JP2014016257A

JP2014016257A - セシウム吸着用繊維構造物およびその製造方法

Info

Publication number: JP2014016257A
Application number: JP2012154160A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Mitani; 健太郎三谷; Koji Yoshida; 耕二吉田; Tomiya Hashimoto; 富也橋本; Shinya Higuchi; 眞矢樋口
Original assignee: Unitika Trading Co Ltd
Current assignee: Unitika Trading Co Ltd
Priority date: 2012-07-09
Filing date: 2012-07-09
Publication date: 2014-01-30
Anticipated expiration: 2032-07-09
Also published as: JP5980599B2

Abstract

【課題】
本発明は接着性バインダーを使用しなくても、高濃度で且つ強固にセシウム吸着性金属錯体を固着させ脱落が非常に少ない、優れたセシウム吸着能を有する繊維構造物およびその製造方法を提供するものである。
【解決手段】
第３級または第４級アンモニウム基を含むカチオン性高分子化合物及びセシウムイオン吸着性金属錯体が固着された繊維構造物であって、特定のセシウムイオン吸着能（ａ）、特定のセシウムイオン吸着量（ｂ）、特定の繊維構造物の変退色及び液汚染能力（ｃ）を満足することを特徴とするセシウム吸着用繊維構造物。
【選択図】なし

Description

本発明は、接着性バインダーを使用せずにセシウムイオン吸着性金属錯体を固着させたセシウム吸着用繊維構造物およびその製造方法に関する。

ゼオライト、プルシアンブルーは、放射性元素であるセシウムの吸着能が優れていることが知られている。東北地方太平洋沖地震に伴い発生した東京電力福島第一原子力発電所の事故の後、その性能からセシウム吸着剤として非常に注目されてきており、現在、その放射能の除染事業が進む中、繊維素材にこれらを担持させた吸着材料としてのニーズが高まっている。

繊維素材に各種吸着剤を担持させる方法としては、各種吸着剤をそのまま付加した後に圧延して担持させる圧延方法、各種吸着剤に一次結合剤（バインダー）と併用して担持させる粘着法、噴霧乾燥法などが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。また、担持した吸着剤の脱落を防止するために、吸着剤担持後に、二次結合剤として、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアクリル酸エステルなどの接着性バインダーを処理して繊維素材の表面を覆う方法も知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、前記圧延方法、粘着法、噴霧乾燥法などでは、得られる繊維素材の表面における吸着剤濃度を高濃度にできない又は該吸着剤がバインダーに覆われているために目標とする吸着性能が得られないなどの問題があった。さらには、担持されている吸着剤が脱落することにより、環境汚染が拡大する恐れがあった。特にセシウム吸着用繊維構造体においては、該繊維構造体より放射性セシウムを高濃度に吸着した吸着剤が脱落するとさらなる環境汚染を起こす為、深刻な事態となりうるとの問題があった。

特表２０００−５０６８２７号公報特開２００１−１６４３２６号公報特開２０００−２３７６０４号公報

本発明の課題は、上記のような従来技術の欠点を解消することであり、本発明は接着性バインダーを使用しなくても、高濃度で且つ強固にセシウムイオン吸着性金属錯体を固着させ脱落が非常に少ない、優れたセシウムイオン吸着能を有する繊維構造物およびその製造方法を提供するものである。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、セシウムイオン吸着性金属錯体を繊維構造物に固着させるに際し、特定のカチオン系高分子化合物を用い、好ましくは、特定の繊維素材、特定のセシウムイオン吸着性金属錯体を用いることにより、高濃度にセシウムイオン吸着性金属錯体を固着させることが可能であり、セシウムイオン吸着能に優れ、且つ、吸着剤の脱落が非常に少ない繊維構造物となることを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、以下の（１）〜（６）を要旨とするものである。
（１）第３級または第４級アンモニウム基を含むカチオン性高分子化合物及びセシウムイオン吸着性金属錯体が固着された繊維構造物であって、下記性能（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を満足することを特徴とするセシウム吸着用繊維構造物。
（ａ）前記繊維構造物のセシウムイオン吸着能が
吸着等温式ｙ＝ａｘ^ｂにおいてａ値が０．５以上且つｂ値が０．５以下。
ただし、ｙは、前記繊維構造物１ｇに吸着しているセシウムイオン量（ｍｇ）。
ｘは、吸着処理後に溶液に残留しているセシウムイオンの濃度（ｐｐｍ）。
（ｂ）セシウムイオン濃度１０ｐｐｍの塩化セシウム水溶液１００ｍｌに繊維構造物０．１ｇを投入し、２５℃、１２０ｒｐｍで２４時間振とう処理を行った繊維構造物１ｇ当たりのセシウムイオンの吸着量が０．５ｍｇ以上。
（ｃ）セシウムイオン濃度１０ｐｐｍの塩化セシウム水溶液１００ｍｌに繊維構造物１０ｇを投入し、２５℃、１２０ｒｐｍで２４時間振とう処理を行った後の繊維構造物の変退色及び前記処理液の液汚染がグレースケールでいずれも３−４級以上。
（２）前記セシウムイオン吸着性金属錯体がプルシアンブルー型金属錯体であることを特徴とする（１）記載のセシウム吸着用繊維構造物。
（３）前記繊維構造物がセルロース系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、活性炭繊維からなる群より選択された１またはそれ以上の繊維で構成されていることを特徴とする（１）又は（２）記載のセシウム吸着用繊維構造物。
（４）前記セシウム吸着用繊維構造物を構成する繊維の単繊維繊度が、２ｄｔｅｘ以下であることを特徴とする（１）〜（３）いずれかに記載のセシウム吸着用繊維構造物。
（５）前記ポリエステル系繊維が、カチオン可染ポリエステル繊維であることを特徴とする（３）又は（４）記載のセシウム吸着用繊維構造物。
（６）繊維構造物に、第３級または第４級アンモニウム基を含むカチオン性高分子化合物によるカチオン化処理を行った後、セシウムイオン吸着性金属錯体の固着処理を行い、前記カチオン性高分子化合物及びセシウムイオン吸着性金属錯体の各処理を施した後に水洗処理を行なうことを特徴とする（１）記載のセシウム吸着用繊維構造物の製造方法。

本発明のセシウム吸着性繊維構造物は、第３級または第４級アンモニウム基を含有するカチオン性高分子化合物にて処理を行った後にセシウム吸着性金属錯体にて処理を行うことにより、高濃度にセシウム吸着性金属錯体を固着させることが可能であり、且つセシウム吸着性能に優れ、吸着材の脱落が非常に少ない繊維構造物を提供することが可能となる。

以下、本発明の詳細を説明する。

本発明の第３級または第４級アンモニウム基を含むカチオン系高分子化合物は、第３級アンモニウム基または第４級アンモニウム基を含む高分子化合物であれば特に限定されない。第３級アミノ基を含むカチオン系高分子化合物としては、アルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミドの重合体、例えば、ジメチル又はジエチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド，ジメチル又はジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドなどの重合体、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの重合体、例えば、ジメチルまたはジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート，ジメチルまたはジエチルアミノプロピル（メタ）アクリレートなどの重合体、アクリルアミド・スチレン共重合体、第３級アミノ基含有ウレタン系重合体等があげられる。

第４級アンモニウム基含有高分子としては、（メタ）アクリロイロキシアルキルトリアルキルアンモニウム塩の重合体、例えば、２−（メタ）アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、３−（メタ）アクリロイロキシ−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドの重合体など、（メタ）アクリルアミドアルキルトリアルキルアンモニウム塩の重合体、例えば、３−（メタ）アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、３−（メタ）アクリロイルアミノ−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドなどの重合体、２−（メタ）アクリロイロキシアルキルベンジルアンモニウム塩の重合体、例えば、２−（メタ）アクリロイロキシエチルベンジルアンモニウムクロライド，２−（メタ）アクリロイロキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライドの重合体，前２者の単量体とアクリルアミド，ジメチルアミノエチルアクリレートなどの共重合体、アクリルアミドプロピルジメチルベンジルクロライドとＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド及びＮ−メチル−Ｎ−ベンジルアリルアミン塩とＮ−メチル−Ｎ−ヒドロキシエチルアミノプロピルアクリルアミドとの共重合体など、その他、例えば、ジメチルまたはジエチルジアリルアンモニウムクロライド，β−ビニルオキシエチルトリアルキルアンモニウム塩、ビニルベンジルアンモニウム塩などの重合体があげられ、これらアンモニウム基含有高分子とビニル系ポリマーからなる共重合物などがあげられる。

本発明のセシウムイオン吸着性金属錯体とは、セシウムイオン吸着性の金属錯体であれば特に限定されないが、例えば、プルシアンブルー型金属錯体、フタロシアニン型金属錯体、ゼオライトなどが挙げられる。

プルシアンブルー型金属錯体は、一般式Ａ_ｘＭ［Ｆｅ（ＣＮ）_６］y・ｚＨ_２Ｏ（但し、式中、Ａは陽イオン、Ｍは金属原子を示す）で表される金属錯体である。Ａの陽イオンとしては、アンモニウムイオンなどが挙げられる。Ｍの金属原子としては、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、亜鉛、ランタン、ユーロピウム、ガドリニウム、ルテチウム、バリウム、ストロンチウム、及びカルシウムからなる群より選ばれる一種または二種以上の金属原子が挙げられる。前述の組み合わせの中でも、セシウムイオンの吸着能及び挟雑物共存状態におけるセシウムイオンの選択性の観点から、Ｆｅ_４[Ｆｅ（ＣＮ）_６]_３、ＦｅＮＨ_４[Ｆｅ（ＣＮ）_６]が特に好ましい。

プルシアンブルー型金属錯体の平均一次粒子径は特に限定されないが、セシウムイオン吸着能及び加工適正の観点から、０．００１〜１００μｍが好ましく、０．００１〜１０μｍがより好ましく、０．００１〜１μｍがさらに好ましく、０．００１〜０．０５μｍがいっそう好ましい。

フタロシアニン型金属錯体としては、銅フタロシアニン、塩素化銅フタロシアニン、臭素化塩素化銅フタロシアニン、アルミニウムフタロシアニン等が挙げられる。より具体的には、銅フタロシアニンとしては、例えば、ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５，ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：３，ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ７６、ＩｎｇｒａｉｎＢｌｕｅ１，ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ８６が挙げられる。塩素化銅フタロシアニンとしては、例えば、ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ７が挙げられる。臭素化塩素化銅フタロシアニンとしては、ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ５８が挙げられる。

ゼオライトは、アルミノケイ酸塩のなかで結晶構造中に比較的大きな空隙を持つものの総称であり特に限定されないが、例えば、結晶性アルミノシリケート、メタロシリケート、アルミノホスフェート、シリカアルミノホスフェート等が挙げられる。

ゼオライトの平均一次粒子径は特に限定されないが、セシウムイオン吸着能及び加工適正の観点から、０．１〜１００μｍが好ましく、１．０〜５０μｍがより好ましく、３．０〜３０μｍがさらに好ましい。

上記セシウムイオン吸着性金属錯体は、金属錯体全体が負に帯電しているため、上記第３級または第４級アンモニウム基を含むカチオン系高分子化合物にて処理した繊維構造物に固着処理することで、従来技術のように接着性バインダーを用いることなく、高濃度で且つ強固に繊維構造物に固着させることができるものと推測される。

本発明の繊維構造物を構成する繊維は特に限定されないが、セルロース系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、活性炭繊維が挙げられ、上記繊維から選ばれた１またはそれ以上の繊維から選択することができる。

上記繊維の中でも、セシウムイオン吸着性金属錯体の固着性の観点から、セルロース系繊維が特に好ましい。理由は明確ではないが、後述するように、前記繊維構造物に第３級または第４級アンモニウム基を含むカチオン系高分子化合物を処理した際に、セルロース系繊維が有する水酸基との相互作用により、比較的多くのカチオン系高分子化合物が担持されることにより、負に帯電したセシウム吸着性金属錯体がより多く吸着するものと推測される。

また、ポリエステル系繊維としては、セシウムイオン吸着性金属錯体の固着性の観点から、カチオン可染ポリエステル系繊維で構成されていることが好ましい。

本発明におけるカチオン可染ポリエステル系繊維とは、テレフタル酸またはその低級アルキル誘導体（炭素数１〜４のアルカノールのジエステル）と、エチレングリコールまたは、１．３プロパンジオール、１．４ブタンジオールなどからなるポリエステル、テレフタル酸またはその低級アルキル誘導体とエチレングリコールまたは、１．３プロパンジオール、１．４ブタンジオール及び少なくとも一種の他成分とからなるポリエステル，ビス−２−ヒドロキシエチルテレフタレートまたはその低重合体か，あるいはビス−２−ヒドロキシエチルテレフタレート及び少なくとも一種の他の成分とから得られるポリエチレンテレフタレートよりなるポリエステルに，下記化学式（１）で表される金属塩スルホネート基を有するエチレンイソフタレートを添加して１〜１０モル％共重合したポリエステルが挙げられる。

（但し，Ｍはアリカリ金属又はアルカリ土類金属を示す。）

カチオン可染ポリエステル系繊維の中でも、セシウムイオン吸着性金属錯体の固着性の観点から、ポリエチレンテレフタレートに所定量の５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分（以下、ＳＩＰと略する場合がある。）を共重合したポリエステルが好ましい。この他、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸等の酸成分や、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール等のグリコール成分を少量共重合したものでもよい。

ポリエステル系繊維を用いた場合、単一成分からなる繊維、二成分のポリエステルからなるサイドバイサイド繊維、芯鞘複合繊維、酸化チタンを含む繊維など公知のポリエステル系繊維を用いることができる。

ポリアミド系繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、活性炭繊維などにおいては、セシウム吸着性金属錯体の固着性の観点から、表面をレーザー処理、紫外線照射、プラズマ処理、電子線処理などにより、水酸基などの官能基を導入したものが好ましい。

本発明で用いられる繊維構造体を構成する繊維の単繊維繊度は特に限定されないが、セシウムイオン吸着性金属錯体の固着性の観点から、２ｄｔｅｘ以下が好ましく、１ｄｔｅｘ以下がより好ましい。単繊維繊度の繊度を２ｄｔｅｘ以下とすることにより、繊維構造物の空孔を含めた表面積がより向上するため、カチオン系高分子化合物の固着量が増大し、結果としてセシウム吸着性金属錯体の担持率が向上するため固着能が向上するものと推測される。

本発明の繊維構造物は、繊維からなる構造物であれば特に限定されないが、例えば、綿からの成形品、糸、織編物、不織布、紙等の形態があげられる。

本発明の繊維構造物は、セシウムイオン吸着性金属錯体の固着性の観点から、上記セルロース系繊維、カチオン可染ポリエステル繊維、前述の官能基を導入したポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維及び活性炭繊維を２０％以上含むことが好ましく、５０％以上含むことがより好ましい。

本発明の繊維構造物は、セシウムイオン吸着能が下記吸着等温式（１）において、ａ値は０．５以上、且つ、ｂ値は０．５以下であることが必要である。ａ値は、０．７６以上が好ましく、０．９以上がより好ましい。ｂ値は０．４５以下が好ましく、０．３５以下がより好ましい。
（１）ｙ＝ａｘ^ｂ
ただし、ｙは、繊維構造物１ｇに吸着しているセシウムイオン量（ｍｇ）。
ｘは、吸着処理後に溶液に残留しているセシウムイオンの濃度（ｐｐｍ）。

ここで上記吸着等温式とはＦｒｅｕｎｄｌｉｃｈの吸着等温式であり、任意の繊維構造物重量と溶液濃度で吸着処理を行った後の繊維構造物１ｇに吸着しているセシウムイオンの濃度ｙｍｇと吸着処理後溶液に残留しているセシウムイオンの濃度（ｐｐｍ）をグラフにてプロットした時の累乗近似曲線の数式である。

本発明におけるセシウムイオンの吸着能の評価方法は、繊維構造物Ｆｇをセシウムイオン濃度Ｃｐｐｍに調整した各塩化セシウム水溶液１００ｍｌを１２０ｍｌのバイアル瓶に入れて、振とう装置（タイテック株式会社製バイオシェーカーＢＲ−３００Ｌ）を用い、温度２５℃の１２０ｒｐｍの振とう速度で２４時間振とう処理した後の水溶液のセシウム濃度（Ｌ１）（ｐｐｍ）及び前記塩化セシウム水溶液中のセシウムイオン量（Ｍ１）（ｍｇ）、および繊維構造物を投入せずに同様の上記振とう処理を行った水溶液のセシウムイオン濃度（Ｌ０）（ｐｐｍ）及び前記セシウム水溶液中のセシウム量（Ｍ０）（ｍｇ）を、ＩＣＰ−ＭＳ（ＪＩＳＫ０１０２５．５（２００８年）及びＪＩＳＫ０１３３（２０００年）に準拠して測定した）にて定量し、下記式（２）、（３）より算出した。なお、前記セシウムイオン濃度Ｃｐｐｍは、９〜１１ｐｐｍ、０．９〜１．１ｐｐｍ、０．１〜０．４ｐｐｍの間で、少なくとも各１点を採取して累乗近似曲線を描き、ａ値及びｂ値を求めた。
（２）ｙ（ｍｇ/ｇ）＝（ＭＯ−Ｍ１）／Ｆ
（３）ｘ（ｐｐｍ）＝Ｌ１

前述のａ値が０．５以上、且つ、ｂ値が０．５以下とならない場合は、セシウムイオン吸着性能においてセシウムイオン濃度依存性が高くなることから、低濃度のセシウムイオン水溶液での吸着性能が劣り、本発明の効果を奏することができない。

本発明の繊維構造物において、セシウムイオン濃度１０ｐｐｍの塩化セシウム水溶液１００ｍｌに繊維構造物０．１ｇを投入し、２５℃、１２０ｒｐｍで２４時間振とう処理を行った繊維構造物１ｇ当たりのセシウムイオンの吸着量が０．５ｍｇ以上であることが必要であり、０．９ｍｇ以上が好ましく、１．２ｍｇ以上がより好ましい。吸着能力を０．５ｍｇ以上とすることにより、目的とする吸着性能を得るための繊維構造物のサイズを適度なものとすることができ、特に０．９ｍｇ以上とすることが、放射性廃棄物の減容化の観点からより好ましい。

また、本発明の繊維構造物においては、セシウムイオン濃度１０ｐｐｍの塩化セシウム水溶液１００ｍｌに繊維構造物１０ｇを投入し、２５℃、１２０ｒｐｍで２４時間振とう処理を行った後の繊維構造物の変退色及び前記処理液の液汚染がグレースケールでいずれも３〜４級以上であることが必要である。変退色、液汚染をグレースケールで３−４級以上とすることにより、セシウムを吸着した金属錯体が環境に流出・拡散する２次的な汚染が拡大する恐れを防止することができる。

本発明においては、特定のカチオン性高分子化合物にて処理を行った後にセシウム吸着性金属錯体にて処理を行い、好ましくは特定の繊維材料、特定のセシウム吸着性金属錯体、特定の界面活性剤、各固着処理後の水洗処理などを行なうことにより、セシウム吸着性能に優れ、且つ、上記のように吸着材の脱落が非常に少ない繊維構造物とすることができる。

以下に、本発明のセシウム吸着性繊維構造物の製造方法について一例を示す。

本発明においては、前記繊維構造物に対し前記カチオン系高分子化合物によるカチオン化処理を行った後、セシウムイオン吸着性金属錯体を固着させる処理を行うことにより、本発明の繊維構造物を得ることができる。

前記カチオン化処理の方法としては、吸尽法、パッド（スプレー、プリント）−スチーム法、パッド（スプレー、プリント）−熱処理法などが挙げられ、該繊維構造物の形態により適宜選択することができる。

吸尽方法を採用する場合、吸尽温度及び吸尽時間は２０〜１００℃であれば３〜６０分間が好ましく、４０〜８０℃であれば２０分〜６０分間がより好ましい。また、パッド（スプレー、プリント、コーティング）−スチーム法、パッド（スプレー、プリント、コーティング）−熱処理方法を採用する場合は、同温度及び同時間は６０〜２００℃であれば３０〜１８０秒が好ましく、１００〜１３０℃であれば６０〜１２０秒がより好ましい。

本発明のカチオン系高分子化合物の固着量は、変退色・液汚染の低減の観点から、繊維構造物を構成する繊維材料に対し０．１〜１０質量％が好ましく、０．１〜５質量％がより好ましい。該カチオン系高分子化合物の繊維構造物への吸尽性、浸透性を向上させるために、該浴液にノニオン系またはカチオン系界面活性剤を併用することが好ましい。

本発明のカチオン化処理を施した後、繊維構造物を水または／および加温水にて未固着のカチオン系高分子化合物を洗浄し、必要に応じて乾燥処理を行った後、セシウムイオン吸着性金属錯体の固着処理を行なうことが、変退色・液汚染の低減の観点から好ましい。

本発明のセシウムイオン吸着性金属錯体の固着処理の方法は、カチオン化処理と同様に、吸尽法、パッド（スプレー、プリント）−スチーム法、パッド（スプレー、プリント）−熱処理法などにより行うことができ、繊維構造物の形態により適宜選択することができる。

吸尽方法を採用する場合の温度、時間は２０〜１００℃であれば３〜６０分間が好ましく、４０〜８０℃であれば２０分〜６０分間がより好ましい。また、パッド（スプレー、プリント、コーティング）−スチーム法、パッド（スプレー、プリント、コーティング）−熱処理方法を採用する場合は、同温度及び同時間は６０〜２００℃であれば３０〜１８０秒が好ましく、１００〜１３０℃であれば６０〜１２０秒がより好ましい。

なお、プルシアンブルー型金属錯体で処理を行う場合は、プルシアンブルー型金属錯体の構造を好適に保つ観点から、ｐＨ７以下の水溶液で前記固着処理、前記洗浄処理を行うことが好ましい。

本発明のセシウムイオン吸着性金属錯体の固着量は、変退色・液汚染の低減の観点から、該繊維構造体を構成する繊維材料に対して０．１〜１０質量％が好ましく、０．１〜５質量％がより好ましい。該カチオン系高分子化合物の繊維構造物への吸尽性、浸透性を向上させるために、該浴液にノニオン系またはカチオン系界面活性剤を併用することが好ましい。

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。尚、本発明は以下に示す実施例には限定されない。

実施例における本発明のセシウム吸着用繊維構造物の評価方法は下記の通りである。

１．セシウムイオン吸着能の評価
前述の測定方法により評価を行った。

２．セシウムイオン吸着量の評価
１２０ｍｌのバイアル瓶に、セシウムイオン濃度１０ｐｐｍの塩化セシウム水溶液１００ｍｌ、繊維構造物０．１ｇを投入し（個液比（個：液）＝１：１０００）、振とう装置（タイテック株式会社製バイオシェーカーＢＲ−３００Ｌ）を用い、２５℃、１２０ｒｐｍで２４時間振とう処理を行った。振とう処理前後の処理液中のセシウムイオン濃度をＩＣＰ−ＭＳ（ＪＩＳＫ０１０２５．５（２００８年）及びＪＩＳＫ０１３３（２０００年）に準拠して測定した）にて定量し、処理液繊維構造物１ｇ当たりのセシウムイオンの吸着量を計算した。

３．変退色・液汚染
１２０ｍｌのバイアル瓶に、セシウムイオン濃度１０ｐｐｍの塩化セシウム水溶液１００ｍｌ、繊維構造物１０ｇを投入し（個液比（個：液）＝１：１０）、振とう装置（タイテック株式会社製バイオシェーカーＢＲ−３００Ｌ）を用い、２５℃、１２０ｒｐｍで２４時間振とう処理を行った後の繊維構造物の変退色及び前記処理液の液汚染をＪＩＳＬ０８０１染色堅牢度試験方法通則１０．染色堅牢度の判定のａ）視感法を準拠して，変退色用グレースケールを用いて判定した。

４．平均一次粒子径
セシウムイオン吸着性金属錯体の平均一次粒子径は、電子顕微鏡観察により得た一次粒子の画像より各粒子の投影面積に相当する円の直径として算出した円相当直径とし、３０個の粒子の粒子径の平均値を平均一次粒子径とした。

実施例１
５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分を２．５モル％共重合したカチオン可染ポリエステル繊維仮撚り加工糸（１６７ｄｔｅｘ／１９２ｆ）を用いて経糸に単糸（１６７ｄｔｅｘ／１９２ｆ）を緯糸に双糸（３３４ｄｔｅｘ／３８４ｆ）を用いた綾織物（経糸密度１２８本／２．５４ｃｍ、緯糸密度５８本／２．５４ｃｍ）の規格の、カチオン染料可染ポリエステル織物を得、通常の方法で精練リラックス・プレセット（１９０℃、３０秒）を実施した。

次に、この綾織物を下記処方１からなる水溶液（浴比１：３０）にてパディング処理を行いウェットピックアップ７０質量％となるようにマングルで絞りピンテンターで１２０℃、１２０秒の条件での乾燥・熱処理を行った後、下記カチオン系高分子加工物のうち未固着のものを水洗いにて洗い乾燥しカチオン化処理繊維構造物を得た。
（処方１）
カチオン性高分子化合物（山陽色素(株)社製カチオン化剤ＣＴＦ１１０１）
３０ｇ／ｌ
ノニオン系界面活性剤（松本油脂製薬株式会社製アクチノールＲ１００）２ｇ／ｌ

上記カチオン化処理繊維構造物を下記処方２にてウェットピックアップ７０質量％となるようにマングルで絞りピンテンターで１２０℃、１２０秒の乾燥・熱処理を行った後、固定化していない金属錯体を水洗いにて洗い乾燥し本発明の繊維構造物を得た。
（処方２）
プルシアンブルー（関東化学（株）社製Ｆｅ_４[Ｆｅ（ＣＮ）_６]_３、疎水性・低純度品固形分１１％、平均一次粒子径０．０１μｍ）２００ｇ／ｌ
ノニオン系界面活性剤（松本油脂製薬株式会社製アクチノールＲ１００）２ｇ／ｌ

実施例２
実施例１で得られたカチオン化処理繊維構造物に対し、下記処方３にて浴比（個：液）１：３０、温度７０℃、時間６０分にて金属錯体固着を行いその後、未固着の金属錯体を水洗にて洗い乾燥し本発明の繊維構造物を得た。
（処方３）
プルシアンブルー（関東化学（株）社製Ｆｅ_４[Ｆｅ（ＣＮ）_６]_３、疎水性・低純度品固形分１１％、平均一次粒子径０．０１μｍ）２００ｇ／ｌ

実施例３
カチオン化処理を下記処方４からなる水溶液にて、浴比（個：液）１：３０、温度７０℃、３０分のカチオン化処理を行なった後、実施例１と同様の金属錯体固着処理を行ない実施例３の繊維構造物を得た。
（処方４）
カチオン性高分子化合物（山陽色素(株)社製カチオン化剤ＣＴＦ１１０１）
３０ｇ／ｌ

実施例４
カチオン化処理を上記処方４からなる水溶液にて、浴比（個：液）１：３０、温度７０℃、３０分のカチオン化処理を行なった後、実施例２と同様の金属錯体固着処理を行ない実施例４の繊維構造物を得た。

実施例５〜８
経糸の単糸及び緯糸の双糸に用いる糸を、５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分を２．５モル％共重合したカチオン可染ポリエステル繊維仮撚り加工糸（１６７ｄｔｅｘ／１９２ｆ、製造条件）から、レギュラーポリエステル加工糸（１６７ｄｔｅｘ／４８ｆ）へ変更した以外は、実施例１〜４と同様の操作にて、実施例５〜８の繊維構造物を得た。

実施例９
経糸の単糸及び緯糸の双糸に用いる５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分を２．５モル％共重合したカチオン可染ポリエステル繊維仮撚り加工糸の単繊維繊度を０．８７ｄｔｅｘ（１６７ｄｔｅｘ／１９２ｆ）から１．５ｄｔｅｘ（１６７ｄｔｅｘ／１１１ｆ）へ変更した以外は、実施例４と同様の操作にて、実施例９の繊維構造物を得た。

実施例１０
経糸の単糸及び緯糸の双糸に用いるレギュラーポリエステル加工糸の単繊維繊度を３．４８ｄｔｅｘ（１６７ｄｔｅｘ／４８ｆ）から１．５ｄｔｅｘ（１６７ｄｔｅｘ／１１１ｆ）へ変更した以外は、実施例８と同様の操作にて、実施例１０の繊維構造物を得た。

実施例１１
プルシアンブルー（Ｆｅ_４[Ｆｅ（ＣＮ）_６]_３の平均一次粒子径を０．０１μｍから０．１μｍと変更した以外は、実施例４と同様の操作にて、実施例１１の繊維構造物を得た。

実施例１２
経糸の単糸及び緯糸の双糸に用いる糸を、５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分を２．５モル％共重合したカチオン可染ポリエステル繊維仮撚り加工糸（１６７ｄｔｅｘ／１９２ｆ）から、リヨセル（セルロース系繊維、単繊維繊度：１．７ｄｔｅｘ）へ変更した以外は、実施例４と同様の操作にて、実施例１２の繊維構造物を得た。

実施例１３
経糸の単糸及び緯糸の双糸に用いる糸を、５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分を２．５モル％共重合したカチオン可染ポリエステル繊維仮撚り加工糸（１６７ｄｔｅｘ／１９２ｆ）から、リヨセル（セルロース系繊維、単繊維繊度：１．７ｄｔｅｘ）へ変更した以外は、実施例１と同様の操作にて、実施例１３の繊維構造物を得た。

比較例１、２
実施例１、２において、カチオン化処理を行わない以外は同様の操作を行い、比較例１、比較例２の繊維構造物を得た。

比較例３、４
実施例５、６において、カチオン化処理を行なわない以外は同様の操作を行い、比較例３、４の繊維構造物を得た。

比較例５、６
金属錯体固着処理後に水洗を行わない以外は実施例１、２と同様の操作により、比較例５、６の繊維構造物を得た。

比較例７、８
実施例１（処方２）、２（処方３）にて、プルシアンブルーを用いなかった以外は実施例１、２と同様の操作により、比較例７、８の繊維構造物を得た。

上記実施例、比較例にて得られた繊維構造物の評価結果を表２に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜１３の本発明の繊維構造物は、セシウムイオン吸着性金属錯体を繊維構造物に固着させるに際し、特定のカチオン系高分子化合物を用い、好ましくは、特定の繊維素材、特定のセシウムイオン吸着性金属錯体を用いることから、高濃度にセシウム吸着性金属錯体を固着させることが可能であり、セシウム吸着能に優れ、且つ、吸着剤の脱落が非常に少ない繊維構造物であった。一方、比較例１〜８は、セシウム吸着能力が劣るとともに、振とう処理後の変退色、液汚染にも劣るためセシウムを吸着した金属錯体が流出する恐れがあるため、本発明の性能を満足するものではなかった。

Claims

第３級または第４級アンモニウム基を含むカチオン性高分子化合物及びセシウムイオン吸着性金属錯体が固着された繊維構造物であって、下記性能（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を満足することを特徴とするセシウム吸着用繊維構造物。
（ａ）前記繊維構造物のセシウムイオン吸着能が
吸着等温式ｙ＝ａｘ^ｂにおいてａ値が０．５以上且つｂ値が０．５以下。
ただし、ｙは、前記繊維構造物１ｇに吸着しているセシウムイオン量（ｍｇ）。
ｘは、吸着処理後に溶液に残留しているセシウムイオンの濃度（ｐｐｍ）。
（ｂ）セシウムイオン濃度１０ｐｐｍの塩化セシウム水溶液１００ｍｌに繊維構造物０．１ｇを投入し、２５℃、１２０ｒｐｍで２４時間振とう処理を行った繊維構造物１ｇ当たりのセシウムイオンの吸着量が０．５ｍｇ以上。
（ｃ）セシウムイオン濃度１０ｐｐｍの塩化セシウム水溶液１００ｍｌに繊維構造物１０ｇを投入し、２５℃、１２０ｒｐｍで２４時間振とう処理を行った後の繊維構造物の変退色及び前記処理液の液汚染がグレースケールでいずれも３−４級以上。
前記セシウムイオン吸着性金属錯体がプルシアンブルー型金属錯体であることを特徴とする請求項１記載のセシウム吸着用繊維構造物。
前記繊維構造物がセルロース系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、活性炭繊維からなる群より選択された１またはそれ以上の繊維で構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のセシウム吸着用繊維構造物。
前記セシウム吸着用繊維構造物を構成する繊維の単繊維繊度が、２ｄｔｅｘ以下であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のセシウム吸着用繊維構造物。
前記ポリエステル系繊維が、カチオン可染ポリエステル繊維であることを特徴とする請求項３又は４記載のセシウム吸着用繊維構造物。
繊維構造物に、第３級または第４級アンモニウム基を含むカチオン性高分子化合物によるカチオン化処理を行った後、セシウムイオン吸着性金属錯体の固着処理を行い、前記カチオン性高分子化合物及びセシウム吸着性金属錯体の各処理を施した後に水洗処理を行なうことを特徴とする請求項１記載のセシウム吸着用繊維構造物の製造方法。