(57)【要約】【課題】水等の液体や空気等の気体中に存在する各種の化学物質を吸着及び除去するのに有用な繊維複合体を提供する。【解決手段】イオン交換繊維を含み、イオン交換繊維が、組成物１００重量％中にアクリロニトリル３０重量％以上を含むモノマー組成物を重合したアクリル系ポリマー１００重量部にイオン交換性置換基を導入したポリマーＡと、アクリル系ポリマー１００重量部に対して１重量部以上１００重量部以下のエポキシ基含有ポリマーにイオン交換性置換基を導入したポリマーＢとを含み、前記イオン交換性置換基は、いずれも、アミン化合物との反応により導入される、アミン化合物に由来するイオン交換性置換基である繊維複合体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン交換繊維を含む繊維複合体であって、
前記イオン交換繊維が、組成物１００重量％中にアクリロニトリル３０重量％以上を含むモノマー組成物を重合したアクリル系ポリマー１００重量部にイオン交換性置換基を導入したポリマーＡと、前記アクリル系ポリマー１００重量部に対して１重量部以上１００重量部以下のエポキシ基含有ポリマーにイオン交換性置換基を導入したポリマーＢとを含み、前記イオン交換性置換基は、いずれも、アミン化合物との反応により導入される、アミン化合物に由来するイオン交換性置換基である繊維複合体。
【請求項２】
前記イオン交換繊維と前記イオン交換繊維以外の繊維とを含み、前記イオン交換繊維以外の繊維が、天然繊維、再生繊維、半合成繊維及び前記イオン交換繊維以外の合成繊維よりなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載の繊維複合体。
【請求項３】
前記イオン交換繊維の繊維形態が、ステープル、フィラメント及びショートカットファイバーよりなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１又は２に記載の繊維複合体。
【請求項４】
織物、編物、詰め物、繊維集合物又は紙の形態である請求項１〜３のいずれか１項に記載の繊維複合体。
【請求項５】
前記繊維集合物の形態を有する繊維複合体であって、前記繊維集合物が不織布又は組み紐である請求項４に記載の繊維複合体。
【請求項６】
前記アクリル系ポリマーが、そのモノマー組成物１００重量％中にアクリロニトリル３０重量％以上７０重量％以下、ハロゲン含有ビニリデンモノマー及び／又はハロゲン含有ビニルモノマー３０重量％以上７０重量％以下、並びにこれらと共重合可能なビニル系モノマー０重量％以上１０重量％以下を含むモノマー組成物を重合したモダアクリル系ポリマーである請求項１〜５のいずれか１項に記載の繊維複合体。
【請求項７】
前記アミン化合物が、１分子中の全アミノ基数が１であるアミン化合物、１分子中の全アミノ基数が２以上であるアミン化合物、及びアミノ基の他に少なくとも１つの極性置換基を有するアミン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜６のいずれか１項に記載の繊維複合体。
【請求項８】
前記アミン化合物が１級アミンを含む請求項７に記載の繊維複合体。
【請求項９】
前記イオン交換繊維が、前記ポリマーＡの内部、前記ポリマーＢの内部及び前記ポリマーＡと前記ポリマーＢとの間よりなる群から選ばれる少なくとも１つの位置に架橋構造を有している請求項１〜８のいずれか１項に記載の繊維複合体。
【請求項１０】
前記イオン交換繊維が、繊維強度が０．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、イオン交換容量が０．８ｍｍｏｌ／ｇ以上である請求項１〜９のいずれか１項に記載の繊維複合体。
【請求項１１】
化学物質を吸着するために用いられる請求項１〜１０のいずれか１項に記載の繊維複合体。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の繊維複合体と、化学物質を含む液体及び／又は化学物質を含む気体とを接触させる化学物質の除去方法。
【請求項１３】
前記繊維複合体を含む吸着体と、化学物質を含む液体及び／又は化学物質を含む気体とを接触させる請求項１２に記載の化学物質の除去方法。
【請求項１４】
前記吸着体がモジュール又はカートリッジの形態である請求項１３に記載の化学物質の除去方法。
【請求項１５】
前記化学物質がイオン性化学物質であり、前記イオン性化学物質が、ハロゲン化物イオン、ポリハロゲン化物イオン、オキソ酸イオンから選ばれる陰イオン、周期表３族から１６族に属する重金属元素のイオン及び錯イオン、並びに、ランタニド及びアクチニドに属する重金属元素のイオン及び錯イオンよりなる群から選ばれる少なくとも１つのイオンを含む請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の化学物質の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維複合体及び化学物質の除去方法に関する。より詳しくは、本発明は、実用上十分な繊維強度とイオン交換容量とを持つイオン交換繊維を含む繊維複合体、及びその利用に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、世界的な人口増加、及び工業化が進む中、様々な化学物質を含む排水の効率的な処理方法、再利用方法が求められている。このため様々な水処理法が開発され、使用されている。このような方法としては、例えば活性炭やイオン交換体を用いた固相吸着法や、中空糸膜を利用した分離法、電気透析等の技術を利用した電気化学的方法、凝集沈殿法、共沈法、活性汚泥法等が挙げられる。これらの方法は処理の対象とする排水の水質や水量により使い分けられているが、中でも固相吸着法は環境負荷が小さく、操作性に優れる方法である。
【０００３】
固相吸着法に用いられる吸着体の形状も多種多様であるが、中でも、イオン交換繊維はビーズ状のイオン交換樹脂に比べて比表面積が大きいため、一般的に吸着速度に優れている。また、イオン交換繊維は、不織布や織布、糸状、モール状等、任意の形態に加工することが可能である。このような特性に着目し、これまで様々な繊維状吸着体が開発されてきた。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ピロ燐酸銅めっき工程から排出される排水を、ポリエチレンポリアミノ基を有する弱塩基性アニオン交換繊維で処理して排水中の銅イオンを吸着及び除去する方法が示されている。しかしながら、この方法は銅イオンの除去のみを対象としており、水中に存在する他の様々な化学物質を吸着及び除去できる技術が望まれていた。
【０００５】
また、別のイオン交換繊維としては、例えば、アクリル系繊維をアミン化合物で処理し、架橋構造とアミノ基を同時に導入して得られるアミノ基含有繊維が知られている（特許文献２参照）。特許文献２によれば、アクリル系繊維としては通常の繊維以外にも、塩化ビニル等を共重合した耐薬品性の高いモダアクリル系繊維を使用することができるとの記載があるが、実施例にはモダアクリル系繊維の記載は無い。また、実際にモダアクリル系繊維を使用すると、反応時に副反応として起こる脱ハロゲン化水素反応の影響で繊維強度が低下し、実用上の加工及び使用に耐えうるイオン交換繊維が得られないという課題があった。
【０００６】
また、別のイオン交換繊維として、モダアクリル系ポリマーとエポキシ基含有ポリマーとをポリマーブレンドして得られる繊維にカチオン交換基又はアニオン交換基を導入したイオン交換繊維が知られている（特許文献３参照）。特許文献３に開示の方法によれば、モダアクリル系繊維を使用してイオン交換繊維を作ることができる。しかしながら、この方法では置換基の導入はエポキシ基に対してのみ進行するため、導入できるイオン交換性置換基の量に限界があり、イオン交換容量の向上が望まれていた。
【０００７】
上記したイオン交換繊維以外にも、例えば、ハロアルキル基を有する芳香族架橋共重合体を、所定量の水及び無機塩の存在下でアミンと反応させることにより得られる陰イオン交換樹脂（特許文献４参照）、ポリビニルアルコールに１〜４級アミンを導入したイオン交換繊維（特許文献５参照）、所定量のカリウム塩型カルボキシル基を含有し、かつ架橋構造を有するポリマー（特許文献６参照）、キトサン分子間を特定の構造で架橋したポリマー（特許文献７参照）、アクリル系繊維に所定量のカルボキシル基を導入したカチオン交換繊維（特許文献８参照）、側鎖にアミノ基を有するポリオレフィン系繊維であるアミン型陰イオン交換繊維（特許文献９参照）、中空糸膜フィルタからなるろ過層と、イオン交換繊維を含む脱塩層とを設けたろ過脱塩装置（特許文献１０参照）等が提案されている。しかしながら、特許文献１〜１０で使用されるいずれのイオン交換樹脂又はイオン交換繊維も、化学物質を吸着して除去する性能には改良の余地が残されている。
【０００８】
一方、原子力発電所、特に原子炉の冷却系や排気系において、核燃料棒にピンホール等の破損があると、129Ｉや131Ｉ等の核分裂生成物が排出される。このうち、129Ｉは半減期が１０７年ときわめて長いが、排出量が少量で且つエネルギーも低いという特徴を有している。他方、131Ｉは半減期が８日と短いが、排出量が多く、エネルギーが高いという特徴を有している。したがって、原子炉の排水・排気系においてもっとも危険な核分裂生成物は、131Ｉであり、原子力施設における測定評価の対象になっている。
【０００９】
また、使用済み核燃料再処理施設においては、原子力施設から使用済みの核燃料が運び込まれるまでには長い日時が経過しており、半減期の短い131Ｉの存在量は少ないが、半減期の長い129Ｉは多量に存在する。原子力施設から排出される放射性ヨウ素の主たる化学形は、ヨウ素（Ｉ2）、ヨウ化水素酸（ＨＩ）、ヨウ化メチル（ＣＨ3Ｉ）の３種類と言われている。この中で、非イオン性のヨウ化メチルが、最も除去しにくい。
【００１０】
従来、原子力施設から排出される放射性ヨウ素を除去する方法としては、次の方法が用いられている。
（ａ）ヨウ化カリウム（ＫＩ）を添着したアルカリ添着活性炭を大量に使用して、放射性ヨウ素である131Ｉを非放射性のヨウ素と同位体交換することによって捕集する。
（ｂ）ヨウ素含有気体又は液体を、トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）を添着した添着活性炭や強塩基性アニオン交換体に接触させて、３級アミノ基とヨウ化メチルとを反応させることによって除去する。
（ｃ）ヨウ素含有気体又は液体を、銀ゼオライトに接触させて、ヨウ化銀として捕集する。
【００１１】
このうち、ヨウ化メチルの除去については、上記（ｂ）及び（ｃ）の除去技術が適用される。また、ヨウ化水素酸は酸性であるので、アルカリ添着活性炭や強塩基性アニオン交換体で除去することができる。更に分子状のヨウ素（Ｉ2）を除去する方法としては、ＫＩに吸収させる方法や、ポリビニルピロリドンをグラフト重合した高分子素材を用いる方法等がある。
【００１２】
しかしながら、上記に示すヨウ化カリウムやＴＥＤＡを添着した添着活性炭を使用する方法は、大量の活性炭を必要とするためにコストが高くなると同時に、使用した後の活性炭の処理が問題となる。また、銀ゼオライトを使用する方法は、銀ゼオライトが高価であると同時に、脱水や１５０℃での加熱が必要なこと等、プロセスが複雑で、且つ放射性ヨウ素の除去率が満足できるものではなかった。
【００１３】
更に大きな問題は、ヨウ素（Ｉ2）やヨウ化水素酸等のイオン性物質とヨウ化メチルのような非イオン性物質とは、除去方法が全く異なり、これらが混在する系から放射性ヨウ素を完全に除去するためには、両方の技法を組合せて用いなければならず、除去方法が複雑になるという点であった。
このように、排水中の各種化学物質は勿論のこと、放射性ヨウ素化合物といった化学物質をも効率良く吸着及び除去できるようなイオン交換繊維及び水中の化学物質の吸着及び除去方法が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開昭５２−２３８６１号公報
【特許文献２】特開２００９−７７２８号公報
【特許文献３】特開昭５５−５００３２号公報
【特許文献４】特開平９−１５００６６号公報
【特許文献５】特開昭６２−２３８３３７号公報
【特許文献６】特開２００１−１１３２０号公報
【特許文献７】特開平６−２２７８１３号公報
【特許文献８】特開平１−２３４４２８号公報
【特許文献９】特開２００６−９５４０５号公報
【特許文献１０】特開平３−２３８０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、実用上十分な繊維強度とイオン交換容量とを持つイオン交換繊維を含み、水等の液体や空気等の気体中に存在する各種の化学物質を吸着及び除去するのに有用な繊維複合体、及びそれを用いる化学物質の除去方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、実用上十分な繊維強度とイオン交換容量とを持つ所定のイオン交換繊維を用いて繊維複合体を構成することにより、目的に叶う繊維複合体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、下記（１）〜（１１）の繊維複合体及び下記（１２）〜（１５）の化学物質の除去方法を提供する。
【００１７】
（１）イオン交換繊維を含む繊維複合体であって、イオン交換繊維が、組成物１００重量％中にアクリロニトリル３０重量％以上を含むモノマー組成物を重合したアクリル系ポリマー１００重量部にイオン交換性置換基を導入したポリマーＡと、アクリル系ポリマー１００重量部に対して１重量部以上１００重量部以下のエポキシ基含有ポリマーにイオン交換性置換基を導入したポリマーＢとを含み、イオン交換性置換基は、いずれも、アミン化合物との反応により導入される、アミン化合物に由来するイオン交換性置換基である繊維複合体。
【００１８】
（２）イオン交換繊維とイオン交換繊維以外の繊維とを含み、イオン交換繊維以外の繊維が、天然繊維、再生繊維、半合成繊維及びイオン交換繊維以外の合成繊維よりなる群から選ばれる少なくとも１種である上記（１）の繊維複合体。
（３）イオン交換繊維の繊維形態が、ステープル、フィラメント及びショートカットファイバーよりなる群から選ばれる少なくとも１種である上記（１）又は（２）の繊維複合体。
【００１９】
（４）織物、編物、詰め物、繊維集合物又は紙の形態である上記（１）〜（３）のいずれかの繊維複合体。
（５）繊維集合物の形態を有する繊維複合体であって、繊維集合物が不織布又は組み紐である上記（４）の繊維複合体。
【００２０】
（６）アクリル系ポリマーが、そのモノマー組成物１００重量％中にアクリロニトリル３０重量％以上７０重量％以下、ハロゲン含有ビニリデンモノマー及び／又はハロゲン含有ビニルモノマー３０重量％以上７０重量％以下、並びにこれらと共重合可能なビニル系モノマー０重量％以上１０重量％以下を含むモノマー組成物を重合したモダアクリル系ポリマーである上記（１）〜（５）のいずれかの繊維複合体。
【００２１】
（７）アミン化合物が、１分子中の全アミノ基数が１であるアミン化合物、１分子中の全アミノ基数が２以上であるアミン化合物、及びアミノ基の他に少なくとも１つの極性置換基を有するアミン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種である上記（１）〜（６）のいずれかの繊維複合体。
（８）アミン化合物が１級アミンを含む上記（７）の繊維複合体。
【００２２】
（９）イオン交換繊維が、ポリマーＡの内部、ポリマーＢの内部及びポリマーＡとポリマーＢとの間よりなる群から選ばれる少なくとも１つの位置に架橋構造を有している上記（１）〜（８）のいずれかの繊維複合体。
（１０）イオン交換繊維が、繊維強度が０．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、イオン交換容量が０．８ｍｍｏｌ／ｇ以上である上記（１）〜（９）のいずれかの繊維複合体。
（１１）化学物質を吸着するために用いられる上記（１）〜（１０）のいずれかの繊維集合体。
【００２３】
（１２）上記（１）〜（１０）のいずれかの繊維複合体と、化学物質を含む液体及び／又は化学物質を含む気体とを接触させる化学物質の除去方法。
（１３）繊維複合体を含む吸着体と、化学物質を含む液体及び／又は化学物質を含む気体とを接触させる上記（１２）の化学物質の除去方法。
（１４）吸着体がモジュール又はカートリッジの形態である上記（１３）の化学物質の除去方法。
【００２４】
（１５）化学物質がイオン性化学物質であり、イオン性化学物質が、ハロゲン化物イオン、ポリハロゲン化物イオン、オキソ酸イオンから選ばれる陰イオン、周期表３族から１６族に属する重金属元素のイオン及び錯イオン、並びに、ランタニド及びアクチニドに属する重金属元素のイオン及び錯イオンよりなる群から選ばれる少なくとも１つのイオンを含む上記（１２）〜（１４）のいずれかの化学物質の除去方法。
【発明の効果】
【００２５】
実用上十分な繊維強度とイオン交換容量とを持つ所定のイオン交換繊維を含む本発明の繊維複合体は、実用上十分なイオン交換容量を有している。したがって、本発明の繊維複合体と、各種化学物質を含む液体や気体と接触させることにより、前記液体や気体から各種化学物質をほぼ確実にかつ比較的短時間で効率よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】試験例１〜３の結果をグラフに示した説明図である。
【図２】比較試験例１〜４の結果をグラフに示した説明図である。
【図３】試験例４、５及び比較試験例５、６の結果をグラフに示した説明図である。
【図４】試験例６、７及び比較試験例７、８の結果をグラフに示した説明図である。
【図５】試験例８、９及び比較試験例９、１０の結果をグラフに示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［繊維複合体］
本発明の繊維複合体は、所定のアクリル系ポリマー１００重量部に、アミン化合物に由来するイオン交換性置換基を導入したポリマーＡ、及び、エポキシ基含有ポリマー１〜１００重量部に、アミン化合物に由来するイオン交換性置換基を導入したポリマーＢを主成分とするイオン交換繊維を含むことを特徴とする。以下において、このイオン交換繊維を、「イオン交換繊維（α）」と表記する。
【００２８】
本発明の繊維複合体は、例えば、液体中又は気体中に存在する化学物質を吸着し、液体又は気体から化学物質を除去するために用いられる。そして、本発明の繊維複合体は、化学物質の吸着性に優れ、特に、高濃度下のみならず低濃度下でも化学物質に対して優れた吸着性を示し、かつ、吸着速度が高いという好ましい特性を有している。このような特性に基づき、本発明の繊維複合体は、例えば、化学物質を吸着して除去するための濾布、フィルタ、吸着体等として利用できるだけでなく、各工業分野における実験資材、家庭資材、産業資材等としても利用できる。
【００２９】
本発明において、イオン交換繊維とは、その構造中にイオン交換性置換基を持ち、イオン交換能を示す繊維をいう。イオン交換性置換基としては、カチオン交換性置換基、アニオン交換性置換基のほか、２以上の極性基を有するキレート性置換基等が挙げられる。すなわち、本発明におけるイオン交換繊維は一般的なイオン交換繊維に加え、キレート繊維も指すものである。
【００３０】
以下において、イオン交換繊維（α）についてさらに詳しく説明する。
イオン交換繊維（α）は、構成成分として、ポリマーＡとポリマーＢとを含んでいる。ポリマーＡは、組成物１００重量％中にアクリロニトリル３０重量％以上を含むモノマー組成物を重合したアクリル系ポリマー１００重量部に、アミン化合物との反応により、アミン化合物に由来するイオン交換性置換基を導入したポリマーである。ポリマーＢは、エポキシ基含有ポリマー１重量部〜１００重量部に、アミン化合物との反応により、アミン化合物に由来するイオン交換性置換基を導入したポリマーである。
【００３１】
ポリマーＡにおけるアクリル系ポリマーに含まれるアクリロニトリルは、シアノ基を有し、アミン化合物に対する適度な反応性と高い耐薬品性とを持つため、イオン交換繊維（α）を製造する上で好適である。アクリロニトリルの含有率が全量の３０重量％以上のモノマー組成物を重合して得られるアクリル系ポリマーを使用することで、アミン化合物が十分に導入されたイオン交換繊維（α）を得ることができる。また、ポリマーＡはその内部に架橋構造を持っていてもよい。
【００３２】
ポリマーＡにおけるアクリル系ポリマーは、そのモノマー組成物中に、アクリロニトリルと共重合可能な他のモノマーを含んでいてもよい。このようなモノマーとしては特に限定されないが、例えば、塩化ビニリデン、臭化ビニリデン、ヨウ化ビニリデン等のハロゲン含有ビニリデンモノマー、塩化ビニル、臭化ビニル、ヨウ化ビニル等のハロゲン含有ビニルモノマー、アクリル酸及びそのエステル、メタクリル酸及びそのエステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニル、ビニルスルホン酸及びその塩、メタリルスルホン酸及びその塩、スチレンスルホン酸及びその塩、２−アクリルアミド−２−メチルスルホン酸及びその塩等、種々のビニル系モノマー等が挙げられる。アクリロニトリルと共重合可能な他のモノマーは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００３３】
また、ポリマーＡにおけるアクリル系ポリマーは、組成物１００重量％中にアクリロニトリル３０重量％以上７０重量％以下、ハロゲン含有ビニリデンモノマー及び／又はハロゲン含有ビニルモノマー３０重量％以上７０重量％以下、及びこれらと共重合可能なビニル系モノマー０重量％以上１０重量％以下を含むモノマー組成物を重合したモダアクリル系ポリマーであることが好ましい。モダアクリル系ポリマーは、アクリル系ポリマーの中でもさらに耐薬品性が高く、イオン交換繊維（α）に用いるのに好適である。
【００３４】
なお、本発明では、ポリマーＡとしてモダアクリル系ポリマーを用いてイオン交換繊維（α）を製造しても、モダアクリル系ポリマーとアミン化合物との反応に起因する繊維強度の低下が起こらず、モダアクリル系ポリマーにも十分な量のイオン交換性置換基が導入される。このため、ポリマーＡとしてモダアクリル系ポリマーを用いたイオン交換繊維（α）は、繊維強度０．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上及びイオン交換容量０．８ｍｍｏｌ／ｇ以上といった実用上十分な繊維強度及びイオン交換容量を有している。
【００３５】
また、ポリマーＢにおいて、エポキシ基含有ポリマーは、アミン化合物との反応性が高いため、アクリル系ポリマー中にエポキシ基含有ポリマーをブレンドすることにより、全体としてのアミン化合物との反応性が向上し、イオン交換容量がより高いイオン交換繊維（α）を得ることができる。ポリマーＢは、その内部に架橋構造を持っていてもよい。
【００３６】
イオン交換繊維（α）を製造する方法としては、例えば、１）アクリル系ポリマーとエポキシ基含有ポリマーとをポリマーブレンド等の方法により混合して紡糸し、基材となる前駆繊維を得る工程（以下「前駆繊維製造工程」とする）と、２）得られた前駆繊維にアミン化合物を反応させ、アミン化合物に由来するイオン交換性置換基を前駆繊維に含まれるアクリル系ポリマー及びエポキシ基含有ポリマーに導入する工程（以下「イオン交換性置換基導入工程」とする）とを含む方法が挙げられる。特に、アクリル系ポリマーとしてモダアクリル系ポリマーを用いた場合に、モダアクリル系ポリマーとエポキシ基含有ポリマーとを混合して紡糸した前駆繊維にアミン化合物を反応させることで、モダアクリル系ポリマーにアミン化合物を反応させたイオン交換繊維の繊維強度における従来の課題を解消することができる。
【００３７】
上記の方法において、第１段階目の前駆繊維製造工程では、公知の紡糸方法を使用することが可能であり、例えば溶融紡糸法、湿式紡糸法、乾式紡糸法等、目的に応じた方法を使用できる。中でも湿式紡糸法は、他法に比較して低温で繊維を得ることができるため、紡糸工程中におけるエポキシ基の開環反応が起こりにくく好ましい。
【００３８】
この第１段階目の工程で用いられるアクリル系ポリマーとしては、組成物１００重量％中にアクリロニトリル３０重量％以上を含むモノマー組成物を重合したアクリル系ポリマーであれば特に限定されないが、モダアクリル系ポリマーを好ましく使用できる。
【００３９】
本発明におけるモダアクリル系ポリマーは、アクリロニトリル、ハロゲン含有ビニリデンモノマー及び／又はハロゲン含有ビニルモノマー含むモノマー組成物を重合して得られるポリマーである。本発明におけるモダアクリル系ポリマーは、アクリロニトリル、ハロゲン含有ビニリデンモノマー及び／又はハロゲン含有ビニルモノマーの他に、これらと共重合可能なビニル系モノマーを含むモノマー組成物を重合して得られるポリマーであってもよい。
【００４０】
本発明におけるモダアクリル系ポリマーは、モノマー組成物１００重量％中に、アクリロニトリル３０重量％以上７０重量％以下、好ましくは３５重量％以上６０重量％以下、より好ましくは４０重量％以上５５重量％以下を含むモノマー組成物を重合して得られる。
【００４１】
また、本発明におけるモダアクリル系ポリマーは、モノマー組成物１００重量％中に、アクリロニトリルの他に、ハロゲン含有ビニリデンモノマー及び／又はハロゲン含有ビニルモノマー３０重量％以上７０重量％以下、好ましくは４０重量％以上６５重量％以下、より好ましくは４５重量％以上５５重量％以下を含むモノマー組成物を重合して得られる。さらに、本発明におけるモダアクリル系ポリマーは、モノマー組成物１００重量％中にアクリロニトリル３０重量％以上７０重量％以下、ハロゲン含有ビニリデンモノマー及び／又はハロゲン含有ビニルモノマー３０重量％以上７０重量％以下、並びにこれらと共重合可能なビニル系モノマー０重量％以上１０重量％以下を含むモノマー組成物を重合して得られる。
【００４２】
ハロゲン含有ビニリデンモノマー、及びハロゲン含有ビニルモノマーは、分子中にハロゲンを含むビニル化合物である。より具体的には、ハロゲン含有ビニリデンモノマーとしては、例えば、塩化ビニリデン、臭化ビニリデン、ヨウ化ビニリデン等を例示でき、ハロゲン含有ビニルモノマーとしては、例えば、塩化ビニル、臭化ビニル、ヨウ化ビニル等を例示できるが、これらに限定されるものではない。本発明においては、このようなモノマーの中から選択した１種以上のモノマーを使用する。
【００４３】
アクリロニトリル、ハロゲン含有ビニリデンモノマー及びハロゲン含有ビニルモノマーの少なくとも１種と共重合可能な前記ビニル系モノマーとしては、例えばアクリル酸及びそのエステル、メタクリル酸及びそのエステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニル、ビニルスルホン酸及びその塩、メタリルスルホン酸及びその塩、スチレンスルホン酸及びその塩、２−アクリルアミド−２−メチルスルホン酸及びその塩等、種々のビニル系モノマーが挙げられ、それらの１種又は２種以上が用いられるが、これらに限定されるものではない。これらのモノマーは繊維強度に影響を与えない範囲でモノマー組成物に含めて共重合されるのが好ましい。具体的にはモノマー組成物１００重量％中に、０重量％以上１０重量％以下の範囲が好ましい。
【００４４】
上記範囲のモダアクリル系ポリマーは、アクリロニトリル含有量が８５重量％以上のアクリル系ポリマーに比べて、一般に耐薬品性が高く、イオン交換繊維（α）のベースポリマーとする上で好適である。特に、上記好ましい範囲、より好ましい範囲のモダアクリル系ポリマーは一層耐薬品性が高くなる。
【００４５】
上記第１段階目の前駆繊維製造工程で、アクリル系ポリマーと共に用いられるエポキシ基含有ポリマーは、分子内にエポキシ基を含むモノマーの単独重合体、又は共重合体をいう。エポキシ基含有モノマーとしては、分子内に少なくとも１つのエポキシ基を有する化合物である限り特に限定されるものではないが、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、メタリルグリシジルエーテル、４−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、グリシジルビニルスルホナート、グリシジルメタイタコナート等が例示される。中でも、グリシジルメタクリレートを用いることが好ましい。グリシジルメタクリレートの単独重合体又は共重合体は、モダアクリル系ポリマーとの相溶性が高く、繊維強度の高い繊維が得られやすいからである。エポキシ基含有ポリマーにおける１分子中のエポキシ基数は特に限定されないが、好ましくは５０〜１５００、更に好ましくは１００〜１０００である。エポキシ基含有ポリマーの量は使用するアミン化合物の種類や使用量、及び所望の繊維強度やイオン交換容量に応じ、適宜調整することが望ましい。
【００４６】
エポキシ基含有ポリマーとして共重合体を使用する際に、該共重合体はエポキシ基含有モノマーとそれに共重合可能なモノマーとを含む。エポキシ基含有モノマーに共重合可能なモノマーとしては、エポキシ基含有モノマーに共重合可能であればよく、特に制限は無い。
【００４７】
また、イオン交換繊維（α）中における上記エポキシ基含有ポリマーの配合量は、アクリル系ポリマー１００重量部に対して１重量部以上１００重量部以下、好ましくは１重量部以上７０重量部以下、より好ましくは１重量部以上５０重量部未満、さらに好ましくは１重量部以上３０重量部以下である。アクリル系ポリマーとエポキシ基含有ポリマーとを好ましい範囲で併用して前駆繊維としてこれにアミン化合物を反応させることで、繊維強度とイオン交換能を備えたイオン交換繊維（α）を得ることができるからである。
【００４８】
第２段階目のイオン交換性置換基導入工程では、第１段階目の前駆繊維製造工程にて得られた前駆繊維にアミン化合物を反応させることにより、アクリル系ポリマー及びエポキシ基含有ポリマーに、アミン化合物に由来するイオン交換性置換基を導入する。
【００４９】
アミン化合物としては、アクリル系ポリマー中のシアノ基、モダアクリル系ポリマー中のシアノ基及びハロゲノ基、エポキシ基含有ポリマー中のエポキシ基等の少なくとも１種と反応する種々のものを任意に使用することが可能であり、例えば、１分子中の全アミノ基数が１であるモノアミン類、１分子中の全アミノ基が２以上であるポリアミン類、１分子中にアミノ基の他に少なくとも１つの極性置換基を有する多官能性アミン類等が挙げられる。アミン化合物の種類は、吸着及び除去の目的となる化学物質の種類、上記置換基（シアノ基、ハロゲノ基、エポキシ基等）との反応性を考慮して、適宜選択することが可能である。本発明では、アミン化合物として、上記したモノアミン類、ポリアミン類及び多官能性アミン類よりなる群から選ばれる１種又は２種以上を用いることが好ましい。
【００５０】
１分子中の全アミノ基数が１であるモノアミン類としては、トリメチルアミン、ジメチルアミン、モノメチルアミン、トリエチルアミン、ジエチルアミン、エチルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジメチルベンジルアミン等が挙げられる。モノアミン類は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００５１】
１分子中の全アミノ基が２以上であるポリアミン類としては特に限定されないが、１分子中に２以上のアミノ基を有する低分子ポリアミン（以下単に「低分子ポリアミン」とする）、１分子中に２以上のアミノ基を有する高分子ポリアミン（以下単に「高分子ポリアミン」とする）等が挙げられる。低分子ポリアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、１，４−ジアミノブタン、１，６−ジアミノヘキサン等の第１級ジアミン；ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン等の第１級−第３級ジアミン；ジエチレントリアミン、１，９−ジアミノ−５−アザノナン、１，１３−ジアミノ−７−アザトリデカン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリミン（Ｐｏｌｙｍｉｎ、登録商標）という商品名で市販されているオリゴマー状ジアミノポリエチレンイミンの混合物等のジ第１級−第２級アミン；ピペリジン、ピペラジン、ジ−ｎ−ブチルアミン、モルホリン等の第２級アミン及びジアミン等が挙げられる。また、高分子ポリアミンとしては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン等が挙げられる。これらの中でも、低分子ポリアミンが好ましい。ポリアミン類は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００５２】
上記した低分子ポリアミンの中でも、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ヘキサメチレンテトラミン、ペンタエチレンヘキサミン、ヘキサメチレンヘプタミン等が好ましい。
【００５３】
アミン化合物としてポリアミン類を使用する際に、ポリマーＡ及びポリマーＢの双方にアミノ基と反応する置換基が含まれる場合には、ポリマーＡの内部及び／又はポリマーＢの内部に架橋構造が導入されるのに加えて、ポリマーＡとポリマーＢとの間にも架橋構造が導入されたイオン交換繊維（α）が得られる。このようなイオン交換繊維（α）では、イオン交換性置換基の導入されたポリマーＡ及び／又はポリマーＢの溶出がより少なくなる。
【００５４】
すなわち、アミン化合物としてポリアミン類を用いた場合、イオン交換性置換基の導入と同時に、架橋構造も導入されるため、ポリアミン類以外のアミン化合物を用いる場合に比べて、得られるイオン交換繊維（α）の耐薬品性や耐熱性等の特性が一層向上する。特に、本発明の構成においては、ベースポリマーであるアクリル系ポリマーとブレンドポリマーであるエポキシ基含有ポリマーとの間にも架橋構造が導入されることにより、耐薬品性や耐熱性等がより一層向上し、イオン交換繊維（α）からのポリマーＡ及び／又はポリマーＢの溶出がより一層抑制される。このように特性が改善されることで、イオン交換繊維（α）としてより好適に用いることができる。
【００５５】
１分子中に、アミノ基の他に少なくとも１つの極性置換基を有する多官能性アミン類としては、アルギニン、リジン、ヒドロキシリジン、ヒスチジン、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、スレオニン、アスパラギン、グルタミン、シスチン、システイン、メチオニン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、プロリン、ヒドロキシプリン、アスパラギン酸、及びグルタミン酸等の各種アミノ酸類；Ｎ−メチル−Ｄ−グルカミン（「Ｎ−メチルグルカミン」とも言う）、イミノジ酢酸、ホスホフェニルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン及びジイソプロパノールアミン等のような多官能性アミン化合物等が例示される。多官能性アミン類は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００５６】
アミン化合物として多官能性アミン化合物を用いた場合、各種金属イオン等に選択性を持つキレート性置換基を有するイオン交換繊維（α）が得られる。このように、目的とする用途に合わせて多官能性アミン化合物の極性置換基を選択することで、用途に応じた吸着特性を有するイオン交換繊維（α）を得ることが可能である。
【００５７】
また、アミン化合物は、１級アミンを含むことが好ましい。１級アミンは、２級アミンや３級アミンに比べて反応性が高く、イオン交換容量の高いイオン交換繊維（α）が得られ易いためである。
【００５８】
また、アミン化合物には、アミノ基及び極性置換基以外の置換基が含まれていても良い。さらに、前駆繊維をアミン化合物と反応させるのと同時に、又は反応後に、アクリル系ポリマー及び／又はエポキシ基含有ポリマーと反応することが可能な試薬を反応させてもよい。このような方法を用いることでアミン化合物に由来するイオン交換性置換基以外にもイオン交換性置換基を有する多官能型のイオン交換繊維（α）が得られる。
【００５９】
例えば、上記の方法により導入されたアミノ基の反応性を利用して、さらにアミン化合物に由来するイオン交換性置換基以外のイオン交換性置換基を導入することも可能である。このような反応としては、ハロ酢酸等のカルボキシル基導入試薬によるカルボキシル基の導入やアミド化を利用した各種置換基の導入、アルデヒドやケトン等との反応によるイミンの生成、等がある。
【００６０】
ここで、前駆繊維とアミン化合物との反応（すなわち前駆繊維に含まれるアクリル系ポリマー及びエポキシ含有ポリマーへのイオン交換性置換基の導入）は、水系の溶媒を用いて行うことができる。反応は、アミン化合物の水溶液に前駆繊維を浸漬し、加熱することにより進行する。
【００６１】
アミン化合物に由来するイオン交換性置換基の導入時の反応率はアミン化合物の濃度、反応温度、及び反応時間により調整することができる。アミン化合物の濃度が高いほど、反応温度が高いほど、又は反応時間が長いほど反応がよく進行し、アミン化合物の導入量が多くなる。一方、反応が過度に進行すると繊維が反応溶液中に溶出するため、適当な反応条件を選ぶことが好ましい。
【００６２】
アミン化合物に由来するイオン交換性置換基の導入時に使用する温度条件としては、８０℃以上とすることが必要である。特にアクリル系ポリマーとしてモダアクリル系ポリマーを用いる際には温度条件を１００℃超とすることで、アミン化合物はエポキシ基だけでなく、モダアクリル系ポリマー中のシアノ基、又はハロゲノ基とも反応させ、十分なイオン交換容量を持つイオン交換性繊維が得られる。この温度条件は、より好ましくは１１０℃以上であり、更に好ましくは１２０℃以上である。なお、温度条件の上限は、１８０℃程度とするのがよい。
【００６３】
このほか、アミン化合物の種類によっては、上記条件の調整のみでは反応が進行しにくいこともある。その場合には溶媒としてアルコール等の親水性有機溶媒の水溶液を用いることで反応の進行を促進することもできる。親水性有機溶媒はアミンの反応性に合わせて適宜選択すればよいが、一例を挙げれば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等が使用可能である。これらの親水性有機溶媒を組み合わせて使用することもできるし、親水性有機溶媒と水と混合して使用することもできる。
【００６４】
反応は、少量であればビーカー等を用いて行ってもよい。また、大量に製造する場合には、その目的、又は繊維の形態に合わせて種々の反応容器を用いることが可能である。中でも、各種染色機を好適に使用でき、例えば、カット綿を反応させたい場合には、オーバーマイヤー染色機を用いることができる。
【００６５】
本発明において、アミン化合物に含まれるアミノ基は、アクリル系ポリマー中のアクリロニトリルに由来するシアノ基、又は、ハロゲン原子が分子内の炭素原子等に置換したアクリル系ポリマー（以下「ハロゲン原子を有するアクリル系ポリマー」とする。「ハロゲン原子を含むアクリル系ポリマー」とも言う。）中のハロゲノ基（好ましくはクロロ基）、及びエポキシ基含有ポリマー中のエポキシ基のいずれとも反応する。このため、本発明の方法を用いれば、エポキシ基含有ポリマーの量に関わらず十分な量のイオン交換性置換基の導入が可能である。
【００６６】
また、本発明では、アミン化合物に由来するイオン交換性置換基の導入、すなわちアミン化合物との反応による窒素含有量の増加は好ましくは１．０重量％以上、より好ましくは２．０重量％以上である。本発明における窒素含有量とは、元素分析により測定した繊維中の窒素含有量をいう。また、窒素含有量の増加とは、アミン化合物との反応前後における窒素含有量の増加量のことである。窒素含有量の増加量は、導入されたアミン化合物に由来するイオン交換性置換基の量を示すため、この値は大きいほど好ましい。
【００６７】
イオン交換繊維（α）は、アクリル系ポリマーとアミン化合物との反応、及び／又はエポキシ基含有ポリマーとアミン化合物との反応により架橋構造が導入された架橋アクリル系繊維であることが好ましい。架橋構造が導入されることにより実用上十分な耐薬品性と繊維強度とを持つイオン交換繊維（α）が得られる。本発明の架橋アクリル系繊維における繊維強度の値は０．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、好ましくは１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。また、本発明におけるイオン交換容量の値は０．８ｍｍｏｌ／ｇ以上、好ましくは１．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、より好ましくは１．５ｍｍｏｌ／ｇ以上である。イオン交換容量が大きいほどより多くの化学物質を吸着及び除去できる。このようなイオン交換繊維（α）は十分な化学物質の吸着及び除去性能を示すと共に様々な形態への加工の際に必要な強度を有している。
【００６８】
上記架橋アクリル系繊維は、例えば、アクリル系ポリマー（好ましくはモダアクリル系ポリマー）にエポキシ基含有ポリマーをブレンドしたものを紡糸して得られる前駆繊維に、アミン化合物を反応させて得られる、架橋構造を有するアクリル系繊維（好ましくは架橋構造を有するモダアクリル系繊維）である。
【００６９】
この場合、架橋方法としては、イオン交換性置換基と、熱や架橋剤で該イオン交換性置換基と架橋構造を形成する架橋性反応基（以下、単に「架橋性反応基」とする。）と、を有するアミン化合物を用いる方法、アクリル系ポリマー及び／又はエポキシ基含有ポリマー中に架橋性反応基を有するものを用いる方法等が挙げられる。より具体的には、アミン化合物としてポリアミン類を用いる方法、グリセリン等の架橋剤の存在下に前駆繊維とアミン化合物とを反応させる方法、水酸基を持つアクリル系ポリマーとカルボキシ基を持つエポキシ含有ポリマーとを用いて前駆繊維を作製する方法等が挙げられる。なお、アミン化合物に由来するイオン交換性置換基の導入と架橋とは、同時に行なっても良く、又は別々に行っても良い。
【００７０】
また、本発明においては、アクリル系ポリマーとしてハロゲン原子を有するアクリル系ポリマーを用いる場合、アミン化合物との反応（アミン化合物に由来するイオン交換性置換基の導入）によるハロゲン含有量の減少は好ましくは１．０重量％以上、より好ましくは２．０重量％以上である。
【００７１】
本発明におけるハロゲン含有量とは、元素分析により測定した繊維中のハロゲン含有量をいう。また、ハロゲン含有量の減少とは、アミン化合物との反応前後におけるハロゲン含有量の減少量のことである。ハロゲン原子を有するアクリル系ポリマーとして例えばモダアクリル系ポリマーを用いる場合、アミン化合物はモダアクリル系ポリマー中のハロゲン化ビニルモノマー残基とも反応するため、ハロゲン含有量の減少はハロゲン化ビニリデンモノマー残基、及び／又はハロゲン化ビニルモノマー残基へのアミン化合物の導入を示すからである。ただし、これらのモノマー残基に対するアミンの反応性はアミン化合物の種類により大きく異なるため、注意が必要である。すなわち、ハロゲン含有量の減少量が少ない場合でも、アクリロニトリルモノマー残基、及び／又はエポキシ基含有ポリマーに対してアミン化合物が十分に反応させていれば、イオン交換容量の高いイオン交換繊維（α）が得られる場合もある。
【００７２】
本発明の製造方法により得られるイオン交換繊維（α）はアクリル系ポリマー（特にモダアクリル系ポリマー）とアミン化合物とを反応させた際にも繊維強度の低下が少ないという特徴を有する。このため、不織布や紡績糸への加工に耐えうるものであり、糸、織物、編み物、組み紐、不織布等の様々な形状に加工して使用することができる。また、エポキシ基が架橋剤として働くため、耐薬品性の向上したイオン交換繊維（α）が得られることも特徴である。さらに、アミン化合物はエポキシ基のみならずシアノ基やハロゲノ基とも反応するため、十分なイオン交換容量を持つイオン交換繊維（α）を得ることが可能である。
【００７３】
また、エポキシ基含有ポリマーは、アミン化合物の種類によってはシアノ基やハロゲノ基よりもアミン化合物との反応性が高い場合がある。このような場合、エポキシ基含有ポリマーを少量ブレンドポリマーとして使用することにより、エポキシ基含有ポリマーを全く含まないモダアクリル系ポリマーを使用した場合に比べ、大幅にイオン交換容量を改善できる。
【００７４】
イオン交換繊維（α）には、必要に応じて、一般的な樹脂添加剤の１種又は２種以上を含有させてもよい。樹脂添加剤としては特に限定されないが、例えば、帯電防止剤、熱着色防止剤、耐光性向上剤、白度向上剤、失透性防止剤、着色剤、難燃剤、充填剤等が挙げられる。
【００７５】
イオン交換繊維（α）の繊維形態は特に限定されないが、好ましくは、ステープル、フィラメント及びショートカットファイバーよりなる群から選ばれる少なくとも１種の繊維形態が好ましい。ステープルは、綿状の短繊維である。フィラメントは、複数の単繊維を撚り合せた糸である。ショートカットファイバーはチョップドファイバーとも呼ばれ、繊度が細く、カット長が３０ミリ以下とステープルよりも短いストレート繊維である。本発明では、１つの繊維複合体において、１つの繊維形態からなるイオン交換繊維（α）を用いてもよく、２つ以上の繊維形態のイオン交換繊維（α）を混合して用いてもよい。
【００７６】
本発明の繊維複合体は、イオン交換繊維（α）と共に、イオン交換繊維（α）以外の繊維を含んでいてもよい。イオン交換繊維（α）以外の繊維としては特に限定されないが、天然繊維、再生繊維、半合成繊維及びイオン交換繊維（α）以外の合成繊維よりなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。このようなイオン交換繊維（α）以外の繊維を用いることにより、例えば、得られる繊維複合体の耐久性、耐溶剤性、柔軟性、加工性等を高めることができる。さらに、本発明の繊維複合体の効果を損なわない範囲で、イオン交換繊維（α）以外の周知のイオン交換繊維の１種又は２種以上を用いてもよい。これにより、吸着除去の対象になる化学物質の範囲をさらに拡げることができる。
【００７７】
本発明では、イオン交換繊維（α）のみから繊維複合体を作製してもよいが、イオン交換繊維の含有量を、繊維複合体全量の１０重量％以上、好ましくは２０重量％以上、より好ましくは３０重量％以上、さらに好ましくは５０重量％とし、残部をイオン交換繊維（α）以外の繊維で構成してもよい。
【００７８】
天然繊維としては、例えば、木綿、カポック繊維、麻、大麻繊維、ラミー繊維、ジュート繊維、マニラ麻繊維、ケナフ繊維、リンネル繊維等の植物繊維、羊毛繊維、モヘア繊維、カシミヤ繊維、ラクダ繊維、アルパカ繊維、アンゴラ繊維、絹繊維、前記以外の動物の羽毛により製造された繊維等の動物繊維が挙げられる。天然繊維は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００７９】
再生繊維としては、例えば、再生セルロース繊維（レーヨン、ポリノジック、商品名：キュプラ、旭化成（株）製、商品名：テンセル、レンチングモダール、いずれもレンチング社製等）、再生コラーゲン繊維、再生タンパク繊維、特殊再生セルロース繊維（水ガラスを含有するレーヨン繊維、商品名：ヴィジル、サテリ社製、商品名：ＦＲコロナ、大和紡績（株）製等）等が挙げられる。再生繊維は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００８０】
半合成繊維としては、アセテート及びトリアセテートのような酢酸セルロース繊維、プロミックス繊維等が挙げられる。半合成繊維は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００８１】
イオン交換繊維（α）以外の合成繊維としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリ乳酸繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維（商品名：サラン、旭化成せんい（株）製等）、ポリクラール繊維、ポリエチレン繊維（商品名：ダイニーマ、東洋紡（株）製等）、ポリウレタン繊維、ポリオキシメチレン繊維、ポリテトラフルオロエチレン繊維、アラミド繊維（商品名：ケブラー、デュポン社製、商品名：ノーメックス、テクノーラ、トワロン、コーネックス、いずれも帝人（株）製等）、ベンゾエート繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維（商品名：プロコン、東洋紡（株）製）、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリベンズアゾール繊維、ポリイミド繊維（商品名：Ｐ８４、東洋紡（株）製等）、ポリアミドイミド繊維（商品名：ケルメル、ケルメル社製等）、ポリエチレンナフタレート繊維（商品名：テオネックス、帝人（株）製等）、メラミン繊維（商品名：バソフィル、バソフィルファイバー社製等）、アクリレート繊維（商品名：モイスケア、東洋紡（株）製等）、ポリベンズオキサイド繊維（商品名：ザイロン、東洋紡（株）製等）等が挙げられる。合成繊維は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００８２】
本発明の繊維複合体は、例えば、混綿、混紡、混繊、引き揃え糸、合糸、芯鞘等の複合糸、交織、交編、積層等の形態を採ることができる。さらに、本発明の繊維複合体の具体的形態としては、例えば、織物、編物、詰め物、繊維集合物、紙等が挙げられる。
【００８３】
織物としては、平織、斜文織、朱子織、変化平織、変化斜文織、変化朱子織、変わり織、紋織、片重ね織、二重組織、多重組織、経パイル織、緯パイル織、絡み織等が挙げられる。平織、朱子織、紋織が、商品としての風合いや強度等に優れる。織物は公知の方法に従って作製できる。例えば、イオン交換繊維（α）と他の繊維との混紡紡績糸を平織、斜文織、朱子織等の各種方法に従って織り込むことにより、所定の目付を有する織物を得ることができる。
【００８４】
織物のより具体的な製造方法では、織物が例えばパイル織物である場合には、上記した混紡紡績糸をタフテッド機やパイル織機等で織り込んで原反を作製し、この原反に捺染加工、起毛加工、捌き加工、シャーリングやポリッシャ等の仕上げ加工、並びに、裁断及び縫製加工を施すことにより、パイル織物（立毛布帛）が得られる。前記の各加工は、公知の方法に従って実施できる。得られたパイル織物は、例えば、寝具、敷物、インテリア小物、各種輸送車両の内装用小物等の材料として用いられる。
【００８５】
本発明において、混紡紡績糸は、例えば、綿紡式紡績法、梳毛式紡績法、セミ梳毛式紡績法、紡毛式紡績法、合繊紡績法、スフ紡績法、トウ式紡績法、原料繊維（イオン交換繊維（α）又はこれと他の繊維との混合物）に梳綿処理を施した後、精紡する方法等の公知の紡績法により作製することができる。また、イオン交換繊維（α）と他の繊維との混合は、例えば、混綿法、カーディング法、コーミング法、ダブリング法等の公知の精紡法に従って実施できる。これらの精紡法の中でも、イオン交換繊維（α）と他の繊維との均一混合性等の観点から、混綿法、カーディング法等が好ましい。
【００８６】
編物としては、丸編、緯編、経編、パイル編等を含み、平編、天竺編、リブ編、スムース編（両面編）、ゴム編、パール編、レース編、デンビー組織、コード組織、アトラス組織、鎖組織、挿入組織等が挙げられる。天竺編、リブ編が、商品としての風合いに優れる。編物は公知の方法に従って作製できる。例えば、イオン交換繊維（α）又はイオン交換繊維（α）とそれ以外の繊維とを所定の混率で含む混紡紡績糸を、公知の編み機を用いて編むことにより、編物を得ることができる。
【００８７】
編物がパイル編物である場合、タフテッド機やパイル織機に代えて経編ダブルラッセル機、メリヤスボア丸編み機等を用いる以外は、パイル織物と同様にしてパイル編物を得ることができる。パイル編物は、例えば、パイル織物と同じ用途の材料として使用できる。また、編物がマスク用生地である場合、例えば、イオン交換繊維（α）又はイオン交換繊維（α）とそれ以外の繊維とを所定の太さに集合して形成された連続繊維を、横編み機、丸編み機、その他の公知の編み機を用いて編み込むことにより、マスク用生地が得られる。この製造方法において、繊維の種類、編み方法、編み形状等を適宜選択することにより、得られるマスク生地の網目寸法、網目形状、伸縮度合い等を調整可能であり、さらに形状、各種物性、伸縮性、その他の性質等を調整することができる。マスク生地の形状は特に限定されず、例えば、略四角形、略円形、楕円形、多角形等が挙げられる。
【００８８】
詰め物としては、開繊綿、玉綿、ウェブ等が挙げられる。
【００８９】
繊維集合物としては、不織布、組み紐等が挙げられる。不織布としては、湿式抄造不織布、カード不織布、エアレイド不織布、サーマルボンド不織布、化学的接着不織布、ニードルパンチ不織布、水流交絡不織布、ステッチボンド不織布、スパンレース不織布等が挙げられる。不織布の構造は特に限定されず、例えば、厚み、幅、長さ方向に均一な構造、明確な積層構造、不明確な積層構造等の何れでもよい。なお、これらの不織布は公知の方法に従って作製できる。例えば、イオン交換繊維（α）と他の繊維とを所定の混率で混合し、得られた混合繊維をカードにより開繊した後、ニードルパンチ方式で処理することにより、所定の目付けのニードルパンチ不織布が得られる。なお、不織布は、例えば、化学物質を吸着して除去する用途や実験用、分析用、精製用等の濾布、ケミカルフィルタ等として好適に使用できる。
【００９０】
不織布を濾布やフィルタとして用いる場合には、不織布の圧力損失に基づく化学物質の吸着効率の観点から、不織布の嵩密度を１０ｋｇ／ｍ3〜３０ｋｇ／ｍ3の範囲に調整することが好ましい。濾布やフィルタに用いる不織布としては、イオン交換繊維（α）又はこれと他の繊維との混合繊維を、基布表面にニードルパンチ法で編み込んだ不織布が好ましい。また、不織布をバグフィルタの形に縫製することにより、化学物質を吸着するバグフィルタが得られる。
【００９１】
また、スパンレース不織布は、イオン交換繊維（α）の分布が均一なので、イオン交換基が均一に導入されるため、ケミカルフィルタとしての寿命が長くなる点で好ましい。スパンレース不織布の中でも、イオン交換繊維（α）の均一分布性、イオン交換性能、ケミカルフィルタとしての寿命等の観点から、イオン交換繊維（α）とレーヨン繊維とを含むスパンレース不織布がさらに好ましい。スパンレース法によれば、例えば、高圧水流でイオン交換繊維（α）と他の繊維とを交絡させることにより、スパンレース不織布が得られる。
【００９２】
組紐とは、マルチフィラメント糸や紡績糸を３本以上合糸し、得られた合糸を用いて組物機（編物機）にかけ、組み上げたものである。組紐としては、例えば、４本組物、８本組物、１６本組物等が挙げられる。４本組物は、４本の合糸を用い、右側又は左側の合糸を交互に真中に配置させて組み上げていくものである。組上方法としては、丸打ち、角打ち、平打ち等が挙げられる。
【００９３】
また、繊維集合物の一種である繊維成形物としては、例えば、前記した各種不織布と同様にして作製され、かつ、形状がシート状ではなく各種の立体的な形状である成形物等が挙げられる。
【００９４】
また、紙の形態である繊維複合体は、一般的な紙の抄造法に従って作製できる。例えば、イオン交換繊維（α）及び必要に応じて他の繊維と、パルプ、合成樹脂バインダ等の一般的な紙抄造用バインダとを混合し、得られた混合物を湿式抄造することにより、所望の目付量及び厚みを有する紙が得られる。目付量及び厚みは、得られる紙の用途に応じて適宜選択できる。このとき、イオン交換繊維（α）や他の繊維の繊維形態は特に限定されないが、繊維の均一分散性、紙の厚みの均一性等の観点から、ショートカットファイバーであることが好ましい。紙の形態である繊維複合体は、例えば、各工業分野における実験用、微量分析用及び精製用のろ紙として使用でき、さらに一般家屋における壁紙等としても使用できる。
【００９５】
本発明において、各種繊維加工品を得る方法としては、以下の２通りの方法を任意に選ぶことができる。すなわち、１）前駆繊維を目的とする繊維複合体の形態に加工した後、上記した所定の条件下でアミン化合物を反応させてイオン交換置換基を導入してもよいし、２）前駆繊維にアミン化合物を反応させてイオン交換置換基を導入した後、得られたイオン交換繊維（α）を目的とする繊維複合体の形態に加工してもよい。
【００９６】
上記１）、２）の方法はイオン交換置換基導入時の反応条件や、繊維を目的の形状にする際の加工条件に合せて適宜選択することができる。
例えば、ニードルパンチ法により不織布を作製する場合には、繊維は物理的に交絡しているだけなので、１）の方法を選ぶとイオン交換置換基の導入時の熱と攪拌により交絡が解け、不織布形状が保てないため不適である。このような場合には、２）の方法により目的のニードルパンチ不織布を得ることができる。
【００９７】
一方、紡績糸をパイル形状に加工した繊維複合体を得るような場合、紡績糸の構造は物理的に強固に固定されているため、イオン交換置換基導入時の反応により紡績糸の構造が解けることはない。このような場合には、２）の方法によりパイル布帛を得ることができるし、１）の方法で同様の目的を達することもできる。
また、１)、２）いずれの方法を選ぶ場合においても、上記イオン交換繊維に他の任意の繊維を混合することができる。なお、繊維複合体が紙の形態である場合は、上記２）の方法を採用することが好ましい。
【００９８】
本発明の繊維複合体は、例えば、液体や気体中に含まれる化学物質を吸着して除去するための濾布、フィルタ、吸着体等として利用でき、また、各工業分野の化学実験における実験用、微量分析用及び精製用に利用できる。
【００９９】
さらに、本発明の繊維複合体は、家庭資材や産業資材等としても利用できる。
家庭資材としては、例えば、衣服（上着、下着、セーター、ベスト、ズボン等を含む）、マスク、手袋、靴下、マフラー、帽子、寝具、枕、クッション、ぬいぐるみ、ベッドマットレス、コンフォーター、ベッドスプレッド、マットレスパッド、フトン、クッション、椅子等の衣類及び日用品材料、椅子張り、カーテン、壁紙、カーペット等のインテリア材料等が挙げられる。産業資材としては、例えば、フィルタ、耐炎詰め物、ライニング材等や、防護服、消防服、作業服、防寒服等の特殊服、自動車シート、船舶用座席、航空機用座席、列車用座席等の輸送車両の内装品等が挙げられる。家庭資材や産業資材に用いる場合は、空気中に異物（微細な化学物質）が分散した場合に、この異物を吸着することにより、空気中からの異物の除去が可能になる。家庭資材や産業資材を取替え可能なカートリッジ方式に構成することにより、連続的な異物の除去が可能になる。
【０１００】
［化学物質の除去方法］
本発明の化学物質の除去方法は、化学物質の吸着体としてイオン交換繊維（α）を用い、この吸着体と、化学物質を含む液体及び／又は化学物質を含む気体とを接触させることを特徴とする。この構成により、化学物質を吸着し、液体及び／又は気体から除去する。ここで、液体は化学物質を含む液体であり、化学物質を含む排水、化学物質を含む汚水等の、化学物質を含む水が挙げられる。気体は化学物質を含む気体であり、化学物質を含む排ガスなどの、化学物質を含む空気、酸素、窒素、二酸化炭素等が挙げられる。
【０１０１】
本発明の化学物質の除去方法によれば、化学物質を液体中及び／又は気体中から高効率で除去することができ、特に化学物質の吸着速度が高く、低濃度の化学物質をほぼ確実に吸着及び除去でき、複数種の化学物質を一度に吸着できるといった優れた吸着性能が得られる。本発明の化学物質の除去方法により上記のような優れた吸着性能が得られる理由は現在のところ十分明らかではないが、一般的なビーズ状イオン交換樹脂に比べ比表面積の大きいイオン交換繊維を使用することに加え、前駆繊維とアミン化合物との反応により得られるイオン交換繊維が適度な架橋構造と置換基の分布を持つためではないかと推測される。
【０１０２】
本発明の除去方法により水中から除去可能な化学物質としては、特に限定されないが、例えば、イオン性化学物質、非イオン性化学物質等が挙げられる。本発明の除去方法によれば、これらの化学物質の種類に応じて、前駆繊維と反応させるアミン化合物の種類を適宜選択することにより、効率的に除去を行うことができる。これらの化学物質は、イオン交換繊維（α）との間のイオン結合、水素結合、配位結合、静電的相互作用、若しくはその他の相互作用等によりイオン交換繊維（α）に吸着される。
【０１０３】
イオン性化学物質は、イオンを含む有機化合物である。イオンとしては特に限定されないが、例えば、ハロゲン化物イオン、ポリハロゲン化物イオン、オキソ酸イオン等の陰イオンとその錯イオン；周期律表３族から１６族に属する重金属元素のイオン及びその錯イオン、ランタニド、アクチニド等の重金属元素のイオン及びその錯イオン等が挙げられる。イオン性化学物質は、吸着及び除去の対象になる液体中及び／又は気体中に１種又は２種以上が含まれていてもよい。イオン交換性置換基の異なる２種以上のイオン交換繊維（α）を併用することにより、複数のイオン化学性物質が液体中及び／又は気体中に含まれていても、それらを同時に吸着及び除去することも可能である。非イオン性化学物質としては、イオンを含まない有機化合物であれば特に限定されないが、例えば、オリゴマー、ポリマー、炭素原子等の置換基を有することができる各種原子に少なくとも１つの置換基が結合した有機化合物等が挙げられる。
【０１０４】
中でも、前記化学物質がイオン性化学物質である場合には、イオン交換性置換基を導入するアミン化合物として、イオン性の置換基を有する各種アミン化合物を使用することにより、当該化学物質を効率的に吸着することが可能である。
【０１０５】
例えば、ポリアミン型のアミン化合物に由来するイオン交換性置換基を導入したイオン交換繊維を使用することにより、水中のヨウ化物イオンを除去することが可能である。この場合、酸化剤を用いてヨウ化物イオンをヨウ素、及び／又はポリヨウ素イオンとした後、上記イオン交換繊維を用いることにより、高速、かつ高効率でヨウ化物イオンを吸着及び除去することができる。
【０１０６】
このとき用いる酸化剤としては、ヨウ化物イオンをヨウ素、及び／又はポリヨウ素イオンに酸化できるものであればよいが、中でも次亜塩素酸ナトリウム、塩素、過酸化水素等を好適に用いることができる。
【０１０７】
このような構成のもとでは、下記（式１）及び（式２）で示される反応により生成するヨウ素、及び／又はポリヨウ素イオンが即座に吸着及び除去されるために平衡が傾き、残留したヨウ化物イオンが逐次ヨウ素分子、及び／又はポリヨウ素イオンに変換される。このため、高速、かつ高効率でヨウ化物イオンの吸着及び除去が可能になる。このとき、ヨウ化物イオンを構成するヨウ素は、131Ｉ、129Ｉ、123Ｉ等の放射性同位元素である放射性ヨウ素であっても又は127Ｉ（安定同位体）であっても、同様に、その吸着及び除去が可能になる。
【０１０８】
【化１】
2014069142.tif 000002
【０１０９】
この際、用いるイオン交換繊維（α）としては、ヨウ素飽和吸着量が大きいものが好ましい。好ましい値は１００ｇ／ｋｇ以上、より好ましくは３００ｇ／ｋｇ以上、さらに好ましくは５００ｇ／ｋｇ以上である。ヨウ素飽和吸着量の大きいイオン交換繊維（α）を用いることにより、ポリヨウ素イオンを効率的に吸着できる。ここで、ヨウ素飽和吸着量とは、繊維１ｋｇが吸着可能なヨウ素の最大量である。
【０１１０】
さらに、前記イオン性化学物質に含まれるイオンは、上記した重金属元素のイオン又は重金属元素の錯イオンであってもよい。重金属元素のイオン又は錯イオンの種類に応じ適宜アミン化合物の種類を選択することにより、吸着速度、低濃度での吸着性に加え、高選択的に重金属元素のイオン及び／又は錯イオンを吸着及び除去することが可能である。
【０１１１】
本発明に係る化学物質の除去方法における吸着体は、イオン交換繊維（α）を含んでいればその形態は限定されず、例えば、糸、織物、編物、組み紐、不織布等の一般的な繊維製品や各種フィルタ等の形態をとることができる。すなわち、本発明の繊維複合体をそのまま吸着体として使用できる。
【０１１２】
上記した吸着体は、そのまま用いてもよく、又は液体若しくは気体が透過可能な素材で構成された容器に収容し、カートリッジ又はモジュールの形態に加工して用いても良い。吸着体を収容する容器としては、紙や布で作られた袋、金属、セラミックス、ガラス、合成樹脂等で作製され、複数の孔が空けられた容器、上記吸着体とは別個のフィルタが設けられた容器等が挙げられる。カートリッジ又はモジュールの形態に加工した吸着体の具体例としては、例えば、カラムに糸状の吸着体を充填した吸着カラム、不織布、織物、編み物等の形態の吸着体を挟み込んだカートリッジ、異なる複数の不織布を積層一体化して、プリーツ状またはロール状に巻き回したカートリッジフィルタ等が挙げられる
【０１１３】
前記カートリッジフィルタにおいて、異なる複数の不織布としては、例えば、イオン交換性置換基の異なるイオン交換繊維（α）を含む複数の不織布、同じ又は異なるイオン交換性置換基を有するイオン交換繊維（α）を含み且つ嵩密度の異なる複数の不織布、同じ又は異なるイオン交換性置換基を有するイオン交換繊維（α）を含み且つイオン交換繊維（α）の繊維径が異なる複数の不織布、同じ又は異なるイオン交換性置換基を有するイオン交換繊維（α）を含み且つ繊維充填率、目付量、厚み等の少なくとも１つが異なる複数の不織布等が挙げられる。このような複数の不織布を積層して一体化する際には、イオン交換繊維（α）の原形が保持される程度の条件で熱プレス等のプレス加工やスポット溶着等を行ってもよい。
【実施例】
【０１１４】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。実施例の記載に先立ち、各種物性の測定法について説明する。
【０１１５】
＜繊維強度の測定＞
テンシロンメータ（商品名：ＲＴＣ−１２１０Ａ、ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製）を用いて測定した。なお、不織布、紡績糸その他の形態への加工には０．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の繊維強度を持つことが必要である。
【０１１６】
＜イオン交換容量の測定＞
最初に、「ダイヤイオン  イオン交換樹脂・合成吸着材マニュアル基礎編」、ｐ１３２〜１４０（三菱化学（株）編）に示される方法にて処理を行い、イオン交換繊維を基準型に調整した。
【０１１７】
次に、基準型に調整したイオン交換繊維を使用し、前出の「ダイヤイオン  イオン交換樹脂・合成吸着材マニュアル基礎編」に示される方法にてイオン交換容量を測定した。イオン交換容量の値が大きいほど吸着可能な電解質量が多いため好ましい。処理水中の電解質を効率的に吸着するため、実用的な値としては０．８ｍｍｏｌ／ｇ以上であることが好ましく、より好ましい値としては１．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、さらに好ましい値としては１．５ｍｍｏｌ／ｇ以上である。
【０１１８】
＜窒素含有量の測定＞
窒素含有量は、元素分析装置（商品名：ＪＭ１０、ジェイ・サイエンス・ラボ社製）を使用して測定した。アミン化合物との反応前後の窒素含有量をそれぞれ測定し、その差から窒素含有量の増加を求めた。
【０１１９】
＜ハロゲン含有量の測定＞
ハロゲン含有量は、燃焼装置（商品名：ＱＦ０２、（株）三菱化学アナリテック製）を用いて試料を燃焼させた後、ハロゲン化水素として遊離したハロゲンを水酸化ナトリウムで吸収し、イオンクロマトグラフィー装置（商品名：ＩＣ−２０１０、（株）東ソー製）にて定量した。アミン化合物との反応前後のハロゲン含有量をそれぞれ測定し、その差からハロゲン含有量の減少を求めた。
【０１２０】
＜ヨウ素飽和吸着量の測定＞
吸着体０．２ｇを０．０５Ｎヨウ素標準液２０ｇに浸漬し、３日間放置した。その後、上澄み液を２ｍＬ採取し１０ｍＬのイオン交換水とでんぷん液を加えた。この溶液を０．０１Ｎのチオ硫酸ナトリウム水溶液で滴定し、上澄み液のヨウ素濃度を求めた。その結果から、次の（式３）によりヨウ素飽和吸着量を求めた。
【０１２１】
Ａ＝（０．０５−ａ）×２５３．８×２０／０．２    （式３）
（Ａ：ヨウ素飽和吸着量、ａ：吸着後の上澄み液のヨウ素濃度）
なお、本明細書においてヨウ素飽和吸着量はｇ／ｋｇで表され、例えば、ヨウ素飽和吸着量が１ｇ／ｋｇとは、１ｋｇの吸着体が飽和状態で１ｇのヨウ素を吸着することを示す。
【０１２２】
以下の製造例１〜１１は、イオン交換繊維（α）の製造例を示している。
（製造例１）
アクリロニトリル５６重量％、塩化ビニル４２重量％、パラスチレンスルホン酸ナトリウム２重量％よりなるモダアクリル系ポリマー１００重量部、及びポリグリシジルメタクリレート（以下、「ＰＧＭＡ」とも言う。）６７重量部をアセトンに溶解し、原液濃度３０重量％の紡糸原液を得た。この紡糸原液を湿式紡糸し、前駆繊維を得た。次に、この前駆繊維５ｇを、２００ｇの６０重量％トリエチレンテトラミン水溶液中で１２０℃にて６時間反応させ、イオン交換繊維を得た。このイオン交換繊維のイオン交換容量は４．６７ｍｍｏｌ／ｇ、繊維強度は１．１２ｃＮ／ｄｔｅｘ、窒素含有量の増加は６．９重量％、ハロゲン含有量の減少は２０．５重量％であった。
【０１２３】
（製造例２）
前駆繊維を作製する際、モダアクリル系ポリマー１００重量部に対するポリグリシジルメタクリレートの量を２５重量部とした点を除き、製造例１と同様の方法を用い、イオン交換繊維を得た。このイオン交換繊維のイオン交換容量は４．４５ｍｍｏｌ／ｇ、繊維強度は１．２２ｃＮ／ｄｔｅｘ、窒素含有量の増加は６．６重量％、ハロゲン含有量の減少は１５．７重量％であった。
【０１２４】
（製造例３）
前駆繊維を作製する際、モダアクリル系ポリマー１００重量部に対するポリグリシジルメタクリレートの量を１０重量部とした点を除き、製造例１と同様の方法を用い、イオン交換繊維を得た。このイオン交換繊維のイオン交換容量は４．３９ｍｍｏｌ／ｇ、繊維強度は１．３３ｃＮ／ｄｔｅｘ、窒素含有量の増加は６．６重量％、ハロゲン含有量の減少は１２．９重量％であった。
【０１２５】
（製造例４）
前駆繊維を作製する際、モダアクリル系ポリマー１００重量部に対するポリグリシジルメタクリレートの量を５重量部とした点を除き、製造例１と同様の方法を用い、イオン交換繊維を得た。このイオン交換繊維のイオン交換容量は４．３５ｍｍｏｌ／ｇ、繊維強度は１．２２ｃＮ／ｄｔｅｘ、窒素含有量の増加は６．４重量％、ハロゲン含有量の減少は１３．５重量％であった。
【０１２６】
（製造例５）
前駆繊維を作製する際、モダアクリル系ポリマー１００重量部に対するポリグリシジルメタクリレートの量を１重量部とした点を除き、製造例１と同様の方法を用い、イオン交換繊維を得た。このイオン交換繊維のイオン交換容量は４．３０ｍｍｏｌ／ｇ、繊維強度は１．１０ｃＮ／ｄｔｅｘ、窒素含有量の増加は６．４重量％、ハロゲン含有量の減少は１３．５重量％であった。
【０１２７】
（製造例６）
製造例１と同様の方法で前駆繊維を得た。次に、この前駆繊維５ｇを、２２．９重量％システイン水溶液中で１２０℃にて６時間反応させ、イオン交換繊維を得た。このイオン交換繊維のイオン交換容量は３．５７ｍｍｏｌ／ｇ、繊維強度は１．０１ｃＮ／ｄｔｅｘ、窒素含有量の増加は３．５重量％、ハロゲン含有量の減少は１５．３重量％であった。
【０１２８】
（製造例７）
前駆繊維を作製する際、モダアクリル系ポリマー１００重量部に対するポリグリシジルメタクリレートの量を４３重量部とした点を除き、製造例６と同様の方法でイオン交換繊維を得た。このイオン交換繊維のイオン交換容量は２．６８ｍｍｏｌ／ｇ、繊維強度は１．１６ｃＮ／ｄｔｅｘ、窒素含有量の増加は３．２重量％、ハロゲン含有量の減少は１２．５重量％であった。
【０１２９】
（製造例８）
前駆繊維を作製する際、モダアクリル系ポリマー１００重量部に対するポリグリシジルメタクリレートの量を２５重量部とした点を除き、製造例６と同様の方法でイオン交換繊維を得た。このイオン交換繊維のイオン交換容量は１．９２ｍｍｏｌ／ｇ、繊維強度は１．２３ｃＮ／ｄｔｅｘ、窒素含有量の増加は２．５重量％、ハロゲン含有量の減少は９．４重量％であった。
【０１３０】
（製造例９）
前駆繊維を作製する際、モダアクリル系ポリマー１００重量部に対するポリグリシジルメタクリレートの量を５重量部とした点を除き、製造例６と同様の方法でイオン交換繊維を得た。このイオン交換繊維のイオン交換容量は１．３７ｍｍｏｌ／ｇ、繊維強度は１．４２ｃＮ／ｄｔｅｘ、窒素含有量の増加は２．１重量％、ハロゲン含有量の減少は８．０重量％であった。
【０１３１】
（製造例１０）
製造例２と同様の方法で前駆繊維を得た。次に、この前駆繊維５ｇを、１８．４重量％イミノジ酢酸水溶液中で１２０℃にて６時間反応させ、イオン交換繊維を得た。このイオン交換繊維のイオン交換容量は１．６９ｍｍｏｌ／ｇ、繊維強度は１．２７ｃＮ／ｄｔｅｘ、窒素含有量の増加は３．０重量％、ハロゲン含有量の減少は３．７重量％であった。
【０１３２】
（製造例１１）
前駆繊維を作製する際、モダアクリル系ポリマー１００重量部に対するポリグリシジルメタクリレートの量を５重量部とした点を除き、製造例１０と同様の方法でイオン交換繊維を得た。このイオン交換繊維のイオン交換容量は１．１２ｍｍｏｌ／ｇ、繊維強度は１．４５ｃＮ／ｄｔｅｘ、窒素含有量の増加は２．０重量％、ハロゲン含有量の減少は２．５重量％であった。
【０１３３】
（比較製造例１）
前駆繊維を作製する際、ポリグリシジルメタクリレートを使用しなかった点を除き、製造例１と同様の方法でイオン交換繊維を得た。このイオン交換繊維のイオン交換容量は４．２６ｍｍｏｌ／ｇであったが、繊維強度はテンシロンメータで測定できないほどに低かった。また、窒素含有量の増加は６．３重量％、ハロゲン含有量の減少は１５．８重量％であった。
【０１３４】
（比較製造例２）
比較製造例１と同様の方法で前駆繊維を得た。次に、この前駆繊維５ｇを、２２．９重量％システイン水溶液中で１２０℃にて６時間反応させ、イオン交換繊維を得た。このイオン交換繊維のイオン交換容量は０．２５ｍｍｏｌ／ｇ、繊維強度は１．８３ｃＮ／ｄｔｅｘ、窒素含有量の増加は０．３重量％、ハロゲン含有量の減少は０．３重量％であった。
【０１３５】
（比較製造例３）
比較製造例１と同様の方法で前駆繊維を得た。次に、この前駆繊維５ｇを、１８．４重量％イミノジ酢酸水溶液中で１２０℃にて６時間反応させ、イオン交換繊維を得た。このイオン交換繊維のイオン交換容量は０．０８ｍｍｏｌ／ｇ、繊維強度は１．６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、窒素含有量の増加は０．４重量％、ハロゲン含有量の減少は０．６重量％であった。
【０１３６】
（比較製造例４）
アクリロニトリル９３重量％、及びアクリル酸メチル７重量％よりなるアクリル系ポリマーを公知の方法にて湿式紡糸し、前駆繊維とした。次に、この前駆繊維５ｇを、製造例１と同様の条件でトリエチレンテトラミンと反応させ、イオン交換繊維を得た。このイオン交換繊維のイオン交換容量は４．６８ｍｍｏｌ／ｇ、繊維強度は２．３２ｃＮ／ｄｔｅｘ、窒素含有量の増加は７．０重量％であった。
【０１３７】
（比較製造例５）
製造例１と同様の方法でイオン交換繊維を得た。ただし、トリエチレンテトラミンとの反応を行う際、反応温度は８０℃とした。このイオン交換繊維のイオン交換容量は０．２１ｍｍｏｌ／ｇ、繊維強度は１．８８ｃＮ／ｄｔｅｘ、窒素含有量の増加は０．３重量％、ハロゲン含有量の減少は０．２重量％であった。
【０１３８】
製造例１〜１１及び比較製造例１〜５で得られたイオン交換繊維のイオン交換容量、繊維強度等を表１に纏めた。
【０１３９】
【表１】
2014069142.tif 000003
【０１４０】
表１から分かるように、ポリマーＡとポリマーＢとからなるイオン交換繊維（α）は、いずれも十分な交換容量と繊維強度を持っていた。一方、比較製造例１から分かるように、ポリグリシジルメタクリレートを使用しなかった場合、トリエチレンテトラミンとの反応では、交換容量は十分であるものの、繊維強度が低く十分な加工性を持つイオン交換繊維は得られなかった。また、比較製造例２及び３から分かるように、ポリグリシジルメタクリレートを使用しなかった場合、システインやイミノジ酢酸との反応では反応が十分に進まなかったため、交換容量が低く、実用的なイオン交換繊維は得られなかった。
【０１４１】
また、比較製造例５から分かるように反応温度が１００℃以下の場合にはアミン化合物との反応がほとんど進まず、十分なイオン交換容量を有するイオン交換繊維を得ることができなかった。
【０１４２】
これらの結果から、本発明によれば耐薬品性の高いモダアクリル系繊維を前駆繊維とした場合にも、実用上十分な交換容量と繊維強度を持つイオン交換繊維が得られることが分かる。
【０１４３】
（製造例１２〜１７）前駆繊維の作製
最初に、表２に示すアクリル系ポリマー又はモダアクリル系ポリマーに、必要に応じエポキシ基含有ポリマーとしてポリグリシジルメタクリレートを混合した。これらをジメチルスルホキシドに溶解し、それぞれ紡糸原液を得た。次に、これらの紡糸原液を湿式紡糸し、前駆繊維としてアクリル系繊維、及びモダアクリル系繊維を得た。これらを前駆繊維Ａ〜Ｆ（製造例１２〜１７）とした。
【０１４４】
【表２】
2014069142.tif 000004
【０１４５】
（製造例１８〜２６及び比較製造例６〜１２）
次に、上記製造例１２〜１７で製造した前駆繊維Ａ〜Ｆをアミン化合物と反応させ、それぞれイオン交換繊維１〜１６（製造例１８〜２６及び比較製造例６〜１２）を得た。アミン化合物としては、トリエチレンテトラミン、イミノジ酢酸、Ｎ−メチルグルカミン、システインを使用した。
【０１４６】
アミン化合物と反応させる際には、前駆繊維５ｇを、所定の濃度のアミン化合物を含む２００ｇの水溶液中で１２０℃にて６時間反応させ、それぞれイオン交換繊維を得た。このときのアミン化合物の水溶液中の濃度は、トリエチレンテトラミンの場合は６０重量％、イミノジ酢酸の場合は１８．４重量％、Ｎ−メチルグルカミンの場合は３０．５３重量％、システインは１６．５１重量％とした。
【０１４７】
製造例１８〜２６及び比較製造例６〜１２で得られたイオン交換繊維１〜１６について、イオン交換容量、繊維強度、窒素含有量、塩素含有量及びヨウ素飽和吸着量を評価した。イオン交換繊維１〜９を用いて行った実験は製造例１８〜２６に相当し、イオン交換繊維１０〜１６を用いて行った実験は比較製造例６〜１２に相当する。これらの作製条件、及び結果を表３に示す。また、トリエチレンテトラミンを用いて作製したイオン交換繊維については、ヨウ素飽和吸着量の測定値を示す。尚、製造例２５及び比較製造例９は、それぞれ製造例１及び比較製造例１と同じものであるが、そのヨウ素飽和吸着量を示すために再掲した。
【０１４８】
【表３】
2014069142.tif 000005
【０１４９】
これらの結果から分かるように、製造例１８〜２６のイオン交換繊維１〜９はいずれも十分なイオン交換容量と繊維強度を有している。比較製造例６〜８には前駆繊維としてエポキシ基含有ポリマーを含まないアクリル系繊維を使用した場合のイオン交換繊維１０〜１２の作製結果を示したが、これらは反応中に繊維が水溶性になり、イオン交換繊維を得ることはできなかった。これに対し、製造例１８〜２０に示すようにエポキシ基含有ポリマーを含むアクリル系繊維を前駆繊維に用いた場合には十分な強度とイオン交換容量を有するイオン交換繊維１〜３を得ることができた。
【０１５０】
また、比較製造例９〜１２には前駆繊維としてエポキシ基含有ポリマーを含まないモダアクリル系繊維を使用した場合のイオン交換繊維１３〜１６の作製結果を示した。比較製造例１０〜１２に示すアミン化合物を使用した場合には反応がほとんど進行せず、十分なイオン交換容量を持つイオン交換繊維が得られなかった。また、比較製造例９に示すように、アミン化合物としてトリエチレンテトラミンを使用した場合には、イオン交換繊維を得ることはできたものの、繊維強度が不十分であり、測定することができなかった。一方、製造例２１〜２６に示すように、エポキシ基含有ポリマーを含有するモダアクリル系繊維を前駆繊維として使用した場合には、十分な繊維強度を有するイオン交換繊維を得ることができた。
【０１５１】
＜その他の吸着体＞
本発明のイオン交換繊維のポリヨウ素イオン吸着性能を比較するために、以下の活性炭、ゼオライト、イオン交換樹脂、及び、無機吸着体を使用した。
【０１５２】
活性炭は銀添着活性炭（製品名：Ｔ−Ｓ、クラレケミカル（株）製、ヨウ素飽和吸着量：６４４ｇ／ｋｇ）を使用した。ゼオライトは銀添着ゼオライト（製品名：ゼオラムＡ３、（株）東ソー製、ヨウ素飽和吸着量：０．０３ｇ／ｋｇ）を使用した。イオン交換樹脂はイオン交換樹脂（製品名：ＭＣ−８５０、住化ケムテックス（株）製、ヨウ素飽和吸着量は５００ｇ／ｋｇ）を使用した。無機吸着体は水酸化セリウム系吸着体（製品名：ＲＥＡＤ−Ｆ、（株）日本海水製、ヨウ素飽和吸着量：０．０５ｇ／ｋｇ）を使用した。
【０１５３】
本発明のイオン交換繊維の鉛（ＩＩ）イオン吸着性能を比較するために、イオン交換樹脂（製品名：ＭＣ−７００、住化ケムテックス（株）製）を使用した。本発明のイオン交換繊維のホウ酸イオン吸着性能を比較するために、無機吸着体として水酸化セリウム系吸着体（製品名：ＲＥＡＤ−Ｂ、（株）日本海水製）を使用した。
【０１５４】
（試験例１〜３、比較試験例１〜４）ヨウ化物イオンの吸着
ヨウ化カリウムを海水に溶解し、３５ｐｐｍのヨウ化物イオンを含むヨウ化物イオン標準液を作製した。この標準液１５ｇに、製造例１８〜２０で製造したイオン交換繊維７〜９（試験例１〜３）を０．１５ｇ入れ、塩酸酸性下で３０％過酸化水素水を０．２ｇ加えた。また、比較試験として、この標準液に活性炭（比較試験例１）、ゼオライト（比較試験例２）、イオン交換樹脂（比較試験例３）、又は、無機吸着体（比較試験例４）のいずれかの吸着体０．１５ｇを入れ、塩酸酸性下で３０％過酸化水素水を０．２ｇ加えたものを準備した。これらを室温にて攪拌し、５分後、１０分後、３０分後、６０分後、１１時間後にそれぞれ吸着体をろ過して除いた。各時間におけるヨウ化物イオンの残量をイオンクロマトグラフィーにて定量した。また、前記ヨウ素飽和吸着量の定量と同様の滴定操作により各時間におけるヨウ素吸着量を定量した。これらの測定結果から、各時間のろ液中に含まれるヨウ化物イオン、及びヨウ素の濃度を求め、初期濃度との比較より各時間における全ヨウ素吸着率を求めた。なお、全ヨウ素吸着率は以下の（式４）により求めた。
【０１５５】
全ヨウ素吸着率（％）＝［Ｃ0−（ＣI-＋ＣI2×２）］×１００／Ｃ0    （式４）
（式中、ＣI-：ヨウ化物イオン濃度、ＣI2：ヨウ素濃度、Ｃ0：初期ヨウ化物イオン濃度をそれぞれ示す。）
各時間におけるろ液中のヨウ化物イオン、及びヨウ素の濃度を表４に示した。また、これらの値から求めた各時間での全ヨウ素吸着率を表５に示した。また、試験例１〜３の結果をグラフにしたものを図１に、比較試験例１〜４の結果をグラフにしたものを図２に示した。
【０１５６】
【表４】
2014069142.tif 000006
【０１５７】
【表５】
2014069142.tif 000007
【０１５８】
上記結果から分かるように、本発明の方法でヨウ化物イオンを吸着した場合、全ヨウ素吸着率は６０分以内で９０％以上となった。一方、本発明の方法以外の態様でヨウ化物イオンを吸着した場合、全ヨウ素吸着率が９０％以上となるには１０時間以上を要した。このことから、本発明の方法を用いることで高速、かつ高効率でヨウ化物イオンを吸着及び除去できることが分かる。
【０１５９】
（試験例４、５及び比較試験例５、６）鉛（ＩＩ）イオンの吸着（１）
１０００ｐｐｍ鉛（ＩＩ）標準液（和光純薬工業（株）製）を希釈し、１０ｐｐｍ鉛（ＩＩ）標準液を作製した。この標準液３０ｇに、前記イオン交換繊維１、４（実施例４、５）を０．１５ｇ加えた。また、比較としてこの標準液３０ｇにイオン交換樹脂（比較例５）、又は比較製造例１０で製造したイオン交換繊維１４（比較試験例１８）のいずれかの吸着体各０．１５ｇを加えたものを準備した。これらを室温にて攪拌し、５分後、１０分後、３０分後、６０分後、６時間後、１４時間後、２４時間後にそれぞれ吸着体をろ過して除いた。各時間におけるろ液中の鉛（ＩＩ）イオン濃度をＩＣＰ発光分析にて定量した。各時間におけるろ液中の鉛（ＩＩ）イオンの濃度から、各時間での鉛（ＩＩ）イオン吸着率を求めた。その結果を表６に示した。また、表６をグラフにまとめたものを図３に示した。
【０１６０】
【表６】
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【０１６１】
この結果から分かるように、本発明の方法で鉛（ＩＩ）イオンを吸着した場合、吸着率は６０分以内で１００％となった。一方、本発明の方法以外の態様で鉛（ＩＩ）イオンを吸着した場合、吸着率が１００％となるには６時間以上を要した。このことから、本発明の方法を用いることで高速、かつ高効率でヨウ化物イオンを吸着及び除去できることが分かる。
【０１６２】
（試験例６、７及び比較試験例７、８）鉛（ＩＩ)イオンの吸着（２）
次に、１０００ｐｐｍ鉛（ＩＩ）標準液（和光純薬工業社製）を希釈し、１００ｐｐｍ鉛（ＩＩ）標準液を作製した。この標準液を用いて試験例４、５、及び比較試験例５、６と同様の方法にて各時間におけるろ液中の鉛（ＩＩ）イオンの濃度を測定し、各時間での鉛（ＩＩ）イオン吸着率を求めた。その結果を表７に示した。また、表７をグラフにまとめたものを図４に示した。
【０１６３】
【表７】
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【０１６４】
この試験では、１０ｐｐｍのときよりも吸着速度は遅くなったものの、本発明の方法で鉛（ＩＩ）イオンを吸着した場合、吸着率は６時間でほぼ１００％になった。一方、本発明の方法以外の態様で鉛（ＩＩ）イオンを吸着した場合、吸着率が１００％となるには１０時間以上を要した。
【０１６５】
試験例４〜７、及び比較試験例５〜８の結果から、本発明の方法を用いることで鉛（ＩＩ）イオンを高速かつ高効率に除去することが可能であり、特に低濃度においてその効果が大きいことが分かる。
【０１６６】
（試験例８、９及び比較試験例９、１０）ホウ酸イオンの吸着
１０００ｐｐｍホウ酸標準液（和光純薬工業（株）製）を希釈し、１０ｐｐｍホウ酸標準液を作製した。この標準液３０ｇに、イオン交換繊維２（試験例８）、及びイオン交換繊維５（試験例９）を０．１５ｇ加えた。また、比較としてこの標準液３０ｇに無機吸着体（比較試験例９）、及びイオン交換繊維１５（比較試験例１０）のいずれかの吸着体各０．１５ｇを加えたものを準備した。これらを室温にて攪拌し、５分後、１０分後、３０分後、６０分後、６時間後、１４時間後、２４時間後にそれぞれ吸着体をろ過して除いた。各時間におけるろ液中のホウ酸イオン濃度をＩＣＰ発光分析にて定量した。各時間におけるろ液中のホウ酸イオンの濃度から、各時間でのホウ酸イオン吸着率を求めた。その結果を表８に示した。また、表８をグラフにまとめたものを図５に示した。
【０１６７】
【表８】
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【０１６８】
上記結果から分かるように、本発明の方法でホウ酸イオンを吸着した場合、ホウ酸イオン吸着率は６０分以内で９０％以上となった。一方、本発明の方法以外の態様でヨウ化物イオンを吸着した場合、全ヨウ素吸着率が９０％以上となるには６時間以上を要した。このことから、本発明の方法を用いることで高速、かつ高効率でホウ酸イオンを吸着及び除去できることが分かる。
【０１６９】
以上の結果から、本発明の方法を用いることにより水中の様々な化学物質を高速、かつ高効率に吸着及び除去することができることが分かった。特に、低濃度の化学物質に対してはその吸着速度が速く、本発明の方法を使用することで効率よく化学物質を吸着及び除去できることが分かった。
【０１７０】
（製造例２７）前駆繊維の作製
アクリロニトリル５６重量％、塩化ビニル４２重量％、パラスチレンスルホン酸ナトリウム２重量％よりなるモダアクリル系ポリマー１００重量部、及びポリグリシジルメタクリレート（ＰＧＭＡとも言う。）６７重量部をアセトンに溶解し、原液濃度３０重量％の紡糸原液を得た。この紡糸原液を公知の方法にて湿式紡糸し、繊度３．３ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍの前駆繊維を得た。
【０１７１】
（製造例２８）イオン交換繊維の作製
製造例２７で得られた前駆繊維１０ｋｇを、オーバーマイヤー染色機に充填した。ここに、反応液として、２５０ｋｇの６０重量％トリエチレンテトラミン水溶液中を追加し、加圧条件下、１２０℃にて６時間反応させてトリエチレンテトラミン型のイオン交換繊維を得た。このイオン交換繊維のイオン交換容量は４．５ｍｍｏｌ／ｇであった。
【０１７２】
（実施例１）サーマルボンド不織布の作製
製造例２８で得られたイオン交換繊維８３ｇとバインダ繊維（帝人社製、テトロン、４．４ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）３５ｇとをカードにより開繊し、ウェブを得た。このウェブを、１２０℃のオーブン中に入れ、熱融着することで、目付３９８ｇ／ｍ2のイオン交換不織布を得た。
【０１７３】
（実施例２）ニードルパンチ不織布の作製
製造例２８で得られたイオン交換繊維１１８ｇをカードにより開繊してウェブを得た。このウェブを用い、ニードルパンチ方式の処理を実施し、目付４０２ｇ／ｍ2のイオン交換不織布を得た。
【０１７４】
（実施例３）紡績糸の作製
製造例２７で得られた前駆繊維に練条、粗紡及び精紡を行い、メートル番手２０番手の紡績糸を得た。次に、この紡績糸５ｇを、２００ｇの６０重量％トリエチレンテトラミン水溶液の入った加圧反応容器に入れ、１２０℃にて６時間反応させてイオン交換紡績糸を得た。この際、反応中に縒りが解けないよう、反応は両端を固定した状態で行った。
【０１７５】
（実施例４）織物の作製
実施例３と同様の方法により、前駆繊維からなるメートル番手２０番手の紡績糸を得た。この紡績糸を平織し、目付け１２０ｇ／ｍ2の平織り生地を作製した。次に、この平織り生地５ｇを、２００ｇの６０重量％トリエチレンテトラミン水溶液の入った加圧反応容器に入れ、１２０℃にて６時間反応させてイオン交換紡績糸を得た。
【０１７６】
（実施例５）パイル布帛の作製
実施例３と同様の方法により、前駆繊維からなるメートル番手２０番手の紡績糸を得た。この紡績糸をパイル編みし、パイル編物を作製した。このとき、地糸としてポリエステル２０番手の双糸を用いた。パイル生地の目付けは３０９．２ｇ／ｍ2であり、厚みは２．０ｍｍであった。次に、得られたパイル布帛５ｇを、２００ｇの６０重量％トリエチレンテトラミン水溶液の入った加圧反応容器に入れ、１２０℃にて６時間反応させてイオン交換パイル布帛を得た。
【０１７７】
（実施例６）ショートカットファイバーの作製
製造例２７で得られた前駆繊維をカードにより開繊した後、練条機にかけ、１９ｇ／Ｙのスライバーを得た。続いて、このスライバーをギロチンカットで２ｍｍの繊維長にショートカットした。得られたショートカットファイバー５ｇを、２００ｇの６０重量％トリエチレンテトラミン水溶液の入った加圧反応容器に入れ、１２０℃にて６時間反応させてイオン交換ショートカットファイバーを得た。
【０１７８】
（実施例７）紙の作製
実施例６で得られたショートカットファイバー８０ｇに、バインダとしてポリビニルアルコール繊維２０ｇを混ぜ、湿式抄紙し、目付３００ｇ／ｍ2、厚み３５０μｍのイオン交換紙を作製した。
【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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