JP4167421B2 - 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

Description

【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、1999）。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、1998）。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及び亜鉛の酸化物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、銅の酸化物及び亜鉛の酸化物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、Ｃｒ、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、Ｚｎ、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−Ｖ５）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参考例１及び２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。

Claims (5)

1. 銅の酸化物及び亜鉛の酸化物を添着した活性炭であるメタノール用吸収剤。
2. 銅の酸化物及び亜鉛の酸化物の添着量が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. 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. 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。

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