(57)【要約】      （修正有）【課題】吸着機能材を被覆した発泡プラスチック球状体を内蔵した水質浄化用の球状浮遊体を提供する。【解決手段】吸着機能材を被覆した発泡プラスチック球状体（以下「コーテイングビーズ４」という）を編状袋物３に収納したネットを水が容易に出入りできる隙間を持つに球状浮遊体に高比重錘５と一緒に入れ全体比重を１前後になるように調整する。その球状浮遊体を複数個汚染水中に入れ、球状浮遊体を上下運動もしくは旋回運動させることにより、球状浮遊体は水槽内で浮遊運動を行い、その球状浮遊体内部で汚染水とネットに収納されたコーテイングビーズ４とが高効率で接触する。この接触時の吸着効果により、放射性セシュウム等有害物質が高効率、低動力費でコーテイングビーズに吸着される事により水質浄化を行う。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
水が容易に出入り可能な隙間を有するプラスチック体からなる球状体を外殻構造とした球状浮遊体であって、球状浮遊体の内部に吸着機能材を被覆した発泡プラスチックビーズ体（以下「コーテイングビーズ」という）と比重の重い鉱石、セラミックス又は金属を比重調整用錘として充填した球状浮遊体。
【請求項２】
請求項１に記載した発泡プラスチックビーズ体はポリスチレン樹脂、又はポリエチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリ乳酸樹脂であることを特徴とする。
【請求項３】
請求項１に記載したコーテイングビーズ表面には選択性吸着機能や分解機能を有する無機物、有機物粉体又は珪酸、燐酸などの無機オリゴマーの水溶性セラミックスもしくは金属又は金属合金の粉体単体又はそれらの混合物が被覆されており、網状袋物のネットに充填されていることを特徴とする。
【請求項４】
請求項１に記載の球状浮遊体は嵩比重を０．９から１．１の間に調整する事により、浮力効果による攪拌、混合動力が低減でき、省動力による吸着が可能であることを特徴としている。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は放射性物質として水中に溶解している有害物質、特に放射性セシュウムを高効率、低コストで処理できる吸着材の製造に関することである。
【背景技術】
【０００２】  これまで吸着材を利用した除去方法は吸着材を汚染水中に投入し、吸着材と汚染物質を高効率で接触吸着するように攪拌、混合した後、凝集剤により沈殿させ、ろ過により汚染物質を除去する方法か、所定の形に加工成形した吸着材を吸着塔に充填し塔内で汚染水と接触させ吸着を行うか、もしくは吸着材を濾布、濾紙等にコーテイング加工したフィルターで汚染水をろ過し、吸着除去する方法が取られている。
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】  原子力発電所の損傷事故が起こった事から、放射性セシュウムをはじめ大量の放射性物質が大気中に放出され、近隣地域の土壌、山林、田畑が汚染された。放射性セシュウムは半減期が長く、汚染された山林から風や雨水に混入し継続的に排出されている。
そのため、長期に亘り汚染された土壌や木材、枯葉等の除染作業が必要である。それには安価で簡易、効率的な汚染水の処理が必要である。
【０００４】  水中に溶出された放射性セシュウムの除去については吸着材に吸着させ、分離除去する数多くの取り組みがなされており、吸着材としてゼオライトや雲母などの天然鉱物や合成青色染料のプルシアンブルー、プルシアンブルーのナノ化粒子材、又は環状ポリエーテルのクラウンエーテル等に吸着させる方法が提案されている。
【０００５】  これ等の吸着材を利用した除去方法はいずれも従来方式で吸着材を汚染水中に投入し凝集剤を使用した沈殿、ろ過方式か、吸着材を吸着塔に充填し塔内で汚染水と接触させ吸着を行う吸着方式か、もしくは吸着材を濾布、濾紙等にコーテイング加工したフィルターで汚染水をろ過し、接触吸着させ除去する方法が取られている。
【０００６】  これ等方式では排水処理システムの構成が必要となり、タンク類、配管、ポンプ、その他機器類、計装電気等の一連のプラント設備を設置して除去を行う必要がある。
そのため、設備や運転に関わる費用が必要となり、また汚染物質を吸着した後の吸着材の廃棄処理も手間が掛かる。
【０００７】本考案は、従来の技術の有するこのような問題を解決するものである。その目的とするところは、複数個の吸着浮遊体を汚染水中に１に近い比重を利用し流動浮遊させることにより、低動力で高効率に汚染物質を吸着させ、かつ汚染物質を含んだ吸着材を容易に低コストで回収できる方策を提供するものである。
【０００８】  本考案では汚染物質に適合した機能性吸着材や分解処理可能な触媒等を選定する事により、水中の放射性セシュウムの吸着除去の他、重金属類の除去、有害化学物質の除去、バクテリア、細菌の除菌等多用途の水質浄化用に利用できる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本考案は水が容易に出入り可能な隙間を有するプラスチック体からなる球状体を外殻構造とした球状浮遊体であって、球状浮遊体の内部に吸着機能材を被覆した発泡プラスチックビーズ体（以下「コーテイングビーズ」という）と比重の重い鉱石、セラミックス又は金属を比重調整用錘として充填した球状浮遊体を汚染物質の吸着体として使用するものである。
【００１０】  そして、本考案の発泡プラスチックビーズ体にはポリスチレン樹脂、又はポリエチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリ乳酸樹脂であることを特徴としている。
【００１１】  コーテイングビーズ表面には選択性吸着機能や分解機能を有する無機物、有機物粉体又は珪酸、燐酸などの無機オリゴマーの水溶性セラミックスもしくは金属又は金属合金の粉体単体又はそれらの混合物が被覆されており、網状袋物のネットに充填されていることを特徴としている。
【００１２】  上記の球状浮遊体は嵩比重を０．９から１．１の間に調整する事により、浮力効果による攪拌、混合動力が低減でき、省動力による吸着が可能であることを特徴としている。
【考案を実施するための形態】
【００１３】  以下に本考案の形態について図面を参照として説明するが、本考案はかかる実施例によって限定されない。
【００１４】  本考案に利用する球状浮遊体は１．格子状隙間を有する球状外殻と２．網状袋物とその中に収納された３．コーテイングビーズおよび４．比重調整用の錘からなる。球状浮遊体は網状袋物ネットの取り出し用として５．浮遊体殻は二つ割り構造かもしくは蓋付となっている。
【００１５】  球状浮遊体の大きさは人手で分割できるサイズとして直径１０ｃｍの浮遊体とした。
通常は半球状に二つ割りとしたもの２個をもって１組とし、らせん状ねじで止める構造としているが、球状容器の上部に内容物の取り出し用の蓋を取り付けても良い。
本考案の実施では球状浮遊体の上部に取り出し用の蓋付の構造とした。
【００１６】  コーテイングビーズを収納した網状袋物を球状浮遊体にいれ、比重調整用の錘を使い比重の調整を行ったが、全体の嵩比重を１．０より若干高めに設定する事で、攪拌水流を最小にして球状浮遊体を円滑に上下運動させることが出来た。錘は直径５ｍｍ、比重３．５の小球セラミックスを使用し微調整を行った。
【００１７】  通常、発泡プラスチックビーズ体は発泡剤が含浸された原料ポリスチレンビーズを５倍〜１００倍に予備発泡させるが、実施形態では発泡プラスチックビーズ体として発泡倍率６０倍で直径３〜５ｍｍの予備発泡ポリスチレンチレンビーズを利用した。
【００１８】  一般的に吸着機能性材は排水処理設備や気体中の不純物除去、空気から窒素、酸素の分離等に利用されている。吸着材の有する選択的物理、化学吸着特性によって吸着できる物質や吸着容量、吸着条件が変わってくる。本考案の浮遊体による吸着方式は水中にある微量の放射性をもつ有害成分を低コストで吸着分離するものであるため、吸着機能性材も汚染物質の吸着特性に見合う吸着特性が要求される。セシュウム吸着に適した無機系吸着材としてはゼオライト、活性炭、シリカゲル、雲母類があり、化学化合物系物質としてプルシアンブルーやクラウンエーテルがある。
【００１９】  吸着機能性材を被覆する発泡プラスチックビーズ体は発泡倍率倍６０倍で直径３〜５ｍｍの発泡ポリスチレンビーズを使用し、吸着機能性材として関東化学プルシアンブルー粉体（粒度２０ミクロン）試薬及び珪酸塩系のゼオライト粉末を使用した。
【００２０】  吸着機能材サンプル−１は発泡ポリスチレンビーズを１０ｇにプルシアンブルー５ｇとバインダ−としてアクリル共重合エマルジョンを１０ｇとり、ビニール袋でよく混合させた後、縦型流動層乾燥機で３０分、空気温度４０℃、乾燥空気量１．５ｍ３／分で乾燥させ、その後３０分２５℃常温乾燥させ作製し、吸着機能材サンプル−１とした。
【００２１】  吸着機能性材サンプル−２は同様に珪酸塩系のゼオライトを吸着材として使用した。
発泡ポリスチレンビーズを１０ｇと国内産の天然ゼオライト（北海道  仁木産）を平均１０ミクロンの粒度に粉砕した粉体と１０ｇとバインダ−としてアクリル共重合エマルジョン１０ｇをとり、ビニール袋でよく混合させた後、縦型流動層乾燥機で３０分、空気温度４０℃、乾燥空気量１．５ｍ３／分で乾燥させ、その後３０分２５℃常温乾燥させ、吸着機能材サンプル−２とした。
【００２２】  吸着実験は試薬液（和光純薬工業（株）塩化セシュウム溶液  セシュウム濃度１０００ｍｇ／ｌ）を希釈調整し、セシュウム濃度１００ｍｇ／ｌとした試験液を調整し、吸着機能材による吸着濃度を測定した。吸着方法は試験液１５０ｍｌをポリ容器に取り、網状不織布ネットに収納した１．５ｇの吸着機能剤−１．及び吸着機能剤−１を各々のポリ容器にいれ、容器を攪拌させて吸着機能剤と十分接触させ、時間ごとの吸着率（濃度）を測定した。溶液のＰＨは６に調整し、セシュウム濃度の測定はＩＣＰ質量分析機を用い、ＪＩＳ  Ｋ−０１０２（ＩＣＰ質量分析法）に準拠し測定した。
【００２３】＜実験例１＞
吸着機能材−１  吸着材としてプルシアンブルーを被覆したコーテイングビーズ１．５ｇを使用した。
比較対象品として、吸着機能材未被覆の発泡ポリスチレンビーズを用いた。
【表１】
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【００２４】＜実験例２＞
吸着機能材−１  吸着材としてゼオライトを被覆したコーテイングビーズ１．５ｇを使用した。
比較対象品として、吸着機能材未被覆の発泡ポリスチレンビースを用いた。
【表２】
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【考案の効果】
【００２５】  本考案による吸着機能性材を被覆した発泡プラスチックビーズ体を使用によるセシュウム吸着効果が確認された。
【００２６】  その他の水中の汚染物質の除去にはその汚染物質の吸着に適した吸着機能剤の選定が必要となる。
【００２７】  汚染物質の削減に適した吸着機能性材を被覆した発泡プラスチックビーズ体を含有する球状浮遊体を汚染物濃度に見合った数量を考慮し汚染中に投入し、接触効率を高める浮遊運動を併せ行うことにより、経済的な水質浄化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  吸着機能性材を被覆した発泡プラスチックビーズ体（コーテイングビーズ）を含有する球状浮遊体
【符号の説明】１．隙間を有する球状外殻体
２．球状外殻体の蓋
３．網状袋物
４．コーテイングビーズ
５．比重調整錘
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年7月9日(2013.7.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記発泡ポリスチレンビーズ体は、ポリスチレン樹脂、又はポリエチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリ乳酸樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の球状浮遊体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
コーテイングビーズは、その表面に選択性吸着機能や分解機能を有する無機物、有機物粉体又は珪酸、燐酸などの無機オリゴマーの水溶性セラミックスもしくは金属又は金属合金の粉体単体又はそれらの混合物が被覆されており、網状ネットに充填されていることを特徴とする請求項１に記載の球状浮。
【手続補正３】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
嵩比重が０．９〜１．１の間であることを特徴とする請求項１に記載の球状浮遊体。
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月17日(2013.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記発泡プラスチックビーズ体は、ポリスチレン樹脂、又はポリエチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリ乳酸樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の球状浮遊体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
コーテイングビーズは、その表面に選択性吸着機能や分解機能を有する無機物、有機物粉体又は珪酸、燐酸などの無機オリゴマーの水溶性セラミックスもしくは金属又は金属合金の粉体単体又はそれらの混合物が被覆されており、網状ネットに充填されていることを特徴とする請求項１に記載の球状浮遊体。