(57)【要約】【課題】従来の防毒マスクは、吸着剤として破砕状活性炭を使用していたので、吸着剤収容部へ活性炭の微粉末が付着して活性炭層の圧力損失が大きくなり、使用者にとって息苦しく成ることが多かった。そこで、息苦しくなく、且つ毒性ガスの除去性能に優れ、しかも吸着剤の取り替え作業の容易な防毒マスクの開発が強く望まれていた。【解決手段】毒性ガスの吸着剤としてハニカム状活性炭、特に薬品を担持したハニカム状活性炭を用いた防毒マスクが前記課題を全て解決した。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
毒性ガスの吸着剤としてハニカム状活性炭を用いた防毒マスク。
【請求項２】
ハニカム状活性炭が薬品を担持したハニカム状活性炭である請求項１記載の防毒マスク。
【請求項３】
担持薬品がハロゲン又はハロゲン化物である請求項２記載の防毒マスク。
【請求項４】
担持薬品がアルカリ又は酸である請求項２記載の防毒マスク。
【請求項５】
担持薬品が、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ又はＡｇの化合物である請求項２記載の防毒マスク。
【請求項６】
担持薬品が、白金族元素の化合物である請求項２記載の防毒マスク。
【請求項７】
担持薬品が、白金族元素の化合物の少なくとも１種とＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ及びＡｇの化合物の少なくとも１種を含むものである請求項２記載の防毒マスク。
【請求項８】
ハニカム状活性炭が薬品無担持ハニカム状活性炭と薬品担持ハニカム状活性炭とを組合せたものである請求項１記載の防毒マスク。
【請求項９】
毒性ガスの吸着剤としてハニカム状活性炭を用いる毒性ガス処理方法。
【請求項１０】
ハニカム状活性炭が薬品を担持したハニカム状活性炭である請求項９記載の毒性ガス処理方法。
【請求項１１】
担持薬品がハロゲン又はハロゲン化物である請求項１０記載の毒性ガス処理方法。
【請求項１２】
担持薬品がアルカリ又は酸である請求項１０記載の毒性ガス処理方法。
【請求項１３】
担持薬品が、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，ＣｕまたはＡｇの化合物である請求項１０記載の毒性ガス処理方法。
【請求項１４】
担持薬品が、白金族元素の化合物である請求項１０記載の毒性ガス処理方法。
【請求項１５】
担持薬品が、白金族元素の化合物の少なくとも１種とＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ及びＡｇの化合物の少なくとも１種を含むものである請求項１０記載の毒性ガス処理方法。
【請求項１６】
ハニカム状活性炭が薬品無担持ハニカム状活性炭と薬品担持ハニカム状活性炭とを組合せたものである請求項９記載の毒性ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体を毒性ガスから防護するための防毒マスクおよび毒性ガス処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
防毒マスク用の吸着剤として従来破砕状の活性炭が用いられている。一般的に防毒マスク用の活性炭は、被処理ガスを均一に流通させるために破砕状活性炭の粒度幅を非常に狭くし、かつ、微粉末を極力除く必要があり、さらに呼吸に伴う息苦しさをできるだけ軽減するために圧力損失を小さくしなければならないなどの制約がある。
【０００３】
したがって、防毒マスク用破砕状活性炭の調製は非常に厳密に管理された状況下でなされており、生産コストが非常に高くなる。また、人命にかかわるため、毒性ガスの除去効率を高く維持しなければならず、そのためには、破砕状活性炭の粒子をできるだけ小さくして、ガスの接触効率を上げる必要があり、他方、圧力損失を小さくするには破砕状活性炭の粒子を逆に大きくしなければならず、両者は全く相反することであり、その両者を適切に調整するには、長年の経験を必要とする。
ハニカム状活性炭自体は既に幾つか知られている。例えば、特許文献１には、ハニカム状活性炭を吸着剤とする脱臭装置が、特許文献２には、湿潤状態のハニカム状活性炭を用いる脱臭方法が、特許文献３には酸、アルカリ、ハロゲン化合物を担持したハニカム活性炭、特許文献４には、ヨウ素化合物を担持したハニカム活性炭などが記載されているが、防毒マスクまたは毒性ガス吸着剤としてのハニカム状活性炭については、全く記載が無い。
また、特許文献５、６及び７等に種々の吸着剤やフィルターを用いた防毒マスクが記載されているが、ハニカム活性炭を使用したものは記載されていない。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２９０６４５号公報
【特許文献２】
特開２００２−０９５９２７号公報
【特許文献３】
特開昭６２−２６２７４２号公報
【特許文献４】
特公昭６２−９３７７号公報
【特許文献５】
特開２００２−１２６１１号公報
【特許文献６】
特開２０００−１４０５８７号公報
【特許文献７】
特開平０７−２２７４３６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来防毒マスク用に用いられていた破砕状活性炭の欠点である微粉末、毒性ガス除去効率、吸着剤交換操作および圧力損失などの問題を一挙に解決して、毒ガスの除去性能に優れ、吸着剤交換時の取り扱いが容易で、圧力損失の少ない防毒マスクを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、防毒マスク用吸着剤として、ハニカム状活性炭および薬品担持ハニカム状活性炭を使用することによって、従来技術である破砕状活性炭の諸問題を解決することを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、
（１）毒性ガスの吸着剤としてハニカム状活性炭を用いる防毒マスクおよび毒性ガス処理方法、
（２）ハニカム状活性炭が薬品を担持したハニカム状活性炭である（１）記載の防毒マスクおよび毒性ガス処理方法、
（３）担持薬品がハロゲン又はハロゲン化物である（２）記載の防毒マスクおよび毒性ガス処理方法、
（４）担持薬品がアルカリ又は酸である（２）記載の防毒マスクおよび毒性ガス処理方法、
（５）担持薬品がＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ又はＡｇの化合物である（２）記載の防毒マスクおよび毒性ガス処理方法、
（６）担持薬品が、白金族元素の化合物である（２）記載の防毒マスクおよび毒性ガス処理方法、
（７）担持薬品が、白金族元素の化合物の少なくとも１種とＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ及びＡｇの化合物の少なくとも１種を含むものである請求項（２）記載の防毒マスクおよび毒性ガス処理方法、及び
（８）ハニカム状活性炭が薬品無担持ハニカム状活性炭と薬品担持ハニカム状活性炭とを組み合せたものである（１）記載の防毒マスクおよび毒性ガス処理方法、
である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられるハニカム状活性炭は、活性炭そのものをハニカム状（蜂の巣状）としたものであり、毒性ガスの除去性能を損なわず、開口率を大きくすることができる。例えば３００個／ｉｎ２のハニカム状活性炭は、粒度４〜６メッシュの粒状活性炭に比べ、圧力損失が約１／１０、ガス接触効率が約４倍となり、ガス線流速を約４倍にすることができるが、それでも毒性ガス除去性能の低下はない。
【０００８】
本発明において、用いられる活性炭は、木粉、木炭、石炭、ヤシガラ、樹脂、その他廃棄物などを原料として通常の方法で賦活したものであればいかなるものでもよい。
本発明で用いられるハニカム状活性炭の比表面積は、例えば、１００〜２５００ｍ２／ｇ、好ましくは、２００〜２０００ｍ２／ｇである。ハニカム状活性炭のセル数は例えば、１００〜１０００個／ｉｎ２より好ましくは、１５０〜１０００個／ｉｎ２である。ハニカム状活性炭の開口率は、例えば、５０〜８０％、好ましくは、５５〜７５％程度である。
ハニカム状活性炭は、種々の方法、例えば（ａ）活性炭原料の粉末とバインダーと必要により添加剤とを水とともに練合し、ハニカム状に成型した後、炭化・賦活し、必要により酸や水などで脱灰処理する方法、（ｂ）粉末状活性炭とバインダーと必要により添加剤とを水とともに練合し、ハニカム状に成型し、必要に応じて乾燥及び／または焼成する方法などで得ることができる。
【０００９】
前記バインダーとしては、ハニカム状活性炭の製造方法に応じて、有機系バインダー及び無機系バインダーなどから選択できる。有機系バインダーには、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、タール、ピッチなどが例示でき、無機系バインダーには、例えば、木節粘土、活性白土などの粘土鉱物、シリカ、アルミナなどが含まれる。これらバインダーは、単独又は２種類以上で組み合わせて使用してもよい。また、成型助剤として、例えば、多糖類、セルロース誘導体、天然樹脂、界面活性剤などが使用できる。ハニカム状活性炭の炭素含量は、特に制限されず、例えば、３０％以上である。
【００１０】
薬品無担持のハニカム状活性炭でも、数多くの毒性ガス、例えば神経ガス（タブン、サリン、ソマン、ＶＸなど）、マスタードガス（例えばＨＤ、ＨＮ−２、ＨＮ−３、ルイサイトなど）、催涙ガス（例えばクロロアセトフェノン）などを効率よく吸着、除去できる。又表１に示したような特殊な毒性ガスに対しては、ハロゲン、ハロゲン化合物、アルカリ、酸、重金属化合物、白金族元素化合物をハニカム状活性炭に担持して用いる。
【００１１】
【表１】
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【００１２】
本発明において、ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素など、ハロゲン化物としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属のヨウ化物、マグンシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属のヨウ化物、臭化物などが挙げられる。
本発明において、アルカリとは、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩などが、マグンシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物などが挙げられる。
また、酸としてはリン酸、硫酸などの無機酸、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸などの有機酸が挙げられる。
【００１３】
本発明において、白金族元素としては、白金、イリジウム、オスミウム、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、金などが挙げられ、重金属としては、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇなどが挙げられ、それらの化合物としては、それらの元素を含む酸化物，ハロゲン化物、酸塩、塩基性塩、酸素酸塩等が挙げられる。
【００１４】
これら薬品のハニカム状活性炭への担持方法は、アルカリ、ハロゲン化合物、酸などの水に可溶な薬品は、水溶液で、ハニカム状活性炭に散布するか、浸漬するなどの方法で担持させ、必要に応じて、乾燥、焼成する。これら薬品のハニカム状活性炭への担持量は０．１〜２５ｗｔ％、好ましくは、０．２〜２０ｗｔ％である。
担持薬品として、ハロゲンを用いる場合は、ハロゲン化物の水溶液に溶解させ、担持するか、固体又は液体状のハロゲンをそのままの形で担持させる。
ハロゲンのハニカム状活性炭への担持量は、０．５〜１５ｗｔ％好ましくは１〜１０ｗｔ％である。
【００１５】
担持薬品として、重金属化合物を用いる場合は、水溶性の重金属塩（硝酸塩、硫酸塩、アンモニウム塩など）を、水に溶解し、ハニカム状活性炭に散布、又は浸漬した後、乾燥し、必要に応じて焼成する。重金属のハニカム状活性炭での担持量は０．５〜１５ｗｔ％、好ましくは１〜１０ｗｔ％である。担持薬品として、白金族元素化合物を用いる場合は、白金族元素化合物を塩酸、ヨウ水素酸、臭化水素酸、フッ酸、硝酸、などの水溶液に溶解し、ハニカム状活性炭に散布、浸漬した後、乾燥し、必要に応じて焼成する。白金族元素のハニカム状活性炭への担持量は、０．０５〜１０ｗｔ％、好ましくは０．１〜７．５ｗｔ％である。
【００１６】
毒性ガスの種類によって、薬品無担持ハニカム状活性炭と１種類以上の薬品担持ハニカム状活性炭とを組み合わせて用いることができる。
ハニカム状活性炭および薬品担持ハニカム状活性炭に対する毒性ガスの線流速は、１〜４００ｃｍ／秒、好ましくは、５〜３００ｃｍ／秒、より好ましくは１０〜２００ｃｍ／秒であり、空間速度は２０〜５００，０００／時、好ましくは、５０〜２５０，０００／時、より好ましくは１００〜１５０，０００／時である。
【００１７】
ハニカム状活性炭で毒性ガスを処理する場合、通常、防毒マスクの吸収缶にハニカム状活性炭を積層して使用するが、毒性ガスから人体を守るための容器、建物などのいわゆるシェルターへの供給大気の処理にハニカム状活性炭を使用することもできる。例えば、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３０ｍｍのハニカム状活性炭を平面状に４個並べて、これらを６層にしたユニット（２４個のハニカム状活性炭積層）は、シェルターへの供給大気を１〜１０ｍ３／分を処理できる。
【００１８】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
実施例１
比表面積８５０ｍ２／ｇ、セル数３００個／ｉｎ２、厚さ２０ｍｍのハニカム状活性炭Ａを内径４０ｍｍのカラムに４０ｍｍの厚さに積層し、オゾン２．５ｐｐｍ含有の大気（２５℃、相対湿度６０％）を線流速６０ｃｍ／秒（ＳＶ＝５４０００／時）で流通した。ガス流通後１ヶ月後もオゾン除去率９９．５％以上を維持した。
【００１９】
実施例２
実施例１でオゾンの代わりにイソ吉草酸０．１ｐｐｍ含有の大気を線流速６０ｃｍ／秒で流通した。ガス流通後、３日間後もイソ吉草酸除去率９９．５％以上を維持した。
【００２０】
実施例３
実施例１のハニカム状活性炭Ａにヨウ化カリ１．５ｗｔ％を担持した。（１１５℃乾燥）。このハニカム状活性炭を内径４０ｍｍのカラムに４０ｍｍの厚さに積層し、硫化水素０．３３ｐｐｍ含有の大気（２５℃、相対湿度８０％）を線流速５０ｃｍ／秒で流通した。ガス流通後、２００時間後も硫化水素除去率９９．５％以上を維持した。
【００２１】
実施例４
実施例１のハニカム状活性炭Ａに気体状の臭素を流通し、臭素として１０ｗｔ％担持した。このハニカム状活性炭を内径４０ｍｍのカラムに６０ｍｍの厚さに積層し、ｔ−ブチルメルカプタン０．１０ｐｐｍ含有の大気（２５℃、相対湿度８０％）を線流速５０ｃｍ／秒で流通した。ガス流通後、１００時間後も、ｔ−ブチルメルカプタン除去率９９．５以上を維持した。
【００２２】
実施例５
塩化パラジウム４．４ｇ、および硝酸銅６水塩１２．６ｇを４ｗｔ％硝酸水溶液１００ｍｌに溶解した。この触媒調製液の一部をハニカム状活性炭Ｂ（比表面積８００ｍ２／ｇ）、セル数３００個／ｉｎ２、厚さ２０ｍｍ外径４０ｍｍ）に均一に散布し、１５０℃で乾燥した。乾燥工程中、ＨＮＯ３の大部分は分解しながら、ハニカム状活性炭から脱離した。その結果、Ｐｄ−２０ｍｇ／ｇ、Ｃｕ−２５ｍｇ／ｇが担持されたハニカム状活性炭触媒が得られた。
この触媒を内径４０ｍｍのカラムに１００ｍｍ積層し、一酸化炭素２１０ｐｐｍ含有の大気（２５℃、相対湿度７０％）を線流速１０ｃｍ／秒で流通した。ガス流通後４日後も、一酸化炭素除去率９５％以上を維持した。
【００２３】
実施例６
実施例１のハニカム状活性炭を内径４０ｍｍのカラムに４０ｍｍの厚さに積層し、催涙剤クロロアセトフェノン０．２ｐｐｍ含有大気（２５℃、相対湿度６０％）を線流速３０ｃｍ／秒で流通した、ガス流通１ヵ月後もクロロアセトフェノンの除去率は、９９．５％以上を維持した。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の防毒マスクは、吸着剤としてハニカム状活性炭を用いたので、従来用いられていた破砕状活性炭と比べ、吸着剤収容部への活性炭の微粉末の付着がなくなり、接触効率が良好で線流速を大きくすることができるので、吸収缶を小さくしても毒性ガスの除去性能が損なわれず、活性炭層の圧力損失を小さくできるので呼吸の息苦しさが解消される。また吸着剤の交換も簡単で、その際粉立ちもしないので、取り扱いが容易である。