JP2010000449A - ポリビニルアルコール成形物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリビニルアルコール成形物は、ポリビニルアルコールで少なくとも構成され、且つポリビニルアルコール成形物の膨潤度は80%以上であるとともに溶出率は10%以下である。前記ポリビニルアルコールは、ケン化度が88モル%以上であってもよく、平均重合度が900〜2500であってもよい。また、ポリビニルアルコール成形物では、ポリビニルアルコールが塩基性窒素含有物質を担持していてもよい。
【選択図】なし
Description
本発明の別の目的は、ホウ素吸着性に優れるだけでなく、安価で再利用可能なPVA成形物を提供することにある。
本発明の他の目的は、このようなPVA成形物を利用して、効率よくホウ素含有水からホウ素化合物を取り除くことができる方法を提供することにある。
105℃で4時間乾燥させたPVA成形物を秤量した重さをA(g)とし、次いでこの成形物を30℃の水に対して浴比100以上で30分浸漬した後、3000回転で5分間遠心脱水して秤量した重さをB(g)とし、さらに、脱水した成形物を105℃で4時間乾燥させて秤量した重さをC(g)としたとき、膨潤度(%)および溶出率(%)は、それぞれ、下記式(1)および(2)で表すことができる。
溶出率=(A−C)/A×100 (2)
ただし、試料としたPVA成形物に硫酸ナトリウムなどの塩類が付着している場合は、焙焼法で塩類の付着率を求め、初期重量をポリマー量に補正する。
本発明のPVA成形物は、ホウ素含有水からホウ素化合物を除去するために用いられる。そして、本発明で用いられるPVA成形物では、ホウ素化合物を吸着する観点から、その膨潤度が80%以上であることが必要であり、好ましくは85〜400%程度、さらに好ましくは90〜300%程度であってもよい。また、PVA成形物の溶出率は10%以下であることが必要であり、好ましくは5%以下、さらに好ましくは3%以下である。
本発明のPVA成形物は、取り扱い性、持ち運び性、保存性などに優れるだけでなく、水洗しても、その形状を破壊することなく再利用することができる。
前記PVA成形物は、ポリビニルアルコール(すなわち、PVA系ポリマー)で構成される。PVA系ポリマーは、ビニルアルコールユニットを主成分とするものであれば特に限定されず、本発明の効果を損なわない限り、所望により他の構成単位(変性ユニット)を有していてもかまわない。このような構造単位としては、例えば、オレフィン類(例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン等)、アクリル酸類(例えば、アクリル酸およびその塩、アクリル酸メチルなどのアクリル酸エステルなど)、メタクリル酸類(例えば、メタクリル酸およびその塩、メタクリル酸メチル等のメタクリル酸エステル類など)、アクリルアミド類(例えば、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド等)、メタクリルアミド類(例えば、メタクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等)、N−ビニルラクタム類(例えば、N−ビニルピロリドンなど)、N−ビニルアミド類(例えば、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド等)、ビニルエーテル類(例えば、ポリアルキレンオキシドを側鎖に有するアリルエーテル類、メチルビニルエーテル等)、ニトリル類(例えば、アクリロニトリル等)、ハロゲン化ビニル化合物(塩化ビニル等)、不飽和ジカルボン酸類(例えば、マレイン酸およびその塩またはその無水物やそのエステル等)などが挙げられる。これらの変性ユニットは、単独でまたは組み合わせて使用できる。このような変性ユニットの導入法は共重合による方法でも、後反応による方法でもよい。
本発明のPVA成形物は、ホウ素化合物の吸着性を向上させるため、塩基性窒素含有物質を担持していてもよい。このような窒素含有物質の添加がホウ素化合物を吸着する上で有利である理由については、必ずしも明確ではないが、おそらくPVA分子の周辺を窒素含有物質により塩基性雰囲気にすることで、PVA分子とホウ素化合物との相互作用が強まるのではないかと予想される。
本発明のPVA成形物の製造方法は、その形状に応じて適宜選択でき、例えば、PVA成形物が繊維形状である場合、以下に示す方法により成形物を製造することができる。
この場合、前述した架橋剤で架橋してもよいし、あるいは電子線や放射線を照射することにより、ラジカルを発生させ架橋させてもよい。
熱処理を施す場合、熱処理条件は、一般的には100℃以上の温度、好ましくは150℃〜240℃程度の温度で行うのがよい。温度が低すぎると、繊維物性の向上効果が不十分であり、一方、温度が高すぎると繊維の部分的な融解が生じ、この場合においても機械的物性の低下をもたらす。
本発明のホウ素含有水の処理方法では、前記に記載したPVA成形物をpH6〜14の下、ホウ素含有水に対して接触させることにより、ホウ素含有水に含まれるホウ素化合物をPVA成形物により吸着させることができる。
本発明のPVA成形物は、耐水性を有するため、持ち運び性および取り扱い性に優れるだけでなく、保存性にも優れる。
また、PVA成形物は、耐水性のPVAから形成されるため、ホウ素化合物を吸着後、再生工程を経て、再利用することも可能である。再生工程では、例えば、ホウ素化合物を吸着したPVA成形物を、酸溶液(例えば、塩酸、硝酸などの鉱酸;酢酸などの有機酸)で洗浄することにより、PVA成形物内に吸着されたホウ素化合物を脱着させ、吸着剤を再生することができる。
濃度200ppmのオルトホウ酸(以下、単にホウ酸と称する)水溶液100mLに対し、0.5gの試料を20℃で浸漬した。この試料を攪拌することなく30分静置した後、ホウ酸溶液の濃度を測定し、試験前の濃度差分が吸着されたものとみなし、吸着量を試料重量で除して吸着率を表した。なお、吸着試験時のホウ酸溶液のpHは、塩酸または水酸化ナトリウム水溶液を用いて、所定のpHに調整した。
PVAの平均重合度は、JIS K6726に準じて測定した。
105℃で4時間乾燥させたPVA成形物の試料を秤量し、その重さをA(g)とした。次いでこの試料を30℃の水に対して浴比100以上で30分浸漬した後、3000回転で5分間遠心脱水して、脱水後の試料を秤量し、その重さをB(g)とした。さらに、脱水した試料を105℃で4時間乾燥させ、乾燥後の試料を秤量し、その重さをC(g)とした。そして、膨潤度(%)および溶出率(%)は、それぞれ、下記式(1)および(2)で求めた。
膨潤度=(B−A)/A×100 (1)
溶出率=(A−C)/A×100 (2)
ケン化度98.5モル%、平均重合度1750のPVAを14%の濃度で水に溶解して紡糸原液を調製した。この紡糸原液を直径0.08mmのノズルを通じて、40℃ 400g/Lの飽和芒硝浴に湿式紡糸し、10m/分の速度で引取った。続いて、2.5倍に湿延伸した後、130℃で乾燥した。このようにして得られた繊維形態のPVA成形物は、繊度1.3dtexで、膨潤度は145%であり、溶出率は5%であった。得られたPVA成形物のホウ酸吸着量を、pH6.5下(実施例1)、またはpH11下(実施例2)において測定した。その結果を表1に示す。
ケン化度96モル%、平均重合度1750のPVAを16%の濃度で水に溶解し、これに平均分子量15000のポリアリルアミン(日東紡PAA−15C)をPVAに対して15重量%となるよう添加、混合して紡糸原液を調製した。
実施例1で得たPVAの湿延伸乾燥糸を、さらに230℃の熱風下において1.8倍に熱延伸し、繊度0.7dtex、膨潤度57%であり、溶出率は2%の繊維形態のPVA成形物を得た。得られたPVA成形物のホウ酸吸着量を、実施例1と同様にして測定した。その結果を表1に示す。
ケン化度99モル%、重合度1000のPVAを15%の濃度で水に溶解し、水酸化ナトリウムでpH8に調整した後、グリオキサールをPVAに対して2重量%添加して原液を調製した。
さらに、PVA成形物が窒素含有物質を含む場合、膨潤度が95%であるにもかかわらず、膨潤度145%である実施例1よりも高いホウ酸吸着を示した。
一方、膨潤度が57%である比較例では、目視においてその形状が崩れることはなかったものの、ホウ酸吸着量が実施例1の半分以下しかなく、高度なホウ酸吸着を示さなかった。
Claims (8)
- ホウ素含有水からホウ素化合物を除去するために用いられるポリビニルアルコール成形物であって、
前記成形物は、ポリビニルアルコールで少なくとも構成され、且つ
前記成形物は、膨潤度が80%以上であるとともに溶出率が10%以下であるポリビニルアルコール成形物。 - 請求項1において、ポリビニルアルコールのケン化度が88モル%以上であるポリビニルアルコール成形物。
- 請求項1または2において、ポリビニルアルコールの平均重合度が500〜5000であるポリビニルアルコール成形物。
- 請求項1〜3のいずれか一項において、塩基性の窒素含有物質をさらに含み、ポリビニルアルコールがこの塩基性窒素含有物質を担持するポリビニルアルコール成形物。
- 請求項4において、窒素含有物質が、アミン系化合物、イミン系化合物およびアミド系化合物で構成される窒素含有物質から選択される少なくとも一種類であるポリビニルアルコール成形物。
- 請求項4または5において、ポリビニルアルコール100重量部に対する窒素含有物質の割合が、5〜50重量部であるポリビニルアルコール成形物。
- 請求項1〜6のいずれか一項において、成形物が繊維形状を有するポリビニルアルコール成形物。
- ホウ素含有水の処理方法であって、請求項1〜7のいずれかに記載されたポリビニルアルコール成形物を、pH6以上の下、ホウ素含有水に対して接触させるホウ素含有水の処理方法。
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