JP6439971B2 - Manufacturing method of foamed resin, manufacturing method of pulverized product, manufacturing method of water absorbing material, and manufacturing method of sound absorbing material - Google Patents
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Description
本発明は、発泡樹脂に関し、より詳しくは、微生物を用いて分解処理を施した発泡樹脂並びにこれを用いた粉砕物、吸水材及び吸音材に関する。 The present invention relates to a foamed resin, and more particularly to a foamed resin subjected to a decomposition treatment using microorganisms, and a pulverized product, a water absorbing material and a sound absorbing material using the same.
ポリウレタンはウレタン結合を有するポリマーで、ウレタン樹脂とも呼ばれている。ポリウレタンは、水分による加水分解や空気中の窒素酸化物(NOx)、塩分、紫外線、熱、微生物などの影響で徐々に分解され、人体や水生生物などに対して有害な化合物を生成する。漏出したポリウレタンは甚大な環境汚染を引き起こす可能性があるため、通常土砂等に吸着させる、囲うなどの防止処置をして回収し、容器に密閉後処理されている。ポリウレタンについてはリサイクル系も開発されているが、廃ポリウレタンの約40%はまだ埋め立てられている。 Polyurethane is a polymer having a urethane bond and is also called urethane resin. Polyurethane is gradually decomposed under the influence of moisture hydrolysis, nitrogen oxides (NOx) in the air, salinity, ultraviolet rays, heat, microorganisms, etc., and produces compounds harmful to human bodies and aquatic organisms. Since the leaked polyurethane may cause enormous environmental pollution, it is usually collected by taking preventive measures such as adsorbing it to earth and sand, surrounding it, etc. and sealing it in a container. A recycling system has also been developed for polyurethane, but about 40% of waste polyurethane is still landfilled.
発明者等は、土壌中よりウレタンに対して吸着能と分解能を有する新規な微生物を見出し、特許出願をした(特許文献1)。当該微生物は、菌学的性質やDNA分析から、ストレプトマイセス(Streptomyces)属に属する新規な放線菌と判明した。この微生物は、ウレタンに対して吸着性を有するため、水中に分散しているウレタン粒子を結合・凝集させ、ウレタンを効果的に除去(吸着・浄化)することができる。 The inventors found a novel microorganism having adsorption ability and resolution for urethane from soil and filed a patent application (Patent Document 1). The microorganism was found to be a novel actinomycete belonging to the genus Streptomyces from mycological properties and DNA analysis. Since this microorganism has an adsorptivity to urethane, it can bind and agglomerate urethane particles dispersed in water to effectively remove (adsorb and purify) urethane.
特許文献1に記載の微生物はウレタンに対して吸着能と分解能を有するが、産業的に利用するためにはウレタンの分解率を更に向上させる必要があり、その点で改良の余地があった。 Although the microorganism described in Patent Document 1 has an adsorption ability and resolution for urethane, it is necessary to further improve the decomposition rate of urethane for industrial use, and there is room for improvement in that respect.
ところで、ウレタンとしては、軟質ポリウレタンのように弾性体で粘弾性の高い材料もしられているが、このようなポリウレタンを室温下で粉体化することは非常に困難であった。特に独立した気泡を有するポリウレタンは、弾性、機械的強度が共に高く、気泡が連通した発泡体に比べて加工がより困難である。
このような発泡ウレタンを粉体化する手法としては、液体窒素を用いて冷凍固化させた後に粉砕する手法が知られている。しかしながら、このような手法では設備が大がかりになり、また、ランニングコストが高くなってしまうため実用性が無い。
By the way, as urethane, although it is an elastic body and a material with high viscoelasticity like soft polyurethane, it was very difficult to pulverize such polyurethane at room temperature. In particular, polyurethane having independent bubbles has high elasticity and mechanical strength, and is more difficult to process than a foam in which bubbles are communicated.
As a method for powderizing such urethane foam, there is known a method of pulverizing after solidifying by freezing using liquid nitrogen. However, such a method is not practical because the equipment becomes large and the running cost increases.
そこで本発明は、独立した気泡を有する発泡ウレタンのような発泡樹脂を粉砕しやすくするための加工方法を提供し、当該加工方法によって得られる新規な発泡樹脂を提供することを目的とする。 Then, this invention provides the processing method for making it easy to grind foamed resin like foaming urethane which has an independent cell, and aims at providing the novel foamed resin obtained by the said processing method.
上記課題を解決すべく本発明者等が鋭意探求を重ねた結果、独立した気泡を有する発泡樹脂に微生物を作用させることで、少なくとも一部の気泡同士を連結させることが有効であることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は以下の構成を採用する。 As a result of intensive investigations by the present inventors to solve the above problems, it has been found that it is effective to connect at least some of the bubbles by allowing microorganisms to act on the foamed resin having independent bubbles. The present invention has been completed. That is, the present invention adopts the following configuration.
(1)少なくとも一部の独立した気泡同士が微生物の作用によって連結した構造を有する発泡樹脂の製造方法であって、
発泡樹脂を不飽和脂肪酸で処理する工程と、
前記不飽和脂肪酸で処理した発泡樹脂に微生物を作用させる工程と、
を含み、
前記発泡樹脂は発泡ウレタンであり、
前記微生物はウレタン分解能を有するストレプトマイセス(Streptomyces)属に属する微生物である、
発泡樹脂の製造方法。
(2)上記(1)に記載の発泡樹脂の製造方法によって得られた発泡樹脂を粉砕する工程を有する、
粉砕物の製造方法。
(3)少なくとも一部の独立した気泡同士が微生物の作用によって連結した構造を有する発泡樹脂の粉砕物からなる吸水材の製造方法であって、
発泡樹脂を不飽和脂肪酸で処理する工程と、
前記不飽和脂肪酸で処理した発泡樹脂に微生物を作用させる工程と、
前記微生物を作用させた後に発泡樹脂を粉砕する工程と、
を含み、
前記発泡樹脂は発泡ウレタンであり、
前記微生物はウレタン分解能を有するストレプトマイセス(Streptomyces)属に属する微生物である、
吸水材の製造方法。
(4)少なくとも一部の独立した気泡同士が微生物の作用によって連結した構造を有する発泡樹脂の粉砕物からなる吸音材の製造方法であって、
発泡樹脂を不飽和脂肪酸で処理する工程と、
前記不飽和脂肪酸で処理した発泡樹脂に微生物を作用させる工程と、
前記微生物を作用させた後に発泡樹脂を粉砕する工程と、
を含み、
前記発泡樹脂は発泡ウレタンであり、
前記微生物はウレタン分解能を有するストレプトマイセス(Streptomyces)属に属する微生物である、
吸音材の製造方法。
(1) A method for producing a foamed resin having a structure in which at least some of the independent bubbles are linked by the action of microorganisms ,
Treating the foamed resin with an unsaturated fatty acid;
A step of causing microorganisms to act on the foamed resin treated with the unsaturated fatty acid;
Including
The foamed resin is foamed urethane,
The microorganism is a microorganism belonging to the genus Streptomyces having urethane decomposability,
Manufacturing method of foamed resin .
(2) having a step of pulverizing the foamed resin obtained by the method for producing a foamed resin described in (1 ) above,
A method for producing a pulverized product .
(3) A method for producing a water-absorbing material comprising a pulverized product of foamed resin having a structure in which at least some of the independent bubbles are linked by the action of microorganisms,
Treating the foamed resin with an unsaturated fatty acid;
A step of causing microorganisms to act on the foamed resin treated with the unsaturated fatty acid;
Crushing the foamed resin after allowing the microorganisms to act;
Including
The foamed resin is foamed urethane,
The microorganism is a microorganism belonging to the genus Streptomyces having urethane decomposability,
Manufacturing method of water absorbing material .
(4) A method for producing a sound-absorbing material comprising a foamed resin pulverized product having a structure in which at least some independent bubbles are connected by the action of microorganisms,
Treating the foamed resin with an unsaturated fatty acid;
A step of causing microorganisms to act on the foamed resin treated with the unsaturated fatty acid;
Crushing the foamed resin after allowing the microorganisms to act;
Including
The foamed resin is foamed urethane,
The microorganism is a microorganism belonging to the genus Streptomyces having urethane decomposability,
A method for producing a sound absorbing material .
本発明により、粉砕することが容易であり、また、吸水性や吸音性に優れた発泡樹脂を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a foamed resin that can be easily pulverized and is excellent in water absorption and sound absorption.
[発泡樹脂]
本発明に係る発泡樹脂は、独立した気泡を有する発泡樹脂の少なくとも一部の気泡同士が微生物の作用によって連結した構造を有する。これにより独立した気泡を有する発泡樹脂と、連通した気泡を有する発泡樹脂の両方の特性を併せ持った新素材としての特性を有する発泡樹脂が得られる。
前記本発明に係る発泡樹脂は、独立した気泡を有する発泡樹脂に、当該発泡樹脂に対して分解能を有する微生物を作用させることによって得ることができる。発泡樹脂に対して分解能を有する微生物を作用させることで、独立した気泡の壁面に数ミクロン程度(1μm〜5μm程度)の微細空洞が形成され、これにより隣接していた気泡同士が連結するようになる。微生物によるこのような分解作用が進行することで、独立していた気泡同士が微細空洞によって連結した発泡樹脂が得られる。
[Foamed resin]
The foamed resin according to the present invention has a structure in which at least some of the foamed resin having independent bubbles are connected to each other by the action of microorganisms. As a result, a foamed resin having characteristics as a new material having both characteristics of a foamed resin having independent bubbles and a foamed resin having continuous bubbles can be obtained.
The foamed resin according to the present invention can be obtained by allowing a microorganism having resolution to act on a foamed resin having independent bubbles. By allowing microorganisms having resolution to act on the foamed resin, a microcavity of about several microns (about 1 μm to 5 μm) is formed on the wall surface of the independent bubbles so that the adjacent bubbles are connected to each other. Become. By proceeding such decomposition action by microorganisms, a foamed resin in which independent bubbles are connected by a fine cavity is obtained.
前記本発明に係る発泡樹脂は、独立した気泡を有する発泡樹脂の構造を基本骨格としていながら、微生物の作用による微細空洞によって気泡同士が連結している。この微細空洞が形成されていることによる新たなセル構造によって、独立した気泡を有する発泡樹脂の特性と、連通した気泡を有する発泡樹脂の特性の両方を発揮できるようになる。
具体的には、本発明に係る発泡樹脂は、弾性を有しながら、室温下で細かくパウダー(粒径が300μm以下)化することが可能である。このようなパウダー化した粉砕物は弾性を有していて音のエネルギー吸収にも効果があり、優れた吸音特性を有する。
また、本発明に係る発泡樹脂は、前記微細空洞が形成されていることにより、吸水性が大幅に向上し、更に、一旦吸収された水分が放出されにくく、保水性に優れた特性を有する。これは毛細管現象によって連結した気泡部分に水分が吸収される一方で、水の表面張力によって吸収された水分がそのまま保持されるためであると考えられる。
The foamed resin according to the present invention has a structure of a foamed resin having independent bubbles as a basic skeleton, but the bubbles are connected by a fine cavity due to the action of microorganisms. The new cell structure due to the formation of the fine cavities makes it possible to exhibit both the characteristics of the foamed resin having independent bubbles and the characteristics of the foamed resin having continuous bubbles.
Specifically, the foamed resin according to the present invention can be finely powdered (particle size is 300 μm or less) at room temperature while having elasticity. Such a powdered pulverized product has elasticity, is effective in absorbing sound energy, and has excellent sound absorption characteristics.
Further, the foamed resin according to the present invention has the characteristics that the water absorption is greatly improved due to the formation of the fine cavities, and further, the water once absorbed is hardly released, and the water retention is excellent. This is presumably because the water absorbed by the surface tension of water is retained as it is while the water is absorbed by the bubble portions connected by capillary action.
前記発泡樹脂は特に限定されるものではなく、例えば、合成樹脂素材としては、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム(PEF)、ポリプロピレンフォーム(PPF)、フェノールフォームなどを挙げることができ、また、自然素材としては炭化コルクなどを挙げることができる。
また、前記微生物は、発泡樹脂を構成する樹脂に対して分解能を有する微生物であればよい。例えば、前記樹脂がウレタンの場合には、ウレタン分解能を有する微生物であれば特に限定されないが、ウレタンを分解する能力が充分に高い微生物であることが好ましい。このような微生物として、本発明者等はこれまでにストレプトマイセス(Streptomyces)属に属する微生物を発見した。本発明においてもこの微生物(特許文献1参照)を好ましく用いることができる。
The foamed resin is not particularly limited, and examples of the synthetic resin material include polyurethane foam, polystyrene foam, polyethylene foam (PEF), polypropylene foam (PPF), and phenol foam. Examples of the material include carbonized cork.
Moreover, the said microorganisms should just be microorganisms which have resolution | decomposability with respect to resin which comprises a foamed resin. For example, when the resin is urethane, the microorganism is not particularly limited as long as it is a microorganism having urethane decomposability, but is preferably a microorganism having a sufficiently high ability to decompose urethane. As such microorganisms, the present inventors have discovered microorganisms belonging to the genus Streptomyces. Also in the present invention, this microorganism (see Patent Document 1) can be preferably used.
前記ウレタン分解能を有する微生物の一例として、受託番号FERM P−21770で特定される微生物(Streptomyces C13a)を挙げることができる。当該微生物は、2009年2月12日付にて、独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センター(茨城県つくば市東1-1-1 つくばセンター 中央第6)に、上記した受託番号で寄託されている。なお、上記微生物の変異株も、これと同等のウレタン吸着・分解能をもつ限り、好ましく用いることができる。具体的には、例えば、S.albogriseolus(NBRC12834)、S.thermoluteus(NBRC14269)、及びS.viridodiastaticus(NBRC13106)などを好ましく利用することができる。 As an example of the microorganism having the urethane decomposing ability, a microorganism (Streptomyces C13a) specified by the accession number FERM P-21770 can be given. On February 12, 2009, the microorganism was deposited at the Patent Organism Depositary (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Tsukuba City 1-1-1 Tsukuba Center Chuo No. 6) with the above accession number. ing. In addition, as long as it has the urethane adsorption | suction and resolution | decomposability equivalent to this, the mutant of the said microorganism can also be used preferably. Specifically, for example, S.M. albogriseolus (NBRC12834), S. alboliseolus. thermolyticus (NBRC14269), and S. Viridodiastaticus (NBRC13106) or the like can be preferably used.
なお、本発明の発泡樹脂は、上記のように新たな特性を有する素材として利用可能であるが、ポリウレタンを合成する際の原料として再利用することも可能である。この場合には、ウレタン原料のポリオール中に本発明の発泡樹脂を粉砕したものを添加するなどの態様を採用することができる。 In addition, although the foamed resin of this invention can be utilized as a raw material which has a new characteristic as mentioned above, it can also be reused as a raw material at the time of synthesize | combining a polyurethane. In this case, it is possible to adopt an aspect such as adding a pulverized foamed resin of the present invention to a urethane raw material polyol.
[発泡樹脂の製造方法]
前記本発明に係る発泡樹脂は、独立した気泡を有する発泡樹脂に、当該発泡樹脂を構成する樹脂に対して分解能を有する微生物を作用させることによって製造することが可能である。前述のように発泡樹脂は、例えば、合成樹脂素材としては、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム(PEF)、ポリプロピレンフォーム(PPF)、フェノールフォームなどを挙げることができ、また、自然素材としては炭化コルクなどを挙げることができる。また、前記微生物は、発泡樹脂を構成する樹脂に対して分解能を有する微生物であればよく、樹脂がポリウレタンの場合にはウレタン分解能を有する前述の微生物を利用することができる。
[Method for producing foamed resin]
The foamed resin according to the present invention can be produced by allowing a microorganism having a resolution to act on a foamed resin having independent bubbles to the resin constituting the foamed resin. As described above, the foamed resin can include, for example, polyurethane foam, polystyrene foam, polyethylene foam (PEF), polypropylene foam (PPF), phenol foam, and the like as synthetic resin materials, and carbonized as a natural material. Cork etc. can be mentioned. Moreover, the said microorganisms should just be microorganisms which have resolution | decomposability with respect to the resin which comprises a foamed resin, and when the resin is polyurethane, the above-mentioned microorganisms which have urethane resolution can be utilized.
出発材料となる独立した気泡を有する発泡樹脂において、気泡のサイズは特に限定されるものではなく、種々のものを用いることができる。例えば、独立した気泡の粒径が10μm〜300μm程度の発泡樹脂を用いることができる。一般に、発泡樹脂は成形時に添加する発泡剤によってその構造が決定される。本発明において出発材料となる発泡樹脂は、各気泡の全てが完全に独立している必要はなく、一部において気泡同士が連結している部分が含まれていてもよい。
以下においては、発泡樹脂を構成する樹脂がポリウレタンであり、当該ポリウレタンに対する分解能を有する微生物として前記受託番号FERM P−21770で特定される微生物である場合を例にして本発明の発泡樹脂を製造する方法について説明する。
In the foamed resin having independent bubbles as a starting material, the size of the bubbles is not particularly limited, and various types can be used. For example, a foamed resin having an independent bubble particle size of about 10 μm to 300 μm can be used. Generally, the structure of a foamed resin is determined by a foaming agent added at the time of molding. In the present invention, the foamed resin used as the starting material does not need to be completely independent of all the bubbles, and may include a portion where the bubbles are connected to each other.
In the following, the resin constituting the foamed resin is polyurethane, and the foamed resin of the present invention is produced by taking as an example the case where it is a microorganism specified by the accession number FERM P-21770 as a microorganism having a resolution for the polyurethane. A method will be described.
独立した気泡を有する発泡ウレタンとしては、例えば、ベッドや、自動車のシート、ステアリングなどの廃材を利用することができる。これらの廃材は物理的な強度が高く、粉砕することが困難であるが、本発明のように微生物を作用させて独立した気泡の少なくとも一部が連通した構造を有する発泡樹脂に加工することで粉砕しやすくすることが可能となる。 As the urethane foam having independent bubbles, for example, waste materials such as a bed, an automobile seat, and a steering can be used. These waste materials have high physical strength and are difficult to pulverize, but by processing them into a foamed resin having a structure in which at least some of the independent bubbles communicate with each other as in the present invention. It becomes possible to make it easy to grind.
独立した気泡を有する発泡ウレタンを用いて前記本発明に係る発泡樹脂を製造する場合には、独立した気泡を有する発泡ウレタンを含む被処理材を不飽和脂肪酸で処理する工程と、前記不飽和脂肪酸で処理した被処理材にウレタン分解能を有するストレプトマイセス(Streptomyces)属に属する微生物を作用させる工程と、を行うことが好ましい。
独立した気泡を有する発泡ウレタンに、ウレタン分解能を有する微生物を作用させることで本発明に係る発泡樹脂を製造することができるが、その際に、発泡ウレタンを不飽和脂肪酸で処理しておくことにより、微生物によるウレタンの分解作用が飛躍的に高まることを本発明者等は見出した。
In the case of producing the foamed resin according to the present invention using the foamed urethane having independent bubbles, the step of treating the material to be treated containing the foamed urethane having independent bubbles with the unsaturated fatty acid, and the unsaturated fatty acid. It is preferable to perform a step of allowing a microorganism belonging to the genus Streptomyces having urethane resolution to act on the treated material.
The foamed resin according to the present invention can be produced by allowing microorganisms having urethane resolution to act on foamed urethane having independent bubbles, but in that case, by treating the foamed urethane with an unsaturated fatty acid. The present inventors have found that the action of decomposing urethane by microorganisms dramatically increases.
前記不飽和脂肪酸は、構造中に二重結合を1個以上含んでいる不飽和脂肪酸であればよい。また、前記不飽和脂肪酸は、室温の使用温度条件下で液体であると被処理材の処理が容易となり好ましい。この場合室温とは例えば、0℃〜35℃程度のことをいう。
前記不飽和脂肪酸としては、例えば、オレイン酸、リノール酸、パルミトレイン酸、α−リノレン酸、γ−リノレン酸、アラキドン酸、ドコサヘキサエン酸(DHA)、エルカ酸、トウハク酸、リンデル酸、パルミトレイン酸、エライジン酸などが挙げられる。これらの不飽和脂肪酸は一種単独で用いても良いし、二種以上を混合して用いてもよい。
また、前記不飽和脂肪酸は、構造中に二重結合を2個以上含むものよりも1個含む不飽和脂肪酸の方が好ましい。
上記の不飽和脂肪酸の中でも、オレイン酸やエルカ酸、リノール酸を特に好ましく用いることができる。
The unsaturated fatty acid may be an unsaturated fatty acid containing one or more double bonds in the structure. In addition, the unsaturated fatty acid is preferably liquid under the use temperature condition of room temperature because the material to be treated can be easily treated. In this case, room temperature means, for example, about 0 ° C to 35 ° C.
Examples of the unsaturated fatty acid include oleic acid, linoleic acid, palmitoleic acid, α-linolenic acid, γ-linolenic acid, arachidonic acid, docosahexaenoic acid (DHA), erucic acid, succinic acid, Linderic acid, palmitoleic acid, and elaidin. An acid etc. are mentioned. These unsaturated fatty acids may be used alone or in a combination of two or more.
The unsaturated fatty acid is preferably an unsaturated fatty acid containing one unsaturated bond rather than one containing two or more double bonds in the structure.
Among the above unsaturated fatty acids, oleic acid, erucic acid, and linoleic acid can be particularly preferably used.
前記被処理材を前記不飽和脂肪酸で処理する方法としては、例えば、被処理材を不飽和脂肪酸に浸漬したり、不飽和脂肪酸を被処理材に塗布したりする方法が挙げられる。特に、不飽和脂肪酸に被処理材を浸漬する方法は、被処理材全体に不飽和脂肪酸を作用させることができ、また、簡便な方法であるため好ましい。 Examples of the method of treating the material to be treated with the unsaturated fatty acid include a method of immersing the material to be treated in the unsaturated fatty acid or applying an unsaturated fatty acid to the material to be treated. In particular, the method of immersing the material to be treated in the unsaturated fatty acid is preferable because the unsaturated fatty acid can act on the entire material to be treated and is a simple method.
被処理材を不飽和脂肪酸で処理する時間は長ければ長いほど好ましいが、数秒程度でも効果が得られる。より高い効果を得るためには1時間以上処理することが好ましい。また、本発明のウレタンの分解方法を産業的に利用する際には、あまりに長時間の処理を行うことは不利益であるため、長くても48時間程度にすることが好ましい。これらの観点から、被処理材を不飽和脂肪酸で処理する時間は8時間以上、24時間以下にすることがより好ましい。 The longer the time for treating the material to be treated with the unsaturated fatty acid, the better. However, the effect can be obtained even for several seconds. In order to acquire a higher effect, it is preferable to process for 1 hour or more. In addition, when the method for decomposing urethane of the present invention is used industrially, it is disadvantageous to perform the treatment for an excessively long time. From these viewpoints, the time for treating the material to be treated with the unsaturated fatty acid is more preferably 8 hours or more and 24 hours or less.
被処理材を不飽和脂肪酸で処理する際の温度は特に限定されず、不飽和脂肪酸が液体を保持する温度範囲で行うことが好ましい。例えば、不飽和脂肪酸としてオレイン酸やリノール酸を用いる場合には、30℃程度で処理を行えばよい。 The temperature at the time of processing a to-be-processed material with an unsaturated fatty acid is not specifically limited, It is preferable to carry out in the temperature range in which an unsaturated fatty acid hold | maintains a liquid. For example, when oleic acid or linoleic acid is used as the unsaturated fatty acid, the treatment may be performed at about 30 ° C.
前記被処理材を前記不飽和脂肪酸で処理する工程においては、前記不飽和脂肪酸とアルコールとを混合して用いることが好ましい。一般に、不飽和脂肪酸は粘度が高く取り扱いが困難であるが、アルコールと混合すると粘度が低下するため取り扱い性が改善される。また、不飽和脂肪酸とアルコールとを混合した処理液の粘度が低下していると、処理液中に浸漬した被処理材同士が凝集して固着するという現象を抑制できる。これにより、バラツキの少ない安定した処理が可能となる。更に、粘度が低い前記処理液は被処理材の内部にも早く浸透するため、被処理材の表面だけでなく全体的な処理が可能となる。
このようにして不飽和脂肪酸とアルコールとを混合した前記処理液を被処理材に作用させることにより、被処理材の破断応力や伸びといった物性を大幅に低下させることができる。被処理材に微生物を作用させる場合において、被処理材は大きな塊のままのものよりもなるべく小さく砕いたものの方が微生物の分解効率がよくなる。このため、上記のように被処理材の破断応力や伸びといった物性が低下していると、被処理材を小さく砕き易く好ましい。
In the step of treating the material to be treated with the unsaturated fatty acid, the unsaturated fatty acid and alcohol are preferably mixed and used. In general, unsaturated fatty acids have a high viscosity and are difficult to handle. However, when mixed with alcohol, the viscosity decreases and the handling is improved. Moreover, when the viscosity of the treatment liquid in which the unsaturated fatty acid and the alcohol are mixed is lowered, it is possible to suppress the phenomenon that the materials to be treated immersed in the treatment liquid are aggregated and fixed. As a result, stable processing with little variation is possible. Furthermore, since the treatment liquid having a low viscosity penetrates quickly into the material to be treated, not only the surface of the material to be treated but also the entire treatment can be performed.
Thus, by making the said processing liquid which mixed the unsaturated fatty acid and alcohol acted on a to-be-processed material, physical properties, such as a breaking stress and elongation of a to-be-processed material, can be reduced significantly. When microorganisms are allowed to act on a material to be treated, the material to be treated is crushed as small as possible rather than a large lump so that the decomposition efficiency of microorganisms is improved. For this reason, when the physical properties such as the breaking stress and elongation of the material to be treated are reduced as described above, it is preferable that the material to be treated is easily crushed.
また、不飽和脂肪酸によって表面だけでなく内部まで十分に処理された被処理材に微生物を作用させることで、被処理材の内部まで均一に分解を進めることができる。このように被処理材の内部まで分解が十分に進んでいると、微生物を作用させた後の被処理材を細かく砕いて粉末状にすることが容易になる。 In addition, by causing microorganisms to act on the material to be treated that is sufficiently treated not only on the surface but also on the inside with the unsaturated fatty acid, the decomposition can be uniformly promoted to the inside of the material to be treated. Thus, when decomposition | disassembly has fully progressed to the inside of a to-be-processed material, it will become easy to grind | pulverize the to-be-processed material after making microorganisms act, and to make it into a powder form.
また、不飽和脂肪酸とアルコールとを混合した処理液を用いることで、被処理材の表面を洗浄する効果も得られる。発泡ウレタンを含む被処理材の表面には、シリコーン系の離型剤やアクリルウレタン系のバリアコートが付着している場合があり、これらの付着物は微生物による被処理材の分解効率を低下させるものである。このような被処理材の場合に、前記不飽和脂肪酸とアルコールとを混合した処理液を用いることで、被処理材の表面に付着したシリコーン系離型剤やアクリルウレタン系のバリアコートを除去することができ、微生物による被処理材の分解効率を低下させないようにすることができる。 Moreover, the effect which wash | cleans the surface of a to-be-processed material is also acquired by using the processing liquid which mixed unsaturated fatty acid and alcohol. Silicone release agents and acrylic urethane-based barrier coats may adhere to the surface of the treated material containing urethane foam, and these deposits reduce the decomposition efficiency of the treated material by microorganisms. Is. In the case of such a material to be treated, by using a treatment liquid in which the unsaturated fatty acid and the alcohol are mixed, the silicone-based release agent and the acrylic urethane-based barrier coat adhered to the surface of the material to be treated are removed. It is possible to prevent degradation of the decomposition efficiency of the material to be treated by microorganisms.
前記アルコールの種類は特に限定されるものではないが、不飽和脂肪酸よりも粘度が低く、かつ、不飽和脂肪酸に対して十分な溶解親和性を有するものであることが好ましい。また、前記シリコーン系離型剤やアクリルウレタン系バリアコートの洗浄効果が高いものが好ましい。入手の容易性等からは低級アルコールを用いることが好ましい。具体的には、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−ブタノール及び2−メチル−2−ブタノールからなる群より選択されるいずれか一種又は二種以上の混合物を好ましく用いることができる。 The type of the alcohol is not particularly limited, but preferably has a lower viscosity than the unsaturated fatty acid and has sufficient solubility affinity for the unsaturated fatty acid. Moreover, the thing with the high cleaning effect of the said silicone type mold release agent or an acryl urethane type barrier coat is preferable. From the standpoint of availability, it is preferable to use a lower alcohol. Specifically, any one selected from the group consisting of methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-butanol and 2-methyl-2-butanol Alternatively, a mixture of two or more kinds can be preferably used.
不飽和脂肪酸とアルコールとの混合比は、後工程を考えて不飽和脂肪酸の吸着量をなるべく少なくする事を考慮し、体積比で、1:9〜7:3であることが好ましく、3:7〜6:4であることがより好ましく、5:5であることが更に好ましい。 The mixing ratio of the unsaturated fatty acid and the alcohol is preferably 1: 9 to 7: 3 in terms of volume ratio in consideration of reducing the adsorption amount of the unsaturated fatty acid as much as possible in consideration of the post-process. 7-6: 4 is more preferable, and 5: 5 is still more preferable.
また、被処理材の表面の洗浄を目的として前記アルコールを使用する場合には、前記被処理材を前記不飽和脂肪酸で処理する前に被処理材をアルコールで洗浄すればよい。この場合には、アルコール中に被処理材を浸漬して振とうする等の洗浄を行い、続いて、被処理材に前記不飽和脂肪酸又はこれとアルコールとの混合物を作用させればよい。 When the alcohol is used for the purpose of cleaning the surface of the material to be treated, the material to be treated may be washed with alcohol before the material to be treated is treated with the unsaturated fatty acid. In this case, the material to be treated may be washed by immersing the material in alcohol and shaken, and then the unsaturated fatty acid or a mixture of the unsaturated fatty acid and alcohol may be allowed to act on the material to be treated.
被処理材に作用させる微生物はウレタン分解能を有する微生物であれば特に限定されないが、ウレタンを分解する能力が充分に高い微生物であることが好ましい。このような微生物として、本発明者等はこれまでにストレプトマイセス(Streptomyces)属に属する微生物を発見した。本発明においてもこの微生物(特許文献1参照)を好ましく用いることができる。 The microorganism that acts on the material to be treated is not particularly limited as long as it is a microorganism having urethane decomposability, but is preferably a microorganism having a sufficiently high ability to decompose urethane. As such microorganisms, the present inventors have discovered microorganisms belonging to the genus Streptomyces. Also in the present invention, this microorganism (see Patent Document 1) can be preferably used.
本発明において用いることができる微生物の1例として、受託番号FERM P−21770で特定される微生物(Streptomyces C13a)を挙げることができる。当該微生物は、2009年2月12日付にて、独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センター(茨城県つくば市東1-1-1 つくばセンター 中央第6)に、上記した受託番号で寄託されている。なお、上記微生物の変異株も、これと同等のウレタン吸着・分解能をもつ限り、本発明において好ましく用いることができる。具体的には、例えば、S.albogriseolus(NBRC12834)、S.thermoluteus(NBRC14269)、及びS.viridodiastaticus(NBRC13106)などを好ましく利用することができる。
以下では前記受託番号FERM P−21770で特定される微生物を用いる場合を例にして本発明のウレタンの分解方法を説明する。
As an example of the microorganism that can be used in the present invention, a microorganism (Streptomyces C13a) specified by accession number FERM P-21770 can be mentioned. On February 12, 2009, the microorganism was deposited at the Patent Organism Depositary (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Tsukuba City 1-1-1 Tsukuba Center Chuo No. 6) with the above accession number. ing. Note that mutant strains of the above microorganisms can also be preferably used in the present invention as long as they have urethane adsorption and resolution equivalent to this. Specifically, for example, S.M. albogriseolus (NBRC12834), S. alboliseolus. thermolyticus (NBRC14269), and S. Viridodiastaticus (NBRC13106) or the like can be preferably used.
Hereinafter, the method for decomposing urethane according to the present invention will be described by taking as an example the case of using a microorganism specified by the accession number FERM P-21770.
被処理材に前記微生物を作用させる方法は、被処理材と微生物とが接触する方法であれば特に限定されるものではない。例えば、前記微生物を培養している培養液に被処理材を添加して前記微生物の培養を続ける方法が挙げられる。なお、微生物を含んでいない培養液中に被処理材を添加し、ここに新たに前記微生物を接種してもよい。
前記ストレプトマイセス(Streptomyces)属に属する微生物は土壌菌であるため、比較的低い温度、炭素と無機塩の単純な培地で強い増殖力があり、簡便な方法(一般的な振盪培養)で培養できる。また、胞子の形成により厳しい環境でも生存でき、一般的に抗菌化合物を生産するため、へテロな微生物環境でも生息率が高いという利点を有する。前記微生物を培養するための培地や培養方法は、前記特許文献1の記載に従って行えばよい。
The method for causing the microorganism to act on the material to be treated is not particularly limited as long as the material to be treated and the microorganism are in contact with each other. For example, there is a method in which a material to be treated is added to a culture solution in which the microorganism is cultured and culture of the microorganism is continued. In addition, a to-be-processed material may be added to the culture solution which does not contain microorganisms, and the said microorganisms may be newly inoculated here.
Since the microorganism belonging to the genus Streptomyces is a soil fungus, it has a strong growth potential at a relatively low temperature, a simple medium of carbon and inorganic salts, and is cultured by a simple method (general shaking culture). it can. In addition, it can survive in harsh environments due to the formation of spores, and generally produces antibacterial compounds, and thus has the advantage of high inhabitability even in a heterogeneous microbial environment. The medium and culture method for culturing the microorganism may be performed according to the description in Patent Document 1.
被処理材に前記微生物を作用させる時間は長ければ長いほど好ましいが、被処理材中のウレタンの含有量及び作用させる微生物の量を勘案してウレタンが充分に分解されるように行えばよい。
また、被処理材に前記微生物を作用させる温度は、微生物の増殖やウレタンの分解に適した温度、例えば26〜45℃、好ましくは30〜45℃前後であればよい。
The longer the time for which the microorganisms are allowed to act on the material to be treated, the better. However, the urethane may be sufficiently decomposed in consideration of the content of urethane in the material to be treated and the amount of microorganisms to act.
The temperature at which the microorganisms are allowed to act on the material to be treated may be a temperature suitable for the growth of microorganisms or the decomposition of urethane, for example, 26 to 45 ° C, preferably around 30 to 45 ° C.
本発明に係るウレタンの分解方法においては、被処理材を前記不飽和脂肪酸で処理しながら前記微生物を作用させること、すなわち、前記不飽和脂肪酸の存在下で被処理材に前記微生物を作用させることが好ましい。例えば、前記微生物の培養液中に前記不飽和脂肪酸と被処理材とを添加して前記微生物の培養を行えばよい。このときの不飽和脂肪酸の濃度は、0.1%(W/V)以下とすればよい。
このようにすることで、より簡易な方法で被処理材に含まれるウレタンを分解させることが可能となる。
In the method for decomposing urethane according to the present invention, the microorganism is allowed to act while the material to be treated is treated with the unsaturated fatty acid, that is, the microorganism is allowed to act on the material to be treated in the presence of the unsaturated fatty acid. Is preferred. For example, the microorganism may be cultured by adding the unsaturated fatty acid and the material to be treated to the culture solution of the microorganism. The concentration of the unsaturated fatty acid at this time may be 0.1% (W / V) or less.
By doing in this way, it becomes possible to decompose | disassemble the urethane contained in a to-be-processed material by a simpler method.
[粉砕物]
本発明に係る粉砕物は、前記本発明に係る発泡樹脂を粉砕することにより得ることができる。前記本発明に係る発泡樹脂は気泡の微細空洞が形成されているため、粉砕する際に破断する起点が数多く出現する。このため、弾性体であっても、遠心タイプの粉砕機を使用することで、室温でも用意に粉砕することが可能である。例えば、平均粒径が300μm以下の微粒化した粉砕物を得ることができる。
従来は独立した気泡を有する発泡樹脂を粉砕することは非常に困難であり、冷凍固化させて粉砕する場合には1kg当たり10万円近いコストがかかり現実的ではなかった。これに対し、本発明の発泡樹脂は室温でも容易に粉砕することが可能であり、1kg当たり数百円程度と非常に安価に粉砕することが可能である。
なお、本発明に係る発泡樹脂を粉砕する方法は特に限定されるものではなく、他の方法によって粉砕しても構わない。また、粉砕物の粒径も、粉砕物を利用する目的に応じて適宜選択すればよい。例えば、粉砕物を、新たなウレタン材料の合成のための材料として利用する場合には、平均粒径が50μm〜500μm程度となるようにすればよい。また、粉砕物を吸水材として利用する場合には平均粒径が50μm〜5000μm程度となるようにすればよく、吸音材として利用する場合には平均粒径が50μm〜5000μm程度となるようにすればよい。なお、前記粉砕物を吸水材や吸音材として使用する場合には、粉砕物の粒径の大きさにより特性が変化するため、粒径を揃えて使用することにより、より大きな効果が得られる場合がある。
[Crushed product]
The pulverized product according to the present invention can be obtained by pulverizing the foamed resin according to the present invention. Since the foamed resin according to the present invention has microscopic voids of bubbles, many starting points that break when pulverized appear. For this reason, even if it is an elastic body, it is possible to grind well even at room temperature by using a centrifugal grinder. For example, a finely pulverized product having an average particle size of 300 μm or less can be obtained.
Conventionally, it is very difficult to pulverize a foamed resin having independent bubbles, and when it is freeze-solidified and pulverized, it costs nearly 100,000 yen per kg and is not practical. On the other hand, the foamed resin of the present invention can be easily pulverized even at room temperature, and can be pulverized very inexpensively at about several hundred yen per kg.
In addition, the method of grind | pulverizing the foamed resin which concerns on this invention is not specifically limited, You may grind | pulverize by another method. In addition, the particle size of the pulverized product may be appropriately selected according to the purpose of using the pulverized product. For example, when the pulverized material is used as a material for synthesizing a new urethane material, the average particle diameter may be about 50 μm to 500 μm. When the pulverized product is used as a water absorbing material, the average particle size may be about 50 μm to 5000 μm, and when used as a sound absorbing material, the average particle size may be about 50 μm to 5000 μm. That's fine. In addition, when using the pulverized product as a water-absorbing material or a sound-absorbing material, characteristics change depending on the size of the particle size of the pulverized product. There is.
[吸水材]
前記本発明に係る粉砕物は吸水材として好ましく用いることができる。
一般に、独立した気泡を有する発泡樹脂は気泡同士が壁で仕切られていて気泡中に空気を含んでおり、気体や液体は内部を通過することができない。これに対し、本発明に係る発泡樹脂は気泡同士が数ミクロン(1μm〜5μm)程度の微細空洞によって連結した構造を有しているため、内部に水分等の液体を吸収することができる。このとき、水分等の液体は毛細管現象によって連結した気泡の内部へと吸収される。そして、吸収された水分等の液体は、表面張力によって放出されにくくなる。このように、本発明に係る発泡樹脂は吸水率が高く、かつ保水性に優れるという効果を有する。
本発明に係る吸水材は、上記のように吸水率が高く保水性に優れるという本発明に係る発泡樹脂を粉砕して得られる粉砕物を用いるものである。このような吸水材は、例えば、植物育成用のプランターや、調湿材料に利用することができる。保水性に優れるといった効果から、植物育成用に好ましく用いることができ、建物の屋上の緑化等にも応用することができる。
[Water absorbing material]
The pulverized product according to the present invention can be preferably used as a water absorbing material.
In general, a foamed resin having independent bubbles has the bubbles partitioned by walls and contains air, and gas and liquid cannot pass through the inside. On the other hand, since the foamed resin according to the present invention has a structure in which bubbles are connected by a microcavity of about several microns (1 μm to 5 μm), it can absorb liquid such as moisture. At this time, a liquid such as moisture is absorbed into the bubbles connected by capillary action. And the absorbed liquid such as moisture becomes difficult to be released by the surface tension. Thus, the foamed resin according to the present invention has an effect of having a high water absorption rate and excellent water retention.
The water-absorbing material according to the present invention uses a pulverized product obtained by pulverizing the foamed resin according to the present invention having a high water absorption rate and excellent water retention as described above. Such a water absorbing material can be used, for example, as a planter for plant growth or a humidity control material. From the effect of excellent water retention, it can be preferably used for plant growth, and can also be applied to the greening of rooftops of buildings.
[吸音材]
前記本発明に係る粉砕物は吸音材としても好ましく用いることができる。
一般に、吸音材による吸音効果は、音の振動エネルギーを吸収して熱エネルギーに変換することにより発揮される。本発明に係る発泡樹脂を粉砕して粉体化した粉砕物は、粉砕物自体が弾性体でエネルギーを吸収しやすいことに加え、微細化されていることにより粉砕物自体がマクロ振動し、この2つの現象の相乗効果で優れた吸音効果が発揮されるものと考えられる。
本発明に係る吸音材は、例えば、冷蔵庫や自動販売機などの吸音断熱材としても好ましく用いることができる。
[Sound absorbing material]
The pulverized material according to the present invention can be preferably used as a sound absorbing material.
In general, the sound absorbing effect of the sound absorbing material is exhibited by absorbing sound vibration energy and converting it into thermal energy. In the pulverized product obtained by pulverizing the foamed resin according to the present invention, the pulverized product itself is elastic and easily absorbs energy. It is considered that an excellent sound absorbing effect is exhibited by the synergistic effect of the two phenomena.
The sound absorbing material according to the present invention can be preferably used as a sound absorbing heat insulating material for a refrigerator, a vending machine, or the like.
本発明に係る吸水材及び吸音材は、前記本発明に係る発泡樹脂や前記本発明に係る粉砕物をそのままの状態で用いることも可能であるし、これらを所望の形状に成形して用いることも可能である。所望の形状に加工する場合には、例えば、前記発泡樹脂あるいは前記粉砕物にイソシアネート系プレポリマーなどのバインダーを添加して蒸気を吹きかけながら加熱プレス成型するなどの方法により行えばよい。
また、従来の発泡樹脂の粉砕物を再生したものとしてチップウレタンが知られているが、これは利用するウレタンの粉砕物が大きいため複雑な形状の物を成型することができず用途が限られていた。これに対し、本発明に係る発泡樹脂は微粉砕加工も可能であるため、微粉化した粉砕物を用いることで複雑な形状の物に加工することもでき、多方面への活用が可能である。
As the water absorbing material and sound absorbing material according to the present invention, the foamed resin according to the present invention and the pulverized material according to the present invention can be used as they are, or these can be molded into a desired shape and used. Is also possible. When processing into a desired shape, for example, a method such as adding a binder such as an isocyanate-based prepolymer to the foamed resin or the pulverized product and performing hot press molding while spraying steam may be used.
In addition, chip urethane is known as a reproduction of the conventional pulverized foam resin. However, the use of pulverized urethane is so large that it cannot be used to mold complicated shapes and has limited applications. It was. On the other hand, since the foamed resin according to the present invention can be finely pulverized, it can be processed into a complicated shape by using a pulverized pulverized material, and can be used in various fields. .
以下に、実施例を参照しながら本発明についてより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[実施例1]
(被処理材)
自動車のステアリングに用いられていた発泡ウレタンの廃材を5mm角程度の大きさに粉砕したものを被処理材として用いた。
(不飽和脂肪酸)
不飽和脂肪酸としてはオレイン酸(和光純薬工業株式会社製、等級:和光一級)を使用した。
(微生物)
ウレタンの吸着・分解能を有する微生物として前記受託番号FERM P−21770で特定される微生物(菌株:C13a)を用いた。
[Example 1]
(Material to be treated)
A material obtained by pulverizing waste urethane foam used for automobile steering to a size of about 5 mm square was used as a material to be treated.
(Unsaturated fatty acid)
As the unsaturated fatty acid, oleic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., grade: Wako first grade) was used.
(Microorganism)
A microorganism (strain: C13a) specified by the accession number FERM P-21770 was used as a microorganism having urethane adsorption / degradability.
(培地)
前記微生物を培養する培地としては、以下のようにして調製したYES−G培地を用いた。
下記表1に示す濃度のKH2PO4溶液とNa2HPO4溶液を用意し、それぞれ10mL及び40mLを混合してSolution Aとした。他のSolution B、Solution C、及びSolution Dは下記表1に示す通りの組成の溶液とした。調製後のSolution A〜Dは121℃、20分間、の条件で滅菌処理した。
3L三角フラスコに、Solution Aを20mL、ゼラチンを4.0g、蒸留水を970mL、(NH4)2SO4を0.5g入れて混合し、121℃、20分間、の条件で滅菌処理した。冷却後、この3L三角フラスコにSolution Bを10mL、Solution C(10倍濃度)を0.1mL、Solution Dを2mLそれぞれ加えてYES−G培地を作製した。
(Culture medium)
As a medium for culturing the microorganism, YES-G medium prepared as follows was used.
A KH 2 PO 4 solution and a Na 2 HPO 4 solution having concentrations shown in Table 1 below were prepared, and 10 mL and 40 mL were mixed to prepare Solution A. Other Solution B, Solution C, and Solution D were solutions having compositions as shown in Table 1 below. The prepared Solutions A to D were sterilized under the conditions of 121 ° C. and 20 minutes.
A 3 L Erlenmeyer flask was mixed with 20 mL of Solution A, 4.0 g of gelatin, 970 mL of distilled water, and 0.5 g of (NH 4 ) 2 SO 4 , and sterilized at 121 ° C. for 20 minutes. After cooling, 10 mL of Solution B, 0.1 mL of Solution C (10-fold concentration), and 2 mL of Solution D were added to the 3 L Erlenmeyer flask to prepare a YES-G medium.
−被処理材を不飽和脂肪酸で処理する工程−
オレイン酸を99%エタノールで10%(W/W)濃度に希釈したものを用意し、これを100mL三角フラスコに加えた。
前記被処理材4g〜5g程度を上記100mL三角フラスコに入れて前記被処理材を完全に浸漬させ、アルミホイルで蓋をして常温で1時間処理した。
処理時間が経過後、三角フラスコ内を水道水及び蒸留水によって洗浄し、更に蒸留水を加えて超音波による洗浄をした。三角フラスコから被処理材を取り出し、更に、蒸留水によって洗浄を行った。その後、40℃で充分に(over night)乾燥させ、121℃、20分間、の条件で滅菌処理した。
-Process of treating material to be treated with unsaturated fatty acid-
A solution prepared by diluting oleic acid with 99% ethanol to a concentration of 10% (W / W) was prepared and added to a 100 mL Erlenmeyer flask.
About 4 to 5 g of the material to be treated was placed in the 100 mL Erlenmeyer flask, the material to be treated was completely immersed, covered with aluminum foil, and treated at room temperature for 1 hour.
After the treatment time had elapsed, the inside of the Erlenmeyer flask was washed with tap water and distilled water, and further distilled water was added and washed with ultrasonic waves. The material to be treated was taken out from the Erlenmeyer flask and further washed with distilled water. Thereafter, it was dried overnight at 40 ° C. and sterilized under the conditions of 121 ° C. and 20 minutes.
−被処理材に微生物を作用させる工程−
前記微生物(C13a)を100mLのYES−G培地に接種して振盪培養して前培養液を得た。培養の条件は、40℃、140rpm、11日間、とした。
これにより得られた前培養液10mLを、1LのYES−G培地に加えて振盪培養して本培養菌液を得た。培養の条件は40℃、140rpm、9日間、とした。
前記で用意した被処理材が入った100mL三角フラスコに、本培養菌液を50mL加えて振盪培養した。培養の条件は40℃、80rpm、とした。
微生物を作用させる期間は一週間とした。
-Process of causing microorganisms to act on treated material-
The microorganism (C13a) was inoculated into 100 mL of YES-G medium and cultured with shaking to obtain a preculture solution. The culture conditions were 40 ° C., 140 rpm, and 11 days.
10 mL of the preculture solution thus obtained was added to 1 L of YES-G medium and shake-cultured to obtain a main culture solution. The culture conditions were 40 ° C., 140 rpm, and 9 days.
50 mL of the main culture solution was added to the 100 mL Erlenmeyer flask containing the material to be processed prepared above and shake-cultured. The culture conditions were 40 ° C. and 80 rpm.
The period during which microorganisms are allowed to act was one week.
−評価−
各培養期間の経過後に菌液を捨て、被処理材を蒸留水ですすいだ後に99%エタノールで超音波洗浄を行った。更に被処理材を蒸留水で洗浄した後に、40℃で充分に(over night)乾燥させた。
(顕微鏡観察)
得られた被処理材(発泡ウレタン)のセルの状態を顕微鏡により観察した。その結果を図1に示す。図1において右上に示す写真が本発明に係る発泡樹脂のセルの様子を示すものであり、右下に示す写真はその拡大図である。また、図1において左上に示す写真は参考例として、分解前(微生物を作用させる前)の被処理材(発泡ウレタン)の様子を示すものであり、左下に示す写真はその拡大図である。
図1に示すように、独立した気泡の壁面に数ミクロン(1μm〜3μm)程度の微細空洞が認められた。また、この微細空洞はセルの内部にまで侵入している様子が見られた。
(電子顕微鏡観察)
更に、上記のようにして得られた被処理材を電子顕微鏡によって観察した。その結果を図2に示す。図2において左上に示す写真は本発明に係る発泡樹脂のある部分の観察結果を示す写真であり、右上に示す写真は左上の写真内においてAで示す部分の拡大写真である。また、図2において左下に示す写真は本発明に係る発泡樹脂の別のある部分の観察結果を示す写真であり、右下に示す写真は左下の写真内においてEで示す部分の拡大写真である。
図2に示すように、微細空洞部に菌糸が張られ、小孔の奥に菌糸が侵入している様子が確認された。
-Evaluation-
After each culture period, the bacterial solution was discarded, and the material to be treated was rinsed with distilled water and then ultrasonically washed with 99% ethanol. Further, the material to be treated was washed with distilled water and then dried at 40 ° C. overnight.
(Microscopic observation)
The cell state of the obtained material to be treated (urethane foam) was observed with a microscope. The result is shown in FIG. The photograph shown in the upper right in FIG. 1 shows the state of the cell of the foamed resin according to the present invention, and the photograph shown in the lower right is an enlarged view thereof. Moreover, the photograph shown on the upper left in FIG. 1 shows the state of the material to be processed (foamed urethane) before decomposition (before the action of microorganisms) as a reference example, and the photograph shown on the lower left is an enlarged view thereof.
As shown in FIG. 1, a fine cavity of about several microns (1 μm to 3 μm) was observed on the wall surface of the independent bubbles. In addition, it was observed that this fine cavity penetrated into the cell.
(Electron microscope observation)
Furthermore, the to-be-processed material obtained as mentioned above was observed with the electron microscope. The result is shown in FIG. In FIG. 2, the photograph shown at the upper left is a photograph showing the observation result of a certain portion of the foamed resin according to the present invention, and the photograph shown at the upper right is an enlarged photograph of a portion indicated by A in the upper left photograph. 2 is a photograph showing an observation result of another portion of the foamed resin according to the present invention, and a photograph shown in the lower right is an enlarged photograph of a portion indicated by E in the lower left photograph. .
As shown in FIG. 2, it was confirmed that the hyphae were stretched in the fine cavity and the hyphae penetrated into the back of the small holes.
[実施例2]
−粉砕処理−
実施例1で得られた被処理材(発泡ウレタン)を超遠心粉砕機(Retsch(登録商標) ZM200、ヴィーダー・サイエンティフィック株式会社)を用いて粉砕した。
その結果、従来の独立した気泡を有する発泡ウレタンと異なり、室温でも容易に粉砕することができ、平均粒径が300μm以下の微粒化した粉砕物を得ることができた。その粉砕物の写真を図3に示す。
[Example 2]
-Grinding treatment-
The material to be treated (foamed urethane) obtained in Example 1 was pulverized using an ultracentrifugal pulverizer (Retsch (registered trademark) ZM200, Vider Scientific Co., Ltd.).
As a result, unlike conventional urethane foam having independent bubbles, it could be easily pulverized even at room temperature, and a finely pulverized product having an average particle size of 300 μm or less could be obtained. A photograph of the pulverized product is shown in FIG.
[実施例3]
被処理材への微生物の作用期間を2週間、4週間、9週間に変更した以外は実施例1と同様にして本発明の発泡樹脂を得た。
[Example 3]
A foamed resin of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the action period of the microorganisms on the material to be treated was changed to 2 weeks, 4 weeks, and 9 weeks.
−評価−
(顕微鏡観察)
実施例1と同様にして顕微鏡によって発泡セルの状態を観察した写真を図4に表す。図4において、「1W」、「2W」、「4W」、「9W」とは、それぞれ微生物を作用させた帰還が1週間、2週間、4週間、9週間の発泡樹脂であることを意味する。
図4に示すように、微生物を1週間作用させると微細空洞が形成され、それが徐々に進行していく様子が分かる。これにより、柔軟性と反発性を併せ持った材料特性を有するようになる。
-Evaluation-
(Microscopic observation)
The photograph which observed the state of the foaming cell with the microscope similarly to Example 1 is represented in FIG. In FIG. 4, “1W”, “2W”, “4W”, and “9W” mean that the return with the action of microorganisms is a foamed resin of 1, 2, 4, and 9 weeks, respectively. .
As shown in FIG. 4, it can be seen that when a microorganism is allowed to act for one week, a fine cavity is formed and gradually progresses. Thereby, it comes to have the material characteristic which has both flexibility and resilience.
(吸水率)
実施例1で得られた発泡樹脂と、実施例3で得られたそれぞれの発泡樹脂の吸水率を測定した。吸水率の測定は次のようにして行った。
また、電子秤を用いて発泡樹脂を計量した後、水を入れたビーカーに発泡樹脂を添加して攪拌子を用いて3分間攪拌した。攪拌器のスピードは水がこぼれず激しく攪拌できる程度とした。その後、漏斗に濾紙をセットして発泡樹脂の水を切り、発泡樹脂の表面の水分を拭き取った後、電子秤で重さを計量した。
その結果をグラフにしたものを図5に示す。
図5において「分解前」とは、脂肪酸による前処理も、微生物による処理も行っていない発泡ウレタンを意味する。また、「前処理品」とは、エタノールで希釈したオレイン酸で処理を施したのみの発泡ウレタンを意味する。「分解1W」、「分解2W」、「分解4W」、「分解9W」とは、微生物を作用させた期間が1週間、2週間、4週間、9週間の発泡樹脂であることを意味する。
図5に示すように、本発明の発泡樹脂は吸水性が4倍以上と大幅に向上していることが分かる。このように本発明の発泡樹脂は、独立発泡の高弾性を維持しながら連立発泡の特性を併せ持つ素材となる。
(Water absorption rate)
The water absorption rate of the foamed resin obtained in Example 1 and each of the foamed resins obtained in Example 3 was measured. The water absorption was measured as follows.
Moreover, after measuring foamed resin using the electronic balance, the foamed resin was added to the beaker containing water, and it stirred for 3 minutes using the stirring bar. The speed of the stirrer was such that water could not spill and could be stirred vigorously. Thereafter, a filter paper was set on the funnel, the foamed resin was drained, the moisture on the surface of the foamed resin was wiped off, and the weight was weighed with an electronic balance.
A graph of the results is shown in FIG.
In FIG. 5, “before decomposition” means urethane foam which has not been pretreated with fatty acids or treated with microorganisms. The “pretreated product” means urethane foam that has only been treated with oleic acid diluted with ethanol. “Decomposed 1W”, “Decomposed 2W”, “Decomposed 4W”, and “Decomposed 9W” mean that the foamed resin has a period of 1 week, 2 weeks, 4 weeks, and 9 weeks in which the microorganisms acted.
As shown in FIG. 5, it can be seen that the foamed resin of the present invention has greatly improved water absorption by 4 times or more. As described above, the foamed resin of the present invention is a material having the characteristics of simultaneous foaming while maintaining the high elasticity of independent foaming.
(保水性)
上記のようにして水分を吸収させた発泡樹脂について、時間経過と共に保水量がどのように変化するのかを測定した。その結果を図6に示す。
図6において、「未分解」は微生物を作用させる前の独立した気泡を有する発泡ウレタンを、「分解品」は微生物を1週間作用させた本発明の発泡樹脂を、「スポンジ」は比較として用いた連通気孔を有するスポンジを意味する。
図6に示すように、本発明の発泡樹脂は、独立した気泡を有する発泡ウレタン、連通気孔を有するスポンジに比べて保水量の変化が少なく、保水性が高いことが分かった。これは、本発明の発泡樹脂は微細空洞が形成されていることによって毛細管現象で水分が吸収され易くなったことと、水の表面張力によって微細空洞の内部の水分が放散されにくくなったためと考えられる。
(Water retention)
About the foamed resin which absorbed the water as mentioned above, it was measured how the amount of water retention changed with time. The result is shown in FIG.
In FIG. 6, “undecomposed” is foamed urethane having independent bubbles before the action of microorganisms, “degraded product” is the foamed resin of the present invention in which microorganisms were allowed to act for one week, and “sponge” is used for comparison. This means a sponge having continuous air holes.
As shown in FIG. 6, it was found that the foamed resin of the present invention has a small water retention change and high water retention compared to foamed urethane having independent bubbles and a sponge having continuous air holes. This is because the foamed resin of the present invention is easily absorbed by the capillary phenomenon due to the formation of fine cavities, and the water inside the fine cavities is less likely to be dissipated by the surface tension of water. It is done.
(吸音特性)
実施例1で得た本発明の発泡樹脂と、実施例2で得た本発明の粉砕物との吸音特性を評価した。吸音特性の評価は、小野測器(株)製の垂直入射吸音率測定システム(DS2000)を用いて、ISO 10534−2、ASTM E 1050に準拠して行った。
具体的には、音響インピーダンス管端に内蔵されたスピーカーから音波を管内に放射し、管内2点のマイクロホン間の伝達関数を測定して垂直入射吸音率・反射係数・基準化インピーダンスを算出するシステムである。高周波数領域,低周波領域で音響インピーダンス管の仕様を変えた。高周波領域のB管は、長さ500mm、内径29φとし、低周波領域のA管は、長さ835mm、内径100φとした。
その結果を図7及び図8に示す。
(Sound absorption characteristics)
The sound absorption characteristics of the foamed resin of the present invention obtained in Example 1 and the pulverized product of the present invention obtained in Example 2 were evaluated. The sound absorption characteristics were evaluated according to ISO 10534-2 and ASTM E 1050 using a normal incidence sound absorption measurement system (DS2000) manufactured by Ono Sokki Co., Ltd.
Specifically, a system that calculates normal incidence sound absorption coefficient, reflection coefficient, and standardized impedance by radiating sound waves from the speaker built into the acoustic impedance tube end into the tube and measuring the transfer function between two microphones in the tube It is. The specifications of the acoustic impedance tube were changed in the high frequency range and low frequency range. The B tube in the high frequency region has a length of 500 mm and an inner diameter of 29φ, and the A tube in the low frequency region has a length of 835 mm and an inner diameter of 100φ.
The results are shown in FIGS.
図7において「初期粉砕」とは脂肪酸による前処理も微生物による処理も行っていない、独立した気泡を有する発泡ウレタンを5mm角程度の大きさに粉砕したものを意味する。また、同様に「前処理」とは、初期粉砕品を、99%エタノールで10%(W/W)に希釈したオレイン酸で処理したのみのもので、微生物を作用させず、また、サンプル内にオレイン酸を含有した状態のものを意味する。「分解後(残脂肪酸)」とは、オレイン酸による前処理を施した後に微生物を1週間作用させたもので、サンプル内にオレイン酸を含有した状態のものを意味する。「分解品(脱脂肪酸)」とは、オレイン酸による前処理を施した後に微生物を1週間作用させ、その後、サンプルを99%のアルコールで超音波洗浄してサンプル内に含有していたオレイン酸を完全に取り除いたものを意味する。「二次粉砕(残脂肪酸)」とは、オレイン酸による前処理を施した後に微生物を1週間させたもの(5mm角程度のもので、これを「1次粉砕品」という)を2次粉砕して微細加工したものであり、サンプル内にオレイン酸を含有した状態のものを意味する。 In FIG. 7, “initial pulverization” means one obtained by pulverizing urethane foam having independent bubbles, which has not been pretreated with fatty acids or treated with microorganisms, to a size of about 5 mm square. Similarly, “pre-treatment” means that the initial pulverized product is only treated with oleic acid diluted to 10% (W / W) with 99% ethanol, and does not act on microorganisms. In a state containing oleic acid. “After decomposition (residual fatty acid)” means that a microorganism is allowed to act for 1 week after pretreatment with oleic acid, and the sample contains oleic acid. “Degraded product (defatty acid)” means oleic acid contained in a sample after ultrasonically washing the sample with 99% alcohol after allowing microorganisms to act for 1 week after pretreatment with oleic acid Means that is completely removed. "Secondary grinding (residual fatty acid)" is a secondary grinding of microorganisms that have been pretreated with oleic acid for 1 week (about 5mm square, this is called "primary ground product") In this way, the sample is finely processed, and the sample contains oleic acid.
また、図8において「二次粉砕(残脂肪酸)」とは図7における「二次粉砕(残脂肪酸)」と同じものを意味し、「シンサレート」とは3M社製の吸音断熱材を意味し、「ナゴヤパッキング」とはナゴヤパッキング製造株式会社製の吸音材を意味し、「冷蔵庫」とは三菱電機株式会社製の冷蔵庫に用いられていた吸音断熱材を意味する。 In FIG. 8, “secondary pulverization (residual fatty acid)” means the same as “secondary pulverization (residual fatty acid)” in FIG. 7, and “cinsalate” means a sound absorbing heat insulating material manufactured by 3M. “Nagoya Packing” means a sound absorbing material manufactured by Nagoya Packing Manufacturing Co., Ltd., and “Refrigerator” means a sound absorbing heat insulating material used in a refrigerator manufactured by Mitsubishi Electric Corporation.
図7に示すように、初期粉砕品に対して微細空洞が形成された場合には若干の吸音特性の向上が認められたが、微細空洞が形成されたサンプルを加工して粉体化処理したサンプルで測定すると吸音率が大幅に向上する事が認められた。特に、高周波の2000Hz以上の波長領域に大きな効果が認められ、その特性は吸音材として実績があるシンサレートに近い効果が得られている。 As shown in FIG. 7, when a fine cavity was formed in the initial pulverized product, a slight improvement in sound absorption characteristics was observed, but the sample with the fine cavity formed was processed and pulverized. It was found that the sound absorption rate was significantly improved when measured with a sample. In particular, a large effect is observed in the high frequency region of 2000 Hz or more, and the characteristics are similar to a synthesizer with a track record as a sound absorbing material.
吸音効果を引き出す為には、音の振動エネルギーを吸収して熱エネルギーに変換させる効率性の良いものが、吸音部材として適しているが、本発明の発泡樹脂を微細紛体化した粉砕物は、粉砕物自体が弾性体でエネルギーを吸収しやすいことと、微細化したことにより、粉砕物自体がマクロ振動し、この二つの現象の相乗効果で吸音率が向上したのではないかと考えられる。シンサレートに比べて、非常に廉価な新しい吸音材としての用途が期待できる。 In order to draw out the sound absorption effect, a highly efficient material that absorbs vibration energy of sound and converts it into heat energy is suitable as a sound absorbing member. It is considered that the pulverized product itself is an elastic body and easily absorbs energy, and that the pulverized product itself vibrates macroscopically, and the sound absorption rate is improved by the synergistic effect of these two phenomena. Compared to cinsalate, it can be expected to be used as a new sound-absorbing material that is very inexpensive.
Claims (4)
発泡樹脂を不飽和脂肪酸で処理する工程と、
前記不飽和脂肪酸で処理した発泡樹脂に微生物を作用させる工程と、
を含み、
前記発泡樹脂は発泡ウレタンであり、
前記微生物はウレタン分解能を有するストレプトマイセス(Streptomyces)属に属する微生物である、
発泡樹脂の製造方法。 A method for producing a foamed resin having a structure in which at least some of the independent bubbles are linked by the action of microorganisms ,
Treating the foamed resin with an unsaturated fatty acid;
A step of causing microorganisms to act on the foamed resin treated with the unsaturated fatty acid;
Including
The foamed resin is foamed urethane,
The microorganism is a microorganism belonging to the genus Streptomyces having urethane decomposability,
Manufacturing method of foamed resin .
粉砕物の製造方法。 Having a step of pulverizing the foamed resin obtained by the method for producing a foamed resin according to claim 1;
A method for producing a pulverized product .
発泡樹脂を不飽和脂肪酸で処理する工程と、
前記不飽和脂肪酸で処理した発泡樹脂に微生物を作用させる工程と、
前記微生物を作用させた後に発泡樹脂を粉砕する工程と、
を含み、
前記発泡樹脂は発泡ウレタンであり、
前記微生物はウレタン分解能を有するストレプトマイセス(Streptomyces)属に属する微生物である、
吸水材の製造方法。 A method for producing a water-absorbing material comprising a pulverized foamed resin having a structure in which at least some of the independent bubbles are linked by the action of microorganisms,
Treating the foamed resin with an unsaturated fatty acid;
A step of causing microorganisms to act on the foamed resin treated with the unsaturated fatty acid;
Crushing the foamed resin after allowing the microorganisms to act;
Including
The foamed resin is foamed urethane,
The microorganism is a microorganism belonging to the genus Streptomyces having urethane decomposability,
Manufacturing method of water absorbing material .
発泡樹脂を不飽和脂肪酸で処理する工程と、
前記不飽和脂肪酸で処理した発泡樹脂に微生物を作用させる工程と、
前記微生物を作用させた後に発泡樹脂を粉砕する工程と、
を含み、
前記発泡樹脂は発泡ウレタンであり、
前記微生物はウレタン分解能を有するストレプトマイセス(Streptomyces)属に属する微生物である、
吸音材の製造方法。 A method for producing a sound-absorbing material comprising a pulverized foamed resin having a structure in which at least some of the independent bubbles are linked by the action of microorganisms,
Treating the foamed resin with an unsaturated fatty acid;
A step of causing microorganisms to act on the foamed resin treated with the unsaturated fatty acid;
Crushing the foamed resin after allowing the microorganisms to act;
Including
The foamed resin is foamed urethane,
The microorganism is a microorganism belonging to the genus Streptomyces having urethane decomposability,
A method for producing a sound absorbing material .
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