(57)【要約】【課題】セシウム吸着能及び安全性に優れたセシウム除染剤を提供する。【解決手段】本発明によれば、ζ電位が−１０ｍＶ以下である水性樹脂エマルジョンを含有するセシウム除染剤が提供される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ζ電位が−１０ｍＶ以下である水性樹脂エマルジョンを含有するセシウム除染剤。
【請求項２】
前記水性樹脂エマルジョンは、アクリル系エマルジョン、ビニリデン系エマルジョン、ポリブテン系エマルジョン、スチレン−ブタジエン系エマルジョンの１種または２種以上である、請求項１に記載のセシウム除染剤。
【請求項３】
前記水性樹脂エマルジョン中の樹脂の平均粒子径は、０．０１〜１０μｍである、請求項１又は請求項２に記載のセシウム除染剤。
【請求項４】
前記水性樹脂エマルジョン中の不揮発分は、１０〜９０質量％である、請求項１〜請求項３の何れか１つに記載のセシウム除染剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セシウム除染剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所などから放射性物質が放出され、その放射性物質が土壌などに堆積された場合には、その地域の放射線量が高くなる。放射性物質の中でも放射性セシウム（セシウム１３７又はセシウム１３４）は、比較的高濃度で放出されやすく且つ半減期が約３０年（セシウム１３７）又は約２年（セシウム１３４）と比較的長いので、汚染地域の放射線量を低減するには、放射性セシウムを効率的に除去することが必要である。
【０００３】
放射性物質に汚染された土壌の汚染除去方法としては、特許文献１に記載されているように、汚染土壌に芝草などの植物を栽培し、その植物の根に絡みついた土壌粒子を植物と共に土壌から剥ぎ取る方法が挙げられる。
【０００４】
また、セシウム吸着能に優れた物質として、紺青などの金属シアン錯体粒子が知られている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２２３６９８号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２０２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法では、土壌粒子ごと放射性セシウムを除去することによって除染が可能であるが、土壌粒子は植物の根によって保持されているのみであり、除染過程において、土壌粒子が飛散し、この飛散した粒子を吸入する恐れがあるので、必ずしも安全な方法であるとは言えない。
【０００７】
また、特許文献２に開示されているような、金属シアン錯体粒子を土壌に散布した場合、セシウムを吸着した金属シアン錯体粒子が飛散し、この飛散した粒子を吸入する恐れがあるので、この方法も安全な方法であるとは言えない。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、セシウム吸着能及び安全性に優れたセシウム除染剤を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、ζ電位が−１０ｍＶ以下である水性樹脂エマルジョンを含有するセシウム除染剤が提供される。
【００１０】
本発明者らはセシウム除染剤の安全性を高めるべく鋭意検討を行なっていたところ、水性樹脂エマルジョンのうちζ電位が−１０ｍＶ以下であるものは、放射性セシウムの吸着能が優れていることを見出した。
【００１１】
本発明者らは、元々、金属シアン錯体粒子のセシウム吸着能を低下させることなく、その飛散を防止する方法を検討しており、水性樹脂エマルジョン自体がセシウム吸着能を発揮することは全く期待していなかった。ところが、実験結果を詳細に分析したところ、水性樹脂エマルジョンのζ電位が−１０ｍＶ以下である場合には、金属シアン錯体粒子を含有させなくても、セシウム吸着能が発揮されることを見出し、本発明の完成に到った。
【００１２】
以上より、本発明によれば、セシウム吸着能及び安全性に優れたセシウム除染剤が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
＜＜水性樹脂エマルジョン＞＞
【００１５】
本発明における水性樹脂エマルジョンは、ζ電位が−１０ｍＶ以下であり、好ましくは−２０ｍＶ以下であり、さらに好ましくは−３０ｍＶ以下である。ζ電位が低い方がセシウム吸着能が高まるからである。ζ電位の下限は特に規定されないが、例えば−２００ｍＶ以上、−１５０ｍＶ以上、又は−１００ｍＶ以上である。ζ電位は、レーザードップラー法（例えば大塚電子製ＥＬＳ−８０００）で測定することができる。
【００１６】
本発明における水性樹脂エマルジョンの種類は、ζ電位が−１０ｍＶ以下となる限り特に限定されないが、例えば、アクリル酸エステル系エマルジョン、スチレンアクリル酸エステル共重合体系エマルジョン、スチレン−ブタジエン共重合体エマルジョン、ビニリデン系エマルジョン、ポリブテン系エマルジョン、アクリルニトリル−ブタジエン系エマルジョン、メタアクリレート−ブタジエン系エマルジョン、アスファルトエマルジョン、エポキシ樹脂エマルジョン、ウレタン樹脂エマルジョン、シリコン樹脂エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル系共重合体（ＥＶＡ）エマルジョン等である。これら水性樹脂エマルジョンの１種あるいは２種以上を混合使用することもできる。
【００１７】
ζ電位の値は、界面活性剤などに影響を受けて変化する。例えば、アニオン性界面活性剤を使用すれば、ζ電位が小さくなる。また、比較例で使用したエチレン−酢酸ビニル系共重合体エマルジョンは、界面活性剤としてＰＶＡを使用したものであるが、ＰＶＡの代わりに又はＰＶＡと共にアニオン系界面活性剤を使用する等によってζ電位を−１０ｍＶ以下にすることが可能である。
【００１８】
水性樹脂エマルジョン中の樹脂の平均粒子径は、特に限定されないが、例えば０．０１〜１０μｍであり、好ましくは０．０５〜５μｍであり、さらに好ましくは０．０８〜２μｍである。平均粒子径が小さすぎると一般的に多量の界面活性剤を含み耐水性が低下するなどし、大きすぎると分散安定性、耐水性が低下する傾向にあるからである。なお、本明細書において、「平均粒子径」は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布におけるメジアン径を意味する。
【００１９】
水性樹脂エマルジョン中の不揮発分は、特に限定されないが、例えば１０〜９０質量％であり、好ましくは２０〜８０質量％であり、さらに好ましくは３０〜７０質量％である。不揮発分が少なすぎると形成される皮膜強度の低下が懸念され、多すぎるとエマルジョンの分散安定性が低下するからである。不揮発分は、ＪＩＳ  Ｋ  ６８２８に準じて測定することができる。
【００２０】
水性樹脂エマルジョンの粘度は、特に限定されないが、例えば１０〜１００００ｍＰａ・ｓであり、好ましくは２０〜８０００ｍＰａ・ｓであり、さらに好ましくは４０〜６０００ｍＰａ・ｓである。粘度が小さすぎると散布時にセシウムと共に流れやすくなり、大きすぎると作業性が悪くなるからである。粘度は、ブルックフィールド粘度計で３０℃、３０ｒｐｍの条件にて測定することができる。
【００２１】
水性樹脂エマルジョンのｐＨは、特に限定されないが、例えば３〜１３であり、好ましくは４〜１２であり、さらに好ましくは５〜１１．５である。ｐＨが小さすぎるまたは大きすぎると強酸性または強アルカリ性となり作業時に危険を伴うからである。ｐＨは、ｐＨメーターで３０℃条件で測定することができる。
【００２２】
＜＜セシウム除染剤の使用方法＞＞
本発明のセシウム除染剤の使用方法の一例は、放射性セシウムで汚染された土壌などに散布して、放射性セシウムをセシウム除染剤に吸着させた後に土壌ごと回収することによって、セシウムを回収する方法である。本発明のセシウム除染剤は水性樹脂エマルジョンを含んでいるので、土壌中の数ｃｍの深さまで容易に浸透し、浸透した領域に存在している放射性セシウムを吸着して固定化する。そして、水分の蒸発と共に粘性が高まって土壌粒子に絡み付く。この状態では、土壌粒子もセシウム除染剤も容易には飛散しないので、吸入などによる健康被害を引き起こす恐れが極めて小さい。
【００２３】
また、本発明のセシウム除染剤は、土壌に限らず、コンクリートやアスファルトの汚染面の除染にも利用可能である。コンクリートやアスファルトの汚染は、例えば、表面にある微小な凹部に放射性セシウムが入り込むことによって生じる。そこで、コンクリートやアスファルトの表面にセシウム除染剤を散布して、表面の凹部内にセシウム除染剤を浸透させ、そのまましばらく放置して、セシウム除染剤を乾燥させると、セシウム除染剤が樹脂フィルム状になって、その汚染面側に放射性セシウムが付着する。そして、このフィルムを汚染面から引き剥がすことによって、コンクリートやアスファルトの汚染面を除染することができる。
【００２４】
本発明のセシウム除染剤の用途は、ここで例示したものに限定されず、放射性セシウムで汚染された様々な場所の除染に利用可能である。
【００２５】
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２７】
＜＜水性樹脂エマルジョンの準備＞＞
表１に示す７種類の水性樹脂エマルジョンを準備した。
ＳＢＲ及びＥＶＡ１〜ＥＶＡ４は、それぞれ、以下に示す市販品である。
ＳＢＲ：日本ゼオン社製、型式ＬＸ１１０
ＥＶＡ１：電気化学工業社製、型式＃５０
ＥＶＡ２：電気化学工業社製、型式＃５９
ＥＶＡ３：電気化学工業社製、型式＃６５
ＥＶＡ４：電気化学工業社製、型式＃７０
【００２８】
アクリル酸エステル１及び２の水性樹脂エマルジョンは、攪拌機を備え且つ温調可能なオートクレーブに水１００部、表１の原料およびドデシルベンゼンスルホン酸Ｎａを２部、過硫酸カリウム０．２部を加えて８０℃で６時間反応させることによって作製した。
【００２９】
次に、７種類の水性樹脂エマルジョンの物性を測定した。物性の測定方法は、以下の通りである。
・不揮発分：ＪＩＳ  Ｋ  ６８２８−１に準じて測定。測定条件は、条件Ｂで、温度１０５℃で加熱時間１時間とした。
・粘度：ブルックフィールド粘度計（東機産業社製、型式ＴＶＢ−３３Ｌ）で３０℃、３０ｒｐｍの条件にて測定。
・ｐＨ：ｐＨメーター（ＨＯＲＩＢＡ社製、型式Ｆ−５２）で３０℃条件で測定。
・平均粒子径：レーザー回折／散乱式粒子径分布測定装置（ＨＯＲＩＢＡ  ＬＡ−９５０）で求めた粒度分布におけるメジアン径。
・ζ電位：レーザーゼータ電位計（大塚電子社製、型式ＥＬＳ−８０００）でサンプルを水で１０万倍希釈し、１０ｍＭ  ＮａＣｌで泳動する条件で測定。
【００３０】
【表１】
2014174110.tif 000002
【００３１】
＜＜セシウム吸着能の評価＞＞
水性樹脂エマルジョンの不揮発分の質量が６０．８ｇ／Ｌ、セシウム濃度が５００ｐｐｂとなるように、実施例・比較例のサンプルと硝酸セシウム水溶液を混合し、セルロース系フィルター（孔径０．０２５μｍ）を通過した濾液につきＩＣＰ−ＭＳによりセシウム濃度を測定した。得られた結果を表２に示す。
【００３２】
表２を参照すると、ζ電位が−１０ｍＶ以下である実施例１〜３では、何れも残存セシウム濃度が低く、ζ電池が−１０ｍＶより高い比較例１〜４では、何れの残存セシウム濃度が高かった。この結果は、ζ電位とセシウム吸着能とが強く相関していることを示しており、ζ電位が低い水性樹脂エマルジョンを用いることによって優れたセシウム除染剤が得られることを示している。
【００３３】
【表２】
2014174110.tif 000003