(57)【要約】      （修正有）【課題】放射性汚染物質の吸着性能が向上すると共に、耐久性が向上する、機能性不織布を提供すること。【解決手段】融点が２５０℃以上のポリエステルとゼオライトを含む紡糸組成物を、異形断面形状の吐出孔を有する紡糸口金を通じて紡糸して異形断面フィラメントを得るステップ；前記異形断面フィラメントをウェブ積層するステップ；及び前記ウェブをニードルパンチして交絡するステップ；を含む製造方法を提供する。ゼオライトを含有するポリエステル異形断面糸による不織布は、表面積が広くなり、ろ材として使用される場合は汚染水や浸出水中に溶解された放射性汚染物質を高い効率で吸着しながらも優れた耐久性を維持し、また、異形断面繊維間の交絡によって不織布で空隙が増加するため、フィルターろ材として使用する場合は透過性の向上が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステルとゼオライトを含む異形断面フィラメントからなり、引張強度（ＫＳ  Ｋ  ０７４３法）が１０００〜１３００Ｎで、破裂強度（ＫＳ  Ｋ  ＩＳＯ  １１０５８法）が２７００〜３３００ＫＰａである放射能吸着機能性不織布。
【請求項２】
前記異形断面フィラメントにおいて、前記ゼオライトの含量は、１０〜３０ｗｔ％であることを特徴とする、請求項１に記載の放射能吸着機能性不織布。
【請求項３】
前記異形断面は、形状が、Ｙ型、十字（＋）型、
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及び
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から選ぶことを特徴とする、請求項１に記載の放射能吸着機能性不織布。
【請求項４】
前記異形断面フィラメントの繊度は、３〜７デニールであることを特徴とする、請求項１に記載の放射能吸着機能性不織布。
【請求項５】
融点が２５０℃以上のポリエステルとゼオライトを含む紡糸組成物を、異形断面形状の吐出孔を有する紡糸口金を通じて紡糸して異形断面フィラメントを得るステップ；
前記異形断面フィラメントをウェブ積層するステップ；及び
前記ウェブをニードルパンチして交絡するステップ；を含む、放射能吸着機能性不織布の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射能吸着機能と共に、優れた耐久性を有する機能性不織布に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所の建設の増加と共に、放射能物質の危険性に対する懸念が大きくなっている。
【０００３】
放射能物質は、原子力発電所の事故、放射能廃棄物、又は古くなった原子力発電所の設備の解体等の状況で露出し得る。放射能物質の露出時において、放射能物質は大気と水によって拡散されるため拡散規模と速度の予測が難しく、これに曝された人体および生態系に深刻な被害を与え得ることから、安定した処理技術の開発が要求されている。特に、セシウムや重金属は半減期と生態系、および人体に及ぼす影響等の理由で効率的な除去方法が必要となっている。
【０００４】
既存の除去方法として、放射能汚染物質であるセシウム（Ｃｓ１３７）を吸着する機能性物質として知られているゼオライト（Ｚｅｏｌｉｔｅ）とプルシアンブルー（Ｐｒｕｓｓｉａｎ  ｂｌｕｅ）粉末を用いて汚染地域および土壌に塗布する方法は、塗布後の回収が困難であり、汚染された沈殿水（地下水）には適用し難い。
【０００５】
よって、ゼオライトとプルシアンブルーを含んでいるシート又は布を用いる方法が近年最も多く用いられている。シート又は布の形態を用いる方法は、回収が簡便であり、フィルタリング方式によって沈殿水の汚染物質を除去できるという利点がある。
【０００６】
一般的に、機能性物質含有シートは、汚染物質を吸着する機能性物質をシートの表面で接着剤または加熱工程を通じて付着させることになるが、使用環境（土壌、建物に長時間施工できる）、又は外力によって機能性物質がシート表面から落ちて、除去効率が落ちる場合がある。
【０００７】
機能性物質含有シートの使用先は、建物、土壌、沈殿水（地下水）など、多岐に亘るため、このような使用環境におけるシートの耐久性が重要となり、使用先によって多様な厚さ、密度、形態の製品が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国公開特許２０１５−０１４５８０７（放射性セシウム吸着用プルシアンブルー担持ナノ繊維複合体、それを用いたフィルターろ材および放射性セシウムの除染方法）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記のような問題点と要求に対応して、放射性汚染物質の吸着性能が向上すると共に、耐久性が向上する、機能性不織布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】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明は、ポリエステルとゼオライトを含む異形断面フィラメントからなり、引張強度（ＫＳ  Ｋ  ０７４３法）が１０００〜１３００Ｎで、破裂強度（ＫＳ  Ｋ  ＩＳＯ  １１０５８法）が２７００〜３３００ＫＰａである放射能吸着機能性不織布を提供する。
【００１１】
また、融点が２５０℃以上のポリエステルとゼオライトを含む紡糸組成物を、異形断面形状の吐出孔を有する紡糸口金を通じて紡糸して異形断面フィラメントを得るステップ；前記異形断面フィラメントをウェブ（Ｗｅｂ）積層するステップ；及び前記ウェブをニードルパンチ（Ｎｅｅｄｌｅ  Ｐｕｎｃｈｉｎｇ）して交絡するステップ；を含む、放射能吸着機能性不織布の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、ゼオライトを含有するポリエステル異形断面糸による不織布は、表面積が広くなり、ろ材として使用される場合は、汚染水や浸出水中に溶解された放射性汚染物質を高い効率で吸着しながらも、優れた耐久性を維持することが可能となる。
【００１３】
また、異形断面繊維間の交絡によって不織布に空隙が増加するため、本発明の不織布をフィルターろ材として使用する場合は、透過性の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明にかかる不織布を構成するフィラメントの異形断面形状を概略的に表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、機能性物質であるゼオライトを含むポリエステルを紡糸して異形断面のフィラメントを製造し、前記フィラメントでウェブを形成した後にニードルパンチ工法で交絡させて不織布を製造する方法からなる。
【００１６】
ポリエステル繊維の不織布は、耐久性、耐化学性、耐環境性に優れ、特に他の繊維よりも耐放射線性に優れて放射線にも分解し難いため、使用環境に制約されないと共に、如何なる形態にも加工でき、不織布単一体だけでなく、フィルター等のその他完成品のろ材としての用途の拡大が可能である。
【００１７】
本発明では、融点が２５０℃以上のポリエチレンテレフタレートを使用したポリエステル繊維の不織布を用いることがより好ましい。
【００１８】
本発明におけるポリエステル繊維は、ゼオライトを含むポリエステル繊維である。
【００１９】
先ず、繊維用ポリエチレンテレフタレートとゼオライトを混合して、紡糸組成物を準備する。このとき、前記組成物において前記ゼオライトの含有量が１０〜３０重量％であることが好ましい。
【００２０】
ゼオライトは、ＳｉＯ２・Ａｌ２Ｏ３の化学組成を有し、一定口径の多数の微細気孔を有する多孔性物質であり、吸着性が強く各種有害物質に対する吸着・除去効果と共に、悪臭除去等の脱臭作用、及び細菌を除去する浄化作用を有する。
【００２１】
前記のような作用および効果の最大化を考慮すると、ゼオライトは３〜１０μｍの平均粒径を有することが望ましい。
【００２２】
本発明の紡糸組成物において、ゼオライトの含有量が１０重量％未満であると放射性汚染物質の除去性能が低下し、３０重量％を超えるとゼオライトは無機物粒子として高温で溶融されず、粒子形態で存在することになって紡糸組成物において異物となるため、溶融紡糸する際に溶融されたポリエステル紡糸組成物を押出す過程で溶融物の流れが均一でなくなり、押出機内部で停滞するため、成形されるフィラメントが均一でなくなる場合がある。
【００２３】
本発明では、ゼオライトを紡糸組成物に含ませて繊維を製造するため、ゼオライトが含まれた状態で多様な形状に繊維が製造される。このような繊維の製造方法は、繊維を製造した後にゼオライトを付着させる方法に比べ、生産性が向上し、より均一な品質の繊維を製造することができる。
【００２４】
これをより具体化して説明すると、繊維表面にゼオライトを付着させる方法は、繊維とゼオライトの均一な接着が難しくなるため、不織布全表面において性能が均一に発現しにくいが、本発明の紡糸組成物は、溶融状態で押出される工程でポリエステルとゼオライトが均一に混合されるため、不織布全表面において性能を均一に発現することができる。
【００２５】
また、機能性物質であるゼオライトが落ちないため、放射能吸着効率が向上しつつ、吸着性能が長期間維持され得る。
【００２６】
本発明のポリエステル繊維は、融点が２５０℃のポリエチレンテレフタレートとゼオライトが混合された紡糸組成物を押出機に供給し、異形断面形状（紡糸組成物移動通路の垂直切断面基準）の吐出孔を有する紡糸口金を通じて紡糸されたフィラメントを、高圧の空気延伸装置を用いて紡糸速度４５００〜５０００ｍ／ｍｉｎになるように十分に延伸して、３〜７デニールの異形断面フィラメントに成形して製造できる。
【００２７】
前記異形断面フィラメントの断面は、図１に示したように、Ｙ型、十字（＋）型、
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、
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等の、中心に放射された外側方向に枝が延びている形態を有し得る。
【００２８】
フィラメントが前記形態を有することにより、ニードルパンチによって不織布を製造する際に、ニードルの個数、密度、およびニードルストロークを減少させても、繊維間の交絡が向上しながらフィラメントの損傷が最小化され、不織布の強度が発現しつつ高い厚度の不織布を製造することができる。
【００２９】
また、前記形態によって、同じ太さのフィラメントを使用したものに比べ、本発明によるフィラメントの表面積がより広くなり、ろ材として適用される場合は接触面積が増えるため、除去効率がより優れたものとなる。
【００３０】
また、前記形態によって、フィラメント間の交絡による空隙が不織布で増加し、フィルターろ材として使用する場合に透過性が向上し得る。
【００３１】
このとき、前記異形断面フィラメントが３デニール未満の場合は、フィラメントが細く且つ強度が弱く、単位面積当りのフィラメントの数が多くなるため、後述するニードルパンチ工程においてフィラメントの破損が多く発生し、不織布の物性低下の原因になり、逆に７デニールを超えると強度は向上するが、ろ材として適用される場合は透水性と放射性汚染物質の除去効率が低下するため、好ましくない。
【００３２】
その後、前記異形断面フィラメントをコンベア上にウェブ形態で積層し、加熱されたカレンダーロール（ｃａｌｅｎｄｅｒ  ｒｏｌｌ）装置を通過させて厚さを調整した後、ニードルパンチ（Ｎｅｅｄｌｅ  Ｐｕｎｃｈｉｎｇ）してフィラメントを交絡させ、不織布を製造する。このとき、ニードルパンチはニードル密度１〜５ｅａ／ｃｍ２、ニードルパンチ６００〜１，０００ストローク（Ｓｔｒｏｋｅ）範囲の条件で行うことができる。
【００３３】
物理的高圧（Ｒｏｌｌ  Ｐｒｅｓｓ）による熱接着法、空気または水による圧力が同伴される、ジェット法のような他の不織布の製造法に比べて、本発明では異形断面フィラメントのウェブをニードルパンチして不織布を製造することにより、高い厚度の不織布を得ることができる。フィルターを構成するフィルターメディアにおいて不織布の厚度が低くなるほど、フィラメント間の気孔の大きさと数が減少して、低い透過性と表面積の減少によって使用寿命が短縮されるのに比べ、本発明の高い厚度の不織布はこれを抑制することができる。
【００３４】
また、不織布のフィラメント間に接着（融着）された部分が全くないため、不織布の表面積が増加し、透過性が向上し得る。
【００３５】
これにより、土壌および水質汚染の浄化のためのフィルターろ材として使用することができる。
【００３６】
本発明によって製造される、ゼオライトを含有したポリエステル繊維の不織布をカートリッジ型、折り曲げ型、平板型などのフィルターに適用できるように、一般的なフィルターろ材と同じ構造に加工して機能性フィルターを製造することができる。
【００３７】
本発明にかかる機能性フィルターは、広い表面積と優れた交絡を表すフィラメントで構成され、厚さ、密度および形態が多様になるように、成形が容易な前記不織布をフィルターろ材として使用するため、放射性汚染物質の除去効率が向上すると共に、機械的強度に優れ、持続的なフィルタリングでも耐久性に優れるようになる。
【００３８】
以下、本発明を下記の実施例、比較例と試験例によってより詳しく説明する。
【００３９】
但し、下記の実施例は本発明の例示のためだけのものであり、本発明が下記実施例によって限定されるのではなく、本発明の技術的思想から外れない範囲内で置換および均等な他の実施例に変更できることは、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者には明らかである。
【００４０】
＜実施例１〜４＞及び＜比較例１〜４＞
ゼオライト粉末を含む融点が２５５℃のポリエチレンテレフタレートを連続押出機を用いて２８８℃で溶融させた後、吐出孔を含む紡糸口金により紡糸した。
【００４１】
このとき、ゼオライトの含量と吐出孔の形態は下記表１に示した通り行った。
次いで、紡糸口金から放出された連続フィラメントを冷却風で固化させた後、高圧の空気延伸装置を用いて紡糸速度が５，０００ｍ／ｍｉｎになるように十分に延伸させて、フィラメント繊維を製造した。
【００４２】
このとき製造されたフィラメントの繊度は、下記表１に示した通りになるように吐出量と紡糸口金の毛細孔数を調節した。
【００４３】
次に、前記フィラメント繊維を、通常の開繊法によってコンベアネット（ｎｅｔ）上にウェブの形態で積層させた後、ニードルパンチ（ｎｅｅｄｌｅ  ｐｕｎｃｈ）工法で強度を付与し、単位面積当りの重量が４００ｇｓｍの不織布を製造した。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
＜試験例＞物性の測定
前記実施例と比較例で製造された不織布の物性を測定して、下記表２に示した。
【００４６】
引張強度は、ＫＳ  Ｋ  ０７４３法を用いて測定する。
【００４７】
透水係数（単位：ｃｍ／ｓｅｃ）は、ＫＳ  Ｋ  ＩＳＯ  １１０５８法を用いて測定する。
【００４８】
破裂強度（単位：ＫＰａ）は、ＫＳ  Ｋ  ＩＳＯ  １３９３８−１法を用いて測定する。
【００４９】
セシウム除去率は、不織布で作ったフィルターカートリッジに１．９８ｐｐｍのセシウム調製水１００Ｌを３．０ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で通過させ、フィルタリングされたセシウム調製水のセシウム含有量を測定する。
【００５０】
【表２】
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【００５１】
前記表２から、特に実施例３による不織布が、セシウム除去率に優れつつも機械的強度とフィルタリング効率に優れた。これにより、本発明の不織布は特性にバランスがあることが確認できた。
【００５２】
ゼオライト含量が非常に多い場合、無機物粒子が不純物として作用して繊維フィラメントが製造されにくく（比較例３）、繊維フィラメントが異形断面ではない円形の場合はセシウム除去率が低下し（比較例１）、繊度が増加してもセシウム除去率が低下することが（比較例４）確認できた。
【００５３】
以上の通り、本発明の不織布は、比較例に比べてセシウム除去率、引張強度、透水係数、破裂強度において優れ、特性にバランスがあることが確認できた。
【図１】
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