JP2014224762A - Fiber structure for adsorbing cesium ion and manufacturing method thereof - Google Patents

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健太郎 三谷
Kentaro Mitani
健太郎 三谷
橋本 富也
Tomiya Hashimoto
富也 橋本
耕二 吉田
Koji Yoshida
耕二 吉田
眞矢 樋口
Shinya Higuchi
眞矢 樋口
優子 秋川
Yuko Akigawa
優子 秋川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fiber structure having a cesium ion absorbent fixed firmly thereto, and having excellent cesium ion adsorption ability generating little falling, and to provide a manufacturing method thereof.SOLUTION: In a fiber structure for adsorbing cesium ion, which is a fiber structure including fibers in which two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30°C or more and/or polymers having a melting point difference of 30°C or more are adjacent or form a core-sheath structure, a cesium ion absorbent is fixed with a low melting-point component of the fiber and a binder.

Description

本発明は、セシウムイオン吸着剤の脱落の少ないセシウムイオン吸着用繊維構造物及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a fiber structure for adsorbing cesium ions with less cesium ion adsorbent falling off and a method for producing the same.

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イオン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イオン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。   Zeolite and Prussian blue are known to have an excellent ability to adsorb cesium ions, which are radioactive elements. After the accident at TEPCO's Fukushima Daiichi Nuclear Power Station that occurred following the Tohoku-Pacific Ocean Earthquake, it has attracted a great deal of attention as a cesium ion adsorbent because of its performance. Currently, the radioactivity decontamination business is advancing. There is a growing need as an adsorbing material in which these are supported on a fiber material.

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)。   Various adsorbents can be supported on the fiber material by rolling the adsorbent as it is and then rolling and supporting it. Adhesion method supporting various adsorbents in combination with a primary binder (binder). Spray drying. The method etc. are known (for example, refer patent documents 1-3). In addition, in order to prevent the adsorbed adsorbent from falling off, a method of covering the surface of the fiber material by treating the adsorbent with an adhesive binder such as polyurethane, polyester, or polyacrylate as a secondary binder after adsorbing the adsorbent. It is known (see, for example, Patent Document 1).

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。特にセシウムイオン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。このような脱落防止のためにセシウムイオン吸着能の更なる低下があるにも関わらず、やむなく一次結合剤、二次結合剤の目的で使用されるバインダーの固着量をセシウムイオン吸着剤の固着量以上に固着しなければならないのが現状である。   However, in the rolling method, the adhesion method, the spray drying method, etc., the target adsorbing performance can be obtained because the adsorbent concentration on the surface of the obtained fiber material cannot be increased or the adsorbent is covered with the binder. There was a problem such as not being able to. Furthermore, there is a possibility that environmental pollution may be expanded due to the adsorbent being carried off. In particular, the fiber structure for adsorbing cesium ions has a problem that a serious situation may occur because the adsorbent that adsorbs radioactive cesium at a high concentration from the fiber structure may cause further environmental pollution. Despite the further decline in cesium ion adsorption capacity to prevent such falling off, the amount of adhesion of binder used for the purpose of primary binder and secondary binder is unavoidable. At present, it is necessary to adhere to the above.

特表2000−506827号公報Special table 2000-506827 gazette 特開2001−164326号公報JP 2001-164326 A 特開2000−237604号公報JP 2000-237604 A

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、本発明はセシウムイオン吸着剤を強固に固着し、脱落が非常に少なく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。   An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art as described above, and the present invention is a fiber structure having a cesium ion adsorbent firmly fixed and having excellent cesium ion adsorbing ability with very little dropout. And a manufacturing method thereof.

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剤を繊維構造物に固着させるに際し、特定の繊維素材及びバインダーを用い、好ましくは特定のセシウムイオン吸着剤、特定のバインダー、特定の温度で熱融着処理することにより、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)〜(8)を要旨とするものである。
(1)30℃以上の融点差がある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維を含む繊維構造物であって、セシウムイオン吸着剤が前記繊維の低融点成分及びバインダーで固着されていることを特徴とするセシウム吸着用繊維構造物。
(2)前記セシウムイオン吸着剤がプルシアンブルー型錯体であることを特徴とする(1)記載のセシウムイオン吸着用繊維構造物。
(3)前記バインダーがポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコン系樹脂からなる群より選択された1種以上の樹脂で構成されていることを特徴とする(1)に記載のセシウムイオン吸着用繊維構造物。
(4)前記バインダーの固着量がセシウムイオン吸着剤100質量部に対して10〜100質量部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イオン吸着用繊維構造物。
(5)前記30℃以上の融点差がある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維が、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリ乳酸系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)〜(4)いずれかに記載のセシウムイオン吸着用繊維構造物。
(6)前記30℃以上の融点差がある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維の低融点成分が、5質量%以上含まれていることを特徴とする(1)〜(5)いずれかに記載のセシウムイオン吸着用繊維構造物。
(7)前記30℃以上の融点差がある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維の低融点成分の融点が、110〜190℃であることを特徴とする(1)〜(6)いずれかに記載のセシウムイオン吸着用繊維構造物。
(8)30℃以上の融点差がある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維を含む繊維構造物に、セシウムイオン吸着剤及びバインダーを含む分散液を付与し、さらに130〜200℃の熱融着処理を行なうことを特徴とする(1)〜(7)いずれかに記載のセシウムイオン吸着用繊維構造物の製造方法。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have used a specific fiber material and a binder when fixing the cesium ion adsorbent to the fiber structure, preferably a specific cesium ion adsorbent, The present inventors have found that a fiber structure having excellent cesium ion adsorption capacity and very little detachment of the adsorbent is obtained by heat-sealing treatment at a specific temperature.
That is, the gist of the present invention is the following (1) to (8).
(1) A fiber structure comprising two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or more and / or a fiber having a polymer having an adjacent melting point difference or a melting point difference of 30 ° C. or more, and having a core-sheath structure. A fiber structure for adsorbing cesium, wherein an adsorbent is fixed with a low melting point component of the fiber and a binder.
(2) The fiber structure for adsorbing cesium ions according to (1), wherein the cesium ion adsorbent is a Prussian blue type complex.
(3) The binder is composed of at least one resin selected from the group consisting of polyester resins, acrylic resins, vinyl acetate resins, polyurethane resins, and silicon resins (1) ) The fiber structure for adsorbing cesium ions.
(4) The fibrous structure for cesium ion adsorption according to any one of (1) to (3), wherein the amount of the binder fixed is 10 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cesium ion adsorbent. .
(5) Two or more types of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or higher and / or fibers having a melting point difference of 30 ° C. or higher adjacent to each other or having a core-sheath structure are polyester fibers, polyamide fibers, The fiber structure for adsorbing cesium ions according to any one of (1) to (4), wherein the fiber structure is composed of one or more fibers selected from the group consisting of polyolefin fibers and polylactic acid fibers .
(6) The low melting point component of the fiber in which the two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or higher and / or the polymer having a melting point difference of 30 ° C. or higher has an adjacent or core-sheath structure is 5% by mass or more. The fiber structure for cesium ion adsorption according to any one of (1) to (5), which is contained.
(7) The melting point of the low melting point component of the fiber in which two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or more and / or a polymer having a melting point difference of 30 ° C. or more are adjacent or in a core-sheath structure is 110 to 110 ° C. It is 190 degreeC, The fiber structure for cesium ion adsorption | suction in any one of (1)-(6) characterized by the above-mentioned.
(8) A cesium ion adsorbent for a fiber structure containing two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or more and / or fibers having a polymer having a melting point difference of 30 ° C. or more adjacent or in a core-sheath structure. And a dispersion containing the binder, and further heat-treating at 130 to 200 ° C. The method for producing a fiber structure for adsorbing cesium ions according to any one of (1) to (7).

本発明のセシウムイオン吸着用繊維構造物は、30℃以上の融点差がある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維を含む繊維構造物に、セシウムイオン吸着剤及びバインダーを付与してから特定の熱融着処理を行うことにより、熱融着性繊維等とバインダーの相乗効果でセシウムイオン吸着剤を強固に固着するので、少ないバインダー量でセシウム吸着性能に優れた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。   The fiber structure for adsorbing cesium ions of the present invention includes two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or more and / or fibers having a polymer sheath having a melting point difference of 30 ° C. or more and an adjacent or core-sheath structure. By giving the cesium ion adsorbent and binder to the fiber structure and then performing a specific heat fusion treatment, the cesium ion adsorbent is firmly fixed by the synergistic effect of the heat fusible fiber and the binder, It is possible to provide a fiber structure in which the adsorbent excellent in cesium adsorption performance with a small amount of binder is very small.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の繊維構造物は、30℃以上の融点差がある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維を含むことが必要である。   The fiber structure of the present invention needs to contain two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or more and / or fibers in which a polymer having a melting point difference of 30 ° C. or more has an adjacent or core-sheath structure. is there.

30℃以上の融点差のある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維の組み合わせは特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸繊維などの融点の異なるポリエステル繊維、ポリアミド6とポリアミド66などの融点の異なるポリアミド繊維、ポリエステル繊維とポリエチレン繊維、ポリエステル繊維とポリプロピレン繊維、ポリアミド繊維とポリエチレン繊維、ポリアミド繊維とポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維と第三成分を共重合し低融点化したポリエステル繊維、熱可塑性繊維とセルロース系繊維や動物性繊維などの天然繊維、熱可塑性繊維と活性炭繊維、または上記繊維を構成する複数のポリマーをサイドバイサイド、芯鞘構造等の複合構造とした繊維、上記天然繊維などを1種または2種以上複合したものなどが挙げられる。本発明においては、後述するように低融点側の繊維または低融点側のポリマーを含む繊維を熱融着性繊維と呼ぶことがある。   The combination of two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or more and / or a fiber having a melting point difference of 30 ° C. or more and a fiber having an adjacent or core-sheath structure is not particularly limited, but for example, polyethylene terephthalate, poly Polyester fibers with different melting points such as butylene terephthalate and polylactic acid fibers, Polyamide fibers with different melting points such as polyamide 6 and polyamide 66, Polyester fibers and polyethylene fibers, Polyester fibers and polypropylene fibers, Polyamide fibers and polyethylene fibers, Polyamide fibers and polypropylene fibers , Polyester fibers copolymerized with polyester fiber and lower melting point, thermoplastic fibers and natural fibers such as cellulosic fibers and animal fibers, thermoplastic fibers and activated carbon fibers, or a plurality of polymers constituting the fibers The side Isaido, fibers and a composite structure, such as core-sheath structure, such as those conjugated one or more like the natural fibers. In the present invention, as will be described later, a fiber having a low melting point or a fiber containing a polymer having a low melting point may be referred to as a heat-fusible fiber.

なお、30℃以上の融点差とは、2種以上の繊維の場合はその2種以上の樹脂の融点差をいい、融点が異なる樹脂からなる複合構造とした繊維の場合はその異なる樹脂の融点差をいい、単一樹脂からなる繊維及び/又は融点が異なる樹脂からなる複合構造とした繊維の組み合わせの場合は、最も高い融点と最も低い融点との差をいう。   The difference in melting point of 30 ° C. or more refers to the difference between the melting points of two or more resins in the case of two or more types of fibers, and the melting point of the different resins in the case of fibers having a composite structure composed of resins having different melting points. The difference refers to a difference between the highest melting point and the lowest melting point in the case of a combination of fibers made of a single resin and / or a fiber having a composite structure made of resins having different melting points.

30℃以上の融点差のある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維を含む繊維構造物に、後述するセシウムイオン吸着剤及びバインダーを付与した後、所定の熱融着温度に加熱することで、低融点側の繊維若しくはポリマー(以下、低融点成分と呼ぶことがある。)が軟化による融着性とバインダーとの相乗効果により、少ないバインダー量でセシウムイオン吸着性能に優れた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。   A cesium ion adsorbent described below and a fiber structure containing fibers having two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or more and / or a polymer having a melting point difference of 30 ° C. or more having an adjacent or core-sheath structure After the binder is applied, the fiber or polymer on the low melting point side (hereinafter sometimes referred to as a low melting point component) is heated to a predetermined heat fusing temperature, so that the synergistic effect of the fusing property due to softening and the binder. Accordingly, it is possible to provide a fiber structure with a very small amount of binder and a very small amount of adsorbent with excellent cesium ion adsorption performance.

該融点差が30℃未満であると、温度差が少ないために、加工温度のブレにより低融点側の繊維または低融点側のポリマーが融着時に繊維構造を保持するための非融着性繊維も溶解し、セシウムイオンを含む処理水との接触面積が減少するため吸着能が低下するので好ましくない。   If the melting point difference is less than 30 ° C., the temperature difference is small, so that the low melting point fiber or the low melting point polymer retains the fiber structure at the time of fusing due to processing temperature fluctuations. This is not preferable because it also dissolves and decreases the contact area with the treated water containing cesium ions, resulting in a decrease in adsorption capacity.

なお、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維などにおいては、セシウムイオン吸着剤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、硫酸基などの官能基を導入したものが好ましい。   For polyester fiber, polyamide fiber, polyolefin fiber, etc., from the viewpoint of fixing of cesium ion adsorbent, the surface is subjected to laser treatment, ultraviolet irradiation, plasma treatment, electron beam treatment, etc., hydroxyl group, sulfate group, etc. Those having the functional group are preferably introduced.

本発明における30℃以上の融点差のある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維の形態は特に限定されないが、長繊維、短繊維、仮撚加工糸、紡績糸、スリットヤーンなどが挙げられる。   The form of the fiber in which two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or higher and / or a polymer having a melting point difference of 30 ° C. or higher in the present invention has an adjacent or core-sheath structure is not particularly limited. Examples thereof include short fibers, false twisted yarns, spun yarns, and slit yarns.

さらに、30℃以上の融点差のある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維の低融点成分の融点は、110〜190℃が好ましい。後述するように、本発明の繊維構造物にセシウムイオン吸着剤を固着する際に熱融着処理する必要があるため、該低融点成分の融点を110〜190℃とすることで、該熱融着処理においても繊維構造物が形態をより良好に保持できるとともに、保管時の熱安定性がより高く好ましい。   Furthermore, the melting point of the low melting point component of the fiber in which two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or more and / or a polymer having a melting point difference of 30 ° C. or more are adjacent or in a core-sheath structure is 110 to 190 ° C. Is preferred. As will be described later, since it is necessary to perform heat fusion treatment when fixing the cesium ion adsorbent to the fiber structure of the present invention, the melting point of the low melting point component is set to 110 to 190 ° C. It is preferable that the fiber structure can keep the form better in the dressing treatment and has higher thermal stability during storage.

30℃以上の融点差のある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維の低融点側の繊維及び低融点側のポリマーの混率は、繊維構造物のうち5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、10〜90質量%がさらに好ましく、20〜80質量%がいっそう好ましい。該混率を5質量%以上とすることで、低融点成分によるセシウムイオン吸着剤の接着力が適度なものとなるとともに、セシウムイオン吸着剤付与処理時に繊維構造物の空隙を良好に保持することが可能であり、さらには低融点成分の溶解時に繊維構造物の空隙を閉塞させたり、セシウムイオンを含む処理水との接触面積が減少することが少なく好ましい。   Mixing ratio of two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or more and / or a fiber having a melting point difference of 30 ° C. or more and a fiber having a low melting point and a fiber having a low melting point adjacent to or in a core-sheath structure Is preferably 5% by mass or more of the fiber structure, more preferably 10% by mass or more, still more preferably 10 to 90% by mass, and still more preferably 20 to 80% by mass. By adjusting the mixing ratio to 5% by mass or more, the adhesive strength of the cesium ion adsorbent due to the low melting point component becomes appropriate, and the voids of the fiber structure can be favorably retained during the cesium ion adsorbent application treatment. Further, it is preferable that the gap of the fiber structure is closed when the low melting point component is dissolved, and the contact area with the treated water containing cesium ions is reduced.

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、綿からなる成形品、糸、織編物、不織布、紙等の形態が挙げられる。これらのうち、繊維構造物の高い空隙によりセシウムイオン吸着剤を良好に保持するとの観点から、不織布が特に好ましい。   The fiber structure of the present invention is not particularly limited as long as it is a structure made of fibers, and examples thereof include forms such as molded articles made of cotton, yarns, woven and knitted fabrics, nonwoven fabrics, and papers. Among these, non-woven fabrics are particularly preferable from the viewpoint that the cesium ion adsorbent is favorably retained by the high voids of the fiber structure.

不織布は、30℃以上の融点差がある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維、すなわち低融点成分および高融点成分からなる繊維ウェブから公知の方法にて製造することができる。例えば、繊維ウェブの作成方法は、湿式でも乾式でも構わず、たとえば、カード方式、エアレイド方式、水流交絡方式、ニードルパンチ方式など、公知の繊維ウェブ作成方法のいずれでも適用できる。なお、水に溶解しているセシウムイオンを効率良く吸着するために、空隙率の高い短繊維不織布が好ましい。   The nonwoven fabric is composed of two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or more and / or fibers in which a polymer having a melting point difference of 30 ° C. or more has an adjacent or core-sheath structure, that is, a low melting point component and a high melting point component. It can manufacture from a fiber web by a well-known method. For example, the fiber web creation method may be wet or dry, and any of the known fiber web creation methods such as a card method, an airlaid method, a hydroentanglement method, and a needle punch method can be applied. In order to efficiently adsorb cesium ions dissolved in water, a short fiber nonwoven fabric having a high porosity is preferable.

本発明で用いられる繊維構造物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剤の固着性の観点から、3dtex以下が好ましく、2dtex以下がより好ましい。単繊維繊度の繊度を3dtex以下とすることにより、繊維構造物の空隙を含めた表面積がより向上するため、セシウムイオン吸着剤の担持率がより向上すると推測される。   Although the single fiber fineness of the fiber which comprises the fiber structure used by this invention is not specifically limited, From a sticking viewpoint of a cesium ion adsorption agent, 3 dtex or less is preferable and 2 dtex or less is more preferable. By setting the fineness of the single fiber fineness to 3 dtex or less, the surface area including the voids of the fiber structure is further improved, so that it is estimated that the loading ratio of the cesium ion adsorbent is further improved.

本発明のセシウムイオン吸着剤とは、セシウムイオンを吸着するものであれば特に限定されないが、例えば、セシウムイオン吸着性錯体、ゼオライト等が挙げられる。セシウムイオン吸着性錯体とは、例えば、プルシアンブルー型錯体、フタロシアニン型錯体などが挙げられる。   The cesium ion adsorbent of the present invention is not particularly limited as long as it adsorbs cesium ions, and examples thereof include a cesium ion adsorbing complex and zeolite. Examples of the cesium ion-adsorptive complex include Prussian blue complex and phthalocyanine complex.

プルシアンブルー型錯体は、一般式AM[Fe(CN)]y・zHO(但し、式中、Aは陽イオン、Mは金属原子を示す)で表される錯体である。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[Fe(CN)]、FeNH[Fe(CN)]が特に好ましい。 Prussian blue-type complexes have the general formula A x M [Fe (CN) 6] y · zH 2 O ( In the formula, A is a cation, M represents a metal atom) is a complex represented by. Examples of the cation for A include ammonium ions. The metal atom of M is a group consisting of vanadium, chromium, manganese, iron, ruthenium, cobalt, rhodium, nickel, palladium, platinum, copper, silver, zinc, lanthanum, europium, gadolinium, lutetium, barium, strontium, and calcium. One kind or two or more kinds of metal atoms selected from the above are exemplified. Among the combinations described above, Fe 4 [Fe (CN) 6 ] 3 and FeNH 4 [Fe (CN) 6 ] are particularly preferable from the viewpoints of cesium ion adsorption ability and selectivity of cesium ions in the coexistence state of foreign substances. .

プルシアンブルー型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。   The average primary particle size of the Prussian blue type complex is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 100 μm, more preferably 0.001 to 10 μm, and further preferably 0.001 to 1 μm, from the viewpoints of cesium ion adsorption ability and processing suitability. Preferably, 0.001 to 0.05 μm is more preferable.

フタロシアニン型錯体としては、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、Pigment Blue15,Pigment Blue15:3,Pigment Blue76、Ingrain Blue1,Direct Blue86が挙げられる。塩素化銅フタロシアニンとしては、例えば、Pigment Green7が挙げられる。臭素化塩素化銅フタロシアニンとしては、Pigment Green58が挙げられる。   Examples of the phthalocyanine type complex include copper phthalocyanine, chlorinated copper phthalocyanine, brominated chlorinated copper phthalocyanine, and aluminum phthalocyanine. More specifically, examples of the copper phthalocyanine include Pigment Blue15, Pigment Blue15: 3, Pigment Blue76, Ingrain Blue1, and Direct Blue86. Examples of the chlorinated copper phthalocyanine include Pigment Green 7. As a brominated chlorinated copper phthalocyanine, Pigment Green 58 is exemplified.

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。   Zeolite is a general term for aluminosilicates having relatively large voids in the crystal structure and is not particularly limited, and examples thereof include crystalline aluminosilicates, metallosilicates, aluminophosphates, silicaaluminophosphates, and the like.

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、1.0〜30μmがさらに好ましい。   The average primary particle diameter of zeolite is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 100 μm, more preferably 1.0 to 50 μm, and still more preferably 1.0 to 30 μm, from the viewpoint of cesium ion adsorption ability and processing suitability.

本発明のセシウムイオン吸着剤の固着量は、セシウムイオン吸着剤の脱落低減の観点から、繊維構造物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。   The fixed amount of the cesium ion adsorbent of the present invention is preferably 0.1 to 10% by mass, preferably 0.1 to 5% by mass with respect to the fiber material constituting the fiber structure, from the viewpoint of reducing the falling off of the cesium ion adsorbent. % Is more preferable.

本発明のバインダーは、繊維構造物へセシウムイオン吸着剤を固着するものであれば特に限定されないが、繊維材料とセシウムイオン吸着剤双方への接着性の観点から、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコン系樹脂からなる群より選択された1種以上の樹脂が好ましく、中でも水に分散し乳化重合法で粒子径0.05〜1.0μm程度の微粒子としたエマルジョン樹脂が好ましい。   The binder of the present invention is not particularly limited as long as the cesium ion adsorbent is fixed to the fiber structure, but from the viewpoint of adhesion to both the fiber material and the cesium ion adsorbent, a polyester resin, an acrylic resin, One or more kinds of resins selected from the group consisting of vinyl acetate resins, polyurethane resins, and silicon resins are preferable. Among them, they are dispersed in water to form fine particles having a particle size of about 0.05 to 1.0 μm by an emulsion polymerization method. Emulsion resin is preferred.

本発明のバインダー固着量は、セシウムイオン吸着量の向上及びセシウムイオン吸着剤の脱落の低減の観点から、セシウムイオン吸着剤100質量部に対し10〜100質量部であることが好ましく、20〜95質量部がより好ましく、25〜60質量部がいっそう好ましい。   The binder fixing amount of the present invention is preferably 10 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cesium ion adsorbent, from the viewpoint of improvement of the cesium ion adsorption amount and reduction of the cesium ion adsorbent. A mass part is more preferable, and a 25-60 mass part is still more preferable.

本発明の繊維構造物においては、セシウムイオン吸着剤を熱融着性繊維等を含む繊維構造物に固着することによって、従来の粘着法などに比べバインダーの固着量を低減することが可能となるので、セシウムイオン吸着剤の脱落を防止しながら、優れたセシウムイオン吸着能を発揮することができる。   In the fiber structure of the present invention, by fixing the cesium ion adsorbent to a fiber structure containing a heat-fusible fiber or the like, it becomes possible to reduce the amount of the binder fixed as compared with the conventional adhesive method or the like. Therefore, excellent cesium ion adsorption ability can be exhibited while preventing the cesium ion adsorbent from falling off.

本発明のセシウムイオン吸着量は、放射性廃棄物の減容化の観点から、繊維構造物1g当たり0.5mg/g以上であることが好ましく、0.7mg/gがより好ましく、1.0mg/gがいっそう好ましく、1.2mg/gが特に好ましい。   The cesium ion adsorption amount of the present invention is preferably 0.5 mg / g or more, more preferably 0.7 mg / g, more preferably 1.0 mg / g from the viewpoint of volume reduction of radioactive waste. g is more preferable, and 1.2 mg / g is particularly preferable.

本発明のセシウムイオン吸着剤の固着量は、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て0.1〜10質量%が好ましく、セシウムイオン吸着後の吸着材の放射線量の抑制の観点から0.1〜4質量%がより好ましい。   The fixing amount of the cesium ion adsorbent of the present invention is preferably 0.1 to 10% by mass with respect to the fiber material constituting the fiber structure from the viewpoint of fading and liquid contamination reduction, and adsorption after cesium ion adsorption 0.1-4 mass% is more preferable from a viewpoint of suppression of the radiation dose of a material.

本発明における繊維構造物からのセシウムイオン吸着剤の脱落量は、25ppm以下が好ましく、15ppm以下がより好ましく、5ppm以下がいっそう好ましく、3ppm以下が特に好ましい。上記脱落率を25ppm以下とすることにより、本発明の繊維構造物からのセシウムイオンを吸着した吸着剤の脱落が極めて少なくなるため、吸着された放射性セシウムイオンが環境に流出・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。   The amount of the cesium ion adsorbent falling from the fiber structure in the present invention is preferably 25 ppm or less, more preferably 15 ppm or less, still more preferably 5 ppm or less, and particularly preferably 3 ppm or less. By setting the drop-off rate to 25 ppm or less, the adsorbent that adsorbs cesium ions from the fiber structure of the present invention is extremely reduced, so that the adsorbed radioactive cesium ions flow out and diffuse into the environment. Can prevent the risk of excessive contamination.

以下に、本発明のセシウムイオン吸着用繊維構造物の製造方法について、不織布を例に挙げて説明する。   Below, the nonwoven fabric is mentioned as an example and the manufacturing method of the fiber structure for cesium ion adsorption | suction of this invention is demonstrated.

本発明の繊維構造物(不織布)の製造方法は、30℃以上の融点差がある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維を混合し、前述のカード方式、エアレイド方式、水流交絡方式、ニードルパンチ方式など、公知の繊維ウェブ作成方法で不織布とする。   The fiber structure (nonwoven fabric) production method of the present invention is a fiber in which two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or higher and / or a polymer having a melting point difference of 30 ° C. or higher has an adjacent or core-sheath structure. Are mixed to form a nonwoven fabric by a known fiber web creation method such as the card method, airlaid method, hydroentanglement method, needle punch method, or the like.

次に、上記不織布に、セシウムイオン吸着剤及びバインダーを分散した分散液を付与した後、130〜200℃の熱融着処理を施す。   Next, after a dispersion liquid in which the cesium ion adsorbent and the binder are dispersed is applied to the nonwoven fabric, a heat-sealing treatment at 130 to 200 ° C. is performed.

上記セシウムイオン吸着剤とバインダーを分散した分散液は、所定量のセシウムイオン吸着剤とバインダーを水に分散させたものが好ましい。さらに、セシウムイオン吸着剤、特にプルシアンブルー型錯体の構造を好適に保つ観点から、該水分散液のpHを7以下とすることが好ましい。加えて、セシウムイオン吸着剤及びバインダーの凝集を防ぐために、該分散液は分散剤として界面活性剤を併用することが好ましい。   The dispersion in which the cesium ion adsorbent and the binder are dispersed is preferably a dispersion in which a predetermined amount of cesium ion adsorbent and binder is dispersed in water. Furthermore, from the viewpoint of suitably maintaining the structure of the cesium ion adsorbent, particularly the Prussian blue type complex, the pH of the aqueous dispersion is preferably 7 or less. In addition, in order to prevent aggregation of the cesium ion adsorbent and the binder, the dispersion preferably uses a surfactant as a dispersant.

分散液の付与・熱融着処理方法は、繊維構造物を上記分散液に浸漬してからマングルで絞った後にテンター等で拡布状にて熱融着処理を行うパッド−熱処理法、分散液を噴霧してから上記同様に熱処理を行うスプレー―熱融着処理法、分散液を増粘してプリントあるいはコーティングしてから上記同様に熱融着処理を行うプリント―熱処理法、コーティング―熱処理法などの公知の方法を適宜選択することができる。   Dispersion application / heat fusion treatment method is a pad-heat treatment method in which a fiber structure is immersed in the dispersion liquid and then squeezed with a mangle and then subjected to heat fusion treatment in a spread form with a tenter or the like. Spray-heat fusion treatment method in which heat treatment is performed in the same manner as above after spraying, print-heat treatment method, coating-heat treatment method in which dispersion is thickened and printed or coated and then heat fusion treatment is carried out in the same manner as above These known methods can be appropriately selected.

熱融着処理温度は、130〜200℃が必要であり、これらの温度範囲の中でも繊維構造物を構成する繊維材料の低融点成分の融点に対して20℃以上を選択することがより好ましい。130〜200℃とすることにより、セシウムイオン吸着剤の固着が十分になるとともに、分散液の急激な温度上昇による突沸などによる不均一な被膜形成を抑えることができ好ましい。   The heat fusion treatment temperature is required to be 130 to 200 ° C., and it is more preferable to select 20 ° C. or higher with respect to the melting point of the low melting point component of the fiber material constituting the fiber structure. A temperature of 130 to 200 ° C. is preferable because the cesium ion adsorbent is sufficiently fixed and uneven film formation due to bumping due to a rapid temperature rise of the dispersion can be suppressed.

本発明においては、セシウムイオン吸着剤の脱落防止の観点から、セシウムイオン吸着剤およびバインダーの付与処理後に界面活性剤によるソーピング処理や水洗処理などを行なうことが好ましい。   In the present invention, from the viewpoint of preventing the cesium ion adsorbent from falling off, it is preferable to perform a soaping treatment or a water washing treatment with a surfactant after applying the cesium ion adsorbent and the binder.

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。   Next, the present invention will be specifically described with reference to examples. In addition, this invention is not limited to the Example shown below.

実施例、比較例における本発明のセシウムイオン吸着用繊維構造物の評価方法は、下記の通りである。   The evaluation method of the fiber structure for cesium ion adsorption of this invention in an Example and a comparative example is as follows.

1.セシウムイオン吸着剤の担持率
セシウムイオン吸着剤を固着した繊維構造物を600℃、30分間の灰化処理後、王水で完全に溶解し、該水溶液中の鉄量をICP発光分光分析法にて定量し繊維構造物単位質量当たりの担持率(%)を求めた。なお、本実施例、比較例において、鉄量からセシウムイオン吸着剤量の換算は、下記分子式1に基づいて換算した。
Fe[Fe(CN)]・・・・・・・・・(分子式1)
セシウムイオン吸着剤の担持率(%)=(担持されたセシウムイオン吸着剤(g)/繊維構造物量(g))×100
1. Cesium ion adsorbent loading rate After the ashing treatment at 600 ° C. for 30 minutes, the fiber structure to which the cesium ion adsorbent is fixed is completely dissolved in aqua regia, and the amount of iron in the aqueous solution is analyzed by ICP emission spectroscopy. To determine the loading rate (%) per unit mass of the fiber structure. In the examples and comparative examples, the conversion from the iron amount to the cesium ion adsorbent amount was performed based on the following molecular formula 1.
Fe 4 [Fe (CN) 6 ] 3 ... (molecular formula 1)
Cesium ion adsorbent loading rate (%) = (Cesium ion adsorbent (g) / fiber structure amount (g)) × 100

2.バインダー固着率(%)
105℃、2時間の条件で乾燥した後の10cm×10cmのセシウムイオン吸着剤及びバインダー付与処理後の繊維構造物(加工後)、同処理前繊維構造物(加工前)の質量差及び上記セシウムイオン吸着剤担持量を用い、下記式により計算した。
バインダー固着率(%)=((加工後質量(g)−加工前質量(g)−セシウムイオン吸着剤担持量(g))/加工後質量(g))×100
2. Binder adhesion rate (%)
10 cm × 10 cm cesium ion adsorbent after drying at 105 ° C. for 2 hours, fiber structure after binder application treatment (after processing), mass difference between fiber structure before processing (before processing) and the above cesium It calculated by the following formula using the amount of ion adsorbent supported.
Binder fixation rate (%) = ((mass after processing (g) −mass before processing (g) −cesium ion adsorbent carrying amount (g)) / mass after processing (g)) × 100

3.バインダー/セシウムイオン吸着剤の固着比
上記1、2で算出した固着率を用いて下記式から算出した。
固着比=バインダー固着率(%)/セシウムイオン吸着剤の担持率(%)
3. Fixing ratio of binder / cesium ion adsorbent The fixing ratio calculated in 1 and 2 above was used to calculate from the following formula.
Fixing ratio = Binder fixing rate (%) / Cesium ion adsorbent loading rate (%)

4.セシウムイオン吸着量
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0.2gを投入し(固液比(固:液)=1:500)、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(JIS K 01025.5(2008年)及びJIS K 0133(2000年)に準拠して測定した)にて定量し、繊維構造物1g当たりのセシウムイオン吸着量(mg)を計算した。なお、セシウムイオンの吸着量は0.5mg/g以上を合格とした。
4). Cesium ion adsorption amount Into a 120 ml vial, 100 ml of cesium chloride aqueous solution with a cesium ion concentration of 10 ppm and 0.2 g of fiber structure (solid-liquid ratio (solid: liquid) = 1: 500) were shaken (Taitech Co., Ltd.). Using a company-made Bioshaker BR-300L), the shaking treatment was performed at 25 ° C. and 120 rpm for 24 hours. Cesium ion concentration in the treatment solution before and after shaking treatment was quantified by ICP-MS (measured in accordance with JIS K 01025.5 (2008) and JIS K 0133 (2000)), and 1 g of fiber structure The amount of adsorbed cesium ions per mg (mg) was calculated. In addition, the adsorption amount of cesium ion made 0.5 mg / g or more the pass.

5.セシウムイオン吸着剤の脱落量
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、繊維構造体5gを投入し(固液比(固:液)=1:20)、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処理液中のシアン化合物量をJIS K0102 38.1.2及び38.3(2008年)の方法にて定量し、前述の分子式1に基づいて処理液中の脱落したセシウムイオン吸着剤量(ppm)を計算した。なお、脱落率は25ppm以下を合格とした。
5. Dropout amount of cesium ion adsorbent 100 ml of cesium chloride aqueous solution with 10 ppm cesium ion concentration and 5 g of fiber structure were put into a 120 ml vial (solid-liquid ratio (solid: liquid) = 1: 20) and shaker (Tytec) JIS K0102 38.1.2 and 38.3 (2008) were used to determine the amount of cyanide compound in the treatment solution after being shaken at 25 ° C. and 120 rpm for 24 hours using Bio Shaker BR-300L, Inc. The amount of cesium ion adsorbent (ppm) dropped in the treatment liquid was calculated based on the molecular formula 1 described above. The drop-off rate was 25 ppm or less.

実施例1
熱融着性繊維として、芯成分にポリエチレンテレフタレート(融点255℃)、鞘成分に共重合ポリエチレンテレフタレート(融点110℃)を配した芯鞘複合繊維(ユニチカ株式会社製 商品名「メルティー4080」、繊度2.2dtex、繊維長51mm)20質量%、非融着性繊維としてポリエチレンテレフタレート単一繊維(ユニチカ株式会社製 商品名「ユニチカエステル」、融点255℃、繊度2.2dtex、繊維長51mm)80質量%を混合し均一に混綿し、パラレルカードウェブとした。前記ウェブを公知の方法でクロスラッパーを用いて積層し、ドラフターでドラフト後にニードルパンチ処理を行い目付200g/m2の不織布を得た。
Example 1
Core-sheath composite fiber (trade name “Melty 4080”, manufactured by Unitika Ltd.) with a core component of polyethylene terephthalate (melting point: 255 ° C.) and a sheath component of copolymer polyethylene terephthalate (melting point: 110 ° C.), fineness 2.2 dtex, fiber length 51 mm) 20% by mass, polyethylene terephthalate single fiber as non-fusible fiber (trade name “Unitika ester” manufactured by Unitika Ltd., melting point 255 ° C., fineness 2.2 dtex, fiber length 51 mm) 80 mass % Was mixed uniformly to obtain a parallel card web. The web was laminated by a known method using a cross wrapper, and after being drafted with a drafter, needle punching was performed to obtain a nonwoven fabric having a basis weight of 200 g / m 2 .

次に、この不織布を下記処方1からなる分散液にてパディング処理を行いウェットピックアップ150質量%となるようにマングルで絞りピンテンターにて温度130℃、6分間の条件で付与・熱融着処理を行い本発明のセシウムイオン吸着用繊維構造物を得た。
(処方1)
プルシアンブルー(関東化学(株)社製 Fe[Fe(CN)]、疎水性・低純度品固形分11%、平均一次粒子径0.01μm) 100g/L
アクリルバインダー(高松油脂(株)社製 ハイレジンTS1686 固形分25質量%) 40g/L
ノニオン系界面活性剤(松本油脂製薬(株)製 アクチノールR100) 2g/L
Next, the nonwoven fabric is subjected to padding treatment with a dispersion liquid having the following prescription 1, and wet-pickup is applied at 150 ° C. for 6 minutes with a pin tenter so that the wet pick-up is 150% by mass. The fiber structure for cesium ion adsorption | suction of this invention was obtained.
(Prescription 1)
Prussian blue (Fe 4 [Fe (CN) 6 ] 3 manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., hydrophobic / low purity solid content 11%, average primary particle size 0.01 μm) 100 g / L
Acrylic binder (High Resin TS1686, solid content 25% by mass, manufactured by Takamatsu Yushi Co., Ltd.) 40 g / L
Nonionic surfactant (Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd. Actinol R100) 2g / L

実施例2
実施例1の処方1を下記処方2に変更する以外は実施例1と同様にして、本発明のセシウムイオン吸着用繊維構造物を得た。
(処方2)
プルシアンブルー(関東化学(株)社製 Fe[Fe(CN)]、疎水性・低純度品固形分11%、平均一次粒子径0.01μm) 100g/L
アクリルバインダー(高松油脂(株)社製 ハイレジンTS1686 固形分25質量%) 14g/L
ノニオン系界面活性剤(松本油脂製薬(株)製 アクチノールR100) 2g/L
Example 2
A fiber structure for cesium ion adsorption according to the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the formulation 1 of Example 1 was changed to the following formulation 2.
(Prescription 2)
Prussian blue (Fe 4 [Fe (CN) 6 ] 3 manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., hydrophobic / low purity solid content 11%, average primary particle size 0.01 μm) 100 g / L
Acrylic binder (High Resin TS1686, solid content 25% by mass, manufactured by Takamatsu Yushi Co., Ltd.) 14 g / L
Nonionic surfactant (Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd. Actinol R100) 2g / L

実施例3
実施例1の熱融着性繊維と非融着性繊維の比率を90:10に変更する以外は実施例1と同様にして、本発明のセシウムイオン吸着用繊維構造物を得た。
Example 3
A fiber structure for adsorbing cesium ions of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ratio of the heat-fusible fiber and the non-fusible fiber in Example 1 was changed to 90:10.

実施例4
実施例1の熱融着性繊維をポリエチレンテレフタレート/共重合ポリエチレンテレフタレート芯鞘複合繊維(ユニチカ株式会社製 商品名「キャスベン7080」、芯融点255℃、鞘融点160℃、繊度2.2dtex、繊維長51mm)に変更し、さらに熱融着処理条件を温度180℃、4分間に変更する以外は実施例1と同様にして、本発明のセシウムイオン吸着用繊維構造物を得た。
Example 4
The heat-fusible fiber of Example 1 is a polyethylene terephthalate / copolymerized polyethylene terephthalate core-sheath composite fiber (trade name “Cassven 7080” manufactured by Unitika Ltd., core melting point 255 ° C., sheath melting point 160 ° C., fineness 2.2 dtex, fiber length. 51 mm), and further, the heat fusion treatment conditions were changed to a temperature of 180 ° C. for 4 minutes to obtain a fiber structure for cesium ion adsorption according to the present invention in the same manner as in Example 1.

実施例5
実施例1の熱融着性繊維をポリエチレンテレフタレート/ポリエチレン芯鞘複合繊維(ユニチカ株式会社製 商品名「メルティ6080」、芯融点255℃、鞘融点130℃、繊度2.2dtex、繊維長51mm)に変更し、さらに熱融着処理条件を温度150℃、5分間に変更した以外は、実施例1と同様にして本発明のセシウムイオン吸着用繊維構造物を得た。
Example 5
The heat-fusible fiber of Example 1 is a polyethylene terephthalate / polyethylene core-sheath composite fiber (trade name “Melty 6080” manufactured by Unitika Ltd., core melting point 255 ° C., sheath melting point 130 ° C., fineness 2.2 dtex, fiber length 51 mm). The fiber structure for adsorbing cesium ions of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the heat fusion treatment conditions were changed to 150 ° C. for 5 minutes.

実施例6
実施例1において、非融着性繊維を使用しない以外は、実施例1と同様にして本発明のセシウムイオン吸着用繊維構造物を得た。
Example 6
In Example 1, a cesium ion-adsorbing fiber structure of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that non-fusible fibers were not used.

実施例7
実施例1の処方1を下記処方3に変更する以外は実施例1と同様にして、本発明のセシウムイオン吸着用繊維構造物を得た。
(処方3)
プルシアンブルー(関東化学(株)社製 Fe[Fe(CN)]、疎水性・低純度品固形分11%、平均一次粒子径0.01μm) 100g/L
アクリルバインダー(高松油脂(株)社製 ハイレジンTS1686 固形分25質量%) 60g/L
ノニオン系界面活性剤(松本油脂製薬(株)製 アクチノールR100) 2g/L
Example 7
A fiber structure for cesium ion adsorption according to the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the formulation 1 of Example 1 was changed to the following formulation 3.
(Prescription 3)
Prussian blue (Fe 4 [Fe (CN) 6 ] 3 manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., hydrophobic / low purity solid content 11%, average primary particle size 0.01 μm) 100 g / L
Acrylic binder (High Resin TS1686, solid content 25% by mass, manufactured by Takamatsu Yushi Co., Ltd.) 60 g / L
Nonionic surfactant (Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd. Actinol R100) 2g / L

実施例8
実施例1の処方1を下記処方4に変更する以外は実施例1と同様にして、本発明のセシウムイオン吸着用繊維構造物を得た。
(処方4)
プルシアンブルー(関東化学(株)社製 Fe[Fe(CN)]、疎水性・低純度品固形分11%、平均一次粒子径0.01μm) 100g/L
アクリルバインダー(高松油脂(株)社製 ハイレジンTS1686 固形分25質量%) 8g/L
ノニオン系界面活性剤(松本油脂製薬(株)製 アクチノールR100) 2g/L
Example 8
A fiber structure for adsorbing cesium ions of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the formulation 1 of Example 1 was changed to the following formulation 4.
(Prescription 4)
Prussian blue (Fe 4 [Fe (CN) 6 ] 3 manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., hydrophobic / low purity solid content 11%, average primary particle size 0.01 μm) 100 g / L
Acrylic binder (High Resin TS1686, solid content 25% by mass, manufactured by Takamatsu Yushi Co., Ltd.) 8 g / L
Nonionic surfactant (Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd. Actinol R100) 2g / L

実施例9
実施例1において、熱融着処理条件を温度110℃、8分間に変更する以外は実施例1と同様にして、本発明のセシウムイオン吸着用繊維構造物を得た。
Example 9
In Example 1, the fiber structure for cesium ion adsorption of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the heat fusion treatment conditions were changed to a temperature of 110 ° C. for 8 minutes.

実施例10
実施例4において、熱融着処理条件を温度210℃、3分間に変更する以外は実施例1と同様にして、本発明のセシウムイオン吸着用繊維構造物を得た。
Example 10
In Example 4, the fiber structure for adsorbing cesium ions of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the heat fusion treatment conditions were changed to a temperature of 210 ° C. for 3 minutes.

実施例11
実施例1の処方1を下記処方5に変更する以外は実施例1と同様にして、本発明のセシウムイオン吸着用繊維構造物を得た。
(処方5)
プルシアンブルー(関東化学(株)社製 Fe[Fe(CN)]、疎水性・低純度品固形分11%、平均一次粒子径0.01μm) 100g/L
メラミンバインダー(三木理研(株)社製 ベッカミンPM60 固形分60質量%)
18g/L
触媒(三木理研(株)社製 キャタリスト376 純分40質量%) 2g/L
ノニオン系界面活性剤(松本油脂製薬(株)製 アクチノールR100) 2g/L
Example 11
A fiber structure for cesium ion adsorption according to the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the formulation 1 of Example 1 was changed to the following formulation 5.
(Prescription 5)
Prussian blue (Fe 4 [Fe (CN) 6 ] 3 manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., hydrophobic / low purity solid content 11%, average primary particle size 0.01 μm) 100 g / L
Melamine Binder (Miki Riken Co., Ltd. Becamine PM60 solid content 60% by mass)
18g / L
Catalyst (catalyst 376, pure mass 40% by mass, manufactured by Miki Riken Co., Ltd.) 2g / L
Nonionic surfactant (Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd. Actinol R100) 2g / L

比較例1
熱融着性繊維を使用しない以外は実施例1と同様にして、セシウムイオン吸着用繊維構造物を得た。
Comparative Example 1
A fiber structure for adsorbing cesium ions was obtained in the same manner as in Example 1 except that no heat-fusible fiber was used.

比較例2
バインダーを使用しない以外は実施例2と同様にして、セシウムイオン吸着用繊維構造物を得た。
Comparative Example 2
Except not using a binder, it carried out similarly to Example 2, and obtained the fiber structure for cesium ion adsorption | suction.

上記実施例、比較例にて得られたセシウムイオン吸着用繊維構造物の評価結果を表1に示す。   Table 1 shows the evaluation results of the fiber structures for adsorbing cesium ions obtained in the above Examples and Comparative Examples.

表1から明らかなように、実施例1〜11の本発明のセシウムイオン吸着用繊維構造物は、熱融着性繊維が含まれた不織布にセシウムイオン吸着剤およびバインダーを付与した後に特定の熱融着処理を行ったため、熱融着性繊維とバインダーの相乗効果にてセシウムイオン吸着剤が強固に固着され、バインダー固着量が抑えられて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った。特に、バインダー種及び量、熱融着処理条件などが最適化された実施例1〜6は、吸着剤の担持量に比べセシウムイオン吸着量が高く、該吸着剤の脱落量も極めて少ないものであった。なお、実施例7は吸着剤に対するバインダー量が比較的多かった為、セシウムイオン吸着能が一定レベルのものであった。実施例8は吸着剤に対するバインダー量が比較的少なかったためセシウムイオン吸着能は十分であったものの吸着剤の脱落量は一定程度であった。実施例9は、熱融着処理温度が熱融着性繊維の融点と同一であったため吸着剤の脱落量が一定程度であり、実施例10は熱融着処理温度が熱融着性繊維の融点を大きく上回っていた為、不均一な被膜形成などにより、セシウムイオン吸着能が一定レベルのものとなった。実施例11は、バインダーとしてメラミンを用いたため、繊維材料とセシウムイオン吸着剤双方への接着性のバランスの観点から、セシウムイオン吸着能が一定レベルのものとなった。
一方、比較例1は熱融着性繊維を用いなかった為、比較例2はバインダーを付与しなかったため、セシウムイオン吸着剤の脱落防止等を満足するものではなかった。
As is apparent from Table 1, the fiber structure for cesium ion adsorption of Examples 1 to 11 of the present invention has a specific heat after imparting a cesium ion adsorbent and a binder to the nonwoven fabric containing the heat-fusible fiber. Due to the fusion process, the cesium ion adsorbent is firmly fixed by the synergistic effect of the heat-fusible fiber and the binder, the binder fixation amount is suppressed, and the cesium ion adsorption ability is excellent, and the adsorbent is removed. There were very few fiber structures. In particular, Examples 1 to 6, in which the binder type and amount, heat fusion treatment conditions, and the like were optimized, had a high cesium ion adsorption amount and a very small amount of adsorbent dropout compared to the adsorbent loading amount. there were. In Example 7, since the amount of the binder with respect to the adsorbent was relatively large, the cesium ion adsorption ability was a constant level. In Example 8, since the amount of the binder with respect to the adsorbent was relatively small, the adsorption capacity of the cesium ion was sufficient, but the amount of the adsorbent falling off was constant. In Example 9, since the heat fusion treatment temperature was the same as the melting point of the heat-fusible fiber, the amount of adsorbent falling off was constant, and in Example 10, the heat-fusing treatment temperature was that of the heat-fusible fiber. Since the melting point was greatly exceeded, the ability to adsorb cesium ions reached a certain level due to non-uniform film formation. In Example 11, since melamine was used as a binder, the ability to adsorb cesium ions became a certain level from the viewpoint of the balance of adhesion to both the fiber material and the cesium ion adsorbent.
On the other hand, since Comparative Example 1 did not use the heat-fusible fiber, Comparative Example 2 did not give a binder, and thus did not satisfy the prevention of the cesium ion adsorbent from falling off.

Claims (8)

30℃以上の融点差がある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維を含む繊維構造物であって、セシウムイオン吸着剤が前記繊維の低融点成分及びバインダーで固着されていることを特徴とするセシウムイオン吸着用繊維構造物。 A fiber structure comprising two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or more and / or a fiber having a polymer having a melting point difference of 30 ° C. or more adjacent or having a core-sheath structure, A fiber structure for adsorbing cesium ions, which is fixed with a low melting point component of the fiber and a binder. 前記セシウムイオン吸着剤がプルシアンブルー型錯体であることを特徴とする請求項1記載のセシウムイオン吸着用繊維構造物。   The fiber structure for adsorbing cesium ions according to claim 1, wherein the cesium ion adsorbent is a Prussian blue complex. 前記バインダーがポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコン系樹脂からなる群より選択された1種以上の樹脂で構成されていることを特徴とする請求項1に記載のセシウムイオン吸着用繊維構造物。   The said binder is comprised with 1 or more types of resin selected from the group which consists of a polyester-type resin, an acrylic resin, a vinyl acetate type resin, a polyurethane-type resin, and a silicon-type resin, It is characterized by the above-mentioned. Fiber structure for cesium ion adsorption. 前記バインダーの固着量がセシウムイオン吸着剤100質量部に対して10〜100質量部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イオン吸着用繊維構造物。   The fiber structure for cesium ion adsorption according to any one of claims 1 to 3, wherein the amount of the binder fixed is 10 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cesium ion adsorbent. 前記30℃以上の融点差がある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維が、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリ乳酸系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1〜4いずれか1項に記載のセシウムイオン吸着用繊維構造物。   The two or more types of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or higher and / or the fibers having a core-sheath structure adjacent to the polymer having a melting point difference of 30 ° C. or higher are polyester fiber, polyamide fiber, polyolefin fiber The fiber structure for adsorbing cesium ions according to any one of claims 1 to 4, wherein the fiber structure is composed of one or more fibers selected from the group consisting of polylactic acid fibers. 前記30℃以上の融点差がある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維の低融点成分が、5質量%以上含まれていることを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載のセシウムイオン吸着用繊維構造物。   5% by mass or more of the low melting point component of the fiber in which the two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or higher and / or the polymer having a melting point difference of 30 ° C. or higher is adjacent or has a core-sheath structure is included. The fiber structure for cesium ion adsorption according to any one of claims 1 to 5, wherein 前記30℃以上の融点差がある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維の低融点成分の融点が、110〜190℃であることを特徴とする請求項1〜6いずれか1項に記載のセシウムイオン吸着用繊維構造物。   The melting point of the low melting point component of the fiber in which the two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or more and / or the polymer having a melting point difference of 30 ° C. or more are adjacent or in a core-sheath structure is 110 to 190 ° C. The fiber structure for adsorbing cesium ions according to any one of claims 1 to 6, wherein the fiber structure is used for adsorbing cesium ions. 30℃以上の融点差がある2種以上の繊維及び/または30℃以上の融点差があるポリマーが隣接または芯鞘構造となっている繊維を含む繊維構造物に、セシウムイオン吸着剤及びバインダーを含む分散液を付与し、さらに130〜200℃の熱融着処理を行なうことを特徴とする請求項1〜7いずれか1項に記載のセシウムイオン吸着用繊維構造物の製造方法。

A cesium ion adsorbent and a binder are added to a fiber structure containing two or more kinds of fibers having a melting point difference of 30 ° C. or more and / or fibers having a polymer having a melting point difference of 30 ° C. or more adjacent to each other or a core-sheath structure. The method for producing a fiber structure for adsorbing cesium ions according to any one of claims 1 to 7, wherein a dispersion liquid containing the dispersion liquid is applied and further heat-sealing treatment at 130 to 200 ° C is performed.

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