CN1914508A

CN1914508A - 被动型排放通量取样器及通量测定装置

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Publication number: CN1914508A
Application number: CNA2004800414868A
Authority: CN
Inventors: 柳泽幸雄; 内富男; 蔡少步; 熊谷一清; 藤井实
Original assignee: FUKUWAUCHI TECHNOLOGIES Inc
Current assignee: Fukuwauchi Technologies Inc.
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2007-02-14
Also published as: KR20070026353A; US20070190655A1; JPWO2005066625A1; CN101101244A; US20080014116A1; WO2005066625A1; JP3839039B2; KR20070070257A

Abstract

本发明可以不受外部气体(室内空气)的影响，简单正确地测定由地面、天花板、墙面、家具等想测定的部位排放出的化学物质的流量(排放通量)。在贴装在检查对象物(13)上的中空箱(12)的底面(12a)上形成将由检查对象物(13)排放的化学物质取入到箱(12)内的开口部(14)，在箱(12)的内面上朝向开口部(14)设有在湿润环境下与所述化学物质呈变色反应的试验片(15)，在箱(12)中形成在贴装于检查对象物(13)的状态下从外部观察试验片(15)的颜色变化的透明的观察部(12a)。

Description

被动型排放通量取样器及通量测定装置

技术领域

本发明涉及在测定从家具、建材等检查对象物向空气中排放的甲醛等有害化学物质的排放通量(每单位面积、单位时间的排放通量)时，可以完全不需要动力、电源而简单地进行测定的被动型排放通量取样器和使用该取样器来更加正确地测定排放通量的通量测定装置。

背景技术

近年来，住在新建住宅内的居住者发生头痛、喉咙痛、眼睛痛、鼻炎、呕吐、呼吸器官障碍、眩晕、皮炎等各种身体状况不良的病例报告很多，这被称为“住宅病症侯群”，其成为了社会性的问题。

该住宅病症侯群的发病机理虽也有未解明之处，但一般认为主要是由于在住宅内使用的建材、家具、调度品、地毯、窗帘等中所含的的甲醛或挥发性有机化合物(VOC)等有害化学物质排放而产生的室内空气污染。

新建家等的居住者成为这样的住宅病症侯群时，或发现不限于新建筑的高浓度的室内污染时，如果能区分从哪种建材或家具排放原因物质，就可以通过更换那种建材或家具而消除住宅病症侯群的原因。

然而，现在JIS所规定的挥发性有机化学物质的排放通量的测定方法是把建材的试验片取入小型干燥器中进行测定的干燥器法，而将来是要急于作成使用能取入建材进行测定的20～1000升的小型容器的小型容器法，或者使用能取入家具·门窗进行测定的大型容器的大型容器法的草案，但怎样都不能测定由建筑住宅所用的建材的排放通量。

另外，虽然存在包含在室内空气中的有害化学物质的浓度测定装置，但由于该测定装置不能测定有害化学物质的排放通量，故不能特定出发生源。

因此，在最近，提出了在这样的浓度测定装置上安装附属装置，测定从墙、天花板、地面等任意场所排放的化学物质排放通量的测定装置的提案。

[专利文献1]特开2002-162322号

图5表示这样的现有的测定装置41，在开口部43中形成呈箱状的附属装置42的底面，在侧面44上形成设有过滤器等的清洁空气导入口45，同时，在上面形成空气导出口46，自动吸引空气，测定包含在该空气中的化学物质的浓度的浓度测定装置47与空气导出口46连接。

而若在使附属装置42的开口部43与墙面、天花板面和地面等检查对象部位接触的状态下，用浓度测定装置47吸引空气，由墙面等排放的有害化学物质就可以由所述浓度测定装置47测定。

因而，由于根据与浓度测定装置47的空气吸引量的关系，箱41是长×宽×高＝20cm×20cm×30cm的大型装置，移动不便，且为高价，通常用一台测定装置41进行测定。

因而，当必须在屋内于多点测定而特定发生源时，需要长时间进行调查。

例如若要在一间屋中特定化学物质发生源，至少必须对在墙、天花板、地面、室内门、厕所内等多处进行测定。此时，为了用一台测定装置41进行测定，必须顺次测定，由于每一处测定最低需要30分钟左右，若要对一套新建房屋的所有房间进行普遍测定，存在花费时间和精力的问题。

另外，由于附属装置42的开口部43为20cm×20cm大，故如果不是至少具有其大小的平面的场所就不能测定；还由于高度为30cm，在建筑物的结构方面，也存在狭窄的部分不能测定的问题。

而由于附属装置42内侧贴有不锈钢而较为沉重，所以在天花板或墙面上固定极其困难，实际上不仅只能测定地面，而且由于成为从在侧面44上形成的清洁空气导入口45吸入外部空气(室内空气)的结构，在室内空气已经被化学物质污染时，由于不能用过滤器除去该化学物质而有侵入附属装置内的可能，故也存在测定结果的可靠性低的问题。

进而，由于该方法是从导入口46自动吸引空气来测定浓度，即使用所谓的主动法(アクテイグ法)，与开口部43接触的墙面、天花板面和地面等检查对象部位表面的空气流动状态与一般状态不同。

即，与一般使用状态相比，由于检查对象部位表面的空气流速变快，有害化学物质的扩散机构由检查对象物表面附近的气体扩散支配变为检查对象部位内部的扩散支配。

因而，用这样的主动法测定时，其测定结果由于与一般使用状态下的排放通量不同，所以，最近推荐一种能使检查对象部位表面的空气流动状态维持在一般状态而进行测定的被动法(パツシブ法)。

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明的技术课题在于，提供一种被动型排放通量取样器，其不受外部空气(室内空气)的影响、不扰乱测定部位表面的流动状态地对从地面以及天花板、墙面或狭窄的场所等想测定的部位排放的化学物质的排放流量(排放通量)进行简单且正确的测定。

解决课题的方法

为了解决该课题，本发明的被动型排放通量取样器，为了测定从检查对象物向空气中排放的特定的化学物质的排放通量，在中空箱的底面上形成开口部，所述开口部在将该底面贴装在检查对象物上的状态下，将由该检查对象物排放的化学物质取入该箱中；在箱内面上，面向所述开口部设有在湿润环境下与所述化学物质呈变色反应的试验片，所述中空箱具有气体阻隔性。

另外，本发明的排放通量测定装置，采用使用了在湿润环境下与特定的化学物质呈变色反应的试验片的被动型排放通量取样器来测定排放通量，通量取样器在中空箱的底面上形成开口部，该开口部在将该底面贴装在检查对象物上的状态下，将由该检查对象物排放的化学物质取入该箱中，在箱内面上，面向所述开口部设有在湿润环境下与所述化学物质呈变色反应的试验片，在形成有对反应了规定时间的通量取样器进行定位的设定台的遮光室中，设置有向该通量取样器的试验片照射测定光的光源，和检测来自所述通量取样器的试验片的反射光强度的光传感器，并配设有根据用所述光传感器检测出的反射光强度算出排放通量的演算处理装置。

发明效果

根据本发明的被动型排放通量取样器，使水向箱内滴落弄湿试验片后，若在墙面、天花板面、地面等任意的检查对象物的检查部位上粘贴固定箱的底面，则当在检查对象物中包含甲醛或挥发性有机化合物(VOC)等有害物质时，由于该有害物质从开口部侵入测定室内到达试验片，所以，对应有害物质的排放通量(排放流量)试验片发生变色。

因而，通过使经过了规定时间时的试验片的颜色和预先根据排放通量作成的彩色图表进行比较，可以测定从其检查部位的有害物质的排放通量，根据开口部的开口面积与建材的整体面积的比，可以算出从其建材整体排出的总排放通量。

在该场合，由于通过利用试验片的变色反应观察其颜色变化可以测定排放通量，所以，在测定时完全不需要动力、电源。

此时，由于中空箱具有气体阻隔性，形成有开口部的底面贴装在检查对象物上，箱内由外部气体遮断，所以，即使室内空气由有害物质污染，也不受其影响，可以仅对由检查对象物排放的有害物质的排放通量进行正确的检测。

进而，由于不是利用借助使用动力的空气吸引而将对象有害物质输送给试验片的主动法，而是利用在自然状态下产生的对象有害物质的分子扩散把有害物质输送到试验片的被动法，所以，不会由于测定而导致表面的流动状态发生紊乱，可以正确地测定在一般的使用状态下的排放通量。

在由气体阻隔性低的塑料等形成中空箱时，通过事先在箱的内面或外面的任一方上形成DLC膜等气体阻隔膜，可以把有害物质的透过率抑制得更低。

另外，取样器的大小是任意的，但使用长宽5mm～1cm左右的方形试验片时，中空箱外形的大小尽可能满足长×宽×厚＝2cm×2cm×3mm，无论怎样狭窄之处都可以用两面贴胶带等简单地粘贴固定。

进而，由于每一个取样器的构造极其简单，其制造成本便宜，所以，可通过将多个取样器分别粘贴固定在测定处，同时测定排放通量。

排放通量不限于经过规定时间后与彩色图表比较试验片的颜色进行测定的场合，若采用光学测定并据此算出试验片的颜色，则可以更正确地进行测定。

此时，若将反应了规定时间的通量取样器设定在形成于测定装置遮光室的设定台上的话，则向观察部照射由光源发射的测定光，用光传感器检测其反射光强度。

反射光强度与试验片的颜色对应，试验片的颜色与排放通量对应。

因而，若事先求出排放通量和反射光强度的关系，则可以正确地根据检测出的反射光强度算出排放通量。

附图说明

图1是本发明的被动型排放通量取样器的说明图；

图2是表示另一实施方式的说明图；

图3是其分解结构图；

图4是表示本发明的排放通量测定装置的说明图；

图5是表示现有装置的说明图。

附图标记说明

1、11 被动型排放通量取样器

2、12 箱

2a、12a 底面

2b、12b 观察部

3、13 检查对象物

4、14 开口部

5、15 试验片

6 透气性隔离件

7、19 粘接层

8、18 DLC膜

16 保水材料

17 环状肋

21 排放通量测定装置

22 遮光盖

23 遮光室

24 演算处理装置

25 液晶显示器

26 设定台

27 光源

28 光传感器

29 吸光度-排放量变换表

具体实施方式

本发明不使用电测定装置，而是通过使用结构极其简单的取样器实现了这样的课题，即，能够不受外部空气(室内空气)的影响而对从所要测定的部位排放出的化学物质的流量简单且正确地进行测定。

实施例1

下面，根据附图具体说明用于实施本发明的优选实施方式。

图1是表示本发明的被动型排放通量取样器之一例的断面图。

本例的被动型排放通量取样器1，对包含在建材等检查对象物3中的甲醛(化学物质)向空气中排放时的排放通量(排放流量)进行测定，在具有气体阻隔性的扁平中空箱2的底面2a上，形成把由检查对象物3排放的甲醛取入箱2内的开口部4，在箱2的内面上，面对所述开口部4设有在湿润环境下同甲醛呈变色反应的试验片5。

另外，相对于底面2a相反一侧的面成为从外部观察试验片5的颜色变化的观察部2b。

试验片5例如在1cm×1cm左右大小的纸制基材片上承载作为显色剂的INT(p-碘硝基四唑紫)和作为反应触媒的脱氢酶及黄递酶两种酵素。

因此，当甲醛接触到用水浸湿的试验片5时，就会通过脱氢酶使甲醛中的氢脱离，分解成蚁酸和NADH(二磷酸吡啶核苷酸)，该NADH和INT通过黄递酶进行反应而使INT减少，由此进行显色。

在开口部4和试验片5之间，设有在检查对象物3的表面和试验片5之间确保一定距离(例如1mm)的规定厚度的透气性隔离件6，其用能够使由检查对象物3排放的甲醛到达试验片5的多孔质材料形成，或用穿设有多个透气孔的金属及塑料等形成。

另外，在箱底面2a上形成两面胶带等粘接层7，选择透气性隔离件6的厚度，使得当粘贴固定在检查对象物3的表面上时，试验片5压接于透气性隔离件6，且透气性隔离件6压接于检查对象物3的表面，在箱2和检查对象物3之间不产生间隙。

而且，箱2整体的大小形成为例如长×宽×厚度＝2cm×2cm×3mm左右，凹部5的大小形成为长×宽×深度＝1cm×1cm×1.5～2mm左右。

在使用这种程度厚度的塑料制箱2时，由于甲醛透过该塑料，所以，为了提高对甲醛的气体阻隔性，在箱2的外面或内面的至少一方形成透明的DLC膜(类金刚石碳膜)、二氧化硅镀膜等气体阻隔膜8，在本例中形成DLC膜。

由于DLC膜对甲醛的气体阻隔性极高，所以，即使用便宜且气体阻隔性低的塑料形成中空箱2，包含在室内空气中的甲醛不会透过箱2使试验片5变色，可以正确地只测定由检查对象物3排放的甲醛的排放通量。

中空箱2不限于塑料制作，也可以使用玻璃等其它任意的材料，在使用玻璃那样的气体阻隔性高的材料时，不必形成气体阻隔膜。

以上是本发明的一结构例，下面，对其作用进行说明。

首先，事先从气密保存的被动型排放通量取样器1的透气性隔离件6侧使水滴落，弄湿试验片5。

其次，朝向透气性隔离件6侧地用粘接带等将箱2粘贴固定到墙面、地面、天花板面、家具的表面等检查对象物3上。

之后，若按原样放置规定时间，从检查对象物3排放的甲醛透过透气性隔离件6，通过分子扩散到达隔着一定距离的实验片5。

因而，排放通量多时，促进显色反应，试验片5呈深紫红色，排放通量少时，通过显色反应，试验片5呈浅紫红色。

由于试验片5的颜色这样变化，通过将经过规定时间的颜色与事先根据排放通量作成的彩色图表进行比较，可以测定来自该检查对象物3的检查部位的有害物质的排放通量。

另外，如果是同一材料，由于可以预想其它部位的排放通量也相同，故也可以根据透气性隔离件6的面积和检查对象物3的表面积的比算出总的排放量。

在该场合，由于通过利用试验片5的变色反应、观察其颜色的变化，从而测定排放通量，所以，不必在测定时吸入空气，完全不需要动力、电源。

此时，由于试验片5和透气性隔离件6在层叠状态下由箱2覆盖，在由外部气体遮断的状态下与检查对象物接触，所以，即使室内空气被有害物质污染，也可不受其影响地仅对由检查对象物排放的有害物质进行正确检测。

另外，由于借助透气性隔离件6在试验片5和检查对象物3之间确保一定距离的空间，故可以经常在同一条件下进行测定。

进而，由于通过分子扩散将对象有害物质输送到试验片，所以，不会由于测定而扰乱测定部位表面的流动状态，能够正确地测定在通常的使用状态下的排放通量。

箱2由于在其外面或内面的一方或双方形成DLC膜8，对甲醛的气体阻隔性高，故在室内空气中所含的甲醛不会透过箱2使试验片5变色，可以正确地测定由检查对象物3排放的甲醛的排放通量。

进而，由于取样器1如上所述那样可以形成得非常小，所以，无论怎样狭小的地方都可以使用粘接带简单地进行粘贴固定。

另外，由于各个取样器1的结构极其简单，其制造成本也便宜，所以，可以通过在各测定处分别粘贴固定多个取样器1，同时测定在多个测定点的排放通量。

实施例2

图2是表示本发明的被动型排放通量取样器的另一实施方式的说明图。

本例的被动型排放通量取样器11的具有气体阻隔性的中空箱12形成中空圆板形，在其底面12a上形成开口部14，该开口部14在将该底面12a贴装在检查对象物13的状态下，把由该检查对象物13排放的化学物质取入到箱12内，在箱12的内面朝向所述开口部14地粘贴有在湿润环境下与所述化学物质呈变色反应的试验片15。

由此，在将通量取样器11贴装在检查对象物13的状态下，可以将从检查对象物13的表面到试验片15的距离维持为一定。

另外，中空箱12整体形成为透明的，以便可以在贴装在检查对象物13的状态下从外部观察试验片15的颜色变化，底面12a的相反面侧成为从里面观察试验片15的观察部12b，在其外周边形成凸缘12c，使得可以容易地进行粘贴和拆卸。

在箱12内，环状的保水纸(保水材料)16围着从开口部14到试验片15的流路配置着，在测定时，通过从开口部14向箱12内滴下水滴而吸引该水滴，将试验片15维持在湿润环境。

另外，在开口部14中形成有从其端缘向箱12的内侧延伸的环状肋17，从开口部14滴落的水滴不会由于表面张力而滞留地被保水纸16引导，同时，将由检查对象物13排放的化学物质直接地导向与开口部14相对地设置的试验片15，更正确地产生与其排放量对应的变色反应。

在本例中，中空箱12用厚度为0.5mm左右的塑料形成，直径×厚度＝2cm×3mm左右、开口部14的直径为5mm左右。

当使用该程度厚度的塑料制箱12时，由于甲醛透过其塑料，所以，为了提高对甲醛的气体阻隔性，在箱12的外面或内面的至少一方蒸镀透明的DLC膜(类金钢石碳膜)、二氧化硅蒸镀膜等气体阻隔膜18，在本实施例中形成DLC膜。

由于DLC膜对甲醛的气体阻隔性极高，所以，在室内空气中所含的甲醛不会透过箱12使试验片15变色，可以正确地只测定由检查对象物13排放的甲醛的排放通量。

中空箱12不限于塑料制作，也可以使用玻璃等其它任意的材料，使用玻璃时，同原来一样，由于气体阻隔性高，故不必形成气体阻隔膜。

而且，在中空箱12的底面12a上，在开口部14的周围形成环状的粘接层19，圆形铝片20被贴装在该粘接层19上，开口部14被气密密封，以便在保存状态下不使湿气进入箱12中。

用该通量取样器11进行测定时，剥开铝片20，从开口部14向箱12内滴落水滴，使试验片15湿润，同时，以在测定中使试验片15维持在湿润环境的方式使保水纸16湿润。

这时，由于在开口部14上形成环状肋17，故水滴不会由于其表面张力而滞留在开口部14的端缘，平稳地流入箱12内。

其次，把箱底面12a贴装在墙面、地面、天花板面、家具等任意的检查对象物13上。

在该场合，即使朝向下方地贴装开口部14，由于箱12内的水滴被在开口部14上形成的环状肋17阻塞，因而不能从开口部14流出。

该状态下，从检查对象物13排放的化学物质通过开口部14而被取入到箱12内，导向由环状肋17形成的流路，达到配置在其正面的试验片15。

之后，经过预先设定的规定时间(30分钟～2小时)后，排放通量多的地方试验片15变成深红色，少的地方变成浅红色，近似为零的地方几乎没有变化。

因而，与前述的一样，可以根据试验片15的颜色来测定排放通量。

图4表示本发明的计算排放通量的排放通量测定装置。

本例的测定装置21采用上述的通量取样器11测定排放通量，包括演算处理装置24，其在遮光盖22的内侧形成对试验片15的颜色变化进行光学测定的遮光室23，同时根据检测出的颜色变化算出排放通量；以及液晶显示器25，表示其值。

在遮光室23中，装配有：使通量取样器11定位的设定台26，向该通量取样器11的观察部12b照射测定光的光源27，和检测来自所述通量取样器11的观察部12b的反射光强度的光传感器28。

若使该观察部12b向下地将通量取样器11设定在设定台26上，则可以从配置在设定台26下方的光源27向试验片15的位置照射测定光。

由于试验片15与甲醛反应而变色为红～红紫系，所以，光源27使用与其具有补色关系的绿色系光作为测定光输出的LED，在本例中测定光的中心波长选定为555nm。

另外，作为光传感器28，使用在波长500～600nm具有峰值灵敏度度的光电二极管，甲醛排放通量多时，由于试验片15变成深色、吸收测定光，所以用光传感器28测出的反射光强度下降，排放通量少时，由于试验片15的变色少、测定光的吸收少，故反射光强度相对变高。

演算处理装置24根据反射光强度算出伴随变色的吸光度，根据吸光度算出排放量。

首先，用下式算出吸光度P。

P＝[1-V₁/V₀]×100(％)

V₀：反应前的试验片15或标准白色的反射光强度

V₁：反应后的试验片15的反射光强度

之后，在吸光度-排放量变换表29中，根据用已知的基准排放量Fn测出的取样器11的吸光度Pn存储排放量Fn和吸光度Pn的关系，根据对反应后的通量取样器11算出的吸光度P，参照吸光度-排放量变换表29求出排放量F。

在此，吸光度-排放量变换表29既可以是用函数Fn＝f(Pn)表示的情况，也可以是将其变换值数表化存储的情况。

如果这样，由于排放量P可以作为数值输出，所以，即使对试验片15的微妙的颜色变化很难与彩色图表比较时，也能正确地算出排放量。

另外，虽然对在箱12中形成透明的观察部12b的情况进行了说明，但本发明不限于此，不透明也可以，在这种情况下，当用测定装置21进行光学测定时，只要从开口部14侧向试验片15照射测定光即可。

工业实用性

如上所述，本发明可以测定甲醛的排放通量，但本发明并不限于此，通过任意选择含浸在试验片中的试剂，可适用于测定其它挥发性有机化合物(VOC)等化学物质的排放通量。

Claims

1.一种被动型排放通量取样器，是对从检查对象物向空气中排放的特定的化学物质的排放通量进行测定的被动型排放通量取样器，其特征在于，在中空箱的底面上形成开口部，该开口部在将该底面贴装在检查对象物上的状态下将由该检查对象物排放的化学物质取入到该箱内；在箱内面上，朝向所述开口部地设有在湿润环境下与所述化学物质呈变色反应的试验片，所述中空箱具有气体阻隔性。

2.一种被动型排放通量取样器，是对从检查对象物向空气中排放的特定的化学物质的排放通量进行测定的被动型排放通量取样器，其特征在于，在中空箱的底面上形成开口部，该开口部在将该底面贴装在检查对象物上的状态下将由该检查对象物排放的化学物质取入到该箱内；在箱内面上，朝向所述开口部地设有在湿润环境下与所述化学物质呈变色反应的试验片，在所述箱中形成有从外部观察所述试验片的颜色变化的透明的观察部。

3.如权利要求2所述的被动型排放通量取样器，其特征在于，所述中空箱具有气体阻隔性。

4.如权利要求1或3所述的被动型排放通量取样器，其特征在于，在所述中空箱的外面或内面的至少一方形成有气体阻隔膜，使中空箱具有气体阻隔性。

5.如权利要求1至3所述的被动型排放通量取样器，其特征在于，在所述中空箱内配置有使所述试验片维持在湿润环境的保水材料。

6.如权利要求1至3所述的被动型排放通量取样器，其特征在于，形成从所述开口部的端缘向箱内侧延伸的环状肋。

7.如权利要求1至3所述的被动型排放通量取样器，其特征在于，设有在所述开口部和试验片之间确保一定距离的规定厚度的透气性隔离件。

8.一种排放通量测定装置，是使用了在湿润环境下与特定的化学物质呈变色反应的试验片的被动型排放通量取样器的排放通量测定装置，其特征在于，所述通量取样器在具有气体阻隔性的中空箱的底面上形成有开口部，该开口部在将该底面贴装在检查对象物上的状态下将由该检查对象物排放的化学物质取入到该箱内；在箱内面上，朝向所述开口部地设有在湿润环境下与所述化学物质呈变色反应的试验片，

在形成有对反应规定时间后的通量取样器进行定位的设定台的遮光室中，配设有向该通量取样器的试验片照射测定光的光源，以及检测来自所述通量取样器的试验片的反射光强度的光传感器，

具备根据用所述光传感器检测出的反射光强度算出排放通量的演算处理装置。

9.一种排放通量测定装置，是使用了在湿润环境下与特定的化学物质呈变色反应的试验片的被动型排放通量取样器的排放通量测定装置，其特征在于，

所述通量取样器在中空箱的底面上形成开口部，该开口部在将该底面贴装在检查对象物上的状态下将由该检查对象物排放的化学物质取入到该箱内；在箱内面上，朝向所述开口部地设有在湿润环境与所述化学物质下呈变色反应的试验片，在所述箱中形成从外部观察所述试验片的颜色变化的透明的观察部，

在形成有对反应规定时间后的通量取样器进行定位的设定台的遮光室中，配有经由该通量取样器的观察部向所述试验片照射测定光的光源，和检测来自所述通量取样器的试验片的反射光强度的光传感器，

具有根据用所述光传感器检测出的反射光强度算出排放通量的演算处理装置。