JP5951309B2 - セシウム吸着材用組成物とセシウム吸着材の製造方法 - Google Patents
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Description
アミン触媒としては、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミノモルフォリン、N−エチルモルホリン、テトラメチルグアニジン等を挙げることができる。
一方、金属触媒としては、スタスオクトエート(オクチル酸第一錫)やジブチルチンジラウレート等の錫触媒やフェニル水銀プロピオン酸塩あるいはオクテン酸鉛等を挙げることができる。
アミン触媒の量は、ポリオール100重量部に対して0.03〜2.0重量部程度が好ましい。また、金属触媒の量は、ポリオール100重量部に対して2.6〜5.6重量部が好ましい。なお、金属触媒の量は、通常の軟質ポリウレタンフォームではポリオール100重量部に対して0.2〜0.3重量部程度であるのに対し、本発明では通常の約8.6倍〜約28倍程度の多量の添加量とする。
この水の添加量が3.0重量部を超えると、紺青の添加量が多い関係で良好なフォームとして形成し難く、一方、1.0重量部未満の場合、フォームとしての気泡量が少なすぎて膨らみが少なく、硬くなって裁断加工がしづらくなり、接触面積も少なくなる。
紺青が少ないとセシウム吸着性能が悪くなる。セシウム吸着性能を満足する紺青が添加されたフォームを製造するには、所定量の金属触媒の添加を必要とする。
紺青10重量部に対して前記金属触媒の重量部が2.2未満の場合は、充分な樹脂強度が得られず良好なフォームを得ることが難しく、一方、紺青10重量部に対し前記金属触媒の重量部が2.7を超える場合には、金属触媒の使用量が多すぎ経済的でないばかりか、樹脂化、泡化の反応性が高くなりすぎ、量産し難くなる。
アンモニウム紺青及び黒顔料(カーボンブラック)は、ポリオール2に25%混合した顔料として配合した。なお、紺青をポリオールに混合した後に触媒等とイソシアネートと混合攪拌して反応させたため、紺青が脱落しにくく、製造したセシウム吸着材を水中で絞っても色落ちがしなかった。
ポリオール2(ポリオール分散体(顔料)に含まれる):ポリエーテルポリオール、官能基数3、分子量3000、水酸基価56mgKOH/g、品名;GP3000、三洋化成工業(株)製
イソシアネート:T−80、品名:T−80、日本ポリウレタン(株)製
アミン触媒:N,N−ジメチルアミノヘキサノール、品名;カオーライザーNo.25、花王(株)製
整泡剤:シリコーン整泡剤、品名;BF2370、エボニック・デグサ・ジャパン(株)製
金属触媒:オクチル酸第一錫、品名:MRH−110、城北化学工業(株)製
アンモニウム紺青(ポリオール分散体(顔料)に含まれる):品名;紺青、大日精化(株)製
一方、比較例1は紺青を添加せず、且つ金属触媒を通常の添加量にしてポリウレタンフォームを形成した例、参考例は、紺青の代わりに黒顔料としてカーボンブラックを本発明の範囲で添加し、且つ金属触媒の量を通常の0.21重量部とした例(なお、黒顔料をポリオールに25%の割合で予め分散させておいたものを用いた)、比較例2及び3はアンモニウム紺青を添加し、且つ金属触媒の量を通常の軟質ポリウレタンフォームにおける使用量よりも多くし、且つ本発明の範囲より少なくした例である。また、比較例4及び5は、アンモニウム紺青:金属触媒の重量部の比が、本発明の範囲から外れて金属触媒の割合が低い例である。比較例6はイソシアネートインデックスが本発明の範囲よりも高い例である。比較例7及び8は発泡剤としての水の配合量が、本発明の範囲から外れて、多い例と少ない例である。
比較例4及び5は、アンモニウム紺青:金属触媒の重量部の比が本発明の範囲から外れて金属触媒の割合が低いため、発泡不良となり、パンクが発生した。比較例6はイソシアネートインデックス(INDEX)が本発明よりも高いため、発泡温度が高いものとなり、また、泡化反応が早くなりすぎて量産しづらいものとなった。
比較例7は、アンモニウム紺青:金属触媒の重量部の比が本発明の範囲から外れて金属触媒の割合が低く、かつ発泡剤としての水の配合量が好ましい範囲より多い例であり、水の量が好ましい範囲の上限の3.0部を超える3.05部とわずかに多い程度であっても、通常の配合と異なり泡化のバランスが崩れ易くパンクとなり、フォームを製造しにくいものとなっている。
比較例8は、アンモニウム紺青:金属触媒の重量部の比が本発明の範囲から外れて金属触媒の割合が高く、かつ発泡剤としての水の配合量が好ましい範囲より少ない例であり、水の量が好ましい下限の1部を下回る0.98部の場合、紺青の添加量が多いために(フォーミングの)泡化の推進力が急激に失われ、膨らまず、硬いものとなり、カットもできず密度を測定できなかった。
セシウム吸着性の試験方法は、セシウム濃度500ppbの水溶液100mlにセシウム吸着材を投入しないブランクの試験体と、比較例2のセシウム吸着材、実施例1のセシウム吸着材、実施例2のセシウム吸着材、実施例3のセシウム吸着材をそれぞれ2g投入し攪拌する。所定時間経過後に上記水溶液を5mlサンプリングし、セシウム残存濃度を測定した。測定された液体のセシウム残存濃度は、セシウム吸着材に吸着されずに液体中に存在するセシウム濃度である。セシウム残存濃度の値が大であるほどセシウム吸着材のセシウム吸着性が低く、逆にセシウム残存濃度の値が小であるほどセシウム吸着材のセシウム吸着性が高いことになる。セシウム残存濃度の測定結果を表2と図1のグラフに示す。
さらに、本発明のセシウム吸着材は、水洗しても紺青が脱落することもなく、吸着後のセシウムの放出もない。
Claims (4)
- 紺青が分散した軟質ポリウレタンフォームからなるセシウム吸着材用組成物であって、
ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤、整泡剤及び紺青を含み、
前記触媒として金属触媒を含み、
前記ポリオール100重量部に対して前記金属触媒の量が2.6〜5.6重量部、前記紺青の量が11〜23重量部であり、
前記紺青と前記金属触媒の重量部の比が10:2.2〜2.7であり、
イソシアネートインデックスが120以下であることを特徴とするセシウム吸着材用組成物。 - 前記紺青が、アンモニウム紺青であることを特徴とする請求項1に記載のセシウム吸着材用組成物。
- ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤、整泡剤及び紺青を含むポリウレタンフォーム原料を発泡させて紺青が分散した軟質ポリウレタンフォームからなるセシウム吸着材を製造する方法であって、
前記触媒として金属触媒を含み、
前記ポリオール100重量部に対して前記金属触媒の量が2.6〜5.6重量部、前記紺青の量が11〜23重量部であり、
前記紺青と前記金属触媒の重量部の比が10:2.2〜2.7であり、
イソシアネートインデックスが120以下であることを特徴とするセシウム吸着材の製造方法。 - 前記紺青が、アンモニウム紺青であることを特徴とする請求項3に記載のセシウム吸着材の製造方法。
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