JP4302853B2 - 吸収缶の破過をモニターする方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機溶剤等が存在する作業環境に置かれた作業者が空気清浄用に防毒マスク等に装置して使用する吸収缶の破過をモニターする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
防毒マスクは、ろ過式呼吸用保護具の一種で、着用者の肺力によって吸引する空気中の有毒ガスなどを除去する方式のものである。防毒マスクには、いろいろな種類があるが、いずれの場合にも、吸収剤を充填した吸収缶を用いている。吸収缶の除毒能力は有限であり、吸収缶の吸収剤の能力が失われるにつれて、透過する有毒ガスの濃度は増加する。吸収缶を透過する有毒ガス濃度が最高許容透過濃度を超えた状態を破過と呼ぶ。破過時間と環境濃度との間には一定の関係があり、吸収缶を使用できる時間（寿命）は、有毒ガスが高濃度では短くなり、低濃度では長くなる。破過時間（使用限度時間）に達した吸収缶は、速やかに新しいものと交換する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
防毒マスクの使用上最も大切なことは、この破過までの時間（残存有効時間）を確認して、必要があれば、吸収缶を新品に交換して使用することである。残存有効時間（寿命）を判定する方法としては、従来以下のような方法が知られている。
（１）吸収缶に添付されている破過カードと環境ガス濃度とから算出した使用限度時間に達したときを寿命と判定する方法。しかし、この方法で用いられる破過カードは、有毒ガス濃度及び温湿度が一定条件下で作成されたものであり、実際の使用条件は、これらが一定であるとは限らない。従って、実際には、この方法では、正確な寿命の判定は行えない。
（２）使用中に臭気または刺激を感じたときを寿命と判定する方法。この方法は、無臭または低い濃度で猛毒なガス（青酸ガスなど）に用いることはできない。
【０００４】
（３）吸収缶の重量を測定し、その増加量が一定値に達したときを寿命と判定する方法。この方法は、吸収缶の寿命のときの重量が、有毒ガスの種類、温湿度によって異なるので、正確な寿命の判定を行えない。また、吸収缶を取り出して重量を測定しなければならないという煩雑さもある。
（４）吸収缶の出口側に検知剤を詰めた拡散式検知管を取り付け、有毒ガスと検知剤との反応による色の変化を利用する方法。この方法は、有毒ガスの種類により検知剤の種類が異なり、対象とする有毒ガスの種類により、異なる検知剤を用いる必要がある。さらに、吸収缶の構造が複雑になる等の問題がある。
【０００５】
現状では、（１）の吸収缶に添付の破過曲線図より確定する方法が、簡便であり、かつ確実性が比較的高いことから、実用されている。即ち、現状では、吸収缶に添付されている破過カードと環境ガス濃度とから算出した使用限度時間に達したときに、吸収缶の交換が行われる。しかし、上述のように、この方法によっても、吸収缶の寿命の判定が確実に行えているとは言えない。また、ガスの種類によっては、ヒトの生命に係わることであるので、より正確かつ確実な吸収缶の寿命の判定方法の提供が望まれている。
【０００６】
このような状況下、本発明者らは、吸収缶等の吸収剤の寿命を確実かつ正確に検知する新たな方法を見出し、特許出願した(特開平7-325024号公報)。この方法は、ガス状物質を吸収すると体積が膨張する多孔質炭素を吸収剤とともにガス状物質に曝し、多孔質炭素の体積の膨張の程度から吸収剤の吸収限界を検知する方法である。この方法は、吸収剤の寿命を確実かつ正確に検知するという観点から優れた方法である。しかるに、ガス状物質の種類により多孔質炭素の体積膨張の率等が異なることから、ガス状物質の種類に応じて吸収限界の設定を変える必要がある等の点で改良も必要であった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、ガス状物質の種類に係わらず吸収缶等の吸収剤の寿命(破過)を確実かつ正確にモニターできる新たな方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モニター用吸収缶に作業環境中の空気を通気し、モニター用吸収缶を通過した空気中の除去対象物質の濃度をモニタリングすることにより、作業者が使用している吸収缶の破過をモニターする方法に関する。
【０００９】
本発明の方法で使用する、作業者が使用する空気清浄用吸収缶及びモニター用吸収缶には特に制限はない。本発明の方法は、市販され、実用されている活性炭等の吸収剤が充填された種々の吸収缶に対して適用することができる。
モニター用吸収缶は、構造及び容量並びに充填物（種類と量）が、作業者が使用する空気清浄用吸収缶と同一種類であることが、作業者が使用する吸収缶の破過を、正確かつ簡便にモニターできるという観点から好ましい。但し、モニター用吸収缶は、作業者が使用する空気清浄用吸収缶と、容量又は充填物（種類若しくは量）が異なることもできる。その場合、モニター用吸収缶への通気速度や吸収剤と通気される空気との接触状態を調整することで、モニター用吸収缶の破過と作業者が使用する吸収缶の破過とが同時期に来るように設定する。例えば、モニター用吸収缶に充填する吸収剤の量を、モニター用吸収缶に充填する吸収剤の量を抑制する目的で、作業者が使用する吸収缶に充填されている量よりも少なくすることも可能である。この場合、モニター用吸収缶への通気量を、作業者が使用する吸収缶と同一量の吸収剤を充填したときよりも減少させることで、モニター用吸収缶の破過と作業者が使用する吸収缶の破過とが同時期に来るようにすることができる。また、モニター用吸収缶には、作業者が使用している吸収缶に充填された吸収剤と異なる種類の吸収剤（例えば、作業者用吸収剤より安価な吸収剤）を充填することもできる。この場合も、モニター用吸収缶への通気量を、モニター用吸収缶の破過と作業者が使用する吸収缶の破過とが同時期に来るように調整する。
【００１０】
本発明の方法では、モニター用吸収缶に作業環境中の空気を通気する。モニター用吸収缶が、作業者が使用する空気清浄用吸収缶と同一種類〔構造及び容量並びに充填物（種類と量）〕である場合には、作業者の呼吸速度と実質的に同一速度でモニター用吸収缶に作業環境中の空気を通気する。ここで呼吸速度とは、単位時間当たりの呼吸量である。作業者の呼吸速度は、一般に、作業者が行う作業の種類により変化する。例えば、重労働を行う作業者の呼吸速度は速く、軽労働を行う作業者の呼吸速度は遅い。従って、モニター用吸収缶に通気する作業環境中の空気の速度は、作業者の運動量に応じて適宜設定することが適当である。一般に、安静時の呼吸速度は５〜８リットル／分であり、激しく運動するときには１００リットル／分を超えることもある。従って、モニター用吸収缶に通気する作業環境中の空気の速度は、例えば5〜100リットル／分の範囲に設定することが適当である。
モニター用吸収缶と作業者が使用する空気清浄用吸収缶とで、容量又は充填物（種類若しくは量）が異なる場合、モニター用吸収缶の破過と作業者が使用する吸収缶の破過とが同時期に来るように、モニター用吸収缶への通気速度や吸収剤と通気される空気との接触状態を調整する。
【００１１】
また、同一の作業環境中に作業内容の異なる複数の作業者がいる場合、作業者の作業内容によって、運動量が異なり、その結果、呼吸速度が異なる場合がある。その場合、作業者の運動量に応じて空気の通気速度を設定した複数(2つ以上)のモニター用吸収缶に並行して通気することができる。モニター用吸収缶の通気量(通気速度)は、作業者の運動量に応じて設定する。その結果、作業内容が異なり運動量が異なる作業者毎に作業者が使用する空気清浄用吸収缶の破過をモニターできる。
【００１２】
モニター用吸収缶を通過した空気は、そこに含まれる除去対象物質の濃度をモニタリングされる。その結果、作業者が使用している吸収缶の破過をモニターすることができる。除去対象物質の濃度のモニタリングは、公知の測定方法である、ガスクロマトグラフィー、半導体ガスセンサー、赤外吸光光度法、可視紫外吸光光度法等を用いて行うことができる。
また、吸収缶の破過とは、最高許容透過濃度を超える状態であり、最高許容透過濃度は、予め法令等により決められた値であり、除去対象物質によって異なる。
【００１３】
本発明における除去対象物質としては、ガス状の有機化合物及び無機化合物を挙げることができる。有機化合物としては、有機溶剤として用いられている種々の化合物を挙げることができ、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、四塩化炭素、ブタノール、プロパノール、オクタン、ヘプタン、シクロヘキサン、エタノール、ヘキサン、ペンタン、メタノール等を挙げることができる。また、無機化合物としては、ハロゲン（例えば、塩素）、酸性ガス（例えば、塩化水素ガス）、一酸化炭素、アンモニア、亜硫酸、青酸、硫化水素、臭化メチル等を挙げることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
本発明の方法に使用する装置の例を図１〜３に示す。
〔装置１０〜１２〕
装置１０、１１、１２は、モニター用吸収缶1、ポンプ2、センサー3、警報装置4、バルブ5、吸収缶１を収納するホルダ6から構成される。
装置１０〜１２では、吸収缶1、ポンプ2、センサー3の設置順序が異なる。
装置１０では、ポンプ2によって吸引された除去対象物質を含む空気が吸収缶1に通気され、吸収缶1の透過側に漏洩した除去対象物質は、センサー3によってモニターされる。
装置１１では、除去対象物質を含む空気は、ポンプ2を通過した後に吸収缶1に通気され、吸収缶1の透過側に漏洩した除去対象物質は、センサー3によってモニターされる。
装置１２においては、吸収缶1の透過側に漏洩した除去対象物質は、ポンプ2を通過した後にセンサー3によってモニターされる。
【００１５】
モニター用吸収缶1は、ホルダ6に収納され、通気する空気中に含まれる除去対象物質を除去する。除去対象物質の吸収量が一定量を超え、吸収剤1に充填されている吸収剤の能力が失われると、透過側（センサー側）に除去対象物質が漏洩してくる。
ポンプ2の吸引力により、除去対象物質を含む空気をモニター用吸収缶に送り込み、モニター用吸収缶を通過した空気はセンサー3に導かれる。ポンプ2での吸引量は、ポンプ2の吸引口側に設けたバルブ5の調整や、ポンプ2の作動用電圧を変えることによって、例えば5〜100リットル／分の範囲で適宜設定することができる。尚、バルブ5は、ポンプ2の排気側に設けても良い。作業者は、作業中の呼吸量に合わせて予めポンプ吸引量を設定し、作業開始と同時に本装置を稼動させる。即ち、作業者が使用している吸収缶と本装置に装着したモニター用吸収缶とは、同じ除去対象物質を同じ量で吸引していることになるので、本装置の吸収缶1が破過したときには、作業者が使用している吸収缶も破過していることになる。
センサー3は、吸収缶1の透過側への除去対象物質の漏洩をモニターする。警報装置4は、センサー3に連結されており、センサー3によりモニターされている吸収缶1の透過側に漏洩した除去対象物質の濃度が、最高許容透過濃度に達したとき、警告音を発するように設定する。即ち、吸収缶1の透過側に漏洩する除去対象物質の濃度が、予め設定した最高許容透過濃度に達したことをセンサー3が検知し、警報装置4が警告音を発することで、使用している吸収缶が破過したことを作業者に知らせることができる。
【００１６】
尚、モニター用吸収缶1は、作業者が使用する吸収缶と同一種類のものであることが好ましいが、構造若しくは容量又は充填物（種類と量）が、作業者が使用する吸収缶と異なるものを使用することもできる。この場合には、作業者が使用している吸収缶の破過とモニター用吸収缶１の破過とが同時期に来るように、ポンプ2による吸引量を調整して、作業者に破過を警告することができるようにする。
さらに、図４に示す装置１３のように、複数の吸収缶を１つの（共通の）ポンプに連結し、運動量の異なる複数の作業者が使用する吸収缶の破過をまとめてモニターすることもできる。装置１３では、バルブＡ，Ｂ，Ｃをそれぞれ調整することで、各作業者の作業状況（呼吸量）に対応してそれぞれのモニター用吸収缶に通気する空気量を調整する。また、警報装置Ａ，Ｂ，Ｃの警報音を変えることによって、どの作業者が使用している吸収缶に破過が来たのかを容易に知らせることができる。
又、装置１３では、ポンプは吸収缶の排気側に設けられているが、吸収缶の空気吸入側に設けることもできる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、ガス状物質の種類に係わらず、作業者が使用している吸収缶の破過を、確実かつ正確にモニターできる方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の方法に使用する装置の一例。
【図２】 本発明の方法に使用する装置の一例。
【図３】 本発明の方法に使用する装置の一例。
【図４】 本発明の方法に使用する装置の一例。

Claims (6)

1. モニター用吸収缶に、作業環境中の空気を通気し、モニター用吸収缶を通過した空気中の除去対象物質の濃度をモニタリングすることにより、作業者が使用している空気清浄用吸収缶の破過をモニターする方法であって、
   モニター用吸収缶が、作業者が使用している吸収缶と異なる種類の吸収缶であって、作業者が使用している吸収缶の破過とモニター用吸収缶の破過とが同時期になるようにモニター用吸収缶への作業環境中の空気の通気量を調整することを特徴とする、前記方法。
2. モニター用吸収缶に、作業環境中の空気を通気し、モニター用吸収缶を通過した空気中の除去対象物質の濃度をモニタリングすることにより、作業者が使用している空気清浄用吸収缶の破過をモニターする方法であって、
   運動量が異なる複数の作業者が同一の作業環境で作業している場合、作業者の運動量に応じて空気の通気速度を設定した複数のモニター用吸収缶に並行して通気し、作業者の運動量に応じた破過をモニターできる、前記方法。
3. モニター用吸収缶が、作業者が使用している吸収缶と同一種類のものである請求項２に記載の方法。
4. モニター用吸収缶に、作業者の呼吸速度と実質的に同一速度で作業環境中の空気を通気する請求項３に記載の方法。
5. モニター用吸収缶に通気する作業環境中の空気の速度を、作業者の運動量に応じて設定する請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. モニター用吸収缶に通気する作業環境中の空気の速度を、５〜１００リットル／分の範囲に設定する請求項４に記載の方法。

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