JP2001261841A - 含水ゲル、その製造法及びその用途 - Google Patents
含水ゲル、その製造法及びその用途Info
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- JP2001261841A JP2001261841A JP2000075280A JP2000075280A JP2001261841A JP 2001261841 A JP2001261841 A JP 2001261841A JP 2000075280 A JP2000075280 A JP 2000075280A JP 2000075280 A JP2000075280 A JP 2000075280A JP 2001261841 A JP2001261841 A JP 2001261841A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高強度でｐＨが変動しても劣化し難く、微生物
担持体用、保水材用として好適な含水ゲルを提供するこ
と。 【解決手段】ポリイソシアネート（Ａ）とエチレンオキ
サイド及び他のアルキレンオキサイドのランダム共重合
体を５０重量％以上含む液状ポリオール（Ｂ）との反応
物である末端イソシアネート基含有ポリウレタン樹脂
（Ｃ）に、架橋剤であるＮ−アルキルヒドロキシ基を２
個以上有する化合物（Ｄ）を混合し、反応させて、架橋
ポリウレタン樹脂の成形体（Ｅ）とし、次いでこれを水
に接触させて得られるものであることを特徴とする含水
ゲル、その製造法及びその用途。
担持体用、保水材用として好適な含水ゲルを提供するこ
と。 【解決手段】ポリイソシアネート（Ａ）とエチレンオキ
サイド及び他のアルキレンオキサイドのランダム共重合
体を５０重量％以上含む液状ポリオール（Ｂ）との反応
物である末端イソシアネート基含有ポリウレタン樹脂
（Ｃ）に、架橋剤であるＮ−アルキルヒドロキシ基を２
個以上有する化合物（Ｄ）を混合し、反応させて、架橋
ポリウレタン樹脂の成形体（Ｅ）とし、次いでこれを水
に接触させて得られるものであることを特徴とする含水
ゲル、その製造法及びその用途。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な含水ゲル、
その製造法及びその用途に関する。
その製造法及びその用途に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、微生物担持体や各種保水材として
使用できる含水ゲルとして、ポリビニアルコールやポリ
エチレングリコールジアクリレート等を熱重合した架橋
ポリマーを含水させたゲルが見受けられるが、これらの
含水ゲルは圧縮強度が低く、又ｐＨの変動によって短期
間に劣化、崩壊してしまうという欠点があった。
使用できる含水ゲルとして、ポリビニアルコールやポリ
エチレングリコールジアクリレート等を熱重合した架橋
ポリマーを含水させたゲルが見受けられるが、これらの
含水ゲルは圧縮強度が低く、又ｐＨの変動によって短期
間に劣化、崩壊してしまうという欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高強
度でｐＨが変動しても劣化し難く、微生物担持体用、保
水材用として好適な含水ゲルを提供することにある。
度でｐＨが変動しても劣化し難く、微生物担持体用、保
水材用として好適な含水ゲルを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
達成すべく鋭意研究した結果、特定の末端イソシアネー
ト基含有ポリウレタン樹脂に、特定のヒドロキシ基含有
化合物（Ｄ）を架橋剤として混合し、反応させて得られ
る架橋ポリウレタン樹脂の成形体を水に接触させて得ら
れる含水ゲルが、高強度でｐＨが変動しても劣化し難
く、特に微生物担持体や各種保水材に適したものである
ことを見出し、これに基づき本発明を完成するに至っ
た。
達成すべく鋭意研究した結果、特定の末端イソシアネー
ト基含有ポリウレタン樹脂に、特定のヒドロキシ基含有
化合物（Ｄ）を架橋剤として混合し、反応させて得られ
る架橋ポリウレタン樹脂の成形体を水に接触させて得ら
れる含水ゲルが、高強度でｐＨが変動しても劣化し難
く、特に微生物担持体や各種保水材に適したものである
ことを見出し、これに基づき本発明を完成するに至っ
た。
【０００５】即ち、本発明は、ポリイソシアネート
（Ａ）とエチレンオキサイド及び他のアルキレンオキサ
イドのランダム共重合体を５０重量％以上含む液状ポリ
オール（Ｂ）との反応物である末端イソシアネート基含
有ポリウレタン樹脂（Ｃ）に、架橋剤であるＮ−アルキ
ルヒドロキシ基を２個以上有する化合物（Ｄ）を混合
し、反応させて、架橋ポリウレタン樹脂の成形体（Ｅ）
とし、次いでこれを水に接触させて得られるものである
ことを特徴とする含水ゲルに係る。
（Ａ）とエチレンオキサイド及び他のアルキレンオキサ
イドのランダム共重合体を５０重量％以上含む液状ポリ
オール（Ｂ）との反応物である末端イソシアネート基含
有ポリウレタン樹脂（Ｃ）に、架橋剤であるＮ−アルキ
ルヒドロキシ基を２個以上有する化合物（Ｄ）を混合
し、反応させて、架橋ポリウレタン樹脂の成形体（Ｅ）
とし、次いでこれを水に接触させて得られるものである
ことを特徴とする含水ゲルに係る。
【０００６】また、本発明は、ポリイソシアネート
（Ａ）とエチレンオキサイド及び他のアルキレンオキサ
イドのランダム共重合体を５０重量％以上含む液状ポリ
オール（Ｂ）との反応物である末端イソシアネート基含
有ポリウレタン樹脂（Ｃ）に、架橋剤であるＮ−アルキ
ルヒドロキシ基を２個以上有する化合物（Ｄ）を混合
し、反応させて、架橋ポリウレタン樹脂の成形体（Ｅ）
とし、次いでこれを水に接触させることを特徴とする含
水ゲルの製造法にも係る。
（Ａ）とエチレンオキサイド及び他のアルキレンオキサ
イドのランダム共重合体を５０重量％以上含む液状ポリ
オール（Ｂ）との反応物である末端イソシアネート基含
有ポリウレタン樹脂（Ｃ）に、架橋剤であるＮ−アルキ
ルヒドロキシ基を２個以上有する化合物（Ｄ）を混合
し、反応させて、架橋ポリウレタン樹脂の成形体（Ｅ）
とし、次いでこれを水に接触させることを特徴とする含
水ゲルの製造法にも係る。
【０００７】更に、本発明は、上記含水ゲルを含有する
ことを特徴とする微生物担持体又は保水材にも係る。
ことを特徴とする微生物担持体又は保水材にも係る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、上記本発明について、更に
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【０００９】本発明におけるポリイソシアネート（Ａ）
としては、従来からポリウレタン樹脂の製造に使用され
ている１分子中に平均２個以上、好ましくは２〜４個の
イソシアネート基を含有する数平均分子量１００〜２，
０００程度の化合物を、好適に使用できる。
としては、従来からポリウレタン樹脂の製造に使用され
ている１分子中に平均２個以上、好ましくは２〜４個の
イソシアネート基を含有する数平均分子量１００〜２，
０００程度の化合物を、好適に使用できる。
【００１０】ポリイソシアネート（Ａ）としては、具体
的には、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、ト
リメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の如き脂肪
族ジイソシアネート類；水素添加キシリレンジイソシア
ネート、イソホロンジイソシアネート等の如き環状脂肪
族ジイソシアネート類；トリレンジイソシアネート、
４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート等の如き
芳香族ジイソシアネート類等の有機ジイソシアネート類
それ自体、又はこれら有機ジイソシアネート類と多価ア
ルコール、低分子量ポリエステル樹脂、水等との付加
物、あるいは上記有機ジイソシアネート類同志の環化重
合体、更には上記有機ジイソシアネート類のイソシアヌ
レート・ビウレット体等が挙げられる。
的には、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、ト
リメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の如き脂肪
族ジイソシアネート類；水素添加キシリレンジイソシア
ネート、イソホロンジイソシアネート等の如き環状脂肪
族ジイソシアネート類；トリレンジイソシアネート、
４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート等の如き
芳香族ジイソシアネート類等の有機ジイソシアネート類
それ自体、又はこれら有機ジイソシアネート類と多価ア
ルコール、低分子量ポリエステル樹脂、水等との付加
物、あるいは上記有機ジイソシアネート類同志の環化重
合体、更には上記有機ジイソシアネート類のイソシアヌ
レート・ビウレット体等が挙げられる。
【００１１】また、ポリイソシアネート（Ａ）の代表的
な市販品としては、例えば、「バーノックＤ−７５
０」、「バーノック−８００」、「バーノックＤＮ−９
５０」、「バーノック−９７０」、「バーノック１５−
４５５」（以上、大日本インキ化学工業（株）製、商品
名）、「デスモジュールＬ」、「デスモジュールＮ」、
「デスモジュールＨＬ」、「デスモジュールＩＬ」、
「デスモジュールＮ３３９０」（以上、ドイツ国バイエ
ル社製、商品名）、「タケネートＤ−１０２」、「タケ
ネート−２０２」、「タケネート−１１０Ｎ」、「タケ
ネート１２３Ｎ」（以上、武田薬品工業（株）製、商品
名）、「コロネートＬ」、「コロネートＨＬ」、「コロ
ネートＥＨ」、「コロネート２０３」（以上、日本ポリ
ウレタン工業（株）製、商品名）、「デュラネート２４
Ａ−９０ＣＸ」（旭化成工業（株）製、商品名）等が挙
げられる。
な市販品としては、例えば、「バーノックＤ−７５
０」、「バーノック−８００」、「バーノックＤＮ−９
５０」、「バーノック−９７０」、「バーノック１５−
４５５」（以上、大日本インキ化学工業（株）製、商品
名）、「デスモジュールＬ」、「デスモジュールＮ」、
「デスモジュールＨＬ」、「デスモジュールＩＬ」、
「デスモジュールＮ３３９０」（以上、ドイツ国バイエ
ル社製、商品名）、「タケネートＤ−１０２」、「タケ
ネート−２０２」、「タケネート−１１０Ｎ」、「タケ
ネート１２３Ｎ」（以上、武田薬品工業（株）製、商品
名）、「コロネートＬ」、「コロネートＨＬ」、「コロ
ネートＥＨ」、「コロネート２０３」（以上、日本ポリ
ウレタン工業（株）製、商品名）、「デュラネート２４
Ａ−９０ＣＸ」（旭化成工業（株）製、商品名）等が挙
げられる。
【００１２】本発明におけるエチレンオキサイド及び他
のアルキレンオキサイドのランダム共重合体を５０重量
％以上含む液状ポリオール（Ｂ）としては、該ランダム
共重合体を５０〜１００重量％、特に８０〜１００重量
％含むものが好ましい。該ランダム共重合体は、直鎖状
であっても、分岐鎖状であっても良い。また、該ランダ
ム共重合体におけるエチレンオキサイドと他のアルキレ
ンオキサイドとの共重合割合としては、両者の合計１０
０重量％に基づいて、前者：後者が、５０：５０（重量
％）〜９０：１０（重量％）程度、特に５０：５０（重
量％）〜８０：２０（重量％）であるのが好ましい。
のアルキレンオキサイドのランダム共重合体を５０重量
％以上含む液状ポリオール（Ｂ）としては、該ランダム
共重合体を５０〜１００重量％、特に８０〜１００重量
％含むものが好ましい。該ランダム共重合体は、直鎖状
であっても、分岐鎖状であっても良い。また、該ランダ
ム共重合体におけるエチレンオキサイドと他のアルキレ
ンオキサイドとの共重合割合としては、両者の合計１０
０重量％に基づいて、前者：後者が、５０：５０（重量
％）〜９０：１０（重量％）程度、特に５０：５０（重
量％）〜８０：２０（重量％）であるのが好ましい。
【００１３】液状ポリオール（Ｂ）は、低粘度で取り扱
い易く、又親水性の度合いの調整が容易であるので、好
ましい。該ポリオール（Ｂ）としては、具体的には、例
えば、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイド、テ
トラヒドロフラン等のアルキレンオキサイドとのランダ
ム共重合物、この共重合物の製造時又は製造後に下記低
分子ポリオールを付加させたもの等を使用することがで
きる。
い易く、又親水性の度合いの調整が容易であるので、好
ましい。該ポリオール（Ｂ）としては、具体的には、例
えば、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイド、テ
トラヒドロフラン等のアルキレンオキサイドとのランダ
ム共重合物、この共重合物の製造時又は製造後に下記低
分子ポリオールを付加させたもの等を使用することがで
きる。
【００１４】また、液状ポリオール（Ｂ）としては、１
分子中に平均２個以上、好ましくは２〜４個のアルコー
ル性水酸基を含有し、数平均分子量５００〜５０，００
０程度の親水性のものを、好適に使用できる。
分子中に平均２個以上、好ましくは２〜４個のアルコー
ル性水酸基を含有し、数平均分子量５００〜５０，００
０程度の親水性のものを、好適に使用できる。
【００１５】上記低分子ポリオールとしては、例えば、
エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレ
ングリコール、トリメチレングリコール、テトラエチレ
ングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレン
グリコール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタン
ジオール、２，３−ブタンジオール、１，２−ブタンジ
オール、３−メチル−１，２−ブタンジオール、１，２
−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，
４−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、
２，３−ジメチルトリメチレングリコール、テトラメチ
レングリコール、３−メチル−４，３−ペンタンジオー
ル、３−メチル−４，５−ペンタンジオール、２，２，
４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、１，６−
ヘキサンジオール、１，５−ヘキサンジオール、１，４
−ヘキサンジオール、２，５−ヘキサンジオール、１，
４−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコ
ール等のグリコール類；グリセリン、トリメチロールプ
ロパン、トリメチロールエタン、トリメチロールメタ
ン、ジグリセリン、トリグリセリン、１，２，６−ヘキ
サントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリ
スリトール、ソルビトール、マンニット等の３価以上の
アルコール等が挙げられる。
エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレ
ングリコール、トリメチレングリコール、テトラエチレ
ングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレン
グリコール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタン
ジオール、２，３−ブタンジオール、１，２−ブタンジ
オール、３−メチル−１，２−ブタンジオール、１，２
−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，
４−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、
２，３−ジメチルトリメチレングリコール、テトラメチ
レングリコール、３−メチル−４，３−ペンタンジオー
ル、３−メチル−４，５−ペンタンジオール、２，２，
４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、１，６−
ヘキサンジオール、１，５−ヘキサンジオール、１，４
−ヘキサンジオール、２，５−ヘキサンジオール、１，
４−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコ
ール等のグリコール類；グリセリン、トリメチロールプ
ロパン、トリメチロールエタン、トリメチロールメタ
ン、ジグリセリン、トリグリセリン、１，２，６−ヘキ
サントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリ
スリトール、ソルビトール、マンニット等の３価以上の
アルコール等が挙げられる。
【００１６】また、上記低分子ポリオールは、それ自体
を、液状ポリオール（Ｂ）に加えて、適宜併用すること
もできる。
を、液状ポリオール（Ｂ）に加えて、適宜併用すること
もできる。
【００１７】更には、ポリエチレングリコール等のポリ
アルキレングリコールを、液状ポリオール（Ｂ）に加え
て、適宜併用することもできる。
アルキレングリコールを、液状ポリオール（Ｂ）に加え
て、適宜併用することもできる。
【００１８】本発明におけるポリイソシアネート（Ａ）
と液状ポリオール（Ｂ）との反応物である末端イソシア
ネート基含有ポリウレタン樹脂（Ｃ）は、成分（Ｂ）中
の水酸基に対して成分（Ａ）中のイソシアネート基が過
剰になるように配合し、通常、１０℃以上、好ましくは
２０〜２００℃で、数分〜数時間程度反応させて合成さ
れる。得られた樹脂（Ｃ）は、通常、透明な固体又は高
粘度液状の樹脂である。
と液状ポリオール（Ｂ）との反応物である末端イソシア
ネート基含有ポリウレタン樹脂（Ｃ）は、成分（Ｂ）中
の水酸基に対して成分（Ａ）中のイソシアネート基が過
剰になるように配合し、通常、１０℃以上、好ましくは
２０〜２００℃で、数分〜数時間程度反応させて合成さ
れる。得られた樹脂（Ｃ）は、通常、透明な固体又は高
粘度液状の樹脂である。
【００１９】ポリイソシアネート（Ａ）と液状ポリオー
ル（Ｂ）との配合割合は、通常、成分（Ｂ）中の水酸基
１モルに対して成分（Ａ）中のイソシアネート基が約
１．０１〜２モル程度、好ましくは約１．１〜２モルの
範囲になる割合である。イソシアネート基が２モルを越
えると未反応のポリイソシアネート（Ａ）が大量に残存
してしまうので好ましくない。また、イソシアネート基
が１．０１モル未満になると高分子量化しすぎてゲル化
してしまうので好ましくない。
ル（Ｂ）との配合割合は、通常、成分（Ｂ）中の水酸基
１モルに対して成分（Ａ）中のイソシアネート基が約
１．０１〜２モル程度、好ましくは約１．１〜２モルの
範囲になる割合である。イソシアネート基が２モルを越
えると未反応のポリイソシアネート（Ａ）が大量に残存
してしまうので好ましくない。また、イソシアネート基
が１．０１モル未満になると高分子量化しすぎてゲル化
してしまうので好ましくない。
【００２０】得られる末端イソシアネート基含有ポリウ
レタン樹脂（Ｃ）の数平均分子量は、特に限定されない
が、通常、１，０００〜１００，０００程度の範囲であ
るのが良い。
レタン樹脂（Ｃ）の数平均分子量は、特に限定されない
が、通常、１，０００〜１００，０００程度の範囲であ
るのが良い。
【００２１】本発明においては、末端イソシアネート基
含有ポリウレタン樹脂（Ｃ）に、架橋剤であるＮ−アル
キルヒドロキシ基を２個以上有する化合物（Ｄ）を混合
し、反応させて、架橋ポリウレタン樹脂の成形体（Ｅ）
を得る。
含有ポリウレタン樹脂（Ｃ）に、架橋剤であるＮ−アル
キルヒドロキシ基を２個以上有する化合物（Ｄ）を混合
し、反応させて、架橋ポリウレタン樹脂の成形体（Ｅ）
を得る。
【００２２】架橋剤として使用するＮ−アルキルヒドロ
キシ基を２個以上有する化合物（Ｄ）は、イソシアネー
ト基との反応性が高く、最終的に得られるゲルが高強度
の含水ゲルとなり易く、又より親水性の高いゲルになる
という利点を有しており、好適である。
キシ基を２個以上有する化合物（Ｄ）は、イソシアネー
ト基との反応性が高く、最終的に得られるゲルが高強度
の含水ゲルとなり易く、又より親水性の高いゲルになる
という利点を有しており、好適である。
【００２３】Ｎ−アルキルヒドロキシ基を２個以上有す
る化合物（Ｄ）としては、例えば、アミン類のメチロー
ル化物、エチロール化物等を使用でき、具体例として
は、Ｎ−メチルジメタノールアミン、トリエタノールア
ミン、エチレンジアミンテトラメチロール、エチレンジ
アミンテトラエチロール、ヘキサメチレンジアミンテト
ラメチロール等を挙げることができる。
る化合物（Ｄ）としては、例えば、アミン類のメチロー
ル化物、エチロール化物等を使用でき、具体例として
は、Ｎ−メチルジメタノールアミン、トリエタノールア
ミン、エチレンジアミンテトラメチロール、エチレンジ
アミンテトラエチロール、ヘキサメチレンジアミンテト
ラメチロール等を挙げることができる。
【００２４】また、末端イソシアネート基含有ポリウレ
タン樹脂（Ｃ）及びＮ−アルキルヒドロキシ基を２個以
上有する化合物（Ｄ）のいずれか又は両者が、３官能性
成分を１０モル％以上、好ましくは１０〜５０モル％の
範囲で含有することが、架橋度が高くなって最終的に得
られる含水ゲルの強度が高くなるという点から、好まし
い。尚、３官能性成分とは、前者では末端イソシアネー
ト基を３個以上含有するポリウレタン樹脂であり、後者
ではＮ−アルキルヒドロキシ基を３個以上有する化合物
である。
タン樹脂（Ｃ）及びＮ−アルキルヒドロキシ基を２個以
上有する化合物（Ｄ）のいずれか又は両者が、３官能性
成分を１０モル％以上、好ましくは１０〜５０モル％の
範囲で含有することが、架橋度が高くなって最終的に得
られる含水ゲルの強度が高くなるという点から、好まし
い。尚、３官能性成分とは、前者では末端イソシアネー
ト基を３個以上含有するポリウレタン樹脂であり、後者
ではＮ−アルキルヒドロキシ基を３個以上有する化合物
である。
【００２５】末端イソシアネート基含有ポリウレタン樹
脂（Ｃ）とＮ−アルキルヒドロキシ基を２個以上有する
化合物（Ｄ）との混合比率は、通常、イソシアネート基
１モルに対してＮ−アルキルヒドロキシ基が約０．５〜
１．５モル、好ましくは約０．８〜１．２モルの範囲に
なるように配合される。この範囲から外れると未反応成
分が多量に残存してしまうので好ましくない。
脂（Ｃ）とＮ−アルキルヒドロキシ基を２個以上有する
化合物（Ｄ）との混合比率は、通常、イソシアネート基
１モルに対してＮ−アルキルヒドロキシ基が約０．５〜
１．５モル、好ましくは約０．８〜１．２モルの範囲に
なるように配合される。この範囲から外れると未反応成
分が多量に残存してしまうので好ましくない。
【００２６】架橋ポリウレタン樹脂の成形体（Ｅ）は、
通常、上記の末端イソシアネート基含有ポリウレタン樹
脂（Ｃ）とＮ−アルキルヒドロキシ基を２個以上有する
化合物（Ｄ）との架橋反応の際に、同時に、目的とする
形状（シート状、球状、立方体、長方体、円筒状等）に
成形することにより、得られる。
通常、上記の末端イソシアネート基含有ポリウレタン樹
脂（Ｃ）とＮ−アルキルヒドロキシ基を２個以上有する
化合物（Ｄ）との架橋反応の際に、同時に、目的とする
形状（シート状、球状、立方体、長方体、円筒状等）に
成形することにより、得られる。
【００２７】上記成形体は、例えば、末端イソシアネー
ト基含有ポリウレタン樹脂（Ｃ）とＮ−アルキルヒドロ
キシ基を２個以上有する化合物（Ｄ）との液状混合物
を、ガラス板、シリコン加工シート等の離型性基材やポ
リエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、アルミニ
ウム等のシートや加工物である基材に、流し塗り、バー
コーター、ロールコーター等により塗布し、架橋硬化さ
せた後、基材から剥離することにより、成形体被膜を得
ることができる。この場合、必要に応じて、シート状基
材には両面塗装することもできる。また、成形体は、上
記混合物を型枠に入れてから、架橋反応させて得ても良
い。更に、成形体被膜や型枠から取り出した成形体を、
適宜、切断、裁断、粉砕等の二次加工をして、目的の形
状とすることができる。
ト基含有ポリウレタン樹脂（Ｃ）とＮ−アルキルヒドロ
キシ基を２個以上有する化合物（Ｄ）との液状混合物
を、ガラス板、シリコン加工シート等の離型性基材やポ
リエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、アルミニ
ウム等のシートや加工物である基材に、流し塗り、バー
コーター、ロールコーター等により塗布し、架橋硬化さ
せた後、基材から剥離することにより、成形体被膜を得
ることができる。この場合、必要に応じて、シート状基
材には両面塗装することもできる。また、成形体は、上
記混合物を型枠に入れてから、架橋反応させて得ても良
い。更に、成形体被膜や型枠から取り出した成形体を、
適宜、切断、裁断、粉砕等の二次加工をして、目的の形
状とすることができる。
【００２８】架橋硬化の条件は、通常、１０〜２００℃
程度の温度範囲で１分〜２４時間程度の時間範囲で十分
である。また、成形体被膜とする場合の塗布膜厚は、通
常、１０〜１０，０００μｍ程度、特に５０〜３，００
０μｍの範囲が好ましい。膜厚が１０μｍ未満になると
被膜化した後剥離し難いし、又強度が不足する。一方、
１０，０００μｍを超えると剥離後の切断、裁断等がし
難くなる。
程度の温度範囲で１分〜２４時間程度の時間範囲で十分
である。また、成形体被膜とする場合の塗布膜厚は、通
常、１０〜１０，０００μｍ程度、特に５０〜３，００
０μｍの範囲が好ましい。膜厚が１０μｍ未満になると
被膜化した後剥離し難いし、又強度が不足する。一方、
１０，０００μｍを超えると剥離後の切断、裁断等がし
難くなる。
【００２９】上記成形体を得る場合、末端イソシアネー
ト基含有ポリウレタン樹脂（Ｃ）とＮ−アルキルヒドロ
キシ基を２個以上有する化合物（Ｄ）の混合物は１時間
以上の可使時間が有り、又成形が容易であるという利点
を有する。また、常温でも、加熱してでも架橋硬化でき
るという利点を有する。
ト基含有ポリウレタン樹脂（Ｃ）とＮ−アルキルヒドロ
キシ基を２個以上有する化合物（Ｄ）の混合物は１時間
以上の可使時間が有り、又成形が容易であるという利点
を有する。また、常温でも、加熱してでも架橋硬化でき
るという利点を有する。
【００３０】次いで、上記で得られた架橋ポリウレタン
樹脂の成形体（Ｅ）を、水に接触させることにより、含
水ゲルが得られる。該成形体を水に接触させる方法とし
ては、特に限定されないが、例えば、成形体を水中に浸
漬したり、成形体に水を噴霧乃至散布したりすることに
より行うことができる。架橋ポリウレタン樹脂の成形体
（Ｅ）は、水と接触させることにより、吸水して、通
常、水を含まない時の重さよりも２倍〜５０倍程度の重
さになる。使用する水は純水でも良いし、必要に応じて
各種塩類等の水溶解成分を含有する水であっても良い。
樹脂の成形体（Ｅ）を、水に接触させることにより、含
水ゲルが得られる。該成形体を水に接触させる方法とし
ては、特に限定されないが、例えば、成形体を水中に浸
漬したり、成形体に水を噴霧乃至散布したりすることに
より行うことができる。架橋ポリウレタン樹脂の成形体
（Ｅ）は、水と接触させることにより、吸水して、通
常、水を含まない時の重さよりも２倍〜５０倍程度の重
さになる。使用する水は純水でも良いし、必要に応じて
各種塩類等の水溶解成分を含有する水であっても良い。
【００３１】かくして、本発明の含水ゲルを収得でき
る。得られた含水ゲルは、弾性を有し、通常、圧縮強度
０．１kg/cm2以上、好ましくは圧縮強度１〜１００kg/c
m2の強度を有している。また、得られた含水ゲルは、必
要に応じて、更に成形しても良い。
る。得られた含水ゲルは、弾性を有し、通常、圧縮強度
０．１kg/cm2以上、好ましくは圧縮強度１〜１００kg/c
m2の強度を有している。また、得られた含水ゲルは、必
要に応じて、更に成形しても良い。
【００３２】本発明の含水ゲルは、微生物担持用又は各
種保水材用として、好適に使用できる。
種保水材用として、好適に使用できる。
【００３３】本発明の微生物担持体用含水ゲルは、弾性
を有する含水ゲルであるので微生物の付着に適してお
り、微生物やその菌体を大量に付着させることができ
る。該担持体に付着させうる微生物は、特に限定され
ず、嫌気性微生物、好気性微生物のどちらにも用いるこ
とができる。また、一種の又は二種以上の微生物を付着
せしめる担持体として好適であり、例えば活性汚泥のよ
うな多種の微生物の混合物を付着せしめる担持体として
も、好適である。微生物の具体例としては、例えば、ア
スペルギルス属、ペニシリウム属、フザリウム属等のカ
ビ類；サッカロミセス属、ファフィァ属、カンジダ属等
の酵母類；ザイモモナス属、ニトロソモナス属、ニトロ
バクター属、パラコッカス属、ビブリオ属、メタノサル
シナ属、バチルス属等の細菌類等を挙げることができ
る。
を有する含水ゲルであるので微生物の付着に適してお
り、微生物やその菌体を大量に付着させることができ
る。該担持体に付着させうる微生物は、特に限定され
ず、嫌気性微生物、好気性微生物のどちらにも用いるこ
とができる。また、一種の又は二種以上の微生物を付着
せしめる担持体として好適であり、例えば活性汚泥のよ
うな多種の微生物の混合物を付着せしめる担持体として
も、好適である。微生物の具体例としては、例えば、ア
スペルギルス属、ペニシリウム属、フザリウム属等のカ
ビ類；サッカロミセス属、ファフィァ属、カンジダ属等
の酵母類；ザイモモナス属、ニトロソモナス属、ニトロ
バクター属、パラコッカス属、ビブリオ属、メタノサル
シナ属、バチルス属等の細菌類等を挙げることができ
る。
【００３４】該担持体である含水ゲルへの微生物の付着
は、例えば、微生物が懸濁している発酵槽又はバイオリ
アクターに投入するだけで簡単に行なうことができる。
また、培地中にあらかじめ担持体である含水ゲルを投入
しておき、微生物を植菌後培養することにより、微生物
を付着させることもできる。微生物の付着を行った後、
バイオリアクターに投入することもできる。培養槽、発
酵槽、バイオリアクター等に投入する該担持体の量は、
特に規定されるわけではないが、通常、培地の１〜６０
容量％程度の範囲内が好ましい。
は、例えば、微生物が懸濁している発酵槽又はバイオリ
アクターに投入するだけで簡単に行なうことができる。
また、培地中にあらかじめ担持体である含水ゲルを投入
しておき、微生物を植菌後培養することにより、微生物
を付着させることもできる。微生物の付着を行った後、
バイオリアクターに投入することもできる。培養槽、発
酵槽、バイオリアクター等に投入する該担持体の量は、
特に規定されるわけではないが、通常、培地の１〜６０
容量％程度の範囲内が好ましい。
【００３５】該担持体は、流動層型のバイオリアクター
又は攪拌型の発酵槽等に使用するのが最も適している
が、固定床型のバイオリアクター、発酵槽等に適用する
ことも可能である。
又は攪拌型の発酵槽等に使用するのが最も適している
が、固定床型のバイオリアクター、発酵槽等に適用する
ことも可能である。
【００３６】また、本発明の保水材用含水ゲルは、保水
性が高いことから種々の保水材としての用途に好適に用
いることができる。
性が高いことから種々の保水材としての用途に好適に用
いることができる。
【００３７】例えば、本発明保水材は、室内の湿度調整
材、園芸用の土壌添加材、農業用の水分調整材、水栽培
培地材、砂漠の緑地化材等に用いることができる。これ
らの用途において、単に水をかけた場合に比べ、著しく
長期間にわたって平均的に保水出来るのでその利用価値
は大きい。
材、園芸用の土壌添加材、農業用の水分調整材、水栽培
培地材、砂漠の緑地化材等に用いることができる。これ
らの用途において、単に水をかけた場合に比べ、著しく
長期間にわたって平均的に保水出来るのでその利用価値
は大きい。
【００３８】
【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を
より一層具体的に説明する。
より一層具体的に説明する。
【００３９】実施例１ トリレンジイソシアネート３モルと数平均分子量３，０
００（水酸基当量１，０００）のグリセリンで分岐した
エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド＝８０／２
０（重量比）のランダム共重合トリオール１モルとを混
合し、８０℃で１０時間反応させて、数平均分子量約
４，０００の３官能性末端イソシアネート基含有ポリウ
レタン樹脂を得た。
００（水酸基当量１，０００）のグリセリンで分岐した
エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド＝８０／２
０（重量比）のランダム共重合トリオール１モルとを混
合し、８０℃で１０時間反応させて、数平均分子量約
４，０００の３官能性末端イソシアネート基含有ポリウ
レタン樹脂を得た。
【００４０】この樹脂１モルに、トリエタノールアミン
１モルを添加した混合物をガラス板上に流し塗りし、１
００℃で１時間加熱して反応させ、膜厚３ｍｍの架橋ポ
リウレタン樹脂フィルムを得た。これを剥離して３ｍｍ
角に裁断し、排水の曝気槽に活性汚泥担持体として水量
の１０重量％添加したところ、水を吸って含水ゲルに変
化し、活性汚泥だけの場合と比べ、窒素酸化物を硝酸イ
オンに変換する硝化活性が約２倍に上昇した。
１モルを添加した混合物をガラス板上に流し塗りし、１
００℃で１時間加熱して反応させ、膜厚３ｍｍの架橋ポ
リウレタン樹脂フィルムを得た。これを剥離して３ｍｍ
角に裁断し、排水の曝気槽に活性汚泥担持体として水量
の１０重量％添加したところ、水を吸って含水ゲルに変
化し、活性汚泥だけの場合と比べ、窒素酸化物を硝酸イ
オンに変換する硝化活性が約２倍に上昇した。
【００４１】実施例２ 実施例１の混合物をガラス板に１ｍｍ膜厚にバーコータ
ーで塗布し、２４時間放置後に架橋ポリウレタン樹脂フ
ィルムを得た。これを剥離して１ｍｍ角に裁断し、これ
に水を加えたところ、２時間後に３ｍｍ角の吸水ゲルと
なった。
ーで塗布し、２４時間放置後に架橋ポリウレタン樹脂フ
ィルムを得た。これを剥離して１ｍｍ角に裁断し、これ
に水を加えたところ、２時間後に３ｍｍ角の吸水ゲルと
なった。
【００４２】ついで、５００ｍ１三角フラスコに、ＧＹ
−１０培地（酵母エキス１ｇ／Ｌ、グルコース１００ｇ
／Ｌからなる）１００ｍｌとこの含水ゲル１０ｇを加え
た後、２重量％濃度になるようザイモモナスモビリスＩ
Ｆ０ １３７５６を加え、３０℃で２４時間静置培養を
行った。培養後、含水ゲルの表面を蒸留水で洗浄後、発
酵液を新しい培地と交換し、２４時間、静置培養を行っ
た結果、エタノール濃度は全体の６．４重量％で良好に
アルコールを生産した。
−１０培地（酵母エキス１ｇ／Ｌ、グルコース１００ｇ
／Ｌからなる）１００ｍｌとこの含水ゲル１０ｇを加え
た後、２重量％濃度になるようザイモモナスモビリスＩ
Ｆ０ １３７５６を加え、３０℃で２４時間静置培養を
行った。培養後、含水ゲルの表面を蒸留水で洗浄後、発
酵液を新しい培地と交換し、２４時間、静置培養を行っ
た結果、エタノール濃度は全体の６．４重量％で良好に
アルコールを生産した。
【００４３】実施例３ ヘキサメチレンジイソシアネート２モルと数平均分子量
５，０００（水酸基当量２，５００）のエチレンオキサ
イド／プロピレンオキサイド＝７０／３０（重量比）の
ランダム共重合ジオール１モルとを混合し、１００℃で
２時間反応させて、数平均分子量約５，５００の２官能
性末端イソシアネート基含有ポリウレタン樹脂を得た。
５，０００（水酸基当量２，５００）のエチレンオキサ
イド／プロピレンオキサイド＝７０／３０（重量比）の
ランダム共重合ジオール１モルとを混合し、１００℃で
２時間反応させて、数平均分子量約５，５００の２官能
性末端イソシアネート基含有ポリウレタン樹脂を得た。
【００４４】この樹脂１モルに、ヘキサメチレンジアミ
ンテトラエチロール０．５モルを添加した混合物を、ガ
ラス板に５ｍｍ膜厚にバーコーターで塗布し、１５０℃
で１分間反応させて、架橋ポリウレタン樹脂フィルムを
得た。
ンテトラエチロール０．５モルを添加した混合物を、ガ
ラス板に５ｍｍ膜厚にバーコーターで塗布し、１５０℃
で１分間反応させて、架橋ポリウレタン樹脂フィルムを
得た。
【００４５】これを水に浸漬し生成した含水ゲルは、重
量で８倍に吸水していた。これを１ｃｍ角に裁断し、観
賞植物のビオラの鉢に土の２５重量％分添加したとこ
ろ、水をやらないで１０日放置しても枯れずに生育が順
調であった。
量で８倍に吸水していた。これを１ｃｍ角に裁断し、観
賞植物のビオラの鉢に土の２５重量％分添加したとこ
ろ、水をやらないで１０日放置しても枯れずに生育が順
調であった。
【００４６】比較例１ 実施例３において、ビオラの鉢に含水ゲルを添加せず、
水をやらないで１０日放置した場合は、ビオラがほとん
ど枯れてしまった。
水をやらないで１０日放置した場合は、ビオラがほとん
ど枯れてしまった。
【００４７】
【発明の効果】本発明の含水ゲル及びその製造法によれ
ば、次の様な顕著な効果が得られる。 （１）架橋しているのでこの含水ゲルは非常に高強度で
ある。 （２）ｐＨが変動しても劣化し難く、微生物担持体用、
保水材用等として好適である。 （３）水中に浸漬する前は固形樹脂の成形体であり、使
用時に現場で水中浸漬等により水に接触させると体積が
何倍にも増加して含水ゲルになるので運搬等の取り扱い
に便利である。 （４）末端イソシアネート基含有ポリウレタン樹脂とＮ
−アルキルヒドロキシ基を２個以上有する化合物との混
合物は１時間以上の可使時間が有り、又常温でも加熱し
てでも架橋硬化できるので、架橋ポリウレタン樹脂の成
形体ひいては含水ゲルを容易に製造できる。
ば、次の様な顕著な効果が得られる。 （１）架橋しているのでこの含水ゲルは非常に高強度で
ある。 （２）ｐＨが変動しても劣化し難く、微生物担持体用、
保水材用等として好適である。 （３）水中に浸漬する前は固形樹脂の成形体であり、使
用時に現場で水中浸漬等により水に接触させると体積が
何倍にも増加して含水ゲルになるので運搬等の取り扱い
に便利である。 （４）末端イソシアネート基含有ポリウレタン樹脂とＮ
−アルキルヒドロキシ基を２個以上有する化合物との混
合物は１時間以上の可使時間が有り、又常温でも加熱し
てでも架橋硬化できるので、架橋ポリウレタン樹脂の成
形体ひいては含水ゲルを容易に製造できる。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ０９Ｋ 3/00 Ｃ０９Ｋ 3/00 Ｎ 17/30 17/30 Ｈ Ｃ１２Ｎ 11/08 Ｃ１２Ｎ 11/08 Ｇ // Ｃ０８Ｌ 75:04 Ｃ０８Ｌ 75:04 Ｃ０９Ｋ 101:00 Ｃ０９Ｋ 101:00 Ｆターム(参考） 2B314 PB15 PC08 PC12 4B033 NA11 NB12 NB33 NC04 ND02 ND04 NF06 4F070 AA53 AB01 AC12 CB02 4H026 AA14 AB01 4J034 CB03 CB04 CB05 CB07 CC03 CC23 CC26 CC52 CC61 DA01 DB03 DG02 DG03 DG04 DG10 DG14 HA06 HA07 HB08 HC03 HC12 HC17 HC22 HC46 HC52 HC61 HC64 HC67 HC71 HC73 JA42 LA16 LA36 QA03 QC06 RA01
Claims (5)
- 【請求項１】ポリイソシアネート（Ａ）とエチレンオキ
サイド及び他のアルキレンオキサイドのランダム共重合
体を５０重量％以上含む液状ポリオール（Ｂ）との反応
物である末端イソシアネート基含有ポリウレタン樹脂
（Ｃ）に、架橋剤であるＮ−アルキルヒドロキシ基を２
個以上有する化合物（Ｄ）を混合し、反応させて、架橋
ポリウレタン樹脂の成形体（Ｅ）とし、次いでこれを水
に接触させて得られるものであることを特徴とする含水
ゲル。 - 【請求項２】末端イソシアネート基含有ポリウレタン樹
脂（Ｃ）及びＮ−アルキルヒドロキシ基を２個以上有す
る化合物（Ｄ）のいずれか又は両者が、３官能性成分を
１０重量％以上含むものである請求項１に記載の含水ゲ
ル。 - 【請求項３】ポリイソシアネート（Ａ）とエチレンオキ
サイド及び他のアルキレンオキサイドのランダム共重合
体を５０重量％以上含む液状ポリオール（Ｂ）との反応
物である末端イソシアネート基含有ポリウレタン樹脂
（Ｃ）に、架橋剤であるＮ−アルキルヒドロキシ基を２
個以上有する化合物（Ｄ）を混合し、反応させて、架橋
ポリウレタン樹脂の成形体（Ｅ）とし、次いでこれを水
に接触させることを特徴とする含水ゲルの製造法。 - 【請求項４】請求項１に記載の含水ゲルを含有すること
を特徴とする微生物担持体。 - 【請求項５】請求項１に記載の含水ゲルを含有すること
を特徴とする保水材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000075280A JP4573391B2 (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | 含水ゲル、その製造法及びその用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000075280A JP4573391B2 (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | 含水ゲル、その製造法及びその用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001261841A true JP2001261841A (ja) | 2001-09-26 |
| JP4573391B2 JP4573391B2 (ja) | 2010-11-04 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000075280A Expired - Fee Related JP4573391B2 (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | 含水ゲル、その製造法及びその用途 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4573391B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005206743A (ja) * | 2004-01-26 | 2005-08-04 | Kansai Paint Co Ltd | 粒状含水ゲルの製造方法 |
| WO2008049527A1 (de) * | 2006-10-27 | 2008-05-02 | Bayer Materialscience Ag | Neuartige hydrogele auf basis aliphatischer nco-prepolymere |
| JP2010539246A (ja) * | 2007-01-24 | 2010-12-16 | エトクス ケミカルズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | 疎水性表面の水輸送特性を改善する方法 |
| CN103351470A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-10-16 | 天津大学 | 弹性蛋白水凝胶及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5632519A (en) * | 1979-08-24 | 1981-04-02 | Toho Chem Ind Co Ltd | Method of accelerating gelation of hydrophilic urethane prepolymer |
| JPH01249820A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-05 | Dainippon Ink & Chem Inc | ゲル状含水ウレタン樹脂組成物 |
| JPH02209915A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-08-21 | W R Grace & Co | 化学的に変性された親水性プレポリマー及び重合体 |
| JPH05339384A (ja) * | 1992-06-11 | 1993-12-21 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | 吸水性材料および吸水性成形品の製造方法 |
-
2000
- 2000-03-17 JP JP2000075280A patent/JP4573391B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8133509B2 (en) | 2006-10-27 | 2012-03-13 | Bayer Materialscience Ag | Hydrogels based on aliphatic NCO prepolymers |
| JP2010539246A (ja) * | 2007-01-24 | 2010-12-16 | エトクス ケミカルズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | 疎水性表面の水輸送特性を改善する方法 |
| CN103351470A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-10-16 | 天津大学 | 弹性蛋白水凝胶及其制备方法 |
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|---|---|
| JP4573391B2 (ja) | 2010-11-04 |
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