微生物分解実験用ポリウレタンシートの製造方法
【課題】 微生物分解実験に適した厚さ及び粒径のポリウレタンフォームからなる、均一なポリウレタンシートを提供する。
【解決手段】 粒径１０００μｍ以下にポリウレタンフォームを微粉砕して、型内にほぼ均一に広げ、加温加圧することによってシート形成することを特徴とする微生物分解実験用ポリウレタンシートの製造方法、及びその方法によって製造される厚さが１ｍｍ以下の微生物分解実験用ポリウレタンシートを提供する。
【解決手段】 粒径１０００μｍ以下にポリウレタンフォームを微粉砕して、型内にほぼ均一に広げ、加温加圧することによってシート形成することを特徴とする微生物分解実験用ポリウレタンシートの製造方法、及びその方法によって製造される厚さが１ｍｍ以下の微生物分解実験用ポリウレタンシートを提供する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微生物による生分解実験に使用するポリウレタンシート及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラスチック材料の再利用法は、原材料の資源節約及び処理を要するプラスチック材料の量を減らすために、さまざまに研究されている。熱可塑性プラスチックは、一般に元の製品と比較してほとんど材質を損なうことなく、再利用材を何パーセントか混ぜて射出成型により物品を製造してきた。しかし、熱硬化性プラスチックは、熱可塑性プラスチックと異なり、再利用法については、有効な再利用法はほとんど知られていない。
【０００３】特開平４ー２３２７０３号公報では、熱硬化性ポリウレタン軟質フォームを再利用してシート材を形成する方法が開示されている。軟質フォーム（元の形状は問わない）を、ひらまめ程度の大きさの粒子までミルで粉砕し、必要に応じて、サイクロン分級にかけることによって硬い異物を除去する。粉砕した軟質フォームを温度１８０〜２１０℃、５０〜１５０バール（約５１〜１５３ｋｇｆ／ｃｍ2 ）で３〜５分間加温加圧下で圧縮し、密度４００〜２, ０００ｋｇ／ｍ3 、厚さ１〜７ｍｍのシート材を形成できる。
【０００４】廃棄ポリウレタンの処理方法の一つとして、微生物による生分解が検討されている。この方法の開発のためのポリウレタンの微生物分解実験は、寒天培地上にポリウレタンシートを置き、そこに微生物を接種して、シートの劣化速度を調べるものである。
【０００５】このような目的に用いるポリウレタンシートは、シートが厚いと寒天培地に固定しづらく、微生物による分解速度も遅いので、ある程度薄いものであり、かつ厚みが均一である必要がある。また、シートを構成するポリウレタンフォームの大きさが均一でないと、実験用のテストピースとして適さない。さらに、ポリウレタンフォームは微生物が分解しやすい形状、即ち、細かく、低分子量化されているのが望ましい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法で得られたポリウレタンシートは厚さが１〜７ｍｍと厚いため、寒天培地へ安定して固定できず、その上、微生物による分解速度も遅い。さらに、従来の方法で得られたポリウレタンシートだと、粉砕したポリウレタンフォームの粒子が大きく、高分子量であるので、微生物の分解速度が遅く、判定時間が長くなる。また、ポリウレタンフォームの粒径も不均一であるため、シートを構成するポリウレタンの粒径がテストピースごとに異なり、実験の再現性が得られない。このような理由により、従来の方法で得られるポリウレタンシートは、微生物分解実験用のテストピースに用いるには適したものではなかった。したがって、本発明の目的は、微生物が分解しやすい粒径に粉砕されたポリウレタンフォームからなり、厚さが１ｍｍ以下である均一なポリウレタンシートを製造することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本発明は、粒径１０００μｍ以下にポリウレタンフォームを微粉砕して、型内にほぼ均一に広げ、加温加圧することによってシート形成することを特徴とする微生物分解実験用ポリウレタンシートの製造方法を提供する。シート形成時の圧力は１００〜７００ｋｇｆ／ｃｍ2 、温度が１３０〜２００℃であることが望ましい。さらに、本発明は厚さが１ｍｍ以下であることを特徴とする上記の製造方法により製造された微生物分解実験用ポリウレタンシートを提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１〜４を用いて、本発明によるポリウレタンフォームの製造方法を説明する。密度約５０〜９０ｋｇ／ｍ3 のポリウレタンフォームを、セラミックス製の臼で粒径２〜１０００μｍ、好ましくは３〜５００μｍ、最も好ましくは約２００μｍに微粉砕する。微粉砕されたポリウレタンフォームは密度が約１４０ｋｇ／ｍ3 となる。粉砕されたポリウレタンフォームの粒径が大きい場合、つまり、高分子である場合には、微生物が利用しにくいため、微生物分解実験用テストピースとして用いるのに適さない。ポリウレタンフォームを粉砕した後、必要に応じてふるいにかけて、粒径の大きいもの及び異物を除去するることが好ましい。
【０００９】ポリウレタンフォームを粉砕した後、図１（Ａ）に示すように、アルミ板１中央部に設置した筒上の型２内に、粉砕したポリウレタンフォーム３を注入し、図１（Ｂ）のように型２内に充填した高さＨが２ｃｍ以下になるように均一に広げる。型の形、大きさは、希望する最終製品に沿って作成するものとし、特に限定されない。図２に示すように型２を除去した後、アルミ板１を上から重ねて、粉砕したポリウレタン３が２枚のアルミ板１の間に挟まれるようにする。
【００１０】図３に示すように、圧縮成型機等で２枚のアルミ板１を上下から圧縮する。アルミ板１に直接加圧するのは圧縮成型機の加圧部４である。シートに気泡が生じるのを防ぐために、圧縮前に２分以内、好ましくは約１分の余熱時間を取ることが望ましい。加圧中の温度は１３０〜２００℃、圧力は１００〜７００ｋｇｆ／ｃｍ2 、圧縮時間は３０秒〜６分以下、好ましくは１〜５分である。
【００１１】上記に示したような方法で、図４に示すように周辺部６が粉状で中央部５が半透明のシートが得られる。このシートは、厚さ０. ２〜１ｍｍ、好ましくは０.３〜０. ４ｍｍで均一になるよう上記条件を設定できるため、重量もほぼ一定である。シートを構成するポリウレタンフォームの粒径も均一であるため、微生物分解実験テストピースとして適したものである。厚さが１ｍｍより厚いと寒天培地上に固定しにくい上に、微生物分解実験を行う際の評価時間が長くなり不都合である。また０. ２ｍｍより薄い場合も物理的に弱くなりすぎて培養後の処理により崩壊するのでよくない。
【００１２】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、これらにより本発明を制限するものではない。以下に述べる実施例では、ポリウレタンフォームは、株式会社スニックの製品であるホットキュアポリウレタン及びコールドキュアポリウレタンを用いたが、これらは車両の座席等に使用されるものである。ホットキュアポリウレタン及びコールドキュアポリウレタンの原料は以下の通りである。
【００１３】ホットキュアポリウレタンエーテル系ポリオールを約６０％、及びトルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）を約３０％の配合比で含み、触媒、シリコン及び難燃剤を合計約６％、発泡剤を約４％含む。触媒には３級アミン、難燃剤には縮合リン酸エステル、発泡剤には水をそれぞれ用いる。
【００１４】コールドキュアポリウレタンエーテル系ポリオールを約６５％、及びＴＤＩとジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を合計約３０％の配合比で含み、触媒及びシリコンを合計約２％、発泡剤を約３％含む。触媒には３級アミン及び２級アミン、発泡剤には水をそれぞれ用いる。
【００１５】実施例１上記のホットキュアポリウレタンからなるポリウレタンフォームを増幸産業（株）のスーパーマスコロイダーによって微粉砕し、ふるいにかけることによって粒径７１０μｍ以下のものを得た。この粒径７１０μｍのポリウレタンフォームを３ｇ量り、直径９ｃｍの型内に注入して均一に広げた後、型を除去した。さらに、アルミ板をもう１枚上に載せ、２枚のアルミ板でポリウレタンフォームを挟んだ。余熱時間を１分間とり、１６０℃でプレス圧力１００ｋｇｆ／ｃｍ2 、プレス時間５分の条件で圧縮成型して、直径約１０ｃｍのシートを得た。圧力は東邦工業（株）型式Ｔ１０−１００型の圧締圧力計で測定した。上記条件で生成したポリウレタンシートの厚さはほぼ均一であった。シートの端部分及び中央部分の各３カ所の厚さを測定し、その平均を計算すると、端部分は０. ４３６ｍｍ、中央部分は０. ４７６ｍｍであった。
【００１６】実施例２コールドキュアポリウレタンからなるポリウレタンフォームを実施例１同様な処理をして、２枚のアルミ板に挟んだ。余熱時間を１分間とり、１５０℃でプレス圧力１００ｋｇ／ｃｍ2 、プレス時間４分３０秒の条件で圧縮成型して、直径約１０ｃｍのシートを得た。圧力は東邦工業（株）型式Ｔ１０−１００型の圧締圧力計で測定した。上記条件で生成したポリウレタンシートの厚さはほぼ均一であった。シートの端部分及び中央部分の各３カ所の厚さを測定し、その平均を計算すると、端部分は０. ４５０ｍｍ、中央部分は０. ６００ｍｍであった。
【００１７】
【発明の効果】上記したところから明らかなように、本発明によれば、微粉砕したポリウレタンフォームを型内に均一に広げ、成型時に加温加圧することによって微生物分解実験用のテストピースとして用いることができるポリウレタンシートを得ることができる。また、本発明のポリウレタンシートは、シートの厚さが１ｍｍ以下なので寒天培地上に安定に固定できる上に、シートが半透明なのでシート上に生育する微生物の観察が容易に行えるなど、実験操作の点で好都合である。なお、熱硬化性ポリウレタンフォームを再利用しても、本発明のポリウレタンシートが得られるので、本発明の方法によって、資源の有効な活用方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポリウレタンシート製造過程で、微粉砕ポリウレタンフォームが型内に注入される様子（Ａ）及び均一に充填される様子（Ｂ）を示す。
【図２】ポリウレタンシート製造過程で、ポリウレタンフォームが２枚のアルミ板に挟まれる様子を示す。
【図３】ポリウレタンシート製造過程で、ポリウレタンフォームが加温加圧下で圧縮される様子を示す。
【図４】本発明によって得られたポリウレタンシート。
【符号の説明】
１ アルミ板
２ 型
３ 粉砕したポリウレタンフォーム
４ 圧縮成形機の加圧部
５ シートの中央部
６ シートの周辺部
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微生物による生分解実験に使用するポリウレタンシート及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラスチック材料の再利用法は、原材料の資源節約及び処理を要するプラスチック材料の量を減らすために、さまざまに研究されている。熱可塑性プラスチックは、一般に元の製品と比較してほとんど材質を損なうことなく、再利用材を何パーセントか混ぜて射出成型により物品を製造してきた。しかし、熱硬化性プラスチックは、熱可塑性プラスチックと異なり、再利用法については、有効な再利用法はほとんど知られていない。
【０００３】特開平４ー２３２７０３号公報では、熱硬化性ポリウレタン軟質フォームを再利用してシート材を形成する方法が開示されている。軟質フォーム（元の形状は問わない）を、ひらまめ程度の大きさの粒子までミルで粉砕し、必要に応じて、サイクロン分級にかけることによって硬い異物を除去する。粉砕した軟質フォームを温度１８０〜２１０℃、５０〜１５０バール（約５１〜１５３ｋｇｆ／ｃｍ2 ）で３〜５分間加温加圧下で圧縮し、密度４００〜２, ０００ｋｇ／ｍ3 、厚さ１〜７ｍｍのシート材を形成できる。
【０００４】廃棄ポリウレタンの処理方法の一つとして、微生物による生分解が検討されている。この方法の開発のためのポリウレタンの微生物分解実験は、寒天培地上にポリウレタンシートを置き、そこに微生物を接種して、シートの劣化速度を調べるものである。
【０００５】このような目的に用いるポリウレタンシートは、シートが厚いと寒天培地に固定しづらく、微生物による分解速度も遅いので、ある程度薄いものであり、かつ厚みが均一である必要がある。また、シートを構成するポリウレタンフォームの大きさが均一でないと、実験用のテストピースとして適さない。さらに、ポリウレタンフォームは微生物が分解しやすい形状、即ち、細かく、低分子量化されているのが望ましい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法で得られたポリウレタンシートは厚さが１〜７ｍｍと厚いため、寒天培地へ安定して固定できず、その上、微生物による分解速度も遅い。さらに、従来の方法で得られたポリウレタンシートだと、粉砕したポリウレタンフォームの粒子が大きく、高分子量であるので、微生物の分解速度が遅く、判定時間が長くなる。また、ポリウレタンフォームの粒径も不均一であるため、シートを構成するポリウレタンの粒径がテストピースごとに異なり、実験の再現性が得られない。このような理由により、従来の方法で得られるポリウレタンシートは、微生物分解実験用のテストピースに用いるには適したものではなかった。したがって、本発明の目的は、微生物が分解しやすい粒径に粉砕されたポリウレタンフォームからなり、厚さが１ｍｍ以下である均一なポリウレタンシートを製造することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本発明は、粒径１０００μｍ以下にポリウレタンフォームを微粉砕して、型内にほぼ均一に広げ、加温加圧することによってシート形成することを特徴とする微生物分解実験用ポリウレタンシートの製造方法を提供する。シート形成時の圧力は１００〜７００ｋｇｆ／ｃｍ2 、温度が１３０〜２００℃であることが望ましい。さらに、本発明は厚さが１ｍｍ以下であることを特徴とする上記の製造方法により製造された微生物分解実験用ポリウレタンシートを提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１〜４を用いて、本発明によるポリウレタンフォームの製造方法を説明する。密度約５０〜９０ｋｇ／ｍ3 のポリウレタンフォームを、セラミックス製の臼で粒径２〜１０００μｍ、好ましくは３〜５００μｍ、最も好ましくは約２００μｍに微粉砕する。微粉砕されたポリウレタンフォームは密度が約１４０ｋｇ／ｍ3 となる。粉砕されたポリウレタンフォームの粒径が大きい場合、つまり、高分子である場合には、微生物が利用しにくいため、微生物分解実験用テストピースとして用いるのに適さない。ポリウレタンフォームを粉砕した後、必要に応じてふるいにかけて、粒径の大きいもの及び異物を除去するることが好ましい。
【０００９】ポリウレタンフォームを粉砕した後、図１（Ａ）に示すように、アルミ板１中央部に設置した筒上の型２内に、粉砕したポリウレタンフォーム３を注入し、図１（Ｂ）のように型２内に充填した高さＨが２ｃｍ以下になるように均一に広げる。型の形、大きさは、希望する最終製品に沿って作成するものとし、特に限定されない。図２に示すように型２を除去した後、アルミ板１を上から重ねて、粉砕したポリウレタン３が２枚のアルミ板１の間に挟まれるようにする。
【００１０】図３に示すように、圧縮成型機等で２枚のアルミ板１を上下から圧縮する。アルミ板１に直接加圧するのは圧縮成型機の加圧部４である。シートに気泡が生じるのを防ぐために、圧縮前に２分以内、好ましくは約１分の余熱時間を取ることが望ましい。加圧中の温度は１３０〜２００℃、圧力は１００〜７００ｋｇｆ／ｃｍ2 、圧縮時間は３０秒〜６分以下、好ましくは１〜５分である。
【００１１】上記に示したような方法で、図４に示すように周辺部６が粉状で中央部５が半透明のシートが得られる。このシートは、厚さ０. ２〜１ｍｍ、好ましくは０.３〜０. ４ｍｍで均一になるよう上記条件を設定できるため、重量もほぼ一定である。シートを構成するポリウレタンフォームの粒径も均一であるため、微生物分解実験テストピースとして適したものである。厚さが１ｍｍより厚いと寒天培地上に固定しにくい上に、微生物分解実験を行う際の評価時間が長くなり不都合である。また０. ２ｍｍより薄い場合も物理的に弱くなりすぎて培養後の処理により崩壊するのでよくない。
【００１２】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、これらにより本発明を制限するものではない。以下に述べる実施例では、ポリウレタンフォームは、株式会社スニックの製品であるホットキュアポリウレタン及びコールドキュアポリウレタンを用いたが、これらは車両の座席等に使用されるものである。ホットキュアポリウレタン及びコールドキュアポリウレタンの原料は以下の通りである。
【００１３】ホットキュアポリウレタンエーテル系ポリオールを約６０％、及びトルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）を約３０％の配合比で含み、触媒、シリコン及び難燃剤を合計約６％、発泡剤を約４％含む。触媒には３級アミン、難燃剤には縮合リン酸エステル、発泡剤には水をそれぞれ用いる。
【００１４】コールドキュアポリウレタンエーテル系ポリオールを約６５％、及びＴＤＩとジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を合計約３０％の配合比で含み、触媒及びシリコンを合計約２％、発泡剤を約３％含む。触媒には３級アミン及び２級アミン、発泡剤には水をそれぞれ用いる。
【００１５】実施例１上記のホットキュアポリウレタンからなるポリウレタンフォームを増幸産業（株）のスーパーマスコロイダーによって微粉砕し、ふるいにかけることによって粒径７１０μｍ以下のものを得た。この粒径７１０μｍのポリウレタンフォームを３ｇ量り、直径９ｃｍの型内に注入して均一に広げた後、型を除去した。さらに、アルミ板をもう１枚上に載せ、２枚のアルミ板でポリウレタンフォームを挟んだ。余熱時間を１分間とり、１６０℃でプレス圧力１００ｋｇｆ／ｃｍ2 、プレス時間５分の条件で圧縮成型して、直径約１０ｃｍのシートを得た。圧力は東邦工業（株）型式Ｔ１０−１００型の圧締圧力計で測定した。上記条件で生成したポリウレタンシートの厚さはほぼ均一であった。シートの端部分及び中央部分の各３カ所の厚さを測定し、その平均を計算すると、端部分は０. ４３６ｍｍ、中央部分は０. ４７６ｍｍであった。
【００１６】実施例２コールドキュアポリウレタンからなるポリウレタンフォームを実施例１同様な処理をして、２枚のアルミ板に挟んだ。余熱時間を１分間とり、１５０℃でプレス圧力１００ｋｇ／ｃｍ2 、プレス時間４分３０秒の条件で圧縮成型して、直径約１０ｃｍのシートを得た。圧力は東邦工業（株）型式Ｔ１０−１００型の圧締圧力計で測定した。上記条件で生成したポリウレタンシートの厚さはほぼ均一であった。シートの端部分及び中央部分の各３カ所の厚さを測定し、その平均を計算すると、端部分は０. ４５０ｍｍ、中央部分は０. ６００ｍｍであった。
【００１７】
【発明の効果】上記したところから明らかなように、本発明によれば、微粉砕したポリウレタンフォームを型内に均一に広げ、成型時に加温加圧することによって微生物分解実験用のテストピースとして用いることができるポリウレタンシートを得ることができる。また、本発明のポリウレタンシートは、シートの厚さが１ｍｍ以下なので寒天培地上に安定に固定できる上に、シートが半透明なのでシート上に生育する微生物の観察が容易に行えるなど、実験操作の点で好都合である。なお、熱硬化性ポリウレタンフォームを再利用しても、本発明のポリウレタンシートが得られるので、本発明の方法によって、資源の有効な活用方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポリウレタンシート製造過程で、微粉砕ポリウレタンフォームが型内に注入される様子（Ａ）及び均一に充填される様子（Ｂ）を示す。
【図２】ポリウレタンシート製造過程で、ポリウレタンフォームが２枚のアルミ板に挟まれる様子を示す。
【図３】ポリウレタンシート製造過程で、ポリウレタンフォームが加温加圧下で圧縮される様子を示す。
【図４】本発明によって得られたポリウレタンシート。
【符号の説明】
１ アルミ板
２ 型
３ 粉砕したポリウレタンフォーム
４ 圧縮成形機の加圧部
５ シートの中央部
６ シートの周辺部
【特許請求の範囲】
【請求項１】 粒径１０００μｍ以下にポリウレタンフォームを微粉砕して、型内にほぼ均一に広げ、加温加圧することによってシート形成することを特徴とする微生物分解実験用ポリウレタンシートの製造方法。
【請求項２】 シート形成時の圧力が１００〜７００ｋｇｆ／ｃｍ2 、温度が１３０〜２００℃であることを特徴とする請求項１記載の微生物分解実験用ポリウレタンシートの製造方法。
【請求項３】 厚さが１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の製造方法により製造された微生物分解実験用ポリウレタンシート。
【請求項１】 粒径１０００μｍ以下にポリウレタンフォームを微粉砕して、型内にほぼ均一に広げ、加温加圧することによってシート形成することを特徴とする微生物分解実験用ポリウレタンシートの製造方法。
【請求項２】 シート形成時の圧力が１００〜７００ｋｇｆ／ｃｍ2 、温度が１３０〜２００℃であることを特徴とする請求項１記載の微生物分解実験用ポリウレタンシートの製造方法。
【請求項３】 厚さが１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の製造方法により製造された微生物分解実験用ポリウレタンシート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開平９−２８３９４
【公開日】平成９年（１９９７）２月４日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平７−１８１１９４
【出願日】平成７年（１９９５）７月１８日
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【公開日】平成９年（１９９７）２月４日
【国際特許分類】
【出願日】平成７年（１９９５）７月１８日
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
[ Back to top ]