料用的木质素衍生物。尤其在于提供一种通过使用具有热熔融性(软化点为80～160℃)的成分作为可溶成分，能够赋予更优异的上述特性的橡胶增强用或成型材料用的木质素衍生物。另外，本专利技术的目的在于提供包含该木质素衍生物的木质素树脂组合物、橡胶组合物以及成型材料。用于解决技术问题的手段上述目的通过下述(1)～(16)的本专利技术来实现。(1)一种木质素衍生物，其从生物质中提取，且用于橡胶增强用或成型材料用，其特征在于，该木质素衍生物以80质量％以上的量含有数均分子量为300～2000可溶于极性有机溶剂的成分。(2)根据上述(1)所述的木质素衍生物，其中，所述极性有机溶剂为丙酮。(3)根据上述(1)或(2)所述的木质素衍生物，其中，该木质素衍生物以95质量％以上的量含有上述成分。(4)根据上述(1)至(3)中任一项所述的木质素衍生物，其中，上述成分的数均分子量为300～750。(5)根据上述(1)至(4)中任一项所述的木质素衍生物，其中，上述成分的软化温度为80～160℃。(6)根据上述(1)至(5)中任一项所述的木质素衍生物，其中，该木质素衍生物通过利用使用含有有机溶剂的药剂的有机溶剂工艺，蒸煮生物质而提取。(7)根据上述(6)所述的木质素衍生物，其中，上述有机溶剂含有醇类、酮类和醚类中的至少一种。(8)根据上述(6)或(7)所述的木质素衍生物，其中，上述有机溶剂含有低级醇。(9)根据上述(8)所述的木质素衍生物，其中，上述有机溶剂含有低级醇，上述其他有机溶剂含有丙酮。(10)一种木质素树脂组合物，其特征在于，包含：上述(1)至(9)中任一项所述的木质素衍生物；和树脂材料。(11)根据上述(10)所述的木质素树脂组合物，其中，上述树脂材料包含酚系树脂。(12)根据上述(11)所述的木质素树脂组合物，其中，上述酚系树脂包含腰果改性酚醛树脂、妥尔改性酚醛树脂、烷基改性酚醛树脂和腰果树脂中的至少一种。(13)一种橡胶组合物，其特征在于，包含：上述(1)至(9)中任一项所述的木质素衍生物；和橡胶材料。(14)根据上述(13)所述的橡胶组合物，其中，上述橡胶材料包含天然橡胶、丁二烯橡胶和苯乙烯丁二烯橡胶中的至少一种。(15)根据上述(13)或(14)所述的橡胶组合物，其中，上述橡胶组合物还含有交联剂和/或填充剂。(16)一种成型材料，其特征在于，包含：上述(1)至(9)中任一项所述的木质素衍生物；和树脂材料。专利技术效果根据本专利技术，通过包含含有为规定的数均分子量且可溶于极性有机溶剂的成分(可溶成分)的木质素衍生物，能够得到具有优异的低滞后损失性、弹性模量或拉伸特性的木质素树脂组合物、橡胶组合物或成型材料。另外，通过使用具有热熔融性的成分作为上述可溶成分，能够得到具有更优异的上述特性的木质素树脂组合物、橡胶组合物或成型材料。尤其，通过包含酚系树脂，所得到的木质素树脂组合物、橡胶组合物或成型材料显示出优异的低滞后损失性，且弹性模量、成型性、拉伸特性的平衡优异。具体实施方式以下，根据优选实施方式对本专利技术的木质素衍生物、木质素衍生物的制造方法、木质素树脂组合物、橡胶组合物以及成型材料进行详细说明。本专利技术的木质素衍生物，在通过各种方法得到的木质素衍生物成分中，含有为规定的数均分子量且可溶于极性有机溶剂的成分(可溶成分)。通过将该木质素衍生物和橡胶材料混合，能够制备橡胶组合物，另外，通过将该木质素衍生物和树脂材料混合，能够制备木质素树脂组合物或成型材料。尤其，本专利技术中重要的是，木质素衍生物以80质量％以上的量含有可溶于极性有机溶剂的成分。以下，对用于橡胶增强用或成型材料用的本专利技术的木质素衍生物进行说明。<木质素衍生物>首先，对木质素衍生物进行说明。木质素是与纤维素和半纤维素一起形成植物体的骨架的主要成分，并且是自然界中存在最丰富的物质之一。木质素衍生物是以酚衍生物为单元结构的化合物。该单元结构具有化学和生物学上稳定的碳-碳键或碳-氧-碳键，因此，难以受到化学劣化或生物降解。因此，木质素衍生物作为用于添加到橡胶组合物或成型材料中的树脂原料而有用。另外，在本说明书中，将生物质中包含的高分子量的木质素简称为“木质素”，将由该木质素衍生的相对低分子量的木质素称为“木质素衍生物”。另外，本说明书中的生物质是指含有木质素的植物或植物的加工品，作为植物，例如可举出山毛榉、白桦、枹栎那样的阔叶树、杉树、松树、柏树那样的针叶树、竹子、稻草那样的禾本科植物、椰壳等。作为木质素衍生物的具体例，可举出由下述式(1)表示的愈创木本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种木质素衍生物，其从生物质中提取，且用于橡胶增强用或成型材料用，其特征在于：该木质素衍生物以80质量％以上的量含有数均分子量为300～2000且可溶于极性有机溶剂的成分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.12 JP 2014-186031;2014.09.12 JP 2014-186841.一种木质素衍生物，其从生物质中提取，且用于橡胶增强用或成型材料用，其特征在于：该木质素衍生物以80质量％以上的量含有数均分子量为300～2000且可溶于极性有机溶剂的成分。2.根据权利要求1所述的木质素衍生物，其特征在于：所述极性有机溶剂为丙酮。3.根据权利要求1或2所述的木质素衍生物，其特征在于：该木质素衍生物以95质量％以上的量含有所述成分。4.根据权利要求1至3中任一项所述的木质素衍生物，其特征在于：所述成分的数均分子量为300～750。5.根据权利要求1至4中任一项所述的木质素衍生物，其特征在于：所述成分的软化温度为80～160℃。6.根据权利要求1至5中任一项所述的木质素衍生物，其特征在于：该木质素衍生物通过利用使用含有有机溶剂的药剂的有机溶剂工艺，蒸煮生物质而提取。7.根据权利要求6所述的木质素衍生物，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：村井威俊，中川裕茂，松本光贵，
申请(专利权)人：住友电木株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP