特開 2017-159245 廃液処理用包装体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-159245(P2017-159245A)

(43)【公開日】2017年9月14日

(54)【発明の名称】廃液処理用包装体

(51)【国際特許分類】

   B01J 20/26 20060101AFI20170818BHJP

   G21F 9/12 20060101ALI20170818BHJP

   C02F 1/28 20060101ALI20170818BHJP

   B65D 65/00 20060101ALI20170818BHJP

【ＦＩ】

   B01J20/26 D

   G21F9/12 501B

   G21F9/12 501J

   G21F9/12 501K

   C02F1/28 A

   B65D65/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-46469(P2016-46469)

(22)【出願日】2016年3月10日

(71)【出願人】

【識別番号】000002288

【氏名又は名称】三洋化成工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】奥山 博史

【テーマコード（参考）】

3E086

4D624

4G066

【Ｆターム（参考）】

3E086AA23

3E086AB02

3E086AD01

3E086BA02

3E086BA15

3E086BA19

3E086BB72

3E086BB90

3E086CA40

4D624AA04

4D624AB10

4D624BA05

4D624BA17

4D624BA19

4D624BB01

4D624BC01

4D624DA01

4G066AA66B

4G066AA67B

4G066AB05D

4G066AB06D

4G066AC02B

4G066AC17B

4G066AC24B

4G066AC35B

4G066BA12

4G066BA36

4G066BA38

4G066CA12

4G066CA43

4G066DA08

4G066FA37

(57)【要約】

【課題】 廃液の吸収性能に優れる廃液処理用包装体を提供する。
【解決手段】 水溶性ビニルモノマー及び／又は加水分解により水溶性となる加水分解性ビニルモノマーを必須構成単量体とする架橋重合体を含有する吸収性樹脂と、透水性外装とを有してなる廃液処理用包装体；該廃液処理用包装体を用いて廃液を処理する方法であって、以下の工程（１）を含む廃液の処理方法。
工程（１）：廃液と廃液処理用包装体とを接触させて、廃液を吸収する
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水溶性ビニルモノマー（ａ１）及び／又は加水分解により水溶性となる加水分解性ビニルモノマー（ａ２）を必須構成単量体とする架橋重合体（Ａ）を含有する吸収性樹脂（Ｘ）と、透水性外装（Ｇ）とを有してなり、該（Ｘ）が１．０〜５０ｋｇである廃液処理用包装体（Ｚ）。

【請求項2】

さらに、パルプ、バーミキュライト、パーライトおよびウレタン発泡体からなる群から選ばれる少なくとも１種の吸収助剤（Ｊ）を有してなる請求項１記載の廃液処理用包装体。

【請求項3】

（Ｘ）と（Ｊ）との重量比［（Ｘ）／（Ｊ）］が４０／６０〜９５／５である請求項２記載の廃液処理用包装体。

【請求項4】

請求項１〜３いずれか記載の廃液処理用包装体（Ｚ）を用いて廃液を処理する方法であって、以下の工程（１）を含む廃液の処理方法。
工程（１）：廃液と廃液処理用包装体とを接触させて、廃液を吸収する

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、廃液処理用包装体に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、各種産業分野から排出される廃液は増加の一途をたどっている。廃液としては工場廃液等、種々の廃液がある。例えば、原子力発電所等からから排出される放射性廃液は、少量でも漏れ出すと放射能汚染が広がる恐れがあるために、保管タンクなどに封入され、保管されている。
また、原子力発電所での重大事故の後では、建屋内の放射性廃液をポンプで汲み出している。しかしながら、ポンプを用いるだけではある程度の廃水が残り、この廃液を処理する方法が求められている。
この課題を解決すべく、透水性袋体の中にポリアクリル酸重合体を収納した放射線汚染水処理用具が提案されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−１１４１８０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の技術では吸収性能が不十分であり、前記建屋内の放射性汚水の処理には十分に満足できるものではなかった。本発明の目的は、廃液の吸収性能に優れる廃液処理用包装体を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は、水溶性ビニルモノマー（ａ１）及び／又は加水分解により水溶性となる加水分解性ビニルモノマー（ａ２）を必須構成単量体とする架橋重合体（Ａ）を含有する吸収性樹脂（Ｘ）と、透水性外装（Ｇ）とを有してなり、該（Ｘ）が１．０〜５０ｋｇである廃液処理用包装体（Ｚ）である。

【発明の効果】

【0006】

本発明の廃液処理用包装体（Ｚ）は以下の効果を奏する。
（１）廃液（特に放射性廃液）の吸収性能（吸収量、吸収速度）に優れる。
（２）該（Ｚ）を用いた廃液の処理方法により、効率的に廃液を吸収、減容できる。

【発明を実施するための形態】

【0007】

＜架橋重合体（Ａ）＞
本発明における架橋重合体（Ａ）は、水溶性ビニルモノマー（ａ１）及び／又は加水分解により水溶性となる加水分解性ビニルモノマー（ａ２）を必須構成単量体とする。
上記必須構成単量体である水溶性ビニルモノマー（ａ１）及び／又は加水分解により水溶性ビニルモノマーとなる加水分解性ビニルモノマー（ａ２）としては特に限定がないが、例えば、特開２００５−０７５９８２号公報に記載の水溶性ラジカル重合単量体等が挙げられる。

【0008】

これらのうち、廃液の吸収性能の観点から、水溶性ビニルモノマー（ａ１）が好ましく、さらに好ましいのはアニオン性ビニルモノマー｛アニオン性基（カルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基及び水酸基等）を有するビニルモノマー｝（ａ１１）、特に好ましいのは炭素数３〜３０のビニル基含有カルボン酸（塩）｛不飽和モノカルボン酸（塩）｛（メタ）アクリル酸、クロトン酸、桂皮酸及びこれらの塩等｝；不飽和ジカルボン酸（塩）（マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸及びこれらの塩等）；及び前記不飽和ジカルボン酸のモノアルキル（炭素数１〜８）エステル（マレイン酸モノブチルエステル、フマル酸モノブチルエステル、マレイン酸のエチルカルビトールモノエステル、フマル酸のエチルカルビトールモノエステル、シトラコン酸モノブチルエステル及びイタコン酸グリコールモノエステル等｝、次に好ましいのは不飽和モノカルボン酸（塩）、最も好ましいのはアクリル酸（塩）である。

【0009】

なお、（メタ）アクリル酸とはアクリル酸及び／又はメタクリル酸を意味し、「・・・酸（塩）」とは「・・・酸」及び／又は「・・・酸塩」を意味する。塩としては、カリウム、ナトリウム及びリチウム等のアルカリ金属塩並びにカルシウム等のアルカリ土類金属塩が含まれる。

【0010】

また、廃液の吸収性能の観点から、アニオン性ビニルモノマー（ａ１１）と後述のノニオン性ビニルモノマー（ａ１２）とを組み合わせることが好ましい。（ａ１１）と（ａ１２）とのモル比［（ａ１１）／（ａ１２）］は、好ましくは１／９９〜８０／２０、さらに好ましくは、５／９５〜４０／６０、とくに好ましくは１０／９０〜３０／７０である。
該モル比［（ａ１１）／（ａ１２）］が８０／２０以下であることで、廃液の吸収性能が良好となる。

【0011】

前記ノニオン性ビニルモノマー（ａ１２）としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノメチルメタクリレート、ジエチルアミノプロミルアクリレート、ジエチルアミノプロピルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド等が挙げられる。該（ａ１２）は１種又は２種以上を用いることができる。
上記（ａ１２）のうち、好ましいのは、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、さらに好ましいのはアクリルアミドである。

【0012】

架橋重合体（Ａ）に含まれる水溶性ビニルモノマー（ａ１）単量体がアニオン性ビニルモノマーの場合、これは未中和体であっても、中和体（水溶性ビニルモノマー塩単量体）であっても構わないが、架橋重合体（Ａ）を製造する上での作業性の改良等の目的で水溶性ビニルモノマー（ａ１）単量体の一部又は全てを中和して水溶性ビニルモノマー塩単量体としてもよい。

【0013】

（ａ１）としてアニオン性ビニルモノマーを使用した場合に、（Ａ）に含まれるアニオン性ビニルモノマー由来のアニオン部分を中和体としたい場合は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム及び水酸化リチウム等の水酸化アルカリ金属、水酸化カルシウム等の水酸化アルカリ土類金属又はこれらの水溶液を、重合前のモノマー段階、あるいは重合後の含水ゲルに添加すれば良い。

【0014】

架橋重合体（Ａ）の水溶性ビニルモノマー（ａ１）として、アニオン性ビニルモノマー｛最も好ましくはアクリル酸（塩）｝を使用する場合、アニオン性ビニルモノマーの最終的な中和度｛アニオン性ビニルモノマーのアニオン基及びアニオン塩基の合計モル数に基づく、アニオン塩基の含有量（モル％）｝は、廃液の吸収性能の観点から、好ましくは３０〜１００、さらに好ましくは４０〜９５、特に好ましくは５０〜９０である。

【0015】

水溶性ビニルモノマー（ａ１）及び加水分解性ビニルモノマー（ａ２）は、それぞれ、単独で構成単量体としてもよく、２種以上を構成単量体としてもよい。
水溶性ビニルモノマー（ａ１）及び加水分解性ビニルモノマー（ａ２）のうち、廃液の吸収性能の観点から、（ａ１）が好ましく、さらに好ましくは（ａ１）を単独で構成単量体とすることである。

【0016】

水溶性ビニルモノマー（ａ１）及び加水分解性ビニルモノマー（ａ２）の両方を構成単量体とする場合、これらのビニルモノマー単量体のモル比｛（ａ１）／（ａ２）｝は、７５／２５〜９９／１が好ましく、さらに好ましくは８５／１５〜９５／５、特に好ましくは９０／１０〜９３／７、最も好ましくは９１／９〜９２／８である。この範囲であると、廃液の吸収性能がさらに良好となる。

【0017】

架橋重合体（Ａ）は、さらに、水溶性ビニルモノマー（ａ１）及び／又は加水分解性ビニルモノマー（ａ２）と共重合できるその他のビニルモノマーを構成単量体とすることができるが、その他のビニルモノマー（ａ３）を構成単量体として含まないことが好ましい。

【0018】

その他のビニルモノマー（ａ３）としてはたとえば、特開２００３−２２５５６５号公報に記載のビニルモノマー等が挙げられる。
その他のビニルモノマー（ａ３）を構成単量体とする場合、その他のビニルモノマー単量体の含有量（モル％）は、廃液の吸収性能の観点から、水溶性ビニルモノマー（ａ１）単量体及び加水分解性ビニルモノマー（ａ２）単量体の合計のモル数に基づいて、０．０１〜３０が好ましく、さらに好ましくは０．０５〜２０、特に好ましくは０．１〜１５である。

【0019】

本発明において、架橋重合体（Ａ）は、必須構成単量体である（ａ１）及び／又は（ａ２）が、反応性基を有する場合（カルボキシル基を有するものとアミノ基を有するものの併用等）は、自己架橋させても良いが、必要により内部架橋剤（ｃ）を使用してもよい。
内部架橋剤（ｃ）としては、公知の内部架橋剤、例えば、特開２００３−２２５５６５号公報に記載の内部架橋剤が使用できる。
これらの内部架橋剤のうち、廃液の吸収性能等の観点から、エチレン性不飽和基を２個以上有する内部架橋剤が好ましく、さらに好ましいのはトリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレー、炭素数２〜１０のポリオールのポリ（メタ）アリルエーテル、炭素数２〜１０のポリオールの（ポリ）グリシジルエーテル、特に好ましいのはトリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラアリルオキシエタン及びペンタエリスリトールトリアリルエーテル、最も好ましいのはペンタエリスリトールトリアリルエーテルである。

【0020】

内部架橋剤（ｃ）の含有量（モル％）は、水溶性ビニルモノマー（ａ１）単量体及び加水分解性ビニルモノマー（ａ２）単量体の合計モル数に基づいて、０．００１〜５が好ましく、さらに好ましくは０．００５〜３、特に好ましくは０．０１〜１である。この範囲であると、廃液の吸収性能がさらに良好となる。

【0021】

架橋重合体（Ａ）は、公知の方法｛特開２００３−２２５５６５号公報及び特開２００５−０７５９８２号公報等｝と同様にして、水溶性ビニルモノマー（ａ１）及び／又は加水分解性ビニルモノマー（ａ２）並びに内部架橋剤（ｃ）を重合して、含水ゲルを調製し、必要により含水ゲルを細断した後、乾燥して架橋重合体（Ａ）としてもよい。

【0022】

また、架橋重合体（Ａ）は、乾燥後に粉砕することができる。粉砕方法については、特に限定はなく、通常の粉砕装置｛たとえば、ハンマー式粉砕機、衝撃式粉砕機、ロール式粉砕機及びシェット気流式粉砕機｝等が使用できる。粉砕された吸収性樹脂粒子は、必要によりふるい分け等により粒度調整できる。

【0023】

架橋重合体（Ａ）が粉砕された粒子状である場合、（Ａ）の重量平均粒子径（μｍ）は廃液の吸収性能、取り扱いの観点から、好ましくは１００〜２０００、さらに好ましくは２００〜１０００、特に好ましくは３００〜８５０である。

【0024】

架橋重合体（Ａ）は、必要により表面架橋剤を反応させて、表面を架橋処理してもよい。
表面架橋剤としては、公知の表面架橋剤、例えば、特開２００３−２２５５６５号公報に記載の表面架橋剤が使用できる。
これらの表面架橋剤のうち、廃液の吸収性能等の観点から、水溶性ビニルモノマー（ａ１）単量体の水溶性置換基｛カルボキシ基、水酸基等｝及び／又は加水分解性ビニルモノマー（ａ２）単量体の加水分解によって生成する水溶性置換基｛カルボキシ基、水酸基等｝と反応し得る官能基を少なくとも２個以上有する架橋剤が好ましく、さらに好ましくは多価グリシジル、特に好ましくはエチレングリコールジグリシジルエーテル及びグリセリンジグリシジルエーテル、最も好ましくはエチレングリコールジグリシジルエーテルである。

【0025】

表面架橋剤の含有量（モル％）は、廃液の吸収性能等の観点から、水溶性ビニルモノマー（ａ１）単量体及び加水分解性ビニルモノマー（ａ２）単量体のモル数に基づいて、０．００５〜０．３００が好ましく、さらに好ましくは０．０１０〜０．２００、特に好ましくは０．０１５〜０．１５である。

【0026】

表面架橋反応の方法は、公知｛たとえば、特許第３６４８５５３号公報、特開２００３−１６５８８３号公報、特開２００５−７５９８２号公報、特開２００５−９５７５９号公報｝の方法が適用できる。

【0027】

＜透水性外装（Ｇ）＞
本発明における、公知のものでよいが、廃液の吸収性能、後述の廃液処理用包装体（Ｚ）の取り扱い等の観点から、好ましいのは織布、不織布、メッシュ、さらに好ましいのは織布、不織布である。
ここで透水性外装とは、少なくとも表面積の２０％以上が透水性を有する外装である。また、透水性は１００ｍｌの２５℃のイオン交換水が１００ｃｍ²の面積を通過する時間（秒）で表すと３００秒以下であり、好ましくは１５０秒以下であり、さらに好ましくは６０秒以下であることを指す。。
該（Ｇ）の形状は、吸収性能、取り扱いのし易さの観点から、好ましいのは袋状、さらに好ましいのはフレコン（フレキシブルコンテナバック）である。

【0028】

＜廃液処理用包装体（Ｚ）＞
本発明の廃液処理用包装体（Ｚ）は、前記架橋重合体（Ａ）を含有する吸収性樹脂（Ｘ）と、前記透水性外装（Ｇ）とを有してなり、該（Ｘ）が１．０〜５０ｋｇである廃液処理用包装体である。該吸収性樹脂（Ｘ）の重量は、廃液の吸収性能のバランスの観点から好ましくは３．０〜４０ｋｇ、さらに好ましくは５．０〜３０ｋｇ、とくに好ましくは１０〜２５ｋｇである。

【0029】

上記（Ｚ）の形態としては、例えば、次のものが挙げられる。
（１）透水性外装（Ｇ）の袋に、吸収性樹脂（Ｘ）と、必要により後述の吸収助剤（Ｊ）とを入れたもの。
（２）透水性外装（Ｇ）の間に、吸収性樹脂（Ｘ）と、必要により（Ｊ）とを入れたもの。
上記（１）〜（２）のうち、工業上および取り扱いの観点から、好ましいのは（１）である。

【0030】

また、廃液処理用包装体（Ｚ）の形状、大きさは、用途、目的により、適宜、調整できるが、工業上および取り扱いの観点から、好ましい形状は上記（１）のうち、袋状のものである。

【0031】

＜吸収助剤（Ｊ）＞
本発明の廃液処理用包装体（Ｚ）は、吸収性能向上の観点から、パルプ、バーミキュライト、パーライトおよびウレタン発泡体からなる群から選ばれる少なくとも１種の吸収助剤（Ｊ）を有することが好ましい。
該吸収助剤（Ｊ）のうち、吸収性能の観点から、好ましいのはパルプ、バーミキュライト、さらに好ましいのはバーミキュライトである。
該（Ｊ）の形状は、好ましくは繊維状、粒子状、さらに好ましくは粒子状であり、粒子状の場合、その重量平均粒子径は好ましくは３００μｍ〜１０ｍｍ、さらに好ましくは５００μｍ〜５ｍｍである。

【0032】

前記（Ｘ）と（Ｊ）との重量比［（Ｘ）／（Ｊ）］は吸収性能のバランスの観点から、好ましくは４０／６０〜９５／５、さらに好ましくは６０／４０〜９０／１０である。

【0033】

＜廃液の処理方法＞
本発明の廃液の処理方法は、前記廃液処理用包装体（Ｚ）を用いて廃液を処理する方法であって、以下の工程（１）を含むものであり、さらに工程（２）を含むことが好ましい。
工程（１）：廃液と廃液処理用包装体とを接触させて、廃液を吸収する
工程（２）：廃液を吸収した廃液処理用包装体を減容する
上記工程において、減容は、メタノール、アセトン等の有機溶剤、塩化ナトリウム塩化カルシウ等の塩またはその水溶液により、廃液を吸収した該包装体の体積を減ずるものである。

【実施例】

【0034】

以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下において部は重量部を示す。

【0035】

＜製造例１＞
アクリル酸１４５．４部に水９．４部を加え、２０〜３０℃に冷却しつつ、２５％の水酸化ナトリウム水溶液２４２．３部（アクリル酸の中和度７５モル％相当）を加えて中和した。該水溶液にエチレングリコール（ＥＧ）ジグリシジルエーテル［商品名「デナコールＥＸ−８１０」、ナガセ化成工業（株）製］０．０９部、次亜リン酸ソーダ１水和物０．０１４６部、過硫酸カリウム０．２９部を加えて均一溶解させ、モノマー水溶液を得た。次いで、反応容器にシクロヘキサン６２４部を仕込み、さらにソルビタンモノステアレート２部を加えて溶解させた後、撹拌しつつ反応容器内を窒素置換した。次に、反応容器内を７０℃に温度調整した後、該モノマー水溶液３９７部を６．６部／分の速度で１時間かけて滴下し、その後、７５℃で３０分間反応、熟成させて、懸濁液を得た。
懸濁液から、水及びシクロヘキサンを共沸除去し、含水率約２０重量％［赤外水分計「ＦＤ−１００型」、Ｋｅｔｔ（株）製、加熱温度１８０℃、２０分で測定］の水溶液とした。３０℃に冷却し撹拌を停止して樹脂粒子を沈降させ、デカンテーションにより樹脂粒子を分離し、１５０℃に設定した循風乾燥機にて２時間乾燥させて、架橋重合体（Ａ−１）からなる吸収性樹脂（Ｘ−１）を得た。
なお、（Ｘ−１）の重量平均粒子径は５２０μｍであった。

【0036】

＜実施例１＞
吸収性樹脂（Ｘ−１）３０ｋｇと、バーミキュライト［「焼成バーミキュライト２号品」、ベルミテック社製、重量平均粒子径１．１ｍｍ］（Ｊ−１）１２．９ｋｇとを混合機で混合した。この混合物を、原反［ＰＰ１５００ｄ １５×１５平織、小泉製麻製］で作成したフレコン［タテ１．５ｍ×ヨコ１．５ｍ×高さ２．５ｍ］である透水性外装（Ｇ−１）に入れて廃液処理用包装体（Ｚ−１）を得た。

【0037】

＜実施例２〜５＞
実施例１において、表１にしたがった以外は、実施例１と同様にして、廃液処理用包装体（Ｚ−２）〜（Ｚ−５）を得た。

【0038】

＜比較例１＞
市販のポリオレフィン樹脂のペレット（重量平均粒子径：２ｍｍ）（比Ｘ−１）３０ｋｇを透水性外装（Ｇ−１）に入れ、廃液処理用包装体（比Ｚ−１）を得た。

【0039】

上記で得られた各廃液処理用包装体を、後述の評価方法で評価した。結果を表１に示す。

【0040】

＜評価方法＞
（１）吸収量（ｋｇ）
タテ５ｍ×ヨコ５ｍの水槽に、高さ０．２ｍの水道水を満たした。この水槽に廃液処理用包装体を底面に接するよう載置して、１時間吸収させた。なお、途中では、水を追加投入して、水位を維持した。
吸収前の包装体の重量（Ｗ０）と、吸収後の包装体の重量（Ｗ１）から、次式により吸収量＜Ｓ１＞（ｋｇ）を求めた。

吸収量＜Ｓ１＞（ｋｇ）＝（Ｗ１）−（Ｗ０）

【0041】

（２）吸収速度（％）
上記（１）の評価において、１時間を０．５時間にして、吸収量＜Ｓ２＞（ｋｇ）を求めた。吸収量＜Ｓ１＞と吸収量＜Ｓ２＞とから次式により、吸収速度（％）を求めた。

吸収速度（％）＝吸収量＜Ｓ２＞×１００／吸収量＜Ｓ１＞

【0042】

【表1】

【0043】

表１の結果から、本発明の廃液処理用包装体（Ｚ）は比較のもの比べて、廃液の吸収性能（吸収量、吸収速度）に優れていることが分かる。

【産業上の利用可能性】

【0044】

本発明の廃液処理用包装体は、廃液の吸収性能に優れており、放射性廃液などの廃液処理に有用である。