KR100530425B1

KR100530425B1 - 염료를 이용한 유사 휘발유 검지 장치

Info

Publication number: KR100530425B1
Application number: KR10-2004-0017068A
Authority: KR
Inventors: 이상경
Original assignee: 주식회사 동양크레디텍
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2005-11-22
Also published as: KR20040092388A; KR20030040312A

Abstract

본 발명은 유사휘발유 검지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 특정 성분에 대해 색이 변화하는 발색염료를 이용하여 육안으로 간단하게 유사휘발유를 판별할 수 있는 유사휘발유 검지장치에 관한 것이다.

이를 휘발유 성분에 반응하여 색이 변하는 하나 이상의 발색염료가 포함된 염료센싱부가 일정 간격으로 정렬 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

염료를 이용한 유사 휘발유 검지 장치{REFORMULATED GASOLINE TEST APPARATUS USING DYES}

본 발명은 유사휘발유 검지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 특정 성분에 대해 색이 변화하는 발색염료를 이용하여 육안으로 간단하게 유사휘발유를 판별할 수 있는 유사휘발유 검지장치를 제공하는 것이다.

최근 유가변동 및 교통세 인상 등으로 휘발유가격이 상승하면서 탈세를 위하여 유사휘발유를 제조하여 유통시키는 현상이 급증하고 있다. 산원자원부의 통계에 의하면 석유품질검사소가 2002년도 전국 주유소를 대상으로 휘발유 품질검사를 실시하였을 때 약 4만건 중 162건의 휘발유가 정품이 아닌 유사휘발유로서 불합격 판정을 받았다.

현재 시중에 유통되고 있는 유사휘발유는 일반적으로 정품휘발유에 이물질을 혼합하여 제조하거나 정품휘발유를 사용하지 않고 시너, 유기용제, 알코올, 톨루엔 등을 적당한 비율로 혼합하여 제조하고 있다. 상기 유사휘발유 중 일부는 현재 연료첨가제라는 명칭으로 판매되고 있으며, 전체 휘발유 판매량의 약 3 내지 5%로 추정되는 물량이 판매되고 있다.

유사휘발유는 혼합된 제품의 종류나 혼합된 양에 다라 차이가 있으나, 대체로 연비가 저하되고 불완전 연소로 인하여 차량의 출력이 저하되며, 공해물질이 배출되고, 연료라인의 부식과 마모가 발생될 수 있다.

그러나 이러한 유사휘발유를 일반 소비자가 판별하기는 쉽지 않으며, 유사휘발유로 생각되는 경우에는 석유품질검사소 등의 국가기관에 의뢰를 하여왔다.

또한, 유사제품의 판정은 HPLC-UV 스펙트로스코피, 크로마토그래피, 적외분광기 등의 대형 고가 장비를 이용하여 분석을 하고 있다.

그러나 상기 대형 고가 장비를 이용하여 분석하는 경우에는 현장에서 테스트가 이루어지지 않으므로 샘플링이나 테스트에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

이에 단시간 내에 유사휘발유를 판별하기 위하여 유사휘발유에 주로 혼합되는 솔벤트나 톨루엔 성분의 비중과 증기압을 정품의 그것들과 비교하여 판별하는 간이판별장치(대한민국 특허 공개번호 1999-0084046)가 개발되었다.

그러나 상기 간이판별장치는 가격이 200만원 이상인 고가 제품이며 무게 또한 8Kg 이상이고, 특히 강산 등의 위험한 산화물질을 고온에서 화학반응 시켜야 하는 등 기기 조작이 복잡하여 숙련되지 않은 일반적인 운전자 등의 휘발유 사용자들이 구매하여 사용하기 어려운 문제점이 있다.

한편, 유사휘발유를 판별하기 위하여 유사휘발유 검지키트(대한민국 특허 공개번호 2001-0069614)가 개발되었다. 그러나 상기 유사휘발유 검지키트도 중크롬산칼륨, 강산, 강염기 등을 사용함으로써 일반인이 사용하기가 어려우며, 환경문제까지 유발 할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점에 착안하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 일반인도 용이하게 사용할 수 있는 유사휘발유 검지장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 현장에서 단 시간 내에 유사휘발유를 판별할 수 있는 유사휘발유 검지장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유사휘발유 검지장치는, 휘발유 성분에 반응하여 색이 변하는 하나 이상의 발색염료가 포함된 염료센싱부가 일정 간격으로 정렬 배치될 수 있다.

상기 발색염료는 메틸트리부틸에테르 MTBE(MethylTributylEther)에 선택적으로 색변화하는 금속착체일 수 있으며, 상기 금속착체는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 나트륨(Na), 세슘(Cs), 레늄(Re), 셀레늄(Se), 아연(Zn), 텔륨(Te), 철(Fe)착체 중 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.

상기 발색염료는 톨루엔에 선택적으로 색변화하는 pH 염료일 수 있으며, 상기 pH 염료는 N-(4-피리딜메틸리딘)-4-아미노-2,6디클로로페놀{N-(4-pyridylmethylidene)-4-amino-2,6-dichlorophenol}, 레이찰트의 염료(Reichardt's dye), 나일레드(Nile red), 메틸레드(Methyl red), 프로단(Prodan), 1-(4-니트로페닐)-6-페닐헥사트린{1-(4-Nitrophenyl)-6-phenylhexatriene}, 4-(N,N디옥틸아민)-4'-트리플루오로아세틸아조벤젠{4-(N, N-dioctylamine)-4'-trifluoroacetylazobenzene}, 4-(N,N-디옥틸아민)-4-4(4-트리플루오로아세틸아조)-나프탈랜{4-(N, N-dioctylamine)-4-(4-trifluoroacetylazo)-naphthalene}, 2,5-비즈-[3(5-술포-2,3-디하이드로-1H-인돌-1-일)-2-프로페닐리딘]-사이클로펜타논{ 2,5-Bis-[3-(5-sulfo-2,3-dihydro-1H-indol-1-yl)-2-propenylidene]-cyclopentanone} 중 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.

상기 발색염료는 톨루엔에 선택적으로 색변화하는 중심금속이 주석(Sn), 아연(Zn), 은(Ag), 수소(H), 철(Fe), 제2코발트(Co(II)), 구리(Cu), 제3코발트(Co(III)), 크롬(Cr(III))으로부터 어느 하나 이상 선택되는 포르피린과 그 유도체일 수 있으며, 상기 발색염료는 알코올에 선택적으로 색변화하는 나일레드(Nile red)일 수 있다. 상기 발색염료는 알코올에 선택적으로 색변화하는 중심금속이 구리(Cu), 아연(Zn), 인듐(In), 수소(H)로부터 어느 하나 이상 선택되는 포르피린과 그 유도체일 수 있다. 상기 염료센싱부에는 휘발유 성분의 흡착을 촉진시키기 위한 흡착제가 포함되어 있을 수 있으며, 상기 흡착제는 상기 염료의 0.5mmol이상 2mmol이하에 대해 1㎏의 비율로 포함될 수 있다.

상기 염료센싱부는 일정 간격으로 정렬되어 지지체에 고정 배열될 수 있으며, 상기 지지체는 종이, 유리판, 스테인레스스틸, 동판 중 선택된 어느 하나일 수 있다.

상기 유사휘발유 검지장치에는 정품휘발유와 유사휘발유의 색변화를 비교할 수 있도록 정품휘발유에따라 색변화하는 기준염료센싱부가 포함될 수 있다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

그러나 하기의 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하는 것이 아니다. 본 발명의 단순한 설계상의 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유사휘발유 검지장치의 평면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유사휘발유 검지장치는 염료센싱부(10), 지지체(20)로 구성된다.

상기 염료센싱부(10)는 특정 휘발유 성분에 반응하여 색이 변하는 하나 이상의 발색염료가 포함된 센싱부분으로서, 다수 개가 일정한 간격으로 정렬 배치되어 있다.

우선, 본 발명에서 사용되는 염료란, 염료가 처한 환경의 변화, 특히 극성 변화에 따라 흡수스펙트럼(UV/Vis spectrum)이나 발광스펙트럼(emission spectrum)이 변화하는 염료 화합물의 총칭이다.

상기 염료는 특정의 염료가 특정의 시료와 접촉할 때 그 색이 변화하는 성질(solvatochromism)을 이용하기 위해 사용하는 것으로서, 상기 특정 염료들은 정품휘발유와 유사휘발유의 구성성분의 종류에 함량에 따라 각각 다른 색반응이 나타난다.

통상적으로 첨가제로서 메틸트리부틸에테르 MTBE(MethylTributylEther) 정품휘발유에는 사용되지만, 유사휘발유에는 거의 포함되지 않으며, 톨루엔은 정품휘발유에는 소량 포함되어 있으나, 유사휘발유에는 다량 포함되어 있고, 메탄올은 정품휘발유에는 거의 포함되지 않으나. 유사휘발유에는 다량 포함되어 있으므로 상기 메틸트리부틸에테르와, 톨루엔, 메탄올 성분에 대해 선택적으로 색변화하는 발색염료를 포함시켜 유사휘발유 검지장치를 제조한다.

상기 메틸트리부틸에테르에 선택적으로 색변화하는 발색염료는 금속착체로서, 상기 금속착체는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 나트륨(Na), 세슘(Cs), 레늄(Re), 셀레늄(Se), 아연(Zn), 텔륨(Te), 철(Fe)착체 중 선택되는 어느 하나 이상을 선택할 수 있다.

특히 MTBE 성분에 선택적으로 색변화를 일으키는 금속착체는 Na, Cs, Re, Se금속 단독 또는 2 종 이상을 포함하는 금속착체, [Fe(CN₆)]나 [Re6Q8(CN)6]4- 타입의 프레임웍을 가지는 단독 금속클러스터이고, 이들을 다른 원소, 암모늄염으로 치환된 경우 또는 프루시안블루로 확장시킨 클러스터를 포함한다. 여기서 Q는 S, Se, 또는 Te를 의미한다.

보다 구체적으로는 Re₆Te₁₅, [NMe₄]₄[Re₆Q₈(CN)₆], [NMe₄]₄[Re₆QaQ'bQ"c(CN)₆], Cs₂[trans-Fe(H₂O)₂]x[Re₆Q₈(CN)₆]y, [Zn(H₂O)]₂[Re₆Q₈(CN)₆], Fe[Fe(CN₆)]₃, Na[Re₆Q₈(CN)₆], NaCs₃[Re₆Q₈(CN)₆], Cs[Co(H₂O)₂]₃[Re₆Q₈(CN)₆], Fe₄[Re₆Q₈(CN)₆]₃, Ga₄[Re₆Q₈(CN)₆]₃, [Co₂(H₂O) ₄][Re₆Q₈(CN)₆], Cs₂[Co(H₂O)₂][Re₆Q₈(CN)₆]ㅇ2H₂O, [Co(H₂O)₃]₄[Co(H₂O)₄][Re₆Q₈(CN)₆]와 그 수화물이다.

여기서Me는 메틸기이고, Q,Q＇, Q＂는 S, Se, Te 이며, a, b, c는 0이상의 정수, a+b+c=8이다.

상기 톨루엔에 선택적으로 색변화하는 발색염료는 pH 염료로서, 상기 pH 염료는 N-(4-피리딜메틸리딘)-4-아미노-2,6디클로로페놀{N-(4-pyridylmethylidene)-4-amino-2,6-dichlorophenol}, 레이찰트의 염료(Reichardt's dye), 나일레드(Nile red), 메틸레드(Methyl red), 프로단(Prodan), 1-(4-니트로페닐)-6-페닐헥사트린{1-(4-Nitrophenyl)-6-phenylhexatriene}, 4-(N,N디옥틸아민)-4'-트리플루오로아세틸아조벤젠{4-(N, N-dioctylamine)-4'-trifluoroacetylazobenzene}, 4-(N,N-디옥틸아민)-4-4(4-트리플루오로아세틸아조)-나프탈랜{4-(N, N-dioctylamine)-4-(4-trifluoroacetylazo)-naphthalene}, 2,5-비즈-[3(5-술포-2,3-디하이드로-1H-인돌-1-일)-2-프로페닐리딘]-사이클로펜타논{ 2,5-Bis-[3-(5-sulfo-2,3-dihydro-1H-indol-1-yl)-2-propenylidene]-cyclopentanone} 중 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

또한 상기 톨루엔에 선택적으로 색변화하는 발색염료로는 중심금속이 주석(Sn), 아연(Zn), 은(Ag), 수소(H), 철(Fe), 제2코발트(Co(II)), 구리(Cu), 제3코발트(Co(III)), 크롬(Cr(III))으로부터 어느 하나 이상 선택되는 포르피린과 그 유도체가 있다.

상기 알코올에 선택적으로 색변화하는 발색염료는 나일레드(Nile red) 또는 중심금속이 구리(Cu), 아연(Zn), 인듐(In), 수소(H)로부터 어느 하나 이상 선택되는 포르피린과 그 유도체이다.

본 발명에서 사용되는 포르피린이란, 4개의 피롤환을 메틴기로 결합한 포르피린을 기본 골격으로 하여, 주위에 수소원자의 치환에 의해 얻어지는 화합물의 총칭이다. 또한, 이러한 유사구조를 갖는 아조포프로피린, 코로, 텍사피린, 프탈로시아닌, 나프탈로시아닌 등의 포르피린 유도체를 포함한다.

본 발명에 관계되는 포르피린 화합물은 예를 들면 하기의 화학식1로 나타낼 수 있다.

화학식 1

식 중, R1 ~ R12는, 각각 독립적으로 수소, 할로겐 원자, 할로겐 치환 또는 무치환의 수산기, 비닐기, 아릴기, 알킬기, 알케닐기, 시클로알킬기, 페닐기, 나프틸기 알콕시기, 아릴옥시기, 퍼플루오르알킬기, 퍼플루오로알콕시기, 아미노기, 알킬카르보닐기, 아릴카르보닐기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 알킬카르보닐옥시기, 아릴카르보닐옥시기, 알콕시카르보닐옥시기, 아릴옥시카르보닐옥시기, 술피닐기, 술포닐기, 술파닐기, 실릴기, 카르바모일기, 아릴기, 헤테로환기, 알케닐기, 알키닐기, 니트로소기, 포르밀기, 니트론기, 포르밀옥시기, 이소시아노기, 시아네이트기, 이소시아네이트기, 티오시아네이트기, 이소티오시아네이트기, 시아노기, 카르복실기, 아미드기,아민기, 니트로기, 카바메이트기, 우레아기, 술폰기, 술페닐기, 포스페닐기, 포스피닐기, 술파이드기, 티오에테르기, 티오에스테르기의 각종 관능기를 나타낸다.

또한 피리딜기, 아진기, 아졸기, 이미다졸기, 트리아질기, 프릴기, 카바졸기 등의 복소환기를 나타낸다. 또한 당, 시클로덱스트린, 또는 포르피린을 갖는 유기기 등 임의의 것도 사용할 수 있으며, 인접한 치환기의 경우에는 치환 또는 무치환의 환이 축합 또는 확장된 것을 나타낸다.

또한 식 중, M은, 포르피린의 중심에 배위하는 금속으로 이온가수가 +1 ~ +4의 범위에 있는 Li, Be, Na, B, P, K, Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ba, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Pr, Yb및 Th 등을 나타낸다. 또는 금속이 배위하지 않은 형태의 포르피린, 즉 M이 H₂를 나타낸다.

또한, 본 발명에 있어서, 발색염료로 사용되는 포르피린은, 상기 화학식 1만으로 한정되는 것은 아니고, 천연에 존재하는 포르피린과 상기 포르피린에서 유도되는 고분자 및 이들의 금속착체, 금속포르피린 등도 사용할 수 있다. 구체적으로는, 에티오포르피린-I, 옥타에틸포르피린, 벤조포르피린, 듀티로포르피린-IX, 메조포르피린-IX, 헤마토포르피린-IX, 프로토포르피린-IX, 코프로포르피린-IX, 우로포르피린I, 우로포르피린-III, 클로로크로우로포르피린, 페무토포르피린, 듀테로포르피린-IX, 2,4-디아크릴산, 2,4-디포르밀듀테로포르피린-IX, 2,4-디아세틸듀테로포르피린-IX, 듀테로포르피린-IX, 2,4-디술폰산, 필로포르피린XV, 피로포르피린-XV, 로드포르피린-XV, 필로에리스린, 페오포르피린-a5, 테트라페닐포르피린 및 프로토헴 등을 들 수 있다.

본 발명에 따른 유사휘발유 검지장치에 사용될 수 있는 염료는 상기 메틸트리부틸에테르, 톨루엔, 알코올 성분 외에도 정품과 유사휘발유의 성분 종류와 구성비의 차이에 따라 다르게 색변화하는 염료들을 사용할 수 있다.

본 발명에 사용될 수 있는 염료는, 산성, 중성 및 염기성 pH 염료이며, 보다 구체적으로, 말라카이트 그린-HCL(Malachite Green-HCl), 브릴리언트 그린(Brilliant Green), 크리스탈 바이올렛(Crystal Violet), 에리스로신 B(Erythrosin B), 메틸 그린(Methyl Green), 메틸 바이올렛 2B(Methyl Violet 2B), 피크릭산(Picric Acid), 나프톨 엘로우 S(Naphthol Yellow S), 퀴날딘 레드(Quinaldine Red), 에오신 Y(Eosin Y), 메타닐 엘로우(Metanil Yellow), m-크레졸 퍼플(m-Cresol Purple), 티몰 블루(Thymol Blue), 자일레놀 블루(Xylenol Blue), 베이직 푸신(Basic Fuchsin), 에오신 B(Eosin B), 4-(p-아닐노페닐아조)벤젠술포닉산{4-(p-Anilinophenylazo)benzenesulfonic acid}, 크레졸 레드(Cresol Red), 마티우스 엘로우(Martius Yellow), 필록신 B(Phloxine B), 메틸 엘로우(Methyl Yellow), 브로모페놀 블루(Bromophenol Blue), 콩고레드(Congo Red), 메틸오렌지(Methyl Orange), 브로모클로로페놀 블루 W.S.(Bromochlorophenol Blue W.S.), 플루오레신 W.S.(Fluorescein W.S.), 브로모크레졸 그린(Bromocresol Green), 크리조이딘(Chrysoidin), 메틸레드 N(Methyl Red N), 알리자린 레드 S(Alizarin Red S), 코시닐(Cochineal), 클로로페놀 레드(Chlorophenol Red), 브로모크레졸 퍼플(Bromocresol Purple), 4-니트로페놀(4-Nitrophenol), 알리자린(Alizarin), 니트라진 엘로우(Nitrazine Yellow), 브로모티몰 블루(Bromothymol Blue), 브릴리언트 엘로우(Brilliant Yellow), 뉴트랄 레드(Neutral Red), 레오졸릭산(Rosolic Acid), 페놀 레드(Phenol Red), 3-니트로페놀(3-Nitrophenol), 오렌지II(Organe II), 페놀프탈레인(Phenolphthalein), o-크로졸프탈레인(o-Cresolphthalein), 나일 블루A(Nile Blue A), 티몰프탈레인(Thymolphthalein), 아닐린 블루 W.S.(Aniline Blue W.S.), 알리자린 엘로우 GC(Alizarin Yellow GC), 몰단트 오렌지I (Mordant Organe I), 트로팔로인 0(Tropaeolin O), 오렌지 G(Orange G), 산퓨신(Acid Fuchsin), 인디고 카미노(Indigo Carmino), 나일레드(Nile Red), 메틸레드(Methyl Red), 쿠마린(Coumarine), 레이찰트 염료(Reichardt's Dye), 4-(디시아노비닐)주올리딘(DCVJ){4-(Dicyanovinyl)julolidine(DCVJ}), 로즈벤갈(Rose bengal), 1,8-ANS, p-니트로아닐린(p-Nitroaniline), 6-프로피오닐-2이메틸아미노나프탈렌(프로단)(6-Propionyl-2-dimethylaminonaphthalene(prodan)), 1-피렌부타노산(1-pyrenebutanoic acid) 및 그들의 유도체, 수화물, 비수화물, 염의 형태이다.

또한, 본 발명에 있어서, 발색 염료 중 pH염료는, 휘발유 성분의 종류와 구성비의 차이에 의한 색변화가 발생되는 천연에 존재하거나 인공으로 합성되는 pH염료 모두 본 발명에 사용할 수 있다.

상기 흡착제는 휘발유 성분의 흡착능력을 향상시키고 검출속도를 증가시키고, 뚜렷한 색변화를 측정하기 위해서 사용한다.

상기 흡착제는 상기의 염료물질을 담지하기 위한 매트릭스의 역할을 하며, 측정대상성분의 빠른 흡착을 통해 담지된 염료물질의 색변화를 유도하기도 한다. 상기 흡착제는 그 종류와 색변화와는 크게 관계가 없으나, 빠른 흡착과감도향상을 위해서는 다공질 실리카, 다공질 제올라이트, 메소포러스(mesoporous) 무기체, 에어로젤(aerogel)등 비표면적이 크고 다공성이 재질이 바람직하다.

또한 특정 환경에서 타 성분간섭효과를 배제하기 위하여 염료담지 후, 투과분리막 성분으로 코팅하기도 한다. 염료와의 물리적 또는 화학적 흡착을 행하기 전에 감압조건에서 미리 건조시켜 둘 필요가 있다.

상기 염료와 흡착제의 혼합비율은 에 대해서는, 흡착제 1kg당 염료가 0.5mmol 이상2 mmol 이하로 혼합되는 것이 바람직하다.

이는 상기 염료가 0.5mmol 미만으로 혼합되면 상기 염료 본래의 색이 옅어져 색변화 여부의 구분이 힘들고, 상기 염료가 2mmol 초과로 혼합되면 색이 포화되어 그 색변화를 육안으로 판정하기 어렵기 때문이다.

한편, 실리카나 알루미나 재질의 박형 크로마토그래피(TLC) 상에 용매에 분산한 염료를 스폿팅, 코팅하여 사용할 수 도 있다.

상기 지지체(20)는 상기 염료센싱부(10)가 정렬 고정되는 기판으로서, 종이, 유리판, 스테인레스스틸, 동판 등을 사용할 수 있으며, 염료의 색변화를 용이하게 판별할 수 있도록 백색의 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 유사휘발유 검지장치의 제조 방법 및 사용 상태를 도 2 및 도 3을 중심으로 설명한다.

도 2는 도 1의 유사휘발유 검지장치의 사용 상태도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유사휘발유 검지장치에는 발색염료로 레이찰트의 염(Reichardt dye), 나일레드(nile red), 메틸레드(methyl red)와 같은 색변화성 염료와 pH염료, 포르피린과 금속포르피린을 선택하였다.

흡착제로서 실리카를 사용하여 상기 염료는 상기 흡착제에 대해 0.5 mmol이 되도록 조성하였다.

상기 발색염료와 흡착제가 포함된 다수의 염료센싱부를 백색 플라스틱인 지지체 상에 고정화하여 5 x 6 센서스트립을 제작한 후, 정품 휘발유와 유사휘발유를 각각 5분간 흘린 후 육안으로 색변화를 비교하였다.

도2에서 알 수 있듯이, 정품과 유사 휘발유 색변화 패턴은 (2,a) (1,c), (2,c), (4,d), (1,e) 위치의 해당 염료가 변화되는 색의 차이로 인해 쉽게, 정품과 유사품의 차이를 육안으로도 쉽게 판정할 수 있다.

도 3은 도 1의 유사휘발유 검지장치를 광학기에 도입한 사용 상태도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유사휘발유 검지장치에는 발색염료로 레이찰트의 염(Reichardt dye), 나일레드(nile red), 메틸레드(methyl red)와 같은 색변화성 염료와 pH염료, 포르피린과 금속포르피린을 선택하였다.

상기 발색염료와 흡착제가 포함된 다수의 염료센싱부를 백색 플라스틱인 지지체 상에 고정화하여 5 x 6 센서스트립을 제작한 후, 정품 휘발유와 유사휘발유를 각각 5분간 흘린 후 육안으로 광학기기로 촬영하고 색변화전후의 광학사진을 비교한 후 소프트웨어에 의해 선별한 후에 비교하였다.

도3에서 알 수 있듯이 정품과 유사휘발유의 색변화 패턴은 (2,a) (1,c), (2,c), (4,d), (1,e) 위치의 해당 염료가 변화되는 색의 차이를 명확히 알 수 있다. 또한, 그 외의 위치에 해당하는 염료의 미세한 색차이를 육안으로는 쉽게 감지할 수 없으나, 간단한 광학기기와 소프트웨어의 도움으로 색좌표를 수치화할 수 있다. 이로 인해 정품과 유사품의 차이를 보다 고감도로 판정할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유사휘발유 검지장치의 평면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유사휘발유 검지장치에서는 정품휘발유와 유사휘발유의 색변화를 비교할 수 있도록 정품휘발유에따라 색변화하는 기준염료센싱부(10)가 포함되어 있다.

상기 기준염료센싱부(10)는 본 발명에 따라 어레이된 발색염료가 정품휘발유에 적용되었을 때 나타나는 염료의 발색상태를 나타내는 부분으로서, 도 4에 도시된 바와 같이 유사휘발유 검지장치 일측에 형성시킬 수도 있으나, 별도의 부재로 형성하여 유사휘발유 발색상태와 비교 할 수 있도록 할 수 있음은 물론이다.

한편, 본 발명에 따른 유사휘발유검지장치에 의하면 휘발유가 액상인 경우 뿐만 아니라 기상인 경우에도 쉽게 색변화를 일으키므로 샘플링 조작이 아주 간단하고 각 구성염료의 색변화 패턴을 육안으로 감지할 수 있다.

또한 정품휘발유와 유사휘발유의 판정시 측정시간을 단축하고 측정효율을 정확하게 하기 위해서는 간단한 색판정 장치인 휴대형 UV-Vis spectrophotometer 등의 기기를 사용할 수 있다.

또한 기체 시료인 경우에는 마이크로펌프를 사용할 수 있으며, 미세고상 성분을 필터링하기 위한 필터와, 액체 시료인 경우에는 시료 홀더와 시료의 순환에 필요한 펌프 등의 부가적인 장치가 부착될 수 있다.

상기와 같은 기기를 사용하여 휘발유 성분 농도 변화에 대한 염료성분의 미세한 색변화 및 그 패턴의 차이를 관측할 수 있고, 이에 대한 보정곡선(Calibration curve)를 얻게 된다. 이에 따라서 미지의 시료의 종류나 함량의 정확한 측정을 통하여 보다 정밀하게 유사휘발유를 판정할 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 유사휘발유검지장치에 의하면 단시간 내에 일반인도 용이하게 유사휘발유를 판정할 수 있게 된다.

즉, 육안으로 유사휘발유검지장치에 표시된 색깔의 차이를 감지하여 유사휘발유를 판정할 수 있으므로, 기존의 전기화학센서나 분광장치 등을 사용하지 않고도 일반인이 용이하게 유사휘발유를 구별할 수 있게 되는 것이다.

또한, 휘발유의 성분구성 및 함량에 따라 발색염료를 정렬 배치시켜 사용할 수 있으므로, 정확한 분석이 요구되는 경우에는 다수 개의 발색염료가 정렬된 스트립을 사용하고, 간단한 분석이 필요한 경우에는 소수 개의 발색염료가 정렬된 스트립을 사용할 수 있다.

또한 기준염료센싱부를 구비하므로, 기준염료센싱부와 대상 휘발유에 적용된 염료의 색변화만을 비교하여 휘발유 성분이나 염료 등에 정확한 지식이 없는 일반인이라도 더욱 용이하게 판단할 수 있는 유사휘발유검지장치를 제공하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유사휘발유 검지장치의 평면도.

도 2는 도 1의 유사휘발유 검지장치의 사용 상태도.

도 3은 도 1의 유사휘발유 검지장치를 광학기에 도입한 사용 상태도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유사휘발유 검지장치의 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 염료센싱부 20: 지지체

30: 기준염료센싱부 A: 유사휘발유검지장치

Claims

특정 휘발유 성분에 반응하여 색이 변하는 하나 이상의 발색염료가 포함된 염료센싱부가 일정 간격으로 정렬 배치되는 것을 특징으로 하는, 염료를 이용한 유사휘발유 검지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 발색염료는 메틸트리부틸에테르 MTBE(MethylTributylEther)에 선택적으로 색변화하는 금속착체인 것을 특징으로 하는, 염료를 이용한 유사휘발유 검지장치.
제 2 항에 있어서, 상기 금속착체는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 나트륨(Na), 세슘(Cs), 레늄(Re), 셀레늄(Se), 아연(Zn), 텔륨(Te), 철(Fe)착체 중 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 염료를 이용한 유사휘발유 검지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 발색염료는 톨루엔에 선택적으로 색변화하는 pH 염료인 것을 특징으로 하는, 염료를 이용한 유사휘발유 검지장치.
제 4 항에 있어서, 상기 pH 염료는 N-(4-피리딜메틸리딘)-4-아미노-2,6디클로로페놀{N-(4-pyridylmethylidene)-4-amino-2,6-dichlorophenol}, 레이찰트의 염료(Reichardt's dye), 나일레드(Nile red), 메틸레드(Methyl red), 프로단(Prodan), 1-(4-니트로페닐)-6-페닐헥사트린{1-(4-Nitrophenyl)-6-phenylhexatriene}, 4-(N,N디옥틸아민)-4'-트리플루오로아세틸아조벤젠{4-(N, N-dioctylamine)-4'-trifluoroacetylazobenzene}, 4-(N,N-디옥틸아민)-4-4(4-트리플루오로아세틸아조)-나프탈랜{4-(N, N-dioctylamine)-4-(4-trifluoroacetylazo)-naphthalene}, 2,5-비즈-[3(5-술포-2,3-디하이드로-1H-인돌-1-일)-2-프로페닐리딘]-사이클로펜타논{ 2,5-Bis-[3-(5-sulfo-2,3-dihydro-1H-indol-1-yl)-2-propenylidene]-cyclopentanone} 중 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 염료를 이용한 유사휘발유 검지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 발색염료는 톨루엔에 선택적으로 색변화하는 중심금속이 주석(Sn), 아연(Zn), 은(Ag), 수소(H), 철(Fe), 제2코발트(Co(II)), 구리(Cu), 제3코발트(Co(III)), 크롬(Cr(III))으로부터 어느 하나 이상 선택되는 포르피린과 그 유도체인 것을 특징으로 하는, 염료를 이용한 유사휘발유 검지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 발색염료는 알코올에 선택적으로 색변화하는 나일레드(Nile red)인 것을 특징으로 하는, 염료를 이용한 유사휘발유 검지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 발색염료는 알코올에 선택적으로 색변화하는 중심금속이 구리(Cu), 아연(Zn), 인듐(In), 수소(H)로부터 어느 하나 이상 선택되는 포르피린과 그 유도체인 것을 특징으로 하는, 염료를 이용한 유사휘발유 검지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 염료센싱부에는 휘발유 성분의 흡착을 촉진시키기 위한 흡착제가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는, 염료를 이용한 유사휘발유 검지장치.
제 9 항에 있어서, 상기 흡착제는 상기 염료의 0.5mmol이상 2mmol이하에 대해 1㎏의 비율로 포함되는 것을 특징으로 하는, 염료를 이용한 유사휘발유 검지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 염료센싱부는 일정 간격으로 정렬되어 지지체에 고정 배열되는 것을 특징으로 하는, 염료를 이용한 유사휘발유 검지장치.
제 11 항에 있어서, 상기 지지체는 종이, 유리판, 스테인레스스틸, 동판 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 염료를 이용한 유사휘발유 검지장치.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유사휘발유 검지장치에는 정품휘발유와 유사휘발유의 색변화를 비교할 수 있도록 정품휘발유에따라 색변화하는 기준염료센싱부가 포함되는 것을 특징으로 하는, 염료를 이용한 유사휘발유 검지장치.