CN114173927B - 稻谷脱壳辊以及稻谷脱壳方法 - Google Patents

Abstract

一种稻谷脱壳辊，具备：芯材部、和层叠在所述芯材部的外周面的橡胶层，所述橡胶层由含有多元醇成分、异氰酸酯成分以及交联剂的热固性氨基甲酸酯组合物的固化产物构成，所述固化产物在90℃的tanδ(损耗弹性模量相对于储能弹性模量之比)为0.028以上，并且在90℃的JIS A硬度为85以上。

Description

稻谷脱壳辊以及稻谷脱壳方法

技术领域

本发明涉及稻谷脱壳辊以及使用了该稻谷脱壳辊的稻谷脱壳方法。

背景技术

农用脱谷机上安装有稻谷脱壳辊。该稻谷脱壳辊将2个稻谷脱壳辊作为一对，并且以使稻谷脱壳辊彼此之间具有预定的间隔的方式配置使用。在以这样的方式配置而成的一对稻谷脱壳辊中，通过使各稻谷脱壳辊以不同的周速度旋转，同时向稻谷脱壳辊彼此之间的间隙中投入稻谷(带有稻壳的稻米，以下也称为稻子)，从而能够脱去稻壳，以使稻壳与糙米分离。

作为稻谷脱壳辊，通常使用由圆筒状的芯材部和设置在其周围的橡胶层构成的稻谷脱壳辊(例如参照专利文献1)。

作为上述橡胶层的原材料，已知的是丁腈橡胶(NBR)和苯乙烯/丁二烯橡胶(SBR)等合成橡胶。

另外，为了提供耐久性(耐磨损性)优异的稻谷脱壳辊，也提出了使用氨基甲酸酯树脂作为上述橡胶层的原材料的方法(例如参照专利文献2、3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-029809号公报

专利文献2：日本特开昭51-107948号公报

专利文献3：日本特开昭51-74865号公报

发明内容

本发明所要解决的课题

稻米可以大致分为短粒米(粳米(japonica rice))和长粒米(籼米(indicarice))两种，日本生产的稻米几乎全部为短粒米。另一方面，从世界范围来看，稻米的产量是长粒米的产量压倒性地多于短粒米的产量。

在进行这些稻米的稻谷脱壳的情况下，当使用上述稻谷脱壳辊进行稻谷脱壳时，虽然对于短粒米(粳米)能够以高脱壳率脱壳，但是对于长粒米脱壳率显著降低，有时无法进行良好的稻谷脱壳。特别是，在采用氨基甲酸酯树脂作为上述橡胶层的原材料的稻谷脱壳辊中，该倾向变得显著。

用于解决课题的手段

为了解决这样的课题，本发明人进行了深入研究。结果发现，如果是具备由特定的热固性氨基甲酸酯组合物的固体产物构成的橡胶层的稻谷脱壳辊，不仅是短粒米，即使是长粒米也可以进行良好的稻谷脱壳，从而完成了本发明。

本发明的稻谷脱壳辊具备：芯材部、和层叠在上述芯材部的外周面的橡胶层，

上述橡胶层由含有多元醇成分、异氰酸酯成分以及交联剂的热固性氨基甲酸酯组合物的固化产物构成，

上述固化产物在90℃的tanδ(损耗弹性模量相对于储能弹性模量之比)为0.028以上，并且在90℃的JIS A硬度为85以上。

根据上述稻谷脱壳辊，不仅是短粒米，长粒米也能够以高脱壳率脱壳。

这是由本发明人发现的特别优异的效果。

在对利用传统的稻谷脱壳辊进行长粒米的稻谷脱壳的情况下的脱壳率变低的理由进行研究时观察到，在脱壳率较低的情况下，稻谷在通过稻谷脱壳辊彼此之间时，稻谷脱壳辊间的间隙尺寸发生很大变动，据认为这是脱壳率降低的原因之一。

因此，为了减小稻谷脱壳时稻谷脱壳辊间的间隙尺寸的变动，经过研究得到了以下想法：如果调整橡胶层的tanδ(损耗弹性模量相对于储能弹性模量之比)和硬度，则稻谷脱壳辊间的间隙尺寸难以发生变动，根据该想法进行了反复验证，结果发现，如果90℃的tanδ为0.028以上，并且90℃的JIS A硬度为85以上，则不仅是短粒米，长粒米也能够以高脱壳率脱壳。

在上述稻谷脱壳辊中，上述固化产物在90℃的tanδ相对于60℃的tanδ之比优选为0.70以上。

在这种情况下，无论是短粒米还是长粒米，在稻谷脱壳时都更适于确保良好的脱壳率。

另外，即使稻谷脱壳辊的表面温度上升，橡胶层的tanδ也难以发生变化，适合在稻谷脱壳辊连续运转时保持高脱壳率。

上述固化产物在室温测定的动摩擦系数优选为0.60以上。

根据本发明人的研究，在长粒米的稻谷脱壳中脱壳率较低的情况下，在稻谷通过稻谷脱壳辊彼此之间时，观察到在稻谷与稻谷脱壳辊表面之间发生滑动的情况，据认为该滑动的发生也是脱壳率降低的原因之一。

另一方面，如果在室温测定的动摩擦系数成为0.60以上，则长粒米的脱壳率变得良好。据推测，这是因为稻谷相对于稻谷脱壳辊表面难以发生滑动。

需要说明的是，在本发明中，室温为23℃。

进一步，上述固化产物在90℃的JIS A硬度与室温的JIS A硬度之差的绝对值优选为3以下。

在这种情况下，即使稻谷脱壳辊的表面温度上升，橡胶层的硬度也难以发生变化，适合在稻谷脱壳辊连续运转时保持高脱壳率。

在上述稻谷脱壳辊中，上述热固性氨基甲酸酯组合物优选含有TDI或MDI作为异氰酸酯成分。

另外，上述热固性氨基甲酸酯组合物优选至少含有1,4-BD和BHEB作为交联剂。

这是因为，具备由这些热固性氨基甲酸酯组合物的固化产物构成的橡胶层的稻谷脱壳辊的耐久性(耐磨损性)非常优异。

在上述稻谷脱壳辊中，优选的是，上述热固性氨基甲酸酯组合物进一步含有硅油，并且相对于多元醇成分、异氰酸酯成分以及交联剂的总量，上述硅油的含量超过0重量％且为0.5重量％以下。

在这种情况下，适于使耐久性(耐磨损性)和耐水性进一步变得良好。

上述稻谷脱壳辊可以用于长粒米的稻谷脱壳。

如果使用上述稻谷脱壳辊，则长粒米也能够以高脱壳率脱壳。

本发明的稻谷脱壳方法的特征在于，使用本发明的稻谷脱壳辊。

根据本发明的稻谷脱壳方法，不仅是短粒米，长粒米也能够以高脱壳率脱壳。

发明效果

根据本发明，不仅对短粒米，即使对长粒米也能够进行脱壳率高且良好的稻谷脱壳。

附图说明

[图1A]是示意性地表示本发明的实施方式涉及的稻谷脱壳辊的透视图。

[图1B]是图1A所示的稻谷脱壳辊的主视图。

[图1C]是图1A的A-A线剖面图。

[图2]是用于说明本发明的实施方式涉及的稻谷脱壳辊的使用方法的示意图。

[图3]是用于说明利用摩擦磨损试验机测定动摩擦系数的方法的重要部分放大图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

本发明的实施方式涉及的稻谷脱壳辊具备：芯材部、和层叠在上述芯材部的外周面的橡胶层，

上述橡胶层由含有多元醇成分、异氰酸酯成分以及交联剂的热固性氨基甲酸酯组合物的固化产物构成，上述固化产物在90℃的tanδ(损耗弹性模量相对于储能弹性模量之比)为0.028以上，并且在90℃的JIS A硬度为85以上。

即，上述稻谷脱壳辊的技术特征在于，由热固性氨基甲酸酯组合物的固化产物构成，并且具有预定的物性作为该固化产物在90℃测定的物性。

图1A是示意性地表示本发明的实施方式涉及的稻谷脱壳辊的一个例子的透视图，图1B是图1A所示的稻谷脱壳辊的主视图，图1C是图1A的A-A线剖面图。

图1A～图1C所示的稻谷脱壳辊10由金属制的芯材部11和层叠在芯材部11的外周面的橡胶层12构成。

芯材部11是设置有安装用法兰11a的圆筒状的部件，其中安装用法兰11a用于在筒内将稻谷脱壳辊10安装在稻谷脱壳机中。

在芯材部11的整个外周面上以均匀的厚度形成有橡胶层12。

作为上述芯材部，可以使用与以往公知的稻谷脱壳辊所使用的芯材部相同的芯材部。作为上述芯材部的材质，例如可以列举出铝、不锈钢、铁、钼、钛等。

另外，对上述芯材部的形状和尺寸也没有特别地限定，可以按照与以往产品相同的安装有稻谷脱壳辊的稻谷脱壳机的规格、或者按照JIS标准(JIS B 9214：稻谷脱壳用橡胶棍)进行适当地设定。

上述橡胶层由含有多元醇成分、异氰酸酯成分以及交联剂的热固性氨基甲酸酯组合物的固化产物构成。

并且，上述固化产物在90℃的tanδ(损耗弹性模量相对于储能弹性模量之比)为0.028以上，并且在90℃的JIS A硬度为85以上。

在上述稻谷脱壳辊中，由上述固化产物构成的橡胶层具有在90℃测定的预定的物性，因此长粒米和短粒米都能够良好地脱壳。

另一方面，当上述固化产物在90℃的tanδ小于0.028时，稻谷脱壳时的脱壳率，特别是长粒米的脱壳率降低。

另外，在上述固化产物在90℃的JIS A硬度小于85的情况下，稻谷脱壳时的脱壳率，特别是长粒米的脱壳率也会降低。

作为这些的理由之一，据认为是：在90℃的tanδ小于0.028的情况下，或者在90℃的JIS A硬度小于85的情况下，在因连续运转而导致稻谷脱壳辊的表面温度上升时，稻谷脱壳辊间的间隙尺寸难以保持，容易因稻谷的通过而导致上述间隙尺寸发生变动。

上述tanδ是损耗弹性模量E″相对于储能弹性模量E′的比，可以表示为tanδ＝E″/E′。

在上述稻谷脱壳辊中，构成橡胶层的上述固化产物在90℃具有预定的物性，适合对长粒米进行脱壳。

长粒米大多在东南亚等一年四季气温高的热带地区生产，在这样的地区进行稻谷脱壳的情况下，稻谷脱壳时稻谷脱壳辊的橡胶层的表面温度通常会上升至90℃左右。因此，为了即使在这样的高温条件下也能够可靠地进行稻谷脱壳，构成上述橡胶层的上述固化产物在90℃具有预定的物性是重要的。

上述固化产物在90℃的tanδ的上限优选为0.040。其理由是：当上述tanδ超过0.040时，固化产物的内部蓄热增大而成为热劣化的原因。另外，固化产物的变形变慢，有时会在橡胶层中产生不均匀磨损(編摩耗)。

上述固化产物在90℃的tanδ的上限更优选为0.037。

上述固化产物在90℃的tanδ相对于60℃的tanδ之比(以下也称为“tanδ(90℃/60℃)”)优选为0.70以上。

在日本国内进行稻谷脱壳的情况下，稻谷脱壳辊的表面温度有时会上升至60℃左右。另一方面，如上所述，在热带地区进行稻谷脱壳的情况下，稻谷脱壳辊的表面温度有时会上升至90℃左右。因此，通过将上述tanδ(90℃/60℃)设为0.70以上，无论是短粒米还是长粒米，在稻谷脱壳时都更适合确保良好的脱壳率。

另外，当tanδ(90℃/60℃)为0.70以上时，即使稻谷脱壳辊的表面温度上升，橡胶层的tanδ也难以发生变化，更适合在稻谷脱壳辊连续运转时保持高脱壳率。

当上述tanδ(90℃/60℃)小于0.70时，稻谷脱壳时的脱壳率，特别是对长粒米进行脱壳时的脱壳率可能会降低。

上述tanδ(90℃/60℃)更优选为0.80以上。

在本发明中，上述固化产物的tanδ可以通过使用纵向振动型动态粘弹性测定装置作为试验机，在预定温度(60℃和90℃任一者)下进行测量。

从确保良好的脱壳率和优异的耐磨损性的观点来看，上述固化产物在90℃的JISA硬度优选为87以上。

上述固化产物在90℃的JIS A硬度的优选上限为92。当上述固化产物在90℃的JISA硬度超过92时，稻谷脱壳时稻米可能会发生破损，从而碎米率增加。

另外，从确保良好的脱壳率和优异的耐磨损性的观点来看，上述固化产物在室温的JIS A硬度也优选为90以上。

进一步，上述固化产物在室温的JIS A硬度的优选上限为95。当上述固化产物在室温的JIS A硬度超过95时，稻谷脱壳时稻米可能会发生破损，从而碎米率增加。

上述固化产物在90℃的JIS A硬度与室温的JIS A硬度之差的绝对值优选为3以下。

在这种情况下，即使在稻谷脱壳辊的表面温度上升的环境下进行稻谷脱壳，也适合保持高脱壳率。

在本发明中，上述固化产物的JIS A硬度的测量是通过基于JIS K 7312的方法进行的，其中将稻谷脱壳辊自身设为测定样本(试验片)，将稻谷脱壳辊的橡胶层的端面E(参照图1C)中的厚度方向上的中央部附近设为测定部位。

这里，室温的JIS A硬度的测量是通过在JIS K 7312的7.硬度试验中改变试验片而进行的。

另外，90℃的JIS A硬度的测量是通过在JIS K 7312的15.高温/低温的硬度和拉伸试验中改变试验片，并且将温度变为90℃而进行的。

上述固化产物在室温测定的动摩擦系数优选为0.60以上。在这种情况下，适于确保长粒米的稻谷脱壳时的高脱壳率。

另一方面，当上述动摩擦系数小于0.60时，稻谷脱壳时的脱壳率，特别是对长粒米进行脱壳时的脱壳率可能会降低。

上述动摩擦系数更优选为0.63以上，进一步优选为0.67以上。

在本发明中，上述固化产物的动摩擦系数可以使用摩擦磨损试验机作为试验机来进行测量。

具体而言，使用裁刀从稻谷脱壳辊的橡胶层上切取尺寸：5mm×5mm×2mm厚的试验片，将该试验片与摩擦磨损试验机的金属面进行滑动摩擦，从而测量动摩擦系数[＝(垂直负荷)/(水平负荷)]。

接着，对作为上述橡胶层的材料的热固性氨基甲酸酯组合物进行说明。

上述热固性氨基甲酸酯组合物含有多元醇成分、异氰酸酯成分、以及交联剂。

作为上述多元醇成分，例如可以列举出聚酯多元醇。当使用聚酯多元醇时，通过因极性高的聚酯多元醇基团所表现出的高的分子间力，从而能够形成耐磨损性优异的橡胶层。

作为上述多元醇成分，例如也可以列举出聚醚多元醇、聚己内酯多元醇等。

作为上述聚酯多元醇，例如可以列举出使二元羧酸与二元醇按照常规方法发生反应而得的产物等。

作为上述二元羧酸，例如可以列举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二羧酸等芳香族二元羧酸；己二酸、壬二酸、癸二酸等脂肪族二元羧酸；羟基安息香酸等羟基酸；以及这些二元羧酸的酯形成性衍生物等。

在这些当中优选己二酸，在使用1,4-丁二醇作为二元醇和交联剂的情况下，特别优选己二酸。由于己二酸的C原子序列具有与1,4-丁二醇相同的4连序列，因此取向结晶性优异，因具有结晶化结构而表现出强固的分子间力。另外，由于己二酸价格便宜，在经济上也优异。

上述二元羧酸可以单独使用，也可以2种以上并用。

作为上述二元醇，例如可以列举出乙二醇、1,4-丁二醇、二乙二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,9-壬二醇、三乙二醇等脂肪族二元醇；1,4-环己烷二甲醇等脂环族二元醇；p-苯二甲醇等芳香族二醇；聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇等聚氧化亚烷基二元醇等。

作为上述二元醇，优选脂肪族二元醇，更优选乙二醇、1,4-丁二醇。适合形成适度硬度的橡胶层，并且价格便宜。

作为二元羧酸和二元醇的产物的聚酯多元醇是线状结构，但是也可以是使用了3元以上的酯形成成分而成的分枝状聚酯。

上述二元醇可以单独使用，也可以2种以上并用。

作为上述聚酯多元醇，特别优选聚己二酸乙二醇酯系聚酯多元醇、聚己二酸丁二醇酯系聚酯多元醇、以及聚己二酸乙二醇丁二醇酯系聚酯多元醇。具有适合形成适度硬度的橡胶层的分子结构，并且价格便宜。

作为上述聚醚多元醇，例如可以列举出聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇等。

作为上述聚己内酯多元醇，例如可以列举出在催化剂的存在下以低分子量的二元醇作为引发剂而使ε-己内酯开环加成而得的产物。

上述多元醇成分的数均分子量优选为1000～3000。当数均分子量小于1000时，上述橡胶层的刚性可能变得过高。另一方面，当数均分子量超过3000时，上述橡胶层可能变得过于柔软。

上述数均分子量是通过GPC(凝胶渗透色谱)测定的聚苯乙烯换算的测定值。

作为上述多元醇成分，优选并用至少2种数均分子量不同的多元醇成分。

这是因为，通过并用数均分子量不同的多元醇成分，虽然多元醇成分的分子量分布变宽，但是也适合提高上述固化产物在90℃的tanδ。

具体而言，作为优选的组合，例如可以列举出并用数均分子量为1000左右的多元醇成分与数均分子量为2000左右的多元醇成分。

作为上述异氰酸酯成分，例如可以列举出对苯二异氰酸酯(PPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯、聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯与聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯的混合物、4,4’-二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)、4,4’-二苯基醚二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯(XDI)、萘二异氰酸酯(NDI)、四甲基苯二甲基二异氰酸酯(TMXDI)等芳香族二异氰酸酯；环戊烷二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(氢化MDI)、甲基-2,4-环己烷二异氰酸酯、甲基-2,6-环己烷二异氰酸酯、双(异氰酸酯基甲基)环己烷、降冰片烷二异氰酸酯(NBDI)等脂环族二异氰酸酯等。这些可以单独使用，也可以2种以上并用。

另外，在本说明书中，将二苯基甲烷二异氰酸酯、聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯、以及二苯基甲烷二异氰酸酯与聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯的混合物统称为MDI。

这些当中，优选MDI、TDI，更优选MDI。

可以使用以往公知的TDI作为上述TDI(甲苯二异氰酸酯)。在上述TDI中，对2,4-TDI与2,6-TDI的混合比(2,4-TDI/2,6-TDI)没有特别地限定，但是优选为65/35～100/0(重量比)。作为上述TDI，例如可以使用T-80(2,4-TDI/2,6-TDI＝80/20)、T-100(2,4-TDI/2,6-TDI＝100/0)、T-65(2,4-TDI/2,6-TDI＝65/35)等。

也可以使用各种市售产品作为上述TDI。

对上述MDI没有特别地限定，无论其分子量分布的宽窄都可以使用。上述MDI优选为纯MDI(4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯)、聚合MDI(4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯的混合物)。

也可以使用各种市售产品作为上述MDI。

上述热固性氨基甲酸酯组合物中异氰酸酯基含有率(以下也称为NCO％)优选为3.5～10.0重量％。

当上述异氰酸酯基含有率小于3.5重量％时，上述橡胶层的耐磨损性可能降低。另一方面，当上述异氰酸酯基含有率超过10.0重量％时，上述橡胶层的硬度变得过高，可能无法适合用作稻谷脱壳辊的橡胶层。

上述异氰酸酯基含有率(重量％)是指除去热固性氨基甲酸酯组合物中所使用的交联剂而成的完全预聚物(所有异氰酸酯成分、所有多元醇成分的总量)中所含有的异氰酸酯基的重量比例。

作为上述交联剂，例如可以列举出1,4-丁二醇(1,4-BD)、1,4-二(β-羟基乙氧基)苯(BHEB)、TMP(三羟甲基丙烷)、乙二醇、丙二醇、己二醇、二乙二醇、丙三醇、4,4’-亚甲基二(2-氯苯胺)(MOCA)、肼、乙二胺、二亚乙基三胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二环己基甲烷、N,N-二(2-羟丙基)苯胺、水等。

这些可以单独使用，也可以2种以上并用。

作为上述热固性氨基甲酸酯组合物，优选：

(1)将聚酯多元醇作为多元醇成分、并且并用1,4-BD和BHEB作为交联剂而成的热固性氨基甲酸酯组合物；以及

(2)将聚酯多元醇作为多元醇成分、并且并用1,4-BD、BHEB、TMP作为交联剂而成的热固性氨基甲酸酯组合物。

在(1)的情况下，适合提高上述橡胶层的耐磨损性。另外，含有作为交联剂的1,4-BD和BHEB的热固性氨基甲酸酯组合物的适用期较长，即使利用手工注型也可以成形。

在(2)的情况下，可以进一步提高上述橡胶层的耐磨损性。

上述热固性氨基甲酸酯组合物也可以进一步含有硅油。

通过混合硅油，上述热固性氨基甲酸酯组合物的固化产物的耐磨损性进一步提高。

另外，在上述热固性氨基甲酸酯组合物中混合了硅油的情况下，由上述固化产物构成的橡胶层的耐水性也进一步提高。

作为上述硅油，没有特别地限定，例如可以列举出二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基氢硅油、以及在这些硅油的侧链和/或末端导入了有机基团而成的改性硅油(例如，硅烷醇基末端改性硅油等)等。

在这些当中优选二甲基硅油。二甲基硅油在聚氨酯分子中容易分散，适合于使热固性氨基甲酸酯组合物的固化产物变得均匀。

上述硅油在25℃的动态粘度优选为10～3000mm²/秒。这是因为，适于进一步提高上述热固性氨基甲酸酯组合物的固化产物的耐磨损性，同时经过长时间提高上述固化产物的耐水性。

在上述热固性氨基甲酸酯组合物含有硅油的情况下，相对于多元醇成分、异氰酸酯成分以及交联剂的总量，上述硅油的含量优选超过0重量％且为0.5重量％以下。

当上述硅油的含量超过0.5重量％时，橡胶层的动摩擦系数变低，脱壳率可能降低。

从更适合提高耐磨损性和耐水性的方面来看，上述硅油的含量优选为0.3重量％以上。

上述热固性氨基甲酸酯组合物也可以根据需要进一步含有链延长剂、交联促进剂或交联延迟剂等反应助剂；防水解剂；无机纤维或无机填料等增强材料；着色剂、光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂、防霉剂、阻燃剂、填充剂(增量剂)等各种添加剂等。

上述橡胶层(上述热固性氨基甲酸酯组合物的固化产物)的DIN磨损减量优选为40～100mm³。

当上述DIN磨损减量小于40mm³时，在稻谷脱壳时碎米的产生率可能变高，另一方面，当其超过100mm³时，耐久性变得不充分。

上述DIN磨损减量可以根据JIS K 6264的DIN磨损试验来测定。

上述DIN磨损减量更优选为40～85mm³。

为了进一步提高上述芯材部与上述橡胶层之间的密合性，上述稻谷脱壳辊也可以在二者之间形成底漆层和/或粘接剂层。

上述粘接剂层的形成例如可以通过使用苯酚系粘接剂等来进行。

上述底漆层的形成例如可以通过使用氨基甲酸酯系、聚酯系、硅烷系、聚酰胺系、苯酚系的底漆或硅烷偶联剂等来进行。

上述稻谷脱壳辊的剖面(使用时与旋转轴垂直的剖面)的真圆度优选为0.5mm以下。当上述真圆度超过0.5mm时，使用时辊间的间隔的变动变大，从而脱壳率可能降低，或者碎米的产生率可能增加。

接下来，对本发明的实施方式涉及的稻谷脱壳辊的制造方法进行说明。

上述稻谷脱壳辊例如可以经过下述(1)和(2)的工序来制造。

(1)制作芯材部。上述芯材部可以通过以往公知的方法来制作，例如可以通过铝压铸等来制作。

然后，根据需要，在芯材部的外周面形成粘接剂层和/或底漆层，或者将芯材部的外周面加工成预定的形状。

(2)接着，在上述芯材部的周围形成橡胶层。这里，将芯材部载置于圆筒形的模具内，然后将上述热固性氨基甲酸酯组合物注入到芯材部的外周面与模具的内壁面之间的间隙中，并在预定的条件下使其固化，从而形成橡胶层。

在这样的制造方法中，根据需要，也可以通过研磨加工形成橡胶层的表面。当然也可以直接从模具中脱模而不进行上述研磨加工。

接下来，对本发明的实施方式涉及的稻谷脱壳辊的使用方法进行说明。

图2是用于说明本发明的实施方式涉及的稻谷脱壳辊的使用方法的示意图。

上述稻谷脱壳辊以2个稻谷脱壳辊为1组，通过安装在以往公知的橡胶辊式的稻谷脱壳机中来使用。

即，如图2所示，一对稻谷脱壳辊10A、10B以具有预定的间隔L的方式平行安装，稻谷脱壳辊10A、10B各自沿着彼此相反的方向、并且以不同的旋转速度(稻谷脱壳辊10A的旋转速度Va≠稻谷脱壳辊10B的旋转速度Vb)旋转。然后，在该状态下将稻谷1投入到稻谷脱壳辊10A、10B彼此之间，通过稻谷脱壳辊10A与稻谷脱壳辊10B的周速差使稻壳从稻谷1上脱壳。

在使用上述稻谷脱壳辊时，对稻谷脱壳辊10A与稻谷脱壳辊10B之间的间隙的距离L、稻谷脱壳辊10A和稻谷脱壳辊10B各自的旋转速度(周速度)Va、Vb没有特别地限定，可以根据稻谷脱壳机的规格、投入的稻谷的种类和干燥率、处理速度、脱壳率等各种条件进行适当地设定。

实施例

以下，根据实施例进一步对本发明进行具体地说明，但是本发明不限于以下实施例。

这里，根据下述制备例，制备了热固性氨基甲酸酯组合物A～P，并且使用所得的热固性氨基甲酸酯组合物制造了稻谷脱壳辊。然后，对各稻谷脱壳辊的性能进行了评价。

<原材料>

使用了以下原材料作为用于制备热固性氨基甲酸酯组合物的原材料。

(1)氨基甲酸酯预聚物A

准备多元醇成分和异氰酸酯成分，并使二者发生反应，得到了氨基甲酸酯预聚物A。

作为多元醇成分，将数均分子量(Mn)＝1000的聚己二酸乙二醇酯系聚酯多元醇与Mn＝2000的聚己二酸乙二醇酯系聚酯多元醇以(Mn＝1000):(Mn＝2000)＝1:2的重量比混合，准备了调整为Mn＝1500的聚己二酸乙二醇酯系聚酯多元醇。

作为异氰酸酯成分，准备了纯MDI。

将多元醇成分与异氰酸酯成分以异氰酸酯基含有率(NCO％)成为7.0重量％的量比混合，并使其发生反应。

(2)氨基甲酸酯预聚物B

除了将多元醇成分与异氰酸酯成分以异氰酸酯基含有率(NCO％)成为6.3重量％的量比混合以外，通过使用与氨基甲酸酯预聚物A的制备方法同样的方法，制备了氨基甲酸酯预聚物B。

(3)氨基甲酸酯预聚物C

准备多元醇成分和异氰酸酯成分，并使二者发生反应，得到了氨基甲酸酯预聚物C。

作为多元醇成分，准备了Mn＝2000的聚己二酸乙二醇酯系聚酯多元醇。作为异氰酸酯成分，准备了纯MDI。

将多元醇成分与异氰酸酯成分以异氰酸酯基含有率(NCO％)成为7.0重量％的量比混合，并使其发生反应。

(4)1,4-二(β-羟基乙氧基)苯(BHEB)：“三井化学ファイン”公司制造

(5)1,4-丁二醇(1,4-BD)：“三井化学”公司制造

(6)TMP(三羟甲基丙烷)：“三菱ガス化学”公司制造

(7)硅油：“東レ·ダウコーニング”公司制造、SH200-100CS(二甲基硅油：动态粘度100mm²/秒)

1.热固性氨基甲酸酯组合物的制备

(制备例1)

(1)使氨基甲酸酯预聚物A在100℃、0.67kPa以下的条件下脱泡。

接着，将100重量份的脱泡后的氨基甲酸酯预聚物A投入到搅拌器中搅拌，一边继续搅拌，一边添加0.1重量份的已将液温调整为95℃的硅油(“東レ·ダウコーニング”公司制造、SH200-100CS)。

(2)进一步，一边继续搅拌，一边添加11.26重量份的已将液温调整为120℃的BHEB，进一步添加1.70重量份的1,4-BD并继续搅拌60秒，从而制备了热固性氨基甲酸酯组合物A(以下简称为氨基甲酸酯组合物A)。

由此，热固性氨基甲酸酯组合物A的组成如下所述。

<氨基甲酸酯组合物A(重量份)>

氨基甲酸酯预聚物A：100

BHEB：11.26

1,4-BD：1.70

硅油：0.10

(制备例2)

通过改变原材料的种类和混合量，使用与制备例1同样的方法制备了具有下述组成的热固性氨基甲酸酯组合物B(以下简称为氨基甲酸酯组合物B)。

<氨基甲酸酯组合物B(重量份)>

氨基甲酸酯预聚物B：100

BHEB：10.67

1,4-BD：1.73

TMP：0.35

(制备例3)

通过改变原材料的种类和混合量，使用与制备例1同样的方法制备了具有下述组成的热固性氨基甲酸酯组合物C(以下简称为氨基甲酸酯组合物C)。

<氨基甲酸酯组合物C(重量份)>

氨基甲酸酯预聚物B：100

BHEB：10.67

1,4-BD：1.73

TMP：0.35

硅油：0.10

(制备例4)

通过改变原材料的种类和混合量，使用与制备例1同样的方法制备了具有下述组成的热固性氨基甲酸酯组合物D(以下简称为氨基甲酸酯组合物D)。

<氨基甲酸酯组合物D(重量份)>

氨基甲酸酯预聚物A：100

BHEB：11.26

1,4-BD：1.70

(制备例5)

通过改变原材料的种类和混合量，使用与制备例1同样的方法制备了具有下述组成的热固性氨基甲酸酯组合物E(以下简称为氨基甲酸酯组合物E)。

<氨基甲酸酯组合物E(重量份)>

氨基甲酸酯预聚物A：100

BHEB：10.52

1,4-BD：1.70

TMP：0.34

(制备例6)

通过改变原材料的种类和混合量，使用与制备例1同样的方法制备了具有下述组成的热固性氨基甲酸酯组合物F(以下简称为氨基甲酸酯组合物F)。

<氨基甲酸酯组合物F(重量份)>

氨基甲酸酯预聚物B：100

BHEB：10.67

1,4-BD：1.73

TMP：0.35

硅油：0.50

(制备例7)

通过改变原材料的种类和混合量，使用与制备例1同样的方法制备了具有下述组成的热固性氨基甲酸酯组合物G(以下简称为氨基甲酸酯组合物G)。

<氨基甲酸酯组合物G(重量份)>

氨基甲酸酯预聚物A：100

BHEB：10.52

1,4-BD：1.42

TMP：0.28

硅油：0.10

(制备例8)

通过改变原材料的种类和混合量，使用与制备例1同样的方法制备了具有下述组成的热固性氨基甲酸酯组合物H(以下简称为氨基甲酸酯组合物H)。

<氨基甲酸酯组合物H(重量份)>

氨基甲酸酯预聚物C：100

BHEB：10.61

1,4-BD：1.60

硅油：1.00

(制备例9)

通过改变原材料的种类和混合量，使用与制备例1同样的方法制备了具有下述组成的热固性氨基甲酸酯组合物I(以下简称为氨基甲酸酯组合物I)。

<氨基甲酸酯组合物I(重量份)>

氨基甲酸酯预聚物C：100

BHEB：10.61

1,4-BD：1.60

(制备例10)

通过改变原材料的种类和混合量，使用与制备例1同样的方法制备了具有下述组成的热固性氨基甲酸酯组合物J(以下简称为氨基甲酸酯组合物J)。

<氨基甲酸酯组合物J(重量份)>

氨基甲酸酯预聚物C：100

BHEB：9.80

1,4-BD：1.58

TMP：0.32

硅油：0.10

(制备例11)

通过改变原材料的种类和混合量，使用与制备例1同样的方法制备了具有下述组成的热固性氨基甲酸酯组合物K(以下简称为氨基甲酸酯组合物K)。

<氨基甲酸酯组合物K(重量份)>

氨基甲酸酯预聚物C：100

BHEB：10.61

1,4-BD：1.60

硅油：0.10

(制备例12)

通过改变原材料的种类和混合量，使用与制备例1同样的方法制备了具有下述组成的热固性氨基甲酸酯组合物L(以下简称为氨基甲酸酯组合物L)。

<氨基甲酸酯组合物L(重量份)>

氨基甲酸酯预聚物C：100

BHEB：9.80

1,4-BD：1.58

TMP：0.32

(制备例13)

通过改变原材料的种类和混合量，使用与制备例1同样的方法制备了具有下述组成的热固性氨基甲酸酯组合物M(以下简称为氨基甲酸酯组合物M)。

<氨基甲酸酯组合物M(重量份)>

氨基甲酸酯预聚物C：100

BHEB：9.11

1,4-BD：1.59

TMP：0.63

硅油：1.00

(制备例14)

通过改变原材料的种类和混合量，使用与制备例1同样的方法制备了具有下述组成的热固性氨基甲酸酯组合物N(以下简称为氨基甲酸酯组合物N)。

<氨基甲酸酯组合物N(重量份)>

氨基甲酸酯预聚物B：100

BHEB：9.15

1,4-BD：1.73

TMP：1.04

硅油：1.00

(制备例15)

通过改变原材料的种类和混合量，使用与制备例1同样的方法制备了具有下述组成的热固性氨基甲酸酯组合物O(以下简称为氨基甲酸酯组合物O)。

<氨基甲酸酯组合物O(重量份)>

氨基甲酸酯预聚物B：100

BHEB：11.83

1,4-BD：1.79

(制备例16)

通过改变原材料的种类和混合量，使用与制备例1同样的方法制备了具有下述组成的热固性氨基甲酸酯组合物P(以下简称为氨基甲酸酯组合物P)。

<氨基甲酸酯组合物P(重量份)>

氨基甲酸酯预聚物B：100

BHEB：11.04

1,4-BD：1.79

TMP：0.36

2.稻谷脱壳辊的制作

(实施例1)

在本实施例中，制作了图1A～图1C所示的形状的稻谷脱壳辊10，即直径D为153.0mm(参照图1B)、宽度W为63.5mm(参照图1C)、橡胶层的厚度T为16.5mm(参照图1B)的稻谷脱壳辊(型式：小25)。

首先，通过铝压铸，铸造了具有图1A～图1C所示的形状、且符合JIS B 9124(1997)的尺寸的芯材部。

(2)接着，在具有预定的内部尺寸的圆筒形的模具内设置上述芯材部，使上述芯材部的外周面与上述模具的内周面之间的间隔沿着全周几乎等间隔。

然后，将氨基甲酸酯组合物A注入到上述芯材部的外周面与上述模具的内周面之间的间隙中，并在下述条件下使其固化，通过切削调整外径尺寸和宽度尺寸，从而制作了在上述芯材部的外周面层叠有橡胶层的稻谷脱壳辊。

(固化条件)

将注入时的氨基甲酸酯组合物A的温度设为105℃，在模具温度为130℃下固化60分钟。

然后，从模具中脱模，在110℃、24小时的条件下进行后固化。

(实施例2～7)

使用氨基甲酸酯组合物B～G中任意一种替代氨基甲酸酯组合物A以作为热固性氨基甲酸酯组合物，与实施例1同样地制作了稻谷脱壳辊。

各实施例中所使用的氨基甲酸酯组合物如表1所示。

(比较例1～7)

使用氨基甲酸酯组合物H～N中任意一种替代氨基甲酸酯组合物A以作为热固性氨基甲酸酯组合物，与实施例1同样地制作了稻谷脱壳辊。

各比较例中所使用的氨基甲酸酯组合物如表1所示。

(实施例8)

在本实施例中，制作了图1A～图1C所示的形状的稻谷脱壳辊10，即直径D为254.0mm(参照图1B)、宽度W为254.0mm(参照图1C)、橡胶层的厚度T为25.0mm(参照图1B)的稻谷脱壳辊(型式：大100)。

首先，通过铝压铸，铸造了具有图1A～图1C所示的形状、且符合JIS B 9124(1997)的尺寸的芯材部。

(2)接着，在具有预定的内部尺寸的圆筒形的模具内设置上述芯材部，使上述芯材部的外周面与上述模具的内周面之间的间隔沿着全周几乎等间隔。

然后，将氨基甲酸酯组合物O注入到上述芯材部的外周面与上述模具的内周面之间的间隙中，并在下述条件下使其固化，通过切削调整外径尺寸和宽度尺寸，从而制作了在上述芯材部的外周面层叠有橡胶层的稻谷脱壳辊。

(固化条件)

将注入时的氨基甲酸酯组合物O的温度设为105℃，在模具温度为130℃下固化60分钟。

然后，从模具中脱模，在110℃、24小时的条件下进行后固化。

(实施例9)

使用氨基甲酸酯组合物P替代氨基甲酸酯组合物O以作为热固性氨基甲酸酯组合物，与实施例8同样地制作了稻谷脱壳辊。

(比较例8)

使用氨基甲酸酯组合物H替代氨基甲酸酯组合物O以作为热固性氨基甲酸酯组合物，与实施例8同样地制作了稻谷脱壳辊。

3.稻谷脱壳辊的评价

对实施例和比较例中所制作的稻谷脱壳辊进行了下述评价。结果如表1或表2所示。

3-1.JIS A硬度(室温和90℃)

除了将稻谷脱壳辊自身作为测定样本(试验片)以外，根据JIS K 7312的硬度试验，测定了室温的橡胶层的硬度。

这里，使用A型硬度试验机(“テクロック”公司制造、GS-719N)测量了稻谷脱壳辊的橡胶层的端面E中的厚度方向上的中央部附近在室温的硬度。在该试验中，测量了试验机的加压面密接后立即得到的值。通过改变上述端面E中的测量位置，对同一样本进行5次测量，并将5次测量值的中央值作为测量结果。

进一步，除了将稻谷脱壳辊自身作为测定样本(试验片)、且选择90℃作为试验温度以外，根据JIS K 7312的高温/低温的硬度试验，测定了在90℃的橡胶层的硬度。

这里，使用A型硬度试验机(“テクロック”公司制造、GS-719N)测量了稻谷脱壳辊的橡胶层的端面E中的厚度方向上的中央部附近的90℃的硬度。在该试验中，测量了试验机的加压面密接后立即得到的值。通过改变上述端面E中的测量位置，对同一样本进行5次测量，并将5次测量值的中央值作为测量结果。

3-2.动摩擦系数

使用トライボギアシリーズTYPE:14(“新東科学”公司制造)作为摩擦磨损试验机，通过下述方法进行测定。

图3是用于说明利用摩擦磨损试验机测定动摩擦系数的方法的重要部分放大图。图3示出了经由附件安装的试验片。

从稻谷脱壳辊的橡胶层切取尺寸：5mm×5mm×2mm厚的试验片110。如图3所示，使用粘接剂将该试验片110固定在摩擦磨损试验机100所安装的棒状附件101上，并使试验片110的5mm×5mm面与铝制的金属板102的表面接触。进一步，将垂直负荷用的砝码103放置在试验片110的上方，在该状态下，通过将金属板102沿着箭头的方向(图中，右侧)移动，使得试验片110与金属板102之间发生滑动摩擦。通过称重传感器(未图示)测量此时的水平负荷，基于测量结果算出动摩擦系数＝(垂直负荷)/(水平负荷)。

这里，将垂直负荷设为200g，滑动摩擦速度设为20mm/秒。

另外，将试验片的个数设为5(n＝5)，选择5个算出值当中的3个中央值，将其平均值作为动摩擦系数的测量结果。

3-3.tanδ(损耗弹性模量相对于储能弹性模量之比)

使用“ユービーエム”公司制造的纵向振动型动态粘弹性测定装置(Rheogel-E4000)作为试验机来进行测量。

试验片是从稻谷脱壳辊的橡胶层以尺寸：40mm×3mm×2mm厚切取的。

将该试验片安装在测定装置中，在下述条件下进行测量。

卡盘间距：20mm

正弦波：10Hz

升温速度：2℃/分钟，

在-40℃至100℃施加振动，测量每1分钟的负荷，基于动态弹性模量和损耗弹性模量算出tanδ(损耗正切)，并且获取最接近60℃的损耗角正切(60℃tanδ)和最接近90℃的损耗角正切(90℃tanδ)的值。

进一步，算出tanδ(90℃/60℃)。

4.性能评价

4-1.在日本国内(国际农林水产业研究中心：JIRCAS)的评价将实施例1～7和比较例1～7的稻谷脱壳辊安装在稻谷脱壳机(“藤原製作所”公司制造、“大屋式坪刈”试验用稻谷脱壳机25M型)中，通过下述步骤进行稻谷脱壳。

在本评价中，为了再现接近于热带地区的稻谷脱壳条件的条件，预先将稻谷脱壳辊的温度升高来进行稻谷脱壳。

另外，使用长粒米IR64作为评价米。评价结果如表1所示。

(1)将一对(2个)稻谷脱壳辊在炉内温度为120℃的烘箱中保持至少40分钟，安装在稻谷脱壳机中后，确认了稻谷脱壳辊的表面温度为70～100℃。此时，将稻谷脱壳辊间的间隙尺寸设为0.6mm。

(2)向稻谷脱壳机供给约200g的稻谷并进行稻谷脱壳，采样约20g的稻谷脱壳品来评价稻谷脱壳状态。

具体而言，首先，测量所采样的稻谷脱壳品的整体重量。然后，将稻谷脱壳品分类为稻谷、保持米形状的糙米、以及碎米，并分别测量各自的重量。基于所得的测量值，算出脱壳率和碎米率。结果如表1所示。

脱壳率和碎米率的算出方法如下所述。

脱壳率(％)＝[保持米形状的糙米的重量]/[稻谷脱壳前的稻谷的重量]

碎米率(％)＝[碎米的重量]/[稻谷脱壳前的稻谷的重量]

4-2.在泰国的评价

在泰国进行了实施例8、9和比较例8的稻谷脱壳辊的评价。评价结果如表2所示。这里，评价了脱壳率(％)和碎米率(％)，进一步对实施例8、9的稻谷脱壳辊算出了寿命。

在泰国的“Suphan Buri”府的Mingmonkhonjarean Tanya精米加工场对实施例8、9和比较例1的稻谷脱壳辊进行了评价。具体的步骤等如下所述。

将稻谷脱壳辊安装在Mingmonkhonjarean Tanya精米加工场拥有的“サタケ”公司制造的稻谷脱壳机中并进行稻谷脱壳。采样已通过稻谷脱壳辊后的处理稻谷等，评价了脱壳率(％)和碎米率(％)。

脱壳率(％)和碎米率(％)的算出通过与在日本国内(国际农林水产业研究中心)的评价相同的方法来进行。

另外，使用品种：Pathumthani 1作为评价米。评价结果如表2所示。

寿命(hr)的算出是根据下述计算式来进行的。

这里，寿命的算出是相对于稻谷脱壳中所使用的一对稻谷脱壳辊当中的主辊(高速旋转侧的辊)来进行的。

需要说明的是，寿命(hr)的算出中所使用的稻谷脱壳辊是以橡胶层的初期厚度为25mm、且橡胶层的残留厚度变为5mm时进行更换的方式设计的。

寿命(hr)＝运转时间(hr)×20mm/因运转而磨损的厚度(mm)

式中，20mm是稻谷脱壳辊从初始状态到处于完全使用完的状态(橡胶层的残留厚度为5mm的状态)的磨损的橡胶层的厚度。另外，因运转而磨损的厚度是初始厚度(25mm)与评价时的橡胶层的残留厚度(mm)之差。

如表1、2所示，可知：根据本发明的实施方式涉及的稻谷脱壳辊，能够以高脱壳率对长粒米进行脱壳，并且耐磨损性优异。

另外，经确认：在通过实施例1～7的稻谷脱壳辊对短粒米进行稻谷脱壳的情况下，脱壳率为85～92％左右、碎米率为0.1％以下，进行了非常良好的稻谷脱壳。

符号说明

10、10A、10B 稻谷脱壳辊

11 芯材部

11a 安装用法兰

12 橡胶层

100 摩擦磨损试验机

101 附件

102 金属板

103 砝码

110 试验片

Claims (10)

1.一种稻谷脱壳辊，具备：

芯材部、和层叠在所述芯材部的外周面的橡胶层，

所述橡胶层由含有多元醇成分、异氰酸酯成分以及交联剂的热固性氨基甲酸酯组合物的固化产物构成，

所述固化产物

在90℃的tanδ为0.028以上、0.040以下，tanδ为损耗弹性模量相对于储能弹性模量之比；

在90℃的JIS A硬度为85以上；

在90℃的tanδ相对于60℃的tanδ之比为0.70以上；并且

在室温测定的动摩擦系数为0.60以上。

2.根据权利要求1所述的稻谷脱壳辊，其中，

所述固化产物在90℃的JIS A硬度与室温的JIS A硬度之差的绝对值为3以下。

3.根据权利要求1或2所述的稻谷脱壳辊，其中，

所述异氰酸酯成分为TDI或MDI。

4.根据权利要求1或2所述的稻谷脱壳辊，其中，

所述交联剂至少含有1,4-BD和BHEB。

5.根据权利要求3所述的稻谷脱壳辊，其中，

所述交联剂至少含有1,4-BD和BHEB。

6.根据权利要求1或2所述的稻谷脱壳辊，其中，

所述热固性氨基甲酸酯组合物进一步含有硅油，

相对于多元醇成分、异氰酸酯成分以及交联剂的总量，所述硅油的含量超过0重量％且为0.5重量％以下。

7.根据权利要求3所述的稻谷脱壳辊，其中，

所述热固性氨基甲酸酯组合物进一步含有硅油，

相对于多元醇成分、异氰酸酯成分以及交联剂的总量，所述硅油的含量超过0重量％且为0.5重量％以下。

8.根据权利要求4所述的稻谷脱壳辊，其中，

所述热固性氨基甲酸酯组合物进一步含有硅油，

相对于多元醇成分、异氰酸酯成分以及交联剂的总量，所述硅油的含量超过0重量％且为0.5重量％以下。

9.根据权利要求1或2所述的稻谷脱壳辊，其用于长粒米的稻谷脱壳。

10.一种稻谷脱壳方法，使用了权利要求1至9中任一项所述的稻谷脱壳辊。

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