(57)【要約】【課題】拡散した放射性物質を効率的に回収するシートであり、使用後の回収も容易な放射性物質回収シートを提供する。【解決手段】極細繊維の不織布と、ゼオライト粒子と、不織布を形成する繊維の外側でゼオライト粒子を固定するバインダ樹脂とを含み、バインダ樹脂は不織布の通水性を維持するための内部空隙を閉塞しないように存在している放射性物質回収シートである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均繊度１デシテックス以下の極細繊維の不織布と、ゼオライト粒子と、前記不織布を形成する繊維の外側で前記ゼオライト粒子を固定するバインダ樹脂とを含み、
前記バインダ樹脂は前記不織布の通水性を維持するための内部空隙を閉塞しないように存在していることを特徴とする放射性物質回収シート。
【請求項２】
前記不織布と前記バインダ樹脂との合計量１００質量部に対する前記ゼオライト粒子の量が０．０１〜５０質量部である請求項１に記載の放射性物質回収シート。
【請求項３】
前記ゼオライト粒子の平均粒子径が０．００１〜１０μｍである請求項１または２に記載の放射性物質回収シート。
【請求項４】
フェロシアン化物及びフェリシアン化物からなる群から選ばれる少なくとも１種のセシウム結合性化合物をさらに含み、前記セシウム結合性化合物は前記バインダ樹脂で前記不織布を形成する繊維の外側で固定されている請求項１に記載の放射性物質回収シート。
【請求項５】
前記バインダ樹脂は１３０℃の熱水に対する膨潤度が０．３〜３００％である請求項１〜４の何れか１項に記載の放射性物質回収シート。
【請求項６】
前記バインダ樹脂は、架橋構造を形成している請求項５に記載の放射性物質回収シート。
【請求項７】
前記繊維が、ポリエステル系樹脂及びポリアミド系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種からなる繊維を含む請求項１〜６の何れか１項に記載の放射性物質回収シート。
【請求項８】
前記不織布の見かけ密度が０．０５〜１．２ｇ／ｃｍ３である請求項１〜７の何れか１項に記載の放射性物質回収シート。
【請求項９】
前記極細繊維は繊維束を形成しており、
前記繊維束の内部に前記バインダ樹脂が含浸している請求項１〜８の何れか１項に記載の放射性物質回収シート。
【請求項１０】
放射性物質を含有する海水から放射性物質を回収除去するための海水浄化材であり、請求項１〜９の何れか１項に記載の放射性物質回収シートを含むことを特徴とする海水浄化材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性物質を回収するためのシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
２０１１年３月に発生した福島県第１原子力発電所の事故により、原子力発電の燃料として用いられていた放射性物質が空気中に飛散したり、放射性物質を含む廃液が海に放出されたりしたことが、深刻な環境問題になっている。原子力発電所の事故で放出された放射性物質としては、放射性ヨウ素、放射性セシウム、放射性ストロンチウムが挙げられる。放射性ヨウ素は、半減期が約８日と比較的短い。一方、放射性ストロンチウムや放射性セシウムの半減期は約３０年と非常に長い。そのために、外部環境に漏出した放射性ストロンチウムや放射性セシウムを回収する技術が強く求められている。
【０００３】
原子力発電所の事故により漏出した放射性ストロンチウムや放射性セシウム（以下、これらをまとめて単に放射性物質とも称する）は、原子力発電所から大気中に放出されたとともに、冷却水等の廃液として海に放出された。そして、大気中に放出された放射性物質は、主に降雨により雨とともに地上に降ってきて、土壌や、海、川、池、湖沼等を汚染したと考えられている。
【０００４】
川や海等を汚染した放射性物質は水中に低濃度で存在するために、回収することも困難であった。
【０００５】
従来、放射性物質の回収方法が提案されている。例えば、下記特許文献１は、天然繊維または合成繊維で形成されたシート状基材の表面および内部の少なくともいずれかに、粉末状のゼオライトを付着させた放射性セシウム捕集用繊維シートを開示する。
【０００６】
また、プルシアンブルー（紺青：フェロシアン化鉄）の、Ｃｓ＋と結合しやすい性質を活かした回収方法も提案されている。例えば、下記特許文献２は、１ｍ２あたり１ｇ以上の紺青がバインダによって接着固定された不織布であり、水中への紺青の溶出率が５％以下である不織布を用い、セシウムを回収する方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２１７６８７号公報
【特許文献２】特開２０１３−５３３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１や特許文献２に開示されたような、繊度の高い一般的な天然繊維または合成繊維で形成されたシート状基材にゼオライトや紺青を担持しようとした場合、支持体となる繊維が緻密でないために、充分な量のゼオライトを担持できず、放射性物質の回収率が低いという欠点があった。
【０００９】
また、繊度の高い一般的な天然繊維または合成繊維で形成されたシート状基材は強度、とくに、引裂強度が低いために、例えば、海中で用いた場合には、使用後にシートを回収しようとした場合に貝類等に接触して簡単に破れてしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、放射性ストロンチウムや放射性セシウムを効率的に回収するシートであり、使用後の回収も容易な放射性物質回収シート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】
【００１１】
本発明の放射性物質回収シートは、平均繊度１デシテックス以下の極細繊維の不織布と、ゼオライト粒子と、不織布を形成する繊維の外側でゼオライト粒子を固定するバインダ樹脂とを含み、バインダ樹脂は不織布の通水性を維持するための内部空隙を閉塞しないように存在しているシートである。このような放射性物質回収シートにおいては、不織布中で、ゼオライト粒子が繊維の内部に閉じ込められることなく、繊維の外側の繊維表面や絡合した繊維が形成する空隙に存在する。また、平均繊度１デシテックス以下の極細繊維の不織布を用いることにより、繊維を緻密に存在させて引裂強度の強いシートが得られるとともに、ゼオライト粒子をバインダ樹脂で固着するための繊維の表面積や、ゼオライト粒子を固着するバインダ樹脂を閉じ込める内部空隙を充分に確保することができる。また、このような放射性物質回収シートは、極細繊維の不織布により高い吸水性を保持させるために、ゼオライト粒子と放射性物質を含有する水との接触性を充分に確保し、高い吸着効率で放射性物質を回収することができる。さらに、ゼオライト粒子をバインダ樹脂で固定するために、ゼオライト粒子を高充填することができる。
【００１２】
不織布とバインダ樹脂との合計量１００質量部に対するゼオライト粒子の量は０．０１〜５０質量部であることが好ましい。
【００１３】
また、ゼオライト粒子の平均粒子径は０．００１〜１０μｍであることが好ましい。
【００１４】
また、放射性物質回収シートは、フェロシアン化物及びフェリシアン化物からなる群から選ばれる少なくとも１種のセシウム結合性化合物をさらに含み、セシウム結合性化合物は前記バインダ樹脂で前記不織布を形成する繊維の外側で固定されていることが好ましい。ゼオライト粒子はセシウムもストロンチウムも吸着させるが、セシウム結合性化合物を併用してセシウム結合性化合物にセシウムを選択的に回収することにより、ゼオライトの吸着サイトをストロンチウムにより多く割り当てることができ、その結果、放射性物質がより効果的に吸着される。
【００１５】
また、バインダ樹脂は１３０℃の熱水に対する膨潤率が０．３〜３００％であるような親水性の樹脂であることが好ましい。このような親水性の樹脂は吸水しやすいために、ゼオライト粒子とストロンチウムイオンやセシウムイオンを含有する水との接触性を充分に維持することができる。また、このようなバインダ樹脂は架橋されていることが、バインダ樹脂が不織布から脱離することを抑制する点から好ましい。
【００１６】
また、不織布を形成する繊維は、ポリエステル系樹脂及びポリアミド系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種からなる繊維を含むことが好ましい。これらの繊維は、溶融紡糸性に優れていることに加えて、耐放射線性にも優れているために放射線物質が発する放射線による分解を抑制できる。従って、放射性物質回収後の放射性廃棄物となったシートを安定的に保管できる。
【００１７】
また、不織布の見かけ密度が０．０５〜１．２ｇ／ｃｍ３である場合には、繊維を緻密に存在させて引裂強度の強いシートになるとともに、ゼオライト粒子の充填密度をより高めることができる。また、このように緻密な極細繊維の不織布は毛細管現象による吸水速度が速いために、ストロンチウムイオンやセシウムイオンの回効効率を向上させることができる。さらに、放射性物質回収シートの減容化も図ることができる。
【００１８】
また、極細繊維は繊維束を形成しており、繊維束の内部にバインダ樹脂が含浸している場合には、ゼオライト粒子の充填密度をさらに高めることができるとともに、バインダ樹脂が繊維束の内部に固定されることにより、バインダ樹脂が、不織布から脱離することを抑制できる点から好ましい。
【００１９】
また、本発明の放射性物質を含有する海水から放射性物質を回収除去するための海水浄化材は、上記何れかの放射性物質回収シートを含む。上述したような放射性物質回収シートは、ナトリウムイオンを含む海水中に含有されるストロンチウムイオンやセシウムイオンであっても、ナトリウムイオンに阻害されずに、回収することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の放射性物質回収シートによれば、拡散した放射性物質を効率的に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態の放射性物質回収シート１０の拡大模式図を示す。
【図２】実施形態の放射性物質回収シート２０の拡大模式図を示す。
【図３】ゼオライト粒子を固着したバインダ樹脂が付着した極細繊維の表面の、４０００倍の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係る放射性物質回収シートは、例えば、図１の放射性物質回収シート１０の拡大模式図に示すように、平均繊度１デシテックス以下の繊維１から形成された不織布５と、ゼオライト粒子２を固着して繊維１の表面に付着するバインダ樹脂３とを含む。そして、バインダ樹脂３は、不織布５の通水性を保持させるために、内部空隙４を閉塞させないように存在している。
【００２３】
不織布の繊維の種類は特に限定されない。その具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリトリメチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ），ポリエステルエラストマー等のポリエステル系樹脂；ポリアミド６，ポリアミド６６，ポリアミド６１０，芳香族ポリアミド，ポリアミドエラストマー等のポリアミド系樹脂；アクリル樹脂；オレフィン樹脂；ポリビニルアルコール樹脂等繊維形成能を有する合成樹脂から形成された繊維等が挙げられる。これらは、単独で用いても２種以上組み合わせて用いてもよい。合成繊維の製造方法としては、樹脂材料を融点以上の温度で溶融させてエクストルーダーから押し出して溶融紡糸する方法や、ポリマー溶液を細孔より押し出し溶媒を蒸発させる乾式溶液紡糸する方法や、高分子溶液を非溶剤中に紡出する湿式溶液紡糸する方法等、とくに限定なく用いられる。また、必要に応じて極細繊維化する処理が施される。
【００２４】
上記各種繊維の中では、ポリエステル系樹脂及びポリアミド系樹脂から形成された繊維が、溶融紡糸性に優れていることに加えて、耐放射線性にも優れているために放射線による分解を抑制できる点から好ましい。
【００２５】
不織布を形成する繊維が平均繊度１デシテックス以下の極細繊維であるために、繊維密度を緻密にでき、ゼオライト粒子の単位体積当たりの充填密度を高めることができる点や、吸水速度が速い点等から好ましい。
【００２６】
不織布は、任意の繊維長（例えば１８〜１１０ｍｍ）にカットしてステープル化した短繊維を、カード，クロスラッパー，ランダムウェッバー，絡合装置などを用いて絡合させて得られた短繊維の不織布；溶融紡糸ノズルから繊維形成性ポリマーを吐出した直後に高速気体で吹き飛ばして繊維を細くする、いわゆるメルトブロー法やフラッシュ紡糸などの方法を用いて得られた不織布；エレクトロスピニング法や抄紙法を使用してナノファイバーを作製して形成される不織布；スパンボンド法などにより紡糸した長繊維をカットすることなく、移動式ネットなどの捕集面上に堆積させて実質的に無延伸の長繊維からなる長繊維の不織布等、いずれの製造方法で得られた不織布でもよい。これらの中では、長繊維の不織布が繊維を緻密にすることができ、また、不織布の経時的な耐久性が高い点から好ましい。
【００２７】
ゼオライト粒子としては、水中のストロンチウムイオンやセシウムイオンを吸着させる、人工ゼオライトや合成ゼオライトが特に限定なく用いられる。これらの中では、とくに、ＣＥＣ（Ｃａｔｉｏｎ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  Ｃａｐａｃｉｔｙ）が１００ｍｏｌ／ｋｇ以上のゼオライト粒子が好ましい。このようなゼオライト粒子は、市販品として、例えば、富士チタン工業（株）製「エフティライト」や、東ソー（株）製「Ｆ−９」として入手しうる。ゼオライト粒子の平均粒子径は特に限定されないが、０．００１〜１０μｍが好ましく、０．０１〜１０μｍがより好ましく、さらには０．０１〜１μｍであることが繊維表面に均一に付着し、脱落しにくい点から好ましい。また、ゼオライト中に銀イオンを担持させることにより海中使用時の防錆性、防藻性が向上する点から好ましい。
【００２８】
また、放射性物質回収シートは、ゼオライト粒子とともに、必要に応じて、フェロシアン化物及びフェリシアン化物からなる群から選ばれる少なくとも１種のセシウム結合性化合物をさらに含んでもよい。ゼオライト粒子はセシウムもストロンチウムも吸着させるが、セシウム結合性化合物を併用してセシウム結合性化合物にセシウムを選択的に回収することにより、ゼオライトの吸着サイトをストロンチウムにより多く割り当てることができ、その結果、放射性物質がより効果的に吸着される。
【００２９】
セシウム結合性化合物としては、セシウムを選択的に結合する、配位子にシアン化物イオンを含む錯体である、フェロシアン化物イオン[Fe(CN)6]4-を含むフェロシアン化物や、フェリシアン化物イオン[Fe(CN)6]3-を含むフェリシアン化物が用いられる。さらに具体的には、例えば、ヘキサシアノ鉄（II）酸鉄（III）（Fe4[Fe(CN)6]3，フェロシアン化第二鉄），ヘキサシアノ鉄（III）酸鉄（II）、フェロシアン化鉄アンモニウム（Fe（NH4）[Fe(CN)6]），フェロシアン化鉄カリウム，フェロシアン化銅（Cu2[Fe(CN)6]），フェロシアン化銀，フェロシアン化カドミウム（Cd2Fe(CN)6），フェロシアン化コバルト，フェロシアン化カリウム（K4Fe(CN)6），フェロシアン化鉛（II）（PbFe(CN)6），フェロシアン化マンガン（II）（Mn2Fe(CN)6）等のフェロシアン化物や、フェリシアン化カリウム（K3Fe(CN)6）等のフェリシアン化物等、またはそれらの水和物等が挙げられる。これらは、単独でも、２種以上を組み合わせても、また、粗精製物を用いてもよい。中でも、青色顔料として知られる、Fe4[Fe(CN)6]3を含むプルシアンブルー（紺青）が、入手が容易である点から好ましい。プルシアンブルーは、通常、水に不溶または難溶の粒子である。プルシアンブルーは通常、粒子であり、その平均粒子径は特に限定されないが、０．０１〜１０μｍ、さらには０．０１〜１μｍ、とくには０．０２〜０.５μｍであることが繊維表面に均一に付着し、脱落しにくい点から好ましい。
【００３０】
バインダ樹脂は、繊維表面や不織布内部の空隙にゼオライト粒子やセシウム結合性化合物を固定できる樹脂であれば特に限定なく用いられる。バインダ樹脂の具体例としては、例えば、ポリウレタン、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリオレフィン、石油樹脂、アスファルト、イソプレン系炭化水素、ブタジエンゴム、塩化ビニルなどの樹脂が挙げられる。
【００３１】
バインダ樹脂は、不織布の通水性を維持するための内部空隙を閉塞しないように存在している。不織布の内部空隙を閉塞させた場合には、吸水性が低下し、その結果、ストロンチウムイオンやセシウムイオンの回収効率が低下するためである。具体的な形態としては、図１に示すように、バインダ樹脂３は、不織布５の繊維１表面に付着して粒子状に点在していたり、図２に示すように、不織布１の内部空隙にその内部空隙４を閉塞させない程度に凝集体またはスポンジ状に存在していたりするような形態が挙げられる。これらの中では、バインダ樹脂を不織布の繊維表面に付着させて粒子状に点在させることが生産性の観点等から好ましい。バインダ樹脂を不織布の繊維表面に付着させて粒子状に点在させるためには、例えば、水乳化性ポリウレタンエラストマーや水乳化性アクリル樹脂エラストマー等の水乳化性ポリマーをバインダ樹脂として用いることが特に好ましい。また、水乳化性ポリマーは水を吸収しやすいために、ゼオライト粒子と放射性物質のイオンを含有する水との接触性にも優れている。
【００３２】
水乳化性ポリマーには、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基、炭素数３以下のポリアルキレングリコール基等の親水性基を有する単量体を共重合単位として含有させることにより、水に対する自己乳化性を付与することができる。そして、このような親水性官能基により、ゼオライト粒子と放射性物質イオンを含有する水との濡れ性が高まる。
【００３３】
水乳化性のポリウレタンは、例えば、平均分子量５００〜３０００の高分子ポリオールと有機ポリイソシアネ−トと、必要に応じて鎖伸長剤とを、所定のモル比で含有し、親水性基を有する単量体を含む単量体成分を溶融重合法、塊状重合法、溶液重合法などにより重合させることにより得られる各種のポリウレタン系樹脂が挙げられる。
【００３４】
高分子ポリオールの具体例としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリ（メチルテトラメチレングリコール）、ポリ（メチルペンタン）ジオール等のポリエーテル系ポリオール及びその共重合体；ポリブチレンアジペートジオール、ポリブチレンセバケートジオール、ポリヘキサメチレンアジペートジオール、ポリ（３−メチル−１，５−ペンチレンアジペート）ジオール、ポリ（３−メチル−１，５−ペンチレンセバケート）ジオール、ポリカプロラクトンジオールなどのポリエステル系ポリオール及びその共重合体；ポリヘキサメチレンカーボネートジオール（ポリヘキシレンカーボネートジオール）、ポリ（３−メチル−１，５−ペンチレンカーボネート）ジオール、ポリペンタメチレンカーボネートジオール、ポリテトラメチレンカーボネートジオールなどのポリカーボネート系ポリオール及びその共重合体；ポリエステルカーボネートポリオールなどが挙げられる。これらは単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、ポリカーボネート系ポリオールが、耐放射線性に優れているために放射線による分解を抑制できる点から好ましい。
【００３５】
なお、高分子ポリオールとしてポリエーテル系ポリオールを含む場合、高分子ポリオール中のポリオキシエチレン（−CH２−CH２−O−）単位の含有割合が、１０ｍｅｑ／ｇ以下であることが好ましい。ポリオキシエチレン（−CH２−CH２−O−）は耐放射線性が低いために、ポリオキシエチレン単位の含有割合が高すぎる場合には、放射性物質回収シートの経時的な保管安定性が低くなる傾向がある。
【００３６】
有機ポリイソシアネ−トの具体例としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、水添メチレンジイソシアネート等の脂肪族あるいは脂環族ジイソシアネート（無黄変型ジイソシアネート）や、フェニレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の芳香環ジイソシアネート等が挙げられる。
【００３７】
鎖伸長剤の具体例としては、例えば、ヒドラジン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、ピペラジンおよびその誘導体、アジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド等のジアミン類；ジエチレントリアミン等のトリアミン類；トリエチレンテトラミン等のテトラミン類；エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、１，４−シクロヘキサンジオールなどのジオール類；トリメチロールプロパン等のトリオール類；ペンタエリスリトール等のペンタオール類；アミノエチルアルコール、アミノプロピルアルコールなどのアミノアルコール類等が挙げられる。これらは単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、ヒドラジン、ピペラジン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミンおよびその誘導体、エチレントリアミンなどのトリアミンの中から２〜４種類を組み合わせて用いること、とくに、ヒドラジン及びその誘導体は酸化防止効果を有するために、放射性物質回収シートの経時的な保管安定性が向上する点から好ましい。
【００３８】
また、水乳化性ポリマーをはじめとするバインダ樹脂は、架橋構造を形成していることが好ましい。一般に、水乳化性ポリマーが親水性官能基を有する場合には、水で膨潤しやすく吸水率が高くなる傾向がある。水に対する膨潤性が高すぎる場合には、経時的に膨潤により樹脂バインダが不織布から脱離しやすくなるおそれがある。このような場合には、水乳化性ポリマーに架橋構造を形成させることにより、吸水率を制御して、水乳化性ポリマーが膨潤しすぎることを抑制することができる。例えば水乳化性ポリウレタンの場合、ポリウレタンを形成するモノマー単位が有する官能基と反応し得る、官能基を分子内に２個以上含有する架橋剤や、ポリイソシアネート系化合物、多官能ブロックイソシアネート系化合物等の自己架橋性の化合物を添加することにより、架橋構造を形成させることができる。
【００３９】
モノマー単位が有する官能基と架橋剤の官能基との組み合わせとしては、カルボキシル基とオキサゾリン基、カルボキシル基とカルボジイミド基、カルボキシル基とエポキシ基、カルボキシル基とシクロカーボネート基、カルボキシル基とアジリジン基、カルボニル基とヒドラジン誘導体またはヒドラジド誘導体などが挙げられる。これらの中では、カルボキシル基を有するモノマー単位とオキサゾリン基、カルボジイミド基またはエポキシ基を有する架橋剤と組み合わせ、水酸基またはアミノ基を有するモノマー単位とブロックイソシアネート基を有する架橋剤との組み合わせ、およびカルボニル基を有するモノマー単位とヒドラジン誘導体またはヒドラジド誘導体との組み合わせが、架橋形成が容易である点から好ましい。
【００４０】
親水性のバインダ樹脂は、１３０℃の熱水に対する膨潤度が０．３〜３００％、さらには、１〜１００％、とくには５〜５０％であることが好ましい。このような親水性のバインダ樹脂は水を吸水しやすいとともに、膨潤による不織布からの脱離を起こしにくいために、ゼオライト粒子と放射性物質イオンを含有する水との接触性を充分に維持しながら、保管性を維持することができる。
【００４１】
また、バインダ樹脂は、必要に応じて、浸透剤、消泡剤、滑剤、撥水剤、撥油剤、増粘剤、増量剤、硬化促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、蛍光剤、防黴剤、発泡剤、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースなどの水溶性高分子化合物、染料、などを含有してもよい。
【００４２】
不織布を形成する繊維の質量に対するバインダ樹脂の割合としては、０．０１〜５０質量％、さらには０．０５〜３０質量％、とくには０．５〜２０質量％であることが好ましい。バインダ樹脂の割合が高すぎる場合には、不織布中の空隙の割合が少なくなることにより、吸水性が低下する傾向がある。また、バインダ樹脂の割合が低すぎる場合には、充分な量のゼオライト粒子を固着できなかったり、ゼオライト粒子が脱落しやすくなったりする傾向がある。
【００４３】
また、本発明において、不織布とバインダ樹脂との合計量１００質量部に対するゼオライト微粒子の量は０．０１〜５０質量部であることが好ましく、また、不織布を形成する繊維の質量に対するゼオライト粒子の割合としては、０．０００１〜５０質量％、さらには０．０１〜５０質量％、とくには１〜５０質量％であることが好ましい。ゼオライト粒子の割合が低すぎる場合には、放射性物質の回収効率が低下し、ゼオライト粒子の割合は高ければ高いほど好ましいが、高すぎる場合にはゼオライト粒子を充分に固着させるためにはバインダ樹脂の割合も高める必要があり、不織布中の内部空隙の割合が少なくなる傾向がある。
【００４４】
セシウム結合性化合物を含む場合、不織布を形成する繊維の質量に対するセシウム結合性化合物の割合としては、０．００００１〜５０質量％、さらには０．００１〜３０質量％、とくには０．０１〜２０質量％であることが好ましい。セシウム結合性化合物の割合が低すぎる場合には、セシウムを選択的に回収する効率が低下する傾向がある。
【００４５】
また、バインダ樹脂の量（Ａ）に対する、ゼオライト粒子の量（Ｂ）と必要に応じて用いられるセシウム結合性化合物（Ｃ）の量の合計の比率(（Ｂ＋Ｃ）／Ａ）としては、１／０．０１〜１／５０、さらには１／０．０５〜１／１０、とくには１／０．１〜１／１０であることが好ましい。(（Ｂ＋Ｃ）／Ａ）が高すぎる場合には、ゼオライト粒子等の固着性が不充分になり、使用時や経時的にゼオライト粒子等が脱落しやすくなる傾向がある。また、(（Ｂ＋Ｃ）／Ａ）が低すぎる場合には、放射性物質の回収効率が低下したり、充分な量のゼオライト粒子やセシウム結合性化合物を付与する場合には不織布中の空隙の割合が少なくなり、吸水性が低下する傾向がある。
【００４６】
不織布に、ゼオライト粒子を固着するバインダ樹脂を、通水性を維持するための内部空隙を閉塞しないように存在させる方法としては、例えば、ゼオライト粒子と必要に応じて併用されるセシウム結合性化合物とを分散させたバインダ樹脂エマルジョンを不織布に含浸させた後、バインダ樹脂を凝固させる方法等が挙げられる。不織布に高分子弾性体のバインダ樹脂エマルジョンを含浸する方法としては、例えば、ナイフコーター、バーコーター、又はロールコーターを用いて、または、ディッピングする方法が挙げられる。
【００４７】
なお、ゼオライト粒子を固着したバインダ樹脂は、不織布の表層に偏在するように付着させた場合には、ゼオライト粒子と放射性物質を含有する水との接触性がより優れる。不織布の表層にゼオライト粒子を固着したバインダ樹脂を偏在するように付着させるためには、不織布にゼオライト粒子を分散させたバインダ樹脂エマルジョンを表面から塗布することにより含浸させた後、表面及び裏面から、好ましくは１１０〜１５０℃、０．５〜３０分間程度加熱することにより、ゼオライト粒子を分散させたバインダ樹脂エマルジョンを表面に移行させるマイグレーション処理を行うことが好ましい。
【００４８】
バインダ樹脂が点在している場合、そのバインダ樹脂の平均粒子径としては、１００μｍ以下、さらには５０μｍ以下、とくには、１０μｍ以下、ことには５μｍ以下であることが好ましい。
【００４９】
次に、本発明の放射性物質回収シートの中でも、とくに好ましい形態である、極細繊維の不織布の繊維表面に、ゼオライト粒子を固着したバインダ樹脂を付着させてなる放射性物質回収シートの製造方法の一例について詳しく説明する。
【００５０】
本製造方法においては、はじめに、混合紡糸方式や複合紡糸方式などの方法を用いて得られる海島型繊維のような極細繊維発生型繊維を溶融紡糸して、繊維ウェブを製造する。
【００５１】
なお、本実施形態においては、極細繊維発生型繊維として海島型繊維を用いる場合について詳しく説明するが、海島型繊維以外の極細繊維発生型繊維を用いても、また、極細繊維発生型繊維を用いずに、直接極細繊維を紡糸してもよい。なお、海島型繊維以外の極細繊維発生型繊維の具体例としては、紡糸直後に複数の極細繊維が軽く接着されて形成され、機械的操作により解きほぐされることにより複数の極細繊維が形成されるような剥離分割型繊維や、溶融紡糸工程において花弁状に複数の樹脂を交互に集合させてなる花弁型繊維等が挙げられ、極細繊維を形成しうる繊維であれば特に限定されずに用いられる。
【００５２】
海島型繊維の島成分であり、極細繊維を形成するための樹脂の具体例としては、上述したような、ＰＥＴ等のポリエステル系樹脂や、ポリアミド６等のポリアミド系樹脂が用いられる。
【００５３】
なお、極細繊維を形成するための樹脂には、本発明の目的及び効果を損なわない範囲で、各種添加剤、具体的には、例えば、触媒，着色防止剤，耐熱剤，難燃剤，滑剤，防汚剤，蛍光増白剤，艶消剤，着色剤，光沢改良剤，制電剤，芳香剤，消臭剤，抗菌剤，防ダニ剤，無機微粒子等を必要に応じて配合してもよい。
【００５４】
海島型繊維の海成分は、海島型繊維を極細繊維の繊維束に変換する際に、溶剤により選択的に抽出除去されたり、熱水または分解剤により選択的に分解除去されたりする成分である。海島型繊維の海成分を形成するための樹脂の具体例としては、例えば、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリスチレン，エチレン−プロピレン共重合体，エチレン−酢酸ビニル共重合体，スチレン−エチレン共重合体，スチレン−アクリル共重合体，水溶性熱可塑性ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等のポリビニルアルコール系樹脂等が挙げられる。これらの中では、極細繊維化後の繊維表面に皮膜を残存させることにより、得られる放射性物質回収シートの吸水性を向上させる点から、ＰＶＡが特に好ましい。
【００５５】
繊維ウェブ形成の方法としては、スパンボンド法などにより紡糸した海島型長繊維の長繊維をカットすることなく長繊維ウェブにする方法や、メルトブロー法等のように、溶融繊維を気流で延伸しながら吹き飛ばして、短繊維ウェブを形成する方法や、長繊維をカットして短繊維にした後、カード、クロスラッパー、ランダムウェッバーなどを用いて短繊維ウェブを形成する方法等であってもよい。これらの中では、長繊維ウェブが、繊維の嵩高性が抑制されて繊維密度が高くなるために、ゼオライト粒子の含有濃度を高めることができ、また、緻密な不織布が形成されるために吸水性が向上する点から好ましい。本製造方法では、代表例として、長繊維を用いる場合について詳しく説明する。
【００５６】
海島型繊維の長繊維ウェブの製造方法としては、例えば、海成分ポリマーと島成分ポリマーとを複合紡糸用口金から押出して海島型繊維を溶融紡糸し、口金から吐出された溶融状態の海島型繊維を冷却装置により冷却した後、エアジェットノズルなどの吸引装置を用いて、目的の繊度となるように１０００〜６０００ｍ／分の引取速度に相当する速度の高速気流により牽引細化し、移動式ネットなどの捕集面上に堆積させることにより形成される。また、必要に応じて、得られたウェブをプレスすることにより部分的に圧着して形態を安定化させる処理をしてもよい。
【００５７】
このようにして得られたウェブを複数枚重ね、クロスラッパー等を用いてラッピング処理することにより、海島型繊維の繊維ウェブが形成される。
【００５８】
そして、海島型繊維の繊維ウェブを絡合処理することにより、海島型繊維の繊維絡合シートが形成される。具体的には、海島型繊維の繊維ウェブに、その両外側から同時または交互に少なくとも１つ以上のバーブが貫通する条件でニードルパンチ処理を行う。なお、絡合処理方法は、ニードルパンチの代わりに、水流を用いた水流交絡機で絡合する方法等を用いてもよい。このようにして、海島型繊維の繊維絡合シートが形成される。また、海島型繊維の繊維絡合シートは、必要に応じて熱収縮処理が施されてもよい。熱収縮処理することにより、絡合状態がさらに緻密化される。また、熱プレスすることにより、さらに緻密化してもよい。
【００５９】
上述のようにして得られた海島型繊維の繊維絡合シート中に含まれる、海島型繊維を極細繊維化することにより、海島型繊維が極細繊維化され、極細繊維の不織布が形成される。具体的には、例えば、海島型繊維の繊維絡合シートを、島成分を形成する樹脂を溶解及び分解せず、海成分を形成する樹脂のみを選択的に溶解または分解するような溶剤または分解剤で処理する方法が挙げられる。
【００６０】
極細繊維の平均繊度は１デシテックス以下であり、０．００１〜０．５デシテックス、さらには０．０５〜０．２デシテックスであることが好ましい。極細繊維の平均繊度が１デシテックス超の場合には、繊維が嵩高くなって繊維密度が低くなることにより引裂強度の高いシートが得られず、また、ゼオライト粒子の担持性や吸水性が低下する傾向がある。また、極細繊維の平均繊度が低すぎる場合には繊維強力が低くなりすぎて得られる放射性物質回収シートの機械的特性が低くなる。
【００６１】
このようにして、極細繊維の不織布が得られる。極細繊維の不織布の目付は特に限定されないが、８０〜８００ｇ／ｍ２、さらには１５０〜５００ｇ／ｍ２程度であることが好ましい。このような目付けの場合には、ゼオライト粒子を高濃度で担持させることができ、また、経時的に劣化しにくい点から好ましい。なお、このようにして得られた不織布は、サーキュラー染色機中で７０℃で３０分間リラックスしたり、水流絡合機で処理する、あるいは起毛ブラシやサンドペーパーで起毛するなどの手段によって、繊維束状に形成された極細繊維の拘束を解いてばらばらにするのが好ましい。このような処理の後にバインダ樹脂のエマルジョンを付与すると、繊維束の内部にバインダ樹脂が充分に含浸する。その結果、繊維束の内部の極細繊維の表面にもゼオライト粒子を固着したバインダ樹脂が侵入するために、ゼオライト粒子の充填密度を高めることができるとともに、バインダ樹脂が繊維束の内部に固定されることにより、不織布から脱離しにくくなる。
【００６２】
そして、得られた極細繊維の不織布に、バインダ樹脂でゼオライト粒子を固着させる。バインダ樹脂としては、上述したようなゼオライト粒子を繊維表面に固定できる樹脂であれば特に限定なく用いられるが、水乳化性ポリウレタンや水乳化性アクリル樹脂等の親水性の高いバインダ樹脂が吸水性の点から特に好ましい。
【００６３】
不織布にバインダ樹脂でゼオライト粒子を固着させる方法の具体例としては、例えば、所定量のゼオライト粒子を分散させたバインダ樹脂のエマルジョンを調整し、不織布に含浸させた後、乾燥することにより凝固させる。
【００６４】
なお、バインダ樹脂のエマルジョンを不織布に含浸させて乾燥する場合、表面からエマルジョンの乾燥が進行するにつれて内層のエマルジョンを不織布の表層に移行させ、表層にバインダ樹脂を遍在させる、所謂、マイグレーションをさせることが好ましい。マイグレーションを生じさせた場合、不織布の厚み方向において、ゼオライト粒子を固着したバインダ樹脂の分布が表層に偏在することにより、放射性物質の吸着性がより向上する。
【００６５】
このようにして、不織布を形成する極細繊維の表面に、バインダ樹脂によりゼオライト粒子が固着されてなる放射性物質回収シートが得られる。
【００６６】
なお、上述した製造方法においては、海島型繊維を極細繊維化した後にゼオライト粒子を含むエマルジョンを含浸付与する方法について説明したが、海島型繊維を極細繊維化する前にゼオライト粒子を含むエマルジョンを含浸付与し、その後に極細繊維化してもよい。海島型繊維を極細繊維化する前にゼオライト粒子を含むエマルジョンを含浸付与し、その後に極細繊維化した場合には、例えば、不織布を形成する繊維束間に形成される内部空隙にバインダ樹脂に固定されたゼオライト粒子が閉じ込められたように固定される。このような形態で、不織布中にゼオライト粒子が固定された場合には、ゼオライト粒子と放射性物質を含有する水との接触性がさらに向上し、高い効率で放射性物質を回収することができる。
【００６７】
極細繊維の不織布の見かけ密度は、０．０５〜１．２ｇ／ｃｍ３、さらには０．０８〜０．７ｇ／ｃｍ３、とくには０．２〜０．７ｇ／ｃｍ３であることが繊維が緻密になり引裂強度の高いシートが得られるとともに、ゼオライト粒子の充填密度を高めることができ、その結果、放射性物質の回収効率を向上させることができるとともに、放射性物質回収シートの減容化も図ることができる点から好ましい。また、ゼオライト粒子を固着したバインダ樹脂が閉じ込められて外部に脱落しにくくなる点からも好ましい。
【００６８】
このようにして得られた極細繊維の不織布に、ゼオライト粒子を固着したバインダ樹脂を固定させてなる放射性物質回収シートのゼオライト粒子の充填密度は、特に限定されないが、例えば、０．１〜１０００ｍｇ／ｃｍ3、さらには、０．１〜５００ｍｇ／ｃｍ3、とくには０．５〜２５０ｍｇ／ｃｍ3、程度の高充填が可能になる。なお、セシウム結合性化合物を含む場合には、上記充填密度はセシウム結合性化合物との合計量で同様の充填密度になる。
【００６９】
以上、説明した本実施形態の放射性物質回収シートは、淡水中、海水中、土壌中等に拡散した放射性物質を効率的に回収することに用いられる。具体的には、放射性物質で汚染された、海、川、池、湖沼等に、本実施形態の放射性物質回収シートを所定の時間浸漬して放射性物質を吸着させ、吸着が平衡吸着量に達した後に、放射性物質回収シートを回収することにより、海、川、池、湖沼等に拡散した放射性物質を濃縮して回収することができる。また、回収された放射性物質回収シートは、焼却することができるために放射性廃棄物の減容化が可能である。
【００７０】
また、本実施形態の回収シートは、担持させたゼオライト粒子と水との接触性に優れているために吸着速度が速く、平衡吸着量に達する時間が短い。本発明者らの実験では、数分〜数日の範囲で平衡吸着量に達した実験結果を得ている。この効果は、ゼオライト粒子を不織布の繊維の外に均質に存在させていることに起因すると思われる。
【００７１】
また、本実施形態の放射性物質回収シートは、土壌中に拡散した放射性物質を効率的に吸着し、回収することにも用いられる。土壌を汚染した放射性物質は、イオンの形態で、土に含まれる粘土、有機物、無機物等と強く結びつく。本実施形態の放射性物質回収シートは、土壌に敷設することで、土壌中の放射性物質のイオンを効率的に回収できる。土壌中の放射性物質のイオンは、弱アニオン性の土壌中でイオン結合を介して補足されていると考えられており、その一部は水分でイオン化している。このため、放射性物質のイオンを吸着した土壌と本実施形態の放射性物質回収シートとが接触した場合、乖離平衡がゼオライト粒子側に移動し、土壌中の放射性物質のイオンがゼオライト粒子に移動し、濃縮されると思われる。
【００７２】
なお、土壌に敷設する場合には、水分を介在させることが回収効率を向上させる点から好ましい。従って、本実施形態の放射性物質回収シートを土壌に敷設する場合には、土壌が乾燥している場合には、水を撒いてから放射性物質回収シートを敷設するか、水を撒いた土壌に放射性物質回収シートを敷設することが好ましい。また、この場合において、土壌中の水分を放射性物質回収シート側に移行させるためには、極細繊維の不織布にゼオライト粒子を担持させた放射性物質回収シートを用いることが、毛細管現象による高い吸水性により、放射性物質を短時間で回収することができる点から好ましい。また、極細繊維の不織布に吸収された水分は、その毛細管現象により、速やかに面内に広がり、その表面から蒸散されやすいために、汚染水から放射性物質のイオンのみを回収し、水分を蒸散させるために、吸水の飽和が起こりにくい。
【００７３】
また、本実施形態の放射性物質回収シートは、水浄化用のフィルタとしても用いられる。福島県第１原子力発電所及びその周囲の地域においては、放射能の高さから、未だ、水道設備の復旧工事が充分に進行しておらず、多くの地域で水不足が常態化しており、水が貴重になっている。このような地域において、水の再利用は重要な課題になっている。本実施形態の放射性物質回収シートは水浄化用のフィルタとしても効果的に用いられうる。具体的には、所定の形状に切断した放射性物質回収シートを水浄化用のフィルターカートリッジに挿入し、水浄化装置の通水口から汚染水を供給し、出水口から処理水を放出する。このような浄水処理によれば、水浄化用のフィルタが放射性物質を回収するために、汚染した水の再利用に寄与すると思われる。
【００７４】
また、本実施形態の放射性物質回収シートは、漏水遮蔽シートの保護基材等としても用いられる。福島県第１原子力発電所及びその周囲の地域で発生した放射性廃棄物は、焼却されて、廃棄物処分場に掘られた埋め立て穴に埋め立てられる。このような埋め立て穴には、廃棄物から漏出する汚染水が外部に漏れることを遮蔽するための複数層の漏水遮蔽シートが埋設される。通常、このような漏水遮蔽シートには、漏水検知器が張り巡らされており、漏水箇所の検知は可能ではある。しかし、漏水箇所が検知されても、その修復に相当の時間を要する。本実施形態の放射性物質回収シートを漏水遮蔽シートの保護基材として用いた場合には、漏水検知から修復までのタイムラグの間に、放射性物質が外部に漏出することを抑制することができる。
【実施例】
【００７５】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明の範囲はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
［実施例１］
水溶性熱可塑性ＰＶＡ系樹脂を海成分に用い、イソフタル酸変性度６モル％のＰＥＴを島成分とし、繊維１本あたりの島数が２５島で、海成分／島成分が２５／７５（重量比）となるような溶融複合紡糸用口金を用い、２６０℃で海島型のフィラメントを口金より吐出した。そして、紡糸速度が３７００ｍ／ｍｉｎとなるようにエジェクター圧力を調整し、平均繊度２．１デシテックスの海島型長繊維をネット上に捕集した。そしてネット上に捕集された海島型長繊維を表面温度４２℃の金属ロールで軽く押さえることにより表面の毛羽立ちを抑えてネットから剥離し、さらに、表面温度７５℃の格子柄の金属ロールとバックロールとの間を通過させて熱プレスすることにより、表面の極細繊維が仮融着した目付３１ｇ／ｍ2の長繊維ウェブを得た。
【００７６】
そして、得られた長繊維ウェブをクロスラッピングすることにより８枚重ね、これに、針折れ防止油剤をスプレーした。そして、針先端からバーブまでの距離が３．２ｍｍの６バーブ針を用い、針深度８．３ｍｍで両面から交互に３３００パンチ／ｃｍ２のパンチ密度でニードルパンチングすることにより、目付３２０ｇ／ｍ2の絡合された長繊維ウェブを得た。
【００７７】
そして、長繊維ウェブを巻き取りライン速度１０ｍ／分で７０℃の熱水中に１４秒間浸漬することにより熱収縮させた。さらに９５℃の熱水中でディップニップ処理を繰り返すことにより変性ＰＶＡを溶解除去することにより、平均繊度０．１デシテックスの極細長繊維を２５本含む繊維束が３次元的に交絡した極細繊維の不織布が得られた。そして、不織布は、スライス及びバフィング処理することにより見かけ密度が０．６２ｇ／ｃｍ３で、厚み０．８２ｍｍの不織布に調整された。
【００７８】
一方、ポリウレタンエマルジョンに、平均粒子径０．０８μｍのゼオライト粒子（富士チタン工業（株）製の商品名：「エフティライト」）を、ゼオライト粒子／ポリウレタン固形分＝１／３の質量比で分散させた。なお、ポリウレタンエマルジョンは、１３０℃における熱水膨潤率が９質量％であり、ソフトセグメントがポリへキシレンカーボネートジオールとポリメチルペンタンジオールの７０：３０の混合物からなり、ハードセグメントが主として水添メチレンジイソシアネートからなるポリオキシエチレン単位の含有量が０ｍｅｑ／ｇの架橋を形成する水乳化性ポリウレタンのエマルジョンであった。
【００７９】
なお、１３０℃における熱水膨潤率は、厚さ２００μｍのポリウレタンフィルムを加圧下１３０℃で６０分間熱水処理し、５０℃に冷却後、ピンセットで取り出した。そして表面に付着した水をろ紙でふき取り、重量を測定した。浸漬前の重量に対する増加した重量の割合を熱水膨潤率とした。
【００８０】
そして、厚み調整された不織布にゼオライト粒子を分散させたエマルジョンを不織布に対しポリウレタン固形分で約３質量％になるように含浸付与し、乾燥した。このようにして、極細繊維の不織布と、極細繊維の表面にゼオライト粒子を固着して付着するポリウレタンとを含む放射性物質回収シートを得た。この放射性物質回収シートのゼオライト粒子の担持密度は７．７ｍｇ／ｃｍ3であった。また、極細繊維は繊維束を形成しており、繊維束の内部にゼオライト粒子を固着して付着するポリウレタンが含浸していた。得られた放射性物質回収シートのＳＥＭ写真を図３に示す。このようにして得られた放射性物質回収シートを以下の方法に従って評価した。
【００８１】
［塩化ストロンチウム水溶液中のストロンチウムイオンの回収評価］
５×５ｍｍに切り出した放射性物質回収シートを１０ｐｐｍの塩化ストロンチウム水溶液、または０．０１ｐｐｍの塩化ストロンチウム水溶液に浸漬した。そして、平衡吸着量に達するまでの時間、及び、そのときのストロンチウムイオン濃度を測定した。そして、不織布の体積１ｃｍ3あたりに吸着されたストロンチウムイオンの量を算出した。なお、吸着されたストロンチウムイオン濃度は誘電結合プラズマ発光分光分析器を用いて測定した。
【００８２】
１０ｐｐｍの塩化ストロンチウム水溶液の場合には、約２４時間で平衡吸着量に達し、そのときの不織布１ｃｍ3あたりに吸着されたストロンチウムイオン量は、６８μｇ／ｃｍ3であった。また、０．０１ｐｐｍの塩化セシウム水溶液の場合には、約２４時間で平衡吸着量に達し、そのときの不織布１ｃｍ3あたりに吸着されたセシウムイオン量は、６．２μｇ／ｃｍ3であった。
【００８３】
［塩化ストロンチウムを溶解させた海水からのストロンチウムイオンの回収評価］
上記「塩化ストロンチウム水溶液中のストロンチウムイオンの回収評価」において、１０ｐｐｍの塩化ストロンチウム水溶液を調製する際に、真水に塩化ストロンチウムを溶解する代わりに、瀬戸内海で採取した海水に塩化ストロンチウムを溶解した以外は同様にして、１０ｐｐｍの塩化ストロンチウム（海）水溶液を調製した。そして、この塩化ストロンチウム（海）水溶液を用いた以外は同様にして、平衡吸着量に達するまでの時間、及び、そのときのストロンチウム濃度を測定した。そして、不織布の体積１ｃｍ3あたりに吸着されたセシウムイオンの量を算出した。その結果、真水を用いたときとほぼ同様に、約２４時間で平衡吸着量に達し、そのときの不織布１ｃｍ3あたりに吸着されたストロンチウムイオン量は、３６．７μｇ／ｃｍ3であった。
【００８４】
［塩化セシウム水溶液中のセシウムイオンの回収評価］
５×５ｍｍに切り出した放射性物質回収シートを１０ｐｐｍの塩化セシウム水溶液、または０．０１ｐｐｍの塩化セシウム水溶液に浸漬した。そして、平衡吸着量に達するまでの時間、及び、そのときのセシウムイオン濃度を測定した。そして、不織布の体積１ｃｍ3あたりに吸着されたセシウムイオンの量を算出した。なお、吸着されたセシウムイオン濃度は誘電結合プラズマ発光分光分析器を用いて測定した。
【００８５】
１０ｐｐｍの塩化セシウム水溶液の場合には、約２４時間で平衡吸着量に達し、そのときの不織布１ｃｍ3あたりに吸着されたセシウムイオン量は、４６μｇ／ｃｍ3であった。また、０．０１ｐｐｍの塩化セシウム水溶液の場合には、約２４時間で平衡吸着量に達し、そのときの不織布１ｃｍ3あたりに吸着されたセシウムイオン量は、４．２μｇ／ｃｍ3であった。
【００８６】
［塩化セシウムを溶解させた海水からのセシウムイオンの回収評価］
上記「塩化セシウム水溶液中のセシウムイオンの回収評価」において、１０ｐｐｍの塩化セシウム水溶液を調製する際に、真水に塩化セシウムを溶解する代わりに、瀬戸内海で採取した海水に塩化セシウムを溶解した以外は同様にして、１０ｐｐｍの塩化セシウム（海）水溶液を調製した。そして、この塩化セシウム（海）水溶液を用いた以外は同様にして、平衡吸着量に達するまでの時間、及び、そのときのセシウムイオン濃度を測定した。そして、不織布の体積１ｃｍ3あたりに吸着されたセシウムイオンの量を算出した。その結果、真水を用いたときとほぼ同様に、約２４時間で平衡吸着量に達し、そのときの不織布１ｃｍ3あたりに吸着されたセシウムイオン量は、３５μｇ／ｃｍ3であった。
【００８７】
［汚染水中の放射性物質の回収評価］
５×５ｍｍに切り出した放射性物質回収シートの所定量の断片を円筒状のカラムに充填した。なお、放射性物質回収シートの総量は単位時間あたりに汚染水がシートに接触する時間の逆数で表される空間速度（ＳＶ）がＳＶ＝６になるような量に調整した。そして、カラムに、福島県から入手した全β線量で３６７Ｂq／Ｌの放射性物質（主に放射性ストロンチウムに由来）とγ線量で２７０Ｂｑ／Ｌの放射性セシウム（セシウム１３４とセシウム１３７に由来）を含む汚染水を７時間連続通水した。７時間連続通水後の処理水の放射能は、全β線量が１８Ｂq／Ｌであり、放射性セシウム由来のγ線量が１０Ｂq／Ｌ以下であった。
【００８８】
［回収シートのウエット時の剥離強度］
たて１５ｃｍ、幅２．７ｃｍ、厚さ４ｍｍのゴム板の表面を２４０番のサンドペーパーでバフ掛けし、表面を十分に粗くした。溶剤系の接着剤（ＵＳ−４４）と架橋剤（ディスモジュールＲＥ）の１００：５の混合液を、ゴム板の粗面及びたて(シート長さ方向)２５ｃｍ、幅２．５ｃｍに切り出した放射性物質回収シートの片面のそれぞれに１２ｃｍの長さにガラス棒で塗布し、１００℃の乾燥機中で４分間乾燥した。その後、ゴム板と試験片の接着剤塗布部分同士を貼り合わせ、プレスローラーで圧着し、２０℃で２４時間キュアリングした。蒸留水に１０分浸漬した後に、ゴム板と試験片の端をそれぞれチャックで挟み、引張試験機で引張速度５０ｍｍ／分で剥離した。得られた応力−ひずみ曲線（ＳＳ曲線）の平坦部分から湿潤時の平均剥離強力を求めた。結果は、試験片３個の平均値で表した。
【００８９】
［回収シートの引裂強度］
ＮＩＫＥ法Ｇ７７に準じて、たて７．６ｃｍ、幅１５ｃｍの試験片に７．６２ｃｍの切込みを入れ、ＩＮＳＴＲＯＮ５５６５のエアーチャックにチャック間隔が７５ｍｍとなるように上下を挟んだ。そして、引張速度３００ｍｍ/ｍｉｎで上下に引っ張り、試験片１２ｍｍ毎の間隔で最高値（ｋｇ）を読み取り、５つの測定値の平均を算出した。結果は、試験片３個の平均値で表した。
【００９０】
以上の結果を表１に示す。
【００９１】
【表１】
2015099140.tif 000003
【００９２】
［実施例２］
ポリウレタンエマルジョンに、ゼオライト粒子／ポリウレタン固形分＝１／３の質量比でゼオライト粒子を分散させる代わりに、同量のポリウレタンエマルジョンにゼオライト粒子／ポリウレタン固形分＝１０／３の質量比になるようにゼオライト粒子を分散させた以外は実施例１と同様の工程及び条件により、放射性物質回収シートを得た。そして、得られた放射性物質回収シートを実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００９３】
［実施例３］
１３０℃における熱水膨潤率が９質量％である水乳化性ポリウレタンのエマルジョン代わりに、１３０℃の熱水に対する膨潤度が２質量％である溶剤系ポリウレタンに代えた以外は実施例１と同様の工程及び条件により、放射性物質回収シートを得た。なお、溶剤系ポリウレタンは、ハードセグメントが４,４’-ジフェニルメタンジイソシアネートとエチレングリコールの反応物からなり、ソフトセグメントが主としてポリヘキサメチレンカーボネートジオールからなり、イソシアネート含有割合が、元素分析での窒素の質量％として３．４％の樹脂であった。そして、得られた放射性物質回収シートを実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００９４】
［比較例１］
実施例１において、平均繊度３．５デシテックスのＰＥＴ長繊維をネット上に捕集し、見かけ密度の０．０６ｇ／ｃｍ３の不織布を得た。実施例１の平均繊度０．１デシテックスの極細繊維の不織布に代えて、この不織布を用いた以外は実施例１と同様にして、放射性物質回収シートを得た。そして、得られた放射性物質回収シートを実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００９５】
表１の結果から、実施例１〜３で得られた放射性物質回収シートはいずれも高い効率でストロンチウム及びセシウムを回収していることがわかる。また、ストロンチウム濃度が０．０１ｐｐｍのような低濃度であっても、１０ｐｐｍの高濃度の場合に比べて、平衡吸着に到達する時間が大幅に低下しないことがわかる。また、海水中であっても、淡水中と同程度にストロンチウムを回収していることがわかる。
【００９６】
また、実施例１〜３の放射性物質回収シートは、いずれも、極細繊維の不織布を用いているために、比較例１の通常の繊度の不織布を用いた放射性物質回収シートに比べて、ゼオライト粒子が高充填されている。その結果、ストロンチウム及びセシウムの吸着量が極めて多くなっていることがわかる。また、実施例１〜３の放射性物質回収シートは極細繊維の緻密な不織布を含むために、比較例１の通常の繊度の不織布を用いた放射性物質回収シート比べて引裂強度及び剥離強度も著しく高いことがわかる。
【００９７】
また、実施例３は、実施例１の１３０℃の熱水に対する膨潤度が９質量％である水乳化性ポリウレタンの代わりに、１３０℃の熱水に対する膨潤度が２質量％である溶剤系ポリウレタンをバインダ樹脂として用いた例である。実施例1と実施例３とを比べると、熱水膨潤度の高い水乳化性ポリウレタンを用いた実施例1の方が、明らかにストロンチウム及びセシウムの吸着量が多くなっていることがわかる。
【符号の説明】
【００９８】
１  繊維
２  ゼオライト粒子
３  バインダ樹脂
４  内部空隙
５  不織布
１０  放射性物質回収シート
２０  放射性物質回収シート  
【図１】
2015099140.tif 000004
【図２】
2015099140.tif 000005
【図３】
2015099140.tif 000006