(57)【要約】【課題】柔軟で、かつ引張り強度が高く、通気性を備えたガス検知材を提供すること。【解決手段】セルロース繊維を漉いて構成されたベース材と、ベース材１の繊維３内に含有されたアルコキシシランの硬化によるシロキサン結合のポリマー２とから構成され、ベース材は、その繊維内にアルコキシシランの硬化で生成したシロキサン結合のポリマーを含有するので、繊維１’の間に空間４を保持して通気性を維持するとともに、シロキサン結合のポリマー２により機械的強度と、耐薬品性とが向上する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース繊維を漉いて構成されたベース材と、前記ベース材の繊維内に含有されたアルコキシシランの硬化によるシロキサン結合のポリマーとからなるガス検知材用ベース材。
【請求項２】
前記ベース材に、粒子を混合させて担持させた請求項１に記載のガス検知材用ベース材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体中に存在する特定のガスに感応してガスの濃度を光学的に検出するためのガス検知材に適したベース材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
気体中に存在する特定のガスを光学的に検出するガス検知材は、特許文献１に見られるようにシリカゲル粒子を含有させたセルロースのテープに反応試薬を含浸させたり、また特許文献２にみられるように多孔質ガラスに反応試薬を含浸させて構成されている。
【特許文献１】特開平０７−１２７３３号公報
【特許文献２】特開平１１−２１１６６５号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前者の検知材は、ベース材が可撓性を有するため、テープ状に裁断してカセットとして供給することが可能となり、比較的容易に自動検出装置に適用できるものの、試薬を構成する酸性等の薬剤、例えば硫酸の影響を受けて強度が低下し、測定動作中に切断する虞があるという不都合がある。
また、後者の検知材は、高い耐薬品性を備えているものの、通気性がほとんど無いため、被検ガスを検知材の通過させる形式の用途に使用できないという問題や、さらにはベース材が高い剛性を有するため、自動検出装置に使用するためには、チップ状に成形する必要があり、自動検出装置の装填機構が複雑化するという問題がある。
このような問題を解消するため、セルロースからなる検知材に、耐薬品性が高い材料、たとえば通気性を有する高分子フィルムや、細孔が形成された高分子フィルムを接着積層することも考えられるが、通気性が不足したり、また製造工程が複雑化するなどの新たな問題が生じる。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その日的とするところは、柔軟で、かつ耐薬品性が高く、被検ガスを十分に通過させることができるガス検知材に適したベース材を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解消するために本発明においては、セルロース繊維を漉いて構成されたベース材と、前記ベース材の繊維内に含有されたアルコキシシランの硬化によるシロキサン結合のポリマーとから構成されている。
【０００５】
【作用】
ベース材は、その繊維内にアルコキシシランの硬化で生成したシロキサン結合のポリマーを含有するので、繊維間の空間を保持して通気性を維持するとともに、シロキサン結合のポリマーにより機械的強度と、耐薬品性とが向上する。
【０００６】
【発明の実施の態様】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
比較的安価に入手でき、かつ試薬を容易に含侵させることができるセルロース繊維を漉いて構成されたセルロース系のベース材、好ましくはセルロース繊維の間に、微細なシリカゲル粒子や、活性セラミック粒子を保持させたベース材に、以下に説明する薬剤でセルロース繊維が補強されている。
【０００７】
すなわち、アルコキシシラン（≡Ｓｉ−ＯＲ）を主剤として溶媒、例えばアルコールに溶かし、加水分解可能な有機金属化合物を加えて十分に撹件し、所定時間放置して反応液剤を調製する。
【０００８】
具体的にはメチルトリメトキシシラン重合体（平均重合度３乃至４量体）１０ｇと、テトラメトキシシラン重合体（平均重合度３乃至４量体）１０ｇをイソプロピルアルコール２０ｇに溶解させ、さらにチタンブトキシド０．８ｇを加えて十分に攪拌することにより反応液剤が調製できる。
【０００９】
次に、セルロースからなるベース材１にこの反応液剤２を塗布したり（図１（ａ））、またこの反応液剤にベース材を浸漬してから引き上げる。所定温度、例えば１３０℃で所定時間、加温して溶剤であるアルコールが揮散させる。
【００１０】
塗布された時点では、低分子の状態であるため、反応液剤が毛細管現象でベース材を構成する繊維の内部まで浸透する。所定時間が経過すると、反応液剤に含有されている加水分解可能な有機金属化合物（例えばチタンブトキシド）が、ベース材に含まれている水分（一般には５％程度）と反応し、有機金属化合物が分解する。このとき反応液剤に含有されているアルコキシシランがポリマー化するため、アルコキシシラン由来のシロキサン結合が生成する。
【００１１】
すなわち、
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なる低分子量から高分子量ヘと成長する。
【００１２】
この過程で、ガラスの基本骨格であるシロキサン結合（≡Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ≡）がセルロース繊維の内部で生成してセルロース繊維を物理的及び化学的に結合させる。
【００１３】
すなわち、ベース材の表面から浸透するとともに、各繊維それぞれの内部にも低分子のアルコキシシランが浸透して加水分解及び重縮合反応する。これにより、各繊維の内部、及び表面でシロキサンポリマーへと成長する。このため、図１（ｂ）に示したようにシロキサンポリマー２が繊維３の一本一本をコートするようにポリマー化する
また繊維３とシロキサンポリマーとが、図１（ｃ）に示したように複雑に絡み合って機械的結合が生じる。更に分子的に見た場合、セルロースの水酸基とアルコキシシランが化学的に結合し、ベース材の強度向上に寄与する。
一方、セルロースのシロキサンポリマーにコートされた繊維３’が存在しない部分、つまり空間部４にはガラスの基本骨格が存在しないため、セルロースからなるベース材としての通気性が可及的に維持された状態となる。
【００１４】
つぎに、引張り強度を試験機により測定した。なお、処理前のベース材の引張り強度を１とした相対値で表す。
上記処理を施したベース材は、その相対強度が１．４０であり、また硫酸を含む反応試薬を含侵させ、室温（温度４０℃）と、冷蔵庫（５℃）とにそれぞれ５０日保管した後の相対強度は０．９５、０．９６となった。
【００１５】
一方、上記処理を施すことなく硫酸を含む上記反応試薬を含侵させ、室温（温度４０℃）と、冷蔵庫（５℃）とにそれぞれ５０日保管した後の相対強度を測定したところ、０．３５、及び０．８であった。
【００１６】
このことから、本願発明のベース材は、たとえ強酸を含浸し、しかも室温で長期間放置されても、従来の処理を施さないものに比較して２．５倍以上の引張り強度を有することが判明した。
これにより、通気性を必要とするベース材を構成するのに有用なセルロースを使用しても、その通気性を大きく阻害することなく、強酸による引張り強度の低下を抑制できる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ベース材は、その繊維内にアルコキシシランの硬化で生成したシロキサン結合のポリマーを含有するので、繊維間の空間を保持して通気性を維持するとともに、シロキサン結合のポリマーにより機械的強度と、耐薬品性とが向上する。
これによりサンプリングガスの流量低下に起因する検出感度の低下を来すことなく、耐薬品性と引張り強度を備えたガス検知材用ベース材を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図（ａ）は、それぞれ本発明のベース材の製造工程の一部、及び図（ｂ）乃至（ｃ）はそれぞれ構造を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１  ベース材
２  シロキサンポリマー
３  繊維
３’  繊維
４  空間部
【図１】
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