JP2018501082A - 化学吸収剤 - Google Patents

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Abstract

主要割合の薬学的に許容できる第ＩＩ族金属の水酸化物と少量割合の第Ｉ族金属含有ゼオライトとの水和混合物を含む化学吸収剤。当該化学吸収剤は第Ｉ族金属の水酸化物を実質的に含んでいない。

Description

本発明は、化学吸収剤、とりわけ、低流量麻酔又は閉鎖循環式麻酔に有用な二酸化炭素の吸収剤に関する。
化学吸収剤は、媒体から１又は複数の分子種を除去するために使用され、例えば、ガスの混合物から特定の分子種を除去するために使用される。ソーダ石灰は１つのそのような化学吸収剤であり、例えば、麻酔用呼吸システム及び吸い込まれる空気を含む他の用途において、二酸化炭素を吸収させるために広く使用されている。
化学的に活性なソーダ石灰を作製するためには、水酸化カルシウムを水酸化ナトリウム及び／又は水酸化カリウムと混合して、水を含有する高アルカリ性の石灰混合物を製造する。アルカリ性石灰混合物は、通常、（乾燥ベースで）９６〜９８重量％の水酸化カルシウムと２〜４重量％の水酸化ナトリウム及び／又は水酸化カリウムとを含有している。完成品は、通常、８１〜８７％ｗ／ｗのアルカリ性石灰混合物と１３〜１９％ｗ／ｗの水とを含有している。また、使用及び消耗の程度の視覚的に表示するために、通常、ｐＨ感受性インジケータ色素を存在させる。インジケータ色素は、アルカリ性石灰混合物中に非常に低濃度で存在させ、通常は０．０１〜０．１％ｗ／ｗで存在させる。
ソーダ石灰が二酸化炭素を吸収する機構は下記のようであると理解される：
（ｉ）二酸化炭素が水と反応して炭酸が形成される、
（ｉｉ）炭酸と水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムとの酸−塩基反応により、炭酸ナトリウム又は炭酸カリウムと水とが形成される、
（ｉｉｉ）炭酸ナトリウム又は炭酸カリウムと水酸化カルシウムとの間でイオン交換が起こり、炭酸カルシウムが形成され、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムが再生される。
このように、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム濃度が維持され、それが触媒として作用して吸収を促進及び長期化させる。
ソーダ石灰は２０世紀初頭に初めて導入されたが、依然として、麻酔において使用するために最も広く使用されている二酸化炭素吸収剤である。しかしながら、その使用には不都合な点又は懸念が伴う。
近年の麻酔分野での主な懸念は、揮発性麻酔剤及びソーダ石灰吸収剤間の望ましくない反応である。それらの相互作用の程度が非常に大きい場合、低濃度の潜在的に毒性がある化合物が患者の呼吸経路内で蓄積し得る。その濃度は非常に低いが、それでもやはり、麻酔科医の間では問題意識が高まっており懸念は大きくなっている。それらの分解生成物は、ソーダ石灰が極度の乾燥状態になっている場合に最も問題となる。通常の使用の中で起こることは稀であるが、特定の実例（ｐｒａｃｔｉｃｅ）においてはそれが起こり得る。特に重要な２つの問題は、広く使用されている麻酔剤「セボフルラン（Ｓｅｖｏｆｌｕｒａｎｅ）」に伴う、一酸化炭素の生成及び高発熱性の分解反応である。
ソーダ石灰配合物において起こる別の問題は、製品が砕けて破損した結果、細粉及び微粒子が形成されることである。そのような細粉の存在は非常に望ましくなく、とりわけ、製品を麻酔（又は他の）呼吸システムにおいて使用する場合、微粒子が吸入される可能性があるため非常に望ましくない。国際特許出願第ＷＯ９８／１７３８５号では、この問題に対処する配合物が開示されている。その配合物は、ソーダ石灰顆粒の機械的強度を高めるゼオライトを低割合で含有するものである。しかしながら、その配合物には、従来の割合で水酸化ナトリウム及び／又は水酸化カリウムも含有されている。
国際特許出願第ＷＯ０２／３２４９３号では、二酸化炭素吸収剤として作用するが、第Ｉ族金属イオンを含有していない配合物が開示されている。その配合物にはシリカが含有されており、これにより製品の多孔度が増大し、その結果物理的安定性を損なうことなく良好な吸収特性がもたらされる。その配合物は、水酸化ナトリウムがなくても、二酸化炭素と水酸化カルシウムとの充分速やかな反応を可能とする。しかしながら、水酸化ナトリウムが無い場合、上記で論考した関連の触媒工程が起こり得ない。したがって、そのような吸収剤の寿命は望まれるよりもはるかに短くなることがある。
先行技術の上記及び／又は他の不都合点を解決又は実質的に軽減する化学吸収剤を考案した。
本発明の第１の態様によれば、主要割合の薬学的に許容できる第ＩＩ族金属の水酸化物と少量割合の第Ｉ族金属含有ゼオライトとの水和混合物を含む化学吸収剤であって、第Ｉ族金属水酸化物を実質的に含んでいない化学吸収剤が提供される。
本発明に係る化学吸収剤は、セボフルラン（ｓｅｖｏｆｌｕｒａｎｅ）、デスフルラン（ｄｅｓｆｌｕｒａｎｅ）、イソフルラン（ｉｓｏｆｌｕｒａｎｅ）、エンフルラン（ｅｎｆｌｕｒａｎｅ）、及びハロタン（ｈａｌｏｔｈａｎｅ）として知られているような麻酔剤を含む麻酔用呼吸経路において、（とりわけ、一酸化炭素の形成及び発熱性分解反応による生成物の形成により）毒性物質の蓄積を引き起こすような揮発性の麻酔剤と反応しないという点で、主に利点がある。また、吸収剤は、第Ｉ族金属含有ゼオライトが吸収を促進及び長期化させる触媒として作用するという点で有益である。
これまではアルカリ金属イオン含有ゼオライトが吸収剤において使用されてきたが、充分な吸収能及び長寿命を伴わせるためにはアルカリ水酸化物とともに使用することが必要であった。本発明では、アルカリ水酸化物を存在させることなく所望の吸収能及び長寿命が得られる。吸収剤では、アルカリ水酸化物を存在させて、吸収を長期化するための触媒反応工程を設ける必要がない。その代わり、第Ｉ族金属含有ゼオライトによって、当該触媒工程のためのアルカリ金属イオンが供給される。
用語「第Ｉ族金属の水酸化物を実質的に含んでいない」により、配合物ではいかなる水酸化物も十分低濃度で含有されており、そのような水酸化物と、化学吸収剤とともに使用される任意の麻酔剤と、の間に相互作用が起こる危険性が全くないことが意図されている。定量的な観点からは、「第Ｉ族金属の水酸化物を実質的に含んでいない」とは、配合物が水酸化物を０．５％ｗ／ｗ未満、例えば、０．４％ｗ／ｗ未満、０．３％ｗ／ｗ未満、０．２％ｗ／ｗ未満、又はより好ましくは０．１％ｗ／ｗ未満で含むことを意味し得る。
薬学的に許容できる第ＩＩ族の水酸化物は、水に不溶性であるか、又はかろうじてわずかに溶解性であることが好ましく、高い二酸化炭素吸収能を有するものである。薬学的に許容できる水酸化物は水酸化バリウム又は水酸化マグネシウムであってもよいが、最も一般的には水酸化カルシウムである。
第ＩＩ族の水酸化物は、本発明の化学吸収剤の８０〜９９％、又は９０〜９８％、又は９２〜９７％、又は９２〜９６％ｗ／ｗ、又は９４〜９６％ｗ／ｗ（乾燥ベース）を構成し得る。
薬学的に許容できる水酸化物及びゼオライトの割合はかなり広い範囲で異なり得る。第Ｉ族金属含有ゼオライトは、混合物の１％〜２０％ｗ／ｗ（乾燥ベース）を構成し得るが、より好ましくは２％〜１０％ｗ／ｗであり、例えば、３％〜８％ｗ／ｗ、又は４％〜８％ｗ／ｗ、又は４％〜６％ｗ／ｗである。本発明における第Ｉ族金属含有ゼオライトの好ましい割合は約５％ｗ／ｗ（乾燥重量）である。
第Ｉ族金属含有ゼオライトは化学吸収剤の３％〜６％ｗ／ｗを構成し得る。
本発明の化学吸収剤は１０〜２５％ｗ／ｗ、又は１２〜２１％ｗ／ｗ、又は１４〜２０％ｗ／ｗの水を含有し得る。
ゼオライトは、充分な規則性を有する構造を伴う微孔性の結晶性固体である。ゼオライトの骨格は、通常はケイ素、アルミニウム、及び酸素を含み、酸素原子の四面体の中心にアルミニウム原子及びケイ素原子が存在している。充分な規則性を有する微孔性構造により、分子篩及びイオン交換などの多数の用途がもたらされる。
ゼオライト構造の細孔には陽イオン、水、及び他の分子が含有され得る。陽イオンは金属イオンであってもよく、それらは通常ゼオライトに緩く拘束される。それゆえ、溶液中で金属イオンを他の金属イオンと交換することが可能である。第Ｉ族金属含有ゼオライト中では、第Ｉ族金属は第Ｉ族金属イオンとして存在していると考えられる。
種々の形態の第Ｉ族金属含有ゼオライト、例えば、ナトリウム又はカリウムを含有しているゼオライトが使用され得る。ゼオライトは、最も好ましくはナトリウム含有ゼオライトである。
理論に拘束されることは望まないが、第Ｉ族金属含有ゼオライトを薬学的に許容できる第ＩＩ族金属水酸化物及び充分な水と併用することにより、吸収プロセス中でアルカリ金属イオンを放出させて第ＩＩ族金属イオンと交換することが可能になると考えられる。それらのアルカリ金属イオンは水性状態でヒドロキシル濃度を増大させて触媒反応工程を可能にし、そのため、アルカリ水酸化物が存在している場合にもたらされ得るように吸収が長期化される。
ゼオライトは多孔度が上昇したものであってもよい。これにより表面接触面積が増大し、したがって、系内で利用可能なアルカリ金属イオン濃度が増大する。これにより、さらには化学吸収剤の効率が上昇する。多孔度は、その製造時に、ペーストの水分含有量を調整すること、及び／又は低温乾燥条件を使用することによって上昇させてもよい。
本発明に係る化学吸収剤は、好ましくは、本質的に第ＩＩ族金属の水酸化物、第Ｉ族金属含有ゼオライト、及び水からなり、ｐＨ感受性色素及び／又は他の顔料などの他の成分がごく微量で存在し、通常、１％ｗ／ｗ未満、より好ましくは０．５％未満又は０．１％ｗ／ｗ未満で存在する。
本発明の別の態様によれば
ａ）薬学的に許容できる水酸化物と第Ｉ族金属含有ゼオライトとを混合する工程；
ｂ）水を添加してペーストを形成する工程；及び
ｃ）このペーストを押し出すか又は成型して、顆粒を形成する工程、
を含む、本発明の第１の態様に係る化学吸収剤を製造する方法が提供される。
方法には、顆粒を乾燥させることを更に含めてもよい。
好ましくは、顆粒は球状であり、ペーストを、対応する半球状の凹部が内部に形成されている１対の逆回転ローラー間に通すことにより形成してもよい。球状の顆粒は、欠けたり細粉を発生させたりし得る、突き出した先端又は角がないため好適である。また、従来の顆粒よりも摩損性が低く、通常の使用中その形状の完全性が維持される。
続いて顆粒を所望の水分含有量まで乾燥させる。ある場合では、顆粒を低水分含有量（例えば、完全に又は実質的に完全に乾燥させる）まで乾燥させて、次いで、所望の最終水分濃度まで再び水和させることが好適であり得る。好ましい最終水分含有量は１２〜２１％ｗ／ｗの水分含有量であり、より通常には１４〜２０％ｗ／ｗである。これにより、吸収反応が起こるのに充分な水分がもたらされる。乾燥は、１２５℃より高い温度、例えば１３０℃で行ってもよい。乾燥温度は１５０℃より高くないことが好ましく、例えば最高１４０℃又は１４５℃である。ある状況では、例えば９０〜１００℃の低温で初期乾燥工程を行った後、上記の温度でさらに乾燥させることが有益であり得る。
製造過程では、ゼオライトと第ＩＩ族の水酸化物とを混合して、水を添加して、水分含有量が３０％〜４０％ｗ／ｗ、例えば３２％〜４０％ｗ／ｗ、好ましくは３３〜３８％ｗ／ｗであるペーストを形成する。
消耗度を視覚的に表示するために、本発明に係る吸収剤はｐＨ感受性色素を含むことが好ましい。そのような色素は、一般的に非常に低濃度で存在させ、通常は０．００１％〜０．１％重量基準で存在させる。色変化の性質は、所望により、配合物中に顔料を取り入れることによって改良してもよい。例えば、微量濃度（例えば、０．０５％程度）の、ＣＩ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３とＣＩ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７との水性分散体であるＨｏｌｌｉｄａｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｓ−Ｋｅｎｒｏｙ Ｌｔｄ（Ｈｏｌｔ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ，Ｗａｔｅｒｆｏｏｔ，Ｒｏｓｓｅｎｄａｌｅ，Ｌａｎｃａｓｈｉｒｅ ＢＢ４ ７ＪＢ，Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ）によってＥＸＰ ＧＲＥＥＮ ＤＩＳＰ（ＪＫＭ９／５３）として販売されている顔料により新品の製品は緑色に着色され、消耗されると紫色になる。
本発明に係る化学吸収剤は最も好ましくは顆粒の形態で使用される。そのような顆粒は任意の適切な形状を有するものであり得るが、好ましくは円筒状であり、最も好ましくは球状又は実質的に球状（例えば、両凸状）である。他の実施形態では、化学吸収剤は、フィルター膜などの部材に組み込まれてもよく、１枚の固形ブロック（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ ｓｏｌｉｄ ｂｌｏｃｋｓ）にされてもよい。
本発明に係る化学吸収剤を製造し得る具体的な方法は下記のとおりである：
ａ）必要量の第ＩＩ族金属水酸化物、ゼオライト、及びインジケータ色素（すべて、微粉末の形態）を混合して、均一な粉末ミックスを形成する。
ｂ）混合しながら充分な水を添加して、均一な硬質ペーストを形成する。当該ペーストを加工する前に、２０〜６０分間の滞留時間を設けることが有益であることが判明し、この間にペーストはより硬質の粘稠度に硬化する。
ｃ）次いで、ペーストを加工装置にローディングする。加工装置は、２つの逆回転接触ローラーを備えている。それらのローラーが接触する箇所での回転方向は、両ローラーの表面が下向きに動く方向になっている。各ローラーには半球状のキャビティが形成されており、各キャビティは同じ直径である。作製する製品にもよるが、例えば３、３．５、又は４ｍｍであってもよい。半球状キャビティは六方最密配置で配列されている。
ｄ）ペーストをひと塊ずつ、加工装置の上面に設けられた供給ホッパーに供給する。ローラーの動きにより、ペーストはローラー接触点でローラー間の下方に引き込まれる。ペーストは圧迫され、球状鋳型に充填されて成形される。ローラーが回転するにつれて球状キャビティが再度開放され、成型されたペースト球体の列が露出する。エアナイフが各ローラーに隣接して設けられており、高速で強力な空気のブレードはその全長がローラー表面の接線下方に向けられ、ペースト球体がキャビティから排出されるように設けられている。落下する球体がコンベアベルトで収集される。
ｅ）成型された球体はコンベアに沿ってベルト式連続炉内に移動させる。第１乾燥段階は１００℃前後の穏やかな乾燥であり、この間に、大部分の水が製品から除去される。この低温段階により、構造体内に応力が発生してその後の製造物の物理的強度を低下させ得る急速な乾燥が抑制されると考えられる。第２乾燥段階は約１３０℃の高温である。最終製造物は約１６％の濃度の水分を含有する。最初に低水分含有量まで乾燥した場合は、乾燥製造物に必要量の水を添加して、次いで水が分散されるのに充分な時間、機械的に撹拌することにより、製造物に水を添加し戻してもよい。次いで、製造物を湿分が完全に平衡になるまで気密容器内に密封する。
ｆ）湿潤状態に戻すプロセス中に、製造物に生成した部分形成球体及び／又は微粒子が含有されていることがある。それらを除去するため、パッキングする前に製造物を適当なスクリーンで篩にかける。
別途、他の製造プロセスを使用してもよい。例えば、ペーストを有孔プレート又はダイから押し出して細長い棒状体を形成し、これを乾燥させ、次いで崩して顆粒を形成してもよい。
本発明の別の態様では、ガスの混合物から二酸化炭素を除去する方法であって、ガスの混合物を本発明の第１の態様に係る化学吸収剤と接触させることを含む方法が提供される。
ここで、本発明の化学吸収剤及びその製造方法を、例示することのみを目的として下記の実施例を参照してさらに詳細に説明する。
＜略語＞
ＵＳＰ（Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｐｈａｒｍａｃｏｐｏｅｉａ）＝米薬局方
ＢＰ（Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｐｈａｒｍａｃｏｐｏｅｉａ）＝英国薬局方
ＦＧＦ（Ｆｒｅｓｈ Ｇａｓ Ｆｌｕｓｈｉｎｇ）＝新鮮ガス流量
＜一般法＞
各実施例において、特定の割合でゼオライトと水酸化カルシウムとの乾燥混合物を調製し、水を添加して、特定の湿分含有量を有するペーストを得た。ペーストを押し出して顆粒を形成して、顆粒を特定の乾燥温度で乾燥させて、特定の最終製造物の湿分含有量とした。
ＨＣｌ滴定を用いて、最終製造物の水酸化ナトリウム含有量の当量を測定した。
最終製造物の粒子（顆粒）サイズは、ＵＳＰメッシュ分析によって測定した。すべての場合において、顆粒の９０％が２．３６〜４．７５ｍｍのサイズを有していた。
各製造物について、特性及び性能を下記のうちのいくつか又はすべての観点で評価した：
ａ）ＢＰ方法によって測定した場合にＣＯ２ブレークスルーが０．２％に達するのにかかる時間：下記の方法に従って測定する場合、活性は少なくとも１２０分間である。各末端で密接に嵌合するゴム栓を有する、長さが約２５ｃｍであり内径が２９〜３１ｍｍである、ガラス又は他の適当な透明材の竪型クランプ式チューブの使用；栓には、栓の内端と同一平面上になるポリエチレン又はガラス製チューブを受けるための孔がある。下端の栓を所定の位置にして、充分なナイロンメッシュ支持体を栓の上面に置いて深さ約１０ｃｍのメッシュ床を作製し、公称メッシュ径（ｎｏｍｉｎａｌ ｍｅｓｈ ａｐｅｒｔｕｒｅ）が約５００μｍであるステンレススチール網の密接嵌合ディスクをナイロンメッシュの上面に、その表面がチューブの軸に対して直角になるように押し付ける。５９．８〜６０．２ｇの試験対象物質を、スチール網上に３つの部分に分けて導入し、各部分の添加後、軽く締固める。スチール網の第２のディスクを上面に置いた後、充分な量のナイロンメッシュを、第２の栓が挿入されたときのわずかな圧力によってソーダ石灰が圧密状態に維持されるように置く。排出チューブを、無水塩化カルシウムが充填された乾燥チューブまで通じ、次いで、０．２％ｖ／ｖの二酸化炭素を検出するのに充分な感受性を有する二酸化炭素分析器まで通じる、２つの５０ｍＬ容の分液漏斗からなる冷却器に接続する。二酸化炭素について検出し、好ましくはチャートレコーダーとともに使用されるカサロメータが好適である。ガス分析器を製造業者の使用説明書に従って使用し、二酸化炭素含有量ｐを公称５％二酸化炭素混合物の割合ｖ／ｖとして厳密に測定するが、ここで、当該混合物は残部のガスが使用されるガス分析器の型にもよるが酸素、空気又は窒素である。好適な圧縮ガス混合物は市販されている。上記の装置を組み立て、ガス分析器によって排出ガス中の二酸化炭素の含有量が０．２％ｖ／ｖまで上昇したことが示されるまで、９００ｃｍ３／分の速度でガス混合物を下方に吸収チューブ内に、送る。酸素−二酸化炭素混合物を使用する場合、排出ガスを抜く工程を採用するべきである。かかった時間ｔ（単位：分）を記録する。試験対象物質の活性を単位：分で、式ｔｐ／５によって示す。同様の方法を使用し、ＣＯ２のブレークスルーが０．０１％に達するのにかかる時間を評価する。
ｂ）下記の方法によって測定される乾燥時の最大ＣＯ発生濃度（６３０ｍｌの乾燥吸収剤，０．５％の水分含有量，５％のイソフルランを含有する２Ｌ／分のＯ２）：乾燥させた吸収剤（６３０ｍｌ）を吸収材に含有させ、５％のイソフルランを気体として含有している２Ｌ／分の流量の乾燥酸素（２０℃〜２３℃）に供する。吸収剤から発生するガスを、一酸化炭素について、７０００シリーズＡＤＣ赤外線一酸化炭素モニターを用いて分析する。試験リグを開放系（再循環させない）として組み立てる。それにより、累積蓄積物ではなく、吸収剤から発生する崩壊生成物を直接測定することが可能になる。
ｃ）下記の方法によって測定されるかさ密度（Ｂｕｌｋ ｄｅｎｓｉｔｙ）：空の５００ｍｌシリンダーの重量を計り、その重量（Ｗ１）を単位：グラムで記録する。そのシリンダーに試験対象物質を等量で３回に分けて満たし、各添加の間に締固めて試料を定着させる。容量が５００ｍｌの線に達するまで添加及び締固めを継続する。メスシリンダー全体の重量を計り、その重量（Ｗ２）を単位：グラムで記録する。締固めかさ密度＝（（Ｗ２−Ｗ１）／５００）×１０００（単位：ｇ／リットル）。
ｄ）８時間のＦＧＦ後の湿分含有量：ＵＳＰ法によって測定，ＦＧＦは、１００ｇの吸収剤（８０ｍｍ直径の浅床）中、上向きフローの乾燥空気（流量が１５Ｌ／分である空気を１Ｌ床のモレキュラーシーブス中に通して相対湿度を０％にする）からなる。
吸収剤からの排出ガスの相対湿度を継続的に測定する。
＜実施例１＞
５％ｗ／ｗのナトリウムゼオライト（乾燥ベース）
９５％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
３６％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１３０℃
ＨＣｌ滴定：０．９％
最終製品の湿分：１６％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで１４５分，０．２％ＣＯ２まで１７１分
乾燥時の最大ＣＯ発生：５４ｐｐｍ
ＦＧＦ（Ｆｒｅｓｈ Ｇａｓ Ｆｌｕｓｈｉｎｇ）乾燥後の湿分含有量：２．１％ｗ／ｗ
＜実施例２＞
５％ｗ／ｗのナトリウムゼオライト（乾燥ベース）
９５％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
３６％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１４０℃
ＨＣｌ滴定：０．９％
最終製品の湿分：１６％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで１２１分，０．２％ＣＯ２まで１４４分
乾燥時の最大ＣＯ発生：４５ｐｐｍ
ＦＧＦ乾燥後の湿分含有量：２．３％ｗ／ｗ
＜実施例３＞
５％ｗ／ｗのナトリウムゼオライト（乾燥ベース）
９５％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
３６％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１５０℃
ＨＣｌ水酸化ナトリウム当量滴定：０．９％
最終製品の湿分：１６％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで８７分，０．２％ＣＯ２まで１２９分
乾燥時の最大ＣＯ発生：４１ｐｐｍ
ＦＧＦ乾燥後の湿分含有量：２．３％ｗ／ｗ
＜実施例４＞
５％ｗ／ｗのナトリウムゼオライト（乾燥ベース）
９５％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
３５％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１３０℃
ＨＣｌ水酸化ナトリウム当量滴定：０．９％
最終製品の湿分：１６％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで１３５分，０．２％ＣＯ２まで１５７分
ＦＧＦ乾燥後の湿分含有量：２．２％ｗ／ｗ
＜実施例５＞
５％ｗ／ｗのナトリウムゼオライト（乾燥ベース）
９５％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
３４％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１３０℃
ＨＣｌ水酸化ナトリウム当量滴定：０．９％
最終製品の湿分：１６％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで１２０分，０．２％ＣＯ２まで１４３分
ＦＧＦ乾燥後の湿分含有量：２．３％ｗ／ｗ
＜実施例６＞
５％ｗ／ｗのナトリウムゼオライト（乾燥ベース）
９５％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
３３％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１３０℃
ＨＣｌ水酸化ナトリウム当量滴定：０．９％
最終製品の湿分：１６％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで１０５分，０．２％ＣＯ２まで１２６分
ＦＧＦ乾燥後の湿分含有量：２．５％ｗ／ｗ
＜実施例７＞
５％ｗ／ｗのナトリウムゼオライト（乾燥ベース）
９５％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
３０％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１３０℃
ＨＣｌ水酸化ナトリウム当量滴定：０．９％
最終製品の湿分：１６％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで１３分，０．２％ＣＯ２まで２６分
ＦＧＦ乾燥後の湿分含有量：２．５％ｗ／ｗ
＜実施例８＞
５％ｗ／ｗのナトリウムゼオライト（乾燥ベース）
９５％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
４０％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１３０℃
最終製品の湿分：１６％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで１３７分，０．２％ＣＯ２まで１５８分
ＦＧＦ乾燥後の湿分含有量：１．９％ｗ／ｗ
＜実施例９＞
２％ｗ／ｗのナトリウムゼオライト（乾燥ベース）
９８％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
３６％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１３０℃
ＨＣｌ水酸化ナトリウム当量滴定：０．４％
最終製品の湿分：１６％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで１３０分，０．２％ＣＯ２まで１５６分
乾燥時の最大ＣＯ発生：２２ｐｐｍ
かさ密度（Ｂｕｌｋ ｄｅｎｓｉｔｙ）：０．６８ｋｇ／Ｌ
ＦＧＦ乾燥後の湿分含有量：１．５％ｗ／ｗ
＜実施例１０＞
１％ｗ／ｗのナトリウムゼオライト（乾燥ベース）
９９％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
３６％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１３０℃
ＨＣｌ水酸化ナトリウム当量滴定：０．１％
最終製品の湿分：１６％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで８７分，０．２％ＣＯ２まで１２４分
ＦＧＦ乾燥後の湿分含有量：１．３％ｗ／ｗ
＜実施例１１＞
７．５％ｗ／ｗのナトリウムゼオライト（乾燥ベース）
９２．５％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
３６％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１３０℃
ＨＣｌ水酸化ナトリウム当量滴定：１．３％
最終製品の湿分：１６％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで１３４分，０．２％ＣＯ２まで１５３分
乾燥時の最大ＣＯ発生：８３ｐｐｍ
かさ密度：０．７８ｋｇ／Ｌ
ＦＧＦ乾燥後の湿分含有量：３．３％ｗ／ｗ
＜実施例１２＞
１０％ｗ／ｗのナトリウムゼオライト（乾燥ベース）
９０％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
３６％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１３０℃
ＨＣｌ水酸化ナトリウム当量滴定：２．１％
最終製品の湿分：１６％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで１１９分，０．５％ＣＯ２まで１３３分
乾燥時の最大ＣＯ発生：１１５ｐｐｍ
かさ密度：０．７９ｋｇ／Ｌ
ＦＧＦ乾燥後の湿分含有量：３．９％ｗ／ｗ
＜実施例１３＞
１５％ｗ／ｗのナトリウムゼオライト（乾燥ベース）
８５％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
３６％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１３０℃
ＨＣｌ水酸化ナトリウム当量滴定：２．９％
最終製品の湿分：１６％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで１０９分，０．２％ＣＯ２まで１１８分
ＦＧＦ乾燥後の湿分含有量：５．５％ｗ／ｗ
＜実施例１４＞
２０％ｗ／ｗのナトリウムゼオライト（乾燥ベース）
８０％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
３６％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１３０℃
ＨＣｌ水酸化ナトリウム当量滴定：４．２％
最終製品の湿分：１６％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで７４分，０．２％ＣＯ２まで１１８分
ＦＧＦ乾燥後の湿分含有量：３．３％ｗ／ｗ
＜実施例１５＞
５％ｗ／ｗのナトリウムゼオライト（乾燥ベース）
９５％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
３６％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１３０℃
ＨＣｌ水酸化ナトリウム当量滴定：０．９％
最終製品の湿分：５％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで５分，０．２％ＣＯ２まで２１分
ＦＧＦ乾燥後の湿分含有量：２．１％ｗ／ｗ
＜実施例１６＞
５％ｗ／ｗのナトリウムゼオライト（乾燥ベース）
９５％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
３６％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１３０℃
ＨＣｌ水酸化ナトリウム当量滴定：０．９％
最終製品の湿分：１０％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで１２５分，０．２％ＣＯ２まで１４２分
ＦＧＦ乾燥後の湿分含有量：２．１％ｗ／ｗ
＜参照例＞
下記の参照例は本発明の範囲には含まれず、比較することを目的として示すものである。
＜参照例１（ゼオライトなし，アルカリ金属水酸化物なし）＞
１００％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
３５％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１３０℃
ＨＣｌ滴定：０．０％
最終製品の湿分：１６％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで８６分，０．２％ＣＯ２まで１０５分
ＦＧＦ乾燥後の湿分含有量：０．９％ｗ／ｗ
＜参照例２（ゼオライトなし，３％の水酸化ナトリウム）＞
９７％ｗ／ｗの水酸化カルシウム（乾燥ベース）
３％ｗ／ｗの水酸化ナトリウム（乾燥ベース）
３５％ｗ／ｗのペースト湿分
乾燥温度：１３０℃
ＨＣｌ滴定：３．０％
最終製品の湿分：１６％
粒子の形状：短い２．７ｍｍ直径のストランド
ＣＯ２ブレークスルー：０．０１％ＣＯ２まで１３９分，０．２％ＣＯ２まで１６３分
乾燥時の最大ＣＯ発生：３８５ｐｐｍ
ＦＧＦ乾燥後の湿分含有量：１．１％ｗ／ｗ
＜考察＞
ａ）乾燥温度の効果
実施例１、２、及び３は、化学吸収剤の性能について乾燥温度を変化させることによる効果を示す。低乾燥温度によって吸収剤のＣＯ２容量が増大することが示される。各乾燥温度においてＦＧＦ乾燥による８時間の脱水乾燥が許容される。それらの結果を表１にまとめる：
ｂ）ペーストの湿分含有量の効果
実施例１及び４〜８は、化学吸収剤の性能についてペーストの湿分含有量を変化させることによる効果を示す。３６％のペーストの湿分含有量によって最も大きいＣＯ２容量がもたらされることが示される。ペーストの湿分含有量の各値についてＦＧＦ乾燥による８時間の脱水乾燥が許容されるが、ペーストの湿分含有量が増えると脱水乾燥も高まることを示す。それらの結果を表２にまとめる：
ｃ）ナトリウムゼオライト濃度の効果
実施例１及び９〜１４は、化学吸収剤の性能についてナトリウムゼオライト濃度を変化させることによる効果を示す。５％のナトリウムゼオライト濃度によって吸収剤のＣＯ２容量が最も増大することが示される。２％ｗ／ｗを超える値のナトリウムゼオライト濃度についてはすべて、ＦＧＦ乾燥による８時間の脱水乾燥が許容されるが、高ナトリウムゼオライト濃度では乾燥時のＣＯ生成が増大する。それらの結果を表３にまとめる：
ｄ）最終製品の湿分含有量の効果
実施例１、１５、及び１６は、化学吸収剤の性能について最終製品の湿分含有量を変化させることによる効果を示す（他の製造パラメータは同一である）。最終製品の湿分含有量を変えてもＦＧＦ乾燥による８時間の脱水乾燥度は変化しない。しかしながら、最終製品の湿分が不十分であるとＣＯ２容量が極めて低下することが示される。それらの結果を表４にまとめる。
ｅ）参照例
参照例１及び２は対照実験であり、ナトリウムゼオライトの非存在下、並びにナトリウムゼオライトの非存在下及び３％の水酸化ナトリウムの存在下でもまた、ＦＧＦ乾燥による８時間の高度の脱水乾燥が観察されることを示している。また、参照例１は、ナトリウムゼオライト又は水酸化ナトリウムのいずれかによるナトリウムの非存在下では、得られるＣＯ２容量が不充分であることも示している。

Claims (19)

  1. 主要割合の薬学的に許容できる第ＩＩ族金属の水酸化物と少量割合の第Ｉ族金属含有ゼオライトとの水和混合物を含む化学吸収剤であって、第Ｉ族金属の水酸化物を実質的に含んでいない化学吸収剤。
  2. 前記薬学的に許容できる水酸化物は水酸化カルシウムである、請求項１に記載の化学吸収剤。
  3. 前記薬学的に許容できる水酸化物は、化学吸収剤の８０〜９９％、又は９０〜９８％、又は９２〜９７％、又は９２〜９６％、又は９４〜９６％ｗ／ｗ（乾燥ベース）を構成している、請求項１又は請求項２に記載の化学吸収剤。
  4. 前記第Ｉ族金属含有ゼオライトは、化学吸収剤の１〜２０％、又は２〜１０％、又は３〜８％、又は４〜８％、又は４〜６％ｗ／ｗ（乾燥ベース）を構成している、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の化学吸収剤。
  5. 前記第Ｉ族金属含有ゼオライトは化学吸収剤の３％〜６％ｗ／ｗを構成している、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の化学吸収剤。
  6. １４％〜２０％ｗ／ｗの水を含有している、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の化学吸収剤。
  7. 実質的に前記第ＩＩ族金属の水酸化物、前記第Ｉ族金属含有ゼオライト、及び水からなり、他の成分が１％ｗ／ｗ未満の量でしか存在していない、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の化学吸収剤。
  8. 前記第ＩＩ族金属の水酸化物、前記第Ｉ族金属含有ゼオライト、水、並びに１又は複数のｐＨ感受性色素及び／又は他の顔料のみからなり、前記色素及び／又は顔料は組成物の１％ｗ／ｗ未満を構成している、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の化学吸収剤。
  9. 前記第Ｉ族金属含有ゼオライトはナトリウム含有ゼオライトである、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の化学吸収剤。
  10. ｐＨ感受性色素をさらに含む、請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の化学吸収剤。
  11. 前記ｐＨ感受性色素は０．００１重量％〜０．１重量％の濃度で存在している、請求項１０に記載の化学吸収剤。
  12. 顔料をさらに含む、請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の化学吸収剤。
  13. 顆粒の形態である、請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載の化学吸収剤。
  14. 前記顆粒は円筒状、球状、又は実質的に球状である、請求項１３に記載の化学吸収剤。
  15. 請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載の化学吸収剤を製造する方法であって：
    ａ）薬学的に許容できる水酸化物と第Ｉ族金属含有ゼオライトとを混合する工程；
    ｂ）水を添加してペーストを形成する工程；及び
    ｃ）前記ペーストを押し出すか又は成型して、顆粒を形成する工程、
    を含む方法。
  16. 前記ペーストは湿分含有量が３０〜４０％ｗ／ｗ、又は３２〜４０％ｗ／ｗ、又は３３〜３８％ｗ／ｗである、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記顆粒を乾燥させることをさらに含む、請求項１５又は請求項１６に記載の方法。
  18. 前記乾燥させることは温度が１２５〜１５０℃又は１２５〜１４０℃である、請求項１７に記載の方法。
  19. ガスの混合物から二酸化炭素を除去する方法であって、請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載の化学吸収剤にガスの混合物を接触させることを含む方法。
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