(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部の独立した気泡同士が微生物の作用によって連結した構造を有する発泡樹脂の製造方法であって、
発泡樹脂を不飽和脂肪酸で処理する工程と、
前記不飽和脂肪酸で処理した発泡樹脂に微生物を作用させる工程と、
を含み、
前記発泡樹脂は発泡ウレタンであり、
前記微生物はウレタン分解能を有するストレプトマイセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属に属する微生物である、
発泡樹脂の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の発泡樹脂の製造方法によって得られた発泡樹脂を粉砕する工程を有する、
粉砕物の製造方法。
【請求項３】
少なくとも一部の独立した気泡同士が微生物の作用によって連結した構造を有する発泡樹脂の粉砕物からなる吸水材の製造方法であって、
発泡樹脂を不飽和脂肪酸で処理する工程と、
前記不飽和脂肪酸で処理した発泡樹脂に微生物を作用させる工程と、
前記微生物を作用させた後に発泡樹脂を粉砕する工程と、
を含み、
前記発泡樹脂は発泡ウレタンであり、
前記微生物はウレタン分解能を有するストレプトマイセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属に属する微生物である、
吸水材の製造方法。
【請求項４】
少なくとも一部の独立した気泡同士が微生物の作用によって連結した構造を有する発泡樹脂の粉砕物からなる吸音材の製造方法であって、
発泡樹脂を不飽和脂肪酸で処理する工程と、
前記不飽和脂肪酸で処理した発泡樹脂に微生物を作用させる工程と、
前記微生物を作用させた後に発泡樹脂を粉砕する工程と、
を含み、
前記発泡樹脂は発泡ウレタンであり、
前記微生物はウレタン分解能を有するストレプトマイセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属に属する微生物である、
吸音材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡樹脂に関し、より詳しくは、微生物を用いて分解処理を施した発泡樹脂並びにこれを用いた粉砕物、吸水材及び吸音材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリウレタンはウレタン結合を有するポリマーで、ウレタン樹脂とも呼ばれている。ポリウレタンは、水分による加水分解や空気中の窒素酸化物（ＮＯx）、塩分、紫外線、熱、微生物などの影響で徐々に分解され、人体や水生生物などに対して有害な化合物を生成する。漏出したポリウレタンは甚大な環境汚染を引き起こす可能性があるため、通常土砂等に吸着させる、囲うなどの防止処置をして回収し、容器に密閉後処理されている。ポリウレタンについてはリサイクル系も開発されているが、廃ポリウレタンの約４０％はまだ埋め立てられている。
【０００３】
発明者等は、土壌中よりウレタンに対して吸着能と分解能を有する新規な微生物を見出し、特許出願をした（特許文献１）。当該微生物は、菌学的性質やＤＮＡ分析から、ストレプトマイセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属に属する新規な放線菌と判明した。この微生物は、ウレタンに対して吸着性を有するため、水中に分散しているウレタン粒子を結合・凝集させ、ウレタンを効果的に除去（吸着・浄化）することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２０６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の微生物はウレタンに対して吸着能と分解能を有するが、産業的に利用するためにはウレタンの分解率を更に向上させる必要があり、その点で改良の余地があった。
【０００６】
ところで、ウレタンとしては、軟質ポリウレタンのように弾性体で粘弾性の高い材料もしられているが、このようなポリウレタンを室温下で粉体化することは非常に困難であった。特に独立した気泡を有するポリウレタンは、弾性、機械的強度が共に高く、気泡が連通した発泡体に比べて加工がより困難である。
このような発泡ウレタンを粉体化する手法としては、液体窒素を用いて冷凍固化させた後に粉砕する手法が知られている。しかしながら、このような手法では設備が大がかりになり、また、ランニングコストが高くなってしまうため実用性が無い。
【０００７】
そこで本発明は、独立した気泡を有する発泡ウレタンのような発泡樹脂を粉砕しやすくするための加工方法を提供し、当該加工方法によって得られる新規な発泡樹脂を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決すべく本発明者等が鋭意探求を重ねた結果、独立した気泡を有する発泡樹脂に微生物を作用させることで、少なくとも一部の気泡同士を連結させることが有効であることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は以下の構成を採用する。
【０００９】
（１）少なくとも一部の独立した気泡同士が微生物の作用によって連結した構造を有する発泡樹脂の製造方法であって、
発泡樹脂を不飽和脂肪酸で処理する工程と、
前記不飽和脂肪酸で処理した発泡樹脂に微生物を作用させる工程と、
を含み、
前記発泡樹脂は発泡ウレタンであり、
前記微生物はウレタン分解能を有するストレプトマイセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属に属する微生物である、
発泡樹脂の製造方法。
（２）上記（１）に記載の発泡樹脂の製造方法によって得られた発泡樹脂を粉砕する工程を有する、
粉砕物の製造方法。
（３）少なくとも一部の独立した気泡同士が微生物の作用によって連結した構造を有する発泡樹脂の粉砕物からなる吸水材の製造方法であって、
発泡樹脂を不飽和脂肪酸で処理する工程と、
前記不飽和脂肪酸で処理した発泡樹脂に微生物を作用させる工程と、
前記微生物を作用させた後に発泡樹脂を粉砕する工程と、
を含み、
前記発泡樹脂は発泡ウレタンであり、
前記微生物はウレタン分解能を有するストレプトマイセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属に属する微生物である、
吸水材の製造方法。
（４）少なくとも一部の独立した気泡同士が微生物の作用によって連結した構造を有する発泡樹脂の粉砕物からなる吸音材の製造方法であって、
発泡樹脂を不飽和脂肪酸で処理する工程と、
前記不飽和脂肪酸で処理した発泡樹脂に微生物を作用させる工程と、
前記微生物を作用させた後に発泡樹脂を粉砕する工程と、
を含み、
前記発泡樹脂は発泡ウレタンであり、
前記微生物はウレタン分解能を有するストレプトマイセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属に属する微生物である、
吸音材の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、粉砕することが容易であり、また、吸水性や吸音性に優れた発泡樹脂を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】発泡ウレタンに微生物を作用させる前後の発泡セルの様子を観察した顕微鏡写真である。
【図２】発泡ウレタンに微生物を作用させた後の発泡セルの様子を電子顕微鏡で観察した結果を表す写真である。
【図３】本発明の粉砕物の外観を示す写真である。
【図４】微生物を作用させる期間を変更した発泡樹脂の発泡セルの様子を観察した顕微鏡写真である。
【図５】実施例において測定した吸水率の結果を表すグラフである。
【図６】実施例において測定した含水率の変化を表すグラフである。
【図７】実施例において測定した吸音率の結果を表すグラフである。
【図８】実施例において測定した吸音率の結果を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［発泡樹脂］
本発明に係る発泡樹脂は、独立した気泡を有する発泡樹脂の少なくとも一部の気泡同士が微生物の作用によって連結した構造を有する。これにより独立した気泡を有する発泡樹脂と、連通した気泡を有する発泡樹脂の両方の特性を併せ持った新素材としての特性を有する発泡樹脂が得られる。
前記本発明に係る発泡樹脂は、独立した気泡を有する発泡樹脂に、当該発泡樹脂に対して分解能を有する微生物を作用させることによって得ることができる。発泡樹脂に対して分解能を有する微生物を作用させることで、独立した気泡の壁面に数ミクロン程度（１μｍ〜５μｍ程度）の微細空洞が形成され、これにより隣接していた気泡同士が連結するようになる。微生物によるこのような分解作用が進行することで、独立していた気泡同士が微細空洞によって連結した発泡樹脂が得られる。
【００１３】
前記本発明に係る発泡樹脂は、独立した気泡を有する発泡樹脂の構造を基本骨格としていながら、微生物の作用による微細空洞によって気泡同士が連結している。この微細空洞が形成されていることによる新たなセル構造によって、独立した気泡を有する発泡樹脂の特性と、連通した気泡を有する発泡樹脂の特性の両方を発揮できるようになる。
具体的には、本発明に係る発泡樹脂は、弾性を有しながら、室温下で細かくパウダー（粒径が３００μｍ以下）化することが可能である。このようなパウダー化した粉砕物は弾性を有していて音のエネルギー吸収にも効果があり、優れた吸音特性を有する。
また、本発明に係る発泡樹脂は、前記微細空洞が形成されていることにより、吸水性が大幅に向上し、更に、一旦吸収された水分が放出されにくく、保水性に優れた特性を有する。これは毛細管現象によって連結した気泡部分に水分が吸収される一方で、水の表面張力によって吸収された水分がそのまま保持されるためであると考えられる。
【００１４】
前記発泡樹脂は特に限定されるものではなく、例えば、合成樹脂素材としては、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム（ＰＥＦ）、ポリプロピレンフォーム（ＰＰＦ）、フェノールフォームなどを挙げることができ、また、自然素材としては炭化コルクなどを挙げることができる。
また、前記微生物は、発泡樹脂を構成する樹脂に対して分解能を有する微生物であればよい。例えば、前記樹脂がウレタンの場合には、ウレタン分解能を有する微生物であれば特に限定されないが、ウレタンを分解する能力が充分に高い微生物であることが好ましい。このような微生物として、本発明者等はこれまでにストレプトマイセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属に属する微生物を発見した。本発明においてもこの微生物（特許文献１参照）を好ましく用いることができる。
【００１５】
前記ウレタン分解能を有する微生物の一例として、受託番号ＦＥＲＭ  Ｐ−２１７７０で特定される微生物（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  Ｃ１３ａ）を挙げることができる。当該微生物は、２００９年２月１２日付にて、独立行政法人  産業技術総合研究所  特許生物寄託センター（茨城県つくば市東１-１-１  つくばセンター 中央第６）に、上記した受託番号で寄託されている。なお、上記微生物の変異株も、これと同等のウレタン吸着・分解能をもつ限り、好ましく用いることができる。具体的には、例えば、Ｓ．ａｌｂｏｇｒｉｓｅｏｌｕｓ（ＮＢＲＣ１２８３４）、Ｓ．ｔｈｅｒｍｏｌｕｔｅｕｓ（ＮＢＲＣ１４２６９）、及びＳ．ｖｉｒｉｄｏｄｉａｓｔａｔｉｃｕｓ（ＮＢＲＣ１３１０６）などを好ましく利用することができる。
【００１６】
なお、本発明の発泡樹脂は、上記のように新たな特性を有する素材として利用可能であるが、ポリウレタンを合成する際の原料として再利用することも可能である。この場合には、ウレタン原料のポリオール中に本発明の発泡樹脂を粉砕したものを添加するなどの態様を採用することができる。
【００１７】
［発泡樹脂の製造方法］
前記本発明に係る発泡樹脂は、独立した気泡を有する発泡樹脂に、当該発泡樹脂を構成する樹脂に対して分解能を有する微生物を作用させることによって製造することが可能である。前述のように発泡樹脂は、例えば、合成樹脂素材としては、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム（ＰＥＦ）、ポリプロピレンフォーム（ＰＰＦ）、フェノールフォームなどを挙げることができ、また、自然素材としては炭化コルクなどを挙げることができる。また、前記微生物は、発泡樹脂を構成する樹脂に対して分解能を有する微生物であればよく、樹脂がポリウレタンの場合にはウレタン分解能を有する前述の微生物を利用することができる。
【００１８】
出発材料となる独立した気泡を有する発泡樹脂において、気泡のサイズは特に限定されるものではなく、種々のものを用いることができる。例えば、独立した気泡の粒径が１０μｍ〜３００μｍ程度の発泡樹脂を用いることができる。一般に、発泡樹脂は成形時に添加する発泡剤によってその構造が決定される。本発明において出発材料となる発泡樹脂は、各気泡の全てが完全に独立している必要はなく、一部において気泡同士が連結している部分が含まれていてもよい。
以下においては、発泡樹脂を構成する樹脂がポリウレタンであり、当該ポリウレタンに対する分解能を有する微生物として前記受託番号ＦＥＲＭ  Ｐ−２１７７０で特定される微生物である場合を例にして本発明の発泡樹脂を製造する方法について説明する。
【００１９】
独立した気泡を有する発泡ウレタンとしては、例えば、ベッドや、自動車のシート、ステアリングなどの廃材を利用することができる。これらの廃材は物理的な強度が高く、粉砕することが困難であるが、本発明のように微生物を作用させて独立した気泡の少なくとも一部が連通した構造を有する発泡樹脂に加工することで粉砕しやすくすることが可能となる。
【００２０】
独立した気泡を有する発泡ウレタンを用いて前記本発明に係る発泡樹脂を製造する場合には、独立した気泡を有する発泡ウレタンを含む被処理材を不飽和脂肪酸で処理する工程と、前記不飽和脂肪酸で処理した被処理材にウレタン分解能を有するストレプトマイセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属に属する微生物を作用させる工程と、を行うことが好ましい。
独立した気泡を有する発泡ウレタンに、ウレタン分解能を有する微生物を作用させることで本発明に係る発泡樹脂を製造することができるが、その際に、発泡ウレタンを不飽和脂肪酸で処理しておくことにより、微生物によるウレタンの分解作用が飛躍的に高まることを本発明者等は見出した。
【００２１】
前記不飽和脂肪酸は、構造中に二重結合を１個以上含んでいる不飽和脂肪酸であればよい。また、前記不飽和脂肪酸は、室温の使用温度条件下で液体であると被処理材の処理が容易となり好ましい。この場合室温とは例えば、０℃〜３５℃程度のことをいう。
前記不飽和脂肪酸としては、例えば、オレイン酸、リノール酸、パルミトレイン酸、α−リノレン酸、γ−リノレン酸、アラキドン酸、ドコサヘキサエン酸（ＤＨＡ）、エルカ酸、トウハク酸、リンデル酸、パルミトレイン酸、エライジン酸などが挙げられる。これらの不飽和脂肪酸は一種単独で用いても良いし、二種以上を混合して用いてもよい。
また、前記不飽和脂肪酸は、構造中に二重結合を２個以上含むものよりも１個含む不飽和脂肪酸の方が好ましい。
上記の不飽和脂肪酸の中でも、オレイン酸やエルカ酸、リノール酸を特に好ましく用いることができる。
【００２２】
前記被処理材を前記不飽和脂肪酸で処理する方法としては、例えば、被処理材を不飽和脂肪酸に浸漬したり、不飽和脂肪酸を被処理材に塗布したりする方法が挙げられる。特に、不飽和脂肪酸に被処理材を浸漬する方法は、被処理材全体に不飽和脂肪酸を作用させることができ、また、簡便な方法であるため好ましい。
【００２３】
被処理材を不飽和脂肪酸で処理する時間は長ければ長いほど好ましいが、数秒程度でも効果が得られる。より高い効果を得るためには１時間以上処理することが好ましい。また、本発明のウレタンの分解方法を産業的に利用する際には、あまりに長時間の処理を行うことは不利益であるため、長くても４８時間程度にすることが好ましい。これらの観点から、被処理材を不飽和脂肪酸で処理する時間は８時間以上、２４時間以下にすることがより好ましい。
【００２４】
被処理材を不飽和脂肪酸で処理する際の温度は特に限定されず、不飽和脂肪酸が液体を保持する温度範囲で行うことが好ましい。例えば、不飽和脂肪酸としてオレイン酸やリノール酸を用いる場合には、３０℃程度で処理を行えばよい。
【００２５】
前記被処理材を前記不飽和脂肪酸で処理する工程においては、前記不飽和脂肪酸とアルコールとを混合して用いることが好ましい。一般に、不飽和脂肪酸は粘度が高く取り扱いが困難であるが、アルコールと混合すると粘度が低下するため取り扱い性が改善される。また、不飽和脂肪酸とアルコールとを混合した処理液の粘度が低下していると、処理液中に浸漬した被処理材同士が凝集して固着するという現象を抑制できる。これにより、バラツキの少ない安定した処理が可能となる。更に、粘度が低い前記処理液は被処理材の内部にも早く浸透するため、被処理材の表面だけでなく全体的な処理が可能となる。
このようにして不飽和脂肪酸とアルコールとを混合した前記処理液を被処理材に作用させることにより、被処理材の破断応力や伸びといった物性を大幅に低下させることができる。被処理材に微生物を作用させる場合において、被処理材は大きな塊のままのものよりもなるべく小さく砕いたものの方が微生物の分解効率がよくなる。このため、上記のように被処理材の破断応力や伸びといった物性が低下していると、被処理材を小さく砕き易く好ましい。
【００２６】
また、不飽和脂肪酸によって表面だけでなく内部まで十分に処理された被処理材に微生物を作用させることで、被処理材の内部まで均一に分解を進めることができる。このように被処理材の内部まで分解が十分に進んでいると、微生物を作用させた後の被処理材を細かく砕いて粉末状にすることが容易になる。
【００２７】
また、不飽和脂肪酸とアルコールとを混合した処理液を用いることで、被処理材の表面を洗浄する効果も得られる。発泡ウレタンを含む被処理材の表面には、シリコーン系の離型剤やアクリルウレタン系のバリアコートが付着している場合があり、これらの付着物は微生物による被処理材の分解効率を低下させるものである。このような被処理材の場合に、前記不飽和脂肪酸とアルコールとを混合した処理液を用いることで、被処理材の表面に付着したシリコーン系離型剤やアクリルウレタン系のバリアコートを除去することができ、微生物による被処理材の分解効率を低下させないようにすることができる。
【００２８】
前記アルコールの種類は特に限定されるものではないが、不飽和脂肪酸よりも粘度が低く、かつ、不飽和脂肪酸に対して十分な溶解親和性を有するものであることが好ましい。また、前記シリコーン系離型剤やアクリルウレタン系バリアコートの洗浄効果が高いものが好ましい。入手の容易性等からは低級アルコールを用いることが好ましい。具体的には、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、２−メチル−１−ブタノール及び２−メチル−２−ブタノールからなる群より選択されるいずれか一種又は二種以上の混合物を好ましく用いることができる。
【００２９】
不飽和脂肪酸とアルコールとの混合比は、後工程を考えて不飽和脂肪酸の吸着量をなるべく少なくする事を考慮し、体積比で、１：９〜７：３であることが好ましく、３：７〜６：４であることがより好ましく、５：５であることが更に好ましい。
【００３０】
また、被処理材の表面の洗浄を目的として前記アルコールを使用する場合には、前記被処理材を前記不飽和脂肪酸で処理する前に被処理材をアルコールで洗浄すればよい。この場合には、アルコール中に被処理材を浸漬して振とうする等の洗浄を行い、続いて、被処理材に前記不飽和脂肪酸又はこれとアルコールとの混合物を作用させればよい。
【００３１】
被処理材に作用させる微生物はウレタン分解能を有する微生物であれば特に限定されないが、ウレタンを分解する能力が充分に高い微生物であることが好ましい。このような微生物として、本発明者等はこれまでにストレプトマイセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属に属する微生物を発見した。本発明においてもこの微生物（特許文献１参照）を好ましく用いることができる。
【００３２】
本発明において用いることができる微生物の１例として、受託番号ＦＥＲＭ  Ｐ−２１７７０で特定される微生物（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  Ｃ１３ａ）を挙げることができる。当該微生物は、２００９年２月１２日付にて、独立行政法人  産業技術総合研究所  特許生物寄託センター（茨城県つくば市東１-１-１  つくばセンター 中央第６）に、上記した受託番号で寄託されている。なお、上記微生物の変異株も、これと同等のウレタン吸着・分解能をもつ限り、本発明において好ましく用いることができる。具体的には、例えば、Ｓ．ａｌｂｏｇｒｉｓｅｏｌｕｓ（ＮＢＲＣ１２８３４）、Ｓ．ｔｈｅｒｍｏｌｕｔｅｕｓ（ＮＢＲＣ１４２６９）、及びＳ．ｖｉｒｉｄｏｄｉａｓｔａｔｉｃｕｓ（ＮＢＲＣ１３１０６）などを好ましく利用することができる。
以下では前記受託番号ＦＥＲＭ  Ｐ−２１７７０で特定される微生物を用いる場合を例にして本発明のウレタンの分解方法を説明する。
【００３３】
被処理材に前記微生物を作用させる方法は、被処理材と微生物とが接触する方法であれば特に限定されるものではない。例えば、前記微生物を培養している培養液に被処理材を添加して前記微生物の培養を続ける方法が挙げられる。なお、微生物を含んでいない培養液中に被処理材を添加し、ここに新たに前記微生物を接種してもよい。
前記ストレプトマイセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属に属する微生物は土壌菌であるため、比較的低い温度、炭素と無機塩の単純な培地で強い増殖力があり、簡便な方法（一般的な振盪培養）で培養できる。また、胞子の形成により厳しい環境でも生存でき、一般的に抗菌化合物を生産するため、へテロな微生物環境でも生息率が高いという利点を有する。前記微生物を培養するための培地や培養方法は、前記特許文献１の記載に従って行えばよい。
【００３４】
被処理材に前記微生物を作用させる時間は長ければ長いほど好ましいが、被処理材中のウレタンの含有量及び作用させる微生物の量を勘案してウレタンが充分に分解されるように行えばよい。
また、被処理材に前記微生物を作用させる温度は、微生物の増殖やウレタンの分解に適した温度、例えば２６〜４５℃、好ましくは３０〜４５℃前後であればよい。
【００３５】
本発明に係るウレタンの分解方法においては、被処理材を前記不飽和脂肪酸で処理しながら前記微生物を作用させること、すなわち、前記不飽和脂肪酸の存在下で被処理材に前記微生物を作用させることが好ましい。例えば、前記微生物の培養液中に前記不飽和脂肪酸と被処理材とを添加して前記微生物の培養を行えばよい。このときの不飽和脂肪酸の濃度は、０．１％（Ｗ/Ｖ）以下とすればよい。
このようにすることで、より簡易な方法で被処理材に含まれるウレタンを分解させることが可能となる。
【００３６】
［粉砕物］
本発明に係る粉砕物は、前記本発明に係る発泡樹脂を粉砕することにより得ることができる。前記本発明に係る発泡樹脂は気泡の微細空洞が形成されているため、粉砕する際に破断する起点が数多く出現する。このため、弾性体であっても、遠心タイプの粉砕機を使用することで、室温でも用意に粉砕することが可能である。例えば、平均粒径が３００μｍ以下の微粒化した粉砕物を得ることができる。
従来は独立した気泡を有する発泡樹脂を粉砕することは非常に困難であり、冷凍固化させて粉砕する場合には１ｋｇ当たり１０万円近いコストがかかり現実的ではなかった。これに対し、本発明の発泡樹脂は室温でも容易に粉砕することが可能であり、１ｋｇ当たり数百円程度と非常に安価に粉砕することが可能である。
なお、本発明に係る発泡樹脂を粉砕する方法は特に限定されるものではなく、他の方法によって粉砕しても構わない。また、粉砕物の粒径も、粉砕物を利用する目的に応じて適宜選択すればよい。例えば、粉砕物を、新たなウレタン材料の合成のための材料として利用する場合には、平均粒径が５０μｍ〜５００μｍ程度となるようにすればよい。また、粉砕物を吸水材として利用する場合には平均粒径が５０μｍ〜５０００μｍ程度となるようにすればよく、吸音材として利用する場合には平均粒径が５０μｍ〜５０００μｍ程度となるようにすればよい。なお、前記粉砕物を吸水材や吸音材として使用する場合には、粉砕物の粒径の大きさにより特性が変化するため、粒径を揃えて使用することにより、より大きな効果が得られる場合がある。
【００３７】
［吸水材］
前記本発明に係る粉砕物は吸水材として好ましく用いることができる。
一般に、独立した気泡を有する発泡樹脂は気泡同士が壁で仕切られていて気泡中に空気を含んでおり、気体や液体は内部を通過することができない。これに対し、本発明に係る発泡樹脂は気泡同士が数ミクロン（１μｍ〜５μｍ）程度の微細空洞によって連結した構造を有しているため、内部に水分等の液体を吸収することができる。このとき、水分等の液体は毛細管現象によって連結した気泡の内部へと吸収される。そして、吸収された水分等の液体は、表面張力によって放出されにくくなる。このように、本発明に係る発泡樹脂は吸水率が高く、かつ保水性に優れるという効果を有する。
本発明に係る吸水材は、上記のように吸水率が高く保水性に優れるという本発明に係る発泡樹脂を粉砕して得られる粉砕物を用いるものである。このような吸水材は、例えば、植物育成用のプランターや、調湿材料に利用することができる。保水性に優れるといった効果から、植物育成用に好ましく用いることができ、建物の屋上の緑化等にも応用することができる。
【００３８】
［吸音材］
前記本発明に係る粉砕物は吸音材としても好ましく用いることができる。
一般に、吸音材による吸音効果は、音の振動エネルギーを吸収して熱エネルギーに変換することにより発揮される。本発明に係る発泡樹脂を粉砕して粉体化した粉砕物は、粉砕物自体が弾性体でエネルギーを吸収しやすいことに加え、微細化されていることにより粉砕物自体がマクロ振動し、この２つの現象の相乗効果で優れた吸音効果が発揮されるものと考えられる。
本発明に係る吸音材は、例えば、冷蔵庫や自動販売機などの吸音断熱材としても好ましく用いることができる。
【００３９】
本発明に係る吸水材及び吸音材は、前記本発明に係る発泡樹脂や前記本発明に係る粉砕物をそのままの状態で用いることも可能であるし、これらを所望の形状に成形して用いることも可能である。所望の形状に加工する場合には、例えば、前記発泡樹脂あるいは前記粉砕物にイソシアネート系プレポリマーなどのバインダーを添加して蒸気を吹きかけながら加熱プレス成型するなどの方法により行えばよい。
また、従来の発泡樹脂の粉砕物を再生したものとしてチップウレタンが知られているが、これは利用するウレタンの粉砕物が大きいため複雑な形状の物を成型することができず用途が限られていた。これに対し、本発明に係る発泡樹脂は微粉砕加工も可能であるため、微粉化した粉砕物を用いることで複雑な形状の物に加工することもでき、多方面への活用が可能である。
【実施例】
【００４０】
以下に、実施例を参照しながら本発明についてより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４１】
［実施例１］
（被処理材）
自動車のステアリングに用いられていた発泡ウレタンの廃材を５ｍｍ角程度の大きさに粉砕したものを被処理材として用いた。
（不飽和脂肪酸）
不飽和脂肪酸としてはオレイン酸（和光純薬工業株式会社製、等級：和光一級）を使用した。
（微生物）
ウレタンの吸着・分解能を有する微生物として前記受託番号ＦＥＲＭ  Ｐ−２１７７０で特定される微生物（菌株：Ｃ１３ａ）を用いた。
【００４２】
（培地）
前記微生物を培養する培地としては、以下のようにして調製したＹＥＳ−Ｇ培地を用いた。
下記表１に示す濃度のＫＨ2ＰＯ4溶液とＮａ2ＨＰＯ4溶液を用意し、それぞれ１０ｍＬ及び４０ｍＬを混合してSolution Ａとした。他のSolution Ｂ、Solution Ｃ、及びSolution Ｄは下記表１に示す通りの組成の溶液とした。調製後のSolution Ａ〜Ｄは１２１℃、２０分間、の条件で滅菌処理した。
３Ｌ三角フラスコに、Solution Ａを２０ｍＬ、ゼラチンを４．０ｇ、蒸留水を９７０ｍＬ、（ＮＨ4）2ＳＯ4を０．５ｇ入れて混合し、１２１℃、２０分間、の条件で滅菌処理した。冷却後、この３Ｌ三角フラスコにSolution Ｂを１０ｍＬ、Solution Ｃ（１０倍濃度）を０．１ｍＬ、Solution Ｄを２ｍＬそれぞれ加えてＹＥＳ−Ｇ培地を作製した。
【００４３】
【表１】
0006439971.tif 000002
【００４４】
−被処理材を不飽和脂肪酸で処理する工程−
オレイン酸を９９％エタノールで１０％（Ｗ/Ｗ）濃度に希釈したものを用意し、これを１００ｍＬ三角フラスコに加えた。
前記被処理材４ｇ〜５ｇ程度を上記１００ｍＬ三角フラスコに入れて前記被処理材を完全に浸漬させ、アルミホイルで蓋をして常温で１時間処理した。
処理時間が経過後、三角フラスコ内を水道水及び蒸留水によって洗浄し、更に蒸留水を加えて超音波による洗浄をした。三角フラスコから被処理材を取り出し、更に、蒸留水によって洗浄を行った。その後、４０℃で充分に（over night）乾燥させ、１２１℃、２０分間、の条件で滅菌処理した。
【００４５】
−被処理材に微生物を作用させる工程−
前記微生物（Ｃ１３ａ）を１００ｍＬのＹＥＳ−Ｇ培地に接種して振盪培養して前培養液を得た。培養の条件は、４０℃、１４０ｒｐｍ、１１日間、とした。
これにより得られた前培養液１０ｍＬを、１ＬのＹＥＳ−Ｇ培地に加えて振盪培養して本培養菌液を得た。培養の条件は４０℃、１４０ｒｐｍ、９日間、とした。
前記で用意した被処理材が入った１００ｍＬ三角フラスコに、本培養菌液を５０ｍＬ加えて振盪培養した。培養の条件は４０℃、８０ｒｐｍ、とした。
微生物を作用させる期間は一週間とした。
【００４６】
−評価−
各培養期間の経過後に菌液を捨て、被処理材を蒸留水ですすいだ後に９９％エタノールで超音波洗浄を行った。更に被処理材を蒸留水で洗浄した後に、４０℃で充分に（over night）乾燥させた。
（顕微鏡観察）
得られた被処理材（発泡ウレタン）のセルの状態を顕微鏡により観察した。その結果を図１に示す。図１において右上に示す写真が本発明に係る発泡樹脂のセルの様子を示すものであり、右下に示す写真はその拡大図である。また、図１において左上に示す写真は参考例として、分解前（微生物を作用させる前）の被処理材（発泡ウレタン）の様子を示すものであり、左下に示す写真はその拡大図である。
図１に示すように、独立した気泡の壁面に数ミクロン（１μｍ〜３μｍ）程度の微細空洞が認められた。また、この微細空洞はセルの内部にまで侵入している様子が見られた。
（電子顕微鏡観察）
更に、上記のようにして得られた被処理材を電子顕微鏡によって観察した。その結果を図２に示す。図２において左上に示す写真は本発明に係る発泡樹脂のある部分の観察結果を示す写真であり、右上に示す写真は左上の写真内においてＡで示す部分の拡大写真である。また、図２において左下に示す写真は本発明に係る発泡樹脂の別のある部分の観察結果を示す写真であり、右下に示す写真は左下の写真内においてＥで示す部分の拡大写真である。
図２に示すように、微細空洞部に菌糸が張られ、小孔の奥に菌糸が侵入している様子が確認された。
【００４７】
［実施例２］
−粉砕処理−
実施例１で得られた被処理材（発泡ウレタン）を超遠心粉砕機（Ｒｅｔｓｃｈ（登録商標）  ＺＭ２００、ヴィーダー・サイエンティフィック株式会社）を用いて粉砕した。
その結果、従来の独立した気泡を有する発泡ウレタンと異なり、室温でも容易に粉砕することができ、平均粒径が３００μｍ以下の微粒化した粉砕物を得ることができた。その粉砕物の写真を図３に示す。
【００４８】
［実施例３］
被処理材への微生物の作用期間を２週間、４週間、９週間に変更した以外は実施例１と同様にして本発明の発泡樹脂を得た。
【００４９】
−評価−
（顕微鏡観察）
実施例１と同様にして顕微鏡によって発泡セルの状態を観察した写真を図４に表す。図４において、「１Ｗ」、「２Ｗ」、「４Ｗ」、「９Ｗ」とは、それぞれ微生物を作用させた帰還が１週間、２週間、４週間、９週間の発泡樹脂であることを意味する。
図４に示すように、微生物を１週間作用させると微細空洞が形成され、それが徐々に進行していく様子が分かる。これにより、柔軟性と反発性を併せ持った材料特性を有するようになる。
【００５０】
（吸水率）
実施例１で得られた発泡樹脂と、実施例３で得られたそれぞれの発泡樹脂の吸水率を測定した。吸水率の測定は次のようにして行った。
また、電子秤を用いて発泡樹脂を計量した後、水を入れたビーカーに発泡樹脂を添加して攪拌子を用いて３分間攪拌した。攪拌器のスピードは水がこぼれず激しく攪拌できる程度とした。その後、漏斗に濾紙をセットして発泡樹脂の水を切り、発泡樹脂の表面の水分を拭き取った後、電子秤で重さを計量した。
その結果をグラフにしたものを図５に示す。
図５において「分解前」とは、脂肪酸による前処理も、微生物による処理も行っていない発泡ウレタンを意味する。また、「前処理品」とは、エタノールで希釈したオレイン酸で処理を施したのみの発泡ウレタンを意味する。「分解１Ｗ」、「分解２Ｗ」、「分解４Ｗ」、「分解９Ｗ」とは、微生物を作用させた期間が１週間、２週間、４週間、９週間の発泡樹脂であることを意味する。
図５に示すように、本発明の発泡樹脂は吸水性が４倍以上と大幅に向上していることが分かる。このように本発明の発泡樹脂は、独立発泡の高弾性を維持しながら連立発泡の特性を併せ持つ素材となる。
【００５１】
（保水性）
上記のようにして水分を吸収させた発泡樹脂について、時間経過と共に保水量がどのように変化するのかを測定した。その結果を図６に示す。
図６において、「未分解」は微生物を作用させる前の独立した気泡を有する発泡ウレタンを、「分解品」は微生物を１週間作用させた本発明の発泡樹脂を、「スポンジ」は比較として用いた連通気孔を有するスポンジを意味する。
図６に示すように、本発明の発泡樹脂は、独立した気泡を有する発泡ウレタン、連通気孔を有するスポンジに比べて保水量の変化が少なく、保水性が高いことが分かった。これは、本発明の発泡樹脂は微細空洞が形成されていることによって毛細管現象で水分が吸収され易くなったことと、水の表面張力によって微細空洞の内部の水分が放散されにくくなったためと考えられる。
【００５２】
（吸音特性）
実施例１で得た本発明の発泡樹脂と、実施例２で得た本発明の粉砕物との吸音特性を評価した。吸音特性の評価は、小野測器（株）製の垂直入射吸音率測定システム（ＤＳ２０００）を用いて、ＩＳＯ １０５３４−２、ＡＳＴＭ Ｅ １０５０に準拠して行った。
具体的には、音響インピーダンス管端に内蔵されたスピーカーから音波を管内に放射し、管内２点のマイクロホン間の伝達関数を測定して垂直入射吸音率・反射係数・基準化インピーダンスを算出するシステムである。高周波数領域，低周波領域で音響インピーダンス管の仕様を変えた。高周波領域のＢ管は、長さ５００ｍｍ、内径２９φとし、低周波領域のＡ管は、長さ８３５ｍｍ、内径１００φとした。
その結果を図７及び図８に示す。
【００５３】
図７において「初期粉砕」とは脂肪酸による前処理も微生物による処理も行っていない、独立した気泡を有する発泡ウレタンを５ｍｍ角程度の大きさに粉砕したものを意味する。また、同様に「前処理」とは、初期粉砕品を、９９％エタノールで１０％（Ｗ/Ｗ）に希釈したオレイン酸で処理したのみのもので、微生物を作用させず、また、サンプル内にオレイン酸を含有した状態のものを意味する。「分解後（残脂肪酸）」とは、オレイン酸による前処理を施した後に微生物を１週間作用させたもので、サンプル内にオレイン酸を含有した状態のものを意味する。「分解品（脱脂肪酸）」とは、オレイン酸による前処理を施した後に微生物を１週間作用させ、その後、サンプルを９９％のアルコールで超音波洗浄してサンプル内に含有していたオレイン酸を完全に取り除いたものを意味する。「二次粉砕（残脂肪酸）」とは、オレイン酸による前処理を施した後に微生物を１週間させたもの（５ｍｍ角程度のもので、これを「１次粉砕品」という）を２次粉砕して微細加工したものであり、サンプル内にオレイン酸を含有した状態のものを意味する。
【００５４】
また、図８において「二次粉砕（残脂肪酸）」とは図７における「二次粉砕（残脂肪酸）」と同じものを意味し、「シンサレート」とは３Ｍ社製の吸音断熱材を意味し、「ナゴヤパッキング」とはナゴヤパッキング製造株式会社製の吸音材を意味し、「冷蔵庫」とは三菱電機株式会社製の冷蔵庫に用いられていた吸音断熱材を意味する。
【００５５】
図７に示すように、初期粉砕品に対して微細空洞が形成された場合には若干の吸音特性の向上が認められたが、微細空洞が形成されたサンプルを加工して粉体化処理したサンプルで測定すると吸音率が大幅に向上する事が認められた。特に、高周波の２０００Ｈｚ以上の波長領域に大きな効果が認められ、その特性は吸音材として実績があるシンサレートに近い効果が得られている。
【００５６】
吸音効果を引き出す為には、音の振動エネルギーを吸収して熱エネルギーに変換させる効率性の良いものが、吸音部材として適しているが、本発明の発泡樹脂を微細紛体化した粉砕物は、粉砕物自体が弾性体でエネルギーを吸収しやすいことと、微細化したことにより、粉砕物自体がマクロ振動し、この二つの現象の相乗効果で吸音率が向上したのではないかと考えられる。シンサレートに比べて、非常に廉価な新しい吸音材としての用途が期待できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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