(57)【要約】      （修正有）【課題】より簡単に油水分離できる油水分離用スポンジを提供する。【解決手段】本発明の油水分離用スポンジは、グラフェン、触媒、発泡剤及び泡安定剤を含有する状況において、水酸基価が３３ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にある第１のポリオール成分と、水酸基価が８０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にある第２のポリオール成分と、水酸基価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあるグラフトポリオール成分と、水酸基価が３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にある四官能性ポリオール成分と、グリセロールと、を含むポリオール組成物が、ポリイソシアナートと反応してなる。【選択図】図３
2019172953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラフェン、触媒、発泡剤及び泡安定剤の存在下において、
水酸基価が３３ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にある第１のポリオール成分と、
水酸基価が８０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にある第２のポリオール成分と、
水酸基価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあるグラフトポリオール成分と、
水酸基価が３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にある四官能性ポリオール成分と、
グリセロールと、
を含むポリオール組成物が、ポリイソシアナートと反応してなったことを特徴とする油水分離用スポンジ。
【請求項２】
前記第１のポリオール成分は、親水性親油性バランス値が５〜１２の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の油水分離用スポンジ。
【請求項３】
前記第２のポリオール成分は、親水性親油性バランス値が７〜１４の範囲内にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の油水分離用スポンジ。
【請求項４】
前記第１のポリオール成分の含有量は、ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総量に対して、３０ｗｔ％〜７０ｗｔ％の範囲内にあることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の油水分離用スポンジ。
【請求項５】
前記第２のポリオール成分の含有量は、ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総量に対して、１５ｗｔ％〜５０ｗｔ％の範囲内にあることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の油水分離用スポンジ。
【請求項６】
前記第１のポリオール成分の重量平均分子量は、２５００ダルトン〜５０００ダルトンの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の油水分離用スポンジ。
【請求項７】
前記第２のポリオール成分の重量平均分子量は、４００ダルトン〜１９００ダルトンの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の油水分離用スポンジ。
【請求項８】
前記グラフトポリオール成分の重量平均分子量は、４０００ダルトン〜１００００ダルトンの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の油水分離用スポンジ。
【請求項９】
前記四官能性ポリオール成分の重量平均分子量は、３００ダルトン〜８００ダルトンの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の油水分離用スポンジ。
【請求項１０】
前記グラフトポリオール成分の含有量は、ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総量に対して、１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％の範囲内にあることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の油水分離用スポンジ。
【請求項１１】
前記四官能性ポリオール成分の含有量は、ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総量に対して、１ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲内にあることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の油水分離用スポンジ。
【請求項１２】
前記グリセロールの含有量は、ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総量に対して、１ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲内にあることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の油水分離用スポンジ。
【請求項１３】
前記グラフェンの配合量は、ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総重量を１００重量部として、０．５重量部〜２重量部の範囲内にあることを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載の油水分離用スポンジ。
【請求項１４】
前記ポリイソシアナートの配合量は、ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総重量を１００重量部として、３０重量部〜５０重量部の範囲内にあることを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載の油水分離用スポンジ。
【請求項１５】
密度が２５ｋｇ／ｍ3〜１００ｋｇ／ｍ3の範囲内にあることを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載の油水分離用スポンジ。
【請求項１６】
細孔密度が２５ＰＰＩ〜５０ＰＰＩの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれか一項に記載の油水分離用スポンジ。
【請求項１７】
グラフェンとポリウレタンを含み、
前記ポリウレタンが、水酸基価が３３ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にある第１のポリオール成分と、水酸基価が８０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にある第２のポリオール成分と、水酸基価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあるグラフトポリオール成分と、水酸基価が３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にある四官能性ポリオール成分と、グリセロールと、ポリイソシアナートとを、構成単位として含む、
油水分離用スポンジ。
【請求項１８】
請求項１〜請求項１７のいずれか一項に記載の油水分離用スポンジを製造するための油水分離用スポンジ製造用組成物であって、
ポリオール混合物、ポリイソシアナート、グラフェン、触媒、発泡剤及び泡安定剤を有し、
前記ポリオール混合物は、
水酸基価が３３ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にある第１のポリオール成分と、
水酸基価が８０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にある第２のポリオール成分と、
水酸基価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあるグラフトポリオール成分と、
水酸基価が３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にある四官能性ポリオール成分と、
グリセロールと、を含むことを特徴とする油水分離用スポンジ製造用組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリウレタンスポンジに関し、特に、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般の油水分離用スポンジとしては、例えば、特許文献１に、超親油性及び超疎水性を持ち、且つ、スポンジのような構造を有する組成物が開示されている。該組成物は、複数の細孔（即ち、スポンジ構造）を構成できる骨格に形成されている多孔性材料と、該多孔性材料における複数の孔を構成できる骨格の表面に形成されている表層とにより構成されている。
【０００３】
多孔性材料の構成材料として、例えばリグノセルロース、セルロース、発泡プラスチック、ポリエーテル、ポリビニルアルコール、メラミン、ポリウレタン、ポリエステルなどが挙げられる。
【０００４】
表層は、接着媒体と、接着媒体を介して前記多孔性材料の表面に分布されている複数のグラフェンとにより構成されている。
【０００５】
前記組成物は、水との接触角が１５０度〜１７０度にあり、油との接触角が０度〜１０度にあるので、超疎水性及び超親油性を有する。従って、水中の油や有機汚染物質などを吸収して油水分離を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】台湾特許第Ｉ４４７２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の組成物は、疎水性が強すぎて水の吸収や通過などがとても困難であるので、油汚染水の油層に接触して吸収することにより油水分離を行う際、例えば、水面に浮く油を吸収する際には、上方から直接に油層に接触して吸収することを複数回行うことにより油水分離を行う。また、油層と水層とが顕著に分かれていない油水混合物を油水分離する場合、例えば、油水混合物を該組成物の上方から注いで油水混合物を該組成物に通過させることにより連続的に油水分離する場合には、水が該組成物を通過しにくいので、油水混合物が該組成物を通過する速度が非常に遅く、吸油効率が低く、更に、通過速度が遅い油水混合物が該組成物の上方に滞って、油水混合物の重量で該組成物または該組成物を収容する装置が破損する恐れがある。
【０００８】
従って、本発明は、上記の問題点を解消できる油水分離用スポンジの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成すべく、本発明は、グラフェン、触媒、発泡剤及び泡安定剤を含有する状況において、水酸基価が３３ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にある第１のポリオール成分と、水酸基価が８０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にある第２のポリオール成分と、水酸基価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあるグラフトポリオール成分と、水酸基価が３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にある四官能性ポリオール成分と、グリセロールと、を含むポリオール組成物が、ポリイソシアナートと反応してなったことを特徴とする油水分離用スポンジを提供する。
【００１０】
また、本発明は、グラフェンとポリウレタンを含み、当該ポリウレタンが、水酸基価が３３ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にある第１のポリオール成分と、水酸基価が８０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にある第２のポリオール成分と、水酸基価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあるグラフトポリオール成分と、水酸基価が３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にある四官能性ポリオール成分と、グリセロールと、ポリイソシアナートとを、構成単位として含む油水分離用スポンジを提供する。
【００１１】
また、本発明は、上記の油水分離用スポンジを製造するための油水分離用スポンジ製造用組成物であって、ポリオール混合物、ポリイソシアナート、グラフェン、触媒、発泡剤及び泡安定剤を有し、前記ポリオール混合物は、水酸基価が３３ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にある第１のポリオール成分と、水酸基価が８０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にある第２のポリオール成分と、水酸基価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあるグラフトポリオール成分と、水酸基価が３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にある四官能性ポリオール成分と、グリセロールと、を含むことを特徴とする油水分離用スポンジ製造用組成物を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の油水分離用スポンジは、高い親油性を有するグラフェンを含有する状況で、第１のポリオール成分及び第２のポリオール成分を含むポリオール組成物をポリイソシアナートと反応させることにより製造されるので、油を吸収できる親油性と、水を吸収し且つ水が油水分離用スポンジをスムーズに通過できる親水性とを有する。従って、油層と水層とが顕著に分かれていない油水混合物を本発明の油水分離用スポンジの上方から注ぐと、油水混合物内の水がスムーズにスポンジを通過し、油がスポンジ内に吸収され、連続的に油水分離することができて、従来の疎水性が強いスポンジ構造の組成物の欠点を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の油水分離用スポンジを用いて、油水分離の実験の過程を示す図である。
【図２】上記油水分離の実験の過程を示す図である。
【図３】上記油水分離の実験の過程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書において、各ポリオール成分の重量平均分子量は、標準物質としてポリスチレンを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ）によって測定される値である。
【００１５】
また、本明細書において、油水分離用スポンジの細孔密度は、中華人民共和国国家標準ＧＢ／Ｔ １２８１１−１９９１号に記載されている硬質発泡プラスチックの平均セルサイズ試験方法（Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ａｖｅｒａｇｅ ｃｅｌｌ ｓｉｚｅ ｏｆ ｒｉｇｉｄ ｃｅｌｌｕｌａｒ ｐｌａｓｔｉｃｓ）によって測定される値である。
【００１６】
本発明の油水分離用スポンジは、本発明の油水分離用スポンジ製造用組成物により製造される。
【００１７】
本発明の油水分離用スポンジ製造用組成物は、原料としてポリオール混合物、ポリイソシアナート、グラフェン、触媒、発泡剤及び泡安定剤を有する。
【００１８】
これから上記各原料を詳しく説明する。
【００１９】
＜ポリオール組成物＞
ポリオール組成物は、第１のポリオール成分と、第２のポリオール成分と、グラフトポリオール成分と、四官能性ポリオール成分と、グリセロールとを含む。
【００２０】
第１のポリオール成分は、水酸基価が３３ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にあるものである。更に、親水性親油性バランス値（ＨＬＢ値）が５〜１２の範囲内にあり、且つ、重量平均分子量が２５００ダルトン〜５０００ダルトンの範囲内にあることが好ましい。
【００２１】
第２のポリオール成分は、水酸基価が８０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にあるものである。更に、親水性親油性バランス値が７〜１４の範囲内にあり、且つ、重量平均分子量が４００ダルトン〜１９００ダルトンの範囲内にあること好ましい。
【００２２】
第１のポリオール成分または第２のポリオール成分として、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリエーテルポリオールからなる群より少なくとも１つ選ばれるものを使用することができる。また、第１のポリオール成分及び第２のポリオール成分として、公知の技術で合成するものまたは市販のものを使用することができる。例えば、第１のポリオール成分または第２のポリオール成分として、ポリエステル、ポリエーテル、重合調整剤とするオキシエチレン及び重合開始剤とするトリエタノールアミンを有する混合物の反応により得たものを使用することができる。
【００２３】
第１のポリオール成分の含有量は、ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総量に対して、３０ｗｔ％〜７０ｗｔ％の範囲内にある。
【００２４】
第２のポリオール成分の含有量は、ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総量に対して、１５ｗｔ％〜５０ｗｔ％の範囲内にある。
【００２５】
グラフトポリオール成分は、水酸基価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあるものである。更に、重量平均分子量が４０００ダルトン〜１００００ダルトンの範囲内にあることが好ましい。グラフトポリオール成分として、ビニルモノマーがグラフトされたポリエステルポリオール（ｖｉｎｙｌ  ｍｏｎｏｍｅｒーｇｒａｆｔｅｄ  ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ  ｐｏｌｙｏｌ）、ビニルモノマーがグラフトされたポリエーテルポリオール（ｖｉｎｙｌ ｍｏｎｏｍｅｒ―ｇｒａｆｔｅｄ ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｐｏｌｙｏｌ）からなる群より少なくとも１つ選ばれるものを使用することができ、例えば、ＰＯＰ−３４２８及びＰＯＰ−３６２８（三井化学株式会社製）、ＡＲＣＯＬR Ｐｏｌｙｏｌ ＨＳ−１００（Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＬＬＣ．社製）、ＰＯＰ−Ｈ４５（Ｚｉｂｏ Ｄｅｘｉｎ Ｌｉａｎｂａｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．社製）などが挙げられるが、それらの材料に限定されない。
【００２６】
グラフトポリオール成分の含有量は、ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総量に対して、１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％の範囲内にある。
【００２７】
四官能性ポリオール成分は、水酸基価が３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあるものである。更に、重量平均分子量が３００ダルトン〜８００ダルトンの範囲内にあることが好ましい。
【００２８】
四官能性ポリオール成分として、例えば、ペンタエリスリトールポリエーテルポリオール（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｐｏｌｙｏｌ）などを使用することができ、例えば、ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｐｏｌｙｏｌ Ｍ−４０５０ （Ｂａｙｅｒ社製）、ＶｏｒａｎｏｌR ４９０（ダウ・ケミカル社製）などが挙げられるが、それらの材料に限定されない。
【００２９】
四官能性ポリオール成分の含有量は、ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総量に対して、１ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲内にある。
【００３０】
グリセロールの含有量は、ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総量に対して、１ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲内にある。
【００３１】
上記の原料及び原料の重量範囲により構成されたポリオール組成物により製造されたスポンジは、水を吸収し且つスムーズに通過させることができる親水性と、油を吸収しやすい親油性と、所望のセル構造及びセルの大きさと、適宜の引張強さ及び硬度とを有し、油及び水の吸収と浸透とが促進され、油水分離が改善される。
【００３２】
＜ポリイソシアナート＞
ポリイソシアナートは、スポンジの製造過程に適宜の発泡活性を出現させるため及び製造されたスポンジが適宜の架橋密度を有するようになるために添加される。
【００３３】
ポリイソシアナートとして、芳香族ジイソシアナートを使用することができる。
【００３４】
芳香族ジイソシアナートとして、トルエンジイソシアナート（ＴＤＩ）、メチレンジフェニルジイソシアナート（ＭＤＩ）からなる群より少なくとも１つ選ばれるものを使用することができるが、それらの材料に限定されない。
【００３５】
ポリイソシアナートの配合量は、ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総重量を１００重量部として、３０重量部〜５０重量部の範囲内にあることが好ましい。
【００３６】
＜グラフェン＞
グラフェンは、製造されたスポンジが親油性及び十分な吸油量を有するようになるために添加される。
【００３７】
グラフェンの配合量は、ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総重量を１００重量部として、０．５重量部〜２重量部の範囲内にあることが好ましい。
【００３８】
ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤を１００重量部として、グラフェンの配合量が０．５重量部未満であると、スポンジの吸油量がほとんど向上せず、また、グラフェンの配合量が２重量部を超えると、スポンジの製造が困難になってコストも高くなる。
【００３９】
＜触媒＞
触媒は、スポンジの製造過程のクリームタイム（ｃｒｅａｍ ｔｉｍｅ）及び硬化時間（ｃｕｒｉｎｇ ｔｉｍｅ）を制御するために添加される。
【００４０】
触媒として、トリエチレンジアミン、ジプロピレングリコール及びそれらの組み合わせが挙げられるが、それらの材料に限定されない。この実施形態において、触媒は、トリエチレンジアミン３３ｗｔ％とジプロピレングリコール６７ｗｔ％との混合物である。
【００４１】
触媒の配合量は、ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総量に対して、０．２ｗｔ％〜１．０ｗｔ％の範囲内にあることが好ましい。
【００４２】
ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総量に対して、触媒の配合量が０．２ｗｔ％未満であると、スポンジを製造する際に発泡が困難になり、また、触媒の配合量が１．０ｗｔ％を超えると、スポンジを製造する際に反応が速すぎてオープンセル構造が形成されにくくなる。
【００４３】
＜発泡剤＞
発泡剤は、ポリウレタンスポンジを製造できるものであれば、特に制限しない。例えば、水がポリイソシアネートと反応して二酸化炭素を生成することにより発泡する場合は、毒性も低く、発泡剤がスポンジ内に残留することを防ぐこともできるので、水を発泡剤として使用することができる。
【００４４】
発泡剤の配合量は、製造されたスポンジの密度に関わり、ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総量に対して、０．７ｗｔ％〜４．０ｗｔ％の範囲内にあることが好ましい。
【００４５】
ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総量に対して、発泡剤の配合量が０．７ｗｔ％未満であると、製造されたスポンジの密度及び製造コストが高すぎ、また、発泡剤の配合量が４．０ｗｔ％を超えると、製造されたスポンジの密度が低すぎて、所望の親油性及び親水性が発現できなくなる。
【００４６】
＜泡安定剤＞
泡安定剤は、各製造原料の相互溶解性の増進と、スポンジの細孔径及びセルの分布の均一性の制御と、スポンジの製造過程においてセルの壁が空気を引き留めること（即ち発泡体の形成をサポートする）ができ且つスポンジの構造が崩れないような可撓性とを有するために添加される。
【００４７】
泡安定剤として、シリコーン界面活性剤が挙げられるが、それに限定されない。
【００４８】
泡安定剤の配合量は、所望のスポンジの密度に応じて調整でき、ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総量に対して、０．５ｗｔ％〜２．０ｗｔ％の範囲内にあることが好ましい。
【００４９】
ポリオール組成物、触媒、発泡剤及び泡安定剤の総量に対して、泡安定剤の配合量が０．５ｗｔ％未満であると、スポンジが崩れる恐れがあり、また、泡安定剤の配合量が２．０ｗｔ％を超えると、クローズドセル構造に対してスポンジのオープンセル構造が少なくなって、スポンジが縮まる。
【００５０】
本発明の油水分離用スポンジを製造する反応の操作手順及び条件は、当業者の専門知識及び一般的な技術の範囲内であり、一般のポリウレタンスポンジの製造方法を参考することができる。例えば、上記の原料を２５℃〜３５℃で６０〜１２０秒間反応させることにより製造するができる。
【００５１】
本発明の油水分離用スポンジの密度は、２５ｋｇ／ｍ3〜１００ｋｇ／ｍ3の範囲内にあることが好ましい。油水分離用スポンジの密度が２５ｋｇ／ｍ3未満になると、緻密な構造が少なすぎて吸油量が少なくなり、また、密度が１００ｋｇ／ｍ3を超えると、製造コストが高くなる。
【００５２】
本発明の油水分離用スポンジの細孔密度は、２５ＰＰＩ（インチ毎細孔数、ｐｏｒｅｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｉｎｃｈ）〜５０ＰＰＩの範囲内にあることが好ましい。油水分離用スポンジの細孔密度が２５ＰＰＩ未満になると、水の浸透率が上がるが、吸油効率が下がり、また、細孔密度が５０ＰＰＩを超えると、吸油効率及び吸油率が上がるが、水の浸透率が低減する。
【００５３】
また、本発明の一態様として、グラフェンとポリウレタンを含み、当該ポリウレタンが、水酸基価が３３ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にある第１のポリオール成分と、水酸基価が８０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあり、且つ、オキシエチレンの含有量が５０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％の範囲内にある第２のポリオール成分と、水酸基価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあるグラフトポリオール成分と、水酸基価が３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜６５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にある四官能性ポリオール成分と、グリセロールと、ポリイソシアナートとを、構成単位として含む油水分離用スポンジが挙げられる。
【００５４】
以下、本開示の実施例について説明する。これらの実施例は、例示的かつ説明的なものであり、本開示を限定するものと解釈されるべきではないことを理解されたい。
【００５５】
＜実施例＞
２５℃及び常圧の環境で、３０重量部〜５０重量部のメチレンジフェニルジイソシアナート（ＭＤＩ）と、０．５重量部〜２重量部のグラフェンとを、１００重量部の表１に示されている成分に混合した。
【００５６】
【表１】
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【００５７】
そして、混合した組成物を型に注入して、２５℃〜３５℃で６０〜１２０秒間反応させることにより、密度が２５ｋｇ／ｍ3〜１００ｋｇ／ｍ3の範囲内にあり、且つ、細孔密度が２５ＰＰＩ〜５０ＰＰＩの範囲内にある油水分離用スポンジを得た。
【００５８】
下記の実験によって、本発明の油水分離用スポンジの油水分離効果を分析する。先ず、本発明の油水分離用スポンジを、３つの直径１５．５ｃｍ、厚さ５ｃｍの円柱状ピースに切り出した後、３つの油水分離用スポンジピースを重ね合わせて、直径１５．５ｃｍ、長さ４００ｃｍの中空円筒に設置した。そして、水１リットルと廃エンジンオイル０．８リットルとが混合された油水混合物を上方から中空円筒内に設置された３つの油水分離用スポンジピースに注いだ。
【００５９】
図１及び図２に示されるように、油水混合物を注入してから約３秒後に、油水分離用スポンジを通過した水が流出し始め（図１に示されるように）、約５秒後には、廃エンジンオイルが上から１枚目の油水分離用スポンジに吸収された。そして約３０秒後には、油水混合物における８０％の水が流出し、即ち、油水分離がほぼ完了した。この油水分離の過程において、油水分離用スポンジは、含んだ水の重量で円筒内で下に移動し得るが、本発明に係る油水分離用スポンジでは、上述のように８０％の水が速やかに流出したので、図３に示されるように、油水分離用スポンジが吸収した水の重量で下方へ移動することがなかった。
【００６０】
その実験の結果から見ると、本発明の油水分離用スポンジは、油を速やかに吸収でき、且つ、水を吸収してスムーズに通過させることができる親油性及び親水性を有するので、連続的に油水分離することができ、従来の疎水性が強いスポンジ構造の組成物の欠点を解消できる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の油水分離用スポンジは、油及び水を効果的に吸収し、次いで水がスムーズにスポンジを通過して、油をスポンジ内に保持することができるので、川または海洋に浮遊する油性流出物の除去または回収、食品産業または家庭環境において油性表面の洗浄に使用することができ、特に、油層と水層とが顕著に分かれていない油水混合物を油水分離することに好適である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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