JP2005171064A - Open-cell foam and method for producing the same - Google Patents

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賢二 脇川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain open-cell foam that hardly causes clogging in foam parts and exhibits functions such as support function, etc., for a long period of time and to provide a method for producing the same. <P>SOLUTION: The open-cell foam is obtained by kneading a raw material composition comprising a polyolefin-based resin, a blowing agent, a crosslinking agent and powder nonmeltable in kneading as essential components and expanding the composition. Powder having a melting point ≥10 °C higher than that of the polyolefin-based resin is preferable as the powder. The average particle diameter of the powder is 50-200 μm. The content of the powder is 20-50 vol.% based on the polyolefin-based resin. The average foam diameter of foam formed after expansion is 0.7-2.0 mm. The open-cell foam is suitably useful as a carrier for water treatment for supporting a microorganism. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば微生物を担持させるための水処理用担体として利用される連続気泡発泡体及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to an open-cell foam used as a water treatment carrier for supporting microorganisms, for example, and a method for producing the same.

従来、この種の連続気泡発泡体としては次のような技術が知られている。第1の従来技術は、ポリオレフィン、架橋剤及び発泡剤からなる混和物を用いて一次発泡、次いで二次発泡させて10倍以上に発泡させた最終発泡体を得るものである(特許文献1を参照)。第2の従来技術は、ポリエチレン系樹脂100重量部に対し、ポリプロピレン粒子1〜30重量部を含有し、連続気泡構造を有する架橋ポリエチレン系樹脂発泡体である(特許文献2を参照)。
特開平5−212811号公報(第2頁から第4頁) 特開2003−213029号公報(第2頁から第4頁)
Conventionally, the following techniques are known as this type of open-cell foam. The first conventional technique is to obtain a final foam that is foamed 10 times or more by primary foaming using a mixture comprising a polyolefin, a crosslinking agent and a foaming agent, followed by secondary foaming (Patent Document 1). reference). The second prior art is a crosslinked polyethylene resin foam containing 1 to 30 parts by weight of polypropylene particles and having an open cell structure with respect to 100 parts by weight of a polyethylene resin (see Patent Document 2).
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-212811 (pages 2 to 4) JP 2003-213029 A (2nd to 4th pages)

ところが、第1の従来技術では、得られる最終発泡体の気泡の平均気泡径が250〜450μmという小さいものであることから、表面積は増加するものの、微生物等の水中の微粒子が付着した場合気泡部分に目詰まりを起こしてしまう。そのため、微生物の担体等として使用したとき微生物が気泡部分に担持されなくなり、長期にわたって安定した機能を発揮できなくなるという問題があった。一方、第2の従来技術では、得られる発泡体の気泡の平均気泡径が2〜3mmという大きいものであるため、表面積が小さくなってしまい、担持機能を十分に発揮することができないという問題があった。   However, in the first prior art, since the average bubble diameter of the bubbles of the final foam obtained is as small as 250 to 450 μm, the surface area increases, but when fine particles in water such as microorganisms adhere, the bubble portion It will cause clogging. Therefore, when used as a carrier for microorganisms, there is a problem that microorganisms are not supported on the bubble portion and cannot function stably over a long period of time. On the other hand, in the second prior art, since the average bubble diameter of the foam of the obtained foam is as large as 2 to 3 mm, there is a problem that the surface area becomes small and the supporting function cannot be sufficiently exhibited. there were.

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、気泡部分が目詰まりしにくく、担持機能等の機能を長期にわたって発揮することができる連続気泡発泡体及びその製造方法を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. An object of the present invention is to provide an open-cell foam and a method for producing the same, in which the bubble portion is less likely to be clogged and functions such as a supporting function can be exhibited over a long period of time.

上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明の連続気泡発泡体は、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、架橋剤及び混練時に非溶融性の粉体を必須成分とする原料組成物を混練後に発泡させてなり、前記粉体の平均粒子径が50〜200μm、粉体の含有量がポリオレフィン系樹脂に対して20〜50体積%であり、発泡後に形成される気泡の平均気泡径が0.7〜2.0mmであることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the open-cell foam of the invention according to claim 1 is a raw material composition comprising a polyolefin resin, a foaming agent, a cross-linking agent, and a non-melting powder during kneading as essential components. Foamed after kneading, the powder has an average particle diameter of 50 to 200 μm, the content of the powder is 20 to 50% by volume with respect to the polyolefin resin, and the average cell diameter of the bubbles formed after foaming is It is 0.7 to 2.0 mm.

請求項2に記載の発明の連続気泡発泡体は、請求項1に記載の発明において、前記粉体は、融点がポリオレフィン系樹脂より10℃以上高いポリオレフィン系樹脂である。
請求項3に記載の発明の連続気泡発泡体は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、微生物を担持するための水処理用担体として使用されるものである。
The open-cell foam according to a second aspect of the present invention is the polyolefin according to the first aspect, wherein the powder is a polyolefin resin having a melting point higher by 10 ° C. or more than the polyolefin resin.
The open-cell foam of the invention described in claim 3 is used as a carrier for water treatment for supporting microorganisms in the invention of claim 1 or claim 2.

請求項4に記載の発明の連続気泡発泡体の製造方法は、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、架橋剤及び混練時に非溶融性の粉体を必須成分とする原料組成物であって、粉体の平均粒子径が50〜200μm、粉体の含有量がポリオレフィン系樹脂に対して20〜50体積%である原料組成物を混練した後、2段階で発泡させ、得られる連続気泡発泡体の平均気泡径を0.7〜2.0mmにすることを特徴とするものである。   The method for producing an open-cell foam according to claim 4 is a raw material composition comprising a polyolefin resin, a foaming agent, a crosslinking agent and a non-melting powder at the time of kneading as essential components, After kneading a raw material composition having an average particle size of 50 to 200 μm and a powder content of 20 to 50% by volume with respect to the polyolefin resin, it is foamed in two stages, and the average cell of the resulting open cell foam The diameter is 0.7 to 2.0 mm.

請求項5に記載の発明の連続気泡発泡体の製造方法は、請求項4に記載の発明において、前記2段階で発泡させた後、機械的圧力を付与することを特徴とするものである。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for producing an open-cell foam according to the fourth aspect of the present invention, wherein after the foaming is performed in the two steps, mechanical pressure is applied.

本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項1に記載の発明の連続気泡発泡体によれば、気泡部分が目詰まりしにくく、微生物等を担持する担持機能等の機能を長期にわたって発揮することができる。
According to the present invention, the following effects can be exhibited.
According to the open-cell foam of the invention described in claim 1, the bubble portion is not easily clogged, and functions such as a supporting function for supporting microorganisms and the like can be exhibited over a long period of time.

請求項2に記載の発明の連続気泡発泡体によれば、請求項1に係る発明の効果に加え、混練時に非溶融性の粉体が溶融しないため、溶融部分と非溶融部分との境界部分でより大きな気泡を形成することができる。   According to the open-cell foam of the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention according to claim 1, since the non-melting powder does not melt during kneading, the boundary part between the melting part and the non-melting part A larger bubble can be formed.

請求項3に記載の発明の連続気泡発泡体によれば、請求項1又は請求項2に係る発明の効果に加え、気泡部分に微生物が担持され、水処理用担体として好適に使用される。
請求項4に記載の発明の連続気泡発泡体の製造方法によれば、平均気泡径が0.7〜2.0mmの連続気泡発泡体を容易に製造することができる。
According to the open-cell foam of the invention described in claim 3, in addition to the effects of the invention according to claim 1 or 2, microorganisms are supported in the bubble part and are suitably used as a carrier for water treatment.
According to the method for producing an open-cell foam of the invention according to claim 4, an open-cell foam having an average cell diameter of 0.7 to 2.0 mm can be easily produced.

請求項5に記載の発明の連続気泡発泡体によれば、請求項4に係る発明の効果に加え、連続気泡を容易に形成することができる。   According to the open-cell foam of the invention described in claim 5, in addition to the effect of the invention according to claim 4, open-cells can be easily formed.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態の連続気泡発泡体は、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、架橋剤及び混練時に非溶融性の粉体を必須成分とする原料組成物を混練後に発泡させてなり、発泡後に形成される気泡の平均気泡径が0.7〜2.0mmのものである。前記粉体の平均粒子径は50〜200μm、粉体の含有量がポリオレフィン系樹脂に対して20〜50体積%である。ここで、連続気泡発泡体は、ASTM D 1940−62Tに準じて測定した連続気泡率が80%以上のものをいい、100%に近いことが好ましい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The open-cell foam of the present embodiment is a foam formed by foaming after kneading a raw material composition containing a polyolefin resin, a foaming agent, a crosslinking agent and a non-melting powder as an essential component during kneading. The average bubble diameter is 0.7 to 2.0 mm. The average particle size of the powder is 50 to 200 μm, and the content of the powder is 20 to 50% by volume with respect to the polyolefin resin. Here, the open cell foam refers to those having an open cell rate of 80% or more measured according to ASTM D 1940-62T, preferably close to 100%.

ポリオレフィン系樹脂は水に対して安定で耐久性に優れていることから、水処理用の担体(キャリア)等として好適に用いられる。係るポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン樹脂、エチレンとその他の単量体との共重合樹脂、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)、ポリプロピレン系樹脂等が挙げられる。ポリエチレン樹脂の融点は、低密度ポリエチレンが107〜124℃、高密度ポリエチレンが120〜140℃、ポリプロピレン系樹脂の融点は130〜160℃である。   Since polyolefin-based resins are stable to water and excellent in durability, they are preferably used as carriers for water treatment. Examples of such polyolefin resins include polyethylene resins, copolymer resins of ethylene and other monomers, such as ethylene-vinyl acetate copolymer resins (EVA), polypropylene resins, and the like. The melting point of the polyethylene resin is 107 to 124 ° C. for the low density polyethylene, 120 to 140 ° C. for the high density polyethylene, and the melting point of the polypropylene resin is 130 to 160 ° C.

発泡剤はポリオレフィン系樹脂を発泡させてポリオレフィン系樹脂の発泡体とするためのもので、ポリオレフィン系樹脂の溶融温度以上の分解温度を有している。この発泡体としては、例えばアゾジカルボンアミド(ADCA)、バリウムアゾジカルボキシレート等のアゾ系化合物、p,p´−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド等のヒドラジン系化合物等が用いられる。   The foaming agent is for foaming a polyolefin resin to form a polyolefin resin foam, and has a decomposition temperature equal to or higher than the melting temperature of the polyolefin resin. Examples of the foam include azo compounds such as azodicarbonamide (ADCA) and barium azodicarboxylate, and hydrazine compounds such as p, p′-oxybisbenzenesulfonyl hydrazide.

架橋剤はポリオレフィン系樹脂の軟化温度以上の分解温度を有し、分解によって遊離ラジカルを発生してポリオレフィン系樹脂の分子間又は分子内に架橋結合を形成する遊離ラジカル発生剤である。この架橋剤としては、ジクミルパーオキサイド、ターシャリーブチルパーオキシベンゾエート、ターシャリーブチルパーオキシケトン、2,5−ジメチル−2,5−ジターシャリーブチルパーオキシヘキシン、2,5−ジメチル−2,5−ジターシャリーブチルパーオキシヘキサン、1,1−ジターシャリーブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン等の有機過酸化物が用いられる。   The cross-linking agent is a free radical generator that has a decomposition temperature equal to or higher than the softening temperature of the polyolefin-based resin and generates free radicals by decomposition to form cross-links between or within the molecules of the polyolefin-based resin. Examples of the crosslinking agent include dicumyl peroxide, tertiary butyl peroxybenzoate, tertiary butyl peroxyketone, 2,5-dimethyl-2,5-ditertiary butyl peroxyhexine, and 2,5-dimethyl-2. Organic peroxides such as 1,5-ditertiary butyl peroxyhexane and 1,1-ditertiary butyl peroxy-3,3,5-trimethylcyclohexane are used.

次に、混練時に非溶融性の粉体について説明する。原料組成物(コンパウンド)を混練してポリオレフィン系樹脂等を溶融したとき、混練時に非溶融性の粉体は溶融しないことから、その粉体の部分には架橋剤や発泡剤が含まれない。一方、ポリオレフィン系樹脂は溶融し、その中には架橋剤や発泡剤が含まれる。このため、発泡剤をその分解温度まで加熱して発泡させたとき、発泡剤が含まれている樹脂の部分は発泡ガスによって膨張するが、発泡剤が含まれていない樹脂の部分は膨張しない。従って、膨張する部分と膨張しない部分との間に伸びのずれが生じ、それらの境界部分に空孔ができてより大きな気泡となるのである。   Next, the non-melting powder during kneading will be described. When the raw material composition (compound) is kneaded and the polyolefin-based resin or the like is melted, the non-melting powder does not melt at the time of kneading. Therefore, the powder portion does not contain a crosslinking agent or a foaming agent. On the other hand, the polyolefin resin melts and contains a crosslinking agent and a foaming agent. For this reason, when the foaming agent is heated to its decomposition temperature and foamed, the resin portion containing the foaming agent is expanded by the foaming gas, but the resin portion not containing the foaming agent is not expanded. Accordingly, an elongation shift occurs between the expanding portion and the non-expanding portion, and voids are formed in the boundary portion to form larger bubbles.

このような混練時に非溶融性の粉体としては、ポリオレフィン系樹脂よりも融点が10℃以上高い樹脂、金属、金属塩等の粉体が用いられる。ポリオレフィン系樹脂よりも融点が10℃以上高い樹脂としては、高密度ポリエチレン(融点120〜140℃)、ポリプロピレン系樹脂(融点130〜160℃)等が挙げられる。金属としては、鉄、アルミニウム等が挙げられる。金属塩としては、炭酸カルシウム等が挙げられる。これらのうち、発泡体となるポリオレフィン系樹脂と同種のポリオレフィン系樹脂で、融点の高いものを選択することが、廃棄する際の再利用を考慮すると好ましい。例えば、ポリオレフィン系樹脂として低密度ポリエチレン(融点107〜124℃)を用い、混練時に非溶融性の粉体として高密度ポリエチレン(融点120〜140℃)を用いることができる。尚、混練時に非溶融性の粉体の融点の上限は限定されないが、ポリオレフィン系樹脂の融点よりも通常50℃程度高い温度である。   As such a non-melting powder at the time of kneading, a powder of resin, metal, metal salt or the like having a melting point higher than that of polyolefin resin by 10 ° C. or more is used. Examples of the resin having a melting point higher by 10 ° C. or more than the polyolefin resin include high-density polyethylene (melting point 120 to 140 ° C.), polypropylene resin (melting point 130 to 160 ° C.), and the like. Examples of the metal include iron and aluminum. Examples of the metal salt include calcium carbonate. Among these, it is preferable to select a polyolefin resin having the same melting point as that of the polyolefin resin to be used as a foam, in consideration of reuse at the time of disposal. For example, low-density polyethylene (melting point 107 to 124 ° C.) can be used as the polyolefin-based resin, and high-density polyethylene (melting point 120 to 140 ° C.) can be used as the non-melting powder during kneading. The upper limit of the melting point of the non-melting powder at the time of kneading is not limited, but it is usually about 50 ° C. higher than the melting point of the polyolefin resin.

前述したより大きな気泡の大きさは、上記粉体の大きさに基づいて変化し、粉体の平均粒子径が大きいほど平均気泡径も大きくなる傾向がある。従って、混練時に非溶融性の粉体の平均粒子径は50〜200μmに設定される。この粉体の平均粒子径が50μm未満の場合には、十分に大きな平均気泡径を有する気泡を得ることができない。一方、平均粒子径が200μmを越える場合には、粉体粒子の数が少なくなって大きな気泡の数が減少し、微細気泡中に粗大気泡が点在する状態となり、担持機能等の本来の機能を発揮できなくなる。   The size of the larger bubbles described above changes based on the size of the powder, and the average bubble size tends to increase as the average particle size of the powder increases. Therefore, the average particle size of the non-melting powder during kneading is set to 50 to 200 μm. When the average particle size of the powder is less than 50 μm, bubbles having a sufficiently large average cell size cannot be obtained. On the other hand, when the average particle diameter exceeds 200 μm, the number of powder particles is reduced, the number of large bubbles is reduced, and coarse bubbles are scattered in the fine bubbles. Cannot be used.

発泡後に得られる連続気泡発泡体の平均気泡径を0.7〜2.0mmにするためには、混練時に非溶融性の粉体を、その平均粒子径だけではなく、その含有量をも設定する必要がある。混練時に非溶融性の粉体の含有量は、ポリオレフィン系樹脂に対して20〜50体積%である。この含有量が20体積%未満のときには、連続気泡発泡体の平均気泡径が小さくなり過ぎてしまう。一方、50体積%を越えるときには、発泡しない部分の割合が大きくなり、連続気泡発泡体として機能を発揮できなくなる。   In order to set the average cell diameter of the open-cell foam obtained after foaming to 0.7 to 2.0 mm, not only the average particle diameter but also the content of non-melting powder during kneading is set. There is a need to. The content of the non-melting powder at the time of kneading is 20 to 50% by volume with respect to the polyolefin resin. When the content is less than 20% by volume, the average cell diameter of the open cell foam becomes too small. On the other hand, when it exceeds 50 volume%, the ratio of the part which does not foam becomes large and it becomes impossible to exhibit a function as an open-cell foam.

ところで、ポリオレフィン系樹脂は疎水性であり、直ぐには水に沈降せず、投入作業性、初期の性能が低いことから、ポリオレフィン系樹脂に親水性を付与するため界面活性剤のような親水化剤を配合することが望ましい。そのような親水化剤としては、ノニオン系界面活性剤としてアセチレングリコール等が用いられる。   By the way, the polyolefin resin is hydrophobic and does not settle in water immediately, and since the workability and initial performance are low, a hydrophilizing agent such as a surfactant is used to impart hydrophilicity to the polyolefin resin. It is desirable to blend. As such a hydrophilizing agent, acetylene glycol or the like is used as a nonionic surfactant.

原料組成物には、上記各成分以外に発泡助剤、整泡剤、充填剤、ゴム、安定剤、着色剤、難燃剤、可塑剤等が配合される。発泡助剤としては、例えば酸化亜鉛、ステアリン酸、サリチル酸、尿素化合物等が用いられる。充填剤としては、カーボンブラック、木粉、パルプ等が用いられる。ゴムとしては、エチレン−プロピレン共重合ゴム(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム(EPDM)、スチレン−ブタジエン共重合ゴム(SBR)等が用いられる。   In addition to the above components, the raw material composition contains a foaming aid, a foam stabilizer, a filler, rubber, a stabilizer, a colorant, a flame retardant, a plasticizer, and the like. As the foaming aid, for example, zinc oxide, stearic acid, salicylic acid, urea compound, etc. are used. As the filler, carbon black, wood powder, pulp or the like is used. As the rubber, ethylene-propylene copolymer rubber (EPM), ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) or the like is used.

次に、上記のように構成された連続気泡発泡体の製造方法について説明する。
まず、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、架橋剤及び混練時に非溶融性の粉体を必須成分とする原料組成物を調製する。この場合、粉体の平均粒子径は50〜200μm、粉体の含有量はポリオレフィン系樹脂に対して20〜50体積%である。次いで、この原料組成物をニーダー等の混練装置(溶融混練装置)を用いて溶融させる。混練装置としては、ニーダーのほかミキシングロール、押出機等を使用することもできる。混練された原料組成物を一次発泡及び二次発泡の2段階で発泡させる。
Next, the manufacturing method of the open cell foam comprised as mentioned above is demonstrated.
First, a raw material composition containing a polyolefin resin, a foaming agent, a crosslinking agent, and a non-melting powder during kneading as essential components is prepared. In this case, the average particle diameter of the powder is 50 to 200 μm, and the content of the powder is 20 to 50% by volume with respect to the polyolefin resin. Next, the raw material composition is melted using a kneader (melt kneader) such as a kneader. As a kneading apparatus, a kneader, a mixing roll, an extruder, or the like can be used. The kneaded raw material composition is foamed in two stages, primary foaming and secondary foaming.

一次発泡は、原料組成物を加熱、加圧プレス装置の成形凹部に注入し、加熱することにより行なわれる。加熱温度は110〜180℃程度に設定される。この一次発泡による発泡倍率は1.0〜1.2倍ほどである。続いて、二次発泡は常圧にて加熱することにより行なわれる。加熱温度は140〜200℃程度に設定される。二次発泡で得られた発泡体を連続気泡構造とするために、機械的圧力が付与される。すなわち、二次発泡終了後の発泡体を等速ロールで押圧し、例えば元の厚みの1/5の厚みになるように機械的圧力を付与することによって連泡化が行なわれる。   Primary foaming is performed by heating and injecting the raw material composition into a molding recess of a pressure press apparatus. The heating temperature is set to about 110 to 180 ° C. The expansion ratio by primary foaming is about 1.0 to 1.2 times. Subsequently, secondary foaming is performed by heating at normal pressure. The heating temperature is set to about 140 to 200 ° C. In order to make the foam obtained by secondary foaming into an open cell structure, mechanical pressure is applied. That is, the foam after completion of the secondary foaming is pressed with a constant speed roll, and for example, continuous foaming is performed by applying a mechanical pressure so as to be 1/5 of the original thickness.

得られた連続気泡発泡体の平均気泡径は0.7〜2.0mmとなる。平均気泡径は0.7mm未満の場合には、気泡部分に目詰まりを起こし、微生物の担体等として使用したとき微生物が気泡部分に担持されなくなる。一方、2.0mmを越える場合には、気泡部分の表面積が小さくなってしまい、担持機能を発揮することができなくなる。連続気泡発泡体の気泡径は、その最小値又は最大値が0.7〜2.0mmの範囲内にある必要はなく、平均気泡径が0.7〜2.0mmの範囲内にあればよい。また、気泡径の最大値と最小値との差が大きい方が、すなわち気泡径の分布が広い方が、連続気泡発泡体の担持機能を長期にわたって発揮するうえで好ましい傾向を示す。   The average cell diameter of the obtained open-cell foam is 0.7 to 2.0 mm. When the average bubble diameter is less than 0.7 mm, the bubble portion is clogged, and when used as a microorganism carrier, the microorganism is not carried on the bubble portion. On the other hand, when it exceeds 2.0 mm, the surface area of the bubble portion becomes small, and the supporting function cannot be exhibited. The cell diameter of the open-cell foam does not need to be within the range of 0.7 to 2.0 mm as the minimum value or the maximum value, and the average cell diameter may be within the range of 0.7 to 2.0 mm. . In addition, a larger difference between the maximum value and the minimum value of the bubble diameter, that is, a wider distribution of the bubble diameter, shows a preferable tendency in order to exhibit the function of supporting the open-cell foam for a long time.

このようにして得られた連続気泡発泡体は、バクテリア等の微生物を気泡部分に担持するための水処理用担体、入浴時に用いられるボディスポンジ等として利用することができる。   The open-cell foam obtained in this way can be used as a water treatment carrier for supporting microorganisms such as bacteria in the bubble part, a body sponge used during bathing, and the like.

さて、連続気泡発泡体は、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、架橋剤及び混練時に非溶融性の粉体を必須成分とする原料組成物を混練し、2段階で発泡させることによって得られる。このとき、異物として混練時に非溶融性の粉体が配合されていると共に、その粉体の平均粒子径が50〜200μmで、かつ粉体の含有量がポリオレフィン系樹脂に対して20〜50体積%に設定されている。従って、発泡剤を発泡させたとき、ポリオレフィン系樹脂の部分は発泡ガスによって膨張し、発泡剤が含まれていない粉体の部分は膨張せず、それらの間に伸びのずれによる0.7〜2.0mmという大きさの空孔が形成される。   Now, an open-cell foam is obtained by kneading a polyolefin resin, a foaming agent, a crosslinking agent and a raw material composition containing a non-melting powder as an essential component during kneading and foaming in two stages. At this time, non-melting powder is blended as a foreign substance at the time of kneading, the average particle diameter of the powder is 50 to 200 μm, and the content of the powder is 20 to 50 volume with respect to the polyolefin resin. % Is set. Therefore, when the foaming agent is foamed, the polyolefin resin part is expanded by the foaming gas, and the part of the powder not containing the foaming agent is not expanded. A hole having a size of 2.0 mm is formed.

以上の実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・ 実施形態の連続気泡発泡体によれば、気泡の平均気泡径が0.7〜2.0mmという適切な範囲であることから、気泡部分が目詰まりしにくく、微生物等を担持する担持機能等の機能を長期にわたって発揮することができる。
The effects exhibited by the above embodiment will be described below.
-According to the open cell foam of the embodiment, since the average bubble diameter of the bubbles is in an appropriate range of 0.7 to 2.0 mm, the bubble portion is less likely to be clogged, a supporting function for supporting microorganisms, etc. The function can be demonstrated over a long period of time.

・ また、混練時に非溶融性の粉体は、その融点がポリオレフィン系樹脂より10℃以上高いポリオレフィン系樹脂であることから、混練時に非溶融性の粉体が溶融せず、溶融部分と非溶融部分との境界部分でより大きな気泡を形成することができる。   ・ Also, the non-melting powder during kneading is a polyolefin resin whose melting point is 10 ° C. or higher than that of the polyolefin resin. Larger bubbles can be formed at the boundary with the portion.

・ 連続気泡発泡体は、その気泡部分に微生物を担持することができ、水処理用担体として好適に使用することができる。
・ 前述した粉体を含有する原料組成物を混練した後、2段階で発泡させるという製造方法により、平均気泡径が0.7〜2.0mmの気泡を有する連続気泡発泡体を容易に製造することができる。しかも、発泡倍率を30〜40倍という高発泡体にすることができる。
-The open-cell foam can support microorganisms in the cell portion and can be suitably used as a carrier for water treatment.
-An open cell foam having cells with an average cell diameter of 0.7 to 2.0 mm is easily manufactured by a manufacturing method in which the raw material composition containing the powder is kneaded and then foamed in two stages. be able to. And it can be set as a high foaming body whose expansion ratio is 30 to 40 times.

・ 2段階で発泡させた後、ロール等で機械的圧力を付与することにより、連続気泡を容易に形成することができる。   -After foaming in two stages, open cells can be easily formed by applying mechanical pressure with a roll or the like.

以下に、実施例及び比較例を挙げて、前記実施形態を更に具体的に説明する。尚、各例において部は質量部、%は質量%を表す。
(実施例1〜5並びに比較例1及び2)
次に示すような原料組成物及び発泡条件にて連続気泡発泡体を調製した。
Hereinafter, the embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In each example, “part” means “part by mass” and “%” means “% by mass”.
(Examples 1-5 and Comparative Examples 1 and 2)
An open-cell foam was prepared with the following raw material composition and foaming conditions.

原料組成物:
ポリオレフィン系樹脂としてエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)(住友化学株式会社製、エバフレックス P1403、融点85℃、酢酸ビニル含有量15%)80部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド(ADCA):低密度ポリエチレン(LDPE)=60部:40部の発泡剤マスターバッチ30部、発泡助剤として活性亜鉛華0.07部及びステアリン酸0.2部、架橋剤としてジクミルパーオキサイド1.05部、ノニオン系界面活性剤としてアセチレングリコール(川研ファインケミカル社製、アセチレノールE40)5.0部及び混練時に非溶融性の粉体として高密度ポリエチレン(HDPE、融点130℃)を表1に示す量だけ配合して原料組成物とした。表1において、粉体の添加量はポリオレフィン系樹脂100体積部に対する添加量(体積部)を示す。そして、原料組成物を80℃に加熱されたニーダーに投入して5分間混練を行なった。続いて、以下に示す発泡条件にて一次発泡及び二次発泡を行なった。
Raw material composition:
80 parts ethylene-vinyl acetate copolymer resin (EVA) (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., EVAFLEX P1403, melting point 85 ° C., vinyl acetate content 15%) as polyolefin resin, azodicarbonamide (ADCA) as foaming agent: low Density polyethylene (LDPE) = 60 parts: 30 parts of a foaming agent master batch of 40 parts, 0.07 part of active zinc white and 0.2 part of stearic acid as foaming aids, 1.05 part of dicumyl peroxide as a crosslinking agent, Formulated with 5.0 parts of acetylene glycol (produced by Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd., acetylenol E40) as a nonionic surfactant and high-density polyethylene (HDPE, melting point 130 ° C.) as the non-melting powder in the amounts shown in Table 1. Thus, a raw material composition was obtained. In Table 1, the addition amount of the powder indicates the addition amount (volume part) with respect to 100 parts by volume of the polyolefin resin. The raw material composition was put into a kneader heated to 80 ° C. and kneaded for 5 minutes. Subsequently, primary foaming and secondary foaming were performed under the foaming conditions shown below.

発泡条件:
一次発泡;発泡温度135℃で加熱、加圧プレス装置を使用して35分間発泡を行なった。加熱、加圧プレス装置の成形部の大きさは、長さ及び幅が165mm、深さが35mmであった。一次発泡によって得られた発泡体の発泡倍率は1.0〜1.2倍であった。
Foaming conditions:
Primary foaming: Heating was performed at a foaming temperature of 135 ° C., and foaming was performed for 35 minutes using a pressure press apparatus. The size of the molding part of the heating and pressure press apparatus was 165 mm in length and width and 35 mm in depth. The foaming ratio of the foam obtained by the primary foaming was 1.0 to 1.2 times.

二次発泡;発泡温度160℃で、常圧にて120分間発泡を行なった。二次成形型の大きさは、長さ及び幅が500mm、深さが100mmであった。二次発泡によって得られた発泡体の発泡倍率は30〜40倍であった。二次発泡終了後の発泡体を等速ロールで5往復させて押圧し、元の厚みの1/5の厚みになるようにして連泡化を行なった。   Secondary foaming: foaming was carried out at a foaming temperature of 160 ° C. for 120 minutes at normal pressure. The size of the secondary mold was 500 mm in length and width, and 100 mm in depth. The expansion ratio of the foam obtained by secondary foaming was 30 to 40 times. The foam after the completion of the secondary foaming was reciprocated 5 times with a constant speed roll and pressed to form a continuous foam so that the thickness was 1/5 of the original thickness.

得られた連続気泡発泡体の平均気泡径を表1に示した。表1において、最大値(mm)は連続気泡発泡体の気泡について最大気泡径を表し、最小値(mm)は連続気泡発泡体の気泡について最小気泡径を表し、差(mm)は最大値と最小値の差を表す。   Table 1 shows the average cell diameter of the obtained open cell foam. In Table 1, the maximum value (mm) represents the maximum cell diameter for the cells of the open cell foam, the minimum value (mm) represents the minimum cell diameter for the cells of the open cell foam, and the difference (mm) represents the maximum value. Represents the difference between the minimum values.

Figure 2005171064
表1に示したように、実施例1から実施例5においては、得られた連続気泡発泡体の平均気泡径は0.8〜1.8mmであり、水処理用担体として適切なものであった。一般に、粗大気泡を有する連続気泡発泡体を得ようとする場合、一次発泡において発泡剤の分解を抑制するために加熱温度を低く、加熱時間を短く設定する必要から架橋剤の反応も抑制され、二次発泡で強度が不足する可能性がある。これに対し、実施例1から実施例5では混練時に非溶融性の粉体を用いたことから、一次発泡の加熱温度を高く、加熱時間を長くすることができた。
Figure 2005171064
As shown in Table 1, in Examples 1 to 5, the obtained open cell foam had an average cell diameter of 0.8 to 1.8 mm, which was suitable as a carrier for water treatment. It was. In general, when trying to obtain an open-cell foam having coarse cells, the reaction of the crosslinking agent is also suppressed from the need to set the heating temperature low and the heating time short in order to suppress the decomposition of the foaming agent in the primary foaming, Secondary foaming may cause insufficient strength. On the other hand, in Examples 1 to 5, since non-melting powder was used during kneading, the heating temperature for primary foaming could be increased and the heating time could be extended.

一方、混練時に非溶融性の粉体添加量が少な過ぎる比較例1及び混練時に非溶融性の粉体の平均粒子径が大き過ぎる比較例2においては、得られた連続気泡発泡体の平均気泡径は0.5mmであり、かつ粗大気泡も点在しており、水処理用担体として不適切なものであった。   On the other hand, in Comparative Example 1 in which the amount of non-melting powder added is too small during kneading and in Comparative Example 2 in which the average particle diameter of non-melting powder is too large during kneading, the average cell size of the obtained open cell foam The diameter was 0.5 mm and coarse bubbles were scattered, which was inappropriate as a carrier for water treatment.

尚、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ ポリオレフィン系樹脂に親水化剤として酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール等の親水性樹脂を併用し、親水性を付与することもできる。
In addition, this embodiment can also be changed and embodied as follows.
-A hydrophilic resin such as vinyl acetate resin or polyvinyl alcohol can be used in combination with a polyolefin resin as a hydrophilizing agent to impart hydrophilicity.

・ 使用する粉体の平均粒子径は1種類に限られない。平均粒子径の異なる粉体を2種類以上用意し、これらを配合後、成形して連続気泡発泡体を調製することもできる。
・ 発泡方式として、押出発泡、射出発泡、ビーズ発泡等の方式を採用することもできる。
-The average particle size of the powder used is not limited to one type. It is also possible to prepare two or more types of powders having different average particle diameters, and after blending these powders, molding can be performed to prepare an open-cell foam.
-As the foaming method, methods such as extrusion foaming, injection foaming and bead foaming can also be adopted.

・ 多官能性単量体等を配合する等の手段により、発泡時に気泡膜を破り、連続気泡を形成して1段で発泡させ、連続気泡発泡体を得るように構成することもできる。
更に、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
-It can also be configured to obtain an open-cell foam by breaking the cell membrane at the time of foaming by forming a polyfunctional monomer or the like, forming open cells and foaming in one stage.
Further, the technical idea that can be grasped from the embodiment will be described below.

(1) 前記原料組成物中に更にポリオレフィン系樹脂を親水化する親水化剤を配合することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の連続気泡発泡体。このように構成した場合、連続気泡発泡体を水処理用担体として使用するとき、水に速やかに沈降させることができ、投入作業性及び初期の性能を向上させることができる。   (1) The open-cell foam according to any one of claims 1 to 3, further comprising a hydrophilizing agent for hydrophilizing the polyolefin resin in the raw material composition. When comprised in this way, when using an open-cell foam as a support | carrier for water treatment, it can be quickly settled in water, and input workability | operativity and initial stage performance can be improved.

(2) 前記親水化剤は界面活性剤である上記技術的思想(1)に記載の連続気泡発泡体。このように構成した場合、連続気泡発泡体の親水性を効果的に向上させることができる。   (2) The open-cell foam according to the technical idea (1), wherein the hydrophilizing agent is a surfactant. When comprised in this way, the hydrophilic property of an open-cell foam can be improved effectively.

Claims (5)

ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、架橋剤及び混練時に非溶融性の粉体を必須成分とする原料組成物を混練後に発泡させてなり、前記粉体の平均粒子径が50〜200μm、粉体の含有量がポリオレフィン系樹脂に対して20〜50体積%であり、発泡後に形成される気泡の平均気泡径が0.7〜2.0mmであることを特徴とする連続気泡発泡体。 A raw material composition containing a polyolefin resin, a foaming agent, a crosslinking agent and a non-melting powder as an essential component during kneading is foamed after kneading, and the powder has an average particle size of 50 to 200 μm and contains powder. An open-cell foam having an amount of 20 to 50% by volume based on the polyolefin resin, and an average cell diameter of bubbles formed after foaming of 0.7 to 2.0 mm. 前記粉体は、融点がポリオレフィン系樹脂より10℃以上高いポリオレフィン系樹脂である請求項1に記載の連続気泡発泡体。 The open-cell foam according to claim 1, wherein the powder is a polyolefin resin having a melting point higher than that of the polyolefin resin by 10 ° C or more. 微生物を担持するための水処理用担体として使用されるものである請求項1又は請求項2に記載の連続気泡発泡体。 The open-cell foam according to claim 1 or 2, which is used as a water treatment carrier for supporting microorganisms. ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、架橋剤及び混練時に非溶融性の粉体を必須成分とする原料組成物であって、粉体の平均粒子径が50〜200μm、粉体の含有量がポリオレフィン系樹脂に対して20〜50体積%である原料組成物を混練した後、2段階で発泡させ、得られる連続気泡発泡体の平均気泡径を0.7〜2.0mmにすることを特徴とする連続気泡発泡体の製造方法。 A raw material composition comprising a polyolefin resin, a foaming agent, a crosslinking agent and a non-melting powder at the time of kneading as an essential component, wherein the average particle diameter of the powder is 50 to 200 μm, and the content of the powder is a polyolefin resin. After kneading the raw material composition that is 20 to 50% by volume with respect to the continuity, foaming is performed in two stages, and the average cell diameter of the obtained open cell foam is 0.7 to 2.0 mm. A method for producing a cellular foam. 前記2段階で発泡させた後、機械的圧力を付与することを特徴とする請求項4に記載の連続気泡発泡体の製造方法。 The method for producing an open-cell foam according to claim 4, wherein mechanical pressure is applied after foaming in the two steps.
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