JP5289861B2 - Feather-containing sheet and feather-containing structure - Google Patents
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Description
本発明は、羽毛含有シートおよび該シートを積層してなる羽毛含有構造体に関する。さらに詳しくは、本発明は、家禽類の羽毛を化学的粉砕処理して得られた羽毛粉体とパルプとを用い、既存の抄紙設備を利用して生産し得る、吸油材、遮音材、断熱材などとして有用な羽毛含有シート、および該含有シートを複数枚積層してなる、特に自動車用遮音材などとして有用な羽毛含有構造体に関するものである。 The present invention relates to a feather-containing sheet and a feather-containing structure formed by laminating the sheet. More specifically, the present invention uses a feather powder obtained by chemically crushing feathers of poultry and pulp, and can be produced using existing papermaking equipment, an oil absorbing material, a sound insulating material, a heat insulating material. The present invention relates to a feather-containing sheet useful as a material and the like, and a feather-containing structure particularly useful as a sound insulation material for automobiles, which is formed by laminating a plurality of such sheets.
わが国においては、食肉用ブロイラーから排出される羽毛は、乾燥重量で年間約4万トンに達しているが、その中の極く一部が家畜用の飼料や肥料などに利用されているだけで、その大部分が焼却や廃棄処分されているのが実状である。
羽毛を構成している物質の一成分であるケラチンは、硬タンパク質の一種であり、水や有機溶媒に不溶で物理・化学的に安定であり、強度、撥水性、保湿性、耐候性などに優れている。
In Japan, the feathers discharged from meat broilers reach about 40,000 tons per year in dry weight, but only a small part is used for livestock feed or fertilizer. In fact, most of them are incinerated or disposed of.
Keratin, a component of the material that makes up feathers, is a type of hard protein that is insoluble in water and organic solvents, physically and chemically stable, and has strength, water repellency, moisture retention, weather resistance, etc. Are better.
羽毛の利用技術としては、例えば羽毛微細粉末と繊維組成物を主成分とする調湿紙(例えば、特許文献1参照)、羽毛粉体を塗工したリサイクル可能な耐水段ボール(例えば、特許文献2参照)が開示されている。しかしながら、これらの技術においては、羽毛微細粉末や羽毛粉末として羽毛をアルコール系溶剤に浸漬し、石臼式回転磨砕及びボール粉砕を施した調製粉末が用いられており、したがって、この粉末の調製において生産性が劣るという問題があった。
羽毛の他の利用方法として、フェザーミールがあり、このフェザーミールは、羽毛の積極的な活用法として注目されていたが、その生産性が低い上に市場性も低いという問題がある。
As a technique for using feathers, for example, humidity control paper (for example, refer to Patent Document 1) mainly composed of feather fine powder and a fiber composition, recyclable water-resistant cardboard coated with feather powder (for example, Patent Document 2) Reference). However, these techniques use prepared powders in which feathers are immersed in an alcohol solvent as fine feather powder or feather powder, and then subjected to stone mill rotary grinding and ball grinding. Therefore, in the preparation of this powder, There was a problem that productivity was inferior.
As another method for using feathers, there is a feather meal. This feather meal has been attracting attention as an active method for using feathers, but has a problem that its productivity is low and marketability is low.
一方、羽毛粉体に関する技術として、例えば羽毛を弱アルカリ処理により低分子化することなく、微細化してなる羽毛微粉体の製造方法及び該微粉体を適宜の形状、構造に成形加工してなる羽毛微粉体の加工品が開示されている(例えば、特許文献3参照)。しかしながら、この技術における羽毛微粉体の製造方法は、微粉体のサイズが大きく、また羽軸などが混入しており、かつ色や臭いがよくない上、粉体乾燥に長時間を要するなど、生産性の面でも問題があった。
ところで、自動車においては、遮音材が各部位、例えばフィードインシュレータ、ホイールハウスインシュレータ、アンダーカバーインシュレータ、ダッシュインナーインシュレータ、フロアインシュレータ、リアクオータインシュレータ、リアパーシェルフインシュレータ、ルーフライナーなどに用いられている。これらの遮音材は、通常繊維材料が使用されている。 Incidentally, in automobiles, sound insulating materials are used in various parts, for example, feed insulators, wheel house insulators, undercover insulators, dash inner insulators, floor insulators, rear quarter insulators, rear par shelf insulators, roof liners, and the like. For these sound insulating materials, fiber materials are usually used.
本発明は、羽毛が有する吸油性、遮音性、断熱性などの性状を利用して、吸油材、遮音材、断熱材などとして有用な羽毛含有シートおよびそれを用いてなる構造体を、生産性および品質よく提供することを目的とするものである。 The present invention uses a feather-containing sheet useful as an oil-absorbing material, a sound-insulating material, a heat-insulating material, and the like, and a structure using the same, by utilizing properties such as oil-absorbing properties, sound-insulating properties, and heat-insulating properties of feathers. It is intended to provide good quality.
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、家禽類の羽毛を特定の方法で化学的粉砕処理して得られた羽毛粉体は、羽軸の残存量が少ない上、色や臭いがよいこと、そしてこの羽毛粉体とパルプとを所定の割合で用い、既存の抄紙設備を利用して製造することのできる羽毛含有シートにより、その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that feather powder obtained by chemically pulverizing poultry feathers with a specific method has a small amount of remaining feather shafts. On top of that, the color and smell are good, and the feather-containing sheet that can be produced using the existing papermaking equipment using the feather powder and pulp in a predetermined ratio can achieve the object. Based on this finding, the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、
[1] (A)家禽類の羽毛を、水系媒体中にてアルカリ剤によるアルカリ処理、次いで酸化剤による酸化処理して得られた羽毛粉体および(B)パルプを、質量比10:90〜80:20の割合で含むと共に、(C)バインダー0〜10質量%を含有することを特徴とする羽毛含有シート、
[2] 少なくとも一方の表面にエンボス加工を施してなる上記[1]項に記載の羽毛含有シート、
[3] アルカリ処理を、pH12.5〜14.0および温度30〜60℃の条件下で行い、かつ酸化処理を、pH8.0〜13.0および温度30〜60℃の条件下で行う上記[1]または[2]項に記載の羽毛含有シート、
[4] アルカリ処理に用いるアルカリ剤が、アルカリ金属の水酸化物である上記[1]〜[3]項のいずれか1項に記載の羽毛含有シート、
[5] 酸化処理に用いる酸化剤が、過酸化水素、過塩素酸、過ギ酸および過酢酸の中から選ばれる少なくとも1種である上記[1]〜[4]項のいずれか1項に記載の羽毛含有シート、
[6] シートの厚さが、0.1〜10mmである上記[1]〜[5]項のいずれか1項に記載の羽毛含有シート、
[7] 吸油材、遮音材または断熱材用である上記[1]〜[6]項のいずれか1項に記載の羽毛含有シート、
[8] 上記[1]〜[7]項のいずれか1項に記載の羽毛含有シートを、複数枚積層してなることを特徴とする羽毛含有構造体、および
[9] 遮音材用である上記[8]項に記載の羽毛含有構造体、
を提供するものである。
That is, the present invention
[1] (A) A feather powder obtained by subjecting feathers of poultry to an alkali treatment with an alkaline agent in an aqueous medium and then an oxidation treatment with an oxidizing agent, and (B) pulp, a mass ratio of 10:90 to A feather-containing sheet characterized by containing 80:20 in a ratio and containing (C) 0-10% by mass of a binder,
[2] The feather-containing sheet according to the above [1], wherein at least one surface is embossed.
[3] The above, wherein the alkali treatment is performed under conditions of pH 12.5 to 14.0 and a temperature of 30 to 60 ° C., and the oxidation treatment is performed under conditions of pH 8.0 to 13.0 and a temperature of 30 to 60 ° C. The feather-containing sheet according to [1] or [2],
[4] The feather-containing sheet according to any one of [1] to [3], wherein the alkali agent used in the alkali treatment is an alkali metal hydroxide,
[5] The oxidant used for the oxidation treatment is any one of the items [1] to [4], wherein the oxidant is at least one selected from hydrogen peroxide, perchloric acid, performic acid, and peracetic acid. Feather-containing sheet,
[6] The feather-containing sheet according to any one of [1] to [5], wherein the sheet has a thickness of 0.1 to 10 mm.
[7] The feather-containing sheet according to any one of [1] to [6], which is used for an oil absorbing material, a sound insulating material, or a heat insulating material,
[8] A feather-containing structure obtained by laminating a plurality of feather-containing sheets according to any one of the above-mentioned [1] to [7], and [9] For a sound insulating material. The feather-containing structure according to [8] above,
Is to provide.
本発明によれば、家禽類の羽毛を化学的粉砕処理して得られた羽毛粉体とパルプとを用い、既存の抄紙設備を利用して生産し得る、吸油材、遮音材、断熱材などとして有用な羽毛含有シート、および該含有シートを複数枚積層してなる、特に自動車用遮音材などとして有用な羽毛含有構造体を提供することができる。 According to the present invention, an oil absorbing material, a sound insulating material, a heat insulating material, etc., which can be produced using existing paper making equipment, using feather powder obtained by chemically pulverizing the feathers of poultry and pulp. And a feather-containing structure useful as a sound insulation material for automobiles, which is formed by laminating a plurality of sheets containing the feather-containing sheet.
本発明の羽毛含有シートは、(A)家禽類の羽毛を、水系媒体中にてアルカリ剤によるアルカリ処理、次いで酸化剤による酸化処理して得られた羽毛粉体および(B)パルプを、質量比10:90〜80:20の割合で含むと共に、(C)バインダー0〜10質量%を含有することを特徴とする。
[(A)羽毛粉体]
本発明の羽毛含有シートに(A)成分として用いる羽毛粉体は、家禽類の羽毛を、水系媒体中にてアルカリ剤によるアルカリ処理、次いで酸化剤による酸化処理して得られた粉体である。
The feather-containing sheet of the present invention comprises (A) a feather powder obtained by subjecting feathers of poultry to an alkali treatment with an alkaline agent in an aqueous medium and then an oxidation treatment with an oxidizing agent, and (B) pulp. The ratio is 10:90 to 80:20, and (C) 0 to 10% by mass of a binder is contained.
[(A) Feather powder]
The feather powder used as the component (A) in the feather-containing sheet of the present invention is a powder obtained by subjecting the feathers of poultry to an alkali treatment with an alkaline agent in an aqueous medium and then an oxidation treatment with an oxidizing agent. .
当該羽毛粉体の原材料として用いる家禽類の羽毛としては、食肉用ブロイラー、産卵鶏、アヒル、カモなどの羽毛が挙げられるが、大量入手が可能な工業的観点から、ブロイラーおよび産卵鶏の羽毛が好適である。 Poultry feathers used as a raw material for the feather powder include feathers for meat broilers, laying hens, ducks, ducks, etc. From the industrial point of view of mass availability, broiler and laying hen feathers Is preferred.
この家禽類の羽毛は、水中で解離処理した羽毛を脱水してなる脱水ウエット羽毛を用いるのが好ましい。該脱水ウエット羽毛の水分含有率は、通常30〜50質量%程度である。
(アルカリ処理)
本発明におけるアルカリ処理においては、前記の脱水ウエット羽毛を、水系媒体中にて、アルカリ剤によりアルカリ処理する。ここで、アルカリ剤としては、アルカリ金属の水酸化物が好ましく、具体的には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどの水酸化アルカリ金属を用いることができるが、これらの中で、工業的な面から、水酸化ナトリウムが好適である。
For the poultry feathers, it is preferable to use dehydrated wet feathers obtained by dewatering feathers that have been dissociated in water. The water content of the dehydrated wet feather is usually about 30 to 50% by mass.
(Alkali treatment)
In the alkali treatment in the present invention, the dehydrated wet feather is alkali-treated with an alkali agent in an aqueous medium. Here, the alkali agent is preferably an alkali metal hydroxide, specifically, an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, or lithium hydroxide can be used. Among these, From an industrial aspect, sodium hydroxide is preferred.
水系媒体中でのアルカリ処理は、水酸化アルカリ金属水溶液を調製し、この水溶液中で、前記のウエット羽毛を、pH12.5〜14.0程度を維持しながら、30〜60℃程度の温度でアルカリ処理する。 The alkali treatment in an aqueous medium is an aqueous alkali metal hydroxide solution, and the wet feathers are maintained at a temperature of about 30 to 60 ° C. while maintaining the pH of about 12.5 to 14.0. Treat with alkali.
このアルカリ処理における羽毛濃度としては、処理効果および生産性の観点から、乾燥羽毛基準で、水系媒体に対して2〜10質量%であることが好ましく、3〜7質量%であることがより好ましい。 The feather concentration in the alkali treatment is preferably 2 to 10% by mass and more preferably 3 to 7% by mass with respect to the aqueous medium on the basis of dry feathers from the viewpoint of treatment effect and productivity. .
また、pHが12.5未満では、アルカリ処理による羽毛の微細化効果が充分に発揮されず、またpHが14.0を超えると羽毛が溶解する傾向があり、得率が低下する。好ましいpHは13.0〜14.0である。さらに処理温度が30℃未満ではアルカリ処理効果が充分に発揮されず、60℃を超えると羽毛が溶解する傾向がみられ、得率が低下する。好ましい処理温度は35〜55℃である。 Moreover, if pH is less than 12.5, the feather refinement | miniaturization effect by alkali treatment is not fully exhibited, and when pH exceeds 14.0, there exists a tendency for feathers to melt | dissolve and a yield will fall. A preferred pH is 13.0 to 14.0. Further, when the treatment temperature is less than 30 ° C., the alkali treatment effect is not sufficiently exhibited, and when it exceeds 60 ° C., there is a tendency for feathers to dissolve and the yield decreases. A preferred treatment temperature is 35 to 55 ° C.
なお、このアルカリ処理における水酸化アルカリ金属の濃度としては、水酸化アルカリ金属が水酸化ナトリウムの場合、通常1質量%前後であり、この濃度で前記範囲のpHを維持することができる。
このアルカリ処理における処理時間としては、処理温度にもよるが、通常10〜20時間程度である。
The concentration of the alkali metal hydroxide in this alkali treatment is usually about 1% by mass when the alkali metal hydroxide is sodium hydroxide, and the pH in the above range can be maintained at this concentration.
The treatment time in this alkali treatment is usually about 10 to 20 hours, although it depends on the treatment temperature.
このアルカリ処理には、反応容器として、攪拌機と底部にナイフミキサーを備えたものを用いることが好ましい。
(酸化処理)
本発明における酸化処理においては、前記で得られた羽毛を含むアルカリ処理液を、pH8.0〜13.0程度および温度30〜60℃程度の条件下で、酸化剤により酸化処理する。
In this alkali treatment, it is preferable to use a reactor equipped with a stirrer and a knife mixer at the bottom.
(Oxidation treatment)
In the oxidation treatment according to the present invention, the alkaline treatment liquid containing feathers obtained above is oxidized with an oxidizing agent under conditions of pH 8.0 to 13.0 and temperature 30 to 60 ° C.
この酸化処理において用いられる酸化剤としては、例えば過酸化水素、過塩素酸、過ギ酸および過酢酸などを挙げることができる。これらの酸化剤は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよいが、これらの中で、酸化剤としての作用効果、入手性、取り扱い性、経済性などのバランスの観点から、過酸化水素が好適である。 Examples of the oxidizing agent used in this oxidation treatment include hydrogen peroxide, perchloric acid, performic acid, and peracetic acid. These oxidizing agents may be used singly or in combination of two or more. Among these oxidizing agents, the effects as an oxidizing agent, availability, handleability, economics, etc. From the viewpoint of balance, hydrogen peroxide is preferred.
当該酸化処理においては、前記アルカリ処理で得られたpH12.5〜14.0程度のアルカリ処理液を、pH8.0〜13.0程度の範囲で酸化剤により酸化処理する関係上、前記アルカリ処理液を、まず必要に応じ、硫酸などの酸を用いて中和し、pHを8.0〜13.0程度に調整してから、酸化処理を行う。酸化剤の使用量は、酸化剤が過酸化水素である場合、前記アルカリ処理で用いた羽毛の乾燥質量に対して、H2O2として1〜25質量%程度、好ましくは3〜20質量%である。過酸化水素の使用量を上記範囲とすることにより、羽毛の酸化微細化が効果的に行われる。 In the oxidation treatment, the alkali treatment solution obtained by the alkali treatment is oxidized with an oxidizing agent in the pH range of about 8.0 to 13.0 because of the alkaline treatment solution having a pH of about 12.5 to 14.0. The liquid is first neutralized with an acid such as sulfuric acid as necessary to adjust the pH to about 8.0 to 13.0, and then subjected to an oxidation treatment. When the oxidizing agent is hydrogen peroxide, the amount of the oxidizing agent used is about 1 to 25% by mass, preferably 3 to 20% by mass as H 2 O 2 with respect to the dry mass of the feather used in the alkali treatment. It is. By making the amount of hydrogen peroxide used within the above range, feathers can be effectively oxidized and refined.
この酸化処理を、前述したようにpH8.0〜13.0程度の範囲、好ましくは8.5〜13.0、より好ましくは9.0〜12.5の範囲で実施することにより、羽毛の酸化微細化を効果的に行うことができる。処理温度は30〜60℃程度、好ましくは35〜55℃である。処理時間は処理温度にもよるが、0.5〜3時間程度、好ましくは1〜2.5時間である。この酸化処理終了液のpHは、通常かなり低下し、7.0〜12.0程度となる。 By carrying out this oxidation treatment in the range of about pH 8.0 to 13.0 as described above, preferably 8.5 to 13.0, more preferably 9.0 to 12.5, Oxidation miniaturization can be performed effectively. The treatment temperature is about 30 to 60 ° C, preferably 35 to 55 ° C. The treatment time depends on the treatment temperature, but is about 0.5 to 3 hours, preferably 1 to 2.5 hours. The pH of this oxidation-terminated liquid is usually considerably reduced to about 7.0 to 12.0.
本発明においては、当該酸化処理を施すことにより、前記アルカリ処理のみの場合に比べて、羽毛はより細かい微細化物となり、羽軸の分解も起こる上、臭いや色も良くなる。 In the present invention, by performing the oxidation treatment, the feathers become finer and finer than the case of only the alkali treatment, the feather shaft is decomposed, and the odor and color are improved.
この酸化処理には、反応容器として、攪拌機と底部にナイフミキサーを備えたものを用いることが好ましい。 In this oxidation treatment, it is preferable to use a reactor equipped with a stirrer and a knife mixer at the bottom.
このようにして得られた酸化処理液は、通常pHが7.0〜12.0程度の範囲にあるので、必要に応じ、ラインミキサーなどを通して、次工程へ液送しまず、該酸化処理液を、必要により硫酸などの酸により、pH7近辺まで中和する。次いで羽毛微細化物を固液分離したのち、充分に洗浄処理(水洗)する。固液分離手段としては、特に制限はなく、従来公知の回転遠心脱水機やフィルタープレスなどを用いて固液分離することができる。 The oxidation treatment liquid thus obtained usually has a pH in the range of about 7.0 to 12.0. If necessary, the oxidation treatment liquid is not fed to the next step through a line mixer or the like. Is neutralized to an approximate pH of 7 with an acid such as sulfuric acid if necessary. Next, the feather refined product is separated into solid and liquid and then thoroughly washed (washed with water). The solid-liquid separation means is not particularly limited, and solid-liquid separation can be performed using a conventionally known rotary centrifugal dehydrator or a filter press.
この固液分離された羽毛微細化物を乾燥処理する。乾燥処理手段に特に制限はなく、従来公知の各種乾燥機を用いることができるが、ドラムドライヤーの使用が、生産性の観点から有利である。 The solidified liquid-separated feather refined product is dried. There is no particular limitation on the drying processing means, and various conventionally known dryers can be used, but the use of a drum dryer is advantageous from the viewpoint of productivity.
このようにして、水分含有率が、通常10質量%以下、好ましくは7質量%以下の羽毛粉体が、仕込み羽毛(乾燥物として)に対して、60質量%以上の得率で得ることができる。この乾燥羽毛粉体は、本発明の羽毛含有シートの(A)成分として用いる。
[(B)パルプ]
本発明の羽毛含有シートに(B)成分として用いるパルプとしては特に制限はなく、各種のパルプ、例えば木材パルプ、非木材パルプ、合成パルプなどの材料の中から、適宜選択して用いることができる。パルプの種類としては、例えば原料を機械的に処理して得られた砕木パルプなどのメカニカルパルプ、原料を薬品で処理して得られた亜硫酸パルプ、ソーダパルプ、硫酸塩パルプ(クラフトパルプ)、硝酸パルプ、塩素パルプなどのケミカルパルプ、薬品処理と機械処理を併用して得られたセミケミカルパルプ、さらにはこれらのパルプを漂白精製処理した晒パルプ、漂白精製処理を行わない未晒パルプ、その中間の半晒パルプなど、いずれも用いることができる。これらの中で、特に、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)及びこれらの混合物が好適である。また、古紙再生パルプも用いることができる。
In this way, feather powder having a moisture content of usually 10% by mass or less, preferably 7% by mass or less can be obtained with a yield of 60% by mass or more with respect to the charged feathers (as a dried product). it can. This dry feather powder is used as the component (A) of the feather-containing sheet of the present invention.
[(B) Pulp]
There is no restriction | limiting in particular as a pulp used as a (B) component in the feather containing sheet | seat of this invention, It can select and use suitably from materials, such as various pulp, for example, a wood pulp, a non-wood pulp, and a synthetic pulp. . The types of pulp include, for example, mechanical pulp such as crushed pulp obtained by mechanically treating the raw material, sulfite pulp, soda pulp, sulfate pulp (craft pulp), nitric acid obtained by treating the raw material with chemicals. Chemical pulp such as pulp and chlorine pulp, semi-chemical pulp obtained by combining chemical treatment and mechanical treatment, bleached pulp obtained by bleaching and refining these pulps, unbleached pulp not subjected to bleaching and refining, intermediate Any semi-bleached pulp can be used. Among these, softwood bleached kraft pulp (NBKP), hardwood bleached kraft pulp (LBKP), and mixtures thereof are particularly suitable. Also, recycled paper recycled pulp can be used.
また、合成パルプも用いることができる。この合成パルプは、合成樹脂を従来公知の種々の方法でパルプ化したもの、好ましくはポリオレフィン系樹脂をパルプ化したものである。ここで、ポリオレフィン合成パルプとしては、ポリエチレン合成パルプ、ポリプロピレン合成パルプなどを挙げることができる。
[羽毛含有シート]
本発明の羽毛含有シートを製造するには、まず、前記(A)羽毛粉体と(B)パルプを含むシート形成用材料を調製する。
(シート形成用材料)
シート形成用材料は、必須成分として、(A)羽毛粉体と(B)パルプとを、質量比10:90〜80:20の割合で含む水性懸濁液である。羽毛粉体の含有量が上記範囲より少ないと、得られるシートは、羽毛を含有させた効果が充分に発揮されず、本発明の目的が達せられない。一方、羽毛粉体の含有量が上記範囲を超えると、得られるシート表面から、羽毛が脱落するおそれが生じる。前記羽毛粉体とパルプとの好ましい含有割合は、質量比で20:80〜60:40である。
Synthetic pulp can also be used. This synthetic pulp is obtained by pulping a synthetic resin by various conventionally known methods, preferably pulped polyolefin resin. Here, examples of the polyolefin synthetic pulp include polyethylene synthetic pulp and polypropylene synthetic pulp.
[Feather-containing sheet]
In order to produce the feather-containing sheet of the present invention, first, a sheet forming material containing the (A) feather powder and (B) pulp is prepared.
(Sheet forming material)
The sheet forming material is an aqueous suspension containing, as essential components, (A) feather powder and (B) pulp in a mass ratio of 10:90 to 80:20. If the content of the feather powder is less than the above range, the resulting sheet does not sufficiently exhibit the effect of containing feathers, and the object of the present invention cannot be achieved. On the other hand, if the content of the feather powder exceeds the above range, there is a risk that the feathers fall off from the obtained sheet surface. A preferable content ratio of the feather powder and the pulp is 20:80 to 60:40 by mass ratio.
また、当該シート形成用材料には、さらに(C)成分としてバインダーを、シート形成材料の固形分量に基づき、0〜10質量%程度含有することができる。このバインダーは、羽毛粉体とパルプとを、より良好に接着させ、得られるシートから羽毛の脱落を防止する機能を有するものである。特に羽毛粉体の量が、パルプとの合計量に対して50質量%以上の場合に、このバインダーを用いるのが有利である。この際のバインダーの使用量は、当該シート形成用材料の固形分量に基づき、10質量%以下が好ましく、2〜5重量%がより好ましい。 Further, the sheet forming material may further contain a binder as component (C) in an amount of about 0 to 10% by mass based on the solid content of the sheet forming material. This binder has a function of causing the feather powder and the pulp to adhere more favorably and preventing the feather from falling off from the obtained sheet. In particular, it is advantageous to use this binder when the amount of feather powder is 50% by mass or more with respect to the total amount with pulp. The amount of binder used in this case is preferably 10% by mass or less, more preferably 2 to 5% by weight, based on the solid content of the sheet-forming material.
(C)成分として用いることのできるバインダーとしては、熱接着性樹脂、例えばアクリルエマルジョン、エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン、スチレン−ブタジエンラテックス、さらには水溶性のポリビニルアルコールなどを用いることができる。
当該シート形成用材料は、例えば以下のようにして調製することができる。
As the binder that can be used as the component (C), a heat-adhesive resin such as an acrylic emulsion, an ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion, a styrene-butadiene latex, and a water-soluble polyvinyl alcohol can be used.
The sheet forming material can be prepared, for example, as follows.
まず、前記(B)成分のパルプを水中において叩解処理、すなわちパルプに製紙性を付与するために機械的処理を施す。この叩解処理の方法については特に制限はなく、従来公知の方法、例えば叩解機を用いる方法や、叩解機を用いずにハイドラファイナー、ストックメーカー、ジョルダンエンジンを組み合わせて処理する方法などを採用することができる。本発明においては、特に上記パルプを遊離状(フリーネス)に叩解処理するのが好ましい。 First, the pulp of the component (B) is subjected to a beating process in water, that is, a mechanical process is performed to impart papermaking properties to the pulp. There is no particular limitation on the method of beating processing, and a conventionally known method such as a method using a beating machine or a method of combining a hydrafiner, a stock maker, or a Jordan engine without using a beating machine should be adopted. Can do. In the present invention, it is particularly preferable to beat the pulp in a free state.
このようにして叩解処理されたパルプを含む水性懸濁液に対し、前記(A)成分の羽毛粉体、および所望により用いられる(C)成分のバインダーを、それぞれ所定の割合で添加する。さらに必要に応じ、例えば両性イオンラテックス系などの紙力増強剤、分散剤、ろ水性向上剤、消泡剤などを添加してもよい。このようにして、水性懸濁液からなるシート形成用材料を調製することができる。
(羽毛含有シートの形成)
羽毛含有シートの形成は、前記のようにして調製したシート形成用材料を用い、従来公知のヤンキー式抄紙機や長網式抄紙機などで抄紙したのち、通常使用されている乾燥機、例えばドラムドライヤーなどで乾燥処理することにより、羽毛含有シートを形成することができる。すなわち、既設の抄紙設備を利用して、本発明の羽毛含有シートを製造することができるので、生産面で有利である。
The feather powder of the component (A) and the binder of the component (C) used as desired are added to the aqueous suspension containing the beating-treated pulp in a predetermined ratio. Furthermore, if necessary, for example, a paper strength enhancer such as an amphoteric ion latex, a dispersant, a freeness improver, an antifoaming agent, and the like may be added. In this way, a sheet forming material made of an aqueous suspension can be prepared.
(Formation of feather-containing sheets)
For the formation of feather-containing sheets, a sheet forming material prepared as described above is used, and after making paper with a conventionally known Yankee type paper machine or long net type paper machine, a commonly used dryer such as a drum is used. A feather-containing sheet can be formed by drying with a dryer or the like. That is, since the feather-containing sheet of the present invention can be produced using existing papermaking equipment, it is advantageous in terms of production.
このようにして形成された羽毛含有シートは、さらにその少なくとも一方の表面にエンボス加工を施すことができる。エンボス加工方法に特に制限はなく、従来公知の方法、例えばエンボスロールに羽毛含有シートを接触させる方法を採用することができる。このようにエンボス加工を施すことにより、後述の構造体を作製した場合、積層界面に空気が入り、遮音性や断熱性がより良好となる。 The feather-containing sheet thus formed can be further embossed on at least one surface thereof. There is no restriction | limiting in particular in an embossing method, The method of making a feather containing sheet contact a conventionally well-known method, for example, an embossing roll, is employable. Thus, by embossing, when the below-mentioned structure is produced, air will enter into a lamination | stacking interface and sound insulation and heat insulation become more favorable.
本発明の羽毛含有シートの厚さに特に制限はないが、通常0.1〜10mm程度、好ましくは0.5〜5mmである。その用途としては、例えば断熱材、吸音材、吸油材、金属吸着材、調湿材、防振材などを挙げることができる。
[羽毛含有構造体]
本発明はまた、前述した本発明の羽毛含有シートを、複数枚積層してなる羽毛含有構造体をも提供する。
この羽毛含有構造体は、例えば遮音材や断熱材などとして、特に遮音材として有用である。
Although there is no restriction | limiting in particular in the thickness of the feather containing sheet | seat of this invention, Usually, it is about 0.1-10 mm, Preferably it is 0.5-5 mm. Examples of the application include a heat insulating material, a sound absorbing material, an oil absorbing material, a metal adsorbing material, a humidity control material, and a vibration isolating material.
[Feather-containing structure]
The present invention also provides a feather-containing structure formed by laminating a plurality of the above-described feather-containing sheets of the present invention.
This feather-containing structure is particularly useful as a sound insulating material, for example, as a sound insulating material or a heat insulating material.
当該羽毛含有構造体の積層数に特に制限はなく、用途に応じて適宜選定される。例えば遮音材として用いる場合は、通常2〜30層程度、好ましくは5〜20層である。羽毛含有シートを積層する際の接着剤としては、通常エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド、ポリエステル、アタクチックポリプロピレンなどを接着成分として含むホットメルト系接着剤などを使用することができる。 There is no restriction | limiting in particular in the number of lamination | stacking of the said feather containing structure, According to a use, it selects suitably. For example, when used as a sound insulating material, it is usually about 2 to 30 layers, preferably 5 to 20 layers. As an adhesive for laminating a feather-containing sheet, a hot-melt adhesive containing an ethylene-vinyl acetate copolymer, polyamide, polyester, atactic polypropylene or the like as an adhesive component can be used.
当該羽毛含有構造体は、特に自動車用の遮音材として有用であり、例えば自動車のフィードインシュレータ、ホイールハウスインシュレータ、アンダーカバーインシュレータ、ダッシュインナーインシュレータ、フロアインシュレータ、リアクオータインシュレータ、リアパーシェルフインシュレータ、ルーフライナーなどに用いることができる。 The feather-containing structure is particularly useful as a sound insulation material for automobiles, for example, automobile feed insulators, wheel house insulators, undercover insulators, dash inner insulators, floor insulators, rear quarter insulators, rear par shelf insulators, roof liners. Can be used.
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
なお、羽毛含有シートの原材料として用いる乾燥羽毛粉体の性状及び羽毛含有シートの性状を、以下に示す方法により求めた。
<乾燥羽毛粉体の性状>
(1)水分含有率
試料約2gを秤量ビンに入れ、電子天秤で質量を測定し(Ag)、恒温乾燥器100℃で5時間乾燥させたのち、電子天秤で質量を測定し(Bg)、水分含有率を下記の式で算出した。
In addition, the property of the dry feather powder used as a raw material of a feather containing sheet and the property of a feather containing sheet were calculated | required by the method shown below.
<Properties of dry feather powder>
(1) Moisture content About 2 g of a sample is put in a weighing bottle, the mass is measured with an electronic balance (Ag), dried at 100 ° C. for 5 hours, and the mass is measured with an electronic balance (Bg). The water content was calculated by the following formula.
水分含有率(%)=[(A−B)/A]×100
(2)白色度
坪量80g/m2を目標に、パルプ50質量%、羽毛粉体50質量%の配合でシートマシンにより手抄し、白色度を、白色度計[スガ試験機社製、機種名「JIS−P8212」]で測定した。数値が高いほど白色度が高い。
(3)臭い
羽毛粉体100gをチャック付きポリエチレン袋(410mm×280mm)に入れ、1時間後ポータブル型ニオイセンサー[コスモ電器社製、機種名「XP−329III」]で臭いを測定した。数値が小さいほど、臭いが少ない。
(4)サイズ分布
水990mL中に試料10gを投入し、スターラーで30秒間攪拌したのち、標準篩を用いて篩い分けを行い、各サイズの質量割合(%)を求めた。なお標準篩い寸法:直径200mm×高さ45mm(JIS Z 8801)である。
<羽毛含有シートの性状>
(5)吸水速度
80mm幅サンプル5gを、表面を下側および裏面を下側にして、それぞれ50φ×80mmの網カゴにいれ25℃水道水の入ったバケツに入れた時、網カゴがバケツの底に沈みきるまでの時間を測定し、それぞれ表の吸水速度および裏の吸水速度とした。
(6)吸油速度
上記(5)において、25℃水道水の代わりに、25℃の軽油を用いた以外は同様にして、表および裏の吸油速度を測定した。
(7)吸水倍率
上記(5)において、網カゴがバケツの底に沈み、3分間保持したのち、金網に網カゴを1分間のせた後の吸水量を測定し、吸水倍率を求めた。
(8)吸油倍率
上記(7)において、25℃水道水の代わりに、25℃の大豆油を用いた以外は同様にして吸油倍率を求めた。
(9)引張強度
15mm幅の試験片について、引張強度をJIS P−8113に従って測定した。
<羽毛含有構造体の性状>
(10)遮音性
羽毛含有シートを15枚(約5mm)重ねて、ホットメルト接着剤(エチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤)で貼り合わせたものを、半径40mmの円板に切り取り、試験片を作製した。この試験片を用いて垂直入射吸音率を管内法により測定した(JIS A−1405)。また比較のため、羽毛を含有しないシートについても同様に試験片を作製し、同様の方法により垂直入射吸音率を測定した。
製造例1 乾燥羽毛粉体Aの製造
成鶏羽毛を水中に投入し、超音波洗浄装置により室温で10分間洗浄したのち、脱水処理したもの(脱水羽毛)を原材料として用いた。この脱水羽毛の水分含有率は約45質量%であった。
Moisture content (%) = [(A−B) / A] × 100
(2) Whiteness Targeting a basis weight of 80 g / m 2 , the paper was hand-made with a blend of 50% by weight of pulp and 50% by weight of feather powder. It was measured with the model name “JIS-P8212”]. The higher the number, the higher the whiteness.
(3) Odor 100 g of feather powder was put into a polyethylene bag with a chuck (410 mm × 280 mm), and after 1 hour, the odor was measured with a portable odor sensor [Cosmo Electric, model name “XP-329III”]. The smaller the value, the less odor.
(4) Size distribution 10 g of a sample was put into 990 mL of water, stirred for 30 seconds with a stirrer, and then sieved using a standard sieve to obtain a mass ratio (%) of each size. Note that the standard sieve size is 200 mm in diameter and 45 mm in height (JIS Z 8801).
<Properties of feather-containing sheet>
(5) Water absorption speed When 5g sample of 80mm width is put into a bucket of 50φ x 80mm with the front side down and the back side down, respectively, into a bucket containing 25 ° C tap water, The time until sinking to the bottom was measured and used as the front water absorption rate and the reverse water absorption rate, respectively.
(6) Oil absorption speed In the above (5), the oil absorption speed on the front and back sides was measured in the same manner except that 25 ° C. gas oil was used instead of 25 ° C. tap water.
(7) Water Absorption Magnification In (5) above, the net basket sinks to the bottom of the bucket and is held for 3 minutes.
(8) Oil absorption ratio In (7) above, the oil absorption ratio was determined in the same manner except that 25 ° C soybean oil was used instead of 25 ° C tap water.
(9) Tensile strength Tensile strength of a test piece having a width of 15 mm was measured according to JIS P-8113.
<Properties of feather-containing structure>
(10) Sound insulation 15 pieces (about 5 mm) of feather-containing sheets are stacked and bonded together with a hot melt adhesive (ethylene-vinyl acetate copolymer adhesive), cut into a disk with a radius of 40 mm, and a test piece Was made. Using this test piece, the normal incident sound absorption coefficient was measured by the in-tube method (JIS A-1405). For comparison, a test piece was similarly prepared for a sheet containing no feathers, and the normal incident sound absorption coefficient was measured by the same method.
Production Example 1 Production of Dried Feather Powder A Adult chicken feathers were put into water, washed for 10 minutes at room temperature with an ultrasonic washing device, and then dehydrated (dehydrated feathers) were used as raw materials. The water content of the dehydrated feather was about 45% by mass.
底部にナイフミキサーを備えた攪拌機付き反応容器で、水1350kgと水酸化ナトリウム13.5kgを含むアルカリ水溶液を調製し、これに、前記脱水羽毛100kg(乾燥羽毛約55kg)を投入し、温度約50℃、pH13.2の条件でアルカリ処理を17.5時間行った。 An alkaline aqueous solution containing 1350 kg of water and 13.5 kg of sodium hydroxide is prepared in a reaction vessel with a stirrer equipped with a knife mixer at the bottom, and 100 kg of the dehydrated feathers (about 55 kg of dry feathers) is added thereto, and the temperature is about 50 The alkali treatment was performed for 17.5 hours under the conditions of ° C and pH 13.2.
次いで、上記アルカリ処理液に、70質量%硫酸水溶液14Lを添加し、pHを12.0に調整したのち、35質量%過酸化水素を10L添加し、温度約50℃で酸化処理を1.5時間行ったところ、pHは10.0に低下した。さらに、この酸化処理液に、70質量%硫酸水溶液2.3Lを添加して中和し、pHを7.0に調整した。中和後の酸化処理液のpHは7.0、温度は44℃であった。 Next, 14 L of a 70% by mass sulfuric acid aqueous solution is added to the alkali treatment liquid, and the pH is adjusted to 12.0. Then, 10 L of 35% by mass hydrogen peroxide is added, and an oxidation treatment is performed at a temperature of about 50 ° C. for 1.5. After a period of time, the pH dropped to 10.0. Further, 2.3 L of 70% by mass sulfuric acid aqueous solution was added to the oxidation treatment solution for neutralization, and the pH was adjusted to 7.0. The pH of the oxidation treatment solution after neutralization was 7.0, and the temperature was 44 ° C.
次いで、上記酸化処理液を、回転遠心脱水器により、脱水・水洗処理して脱水羽毛を得たのち、ドラムドライヤーにて、温度125℃で乾燥処理し、水分含有率6.5質量%の乾燥羽毛粉体A30.9kgを得た。得率は、仕込み羽毛の乾燥質量基準で56%であった。 Next, the oxidation treatment liquid is dehydrated and washed with a rotary centrifugal dehydrator to obtain dehydrated feathers, and then dried with a drum dryer at a temperature of 125 ° C. to dry a moisture content of 6.5% by mass. 30.9 kg of feather powder A was obtained. The yield was 56% based on the dry weight of the charged feathers.
この乾燥羽毛粉体は、臭い:138、白色度72であり、またサイズ分布は、
4メッシュ残 : 9.0質量%
4メッシュパス・16メッシュ残 :79.6質量%
16メッシュパス・26メッシュ残: 5.4質量%
26メッシュパス・36メッシュ残: 3.6質量%
36メッシュパス : 2.4質量%
であった。
製造参考例1 乾燥羽毛粉体Bの製造
攪拌機付き反応容器で、水1350kgと水酸化ナトリウム13.5kgを含むアルカリ水溶液を調製し、これに、製造例1で用いた脱水羽毛100kg(乾燥羽毛約55kg)を投入し、温度約50℃、pH13.3の条件でアルカリ処理を15時間行った。
This dry feather powder has an odor of 138 and a whiteness of 72, and the size distribution is
4 mesh remaining: 9.0% by mass
4 mesh pass, 16 mesh balance: 79.6% by mass
16 mesh pass, 26 mesh balance: 5.4% by mass
26 mesh pass, 36 mesh balance: 3.6% by mass
36 mesh pass: 2.4% by mass
Met.
Production Reference Example 1 Production of Dry Feather Powder B In a reaction vessel equipped with a stirrer, an alkaline aqueous solution containing 1350 kg of water and 13.5 kg of sodium hydroxide was prepared, and 100 kg of dehydrated feathers used in Production Example 1 (about approx. 55 kg), and alkali treatment was performed for 15 hours under conditions of a temperature of about 50 ° C. and a pH of 13.3.
次に、上記アルカリ処理液に、70質量%硫酸水溶液15.1Lを添加して、pH7.2に中和処理した。次いでこの中和処理液(温度40℃)を回転遠心脱水器により、脱水・水洗処理して脱水羽毛を得たのち、ドラムドライヤーにて、温度125℃で乾燥処理し、水分含有率10.4質量%の乾燥羽毛粉体36.2kgを得た。得率は、仕込み羽毛の乾燥質量基準で66%であった。 Next, 15.1 L of 70 mass% sulfuric acid aqueous solution was added to the said alkali treatment liquid, and it neutralized to pH 7.2. Next, this neutralized solution (temperature: 40 ° C.) was dehydrated and washed with a rotary centrifugal dehydrator to obtain dehydrated feathers, and then dried with a drum dryer at a temperature of 125 ° C. to obtain a moisture content of 10.4. 36.2 kg of dry feather powder of mass% was obtained. The yield was 66% based on the dry weight of the charged feathers.
この乾燥羽毛粉体は、臭い:174、白色度65であり、またサイズ分布は、
4メッシュ残 :21.3質量%
4メッシュパス・16メッシュ残 :67.1質量%
16メッシュパス・26メッシュ残: 5.5質量%
26メッシュパス・36メッシュ残: 4.1質量%
36メッシュパス : 2.0質量%
であった。
This dry feather powder has an odor of 174 and a whiteness of 65, and the size distribution is
4 mesh remaining: 21.3% by mass
4 mesh pass, 16 mesh balance: 67.1% by mass
16 mesh pass, 26 mesh balance: 5.5% by mass
26 mesh pass, 36 mesh balance: 4.1% by mass
36 mesh pass: 2.0% by mass
Met.
製造例1と製造参考例1とを比べて分かるように、アルカリ処理と酸化処理を組み合わせることにより、アルカリ処理のみの場合よりも、羽毛は微粉砕され、かつ臭いおよび色が良好であり、水分含有量も低い。
実施例1
ビーターにより、カナディアン標準ろ水度(CSF:JIS P8121)550mLに叩解された、NBKPとLBKPとの質量比4:1の混合パルプと、製造例1で得た羽毛粉体A(完全乾燥物として)とを、質量比が80:20になるように混合し、さらに両性イオンラテックス系紙力増強剤[三井サイテック社製、商品名「アコスターC−122」]を、パルプと羽毛粉体との合計量に対して3質量%添加して、解離機で十分攪拌、解離して、均一な水性懸濁液からなるシート形成用材料を調製した。
As can be seen from comparison between Production Example 1 and Production Reference Example 1, by combining alkali treatment and oxidation treatment, feathers are finely pulverized and smell and color are better than in the case of only alkali treatment, Low content.
Example 1
A mixed pulp having a mass ratio of NBKP and LBKP of 4: 1 beaten to 550 mL of Canadian standard freeness (CSF: JIS P8121) by a beater, and feather powder A obtained as Production Example 1 (as a completely dry product) ) And a zwitterionic latex paper strength enhancer [manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd., trade name “Acosta C-122”] between pulp and feather powder. 3% by mass with respect to the total amount was added, and sufficiently stirred and dissociated with a dissociator to prepare a sheet-forming material consisting of a uniform aqueous suspension.
このシート形成用材料を攪拌しながら、角型シートマシン(25cm×25cm)を用いて、JIS P8209に従い、坪量80g/m2を目標に抄紙したのち、34N/cm2の圧力でプレスし、回転ドライヤーにより、約120℃で乾燥して手抄き羽毛含有シートを製造した。 While stirring this sheet forming material, using a square sheet machine (25 cm × 25 cm) according to JIS P8209, after making paper with a basis weight of 80 g / m 2 , press at a pressure of 34 N / cm 2 , A hand-drawn feather-containing sheet was produced by drying at about 120 ° C. with a rotary dryer.
この羽毛含有シートの性状を表1に示す。
実施例2〜4
実施例1において、混合パルプと羽毛粉体とを、表1に示す割合で用い、実施例3および4では、さらにポリビニールアルコールを、シート形成用材料の全固形分量に基づき、4質量%の割合で添加した以外は、実施例1と同様にして、各羽毛含有シートを製造した。
Table 1 shows the properties of this feather-containing sheet.
Examples 2-4
In Example 1, mixed pulp and feather powder were used in the proportions shown in Table 1, and in Examples 3 and 4, polyvinyl alcohol was further added in an amount of 4% by mass based on the total solid content of the sheet-forming material. Each feather-containing sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that it was added in a proportion.
この羽毛含有シートの性状を表1に示す。
比較例1
実施例1において、羽毛粉体を用いず、混合パルプのみを用いた以外は、実施例1と同様にして手抄きシートを製造した。
このシートの性状を表1に示す。
Table 1 shows the properties of this feather-containing sheet.
Comparative Example 1
In Example 1, a handsheet was produced in the same manner as in Example 1 except that only the mixed pulp was used without using the feather powder.
Table 1 shows the properties of this sheet.
実施例5
実施例3で得られた羽毛含有シート(羽毛粉体含有率60%)15枚を、ホットメルト接着剤を用いて積層し、羽毛含有構造体を作製した。なおホットメルト接着剤として、エチレン−酢酸ビニル共重合体を接着成分とするものを用いた。
Example 5
Fifteen feather-containing sheets (feather powder content 60%) obtained in Example 3 were laminated using a hot melt adhesive to produce a feather-containing structure. In addition, what used ethylene-vinyl acetate copolymer as an adhesive component was used as a hot melt adhesive.
上記羽毛含有構造体の遮音性を上記の方法により評価したところ、表2の結果が得られた。
比較例2
比較例1で得られたシート(羽毛粉体含有率0%)15枚を、ホットメルト接着剤を用いて積層し、構造体を作製した。なおホットメルト接着剤として、エチレン−酢酸ビニル共重合体を接着成分とするものを用いた。
上記構造体の遮音性を上記の方法により評価したところ、表2の結果が得られた。
When the sound insulation property of the feather-containing structure was evaluated by the above method, the results shown in Table 2 were obtained.
Comparative Example 2
Fifteen sheets obtained in Comparative Example 1 (feather powder content 0%) were laminated using a hot melt adhesive to produce a structure. In addition, what used ethylene-vinyl acetate copolymer as an adhesive component was used as a hot melt adhesive.
When the sound insulation of the structure was evaluated by the above method, the results shown in Table 2 were obtained.
本発明の羽毛含有シートは、家禽類の羽毛を化学的粉砕処理して得られた羽毛粉体とパルプとを用い、既存の抄紙設備を利用して生産することができ、吸油材、遮音材、断熱材などとして有用である。
また、このシートを積層してなる羽毛含有構造体は、特に自動車の遮音材などとして有用である。
The feather-containing sheet of the present invention can be produced using feather paper and pulp obtained by chemically pulverizing feathers of poultry, using existing papermaking equipment, oil absorbing material, sound insulation material It is useful as a heat insulating material.
Further, the feather-containing structure formed by laminating the sheets is particularly useful as a sound insulation material for automobiles.
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