JPS60198166A - Respirator absorbing canister - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子炉流出ガスからの放射性沃素、特にヨウ
化メ−ｊ−＃−１３１（ＣＨ，Ｉ”’　）　Ｋ対ｔル呼
吸器保護共用カートリッジに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a common cartridge for respiratory protection against radioactive iodine from nuclear reactor effluent gases, particularly iodide Me-j-#-131(CH,I"') K. .

放射性沃素は人体の甲状腺に蓄積され、発がん性の大な
る物質であるので原子炉施設に浮遊せる従来、原子炉施
設等から放出される排ガス中に含有されている元素状沃
素は、ヤシガラ系あるいは石炭系の粒状活性炭により除
去されている。しかし、元素状ヨウ素が有機性化合物、
特にヨウ化メチル等のヨウ化アルキルに変化した場合、
粒状活性炭そのものでは除去効率は低く、該活性炭にヨ
ウ化カリウム、トリヨウ化カリウム、元素状沃素、ヨウ
化第２すす、ヨウ化アルミニウム、モルフォリン、ピペ
リジン、ピペラジン等の放射性ヨウ化メチルと反応する
物質を添着する方法が試みられている。Radioactive iodine accumulates in the thyroid gland of the human body and is a highly carcinogenic substance, so it is suspended in nuclear reactor facilities. Conventionally, elemental iodine contained in the exhaust gas released from nuclear reactor facilities, etc. It is removed using coal-based granular activated carbon. However, elemental iodine is an organic compound,
Especially when it changes to alkyl iodide such as methyl iodide,
Granular activated carbon itself has low removal efficiency, and activated carbon contains substances that react with radioactive methyl iodide, such as potassium iodide, potassium triiodide, elemental iodine, soot, aluminum iodide, morpholine, piperidine, and piperazine. Attempts have been made to attach the .

しかしながら、粒状活性炭へのこれらの添着剤の添着量
に高々５重量％であり、該添着剤のヨウ化メチル除去能
改良効果に限界があった。However, the amount of these impregnants impregnated onto granular activated carbon is at most 5% by weight, and there is a limit to the effect of the impregnants on improving the methyl iodide removal ability.

一方、呼吸保護共用カー）　ＩＪッジの成型は粒状活性
炭を金属製の円形カー）　ＩＪッジに充填することによ
り作製される。その際活性炭粒子間のすき間より被処理
ガスのリークを避けるよう均一に活性炭粒子をカートリ
ッジ内に充填するためにはカートリッジの通気開孔率は
５０％以下にする必要があシ、必然的にヨウ化メチルガ
スに対する除去効率の低下は避は得なかった。On the other hand, a respiratory protection common car (IJ) is molded by filling a circular metal car (IJ) with granular activated carbon. At this time, in order to uniformly fill the cartridge with activated carbon particles to avoid leakage of the gas to be treated from the gaps between the activated carbon particles, the ventilation porosity of the cartridge must be 50% or less, which inevitably causes iodine. A decrease in removal efficiency for methyl chloride gas was unavoidable.

除去効率を高める友め、活性炭の粒径を小さくすること
あるいはカートリッジの厚みを増大さすことが考えられ
るが、通気抵抗が高くなシすぎたル、重量が大きくな夛
すぎカートリッジの操作性および取シ扱いが困難になる
という問題が生じる。Reducing the particle size of the activated carbon or increasing the thickness of the cartridge can be considered as a way to increase the removal efficiency, but it is difficult to use a cartridge with too high airflow resistance or with too many cartridges that are heavy and difficult to handle. A problem arises in that handling becomes difficult.

しかして本発明者等は、繊維状活性炭を用いてコンパク
トで放射性沃素に対して除去効率が高く、着用感の優れ
た呼吸保護具用マスク・カートリッジを得る手段につい
て鋭意研究した結果、下記のような構造を有するカート
リッジが特別にすぐれていることを見い出し本発明に到
達した。The inventors of the present invention have conducted extensive research into methods for obtaining a respirator cartridge using fibrous activated carbon that is compact, has high removal efficiency for radioactive iodine, and is comfortable to wear. The inventors have discovered that a cartridge having a unique structure is particularly excellent, and have arrived at the present invention.

即ち、本発明は１．４−ジアザビシクロ（２，２１２）
オクタンあるいはその誘導体を５重量％以上添着した比
表面積１０００　ｒｒ？／ｒ以上の繊維状活性炭からな
る不織布が通気開孔率６０チ以上の容器に充填されてな
る呼吸具眼収缶である。That is, the present invention provides 1,4-diazabicyclo(2,212)
Specific surface area 1000 rr with 5% by weight or more of octane or its derivatives impregnated? This is a respirator/eye canister in which a container with a ventilation porosity of 60 cm or more is filled with a nonwoven fabric made of fibrous activated carbon of /r or more.

本発明に用いる繊維状活性炭は１．４−ジアザビシクロ
［２，２，２）オクタンを添着した後のＢＥＴ法比表面
積が１０００赫今以上であることが必要である。即ち、
添着後の比表面積が１０００　ｔｒ？／を未満の場合は
、ヨウ化メチル分子との反応速度が低下し、本発明の効
果が発揮されない。即ち、そのためには添着前の繊維状
活性炭の比表面積はおおよそ１４００赫今以上という従
来の粒状炭では考えられない高比表面積を有することが
必要である。The fibrous activated carbon used in the present invention needs to have a BET specific surface area of 1000 or more after being impregnated with 1,4-diazabicyclo[2,2,2)octane. That is,
Is the specific surface area after attachment 1000 tr? If it is less than /, the reaction rate with methyl iodide molecules will decrease and the effects of the present invention will not be exhibited. That is, for this purpose, it is necessary that the fibrous activated carbon before impregnation has a specific surface area of about 1,400 or more, which is unimaginable for conventional granular carbon.

なお、比表面積は常圧下の液体窒素の沸点（−１９５，
８℃）における吸着側の窒素ガス吸着等温線を用いてＢ
ＥＴ法の計算法（慶伊富長「吸着」共立出版）によりめ
た。Note that the specific surface area is the boiling point of liquid nitrogen under normal pressure (-195,
B using the nitrogen gas adsorption isotherm on the adsorption side at
It was determined by the calculation method of ET method (Kei Tominaga "Adsorption" Kyoritsu Shuppan).

上記繊維状活性炭は、特に下記２点に注意することによ
って製造される。The above-mentioned fibrous activated carbon is produced by paying particular attention to the following two points.

（１）灰分含有率の低い精製された原料繊維を使用する
こと。(1) Use refined raw material fibers with low ash content.

（２）賦活処理は、水蒸気含有率１０容量チ以上の活性
ガス雰囲気下で入念に行うこと。(2) Activation treatment must be carefully performed in an active gas atmosphere with a water vapor content of 10 volumes or more.

上記（１）の灰分含有率の低い精製された原料繊維を使
用することは、収率よく、高強度の繊維状活性炭を得る
上にぜひ必要なことであり、具体的には、再生セルロー
ス繊維、硬化フェノール樹脂繊維、ポリアクリ寵ニトリ
ル繊維等が例挙される。The use of purified raw material fiber with a low ash content in (1) above is absolutely necessary to obtain high-yield, high-strength fibrous activated carbon. Specifically, regenerated cellulose fiber , cured phenol resin fiber, polyacrylic nitrile fiber, etc.

該原料は、再生セルロース繊維の場合には、燐ポリアク
リロニトリル繊維の場合には、空気中で２００〜３００
℃で充分耐炎化処理後、フェノール樹脂繊維の場合には
そのまま不活性ガス雰囲気下で６００〜９００℃に加熱
することによって炭化する。In the case of regenerated cellulose fibers, the raw material is 200 to 300
After sufficient flame-proofing treatment at .degree. C., in the case of phenolic resin fibers, the fibers are carbonized by heating to 600 to 900.degree. C. in an inert gas atmosphere.

得られた炭化物を上記（２）の賦活処理に付するが、該
賦活処理は、該炭化物を水蒸気含有率１０容量チ以上の
活性ガス雰囲気下において８５０〜９５０℃で加熱処理
する。処理時間は、処理温度、水蒸気濃度、被処理物の
形態等によシ変動するため、画一的には決められないが
、賦活収率が５０〜１５チになるよう長時間活性化処理
する。もちろん、この賦活処理を２度以上に分割して行
ってもよい。The obtained carbide is subjected to the above activation treatment (2), in which the carbide is heat-treated at 850 to 950° C. in an active gas atmosphere having a water vapor content of 10 volumes or more. The treatment time cannot be uniformly determined as it varies depending on the treatment temperature, water vapor concentration, form of the material to be treated, etc., but the activation treatment is carried out for a long time so that the activation yield is 50 to 15 cm. . Of course, this activation process may be divided into two or more times.

本発明に係る活性炭素繊維は不織布状で使用す　。The activated carbon fiber according to the present invention is used in the form of a nonwoven fabric.

ることか必要である。活性炭素繊維としては通気抵抗の
点からその繊維径が５〜５０μｍ、特に２５〜４０μｍ
のものを使用することが好ましい。It is necessary. The activated carbon fiber has a fiber diameter of 5 to 50 μm, especially 25 to 40 μm from the viewpoint of ventilation resistance.
It is preferable to use

又本発明に用いる添着剤げ１，４−ジアザビシクロ［：
　２，２．２　］オクタン又はそのＣ−アルキル誘導体
（２メチル、２エチル、２プロピル）を用いることが必
要である。In addition, the impregnant used in the present invention is 1,4-diazabicyclo[:
2,2.2 ] octane or its C-alkyl derivatives (2-methyl, 2-ethyl, 2-propyl).

かかる添着剤に高求核性の環状アミンであり、ヨウ化メ
チルとの反応速度が従来使用されてきたヨウ化カリウム
（Ｋ１．）に比べて著しく大であること、繊維状活性炭
に容易に添着されること、及び蒸気圧が低いこと等の特
色を有するものである。This impregnant is a highly nucleophilic cyclic amine, has a significantly higher reaction rate with methyl iodide than the conventionally used potassium iodide (K1.), and is easily impregnated with fibrous activated carbon. It has the characteristics of high temperature and low vapor pressure.

該添着剤の添着量は、５重量９％以上であることが必要
である。即ち、５重量％未満では、本発明の高比表面積
繊維状活性炭との添着効果の相乗作用が不さく、本発明
の効果が発揮されない。又、３０重Ｊｔ％以上とあまり
多く添着させると添着後の比表面精が１０００蔀今以下
になシ、かかる場合も本発明の効果を奏せず好ましくな
い。The amount of the impregnating agent needs to be 5% by weight or more, 9% or more. That is, if it is less than 5% by weight, the synergistic effect of impregnation with the high specific surface area fibrous activated carbon of the present invention is poor, and the effects of the present invention are not exhibited. Furthermore, if too much is added, such as 30 weight Jt% or more, the specific surface roughness after impregnation will be less than 1000 mm, which is also not preferable because the effects of the present invention cannot be achieved.

かかる添着剤の添着法は、添着剤の溶液に該繊維状活性
炭を浸漬、乾燥する、あるいは添着剤溶液を噴霧して、
溶液を耐着させｔ後乾燥１゛る方法等がある。The method of impregnating with such an impregnant includes immersing the fibrous activated carbon in an impregnant solution and drying it, or spraying the impregnant solution.
There are methods such as allowing the solution to adhere and then drying.

又、本発明に係る添着剤とともにヨウ化カリウム、トリ
ヨウ化カリウム、ヨウ素、臭素、硝酸銀等の他の添着剤
を併用してもよい。Further, other impregnants such as potassium iodide, potassium triiodide, iodine, bromine, silver nitrate, etc. may be used together with the impregnant according to the present invention.

上記添着繊維状活性炭は、フェルト状で、通気開孔率が
６０％以上の円形のマスク令カートリツ本発明の放射性
沃素除去用マスク・カートリッジは、吸着速度の大きい
高比表面積の繊維状活性炭に、ヨウ化メチルに対して反
応速度の大なる添着剤を多量にゐ着後、開孔率の大なる
カートリッジに、効率よく充填しているため、抜群のヨ
ウ化メチル除去効率を有し、しかも呼吸気抵抗全低下せ
しめ、軽量であるため着用感にすぐれ、長時間の着用が
可能であるという大きな特徴を有するものである。The impregnated fibrous activated carbon is felt-like and has a circular mask cartridge with a ventilation porosity of 60% or more. After applying a large amount of impregnating agent that has a high reaction rate to methyl iodide, it is efficiently filled into a cartridge with a large porosity, so it has outstanding methyl iodide removal efficiency and is breathable. It has the major characteristics of completely reducing air resistance, being lightweight, providing excellent wearing comfort, and being able to be worn for long periods of time.

次に実施例について本発明を更に詳細に説明する。Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例１゜ 繊維長３８簡、繊維径３０デニールの再生セルロース繊
維をフェルト化後、１００ｊＩの燐酸アンモニウム水溶
液を含浸し、３００℃で耐炎化処理後、窒素ガス気流下
において、８５０℃まで２時間を要して昇温、炭化した
。その後、水蒸気を２０容量チ含有する窒素気流中にお
いて８５０℃で４時間活性化処理’ｆ：ｈｔ［ｉＬ、繊
維径３０μｍ、３３ＥＴ法比表面積が１５００ｍ’／７
、目付２００　ｆ／ｎ？、厚み４ｆｌのフェルト状にさ
れた繊維状活性炭を得た。また比較例として、上記実施
例の製造条件のうち活性化処理全１時間とした場合（比
較例−１）の繊維径３５ｆｉｒｎ、ＢＥＴ法比法面表面
積０００ｒｒｌ／？、目付３００　ｒｒ？／ｆ、厚み６
闘のフェルト状活性炭を得た。Example 1 Regenerated cellulose fibers with a fiber length of 38 fibers and a fiber diameter of 30 denier were made into felt, impregnated with 100JI ammonium phosphate aqueous solution, flame-resistant treated at 300°C, and heated to 850°C for 2 hours under a nitrogen gas stream. It took a while to raise the temperature and carbonize. Thereafter, activation treatment was performed at 850°C for 4 hours in a nitrogen stream containing 20 volumes of water vapor, 'f:ht [iL, fiber diameter 30 μm, 33ET method specific surface area 1500 m'/7
, weight 200 f/n? A felted fibrous activated carbon having a thickness of 4 fl was obtained. In addition, as a comparative example, when the activation treatment was performed for a total of 1 hour under the manufacturing conditions of the above-mentioned example (Comparative Example-1), the fiber diameter was 35 firn and the BET ratio normal surface area was 000 rrl/? , weight 300 rr? /f, thickness 6
Obtained felt-like activated carbon.

該フェルト状活性炭を５重廿弥の１，４ジアザビシクロ
（２，２，２〕オクタン水溶液に浸漬、脱水、乾燥する
ことにより、該添着剤を８重量％添着させた。The felt-like activated carbon was immersed in an aqueous solution of 1,4 diazabicyclo(2,2,2)octane of 5-fold chloride, dehydrated, and dried to impregnate 8% by weight of the impregnating agent.

該添着フェルトを、直径７５ＷＩσ、厚み１５ｗＲ。The attached felt had a diameter of 75WIσ and a thickness of 15WR.

通気開孔率７０％のポリプロピレン製容器に充填密度０
．１０ｙ／ｅｃになるよう充填して、呼吸具眼収缶を得
た。Packing density: 0 in polypropylene container with ventilation porosity of 70%
．． It was filled to 10 y/ec to obtain a breathing device.

該吸収缶を、内径７６ｍＢのガラス管カラムに装填し、
沃化メチル含有濃度９ｐｐｍ、相対湿度８３チの空気を
３０１７ｍで流し、除去率の時間変化をめた結果を表−
１に示す。The absorption canister was loaded into a glass tube column with an inner diameter of 76 mB,
Air with a methyl iodide concentration of 9 ppm and a relative humidity of 83 cm was flowed at 3017 m, and the results of the change in removal rate over time are shown in the table below.
Shown in 1.

比較例２，３ 実施例１のフェルト状活性炭に１，４ジアザビシクロ［
２，２，２）オクタンの添着量を３０７１’ｉ：量係お
よび１重膜チにしたときの結果全表−１に示す。Comparative Examples 2 and 3 1,4 diazabicyclo[
2,2,2) The results are shown in Table 1 when the amount of octane impregnated was set to 3071'i: amount ratio and 1 layer ratio.

比較例４ 実施例１の添着フェルトを直径７５朋Ｓ　１ｐｒ’み１
５ｍ１開孔率が４０チのブリキ製容器１（に充填後、性
能評価をおこなった。Comparative Example 4 The attached felt of Example 1 was made with a diameter of 75mm S 1pr'1
Performance evaluation was performed after filling a tin container 1 (5 m1 with a porosity of 40 inches).

実施例２゜ 繊維径１０デニール、繊維長１０簡の不溶融化されたノ
ボラック型フェノール樹脂１９紺を不織布に成型後５０
０℃で３時間窒素ガス雰囲気下において炭化処理を施し
、不織布状の炭素■４維を得た（収率６５チ）。Example 2゜ After molding infusible novolak type phenol resin 19 navy blue with fiber diameter 10 denier and fiber length 10 denier into a nonwoven fabric,
Carbonization treatment was carried out at 0° C. for 3 hours in a nitrogen gas atmosphere to obtain nonwoven carbon fibers (yield: 65 cm).

次いで該炭素繊維フェルトラ、水蒸気ｆ：２０容量チ含
有した窒素ガス雰囲気下において９００℃−−−＋　＋
１＋＋＋ｈ　＋イ　ｌ＋１＋／−ＩＪｔ・　Ｗ　永石　
６ｊＩ　タに　リ　０　い　目　ｌＨ・け１００　ｔＩ
ｎ？、厚み２ｍ、Ｂ’ＥＴ法比表面積が１７００　ｒｒ
？／９の不織布状活性炭を得た。Then, the carbon fiber felt was heated at 900°C in a nitrogen gas atmosphere containing 20 volumes of water vapor.
1+++h +I l+1+/-IJt・W Nagaishi
6jI ta ni ri 0 eyes lH・ke100 tI
n? , thickness 2m, B'ET method specific surface area 1700 rr
? /9 non-woven activated carbon was obtained.

該活性炭を実施例１と同様に、１，４ジアザビシクロ［
２，２，２’３オクタンを１５重量％添着後（比表面積
１２００ｍ”／ｒ）、直径７５喘Ω、厚みｌＯ■、開孔
率７０％のポリプロピレン製容器に充ｆｊＪ４督度０．
１０ｆ／ＣＣになるよう充填後、実施例１と同じ条件、
ヨウ化メチルガス除去能を評価した。The activated carbon was treated in the same manner as in Example 1 with 1,4 diazabicyclo[
After impregnating 15% by weight of 2,2,2'3 octane (specific surface area 1200 m''/r), it was filled into a polypropylene container with a diameter of 75 Ω, a thickness of 1O, and a porosity of 70%.
After filling to 10f/CC, the same conditions as Example 1,
Methyl iodide gas removal ability was evaluated.

比較例５ １．４ジアザビシクロＣ２，２，２）オクタンを４ル量
チ添着され′ｆｔ：、８〜１４メツシュのヤシガラ活性
炭（Ｂ　Ｆ、　Ｔ法比表面積９００　ｎ？／ｌ　）　ｋ
直径７５諺同様に評価した。Comparative Example 5 Coconut shell activated carbon (BF, T method specific surface area 900 n?/l) with 8 to 14 mesh impregnated with 4 liters of 1.4 diazabicycloC2,2,2) octane.
Diameter 75 proverbs were evaluated in the same manner.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １．４−ジアザビシクロＣ２，２，２）オクタンあるい
はその誘導体を５重量％以上添着した比表面積１０００
　Ｊ？以上の繊維状活性炭からなる不織布が通気開孔率
６０チ以上の容器に充填されてなる呼吸具吸収缶。　゛1.4-DiazabicycloC2,2,2) Specific surface area 1000 impregnated with 5% by weight or more of octane or its derivatives
J? An absorption canister for breathing equipment, in which a nonwoven fabric made of the above-mentioned fibrous activated carbon is filled into a container having a ventilation porosity of 60 inches or more.゛