占いは、吉凶を占うだけでは、本当の使い方ではありません 使いようによっては、凶を吉に変える裏技があります。 少しずつその裏技を開かしていきたいと思います。

セシウム除去用浄水器

「KranCsair」(10ベクレル以下まで除去できるフィルター)とは

KranCsair」(10ベクレル以下まで除去できるフィルタ)の技術と製品を紹介します。
*人との環境

人間が生きていくためにはきれいな空気や水が必要であることはいうまでもなく,緑などの自然
も生活を送る上で重要である.その中でも特に水は,人の生活に欠くことのできない役割を果たし
ており,炊事,洗濯などの日常生活に直接必要であるばかりでなく,農業用の港漑,工業製品の生
産,さらに水力発電所など',多方面にわたり利用されている.したがって,水の環境問題は,単な
る水としてだけではなく,その水が存在する水域全体を捉えて,人の生活と関わりの深い生活環境
の問題として考える必要がある.一方,水は人の生活環境にきわめて重要な位置を占めながら,水
を利用する人の活動により逆に水が汚れ.水質汚濁という公害問題をもたらしてきたという歴史がある.

平成23年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震は 東日本大震災を引き起こし,福島第-原子力発電所の事故により広範に放射性物質が飛散するなど-,多くの甚大な被害をもたらした.

現在は多くの地域で復旧作業が進められているものの,安心した生活用水の確保が喫緊な課題とされている.
これからの生活にも欠かせない水を安心して利用できる
*「上水用フィルター」と「上水用カートリッジフィルター」とは
はないかを紹介します。

*電子線グラフト重合とは

水中の不純物質を除去するフィルターをつくる方法に電子線を活用したグラフト重合がある。
高分子基材に電子線を照射すると,そのエネルギーによって高分子基材中の炭素と水素の結合が切れて活性種(ラジカル)が生成し,このラジカルにビニル結合を有するモノマーを接触させると,重合が開始し,ポリマ一銭(グラフト鎖)が立ち上がるこれが電子線グラフ下垂合法です。

*グラフト重合農業手法のアイデア

このグラフト重合は古くから使われている手法で もともと農業手法のアイデアからきており,
「接ぎ木重合」ともいわれている。
電子線グラフト重合は,接ぎ木する元の材料は平膜や中空糸膜,不織布などさまざまな高分子材料をその特性を損なうことなく,イオン交換基などを付与できる優れた方法です。


工程と目的

工程1
基材に電子線を照射し,基材の分子構造内にラジカルを生成させた後,反応性モノマーと接触させ
て重合させるもの
 主な工程として,
@重合反応開始種となるラジカル生成のための基材への電子線の照射
A反応性モノマーのグラフト重合
B必要に応じてグラフト重合鎖中の官能基を化学反応によりイオン交換基などへ変換する
工程2
電子線グラフト重合技術を用いてイオン交換基やキレート吸着基を付与する。
電子線グラフ下垂合法を大別すると,照射段階では「同時照射法」と「前照射法」に分けることがで
きる。同時照射法は基材とモノマーを共存させて照射するきわめて簡単な方法であるが,モノマー自身にも照射され,グラフト重合と同時にモノマーの単独重合体(ホモポリマー)が生成しやすくなる.そのため,その除去工程が必要かつ困難なことが短所である.一方,前照射法は,電子線照射
工程とグラフト重合工積を分業化できるので,照射と重合工程を個別に行うことができる.そして,ホモポリマーの生成が少ないので 除去にかける時間を短縮することができる。

*グラフト重合使用法

このグラフト重合にはモノマー溶液中に完全に浸して反応させる「液相法」と,必要量のモ
ノマーをあらかじめ含浸させて反応させる「合法法」の2通りの方法がある(表1).液相法では
再現性よく安定した目的物が得られるが モノマーの使用量が多く,経済性は悪い.一方,含浸法はモノマーの含浸量のみでグラフト反応率の制御を行うため,不均一に反応が進行するものの,大
量生産には適している。
このように,グラフト重合は目的に応じた手法で吸着基などの官能基を任意形状の基材に導入で
きる特徴を有しているので 基材に繊維を選択した場合.作製した繊維状の吸着材は,水中に溶存
する金属イオンを高速に捕捉することができる.
他方.ビーズ状の樹脂を選択し,これを充填したカラムに高流量で処理液を流すと,処理液中のタ
ーゲットとする金属イオンは内部への拡散が遅いため,ある一定以上の速度での使用が困難になるこれに対し,グラフト吸着材は材料の表面に高分子鎖(グラフト鎖)を密に導入することができるのでもらさず吸着することができる。
この「もらさず吸着できる」ということが環境を浄化する材料として適用する場合,最も重要な要素となる.

*繊維への機能の付与として

1汎用繊維の欠点を改善
2ナイロン繊維への耐光性の付与
3維自身の表面積を増やして繊維径を細くする
4繊維内の高分子構造を直線的なものにする。
5機械的に延伸して直線的にすることにより剛直にしたり,高分
子構造の一部を変質して高吸湿にしたりすることや,長所をさらに伸ばすこと,
従来にない機能付与
1、抗菌・消臭のために抗菌剤や消臭剤を繊維内に繰り込む
2、静電気防止のために繊維表面を導電性の剤でコーティングする
3、1と2の付与機能を組み合わせなど。

*衣料用として使用方法

繊維径を細くすることにより比表面積を大きくし,体から発する蒸気を吸収しやすくした繊維で自然現象である吸湿・発熱作用を利用して吸収した蒸気を水分に変える際に熱に変え,繊維内部を空洞化することにより空気層を設けて断熱・保温作用をもたせ,さらには編み方の工夫により吸収した水分を外に発散できるようにした防寒下着などは きわめてヒットした商品です。

*産業用として

繊維を細くする効果によって,細かいゴミを取ることができるフィルターがある。
なお,フィルターには細かいゴミをとる機能以外の付加機能が要求されており,火災が起こった際を想定した難燃性・防炎性,ゴミの除去能力を上げるために静電気的にゴミをとるための帯電加工(エレクトレット加工),抗菌・消臭機能の付与などが行われており,機能化のための次世代新合成繊維などの開発はますます盛んになっている.

(独)日本原子力研究開発機構らが開発した機能性繊維

水を扱うフィルター用です。特に.グラフト重合を繊維材料に適用すると,繊維のもつ大きな比表面積を最大限に活かすことがで,かつ.吸着機能を付与することが可能になるようです。

今まで活かした材料

1温泉からのレアアースを回収する技術4dホタテ貝中の内臓に含有されるカドミウム除去
2、廃坑排水中のヒ素の除去開発した繊維は,極微量で存在する水中の金属を容易に捕捉することが可能なので 半導体用シリコンウエーハを処理する薬液や洗浄液からも不純物の金属イオンを取ることができる。
半導体を精製する際にニッケル.銅が微量でも存在すると.これらの金属イオンがシリコンウエーハ内部に自由に拡散してしまい,研磨工程で凹状の欠陥が発生する原因となって,歩脅まりが悪くなる.
そのため,金属イオンの溶存量をppbレベル以下まで低減する必要がある.洗浄に用いる高濃度
アルカリ水溶液を市販されているイオン交換繊維やイオン交換樹脂に通液させると,イオン交換繊維では多量の溶出成分が検出され,イオン交換樹脂では脱水収縮により充填内に空隙が生じてショートパスが発生する.そのため,十分な除去性能を得ることはできない.
せっかくきれいにするためにつくったフィルターから除去工程の際に不純物質が溶け出てしまっては問題なので,繊維からの溶出成分が少ない基材としてポリエチレン製の繊維を融着して溶出成分が少ない不織布に改良し,「電子線グラフト重合」で金属と親和性の高いスルホン基を導入して,_微量金属除去材料をつくった.その結果,開発したグラフト繊維からの金属成分の溶出は分析限界値以下で 従来の吸着樹脂に比べて,金属イオンの除去速度で数十倍以上,耐久性も数十倍以上と実用レベルのハードルをクリアできたので グラフト繊維を不織布化し,これをモジュール化してカートl)ッジフィルターとして販売することが可能になった

セシウム除去用浄水器の開発

東京電力福島第一原子力発電所事故直後から.土壌の剥離や凝集剤を用いた手法により多くの放
射性物質が除去され,生活環境においでは.空間線量が下がったものの,被災地の大半が森林部で
あり,十分な除梁がなされていない箇所も多く残されているのが現状である.そのため,これら森
林や草木に付着したセシウムは,時間の経過とともに生活用水などに利用されている井戸水や沢水などの水路に混入することが懸念されている。

セシウムが水路へ混入する際の形態としては,水に溶けているものと溶けていないものに大別できるが 物理的なろ過で取り切れない極微量で溶存する可溶性のセシウムについては.化学的かつ高効率に捕集する安心な吸着材が求められている。
そこで (独)日本原子力研究開発機構らは,上述したような知見を活用し,極微量で水中に溶存するセシウムを捕捉可能な材料を開発した(図3).開発したセシウムを除去可能な吸着材は,酸やアルカリに強く,軽量で加工性のよいポリエチレン製の不織布素材に,電子線グラフト重合でセシウムと親和性の高いりん、モリブデン酸基を導入してつくり上げ,飛散しセシウム除去フィルターたセシウムが溶け込んだ湖沼や井戸水中からの吸着除去性能評価を行った.
80Bq/kgのセシウムが検出された井戸水を用い,これを0.45LLm径および0.1LLm径の市販ろ過膜
(物理ろ過)ど.市販のアニオンおよびカチオンタイプのイオン交換ろ紙で処理を行った.このとき.
一部のセシウムは除去できたものの, 56Bq・kgの可溶性のセシウムが残存した.
そこで この56Bq/kgのセシウムが残存した井戸水に対して,開発した吸着材を用いて評価を進
めた.セシウムとの接触状況が異なるバッチ吸着試験とカラム吸着試験を行い,処理前後のセシウ
ム濃度を測定して吸着・除去性能を行っだ バッチ吸着試験では,円形に切り出した吸着材を試験水が入ったポリ瓶に投入し,浸漬撹拝した.まだカラムを用いた試験では φ9mのカラム(注射
節)に吸着材を充填し,注射器を用いて試験水を吸引して吸着材に接触させた.その結果,バヅチ
吸着試験では,試験後の試験水中にはセシウムがセシウム除去用浄水器検出されなかった.カラム吸着試験では,バッチ吸着試験の約4倍量の試験水を通液し,使用した吸着材量はおよそl/2,接触時間はおよそ1/100であったにもかかわらず,バッチ吸着試験と同等,検出限界値以下まで除去することができた.
このことから,開発したグラフト吸着材は 高効率このことから,開発したグラフト吸着材は 高
効率(短時間)でのセシウムの吸着除去が可能であることを示すことができた。 最終的にはこの繊維を食品衛生法,水道法による監視項目を満たす吸着材に改良して.のようにカートリッジ化し
今春には「KranCsair」という名前で浄水器に組み込んで供給可能となったようです。

KranCsairの可能性

きわめで低い濃度で水に溶けている放射性セシウムを,水道水の管理目標値のlリットル当たり10ベクレル以下まで除去できるフィルターど,そのフィルターを用いた水道用の市販ろ過器のハウジング部に取り付け可能な簡易カートリッジが開発された商品が販売予定ということは、
放射能汚染地域に帰れない人たちにも光となるのではないでしょうか。
先日ラジオでコメンテーターの人が
除染と言っても放射能を処理することではなく、他の場所へ“流すだけ”といっていました。作業にあたっている作業員の方々には本当に感謝で一杯ですが、現状はかなり厳しいようです。
こうした中で(独)日本原子力研究開発機構はなんと解決しようとやっと「KranCsair」が世に出て
子供やお年寄り妊婦さんなどが安心して水か飲めるが来るのではないでしょうか。

参照著書)
オーム社「設備と管理4月号」より抜粋
兄上隆志,中野正憲/倉敷繊維加工
柴田車載,瀬古典明/(独)日本原子力研究開発機構



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