JP6146596B2 - 酸性溶液漏れ感知装置 - Google Patents
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Description
本発明は、酸性溶液漏れ感知装置に関し、特に、硫酸、塩酸、硝酸、フッ酸等のような酸性の有毒性化学溶液の漏れを感知するための酸性溶液漏れ感知装置に関する。
本出願人は、既に数件の登録特許（特許文献１及び特許文献２等）において、テープ型となり、漏水が発生しやすい位置に設置することにより、漏水の発生を容易に感知可能にするテープ型の漏水感知センサを提案している。
図１及び図２に示すように、このような漏水感知センサ１００は、下部接着層１２０と、ベースフィルム層１１０と、上部保護フィルム層１３０とが、底面から上方へ順次に積層されてなる。
下部接着層１２０は、漏水が発生する場所に付着するためのものであり、接着テープの形態となり、ベースフィルム層１１０は、導電ライン１１１、１１２を上部に形成するための層であり、導電ライン１１１、１１２のパターンを印刷方式で形成するために、ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＴＦＥ、ＰＶＣ、またはその他のテフロン系材質のフィルムから形成される。
また、導電ライン１１１、１１２は、ベースフィルム層１１０の上部表面において互いに離隔し、長手方向に平行にストリップ状に配置され、導電性インキまたは銀化合物で印刷される。
上部保護フィルム層１３０は、ベースフィルム層１１０の上部に積層され、導電ライン１１１、１１２を外部の刺激から保護するための層であって、ベースフィルム層１１０のように、ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＴＦＥ、ＰＶＣ、またはその他のテフロン系材質から形成され、導電ライン１１１、１１２に該当する位置に一定の間隔毎にセンシングホール１３１が貫通して形成されるようになる。
したがって、漏水が発生すると、漏水が発生した位置のセンシングホール１３１から水分が流入し、両導電ライン１１１、１１２が水分により通電され、遠隔の制御器が、その通電状態、すなわち閉回路が形成される状態を把握し、漏水の有無を感知し、それによる警報を発生するようになる。
ところが、このような従来のフィルム型の漏水感知センサ１００は、水はもとより、導電性を有する硫酸、塩酸、硝酸、フッ酸等の酸性の有毒性化学溶液も検出することができるが、これを、酸性の液体が貯蔵された屋内外の貯蔵槽または配管に設置し、酸性溶液の漏れを感知する目的で用いる場合、湿気や雨水、結露、雪、水蒸気等に晒されても、警報が発生してしまい、誤作動の結果をもたらす。
また、酸性の溶液により、ベースフィルム層１１０と導電ライン１１１、１１２が溶解される場合、正しい強酸性溶液の漏れ感知が困難であるという問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、酸性液体が漏れた場合にのみ、導電ラインが通電されて動作するようにした酸性溶液漏れ感知装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、強酸性溶液に溶解されないフィルム材質でベースフィルム層を構成し、また、導電ラインも、強酸性溶液により溶解されない物質で構成し、正確な強酸性溶液の漏れを感知するようにした強酸性溶液漏れ感知装置を提供することにある。
上述した目的を達成するために、本発明による酸性溶液漏れ感知装置は、フィルム材質からなるベースフィルム層と、前記ベースフィルム層の上部面に長手方向に平行に形成された１対の導電ラインと、酸性溶液により溶解される物質により、前記導電ラインが外部に露出しないように、ベースフィルム層の上部面に塗布されるコート層と、からなる。
本発明の他の目的による酸性溶液漏れ感知装置は、フィルム材質からなるベースフィルム層と、前記ベースフィルム層の上部面に長手方向に平行に形成された１対の導電ラインと、からなり、前記ベースフィルム層は、合成樹脂材質から形成され、前記導電ラインは、ＣＮＴ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ）分散液６０〜９０重量％と、揮発性溶剤が混合されたアクリルアルキド樹脂１０〜５０重量％とが混合され、印刷方式により印刷される。
また、ＣＮＴ分散液は、ＣＮＴパウダー１〜１０重量％、エチルセロソルブ溶媒８０〜９８重量％、またノニオン性界面活性剤型分散剤１〜１０重量％が混合されてなる。
本発明によれば、酸性の溶液にのみ反応して通電されるので、酸性を有する有毒物の貯蔵施設や移送施設に設置される場合、酸性の成分のみを正確に感知するとともに、テープ型であるので、配管等に容易に設置することができ、また、製造費用も安価であり、価格競争力にも優れた長所がある。
以下、添付した図面に基づき、本発明の好適な実施例について詳述する。
図３は、本発明の構造を示す図であり、図４は、本発明の側断面図であって、ベースフィルム層１１０、付着層１２０、上部保護フィルム層１３０の構造は、従来と同一であるので、本発明において適用されたコート層２００を中心として説明する。
先ず、有毒物である酸性溶液は、水のように電気的導電性を有しており、土壌や大気に漏れた場合は、水質汚染、土壌汚染、大気汚染等が発生することにより、物的被害はもとより、人的被害まで深刻に発生してしまう。
したがって、このような酸性溶液の漏れを、迅速かつ安価で感知しなければならないが、このため、本発明は、導電ライン１１１、１１２が形成されたベースフィルム層１１０の上部面には、硫酸、塩酸、硝酸、フッ酸等のような強酸性の有毒性化学溶液、すなわち、酸性溶液により溶解されるコート層２００が形成され、このようなコート層２００は、ベースフィルム層１１０の上部面の全体に塗布され、または導電ライン１１１、１１２のみを外部から隔離させるために、導電ライン１１１、１１２が形成された部位にのみコートが行われる。
コート層２００は、酸性溶液により容易に溶けて溶解されるエナメル、メラミン、ウレタン、その他の合成樹脂等が、噴射により、薄膜形態でコートされて形成される。
前記コート層２００の上部には、センシングホール１３１が形成された上部保護フィルム層１３０が積層されるが、このような上部保護フィルム層１３０は、選択的に積層されてもよい。
すなわち、外部環境に大きく影響される屋外では、コート層２００を保護するために、上部保護フィルム層１３０が積層されることが好ましく、屋内では、与件により、上部保護フィルム層１３０が積層されても、積層されなくてもよい。
本発明では、上部保護フィルム層１３０が積層された状態を挙げて説明する。
したがって、本発明が、酸性溶液が移動する配管の継ぎ手部分や貯蔵槽の外部に付着されまたは巻き付けられて設置される場合、酸性溶液の漏れが発生し、図５に示すように、本発明の上部保護フィルム層１３０の上部面に酸性溶液３００が位置し、センシングホール１３１に流入すると、図６に示すように、コート層２００が酸性溶液により溶解され、導電ライン１１１と導電ライン１１２が通電される。
遠隔の制御器は、このような通電状態を確認し、酸性溶液の漏れ状態を確認することができる。
図７は、本発明の他の実施例を示す図であり、コート層２１０が上部保護フィルム層１３０の上部面に塗布された形態を示すものである。
そのため、酸性溶液が漏れた場合、最も上部層であるコート層２１０を溶解させた後、センシングホール１３１から流入し、導電ライン１１１、１１２が互いに通電されることにより、漏れを感知することができる。
図８は、また他の実施例を示す図であり、ベースフィルム層１１０や上部保護フィルム層１３０の全面に塗布するものではなく、センシングホール１３１のみを埋める形態で、コート部位２２０が形成され、酸性溶液がコート部位２２０を溶解させ、導電ライン１１１、１１２を通電させるようになる。
このような図７と図８の構造は、従来技術におけるように、積層が完了した既存の漏水感知センサ１００をそのまま用い、上部保護フィルム層１３０の上部表面にコート液を塗布し、またはセンシングホールのみをコート液により埋める工程を加えることだけで、酸性溶液漏れ感知装置を容易に製造することができる。
もちろん、最も好ましくは、外部の環境による影響を最小化し、また、導電ラインを外部から完全に隔離させるために、図３に示すような構造を有することが好適である。
一方、硫酸、塩酸、硝酸、フッ酸等のような強酸性の有毒性化学溶液を選択的に感知するために、本発明の漏れ感知装置は、フィルム材質からなるベースフィルム層と、前記ベースフィルム層の上部面に長手方向に平行に形成された１対の導電ラインと、からなり、前記ベースフィルム層は、合成樹脂材で形成され、前記導電ラインは、ＣＮＴ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ）分散液６０〜９０重量％と、揮発性溶剤が混合されたアクリルアルキド樹脂１０〜５０重量％とが混合され、印刷方式により印刷される。
基本的な構造は、図１及び図２に示した形態と同一であるので、ベースフィルム層１１０、導電ライン１１１、１１２、また、上部保護フィルム層１３０の構成物質を中心として説明する。
先ず、有毒物である強酸性溶液は、水のように電気的導電性を有しており、土壌や大気に漏れた場合は、水質汚染、土壌汚染、大気汚染等が発生することにより、物的被害はもとより、人的被害まで深刻に発生してしまう。
したがって、このような酸性溶液の漏れを、迅速かつ安価で感知しなければならないが、このため、本発明は、ベースフィルム層１１０、導電ライン１１１、１１２、上部保護フィルム層１３０を、硫酸、塩酸、硝酸、フッ酸等のような強酸性の有毒性化学溶液、すなわち、酸性溶液により溶解されないようにしなければならない。
このため、ベースフィルム層１１０は、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ（テフロン）材質等の合成樹脂材から形成するが、その厚さは、１００〜２５０μｍである。
すなわち、強酸性に溶解され難いＰＣ、ＰＰ、ＰＴＦＥ等の合成樹脂材で、ベースフィルム層１１０を構成する場合、厚さは、１００〜１３０μｍ程度であり、強酸に比較的に溶解されやすいＰＥ、ＰＥＴ等の合成樹脂材で構成する場合は、１３０〜２５０μｍ程度に厚くすることが好ましい。
前記導電ライン１１１、１１２を構成する組成物は、導電性を有するＣＮＴ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ）分散液と、揮発性溶剤が混合されたアクリルアルキド樹脂が混合されて組成されるが、ＣＮＴ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ）分散液６０〜９０重量％と、揮発性溶剤が混合されたアクリルアルキド樹脂１０〜５０重量％とが混合され、ＣＮＴインキが組成され、そのＣＮＴインキで、グラビア印刷方式により、ベースフィルム層１１０に印刷し、導電ライン１１１、１１２を形成するようになる。
このとき、アクリルアルキド樹脂混合物は、アクリルアルキド樹脂４０〜６０重量％と、揮発性溶剤４０〜６０重量％とが混合された形態であり、アクリルアルキド樹脂は、強酸に強く、かつベースフィルム層１１０への印刷時、付着力が強いという特徴があり、揮発性溶剤は、印刷時、揮発性を高め、印刷作業を容易にするものである。
ＣＮＴ分散液は、全体８５重量％を１００重量％に換算し、その換算された１００重量％中において、ＣＮＴパウダー１〜１０重量％、エチルセロソルブ溶媒８０〜９８重量％、またノニオン性界面活性剤型分散剤１〜１０重量％が混合されてペースト形態で構成されるが、ＣＮＴパウダーは、導電性を有し、エチルセロソルブ溶媒とノニオン性界面活性剤型分散剤は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の構造を安定化させ、粒子を均一にする。
したがって、ＣＮＴ分散液とアクリルアルキド樹脂混合物が混合されたＣＮＴインキを、グラビア方式で印刷して導電ライン１１１、１１２を形成するが、そのとき、厚さは、８〜１２μｍ程度を有する。
上部保護フィルム層１３０は、強酸性溶液に強いＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴ、テフロン材質等の合成樹脂材であり、１００〜２５０μｍの厚さで形成される。
これも、ベースフィルム層１１０と同様に、強酸に溶解され難いＰＣ、ＰＰ、ＰＴＦＥ等の合成樹脂材で構成する場合、厚さは、１００〜１３０μｍ程度であり、強酸に比較的に溶解されやすいＰＥ、ＰＥＴ等の合成樹脂材で構成する場合は、１３０〜２５０μｍ程度に厚くすることが好ましい。
したがって、強酸性溶液の漏れが発生すると、漏れが発生した位置のセンシングホール１３１から強酸性溶液が流入し、導電ライン１１１、１１２が通電されることにより、抵抗値の変化が発生する。
そのため、遠隔の制御器が、その導電状態での抵抗値の変化を提供され、強酸性溶液の漏れの有無を確認することができるようになる。
また、図３に示すように、導電ライン１１１、１１２の上部を覆うように、エナメル、アルキド樹脂、ＰＥ、ＰＥＴ等のように強酸に溶解されやすい樹脂材により、コート層２００を形成するようになるが、これは、強酸性溶液により溶解されるものの、水によっては溶解されない物質である。
したがって、水が流入した場合は、導電ライン１１１、１１２がコート層２００により通電されず、強酸性溶液が流入した場合にのみ、コート層２００が溶解され、ＣＮＴインキにより印刷された導電ライン１１１、１１２が露出し、強酸性溶液により通電されることにより、強酸性溶液の漏れの有無を感知することができる。
このとき、コート層２００の厚さは、１６〜１８μｍの厚さを有する。
Claims (4)
- フィルム材質からなるベースフィルム層と、
前記ベースフィルム層の上部面に長手方向に平行に形成された１対の導電ラインと、
強酸性溶液により溶解される物質により、前記導電ラインが外部に露出しないように、ベースフィルム層の上部面に塗布されるコート層と、
からなる強酸性溶液漏れ感知装置であって、
前記ベースフィルム層は、合成樹脂材で形成され、
前記導電ラインは、
ＣＮＴ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ）分散液５０〜９０重量％と、揮発性溶剤が混合されたアクリルアルキド樹脂１０〜５０重量％とが混合されたＣＮＴインキを用いて、印刷方式により前記ベースフィルム層の上面に印刷されることにより形成されることを特徴とする強酸性溶液漏れ感知装置。 - 前記コート層の上部面には、フィルム材質からなる上部保護フィルム層が積層され、前記上部保護層には、ベースフィルム層の導電ラインを上部に露出させるためのセンシングホールが、一定の間隔で形成されることを特徴とする請求項１に記載の強酸性溶液漏れ感知装置。
- 前記ＣＮＴ分散液は、ＣＮＴパウダー１〜１０重量％、エチルセロソルブ溶媒８０〜９８重量％、及びノニオン性界面活性剤型分散剤１〜１０重量％が混合されてなることを特徴とする請求項１に記載の強酸性溶液漏れ感知装置。
- 前記コート層は、前記導電ラインを覆うように、エナメルまたはアルキド樹脂、またはＰＥまたはＰＥＴ等の樹脂材から形成されることを特徴とする請求項１に記載の強酸性溶液漏れ感知装置。
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