JP2000000536A - 生分解性洗管材料 - Google Patents

生分解性洗管材料

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JP2000000536A
JP2000000536A JP10181651A JP18165198A JP2000000536A JP 2000000536 A JP2000000536 A JP 2000000536A JP 10181651 A JP10181651 A JP 10181651A JP 18165198 A JP18165198 A JP 18165198A JP 2000000536 A JP2000000536 A JP 2000000536A
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JP
Japan
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molasses
polyurethane foam
present
pipe cleaning
cleaning material
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JP10181651A
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English (en)
Inventor
Hyoe Hatakeyama
兵衛 畠山
Shigeo Hirose
重雄 廣瀬
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軟質フォームでありながら、圧縮強度及び圧
縮弾性率の高められた生分解性洗管材料を提供する。 【解決手段】 糖蜜及び/又は糖化合物を含有する多価
アルコールとポリイソシアネートとを水の存在下で重縮
合反応させて得られる見かけ密度が0.01〜0.3g
/cm3の軟質ポリウレタンフォームからなる生分解性
洗管材料。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性洗管材料
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】各種パイプ内を洗浄するために、合成樹
脂発泡体を洗管材料として用いることは知られている。
しかしながら、従来の合成樹脂発泡体は、生分解性がな
いことから使用後の廃棄処分に難点があり、環境保全の
点からは、埋立て処理が困難で、もっぱら焼却により処
理されている。また、合成樹脂発泡体として、ポリウレ
タンフォームが知られているが、従来のものは、その圧
縮強度及び圧縮弾性率においても未だ不十分なものであ
った。洗管材料は、管内に圧縮状態で挿入され、かつそ
の管内壁面に高い弾性率で接触することが必要とされる
が、従来の合成樹脂発泡体は、一般的に、このような洗
管材料としての特性において不満足のものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、軟質フォー
ムでありながら、圧縮強度及び圧縮弾性率の高められた
生分解性洗管材料を提供することをその課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、糖蜜及び/又は糖化
合物を含有する多価アルコールとポリイソシアネートと
を水の存在下で重縮合反応させて得られる見かけ密度が
0.01〜0.3g/cm3の軟質ポリウレタンフォー
ムからなる生分解性洗管材料が提供される。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明で用いる糖蜜としては、精
糖蜜も使用し得るが、そのコストの点から、廃糖蜜が好
ましく使用される。また、本発明で用いる糖化合物に
は、単糖、少糖、多糖、糖アルコール等が包含され、多
価アルコールに可溶性のものであれば任意のものが用い
られる。このような糖化合物には、例えば、グルコー
ス、ガラクトース、キシロース、乳糖、マンノース、タ
ロース、ラムノース、アラビノース、グルコシルマンノ
ース、リキソース、アロース、アルトロース、グロー
ス、イドース、リボース、エリトロース、トレオース、
プシコース、フルクトース、ソルボース、タガトース、
ペンツロース、テトロース、スクロース、マルトース、
イソマルトース、セロビオース、ラクトース、トレハロ
ース、コウジビオース、ソホロース、ニゲロース、ラミ
ナリビオース、イソマルトース、ゲンチオビオース、メ
リビオース、ブランテオビオース、ツラノース、ビシア
ノース、アガロビオース、シラビオース、ルチノース、
プリメプロース、キシロビオース、ロジメナビオース、
エリトリトール、メソエリトリトール、マルチトール、
ラクチトール、D−トレイトール、D−アラビニトー
ル、リビトール、キシリトール、ソルビトール、ガラク
チトール、D−マンニトール、アリトール、高級アルジ
トール等の他、リグニン、デンプン、デキストラン、マ
ンナン、ペクチン、ペクチン酸、アルギン酸、キトサン
等が挙げられる。本発明においては、リグニンが好まし
く用いられるが、この場合のリグニンとしては、パルプ
製造に際して副生されるリグニン又はその変性体が用い
られる。
【0006】本発明で用いる多価アルコールとしては、
例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、
1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、
ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、グ
リセリン、トリエタノールアミン、ソルビトール等の低
分子量ポリオール:ポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、エ
チレンオキシド/プロピレンオキシド共重合体等のポリ
エーテルポリオール:ポリカプロラクトン、ポリ−β−
メチル−δ−プチロラクトン、ジオールと二塩基酸から
のポリエステル等が挙げられる。その他、水酸基含有液
状ポリブタジエン、ポリカーボネートジオール、アクリ
ルポリオール等が挙げられる。
【0007】本発明で用いるポリイソシアネートとして
は、脂肪族系ポリイソシアネート、脂環族系ポリイソシ
アネートおよび芳香族系ポリイソシアネートの他、それ
らの変性体が包含される。脂肪族系ポリイソシアネート
としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートが
挙げられ、脂環族系ポリイソシアネートとしては、例え
ば、イソホロンジイソシアネートが挙げられる。芳香族
系ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイ
ソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニ
ルメタンジイソシアネート、ポリメリックジフェニルメ
タンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシ
アネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオホス
フェート等が挙げられる。ポリイソシアネート変性体と
しては、例えば、ウレタンプレポリマー、ヘキサメチレ
ンジイソシアネートビューレット、ヘキサメチレンジイ
ソシアネート、トリマー、イソホロンジイソシアネート
トリマー等が挙げられる。
【0008】本発明の洗管材料を製造するには、多価ア
ルコールに、糖蜜及び/又は糖化合物を混合し、均一溶
液を得る。また、この溶液に、整泡剤、水及び触媒を添
加し、撹拌した後、ポリイソシアネートを混合し、撹拌
して、重縮合反応を行って軟質のポリウレタンフォーム
を得る。触媒としては、従来公知のウレタン化反応用の
触媒が用いられ、このような触媒としては、スズ系やア
ミン系の触媒が用いられる。
【0009】糖蜜及び/又は糖化合物を含む多価アルコ
ール(以下、ヒドロキシル基成分とも言う)とポリイソ
シアネートの使用割合を示すと、ポリイソシアネートの
使用割合は、そのヒドロキシル基成分中に含まれる全ヒ
ドロキシル基の当量数に対し、そのイソシアネート基当
量数で0.8〜2倍当量、好ましくは1〜1.5倍当量
である。糖蜜及び/又は糖化合物の使用割合は、全ヒド
ロキシル基成分中、0.1〜50重量%、好ましくは1
〜20重量%である。本発明者らの研究によれば、この
ような糖蜜及び/又は糖化合物を含む多価アルコールを
反応成分として用いることにより、生分解性にすぐれる
とともに、圧縮強度及び圧縮弾性率の向上した軟質ポリ
ウレタンフォームが得られることが知見された。
【0010】前記のようにして得られる軟質ポリウレタ
ンフォームの見かけ密度(体積/重さ)は、反応原料中
に加える水(発泡剤)の量で調節することができ、その
水の量は、ポリイソシアネート1モル当り、0.01〜
0.1モル、好ましくは0.02〜0.09モル程度で
ある。また、その第1ガラス転移温度(Tg(I))は
−90〜30℃、好ましくは−70〜0℃である。ガラ
ス転移温度は、多価アルコールの分子量や多価アルコー
ル中に含まれる糖蜜及び/又は糖化合物の含有量等によ
って変化し、多価アルコールの分子量の増加に従って高
くなる傾向を示す。また、その糖蜜及び/又は糖化合物
の含有量が40〜60重量%の範囲にガラス転移温度の
ピークが存在する。本発明の洗管材料は、前記のように
して得られた軟質のポリウレタンフォームからなるもの
で、その見かけ密度(ポリウレタンフォームの体積/重
さ)は0.01〜0.3g/cm3、好ましくは、0.
02〜0.07g/cm3であり、その圧縮強度は1〜
500kPa、好ましくは5〜300kPaであり、そ
の圧縮弾性率は0.1〜10MPa、好ましくは0.5
〜9MPaである。その見かけ密度が前記範囲より低く
なると、洗管材料として必要な機械物性が得られなくな
る等の問題があり、一方、前記範囲より高くなると、洗
管材料の管内での移動エネルギーが高くなる、材料コス
トが高くなる等の問題が生じる。
【0011】本発明の洗管材料は、前記のように、見か
け密度が小さく、軽量でありながら、高い圧縮強度及び
圧縮弾性率を有する。従って、本発明の洗管材料は、取
扱い性にすぐれている上、それに洗浄液を吸収させて管
内に強い力で挿入し、移動させても破壊されることがな
く、管内壁面との間で強い摩擦力を生じ、管内壁面の汚
れを効率よく除去することができる。本発明の洗管材料
の場合、多数の微細孔を有するフォーム(発泡体)であ
ることから、液吸収性にもすぐれており、通常、その1
cm3当り、0.5〜0.9g程度の水を吸収する。ま
た、本発明の洗管材料は、生分解性にすぐれていること
から、これを地中に埋めても、環境問題を生じることは
ない。本発明の洗管材料は、管内に挿入できる形状であ
ればよく、各種の形状で用いられるが、一般的には、球
形状や円柱状等の形状で用いられる。本発明の洗管材料
は、各種の管体(パイプ)に対して適用することができ
る。このような管体には、各種金属製パイプの他、プラ
スチック製パイプ、セラミックス製パイプが包含され
る。管の内径は、通常5〜200cm、特に、10〜1
00cmである。本発明の洗管材料の直径Aの管内径B
に対する比A/Bは、0.1〜0.9、好ましくは0.
2〜0.8である。
【0012】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。
【0013】実施例1 ポリプロピレングリコール(分子量3000)に糖蜜と
ポリエチレングリコール(分子量200)との混合物
(重量比=1:2)を加えてポリオール混合液を作り、
この混合液100重量部にシリコン系整泡剤0.5重量
部、水0.5重量部及びスズ系ウレタン化触媒(ジラウ
リン酸ジブチルスズ)0.1重量部を加えて撹拌した。
この溶液に、ポリイソシアネートとしてクルードMD
I:80重量部を加えて撹拌し、発泡が開始した時点で
撹拌を停止し、そのまま12時間放置して軟質ポリウレ
タンフォームを得た。得られた軟質ポリウレタンフォー
ムについて、その第1ガラス転移温度(Tg(I))、
第2ガラス転移温度(Tg(II))、見かけ密度、圧縮
強度及び圧縮弾性率を測定した。その結果を表1に示
す。
【0014】なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測
定装置(セイコーDSC220)を用い、窒素気流中で
昇温速度10℃/分の条件で測定した。また、圧縮強度
及び圧縮弾性率は、引張試験機(島津オートグラフAG
500D)を用いて測定した。
【0015】
【表1】
【0016】実施例2 ポリプロピレングリコール(分子量3000)とポリエ
ステルポリオール(製品名「AH405」、三洋化成社
製)とからなるポリオール混合液100重量部に糖蜜と
ポリエチレングリコール(分子量200)との混合物
(重量比=1:2)20重量部を加えた。このようにし
て得た反応原料液(ポリオール)を用いた以外は実施例
1と同様にして軟質ポリウレタンフォームを得た。この
軟質ポリウレタンフォームについて、そのTg(I)、
見かけ密度、圧縮強度、圧縮弾性率を測定した。その結
果を表2に示す。
【0017】
【表2】
【0018】実施例3 実施例1で得たポリウレタンフォームA(糖蜜含量50
wt%)及び実施例2で得たポリウレタンフォームB
(ポリエステルポリオール含量20wt%)の生分解性
をリパーゼ酵素を用いて調べたところ、いずれのものも
生分解性を有することが確認された。
【0019】実施例4 実施例1で得た軟質ポリウレタンフォームA(糖蜜含量
50wt%)及び実施例2で得た軟質ポリウレタンフォ
ームB(ポリエステルポリオール含量20wt%)を用
い、それぞれ直径10cmの球体を作製した。次に、こ
の球体に陰イオン界面活性剤を添加した水を吸収させ、
内壁面に人工汚垢(牛脂/大豆油)を付着させた内径1
5cmの鉄パイプ内に挿入し、これをそのパイプ内で移
動させたところ、パイプ内壁面と球体との間に強い摩擦
が生じ、その人工汚垢が効率よく除去されることが確認
された。
【0020】
【発明の効果】本発明の洗管材料は、その成分組成から
わかるように生分解性の非常にすぐれたものであり、ま
た、軽量の軟質フォームでありながら、高い圧縮強度及
び圧縮弾性率を有するものである。従って、本発明の洗
管材料を用いることにより、管内を効率よく洗浄するこ
とができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 75:04 (72)発明者 畠山 兵衛 福井県丹生郡越廼村八ッ俣73−8 (72)発明者 廣瀬 重雄 千葉県松戸市下矢切205 Fターム(参考) 3B116 AA12 BA08 BA25 BA31 4F074 AA79 BB21 BC05 CA11 DA02 DA08 DA17 DA59 4J034 BA05 CA03 CA04 CA05 CB03 CB04 CB05 CB07 CC03 CC08 CD01 CD04 DA01 DB04 DB07 DF02 DF11 DF12 DF14 DG03 DG04 DG06 DG08 DG09 DP18 EA07 EA09 GA06 GA33 HA01 HA02 HA06 HA07 HA08 HB03 HB07 HB08 HB15 HC03 HC12 HC17 HC22 HC26 HC35 HC46 HC52 HC61 HC64 HC65 HC67 HC71 HC73 KA01 KB02 KC17 KD12 KE02 NA03 QB01 QB15 QC01

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 糖蜜及び/又は糖化合物を含有する多価
    アルコールとポリイソシアネートとを水の存在下で重縮
    合反応させて得られる見かけ密度が0.01〜0.3g
    /cm3の軟質ポリウレタンフォームからなる生分解性
    洗管材料。
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