(57)【要約】【課題】セルロース系材料を担持体に使用しても長期間にわたって強度を維持することができる二酸化窒素検知材を提供すること。【解決手段】Ｎ−１−ナフチルエチレンジアミン二塩酸塩と、Ｎ、Ｎジメチル−１−ナフチルアミンと、１−ナフチルアミンとの少なくとも１つを担体に展開し、ジアゾ化による変色を検出する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ−１−ナフチルエチレンジアミン二塩酸塩と、Ｎ、Ｎジメチル−１−ナフチルアミンと、１−ナフチルアミンとの少なくとも１つを担体に展開した二酸化窒素検知材。
【請求項２】
Ｎ−１−ナフチルエチレンジアミン二塩酸塩と、Ｎ、Ｎジメチル−１−ナフチルアミンと、１−ナフチルアミンとの少なくとも１つをエタノールに溶解した発色液にさらに０．５乃至４．５ｖｏｌ％の範囲でトリエタノールアミンを添加して発色液を調製し、前記発色液を担体に展開して構成された二酸化窒素検知材。
【請求項３】
前記担体が、シート材に反応促進用の微粉末シリカゲル、またはアルミナが担持されている請求項１、または請求項２に記載の二酸化窒素検知材。
【請求項４】
前記担体が、粉末シリカゲルを圧縮固化して構成されている請求項１、または請求項２に記載の二酸化窒素検知材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気中に存在する二酸化窒素を呈色反応により検出するガス検知材に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気中に存在する二酸化窒素は、通常、電気化学式ガスセンサーが使用されているが、二酸化窒素以外、例えばオゾンに対しても感度を有するため、大気中に存在する低い濃度の二酸化窒素の検出に対して測定誤差が生じるという問題がある。
このため出願人は、特許文献１に見られるようにＮ−１−ナフチルエチレンジアミン二塩酸塩、スルファニル酸、パラトルエンスルフォン酸、及びアルコール系保湿剤を担持用シート材に展開した二酸化窒素検出用の検知材を提案した。
【特許文献１】特許公開2000-88750号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、反応試薬にパラトルエンスルフォン酸が含有されているため、担持用シート材に安価なセルロース系材料の濾紙を使用すると、セルロースがパラトルエンスルフォン酸により劣化されて自動計測装置に適用した場合には、自動繰り出し時のテンションを受けて検知材が切断されるという問題がある。
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、セルロース系材料を担持体に使用しても長期間にわたって担体の強度を維持することができる自動測定装置に適した二酸化窒素検知材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このような問題を解消するために本発明においては、Ｎ−１−ナフチルエチレンジアミン二塩酸塩、Ｎ、Ｎジメチル−１−ナフチルアミン、１−ナフチルアミンのいずれかを担体に展開した。
【発明の効果】
【０００５】
ジアゾ化による変色を直接検出するため、従来のようにアゾ染料を生成させるための酸が不要となり、担体として安価なセルロースを使用しても酸による劣化がなく、自動測定装置に適用しても高い信頼性で二酸化窒素を測定することが出来る。
また、従来のように保湿剤を含まないため、製造過程での乾燥時間を短縮でき、また製品化後は、保湿剤によるべとつきがないため、ほこりなどの付着が少なく、また通気抵抗を担体自体の通気抵抗程度に保持できる。
【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。
Ｎ−１−ナフチルエチレンジアミン二塩酸塩、Ｎ、Ｎジメチル−１−ナフチルアミン、１−ナフチルアミンの少なくとも１つ、この実施例ではＮ−１−ナフチルエチレンジアミン二塩酸塩を易揮発性溶媒、たとえばメタノールに溶解して発色液を調製する。
【０００７】
この発色液を、担持用の、好ましくは白色の担体、たとえばセルロースを原料とするろ紙に含浸させ、必要に応じて加温しながらエタノールを揮散させる。この担体は、反応を促進させるために予めシリカゲルやアルミナ等の微粉末が混入されたものを用いるか、シリカゲルやアルミナ等の微粉末を発色液に混入してシート材に担持させるのが望ましい。
【０００８】
メタノールが揮散した後においては、担持用シートにＮ−１−ナフチルエチレンジアミン二塩酸塩が担体に展開保持される。
【０００９】
このようにして構成した担体を二酸化窒素を含むサンプリングガスに一定時間晒すと、担体上の水分が二酸化窒素と、
２ＮＯ2  ＋  Ｈ2Ｏ  →  ＨＮＯ2  ＋  ＨＮＯ3
なる反応により亜硝酸(ＨＮＯ2)を生じる。
【００１０】
この亜硝酸は、同じく担体上に存在するＮ−１−ナフチルエチレンジアミン二塩酸塩をジアゾ化させて黄色に変色して反応痕を生じさせる。もとよりこの反応痕の光学濃度は、二酸化窒素の濃度に比例するから、反応痕を例えば黄色を検出するのに適した波長、例えば４７０ｎｍ程度の光により光学濃度を検出すると、二酸化窒素の濃度を測定することができる。
【００１１】
このシート材は、テープに裁断されて自動測定装置の検知テープや、また紙片に裁断して検知バッジの検知素材として使用することができる。
【００１２】
特にテープに加工すると、図１に示したようにテープ１をカセット２に収容して、比較的容易に入手できる波長４７０ｎｍ若しくは５５５ｎｍの発光ダイオードからなる発光素子４と受光素子５を備えた測定ヘッド６の位置に、テープ搬送機構３により一定時間毎に搬送して二酸化窒素を自動的に測定することができる。
この測定ヘッド６は、サンプリングパイプ７を介して被測定環境に連通されていて、パイプ８を介して吸引ポンプに接続された吸引ヘッド９と共同してテープ１を封止するように構成されている。
【００１３】
このような構成により、吸引ポンプを一定時間作動させることにより、所定量の空気がテープ１を通過し、二酸化窒素の濃度に比例した反応痕がテープ１に形成される。発光素子４からテープ１に照射された波長４７０ｎｍの反射光量を受光素子５により検出すると、反応痕の相対的光学濃度を検出することができ、二酸化窒素の濃度を測定することができる。
【００１４】
図２は、上述した二酸化窒素検知材を用い、サンプリング時間をパラメータとした検量線の一例で、３０秒、及び６０秒程度のサンプリング時間でも、１ｐｐｍ未満の二酸化窒素を高い直線性で検出できることが判明した。なお、図中符号Ａ乃至Ｄはそれぞれサンプリング時間を３０秒、６０秒、１２０秒、１８０秒に設定したときの検量線を示す。
【００１５】
また、サンプリング時間を５分以上に設定すると、図３に示したように０．０２ないし０．１２ｐｐｍ程度の二酸化窒素を検出できることが判明した。なお、図中符号Ａ乃至Ｅは、それぞれサンプリング時間を５分、１０分、１５分、２０分、３０分に設定したときの検量線を示す。
【００１６】
なお、本発明は漂白が容易でかつ安価なセルロースを原材料とするろ紙を担体とした場合に好適ではあるが、それ以外の材料、たとえば親溶媒性を有し、かつグリセリン等の保湿剤を保持できる多孔質化処理を施された高分子シート材を用いても同様の作用を奏する。
【００１７】
またタブとして構成する場合には、粉末シリカゲルを圧縮固化させて担体を構成し、これに含浸させるようにしても同様の作用を奏する。
【００１８】
さらに反応試薬としては、Ｎ−１−ナフチルエチレンジアミン二塩酸塩のほかに、Ｎ、Ｎジメチル−１−ナフチルアミン、１−ナフチルアミンも二酸化窒素に対して同程度の検出感度を有することを確認した。
【００１９】
また、これらのＮ−１−ナフチルエチレンジアミン二塩酸塩と、Ｎ、Ｎジメチル−１−ナフチルアミンと、１−ナフチルアミンとの内、少なくとも２種類を混合して使用しても二酸化窒素に対して同程度の検出感度を有することを確認した。
【００２０】
ところで、Ｎ−１−ナフチルエチレンジアミン二塩酸塩と、Ｎ、Ｎジメチル−１−ナフチルアミンと、１−ナフチルアミンとの少なくとも１つをエタノールに溶解した発色液に、さらにトリエタノールアミン（ＴＥＡ）を添加して発色液を調製し、この発色液を担体に展開すると図４に示したように２．５ｖｏｌ％を最大値とするようにＮＯ2の検出感度が向上した。なお、図４は、標準空気に５０ｐｐｂのＮＯ2を混合した標準ガスによる測定結果を示す。
このことから、トリエタノールアミンを０．５乃至４．５ｖｏｌ％の範囲で添加するのが望ましいことが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の二酸化検出材をテープに整形して使用するのに適した測定装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の二酸化窒素検知材のサンプリング時間と応答値との関係を示す線図である。
【図３】本発明の二酸化窒素検知材のサンプリング時間と応答値を、サンプリング時間を延長した場合について示す線図である。
【図４】本発明の二酸化窒素検知材の他の実施例による測定結果を示す線図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  テープ    ２  カセット    ３  テープ搬送機構    ４  発光素子    ５  受光素子    ６  測定ヘッド    ８  パイプ    ９  吸引ヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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