【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、耐水性及び弾性に優れたもみ殻成形
品の製造方法に関するものである。
従来、もみ殻を原料として、畳床あるいはじゆ
うたん下マツトなどの耐水性と弾性にすぐれたマ
ツトを成形する場合、適用される接着剤の性能及
びコストには厳しい条件が求められるため、今日
まで耐水性及び弾性にすぐれたもみ殻成形品を安
価に製造し得る方法は知られていない。
もみ殻は、本来、疎水性で、腐りにくい特性を
有しているが、これを圧縮成形して畳床として使
用する場合、その形状保持に使用される接着剤に
は優れた耐水性が求められる。即ち、もみ殻を用
いて畳床を作製する場合、その保有する空〓に大
気中の湿気が吸収され、時には浸水が生じたりす
るため、使用される接着剤は耐水性にすぐれたも
のであることが要求されるが、この耐水性の点か
ら、従来の尿素系接着剤や酢酸ビニル系接着剤は
一般に不適当である。また、畳床には特独の触感
を伴う腰の強い弾性が要求されるが、この弾性の
点から、フエノール樹脂系や尿素樹脂系の熱硬化
性接着剤は不適当である。更に、もみ殻を用いた
畳床の場合、その通気性を保持するためには、成
形に際し、圧縮比を大にすることができず、圧縮
比はある限定された範囲に保持することが必要で
あるが、この場合には、もみ殻相互の接触密度が
小さくなるため、使用される接着剤にはそれだけ
強力な接着力が求められる。
一般に、耐水性、弾性に優れ、かつ接着力の強
力な接着剤としては、イソシアネート系、ゴム
系、エポキシ樹脂系の接着剤があるが、これらの
ものはいずれもコストが高く、もみ殻畳床作製の
ような大量処理には適しない上、粘度が高いため
に微細粒子に均一な濡れを生じさせることが困難
であるという欠点を有する。
本発明者は、前記のような事情を鑑み、特別の
接着剤を用いて、耐水性と弾性の両者にすぐれた
もみ殻成形品の開発について鋭意研究を重ねた結
果、本発明を完成するに到つた。
即ち、本発明によれば、もみ殻に、ポリイソシ
アネート系化合物を配合したエチレン−酢酸ビニ
ル系共重合体エマルジヨンを混和し、所要形状に
成形し、熱処理することを特徴とする耐水性及び
弾性にすぐれたもみ殻成形品の製造方法が提供さ
れる。
本発明で用いるエチレン−酢酸ビニル系共重合
体エマルジヨンとしては、市販の各種のものが適
用され、例えば、デンカEVAテツクス（電気化
学工業(株)製）等が用いられる。この場合、共重合
体成分には、必要に応じ、他の成分、例えば、ア
クリル酸、マレイン酸、フマル酸等が含まれてい
てもよい。またポリイソシアネート系化合物とし
ては、例えば、通常の２個以上のイソシアネート
基（NCO）を有するイソシアネート系化合物、
例えば、トリレンジイソシアネート（TDI）、ジ
フエニルメタンジイソシアネート（MDI）、トリ
フエニルメタントリイソシアネート（TTI）等
が挙げられる。本発明の場合、これらのポリイソ
シアネート系化合物は、ポリオールを用いてプレ
ポリマー化したプレポリマーの形で用いることが
できる。本発明の場合、このポリイソシアネート
系化合物としては、ポリウレタン系接着剤成分と
して市販されている各種の製品をそのまま用いる
ことができる。
本発明で用いる接着剤は、エチレン−酢酸ビニ
ル系共重合体エマルジヨンを主体にし、これにポ
リイソシアネート系化合物を組合せたものであ
る。本発明の接着剤は、両者を混合して、混合物
の形で使用されるが、この場合、混合物の組成
は、混合物中、エチレン−酢酸ビニル系共重合体
（エマルジヨン中の固形分）とポリイソシアネー
ト系化合物との合計量が30〜85重量％、好ましく
は40〜80重量％、及び水分が70〜15重量％、好ま
しくは60〜20重量％になるように調節するのがよ
い。また、ポリイソシアネート系化合物は、エチ
レン−酢酸ビニル系共重合体１重量部に対し、
0.1〜0.8重量部、好ましくは0.25〜0.6重量部の割
合で用いるのがよい。本発明において、エチレン
−酢酸ビニル系共重合体エマルジヨンとポリイソ
シアネート系化合物を混合する場合、その混合は
任意の方法で行うことができ、例えば、ポリイソ
シアネート系化合物に適量の水を混合し、この混
合物をエチレン−酢酸ビニル系共重合体エマルジ
ヨンに添加混合する方法や、エチレン−酢酸ビニ
ル系共重合体エマルジヨンに、ポリイソシアネー
ト系化合物を添加混合する方法等を採用すること
ができる。
本発明において、接着剤中の接着成分（エチレ
ン−酢酸ビニル系共重合体とポリイソシアネート
系化合物）濃度85重量％を超えると、該接着成分
の分散が悪く、また、接着剤の粘度が高くなるた
めに、被接着体であるもみ殻への均一分散が困難
となり、これに付随した種々の成形加工性の弊害
が生じて均一な成形品が得にくくなる。一方、接
着剤中の接着成分濃度が30重量％未満では、熱処
理工程において、多量の水を蒸発させなければな
らず、これに伴う悪影響を受ける。また、接着剤
中のポリイソシアネート系化合物の割合は、エチ
レン−酢酸ビニル系共重合体１重量部に対し、
0.1重量部未満では、成形品の弾性が乏しくなる
という問題が生じる。一方、エチレン−酢酸ビニ
ル系共重合体１重量部に対し、0.8重量部を超え
ると接着剤中の接着成分の分散性が悪く、粘度が
高くなるために成形・加工に影響を及ぼし、しか
も成形品コストが高くなるという弊害が生じる。
本発明の方法を実施するには、もみ殻に前記接
着剤を混和する。この場合の混和方法としては、
もみ殻と接着剤との攪拌混合する方法の他、もみ
殻に接着剤をスプレーする方法等がある。もみ殻
は、その形状がわん曲をした船型をなし、表面に
細毛（うぶ毛）を有するため、均一に接着させる
ことの困難なものであるが、本発明の接着剤は均
一分散の容易なもので、比較的少量の使用によ
り、もみ殻を相互に固着させることができる。接
着剤の使用量は、もみ殻１Kgに対して、100〜400
ｇ、好ましくは200〜300ｇ程度である。次に、こ
の接着剤を添加したもみ殻を、適当な形状に成形
する。この場合の形状は、製品用途に応じて適当
に選び、板状、マツト状の他、円柱状、角柱状等
の種々の形状にすることができる。次に、この成
形品を成形機に保持したまま熱処理する。熱処理
温度は120〜180℃、好ましくは140〜160℃であ
り、また熱処理は、種々の加熱手段を用いて行う
ことができるが、実用上は乾燥熱風を用いて行う
のがよい。
前記範囲の温度における熱処理では、接着成分
の適度の架橋化反応が維持されるとともに、熱処
理上の危険も回避される。また、乾燥熱風を用い
る時には、加熱水蒸気を用いる場合とは異なり、
水分のもみ殻成形品への移行がないことから、水
分含量の少ない耐水性の良好な成形品得ることが
できる。この熱処理により、ポリイソシアネート
系化合物とエチレン−酢酸ビニル系共重合体とが
架橋化反応し、もみ殻粒子を相互に固着する。
本発明で得られるもみ殻成形品は、そのもみ殻
粒子相互の固着に前記した特別の接着剤を使用し
たことから、耐水性と弾性にすぐれたものであ
り、しかも、安価でもあり、畳床、マツト、クツ
シヨン、苗床等の種々の用途に供することができ
る。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。
実施例 １
市販のエチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジ
ヨン（以下EVAという）〔商品名：デンカEVA
＃60（電気化学工業製造品）、固形分55％、粘度
（cps）2500、PH4.5〕200ｇに、ポリイソシアネー
ト〔商品名：コロネートＣ−3053（日本ポリウレ
タン製品）、NCO含有量29.4％、粘度240cp／25
℃〕50ｇと水50ｇの混合液を配合し、これをもみ
殻11（見かけ比重約0.1）に混和し、熱風吹抜
型試験機（30cm×30cmプレス圧力３Kg／cm2）にて
５cm厚（畳床規格寸法）に圧縮（圧縮比約2.2）
し、一方の多孔加圧板より他方の多孔加圧板に熱
風（温度140℃、風力0.3Kg／cm2）を5NM3／時の
風量で約30分間吹き抜けさせて成形した。次に、
耐水試験のため、この成形品を冷水中に３時間浸
漬し、引き上げたが、成形品の容積（4500c.c.）に
対し空〓への浸水量は約2100c.c.であり、水の放出
速度は約20分にて1700c.c.であり、これを常温で２
日間放置すると、含水量は試験開始前の150c.c.と
なつたが、この間、接着樹脂被膜の崩壊、溶解或
いは溶失を検出せず、また、成形品のふくれ、く
ずれなどの変形を生じず、さらに部分的剥離も生
じなかつた。
また、この成形品を乾燥後、再度60℃の温水に
３時間浸漬して引き上げたが、この場合にも殆ん
ど前記の場合と同様に変化を示さなかつた。
比較例
実施例１で示したEVA300ｇをもみ殻11に混
和し、熱風吹抜型試験機（実施例１と同機）にて
５cmに圧縮し熱風（120℃、5NM3／時）を30分
間吹き抜けさせて成形した。得られた成形品は実
施例１と同様に通気性、弾性のある堅固な形状外
観を呈したが、これを耐水試験のため冷水に浸漬
したところ、僅か15分にて接着樹脂被膜は水に溶
解して流失し、もみ殻に対する圧縮力、接着力は
失われてふくらみ、30分後には完全に崩壊した。
実施例 ２
実施例１で示したEVA3600ｇに実施例１で示
したポリイソシアネート900ｇと水900ｇの混合液
を配合攪拌して、もみがら190に混和し、熱風
吹抜型実物大試験機（91cm×182cm）にて５cm厚
に圧縮し、一方の多孔加圧板より他方の多孔加圧
板に熱風（140℃、100NM3／時）を30分間吹き
抜けさせて成形した。得られた成形品を実施例１
とと同様に耐水試験した結果、実施例１と殆んど
同様で抜群の耐水性を示した。
なお、前記のようにして得たもみ殻畳床は新製
品であり、JIS規格は設定されていないが、これ
をフオームポリスチレンサンドウイツチ畳床の規
格を準用し、これに規定する曲げ試験によるたわ
み量、及び局部試験による局部圧縮量を測定し
た。その結果を次表に示す。
なお、試験品の寸法は、規格品〔91W〕と同じ
寸法の長さ182cm、幅91cm、厚さ５cmである。
The present invention relates to a method for producing a rice husk molded product with excellent water resistance and elasticity. Traditionally, when molding mats with excellent water resistance and elasticity, such as mats for tatami floors or carpets, using rice husks as a raw material, strict conditions were required regarding the performance and cost of the adhesive used. There is no known method for manufacturing rice husk molded products with excellent water resistance and elasticity at low cost. Rice husks are naturally hydrophobic and have the property of not rotting easily, but when compression molding this and using it as a tatami floor, the adhesive used to maintain its shape must have excellent water resistance. It will be done. In other words, when making a tatami floor using rice husks, the moisture in the atmosphere is absorbed by the husk, which sometimes causes water to seep in, so the adhesive used must be highly water resistant. However, from the viewpoint of water resistance, conventional urea adhesives and vinyl acetate adhesives are generally unsuitable. Furthermore, tatami flooring is required to have strong elasticity with a unique tactile feel, but from this elasticity point of view, thermosetting adhesives based on phenol resins or urea resins are unsuitable. Furthermore, in the case of tatami floors made from rice husks, in order to maintain their breathability, the compression ratio cannot be increased during molding, and the compression ratio must be kept within a certain limited range. However, in this case, since the contact density between the rice husks is small, the adhesive used is required to have a correspondingly strong adhesive force. In general, there are isocyanate-based, rubber-based, and epoxy resin-based adhesives that have excellent water resistance, elasticity, and strong adhesion, but these are all expensive and do not work well on rice husk tatami floors. It is not suitable for large-scale processing such as manufacturing, and has the disadvantage that it is difficult to uniformly wet fine particles due to its high viscosity. In view of the above-mentioned circumstances, the present inventor has conducted extensive research on the development of rice husk molded products with excellent water resistance and elasticity using a special adhesive, and as a result has completed the present invention. It has arrived. That is, according to the present invention, rice husks are mixed with an ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion containing a polyisocyanate compound, molded into a desired shape, and heat treated to improve water resistance and elasticity. An excellent method for manufacturing a rice husk molded product is provided. As the ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion used in the present invention, various commercially available emulsions can be used, such as Denka EVA Tex (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.). In this case, the copolymer component may contain other components such as acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, etc., if necessary. Examples of polyisocyanate compounds include ordinary isocyanate compounds having two or more isocyanate groups (NCO),
Examples include tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), triphenylmethane triisocyanate (TTI), and the like. In the case of the present invention, these polyisocyanate compounds can be used in the form of a prepolymer prepared using a polyol. In the case of the present invention, various products commercially available as polyurethane adhesive components can be used as they are as the polyisocyanate compound. The adhesive used in the present invention is mainly composed of an ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion, which is combined with a polyisocyanate compound. The adhesive of the present invention is used in the form of a mixture, in which case the composition of the mixture is ethylene-vinyl acetate copolymer (solid content in the emulsion) and polyester. The total amount with the isocyanate compound is adjusted to 30 to 85% by weight, preferably 40 to 80% by weight, and the water content is adjusted to 70 to 15% by weight, preferably 60 to 20% by weight. In addition, the polyisocyanate compound is based on 1 part by weight of the ethylene-vinyl acetate copolymer.
It is preferably used in a proportion of 0.1 to 0.8 parts by weight, preferably 0.25 to 0.6 parts by weight. In the present invention, when mixing the ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion and the polyisocyanate compound, the mixing can be done by any method. For example, by mixing an appropriate amount of water with the polyisocyanate compound, A method of adding and mixing the mixture to an ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion, a method of adding and mixing a polyisocyanate compound to an ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion, etc. can be adopted. In the present invention, if the concentration of adhesive components (ethylene-vinyl acetate copolymer and polyisocyanate compound) in the adhesive exceeds 85% by weight, the dispersion of the adhesive components will be poor and the viscosity of the adhesive will increase. Therefore, it becomes difficult to uniformly disperse it into the rice husks, which are the objects to be adhered, and various problems associated with this occur in moldability, making it difficult to obtain uniform molded products. On the other hand, if the concentration of the adhesive component in the adhesive is less than 30% by weight, a large amount of water must be evaporated during the heat treatment process, resulting in adverse effects. In addition, the proportion of the polyisocyanate compound in the adhesive is 1 part by weight of ethylene-vinyl acetate copolymer.
If the amount is less than 0.1 part by weight, a problem arises in that the elasticity of the molded product becomes poor. On the other hand, if the amount exceeds 0.8 parts by weight per 1 part by weight of the ethylene-vinyl acetate copolymer, the dispersibility of the adhesive component in the adhesive will be poor and the viscosity will increase, which will affect molding and processing. This has the disadvantage of increasing product costs. To carry out the method of the invention, rice husks are mixed with the adhesive. In this case, the mixing method is as follows:
In addition to stirring and mixing the rice husks and adhesive, there are other methods such as spraying the adhesive onto the rice husks. Rice husk has a curved ship-like shape and has fine hairs on its surface, so it is difficult to bond it uniformly. However, the adhesive of the present invention can be easily dispersed evenly. By using a relatively small amount, rice husks can be made to stick to each other. The amount of adhesive used is 100 to 400 per kg of rice husk.
g, preferably about 200 to 300 g. Next, the rice husks to which this adhesive has been added are molded into a suitable shape. In this case, the shape can be appropriately selected depending on the product use, and can be made into various shapes such as a plate shape, a mat shape, a cylindrical shape, and a prismatic shape. Next, this molded product is heat treated while being held in the molding machine. The heat treatment temperature is 120 to 180°C, preferably 140 to 160°C, and the heat treatment can be performed using various heating means, but it is practically preferable to use dry hot air. Heat treatment at a temperature in the above range maintains a moderate crosslinking reaction of the adhesive components and also avoids heat treatment hazards. Also, when using dry hot air, unlike when using heated steam,
Since no moisture transfers to the rice husk molded product, a molded product with low moisture content and good water resistance can be obtained. This heat treatment causes a crosslinking reaction between the polyisocyanate compound and the ethylene-vinyl acetate copolymer, thereby fixing the rice husk particles to each other. The rice husk molded product obtained by the present invention uses the above-mentioned special adhesive to fix the rice husk particles to each other, so it has excellent water resistance and elasticity, is inexpensive, and is suitable for tatami flooring. It can be used for various purposes such as pine trees, cushions, seedbeds, etc. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 Commercially available ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion (hereinafter referred to as EVA) [Product name: Denka EVA
#60 (manufactured by Denki Kagaku Kogyo), solid content 55%, viscosity (cps) 2500, PH4.5] 200g, polyisocyanate [trade name: Coronate C-3053 (Japan Polyurethane Products), NCO content 29.4%, Viscosity 240cp/25
℃] and 50 g of water, mix this with rice husk 11 (apparent specific gravity approximately 0.1), and use a hot air blow-out type tester (30 cm x 30 cm press pressure 3 Kg/cm 2 ) to form a 5 cm thick (tatami mat) Compressed to floor standard dimensions (compression ratio approx. 2.2)
Then, hot air (temperature 140°C, wind force 0.3 Kg/cm 2 ) was blown through from one porous pressure plate to the other porous pressure plate at an air flow rate of 5 NM 3 /hour for about 30 minutes to perform molding. next,
For a water resistance test, this molded product was immersed in cold water for 3 hours and then pulled out. However, the amount of water that entered the air was approximately 2100 c.c. compared to the volume of the molded product (4500 c.c.). The release rate is 1700 c.c. in about 20 minutes, and this is
After being left for a day, the water content returned to 150 c.c., which was before the start of the test, but during this time, no collapse, dissolution, or dissolution of the adhesive resin film was detected, and no deformation such as blistering or crumbling of the molded product occurred. Moreover, no partial peeling occurred. After drying, this molded product was again immersed in warm water at 60° C. for 3 hours and pulled out, but in this case as well, almost no change was observed as in the above case. Comparative Example 300 g of EVA shown in Example 1 was mixed with rice husk 11, compressed to 5 cm using a hot air blowing test machine (same machine as Example 1), and hot air (120°C, 5NM 3 /hour) was blown through for 30 minutes. It was molded. The molded product obtained had the same air permeability, elasticity, and solid appearance as in Example 1, but when it was immersed in cold water for a water resistance test, the adhesive resin coating was immersed in water in just 15 minutes. It melted and was washed away, lost its compressive force and adhesion to the rice husks, swelled up, and completely disintegrated after 30 minutes. Example 2 A mixture of 900 g of polyisocyanate shown in Example 1 and 900 g of water was mixed with 3600 g of EVA shown in Example 1, stirred, and mixed with 190 rice husks. ), and molded by blowing hot air (140° C., 100 NM 3 /hour) from one porous pressure plate to the other porous pressure plate for 30 minutes. The obtained molded product is shown in Example 1.
As a result of a water resistance test in the same manner as in Example 1, it showed excellent water resistance, almost the same as in Example 1. Although the rice husk tatami floor obtained as described above is a new product and no JIS standard has been set for it, the standard for foam polystyrene sandwich tatami flooring was applied mutatis mutandis, and the deflection was determined by the bending test specified therein. and the amount of local compression by local tests were measured. The results are shown in the table below. The dimensions of the test product are the same as the standard product [91W]: length 182 cm, width 91 cm, and thickness 5 cm.
【表】
また、本発明で用いる接着剤の場合、EVA、
ポリイソシアネート及び水の混合によつて、発泡
し容積を増加（約30％）するが、これにより大量
微細のもみ殻粒子に成分の均一な濡れを充分与え
る利点がある上、加熱温度についても、実施例１
で示したポリイソシアネートを単独で使用する場
合、反応させるための加熱温度は160℃〜180℃を
必要とするのに対し、本発明の接着剤の場合は
140℃〜150℃で完全に反応し、本発明の接着剤
は、熱エネルギー的にも有利である。[Table] In addition, in the case of the adhesive used in the present invention, EVA,
By mixing polyisocyanate and water, it foams and increases its volume (approximately 30%), which has the advantage of sufficiently uniformly wetting the ingredients to a large amount of fine rice husk particles, and also reduces the heating temperature. Example 1
When the polyisocyanate shown in is used alone, a heating temperature of 160°C to 180°C is required for reaction, whereas in the case of the adhesive of the present invention,
Fully reacting at 140°C to 150°C, the adhesive of the present invention is also advantageous in terms of thermal energy.