(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
保水性を有するアルカリ金属の硫酸塩を主成分とする第一成分の水溶液、及び、アルカリ金属の炭酸塩、重炭酸塩、低級脂肪酸塩から選ばれる少なくとも一種を含む第二成分の水溶液を調製しておき、多孔質材料からなる担体に含浸させた後、前記担体に含浸した水分を揮発させて、前記担体に、前記第一成分及び第二成分を担持させるガス吸着剤の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のガス吸着剤を備えた吸着式空気清浄機内に浄化対象空気を前記ガス吸着剤に接触自在に流通させる空気浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス吸着剤の製造方法、及び、ガス吸着剤を用いた空気浄化方法に関する。さらに詳述すれば、例えば、アーク溶接・ガス溶接・レーザー溶接・ガス切断・レーザー切断・プラズマ切断・電子ビーム加工・放電加工レーザー加工等を行う各種加工作業場、自動車排ガスの充満し易い屋内駐車場、トンネル、交差点近傍、燃焼機器を利用する各種店舗、スーパーマーケット、百貨店等で、加工作業排ガス、燃焼排ガスを吸着して上述の各所での排ガスによる汚染を防止すべく、浄化対象空気中の窒素酸化物・硫黄酸化物・アンモニア・臭気成分等を吸着除去する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述のように各種の箇所で使用されるガス吸着剤として従来では、活性炭・活性アルミナ・ゼオライトなどの担体にアルカリ金属の炭酸塩、重炭酸塩等から選ばれる少なくとも一種を含む添加剤を添加してあるものが知られており（例えば特開平６−１２６１６１参照）、このようなガス吸着剤は、上述のような担体に上述の添加剤の水溶液を含浸させたのち、水分を揮発させることにより担持させて製造していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の技術によれば、上述の硫黄酸化物・アンモニア・臭気成分等及び窒素酸化物（ＮＯｘ）のうちＮＯ2 については化学吸着によって除去することが可能ではあるが、ＮＯについてはほとんど除去出来ず、先に述べた各種排ガスのうち、特に各種加工作業場から発生する排ガスについては主成分がＮＯ（８０〜９５％）であることを考えると、浄化対象空気中によっては、十分な浄化が行いきれない状況が発生していた。つまり、上述のようなガス吸着剤は、各種添加剤とＮＯ2 との反応性を利用しているものの、ＮＯに対する反応性に乏しく、ＮＯガスについてはほとんど除去出来なかったのである。
【０００４】
従って、本発明の目的は、上記欠点に鑑み、ＮＯについても十分に吸着除去する事の出来るガス吸着剤の製造方法と空気浄化方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述の従来のガス吸着剤が、単独ではＮＯ吸着性能に乏しいものの、担体及び各種添加剤それぞれの相互作用によって、ＮＯについても十分高いガス吸着能を発揮するという新知見を得た。本発明は前記新知見に基づき成されたものである。
【０００６】
〔構成〕
本発明のガス吸着剤の製造方法の特徴手段は、保水性を有するアルカリ金属の硫酸塩を主成分とする第一成分の水溶液、及び、アルカリ金属の炭酸塩、重炭酸塩、低級脂肪酸塩から選ばれる少なくとも一種を含む第二成分の水溶液を調製しておき、多孔質材料からなる担体に含浸させた後、前記担体に含浸した水分を揮発させて、前記担体に、前記第一成分及び第二成分を担持させることにある。
【０００７】
また、本発明の空気浄化方法の特徴手段は、前記ガス吸着剤を備えた空気清浄機内に浄化対象空気を前記ガス吸着剤に接触自在に流通させることにある。
【０００８】
〔作用効果〕
活性炭やゼオライトなどの多孔質材料を担体として利用し、前記第一成分及び第二成分をその担体に担持させるから、前記担体にＮＯ2 との反応剤となる第二成分が、ＮＯｘとの反応活性の高い状態で担持させられるとともに、前記多孔質材料の働きによって間接的にＮＯにも反応吸着性を発揮させられることになるのである。
【０００９】
なぜなら、前記第一成分は、保水性に優れるため、多孔質材料に担持された状態で、前記多孔質材料表面を擬親水性に維持することができ、その擬親水性の表面へのＮＯ2 吸着を促進するのでＮＯ2 は即座に前記第二成分との反応を開始できるわけである。尚、前記第二成分と前記ＮＯ2 との反応は、ＮＯ2 に基づく亜硝酸根と炭酸根、重炭酸根、低級脂肪酸根との置換によるものであると考えられ、浄化対象空気中のＮＯ2 、あるいは、前記多孔質材料の多孔構造に捕捉されたＮＯ2 についても急速に反応して固定化させられる。
一方、前記多孔質材料は一般的に多孔構造に捕捉したＮＯをＮＯ2 に酸化する性質を有するのであるが、その反応性は低く、かつ、捕捉したＮＯ2 の濃度増加に伴って更に進行しにくくなるものである。そのため、先述の従来のガス吸着剤は、たとえＮＯを捕捉したとしても、捕捉したＮＯをＮＯ2 として多孔構造内に維持してしまって、ほとんどＮＯ吸着能を発揮しなかった。これに対して前記第一成分は高い保水性を有するために、前記多孔構造内部の活性点で発生したＮＯ2 を素早く第一成分中に移動させる活性点より脱離させことができ、前記ＮＯ2 を前記第二成分と反応させるとともに前記多孔質材料のＮＯ酸化能を高く維持できる。
そのため、見かけ上ガス吸着剤は、全体として、多孔質材料を酸化触媒として、前記ＮＯをＮＯ2 に酸化しつつ、前記第二成分がそのＮＯ2 を化学吸着して浄化対象空気中のＮＯｘを効果的に除去出来るのである。
【００１０】
従って本発明によれば、対象空気が一酸化窒素を多く含む場合の空気浄化に好適使用できるガス吸着剤を（安価に）提供できるようになった。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のガス吸着剤の製造方法の一例を示す。ただし以下の製造方法は本発明における製造方法の一例にすぎず、本発明はこれに限定されるものではない。
まず、ガス吸着剤を以下のようにして調整した。硫酸ナトリウム（第一成分）１．５ｇ及び炭酸ナトリウム（第二成分）５ｇを８０ｍｌの水に溶解した水溶液を、椰子殻系の活性炭（直径３ｍｍ高さ３ｍｍの円柱形）（担体）１００ｇとともにマイヤーフラスコ内で常温常圧で１時間攪拌混合して前記活性炭に前記水溶液を含浸させた後、常圧で加熱して水を蒸発させ、さらに、乾燥器内（１３０℃）で５時間乾燥して吸着剤を得た。
【００１２】
ここで、前記担体は、活性炭、ゼオライト等の多孔質材料で、他に酸化アルミニウム・酸化ケイ素・ケイ酸アルミニウム・酸化チタン・酸化マグネシウムなどを挙げることができ、これらは、前記活性炭と同様の形態で利用でき、比表面積が大きいことが好ましい。
また、前記第一成分としては、アルカリ金属の硫酸塩であれば保水性が高くかつ安価であるので望ましい。また、ＮＯ2を固定化する第二成分は、前記アルカリ金属の炭酸塩、重炭酸塩、低級脂肪酸塩から選ばれる少なくとも一種であればよく、アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウムが挙げられるが中でもナトリウムがコスト面から最も好ましい。これらの第一、第二成分は上述と同様の形態で利用することができる。
【００１３】
〔実施例１〕
先の実施の形態において調製したガス吸着剤を直径２０ｍｍ長さ１５０ｍｍのガラス製円筒カラムに充填し、固定床に形成し、このカラムにＮＯ2 を１０ｐｐｍ含む空気（相対湿度５０％）を流通させた。このとき温度は２５℃、空間速度（ＳＶ）は１３０００／ｈｒであった。カラム出口でのＮＯ2 濃度を測定し、脱硝率として求めた。
【００１４】
尚、脱硝率は数１で表される。各ガス濃度は、化学発光法によって求めた。
【００１５】
【数１】
0003652015.tif 000002
【００１６】
〔比較例１、２、３〕
上述のガス吸着剤に替え、
〈１〉炭酸ナトリウム（第二成分）１０ｇのみを８０ｍｌの水に溶解した水溶液を用い、活性炭１００ｇに同様に担持させたもの
〈２〉硫酸ナトリウム（第一成分）３ｇのみを８０ｍｌの水に溶解した水溶液を用い、活性炭１００ｇに同様に担持させたもの
〈３〉なにも担持させていない活性炭
を用い実施例１同様に脱硝率を求めたところ図１のようになった。
【００１７】
図１より、前記第一成分の担持によっては、活性炭のみによる脱硝効率を向上させることが出来ないものの、前記第二成分の担持によってガス吸着剤の脱硝効率は向上していることがわかる。しかし、本発明による前記第一成分第二成分共に担持してあるガス吸着剤は、先の〈１〉、〈２〉の脱硝効率の総和よりもさらに、高い脱硝効率を示していることがわかる。
【００１８】
実際にカラム出口ガス濃度／カラム入口ガス濃度は０．１以下に維持すべきであるものとすると、本発明のガス吸着剤は１１７時間の寿命であり、先の〈１〉のものが８０時間の寿命しかないのに対し、より高性能なガス吸着剤を提供できたことがわかる。
【００１９】
〔実施例２〕
本発明のガス吸着剤を移動式吸着式空気清浄機（特開平６−４７２４６号公報参照）のガス吸着フィルターとして用いた例を示す。
前記移動式吸着式空気清浄機は、溶接、溶断等の作業に携わる作業員の手元など局部箇所を浄化対象域として空気浄化を行なうものであって、図２に示すように、移動自在な清浄機本体１と吸込管２とからなる。
前記清浄機本体１は、吸込管２からの吸い込み空気を対象空気とするものであって、上部に前記吸込管２との接続口１ａと排気口１ｂとを備えるとともに、下部に移動用のキャスター車輪１ｃを備え、かつ、内部に前記接続口１ａから排気口１ｂにわたる浄化対象空気の処理用風路Ａを備えたケース状の台車１Ａを設け、その台車１Ａ内つまり処理用風路Ａに接続口１ａから取り入れた空気を浄化する浄化手段と、吸込管２から空気を吸い込んで処理用風路Ａを通過させたのち排気口１ｂから排出するように空気を吸い込み排出するためのモーター駆動のファン１Ｂとを設けて構成されている。
前記浄化手段は、図３にも示すように、処理用風路Ａに、流動する吸い込み空気に接触して処理する１次フィルターＦ１，２次フィルターＦ２，３次フィルターＦ３，４次フィルターＦ４を、上流側から下流側にかけてその記載順で並置する状態に設けて構成されている。
１次フィルターＦ１は、たわし状に絡ませた金属線をフィルター材として、吸い込み空気中の火の粉を消す、つまり、火花が内部に入ることを阻止するためのものである。
２次フィルターＦ２は、金網製のスクリーンをフィルター材として、１００μｍ以上の粗ダストを除去するためのものである。
３次フィルターＦ３は、グラスウール製のバグフィルターを利用した０．５〜１００μｍの細ダストを除去するためのものである。
尚、上述の移動式吸着式空気清浄機に用いたこれら１次〜３次フィルターは、例えば、室内全体を浄化対象にする固定式吸着式空気清浄機に適用する場合等には、別の形態のフィルターアッセンブリーに最適化するものである。本発明の吸着剤を備えていないこれらフィルターを予備フィルターＦと総称する。
４次フィルターＦ４は、本発明のガス吸着剤を備えた吸着フィルターＦＡである。
【００２０】
前記吸込管２は、長手方向の複数箇所に、屈曲自在な蛇腹管部２Ａを有し、それら各蛇腹管部２Ａでの屈曲と台車１Ａに対する縦軸周りの回転により先端の吸込口２ａの位置及び向きを変更自在なものである。
上記構成の吸着型空気清浄機では、局部箇所から空気を吸い込むように吸込口２ａをセットすることにより、局部箇所の空気中のヒューム・ダスト・臭気・窒素酸化物をガス吸着剤により除去することができ、特に、窒素酸化物については、二酸化窒素はもちろん、一酸化窒素も吸着除去することができる。
【００２１】
前記ガス吸着剤を前記移動式吸着式空気清浄機の吸着フィルターＦＡに用い、ＮＯｘガスとしては、ＮＯが８ｐｐｍ、ＮＯ2 が２ｐｐｍ混合してある空気（相対湿度５０％、２５℃）を用いて先の実験例１と同様に脱硝効率を求めた。
その結果図４のようになり、１２０時間程度の寿命で利用可能でかつＮＯについても十分な吸着除去性能を発揮した。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガス吸着剤による脱硝率を示す図
【図２】移動式吸着式空気清浄機の全体図
【図３】空気清浄機の浄化手段
【図４】空気清浄機に用いたガス吸着剤の再生による性能安定性を示す図
【符号の説明】
ＦＡ  吸着フィルター
【図１】
0003652015.tif 000003
【図２】
0003652015.tif 000004
【図３】
0003652015.tif 000005
【図４】
0003652015.tif 000006