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利用生物質(zhì)原料開發(fā)環(huán)境友好型酚醛樹脂成型材料
發(fā)布時間 : 2023-05-08

住友ベークライト株式會社(本社:東京都品川區(qū)、代表取締役社長:藤原一彥) は、植物の主要成分の一つであるリグニンを活用した「リグニン変性ノボラック型フェノール樹脂」やバイオマス原料(セルロース系)をフィラーとして活用した環(huán)境対応フェノール樹脂成形材料をラインナップしましたのでお知らせいたします。


開発の背景

當社主力製品のフェノール樹脂は、石油を原料として製造されており、石油資源の調(diào)達リスクや気候変動対策としての溫室効果ガスの削減などの課題に対応するためには、食料と競合しない非可食性バイオマス等の植物資源の利用による原料転換が必要になると考えられています。リグニンはセルロース、ヘミセルロースと共に植物を構(gòu)成する3大成分の1つで、バインダーとして植物體の細胞に物理的強度や化學的安定性を付與する役割を擔っています。石油由來の芳香族系原料の転換資源が限られる中で、近年、天然のフェノール系高分子であり、芳香族有機資源として地上最大の賦存量を有するリグニンを、再生可能資源として耐熱性芳香族樹脂に活用することが期待されています。

フェノール樹脂成形材料は従來から木粉や綿などの有機フィラーを配合しており、バイオマス原料の活用には実績があります。さらに近年當社で開発しているリグニン変性ノボラック型フェノール樹脂はフェノール樹脂と類似の芳香族骨格を有した分子構(gòu)造であることから従來のフェノール樹脂とほぼ同等の特性が期待できる技術(shù)が確立できています。これらの技術(shù)を組合せることで、高機能、高品質(zhì)を維持したフェノール樹脂成形材料をご提供できます。

※リグニン変性ノボラック型フェノール樹脂について
リンク:https://www.sumibe.co.jp/topics/2020/hpp/0828_01/index.html
國立研究開発法人新エネルギー?産業(yè)技術(shù)総合開発機構(gòu)(NEDO)の委託業(yè)務「非可食性植物由來化學品製造プロセス技術(shù)開発(2013~2019年度)」で得られた成果の一部を活用したものです。


開発品について

今回の開発品は、リグニン変性ノボラック型フェノール樹脂とバイオマス由來のフィラーを組合せることで樹脂とフィラーの両面からバイオマス度を高めています。一般的にバイオマス由來のフィラーを配合すると機械的特性の低下や寸法変化の増大などの欠點があります。今回、バイオマス由來のフィラーの表面積を限定することで樹脂との密著性を向上させ、さらに高充填することによって、欠點を克服した材料を開発し、車載の機構(gòu)部品、構(gòu)造部品用途に適用可能となりました。バイオマス度だけでなく、金屬を代替することで軽量化にも寄與でき、走行時の燃費?電費向上(CO2削減)にも貢獻できる素材です。


開発品の特性

  • ガラス繊維強化フェノール樹脂成形材料と同等の特性

  • 各種成形方式(圧縮成形、射出成形など)が可能

  • バイオマス度:8~30%

特徴

PM-E100PM-E200PM-E300PF-GF55(參考)
樹脂構(gòu)成リグニン/フェノールリグニン/フェノールリグニン/フェノールフェノール
強化ガラス繊維15%50%55%55%
バイオマスフィラーありありなしなし
バイオマス度30%15%8%0%
CFP(kg-CO2eq/kg)2.02.83.13.4
CO2削減率約40%約15%約10%基準
特性

PM-E100PM-E200PM-E300PF-GF55(參考)
比重1.531.721.771.77
曲げ強度(MPa)150200220220
曲げ弾性率(GPa)11161717
線膨張係數(shù)(ppm/K)34242222
ガラス転移溫度(℃)215215215215
吸水率(%)0.250.150.130.09

※比重、吸水率以外は、アニール処理(180℃, 8時間)実施後試験しています。
※CFP:Carbon Footprint of Product(光合成による吸収~原料の採掘~成形材料の生産まで)
※CO2削減率:PF-GF55のCFPに対する各開発品のCFPの削減率

【CFP試算條件】
  • データベース:IDEA v2.3

  • 特性化モデル/対象項目:気候変動

  • 生産工場:住友ベークライト㈱靜岡工場

  • 影響領(lǐng)域:100年指數(shù)(IPCC, 2013)

  • システム境界:光合成による吸収~原料採掘~成形材料

  • データ収集期間:2021年4月~2022年3月

今後の展望

リグニン樹脂イメージ


今回開発したバイオマス原料を活用したフェノール樹脂成形材料は、2023年の後半から販売開始を予定しており、2030年に14億円/年の売上を目指します。
現(xiàn)在、リグニン変性レゾール型フェノール樹脂、高バイオマス度の樹脂開発を進めており、電子部品分野への展開も促進します。お客様のご要望によっては、第三者認証によるマスバランス方式を適用することで、バイオフェノールやバイオホルムアルデヒドを適用した高バイオマス度のフェノール樹脂の生産も可能であり、成形材料のバイオマス度をさらに高めることができます。

バイオマス原料を活用した環(huán)境対応フェノール樹脂成形材料の開発について(PDF: 411KB)

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