(57)【要約】【課題】放射性核種の吸着性に優れ、加工性に優れる放射性核種吸着用繊維及び放射性核種吸着用シートを提供する。【解決手段】繊維状アクリル樹脂（Ｘ）を構成物質としてなり、繊維状アクリル樹脂（Ｘ）がアクリロニトリル（ａ１）及びカルボン酸（塩）基を有する水溶性ビニルモノマー（ａ２）を必須構成単量体とする重合体（Ａ）からなり、重合体（Ａ）を構成する単量体中のアクリロニトリル（ａ１）とカルボン酸（塩）基を有する水溶液ビニルモノマー（ａ２）との重量比（（ａ１）／（ａ２））が４０／６０〜８０／２０であり、生理食塩水の吸収倍率（ｇ／ｇ）が２〜４０である放射性核種吸着用繊維（Ｚ）。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状アクリル樹脂（Ｘ）を構成物質としてなり、繊維状アクリル樹脂（Ｘ）がアクリロニトリル（ａ１）及びカルボン酸（塩）基を有する水溶性ビニルモノマー（ａ２）を必須構成単量体とする重合体（Ａ）からなり、重合体（Ａ）を構成する単量体中のアクリロニトリル（ａ１）とカルボン酸（塩）基を有する水溶液ビニルモノマー（ａ２）との重量比（（ａ１）／（ａ２））が４０／６０〜８０／２０であり、生理食塩水の吸収倍率（ｇ／ｇ）が２〜４０である放射性核種吸着用繊維（Ｚ）。
【請求項２】
カルボン酸（塩）基を有する水溶性ビニルモノマー（ａ１）が、塩としてナトリウム塩及びカリウム塩を含有する請求項１に記載の放射性核種吸着用繊維。
【請求項３】
重合体（Ａ）において、下記数式（１）により求められる（Ａ）中のナトリウムイオンとカリウムイオンとのモル比率が１〜９９である請求項２に記載の放射性核種吸着用繊維。
ナトリウムイオンとカリウムイオンとの比率＝［（Ａ）中のナトリウムイオンのモル数］／［（Ａ）中のカリウムイオンのモル数］    （１）
【請求項４】
重合体（Ａ）中のカルボン酸基の中和率（カルボン酸塩基のモル数／カルボン酸基及びカルボン酸塩基の合計モル数）が５０〜９８モル％である請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射性核種吸着用繊維。
【請求項５】
重合体（Ａ）中のカルボン酸（塩）基の濃度が、重合体（Ａ）の重量に基づいて２．０〜７．０モル／Ｋｇである請求項１〜４のいずれか１項に記載の放射性核種吸着用繊維。
【請求項６】
さらに、ゼオライト、フェロシアン化物および結晶性ケイチタン酸塩（ＣＳＴ）からなる群から選ばれる少なくとも１種の放射性核種吸着助剤（Ｋ）を構成物質とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の放射性核種吸着用繊維。
【請求項７】
繊維状アクリル樹脂（Ｘ）が、アクリロニトリル（ａ１）及び（メタ）アクリル酸エステルを構成単量体とする重合体（Ａ’）からなる繊維状アクリル樹脂（Ｘ’）の一部又は全部加水分解物である請求項１〜６のいずれか１項に記載の放射性核種吸着用繊維。
【請求項８】
繊維状アクリル樹脂（Ｘ）と放射性核種吸着助剤（Ｋ）との重量比［（Ｘ）／（Ｋ）］が５０／５０〜９５／５である請求項６又は７に記載の放射性核種吸着用繊維。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の放射性核種吸着用繊維（Ｚ）を含む放射性核種吸着用シート（Ｙ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性核種吸着用繊維及び放射性核種吸着用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種産業分野から排出される廃液は増加の一途をたどっている。廃液としては工場廃液等、種々の廃液がある。例えば、原子力発電所等から排出される放射性廃液は、少量でも漏れ出すと放射能汚染が広がる恐れがあるために、保管タンクなどに封入され、保管されている。
また、原子力発電所での重大事故の後では、放射性廃液の処理が問題であり、種々の処理法が試みられている。
放射性物質を含有する汚染水の処理方法として、放射性物質の吸着材としてハスクレイを用いる方法（特許文献１）、吸水性樹脂で汚染水を吸収する方法（特許文献２）が知られている。しかしながら、ハスクレイや吸水性樹脂は粒子状であるため、広範囲に散乱した汚染水に対して散布後の回収・運搬が困難である問題がある。
一方で、アクリル系繊維からなる吸放湿性繊維が知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０６１１９５号公報
【特許文献２】特開２０１５−１１４１８０号公報
【特許文献３】特開２００３−１２９３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、放射性物質の吸着性能が低く、放射性廃液の処理には不十分である問題がある。
本発明の目的は、放射性核種の吸着性に優れ、加工性に優れる放射性核種吸着用繊維及び放射性核種吸着用シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、繊維状アクリル樹脂（Ｘ）を構成物質としてなり、繊維状アクリル樹脂（Ｘ）がアクリロニトリル（ａ１）及びカルボン酸（塩）基を有する水溶性ビニルモノマー（ａ２）を必須構成単量体とする重合体（Ａ）からなり、重合体（Ａ）を構成する単量体中のアクリロニトリル（ａ１）とカルボン酸（塩）基を有する水溶液ビニルモノマー（ａ２）との重量比（（ａ１）／（ａ２））が４０／６０〜８０／２０であり、生理食塩水の吸収倍率（ｇ／ｇ）が２〜４０である放射性核種吸着用繊維（Ｚ）；放射性核種吸着用繊維（Ｚ）を含む放射性核種吸着用シートである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の放射性核種吸着用繊維（Ｚ）及び放射性核種吸着用シートは以下の効果を奏する。
（１）放射性核種の吸着性能（吸着量、吸着速度、処理後の放射性核種濃度）に優れる。（２）加工性（引張強度）に優れる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の放射性核種吸着用繊維（Ｚ）は、繊維状アクリル樹脂（Ｘ）を構成物質としてなり、繊維状アクリル樹脂（Ｘ）がアクリロニトリル（ａ１）及びカルボン酸（塩）基を有する水溶性ビニルモノマー（ａ２）を必須構成単量体とする重合体（Ａ）からなり、重合体（Ａ）を構成する単量体中のアクリロニトリル（ａ１）とカルボン酸（塩）基を有する水溶液ビニルモノマー（ａ２）との重量比（（ａ１）／（ａ２））が４０／６０〜８０／２０であり、生理食塩水の吸収倍率（ｇ／ｇ）が２〜４０である放射性核種吸着用繊維である。
【０００８】
［繊維状アクリル樹脂（Ｘ）］
本発明における繊維状アクリル樹脂（Ｘ）は、アクリロニトリル（ａ１）及びカルボン酸（塩）基を有する水溶性ビニルモノマー（ａ２）を必須構成単量体とする重合体（Ａ）からなるものである。
カルボン酸（塩）基を有する水溶性ビニルモノマー（ａ２）としては、特に限定はなく、例えば特開２００５−０７５９８２号公報に記載のもの等が挙げられる。これらのうち、放射性核種の吸着性能の観点から、好ましいのは炭素数３〜３０のビニル基含有カルボン酸（塩）｛不飽和モノカルボン酸（塩）｛（メタ）アクリル酸、クロトン酸、桂皮酸及びこれらの塩等｝；不飽和ジカルボン酸（塩）（マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸及びこれらの塩等）；及び前記不飽和ジカルボン酸のモノアルキル（炭素数１〜８）エステル（マレイン酸モノブチルエステル、フマル酸モノブチルエステル、マレイン酸のエチルカルビトールモノエステル、フマル酸のエチルカルビトールモノエステル、シトラコン酸モノブチルエステル及びイタコン酸グリコールモノエステル等｝、特に好ましいのは不飽和モノカルボン酸（塩）、最も好ましいのは（メタ）アクリル酸（塩）である。
【０００９】
なお、（メタ）アクリル酸とはアクリル酸及び／又はメタクリル酸を意味する。
【００１０】
重合体（Ａ）に含まれる水溶性ビニルモノマー（ａ２）単量体中のカルボキシル基は、一部又は全部を中和してカルボン酸塩基を有する水溶性ビニルモノマーを単量体とするものであってもよい。
【００１１】
（Ａ）中のカルボン酸基を中和体とする場合は、水酸化カリウム及び／又は水酸化ナトリウム（必要によりさらに水酸化リチウム等の水酸化アルカリ金属、水酸化カルシウム等の水酸化アルカリ土類金属等）又はこれらの水溶液を、重合前のモノマー段階、あるいは重合後の含水ゲルに添加すれば良い。
【００１２】
重合体（Ａ）中のカルボン酸基の中和率（モル％）｛（カルボン酸塩基のモル数）／（カルボン酸塩基及びカルボン酸基の合計モル数）｝は、吸着性能の観点から、好ましくは３０〜１００、さらに好ましくは４０〜９９、特に好ましくは５０〜９８である。
【００１３】
重合体（Ａ）において、カルボン酸（塩）基を有する水溶性ビニルモノマー（ａ２）の、カルボン酸基のプロトンの一部は、ナトリウムイオン及び／又はカリウムイオンで置換されていてもよい。つまり、カルボン酸塩として、カルボン酸ナトリウム塩（−ＣＯＯＮａ）及び／又はカルボン酸カリウム塩（−ＣＯＯＫ）を含んでいてもよく、さらにカルボン酸ナトリウム塩及びカルボン酸カリウム塩を含んでいることが好ましい。
上記であることにより、放射性核種をより早く吸着することができる。
【００１４】
重合体（Ａ）において、下記数式（１）により求められる（Ａ）中のカルボン酸塩基のナトリウムイオンとカリウムイオンとのモル比率は、放射性核種の吸着性能の観点から、１〜９９が好ましく、さらに好ましくは１４〜１９である。
ナトリウムイオンとカリウムイオンとのモル比率＝［（Ａ）中のナトリウムイオンのモル数］／［（Ａ）中のカリウムイオンのモル数］      （１）
【００１５】
水溶性ビニルモノマー（ａ２）は、単独で構成単量体としてもよく、２種以上を構成単量体としてもよい。
【００１６】
重合体（Ａ）を構成する単量体中のアクリロニトリル（ａ１）とカルボン酸（塩）基を有する水溶液ビニルモノマー（ａ２）との重量比（（ａ１）／（ａ２））は、４０／６０〜８０／２０であり、吸着性能及び引張強度の観点から、４５／５５〜８０／２０が好ましい。
重量比（（ａ１）／（ａ２））が４０／６０未満であると、放射性核種吸着用繊維（Ｚ）の引張強度が低くなり、シート状にする等の加工が困難になる。また、８０／２０より大きいと放射性核種の吸着性能が悪くなる。
【００１７】
本発明の放射性核種吸着繊維（Ｚ）の引張強度は、放射性核種を吸着後の運搬性及び加工のしやすさの観点から、０．５〜２．５（ｄＮ／ｔｅｘ）であることが好ましく、さらに好ましくは、０．７〜２．０である。
重量比（（ａ１）／（ａ２））が小さくなり、吸収倍率が大きくなるほど、引張強度は低下し、繊維は脆くなり加工に耐える物性を有することは困難になる。一方、重量比（（ａ１）／（ａ２））が大きくなり、吸収倍率が小さくなると、引張強度は高くなるものの、吸着性能が低下し、本用途には適さなくなる。必要性に応じて加工特性と吸収倍率調整した樹脂設計とすることが好ましい。
【００１８】
重合体（Ａ）中のカルボン酸（塩）基の濃度は、放射性核種の吸着性能の観点から、重合体（Ａ）の重量に基づいて、２．０〜７．０モル／ｋｇであることが好ましい。
重合体（Ａ）中のカルボン酸（塩）基の濃度は、（Ａ）の酸価を測定することにより求めることができる。酸価の測定方法は、ＪＩＳＫ００７０の記載に準じて、中和滴定法を使用して求めることができる。
【００１９】
重合体（Ａ）は、繊維状アクリル樹脂（Ｘ）がアクリロニトリル（ａ１）及びカルボン酸（塩）基を有する水溶性ビニルモノマー（ａ２）を必須構成単量体とするものであればよく、カルボン酸基を低級アルコールでエステル化されたモノマーを用いて重合体（Ａ’）を製造し、エステルを加水分解することによりカルボン酸（塩）基を有する水溶性ビニルモノマー（ａ１）を必須構成単量体とする重合体（Ａ）としてもよい。
重合体（Ａ）の製造方法としては、公知のビニルモノマーの重合方法を限定なく使用できる。
【００２０】
本発明において、繊維状アクリル樹脂（Ｘ）は、重合体（Ａ）からなるものである。
繊維状アクリル樹脂（Ｘ）は、紐状のものであれば太さ及び長さ等について特に限定はない。
【００２１】
本発明の放射性核種吸着用繊維（Ｚ）は、繊維状アクリル樹脂（Ｘ）を構成物質とするものであれば特に限定はないが、さらに放射性核種吸着助剤（Ｋ）を構成物質とするものであってもよい。
＜放射性核種吸着助剤（Ｋ）＞
本発明における放射性核種吸着助剤（Ｋ）は、ゼオライト（Ｋ１）、フェロシアン化物（Ｋ２）および結晶性ケイチタン酸塩（ＣＳＴ）（Ｋ３）からなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
上記のうち、吸着性能の観点から、好ましいのはゼオライト、フェロシアン化物である。
【００２２】
ゼオライト（Ｋ１）：
ゼオライト（Ｋ１）は、アルミノケイ酸塩であり、モルデナイト、クリノブチロライト、チャバサイト、クリノブチロライト、合成ゼオライト等が挙げられる。これらのうちで、吸着性能の観点から、好ましいのはモルデナイトである。
また、（Ｋ１）の  市販品としては、ＳＰ＃２３００（飯坂鉱山）［日東粉化工業（株
）］、イズカライト［（株）イズカ］、ハイシリカゼオライトＨＳＺ−６４２ＮＡＡ［（東ソー（株）］、ＳＧＷ［ジークライト（株）］、スーパーＺ［ジークライト（株）］、クリノブチロライト二ツ井産［サンゼオライト工業（株）］等が挙げられる。
【００２３】
フロシアン化物（Ｋ２）：
フロシアン化物（Ｋ２）は、例えば以下の化学式で表される化合物である。
Ｍ4+［Ｆｅ（ＩＩ）（ＣＮ）6］4-
なお、上記式において、「Ｍ」は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｋ、Ｎａ、ＮＨ4等である。
【００２４】
（Ｋ２）としては、フェロシアン化ニッケル、フェロシアン化コバルト、フェロシアン化鉄等が挙げられる。これらのうちで、吸着性能の観点から、好ましいのはフェロシアン化鉄であり、市販品としては、ミロリブルー９０５［大日精化工業株式会社製］等が挙げられる。
【００２５】
結晶性ケイチタン酸塩（ＣＳＴ）（Ｋ３）：
結晶性ケイチタン酸塩（Ｋ３）の市販品としては、結晶性ケイチタン酸塩ＣＳＴ−１［米国ＵＯＰ社製］等が挙げられる。
【００２６】
放射性核種吸着助剤（Ｋ）の形状は、好ましくは粉末状であり、その場合、放射性核種吸着助剤（Ｋ）の重量平均粒径は、吸着性能の観点から、好ましくは１〜２０００μｍ、さらに好ましくは２〜１０００μｍ、特に好ましくは３〜５００μｍである。
【００２７】
放射性核種吸着用繊維（Ｚ）中の繊維状アクリル樹脂（Ｘ）と放射性核種吸着助剤（Ｋ）との重量比［（Ｘ）／（Ｋ）］は、吸着性能のバランスの観点から、好ましくは５０／５０〜９５／５、さらに好ましくは６０／４０〜９０／１０、とくに好ましくは７０／３０〜８５／１５である。
【００２８】
＜放射性核種吸着用繊維（Ｚ）＞
本発明の放射性核種吸着用繊維（Ｚ）は、前記繊維状アクリル樹脂（Ｘ）を構成成分としてなり、生理食塩水の吸収倍率（ｇ／ｇ）が、２〜４０であり、好ましくは４〜３５、さらに好ましくは６〜３０である。
吸収倍率（ｇ／ｇ）が２未満では吸着性能が不十分であり、４０を超えると取り扱いが困難となる。
なお、吸収倍率は、（Ｚ）の比重、カルボン酸（塩）基量、架橋度合等により、適宜調整できる。
【００２９】
前記生理食塩水の吸収倍率（ｇ／ｇ）の測定方法は下記の方法で測定できる。なお、後述の実施例における吸収倍率（ｇ／ｇ）はこの方法にしたがった。
＜生理食塩水の吸収倍率の測定方法＞
縦２０ｃｍ、横１０ｃｍ、幅約５ｍｍのナイロン製の網袋（２５０メッシュ）に、放射性核種吸着用繊維（Ｚ）の試料（サンプル量；１．０ｇ）を入れ、これを袋ごと過剰の生理食塩水（２５℃）に浸す。浸漬６０分後に袋ごと空中に引き上げ、静置して３０分間水切りした後、質量（Ｓｇ）を測定して下式より吸収倍率を求める。
［網袋のみを用いて上記と同様の操作を行い、この分の質量（Ｔｇ）をブランクとする。］
生理食塩水の吸収倍率（ｇ／ｇ）＝（Ｓ−Ｔ）／１．０
【００３０】
放射性核種吸着用繊維（Ｚ）の形態としては、例えば次のものが挙げられる。
（１）アクリロニトリルと（メタ）アクリル酸（塩）とを構成単量体とする重合体（Ａ）
（２）アクリロニトリルと（メタ）アクリル酸（塩）とを構成単量体とする重合体（Ａ）において、さらに架橋剤を用いたもの
（３）繊維状アクリル樹脂（Ｘ’）（アクリロニトリル及び（メタ）アクリル酸エステルを構成単量体とする重合体（Ａ）からなるもの）中の（メタ）アクリル酸エステルを公知の方法（酸処理、塩基処理）で部分加水分解したもの
該酸処理は塩化水素水処理等であり、塩基処理は水酸化ナトリウム溶液処理等である。
（４）繊維状アクリル樹脂（Ｘ’）（アクリロニトリル及び（メタ）アクリル酸エステルを構成単量体とする重合体（Ａ）からなるもの）を公知の方法（ヒドラジン等）で架橋後、（メタ）アクリル酸エステルを部分加水分解したもの
（５）上記（１）〜（４）において、その工程において、所定量の放射性核種吸着助剤（Ｋ）を構成成分としたもの
上記（１）〜（５）のうち、吸着性能及び製造容易性の観点から、好ましいのは（３）〜（５）、さらに好ましいのは（５）である。
【００３１】
本発明の放射性核種吸着用シート（Ｙ）は、上記放射性核種吸着用繊維（Ｚ）を含むものであればよく、繊維をシート状に加工する方法として一般的に用いられる方法により製造することができる。具体的には、放射性核種吸着用繊維（Ｚ）からなる織物及び不織布等、（Ｚ）と（Ｚ）以外の繊維とからなる織物及び不織布等、（Ｚ）及び必要により（Ｚ）以外の繊維を接着剤等で接着させたもの等が挙げられる。
【００３２】
＜放射性廃液の処理方法＞
本発明の放射性廃液の処理方法は、前記放射性核種吸着用繊維（Ｚ）及び／又は放射性核種吸着用シート（Ｙ）を用いて、放射性廃液から放射性核種を吸着する放射性廃液の処理方法である。
具体的には、例えば以下の方法が挙げられる。
（１）放射性廃液中に、（Ｚ）及び／又は（Ｙ）を浸漬して、放射性廃液中の放射性核種を（Ｚ）及び／又は（Ｙ）に吸着させる。
（２）上記（１）を固液分離して、放射性核種を吸着した（Ｚ）及び／又は（Ｙ）と、放射性核種が除かれた廃液とに分ける。
該固液分離の方法としては、塩（塩化カルシウム等）を加える方法、有機溶剤（メタノール等）を加える方法、遠心分離する方法等が挙げられる。
（３）上記（２）の放射性核種を吸着した（Ｚ）及び／又は（Ｙ）については、さらに公知の方法で、減容してもよい。
【００３３】
本発明における放射性核種とは、放射性廃液に含まれる種々の放射性金属イオン等を意味する。その代表的なものとして放射性セシウム、放射性ストロンチウムが挙げられる。後述の実施例においては、それらの代替として放射性を示さないセシウム、放射性を示さないストロンチウムを用いた。
【実施例】
【００３４】
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下において部は重量部を示す。
【００３５】
＜実施例１＞
ＤＭＦを溶媒とした溶液重合法により、アクリロニトリル６０重量％及びアクリル酸メチル４０重量％からなるアクリロニトリル系重合体を製造し、そのうち２００ｇを４８重量％チオシアン酸ナトリウム水溶液１８００ｇに溶解して紡糸原液を作成した。該紡糸原液を常法に従って、紡糸、延伸した後、乾球／湿球＝１２０℃／６０℃の雰囲気下で乾燥し、繊維状アクリル樹脂［３デニール、２５℃ジメチルホルムアミド中の固有粘度：２．４］（Ｘ０−１）を得た。（Ｘ０−１）１００ｇを２重量％水酸化ナトリウム溶液１０００ｇで８０℃×２時間アルカリ処理してエステルを加水分解した。さらに２重量％塩酸水溶液４００ｇで中和処理し、イオン交換水で洗浄後、１００℃×２時間で乾燥して、繊維状アクリル樹脂（Ｘ０−１β）を得た。得られたアクリル酸樹脂（Ｘ０−１β）について、ＮＭＲ測定（ＤＭＦ溶媒）により、エステル基がほぼ全て加水分解されていることを確認した（以下において同じ）。
得られた繊維状アクリル樹脂（Ｘ０−１β）９０ｇを、イオン交換水１８０ｇで膨潤させ、４８重量％水酸化ナトリウム水溶液４０ｇ及び４８重量％水酸化カリウム水溶液２．９ｇで中和した。なお、表１においては、用いた水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムが全て中和に用いられたものとして記載した（以下において同じ）。
その後、イオン交換水５００ｇで洗浄して、１００℃×２時間で乾燥して、繊維状アクリル樹脂（Ｘ−１）を構成物質とする放射性核種吸着用繊維（Ｚ−１）を得た。
【００３６】
＜実施例２＞
実施例１において、「アクリロニトリル６０重量％及びアクリル酸メチル４０重量％」に代えて「アクリロニトリル５０重量％及びアクリル酸メチル５０重量％」とする以外は同様にして、アクリロニトリル５０重量％及びアクリル酸メチル５０重量％からなるアクリロニトリル系重合体からなる繊維状アクリル樹脂［３デニール、２５℃ジメチルホルムアミド中の固有粘度：１．８］（Ｘ０−２）を製造し、得られた繊維状アクリル樹脂（Ｘ０−２）１００ｇを２重量％水酸化ナトリウム溶液１０００ｇで８０℃×２時間アルカリ処理してエステルを加水分解した。さらに２重量％塩酸水溶液で中和処理し、イオン交換水で洗浄後、１００℃×２時間で乾燥して、繊維状アクリル樹脂（Ｘ０−２β）を得た。
得られた繊維状アクリル樹脂（Ｘ０−２β）９２ｇを、イオン交換水１８４ｇで膨潤させ、４８重量％水酸化ナトリウム水溶液３３ｇ及び４８重量％水酸化カリウム水溶液２．４ｇで中和した。
その後、イオン交換水で洗浄して、１００℃×２時間で乾燥して、繊維状アクリル樹脂（Ｘ−２）を構成物質とする放射性核種吸着用繊維（Ｚ−２）及びシート（Ｙ−２）を得た。
【００３７】
＜実施例３＞
実施例１において、「アクリロニトリル６０重量％及びアクリル酸メチル４０重量％」に代えて「アクリロニトリル８０重量％及びアクリル酸メチル２０重量％」とする以外は同様にして、アクリロニトリル８０重量％及びアクリル酸メチル２０重量％からなるアクリロニトリル系重合体からなる繊維状アクリル樹脂［３デニール、２５℃ジメチルホルムアミド中の固有粘度：１．４］（Ｘ０−３）を製造し、得られた繊維状アクリル樹脂（Ｘ０−３）１００ｇを２重量％水酸化ナトリウム溶液１０００ｇで８０℃×２時間アルカリ処理してエステルを加水分解した。さらに２重量％塩酸水溶液で中和処理し、イオン交換水で洗浄後、１００℃×２時間で乾燥して、繊維状アクリル樹脂（Ｘ０−３β）を得た。
得られた繊維状アクリル樹脂（Ｘ０−３β）９６．８ｇを、イオン交換水２００ｇで膨潤させ、４８重量％水酸化ナトリウム水溶液１３．２ｇ及び４８重量％水酸化カリウム水溶液１．０ｇで中和した。
その後、イオン交換水で洗浄して、１００℃×２時間で乾燥して、繊維状アクリル樹脂（Ｘ−３）を構成物質とする放射性核種吸着用繊維（Ｚ−３）及びシート（Ｙ−３）を得た。
【００３８】
＜実施例４＞
実施例３において、「４８重量％水酸化ナトリウム水溶液１３．２ｇ及び４８重量％水酸化カリウム水溶液１．０ｇ」に代えて「４８重量％水酸化ナトリウム水溶液１４ｇ」を用いる以外は同様にして、繊維状アクリル樹脂（Ｘ−４）を構成物質とする放射性核種吸着用繊維（Ｚ−４）及びシート（Ｙ−４）を得た。
【００３９】
＜実施例５＞
実施例３において、「４８重量％水酸化ナトリウム水溶液１３．２ｇ及び４８重量％水酸化カリウム水溶液１．０ｇ」に代えて「４８重量％水酸化カリウム水溶液１９．６ｇ」を用いる以外は同様にして、繊維状アクリル樹脂（Ｘ−５）を構成物質とする放射性核種吸着用繊維（Ｚ−５）及びシート（Ｙ−５）を得た。
【００４０】
＜実施例６＞
実施例２において、水酸化ナトリウム水溶液及び水酸化カリウム水溶液での中和及びイオン交換水で洗浄後、放射性核種吸着助剤［ミロリブルー９０５、大日精化工業株式会社製］（Ｋ−１）２３６ｇを均一に散布して、さらに１００℃×２時間で乾燥して、繊維状アクリル樹脂（Ｘ−２）と（Ｋ−１）を構成物質とする放射性核種吸着用繊維（Ｚ−６）及びシート（Ｙ−６）を得た。
【００４１】
＜実施例７＞
実施例２において、水酸化ナトリウム水溶液及び水酸化カリウム水溶液での中和及びイオン交換水で洗浄後、放射性核種吸着助剤［ミロリブルー９０５、大日精化工業株式会社製］（Ｋ−１）２５．３ｇを均一に散布して、さらに１００℃×２時間で乾燥して、繊維状アクリル樹脂（Ｘ−２）と（Ｋ−１）を構成物質とする放射性核種吸着用繊維（Ｚ−７）及びシート（Ｙ−７）を得た。
【００４２】
＜実施例８＞
実施例２において、水酸化ナトリウム水溶液及び水酸化カリウム水溶液での中和及びイオン交換水で洗浄後、放射性核種吸着助剤［ＳＰ＃２３００（飯坂鉱山）、日東粉化工業（株）］（Ｋ−２）２３６ｇを均一に散布して、さらに１００℃×２時間で乾燥して、繊維状アクリル樹脂（Ｘ−２）と（Ｋ−２）を構成物質とする放射性核種吸着用繊維（Ｚ−８）及びシート（Ｙ−８）を得た。
【００４３】
＜実施例９＞
実施例２において、「４８重量％水酸化ナトリウム水溶液３３ｇ及び４８重量％水酸化カリウム水溶液２．４ｇ」に代えて「４８重量％水酸化ナトリウム水溶液１７．４ｇ及び４８重量％水酸化カリウム水溶液２４．５ｇ」を用いる以外は同様にして、繊維状アクリル樹脂（Ｘ−６）を構成物質とする放射性核種吸着用繊維（Ｚ−９）及びシート（Ｙ−９）を得た。
【００４４】
＜実施例１０＞
実施例２において、「４８重量％水酸化ナトリウム水溶液３３ｇ及び４８重量％水酸化カリウム水溶液２．４ｇ」に代えて「４８重量％水酸化ナトリウム水溶液３４．５ｇ及び４８重量％水酸化カリウム水溶液０．５ｇ」を用いる以外は同様にして、繊維状アクリル樹脂（Ｘ−７）を構成物質とする放射性核種吸着用繊維（Ｚ−１０）及びシート（Ｙ−１０）を得た。
【００４５】
＜実施例１１＞
実施例２において、「４８重量％水酸化ナトリウム水溶液３３ｇ及び４８重量％水酸化カリウム水溶液２．４ｇ」に代えて「４８重量％水酸化ナトリウム水溶液２３ｇ及び４８重量％水酸化カリウム水溶液１．７ｇ」を用いる以外は同様にして、繊維状アクリル樹脂（Ｘ−７）を構成物質とする放射性核種吸着用繊維（Ｚ−１１）及びシート（Ｙ−１１）を得た。
【００４６】
＜実施例１２＞
実施例２において、「４８重量％水酸化ナトリウム水溶液３３ｇ及び４８重量％水酸化カリウム水溶液２．４ｇ」に代えて「４８重量％水酸化ナトリウム水溶液４５．１ｇ及び４８重量％水酸化カリウム水溶液３．３ｇ」を用いる以外は同様にして、繊維状アクリル樹脂（Ｘ−７）を構成物質とする放射性核種吸着用繊維（Ｚ−１２）及びシート（Ｙ−１２）を得た。
【００４７】
＜比較例１＞
実施例１において、「アクリロニトリル６０重量％及びアクリル酸メチル４０重量％」に代えて「アクリロニトリル３０重量％及びアクリル酸メチル７０重量％」とする以外は同様にして、アクリロニトリル３０重量％及びアクリル酸メチル７０重量％からなるアクリロニトリル系重合体からなる繊維状アクリル樹脂［３デニール、２５℃ジメチルホルムアミド中の固有粘度：５．２］（Ｘ０−４）を製造し、得られた繊維状アクリル樹脂（Ｘ０−４）１００ｇを２重量％水酸化ナトリウム溶液２０００ｇで８０℃×２時間アルカリ処理してエステルを加水分解した。さらに２重量％塩酸水溶液で中和処理し、イオン交換水で洗浄後、１００℃×２時間で乾燥して、繊維状アクリル樹脂（Ｘ０−４β）を得た。
得られた繊維状アクリル樹脂（Ｘ０−４β）８８．６ｇを、イオン交換水２００ｇで膨潤させ、４８重量％水酸化ナトリウム水溶液４６ｇ及び４８重量％水酸化カリウム水溶液３．４ｇで中和した。
その後、イオン交換水で洗浄して、１００℃×２時間で乾燥して、繊維状アクリル樹脂（Ｘ’−１）を構成物質とする放射性核種吸着用繊維（比Ｚ−１）及びシート（比Ｙ−１）を得た。
【００４８】
＜比較例２＞
実施例１において、「アクリロニトリル６０重量％及びアクリル酸メチル４０重量％」に代えて「アクリロニトリル９０重量％及びアクリル酸メチル１０重量％」とする以外は同様にして、アクリロニトリル９０重量％及びアクリル酸メチル１０重量％からなるアクリロニトリル系重合体からなる繊維状アクリル樹脂［３デニール、２５℃ジメチルホルムアミド中の固有粘度：１．４］（Ｘ０−５）を製造し、得られた繊維状アクリル樹脂（Ｘ０−５）１００ｇを２重量％水酸化ナトリウム溶液１０００ｇで８０℃×２時間アルカリ処理してエステルを加水分解した。さらに２重量％塩酸水溶液で中和処理し、イオン交換水で洗浄後、１００℃×２時間で乾燥して、繊維状アクリル樹脂（Ｘ０−５β）を得た。
得られた繊維状アクリル樹脂（Ｘ０−５β）９８．４ｇを、イオン交換水２００ｇで膨潤させ、４８重量％水酸化ナトリウム水溶液６．６ｇ及び４８重量％水酸化カリウム水溶液０．５ｇで中和した。
その後、イオン交換水で洗浄して、１００℃×２時間で乾燥して、繊維状アクリル樹脂（Ｘ’−２）を構成物質とする放射性核種吸着用繊維（比Ｚ−２）及びシート（比Ｙ−２）を得た。
【００４９】
上記で得られた放射性核種吸着用繊維（Ｚ−１）〜（Ｚ−１２）及び（比Ｚ−１）〜（比Ｚ−２）について、以下の方法で評価を行った。結果を表１に示す。
【００５０】
＜評価＞
＜放射性核種吸着用繊維（Ｚ）の生理食塩水の吸収倍率＞
縦２０ｃｍ、横１０ｃｍ、幅約５ｍｍのナイロン製の網袋（２５０メッシュ）に、放射性核種吸着用繊維（Ｚ）の試料（サンプル量；１．０ｇ）を入れ、これを袋ごと過剰の生理食塩水（２５℃）に浸した。浸漬６０分後に袋ごと空中に引き上げ、静置して３０分間水切りした後、質量（Ｓｇ）を測定して下式より吸収倍率を求めた。
［網袋のみを用いて上記と同様の操作を行い、この分の質量（Ｔｇ）をブランクとした。］
生理食塩水の吸収倍率（ｇ／ｇ）＝（Ｓ−Ｔ）／１．０
【００５１】
＜放射性核種吸着用繊維（Ｚ）の放射性核種の吸着性能＞
塩化セシウム（和光純薬工業（株）製）と、塩化ストロンチウム六水和物（和光純薬工業（株）製）とを、イオン交換水に溶解して、セシウムイオン濃度５００ｐｐｍ、ストロンチウムイオン濃度５００ｐｐｍ、放射性核種（１０００ｐｐｍ）水溶液（濃度：１０００ｐｐｍ）を作成した。
４つのカラム［タテ１ｃｍ×ヨコ１ｃｍ×長さ３０ｃｍ］に、放射性核種吸着用繊維（Ｚ）をそれぞれ１０ｇ入れた。このカラムに上記放射性核種水溶液１００ｇを５０ｍＬ／分の速度で加え、それぞれ５分間、１５分間、３０分間及び１時間放置した。放射線核種水溶液は繊維（Ｚ）に全て吸水されていた。
次にカラムから放射性核種吸着用繊維（Ｚ）を取り出して、メタノール１５０ｇの入ったビーカーに入れた。１０分後、内容物を固液分離して、ろ液を得た。
得られたろ液について、蛍光Ｘ線分析装置でセシウム（Ｃｓ）濃度（単位：ｐｐｍ）、ストロンチウム（Ｓｒ）濃度（単位：ｐｐｍ）を測定した。
以下の計算式により、放射性核種吸着率（％）を算出した。
放射性核種吸着率（％）＝１００−
｛（Ｃｓ濃度）＋（Ｓｒ濃度）｝×（ろ液重量）／１０００
【００５２】
＜放射性核種吸着用繊維（Ｚ）の引張強度＞
ＪＩＳＬ１０９５：２０１０の記載に準じて引張強度を測定した。
【００５３】
＜放射性核種吸着用繊維（Ｚ）のシート加工性＞
放射性核種吸着用繊維（Ｚ−１）〜（Ｚ−１２）及び（比Ｚ−１）〜（比Ｚ−２）をそれぞれ５ｇ使用して縦横交互に配置して加工し、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ５ｍｍの大きさの放射性核種吸着用シートを製造した。下記評価基準で評価した。
○：ほころびのないシートを製造できた
△：所々繊維が切れているがシートを製造できた
×：繊維が切れてしまいシートを製造できなかった
【００５４】
【表１】
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【００５５】
表１の結果から、実施例１〜１２の本発明の放射性核種吸着用繊維は、重量比（（ａ１）／（ａ２））が４０／６０〜８０／２０であることにより、数値範囲外である比較例１及び２の放射性核種吸着用繊維と比較して、放射性核種吸着率が６０％以上と高く、引張強度が０．５ｄＮ／ｔｅｘ以上と高く、吸着性能及び加工性に優れていることがわかる。
また、実施例３〜５の比較から、ナトリウム塩及びカリウム塩を併用することにより、吸着性能がさらに高くなることがわかる。また、実施例６〜８の結果から、放射性核種吸着助剤（Ｋ）を含有することにより、吸着性能が極めて高くなることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の放射性核種吸着用繊維は、種々の放射性核種の吸着性能に優れるため、放射性廃液中の放射性核種の吸着用途に好適に使用できる。とりわけ、原子力関連施設での放射性廃液の処理に有用である。
また、本発明の放射性核種吸着用繊維を用いることで、簡便かつ効率的に、放射性廃液を処理でき、かつ輸送も簡便にできるため、原子力関連施設で廃液の処理に大きく貢献できる。