JPWO2021045103A1 - Manufacturing method of flexible polyurethane foam - Google Patents

Manufacturing method of flexible polyurethane foam Download PDF

Info

Publication number
JPWO2021045103A1
JPWO2021045103A1 JP2021506340A JP2021506340A JPWO2021045103A1 JP WO2021045103 A1 JPWO2021045103 A1 JP WO2021045103A1 JP 2021506340 A JP2021506340 A JP 2021506340A JP 2021506340 A JP2021506340 A JP 2021506340A JP WO2021045103 A1 JPWO2021045103 A1 JP WO2021045103A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flexible polyurethane
polyurethane foam
mixed solution
swelling
foam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2021506340A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6909364B1 (en
Inventor
智幸 近藤
智幸 近藤
惣一郎 廣川
惣一郎 廣川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nisshinbo Chemical Inc
Original Assignee
Nisshinbo Chemical Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nisshinbo Chemical Inc filed Critical Nisshinbo Chemical Inc
Application granted granted Critical
Publication of JP6909364B1 publication Critical patent/JP6909364B1/en
Publication of JPWO2021045103A1 publication Critical patent/JPWO2021045103A1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/10Packings; Fillings; Grids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Abstract

水処理用微生物固定化担体に用いられる軟質ポリウレタンフォームの製造方法であって、ウレタンプレポリマー及びポリイソシアネート化合物(a)を含む混合溶液を、発泡容器に注入し、発泡させて、軟質ポリウレタンフォームを得る工程を有し、前記発泡容器の前記混合溶液が接する壁面の温度TWが、21〜60℃であり、前記軟質ポリウレタンフォームは、水膨潤時の膨潤密度が25〜70kg/m3であり、水膨潤時の平均気孔数が9〜30個/25mmであり、絶乾状態の体積に対する水膨潤時の体積の比で表される体積膨潤率が110〜1000%である、軟質ポリウレタンフォームの製造方法。A method for producing a flexible polyurethane foam used as a microbial immobilization carrier for water treatment, in which a mixed solution containing a urethane prepolymer and a polyisocyanate compound (a) is injected into a foam container and foamed to obtain a flexible polyurethane foam. The flexible polyurethane foam has a swelling density of 25 to 70 kg / m3 at the time of water swelling, and the temperature TW of the wall surface of the foam container in contact with the mixed solution is 21 to 60 ° C. A method for producing a flexible polyurethane foam, in which the average number of pores at the time of swelling is 9 to 30/25 mm, and the volume swelling rate expressed by the ratio of the volume at the time of water swelling to the volume in an absolutely dry state is 110 to 1000%. ..

Description

本発明は、軟質ポリウレタンフォームの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a flexible polyurethane foam.

従来、微生物を利用して汚水を処理する汚水処理装置に用いられる担体として、微生物固定化性能、親水性・耐久性及び水沈降性に優れる軟質ポリウレタンフォームから形成される担体が検討されてきた。
特許文献1には、担体表面から内部にかけて連通した気孔を有するポリウレタン発泡体からなる水膨潤性を有する水処理用担体において、前記ポリウレタン発泡体は立方体、直方体、または円柱であり、水膨潤後の立方体または直方体の全ての辺の長さ、または水膨潤後の円柱の直径及び高さが8〜100mmであって、水膨潤後の平均気孔数が10〜50個/25mm、体積膨潤率が150〜1000%であることを特徴とする水処理担体が記載されている。
Conventionally, as a carrier used in a sewage treatment apparatus that treats sewage using microorganisms, a carrier formed of a flexible polyurethane foam having excellent microbial immobilization performance, hydrophilicity / durability, and water sedimentation property has been studied.
According to Patent Document 1, in a water treatment carrier having water swelling property, which is made of a polyurethane foam having pores communicating from the surface of the carrier to the inside, the polyurethane foam is a cube, a rectangular parallelepiped, or a column, and is after water swelling. The length of all sides of a cube or a rectangular parallelepiped, or the diameter and height of a column after water swelling is 8 to 100 mm, the average number of pores after water swelling is 10 to 50/25 mm, and the volume swelling rate is 150. Water treatment carriers characterized by ~ 1000% are described.

特許文献2には、ポリイソシアネート化合物(a)とポリオール化合物(b)を反応させて得られる1分子中に少なくとも2個の末端イソシアネート基を有する親水性ポリウレタンプレポリマー(c)とポリイソシアネート化合物(a)との混合物に水を加えて反応させてなるポリウレタンフォームであって、前記ポリイソシアネート化合物(a)及び/または(a)の少なくとも一部が、ポリメリック成分を実質上含まない精製ジフェニルメタンジイソシアネートであることを特徴とする薬剤耐性を付与した水膨潤性ポリウレタンフォームとその製造方法及びそれを用いたバイオリアクター用担体が記載されている。Patent Document 2 describes a hydrophilic polyurethane prepolymer (c) and a polyisocyanate compound having at least two terminal isocyanate groups in one molecule obtained by reacting the polyisocyanate compound (a 1) with the polyol compound (b). A polyurethane foam obtained by adding water to a mixture with (a 2 ) and reacting the mixture, and at least a part of the polyisocyanate compound (a 1 ) and / or (a 2) does not substantially contain a polypeptide component. A water-swellable polyurethane foam imparted with drug resistance, which is a purified diphenylmethane diisocyanate, a method for producing the same, and a carrier for a bioreactor using the same are described.

中国実用新案第204454746号明細書China Utility Model No. 2044547446 特開2004−359950号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-359950

水処理用微生物固定化担体用の軟質ポリウレタンフォームは、一般にはポリイソシアネート化合物とポリオール化合物、あるいはウレタンプレポリマーとポリイソシアネート化合物とを、発泡剤及び整泡剤等とともに混合して発泡させることにより製造される。中でもバッチ法により軟質ポリウレタンフォームを製造する場合、個々のスラブの底面積を大きく、また高さを高く製造した方が生産効率を上げることができるが、スラブが大きくなると、混合液の投入量が多くなり、吐出量を増すにも上限がある中で、発泡容器へ混合液を投入中に、先に投入した混合液が硬化してしまうことから、密度、水膨潤性、及び気孔構造(以下「セル構造」ともいう)が軟質ポリウレタンフォームスラブ内で大きくバラツキ、物性の均質性を確保することが難しかった。
一方、スラブが小さくなると、スラブ内の中心部分と周囲部分(上面、下面、側面)では、密度、水膨潤性、及びセル構造が異なる為、物性の均質性を確保した部分が少なくなり、歩留まりが低下する。
また、通常、発泡容器上部は解放された状態である為、スラブ上部はアーチ状となり、軟質ポリウレタンフォームをスラブの底面に水平(以下、「水平方向」ともいう)にスライスしてウレタンフォームシートを作製する場合には、アーチ状の部分はスライスしたときに面積が小さく、使用できる範囲が少ないため生産効率が低下する等の課題を有していた。
A flexible polyurethane foam for a microbial immobilization carrier for water treatment is generally produced by mixing a polyisocyanate compound and a polyol compound, or a urethane prepolymer and a polyisocyanate compound together with a foaming agent, a foam stabilizer, or the like and foaming. Will be done. Above all, when the flexible polyurethane foam is manufactured by the batch method, the production efficiency can be improved by manufacturing the individual slabs with a large bottom area and a high height. The density, water swellability, and pore structure (hereinafter referred to as “poor structure”) are due to the fact that the previously charged mixed liquid hardens while the mixed liquid is being charged into the foam container, while there is an upper limit to increasing the discharge amount. The “cell structure”) varied widely in the flexible polyurethane foam slab, and it was difficult to ensure the homogeneity of the physical properties.
On the other hand, when the slab becomes smaller, the density, water swellability, and cell structure differ between the central portion and the peripheral portion (upper surface, lower surface, side surface) in the slab, so that the portion where the homogeneity of physical properties is ensured decreases, and the yield is reduced. Decreases.
In addition, since the upper part of the foam container is usually in an open state, the upper part of the slab is arched, and the flexible polyurethane foam is sliced horizontally on the bottom surface of the slab (hereinafter, also referred to as "horizontal direction") to form a urethane foam sheet. In the case of manufacturing, the arch-shaped portion has a problem that the area is small when sliced and the usable range is small, so that the production efficiency is lowered.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、バッチ法により、密度、水膨潤性、及びセル構造の均質性に優れる軟質ポリウレタンフォームを、効率的に製造する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and provides a method for efficiently producing a flexible polyurethane foam having excellent density, water swellability, and cell structure homogeneity by a batch method. The purpose is to do.

本発明は、所定の成分を含む混合溶液を所定の壁面温度を有する発泡容器に注入し、発泡させるバッチ法により、密度、水膨潤性、及びセル構造の均質性に優れる軟質ポリウレタンフォームを、効率的に得られることを見出したことに基づくものである。 According to the present invention, a flexible polyurethane foam having excellent density, water swellability, and cell structure homogeneity is efficiently produced by a batch method in which a mixed solution containing a predetermined component is injected into a foam container having a predetermined wall surface temperature and foamed. It is based on the finding that it can be obtained.

すなわち、本発明は、以下の[1]〜[7]を提供する。
[1]水処理用微生物固定化担体に用いられる軟質ポリウレタンフォームの製造方法であって、
ウレタンプレポリマー及びポリイソシアネート化合物(a)を含む混合溶液を、発泡容器に注入し、発泡させて、軟質ポリウレタンフォームを得る工程を有し、
前記発泡容器の前記混合溶液が接する壁面の温度Tが、21〜60℃であり、
前記軟質ポリウレタンフォームは、水膨潤時の膨潤密度が25〜70kg/m3であり、水膨潤時の平均気孔数が9〜30個/25mmであり、絶乾状態の体積に対する水膨潤時の体積の比で表される体積膨潤率が110〜1000%である、軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
[2]前記軟質ポリウレタンフォームを得る工程において、前記発泡容器の上面に蓋をする、上記[1]に記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
[3]前記軟質ポリウレタンフォームの高さが、300mm〜1200mmである、上記[1]又は[2]に記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
[4]前記軟質ポリウレタンフォームの体積が、0.03〜0.8mである、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
[5]前記混合溶液を、注入速度5〜200kg/minで注入する、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
[6]前記混合溶液を、発泡容器の壁面に沿わせて注入する、上記[1]〜[5]のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
[7]前記混合溶液の温度Tと前記壁面の温度Tの差の絶対値が、0〜40である上記[1]〜[6]のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
That is, the present invention provides the following [1] to [7].
[1] A method for producing a flexible polyurethane foam used as a microbial immobilization carrier for water treatment.
It has a step of injecting a mixed solution containing a urethane prepolymer and a polyisocyanate compound (a) into a foam container and foaming the mixture to obtain a flexible polyurethane foam.
Temperature T W of the wall in which the mixed solution of the foam container is in contact is a 21 to 60 ° C.,
The flexible polyurethane foam has a swelling density of 25 to 70 kg / m 3 at the time of water swelling, an average number of pores of 9 to 30 at the time of water swelling / 25 mm, and a volume at the time of water swelling with respect to a volume in an absolutely dry state. A method for producing a flexible polyurethane foam, wherein the volume swelling rate represented by the ratio of
[2] The method for producing a flexible polyurethane foam according to the above [1], wherein the upper surface of the foam container is covered with a lid in the step of obtaining the flexible polyurethane foam.
[3] The method for producing a flexible polyurethane foam according to the above [1] or [2], wherein the height of the flexible polyurethane foam is 300 mm to 1200 mm.
[4] The method for producing a flexible polyurethane foam according to any one of the above [1] to [3], wherein the volume of the flexible polyurethane foam is 0.03 to 0.8 m 3.
[5] The method for producing a flexible polyurethane foam according to any one of [1] to [4] above, wherein the mixed solution is injected at an injection rate of 5 to 200 kg / min.
[6] The method for producing a flexible polyurethane foam according to any one of [1] to [5] above, wherein the mixed solution is injected along the wall surface of the foam container.
[7] the absolute value of the difference between the temperature T S and the temperature T W of the walls of the mixed solution, process for producing a flexible polyurethane foam according to any one of [1] to [6] is 0 to 40.

本発明の製造方法によれば、バッチ法により、密度、水膨潤性、及びセル構造の均質性に優れる軟質ポリウレタンフォームを、効率的に得ることができる。 According to the production method of the present invention, a flexible polyurethane foam having excellent density, water swellability, and cell structure homogeneity can be efficiently obtained by the batch method.

本発明の軟質ポリウレタンフォームの製造方法は、水処理用微生物固定化担体用の軟質ポリウレタンフォームの製造方法である。
前記製造方法は、ウレタンプレポリマー及びポリイソシアネート化合物(a)を含む混合溶液を、発泡容器に注入し、発泡させて、軟質ポリウレタンフォームを得る工程を有し、前記発泡容器の前記混合溶液が接する壁面の温度Tが、21〜60℃である。
前記軟質ポリウレタンフォームは、水膨潤時の膨潤密度が25〜70kg/m3であり、水膨潤時の平均気孔数が9〜30個/25mmであり、絶乾状態の体積に対する水膨潤時の体積の比で表される体積膨潤率が110〜1000%である。
ここで、本発明で言う「水膨潤時」とは、軟質ポリウレタンフォームを25℃の水に1時間浸漬させた状態を指す。
また、本発明で言う「膨潤密度」とは、絶乾状態の質量を水膨潤時の体積で除した値として求められる値を指す。前記膨潤密度は、具体的には、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
また、前記「絶乾状態」とは、軟質ポリウレタンフォームを100℃で乾燥させて、質量の減少が見られなくなった状態を指す。絶対乾燥状態と言う場合もある。
また、本発明で言う「体積膨潤率」とは、絶乾状態の体積に対する水膨潤時の体積の比で表される値を指す。また、「絶乾状態の体積」は、軟質ポリウレタンフォームの気孔も含むものとし、該軟質ポリウレタンフォームの絶乾状態の外形の寸法に基づいて求められる体積とする。更に、「水膨潤時の体積」とは、軟質ポリウレタンフォームの気孔及びこれに吸収された水も含むものとし、該軟質ポリウレタンフォームが膨潤した状態の外形の寸法に基づいて求められる体積とする。例えば、軟質ポリウレタンフォームが直方体状である場合は、直方体の縦、横及び高さの3辺の長さの積として算出される値を、該軟質ポリウレタンフォームの体積とする。
上記のように、混合溶液を壁面の温度が制御された発泡容器に注し、発泡させることにより、バッチ法により、密度、水膨潤性、及びセル構造の均質性に優れる軟質ポリウレタンフォームを、効率的に製造することができる。
The method for producing a flexible polyurethane foam of the present invention is a method for producing a flexible polyurethane foam for a microbial immobilization carrier for water treatment.
The production method includes a step of injecting a mixed solution containing a urethane prepolymer and a polyisocyanate compound (a) into an effervescent container and foaming the mixture to obtain a flexible polyurethane foam, and the mixed solution of the effervescent container comes into contact with the mixed solution. temperature T W of the wall is a 21~60 ℃.
The flexible polyurethane foam has a swelling density of 25 to 70 kg / m 3 at the time of water swelling, an average number of pores at the time of water swelling of 9 to 30/25 mm, and a volume at the time of water swelling with respect to a volume in an absolutely dry state. The volume swelling rate represented by the ratio of is 110 to 1000%.
Here, the term "at the time of water swelling" as used in the present invention refers to a state in which the flexible polyurethane foam is immersed in water at 25 ° C. for 1 hour.
Further, the "swelling density" referred to in the present invention refers to a value obtained as a value obtained by dividing the mass in an absolutely dry state by the volume at the time of water swelling. Specifically, the swelling density can be measured by the method described in Examples described later.
The "absolutely dry state" refers to a state in which the flexible polyurethane foam is dried at 100 ° C. and no decrease in mass is observed. It may be called an absolutely dry state.
Further, the "volume swelling rate" referred to in the present invention refers to a value represented by the ratio of the volume at the time of water swelling to the volume in the absolutely dry state. Further, the "volume in the absolute dry state" shall include the pores of the flexible polyurethane foam, and shall be the volume obtained based on the outer dimensions of the flexible polyurethane foam in the absolute dry state. Further, the "volume at the time of water swelling" shall include the pores of the flexible polyurethane foam and the water absorbed therein, and shall be the volume obtained based on the external dimensions of the swelled flexible polyurethane foam. For example, when the flexible polyurethane foam has a rectangular parallelepiped shape, the value calculated as the product of the lengths of the three sides of the rectangular parallelepiped, that is, the length, the width, and the height, is taken as the volume of the flexible polyurethane foam.
As described above, by pouring the mixed solution into a foam container whose wall surface temperature is controlled and foaming, a flexible polyurethane foam having excellent density, water swellability, and cell structure homogeneity can be efficiently produced by the batch method. Can be manufactured as a target.

[軟質ポリウレタンフォームを得る工程]
軟質ポリウレタンフォームを得る工程は、ウレタンプレポリマー及びポリイソシアネート化合物(a)を含む混合溶液を、発泡容器に注入し、発泡させて、前記軟質ポリウレタンフォームを得る工程であり、前記発泡容器の前記混合溶液が接する壁面の温度T(以後、壁面の温度Tとも言う。)は、21〜60℃である。なお、壁面の温度Tは、混合溶液を注入し、発泡が完了するまで、21〜60℃の範囲内である。
[Process to obtain flexible polyurethane foam]
The step of obtaining the flexible polyurethane foam is a step of injecting a mixed solution containing the urethane prepolymer and the polyisocyanate compound (a) into a foam container and foaming the mixture to obtain the flexible polyurethane foam, and the mixing of the foam container. temperature T W (hereinafter, also referred to as temperature T W of the walls.) of wall the solution is in contact is 21 to 60 ° C.. The temperature T W of the walls, the mixed solution was injected until foaming is complete, in the range of 21-60 ° C..

<混合溶液>
混合溶液は、ウレタンプレポリマー及びポリイソシアネート化合物(a)を含む。
<Mixed solution>
The mixed solution contains a urethane prepolymer and a polyisocyanate compound (a).

(ウレタンプレポリマー)
ウレタンプレポリマーは、ポリオール化合物と、該ポリオール化合物の水酸基に対して、イソシアネート基のモル当量比が過剰となる量、好ましくは110%以上のポリイソシアネート化合物(b)とを反応させて得られるポリマーであり、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有している。前記ウレタンプレポリマーは、1種単独であっても、2種以上を併用してもよい。
このようなプレポリマーを原料化合物として用いることにより、水膨潤性に優れかつ密度、セル構造のバラつきが小さく、均質性に優れた軟質ポリウレタンフォームが得られやすい。
(Urethane prepolymer)
The urethane prepolymer is a polymer obtained by reacting a polyol compound with a polyisocyanate compound (b) in an amount such that the molar equivalent ratio of isocyanate groups is excessive, preferably 110% or more, with respect to the hydroxyl group of the polyol compound. It has two or more isocyanate groups in one molecule. The urethane prepolymer may be used alone or in combination of two or more.
By using such a prepolymer as a raw material compound, it is easy to obtain a flexible polyurethane foam having excellent water swelling property, a small variation in density and cell structure, and excellent homogeneity.

ウレタンプレポリマーとしては、ポリエーテルポリオールとポリイソシアネート化合物(b)とを反応させて得られた、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリエーテル系ウレタンプレポリマー、ポリエステルポリオールとポリイソシアネート化合物(b)とを反応させて得られた、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリエステル系ウレタンプレポリマー等が挙げられる。
ポリエーテルポリオールも、ポリエステルポリオールも、いずれも親水性を付与し得るが、ポリエステルポリオールに比べて、ポリエーテルポリオールの方が耐加水分解性に優れている。本発明においては、製造される軟質ポリウレタンフォームが、水処理用微生物固定化担体として水中で用いられるものであるため、該軟質ポリウレタンフォームの耐久性の観点から、ポリエーテル系ウレタンプレポリマーがポリエステル系ウレタンプレポリマーよりも好ましい。
また、ウレタンプレポリマーは、取り扱いやすさ等の観点から粘度が高すぎないことが好ましく、その粘度は、スピンドル型粘度計での25℃における測定値が、300〜9500mPa・sであることが好ましく、300〜9000mPa・sであることがより好ましく、更に好ましくは300〜8500mPa・sである。
The urethane prepolymer is a polyether urethane prepolymer having two or more isocyanate groups in one molecule, which is obtained by reacting a polyether polyol with a polyisocyanate compound (b), and a polyester polyol and a polyisocyanate compound. Examples thereof include a polyester-based urethane prepolymer having two or more isocyanate groups in one molecule obtained by reacting with (b).
Both the polyether polyol and the polyester polyol can impart hydrophilicity, but the polyether polyol is more excellent in hydrolysis resistance than the polyester polyol. In the present invention, since the produced flexible polyurethane foam is used in water as a microbial immobilization carrier for water treatment, the polyether urethane prepolymer is polyester-based from the viewpoint of durability of the flexible polyurethane foam. Preferable over urethane prepolymer.
Further, the urethane prepolymer preferably has a viscosity that is not too high from the viewpoint of ease of handling, and the viscosity is preferably 300 to 9500 mPa · s as measured by a spindle viscometer at 25 ° C. , 300 to 9000 mPa · s, more preferably 300 to 8500 mPa · s.

ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等が挙げられる。これらは、それぞれ、環状エーテル化合物である、酸化エチレン(EO)、酸化プロピレン(PO)、テトラヒドロフランの開環重合により得られる。ポリエーテルポリオールは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。また、環状エーテル化合物の共重合体であってもよく、水処理用微生物固定化担体として水中で用いられるものであるため、軟質ポリウレタンフォームの親水性等の観点から、特に、EO−PO共重合体が好ましい。
EO−PO共重合体におけるEOとPOとのモノマー組成比は、質量比で70/30〜30/70であることが好ましく、より好ましくは65/35〜40/60、更に好ましくは60/40〜50/50である。
Examples of the polyether polyol include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol and the like. These are obtained by ring-opening polymerization of the cyclic ether compounds, ethylene oxide (EO), propylene oxide (PO), and tetrahydrofuran, respectively. The polyether polyol may be used alone or in combination of two or more. Further, it may be a copolymer of a cyclic ether compound and is used in water as a microbial immobilization carrier for water treatment. Therefore, from the viewpoint of hydrophilicity of the flexible polyurethane foam, EO-PO co-weight is particularly important. Coalescence is preferred.
The monomer composition ratio of EO and PO in the EO-PO copolymer is preferably 70/30 to 30/70 by mass ratio, more preferably 65/35 to 40/60, and further preferably 60/40. ~ 50/50.

ポリイソシアネート化合物(b)は、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有する化合物であり、特に限定されるものではない。ポリイソシアネート化合物(b)としては、例えば、トルエンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、ビフェニレンジイソシアネート、ジフェニルエーテルジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。ポリイソシアネート化合物(b)は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 The polyisocyanate compound (b) is a compound having two or more isocyanate groups in one molecule, and is not particularly limited. Examples of the polyisocyanate compound (b) include toluene diisocyanate (TDI), xylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, naphthylene diisocyanate, biphenylenedi isocyanate, diphenyl ether diisocyanate, trizine diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate and the like. Be done. The polyisocyanate compound (b) may be used alone or in combination of two or more.

ポリイソシアネート化合物(b)は、異性体がある化合物である場合には、各異性体の1種のみでもよく、2種以上の異性体の混合物であってもよい。例えば、TDIは、トルエン−2,4−ジイソシアネート(2,4−TDI)とトルエン−2,6−ジイソシアネート(2,6−TDI)の2種の異性体があり、2,4−TDI及び2,6−TDIのいずれか一方のみを用いても、2種の混合物を用いてもよい。 When the polyisocyanate compound (b) is a compound having isomers, it may be only one kind of each isomer or a mixture of two or more kinds of isomers. For example, TDI has two isomers of toluene-2,4-diisocyanate (2,4-TDI) and toluene-2,6-diisocyanate (2,6-TDI), and there are 2,4-TDI and 2 , 6-TDI alone or a mixture of the two may be used.

ポリイソシアネート化合物(b)は、得られるプレポリマーの増粘度合いの観点から、好ましくはトルエンジイソシアネートである。 The polyisocyanate compound (b) is preferably toluene diisocyanate from the viewpoint of increasing the viscosity of the obtained prepolymer.

混合溶液中のウレタンプレポリマーの含有量は、好ましくは20〜80質量%、より好ましくは25〜70質量%、更に好ましくは30〜60質量%である。 The content of the urethane prepolymer in the mixed solution is preferably 20 to 80% by mass, more preferably 25 to 70% by mass, and further preferably 30 to 60% by mass.

(ポリイソシアネート化合物(a))
ポリイソシアネート化合物(a)は、特に限定されるものではなく、具体例としては、前記ウレタンプレポリマーの合成に用いられるポリイソシアネート化合物(b)について例示したものと同様のものが挙げられる。ポリイソシアネート化合物(a)は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
また、ポリイソシアネート化合物(a)は、前記ウレタンプレポリマーの合成に用いられるポリイソシアネート化合物(b)と同じであっても、異なっていてもよい。
ポリイソシアネート化合物(a)は、耐久性(弾力性及び耐摩耗性)に優れる水処理用微生物固定化担体用の軟質ポリウレタンフォームを得る観点から、好ましくはトルエンジイソシアネートである。
(Polyisocyanate compound (a))
The polyisocyanate compound (a) is not particularly limited, and specific examples thereof include those similar to those exemplified for the polyisocyanate compound (b) used in the synthesis of the urethane prepolymer. The polyisocyanate compound (a) may be used alone or in combination of two or more.
Further, the polyisocyanate compound (a) may be the same as or different from the polyisocyanate compound (b) used in the synthesis of the urethane prepolymer.
The polyisocyanate compound (a) is preferably toluene diisocyanate from the viewpoint of obtaining a flexible polyurethane foam for a microbial immobilization carrier for water treatment, which is excellent in durability (elasticity and abrasion resistance).

混合溶液中のポリイソシアネート化合物(a)の含有量は、好ましくは1〜30質量%、より好ましくは1.5〜20質量%、更に好ましくは2〜10質量%である。 The content of the polyisocyanate compound (a) in the mixed solution is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 1.5 to 20% by mass, and further preferably 2 to 10% by mass.

混合溶液は、発泡剤を含むことが好ましい。
発泡剤としては、例えば、水、ハイドロフルオロカーボン(HFC)、ハイドロフルオロオレフィン(HFO)、ハイドロクロロフルオロオレフィン(HCFO)、炭酸ガス、シクロペンタン等の炭化水素等が挙げられる。これらの発泡剤は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。前記発泡剤の中でも、取り扱い容易性やコスト、環境保全等の観点から、水が好ましい。
混合溶液中の発泡剤の種類、含有量は、水処理用微生物固定化担体の微生物固定化性能に影響を与える軟質ポリウレタンフォームの気孔サイズ等を考慮して適宜設定することができる。
The mixed solution preferably contains a foaming agent.
Examples of the foaming agent include water, hydrofluorocarbon (HFC), hydrofluoroolefin (HFO), hydrochlorofluoroolefin (HCFO), carbon dioxide, and hydrocarbons such as cyclopentane. These foaming agents may be used alone or in combination of two or more. Among the foaming agents, water is preferable from the viewpoint of ease of handling, cost, environmental protection and the like.
The type and content of the foaming agent in the mixed solution can be appropriately set in consideration of the pore size of the flexible polyurethane foam that affects the microbial immobilization performance of the microbial immobilization carrier for water treatment.

混合溶液は、硬化剤を含むことが好ましい。硬化剤は、ウレタンプレポリマーとポリイソシアネート化合物(a)を架橋硬化させるために添加されるものであり、架橋剤と呼ばれる場合もある。
硬化剤としては、例えば、水;グリセリン、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール等の多価アルコール;エタノールアミン類、ポリエチレンポリアミン類等のアミン化合物等が挙げられる。また、前記多価アルコールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等を開環重合させたポリオール類、前記アミン化合物に少量のプロピレンオキサイドを付加したもの等も挙げられる。これらの硬化剤は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。前記硬化剤の中でも、反応性、取り扱い容易性やコスト等の観点から、水が好ましい。
混合溶液中の硬化剤の含有量は、水処理用微生物固定化担体の微生物固定化性能や強度に影響を与える、軟質ポリウレタンフォームの柔軟性や弾力性、強度等を考慮して、適宜設定することができる。
The mixed solution preferably contains a curing agent. The curing agent is added for cross-linking and curing the urethane prepolymer and the polyisocyanate compound (a), and is sometimes called a cross-linking agent.
Examples of the curing agent include water; polyhydric alcohols such as glycerin, 1,4-butanediol and diethylene glycol; amine compounds such as ethanolamines and polyethylene polyamines. In addition, polyols obtained by ring-opening polymerization of ethylene oxide, propylene oxide and the like to the polyhydric alcohol, and those in which a small amount of propylene oxide is added to the amine compound can also be mentioned. These curing agents may be used alone or in combination of two or more. Among the curing agents, water is preferable from the viewpoint of reactivity, ease of handling, cost and the like.
The content of the curing agent in the mixed solution is appropriately set in consideration of the flexibility, elasticity, strength, etc. of the flexible polyurethane foam, which affects the microbial immobilization performance and strength of the microbial immobilization carrier for water treatment. be able to.

上記のように、水は水処理用微生物固定化担体に用いられる軟質ポリウレタンフォームの製造において、発泡剤及び硬化剤として用いることが好適である。発泡剤かつ硬化剤として水が用いられる場合、混合溶液中の水の含有量は、好ましくは20〜55質量%であり、より好ましくは25〜50質量%である。 As described above, water is preferably used as a foaming agent and a curing agent in the production of flexible polyurethane foam used as a microbial immobilization carrier for water treatment. When water is used as the foaming agent and the curing agent, the content of water in the mixed solution is preferably 20 to 55% by mass, more preferably 25 to 50% by mass.

混合溶液は、無機フィラーを含むことが好ましい。無機フィラーを用いることにより、製造される軟質ポリウレタンフォームの比重を調整することができ、該軟質ポリウレタンフォームを用いて作成した水処理用微生物固定化担体を水に投入した際に速やかに水中に沈降させることができる。
前記無機フィラーとしては、例えば、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、アルミナ、活性炭、ゼオライト等が挙げられる。前記無機フィラーは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。無機フィラーは、嵩体積が小さい方が好ましく、この観点から比重の大きい硫酸バリウムが好ましい。
また、前記無機フィラーは、製造される軟質ポリウレタンフォーム中での均一な分散性等の観点から、平均粒径が0.1〜100μmであることが好ましく、より好ましくは0.5〜70μm、更に好ましくは1〜50μmである。
なお、本発明で言う「平均粒径」とは、レーザ回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径(D50)を指す。具体的には、レーザ回折・散乱式粒子径分布測定装置「MT3300」(マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定されたD50値とする。
The mixed solution preferably contains an inorganic filler. By using an inorganic filler, the specific gravity of the produced flexible polyurethane foam can be adjusted, and when the microbial immobilization carrier for water treatment prepared using the flexible polyurethane foam is put into water, it quickly settles in water. Can be made to.
Examples of the inorganic filler include barium sulfate, calcium carbonate, talc, silica, alumina, activated carbon, and zeolite. The inorganic filler may be used alone or in combination of two or more. The inorganic filler preferably has a small bulk volume, and from this viewpoint, barium sulfate having a large specific gravity is preferable.
Further, the inorganic filler preferably has an average particle size of 0.1 to 100 μm, more preferably 0.5 to 70 μm, and further preferably 0.5 to 70 μm, from the viewpoint of uniform dispersibility in the produced flexible polyurethane foam. It is preferably 1 to 50 μm.
The "average particle size" referred to in the present invention refers to the particle size (D 50 ) at an integrated value of 50% in the particle size distribution obtained by the laser diffraction / scattering method. Specifically, a measured D 50 value using a laser diffraction-scattering type particle size distribution measuring device "MT3300" (manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.).

混合溶液が無機フィラーを含む場合、該無機フィラーの含有量は、製造される軟質ポリウレタンフォームの比重等の物性に応じて適宜調整されるが、前記ウレタンプレポリマー100質量部に対して、30質量部以下であることが好ましく、より好ましくは1〜25質量部、更に好ましくは2〜20質量部である。 When the mixed solution contains an inorganic filler, the content of the inorganic filler is appropriately adjusted according to physical properties such as the specific gravity of the produced flexible polyurethane foam, but is 30 mass by mass with respect to 100 parts by mass of the urethane prepolymer. The amount is preferably 1 part or less, more preferably 1 to 25 parts by mass, and further preferably 2 to 20 parts by mass.

混合溶液には、ウレタンプレポリマー、ポリイソシアネート化合物(a)、発泡剤、硬化剤及び無機フィラー以外に、必要に応じて、整泡剤、触媒、溶剤、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤が含まれていてもよい。 In addition to the urethane prepolymer, the polyisocyanate compound (a), the foaming agent, the curing agent and the inorganic filler, the mixed solution contains, if necessary, a foam stabilizer, a catalyst, a solvent, a coloring agent, an antioxidant, and an ultraviolet absorber. And other additives may be included.

前記整泡剤は、気孔サイズや密度等がより均一である軟質ポリウレタンフォームを得るために添加される。整泡剤としては、例えば、界面活性剤、シリコーンオイル等が挙げられる。これらの整泡剤は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。整泡剤の中でも、分子末端に水酸基を有し、イソシアネートと化学的な結合が可能である界面活性剤が、水処理用微生物固定化担体として処理槽へ投入された時に溶け出し難い点から好ましい。界面活性剤の中でも、アニオン系界面活性剤と比べ、泡立ちが少ない、ノニオン性界面活性剤が好ましい。 The foam stabilizer is added to obtain a flexible polyurethane foam having a more uniform pore size, density and the like. Examples of the foam stabilizer include surfactants, silicone oils and the like. These foam stabilizers may be used alone or in combination of two or more. Among the defoaming agents, a surfactant having a hydroxyl group at the molecular terminal and capable of chemically bonding with isocyanate is preferable because it is difficult to dissolve when it is put into a treatment tank as a microbial immobilization carrier for water treatment. .. Among the surfactants, nonionic surfactants, which have less foaming than anionic surfactants, are preferable.

前記触媒を、ウレタンプレポリマーとポリイソシアネート化合物(a)との反応を促進するために添加してもよい。前記触媒としては、軟質ポリウレタンフォームの合成に用いられる公知の触媒が使用でき、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミノモルフォリン、N−エチルモルホリン、テトラメチルグアニジン等のアミン触媒;スタナスオクトエート、ジブチルチンジラウレート等の錫触媒;フェニル水銀プロピオン酸塩、オクテン酸鉛等のその他の金属触媒等が挙げられる。前記触媒の中でも、アミン触媒が好ましい。 The catalyst may be added to accelerate the reaction between the urethane prepolymer and the polyisocyanate compound (a). As the catalyst, a known catalyst used for the synthesis of flexible polyurethane foam can be used, for example, an amine catalyst such as triethylamine, triethylenediamine, diethanolamine, dimethylaminomorpholine, N-ethylmorpholin, tetramethylguanidine; Tin catalysts such as ate and dibutyltin dilaurate; other metal catalysts such as phenylmercury propionate and lead octenoate can be mentioned. Among the catalysts, amine catalysts are preferable.

混合溶液に添加剤が含まれる場合、混合溶液中の添加剤の含有量は、好ましくは0.01〜5質量%であり、より好ましくは0.1〜3質量%である。 When the mixed solution contains an additive, the content of the additive in the mixed solution is preferably 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.1 to 3% by mass.

混合溶液に含まれる成分の混合方法は、特に限定されるものではないが、予めウレタンプレポリマーとポリイソシアネート化合物(a)を混合し、その混合物に発泡剤を添加することにより、ウレタンプレポリマーとポリイソシアネート化合物(a)を含む混合物を発泡させることが好ましい。上記以外の成分においては、ウレタンプレポリマーとポリイソシアネート化合物(a)を含む混合物、または発泡剤にその特性を考慮した上で添加してもよい。 The method for mixing the components contained in the mixed solution is not particularly limited, but the urethane prepolymer and the polyisocyanate compound (a) are mixed in advance, and a foaming agent is added to the mixture to obtain the urethane prepolymer. It is preferable to foam the mixture containing the polyisocyanate compound (a). Ingredients other than the above may be added to a mixture containing the urethane prepolymer and the polyisocyanate compound (a) or a foaming agent in consideration of its characteristics.

<発泡容器>
本発明で用いられる発泡容器は、特に限定されるものではないが、混合溶液が接する壁面の温度Tは、混合溶液を注入し、発泡が完了するまで、21〜60℃の範囲内である。
水処理用微生物固定化担体に用いられるような軟質ポリウレタンフォームは、一般に、発泡する際、発熱を伴う。軟質ポリウレタンフォームのスラブの中心部分は、発泡時の発熱が内部にこもって温度が高くなるが、スラブの側面に近い部分(発泡容器の壁面に近い部分)では中心部分よりも温度が低くなるため、反応速度が中心部分と側面に近い部分で異なり、その結果、軟質ポリウレタンフォームの密度、水膨潤性、及びセル構造等の物性が中心部分と側面に近い部分で異なる現象が生じやすい。一方、軟質ポリウレタンフォームのスラブの中心部分よりも発泡容器の温度が高い場合には、反応速度が中心部分よりも側面に近い部分で早くなり、その結果、軟質ポリウレタンフォームの密度、水膨潤性、及びセル構造等の物性が中心部分と側面に近い部分で異なる現象が生じやすく、全体的にも密度が低下してしまう。壁面の温度Tを上記範囲とすることで、壁面部分に存在する混合溶液の急激な温度低下や温度上昇を抑制することが可能となり、その結果、物性の均質性に優れる軟質ポリウレタンフォームを、効率的に製造することができる。
<Foam container>
Foam container used in the present invention is not particularly limited, the temperature T W of the walls mixed solution is in contact, the mixed solution was injected until foaming is completed, is within the range of 21-60 ° C. ..
Flexible polyurethane foams such as those used in water treatment microbial immobilization carriers generally generate heat when foamed. The temperature of the central part of the flexible polyurethane foam slab is high because the heat generated during foaming is trapped inside, but the temperature of the part near the side surface of the slab (the part close to the wall surface of the foam container) is lower than that of the central part. As a result, the reaction rate differs between the central portion and the portion close to the side surface, and as a result, the phenomenon that the physical properties such as the density, water swellability, and cell structure of the flexible polyurethane foam differ between the central portion and the portion close to the side surface is likely to occur. On the other hand, when the temperature of the foam container is higher than the central part of the slab of the flexible polyurethane foam, the reaction rate becomes faster in the part closer to the side surface than the central part, and as a result, the density, water swelling property of the flexible polyurethane foam, In addition, a phenomenon in which the physical properties such as the cell structure are different between the central portion and the portion close to the side surface is likely to occur, and the density is lowered as a whole. The temperature T W of the walls within the above range, it is possible to suppress a rapid temperature drop or rise in temperature of the mixed solution present in the wall portion, as a result, the flexible polyurethane foam which is excellent in uniformity of physical properties, It can be manufactured efficiently.

軟質ポリウレタンフォームを得る工程における壁面の温度Tは、密度、水膨潤性、及びセル構造の均質性に優れる軟質ポリウレタンフォームを得る観点、及び軟質ポリウレタンフォームを効率的に製造する観点から、好ましくは22℃以上、より好ましくは23℃以上、更に好ましくは24℃以上であり、同様の観点から、好ましくは55℃以下、より好ましくは50℃以下、更に好ましくは45℃以下である。Temperature T W of the walls in the step of obtaining a flexible polyurethane foam, density, water-swellable, and the viewpoint of obtaining a flexible polyurethane foam which is excellent in homogeneity of the cell structure, and from the viewpoint of producing a flexible polyurethane foam efficiently, preferably It is 22 ° C. or higher, more preferably 23 ° C. or higher, still more preferably 24 ° C. or higher, and from the same viewpoint, preferably 55 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or lower, still more preferably 45 ° C. or lower.

また、混合溶液の温度Tと壁面の温度Tの差の絶対値が、0〜40℃であることが好ましい。ここで、本発明で言う「混合溶液の温度T」とは、混合溶液の成分を全て混合撹拌した直後の混合溶液の温度を指す。混合溶液の温度Tと壁面の温度Tの差の絶対値を、このような範囲とすることで、より密度、水膨潤性、及びセル構造の均質性に優れる軟質ポリウレタンフォームを、より効率的に製造することができる。
混合溶液の温度Tと壁面の温度Tの差の絶対値は、密度、水膨潤性、及びセル構造の均質性に優れる軟質ポリウレタンフォームを得る観点、及び軟質ポリウレタンフォームを効率的に製造する観点から、好ましくは0〜30℃であり、より好ましくは0〜25℃である。
The absolute value of the difference between the temperature T W of the temperature T S and the wall surface of the mixed solution is preferably 0 to 40 ° C.. Here, the "temperature T S of the mixed solution" in the present invention refers to the temperature of the mixed solution immediately after the components of the mixed solution was stirred and mixed all. The absolute value of the difference between the temperature T S and the wall temperature T W of the mixed solution, With such a range, more density, water-swellable, and a flexible polyurethane foam which is excellent in homogeneity of the cell structure, more efficient Can be manufactured as a target.
Absolute value of the difference between the temperature T W of the temperature T S and the wall surface of the mixed solution, density, water-swellable, and the viewpoint of obtaining a flexible polyurethane foam which is excellent in homogeneity of the cell structure, and the production of flexible polyurethane foams efficient From the viewpoint, it is preferably 0 to 30 ° C, more preferably 0 to 25 ° C.

発泡容器の形状は、軟質ポリウレタンフォームを効率的に製造する観点から、立方体型や直方体型であることが好ましい。また、発泡容器は、軟質ポリウレタンフォームを効率的に製造する観点から、上面が解放された容器本体と、容器本体の解放された上面を閉鎖する蓋を有することが好ましい。
軟質ポリウレタンフォームを得る工程において、このような発泡容器を用い、発泡容器の上面に蓋をすることで、所望の形状である軟質ポリウレタンフォームを製造することが可能となり、軟質ポリウレタンフォームを効率的に製造することができる。
蓋の温度は、特に限定されるものではなく、温度を調節しなくてもよく、発泡容器の混合溶液が接する壁面と同様の温度等、適宜所望の温度に調節してもよい。
また、発泡容器の形状が立方体型や直方体型であることで、軟質ポリウレタンフォームの形状も立方体や直方体として得られる。その結果、所望の水処理用微生物固定化担体に用いる為に軟質ポリウレタンフォームを切断する場合、廃棄する部分が少なくなり、効率的に製造することができる。
The shape of the foam container is preferably a cube type or a rectangular parallelepiped type from the viewpoint of efficiently producing the flexible polyurethane foam. Further, from the viewpoint of efficiently producing flexible polyurethane foam, the foam container preferably has a container body with an open upper surface and a lid for closing the open upper surface of the container body.
In the process of obtaining the flexible polyurethane foam, by using such a foam container and covering the upper surface of the foam container with a lid, it becomes possible to manufacture the flexible polyurethane foam having a desired shape, and the flexible polyurethane foam can be efficiently produced. Can be manufactured.
The temperature of the lid is not particularly limited, and the temperature may not be adjusted, and may be appropriately adjusted to a desired temperature such as the same temperature as the wall surface in contact with the mixed solution of the foam container.
Further, since the shape of the foam container is a cube or a rectangular parallelepiped, the shape of the flexible polyurethane foam can also be obtained as a cube or a rectangular parallelepiped. As a result, when the flexible polyurethane foam is cut for use in a desired microbial immobilization carrier for water treatment, the amount of waste is reduced, and efficient production can be achieved.

発泡容器の内寸の高さは、軟質ポリウレタンフォームの密度、水膨潤性、及びセル構造の均質性を確保しつつ、効率的に製造する観点から、好ましくは300mm〜1200mmであり、より好ましくは400mm〜1000mm、更に好ましくは500mm〜800mmである。 The height of the inner dimension of the foam container is preferably 300 mm to 1200 mm, more preferably 300 mm to 1200 mm, from the viewpoint of efficient production while ensuring the density, water swellability, and homogeneity of the cell structure of the flexible polyurethane foam. It is 400 mm to 1000 mm, more preferably 500 mm to 800 mm.

発泡容器内側の混合溶液を収容することが可能となる容積は、軟質ポリウレタンフォームを効率的に製造する観点から、好ましくは0.03〜0.8mであり、より好ましくは0.1〜0.6m、更に好ましくは0.2〜0.5mである。The volume capable of accommodating the mixed solution inside the foam container is preferably 0.03 to 0.8 m 3 from the viewpoint of efficiently producing the flexible polyurethane foam, and more preferably 0.1 to 0. .6m 3, more preferably from 0.2 to 0.5 m 3.

発泡容器に混合溶液を注入する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、ミキシングヘッドを用いて混合して注入する方法等により行うことができる。
発泡容器に混合溶液を注入する際、混合溶液を発泡容器の壁面に沿わせて注入することが好ましい。このように注入することで、注入中の混合溶液を既に注入された混合溶液の下方に注入することができ、既に注入された混合溶液に含まれる発泡により形成された気泡が、後から注入された混合溶液に、押し潰されることを抑制することができる。その結果、より密度、水膨潤性、及びセル構造の均質性に優れる軟質ポリウレタンフォームを、効率的に製造することができる。
発泡容器に混合溶液を注入する際の注入速度は、密度、水膨潤性、及びセル構造の均質性に優れる軟質ポリウレタンフォームを得る観点から、好ましくは5〜200kg/min、より好ましくは50〜150kg/min、更に好ましくは75〜125kg/minである。
The method of injecting the mixed solution into the foam container is not particularly limited, but can be carried out by, for example, a method of mixing and injecting using a mixing head.
When injecting the mixed solution into the foam container, it is preferable to inject the mixed solution along the wall surface of the foam container. By injecting in this way, the mixed solution being injected can be injected below the already injected mixed solution, and bubbles formed by foaming contained in the already injected mixed solution are injected later. It is possible to prevent the mixture from being crushed by the mixed solution. As a result, a flexible polyurethane foam having higher density, water swellability, and cell structure homogeneity can be efficiently produced.
The injection rate when injecting the mixed solution into the foam container is preferably 5 to 200 kg / min, more preferably 50 to 150 kg, from the viewpoint of obtaining a flexible polyurethane foam having excellent density, water swellability, and homogeneity of the cell structure. / Min, more preferably 75-125 kg / min.

発泡容器の上面に蓋をする場合、上面に一部又は全部蓋をした状態で混合溶液を発泡容器に注入してもよく、混合溶液の注入の途中で蓋をしてもよく、混合溶液の注入が完了し、混合溶液の発泡が完了する前に蓋をしてもよい。 When the upper surface of the foam container is covered, the mixed solution may be injected into the foam container with the upper surface partially or completely covered, or the mixed solution may be covered in the middle of the injection of the mixed solution. The lid may be closed before the injection is complete and the foaming of the mixed solution is complete.

<軟質ポリウレタンフォーム>
本発明により得られる軟質ポリウレタンフォームは、ウレタンプレポリマー及びポリイソシアネート化合物(a)を含む混合溶液を発泡容器に注入し、発泡させることにより得られるものであり、水膨潤時の膨潤密度が25〜70kg/m3であり、水膨潤時の平均気孔数が9〜30個/25mmであり、絶乾状態の体積に対する水膨潤時の体積の比で表される体積膨潤率が110〜1000%である。
<Soft polyurethane foam>
The flexible polyurethane foam obtained by the present invention is obtained by injecting a mixed solution containing a urethane prepolymer and a polyisocyanate compound (a) into a foam container and foaming the foam, and the swelling density at the time of water swelling is 25 to 25 to. It is 70 kg / m 3 , the average number of pores at the time of water swelling is 9 to 30/25 mm, and the volume swelling rate expressed by the ratio of the volume at the time of water swelling to the volume in the absolute dry state is 110 to 1000%. be.

前記軟質ポリウレタンフォームの水膨潤時の膨潤密度は、水処理用微生物固定化担体に適用されるものとして、好ましくは28〜60kg/m3、より好ましくは28.5〜50kg/m3である。
水膨潤時の膨潤密度が25kg/m3未満の軟質ポリウレタンフォームは、樹脂量が少なすぎて、強度が低く、変形しやすく、これを用いて製造した水処理用微生物固定化担体は、処理槽のスクリーンの目詰まりや、変形してスクリーンを通過し処理槽から漏出する等の不都合を生じるおそれがある。また、樹脂量が少ないと、物理摩耗に対して弱く、体積減少(消耗)が早くなる。
一方、水膨潤時の膨潤密度が70kg/m3超では、原料コストが過大となるため好ましくない。
Swelling density during the water swelling of the soft polyurethane foam, as applied to microbial immobilization carrier for water treatment, preferably 28~60kg / m 3, more preferably 28.5~50kg / m 3.
The flexible polyurethane foam having a swelling density of less than 25 kg / m 3 at the time of water swelling has too little resin, has low strength, and is easily deformed. There is a risk of inconveniences such as clogging of the screen, deformation of the screen, passing through the screen, and leakage from the processing tank. Further, when the amount of resin is small, it is vulnerable to physical wear and the volume is reduced (consumed) quickly.
On the other hand, if the swelling density at the time of water swelling exceeds 70 kg / m 3 , the raw material cost becomes excessive, which is not preferable.

前記軟質ポリウレタンフォームのセル構造は、水中において微生物、微生物の呼吸に必要な酸素、及び微生物の活動・増殖に必要な栄養、微生物により除去される対象物(有機物(炭化水素)、窒素化合物、リン化合物)等の基質を十分に内部に侵入させて水処理用微生物固定化担体に微生物を固定化させる観点から、連通気孔構造であることが望ましい。また、水膨潤時の平均気孔数が、9〜30個/25mmであり、好ましくは10〜25個/25mmであり、より好ましくは11〜20個/25mmである。 The cell structure of the flexible polyurethane foam includes microorganisms, oxygen required for respiration of microorganisms, nutrients necessary for activity and proliferation of microorganisms, and objects (organic substances (hydrogens), nitrogen compounds, phosphorus) to be removed by microorganisms. From the viewpoint of allowing a substrate such as compound) to sufficiently penetrate into the inside and immobilizing the microorganism on the microorganism immobilization carrier for water treatment, it is desirable to have a continuous ventilation hole structure. The average number of pores at the time of water swelling is 9 to 30 pores / 25 mm, preferably 10 to 25 pores / 25 mm, and more preferably 11 to 20 pores / 25 mm.

前記「水膨潤時の平均気孔数」は、水膨潤時の軟質ポリウレタンフォームの任意の3本の長さ25mmの直線上に存在する気孔数の平均値を指す。具体的には、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。 The "average number of pores at the time of water swelling" refers to the average value of the number of pores existing on any three 25 mm long straight lines of the flexible polyurethane foam at the time of water swelling. Specifically, it can be measured by the method described in Examples described later.

本発明により得られる軟質ポリウレタンフォームは、良好な親水性等の観点から、水膨潤による体積膨潤率が、110〜1000%であり、好ましくは120〜800%、より好ましくは140〜500、更に好ましくは150〜300%である。
前記体積膨潤率が110%未満である軟質ポリウレタンフォームは、水との馴染みが十分とは言えず、親水性に優れているとは言い難いものである。
一方、前記体積膨潤率が1000%超の軟質ポリウレタンフォームは、水処理用微生物固定化担体として必要な耐久性能を維持することが困難となるため好ましくない。
The flexible polyurethane foam obtained by the present invention has a volume swelling rate of 110 to 1000%, preferably 120 to 800%, more preferably 140 to 500, still more preferably 140 to 500, from the viewpoint of good hydrophilicity and the like. Is 150-300%.
The flexible polyurethane foam having a volume swelling rate of less than 110% cannot be said to have sufficient compatibility with water, and cannot be said to be excellent in hydrophilicity.
On the other hand, the flexible polyurethane foam having a volume swelling rate of more than 1000% is not preferable because it becomes difficult to maintain the durability required as a microbial immobilization carrier for water treatment.

また、絶乾状態における密度を表す絶乾密度が、好ましくは48〜130kg/m、より好ましくは49〜110kg/m、更に好ましくは50〜90kg/mである。Further, absolute dry density representing the density in absolutely dry conditions, preferably 48~130kg / m 3, more preferably 49~110kg / m 3, more preferably a 50~90kg / m 3.

また、水膨潤時の平均気孔径が、好ましくは0.20〜2.00mm、より好ましくは0.50〜1.90mm、更に好ましくは0.70〜1.80mmである。水膨潤時の平均気孔径がこの範囲であると、水中において微生物、微生物の呼吸に必要な酸素、及び微生物の活動・増殖に必要な栄養、微生物により除去される対象物(有機物(炭化水素)、窒素化合物、リン化合物)等の基質を十分に内部に侵入させて微生物を固定化し易くなる。
ここで、「水膨潤時の平均気孔径」とは、水膨潤時の軟質ポリウレタンフォームの断面における1個の気孔について、長径と短径を測定し、該長径と該短径の平均値を直径とする真円とみなし、同様にして、合計50個の気孔について、それぞれ、真円とみなした場合の直径の平均値とする。
The average pore diameter at the time of water swelling is preferably 0.25 to 2.00 mm, more preferably 0.50 to 1.90 mm, and further preferably 0.70 to 1.80 mm. When the average pore diameter at the time of water swelling is within this range, microorganisms, oxygen required for respiration of microorganisms, nutrients necessary for activity and proliferation of microorganisms, and objects removed by microorganisms (organic matter (hydrogen)) , Nitrogen compound, phosphorus compound) and the like can be sufficiently invaded inside to facilitate the immobilization of microorganisms.
Here, the "average pore diameter at the time of water swelling" means that the major axis and the minor axis are measured for one pore in the cross section of the flexible polyurethane foam at the time of water swelling, and the average value of the major axis and the minor axis is the diameter. In the same way, for a total of 50 pores, the average value of the diameters when they are regarded as perfect circles is used.

また、セル構造を構成する軟質ポリウレタンの骨格部分は、十分な気孔径及び表面積を維持する観点から、水膨潤時の隣接する気孔間の骨格のうち最小部分の幅が、好ましくは0.05〜0.50mm、より好ましくは0.07〜0.40mm、更に好ましくは0.10〜0.30mmである。
また、水中において多くの微生物を固定化させるのに適したセル構造として、前記骨格部分は、細い棒状の骨格からなる、いわゆるリブ構造であるよりも、隣接する気孔間が部分的に膜状となり壁面で区画される事で表面積が大きな、いわゆるウォール構造であることが好ましい。
Further, from the viewpoint of maintaining a sufficient pore diameter and surface area, the width of the minimum portion of the skeleton between adjacent pores at the time of water swelling is preferably 0.05 to the skeleton portion of the flexible polyurethane constituting the cell structure. It is 0.50 mm, more preferably 0.07 to 0.40 mm, still more preferably 0.10 to 0.30 mm.
Further, as a cell structure suitable for immobilizing many microorganisms in water, the skeleton portion has a partially membranous structure between adjacent pores rather than a so-called rib structure composed of a thin rod-shaped skeleton. It is preferable to have a so-called wall structure having a large surface area by being partitioned by a wall surface.

軟質ポリウレタンフォームは、軟質ポリウレタンフォームを効率的に製造する観点から、スラブ状として製造することが好ましい。スラブ状として製造される軟質ポリウレタンフォームの高さは、軟質ポリウレタンフォームを効率的に製造する観点から、好ましくは300mm〜1200mmであり、より好ましくは400mm〜1000mm、更に好ましくは500mm〜800mmである。 The flexible polyurethane foam is preferably produced in the form of a slab from the viewpoint of efficiently producing the flexible polyurethane foam. The height of the flexible polyurethane foam produced as a slab is preferably 300 mm to 1200 mm, more preferably 400 mm to 1000 mm, and further preferably 500 mm to 800 mm from the viewpoint of efficiently producing the flexible polyurethane foam.

軟質ポリウレタンフォームの体積は、軟質ポリウレタンフォームを効率的に製造する観点から、好ましくは0.03〜0.8mであり、より好ましくは0.1〜0.6m、更に好ましくは0.2〜0.5mである。
ここで、本発明で言う「軟質ポリウレタンフォームの体積」は、軟質ポリウレタンフォームの気孔も含むものとし、該軟質ポリウレタンフォームの外形の寸法に基づいて求められる体積とする。
The volume of flexible polyurethane foams, from the viewpoint of producing a flexible polyurethane foam efficiently, preferably 0.03~0.8M 3, more preferably 0.1~0.6M 3, more preferably 0.2 It is ~ 0.5 m 3.
Here, the "volume of the flexible polyurethane foam" referred to in the present invention is assumed to include the pores of the flexible polyurethane foam, and is a volume obtained based on the outer dimensions of the flexible polyurethane foam.

軟質ポリウレタンフォームは、例えば、スラブ状として得られたものを、所望のサイズに切断加工等することにより、水処理用微生物固定化担体として供することができる。 The flexible polyurethane foam can be provided as a microbial immobilization carrier for water treatment by, for example, cutting a slab-like product into a desired size or the like.

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

[製造原料]
軟質ポリウレタンフォームの製造に用いた原料化合物の詳細を以下に示す。
・ウレタンプレポリマー(1):TDI変性EO−PO共重合体;EO/PO質量比:55/45、EO−PO共重合体の数平均分子量:2700(理論値)、NCO(イソシアネート基)含有量:4.5質量%、粘度(25℃):8000mPa・s
・ウレタンプレポリマー(2):TDI変性EO−PO共重合体;EO/PO質量比:50/50、EO−PO共重合体の数平均分子量:2500(理論値)、NCO(イソシアネート基)含有量:4.5質量%、粘度(25℃):8000mPa・s
・ポリイソシアネート化合物(a):TDI;「コロネート(登録商標) T−80」、東ソー株式会社製、2,4−TDI/2,6−TDI質量比:80/20
・無機フィラー:硫酸バリウム;堺化学工業株式会社製、平均粒径20〜30μm、比重4.3
・硬化剤・発泡剤:水
・整泡剤:ノニオン性界面活性剤;「ニューポール(登録商標) PE−75」、三洋化成工業株式会社製
・触媒:ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル;「Niax(登録商標) Catalyst A―1」、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製
[Manufacturing raw materials]
Details of the raw material compounds used in the production of the flexible polyurethane foam are shown below.
-Urethane prepolymer (1): TDI-modified EO-PO copolymer; EO / PO mass ratio: 55/45, number average molecular weight of EO-PO copolymer: 2700 (theoretical value), containing NCO (isocyanate group) Amount: 4.5% by mass, viscosity (25 ° C): 8000 mPa · s
-Urethane prepolymer (2): TDI-modified EO-PO copolymer; EO / PO mass ratio: 50/50, number average molecular weight of EO-PO copolymer: 2500 (theoretical value), containing NCO (isocyanate group) Amount: 4.5% by mass, viscosity (25 ° C): 8000 mPa · s
Polyisocyanate compound (a): TDI; "Coronate (registered trademark) T-80", manufactured by Tosoh Corporation, 2,4-TDI / 2,6-TDI mass ratio: 80/20
-Inorganic filler: barium sulfate; manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., average particle size 20 to 30 μm, specific gravity 4.3
-Hardener / foaming agent: water-foaming agent: nonionic surfactant; "New Pole (registered trademark) PE-75", manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.-Catalyst: bis (2-dimethylaminoethyl) ether; "Niax (registered trademark) Catalyst A-1", manufactured by Momentive Performance Materials, Inc.

<実施例1>
TDI変性EO−PO共重合体(ウレタンプレポリマー(1))400kg、TDI(ポリイソシアネート化合物(a))53.4kg、及び硫酸バリウム(無機フィラー)50.0kgを撹拌混合し、A1液とした。
A1液とは別に、水350kg及び整泡剤7kgを撹拌混合し、B1液とした。
次に、A1液(28℃)とB1液(14℃)をそれぞれのタンクから、配合質量比1.48(A1液/B1液)でミキシングヘッドにポンプで送液した。前記ミキシングヘッドから、A1液及びB1液の原料混合液を、内寸が縦800mm×横800mm×高さ660mm、壁面温度Tが25℃である発泡容器に吐出させ、注入完了後、発泡容器に蓋をし、2時間静置して、スラブ状の軟質ポリウレタンフォームを製造した。
上記方法にて、スラブ状の軟質ポリウレタンフォームを2回製造した。
<Example 1>
400 kg of TDI-modified EO-PO copolymer (urethane prepolymer (1)), 53.4 kg of TDI (polyisocyanate compound (a)), and 50.0 kg of barium sulfate (inorganic filler) were stirred and mixed to prepare A1 solution. ..
Separately from the A1 liquid, 350 kg of water and 7 kg of the foam stabilizer were stirred and mixed to prepare the B1 liquid.
Next, the A1 liquid (28 ° C.) and the B1 liquid (14 ° C.) were pumped from the respective tanks to the mixing head at a compounding mass ratio of 1.48 (A1 liquid / B1 liquid). Wherein the mixing head, a liquid material mixture of Solution A1 and B1 liquid, vertical 800 mm × inner dimensions transverse 800 mm × height 660 mm, wall temperature T W is ejected in the bubbling container is 25 ° C., after completion of injection, foam containers Was closed and allowed to stand for 2 hours to produce a slab-shaped flexible polyurethane foam.
By the above method, a slab-shaped flexible polyurethane foam was produced twice.

<実施例2、及び比較例1、2>
壁面温度Tを、それぞれ表1に示す温度とし、それ以外は実施例1と同様にして、軟質ポリウレタンフォームを製造した。なお、実施例2においては5回、比較例1においては1回、比較例2においては4回、スラブ状の軟質ポリウレタンフォームを製造した。
<Example 2 and Comparative Examples 1 and 2>
The wall surface temperature T W, respectively the temperature shown in Table 1, and otherwise in the same manner as in Example 1 to produce flexible polyurethane foams. A slab-shaped flexible polyurethane foam was produced 5 times in Example 2, 1 time in Comparative Example 1, and 4 times in Comparative Example 2.

<実施例3>
TDI変性EO−PO共重合体(ウレタンプレポリマー(2))400kg、TDI(ポリイソシアネート化合物(a))53.4kg、及び硫酸バリウム(無機フィラー)50.0kgを撹拌混合し、A2液とした。
A2液とは別に、水350kg、整泡剤29kg、及び触媒6.7kgを撹拌混合し、B2液とした。
次に、A2液(28℃)とB2液(14℃)を用い、壁面温度Tを表1に示す温度とし、それ以外は実施例1と同様にして、軟質ポリウレタンフォームを製造した。なお、スラブ状の軟質ポリウレタンフォームを2回製造した。
<Example 3>
400 kg of TDI-modified EO-PO copolymer (urethane prepolymer (2)), 53.4 kg of TDI (polyisocyanate compound (a)), and 50.0 kg of barium sulfate (inorganic filler) were stirred and mixed to prepare an A2 solution. ..
Separately from the A2 solution, 350 kg of water, 29 kg of the defoaming agent, and 6.7 kg of the catalyst were stirred and mixed to prepare the B2 solution.
Next, using the A2 solution (28 ° C.) and B2 liquid (14 ° C.), a wall surface temperature T W to a temperature shown in Table 1, and otherwise in the same manner as in Example 1 to produce flexible polyurethane foams. The slab-shaped flexible polyurethane foam was produced twice.

[評価]
<歩留まり>
上記実施例及び比較例により得られたスラブ状の軟質ポリウレタンフォームの最頂部から10mm下の位置で水平方向にスライスし、また下面から10mm上の位置で水平方向にスライスした。
続いて、水平方向に10mmの間隔でスライスし、厚さ10mmの軟質ポリウレタンフォームシートを得た。
得られたそれぞれの軟質ポリウレタンフォームシートを、縦10mm×横10mm×厚さ10mmの軟質ポリウレタンフォーム片(以下、「軟質ポリウレタンフォーム片」とも言う。)が得られるよう、厚み方向に打ち抜いた。打ち抜き後、軟質ポリウレタンフォームシートの側周面よりも10mm以上内側の領域Xの内部に全てが存在する軟質ポリウレタンフォーム片を回収し、前記領域Xよりも外側に全部又は一部が存在する軟質ポリウレタンフォーム片は取り除き、廃棄した。
[evaluation]
<Yield>
The slab-shaped flexible polyurethane foams obtained in the above Examples and Comparative Examples were sliced horizontally at a position 10 mm below the top and sliced horizontally at a position 10 mm above the bottom surface.
Subsequently, it was sliced horizontally at intervals of 10 mm to obtain a flexible polyurethane foam sheet having a thickness of 10 mm.
Each of the obtained flexible polyurethane foam sheets was punched in the thickness direction so as to obtain a flexible polyurethane foam piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 10 mm (hereinafter, also referred to as "soft polyurethane foam piece"). After punching, the flexible polyurethane foam piece having all the inside of the region X 10 mm or more inside the side peripheral surface of the flexible polyurethane foam sheet was collected, and the flexible polyurethane having all or part outside the region X was collected. The foam pieces were removed and discarded.

上記実施例及び比較例で製造した軟質ポリウレタンフォームの歩留まりについては、下記の方法により評価した。
具体的には、回収した軟質ポリウレタンフォーム片の総重量を発泡容器に注入した混合溶液の重量で除した値に100を掛けた値を歩留まりとした。
歩留まりの評価結果をまとめて表1に示す。
The yield of the flexible polyurethane foam produced in the above Examples and Comparative Examples was evaluated by the following method.
Specifically, the yield was defined as the value obtained by dividing the total weight of the recovered flexible polyurethane foam pieces by the weight of the mixed solution injected into the foam container and multiplying by 100.
Table 1 summarizes the yield evaluation results.

<物性>
上記実施例及び比較例で製造した各軟質ポリウレタンフォームについて、歩留まり評価と同様に、縦10mm×横10mm×高さ10mmである軟質ポリウレタンフォーム片を製造し、これを試料とした。
なお、それぞれにおいて、実施例により得られたスラブ状の軟質ポリウレタンフォームの中心部分(発泡容器の各壁面から300mm以上離れた位置)と発泡容器の壁面近傍(発泡容器の壁面から10〜50mmの間)に存在した試料の2種について以下の物性を評価した。
また、物性においては、1回目に製造した軟質ポリウレタンフォームについて測定した。
<Physical characteristics>
For each of the flexible polyurethane foams produced in the above Examples and Comparative Examples, a flexible polyurethane foam piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a height of 10 mm was produced and used as a sample in the same manner as in the yield evaluation.
In each case, the central portion of the slab-shaped flexible polyurethane foam obtained in the examples (at a position 300 mm or more away from each wall surface of the foam container) and the vicinity of the wall surface of the foam container (between 10 and 50 mm from the wall surface of the foam container). The following physical properties were evaluated for the two types of samples present in).
In terms of physical properties, the soft polyurethane foam produced for the first time was measured.

(絶乾密度)
絶乾状態における試料の各辺の長さをノギスで測定し、測定した各辺の長さの積として算出した体積を、絶乾状態の体積Vdとみなした。
上記のようにして求めた試料の前記絶乾状態の質量Mdを、前記絶乾状態の体積Vdで除した値を絶乾密度とした。
(Absolute dry density)
The length of each side of the sample in the absolutely dry state was measured with a caliper, and the volume calculated as the product of the measured lengths of each side was regarded as the volume V d in the absolutely dry state.
The value obtained by dividing the mass M d of the sample obtained in the above-mentioned state in the absolutely dry state by the volume V d in the state of absolute dry was defined as the absolute dry density.

(膨潤密度)
試料を25℃の水に1時間浸漬させ、平置きで水に浸漬させた状態で、試料の各辺の長さをノギスで測定した。測定した各辺の長さの積として算出した体積を、試料の水膨潤時の体積Vwとみなした。
前記絶乾状態の質量Mdを、前記水膨潤時の体積Vwで除した値を膨潤密度とした。
(Swelling density)
The length of each side of the sample was measured with a caliper while the sample was immersed in water at 25 ° C. for 1 hour and then placed flat and immersed in water. The volume calculated as the product of the measured lengths of each side was regarded as the volume V w at the time of water swelling of the sample.
The value obtained by dividing the mass M d in the absolutely dry state by the volume V w at the time of water swelling was defined as the swelling density.

(体積膨潤率)
前記絶乾状態の体積Vdに対する前記水膨潤時の体積Vwの比を体積膨潤率(%)として求めた。
(Volume swelling rate)
The ratio of the volume V w at the time of water swelling to the volume V d in the absolutely dry state was determined as the volume swelling rate (%).

(平均気孔数)
上記において水膨潤時の体積を測定した後の試料の面中央部分を、赤色インキで着色した。着色部分に直尺を当てて、該着色部分と直尺の目盛とが含まれるように写真撮影した。撮影した写真の拡大画像において、直尺の任意の箇所の目盛の25mmの間隔位置の範囲内で、直尺との任意の平行線上に観察される気孔の個数を数えた。同様の測定を任意の3か所で行い、3回測定した気孔数の平均値を、水膨潤時の25mm当たりの平均気孔数とした。
(Average number of pores)
After measuring the volume at the time of water swelling in the above, the central portion of the surface of the sample was colored with red ink. A straightedge was applied to the colored portion, and a photograph was taken so that the colored portion and the scale of the straightedge were included. In the enlarged image of the photograph taken, the number of pores observed on an arbitrary parallel line with the straightedge was counted within the range of the 25 mm interval position of the scale at any part of the straightedge. The same measurement was performed at any three places, and the average value of the number of pores measured three times was taken as the average number of pores per 25 mm at the time of water swelling.

Figure 2021045103
Figure 2021045103

実施例1及び2においては、壁面温度Tを25℃及び30℃とすることで、良好な歩留まりが得られた。つまり、壁面温度Tを21〜60℃とすることで、軟質ポリウレタンフォームを効率的に製造することができることが認められた。また、得られたポリウレタンフォームは、所定の水膨潤時の膨潤密度、水膨潤時の平均気孔数及び体積膨潤率を有し、中心部分と側面近傍の物性値の差が小さく、物性の均質性に優れるものであることが確認された。
一方、比較例1及び2においては、発泡容器の壁面温度Tが低いため、壁面近くの混合溶液がこの影響を受け、製造後の軟質ポリウレタンフォームは、中心部の高さが高く、発泡溶液の壁面周辺部の高さが低い、山状の形状であった。その結果、歩留まりが低く、また、軟質ポリウレタンフォームの中心部分と壁面近傍では、物性値の差が大きいものが多かった。
以上のように、本発明の製造方法によれば、バッチ法により、所定の水膨潤時の膨潤密度、水膨潤時の平均気孔数、及び体積膨潤率を有し、密度、水膨潤性、及びセル構造の均質性に優れた軟質ポリウレタンフォームを効率的に製造することができる。
In Examples 1 and 2 , good yields were obtained by setting the wall surface temperature TW to 25 ° C. and 30 ° C. That is, by the wall temperature T W and 21-60 ° C., it has been found that it is possible to produce a flexible polyurethane foam efficiently. Further, the obtained polyurethane foam has a predetermined swelling density at the time of water swelling, an average number of pores at the time of water swelling, and a volume swelling rate, and the difference in physical property values between the central portion and the vicinity of the side surface is small, and the homogeneity of the physical properties is small. It was confirmed that it was excellent.
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 has a low wall surface temperature T W of the foam container, the mixed solution near the walls affected by this, a flexible polyurethane foam after production has a high height of the central portion, the foaming solution It had a mountain-like shape with a low height around the wall surface. As a result, the yield was low, and there were many cases where the difference in physical property values was large between the central portion of the flexible polyurethane foam and the vicinity of the wall surface.
As described above, according to the production method of the present invention, the batch method has a predetermined swelling density at the time of water swelling, an average number of pores at the time of water swelling, and a volume swelling rate, and has density, water swelling property, and volume swelling rate. A flexible polyurethane foam having excellent cell structure homogeneity can be efficiently produced.

Claims (7)

水処理用微生物固定化担体に用いられる軟質ポリウレタンフォームの製造方法であって、
ウレタンプレポリマー及びポリイソシアネート化合物(a)を含む混合溶液を、発泡容器に注入し、発泡させて、軟質ポリウレタンフォームを得る工程を有し、
前記発泡容器の前記混合溶液が接する壁面の温度Tが、21〜60℃であり、
前記軟質ポリウレタンフォームは、水膨潤時の膨潤密度が25〜70kg/m3であり、水膨潤時の平均気孔数が9〜30個/25mmであり、絶乾状態の体積に対する水膨潤時の体積の比で表される体積膨潤率が110〜1000%である、軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
A method for producing a flexible polyurethane foam used as a microbial immobilization carrier for water treatment.
It has a step of injecting a mixed solution containing a urethane prepolymer and a polyisocyanate compound (a) into a foam container and foaming the mixture to obtain a flexible polyurethane foam.
Temperature T W of the wall in which the mixed solution of the foam container is in contact is a 21-60 ° C.,
The flexible polyurethane foam has a swelling density of 25 to 70 kg / m 3 at the time of water swelling, an average number of pores of 9 to 30 at the time of water swelling / 25 mm, and a volume at the time of water swelling with respect to a volume in an absolutely dry state. A method for producing a flexible polyurethane foam, wherein the volume swelling rate represented by the ratio of
前記軟質ポリウレタンフォームを得る工程において、前記発泡容器の上面に蓋をする、請求項1に記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。 The method for producing a flexible polyurethane foam according to claim 1, wherein the upper surface of the foam container is covered with a lid in the step of obtaining the flexible polyurethane foam. 前記軟質ポリウレタンフォームの高さが、300mm〜1200mmである、請求項1又は2に記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。 The method for producing a flexible polyurethane foam according to claim 1 or 2, wherein the height of the flexible polyurethane foam is 300 mm to 1200 mm. 前記軟質ポリウレタンフォームの体積が、0.03〜0.8mである、請求項1〜3のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。The method for producing a flexible polyurethane foam according to any one of claims 1 to 3 , wherein the volume of the flexible polyurethane foam is 0.03 to 0.8 m 3. 前記混合溶液を、注入速度5〜200kg/minで注入する、請求項1〜4のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。 The method for producing a flexible polyurethane foam according to any one of claims 1 to 4, wherein the mixed solution is injected at an injection rate of 5 to 200 kg / min. 前記混合溶液を、発泡容器の壁面に沿わせて注入する、請求項1〜5のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。 The method for producing a flexible polyurethane foam according to any one of claims 1 to 5, wherein the mixed solution is injected along the wall surface of the foam container. 前記混合溶液の温度Tと前記壁面の温度Tの差の絶対値が、0〜40℃である請求項1〜6のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。The absolute value of the difference between the temperature T W of the temperature T S and the wall surface of the mixed solution, process for producing a flexible polyurethane foam according to claim 1 which is 0 to 40 ° C..
JP2021506340A 2019-09-02 2020-09-02 Manufacturing method of flexible polyurethane foam Active JP6909364B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019159945 2019-09-02
JP2019159945 2019-09-02
PCT/JP2020/033262 WO2021045103A1 (en) 2019-09-02 2020-09-02 Production method for soft polyurethane foam

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6909364B1 JP6909364B1 (en) 2021-07-28
JPWO2021045103A1 true JPWO2021045103A1 (en) 2021-09-27

Family

ID=74852040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021506340A Active JP6909364B1 (en) 2019-09-02 2020-09-02 Manufacturing method of flexible polyurethane foam

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6909364B1 (en)
CN (1) CN114269804B (en)
WO (1) WO2021045103A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023053985A1 (en) * 2021-09-28 2023-04-06 日清紡ケミカル株式会社 Microorganism-immobilized carrier for water treatment

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3834682A (en) * 1972-06-19 1974-09-10 American Hospital Supply Corp Mixing column for medical humidifier and method of humidifying inhalable gases
DE3402696A1 (en) * 1984-01-26 1985-08-01 Bayer Ag, 5090 Leverkusen METHOD FOR PRODUCING FOAM-CONTAINING POLYURETHANE (UREA) MASSES, FOAM-CONTAINING POLYURETHANE (UREA) MASSES AND THEIR USE
DE19509499A1 (en) * 1995-03-16 1996-09-19 Elastogran Gmbh Prodn. of flexible polyurethane foam with irregular cell structure
JPH0951794A (en) * 1995-06-09 1997-02-25 Nisshinbo Ind Inc Porous carrier for bioreactor
JPH10174990A (en) * 1996-12-17 1998-06-30 Nisshinbo Ind Inc Carrier for bioreactor and method
JP2005206743A (en) * 2004-01-26 2005-08-04 Kansai Paint Co Ltd Method for producing granular hydrous gel
JP2006274146A (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd Composition for forming thermosetting polyurethane elastomer and manufacturing method of thermosetting polyurethane elastomer molding using the composition
US20140141233A1 (en) * 2012-07-03 2014-05-22 Peterson Chemical Technology, Inc. Surface Infusion of Flexible Cellular Foams With Novel Liquid Gel Mixture
EP2938666A4 (en) * 2012-12-27 2016-06-29 Peterson Chemical Technology Inc Surface infusion of flexible cellular foams with novel liquid gel mixture

Also Published As

Publication number Publication date
CN114269804B (en) 2023-05-05
JP6909364B1 (en) 2021-07-28
WO2021045103A1 (en) 2021-03-11
CN114269804A (en) 2022-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5390497B2 (en) Method for producing polyurethane foam and polyurethane foam
US9951174B2 (en) Polyol compositions, a process for the production of these polyol compositions, and their use in the production of open celled polyurethane foams having high airflow
CN1772786B (en) Flexible foam having low bulk density and compressive strength
CN1294141A (en) Siloxanes surface activater for producing apertured polyurethane flexible foam
WO2013043645A1 (en) A process for the production of high air flow polyether foams and the foams produced by this process
US10793692B2 (en) Viscoelastic flexible foams comprising hydroxyl-terminated prepolymers
CN111465630B (en) Flexible polyurethane foam
JP2006519918A (en) Low amine release polyurethane foam
JP6917535B1 (en) Manufacturing method of flexible polyurethane foam
JP6909364B1 (en) Manufacturing method of flexible polyurethane foam
WO2009098966A1 (en) Low-resilience flexible polyurethane foam
WO2021131934A1 (en) Support for immobilizing microorganisms for water treatment, resin-foamed body and starting material composition thereof
JP3419683B2 (en) Manufacturing method of polyurethane foam
JP4828370B2 (en) Method for producing microbial carrier for water treatment
JP4784033B2 (en) Amine catalyst composition for producing polyurethane resin and method for producing polyurethane resin using the same
JP2006206793A (en) Manufacturing method of polyurethane foam and polyurethane foam
WO2021045104A1 (en) Method for producing microorganism-immobilized carrier for water treatment use
JP2021181538A (en) Lowly swelling hydrophilic urethane foam
JP2004359950A (en) Water-swelling polyurethane foam furnished with chemical resistance, method for producing the same, and carrier for bioreactor given by using the same
JP2006282719A (en) Method for producing polyurethane foam
WO2023053984A1 (en) Microorganism-fixing carrier for water treatment, and method for producing same
WO2023053985A1 (en) Microorganism-immobilized carrier for water treatment
JPH11116654A (en) Flexible polyurethane foam and its production
JP2006299076A (en) Polyurethane foam
JP2006152182A (en) Polyol composition and method for producing semi-rigid polyurethane foam

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210204

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20210204

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20210318

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210413

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210519

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210608

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210702

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6909364

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150