JPS5839062B2 - 籾殻を主材とする軽量板状体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はきわめて実用価値の高い籾殻を主材とする安価
な軽量板状体の製造方法に関するものである。

従来、籾摺りの際に副生ずる廃棄物同然の籾殻を主材と
する安価な軽量板状体の製造方法については数多くの研
究がなされているが、それらは乾燥されたあるいは比較
的低含水率の籾殻を接着剤で固めるドライ法又はセミド
ライ法によるものであり、抄造法によるものは殆んど報
告されていない。

インシュレーションボード、ハードボード等の繊維板の
連続製造法として古くから応用されている抄造法が、籾
殻を主材とする軽量板状体の製法として殆んど採用され
ていない理由は、籾殻を主材とするスラリーを用いて抄
造法によって軽量板状体を製造する際には、次に示すよ
うな数多くの問題点を生じ、その結果抄造法の特徴が失
われてし１つためである。

１ず、籾殻は非常に優れた圧縮復元性を有する一方、そ
の外表面は硅酸質であるために接着剤に対する接着性が
きわめて乏しいという他の材料には見られない独得の性
質を有しており、その結果籾殻を主材とするスラリーか
ら得た含水マットは、たとえその中に比較的多量の接着
剤を含有していても、長円形の籾殻が点接着の状態で単
に重なったものであり、また点接着部分の接着力も弱い
のでその保型性はきわめて不良であり非常に型くずれを
生じやすい。

従って、籾殻を主材とするスラリーを用いて抄造法によ
って軽量板状体を得る際には、含水マットの型くずれ防
止のために、スラリーの抄造速度、含水マットの加圧吸
引脱水速度、含水マットの搬送速度等を著しく低下しな
ければならないので、抄造法の最大の特徴の一つでるる
生産性が全く失われてし１５のである。

即ち、籾殻の有する優れた圧縮復元性は、板状体の軽量
化あるいは軽量板状体に適度の圧縮復元性を付与すると
いう点から見た場、合は大きな長所であるが、含水マッ
トの保型性から見た場合は致命的な短所となるのである
。

一方、含水マットを加熱加圧成形及び乾燥に供し、籾殻
を接着剤で単に結合することによって得た軽量板状体の
物性面にも大きな問題点が数多くある。

即ち、籾殻は元来汎用の接着剤に対する接着性がきわめ
て乏しいために籾殻同志の結合力が非常に弱く、またこ
のような結合力不足をカバーするために多量の接着剤を
混入しても、混入量に対して籾殻同志の実質的な結合力
が得られないのみならず、得られたものは安価な素材で
あるという籾殻の最大の長所が失われて非常に高価なも
のになると共に籾殻の有する特性、即ち軽量性、圧縮復
元性、通気性、保温性°、断熱性、吸音性等が大巾に阻
害される。

更に、接着剤を多量に混入して籾殻を強制的に結合して
得られた軽量板状体も結局、籾殻と接着剤との接着性不
良という根本的な問題点を有しているので、環境の変化
による籾殻の伸縮によって籾殻と接着剤との界面の結合
力が徐々に低下するなど、籾殻同志の結合力が経時によ
り悪くなるという実用上の致命的な欠点がある。

捷た液状汐イブの接着剤を使用した場合は、含水マット
の加熱加圧成形時あるいは乾燥時において、接着剤が表
面部分に移行するというマイグレーションを起こしやす
く、軽量板状体内部には極く少量の接着剤のみが残るた
めにこれオた接着剤の実質的な効果が得られず、従って
軽量板状体内部の籾殻同志の結合力はきわめて小さく、
指で触れたたけて籾殻が脱離するという致命的な問題点
を生ずる。

尚、スラリー中に多量の接着剤を混入することにより、
含水マットの保型性あるいは軽量板状体の物性を改良す
るという方法は、スラリーの可使時間あるいは濾水性、
更に含水マットの加圧吸弓脱水性の面に悪影響を及ぼす
と共に、抄造法に伴う白水の還元使用に際して白水中の
接着剤濃度の調節及び白水の安定性等の面で問題がある
。

また、籾殻は水とのなじみが悪く、更に混合攪拌に際し
て空気を包含しやすいために、スラリー中において多量
の籾殻が水面上に浮き上り、従ってスラリー中における
籾殻の分散が不均一になるため、厚さ及び品質の一定し
た含水マットを連続的に抄造することが困難となるので
、厚さ及び物性の均一な板状体を連続的に製造すること
ができるという抄造法の有する大きな特徴が失われる。

以上のように数々の問題点が解決されていないために、
従来、抄造法による籾殻を主材とする軽量板状体の製造
は殆んど試みられていないのである。

一方、籾殻板状体の従来法、即ちドライ法あるいはセミ
ドライ法による製造方法においては籾殻の結合剤として
液状メインあるいは粉末、粒状タイプの接着剤が用いら
れ、籾殻と接着剤との混合物をマット状にフォーミング
した後加熱加圧成形及び乾繰することにより軽量板状体
を製造するものであるが、公知のこれらの製造法におけ
る大きな問題点としては、籾殻と接着剤との均一混合と
特に混合物の均一フォーミングが困難であるという根本
的な問題があり、従って得られた籾殻板状体は部分的に
密度が不均一であり、曲げ強度、圧縮復元性にバラツキ
を生ずるなど満足できるものではない。

更に、フォーミングマットの保型性も前記の抄造法にお
ける含水マットと同様に非常に悪いという欠点がある。

また、製造された籾殻板状体も、元来接着剤に対する接
着性がきわめて乏しい籾殻を多量の接着剤を使用して強
ＩＩ酌に結合したものであり、これらは１時的な強度発
現はするが経時変化を伴うなど好捷しいものではない。

尚、物性上の問題点を改良するために繊維の混入も試み
られているが、籾殻、接着剤及び繊維を混合する際に大
部分の繊維は互に絡み合って部分的に小さな塊状になる
ため、物性の改良に及ぼす繊維混入の効果はほとんど認
められないのみならず、繊維が混合装置及びフォーミン
グ装置に多量に付着するために、均−混合及び均一フォ
ーミングが一段と困難になる。

また、籾殻、接着剤、繊維を用いて、ドライ法あるいは
セミドライ法によって板状体を製造する方法において、
前もって接着剤とバルブとを混合せしめた汚泥状バルブ
を利用して籾殻との均−混合及び籾殻同志の結合力の向
上を計る方法も報告されているが、この方法も本願発明
の抄造法による場合に比べてバルブの分散性が著しく不
良であり、従って接着性に乏しい籾殻を結合するために
はきわめて多量の接着剤が必要である。

その結果、得られた板状体は前述の如く籾殻の有する軽
量性、圧縮復元性等の特性を具備し得ないものであると
ともに環境の変化による籾殻の伸縮によって籾殻同志の
結合力が悪化し、経時により物性低下を生ずるという問
題点を有する。

以上の如く、ドライ法あるいはセミドライ法による籾殻
板状体の製造方法についてみた場合も数多くの問題点が
認められる。

本発明者等は、籾殻を主材とする実用的で且つ安価な軽
量板状体の製造方法について永年研究の結果、水と解繊
し脱水乾燥後において繊維相互間の強固な結合力と他の
一般繊維に比較して柔軟で且つ絡みやすい性質とを有す
るバルブを用いることによって、多量の接着剤を用いる
従来法には１つたくみられない新規な製造方法を知見す
るに至つたものである。

従って、本発明はパルプを用いることによって接着剤を
殆んど用いることなく籾殻同志の経時低下のきわめて少
い優れた結合力と保型性を発現させると共に、籾殻とパ
ルプは共に主成分がセルローズであることから両差のな
じみやすさが更に向上されるという相乗効果を伴うもの
である。

即ち、本発明は籾殻を結合するための結合剤としてパル
プの結合力を利用し、更に従来抄造法によって籾殻を主
材とする軽量板状体を製造する際に見られる数多くの問
題点もパルプの有する優れた性質を利用することにより
解決し、抄造法の採用を可能にするものであり、その結
果ドライ法あるいはセミドライ法による製造方法に見ら
れる数多くの問題点を解消すると共に籾殻の有する好ま
しい諸特性を兼備し、且つ実用に供し得る優れた特性の
籾殻を主材とする安価な軽量板状体の製造方法を提供す
るものである。

以下本発明について詳しく説明する。

本発明においては、１ず籾殻とパルプと水とを攪拌混合
してスラリーを作成する。

この際、第１図に示すように、パルプ３はフィブリル化
して籾殻１（籾殻の表面、籾殻の外壁にはえている微細
なトゲ２等）に絡みつくために個々の籾殻１はパルプ３
によって被覆された状態になると共に、・一方ではパル
プ３相互の絡み合いも起こる。

従って、スラリー中における籾殻１はパルプ３によって
互に結ばれているためにスラリー中の水面上に浮き上る
ことなく、スラリー全体に均一に分散する。

次にこのスラリーを長網式、丸網式、注型式等の通常の
抄造法によって含水マットにするのであるが、この際、
パルプの混入の効果により、厚さ及び品質の一定した含
水マットを連続的に抄造することが可能であり１、更に
濾水性と含水マットの保型性も優れている。

従って、抄造法の有する特徴即ち高生産性と製品の均一
性とを十分に生かすことができる。

しかる後、加圧吸引脱水等を行って適度に含水率を調節
した含水マットを適宜加熱加圧成形することにより、含
水マットは所定の厚さにセットされ、更に表面は平滑と
なり、一方何々の籾殻はパルプの優れた絡み合いにより
包み込１れた状態になると共に、更にパルプ相互の接触
部分及び籾殻とパルプとの接触部分において、パルプの
みのもつ柔軟性のある接着作用が発現するので、このよ
うなパルプ特有のソフトな結合力により強固に結合され
る。

以上のようにして、籾殻を主材とする安価な軽量板状体
が製造されるのである。

尚、含水マットを加熱加圧成形するに際しては、エンド
レスベル）Ｊイブの連続式加熱加圧成形機あるいはホッ
トプレス機等を使用することができる。

但し、本発明におけるパルプ混入量は、籾殻１００重量
部に対して１０乃至ｉｏｏ重量部、好１しくは２０乃至
９０重量部にしなければならない。

もし、パルプ混入量が本発明に規定する範囲より低い場
合は、籾殻と絡み合うパルプが少いたＫに格み合いが不
十分になり、その結果、スラリー中における籾殻の浮き
上れ、含水マットの保型性不良、等の問題点を生じ、渣
た得られた軽量板状体は物性不良のために実用に供し難
いものになる。

一方、パルプ混入量が本発明に規定する範囲より高い場
合は、パルプは籾殻に比べて著しく高価であるため籾殻
の長所であるコストダウンが生かされなくなると共に、
軽量板状体の物性がパルプボードと類似したものとなり
、籾殻の有する軽量性、圧縮復元性、通気性、保温性、
断熱性、吸音性等の優れた諸特性が発揮されなくなるの
で籾殻を使用する実質的な価値が失われる。

尚、本発明で使用するパルプは、メカニカルパルプ、セ
ミケミカルパルプ、晒パルプ、未晒パルプ、故紙パルプ
、等のいづれでもよく、経済性を考慮すれば故紙パルプ
等の再生パルプの使用が好ましい。

一方、スラリー中にきわめて少量の補助バインダーを添
加することにより、パルプの結合力と補助バインダーと
の相乗効果が互に高められ、その結果、得られた軽量板
状体は著しいコストアップを伴うことなく一段と優れた
物性を付与されるので、この方法は好ましい。

尚、補助バインダーは通常、軽量板状体内に実質的な固
形分として籾殻１００重量部に対して０５乃至７重量部
含有するようにスラリー中に添加すれば十分その効果が
発揮されるが、最適混入量は軽量板状体の物性に及ホス
効果、スラリーの抄造あるいは含水マットの加圧吸引脱
水に及ぼす影響等を考慮したうえで補助バインダーの種
類に応じて決定しなければならない。

また、スラリーの抄造時等に生ずる白水はその中に含有
される補助バインダーの量がきわめて少量であるので不
足分の補助バインダーを補充しつつ還元使用することが
できる。

尚、本発明で使用する補助バインダーは、尿素樹脂、メ
ラミン樹脂、尿素メラミン共縮合樹脂、フェノール樹脂
、酢酸ビニル樹脂等の各種樹脂エマルジョン、ポリビニ
ルアルコール、カルボキシメチルセルロース、にかわ等
の合成あるいは天然の各種水溶性接着剤粉末及びそれら
の水溶液、ポリエチレン、ア汐クチツクポリプロピレン
等の熱可塑性樹脂、ホラトメ汐ル接着剤、加熱により糊
化してその接着力を発揮する各種テンプン類、セメント
、石膏水ガラス等の無機質接着剤等であり、これらを単
独あるいは２種以上併用して使用することができる。

さた、本発明において使用する籾殻は、籾摺りの際に副
生ずる籾殻が十分使用可能であり、特に処理を施こす必
要はない。

更に、籾殻を適宜粉砕して用いてもよい。

その他、必要に応じて無機質及び有機質の繊維類、各種
軽量骨材、各種増量材難撚剤、防かび剤、界面活性剤、
消泡剤、耐水剤定着剤、硬化剤、着色剤等を゛混入して
もよい。

尚、本発明においては、抄造法によって得た含水マット
を加熱加圧成形した後乾燥するでいう順序にとられれる
ものではなく、含水マットの含水率、含水マットの含有
する補助バインダーあるいは添加剤の種類等に応じて、
含水マットを加熱加圧成形する以前に予備的に乾燥し、
しかる後加熱加圧成形する方法でもよいし、更に加熱加
圧成形によって含水マット中の水分が十分に飛散し乾燥
を伴う場合はその後の乾燥を省略しても何ら差支えない
。

次に、本発明の作用効果について説明する。

１ず、製造面から見た場合、従来籾殻を主材とする軽量
板状体の製法としても抄造法は含水マットの保型性不良
に基づく生産性の低下、スラリー中における籾殻の浮き
上りに基づく軽量板状体の厚さ及び物性の不均一、軽量
板状体の物性不良、多量の接着剤使用による濾水性不良
及び白水のゲル化による還元使用の困難性等の大きな問
題点を生じ、従って抄造法本来の優れた髄長が全く発揮
されないので採用困難であったが、パルプの混入により
これらの問題点を解決し、抄造法の採用を可能にしたの
で通常の抄造装置を用いることにより厚さ及び物性の均
一な軽量板状体を連続的に且つ能率的に製造することが
できる。

その結果、ドライ法あるいはセミドライ法による製造方
法にみられる軽量板状体の厚さ及び物性が不均一という
問題点も解決することができる。

寸た、得られた軽量板状体の物性面から見た場合、個々
の籾殻は強い結合力を有し、且つ籾殻となじみのよいパ
ルプによって強固に結合されるので、高価な接着剤をほ
とんど用いる必要がなく、従って軽量板状体は非常に安
価であると同時に籾殻の有する優れた特性をその１寸兼
備することができる。

その上、籾殻を接着剤で結合することにより得られた軽
量板状体にみられる板状体内部の結合力がきわめて弱い
という問題点も解消され、更に環境の変化による籾殻の
伸縮はパルプ特有のソフトな結合力によって十分吸収さ
れるので、籾殻同志の結合力、換言すれば軽量板状体の
物性は経時に対して非常に安定している。

また、きわめて少量の補助バインダーの添加により、パ
ルプの結合力と補助バインダーとの相乗効果が互に高め
られ、一段と優れた物性の軽量板状体を得ることができ
る。

以上の如く、本発明は優れた作用効果を有しており、更
に本発明によって得られた軽量板状体も数多くの優れた
物性を兼備しているので、天井材、壁材、屋根下地材、
断熱材、保温材、吸音材、間仕切り、畳床、あるいは一
般的な材料との複合材料等実に広範囲の用途が期待でか
る。

次に、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明はそ
の要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるもので
はない。

実施例 １ 籾殻１００重量部に対して故紙パルプ１０重量部と水２
０００重量部を加え、これらを攪拌混合して得たスラリ
ーを底面に網目の大きさが０．３ ｍｍの金属ネットを
敷いた型枠中に、水を除く実質的な籾殻と故紙パルプと
の合計重量が４２００９／ｍ”になるように流し込み、
そして適宜加圧脱水して厚さ約２５ｍ７ＩＬの含水マッ
トとした。

次いで該含水マットを網目の大きさが０．２間のコール
板間でサンドイッチして熱盤温度を１７０℃に調節した
ホットプレス機に供し、熱盤間隙を２０ｍ７／Ｌにセッ
トして１５分間加熱加圧成形した。

そして、加熱加圧成形後の未だ水分を含有する含水マッ
トを温度１５０℃の熱風乾燥機を用いて乾燥し軽量板状
体Ａを作成した 実施例 ２ 実施例１において、故紙パルプ１０重量部を３０重量部
にかえた以外は実施例１と同様の方法で軽量板状体Ｂを
作成した。

実施例 ３ 実施例２と同配合スラリーを用いて得た含水マットを温
度１５０℃の熱風乾燥機を用いて３５分間乾燥し、次い
で該含水マットを網目の大きさが０、２ ｍｍのコール
板間でサンドイッチして熱盤温度を１７０℃に調節した
ホットプレス機に供し、熱盤間隙を２０ｍ７ＩＬにセッ
トして１５分間加熱加圧成形し軽量板状体Ｃを作成した
。

実施例 ４ 実施例１において、故紙パルプ１０重量部を８０重量部
にかえた以外は実施例１と同様の方法で軽量板状体りを
作成した。

実施例 ５ 実施例２において、籾殻１００重量部に対して実質樹脂
固形分が軽量板状体内に３．５重量部含有するように尿
素メラミン共縮合樹脂エマルジョンをスラリー中に添加
した以外は実施例２と同様の方法で軽量板状体Ｅを作成
した。

実施例 ６ 実施例２において、籾・殻１００重量部に対して実質コ
ーンスターチ固形分が軽量板状体に４．５重量部含有す
るようにスラリー中に添加した以外は実施例２と同様の
方法で軽量板状体Ｆを作成した。

比較例 １ 実施例１において、故紙パルプ１０重量部の代りに、籾
殻１００重量部に対して実質樹脂固形分が軽量板状体内
に１５重量部含有する量の尿素メラミン共縮合樹脂エマ
ルジョンを使用した以外は実施例１と同様の方法で軽量
板状体Ｇを作成した。

比較例 ２ 籾殻１００重量部に対して、故紙パルプ３０重量部、尿
素メラミン共縮合樹脂エマルジョン３．５重量部（実質
樹脂固形分として）を加え、抄造することなくこれらを
攪拌混合して得た粘着性のある混合物を底面に網目の大
きさが０．２ ｍｍのコール板を敷いた型枠中に、実質
的な籾殻と故紙パルプとの合計重量が４２００ｇ／ｍ”
になるようにフォーミングし、フォーミングマツトとし
た。

次いで該フォーミングマットを網目の大きさが０．２
ｍｍのコール板でサンドイッチして熱盤温度を１７０°
Ｃに調節したホットプレス機に供し、熱盤間隙を２０ｔ
ｒａｎにセットして１５分間加熱加圧成形し、軽量板状
体Ｈを作成した。

比較例 ３ 籾殻１００重量部に対して、故紙パルプ３０重量部、尿
素メラミン共縮合樹脂エマルジョン２５重量部（実質樹
脂固形分として）を加え、抄造することなく以下比較例
２と同様の方法で軽量板状体■を作成した。

以上の実施例及び比較例で得た各軽量板状体の製造過程
の状態を第１表にした。

更に、各軽量板状体の物性、並びにパルプの分散性、材
料価格等を第２表にした。

第１表よりみて、比較例１、即ちパルプを混入しないで
抄造法によって軽量板状体を作成する場合は、多量の接
着剤を使用しても、スラリー中において多くの籾殻が浮
き上、るために籾殻の分散状態が不良であり、また含水
マットの保型性も不良である。

更に多量の接着剤使用によりスラリーの濾水性不良とい
う問題も認められる。

従って、パルプを用いない籾殻軽量板状体の抄造法によ
る製造法は実用に供せられるものではない。

尚、比較例２及び３に示すドライ法の場合も、たとえパ
ルプを混入していてもフォーミングマットの保型性不良
という問題がある。

一方、本発明の実施例１乃至６は、籾殻の分散状態及び
濾水性、含水マットの保型性等に優れている。

従って、抄造法の採用により抄造法の有する大きな特徴
、即ち高生産性と製品の均一性とを十分に出かすことか
できる。

捷た、第２表よりみて、本発明により作成された実施例
１乃至６（Ａ乃至Ｆ）は、比較例１及び３、即ち接着剤
を多量に使用して抄造法によって作成したものＧ、及び
パルプを混入し且つ接着剤も多量に使用してドライ法に
よって作成したものＩより優れた曲げ強度を有しており
、一方材料価格の面からみるとこれらより安価である。

更に各軽量板状体の曲げ強度について、直後と経時１年
後とを比較すると、本発明によるものは経時による強度
低下がほとんど認められず、籾殻同志の結合力が経時に
対して非常に安定しているのに対し、籾・殻を接着剤に
よって結合した比較例によるものは経時によりかなりの
強度低下が認められる。

これらのことから、本発明のパルプ並びに少量の補助バ
インダーの含有は軽量板状体の強度面に対しても非常に
優れた効果を有することが明らかである。

一方、比較例２Ｈはパルプの使用量及び軽量板状体内Ｑ
接着剤あるいは補助バインダー固形分量を本発明により
作成した実施例５Ｅと同量とし、これをドライ法によっ
て作成したものであるが、実施例５Ｅに比べて曲げ強度
が著しく劣る。

また、比較例３Ｉはドライ法によるものであるが、パル
プを使用し且つかなり多量の接着剤を混入しているにも
かかわらず、強度がきわめて低い。

従って、ドライ法による場合はパルプを使用しても分散
性不良並びに絡み合い不良等により、抄造法で得られる
ようなパルプ独得の接着作用によるソフトな結合力が得
られず、パルプの混入の効果はほとんど発揮されないこ
とが明らかである。

また実施例２Ｂと実施例５Ｅ及び実施例６Ｆとは、パル
プの混入量は同じであるが、実施例５Ｅ及び実施例６Ｆ
はきわめて少量の補助バインダーを含有している。

従って実施例５Ｅ及び実施例６Ｆは、パルプの結合力と
補助バインダーとの相乗効果が互に高められ、実施例２
Ｂより一段と高い曲げ強度を示している。

また、実施例５Ｅ及び実施例６Ｆの強度は、補助バイン
ダーを使用しないでパルプの混入量を増加した実施例４
Ｄと大体同じであるが、材料価格は実施例５Ｅ及び実施
例６Ｆの方が安価である。

これらのことから、きわめて少量の補助バインダーの混
入は好ましい方法であるということが認められる。

尚、実施例２Ｂと実施例３Ｃとは含水マットの加熱加圧
成形と乾燥との順序を逆にしたものであるが、物性上の
差は認められない。

更に籾殻の結合力においても本発明によるものは優れて
いる。

以上に示す如く、本発明はきわめて実用価値の高い優れ
た物性を有する籾殻を主材とする安価な軽量板状体を連
続的に且つ能率的に製造することがセきるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における籾殻とパルプとの絡み合い及び
パルプ相互の絡み合いを示す拡大正面図である。 １・・・・・・籾殻、２・・・・・・籾殻の外壁にはえ
ているトゲ、３・・・・・・パルプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 籾殻１００重量部に対してパルプ１０乃至１００重
   量部を含有するスラリーを抄造法によって含水マットと
   し、次いで該含水マットを加熱加圧成形及び乾燥するこ
   とを特徴とする籾殻を主材とする軽量板状体の製造方法
   。 ２ スラリー中に補助バインダーを添加した特許請求の
   範囲第１項記載の籾殻を主材とする軽量板状体の製造方
   法。