TWI769052B

TWI769052B - 濃度顯示型甲醛檢測裝置

Info

Publication number: TWI769052B
Application number: TW110130092A
Authority: TW
Inventors: 呂家榮; 簡日昇
Original assignee: 國立臺灣師範大學
Priority date: 2021-08-16
Filing date: 2021-08-16
Publication date: 2022-06-21
Also published as: US20230052251A1; TW202309506A

Abstract

一種濃度顯示型甲醛檢測裝置，包含一甲醛檢測單元及一甲醛阻障單元。該甲醛檢測單元界定出一第一表面、一第二表面及一周面，且該甲醛檢測單元包括一甲醛感測層、至少一擴散控制層及至少一數值刻度。該甲醛感測層具有甲醛檢測劑及一甲醛感測面。該擴散控制層設置於該甲醛感測面，且該擴散控制層的面積小於該甲醛感測面的面積。該擴散控制層能夠允許甲醛通過而與該甲醛感測層中的甲醛檢測劑起作用。該數值刻度用於顯示出甲醛濃度並設置於該甲醛感測面及該擴散控制層中一者。該甲醛阻障單元覆蓋於該甲醛檢測單元的周面及第二表面。

Description

濃度顯示型甲醛檢測裝置

本發明是有關於一種檢測裝置，特別是指一種濃度顯示型甲醛檢測裝置。

中國專利公開第102353673A號揭示一種甲醛檢測試紙，且該甲醛檢測紙是將紙浸漬於顯色劑中而製得。該顯色劑由醋酸銨、冰醋酸、乙醯丙酮和蒸餾水所組成。當該甲醛檢測試紙接觸到甲醛時，甲醛與乙醯丙酮在醋酸銨的存在下能夠反應生成黃色化合物，致使該甲醛檢測試紙產生顏色變化，此時，可以利用比色卡進行顏色的比對，進而得知甲醛的濃度。

雖然該甲醛檢測試紙能夠檢測甲醛並反應產生顏色變化，然而，該甲醛檢測試紙需要搭配比色卡，才能得知甲醛的濃度，存在有不便利的問題。

因此，本發明的目的，即在提供一種可直接讀出環境中的甲醛濃度的濃度顯示型甲醛檢測裝置。

於是，本發明濃度顯示型甲醛檢測裝置，包含一甲醛檢測單元及一甲醛阻障單元。

該甲醛檢測單元界定出一用來供甲醛進入的第一表面、一相反於該第一表面的第二表面，及一位於該第一表面與該第二表面間且連接該第一表面及該第二表面的周面。

該甲醛檢測單元包括一甲醛感測層、至少一擴散控制層及至少一數值刻度。該甲醛感測層具有用來與甲醛作用而顯色的甲醛檢測劑，並具有該第二表面與一相反於該第二表面的甲醛感測面。該擴散控制層設置於該甲醛感測層的甲醛感測面，且該擴散控制層的面積小於該甲醛感測面的面積。該擴散控制層能夠允許甲醛通過而與該甲醛感測層中的該甲醛檢測劑起作用。該數值刻度用於顯示出甲醛濃度且設置於該甲醛感測面及該擴散控制層中一者。

該甲醛阻障單元覆蓋於該甲醛檢測單元的周面及第二表面，以避免該甲醛經由該周面及該第二表面進入該甲醛檢測單元。

本發明的功效在於：藉由該擴散控制層及該數值刻度，該濃度顯示型甲醛檢測裝置具有可直接判讀出甲醛濃度而具有使用便利性的優點。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1與圖2，本發明濃度顯示型甲醛檢測裝置的一實施例包含一甲醛檢測單元1、一甲醛阻障單元2、一第一離型層3，及一第二離型層4。

該甲醛檢測單元1界定出一用來供甲醛進入且呈階梯狀的第一表面11、一相反於該第一表面11的第二表面12，及一位於該第一表面11與該第二表面12間且連接該第一表面11及該第二表面12的周面13。

該甲醛檢測單元1包括一層甲醛感測層14、六層擴散控制層15，及七個間隔地設置的數值刻度16。值得說明的是，該等擴散控制層15的數量不以六層為限，可依需要而增加或減少，例如一層、兩層、三層、四層、五層，或七層等。該等數值刻度16的數量不以七個為限，且是對應該甲醛感測層14與該等擴散控制層15的總量設置，舉例來說，該甲醛感測層14為一層且該等擴散控制層15為八層，則該等數值刻度16的數量為九個，又，該甲醛感測層14為一層且該等擴散控制層15為四層，則該等數值刻度16的數量為五個。

該甲醛感測層14具有該第二表面12與一相反於該第二表面12的甲醛感測面141。該甲醛感測層14具有一載體片，及設置在該載體片上且用來與甲醛作用而顯色的甲醛檢測劑。該甲醛檢測劑是利用例如噴墨法或塗佈法等印刷技術，形成在該載體片上。該載體片例如無灰纖維素(ash free cellulose)紙、玻璃纖維紙、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene)纖維紙，或尼龍(Nylon 66)纖維紙等。在本實施例中，該載體片的材質為無灰纖維素紙。該甲醛檢測劑例如採用乙醯丙酮法中的試劑、採用酚試劑法中的試劑，或採用變色酸法中的試劑等。在本實施例中，該甲醛檢測劑採用變色酸法中的試劑，且包含硫酸及1,8-二羥基萘-3,6-二磺酸，且在本實施例中，該甲醛檢測劑的顏色為無色，而當與甲醛反應後，顏色轉變成紫色。

該等擴散控制層15能夠允許甲醛通過而與該甲醛感測層14中的甲醛檢測劑起作用。在本發明中，該等擴散控制層15為多孔膜。該等擴散控制層15堆疊地設置於該甲醛感測層14的甲醛感測面141。該等擴散控制層15的面積由該甲醛感測面141至遠離該甲醛感測面141的方向逐漸縮小，致使該甲醛感測層14及該等擴散控制層15共同構成呈階梯狀的堆疊排列，且在如此設計下，該甲醛感測層14及該等擴散控制層15分別具有未被覆蓋的裸露區域10,20,30,40,50,60,70(參閱圖3)，而該甲醛感測層14與該等擴散控制層15的該等裸露區域10,20,30,40,50,60,70共同形成該甲醛檢測單元1的呈階梯狀的第一表面11。每一擴散控制層15的材質例如聚矽氧烷、聚氯乙烯、壓克力樹脂、聚氨酯等。在本發明的一些實施態樣中，該等擴散控制層15的材質選自聚矽氧烷、聚氯乙烯、壓克力樹脂、聚氨酯，或上述任意的組合。每一擴散控制層15具有複數孔洞，且該等孔洞的平均孔徑範圍介於0.01µm~10µm之間。每一擴散控制層15的孔隙率範圍介於60%~80%之間。每一該擴散控制層15的厚度範圍介於1µm~100µm之間。在本實施例中，每一擴散控制層15的厚度為10µm，且孔隙率為60%，而該等孔洞的平均孔徑為0.1µm。在本發明的一些實施態樣中，該等擴散控制層15可以利用3D列印、電紡技術、溶膠凝膠(sol-gel method)或噴霧塗佈的方式而製得。

參閱圖1及圖3，由於該甲醛感測層14及該等擴散控制層15共同構成呈階梯狀的堆疊排列，因此，該等擴散控制層15的該等裸露區域20,30,40,50,60,70與該甲醛感測層14間的距離是不相同的，致使該甲醛經由該甲醛檢測單元1的第一表面11進入並經過該等擴散控制層15的該等裸露區域20,30,40,50,60,70擴散至該甲醛感測層14的擴散距離L1,L2,L3,L4,L5,L6是不相同的，基於此，該甲醛的擴散會因受到該等擴散控制層15的堆疊數量而被阻礙或阻擋，從而減少通過該等擴散控制層15的甲醛的數量，也就是說，該等擴散控制層15的堆疊數量越多，使得甲醛的擴散較為緩慢並阻擋部分甲醛通過，從而減少甲醛能夠通過的數量，如此設計，甲醛通過的量會依該等擴散控制層15的數量的增加呈相對遞減，致使該濃度顯示型甲醛檢測裝置的甲醛感測層14的顏色會由該裸露區域10往該裸露區域70的方向逐漸改變。因此，每一擴散控制層15能夠代表一種甲醛濃度，且在如此的設計下，該等數值刻度16能夠設置於該甲醛感測層14的該甲醛感測面141上，且該等數值刻度16的位置分別地位於該等裸露區域10,20,30,40,50,60,70，或者，只要不影響數值的判斷，該等數值刻度16也能夠分別設置在該等擴散控制層15上。

該甲醛阻障單元2覆蓋於該甲醛檢測單元1的第二表面12及周面13，以避免甲醛經由該第二表面12及該周面13進入該甲醛檢測單元1，導致該甲醛感測面141的顏色變化不均勻，從而造成檢測誤差的問題產生。該甲醛阻障單元2包括一覆蓋於該甲醛檢測單元1的周面13的第一甲醛阻障層21，及一覆蓋該甲醛檢測單元1的第二表面12的第二甲醛阻障層22。該第一甲醛阻障層21的材質例如聚乙烯(polyethylen)、聚偏二氯乙烯[poly(vinylidene chloride)]、聚甲基戊烯[poly(4-methyl-1-pentene)]等。在本發明的一些實施態樣中，該第一甲醛阻障層21的材質選自聚乙烯、聚偏二氯乙烯、聚甲基戊烯，或上述任意的組合。在本實施例中，該第一甲醛阻障層21的材質為聚乙烯。該第二甲醛阻障層22與該第一甲醛阻障層23相同或不同。該第二甲醛阻障層22，除了可避免該甲醛進入該甲醛檢測單元1外，為了能夠將該濃度顯示型甲醛檢測裝置固定在例如牆壁或家具等地方，該第二甲醛阻障層22為黏著層。

該第一離型層3貼附於該甲醛檢測單元1的第一表面11。該第一離型層3能夠保護該濃度顯示型甲醛檢測裝置於未需使用的存放期間，不會受環境中的甲醛影響而導致該甲醛感測層14的該甲醛檢測劑產生顏色變化。

該第二離型層4覆蓋於該第二甲醛阻障層22且相反於該甲醛檢測單元1的第二表面12設置。在未需使用該濃度顯示型甲醛檢測裝置的存放期間，該第二離型層4能夠保護該第二甲醛阻障層22，避免其他外物沾黏至該第二甲醛阻障層22上。

參閱圖1、圖3及圖4，使用本發明濃度顯示型甲醛檢測裝置時，將該第二離型層4撕除，將該濃度顯示型甲醛檢測裝置設置在牆壁、玻璃或家具等地方(圖未示)。接著，將該第一離型層3撕除，使該甲醛檢測單元1的第一表面11裸露，此時，該濃度顯示型甲醛檢測裝置開始檢測周圍環境中的甲醛。當甲醛由該甲醛檢測單元1的第一表面11進入並經過該等擴散控制層15的該等裸露區域20,30,40,50,60,70擴散時，該甲醛因擴散現象而能夠行走的擴散距離為該等擴散距離L1,L2的情況下，此時，該濃度顯示型甲醛檢測裝置的甲醛感測層14的顏色的變化會由該裸露區域10往該裸露區域30的方向從深色逐漸變淺色至原始顏色，此時，可直接讀取淺色所對應的擴散控制層15的數值刻度16，即可得知甲醛濃度。

綜上所述，藉由設置該等擴散控制層15以及該等標示數值刻度16，即可直接判讀甲醛濃度值，藉以提升使用時的便利性，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

1:甲醛檢測單元 11:第一表面 12:第二表面 13:周面 14:甲醛感測層 141:甲醛感測面 15:擴散控制層 16:數值刻度 2:甲醛阻障單元 21:第一甲醛阻障層 22:第二甲醛阻障層 3:第一離型層 4:第二離型層 10:裸露區域 20:裸露區域 30:裸露區域 40:裸露區域 50:裸露區域 60:裸露區域 70:裸露區域 L1:擴散距離 L2:擴散距離 L3:擴散距離 L4:擴散距離 L5:擴散距離 L6:擴散距離

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明濃度顯示型甲醛檢測裝置的一實施例的立體分解圖；圖2是該實施例的側面剖視圖；圖3是該實施例的側面剖視圖，用來說明甲醛經由複數擴散控制層擴散至甲醛感測層的擴散距離；及圖4是一俯視圖，用來說明該實施例檢測甲醛後的顏色顯示狀態。

1:甲醛檢測單元

11:第一表面

12:第二表面

13:周面

14:甲醛感測層

141:甲醛感測面

15:擴散控制層

16:數值刻度

2:甲醛阻障單元

21:第一甲醛阻障層

22:第二甲醛阻障層

3:第一離型層

4:第二離型層

Claims

一種濃度顯示型甲醛檢測裝置，包含：一甲醛檢測單元，界定出一用來供甲醛進入的第一表面、一相反於該第一表面的第二表面及一位於該第一表面與該第二表面間且連接該第一表面及該第二表面的周面，且包括：一甲醛感測層，具有用來與甲醛作用而顯色的甲醛檢測劑，且具有該第二表面且一相反於該第二表面的甲醛感測面，至少一擴散控制層，設置於該甲醛感測層的該甲醛感測面，且能夠允許甲醛通過而與該甲醛感測層中的該甲醛檢測劑起作用，該擴散控制層的面積小於該甲醛感測面的面積；及至少一數值刻度，設置於該甲醛感測面及該擴散控制層中一者，且用於顯示出甲醛濃度，一甲醛阻障單元，覆蓋於該甲醛檢測單元的周面及第二表面，以避免該甲醛經由該周面及該第二表面進入該甲醛檢測單元。
如請求項1所述的濃度顯示型甲醛檢測裝置，其中，該甲醛檢測單元包括多個堆疊地設置的擴散控制層及多個間隔地設置的數值刻度，且該等擴散控制層的面積由該甲醛感測面至遠離該甲醛感測面的方向逐漸縮小，而該等數值刻度設置於該甲醛感測層的甲醛感測面上，且該等數值刻度中部分數值刻度的位置分別對應該等擴散控制層。
如請求項1所述的濃度顯示型甲醛檢測裝置，還包含一貼附於該甲醛檢測單元的第一表面的第一離型層。
如請求項1至3中任一項所述的濃度顯示型甲醛檢測裝置，其中，該甲醛阻障單元包括一覆蓋於該甲醛檢測單元的周面的第一甲醛阻障層，及一覆蓋該甲醛檢測單元的第二表面的第二甲醛阻障層。
如請求項4所述的濃度顯示型甲醛檢測裝置，還包含一設置在該第二甲醛阻障層且相反於該甲醛檢測單元的第二表面的第二離型層。
如請求項1所述的濃度顯示型甲醛檢測裝置，其中，每一擴散控制層的材質選自聚矽氧烷、聚氯乙烯、壓克力樹脂、聚氨酯，或上述任意的組合。
如請求項6所述的濃度顯示型甲醛檢測裝置，其中，每一擴散控制層具有複數孔洞，且該等孔洞的平均孔徑範圍介於0.01µm~10µm之間。
如請求項7所述的濃度顯示型甲醛檢測裝置，其中，每一擴散控制層的孔隙率範圍介於60%~80%之間。
如請求項7所述的濃度顯示型甲醛檢測裝置，其中，每一擴散控制層的厚度範圍介於1µm~100µm之間。
如請求項4所述的濃度顯示型甲醛檢測裝置，其中，該第一甲醛阻障層及第二甲醛阻障層的材質選自聚乙烯、聚偏二氯乙烯、聚甲基戊烯，或上述任意的組合。