CN111033239A - 气体检测元件 - Google Patents

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中村公一
西川原正也
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Abstract

一种用于对测定对象气体进行检测的气体检测元件，包括气体检测层，含有化学变色颜料；以及间隔物，其中，所述间隔物具有针对所述测定对象气体的渗透性，所述间隔物设置在所述气体检测层的第一表面上，并且具有比该气体检测层小的面积。

Description

气体检测元件
技术领域
本申请涉及一种气体检测元件。
背景技术
氢气被用于例如诸如电池的能量生成手段、能量储存手段、以及能量传递手段等各种用途。
另一方面，氢气是无色无味、且在空气中具有较大爆炸极限的可燃性气体。因此，在对氢气进行处理的环境和/或装置中，为了安全起见需要适当地检测氢气的泄漏。
至今，在对氢气泄漏进行检测时，例如实施利用肥皂水进行的检查、以及利用氢气传感器进行的测定。
其中，利用肥皂水的方法的测定准备复杂，并且存在当氢气泄漏量很小时难以判定有无产生气泡并且检测精度较差的问题。另外，在利用氢气传感器的方法中，存在受到测定环境的气流的影响使得可靠性降低的问题、以及难以对正确的泄漏场所进行确定等问题。
因此，为了更准确且容易地对氢气泄漏进行检测，提出了使用氢检测带的方案。
氢检测带具有通过与氢气接触而使颜色产生变化的化学变色颜料，通过该化学变色颜料的颜色变化从而能够检测氢气的存在(例如专利文献1～7)。
<现有技术文献>
<专利文献>
专利文献1：美国专利第8,048,384号说明书
专利文献2：美国专利第8,591,818号说明书
专利文献3：美国专利第8,652,993号说明书
专利文献4：美国专利第8,703,642号说明书
专利文献5：美国专利第8,293,178号说明书
专利文献6：美国专利第8,920,730号说明书
专利文献7：美国专利第8,945,473号说明书
发明内容
<本发明要解决的问题>
氢检测带通过被设置在有可能发生氢气泄漏的管道等被检查部件上而使用。当在部件上发生氢气泄漏时，在与泄漏部分对应的氢检测带的区域会产生变色。由此，能够对氢气泄漏进行检测。
在此，在被检查部件中的氢气的泄漏部分很小的情况下，在氢检测带产生的变色区域也会很小。
然而，在这种微小的区域的变色的情况下，视觉辨认性较差，检查员有可能无法正确地对氢气的泄漏进行判断。
在今后期待普及的氢气站中，虽然设置有用于对氢泄漏进行检测的泄漏端口，但是预计该端口的开口具有大约1mm～3mm的较小直径。在将氢检测带应用于该类氢气站的细小的泄漏端口的情况下，有可能会发生上述变色区域的视觉辨认性的问题。
鉴于这样的背景，本发明的目的在于提供一种能够气体检测元件，其能够显著地提高针对测定对象气体的泄漏的视觉辨认性。
<用于解决问题的方案>
在本发明中，提供一种用于对测定对象气体进行检测的气体检测元件，包括：气体检测层，含有化学变色颜料；以及间隔物，其中，所述间隔物具有针对所述测定对象气体的渗透性，所述间隔物设置在所述气体检测层的第一表面上，并且具有比该气体检测层小的面积。
另外，在本发明中，提供一种用于对测定对象气体进行检测的气体检测元件，包括：气体检测层，含有化学变色颜料，其中，所述气体检测层在第一表面上具有用于使所述测定对象气体充满的空间，所述空间具有比所述气体检测层小的面积。
<发明的效果>
在本发明中，能够提供一种能够气体检测元件，其能够显著地提高针对测定对象气体的泄漏的视觉辨认性。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的一个实施方式中的气体检测元件的一个结构示例的剖面图。
图2是示意性地示出传统的氢检测带的应用示例的剖面图。
图3是示意性地示出本发明的一个实施方式中的气体检测元件中所使用的间隔物的一个形态的剖面图。
图4是示意性地示出本发明的一个实施方式中的气体检测元件中所使用的间隔物的一个形态的俯视图。
图5是示意性地示出本发明的一个实施方式中的气体检测元件中所使用的间隔物的另一个形态的俯视图。
图6是示意性地示出本发明的一个实施方式中的气体检测元件中所使用的间隔物的另一个形态的俯视图。
图7是示意性地示出本发明的一个实施方式中的气体检测元件中所使用的间隔物的另一个形态的俯视图。
图8是示意性地示出本发明的一个实施方式中的气体检测元件中所使用的间隔物的另一个形态的俯视图。
图9是示意性地示出本发明的一个实施方式中的气体检测元件中所使用的间隔物的另一个形态的俯视图。
图10是示意性地示出本发明的一个实施方式中的气体检测元件中所使用的多层结构间隔物的一个示例的剖面图。
图11是示意性地示出由多个气体检测元件层叠而构成的层叠体的一个示例的图。
图12是示意性地示出本发明的一个实施方式中的长条状的气体检测元件的一个结构示例的剖面图。
图13是示意性地示出本发明的一个实施方式中的另一种气体检测元件的一个结构示例的剖面图。
图14是示意性地示出本发明的一个实施方式中的另一种气体检测元件中的气体检测层的第一表面的俯视图。
图15是示意性地示出本发明的一个实施方式中的另一种气体检测元件中的气体检测层的第一表面的剖面图。
图16是示意性地示出本发明的一个实施方式中的另一种气体检测元件的使用形态的剖面图。
图17是示意性地示出本发明的一个实施方式中的气体检测元件的制造方法的流程的一个示例的图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。
需要说明的是，在以下说明中，作为本发明的一个实施方式的一个应用示例，针对用于对氢气进行检测的气体检测元件进行说明。但是，需要注意本发明也能够应用于用于对氢气以外的还原性气体进行检测的气体检测元件。
在本申请中，“还原性气体”是指含有氢、硫化氢、一氧化碳、甲烷、甲醛、乙炔、二氧化硫、以及一氧化二氮中的至少一种的气体。
(本发明的一个实施方式中的气体检测元件)
图1中示意性地示出了本发明的一个实施方式中的气体检测元件(以下称为“第一气体检测元件”)的一个结构示例。
如图1所示，第一气体检测元件100具有第一侧102以及第二侧104。
另外，第一气体检测元件100包括支持体110、气体检测层120、间隔物140、以及离型膜150。支持体110构成第一气体检测元件100的第二侧104。另外，离型膜150构成第一气体检测元件100的第二侧104。但是，也可以省略支持体110和离型膜150中的至少一者。
支持体110具有对设置在上部的气体检测层120以后的部件进行支撑的作用。
气体检测层120具有第一表面122以及第二表面124。气体检测层120的第二表面124是靠近支持体110侧的表面，第一表面122是远离支持体110侧的表面。需要说明的是，在省略支持体110的情况下，气体检测层120的第二表面124可以是第一气体检测元件100的第二侧104。
气体检测层120具有对氢气进行检测的作用。更具体来说，气体检测层120通过与氢气接触而使颜色产生变化，由此能够检测出氢气的存在。
需要说明的是，虽然在图1中未示出，但是第一气体检测元件100还可以在支持体110与气体检层120之间具有粘附层(底涂层)。粘附层具有提高支持体110和气体检测层120之间的粘附力的作用。但是，不需要的情况下，也可以省略该类粘附层。
气体检测层120具有树脂基质130、以及添加到该树脂基质130中的化学变色颜料135。
化学变色颜料135具有通过与氢气接触而使颜色产生变化的材料。例如，已知氧化钯通过与氢气接触而使颜色产生变化。因此，化学变色颜料135可以包含氧化钯。
气体检测层120具有粘附性。
间隔物140设置在气体检测层120的第一表面122侧。间隔物140具有氢气渗透性。因此，在氢气被导入间隔物140中的情况下，氢气会比较迅速地扩散到整个间隔物140中。
间隔物140被构成为当从第二侧104观察时面积小于气体检测层120的面积。例如，间隔物140被构成为当从第二侧104观察时周围被气体检测层120包围。
在此，作为示例，假设间隔物140在俯视时具有大致圆形的形状。但是，显然间隔物140的形状不限于大致圆形。
离型膜150具有对气体检测层120、以及设置在其第一表面122上的部件(例如间隔物140等)进行覆盖的作用。
换言之，由于气体检测层120具有粘附性，因此在第一表面122露出的状态下，第一气体检测元件100的操作性变差。然而，由于离型膜150的存在，因此能够避免气体检测层120的第一表面122的露出，能够容易地对第一气体检测元件100进行操作。
但是，如上所述，离型膜150对于本发明并非必须的结构，在不需要的情况下可以省略。在此情况下，气体检测层120的第一表面122和间隔物140构成第一气体检测元件100的第一侧102。
如图1所示，离型膜150可以在至少一个端部上具有突出部154。
需要说明的是，在图1所示的示例中，突出部154通过减小离型膜150的厚度而形成。但是，除此之外，突出部154也可以通过使离型膜150原样地向外侧延伸、或通过对离型膜150的端部的形状进行加工而构成。
通过设置突出部154，从而能够容易地从第一气体检测元件100上对离型膜150进行剥离。
或者，即使从离型膜150的外表面侧刻上切口，也易于进行离型膜150的剥离。
在此，为了更好地理解本发明的一个实施方式中的气体检测元件的特性和效果，参照图2对传统的氢带的应用示例进行说明。
图2中示意性地示出了将传统的氢检测带粘贴在被检查部件上的状态。
如图2所示，传统的氢检测带1依次具有支持体10、氢气检测层20、以及粘合剂层29。
需要说明的是，在此假设被检查部件180具有第一面181以及第二面183。另外，假设被检查部件180在第二面183侧具有空间，并且在一部分处形成有从第一面181贯穿至第二面183的孔185。该孔185与该空间连通。在被检查部件180的第二面183上，形成有与孔185对应的直径φ1的开口187。
如图2所示，设想将传统的氢检测带1设置在被检查部件180的情况。在此状态下，当从被检查部件180的孔185泄漏氢气时，氢检测带1的氢气检测层20的面对孔185的开口187的部分变色。因此，通过该变色区域21，能够从支持体10侧检测氢气的泄漏。
通常，氢气检测层20的变色区域21具有与孔185的开口187的直径φ1同等或比其稍大的直径φ2。
然而，在使用该类氢检测带1的氢气检测方法中，如果孔185的开口187的直径φ1变小，则在氢检测带产生的变色区域21的直径φ2也会相应地变小。因此，在细小的开口187的情况下，会发生检查人员难以正确地对氢气的泄漏进行检测的问题。
相比之下，在本发明的一个实施方式中，能够显著地减轻或消除这类问题。
以下，参照图3对该效果详细进行说明。
图3示意性地示出了将具有上述结构的第一气体检测元件100设置在被检查部件180上的状态。需要说明的是，在图3中，为了便于观察附图，未示出气体检测层120中包含的化学变色颜料135。
当将第一气体检测元件100实际用于被检查部件180时，首先，将离型膜150从图1所示的结构的第一气体检测元件100上剥离并去除。此时，可以利用设在离型膜150上的突出部154。通过拿住突出部154并将离型膜150从第一气体检测元件100上剥离，从而能够容易地将离型膜150与剩余部分分离。
接着，将第一气体检测元件100粘贴到被检查部件180上。此时，第一气体检测元件100的通过去除离型膜150而露出的气体检测层120的第一表面122和间隔物140与被检查部件180接触而被粘贴到被检查部件180上。
由此，如图3所示，将间隔物140设置在被检查部件180的开口187上。在下文中，将面对开口187的间隔物140的区域特别地称为“接触部(142)”。
另外，由于气体检测层120具有粘附性，因此利用气体检测层120的粘附力，将第一气体检测元件100固定到被检查部件180上。同时，由于间隔物140的周围被气体检测层120包围，因此间隔物140相对于被检查部件180的位置被固定。
需要说明的是，如图3所示，可以在气体检测层120与间隔物140之间沿着间隔物140的周围形成间隙149。
在此状态下，如果氢气从被检查部件180的孔185泄漏，该泄漏的氢气会从与第一气体检测元件100的开口187对应的部分、即间隔物140的接触部142进入第一气体检测元件100内。
在此，如上所述，间隔物140具有针对氢气的渗透性。因此，从间隔物140的接触部142进入第一气体检测元件100内的氢气会迅速在间隔物140的上方和横向上扩散，然后在气体检测层120的第一表面122与间隔物140的整个接触面上散开。另外，由于间隔物140的存在，因此氢气也会在间隔物140的周围流动。此外，当在间隔物140的周围存在间隙149时，在该间隙149中也会迅速地充满有氢气。
因此，气体检测层120的第一表面122会在较宽的区域处与氢气接触。特别地，在与图2所示的传统的氢检测带1进行比较的情况下，能够获得更大的变色区域121。例如，在图3所示的示例中，获得了与孔185的开口187的直径φ1相比足够大的直径φ2的变色区域121。
另外，由此，即使假设孔185的开口187的直径φ1变得细小，也能够显著地抑制由于视觉辨认性的降低使得检查人员难以正确地对氢气泄漏进行检测的问题。
(关于各构成部件)
接着，对构成本发明的一个实施方式中的气体检测元件的各部件进一步详细进行说明。需要说明的是，在此，以上述第一气体检测元件100为例对其构成部件进行说明。因此，当参照各部件时，使用图1及图3中所示的附图标记。
(支持体110)
如上所述，支持体110具有在上部对气体检测层120等部件进行支撑的作用。但是，支持体110也可以省略。
支持体110是透明的，需要能够从与气体检测层120相反的一侧、即第一气体检测元件100的第二侧104对气体检测层120的颜色的变化进行视觉辨认。
作为该类材料，并不限定于此，例如可以举出聚酰亚胺、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、或聚偏氟乙烯(PVDF)等。
对于支持体110的厚度并无特别限定，但是如果其太厚，则有可能气体检测层120的颜色的变化会变得不清楚。因此，支持体110的厚度在10μm～1000μm的范围内，例如在20μm～200μm的范围内，优选在25μm～100μm的范围内。
需要说明的是，支持体110优选即使在紫外线照射的环境下长时间使用也不会产生劣化或变色。在支持体110具有该类特征的情况下，能够在室外长时间使用第一气体检测元件100。在紫外线照射环境下，支持体110不产生变色的时间例如为1个月以上，优选为6个月以上。支持体110中可以包含紫外线吸收剂和光稳定剂等耐候剂。
(气体检测层120)
如上所述，气体检测层120包括树脂基质130、以及添加到树脂基质130内的化学变色颜料135。化学变色颜料135优选分散在树脂基质130内。
树脂基质130不具有与氢气的反应性，起到用于对化学变色颜料135进行保持的介质的作用。
但是，树脂基质130被构成为不会过于阻碍氢气的扩散。其原因在于，如果并非这样，则会妨碍氢气到达化学变色颜料135，并且无法迅速地进行氢气检测。
另外，树脂基质130由使用户能够对在化学变色颜料135与氢气接触时所产生的变色进行视觉辨认的材料构成。
另外，为了使气体检测层120显现出粘附性，树脂基质130由具有粘附性的材料构成。
作为该类材料，例如可以举出丙烯酸树脂、硅酮树脂、尿烷树脂、橡胶、以及烯烃等。在树脂基质130含有硅酮树脂的情况下，该类硅酮树脂可以含有苯基甲基基团或二甲基基团。
另一方面，化学变色颜料135具有通过与氢气接触而使颜色产生变化的材料(以下称为“变色材料”)。例如，已知氧化钯通过与氢气接触而使其颜色产生变化。因此，化学变色颜料135可以包含氧化钯作为变色材料。
变色材料可以通过与氢气接触而使其颜色不可逆地变化。
化学变色颜料135可以为颗粒的形态。
需要说明的是，在本申请中，“颗粒”不一定限于具有大致球形形状的物质。“颗粒”可以具有例如圆柱形、棱柱形、棒状、纤维状、圆锥形、棱锥形、以及半球形等各种形态。
另外，化学变色颜料135可以具有贵金属催化剂，以提高与氢气的反应性。作为该类贵金属催化剂，可以举出除钯以外的贵金属，例如铂和铂合金。例如通过在变色材料的表面上承载或掺杂贵金属，从而将贵金属催化剂导入化学变色颜料135中。贵金属可以由纳米级的细微颗粒构成。
另外，例如化学变色颜料135也可以具有在载体颗粒的表面上布置变色材料的形态。在该变色材料上，可以如上所述承载或掺杂有贵金属催化剂。在该实施方式中，变色材料例如被设置为覆盖载体颗粒的至少一部分。
载体颗粒例如可以由氧化钛等氧化物构成。
化学变色颜料135的颗粒例如可以具有在0.1μm～20μm的范围内、特别是在0.2μm～10μm的范围内的最大尺寸。在此，“最大尺寸”是指颗粒为大致球形或半球形的情况下的直径，并且是指颗粒为大致圆柱形等其他形状的情况下的最大长度。
化学变色颜料135相对于树脂基质130的含量例如在1质量％～10质量％的范围内。
对于气体检测层120的厚度(基本上等于树脂基质130)并无特别限定，例如在5μm～200μm的范围内，优选在10μm～100μm的范围内，更优选在30μm～80μm的范围内。
(间隔物140)
间隔物140由具有针对氢气的渗透性的材料构成。渗透性包括间隔物140的厚度方向上的渗透性、以及间隔物140的表面方向上的渗透性两者。另外，表面方向上的渗透性也可以仅限于间隔物140的上下两个表面。
间隔物140并不限定于此，例如可以由
(1)由纸浆构成的纸(包括纸板和牛皮纸)；
(2)包含玻璃、陶瓷或金属等的无机材料纤维、或者合成树脂等高分子材料的纤维的无纺布或纺布；
(3)包含玻璃、陶瓷或金属等无机材料、或者合成树脂等高分子材料的热扩散片；
(4)包含玻璃、陶瓷或金属等无机材料、或者合成树脂等高分子材料的多孔片；或者
(5)具有连通孔的泡棉等构成。
对于间隔物140的厚度并无特别限定，例如在5μm～1000μm的范围内，优选在50μm～700μm的范围内，更优选在60μm～400μm的范围内。
图4概要性地示出了第一气体检测元件100的俯视图的一个示例。需要说明的是，在图4中，为了清楚进行说明，省略了支持体110和离型膜150。另外，气体检测层120用虚线表示。此外，为了进行参考，设置有第一气体检测元件100的被检查部件180的开口187的一个示例也用虚线表示。
需要说明的是，在该图4中，第一气体检测元件100以将被检查部件180的开口187布置在间隔物140的大致中央的方式使用。然而，其仅为一个示例，只要开口187与间隔物140重叠，则对于间隔物140与开口187的相互位置关系并无特别限定。但是，在通常的情况下，第一气体检测元件100的用户会以将开口187布置在间隔物140的大致中央的方式对第一气体检测元件100进行使用。
另外，在图4中，间隔物140具有大致圆形的形状，并且被布置在气体检测层120的大致中央。
然而，这仅为一个示例，对于间隔物140的形状、以及气体检测层120与间隔物140的相对位置关系并无特别限定。例如，间隔物140可以为大致椭圆形、大致矩形、大致梯形或者大致多边形等。另外，间隔物140可以为符号和/或文字的形态、或者格子状。此外，可以以在气体检测层120显色时使文字浮现出的方式在间隔物140上进行印刷等。
图5及图6示意性地示出了第一气体检测元件100中所使用的间隔物的另一个形态。
在图5所示的示例中，间隔物140-1具有环形的形态，并且被布置在气体检测层120的大致中央。在使用时，间隔物140-1例如被布置为环的中央孔包围被检查部件180的开口187。换言之，在开口187的上部布置有由环形的间隔物140-1的中央孔所形成的空间。
另一方面，在图6所示的示例中，使用间隔物140-2和间隔物140-3两个间隔物。各间隔物140-2、140-3为大致矩形，并且以相互隔开一定距离的方式布置。在两个间隔物140-2、140-3之间所产生的间隙形成包括气体检测层120的中央部分的区域。换言之，以在两个间隔物140-2、140-3之间的间隙中布置被检查部件180的开口187的方式布置间隔物140-2、140-3。在开口187的上部布置有在间隔物140-2与间隔物140-3之间所形成的空间。
需要说明的是，在以上的示例中，在俯视时，间隔物(140、140-1、140-2、140-3)的周围均被气体检测层120包围。然而，其仅为一个示例，间隔物(140、140-1、140-2、140-3)的端面的至少一部分也可以向外部露出。例如，在图6中，设想在间隔物140-2和140-3的各个间隔物中上边侧和下边侧延伸至气体检测层120的端部的形态等。
或者，间隔物也可以以图7所示的方式布置。
在该示例中，在俯视时，单一的大致矩形的间隔物140-4以覆盖开口187的方式被布置在气体检测层120的大致中央。另外，间隔物140-4的上边146U和底边146D分别延伸至与气体检测层120对应的端部。但是，也可以是间隔物140-4的上边146U或底边146D中的一者延伸至与气体检测层120对应的端部。
需要说明的是，在当俯视时间隔物的一部分延伸至气体检测层120的端部的情况下，间隔物也可以具有图8或图9的形态。
其中，在图8所示的示例中，在俯视时，间隔物140-5具有中央矩形部143A和延伸部144A。在俯视时，间隔物140-5以使中央矩形部143A覆盖开口187的方式被布置在气体检测层120的大致中央。另外，间隔物140-5的延伸部144A延伸至气体检测层120的对应的端部(在图8的示例中为侧边146S)。
另一方面，在图9所示的示例中，在俯视时，间隔物140-6具有中央矩形部143B和延伸部144B。在俯视时，间隔物140-6以使中央矩形部143B覆盖开口187的方式被布置在气体检测层120的大致中央。另外，间隔物140-6的延伸部144B延伸至气体检测层120的对应的端部(在图9的示例中为角落146C)。
在图7～图9的在俯视时间隔物延伸至气体检测层120的端部的结构中，当对第一气体检测元件100进行使用时，能够容易地将离型膜150从气体检测层120上剥下。
另外，本领域技术人员可以设想各种间隔物的形状和布置形态。
另外，在图4～图7所示的任意的间隔物140的形态中，当俯视时，在气体检测层120的面积为Sg，并且间隔物140的面积为Ss的情况下，间隔物140的面积相对于气体检测层120的面积的比率Ss/Sg优选在0.02～0.9的范围内，更优选在0.05～0.8的范围内，进一步优选在0.1～0.7的范围内。
此外，间隔物140不一定需要从最初(在被检查部件180上粘贴使用前)就具有上述功能。例如，也可以在气体检测层120的第一表面122的一部分上预先设置不具有氢渗透性的层，并且在之后的阶段、例如使用时将其转换成间隔物140。
例如，在使用第一气体检测元件100时，可以通过对预先设置在气体检测层120的第一表面122上的能够进行发泡的层进行加热，从而使该层发泡，显现出针对氢气的渗透性。
需要说明的是，间隔物140可以具有粘附性。在该形态中，如下所示，能够以独立于其他部件(例如气体检测层120和支持体110)的状态来利用间隔物140。
在此情况下，例如首先在被检查部件180的必要的部分处设置间隔物140。由于具有粘附性，因此间隔物140能够容易地粘附在被检查部件180的必要的部分上。之后，在必要的时刻，以覆盖间隔物140的方式，在被检查部件180上设置气体检测层120(以及存在情况下的支持体)。
这样一来，可以在进行实际的气体检测检查的时刻初次地构成本发明的一个实施方式中的气体检测元件。
需要说明的是，对于以该形态使用的间隔物140，需要相对于被检查部件180具有粘附力。因此，间隔物140也可以由多个层构成。
图10示意性地示出了通过对该多个层进行层叠而构成的间隔物(以下称为“多层结构间隔物”)340的剖面的一个示例。
如图10所示，多层结构间隔物340具有主体层352以及粘结层362。主体层352具有第一表面354以及第二表面356，粘结层362设置在主体层352的第二表面356侧。
另外，多层结构间隔物340具有第一侧342以及第二侧344。多层结构间隔物340的第一侧342为主体层352的第一表面354侧，多层结构间隔物340的第二侧344为粘结层362侧。在实际使用多层结构间隔物340的状况下，多层结构间隔物340的第一侧与气体检测层120侧对应，多层结构间隔物340的第二侧344与被检查部件180侧对应。
主体层352可以由具有针对氢气的渗透性的上述部件，例如上述(1)～(5)等构成。或者，主体层352例如可以由非多孔的树脂等构成。
对于主体层352的厚度并无特别限定，例如可以在2μm～1000μm的范围内。
另一方面，设置粘结层362是为了对主体层352赋予粘附性。
粘结层362可以由单层或多个层构成。例如，在图10所示的示例中，粘结层362按照距离主体层352由近至远的顺序由第一层364、第二层366、以及第三层368三个层构成。
第一层364具有粘附性，并且用于对布置在该第一层364的两侧的层进行粘结。例如，在图10所示的示例中，第一层364具有将主体层352和第二层366互相粘结的作用。
第三层368具有与第一层364同样的作用。换言之，第三层368具有粘附性，并且具有将第二层366和被检查部件互相粘结的作用。
另一方面，第二层366用于对粘结层362赋予刚性。
第一层364例如可以由丙烯酸树脂、硅酮树脂、尿烷树脂、橡胶、以及烯烃等构成。在第一层364包含硅酮树脂的情况下，该类硅酮树脂可以含有苯基甲基基团或二甲基基团。
另外，第一层364例如可以具有1μm～200μm的厚度。第一层364的厚度优选在5μm～100μm的范围内，更优选在10μm～60μm的范围内。
对于第三层368，可以说与第一层364同样。
第二层366例如由聚酰亚胺、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、或聚偏氟乙烯(PVDF)构成。
第二层366的厚度例如在1μm～100μm的范围内，优选在5μm～75μm的范围内，更优选在10μm～50μm的范围内。
需要说明的是，在粘结层362由单层构成的情况下，作为粘结层362的规格，参照上述第一层364(或第三层368)的记载。但是，粘结层362的厚度例如可以被调整为3μm～500μm的范围。
需要说明的是，在图10所示的示例中，粘结层362并未设置在主体层352的整个第二表面356上。换言之，粘结层362在主体层352的第二表面356上部分地设置，由此，在主体层352的第二表面356上存在粘结层362的非设置部分370。
这是为了来防止向着主体层352的氢气的流动被粘结层362截断。然而，在粘结层362显著地薄的情况等向着主体层352的氢气的流动不会被粘结层362截断的情况下，也可以将粘结层362设置在主体层352的整个第二表面356上。
在使用多层结构间隔物340的情况下，以该多层结构间隔物340的第二侧344、即粘结层362与被检查部件180粘结的方式将多层结构间隔物340设置在被检查部件180上。
在此，多层结构间隔物340不一定需要以使主体层352与粘结层362一体化的状态预先准备。例如可以先仅将多层结构间隔物340之中的粘结层362的部分设置在被检查部件180上，然而在粘结层362上设置多层结构间隔物340的主体层352，从而完成多层结构间隔物340。
之后，可以在多层结构间隔物340的第一侧342上设置本发明的一个实施方式中的气体检测元件的剩余部分(例如气体检测层120和支持体110)，并且构成本发明的一个实施方式中的气体检测元件。
(离型膜150)
作为离型膜150，可以使用惯用的离型纸等，并不特别限定。例如，可以使用在PET等树脂薄膜或纸等膜基材的表面上具有离型处理层的离型膜、或者由氟系聚合物(聚四氟乙烯等)或聚烯烃系树脂(PE、PP等)低粘结性材料构成的离型膜等。上述离型处理层例如可以利用硅酮系、长链烷系、氟系、硫化钼等的离型处理剂对上述膜基材进行表面处理而形成。对于离型膜150的厚度(总厚度)并无特别限定，从离型作业性、操作性或强度等观点来看，优选为大约10～500μm(例如15～100μm)。
需要说明的是，离型膜150可以以在使用第一气体检测元件100使容易剥离的方式具有各种剥离手段。该剥离手段可以为上述的突出部154。或者，剥离手段可以是形成在离型膜150的表面的一部分上的一个或两个以上的切口。通过沿着该切口对离型膜150进行分割，从而能够容易地对离型膜150进行剥离。在此情况下，构成离型膜150的被分割部分的一些部分可以彼此重叠。
(第一气体检测元件100)
当将第一气体检测元件100实际用于氢气检测的情况下，颜色变化度ΔL*在5cm2区域内优选为10以上。
颜色变化度ΔL*可以通过以下方法来评价。
使用色度计对标准白板的色度进行测定。另外，对气体检测元件的使用前的色度进行测定。需要说明的是，色度由L*a*b*色彩系统的(CIE1976)的明度指数表示。求出两者的测定色度之差的绝对值，将其作为ΔLinitial。
同样地，对使用后的气体检测元件的色度进行测定。求出与该标准白板的色度之差的绝对值，将其作为ΔLfinal。
可以根据其结果，设为ΔL*＝|ΔLinitial-ΔLfinal|，对气体检测元件的颜色变化度ΔL*进行评价。
对于第一气体检测元件100的形态并无特别限定。
第一气体检测元件100例如为斑片(patch)状(小片)或长条状的形态(以下称为“已切割形态”)
在已切割形态的情况下，与带的形态不同，操作员无需每次使用时都对第一气体检测元件100进行切割，能够高效地进行将第一气体检测元件100粘贴在被检查部件180上的作业。
需要说明的是，在第一气体检测元件100为斑片状的情况下，其形态可以为大致圆形、大致椭圆形、大致三角形、大致矩形或大致多边形等各种形式。在大致圆形的情况下，直径例如可以在2mm～30mm的范围内，特别可以在3mm～10mm的范围内。在大致矩形的情况下，最大边的长度例如可以在2mm～30mm的范围内，特别可以在3mm～25mm的范围内。
另外，在第一气体检测元件100为斑片状的情况下，第一气体检测元件100可以作为在层叠方向上层叠有多个第一气体检测元件100的层叠体来提供。
图11示意性地示出了由多个气体检测元件100依次层叠而构成的层叠体190的一个示例。
如图11所示，该层叠体190通过在层叠方向(箭头F的方向)上层叠5个第一气体检测元件100而构成。但是，这仅是一个示例，并且层叠数(重复次数)例如可以为2次、3次、4次、6次、7次、8次、或9次以上。
另外，在图11所示的示例中，各个第一气体检测元件100具有图10所示的结构。然而，在各个第一气体检测元件100中，可以省略支持体110或离型膜150。
但是，优选不省略最下部(箭头F的上游)的第一气体检测元件100中的支持体110和最上部(箭头F的下游)的第一气体检测元件100中的离型膜150。这是为了不使气体检测层120和间隔物140露出。
当使用第一气体检测元件100时，将最上部或最下部的第一气体检测元件100从层叠体190上分离。此时，可以提起或按下设在第一气体检测元件100的离型膜150上的突出部154，从而使一个第一气体检测元件100分离。
另一方面，在第一气体检测元件100为长条状的形态的情况下，可以以适合凸缘或管道等圆形的被检查部件的周向尺寸的方式来选定其长度方向的长度LL。例如，纵向的长度LL可以在250mm～600mm的范围内。
图12示意性地示出了长条状的第一气体检测元件的剖面。
如图12所示，长条状的第一气体检测元件100A具有支持体110A、气体检测层120A、间隔物140A、以及离型膜150A。需要说明的是，如上所述，可以省略支持体110A和离型膜150A中的至少一者。
气体检测层120A具有第一表面122A和第二表面124A。气体检测层120A的第一表面122A是远离支持体110A侧的表面，第二表面124A是靠近支持体110A侧的表面。
气体检测层120A包括树脂基质130A、以及添加到该树脂基质130A中的化学变色颜料135A。另外，气体检测层120具有粘附性。
需要说明的是，该些部件的结构如上所述。
在此，长条状的第一气体检测元件100A在气体检测层120A的第一表面122A的长度方向的一端具有标签部160A。
该标签部160A例如由纸、塑料树脂、薄膜、离型膜等构成。标签部160A可以是非粘附性的材料。
需要说明的是，标签部160A并不一定需要设置在气体检测层120A的第一表面122A上。例如，标签部160A可以通过在气体检测层120A的一个端部上从气体检测层120A去除粘附性而构造。或者，标签部160A可以通过使支持体110A的一个端部延伸至其他部件(特别是气体检测层120A)的外侧而构成。
通过设置这种标签部160A，从而在安装了第一气体检测元件100A之后，能够容易地从被检查部件180上剥离第一气体检测元件100A。换言之，在使用后将第一气体检测元件100A从被检查部件180上剥离时，通过捏住标签部160A并将气体检测层120A从被检查部件180上拉离，从而能够从被检查部件上剥离第一气体检测元件100A。
需要说明的是，该标签部160A也可以应用于斑片状的形态的第一气体检测元件100。
(本发明的一个实施方式中的另一种气体检测元件)
接着，参照图13对本发明的一个实施方式中的另一种气体检测元件进行说明。
图13示意性地示出了本发明的一个实施方式中的另一种气体检测元件(以下称为“第二气体检测元件”)的一个结构示例。
如图13所示，第二气体检测元件200具有第一侧202和第二侧204。
另外，第二气体检测元件200包括支持体210、气体检测层220、以及离型膜250。离型膜250构成第二气体检测元件200的第一侧202。支持体210构成第二气体检测元件200的第二侧204。但是，也可以省略支持体210和离型膜250中的至少一者。
需要说明的是，支持体210和离型膜250的作用分别与上述第一气体检测元件100中的支持体110和离型膜150的作用相同。因此，这里将不进一步进行说明。
气体检测层220具有第一表面222和第二表面224。气体检测层220的第一表面222是远离支持体210侧的表面，第二表面224是靠近支持体210侧的表面。
另外，气体检测层220包括树脂基质230、以及添加到树脂基质230内的化学变色颜料235。
化学变色颜料235可以包括通过与氢气接触而使颜色变化的材料，例如氧化钯。
气体检测层220具有粘附性。
需要说明的是，虽然在图13中未示出，但是第二气体检测元件200还可以在支持体210与气体检测层220之间具有粘附层(底涂层)。
在此，气体检测层220在第一表面222的大致中央具有表面加工部243。表面加工部243设置在气体检测层220的第一表面222上，以形成能够使氢气充满的空间。
例如在图13所示的示例中，表面加工部243由多个凹部245形成，并且由该些凹部245构成空间。需要说明的是，相邻的凹部245彼此由较薄的壁部247分隔。
需要说明的是，虽然从图13来看并未明确化，但是对于用于形成表面加工部243的各个凹部的深度方向上的形状并无特别限定，并且对于各凹部245的形状并无特别限定。
例如，凹部245可以为图14及图15所示的形态。
在图14所示的示例中，表面加工部243具有经由较薄的壁部247分离的多个条状的槽248A。换言之，通过槽248A而形成图13所示的凹部245。
另一方面，在图15所示的示例中，表面加工部243具有经由较薄的壁部247分离的多个盘状的凹坑248B。换言之，通过凹坑248B而形成图13所示的凹部245。
此外，可以设想各种结构作为凹部245的形态。
需要说明的是，该表面加工部243例如可以通过对气体检测层220的第一表面222进行压花加工等而形成。
接着，参照图16对第二气体检测元件200的应用示例进行说明。
图16中示意性地示出了将第二气体检测元件200设置到被检查部件180上的状态。需要说明的是，为了易于对附图进行观察，在图16中未示出气体检测层220中包括的化学变色颜料235。
当针对被检查部件180实际使用第二气体检测元件200时，首先将离型膜250从第二气体检测元件200上剥离并去除。此时，可以利用设在离型膜250上的突出部(在图13中未示出)。
接着，将第二气体检测元件200粘贴到被检查部件180上。此时，第二气体检测元件200的通过去除离型膜250而露出的气体检测层220的第一表面222与被检查部件180接触，从而被粘贴到被检查部件180上。
第二气体检测元件200优选以使设置在气体检测层220的第一表面222上的表面加工部243中的凹部245(即，不存在气体检测层220的空间部分)被布置在被检查部件180的开口187上的方式设置。在此情况下，与表面加工部243的壁部247被布置在开口187上的情况相比，能够更迅速地进行后述的氢气泄漏的评价。
但是，在表面加工部243的壁部247足够薄时，无需有意地设为该设置状态。
由此，在图16所示的状态下，能够在被检查部件180上设置气体检测层220。需要说明的是，由于气体检测层220具有粘附性，因此利用气体检测层220的粘附力将第二气体检测元件200固定到被检查部件180上。
在该状态下，如果氢气从被检查部件180的孔185泄漏，则该泄漏的氢气会充满第二气体检测元件200的表面加工部243，特别是凹部245。此外，氢气会经由较薄的壁部247和另外的凹部245较容易地扩散到整个表面加工部243。
因此，在气体检测层220的第二表面224中，与氢气接触的区域会显著地增大，能够获得较大的变色区域221。例如，在图16所示的示例中，与孔185的开口187的直径φ1相比，能够获得足够大的尺寸L2的变色区域221。
因此，在第二气体检测元件200中，即使在孔185的开口187较细小的情况下，也能够显著地抑制由于视觉辨认性的降低使得检查人员难以正确地对氢气泄漏进行检测的问题。
需要说明的是，在第二气体检测元件200中，图13～图15所示的表面加工部243仅为一个示例，只要表面加工部243构成能够使氢气充满的空间，则可以为任意的形态。
例如，在图13中，表面加工部243可以由单一的凹部245形成。或者，表面加工部243可以为形成在第二表面224上的一个或两个以上的凸部。或者，表面加工部243可以是一个或两个以上的凹部和一个或两个以上的凸部的组合。
此外可以设想各种结构。
(本发明的一个实施方式中的气体检测元件的制造方法)
接着，参照图17，对具有上述特征的本发明的一个实施方式中的气体检测元件的制造方法的一个示例进行说明。
图17示意性地示出了本发明的一个实施方式中的气体检测元件的制造方法的流程的一个示例。
如图17所示，本发明的一个实施方式中的气体检测元件的制造方法(以下称为“第一制造方法”)具有以下工序：
(i)调制气体检测层用的涂布混合物(S110)；
(ii)将所述涂布混合物涂布到支持体上(S110)；
(iii)由所述涂布混合物形成气体检测层(S110)；以及
(iv)在气体检测层上设置间隔物(S110)。
以下，对各工序进行说明。需要说明的是，在此，作为一个示例，以上述的第一气体检测元件100为例对其制造方法进行说明。因此，在参照各部件时，使用图1所示的附图标记。
(工序S110)
首先，调制后面将成为气体检测层的涂布混合物。
涂布混合物例如通过对包含化学变色颜料的分散液与后面将成为气体检测层120的树脂基质130的处理液体进行混合来制作。
以下，对调制包含化学变色颜料的分散液、以及处理液的方法的示例进行说明。
(分散液的调制方法)
包含化学变色颜料的分散液例如通过以下方法调制。
首先，向包含载体颗粒的浆料中添加钯盐并充分混合。浆料可以包含水。载体颗粒可以是二氧化钛。钯盐例如可以是氯化物、硫化物、硝酸盐、醋酸盐等。另外，钯盐可以以溶液的形态添加到浆料中。
接着，向该浆料中添加酸或碱，对浆料进行中和。在该中和反应期间，能够获得在载体颗粒的表面上堆积细小的氧化钯颗粒并且在表面上设置有氧化钯的复合颗粒。
可以在所获得的复合颗粒的表面上进一步设置铂等贵金属(除钯以外)。当在复合颗粒的表面设置铂时，向复合颗粒的浆料中添加铂化合物。浆料的溶剂可以是乙醇等有机溶剂。另外，铂化合物可以是包含例如氯化物、硫化物、硝酸盐或醋酸盐的溶液。
通过对该混合液进行充分搅拌，从而能够获得在复合颗粒的表面上堆积有铂的化学变色颜料。
化学变色颜料在酮等有机溶剂中悬浮，并形成分散液。有机溶剂可以是乙酸丁酯、甲基乙基酮、或甲基异丁基酮等。
(处理液体的调制方法)
处理液体例如包含硅氧烷前体和引发剂。处理液体可以进一步包含溶剂。
硅氧烷前体例如可以包含有机硅氧烷和/或低聚硅氧烷。
有机硅氧烷可以是单体或聚合物(直链或环状)甲基硅氧烷。
低聚硅氧烷可以具有MQ树脂等硅酮树脂。
引发剂可以具有过氧化物。例如，引发剂可以是过氧化苯甲酰、或2,4-二氯苯甲酰过氧化物。
引发剂可以以0.1质量％～3.0质量％的范围的浓度添加至处理液体中。
溶剂可以包括甲基苯和乙基苯等烷基苯。作为甲基苯，例如可以举出二甲苯和甲苯。二甲苯例如可以是1,2-二甲基苯、1,3-二甲基苯、1,4-二甲基苯、或其任意的组合。
通过将上述分散液与处理液体混合来调制涂布混合物。
(工序S120)
接着，将在工序S110中调制的涂布混合物涂布到支持体110的表面上。
对于涂布混合物的涂布方法并无特别限定。涂布混合物例如可以利用刷涂、喷涂、或印刷等各种方法设置到支持体110的表面上。
需要说明的是，为了提高在工序S130获得的气体检测层120与支持体110之间的粘附力，可以在支持体110的表面上预先设置粘结层。
粘结层例如可以为苯甲基树脂。
(工序S130)
接着，由设置在支持体110上的涂布混合物形成气体检测层。
例如，通过将涂布混合物中所包含的溶剂去除之后，使涂布混合物固化，从而能够形成在硅氧烷聚合物的树脂基质130中分散有化学变色颜料135的气体检测层120。用于去除溶剂的加热温度例如在25℃～100℃的范围内。
在对涂布混合物进行固化时，可以将涂布混合物加热至使引发剂充分活性化的温度。通过引发剂，使得涂布混合物中包含的硅氧烷前体被交联，并且形成气体检测层120的树脂基质130。
用于使引发剂活性化的加热温度例如可以在120℃～250℃的范围内。
(工序S140)
接着，在由步骤S130所形成的气体检测层120上设置间隔物140。
对于间隔物140的设置方法并无特别限定。例如可以手动地将间隔物140设置在气体检测层120上。
另外，间隔物的种类不限于上述种类，只要其具有针对氢气的渗透性，则可以使用任意材料。
需要说明的是，如上所述，间隔物140并不一定需要在设置阶段具有针对氢气的渗透性。例如，可以将能够发泡的未发泡层预先设置在气体检测层120上，在使用时通过对该未发泡层进行加热而使其发泡，从而形成间隔物140。
通过以上工序，从而能够制造图1所示的第一气体检测元件100。需要说明的是，该第一制造方法仅为一个示例，第一气体检测元件100也可以利用其他的制造方法来制造。
例如，如上所述，可以通过首先在被检查部件180上仅设置间隔物140，然后在间隔物140上设置气体检测层120等部件，来构成第一气体检测元件100。
以上，以能够对氢气进行检测的第一及第二气体检测元件100、100A、200为例，对本发明中的气体检测元件的结构示例及特征等进行了说明。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明中的气体检测元件可以被构成为能够对氢气以外的还原性气体进行检测。
换言之，在本发明中的气体检测元件中提供了一种气体检测元件，其通过对气体检测层中包括的化学变色颜料中包含的变色材料进行适当地选定，从而针对各种还原性气体具有敏感度。
[实施例]
以下，对本发明的实施例进行说明。
(示例1)
利用以下方法制造了气体检测元件。
气体检测元件为依次具有支持体、底涂层、包含化学变色颜料的气体检测层、以及间隔物的结构。
(准备支持体和间隔物)
作为支持体，准备了厚度为25μm的聚酰亚胺(Kapton)(杜邦高性能薄膜Circleville，OH，USA)。
另外，作为间隔物，准备了纵10mm×横10mm尺寸的无纺布(HOP-60HCF(170)，广濑制纸公司制造)。该无纺布的厚度约为164μm。
使用葛尔莱法对该间隔物的透气性进行了评价。在测定中使用葛尔莱型密度计(型号323-AUTO，安田精机公司制造)，根据JIS P8117进行了测定。
在测定的结果中，该间隔物的透气度为0.06秒/100cm3。
(底涂层用的涂布液的调制)
利用以下方法来调制底涂层用的涂布液。
在室温下将15.56g的具有苯基甲基甲硅烷氧基的聚硅氧烷(SS4195A-D1：Momentive公司制造)溶解在96.61g二甲苯中，然后充分搅拌以获得均匀的溶液。在搅拌状态下，向该溶液中添加0.34g的交联剂(SS4191B：Momentive公司制造)，并进一步搅拌几分钟。接着，依次添加0.567g的促进剂(SS4259c：Momentive公司制造)和0.567g的催化剂(SS4192C：Momentive公司制造)并搅拌几分钟。由此，获得了底涂层用的涂布液(称为“U-1”)。
(化学变色颜料的调制)
接着，通过以下方法调制化学变色颜料。
向100mL的水中添加2.5g的TiO2颗粒(平均粒径小于5μm，金红石型)以调制浆料。在使用NaOH溶液将该浆料的pH值调整至10.6的状态下，在70℃下搅拌1小时。
接着，在使用NaOH溶液将浆料的pH值保持为10.6的状态下，增添2.50mL的PdCl2溶液(0.281M)。之后，使用HCl溶液(3N)将混合液体的pH值调整至8。
接着，对该混合液进行搅拌，并加热1小时。由此，在TiO2颗粒的表面上堆积PdO。将获得的固体过滤并洗涤。然后，在110℃下干燥3小时。
由此，得到包含3.3质量％的PdO的PdO/TiO2颗粒(以下称为“C-1”)。
使2.5g的所获得的PdO/TiO2颗粒(C-1)悬浮在100mL的乙醇中，以调制浆料。向该浆料中添加0.019g的Na2PtCl6·6H2O(Aldrich公司制造)。使用NaOH将浆料的pH值维持在6。
接着，通过超声波处理对该浆液充分进行搅拌后，将所得到的生成物过滤并用乙醇洗涤。然后在室温下使生成物干燥。
接着，在110℃下对生成物进行3小时的热处理。由此，获得了承载有0.26质量％的Pt的化学变色颜料(以下称为“CC-1”)。
(气体检测层用的涂布混合物的调制)
如下所述，使用通过上述方法调制的化学变色颜料CC-1，调制气体检测层用的涂布混合物。
首先，通过使2.39g的化学变色颜料CC-1充分地分散在10.4g甲基乙基酮中，从而制作化学变色颜料的分散液。
接着，向10g的甲苯中添加1.0g的过氧化苯甲酰(97％，Luperox(注册商标)A98，Aldrich)。将所获得的溶液搅拌1分钟，以使过氧化苯甲酰完全溶解。
接着，向75g的硅氧烷前体(PSA518，Momentive Performance Materials，Waterford，NY USA)中添加所有该溶液和18g的甲苯，并搅拌3分钟。由此，制作了包含硅酮系树脂的处理液体。
接着，在所得到的处理液体中添加12.79g的上述的化学变色颜料的分散液，并充分搅拌直至变为均匀。
由此，获得了涂布混合物(称为“CM-1”)。
(气体检测元件的制作)
如下制作了气体检测元件。
首先在支持体上涂布了厚度约为1μm的底涂层用的涂布液U-1。然后，将在120℃下使其干燥以形成底涂层。
接着，使用棒涂机(SA-210；Tester Sangyo株式会社制造)在该底涂层上涂布涂布混合物CM-1。
接着，在25℃下使涂布有该底涂层和涂布混合物CM-1的支持体干燥，并去除溶剂。接着，将支持体在烘箱中在177℃下保持3分钟。由此，在底涂层上形成了气体检测层。气体检测层的厚度约为35μm。
接着，将由支持体/底涂层/气体检测层构成的组合体切割成20mm×20mm的尺寸。
另外，在组合体的气体检测层侧的大致中央处设置上述的无纺布作为间隔物。
由此，获得了斑片型的气体检测元件(以下称为“样本1”)。
(示例2)
利用与示例1同样的方法制造了斑片型的气体检测元件(以下称为“样本2”)。
但是，在该示例2中，使用了将上述无纺布重叠两片而成的部件作为间隔物。因此，间隔物的厚度为328μm。
利用上述方法对间隔物的透气度进行了测定，该间隔物的透气度为0.11秒/100cm3。
(示例3)
利用与示例1同样的方法制造了气体检测元件。
但是，在该示例3中，使用了厚度约为150μm的硅酮系的热扩散片(EX40015DS；Dexerials公司制造)作为间隔物。
由此，获得了斑片型的气体检测元件(以下称为“样本3”)。
(示例4)
利用与示例1同样的方法制造了斑片型的气体检测元件(以下称为“样本4”)。
但是，在该示例3中，使用了聚四氟乙烯(PTFE)系的多孔片(NTF1131；日东电工株式会社制造)作为间隔物。因此，该多孔片的厚度为70μm。
利用上述方法对间隔物的透气度进行了测定，该间隔物的透气度为4.1秒/100cm3。
(示例5)
利用与示例4同样的方法制造了斑片型的气体检测元件(以下称为“样本5”)。
但是，在该示例5中，聚四氟乙烯(PTFE)系的多孔片(NTF1133；日东电工株式会社制造)作为间隔物。因此，该多孔片的厚度为75μm。
利用上述方法对间隔物的透气度进行了测定，该间隔物的透气度为1.5秒/100cm3。
(示例6)
利用与示例1同样的方法制造了气体检测元件。
但是，在该示例6中，使用了厚度为120μm的牛皮纸(两面粗糙牛皮PE层压纸；株式会社小松公司制造)用作间隔物。
由此，获得了斑片型的气体检测元件(以下称为“样本6”)。
(示例7)
利用与示例1同样的方法制造了斑片型的气体检测元件(以下称为“样本7”)。
但是，在该示例7中，使用了厚度为680μm的纸板(白色)作为间隔物。
利用上述方法对间隔物的透气度进行了测定，该间隔物的透气度为220秒/100cm3。
(示例8)
利用与示例1同样的方法制造了气体检测元件。
但是，在该示例8中，未使用间隔物。换言之，制造了具有支持体/底涂层/气体检测层的结构的气体检测元件(以下称为“样本8”)。
在以下的表1中，对在各示例中制造的样本中的间隔物的规格进行了汇总表示。
[表1]
Figure BDA0002379879290000321
(评价)
使用利用上述方法所制造的各样本1～8进行了以下的测试。
准备了内径为10mmφ(容积24ml)的注射器。在该注射器的两端(入口端和出口端)设有开闭阀，并且在注射器的侧面的大致中央部分处形成有一个直径为2mmφ的开放孔(通孔)。
接着，以封闭该注射器的通孔的开口的方式，将样本粘贴到注射器的侧面。此时，以使注射器的通孔的开口与样本的将隔物的大致中央部分接触的方式设置样本。需要说明的是，在样本8中，以使气体检测层的大致中央部分与通孔的开口接触的方式设置样本8。
接着，将氢气源连接到注射器的入口端。另外，在室温下，打开入口端和出口端的开闭阀，并使氢气从注射器的入口端流通。氢气的流量为6ml/分钟，流通时间为3分钟。
3分钟后，停止氢气的流通，关闭两个开闭阀。从支持体侧对样本进行观察。
对各个样本进行该测试。另外，从支持体侧对样本的变色区域的面积(以下称为“变色面积”)Sc进行测定，分别对变色面积Sc与通孔的开口的面积Sr的比率Sc/Sr、以及变色面积Sc与间隔物的面积Ss的比率Sc/Ss进行评价。
在以下的表2中，对在各个样本1～8中获得的结果进行了汇总表示。
[表2]
Figure BDA0002379879290000331
从表2可以看出，在不具有间隔物的样本8中，比率Sc/Sr为178％。由此可见，在样本8中，从通孔的开口泄漏的氢气在样本8的气体检测层中没怎么扩散。
相比之下，可以看出，在具有间隔物的样本1～样本7中，比率Sc/Sr均显著地上升。另外还可以看出，比率Sc/Ss也显现出很大的值。
例如，即使在比率Sc/Sr为最小的情况下也为428％(样本1和样本2)，并且可以看出变色区域扩展至通孔的开口的面积的4倍以上。另外，即使在比率Sc/Ss为最小的情况下也为121％(样本1和样本2)，并且可以看出氢气扩展至超出间隔物的区域之外。
需要说明的是，在样本1～样本7中，通过上述方法对变色区域的的颜色变化度ΔL*进行了评价。其结果为，在任何样本中颜色变化度ΔL*均为10以上。
这样一来可以看出，通过在气体检测层与被检查部件之间设置间隔物，使得变色区域扩大，颜色变化的视觉辨认性得到提高。
本申请以2017年8月8日提交的日本发明专利申请第2017-153596号、以及2018年8月1日提交的日本发明专利申请第2018-145006号作为要求优先权的基础，并在本申请中援引该日本申请的全部内容。
符号说明
1 传统的氢检测带
10 支持体
20 氢气检测层
21 变色区域
29 粘合剂层
100 第一气体检测元件
100A 长条状的第一气体检测元件
102 第一侧
104 第二侧
110、110A 支持体
120、120A 气体检测层
121 变色区域
122、122A 第一表面
124、124A 第二表面
130、130A 树脂基质
135、135A 化学变色颜料
140、140-1、140-2、140-3、140-4、140-5、140-6、140A 间隔物
142 接触部
143A、143B 中央矩形部
144A、144B 延伸部
146C 角落部
146D 底边
146S 角落部
146U 上边
149 间隙
150、150A 离型膜
154 突出部
160A 标签部
180 被检查部件
181 第一面
183 第二面
185 孔
187 开口
190 层叠体
200 第二气体检测元件
202 第一侧
204 第二侧
210 支持体
220 气体检测层
221 变色区域
222 第一表面
224 第二表面
230 树脂基质
235 化学变色颜料
243 表面加工部
245 凹部
247 壁部
248A 槽
248B 凹坑
250 离型膜
340 多层结构间隔物
342 第一侧
344 第二侧
352 主体层
354 第一表面
356 第二表面
362 粘结层
364 第一层
366 第二层
368 第三层
370 非设置部分

Claims (18)

1.一种用于对测定对象气体进行检测的气体检测元件，包括：
气体检测层，含有化学变色颜料；以及
间隔物，
其中，所述间隔物具有针对所述测定对象气体的渗透性，
所述间隔物设置在所述气体检测层的第一表面上，并且具有比该气体检测层小的面积。
2.根据权利要求1所述的气体检测元件，其中，
所述间隔物选自由
由纸浆构成的纸；
包含玻璃、陶瓷或金属等的无机材料纤维、或者合成树脂等高分子材料的纤维的无纺布或纺布；
包含玻璃、陶瓷或金属等无机材料、或者合成树脂等高分子材料的热扩散片；
包含玻璃、陶瓷或金属等无机材料、或者合成树脂等高分子材料的多孔片；或者
具有连通孔的泡棉所组成的群组。
3.根据权利要求1或2所述的气体检测元件，其中，所述间隔物的端面的至少一部分向外部露出。
4.根据权利要求1或2所述的气体检测元件，其中，当俯视时，所述间隔物的周围被所述气体检测层包围。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的气体检测元件，其中，所述间隔物具有5μm～1000μm的范围的厚度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的气体检测元件，其中，当俯视时，在所述气体检测层的面积为Sg，并且所述间隔物的面积为Ss的情况下，比率Ss/Sg在0.02～0.9的范围内。
7.一种用于对测定对象气体进行检测的气体检测元件，包括：
气体检测层，含有化学变色颜料，
其中，所述气体检测层在第一表面上具有用于使所述测定对象气体充满的空间，
所述空间具有比所述气体检测层小的面积。
8.根据权利要求7所述的气体检测元件，其中，所述气体检测层在所述第一表面上具有凹部和/或凸部，并且通过该凹部和/或凸部来形成所述空间。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的气体检测元件，其中，在所述气体检测层的所述第一表面侧还包括离型膜。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的气体检测元件，其中，在所述气体检测层的与所述第一表面相反的一侧还包括支持体。
11.根据权利要求10所述的气体检测元件，其中，所述支持体由聚酰亚胺、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、或聚偏氟乙烯(PVDF)构成。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的气体检测元件，其中，所述化学变色颜料通过与还原性气体接触而变色。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的气体检测元件，其中，所述化学变色颜料在载体颗粒的表面上具有承载或掺杂有除钯以外的贵金属的氧化钯。
14.根据权利要求13所述的气体检测元件，其中，所述载体颗粒含有氧化钛。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的气体检测元件，其中，所述气体检测层包含硅酮树脂。
16.根据权利要求15所述的气体检测元件，其中，所述硅酮树脂含有苯基甲基基团或二甲基基团。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的气体检测元件，其中，所述气体检测元件为斑片状或长条状的形态。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的气体检测元件，其中，所述测定对象气体为氢气。
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