JP2006288731A - マルチガス及び一酸化炭素防護機能を有する吸収缶 - Google Patents

Abstract

【課題】有毒ガスに対し使用者の吸入を防ぐことを目的としたガスマスクに用いる、マルチガスと一酸化炭素の両方の防護機能をもつ経済的に利便性に優れた吸収缶を提供する。
【解決手段】物理吸着型活性炭４と一酸化炭素除去剤５を一つの吸収缶内に共存させる。吸収缶ケース１内に物理吸着型活性炭４からなる層を吸着層上流２にもち、一酸化炭素除去剤５からなる層を吸着層下流３に設けた。物理吸着型活性炭４と一酸化炭素除去剤５を混合して吸収缶に充填もよい。
【選択図】図１

Description

本発明は有毒ガスに対し使用者の吸入を防ぐことを目的としたガスマスクに用いる吸収缶に関し、特にマルチガスと一酸化炭素の防護機能を兼備した吸収缶に関する。

通常、防毒マスク用の吸収缶（吸着缶）では例えば有機溶剤を取り扱う作業の場合は有機ガス用吸収缶、塩素系消毒剤や漂白剤などを取り扱う作業の場合はハロゲンガス用吸収缶、アンモニアを取り扱う作業やし尿処理の場合はアンモニア用吸収缶と吸収缶を使い分けるのが一般的である。これはそれらの吸収缶に充填されている吸着剤がそれぞれのガスの種類に対して異なることが多く、対象となるガスにのみ有効な除毒能力を有するためである。

一方、近年では化学工場の事故やテロ災害のような発生するガスの種類が不明である場合に、複数の性状の異なるガスに対して一種類の吸収缶で除毒できるマルチガス適応タイプの吸収缶の需要が大きくなってきている。

消防・危険管理用具研究協議会が平成１６年３月１５日に制定した「テロ等の特殊災害・火山災害時に用いる救助隊用保護具の規格」には、マルチガス用の吸収缶の試験ガス含有空気として、クロルピクリン、塩素、シクロヘキサン、アンモニア、二酸化硫黄、シアン化水素及び硫化水素が示されている。

通常の有機ガス用に用いられている活性炭は発達した細孔を持ち、その表面は基本的には疎水性であるため気相に用いられる場合には非極性の有機ガスを強く吸着する性質をもつ。その吸着原理はファンデルワールスカに基づく物理吸着である。物理吸着の特性としては低温ほど吸着量が大きくなり、可逆的に吸着、脱着が起こり、吸着熱は比較的小さく吸着速度が速いことなどが挙げられる。このような性質をもつ物理吸着型の活性炭は有機ガスに対しての除毒能力は高いが、反面、沸点の低い極性ガス（エチレンオキシド、ホルムアルデヒド）やいわゆる無機ガス（塩素、アンモニア、亜硫酸ガス、青酸ガス）に対してはその除毒能力は殆どないか低いため、一般に有機ガス及び無機ガスに対応することを目的とするマルチガス適応タイプの吸収缶はその吸着剤として薬品を活性炭に添着することにより得られる活性炭即ち化学吸着型の活性炭が用いられている。

一方、火災時等に問題となる一酸化炭素はその性状が上記のガスとは本質的に異なることから、それ特有の吸収缶が火災避難用のろ過式呼吸用保護具に用いられている。

従来一酸化炭素用の吸収缶に用いられている一酸化炭素除去用成分としては、酸化触媒、たとえばＣｕ／Ｍｎ系の造粒酸化触媒やＰｄやＰｔ等を無機多孔質担体に担持させた触媒等が知られている。しかし、いずれも上記の薬品を添着させた化学吸着型活性炭と比較して有機ガスやハロゲンガスに対する除毒能力が著しく低く、一酸化炭素除毒専用にしか用い得ないものである。

特公平４−６６６１２号公報

テロ災害及び火災からの避難用のマスクの吸収缶として、マルチガス及び一酸化炭素に対して一つの吸収缶で対応できれば、利便性が大幅に高まることが期待される。
そうすると、従来技術に従うかぎりは、化学吸着型活性炭と一酸化炭素除去用の触媒や吸着剤（以下「一酸化炭素除去剤」と称する）との組合せが考えられることになる。

しかし、化学吸着型活性炭は、無機ガスに対する除毒能力がないことからマルチガス適応性がないとされる物理吸着型活性炭と比較して有機ガスに対しての性能はやや低く、比重が重く、且つ非常に高価であるという性能及びコスト上のデメリットをもち、さらに放置等の条件下では添着されている薬品が吸湿しやすいため一酸化炭素除去剤と組合せたときその酸化能力を低下させやすいという製造上のデメリットを持っている。
本発明の目的は上記した問題点を解決することにある。

本発明は、第１に、物理吸着型活性炭と一酸化炭素除去剤を一つの吸収缶内に共存させてなる吸収缶である。
本発明は、第２に、物理吸着型活性炭からなる層と一酸化炭素除去剤からなる層をもつ上記の吸収缶である。

本発明は、第３に、物理吸着型活性炭からなる層を上流側にもち、一酸化炭素除去剤からなる層を下流側にもつ上記の吸収缶である。
本発明は、第４に、物理吸着型活性炭と一酸化炭素除去剤を混合してもつ上記の吸収缶である。

本発明の吸収缶を用いることにより、意外にもマルチガス成分のうち、それぞれ単独では除毒困難であったハロゲンガスも除去することが可能となり、マルチガス及び一酸化炭素防護機能をもつ品質安定で安価で軽量の吸収缶を提供することが可能となり、地下鉄や高層ビル等におけるテロ災害や火災からの避難のために備え付けられるようなマルチガス及び火災による一酸化炭素防護機能を有した保護具として利便性が大幅に向上する。

本発明で用いる活性炭は、従来から有機ガスの吸着用として知られている化学吸着型に変換していない通常の活性炭即ち物理吸着型の活性炭である。有機ガス吸着能をもつ限り、その粒径等は特に制限されない。

一酸化炭素除去剤としても、従来知られた一酸化炭素除去剤を適宜用いることができる。その典型例としては、酸化マンガンと酸化銅を主成分とする混合金属酸化物、ＰｔやＰｄ等の貴金属をＳｎＯ_２やアルミナ等の多孔質担体に担持させたもの等がある。これらをさらに改質したものが知られており、それらも本発明に用いうる。
活性炭と一酸化炭素除去剤はそれぞれの主要機能を発現しうる量で用いられる。通常は同量を中心に２０：８０〜８０：２０の割合で組合せうる。

本発明の吸収缶は活性炭を上層（外気に近い上流側）、一酸化炭素吸収剤を下層（口に近い下流側）に配することが好ましい。３層以上にする場合も上記の層関係をもつ部分を有することが好ましい。また活性炭と一酸化炭素除去剤を混合して吸収缶に充填して用いてもよい。
図１は本発明の吸収缶の一例を示す説明図である。以下に実験例に基づいて本発明を説明する。

試験条件として各マルチガス及び一酸化炭素の試験ガス濃度及び破過基準を表１に示す。他の試験条件は防毒マスク用吸収缶の国家検定規格と同様に通気流量３０Ｌ／ｍｉｎ、温度２０℃、相対湿度５０％とした。表２に有機ガス用の物理吸着型活性炭及び比較として化学吸着型活性炭単独でのマルチガス及び一酸化炭素に対する除毒能力を示す。また表３に一酸化炭素除去剤（Ｃｕ／Ｍｎ系触媒）単独でのマルチガス及び一酸化炭素に対する除毒能力について示す。この結果からマルチガスに対して有機ガス用の物理吸着型活性炭は化学吸着型活性炭と比較して有機ガス以外のガスに対してはかなり低い除毒能力しか持たないことがわかる。また一酸化炭素に対しては双方ともに全く除毒能力がない。また一酸化炭素除去剤は有機ガス及びハロゲンガス（試験ガス塩素）に対してそれぞれ全く除毒能力を持たない。このことから、例えば径１００ｍｍ、吸着層の高さ２０ｍｍの吸収缶で一酸化炭素除去剤の使用量を層の高さ１３ｍｍ（１２０ｃｃ）とした場合、マルチガスに対する除毒能力を一酸化炭素と同様若しくはそれ以上に設計しようとすると化学吸着型活性炭の層の高さ７ｍｍ（６０ｃｃ）程度使用するか若しくは吸着層自体の層高を大きくし表５に示すように有機ガス用の物理吸着型活性炭の使用量を１０ｍｍ（８４ｃｃ）程度に増やす必要がある。

これに対し図１に示したように有機ガス用の物理吸着型活性炭と一酸化炭素用除去剤を２層に組合せた吸着層の状態でのマルチガス及び一酸化炭素の除毒能力について試験した結果、表４に示すように、マルチガスのなかで有機ガス用の物理吸着型活性炭及び一酸化炭素除去剤それぞれ単独が殆ど除毒能力を持たないハロゲンガス（試験ガス塩素）に対して、それぞれの単独時と比較して大幅に除毒能力が向上していることが確認された。これにより薬品を添着した化学吸着型活性炭を使用しなくても、価格が安くまた軽量な活性炭を使用してマルチガス全てに対し除毒能力を有し、且つ一酸化炭素を除毒できる吸収缶ができることが分かった。

また表６のように上記の有機ガス用の物理吸着型活性炭と一酸化炭素除去用触媒の組合せは二層に限らず、それぞれを混合した場合についても上層に有機ガス用の物理吸着型活性炭、下層に一酸化炭素除去剤を配列した場合よりも効果は低いが、それぞれ単独での使用時以上の効果が得られる。

本発明の吸収缶の一例を示す説明図

符号の説明

１ 吸収缶ケース
２ 吸着層上流
３ 吸着層下流
４ 物理吸着型活性炭
５ 一酸化炭素除去剤

Claims (4)

1. 物理吸着型活性炭と一酸化炭素除去剤を一つの吸収缶内に共存させてなる吸収缶。
2. 物理吸着型活性炭からなる層と一酸化炭素除去剤からなる層をもつ請求項１に記載の吸収缶。
3. 物理吸着型活性炭からなる層を上流側にもち一酸化炭素除去剤からなる層を下流側にもつ請求項２に記載の吸収缶。
4. 物理吸着型活性炭と一酸化炭素除去剤を混合してもつ請求項１に記載の吸収缶。

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