JP2010036363A - Manufacturing method of rice hull molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、籾殻をバインダで固着し成形した籾殻成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a rice husk molded body in which a rice husk is fixed with a binder.
粒状物の粒子同士が接着剤を介して結合されてなる成形体としてはパーティクルボードなどが知られている。（例えば、特許文献１参照） A particle board or the like is known as a molded body in which particles of a granular material are bonded through an adhesive. (For example, see Patent Document 1)
このような成形体においては、かさだかな成形体、すなわち、粒子間にある程度空隙が確保された成形体を得ようとすると接着剤の量を少なくする必要があり、この場合はそのために成形体は充分な強度が得られない。また、構造が密な成形体においても、接着剤の量を少なくすると成形体中の接着剤の分布の不均一さに起因して、充分な強度が得られない。 In such a molded body, it is necessary to reduce the amount of the adhesive in order to obtain a bulky molded body, that is, a molded body in which a certain amount of voids are secured between the particles. Does not provide sufficient strength. Further, even in a compact having a dense structure, if the amount of the adhesive is reduced, sufficient strength cannot be obtained due to nonuniform distribution of the adhesive in the compact.
一方、成形体用の粒状物としては、籾殻のような副産物の利用が考えられる。籾殻はそれ自体もかさだかであり、防音性や衝撃エネルギー吸収性能を要求される自動車用部材として、多孔質の成形体を得るうえで好適と考えられる。さらに、自動車用部材として籾殻を用いることは、地球環境の保護に寄与するところが大である。 On the other hand, the use of by-products such as rice husk is conceivable as the granular material for the molded body. The rice husk itself is bulky, and is considered suitable for obtaining a porous molded body as an automobile member that requires soundproofing and impact energy absorption performance. Furthermore, the use of rice husk as a member for automobiles greatly contributes to the protection of the global environment.
籾殻を接着剤で固化してなる成形体に関しては、籾殻に水を噴射して表面を濡らした後、小麦粉、米粉、ゴムパウダーなどの接着剤となる植物性接着剤粉を散布し、次いで水を噴射して植物性接着剤粉を液状化してから、撹拌機で撹拌混合し、次いでこの籾殻を加圧してブロックに成型した後、このブロックを加熱乾燥して接着剤を固化させて、籾殻の繊維方向を横方向に揃えた断熱緩衝材を形成することが開示されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、この方法においては、液状化された接着剤が加熱乾燥の際にマイグレーションにより成形体の表面など高温がわに移行する傾向があり、均一な接着構造が得られないおそれがある。また、未粉砕の籾殻の集合体はかさだか過ぎて強度不足となるおそれがある。 For molded bodies made by solidifying rice husks with adhesives, water is sprayed onto rice husks to wet the surface, and then vegetable adhesive powders such as wheat flour, rice flour, rubber powder, etc. are sprayed, and then water is added. The vegetative adhesive powder is liquefied by spraying, and then stirred and mixed with a stirrer. Then, the rice husk is pressed into a block, and then the block is heated and dried to solidify the adhesive. It is disclosed to form a heat insulating cushioning material in which the fiber directions are aligned in the horizontal direction (see, for example, Patent Document 2). However, in this method, the liquefied adhesive tends to shift to the side of the molded body due to migration during heat drying, and a uniform adhesive structure may not be obtained. Moreover, the aggregate of unmilled rice husks may be too bulky and lack strength.
さらに、籾殻に破砕を加えることなく接着剤その他の固化材料を添加し、撹拌した上で、固化材料が硬化する以前に型へ入れて４０〜７０％の容量に圧縮し、その状態に保持して材料の固化を待ち、型を外して取り出す籾殻壁材の製造方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。しかし、この方法においては、圧縮により籾殻粒子間の空隙が潰されて、成形体は連続気孔を有しないものとなり、十分な防音性と衝撃エネルギー吸収性能を有するものとはならない。 Furthermore, without adding crushing to the rice husks, add adhesive or other solidifying material, stir, put into a mold before the solidified material hardens, compress to 40-70% capacity, and keep it in that state. Thus, a method for producing a rice husk wall material that waits for solidification of the material and removes the mold is disclosed (for example, see Patent Document 3). However, in this method, the space between the rice husk particles is crushed by the compression, and the molded body does not have continuous pores, and does not have sufficient soundproofing and impact energy absorption performance.
また、多数の籾殻が硬化剤によって一体的に固化されていることを特徴とする籾殻を用いた建設資材が開示されている（例えば、特許文献４参照）。この建設資材は、例えば、籾殻及び接着剤を大型の攪拌機やミキサー車等を用いて攪拌し、次に地盤上に混合された籾殻及び接着剤を流し込み、大型の平板状治具で平らに均し養生することによって得られるものであり、建設資材の５０重量％ほどが接着剤であり、通気性はあるものの、十分な衝撃エネルギー吸収性能を有するものとはならない。また、このような籾殻及び接着剤を流し込む態様においては、接着剤の含有比率が１０重量％ほどでは資材に十分な強度が得られない。
本発明の目的は、少量の接着剤で充分な強度を有する籾殻成形体の製造方法を提供しようとすることである。 An object of the present invention is to provide a method for producing a rice husk molded product having sufficient strength with a small amount of adhesive.
本発明の要旨とするところは、籾殻の粒子を主成分とする粉粒体Ａと水とポリビニルアルコールとの混合物を加熱して塊状物を得た後、該塊状物を砕いて表面にポリビニルアルコールが付着された籾殻の粒子を主成分とする粉粒体Ｂを得る工程、
粉粒体Ｂを型に充填して造形体を得る充填工程、
該造形体の内部の籾殻の粒子間の隙間に水または水蒸気を送り込んで、該籾殻の粒子の表面に付着させたポリビニルアルコールを水溶液化する造形体処理工程、
次いで水溶液化した前記付着用物をゲル化するゲル化工程、
次いで造形体を乾燥する乾燥工程を含む籾殻成形体の製造方法であることにある。
The gist of the present invention is that after heating a mixture of granular material A mainly composed of rice husk particles, water and polyvinyl alcohol to obtain a lump, the lump is crushed and polyvinyl alcohol is formed on the surface. A step of obtaining a powder B mainly composed of rice husk particles to which is attached,
A filling step of filling the mold with the powder B to obtain a shaped body;
A modeling body processing step of sending water or water vapor into the gaps between the particles of rice husk inside the modeling body to make polyvinyl alcohol attached to the surface of the particles of the rice husk into an aqueous solution,
Next, a gelling step of gelling the adhering material that has been made into an aqueous solution
Then, it is in the manufacturing method of the rice husk molded object including the drying process which dries a molded object.
また、本発明の要旨とするところは、籾殻の粒子を主成分とする粉粒体Ａ、粒径２ｍｍ以下のポリビニルアルコールの粉末、およびポリビニルアルコールより吸水率の低い素材からなる粒径２ｍｍ以下の粉粒体Ｃを準備する工程、
前記ポリビニルアルコールの粉末と前記粉粒体Ｃとを混合して粉粒体Ｄを得る工程、
粉粒体Ａに給水して湿潤された粉粒体Ａを得る工程、
該湿潤された粉粒体Ａを攪拌しつつ粉粒体Ｄと混合する攪拌混合工程、
該攪拌混合工程で吸水したポリビニルアルコールを、前記攪拌混合工程における攪拌中に乾燥して、表面にポリビニルアルコールが付着された籾殻の粒子を含む粉粒体Ｂ´を得る付着工程、
該粉粒体Ｂ´を型に充填して造形体を得る充填工程、
該造形体の内部の籾殻の粒子間の隙間に水または水蒸気を送り込んで、該籾殻の粒子の表面に付着させたポリビニルアルコールを水溶液化する造形体処理工程、
次いで水溶液化した前記付着用物をゲル化するゲル化工程、
次いで造形体を乾燥する乾燥工程を含む籾殻成形体の製造方法であることにある。
Further, the gist of the present invention is that the powder A is mainly composed of rice husk particles, polyvinyl alcohol powder having a particle size of 2 mm or less, and a particle size of 2 mm or less made of a material having a lower water absorption than polyvinyl alcohol. A step of preparing the powder C,
A step of obtaining a granular material D by mixing the polyvinyl alcohol powder and the granular material C,
Supplying water to the powder granules A to obtain wet powder granules A,
Stirring and mixing step of mixing the wet granular material A with the granular material D while stirring,
An attachment step of drying the polyvinyl alcohol absorbed in the stirring and mixing step during stirring in the stirring and mixing step to obtain a powder B ′ containing rice hull particles having polyvinyl alcohol attached to the surface thereof,
A filling step of filling the mold with the powder B ′ to obtain a shaped body;
A modeling body processing step of sending water or water vapor into the gaps between the particles of rice husk inside the modeling body to make polyvinyl alcohol attached to the surface of the particles of the rice husk into an aqueous solution,
Next, a gelling step of gelling the adhering material that has been made into an aqueous solution
Then, it is in the manufacturing method of the rice husk molded object including the drying process which dries a molded object.
さらに、本発明の要旨とするところは、籾殻の粒子を主成分とする粉粒体Ａを準備する工程、
前記籾殻の粒子の表面に、ポリビニルアルコール、該ポリビニルアルコールの水溶液、の群から選択される付着用物を付着させ、表面に該付着用物が付着された籾殻の粒子を主成分とする粉粒体Ｂ´´を得る付着工程、
該粉粒体Ｂ´´を型に充填して造形体を得る充填工程、
該造形体の内部の籾殻の粒子間の隙間に水または水蒸気を送り込んで、該籾殻の粒子の表面に付着させた前記付着用物を希釈または水溶液化する造形体処理工程、
次いで希釈または水溶液化した前記付着用物をゲル化するゲル化工程、
次いで造形体を乾燥する乾燥工程を含み、
前記ポリビニルアルコールの２０℃の水へ１時間浸漬後の溶解度が５重量％以上である籾殻成形体の製造方法であることにある。
Further, the gist of the present invention is a step of preparing a granular material A mainly composed of rice husk particles,
A powder mainly composed of rice husk particles having adhered to the surface of the rice husk particles, to which an adhesion material selected from the group consisting of polyvinyl alcohol and an aqueous solution of the polyvinyl alcohol is adhered. An attaching step for obtaining a body B ″;
A filling step of filling the mold with the powder B ″ to obtain a shaped body;
A modeling object processing step of diluting or forming an aqueous solution by sending water or water vapor into the gaps between the particles of rice husk inside the modeled object, and attaching to the surface of the particles of the rice husk.
Next, a gelation step of gelling the attached product diluted or made into an aqueous solution,
Then, including a drying step of drying the shaped body,
This is a method for producing a rice husk molded product in which the solubility of the polyvinyl alcohol after immersion in water at 20 ° C. for 1 hour is 5% by weight or more.
前記籾殻成形体の製造方法においては、前記ゲル化工程が、処理された前記造形体を冷凍し次いで解凍する工程を含み得る。 In the method for producing the rice husk molded body, the gelation step may include a step of freezing and then thawing the processed shaped body.
本発明によると、少量の接着剤で充分な強度を有する成形体及びその製造方法が提供される。 According to the present invention, a molded article having sufficient strength with a small amount of adhesive and a method for producing the same are provided.
本発明の籾殻成形体の製造方法は、
籾殻の粒子を主成分とする粉粒体（粉粒体Ａ）を準備する工程、
前記籾殻の粒子の表面に、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール水溶液、の群から選択される付着用物を付着させ、表面に該付着用物が付着された籾殻の粒子を主成分とする粉粒体を得る付着工程、
この粉粒体を型取り用の型に充填して造形体を得る充填工程、
該造形体の内部の籾殻の粒子間の隙間に水または水蒸気を送り込んで、該籾殻の粒子の表面に付着させた前記付着用物を希釈または水溶液化する造形体処理工程、
次いで希釈または水溶液化した前記付着用物をゲル化するゲル化工程、
次いで造形体を乾燥する乾燥工程を含む籾殻成形体の製造方法を基本とするものである。
The method for producing the rice husk molded body of the present invention comprises:
A step of preparing a powder (powder A) mainly composed of rice husk particles,
A powdered body mainly composed of rice husk particles having a surface of the rice husk particles adhered to the surface of the rice husk particles selected from the group consisting of polyvinyl alcohol and a polyvinyl alcohol aqueous solution. Obtaining adhesion process,
A filling step for obtaining a shaped body by filling the mold for mold with this powder and granule,
A modeling object processing step of diluting or forming an aqueous solution by sending water or water vapor into the gaps between the particles of rice husk inside the modeled object, and attaching to the surface of the particles of the rice husk.
Next, a gelation step of gelling the attached product diluted or made into an aqueous solution,
Then, the manufacturing method of the rice husk molded object including the drying process which dries a molded object is used as a basis.
本発明の籾殻成形体の製造方法の一例においては、
前記付着用物を希釈または水溶液化する工程に次いで、前記ゲル化工程と前記乾燥工程が、
前記造形体を前記型から取り外す取り外し工程、
取り外された前記造形体をフィルムからなる梱包袋で梱包し、次いで前記造形体が内包された前記梱包袋の内部を減圧した状態で、前記梱包袋を密閉し、減圧密閉梱包体を得る工程、
該減圧密閉梱包体を冷凍し、冷凍体を得る工程、
該冷凍体を解凍し解凍体を得る工程、
次いで、前記造形体を前記梱包袋から取出して乾燥する工程
で構成されることができる。
In an example of a method for producing a rice husk molded body of the present invention,
Subsequent to the step of diluting or making the deposit, the gelation step and the drying step include
Removal step of removing the shaped body from the mold,
Packing the removed shaped body in a packaging bag made of a film, then sealing the packaging bag in a state where the inside of the packaging bag containing the shaped body is decompressed, and obtaining a reduced-pressure sealed packaging body;
Freezing the vacuum sealed package to obtain a frozen body,
Thawing the frozen body to obtain a thawed body,
Then, it can comprise in the process of taking out the modeling object from the packing bag, and drying.
粉粒体の原料素材
この製造方法における粉粒体Ａの主成分としての籾殻は、粉砕されないもの、あるいは粉砕されて粒子が細かくされたものが必要に応じて所定の比率に混合されたもの、が用いられる。この粉粒体には、そのほかに若干の増量剤が含まれていてもよい。増量剤としてはおがくず、そばがらなどが挙げられる。無機の増量剤であってもよい。増量剤の含有量は１０重量％以下であることが好ましい。
Raw material raw material of the granular material The rice husk as the main component of the granular material A in this production method is not pulverized, or pulverized and finely divided particles are mixed in a predetermined ratio as necessary, Is used. In addition to this, the granular material may contain some extenders. Examples of the bulking agent include sawdust and buckwheat. It may be an inorganic bulking agent. The content of the extender is preferably 10% by weight or less.
付着工程
本発明においては、まず、この籾殻の粒子の表面にポリビニルアルコールを付着させる。この付着は、例えば、この籾殻を主成分とする粉粒体Ａとポリビニルアルコール水溶液とを攪拌混合してなる混合物を乾燥することにより行うことができる。この乾燥も混合体を攪拌しつつ行われることが好ましい。このポリビニルアルコール水溶液の濃度は８〜１２重量％であることが好ましい。９〜１１重量％であることが籾殻の粒子の表面に均一にポリビニルアルコールの被膜が形成されるうえでさらに好ましい。粉粒体とポリビニルアルコール水溶液との混合比率は重量比１：１〜１：３であることが好ましい。４：１０〜６：１０であることが籾殻の粒子の表面に均一にポリビニルアルコールの被膜が形成されるうえでさらに好ましい。混合体における籾殻とポリビニルアルコールとの乾燥重量比は４：１〜６：１であることが高強度の成形体を得るうえで好ましい。籾殻はポリビニルアルコール水溶液と混合する前に予め湿潤状態にしておいてもよい。
Adhesion process In the present invention, first, polyvinyl alcohol is adhered to the surface of the rice husk particles. This adhesion can be performed, for example, by drying a mixture formed by stirring and mixing the powder A containing the rice husk as a main component and an aqueous polyvinyl alcohol solution. This drying is preferably performed while stirring the mixture. The concentration of the polyvinyl alcohol aqueous solution is preferably 8 to 12% by weight. 9 to 11% by weight is more preferable when a film of polyvinyl alcohol is uniformly formed on the surface of the rice husk particles. The mixing ratio of the powder and the polyvinyl alcohol aqueous solution is preferably a weight ratio of 1: 1 to 1: 3. A ratio of 4:10 to 6:10 is more preferable in that a polyvinyl alcohol film is uniformly formed on the surface of the rice husk particles. The dry weight ratio of rice husk to polyvinyl alcohol in the mixture is preferably 4: 1 to 6: 1 in order to obtain a high strength molded product. The rice husk may be wetted before mixing with the aqueous polyvinyl alcohol solution.
籾殻の粒子の表面にポリビニルアルコールを付着させる方法としては、粉粒体Ａとポリビニルアルコールの微粒子粉体とさらに好ましくは展着剤とを攪拌混合させるものであってもよい。この場合、籾殻の粒子の表面にポリビニルアルコールの微粒子がまぶされた状態で付着する。また、籾殻を予め湿潤状態にしたうえでポリビニルアルコールの微粒子粉体を加えて混合してもよい。 As a method for attaching polyvinyl alcohol to the surface of the rice husk particles, the powder A, the fine particle powder of polyvinyl alcohol, and more preferably a stirrer may be mixed. In this case, the fine particles of polyvinyl alcohol adhere to the surface of the rice husk particles. Further, after the rice husk is wetted in advance, a fine particle powder of polyvinyl alcohol may be added and mixed.
籾殻の粒子の表面に付着したポリビニルアルコールは吸湿した状態あるいは水溶液の状態になっていてもよい。 The polyvinyl alcohol adhering to the surface of the rice husk particles may be in a moisture-absorbed state or an aqueous solution state.
付着工程の他の態様としては、粉粒体Ａと水とポリビニルアルコールとの混合物を加熱して塊状物を得て、その塊状物を砕いて表面にポリビニルアルコールが付着された籾殻の粒子を主成分とする粉粒体（粉粒体Ｂ）を得る工程が挙げられる。この方法は、多量のポリビニルアルコールが表面に均一に付着した籾殻の粒子を得るうえで好ましい。 As another aspect of the attaching step, a mixture of the powder A, water and polyvinyl alcohol is heated to obtain a lump, and the lump of the rice husk having polyvinyl alcohol attached to the surface is obtained by crushing the lump. The process of obtaining the granular material (powder body B) used as a component is mentioned. This method is preferable for obtaining rice husk particles having a large amount of polyvinyl alcohol uniformly attached to the surface.
付着工程のさらに他の態様は、籾殻の粒子を主成分とする粉粒体Ａ、籾殻の粒子の短径を超えない粒径である粒径２ｍｍ以下のポリビニルアルコールの粉末、およびポリビニルアルコールより吸水率の低い素材からなり、籾殻の粒子の短径を超えない粒径である粒径２ｍｍ以下の粉粒体Ｃを準備する工程、
前記ポリビニルアルコールの粉末と前記粉粒体Ｃとを混合して粉粒体Ｄを得る工程、
粉粒体Ａに給水して湿潤された粉粒体Ａを得る工程、
該湿潤された粉粒体Ａを攪拌しつつ粉粒体Ｄと混合する攪拌混合工程、を経て、
該攪拌混合工程で吸水したポリビニルアルコールを、前記攪拌混合工程における攪拌中に乾燥して、表面にポリビニルアルコールが付着された籾殻の粒子を含む粉粒体Ｂ´を得る付着工程が挙げられる。
Still another aspect of the attaching step is that powder A containing rice husk particles as a main component, polyvinyl alcohol powder having a particle diameter of 2 mm or less, which is a particle diameter not exceeding the minor axis of rice husk particles, and water absorption from polyvinyl alcohol. A step of preparing a granular material C having a particle size of 2 mm or less, which is made of a low-rate material and does not exceed the short diameter of the rice husk particles,
A step of obtaining a granular material D by mixing the polyvinyl alcohol powder and the granular material C,
Supplying water to the powder granules A to obtain wet powder granules A,
Through the stirring and mixing step of mixing the wet granular material A with the granular material D while stirring,
There is an attachment step in which the polyvinyl alcohol absorbed in the agitation and mixing step is dried during the agitation in the agitation and mixing step to obtain a powder B ′ containing rice husk particles having polyvinyl alcohol attached to the surface.
湿潤された粉粒体Ａは、粉粒体Ａ１００重量部に対して水が３５〜５５重量部含まれていることが好ましい。粉粒体Ａと粉粒体Ｄとの混合は例えば、回転容器を用いて行うことが好ましい。回転容器を用いる場合、最初に湿潤された粉粒体Ａを回転容器に投入し、回転容器を回転させつつ粉粒体Ｄを徐々に回転容器に投入することが均一な付着を実現するうえで好ましい。ポリビニルアルコールの乾燥は、粉粒体Ａと粉粒体Ｄとを攪拌しつつ行うことが好ましい。乾燥は例えば、攪拌中の粉粒体Ａと粉粒体Ｄに熱風を吹きかけることにより行うことができる。なお上記の吸水率 とは、試料を１１０℃で１時間乾燥させた後の質量を乾燥質量とし、この乾燥後、温度２５℃の水に１時間浸漬した後の質量を吸水後質量として、下記の式、
吸水率 （％）＝［（吸水後質量−乾燥質量）／（乾燥質量）］×１００
で求められる値である。
The wet powder A preferably contains 35 to 55 parts by weight of water with respect to 100 parts by weight of the powder A. The mixing of the powder A and the powder D is preferably performed using, for example, a rotating container. In the case of using a rotating container, first, the wet granular material A is put into the rotating container, and the rotating powder is gradually put into the rotating container while rotating the rotating container. preferable. It is preferable to dry the polyvinyl alcohol while stirring the powder A and the powder D. Drying can be performed by, for example, spraying hot air on the granular material A and the granular material D being stirred. The water absorption rate is defined as the mass after drying the sample at 110 ° C. for 1 hour as the dry mass, the mass after being immersed in water at a temperature of 25 ° C. for 1 hour after this drying as the mass after water absorption, The formula,
Water absorption (%) = [(mass after water absorption−dry mass) / (dry mass)] × 100
This is the value obtained by.
粉粒体Ａと粉粒体Ｄとの混合攪拌には粉体用の公知の攪拌装置を用いることができるが、回転容器を用いる場合、回転容器としては例えば特開平１１−１９６６１５に記載されているコーティング装置を用いることができる。回転容器を用いた攪拌時間は１０〜６０分あるいはそれ以上が好ましい。回転容器の回転数は、５０〜２００ｒｐｍが好ましい。処理中の籾殻が加熱されていてもよい。 A known stirring device for powder can be used for mixing and stirring the powder A and the powder D. When a rotating container is used, the rotating container is described in, for example, JP-A-11-196615. Any coating device can be used. The stirring time using the rotating container is preferably 10 to 60 minutes or more. As for the rotation speed of a rotation container, 50-200 rpm is preferable. The rice husk during processing may be heated.
粉粒体Ｃとしては、植物や石炭等の焼却灰、炭酸カルシウム粉末、石膏粉末、酸化チタン等の金属酸化物の粉末、セラミックの粉末、コロイダルシリカ、石英ガラスの粉末、籾殻の粉末、籾殻焼成灰、籾殻燻炭、樹脂ビーズ、樹脂発泡ビーズなどが挙げられる。ポリビニルアルコールおよび粉粒体Ｃの粒径は１〜１０００μｍであることが籾殻へのポリビニルアルコールの均一な付着のうえで好ましい。粉粒体Ｄにおけるポリビニルアルコールと粉粒体Ｃの混合重量比率は１：０．１〜１であることが籾殻へのポリビニルアルコールの均一な付着のうえで好ましい。１：０．１５〜０．２５であることがさらに好ましい。 As the granular material C, incineration ash such as plants and coal, calcium carbonate powder, gypsum powder, metal oxide powder such as titanium oxide, ceramic powder, colloidal silica, quartz glass powder, rice husk powder, rice husk firing Examples include ash, rice husk charcoal, resin beads, and resin foam beads. The particle size of the polyvinyl alcohol and the granular material C is preferably 1 to 1000 μm in view of uniform adhesion of the polyvinyl alcohol to the rice husk. The mixing weight ratio of the polyvinyl alcohol and the powder C in the powder D is preferably 1: 0.1 to 1 for uniform adhesion of the polyvinyl alcohol to the rice husk. More preferably, it is 1: 0.15-0.25.
また、粉粒体Ｃとして発泡性の粒子からなる粉体を用いて造形体に発泡性の粒子を混在させることができる。造形体に発泡性の粒子が混入していると造形体が熱水や水蒸気により加熱されたときにこの粒子が発泡し、よりかさ高で低比重の成形体が得られる。発泡は造形体の乾燥時の加熱によりなされてもよい。発泡性の粒子としてはポリスチレンの発泡ビーズなどが挙げられる。 In addition, foamable particles can be mixed in the shaped body by using a powder composed of foamable particles as the powder C. If foamable particles are mixed in the shaped body, the particles are foamed when the shaped body is heated with hot water or steam, and a molded body having a higher bulk and lower specific gravity is obtained. Foaming may be performed by heating during drying of the shaped body. Examples of the expandable particles include polystyrene expanded beads.
充填工程
充填工程においては、籾殻の粒子の表面にポリビニルアルコールを付着させた、籾殻を主成分とする粉粒体（粉粒体Ｂ´や後述の粉粒体Ｂ粉粒体Ｂ´´など）を所定の形状の型内に、例えば、圧空で送り込んで造形体を得る。次いで、この型内に水蒸気を送り込むことにより、造形体の内部の籾殻の粒子の間の隙間を水蒸気及びこの水蒸気のドレインで充満させる。水蒸気に代えて、水を型内に送り込んでもよい。水は５０℃以上の高温であることが好ましいが、水に対して高溶解性のポリビニルアルコールを籾殻に付着させた粉粒体（粉粒体Ｂ´´）を用いる場合は常温水であることが好ましい。
Filling process In the filling process, powders (mainly, powder B ′ and powder B, which will be described later) having polyvinyl alcohol attached to the surface of the rice husk particles, etc. Is sent into a mold having a predetermined shape by, for example, compressed air to obtain a shaped body. Next, by feeding water vapor into the mold, the gaps between the rice hull particles inside the shaped body are filled with water vapor and the water vapor drain. Instead of water vapor, water may be fed into the mold. The water is preferably at a high temperature of 50 ° C. or higher, but when using a granular material (powder B ″) in which polyvinyl alcohol, which is highly soluble in water, is attached to rice husk, it should be room temperature water. Is preferred.
高溶解性のポリビニルアルコールは、２０℃の水へ２０間浸漬後の溶解度が１重量％以上であるポリビニルアルコールをいう。このようなポリビニルアルコールは、鹸化度と分子量の調整、粒子のサイズの微小化、親水性側鎖の導入による結晶化度の低下などの公知の手段を適宜組み合わせて得ることができる。例えば、重合度４００〜６００、鹸化度９５モル％以上、粒度３００メッシュ以下とすることができる。 Highly soluble polyvinyl alcohol refers to polyvinyl alcohol having a solubility of 1% by weight or more after being immersed in water at 20 ° C. for 20 minutes. Such polyvinyl alcohol can be obtained by appropriately combining known means such as adjustment of saponification degree and molecular weight, reduction in particle size, and reduction in crystallinity by introduction of hydrophilic side chains. For example, the polymerization degree can be 400 to 600, the saponification degree is 95 mol% or more, and the particle size is 300 mesh or less.
型内に送り込む流体が常温水であることにより、型の材質の制約が少なくなり、例えば、樹脂製の型の使用も可能となる。また、造形体を冷却せずとも型から容易に取り出すことができるので、この取り出しの操作手順が簡略になる。 When the fluid fed into the mold is room temperature water, there are fewer restrictions on the material of the mold, and for example, a resin mold can be used. In addition, since the molded body can be easily taken out from the mold without cooling, the operation procedure for taking it out is simplified.
この充填と型内への水蒸気や水の送り込みは、例えば、特開２０００−１７６９５６に記載の加圧圧縮充填法による金型装置により好適に行うことができる。 The filling and feeding of water vapor or water into the mold can be suitably performed by a mold apparatus based on a pressure compression filling method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-176955, for example.
この金型装置を用いる充填方法は、（１）金型を型閉してキャビティ５を形成し、このキャビティ５内に、充填用粉粒体を充填する充填工程、（２）造形体に水蒸気を送り込んで加熱する加熱工程。（３）その後、造形体を冷却させる冷却工程、（４）冷却後、型開して、所定形状の造形体として金型装置から取り出す取り出し工程、という手順からなる。 The filling method using this mold apparatus is as follows: (1) a mold is closed and a cavity 5 is formed, and a filling granule is filled in the cavity 5; Heating process to feed and heat. (3) Thereafter, a cooling step for cooling the shaped body, and (4) a step of opening the mold after cooling and taking out from the mold apparatus as a shaped body having a predetermined shape.
充填工程についてさらに述べるならば、充填工程は、外部の原料サービスタンク（不図示）に収容した充填用粉粒体（粉粒体Ｂ、粉粒体Ｂ´、粉粒体Ｂ´´など）を、キャビティ内に送入し充填する工程である。充填用粉粒体は圧縮エアによりベンチュリー効果でキャビティ内に送入される。充填する工程にはクラッキング充填法、加圧充填法あるいは加圧圧縮充填法などがあるが、いずれも充填用粉粒体とともに送り込まれた圧縮エアは、キャビティからベントホールなどを通じて外部に排出される。 If the filling process is further described, in the filling process, the filling particles (powder B, powder B ′, powder B ″, etc.) stored in an external raw material service tank (not shown) are used. This is a process of feeding into the cavity and filling it. The powder for filling is fed into the cavity by the venturi effect by compressed air. The filling process includes a cracking filling method, a pressure filling method, and a pressure compression filling method. In any case, the compressed air fed together with the filling powder is discharged from the cavity through a vent hole or the like. .
また、この充填方法においては、中間型閉してキャビティを形成し、さらに型閉してこのキャビティより容積の小さいキャビティを形成するような金型を用いることができる。このような金型を用いて、（１）金型を中間型閉して形成したキャビティ内に充填用粉粒体を充填し、（２）造形体に水蒸気を送り込んで加熱し、（３）その後、この金型をさらに型閉して造形体を圧縮し、次いで冷却し、（４）冷却後、型開して、所定形状の造形体として金型装置から取り出す、という手順をとることができる。このような態様によれば、より高密度の造形体を得ることができる。 In this filling method, it is possible to use a mold that closes the intermediate mold to form a cavity, and further closes the mold to form a cavity having a smaller volume than the cavity. Using such a mold, (1) filling a powder granule into a cavity formed by closing an intermediate mold, (2) sending steam to the shaped body and heating, (3) Thereafter, the mold may be further closed to compress the shaped body, and then cooled. (4) After cooling, the mold may be opened and removed from the mold apparatus as a shaped body having a predetermined shape. it can. According to such an aspect, a higher-density modeling body can be obtained.
あるいは、このような金型を用いて、（１）金型を中間型閉して形成したキャビティ内に充填用粉粒体を充填し、（２）この金型をさらに型閉して造形体を圧縮し、（３）その後造形体に水蒸気を送り込んで加熱し、次いで冷却し、（４）冷却後、型開して、所定形状の造形体として金型装置から取り出す、という手順をとることができる。このような態様によっても、より高密度の造形体を得ることができる。 Alternatively, by using such a mold, (1) a filling powder is filled in a cavity formed by closing the mold and (2) the mold is further closed to form a molded body (3) Then, steam is sent to the shaped body and heated, and then cooled. (4) After cooling, the mold is opened and taken out from the mold apparatus as a shaped body having a predetermined shape. Can do. Also according to such an embodiment, a higher-density shaped body can be obtained.
造形体を構成する粉粒体（粉粒体Ｂ、粉粒体Ｂ´、粉粒体Ｂ´´など）が乾燥状態である場合は、造形体処理工程における水蒸気の送り込みにより籾殻の粒子に付着しているポリビニルアルコールが含水して水溶液化し、またこのため籾殻の粒子の表面に粘着性が発現し、籾殻の粒子同士が接着されて造形体に自立の形態保持性が与えられる。これにより、造形体を型開した金型から比較的容易に取出すことができる。送り込まれる水蒸気は大気圧の水蒸気、いわゆる生蒸気であってよい。生蒸気より高圧の水蒸気であってもよい。さらに、上述のように水蒸気のかわりにあるいは水蒸気とともに水が造形体に送り込まれてもよい。 When the granular material (powder particle B, granular material B ′, granular material B ″, etc.) constituting the molded body is in a dry state, it adheres to the particles of rice husks by feeding water vapor in the molded body processing step. Polyvinyl alcohol is water-containing to form an aqueous solution, and, for this reason, stickiness is developed on the surface of the rice husk particles, and the particles of rice husk are adhered to each other to give the model a self-supporting shape retention. Thereby, it can take out comparatively easily from the metal mold | die which opened the modeling body. The steam fed in may be atmospheric steam, so-called live steam. It may be steam having a pressure higher than that of live steam. Further, as described above, water may be fed into the shaped body instead of or together with water vapor.
造形体を構成する粉粒体（、粉粒体Ｂ、粉粒体Ｂ´粉粒体Ｂ´´など）が湿潤状態である場合は、充填工程における水蒸気や水の送り込みにより籾殻の粒子に付着しているポリビニルアルコールが水溶液化する。あるいは、ポリビニルアルコールがすでに水溶液として籾殻の粒子に付着している場合は、その水溶液が希釈される。 When the powder (including powder B, powder B ′, powder B ″, etc.) constituting the shaped body is wet, it adheres to the rice husk particles by feeding water vapor or water in the filling process. Polyvinyl alcohol that has been turned into an aqueous solution. Alternatively, when polyvinyl alcohol is already attached to the rice husk particles as an aqueous solution, the aqueous solution is diluted.
金型装置を用いた態様においては、キャビティに送り込む粉粒体（粉粒体Ｂ、粉粒体Ｂ´、粉粒体Ｂ´´など）は乾燥状態であることが粉粒体の空気による移送が円滑に行われて好ましい。粉粒体が湿潤状態である場合は、器具による押し込みなどの機械的な充填方法が用いられることが好ましい。 In the embodiment using the mold apparatus, the powder (powder B, powder B ′, powder B ″, etc.) to be fed into the cavity is in a dry state. Is preferably performed smoothly. When the granular material is in a wet state, it is preferable to use a mechanical filling method such as pushing with an instrument.
本発明の他の態様においては、多孔質の材料あるいは孔あきの材料からなる型に充填用粉粒体を充填し、その造形体の籾殻の粒子の間隙に、その材料の連通孔を経由して水を流入させることにより、籾殻の粒子の表面のポリビニルアルコールを含水させて水溶液化してもよい。この流入は、例えば、型に充填されている造形体を型ごと水に浸漬することにより行うことができる。あるいは造形体を充填した状態の型の内部にその材料の連通孔を経由して水を圧入することにより造形体の籾殻の粒子の間隙に水を流入させてもよい。水蒸気を造形体の籾殻の粒子の間隙に吹き込んでドレン化させてもよい。 In another embodiment of the present invention, a mold made of a porous material or a perforated material is filled with a filling granule, and the space between the particles of the rice husk of the shaped body is communicated through the communication hole of the material. By injecting water, polyvinyl alcohol on the surface of the rice husk particles may be contained to form an aqueous solution. This inflow can be performed, for example, by immersing the shaped body filled in the mold in water together with the mold. Or you may make water flow in into the space | gap of the particle | grains of the rice husk of a modeling body by pressing water into the inside of the type | mold with the modeling body filled through the communicating hole of the material. Water vapor may be blown into the gaps between the grains of the rice husks of the shaped body to cause draining.
このようにして造形体を処理したのち、籾殻表面の希釈または水溶液化したポリビニルアルコールをゲル化する。ゲル化はこの造形体を冷凍しついで解凍することによりなされる。 After processing the shaped body in this way, the diluted or water-soluble polyvinyl alcohol on the surface of the rice husk is gelled. Gelation is achieved by freezing this shaped body and then thawing it.
減圧密閉梱包体
金型から取り外された造形体を真空包装用のフィルム袋に入れてその袋の内部を減圧して密封し、減圧密閉梱包体を得る。減圧密閉梱包体を得る工程は真空包装用の公知の器具や装置、と公知の真空包装用フィルムを用いて行うことができる。減圧密閉梱包体中の造形体は大気圧で加圧されて圧縮状態になっている。袋の中の内圧を所定の圧に設定することにより、造形体にかかる圧縮圧を調整して造形体の密度を制御することができる。
The shaped body removed from the vacuum sealed package mold is put in a film bag for vacuum packaging, and the inside of the bag is decompressed and sealed to obtain a vacuum sealed package. The step of obtaining the reduced-pressure sealed package can be performed using a known instrument or device for vacuum packaging and a known vacuum packaging film. The shaped body in the vacuum sealed package is pressurized at atmospheric pressure and is in a compressed state. By setting the internal pressure in the bag to a predetermined pressure, the compression pressure applied to the shaped body can be adjusted to control the density of the shaped body.
冷凍行程
減圧密閉梱包体は冷凍される。本発明のさらに他の態様においては、型に充填された充填用粉粒体（造形体）を型ごと冷凍してもよい。この場合は、充填用粉粒体を型ごと真空包装して冷凍してもよい。あるいは、型を閉められた状態に固定することにより造形体を圧縮し、造形体を袋に入れることなく型ごと冷凍してもよい。
The refrigeration stroke decompression sealed package is frozen. In still another embodiment of the present invention, the filling powder body (molded body) filled in the mold may be frozen together with the mold. In this case, the filling powder may be vacuum-packed and frozen together with the mold. Alternatively, the model may be compressed by fixing the mold in a closed state, and the model may be frozen without putting the model in a bag.
本発明のまたさらに他の態様においては、型に充填された充填用粉粒体（造形体）を脱型して第２の型に収め、次いで造形体を第２の型ごと冷凍してもよい。この場合は、充填用粉粒体を型ごと真空包装して冷凍してもよい。あるいは、型を閉められた状態に固定することにより造形体を圧縮し、造形体を袋に入れることなく第２の型ごと冷凍してもよい。 In still another aspect of the present invention, the filling powder (molded body) filled in the mold is removed from the mold and stored in the second mold, and then the molded body is frozen together with the second mold. Good. In this case, the filling powder may be vacuum-packed and frozen together with the mold. Alternatively, the model may be compressed by fixing the mold in a closed state, and the second model may be frozen without putting the model in a bag.
減圧密閉梱包体、あるいは型や第２の型ごと冷凍された造形体は公知の冷凍装置を用いて冷凍処理して冷凍体を得ることができる。例えば、冷凍食品用の冷凍装置を用いて連続的に減圧密閉梱包体を供給して連続的に冷凍処理することができる。冷凍温度は−１０〜−３０℃であることが好ましい。減圧密閉梱包体を冷凍することにより、減圧密閉梱包体中の造形体を圧縮状態で冷凍することができる。あるいは造形体を型や第２の型ごと冷凍することにより、型中の造形体を圧縮状態で冷凍することができる。 The molded body frozen together with the vacuum sealed package or the mold and the second mold can be frozen using a known refrigeration apparatus to obtain a frozen body. For example, it is possible to continuously supply a reduced-pressure sealed package by using a refrigeration apparatus for frozen foods and continuously perform a freezing treatment. The freezing temperature is preferably −10 to −30 ° C. By freezing the vacuum sealed package, the shaped body in the vacuum sealed package can be frozen in a compressed state. Alternatively, the shaped body in the mold can be frozen in a compressed state by freezing the shaped body together with the mold or the second mold.
解凍体
解凍体は、冷凍された減圧密閉梱包体，あるいは型や第２の型ごと冷凍された造形体を公知の加熱装置を用いて解凍処理して得ることができる。例えば、ヒートポンプ方式の加熱装置が好適に用いられる。減圧密閉梱包体は連続的に加熱装置に供給して連続的に解凍することもできる。なお、減圧密閉梱包体の冷凍、解凍は複数回繰り返して行われてもよい。この凍結、解凍により造形体中のポリビニルアルコール水溶液がゲル化される。とくに、籾殻中のシリカがポリビニルアルコールのゲル化反応を促進させることにより、強固なゲル体が生成される。また、この解凍処理により、減圧密閉梱包体中の造形体を圧縮状態で解凍することができる。この造形体は、圧縮状態で冷凍、解凍されているので構造は安定した緻密さを実現できる。
The thawing body thawing body can be obtained by thawing a frozen decompression sealed package body or a shaped body frozen together with the mold or the second mold using a known heating device. For example, a heat pump type heating device is preferably used. The vacuum sealed package can be continuously supplied to the heating device and continuously defrosted. In addition, freezing and thawing | decompression of a decompression sealing package may be performed repeatedly in multiple times. By this freezing and thawing, the polyvinyl alcohol aqueous solution in the shaped body is gelled. In particular, the silica in the rice husk promotes the gelation reaction of polyvinyl alcohol, thereby producing a strong gel. In addition, by this thawing process, the shaped body in the vacuum sealed package can be thawed in a compressed state. Since this shaped body is frozen and thawed in a compressed state, the structure can realize a stable denseness.
なお、本発明において、造形体の内部の籾殻の粒子間の隙間に水または水蒸気を送り込んで籾殻の粒子の表面に付着させた付着用物を希釈または水溶液化する工程は、造形体中のポリビニルアルコール水溶液の濃度をゲル化に適した濃度にするために行われる。 In the present invention, the step of diluting or making an aqueous solution of the adhering material attached to the surface of the rice husk particles by sending water or water vapor into the gaps between the particles of the rice husk inside the modeled body is the polyvinyl in the modeled body. This is performed in order to adjust the concentration of the aqueous alcohol solution to a concentration suitable for gelation.
乾燥工程
乾燥工程においては、解凍された造形体をフィルム袋から取出してあるいは型や第２の型を開放して、造形体を加熱乾燥する。乾燥は５０〜１２０℃で加熱して行うことが好ましい。例えば、１〜１０℃／ｍｉｎの昇温速度で５０〜１２０℃まで昇温して加熱することにより行うことができる。この乾燥により、強固に３次元化したＳｉ／ポリビニルアルコールのゲルに含まれている水分が除去されて、ポーラスなスポンジ状の構造物となり、籾殻の粒子がその構造体に堅固に捕捉された構造体が得られる。
Drying step In the drying step, the thawed shaped body is taken out of the film bag or the mold or the second mold is opened and the shaped body is heated and dried. Drying is preferably performed by heating at 50 to 120 ° C. For example, it can be carried out by heating to 50 to 120 ° C. at a heating rate of 1 to 10 ° C./min. By this drying, moisture contained in the strongly three-dimensional Si / polyvinyl alcohol gel is removed to form a porous sponge-like structure, and the rice husk particles are firmly captured by the structure. The body is obtained.
本発明のかかる製造方法により、籾殻の粒子同士がポリビニルアルコールをバインダとして強固に接合された籾殻成形体が得られる。 According to the production method of the present invention, a rice husk molded body in which rice husk particles are firmly bonded using polyvinyl alcohol as a binder is obtained.
籾殻とポリビニルアルコール水溶液とを混合して成形した成形体を単に加熱した場合は、前述のように、液状化された接着剤が加熱乾燥の際にマイグレーションにより成形体の表面など高温がわに移行する傾向があり、均一な接着構造が得られないそれがあるが、本発明においては、造形体中の含水ポリビニルアルコールを凍結、解凍することにより含水ポリビニルアルコールがゲル化され、これにより、ポリビニルアルコール分子同士がＳｉを反応促進剤として３次元的に結びつき、含水ポリビニルアルコールの自然流動が阻害されて、乾燥時のマイグレーションが防止されて成形体全体にわたり均一な接着がなされる。 When a molded body that is formed by mixing rice husk and an aqueous polyvinyl alcohol solution is simply heated, as described above, the liquefied adhesive migrates to the surface of the molded body due to migration during heat drying. However, in the present invention, the water-containing polyvinyl alcohol is gelled by freezing and thawing the water-containing polyvinyl alcohol in the shaped body. Molecules are three-dimensionally linked using Si as a reaction accelerator, the natural flow of the water-containing polyvinyl alcohol is inhibited, migration at the time of drying is prevented, and uniform adhesion is achieved over the entire molded body.
このような効果を得るうえでは、本発明のさらに別の態様にあっては、造形体を凍結せずに冷却することによりゲル化させてもよい。このためには水に対して高溶解性のポリビニルアルコールを使用することが好ましい。 In order to obtain such an effect, in yet another aspect of the present invention, the shaped body may be gelled by cooling without freezing. For this purpose, it is preferable to use polyvinyl alcohol which is highly soluble in water.
さらに、籾殻に含まれるシリカ成分が遊離して含水ポリビニルアルコールに架橋剤として３次元的に作用してゲル化を促進するとともに、乾燥後の接着力の向上にも寄与するものと考えられる。この結果、高強度の成形体が得られる。 Furthermore, it is considered that the silica component contained in the rice husk is released and acts on the water-containing polyvinyl alcohol three-dimensionally as a cross-linking agent to promote gelation and contribute to the improvement of the adhesive strength after drying. As a result, a high-strength molded body is obtained.
従って、本発明においては、充填用粉粒体にシリカ成分を含む微粉末を含有させることがゲル化の促進にとっても有効である。このシリカ成分を含む微粉末に含まれるシリカ成分も遊離して含水ポリビニルアルコールに架橋剤として作用してゲル化をさらに促進するとともに、乾燥後の接着力の向上にも寄与すると考えられる。シリカ成分を含む微粉末としては微粉砕された籾殻、コロイダルシリカ、石英ガラスの粉末、籾殻焼成灰などが挙げられる。微粉末の粒子径は１００μｍ以下であることがゲル化を促進させるうえで好ましい。微粉末はナノオーダーの微粉末であってもよい。 Therefore, in the present invention, it is effective for promoting gelation to contain a fine powder containing a silica component in the filling granule. It is considered that the silica component contained in the fine powder containing the silica component is also liberated and acts on the water-containing polyvinyl alcohol as a cross-linking agent to further promote gelation and contribute to the improvement of the adhesive strength after drying. Examples of the fine powder containing a silica component include finely pulverized rice husk, colloidal silica, quartz glass powder, and baked rice husk ash. The particle diameter of the fine powder is preferably 100 μm or less in order to promote gelation. The fine powder may be a nano-order fine powder.
また、本発明の態様の一例においては、前述の付着工程におけるように、籾殻の粒子にポリビニルアルコール水溶液を付着させたのち乾燥し、表面に乾燥されたポリビニルアルコールが付着した籾殻の粒子を得て、その後ふたたびその付着したポリビニルアルコールを湿潤させて水溶液状態とする。従来のように、単にポリビニルアルコール水溶液と籾殻とを混合したのち乾燥してポリビニルアルコールをバインダとして籾殻の粒子同士を接着する場合は、この混合により籾殻の粒子表面に付着したポリビニルアルコール水溶液中の水分が籾殻の粒子に吸収されて、この水溶液が濃縮され、高濃度のポリビニルアルコール水溶液が籾殻の粒子表面に付着している状態となる。 Moreover, in an example of the aspect of the present invention, as in the above-described attaching step, the aqueous solution of polyvinyl alcohol is attached to the rice husk particles and then dried to obtain the rice husk particles to which the dried polyvinyl alcohol is attached. Then, the adhered polyvinyl alcohol is again wetted to form an aqueous solution. When the particles of the rice husk are adhered to each other by simply mixing the polyvinyl alcohol aqueous solution and the rice husk and then drying and bonding the polyvinyl alcohol as a binder as in the past, the water in the aqueous solution of the polyvinyl alcohol adhering to the particle surface of the rice husk by this mixing Is absorbed by the rice husk particles, the aqueous solution is concentrated, and a high-concentration polyvinyl alcohol aqueous solution is attached to the surface of the rice husk particles.
このような状態では十分なゲル化が行われず、籾殻の粒子同士の上述の強固な結合を得ることができない。これに対して、本発明においては、籾殻の粒子表面に付着した乾燥されたポリビニルアルコールにふたたび水分を供給することにより、ゲル化が十分に行われる濃度のポリビニルアルコール水溶液を籾殻の粒子表面に存在させることができる。さらに、このとき供給する水分の量を調節することにより水溶液の濃度をゲル化が十分に行われる濃度に制御することができる。さらには、籾殻の粒子表面の水溶液の濃度を、籾殻の粒子表面に粘着性を与えるのに適した濃度に制御することもできる。 In such a state, sufficient gelation is not performed, and the above-described strong bond between the rice husk particles cannot be obtained. On the other hand, in the present invention, by supplying water again to the dried polyvinyl alcohol attached to the surface of the rice husk particles, an aqueous polyvinyl alcohol solution having a concentration sufficient for gelation is present on the surface of the rice husk particles. Can be made. Furthermore, by adjusting the amount of moisture supplied at this time, the concentration of the aqueous solution can be controlled to a concentration at which gelation is sufficiently performed. Furthermore, the concentration of the aqueous solution on the surface of the rice husk particles can be controlled to a concentration suitable for imparting tackiness to the surface of the rice husk particles.
本発明の態様の他の一例においては、籾殻の粒子に吸水したポリビニルアルコールあるいはポリビニルアルコール水溶液を付着させたのちふたたび水分を供給することにより、ゲル化が十分に行われる濃度のポリビニルアルコール水溶液を籾殻の粒子表面に存在させることができる。単に籾殻の粒子に吸水したポリビニルアルコールあるいはポリビニルアルコール水溶液を付着させた場合は、水分が籾殻に吸収されてポリビニルアルコールの濃度が高くなり、ゲル化が十分に行われる濃度のポリビニルアルコール水溶液を籾殻の粒子表面に安定して存在させることができない。 In another example of the embodiment of the present invention, a polyvinyl alcohol aqueous solution having a concentration sufficient for gelation is obtained by supplying water again after adsorbing water-absorbed polyvinyl alcohol or a polyvinyl alcohol aqueous solution to the rice husk particles. Can be present on the particle surface. When water-absorbed polyvinyl alcohol or a polyvinyl alcohol aqueous solution is simply adhered to the rice husk particles, the water is absorbed into the rice husk to increase the concentration of polyvinyl alcohol, and the aqueous solution of polyvinyl alcohol having a concentration sufficient for gelation is used. It cannot be stably present on the particle surface.
本発明においては、このようにして得られた籾殻成形体をさらにフィルムで包装することにより、元来耐水性に劣るものとされる籾殻の成形体に優れた耐水性を付与できる。また、籾殻特有の匂いをほぼ遮断することができる。この包装はシュリンク包装方式により好適に行うことができる。 In the present invention, by further wrapping the rice husk molding obtained in this manner with a film, excellent water resistance can be imparted to the rice husk molding which is originally inferior in water resistance. Moreover, the smell peculiar to rice husk can be almost blocked. This packaging can be suitably performed by a shrink wrapping method.
さらに、本発明の籾殻成形体は、籾殻を加熱炭化させた籾殻燻炭を含有させることによって籾殻特有の匂いをほぼ解消することができる。また、これにより、籾殻成形体に脱臭能を付与することができる。例えば、籾殻燻炭を粉粒体Ａに混入させておくことにより籾殻燻炭を含有した籾殻成形体が得られる。籾殻燻炭に代えて活性炭の粉粒物を用いても脱臭能が得られるが、籾殻燻炭はポリビニルアルコールのゲル化を促進させて成形体の強度向上に寄与するので好ましい。 Furthermore, the rice husk molded body of the present invention can substantially eliminate the odor unique to rice husk by containing rice husk charcoal obtained by carbonizing rice husk by heating. Thereby, deodorizing ability can be imparted to the rice husk molded body. For example, a rice husk molding containing rice husk husk charcoal is obtained by mixing rice husk husk charcoal in the powder A. Deodorizing ability can be obtained by using activated carbon powder instead of rice husk charcoal, but rice husk charcoal is preferable because it promotes the gelation of polyvinyl alcohol and contributes to improving the strength of the molded body.
また、本発明における冷凍、解凍というバッチ式の工程は、連続的に冷凍室や解凍室に送り込むことにより工業的に効率よく実施することも可能である。 In addition, the batch-type processes of freezing and thawing in the present invention can be industrially efficiently carried out by continuously feeding into a freezing room or a thawing room.
本発明におけるポリビニルアルコールは側鎖に各種の有機基が導入されて変性されたポリビニルアルコールをも意味するものとする。 The polyvinyl alcohol in the present invention also means polyvinyl alcohol modified by introducing various organic groups into the side chain.
本発明の製造方法により得られた籾殻成形体は、高強度であり、かつ衝撃吸収性に優れる。また、吸音性に優れる。この特長を活かして、自動車用の内装分野や外装分野の部材として好適に使用される。とくには嵩上げボード用デッキボード用の部材や、ニーボルスター用部材として好適に用いることができる。また、吸音性や調湿性や天然の触感や色目に優れた建材として好適に用いることができる。さらには、ヘルメットの芯材や電子装置用の衝撃吸収材としても好適に用いることができる。また、音波吸収能を有するインテリア用材、音波吸収能や調湿機能を有するパネル、として好適に用いることができる。 The rice husk molded body obtained by the production method of the present invention has high strength and excellent impact absorption. Moreover, it is excellent in sound absorption. Taking advantage of this feature, it is suitably used as a member in the interior field and exterior field for automobiles. In particular, it can be suitably used as a member for a deck board for a raised board or a member for a knee bolster. Moreover, it can use suitably as a building material excellent in sound absorption property, humidity control property, natural tactile sensation, and color. Furthermore, it can be suitably used as a core material for a helmet or an impact absorbing material for an electronic device. Moreover, it can use suitably as an interior material which has a sound absorption ability, and a panel which has a sound absorption ability and a humidity control function.
［実施例１］
籾殻１．５ｋｇ、籾殻を粉砕分級した平均粒径１００μｍの籾殻微粉末０．５ｋｇ、平均粒径５００μｍのポリビニルアルコール粉末（日本合成化学工業製：Ｇグレード）０．４ｋｇ、水１．７ｋｇを混練して混練物を得た。この混練物を８０℃に加熱して乾燥し、塊状物を得た。この塊状物を粉砕して籾殻表面にポリビニルアルコールが均一に付着された粉粒体を得た。この粉粒体１２０ｇを縱１０ｃｍ横１４．５ｃｍ、厚さ２．４ｃｍのキャビティを有する型に入れて加圧成形し造形体とした。造形体を加圧状態でキャビティ内に０．２ＭＰａの水蒸気源から水蒸気を３分間導入して造形体を処理した。処理後の造形体は自立性の成形体であった。開型してこの成形体を型から取出して真空包装用フィルムを用いて真空包装機で真空包装し、減圧密閉梱包体を得た。この減圧密閉梱包体の内部の圧力は７６ｍｍＨｇであった。この減圧密閉梱包体を−２０℃で２０分間冷凍したのち室温で解凍した。解凍後袋から造形体を取出して８０℃２０分の加熱により加熱乾燥し籾殻成形体を得た。この籾殻成形体の曲げ強度は０．５５ＭＰａであり、自動車内装材として充分な強度を有していた。
[Example 1]
1.5 kg of rice husk, 0.5 kg of rice husk fine powder with an average particle diameter of 100 μm obtained by pulverizing and classifying rice husk, 0.4 kg of polyvinyl alcohol powder (G grade) manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry, and 1.7 kg of water Thus, a kneaded product was obtained. The kneaded product was heated to 80 ° C. and dried to obtain a lump. This lump was pulverized to obtain a granular material in which polyvinyl alcohol was uniformly attached to the surface of the rice husk. 120 g of this granular material was put into a mold having a cavity of 10 cm wide, 14.5 cm wide and 2.4 cm thick, and subjected to pressure molding to obtain a shaped body. The shaped body was treated by introducing water vapor from a 0.2 MPa water vapor source into the cavity for 3 minutes in a pressurized state. The shaped body after the treatment was a self-supporting molded body. The mold was opened, the molded body was taken out of the mold, and vacuum-packed with a vacuum packaging film using a vacuum packaging film to obtain a vacuum sealed package. The pressure inside the vacuum sealed package was 76 mmHg. The vacuum sealed package was frozen at −20 ° C. for 20 minutes and then thawed at room temperature. After thawing, the molded body was taken out from the bag and dried by heating at 80 ° C. for 20 minutes to obtain a rice husk molded body. The bending strength of this rice husk molding was 0.55 MPa, which was sufficient as an automobile interior material.
［実施例２］
籾殻（粉粒体Ａ）、籾殻を粉砕分級した平均粒径２００μｍの籾殻微粉末（粉粒体Ｃ）、平均粒径５００μｍのポリビニルアルコール粉末（日本合成化学工業製：Ｇグレード）を用意し、まず、籾殻１．５ｋｇに水０．７リットルを加えて湿潤された籾殻を作った。また、籾殻微粉末０．０６ｋｇとポリビニルアルコール粉末０．３５ｋｇとを混合して粉粒体Ｄとした。湿潤された籾殻を斜め回転ドラムに投入し、次いでドラムを６０ｒｐｍで回転させつつ粉粒体Ｄを少量づつ投入し２０分で全量を投入し終わった。回転ドラムの回転中に１２０℃の熱風を投入されている投入物に吹きかけて投入物を乾燥した。これにより、表面にポリビニルアルコールが均一に付着された籾殻を主成分とする粉粒体を得た。この粉粒体１２０ｇから実施例１と同様にして籾殻成形体を得た。この籾殻成形体の曲げ強度は０．５ＭＰａであり、自動車内装材として充分な強度を有していた。この籾殻成形体を厚さ４０μｍのポリエチレン系フィルムで密封包装した包装体は耐水性が良くかつ吸音性に優れ、とくにデッキボード用の部材として好適に使用できるものであった。
[Example 2]
Prepare rice husk (powder granule A), rice husk fine powder (powder granule C) having an average particle size of 200 μm obtained by pulverizing and classifying rice husk, and polyvinyl alcohol powder (Nippon Synthetic Chemical Industry: G grade) having an average particle size of 500 μm, First, 0.7 kg of water was added to 1.5 kg of rice husk to make a wet rice husk. Moreover, 0.06 kg of rice husk fine powder and 0.35 kg of polyvinyl alcohol powder were mixed to obtain a granular material D. The wet rice husk was put into an oblique rotating drum, and then the granular material D was added little by little while rotating the drum at 60 rpm, and the entire amount was charged in 20 minutes. During the rotation of the rotating drum, the input was dried by blowing hot air of 120 ° C. on the input. Thereby, the granular material which has a rice husk with the polyvinyl alcohol uniformly attached to the surface as a main component was obtained. In the same manner as in Example 1, a rice husk molded body was obtained from 120 g of this granular material. The bending strength of this rice husk molded body was 0.5 MPa, which was sufficient as an automobile interior material. A packaging body in which this rice husk molded body is hermetically packaged with a polyethylene film having a thickness of 40 μm has good water resistance and excellent sound absorption, and can be suitably used particularly as a member for a deck board.
［実施例３］
籾殻１．５ｋｇ、籾殻を粉砕分級した平均粒径１００μｍの籾殻微粉末０．５ｋｇ、ポリビニルアルコール粉末（鹸化度９８％、重合度５００）０．４ｋｇ、水１．７ｋｇを混練して混練物を得た。この混練物を８０℃に加熱して乾燥し、塊状物を得た。この塊状物を粉砕して籾殻表面にポリビニルアルコールが均一に付着された粉粒体を得た。この粉粒体１２０ｇを実施例１ど同様にして加圧成形し造形体とした。造形体を加圧状態でキャビティ内に常温水を導入して造形体を処理し成形体を得た。この成形体を型から取出して実施例１と同様に真空包装し、減圧密閉梱包体を得た。この減圧密閉梱包体を実施例１と同様にして冷凍したのち解凍し、解凍後袋から造形体を取出して加熱乾燥し籾殻成形体を得た。この籾殻成形体の曲げ強度は０．３ＭＰａであり、緩衝用の自動車部材として必要な強度を有していた。
[Example 3]
The kneaded material was kneaded with 1.5 kg of rice husk, 0.5 kg of rice husk fine powder with an average particle size of 100 μm obtained by pulverizing and classifying rice husk, 0.4 kg of polyvinyl alcohol powder (saponification degree 98%, polymerization degree 500), and 1.7 kg of water. Obtained. The kneaded product was heated to 80 ° C. and dried to obtain a lump. This lump was pulverized to obtain a granular material in which polyvinyl alcohol was uniformly attached to the surface of the rice husk. 120 g of this granular material was pressure-molded in the same manner as in Example 1 to obtain a shaped body. Room temperature water was introduced into the cavity in a pressurized state, and the shaped body was processed to obtain a shaped body. The molded body was taken out of the mold and vacuum-packed in the same manner as in Example 1 to obtain a vacuum sealed package. This reduced pressure sealed package was frozen and thawed in the same manner as in Example 1, and after thawing, the shaped body was taken out of the bag and dried by heating to obtain a rice husk molded body. The bending strength of this rice husk molding was 0.3 MPa, and it had the strength necessary for an automobile member for buffering.
Claims (4)
粉粒体Ｂを型に充填して造形体を得る充填工程、
該造形体の内部の籾殻の粒子間の隙間に水または水蒸気を送り込んで、該籾殻の粒子の表面に付着させたポリビニルアルコールを水溶液化する造形体処理工程、
次いで水溶液化した前記付着用物をゲル化するゲル化工程、
次いで造形体を乾燥する乾燥工程を含む籾殻成形体の製造方法。 After heating the mixture of the granular material A which has a rice husk particle as a main component, water, and polyvinyl alcohol to obtain a lump, the lump of chaff with polyvinyl alcohol attached to the surface by crushing the lump is obtained. An attaching step for obtaining a powder B as an ingredient,
A filling step of filling the mold with the powder B to obtain a shaped body;
A modeling body processing step of sending water or water vapor into the gaps between the particles of rice husk inside the modeling body to make polyvinyl alcohol attached to the surface of the particles of the rice husk into an aqueous solution,
Next, a gelling step of gelling the adhering material that has been made into an aqueous solution
Then, the manufacturing method of the rice husk molded object including the drying process which dries a molded object.
前記ポリビニルアルコールの粉末と前記粉粒体Ｃとを混合して粉粒体Ｄを得る工程、
粉粒体Ａに給水して湿潤された粉粒体Ａを得る工程、
該湿潤された粉粒体Ａを攪拌しつつ粉粒体Ｄと混合する攪拌混合工程、
該攪拌混合工程で吸水したポリビニルアルコールを、前記攪拌混合工程における攪拌中に乾燥して、表面にポリビニルアルコールが付着された籾殻の粒子を含む粉粒体Ｂ´を得る付着工程、
該粉粒体Ｂ´を型に充填して造形体を得る充填工程、
該造形体の内部の籾殻の粒子間の隙間に水または水蒸気を送り込んで、該籾殻の粒子の表面に付着させたポリビニルアルコールを水溶液化する造形体処理工程、
次いで水溶液化した前記付着用物をゲル化するゲル化工程、
次いで造形体を乾燥する乾燥工程を含む籾殻成形体の製造方法。 A step of preparing a granular material A mainly composed of rice husk particles, a polyvinyl alcohol powder having a particle size of 2 mm or less, and a granular material C having a particle size of 2 mm or less made of a material having a lower water absorption than polyvinyl alcohol;
A step of obtaining a granular material D by mixing the polyvinyl alcohol powder and the granular material C,
Supplying water to the powder granules A to obtain wet powder granules A,
Stirring and mixing step of mixing the wet granular material A with the granular material D while stirring,
An attachment step of drying the polyvinyl alcohol absorbed in the stirring and mixing step during stirring in the stirring and mixing step to obtain a powder B ′ containing rice hull particles having polyvinyl alcohol attached to the surface thereof,
A filling step of filling the mold with the powder B ′ to obtain a shaped body;
A modeling body processing step of sending water or water vapor into the gaps between the particles of rice husk inside the modeling body to make polyvinyl alcohol attached to the surface of the particles of the rice husk into an aqueous solution,
Next, a gelation step of gelling the adhering material that has been made into an aqueous solution,
Then, the manufacturing method of the rice husk molded object including the drying process which dries a molded object.
前記籾殻の粒子の表面に、ポリビニルアルコール、該ポリビニルアルコールの水溶液、の群から選択される付着用物を付着させ、表面に該付着用物が付着された籾殻の粒子を主成分とする粉粒体Ｂ´´を得る付着工程、
該粉粒体Ｂ´´を型に充填して造形体を得る充填工程、
該造形体の内部の籾殻の粒子間の隙間に水または水蒸気を送り込んで、該籾殻の粒子の表面に付着させた前記付着用物を希釈または水溶液化する造形体処理工程、
次いで希釈または水溶液化した前記付着用物をゲル化するゲル化工程、
次いで造形体を乾燥する乾燥工程を含み、
前記ポリビニルアルコールの２０℃の水へ１時間浸漬後の溶解度が５重量％以上である籾殻成形体の製造方法。 A step of preparing a powder A mainly composed of rice husk particles,
A powder mainly composed of rice husk particles having adhered to the surface of the rice husk particles, to which an adhesion material selected from the group consisting of polyvinyl alcohol and an aqueous solution of the polyvinyl alcohol is adhered. An attaching step for obtaining a body B ″;
A filling step of filling the mold with the powder B ″ to obtain a shaped body;
A modeling object processing step of diluting or forming an aqueous solution by sending water or water vapor into the gaps between the particles of rice husk inside the modeled object, and attaching to the surface of the particles of the rice husk.
Next, a gelation step of gelling the attached product diluted or made into an aqueous solution,
Then, including a drying step of drying the shaped body,
A method for producing a rice husk molding, wherein the solubility of the polyvinyl alcohol after being immersed in water at 20 ° C. for 1 hour is 5% by weight or more.
The manufacturing method of the rice husk molded object in any one of Claim 1 to 3 with which the said gelatinization process includes the process which freezes the processed said molded object and then thaws it.
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| JP2011173307A (en) * | 2010-02-24 | 2011-09-08 | Kakuichi Kasei Kk | Granule molding apparatus |
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-
2008
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