JP2015116510A - 汚染物質吸着除去用発泡シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】汚染された対象物に含まれる放射性物質等の汚染物質をゼオライトに効果的に吸着させることができ、かつ、取扱性に優れ、汚染物質が吸着した使用済みのゼオライトを容易かつ確実に回収できる汚染物質吸着除去用発泡シートの製造方法を提供する。【解決手段】ポリマーエマルジョンと、界面活性剤と、ゼオライトとを含有する水性分散液を調製する水性分散液調製工程と、前記水性分散液を空気と機械的に混合し、気泡を含む発泡塗液を調製する発泡塗液調製工程と、前記発泡塗液を支持体に塗工する塗工工程と、塗工された前記発泡塗液を乾燥し、発泡層を形成する乾燥工程と、を有する方法により、汚染物質吸着除去用発泡シートを製造する。【選択図】なし

Description

本発明は、汚染物質を吸着して除去するための汚染物質吸着除去用発泡シートの製造方法に関する。

ゼオライトは、籠状構造を有し、イオンや有機分子等を選択的に取り込むことができるため、吸着剤、触媒、種々の改良剤等に広く用いられている。一方、近年、原子力プラントの事故が発生し、放射性物質の大気中や水中への拡散が問題になってきている。そこで、ゼオライトの吸着能およびイオン交換能に着目し、ゼオライトを放射性物質の処理に使用することが検討されている。

ところが、ゼオライトは、微細な粒子状の物質である。そのため、汚染物質で汚染された対象物（土壌、河川水、池、湖泉水等。）にゼオライトを充分に接触させた後、いかに効率よく、汚染物質を吸着した使用済みのゼオライトを対象物から分離するかが重要である。

このような観点から、例えば特許文献１には、汚染された土壌や河川水に、微細な気泡を含む加圧水およびゼオライト等を混合し、その後、汚染物質が吸着したゼオライト等を浮上させて分離する技術が開示されている。
また、特許文献２には、ゼオライト化された発泡ガラスを使用する技術が公開されている。特許文献２においては、ゼオライト化された発泡ガラスは、表面積が大きく比重が軽いため、処理時の接触効率が高く、かつ分離が容易であるとされている。

しかし、特許文献１および２に記載の技術では、ゼオライトを分離するために比較的大掛かりな装置が必要である。また、特許文献２の技術は、比重差を利用して発泡ガラスを分離する方法であるため、発泡ガラスの完全な回収は困難であると考えられる。

一方、特許文献３には、熱可塑性樹脂の微粒子を接着剤として用い、ゼオライト等の吸着性微粒子を不織布のような通気性シートに接着した環境汚染物質除去シートが報告されている。このように通気性シートを用いると、汚染された対象物と吸着性微粒子との接触を容易に行える。また、吸着性微粒子が通気性シートに固定されているため、吸着性微粒子の処理後の回収も容易であると期待される。

また、特許文献４にも、吸着性粒子を保持させた不織布に関する技術が開示されている。具体的には、熱接着性複合繊維からなる不織布の空隙にゼオライトを充填した中間層の両側に、熱接着性複合繊維からなる不織布を上層および下層として配置し、熱処理することで得られた多層の不織布が開示されている。

また、特許文献５には、不織布からなる基材に、人工ゼオライトと、オレイン酸カリウム、ステアリン酸アンモニウム等の気泡剤と、アクリルゴム等の塗着剤とを含有する塗着溶液を塗着、乾燥する方法で製造された消臭吸湿シート剤が開示されている。

特開２０１３−８３６１６号公報 特開２００６−１１０４６６号公報 特開平１１−３３３４２号公報 特開２００９−６２９８号公報 特開２００３−２３９４２１号公報

しかしながら、特許文献３に記載の環境汚染物質除去シートでは、通気性シートにゼオライトを確実に接着させようとすると、ゼオライトの表面が熱可塑性樹脂で覆われてしまうと考えられ、充分な吸着性能が得られにくい。
また、特許文献４に記載の不織布は、例えば室内でアンモニア、酢酸、アルデヒド等を吸着する目的や、飲料水中のトリハロメタンを吸着する目的等で使用される場合には、不織布からのゼオライトの脱落は生じにくい可能性がある。ところが、例えば汚染された河川水、池等の過酷な環境下での処理に使用された場合には、ゼオライトの脱落は避けがたく、回収時のハンドリング等に問題がある。
また、特許文献５に記載の消臭吸湿シート剤を用いた場合には、汚染物質の除去効果は充分には得られにくい。

本発明は、汚染された対象物に含まれる放射性物質等の汚染物質をゼオライトに効果的に吸着させることができ、かつ、取扱性に優れ、汚染物質が吸着した使用済みのゼオライトを容易かつ確実に回収できる汚染物質吸着除去用発泡シートの製造方法を提供する。

本発明は以下の構成を有する。
［１］ポリマーエマルジョンと、界面活性剤と、ゼオライトとを含有する水性分散液を調製する水性分散液調製工程と、
前記水性分散液を空気と機械的に混合し、気泡を含む発泡塗液を調製する発泡塗液調製工程と、
前記発泡塗液を支持体に塗工する塗工工程と、
塗工された前記発泡塗液を乾燥し、発泡層を形成する乾燥工程と、
を有することを特徴とする汚染物質吸着除去用発泡シートの製造方法。
［２］前記乾燥工程の後に、前記発泡層から前記支持体を剥離する剥離工程を有することを特徴とする［１］の汚染物質吸着除去用発泡シートの製造方法。
［３］前記汚染物質吸着除去用発泡シートは、放射性物質の吸着除去用であることを特徴とする［１］または［２］に記載の汚染物質吸着除去用発泡シートの製造方法。
［４］前記ポリマーエマルジョンが、アクリル樹脂エマルジョンおよびポリウレタンエマルジョンの少なくとも１種であることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載の汚染物質吸着除去用発泡シートの製造方法。
［５］前記発泡塗液は、水溶性高分子化合物からなる増粘剤を含有することを特徴とする［１］〜［４］のいずれかに記載の汚染物質吸着除去用発泡シートの製造方法。
［６］［１］〜［５］のいずれかに記載の製造方法により製造された、汚染物質吸着除去用発泡シート。

本発明によれば、汚染された対象物に含まれる放射性物質等の汚染物質をゼオライトに効果的に吸着させることができ、かつ、取扱性に優れ、汚染物質が吸着した使用済みのゼオライトを容易かつ確実に回収できる汚染物質吸着除去用発泡シートを製造できる。

以下、本発明を詳細に説明する。
＜第１実施形態例＞
本発明の第１実施形態例の製造方法は、以下に説明する水性分散液調製工程と、発泡塗液調製工程と、塗工工程と、乾燥工程とを有する。該製造方法で製造される汚染物質吸着除去用発泡シート（以下、「発泡シート」ともいう。）は、例えばシート状の支持体と、該支持体上に形成された発泡層とを有する。該発泡シートの発泡層には、多数の微細な気泡が形成されているとともに、汚染物質を吸着するための粒子状のゼオライトが分散している。発泡シートは、例えば、河川、田沼、湖、海、土壌等の汚染された対象物に接触させることにより、該対象物に含まれる汚染物質を吸着し、除去する目的で使用される。

〔水性分散液調製工程〕
水性分散液調製工程では、ポリマーエマルジョンと、界面活性剤と、ゼオライトとを含有する水性分散液を調製する。

（ポリマーエマルジョン）
ポリマーエマルジョンは、ポリマー微粒子が水性媒体に分散した安定な分散体である。ポリマーエマルジョン中のポリマーが発泡層のマトリックスとなる。
ポリマーエマルジョンとしては、例えば、アクリル樹脂系エマルジョン、ポリウレタン系エマルジョン（ポリエステルポリウレタン系エマルジョン、ポリエーテルポリウレタン系エマルジョン等。）、スチレンアクリル樹脂系エマルジョン、スチレン・ブタジエン共重合体系エマルジョン、カルボキシ変性スチレン・ブタジエン共重合体系エマルジョン、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体系エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル共重合体系エマルジョン等が挙げられる。ポリマーエマルジョンは、例えばコロイダルシリカ含有アクリル樹脂系エマルジョン等のように、無機微粒子を含有するものでもよい。
ポリマーエマルジョンは、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。

水性媒体としては、水、または、水と水溶性有機溶剤（アルコール類等。）との混合物が使用される。

これらのポリマーエマルジョンのうち、ポリウレタン系エマルジョンを用いた場合には、機械的強度に優れた親水性の発泡層を形成できる。親水性の発泡層を有する発泡シートは、汚染された対象物が水系である場合での使用に適している。また、アクリル樹脂系エマルジョンは、アクリル樹脂を構成する単量体組成を適宜変更すること等により、種々の物性のものを比較的安価に得ることができる。よって、工業的応用という観点からは、アクリル樹脂系エマルジョンは有利である。

一般にポリウレタン系エマルジョンは、多官能性のイソシアネート成分と多官能性のアルコール成分とを、無溶媒または水と混じり合う溶媒中において重付加重合反応させ、得られたポリマーを水に分散させることで製造される。分散時には、必要に応じて界面活性剤を用いてもよい。水と混じり合う溶媒としては、例えばアセトンが挙げられる。水と混じり合う溶媒を用いた場合には、得られたポリマーを水に分散させた後、脱溶媒処理をすることが好ましい。
なお、多官能性のイソシアネート成分をＯＣＮ−Ａ−ＮＣＯと表記し、多官能性のアルコール成分をＨＯ−Ｂ−ＯＨと表記した場合、重付加反応により、主に−Ａ−ＮＨＣＯＯ−Ｂ−ＯＣＯＮＨ−単位が繰り返された骨格を有するポリマーが得られる。

ポリウレタンを得る工程では、プレポリマーと呼ばれる比較的分子量の小さい成分を一旦製造し、該プレポリマーをさらに反応させてポリウレタンを得てもよい。

ポリウレタンの物性は、原料として用いるイソシアネート成分における上記表記中のＡ成分や、アルコール成分における上記表記中のＢ成分の種類を適宜選択することによって制御できる。例えば、芳香環成分を含有するＡ成分やＢ成分を使用した場合には、剛直なポリウレタンが得られやすい。一方、直鎖の脂肪族成分を含有するＡ成分やＢ成分を使用した場合には、柔軟なポリウレタンが得られやすい。脂環型成分を含有するＡ成分やＢ成分を使用した場合には、これらの中間的な性質を発現するポリウレタンが得られやすい。

特に、Ｂ成分に対して、エーテル構造、エステル構造、カーボネート構造、置換アミノ基、カルボン酸基、スルホン酸基等を導入すると、ポリウレタンの物性を広範囲で制御でき好ましい。具体的には、これらの官能基を導入することにより、ポリウレタンの柔軟性を向上させることができるとともに、エマルジョンとした時の水への分散性や、発泡層とした時の親油性および親水性等を広範囲に調節できる。

（界面活性剤）
界面活性剤としては、陰イオン界面活性剤等のイオン性界面活性剤を好適に使用できる。界面活性剤を使用することにより、ポリマーエマルジョンと、界面活性剤と、ゼオライトとを含有する水性分散液を調製し、後述の発泡塗液調製工程で該水性分散液を空気と機械的に混合して発泡させた際に、微小な気泡を安定に生成させることができる。すなわち、起泡性に優れる。また、界面活性剤を使用することにより、発泡塗液中の気泡が安定化する。そのため、発泡塗液を支持体に塗工する後述の塗工工程や、塗工された発泡塗液を乾燥して発泡層を形成する後述の乾燥工程の途中で、複数の気泡が合一して大きくなったり、破泡したりしにくい。すなわち、気泡の保持性に優れる。

界面活性剤としては、例えばステアリン酸アンモニウム、オレイン酸アンモニウム、ステアリン酸ナトリウム、ジ（２−エチルヘキシル）スルホコハク酸ナトリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等の陰イオン界面活性剤が挙げられる。これらを使用すると、上述の起泡性と気泡の保持性とにより優れる。
なかでも、長鎖脂肪酸（炭素数が１５〜１８の脂肪酸。）のアルカリ金属塩、アンモニウム塩および置換アンモニウム塩が好ましく、特に長鎖がステアリル基であることが好ましい。

界面活性剤の好ましい具体例としては、ステアリン酸アンモニウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸ナトリウムが挙げられる。
界面活性剤は、１種単独で用いても、本発明の効果を阻害しない限り、２種以上の界面活性剤を併用してもよい。例えば、イオン性界面活性剤とともに、例えばノニオン系界面活性剤等の他の界面活性剤を併用してもよい。

（ゼオライト）
ゼオライトは、イオン交換能と吸着能に優れ、セシウム（Ｃｓ）やストロンチウム（Ｓｒ）等をその籠状構造に取り込む能力を有する。
ゼオライトは、天然ゼオライトと、人工ゼオライトとに大別でき、これらの基本性能には一定の共通性がある。また、天然物の場合は、その産地によって、イオン交換能および吸着能がある程度決まる。一方、人工物の場合は、その組成と合成条件によって、イオン交換能および吸着能がある程度制御される。
本発明においては、天然ゼオライト、人工ゼオライトをいずれも使用できる。しかしながら、吸着除去の対象が放射性セシウム、放射性ストロンチウム等の放射性物質である場合には、これらに対しての吸着能、イオン交換能に優れる点で、特定の産地の天然ゼオライトを使用することが好ましい。具体的には、ロシア産の天然ゼオライトが好ましい。

ゼオライトは、基本的には粒子状である。水性分散液調製工程で使用するゼオライトとしては、平均粒径が０．１〜８０μｍのものが好ましく、１〜１５μｍのものがより好ましい。平均粒径が上記範囲の下限値以上であると、ゼオライトを製造しやすく、一方、平均粒径が上記範囲の上限値以下であると、ゼオライトの表面積が充分に大きく、吸着能力に優れる。
なお、本明細書において、ゼオライトの平均粒径は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により求められた値を意味する。ＳＥＭの撮影像から粒子の外形が明瞭に撮影されている粒子を１００個選び、各々の最も長い径を測定し、その全ての測定値の合計値を、測定した粒子の合計数で除した値を平均粒径とする。

（増粘剤）
水性分散液には、水溶性高分子化合物からなる増粘剤を配合してもよい。増粘剤は、水性分散液を空気と機械的に混合する際の起泡性、気泡の保持性に影響を及ぼす成分であり、必要に応じて使用できる。
水溶性高分子化合物としては、ある程度以上の分子量を持ち、比較的少量の添加で増粘することが可能な化合物が好ましい。具体的には、カルボキシメチルセルロースおよびそのナトリウム塩、でんぷんおよび変性でんぷん、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、カゼイン等が好ましい。これらは、水性分散液に与える影響（水性分散液を不安定化する等。）が少ない点でも好ましい。なかでも、カルボキシメチルセルロースおよびそのナトリウム塩がより好ましい。

（添加剤）
水性分散液には、汚染物質の吸着や処理を促進するための各種添加剤を加えてもよい。
添加剤としては、例えば、フェロシアン化鉄（プルシアンブルー）、フェロシアン化ニッケル、フェロシアン化コバルト、フェロシアン化銅等のフェロシアン化金属；イオン交換樹脂；粘土鉱物（バーミキュライト、ベントナイト等。）等の天然イオン交換体；リン酸ジルコニウム・酸化アルミニウム・フェロシアン化鉄等の無機イオン交換体；ペクチン等の食物繊維等が挙げられる。汚染物質が放射性セシウムの場合には、なかでもフェロシアン化鉄、フェロシアン化ニッケル、フェロシアン化コバルト、粘土鉱物、ペクチン（食物繊維）が特に有効である。

（各成分の割合）
水性分散液に配合するゼオライトの量は、形成された発泡層の乾燥質量を１００質量％とした時に、発泡層中のゼオライト含有量が１〜３０質量％となる量が好ましく、５〜１５質量％となる量がより好ましい。ゼオライトの量が上記範囲の下限値以上であると、充分な吸着効果が得られ、上記範囲の上限値以下であると、発泡や発泡層の形成を良好に行えるとともに、発泡層中にゼオライトが確実に保持される。

水性分散液に配合するポリマーエマルジョンの量は、形成された発泡層の乾燥質量を１００質量％とした時に、ポリマーの固形分量として、６０〜９９質量％となる量が好ましく、７０〜９５質量％が好ましい。上記範囲内であれば、発泡層中にゼオライトを確実に保持でき、かつ、ゼオライトの吸着効果を充分に発揮させることができる。

水性分散液に配合する界面活性剤の量は、形成された発泡層の乾燥質量を１００質量％とした時に、界面活性剤の固形分量として１〜３０質量％であることが好ましい。上記範囲内であれば、上述の起泡性と気泡の保持性が充分に得られやすい。

水性分散液中のポリマー（固形分）とゼオライトの合計量は、５〜５０質量％が好ましく、１０〜４０質量％が好ましい。上記範囲内であれば、水性分散液を空気と機械的に混合した際に微細な気泡を良好に形成でき、また、支持体上への塗工性に優れる。

増粘剤を配合する場合には、増粘剤の配合量は、水性分散液中０．１〜２０質量％が好ましい。

〔発泡塗液調製工程〕
発泡塗液調製工程では、上述の水性分散液調製工程で調製された水性分散液を空気と機械的に混合し、気泡を形成（発泡）する。機械的な発泡方法によれば、気泡剤を用いる化学的な発泡方法や、ポリマー重合反応時のガスの発生を利用した発泡方法等にくらべて、気泡の径や気泡の含有量を制御しやすい。そのため、適度な径の気泡を適度な割合で有し、良好な吸着効果を発揮する発泡層を、ばらつきなく安定に形成できる。特に、本発明のように、発泡塗液がゼオライトを含有する場合において、化学的な方法やポリマー重合反応時のガスの発生を利用した方法で、気泡の径や含有量をコントロールすることは難しい。よって、機械的な発泡方法が特に有効である。

機械的な発泡方法としては、例えば、ホモミキサー、水性分散液に空気を混合しながら撹拌発泡させる二重円筒型連続発泡機（例えば、(株)愛工舎製発泡機「ターボホイップＴＷ−７０」等。）等、発泡能力を有する公知の装置を用いることができる。使用する装置は、バッチ式でも連続式でもよい。

二重円筒型連続発泡機を使用する場合、水性分散液の供給流量と空気の供給流量との体積比率は、水性分散液の供給流量を１００とした場合、空気の供給流量が５０〜４００であることが好ましく、１００〜２５０がより好ましい。

発泡塗液調製工程で得られる発泡塗液の密度は０．２５〜０．８０ｇ／ｃｍ^３が好ましい。また、発泡塗液中の気泡の数平均気泡径は、５〜１５０μｍが好ましい。
なお、発泡塗液の密度、気泡の数平均気泡径は、実施例に記載した方法で測定できる。

〔塗工工程〕
塗工工程では、上述の発泡塗液調製工程で得られた気泡を含む発泡塗液を支持体に塗工する。
支持体としては、塗工された発泡塗液や該発泡塗液が乾燥した発泡層を良好に保持でき、かつ、後述の乾燥工程で熱風を使用した場合等において、変形、破断が生じない強度、耐熱性を有するシート状物を好適に使用できる。このようなシート状物としては、例えば、樹脂（天然、半合成、合成）、金属等からなるシートおよびメッシュシート、樹脂等の繊維から形成された不織布および織布等が挙げられる。不織布やメッシュシートは、通気性、通液性に優れ、軽量である点で好ましい。

支持体の厚みには特に制限はなく、材質に応じて決定できるが、取扱性等の点から、支持体が樹脂のシートおよびメッシュシートである場合には、１０〜２０００μｍが好ましい。

発泡塗液を支持体に塗工する方法としては、シート状の支持体に塗工液を塗工する際に一般に使用される方法を特に制限なく採用できる。具体的な塗工方法としては、ダイコーティング、エアナイフコーティング、ロッドブレードコーティング、バーコーティング、バリバーブレードコーティング、ピュアブレードコーティング、ショートドウェルコーティング、スロットコーティング、エクストルージョンコーティング、カーテンコーティング、スライドコーティング、アプリケーターを用いた塗工等が挙げられる。

発泡塗液の塗工厚（ウェット塗膜厚）としては、０．１〜２０ｍｍが好ましく、０．３〜１０ｍｍがより好ましい。上記範囲の下限値以上であれば、発泡層による充分な吸着効果が得られ、上限値以下であれば、塗工性に優れる。
発泡塗液は、支持体の少なくとも一部に塗工すればよい。例えば、支持体がシート状物である場合、支持体の一方の面にのみ塗工しても、両面に塗工してもよい。また、各面において、一部に塗工しても、全面に塗工してもよい。

〔乾燥工程〕
乾燥工程では、塗工された発泡塗液を乾燥し、発泡層を形成する。乾燥に用いる装置としては、例えば熱風送風乾燥機が挙げられる。乾燥条件は適宜設定でき、例えば４０〜１００℃で１〜６０分間乾燥する条件が挙げられる。
このような乾燥工程により、形成された発泡層の厚みは、０．１〜１０ｍｍが好ましく、０．３〜５ｍｍがさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であれば、充分な吸着効果が得られ、下限値以下であれば、発泡シートの総厚みを抑制でき、取扱性に優れる。

また、このような乾燥工程により形成された発泡層の密度（発泡層の質量/発泡層の体積）は０．１０〜０．６０ｇ/ｃｍ^３が好ましく、０．１５〜０．５０ｇ/ｃｍ^３がさらに好ましい。なお、発泡層の体積とは、気泡の体積をも含む「見かけの体積」である。

以上説明した製造方法では、発泡塗液調製工程において、水性分散液を空気と機械的に混合する方法により気泡を形成し、発泡塗液を調製している。このような機械的な発泡方法によれば、発泡塗液中の気泡の径や気泡の含有量を制御しやすい。そのため、適度な径の気泡を適度な割合で有し、良好な吸着効果を発揮する発泡層をばらつきなく安定に形成できる。

上述の方法で得られた第１実施形態例の発泡シートの発泡層には、多数の気泡が存在し、また、気泡の多くは、個々が独立した独立気泡ではなく、互いに連通した連続気泡であると考えられる。そして、気泡の内表面には、ゼオライトが露出した形態で固定されている。そのため、汚染された対象物に発泡シートを接触させると、汚染物質を含む空気や水等の液体（汚染媒体）が、発泡層の表面または端部における気泡の開口部分から、発泡層内に充分に拡散していく。そして、発泡層内の各気泡において、汚染媒体は、気泡の内表面に固定されているゼオライトと効果的に接触する。その結果、汚染物質がゼオライトに良好に吸着される。

また、発泡シートは、シート状であるため、取扱性に優れる。具体的には、使用前の発泡シートを収納しやすく、対象物に対して展開しやすい。また、使用後においても、発泡シートを巻き取ったり、折り畳んだりする方法により、容易に回収できる。さらに、発泡シートにおいては、ゼオライトが発泡層に確実に保持されている。そのため、使用前や使用後に、発泡シートからゼオライトが脱落することがない。特に、汚染物質が吸着したゼオライトの脱落を抑制できることは、使用済みのゼオライトを確実に回収する点から、非常に好ましい。
このように発泡シートによれば、ゼオライトと汚染媒体との接触が充分に担保され、かつ、ゼオライトの使用時、使用後の脱落もない。

また、第１実施形態例の発泡シートは、支持体上に発泡層が形成されているため、発泡層に充分な強度が付与されているとともに、発泡シートの形状が安定し、取扱性が優れる。そのため、発泡シートを例えば土壌上に展開したり、河川水等に浸漬したりする作業や、これらの作業の終了後に、汚染物質が吸着したゼオライトを含む発泡シートの回収作業を容易に行える。

＜第２実施形態例＞
本発明の第２実施形態例の製造方法は、上述した水性分散液調製工程、発泡塗液調製工程、塗工工程、乾燥工程を行った後に、発泡層から支持体を剥離する剥離工程を有する。該製造方法で製造された発泡シートは、支持体を有さず、発泡層のみからなっている点で、第１実施形態例の発泡シートと相違する。

支持体を発泡層から剥離する場合には、支持体として、発泡層との接触面に剥離性を有するものを採用することが好ましい。剥離性は、対象となる接触面に公知の剥離剤を塗工する方法等で付与できる。
発泡層から支持体を剥離する剥離工程を経て得られた、支持体を有しない自立型の発泡シートは、支持体を有する発泡シートにくらべて、通気性、通液性に優れ、軽量となる。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例のみに限定されない。また、特に記載のない限り、「％」は「質量％」を意味し、「部」は「質量部」を意味する。

＜評価法、分析法＞
（１）発泡塗液の密度
発泡機が定常運転となった後、発泡塗液をメスシリンダーで一定体積取り、その質量を測定し、発泡塗液の密度を求めた。
（２）発泡塗液中の気泡径の測定
発泡機から得られた発泡塗液を２０秒間程度放置した後にスライドグラス上に取り、デジタルマイクロスコープＨｉｒｏｘＫＨ−７７００を使用し、発泡塗液の気泡の撮影を行った。画像解析ソフトを用い、得られた画像から数平均気泡径を算出した。
（３）発泡シートの発泡層の密度の測定
得られた発泡シートの発泡層の膜厚を測定し、下式により発泡層の体積を算出した。
ついで、発泡シート全体の質量から予め測定しておいた支持体の質量を引いて、発泡層の質量を算出した。そして、該発泡層の質量と先に算出した発泡層の体積とから、発泡層の密度を算出した。
発泡層の体積（ｃｍ^３）＝膜厚（ｃｍ）×発泡塗液の塗工面積（ｃｍ^２）
（４）汚染物質（Ｃｓ）の吸着試験
実施例１〜３および比較例１で得られた発泡シートをそれぞれ１０ｃｍ×１０ｃｍのサイズに裁断し、さらに各発泡シートを縦横５等分に切り分け、各例において２５枚の小片を得た。この２５枚の小片をあらかじめ調製した２ｐｐｍ濃度のセシウム溶液１００ｍＬ中に投入し、充分に撹拌した。一定時間（１０分間、２４時間）の後に、溶液をサンプリングし、定量ろ紙でろ過をした。得られたろ液をイオンクロマト−ＩＣＰ−ＭＳグラム法で定量分析し、ろ液中のセシウム濃度を求めた。
なお、２ｐｐｍ濃度のセシウム溶液は、塩化セシウム１０００ｐｐｍ標準溶液（関東化学０８００７−１Ｂ）を純水で５００倍に希釈して調製した。また、ここで用いたセシウムは、放射性ではない非放射性のセシウムである。セシウムのゼオライトへの吸着特性は、放射性、非放射性に依存せず、両者で同じである。

＜実施例１＞
（発泡塗液の調製）
ポリウレタンエマルジョン（商品名：ＨＵＸ８９５、固形分濃度：４９％、アデカ製）１３８８部に、水３７２部を添加した。さらにステアリン酸カリウム（商品名：ＳＫ−１、固形分濃度１５％、日油製）２２４部、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（商品名：ＡＧガム、第一工業製薬製）の３．０％水溶液４４９部、ロシア産天然ゼオライト６７部をこの順に添加した。該ゼオライトの平均粒径は１５μｍであった。その後、均一に混合して水性分散液（発泡前塗液）を得た。
ついで、(株)愛工舎製発泡機「ターボホイップＴＷ−７０」を用い、水性分散液を空気と機械的に混合して発泡させ、発泡塗液を得た。発泡条件は、水性分散液の供給流量５０ｍＬ／ｍiｎ、空気の供給流量１００ｍＬ／ｍiｎ、ローター回転数１０００ｒｐｍとした。
得られた発泡塗液の密度は０．３３ｇ/ｃｍ^３、数平均気泡径は約３０μｍであった。

（発泡塗液の支持体への塗工）
上記で調製した発泡塗液を、接着性付与の表面処理を施したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚さ１００μｍ、東洋紡製「Ａ４３００」）からなる支持体の片面に、アプリケーターを用いて塗工した。その際、ウェット塗膜厚が１．２ｍｍになるようにした。塗工後、熱風送風乾燥機を用いて８０℃で３０分間乾燥し、０．８ｍｍの厚みの発泡層が形成された発泡シートを得た。
得られた発泡シートの発泡層の密度は、０．１９ｇ／ｃｍ^３であった。
また、得られた発泡シートを用いて、汚染物質（Ｃｓ）の吸着試験を行った。試験後のろ液中のセシウム濃度を表１に示す。

＜実施例２＞
支持体として、ＰＥＴフィルム（東洋紡製「Ａ４３００」）のかわりに、厚さ１６μｍ、１１０メッシュのナイロン製メッシュシート（ＴＧＫ：東京硝子機器(株)、カタログ製品番号Ｎ−Ｎｏ１１０Ｓ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、発泡シートを得た。
得られた発泡シートを用いて、汚染物質（Ｃｓ）の吸着試験を行った。試験後のろ液中のセシウム濃度を表１に示す。

＜実施例３＞
支持体として、ＰＥＴフィルム(東洋紡製「Ａ４３００」)のかわりに、東レ製のＰＥＴフィルム「ルミラーＴ６０」（厚さ：７５μｍ）を用いた点と、支持体を乾燥後の発泡層から剥離した点以外は、実施例１と同様にして、支持体を有しない発泡シートを得た。
得られた発泡シートを用いて、汚染物質（Ｃｓ）の吸着試験を行った。ろ液中のセシウム濃度を表１に示す。

＜比較例１＞
水性分散液にゼオライトを添加しないこと以外は、実施例１と同様にして、発泡シートを得た。
得られた発泡シートを用いて、汚染物質（Ｃｓ）の吸着試験を行った。試験後のろ液中のセシウム濃度を表１に示す。

＜比較例２＞
実施例１で得られた発泡シートの１０ｃｍ×１０ｃｍ中に含まれる量と同量のゼオライト（実施例１で用いたものと同じゼオライト。）を用意した。そして、このゼオライトを粉体状のままで、上述した２ｐｐｍ濃度のセシウム溶液中に投入し、充分に撹拌した。一定時間（１０分間、２４時間）の後に、溶液をサンプリングし、定量ろ紙でろ過をした。得られたろ液を実施例１と同様に定量分析した。ろ液中のセシウム濃度を表１に示す。
なお、定量ろ紙でのろ過においては、ろ過初期は順調にろ過できたが、次第に目詰まりを起こし、途中でろ過ができなくなった。そのため、定量分析には、ろ過初期に得られたろ液を用いた。

＜考察＞
各実施例の発泡シートを用いてＣｓの吸着試験を行った結果、粉体状のゼオライトを用いた場合（比較例２）と比較して、１０分後、２４時間後の溶液のセシウム濃度は高く、セシウムの吸着能、吸着速度は若干劣ったものの、充分なＣｓイオン吸着能を示した。しかも、セシウムを吸着させて溶液から除去する作業を容易に行うことができ、吸着試験前後において、各実施例の発泡シートからのゼオライトの脱落は認められなかった。
比較例１の発泡シートは、ゼオライトを含まず、Ｃｓイオンを吸着または処理できないことがわかった。また、比較例２の結果から、粉体のゼオライトは、Ｃｓイオンの吸着能は非常に優れているが、処理後の溶液からの分離が困難であり、分離のために何らかの装置、設備等が必要であることが示唆された。

本発明の製造方法で製造された発泡シートは、汚染された対象物に含まれる放射性物質等の汚染物質をゼオライトに効果的に吸着させることができ、かつ、取扱性に優れ、使用済みのゼオライトを容易かつ確実に回収できる。よって、該発泡シートは、汚染された場所が特に広域の場合でも、展開および回収が容易で、かつ、汚染物質を充分に除去できる。よって、汚染された場所の復興回復に役立つものと考えられる。

Claims (6)

1. ポリマーエマルジョンと、界面活性剤と、ゼオライトとを含有する水性分散液を調製する水性分散液調製工程と、
   前記水性分散液を空気と機械的に混合し、気泡を含む発泡塗液を調製する発泡塗液調製工程と、
   前記発泡塗液を支持体に塗工する塗工工程と、
   塗工された前記発泡塗液を乾燥し、発泡層を形成する乾燥工程と、
   を有することを特徴とする汚染物質吸着除去用発泡シートの製造方法。
2. 前記乾燥工程の後に、前記発泡層から前記支持体を剥離する剥離工程を有することを特徴とする請求項１の汚染物質吸着除去用発泡シートの製造方法。
3. 前記汚染物質吸着除去用発泡シートは、放射性物質の吸着除去用であることを特徴とする請求項１または２に記載の汚染物質吸着除去用発泡シートの製造方法。
4. 前記ポリマーエマルジョンが、アクリル樹脂系エマルジョンおよびポリウレタン系エマルジョンの少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の汚染物質吸着除去用発泡シートの製造方法。
5. 前記水性分散液は、水溶性高分子化合物からなる増粘剤を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の汚染物質吸着除去用発泡シートの製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法により製造された、汚染物質吸着除去用発泡シート。