JPH10204204A - Porous spherical particles and production thereof - Google Patents

Porous spherical particles and production thereof

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JPH10204204A
JPH10204204A JP2273598A JP2273598A JPH10204204A JP H10204204 A JPH10204204 A JP H10204204A JP 2273598 A JP2273598 A JP 2273598A JP 2273598 A JP2273598 A JP 2273598A JP H10204204 A JPH10204204 A JP H10204204A
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JP
Japan
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porous spherical
spherical particles
water
polyvinyl alcohol
porous
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Application number
JP2273598A
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Japanese (ja)
Inventor
Jun Inoue
純 井上
Yasuoki Sasaki
泰興 佐々木
Osamu Murayama
修 村山
Tetsuo Sekikawa
▲てつ▼夫 関川
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Kanebo Ltd
Original Assignee
Kanebo Ltd
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Publication date
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  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce simply and in a high productivity porous spherical particles that have high mechanical strength and abrasion resistance and affinity with microorganisms, and can be suitably used as a carrier for carrying microorganisms. SOLUTION: This production of porous spherical particles, which are formed of a skeleton of polyvinyl acetal-based resin, and have porosity of 50-90% and degree of acetalization of 30-85mol.%, comprises dropping an aqueous solution in which polyvinyl alcohol, a water-soluble polymer having property of gelling by an ion exchange reaction, and aldehydes are mixed and dissolved, into an acidic solution, and solidifying the liquid drops by the reaction of polyvinyl alcohol and aldehydes.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多孔性球状粒子及
びその製造方法に関する。さらに詳しくは、特に流動床
型の微生物担持体用の担体として好適に用いられるポリ
ビニルアセタール系樹脂を骨格とする多孔性球状粒子お
よびその製造方法に関する。
The present invention relates to a porous spherical particle and a method for producing the same. More particularly, the present invention relates to a porous spherical particle having a skeleton of a polyvinyl acetal resin suitably used as a carrier for a fluidized bed type microorganism carrier, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】反応器内に微生物や酵素を充填し、その
微生物、酵素による反応を利用して生産物を得る方法は
いわゆるバイオリアクタ一と呼ばれるものであり、食
品、医薬品、化学品の製造分野や下水道、排水、排ガス
などの処理分野において従来より工業的に活用されてい
る。また近年では処理能力をより効率よくするために、
この微生物生体触媒を反応槽内に高密度に充填する手段
が種々研究されている。
2. Description of the Related Art A method of filling a reactor with microorganisms and enzymes and obtaining a product by utilizing the reaction of the microorganisms and enzymes is called a bioreactor, and is used for producing foods, pharmaceuticals, and chemicals. It has been used industrially in the field and in the fields of treatment of sewage, wastewater, exhaust gas and the like. In recent years, in order to make processing capacity more efficient,
Various means have been studied for filling the microbial biocatalyst into a reaction vessel at a high density.

【0003】その手段の1つとして最も代表的なものは
微生物を粒状担体に担持させて、微生物担持体を得る方
法であり、大きくは微生物を担体表面に担持する方法と
担体の内部に微生物を固定化する方法とがある。前者は
微生物がいわゆる生物膜として利用される生物膜法であ
り、後者は包括固定化微生物法といわれる。
[0003] As one of the means, the most typical one is a method of obtaining a microorganism carrier by supporting microorganisms on a granular carrier, and roughly comprises a method of supporting microorganisms on the surface of a carrier and a method of mounting microorganisms inside a carrier. There is a method of immobilization. The former is a biofilm method in which microorganisms are used as a so-called biofilm, and the latter is called an entrapping immobilized microorganism method.

【0004】粒状担体の素材としては有機高分子系物質
および無機系物質がある。また、微生物担持体の使用形
態も、反応槽の内部に微生物担持体を固定化して使用す
る固定床型もしくは微生物担持体を流動させながら使用
する流動床型とがあげられる。流動床型で使用される微
生物担持体の担体としては、流動性及び比重が重要とな
るため、無機系の担体よりも有機高分子系の粒状担体が
用いられるのが一般的である。この担体の素材として、
例えばポリビニルアルコールゲル(PVAゲル)、アク
リルアミドゲル、ポリエチレングリコールゲル等のゲル
状粒状体や、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビ
ニリデン、セルロース等の多孔質粒状体を用いる方法な
どが挙げられる。
[0004] Materials for the granular carrier include organic polymer substances and inorganic substances. The form of use of the microorganism carrier may be a fixed bed type in which the microorganism carrier is immobilized in the reaction tank or a fluidized bed type in which the microorganism carrier is used while flowing. As the carrier of the microorganism carrier used in the fluidized bed type, fluidity and specific gravity are important, so that organic polymer-based granular carriers are generally used rather than inorganic carriers. As a material for this carrier,
For example, a method using a gel-like granular material such as polyvinyl alcohol gel (PVA gel), acrylamide gel, or polyethylene glycol gel, or a method using a porous granular material such as polyethylene, polyurethane, polyvinylidene chloride, or cellulose is exemplified.

【0005】従来、有機高分子系の粒状体は以下のよう
にして製造されていた。すなわち、原料を溶解させた水
溶液に、気孔形成剤、架橋剤、触媒等の添加物を混練し
たものを大型の反応型に流し込み、湯浴もしくは空気浴
にて反応させ、不溶化させる。さらに水洗して気孔形成
剤を除去することにより、ブロック状の高分子多孔質体
を得る。次に、このブロック状の高分子多孔質体を、数
ミリの厚さにスライスすることによりシ一ト形状の高分
子多孔質体とし、さらにこのシートを数ミリ単位にカッ
トし紐状の高分子多孔質体とし、最後にこの紐状高分子
多孔質体を数ミリの長さにカットすることにより、数ミ
リ角の立方形粒子を製造している。また、前記のシート
形状の高分子多孔質体を数ミリ単位に打ち抜き型で打ち
抜くことによっても粒状多孔質体が得られる。
Heretofore, organic polymer-based granules have been produced as follows. That is, a mixture obtained by kneading additives such as a pore-forming agent, a cross-linking agent, and a catalyst into an aqueous solution in which raw materials are dissolved is poured into a large-sized reaction type, and reacted in a hot water bath or an air bath to be insolubilized. Further, the pore-forming agent is removed by washing with water to obtain a block-shaped porous polymer. Next, this block-shaped polymer porous body is sliced to a thickness of several millimeters to obtain a sheet-shaped polymer porous body, and this sheet is further cut into several millimeters to form a string-shaped high-porosity body. A cubic particle of several mm square is manufactured by cutting the string-like polymer porous body into a length of several millimeters as a molecular porous body. Alternatively, a granular porous body can be obtained by punching the sheet-shaped polymer porous body in a unit of several millimeters using a punching die.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、微生物担持
体用の担体に望まれる性質としては、微生物との親和性
のほかに、流動性、比重、耐摩耗性、耐候(光)性、耐
微生物分解性などがあげられ、担体の種類によってこれ
らの性能が異なる。ゲル状担体は微生物との親和性は優
れているものの、機械的強度が低く、特に耐摩耗性につ
いては著しく劣っており、担体流動時に発生する担体同
士の摩擦や反応槽内壁との摩擦により摩耗し易く、担体
寿命が短い。また、ポリエチレン、ポリウレタン等の多
孔質粒状体は耐候性がさほど高いものではない。セルロ
ースはそれ自身が生物分解を受け易く、長期使用におい
て担体が崩壊し易く、寿命が短いといった問題があっ
た。また、従来の多孔性粒状体は、立方形粒子であるた
め、容器への充填性、耐摩耗性、及び流動床型の微生物
担持体としての流動性に問題があり、これらの問題の解
決には、できる限り真球に近い均一粒子径の多孔性粒状
体を得ることが重要であるが、未だ、この問題は解決さ
れていなかった。
The desired properties of a carrier for a microorganism carrier include, in addition to affinity with microorganisms, fluidity, specific gravity, abrasion resistance, weather (light) resistance, and microorganism resistance. These properties are different depending on the type of the carrier. Although the gel-like carrier has excellent affinity for microorganisms, it has low mechanical strength, and in particular, has extremely poor abrasion resistance.It wears due to friction between carriers generated when the carrier flows and friction with the inner wall of the reaction tank. And the carrier life is short. In addition, porous granular materials such as polyethylene and polyurethane do not have very high weather resistance. Cellulose itself has a problem that it is susceptible to biodegradation, the carrier is easily broken down during long-term use, and the life is short. In addition, conventional porous granular materials are cubic particles, and thus have problems in filling properties into containers, abrasion resistance, and fluidity as a fluidized bed type microbial carrier, and these problems have been solved. It is important to obtain a porous granular material having a uniform particle diameter as close as possible to a true sphere, but this problem has not been solved yet.

【0007】また、従来の多孔性粒状体は、上記製造方
法で製造されていたため、反応に数時間を要し、反応後
に3段階もの成形工程を必要とし、また、数ミリ単位の
均一な粒状体とするには少なくとも2日以上の製造日数
を必要としていた。また型で打ち抜く場合、数ミリ程度
の粒子はその打ち抜き型に詰まることが多く、これを取
り除く後処理を必要とした。さらにブロック状の多孔質
体を後加工によりスライス、カット、もしくは打ち抜き
をするため、収率も低いものであった。
Further, since the conventional porous granular material is manufactured by the above-described manufacturing method, it takes several hours for the reaction, requires three stages of forming steps after the reaction, and obtains a uniform granular material of several millimeters. It took at least two or more days to produce. In the case of punching with a die, particles of about several millimeters are often clogged in the die, and a post-treatment for removing the particles is required. Furthermore, since the block-shaped porous body is sliced, cut, or punched by post-processing, the yield is low.

【0008】後加工の時間を大幅に短縮し、歩留まりを
向上させる手段として、ブロック状の高分子体をスライ
スせずにそのまま粉砕機等で粉砕する方法が挙げられ
る。しかし、この方法では、加工時間が大幅に短縮でき
るとともに歩留まりも高くすることができるが、均一な
粒子径を持つ多孔性球状粒子を得ることは困難であっ
た。
As a means for greatly reducing the post-processing time and improving the yield, there is a method in which a block-shaped polymer is pulverized without being sliced by a pulverizer or the like. However, according to this method, although the processing time can be greatly reduced and the yield can be increased, it has been difficult to obtain porous spherical particles having a uniform particle diameter.

【0009】さらに、上記いずれの方法も型ごとに反応
を行うため、生産量の増加に比例して反応槽のスペース
を広くとる必要があり、限られた設備の中ではその生産
量に限界があるとともに生産性も悪いといった問題点も
あった。
[0009] Further, in each of the above methods, since the reaction is performed for each mold, it is necessary to increase the space of the reaction tank in proportion to the increase in the production amount. There was also a problem that productivity was poor as well.

【0010】本発明の課題は、機械的強度及び耐摩耗性
が高く、また微生物との親和性をも合わせ持ち、微生物
担持体、特に流動床型の微生物担持体の担体として好適
に使用できる多孔性球状粒子を提供するところにある。
また本発明の課題は、できる限り真球に近い均一粒子径
の多孔性球状粒子を、簡単に、かつ高生産で製造するこ
とができる多孔性球状粒子の製造方法を提供するところ
にある。
An object of the present invention is to provide a porous material which has high mechanical strength and abrasion resistance and also has an affinity for microorganisms, and which can be suitably used as a carrier for a microorganism carrier, particularly a fluidized bed type microorganism carrier. To provide globular particles.
Another object of the present invention is to provide a method for producing porous spherical particles, which can easily produce porous spherical particles having a uniform particle diameter as close as possible to a true sphere with high production.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため鋭意研究した結果、ポリビニルアセタール
系樹脂を骨格とする多孔性球状粒子、中でもポリビニル
ホルマール樹脂を骨格とする多孔性球状粒子を用いる
と、耐摩耗性、耐候(光)性、耐微生物分解性、流動性
および微生物親和性に優れた素材を得ることができる知
見を得た。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, have found that porous spherical particles having a skeleton of a polyvinyl acetal resin, particularly porous spheres having a skeleton of a polyvinyl formal resin. It has been found that when is used, a material excellent in abrasion resistance, weather (light) resistance, microbial decomposition resistance, fluidity and microbial affinity can be obtained.

【0012】かかる多孔性球状粒子は、微生物担持体用
の担体としての用途のほか、農作物の水耕栽培における
溶液保持材や植物支持材、動植物細胞の培池、人工水
苔、土壌改良材、配管洗浄部材、濾過材、吸水材等に好
適に用いられる。また特殊な使用例としては、水中流動
型洗浄部材や水中流動型マッサージ部材として利用する
ことも可能である。水中流動洗浄部材とは表面がデリケ
ートな野菜や凹凸の多い野菜などを洗浄するために、水
中に野菜とともに入れ、水槽の底部より泡を発生させて
全体をバブリング攪拌することにより、野菜等と接触さ
せ、野菜の表面を洗浄化するための洗浄部材をいう。ま
た、水中流動型マッサ一ジ部材とは、人体に対しマッサ
ージ効果を得るものであって、浴槽などの水槽中におい
て該粒子を流動させながら人体に接触させることにより
皮膚に刺激を与えマッサージ効果を得るための部材をい
う。
Such porous spherical particles can be used not only as a carrier for a microorganism carrier, but also as a solution holding material and a plant supporting material in hydroponic cultivation of agricultural crops, a culture pond for animal and plant cells, artificial moss, a soil improving material, It is suitably used as a pipe cleaning member, a filtering material, a water absorbing material, and the like. In addition, as a special use example, it can be used as a submersible fluid type cleaning member or a submersible fluid type massage member. The underwater fluid cleaning member is used to wash vegetables with delicate surfaces or vegetables with many irregularities.Put them together with vegetables in the water, generate bubbles from the bottom of the water tank, and bubbling and stirring the whole, so that they come into contact with vegetables, etc. And a cleaning member for cleaning the surface of vegetables. In addition, the underwater flowable massaging member is a member that obtains a massage effect on the human body, and stimulates the skin by contacting the particles with the human body while flowing the particles in a water tank such as a bathtub, thereby giving a massage effect. Refers to a member for obtaining.

【0013】本発明の、ポリビニルアセタール系樹脂を
骨格とする、連通気孔を有する多孔性球状粒子(以下、
本発明の多孔性球状粒子という。)は、微生物との親和
性を合わせ持ち、また流動性にも優れていることから流
動床型の用途に最適に使用することができる。特に、ポ
リビニルアセタール系樹脂を骨格とする、真球に近い均
一粒子径の多孔性球状粒子の場合、機械的強度及び耐摩
耗性に一層優れており、容器への充填や微生物担持体と
しての流動性が一層向上する。
The porous spherical particles (hereinafter referred to as “porous spherical particles”) of the present invention having continuous pores and having a skeleton of a polyvinyl acetal resin.
It is referred to as the porous spherical particles of the present invention. ) Can be optimally used for fluidized bed applications because it has both affinity for microorganisms and excellent fluidity. In particular, porous spherical particles having a uniform particle size close to a true sphere and having a skeleton of a polyvinyl acetal resin are more excellent in mechanical strength and abrasion resistance, and can be filled into a container or flow as a microorganism carrier. The properties are further improved.

【0014】本発明は、ポリビニルアセタール系樹脂を
骨格とする、連通気孔を有する多孔性球状粒子に関す
る。好適な実施態様においては、連通気孔は2〜4μm
の大きさである。
The present invention relates to porous spherical particles having continuous pores and having a skeleton of a polyvinyl acetal resin. In a preferred embodiment, the interconnected vents are 2-4 μm
Is the size of

【0015】好適な実施態様においては、前記ポリビニ
ルアセタール系樹脂がポリビニルホルマールであり、ホ
ルマール化度が30〜85モル%である。また、好適な
実施態様においては、前記多孔性球状粒子の気孔率が5
0〜98%である。
In a preferred embodiment, the polyvinyl acetal resin is polyvinyl formal, and has a formalization degree of 30 to 85 mol%. In a preferred embodiment, the porosity of the porous spherical particles is 5%.
0 to 98%.

【0016】また、好適な実施態様においては、前記多
孔性球状粒子が中空体である。
[0016] In a preferred embodiment, the porous spherical particles are hollow.

【0017】さらに、好適な実施態様においては、前記
多孔性球状粒子が表面に細孔を有し、該粒子内部が多孔
質構造である。そして、好適な実施態様においては、前
記多孔性球状粒子の含水状態での見かけの比重が1. 0
〜1. 2である。また、好適な実施態様においては、前
記多孔性球状粒子の含水状態での大きさが直径1〜20
mmである。
Further, in a preferred embodiment, the porous spherical particles have pores on the surface, and the inside of the particles has a porous structure. In a preferred embodiment, the apparent specific gravity of the porous spherical particles in a water-containing state is 1.0.
~ 1.2. In a preferred embodiment, the size of the porous spherical particles in a water-containing state has a diameter of 1 to 20.
mm.

【0018】また、本発明は、上記のポリビニルアセタ
ール系樹脂を骨格とする多孔性球状粒子に微生物が固定
された、微生物担持体に関する。
The present invention also relates to a microorganism carrier having microorganisms fixed to porous spherical particles having the above-mentioned polyvinyl acetal resin as a skeleton.

【0019】好適な実施態様においては、前記微生物が
多孔性球状粒子の表面及び/または細孔内に固定されて
おり、好適な実施態様においては、前記微生物が微生物
固定化剤により包括固定されている。
In a preferred embodiment, the microorganism is fixed on the surface and / or in the pores of the porous spherical particles. In a preferred embodiment, the microorganism is immobilized by a microorganism fixing agent. I have.

【0020】また、好適な実施態様においては、前記微
生物固定化剤がアルギン酸ナトリウムである。
[0020] In a preferred embodiment, the microorganism immobilizing agent is sodium alginate.

【0021】さらに、本発明は、上記微生物担持体を用
いたバイオリアクターに関する。
Further, the present invention relates to a bioreactor using the above-mentioned microorganism carrier.

【0022】また、本発明は、以下の工程:酸性溶液中
にてゲル化する性質を持つ水溶性高分子とポリビニルア
ルコールとアルデヒド類との混合水溶液の液滴を酸性溶
液中に滴下する工程;および該液滴中のポリビニルアル
コールとアルデヒド類とを反応させる工程;を含む、ポ
リビニルアセタール系樹脂を骨格とする多孔性球状粒子
の製造方法に関する。
Further, the present invention provides the following steps: a step of dropping a droplet of a mixed aqueous solution of a water-soluble polymer having a property of gelling in an acidic solution, polyvinyl alcohol and aldehydes into the acidic solution; And a step of reacting polyvinyl alcohol and aldehydes in the droplets with a skeleton of a polyvinyl acetal resin.

【0023】さらに、本発明は、ポリビニルアセタール
系樹脂を骨格とする多孔性球状粒子の製造方法であっ
て、以下の工程:イオン交換反応によりゲル化する性質
を有する水溶性高分子とポリビニルアルコールとの混合
溶液の液滴を、多価金属塩水溶液中に滴下し、該液滴を
ゲル化させてポリビニルアルコールを含むゲル状球状粒
子を形成する工程;および、該ゲル状球状粒子をアセタ
ール化する工程;を含む、方法に関する。
Furthermore, the present invention is a method for producing porous spherical particles having a skeleton of a polyvinyl acetal resin, comprising the following steps: a water-soluble polymer having a property of gelling by an ion exchange reaction; Dropping a droplet of the mixed solution of (1) into an aqueous solution of a polyvalent metal salt, and gelling the droplet to form gel-like spherical particles containing polyvinyl alcohol; and acetalizing the gel-like spherical particles. A method.

【0024】好適な実施態様においては、前記混合溶液
が、イオン交換反応によりゲル化する性質を有する水溶
性高分子を0.5ないし5重量%、ポリビニルアルコー
ルを5ないし20重量%含んでいる。
In a preferred embodiment, the mixed solution contains 0.5 to 5% by weight of a water-soluble polymer having a property of gelling by an ion exchange reaction and 5 to 20% by weight of polyvinyl alcohol.

【0025】また、本発明は、以下の工程:多価金属塩
水溶液の液滴を、イオン交換反応によりゲル化する性質
を持つ水溶性高分子とポリビニルアルコールとの混合液
中に滴下し、該液滴の外周部に、ゲル状球状粒子を形成
する工程;該ゲル状粒子をアセタール化する工程;を含
む、中空状の多孔性球状粒子の製造方法に関する。
The present invention also provides the following steps: Drops of an aqueous solution of a polyvalent metal salt are dropped into a mixed solution of a water-soluble polymer having a property of gelling by ion exchange reaction and polyvinyl alcohol. The present invention relates to a method for producing hollow porous spherical particles, which includes a step of forming gel-like spherical particles on an outer peripheral portion of a droplet; and a step of acetalizing the gel-like particles.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】本発明は、ポリビニルアセタール
系樹脂を骨格とする多孔性球状粒子に関する。本発明の
ポリビニルアセタール系樹脂からなる多孔性球状粒子
は、連通気孔を有している。連通気孔の大きさは、約2
〜4μmが好適である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to porous spherical particles having a skeleton of a polyvinyl acetal resin. The porous spherical particles made of the polyvinyl acetal-based resin of the present invention have open pores. The size of the continuous vent is about 2
44 μm is preferred.

【0027】本発明の多孔性球状粒子の気孔率は、用途
に応じて設定すればよく、限定されないが、50〜98
%が好ましい範囲である。気孔率が50%未満の場合
は、個々の気孔同士が互いに隣接することができにくく
なるため独泡が存在する傾向が見受けられ、これにより
透水性が著しく阻害される。また気孔率が98%を超え
ると、耐摩耗性などの機械的な強度が低下するため、用
途によってはその使用が制限されるといった不都合が生
ずる場合がある。
The porosity of the porous spherical particles of the present invention may be set according to the intended use and is not limited.
% Is a preferable range. When the porosity is less than 50%, it becomes difficult for the individual pores to be adjacent to each other, so that a tendency for the existence of closed cells is observed, thereby significantly impairing the water permeability. When the porosity exceeds 98%, mechanical strength such as abrasion resistance is reduced, so that there may be a disadvantage that the use is restricted depending on the use.

【0028】ポリビニルアセタール系多孔質体のアセタ
ール化度については、特に限定されないが、アセタール
化度が30〜85モル%であれば耐微生物侵食性の点で
良好であり、また強度的に優れ、摩擦堅牢度が大きい。
好ましくは45〜70モル%である。ホルマール化度も
同様である。
The degree of acetalization of the polyvinyl acetal-based porous material is not particularly limited. If the degree of acetalization is 30 to 85 mol%, it is good in terms of resistance to microbial erosion and excellent in strength. High friction fastness.
Preferably it is 45 to 70 mol%. The same applies to the degree of formalization.

【0029】アセタール度をこのように調整することに
より、柔軟でかつ耐摩耗性を有する微生物担持体用の担
体とすることが可能である。アセタール化度が30モル
%未満の場合、分子架橋度が低く強度的に劣り、摩擦堅
牢度が低くなる。従って、特に、流動床型における微生
物の担体として使用した場合、担体流動時に発生する担
体同士の摩擦や反応槽内壁との摩擦により摩耗しやす
く、担体寿命が低下する。また耐微生物侵食性が低下す
る点で好ましくない。さらに、製造工程上取り扱いにく
い問題点もある。一方、85モル%を超えると、気孔率
が低下し、また、見かけ比重が増加して含水率が低下
し、特に流動床型における微生物の担体として使用した
場合、沈降し易くなるが浮遊しにくくなるため、処理槽
内における流動性が低下する。また、特に、ポリビニル
アセタール樹脂中の水酸基量の減少に伴い親水性が低下
するため好ましくない。更に、湿潤時の反発弾性も低く
なり、吸水性及び耐久性の点で好ましくない。
By adjusting the degree of acetal in this way, it is possible to obtain a flexible and wear-resistant carrier for a microorganism carrier. When the degree of acetalization is less than 30 mol%, the degree of molecular crosslinking is low, the strength is inferior, and the fastness to friction is low. Therefore, particularly when the carrier is used as a carrier for microorganisms in a fluidized bed type, the carrier is liable to be worn due to friction between the carriers generated at the time of carrier flow and friction with the inner wall of the reaction tank, and the carrier life is shortened. Further, it is not preferable in that the microbial erosion resistance is reduced. Further, there is a problem that it is difficult to handle in a manufacturing process. On the other hand, if it exceeds 85 mol%, the porosity decreases, and the apparent specific gravity increases, and the water content decreases. Especially when used as a carrier for microorganisms in a fluidized bed type, sedimentation is easy but it is difficult to float. Therefore, the fluidity in the processing tank is reduced. Further, in particular, the hydrophilicity decreases with a decrease in the amount of hydroxyl groups in the polyvinyl acetal resin, which is not preferable. Further, the rebound resilience when wet becomes low, which is not preferable in terms of water absorption and durability.

【0030】本発明の多孔性球状粒子の含水状態での見
かけの比重は、1.0〜1.2であることが好ましい。
この範囲では、特に流動床型の粒状多孔質体として用い
た場合、適切な流動性を良好に発揮することができる。
含水状態における見かけ比重が1.0より小さい場合
は、処理槽に投入しても担体は浮いているだけで、流動
床型には不適である。見かけの比重が1.2を超えると
沈降し易くなり、この点でも流動性に欠ける。
The apparent specific gravity of the porous spherical particles of the present invention in a water-containing state is preferably from 1.0 to 1.2.
In this range, especially when used as a fluidized bed type granular porous body, appropriate fluidity can be exhibited well.
When the apparent specific gravity in the water-containing state is smaller than 1.0, the carrier is only floated even if it is put into the treatment tank, which is not suitable for the fluidized bed type. If the apparent specific gravity exceeds 1.2, sedimentation is likely to occur, and this point also lacks fluidity.

【0031】なお、本発明の多孔性球状粒子は、粒子の
気孔内に被処理液を充満させた際の比重がより被処理液
自身の比重に近くなるものが好ましい。被処理液を水と
して換算すると、含水状態における見かけ比重は、1.
0以上で、なおかつ限りなく1.0に近いものが理想で
あるが、実用的には1.01〜1.1が最適である。素
材自体の真比重は1.24〜1.28の範囲、好ましく
は1.25〜1.26の範囲である。これらの範囲内の
比重を有するポリビニルアセタール系多孔質体を微生物
担持体用担体として用いた場合、特に流動床型の粒状多
孔質体として用いると、良好な流動性を発揮する。
It is preferable that the porous spherical particles of the present invention have a specific gravity closer to the specific gravity of the liquid to be treated when the liquid to be treated is filled in the pores of the particles. When the liquid to be treated is converted to water, the apparent specific gravity in a water-containing state is 1.
Ideally, a value of 0 or more and infinitely close to 1.0 is ideal, but practically 1.01 to 1.1 is optimal. The true specific gravity of the material itself is in the range of 1.24 to 1.28, preferably in the range of 1.25 to 1.26. When a polyvinyl acetal-based porous material having a specific gravity within these ranges is used as a carrier for a microorganism support, particularly when used as a fluidized-bed granular porous material, good fluidity is exhibited.

【0032】本発明の多孔性球状粒子の比重は前記気孔
率で概ね制御できるが、用途に応じて粒子の比重を更に
小さく、すなわち一層軽くする場合もある。特に、流動
床などで使用する微生物担持体用担体の場合、流動性が
重要な要素となるため、比重の広範囲の制御は重要であ
る。そこで、耐摩耗性及び機械的強度に優れたポリビニ
ルアセタール系樹脂を骨格とする多孔性球状粒子の内部
を中空状の粒子とすれば、その中空の程度に応じて、多
孔構造と合まって粒子の比重を広範囲に制御することが
できる。
Although the specific gravity of the porous spherical particles of the present invention can be generally controlled by the porosity, the specific gravity of the particles may be further reduced, that is, further reduced, depending on the application. In particular, in the case of a carrier for a microorganism carrier used in a fluidized bed or the like, since fluidity is an important factor, a wide range of specific gravity control is important. Therefore, if the inside of the porous spherical particles having a skeleton of a polyvinyl acetal resin having excellent wear resistance and mechanical strength is made into hollow particles, depending on the degree of the hollow, the particles are combined with the porous structure to form the particles. Can be controlled over a wide range.

【0033】本発明の多孔性球状粒子は、含水状態での
大きさが直径lmm〜20mmの球状であることが望ま
しい。これによって、流動性が向上し、微生物処理能力
を発揮することができると共に、微生物担持体の回収フ
ィルターを設置した汚水処理装置等に使用しても、当該
回収フィルターを通過して、処理排液の排出口から流出
するおそれもなく、微生物濃度を高濃度に保持すること
ができる。
The porous spherical particles of the present invention are desirably spherical with a diameter of 1 mm to 20 mm in a water-containing state. Thereby, the fluidity is improved, and the microorganism processing ability can be exhibited. Even when used in a sewage treatment apparatus or the like in which a recovery filter for a microorganism carrier is installed, the wastewater passes through the recovery filter and is treated. The microorganism concentration can be maintained at a high level without fear of flowing out of the exhaust port.

【0034】球状粒子の大きさが直径20mmを超える
と、本発明の多孔性球状粒子を微生物担持体用の担体と
して用いる場合に不利益となることがある。すなわち、
粒子の流動性が低下するばかりでなく、微生物を担持す
る有効表面積が乏しくなるため、微生物の高濃度維持が
困難となり、微生物処理能力が低下する。この点で、粒
子径が小さい方が、流動性が良くなり、流動床型反応器
では微生物担持体を流動させるためのエネルギーが小さ
くてすみ、処理性能が向上するが、粒子の大きさがlm
mより小さい場合は、微生物担持体の回収フィルターを
通過し、処理排液の排出口から流出するおそれがあり、
微生物濃度を高濃度に保持することが困難になる。この
点で、回収フィルター、例えば、処理液流出口に設置し
た回収フィルターのスリット(孔径)を細かいものにす
ることも考えられる。しかし、排水中の微粒子、微生
物、微生物の粘性生産物などがこのスリットに付着し
て、閉塞してしまうため、フィルターのスリットの大き
さにも自ずと限界があり、微生物担持体の回収フィルタ
ーとの関係からも、本発明の多孔性球状粒子の最適な大
きさが定まるものである。
When the size of the spherical particles exceeds 20 mm in diameter, it may be disadvantageous when the porous spherical particles of the present invention are used as a carrier for a microorganism carrier. That is,
Not only does the fluidity of the particles decrease, but the effective surface area supporting the microorganisms becomes poor, so that it becomes difficult to maintain a high concentration of the microorganisms, and the treatment capacity of the microorganisms decreases. In this regard, the smaller the particle size, the better the flowability, and in the fluidized bed reactor, the energy for flowing the microorganism carrier is small, and the processing performance is improved.
If it is smaller than m, it may pass through the recovery filter of the microorganism carrier, and may flow out of the outlet of the processing wastewater,
It becomes difficult to maintain the microorganism concentration at a high concentration. In this respect, it is conceivable to make the slit (pore diameter) of the recovery filter, for example, the recovery filter installed at the treatment liquid outlet smaller. However, fine particles, microorganisms, viscous products of microorganisms and the like in the wastewater adhere to the slits and block the slits, which naturally limits the size of the filter slits. From the relationship, the optimum size of the porous spherical particles of the present invention is determined.

【0035】本発明の多孔性球状粒子の大きさは後述の
通り、滴下する液滴の大きさによって簡単に制御するこ
とができる。具体的には、液滴の吐出量及び滴下に要す
るノズルの口径を任意に調整することにより任意の粒径
を持つ粒子を得ることができる。
As will be described later, the size of the porous spherical particles of the present invention can be easily controlled by the size of the droplet to be dropped. Specifically, particles having an arbitrary particle size can be obtained by arbitrarily adjusting the discharge amount of the droplets and the diameter of the nozzle required for the dropping.

【0036】本発明の多孔性球状粒子は、水分率50%
が水で膨潤した状態での50%圧縮応力で、2〜200
×103 N/m2 程度の、適度な弾性を有している。こ
の度な弾性は、担持体流動時の良好な耐摩耗性を奏す
る。
The porous spherical particles of the present invention have a water content of 50%
At a 50% compressive stress in a state of swelling with water,
It has a moderate elasticity of about × 10 3 N / m 2 . This elasticity provides good wear resistance when the carrier flows.

【0037】また、この多孔性の球状粒子の耐摩耗性及
び機械的強度を向上させるには、粒子表面には細孔を有
し、粒子内部を多孔質構造とすることが望ましい。後述
の本発明の製造方法で作成した球状粒子には表面に細孔
があり、機械的強度に優れたものとなる。
In order to improve the abrasion resistance and mechanical strength of the porous spherical particles, it is desirable that the particles have pores on the surface and the inside of the particles has a porous structure. Spherical particles produced by the production method of the present invention described later have pores on the surface and have excellent mechanical strength.

【0038】このように、本発明の多孔性球状粒子を流
動床型の微生物担持体用の担体として用いた場合、処理
槽内を浮沈、流動し易い好適な気孔率と、含水状態の見
かけ比重を保有することができ、また親水性も良好であ
ることから、優れた流動性能を発揮する。また、湿潤時
の反発弾性も高くなる。
As described above, when the porous spherical particles of the present invention are used as a carrier for a fluidized bed type microorganism carrier, a suitable porosity that facilitates floating and settling in the treatment tank and an apparent specific gravity of a water-containing state are obtained. And has excellent hydrophilicity, so that it exhibits excellent flow performance. Also, the rebound resilience when wet is increased.

【0039】本発明の多孔性球状粒子は、流動床型の処
理槽に投入するだけで、含水多孔質体として処理槽内を
曝気などによって良好に浮沈して流動し、更に材質的に
微生物との親和性が良好であることから、微生物が付着
して優れた生物処理を行うことができる。また、耐摩耗
性が良好であるため、担体流動時に発生する担体同士の
摩擦や反応槽内壁との摩擦によっても摩耗しにくい。更
に機械的強度が高く、耐候(光)性、耐微生物分解性に
も優れ、担持体寿命が長くなる。このように、本発明の
多孔性球状粒子は微生物担持体用の担体としても優れて
いる。
The porous spherical particles of the present invention can be satisfactorily floated and flowed in the treatment tank by aeration or the like as a water-containing porous body simply by being put into a fluidized bed type treatment tank, and furthermore, the material is incompatible with microorganisms. Because of the good affinity of the microorganisms, microorganisms can be attached to perform excellent biological treatment. In addition, since the abrasion resistance is good, the abrasion hardly occurs due to the friction between the carriers generated during the flow of the carriers and the friction with the inner wall of the reaction tank. Furthermore, the mechanical strength is high, the weather (light) resistance and the microbial decomposition resistance are excellent, and the life of the carrier is prolonged. Thus, the porous spherical particles of the present invention are also excellent as carriers for microorganism carriers.

【0040】本発明の多孔性球状粒子は、既述の通り、
多孔性球状粒子の紬孔内を含む担体の表面に微生物を付
着させる上で好適であり、流動性にすぐれ、流動床型の
用途にも最適である。他方で、包括固定化微生物法は、
1 )微生物を高濃度に保持し、排水の高速処理を図るこ
とができ、2 )特定の微生物を固定化することにより、
特定物質の処理または有機物の回収が可能となり、3 )
汚泥発生量を低減できることから、上述の微生物膜法と
ともに、包括固定化微生物法としても適用できるように
することもまた望ましい。
The porous spherical particles of the present invention are, as described above,
It is suitable for adhering microorganisms to the surface of the carrier including the inside of the pores of the porous spherical particles, has excellent fluidity, and is most suitable for fluidized bed applications. On the other hand, the comprehensive immobilized microbial method
1) High-concentration microorganisms can be maintained and high-speed treatment of wastewater can be achieved. 2) By immobilizing specific microorganisms,
Processing of specific substances or recovery of organic substances becomes possible. 3)
Since the amount of sludge generated can be reduced, it is also desirable that the method can be applied as an entrapping immobilized microorganism method together with the above-mentioned microorganism membrane method.

【0041】微生物固定化剤としては、種々採用でき、
限定されないが、アルギン酸ナトリウムを主成分とする
微生物固定化剤が好ましい。アルギン酸ナトリウムを主
成分とすれば、ポリビニルアセタール系多孔性球状粒
子、特にポリビニルホルマ一ル多孔性球状粒子に良好に
充填固定化し易く相性がよい。また、特に、耐摩耗性の
点で良好である。
Various microorganism immobilizing agents can be employed.
Although not limited, a microorganism immobilizing agent containing sodium alginate as a main component is preferable. When sodium alginate is used as the main component, it is easily filled and fixed to polyvinyl acetal-based porous spherical particles, particularly, polyvinyl formal porous spherical particles, and has good compatibility. In addition, it is particularly good in terms of wear resistance.

【0042】微生物固定化剤を用いて微生物を包括固定
化するには、例えば、多孔性球状粒子を微生物と微生物
固定化剤との混合溶液に含浸させ、上記微生物固定化剤
を上記多孔質体の細孔内で不溶化させればよい。
For entrapping and immobilizing microorganisms using a microorganism immobilizing agent, for example, porous spherical particles are impregnated with a mixed solution of a microorganism and a microorganism immobilizing agent, and the microorganism immobilizing agent is impregnated with the porous material. May be insolubilized in the pores.

【0043】これにより、耐摩耗性、耐候(光)性、耐
微生物分解性、流動性および微生物親和性に優れるとと
もに、微生物を高濃度に保持し、排水の高速処理を図る
ことができ、特定の微生物を固定化することにより、特
定物質の処理または有価物の回収が可能となり、汚泥発
生量を低減できる。すなわち、微生物膜法と包括固定化
微生物法の長所をそれぞれ生かし、さらに微生物膜法と
包括固定化微生物法の両者の欠点をも克服する微生物担
持体とすることができる。
As a result, the abrasion resistance, weather (light) resistance, microbial decomposition resistance, fluidity and microbial affinity are excellent, the microorganisms can be maintained at a high concentration, and the wastewater can be treated at high speed. By immobilizing the microorganisms, it becomes possible to treat specific substances or recover valuable resources, and it is possible to reduce the amount of sludge generated. That is, it is possible to provide a microorganism carrier that can take advantage of the advantages of the microbial membrane method and the entrapping immobilized microorganism method, and also overcome the disadvantages of both the microbial membrane method and the entrapping immobilized microorganism method.

【0044】本発明の多孔性球状粒子は、上述の包括固
定型(包括固定法)及び前述の非包括固定型(微生物膜
法)を問わず、また、流動床、固定床のいずれの担体と
しても適用され、また汚水処理装置を含む、各種のバイ
オリアクターの用途に適用される。特に、処理槽内で、
本発明の粒状微生物担持体を浮沈、対流させて処理する
流動床型汚水処理装置として好適に用いることができ
る。
The porous spherical particles of the present invention can be used as a carrier in either a fluidized bed or a fixed bed irrespective of the above-mentioned entrapping fixed type (entrapping immobilization method) and the above-mentioned non-entrapping immobilization type (microbial membrane method). The present invention is also applied to various bioreactor applications including a sewage treatment apparatus. Especially in the processing tank,
It can be suitably used as a fluidized bed type sewage treatment apparatus for treating the particulate microorganism carrier of the present invention by floating and convection.

【0045】流動床型のバイオリアクターは、例えば、
前記微生物担持体を被処理液と接触させて生物処理、化
学的処理を行うものであれば適用できる。具体的には、
有機物質等の分解のほか、硝化脱窒などの酸化還元や、
付加、置換、変換、脱離などの化学反応を行わせる装置
に適用できる。
A fluidized bed type bioreactor is, for example,
The present invention can be applied as long as it carries out biological treatment and chemical treatment by bringing the microorganism carrier into contact with the liquid to be treated. In particular,
In addition to decomposition of organic substances, etc., oxidation reduction such as nitrification and denitrification,
The present invention can be applied to an apparatus for performing a chemical reaction such as addition, substitution, conversion, and elimination.

【0046】本発明の、多孔性球状粒子の微生物担持体
用の担体は、公知の微生物処理装置、たとえば、単槽
型、多槽型の装置にも用いることができ、嫌気性処理、
好気性処理のいずれにおいても有効に用いられる。
The carrier for the microbial carrier of the porous spherical particles of the present invention can be used in a known microorganism treatment apparatus, for example, a single-tank type or a multi-tank type.
It is effectively used in any of the aerobic treatments.

【0047】本発明の多孔性球状粒子の製造方法を以下
に説明する。
The method for producing the porous spherical particles of the present invention will be described below.

【0048】一つの製造方法としては、酸性溶液中にて
ゲル化する性質を持つ水溶性高分子とポリビニルアルコ
ールとアルデヒド類との混合液の液滴を酸性溶液中に滴
下し、該液滴をゲル化させると同時に該液滴中のポリビ
ニルアルコールとアルデヒド類とを反応させてポリビニ
ル系アセタール系樹脂を骨格とする多孔性球状粒子を得
ることを特徴とする多孔性球状粒子の製造方法が挙げら
れる。
As one production method, a droplet of a mixture of a water-soluble polymer having a property of gelling in an acidic solution, polyvinyl alcohol and aldehydes is dropped into the acidic solution, and the droplet is added to the acidic solution. A method for producing porous spherical particles, which comprises reacting polyvinyl alcohol and aldehydes in the droplets simultaneously with gelation to obtain porous spherical particles having a polyvinyl acetal resin as a skeleton. .

【0049】また、本発明の製造方法によると、粒子を
形成する原液の液滴が反応液と接触して直接粒子となる
ため、アセタ一ル化処理と球状粒子の成形過程を同時に
行うことができる。また、アセタール化のための触媒で
ある酸に接触するとゲル化する水溶液高分子を含んでい
るため液滴の形状が崩れることがない。したがって、従
来のように多工程を要することなく、簡単に、かつ高生
産で、しかも真球に近い均一粒子径の多孔性球状粒子を
製造することができる。
Further, according to the production method of the present invention, since the liquid droplets of the stock solution forming the particles are brought into contact with the reaction solution and directly become particles, the acetalization treatment and the process of forming the spherical particles can be performed simultaneously. it can. In addition, since the aqueous polymer solution contains an aqueous solution polymer that gels when it comes into contact with an acid which is a catalyst for acetalization, the shape of the droplet is not distorted. Therefore, it is possible to easily produce porous spherical particles having a uniform particle diameter close to a true sphere, without requiring multiple steps as in the related art, with high productivity.

【0050】この製造方法はポリビニルアルコールを含
む溶液を酸性溶液と反応させ、液滴の形状にすると同時
に、触媒である酸性溶液の作用により、この液滴に含ま
れるポリビニルアルコールとアルデヒド類のアセタール
化を同時に開始させることに特徴を有する。すなわち、
溶液中のポリビニルアルコールとアルデヒド類は触媒で
ある酸性溶液と接触しない間は、反応を起こさず溶液の
状態を保っているが、酸性溶液に接触すると同時にアセ
タール化反応を開始し、固化し始める。また溶液に含ま
れる酸性溶液中にてゲル化する性質を持つ水溶性高分子
は酸の作用により、ゲル状物質となり粘性を有するた
め、ポリビニルアルコールとアルデヒド類の反応終了ま
での間、球状形態が変形するのを防止するための役割を
担う。なお、本発明の製造方法においては、ポリビニル
アルコールと水溶性高分子とアルデヒド類からなる水溶
液中に微生物を混練することにより包括固定化担持体と
することも可能である等、使用目的に応じて配合物を調
整することもできる。
In this production method, a solution containing polyvinyl alcohol is reacted with an acidic solution to form droplets, and at the same time, the acetalization of polyvinyl alcohol and aldehydes contained in the droplets is performed by the action of the acidic solution as a catalyst. Are started at the same time. That is,
While the polyvinyl alcohol and aldehydes in the solution do not react with the acidic solution as a catalyst, they do not react and maintain the solution state, but upon contact with the acidic solution, the acetalization reaction starts and starts to solidify. In addition, since the water-soluble polymer that has a property of gelling in an acidic solution contained in the solution becomes a gel-like substance due to the action of an acid and has viscosity, a spherical form is formed until the reaction between the polyvinyl alcohol and the aldehyde is completed. Plays a role in preventing deformation. In the production method of the present invention, depending on the purpose of use, for example, it is possible to form a comprehensive immobilized support by kneading microorganisms in an aqueous solution comprising polyvinyl alcohol, a water-soluble polymer, and aldehydes. The formulation can also be adjusted.

【0051】なお、酸性溶液中にてゲル化する性質を持
つ水溶性高分子(以下の他の製造方法において同じ。)
は、特に限定されるものではなく、例えばアルギン酸ナ
トリウム、カラギーナン、ボリアクリル酸ナトリウムを
例示できる。
A water-soluble polymer having a property of gelling in an acidic solution (the same applies to other production methods described below).
Is not particularly limited, and examples thereof include sodium alginate, carrageenan, and sodium polyacrylate.

【0052】原料となるポリビニルアルコールとしては
特に限定されるものではないが、平均重合度が500〜
3800であるポリビニルアルコールが望ましく、また
完全ケン化であること、もしくはそれに部分ケン化物及
び低重合度物を混合したものであってもよい。平均重合
度が500未満の場合では、高気孔率を有するものを得
ることが困難になり、平均重合度が3800を越える場
合は水に溶解した際にその粘度が余りにも高くなるた
め、混練などの工程上において取り扱いが困難となる。
なお重合度の異なるポリビニルアルコール原料をブレン
ドして使用することもでき、また、上記範囲のものでは
なく例えば重合度1500のものに重合度300のもの
を混合して使用しても問題はない。特に弾性、柔軟性、
風合い、気孔率の調整、吸水性向上などを得るために、
低重合度のポリビニルアルコール樹脂を使用してもよ
い。
The raw material polyvinyl alcohol is not particularly limited, but has an average degree of polymerization of 500 to 500.
The polyvinyl alcohol of 3800 is desirable, and it may be completely saponified, or may be a mixture of a partially saponified product and a low-polymerized product. When the average degree of polymerization is less than 500, it is difficult to obtain a material having a high porosity, and when the average degree of polymerization exceeds 3800, the viscosity becomes too high when dissolved in water. It becomes difficult to handle in the step.
Polyvinyl alcohol raw materials having different degrees of polymerization can be blended and used, and there is no problem if a mixture having a degree of polymerization of 300 and a degree of polymerization of 300 is used instead of the above range. Especially elastic, flexible,
To obtain texture, porosity adjustment, improved water absorption, etc.
You may use the polyvinyl alcohol resin of a low polymerization degree.

【0053】ポリビニルアルコールの濃度は、5〜20
重量%が好ましく、7〜15重量%がより好ましい。一
般にポリビニルアルコール濃度が高くなると球状粒子が
できやすく、ポリビニルアルコール濃度が低い場合は含
水ゲル状のものができやすくなる。これらの粒子の物性
の違いは、ポリビニルアルコール濃度のみに依存するわ
けではなく、他の因子によっても影響を受けるが、ポリ
ビニルアルコール濃度は、球状粒子において、樹脂骨格
となる上で重要なファクターである。従って、本発明で
は、その配合量が重要となる。本発明では、ポリビニル
アルコール濃度が20重量%をこえる場合は、溶液の粘
度が高くなりすぎて、取り扱いが困難となるばかりでは
なく、滴下の際に糸を引いたようなしずく状の粒子が生
成され、均一径又は均一径に近い球状のものはできにく
くなる。また濃度が5重量%より低い場合は、滴下後の
アセ夕一ル化反応により得られる球状粒子の強度が低く
なり、好ましくない。また、ポリビニルアルコールとア
ルデヒドと水溶性高分子との混合液の温度は特に範囲を
限定するものではなく、互いに変性することなく流動性
を保持できる温度であれば常温でも何ら問題はない。
The concentration of polyvinyl alcohol is 5 to 20.
% By weight, more preferably 7 to 15% by weight. Generally, when the polyvinyl alcohol concentration is high, spherical particles are easily formed, and when the polyvinyl alcohol concentration is low, a hydrogel is easily formed. The difference in the physical properties of these particles does not depend solely on the polyvinyl alcohol concentration, but is also affected by other factors, but the polyvinyl alcohol concentration is an important factor in forming a resin skeleton in spherical particles. . Therefore, in the present invention, the compounding amount is important. In the present invention, when the concentration of polyvinyl alcohol exceeds 20% by weight, not only the viscosity of the solution becomes too high, which makes handling difficult, but also droplet-like particles are formed as if the liquid were dropped. Thus, it is difficult to form a spherical material having a uniform diameter or a nearly uniform diameter. On the other hand, if the concentration is lower than 5% by weight, the strength of the spherical particles obtained by the acetylation reaction after dropping becomes low, which is not preferable. The temperature of the mixture of the polyvinyl alcohol, the aldehyde and the water-soluble polymer is not particularly limited, and there is no problem at room temperature as long as the temperature can maintain fluidity without denaturing each other.

【0054】アルデヒド類としては、ホルムアルデヒ
ド、ベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアル
デヒド、アクリルアルデヒドまたはグリオキザ一ルなど
の脂肪族および芳香族のアルデヒド類を例示することが
できる。また共存する酸により容易にアルデヒドに変換
するようなアセタールを利用しても良いが、ポリビニル
アルコールとの反応性、水溶性、価格、取り扱い性、反
応生成物の強度、反発弾性および反応後の処理の容易性
などの点を考慮するとホルムアルデヒドが特に優れてい
る。
Examples of the aldehydes include aliphatic and aromatic aldehydes such as formaldehyde, benzaldehyde, acetaldehyde, butyraldehyde, acrylaldehyde and glyoxal. Acetals which can be easily converted to aldehydes by the coexisting acid may be used. However, reactivity with polyvinyl alcohol, water solubility, price, handleability, strength of reaction product, rebound resilience and post-reaction treatment Formaldehyde is particularly excellent in view of the ease of processing.

【0055】アルデヒド類の濃度は、特に限定されるも
のではないが、樹脂骨格粒子のアセタール化度に影響を
与えるものであるため重要である。本発明においては、
アルデヒドの濃度は共存する酸触媒の濃度及び反応温度
に応じて適宜適正濃度を選定することが必要である。ア
ルデヒド濃度が高いほど所望するアセタール化度までの
到達時間を短縮することができるが、高すぎると反応速
度が速くアセ夕一ル化度の制御が困難となる。一般にア
セタール化度が高いものは強度が向上するが、あまり高
すぎると多孔質体を製造する場合は気孔率が低下すると
ともに見かけ比重が増して含水率が低下する。また残存
水酸基の減少に伴い親水性が低下する。また、粒子の反
発弾性も低下する。
The concentration of the aldehyde is not particularly limited, but is important because it affects the degree of acetalization of the resin skeleton particles. In the present invention,
It is necessary to appropriately select an appropriate concentration of the aldehyde according to the concentration of the coexisting acid catalyst and the reaction temperature. The higher the aldehyde concentration, the shorter the time required to reach the desired degree of acetalization. However, if the aldehyde concentration is too high, the reaction rate is so high that it is difficult to control the degree of acetalization. In general, those having a high degree of acetalization improve the strength, but too high a porosity decreases when producing a porous body, and the apparent specific gravity increases to decrease the water content. In addition, the hydrophilicity decreases as the residual hydroxyl groups decrease. Also, the rebound resilience of the particles decreases.

【0056】一方、アセタール化度は、既述の通り、3
0〜85モル%が好適な範囲である。特に、ゴム状弾性
や比較的硬さを必要とする流動床型の微生物担持体とし
て好適に用いる場合は、55〜85モル%に設定する必
要がある。このときのアルデヒド類の濃度は種類により
異なるが、ホルムアルデヒドを用いる場合、3〜10重
量%程度に設定することが好ましい。
On the other hand, the degree of acetalization was 3
0 to 85 mol% is a suitable range. In particular, when it is suitably used as a fluidized bed type microbial carrier requiring rubber-like elasticity and relatively high hardness, it must be set to 55 to 85 mol%. The concentration of the aldehyde at this time varies depending on the type, but when formaldehyde is used, it is preferable to set the concentration to about 3 to 10% by weight.

【0057】イオン交換反応によりゲル化する性質を持
つ水溶性高分子としては、例えば、アルギン酸ナトリウ
ム、カラギーナン、ポリアクリル酸ナトリウム等があげ
られるが、ゲル化速度の速さ、ゲルの状態などから考慮
するとアルギン酸ナトリウムがもっとも優れており、こ
れを利用することが好ましい。アルギン酸ナトリウムの
分子量は特に限定されるものではないが、高分子量の方
がゲル化速度が早くきれいな粒子が製造しやすい。但
し、あまりに高分子量になると、その溶液の粘度が上昇
しすぎるため、しずく状の粒子となりやすく好ましくな
い。例えば20℃、4%濃度で30dPa・sec程度
の粘性をもつアルギン酸ナトリウムが好適に用いられる
が、これに限定されない。
Examples of the water-soluble polymer having a property of gelling by an ion exchange reaction include sodium alginate, carrageenan, sodium polyacrylate and the like. Then, sodium alginate is most excellent, and it is preferable to use this. The molecular weight of sodium alginate is not particularly limited, but the higher the molecular weight, the faster the gelation rate and the easier the production of clean particles. However, if the molecular weight is too high, the viscosity of the solution is excessively increased, and thus it is not preferable because it tends to become droplet-shaped particles. For example, sodium alginate having a viscosity of about 30 dPa · sec at a concentration of 4% at 20 ° C. is preferably used, but is not limited thereto.

【0058】なお、ポリビニルアルコール溶液中に含有
される、例えば、イオン交換反応によりゲル化する性質
を持つ水溶性高分子は、既述の通り、気孔形成剤及び形
状維持剤としての役割を担うが、その限りにおいて、こ
の濃度は特に限定されるものではない。一般にこれらの
濃度が高い場合は溶液に粘度が増し、滴下に支障をきた
すことが多い。一方、濃度が低い場合はゲル生成の反応
速度が遅くなり球状粒子を得ることは困難となる。この
ような取り扱いを考慮すると、この濃度はアルギン酸ナ
トリウムの分子量にもよるが、0.5〜5重量%がよ
く、特に1〜5重量%が好適である。特にアルギン酸ナ
トリウムの濃度が0.5重量%より少ない場合は、水面
又は水中における水溶性高分子自身の表面張力より分散
力の方が強くなり、水をかかえ込めなくなり水面上で拡
散する。一方、アルギン酸ナトリウムの濃度が5重量%
を超えると、供給口から糸を引いた状態で溶液中に注入
させる結果、均一径の球状粒子が得られにくくなる。
The water-soluble polymer contained in the polyvinyl alcohol solution, for example, having a property of gelling by an ion exchange reaction, plays a role as a pore-forming agent and a shape maintaining agent as described above. The concentration is not particularly limited. In general, when these concentrations are high, the viscosity of the solution increases, which often hinders dripping. On the other hand, when the concentration is low, the reaction rate of gel formation becomes slow, and it becomes difficult to obtain spherical particles. In consideration of such handling, the concentration depends on the molecular weight of sodium alginate, but is preferably 0.5 to 5% by weight, and particularly preferably 1 to 5% by weight. In particular, when the concentration of sodium alginate is less than 0.5% by weight, the dispersing force becomes stronger than the surface tension of the water-soluble polymer itself on the water surface or in water, so that water cannot be retained and diffuses on the water surface. On the other hand, the concentration of sodium alginate was 5% by weight.
If it exceeds 50, it is difficult to obtain spherical particles having a uniform diameter as a result of injecting the yarn into the solution while pulling the yarn from the supply port.

【0059】ポリビニルアルコールとアルデヒド類との
反応を促進するため、酸性溶液を用いることが好まし
い。これらの酸類としては特に限定されるものではない
が、例えば、硫酸、塩酸、リン酸等の無機酸、およびマ
レイン酸等の有機酸を用いることができる。とりわけ強
酸が好ましく、特に硫酸が取扱い上最適である。
To promote the reaction between polyvinyl alcohol and aldehydes, it is preferable to use an acidic solution. Although these acids are not particularly limited, for example, inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and phosphoric acid, and organic acids such as maleic acid can be used. Particularly, a strong acid is preferable, and sulfuric acid is most suitable for handling.

【0060】多価金属塩水溶液も特に限定されるもので
はないが、主に塩化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸アルミ
ニウムなどが好適である。濃度は選択する金属塩の種類
や水溶液の温度により多少異なるが、塩化カルシウムを
用いた場合は1〜20重量%程度が最適である。塩化カ
ルシウムの濃度が20%より高いと生成するゲル粒子が
大きくなるとともに、隣接する他の粒子と融着する現象
が起きやすくなり、好ましくない。なお、塩化カルシウ
ムなどの多価金属塩を酸性水溶液中に少量添加しておく
と球状粒子が崩れることなく、均一径を有する球状粒子
が製造できる。
Although the aqueous solution of the polyvalent metal salt is not particularly limited, calcium chloride, zinc chloride, aluminum sulfate and the like are preferred. The concentration varies somewhat depending on the type of metal salt selected and the temperature of the aqueous solution, but when calcium chloride is used, the optimum concentration is about 1 to 20% by weight. If the concentration of calcium chloride is higher than 20%, the generated gel particles become large, and the phenomenon of fusing with other adjacent particles tends to occur, which is not preferable. When a small amount of a polyvalent metal salt such as calcium chloride is added to an acidic aqueous solution, spherical particles having a uniform diameter can be produced without collapsing the spherical particles.

【0061】本発明の方法により製造されたポリビニル
アセタール系球状粒子は、水溶性高分子の含水ゲル中に
ポリビニルアセタールが含まれているのではなく、ポリ
ビニルアセタールの樹脂骨格内にアルギン酸ナトリウム
等の水溶性高分子の含水ゲルが含まれた状態で得られ
る。そして、乾燥されたこの樹脂粒子は、アルギン酸ナ
トリウム等の水溶性高分子のゲルが収縮し、微細な孔径
の多孔質となる。これにより、ゴム状弾性又は比較的硬
い多孔性の球状樹脂粒子が得られる。また、水中に投入
すると、収縮したアルギン酸ナトリウム等の水溶性高分
子のゲルが含水ゲルとして概ね復元し、多孔質構造とし
て微生物の住処として利用できる。なお、その粒子中に
含有される上記ゲルを排除すると外部開孔する多孔質の
球状粒子が得られる。
The polyvinyl acetal-based spherical particles produced by the method of the present invention do not contain polyvinyl acetal in the hydrogel of the water-soluble polymer, but contain water-soluble such as sodium alginate in the resin skeleton of the polyvinyl acetal. Obtained in a state in which a hydrogel of a conductive polymer is contained. Then, the dried resin particles shrink from a gel of a water-soluble polymer such as sodium alginate, and become porous with a fine pore diameter. Thereby, rubbery elastic or relatively hard porous spherical resin particles are obtained. Also, when put into water, the gel of the contracted water-soluble polymer such as sodium alginate is substantially restored as a water-containing gel, and can be used as a dwelling place for microorganisms as a porous structure. When the gel contained in the particles is removed, porous spherical particles that open to the outside are obtained.

【0062】また、本発明の球状粒子の製造方法によれ
ば、イオン交換反応によりゲル化する性質を持つ水溶性
高分子とポリビニルアルコールとを混合溶解してなる水
溶液を、多価金属塩水溶液中に滴下し、イオン交換反応
により該液滴をゲル化させポリビニルアルコールを含む
ゲル状球状粒子を形成し、その後該ゲル状粒子をアルデ
ヒドを含む酸性溶液中に添加し、該ゲル状粒子体中に含
有されるポリビニルアルコールをアルデヒド類と反応さ
せることによりアセタール化度が30〜85モル%のポ
リビニルアセタール系樹脂を骨格とする多孔性球状粒子
を得ることができる。
Further, according to the method for producing spherical particles of the present invention, an aqueous solution obtained by mixing and dissolving a water-soluble polymer having a property of gelling by ion exchange reaction and polyvinyl alcohol is added to a polyvalent metal salt aqueous solution. And the droplets are gelled by an ion exchange reaction to form gel-like spherical particles containing polyvinyl alcohol. Thereafter, the gel-like particles are added to an acidic solution containing aldehyde, and the gel-like particles are added to the gel-like particles. By reacting the contained polyvinyl alcohol with aldehydes, it is possible to obtain porous spherical particles having a degree of acetalization of 30 to 85% by mole of a polyvinyl acetal resin.

【0063】この製造方法では、水溶性高分子の含水ゲ
ルを、球状粒子の主要成分として用いるのではなく、あ
くまで球状粒子の保形手段として利用することで、ゴム
弾性や比較的硬質等の物性を有し、限りなく均一径に近
いポリビニルアセタール系骨格球状粒子を簡単にかつ大
量に製造することができる。すなわち、ポリビニルアセ
タールとなる骨格粒子の主要成分であるポリビニルアル
コールと、製造工程上球状粒子の保形作用及び気孔形成
作用を果たすアルギン酸ナトリウム等の水溶性高分子と
の各配合量比率、およびポリビニルアルコールのアセタ
一ル化度を上記配合割合に調整することによって、ゴム
弾性や比較的硬質等の物性を有し、真球に近い均一粒子
径に近いポリビニルアセタール系骨格球状粒子を簡単に
かつ大量に製造することを可能とするものである。この
方法は、ポリビニルアルコール、水溶性高分子及びアル
デヒドの混合液を酸性溶液に滴下する方法に比べて、ア
セタール化度の調節が簡単である点で好ましい。アセタ
ール化度は、反応液のアルデヒド類の配合量、反応液の
温度、反応時間を調整することにより制御することがで
きる。
In this production method, the hydrogel of the water-soluble polymer is not used as the main component of the spherical particles, but is used as a shape retaining means of the spherical particles. And a polyvinyl acetal-based spheroidal particle having an almost uniform diameter can be easily and mass-produced. That is, the respective mixing ratios of polyvinyl alcohol, which is a main component of the skeleton particles to be polyvinyl acetal, and a water-soluble polymer such as sodium alginate which performs a shape-retaining action and a pore-forming action of spherical particles in the production process, and polyvinyl alcohol By adjusting the degree of acetalization to the above blending ratio, polyvinyl acetal skeleton spherical particles having physical properties such as rubber elasticity and relatively hardness and having a uniform particle diameter close to a true sphere can be easily and in large quantities. It is possible to manufacture. This method is preferable in that the degree of acetalization can be easily adjusted as compared with a method in which a mixture of polyvinyl alcohol, a water-soluble polymer, and an aldehyde is dropped into an acidic solution. The acetalization degree can be controlled by adjusting the amount of aldehydes in the reaction solution, the temperature of the reaction solution, and the reaction time.

【0064】一方、耐摩耗性及び機械的強度に優れたポ
リビこルアセタール系樹脂を骨格とする中空状の多孔性
球状粒子を製造する方法としては、多価金属塩水溶液
を、イオン交換反応によりゲル化する性質を持つ水溶性
高分子とポリビニルアルコールを混合溶解してなる水溶
液中に滴下し、多価金属塩の液滴と水溶性高分子の反応
により凝固させて、液滴外周部に、多価金属塩と反応し
た水溶性高分子のゲルとポリビニルアルコールが混在す
るゲル状球状粒子体を形成し、その後、該ゲル状粒子体
をアルデヒド類を含む酸性水溶液中に添加し、ゲル状粒
子体中に含有するポリビニルアルコールをアルデヒド類
と反応させる方法が挙げられる。
On the other hand, as a method for producing hollow porous spherical particles having a skeleton of polyvinyl acetal resin having excellent wear resistance and mechanical strength, an aqueous polyvalent metal salt solution is prepared by an ion exchange reaction. A water-soluble polymer having a gelling property and polyvinyl alcohol are dropped into an aqueous solution obtained by mixing and dissolving, and solidified by the reaction between the droplet of the polyvalent metal salt and the water-soluble polymer, and on the outer periphery of the droplet, Form a gel-like spherical particle in which a water-soluble polymer gel reacted with a polyvalent metal salt and polyvinyl alcohol are mixed, and then add the gel-like particle to an acidic aqueous solution containing aldehydes to form a gel-like particle. A method of reacting polyvinyl alcohol contained in the body with aldehydes may be mentioned.

【0065】この製造方法は、多価金属塩水溶液をポリ
ビニルアルコール溶液に滴下させることにより、液滴外
周部がゲル化し、これにより液滴内部にポリビニルアル
コール溶液が侵入できないため、ゲル化が起こることな
く、結果として生成物が中空粒子となる。
In this production method, the aqueous solution of the polyvalent metal salt is dropped into the polyvinyl alcohol solution, so that the outer peripheral portion of the droplet gels, whereby the polyvinyl alcohol solution cannot enter the inside of the droplet. Instead, the product is hollow particles.

【0066】なお、後述の実施例を含む本発明の気孔
径、気孔率及びアセタール化度は次の測定法に基づくも
のである。
The pore diameter, porosity and degree of acetalization of the present invention, including the examples described below, are based on the following measuring methods.

【0067】(気孔径の測定)気孔径の測定はASTM
(Designation :D4404-84)に基づいて測定した。具体
的には、POROUS MATERIALS,INC社
製ポロシメーターを用い、水銀圧入法細孔測定により平
均気孔径を求めた。
(Measurement of pore diameter) The measurement of the pore diameter was performed according to ASTM.
(Designation: D4404-84). Specifically, the average pore diameter was determined by mercury intrusion porosimetry using a porosimeter manufactured by POROUS MATERIALS, INC.

【0068】(気孔率の測定)サンプルをウェット状態
で、ノギスを用いて直径を3箇所で図り、見かけ体積
(Va)及び、島津製作所製乾式自動密度計アキュビッ
ク1330(商品名)を用いて真体積(V)を測定す
る。この値を用いて下記の数式により気孔率ε(%)を
計算した。
(Measurement of porosity) In a wet state, the sample was measured at three places with calipers using a vernier caliper, and was measured using an apparent volume (Va) and a dry type automatic density meter Acubic 1330 (trade name) manufactured by Shimadzu Corporation. Measure the volume (V). Using this value, the porosity ε (%) was calculated by the following equation.

【0069】ε=(1―V/Va)×100 Va:サンプルの見かけ体積 V:真体積Ε = (1−V / Va) × 100 Va: Apparent volume of sample V: True volume

【0070】(アセタール化度の測定)重水素クロロホ
ルム、トリフルオロ酢酸水溶液中でのプロトンNMR測
定から次の数式によりアセタール化度F(%)を算出し
た。
(Measurement of the degree of acetalization) The degree of acetalization F (%) was calculated from the proton NMR measurement in an aqueous solution of deuterated chloroform and trifluoroacetic acid by the following formula.

【0071】F=(a/c)×100 c:メチンプロトン(例えば、4.153、4.442
ppm)のピーク強度の合計 a:エーテル基に隣接するメチレンプロトン(例えば、
4.667、5.150、5.313、5.326pp
m)のピーク強度の合計
F = (a / c) × 100 c: methine proton (for example, 4.153, 4.442)
ppm) sum of peak intensities a: methylene protons adjacent to the ether group (eg,
4.667, 5.150, 5.313, 5.326 pp
m) sum of peak intensities

【0072】[0072]

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。なお、以下の実施例及び比較例における%とは重
量%を意味する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on embodiments. In the following Examples and Comparative Examples,% means% by weight.

【0073】(実施例1) (滴下液) ポリビニルアルコール 7.5% アルギン酸ナトリウム 1.0% ホルムアルデヒド 4.0% 水 87.5% ( 反応液) 硫酸 10.0% 水 90.0% 平均重合度が1500で完全ケン化のポリビニルアルコ
ール樹脂を熱水に溶解した後冷却し、これに別に調製し
たアルギン酸ナトリウムの水溶液を添加して、さらにホ
ルムアルデヒド水溶液を加え均一に混合した。次にこの
混合液を10%硫酸水溶液中に滴下した。この硫酸水溶
液の液温は60℃であった。硫酸水溶液中で形成した液
滴は約5分ほどでゲル化し、その状態で15分ほど反応
させた後該粒子を分離したところポリビニルアセタール
を樹脂骨格とする弾性粒子体が得られた。これを水洗い
にて充分洗浄、乾燥することにより粒子径3〜4mmで
ある真球に近い均一粒子径のポリビニルアセタール系多
孔性球状粒子を得た。
(Example 1) (Drip solution) Polyvinyl alcohol 7.5% Sodium alginate 1.0% Formaldehyde 4.0% Water 87.5% (Reaction liquid) Sulfuric acid 10.0% Water 90.0% Average polymerization A completely saponified polyvinyl alcohol resin having a degree of 1500 was dissolved in hot water and then cooled. An aqueous solution of sodium alginate separately prepared was added thereto, and an aqueous formaldehyde solution was further added and mixed uniformly. Next, this mixture was dropped into a 10% aqueous sulfuric acid solution. The liquid temperature of this aqueous sulfuric acid solution was 60 ° C. The droplet formed in the aqueous sulfuric acid solution gelled in about 5 minutes, and was reacted in this state for about 15 minutes, and then the particles were separated. As a result, an elastic particle body having polyvinyl acetal as a resin skeleton was obtained. This was sufficiently washed with water and dried to obtain polyvinyl acetal porous spherical particles having a uniform particle diameter close to a true sphere having a particle diameter of 3 to 4 mm.

【0074】(実施例2) (滴下液) ポリビニルアルコール 7.5% アルギン酸ナトリウム 1.0% 水 91.5% (反応液) 硫酸 5.0% ホルムアルデヒド 4.0% 水 91.0% 平均重合度が1500で完全ケン化のポリビニルアルコ
ール樹脂を熱水に溶解した後冷却し、これに別に調製し
たアルギン酸ナトリウムの水溶液を添加混合した。この
混合液を別に調製したホルムアルデヒド水溶液と硫酸水
溶液とを均一混合したものに滴下した。この酸性ホルマ
リン溶液の 液温は60℃であった。滴下した液滴は5
分ほどでゲル化し、その状態で30分ほど反応させるこ
とによりポリビニルアセタールを樹脂骨格とする弾性粒
子が生成した。これは実施例1で得られたものとほぼ同
様のものであった。
(Example 2) (Drip solution) Polyvinyl alcohol 7.5% Sodium alginate 1.0% Water 91.5% (Reaction solution) Sulfuric acid 5.0% Formaldehyde 4.0% Water 91.0% Average polymerization A polyvinyl alcohol resin having a saponification degree of 1500 and completely saponified was dissolved in hot water and then cooled, and a separately prepared aqueous solution of sodium alginate was added thereto and mixed. This mixture was dropped into a mixture of a separately prepared aqueous solution of formaldehyde and an aqueous solution of sulfuric acid. The liquid temperature of this acidic formalin solution was 60 ° C. The dropped droplet is 5
Gelation took about 30 minutes, and the reaction was carried out for about 30 minutes in this state, whereby elastic particles having a resin skeleton of polyvinyl acetal were generated. This was almost the same as that obtained in Example 1.

【0075】(比較例1) (滴下液) ポリビニルアルコール 7.5% ホルムアルデヒド 4.0% 水 88.5% (反応液) 硫酸 10.0% 水 90.0% 平均重合度が1500で完全ケン化のポリビニルアルコ
ール樹脂を熱水に溶解した後冷却し、これにホルムアル
デヒド水溶液を加え均一に混合した。次にこの混合液を
液温60℃の10%硫酸水溶液中に滴下した。しかしな
がら、滴下した混合液は液滴としてとどまっておらず徐
々に酸性水溶液中に拡散していき、それと同時に反応が
進行したため雲状の固形物を生成したにすぎず、球状粒
子を得ることはできなかった。
(Comparative Example 1) (Drip solution) Polyvinyl alcohol 7.5% Formaldehyde 4.0% Water 88.5% (Reaction liquid) Sulfuric acid 10.0% Water 90.0% The average degree of polymerization is 1500 and complete quenching The polyvinyl alcohol resin was dissolved in hot water and cooled, and an aqueous formaldehyde solution was added thereto and mixed uniformly. Next, this mixture was dropped into a 10% aqueous sulfuric acid solution at a liquid temperature of 60 ° C. However, the dropped mixture does not remain as droplets but gradually diffuses into the acidic aqueous solution, and at the same time, the reaction proceeds, so that only a cloudy solid is generated, and spherical particles can be obtained. Did not.

【0076】(比較例2) (滴下液) ポリビニルアルコール 8.0% 水 92.0% (反応液) 硫酸 5.0% ホルムアルデヒド 4.0% 水 91.0% 平均重合度が1500で完全ケン化のポリビニルアルコ
ール樹脂を熱水に溶解した後冷却した。次にこの混合液
を別に調製したホルムアルデヒド水溶液と硫酸水溶液と
を均一混合したものに滴下した。この酸性ホルムアルデ
ヒド水溶液の液温は60℃であった。しかしながら比較
例1と同様の現象が生じ、球状粒子を得ることはできな
かった。
(Comparative Example 2) (Drip solution) Polyvinyl alcohol 8.0% Water 92.0% (Reaction liquid) Sulfuric acid 5.0% Formaldehyde 4.0% Water 91.0% The average polymerization degree is 1500 and complete polymerization The polyvinyl alcohol resin was dissolved in hot water and then cooled. Next, this mixture was dropped into a mixture of a separately prepared aqueous formaldehyde solution and a sulfuric acid aqueous solution. The liquid temperature of this acidic formaldehyde aqueous solution was 60 ° C. However, the same phenomenon as in Comparative Example 1 occurred, and spherical particles could not be obtained.

【0077】(実施例3) (滴下液) 塩化カルシウム 2.0% 水 98.0% (第1反応液) ポリビニルアルコール 3.0% アルギン酸ナトリウム 0.5% 水 96.5% (第2反応液) ホルムアルデヒド 8.0% 硫酸 10.0% 水 82.0% 平均重合度が1500で完全ケン化のポリビニルアルコ
一ル樹脂を熱水に溶解した後冷却し、これに別に調製し
たアルギン酸ナトリウム水溶液を添加して全量2000
mlの混合溶液とした。この混合溶液の温度は室温であ
った。これに塩化カルシウム水溶液をゆっくりと滴下す
ると、該液滴が凝固しはじめ約5分後には完全ゲル化
し、半透明の球状粒子が生成した。次に、このゲル状粒
子を分離回収し、さらにホルマリンと硫酸からなる液温
60℃の混合溶液に添加した。添加と同時に半透明のゲ
ル状粒子は白濁し始め、約10分後には完全に白色化
し、ポリビニルアセタールを樹脂骨格とするゴム弾性を
有する球状粒子が得られた。これを水で十分に洗浄し、
粒子径3〜4mmである真球に近い均一粒子径のポリビ
ニルアセタール系中空粒子を得た。
(Example 3) (Drip solution) Calcium chloride 2.0% Water 98.0% (First reaction solution) Polyvinyl alcohol 3.0% Sodium alginate 0.5% Water 96.5% (Second reaction) Liquid) formaldehyde 8.0% sulfuric acid 10.0% water 82.0% A completely alcoholized polyvinyl alcohol resin having an average degree of polymerization of 1500 was dissolved in hot water, cooled and cooled, and a sodium alginate aqueous solution separately prepared 2000
ml of the mixed solution. The temperature of this mixed solution was room temperature. When an aqueous solution of calcium chloride was slowly dropped, the droplets began to solidify and completely gelled after about 5 minutes, producing translucent spherical particles. Next, the gel particles were separated and collected, and further added to a mixed solution of formalin and sulfuric acid at a liquid temperature of 60 ° C. Simultaneously with the addition, the translucent gel-like particles began to become cloudy, and after about 10 minutes, completely whitened, and spherical particles having rubber elasticity and having polyvinyl acetal as a resin skeleton were obtained. Wash this thoroughly with water,
Polyvinyl acetal hollow particles having a uniform particle diameter close to a true sphere having a particle diameter of 3 to 4 mm were obtained.

【0078】(比較例3) (滴下液) ポリビニルアルコール 7.5% 塩化カルシウム 5.0% 水 87.5% (第1反応液) アルギン酸ナトリウム 0.5% 水 99.5% (第2反応液) ホルムアルデヒド 8.0% 硫酸 10.0% 水 82.0% 平均重合度が1500で完全ケン化のポリビニルアルコ
ール樹脂を熱水に溶解した後冷却し、これに別に調製し
た塩化カルシウム水溶液を添加して全量2000mlの
混合溶液とした。これをアルギン酸ナトリウム水溶液中
にゆっくりと滴下すると該溶液が沈降しながらゲル化し
半透明の紐状ゲルが生成した。次にこの紐状ゲルを分離
回収し、さらに、ホルマリンと硫酸からなる液温60℃
の混合水溶液に添加した。添加と同時に半透明のゲル状
粒子は白濁し始め、約10分後には完全に白色化し、ゴ
ム弾性を有するものが得られたが、球状粒子ではなく、
中空でもなかった。
Comparative Example 3 (Drip solution) Polyvinyl alcohol 7.5% Calcium chloride 5.0% Water 87.5% (First reaction liquid) Sodium alginate 0.5% Water 99.5% (Second reaction) Liquid) Formaldehyde 8.0% Sulfuric acid 10.0% Water 82.0% A completely saponified polyvinyl alcohol resin having an average degree of polymerization of 1500 is dissolved in hot water, then cooled, and a separately prepared calcium chloride aqueous solution is added thereto. Thus, a mixed solution having a total volume of 2000 ml was obtained. When the solution was slowly dropped into an aqueous sodium alginate solution, the solution settled and gelled, producing a translucent string-like gel. Next, the string-like gel is separated and recovered, and further, a liquid temperature of 60 ° C. comprising formalin and sulfuric acid.
Was added to the mixed aqueous solution. At the same time as the addition, the translucent gel-like particles began to become cloudy and completely whitened after about 10 minutes, and a rubber-elastic one was obtained.
It was not hollow.

【0079】(比較例4) (滴下液) ポリビニルアルコール 5.0% 塩化カルシウム 2.0% ホルムアルデヒド 3.0% 硫酸 4.0% 水 86.0% (第1反応液) アルギン酸ナトリウム 0.5% 水 99.5% (第2反応液) 水 平均重合度が1500で完全ケン化のポリビニルアルコ
ール樹脂および塩化カルシウム、ホルムアルデヒド、硫
酸からなる混合液をアルギン酸ナトリウム水溶液中にゆ
っくりと滴下すると該溶液は沈降しながらゲル化した。
この粒子を分離し、60℃の湯浴中に添加して30分反
応させると弾性粒子が得られた。しかしながら、該粒子
は中空粒子ではなく、また実施例3で得たものよりも強
度的に劣るものであった。なお、滴下し残った滴下液は
15分後には固形化しており、滴下液を調製した後、極
めて早期に使い切らなければならないことが判明した。
Comparative Example 4 (Drip solution) Polyvinyl alcohol 5.0% Calcium chloride 2.0% Formaldehyde 3.0% Sulfuric acid 4.0% Water 86.0% (First reaction liquid) Sodium alginate 0.5 % Water 99.5% (second reaction liquid) water A mixture of a completely saponified polyvinyl alcohol resin having an average degree of polymerization of 1500 and calcium chloride, formaldehyde, and sulfuric acid is slowly dropped into an aqueous sodium alginate solution. It gelled while settling.
These particles were separated, added to a hot water bath at 60 ° C., and reacted for 30 minutes to obtain elastic particles. However, the particles were not hollow particles and were inferior in strength to those obtained in Example 3. In addition, it turned out that the dripping liquid which dripped and remained had solidified after 15 minutes, and it had to be used up very early after preparing a dripping liquid.

【0080】(実施例4) (滴下液) ポリビニルアルコール 7.5% アルギン酸ナトリウム 1.0% 水 91.5% (第1反応液) 塩化カルシウム 3.0% 水 97.0% (第2反応液) ホルムアルデヒド 3.0% 硫酸 4.0% 水 93.0% 平均重合度が1500で完全ケン化のポリビニルアルコ
ール樹脂を熱水に溶解した後冷却し、これに別に調製し
たアルギン酸ナトリウム水溶液添加して全量2000m
lの混合溶液とした。これを塩化カルシウム水溶液50
00ml中にゆっくりと滴下するとすぐに該液滴が凝固
しはじめ、流動性を失い、約3分後には完全にゲル化し
半透明の球状粒子を生じた。次に、このゲル状粒子を分
離回収し、さらにホルムアルデヒド濃度が4%、硫酸濃
度が5%の混合水溶液に添加した。添加と同時に半透明
のゲル状粒子は白濁し始め約3分後には完全に白色化
し、ゴム弾性を有する球状粒子が得られた。これを水で
十分に洗浄し、粒子径3〜4mmである真球に近い均一
粒子径のポリビニルアセタール系多孔性球状粒子を得
た。この球状粒子を乾燥後、内部構造を走査電子顕微鏡
で観察したところ2〜4μmの気孔を多数有しており、
いずれも連通気孔であった。
Example 4 (Drip solution) Polyvinyl alcohol 7.5% Sodium alginate 1.0% Water 91.5% (First reaction solution) Calcium chloride 3.0% Water 97.0% (Second reaction) Liquid) formaldehyde 3.0% sulfuric acid 4.0% water 93.0% A completely saponified polyvinyl alcohol resin having an average degree of polymerization of 1500 was dissolved in hot water, cooled, and then a separately prepared aqueous sodium alginate solution was added thereto. 2000m
1 mixed solution. This is added to an aqueous calcium chloride solution 50
As soon as the solution was slowly dropped into 00 ml, the droplets began to solidify and lost fluidity, and after about 3 minutes completely gelled to produce translucent spherical particles. Next, the gel particles were separated and recovered, and further added to a mixed aqueous solution having a formaldehyde concentration of 4% and a sulfuric acid concentration of 5%. At the same time as the addition, the translucent gel-like particles started to become cloudy and completely whitened after about 3 minutes, and spherical particles having rubber elasticity were obtained. This was sufficiently washed with water to obtain polyvinyl acetal porous spherical particles having a uniform particle diameter close to a true sphere having a particle diameter of 3 to 4 mm. After drying the spherical particles, the internal structure was observed with a scanning electron microscope, and had many pores of 2 to 4 μm.
All were continuous vents.

【0081】(実施例5) (滴下液) ポリビニルアルコール 7.5% アルギン酸ナトリウム 1.0% 水 91.5% (第1反応液) 塩化カルシウム 3.0% 水 97.0% (第2反応液) ホルムアルデヒド 8.0% 硫酸 10.0% 水 82.0% 実施例4と同様の操作にてゲル状粒子を得た後、このゲ
ル状粒子を分離回収しさらにホルムアルデヒド8%、硫
酸10%からなる80℃の混合水溶液中に添加した。こ
の状態にて5分間反応させると弾性を有さない3〜4ミ
リの球状粒子が得られた。球状粒子は微細なクレ一ター
状の凹凸を有していた。これを水で十分に洗浄した後乾
燥し、内部構造を操作電子顕微鏡にて観察したところ、
2〜4μmの多数の気孔を有しておりいずれも連通孔で
あった。
(Example 5) (Drip solution) Polyvinyl alcohol 7.5% Sodium alginate 1.0% Water 91.5% (First reaction solution) Calcium chloride 3.0% Water 97.0% (Second reaction) Liquid) formaldehyde 8.0% sulfuric acid 10.0% water 82.0% After gel-like particles were obtained by the same operation as in Example 4, the gel-like particles were separated and collected, and then formaldehyde 8% and sulfuric acid 10% Was added to a mixed aqueous solution at 80 ° C. When the reaction was carried out for 5 minutes in this state, 3 to 4 mm spherical particles having no elasticity were obtained. The spherical particles had fine creter-like irregularities. After thoroughly washing this with water and drying, and observing the internal structure with an operation electron microscope,
It had many pores of 2 to 4 μm, all of which were communicating holes.

【0082】(実施例6) (滴下液) ポリビニルアルコール 7.5% アルギン酸ナトリウム 1.0% 水 91.5% (第1反応液) 塩化カルシウム 3.0% 水 97.0% (第2反応液) ホルムアルデヒド 8.0% 硫酸 10.0% 水 82.0% 実施例5と同様の操作にて、ゲル状粒子をホルムアルデ
ヒド8%および硫酸10%の20℃の混合溶液に添加し
て15時間反応させると、実施例2と同様の硬質球状粒
子が得られたが粒子表面は実施例5で得られた粒子より
も平滑であった。
(Example 6) (Drip solution) Polyvinyl alcohol 7.5% Sodium alginate 1.0% Water 91.5% (First reaction solution) Calcium chloride 3.0% Water 97.0% (Second reaction) Liquid) Formaldehyde 8.0% Sulfuric acid 10.0% Water 82.0% In the same manner as in Example 5, the gel particles were added to a mixed solution of 8% formaldehyde and 10% sulfuric acid at 20 ° C. for 15 hours. When reacted, hard spherical particles similar to those in Example 2 were obtained, but the particle surfaces were smoother than the particles obtained in Example 5.

【0083】(比較例5) (滴下液) ポリビニルアルコール 10.0% アルギン酸ナトリウム 1.0% 水 89.0% (反応液) 塩化カルシウム 3.0% 水 97.0% 平均重合度が1500で完全ケン化のポリビニルアルコ
一ル樹脂を熱水に溶解した後冷却し、これに別に調製し
たアルギン酸ナトリウム水溶液を添加して全量2000
mlの混合溶液とした。これを塩化カルシウム3%の水
溶液5000ml中にゆっくりと滴下すると、すぐに液
滴が凝固しはじめ、流動性を失い約3分後には完全にゲ
ル化したが、粒子の形状はしずく状であり、真球状のも
のではなかった。
(Comparative Example 5) (Drip solution) Polyvinyl alcohol 10.0% Sodium alginate 1.0% Water 89.0% (Reaction liquid) Calcium chloride 3.0% Water 97.0% Average polymerization degree is 1500 A completely saponified polyvinyl alcohol resin is dissolved in hot water and then cooled, and a separately prepared aqueous sodium alginate solution is added thereto to give a total amount of 2,000.
ml of the mixed solution. When this was slowly dropped into 5000 ml of a 3% aqueous solution of calcium chloride, the droplets immediately began to solidify, lost fluidity and gelled completely after about 3 minutes, but the particles were in the form of drops, It was not a true sphere.

【0084】(比較例6) (滴下液) ポリビニルアルコール 8.0% 水 92.0% (反応液) 塩化カルシウム 3.0% 水 97.0% 平均重合度が1500で完全ケン化のポリビニルアルコ
ール樹脂を水に溶解してなる8%水溶液を塩化カルシウ
ム3%の水溶液5000ml中にゆっくりと滴下する
と、液滴は塩化カルシウム水溶液の水面上に広がり、そ
の状態にて10分間放置しても該溶液が凝固することは
なくケル化物は得られなかった。
(Comparative Example 6) (Drip liquid) Polyvinyl alcohol 8.0% Water 92.0% (Reaction liquid) Calcium chloride 3.0% Water 97.0% Polyvinyl alcohol completely saponified with an average polymerization degree of 1500 When an 8% aqueous solution obtained by dissolving a resin in water is slowly dropped into 5000 ml of a 3% aqueous solution of calcium chloride, the droplet spreads on the surface of the aqueous solution of calcium chloride, and the solution is left standing for 10 minutes even in this state. Did not solidify, and no kerides were obtained.

【0085】各実施例で得られた多孔性球状粒子の含水
状態での見かけ比重は、サンプル10個当たり約1.0
17〜1.019であった。なお、実施例3の中空粒子
の比重はこれよりも小さく1.008程度であった。遠
心脱水した後の水分率は50.4%であり、50%圧縮
応力は20×103 N/m2 であった。20粒をビーカ
ーの水に投入して振盪したところ、しばらく水面で浮遊
した後3分28秒ですべての粒が水面下に穏やかに沈ん
だ。
The apparent specific gravity of the porous spherical particles obtained in each example in a water-containing state was about 1.0 per 10 samples.
17 to 1.019. The specific gravity of the hollow particles of Example 3 was smaller than this, and was about 1.008. The water content after centrifugal dehydration was 50.4%, and the 50% compressive stress was 20 × 10 3 N / m 2 . When 20 grains were put into the water of a beaker and shaken, all the grains gently sank below the water surface in 3 minutes and 28 seconds after floating on the water surface for a while.

【0086】(担体の微生物分解性試験)また、実施例
で得られた粒子を2mmのメッシュの多数の穴を持つポ
リプロピレン容器に10%ほど充填し、この容器こと活
性汚泥法曝気槽内に浸潰した。一年後にこの容器を取り
出し、容器内のポリビニルアセタール粒子について観察
したところ、摩耗による寸法変化はまったくみられなか
った。また該粒子表面には好気性の微生物が高密度に付
着しており、これらの微生物による担体の浸食は確認さ
れなかった。
(Microbial Degradability Test of Carrier) Also, about 10% of the particles obtained in the examples were filled in a polypropylene container having a large number of holes of 2 mm mesh and immersed in an activated sludge aeration tank. Crushed. One year later, the container was taken out, and the polyvinyl acetal particles in the container were observed. As a result, no dimensional change due to abrasion was observed. In addition, aerobic microorganisms adhered to the particle surface at high density, and erosion of the carrier by these microorganisms was not confirmed.

【0087】(包括固定化担体の製造)遠心分離にて5
0g/リットル程度に濃縮した活性汚泥と2%のアルギ
ン酸ナトリウムとを体積比1:1の割合で混合したもの
を別に調製し、これを各実施例で得られた多孔性球状粒
子に含浸させた。含浸量を増加させるために減圧下にて
該混合液を流入させて微生物担持体を得た。
(Production of entrapping immobilized carrier)
A mixture of activated sludge concentrated to about 0 g / liter and 2% sodium alginate at a volume ratio of 1: 1 was separately prepared and impregnated into the porous spherical particles obtained in each of the examples. . The mixed solution was flowed under reduced pressure to increase the amount of impregnation to obtain a microorganism carrier.

【0088】ついで得られた微生物担持体を5%塩化カ
ルシウム水溶液に含浸して撹拌し、約3時間その状態に
て反応させた。これによりポリビニルアセタール系多孔
質体中に含有されていたアルギン酸ナトリウムは不溶化
し、微生物を包括した状態で固定化された。
Then, the obtained microorganism carrier was impregnated with a 5% calcium chloride aqueous solution, stirred, and reacted for about 3 hours. As a result, the sodium alginate contained in the polyvinyl acetal-based porous material was insolubilized and immobilized in a state in which the microorganisms were included.

【0089】このようにして得られた微生物包括固定化
担持体は前述の多孔性球状粒子の細孔中および表面にア
ルギン酸系ゲルが付着したものであり、該ポリビニルア
セタール系多孔質体と同様に親水性がよく、ウェット時
の柔軟性および弾性に富んだものであった。また、多孔
性球状粒子がポリビニルホルマールであり、親水性に富
んだものであるため、多孔性球状粒子にゲルがなじみや
すく、担持体中に均一にゲルが存在する。さらに気孔率
が高く立体網目構造を有しているため、担持体中におけ
るゲルの割合を高く維持している。
The microbial inclusion-immobilized support thus obtained has an alginate-based gel attached in the pores and on the surface of the porous spherical particles described above, similar to the polyvinyl acetal-based porous body. It had good hydrophilicity and was rich in flexibility and elasticity when wet. In addition, since the porous spherical particles are polyvinyl formal and rich in hydrophilicity, the gel easily conforms to the porous spherical particles, and the gel is uniformly present in the carrier. Further, since the porous body has a high porosity and a three-dimensional network structure, the ratio of the gel in the carrier is kept high.

【0090】バイオリアクター内での流動を想定した模
擬テストとして、直径150mm、高さ400mmの容
器内に、得られた上記微生物包括固定化担持体を充填
し、水中にて曝気流動させたところ該担持体は均一に分
散流動した。この流動を1か月連続して運転させた後、
該担持体を取り出して観察したが、摩擦による摩耗や破
損などはまったくみられず、耐摩耗性に富んでいること
が確認された。また多孔性球状粒子の微生物による浸食
劣化はまったく受けておらず、担持体の寿命が長く維持
できることが確認された。
As a simulation test assuming the flow in the bioreactor, the obtained microbial entrapment-immobilized support was filled in a vessel having a diameter of 150 mm and a height of 400 mm, and aerated and flown in water. The carrier was uniformly dispersed and flowed. After running this flow continuously for one month,
The carrier was taken out and observed, but no wear or breakage due to friction was observed at all, and it was confirmed that the carrier had high wear resistance. In addition, the porous spherical particles were not subjected to erosion degradation by microorganisms at all, and it was confirmed that the life of the carrier could be maintained for a long time.

【0091】上記実施例、比較例の結果から本発明の製
造方法で多孔性球状粒子を製造するためには、ゲル化す
る性質を有する水溶性高分子を適度な濃度で配合しなけ
ればならず、その形状維持のためにアセタール化を行う
必要があることがわかる。例えば、実施例1と比較例1
や、実施例2と比較例2との比較においては、滴下液に
アルギン酸ナトリウムが含まれていないため滴下による
液滴が形状を維持できず雲状の粒子となった。
From the results of the above Examples and Comparative Examples, in order to produce porous spherical particles by the production method of the present invention, a water-soluble polymer having a gelling property must be blended at an appropriate concentration. It can be seen that acetalization must be performed to maintain the shape. For example, Example 1 and Comparative Example 1
In addition, in the comparison between Example 2 and Comparative Example 2, since the dropping liquid did not contain sodium alginate, the drop by dropping could not maintain the shape and became cloud-like particles.

【0092】また、実施例3で示したように、例えば、
実施例1の第1反応液と滴下液とを反対にして滴下する
と、中空状の粒子を得ることができることが認められ
た。この場合ポリビニルアルコ一ルの濃度は少ない方が
きれいな粒子となりやすいことが判明した。
As shown in the third embodiment, for example,
It was recognized that hollow particles could be obtained by dropping the first reaction solution and the dropping solution in Example 1 in the opposite manner. In this case, it was found that the smaller the concentration of the polyvinyl alcohol, the more easily the particles became clear.

【0093】また、これら実施例で得られた粒子はすべ
て、微生物固定化担体としての用途に優れ、流動性能、
比重、耐摩耗性、耐候(光)性、耐微生物分解性におい
て好結果を有するものであった。また、本発明の球状粒
子を圧縮することにより水との浸透性が向上し、使用の
便宜が図られることが認められた。ただし、アセタール
化度が30モル%以下と低い場合は、耐摩耗性は低下し
た。
Further, all of the particles obtained in these examples are excellent in use as a carrier for immobilizing microorganisms,
It had good results in specific gravity, abrasion resistance, weather (light) resistance and microbial degradation resistance. In addition, it has been found that compressing the spherical particles of the present invention improves water permeability and facilitates use. However, when the acetalization degree was as low as 30 mol% or less, the wear resistance was reduced.

【0094】[0094]

【発明の効果】本発明の多孔性球状粒子は、ポリビニル
アセタール系樹脂を骨格とするため、機械的強度及び耐
摩耗性が高い。従って、微生物担持体用の担体、農作物
の水耕栽培における溶液保持材や植物支持材、動植物細
胞の培地、人工水苔、土壌改良材、水中流動型洗浄部
材、水中流動型マッサ一ジ部材など各種用途に使用する
ことができる。特に、微生物担持体用の担体、とりわけ
流動床型微生物担持体用の担体の場合は、担体流動時に
発生する担体同士の摩擦や反応槽内壁との摩擦によって
も摩耗し難く、担体寿命が長くなる。また、微生物との
親和性のほかに、流動性能、比重、耐候(光)性、耐微
生物分解性が優れており、流動床型微生物担持体用の、
あるいは、微生物包括固定化用の担体として好適に使用
することができる。
The porous spherical particles of the present invention have high mechanical strength and abrasion resistance because they have a polyvinyl acetal resin as a skeleton. Therefore, a carrier for a microorganism carrier, a solution holding material and a plant supporting material in hydroponic cultivation of agricultural crops, a culture medium for animal and plant cells, an artificial moss, a soil improvement material, a submerged fluid cleaning member, a submerged fluid mass member, etc. It can be used for various purposes. In particular, in the case of a carrier for a microorganism carrier, in particular, a carrier for a fluidized bed microorganism carrier, the carrier is hardly worn due to friction between carriers generated at the time of carrier flow or friction with the inner wall of the reaction tank, and the life of the carrier is extended. . In addition to its affinity with microorganisms, it has excellent fluidity, specific gravity, weather resistance (light) resistance, and microbial degradation resistance.
Alternatively, it can be suitably used as a carrier for entrapping and immobilizing microorganisms.

【0095】また、真球に近い均一粒子径のポリビニル
アセタール系樹脂を骨格とする多孔性球状粒子の場合、
各種容器に充填し易く、耐摩耗性が一層向上し、また流
動床型の微生物担持体としての流動性の向上も図ること
ができる。
In the case of porous spherical particles having a skeleton of a polyvinyl acetal resin having a uniform particle size close to a true sphere,
It can be easily filled into various containers, the abrasion resistance is further improved, and the fluidity as a fluidized bed type microorganism carrier can be improved.

【0096】また、本発明の球状粒子の製造方法は、液
滴形状にて一段階で反応させるため、反応時間および後
加工工程をそれぞれ大福に短縮でき、連続的かつ大量に
該球状粒子を製造できる。従って、製造時間が大幅に短
縮され、かつ強度的に優れた材料を得ることができ、更
には任意の粒径を有した可及的に均一径の粒状体が得ら
れる。また、従来法のような後工程での損失も少なく歩
留まりを向上することが可能であり、さらに反応に必要
なスペースを縮小することもできる。また、中空状のポ
リビニルアセタール系多孔性球状粒子を得ることがで
き、特に、流動床型の微生物担持体用の担体として好適
に用いられる。
In the method of the present invention for producing spherical particles, the reaction is performed in a single step in the form of droplets, so that the reaction time and post-processing steps can be shortened greatly, and the spherical particles can be produced continuously and in large quantities. it can. Therefore, the production time is greatly reduced, and a material excellent in strength can be obtained. Further, a granular material having an arbitrary particle size and as uniform as possible can be obtained. Further, the yield can be improved with less loss in the post-process as in the conventional method, and the space required for the reaction can be reduced. In addition, hollow polyvinyl acetal-based porous spherical particles can be obtained, and are particularly suitably used as a carrier for a fluidized bed type microorganism carrier.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリビニルアセタール系樹脂を骨格とす
る、連通気孔を有す多孔性球状粒子。
1. Porous spherical particles having continuous pores and having a skeleton of a polyvinyl acetal resin.
【請求項2】 ポリビニルアセタール系樹脂がポリビニ
ルホルマールでありホルマール化度が30〜85モル%
である請求項1に記載の多孔性球状粒子。
2. The polyvinyl acetal resin is polyvinyl formal and has a formalization degree of 30 to 85 mol%.
The porous spherical particle according to claim 1, which is:
【請求項3】 前記多孔性球状粒子の気孔率が50〜9
8%である請求項1たは2に記載の多孔性球状粒子。
3. The porosity of the porous spherical particles is 50 to 9.
The porous spherical particles according to claim 1 or 2 which are 8%.
【請求項4】 前記多孔性球状粒子が中空体である、請
求項1ないし3いずかの項に記載の多孔性球状粒子。
4. The porous spherical particle according to claim 1, wherein the porous spherical particle is a hollow body.
【請求項5】 前記多孔性球状粒子が表面に細孔を有
し、該粒子内部が多孔構造である請求項1ない4いずれ
かの項に記載の多孔性球状粒子。
5. The porous spherical particle according to claim 1, wherein the porous spherical particle has pores on the surface, and the inside of the particle has a porous structure.
【請求項6】 前記多孔性球状粒子の含水状態での見か
けの比重が1. 0〜. 2である、請求項1ないし5いず
れかの項に記載の多孔性球状粒子。
6. The porous spherical particle according to claim 1, wherein the apparent specific gravity of the porous spherical particle in a water-containing state is 1.0 to 2.2.
【請求項7】 前記多孔性球状粒子の含水状態での大き
さが直径1〜20mである、請求項1ないし6いずれか
の項に記載の多孔性球状粒子。
7. The porous spherical particle according to claim 1, wherein the size of the porous spherical particle in a water-containing state is 1 to 20 m in diameter.
【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかの項に記載
の多孔性球状粒子に生物が固定された、微生物担持体。
8. A microorganism carrier in which a living organism is fixed to the porous spherical particles according to claim 1.
【請求項9】 前記微生物が多孔性球状粒子の表面及び
/または細孔内に固された、請求項8に記載の微生物担
持体。
9. The microorganism carrier according to claim 8, wherein the microorganisms are fixed on the surface and / or in the pores of the porous spherical particles.
【請求項10】 前記微生物が微生物固定化剤により包
括固定された請求項または9に記載の微生物担持体。
10. The microorganism carrier according to claim 9, wherein the microorganism is comprehensively fixed by a microorganism fixing agent.
【請求項11】 前記微生物固定化剤がアルギン酸ナト
リウムである、請求10に記載の微生物担持体。
11. The microorganism carrier according to claim 10, wherein the microorganism immobilizing agent is sodium alginate.
【請求項12】 請求項8ないし11のいずれかの項に
記載の微生物担持体用いた、バイオリアクター。
A bioreactor using the microorganism carrier according to any one of claims 8 to 11.
【請求項13】 以下の工程:酸性溶液中にてゲル化す
る性質を持つ水溶性高分子とポリビニルアルコールとア
ルデヒド類との混合水溶液の液滴を酸性溶液中に滴下す
る工程;および該液滴中のポリビニルアルコールとアル
デヒド類とを反応させる工程;を含む、ポリビニルアセ
タール系樹脂を骨格とする、連通気孔を有する多孔性球
状粒子の製造方法。
13. The following steps: a step of dropping a droplet of a mixed aqueous solution of a water-soluble polymer having a property of gelling in an acidic solution, polyvinyl alcohol and aldehydes into the acidic solution; Reacting polyvinyl alcohol and aldehydes in the inside thereof, comprising the steps of:
【請求項14】 ポリビニルアセタール系樹脂を骨格と
する、連通気孔を有る多孔性球状粒子の製造方法であっ
て、以下の工程:イオン交換反応によりゲル化する性質
を有する水溶性高分子とポリビニルアルコールとの混合
溶液の液滴を多価金属塩水溶液中に滴下し、該液滴をゲ
ル化させてポリビニルアルコールを含むゲル状球状粒子
を形成する工程;および、 該ゲル状球状粒子をアセタール化する工程;を含む、方
法。
14. A method for producing porous spherical particles having continuous pores and having a skeleton of a polyvinyl acetal resin, comprising the following steps: a water-soluble polymer having a property of gelling by an ion exchange reaction and polyvinyl alcohol. Dropping a droplet of the mixed solution with the above into an aqueous solution of a polyvalent metal salt, and gelling the droplet to form gel-like spherical particles containing polyvinyl alcohol; and acetalizing the gel-like spherical particles. A method comprising:
【請求項15】 前記混合溶液が、イオン交換反応によ
りゲル化する性質をする水溶性高分子を0.5ないし5
重量%、ポリビニルアルコールを5ないし20重量%含
む、請求項14に記載の多孔性球状粒子の製造方法。
15. The mixed solution contains 0.5 to 5 water-soluble polymers having a property of gelling by ion exchange reaction.
The method for producing porous spherical particles according to claim 14, comprising 5 to 20% by weight of polyvinyl alcohol.
【請求項16】 以下の工程:多価金属塩水溶液の液滴
を、イオン交換反応によりゲル化する性質を持つ水溶性
高分子とポリビニルアルコールとの混合液中に滴下し、
該液滴の外周部に、ゲル状球状粒子を形成する工程;該
ゲル状粒子をアセタール化する工程;を含む、中空状の
多孔性球状粒子の製造方法。
16. The following step: Drops of an aqueous solution of a polyvalent metal salt are dropped into a mixture of a water-soluble polymer having a property of gelling by an ion exchange reaction and polyvinyl alcohol,
A method for producing hollow porous spherical particles, comprising: forming a gel-like spherical particle on the outer periphery of the droplet; and acetalizing the gel-like particle.
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