(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、少なくともイオン交換樹脂微粉及びプルシアンブルーを含む吸着微粉ならびに微小繊維状セルロースを含んで吸着質を吸着可能な吸着材を有する吸着エレメントであって、
前記吸着微粉が前記支持体に微小繊維状セルロースによって直接支持された吸着本体と、
前記吸着本体を包囲し、前記微小繊維状セルロースで形成された仕上層とからなることを特徴とする吸着エレメント。
【請求項２】
請求項１の吸着エレメントの製造方法であって、
分散水が水であり、分散質が前記吸着微粉及び前記微小繊維状セルロースである吸着本体用分散系を調整する第１調整工程と、
分散水が水であり、分散質が前記微小繊維状セルロースである仕上層用分散系を調整する第２調整工程と、
前記支持体に前記吸着本体用分散系を接触させて第１粗材を得る第１粗材形成工程と、前記第１粗材を乾燥し、前記支持体に吸着本体を形成した第２粗材を得る第２粗材形成工程と、
前記吸着本体に前記仕上層用分散系を接触させて第３粗材を得る第３粗材形成工程と、前記第３粗材を乾燥し、前記吸着本体を仕上層で包囲した前記吸着材を形成した吸着エレメントを得る完成工程とを備えていることを特徴とする吸着エレメントの製造方法。
【請求項３】
前記吸着微粉は少なくとも陽イオン交換樹脂及びプルシアンブルーを含む正電荷をもつ正電荷吸着微粉と
陰イオン交換樹脂である負電荷をもつ負電荷吸着微粉とからなり、
前記第１調整工程は、前記正電荷吸着微粉を含む正電荷吸着本体用分散系を得る第１正電荷調整工程と、
前記負電荷吸着微粉を含む負電荷吸着本体用分散系を得る第１負電荷調整工程とからなり、
前記第１粗材形成工程は、前記支持体に前記正電荷吸着本体用分散系及び前記負電荷吸着本体用分散系の一方を接触させて第１中間粗材を得る第１中間粗材形成工程と、
前記第１中間粗材に前記支持体に前記正電荷吸着本体用分散系及び前記負電荷吸着本体用分散系の他方を接触させて前記第１粗材を得る第１粗材完成工程とからなり、
前記第２粗材形成工程では、前記第１粗材を乾燥する請求項２記載の吸着エレメントの製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の吸着エレメントに吸着質が吸着した使用済吸着エレメントと、少なくともイオン交換樹脂微粉及びプルシアンブルーを含む吸着微粉ならびに微小繊維状セルロースを含んで吸着質を吸着可能な吸着材を有する吸着エレメントであって、
前記吸着微粉が前記使用済吸着エレメントに微小繊維状セルロースによって直接支持された吸着本体と、
前記吸着本体を包囲し、前記微小繊維状セルロースで形成された仕上層とからなることを特徴とする吸着エレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着エレメントと、その製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に従来の吸着エレメントが開示されている。吸着エレメントは、カートリッジに充填される不織布シート等の支持体と、この支持体に支持された吸着材とを有している。吸着材は、イオン交換樹脂等の吸着微粉と、微小繊維状セルロースとを含んでおり、異物等の吸着質を吸着可能である。
【０００３】
また、特許文献１には、この吸着エレメントの製造方法も開示されている。この製造方法は、調製工程と、粗材形成工程と、完成工程とからなる。調製工程では、分散媒が水であり、分散質が吸着微粉及び微小繊維状セルロースである吸着材用分散系を調製する。粗材形成工程では、支持体に吸着材用分散系を接触させて粗材を得る。完成工程では、粗材を乾燥し、支持体に吸着材を支持した吸着エレメントを得る。
【０００４】
こうして製造された吸着エレメントは、汚染水等のろ過に用いられることにより、汚染水等が含む吸着質を吸着材に吸着し、汚染水等を浄化することが可能である。例えば、この吸着エレメントが鑑賞魚や食用魚等の水生生物を蓄養するための蓄養水や、水生生物を生きたまま搬送するための搬送水のろ過に用いられれば、それら蓄養水等中に生じる亜硝酸や汚物等の吸着質を吸着材に吸着して蓄養水等を浄化することが可能である。この場合、水生生物の延命を行うことができる。また、汚染水の脱色を行い、水の透明性を確保することも可能である。さらに、この吸着エレメントは、放射性セシウム等の放射性物質によって汚染された汚染水のろ過に用いられることにより、吸着材が吸着質としての放射性物質を吸着し、その汚染水の除染を行うことも可能である。また、この吸着エレメントは、異臭がする空気等の汚染気体中の吸着質としての異臭成分を吸着材に吸着し、汚染気体を脱臭することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２３２１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の吸着エレメントでは、吸着材の一部が使用中に支持体から離脱することがある。汚染水のろ過中又は汚染気体の浄化中にこのようなことがあれば、ろ過後の浄化水や浄化気体中に吸着材の一部とともに吸着質が含まれることとなり、ろ過能力や浄化能力が損なわれる。
【０００７】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、よりろ過能力や浄化能力の優れた吸着エレメントを提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の吸着エレメントは、支持体と、前記支持体に支持され、吸着微粉及び微小繊維状セルロースを含んで吸着質を吸着可能な吸着材とを有する吸着エレメントであって、
前記吸着材は、内部に位置し、前記吸着微粉及び前記微小繊維状セルロースを有して形成された吸着本体と、
前記吸着本体を包囲し、前記微小繊維状セルロースで形成された仕上層とからなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の吸着エレメントでは、吸着微粉及び微小繊維状セルロースを有して形成された吸着本体が微小繊維状セルロースで形成された仕上層によって包囲されている。このため、従来の吸着材である吸着本体の一部が使用中に支持体から離脱し難い。また、吸着本体を包囲する仕上層は微小繊維状セルロースで形成されており、それ自身である程度の吸着能力を発揮するとともに、内部の吸着本体の吸着能力をほとんど損なわない。
【００１０】
したがって、本発明の吸着エレメントは、より高いろ過能力や浄化能力を発揮することができる。
【００１１】
支持体としては、不織布シート、フィルターカートリッジ、連続気泡を有するスポンジフィルタ、連続気泡を有する多孔質セラミック等を採用することができる。汚染水をろ過したり、汚染気体を浄化したりするために吸着エレメントを使用する場合には、支持体として、繊維が絡み合った不織布シート等や連続気泡を有するスポンジフィルタ等を採用することが好ましい。不織布シート等の繊維間やスポンジフィルタ等の連続気泡によって形成される流路に汚染水が含浸したり、汚染気体が浸透したりし、汚染水や汚染気体が含有する異物等の吸着質をより好適に吸着できるからである。また、支持体は、カートリッジシェル等のろ過システムに脱着可能なカートリッジに充填されるものであることが好ましい。支持体を容易に交換し易いからである。
【００１２】
吸着微粉としては、ゼオライト、シリコチタネート、不溶性フェロシアン化鉄、結晶質四チタン酸、チタノシリケート、プルシアンブルー、珪藻土、活性炭、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂等の少なくとも１種を採用することができる。これら及びこれらの割合は吸着しようとする吸着質によって適宜選択される。
【００１３】
微小繊維状セルロースとしては、ダイセルファインケム株式会社製「セリッシュ」（登録商標）、日本製紙株式会社製「セルロースナノファイバー」等を採用することができる。微小繊維状セルロースは混合しながら粉砕することにより、長期間に亘って安定したエマルジョンを形成することができる。このため、微小繊維状セルロースは、吸着微粉とともに吸着本体を構成する場合には、吸着微粉を支持体に好適に保持する機能を発揮する。また、微小繊維状セルロースは、仕上層を構成する場合には、吸着本体の吸着微粉が支持体から離脱することを防止する機能を発揮する。
【００１４】
吸着本体における吸着微粉と微小繊維状セルロースとの割合は、吸着エレメントの使用環境等によって適宜選択される。微小繊維状セルロースの含有量が多い程、吸着微粉が離脱し難い。但し、吸着本体中の微小繊維状セルロースの割合が高くなると、吸着本体中の吸着微粉の割合が相対的に低くなり、吸着微粉による吸着質の吸着能力を十分に発揮し難くなる。また、仕上層の厚みも吸着エレメントの使用環境等によって適宜選択される。仕上層の厚みが厚い程、吸着微粉が離脱し難い。
【００１５】
本発明の吸着エレメントの製造方法は、支持体と、前記支持体に支持され、吸着微粉及び微小繊維状セルロースを含んで吸着質を吸着可能な吸着材とを有する吸着エレメントの製造方法であって、
分散媒が水であり、分散質が前記吸着微粉及び前記微小繊維状セルロースである吸着本体用分散系を調製する第１調製工程と、
分散媒が水であり、分散質が前記微小繊維状セルロースである仕上層用分散系を調製する第２調製工程と、
前記支持体に前記吸着本体用分散系を接触させて第１粗材を得る第１粗材形成工程と、
前記第１粗材を乾燥し、前記支持体に吸着本体を形成した第２粗材を得る第２粗材形成工程と、
前記吸着本体に前記仕上層用分散系を接触させて第３粗材を得る第３粗材形成工程と、
前記第３粗材を乾燥し、前記吸着本体を仕上層で包囲した前記吸着材を形成した吸着エレメントを得る完成工程とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の製造方法によれば、本発明の吸着エレメントを製造できる。
【００１７】
第１調製工程では、分散媒としての水と、分散質としての吸着微粉及び微小繊維状セルロースとを含む混合物をミル等によって混合しながら粉砕し、エマルジョンとなった吸着本体用分散系を得ることが好ましい。第２調製工程では、分散媒としての水と、分散質としての微小繊維状セルロースとを含む混合物をミル等によって混合しながら粉砕し、エマルジョンとなった仕上層用分散系を得ることが好ましい。いずれの混合物においても、分散質が分散媒中で好適に分散されるよう、種々の分散剤を添加してもよい。
【００１８】
吸着微粉は、ゼオライト、シリコチタネート、不溶性フェロシアン化鉄、結晶質四チタン酸、チタノシリケート、プルシアンブルー、珪藻土、活性炭、陽イオン交換樹脂その他の少なくとも１種である正電荷をもつ正電荷吸着微粉と、陰イオン交換樹脂である負電荷をもつ負電荷吸着微粉とからなることが好ましい。第１調製工程は、正電荷吸着微粉を含む正電荷吸着本用分散系を得る第１正電荷調製工程と、負電荷吸着微粉を含む負電荷吸着本体用分散系を得る第１負電荷調製工程とからなることが好ましい。また、第１粗材形成工程は、支持体に正電荷吸着本体用分散系及び負電荷吸着本体用分散系の一方を接触させて第１中間粗材を得る第１中間粗材形成工程と、第１中間粗材に正電荷吸着本体用分散系及び負電荷吸着本体用分散系の他方を接触させて第１粗材を得る第１粗材完成工程とからなることが好ましい。そして、第２粗材形成工程では、第１粗材を乾燥することが好ましい。
【００１９】
吸着本体用分散系が正電荷吸着微粉と負電荷吸着微粉とを含むと、吸着本体用分散系は凝集体を形成し易く、吸着本体用分散系が分散質を沈降させ易い。この場合、吸着エレメントを製造することが困難になる。これを防止するために多量の分散剤を用いると、吸着微粉や微笑繊維状セルロースの機能の低下が懸念される。この点、上記のように吸着エレメントを製造すれば、第１正電荷調製工程で得られた正電荷吸着本用分散系が分散質を沈降させ難く、第１負電荷調製工程で得られた負電荷吸着本用分散系が分散質を沈降させ難い。このため、多量の分散剤を用いなくても、正電荷吸着本用分散系や負電荷吸着本用分散系が分散質を長期に分散させており、吸着エレメントを製造することが比較的容易になる。
【００２０】
第１粗材形成工程では、吸着材に吸着質を吸着させた使用済吸着エレメントの吸着材に吸着本体用分散系を接触させることもできる。この場合、使用済吸着エレメントの吸着材が離脱し難くなる。こうして、使用済吸着エレメントの再利用が可能になる。
【００２１】
得られた吸着エレメントは、従来の吸着エレメントと同様、汚染水、蓄養水、搬送水等のろ過、汚染水の脱色、放射性物質による汚染水の除染、汚染気体の脱臭等に用いられ得る。また、例えば、吸着エレメントによって汚染水のろ過を行っている間、エマルジョンとなった吸着本体用分散系を吸着エレメントの上流側に所定量注入し、仕上層上に吸着本体を設けることもできる。この場合、仕上層が吸着本体を好適に保持する。これにより、ろ過の継続によって低下したろ過能力や浄化能力を新たな吸着本体によって回復させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の吸着エレメントによれば、より高いろ過能力や浄化能力を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、実施例１、２の吸着エレメントに係り、図（Ａ）は支持体の拡大模式断面図、図（Ｂ）は第１中間粗材の拡大模式断面図、図（Ｃ）は第１粗材の拡大模式断面図、図（Ｄ）は第２粗材の拡大模式断面図、図（Ｅ）は第３粗材の拡大模式断面図、図（Ｆ）は吸着エレメントの拡大模式断面図である。
【図２】図２は、実施例１、２の吸着エレメントの製造方法を示す工程図である。
【図３】図３は、実施例１、２の吸着エレメントを用いたろ過システムの模式図である。
【図４】図４は、実施例１、２の吸着エレメントによって汚染水をろ過している状態を示す拡大模式断面図である。
【図５】図５は、実施例３の吸着エレメントに係り、図（Ａ）は使用済吸着エレメントの拡大模式断面図、図（Ｂ）は第１粗材の拡大模式断面図、図（Ｃ）は第２粗材の拡大模式断面図、図（Ｄ）は第３粗材の拡大模式断面図、図（Ｅ）は再利用する吸着エレメントの拡大模式断面図である。
【図６】図６は、実施例４の吸着エレメントに係り、図（Ａ）は使用済吸着エレメントの拡大模式断面図、図（Ｂ）は第１粗材の拡大模式断面図、図（Ｃ）は第２粗材の拡大模式断面図、図（Ｄ）は第３粗材の拡大模式断面図、図（Ｅ）は再利用する吸着エレメントの拡大模式断面図である。
【図７】図７は、スミイカの搬送水の紫外線吸収特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施例１〜９の吸着エレメントに具体化する。また、実施例１〜９の吸着エレメントの効果を比較例１〜１１との比較により検証１〜６によって確認した。
【００２５】
＜検証１＞
（実施例１）
図１（Ａ）に示すように、支持体１としての不織布シートを用意する。この不織布シートの互いに絡み合った各繊維１ａはポリエステルからなる。
【００２６】
また、正電荷吸着微粉としての陽イオン交換樹脂粉末（三菱化学株式会社製ＰＫ３１６、含水５０％）と、負電荷吸着微粉としての陰イオン交換樹脂粉末（三菱化学株式会社製ＰＡ３１６、含水５０％）とを用意する。さらに、微小繊維状セルロース（ダイセルファインケミカル株式会社製セリッシュ（登録商標）、含水９０％）を用意する。
【００２７】
そして、図２に示すように、第１調製工程Ｓ１０を行う。第１調製工程Ｓ１０は、第１正電荷調製工程Ｓ１１と、第１負電荷調製工程Ｓ１２とからなる。
【００２８】
第１正電荷調製工程Ｓ１１では、まず、陽イオン交換樹脂粉末１００質量％と、微小繊維状セルロース１０質量％とを１０００質量％の蒸留水に投入し、混合物を得る。この混合物を常温下で株式会社テスコム製「ジュースミキサーＴＭ８１００」によって１分間粉砕し、エマルジョンとなった正電荷吸着本体用分散系３を得る。
【００２９】
第１負電荷調製工程Ｓ１２では、陰イオン交換樹脂粉末１００質量％と、微小繊維状セルロース１０質量％とを１０００質量％の蒸留水に投入し、混合物を得る。この混合物を正電荷吸着本体用分散系３と同様に粉砕し、エマルジョンとなった負電荷吸着本体用分散系５を得る。
【００３０】
また、第２調製工程Ｓ２０を行う。第２調製工程Ｓ２０では、微小繊維状セルロース１００質量％を１０００質量％の蒸留水に投入し、これを正電荷吸着本体用分散系３や負電荷吸着本体用分散系５と同様に粉砕し、エマルジョンとなった仕上層用分散系７を得る。
【００３１】
この後、第１粗材形成工程Ｓ３０を行う。第１粗材形成工程Ｓ３０は、第１中間粗材形成工程Ｓ３１と、第１粗材完成工程Ｓ３２とからなる。
【００３２】
第１中間粗材形成工程Ｓ３１では、まず正電荷吸着本体用分散系３を蒸留水によって１０倍に希釈し、希釈液とする。そして、図１（Ｂ）に示すように、支持体１をその希釈液に浸漬して第１中間粗材９を得る。この際、正電荷吸着本用分散系３は、分散剤を用いなくても、分散質としての陽イオン交換樹脂粉末及び微小繊維状セルロースを沈降させ難い。このため、比較的容易に第１中間粗材９を得ることができる。
【００３３】
また、第１粗材完成工程Ｓ３２においても、負電荷吸着本体用分散系５を蒸留水によって１０倍に希釈し、希釈液とする。そして、図１（Ｃ）に示すように、第１中間粗材９をその希釈液に浸漬して第１粗材１１を得る。この際も、負電荷吸着本用分散系５は、分散剤を用いなくても、分散質としての陰イオン交換樹脂粉末及び微小繊維状セルロースを沈降させ難い。このため、比較的容易に第１粗材１１を得ることができる。
【００３４】
なお、実施例１では、第１中間粗材９を乾燥させることなく、負電荷吸着本体用分散系５に浸漬して第１粗材１１を得たが、第１中間粗材９を一旦乾燥させた後で負電荷吸着本体用分散系５に浸漬して第１粗材１１を得てもよい。
【００３５】
次いで、図２に示すように、第２粗材形成工程Ｓ４０を行う。ここでは、図１（Ｄ）に示すように、第１粗材１１を８０°Ｃで１時間乾燥し、第２粗材１３を得る。第２粗材１３は、支持体１と、支持体１上に形成された吸着本体１５とからなる。吸着本体１５は、支持体１上で正電荷吸着本体用分散系３が乾燥して形成された第１吸着本体３ａと、第１吸着本体３ａ上で負電荷吸着本体用分散系５が乾燥して形成された第２吸着本体５ａとからなる。但し、第１吸着本体３ａ及び第２吸着本体５ａはある程度の水を含んでいる。こうして得られた第１吸着本体３ａは、陽イオン交換樹脂粉末と微小繊維状セルロースとの質量比が４：１である。また、第２吸着本体５ａは、陰イオン交換樹脂粉末と微小繊維状セルロースとの質量比が４：１である。
【００３６】
また、図２に示すように、第３粗材形成工程Ｓ５０を行う。ここでは、図１（Ｅ）に示すように、第２粗材１３を仕上層用分散系７に浸漬して第３粗材１７を得る。
【００３７】
次いで、図２に示すように、完成工程Ｓ６０を行う。ここでは、図１（Ｆ）に示すように、第３粗材１７を８０°Ｃで１時間乾燥し、吸着エレメント１９を得る。
【００３８】
こうして得られた実施例１の吸着エレメント１９は、表１に示すように、支持体１と、支持体１に支持された吸着材２１とからなる。吸着材２１は、吸着本体１５と、吸着本体１５上に形成された仕上層７ａとからなる。吸着本体１５は、内部に位置し、吸着微粉及び微小繊維状セルロースを有して形成されている。実施例１の吸着エレメント１９は、吸着微粉として、陽イオン交換樹脂と、陰イオン交換樹脂とを採用している。仕上層７ａは、吸着本体１５上で仕上層用分散系７が乾燥して形成されている。但し、仕上層７ａもある程度の水を含んでいる。仕上層７ａは、吸着本体１５を包囲し、微小繊維状セルロースで形成されている。
【００３９】
【表１】
0006422029.tif 000002
【００４０】
実施例１の吸着エレメント１９は例えば図３に示すろ過システムに用いられる。このろ過システムでは、タンク３１の底部から延びる配管３３がカートリッジシェル（タキエンジニアリング株式会社扱いによる輸入品）３５の底部に接続されており、カートリッジシェル３５の上部から延びる配管３７がポンプ３９を介してタンク３１の上方まで設けられている。カートリッジシェル３５は脱着可能なカートリッジ３５ａを有しており、吸着エレメント１９はそのカートリッジ３５ａに充填される。タンク３１内には汚染水が貯留されている。
【００４１】
ポンプ３９を稼働すると、タンク３１内の汚染水が配管３３を経て一定の流量でカートリッジシェル３５に供給される。カートリッジシェル３５に供給された汚染水は、カートリッジ３５ａ内の吸着エレメント１９によって一定の流量によってろ過される。この際、図４に示すように、汚染水は、各繊維１ａの表面に形成された吸着材２１と接触し、異物が吸着材２１によって吸着される。こうして吸着エレメント１９による汚染水のろ過が繰り返され、タンク３１内の汚染水が次第に浄化される。
【００４２】
（実施例２）
実施例２の吸着エレメント１９は、正電荷吸着微粉として、陽イオン交換樹脂粉末及びプルシアンブルーを採用している。図１（Ｄ）〜（Ｆ）で示される第１吸着本体３ａは、表１に示すように、陽イオン交換樹脂粉末とプルシアンブルーと微小繊維状セルロースとの質量比が４：１．６：１である。他の構成及び製造方法は実施例１と同様であるため、詳細な説明の繰り返しは省略する。
【００４３】
（比較例１、２）
比較例１、２の吸着エレメントは、上記の第２調製工程Ｓ２０、第３粗形材形成工程Ｓ５０及び完成工程Ｓ６０を経ることなく製造されている。つまり、比較例１、２の吸着エレメントは、図１（Ｄ）に示す第２粗材１３に相当し、吸着本体１５が仕上層７ａによって包囲されていない。比較例１の吸着本体（吸着材）では、第１吸着本体は陽イオン交換樹脂粉末と微小繊維状セルロースとの質量比が４：１であり、第２吸着本体は陰イオン交換樹脂粉末と微小繊維状セルロースとの質量比が４：１である。これに対し、比較例２の吸着本体（吸着材）では、第１吸着本体は陽イオン交換樹脂粉末とプルシアンブルーと微小繊維状セルロースとの質量比が４：１．６：１であり、第２吸着本体は陰イオン交換樹脂粉末と微小繊維状セルロースとの質量比が４：１である。
【００４４】
（試験１）
実施例１、２の吸着エレメントのろ過能力を確認するため、比較例１、２の吸着エレメントとともに、以下の試験１を行った。試験１では、放射性セシウムによって汚染された汚染水のろ過能力を比較した。
【００４５】
試験１に際しては、上記のろ過システムを用い、汚染水を約５Ｌ／分の流量で循環させた。タンク３１の汚染水中には、セシウム１３４が１４０Ｂｑ／Ｋｇ含まれているとともに、セシウム１３７が５００Ｂｑ／Ｋｇ含まれている。汚染水中の放射線濃度の測定は、測ゲルマニウム半導体検出器によるスペクトロメトリー分析法によって行った。濁度の測定機器としては、セイコー・イージーアンドジー社製のＳＥＣ−ＥＭＳ型を採用した。ろ過前の汚染水のｐＨ、各吸着エレメントを用いてろ過した後の汚染水のｐＨも測定した。結果を表２に示す。
【００４６】
【表２】
0006422029.tif 000003
【００４７】
表２に示されるように、比較例１の吸着エレメントでは、濁度ではある程度の効果を発揮しているものの、汚染水中のセシウム１３４及びセシウム１３７をあまり低下させることができていない。また、比較例２の吸着エレメントでは、比較例１の吸着エレメントよりも高い効果を発揮している。
【００４８】
一方、実施例１、２の吸着エレメントでは、汚染水中のセシウム１３４及びセシウム１３７を共に測定限界以下（ＮＤ）まで低下させることができている。また、これらは汚染水の濁度も０．１まで低下させている。
【００４９】
実施例１、２の吸着エレメントと比較例１、２の吸着エレメントとにおけるろ過能力の違いについて、発明者らは以下のように考察した。すなわち、比較例１、２の吸着エレメントでは、吸着材が吸着本体のみで構成されている。このため、吸着材の一部の吸着微粉が使用中に支持体から離脱したと考えられる。これにより、ろ過後の汚染水中に吸着材の一部とともにセシウム１３４やセシウム１３７が含まれることになり、上記のような結果となったと考えられる。また、これにより、汚染水の濁度も十分に低下させることができなかったと考えられる。
【００５０】
これに対し、実施例１、２の吸着エレメントでは、吸着材２１が吸着本体１５及び仕上層７ａによって構成されており、吸着本体１５が仕上層７ａによって包囲されている。このため、吸着本体１５の一部の吸着微粉が使用中に支持体１から離脱し難くなっている。また、吸着本体２１を包囲する仕上層７ａが微小繊維状セルロースで形成されており、それ自身である程度の吸着能力を発揮するとともに、内部の吸着本体２１の吸着能力を損なわない。このため、汚染水中のセシウム１３４及びセシウム１３７が共に測定限界以下まで低下する結果となったと考えられる。また、汚染水の濁度も０．１まで低下する結果となったと考えられる。
【００５１】
なお、上記実施例１、２の吸着エレメント１９では、吸着本体１５を第１吸着本体３ａと第２吸着本体５ａとで構成したが、吸着本体１５を第１吸着本体３ａ又は第２吸着本体５ａだけで構成してもよい。また、吸着本体１５を第１吸着本体３ａ、第２吸着本体５ａ及び第１吸着本体３ａで構成したり、第１吸着本体３ａ、第２吸着本体５ａ、第１吸着本体３ａ及び第２吸着本体５ａで構成したりする等、多層にしてもよい。
【００５２】
（実施例３）
実施例３の吸着エレメントでは、図５（Ａ）に示すように、実施例１の吸着エレメント１９における支持体１に代えて、使用済吸着エレメント４１を採用している。使用済吸着エレメント４１は、支持体の各繊維４１ａと、各繊維４１ａの表面に形成された吸着材４１ｂとからなる。吸着材４１ｂには、異物等の吸着質が既に吸着されている。
【００５３】
また、実施例１、２と同様、吸着微粉と、微小繊維状セルロースとを用意する。そして、図２に示すように、第１調製工程Ｓ１０を行い、吸着本体用分散系４３を得る。また、第２調製工程Ｓ２０を行い、仕上層用分散系７を得る。
【００５４】
この後、第１粗材形成工程Ｓ３０を行い、図５（Ｂ）に示すように、使用済吸着エレメント４１を吸着本体用分散系４３の希釈液に浸漬して第１粗材４５を得る。
【００５５】
次いで、図２に示すように、第２粗材形成工程Ｓ４０を行い、図５（Ｃ）に示すように、第１粗材４５を乾燥し、第２粗材４７を得る。第２粗材４７は、使用済吸着エレメント４１と、使用済吸着エレメント４１上に形成された吸着本体４３ａとからなる。吸着本体４３ａは、使用済吸着エレメント４１上で吸着本体用分散系４３が乾燥して形成されている。
【００５６】
また、図２に示すように、第３粗材形成工程Ｓ５０を行い、図５（Ｄ）に示すように、第２粗材４７を仕上層用分散系７に浸漬して第３粗材４９を得る。
【００５７】
次いで、図２に示すように、完成工程Ｓ６０を行い、図５（Ｅ）に示すように、第３粗材４９を乾燥し、吸着エレメント５１を得る。
【００５８】
こうして再利用する実施例３の吸着エレメント５１は、使用済吸着エレメント４１と、使用済吸着エレメント４１上に形成された吸着材５３とからなる。吸着材５３は、吸着本体４３ａと、吸着本体４３ａ上に形成された仕上層７ａとからなる。この吸着エレメント５１では、使用済吸着エレメント４１の吸着材４１ｂが離脱し難くなる。こうして、使用済吸着エレメント４１の再利用が可能になる。
【００５９】
（実施例４）
実施例４の吸着エレメントでは、図６（Ａ）に示すように、実施例３の使用済吸着エレメント４１に代えて、使用済吸着エレメント６１を採用している。使用済吸着エレメント６１は、支持体１の各繊維１ａと、各繊維１ａ上に形成された吸着材６３とからなる。吸着材６３は、吸着本体６３ａと、吸着本体６３ａ上に形成された仕上層６３ｂとからなる。吸着材６３には、異物等の吸着質が既に吸着されている。つまり、使用済吸着エレメント６１は、実施例１、２の吸着エレメント１９を一旦使用したものである。
【００６０】
また、実施例１〜３と同様、吸着微粉と、微小繊維状セルロースとを用意する。そして、図２に示すように、第１調製工程Ｓ１０を行い、吸着本体用分散系６５を得る。また、第２調製工程Ｓ２０を行い、仕上層用分散系７を得る。
【００６１】
この後、第１粗材形成工程Ｓ３０を行い、図６（Ｂ）に示すように、使用済吸着エレメント６１を吸着本体用分散系６５の希釈液に浸漬して第１粗材６７を得る。
【００６２】
次いで、図２に示すように、第２粗材形成工程Ｓ４０を行い、図６（Ｃ）に示すように、第１粗材６７を乾燥し、第２粗材６９を得る。第２粗材６９は、使用済吸着エレメント６１と、使用済吸着エレメント６１上に形成された吸着本体６５ａとからなる。吸着本体６５ａは、使用済吸着エレメント６１上で吸着本体用分散系６５が乾燥して形成されている。
【００６３】
また、図２に示すように、第３粗材形成工程Ｓ５０を行い、図６（Ｄ）に示すように、第２粗材６９を仕上層用分散系７に浸漬して第３粗材７１を得る。
【００６４】
次いで、図２に示すように、完成工程Ｓ６０を行い、図６（Ｅ）に示すように、第３粗材７１を乾燥し、吸着エレメント７３を得る。
【００６５】
こうして再利用する実施例４の吸着エレメント７３は、使用済吸着エレメント６１と、使用済吸着エレメント６１上に形成された吸着材７５とからなる。吸着材７５は、吸着本体６５ａと、吸着本体４３ａ上に形成された仕上層７ａとからなる。この吸着エレメント７３では、使用済吸着エレメント６１の吸着材６３が離脱し難くなる。こうして、使用済吸着エレメント６１の再利用が可能になる。
【００６６】
＜検証２＞
（比較例３）
支持体１としての不織布シートと、吸着微粉としてのゼオライトとを用意した。比較例３は、表３に示すように、不織布シートをそのまま吸着エレメントとしており、吸着材（吸着本体）を有していない。
【００６７】
【表３】
0006422029.tif 000004
【００６８】
（比較例４）
比較例４の吸着エレメントは、図１（Ｄ）に示す第２粗材１３に相当し、支持体１上にゼオライトと微小繊維状セルロースからなる吸着材を形成したものである。ゼオライトと微小繊維状セルロースとの質量比は４：１である。
【００６９】
（比較例５）
比較例５の吸着エレメントは、図１（Ｄ）に示す第２粗材１３に相当し、支持体１上にゼオライトと陽イオン交換樹脂粉末と微小繊維状セルロースとからなる吸着材を形成したものである。吸着材のゼオライトと陽イオン交換樹脂粉末と微小繊維状セルロースとの質量比は２：２：１である。
【００７０】
（比較例６）
比較例６の吸着エレメントは、図１（Ｄ）に示す第２粗材１３に相当し、支持体１上にゼオライトと陽イオン交換樹脂粉末と微小繊維状セルロースとからなる第１吸着本体３ａを形成した後、第１吸着本体３ａ上にゼオライトと微小繊維状セルロースとからなる第２吸着本体５ａを形成したものである。第１吸着本体３ａのゼオライトと陽イオン交換樹脂粉末と微小繊維状セルロースとの質量比は２：２：１であり、第２吸着本体５ａのゼオライトと微小繊維状セルロースとの質量比は４：１である。
【００７１】
（比較例７）
リン酸一水素ナトリウム（Ｎａ2ＨＰＯ4）を濃度１％で含む２０°Ｃのリン酸水溶液を用意した。比較例７の吸着エレメントは、比較例１の吸着エレメントをこのリン酸水溶液に浸漬し、乾燥させたものである。
【００７２】
（比較例８）
比較例８の吸着エレメントは、図１（Ｄ）に示す第２粗材１３に相当し、支持体１上にゼオライトと微小繊維状セルロースとからなる第１吸着本体３ａを形成した後、第１吸着本体３ａ上に再度ゼオライトと微小繊維状セルロースとからなる第２吸着本体５ａを形成したものである。第１吸着本体３ａのゼオライトと微小繊維状セルロースとの質量比は４：１であり、第２吸着本体５ａのゼオライトと微小繊維状セルロースとの質量比は４：１である。
【００７３】
（実施例５）
実施例５の吸着エレメントは、比較例８の吸着エレメントに第３粗材形成工程Ｓ５０及び完成工程Ｓ６０を施したものである。この吸着エレメントは、図１（Ｆ）に示すように、支持体１と、支持体１上に形成された吸着材２１とからなる。吸着材２１は、第１吸着本体３ａと、第１吸着本体３ａ上に形成された第２吸着本体５ａと、第２吸着本体５ａ上に形成された仕上層７ａとからなる。他の構成及び製造方法は実施例１と同様であるため、詳細な説明の繰り返しは省略する。
【００７４】
（試験２）
以下のモデル試験を行った。まず、非放射性セシウムを１００ｐｐｍ溶解させた試験用淡水１００ｇを用意した。また、非放射性セシウムを１００ｐｐｍ溶解させ、２０倍に希釈した試験用模擬海水（Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ含有）１００ｇを用意した。
【００７５】
上記実施例５の吸着エレメントと比較例３〜８の吸着エレメントとを試験用淡水に浸透して放置し、２４時間放置した。これを１０回繰り返し、その後の試験用淡水中の非放射性セシウム濃度をＩＣＰ発光分光分析法（Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy：ICP-AES）にて測定した。また、各吸着エレメントを試験用模擬海水に同様に浸漬し、試験用模擬海水中の非放射性セシウム濃度を同様に測定した。各濃度から除染割合（％）を求めた。
【００７６】
また、各吸着エレメントから５０ｍｍ×３０ｍｍの試験片を切り出し、これらをトールビーカに投入し、超音波処理（４０Ｈｚ，１０分間）を行った。こうして、吸着微粉の離脱割合（％）を求めた。結果を表４に示す。
【００７７】
【表４】
0006422029.tif 000005
【００７８】
表４に示されるように、実施例５の吸着エレメント及び比較例４〜８の吸着エレメントは非放射性セシウムを高い割合で除染できることがわかる。しかしながら、比較例４〜８の吸着エレメントは吸着微粉が離脱することがわかる。これに対し、実施例５の吸着エレメントは吸着微粉が離脱し難いことがわかる。
【００７９】
したがって、発明者らの上記考察は正しく、実施例５の吸着エレメントはより高いろ過能力を発揮できることがわかる。
【００８０】
＜検証３＞
（再生処理）
試験２に供した各吸着エレメントから５０ｍｍ×３０ｍｍの試験片を切り出し、これらをトールビーカに入れ、０．１Ｎ濃度、７０°Ｃの希塩酸水溶液１００ｍｌに投入し、５分間マグネチックスタラーで撹拌した。この後、各試験片を取り出し、水洗、脱水した試験片を０．１Ｎ濃度、７０°ＣのＮａＨ2ＰＯ4水溶液１００ｍｌに投入し、上記と同様に撹拌した。
【００８１】
この後、各試験片を取り出し、水洗、脱水し、再生処理を行った。再生処理後の試験片について、放射性セシウムの残留量を測定したが、その残留は認められなかった。
【００８２】
また、これを繰り返し使用した場合、放射性セシウムの吸着量が初期の値に対して９０％以上と遜色がなかったことを確認した。このため、実施例５の吸着エレメントは、繰り返して使用できることがわかる。
【００８３】
＜検証４＞
（比較例９）
支持体１としての不織布シート（２５ｃｍ×２５ｃｍ）と、吸着微粉としての活性炭（１５０メッシュ、太閤）とを用意した。比較例９の吸着エレメントは、図１（Ｄ）に示す第２粗材１３に相当し、支持体１上に活性炭と微小繊維状セルロースとからなる吸着本体１５を形成したものである。表５に示すように、吸着本体１５の活性炭と微小繊維状セルロースとの質量比は４：１である。
【００８４】
【表５】
0006422029.tif 000006
【００８５】
（比較例１０）
比較例１０の吸着エレメントは、図１（Ｄ）に示す第２粗材１３に相当し、支持体１上に活性炭と微小繊維状セルロースとからなる第１吸着本体３ａを形成した後、第１吸着本体３ａ上に活性炭と陰イオン交換樹脂粉末と微小繊維状セルロースとからなる第２吸着本体５ａを形成したものである。第１吸着本体３ａの活性炭と微小繊維状セルロースとの質量比は４：１であり、第２吸着本体５ａの活性炭と陰イオン交換樹脂粉末と微小繊維状セルロースとの質量比は１：１０：４である。
【００８６】
（比較例１１）
比較例１１の吸着エレメントは、図１（Ｄ）に示す第２粗材１３に相当し、支持体１上に活性炭と陰イオン交換樹脂粉末と微小繊維状セルロースとからなる第１吸着本体３ａを形成した後、第１吸着本体３ａ上に活性炭と微小繊維状セルロースとからなる第２吸着本体５ａを形成したものである。第１吸着本体３ａの活性炭と陰イオン交換樹脂粉末と微小繊維状セルロースとの質量比は１：１０：４であり、第２吸着本体５ａの活性炭と微小繊維状セルロースとの質量比は４：１である。
【００８７】
（実施例６）
実施例６の吸着エレメントは、比較例９の吸着エレメントを図１（Ｄ）に示す第２粗材１３とし、第３粗材形成工程Ｓ５０及び完成工程Ｓ６０を実施したものである。他の構成及び製造方法は実施例１と同様であるため、詳細な説明の繰り返しは省略する。
【００８８】
（試験３）
内容量２００Ｌのポリプロピレン製の密閉容器の底部に各吸着エレメントを封入し、脱臭能力を測定した。初期濃度は、密閉容器内に臭気成分を所定量注入し、１時間放置して臭気成分を拡散させ、一定の６０ｐｐｍとした。所定時間毎にサンプリング孔に検知管をセットし、各吸着エレメントによる脱臭能力を測定した。有機酸を臭気成分と想定し、活性炭と陰イオン交換樹脂粉末との相乗作用を確認した。結果を表６に示す。
【００８９】
【表６】
0006422029.tif 000007
【００９０】
表６からわかるように、比較例９〜１１の吸着エレメントも高い脱臭能力を発揮するが、実施例６の吸着エレメントはより高い脱臭能力を発揮した。
【００９１】
＜検証５＞
上記実施例６の吸着エレメントと、上記比較例９〜１１の吸着エレメントとを用意した。また、実施例７〜９の吸着エレメントを用意した。実施例７の吸着エレメントは、比較例１０の吸着エレメントを図１（Ｄ）に示す第２粗材１３とし、第３粗材形成工程Ｓ５０及び完成工程Ｓ６０を実施したものである。実施例８の吸着エレメントは、比較例１１の吸着エレメントを図１（Ｄ）に示す第２粗材１３とし、第３粗材形成工程Ｓ５０及び完成工程Ｓ６０を実施したものである。実施例９の吸着エレメントは、実施例８の吸着エレメントに上記再生処理を実施したものである。実施例６〜９及び比較例９〜１１の吸着エレメントの吸着材の構成を表７に示す。
【００９２】
【表７】
0006422029.tif 000008
【００９３】
（試験４）
原糖（ナタール産蔗糖）１００ｇを水道水１Ｌに溶解した糖液（光吸度４２０ｎｍ、１ｃｍ：０．１５０、７２０ｎｍ、１ｃｍ：０．００５）をビーカに入れ、各吸着エレメントの裁断物（１ｃｍ×１ｃｍ）１ｇを投入した。この後、６０°Ｃ恒温槽中でマグネックスタラーで１時間撹拌し、処理液とした。この後、４２０ｎｍ、１０ｍｍ（黄褐色）及びＴ７２０ｎｍ、１０ｍｍ（濁度）における処理液の吸光度を分光光度計を用いて測定した。こうして、脱色試験を実施した。
【００９４】
各処理液から裁断物を回収し、水道水で洗浄後、脱水した。得られた裁断物をビーカに移し、０．１Ｎの塩酸１Ｌを加えて７０°Ｃに加温し、マグネチックスタラーを用いて１０分間撹拌した。この後、塩酸溶液を炭酸ソーダで中和し、各々の溶液について吸光度を調べた。こうして脱着色素量を測定した。結果を表８に示す。
【００９５】
【表８】
0006422029.tif 000009
【００９６】
表８からわかるように、比較例９〜１１の吸着エレメントでは、外乱（撹拌）により少量の吸着微粉の離脱が認められたが、実施例６〜９の吸着エレメントでは、吸着微粉の離脱が極端に減少している。特に、実施例７〜９の吸着エレメントでは吸着微粉の離脱がなかった。
【００９７】
＜検証６＞
従来、生きたスミイカを運搬する方策として、３０Ｌ前後の容量の発泡スチロール製の容器内にスミイカを海水からなる搬送水とともに入れ、トラック輸送することが行われていた。しかし、輸送中のスミイカは、翌日まで生存していることはあり得ず、墨も吐いていた。このため、スミイカを生存させたまま長距離輸送することはできず、その対策が望まれていた。
【００９８】
このため、スミイカを入れた容器内の搬送水に上記実施例１の吸着エレメントを浮遊させ、トラック輸送した。その結果、１０杯中、１杯のスミイカしか死なず、墨も吐いていなかった。
【００９９】
また、搬送水中に何も入れずにスミイカを搬送した場合の搬送水と、実施例１の吸着エレメントを浮遊させてスミイカを搬送した場合の搬送水とについて、紫外線吸収特性を求めた。結果を図７に示す。図７の縦軸は波長域（ｎｍ）を示し、横軸は吸光度を示す。
【０１００】
図７を見ても、実施例１の吸着エレメントは、優れたろ過能力や浄化能力を発揮することがわかる。このろ過能力や浄化能力は水生生物にすれば、薬理作用として発揮される。捲きエビについても同様の効果を確認した。
【０１０１】
以上において、本発明を実施例１〜９に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜９に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【０１０２】
例えば、支持体として、連続気泡を有するスポンジフィルタ等を採用することも可能である。また、吸着微粉としては、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂、プルシアンブルーの他、ゼオライト、シリコチタネート、不溶性フェロシアン化鉄、結晶質四チタン酸、チタノシリケート、珪藻土等を採用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の吸着エレメントは、汚染水の浄化、汚染気体の浄化等に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１…支持体
２１、５３、７５…吸着材
１５、４３ａ、６５ａ…吸着本体
７ａ…仕上層
１９、５１、７３…吸着エレメント
３、５…吸着本体用分散系（３…正電荷吸着本用分散系、５…負電荷吸着本体用分散系）
Ｓ１０…第１調製工程（Ｓ１１…第１正電荷調製工程、Ｓ１２…第１負電荷調製工程）
７…仕上層用分散系
Ｓ２０…第２調製工程
１１…第１粗材
Ｓ３０…第１粗材形成工程（Ｓ３１…第１中間粗材形成工程、Ｓ３２…第１粗材完成工程）
９…第１中間粗材
１３…第２粗材
Ｓ４０…第２粗材形成工程
１７…第３粗材
Ｓ５０…第３粗材形成工程
Ｓ６０…完成工程
４１、６１…使用済吸着エレメント
【図１】
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【図２】
0006422029.tif 000011
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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