(57)【要約】【課題】取扱い性が良好であり、砒素を効率よく除去することができる砒素吸着用繊維シート、それを含む砒素吸着材および水処理材を提供する。【解決手段】本発明は、繊維シートにホウ素選択性陰イオン交換樹脂が担持されている砒素吸着用繊維シートにおいて、前記ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の少なくとも一部は、前記繊維シートに含まれる繊維と繊維との間において結合材とともに膜状に担持されており、前記砒素吸着用繊維シート１ｍ2あたりにおいて、前記結合材の担持量が前記ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の担持量より少ない砒素吸着用繊維シートに関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維シートにホウ素選択性陰イオン交換樹脂が担持されている砒素吸着用繊維シートにおいて、
前記ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の少なくとも一部は、前記繊維シートに含まれる繊維と繊維との間において結合材とともに膜状に担持されており、
前記砒素吸着用繊維シート１ｍ2あたりにおいて、前記結合材の担持量が前記ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の担持量より少ないことを特徴とする砒素吸着用繊維シート。
【請求項２】
前記ホウ素選択性陰イオン交換樹脂は、最大粒子径が１５０μｍ以下である、請求項１に記載の砒素吸着用繊維シート。
【請求項３】
前記ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の担持量は、前記砒素吸着用繊維シート１ｍ2あたり、３０ｇ以上６０ｇ以下である、請求項１または２に記載の砒素吸着用繊維シート。
【請求項４】
前記砒素吸着用繊維シート１ｍ2あたりにおいて、前記結合材の担持量は、前記ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の担持量の７５％以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の砒素吸着用繊維シート。
【請求項５】
前記繊維シートは、ポリオレフィン系繊維を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の砒素吸着シート。
【請求項６】
前記繊維シートが不織布である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の砒素吸着用繊維シート。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の砒素吸着シートを含む砒素吸着材。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の砒素吸着シートを含む水処理材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砒素吸着用繊維シート、それを含む砒素吸着材および水処理材に関し、詳細には、水中の砒素を吸着除去することができる砒素吸着用繊維シート、それを含む砒素吸着材および水処理材に関する。
【背景技術】
【０００２】
砒素が人体に対して有害であることは昔から知られており、人体への蓄積性も問題とされている。砒素で汚染されている飲用水、工業用水、工業用排水や、砒素で汚染された土壌の溶出液などにより人体に健康被害が生じる恐れがある。例えば、アジアの開発途上国において、井戸水に高い濃度の砒素が含まれている場合があり、地元住民に健康被害をもたらしていることが報告されている。
【０００３】
従来、砒素などの有毒物質を含有する有毒物質含有水溶液にアルカリ剤を添加して有毒物質を水酸化物として沈殿・除去させる方法が報告されている。例えば、特許文献１には、砒酸イオンなどの有害な無機性イオンを含有する水に、少なくともセリウムの塩を主成分として含有する希土類元素の塩溶液および水酸化マグネシュウムを添加し、ＰＨ８から１１にて沈澱を生成させ、固液分離することにより、砒酸イオンを除去することが記載されている。しかし、このような方法では、ある程度有毒物質の濃度が高い場合は有効であるが、低濃度の場合は凝集物が生成し難いため砒酸イオンが沈殿せずに流出してしまうとともに排水がアルカリ性であり、もう一度中和する必要があった。
【０００４】
特許文献２には、水に難溶性のカルシウム塩により表面が改質されてなる改質アルカリ性カルシウム化合物と、酸性硫酸鉄塩とがプレミックスされてなり、ｐＨ調整を必要とせず、砒素などの重金属を不溶化できる重金属不溶化材が記載されている。特許文献３には、塩化第一鉄と、酸化マグネシウムとを含有してなり、前記塩化第一鉄１００質量部に対して、前記酸化マグネシウムが５０〜２００質量部配合され、汚染物質のｐＨ雰囲気によらず、処理後の溶出液のｐＨを中性付近に維持できる有害物質溶出低減材が記載されている。特許文献４には、鉄・アルミニウム複水酸化物を少なくとも含み、ｐＨ３〜１１の範囲の砒素汚染水または砒素汚染土壌に対して、単位重量当たりのＡｓ（Ｖ）とＡｓ（III）の吸着量が高く、且つ単位重量当たりのＡｓ（Ｖ）吸着量の変動率が１０％以内である砒素吸着剤が記載されている。特許文献５には、カルシウム・マグネシウム系の鉄鋼スラブ類と、鉄塩および/またはアルミニウム塩を含む中和剤を添加して製造した液状重金属吸着能を有する液状材料や、該液状材料に乾燥天然ゼオライトを添加して生成した砒素および重金属類吸着・不溶化能力を有する粉末材料が記載されている。特許文献６には、有機高分子樹脂と、ゼオライト、複合金属酸化物などの無機イオン吸着体を含んでなるフィブリルが三次元網目構造を形成してなり、外表面に開口する連通孔を有する多孔性成形体により砒素を吸着して除去することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４１１３９号公報
【特許文献２】特開２００６−２７２１４５号公報
【特許文献３】特開２００９−２５６５９３号公報
【特許文献４】ＷＯ２００８／１２６６９１
【特許文献５】特開２０１１−１３６３１１号公報
【特許文献６】特許第４６７１４１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２〜５に記載の重金属不溶化材は、粉末またはスラリー状で用いられ、特許文献６に記載の多孔性成形体は、平均粒径が１００〜２５００μｍの球状粒子として用いられており、取扱いが煩雑であるという問題がある。最近、砒素をホウ素と同様に除去できることができるホウ素選択性陰イオン交換樹脂が検討されているが、同様に、樹脂粒子のままでは、取扱いが煩雑であるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来の問題を鑑み、取扱い性が良好であり、砒素を効率よく除去することができる砒素吸着用繊維シート、それを含む砒素吸着材および水処理材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、繊維シートにホウ素選択性陰イオン交換樹脂が担持されている砒素吸着用繊維シートにおいて、上記ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の少なくとも一部は、上記繊維シートに含まれる繊維と繊維との間において結合材とともに膜状に担持されており、上記砒素吸着用繊維シート１ｍ2あたりにおいて、上記結合材の担持量が上記ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の担持量より少ないことを特徴とする砒素吸着用繊維シートに関する。
【０００９】
本発明は、また、上記の砒素吸着用繊維シートを含む砒素吸着材に関する。
【００１０】
本発明は、また、上記の砒素吸着用繊維シートを含む水処理材に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、取扱い性が良好であり、砒素を効率よく除去することができる砒素吸着用繊維シート、砒素吸着材および水処理材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は実施例１の砒素吸着用繊維シートを光学顕微鏡で観察した写真（２００倍）である。
【図２】図２は実施例１の砒素吸着用繊維シートを光学顕微鏡で観察した写真（５００倍）である。
【図３】図３は実施例１の砒素吸着用繊維シートを光学顕微鏡で観察した写真（５００倍）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明者らは、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂を用いて水中の砒素を吸着する場合の取り扱い性および砒素を除去する効果を高めることについて鋭意検討した。その結果、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂が担持された繊維シートにおいて、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の少なくとも一部を繊維シートに含まれる繊維と繊維との間において結合材とともに膜状に担持し、繊維シート１ｍ2あたりにおいて、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の担持量を結合材の担持量より多くすることで、取扱い性が良好であり、砒素を効率よく除去し得ることを見出した。該砒素吸着用繊維シートは、砒素吸着材および水処理材として好適に用いることができる。
【００１４】
繊維シート（「シート」ともいう。）は、繊維で構成されたものであればよく、特に限定されないが、例えば、織物、編物、不織布などが挙げられる。
【００１５】
シートを構成する繊維（原料または材質）は、特に限定されず、例えば、天然繊維、再生繊維、精製セルロース繊維、半合成繊維、合成繊維を用いることができる。天然繊維としては、例えば、コットン、シルク、ウール、麻、パルプなどが挙げられる。再生繊維としては、例えば、レーヨン、キュプラなどが挙げられる。精製セルロース繊維としては、テンセル、リヨセルなどが挙げられる。半合成繊維としては、アセテート、トリアセテートなどが挙げられる。合成繊維としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂などの熱可塑性樹脂で構成された繊維が挙げられる。ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン（高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどを含む）、ポリプロピレンなどが挙げられる。ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。コストおよび耐久性の観点から、合成繊維であることが好ましい。
【００１６】
合成繊維は、単一成分（「単一セクション」ともいう。）からなる単一繊維であってよく、および／または複数の成分（「セクション」ともいう。）から構成される複合繊維であってよい。複合繊維は、例えば、同心または偏心の芯鞘型複合繊維、海島型複合繊維、サイドバイサイド型複合繊維、または分割型複合繊維などであってよい。繊維の断面は円形であっても非円形であってもよい。非円形の形状としては、楕円形、Ｙ形、Ｘ形、井形、多葉形、多角形、星形などが挙げられる。また、合成繊維は、中空断面を有するものであってよい。単一繊維および複合繊維のいずれの場合も、繊維を構成する各セクションは、一種類の樹脂からなっていてもよく、あるいは二種以上の樹脂が混合されたものであってもよい。
【００１７】
合成繊維が単一繊維である場合には、単一繊維は、上記ポリオレフィン系樹脂、上記ポリエステル系樹脂からなる群から選ばれる一種の樹脂からなるものであってよい。より具体的には、ポリプロピレン単一繊維、ポリエチレンテレフタレート単一繊維などを用いてよい。
【００１８】
合成繊維が複合繊維である場合には、融点の最も低い熱可塑性樹脂が繊維表面の一部を構成するように、二以上の成分を配置してよい。その場合、不織布を生産する工程において、最も融点が低い熱可塑性樹脂からなる成分（以下、「低融点成分」という。）が溶融または軟化する条件で熱を加えると、低融点成分が接着成分となり、繊維同士の接着または他の部材への接着に寄与する。融点のより高い熱可塑性樹脂である第１成分と、融点のより低い熱可塑性樹脂である第２成分とからなる複合繊維を構成する樹脂の組み合わせ（第１／第２）は、例えば、ポリエチレンテレフタレート／ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート／ポリプロピレン、およびポリエチレンテレフタレート／プロピレン共重合体などのポリエステル系樹脂とポリオレフィン系樹脂との組み合わせ；ポリプロピレン／ポリエチレン／、およびポリプロピレン／プロピレン共重合体などの二種類のポリオレフィン系の熱可塑性樹脂の組み合わせ：ならびに融点の異なる二種類のポリエステル系樹脂の組み合わせなどが挙げられる。
【００１９】
なお、単一繊維または複合繊維の構成成分として例示した熱可塑性樹脂は、具体的に示された熱可塑性樹脂を５０質量％以上含む限りにおいて他の成分を含んでよい。具体的に示された熱可塑性樹脂は８０質量％以上含まれていてよく、９０質量％以上含まれていてよく、あるいは構成成分は具体的に示された熱可塑性樹脂から実質的に成っていてよい。ここで「実質的に」という用語は、通常、熱可塑性樹脂には各種の添加剤などが含まれていることを考慮して使用している。例えば、ポリエチレン／ポリエチレンテレフタレートの組み合わせにおいて、「ポリエチレン」はポリエチレンを５０質量％以上含んでいれば、他の熱可塑性樹脂および添加剤などを含んでいてよい。このことは以下の例示においてもあてはまる。
【００２０】
合成繊維が、融点のより高い熱可塑性樹脂が第１成分として芯成分を構成し、融点のより低い熱可塑性樹脂が第２成分として鞘成分を構成する同心または偏心芯鞘型複合繊維である場合、芯成分／鞘成分の組み合わせは、例えば、ポリプロピレン／ポリエチレン、ポリプロピレン／プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−ブテン-1−エチレン共重合体／ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート／ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート／ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート／プロピレン共重合体、ポリトリメチレンテレフタレート／ポリエチレン、およびポリブチレンテレフタレート／ポリエチレン、およびポリエチレンテレフタレート／共重合ポリエステル（例えば、イソフタル酸を共重合したポリエチレンテレフタレート）などであってよい。鞘成分がポリエチレン（例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、もしくは直鎖状低密度ポリエチレン）または共重合ポリエステルである芯鞘型複合繊維は、該鞘成分を構成する熱可塑性樹脂の融点以上の温度で熱処理することで鞘成分が溶融または軟化して、繊維同士を接着する性質を有する。芯鞘型複合繊維の場合、芯成分と鞘成分との複合比（芯成分：鞘成分）が質量比で８０：２０〜２０：８０であることが好ましく、７０：３０〜３０：７０であることがより好ましく、６０：４０〜４０：６０であることがさらに好ましい。
【００２１】
シートを構成する繊維は、特に、第１成分および第２成分がともにポリオレフィン系樹脂を含み、第２成分が繊維表面の少なくとも一部を占めている複合繊維であってよい。そのような複合繊維は、例えば、同心または偏心芯鞘型複合繊維であってよい。より特には、第１成分がポリプロピレンを含み、第２成分が高密度ポリエチレンを含む複合繊維が好ましい。構成成分がすべてポリオレフィン系樹脂を含み、融点のより低いポリオレフィン系樹脂を含む第２成分が繊維表面の少なくとも一部を占める複合繊維は、耐薬品性に優れ、また、良好な熱接着性を示し、比較的低い温度で加熱することにより繊維間を接着させる。したがって、かかる複合繊維を含むシートに、比較的少ない量の結合材でホウ素選択性陰イオン交換樹脂を担持させた砒素吸着用繊維シートは、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂を担持した状態でも接着性を示し、良好な熱加工性（特に、ヒートシール性）を発揮する。すべての構成成分がポリオレフィン系樹脂である複合繊維は、３以上の成分からなるものであってよい。
【００２２】
シートが芯鞘型複合繊維を含む場合、芯鞘型複合繊維の割合は、例えば５０質量％以上としてよく、特に７０質量％以上としてよく、より特には１００質量％としてよい。芯鞘型複合繊維のみからなるシートは良好な熱接着性を示す砒素吸着用繊維シートを与える。
【００２３】
シートを構成する繊維の単繊維繊度は、特に限定されないが、その下限は、例えば、０．９ｄｔｅｘ以上であることが好ましく、１．５ｄｔｅｘ以上であることがより好ましく、２．２ｄｔｅｘ以上であることがさらに好ましい。繊度が小さすぎると、繊維シートにホウ素選択性陰イオン交換樹脂を担持させた場合に通気性や通水性が低下し、砒素を含む液体が砒素吸着シートを通過せず、あるいは十分にホウ素選択性陰イオン交換樹脂と接触せず、その結果、砒素吸着能が低下することがある。また、シートを構成する繊維の単繊維繊度の上限は、例えば、１００ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、より好ましくは２０ｄｔｅｘ以下であり、さらに好ましくは１０ｄｔｅｘ以下であり、特に好ましくは３．０ｄｔｅｘ以下である。繊維の繊度が大きすぎると、シートに担持できるホウ素選択性陰イオン交換樹脂の量が少なくなることがある。但し、所望の効果を損なわない範囲において、前記範囲外の単繊維繊度を有する繊維が含まれていてもよい。
【００２４】
シートを構成する繊維の繊維径は、特に限定されないが、その下限は、例えば、１０μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１５μｍ以上であり、さらに好ましくは２０μｍ以上である。繊維径が小さすぎると、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂を担持させた場合に通気性ないしは通水性が低下し、砒素吸着能が低下することがある。また、シートを構成する繊維の繊維径の上限は、例えば、５０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは４０μｍ以下であり、さらに好ましくは３０μｍ以下である。繊維の繊維径が大きすぎると、シートに担持できるホウ素選択性陰イオン交換樹脂の量が少なくなることがある。
【００２５】
シートを構成する繊維の繊維長も特に限定されず、シートの種類および製造方法などに応じて適宜選択してよい。例えば、シートが不織布であり、当該不織布がカードウェブを作製して製造される場合、シートを構成する繊維は短繊維であってよい。この短繊維の繊維長は、例えば、２０ｍｍ以上８０ｍｍ以下であってもよく、２８ｍｍ以上７５ｍｍ以下であってもよく、３０ｍｍ以上６５ｍｍ以下であってもよい。
【００２６】
シートが不織布の場合、不織布は、カードウェブ、エアレイドウェブ、および湿式ウェブのいずれで構成されるものであってもよい。カードウェブとして、パラレルウェブ、セミランダムウェブ、ランダムウェブ、クロスウェブ、およびクリスクロスウェブなどが挙げられる。
【００２７】
不織布における、繊維同士の一体化の態様は特に限定されない。繊維同士は、高圧流体流（特に高圧水流）を用いた交絡処理法またはニードルパンチ法により交絡されて一体化していてよく、あるいは繊維同士が接着されることにより一体化していてもよい。
【００２８】
繊維同士の接着は、不織布を構成する少なくとも１種類の繊維の少なくとも一成分を接着成分として機能させることにより実現してよく、あるいはバインダー（接着剤）を適用することにより実現してよい。例えば、繊維同士は、複合繊維を構成する成分によって接着されてよい。その場合、接着は、複合繊維を構成する樹脂のうち、最も融点の低い樹脂を加熱により溶融または軟化させることにより実施できる。加熱は、例えば、熱風貫通式熱処理機、熱風吹き付け式熱処理機、および赤外線式熱処理機などのいずれかを用いて実施される。あるいは、複合繊維を構成する成分による接着は、電子線などの照射、または超音波溶着により実施してよい。
【００２９】
不織布は、スパンボンド不織布であってもよく、メルトブロー不織布であってもよい。
【００３０】
ホウ素選択性陰イオン交換樹脂としては、ホウ素吸着能力を有し、かつホウ素を選択的に吸着するイオン交換樹脂であれば特に限定されるものではないが、交換基としてＮ−メチルグルカミン基を有するホウ素選択性樹脂が好ましい。このＮ−メチルグルカミン基を有するホウ素選択性樹脂としては、ダイヤイオン（登録商標：三菱化学（株））ＣＲＢ０１、ＣＲＢ０２，ＣＲＢ０３，ＣＲＢ０５、アンバーライト（登録商標；ロームアンドハース社）ＩＲＡ７４３、デュオライト（登録商標：ロームアンドハース社）ＥＳ−３７１Ｎ，ユニセレック（登録商標：ユニチカ（株））ＵＲ−３５００などの市販品から適宜選ぶことができる。
【００３１】
ホウ素選択性陰イオン交換樹脂は、最大粒子径が１５０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１２０μｍ以下であり、さらに好ましくは１００μｍ以下であり、特に好ましくは８０μｍ以下である。最大粒子径が上述した範囲であると、繊維と繊維の間においてホウ素選択性陰イオン交換樹脂が結合剤とともに膜状に担持しやすく、砒素を吸着する効果が高まる。ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の平均粒子径は、特に限定されないが、取扱い性の観点から、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。
【００３２】
結合剤としては、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂を繊維に結合させることができるものであればよく、特に限定されないが、例えば、有機結合剤と用いることができる。有機結合剤としては、特に限定されないが、例えば、セルロ−ス系結合剤、ポリビニル系結合剤、ポリエステル系結合剤、アクリル系結合剤、ポリアミド系結合剤、多糖類、ゴム類などが挙げられる。中でも、繊維と繊維の間においてホウ素選択性陰イオン交換樹脂とともに膜状に担持されやすい観点から、セルロース系結合剤が好ましい。セルロース系結合剤としては、例えば、ニトロセルロ−ス、酢酸セルロ−ス、カルボキシメチルセルロ−スおよびその塩、カルボキシメチルエチルセルロ−ス、ヒドロキシメチルセルロ−ス、ヒドロキシエチルセルロ−ス、ヒドロキシプロピルセルロ−ス、微結晶セルロ−ス、酢酸酪酸セルロ−ス、メチルセルロ−ス、エチルセルロ−スなどが挙げられる。
【００３３】
砒素吸着用繊維シートにおいて、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の少なくとも一部が繊維シートに含まれる繊維と繊維との間において結合材とともに膜状に担持されている。これにより、砒素吸着用繊維シートからホウ素選択性陰イオン交換樹脂が脱落することが抑制されるとともに、液体中の砒素と接触して砒素を吸着しやすい。上記において、膜状の担持物の大きさは、特に限定されず、例えば、１μｍ2以上であってもよく、１０μｍ2以上であってもよい。また、特に限定されないが、液体の通水性を高める観点から、膜状の担持物の大きさは、５０μｍ2以下であってもよく、３０μｍ2以下であってもよい。また、膜状の担持物の厚みは、３０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがより好ましい。
【００３４】
砒素吸着用繊維シートにおいて、シートとシートの間にホウ素選択性陰イオン交換樹脂が配置され、シートに担持されていることが好ましい。砒素吸着用繊維シートからホウ素選択性陰イオン交換樹脂が脱落することがより効果的に抑制されるとともに、水中の砒素との接触も容易になる。
【００３５】
砒素吸着用繊維シートにおいて、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の担持量は、砒素を除去する効果を高める観点から、砒素吸着用繊維シート１ｍ2あたり、３０ｇ以上であることが好ましく、３５ｇ以上であることがより好ましく、４０ｇ以上であることがさらに好ましい。また、砒素吸着用繊維シートにおいて、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の担持量は、砒素吸着用繊維シートからホウ素選択性陰イオン交換樹脂が脱落することをより効果的に抑制する観点から、砒素吸着用繊維シート１ｍ2あたり、６０ｇ以下であることが好ましく、５５ｇ以下であることがより好ましい。
【００３６】
ホウ素選択性陰イオン交換樹脂を結合材とともに担持させ、かつ適度な通気性ないしは通水性、ならびに良好な砒素吸着能をもつ砒素吸着シートを確保するために、砒素吸着用繊維シート１ｍ2あたりにおいて、結合材の担持量は、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の担持量よりも少なくなるように選択する。砒素吸着用繊維シートにおいて、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の砒素を除去する効果を妨げない観点から、砒素吸着用繊維シート１ｍ2あたりにおいて、結合剤の担持量はホウ素選択性陰イオン交換樹脂結合材の担持量の７５％以下であることが好ましく、５５％以下であることがより好ましく、３５％以下であることがさらに好ましい。また、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の脱落を効果的に抑制する観点から、砒素吸着用繊維シート１ｍ2あたりにおいて、結合剤の担持量はホウ素選択性陰イオン交換樹脂結合材の担持量の１０％以上であることが好ましく、１５％以上であることがより好ましく、２０％以上であることがさらに好ましい。
【００３７】
砒素吸着用繊維シートは、特に限定されないが、強力及び取り扱い性の観点から、例えば、目付が７０ｇ／ｍ2以上２００ｇ／ｍ2以下であってもよく、８０ｇ／ｍ2以上１５０ｇ／ｍ2以下であってもよい。砒素吸着用繊維シートは、構造的には、シートとシートの間にホウ素選択性陰イオン交換樹脂が配置され、該ホウ素選択性陰イオン交換樹脂が繊維に担持されていることが好ましい。この場合、強力の観点から、シート１枚の目付は、特に限定されず、その下限は、例えば、１５ｇ／ｍ2以上であることが好ましく、２０ｇ／ｍ2以上であることがより好ましく、２５ｇ／ｍ2以上であることがさらに好ましい。シートの目付が小さすぎると、砒素吸着用繊維シートの強力が小さくなることがある。また、シート１枚の目付の上限は、例えば、５０ｇ／ｍ2以下であることが好ましく、４０ｇ／ｍ2以下であることがより好ましく、３０ｇ／ｍ2以下であることがさらに好ましい。シートの目付が大きすぎると、砒素吸着シートが厚くなって取り扱いにくくなることがある。
【００３８】
砒素吸着用繊維シートの厚みは、特に限定されないが、例えば、強力の観点から、例えば、０．２５ｍｍ以上であることが好ましく、０．３０ｍｍ以上であることがより好ましく、０．３５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、取扱い性の観点から、砒素吸着用繊維シートの厚みは、例えば、１．７ｍｍ以下であることが好ましく、１．０ｍｍ以下であることがより好ましく、０．５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。本明細書において、砒素吸着用繊維シートの厚みは、厚み測定機を用いて、ＪＩＳ−Ｌ−１０９６に準じて、試料１ｃｍ2あたり２．９４ｃＮの荷重を加えた状態で測定した厚みのことをいう。
【００３９】
砒素吸着用繊維シートは、シートとシートの間にホウ素選択性陰イオン交換樹脂、結合剤および水を含む水分散体を配置し、加熱乾燥することで、シートにホウ素選択性陰イオン交換樹脂を担持させることで得ることができる。水分散体において、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂と結合剤の質量比は、目的とする担持量などに応じて適宜決めればよい。加熱乾燥は、特に限定されないが、例えば、１００℃以上１３０℃以下の温度で１分以上３０分以下処理してもよく、５０℃以上１００℃以下の温度で３０分以上６０分以下処理してもよい。このようにして得られた砒素吸着用繊維シートにおいて、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の少なくとも一部は、前記繊維シートに含まれる繊維と繊維との間において結合材とともに膜状に担持されている。
【００４０】
砒素吸着用繊維シートは、単独または他の素材と組み合わせて砒素吸着材として用いることができる。特に、液体の被処理対象と接触させて水中の砒素を吸着除去する水処理材として使用するのに適している。液体の被処理対象としては、特に限定されないが、飲料水、河川水、海水、地下水、下水、工業用水、工業用排水、汚染土壌の溶出液などが挙げられる。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。
【００４２】
（実施例１）
＜シートの作製＞
鞘成分が高密度ポリエチレン系樹脂、芯成分がポリプロピレン系樹脂からなり、繊度が２．２ｄｔｅｘであり、平均繊維径が１８μｍであり、繊維長が５１ｍｍである芯鞘型複合繊維（ダイワボウポリテック株式会社製、商品名「ＮＢＦ（Ｈ）」）を用いて、目付２６ｇ／ｍ2のパラレルカードウェブを作製した。このウェブを、温度を１３０℃に設定した熱風吹き付け装置で約３０秒間加熱し、鞘成分である高密度ポリエチレン系樹脂を溶融または軟化させて、繊維同士を熱接着させて不織布を作製した。
＜ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の担持＞
ホウ素選択性陰イオン交換樹脂（オルガノ株式会社製、商品名：アンバーライトＩＲＡ７４３、代表粒子径：０．５ｍｍ）を用意し、これを最大粒子径が７５μｍとなるよう粉砕した。得られた最大粒子径が７５μｍのホウ素選択性陰イオン交換樹脂、水およびセルロース系結合材を混合し、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の水分散体とした。得られた分散体を、上記で得られた不織布と不織布の間に配置し、１００℃で３０分加熱乾燥を行い、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂が担持した砒素吸着用繊維シートを得た。得られた砒素吸着用繊維シートには、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂が約４８ｇ／ｍ2の量で担持され、セルロース系結合材が約１６ｇ／ｍ2の量で担持されていた。すなわち、得られた砒素吸着用繊維シート１ｍ2あたりにおいて、セルロース系結合材の担持量は、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の担持量の３３．３％であった。
【００４３】
（比較例１）
ホウ素選択性陰イオン交換樹脂（オルガノ株式会社製、商品名：アンバーライトＩＲＡ７４３、代表粒子径：０．５ｍｍ）をそのまま用い、砒素吸着用繊維シートにホウ素選択性陰イオン交換樹脂が約５０ｇ／ｍ2の量で担持され、セルロース系結合材が約５０ｇ／ｍ2の量で担持されるようにした以外は、実施例１と同様にして、砒素吸着用繊維シートを得た。
【００４４】
実施例１の砒素吸着用繊維シートの表面を電子顕微鏡で観察し、その結果を図１〜図３に示した。図１〜図３の顕微鏡写真から分かるように、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂の少なくとも一部は、前記繊維シートに含まれる繊維と繊維との間において結合材とともに膜状に担持されていた。
【００４５】
実施例１および比較例１の砒素吸着用繊維シートの砒素吸着性を下記のように評価し、その結果を下記表１に示した。
【００４６】
＜砒素の吸着試験＞
（ａ）砒素として換算した濃度が約１ｐｐｍの砒酸（五価）の水溶液を原液として用いた。原液における砒素濃度を初期砒素濃度とした。
（ｂ）原液１００ｍＬと試料１．０ｇをポリプロピレン容器に入れ、所定時間振盪させた後、試料を取り除き、誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ  ７７００Ｘ、アジレント・テクノロジー株式会社製）を使用して残液中の砒素濃度を測定した。残液中の砒素濃度を吸着後砒素濃度とした。
（ｃ）下記式により、砒素除去率を算出した。
砒素除去率（％）＝１００−｛（吸着後砒素濃度／初期砒素濃度）×１００｝
【００４７】
【表１】
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【００４８】
実施例１の砒素吸着用繊維シートを用いた場合、２４時間後の砒素除去率が９０％以上であり、砒素を効果的に除去することができた。一方、比較例１の砒素吸着用繊維シートを用いた場合、２４時間後の砒素除去率が５０％未満であり、砒素を効果的に除去することができなかった。また、実施例１の砒素吸着用繊維シートは、ホウ素選択性陰イオン交換樹脂が脱落することもなく、取扱い性が良好であった。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の砒素吸着用繊維シート、それを含む砒素吸着材および水処理材は、飲料水、河川水、海水、地下水、下水、工業用水、工業用排水、汚染土壌の溶出液などの水中の砒素（砒素イオン）を除去するのに用いることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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