水処理用担体に用いられるポリウレタンフォーム
【課題】親水性及び耐摩耗性に優れ、水に接触した後における水のＣＯＤの増加が抑制された、水処理用担体に用いられるポリウレタンフォームを提供する。
【解決手段】本発明は、ポリオールと、ポリイソシアネートと、発泡剤と、ポリエーテル部分が、ポリオルガノシロキサン部分のＳｉ原子から、１つ以上のＣＨ２基を介して結合した構造を備えるポリオルガノシロキサン−ポリエーテルブロック共重合体を含む整泡剤と、触媒と、一般式Ｒ−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｈ〔式中、Ｒは、炭化水素基であり、ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、ＡＯは、同一であっても異なってもよく、ｎは、平均付加モル数で、２〜５０の整数である。〕で表される化合物とを含有するフォーム原料を用いて製造されたことを特徴とする、水処理用担体に用いられるポリウレタンフォームである。
【解決手段】本発明は、ポリオールと、ポリイソシアネートと、発泡剤と、ポリエーテル部分が、ポリオルガノシロキサン部分のＳｉ原子から、１つ以上のＣＨ２基を介して結合した構造を備えるポリオルガノシロキサン−ポリエーテルブロック共重合体を含む整泡剤と、触媒と、一般式Ｒ−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｈ〔式中、Ｒは、炭化水素基であり、ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、ＡＯは、同一であっても異なってもよく、ｎは、平均付加モル数で、２〜５０の整数である。〕で表される化合物とを含有するフォーム原料を用いて製造されたことを特徴とする、水処理用担体に用いられるポリウレタンフォームである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、親水性及び耐摩耗性に優れ、水に接触した後における水のＣＯＤの増加が抑制された、水処理用担体に用いられるポリウレタンフォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場廃水等の汚水を処理する場合には、微生物による作用を利用して溶存有機物を分解させる方法が適用されている。この方法では、例えば、樹脂発泡体からなる水処理用担体を、浄化槽等に設けられた曝気槽（エアレーションタンク）等の中に配設し、その後、樹脂発泡体の内部に繁殖し保持された微生物により、汚水に含まれる溶存有機物を分解させている。樹脂発泡体は、表面積が大きく、微生物が、樹脂発泡体のセルの表面に生物膜を効率よく形成しやすくなり、微生物による汚水の処理能力を高めることができることから、多用されており、ポリオレフィン系樹脂発泡体、ポリウレタン樹脂発泡体等が知られている。
特許文献１には、気泡が連通化され、真密度が１．０３〜１．１６ｇ／ｃｍ３とされたポリオレフィン系樹脂架橋発泡体からなる水処理用微生物担体が開示されている。
特許文献２には、３官能のポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤、整泡剤及び触媒を含有するフォーム原料を用いて製造された親水性ポリウレタンフォームからなる微生物固定化担体が開示されている。
また、特許文献３には、高分子粒子が分散し、セル膜が除去されていると共に、セル数が１５〜５０個／２５ｍｍであるポリウレタン樹脂発泡体からなる水処理用微生物担体が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２６３４８９号公報
【特許文献２】特開２００４−２５０５９３号公報
【特許文献３】特開２００７−１１１５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ポリウレタンフォームは、元来、親水性が低いことから、水処理用担体として用いるに際して、浄化槽内の汚水の中に沈漬させにくく、汚水の処理が非効率的である場合があった。また、特許文献２に開示されたポリウレタンフォームは、親水性が未だ十分ではなく、フォーム原料の一部が、ポリウレタンフォームに残存して、水中に流出する場合があった。この未反応の原料成分が流出すると、汚水における化学的酸素要求量（ＣＯＤ）が高くなる不具合がある。更に、水処理用担体が、曝気槽において、汚水の撹拌下にある場合には、摩耗を生じ、形状保持性が十分でなく、汚水の処理能力が低下する場合があった。
【０００５】
本発明の課題は、親水性及び耐摩耗性に優れ、水に接触した後における水のＣＯＤの増加が抑制された、水処理用担体に用いられるポリウレタンフォームを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下のとおりである。
１．ポリオールと、ポリイソシアネートと、発泡剤と、ポリエーテル部分が、ポリオルガノシロキサン部分のＳｉ原子から、１つ以上のＣＨ２基を介して結合した構造を備えるポリオルガノシロキサン−ポリエーテルブロック共重合体を含む整泡剤と、触媒と、下記一般式（１）で表される化合物とを含有するフォーム原料を用いて製造されたことを特徴とする、水処理用担体に用いられるポリウレタンフォーム。
Ｒ−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｈ （１）
〔式中、Ｒは、炭化水素基であり、ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、ＡＯは、同一であっても異なってもよく、ｎは、平均付加モル数で、２〜５０の整数である。〕
２．上記一般式（１）で表される化合物において、上記ＡＯが、オキシエチレン基及びオキシプロピレン基であり、且つ、両者の合計を１００モル％とした場合に、上記オキシエチレン基の含有量が６０〜８５モル％である上記１に記載の水処理用担体に用いられるポリウレタンフォーム。
３．上記フォーム原料において、上記一般式（１）で表される化合物の含有量が、上記ポリオール１００質量部に対し、１〜２０質量部である上記１又は２に記載の水処理用担体に用いられるポリウレタンフォーム。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ポリオールと、ポリイソシアネートと、発泡剤と、ポリエーテル部分が、ポリオルガノシロキサン部分のＳｉ原子から、１つ以上のＣＨ２基を介して結合した構造を備えるポリオルガノシロキサン−ポリエーテルブロック共重合体を含む整泡剤と、触媒と、上記一般式（１）で表される化合物とを含有するフォーム原料を用いて製造されたポリウレタンフォームが、親水性に優れ、それにより水中への沈漬時間を短縮化できる。そして、耐摩耗性に優れ、安定した汚水処理を進めることができる。更に、水に接触した後における水のＣＯＤの増加が抑制され、更なる汚染を導くことなく、汚水処理を進めることができる。
上記一般式（１）で表される化合物において、上記ＡＯが、オキシエチレン基及びオキシプロピレン基であり、且つ、両者の合計を１００モル％とした場合に、上記オキシエチレン基の含有量が６０〜８５モル％である場合には、特に親水性に優れる。
上記フォーム原料において、上記一般式（１）で表される化合物の含有量が、上記ポリオール１００質量部に対し、１〜２０質量部である場合には、特に親水性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を詳しく説明する
本発明の水処理用担体に用いられるポリウレタンフォームは、ポリオールと、ポリイソシアネートと、発泡剤と、ポリエーテル部分が、ポリオルガノシロキサン部分のＳｉ原子から、１つ以上のＣＨ２基を介して結合した構造を備えるポリオルガノシロキサン−ポリエーテルブロック共重合体を含む整泡剤と、触媒と、下記一般式（１）で表される化合物（以下、「特定化合物」という。）とを含有するフォーム原料を用いて製造されたことを特徴とする。
Ｒ−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｈ （１）
〔式中、Ｒは、炭化水素基であり、ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、ＡＯは、同一であっても異なってもよく、ｎは、平均付加モル数で、２〜５０の整数である。〕
【０００９】
上記フォーム原料に含有されるポリオールは、ヒドロキシル基を２つ以上有する化合物であれば、特に限定されず、一般的なポリウレタンフォームの形成に用いられる公知の化合物を用いることができる。
上記ポリオールとしては、（１）多価アルコール、（２）多価フェノール、（３）ヒドロキシル基を２個以上有するアルカノールアミン、（４）ヒマシ油等の天然油脂系ポリオール、（５）ポリエーテルポリオール、（６）ポリエーテルエステルポリオール、（７）ポリエステルポリオール、（８）ポリジエンポリオール、（９）アクリルポリオール、（１０）シリコーンポリオール、（１１）上記（１）〜（１０）から選ばれた少なくとも１種の化合物（原料ポリオール）の存在下、ビニル系単量体を重合させて得られたポリマーポリオール等が挙げられる。
【００１０】
多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−及び１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等のアルキレングリコール等の脂肪族ジオールや、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール等のシクロアルキレングリコール等の脂環式ジオール等の、炭素数２〜２０の２価アルコール；グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ヘキサントリオール等のアルカントリオール等の脂肪族トリオール等の、炭素数３〜２０の３価アルコール；ペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、ソルビタン、ジグリセリン、ジペンタエリスリトール等のアルカンポリオール等の脂肪族ポリオール等の、炭素数５〜２０の４〜８価又はそれ以上の多価アルコール等が挙げられる。
【００１１】
多価フェノールとしては、ピロガロール、ハイドロキノン等の単環多価フェノール；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールスルホン等のビスフェノール類；フェノール及びホルムアルデヒドの縮合物（ノボラック）等が挙げられる。
【００１２】
ヒドロキシル基を２個以上有するアルカノールアミンとしては、ジエタノールアミン、エタノールイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、エタノール−２−ヒドロキシブチルアミン、イソプロパノール−２−ヒドロキシブチルアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。
【００１３】
ポリエーテルポリオールとしては、上記多価アルコール、上記多価フェノール、及び、上記アルカノールアミンを含むアミン化合物から選ばれた少なくとも１種の化合物に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、１，２−、２，３−若しくは１，４−ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加（ブロック及び／又はランダム付加）して得られた化合物等を用いることができる。
上記アミン化合物は、上記アルカノールアミン以外のアミン化合物を含んでもよく、その例としては、モノエタノールアミン、イソプロパノールアミン、アミノエチルエタノールアミン等の、炭素数２〜２０のモノアルカノールアミン、ｎ−ブチルアミン、オクチルアミン等の、炭素数１〜２０のモノアミン化合物、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の、炭素数２〜６のジアミン化合物、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等の、炭素数４〜２０のポリアルキレンポリアミン等の脂肪族アミン化合物；アニリン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、メチレンジアニリン、ジフェニルエーテルジアミン等の、炭素数６〜２０の芳香族アミン化合物；イソホロンジアミン、シクロヘキシレンジアミン、ジシクロヘキシルメタンジアミン等の、炭素数４〜２０の脂環式アミン化合物；ピペラジン、アミノエチルピペラジン等の、炭素数４〜２０の複素環式アミン化合物等が挙げられる。
上記ポリエーテルポリオールとしては、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、グリセリン、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールに、プロピレンオキシド及び／又はエチレンオキシドを付加させて得られた化合物が好ましい。
【００１４】
ポリエーテルエステルポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリンのプロピレンオキシド付加物等のポリアルキレンポリオールに、無水コハク酸、無水アジピン酸、無水フタル酸等のポリカルボン酸無水物と、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等の環状エーテル基を有する化合物とを反応させて得られた化合物等が挙げられる。
【００１５】
ポリエステルポリオールとしては、ポリエチレンアジペートジオール、ポリブチレンアジペートジオール、ポリヘキサメチレンアジペートジオール、ポリネオペンチルアジペートジオール、ポリエチレン−ブチレンアジペートジオール、ポリネオペンチル−ヘキサメチレンアジペートジオール、ポリ３−メチルペンタンアジペートジオール、ポリエチレンテレフタレートジオール、ポリブチレンテレフタレートジオール、ポリヘキサメチレンテレフタレートジオール、ポリネオペンチルテレフタレートジオール、ポリエチレン−ブチレンテレフタレートジオール、ポリネオペンチル−ヘキサメチレンテレフタレートジオール、ポリ３−メチルペンタンテレフタレートジオール、ポリエチレンイソフタレートジオール、ポリブチレンイソフタレートジオール、ポリヘキサメチレンイソフタレートジオール、ポリネオペンチルイソフタレートジオール、ポリエチレン−ブチレンイソフタレートジオール、ポリネオペンチル−ヘキサメチレンイソフタレートジオール、ポリ３−メチルペンタンイソフタレートジオール等の、アジピン酸、フタル酸等のポリカルボン酸を、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等のポリオールと反応させて得られた縮合系ポリエステルポリオール；ラクトン系ポリエステルポリオール；ポリカーボネート系ポリオール等が挙げられる。
【００１６】
ポリマーポリオールとしては、上記のポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール等の原料ポリオールの存在下、重合開始剤を用いて、ビニル系単量体を重合させて得られた化合物（グラフト重合体）を用いることができる。この反応において、連鎖移動剤を用いることもできる。
ビニル系単量体としては、芳香族ビニル化合物、不飽和ニトリル化合物、（メタ）アクリル酸エステル化合物等を用いることができる。これらは、単独で用いてよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１７】
芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ヒドロキシスチレン等が挙げられる。
不飽和ニトリル化合物としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。
（メタ）アクリル酸エステル化合物としては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸アミル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル；（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
また、他のビニル系化合物としては、（メタ）アクリル酸等の不飽和酸；（メタ）アクリルアミド等の不飽和アミド化合物；ジアミノエチルメタクリレート、モルホリノエチルメタクリレート等のアミノ基含有不飽和化合物；塩化ビニリデン、パーフルオロオクチルエチルメタクリレート、パーフルオロオクチルエチルアクリレート等のハロゲン含有ビニル化合物；ジビニルベンゼン、エチレンジ（メタ）アクリレート、ポリアルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等の多官能ビニル化合物等が挙げられる。
上記ビニル系単量体としては、汚水処理に適した硬度を有するポリウレタンフォームが得られることから、芳香族ビニル化合物及び不飽和ニトリル化合物を含むことが好ましく、芳香族ビニル化合物及び不飽和ニトリル化合物の組合せであることが特に好ましい。芳香族ビニル化合物としては、スチレンが好ましく、不飽和ニトリル化合物としては、アクリロニトリルが好ましい。尚、この好ましいビニル系単量体に含有される芳香族ビニル化合物及び不飽和ニトリル化合物の含有割合は、両者の合計を１００質量％とした場合に、それぞれ、好ましくは４０〜８０質量％及び２０〜６０質量％、より好ましくは４５〜７５質量％及び２５〜５５質量％である。上記含有割合とすることにより、汚水処理に適した硬度を有するポリウレタンフォームを効率よく製造することができる。
【００１８】
重合開始剤としては、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）等のアゾ化合物；ジベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、過コハク酸等の有機過酸化物；過硫酸塩、過ホウ酸塩等の無機過酸化物等が挙げられる。
連鎖移動剤としては、ドデカンチオール、エタンチオール、オクタンチオール、トルエンチオール等のメルカプタン化合物；四塩化炭素、四臭化炭素、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素等が挙げられる。
【００１９】
上記ポリマーポリオールの製造に用いられる原料ポリオール及びビニル系単量体の使用比率は、以下の通りである。即ち、原料ポリオールを１００質量部とした場合、ビニル系単量体は、好ましくは５〜６０質量部、より好ましくは１０〜４０質量部、更に好ましくは２０〜３０質量部である。ビニル系単量体の使用量が、上記範囲にあると、汚水処理に適した硬度を有するポリウレタンフォームを効率よく製造することができる。
【００２０】
上記ポリオールの平均官能基数（ヒドロキシル基の数の平均）は、ポリウレタンフォームの形状安定性を長期に渡って維持することができることから、通常、２〜６、好ましくは２〜４である。この平均官能基数が少なすぎると、十分な架橋構造が得られず、ポリウレタンフォームの形状安定性が劣る場合があり、一方、多すぎると、弾性が十分でない場合がある。
上記ポリオールの水酸基価は、得られるポリウレタンフォームの耐摩耗性、更には、水処理用担体としての耐久性の観点から、通常、２０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは３０〜８０ｍｇＫＯＨ／ｇである。この水酸基価が小さすぎると、架橋密度が低くなり、得られるポリウレタンフォームの物理的強度が十分でない場合がある。そして、曝気槽等の中を汚水とともに循環させた際に、形状が維持できない場合がある。一方、水酸基価が大きすぎると、架橋密度が高くなり過ぎ、得られるポリウレタンフォームが脆くなり、弾性がなく、耐摩耗性が劣る場合がある。
また、上記ポリオールの重量平均分子量は、ポリウレタンフォームの形状安定性を長期に渡って維持することができることから、通常、１，５００以上であり、好ましくは２，０００〜１０，０００である。この重量平均分子量が小さすぎると、強度があっても伸びが十分でない脆いポリウレタンフォームが形成され、弾性がなく、耐摩耗性が劣る場合がある。一方、重量平均分子量が大きすぎると、架橋密度が低くなり、水処理用担体として十分な物理的強度が得られない場合がある。尚、上記ポリオールがポリマーポリオールである場合の重量平均分子量は、通常、２，５００〜７，０００、好ましくは２，５００〜６，０００である。
【００２１】
上記フォーム原料に含有されるポリオールは、１種単独であってよいし、２種以上の組み合わせであってもよい。本発明において、好ましいポリオールは、ポリマーポリオール及びポリエーテルポリオールである。
【００２２】
上記フォーム原料に含有されるポリイソシアネートは、イソシアネート基を２つ以上有する化合物であれば、特に限定されず、一般的なポリウレタンフォームの形成に用いられる公知の化合物を用いることができる。このポリイソシアネートは、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
上記ポリイソシアネートとしては、芳香族系、脂肪族系、脂環族系の各種イソシアネート化合物、更には、これらのイソシアネート化合物の変性物を用いることができる。
【００２３】
芳香族イソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、ｐ−フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）等が挙げられる。
脂肪族イソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、リシンジイソシアネート（ＬＤＩ）、リシントリイソシアネート（ＬＴＩ）等が挙げられる。
脂環族イソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、シクロヘキシルジイソシアネート（ＣＨＤＩ）、水添化ＸＤＩ（Ｈ６ＸＤＩ）、水添化ＭＤＩ（Ｈ１２ＭＤＩ）等が挙げられる。
また、変性イソシアネートとしては、イソシアネート化合物のウレタン変性体、２量体、３量体、カルボジイミド変性体、アロファネート変性体、ビューレット変性体、ウレア変性体、イソシアヌレート変性体、オキサゾリドン変性体、イソシアネート基末端プレポリマー等が挙げられる。
本発明において、好ましいポリイソシアネートは、芳香族イソシアネートであり、水処理用担体として好適な硬度を有するポリウレタンフォームが得られることから、トリレンジイソシアネートが特に好ましい。
【００２４】
上記フォーム原料におけるポリイソシアネートの含有量は、イソシアネートインデックスに基づいて、適宜、調整される。本発明に係るフォーム原料におけるイソシアネートインデックスは１０５〜１２５であり、好ましくは１０８〜１２０である。このイソシアネートインデックスが低すぎると、得られるポリウレタンフォームの架橋密度が低く、物理的強度が十分でない場合がある。また、ポリオール等の未反応成分が、ポリウレタンフォームに残留されることとなり、その未反応成分が、ＣＯＤを高める要因となる。一方、イソシアネートインデックスが高すぎると、得られるポリウレタンフォームの架橋密度が高くなり、硬度が高く、そして、脆くなる場合がある。その結果、水処理用担体としての耐久性及び耐摩耗性が低下する傾向にある。また、架橋密度が高くなり過ぎると、ポリウレタンフォームは疎水性になり、親水性が低下する要因となる。
【００２５】
上記フォーム原料に含有される発泡剤としては、水；シクロペンタン、イソペンタン、ノルマルペンタン等の炭化水素；塩化メチレン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、ノナフルオロブチルメチルエーテル、ノナフルオロブチルエチルエーテル、ペンタフルオロエチルメチルエーテル、ヘプタフルオロイソプロピルメチルエーテル等のハロゲン系化合物等が挙げられる。これらのうち、水が好ましく、例えば、イオン交換水、水道水、蒸留水等を用いることができる。尚、上記発泡剤は、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
上記フォーム原料における発泡剤の含有量は、上記ポリオールを１００質量部とした場合に、好ましくは０．５〜５質量部、より好ましくは１〜４質量部である。この発泡剤の含有量が上記範囲にあると、水処理用担体として好適な密度、微生物が繁殖しやすいセル径及び空孔率を有するポリウレタンフォームが得られ、耐久性にも優れる。
【００２６】
上記フォーム原料に含有される整泡剤は、ポリエーテル部分が、ポリオルガノシロキサン部分のＳｉ原子から、１つ以上のＣＨ２基を介して結合した構造を備えるポリオルガノシロキサン−ポリエーテルブロック共重合体（以下、「Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーン」という。）を含むものであれば、特に限定されない。
上記Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーンは、ポリオルガノシロキサン部分と、ポリオルガノシロキサン部分の１つ又は２つ以上のＳｉ原子に結合した１つ以上のＣＨ２基、即ち、メチレン基又はアルキレン基（炭素数２〜１０）と、このメチレン基又はアルキレン基の末端の炭素原子に結合したポリエーテル部分とを備える共重合体である。
【００２７】
上記ポリオルガノシロキサン部分は、下記構造で表される。
【化１】
〔式中、各Ｒ１は、互いに同一でも異っていてもよく、水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数４〜１０のシクロアルキル基、又は、炭素数６〜１０のアリール基である。〕
【００２８】
また、上記ポリエーテル部分とは、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２−、−ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）−等のオキシアルキレン基（炭素数２〜２０）を１つ又は２つ以上有する部分である。これらのオキシアルキレン基は、ポリエーテル部分に、１種のみ含まれてよいし、２種以上含まれてもよい。
【００２９】
従って、上記Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーンは、下記一般式（２）で表すことができる。
【化２】
〔式中、各Ｒ１は、互いに同一でも異ってもよく、水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数４〜１０のシクロアルキル基、又は、炭素数６〜１０のアリール基であり、Ｒ２は、炭素数２〜６のアルキレン基であり、Ｒ３は、水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基であり、ｍは１〜１０の整数であり、ｎは、２〜２０の整数である。〕
【００３０】
上記Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーンとして、好ましくは、上記一般式（２）において、Ｒ２がエチレン基又はプロピレン基であり、Ｒ３が水素原子である、末端ブロック型化合物である。この構造のＳｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーンを用いると、親水性に優れたポリウレタンフォームを得ることができる。
上記Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーンとして、信越化学工業社製「Ｆ６５０」（商品名）、東レ・ダウコーニング社製「ＳＺ−１１３６」（商品名）、ＧＥ東芝シリコーン社製「Ｌ−５８４」（商品名）等の市販品を利用することができる。
【００３１】
尚、上記フォーム原料に配合される整泡剤としては、上記Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーン以外の他の整泡剤を含んでもよい。その場合、上記Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーンの含有割合は、整泡剤全体に対して、通常、８０質量％以上、好ましくは９０質量％以上、特に好ましくは９５〜１００質量％である。
他の整泡剤としては、Ｓｉ−Ｏ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーン等が挙げられる。
【００３２】
上記フォーム原料における整泡剤の含有量は、上記ポリオールを１００質量部とした場合に、好ましくは０．２〜５質量部、より好ましくは０．５〜３質量部である。この整泡剤の含有量が上記範囲にあると、フォーム原料を均一な状態としやすく、また、発泡硬化を効率よく進めることができ、水処理用担体として好適な密度、微生物が繁殖しやすいセル径及び空孔率を有するポリウレタンフォームを得ることができる。
【００３３】
上記触媒としては、通常、アミン系触媒と、有機金属化合物系触媒（以下、「金属触媒」という。）とが併用される。
【００３４】
上記アミン系触媒としては、モノアミン化合物、ジアミン化合物、トリアミン化合物、ポリアミン化合物、環状アミン化合物、アルコールアミン化合物、エーテルアミン化合物等が挙げられる。これらは、単独で用いてよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記アミン系触媒は、上記ポリイソシアネートに対して反応性を有する化合物、及び、上記ポリイソシアネートに対して反応性を有さない化合物、のいずれでもよく、これらを組み合わせてもよい。上記アミン系触媒は、ポリイソシアネートに対して反応性を有する化合物を含むことが好ましい。この場合、その含有割合は、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０〜１００質量％である。上記ポリイソシアネートに対して反応性を有する化合物を含むアミン系触媒を用いると、得られるポリウレタンフォームにおいて、親水性に優れる。
【００３５】
上記ポリイソシアネートに対して反応性を有する化合物としては、−ＯＨ基及び／又は−ＮＨ基を有する化合物を用いることができる。−ＯＨ基を有する反応性アミン系触媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノヘキサノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエトキシエトキシエタノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエトキシエタノール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。また、−ＮＨ基を有する反応性アミン系触媒としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ"，Ｎ"−テトラメチルジエチレントリアミン等が挙げられる。
【００３６】
また、上記ポリイソシアネートに対して反応性を有さない化合物としては、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン等が挙げられる。
【００３７】
上記金属触媒としては、有機錫化合物、有機ビスマス化合物、有機鉛化合物、有機亜鉛化合物等が挙げられる。これらは、単独で用いてよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
有機錫化合物としては、オクチル酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫メルカプチド、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレエート、ジオクチル錫ジラウレート、ジオクチル錫メルカプチド、ジオクチル錫チオカルボキシレート等が挙げられる。
有機ビスマス化合物としては、酢酸ビスマス、ナフテン酸ビスマス、ジブチルビスマスジアセテート、ジブチルビスマスジラウレート、ジオクチルビスマスジラウレート等が挙げられる。
有機鉛化合物としては、酢酸鉛、オクテン酸鉛、ナフテン酸鉛、ジブチル鉛ジアセテート、ジブチル鉛ジラウレート、ジオクチル鉛ジラウレート等が挙げられる。
有機亜鉛化合物としては、ナフテン酸亜鉛、デカン酸亜鉛、４−シクロヘキシル酪酸亜鉛、ネオデカン酸亜鉛、イソ酪酸亜鉛、安息香酸亜鉛、ｐ−トルエンスルホン酸亜鉛、亜鉛（ＩＩ）ビス−２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナート等が挙げられる。
上記各化合物は、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３８】
上記フォーム原料における触媒は、上記のように、通常、アミン系触媒及び金属触媒を組み合わせて用いられる。アミン系触媒及び金属触媒の含有量は、上記ポリオールを１００質量部とした場合に、それぞれ、好ましくは０．１〜２質量部及び０．１〜２質量部、より好ましくは０．２〜１質量部及び０．２〜１質量部である。これらの含有量が上記範囲にあると、気泡が生じる反応工程と、樹脂が硬化する反応工程とが平衡するため、発泡硬化に好適な反応速度で、水処理用担体として好適な密度、微生物が繁殖しやすいセル径及び空孔率を有するポリウレタンフォームを得ることができる。また、硬化時間も量産に見合うようになる。
【００３９】
次に、上記フォーム原料に配合される特定化合物について、説明する。この特定化合物は、下記一般式（１）で表される。
Ｒ−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｈ （１）
〔式中、Ｒは、炭化水素基であり、ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、ＡＯは、同一であっても異なってもよく、ｎは、平均付加モル数で、２〜５０の整数である。〕
【００４０】
上記一般式（１）において、Ｒは、炭化水素基であり、得られるポリウレタンフォームの親水性の観点から、好ましくは炭素数１〜２４のアルキル基又は炭素数１〜２４のアルケニル基であり、より好ましくは炭素数４〜１８のアルキル基又は炭素数４〜１８のアルケニル基であり、更に好ましくは炭素数６〜１０のアルキル基である。
【００４１】
上記一般式（１）において、ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、好ましくは炭素数２〜３のオキシアルキレン基である。特に好ましくは、炭素数２のオキシアルキレン基、即ち、オキシエチレン基を含むことである。
上記一般式（１）において、ＡＯが複数ある場合、各ＡＯが、互いに、同一であっても異なってもよい。即ち、（ＡＯ）ｎは、１種のオキシアルキレン基からなるものであってよいし、２種以上のオキシアルキレン基を含んでいてもよい。ＡＯ付加は、ブロックでもランダムでもよい。即ち、（ＡＯ）ｎが２種以上のオキシアルキレン基を含む場合、それらオキシアルキレン基の配列は、ブロックでもランダムでもよい。
また、上記一般式（１）において、ｎは、２〜５０の整数であり、好ましくは５〜４０の整数、更に好ましくは、８〜２０の整数である。
【００４２】
上記説明を言い換えると、上記一般式（１）で表される化合物は、アルコールＲ−ＯＨ（Ｒは炭化水素基）に、エチレンオキサイド（ＥＯ）、プロピレンオキサイド（ＰＯ）及びブチレンオキサイドからなる群から選ばれる少なくとも１種が付加されたものとすることができる。好ましい特定化合物は、アルコールに、エチレンオキサイド（ＥＯ）及びプロピレンオキサイド（ＰＯ）が付加されたものである。ＥＯ及びＰＯのモル比は、特に限定されないが、親水性の観点から、通常、５０／５０〜９５／５、好ましくは６０／４０〜９０／１０である。
上記アルコールは、１級アルコール及び２級アルコールのいずれでもよく、例えば、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、２−エチルヘキサノール、オクタノール、デカノール、ドデカノール、２−ブチルオクタノール、イソデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、オクタデカノール、オレイルアルコール、２−ヘキシルデカノール等が挙げられる。
【００４３】
上記特定化合物としては、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールペンチルエーテル、エチレングリコールヘキシルエーテル、エチレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールヘキシルエーテル、ジエチレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；トリエチレングリコールブチルエーテル、トリエチレングリコールヘキシルエーテル、トリエチレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；テトラエチレングリコールブチルエーテル、テトラエチレングリコールヘキシルエーテル、テトラエチレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；プロピレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコールペンチルエーテル、プロピレングリコールヘキシルエーテル、プロピレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；ジプロピレングリコールブチルエーテル、ジプロピレングリコールヘキシルエーテル、ジプロピレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；トリプロピレングリコールブチルエーテル、トリプロピレングリコールヘキシルエーテル、トリプロピレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；テトラプロピレングリコールブチルエーテル、テトラプロピレングリコールヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコール２−エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレン（１）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（２）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（３）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（４）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（５）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（６）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（８）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（９）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（２０）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（２３）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（３０）ラウリルエーテル；ポリオキシエチレン（１０）セチルエーテル、ポリオキシエチレン（２０）セチルエーテル；ポリオキシエチレン（６）ステアリルエーテル、ポリオキシエチレン（２０）ステアリルエーテル、ポリオキシエチレン（５０）ステアリルエーテル；ポリオキシエチレン（４）オレイルエーテル、ポリオキシエチレン（８）オレイルエーテル、ポリオキシエチレン（９）オレイルエーテル、ポリオキシエチレン（２０）オレイルエーテル、ポリオキシエチレン（３０）オレイルエーテル；ポリオキシエチレン（６）ポリオキシプロピレン（１．５）ラウリルミスチルエーテル；ポリオキシエチレン（１０）ポリオキシプロピレン（１．５）ラウリルミスチルエーテル；ポリオキシエチレン（１４）ポリオキシプロピレン（１．５）ラウリルミスチルエーテル；ポリオキシエチレン（１０）ポリオキシプロピレン（１．５）ラウリルミスチルエーテル等が挙げられる。これらは、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４４】
上記フォーム原料における特定化合物の含有量は、上記ポリオールを１００質量部とした場合に、好ましくは１〜２０質量部、より好ましくは２〜１６質量部である。この特定化合物の含有量が上記範囲にあると、得られるポリウレタンフォームの親水性に優れる。
【００４５】
上記フォーム原料は、本発明による効果を損なわない限りにおいて、更に、鎖延長剤、破泡剤、消泡剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、充填剤、難燃剤、安定剤、着色剤等を含有してもよい。
【００４６】
上記フォーム原料を用いて、水処理用担体に用いられるポリウレタンフォームを製造することができる。即ち、ポリオール、ポリイソシアネート及び特定化合物を、発泡剤、整泡剤及び触媒の存在下、反応させることにより、ポリウレタンフォームを製造することができる。上記フォーム原料は、フォーム原料の混合及び撹拌をし始めてから、泡化が始まるまでの時間、即ち、クリームタイムを、好ましくは５〜２０秒とすることができ、割れ等の不具合を生じることなく、ポリウレタンフォームを得ることができる。
本発明のポリウレタンフォームを製造する場合、ポリオールと、ポリイソシアネートとを、直接反応させるワンショット法、及び、ポリオールと、ポリイソシアネートとを、事前に反応させて、末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを得、このプレポリマーに更にポリオールを反応させるプレポリマー法のいずれを採用してもよい。これらのうち、好ましくはワンショット法である。また、成形方法としては、スラブ法及びモールド法が適当である。
【００４７】
上記のようにして製造されたポリウレタンフォームは、連続気泡を有する。このポリウレタンフォームの密度は、特に限定されないが、好ましくは３０〜８０ｋｇ／ｍ３、より好ましくは４０〜７０ｋｇ／ｍ３である。密度が上記範囲にあると、微生物が繁殖しやすいセル径及び空孔率を有することとなり、水処理用担体が、機械的強度及び耐摩耗性に優れ、その結果、耐久性に優れる。
また、セル数は、用途等により選択されるが、通常、２０〜７０個／２５ｍｍ、好ましくは３０〜６０個／２５ｍｍである。セル数が上記範囲にあると、機械的強度及び耐摩耗性に優れ、その結果、耐久性に優れる。
【００４８】
本発明のポリウレタンフォームは、親水性に優れる。例えば、ポリウレタンフォームの切削加工等により作製した、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１００ｍｍの直方体である試験片１ａを、図１に示すように、容器に収容した蒸留水２（２５℃）の水面に立てるように設置し、室温下、２４時間保持した後、蒸留水に浸かっている長さｘ（ｍｍ）は、好ましくは５０ｍｍ以上、より好ましくは６０ｍｍ以上、更に好ましくは７０ｍｍ以上とすることができる。このように、水中への沈漬時間を短縮化でき、効率よく汚水処理を行うことができる。
本発明のポリウレタンフォームを形成するフォーム原料が、特定のポリオルガノシロキサン−ポリエーテルブロック共重合体を含む整泡剤と、特定化合物とを含有することで、両者が有するオキシアルキレン基が最表面に位置するポリウレタンフォームが形成され、高い親水性が得られるものと考えられる。
【００４９】
本発明のポリウレタンフォームは、耐摩耗性に優れる。例えば、ポリウレタンフォームの切削加工等により作製した、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍの立方体である試験片１ｂを、図２に示すように、サンドペーパー１００番を内壁面に貼り付けてなる有底円筒状の容器に、蒸留水２を収容し、蒸留水の体積に対して、２０％に相当する量を入れ、攪拌機を用いて、回転数６００ｒｐｍとして２４０時間攪拌する。その後、試験片１ｂを蒸留水より取り出して乾燥させ、質量保持率を測定すると、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは８５質量％以上とすることができる。このように、試験片１ｂの形状保持性（耐摩耗性）に優れ、水処理用担体の性能を低下させることなく、効率よく汚水処理を行うことができる。
【００５０】
また、本発明のポリウレタンフォームのＣＯＤは、ＪＩＳ Ｋ−０１０２に準じて測定することができ、好ましくは３０ｍｇ／リットル以下、より好ましくは２０ｍｇ／リットル以下とすることができる。このように、ＣＯＤを大きく増加、即ち、悪化させて、更なる汚染を導くことなく、汚水処理を行うことができる。
【００５１】
本発明のポリウレタンフォームは、目的、用途等に応じて、上記のように製造されたポリウレタンフォームをそのまま、又は、切削加工、表面における除膜処理等の方法によって、水処理用担体とすることができる。除膜処理とは、爆破処理、燃焼処理、溶解処理等によって、セル膜のほとんどが除去され、実質的に、三次元網目骨格のみとする処理をいう。そして、除膜処理されている水処理用担体は、除膜処理されていない水処理用担体に比べて、ポリウレタンフォーム内部への汚水の侵入度合が高くなり、汚水処理効果が向上する傾向にある。
【００５２】
上記水処理用担体は、下水終末処理場、各種産業排水施設、集落排水施設、合併浄化槽等に設置され、流動床及び固定床のいずれにも採用することができる。流動床として使用する場合の形状は、立方体、直方体等とすることができる。また、固定床として使用する場合の形状は、格子状、筒状、波板状、ハニカム状、棒状等とすることができる。
【実施例】
【００５３】
以下に、実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明の主旨を超えない限り、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
【００５４】
１．原料成分
下記の実施例及び比較例において用いる材料を示す。
１−１．ポリオールＡ
（１）ポリオール（Ａ１）
ポリマーポリオール（商品名「エクセノール９４１ＷＦ」、旭硝子ウレタン社製）を用いた。官能基数は３であり、水酸基価は３２ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量は３，０００である。
（２）ポリオール（Ａ２）
アルキレンオキサイド付加ポリエーテルポリオール（商品名「ＧＰ３０００」、三洋化成工業社製）を用いた。官能基数は３であり、ＥＯ率は０モル％（全てプロピレンオキサイド単位）であり、水酸基価は５６ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量は３，０００である。
（３）ポリオール（Ａ３）
アルキレンオキサイド付加ポリエーテルポリオール（商品名「ＧＰ３０５０」、三洋化成工業社製）を用いた。官能基数は３であり、ＥＯ率は８モル％（残部はプロピレンオキサイド単位）であり、水酸基価は５６ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量は３，０００である。
【００５５】
１−２．ポリイソシアネートＢ
２，４−ＴＤＩ及び２，６−ＴＤＩが質量比８０：２０の割合で配合されたトリレンジイソシアネート（商品名「コロネートＴ−８０」、日本ポリウレタン工業社製）を用いた。
１−３．発泡剤Ｃ
水を用いた。
【００５６】
１−４．整泡剤
（１）整泡剤（Ｄ１）
Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーン（商品名「Ｆ６５０」、信越化学工業社製）を用いた。
（２）整泡剤（Ｄ２）
Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーン（商品名「ＳＺ−１１３６」、東レ・ダウコーニング社製）を用いた。
（３）整泡剤（Ｄ３）
Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーン（商品名「Ｌ−５８４」、ＧＥ東芝シリコーン社製）を用いた。
（４）整泡剤（Ｄ４）
Ｓｉ−Ｏ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーン（商品名「ＢＦ−２３７０」、ゴールドシュミット社製）を用いた。
（５）整泡剤（Ｄ５）
Ｓｉ−Ｏ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーン（商品名「Ｂ８１１０」、ゴールドシュミット社製）を用いた。
【００５７】
１−５．触媒Ｅ
（１）触媒（Ｅ１）
分子内に反応性のヒドロキシル基を有するアミン系触媒（商品名「カオライザー２５」、花王社製）を用いた。
（２）触媒（Ｅ２）
金属触媒であるスタナスオクトエート（商品名「ＭＲＨ−１１０」、城北化学工業社製）を用いた。
【００５８】
１−６．特定化合物Ｆ
（１）Ｆ１
下記式（３）の化合物を用いた。モル比ＥＯ／ＰＯ＝８／２、数平均分子量は５１０、水酸基価は１１０ｍｇＫＯＨ／ｇである。
ＣＨ３−（ＥＯ）８．４−（ＰＯ）２．１−Ｈ
（２）Ｆ２
下記式（４）の化合物を用いた。数平均分子量は４００、水酸基価は１４０ｍｇＫＯＨ／ｇである。
ＣＨ３−（ＥＯ）８．７−ＯＨ
（３）Ｆ３
ポリエチレングリコール（商品名「ＰＥＧ−６００」、三洋化成工業社製）を用いた。官能基数は２であり、数平均分子量は６００、水酸基価は１８７ｍｇＫＯＨ／ｇである。
【００５９】
２．ポリウレタンフォームの製造及び評価
実施例１
原料成分を、表１に示す割合で混合し、ワンショットのフリーライズ法によりポリウレタンフォームを得た。
【００６０】
得られたポリウレタンフォームについて、下記項目の評価を行った。その結果を表１に併記した。
（１）密度
ＪＩＳ Ｋ７２２２に準じて測定した。
（２）親水性
ポリウレタンフォームを加工して、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１００ｍｍの直方体とし、これを試験片とした。図１に示すように、試験片１ａを容器に収容した２５℃の蒸留水２の水面に立てるように設置し、室温下、２４時間保持した後、蒸留水に浸かっている長さｘ（ｍｍ）を測定した。数値が大きいほど、親水性が高いことを示す。
（３）耐摩耗性
ポリウレタンフォームの切削加工等により作製した、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍの立方体である試験片１ｂを用いて評価した。図２に示すように、サンドペーパー１００番を内壁面に貼り付けてなる有底円筒状の容器（内径１５０ｍｍ、高さ２００ｍｍ）に、容器内の高さ１００ｍｍにまで蒸留水２を収容し、この蒸留水の体積に対して、２０％に相当する量の試験片１ｂを入れ、攪拌機を用いて、回転数６００ｒｐｍとして２４０時間攪拌した。その後、試験片１ｂを蒸留水より取り出して１１０℃で１時間乾燥させ、下記式を用いて、質量保持率を測定した。数値が大きいほど、耐摩耗性に優れることを示す。
質量保持率＝（撹拌後の試験片１ｂの質量／撹拌前の試験片１ｂの質量）×１００
（４）ＣＯＤ
ポリウレタンフォームを加工して、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍの立方体とし、これを試験片とした。この試験片の５０体積％に相当する部分を蒸留水１リットルに浸し、室温下、２４時間保持した後、試験片を取り出した。そして、その蒸留水のＣＯＤを、ＪＩＳ Ｋ−０１０２準じて測定した。ＣＯＤ測定における酸化剤は、過マンガン酸カリウムを使用した。
【００６１】
実施例２〜１３及び比較例１〜６
原料成分を、表１に示す割合で用いた以外は、実施例１と同様にしてポリウレタンフォームを製造し、各種評価を行った。その結果を表１に併記した。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１によれば、比較例１、比較例２及び比較例６は、特定化合物Ｆを含まないフォーム原料を用いた例であり、親水性が十分ではなかった。比較例３及び比較例４は、本発明に係る整泡剤ではない他の整泡剤を含むフォーム原料を用いた例であり、親水性が十分ではなかった。比較例５は、本発明に係る特定化合物ではない２つのヒドロキシル基を有する化合物を含むフォーム原料を用いた例であり、親水性が十分ではなかった。
一方、実施例１〜実施例１３は、親水性に優れ、評価試験において、いずれも６０ｍｍ以上となったことが分かる。特に、特定化合物の含有量が、それぞれ、８部及び１５部であるフォーム原料を用いた実施例１及び実施例６は、５部である実施例４よりも優れていた。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明のポリウレタンフォームは、汚水処理等に用いる水処理用担体として好適であり、この水処理用担体下水終末処理場、各種産業排水施設、集落排水施設、合併浄化槽等に設置される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】親水性を評価するための概略説明図である。
【図２】耐摩耗性を評価するための概略説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ａ：親水性評価用試験片
１ｂ：耐摩耗性評価用試験片
２：蒸留水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、親水性及び耐摩耗性に優れ、水に接触した後における水のＣＯＤの増加が抑制された、水処理用担体に用いられるポリウレタンフォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場廃水等の汚水を処理する場合には、微生物による作用を利用して溶存有機物を分解させる方法が適用されている。この方法では、例えば、樹脂発泡体からなる水処理用担体を、浄化槽等に設けられた曝気槽（エアレーションタンク）等の中に配設し、その後、樹脂発泡体の内部に繁殖し保持された微生物により、汚水に含まれる溶存有機物を分解させている。樹脂発泡体は、表面積が大きく、微生物が、樹脂発泡体のセルの表面に生物膜を効率よく形成しやすくなり、微生物による汚水の処理能力を高めることができることから、多用されており、ポリオレフィン系樹脂発泡体、ポリウレタン樹脂発泡体等が知られている。
特許文献１には、気泡が連通化され、真密度が１．０３〜１．１６ｇ／ｃｍ３とされたポリオレフィン系樹脂架橋発泡体からなる水処理用微生物担体が開示されている。
特許文献２には、３官能のポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤、整泡剤及び触媒を含有するフォーム原料を用いて製造された親水性ポリウレタンフォームからなる微生物固定化担体が開示されている。
また、特許文献３には、高分子粒子が分散し、セル膜が除去されていると共に、セル数が１５〜５０個／２５ｍｍであるポリウレタン樹脂発泡体からなる水処理用微生物担体が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２６３４８９号公報
【特許文献２】特開２００４−２５０５９３号公報
【特許文献３】特開２００７−１１１５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ポリウレタンフォームは、元来、親水性が低いことから、水処理用担体として用いるに際して、浄化槽内の汚水の中に沈漬させにくく、汚水の処理が非効率的である場合があった。また、特許文献２に開示されたポリウレタンフォームは、親水性が未だ十分ではなく、フォーム原料の一部が、ポリウレタンフォームに残存して、水中に流出する場合があった。この未反応の原料成分が流出すると、汚水における化学的酸素要求量（ＣＯＤ）が高くなる不具合がある。更に、水処理用担体が、曝気槽において、汚水の撹拌下にある場合には、摩耗を生じ、形状保持性が十分でなく、汚水の処理能力が低下する場合があった。
【０００５】
本発明の課題は、親水性及び耐摩耗性に優れ、水に接触した後における水のＣＯＤの増加が抑制された、水処理用担体に用いられるポリウレタンフォームを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下のとおりである。
１．ポリオールと、ポリイソシアネートと、発泡剤と、ポリエーテル部分が、ポリオルガノシロキサン部分のＳｉ原子から、１つ以上のＣＨ２基を介して結合した構造を備えるポリオルガノシロキサン−ポリエーテルブロック共重合体を含む整泡剤と、触媒と、下記一般式（１）で表される化合物とを含有するフォーム原料を用いて製造されたことを特徴とする、水処理用担体に用いられるポリウレタンフォーム。
Ｒ−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｈ （１）
〔式中、Ｒは、炭化水素基であり、ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、ＡＯは、同一であっても異なってもよく、ｎは、平均付加モル数で、２〜５０の整数である。〕
２．上記一般式（１）で表される化合物において、上記ＡＯが、オキシエチレン基及びオキシプロピレン基であり、且つ、両者の合計を１００モル％とした場合に、上記オキシエチレン基の含有量が６０〜８５モル％である上記１に記載の水処理用担体に用いられるポリウレタンフォーム。
３．上記フォーム原料において、上記一般式（１）で表される化合物の含有量が、上記ポリオール１００質量部に対し、１〜２０質量部である上記１又は２に記載の水処理用担体に用いられるポリウレタンフォーム。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ポリオールと、ポリイソシアネートと、発泡剤と、ポリエーテル部分が、ポリオルガノシロキサン部分のＳｉ原子から、１つ以上のＣＨ２基を介して結合した構造を備えるポリオルガノシロキサン−ポリエーテルブロック共重合体を含む整泡剤と、触媒と、上記一般式（１）で表される化合物とを含有するフォーム原料を用いて製造されたポリウレタンフォームが、親水性に優れ、それにより水中への沈漬時間を短縮化できる。そして、耐摩耗性に優れ、安定した汚水処理を進めることができる。更に、水に接触した後における水のＣＯＤの増加が抑制され、更なる汚染を導くことなく、汚水処理を進めることができる。
上記一般式（１）で表される化合物において、上記ＡＯが、オキシエチレン基及びオキシプロピレン基であり、且つ、両者の合計を１００モル％とした場合に、上記オキシエチレン基の含有量が６０〜８５モル％である場合には、特に親水性に優れる。
上記フォーム原料において、上記一般式（１）で表される化合物の含有量が、上記ポリオール１００質量部に対し、１〜２０質量部である場合には、特に親水性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を詳しく説明する
本発明の水処理用担体に用いられるポリウレタンフォームは、ポリオールと、ポリイソシアネートと、発泡剤と、ポリエーテル部分が、ポリオルガノシロキサン部分のＳｉ原子から、１つ以上のＣＨ２基を介して結合した構造を備えるポリオルガノシロキサン−ポリエーテルブロック共重合体を含む整泡剤と、触媒と、下記一般式（１）で表される化合物（以下、「特定化合物」という。）とを含有するフォーム原料を用いて製造されたことを特徴とする。
Ｒ−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｈ （１）
〔式中、Ｒは、炭化水素基であり、ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、ＡＯは、同一であっても異なってもよく、ｎは、平均付加モル数で、２〜５０の整数である。〕
【０００９】
上記フォーム原料に含有されるポリオールは、ヒドロキシル基を２つ以上有する化合物であれば、特に限定されず、一般的なポリウレタンフォームの形成に用いられる公知の化合物を用いることができる。
上記ポリオールとしては、（１）多価アルコール、（２）多価フェノール、（３）ヒドロキシル基を２個以上有するアルカノールアミン、（４）ヒマシ油等の天然油脂系ポリオール、（５）ポリエーテルポリオール、（６）ポリエーテルエステルポリオール、（７）ポリエステルポリオール、（８）ポリジエンポリオール、（９）アクリルポリオール、（１０）シリコーンポリオール、（１１）上記（１）〜（１０）から選ばれた少なくとも１種の化合物（原料ポリオール）の存在下、ビニル系単量体を重合させて得られたポリマーポリオール等が挙げられる。
【００１０】
多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−及び１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等のアルキレングリコール等の脂肪族ジオールや、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール等のシクロアルキレングリコール等の脂環式ジオール等の、炭素数２〜２０の２価アルコール；グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ヘキサントリオール等のアルカントリオール等の脂肪族トリオール等の、炭素数３〜２０の３価アルコール；ペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、ソルビタン、ジグリセリン、ジペンタエリスリトール等のアルカンポリオール等の脂肪族ポリオール等の、炭素数５〜２０の４〜８価又はそれ以上の多価アルコール等が挙げられる。
【００１１】
多価フェノールとしては、ピロガロール、ハイドロキノン等の単環多価フェノール；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールスルホン等のビスフェノール類；フェノール及びホルムアルデヒドの縮合物（ノボラック）等が挙げられる。
【００１２】
ヒドロキシル基を２個以上有するアルカノールアミンとしては、ジエタノールアミン、エタノールイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、エタノール−２−ヒドロキシブチルアミン、イソプロパノール−２−ヒドロキシブチルアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。
【００１３】
ポリエーテルポリオールとしては、上記多価アルコール、上記多価フェノール、及び、上記アルカノールアミンを含むアミン化合物から選ばれた少なくとも１種の化合物に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、１，２−、２，３−若しくは１，４−ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加（ブロック及び／又はランダム付加）して得られた化合物等を用いることができる。
上記アミン化合物は、上記アルカノールアミン以外のアミン化合物を含んでもよく、その例としては、モノエタノールアミン、イソプロパノールアミン、アミノエチルエタノールアミン等の、炭素数２〜２０のモノアルカノールアミン、ｎ−ブチルアミン、オクチルアミン等の、炭素数１〜２０のモノアミン化合物、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の、炭素数２〜６のジアミン化合物、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等の、炭素数４〜２０のポリアルキレンポリアミン等の脂肪族アミン化合物；アニリン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、メチレンジアニリン、ジフェニルエーテルジアミン等の、炭素数６〜２０の芳香族アミン化合物；イソホロンジアミン、シクロヘキシレンジアミン、ジシクロヘキシルメタンジアミン等の、炭素数４〜２０の脂環式アミン化合物；ピペラジン、アミノエチルピペラジン等の、炭素数４〜２０の複素環式アミン化合物等が挙げられる。
上記ポリエーテルポリオールとしては、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、グリセリン、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールに、プロピレンオキシド及び／又はエチレンオキシドを付加させて得られた化合物が好ましい。
【００１４】
ポリエーテルエステルポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリンのプロピレンオキシド付加物等のポリアルキレンポリオールに、無水コハク酸、無水アジピン酸、無水フタル酸等のポリカルボン酸無水物と、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等の環状エーテル基を有する化合物とを反応させて得られた化合物等が挙げられる。
【００１５】
ポリエステルポリオールとしては、ポリエチレンアジペートジオール、ポリブチレンアジペートジオール、ポリヘキサメチレンアジペートジオール、ポリネオペンチルアジペートジオール、ポリエチレン−ブチレンアジペートジオール、ポリネオペンチル−ヘキサメチレンアジペートジオール、ポリ３−メチルペンタンアジペートジオール、ポリエチレンテレフタレートジオール、ポリブチレンテレフタレートジオール、ポリヘキサメチレンテレフタレートジオール、ポリネオペンチルテレフタレートジオール、ポリエチレン−ブチレンテレフタレートジオール、ポリネオペンチル−ヘキサメチレンテレフタレートジオール、ポリ３−メチルペンタンテレフタレートジオール、ポリエチレンイソフタレートジオール、ポリブチレンイソフタレートジオール、ポリヘキサメチレンイソフタレートジオール、ポリネオペンチルイソフタレートジオール、ポリエチレン−ブチレンイソフタレートジオール、ポリネオペンチル−ヘキサメチレンイソフタレートジオール、ポリ３−メチルペンタンイソフタレートジオール等の、アジピン酸、フタル酸等のポリカルボン酸を、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等のポリオールと反応させて得られた縮合系ポリエステルポリオール；ラクトン系ポリエステルポリオール；ポリカーボネート系ポリオール等が挙げられる。
【００１６】
ポリマーポリオールとしては、上記のポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール等の原料ポリオールの存在下、重合開始剤を用いて、ビニル系単量体を重合させて得られた化合物（グラフト重合体）を用いることができる。この反応において、連鎖移動剤を用いることもできる。
ビニル系単量体としては、芳香族ビニル化合物、不飽和ニトリル化合物、（メタ）アクリル酸エステル化合物等を用いることができる。これらは、単独で用いてよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１７】
芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ヒドロキシスチレン等が挙げられる。
不飽和ニトリル化合物としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。
（メタ）アクリル酸エステル化合物としては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸アミル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル；（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
また、他のビニル系化合物としては、（メタ）アクリル酸等の不飽和酸；（メタ）アクリルアミド等の不飽和アミド化合物；ジアミノエチルメタクリレート、モルホリノエチルメタクリレート等のアミノ基含有不飽和化合物；塩化ビニリデン、パーフルオロオクチルエチルメタクリレート、パーフルオロオクチルエチルアクリレート等のハロゲン含有ビニル化合物；ジビニルベンゼン、エチレンジ（メタ）アクリレート、ポリアルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等の多官能ビニル化合物等が挙げられる。
上記ビニル系単量体としては、汚水処理に適した硬度を有するポリウレタンフォームが得られることから、芳香族ビニル化合物及び不飽和ニトリル化合物を含むことが好ましく、芳香族ビニル化合物及び不飽和ニトリル化合物の組合せであることが特に好ましい。芳香族ビニル化合物としては、スチレンが好ましく、不飽和ニトリル化合物としては、アクリロニトリルが好ましい。尚、この好ましいビニル系単量体に含有される芳香族ビニル化合物及び不飽和ニトリル化合物の含有割合は、両者の合計を１００質量％とした場合に、それぞれ、好ましくは４０〜８０質量％及び２０〜６０質量％、より好ましくは４５〜７５質量％及び２５〜５５質量％である。上記含有割合とすることにより、汚水処理に適した硬度を有するポリウレタンフォームを効率よく製造することができる。
【００１８】
重合開始剤としては、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）等のアゾ化合物；ジベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、過コハク酸等の有機過酸化物；過硫酸塩、過ホウ酸塩等の無機過酸化物等が挙げられる。
連鎖移動剤としては、ドデカンチオール、エタンチオール、オクタンチオール、トルエンチオール等のメルカプタン化合物；四塩化炭素、四臭化炭素、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素等が挙げられる。
【００１９】
上記ポリマーポリオールの製造に用いられる原料ポリオール及びビニル系単量体の使用比率は、以下の通りである。即ち、原料ポリオールを１００質量部とした場合、ビニル系単量体は、好ましくは５〜６０質量部、より好ましくは１０〜４０質量部、更に好ましくは２０〜３０質量部である。ビニル系単量体の使用量が、上記範囲にあると、汚水処理に適した硬度を有するポリウレタンフォームを効率よく製造することができる。
【００２０】
上記ポリオールの平均官能基数（ヒドロキシル基の数の平均）は、ポリウレタンフォームの形状安定性を長期に渡って維持することができることから、通常、２〜６、好ましくは２〜４である。この平均官能基数が少なすぎると、十分な架橋構造が得られず、ポリウレタンフォームの形状安定性が劣る場合があり、一方、多すぎると、弾性が十分でない場合がある。
上記ポリオールの水酸基価は、得られるポリウレタンフォームの耐摩耗性、更には、水処理用担体としての耐久性の観点から、通常、２０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは３０〜８０ｍｇＫＯＨ／ｇである。この水酸基価が小さすぎると、架橋密度が低くなり、得られるポリウレタンフォームの物理的強度が十分でない場合がある。そして、曝気槽等の中を汚水とともに循環させた際に、形状が維持できない場合がある。一方、水酸基価が大きすぎると、架橋密度が高くなり過ぎ、得られるポリウレタンフォームが脆くなり、弾性がなく、耐摩耗性が劣る場合がある。
また、上記ポリオールの重量平均分子量は、ポリウレタンフォームの形状安定性を長期に渡って維持することができることから、通常、１，５００以上であり、好ましくは２，０００〜１０，０００である。この重量平均分子量が小さすぎると、強度があっても伸びが十分でない脆いポリウレタンフォームが形成され、弾性がなく、耐摩耗性が劣る場合がある。一方、重量平均分子量が大きすぎると、架橋密度が低くなり、水処理用担体として十分な物理的強度が得られない場合がある。尚、上記ポリオールがポリマーポリオールである場合の重量平均分子量は、通常、２，５００〜７，０００、好ましくは２，５００〜６，０００である。
【００２１】
上記フォーム原料に含有されるポリオールは、１種単独であってよいし、２種以上の組み合わせであってもよい。本発明において、好ましいポリオールは、ポリマーポリオール及びポリエーテルポリオールである。
【００２２】
上記フォーム原料に含有されるポリイソシアネートは、イソシアネート基を２つ以上有する化合物であれば、特に限定されず、一般的なポリウレタンフォームの形成に用いられる公知の化合物を用いることができる。このポリイソシアネートは、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
上記ポリイソシアネートとしては、芳香族系、脂肪族系、脂環族系の各種イソシアネート化合物、更には、これらのイソシアネート化合物の変性物を用いることができる。
【００２３】
芳香族イソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、ｐ−フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）等が挙げられる。
脂肪族イソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、リシンジイソシアネート（ＬＤＩ）、リシントリイソシアネート（ＬＴＩ）等が挙げられる。
脂環族イソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、シクロヘキシルジイソシアネート（ＣＨＤＩ）、水添化ＸＤＩ（Ｈ６ＸＤＩ）、水添化ＭＤＩ（Ｈ１２ＭＤＩ）等が挙げられる。
また、変性イソシアネートとしては、イソシアネート化合物のウレタン変性体、２量体、３量体、カルボジイミド変性体、アロファネート変性体、ビューレット変性体、ウレア変性体、イソシアヌレート変性体、オキサゾリドン変性体、イソシアネート基末端プレポリマー等が挙げられる。
本発明において、好ましいポリイソシアネートは、芳香族イソシアネートであり、水処理用担体として好適な硬度を有するポリウレタンフォームが得られることから、トリレンジイソシアネートが特に好ましい。
【００２４】
上記フォーム原料におけるポリイソシアネートの含有量は、イソシアネートインデックスに基づいて、適宜、調整される。本発明に係るフォーム原料におけるイソシアネートインデックスは１０５〜１２５であり、好ましくは１０８〜１２０である。このイソシアネートインデックスが低すぎると、得られるポリウレタンフォームの架橋密度が低く、物理的強度が十分でない場合がある。また、ポリオール等の未反応成分が、ポリウレタンフォームに残留されることとなり、その未反応成分が、ＣＯＤを高める要因となる。一方、イソシアネートインデックスが高すぎると、得られるポリウレタンフォームの架橋密度が高くなり、硬度が高く、そして、脆くなる場合がある。その結果、水処理用担体としての耐久性及び耐摩耗性が低下する傾向にある。また、架橋密度が高くなり過ぎると、ポリウレタンフォームは疎水性になり、親水性が低下する要因となる。
【００２５】
上記フォーム原料に含有される発泡剤としては、水；シクロペンタン、イソペンタン、ノルマルペンタン等の炭化水素；塩化メチレン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、ノナフルオロブチルメチルエーテル、ノナフルオロブチルエチルエーテル、ペンタフルオロエチルメチルエーテル、ヘプタフルオロイソプロピルメチルエーテル等のハロゲン系化合物等が挙げられる。これらのうち、水が好ましく、例えば、イオン交換水、水道水、蒸留水等を用いることができる。尚、上記発泡剤は、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
上記フォーム原料における発泡剤の含有量は、上記ポリオールを１００質量部とした場合に、好ましくは０．５〜５質量部、より好ましくは１〜４質量部である。この発泡剤の含有量が上記範囲にあると、水処理用担体として好適な密度、微生物が繁殖しやすいセル径及び空孔率を有するポリウレタンフォームが得られ、耐久性にも優れる。
【００２６】
上記フォーム原料に含有される整泡剤は、ポリエーテル部分が、ポリオルガノシロキサン部分のＳｉ原子から、１つ以上のＣＨ２基を介して結合した構造を備えるポリオルガノシロキサン−ポリエーテルブロック共重合体（以下、「Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーン」という。）を含むものであれば、特に限定されない。
上記Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーンは、ポリオルガノシロキサン部分と、ポリオルガノシロキサン部分の１つ又は２つ以上のＳｉ原子に結合した１つ以上のＣＨ２基、即ち、メチレン基又はアルキレン基（炭素数２〜１０）と、このメチレン基又はアルキレン基の末端の炭素原子に結合したポリエーテル部分とを備える共重合体である。
【００２７】
上記ポリオルガノシロキサン部分は、下記構造で表される。
【化１】
〔式中、各Ｒ１は、互いに同一でも異っていてもよく、水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数４〜１０のシクロアルキル基、又は、炭素数６〜１０のアリール基である。〕
【００２８】
また、上記ポリエーテル部分とは、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２−、−ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）−等のオキシアルキレン基（炭素数２〜２０）を１つ又は２つ以上有する部分である。これらのオキシアルキレン基は、ポリエーテル部分に、１種のみ含まれてよいし、２種以上含まれてもよい。
【００２９】
従って、上記Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーンは、下記一般式（２）で表すことができる。
【化２】
〔式中、各Ｒ１は、互いに同一でも異ってもよく、水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数４〜１０のシクロアルキル基、又は、炭素数６〜１０のアリール基であり、Ｒ２は、炭素数２〜６のアルキレン基であり、Ｒ３は、水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基であり、ｍは１〜１０の整数であり、ｎは、２〜２０の整数である。〕
【００３０】
上記Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーンとして、好ましくは、上記一般式（２）において、Ｒ２がエチレン基又はプロピレン基であり、Ｒ３が水素原子である、末端ブロック型化合物である。この構造のＳｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーンを用いると、親水性に優れたポリウレタンフォームを得ることができる。
上記Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーンとして、信越化学工業社製「Ｆ６５０」（商品名）、東レ・ダウコーニング社製「ＳＺ−１１３６」（商品名）、ＧＥ東芝シリコーン社製「Ｌ−５８４」（商品名）等の市販品を利用することができる。
【００３１】
尚、上記フォーム原料に配合される整泡剤としては、上記Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーン以外の他の整泡剤を含んでもよい。その場合、上記Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーンの含有割合は、整泡剤全体に対して、通常、８０質量％以上、好ましくは９０質量％以上、特に好ましくは９５〜１００質量％である。
他の整泡剤としては、Ｓｉ−Ｏ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーン等が挙げられる。
【００３２】
上記フォーム原料における整泡剤の含有量は、上記ポリオールを１００質量部とした場合に、好ましくは０．２〜５質量部、より好ましくは０．５〜３質量部である。この整泡剤の含有量が上記範囲にあると、フォーム原料を均一な状態としやすく、また、発泡硬化を効率よく進めることができ、水処理用担体として好適な密度、微生物が繁殖しやすいセル径及び空孔率を有するポリウレタンフォームを得ることができる。
【００３３】
上記触媒としては、通常、アミン系触媒と、有機金属化合物系触媒（以下、「金属触媒」という。）とが併用される。
【００３４】
上記アミン系触媒としては、モノアミン化合物、ジアミン化合物、トリアミン化合物、ポリアミン化合物、環状アミン化合物、アルコールアミン化合物、エーテルアミン化合物等が挙げられる。これらは、単独で用いてよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記アミン系触媒は、上記ポリイソシアネートに対して反応性を有する化合物、及び、上記ポリイソシアネートに対して反応性を有さない化合物、のいずれでもよく、これらを組み合わせてもよい。上記アミン系触媒は、ポリイソシアネートに対して反応性を有する化合物を含むことが好ましい。この場合、その含有割合は、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０〜１００質量％である。上記ポリイソシアネートに対して反応性を有する化合物を含むアミン系触媒を用いると、得られるポリウレタンフォームにおいて、親水性に優れる。
【００３５】
上記ポリイソシアネートに対して反応性を有する化合物としては、−ＯＨ基及び／又は−ＮＨ基を有する化合物を用いることができる。−ＯＨ基を有する反応性アミン系触媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノヘキサノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエトキシエトキシエタノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエトキシエタノール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。また、−ＮＨ基を有する反応性アミン系触媒としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ"，Ｎ"−テトラメチルジエチレントリアミン等が挙げられる。
【００３６】
また、上記ポリイソシアネートに対して反応性を有さない化合物としては、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン等が挙げられる。
【００３７】
上記金属触媒としては、有機錫化合物、有機ビスマス化合物、有機鉛化合物、有機亜鉛化合物等が挙げられる。これらは、単独で用いてよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
有機錫化合物としては、オクチル酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫メルカプチド、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレエート、ジオクチル錫ジラウレート、ジオクチル錫メルカプチド、ジオクチル錫チオカルボキシレート等が挙げられる。
有機ビスマス化合物としては、酢酸ビスマス、ナフテン酸ビスマス、ジブチルビスマスジアセテート、ジブチルビスマスジラウレート、ジオクチルビスマスジラウレート等が挙げられる。
有機鉛化合物としては、酢酸鉛、オクテン酸鉛、ナフテン酸鉛、ジブチル鉛ジアセテート、ジブチル鉛ジラウレート、ジオクチル鉛ジラウレート等が挙げられる。
有機亜鉛化合物としては、ナフテン酸亜鉛、デカン酸亜鉛、４−シクロヘキシル酪酸亜鉛、ネオデカン酸亜鉛、イソ酪酸亜鉛、安息香酸亜鉛、ｐ−トルエンスルホン酸亜鉛、亜鉛（ＩＩ）ビス−２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナート等が挙げられる。
上記各化合物は、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３８】
上記フォーム原料における触媒は、上記のように、通常、アミン系触媒及び金属触媒を組み合わせて用いられる。アミン系触媒及び金属触媒の含有量は、上記ポリオールを１００質量部とした場合に、それぞれ、好ましくは０．１〜２質量部及び０．１〜２質量部、より好ましくは０．２〜１質量部及び０．２〜１質量部である。これらの含有量が上記範囲にあると、気泡が生じる反応工程と、樹脂が硬化する反応工程とが平衡するため、発泡硬化に好適な反応速度で、水処理用担体として好適な密度、微生物が繁殖しやすいセル径及び空孔率を有するポリウレタンフォームを得ることができる。また、硬化時間も量産に見合うようになる。
【００３９】
次に、上記フォーム原料に配合される特定化合物について、説明する。この特定化合物は、下記一般式（１）で表される。
Ｒ−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｈ （１）
〔式中、Ｒは、炭化水素基であり、ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、ＡＯは、同一であっても異なってもよく、ｎは、平均付加モル数で、２〜５０の整数である。〕
【００４０】
上記一般式（１）において、Ｒは、炭化水素基であり、得られるポリウレタンフォームの親水性の観点から、好ましくは炭素数１〜２４のアルキル基又は炭素数１〜２４のアルケニル基であり、より好ましくは炭素数４〜１８のアルキル基又は炭素数４〜１８のアルケニル基であり、更に好ましくは炭素数６〜１０のアルキル基である。
【００４１】
上記一般式（１）において、ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、好ましくは炭素数２〜３のオキシアルキレン基である。特に好ましくは、炭素数２のオキシアルキレン基、即ち、オキシエチレン基を含むことである。
上記一般式（１）において、ＡＯが複数ある場合、各ＡＯが、互いに、同一であっても異なってもよい。即ち、（ＡＯ）ｎは、１種のオキシアルキレン基からなるものであってよいし、２種以上のオキシアルキレン基を含んでいてもよい。ＡＯ付加は、ブロックでもランダムでもよい。即ち、（ＡＯ）ｎが２種以上のオキシアルキレン基を含む場合、それらオキシアルキレン基の配列は、ブロックでもランダムでもよい。
また、上記一般式（１）において、ｎは、２〜５０の整数であり、好ましくは５〜４０の整数、更に好ましくは、８〜２０の整数である。
【００４２】
上記説明を言い換えると、上記一般式（１）で表される化合物は、アルコールＲ−ＯＨ（Ｒは炭化水素基）に、エチレンオキサイド（ＥＯ）、プロピレンオキサイド（ＰＯ）及びブチレンオキサイドからなる群から選ばれる少なくとも１種が付加されたものとすることができる。好ましい特定化合物は、アルコールに、エチレンオキサイド（ＥＯ）及びプロピレンオキサイド（ＰＯ）が付加されたものである。ＥＯ及びＰＯのモル比は、特に限定されないが、親水性の観点から、通常、５０／５０〜９５／５、好ましくは６０／４０〜９０／１０である。
上記アルコールは、１級アルコール及び２級アルコールのいずれでもよく、例えば、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、２−エチルヘキサノール、オクタノール、デカノール、ドデカノール、２−ブチルオクタノール、イソデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、オクタデカノール、オレイルアルコール、２−ヘキシルデカノール等が挙げられる。
【００４３】
上記特定化合物としては、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールペンチルエーテル、エチレングリコールヘキシルエーテル、エチレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールヘキシルエーテル、ジエチレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；トリエチレングリコールブチルエーテル、トリエチレングリコールヘキシルエーテル、トリエチレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；テトラエチレングリコールブチルエーテル、テトラエチレングリコールヘキシルエーテル、テトラエチレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；プロピレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコールペンチルエーテル、プロピレングリコールヘキシルエーテル、プロピレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；ジプロピレングリコールブチルエーテル、ジプロピレングリコールヘキシルエーテル、ジプロピレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；トリプロピレングリコールブチルエーテル、トリプロピレングリコールヘキシルエーテル、トリプロピレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；テトラプロピレングリコールブチルエーテル、テトラプロピレングリコールヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコール２−エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレン（１）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（２）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（３）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（４）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（５）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（６）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（８）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（９）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（２０）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（２３）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（３０）ラウリルエーテル；ポリオキシエチレン（１０）セチルエーテル、ポリオキシエチレン（２０）セチルエーテル；ポリオキシエチレン（６）ステアリルエーテル、ポリオキシエチレン（２０）ステアリルエーテル、ポリオキシエチレン（５０）ステアリルエーテル；ポリオキシエチレン（４）オレイルエーテル、ポリオキシエチレン（８）オレイルエーテル、ポリオキシエチレン（９）オレイルエーテル、ポリオキシエチレン（２０）オレイルエーテル、ポリオキシエチレン（３０）オレイルエーテル；ポリオキシエチレン（６）ポリオキシプロピレン（１．５）ラウリルミスチルエーテル；ポリオキシエチレン（１０）ポリオキシプロピレン（１．５）ラウリルミスチルエーテル；ポリオキシエチレン（１４）ポリオキシプロピレン（１．５）ラウリルミスチルエーテル；ポリオキシエチレン（１０）ポリオキシプロピレン（１．５）ラウリルミスチルエーテル等が挙げられる。これらは、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４４】
上記フォーム原料における特定化合物の含有量は、上記ポリオールを１００質量部とした場合に、好ましくは１〜２０質量部、より好ましくは２〜１６質量部である。この特定化合物の含有量が上記範囲にあると、得られるポリウレタンフォームの親水性に優れる。
【００４５】
上記フォーム原料は、本発明による効果を損なわない限りにおいて、更に、鎖延長剤、破泡剤、消泡剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、充填剤、難燃剤、安定剤、着色剤等を含有してもよい。
【００４６】
上記フォーム原料を用いて、水処理用担体に用いられるポリウレタンフォームを製造することができる。即ち、ポリオール、ポリイソシアネート及び特定化合物を、発泡剤、整泡剤及び触媒の存在下、反応させることにより、ポリウレタンフォームを製造することができる。上記フォーム原料は、フォーム原料の混合及び撹拌をし始めてから、泡化が始まるまでの時間、即ち、クリームタイムを、好ましくは５〜２０秒とすることができ、割れ等の不具合を生じることなく、ポリウレタンフォームを得ることができる。
本発明のポリウレタンフォームを製造する場合、ポリオールと、ポリイソシアネートとを、直接反応させるワンショット法、及び、ポリオールと、ポリイソシアネートとを、事前に反応させて、末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを得、このプレポリマーに更にポリオールを反応させるプレポリマー法のいずれを採用してもよい。これらのうち、好ましくはワンショット法である。また、成形方法としては、スラブ法及びモールド法が適当である。
【００４７】
上記のようにして製造されたポリウレタンフォームは、連続気泡を有する。このポリウレタンフォームの密度は、特に限定されないが、好ましくは３０〜８０ｋｇ／ｍ３、より好ましくは４０〜７０ｋｇ／ｍ３である。密度が上記範囲にあると、微生物が繁殖しやすいセル径及び空孔率を有することとなり、水処理用担体が、機械的強度及び耐摩耗性に優れ、その結果、耐久性に優れる。
また、セル数は、用途等により選択されるが、通常、２０〜７０個／２５ｍｍ、好ましくは３０〜６０個／２５ｍｍである。セル数が上記範囲にあると、機械的強度及び耐摩耗性に優れ、その結果、耐久性に優れる。
【００４８】
本発明のポリウレタンフォームは、親水性に優れる。例えば、ポリウレタンフォームの切削加工等により作製した、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１００ｍｍの直方体である試験片１ａを、図１に示すように、容器に収容した蒸留水２（２５℃）の水面に立てるように設置し、室温下、２４時間保持した後、蒸留水に浸かっている長さｘ（ｍｍ）は、好ましくは５０ｍｍ以上、より好ましくは６０ｍｍ以上、更に好ましくは７０ｍｍ以上とすることができる。このように、水中への沈漬時間を短縮化でき、効率よく汚水処理を行うことができる。
本発明のポリウレタンフォームを形成するフォーム原料が、特定のポリオルガノシロキサン−ポリエーテルブロック共重合体を含む整泡剤と、特定化合物とを含有することで、両者が有するオキシアルキレン基が最表面に位置するポリウレタンフォームが形成され、高い親水性が得られるものと考えられる。
【００４９】
本発明のポリウレタンフォームは、耐摩耗性に優れる。例えば、ポリウレタンフォームの切削加工等により作製した、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍの立方体である試験片１ｂを、図２に示すように、サンドペーパー１００番を内壁面に貼り付けてなる有底円筒状の容器に、蒸留水２を収容し、蒸留水の体積に対して、２０％に相当する量を入れ、攪拌機を用いて、回転数６００ｒｐｍとして２４０時間攪拌する。その後、試験片１ｂを蒸留水より取り出して乾燥させ、質量保持率を測定すると、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは８５質量％以上とすることができる。このように、試験片１ｂの形状保持性（耐摩耗性）に優れ、水処理用担体の性能を低下させることなく、効率よく汚水処理を行うことができる。
【００５０】
また、本発明のポリウレタンフォームのＣＯＤは、ＪＩＳ Ｋ−０１０２に準じて測定することができ、好ましくは３０ｍｇ／リットル以下、より好ましくは２０ｍｇ／リットル以下とすることができる。このように、ＣＯＤを大きく増加、即ち、悪化させて、更なる汚染を導くことなく、汚水処理を行うことができる。
【００５１】
本発明のポリウレタンフォームは、目的、用途等に応じて、上記のように製造されたポリウレタンフォームをそのまま、又は、切削加工、表面における除膜処理等の方法によって、水処理用担体とすることができる。除膜処理とは、爆破処理、燃焼処理、溶解処理等によって、セル膜のほとんどが除去され、実質的に、三次元網目骨格のみとする処理をいう。そして、除膜処理されている水処理用担体は、除膜処理されていない水処理用担体に比べて、ポリウレタンフォーム内部への汚水の侵入度合が高くなり、汚水処理効果が向上する傾向にある。
【００５２】
上記水処理用担体は、下水終末処理場、各種産業排水施設、集落排水施設、合併浄化槽等に設置され、流動床及び固定床のいずれにも採用することができる。流動床として使用する場合の形状は、立方体、直方体等とすることができる。また、固定床として使用する場合の形状は、格子状、筒状、波板状、ハニカム状、棒状等とすることができる。
【実施例】
【００５３】
以下に、実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明の主旨を超えない限り、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
【００５４】
１．原料成分
下記の実施例及び比較例において用いる材料を示す。
１−１．ポリオールＡ
（１）ポリオール（Ａ１）
ポリマーポリオール（商品名「エクセノール９４１ＷＦ」、旭硝子ウレタン社製）を用いた。官能基数は３であり、水酸基価は３２ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量は３，０００である。
（２）ポリオール（Ａ２）
アルキレンオキサイド付加ポリエーテルポリオール（商品名「ＧＰ３０００」、三洋化成工業社製）を用いた。官能基数は３であり、ＥＯ率は０モル％（全てプロピレンオキサイド単位）であり、水酸基価は５６ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量は３，０００である。
（３）ポリオール（Ａ３）
アルキレンオキサイド付加ポリエーテルポリオール（商品名「ＧＰ３０５０」、三洋化成工業社製）を用いた。官能基数は３であり、ＥＯ率は８モル％（残部はプロピレンオキサイド単位）であり、水酸基価は５６ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量は３，０００である。
【００５５】
１−２．ポリイソシアネートＢ
２，４−ＴＤＩ及び２，６−ＴＤＩが質量比８０：２０の割合で配合されたトリレンジイソシアネート（商品名「コロネートＴ−８０」、日本ポリウレタン工業社製）を用いた。
１−３．発泡剤Ｃ
水を用いた。
【００５６】
１−４．整泡剤
（１）整泡剤（Ｄ１）
Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーン（商品名「Ｆ６５０」、信越化学工業社製）を用いた。
（２）整泡剤（Ｄ２）
Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーン（商品名「ＳＺ−１１３６」、東レ・ダウコーニング社製）を用いた。
（３）整泡剤（Ｄ３）
Ｓｉ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーン（商品名「Ｌ−５８４」、ＧＥ東芝シリコーン社製）を用いた。
（４）整泡剤（Ｄ４）
Ｓｉ−Ｏ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーン（商品名「ＢＦ−２３７０」、ゴールドシュミット社製）を用いた。
（５）整泡剤（Ｄ５）
Ｓｉ−Ｏ−Ｃ型ポリエーテル変性シリコーン（商品名「Ｂ８１１０」、ゴールドシュミット社製）を用いた。
【００５７】
１−５．触媒Ｅ
（１）触媒（Ｅ１）
分子内に反応性のヒドロキシル基を有するアミン系触媒（商品名「カオライザー２５」、花王社製）を用いた。
（２）触媒（Ｅ２）
金属触媒であるスタナスオクトエート（商品名「ＭＲＨ−１１０」、城北化学工業社製）を用いた。
【００５８】
１−６．特定化合物Ｆ
（１）Ｆ１
下記式（３）の化合物を用いた。モル比ＥＯ／ＰＯ＝８／２、数平均分子量は５１０、水酸基価は１１０ｍｇＫＯＨ／ｇである。
ＣＨ３−（ＥＯ）８．４−（ＰＯ）２．１−Ｈ
（２）Ｆ２
下記式（４）の化合物を用いた。数平均分子量は４００、水酸基価は１４０ｍｇＫＯＨ／ｇである。
ＣＨ３−（ＥＯ）８．７−ＯＨ
（３）Ｆ３
ポリエチレングリコール（商品名「ＰＥＧ−６００」、三洋化成工業社製）を用いた。官能基数は２であり、数平均分子量は６００、水酸基価は１８７ｍｇＫＯＨ／ｇである。
【００５９】
２．ポリウレタンフォームの製造及び評価
実施例１
原料成分を、表１に示す割合で混合し、ワンショットのフリーライズ法によりポリウレタンフォームを得た。
【００６０】
得られたポリウレタンフォームについて、下記項目の評価を行った。その結果を表１に併記した。
（１）密度
ＪＩＳ Ｋ７２２２に準じて測定した。
（２）親水性
ポリウレタンフォームを加工して、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１００ｍｍの直方体とし、これを試験片とした。図１に示すように、試験片１ａを容器に収容した２５℃の蒸留水２の水面に立てるように設置し、室温下、２４時間保持した後、蒸留水に浸かっている長さｘ（ｍｍ）を測定した。数値が大きいほど、親水性が高いことを示す。
（３）耐摩耗性
ポリウレタンフォームの切削加工等により作製した、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍの立方体である試験片１ｂを用いて評価した。図２に示すように、サンドペーパー１００番を内壁面に貼り付けてなる有底円筒状の容器（内径１５０ｍｍ、高さ２００ｍｍ）に、容器内の高さ１００ｍｍにまで蒸留水２を収容し、この蒸留水の体積に対して、２０％に相当する量の試験片１ｂを入れ、攪拌機を用いて、回転数６００ｒｐｍとして２４０時間攪拌した。その後、試験片１ｂを蒸留水より取り出して１１０℃で１時間乾燥させ、下記式を用いて、質量保持率を測定した。数値が大きいほど、耐摩耗性に優れることを示す。
質量保持率＝（撹拌後の試験片１ｂの質量／撹拌前の試験片１ｂの質量）×１００
（４）ＣＯＤ
ポリウレタンフォームを加工して、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍの立方体とし、これを試験片とした。この試験片の５０体積％に相当する部分を蒸留水１リットルに浸し、室温下、２４時間保持した後、試験片を取り出した。そして、その蒸留水のＣＯＤを、ＪＩＳ Ｋ−０１０２準じて測定した。ＣＯＤ測定における酸化剤は、過マンガン酸カリウムを使用した。
【００６１】
実施例２〜１３及び比較例１〜６
原料成分を、表１に示す割合で用いた以外は、実施例１と同様にしてポリウレタンフォームを製造し、各種評価を行った。その結果を表１に併記した。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１によれば、比較例１、比較例２及び比較例６は、特定化合物Ｆを含まないフォーム原料を用いた例であり、親水性が十分ではなかった。比較例３及び比較例４は、本発明に係る整泡剤ではない他の整泡剤を含むフォーム原料を用いた例であり、親水性が十分ではなかった。比較例５は、本発明に係る特定化合物ではない２つのヒドロキシル基を有する化合物を含むフォーム原料を用いた例であり、親水性が十分ではなかった。
一方、実施例１〜実施例１３は、親水性に優れ、評価試験において、いずれも６０ｍｍ以上となったことが分かる。特に、特定化合物の含有量が、それぞれ、８部及び１５部であるフォーム原料を用いた実施例１及び実施例６は、５部である実施例４よりも優れていた。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明のポリウレタンフォームは、汚水処理等に用いる水処理用担体として好適であり、この水処理用担体下水終末処理場、各種産業排水施設、集落排水施設、合併浄化槽等に設置される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】親水性を評価するための概略説明図である。
【図２】耐摩耗性を評価するための概略説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ａ：親水性評価用試験片
１ｂ：耐摩耗性評価用試験片
２：蒸留水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオールと、ポリイソシアネートと、発泡剤と、ポリエーテル部分が、ポリオルガノシロキサン部分のＳｉ原子から、１つ以上のＣＨ２基を介して結合した構造を備えるポリオルガノシロキサン−ポリエーテルブロック共重合体を含む整泡剤と、触媒と、下記一般式（１）で表される化合物とを含有するフォーム原料を用いて製造されたことを特徴とする、水処理用担体に用いられるポリウレタンフォーム。
Ｒ−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｈ （１）
〔式中、Ｒは、炭化水素基であり、ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、ＡＯは、同一であっても異なってもよく、ｎは、平均付加モル数で、２〜５０の整数である。〕
【請求項２】
上記一般式（１）で表される化合物において、上記ＡＯが、オキシエチレン基及びオキシプロピレン基であり、且つ、両者の合計を１００モル％とした場合に、上記オキシエチレン基の含有量が６０〜８５モル％である請求項１に記載の水処理用担体に用いられるポリウレタンフォーム。
【請求項３】
上記フォーム原料において、上記一般式（１）で表される化合物の含有量が、上記ポリオール１００質量部に対し、１〜２０質量部である請求項１又は２に記載の水処理用担体に用いられるポリウレタンフォーム。
【請求項１】
ポリオールと、ポリイソシアネートと、発泡剤と、ポリエーテル部分が、ポリオルガノシロキサン部分のＳｉ原子から、１つ以上のＣＨ２基を介して結合した構造を備えるポリオルガノシロキサン−ポリエーテルブロック共重合体を含む整泡剤と、触媒と、下記一般式（１）で表される化合物とを含有するフォーム原料を用いて製造されたことを特徴とする、水処理用担体に用いられるポリウレタンフォーム。
Ｒ−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｈ （１）
〔式中、Ｒは、炭化水素基であり、ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、ＡＯは、同一であっても異なってもよく、ｎは、平均付加モル数で、２〜５０の整数である。〕
【請求項２】
上記一般式（１）で表される化合物において、上記ＡＯが、オキシエチレン基及びオキシプロピレン基であり、且つ、両者の合計を１００モル％とした場合に、上記オキシエチレン基の含有量が６０〜８５モル％である請求項１に記載の水処理用担体に用いられるポリウレタンフォーム。
【請求項３】
上記フォーム原料において、上記一般式（１）で表される化合物の含有量が、上記ポリオール１００質量部に対し、１〜２０質量部である請求項１又は２に記載の水処理用担体に用いられるポリウレタンフォーム。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２９７９８（Ｐ２０１０−２９７９８Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９５４２９（Ｐ２００８−１９５４２９）
【出願日】平成２０年７月２９日（２００８．７．２９）
【出願人】（０００１１９２３２）株式会社イノアックコーポレーション (1,145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２９日（２００８．７．２９）
【出願人】（０００１１９２３２）株式会社イノアックコーポレーション (1,145)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]