JP6363874B2 - Sheet material product and adsorption treatment method using sheet material - Google Patents

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Description

本発明は、竹炭を含有しているシート材を使用したシート材製品、及び前記シート材を使用した吸着処理方法に関するものである。 The present invention relates to a sheet material product using a sheet material containing bamboo charcoal , and an adsorption treatment method using the sheet material.

竹林は国内の広い範囲に古くから存在しているが、近年では不十分な管理や放置によって、繁殖力の強い竹が広葉樹や針葉樹が植生していた森林や農地に侵入して竹林面積が拡大し続けており、問題となっている。また、竹材は、建築用材料、日用品や工芸品の材料など種々の用途に使用されてきたところ、その需要は減少傾向にある。そのため、竹林の適切な管理、それに伴い発生する間伐材の有効利用のためにも、竹材の新たな用途が要請される。   Bamboo forests have existed for a long time in a wide area in Japan, but due to insufficient management and neglect in recent years, bamboo with strong fertility has invaded forests and farmland where broad-leaved trees and conifers have vegetated, and the area of bamboo forests has expanded. It continues to be a problem. In addition, bamboo has been used for various purposes such as building materials, daily necessities, and craft materials, but the demand is decreasing. For this reason, a new use of bamboo is required for the proper management of bamboo forest and the effective use of the thinned wood that occurs along with it.

本発明者らは、竹材の新たな用途を模索する中で、旧来からの用途の一つである竹炭に着目した。竹炭は、脱臭作用、吸湿作用、有機物質などの吸着・除去作用等を有するが、竹材としての形態を残して炭化した竹炭では表面積を十分に活かすことができず、粉末状や小片の竹炭は設置や回収に際して扱いにくい。そこで、本発明者らは竹炭をシート材に含有させ、そのシート材を吸着処理等に使用することを想到した。   The present inventors paid attention to bamboo charcoal, which is one of the traditional uses, while searching for new uses of bamboo. Bamboo charcoal has deodorizing action, moisture absorption action, adsorption / removal action of organic substances, etc., but carbonized bamboo charcoal leaving the form as bamboo material cannot fully utilize the surface area, and powdered and small pieces of bamboo charcoal Difficult to handle during installation and collection. Accordingly, the present inventors have conceived that bamboo charcoal is contained in a sheet material and that the sheet material is used for an adsorption treatment or the like.

ここで、活性炭などの機能性粉末を含有するシート材として、機能性粉末をバインダー樹脂と混練しシート化したものが提案されている(特許文献1参照)。この技術は、活性炭、木炭等の機能性粉末を、ポリテトラフルオロエチレン樹脂の分散液と混合・混練し、混練物を加熱しながらロール機で圧延してシート状に成形した後、片面に不織布を圧着して補強するというものである。   Here, as a sheet material containing functional powder such as activated carbon, a sheet material obtained by kneading functional powder with a binder resin has been proposed (see Patent Document 1). In this technology, functional powders such as activated carbon and charcoal are mixed and kneaded with a dispersion of polytetrafluoroethylene resin, and the kneaded material is rolled with a roll machine while being heated and formed into a sheet, and then non-woven fabric on one side Is reinforced by pressure bonding.

しかしながら、このように活性炭などの粉末をバインダーで固着してしまうと、細孔が塞がれてしまい、多孔質ゆえに発揮される吸着作用等の有用な作用が損なわれてしまう。   However, when powders such as activated carbon are fixed with a binder in this way, the pores are blocked, and useful actions such as an adsorption action exhibited due to the porosity are impaired.

特許第4176417号公報Japanese Patent No. 4176417

そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、竹炭の有する吸着作用等の有用な作用を損なうことなく竹炭を含有しているシート材を使用したシート材製品、及び、前記シート材を使用した吸着処理方法の提供を、課題とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, the sheet material product using the sheet material containing the charcoal without compromising the beneficial effects of such adsorption with the charcoal, and adsorption using the sheet material It is an object to provide a processing method.

上記の課題を解決するため、本発明に使用されるシート材は、「積層されたシート状の二つの不織布層が、ニードルパンチ加工により前記不織布層を構成する繊維を交絡させて一体化されていると共に、二つの前記不織布層間に、デュロメータ硬さが24D〜7Dで長さが100μm〜4mmの竹炭が、前記繊維に接着されることなく、交絡した前記繊維に保持されている」ものである。 To solve the above problem, the sheet material used in the present invention, "two nonwoven layers of the stacked sheet is, are integrated by entangling the fibers constituting the nonwoven fabric layer by needle punching together are, in two of the nonwoven layers, the length durometer in 24D~7D bamboo charcoal 100μm~4mm is, the without being bonded to the fibers, not that "are those held in the fibers entangled .

「不織布層」の繊維としては、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン等の合成繊維や、綿、羊毛、麻等の天然繊維を使用可能である。   As the fibers of the “nonwoven fabric layer”, synthetic fibers such as polyester, polypropylene and nylon, and natural fibers such as cotton, wool and hemp can be used.

「デュロメータ硬さが24D〜7D」とは、タイプDデュロメータで測定した硬さの値が24〜7であることを意味している。デュロメータ硬さは、JIS K6253に則り、測定することができる。   “The durometer hardness is 24D to 7D” means that the hardness value measured with a type D durometer is 24 to 7. The durometer hardness can be measured according to JIS K6253.

竹炭の「長さ」は、竹炭の小片における最大長さを指している。   The “length” of bamboo charcoal refers to the maximum length of a piece of bamboo charcoal.

本構成では、ニードルパンチ加工により一体化され、繊維間に空隙を有する不織布層間において、ニードルパンチ加工により複雑に交絡した繊維に、バインダーや接着剤で接着されることなく竹炭が保持されている。これにより、多数の細孔を有する竹炭の表面が、繊維間の空隙を介して外部に開放しているため、竹炭が有する脱臭作用、吸湿作用、有機物質など汚染物質の吸着・除去作用等を、十分に発揮させることができる。特に、不織布層には、ニードルパンチ加工の際に、ニードルによって多数の貫通孔が形成されるため、竹炭の表面が外部により開放しやすいものとなっている。   In this configuration, bamboo charcoal is held between the nonwoven fabric layers that are integrated by needle punching and intricately entangled by needle punching without being bonded with a binder or an adhesive. As a result, the surface of the bamboo charcoal having a large number of pores is opened to the outside through the gaps between the fibers, so that the deodorizing action, moisture absorbing action, and organic substance adsorbing / removing action of bamboo charcoal etc. , Can be fully demonstrated. In particular, in the nonwoven fabric layer, a large number of through holes are formed by needles during needle punching, so that the surface of bamboo charcoal is easily opened to the outside.

また、本構成では竹炭の硬さを所定の範囲に規定している。これは、本発明者らの検討により、焼成温度によって竹炭の吸着能を制御することができ、且つ、焼成温度の異なる竹炭を、硬さによって特定できることが見出されたことによる。   Moreover, in this structure, the hardness of bamboo charcoal is prescribed | regulated to the predetermined range. This is because, as a result of the study by the present inventors, it was found that the adsorption ability of bamboo charcoal can be controlled by the firing temperature, and that bamboo charcoal having a different firing temperature can be specified by the hardness.

詳細は後述するが、検討の結果、竹材を温度400℃〜800℃で焼成して得た竹炭は、セシウムやヨウ素等の放射性物質をよく吸着することが分かった。特に、温度400℃〜500℃という低温で焼成して得た竹炭は、セシウムの吸着能に優れていた。この温度400℃〜500℃で焼成した竹炭はデュロメータ硬さが24D〜16Dで、表面は酸性を示し、比表面積が大きくないにも関わらず陽イオンとして存在するセシウムやストロンチウムを多く吸着する。一方、竹材を温度600℃〜800℃で焼成して得た竹炭はデュロメータ硬さが14D〜7Dで、表面は塩基性を示し、陰イオンとして存在するヨウ素を多く吸着する。また、焼成温度600℃〜800℃の竹炭は比表面積が非常に大きいことから、種々の粒子を物理吸着する能力に優れていると考えられた。そして、中間の温度である500℃〜600℃で焼成して得た竹炭は、その表面がほぼ中性であり、上記の中間の吸着能を有すると考えられた。   Although details will be described later, as a result of examination, it was found that bamboo charcoal obtained by baking bamboo at a temperature of 400 ° C. to 800 ° C. adsorbs radioactive substances such as cesium and iodine well. In particular, bamboo charcoal obtained by firing at a low temperature of 400 ° C. to 500 ° C. was excellent in cesium adsorption ability. Bamboo charcoal baked at a temperature of 400 ° C. to 500 ° C. has a durometer hardness of 24D to 16D, the surface shows acidity, and adsorbs a large amount of cesium and strontium existing as cations even though the specific surface area is not large. On the other hand, bamboo charcoal obtained by baking bamboo at a temperature of 600 ° C. to 800 ° C. has a durometer hardness of 14D to 7D, the surface is basic, and adsorbs much iodine present as anions. Further, bamboo charcoal having a firing temperature of 600 ° C. to 800 ° C. was considered to be excellent in ability to physically adsorb various particles because of its very large specific surface area. The bamboo charcoal obtained by firing at an intermediate temperature of 500 ° C. to 600 ° C. was considered to have a neutral surface and an intermediate adsorption ability.

従って、デュロメータ硬さが24D〜7Dの範囲で硬さが相違する竹炭、すなわち、温度400℃〜800℃の範囲で焼成温度が相違する竹炭をシートに含有させることにより、シート材の発揮する吸着能を制御することができ、異なる吸着能を有する所望のシート材を提供することができる。例えば、温度400℃〜500℃で焼成して得たデュロメータ硬さが24D〜16Dの竹炭を含有させることにより、セシウムやストロンチウムの吸着能に優れるシート材を提供することができる。また、温度600℃〜800℃で焼成して得たデュロメータ硬さが14D〜7Dの竹炭を含有させることにより、ヨウ素の吸着能に優れるシート材を提供することができる。   Therefore, the adsorption | suction which a sheet | seat material exhibits by making a sheet | seat contain the bamboo charcoal from which hardness differs in durometer hardness in the range of 24D-7D, ie, the bamboo charcoal from which a calcination temperature differs in the range of 400 to 800 degreeC. Performance can be controlled, and desired sheet materials having different adsorption capacities can be provided. For example, by including bamboo charcoal having a durometer hardness of 24D to 16D obtained by firing at a temperature of 400 ° C. to 500 ° C., it is possible to provide a sheet material having excellent cesium or strontium adsorption ability. Moreover, the sheet | seat material which is excellent in the adsorption | suction ability of iodine can be provided by including bamboo charcoal whose durometer hardness obtained by baking at the temperature of 600 to 800 degreeC is 14D-7D.

或いは、上記範囲でデュロメータ硬さが相違する竹炭(焼成温度が相違する竹炭)を、一つのシート材中に混在させることにより、被吸着物質の範囲の広いシート材を提供することができる。例えば、温度400℃〜500℃で焼成して得たデュロメータ硬さが24D〜16Dの竹炭と、温度600℃〜800℃で焼成して得たデュロメータ硬さが14D〜7Dの竹炭とを、一つのシート材中に混在させることにより、セシウムやストロンチウムの吸着能に優れると共に、ヨウ素の吸着能にも優れるシート材を、提供することができる。   Alternatively, by mixing bamboo charcoal having different durometer hardness within the above range (bamboo charcoal having different firing temperatures) in one sheet material, a sheet material having a wide range of substances to be adsorbed can be provided. For example, bamboo charcoal having a durometer hardness of 24D to 16D obtained by firing at a temperature of 400 ° C. to 500 ° C. and bamboo charcoal having a durometer hardness of 14D to 7D obtained by firing at a temperature of 600 ° C. to 800 ° C. By mixing them in one sheet material, it is possible to provide a sheet material that is excellent in adsorption ability of cesium and strontium and excellent in adsorption ability of iodine.

なお、竹炭が硬すぎると、ニードルパンチ加工の際にニードルが折れてしまったり、ニードルの動きが竹炭に妨げられて十分に繊維を交絡させることができず、不織布層が層間で剥離してしまったりするおそれがある。検討の結果、デュロメータ硬さ24D〜7Dの竹炭を使用した本構成のシート材は、問題なくニードルパンチ加工が行われる製造方法によって製造できることが確認された。   If the bamboo charcoal is too hard, the needle will break during needle punching, or the movement of the needle will be hindered by the bamboo charcoal and the fibers will not be entangled sufficiently, causing the nonwoven fabric layer to peel off between the layers. There is a risk of falling. As a result of the examination, it was confirmed that the sheet material of this configuration using bamboo charcoal having a durometer hardness of 24D to 7D can be manufactured by a manufacturing method in which needle punching is performed without any problem.

本発明に使用されるシート材は、上記構成に加え、「二つの前記不織布層間に、交絡した前記繊維に保持されている網状の補強シート層を更に具備する」ものとすることができる。 Sheet material for use in the present invention, in addition to the structure described above, can be made to "the two said nonwoven layers, further comprising a reinforcing sheet layer of reticulated held in the fibers entangled."

本構成では、網状の補強シート層が内部に配されていることにより、シート材の強度が高められている。なお、補強シート層は、一層であっても複数層であってもよく、シート材に要請される強度に応じて設けることができる。   In this configuration, the strength of the sheet material is increased by providing the net-like reinforcing sheet layer inside. The reinforcing sheet layer may be a single layer or a plurality of layers, and can be provided according to the strength required for the sheet material.

次に、本発明にかかる土嚢袋は、「網体で袋状に形成された保持体が、上記のシート材で内張りされている」ものである。   Next, the sandbag according to the present invention is "the holding body formed in a bag shape with a net body is lined with the sheet material".

本構成は、上記のシート材を使用した土嚢袋である。土嚢袋の内部に土砂などを収容すると、水分は網体で形成された保持体より外部に排出され、土砂などに含有されていた有機物や放射性物質等が、袋状の保持体の内張りとして使用されているシート材の竹炭に吸着される。上述したように、シート材に含有されている竹炭は、セシウム、ストロンチウム、ヨウ素を多く吸着するため、本構成の土嚢袋は、放射性物質で汚染された土壌を収容し、放射性物質を吸着・除去できる土嚢袋として期待される。   This structure is a sandbag bag using the sheet material. When soil or sand is stored inside the sandbag, moisture is discharged to the outside from the holding body formed of a net, and organic substances and radioactive substances contained in the sand and sand are used as the lining of the bag-like holding body. It is adsorbed to the bamboo charcoal of the sheet material. As mentioned above, bamboo charcoal contained in the sheet material adsorbs a lot of cesium, strontium, and iodine, so the sandbag of this configuration accommodates soil contaminated with radioactive substances, and adsorbs and removes radioactive substances. Expected to be a sandbag bag.

次に、本発明に使用されるシート材の製造方法は、「竹材を、焼成に先立ち150μm〜5mm長さに切断する切断工程と、切断された竹材を、温度400℃〜800℃で焼成し竹炭を得る焼成工程と、二つの不織布層を、その間に前記竹炭を配して積層し、ニードルパンチ加工で一体化するシート化工程とを具備する」ものである。 Next, the method for producing the sheet material used in the present invention is as follows: “Cutting bamboo material into a length of 150 μm to 5 mm prior to firing, and firing the cut bamboo material at a temperature of 400 ° C. to 800 ° C. A firing step for obtaining bamboo charcoal, and a sheet forming step in which the two non-woven fabric layers are laminated with the bamboo charcoal interposed therebetween and integrated by needle punching. "

これは、上記のシート材を製造する方法である。上記構成のシート材には、長さが100μm〜4mmというサイズの小さな竹炭を含有させる。ここで、竹材を焼成した後の工程で、竹炭をこのような小さなサイズに切断しようとすると、竹炭はある程度の硬さを有するため、切断作業は困難である。また、切断の際に多量の切り粉が発生するため、歩留まりが悪いと共に、微細な炭の粉末で作業環境が汚染される。これに対し、本構成では焼成に先立ち竹材を切断するため、竹材も柔らかく切断作業が容易である。また、焼成後の竹炭をそのままシート材に含有させることができるため、竹材を資源として有効に活用できると共に、切り粉により作業環境が汚染される問題を回避することができる。なお、焼成により竹材が竹炭になると60%〜80%収縮するため、150μm〜5mm長さに切断した竹材を焼成することにより、100μm〜4mmの竹炭を得ることができる。   This is a method for manufacturing the sheet material. The sheet material having the above configuration contains small bamboo charcoal having a length of 100 μm to 4 mm. Here, if the bamboo charcoal is to be cut into such a small size in the process after firing the bamboo material, the bamboo charcoal has a certain degree of hardness, so that the cutting operation is difficult. In addition, since a large amount of swarf is generated during cutting, the yield is poor and the working environment is contaminated with fine charcoal powder. On the other hand, in this structure, since bamboo material is cut | disconnected prior to baking, bamboo material is also soft and cutting work is easy. Moreover, since the bamboo charcoal after baking can be directly included in the sheet material, the bamboo material can be effectively used as a resource, and the problem that the work environment is contaminated by cutting powder can be avoided. In addition, when bamboo material turns into bamboo charcoal by baking, it shrinks by 60% to 80%. Therefore, by burning bamboo material cut to a length of 150 μm to 5 mm, bamboo charcoal of 100 μm to 4 mm can be obtained.

本発明に使用されるシート材の製造方法は、上記構成に加え、「前記焼成工程は、耐火材で形成された第一窯壁、該第一窯壁を間隔をあけて囲繞する第二窯壁、及び、前記第一窯壁と前記第二窯壁との間に砂が充填された空気遮断層を有する焼成窯内で行われる」ものとすることができる。 The manufacturing method of the sheet material used in the present invention includes, in addition to the above-described configuration, “a first kiln wall formed of a refractory material, and a second kiln that surrounds the first kiln wall with an interval. It is performed in a firing kiln having a wall and an air blocking layer filled with sand between the first kiln wall and the second kiln wall. "

上記のように、本製造方法では150μm〜5mm長さという、非常に小さいサイズに切断された竹材を焼成する。そのため、焼成中に焼成窯内に酸素が存在すると、炭になる前に竹材が焼失してしまう。従来の炭焼き窯は、石材や耐熱煉瓦を組み上げ、その外表面に粘土を貼り付けて隙間を封止していた。粘土は熱収縮が大きいため、焼成中に亀裂が生じやすく、窯内に空気が流入してしまう。従来のように、材木の形状のままの大きなサイズの竹材を焼成する場合は、僅かに空気が流入したとしても大きな影響はないが、本発明のように非常に小さいサイズの竹材を焼成する場合は、僅かな空気の流入であっても竹炭の収率に大きく影響する。   As described above, in the present manufacturing method, the bamboo material cut to a very small size of 150 μm to 5 mm in length is fired. Therefore, if oxygen is present in the firing kiln during firing, the bamboo material will be burned out before becoming charcoal. A conventional charcoal kiln has assembled stones and heat-resistant bricks, and clay is pasted on the outer surface to seal the gaps. Since clay has a large thermal shrinkage, cracks are likely to occur during firing, and air flows into the kiln. When firing a large size bamboo material in the form of timber as in the past, there is no significant effect even if a slight amount of air flows, but when firing a very small size bamboo material as in the present invention Even if a small amount of air flows, it greatly affects the yield of bamboo charcoal.

検討の結果、窯壁を二重構造として、第一窯壁と第二窯壁との間に空隙を設け、この空隙に砂を充填するという極めて簡易な方法により、意外にも空気の流入を効果的に遮断できることが見出された。従って、本構成によれば、150μm〜5mm長さという非常に小さいサイズの竹材から、高い収率で竹炭を得ることができる。   As a result of examination, the inflow of air was unexpectedly achieved by a very simple method of making the kiln wall a double structure and providing a gap between the first kiln wall and the second kiln wall and filling the gap with sand. It has been found that it can be effectively blocked. Therefore, according to this structure, bamboo charcoal can be obtained with a high yield from a bamboo material having a very small size of 150 μm to 5 mm in length.

加えて、粘土で窯壁の隙間を封止する従来の方法では、焼成後に取り崩した粘土の層は再使用することができない。そのため、焼成の度に粘土を混練し、窯壁の外表面に貼り付ける作業が必要であった。これに対し、本構成では、第一窯壁と第二窯壁との間の空隙に充填した砂は、繰り返し使用することができ、焼成の度に充填し直す必要もないという利点を有している。   In addition, in the conventional method of sealing the gaps in the kiln walls with clay, the clay layer that has been destroyed after firing cannot be reused. Therefore, it was necessary to knead the clay every time it was fired, and attach it to the outer surface of the kiln wall. On the other hand, this configuration has the advantage that the sand filled in the gap between the first kiln wall and the second kiln wall can be used repeatedly and does not need to be refilled each time it is fired. ing.

次に、本発明にかかる吸着処理方法は、「上記に記載のシート材に、セシウム及びストロンチウムの少なくとも何れかを含む放射性物質を吸着させた後、酸素の存在下で温度400℃〜600℃で燃焼させ、前記放射性物質を濃縮する」ものである。   Next, the adsorption treatment method according to the present invention is as follows: “After the radioactive material containing at least one of cesium and strontium is adsorbed on the sheet material described above, the temperature is 400 ° C. to 600 ° C. in the presence of oxygen. It burns and concentrates said radioactive substance.

検討の結果、上記構成のシート材に含有させる竹炭は、酸素の存在下(空気中)では400℃で燃焼することが分かった。セシウム及びストロンチウムは、何れも沸点が400℃より高い。従って、本構成の吸着処理方法によれば、放射性物質を吸着させたシート材を400℃以上の温度で燃焼させ、竹炭及びシート材を構成する他の材料を焼失させることにより、セシウム及びストロンチウムを揮発させることなく濃縮することができる。ここで、燃焼させる温度の上限である600℃は、ストロンチウムより沸点が低いセシウムの沸点である、670℃を超えないように設定したものである。   As a result of the study, it was found that bamboo charcoal contained in the sheet material having the above-described structure burns at 400 ° C. in the presence of oxygen (in the air). Both cesium and strontium have boiling points higher than 400 ° C. Therefore, according to the adsorption treatment method of the present configuration, the sheet material adsorbed with the radioactive substance is burned at a temperature of 400 ° C. or more, and the bamboo charcoal and other materials constituting the sheet material are burned down, so that cesium and strontium are obtained. It can be concentrated without volatilization. Here, the upper limit of the burning temperature of 600 ° C. is set so as not to exceed 670 ° C., which is the boiling point of cesium having a boiling point lower than that of strontium.

以上のように、本発明の効果として、竹炭の有する吸着作用等の有用な作用を損なうことなく竹炭を含有しているシート材を使用したシート材製品、及び、前記シート材を使用した吸着処理方法を、提供することができる。 As described above, as an effect of the present invention, the sheet material product using the sheet material containing the charcoal without compromising the beneficial effects of such adsorption with the charcoal, and the adsorption process using the sheet material A method can be provided.

(a)本発明の一実施形態で使用されるシート材の断面図、及び、(b)シート材を内張りとした土嚢袋の斜視図である。(A) It is sectional drawing of the sheet material used by one Embodiment of this invention, and (b) The perspective view of the sandbag bag which used the sheet material as the lining. 図1のシート材の製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the sheet | seat material of FIG. 異なる温度で焼成された竹炭の密度を示すグラフである。It is a graph which shows the density of the bamboo charcoal baked at different temperature. 異なる温度で焼成された竹炭の比表面積を示すグラフである。It is a graph which shows the specific surface area of the bamboo charcoal baked at different temperature. 異なる温度で焼成された竹炭の残留セシウム濃度を示すグラフである。It is a graph which shows the residual cesium density | concentration of the bamboo charcoal baked at different temperature. 異なる温度で焼成された竹炭の表面のpHを示すグラフである。It is a graph which shows pH of the surface of the bamboo charcoal baked at different temperature. 時間の経過に伴うヨウ素の吸着をゼオライトと対比したグラフである。It is the graph which compared the adsorption | suction of iodine with progress of time with a zeolite. 異なる温度で焼成された竹炭のデュロメータ硬さを示すグラフである。It is a graph which shows the durometer hardness of the bamboo charcoal baked at different temperature. 焼成窯の構成を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the structure of a baking kiln. 竹炭の空気中での熱重量分析及び示差熱分析の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the thermogravimetric analysis and the differential thermal analysis in the air of bamboo charcoal.

以下、本発明の一実施形態で使用されるシート材10、及びシート材10の製造方法について、図1乃至図9を用いて説明する。 Hereinafter, a sheet material 10 used in an embodiment of the present invention and a method for manufacturing the sheet material 10 will be described with reference to FIGS.

ート材10は、図1(a)に示すように、積層されてニードルパンチ加工により一体化されたシート状の二つの不織布層11と、二つの不織布層11間に、デュロメータ硬さが24D〜7Dで長さが100μm〜4mmの竹炭が、接着されることなく、交絡した繊維に保持されている竹炭層12と、二つの不織布層11間で、交絡した繊維に保持されている網状の補強シート層13とを、具備している。 Sheet over DOO material 10, as shown in FIG. 1 (a), a sheet-like two nonwoven layers 11 are integrated by needle punching are laminated, between two non-woven layers 11, durometer Bamboo charcoal having a length of 24 μm to 7D and a length of 100 μm to 4 mm is not bonded, and the net is held between the bamboo charcoal layer 12 held by the entangled fibers and the entangled fibers between the two nonwoven fabric layers The reinforcing sheet layer 13 is provided.

このような構成のシート材10では、ニードルパンチ加工により複雑に交絡した繊維に竹炭が保持されており、竹炭はバインダーや接着剤で接着されていない。従って、多数の細孔を有する竹炭の表面が、繊維間の空隙や、ニードルパンチ加工の際にニードルの往復によって形成された貫通孔を介して外部に開放しているため、竹炭が有する脱臭作用、吸湿作用、有機物質など汚染物質の吸着・除去作用等を、十分に発揮させることができる。   In the sheet material 10 having such a configuration, bamboo charcoal is held on fibers entangled in a complicated manner by needle punching, and the bamboo charcoal is not bonded with a binder or an adhesive. Therefore, since the surface of bamboo charcoal having a large number of pores is opened to the outside through voids between fibers and through holes formed by needle reciprocation during needle punching, the deodorizing action of bamboo charcoal In addition, it is possible to sufficiently exhibit the action of absorbing moisture and the action of adsorbing and removing contaminants such as organic substances.

シート材10は、図2に示すように、焼成に先立ち竹材を150μm〜5mm長さに切断する切断工程S1と、切断された竹材を温度400℃〜800℃で焼成し竹炭を得る焼成工程S2と、二つの不織布の間に、竹炭と網状の補強シートを配して積層する積層工程S3と、ニードルパンチ加工で一体化しシート材10とするシート化工程S4とを具備する製造方法によって、製造することができる。具体的には、二つの不織布層11を構成させる繊維としては、それぞれ3〜20デニールの太さの繊維を使用することができる。また、二つの不織布層11がニードルパンチ加工で一体化された状態の目付は、50g/m〜300g/mとすることができる。また、シート材10に含有させる竹炭は、二つの不織布層11を合わせた質量に対して、10質量%〜30質量%とすることができる。 As shown in FIG. 2, the sheet material 10 includes a cutting step S1 for cutting the bamboo material into a length of 150 μm to 5 mm prior to baking, and a baking step S2 for baking the cut bamboo material at a temperature of 400 ° C. to 800 ° C. to obtain bamboo charcoal. And a lamination process S3 in which bamboo charcoal and a net-like reinforcing sheet are arranged between the two nonwoven fabrics, and a sheet forming process S4 that is integrated by needle punching to form a sheet material 10. can do. Specifically, as the fibers constituting the two nonwoven fabric layers 11, fibers having a thickness of 3 to 20 deniers can be used. The basis weight of the state in which two non-woven layers 11 are integrated by needle punching may be a 50g / m 2 ~300g / m 2 . Moreover, the bamboo charcoal contained in the sheet material 10 can be 10% by mass to 30% by mass with respect to the mass of the two nonwoven fabric layers 11 combined.

本実施形態のシート材10を、図1(b)に示すように、網体で袋状に形成された保持体21の内張りとすることにより、土嚢袋20とすることができる。   As shown in FIG. 1B, the sheet material 10 of the present embodiment can be formed as a sandbag bag 20 by lining a holding body 21 formed in a bag shape with a net body.

次に、本実施形態のシート材に使用する竹炭を、温度400℃〜800℃で竹材を焼成して得られるデュロメータ硬さが24D〜7Dの竹炭としている根拠について説明する。   Next, the reason why the bamboo charcoal used in the sheet material of the present embodiment is bamboo charcoal having a durometer hardness of 24D to 7D obtained by firing the bamboo material at a temperature of 400 ° C to 800 ° C will be described.

図3に、熱処理前の竹材の密度と、200℃〜1000℃の範囲内で、100℃おきに設定した温度で竹材を焼成した後の密度を示す。焼成は、10gの竹材をるつぼに収容し、還元雰囲気で各温度まで加熱し、その温度で1時間保持することにより行った。図3から分かるように、密度は400℃に至るまでの温度域で著しく減少し、それ以上の温度ではほとんど変化していない。また、各温度で焼成した後の比表面積を図4に示す。比表面積の測定は、比表面積測定装置(ユアサアイオニクス製、モノソーブMS−21)を使用し、窒素及びヘリウムガスを吸着気体としたBET法で行った。図4から明らかなように、比表面積は400℃以上で増加している。従って、密度の測定結果と考え合わせると、ほとんどの有機物の燃焼は400℃までの加熱でほぼ終了しており、400℃以上の焼成により多孔質の竹炭が得られることが分かった。   FIG. 3 shows the density of the bamboo material before heat treatment and the density after firing the bamboo material at a temperature set every 100 ° C. within the range of 200 ° C. to 1000 ° C. Firing was performed by placing 10 g of bamboo in a crucible, heating to each temperature in a reducing atmosphere, and holding at that temperature for 1 hour. As can be seen from FIG. 3, the density significantly decreases in the temperature range up to 400 ° C., and hardly changes at higher temperatures. Moreover, the specific surface area after baking at each temperature is shown in FIG. The specific surface area was measured by a BET method using a specific surface area measuring device (manufactured by Yuasa Ionics, Monosorb MS-21) and using nitrogen and helium gas as adsorbed gases. As is apparent from FIG. 4, the specific surface area increases at 400 ° C. or higher. Therefore, when combined with the measurement result of the density, it was found that most of the combustion of organic substances was almost completed by heating up to 400 ° C., and porous bamboo charcoal was obtained by firing at 400 ° C. or higher.

また、600℃以上の焼成では、密度がほぼ一定であるのに対し、比表面積が大きく増加していることから、細胞間隙や細胞壁孔の内部に存在する有機物の燃焼により、直径2μm以下の微細な細孔(ミクロポア)が形成されていると考えられた。   In addition, since the density is almost constant in the baking at 600 ° C. or higher, the specific surface area is greatly increased, so that the fine particles having a diameter of 2 μm or less are burned by the burning of organic substances existing in the cell gaps and cell wall pores. It was considered that fine pores (micropores) were formed.

400℃以上の温度で焼成した多孔質の竹炭について検討した結果、焼成温度400℃〜800℃の竹炭、特に焼成温度400℃〜500℃の竹炭は、セシウムの吸着能に優れていた。焼成温度の異なる竹炭について行ったセシウムの吸着試験の結果を図5に示す。   As a result of examining porous bamboo charcoal fired at a temperature of 400 ° C. or higher, bamboo charcoal having a firing temperature of 400 ° C. to 800 ° C., particularly bamboo charcoal having a firing temperature of 400 ° C. to 500 ° C. was excellent in cesium adsorption ability. The result of the cesium adsorption test performed on bamboo charcoal with different firing temperatures is shown in FIG.

ここで、セシウムの吸着試験は、次のように行った。濃度20.0mg/Lの塩化セシウム溶液に、8mmメッシュ以下に粉砕した竹炭を1.00g加え、撹拌した。撹拌時間30分、1時間、2時間、5時間の時点で溶液をサンプリングし、試験液とした。一方、段階的に濃度を変化させた塩化セシウム溶液を複数調製し、原子吸収を測定して検量線を作成した。サンプリングした試験液について原子吸収を測定し、検量線からセシウムの濃度を求めた。原子吸収は、ゼーマン偏光原子吸光光度計(日立製作所製、z−2300)を使用して測定した。なお、図5は、撹拌時間5時間の試験液について、残留セシウム濃度(竹炭に吸着されずに残留したセシウムの濃度)を測定した結果である。   Here, the cesium adsorption test was performed as follows. To a cesium chloride solution having a concentration of 20.0 mg / L, 1.00 g of bamboo charcoal pulverized to 8 mm mesh or less was added and stirred. The solution was sampled at a time point of stirring time 30 minutes, 1 hour, 2 hours, and 5 hours to obtain a test solution. On the other hand, calibration curves were prepared by preparing a plurality of cesium chloride solutions with varying concentrations and measuring atomic absorption. The atomic absorption of the sampled test solution was measured, and the concentration of cesium was determined from the calibration curve. Atomic absorption was measured using a Zeeman polarized atomic absorption photometer (manufactured by Hitachi, Ltd., z-2300). In addition, FIG. 5 is the result of having measured the residual cesium density | concentration (concentration of the cesium which remained without adsorb | sucking to bamboo charcoal) about the test liquid of stirring time 5 hours.

図5に示すように、焼成温度400℃〜800℃の竹炭はセシウムを吸着する。特に、焼成温度400℃〜500℃の竹炭は、比表面積が小さいにも関らず、セシウムをよく吸着している。焼成温度400℃の竹炭は残留セシウム濃度が最も小さく、単位表面積当たりで吸着したセシウム量は、約1.0mg・g/mであった。比較のために、吸着材として一般的に用いられているゼオライトについても、単位表面積当たりで吸着するセシウム量を同一の方法で測定したところ、約0.1mg・g/mであった。つまり、焼成温度400℃の竹炭は、単位表面積当たりでゼオライトの約10倍のセシウムを吸着する。また、焼成温度500℃の竹炭は、単位表面積当たりのセシウムの吸着量がゼオライトと同程度であった。 As shown in FIG. 5, bamboo charcoal having a firing temperature of 400 ° C. to 800 ° C. adsorbs cesium. In particular, bamboo charcoal having a firing temperature of 400 ° C. to 500 ° C. adsorbs cesium well despite its small specific surface area. Bamboo charcoal having a firing temperature of 400 ° C. had the lowest residual cesium concentration, and the amount of cesium adsorbed per unit surface area was about 1.0 mg · g / m 2 . For comparison, the amount of cesium adsorbed per unit surface area of a zeolite generally used as an adsorbent was measured by the same method, and was about 0.1 mg · g / m 2 . That is, bamboo charcoal having a firing temperature of 400 ° C. adsorbs about 10 times as much cesium as zeolite per unit surface area. Bamboo charcoal at a firing temperature of 500 ° C. had the same amount of cesium adsorption per unit surface area as zeolite.

焼成温度が600℃を超えると、セシウムを吸着するものの単位表面積当たりのセシウム吸着量はゼオライトより低い。ここで、竹炭の表面のpHを、pH試験紙を用いて測定した結果を図6に示す。図6に示すように、竹炭の表面のpHが、焼成温度500℃以下では酸性を示し、焼成温度600℃以上では塩基性を示していることが着目される。このことから、竹炭の表面が酸性のときセシウムの吸着量が多く、竹炭の表面が塩基性のときセシウムの吸着量が少ないということができる。これは、焼成温度が500℃以下の竹炭では、表面にフェノール基やカルボキシル基など酸性を示すと共に負に帯電する官能基が存在し、1価の陽イオンとして存在するセシウムをよく吸着する一方、焼成温度が600℃以上の竹炭では、表面にカルボニル基など塩基性を示すと共に正に帯電する官能基が存在することにより、陽イオンとして存在するセシウムの吸着量が低下すると考えられた。そして、セシウムと同じく陽イオンとして存在するストロンチウムも、焼成温度が400℃〜500℃の竹炭に、良好に吸着させることができると考えられた。   When the calcination temperature exceeds 600 ° C., the amount of cesium adsorbed per unit surface area of cesium adsorbed is lower than that of zeolite. Here, the result of having measured the pH of the surface of bamboo charcoal using pH test paper is shown in FIG. As shown in FIG. 6, it is noticed that the pH of the surface of bamboo charcoal is acidic when the firing temperature is 500 ° C. or lower, and is basic when the firing temperature is 600 ° C. or higher. From this, it can be said that the amount of cesium adsorbed is large when the surface of bamboo charcoal is acidic, and the amount of cesium adsorbed is small when the surface of bamboo charcoal is basic. This is because bamboo charcoal with a calcination temperature of 500 ° C. or lower has acid groups such as phenol groups and carboxyl groups on the surface and negatively charged functional groups, and adsorbs cesium existing as monovalent cations well, Bamboo charcoal with a calcination temperature of 600 ° C. or higher was considered to have a reduced amount of cesium adsorbed as a cation due to the presence of a functional group that exhibits basicity such as a carbonyl group and is positively charged on the surface. And it was thought that the strontium which exists as a cation like cesium can be made to adsorb | suck favorably to the bamboo charcoal whose baking temperature is 400 to 500 degreeC.

一方、表面が塩基性を示す焼成温度が600℃〜800℃の竹炭は、ヨウ素の吸着能に優れていることが分かった。これは、焼成温度600℃以上の竹炭は、上述のように表面にカルボニル基など塩基性を示すと共に正に帯電する官能基が存在することにより、陰イオンとして存在するヨウ素が吸着され易いためと考えられた。   On the other hand, it was found that bamboo charcoal having a basic calcination temperature of 600 ° C. to 800 ° C. is excellent in iodine adsorption ability. This is because bamboo charcoal having a calcination temperature of 600 ° C. or higher is easily adsorbed with iodine present as anions due to the presence of a functional group that exhibits basicity such as a carbonyl group on the surface and is positively charged. it was thought.

ここで、ヨウ素の吸着試験は、次のように行った。濃度26.0mg/Lのヨウ素水溶液に、8mmメッシュ以下に粉砕した竹炭を0.05g加え、撹拌した。撹拌時間5分、10分、30分、1時間、2時間、3時間、4時間の時点で溶液をサンプリングし、試験液とした。一方、段階的に濃度を変化させたヨウ素水溶液を複数調製し、クエン酸緩衝液を加えて所定時間静置後、ロイコクリスタルバイオレット指示薬を添加して発色させ、分光光度計で吸光度を測定して検量線を作成した。サンプリングした試験液について同様に吸光度を測定し、検量線からヨウ素の濃度を求めた。吸光度は、分光光度計(日立ハイテクノロジーズ製、U−3010)を使用して測定した。   Here, the iodine adsorption test was performed as follows. 0.05 g of bamboo charcoal pulverized to 8 mm mesh or less was added to an iodine aqueous solution having a concentration of 26.0 mg / L and stirred. The solution was sampled at a time point of stirring time of 5 minutes, 10 minutes, 30 minutes, 1 hour, 2 hours, 3 hours, and 4 hours to obtain a test solution. On the other hand, prepare several aqueous iodine solutions with varying concentrations in stages, add citrate buffer, let stand for a predetermined time, add leucocrystal violet indicator to develop color, and measure the absorbance with a spectrophotometer. A calibration curve was created. The absorbance of the sampled test solution was measured in the same manner, and the iodine concentration was determined from the calibration curve. Absorbance was measured using a spectrophotometer (manufactured by Hitachi High-Technologies, U-3010).

加えて、温度600℃〜800℃で焼成した竹炭は、ヨウ素を吸着する速度が非常に大きいことも分かった。例として、680℃で焼成した竹炭(比表面積130m/g)について、ヨウ素の吸着試験を行った結果を、同一質量のゼオライト(比表面積22m/g)と対比した結果を図7に示す。竹炭は、30分の撹拌で約90%のヨウ素を吸着し、1時間後には約98%と水溶液中のほとんどのヨウ素を吸着した。一方、ゼオライトは、1時間後のヨウ素の吸着量は約52%であり、ほぼ全量のヨウ素を吸着するためには約4時間を要した。 In addition, it was also found that bamboo charcoal baked at a temperature of 600 ° C. to 800 ° C. has a very high rate of adsorption of iodine. As an example, FIG. 7 shows the result of comparing iodine adsorption test results with bamboo charcoal fired at 680 ° C. (specific surface area 130 m 2 / g) with zeolite of the same mass (specific surface area 22 m 2 / g). . Bamboo charcoal adsorbed about 90% of iodine with stirring for 30 minutes, and adsorbed almost 98% of iodine in an aqueous solution after about 1 hour. On the other hand, the amount of iodine adsorbed after 1 hour was about 52%, and it took about 4 hours to adsorb almost the whole amount of iodine.

上記のように、竹炭は焼成温度の相違によってよく吸着する対象が相違し、焼成温度400℃〜500℃の竹炭はセシウムやストロンチウムなど陽イオンをよく吸着し、焼成温度600℃〜800℃の竹炭はヨウ素など陰イオンをよく吸着する。また、焼成温度600℃〜800℃の竹炭は、ミクロポアの生成により比表面積が非常に大きいことから、物理的な吸着能に優れていると考えられる。換言すれば、焼成温度によって、竹炭の吸着能を制御することができる。   As described above, bamboo charcoal has a different target to be adsorbed depending on the difference in firing temperature. Bamboo charcoal with a firing temperature of 400 ° C to 500 ° C adsorbs cations such as cesium and strontium well, and bamboo charcoal with a firing temperature of 600 ° C to 800 ° C. Adsorbs negative ions such as iodine well. In addition, bamboo charcoal having a firing temperature of 600 ° C. to 800 ° C. is considered to be excellent in physical adsorption ability because the specific surface area is very large due to the formation of micropores. In other words, the adsorption ability of bamboo charcoal can be controlled by the firing temperature.

そして、検討の結果、焼成温度の異なる竹炭はデュロメータ硬さが異なり、デュロメータ硬さによって焼成温度の異なる竹炭を特定できることが分かった。図8に、異なる温度で焼成した竹炭について、タイプDデュロメータで測定したデュロメータ硬さの値を示す。図8から分かるように、焼成温度が高くなるほどデュロメータ硬さは低下し、焼成温度400℃〜500℃の竹炭は、デュロメータ硬さが24D〜16Dであり、焼成温度600℃〜800℃の竹炭は、デュロメータ硬さが14D〜7Dであった。   As a result of the study, it was found that bamboo charcoal with different firing temperatures has different durometer hardness, and bamboo charcoal with different firing temperatures can be identified by the durometer hardness. FIG. 8 shows the value of durometer hardness measured with a Type D durometer for bamboo charcoal fired at different temperatures. As can be seen from FIG. 8, the durometer hardness decreases as the firing temperature increases, and bamboo charcoal with a firing temperature of 400 ° C. to 500 ° C. has a durometer hardness of 24D to 16D, and bamboo charcoal with a firing temperature of 600 ° C. to 800 ° C. The durometer hardness was 14D-7D.

なお、竹炭が硬すぎると、ニードルパンチ加工の際にニードルが折れてしまったり、ニードルの動きが竹炭に妨げられて十分に繊維を交絡させることができず、不織布層が層間で剥離してしまったりするおそれがある。各温度で焼成した竹炭を、図2を用いて上述した製造方法に沿って二つの不織布層間に挟み、ニードルパンチ加工を試みた結果、何れの焼成温度の竹炭を使用した場合も、問題のないニードルパンチ加工によって製造することができ、最もデュロメータ硬さが高い焼成温度400℃の竹炭を使用したシート材も、シート材の剥離はなく十分に交絡した繊維に竹炭が保持されていた。   If the bamboo charcoal is too hard, the needle will break during needle punching, or the movement of the needle will be hindered by the bamboo charcoal and the fibers will not be entangled sufficiently, causing the nonwoven fabric layer to peel off between the layers. There is a risk of falling. Bamboo charcoal fired at each temperature is sandwiched between two nonwoven fabric layers according to the manufacturing method described above with reference to FIG. 2, and as a result of attempting needle punching, no problem occurs when bamboo charcoal at any firing temperature is used. A sheet material using bamboo charcoal that can be manufactured by needle punching and has the highest durometer hardness and a baking temperature of 400 ° C. also did not peel off the sheet material, and the bamboo charcoal was held in a sufficiently entangled fiber.

従って、竹材を温度400℃〜800℃で焼成することにより得たデュロメータ硬さが24D〜7Dの竹炭を、バインダー等で接着することなく、交絡させた繊維に保持させた本実施形態のシート材によれば、東日本大震災の際の原子力発電所の事故で大量に放出されたセシウム、ストロンチウム、ヨウ素等の放射性物質を、土壌や水質から吸着・除去することができると期待される。   Accordingly, the sheet material of the present embodiment in which bamboo charcoal having a durometer hardness of 24D to 7D obtained by firing bamboo material at a temperature of 400 ° C to 800 ° C is held by entangled fibers without being bonded with a binder or the like. According to the report, it is expected that radioactive materials such as cesium, strontium and iodine released in large quantities in the nuclear power plant accident during the Great East Japan Earthquake can be adsorbed and removed from soil and water quality.

また、竹林は、東日本大震災の際の原子力発電所の事故により、甚大な被害を受けた福島県を含む広い範囲の地域に多く存在しているため、放射性物質を吸着・処理するためのシート材に使用する竹炭の原料としての竹材を、地元で賄うことができる。そして、竹材を竹炭の原料とすることにより、竹林を適切に管理することができる。   In addition, bamboo forests are present in a wide range of areas including Fukushima Prefecture, which has been severely damaged by the nuclear power plant accident during the Great East Japan Earthquake, so sheet materials for adsorbing and treating radioactive materials As a raw material for bamboo charcoal used in the field, it can be supplied locally. And bamboo forest can be managed appropriately by using bamboo as a raw material of bamboo charcoal.

ここで、竹材を焼成・炭化して竹炭を得るためには、図9に示すように、耐火材で形成された第一窯壁31、第一窯壁31を間隔をあけて囲繞する第二窯壁32、及び、第一窯壁31と第二窯壁32との間に砂が充填された空気遮断層33を有する焼成窯30を、使用することができる。   Here, in order to obtain bamboo charcoal by baking and carbonizing the bamboo material, as shown in FIG. 9, the first kiln wall 31 and the first kiln wall 31 formed of a refractory material are surrounded by a second interval. A firing kiln 30 having a kiln wall 32 and an air blocking layer 33 filled with sand between the first kiln wall 31 and the second kiln wall 32 can be used.

具体的に説明すると、第一窯壁31は耐火煉瓦で構築されており、第二窯壁32はコンクリートブロックで構築されている。第一窯壁31と第二窯壁32との間には約10cmの空隙があり、この空隙に砂が充填される。焼成窯30の正面には、第一窯壁31及び第二窯壁32をそれぞれ貫通する穴を設けて焚き口35とし、これより大きい耐火煉瓦36で焚き口35を開閉する。また、焚き口35とは反対側に排煙用の煙突37が設けられている。第一窯壁31で囲まれた空間内に、所定のサイズに切断された竹材を収容した後、第一窯壁31で囲まれた空間の上方を耐火煉瓦(図示しない)で覆い、その上に10cmの厚さで砂を敷き詰めて天部空気遮断層(図示しない)とし、竹炭を還元雰囲気で焼成する。   More specifically, the first kiln wall 31 is constructed of refractory bricks, and the second kiln wall 32 is constructed of concrete blocks. There is a gap of about 10 cm between the first kiln wall 31 and the second kiln wall 32, and this gap is filled with sand. Holes penetrating the first kiln wall 31 and the second kiln wall 32 are provided on the front face of the firing kiln 30 to form a firing port 35, and the firing port 35 is opened and closed with a refractory brick 36 larger than this. In addition, a smoke exhaust chimney 37 is provided on the side opposite to the firing port 35. After the bamboo material cut into a predetermined size is accommodated in the space surrounded by the first kiln wall 31, the upper part of the space surrounded by the first kiln wall 31 is covered with refractory bricks (not shown). A 10 cm thick sand is spread over to form a top air barrier layer (not shown), and bamboo charcoal is fired in a reducing atmosphere.

このような構成の焼成窯30では、砂が充填された空気遮断層33及び天部空気遮断層によって、効果的に空気の流入を防止することができるため、150μm〜5mm長さという極めてサイズの小さな竹材であっても、燃焼させることなく還元焼成し、竹炭とすることができる。   In the firing kiln 30 having such a configuration, since the inflow of air can be effectively prevented by the air blocking layer 33 and the top air blocking layer filled with sand, the extremely large size of 150 μm to 5 mm in length is provided. Even a small bamboo material can be reduced and fired without being burned to form bamboo charcoal.

加えて、竹炭は、空気中で温度400℃に加熱することにより、ほぼ完全に燃焼することが確認された。例として、焼成温度400℃の竹炭について、空気中で熱重量分析及び示差熱分析を行った結果を、図10に示す。熱重量分析及び示差熱分析は、差動型示差熱天秤(理学電機製、TG8120)を使用して行った。図10から分かるように、約380℃から400℃までの間で重量は急激に減少し、それ以降は重量変化が殆どない。また、急激に重量減少している温度域で、大きな発熱ピークを示している。このことから、酸素の存在下では、約380℃から400℃までの温度で竹炭が燃焼し、焼失すると考えられた。   In addition, it was confirmed that bamboo charcoal burns almost completely when heated to 400 ° C. in air. As an example, FIG. 10 shows the results of thermogravimetric analysis and differential thermal analysis in air for bamboo charcoal having a firing temperature of 400 ° C. Thermogravimetric analysis and differential thermal analysis were performed using a differential type differential thermal balance (manufactured by Rigaku Corporation, TG8120). As can be seen from FIG. 10, the weight rapidly decreases between about 380 ° C. and 400 ° C., and there is almost no change in weight thereafter. Moreover, a large exothermic peak is shown in the temperature range where the weight is rapidly decreased. From this, it was considered that bamboo charcoal burns and burns out at a temperature of about 380 ° C. to 400 ° C. in the presence of oxygen.

ここで、セシウムの沸点は約670℃であり、ストロンチウムの沸点は約1380℃である。従って、竹炭にセシウムまたは/及びストロンチウムを吸着させ、その後に、酸素の存在下で、セシウムの沸点より低い温度400℃〜600℃で加熱することにより、セシウム及びストロンチウムを揮発させることなく竹炭のみを燃焼させ、セシウム及びストロンチウムを濃縮することができる。すなわち、本実施形態のシート材を使用した吸着処理方法は、シート材に、セシウム及びストロンチウムの少なくとも何れかを含む放射性物質を吸着させた後、酸素の存在下で温度400℃〜600℃で燃焼させ、放射性物質を濃縮するものである。   Here, the boiling point of cesium is about 670 ° C., and the boiling point of strontium is about 1380 ° C. Therefore, by adsorbing cesium or / and strontium on bamboo charcoal, and then heating at 400 ° C. to 600 ° C. lower than the boiling point of cesium in the presence of oxygen, only bamboo charcoal can be obtained without volatilizing cesium and strontium. It can be burned to concentrate cesium and strontium. That is, in the adsorption treatment method using the sheet material of the present embodiment, the radioactive material containing at least one of cesium and strontium is adsorbed on the sheet material, and then burned at a temperature of 400 ° C. to 600 ° C. in the presence of oxygen. To concentrate the radioactive material.

従前より吸着材として一般的に使用されているゼオライトは、放射性物質を吸着させた場合、その後どのように処理するかについては未解決の問題である。これに対し、本実施形態の竹炭を含有しているシート材は、セシウムやストロンチウムを吸着させた後、セシウムやストロンチウムを再び放出することなく、体積を大幅に低減することができる。   Zeolite that has been generally used as an adsorbent from the past is an unresolved issue as to how to treat it after adsorbing radioactive material. On the other hand, the sheet material containing bamboo charcoal of this embodiment can significantly reduce the volume without adsorbing cesium and strontium again after adsorbing cesium and strontium.

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。   Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention. It is.

例えば、上記では、シート材を使用して土嚢袋とすることを例示したが、これに限定されず、放射性物質で汚染された水など、水をろ過するシート材として使用することができる。   For example, in the above description, the sheet material is used to form a sandbag, but the present invention is not limited to this, and the sheet material can be used as a sheet material for filtering water such as water contaminated with a radioactive substance.

また、シート材を住宅用建材や自動車の内装材として使用し、含有された竹炭に脱臭作用、調湿作用、有機物質等の吸着作用を発揮させることができる。このような用途に使用されるシート材は、その片面に、接着・溶着等により支持シートを設けることもできる。また、竹炭に加えて、光触媒を不織布の繊維に担持させることもできる。   Further, the sheet material can be used as a building material for a house or an interior material of an automobile, and the contained bamboo charcoal can exert a deodorizing action, a humidity control action, an adsorption action of an organic substance, and the like. The sheet material used for such applications can be provided with a support sheet on one side thereof by adhesion, welding, or the like. Further, in addition to bamboo charcoal, a photocatalyst can be supported on a non-woven fiber.

10 シート材
11 不織布層
12 竹炭層
13 補強シート層
20 土嚢袋
21 保持体
30 焼成窯
31 第一窯壁
32 第二窯壁
33 空気遮断層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sheet material 11 Nonwoven fabric layer 12 Bamboo charcoal layer 13 Reinforcement sheet layer 20 Sandbag 21 Holding body 30 Firing kiln 31 First kiln wall 32 Second kiln wall 33 Air barrier layer

Claims (4)

シート材を使用したシート材製品としての土嚢袋であり、
前記シート材は、
層されたシート状の二つの不織布層が、ニードルパンチ加工により前記不織布層を構成する繊維を交絡させて一体化されていると共に、
つの前記不織布層間に、デュロメータ硬さが24D〜7Dで長さが100μm〜4mmの竹炭が、前記繊維に接着されることなく、交絡した前記繊維に保持されているものであり、
網体で袋状に形成された保持体が、前記シート材で内張りされている
ことを特徴とする土嚢袋
It is a sandbag as a sheet material product using a sheet material,
The sheet material is
Two nonwoven layers of the product layer sheets shape, the fibers constituting the nonwoven fabric layer by needle punching with are integrated are entangled,
The two of the nonwoven layers, which durometer length in 24D~7D bamboo charcoal 100μm~4mm is, the fiber without being adhered to and held on the fiber entangled,
A sandbag bag , wherein a holding body formed into a bag shape with a net is lined with the sheet material .
前記シート材は、二つの前記不織布層間に、交絡した前記繊維に保持されている網状の補強シート層を更に具備する
ことを特徴とする請求項1に記載の土嚢袋
Said sheet material, the two said nonwoven layers, sandbags according to claim 1, characterized in that it comprises a reinforcing sheet layer of reticulated held in the fibers entangled further.
シート材を使用した吸着処理方法であり、
前記シート材は、
積層されたシート状の二つの不織布層が、ニードルパンチ加工により前記不織布層を構成する繊維を交絡させて一体化されていると共に、
二つの前記不織布層間に、デュロメータ硬さが24D〜7Dで長さが100μm〜4mmの竹炭が、前記繊維に接着されることなく、交絡した前記繊維に保持されているものであり、
前記シート材に、セシウム及びストロンチウムの少なくとも何れかを含む放射性物質を吸着させた後、酸素の存在下で温度400℃〜600℃で燃焼させ、前記放射性物質を濃縮する
ことを特徴とする吸着処理方法。
Adsorption treatment method using sheet material,
The sheet material is
The laminated sheet-shaped two nonwoven fabric layers are integrated by interlacing the fibers constituting the nonwoven fabric layer by needle punching,
Between the two nonwoven fabric layers, bamboo charcoal having a durometer hardness of 24D to 7D and a length of 100 μm to 4 mm is held by the entangled fibers without being bonded to the fibers,
An adsorption process comprising adsorbing a radioactive material containing at least one of cesium and strontium on the sheet material, and then burning the material at a temperature of 400 ° C. to 600 ° C. in the presence of oxygen to concentrate the radioactive material. Method.
前記シート材は、二つの前記不織布層間に、交絡した前記繊維に保持されている網状の補強シート層を更に具備する
ことを特徴とする請求項3に記載の吸着処理方法
The adsorption processing method according to claim 3, wherein the sheet material further includes a net-like reinforcing sheet layer held by the entangled fibers between two nonwoven fabric layers .
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