WO2021045104A1 - 水処理用微生物固定化担体の製造方法 - Google Patents

水処理用微生物固定化担体の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021045104A1
WO2021045104A1 PCT/JP2020/033263 JP2020033263W WO2021045104A1 WO 2021045104 A1 WO2021045104 A1 WO 2021045104A1 JP 2020033263 W JP2020033263 W JP 2020033263W WO 2021045104 A1 WO2021045104 A1 WO 2021045104A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polyurethane foam
flexible polyurethane
water
mass
water treatment
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/033263
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智幸 近藤
惣一郎 廣川
Original Assignee
日清紡ケミカル株式会社
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 日清紡ケミカル株式会社 filed Critical 日清紡ケミカル株式会社
Priority to JP2021543999A priority Critical patent/JPWO2021045104A1/ja
Priority to CN202080058754.6A priority patent/CN114269914A/zh
Publication of WO2021045104A1 publication Critical patent/WO2021045104A1/ja

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a microbial immobilization carrier for water treatment.
  • Patent Document 1 describes a water treatment carrier made of a polyurethane foam having pores communicating from the surface of the carrier to the inside, wherein 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 being up to 1000% are described.
  • 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.
  • a microbial immobilization carrier for water treatment using a flexible polyurethane foam has microbial immobilization performance, hydrophilicity, durability, handleability, compatibility with wastewater treatment equipment (treatment tank), and during manufacturing.
  • the flexible polyurethane foam After manufacturing the flexible polyurethane foam in consideration of cost, productivity, safety and environment-friendly raw materials and equipment, it is cut to an appropriate size, and if necessary, the cut flexible polyurethane foam is processed. Manufactured.
  • the flexible polyurethane foam used for the microbial immobilization carrier for water treatment which has high density and properties such as water swelling property, is sticky and difficult to cut by a press in a general environment, and requires high pressure. It had the problem of becoming.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and is a microorganism for water treatment capable of efficiently cutting a flexible polyurethane foam having water swelling property and predetermined pores. It is an object of the present invention to provide a method for producing an immobilized carrier.
  • the present invention is a step of foaming a mixed solution containing a predetermined component to obtain a flexible polyurethane foam having a water content of 20% by mass or more, and a step of cutting the flexible polyurethane foam in a state of having a water content of 20% by mass or more. It is possible to provide a method for producing a microbial immobilization carrier for water treatment, which can efficiently cut a flexible polyurethane foam having water swelling property and having predetermined pores. It is based on what we have found.
  • a method for producing a microbial immobilization carrier for water treatment which is formed from a flexible polyurethane foam.
  • the flexible polyurethane foam has an average number of pores of 9 to 30/25 mm at the time of water swelling, and a volume swelling rate represented by the ratio of the volume at the time of water swelling to the volume in the absolutely dry state is 110 to 1000%.
  • a method for producing a microbial-immobilized carrier for water treatment which comprises a step of cutting the flexible polyurethane foam in a state where the water content is 20% by mass or more.
  • the method for producing a microbial-immobilized carrier for water treatment according to any one of the above [1] to [3], wherein the content of water contained in the total amount of the mixed solution is 20 to 55% by mass. .. [5]
  • the above-mentioned [1] to [4], wherein the microbial immobilization carrier for water treatment is a cube or a rectangular parallelepiped, and the length of each side at the time of water swelling is 3 to 200 mm.
  • the cutting step includes a step of cutting the flexible polyurethane foam into a flexible polyurethane foam sheet having a thickness of 3 to 200 mm at the time of water swelling.
  • the method for producing a microbial-immobilized carrier for water treatment (hereinafter, also referred to as a carrier) of the present invention is a method for producing a microbial-immobilized carrier for water treatment formed from a flexible polyurethane foam.
  • the flexible polyurethane foam has an average number of pores of 9 to 30/25 mm at the time of water swelling, and a volume swelling rate represented by the ratio of the volume at the time of water swelling to the volume in the absolutely dry state is 110 to 1000%. ..
  • the production method includes a step of foaming a mixed solution containing a urethane prepolymer, a polyisocyanate compound (a), and water to obtain the flexible polyurethane foam having a water content of 20% by mass or more, and the flexible polyurethane foam having water content. It has a step of cutting in a state where the ratio is 20% by mass or more.
  • a mixed solution containing a predetermined component is foamed to obtain the flexible polyurethane foam having a water content of 20% by mass or more, and the flexible polyurethane foam is moistened.
  • the step of obtaining the flexible polyurethane foam is a step of foaming a mixed solution containing a urethane prepolymer, a polyisocyanate compound (a), and water to obtain the flexible polyurethane foam having a water content of 20% by mass or more.
  • the "moisture content” referred to in the present invention refers to the ratio of water in the flexible polyurethane foam.
  • the moisture content is calculated by the following formula after measuring the mass M n of the flexible polyurethane foam for which the moisture content is to be calculated and the mass M d of the flexible polyurethane foam in an absolutely dry state.
  • Moisture content (mass%) (M n ⁇ M d ) ⁇ (M n ) ⁇ 100
  • 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 confirmed. It may be called an absolutely dry state.
  • the flexible polyurethane foam By producing the flexible polyurethane foam so that the water content is 20% by mass or more, water is uniformly contained in the entire flexible polyurethane foam, and it is possible to efficiently cut the flexible polyurethane foam in a subsequent cutting step.
  • water can be further contained by adding water to the surface of the flexible polyurethane foam, but water is externally added to the flexible polyurethane foam having a low moisture content such that the moisture content is less than 20% by mass. Even if it is added from the above, it is difficult to uniformly absorb water in the flexible polyurethane foam, and the water is unevenly contained, and as a result, it cannot be cut efficiently.
  • the water content of the flexible polyurethane foam obtained in this step is preferably 25% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, still more preferably 33% by mass or more, still more preferably 35% by mass. % Or more, and from the same viewpoint, preferably 80% by mass or less, more preferably 75% by mass or less, still more preferably 70% by mass or less, still more preferably 65% by mass or less.
  • the mixed solution contains a urethane prepolymer, a polyisocyanate compound (a), and water.
  • 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.
  • 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 polyester-based urethane prepolymers 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 superior in hydrolysis resistance to the polyester polyol.
  • a polyether polyol is preferable from the viewpoint of durability of the flexible polyurethane foam.
  • polyether polyol examples 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.
  • 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.
  • the number average molecular weight of the polyether polyol is preferably 1000 to 8000, more preferably 2000 to 7000, still more preferably 2300 to 6000, and even more preferably 2500 to 5000.
  • 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.
  • the polyisocyanate compound (b) 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.
  • 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.
  • the polyisocyanate compound (b) is preferably toluene diisocyanate from the viewpoint of increasing the viscosity of the obtained urethane prepolymer.
  • 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.
  • 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 has excellent durability (high elasticity and abrasion resistance).
  • 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.
  • the water contained in the mixed solution in the present invention serves as a foaming agent that generates carbon dioxide by reacting with the isocyanate group to foam polyurethane, and crosslinks and cures the urethane prepolymer and the polyisocyanate compound (a). It also has a role as a curing agent (hereinafter, also referred to as a cross-linking agent).
  • the mixed solution may contain a foaming agent other than water, if necessary.
  • the foaming agent other than water include hydrocarbons such as hydrofluorocarbon (HFC), hydrofluoroolefin (HFO), hydrochlorofluoroolefin (HCFO), carbon dioxide gas, and cyclopentane.
  • foaming agents may be used alone or in combination of two or more.
  • 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.
  • the mixed solution may contain a curing agent other than water.
  • the curing agent other than water include polyhydric alcohols such as glycerin, 1,4-butanediol and diethylene glycol; amine compounds such as ethanolamines and polyethylene polyamines. Examples thereof include 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.
  • These curing agents may be used alone or in combination of two or more.
  • 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.
  • the content of water contained in the total amount of the mixed solution is preferably 20 to 55% by mass, more preferably, from the viewpoint of obtaining a flexible polyurethane foam having predetermined pores and from the viewpoint of cutting the flexible polyurethane foam more efficiently. It is preferably 25 to 50% by mass.
  • the mixed solution may contain an inorganic filler, if desired.
  • an inorganic filler By using the inorganic filler, the specific gravity of the produced flexible polyurethane foam can be adjusted, and as a result, the specific gravity of the carrier can be adjusted so that the carrier can be quickly settled in water when it is put into the treatment tank.
  • 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.
  • the inorganic filler preferably has an average particle size of 0.1 to 100 ⁇ m, more preferably 0.5 to 70 ⁇ m, and further preferably 0.5 to 70 ⁇ m, from the viewpoint of uniform dispersibility in the produced flexible polyurethane foam. It is preferably 1 to 50 ⁇ m.
  • 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.).
  • 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.
  • the mixed solution contains, if necessary, a foam stabilizer, a solvent, a catalyst, a colorant, an antioxidant, an ultraviolet absorber and the like. Additives may be included.
  • the foam stabilizer is added to obtain a flexible polyurethane foam having a more uniform pore size, density, and the like.
  • the foam stabilizer include surfactants, silicone oils and the like. These foam stabilizers may be used alone or in combination of two or more.
  • 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 the treatment tank as a carrier.
  • a nonionic surfactant having less foaming than an anionic surfactant is preferable.
  • the catalyst may be added to accelerate the reaction between the urethane prepolymer and the polyisocyanate compound (a).
  • a known catalyst used for the synthesis of flexible polyurethane foam can be used, and 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.
  • amine catalysts are preferable.
  • 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.
  • the method for producing the flexible polyurethane foam is not particularly limited, and the flexible polyurethane foam can be produced by using a known method for producing the flexible polyurethane foam. From the viewpoint of obtaining a carrier having excellent microbial immobilization performance, hydrophilicity, and durability, a urethane prepolymer and a polyisocyanate compound (a) are mixed in advance, and water or a foaming agent other than water is added to the mixture. It is preferable to foam a mixture containing the urethane prepolymer and the polyisocyanate compound (a). Ingredients other than the above may be added in advance to a mixture containing the urethane prepolymer and the polyisocyanate compound (a), or to water or a foaming agent other than water in consideration of its characteristics.
  • the flexible polyurethane foam obtained by the present invention is obtained by foaming a mixed solution containing a urethane prepolymer, a polyisocyanate compound (a), and water, and has a water content of 20% by mass or more.
  • the flexible polyurethane foam includes microorganisms, oxygen required for respiration of microorganisms, nutrients necessary for activity and proliferation of microorganisms, objects to be removed by microorganisms (organic substances (hydrocarbons), nitrogen compounds, phosphorus compounds) and the like.
  • the average number of pores at the time of water swelling is 9 to 30/25 mm, preferably 10 to 25/25 mm, and more preferably 11 to 20 /. It is 25 mm.
  • 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.
  • 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.
  • the flexible polyurethane foam obtained by the present invention has a volume swelling rate of 110 to 1000%, preferably 120 to 800%, more preferably 120 to 800%, from the viewpoint of being applied to a microbial immobilization carrier for water treatment. It is 140 to 500%, more preferably 150 to 300%.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • absolute dry density representing the density in absolutely dry conditions, preferably 40 ⁇ 130kg / m 3, more preferably 42 ⁇ 110kg / m 3, more preferably 45 ⁇ 90kg / m 3.
  • the flexible polyurethane foam produced by the production method of the present invention is preferably applied to a microbial immobilization carrier for water treatment and has a swelling density of 23 to 70 kg / m 3 at the time of water swelling, which is more preferable.
  • the flexible polyurethane foam having a swelling density of less than 25 kg / m 3 has too little resin, has low strength, and is easily deformed. There is a risk of inconvenience such as clogging, deformation, passing through the screen, and leakage from the processing tank.
  • the swelling density refers to a value obtained as a value obtained by dividing the mass in the 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 average pore diameter at the time of water swelling is preferably 0.20 to 2.00 mm, more preferably 0.50 to 1.90 mm, and further preferably 0.70 to 1.80 mm.
  • 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.
  • the width of the minimum portion of the skeleton between adjacent pores is preferably 0.05 to 0.50 mm from the viewpoint of maintaining a sufficient pore diameter and surface area. It is more preferably 0.07 to 0.40 mm, still more preferably 0.10 to 0.30 mm.
  • 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.
  • the flexible polyurethane foam is preferably manufactured as a slab from the viewpoint of productivity.
  • the flexible polyurethane foam obtained by the present invention can be efficiently cut even when it is produced as a slab because the slab contains water uniformly.
  • the cutting step is a step of obtaining a flexible polyurethane foam having a water content of 20% by mass or more and then cutting the flexible polyurethane foam in a state where the water content is 20% by mass or more. By cutting in a state where the water content is 20% by mass or more, the flexible polyurethane foam can be cut efficiently.
  • the water content may be adjusted by further adding water to the flexible polyurethane foam having a water content of 20% by mass or more. Further, the water content may be adjusted by removing water by drying the flexible polyurethane foam or the like. Further, in the step of obtaining the flexible polyurethane foam, the moisture content is set to a value larger than 20% by mass (for example, the moisture content is 40% by mass) in consideration of the cutability of the flexible polyurethane foam. Polyurethane foam may be manufactured. In addition, the moisture content is 20% by mass depending on the environment after manufacturing, the change in moisture content due to the passage of time until cutting in the cutting process, the physical characteristics of the flexible polyurethane foam, the cutting method and conditions, etc. The above may be adjusted as appropriate. Further, when water is added to the flexible polyurethane foam to make it water-containing, the added water may contain other components such as a surfactant.
  • the water content of the flexible polyurethane foam in the cutting step is preferably 25% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, still more preferably 33% by mass or more, still more preferably, from the viewpoint of cutting the flexible polyurethane foam more efficiently. Is 35% by mass or more. From the same viewpoint, it is preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, still more preferably 60% by mass or less, still more preferably 55% by mass or less.
  • the method of cutting the flexible polyurethane foam is not particularly limited, but for example, a method of tapping with a rotary blade such as a vertical cutter or a horizontal cutter (slicer), a punching method of punching with a press using a plate-shaped punch, Examples include a push-cutting method in which a roll-shaped blade is pressed and cut, and a slit-cutting method in which a slitter is used to cut.
  • the method of tapping with a rotary blade and the punching method are preferable from the viewpoint of simple and inexpensive equipment and productivity.
  • Punching methods include a method of pressing and cutting with a hydraulic press using a blade mold in which the cutting blades are formed in a grid pattern, and a fence-shaped blade mold in which the blades are lined up in parallel. After cutting the foam in the thickness direction, the blade is rotated 90 ° while keeping the direction perpendicular to the flexible polyurethane foam, and further cut in the thickness direction to cut in a grid pattern, or the flexible polyurethane foam is cut into 90. There is a method of cutting in a grid pattern by rotating the blade and further cutting in the thickness direction.
  • the flexible polyurethane foam is cut in the thickness direction using a fence-shaped blade mold in which the blades are arranged in parallel, and then the flexible polyurethane foam is rotated by 90 °. Further, a method of cutting in a grid pattern by cutting in the thickness direction is preferable.
  • the cutting steps include a step of cutting the flexible polyurethane foam such as a slab into a flexible polyurethane foam sheet having a thickness of 3 to 200 mm at the time of water swelling, and a step of cutting the flexible polyurethane foam sheet. Further, it is preferable to have a step of further cutting in the thickness direction to obtain a flexible polyurethane foam piece having a length of each side of 3 to 200 mm at the time of water swelling.
  • the thickness of the flexible polyurethane foam sheet at the time of water swelling is preferably 6 to 100 mm, more preferably 8 to 50 mm, still more preferably 10 to 30 mm from the viewpoint of obtaining a carrier having excellent wear resistance and handleability during water treatment.
  • the method of cutting into a flexible polyurethane foam sheet is not particularly limited, and examples thereof include a method of cutting with a rotary blade such as a vertical cutter and a horizontal cutter (slicer).
  • the flexible polyurethane foam piece is preferably a cube or a rectangular parallelepiped from the viewpoint of cost and productivity.
  • the length of each side of the flexible polyurethane foam piece at the time of water swelling is preferably 3 to 200 mm, more preferably 5 to 100 mm, and further, from the viewpoint of obtaining a carrier having excellent microbial immobilization performance, abrasion resistance and handleability. It is preferably 7 to 50 mm, and even more preferably 8 to 30 mm.
  • the cutting method in the step of obtaining the flexible polyurethane foam piece is the same as the method for cutting the flexible polyurethane foam.
  • the carrier obtained by the production method of the present invention is formed from a flexible polyurethane foam.
  • the carrier may consist only of the flexible polyurethane foam, and a glycol-based compound such as polypropylene glycol, ethylene glycol, glycerin, or acetylene glycol may be formed on the surface of the flexible polyurethane foam before or after cutting the flexible polyurethane foam. It may be a processed flexible polyurethane foam such as one coated with a surfactant or the like, one coated with urethane prepolymer and then cured, or the like.
  • the shape of the carrier is not particularly limited, and in consideration of the size of the treatment tank, contact efficiency with sewage, microbial immobilization performance, etc., cubes, rectangular parallelepipeds, rods including cylinders, chips with uniform particle size, spheres, etc. It can have any shape. From the viewpoint of obtaining a carrier having excellent cost and productivity, cubes and rectangular parallelepipeds are preferable.
  • the size of the carrier is not particularly limited, and may be any size in consideration of the size of the treatment tank, contact efficiency with sewage, microbial immobilization efficiency, abrasion resistance, handleability, cost, productivity, etc. be able to.
  • the length of each side during water swelling is preferably 3 to 200 mm, more preferably 5 to 100 mm, still more preferably 7 to 50 mm. Even more preferably, it is 8 to 30 mm.
  • the method for immobilizing microorganisms on the carrier obtained by the production method of the present invention is not particularly limited, and for example, the carrier may be directly put into sewage to immobilize the microorganisms naturally. Further, the carrier of the present invention may be placed in a water tank in which microorganisms have been grown to a high concentration in advance to fix the microorganisms, and then taken out and put into a sewage treatment tank. After that, it may be put into the processing tank. The amount of the carrier added may be determined according to the inflow amount of the sewage to be purified, the properties, the size and structure of the treatment tank, and the like.
  • 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.
  • -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 (NCO%), 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 -Urethane prepolymer (3):
  • the A1 solution and the B1 solution are mixed to form a mixed solution, placed in a container having internal dimensions of 800 mm in length ⁇ 800 mm in width ⁇ 660 mm in height, and allowed to stand for 2 hours to obtain a slab-shaped flexible polyurethane foam A-1. Manufactured.
  • Flexible polyurethane foam A-7 was produced in the same manner as in Production Example 1 except that the B7 solution was adjusted.
  • ⁇ Manufacturing example 8> The urethane prepolymer (3) was changed to the TDI-modified EO-PO copolymer, and the TDI-modified EO-PO copolymer, TDI, and barium sulfate were blended in the amounts shown in Table 1, and other than that, the same as in Production Example 1. Then, the A8 solution was adjusted. Separately from the A8 solution, 12.9 kg of water, 1.06 kg of the defoaming agent, and 0.25 kg of the catalyst were stirred and mixed to prepare the B8 solution.
  • the A8 solution and the B8 solution are mixed to form a mixed solution, placed in a container having internal dimensions of 800 mm in length ⁇ 800 mm in width ⁇ 660 mm in height, and allowed to stand for 2 hours to form a slab-shaped flexible polyurethane foam A-8. Manufactured.
  • ⁇ Manufacturing example 9> The urethane prepolymer (3) was changed to the TDI-modified EO-PO copolymer, and the TDI-modified EO-PO copolymer, TDI, and barium sulfate were blended in the amounts shown in Table 1, and other than that, the same as in Production Example 1. Then, the A9 solution was adjusted. Separately from the A9 solution, 12.5 kg of water, 1.06 kg of defoaming agent, 0.25 kg of catalyst and 0.35 kg of polyol were stirred and mixed to prepare B9 solution.
  • the A9 solution and the B9 solution are mixed to form a mixed solution, placed in a container having internal dimensions of 800 mm in length ⁇ 800 mm in width ⁇ 660 mm in height, and allowed to stand for 2 hours to form a slab-shaped flexible polyurethane foam A-9. Manufactured.
  • Table 1 shows the physical property evaluation results of the flexible polyurethane foams A-1 to A-9, B-1 and B-2 obtained in Production Examples 1 to 9 and Production Comparative Examples 1 and 2.
  • Production Comparative Example 1 the obtained product was sticky and the reaction between the urethane prepolymer and the polyisocyanate compound (a) was not completed. Therefore, the physical properties other than the water content were measured. Did not do.
  • Example 1 The flexible polyurethane foam A-1 obtained in Production Example 1 was sliced in the central portion in the horizontal direction in a state of containing moisture at the time of foaming to obtain a flexible polyurethane foam sheet of 800 mm ⁇ 800 mm and a thickness of 18 mm. .. Subsequently, the four sides of the flexible polyurethane foam sheet were cut so as not to include a 100 mm portion from each end to obtain a 100 mm ⁇ 100 mm, 18 mm thick flexible polyurethane foam sheet.
  • the flexible polyurethane foam sheet is further cut in the thickness direction to obtain a microbial immobilization carrier for water treatment, which is a rectangular parallelepiped flexible polyurethane foam piece having a thickness of 20 mm ⁇ 20 mm and a thickness of 18 mm.
  • a flexible polyurethane foam sheet was pressed with a cutting blade using "20 kNI" (manufactured by Shimadzu Corporation). At the time of pressurization, the pressure was applied at a speed of 2.0 mm / min so that the pressure applied to the flexible polyurethane foam sheet was 0.2 MPa.
  • the cutability of the flexible polyurethane foam after pressurization was evaluated by the cutability evaluation. The results are shown in Table 2.
  • Example 2-9 Comparative Examples 1 and 2> The cutability was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the flexible polyurethane foam was changed as shown in Table 2. The results are shown in Table 2. Moreover, when the water content of the flexible polyurethane foam after pressurization was measured in all Examples and Comparative Examples, no change was observed in the water content.
  • Example 12 The central portion of the flexible polyurethane foam A-3 having a moisture content of 40% by mass obtained in Production Example 3 is sliced in the horizontal direction, and three flexible polyurethane foam sheets having a thickness of 800 mm ⁇ 800 mm and a thickness of 18 mm are formed (sheets 1 to 1 to 3). Sheet 3) Obtained. Subsequently, the four sides of each flexible polyurethane foam sheet were cut so as not to include a 100 mm portion from each end to obtain a 100 mm ⁇ 100 mm, 18 mm thick flexible polyurethane foam sheet. Other than that, the same procedure as in Example 1 was carried out to evaluate the cutability. The results are shown in Table 3. Moreover, when the water content of the flexible polyurethane foam after pressurization was measured, it was 40% by mass, and no change was observed in the water content.
  • Example 13 In Examples 10 and 11, instead of drying the flexible polyurethane foam sheet in a dryer at 110 ° C. so as to have the moisture content shown in Table 3, tap water is used to obtain the moisture content shown in Table 3. The cutability was evaluated in the same manner except that the flexible polyurethane foam sheet was lightly rubbed so that it was added to the sheet and water was uniformly contained throughout. The results are shown in Table 3. Moreover, when the water content of the flexible polyurethane foam after pressurization was measured, it was 60% by mass, and no change was observed in the water content.
  • the production method of the present invention can be used to efficiently cut a flexible polyurethane foam having water swellability and predetermined pores. It was recognized that it was possible.

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)

Abstract

水膨潤性を有しかつ所定の気孔を有する軟質ポリウレタンフォームを、効率よく切断することが可能である、水処理用微生物固定化担体の製造方法を提供する。軟質ポリウレタンフォームから形成される水処理用微生物固定化担体の製造方法であって、前記軟質ポリウレタンフォームは、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％であり、ウレタンプレポリマー、ポリイソシアネート化合物（ａ）、及び水を含む混合溶液を発泡させて、水分率が２０質量％以上の前記軟質ポリウレタンフォームを得る工程と、前記軟質ポリウレタンフォームを水分率が２０質量％以上の状態で切断する工程とを有する、水処理用微生物固定化担体の製造方法。

Description

水処理用微生物固定化担体の製造方法
　本発明は、水処理用微生物固定化担体の製造方法に関する。
　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。
　特許文献２には、ポリイソシアネート化合物（ａ１）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（ａ２）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（ａ１）及び／または（ａ２）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。
中国実用新案第２０４４５４７４６号明細書 特開２００４－３５９９５０号公報
　一般的に、軟質ポリウレタンフォームを用いた水処理用微生物固定化担体は、微生物固定化性能、親水性、耐久性、ハンドリング性、排水処理設備（処理槽）への適合性、また、製造時のコスト、生産性、安全・環境に配慮した原料及び設備を考慮して、軟質ポリウレタンフォームを製造した後、適切な大きさに切断し、必要に応じて切断後の軟質ポリウレタンフォームを加工して、製造される。
　しかしながら、水処理用微生物固定化担体に用いられる、密度が高く、水膨潤性等の性質を有する軟質ポリウレタンフォームは、粘りがあるため一般的な環境下ではプレスで切断し難く、高い圧力が必要となるという課題を有していた。
　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、水膨潤性を有しかつ所定の気孔を有する軟質ポリウレタンフォームを、効率よく切断することが可能である、水処理用微生物固定化担体の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明は、所定の成分を含む混合溶液を発泡させて、水分率が２０質量％以上の軟質ポリウレタンフォームを得る工程と、前記軟質ポリウレタンフォームを水分率が２０質量％以上の状態で切断する工程とを有することで、水膨潤性を有しかつ所定の気孔を有する軟質ポリウレタンフォームを、効率よく切断することが可能である、水処理用微生物固定化担体の製造方法を提供することができることを見出したことに基づくものである。
　すなわち、本発明は、以下の［１］～［６］を提供する。
　［１］軟質ポリウレタンフォームから形成される水処理用微生物固定化担体の製造方法であって、
前記軟質ポリウレタンフォームは、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％であり、
　ウレタンプレポリマー、ポリイソシアネート化合物（ａ）、及び水を含む混合溶液を発泡させて、水分率が２０質量％以上の前記軟質ポリウレタンフォームを得る工程と、
　前記軟質ポリウレタンフォームを水分率が２０質量％以上の状態で切断する工程とを有する、水処理用微生物固定化担体の製造方法。
　［２］前記切断する工程における前記軟質ポリウレタンフォームの水分率が、３０質量％以上である、上記［１］に記載の水処理用微生物固定化担体の製造方法。
　［３］前記切断する工程における前記軟質ポリウレタンフォームの水分率が、８０質量％以下である、上記［１］又は［２］に記載の水処理用微生物固定化担体の製造方法。
　［４］前記混合溶液全量に対して含まれる水の含有量が、２０～５５質量％である、上記［１］～［３］のいずれかに記載の水処理用微生物固定化担体の製造方法。
　［５］前記水処理用微生物固定化担体が、立方体又は直方体であり、水膨潤時のそれぞれの辺の長さが３～２００ｍｍである、上記［１］～［４］のいずれかに記載の水処理用微生物固定化担体の製造方法。
　［６］前記切断する工程が、前記軟質ポリウレタンフォームを、水膨潤時の厚さが３～２００ｍｍである軟質ポリウレタンフォームシートに切断する工程と、
　前記軟質ポリウレタンフォームシートを、更に厚み方向に切断して、水膨潤時のそれぞれの辺の長さが３～２００ｍｍである軟質ポリウレタンフォーム片を得る工程とを有する、上記［１］～［５］のいずれかに記載の水処理用微生物固定化担体の製造方法。
　本発明によれば、水膨潤性を有しかつ所定の気孔を有する軟質ポリウレタンフォームを、効率よく切断することが可能である、水処理用微生物固定化担体の製造方法を提供することができる。
　本発明の水処理用微生物固定化担体（以後、担体とも言う。）の製造方法は、軟質ポリウレタンフォームから形成される水処理用微生物固定化担体の製造方法である。
　前記軟質ポリウレタンフォームは、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。
　前記製造方法は、ウレタンプレポリマー、ポリイソシアネート化合物（ａ）、及び水を含む混合溶液を発泡させて、水分率が２０質量％以上の前記軟質ポリウレタンフォームを得る工程と、前記軟質ポリウレタンフォームを水分率が２０質量％以上の状態で切断する工程とを有する。
　本発明の水処理用微生物固定化担体の製造方法によれば、所定の成分を含む混合溶液を発泡させて、水分率が２０質量％以上の前記軟質ポリウレタンフォームを得、前記軟質ポリウレタンフォームを水分率が２０質量％以上の状態で切断することで、水膨潤性を有しかつ所定の気孔を有する軟質ポリウレタンフォームを、効率よく切断することが可能となる。
［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、ポリイソシアネート化合物（ａ）、及び水を含む混合溶液を発泡させて、水分率が２０質量％以上の前記軟質ポリウレタンフォーム得る工程である。
　ここで、本発明で言う「水分率」とは、軟質ポリウレタンフォーム中の水の割合を言う。水分率は、水分率の算出の対象となる軟質ポリウレタンフォームの質量Ｍｎと、絶乾状態の軟質ポリウレタンフォームの質量Ｍｄを測定後、下記式により算出する。
　水分率（質量％）＝（Ｍｎ－Ｍｄ）÷（Ｍｎ）×１００
　また、「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、質量の減少が確認さ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。
　水分率が２０質量％以上となるように軟質ポリウレタンフォームを製造することで、軟質ポリウレタンフォーム全体に均一に水が含まれ、後の切断工程において、効率よく切断することが可能となる。
　軟質ポリウレタンフォームを製造した後に、軟質ポリウレタンフォームの表面に水を添加することにより更に含水させることもできるが、水分率が２０質量％未満であるような水分率が低い軟質ポリウレタンフォームに水を外部から添加しても、軟質ポリウレタンフォーム内に均一に水を吸水させる事は難しく、水が不均一に含水され、その結果、効率よく切断することができない。
　本工程により得られる軟質ポリウレタンフォームの水分率は、より効率よく切断する観点から、好ましくは２５質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、更に好ましくは３３質量％以上、より更に好ましくは３５質量％以上であり、同様の観点から、好ましくは８０質量％以下、より好ましくは７５質量％以下、更に好ましくは７０質量％以下、より更に好ましくは６５質量％以下である。
＜混合溶液＞
　混合溶液は、ウレタンプレポリマー、ポリイソシアネート化合物（ａ）、及び水を含む。
（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、軟質ポリウレタンフォームを生成する化学反応が進行しやすくなり、密度や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。
　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する事が可能であるが、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、ポリエーテルポリオールが好ましい。
　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。
　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。また、ポリエーテルポリオールの数平均分子量は１０００～８０００であることが好ましく、より好ましくは２０００～７０００、更に好ましくは２３００～６０００、より更に好ましくは２５００～５０００である。
　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。
　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。
　ポリイソシアネート化合物（ｂ）は、得られるウレタン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。
　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。
（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が高い）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。
　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。
（水）
　混合溶液に水が含まれることにより、水分率が２０質量％以上の軟質ポリウレタンフォームを得ることが可能となる。
　また、本発明における混合溶液に含まれる水は、イソシアネート基との反応により二酸化炭素を生成してポリウレタンを発泡させる発泡剤としての役割や、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の硬化剤（以後、架橋剤とも言う。）としての役割も有す。
　混合溶液には、必要に応じて、水以外の発泡剤が含まれてもよい。水以外の発泡剤としては、例えば、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。
　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。
　混合溶液には、必要に応じて、水以外の硬化剤が含まれてもよい。水以外の硬化剤としては、例えば、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。
　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。
　混合溶液全量に対して含まれる水の含有量は、所定の気孔を有す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より効率よく切断する観点から、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。
　混合溶液は、必要に応じて、無機フィラーが含まれてもよい。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、その結果、担体の比重を調整し、担体を処理槽に投入した時にすみ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。
　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。
　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）、水、発泡剤及び無機フィラー以外に、必要に応じて、整泡剤、溶剤、触媒、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。
　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、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。また、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系界面活性剤が好ましい。
　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。
　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。
＜軟質ポリウレタンフォームの製造方法＞
　軟質ポリウレタンフォームの製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の軟質ポリウレタンフォームの製造方法を用いて製造することができる。
　優れた微生物固定化性能、親水性、及び耐久性を有する担体を得る観点から、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、その混合物に水や水以外の発泡剤を添加し、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、または水や水以外の発泡剤にその特性を考慮した上で予め添加してもよい。
＜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、ポリイソシアネート化合物（ａ）、及び水を含む混合溶液を発泡させることによって得られ、水分率が２０質量％以上である。
　前記軟質ポリウレタンフォームは、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固定化する観点から、水膨潤時の平均気孔数は９～３０個／２５ｍｍであり、好ましくは１０～２５個／２５ｍｍ、より好ましくは１１～２０個／２５ｍｍ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。
　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。
　本発明により得られる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に適用される観点から、水膨潤による体積膨潤率は１１０～１０００％であり、好ましくは１２０～８００％であり、より好ましくは１４０～５００％、更に好ましくは１５０～３００％である。
　ここで、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。「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、「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。
　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４０～１３０ｋｇ／ｍ３、より好ましくは４２～１１０ｋｇ／ｍ３、更に好ましくは４５～９０ｋｇ／ｍ３である。
　本発明の製造方法で製造される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に適用されるものとして、水膨潤時の膨潤密度が、２３～７０ｋｇ／ｍ3であることが好ましく、より好ましくは２５～７０ｋｇ／ｍ3、更に好ましくは２５～６０ｋｇ／ｍ3、より更に好ましくは２８～６０ｋｇ／ｍ3、より更に好ましくは２８．５～５０ｋｇ／ｍ3である。
　前記膨潤密度が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、前記膨潤密度が７０ｋｇ／ｍ3超では、原料コストが過大となるため好ましくない。
　ここで、「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、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。
　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、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い、いわゆるウォール構造であることが好ましい。
　軟質ポリウレタンフォームは、生産性の観点から、スラブとして製造することが好ましい。本発明により得られる軟質ポリウレタンフォームは、スラブとして製造した場合であっても、スラブに水が均一に含まれているため、効率よく切断することが可能である。
［切断する工程］
　切断する工程は、水分率が２０質量％以上の軟質ポリウレタンフォームを得た後、前記軟質ポリウレタンフォームを水分率が２０質量％以上の状態で切断する工程である。
　水分率が２０質量％以上の状態で切断することにより、軟質ポリウレタンフォームを効率よく切断することが可能となる。
　切断する工程において、水分率が２０質量％以上の軟質ポリウレタンフォームに、更に水を添加することにより水分率を調整してもよい。また、前記軟質ポリウレタンフォームを乾燥等して、水を除去することにより水分率を調整してもよい。また、軟質ポリウレタンフォームを得る工程において、軟質ポリウレタンフォームの切断性等を考慮して、水分率が２０質量％より大きい値となるように（例えば、水分率が４０質量％となるように）軟質ポリウレタンフォームを製造してもよい。また、製造後の環境、切断工程における切断までの時間の経過等の影響により水分率が変化した場合や、軟質ポリウレタンフォームの物性、切断する方法や状況等に応じて、水分率が２０質量％以上となるように適宜調整してもよい。
　また、軟質ポリウレタンフォームに水を添加して含水させる場合、添加する水には、界面活性剤等、他の成分が含まれていてもよい。
　切断する工程における軟質ポリウレタンフォームの水分率は、軟質ポリウレタンフォームをより効率よく切断する観点から、好ましくは２５質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、更に好ましくは３３質量％以上、より更に好ましくは３５質量％以上である。また、同様の観点から、好ましくは８０質量％以下、より好ましくは７０質量％以下、更に好ましくは６０質量％以下、より更に好ましくは５５質量％以下である。
　軟質ポリウレタンフォームを切断する方法は、特に制限はないが、例えば、バーチカルカッター、水平カッター（スライサー）等の回転刃を用いてタチ切る方法、板状の抜型を用いてプレスで打ち抜く打抜き加工法、ロール状の刃を押し当て切断する押し切り加工法、スリッターを通し切断するスリット加工が挙げられる。これらの中でも、単純で安価な設備である観点及び生産性の観点から、回転刃を用いてタチ切る方法及び打抜き加工法が好ましい。
　打ち抜き加工法には、油圧プレス機により、裁断刃が格子状に形成されている刃型を用いてプレスして切断する方法や、刃が平行に並んだ柵状の刃型を用いて軟質ポリウレタンフォームを、厚み方向に切断した後、刃の向きを軟質ポリウレタンフォームに対して垂直に保ったまま９０°回転させ、更に厚み方向に切断することにより格子状に切断する、もしくは軟質ポリウレタンフォームを９０°回転させ、更に厚み方向に切断することにより、格子状に切断する方法等がある。これらの中でも、プレス機の圧力を最大限に活用する観点から、刃が平行に並んだ柵状の刃型を用いて軟質ポリウレタンフォームを厚み方向に切断した後、軟質ポリウレタンフォームを９０°回転させ、更に厚み方向に切断することにより、格子状に切断する方法が好ましい。
　また、切断する工程は、生産性の観点から、スラブ等の前記軟質ポリウレタンフォームを、水膨潤時の厚さが３～２００ｍｍである軟質ポリウレタンフォームシートに切断する工程と、前記軟質ポリウレタンフォームシートを、更に厚み方向に切断して、水膨潤時のそれぞれの辺の長さが３～２００ｍｍである軟質ポリウレタンフォーム片を得る工程とを有することが好ましい。
　軟質ポリウレタンフォームシートの水膨潤時の厚さは、水処理時の耐摩耗性及びハンドリング性に優れる担体を得る観点から、好ましくは６～１００ｍｍ、より好ましくは８～５０ｍｍ、更に好ましくは１０～３０ｍｍである。
　軟質ポリウレタンフォームシートに切断する方法は、特に制限はないが、バーチカルカッター、水平カッター（スライサー）等、回転刃を用いてタチ切る方法が挙げられる。
　軟質ポリウレタンフォーム片は、コスト、及び生産性の観点から、立方体または直方体であることが好ましい。
　軟質ポリウレタンフォーム片の水膨潤時のそれぞれの辺の長さは、微生物固定化性能、耐摩耗性及びハンドリング性に優れる担体を得る観点から、好ましくは３～２００ｍｍ、より好ましくは５～１００ｍｍ、更に好ましくは７～５０ｍｍ、より更に好ましくは８～３０ｍｍである。
前記軟質ポリウレタンフォーム片を得る工程における切断方法は、軟質ポリウレタンフォームを切断する方法と同様である。
［水処理用微生物固定化担体］
　本発明の製造方法により得られる担体は、軟質ポリウレタンフォームから形成される。
　担体は、軟質ポリウレタンフォームのみからなるものであってもよく、軟質ポリウレタンフォームの切断前、もしくは切断後、軟質ポリウレタンフォームの表面に、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、アセチレングリコール等のグリコール系化合物、界面活性剤等を塗布したものや、ウレタンプレポリマーを付着後硬化させたもの等、軟質ポリウレタンフォームを加工したものであってもよい。
　担体の形状は、特に制限はなく、処理槽の大きさや汚水との接触効率、微生物固定化性能等を考慮して、立方体、直方体、円柱を含む棒状、粒度の揃ったチップ状、球状等、任意の形状にすることができる。コスト及び生産性に優れる担体を得る観点から、立方体及び直方体であることが好ましい。
　担体の大きさは、特に制限はなく、処理槽の大きさや汚水との接触効率、微生物固定化効率、耐摩耗性、ハンドリング性、コスト、生産性等を考慮して、任意の大きさにすることができる。水処理時の耐摩耗性及びハンドリング性に優れる担体を得る観点から、水膨潤時のそれぞれの辺の長さが、好ましくは３～２００ｍｍ、より好ましくは５～１００ｍｍ、更に好ましくは７～５０ｍｍ、より更に好ましくは８～３０ｍｍである。
　発明の製造方法により得られる担体に微生物を固定化させる方法は、特に制限はなく、例えば、担体を直接汚水に投入して自然に微生物を固定させてもよい。また、事前に高濃度に微生物を増殖させた水槽に本発明の担体を入れて微生物を固定させてから取り出し、汚水の処理槽に投入してもよく、一部の担体に予め微生物を固定させてから処理槽に投入してもよい。また、担体の投入量は、浄化する汚水の流入量、性状、処理槽のサイズや構造等に応じて、決定すればよい。
　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。
［軟質ポリウレタンフォームの物性測定］
　後述の製造例及び製造比較例により得られた軟質ポリウレタンフォームについて、以下に示す各種物性を、下記の方法により測定した。
＜試料の作製＞
　後述の製造例及び製造比較例により得られた軟質ポリウレタンフォームのスラブ状体の中央部分から水平方向にスライスして、厚さ１８ｍｍの軟質ポリウレタンフォームシートを得た後、スラブの表面を含まないよう軟質ポリウレタンフォームシートの中央部分から１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形に切断し、１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ１８ｍｍの直方体状に切断したシートを試料とした。
（水分率）
　前記試料の作製の方法により、１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ１８ｍｍの直方体状のシートに切断して試料とした。この試料を５枚作成し、水分を維持した状態で、それぞれの試料の質量を電子天秤で測定し、その平均値を質量Ｍｎとした。続いて、質量を測定した５枚の試料を、１００℃の乾燥器内で乾燥させ、質量の減少が確認されなくなった状態を、絶乾状態とみなした。この絶乾状態における試料の質量を電子天秤で測定し、その平均値を絶乾状態の質量Ｍｄとみなした。
　上記のようにして得られた値を用いて、下記式により得られる値を水分率とした。
　水分率（質量％）＝（Ｍｎ－Ｍｄ）÷（Ｍｎ）×１００
（絶乾密度）
　絶乾状態における上記５枚の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の平均値を、絶乾状態の体積Ｖdとみなした。
　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。
（膨潤密度）
　上記５枚の試料を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の平均値を、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。
（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。
（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。
［評価］
　後述の製造例及び製造比較例により得られた軟質ポリウレタンフォームについて、以下に示す評価を行った。
＜切断性評価＞
　後述の実施例１～１０、比較例１～６における加圧後の軟質ポリウレタンフォームの外観を、目視にて観察し、下記の基準により切断性を評価した。
１：軟質ポリウレタンフォームは切断されていない。
２：軟質ポリウレタンフォームの全体の９０％以下が切断されている。手で引っ張っても切断できない、または手で引っ張って切断すると切断面が形状不良となる。
３：軟質ポリウレタンフォームの全体の９０％超～９５％以下が切断されている。手で引っ張ると、切断面の形状がきれいに切断できる。
４：軟質ポリウレタンフォームは完全に切断されている、または全体の５％未満に切断されていない部分があるが、手で触れる程度で容易に切断面の形状がきれいに切断できる。
［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％（ＮＣＯ％）、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
・ウレタンプレポリマー（３）：ＴＤＩ変性ＥＯ－ＰＯ共重合体；ＥＯ／ＰＯ質量比：３０／７０、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℃）：８７１０ｍＰａ・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
・ポリオール：ＥＯ－ＰＯ共重合体；ＥＯ／ＰＯ質量比：１０／９０
［軟質ポリウレタンフォームの製造］
＜製造例１＞
　ＴＤＩ変性ＥＯ－ＰＯ共重合体（ウレタンプレポリマー（１））１５．６ｋｇ、ＴＤＩ（ポリイソシアネート化合物（ａ））２．１ｋｇ、及び硫酸バリウム（無機フィラー）１．９ｋｇを撹拌混合し、Ａ１液とした。
　Ａ１液とは別に、水６．４ｋｇ及び整泡剤０．１３ｋｇを撹拌混合し、Ｂ１液とした。
　次に、Ａ１液とＢ１液を混合して混合溶液とし、内寸が縦８００ｍｍ×横８００ｍｍ×高さ６６０ｍｍの容器に入れ、２時間静置して、スラブ状の軟質ポリウレタンフォームＡ－１を製造した。
＜製造例２～６、製造比較例１及び２＞
　ＴＤＩ変性ＥＯ－ＰＯ共重合体、ＴＤＩ、硫酸バリウム、水及び整泡剤を表１に記載の配合量としてＡ２～６液及びＸＡ１～２液、並びにＢ２～６液及びＸＢ１～２液を調整した以外は、製造例１と同様にして、軟質ポリウレタンフォームＡ－２～Ａ－６、Ｂ－１及びＢ－２を製造した。
＜製造例７＞
　ＴＤＩ変性ＥＯ－ＰＯ共重合体としてウレタンプレポリマー（２）に変更し、ＴＤＩ変性ＥＯ－ＰＯ共重合体、ＴＤＩ、硫酸バリウム、水及び整泡剤を表１に記載の配合量としてＡ７液、及びＢ７液を調整した以外は、製造例１と同様にして、軟質ポリウレタンフォームＡ－７を製造した。
＜製造例８＞
　ＴＤＩ変性ＥＯ－ＰＯ共重合体としてウレタンプレポリマー（３）に変更し、ＴＤＩ変性ＥＯ－ＰＯ共重合体、ＴＤＩ及び硫酸バリウムを表１に記載の配合量とし、それ以外は製造例１と同様にして、Ａ８液を調整した。
　Ａ８液とは別に、水１２．９ｋｇ、整泡剤１．０６ｋｇ、及び触媒０．２５ｋｇを撹拌混合し、Ｂ８液とした。
　次に、Ａ８液とＢ８液を混合して混合溶液とし、内寸が縦８００ｍｍ×横８００ｍｍ×高さ６６０ｍｍの容器に入れ、２時間静置して、スラブ状の軟質ポリウレタンフォームＡ－８を製造した。
＜製造例９＞
　ＴＤＩ変性ＥＯ－ＰＯ共重合体としてウレタンプレポリマー（３）に変更し、ＴＤＩ変性ＥＯ－ＰＯ共重合体、ＴＤＩ及び硫酸バリウムを表１に記載の配合量とし、それ以外は製造例１と同様にして、Ａ９液を調整した。
　Ａ９液とは別に、水１２．５ｋｇ、整泡剤１．０６ｋｇ、触媒０．２５ｋｇ及びポリオール０．３５ｋｇを撹拌混合し、Ｂ９液とした。
　次に、Ａ９液とＢ９液を混合して混合溶液とし、内寸が縦８００ｍｍ×横８００ｍｍ×高さ６６０ｍｍの容器に入れ、２時間静置して、スラブ状の軟質ポリウレタンフォームＡ－９を製造した。
　製造例１～９、製造比較例１及び２で得られた軟質ポリウレタンフォームＡ－１～Ａ－９、Ｂ－１及びＢ－２の物性評価結果を表１に示す。
　なお、製造比較例１においては、得られたものにべたつきがみられ、ウレタンプレポリマーとポリイソシアネート化合物（ａ）との反応が完了しなかったことから、水分率以外の物性については、測定を行わなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
［水処理用微生物固定化担体の製造］
＜実施例１＞
　製造例１により得られた軟質ポリウレタンフォームＡ－１を、発泡時の水分を含んだ状態で、中央部分を水平方向にスライスして、８００ｍｍ×８００ｍｍ、厚さ１８ｍｍの軟質ポリウレタンフォームシートを得た。続いて、軟質ポリウレタンフォームシートの４つの辺において、それぞれの端から１００ｍｍ部分を含まないよう切断し、１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ１８ｍｍの軟質ポリウレタンフォームシートを得た。その軟質ポリウレタンフォームシートを更に厚み方向に切断して、２０ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ１８ｍｍの直方体状の軟質ポリウレタンフォーム片である水処理用微生物固定化担体が得られるように、「島津オートグラフＡＧ－２０ｋＮＩ」（株式会社島津製作所製）を用いて裁断刃により軟質ポリウレタンフォームシートに加圧した。なお、加圧時には、２．０ｍｍ／ｍｉｎの速度で加圧し、軟質ポリウレタンフォームシートに加わる圧力が０．２ＭＰａとなるように加圧した。加圧後の軟質ポリウレタンフォームの水分率を測定したところ、２５質量％であり、水分率に変化は見られなかった。
　続いて、前記切断性評価により、加圧後の軟質ポリウレタンフォームの切断性を評価した。その結果を表２に示す。
＜実施例２－９、比較例１及び２＞
　軟質ポリウレタンフォームを表２に示すように変更した以外は実施例１と同様にして、切断性を評価した。その結果を表２に示す。また、全ての実施例及び比較例において、加圧後の軟質ポリウレタンフォームの水分率を測定したところ、水分率に変化は見られなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
＜実施例１０及び１１、比較例３～５＞
　それぞれの実施例において、製造例３により得られた水分率が４０質量％軟質ポリウレタンフォームＡ－３の中央部分を、水平方向にスライスして、８００ｍｍ×８００ｍｍ、厚さ１８ｍｍの軟質ポリウレタンフォームシートを３枚（シート１～シート３）得た。続いて、それぞれの軟質ポリウレタンフォームシートにおいて、それぞれの４つの辺の端から１００ｍｍ部分を含まないよう切断し、１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ１８ｍｍの軟質ポリウレタンフォームシートを得、その質量を測定した。シート１～シート３の各シートにおいて、その質量及び絶乾密度（製造例に記載の絶乾密度）をもとに、表３に示す水分率となるように軟質ポリウレタンフォームシートを１１０℃の乾燥機にて乾燥した。続いて、それぞれの軟質ポリウレタンフォームシートを、実施例１と同様に、切断性を評価した。その結果を表３に示す。また、全ての実施例及び比較例において、加圧後の軟質ポリウレタンフォームの水分率を測定したところ、水分率に変化は見られなかった。
＜実施例１２＞
　製造例３により得られた水分率が４０質量％軟質ポリウレタンフォームＡ－３の中央部分を、水平方向にスライスして、８００ｍｍ×８００ｍｍ、厚さ１８ｍｍの軟質ポリウレタンフォームシートを３枚（シート１～シート３）得た。続いて、それぞれの軟質ポリウレタンフォームシートの４つの辺において、それぞれの端から１００ｍｍ部分を含まないよう切断し、１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ１８ｍｍの軟質ポリウレタンフォームシートを得た。それ以外については、実施例１と同様に行い、切断性を評価した。その結果を表３に示す。また、加圧後の軟質ポリウレタンフォームの水分率を測定したところ、４０質量％であり、水分率に変化は見られなかった。
＜実施例１３＞
　実施例１０及び１１において、表３に示す水分率となるように軟質ポリウレタンフォームシートを１１０℃の乾燥機にて乾燥するかわりに、表３に示す水分率となるように水道水を軟質ポリウレタンフォームシートに添加し、全体に水が均一に含まれるように軟質ポリウレタンフォームシートを軽くもんだこと以外は同様にして、切断性を評価した。その結果を表３に示す。また、加圧後の軟質ポリウレタンフォームの水分率を測定したところ、６０質量％であり、水分率に変化は見られなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
＜比較例６＞
　製造比較例２により得られた水分率が１４質量％のスラブ状の軟質ポリウレタンフォームＢ－２に、水分率が４０質量％となるように水道水を添加した。この水道水を添加したスラブ状の軟質ポリウレタンフォームの中央部について、上記比較例２と同様に切断性を評価した。その結果、切断性の評価結果は２であり、切断性に変化は見られなかった。
　表１～表３及び比較例６に示した結果から分かるように、本発明の製造方法を用いると、水膨潤性を有しかつ所定の気孔を有する軟質ポリウレタンフォームを、効率よく切断することが可能であることが認められた。

Claims (6)

  1. 　軟質ポリウレタンフォームから形成される水処理用微生物固定化担体の製造方法であって、
    　前記軟質ポリウレタンフォームは、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％であり、
    　ウレタンプレポリマー、ポリイソシアネート化合物（ａ）、及び水を含む混合溶液を発泡させて、水分率が２０質量％以上の前記軟質ポリウレタンフォームを得る工程と、
    　前記軟質ポリウレタンフォームを水分率が２０質量％以上の状態で切断する工程とを有する、水処理用微生物固定化担体の製造方法。
  2. 　前記切断する工程における前記軟質ポリウレタンフォームの水分率が、３０質量％以上である、請求項１に記載の水処理用微生物固定化担体の製造方法。
  3. 　前記切断する工程における前記軟質ポリウレタンフォームの水分率が、８０質量％以下である、請求項１又は２に記載の水処理用微生物固定化担体の製造方法。
  4. 　前記混合溶液全量に対して含まれる水の含有量が、２０～５５質量％である、請求項１～３のいずれかに記載の水処理用微生物固定化担体の製造方法。
  5. 　前記水処理用微生物固定化担体が、立方体又は直方体であり、水膨潤時のそれぞれの辺の長さが３～２００ｍｍである、請求項１～４のいずれかに記載の水処理用微生物固定化担体の製造方法。
  6. 　前記切断する工程が、前記軟質ポリウレタンフォームを、水膨潤時の厚さが３～２００ｍｍである軟質ポリウレタンフォームシートに切断する工程と、
    　前記軟質ポリウレタンフォームシートを、更に厚み方向に切断して、水膨潤時のそれぞれの辺の長さが３～２００ｍｍである軟質ポリウレタンフォーム片を得る工程とを有する、請求項１～５のいずれかに記載の水処理用微生物固定化担体の製造方法。
PCT/JP2020/033263 2019-09-02 2020-09-02 水処理用微生物固定化担体の製造方法 WO2021045104A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021543999A JPWO2021045104A1 (ja) 2019-09-02 2020-09-02
CN202080058754.6A CN114269914A (zh) 2019-09-02 2020-09-02 水处理用微生物固定化载体的制备方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-159946 2019-09-02
JP2019159946 2019-09-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021045104A1 true WO2021045104A1 (ja) 2021-03-11

Family

ID=74852385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/033263 WO2021045104A1 (ja) 2019-09-02 2020-09-02 水処理用微生物固定化担体の製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2021045104A1 (ja)
CN (1) CN114269914A (ja)
WO (1) WO2021045104A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0951794A (ja) * 1995-06-09 1997-02-25 Nisshinbo Ind Inc バイオリアクター用多孔質担体
JPH10174990A (ja) * 1996-12-17 1998-06-30 Nisshinbo Ind Inc バイオリアクタ−用担体及び方法
JP2010119979A (ja) * 2008-11-21 2010-06-03 Inoac Corp 水処理用微生物担体

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004217708A (ja) * 2003-01-10 2004-08-05 Nisshinbo Ind Inc 薬剤耐性を付与した水膨潤性ポリウレタンフォーム及びそれを用いたバイオリアクター用担体
CN204454746U (zh) * 2014-11-21 2015-07-08 日清纺化学株式会社 水处理用载体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0951794A (ja) * 1995-06-09 1997-02-25 Nisshinbo Ind Inc バイオリアクター用多孔質担体
JPH10174990A (ja) * 1996-12-17 1998-06-30 Nisshinbo Ind Inc バイオリアクタ−用担体及び方法
JP2010119979A (ja) * 2008-11-21 2010-06-03 Inoac Corp 水処理用微生物担体

Also Published As

Publication number Publication date
CN114269914A (zh) 2022-04-01
JPWO2021045104A1 (ja) 2021-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1772786B (zh) 具有低堆积密度和压缩强度的软泡沫塑料
JP4243375B2 (ja) 可撓性の発泡体
US20040044091A1 (en) Fine cell, high density viscoelastic polyurethane foams
CN1073690A (zh) 多元醇组合物
JP5519128B2 (ja) 水処理用担体に用いられるポリウレタンフォーム
JP7354218B2 (ja) 微生物担体用軟質ポリウレタンフォーム及び微生物担体
JP6917535B1 (ja) 軟質ポリウレタンフォームの製造方法
JP5490426B2 (ja) 微生物固定化担体用ポリウレタンフォーム
JP6909364B1 (ja) 軟質ポリウレタンフォームの製造方法
JP2019172953A (ja) 油水分離用スポンジ及び油水分離用スポンジ製造用組成物
WO2021045104A1 (ja) 水処理用微生物固定化担体の製造方法
KR20180024096A (ko) 연마패드 제조용 우레탄계 프리폴리머, 연마패드 및 이의 제조방법
WO2021131934A1 (ja) 水処理用微生物固定化担体、樹脂発泡体及びその原料組成物
JP2006265448A (ja) 吸水性ウレタンフォームの製造方法
CN112961304B (zh) 一种制备在水中可快速沉降的聚氨酯泡沫的方法
JP4828370B2 (ja) 水処理用微生物担体の製造方法
WO2023053984A1 (ja) 水処理用微生物固定化担体及びその製造方法
WO2023053985A1 (ja) 水処理用微生物固定化担体
Aneja Structure-property relationships of flexible polyurethane foams
JP2004359950A (ja) 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
JP2021181538A (ja) 低膨潤親水性ウレタンフォーム
EP3878651A1 (en) Aqueous polyurethane resin dispersion, paint, film configuration, and structure
JP2020028867A (ja) 水処理用の微生物固定化担体
JP2001064351A (ja) 吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法
CN111072909A (zh) 亲水性聚氨酯预聚物及其制备方法和在软质泡沫塑料中的应用

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20859748

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2021543999

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20859748

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1