JPH06228255A - 生分解性フェノール樹脂の製造方法 - Google Patents

生分解性フェノール樹脂の製造方法

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JPH06228255A
JPH06228255A JP1616993A JP1616993A JPH06228255A JP H06228255 A JPH06228255 A JP H06228255A JP 1616993 A JP1616993 A JP 1616993A JP 1616993 A JP1616993 A JP 1616993A JP H06228255 A JPH06228255 A JP H06228255A
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JP
Japan
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phenol
mol
sugar
resin
phenols
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JP1616993A
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English (en)
Inventor
Takuya Tochimoto
卓哉 栃本
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Sumitomo Durez Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Durez Co Ltd
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Publication date
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  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 フェノール類と砂糖類を酸性触媒の存在下、
フェノール類1モルに対し、砂糖類が 0.3モルの割合
で反応させ、次いで酸性触媒下でホルムアルデヒドと反
応させる際に、添加するホルムアルデヒドの量が未反応
のフェノール類に対して30モル%である生分解性を有
するフェノール樹脂の製造方法。 【効果】 生分解性を有し、耐熱性に優れた熱硬化型生
分解性樹脂を得ることが可能となった。本発明で得られ
た生分解性フェノール樹脂は、これまでの熱可塑性の生
分解性プラスチックでは使用できない、耐熱性を要する
分野での使用が可能であり、生分解性樹脂の用途を拡大
できるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、生分解性を有する熱硬
化性樹脂の製造方法に関するものである。更に詳しく
は、生分解性を付与することにより、使用後は速やかに
分解され、環境に悪影響を及ぼさない熱硬化性樹脂の製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、産業廃棄物による環境汚染が深刻
な問題となっている。従来のこの様な廃棄物は、合成樹
脂が主体であるが、これらは、微生物により分解される
ことはほとんどなく、土壌中や海水中、水中で半永久的
に残存している。このことが環境汚染を拡大し、問題を
より深刻にしている。これらの問題を解決するために、
今日、生分解性プラスチックが注目を集めている。しか
しながら、これまでに開発されている生分解性プラスチ
ックは熱可塑性であるために耐熱性が要求される分野で
はその使用が制限されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐熱性の要
求される分野においても、生分解性を有する高分子材料
の利用を可能にすべく検討を行ない完成されたものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、フ
ェノール類と砂糖類を酸性触媒の存在下、フェノール類
1モルに対し、砂糖類が0.1〜0.5モルの割合で反応
させ、次いで酸性触媒下でホルムアルデヒドと反応させ
る際に、添加するホルムアルデヒドの量が未反応のフェ
ノール類に対して50モル%以下であることを特徴とす
る生分解性を有するフェノール樹脂の製造方法に関する
ものである。
【0005】
【作用】本発明で使用する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、カテコール、レゾ
ルシン、アルキルフェノール類、ビスフェノール類およ
びこれらの混合物が挙げられる。さらに、ハイドロキノ
ン、アニリン、尿素、メラミン、カシューナットシェル
オイルなどを物性に影響を及ぼさない範囲で使用するこ
とができる。砂糖類は、一般に主成分は、ショ糖である
が、カンショ糖とテンサイ糖に分類できる。また、製法
工程により含ミツ糖と分ミツ糖、精製程度により粗糖、
精製糖、色相により白砂糖、赤砂糖、黒砂糖、あるいは
加工形態により粉糖、角砂糖、氷砂糖などに分類され
る。これらは、いずれも本発明に使用可能である。
【0006】フェノール類と砂糖類を酸性触媒下で加熱
すると反応し樹脂を生成する。しかし、中性またはアル
カリ性触媒下ではほとんど反応しない。これは、酸によ
る砂糖類の加水分解によりブドウ糖と果糖が生成し、こ
れらが、分子中にアルデヒドおよびカルボニル基を有す
るためにフェノール類と反応するものである。砂糖1モ
ルは加水分解により2モルとして作用する。フェノール
類と砂糖類の反応に用いられる酸性触媒としては、硫
酸、塩酸、硝酸、リン酸などの無機酸、または、パラト
ルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、蓚酸、マレイ
ン酸、蟻酸、酢酸、琥珀酸などの有機酸が使用できる。
砂糖類とフェノール類を酸性触媒下で反応させた後、真
空下で脱水すると、赤褐色ないし黒褐色のノボラック型
フェノール樹脂が得られる。この樹脂は、フェノール類
とアルデヒド類を酸性触媒下で反応して得られる通常の
ノボラック型フェノール樹脂と同様に、ヘキサメチレン
テトラミン、パラホルムアルデヒド等のホルムアルデヒ
ド供与体を添加し加熱すると、化学的3次元架橋構造が
生成し硬化する。
【0007】フェノール類と砂糖類が酸性触媒下で反応
することは、特開昭58−55146号公報ですでに報
告されている。しかしながら、この特許では生分解性に
関する知見は開示されていない。また、フェノール類と
砂糖類との反応後にホルムアルデヒドと反応させるにあ
たって、この公開特許公報に記載されているような、添
加するホルムアルデヒドがフェノール類1モルに対して
0.5モル以上の場合では、生成物中の生分解性に関与
する結合が減少し、樹脂の生分解性が乏しくなる。この
ような知見をもとにフェノールと砂糖類との反応後に添
加するホルムアルデヒドの量は、未反応のフェノール類
に対して50モル%以下が好ましい。特に好ましくは、
20〜30モル%である。30モル%以上では、先に述
べたように、生分解性が低下する傾向がでてくる。20
モル%以下では生分解性に影響はないが、硬化物の特
性、特に耐熱性が低下するようになり、用途によって
は、必要な特性を満たさないことがある。フェノール類
と砂糖類の仕込み割合は、フェノール類1モルに対して
砂糖類が0.1〜0.5モルであれば、本発明を実施する
ための良好な樹脂が得られる。この割合がフェノール類
1モルに対して砂糖類が 0.1モル未満の場合には、得
られた樹脂の硬化後の化学的三次元構造が密になり、生
分解性が低下する。反対に、フェノール類1モルに対し
て砂糖類が 0.5モル以上では、未反応の砂糖類が多く
なり機械物性および耐熱性の良好な樹脂が得られにく
い。
【0008】
【実施例】以下、本発明を実施例において説明するが、
本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
また、以下の実施例中に記載されている「部」及び
「%」は、すべて「重量部」、「重量%」を示す。 《実施例1》冷却器と撹拌機付き反応釜を準備し、これ
にフェノール94g(1モル)、砂糖102.6g(0.
3モル)、純水47g、濃硫酸 0.2gを仕込んだの
ち、徐々に昇温した。内温100℃において、フェノー
ルと砂糖を180分間反応し、次いで常圧脱水を行ない
水分を除去した。この時点での収量は175gであり、
未反応のフェノールは23%であった。これに37%ホ
ルマリン 10.5g(未反応のフェノールに対して30
モル%)を逐次添加し、さらに96℃にて120分間反
応を行なった。次に、これを消石灰で中和した。これを
真空下で脱水反応を行ない、生分解性フェノール樹脂1
55gを得た。 《実施例2》冷却器と撹拌機付き反応釜を準備し、これ
にフェノール94g(1モル)、砂糖68.4g(0.2
モル)、パラトルエンスルホン酸 18.8gを仕込んだ
のち、徐々に昇温した。内温100℃において、フェノ
ールと砂糖を240分間反応し,次いで常圧脱水を行な
い水分を除去した。この時点での収量は123gであ
り、未反応のフェノールは31%であった。これに37
%ホルマリン 6.6g(未反応のフェノールに対して2
0モル%)を逐次添加し、さらに96℃にて120分間
反応を行なった。次に、これを消石灰で中和した。これ
を真空下で脱水反応を行ない、生分解性フェノール樹脂
126gを得た。
【0009】《比較例1》冷却器と撹拌機付き反応釜を
準備し、これにフェノール94g(1モル)、および蓚
酸 9.4gを仕込んだのち、徐々に昇温した。内温が9
6℃に達してから37%ホルマリン64.8g(0.8モ
ル)を逐次添加し、120分間反応し、ついで真空下で
脱水反応を行ない、ノボラック型フェノール樹脂97g
を得た。 《比較例2》冷却器と撹拌機付き反応釜を準備し、これ
にフェノール94g(1モル)、砂糖17.1g(0.0
5モル)、純水47g、濃硫酸 0.2gを仕込んだの
ち、徐々に昇温した。内温100℃において、フェノー
ルと砂糖を180分間反応し、次いで常圧脱水を行ない
水分を除去した。この時点での収量は98gであり、未
反応のフェノールは74%であった。これに37%ホル
マリン 18.7g(未反応のフェノールに対して30モ
ル%)を逐次添加し、さらに96℃にて120分間反応
を行なった。次に、これを消石灰で中和した。これを真
空下で脱水反応を行ない、フェノール樹脂78gを得
た。
【0010】《比較例3》冷却器と撹拌機付き反応釜を
準備し、これにフェノール94g(1モル)、砂糖20
5.2g(0.6モル)、純水47g、濃硫酸 0.2gを
仕込んだのち、徐々に昇温した。内温100℃におい
て、フェノールと砂糖を180分間反応し、次いで常圧
脱水を行ない水分を除去した。この時点での収量は26
3gであり、未反応のフェノールは10%であった。こ
れに37%ホルマリン 6.7g(未反応のフェノールに
対して30モル%)を逐次添加し、さらに96℃にて1
20分間反応を行なった。次に、これを消石灰で中和し
た。これを真空下で脱水反応を行ない、フェノール樹脂
155gを得た。 《比較例4》冷却器と撹拌機付き反応釜を準備し、これ
にフェノール94g(1モル)、砂糖102.6g(0.
3モル)、純水47g、濃硫酸 0.2gを仕込んだの
ち、徐々に昇温した。内温100℃において、フェノー
ルと砂糖を180分間反応し、次いで常圧脱水を行ない
水分を除去した。この時点での収量は175gであり、
未反応のフェノールは23%であった。これに37%ホ
ルマリン 20.9g(未反応のフェノールに対して60
モル%)を逐次添加し、96℃にて120分間さらに反
応を行なった。次に、これを消石灰で中和した。これを
真空下で脱水反応を行ない、フェノール樹脂161gを
得た。
【0011】以上、実施例1、2および比較例1、2、
3、4で得られたフェノール樹脂をそれぞれ微粉末に粉
砕し、かかるフェノール樹脂にヘキサメチレンテトラミ
ンを樹脂100部に対して10部加え、80℃/1時間
+110℃/1時間+150℃/1時間で硬化を行なっ
た。得られた硬化物を土中に埋設し、6ヵ月後の状態観
察および重量減少の測定を行なった。また、得られた硬
化物の熱分解開始温度を測定した。結果を表1に示す。
比較例1は砂糖を用いていないため、生分解性が得られ
ない。比較例2は、フェノールに対する砂糖の割合が低
いために、得られた樹脂の硬化後の化学的3次元構造が
密になり生分解性が低下したものである。比較例3は、
フェノールに対する砂糖の割合が高すぎるために、耐熱
性が低下した。比較例4は添加するホルムアルデヒドの
量が多いために生成物中の生分解性に寄与する結合が少
なくなり生分解性が低下したものである。なお、実施例
1、2で得られたフェノール樹脂は空気中に6か月放置
しても何の変化も見られなかった。 また、これらの樹
脂は300℃以上の熱分解開始温度を持ち、充分な耐熱
性を有していることがわかる。
【0012】
【表1】
【0013】
【発明の効果】本発明により、生分解性を有し、しかも
耐熱性に優れた、熱硬化型生分解性樹脂を得ることが可
能となった。本発明で得られた生分解性フェノール樹脂
は、これまでの熱可塑性の生分解性プラスチックでは使
用できない、耐熱性を要する分野での使用が可能であ
り、生分解性樹脂の用途を拡大できるものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フェノール類と砂糖類を酸性触媒の存在
    下、フェノール類1モルに対し、砂糖類が0.1〜0.5
    モルの割合で反応させ、次いで酸性触媒下でホルムアル
    デヒドと反応させる際に、添加するホルムアルデヒドの
    量が未反応のフェノール類に対して50モル%以下であ
    ることを特徴とする生分解性を有するフェノール樹脂の
    製造方法。
JP1616993A 1993-02-03 1993-02-03 生分解性フェノール樹脂の製造方法 Pending JPH06228255A (ja)

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