(57)【要約】  本発明は、アミノプラスチック系の、特にメラミン−ホルムアルデヒド縮合物の連続気泡発泡体が充填されていることを特徴とするチューブ、およびその使用方法、特にフィルターやスタチックミキサーとしての使用方法に関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アミノプラスチック系の連続気泡発泡体が充填されていることを特徴とするチューブ。
【請求項２】
前記連続気泡発泡体の嵩密度が３〜１００ｇ／ｌの範囲である請求項１に記載のチューブ。
【請求項３】
前記連続気泡発泡体がメラミン−ホルムアルデヒド樹脂からなる請求項１または２に記載のチューブ。
【請求項４】
前記連続気泡発泡体が、チューブの各部分において異なる孔径分布をもつ請求項１〜３のいずれか一項に記載のチューブ。
【請求項５】
チューブの壁面が、ガラス、金属またはプラスチックからなる請求項１〜４のいずれか一項に記載のチューブ、
【請求項６】
チューブの直径が１〜１００ｍｍの範囲であり、連続気泡発泡体で充填されたチューブ部分の長さが５〜５００ｍｍの範囲にある請求項１〜５のいずれか一項に記載のチューブ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のチューブが接続されていることを特徴とする保存容器。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のチューブを、液体のスタチックミキサーとして使用する方法。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のチューブを、液体またはガスを濾過するために使用する方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の保存容器を、液体燃料を燃焼するために使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アミノプラスチック系の連続気泡発泡体を充填したチューブとその用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
メラミン−ホルムアルデヒド縮合物系の連続気泡発泡体は、いろいろな建物や車両の断熱用途や防音用途や絶縁性緩衝性包装材として知られている。ＥＰ−Ａ６８３３４９は、メラミン−ホルムアルデヒド連続気泡発泡体からなるパイプ被覆材を開示しているが、この被覆材は耐熱性が高いため、それで断熱されているパイプが加熱された場合でも、収縮することがない。
【０００３】
ＥＰ−Ａ１４９８６８０は、メラミン−ホルムアルデヒド発泡体と、その空孔の全体或いは一部に充填された流動性の熱伝達媒体とからなり、ポリオレフィンフィルムにより包まれた冷凍庫用パックおよび保熱保冷パックについて述べている。
【０００４】
【特許文献１】ＥＰ−Ａ６８３３４９
【特許文献２】ＥＰ−Ａ１４９８６８０
【特許文献３】ＥＰ−Ａ０７１６７２
【特許文献４】ＥＰ−Ａ０３７４７０
【特許文献５】ＷＯ０１／９４４３６
【特許文献６】ＥＰ１５０５１０５
【特許文献７】ＤＥ１００１１３８８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、液体を、特に小体積の液体を濾過または混合可能な簡単な装置を見出すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
結果として、アミノプラスチック系の連続気泡発泡体を充填したチューブを見出した。
【０００７】
好ましい連続気泡発泡体としては、メラミン−ホルムアルデヒド縮合物系の弾性発泡体で、その密度が３〜１００ｇ／Ｌ、特に５〜２０ｇ／Ｌのものが使用される。気泡数は、通常２５ｍｍ当たり５０〜３００個である。引張強度は、好ましくは１００〜１５０ｋＰａの範囲であり、破断引張歪は８〜２０％の範囲である。
【０００８】
多くの利用分野において、チューブの各部分でこの連続気泡発泡体が異なる孔径分布を持つことが好ましく、例えば大きな気孔から小さな気孔へと直線的または指数関数的に分布していることが好ましい。例えば、チューブの一方の末端では気孔数が５０〜１２０個／２５ｍｍの範囲であり、他方の末端で気孔数が１５０〜３００個／２５ｍｍの範囲となってもよい。
【０００９】
ＥＰ−Ａ０７１６７２またはＥＰ−Ａ０３７４７０に準じて製造するにあたり、高濃度の発泡剤を含むメラミン−ホルムアルデヒドの初期縮合物の溶液または分散液を、熱風、水蒸気またはマイクロ波照射により発泡させ硬化させてもよい。この種の発泡体が、ＢＡＳＦ社よりバソテクト（Ｒ）という商品名で販売されている。
【００１０】
メラミン−ホルムアルデヒドのモル比は、一般的には、１：１〜１：５の範囲である。特に低ホルムアルデヒドの発泡体を製造するには、例えばＷＯ０１／９４４３６に記載のように、このモル比を１：１．３〜１：１．８の範囲とし、サルファイト基を含まない初期縮合物を使用する。
【００１１】
性能の向上のために、この発泡体を次いで熱処理し加圧してもよい。この加工工程により、発泡体表面の性質や親水性の程度、密度、孔径が変化する。通常このような材料を熱成形する場合、接着剤で含浸させた後、この飽和発泡体を成形させる過程で硬化が進行する。ＥＰ１５０５１０５に記載のように、他の助剤を添加することなく熱成形可能な材料を得ることも可能である。
【００１２】
熱成形工程において、発泡体のいろいろな部分の加圧の程度を変更することで、発泡体の空孔構造を制御することができる。変形した試料でも、加熱により新たな形状とすることができる。密度勾配や孔径勾配をもつ試料を作ることができる。例えば、楔形をした試料を平面プレスを用いて、または平面的な試料を楔形のプレスで変形することができ、このような勾配構造を固定することができる。圧縮程度の異なる二個以上の製品を連結することも可能である。このようにして得られる傾斜構造または一体構造が、機械的性能の面で有利であることも多い。
【００１３】
発泡体を所望の形状や厚みに切断することもできる。輪郭切断も可能であり、これにより、例えば表面積が増加した発泡体製品が得られる。
【００１４】
ＤＥ１００１１３８８の実施例に記載のように、メラミン−ホルムアルデヒド発泡体に、疎水性及び／又は嫌油性を持たせることもできる。未修飾発泡体と疎水性発泡体とを組合わせて、液液分離プロセスとすることもできる。この効果を増強するために、この種の発泡体を２個以上併用することも好ましい。
【００１５】
通常、チューブや配管、保管容器は、よれ剛性の高い材料、例えばガラス、金属、またはプラスチック、特にスチールやアルミニウム、または繊維強化プラスチックを含んでいる。好ましいプラスチックは、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、またはポリエステル系樹脂であり、この樹脂は、必要なら繊維、織物、またはマットで強化されていてもよく、その場合、この強化材は炭素またはガラスからなる。
【００１６】
このチューブは、一般的には細長い形状を有し、例えば円筒状であり、円型、卵型または多角形状の断面を有している。チューブの直径は、好ましくは１〜１００ｍｍの範囲、特に好ましくは５〜５０ｍｍの範囲である。チューブの長さ、あるいは連続気泡発泡体で充たされたチューブ部分の長さは、好ましくは５〜５００ｍｍの範囲にあり、特に好ましくは１０〜１００ｍｍの範囲にある。望ましい用途の一例は濾過用途であり、このチューブは、それぞれの利用用途に用いられる材料や寸法、形状のホルダーまたはフレームとして利用される。その例としては、長方形または正方形の、金属製、プラスチック製、または木材製フレームがあげられる。
【００１７】
この連続気泡発泡体は、約−１８０℃〜＋２００℃の温度範囲で弾性を有するため、前もって組み立てたチューブや容器部品中に、容易に導入することができる。低温でも、例えば−８０℃未満の低温でも、この発泡体は弾性を保持する。脆化して破損することはない。弾性、耐熱性および耐薬品性に優れるため、本発明のチューブを、広い温度範囲でいろいろな化学物質や低温液体に接触させることができる。低温液体とは、大気下での沸点が−８０℃未満のものをいう。特に好ましくは、液体状の空気、窒素、水素、アルゴン、ネオン、ヘリウムや、プロピレンや天然ガスなどメタンを主とする液化エンジン燃料である。
【００１８】
この連続気泡発泡体は、通常、チューブにぴったり合うように打抜きまたは切断され、そこにはめ込まれる。しかし、均一断面のチューブに、そこに合致しない断面を持つ発泡体を挿入することも可能である。この結果、気孔の大きさが変化し、チューブに沿って単位体積あたりの気孔数が変化することとなる。例えば、円錐形の発泡体を円筒形のチューブに挿入して、気孔の大きさを一方の末端から他方の末端に向かって連続的に変化させることもできる。
【００１９】
この発泡体を、内側に挿入するのでなくチューブの開放末端を覆うようにあてがうこともできる。この発泡体を、多孔性ねじ蓋内側の埋込物として用いるのも有利である。この場合、ねじ込み操作により、この発泡体は、簡単に安定に設置される。
【００２０】
この連続気泡発泡体を、チューブ内に、接着剤を用いたり機械的な留め金具を用いて固定してもよい。ぴったりと合わない場合は、隙間を埋めるためにシール材（例えばシリコーン製）を用いてもよい。
【００２１】
本発明によれば、連続気泡発泡体を充填したチューブを、直接に、または他のチューブ連結部やホース連結部を経由して、保存容器につないでもよい。本出願のもう一つの実施様態では、これを、他の充填チューブまたは未充填チューブとともに複合チューブとすることができる。
【００２２】
本発明のチューブは、特に液体用のスタチックミキサーに好適である。好適なチューブの一例は、Ｙ型チューブであり、その下部またはフォーク部に、有効な混合要素としての連続気泡発泡体が充填されたものである。孔径を適当に調整すると、この連続気泡で、微量反応器（マイクロリアクター）の製造が可能となる。超音波を用いると、通常層流となる二種以上の成分を、この連続気泡発泡体中で効率よく混合することができる。スタチックミキサー用途に薄い弾性チューブを用いると、振動圧縮により混合を行うことが可能となる。
【００２３】
他の実施様態では、一個の主チューブに、一個以上の副チューブがつながっている。主チューブや、個々の副チューブ、あるいは側枝のチューブが、連続気泡発泡体の充填物を含んでいてもよい。この方法により、例えば、側枝のチューブよりメインチューブに沿って２種以上の化学成分を導入し、混合・反応させることが可能となる。チューブ部供給点間の距離およびチューブの直径は、反応速度にあわせて決めることができる。
【００２４】
本発明のチューブは、液体またはエアゾールの濾過、例えばジュースや発酵前混合物中の懸濁物質の除去に好適である。このための装置の一例は漏斗であり、その円管形の出口にこの連続気泡発泡体を充填する。本発明のチューブは、また医学や環境技術分野における濾過に好適であり、例えば腎臓フィルターや血液フィルターとして、あるいは水懸濁液の濾過に好適である。発泡体の気孔の壁面を化学的に修飾することにより、本発明のチューブを、クロマトグラフィー、例えばゲルクロマトグラフィーに用いることが可能となる。このためには、例えば、連続気泡発泡体中でアクリルアミドを重合させてもよい。物質の流れが極めて層流的であるため、この分離効果は増幅される。
【００２５】
他の好ましい方法においては、円錐形の発泡体小片を加圧下で挿入して連続気泡発泡体中の気孔構造を連続的に大きな気孔から小さな気孔に変化させたチューブが、濾過プロセスに用いられる。濾過される流体は、大きな気孔を持つ末端に供給され、そこで大きな懸濁物質が発泡体の空孔中でまず吸着され、最終的に小さな懸濁物質が吸着される。この効果により、小さな空孔のみを持つフィルターに較べると、フィルターでの圧力損失が軽減される。この傾斜構造により、濾過で除かれる粒子が材料全体に広く分布し、表面のみに形成されて圧力損失を増加させる濾塊の発生を防ぐ。発泡体構造物中に侵入しない粗い粒子の濾過は、発泡体製品の表面積の増加で改善できる。
【００２６】
本発明のチューブは、ガス状物質の濾過、液体またはエアゾールの分離にも好適であり、例えばジュース中または前発酵混合物中の懸濁物質の除去に、あるいはディーゼル車の煤煙除去材として好適である。このような装置の一例は、円管形状の出口に連続気泡発泡体を充填した漏斗である。
本発明のチューブはまた、爆発性の混合ガスまたは粉塵の形成や発火を阻害して爆発から保護する目的に好適である。
【００２７】
本発明のチューブを、液体燃料の輸送または徐燃に使用することもできる。毛細管効果の力により、発泡体が液体燃料を吸収し、発泡体の表面でこれを燃焼させる。この灯心作用のために液体燃料が燃焼場所に運ばれ、そこでゆっくりと徐々に燃焼させられるが、発泡体は燃えず炭化しない。この発泡体は、燃料の過熱を防ぎ、燃料の急速に蒸発するのを防止する。メラミン−ホルムアルデヒド発泡体は可燃性が低いため、燃料が消費尽くされると、発泡体自体は燃焼しないが、ある程度は炭化をおこす。メラミン−ホルムアルデヒド樹脂の構造は架橋度が高いため、通常の液体燃料は、この高分子構造を膨潤させることがなく、機械的性質や燃焼性に悪影響を示さない。
【実施例】
【００２８】
発明の実施例１（ティーライト）  
密度が約１０ｋｇ／ｍ3であるメラミン−ホルムアルデヒド連続気泡発泡体  （Ｂａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）、ＢＡＳＦ社）を、径が約３ｃｍ、高さが約１．５ｃｍの円筒形のアルミニウムシャーレに入れた。１５ｍＬのエタノールをこの発泡体を含むシャーレに添加し、火をつけた。
【００２９】
シャーレのメラミン−ホルムアルデヒド連続気泡発泡体の下側は、あまり加熱されず、容易に手の上にのせることができ、火傷もおこさなかった。エタノールがなくなるまでの燃焼時間は１２．５分であった。燃焼の終わりごろに、発泡体層最上部に少し炭化が起こった。燃焼が自然停止後、発泡体を含む同じシャーレに、１５ｍＬのエタノールを追加し、火をつけた。燃焼時間はやや短くなり、１０分となった。さらに二度エタノールを追加し、点火したが、この発泡体には実質的に変化がなかった。炭化表皮の増加と燃焼時間の短縮のみが認められた。
【００３０】
発明の実施例２（灯心としてのＢａｓｏｔｅｃｔ（登録商標））  
エタノールの満たされたアルミニウムシャーレのカバーとしてアルミニウムカバーを用いた以外は、発明の実施例１と同様に行った。カバー中心部は多孔性であった。Ｂａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）の小片を開口部からエタノールで満たされたシャーレまで挿入し、この液体で飽和させた。このエタノールで飽和した小片に火をつけ、徐々に燃焼させてアルコールを消費させた。燃焼時間は、発明の実施例１におけるより数倍長かった。
【００３１】
比較例１：  
実施例１と同様に、１５ｍＬのエタノールを、発泡体を含まないシャーレに添加し、点火した。燃焼中、この発泡体を含まないシャーレは、下面も含めて大きく加熱され、６．５分の燃焼時間後には、エタノール全量が消費しつくされていた。
【００３２】
発明の実施例３：  
ＥＰ１５０５１０５の実施例１と同様にして、過熱水蒸気を用いる熱盤式プレスを使用して、長方形の熱成形可能なメラミン−ホルムアルデヒド発泡体試料を、初期厚の５０％にまで圧縮した。この圧縮試料を２００℃で２分間熱処理して圧縮状態に固定した。
【００３３】
この熱成形試料の水銀侵入法による体積平均空孔径は１１７μｍであった。比較用の非圧縮試料の平均空孔径は１７０μｍであった。
【００３４】
発明の実施例４：  
ＥＰ１５０５１０５の実施例１と同様に、第二の熱成形可能なメラミン−ホルムアルデヒド発泡体試料を、長さが１５０ｍｍ、幅が４５ｍｍ、高さが２８ｍｍから８８ｍｍに直線的に増加する楔状に切断した。過熱水蒸気を用いる熱盤式プレスでプレスして、この試料を均一に２８ｍｍの高さに圧縮した。この試料を２００℃で２分間熱処理し、この圧縮形状を固定させた。
【００３５】
この熱処理後の試料は傾斜構造を有している。圧縮程度が増すにつれて、密度と圧縮強度が増加する。
【００３６】
この熱処理後の試料の水銀侵入式の体積平均空孔径は、初期の高さが２８ｍｍであった末端では１７０μｍである。初期の高さが８８ｍｍであった領域の比較試料の平均空孔径は１１０μｍであった。
【００３７】
発明の実施例４より、濾過や毛細管力にきわめて重要な発泡体の密度と孔径が簡単に調整できること、また傾斜構造も可能であることがわかる。
【００３８】
発明の実施例５：  
密度が約１０ｋｇ／ｍ3であるメラミン−ホルムアルデヒド連続気泡発泡体（Ｂａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）、ＢＡＳＦ社）のディスクを、１００ｍｌのブリスター注射器(wound/blister syringe)（使い捨て注射器）の下部末端に取り付けた。ディスクの厚みは約２０ｍｍで、直径は注射器にあわせている。
【００３９】
二種のＰＵ成分のそれぞれを３０ｍｌずつ、上部を開けてこの使い捨て注射器に添加した。注射器吸引ピストンを元の位置にもどし、前もって未混合の成分を発泡体ディスクを経由してプレスした。注射器から反応混合物を注入すると、反応性ＰＵ成分の混合は十分であり、相互に反応して、均一で堅牢なポリウレタンフォームを与えた。
【００４０】
発泡体を使用せずに同様に処理すると、これらの成分は混合せず、ほんのわずかな発泡が可能で、発泡体は非常に均一性の低い構造を有していた。
【００４１】
使用したポリウレタン系：  
ポリオール成分：  
ポリエーテルオール、水、第三級アミン、シリコーン安定剤、発泡剤
粘度：約１０００ｍＰａ・ｓ  （２５℃）  
イソシアネート成分：  
ルプラナートＭ  ２０Ｗ  （ジフェニルメタンジイソシアネート）  
粘度：１５５〜２３５ｍＰａ・ｓ  （２５℃）  
【００４２】
発明の実施例５より、本発明の発泡体が、簡単なスタチック混合装置として使用できることがわかる。
【００４３】
発明の実施例６：  
１０個のサイコロ状の、密度が約９ｋｇ／ｍ3であるメラミン−ホルムアルデヒド連続気泡発泡体（Ｂａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）、ＢＡＳＦ  ＡＧ）試料（１０×１０×１０ｍｍ）をガラスフラスコに入れ、１７．５ｇのステアリルイソシアネートの３３２．５ｇのトルエン溶液に浸し、５滴の触媒（ルプラゲンＮ  ２０１、ＢＡＳＦ社、３３％濃度のトリエチレンジアミンのジプロピレングリコール溶液）を添加した。飽和したサイコロ状発泡体の含む溶液を、還流下で８０℃で８時間加熱した。次いで、傾けてトルエン溶液を除いた。サイコロ状発泡体から大半の吸着液体を搾り取り、重量が一定となるまで乾燥した。この疎水化された発泡体試料の密度は１８．５ｋｇ／ｍ3であった。この修飾後の発泡体は水面上に浮き、外見上水で濡れなかった。吸水率は５体積％未満であった。
【００４４】
直径が約１ｃｍのＹ型のガラス管を、開口部の二つが下向きに、開口部の一つが上向きとなるように取り付けた。チューブの下向き開口部の一つに、未修飾のメラミン−ホルムアルデヒド発泡体を充填した。疎水化され発泡体をチューブの他の開口部に充填した。両方の発泡体充填物は、Ｙ型チューブの三チューブが交叉するところまで延びている。
【００４５】
まず、上の開口部から水を少し供給した。水は未修飾の発泡体により吸収された。次に、ガラス管上端よりトルエンを少量供給した。トルエンは疎水性発泡体により吸収された。
【００４６】
選択的に着色した水（バサントーリブルー７６２、液体銅フタロシアニン錯体染料、ＢＡＳＦ社）とおよそ同量のトルエンを、ガラスビーカーに入れた。この混合物に少しずつクロロホルムを添加して、無色の油相の密度と着色した水相の密度がほぼ同じとなり、攪拌後少なくとも５秒間経過しなければこの混合物が二相に完全に分離しなくなるようにした。混合液を再度混合し、直ちに上記の充填ガラス管に供給した。混合液はガラス管中で分離されているようであった。着色水相は未修飾の発泡体が充填されたところから、無色の油相は疎水性発泡体の入ったチューブより出てきた。
【００４７】
発明の実施例７：  
空気流を用いて、平均粒子径が１〜２μｍの粉末石灰石をＢａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）のウェブを通過させて、フィルター前後での粉塵濃度を測定した。
【００４８】
比較例補１
発明の実施例７を繰り返した。ただし、Ｂａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）ウェブに代えて、ニードルフェルト製の標準的なフィルターを使用した。
【００４９】
表１に、発明の実施例７と比較例補１の結果を示す。本発明のＢａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）ウェブでは圧損の増加が非常に小さかったが、除去レベルのほとんど低下しなかった。
【００５０】
【表１】
2009531495.tif 000002
【国際調査報告】
2009531495.tif 000003
2009531495.tif 000004
2009531495.tif 000005
2009531495.tif 000006
2009531495.tif 000007
2009531495.tif 000008
2009531495.tif 000009
2009531495.tif 000010