JPH0712733A - 酸化性ガス検知テープ - Google Patents

酸化性ガス検知テープ

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JPH0712733A
JPH0712733A JP18094493A JP18094493A JPH0712733A JP H0712733 A JPH0712733 A JP H0712733A JP 18094493 A JP18094493 A JP 18094493A JP 18094493 A JP18094493 A JP 18094493A JP H0712733 A JPH0712733 A JP H0712733A
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 塩素等の酸化性ガスを呈色反応を利用して検
出するテープの感度の安定性と選択性を向上すること。 【構成】 p−n−ブトキシアニリンと、紫外線吸収剤
と、多価アルコールを有機溶媒に溶かして反応液を調製
し、この液を紙葉体に含浸させ、有機溶媒を蒸発させ
る。これによりp−n−ブトキシアニリンと、紫外線吸
収剤とを多価アルコールに吸湿されている水分を介して
展開された紙葉体が得られる。紙葉体が塩素などの酸化
性ガスに晒されると、多価アルコールに吸収されている
水分を介してp−n−ブトキシアニリンが呈色反応を起
こして、酸化性ガスの濃度に比例した反応痕が生じる。
一方、保存中においては紫外線吸収剤によりp−n−ブ
トキシアニリンと光線との反応が阻止されるので、変色
に伴う感度低下が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、塩素やオゾン等の酸化
力を有する気体の濃度を呈色反応を利用して検出するテ
ープに関する。
【0002】
【従来の技術】酸化力を有する塩素やオゾン等の気体
(以下、酸化性ガスという)は、工業用材料や殺菌剤と
して大量に使用されているが、その毒性が極めて強いた
め作業環境における許容濃度が,例えば塩素ガスでは
0.5ppmというように極めて低い値に抑えられてい
る。そして環境保全のために、環境中における塩素ガス
は、通常、ガルバニーセル法を用いた電気化学式ガスセ
ンサーによりその濃度が監視されて、基準濃度を下回る
ように管理されている。しかしながらこのよう電気化学
式ガスセンサーは、検出対象となるガスの種類が多く、
例えば環境中に存在するアルコール等の還元性ガスやそ
の他のガスに対しても感度を示すため、検出対象とする
酸化性ガスに対する選択性が低いという問題がある。こ
のような問題を解消するために、塩素ガスなどの酸化性
ガスと呈色反応を起こすp−メトキシアニリンを溶媒に
溶かし、この溶媒をテープ等の担体に展開して検知テー
プを構成し、試薬の取り扱い扱いの簡便さを図ることも
提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、p−メ
トキシアニリンは、光の照射を受けると変色をきたすた
め、酸化性ガスによる呈色反応に起因する光学的濃度変
化と区別がつかなくなり、結果的に検出感度の低下を招
くという問題がある。本発明はこのような問題に鑑みて
なされたものであって、その目的とするところは、環境
中の有機溶媒などの干渉を受けることがなく、しかも耐
光性が高く、長期間にわたって検出感度を一定に維持す
ることができる酸化性ガス検出テープを提供することで
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、紙葉体にp−n−ブトキシ
アニリンと、紫外線吸収剤と、多価アルコールを展開す
るようにした。
【0005】
【作用】保存中やまた測定中に照射される光は紫外線吸
収剤により吸収されるため、p−n−ブトキシアニリン
がこの光り照射で変色することがない。またガス検出時
には保湿剤に吸収されている水分によりp−n−ブトキ
シアニリンと被検出対象ガスである酸化性ガスとの反応
が促進されて、速やかな呈色反応を起こし紙葉体に酸化
性ガスの濃度に対応した反応痕を生じる。
【0006】
【実施例】そこで以下に本発明の詳細を実施例に基づい
て説明する。 (実施例1)p−n−ブトキシアニリン 1.0グラム
と、紫外線吸収剤例えばブチルヒドロキシトルエン
1.7グラムと、保湿剤として多価アルコール類、例え
ばグリセリン15v/v%を全体体積100ミリリット
ルとなるようにメタノール等の有機溶媒に溶かして反応
液を調製する。上記反応液にセルロース系紙葉体を浸漬
して紙葉体に反応液を吸収させた後、反応液から紙葉体
を引き上げてシリコンゴム製のローラにより余分な反応
液を絞り出し、40°Cの環境に放置して有機溶媒を蒸
発させた後、テープ状に裁断する。このようにして構成
された酸化性ガス検知テープは、1平方メートル当たり
p−n−ブトキシアニリンを約0.6グラム、ブチルヒ
ドロキシトルエンを約1.0グラム、及びグリセリンを
25グラムを含有している。
【0007】図1は、ガス検出テ−プを用いてガス濃度
を測定するための装置の一例を示すものであって、図中
符号1は、テ−プ2の搬送経路に対向させて配置された
ガス吸引部で、テ−プ2に対向する面には直径1センチ
メ−トル程度の通孔3が穿設されており、パイプ4を介
して図示しない吸引ポンプからの負圧が作用している。
5は、ガス吸引部1の通孔3に対向するテ−プ2の他面
側に配置された測定ヘッド部5で、吸引部1の通孔3と
対向する位置に被検出ガス導入口9が形成された遮光容
器として構成されており、内部にピーク波長555nm
の発光ダイオード7と波長560nmに最大感度を有す
るpin型フォトダイオード8を、テ−プ2上に形成さ
れる反応痕の光学的濃度を検出できるような関係でもっ
て配置収容して構成されている。
【0008】上述したガス検出用テ−プをリ−ル10,
11にセットし、吸引部4に図示しないポンプからの吸
引圧を作用させると、導入口9から測定ヘッド部5に被
検ガスが吸込まれる。この被検ガスは、通孔6から検出
用テ−プ2を経由して通孔3から外部に排出される。被
検ガスが検出用テ−プ2を通過する過程でテ−プ2上の
p−nーブトキシアニリンが酸化性ガスと選択的に反応
し、反応痕を形成する。
【0009】このようにして所定のサンプリング時間、
例えば40秒程度が経過した時点で、被検ガスの吸引を
停止して反応痕の光学的濃度を測定する。発光ダイオー
ド7からの光は、テ−プ表面に形成された反応痕の光学
的濃度に応じて吸収を受けるので、測定開始前の光学的
濃度、つまりテ−プのバックグランドと被検ガス吸引後
における検出テープとの光学的濃度差を求めることによ
りテ−プを通過した酸化性ガスの濃度、もしくは積算通
過量を知ることができる。1サンプリング分の測定が終
了した時点で、巻取りリ−ル10を駆動してリ−ル11
の未使テープを測定領域に移動させる。
【0010】上述の測定装置に酸化性ガス検知テープを
セットし、濃度の異なる塩素ガスを含む試料ガスを測定
したところ、図2に示すような結果となった。この図に
おいて曲線I、II、IIIはそれぞれサンプリング時
間を20秒、40秒、及び60秒とした場合の検量線を
示しており、図からも明らかなように本発明の酸化性ガ
ス検知テープは、0.1ppm程度の低い濃度の酸化性
ガスに対しても十分な感度を示すばかりでなく、サンプ
リング時間を長くすることにより検知テープに作用する
酸化性ガスの量が多くなるので、低い濃度のガスであっ
ても反応痕の光学的濃度が上昇するという積分効果が働
いて、高い確度で測定できることが判明した。
【0011】また塩素ガスの濃度0.2ppm(I),
0.5ppm(II),1.0ppm(III),1.
5ppm(IV)の試料ガス用い、それぞれの試料ガス
毎にサンプリング時間を変えながら一定時間毎の反応痕
の光学的濃度を測定したところ、図3に示したような結
果を得た。すなわち、濃度の高い塩素ガスを含む試料ガ
ス(IV)(V)では、サンプリング時間が長くなると
検出出力が徐々に飽和するものの、サンプリング時間を
短めに設定すれば、極めて短時間で測定結果を得ること
ができる。一方、低い濃度の塩素ガスを含む試料ガス
(II)、(I)では、サンプリング時間に比例して上
昇する。したがって検出すべき酸化性ガスの濃度に対応
してサンプリング時間を適当な値に設定すれば、広範囲
な濃度の酸化性ガスを測定対象とすることが可能である
ことが判明した。
【0012】一方、上記のように構成した検知テープを
蛍光燈の直下30センチメートルの位置に放置して、約
1500ルックス程度の光を照射し、一定時間の光照射
の後に一定濃度の塩素ガスを測定したところ、図4にお
いて▲の曲線で示したように6時間の光照射を受けたも
のでも感度にほとんど低下が見られなかった。一方比較
のため、紫外線吸収剤を含まない検知テープを作成し
て、これについて上述と同様に光照射時間が異なるテー
プを用いて、一定濃度の塩素ガスを測定したところ図4
において△の曲線で示したように、露光時間が長くなる
につれて検出感度が低下した。このことからも紫外線吸
収剤を添加しておくことが耐光性を高めて、検出感度を
長期維持する上で極めて有効な手段であることが確認さ
れた。
【0013】一方、保湿剤は呈色試薬と酸化性ガスとの
反応を促進する一方で、その粘性のために紙葉体の通気
性に対しても大きな影響を与え、測定装置のガスサンプ
リング用ポンプの吸引能力によっては、被検出ガスの透
過量を減少させることになるため、図5に示したように
最大感度を発現させるのに適した濃度が存在することに
なる。すなわち、保湿剤の濃度が低い場合には反応媒体
となる水分が少なく、p−n−ブトキシアニリンと酸化
性ガスと反応速度が低いため検出感度も低い。そして調
製液レベルでの濃度が2乃至15v/v%の範囲内にお
いては保湿剤の濃度に比例して検出感度が単調に上昇
し、またこれを越えると被検出ガスの通気性が徐々に低
下するため見掛けの感度も低下するようになる。このこ
とから、紙葉体上に担持させる保湿剤の量を、1平方メ
ートル当たり3グラム乃至35グラム程度にするのが望
ましい。なおこの実施例では保湿剤としてグリセリンを
使用しているが、保湿剤として知られている他の多価ア
ルコール、例えばエチレングリコール等を使用しても同
様の作用を奏することは明らかである。
【0014】(実施例2)pーメトキシアニリン 1.
0グラムと、紫外線吸収剤例えばブチルヒドロキシトル
エン 1.7グラムと、保湿剤として多価アルコール
類、例えばグリセリン15v/v%を全体体積100ミ
リリットルとなるようにメタノール等の有機溶媒に溶か
して反応液を調製する。上記反応液にセルロース系紙葉
体を浸漬して紙葉体に反応液を吸収させた後、反応液か
ら引き上げてシリコンゴム製のローラにより余分な反応
液を絞り出す。これを温度40°Cの環境に放置して有
機溶媒を蒸発させてからテープに裁断する。これによ
り、テープ1平方メートル当たり、pーメトキシアニリ
ンを約0.6グラム、ブチルヒドロキシトルエンを約
1.0グラム、及びグリセリンを25グラム含有した検
知テープが得られる。
【0015】このように構成した検知テープを用いて前
述の実施例1におけるのと同様に、サンプリング時間を
パラメータとする検量線、及び酸化性ガスの濃度をパラ
メータとするサンプリング時間と反応痕の濃度との関係
を調査したところ、実施例1に示したものとほぼ同一の
測定結果を示すものがえら得た。
【0016】一方、上記のように構成した検知テープを
蛍光燈の直下30センチメートルの位置に放置して、約
1500ルックス程度の光を照射し、一定照射時間毎に
塩素ガスに対する検出感度を調査したところ、図4にお
いて■により示した曲線のような結果を得た。比較のた
めに紫外線吸収剤を含まない検知テープを製作して、同
様の試験を行ったところ、図4において□で示すような
特性を得た。このことから、検知テープに微量の紫外線
吸収剤を含有させることは、被検出酸化性ガスに対する
感度の低下を招くことなく、耐光性を高めて検出感度を
長期間維持するのに有用な手段であることが判明した。
【0017】(比較例)比較のために、酸化性ガスに対
して呈色反応を示す4−ヘキシロキシアニリンを反応試
薬に用い、前述と同様に紫外線吸収剤、及び多価アルコ
ールを含有させて検知テープを作成し、一定時間露光し
ながら塩素ガスに対する感度を調査したところ、図4に
おいて●により示した曲線のような結果となった。さら
に紫外線吸収剤を添加しないものを作成して同様の調査
を行ったところ、図4において○により示した曲線のよ
うな結果となった。すなわち、同じく酸化性ガスと反応
して光学的濃度を変化させる4ーヘキシロキシアニリン
においては、紫外線吸収剤を添加しても光り照射を受け
ると変色して酸化性ガスの検出感度に低下をきたすこと
になる。これらのことから、反応試薬としてはp−n−
ブトキシアニリン及びpーメトキシアニリンが耐光性を
確保する上で極めて有用で、しかもこれらp−n−ブト
キシアニリン及びpーメトキシアニリンにおいてはじめ
て紫外線吸収剤が効果的に作用することも確認できた。
【0018】また、上述の実施例においては紫外線吸収
剤としてブチルヒドロキシトルエンを用いたが、ブチル
ヒドロキシアニソールやハイドロキノン、2,2’−メ
チレン−ビス(4−メチル−6−ブチルフェノール)等
他の紫外線吸収剤を用いても、酸化性ガスに対する感度
の低下を来すことなく、耐光性の向上が図れることを確
認した。
【0019】一方、酸化力を有する他のガスについてそ
の検出感度を調査したところ、表1に示したような結果
となった。
【0020】
【表1】 このことから、本発明の酸化性ガス検知テープは、塩素
ガス以外にも、フッ素、二酸化窒素、オゾン等の他の数
種類の酸化性ガスに対しても感度を示す一方、比較的環
境中に放出されやすく、しかも高濃度で存在しているエ
タノール、メタノール等の有機溶媒、さらには一酸化窒
素、硫化水素等に対しては、ガルバニーセル法を用いた
ガス検出器のような検出感度を示すことがなく、環境中
の塩素等の酸化性ガスを高い選択性でもって検出できる
ことが確認された。
【0021】なお、この実施例においては担体となる紙
葉体としてセルロース系のものを用いているが、高分子
材料を多孔質処理した不織布などを用いても同様の作用
を奏することは明らかである。
【0022】
【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、反応試薬としてp−n−ブトキシアニリンもしくは
pーメトキシアニリンを用い、これと合わせて外線吸収
剤と、多価アルコールとを紙葉体を展開したので、環境
中に存在する有機溶媒や弱酸性のガスによる干渉を受け
ることなく、高い耐光性を有して長期間にわたって酸化
性ガスを高い検出感度と選択性で持って検出することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の酸化性ガス検知テープが適用される測
定装置の一実施例を示す断面図である。
【図2】本発明の酸化性ガス検知テープの検量線を,サ
ンプリング時間をパラメータとして示す図である。
【図3】本発明の酸化性ガス検知テープの反応時間と濃
度変化との関係を、酸化性ガスの濃度をパラメータとし
て示す図である。
【図4】本発明の酸化性ガス検知テープに光を照射した
ときの検出感度の変化を示す線図である。
【図5】保湿剤の濃度と検出感度との関係を示す線図で
ある。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 紙葉体にp−n−ブトキシアニリンと、
    紫外線吸収剤と、多価アルコールを展開してなる酸化性
    ガス検知テープ。
  2. 【請求項2】 紙葉体にp−メトキシアニリンと、紫外
    線吸収剤と、多価アルコールを展開してなる酸化性ガス
    検知テープ。
  3. 【請求項3】 前記紫外線吸収剤は、ブチルヒドロキシ
    トルエン、ブチルヒドロキシアニソール、ハイドロキノ
    ン、2,2’−メチレン−ビス(4−メチル−6−ブチ
    ルフェノール)から選択された請求項1,または請求項
    2の酸化性ガス検知テープ。
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