(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器中に変色性ガス検知材料が装填されたガス検知装置であり、容器の開口部から底面部にかけてガス通路用空間を有し、開口部と平行な容器断面積が開口部から底面部にわたって次第に小さくなる容器形状を有するガス検知装置。
【請求項２】
変色性ガス検知材料の変色を外部から確認するための透明窓が容器に設けられている請求項１記載のガス検知装置。
【請求項３】
容器がプレート状容器である請求項１記載のガス検知装置。
【請求項４】
容器の開口部に切り欠き部を有する請求項１記載のガス検知装置。
【請求項５】
変色性ガス検知材料が、基材上にガス検知用インキで形成された変色層を有するガス検知シートである請求項１記載のガス検知装置。
【請求項６】
ガス検知シートが容器中に設けられたシート挟持部により挟持されている請求項５記載のガス検知装置。
【請求項７】
シート挟持部は、容器内壁面に設けられた１以上の突起によって構成される請求項６記載のガス検知装置。
【請求項８】
シート挟持部は、容器内壁面に設けられた２以上の突起によって構成され、かつ、これらの突起が互いに対向して設けられており、この対向した突起によってガス検知シートが挟持されている請求項６記載のガス検知装置。
【請求項９】
対向する突起どうしの頂点位置が互いにずれており、かつ、一の突起の頂点が他の突起の頂点よりも麓側にあり、これら互いに違った頂点の間でガス検知シートが挟持されている請求項６記載のガス検知装置。
【請求項１０】
ガス検知シートの挟持位置が容器内壁の側面部付近になるように、対向する突起の一方が他方よりも短くなっている請求項６記載のガス検知装置。
【請求項１１】
突起が、容器の底面部から開口部に向かって伸びるプレート状である請求項６記載のガス検知装置。
【請求項１２】
突起が、容器の底面部から開口部に向かって伸びるプレート状突起であり、当該プレート状突起が容器内壁面の側面部にも接合されている請求項６記載のガス検知装置。
【請求項１３】
容器内壁面に２つの第一突起が設けられ、当該壁面に対向する容器内壁面に１つの第二突起が第一突起と対向して設けられ、（ａ）２つの第一突起の頂点が第二突起の頂点よりも麓側にあり、（ｂ）第一突起は第二突起より短くなっていることにより、第一突起が設けられている容器内壁の側面部付近にガス検知シートが挟持されており、（ｃ）第二突起は、ガス検知シートが２つの第一突起により押圧される部分の間を押圧できる位置に設けられ、（ｄ）第一突起及び第二突起は、底面部から開口部に向かって伸びるプレート状をなしている請求項６記載のガス検知装置。
【請求項１４】
ガス検知シートの変色層がストライプ状に形成され、かつ、そのストライプ状が開口部断面と平行になっている請求項６記載のガス検知装置。
【請求項１５】
ガス検知用インキが、第一アミノ基及び第二アミノ基の少なくとも１種のアミノ基を有するアントラキノン系染料を含む請求項５記載のガス検知装置。
【請求項１６】
ガス検知用インキが、さらに４級アンモニウム塩型のカチオン系界面活性剤を含有する請求項５記載のガス検知装置。
【請求項１７】
４級アンモニウム塩型のカチオン系界面活性剤が、アルキルトリメチルアンモニウム塩である請求項１６記載のガス検知装置。
【請求項１８】
ガス検知用インキが、さらに増量剤を含有する請求項５記載のガス検知装置。
【請求項１９】
ガス検知用インキが、さらにバインダーを含有する請求項５記載のガス検知装置。
【請求項２０】
ガス検知用インキが、さらにオゾン雰囲気下で変色しない色素成分を含有する請求項５記載のガス検知装置。
【請求項２１】
請求項５記載のガス検知装置を所定の雰囲気中に設置し、ガス検知シートの変色層の変色による色差又は変色域によりＣＴ値を求めることを特徴とするガス濃度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ガス検知装置及びガス濃度測定方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
ガス検知方法としては種々の方法が提案されている。とりわけ、小型インジケータを用いる検知方法がその簡便性、経済性等という点で脚光を浴びている。例えば、ガスインジケータ本体を略板状に形成するとともにその内部に検知すべき特定ガスを導入する通路を形成し、その通路の内壁には通路に沿って特定ガスと反応して変色する指示薬層を貼り付け、インジケータ本体に特定ガスが直ちに接することができる所定の面積の開口部を形成するとともにその開口部に指示薬層を設けたことを特徴とする高感度型ガスインジケーター（特開平８−１２２３１８号、特開平７−４９３４２号）等が知られている。
【０００３】
しかしながら、かかる従来技術では、低拡散性のガスが低濃度で存在する場合、そのＣＴ値（ガス濃度×曝露時間）を検出しにくいという問題がある。この問題はガス検知感度を高めることによって解消できる。しかし、ガス検知感度を高めると、高濃度のガスに対しては即座にインジケータ全体が変色してしまい、そのＣＴ値の検知が困難になるという新たな問題が起こる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、低濃度から高濃度のいずれのガス濃度にも適用できるインジケータの開発が待たれているが、その開発・実用化に至っていないというのが現状である。
【０００５】
従って、本発明の主な目的は、低濃度ガスから高濃度ガスまで広い濃度範囲に適用できるガス検知装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、かかる従来技術の問題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、特定の構成をもつインジケーターにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
本発明は、下記のガス検知装置及びガス濃度測定方法に係るものである。
【０００８】
１．容器中に変色性ガス検知材料が装填されたガス検知装置であり、容器の開口部から底面部にかけてガス通路用空間を有し、開口部と平行な容器断面積が開口部から底面部にわたって次第に小さくなる容器形状を有するガス検知装置。
【０００９】
２．変色性ガス検知材料の変色を外部から確認するための透明窓が容器に設けられている前記項１記載のガス検知装置。
【００１０】
３．容器がプレート状容器である前記項１記載のガス検知装置。
【００１１】
４．容器の開口部に切り欠き部を有する前記項１記載のガス検知装置。
【００１２】
５．変色性ガス検知材料が、基材上にガス検知用インキで形成された変色層を有するガス検知シートである前記項１記載のガス検知装置。
【００１３】
６．ガス検知シートが容器中に設けられたシート挟持部により挟持されている前記項５記載のガス検知装置。
【００１４】
７．シート挟持部は、容器内壁面に設けられた１以上の突起によって構成される前記項６記載のガス検知装置。
【００１５】
８．シート挟持部は、容器内壁面に設けられた２以上の突起によって構成され、かつ、これらの突起が互いに対向して設けられており、この対向した突起によってガス検知シートが挟持されている前記項６記載のガス検知装置。
【００１６】
９．対向する突起どうしの頂点位置が互いにずれており、かつ、一の突起の頂点が他の突起の頂点よりも麓側にあり、これら互いに違った頂点の間でガス検知シートが挟持されている前記項６記載のガス検知装置。
【００１７】
１０．ガス検知シートの挟持位置が容器内壁の側面部付近になるように、対向する突起の一方が他方よりも短くなっている前記項６記載のガス検知装置。
【００１８】
１１．突起が、容器の底面部から開口部に向かって伸びるプレート状である前記項６記載のガス検知装置。
【００１９】
１２．突起が、容器の底面部から開口部に向かって伸びるプレート状突起であり、当該プレート状突起が容器内壁面の側面部にも接合されている前記項６記載のガス検知装置。
【００２０】
１３．容器内壁面に２つの第一突起が設けられ、当該壁面に対向する容器内壁面に１つの第二突起が第一突起と対向して設けられ、（ａ）２つの第一突起の頂点が第二突起の頂点よりも麓側にあり、（ｂ）第一突起は第二突起より短くなっていることにより、第一突起が設けられている容器内壁の側面部付近にガス検知シートが挟持されており、（ｃ）第二突起は、ガス検知シートが２つの第一突起により押圧される部分の間を押圧できる位置に設けられ、（ｄ）第一突起及び第二突起は、底面部から開口部に向かって伸びるプレート状をなしている請求項６記載のガス検知装置。
【００２１】
１４．ガス検知シートの変色層がストライプ状に形成され、かつ、そのストライプ状が開口部断面と平行になっている前記項６記載のガス検知装置。
【００２２】
１５．ガス検知用インキが、第一アミノ基及び第二アミノ基の少なくとも１種のアミノ基を有するアントラキノン系染料を含む前記項５記載のガス検知装置。
【００２３】
１６．ガス検知用インキが、さらに４級アンモニウム塩型のカチオン系界面活性剤を含有する前記項５記載のガス検知装置。
【００２４】
１７．４級アンモニウム塩型のカチオン系界面活性剤が、アルキルトリメチルアンモニウム塩である前記項１６記載のガス検知装置。
【００２５】
１８．ガス検知用インキが、さらに増量剤を含有する前記項５記載のガス検知装置。
【００２６】
１９．ガス検知用インキが、さらにバインダーを含有する前記項５記載のガス検知装置。
【００２７】
２０．ガス検知用インキが、さらにオゾン雰囲気下で変色しない色素成分を含有する前記項５記載のガス検知装置。
【００３５】
２１．前記項５記載のガス検知装置を所定の雰囲気中に設置し、ガス検知シートの変色層の変色による色差又は変色域によりＣＴ値を求めることを特徴とするガス濃度測定方法。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明のガス検知用装置は、容器中に変色性ガス検知材料が装填されたガス検知装置であり、容器の開口部から底面部にかけてガス通路用空間を有し、開口部と平行な容器断面積が開口部から底面部にわたって次第に小さくなる容器形状を有する。
【００３７】
上記容器としては、変色性ガス検知材料を装填できる空間を有し、開口部を有するものであれば特に限定されない。
【００３８】
容器の材質等は限定的でなく、検知対象ガスの種類、最終製品の使用目的等に応じて適宜設定すれば良い。例えば、樹脂、ガラス、金属等の各種の公知の材料で構成されている容器を採用することができる。特に、外部から変色性ガス検知材料の変色状態を観察するために、容器の一部又は全部を透明性材料で構成することもできる。
【００３９】
また、容器の形状は、開口部（開口面）と平行な容器断面積が開口部から底面部にわたって次第に小さくなる形状であれば良い。図１（ａ）にその形状をもつ容器の一例を示す。これは、検知すべきガスを取り入れる開口部（１）（ゲート）、開口部から最も遠い底面部（２）、下方側面（３）、上方側面（４）及び２つの側面（５）（６）からなる。容器は底面部に向かって間口が狭くなっている。開口部（開口面）と平行な容器断面積（Ａ）が底面部に向かって徐々に小さくなるように設計されている。特に、上記断面積が底面部に向かって連続的に小さくなっていることが好ましい。上記面積の大きさの度合いは検知対象ガスの種類等に応じて適宜設定できるが、通常は開口部の面積（断面積）が底面部の面積（断面積）の１．５倍以上、好ましくは２倍以上、より好ましくは３倍以上とすれば良い。
【００４０】
本発明では、容器としてプレート状容器を用いることが好ましい。例えば、図２（実線）に示すような厚さ約５ｍｍ程度の薄型のプレート状容器を好適に用いることができる。この容器は、開口部（幅２０ｍｍ）が底面部に向かって狭くなってゆき、底面部では幅１０ｍｍとなっており、それに伴い容器断面積が開口部から底面部に向かって次第に小さくなっている。プレート状容器を採用する場合、その容器の長さ（開口部と底面部との距離）は適宜設定することができるが、通常は開口部の幅の１．５倍以上、好ましくは２倍以上とすることが好ましい。例えば、図２に示すように開口部の幅が２０ｍｍであれば、上記長さは４０ｍｍ以上（図２では長さ７０ｍｍ）に設定することが好ましい。
【００４１】
上記容器は、変色性ガス検知材料が装填された状態において、容器の開口部から底面部にかけてガス通路用空間を有する。ガス通路用空間は、ガスが開口部から底面部まで到達できればどのように設計されていても良い。例えば、図１（ｂ）にプレート状容器にシート状の変色性ガス検知材料（ガス検知シート）を装填した状態を示す。プレート状容器の下方側面（３）又は上方側面（４）と略同形状であって、厚みが容器の厚み（内側の厚み）よりも薄いシート状の変色性ガス検知材料（７）を下方側面（３）に接触して装填した場合、図１（ｂ）に示すように容器内部の上方側面（４）の方に空間（８）が形成される。このような空間があれば、ガスは開口部から侵入し、底面部（２）にむかって進んでいくことができる。
【００４２】
本発明では、容器の開口部に切り欠きを設けることもできる。すなわち、図３に示すようにプレート状容器の開口部を斜め（側面から見た状態）にカットした構成を採用することができる。これにより、特に、低濃度ガス、低ＣＴ値の検知精度をより高めることが可能である。
【００４３】
容器は、変色性ガス検知材料の変色を外部から視認できるように、容器の一部又は全部に透明窓を取り付けることが好ましい。透明性材料としては特に限定されず、アクリル樹脂等の透明性樹脂のほか、ガラス等の公知の材料を使用することができる。なお、容器が不透明な材料のみで構成されている場合は、変色性ガス検知材料を容器から取り出すことによってその変色を確認すれば良い。
【００４４】
ガス検知材料として後記のガス検知シートを用いる場合、本発明のガス検知装置は、容器中に設けられたシート挟持部によりガス検知シートが挟持されていることが好ましい。
【００４５】
シート挟持部は、ガス検知シートを挟持できる限りその態様は限定されないが、容器内部壁面に設けられた１又は２以上の突起によって構成されることが好ましい。突起の形状、個数、設置個所等は、ガス検知シートを上記構造にて固定できる限り特に制限されず、容器形状、ガス検知シートの種類等に応じて適宜決定すれば良い。
【００４６】
突起形状としては、突起が、開口部から最も遠い底面部における容器内部壁面から当該開口部に向かって伸びるプレート状をなしていることが好ましい。また、突起は、開口部から最も遠い底面部における容器内部壁面と接触していることが好ましい。
【００４７】
シート挟持部の態様としては、例えば１つの突起と容器内部壁面との間にガス検知シートを挟む構造、２つ以上の突起でガス検知シートを挟む構造等を採用することができる。
【００４８】
特に、容器内部壁面に設けられた２以上の突起によって構成され、かつ、突起を互いに対向するように設ける。すなわち、対向する突起どうしによってガス検知シートを挟持することが望ましい。例えば、対向する突起どうしの頂点位置が互いにずれており、かつ、一の突起の頂点が他の突起の頂点よりも麓側にあり、これら互いに違った頂点の間でガス検知シートを挟持することが望ましい。すなわち、ガス検知シートを２つ以上の突起によって上下から押圧することにより、ガス検知シートを固定することが好ましい。
【００４９】
対向する突起どうしで挟持する場合、ガス検知シートの挟持位置が容器内部壁面付近となるように、対向する突起の一方が他方よりも短くなっていることが好ましい。これにより、ガス検知シートが容器内部壁面により安定して挟持することができる。
【００５０】
ガス検知シートの挟持位置（固定位置）はどこでも良いが、ガス検知シートの装填・脱着が容易という点から、ガス検知装置の開口部から最も遠い底面部付近で挟持されていることが好ましい。
【００５１】
本発明ガス検知装置としては、後記の実施例で示すように、容器内壁面に２つの第一突起が設けられ、当該壁面に対向する容器内壁面に１つの第二突起が第一突起と対向して設けられ、（ａ）２つの第一突起の頂点が第二突起の頂点よりも麓側にあり、（ｂ）第一突起は第二突起より短くなっていることにより、第一突起が設けられている容器内壁の側面部付近にガス検知シートが挟持されており、（ｃ）第二突起は、ガス検知シートが２つの第一突起により押圧される部分の間を押圧できる位置に設けられ、（ｄ）第一突起及び第二突起は、底面部から開口部に向かって伸びるプレート状をなしているガス検知装置を好適に採用することができる。
【００５２】
また、突起は、図１１に示すように、側面に設置しても良い。図１１では、第一突起（９）（９）及び第二突起（７）に加え、側面に第三突起（１１）（１１）が設けられている。図１１の場合には、第三突起によってガス検知シートをより安定して下方側面の方に固定することができる。
【００５３】
変色性ガス検知材料は、開口部から底面部にわたり容器内にガス通路用が形成されるように、容器の開口部から底面部にわたって装填されている。ガス通路空間の形態は特に限定されず、装置の型式、検知対象ガスの種類等に応じて適宜設計することができる。例えば、図２（実線）に示すような薄型のプレート状容器を用いる場合、この容器の形状（平面形状）と合致又は相似する平面形状の変色性ガス検知材料を採用し、容器内の下方側面と上記検知材料とは接触させる一方、容器内の上方側面と上記検知材料との間に隙間ができるように上記検知材料を装填することによって、ガス通路用空間を形成することができる。
【００５４】
本発明では、変色性ガス検知材料は、基材上にガス検知用インキで形成された変色層を有するガス検知シートを好適に用いることができる。基材は、特に限定されず、例えば金属・合金、木質材料、紙、セラミックス、ガラス、プラスチックス、繊維類（不織布、織布、その他の繊維シート）、これらの複合材料等を用いることができる。特に、本発明では、紙（ケント紙）等を好適に用いることができる。
【００５５】
ガス検知用インキは、検知対象ガスの種類に応じて公知の各種インキから適宜選択することができる。例えば、オゾンガスを検知する場合は、オゾンガス検知用インキ（変色インキ）からなる変色層をシート基材上に形成してなるオゾンガス検知シートを使用すれば良い。また、ガス検知シート自体は公知のもの又は市販品を用いても良い。
【００５６】
また、ガス検知シート（基材）の形状も限定的ではなく、ガス検知装置の形状等に応じて適宜決定することができる。例えば、ガス検知装置が薄板状（扁平状）である場合は、ガス検知装置の平面形状と略同形状の形状を有するガス検知シートを好適に用いることができる。
【００５７】
さらに、ガス検知シートを用いる場合、変色層は基材の一部に形成されていても良いし、基材の全面に形成されていても良い。特に、変色インキからなる変色層が基材上に形成されたガス検知シートであって、当該変色層が縞状に形成されているものを使用することが望ましい（本発明のガス検知シート）。例えば、図８に示すように、ほぼ等間隔で形成された４つの変色層からなる縞状変色層を採用することができる。各変色層の大きさ、変色層どうしの間隔、変色層の数等は、検知すべきガスの種類、ガス検知装置の形態、ガス検知の目的等に応じて適宜決定すれば良い。変色層が形成されない部分は、基材が露出した状態となっていても良いし、あるいは変色しないインキ（例えば、市販の普通色インキ等）によるインキ層を形成しても良い。
【００５８】
変色層の形成は、シルクスクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、凸版印刷、フレキソ印刷等の公知の印刷方法に従って行うことができる。また、基材をオゾン検知用インキ中に浸漬することによって各層を形成することもできる。紙、不織布等のようにインキが浸透する材料には特に好適である。なお、変色層、非変色及びオーバーコート層の厚さは、各層で使用する原料の種類、ガス検知装置の使用目的等に応じて適宜設定すれば良い。
【００５９】
検知対象ガスがオゾンである場合、本発明においてはガス検知用インキとして第一アミノ基及び第二アミノ基の少なくとも１種のアミノ基を有するアントラキノン系染料を含有するオゾン検知用インキを用いることが好ましい。かかるインキを用いることによって、高感度でオゾンガスの検知を行うことができる。
【００６０】
上記アントラキノン系染料は、アントラキノンを基本骨格とし、第一アミノ基及び第二アミノ基の少なくとも１種のアミノ基を有する限りは特に制限されず、公知のアントラキノン系分散染料等も使用できる。上記アミノ基は、２以上有していても良く、これらは互いに同種又は相異なっても良い。
【００６１】
このようなアントラキノン系染料としては、例えば１，４−ジアミノアントラキノン（C.I.Disperse Violet 1）、１−アミノ−４−ヒドロキシ−２−メトキシアントラキノン（C.I.Disperse Red 4）、１−アミノ−４−メチルアミノアントラキノン（C.I.Disperse Violet 4）、１，４−ジアミノ−２−メトキシアントラキノン（C.I.Disperse Red 11）、１−アミノ−２−メチルアントラキノン（C.I.Disperse Orange 11）、１−アミノ−４−ヒドロキシアントラキノン（C.I.Disperse Red 15）、１，４，５，８−テトラアミノアントラキノン（C.I.Disperse Blue 1）、１，４−ジアミノ−５−ニトロアントラキノン（C.I.Disperse Violet 8）等を挙げることができる（カッコ内はC.I. Generic Name）。その他にも C.I.Solvent Blue 14、C.I.Solvent Blue 63、C.I.Solvent Violet 13、C.I.Solvent Violet 14、C.I.Solvent Red 52、C.I.Solvent Red 114、C.I.Vat Blue 21、C.I.Vat Blue 30、C.I.Vat Violet 15、C.I.Vat Violet 17、C.I.Vat Red 19、C.I.Vat Red 28、C.I.Acid Blue 23、C.I.Acid Blue 80、C.I.Acid Violet 43、C.I.Acid Violet 48、C.I.Acid Red 81、C.I.Acid Red 83、C.I.Reactive Blue 4、C.I.Reactive Blue 19、C.I.Disperse Blue 7 等として知られている染料も使用することができる。これらのアントラキノン系染料は、単独で又は２種以上併用することができる。これらアントラキノン系染料の中でも、C.I Disperse Blue 7、C.I Disperse Violet 1 等が好ましい。また、本発明では、これらのアントラキノン系染料の種類（分子構造等）を変えることによって、オゾンの検知感度の制御を行うこともできる。
【００６２】
アントラキノン系染料の含有量は、用いるアントラキノン系染料の種類等により適宜設定できるが、通常は０．０５〜１０重量％程度、好ましくは０．０５〜５重量％、より好ましくは０．１〜１重量％とすれば良い。
【００６３】
本発明では、上記アントラキノン系染料を含有するインキ中に４級アンモニウム塩型のカチオン系界面活性剤をさらに含有することがより好ましい。
【００６４】
上記４級アンモニウム塩型のカチオン系界面活性剤（以下単に「カチオン系界面活性剤」ともいう）としては、特に制限されず、通常はアルキルアンモニウム塩を用いることができ、これは市販品も使用できる。また、これらは１種又は２種以上で使用することができる。本発明では、これらカチオン系界面活性剤を前記アントラキノン系染料と併用することによって、より優れたオゾン検知感度を得ることができる。
【００６５】
これらカチオン系界面活性剤の中でも、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩等が好ましい。具体的には、塩化ヤシアルキルトリメチルアンモニウム、塩化牛脂アルキルトリメチルアンモニウム、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、塩化ラウリルトリメチルアンモニウム、塩化オクタデシルトリメチルアンモニウム、塩化ジオクチルジメチルアンモニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム、塩化アルキルベンジルジメチルアンモニウム等が挙げられ、特に塩化ラウリルトリメチルアンモニウムが好ましい。
【００６６】
カチオン系界面活性剤の含有量は、用いるカチオン系界面活性剤の種類等により適宜設定できるが、通常は０．２〜３０重量％程度、好ましくは０．５〜１０重量％とすれば良い。
【００６７】
上記インキでは、必要に応じて樹脂系バインダー、増量剤、溶剤等の公知のインキに用いられている成分を適宜配合することができる。
【００６８】
樹脂系バインダーとしては、基材の種類等に応じて適宜選択すれば良く、例えば筆記用、印刷用等のインキ組成物に用いられている公知の樹脂成分をそのまま採用できる。具体的には、例えばマレイン酸樹脂、アミド樹脂、ケトン樹脂、アルキルフェノール樹脂、ロジン変性樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂等を挙げることができる。
【００６９】
樹脂系バインダーの含有量は、用いる樹脂系バインダーの種類等により適宜設定できるが、通常は５０重量％以下、好ましくは５〜３５重量％とすれば良い。
【００７０】
増量剤としては、特に制限されず、例えばベントナイト、活性白土、酸化アルミニウム、シリカゲル等を挙げることができる。その他にも公知の体質顔料として知られている材料を用いることができる。この中でも、多孔質のものが好ましく、特にシリカゲルがより好ましい。このような増量剤を添加することにより、主として検知感度を高めることができる。
【００７１】
増量剤の含有量は、用いる増量剤の種類等により適宜設定できるが、通常は１〜３０重量％程度、好ましくは２〜２０重量％とすれば良い。
【００７２】
また、本発明では、上記オゾン検知用インキ中にオゾン雰囲気下で変色しない色素成分が含まれていても良い。上記色素成分を含有する場合には、より容易に変色層の変色を視認することが可能となる。上記色素成分としては限定的ではなく、例えば市販の普通色インキ、油溶性染料、顔料等を用いることができる。
【００７３】
上記色素成分の含有量は、用いる色素成分の種類等により適宜設定できるが、通常は０．０５〜１０重量％程度、好ましくは０．１〜３重量％とすれば良い。
【００７４】
溶剤としては、通常、印刷用、筆記用等のインキ組成物に用いられる溶剤であればいずれも使用できる。例えば、アルコール系、エステル系、エーテル系、ケトン系、炭化水素系等の各種溶剤が使用でき、使用する染料、樹脂系バインダーの溶解性等に応じて適宜選択すれば良い。前記の各成分の残部を溶剤で調整すれば良い。
【００７５】
これら各成分は、同時に又は順次に配合し、ホモジナイザー、デゾルバー等の公知の攪拌機を用いて均一に混合すれば良い。例えば、まず溶剤にアントラキノン系染料、カチオン系界面活性剤、樹脂系バインダー、増量剤等を順に配合し、混合・攪拌すれば良い。
【００７６】
本発明装置は、検知対象ガスを含む雰囲気中に設置（曝露）することによって、より正確かつ迅速にガス濃度及びＣＴ値（ガス濃度×暴露時間）を検知することができる。検知対象ガスとしては限定的でなく、変色性検知材料の設定により実質的にあらゆる種類のガスの検知が可能である。例えば、前記のようなオゾン検知用インキを用いた変色性検知材料を使用する場合には、オゾンの検知を好適に行うことができる。
【００７７】
本発明では、特にＣＴ値と色差（ΔＥ）との関係、ＣＴ値と変色域との関係等の既知のデータに基づいて、検出された色差、変色域の大きさ等からガス濃度、ＣＴ値等を定性的又は定量的に検知することもできる。例えば、本発明装置の変色層に沿ってＣＴ値に応じた目盛りを筒状容器に設けることにより、変色層の変色域の大きさに基づいて定量的にＣＴ値を測定することもできる。さらに、得られたＣＴ値に基づいて、ガス濃度あるいは暴露時間を定量的又は定性的に測定することも可能である。
【００７８】
本発明装置、特に開口部から底面部にかけて徐々に小さくなるような構成を採用しているので、低濃度ガス雰囲気でも変色域に明確な変化を出すことが可能であり、低濃度〜高濃度のガス濃度あるいは低ＣＴ値〜高ＣＴ値において一つの装置で検知することが可能である。特に、本発明装置は、その変色領域が明確にあることから、ＣＴ値の測定に最適である。
【００７９】
また、検知対象ガスがオゾンである場合、変色層として第一アミノ基及び第二アミノ基の少なくとも１種のアミノ基を有するアントラキノン系染料を用いることにより、実質的に乾燥した状態であってもオゾンと効果的に反応して変色し、より優れた検知精度（選択性）、感度、安定性等を発揮し、オゾンの存在を肉眼でも容易に検知できる。
【００８０】
本発明のガス検知装置は、本発明のガス検知装置にガス検知シートが装填されたものである。ガス検知シートは、ガス検知装置のシート挟持部で挟持されて固定されている。
【００８１】
本発明のガス検知装置は、検知すべきガスが存在する雰囲気中に設置し、ガス検知シートの変色層の変色（度合い）によってガスを検知することができる。ガス検知シート又はガス検知装置に、既知の変色度合に基づいて予め目盛りを設けることにより、定量的にガス検知を行うことも可能である。
【００８２】
また、本発明ガス検知シートを使用する場合には、ガス検知シートの縞状の変色層がガス検知装置の開口部の開口面と平行になるように、ガス検知シートがガス検知装置に装填されていることが好ましい。例えば、図１に示すガス検知装置に図８に示すガス検知シートを装填すれば、シート上の各変色層（１１）〜（１４）を開口部の開口面と平行にすることができる。これによって、ガス濃度、ガス露出時間、ＣＴ値等に応じて各変色層が段階的に変色するので、ガス検知をより容易に行うことができる。
【００８３】
このように、前記ガス検知装置に上記ガス検知シートが装填されたガス検知装置であって、ガス検知シートの縞状の変色層がガス検知装置の開口部の断面（開口面）と平行になるように、ガス検知シートがガス検知装置に装填されていることを特徴とするガス検知装置も本発明に包含される。
【００８４】
シート挟持部を採用する場合には、ガス検知シートを容器内部に固定することができるので、低コストで大量に提供することが可能である。しかも、接着剤等を用いることないので、ガス検知シートの性能を劣化されることがなく、より確実に所定のガスを検知することができる。
【００８５】
また、本発明のガス検知シートでは、縞状の変色層が形成されているので、変色度合いを段階的に検知することができる。特に、ガス検知シートの縞状の変色層がガス検知装置の開口部の断面と平行になるように、ガス検知シートがガス検知装置に装填されている場合には、ＣＴ値に応じた変色を容易に確認することができるので、定量的なガス検知をより容易に行うことができる。
【００８６】
Examples
以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴をより詳細に説明する。但し、本発明の範囲は、これら実施例に限定されるものではない。
【００８７】
製造例１
オゾン検知用材料を製造した。ケント紙にオゾン検知用インキをシルクスクリーン印刷（１５０メッシュ）により印刷し、オゾン検知用材料を変色性ガス検知材料として得た。
【００８８】
なお、上記オゾン検知用インキは、下記に示す成分を攪拌機により均一に混合することにより調製した。
【００８９】
・アントラキノン系染料（「ミケトンファストレッドバイオレットＲ」三井ＢＡＳＦ染料社製）…１．６８重量部
・油溶性染料（「ＶＡＬＩＦＡＳＴ ＹＥＬＬＯＷ ４１２０」オリエント化学工業社製、C.I.Solvent Yellow 82）…０．８４重量部
・樹脂系バインダー（「エトセル１０」ダウケミカル社製、エチルセルロース系樹脂）…６．５５重量部
・増量剤（「アエロジルＲ−９７２」日本アエロジル社製、シリカゲル）…７．２０重量部
・カチオン系界面活性剤（「ＣＡ−２１５０」ＮＩＫＫＯＬ社製、塩化ヤシアルキルトリメチルアンモニウム）…２．０６重量部
・溶剤（「シーホゾールＭＧ」日本触媒社製、エチルセロソルブ）…８１．６６重量部
実施例１
上記検知材料を概ね図２（実線）（上底１０ｍｍ・下底２０ｍｍ×長さ７０ｍｍ×厚み０．２ｍｍ）に示す平面形状とし、これを図２（実線）（開口部の幅１０ｍｍ・底面部の幅２０ｍｍ×長さ７０ｍｍ×厚み５ｍｍ）に示すプレート状透明容器（アクリル樹脂製）に装填してインジケータを作製した。このインジケータは、図１（ｂ）に示すように、プレート状透明容器内の下方側面部と上記検知材料（７）とが実質的に密着しており、プレート状透明容器内の上方側面部と上記検知材料との間に隙間が形成され、その隙間がガス通路となっている。
【００９０】
比較例１
上記検知材料を概ね図２（点線）（幅２０ｍｍ×長さ７０ｍｍ×厚み０．２ｍｍ）に示す平面形状とし、プレート状透明容器として図２（点線）（２０ｍｍ×７０ｍｍ×厚み５ｍｍ）に示すものを用いたほかは実施例１と同様にインジケータを作製し、実施例１と同様にしてＣＴ値と変色距離との関係を調べた。その結果を表１に示す。
【００９１】
比較例２
上記検知材料を概ね図２（点線）（幅１０ｍｍ×長さ７０ｍｍ×厚み０．２ｍｍ）に示す平面形状とし、プレート状透明容器として図２（点線）（１０ｍｍ×７０ｍｍ×厚み５ｍｍ）に示すものを用いたほかは実施例１と同様にインジケータを作製し、実施例１と同様にしてＣＴ値と変色距離との関係を調べた。その結果を表１に示す。
【００９２】
試験例１
実施例及び比較例で作製された各インジケータのガス検知性能を調べた。各インジケータを２０ｐｐｍのオゾン雰囲気中に５００分間曝露し、各時間のＣＴ値及び変色距離を測定した。その結果を表１に示す。なお、変色距離は、検知材料の開口部側から底面部側への距離を示す。
【００９３】
【表１】
0004688354.tif 000002
【００９４】
表１からも明らかなように、比較例１は低ＣＴ値の検知性能は高いものの、底面部までの変色がきわめて速く、高ＣＴ値での検知が不可能であった。比較例２は低ＣＴ値の感度が鈍かった。これに対し、実施例１では低ＣＴ値から高ＣＴ値まで変色性の度合いを確実に観察することが可能であった。
【００９５】
試験例２
オゾン雰囲気のオゾン濃度を２０００ｐｐｍとしたほかは、試験例１と同様にして各インジケータのガス検知性能を調べた。その結果、実施例１のインジケータでは各ＣＴ値における変色性の度合いを明確に把握することができた。これに対し、比較例１及び２のインジケータでは、実施例１に比べてＣＴ値による変色性の度合いを把握することが困難であった。
【００９６】
実施例２
ガス検知シート装填前の薄型ガス検知装置の外観（概要図）を図１（ａ）に示す。また、ガス検知シート装填した状態の薄型ガス検知装置を図１（ｂ）に示す。このガス検知装置の側面図、平面図及び断面図を図４（ａ）〜（ｃ−１）（ｃ−２）にそれぞれ示す。
【００９７】
このガス検知装置は、２つの開口部を有する管状体において、管状体は４つの平面により構成され、開口部のいずれか一方が閉塞されてなる底面部を有する容器により構成される。すなわち、図１（ａ）において、検知すべきガスを取り入れる開口部（１）（ゲート）、開口部から最も遠い底面部（２）、上記の４つの平面を構成する下方側面（３）、上方側面（４）及び２つの側面（５）（６）からなる。各面はフラットな面で構成されており、かつ、ガス検知装置の開口部の開口面と平行な断面積が開口部から底面部に向かって次第に小さくなり、開口部から最も遠い底面部における容器内部壁面（最深面）が最小となっている。外気（検知対象ガス）は開口部から入り、底面部に向かっていく。なお、上記容器は透明性アクリル樹脂で構成されている。上記容器を構成する各面は、接着剤、熱融着等に接合でき、また一体成形によって形成することもできる。
【００９８】
このガス検知装置では、図４〜図７にも示されているように、ガス検知装置内部壁面に２つの第一突起（９）（９）及び１つの第二突起（７）が設けられている。第一突起（９）は、下方側面（３）の容器内部壁面に設けられている（図７）。第二突起（７）は上方側面（４）の容器内部壁面に設けられている（図６）。
【００９９】
２つの第一突起（９）（９）は、下方側面に対してほぼ垂直に上方側面に向かって設けられている（図５）。２つの第一突起の頂点（先端）は、第二突起の頂点よりも麓側（低い位置）になるように設置される。また、第二突起（７）は、上方側面に対してほぼ垂直に下方側面に向かって設けられている（図５）。第二突起の頂点（先端）は、第一突起の頂点よりも麓側になるように設置されている。この検知管では、ガス検知シートを下方側面（壁面付近）に接触させて固定できるように、第一突起（９）の長さ（高さ）が第二突起（７）のそれよりも短かくなるように設計されている。
【０１００】
各突起の先端部は、図４（ｃ−１）にも示されているように、角部がない形状に加工されている。このような丸みを帯びた形状に加工することによって、ガス検知シートの装填及び固定を容易に行え、しかも装填時にガス検知シートを傷つけることを回避することができる。
【０１０１】
図４（ｃ−２）のＡ−Ａ断面図を図５に示す。図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面図及びＣ−Ｃ断面図をそれぞれ図６及び図７に示す。図５〜図７からも明らかなように、各突起は、ガス検知装置の底面部から当該開口部に向かって伸びるプレート状をなしている。各突起は、上方側面、下方側面又は底面部のいずれに固定されていても良い。
【０１０２】
図５からわかるように、各突起は、底面部（２）に対してほぼ垂直に開口部に向かって伸びるように設置されている。また、図６及び図７では各突起の側面図が示されている。図６及び図７にも示されているように、側面からみた突起の先端部は、角部がない形状に加工されている。このような丸みのある形状に加工することにより、ガス検知シートの装填性の向上を図ることができる。
【０１０３】
このガス検知装置に装填されたガス検知シートは、２つの第一突起（９）（９）により下から押圧され、この押圧されるガス検知シートの押圧部の間を対向する第二突起（７）により上から押圧されることにより挟持される。図１０には、底面部から開口部に向かって容器内部を観察した状態を示す。図１０に示すように、ガス検知シート（断面）（１０）は凹状になって挟まれ、下方底面の容器内壁付近に接触したかたちで固定される。この場合には、ガス検知装置の長尺方向で見ると、ガス検知装置の開口部から最も遠い底面部付近でガス検知シートが固定されることになる。
【０１０４】
この場合、さらに側面にも突起を設けることができる。側面に第三突起を設けた一例を図１１〜１４に示す。第三突起（１１）（１１）を設けることにより、ガス検知シートの装填及び固定をより容易に行うことが可能となる。第三突起は、図１２〜１４にもあるように容器の開口部から容器の長さ方向の中間点まで伸びるプレート状突起を採用することができる。
【０１０５】
また、第二突起を底面部のほか、容器の開口部付近の上方側面に設けることも可能である。この場合、図１５〜１７に示すように第二突起を底面部と開口部付近に設置することにより、第一突起又は第三突起の設置を省略することが可能である。
【０１０６】
さらに、図４（ｃ−１）において、第一突起と第二突起を逆にした構成も採用することができる。例えば、図１８〜２１に示すように、第一突起（９）は下方側面に設置し、第二突起（７）（７）は上方側面に設置する。第二突起は、第一突起よりも長く、第一突起の両側の麓部分にまで達している。この構成により、上記第三突起を有する場合と同様、確実かつ容易にガス検知シートを固定することができる。
【０１０７】
本発明において、各突起は、容器を成形する時に一体的に形成することができる。あるいは、別途に容器と突起部材とを製造し、両者を接着剤、熱融着等により接合しても良い。
【０１０８】
試験例２
実施例１のガス検知装置に図８及び図９に示すガス検知シート（ケント紙）を装填し、オゾンガスの検知を行った。
【０１０９】
まず、ガス検知シートの変色層を形成するために変色インキを調製した。変色インキは、アントラキノン系分散染料（「ミケトンファストレッドバイオレットＲ」三井ＢＡＳＦ染料社製）１．６８重量部、油溶性染料（「VALIFAST YELLOW 4120」オリエント化学工業社製、C.I.Solvent Yellow 82）０．８４重量部、樹脂系バインダー（「エトセル１０」ダウケミカル社製、エチルセルロース系樹脂）６．５５重量部、増量剤（「アエロジルＲ−９７２」日本アエロジル社製、シリカゲル）７．２０重量部、カチオン系界面活性剤（「ＣＡ−２１５０」NIKKOL社製、塩化ヤシアルキルトリメチルアンモニウム）２．０６重量部及び溶剤（「シーホゾールＭＧ」日本触媒社製、エチルセロソルブ）８１．６６重量部を攪拌機にて均一に混合することにより得た。
【０１１０】
次いで、得られた変色インキをケント紙上にシルクスクリーン印刷（１５０メッシュ）を行い、図８及び図９のようなガス検知シートを作成した。図６のガス検知シートでは、斜線部（１１）〜（１４）からなる縞状変色層が形成されている。図９のガス検知シートでは、図８の（１１）〜（１４）の範囲に対応する部分おいて、変色層が形成されていない部分にも変色層が形成されている。
【０１１１】
得られたガス検知シートをそれぞれ実施例１（アクリル樹脂製）のガス検知装置に装填し、図８のガス検知シートを装填したガス検知装置Ａ及び図９のガス検知シートを装填したガス検知装置Ｂを得た。特に、図６のシートは、変色層（１１）が開口部側となるように装填され、（１１）〜（１４）からなる縞状変色層は開口部（１）の開口面と平行となっている。
【０１１２】
各ガス検知装置をオゾン雰囲気（オゾン濃度２ｐｐｍ）中に曝露し、各時間のＣＴ値における変色域の変色性能を調べた。その結果を表２に示す。
【０１１３】
【表２】
0004688354.tif 000003
【０１１４】
表２の結果からも明らかなように、いずれの検知装置もＣＴ値の増加に伴って変色域が大きくなっていることから、オゾンの定量的検知を行えることがわかる。特に、縞状変色層を形成したガス検知シートを用いたガス検知装置Ａでは、ガス検知装置Ｂよりも明確に変色が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のガス検知装置の一例を示す斜視図である。図１（ａ）は、ガス検知シートを装填する前の状態を示す斜視図である。図１（ｂ）にプレート状容器にシート状の変色性ガス検知材料を装填した状態を示す。
【図２】図２は、実施例（実線）及び比較例（点線）で用いた容器形状の一例を示す図である（寸法単位はｍｍを示す。以下同じ。）。図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側面図である。
【図３】図３は、本発明装置においてプレート型筒状容器の開口部側の側面に切り欠きを設けた場合の態様を示す図である。図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は側面図である。
【図４】図４は、本発明のガス検知装置の一例を示す図である。図４（ａ）は側面図、図４（ｂ）は平面図、図４（ｃ−１）及び（ｃ−２）は断面図である。
【図５】図５は、図４（ｃ−２）のＡ−Ａ断面図を示す。
【図６】図６は、図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面図を示す。
【図７】図７は、図４（ｂ）のＣ−Ｃ断面図を示す。
【図８】図８は、実施例２で用いたガス検知シートの平面図を示す。
【図９】図９は、実施例２で用いたガス検知シートの平面図を示す。
【図１０】図１０は、図４（ｃ−１）の断面図において、本発明のガス検知装置のシート挟持部にガス検知シートを挟持した状態を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明のガス検知装置の一例を示す図である。図１１（ａ）は側面図、図１１（ｂ）は平面図、図１１（ｃ−１）及び（ｃ−２）は断面図である。
【図１２】図１２は、図１１（ｃ−２）のＡ−Ａ断面図を示す。
【図１３】図１３は、図１１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図を示す。
【図１４】図１４は、図１１（ｂ）のＣ−Ｃ断面図を示す。
【図１５】図１５は、本発明のガス検知装置の一例を示す図である。図１５（ａ）は側面図、図１５（ｂ）は平面図、図１５（ｃ−１）及び（ｃ−２）は断面図である。
【図１６】図１６は、図１５（ｃ−２）のＡ−Ａ断面図を示す。
【図１７】図１７は、図１５（ｂ）のＢ−Ｂ断面図を示す。
【図１８】図１８は、本発明のガス検知装置の一例を示す図である。図１８（ａ）は側面図、図１８（ｂ）は平面図、図１８（ｃ−１）及び（ｃ−２）は断面図である。
【図１９】図１９は、図１８（ｃ−２）のＡ−Ａ断面図を示す。
【図２０】図２０は、図１８（ｂ）のＢ−Ｂ断面図を示す。
【図２１】図２１は、図１８（ｂ）のＣ−Ｃ断面図を示す。
【図１】
0004688354.tif 000004
【図２】
0004688354.tif 000005
【図３】
0004688354.tif 000006
【図４】
0004688354.tif 000007
【図５】
0004688354.tif 000008
【図６】
0004688354.tif 000009
【図７】
0004688354.tif 000010
【図８】
0004688354.tif 000011
【図９】
0004688354.tif 000012
【図１０】
0004688354.tif 000013
【図１１】
0004688354.tif 000014
【図１２】
0004688354.tif 000015
【図１３】
0004688354.tif 000016
【図１４】
0004688354.tif 000017
【図１５】
0004688354.tif 000018
【図１６】
0004688354.tif 000019
【図１７】
0004688354.tif 000020
【図１８】
0004688354.tif 000021
【図１９】
0004688354.tif 000022
【図２０】
0004688354.tif 000023
【図２１】
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