(57)【要約】【課題】窒素酸化物、とりわけ二酸化窒素、を効率よくかつ簡易に測定できる窒素酸化物センサの提供。【解決手段】ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸が窒素酸化物と接触すると黄変する。従って、ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸を基材に担持し、これを窒素酸化物に暴露する。基材の色が変わることで、窒素酸化物の存在を知ることが出来る。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸またはその塩を含んでなる、窒素酸化物センサ。
【請求項２】
前記ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸またはその塩が、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、２−ヒドロキシ−１−ナフトエ酸、および１−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸並びにそれらの塩からなる群から選択される、請求項１に記載の窒素酸化物センサ。
【請求項３】
窒素酸化物が二酸化窒素である、請求項１または２に記載の窒素酸化物センサ。
【請求項４】
ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸またはその塩を二種以上含んでなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の窒素酸化物センサ。
【請求項５】
前記ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸またはその塩を基材に担持してなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の窒素酸化物センサ。
【請求項６】
ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸またはその塩を基材に担持させることを含んでなる、請求項５に記載の窒素酸化物センサの製造方法。
【請求項７】
前記ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸またはその塩の基材への担持が印刷により行われてなる、請求項６に記載の窒素酸化物センサの製造方法。
【請求項８】
前記印刷がインクジェット記録方法で行われてなる、請求項７に記載の窒素酸化物センサの製造方法。
【請求項９】
ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸またはその塩と、水と、水溶性有機溶剤とを少なくとも含んでなる、請求項７または８に記載の方法に用いられる組成物。
【請求項１０】
ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸またはその塩と窒素酸化物とを被験物と接触させ、前記ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸またはその塩の黄変により被験物中の窒素酸化物の存在を検知することを含んでなる、窒素酸化物の検出方法。
【請求項１１】
窒素酸化物を定性的に検出する方法であって、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の窒素酸化物センサを被験環境に置き、
該窒素酸化物センサの変色の有無により、前記被測定環境における窒素酸化物の有無を判定すること
を含んでなる方法。
【請求項１２】
窒素酸化物を測定する方法であって、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の窒素酸化物センサを被測定環境に置き、
該窒素酸化物センサの変色の程度を測定し、
予め作成された窒素酸化物濃度と変色の程度とを表す検量線または変色サンプルと、得られた変色の程度とを対比することにより、前記被測定環境における窒素酸化物濃度を測定すること
を含んでなる方法。
【請求項１３】
前記窒素酸化物センサの変色の程度を色差（ΔＥ）により表す、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、窒素酸化物センサおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
一酸化炭素や二酸化炭素などの窒素酸化物（ＮＯｘ）は、物質の燃焼や化学反応によって生じる窒素と酸素の化合物であり、工場、事業場、自動車、家庭などと発生源は多種多様である。また、これら発生源からは、大部分が一酸化窒素として排出されるが、大気中で酸化されて二酸化窒素になり、この二酸化窒素は、高濃度で呼吸器に影響を及ぼすほか、酸性雨及び光化学オキシダントの原因物質になるといわれている。昨今における環境意識の高まりの中、窒素酸化物、特に二酸化窒素を容易に検出及び測定を可能とする手段が求められている。
【０００３】
窒素酸化物の分析法としては、窒素酸化物をオゾンの存在下で吸収液に吸収させて酢酸イオンとし、これを亜鉛粉末で  亜硝酸イオンに還元し、スルファニルアミドおよびナフチルエチレンジアミンと反応させ、得られた発色液の吸光度から測定する亜鉛還元ナフチルエチレンジアミン吸光光度法、窒素酸化物をオゾンまたは酸素の存在下で硫酸酸性過酸化水素溶液に吸収させて硝酸イオンとし、フェノールジスルフォン酸と反応させ、得られた発色液の吸光度から測定するフェノールジスルホン酸法などが知られている。
本発明者らの知る限りでは、ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸を窒素酸化物の検出および測定に用いる提案はなされていない。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−６９３４４号公報
【０００５】
【発明の概要】
本発明者らは、今般、ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸が窒素酸化物と接触すると黄変するとの性質を見出し、これを用いて窒素酸化物の検出が可能であるとの知見を得た。本発明はかかる知見に基づくものである。
よって、本発明は、窒素酸化物とりわけ二酸化窒素を、効率よくかつ簡易に測定できる窒素酸化物センサの提供をその目的とする。
そして、本発明による窒素酸化物センサは、ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸またはその塩を含んでなるものである。
【０００６】
【発明の具体的説明】
窒素酸化物センサ
本発明による窒素酸化物センサはヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸が窒素酸化物と接触すると黄変するとの性質を利用する。ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸は窒素酸化物と接触する前は無色であるから、それが担持されてなる白色の基材と、窒素酸化物が接触すると、基材は黄変する。本発明の好ましい態様によれば、この白色から黄色への変化の程度を色差（ΔＥ）により表す。また、予め窒素酸化物濃度と変色の程度とを関連づけた変色サンプルまたは検量線を用意しておけば、窒素酸化物濃度を測定することが出来る。
【０００７】
本発明の好ましい態様によれば０．１〜１０ｐｐｍ程度の窒素酸化物濃度を測定することが出来、より好ましい態様によれば、０．５〜５ｐｐｍ程度の低濃度の窒素酸化物濃度を測定することが出来る。
【０００８】
本発明において利用可能なヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸およびその塩の具体例としては、１−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、２−ヒドロキシ−１−ナフトエ酸、２−ヒドロキシ−３−ナフトエ酸、３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、５−ヒドロキシ−１−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−１−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、７−ヒドロキシ−１−ナフトエ酸、８−ヒドロキシ−１−ナフトエ酸２−ヒドロキシ−１−メチル−３−ナフトエ酸、２−ヒドロキシ−１−エチル−３−ナフトエ酸、１−ブロモ−２−ヒドロキシ−３−ナフトエ酸、７−ブロモ−３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、１−クロロ−２−ヒドロキシ−３−ナフトエ酸等が挙げられ、より好ましくは、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、２−ヒドロキシ−１−ナフトエ酸、および１−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、並びにこれらの塩が挙げられるが、これらに限定されない。
【０００９】
本発明において、ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸またはその塩は二種以上混合して用いられてよく、またそのような態様は本発明に無論包含される。なお、以下において特に断らない限り、ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸の語は、その塩を含む意味にも用いる。
本発明による窒素酸化物センサにより測定可能な窒素酸化物は、一酸化窒素、二酸化窒素であるが、二酸化窒素の測定に好ましく用いられる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、基材が白色以外の色とされ、ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸が窒素酸化物と接触して発色した黄色により、基材の色が変化するよう構成されてもよい。例えば、基材が青とされたとき、ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸の黄変により、基材は青から緑へと変色する。また、基材がピンクとされたときには、ピンクから赤へと変色する。このような変色を捉えて、窒素酸化物を検出するよう構成されてもよい。
【００１１】
また、本発明の別の態様によれば、窒素酸化物を検出する方法が提供され、この方法は本発明による窒素酸化物センサを被測定環境に置き、窒素酸化物センサの変色により、被測定環境における窒素酸化物の有無を判定することを含んでなる。また、本発明の別の態様によれば、窒素酸化物を測定する方法が提供され、この方法は、本発明による窒素酸化物センサを被測定環境に置き、窒素酸化物センサの変色の程度を測定し、予め作成された窒素酸化物濃度と変色の程度とを表す変色サンプルまたは検量線と、得られた変色の程度とを対比することにより、被測定環境における窒素酸化物濃度を測定することを含んでなる。この際、窒素酸化物センサの基材自体の色からの変色の程度を色差（ΔＥ）により表すことが好ましい。
【００１２】
窒素酸化物センサの製造方法
本発明による窒素酸化物センサは、基材にヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸を担持させることにより製造される。
本発明による窒素酸化物センサの基材は、ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸の担持が可能であれば特に限定されず、紙、樹脂フィルム、金属などからなることが出来る。
【００１３】
本発明の好ましい態様によれば、印刷はインクジェット記録方法により行われる。インクジェット記録方法によれば、簡便に本発明による窒素酸化物センサを製造できる。
基材へのヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸の担持の方法はヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸の発色に悪影響を与えない限り特に限定されないが、印刷、とりわけインクジェット記録方法による印刷が簡便である。この印刷のための組成物は、ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸を含む以外は、その印刷方法により適宜決定されてよい。
【００１４】
本発明の好ましい態様によれば、本発明による窒素酸化物センサの製造に好ましく用いられるインク組成物が提供される。このインク組成物は、ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸を含む以外は、インクジェット記録用インク組成物に慣用されている組成であってよい。
【００１５】
インク組成物へのヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸の添加量は、検出しようとする窒素酸化物濃度との関係で適宜決定されてよいが、インク組成物全量に対して、０．１〜１０．０重量％程度が好ましく、より好ましくは０．５〜５．０重量％程度である。上記範囲にあることで、ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸の基材上での変色性を良好に確保し、またインク組成物としての良好な性能（例えば、吐出信頼性、目詰まり性等）が確保される。
【００１６】
また、上記したように基材は白色以外であってもよく、ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸が担持される前または後に着色されても良いが、色材成分をヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸と同時にインク組成物が含んでなることも可能である。例えば、色材成分としてシアン着色剤、またはマゼンタ着色剤を含むことができる。これら着色剤の添加量もその変色の程度を勘案して適宜決定されて良いが、インク組成物全量に対して、０．１〜５．０重量％程度が一般的であり、より好ましくは０．５〜４．０重量％程度である。上記範囲にあることで、ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸の基材上での変色性を良好に確保し、またインク組成物としての良好な性能（例えば、吐出信頼性、目詰まり性等）が確保される。
【００１７】
ヒドロキシル基を有するナフタレンカルボン酸以外のインク成分は、その記録方法により適宜決定されてよい。
例えば、インクジェット記録方法に用いられる場合、本発明によるインク組成物において、主溶媒は水または水と水溶性有機溶剤との混合液が好ましい。
【００１８】
水としては、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、または超純水を用いることができる。また、紫外線照射、または過酸化水素添加などにより滅菌した水を用いることにより、インクを長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができるので好ましい。本発明によるインク組成物において、主溶媒としての水の含有量は、インク組成物全量に対して１０〜９０重量％であるのが好ましく、より好ましくは３０〜７０重量％である。
【００１９】
本発明の好ましい態様によれば、本発明によるインク組成物の溶媒は、水と水溶性有機溶剤との混合液であり、水溶性有機溶剤の好ましい例としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、ジアセトンアルコール等のケトンまたはケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；エチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレングリコール類；グリセリン；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類；エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールのアルキルエーテル類；メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール等のアルキルアルコール類；尿素、２−ピロリドン、スルフォラン、ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，５−ペンタンジオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等が挙げられる。これら一種または二種以上の混合物として用いることができる。上記水溶性有機溶剤の添加量は、インク組成物全量に対して３〜６０重量％が好ましく、より好ましくは３〜４０重量％である。
【００２０】
本発明によるインク組成物には、さらに必要に応じて、ノズルの目詰まり防止剤、界面活性剤、防腐剤または防かび剤、酸化防止剤、導電率調整剤、ｐＨ調整剤、溶解助剤、粘度調整剤、浸透促進剤、表面張力調整剤、酸化吸収剤、キレート剤等が含まれていても良い。
【００２１】
【実施例】
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定的に解釈されるものではない。
【００２２】
インク組成物の調製
下記の表１に示される組成を有する実施例１〜６および比較例１〜４のインク組成物を得た。すなわち、表に示される配合割合で各成分を混合して溶解させた後、孔径１μｍのメンブランフィルターにて加圧濾過して、インク組成物を得た。
【表１】
2004251639.tif 000002
【００２３】
窒素酸化物センサの製造および評価
上記のようにして得たインク組成物を用いて、以下の記録紙にベタ印刷を行い、インク組成物ごとに窒素酸化物センサを製造した。印刷は、インクジェットプリンタＰＭ９５０Ｃ（セイコーエプソン株式会社製）を用い、インク組成物を専用カートリッジに充填して行った。
記録紙１：ＰＭ写真用紙（商品名、セイコーエプソン株式会社製、型番：ＫＡ４２０ＰＳＫ）
記録紙２：フォトプリント紙２（商品名、セイコーエプソン株式会社製、型番：ＰＭＡ４ＳＰ１）
記録紙３：ＰＭマット紙（商品名、セイコーエプソン株式会社製、型番：ＫＡ４５０ＰＭ）
【００２４】
得られた窒素酸化物センサを、濃度１０ｐｐｍの二酸化窒素雰囲気中に２４時間曝露した。窒素酸化物センサの色変化を色差ΔＥで表した。また、色変化を目視で観察した。その結果は以下の表２に示される通りであった。
【表２】
2004251639.tif 000003