JP2005345338A - Coating film pigment for hydrogen gas detection, coating film for hydrogen gas detection, and hydrogen gas detection tape - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、安全上水素ガス漏洩の監視が必要な容器、配管、自動車、燃料電池、水素燃料改質器等に用いる水素ガス検知顔料、水素ガス検知塗料及び水素ガス検知用テープに関し、水素ガス漏洩時に酸化タングステンの色が薄黄色より濃青色へ変わる色相変化を利用して水素ガス漏洩を検知するものである。 The present invention relates to a hydrogen gas detection pigment, a hydrogen gas detection paint, and a hydrogen gas detection tape for use in containers, pipes, automobiles, fuel cells, hydrogen fuel reformers and the like that need to be monitored for hydrogen gas leakage for safety. Hydrogen gas leakage is detected by utilizing a hue change in which the color of tungsten oxide changes from light yellow to dark blue at the time of leakage.
水素ガスセンサとしては、半導体式センサ、固体電解質センサ、接触熱変換方式センサ、熱伝導式センサ、光検知式センサなど点センサや、光学導波路や光ファイバのクラッドに光学的に水素検知を行う検知膜を有する面センサがあるが、水素を含むガス漏洩箇所の発見は困難である。ガスの自由化や水素燃料社会の到来において、−20℃から50℃の温度範囲で水素ガスの漏洩検知が可能で、温度湿度など依存しない耐環境性と、水素ガス漏洩感度が高く、かつ操作性の容易な水素ガス検知顔料及び水素ガス検知テープが望まれている。従来の水素ガスの漏洩検知テープとしては、水素ガスを吸着解離しプロトンを生成し、プロトンにより光吸収特性が変化する金属化合物を顔料とするガス検知テープが使用されている。係る水素ガス検知顔料における使用可能な金属化合物としては、以前は金属塩化物が使用された例もあったが現在は固体酸化物が主流である。水素ガス漏洩の検知材料において、水素ガスの漏洩検知により色相変化を示す金属塩化物としては、塩化パラジウム(PdCl2)がある。一方固体酸化物としては、酸化マンガン(MnO)、酸化銅(Cu2O)、酸化鉛(PbO)、二酸化鉛(PbO2)、酸化パラジウム(PdO2)三酸化タングステン(WO3)が知られている。 Hydrogen gas sensors include semiconductor sensors, solid electrolyte sensors, contact heat conversion sensors, heat conduction sensors, light detection sensors, and other sensors that detect hydrogen optically in optical waveguides and optical fiber cladding. Although there is a surface sensor having a film, it is difficult to find a gas leak point containing hydrogen. With the liberalization of gas and the advent of the hydrogen fuel society, hydrogen gas leak detection is possible in the temperature range of -20 ° C to 50 ° C, environmental resistance that does not depend on temperature and humidity, etc. A hydrogen gas detection pigment and a hydrogen gas detection tape that are easy to handle are desired. As a conventional hydrogen gas leakage detection tape, a gas detection tape is used in which hydrogen gas is adsorbed and dissociated to generate protons, and a metal compound whose light absorption characteristics are changed by the protons is used as a pigment. As metal compounds that can be used in such hydrogen gas detection pigments, there have been examples in which metal chlorides have been used before, but currently solid oxides are the mainstream. In the hydrogen gas leakage detection material, palladium chloride (PdCl 2 ) is used as a metal chloride that shows a change in hue when hydrogen gas leakage is detected. On the other hand, manganese oxide (MnO), copper oxide (Cu 2 O), lead oxide (PbO), lead dioxide (PbO 2 ), palladium oxide (PdO 2 ), tungsten trioxide (WO 3 ) are known as solid oxides. ing.
水素ガスの漏洩を検知する方法としては、塩化パラジウム(PdCl2)溶液に濾紙を浸して乾燥させたものを使用するのが一般的であったが、試験濾紙の場合には戸外での太陽光下では、光によって水素ガスの検知速度が急速に劣化するという欠点があり、場合によっては遮光機能を要するなど不具合さを有していた。これは光があたると酸化パラジウムが光化学反応を起こし、塩素が活性化されて塩化パラジウムが変質し、水素化による反応性が劣化することによる。 As a method for detecting leakage of hydrogen gas, it was common to use a filter paper immersed in a palladium chloride (PdCl 2 ) solution and dried. Below, there is a defect that the detection speed of hydrogen gas is rapidly deteriorated by light, and in some cases, there is a problem that a light shielding function is required. This is because palladium oxide undergoes a photochemical reaction when exposed to light, chlorine is activated, palladium chloride is denatured, and reactivity due to hydrogenation deteriorates.
上記の欠点を鑑み、酸化パラジウム(II)水化物(PdOx・H2O)を塗布した検知紙をプラスチックなどにフィルムにて被覆しプラスチックフィルムを塗布した水素ガス漏洩検知紙の提案がある。 In view of the above disadvantages, there is a proposal of a hydrogen gas leakage detection paper in which a detection paper coated with palladium oxide (II) hydrate (PdO x · H 2 O) is coated with a film of plastic or the like and a plastic film is applied.
前記検知紙の場合、茶色の酸化パラジウム水化物は水素により還元されて黒色に変化する。しかしながら酸化パラジウム水化物を用いる水素ガス検知紙の場合には、酸化パラジウム水化物の色相変化の度合いが小さく、被塗料物質の色相によって、あるいは塗料の顔料の隠蔽力により酸化パラジウムの色相変化が検出しにくいという問題があった(例えば、特許文献1参照;特公第昭57−57977号公報参照)。
In the case of the detection paper, the brown palladium oxide hydrate is reduced by hydrogen and turns black. However, in the case of hydrogen gas detection paper using palladium oxide hydrate, the degree of hue change of palladium oxide hydrate is small, and the hue change of palladium oxide is detected by the hue of the material to be coated or by the hiding power of the pigment of the paint. There is a problem that it is difficult to perform (see, for example,
上記提案の色相変化をより鮮明にするために、酸化パラジウムの変色を阻害しないように酸化チタン(TiO2)など白色の微粒子無機粉体表面を酸化パラジウム水化物でコーティングした水素ガス漏洩検知剤を粘着可能なテープ状にした構造が提案されている。開示例によれば、粘着剤層(A)、ベースシート層(B),及び酸化パラジウム水化物で被覆した酸化チタンを含有する水素ガス検知層(C)を順次積層してなることを水素ガス検知粘着テープを提案している(例えば、特許文献2;特開平8−253742)。しかしながら本水素ガス漏洩塗料では、屋外で使用する場合には紫外線のために酸化チタンが活性変質し水素ガス感度が劣化するという問題がある。
In order to make the proposed hue change clearer, a hydrogen gas leak detection agent in which the surface of white fine particle inorganic powder such as titanium oxide (TiO 2 ) is coated with palladium oxide hydrate so as not to inhibit the discoloration of palladium oxide. An adhesive tape-like structure has been proposed. According to the disclosed example, hydrogen gas gas is formed by sequentially laminating a pressure-sensitive adhesive layer (A), a base sheet layer (B), and a hydrogen gas detection layer (C) containing titanium oxide coated with palladium oxide hydrate. The detection adhesive tape is proposed (for example,
また、酸化タングステン(WO3)の水素ガスによる色相変化を利用した光検知式センサや、プロトン(H+)により酸化タングステンの電気抵抗が変化する半導体式を利用するガスセンサもある。酸化タングステンは薄黄緑色であるが、プロトンが注入されることによりタングステンブロンズ(HxWO3)が生成され、酸化タングステンは、濃青色に色相変化を呈する。しかしながら、酸化タングステン(WO3)単体では23℃〜25℃の常温水素ガスからプロトンを生成する解離能力はなく、常温での水素ガス漏洩箇所の検知能力の向上を目指して、触媒金属を酸化タングステン(WO3)に付着させる試みがなされた。John E. Benson, H.W. Kohn, and Michel Boudartらは、酸化タングステンに白金(Pt)担持を行い、室温で水素暴露時に吸着水素量が増加することを見出しているが、酸化タングステンの結晶状態と白金の結晶状態と水素ガスの漏洩検知能力との関係については言及していない(非特許文献1、JOUNAL OF CATALYSIS Vol.5,pp307−313(1966))。
In addition, there are a light detection type sensor using a hue change caused by hydrogen gas of tungsten oxide (WO 3 ) and a gas sensor using a semiconductor type in which the electrical resistance of tungsten oxide changes by proton (H + ). Tungsten oxide is light yellowish green, but when protons are injected, tungsten bronze (H x WO 3 ) is generated, and tungsten oxide exhibits a hue change to dark blue. However, tungsten oxide (WO 3 ) alone does not have a dissociation ability to generate protons from hydrogen gas at room temperature of 23 ° C. to 25 ° C., and the catalyst metal is changed to tungsten oxide with the aim of improving the detection ability of hydrogen gas leaking portions at room temperature. Attempts have been made to adhere to (WO 3 ). John E.M. Benson, H.M. W. Kohn, and Michael Boudart et al. Have found that platinum oxide (Pt) is supported on tungsten oxide and that the amount of adsorbed hydrogen increases when exposed to hydrogen at room temperature. The crystalline state of tungsten oxide, the crystalline state of platinum, and the hydrogen gas Is not mentioned (Non-patent
常温動作可能な水素ガス漏洩膜の実現に向けて、酸化タングステンの結晶状態に注目し、酸化タングステンのX線回折パターン(001)指数の結晶面を増大させた酸化タングステン薄膜を成膜し、タングステン薄膜上に酸化触媒金属薄膜を設けた積層構造を備えたことを特徴とする水素ガスセンサが開示されている。X線回折パターン指数(001)に高い配向性を有する結晶酸化タングステン薄膜を形成することで水素ガス漏洩時の光吸収量のばらつきを低減できると言及している。酸化タングステン薄膜の仮焼温度の上昇とともにX線回折パターン指数(001)のX線回折強度は増大するが、水素ガス感度は単調増加しない。また本特許では、水素ガス感度と、X線回折パターン指数(001)の結晶面のX線回折強度との関係が開示されていない。さらに、触媒金属薄膜として、パラジウム薄膜を用いる場合には、水素漏洩サイクル試験を行うと、水素化によるパラジウム薄膜の脆弱性により水素ガスの検出感度が劣化するという問題がある。一方他の実施例である触媒金属薄膜として白金薄膜を用いる場合には、水素ガスの検出感度のばらつきが生じるという問題がある。これは、白金薄膜上で本来測定すべき水素ガスが酸化されて水が生じるためと考えられている。(特開昭62−257047号公報参照)
水素ガス漏洩検知膜に関して、異なる温度で水素ガス漏洩時に色相変化を有する複数の固体酸化物を含み、バインダーとしてアルコキシシランを、触媒として塩酸を、溶媒としてエチルアルコール、水及びイソプロピールアルコールを用いて製造することにより、常温から500℃の高温まで安定した燃料ガス漏洩検知膜の提案がある。しかしながら、本方法では、常温では水素ガスの検知速度が遅く、また水素ガスの検出感度も低く、低濃度の水素ガス漏洩を検知できないという問題がある。(特開2000−044840号公報参照)
Concerning hydrogen gas leakage detection film, it contains multiple solid oxides that have a hue change when hydrogen gas leaks at different temperatures, using alkoxysilane as binder, hydrochloric acid as catalyst, ethyl alcohol, water and isopropyl alcohol as solvent There is a proposal of a fuel gas leak detection film that is stable from a normal temperature to a high temperature of 500 ° C. by manufacturing. However, this method has a problem that the detection speed of hydrogen gas is slow at room temperature, the detection sensitivity of hydrogen gas is low, and leakage of low concentration hydrogen gas cannot be detected. (See JP 2000-044840 A)
しかしながら、前記従来の構成による水素を含むガス漏洩箇所検知剤及び漏洩箇所検知テープは,常温付近での水素ガスの漏洩検出感度が低く、応答速度が非常に遅いという実用上の課題を有していた。 However, the gas leakage point detection agent and the leakage point detection tape containing hydrogen according to the conventional configuration have a practical problem that the hydrogen gas leakage detection sensitivity near room temperature is low and the response speed is very slow. It was.
本発明は、上記従来技術に鑑みて、色相変化型水素ガス検知用塗膜顔料の課題を解消するために、表面に酸化状態の触媒金属を含有する結晶微粒子酸化タングステンの集合体で構成することにより、水素ガスの検知感度の高感度化と応答速度の向上を可能としたものである。 In view of the above prior art, the present invention is composed of an aggregate of crystalline fine particle tungsten oxide containing a catalytic metal in an oxidized state on the surface in order to solve the problem of a paint film pigment for detecting a hue change type hydrogen gas. This makes it possible to increase the sensitivity of hydrogen gas detection and improve the response speed.
また、本発明は、常温付近で水素ガスの漏洩検出感度の高感度化と高速応答性を両立させた水素ガス検知用顔料と、さらに、本発明を用いた水素ガス検知用塗膜顔料を含有する塗料を粘着可能なテープ状にし、水素を含むガスの微量漏洩箇所を容易に検知できるテープを提供することを目的とする。 The present invention also includes a hydrogen gas detection pigment that achieves both high sensitivity and high speed response of hydrogen gas leakage detection at around room temperature, and further includes a coating film pigment for hydrogen gas detection using the present invention. An object of the present invention is to provide a tape capable of easily detecting a minute leak location of a gas containing hydrogen by making the paint to be adhered into a tape-like shape.
従来の課題を解決するために、本発明の水素ガス検知用塗膜顔料は、水素ガスを含むガス配管或いは容器などの表面に塗布され、水素ガスを解離して生成されるプロトンが注入されて還元され色相変化する水素ガス検知用塗膜顔料であって、前記顔料は、酸化タングステンを主成分とする結晶微粒子の集合体で構成され、前記結晶微粒子酸化タングステンの表面に酸化状態の触媒金属を含有することを特徴としたものである。 In order to solve the conventional problems, the coating film pigment for hydrogen gas detection of the present invention is applied to the surface of a gas pipe or container containing hydrogen gas, and protons generated by dissociating hydrogen gas are injected. A coating film pigment for detecting hydrogen gas that is reduced and changes its hue, the pigment comprising an aggregate of crystalline fine particles mainly composed of tungsten oxide, and a catalytic metal in an oxidized state on the surface of the crystalline fine particle tungsten oxide. It is characterized by containing.
また、本発明の水素ガス検知用塗膜は、水素ガスを含むガス配管或いは容器などの表面に塗布され、水素ガスを解離して生成されるプロトンが注入されて還元され色相変化する水素ガス検知用塗膜において、前記塗膜の顔料成分として結晶化した微粒子酸化タングステンと、前記微粒子酸化タングステンの表面に酸化状態の触媒金属とを含有し、前記塗膜の塗料成分としてビヒクルを含むことを特徴としたものである。 In addition, the hydrogen gas detection coating film of the present invention is applied to the surface of a gas pipe or container containing hydrogen gas, and protons generated by dissociating the hydrogen gas are injected and reduced to change the color of the hydrogen gas. In the coating film, the particulate tungsten oxide crystallized as a pigment component of the coating film, an oxidized catalytic metal on the surface of the particulate tungsten oxide, and a vehicle as a coating component of the coating film It is what.
また、本発明の水素ガス検知テープは、水素ガスを含むガス配管或いは容器などの表面に塗布され、水素ガスを解離して生成されるプロトンが注入されて還元され色相変化する水素ガス検知用塗膜において、前記塗膜の顔料成分として結晶化した微粒子酸化タングステンと、前記微粒子酸化タングステンの表面に酸化状態の触媒金属とを含有し、前記塗膜の塗料成分としてビヒクルを含むことを特徴としたものである。 In addition, the hydrogen gas detection tape of the present invention is applied to the surface of a gas pipe or container containing hydrogen gas, and protons generated by dissociating the hydrogen gas are injected and reduced to change the hue of the hydrogen gas detection tape. The film contains fine particle tungsten oxide crystallized as a pigment component of the coating film, a catalytic metal in an oxidized state on the surface of the fine particle tungsten oxide, and includes a vehicle as a coating component of the coating film. Is.
また、本発明の水素ガス検知テープは、接着剤層と、ベースシート層と、水素ガスを解離して生成されるプロトンが注入されて還元され色相変化する顔料を含む水素ガス検知層とを順次積層してなる水素ガス検知テープであって、前記顔料は、酸化タングステンを主成分とする結晶微粒子の集合体で構成され、前記結晶微粒子酸化タングステンの表面に酸化状態の触媒金属を含有することを特徴としたものである。 Further, the hydrogen gas detection tape of the present invention sequentially comprises an adhesive layer, a base sheet layer, and a hydrogen gas detection layer containing a pigment that is reduced by a proton injected by dissociating the hydrogen gas to change its hue. A hydrogen gas detection tape formed by laminating, wherein the pigment is composed of an aggregate of crystalline fine particles mainly composed of tungsten oxide, and contains a catalytic metal in an oxidized state on the surface of the crystalline fine particle tungsten oxide. It is a feature.
また、本発明の水素ガス検知テープは、接着剤層と、ベースシート層と、水素ガスを解離して生成されるプロトンが注入されて還元され色相変化する顔料を含む水素ガス検知層とを順次積層し、更に前記水素ガス検知層の上に保護膜を積層してなる水素ガス検知テープであって、前記顔料は、酸化タングステンを主成分とする結晶微粒子の集合体で構成され、前記結晶微粒子酸化タングステンの表面に酸化状態の触媒金属を含有することを特徴としたものである。 Further, the hydrogen gas detection tape of the present invention sequentially comprises an adhesive layer, a base sheet layer, and a hydrogen gas detection layer containing a pigment that is reduced by a proton injected by dissociating the hydrogen gas to change its hue. A hydrogen gas detection tape that is laminated and further has a protective film laminated on the hydrogen gas detection layer, wherein the pigment comprises an aggregate of crystal fine particles mainly composed of tungsten oxide, and the crystal fine particles The surface of tungsten oxide contains an oxidized catalytic metal.
また、本発明の水素ガス検知テープは、接着剤層と、水素ガスを解離して生成されるプロトンが注入されて還元され色相変化する顔料を含む水素ガス検知層と、ベースシート層とを順次積層してなる水素ガス検知テープであって、前記結晶微粒子酸化タングステンの表面に酸化状態の触媒金属を含有することを特徴としたものである。 In addition, the hydrogen gas detection tape of the present invention sequentially includes an adhesive layer, a hydrogen gas detection layer containing a pigment that is reduced by a proton injected by dissociating the hydrogen gas and undergoes a hue change, and a base sheet layer. A hydrogen gas detection tape formed by laminating a catalyst metal in an oxidized state on the surface of the crystalline fine particle tungsten oxide.
以上のように、本発明によれば、−20℃〜50℃付近の水素ガスに対して高感度に色相変化する水素ガス検知用塗膜顔料を実現し、該水素ガス検知用塗膜顔料を含む塗料を粘着可能なテープ状にすることで、水素ガスの漏洩箇所を容易に検知できる。また、テープにすることにより、複雑な構造や形状を有する既設構造物や配管部分への塗装作業の煩雑性を解消できる。 As described above, according to the present invention, a coating film pigment for hydrogen gas detection that changes hue with high sensitivity to hydrogen gas in the vicinity of −20 ° C. to 50 ° C. is realized. By making the paint to be contained into a tape that can be adhered, it is possible to easily detect the location of hydrogen gas leakage. Moreover, the complexity of the painting work to the existing structure and piping part which has a complicated structure and shape can be eliminated by using a tape.
水素ガス漏洩の色相変化の増大を目的として、水素漏洩検知用塗膜顔料である酸化タングステンの合成条件を種々検討した結果、酸化タングステンを微粒子化し、該微粒子酸化タングステンの結晶状態、微粒子酸化タングステンの平均粒子径、微粒子酸化タングステンの酸素欠陥状態、さらに微粒子酸化タングステンの酸素とタングステンの原子数比、また、微粒子酸化タングステン表面に含まれている触媒金属の酸化状態、触媒金属の種類、及び触媒金属の平均粒子径に最適条件があることを発明者らは見出した。 As a result of various studies on the synthesis conditions of tungsten oxide, which is a coating pigment for hydrogen leakage detection, for the purpose of increasing the hue change due to hydrogen gas leakage, tungsten oxide was made into fine particles, the crystalline state of the fine tungsten oxide, Average particle diameter, oxygen defect state of fine particle tungsten oxide, atomic ratio of oxygen to tungsten of fine particle tungsten oxide, oxidation state of catalytic metal contained on fine particle tungsten oxide surface, type of catalytic metal, and catalytic metal The inventors have found that there is an optimum condition for the average particle diameter of the particles.
水素ガスの漏洩を検知すると色相変化する塗膜の顔料において、平均粒子サイズが15nmから80nmの酸化タングステンを主成分とする微粒子の集合体を含有することで、水素ガスを吸着解離する触媒金属の担持できる表面積を増やすことができる。 The pigment of the coating film that changes its hue when hydrogen gas leakage is detected contains an aggregate of fine particles mainly composed of tungsten oxide having an average particle size of 15 nm to 80 nm. The surface area that can be supported can be increased.
触媒金属を酸化状態にすることにより、触媒金属は電子の引き抜き(電子受容体)能力が高まり、水素ガス(H2)の触媒金属上での吸着解離する速度を増加せしめ、プロトン(H+)の発生速度を増大させることにより、水素ガスの検出速度と検出感度の両方を向上させる。したがって、水素ガスの検出において高速応答性と高感度化を実現できる。さらに微粒子酸化タングステンにおいて、酸化タングステンの構造を制御することにより微粒子酸化タングステン中の酸素欠陥(Vacancy)数を最適化し、水素の検出感度を向上させることができる。この酸素欠陥は、プロトン導電チャネルとして作用するとともに、電子キャリア濃度の増加をもたらし、両方の効果により水素ガス検知用塗膜顔料および水素ガス検知テープの色相変化の高速化と、検出感度を増大させる。 By bringing the catalytic metal into an oxidized state, the catalytic metal has an increased ability to withdraw electrons (electron acceptor), increasing the rate of adsorption and dissociation of hydrogen gas (H 2 ) on the catalytic metal, and protons (H + ). By increasing the generation rate of hydrogen, both hydrogen gas detection speed and detection sensitivity are improved. Therefore, high-speed response and high sensitivity can be realized in hydrogen gas detection. Furthermore, in the fine particle tungsten oxide, by controlling the structure of the tungsten oxide, the number of oxygen defects (vacancy) in the fine particle tungsten oxide can be optimized, and the hydrogen detection sensitivity can be improved. This oxygen defect acts as a proton conduction channel and causes an increase in the electron carrier concentration. Both effects increase the speed of the hue change of the coating pigment for hydrogen gas detection and the hydrogen gas detection tape, and increase the detection sensitivity. .
触媒金属上で生成されたプロトンと電子は、水素ガス検知膜の主成分である微粒子酸化タングステンの酸素欠陥(Vacancy)をそれぞれ移動し、その際に微粒子酸化タングステンのタングステン(W)がW6+からW5+へと還元されて、タングステンブロンズ(HxWO3)が形成される。その酸化タングステンからタングステンブロンズが形成される際に、ガス検知膜の色が薄黄緑色から濃青色へと変化するので、色相変化による水素ガス漏洩検知が可能である。なお、この酸化タングステンからタングステンブロンズが形成される際に、上記微粒子酸化タングステンで構成される薄膜の電気導電率も数桁増加するので電気抵抗の変化により水素ガスの漏洩検知もできる。 Protons and electrons generated on the catalyst metal respectively move through oxygen defects (vacancy) of the fine particle tungsten oxide, which is the main component of the hydrogen gas detection film, and at that time, tungsten (W) of the fine particle tungsten oxide becomes W 6+. Is reduced to W 5+ to form tungsten bronze (H x WO 3 ). When tungsten bronze is formed from the tungsten oxide, the color of the gas detection film changes from light yellowish green to dark blue, so that hydrogen gas leakage detection by hue change is possible. When tungsten bronze is formed from this tungsten oxide, the electrical conductivity of the thin film composed of the fine particle tungsten oxide also increases by several orders of magnitude, so that hydrogen gas leakage can be detected by a change in electrical resistance.
以下に、水素ガス検知用塗膜顔料、水素ガス検知用塗膜及びそれを用いた水素ガス検知テープについて、図面を用いて詳細に説明する。 Below, the coating film pigment for hydrogen gas detection, the coating film for hydrogen gas detection, and the hydrogen gas detection tape using the same are demonstrated in detail using drawing.
図1は、本発明の実施例1における水素ガス漏洩の恐れにある箇所に水素ガス検知用塗膜顔料4を含む水素ガス検知塗膜5を被測定面(容器や配管)7に塗布して乾燥した断面図であって、説明のために水素ガス検知用塗膜5を拡大している。図1では、容器や配管などに存する水素ガス8が漏洩して、矢印9のように水素ガス検知用塗膜5に流出する場合を示している。
FIG. 1 shows that a hydrogen gas
本発明の水素ガス検知塗膜5は、水素ガス検知用塗膜顔料4の集合体6と塗膜形成成分ビヒクル3で構成される。水素ガス検知用塗膜塗膜5の膜厚は、約2μm〜100μm、特に5μm〜30μmが適している。水素ガス検知用塗膜5は、粒径15nmから80nmの微粒子酸化タングステン1の集合体6で構成される。集合体6の粒径としては、50μm以下とし、特に10μm以下が好ましい。微粒子酸化タングステン1の表面には、粒径2nm〜35nmの触媒金属2を有する。微粒子酸化タングステン1の粒径は、触媒金属2の微粒子の粒径より大きい方が好ましく、触媒金属2は微粒子酸化タングステンの表面に露出する面積が広いほど、水素ガスの吸着解離作用が大となり、プロトン生成量が多くなり、色相変化が大となる。図1では、微粒子酸化タングステン1の表面に複数の金属触媒2が存在するように示されているが、微粒子酸化タングステン表面の触媒金属の個数を限定するものではない。
The hydrogen gas
水素ガス検知用塗膜5に含まれる水素ガス検知顔料1は、ゾル・ゲル法、水熱法などが用いられるが、多孔質性の顔料が形成しやすいゾル・ゲル法が好ましい。
As the hydrogen
ゾル・ゲル法による水素ガス検知用塗膜顔料の製造方法は、例えば、タングステン酸(H2WO4)2.5gをメタノール31mlに溶解させ、30分室温で攪拌し、純水18mlを加え、さらに触媒金属塩水溶液を所定量添加してタングステン酸(H2WO4)のコロイド溶液を得る。例えば触媒金属として白金を用いる場合には、タングステン酸のコロイド溶液に、塩化白金酸水溶液(H2[PtCl6]・xH2O)をタングステンに対する割合が、0.3〜30モル%添加して、触媒金属を含有するタングステン酸コロイド溶液を得る。 Method for producing a coating pigment for hydrogen gas detection by sol-gel method, for example, tungstic acid (H 2 WO 4) 2.5g was dissolve in methanol 31 ml, and stirred at room temperature for 30 minutes, pure water 18ml was added Further, a predetermined amount of a catalytic metal salt aqueous solution is added to obtain a colloidal solution of tungstic acid (H 2 WO 4 ). For example, when platinum is used as a catalyst metal, a chloroplatinic acid aqueous solution (H 2 [PtCl 6 ] .xH 2 O) is added to a tungsten acid colloid solution in a ratio of 0.3 to 30 mol% with respect to tungsten. Then, a tungstic acid colloidal solution containing a catalytic metal is obtained.
上記ゾル・ゲル合成では、還元剤としてメタノールを用いたが、メタノールに限定されるわけではなく、エタノール、プロパノール、ブドウ糖等種々の還元剤が使用可能であり、これら各還元剤によりゾル・ゲル状態を制御できる。ここで還元剤はタングステン酸の水素と、還元剤の水酸基が反応して脱水縮合が生じ酸化タングステンのゲル化が開始する。各還元剤により水酸基の解離速度の違いを利用することにより酸化タングステンのゾル・ゲル状態の安定化を制御することができる。またタングステン酸の前躯体として、タングステン酸ナトリウム(Na2WO4)水溶液を用い、H+イオン交換樹脂により、タングステン酸を得てもよい。 In the above sol-gel synthesis, methanol was used as the reducing agent, but it is not limited to methanol, and various reducing agents such as ethanol, propanol, and glucose can be used. Can be controlled. Here, the hydrogen of the tungstic acid and the hydroxyl group of the reducing agent react with each other to cause dehydration condensation, and the tungsten oxide starts to gel. Stabilization of the sol-gel state of tungsten oxide can be controlled by utilizing the difference in the dissociation rate of hydroxyl groups depending on each reducing agent. Further, as a precursor of tungstic acid, an aqueous solution of sodium tungstate (Na 2 WO 4 ) may be used, and tungstic acid may be obtained by H + ion exchange resin.
また、タングステン酸の前躯体としてアルコキシドタングステンを用いてもよい。 Further, alkoxide tungsten may be used as a precursor of tungstic acid.
また、無水クロロタングステン(WCl6)と無水エタノールによりタングステン酸(H2WO4)コロイド溶液を得ることができる。さらに、触媒金属塩としては、無機塩でも有機塩でも良い。例えば、無機塩では塩化物塩、硝酸塩、硫酸塩等が、有機塩では、カルボン酸塩、ジカルボン酸塩やアセチルアセトン錯塩が挙げられる。 A colloidal solution of tungstic acid (H 2 WO 4 ) can be obtained from anhydrous chlorotungsten (WCl 6 ) and anhydrous ethanol. Furthermore, the catalyst metal salt may be an inorganic salt or an organic salt. For example, inorganic salts include chloride salts, nitrate salts, sulfate salts, etc., and organic salts include carboxylate salts, dicarboxylate salts, and acetylacetone complex salts.
然る後に、仮焼温度350℃から700℃で空気50ml/minのフロー状態で5時間仮焼処理することで、白金触媒金属2を表面に一部含有して酸化タングステン1は結晶化し、そしてその結晶化した微粒子酸化タングステン集合体6が形成される。
After that, by calcining for 5 hours at a calcining temperature of 350 ° C. to 700 ° C. in a flow state of air of 50 ml / min, the
上記仮焼温度において、仮焼温度を350℃以下、たとえば、250℃とし、空気50ml/minのフロー状態で5時間仮焼処理すると、500℃の場合と比べて微粒子酸化タングステン1の粒径はより小さくなり、多結晶の微粒子酸化タングステンを得る。
When the calcining temperature is 350 ° C. or lower, for example, 250 ° C. and calcining is performed for 5 hours in a flow state of
一方、仮焼温度を700℃以上で空気50ml/minのフロー状態で5時間仮焼処理すると、仮焼温度の増加とともに、微粒子酸化タングステン1の粒径は大きくなる。
On the other hand, if the calcination temperature is 700 ° C. or higher and the calcination treatment is performed for 5 hours in a flow state of
次に水素ガス検知用塗膜5の製造方法について示す。上記のゾル・ゲル法で生成された表面に白金触媒金属を含む結晶微粒子酸化タングステン1の塊をロールミルにより、粒径0.1マイクロメートル〜10マイクロメートルの集合体6に粉砕し、水素ガス検知用塗膜顔料を得る。
Next, the manufacturing method of the
一方、塗膜形成成分ビヒクル3としては、公知の種々のものが用いることができる。例えば、セラック、コーパル等の天然樹脂、ロジンエステル等の加工樹脂;フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フタル酸樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂等の合成樹脂、アセチルセルロース等のセルソース誘導体;塩化ゴム、合成ゴム等のゴム誘導体、ポリビニルアルコール、カゼイン、カルボキシルメチルセルロース等の水溶性化合物を用いることができる。これらの中でもアクリル樹脂、フタル酸樹脂が好ましい。
On the other hand, as the coating film forming
また、被測定面の色相の依存性を抑制し外光を利用するために光散乱剤を含有してもよい。光散乱剤としては、無機及びまたは有機の微粒子で粒子径が、顔料の集合体の径よりは小さい方が好ましい。無機の光散乱剤としては、例えば、SiO2,TiO2,Al2O3,ZrO2、ZnOなどを用いることができる。また有機の光散乱剤としては上記塗膜形成成分ビヒクル成分の樹脂からなる微粒子が用いることができ、ビヒクル主成分と光学屈折率の異なる成分の樹脂からなる微粒子が好ましい。 Moreover, you may contain a light-scattering agent in order to suppress the dependence of the hue of a to-be-measured surface, and to utilize external light. The light scattering agent is preferably an inorganic and / or organic fine particle having a particle size smaller than that of the pigment aggregate. As the inorganic light scattering agent, for example, SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , ZnO or the like can be used. Further, as the organic light scattering agent, fine particles made of a resin of the above-mentioned coating film forming component vehicle component can be used, and fine particles made of a resin having a component having a different optical refractive index from that of the vehicle main component are preferable.
また、塗料の分散、塗膜の乾燥、硬化、特性改善のために公知の各種添加剤、例えば乾燥促進剤、例えばナフテン酸鉛、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸コバルト等、硬化剤;可塑剤、例えば、ジブチルフタレート、ヒマシ油等;分散剤、例えば、各界面活性剤、レシチン等;乳化剤;防錆剤、例えば、ジンククロメート等;皮張防止剤、例えば、メチルエチルケトオキシム、フェノール類等;増粘剤;等を添加することができる。溶剤又は希釈剤は、ミネラルスピリッツ、キシレン、トルエン等の塗膜形成に適した公知の溶媒又は分散媒を用いることができる。具体的には、水素ガス検知用顔料を有する塗料としてより具体的な組成比は、上記樹脂成分100重量%あたり、水素ガス検知用塗膜顔料を2〜80重量%、好ましくは10〜60重量%の範囲である。 In addition, various additives known for dispersion of paints, drying and curing of coating films, and improvement of properties such as drying accelerators such as lead naphthenate, manganese naphthenate, cobalt naphthenate, etc., curing agents; plasticizers such as , Dibutyl phthalate, castor oil, etc .; dispersants such as surfactants, lecithin, etc .; emulsifiers; rust preventives such as zinc chromate, etc .; skin tension inhibitors such as methyl ethyl ketoxime, phenols, etc .; thickeners; Etc. can be added. As the solvent or diluent, a known solvent or dispersion medium suitable for forming a coating film such as mineral spirits, xylene, and toluene can be used. Specifically, the more specific composition ratio of the paint having a hydrogen gas detection pigment is 2 to 80% by weight, preferably 10 to 60% by weight of the coating gas pigment for hydrogen gas detection per 100% by weight of the resin component. % Range.
水素ガス検知層の具体的組成の一例は、下記の塗料組成に基づき配合した。 An example of a specific composition of the hydrogen gas detection layer was blended based on the following coating composition.
フタル酸樹脂ワニス(商品名;フタリットワニス 関西ペイント製)=15重量%、
メラミン樹脂液(商品名;デリコン#300 大日本塗料製)=20重量%、
SiO2=15重量%、本発明水素検知用顔料=20重量%、
キシレン/トルエン等重量比=29重量%、分散剤=1重量%
水素ガス検知塗膜22(図5の22は図1の水素ガス検知層5と同じ)の水素ガス漏洩検知感度を評価するための測定系を図5に示す。上記で合成された水素ガス検知用塗料を石英基板21にスピンコーティングにより膜厚5μmとなるように塗布した。その後ドライヤーにて90℃で乾燥させて評価用試料28を作製した。密閉されたチャンバー27に、評価用試料28を挟んで白色光源23と光検出器26を設け、評価用試料の水素ガス検知用塗膜22に対して入射光24が垂直入射になるように配置し、透過光25より空気中で1%水素ガスの有無による光学分光特性を測定した。
Phthalic acid resin varnish (trade name: phthalit varnish manufactured by Kansai Paint) = 15% by weight,
Melamine resin liquid (trade name: Delicon # 300, manufactured by Dainippon Paint) = 20% by weight
SiO2 = 15 wt%, the present invention hydrogen detection pigment = 20 wt%,
Xylene / toluene, etc. Weight ratio = 29 wt%, Dispersant = 1 wt%
FIG. 5 shows a measurement system for evaluating the hydrogen gas leakage detection sensitivity of the hydrogen gas detection coating film 22 (22 in FIG. 5 is the same as the hydrogen
空気中1%水素ガス暴露の場合及び水素ガスのない場合の本発明による水素ガス検知用塗膜22の分光特性を図6に示す。図6よりわかるように、空気中1%水素ガス濃度により光学波長約400nm以上の波長領域において光学吸収を呈する。すなわち光学波長400nm以上の長波長領域において、透過率が減少することから、水素検知層の微粒子酸化タングステンの色が薄黄緑色より濃青色へ色相変化を呈することがわかる。水素ガス漏洩感度は、図5の評価系を用いて、光検出器26の光出力より算出される光吸収量=(空気中1%水素ガス濃度時出力)/(水素ガス無し時出力)を用いて測定した。水素ガス漏洩検知の目安としては、色相識別が可能な値として0.2以上、好ましくは0.3以上である。
FIG. 6 shows the spectral characteristics of the coating film 22 for detecting hydrogen gas according to the present invention when exposed to 1% hydrogen gas in the air and without hydrogen gas. As can be seen from FIG. 6, optical absorption is exhibited in the wavelength region of optical wavelength of about 400 nm or more due to the 1% hydrogen gas concentration in the air. That is, since the transmittance decreases in the long wavelength region of optical wavelength of 400 nm or more, it can be seen that the color of the fine particle tungsten oxide of the hydrogen detection layer exhibits a hue change from light yellow green to dark blue. The hydrogen gas leakage sensitivity is calculated by using the evaluation system shown in FIG. 5 to calculate the amount of light absorption calculated from the light output of the
色相変化の強度は、水素ガス検知用塗膜5の材料である水素ガス検知顔料4と塗膜成形成分ビヒクル3の組成比に依存する。水素ガス検知顔料4の水素ガス漏洩検知感度が向上すれば、水素ガス検知塗膜5の感度も当然向上する。そこで水素ガス検知用塗膜5の最適な構造を調べるために、塗膜形成成分ビヒクル3を含まない水素ガス検知用塗膜顔料4の構造について以下の検討を行った。すなわち図5において、塗膜成形成分ビヒクル3を含まない水素ガス検知用塗膜22を作製して試料28を用いて、空気中1%水素ガス濃度暴露時の光吸収量と、水素ガス検知塗膜22を構成する水素ガス検知用塗膜顔料4の構造との関係を明らかにした。
The intensity of the hue change depends on the composition ratio of the hydrogen
水素ガス感度特性の測定に供した水素ガス検知塗膜22は、ゾル・ゲル合成時において、タングステン酸(H2WO4)2.5gをメタノール31mlに溶解させ、30分室温で攪拌し、純水18mlを加えコロイド溶液を作製した。触媒金属としては白金を採用し、タングステン酸のコロイド溶液に、塩化白金酸水溶液を0.0125モル/lを8ml添加して白金触媒塩化水溶液を含むタングステン酸のコロイド溶液を、石英基板21にスピンコーティングにより塗布し、仮焼処理条件として空気50ml/minのフロー状態で、仮焼温度を300℃から800℃の範囲でそれぞれ5時間加熱して試料28を作製した。なお水素ガス検知用塗膜21の膜厚は約0.3μmである。
The hydrogen gas detection coating film 22 used for the measurement of the hydrogen gas sensitivity characteristics was prepared by dissolving 2.5 g of tungstic acid (H 2 WO 4 ) in 31 ml of methanol and agitating for 30 minutes at room temperature during sol-gel synthesis. A colloidal solution was prepared by adding 18 ml of water. Platinum is used as the catalyst metal, and 8 ml of 0.0125 mol / l of chloroplatinic acid aqueous solution is added to the colloidal solution of tungstic acid to spin the colloidal solution of tungstic acid containing the platinum catalyzed chlorinated solution onto the
各仮焼処理条件の試料28を走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察したところ、水素ガス検知用塗膜22は、微粒子酸化タングステン1からなる集合体6を形成しており、微粒子酸化タングステンの表面には、白金触媒金属2が含まれることがわかった。
When the
図7(A)に微粒子酸化タングステン1の平均粒子径と水素ガスの検出感度(光吸収量)との関係を示す。微粒子酸化タングステン1の平均粒子径は、酸化タングステンの微粒子約100個の粒子径の度数分布より算出した。また水素ガス検出感度は、図5の測定系を用いて、空気中1%水素ガスをチャンバ27に導入して、光検出器26より得られた光吸収量である。微粒子酸化タングステン1の平均粒子径は微粒子酸化タングステン形成時のゾル・ゲル合成において、仮焼処理温度とその時間により制御できる。図7(A)からわかるように、本発明の水素ガス検知用塗膜22を構成する微粒子酸化タングステン1は、平均粒子径(短い方の長さ)が15nmから80nmの場合に水素ガスによる光吸収量0.3以上が得られる。この水素ガスの検出感度向上の理由は、微粒子酸化タングステンの平均粒子サイズを15nmから80nmとすることにより触媒金属2が吸着できる表面積を増やすことができ、水素ガスの高感度化を実現できるからである。一方、微粒子酸化タングステン1の平均粒子サイズが15nmより小さくなると、触媒金属2が吸着できる表面積が減るとともに、酸化タングステン中のプロトン及び電子の散乱が増えるために光吸収量は減少し、色相変化も少なくなる。
FIG. 7A shows the relationship between the average particle diameter of the fine
図7(B)に微粒子酸化タングステン1の平均粒子径と水素ガスの検出応答性を示す。水素ガスの検出応答性は、図5の水素ガス検知特性の評価系において、空気中1%水素ガスをガス導入口29より導入して、光検出器26の出力より得られる最大光吸収量の90%になるまでの時間をT90として測定した。図7(B)からわかるように、水素ガスの検出感度図7(A)と同様に、微粒子酸化タングステン1の平均粒子径が15nmから80nmの場合にT90=約70秒以下が得られることがわかった。高速化の理由は、高感度化と同様に、結晶微粒子酸化タングステン1上の触媒金属2を酸化状態にすることにより、触媒金属2は電子の引き抜き(電子受容体)能力が高まり、水素ガス(H2)の触媒金属上での吸着しプロトン(H+)へ解離する速度が増加するとともに、結晶微粒子酸化タングテン1が、後述の酸素欠陥を有することにより、解離したプロトン(H+)が酸化タングステン1中を移動しやすくなるためと考えられる。
FIG. 7B shows the average particle size of the fine
図8にX線光電子分光(X−ray photoelectron spectroscopy, XPS)測定より求めた微粒子酸化タングステンを構成する酸素原子数とタングステン原子数の比|O|/|W|と水素ガスの検出感度依存性を示す。酸素原子数とタングステン原子数の比は、島津製X線電子分光分析装置(型番AXIS−HSU)を用い、15KV、300Wの条件とし、X線源にはMgKα;1253.6eVを用いる。評価に用いた水素ガス検知塗膜5は、塗膜成形成分ビヒクル3を含まない水素ガス検知用塗膜顔料のみとし、以下のゾル・ゲル法により水素ガス検知用塗膜22を合成した。
FIG. 8 shows the ratio of the number of oxygen atoms to the number of tungsten atoms constituting the fine-particle tungsten oxide determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurement | O | / | W | and the detection sensitivity dependence of hydrogen gas. Indicates. The ratio between the number of oxygen atoms and the number of tungsten atoms is 15 KV, 300 W using an X-ray electron spectrometer (model number AXIS-HSU) manufactured by Shimadzu, and MgKα: 1253.6 eV is used as the X-ray source. The hydrogen gas
タングステン酸(H2WO4)2.5gをメタノール31mlに溶融させ、30分室温で攪拌し、純水18mlを加えコロイド溶液を作製する。触媒金属として白金を採用し、タングステン酸のコロイド溶液に、濃度0.1モル/lの塩化白金酸水溶液を1.8ml、3.6ml、11mlを加えタングステンに対する白金触媒の割合が1.8モル%、3.6モル%、11モル%の白金触媒を含有するタングステン酸コロイド溶液を合成し、石英基板21にスピンコーティングにより塗布し、然る後に仮焼処理を行った。仮焼処理は、空気50ml/minのフロー状態で、仮焼温度350℃から700℃の範囲で5時間仮焼を行った。
2.5 g of tungstic acid (H 2 WO 4 ) is melted in 31 ml of methanol, stirred for 30 minutes at room temperature, and 18 ml of pure water is added to prepare a colloidal solution. Platinum is used as the catalyst metal, and 1.8 ml, 3.6 ml, and 11 ml of 0.1 mol / l chloroplatinic acid aqueous solution are added to the colloidal solution of tungstic acid, and the ratio of the platinum catalyst to tungsten is 1.8 mol. %, 3.6 mol%, and 11 mol% of a tungstic acid colloid solution containing a platinum catalyst were synthesized, applied to the
図8より、微粒子酸化タングステンを構成する酸素原子数とタングステン原子数の比|O|/|W|は、白金触媒のモル比に依存すること無く、仮焼温度を350℃から700℃に上昇させるとともに増加する。また微粒子酸化タングステンを構成する酸素原子数とタングステン原子数の比|O|/|W|が、整数比である3ではないことから、微粒子酸化タングステンは、酸素欠陥(Vacancy)を含むことがわかる。特にタングステンに対する白金触媒の割合が1.8モル%の場合には、酸素原子数とタングステン原子数の比|O|/|W|が2.54で、光吸収量は0.3以上となり、|O|/|W|が2.60で最大光吸収量0.52となり、その後光吸収量は減少する。したがって、タングステンに対する白金触媒の割合が1.8モル%の場合には、酸素原子数とタングステン原子数の比|O|/|W|は2.54から2.63の場合の水素ガス検知用塗膜顔料4が水素ガス検知用塗膜22として好ましい。
From FIG. 8, the ratio | O | / | W | of the number of oxygen atoms and the number of tungsten atoms constituting the fine particle tungsten oxide is increased from 350 ° C. to 700 ° C. without depending on the molar ratio of the platinum catalyst. Increase with increasing In addition, since the ratio | O | / | W | of the number of oxygen atoms and the number of tungsten atoms constituting the fine-particle tungsten oxide is not an integer ratio of 3, the fine-particle tungsten oxide is understood to contain oxygen defects (vacancy). . In particular, when the ratio of the platinum catalyst to tungsten is 1.8 mol%, the ratio of the number of oxygen atoms to the number of tungsten atoms | O | / | W | is 2.54, and the light absorption amount is 0.3 or more. When | O | / | W | is 2.60, the maximum light absorption amount is 0.52, and then the light absorption amount decreases. Therefore, when the ratio of the platinum catalyst to tungsten is 1.8 mol%, the ratio of the number of oxygen atoms to the number of tungsten atoms | O | / | W | is for hydrogen gas detection when the ratio | O | / | W | The
タングステンに対する白金触媒の割合が3.6モル%の場合には、酸素原子数とタングステン原子数の比|O|/|W|が2.54から2.63で、光吸収量0.4以上が得られる。 When the ratio of the platinum catalyst to tungsten is 3.6 mol%, the ratio of the number of oxygen atoms to the number of tungsten atoms | O | / | W | is 2.54 to 2.63, and the light absorption amount is 0.4 or more. Is obtained.
タングステンに対する白金触媒の割合を11モル%以上に増大させると、光吸収量は減少する。これは、白金触媒のタングステンに対する割合の増大とともに白金粒子2が凝集し粒子が巨大となり、水素ガスが吸着する触媒金属2の表面積が減少するからであると発明者は推測している。
When the ratio of the platinum catalyst to tungsten is increased to 11 mol% or more, the light absorption amount decreases. The inventors speculate that this is because as the ratio of the platinum catalyst to tungsten increases, the
上記の酸素欠陥による水素ガスの検出感度の向上は、微粒子酸化タングステンの酸素欠陥が増えることにより電子キャリア濃度が増えるために色相変化が大きくなるからである。 The improvement in the hydrogen gas detection sensitivity due to the oxygen defects is because the change in hue increases because the electron carrier concentration increases due to the increase in oxygen defects in the fine-particle tungsten oxide.
酸素欠陥が多い、すなわち|O|/|W|が小さな領域で水素ガスの検出感度が減少するのは、仮焼温度が低いために酸化タングステンの粒子が小さすぎて、酸化タングステンの粒界でのプロトン及び電子の散乱が伝導より優勢となるため水素ガスによる色相変化は小さくなると推測している。 The reason why the hydrogen gas detection sensitivity decreases in a region where there are many oxygen defects, that is, where | O | / | W | is small, is that the particles of tungsten oxide are too small due to the low calcining temperature, and at the grain boundaries of tungsten oxide. It is presumed that the change in hue due to hydrogen gas is small because the proton and electron scattering of the hydrogen becomes dominant over the conduction.
一方、|O|/|W|を増やすと水素ガスの検出感度が低下するのは、|O|/|W|が2.60以上の場合には、仮焼温度を600℃以上に加熱する必要があり、その範囲の仮焼温度においては温度の増大とともに、酸化が進むために酸素欠陥が減少して電子キャリア濃度が低下する影響と、温度の上昇とともに微粒子酸化タングステン1の平均粒子径が増大することから、酸化タングステン1の凝集化が生じ酸化タングステン1の表面積が減少し、そのために酸化タングステン表面に吸着する触媒金属量が減るためと解釈される。
On the other hand, when | O | / | W | is increased, the hydrogen gas detection sensitivity decreases. When | O | / | W | is 2.60 or more, the calcining temperature is heated to 600 ° C. or more. At the calcining temperature within that range, as the temperature increases, the oxygen defects decrease due to the progress of oxidation, and the electron carrier concentration decreases, and the average particle diameter of the fine
したがって、水素ガスによる色相変化には最適な酸素原子数とタングステン原子数の比|O|/|W|が存在すると解釈している。 Therefore, it is interpreted that there is an optimal ratio of the number of oxygen atoms to the number of tungsten atoms | O | / | W | for hue change caused by hydrogen gas.
図9に、本発明に用いた水素ガス検知用塗膜22を構成する結晶微粒子酸化タングステンのX線回折パターンを示す。ここでは、触媒金属2は白金で、タングステンに対する割合が3モル%の場合である。各X線回折パターンの凡例は、水素ガス検知用塗膜22を製造する際の仮焼温度である。なお、X線回折測定用試料28は、塗膜形成成分ビヒクル3は含まない。具体的には、白金のタングステンに対する割合が3モル%のタングステン酸のコロイド溶液を石英基板21にスピンコーティングして塗布し、仮焼条件として空気50ml/minのフロー状態で、図9に示された各仮焼処理温度で5時間加熱してX線回折用試料を作製した。図9のX線回折パターンよりわかるように、X線回折角2θ=20°から30°において酸化タングステンのX線回折メインピークが見られ、X線回折角2θ=30°より広角度には、高次のX線回折ピークが見られることから、水素ガス検知塗膜22は結晶構造を有することがわかる。特に2θ=24.2°は酸化タングステンの三斜晶系(triclinic)のメイン回折ピーク結晶格子面指数(200)に相当し、2θ=23.1°は酸化タングステンの単斜晶系(monoclinic)のメイン回折ピーク結晶格子面指数(001)である。なお図3においては、酸化タングステンの三斜晶系のピーク(020)も示している。
FIG. 9 shows an X-ray diffraction pattern of crystalline fine particle tungsten oxide constituting the hydrogen gas detecting coating film 22 used in the present invention. Here, the
図10に、図9の酸化タングステンのX線回折パターンより求めた酸化タングステンの三斜晶系(triclinic)と単斜晶系(monoclinic)のX線回折メインピークの比(=(001)/(200)と、図5の評価系を用いて得られた空気中1%水素ガス濃度での光吸収量の関係を示す。図10より、メインピークの比(=(001)/(200))を、0.53から0.94とすることにより、空気中1%水素濃度での光吸収量0.3以上を得ることができる。この色相変化向上のメカニズムは、以下のように推測している。結晶微粒子酸化タングステンが、2つの結晶相を有する場合に結晶相の界面でずれ変質層(shear defect)が形成される。この変質層には酸素欠陥が形成されやすく、電子濃度が増加するとともに、プロトン移動のパスが形成されやすい。したがって高移動度のプロトン導電が得られて、色相変化が向上する。なお、ここでは、三斜晶系(triclinic)と単斜晶系(monoclinic)のX線回折パターンのメインピークの比は少なくとも2つの結晶相が混在することを示す指標であって、本発明は酸化タングステン水素検知膜6の三斜晶系(triclinic)のメイン回折ピーク結晶格子面指数(200)と、単斜晶系(monoclinic)のメイン回折ピーク結晶格子面指数(001)に限定されるものではない。すなわち、水素ガス検知用顔料において、表面に酸化状態の触媒金属を含有する結晶微粒子酸化タングステンが、少なくも2つの結晶相を共存する場合に水素ガスの検出感度が増大することを説明するものである。
FIG. 10 shows the ratio of triclinic and monoclinic X-ray diffraction main peaks of tungsten oxide obtained from the X-ray diffraction pattern of tungsten oxide in FIG. 9 (= (001) / ( 200) and the light absorption amount at 1% hydrogen gas concentration in the air obtained using the evaluation system of Fig. 5. From Fig. 10, the ratio of the main peak (= (001) / (200)). Is set to 0.53 to 0.94, a light absorption amount of 0.3 or more at a 1% hydrogen concentration in the air can be obtained, and the mechanism for improving the hue change is estimated as follows. When the fine crystalline tungsten oxide has two crystal phases, a shear defect is formed at the interface between the crystal phases, and oxygen defects are easily formed in the altered layer, and the electron concentration increases. In addition, a proton transfer path is easily formed, so that a high mobility of proton conduction is obtained and the hue change is improved, where triclinic and monoclinic systems are used here. The ratio of the main peak of the X-ray diffraction pattern is an index indicating that at least two crystal phases are mixed, and the present invention is a triclinic main diffraction peak crystal lattice of the tungsten oxide
次に、水素ガス検知用顔料4における触媒金属2の状態と水素ガス漏洩検知感度を調べた。具体的には、X線光電子分光(X−ray photoelectron spectroscopy, XPS)測定を用いて、結晶微粒子酸化タングステン1に含まれる白金触媒金属の酸化状態を調べた。測定に用いたXPS装置は微粒子酸化タングステンの酸素欠陥の評価に用いた装置と同じである。試料は、塗膜形成成分ビヒクル3を含まず、水素ガス検知用塗膜顔料4のみとし、以下に述べる方法で合成した。
Next, the state of the
タングステン酸(H2WO4)2.5gをメタノール31mlに溶融させ、30分室温で攪拌し、純水18mlを加えコロイド溶液を作製する。触媒金属として白金を採用し、タングステン酸のコロイド溶液に、濃度0.1モル/lの塩化白金酸(H2(PtCl6))水溶液4mlを加え、タングステンに対する白金触媒の割合が4モル%の白金触媒を含有するタングステン酸コロイド溶液を合成し、石英基板21上にタングステン酸コロイド溶液をスピンコーティングにより塗布した。特に仮焼処理を空気50ml/minのフロー状態で、仮焼温度を350℃から700℃の範囲で5時間行い、仮焼温度により微粒子酸化タングステンの酸素欠陥を最適化することで、触媒金属である白金の酸化状態を制御した。
2.5 g of tungstic acid (H 2 WO 4 ) is melted in 31 ml of methanol, stirred for 30 minutes at room temperature, and 18 ml of pure water is added to prepare a colloidal solution. Platinum is used as the catalyst metal, 4 ml of a chloroplatinic acid (H 2 (PtCl 6 )) solution having a concentration of 0.1 mol / l is added to the colloidal solution of tungstic acid, and the ratio of the platinum catalyst to tungsten is 4 mol%. A tungstic acid colloid solution containing a platinum catalyst was synthesized, and the tungstic acid colloid solution was applied onto the
水素ガスの漏洩検知感度は、上述の試料を図5に用いた光吸収量測定系により空気中水素ガス濃度1%の有無で評価した。 The leakage detection sensitivity of hydrogen gas was evaluated by the presence or absence of a hydrogen gas concentration in the air of 1% by the light absorption measurement system used in FIG.
図11に水素ガス検知用塗膜塗膜22を構成する結晶微粒子酸化タングステン表面に含まれる白金触媒金属のX線光電子分光(XPS)スペクトルを示す。図11のX線光電子分光(XPS)スペクトルにおいて、結合エネルギ70.9eVに酸化していない金属状白金の電子状態4f2/7ピーク(Pt0)を有する。酸化状態の白金は、酸素との結合により高エネルギ側にケミカルシフトし、結合エネルギ73.7eVに2価の酸化状態の白金(PtO)ピークを呈する。さらに酸化が進み、4価の酸化状態の白金(PtO2)では、結合エネルギ74.5eVにピークが現れる。得られた白金触媒金属のX線光電子分光(XPS)スペクトルを金属状態(Pt0)、2価の酸化状態(PtO)、4価の酸化状態(PtO2)の各ピークにそれぞれピーク分離を行う。それぞれのピーク分離の例を図8に点線で示す。ここで白金触媒の酸化状態の定義として、図1の白金の電子状態4f2/7の結合エネルギ位置70.9eVに現れるピーク面積と、2価の酸化状態白金の結合エネルギ73.7eVのピーク面積と、4価の酸化状態白金の結合エネルギ74.5eVに現れるピーク面積の和から、即ち、(XPS(1)/XPS(2))×100(%)の式を用いて酸化状態の白金の割合を算出する。 FIG. 11 shows an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) spectrum of the platinum catalyst metal contained in the surface of the fine crystalline tungsten oxide constituting the coating film 22 for detecting hydrogen gas. In the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) spectrum of FIG. 11, it has an electronic state 4f 2/7 peak (Pt 0 ) of metallic platinum that is not oxidized to a binding energy of 70.9 eV. Oxidized platinum chemically shifts to a higher energy side by bonding with oxygen, and exhibits a bivalent oxidized platinum (PtO) peak at a binding energy of 73.7 eV. Further, oxidation progresses, and a peak appears at a binding energy of 74.5 eV in platinum (PtO 2 ) in a tetravalent oxidation state. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) spectrum of the obtained platinum catalyst metal is subjected to peak separation for each peak in the metal state (Pt 0 ), divalent oxidation state (PtO), and tetravalent oxidation state (PtO 2 ). . An example of each peak separation is shown by dotted lines in FIG. Here, as the definition of the oxidation state of the platinum catalyst, the peak area appearing at the binding energy position 70.9 eV of the electronic state 4f 2/7 of platinum in FIG. 1 and the peak area of the binding energy 73.7 eV of the divalent oxidation state platinum are shown. And the sum of the peak areas appearing at 74.5 eV of the binding energy of tetravalent oxidation state platinum, that is, using the expression (XPS (1) / XPS (2)) × 100 (%), Calculate the percentage.
ここで、XPS(1)=XPSの白金酸化状態のピーク面積、XPS(2)=XPSの白金金属状態のピーク面積+XPSの酸化状態のピーク面積とする。 Here, XPS (1) = XPS peak area in the platinum oxidation state, XPS (2) = XPS platinum metal state peak area + XPS oxidation state peak area.
図12に白金触媒金属の酸化状態と図5により得られた光吸収量との関係を示す。図12からわかるように、白金金属触媒の酸化状態が28%〜78%の時に光吸収量が0.3以上となる。 FIG. 12 shows the relationship between the oxidation state of the platinum catalyst metal and the light absorption obtained from FIG. As can be seen from FIG. 12, the light absorption amount is 0.3 or more when the oxidation state of the platinum metal catalyst is 28% to 78%.
さらに、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて焼く100個の白金触媒金属の平均粒子径を測定して得られた白金触媒金属の平均粒子径と、空気中1%水素ガス濃度での光吸収量との関係を調べた。その結果、白金触媒金属の平均粒子径が2〜35nmのときに光吸収量が0.3以上となることがわかった。なお白金触媒金属の平均粒子径も仮焼温度の上昇とともに増加し、また白金触媒金属のタングステンに対する割合とともに増加する。 Furthermore, the average particle diameter of the platinum catalyst metal obtained by measuring the average particle diameter of 100 platinum catalyst metals to be baked using a scanning electron microscope (SEM) and the light absorption at 1% hydrogen gas concentration in the air The relationship with quantity was investigated. As a result, it was found that the light absorption amount was 0.3 or more when the average particle diameter of the platinum catalyst metal was 2 to 35 nm. Note that the average particle diameter of the platinum catalyst metal also increases with an increase in the calcining temperature, and also increases with the ratio of the platinum catalyst metal to tungsten.
なお触媒金属としての添加物は、実施例1のような塩化物塩だけではなく、硝酸塩、硫酸塩など無機塩でも有機塩でもよい。有機塩ではカルボン酸塩、ジカルボン酸塩やアセチルアセトン錯塩が挙げられる。さらには、触媒金属としての添加物は、タングステン酸コロイド溶液に溶解するものが好ましい。 The additive as the catalyst metal is not limited to the chloride salt as in Example 1, but may be an inorganic salt or an organic salt such as nitrate or sulfate. Organic salts include carboxylates, dicarboxylates and acetylacetone complex salts. Furthermore, the additive as the catalyst metal is preferably one that dissolves in the tungstic acid colloid solution.
また、触媒金属として、パラジウムを添加する場合には、タングステン酸(H2WO4)のコロイド溶液にパラジウム水化物を添加する。具体的には、タングステン酸(H2WO4)2.5gをメタノール31mlに溶融させ、30分室温で攪拌し、純水18mlを加えてタングステン酸のコロイド溶液を作製する。触媒金属として、濃度0.0125モル/lのジニトロジアミンパラジウム硝酸塩水Pd(NH3)2(NO2)溶液をタングステンに対する割合が1.8モル%〜11モル%となるようにタングステン酸のコロイド溶液に添加して、パラジウム触媒金属を含有するタングステン酸のコロイド溶液を得る。然る後にパラジウム触媒金属を含有するタングステン酸のコロイド溶液を空気50ml/minで仮焼温度400℃から600℃の範囲で5時間加熱保持することで、パラジウム触媒金属を表面に一部含有して酸化タングステンは結晶化し、結晶化した微粒子酸化タングステンが集合化してパラジウムを表面に含有する結晶微粒子酸化タングステンの塊を得る。上記パラジウムを表面に含む結晶微粒子酸化タングステンの塊をロールミルにより、粒径0.1マイクロメートル〜10マイクロメートルの集合体6とし、水素ガス検知顔料が作製できる。その他の水素ガス検知用塗膜の製造方法は前述と同様である。
When palladium is added as a catalyst metal, palladium hydrate is added to a colloidal solution of tungstic acid (H 2 WO 4 ). Specifically, 2.5 g of tungstic acid (H 2 WO 4 ) is melted in 31 ml of methanol, stirred at room temperature for 30 minutes, and 18 ml of pure water is added to prepare a colloidal solution of tungstic acid. As catalyst metal, colloid of tungstic acid so that the concentration of 0.0125 mol / l dinitrodiamine palladium nitrate water Pd (NH 3 ) 2 (NO 2 ) solution is 1.8 mol% to 11 mol% with respect to tungsten. Add to the solution to obtain a colloidal solution of tungstic acid containing palladium catalyst metal. Thereafter, the colloidal solution of tungstic acid containing the palladium catalyst metal was heated and held at a temperature of 400 ° C. to 600 ° C. for 5 hours with air at 50 ml / min, so that the palladium catalyst metal was partially contained on the surface. Tungsten oxide is crystallized, and the crystallized particulate tungsten oxide aggregates to obtain a lump of crystalline particulate tungsten oxide containing palladium on the surface. A lump of crystalline fine particle tungsten oxide containing palladium on the surface is made into an
また、触媒金属として、イリジウム(Ir)の場合には、濃度0.0125モル/l硝酸イリジウムIr(NO3)4溶液をタングステンに対する割合が1.8モル%〜11モル%となるように添加する以外は同様にして水素ガスセンサ素子を作製し、水素ガスの検出感度を評価した。 In the case of iridium (Ir) as the catalyst metal, a 0.0125 mol / l iridium nitrate Ir (NO 3 ) 4 solution is added so that the ratio to tungsten is 1.8 mol% to 11 mol%. A hydrogen gas sensor element was prepared in the same manner as described above, and the hydrogen gas detection sensitivity was evaluated.
または、濃度0.0125モル/l塩化イリジウム酸(H2[IrCl6]・6H2O)水溶液をタングステンに対する割合が1.8モル%〜11モル%となるようにを添加してもよい。 Alternatively, an aqueous solution of 0.0125 mol / l chlorinated iridium acid (H 2 [IrCl 6 ] · 6H 2 O) may be added so that the ratio to tungsten is 1.8 mol% to 11 mol%.
また、触媒金属としてオスミウム(Os)の場合には、濃度0.0125モル/lの酸化オスミウム(VIII)水溶液をタングステンに対する割合が1.8モル%〜11モル%となるように添加する以外は同様にして素子を作製した。 Further, in the case of osmium (Os) as the catalyst metal, except that an osmium oxide (VIII) aqueous solution having a concentration of 0.0125 mol / l is added so that the ratio to tungsten is 1.8 mol% to 11 mol%. A device was fabricated in the same manner.
また、触媒金属としてロシウム(Rh)の場合には、濃度0.0125モル/lの硝酸ロジウム溶液(III)水溶液をタングステンに対する割合が1.8モル%〜11モル%となるように添加する以外は同様にして素子を作製した。 Further, in the case of rhodium (Rh) as the catalyst metal, a rhodium nitrate solution (III) aqueous solution having a concentration of 0.0125 mol / l is added so that the ratio to tungsten is 1.8 mol% to 11 mol%. A device was fabricated in the same manner.
また、触媒金属としてルテニウム(Ru)の場合には、濃度0.0125モル/lの硝酸ルテニウム(III)水溶液をタングステンに対する割合が1.8モル%〜11モル%となるように添加する以外は同様にして素子を作製した。 In the case of ruthenium (Ru) as the catalyst metal, an aqueous solution of ruthenium (III) nitrate having a concentration of 0.0125 mol / l is added so that the ratio to tungsten is 1.8 mol% to 11 mol%. A device was fabricated in the same manner.
以上白金族金属は、電子陰性度もほぼ同等であり、水素ガスの検出感度及び速度の違いはあるが水素吸着解離に対する作用はほぼ同様であり、空気中水素ガス濃度1%による水素ガス漏洩検知感度は向上し、水素ガス漏洩による光吸収量の増加が認められた。 As described above, platinum group metals have almost the same electronegativity, and although there are differences in hydrogen gas detection sensitivity and speed, the effects on hydrogen adsorption and dissociation are almost the same, and hydrogen gas leakage detection with 1% hydrogen gas concentration in the air The sensitivity was improved, and an increase in light absorption due to hydrogen gas leakage was observed.
また酸化タングステンに添加するドーパントとしての金属は、タングステンにイオン半径が近く、また金属や半導体の結晶表面からその外側へ,1個の電子をとり出すのに必要な最小のエネルギである仕事関数がタングステンに近い、バナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe),コバルト(Co)、Ni(ニッケル)、銅(Cu)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、レニウム(Re)、チタン(Ti)を使用でき、タングステンに対する割合が0.25モル%〜5モル%となるように添加する。 Metals as dopants added to tungsten oxide have a work function, which is the minimum energy required to extract one electron from the crystal surface of a metal or semiconductor to the outside, because the ionic radius is close to that of tungsten. Close to tungsten, vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), Ni (nickel), copper (Cu), niobium (Nb), molybdenum (Mo), rhenium (Re) and titanium (Ti) can be used and added so that the ratio to tungsten is 0.25 mol% to 5 mol%.
その結果、酸化タングステン中に微小歪みが生じ、酸化タングステン中に酸素欠陥を発生させ、したがってプロトン導電率及び電子キャリア濃度を増加させ、水素ガス漏洩時の色相変化を向上させることができる。 As a result, minute distortion occurs in the tungsten oxide, oxygen defects are generated in the tungsten oxide, and thus the proton conductivity and the electron carrier concentration are increased, and the hue change at the time of hydrogen gas leakage can be improved.
例えば、金属添加物としてバナジウム(V)の場合には、0.0125モル/l濃度メタバナジウム酸アンモニウム水溶液2mlをタングステン酸のコロイド溶液に添加する以外は同様にして水素ガス検知顔料を作製した。 For example, in the case of vanadium (V) as a metal additive, a hydrogen gas detection pigment was prepared in the same manner except that 2 ml of 0.0125 mol / l ammonium metavanadate aqueous solution was added to the colloidal solution of tungstic acid.
また、金属添加物としてクロム(Cr)の場合には、0.0125モル/l濃度硝酸クロム(III)九水和物水溶液2mlを添加する以外は同様にして水素ガス検知顔料を作製した。クロム(Cr)の添加量は、タングステンに対して0.25モル%〜2モル%が好ましい。 In the case of chromium (Cr) as a metal additive, a hydrogen gas detection pigment was prepared in the same manner except that 2 ml of a 0.0125 mol / l concentration chromium nitrate (III) nonahydrate aqueous solution was added. The addition amount of chromium (Cr) is preferably 0.25 mol% to 2 mol% with respect to tungsten.
また、金属添加物としてマンガン(Mn)の場合には、0.0125モル/l濃度硝酸マンガン水溶液2mlを添加する以外は同様にして水素ガス検知顔料を作製した。 In the case of manganese (Mn) as a metal additive, a hydrogen gas detection pigment was prepared in the same manner except that 2 ml of 0.0125 mol / l manganese nitrate aqueous solution was added.
また、金属添加物として鉄(Fe)の場合には、0.0125モル/l濃度塩化第1鉄(FeCl2(H2O))4水溶液2mlを添加する以外は同様にして水素ガス検知顔料を作製した。 Further, in the case of iron (Fe) as a metal additive, a hydrogen gas detection pigment is similarly obtained except that 2 ml of 0.0125 mol / l ferrous chloride (FeCl 2 (H 2 O)) 4 aqueous solution is added. Was made.
また、金属添加物としてコバルト(Co)の場合には、0.0125モル/l濃度塩化コバルト(CoCl2・6H2O)水溶液2mlを添加する以外は同様にして水素ガス検知顔料を作製した。 In the case of cobalt (Co) as the metal additive, a hydrogen gas detection pigment was prepared in the same manner except that 2 ml of 0.0125 mol / l concentration cobalt chloride (CoCl 2 .6H 2 O) aqueous solution was added.
また、金属添加物としてニッケル(Ni)の場合には、0.0125モル/l濃度ニッケル水和酸化物(Ni2O3・2H2O)水溶液2mlを添加する以外は同様にして水素ガス検知用塗膜顔料を作製した。 In the case of nickel (Ni) as a metal additive, hydrogen gas detection is performed in the same manner except that 2 ml of 0.0125 mol / l nickel hydrated oxide (Ni 2 O 3 .2H 2 O) aqueous solution is added. A paint film pigment was prepared.
また、金属添加物として銅(Cu)の場合には、0.0125モル/l濃度酢酸銅(II)水和物(Cu(CH3COO)2・H2O)水溶液2mlを添加する以外は同様にして水素ガス検知用塗膜顔料を作製した。 Moreover, in the case of copper (Cu) as a metal additive, except that 2 ml of 0.0125 mol / l concentration copper (II) acetate hydrate (Cu (CH 3 COO) 2 .H 2 O) aqueous solution is added. Similarly, a coating film pigment for detecting hydrogen gas was prepared.
また、金属添加物としてニオブ(Nb)の場合には、0.0125モル/l濃度塩化ニオブ水溶液2mlを添加する以外は同様にして水素ガス検知用塗膜顔料を作製した。 In the case of niobium (Nb) as a metal additive, a coating film pigment for detecting hydrogen gas was prepared in the same manner except that 2 ml of 0.0125 mol / l niobium chloride aqueous solution was added.
また、金属添加物としてモリブデン(Mo)の場合には、0.0125モル/l濃度モリブデン(I)水和物水溶液2mlを添加する以外は同様にして水素ガス検知用塗膜顔料を作製した。 In the case of molybdenum (Mo) as a metal additive, a coating pigment for hydrogen gas detection was prepared in the same manner except that 2 ml of 0.0125 mol / l concentration molybdenum (I) hydrate aqueous solution was added.
また、金属添加物としてレニウム(Re)の場合には、0.0025モル/l濃度酸化レニウム水和物水溶液2mlを添加する以外は同様にして水素ガス検知用塗膜顔料を作製した。 In the case of rhenium (Re) as the metal additive, a coating film pigment for hydrogen gas detection was prepared in the same manner except that 2 ml of 0.0025 mol / l concentration rhenium oxide hydrate aqueous solution was added.
また、金属添加物としてチタン(Ti)の場合には、0.0025モル/l濃度チタン酸アルコキシド2mlとエタノール5 X 10―5モルとジエタノールアミン4X 10―6モルを添加する以外は同様にして水素ガス検知用塗膜顔料を作製した。 Further, if the metal additive titanium (Ti), except that the addition of 0.0025 mol / l concentration titanate alkoxide 2ml ethanol 5 X 10- 5 moles diethanolamine 4X 10- 6 mol similarly hydrogen A coating film pigment for gas detection was prepared.
上記いずれの場合においても、図5に示した水素ガス漏洩時の色相変化特性評価により、空気中水素ガス濃度1%で光吸収量を測定したところ、上記添加物を添加しない場合に比べて色相変化特性の向上が認められた。 In any of the above cases, when the light absorption amount was measured at a hydrogen gas concentration of 1% in the air by the hue change characteristic evaluation at the time of hydrogen gas leakage shown in FIG. 5, the hue was compared with the case where the additive was not added. Improvement in change characteristics was observed.
水素ガス検知テープの実施例2を図2に示す。図2において、水素ガス検知テープは、接着剤層11と、ベースシート層10と、水素ガスを解離して生成されるプロトンが注入されて還元され色相変化する顔料を含む水素ガス検知層5を順次積層して構成される。さらに、粘着剤層11の仮面側に、剥離シート(図示せず)を設けてもよい。水素ガス検知テープの製造方法は、以下のように行うことができる。
Example 2 of the hydrogen gas detection tape is shown in FIG. In FIG. 2, the hydrogen gas detection tape includes an
まず、ベースシート層10、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂約13〜200μm、特に好ましくは、約50〜100μmのベースシート層10の片面に、実施例1に記載の組成による、水素ガス検知剤4と塗膜形成成分ビヒクル3からなる塗料を塗布して水素ガス検知用塗膜層5を形成する。その塗料膜厚は、乾燥又は硬化膜厚を考慮して、約3〜100μm、特に約5〜50μmが好ましい。前記塗膜を120℃30分乾燥硬化して約2〜70μmの、好ましくは約3〜30μmの水素検知層5を形成することができる。粘着剤層11の膜厚は、約5〜100μm程度、特に約10〜20μm程度が好ましい。また、上記工程とは逆に、粘着剤層6を形成してから、水素検知層5を形成してもよい。粘着剤層11としては、それ自体既知の粘着剤が使用でき、具体的には、アクリル樹脂系、エチレン酢酸ビニル共重合体系、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体系、塩化ビニル樹脂系、ゴム系、ポリアミド樹脂系、ポリウレタン樹脂系、ポリエステル樹脂系などの非架橋型粘着性樹脂組成物、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリイソシアネート化合物などの硬化剤をアクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂などの基体樹脂に混合してなる紫外線硬化型樹脂組成物が使用できる。
First, a
ベースシート層10は、水素ガスの透過性を有する支持体であって、たとえば、アクリル樹脂、ABS樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂 塩化ビニル樹脂など熱硬化性もしくは熱可塑性プラスチックシート、ポリウレタン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ナイロン、ポリエチレン樹脂などの合成樹脂シート、及びこれらのプラスチックをナイロン繊維などの有機繊維で強化した繊維強化プラスチックシート、さらにはアルミニウム、鋼等の金属シート類、紙シート類、布シート類、これらのラミネートシート類などが挙げられる。ベースシート層10の厚さは、柔軟であれば特に限定されないが、例えば、10〜500μm程度、好ましくは、50〜200μmを用いる。また該シート5は、透明または着色されてもよく、着色は、水素検知層5の色相変化が認知できればよい。またベースシート層10は、水素ガスが水素検知層5に到達しやすいようにて適宜の孔を設けるとより高速に水素ガスを含むガス漏洩をより早く検知できる。孔の径としては、水素ガスの大きさである0.074nm以上であれば、水素ガスは十分ベースシート層中を拡散できる。
The
具体的には、水素ガス検知用顔料を有する塗料としてより具体的な組成比は、上記樹脂成分100重量%あたり、水素ガス検知用顔料を2〜80重量%、好ましくは10〜60重量%の範囲である。 Specifically, a more specific composition ratio of the paint having a hydrogen gas detection pigment is 2 to 80% by weight, preferably 10 to 60% by weight of the hydrogen gas detection pigment per 100% by weight of the resin component. It is a range.
水素ガス検知用塗膜の具体的組成の一例は、下記の塗料組成に基づき配合した。 An example of a specific composition of the coating film for detecting hydrogen gas was blended based on the following coating composition.
フタル酸樹脂ワニス(商品名;フタリットワニス 関西ペイント製)=15重量%、
メラミン樹脂液(商品名;デリコン#300 大日本塗料製)=25重量%、
本発明水素検知用顔料=15重量%、
キシレン/トルエン等重量比=44重量%、分散剤=1重量%
なお、塗膜に含まれる水素ガス検知顔料としては、水素検知用顔料を構成する微粒子酸化タングステン1の集合体6の粒子径を50μm以下とし、特に10μm以下が好ましい。
Phthalic acid resin varnish (trade name: phthalit varnish manufactured by Kansai Paint) = 15% by weight,
Melamine resin liquid (trade name; Delicon # 300, manufactured by Dainippon Paint) = 25% by weight
The present invention hydrogen detection pigment = 15 wt%,
Xylene / toluene, etc. Weight ratio = 44 wt%, Dispersant = 1 wt%
In addition, as a hydrogen gas detection pigment contained in a coating film, the particle diameter of the
次に水素ガス検知用塗膜を容器や配管などに使用した例について以下に示す。 Next, an example in which the coating film for detecting hydrogen gas is used for containers, piping, etc. will be described below.
本発明の水素ガス検知テープを図2のように、容器7の水素ガス漏洩懸念箇所に粘着し、ドライヤで乾燥加熱し固定した。約3か月間放置後、該容器内8に水素ガス8を充填したところ、約500μmのピンホール部分を中心に5mmの範囲の塗膜に薄黄緑色から濃青色の色相変化が観察された。
As shown in FIG. 2, the hydrogen gas detection tape of the present invention was adhered to a portion of the
他の実施例である水素ガス検知テープを図3に示す。図3において、図2に示す水素ガス検知テープに対し、水素検知層5上に保護膜12を設けたものである。保護膜12以外の製造方法は、実施例2の場合と同様である。保護膜12としては、透明で耐候性を有する材料が好ましい。具体的には、膜厚約12〜200μm、好ましくは膜厚約3〜50μmの透明な樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂やパーフロロアルキルビニルエーテル(PFA)樹脂などフッ素樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、シリコーン樹脂が好ましい。具体的には、シリコーン樹脂(商品名;ファイン・シリコーンワニス ファインケミカルジャパン製)を10μm塗布し、常温乾燥、硬化した。保護膜を有する水素ガス検知テープ図3は、特に屋外の水素を含むガス漏洩箇所検知に有効である。本発明の水素ガス検知テープを屋外の水素ガスを含むガス9のガス配管8の外側に接着し、約3ヶ月放置後、該配管に水素ガスを充填したところ、約100μmのピンホール部を中心に直径約5mmの範囲にわたり、青色への色相変化を呈したことから水素ガスを含むガス漏洩を検知できることを確認した。
FIG. 3 shows a hydrogen gas detection tape as another embodiment. In FIG. 3, a
他の実施例である水素ガス検知テープの例を図4に示す。図4において、ベースシート層10上に、実施例1と同様な組成の塗料を用いて、塗布、乾燥、硬化して水素ガス検知用塗膜5を形成し、然る後に、粘着剤層11を形成した水素ガス検知テープである。本実施例は、水素ガステープの積層順番は実施例2と異なるものの各材料と製造方法は、同じである。図4の水素ガス検知テープを、水素ガスを含むガス9のガス配管8の外側に接着し、約3ヶ月放置後、該配管に水素ガスを充填したところ、約100μmのピンホール部を中心に直径約5mmの範囲にわたり、青色への色相変化を呈し、水素ガス検知箇所を確認した。
An example of a hydrogen gas detection tape which is another embodiment is shown in FIG. In FIG. 4, a coating film for detecting
本発明にかかる水素ガス検知用塗膜顔料は、水素を含むガス漏洩時の色相変化を増大させ、併せて水素を含むガス漏洩時の色相変化の応答性を高速化した水素ガス検知用塗膜顔料を提供するとともに、その水素ガス検知顔料を用いた水素を含むガス漏洩箇所を容易に検知するテープ、またはガスセンサに利用できる。 The coating film pigment for hydrogen gas detection according to the present invention increases the hue change at the time of gas leakage containing hydrogen, and at the same time, speeds up the response of the hue change at the time of gas leakage containing hydrogen. While providing a pigment, it can utilize for the tape which detects easily the gas leak location containing the hydrogen using the hydrogen gas detection pigment, or a gas sensor.
また、本発明は水素元素プロトン(H+)による物性変化を利用することから、硫化水素ガス(H2S)や酸化窒素(NOx)など還元性ガス検知用の塗料、またはテープ、またはガスセンサに利用できる。 In addition, since the present invention utilizes changes in physical properties due to hydrogen element protons (H + ), a paint, tape, or gas sensor for detecting a reducing gas such as hydrogen sulfide gas (H 2 S) or nitrogen oxide (NO x ). Available to:
また、プロトン検出するピーエイチ(PH)センサやプロトン検出に基づく化学インジケータなど化学センサへも利用可能である。 It can also be used in chemical sensors such as a PH sensor that detects protons and a chemical indicator based on proton detection.
本発明は水素元素プロトン(H+)による物性変化を利用することから、高速でダイナミックレンジの広いエレクトロミック(EC)ディスプレイ用材料、e−inkなど電子ブック用インク材料としても適用できる。 Since the present invention utilizes changes in physical properties caused by hydrogen element protons (H + ), it can also be applied as an electrobook (EC) display material having a wide dynamic range at high speed and an ink material for electronic books such as e-ink.
さらに透明電極を具備する窓ガラスに本発明の水素ガス検知用塗膜顔料を含む塗料を塗布しさらに、透明電極で挟む構造とすることにより調光ガラスとしても有用である。 Furthermore, it is also useful as a light control glass by applying a paint containing the coating film pigment for detecting hydrogen gas of the present invention to a window glass provided with a transparent electrode and further sandwiching it between the transparent electrodes.
1 微粒子酸化タングステン
2 触媒金属
3 塗料形成成分ビヒクル
4 水素ガス検知用塗膜顔料
5、22 水素ガス検知用塗膜
6 微粒子酸化タングステンの集合体
7 被測定面(容器や配管)
8 水素ガスを含むガス
9 水素ガス漏洩経路
10 ベースシート層
11 接着剤層
12 保護膜
21 透明基板
23 白色光源
24 入射光
25 透過光
26 光検出器
27 チャンバ
28 試料
29 ガス導入口
1 Fine
8 Gas containing
Claims (21)
マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、
ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、レニウム(Re)、チタン(Ti)のいずれかの金属、または、これらの金属のいずれかの混合物が、0.25モル%〜5モル%の濃度でドープされていることを特徴とする請求項1に記載の水素ガス検知用塗膜顔料。 Vanadium (V), chromium (Cr),
Manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu),
Niobium (Nb), molybdenum (Mo), rhenium (Re), titanium (Ti), or a mixture of any of these metals is doped at a concentration of 0.25 mol% to 5 mol% 2. The coating film pigment for detecting hydrogen gas according to claim 1, wherein
前記塗膜の顔料成分として結晶化した微粒子酸化タングステンと、前記微粒子酸化タングステンの表面に酸化状態の触媒金属とを含有し、前記塗膜の塗料成分としてビヒクルを含むことを特徴とする水素ガス検知用塗膜。 In a coating film for hydrogen gas detection that is applied to the surface of a gas pipe or container containing hydrogen gas, protons generated by dissociating hydrogen gas are injected and reduced, and the hue changes.
Hydrogen gas detection characterized in that it contains crystallized particulate tungsten oxide as a pigment component of the coating film, an oxidized catalytic metal on the surface of the particulate tungsten oxide, and a vehicle as a coating component of the coating film Coating film.
マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、
ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、レニウム(Re)、チタン(Ti)のいずれかの金属、または、これらの金属のいずれかの混合物が、0.25モル%〜5モル%の濃度でドープされていることを特徴とする請求項12乃至14のいずれかに記載の水素ガス検知テープ。 Vanadium (V), chromium (Cr),
Manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu),
Niobium (Nb), molybdenum (Mo), rhenium (Re), titanium (Ti), or a mixture of any of these metals is doped at a concentration of 0.25 mol% to 5 mol% The hydrogen gas detection tape according to claim 12, wherein the hydrogen gas detection tape is provided.
The catalyst metal is any one of platinum, (Pt), iridium (Ir), osmium (Os), palladium (Pd), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), or any of these metals. The hydrogen gas detection tape according to any one of claims 12 to 14, which is a mixture.
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Cited By (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007132889A (en) * | 2005-11-14 | 2007-05-31 | Japan Atomic Energy Agency | Optical hydrogen sensing material using ion irradiation and its manufacturing method |
JP2007225299A (en) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Japan Atomic Energy Agency | Hydrogen detecting material and its manufacturing method |
DE102008023482A1 (en) | 2007-05-15 | 2008-11-20 | Japan Atomic Energy Agency | Hydrogen gas detecting membrane |
DE112007000853T5 (en) | 2006-04-04 | 2009-02-19 | Japan Atomic Energy Agency | Material for the detection of hydrogen gas and coating processes |
US8003055B1 (en) * | 2008-02-27 | 2011-08-23 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Visual hydrogen detector with variable reversibility |
JP2013540998A (en) * | 2010-08-31 | 2013-11-07 | ユニヴァーシティ オブ セントラル フロリダ リサーチ ファウンデーション,インコーポレーテッド | Chemochromic hydrogen sensor |
JP2014194028A (en) * | 2008-03-04 | 2014-10-09 | Toshiba Corp | Method for manufacturing hydrophilic member |
KR20150139245A (en) * | 2014-06-03 | 2015-12-11 | 고려대학교 산학협력단 | Gas sensors using rhodium loaded WO3 and fabrication method thereof |
KR20160023191A (en) * | 2014-08-21 | 2016-03-03 | 현대자동차주식회사 | hydrogen sensor and method for manufacturing the same |
US9422160B1 (en) * | 2005-10-28 | 2016-08-23 | Element One, Inc. | Method of making a hydrogen sensing pigment |
JP2016161507A (en) * | 2015-03-04 | 2016-09-05 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Hydrogen gas sensitive film and method for manufacturing the same |
JP2017049231A (en) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company | Hydrogen discolored nanoparticles and method for producing the same, and hydrogen sensor containing the same |
US20170102337A1 (en) * | 2005-10-28 | 2017-04-13 | Element One, Inc. | Self-fusing silicone tape for sensing hydrogen and hydrogen sulfide gas leaks |
JP2018004505A (en) * | 2016-07-05 | 2018-01-11 | 東京瓦斯株式会社 | Hydrogen gas detection tape |
CN108072497A (en) * | 2016-11-08 | 2018-05-25 | 元素之有限公司 | For sensing hydrogen gas and the fusion polysiloxanes band certainly of hydrogen sulfide gas leakage |
KR101888398B1 (en) * | 2016-09-09 | 2018-08-14 | 하이리움에너지 주식회사 | Hydrogen sensor and hydrogen-sensing miscellaneous goods |
KR101906063B1 (en) * | 2016-10-19 | 2018-10-10 | 한국과학기술원 | Colorimetric gas sensors and the fabrication method using three dimensional porous and stretchable scaffold substrate including colorimetric dyes |
WO2018199020A1 (en) * | 2017-04-27 | 2018-11-01 | 株式会社 東芝 | Metal compound nanoparticles, coating and film using same, method for manufacturing film, and method for manufacturing metal compound nanoparticles |
KR101927630B1 (en) * | 2016-10-24 | 2018-12-10 | 한국과학기술원 | Colorimetric gas sensors with one dimensional core(polymer)-shell(color change dye/polymer) nanofiber membrane and manufacturing method thereof |
WO2018225894A1 (en) * | 2017-06-08 | 2018-12-13 | 하이리움산업(주) | Hydrogen sensor, method for manufacturing hydrogen sensor, and hydrogen-sensing articles |
CN109264785A (en) * | 2018-11-12 | 2019-01-25 | 周口师范学院 | A kind of Lacking oxygen WO3-XThe fast preparation method of powder body material |
WO2019031383A1 (en) * | 2017-08-08 | 2019-02-14 | 日東電工株式会社 | Gas detection element |
JP2019032312A (en) * | 2017-08-08 | 2019-02-28 | 日東電工株式会社 | Gas detection element |
CN110291234A (en) * | 2017-02-17 | 2019-09-27 | 日东电工株式会社 | Gas sensor element |
CN111174986A (en) * | 2019-12-30 | 2020-05-19 | 清华大学 | Pipeline leakage detection method and hydrogen pipeline |
CN112525433A (en) * | 2020-12-14 | 2021-03-19 | 江苏安泰安全技术有限公司 | Production method for detecting hydrogen sulfide gas steel cylinder in real time |
JP2022540875A (en) * | 2019-07-10 | 2022-09-20 | デヒョンエスティー カンパニー リミテッド | Hydrogen sensor and its manufacturing method |
WO2022211541A1 (en) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 한국화학연구원 | Hydrogen gas sensor and manufacturing method therefor |
KR102525775B1 (en) * | 2022-07-06 | 2023-04-26 | 주식회사 대현에스티 | Hydrogen leakage sensor composition and adhesive tape |
KR102573446B1 (en) | 2023-04-24 | 2023-09-04 | 주식회사 대현에스티 | Hydrogen sensing tape including water-proof layer |
-
2004
- 2004-06-04 JP JP2004166846A patent/JP2005345338A/en active Pending
Cited By (60)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9422160B1 (en) * | 2005-10-28 | 2016-08-23 | Element One, Inc. | Method of making a hydrogen sensing pigment |
US20220025217A1 (en) * | 2005-10-28 | 2022-01-27 | Element One, Inc. | Self-fusing silicone tape for sensing hydrogen and hydrogen sulfide gas leaks |
US20170102337A1 (en) * | 2005-10-28 | 2017-04-13 | Element One, Inc. | Self-fusing silicone tape for sensing hydrogen and hydrogen sulfide gas leaks |
US20160252486A1 (en) * | 2005-10-28 | 2016-09-01 | Element One, Inc. | Visual hydrogen sensors using chemochromic metal oxide microparticles or nanoparticles superficially coated with catalyst nanoparticles |
JP4625906B2 (en) * | 2005-11-14 | 2011-02-02 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | Optical hydrogen detection material using ion irradiation and manufacturing method thereof |
JP2007132889A (en) * | 2005-11-14 | 2007-05-31 | Japan Atomic Energy Agency | Optical hydrogen sensing material using ion irradiation and its manufacturing method |
JP2007225299A (en) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Japan Atomic Energy Agency | Hydrogen detecting material and its manufacturing method |
JP4639344B2 (en) * | 2006-02-21 | 2011-02-23 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | Hydrogen detection material and manufacturing method thereof |
DE112007000853T5 (en) | 2006-04-04 | 2009-02-19 | Japan Atomic Energy Agency | Material for the detection of hydrogen gas and coating processes |
US8052898B2 (en) | 2006-04-04 | 2011-11-08 | Japan Atomic Energy Agency | Hydrogen gas detecting material and the coating method |
DE102008023482A1 (en) | 2007-05-15 | 2008-11-20 | Japan Atomic Energy Agency | Hydrogen gas detecting membrane |
US8591828B2 (en) | 2007-05-15 | 2013-11-26 | Japan Atomic Energy Agency | Hydrogen gas detecting membrane |
US8268392B1 (en) | 2008-02-27 | 2012-09-18 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Visual hydrogen detector with variable reversibilty |
US8003055B1 (en) * | 2008-02-27 | 2011-08-23 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Visual hydrogen detector with variable reversibility |
US8623662B1 (en) | 2008-02-27 | 2014-01-07 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Methods of forming visual hydrogen detector with variable reversibility |
JP2014194028A (en) * | 2008-03-04 | 2014-10-09 | Toshiba Corp | Method for manufacturing hydrophilic member |
JP2013540998A (en) * | 2010-08-31 | 2013-11-07 | ユニヴァーシティ オブ セントラル フロリダ リサーチ ファウンデーション,インコーポレーテッド | Chemochromic hydrogen sensor |
DE112011102881B4 (en) * | 2010-08-31 | 2020-02-13 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Chemochrome hydrogen sensors |
KR20150139245A (en) * | 2014-06-03 | 2015-12-11 | 고려대학교 산학협력단 | Gas sensors using rhodium loaded WO3 and fabrication method thereof |
KR101602561B1 (en) * | 2014-06-03 | 2016-03-15 | 고려대학교 산학협력단 | Gas sensors using rhodium loaded WO3 and fabrication method thereof |
KR101683977B1 (en) * | 2014-08-21 | 2016-12-20 | 현대자동차주식회사 | hydrogen sensor and method for manufacturing the same |
US9823229B2 (en) | 2014-08-21 | 2017-11-21 | Hyundai Motor Company | Hydrogen sensor and method for manufacturing the same |
US10184926B2 (en) | 2014-08-21 | 2019-01-22 | Hyundai Motor Company | Hydrogen sensor and method for manufacturing the same |
KR20160023191A (en) * | 2014-08-21 | 2016-03-03 | 현대자동차주식회사 | hydrogen sensor and method for manufacturing the same |
JP2016161507A (en) * | 2015-03-04 | 2016-09-05 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Hydrogen gas sensitive film and method for manufacturing the same |
JP2017049231A (en) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company | Hydrogen discolored nanoparticles and method for producing the same, and hydrogen sensor containing the same |
US10921302B2 (en) | 2015-09-01 | 2021-02-16 | Hyundai Motor Company | Method for manufacturing chemochromic nanoparticles |
JP2018004505A (en) * | 2016-07-05 | 2018-01-11 | 東京瓦斯株式会社 | Hydrogen gas detection tape |
KR101888398B1 (en) * | 2016-09-09 | 2018-08-14 | 하이리움에너지 주식회사 | Hydrogen sensor and hydrogen-sensing miscellaneous goods |
KR101906063B1 (en) * | 2016-10-19 | 2018-10-10 | 한국과학기술원 | Colorimetric gas sensors and the fabrication method using three dimensional porous and stretchable scaffold substrate including colorimetric dyes |
KR101927630B1 (en) * | 2016-10-24 | 2018-12-10 | 한국과학기술원 | Colorimetric gas sensors with one dimensional core(polymer)-shell(color change dye/polymer) nanofiber membrane and manufacturing method thereof |
CN108072497A (en) * | 2016-11-08 | 2018-05-25 | 元素之有限公司 | For sensing hydrogen gas and the fusion polysiloxanes band certainly of hydrogen sulfide gas leakage |
EP3583254A4 (en) * | 2017-02-17 | 2021-01-06 | Nitto Denko Corporation | Gas sensing element |
JP2020508434A (en) * | 2017-02-17 | 2020-03-19 | 日東電工株式会社 | Gas detection element |
JP7272950B2 (en) | 2017-02-17 | 2023-05-12 | 日東電工株式会社 | gas detection element |
JP7181192B2 (en) | 2017-02-17 | 2022-11-30 | 日東電工株式会社 | Gas sensing element and method for manufacturing gas sensing element |
CN110291234A (en) * | 2017-02-17 | 2019-09-27 | 日东电工株式会社 | Gas sensor element |
US10996174B2 (en) | 2017-02-17 | 2021-05-04 | Nitto Denko Corporation | Gas sensing element |
JP2020508435A (en) * | 2017-02-17 | 2020-03-19 | 日東電工株式会社 | Gas sensing element and method of manufacturing gas sensing element |
JP7098607B2 (en) | 2017-04-27 | 2022-07-11 | 株式会社東芝 | Nanometal compound particles and paints using them, films, methods for producing films, methods for producing nanometal compound particles |
JPWO2018199020A1 (en) * | 2017-04-27 | 2020-03-12 | 株式会社東芝 | Nanometal compound particles, paint and film using the same, method for producing film, method for producing nanometal compound particles |
WO2018199020A1 (en) * | 2017-04-27 | 2018-11-01 | 株式会社 東芝 | Metal compound nanoparticles, coating and film using same, method for manufacturing film, and method for manufacturing metal compound nanoparticles |
KR20180134149A (en) * | 2017-06-08 | 2018-12-18 | 하이리움에너지 주식회사 | Hydrogen-detecting sensor, method of forming the hydrogen-detecting sensor, and hydrogen-detecting miscellaneous goods |
KR101990120B1 (en) | 2017-06-08 | 2019-06-19 | 하이리움에너지 주식회사 | Hydrogen-detecting sensor, method of forming the hydrogen-detecting sensor, and hydrogen-detecting miscellaneous goods |
WO2018225894A1 (en) * | 2017-06-08 | 2018-12-13 | 하이리움산업(주) | Hydrogen sensor, method for manufacturing hydrogen sensor, and hydrogen-sensing articles |
JP7017994B2 (en) | 2017-08-08 | 2022-02-09 | 日東電工株式会社 | Gas detection element |
WO2019031383A1 (en) * | 2017-08-08 | 2019-02-14 | 日東電工株式会社 | Gas detection element |
JP2019032312A (en) * | 2017-08-08 | 2019-02-28 | 日東電工株式会社 | Gas detection element |
US11530992B2 (en) | 2017-08-08 | 2022-12-20 | Nitto Denko Corporation | Gas detection element |
CN111033239A (en) * | 2017-08-08 | 2020-04-17 | 日东电工株式会社 | Gas detection element |
CN109264785B (en) * | 2018-11-12 | 2020-11-24 | 周口师范学院 | Oxygen vacancy WO3-XRapid preparation method of powder material |
CN109264785A (en) * | 2018-11-12 | 2019-01-25 | 周口师范学院 | A kind of Lacking oxygen WO3-XThe fast preparation method of powder body material |
JP2022540875A (en) * | 2019-07-10 | 2022-09-20 | デヒョンエスティー カンパニー リミテッド | Hydrogen sensor and its manufacturing method |
CN111174986A (en) * | 2019-12-30 | 2020-05-19 | 清华大学 | Pipeline leakage detection method and hydrogen pipeline |
CN111174986B (en) * | 2019-12-30 | 2021-01-05 | 清华大学 | Pipeline leakage detection method and hydrogen pipeline |
CN112525433A (en) * | 2020-12-14 | 2021-03-19 | 江苏安泰安全技术有限公司 | Production method for detecting hydrogen sulfide gas steel cylinder in real time |
WO2022211541A1 (en) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 한국화학연구원 | Hydrogen gas sensor and manufacturing method therefor |
KR102525775B1 (en) * | 2022-07-06 | 2023-04-26 | 주식회사 대현에스티 | Hydrogen leakage sensor composition and adhesive tape |
WO2024010229A1 (en) * | 2022-07-06 | 2024-01-11 | 주식회사 대현에스티 | Sensor composition for detection of hydrogen leak and adhesive tape containing same |
KR102573446B1 (en) | 2023-04-24 | 2023-09-04 | 주식회사 대현에스티 | Hydrogen sensing tape including water-proof layer |
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