JP2003154027A - メタノール用吸収剤及び前記吸収剤を使用するメタノール含有空気からのメタノール除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】メタノールに対する破過時間が長い吸収剤及び
前記メタノール用吸収剤を使用したメタノール含有空気
からのメタノールの除去方法を提供すること。 【解決手段】銅の酸化物、アルカリ金属化合物、アルカ
リ土類化合物、及びＡｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆ
ｅ、Ｃａ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、又はＰｄの化合物の一種
以上を添着した活性炭であるメタノール用吸収剤。前記
メタノール用吸収剤にメタノール含有空気を接触させて
メタノールを除去する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メタノールに対す
る吸収能力が高い吸収剤及び前記吸収剤を用いたメタノ
ール含有空気からのメタノール除去方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】防毒マスクの有機ガス用吸収缶に用いら
れる吸収剤としては、従来活性炭が用いられてきた。し
かし、活性炭の破過時間は有機溶剤によって大きく異な
り、一般に低沸点の有機溶剤の破過時間は短い。中で
も、メタノールに対する破過時間は極端に短いことが知
られている（産業衛生学雑誌第41巻臨時増刊号、199
9）。メタノールは、表面加工・接着用塗布・洗浄拭払
・塗装等の用途に頻繁に用いられる溶剤である（産業衛
生学雑誌第39巻臨時増刊号、1997）。しかし、メタノー
ルの曝露濃度が高いと、鼻の痛み等の自覚症状が現れ、
人体に悪影響を与える（産業衛生学雑誌第40巻1号、199
8）。そのため、メタノールに対する破過時間が長い吸
収剤のニーズは非常に高い。そこで、メタノールに対す
る破過時間が長い吸収剤を得るために、水分を添加した
活性炭の使用が検討されてきた（第7回呼吸保護に対す
る研究発表会講演抄録A-1190、1991）。しかし、この水
分添加活性炭は、メタノール以外の溶剤においては、水
分添加前後で目立った破過時間の改善は見られなかっ
た。また、メタノールの破過時間は改善されたものの、
水分保持の問題から、吸収缶の密栓等の保存上の課題が
あり、実用には不十分であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、メタノールに対する破過時間が長い吸収剤を提供す
ることである。更に、本発明の目的は、前記メタノール
用吸収剤を使用したメタノール含有空気からのメタノー
ルの除去方法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を行った。その結果、活性炭
に銅の酸化物、アルカリ金属化合物、アルカリ土類化合
物、及びＡｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｎ
ｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、又はＰｄの化合物の一種以上を添着す
ることにより、メタノールに対する破過時間が著しく改
善されたメタノール用吸着剤が得られることを見出し、
本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、銅の酸化
物、アルカリ金属化合物、アルカリ土類化合物、及びＡ
ｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｎｉ、Ｚｎ、
Ｃｄ、又はＰｄの化合物の一種以上を添着した活性炭で
あるメタノール用吸収剤に関する。更に、本発明は、前
記吸収剤を使用したメタノール含有空気からのメタノー
ル除去方法に関する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明で原料として用いられる活
性炭としては、汎用の活性炭をそのまま用いることがで
きる。活性炭の原料となる炭素原料は、通常は椰子殻で
あるが、椰子殻以外に、木炭、のこくず、亜炭、石炭、
ピッチ、もみ殻、古タイヤ等であっても良い。さらに活
性炭製造時の賦活方法にも特に制限はなく、ガス賦活及
び薬品賦活のいずれの方法により賦活された活性炭も用
いることができる。さらに、活性炭には通常、形状によ
って破砕炭、顆粒炭、球形炭などがあるが、本発明では
いずれの形状の活性炭も用いることができる。添着を施
す活性炭の具体例として、例えば椰子殻活性炭を挙げる
ことができる。

【０００６】活性炭には、銅の酸化物、アルカリ金属化
合物、アルカリ土類化合物、及びＡｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、又はＰｄの
化合物の一種以上を添着する。添着物の具体例として
は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｎｉ、
Ｚｎ、Ｃｄ、及びＰｄの炭酸塩、炭酸水素塩、硝酸塩、
ホウ酸塩、珪酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ハロゲン化物、
水酸化物、アンモニウム塩、酸化物等の無機酸塩、安息
香酸塩、フェノール類の塩が挙げられ、好ましくは、酸
化銅及び酸化亜鉛が挙げられる。酸化銅及び／又は酸化
亜鉛の添着量は、それぞれ２〜２０ｗｔ％、好ましくは
７．８〜２０ｗｔ％であることが適当である。添着量を
上記範囲とすることで、添着過多による吸収剤の劣化が
起こらず、かつメタノールに対する破過時間が、添着前
の活性炭よりも著しく改善された吸収剤を得ることがで
きる。酸化銅及び酸化亜鉛の両方を添着することが好ま
しく、その添着量は、酸化銅が７．８〜２０％、酸化亜
鉛が７．８〜２０％であることが好ましい。

【０００７】酸化銅及び酸化亜鉛の一方又は両方を活性
炭に添着し、必要に応じて水分率を調整するために乾燥
処理又は焼成処理を施した吸収剤は、メタノールに対す
る破過時間が処理前の活性炭の２倍以上であり、メタノ
ール用吸収剤として良好に用いることができる。

【０００８】以下、本発明の吸収剤の製造方法について
説明する。本発明の吸収剤に添着させる物質は、銅の酸
化物、アルカリ金属化合物、アルカリ土類化合物、及び
Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｎｉ、Ｚ
ｎ、Ｃｄ、又はＰｄの化合物の一種以上であり、具体的
には酸化銅及び酸化亜鉛を用いることができる。活性炭
に添着させる酸化銅としては、酸化第一銅及び酸化第二
銅のいずれも用いることができる。活性炭に酸化銅及び
酸化亜鉛の一方又は両方を添着させる方法としては、各
成分を水（酸又はアルカリ水溶液を含む）、各種の溶媒
等に溶解又は懸濁させた液に活性炭を含浸させ、又は上
記溶液若しくは懸濁液を活性炭に散布する方法を用いる
ことができる。

【０００９】また、酸化銅に代えて、銅の炭酸塩、塩基
性炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ハロゲン化物、
水酸化物等の無機酸塩又は無機化合物、ギ酸塩、酢酸
塩、シュウ酸塩等の有機酸塩を活性炭に添着せしめた
後、これを１３０℃以上の温度で焼成し、これらの塩の
一部又は全部を酸化銅に変換することにより、酸化銅を
添着した活性炭を得ることができる。この焼成の前若し
くは後、又は同時に酸化亜鉛を添着せしめることによ
り、酸化銅及び酸化亜鉛の両方を添着させた吸収剤を得
ることができる。また、酸化亜鉛に代えて、亜鉛の炭酸
塩、塩基性炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ハロゲ
ン化物、水酸化物等の無機酸塩又は無機化合物、ギ酸
塩、酢酸塩、シュウ酸塩等の有機酸塩を活性炭に添着せ
しめた後、これを１３０℃以上の温度で焼成し、これら
の塩の一部又は全部を酸化亜鉛に変換することにより、
酸化亜鉛を添着した活性炭を得ることができる。この焼
成の前若しくは後、又は同時に酸化銅を添着せしめるこ
とによっても、酸化銅及び酸化亜鉛の両方を添着させた
吸収剤を得ることができる。

【００１０】吸収剤の水分率調整等のため、添着後に乾
燥処理又は焼成処理を行うことができる。乾燥処理と
は、約１８０℃以下の温度で、添着活性炭中の水又は溶
媒を蒸発させる処理をいい、焼成処理とは、約１３０℃
以上の温度で乾燥した添着活性炭を不活性ガス、炭酸ガ
ス、水蒸気、燃焼排ガス等の雰囲気で加熱する工程をい
う。

【００１１】本発明によって得られる吸収剤は、メタノ
ールを含有した空気から、メタノールを除去するために
用いることができる。メタノール含有雰囲気下の室内に
吸収剤を設置することで、メタノールを除去し、作業環
境の改善を図ることができる。また、メタノールを含有
した空気を吸収剤に通気させると、メタノールが吸収剤
に吸収されるため、通気後の空気中のメタノールの含有
率が著しく減少する。例えば、吸収剤を缶体に入れ、吸
収缶を作製し、この缶体を防毒マスクの通気部に取り付
け、作業者が呼吸により取り入れる空気からメタノール
を除去するために用いることができる。前記吸収缶は、
缶体の大きさや、吸収剤の充填量を変化させることで、
破過時間の調整を行うことができる。さらに、他の吸収
剤を併用することで、メタノールに対する破過時間が長
く、同時にシクロヘキサン等のメタノール以外の有機溶
剤に対する破過時間も長い吸収缶を作製することができ
る。

【００１２】

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。 （１）試料の調製 所定濃度の酸化銅及び酸化亜鉛を含有する水溶液を調製
し、これを活性炭に均一に散布し、酸化銅及び酸化亜鉛
を添着させた活性炭を得た（実施例１〜５）。酸化銅又
は酸化亜鉛のいずれか一方のみを含有する水溶液を用い
て、上記と同様の処理を行い、酸化銅のみを添着させた
活性炭（実施例６）及び酸化亜鉛のみを添着させた活性
炭（実施例７）を得た。添着量は上記水溶液の濃度から
算出した。 （２）吸収缶の作製 上記のように調製した吸収剤を、ＡＳＴＭ Ｄ２８５４
−８３に準じて１０１ｍｌ計り取り、内径７７ｍｍの缶
体に入れ、この缶体を振動器（東陽電磁器械製ＴＤ−Ｖ
５）に取り付けて目盛り７で１０秒間振動を加えた。振
動が終了した缶体にフロントパネルを乗せ、かしめ機で
フロントパネルをかしめ、吸収缶を得た。比較例とし
て、添着処理を施していない活性炭を上記と同様に封入
し、吸収缶を得た。 （３）メタノールに対する破過時間の測定 吸収剤のメタノールに対する破過時間は、メタノール濃
度が３００ｐｐｍである試験ガスを（２）で作製した吸
収缶に３０リットル／分の流量で通気させ、通気開始か
ら吸収缶通気後の試験ガス濃度が２００ｐｐｍ（産業衛
生学会の定める許容濃度）となるまでの所要時間として
測定した。試験ガス濃度は、ガスクロマトグラフィー
（島津製作所製ＧＣ−１４Ｂ、検出器：ＦＩＤ）で測定
した。試験ガスの流量は３０リットル／分とした。測定
時の通気温度は２０℃、通気湿度は５０％ＲＨとした。
以上の結果を表１に示す。また、酸化銅添着量を７．８
％とした場合の酸化亜鉛添着量と破過時間との関係を図
１に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】表１から、酸化銅及び酸化亜鉛を添着させ
た実施例１〜５は、添着処理を施していない比較例と比
べ、メタノールに対する破過時間が１．５倍以上向上し
たことがわかる。また、酸化銅又は酸化亜鉛のいずれか
一方のみを添着させた実施例６及び７も、添着処理を施
していない比較例と比べてメタノールに対する破過時間
が大幅に長いことがわかる。図１によれば、酸化銅添着
量が一定の場合、酸化亜鉛添着量に比例してメタノール
に対する破過時間が長くなるのではなく、亜鉛添着量が
５〜１５％程度で破過時間が最長となることがわかる。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、メタノールに対する破
過時間が長い、即ちメタノールの吸収能の高い吸収剤を
提供することができる。また、本発明によれば、前記吸
収剤を用いたメタノール含有空気からのメタノール除去
方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】酸化亜鉛添着量と破過時間との関係を示すグラ
フである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 和夫 東京都練馬区大泉町５−８−２ (72)発明者 矢嶋 龍彦 埼玉県本庄市小島３−５−46 (72)発明者 蔵野 理一 埼玉県さいたま市東岸町１−３ ドルチェ ウラワ203 (72)発明者 山田 比路史 埼玉県桶川市若宮１−８−28−204 Ｆターム(参考） 4D012 BA03 CA10 CA11 CB05 CE03 CF01 CF10 CG01 CG03 4G066 AA05B AA13B AA16B AA17B AA18B AA20B AA23B AA24B AA25B AA26B AA27B BA12 BA36 CA56 DA03 FA37

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】銅の酸化物、アルカリ金属化合物、アルカ
   リ土類化合物、及びＡｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆ
   ｅ、Ｃａ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、又はＰｄの化合物の一種
   以上を添着した活性炭であるメタノール用吸収剤。
2. 【請求項２】銅の酸化物、アルカリ金属化合物、アルカ
   リ土類化合物、及びＡｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆ
   ｅ、Ｃａ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、又はＰｄの化合物の一種
   以上の添着量が２〜２０ｗｔ％の範囲である請求項１に
   記載のメタノール用吸収剤。
3. 【請求項３】メタノールに対する破過時間が処理前の活
   性炭の１．５倍以上である請求項１又は２に記載のメタ
   ノール用吸収剤。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載のメタ
   ノール用吸収剤にメタノール含有空気を接触させてメタ
   ノールを除去する方法。
5. 【請求項５】吸収剤が缶体に収納され、メタノール含有
   空気を前記缶体に通過させる請求項４に記載の方法。