(57)【要約】【課題】サンプリング時間を延長を可能にすることができるシランガス検知材を提供すること。【解決手段】ガス吸着剤を含有させた通気性シート状担体に、呈色剤として過塩素酸銀と、硝酸銀、酢酸銀、乳酸銀、硫酸銀、フッ化銀、ホウフッ化銀、トリフルオロメタンスルホン酸銀、パラトルエンスルホン酸銀、酸化銀のグループから選択された１もしくは複数の銀塩との混合物と、ブタンジオールとを含浸させる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス吸着剤を含有させた通気性シート状担体に、呈色剤として過塩素酸銀と、硝酸銀、酢酸銀、乳酸銀、硫酸銀、フッ化銀、ホウフッ化銀、トリフルオロメタンスルホン酸銀、パラトルエンスルホン酸銀、酸化銀のグループから選択された１もしくは複数の銀塩との混合物と、ブタンジオールとを含浸させてなるシランガス検出材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素化物ガスの一種であるシランガスをセルロ−ステ−プ等のシート状担体に呈色剤と反応させて生じる反応痕から光学的に検出するのに最適なガス検出材に関する。
【背景技術】
【０００２】
極めて強い毒性を有している水素化物ガスのうち、シラン（SiH4）のガスを検出する検出材としては、特許文献１に見られるようにガス吸着剤を含有させた通気性シート状担体に、呈色剤としての過塩素酸銀と、耐光性向上剤としてのパラトルエンスルホン酸と、エチレングリコールとを含浸させたシランガス検出材が実用化されている。
この検知材によればサンプリング時間を延長して検出材に作用するガスの量を多くすれば、対象ガスの濃度が低い場合であっても積分効果により反応痕を生じさせることができ、この反応痕を光学濃度測定装置により測定すれば、漏洩を確実に検出できる。
【特許文献１】特開平６−１８６１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、この検知材を使用して環境中のガス漏洩を監視する場合には、ランニングコストを抑えるために目的ガスが検出されるまでは同一の検知材を繰り返し使用して検知動作が継続される。
しかしながら、担体に含有されているエチレングリコールが気流により揮散して検出感度が低下するため、被検ガスとの反応痕が生じないにもかかわらず検知材を更新することが必要となる。
また、極微量のガスを検出するためにサンプリング時間を延長して積算効果を求めようとすると、検出感度に寄与しているエチレングリコールの揮散量が増加して測定誤差が生じるという不都合がある。
本発明は、このような事情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サンプリング時間の延長を可能にすることができるシランガス検知材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このような課題を達成するために本発明においては、ガス吸着剤を含有させた通気性シート状担体に、呈色剤として過塩素酸銀と、硝酸銀、酢酸銀、乳酸銀、硫酸銀、フッ化銀、ホウフッ化銀、トリフルオロメタンスルホン酸銀、パラトルエンスルホン酸銀、酸化銀のグループから選択された１もしくは複数の銀塩との混合物と、ブタンジオールとを含浸させた。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、テ−プ上に担持されている銀塩は、これを溶解しているブタンジオールに取り込まれたシランガスと反応してガスの濃度に応じた量だけ還元されてコロイド銀を析出し反応痕を生じる。反応痕の濃度が水素化物の濃度に比例するので、これの光学的濃度を測定することにより水素化物ガスの濃度を知ることができる。そしてブタンジオールは、分子量が 90.12とエチレングリコールの約１．５倍で沸点、融点がエチレングリコールよりも高いため、サンプリングによる気流での揮散が小さく、３０分程度の長時間に亘ってサンプリングを継続しても初期の感度を維持することができ、ガス検知材の更新の期間を延長することができる。
さらに、過塩素酸銀と、過塩素酸銀以外の他の銀塩との混合物を呈色剤として使用しているため、過塩素酸銀の過塩素酸イオンの強酸により変色を防止しつつ過塩素酸銀とそれ以外の銀塩との銀イオンにより感度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
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。試薬を担持する担体は、この実施例では植物繊維を梳いて通気性を有するシ−ト体が用いられ、この好ましくはケイ酸（H2SiO3）、酸化マグネシウム（MgO）、酸化アルミニウム（Al2O3）等のガス吸着材を含有させて構成されている。
【０００７】
この担体に、１平方米当り過塩素酸銀及び硝酸銀、酢酸銀、乳酸銀、硫酸銀、フッ化銀、ホウフッ化銀、トリフルオロメタンスルホン酸銀、パラトルエンスルホン酸銀、酸化銀のグループから選択された１もしくは複数の銀塩との混合物を０．６乃至４．５グラム、ブタンジオールを３．８乃至１５．５グラム程度含浸担持させる。
【０００８】
これら試薬を担体に担持させる手法としては、メタノ−ルなどの有機溶媒に、過塩素酸銀を濃度０．７５乃至６．０ｗ／ｖパ−セント、ブタンジオールを５乃至２０ｖパ−セント溶解させてなる調製液に、上述した担体を所定時間浸漬して含浸させる。
【０００９】
ついでテ−プを調製液から担体を引上げ、有機溶媒を室温で蒸発させることにより過塩素酸銀、パラトルエンスルホン酸、及びブタンジオールだけを担体に残留させる。
このような操作を調製液に含まれている試薬の濃度に応じて１回若しくは複数回繰り返すことにより、所定濃度で各試薬をテ−プ上に担持させることができる。すなわち、過塩素酸銀、及び硝酸銀、酢酸銀、乳酸銀、硫酸銀、フッ化銀、ホウフッ化銀、トリフルオロメタンスルホン酸銀、パラトルエンスルホン酸銀、酸化銀のグループから選択された１もしくは複数の銀塩との混合物がブタンジオールに溶解された状態で担体に存在している。
【００１０】
図１は、上述のように構成された担体をテープ状に裁断してシランガス検出テ−プとして構成したものを用いてシランの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を介して吸引ポンプ５からの陰圧が作用するように構成されている。
【００１１】
図中符号６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で、吸引部１の通孔３と対向する位置に通孔７が形成された遮光容器として構成されており、内部に発光素子８と受光素子９を、テ−プ２上に形成された反応痕を検出できるような関係でもって配置収容し、さらに一端に被検ガスの導入口１０を設けて構成されている。
【００１２】
シランガス検出用テ−プをリ−ル１１、１２にテ−プをセットし、吸引部１に吸引ポンプ５からの吸引圧を作用させると、導入口１０から測定ヘッド部６にシランを含む空気が吸込まれる。この空気は、通孔７から検出用テ−プ２の細孔、つまり繊維の隙間を通過して通孔３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上の過塩素酸銀、及び硝酸銀、酢酸銀、乳酸銀、硫酸銀、フッ化銀、ホウフッ化銀、トリフルオロメタンスルホン酸銀、パラトルエンスルホン酸銀、酸化銀のグループから選択された１もしくは複数の銀塩との混合物がシランに反応し、シランの濃度に比例した量のコロイド銀がテ−プ表面に析出する。
【００１３】
このようにして所定のサンプリング時間、例えば３０秒程度が経過した時点で、吸引を停止して反応痕の光学的濃度の測定工程に移る。発光素子８からの光（この実施例では波長約４００ｎｍにピークを有する発光ダイオードの光）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の光学的な濃度差を求めることによりテ−プ２を通過したシランの濃度、もしくは積算量を知ることができる。
【００１４】
一方、上記測定によってもシランが検出されない場合には再度、サンプリングを開始して上述と同様の工程を繰り返す。
【００１５】
このようにして目的ガスが検出されることなく検出用テープの同一箇所での積算のサンプリング時間が所定時間を越えた時点で紙送り機構１３を駆動してリ−ル１１に収容されている検出用テ−プの未使用部分を測定領域に移動させる。
【００１６】
図２は、上述の測定装置を用いて濃度５ｐｐｍのシランを、サンプリング時間を変えながら出力値を調査したもので、サンプリング時間に比例して出力値、つまり光学濃度が上昇している。
【００１７】
次に、過塩素酸銀に混合する過塩素酸銀以外の銀塩の種類による感度の相違を、濃度５ｐｐｍのシランについて過塩素酸銀だけを使用した場合の感度と比較調査したところ表１のように硝酸銀を混入した場合の１．６倍が最小で、酸化銀を混入した場合には最大５．６倍というようにいずれの場合にも感度の向上が見られた。
【００１８】
〔表１〕
銀塩の種類                  相対感度
過塩素酸銀のみ                  1.0 
過塩素酸銀に硝酸銀を混入        3.9 
過塩素酸銀に酢酸銀を混入        1.7 
過塩素酸銀に乳酸銀を混入        3.2 
過塩素酸銀に硫酸銀を混入        1.6 
過塩素酸銀にフッ化銀を混入      3.5 
過塩素酸銀にホウフッ化銀を混入  2.7 
過塩素酸銀にTFMS銀を混入        4.7 
過塩素酸銀にPTS銀を混入         4.9 
過塩素酸銀に酸化銀を混入        5.6 
【００１９】
さらにシランを含有しない標準エアだけを吸引させた後、規定濃度のシランを含む標準ガスを一定時間吸引させて測定した場合、図３に示したように標準エアを連続３０分程度吸引させた程度では検知材の光学濃度差は略一定であった。なお、参考のため、標準エアを６０分まで吸引させて同様に検出感度を調査したところ、図中点線で示したように最大で６パーセント低下したが、エチレングリコールを使用した場合よりも感度の低下は少なかった。
【００２０】
なお、担持させるブタンジオールの量と感度との関係をシランガスの濃度を一定にして調べたところ、図４に示したようにテープ上の担持量が４ｇ／平方メートル以上であれば担持量とともに感度が向上するものの、１２ｇ／平方メートル以上になると目詰まりを起こして通気性の減少し、感度が低下する。
【００２１】
また、上述の実施例においては過塩素酸銀に対して、硝酸銀、酢酸銀、乳酸銀、硫酸銀、フッ化銀、ホウフッ化銀、トリフルオロメタンスルホン酸銀、パラトルエンスルホン酸銀、及び酸化銀のいずれか１種類だけを混入しているが、硝酸銀、酢酸銀、乳酸銀、硫酸銀、フッ化銀、ホウフッ化銀、トリフルオロメタンスルホン酸銀、パラトルエンスルホン酸銀、及び酸化銀の複数種を混入しても過塩素酸銀を単独で使用する場合よりも感度が向上した。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のシラン検知材をテープに整形して使用するのに適した検出装置の一例を示す図である。
【図２】本発明のシラン検知材を用いて規定濃度のシランを検出した場合のサンプリング時間と出力値との関係を示す線図である。
【図３】本発明のシラン検知材に標準エアを所定時間透過させた後におけるシランの検出感度を示す線図である。
【図４】本発明のシラン検知材におけるブタンジオールの含有量と検出感度との関係を示す線図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ガス吸引部    ２  テ−プ    ６  測定ヘッド部    ８  発光素子    ９  受光素子    １０  被検ガスの導入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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