JP5854463B2

JP5854463B2 - セシウム吸収材

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Publication number: JP5854463B2
Application number: JP2011285558A
Authority: JP
Inventors: 小林　剛; 剛小林; 暁小堀; 田中　政尚; 政尚田中
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2016-02-09
Anticipated expiration: 2031-12-27
Also published as: JP2013134187A

Description

本発明はセシウム吸収材に関する。特に、水中に溶出しているセシウムを効率的に吸収できるセシウム吸収材に関する。

紺青はセシウムを吸収する性能があり、また、放射性セシウムも吸収する性能があることが知られている。そのため、紺青を粉末状のまま、或いは水に分散させたサスペンジョンの状態で、所望箇所に散布することによって、セシウム又は放射性セシウムを吸収し、低減することが期待できる。しかしながら、紺青を粉末状又はサスペンジョンの状態で散布すると、セシウム又は放射性セシウムを吸収した紺青を回収することが困難になり、場合によっては、セシウム又は放射性セシウムを吸収した紺青が植物に付着し、植物を汚染してしまうという懸念があった。

特開２００４−２６９０２４号公報

そのため、紺青を不織布等の多孔質体に担持させたセシウム吸収材を使用すれば、セシウム又は放射性セシウムを吸収した紺青を回収するのが容易ではないかと考えた。ところが、例えば、果樹園や森林などの木に対して水を噴射して除染するなどして発生した汚染水を、直接セシウム吸収材と接触させ、セシウム又は放射性セシウムを前記セシウム吸収材により吸収除去しようとしたが、十分な吸収除去能を発揮するものではなかった。これはセシウム吸収材自体が粗い構造を有しているため、瞬時に汚染水がセシウム吸収材を透過してしまい、汚染水とセシウム吸収材との接触時間が極めて短いためであると考えられた。

そのため、汚染水とセシウム吸収材との接触時間を確保するために、容器を用意し、容器内にセシウム吸収材を収納するとともに、汚染水を容器に供給するようにすれば、汚染水とセシウム吸収材との接触時間を確保することができる。しかしながら、果樹園や森林の広さに対応する容器を用意したり、全ての汚染水を容器に供給するようにすることは実質的に不可能であるため、セシウム吸収材の吸収作用を十分に発揮することができなかった。

なお、特開２００４−２６９０２４号公報（特許文献１）には、天然繊維を主成分とする特定の基材に天然成分を主成分とする含浸剤が含浸処理された基材と天然粘着剤を使用した保護シートであり、含浸剤に紺青を混合できることが開示されている。しかしながら、特許文献１の保護シートは自動車の塗装表面を損傷から保護するために使用するものであり、本発明のように、セシウムを吸収させるために使用するものではない。

本発明はこのような状況下においてなされたものであり、紺青が本来有するセシウム吸収性能を十分に発揮することのできるセシウム吸収材を提供することを目的とする。

本発明の請求項１にかかる発明は、「紺青を含む多孔質層（金属フタロシアニン化合物が担持された多孔質層を除く）と低通水層とを有し、前記多孔質層と低通水層とが接合したセシウム吸収材であり、前記低通水層は下記に定義する注水量が５０ｇ未満の、水の透過量よりも水の透過しない量の方が多い層であることを特徴とする、セシウム吸収材。
記
（１）多孔質層と被疑低通水層を有するセシウム吸収材を準備し、１０ｃｍ角に打ち抜いて、試験片を調製する。
（２）たて１０ｃｍ、よこ１０ｃｍ、高さ５ｃｍの直方体容器の、たて１０ｃｍ、よこ１０ｃｍの一面に、５０メッシュの金網を張った金網付容器を準備する。
（３）前記試験片の被疑低通水層が金網付容器の金網と接するように、試験片を金網上に配置する。
（４）前記金網付容器の金網面側から１００ｇの水を供給し、供給後に、被疑低通水層を通って金網付容器に注水された水の質量を測定する。そして、その注水量が５０ｇ未満である場合、前記被疑低通水層を「低通水層」と判断する。」である。

本発明の請求項２にかかる発明は、「前記低通水層がフィルムからなることを特徴とする、請求項１に記載のセシウム吸収材。」である。

本発明の請求項３にかかる発明は、「シート状の形態を有することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のセシウム吸収材。」である。

本発明の請求項４にかかる発明は、「請求項３に記載のセシウム吸収材シートを巻回したロール状の形態を有することを特徴とする、ロール状セシウム吸収材。」である。

本発明の請求項１にかかるセシウム吸収材は、紺青を含む多孔質層に加えて水が透過しにくい低通水層を備えているため、多孔質層側から浸入した汚染水は多孔質層に留まりやすい。そのため、多孔質層に存在する紺青との接触時間を長くすることができ、結果として、セシウムを効率的に吸収することができる。

本発明の請求項２にかかるセシウム吸収材は低通水層がフィルムからなり、汚染水の透過を効果的に抑制することができるため、汚染水は多孔質層に留まりやすい。そのため、多孔質層に存在する紺青との接触時間が長くなり、セシウムを効率的に吸収することができる。

本発明の請求項３にかかるセシウム吸収材はシート状の形態を有するため、多孔質層が露出するように大地に敷くだけで、木などから降下した除染水などとの接触時間が長くなる。したがって、効率的にセシウムを吸収することができる。

本発明の請求項４にかかるロール状セシウム吸収材は、前記セシウム吸収材シートを巻回したロール状の形態を有するため、水路等の汚染水の流路に、ロール状セシウム吸収材の軸方向に汚染水が流れるように配置するだけで、汚染水との接触機会が増加する。そのため、効率的にセシウムを吸収することができる。

紺青を含む多孔質層のみからなるシートに対して汚染水が浸入した場合の模式的断面図紺青を含む多孔質層と低通水層とを有する本発明のセシウム吸収材シートに対して、多孔質層側から汚染水が浸入した場合の模式的断面図紺青を含む多孔質層のみを巻回したロールを汚染水の水路に配置した状態を表す模式的断面図紺青を含む多孔質層と低通水層とを有するセシウム吸収材シートを巻回したロールを汚染水の水路に配置した状態を表す模式的断面図

本発明のセシウム吸収材はセシウムの吸収性に優れているように、紺青を含む多孔質層を備えている。紺青は一般式ＭＦｅ［Ｆｅ（ＣＮ）_６］（Ｍ＝ＮＨ_４、Ｋ、Ｆｅ）で表され、アンモニウム紺青が一般的で好ましい。この紺青はセシウムイオンとイオン交換するか、アンモニウム紺青結晶の空孔にセシウムイオンを吸着することによって、セシウムを吸収できることが知られている。

この紺青の含有量は特に限定するものではないが、セシウムの吸収性に優れているように、多孔質層１ｍ^２あたり１ｇ以上の含有量であるのが好ましい。紺青の含有量が多い方がセシウムの吸収量が多くなるため、多孔質層１ｍ^２あたり３ｇ以上であるのがより好ましく、５ｇ以上であるのが更に好ましい。他方、紺青の含有量に上限はないが、例えば、バインダで紺青を多孔質体に担持させた場合、紺青の含有量が多孔質層におけるバインダ質量（固形分）の２５％を超えると、紺青が汚染水中に溶出しやすくなる傾向があるため、多孔質層におけるバインダ質量（固形分）の２５％以下であるのが好ましい。なお、多孔質体を溶融状態とした後に紺青を散布する方法、多孔質体に紺青を散布した後に多孔質体の熱可塑性を利用して接着する方法、多孔質体の融点以上の温度に加熱した紺青を多孔質体と接触させる方法の場合は、多孔質体の表面積に依存して、適切な担持量が決定されるため、紺青の含有量の上限は特に限定するものではない。この「多孔質層１ｍ^２あたり」というのは、多孔質層の最も面積の広い面の１ｍ^２あたり、という意味である。

本発明の多孔質層は紺青を含む層であるが、汚染水との接触面積を広くできるように、通水性であるのが好ましい。このような通水性の多孔質層の形態としては、例えば、不織布、織物、編物などの繊維シート形態、多孔フィルム形態、発泡体形態、或いはこれらを複合した形態などであることができる。これらの中でも、三次元的な構造を取ることができ、表面積が広く、汚染水との接触機会の多い不織布形態を含んでいるのが好ましい。

この好適である不織布形態からなる多孔質層は、セシウム吸収体を屋外で使用する場合が多いため、屋外において劣化しにくい合成繊維から構成されているのが好ましい。より具体的には、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、モダアクリル繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、全芳香族ポリアミド繊維、ポリアミド繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリウレタン繊維、フッ素繊維、ノボロイド繊維などの合成繊維から構成されているのが好ましい。これらの中でも、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、モダアクリル繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、全芳香族ポリアミド繊維及び／又はノボロイド繊維は、特に耐候性に優れているため、これら繊維を１種類以上含んでいるのが好ましい。

また、合成繊維は２種類以上の合成樹脂成分からなる複合型合成繊維であっても良い。複合型合成繊維の表面を構成する合成樹脂成分が低融点であれば、繊維形態を維持したまま、低融点合成樹脂成分によって融着することができる。この複合型合成繊維の断面形態としては、例えば、芯鞘型（偏芯型を含む）、海島型、サイドバイサイド型、オレンジ型、多層積層型を挙げることができる。この複合型合成繊維であっても、耐候性に優れるように、前述のような合成繊維構成樹脂一種類以上から構成されているのが好ましい。

不織布形態からなる多孔質層を構成する繊維の繊度は特に限定するものではないが、適度な見掛密度を有し、通水性に優れているように、１〜５０ｄｔｅｘであるのが好ましく、１〜３０ｄｔｅｘであるのがより好ましい。また、繊維長も特に限定するものではないが、１ｍｍ以上であるのが好ましく、３〜１００ｍｍであるのがより好ましい。なお、多孔質層の製造方法によっては連続繊維であることもできる。また、繊度及び／又は繊維長の点で異なる繊維を２種類以上含んでいても良い。

本発明の多孔質層においては、汚染水との接触機会を確保できるように、紺青の少なくとも一部が露出した状態にあるのが好ましい。このような状態とするには、例えば、紺青と液状バインダとを混合したバインダ溶液を多孔質体に付与する方法、多孔質体を溶融状態とした後に紺青を散布する方法、多孔質体に紺青を散布した後に多孔質体の熱可塑性を利用して融着する方法、多孔質体の融点以上の温度に加熱した紺青を多孔質体と接触させる方法、などを挙げることができる。これらの中でもバインダによって紺青を接着固定すると、水中での紺青の脱落が生じにくいため好適である。

この好適であるバインダによって紺青を接着固定する場合、屋外で使用する場合が多いため、屋外において劣化しにくい、合成樹脂バインダで接着固定するのが好ましい。より具体的には、塩化ビニル成分、塩化ビニリデン成分、酢酸ビニル成分、エチレン成分、アクリル酸エステル成分、ウレタン成分などの合成樹脂成分を含むバインダで接着固定するのが好ましい。これらの中でも、耐候性に優れ、屋外において劣化しにくい、塩化ビニル成分及び／又は塩化ビニリデン成分を含むバインダを好適に使用することができる。特に、塩化ビニル成分又は塩化ビニリデン成分を５０ｍａｓｓ％以上含むバインダ、或いは塩化ビニル成分と塩化ビニリデン成分とを合計で５０ｍａｓｓ％以上含むバインダを好適に使用することができる。なお、バインダの状態としては、例えば、エマルジョン、ラテックス、サスペンジョン、溶液などであることができる。

なお、多孔質層からの紺青の溶出を効果的に抑えるために、架橋剤（例えば、メラミン系、オキサゾリン系、イソシアネート系等）をバインダに添加することができる。架橋剤以外にも、汚染水との接触性を良好にするために、界面活性剤を添加することもできる。更に、撥油剤、浸透剤、難燃剤等の機能性薬剤をバインダに添加することができる。

また、多孔質層がバインダによって紺青を接着固定した層である場合、バインダ（固形分）と紺青との質量比率は、紺青によるセシウムの吸収作用を阻害せず、しかも紺青の水中への溶出量を少なくできるように、バインダ（固形分）と紺青との質量比率は８０：２０〜９９：１であるのが好ましく、８０：２０〜９７：３であるのがより好ましく、８０：２０〜９５：５であるのが更に好ましい。

本発明のセシウム吸収材を、セシウムを吸収するために汚染水と接触させた場合、紺青がセシウムを吸収したとしても、紺青自体が多孔質層から溶出してしまうと、紺青の回収が困難になるため、多孔質層における紺青の水中への溶出率は５％以下であるのが好ましい。溶出率が低いほうが、紺青の回収性に優れているため、溶出率は３％以下であるのが好ましく、１％以下であるのがより好ましく、０．８％以下であるのが更に好ましく、０．７％以下であるのが更に好ましく、０．６％以下であるのが更に好ましく、０．５％以下であるのが更に好ましい。

この「溶出率」は次の手順により得られる値である。
（１）多孔質層から５ｃｍ角の試験片（面積：０．００２５ｍ^２）を採取する。
（２）試験片を２００ｍＬの純水（温度：２３℃）に浸漬し、１時間放置した後、試験片を純水から取り出す。
（３）試験片を取り出した純水の６９５ｎｍにおける吸光度を、分光光度計（島津製作所製、ＵＶ−１６５０ＰＣ）を用いて測定し、純水中における紺青濃度（＝Ｃ、単位：ｍｇ／Ｌ）を算出する。
（４）紺青濃度をもとに、次の式により紺青の純水への溶出量（＝Ｅｍ、単位：ｍｇ／ｍ^２）を算出する。
Ｅｍ＝Ｃ／［（１０００／２００）×０．００２５］＝８０Ｃ
（５）溶出量（Ｅｍ）と１ｍ^２あたりの紺青量（＝Ｍ、単位：ｇ）から、紺青の純水への溶出率（＝Ｅｒ、単位：％）を算出する。
Ｅｒ＝（Ｅｍ／１０００Ｍ）×１００＝Ｅｍ／１０Ｍ

なお、多孔質層の目付は特に限定するものではないが、３０〜３０００ｇ／ｍ^２であるのが好ましく、５０〜１０００ｇ／ｍ^２であるのがより好ましい。目付が３０ｇ／ｍ^２未満であると、紺青量も少なくなり、十分なセシウム吸収作用を奏するのが困難になる傾向があり、目付が３０００ｇ／ｍ^２を超えると、重くなり、取り扱い性が低下する傾向があるためである。なお、目付は多孔質層の最も面積の広い面１ｍ^２あたりの質量である。

また、多孔質層の厚さは１〜１００ｍｍであるのが好ましく、２〜５０ｍｍであるのがより好ましい。厚さが１ｍｍ未満であると、見掛密度が高くなり過ぎ、通水性が悪くなる傾向があり、厚さが１００ｍｍを超えると密度が低く過ぎ、取り扱い性が悪くなる傾向があるためである。なお、厚さは多孔質層の最も面積の広い面に対して０．５ｇ／ｃｍ^２荷重下で測定した値をいう。

更に、多孔質層の見掛密度は０．００５〜０．１ｇ／ｃｍ^３であるのが好ましく、０．００７〜０．０７ｇ／ｃｍ^３であるのがより好ましい。見掛密度が０．００５ｇ／ｃｍ^３未満であると、多孔質層の強度が低下し、取り扱い性が悪くなる傾向があり、見掛密度が０．１ｇ／ｃｍ^３を超えると、通水性が悪くなる傾向があるためである。なお、見掛密度（ｇ／ｃｍ^３）は目付（ｇ／ｍ^２）を厚さ（μｍ）で除した値である。

このような、紺青を含む多孔質層は常法により多孔質体を形成した後に、多孔質体に紺青を担持させることによって製造できる。例えば、多孔質体が好適である不織布の場合、繊維ウエブを形成した後、繊維同士を結合して結合繊維ウエブを形成し、更に、結合繊維ウエブに対して、紺青を担持させることによって製造することができる。

より具体的には、繊維ウエブは、例えば、カード法、エアレイ法などの乾式法、湿式法、メルトブロー法、スパンボンド法などの直接法によって形成することができる。多孔質層の内部にも紺青が存在していると、紺青量を多くすることができるため、多孔質層の内部にも紺青を担持させやすいように、比較的粗い構造の繊維ウエブを形成できる、乾式法によって繊維ウエブを形成するのが好ましい。なお、繊維ウエブは１層ではなく、繊維配合が同じ又は異なる繊維ウエブを２層以上積層した積層繊維ウエブであっても良い。更に、繊維ウエブはパラレルウエブ、クロスウエブ、ランダムウエブ、又はパラレルウエブとクロスウエブを積層したクリスクロスウエブであっても良く、特に限定するものではない。

次いで、繊維ウエブの繊維同士を結合して結合繊維ウエブを形成するが、繊維同士の結合方法としては、例えば、ニードルや水流によって絡合する方法、繊維ウエブに低融点合成樹脂成分を表面に有する複合型合成繊維を含ませておき、この複合型合成繊維の低融点合成樹脂成分を融着する方法、バインダによって接着する方法、或いはこれらを併用する方法を挙げることができる。なお、複合型合成繊維を融着させる場合、例えば、カレンダーロールにより加熱加圧する方法、熱風乾燥機により加熱する方法、などを挙げることができるが、比較的粗い構造の結合繊維ウエブを形成できる、熱風乾燥機により加熱するのが好ましい。

また、バインダによって接着する場合、耐候性に優れている、塩化ビニル成分又は塩化ビニリデン成分を５０ｍａｓｓ％以上含むバインダ、或いは塩化ビニル成分と塩化ビニリデン成分とを合計で５０ｍａｓｓ％以上含むバインダを好適に使用できる。なお、バインダの状態としては、例えば、エマルジョン、ラテックス、サスペンジョン、溶液などであることができ、特に限定するものではない。なお、繊維ウエブを接着固定するバインダ中に紺青を混合することによって、繊維ウエブの結合と紺青の担持とを同時に行なうことができる。なお、バインダを繊維ウエブに対して付与する方法としては、例えば、繊維ウエブをバインダ浴中に浸漬する方法、繊維ウエブにバインダを塗布する方法、繊維ウエブにバインダを散布する方法、により繊維ウエブにバインダを付与した後、乾燥する方法を挙げることができる。

そして、この結合繊維ウエブに対して、紺青を担持させることによって多孔質層を製造することができる。担持方法としては、例えば、紺青と液状バインダとを混合したバインダ溶液を多孔質体に付与する方法、多孔質体を溶融状態とした後に紺青を散布する方法、多孔質体に紺青を散布した後に多孔質体の熱可塑性を利用して接着する方法、多孔質体の融点以上の温度に加熱した紺青を多孔質体と接触させる方法、などを挙げることができる。これらの中でもバインダによって紺青を接着固定すると、水中での紺青の脱落が生じにくいため好適である。

この好適であるバインダによる紺青の接着固定方法としては、例えば、結合繊維ウエブを、紺青を含むバインダ浴中に浸漬する方法、結合繊維ウエブに紺青を含むバインダを塗布する方法、結合繊維ウエブに紺青を含むバインダを散布する方法、により結合繊維ウエブにバインダを付与した後、乾燥する方法を挙げることができる。これらの中でも、結合繊維ウエブの内部においても紺青を接着固定できるように、結合繊維ウエブを、紺青を含むバインダ浴中に浸漬する方法により、紺青を担持させるのが好ましい。なお、乾燥する方法は特に限定するものではないが、結合繊維ウエブが比較的粗い構造を有する場合には、その構造を維持して、紺青と汚染水との接触機会が多くなるように、熱風乾燥機により乾燥するのが好ましい。

本発明のセシウム吸収材は前述のような多孔質層に加えて、水の透過量よりも水の透過しない量の方が多い低通水層を備えているため、多孔質層側から浸入した汚染水は多孔質層に留まり、多孔質層に存在する紺青と汚染水の接触時間又は接触機会が多くなり、結果として、セシウムを効率的に吸収することができる。

図１、２をもとに説明すると、図１は紺青を含む多孔質層１ａのみからなるシートに対して汚染水２が浸入した場合の模式的断面図であり、図２は紺青を含む多孔質層１ａと低通水層１ｂとを有するセシウム吸収材シート１に対して、多孔質層１ａ側から汚染水２が浸入した場合の模式的断面図である。図１に示すように、多孔質層１ａのみからなる場合、浸入した汚染水２は瞬時に多孔質層１ａを透過してしまうため、汚染水２と多孔質層１ａの紺青との接触時間及び接触機会が非常に短い。これに対して、図２に示すような本発明の多孔質層１ａと低通水層１ｂとを有するセシウム吸収材シート１の場合、多孔質層１ａ側から浸入した汚染水２は多孔質層１ａを瞬時に透過するものの、反対面に存在する低通水層１ｂによって汚染水２の透過が抑制又は防止されるため、低通水層１ｂに隣接して汚染水の滞留層２ａが形成される。この滞留層２ａには多孔質層１ａの一部又は全部が水没した状態にあるため、汚染水２と多孔質層１ａの紺青とが接触する時間及び機会が確保され、紺青によって、セシウムを効率的に吸収することができる。このように、図２に示すようなシート状のセシウム吸収材シート１の場合、多孔質層１ａが露出するように大地に敷くだけで、木などから降下した除染水との接触時間及び接触機会が多くなり、効率的にセシウムを吸収することができる。

このように、本発明の低通水層は汚染水の透過を防止又は抑制することによって、汚染水と多孔質層１ａの紺青との接触時間又は接触機会を多くする作用を奏するように、低通水層は水の透過量よりも水の透過しない量の方が多い層である。具体的には、下記の方法により測定した水の排出量が５０ｇ未満である場合、「低通水層」という。
記
（１）多孔質層と被疑低通水層を有するセシウム吸収材を準備し、１０ｃｍ角に打ち抜いて、試験片を調製する。
（２）たて１０ｃｍ、よこ１０ｃｍ、高さ５ｃｍの直方体容器の、たて１０ｃｍ、よこ１０ｃｍの一面に、５０メッシュの金網を張った金網付容器を準備する。
（３）前記試験片の被疑低通水層が金網付容器の金網と接するように、試験片を金網上に配置する。
（４）前記金網付容器の金網面側から１００ｇの水を供給し、供給後に、被疑低通水層を通って金網付容器に注水された水の質量を測定する。そして、その注水量が５０ｇ未満である場合、前記被疑低通水層を「低通水層」と判断する。

本発明の低通水層は水の透過量よりも水の透過しない量の方が多い層であれば良く、特に限定するものではないが、例えば、無孔フィルム、微孔フィルム、スリット入りフィルム、撥水処理したシート、高密度不織布などを挙げることができる。これらの中でも、低通水層がフィルム（特に、無孔フィルム）からなると、汚染水の透過を効果的に抑制又は防止することができ、汚染水が多孔質層に留まり、多孔質層に存在する紺青との接触時間又は接触機会が多くなり、セシウムを効率的に吸収することができるため好適である。

なお、低通水層が好適であるフィルムから構成されている場合、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、モダアクリルフィルム、ポリエステルフィルム、アクリルフィルム、全芳香族ポリアミドフィルム、ポリアミドフィルム、ビニロンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリウレタンフィルム、フッ素フィルム、などの合成フィルムから構成されているのが好ましい。なお、これらフィルムは単層である必要はなく、２層以上から構成されていても良い。例えば、融点の異なるフィルム層を２層以上有すると、融点の低い層により多孔質層と融着するために加熱しても、融点の高いフィルム層によってフィルム形態を保ち、低通水性を維持することができる。

なお、図２におけるセシウム吸収材は多孔質層１層と低通水層１層とからなるが、１層ずつである必要はなく、多孔質層を低通水層の両面に備えていても良いし、低通水層の間に多孔質層を備えていても良いし、多孔質層と低通水層とが交互に積層されていても良い。

また、図２におけるセシウム吸収材はシート状の形態を有するが、このようなシート状の形態のセシウム吸収材を巻回してロール状の形態とすることも好ましい態様である。この点について、図３、４をもとに説明する。

図３は紺青を含む多孔質層のみを巻回したロール１０ａを、地盤３０を掘削して形成した水路３０ａに配置した状態を表す模式的断面図であり、図４は紺青を含む多孔質層と低通水層とを有するセシウム吸収材シートを巻回したロール１０を、地盤３０を掘削して形成した水路３０ａに配置した状態を表す模式的断面図である。図３に示すように、多孔質層のみからなるロール１０ａの場合、多孔質層は通水性に優れているため、多孔質層を透過する際に汚染水２０の水位が変化することなく、汚染水２０は速やかに流れる。そのため、多孔質層の紺青と汚染水２０との接触機会は水位以上に増えるということはない。これに対して、図４に示すような本発明の多孔質層と低通水層とを有するセシウム吸収材シートをロールとした場合、ロールの軸方向から浸入した汚染水２０は多孔質層と低通水層との界面に微小空間が形成されていることから、キャピラリー効果が作用し、汚染水は低通水層面に沿って、水位がある程度上昇する。このように、水位がある程度上昇することによって、多孔質層の紺青と汚染水との接触機会が増え、つまり、接触面積が増加するため、紺青によってセシウムを効率的に吸収することができる。このように、ロール状のセシウム吸収材の場合、水路等の汚染水の流路に配置するだけで、汚染水との接触機会が増加するため、効率的にセシウムを吸収することができる。

本発明のセシウム吸収材は紺青を含む多孔質層と低通水層とを接合することによって製造することができる。この多孔質層と低通水層との接合方法は特に限定するものではないが、例えば、（１）多孔質層と低通水層との間に、これら両層よりも低い融点を有する樹脂からなる低融点シートを配置した後、前記低融点シートが融着できる温度で融着一体化する方法、（２）多孔質層と低通水層との間に溶融状態のホットメルト樹脂を供給し、必要により圧力を加えて一体化する方法、（３）多孔質層及び／又は低通水層を構成する材料を融着させて融着一体化する方法、（４）多孔質層と低通水層とを積層した後、縫合する方法、（５）低通水層がフィルムからなる場合、Ｔダイから押し出したフィルムを直ちに多孔質層に積層し、必要により加圧する方法、などを挙げることができる。

以下に、本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（繊維ウエブＡ）
モダアクリル繊維［プロテックス（登録商標）、（株）カネカ、繊度：７．８ｄｔｅｘ、繊維長：６４ｍｍ］５０ｍａｓｓ％と、ポリエステル繊維（ユニチカエステルＨ−３８Ｆ、繊度：１４ｄｔｅｘ、繊維長：５１ｍｍ）５０ｍａｓｓ％とを混合し、カード機により開繊したパラレルウエブを、クロスレイヤーにより交差させて、一層構造のクロスレイ繊維ウエブＡ（目付：７０ｇ／ｍ^２）を形成した。

（繊維ウエブＢ）
目付を２３０ｇ／ｍ^２としたこと以外は繊維ウエブＡと同様にして、一層構造のクロスレイ繊維ウエブＢ（目付：２３０ｇ／ｍ^２）を形成した。

（繊維ウエブ結合用バインダ）
次の固形分質量比率で混合して、繊維ウエブ結合用バインダを調製した。
（１）ポリ塩化ビニルエマルジョンバインダ（ＣＢＣ社、ＶＹＣＡＲ３５１、固形分：５７％、塩化ビニル成分：１００ｍａｓｓ％）：６５ｍａｓｓ％
（２）塩化ビニル−エチレン系多元共重合体エマルジョンバインダ［スミカフレックス８５０ＨＱ（登録商標）、住友化学製、固形分：５０％、塩化ビニル成分：６０ｍａｓｓ％］：３５ｍａｓｓ％

（紺青含有バインダ）
紺青含有バインダａ、ｂを表１に示す固形分質量割合で配合して調合した。

（１）ポリ塩化ビニルエマルジョンバインダ（ＣＢＣ社、ＶＹＣＡＲ３５１、固形分：５７％、塩化ビニル成分：１００ｍａｓｓ％）
（２）塩化ビニル−エチレン系多元共重合体エマルジョンバインダ［スミカフレックス８５０ＨＱ（登録商標）、住友化学製、固形分：５０％、塩化ビニル成分：６０ｍａｓｓ％］
（３）紺青粉末（大日精化製、ベレンスブルー）

（実施例１〜３、比較例１〜２）
表２に示す繊維ウエブＡ又は繊維ウエブＢを形成し、繊維ウエブ結合用バインダをスプレーにより、繊維ウエブＡ又は繊維ウエブＢに、表２で示す量（固形分）だけ付与した後、１５０℃の熱風乾燥機により乾燥し、繊維同士を結合して結合繊維ウエブを形成した。

その後、表２に示す紺青含有バインダａ又は紺青含有バインダｂからなる浴中に、結合繊維ウエブを浸漬し、引き上げ、余剰の紺青含有バインダａ又は紺青含有バインダｂを除去した後、１５０℃の熱風乾燥機により乾燥し、紺青を結合繊維ウエブに接着固定して、不織布形態を有するセシウム吸収層（＝多孔質層）を作製した。

次に、このセシウム吸収層に無孔フィルムをラミネートし、セシウム吸収層（＝多孔質層）の片面に無孔フィルム層（＝低通水層）を有するシート状セシウム吸収材を作製した。なお、ラミネートは次の条件で行なった。

（１）実施例１、実施例３；
セシウム吸収層と接着ポリプロピレン無孔フィルム［東レ製、登録商標：トレファンＶＬ１２、厚さ：３０μｍ］の積層物を、樹脂ロールと金属ロール（温度：１２０℃）からなる２本ロールの間に、速度３０ｍ／ｍｉｎ．で供給し、線圧３０ｋｇ／ｃｍで加圧して、セシウム吸収層に接着ポリプロピレン無孔フィルムを接着。

（２）実施例２；
セシウム吸収層、共重合ポリアミド製接着樹脂シート（日本バイリーン製、ＭＬＫ−２０、接着温度：１２０℃、目付：２０ｇ／ｍ^２）、ポリエステル無孔フィルム［東レ製、登録商標：ルミラーＨ１０、厚さ：５０μｍ］の順に積層した積層物を、樹脂ロールと金属ロール（温度：１２０℃）からなる２本ロールの間に、速度３０ｍ／ｍｉｎ．で供給し、線圧３０ｋｇ／ｃｍで加圧して、セシウム吸収層にポリエステル無孔フィルムを、接着樹脂シートを介して接着。

（溶出率の測定）
実施例１〜３及び比較例１〜２のセシウム吸収材（つまり、セシウム吸収層）の、水中への紺青の溶出率を前述の方法により算出した。なお、分光光度計の定量下限は０．５０ｍｇ／Ｌで、定量上限は２０ｍｇ／Ｌであった。この結果は表３に示す通りであった。

（セシウム吸収性の評価）
実施例１〜３及び比較例１、２のシート状セシウム吸収材を、２４ｃｍ角の正方形に切断して、それぞれ試験片を調製した。また、たて２５ｃｍ、よこ２５ｃｍ、高さ５ｃｍの直方体容器の、たて２５ｃｍ、よこ２５ｃｍの一面に、５０メッシュの金網を張った金網付容器を準備した。

次いで、前記試験片の無孔フィルム層が金網と接するように、各試験片を金網付容器の金網上に配置した後、濃度１００μｇ／Ｌ（＝０．１ｐｐｍ）に調製したセシウム溶液（５００ｍＬ）を、５０ｍｌ／ｍｉｎ．の速度で、試験片の中央部分一点に滴下し、試験片を通じて、又は試験片外縁外側の金網を通じて、金網付容器内にセシウム溶液を通過させた。

滴下終了後、金網付容器内に溜まったセシウム溶液のセシウム濃度をそれぞれ測定した。なお、滴下後に、試験片に溜まっていたセシウム溶液は、滴下終了後に、可能な限り、金網付容器に注水した。また、セシウム濃度の測定は、原子吸光分析装置（サーモフィッシャーサイエンティフィック製ＳＯＬＡＡＲＭ６Ｋｋ−２、光の波長：８５２．１ｎｍ）を用いて測定した。

この滴下後の金網付容器内におけるセシウム溶液のセシウム濃度（Ｃａ）と初期のセシウム濃度（Ｃｉ＝１００μｇ／Ｌ＝０．１ｐｐｍ）をもとに、次の式からセシウム吸収率（Ａｒ）を算出した。この結果は表４に示す通りであった。
Ａｒ＝［（Ｃｉ−Ｃａ）／Ｃｉ］×１００

表４から、無孔フィルム層（＝低通水層）を有する本発明のセシウム吸収材は、セシウムの吸収性に優れていることが明らかとなった。

本発明のセシウム吸収材は汚染水との接触時間又は接触面積が広く、効果的にセシウムを吸収できるものであるため、セシウムの吸収を必要とする用途に好適に使用することができる。例えば、木などの除染水の発生する場所、水路などの汚染水の流通場所、水田や池などの汚染水の貯留場所等に、シート状、ロール状の形態で配置して使用することができる。

１セシウム吸収材シート
１ａ多孔質層
１ｂ低通水層
２汚染水
２ａ滞留層
１０多孔質層と低通水層とを有するセシウム吸収材シートを巻回したロール
１０ａ多孔質層を巻回したロール
２０汚染水
３０地盤
３０ａ水路

Claims

紺青を含む多孔質層（金属フタロシアニン化合物が担持された多孔質層を除く）と低通水層とを有し、前記多孔質層と低通水層とが接合したセシウム吸収材であり、前記低通水層は下記に定義する注水量が５０ｇ未満の、水の透過量よりも水の透過しない量の方が多い層であることを特徴とする、セシウム吸収材。
記
（１）多孔質層と被疑低通水層を有するセシウム吸収材を準備し、１０ｃｍ角に打ち抜いて、試験片を調製する。
（２）たて１０ｃｍ、よこ１０ｃｍ、高さ５ｃｍの直方体容器の、たて１０ｃｍ、よこ１０ｃｍの一面に、５０メッシュの金網を張った金網付容器を準備する。
（３）前記試験片の被疑低通水層が金網付容器の金網と接するように、試験片を金網上に配置する。
（４）前記金網付容器の金網面側から１００ｇの水を供給し、供給後に、被疑低通水層を通って金網付容器に注水された水の質量を測定する。そして、その注水量が５０ｇ未満である場合、前記被疑低通水層を「低通水層」と判断する。
前記低通水層がフィルムからなることを特徴とする、請求項１に記載のセシウム吸収材。
シート状の形態を有することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のセシウム吸収材。
請求項３に記載のセシウム吸収材シートを巻回したロール状の形態を有することを特徴とする、ロール状セシウム吸収材。