(57)【要約】【課題】  ポリビニルアルコール製の割繊維ウェブ（Ａ）と（Ｂ）が、放射性核種捕捉材を含有するポリビニルアルコール系接着剤層を介して縦、横に直交積層されてなる、２層積層構造の割繊維不織布から成る放射性核種捕捉ネットを効率よく、しかも捕捉した放射性核種を確実に保持した状態で減容化可能な減容化方法を提供する。【解決手段】上記放射性核種捕捉ネットを６０℃以上の熱水を用いて溶解した後、水分を蒸発乾燥することにより減容化すること特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性核種捕捉ネットを減容化する方法において、
前記放射性核種捕捉ネットが、ポリビニルアルコール製の割繊維ウェブ（Ａ）と（Ｂ）とが、ポリビニルアルコール系接着剤層を介して縦、横に直交積層されて成る２層積層構造の割繊維不織布から成り、前記接着剤層を構成する接着剤が、接着樹脂成分としてポリビニルアルコール５０質量％以上を含むと共に、放射性核種捕捉材を含むポリビニルアルコール系接着剤であり、
前記放射性核種捕捉ネットを６０℃以上の熱水を用いて溶解した後、水分を蒸発乾燥することにより減容化すること特徴とする放射性核種捕捉ネットの減容化方法。
【請求項２】
前記放射性核種捕捉ネットを構成するポリビニルアルコール及び／又は接着樹脂成分を構成するポリビニルアルコールが、９９．０〜９９．９モル％の鹸化率で鹸化されたものである請求項１記載の減容化方法。
【請求項３】
前記放射性核種捕捉ネットを折畳んだ後、９０℃以上の熱水に浸漬して放射性核種捕捉ネットを溶解する請求項１又は２記載の減容化方法。
【請求項４】
前記放射性核種捕捉ネットに１００〜１３０℃の水蒸気を噴霧して放射性核種捕捉ネットを溶解する請求項１又は２記載の減容化方法。
【請求項５】
浸漬又は水蒸気噴霧により水分を含んだ放射性核種ネットを圧縮した後、水分を蒸発乾燥する請求項３又は４記載の減容化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性セシウム等の放射性核種による汚染からの農作物の保護や、放射性核種による種々の汚染物の除染等に使用される放射性核種捕捉ネットの減容化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セシウム分離、回収技術は、例えば使用済み燃料の再処理施設のような原子力利用に関連した施設から発生する硝酸や硝酸ナトリウムを主成分として含む廃液中の放射性セシウムの分離、回収、放射性セシウムに汚染された牛乳などの飲料からの放射性セシウムの除去、廃地熱水中に含まれるセシウムの回収などに適用でき、極めて重要な技術である。
現在、原子力分野の多くの部門において、放射性セシウムの回収及び除去が種々の方法で検討されている。
放射性セシウムは、ウラン２３５などの核分裂反応によって生成し、セシウム１３７（半減期：３０.０４年）、セシウム１３４（半減期：２.０６年）などが知られているが、特にセシウム１３７は半減期が長く、かつアルカリ金属であるため溶出しやすく、原子力施設の各種廃液に含まれ、その効果的な除去方法が望まれている。
【０００３】
放射性セシウムの除去方法としては、例えば（１）蒸発分離方法、（２）イオン交換体であるイオン交換樹脂やゼオライトを用いたイオン交換吸着法、（３）フェロシアン化金属化合物による共沈法、（４）フェロシアン化金属化合物を担持したゼオライト吸着法などが知られているが、蒸発分離法では、全液を蒸発させる必要があり、その際飛沫同伴によるセシウムの漏出、イオン交換法では共存塩による妨害、共沈法ではフェロシアン化金属化合物がゼラチナスなため、操作性が悪いなど、いずれも種々の問題点をかかえている。
【０００４】
セシウム分離材としては、従来、多孔性樹脂細孔内にヘキサシアノ鉄（II）酸銅を担持させたものが知られているが（例えば特許文献１参照）、このようなセシウム分離材は、カラムに充填し、セシウムを含む水溶液を通液して、該セシウムを吸着除去する方式では有効であるが、該セシウム分離材を、不織布や編織布などの布帛に担持して使用することは困難である。
【０００５】
一方、近年プルシアンブルー（紺青）が、セシウム捕捉能を有することが見出され、プルシアンブルーで染めた綿布や不織布がセシウムを効果的に捕捉し得ることが確認されている。そして、このプルシアンブルーは様々な用途に利用されるため、そのナノ粒子化の研究が進められ、特許文献２には、プルシアンブルー型金属錯体ナノ粒子の製造方法、及びそれにより得られるプルシアンブルー型金属錯体ナノ粒子と、その分散液が開示されているが、このようなプルシアンブルー型金属錯体ナノ粒子の分散液を用いて染めた綿布や不織布を作製する場合、新たに染色工程が必要となり、また、プラスチックフィルムに適用する場合、はじきが生じ、染色できないという問題が生じる。
【０００６】
このような問題を解決するために、本出願人は、割繊維不織布に使用されるポリビニルアルコール系接着剤に各種の放射性核種捕捉材を含有させて成る放射性核種捕捉ネットを提案した（特願２０１１−２２８５２９号）。
かかる放射性核種捕捉ネットは、従来、農業用被覆材等に用いられていた割繊維不織布を用い、簡単な操作で放射性核種捕捉性能を付与することが可能であり、放射性セシウムや放射性ストロンチウムなどの放射性核種による汚染からの農作物の保護や、放射性核種による種々の汚染物の除染などに効果的に利用することができる。しかも放射性核種をその濃度にもかかわらず効率よく捕捉することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１７３８３２号公報
【特許文献２】ＷＯ２００８／０８１９２３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、放射性核種を捕捉するために使用された放射性核種捕捉ネットをそのまま廃棄するのは、取扱性や経済性などの観点から望ましくなく、廃棄に際して減容化することが望まれている。
また放射性核種捕捉ネットで捕捉された放射性核種を、放射性核種捕捉ネットから離脱させることなく、減容化された放射性核種捕捉ネットと共に廃棄できれば安全である。
従って本発明の目的は、放射性核種捕捉ネットを効率よく、しかも捕捉した放射性核種を確実に保持した状態で減容化可能な減容化方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、放射性核種捕捉ネットを減容化する方法において、前記放射性核種捕捉ネットが、ポリビニルアルコール製の割繊維ウェブ（Ａ）と（Ｂ）とが、ポリビニルアルコール系接着剤層を介して縦、横に直交積層されて成る２層積層構造の割繊維不織布から成り、前記接着剤層を構成する接着剤が、接着樹脂成分としてポリビニルアルコール５０質量％以上を含むと共に、放射性核種捕捉材を含むポリビニルアルコール系接着剤であり、前記放射性核種捕捉ネットを６０℃以上の熱水を用いて溶解した後、水分を蒸発乾燥することにより減容化すること特徴とする放射性核種捕捉ネットの減容化方法が提供される。
【００１０】
本発明の放射性核種捕捉ネットの減容化方法においては、
１．前記放射性核種捕捉ネットを構成するポリビニルアルコール及び／又は接着樹脂成分を構成するポリビニルアルコールが、９９．０〜９９．９モル％の鹸化率で鹸化されたものであること、
２．放射性核種捕捉ネットを折畳んだ後、９０℃以上の熱水に浸漬して放射性核種捕捉ネットを溶解すること、
３．放射性核種捕捉ネットに１００〜１３０℃の水蒸気を噴霧して放射性核種捕捉ネットを溶解すること、
４．浸漬又は水蒸気噴霧により水分を含んだ放射性核種ネットを圧縮と同時に又は圧縮後に、水分を蒸発乾燥すること、
が好適である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明で減容化の対象となる放射性核種捕捉ネットは、割繊維ウェブ及び接着剤が水溶性のポリビニルアルコールを主成分とするものであることから、この放射性核種捕捉ネットを６０℃以上の熱水と接触させることにより容易に溶解し、水分を蒸発乾燥させることにより容易に減容化することができることを見出した。
本発明の減容化方法においては、簡単な操作で効率よく減容化できるため、取扱性や経済性に優れている。
また使用済み放射性核種捕捉ネットの減容化処理に際して、捕捉された放射性核種を保持した状態で減容化できるため、放射性核種の分離を容易に行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（放射性核種捕捉ネット）
本発明の減容化方法は、特定の放射性核種捕捉ネットが有する特性を利用して成る減容化方法であり、この特定の放射性核種捕捉ネットを構成する割繊維不織布は、ポリビニルアルコール製の割繊維ウェブ（Ａ）と（Ｂ）とが、ポリビニルアルコール系接着剤層を介して縦、横に直交積層されてなる、２層積層構造の割繊維不織布であって、前記接着剤層を構成する接着剤が、接着樹脂成分としてポリビニルコール５０質量％以上を含むと共に、放射性核種捕捉材を含むポリビニルアルコール系接着剤であることが重要な特徴である。
【００１３】
［割繊維ウェブ（Ａ）及び（Ｂ）］
当該割繊維不織布において、（Ａ）及び（Ｂ）層として用いられる割繊維ウェブは、ポリビニルアルコール（以下、「ＰＶＡ」と略記することがある。）から作製されたウェブである。
前記ＰＶＡは、ポリ酢酸ビニルを実質上完全鹸化することにより得られるものであるが、本発明においては、鹸化率が９９．０〜９９．９モル％の範囲にある、低鹸化率のＰＶＡを好適に用いることができる。これにより、比較的低温でＰＶＡを溶融することが可能になり、操作性、経済性などの点で優れている。尚、ＰＶＡには製膜性を向上させるために、通常可塑剤としてグリセリンが、少量含まれている。
前記ＰＶＡ製割繊維ウェブ（Ａ）及び（Ｂ）は、例えば下記のようにして作製することができる。
まず、可塑剤としてグリセリンを含むＰＶＡフィルムを従来公知の方法により製膜したのち、長尺方向に約４倍以上になるように一軸延伸しながら、次いでこの延伸フィルムをスプリット（割繊）加工によりネット状にすると共に高温熱処理によって寸法固定を行う。
前記一軸延伸処理方法に特に制限はないが、可塑剤としてグリセリンを含むＰＶＡのガラス転移温度以上、融解温度未満の適当な温度で、ロール間速度差によって一軸延伸を行うのがよい。これにより分子配向が延伸方向に整列し、次のスプリット加工が容易になる。また、スプリット加工には、既知の各種スプリッターを適宜使用することができる。
なお、ＰＶＡフィルム製膜時に、可塑剤のグリセリンと共に、耐候性をより優れたものにするために、所望により紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤及び酸化防止剤などを適宜加えることができる。
【００１４】
［割繊維不織布の作製］
当該割繊維不織布は、前記のようにして得られたＰＶＡ製割繊維（Ａ）と（Ｂ）とを、接着剤層を介して縦、横に直交積層することにより、作製することができる。なお、上記縦とは長尺方向を指し、横とは幅方向を指す。
本発明においては、割繊維ウェブ（Ａ）及び（Ｂ）の厚さは、それぞれ独立に１０〜７０μｍの範囲であることが好ましい。
このようにして作製された本発明における２層積層構造を有する割繊維不織布Ｉの原反は、通常長さが８０〜１２０ｍ程度で、幅は１〜３ｍ程度である。さらに実際の現場に展張する時は広幅が必要とされる場合もあり、その時は幅つぎ加工により、３０ｍの幅も可能である。
【００１５】
［接着剤層］
当該割繊維不織布は、前述した割繊維ウェブ（Ａ）と、割繊維ウェブ（Ｂ）とが、接着剤層を介して縦、横に直交積層されてなる２層積層構造を有しており、上記接着剤層を構成する接着剤としては、接着樹脂成分としてＰＶＡ５０質量％以上を含むと共に、放射性核種捕捉材を含むＰＶＡ系接着剤を用いることが必要である。
このように、接着樹脂成分として、ＰＶＡ５０質量％以上を含むＰＶＡ系接着剤を用いることにより、得られる割繊維不織布は、吸湿性が向上し、減容化のために供給された水分を効率よく吸収する。このＰＶＡ系接着剤としては、通常水性接着剤が用いられる。
なお、さらに強い接着強度を必要とする場合には、接着樹脂成分として、ポリ酢酸ビニル系（変性ＰＶＡ系）又はポリウレタン系を５０質量％以下、好ましくは３０質量％以下の割合で含むＰＶＡ系接着剤を用いることができる。ＰＶＡ系接着剤にポリ酢酸ビニル系（変性ＰＶＡ系）接着剤又はポリウレタン系接着剤を配合して、ポリ酢酸ビニル（変性ＰＶＡ）、ポリウレタンを含むＰＶＡ系接着剤を調製する場合、該ポリ酢酸ビニル系（変性ＰＶＡ系）接着剤及び該ポリウレタン系接着剤としては、通常水性接着剤が好ましい。
当該接着剤層の接着剤純分塗布量は、通常０.５〜１０ｇ／ｍ2程度、好ましくは１.０〜８ｇ／ｍ2である。
【００１６】
［放射性核種捕捉材］
当該割繊維不織布において、ＰＶＡ系接着剤に含有させる放射性核種捕捉材としては、これに限定されないが、例えばプルシアンブルー（紺青）粒子、ヘキサシアノ鉄（II）酸銅担持多孔性担体粒子、雲母粒子、ゼオライト粒子、ボロシリケートゼオライト粒子、カオリン粒子、ベントナイト粒子、微細藻類、イオン交換樹脂、リンモリブデン酸アンモニウム、及びクラウンエーテルの中から選ばれる少なくとも１種を用いることができる。これらの放射性核種捕捉材の粒径は、ＰＶＡ系接着剤中への分散性及び表面積の観点から小さいほど好ましい。
放射性核種としては、例えばセシウム１３７、セシウム１３４などの放射性セシウム、マンガン５４、コバルト６０、放射性ストロンチウム、ヨウ素１３１などが挙げられる。
【００１７】
このようにして得られる、本発明の減容化方法の対象となる放射性核種捕捉ネットは、放射性セシウムや放射性ストロンチウムなどの放射性核種による汚染からの農作物の保護や、放射性核種による種々の汚染物の除染などに有用であり、例えば放射性核種からの農作物の保護として、ベタがけやカーテン用などとして用いられ、また水田、耕地、田畑の除染や、道路、側溝、校庭、グランド、芝生、家屋屋根、壁などの除染、さらにはフィルターとして汚染水の除染等に用いることができる。
【００１８】
（減容化方法）
上述した放射性核種捕捉ネットの減容化方法は、放射性核種捕捉ネットを６０℃以上の熱水を用いて溶解、具体的には熱水に浸漬又は水蒸気を噴霧することにより溶解した後、水分を蒸発乾燥することにより減容化することが重要な特徴である。
すなわち、前述した通り、本発明において減容化の対象となる放射性核種捕捉ネットの主成分であるＰＶＡは水に可溶であり、また放射性核種捕捉ネットは、割繊維ウェブを接着剤層を介して縦、横に直交積層されて成る２層積層構造の割繊維不織布から成り、繊維間及びウェブ間に空間が形成されていることから、表面積が大きく、供給された熱水と効率よく接触して溶解される。次いでこの溶解物中の水分を蒸発乾燥させることにより、捕捉した放射性核種を保持し、減容化されたＰＶＡの塊が得られる。
尚、水分の供給量にもよるが、水分の蒸発乾燥に際して水分の全てを蒸発乾燥させるのに長時間を要する場合には、余剰の水分を一旦分離してもよいが、水分中に捕捉した放射性核種が存在するおそれがあるので水分から放射性核種を分離した後、排水することは言うまでもない。
【００１９】
［浸漬］
放射性核種捕捉ネットを熱水中に浸漬することにより減容化する方法においては、９０℃以上、特に９５〜１００℃の熱水を用いることが好適である。
放射性核種捕捉ネットは、その大きさにもよるが、折畳むこと自体で減容化でき、浸漬に要するスペースも小さくなることから、折畳んで熱水中に浸漬することが望ましい。尚、折畳まない状態或いは折畳まずに圧縮した状態は、内方に位置するウェブにも熱水が接触しやすいことから処理時間を短縮することもできるので、減容化の対象となる放射性核種捕捉ネットの大きさにより、浸漬させる放射性核種捕捉ネットの浸漬形態を適宜決定することが望ましい。
また浸漬に使用する熱水の量は、放射性核種捕捉ネットが完全に浸る量であればよく、多すぎると水分の蒸発乾燥効率が低下することから、減容化する放射性核種捕捉ネットの見掛け容積の７０〜１１０％の量であることが望ましい。
更に浸漬時間は、放射性核種捕捉ネットの大きさ、浸漬形態、或いは熱水の温度及び量によって一概に決定することができないが、放射性核種捕捉ネット  １ｋｇ当りに対して
０．５〜２  時間程度浸漬することが望ましい。
【００２０】
［水蒸気噴霧］
放射性核種捕捉ネットに水蒸気を噴霧することにより減容化する方法においては、１００〜１３０℃の水蒸気を放射性核種捕捉ネットに吹き付けることが好適である。
水蒸気噴霧による場合は、より高温の水分を放射性核種捕捉ネットに供給することができるが、ネットの内方に位置するウェブに熱水を供給するためには、折畳まない状態で水蒸気を均一に噴霧することが望ましい。
水蒸気の噴霧量は  放射性核種捕捉ネットの大きさ及び形態、或いは水蒸気の温度及び量によって一概に決定することができないが、放射性核種捕捉ネット１ｍ２当り２００〜
１０００ｍｌの量で噴霧することが望ましい。
【００２１】
［蒸発乾燥］
本発明においては、熱水を用いて放射性核種捕捉ネットを溶解した後、溶解するために供給した水分を蒸発乾燥させることが必要である。この水分中には、放射性核種捕捉ネットにより捕捉した放射性核種が存在するおそれがあるので、廃液とするのではなく、水分のみを分離除去すべく、蒸発乾燥させることが望ましい。
蒸発乾燥の方法としては、従来より水分の蒸発乾燥に用いられていた手法を採用することができ、天日乾燥や、電気或いはガスエネルギーを利用した各種乾燥機を利用することができる。
蒸発乾燥させるに際して、水分を含んだ放射性核種捕捉ネットは予め圧縮するか、或いは蒸発乾燥と同時に圧縮し、放射性核種捕捉ネット内方から浸透した水分を分離してもよく、これにより蒸発乾燥効率を向上させることができる。
蒸発乾燥の程度は、蒸発乾燥の方法、供給された水分量等によって異なり、一概に規定できないが、後述する減容化率が６０％に達する程度まで乾燥することが好ましい。
【００２２】
［減容化率］
本発明の減容化方法においては、減容化の対象となる放射性核種捕捉ネットの容積Ｖ０、質量Ｍ０を基準とし、熱水による溶解、蒸発乾燥後の減容化処理後の容積Ｖ１、質量Ｍ１とすると、下記式（１）
減容化率（１）（％）＝｛（Ｖ０−Ｖ１）／Ｖ０｝×１００  ・・・（１）
から算出される見かけ容積による減容化率（１）が３５〜７５％の範囲にあり、及び減容化処理前の放射性核種捕捉ネットをランダムに圧縮した状態（折畳まずに、くしゃくしゃに丸めて圧縮した状態）の容積Ｖ０’、減容化処理後の放射性核種捕捉ネット中の残存水分を排除した排除容積Ｖ２とすると、下記式（２）
減容化率（２）（％）＝｛（Ｖ０’−Ｖ２）／Ｖｏ’｝×１００  ・・・（２）
から算出される排除容積による減容化率（２）が３５〜７５％の範囲となるように減容化されていることが好ましい。
また減容化処理に賦する前の折畳んだ状態の放射性核種捕捉ネットの嵩密度（Ｍ０／Ｖ０）が０．２〜０．４（ｇ／ｃｍ３）の範囲にあり、減容化処理後の嵩密度（Ｍ１／Ｖ２）が０．３〜１．１（ｇ／ｃｍ３）の範囲にあることが好ましい。
【実施例】
【００２３】
次に、本発明を実施例により説明するが、本発明は、これらの例によって限定されるものではない。
なお、本実施例においては、セシウム捕捉材であるゼオライトを含有したＰＶＡ系接着剤を使用して後述する方法により放射性核種捕捉ネットを作製し、使用することなく減容化処理に賦するが、使用済み（放射性核種捕捉済み）の放射性捕捉ネットにおいても同様の結果が得られる。
【００２４】
［放射性核種捕捉ネット試料の製造］
（１）表１に示すフィルム原料を用い、表２に示す延伸倍率、延伸温度、熱処理温度、巻取速度の条件で、各縦、横用の一軸延伸ウェブＡ，Ｂ，Ｃを作製した。
（２）上記（１）で得られた延伸ウェブを、積層機で縦、横方向から供給しながら、放射性核種捕捉材としてのゼオライト配合のＰＶＡ系接着剤で接着し、表２に示す加工速度、接着剤の乾燥温度の条件にて、純分３．０ｇ／ｍ2のゼオライトを有する、幅２ｍの割繊維不織布Ａ，Ｂ，Ｃを作製した。それら縦２ｍ、横２ｍの割繊維不織布を各々１２８重に折り畳んで縦２５ｃｍ、横１２．５ｃｍ、高さ３ｃｍの割繊維不織布Ａ，Ｂ，Ｃを作製して試料に供した。
作製された割繊維不織布からなる試料Ａ，Ｂ，Ｃの形状（寸法）、容積Ｖ０（ｃｍ３）、質量Ｍ０（ｇ）、嵩密度Ｍ０／Ｖ０（ｇ／ｃｍ３）を表３に示す。尚、ＰＶＡの密度は１．３（ｇ／ｃｍ３）で算出した。
【００２５】
【表１】
2014206477.tif 000002
【００２６】
【表２】
2014206477.tif 000003
【００２７】
【表３】
2014206477.tif 000004
【００２８】
［減容化処理方法］
表４に示す条件で、試料Ａ，Ｂ，Ｃを熱水中に浸漬或いは水蒸気噴霧処理を行った後、９０℃の恒温層で１時間乾燥した後、室内で２４時間放置乾燥し、次いで天日干し乾燥を２４時間行った。尚、浸漬処理に用いた水槽の底面積は６００ｃｍ２であった。
減容化処理後の試料について、形状（寸法）、容積Ｖ１（ｃｍ３）、排除容積Ｖ２（ｃｍ３）、質量Ｍ１（ｇ）、嵩密度Ｍ１／Ｖ２（ｇ／ｃｍ３）、減容化率（％）を表４に示す。
尚、比較例として、試料Ａをランダムに圧縮した状態（折畳まずに、くしゃくしゃに丸めて圧縮した状態）の廃棄屑について減容化処理を施すことなく、形状（寸法）、容積Ｖ０（ｃｍ３）、排除容積Ｖ０’（ｃｍ３）、質量Ｍ０（ｇ）、質量Ｍ１（ｇ）、嵩密度Ｍ０／Ｖ０（ｇ／ｃｍ３）、嵩密度Ｍ１／Ｖ２（ｇ／ｃｍ３）を表３及び表４に併せて示す。
【００２９】
【表４】
2014206477.tif 000005
【００３０】
［考察］
本発明の減容化方法においては、減容化率（１）及び（２）が８％以上、特に３５％以上であり、最も好適には７０％程度まで容積を減らすことができた。また鹸化率が低いＰＶＡを用いてなる放射性核種捕捉ネット（実施例５〜８）では、減容化率（１）を７０％にまで上げることができると共に、６０℃という低温の熱水に浸漬した場合でも５０％以上容積を減らすことができた。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の放射線核種捕捉ネットの減容化方法は、放射性核種捕捉ネットを簡単な操作で効率よく減容化できると共に、使用済み（放射性核種捕捉済み）の放射性捕捉ネットに捕捉された放射線核種を確実に保持した状態で減容化することができる。このため、放射性核種の分離を容易に行うこともでき、使用済み放射性核種捕捉ネットの減容化方法として有効に利用できる。