JP2001025632A

JP2001025632A - 酸性ガス及び水分吸収剤

Info

Publication number: JP2001025632A
Application number: JP20231099A
Authority: JP
Inventors: Keizo Nakajima; 啓造中島; Takayoshi Ueno; 貴由上野; Masaaki Suzuki; 正明鈴木; Hiroshi Onishi; 宏大西
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2001-01-30

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の酸性ガス、水分の吸収方法では、炭酸ガ
スなどの酸性ガス調整や水分調整を簡単に出来にくく、
コストもかかっている。【解決手段】炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カ
リウム１．５水、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム
及び、炭酸ナトリウム水和物、からなる群より選ばれた
少なくとも１つの炭酸塩を、フェノール樹脂硬化物を加
熱処理して得られた炭化物に担持させた、酸性ガス、水
分の吸収剤である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は酸性ガス及び水分を
吸収するための吸収剤に関するもので、詳しく述べる
と、高気密性、高断熱性を有する住宅や輸送手段内にお
いて、空間内に蓄積された酸性ガス及び水分を簡易かつ
安価に、より効率よく除去あるいは低減するために有効
な吸収剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】炭酸ガスは燃焼排ガスや化学工場などか
ら多量に生成し、近年炭酸ガスに起因する地球の温室効
果が問題視されている。これら地球環境へ及ぼす影響の
他に、宇宙船、潜水艦、深海艇などの密閉環境において
も、人体から排出された炭酸ガスを高効率で処理する必
要がある。これらプラントや密閉空間における炭酸ガス
の吸着・吸収方法や固定化方法に関してはかなり以前か
ら検討がなされており、また多くの提案が行われてい
る。

【０００３】炭酸ガスの吸着・吸収における基本原理と
しては大きく分けて３つの方法、つまり物理吸着法、化
学吸着法、膜分離法が知られている。

【０００４】物理吸着法は、ゼオライトや活性炭などの
吸着剤を用いる方法で、炭酸ガスを含む気体を低温状
態、あるいは圧力をかけて吸着剤に吸着させ、その後高
温状態、あるいは減圧処理することで脱着させるもの
で、温度変化や圧力変化により吸脱着を行うものであ
る。一般にゼオライトを用いた場合の方が活性炭に比べ
炭酸ガスの吸着性能は良好であるが、炭酸ガスと同時に
水分も吸着するために、この吸着処理以前に、除湿工程
を設ける必要がある。

【０００５】化学吸着法は、炭酸ガスとの化学反応を利
用して炭酸ガスを吸着するもので、不可逆反応を利用し
た再生不可能な処理方法と、可逆反応による再生可能な
処理方法の２種類が知られている。

【０００６】再生不可逆な処理方法としては、水酸化リ
チウムとの反応や、エポキシ化合物などを用いた開環反
応、炭酸ガスを原料としたポリマー化反応などが知られ
ているが、一方向反応プロセスのためメンテナンスを必
要としたり、その用途によって非常に大きなシステムに
なる可能性がある。

【０００７】可逆反応による再生可能な処理方法として
は、既に宇宙船用などとしての提案がなされているが、
イオン交換樹脂型の固体アミンを用い吸着させ、再生は
水蒸気によって行う方法がある。この方式は従来の水酸
化リチウムを用いた使い捨ての方式などに比べてシステ
ムの重量が小さくてすむ点や、メンテナンスを大きく削
減できることなどがそのメリットとして考えられる。

【０００８】また近年、同様の再生可能な処理方法とし
て、炭酸カリウムを用いた処理方法も提案がなされてい
る。これは下記反応式を利用したもので、水分も炭酸ガ
ス除去時に等モル程度必要となる。生成した炭酸水素カ
リウム（ＫＨＣＯ3）は、水蒸気フラッシュや加熱によ
り炭酸カリウムに戻すことが可能であり、ゼオライトや
アルミナ、活性炭上に担持させることによりその特性評
価がなされている。

【０００９】Ｋ₂ＣＯ₃＋Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂→ ２ＫＨＣＯ₃ これらゼオライト、アルミナ、活性炭などの担体はいず
れも細孔構造を有し、それに基づいて数１００ｍ²／ｇ
から処理方法によっては１０００ｍ²／ｇ以上の表面積
を有する。このファン・デル・ワールス力による高い吸
着力と、界面活性によって空気中の酸性ガスや水分を吸
着するため、細孔表面の反応性が著しく高められてい
る。従ってこれら担体は炭酸塩を保持する役割だけでは
なく、発達した細孔構造と吸着性により、空気中の酸性
ガスを表面に吸着して炭酸塩との反応性を促進させる機
能も合わせ持っている。

【００１０】これらの担体としても用いられる活性炭
は、産業界及び一般家庭において脱臭及び各種薬品の吸
着等を目的に広く使用されているものである。それらの
活性炭は、おがくず、草炭、ヤシ殻、石炭、ピッチ、加
熱により炭化する合成樹脂、繊維等を炭化し、水蒸気等
で賦活して製造されている。原料を炭化する方法には、
掘込堆積法、鉄製移動窯のような回分式、内燃式流動層
型、ロータリーキルンのような連続式があり、前者は、
安価に処理でき、後者は制御が一定にでき品質の揃った
ものを得ることができる。炭化温度は、６００〜７００
℃であり、炭化した後ガス賦活法により賦活し、粉砕、
洗浄、ふるい分け等による精製、整粒を行っている。さ
らに、微粉化し、２次造粒を行い、表面積と空隙率をあ
げることもある。

【００１１】加熱により炭化する合成樹脂としては、フ
ェノール樹脂がある。フェノール樹脂を原料とする活性
炭は、樹脂に一定量の硬化剤等を配合して所定の形状を
有する型に注入し、加熱硬化させた後炭化するか、又は
樹脂を発泡硬化させた後、５００℃以上の温度で炭化、
賦活し、粉砕している。

【００１２】一方、熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂
を加熱硬化させたフェノール樹脂硬化物は、紙や木質材
などと併用することによって優れた複合材となるため、
プリント基板や建材などに大量に使用されている。この
ような複合材、例えば、紙フェノール樹脂組成物を基材
とするプリント基板は、これを使用した製品を廃棄する
時や、製造工程中に不良品が生じた時などに、大量に廃
棄される。そこで、省資源の観点から、このような複合
材を再資源化する技術が検討されている。

【００１３】一般にこれら熱硬化性樹脂を基材とした複
合材は、熱に不溶不融であるため、原料素材として再利
用したり再資源化したりすることは難しい。また難分解
性であるために、化学的に樹脂原料や燃料にすることも
難しい。そのため、現在では、焼却させたとき生じる熱
をエネルギーとして利用することが広く行われている。
原料素材として有効利用するには、熱可塑性樹脂から
なる廃材と熱硬化性樹脂からなる廃材を粉砕して粉末状
にし、得られた粉末を加熱加圧成形することによって再
生成形品を得る方法などが開示されている（例えば、特
開平６-２３７５１号公報）。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来、前述のプラント
や潜水艦などの密閉空間での炭酸ガス除去あるいは削減
の検討が中心に行われていたが、近年の建築資材や設
計、施工技術の開発による、住宅の気密性の向上によ
り、一般住宅においても炭酸ガスの濃度調整の検討が必
要と考えられるようになってきた。

【００１５】高気密住宅では、熱エネルギーの放出防止
や室内空気の外気による汚染防止が図れる反面、室内の
空気の換気がなされないため、人の呼吸等により室内の
炭酸ガス濃度が経時的に高められるという課題がある。
一般に自然換気のみの場合、８畳間に２人が就寝すれ
ば、炭酸ガス濃度は３０００ｐｐｍを越えると言われて
いる。そのためエネルギー消費が少なく、かつ高効率
に、生活環境ガスを一定濃度に保持できるような簡易型
の炭酸ガス除去装置の出現が望まれている。

【００１６】これら室内で用いられるような炭酸ガス除
去システムに対する要望としては、１．再生などにより
長期間使用可能なこと。２．小型・軽量であること。
３．電力消費量が小さいこと。４．保守・整備が容易で
あること。５．耐久性があること。などが挙げられる。

【００１７】可逆反応を利用した化学吸着法として、炭
酸カリウムなどの炭酸塩を活性炭などの担体上に担持さ
せる方法が提案されているが、化学プラントなどで用い
られる際のメンテナンス性、酸性ガスとの反応性を向上
させるための工夫として担体の表面積の増加させるなど
の目的から、担体に要求される性能も高いものとなり、
そのための前処理コストを要する。例えば、活性炭の賦
活化は６００℃以上での処理を必要とし、また粒度やか
さ密度を均一化するためのふるい分けなども必要とな
る。

【００１８】一方、フェノール樹脂硬化物を再利用した
製品をいろいろ開発することによって、大量に廃棄され
るフェノール樹脂硬化物を有用な原料素材とすることが
できる。さらに再生成形品に優れた機能を持たせること
ができれば、リサイクルの価値をより向上させることが
できる。

【００１９】本発明は上記従来の方法の課題に鑑み、炭
酸ガスなどの酸性ガス調整や水分調整をできうる限り簡
易で、コストのかからない方法で行うことができる酸性
ガス及び水分吸収剤を提供することを目的とする。

【００２０】さらに、付随的に、プリント配線板、回路
板などに用いられている熱硬化性材料を加熱処理して得
られた炭化物に、新たな付加価値を付与し、再利用する
ことを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の酸性ガス及び水
分吸収剤は、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カ
リウム１．５水、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム
及び、炭酸ナトリウム水和物、からなる群より選ばれた
少なくとも１つの炭酸塩を、フェノール樹脂硬化物を加
熱処理して得られた炭化物に担持させたことを特徴とす
るものである。

【００２２】また本発明の酸性ガス及び水分吸収剤は、
炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム１．５
水、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び、炭酸ナ
トリウム水和物からなる群より選ばれた少なくとも１つ
の炭酸塩を、プリント配線板及び／またはプリント回路
板を、加熱処理して得られた炭化物に担持させたことを
特徴とするものである。

【００２３】さらにこれらプリント配線板及び／または
プリント回路板が、紙基材フェノール樹脂、紙基材エポ
キシ樹脂などの紙基材系樹脂、ガラス布基材エポキシ樹
脂及びガラス布・ガラス不織布複合基材エポキシ樹脂、
ガラス布基材ポリイミド樹脂などのガラス布基材系樹脂
及び、アラミド不織布エポキシ樹脂などのアラミド系樹
脂より選ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする
酸性ガス及び水分吸収剤である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００２５】本発明の構成は上記課題を解決するための
手段に記載されたとおりであるが、利用できるフェノー
ル樹脂硬化物としては、一般的なレゾール形またはノボ
ラック形のフェノール樹脂原料を硬化したものがある。
さらに、樹脂単体のみでなく、紙、木質、ガラスおよび
セラミックスなど他の材質を混合した複合材や、桐油、
キシレン樹脂、クレゾール樹脂、エポキシ樹脂などで変
性した樹脂でも利用できる。

【００２６】通常、鋸くずを原料とした場合の活性炭収
率は１０％以下であるが、フェノール樹脂硬化物を原料
に用いると、フェノール樹脂の高炭化率により最終活性
炭収率は賦活の条件にもよるが２０％程度に向上する。

【００２７】又フェノール樹脂にハロゲン化化合物を添
加されたものは、ハロゲン化合物が３００〜４００℃に
おいて分解してガス化するため、樹脂の内部に亀裂及び
空隙を形成し、空隙率の高い活性炭を製造することがで
きる。

【００２８】ハロゲン化合物としては、塩化パラフィン
やテトラブロモビスフェノールＡ、デカブロモビフェニ
ルエーテル等の化合物が使用できる。これらのハロゲン
化合物はフェノール樹脂より低い温度で分解するため、
ガス化して活性炭内部には残らない。

【００２９】ここで説明するプリント配線板とは、回路
設計に基づいて、部品間を接続するために導体パターン
を絶縁基板の表面またはその内部に、プリントによって
形成した板を示す。またプリント回路板とは、それらプ
リント配線板の上に電子部品を装着したものである。こ
れらの配線板に用いられている樹脂には多くの種類があ
り、(1)紙基材フェノール樹脂、紙基材エポキシ樹脂な
どの紙基材系樹脂、(2)ガラス布基材エポキシ樹脂、ガ
ラス布・ガラス不織布複合基材エポキシ樹脂、ガラス布
基材ポリイミド樹脂などのガラス布基材系樹脂及び、
(3)アラミド不織布エポキシ樹脂などのアラミド系樹脂
などが熱硬化性の樹脂として挙げられる。

【００３０】特に、紙フェノール樹脂を用いたプリント
配線板は使用量も多く、その廃材の再資源化が重要とな
っている。フェノール樹脂は一般に活性炭原料として用
いられているが、紙フェノール樹脂を用いたプリント配
線板も同様に加熱処理を行うことによって、容易に炭化
物が得られることがわかった。また紙フェノール樹脂以
外のプリント配線板として、紙基材エポキシ樹脂、ガラ
ス布基材エポキシ樹脂、ガラス布・ガラス不織布複合基
材エポキシ樹脂、ガラス布基材ポリイミド樹脂、アラミ
ド不織布エポキシ樹脂を含む配線板についても同様の検
討を行ったが、加熱処理によって炭化物が得られ、本発
明の酸性ガス及び水分吸収剤として使用できることがわ
かった。またプリント配線板の製造時に発生する切断紛
なども本発明の方法により有効利用できる。プリント配
線板やプリント回路板の再利用の際には、搭載されてい
る部品や銅張りなどはあらかじめ除去しておくと収率が
向上して好ましい。またこれらの分離はできうる限り行
うことが望ましいが、安全性を確保されたものであれ
ば、銅や部品などのうち再利用時の使い方の工夫で人体
への影響がないものであれば、混合されていても構わな
い。

【００３１】上記樹脂組成物やプリント配線板、プリン
ト回路板の加熱処理に適した温度としては、３００℃以
上であれば重量減少を伴った炭化が進行するため、好適
である。好ましくは炭化が素早く進行する４００℃以上
で加熱するのが適している。また加熱の最高温度は、１
０００℃以下、好ましくは８００℃以下であるのが好適
である。この条件であれば、得られる炭化物は、完全に
は炭化していない。又加熱処理雰囲気は、空気中でもよ
いが、加熱温度が５００℃以上になると燃焼してしまう
ため、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気、または
真空中で処理するのがよい。必要によっては蒸気を供給
しつつ加熱処理することにより、空隙率がより向上す
る。また、加熱処理装置としては、一般的な電気炉、雰
囲気炉などを使用すればよく、さらに乾留炉、ロータリ
ーキルンなどを使用すると工業的に処理しやすい。

【００３２】また４００℃程度の温度で加熱処理するこ
とによって、プリント配線板やプリント回路板の樹脂硬
化物が容易に分解すると同時に、基板上に搭載された部
品や銅張りなども容易に分離することができる。

【００３３】これらの処理によって得られる炭化物の表
面積は、処理条件や使用用途によっても大きく異なる
が、１００ｍ²／ｇ以上であるのが好ましい。表面積が
小さすぎると担持した炭酸塩などが表面で凝集し、充分
なガス吸収特性が得られない。また表面積を大きくする
ために処理時間、コストを要するのは、本発明の目的に
反する。

【００３４】また炭酸塩の担持量としては、担体の表面
積、使用時の条件にもよるが、担体１００重量部に対し
て１０〜５０重量部が望ましい。１０重量部以下では酸
性ガスの吸収性が不充分で、また５０重量部以上になる
とかえって吸収量が低下する。これは担持物によって細
孔が一部閉塞されるためであると考えられる。

【００３５】なお本発明に適用するフェノール樹脂硬化
物やプリント配線板、プリント回路板は、事前に粉砕し
ておくと、続いて行われる加熱処理において容易に樹脂
分解物を得やすくなる。それらを粉砕するには、衝撃、
圧縮、摩擦、剪断などの力を加えて行う一般的な手法を
用いることができ、装置としては例えば、クラッシャ
ー、ミル、グラインダーなどが挙げられる。

【００３６】次に本発明の吸収剤の製造方法について説
明する。

【００３７】まずフェノール樹脂硬化物あるいはプリン
ト配線板、プリント回路板を加熱処理して炭化する。フ
ェノール樹脂硬化物やプリント配線板、プリント回路板
を加熱して炭化させると、固く強度のある樹脂硬化物を
脆くすることができ、次の粉砕工程の生産性を向上させ
ることができる。次に、得られた樹脂炭化物を粉砕す
る。この粉砕工程には、衝撃、圧縮、摩擦、剪断などの
力を加えておこなう一般的な手法、例えば、クラッシャ
ー、ミル、グラインダーなどの手法を用いるのが適して
おり、粉砕条件を選択することによって、所望の粒径の
粉末を得ることができる。必要に応じて、分級操作など
を併用するのがよい。この分級操作として、風力選別、
ふるいなどを利用するのが一般的である。なお、上記の
ような炭化工程と粉砕工程を同時に行えるような仕様に
装置を設計して用いてもよい。

【００３８】つぎに上記処理によって得られた炭化物に
炭酸塩を担持させる。炭酸カリウムまたは、炭酸水素カ
リウム、炭酸カリウム１．５水、炭酸ナトリウム、炭酸
水素ナトリウム、炭酸ナトリウム水和物、を炭化物に添
着するには、これらの炭酸塩を適当な溶媒に溶解した溶
液を噴霧状で振り掛ける方法、または炭酸塩を溶かした
水溶液に浸漬して充分吸着させた後、ろ過、乾燥して調
製する。

【００３９】また本発明の吸収剤によって吸収除去され
る酸性ガスは特に限定しない。酸性を有する気相状のガ
スには広く適用できる。例えば、蟻酸、酢酸、硝酸の蒸
気、炭酸ガス、塩化水素ガス、二酸化窒素ガス等であ
る。

【００４０】次に、本発明の吸収剤の作用を説明する。

【００４１】空気中の炭酸ガスを吸着除去するために
は、単なる物理吸着のみでは吸着容量が低く、また吸収
速度も遅い。よって、化学吸着法の利用などが必要とな
る。炭酸ガスは酸性であるから、アルカリ性の物質と中
和反応を起こす性質がある。従ってアルカリ性物質に炭
酸ガスを含む空気を通すことにより、炭酸ガスと反応し
て吸着除去出来る。本発明においては、吸着剤は再生し
て繰り返し使用する必要があるから、反応生成物は容易
に分解して炭酸ガスを放出して再生出来るものが好まし
い。

【００４２】無機アルカリ性化合物に比較して、アミン
化合物は吸着剤の再生温度が低く、約７０℃で炭酸ガス
を放出する化合物もある。しかしながら、アミン化合物
は熱的に不安定で、吸着・再生を繰り返すと、次第に分
解して劣化することが明らかとなっている。

【００４３】一方、無機アルカリ性化合物、例えば炭酸
カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム１．５水、
炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム又は、炭酸ナトリ
ウム水和物、に化学吸着している炭酸ガスを放出させる
ためには、１５０℃の程度の高温に加熱する必要がある
が、熱的には極めて安定であり、繰り返し使用しても殆
ど化学変化を起こさないため、吸着剤も殆ど劣化しない
ことが確かめられた。

【００４４】本発明の吸収剤においては、水は炭酸ガス
などの酸性ガスを吸収するときに同時に反応させる必要
があるため、水の存在は極めて重要である。水を全く含
有しない系または含水率が極めて低い系では、酸性ガス
の吸収速度は非常に遅くなり実用的ではない。しかしな
がら、本発明が主にその用途として考えている室内用な
どでの炭酸ガスの濃度調整としての使用においては、水
分濃度が炭酸ガス濃度よりも低くなることはまずありえ
ない。一方水の含有率が高すぎると、吸収剤としての機
能を阻害する場合もありうるが、その場合には吸収剤の
再生、交換を促す様な仕組みにしておくことで対処でき
る。

【００４５】一般に本発明における吸収剤は水に対する
親和性が大きく、一方吸収容量に限界があるため、酸性
ガスを吸収するときそのガス中に水分が含まれていると
水分も同時に吸着し、また水分が過剰であれば放出する
ような調整作用を有する。従って、通常水分含有率を外
部から調整する必要はほとんどなく、これも本発明の重
要な要件の一つである。

【００４６】加熱再生方法は吸着剤への水分の補給も考
慮すれば、水蒸気または水蒸気を含んだ加熱空気の吹き
込みが適しているが、水分は炭酸ガス吸着時にでも取り
込むことは可能であるため、単なる加熱乾燥方法を用い
ても良い。吸着再生の循環サイクルを効率良く行うため
には、吸着剤は固体状態で使用することが好ましくま
た、空気との接触面積を出来るだけ大きくする必要があ
る。本発明では、表面積が大きくなるように、樹脂硬化
物の加熱処理に工夫を施し、所定の炭酸塩を担持させる
ことによってこれらの問題を解決した。

【００４７】また本発明は低コストで、繰り返し何度で
も、炭酸ガスを除去する機能を有するため、室内の生活
環境保持には当然ながら、宇宙ステーションや潜水艦等
の密閉空間の様な分野にも適用出来る。

【００４８】

【実施例】本実施例では、小さな実験装置の評価のみ行
ったが、実際の生活空間に拡大してその量を考えてみ
た。

【００４９】自然換気のみの場合、８畳間に２人が就寝
すると、炭酸ガス濃度は３，０００ｐｐｍを越えると言
われている。そこで就寝中の炭酸ガス濃度の平均として
１，５００ｐｐｍ、空間の高さを２．４ｍと仮定する
と、容積は約３２ｍ³となるので、この中に炭酸ガスは
４８リットル、約２．１モル存在すると見積もられる。
これを取り除くためには、炭酸カリウムは約３００ｇ、
これを約４０重量部の割合で炭化物に担持させたとし
て、総重量は７５０ｇ封入すればよい。これは就寝中に
すべての炭酸ガスを取り除く場合であり、ある一定量以
下の濃度でも使用できるのであれば、搭載量はもっと軽
減される。これら吸収剤以外に、ファン、再生時の加熱
源なども必要となってくるが、吸収剤自身の大きさとし
ては缶ビール２本程度のものがあれば充分就寝中の炭酸
ガスを吸収させることができ、極めて簡易な設備により
効率の高い吸収剤が本発明により得られることが予想さ
れる。

【００５０】しかし、これを実現するためには、就寝中
に発生する炭酸ガスを極めて素早く吸収していくことが
必要である。吸収剤自身の吸収能力があっても、ゆっく
りとした吸着反応であれば炭酸ガス濃度は減少せず、む
しろ増加する可能性もある。つまり、炭酸ガスの吸収特
性を評価するためには、量論反応が進行することを確認
することは当然ながら、高濃度時にどの程度の速度で吸
収していくのかを評価する必要があると考えられる。

【００５１】（実施例１）使用済み製品から回収した紙
フェノール樹脂組成物を基材とするプリント配線板をク
ラッシャー式粉砕機によって粗砕し、銅を分離分別し
た。得られた数ｍｍサイズのフェノール樹脂硬化物を窒
素ガス中６００℃で１時間の加熱処理をして炭化させ、
フェノール樹脂硬化物の炭化物を得た。

【００５２】この炭化物をボールミルを用い、３００ｒ
ｐｍで１時間粉砕処理して、粒径３００μｍ以下の粉末
を作製した。

【００５３】この粉末４０ｇを、炭酸カリウム１６ｇを
溶かした水溶液１００ｍｌに浸漬し、スラリーを得た。
その後このスラリーをロータリーエバポレーターで減圧
下、８０℃の湯浴を用いて濃縮乾燥した。

【００５４】炭酸カリウムを担持させる前後の炭化物表
面積をＢＥＴ法（窒素換算法）により測定したところ、
それぞれ、２７２，２６５ｍ²／ｇであり、担持物によ
る表面積減少はほとんど見られないことを確認した。

【００５５】この炭酸カリウムが担持した炭化物を、以
下のような実験装置を用いて、炭酸カリウム水溶液、炭
酸カリウム粉末の場合とその吸収速度を比較しながら検
討した。

【００５６】図１に示すような炭酸ガス濃度測定装置を
用意した。本測定装置は、アクリル製のデシケータ１の
上部が開閉できるようになっており、その上部に２つの
ポート２を有した、内容積が9.26リットル（21cm×21cm
×21cm）のものである。この中に測定する試料４を試料
ホルダー３に入れ、デシケータ１中の空気を循環させる
ためのファン５を設けた。その後、デシケータ１内の炭
酸ガス濃度がどの様に変化するかを、ポート２から一定
時間ごとにガスを抜き取り、その減少量を観察すること
によって評価した。炭酸ガス濃度の測定にはガスクロマ
トグラフ(GC-14B、島津製作所製）を用いた。デシケー
タ１のリークチェック、及びガスクロマトグラフの精度
も最初に行い、評価に充分であることを確かめた。

【００５７】初期のデシケータ１内の炭酸ガス濃度とし
ては、生活環境に近い条件として約６５０ｐｐｍと、高
濃度雰囲気として約１２，０００ｐｐｍの２種類の条件
を用いて測定を行った。比較のために、炭酸カリウムを
担持させた炭化物以外に、炭酸カリウム水溶液、炭酸カ
リウム粉末も加え実験評価を行った。このとき使用した
炭酸カリウムがそれぞれ２ｇになるように試料を封入し
た。なお炭酸カリウム水溶液を用いたときには試料４及
び試料ホルダー３をスターラー上に設置し、水溶液を撹
拌しながら行った。それらの量論比を計算すると下の通
りで、炭酸ガスが多く含まれた場合でも炭酸カリウムは
充分に存在すると考えられる。また特に水分調整は行っ
ていないが、２５℃ー５０％の条件でおこなった。これ
らの結果を図２，図３に示した。

【００５８】炭酸カリウム２ｇ１４．５０ｍｍｏｌ炭酸ガス約６５０ｐｐｍ０．２７ｍｍｏｌ約１２，０００ｐｐｍ４．９６ｍｍｏｌ初期濃度の低い図２の場合では、炭化物に担持させたも
のと、粉末で評価したものに大差は見られないが、初期
濃度の高い図３では大きな違いとなって現れた。粉末状
態のものは、初期吸収は極めて良好であるが、粉末自身
の持つ表面積が炭酸ガス、水との反応によって徐々に小
さくなり、量論的には充分存在していても、吸収してい
かなくなったものと考えられる。水溶液状態のものは、
ゆっくりではあるが徐々に炭酸ガス濃度が減少している
ことがわかった。この場合は水の表面積の大きさが吸収
速度に大きく影響するものと思われるが、このレベルの
吸収性は若干遅いように思われる。一方、炭化物に担持
させたものは濃度に関係なく、極めて早く吸収していく
ことがわかった。これは炭化物の表面積が充分大きく、
その表面上に担持された炭酸カリウムがうまく分散して
おり、炭酸ガスを素早く、かつ自身の表面積が変わるこ
となく吸収していくためであると思われる。

【００５９】炭化物に炭酸カリウムを担持させた試料を
一度デシケータ１より取り出し、加熱再生処理を約１５
０で１時間行い、再度同様の実験により評価を行った
が、その吸収特性に変化は全く見られなかった。またそ
の後も繰り返し特性を１００回まで測定したが、変化は
見られなかった。

【００６０】（実施例２）建材用のフェノールボードを
数ｃｍサイズのチップ状に破砕して得たフェノール樹脂
硬化物をロータリーキルンを用いて、窒素気流下、５０
０℃で炭化処理した。得られた数ｍｍサイズのフェノー
ル樹脂炭化物を粉砕機（増幸産業株式会社製「マスコロ
イダー」）を用い、１５００ｒｐｍで粉砕処理した後、
ふるい分級し、平均粒径１００μｍ以下の粉末を得た。

【００６１】この粉末５０ｇを、炭酸ナトリウム水和物
２０ｇを溶かした水溶液１００ｍｌに浸漬し、スラリー
を得た。その後このスラリーをロータリーエバポレータ
ーで減圧下、８０℃の湯浴を用いて濃縮乾燥した。

【００６２】炭酸ナトリウム水和物を担持させる前後の
炭化物表面積をＢＥＴ法（窒素換算法）により測定した
ところ、それぞれ、１８３，１９１ｍ²／ｇであり、担
持物による表面積変化はほとんど見られないことを確認
した。

【００６３】この炭酸ナトリウム水和物が担持した炭化
物を、実施例１と同様の実験装置を用いて、炭酸ガスの
吸収の様子を観察した。

【００６４】初期炭酸ガス濃度が６５０ｐｐｍの場合
は、１時間後には３０ｐｐｍ、初期炭酸ガス濃度が１
２，０００ｐｐｍの場合は、１時間後には７８０ｐｐｍ
と減少していることがわかった。この結果は実施例１の
場合よりは少し遅くなっているが、粉末単独で用いるよ
りは充分に速く吸収していることが確かめられた。また
実施例１と同様の繰り返し性を５０回まで評価したが、
特性に変化は見られなかった。

【００６５】（実施例３）使用済み製品から回収したガ
ラス布・ガラス不織布複合基材エポキシ樹脂を基材とす
るプリント回路板をクラッシャー式粉砕機によって粗砕
し、部品や銅などの金属類を分離分別した。得られた数
ｍｍサイズの基材を窒素ガス中６００℃で２時間の加熱
処理をして炭化物を得た。

【００６６】この炭化物をボールミルを用い、３００ｒ
ｐｍで１時間粉砕処理して、粒径３００μｍ以下の粉末
を作製した。細かく破砕されたガラス繊維はできる限り
取り除いた。

【００６７】この粉末５０ｇを、炭酸カリウム１．５水
２０ｇを溶かした水溶液１００ｍｌに浸漬し、スラリー
を得た。その後このスラリーをロータリーエバポレータ
ーで減圧下、８０℃の湯浴を用いて濃縮乾燥した。

【００６８】炭酸カリウム１．５水を担持させる前後の
炭化物表面積をＢＥＴ法（窒素換算法）により測定した
ところ、それぞれ、３０２，２９１ｍ²／ｇであり、担
持物による表面積変化はほとんど見られないことを確認
した。

【００６９】この炭酸カリウム１．５水が担持した炭化
物を、実施例１と同様の実験装置を用いて、炭酸ガスの
吸収の様子を観察した。

【００７０】初期炭酸ガス濃度が６５０ｐｐｍの場合
は、１時間後には１０ｐｐｍ、初期炭酸ガス濃度が１
２，０００ｐｐｍの場合は、１時間後には３７０ｐｐｍ
と減少していることがわかった。この結果は実施例１の
場合とほぼ同じレベルであった。また実施例１と同様の
繰り返し性を５０回まで評価したが、特性に変化は見ら
れなかった。

【００７１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、少ない原料コスト、少ないエネルギー投入で
良好な酸性ガス及び水分吸収剤を得ることができ、生活
空間内の炭酸ガスや水分濃度を極めて簡単に調製するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に用いた炭酸ガス濃度評価装
置の一例である。

【図２】本発明の一実施例に用いた、初期の炭酸ガス濃
度が低い場合の、炭酸ガス濃度評価の結果である。

【図３】本発明の一実施例に用いた、初期の炭酸ガス濃
度が高い場合の、炭酸ガス濃度評価の結果である。炭酸
ガス濃度評価の結果である。

【符号の説明】

１デシケータ２ポート３試料ホルダー４試料５ファン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０１Ｂ 31/08 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０２Ｚ (72)発明者鈴木正明大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者大西宏大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 4D002 AA09 AB01 AC10 BA03 CA07 DA02 DA03 DA16 DA41 EA06 EA08 GA01 GA02 GB02 GB03 GB08 GB11 GB12 HA03 4D004 AA24 BA10 CA26 CB13 CB32 DA01 DA03 DA06 DA07 DA10 4G046 CA04 CB00 CC01 CC05 HA03 HC03 JB11 JB17 JC06 4G066 AA13B AA42C AA43B AC22A AC25A AC27A BA20 BA26 CA07 CA35 DA03 FA03 FA12 FA34 FA35 FA37 GA01 GA32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸
カリウム１．５水、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウ
ム及び、炭酸ナトリウム水和物、からなる群より選ばれ
た少なくとも１つの炭酸塩が、フェノール樹脂硬化物を
加熱処理して得られた炭化物に担持させられていること
を特徴とする酸性ガス及び水分吸収剤。
【請求項２】炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸
カリウム１．５水、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウ
ム及び、炭酸ナトリウム水和物、からなる群より選ばれ
た少なくとも１つの炭酸塩が、プリント配線板及び／ま
たはプリント回路板を加熱処理して得られた炭化物に担
持させられていることを特徴とする酸性ガス及び水分吸
収剤。
【請求項３】前記プリント配線板及び／またはプリン
ト回路板が、紙基材フェノール樹脂、紙基材エポキシ樹
脂などの紙基材系樹脂、ガラス布基材エポキシ樹脂、ガ
ラス布・ガラス不織布複合基材エポキシ樹脂、ガラス布
基材ポリイミド樹脂などのガラス布基材系樹脂及び、ア
ラミド不織布エポキシ樹脂などのアラミド系樹脂より選
ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２
記載の酸性ガス及び水分吸収剤。