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JP7529268B2 - Detector tubes and detectors - Google Patents
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JP7529268B2 - Detector tubes and detectors - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、検知管及び検知装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to detector tubes and detection devices.

近年、水銀汚染防止に向けた国際的な取り組みが強化されている。具体的には、水銀および水銀化合物による地球規模の環境汚染や、それによって引き起こされる健康被害を防ぐ観点から、水銀および水銀を使用した製品の製造と輸出入の規制などが行われている。我が国では、2017年8月に「水銀に関する水俣条約」が発効された。 In recent years, international efforts to prevent mercury pollution have been strengthened. Specifically, restrictions have been put in place on the manufacture, import and export of mercury and products that use mercury in order to prevent global-scale environmental pollution caused by mercury and mercury compounds and the resulting health damage. In Japan, the Minamata Convention on Mercury came into force in August 2017.

水銀は、電池、蛍光灯などの照明器具、体温計や血圧計などの計測器などに用いられることがある。また、水銀は、例えば、空気に含まれる特定のガスを検知するための検知管などにも用いられることがある。検知管は、例えば、検知対象物質としてのガスなどと反応する検知剤と、当該検知剤が封入されたガラス管から主として構成される(例えば、特許文献1参照)。 Mercury is sometimes used in batteries, lighting fixtures such as fluorescent lights, and measuring instruments such as thermometers and blood pressure monitors. Mercury is also sometimes used, for example, in detector tubes for detecting specific gases contained in the air. Detector tubes are primarily composed of a detector agent that reacts with a gas or other substance to be detected, and a glass tube in which the detector agent is enclosed (see, for example, Patent Document 1).

例えば、アクリロニトリルや2-ペンテンニトリルなどのニトリル化合物を検知する検知管には、検知剤として、塩化第二水銀が使用されるものがある。また、この種の検知管には、ニトリル化合物と反応して、検知が容易なシアン化水素を生成するための六価クロムが添加された反応剤が使用されるものもある。 For example, some detector tubes that detect nitrile compounds such as acrylonitrile and 2-pentenenitrile use mercuric chloride as the detection agent. Some detector tubes of this type also use a reactant with hexavalent chromium added to react with nitrile compounds to produce easily detectable hydrogen cyanide.

特開2014-92487号公報JP 2014-92487 A

有害物質による環境汚染を防ぐためには、水銀化合物や六価クロム化合物などの有害物質の使用が極力抑制された検知技術の登場が期待されている。 To prevent environmental pollution by harmful substances, there is hope for the emergence of detection technology that minimizes the use of harmful substances such as mercury compounds and hexavalent chromium compounds.

本発明は上述の事情によりなされたもので、有害物質を極力使用することなく、検知対象物質を検知することを課題とする。 The present invention was made in light of the above circumstances, and aims to detect target substances while minimizing the use of harmful substances.

上記課題を解決するため、第1の発明に係る検知管は、気体に含まれるアクリロニトリル又は2-ペンテンニトリルを検知対象物質とする検知管であって、気体の入口と出口が形成される検知管本体と、検知管本体に充填され、検知対象物質と反応する過マンガン酸カリウムを含む検知剤と、を備える。 To solve the above problems, the detector tube according to the first invention is a detector tube for detecting acrylonitrile or 2-pentenenitrile contained in gas, and is equipped with a detector tube body having a gas inlet and outlet, and a detector agent that is filled in the detector tube body and contains potassium permanganate that reacts with the substance to be detected.

また、第2の発明に係る検知装置は、気体に含まれるアクリロニトリル又は2-ペンテンニトリルを検知対象物質とする検知装置であって、検知管と吸引装置を備える。検知管は、気体の入口と出口が形成される検知管本体と、検知管本体に充填され、検知対象物質と反応する過マンガン酸カリウムを含む検知剤と、を有する。吸引装置は、検知管の検知管本体を介して、気体を吸引する。 The detection device according to the second invention is a detection device for detecting acrylonitrile or 2-pentenenitrile contained in gas as a detection target substance, and includes a detection tube and a suction device. The detection tube has a detection tube body in which an inlet and an outlet for the gas are formed, and a detection agent that is filled in the detection tube body and contains potassium permanganate that reacts with the detection target substance. The suction device sucks in the gas through the detection tube body of the detection tube.

本実施形態に係る検知管の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the detector tube according to the embodiment. 検知管のXZ断面を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the XZ cross section of the detector tube. 検知管の製造方法を説明するための図である。11A to 11C are diagrams for explaining a manufacturing method of the detector tube. 検知管の使用方法を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining how to use a detector tube. 検知対象物質の検知を行ったときの検知管を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a detector tube when detecting a detection target substance. 検知対象物質としてのアクリロニトリルの濃度と、検知剤の変色長と、の関係を示す図である。FIG. 13 is a graph showing the relationship between the concentration of acrylonitrile as a detection target substance and the color change length of a detecting agent. 検知対象物質としての2-ペンテンニトリルの濃度と、検知剤の変色長と、の関係を示す図である。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the concentration of 2-pentenenitrile as a detection target substance and the color change length of a detection agent. 検知装置の斜視図である。FIG.

以下、本実施形態を、図面を用いて説明する。説明にあたっては、相互に直交するX軸、Y軸、Z軸からなる座標系を適宜用いる。 This embodiment will be described below with reference to the drawings. In the description, a coordinate system consisting of mutually orthogonal X-axis, Y-axis, and Z-axis will be used as appropriate.

図1は、本実施形態に係る検知管10の平面図である。検知管10は、例えば空気中のアクリロニトリル又は2-ペンテンニトリルを検知対象物質とする検知管である。アクリロニトリル及び2-ペンテンニトリルは、アクリル系合成繊維や、合成ゴム、ABS樹脂及びAS樹脂などの合成樹脂の原料に用いられる。検知管10は、主として、アクリル系合成繊維や合成樹脂を製造する工場などの空気環境の分析などに用いられる。 Figure 1 is a plan view of a detector tube 10 according to this embodiment. The detector tube 10 is a detector tube that detects, for example, acrylonitrile or 2-pentenenitrile in the air as a substance to be detected. Acrylonitrile and 2-pentenenitrile are used as raw materials for acrylic synthetic fibers and synthetic resins such as synthetic rubber, ABS resin, and AS resin. The detector tube 10 is primarily used for analyzing the air environment in factories that manufacture acrylic synthetic fibers and synthetic resins.

図1に示されるように、検知管10は、長手方向をX軸方向とする部材であり、検知管本体11と、検知管本体11の内部に充填される検知剤13とを備えている。 As shown in FIG. 1, the detector tube 10 is a member whose longitudinal direction is the X-axis direction, and includes a detector tube body 11 and a detector agent 13 filled inside the detector tube body 11.

検知管本体11は、例えば石英ガラスからなり、長手方向をX軸方向とする円筒状のガラスチューブである。検知管本体11の長さ(X軸方向の寸法)は、10cm程度であり、内径は2~3mm程度である。検知管本体11の2つの端部11a,11bは封止され、検知管本体11の内部空間と外部空間とが隔てられている。検知管本体11の端部11bから20mm程度離れたところには、内径及び外径が小さくなるように整形された小径部11cが形成されている。また、検知管本体11の表面には、例えば1~10までのメモリMと、端部11bから端部11aに向かう方向の矢印A1とが印刷されている。 The detector tube body 11 is a cylindrical glass tube made of, for example, quartz glass, with the longitudinal direction being the X-axis direction. The length (dimension in the X-axis direction) of the detector tube body 11 is about 10 cm, and the inner diameter is about 2 to 3 mm. The two ends 11a, 11b of the detector tube body 11 are sealed, separating the internal space of the detector tube body 11 from the external space. A small diameter section 11c is formed about 20 mm away from the end 11b of the detector tube body 11, which is shaped so that the inner and outer diameters are small. In addition, a number M, for example 1 to 10, and an arrow A1 pointing in the direction from the end 11b to the end 11a are printed on the surface of the detector tube body 11.

図2は、検知管10のXZ断面を示す断面図である。図2に示されるように、検知管本体11の内部には、テフロン(登録商標)を素材とする栓12、検知剤13、モレキュラーシーブ14、コットン栓15が配置されている。 Figure 2 is a cross-sectional view showing the XZ section of the detector tube 10. As shown in Figure 2, inside the detector tube body 11, a plug 12 made of Teflon (registered trademark), a detector agent 13, a molecular sieve 14, and a cotton plug 15 are arranged.

栓12は、耐薬品性に優れたフッ素樹脂からなる。栓12は、素材となるフッ素樹脂が多孔質化されることにより通気性を有している。この栓12は、検知管本体11の内径よりやや小さい半径の球形に整形され、小径部11cの内壁面に当接することによってX軸方向の位置が規定されている。 The plug 12 is made of fluororesin with excellent chemical resistance. The plug 12 is breathable because the fluororesin material is made porous. The plug 12 is shaped into a sphere with a radius slightly smaller than the inside diameter of the detector tube body 11, and its position in the X-axis direction is determined by abutting against the inner wall surface of the small diameter section 11c.

検知剤13は、検知対象物質と化学反応することにより変色する反応剤と、この反応剤を担持する担持体からなる。担持体としては、化学的に安定で大きさや形状が揃った粒状体が用いられる。担持体としては、例えば、平均粒径が100~180μmの珪砂を用いることができる。 The detection agent 13 is composed of a reactive agent that changes color by chemically reacting with the substance to be detected, and a carrier that supports this reactive agent. The carrier is a chemically stable granular material that is uniform in size and shape. For example, silica sand with an average particle size of 100 to 180 μm can be used as the carrier.

反応剤としては、アクリロニトリル又は2-ペンテンニトリルと反応する過マンガン酸カリウムが用いられる。反応剤は、担持体の表面に添着されている。 The reactant used is potassium permanganate, which reacts with acrylonitrile or 2-pentenenitrile. The reactant is attached to the surface of the carrier.

検知剤13の作製には、まず、担持体として平均粒径が100~180μmの珪砂を準備する。 To prepare the detection agent 13, first prepare silica sand with an average particle size of 100 to 180 μm as a carrier.

次に、珪砂の表面にアルミナゾルをコーティングする。アルミナゾルは、純水を分散媒としたアルミナ水和物のコロイド溶液である。珪砂のコーティングには、珪砂1kgあたり50gのコロイド溶液を用いる。具体的には、アルミナゾルを珪砂に添加して、珪砂を100℃の湯浴中で減圧乾燥させる。そして、珪砂を650℃で4時間焼成する。珪砂を650℃で焼成することで、珪砂表面のアルミナがγ‐アルミナとなり、表面積が大きくなる。これにより、検知対象となるガス(検知対象ガス)に対する担持体の表面積が大きくなり、結果的に反応剤に対する検知対象物質の物理吸着性が向上する、 Next, the surface of the silica sand is coated with alumina sol. Alumina sol is a colloidal solution of alumina hydrate with pure water as a dispersion medium. 50 g of colloidal solution is used per 1 kg of silica sand to coat the silica sand. Specifically, alumina sol is added to the silica sand, and the silica sand is dried under reduced pressure in a water bath at 100°C. The silica sand is then fired at 650°C for 4 hours. By firing the silica sand at 650°C, the alumina on the surface of the silica sand becomes γ-alumina, and the surface area increases. This increases the surface area of the support for the gas to be detected (detection target gas), and as a result, the physical adsorption of the detection target substance to the reactant is improved.

次に、表面がコーティングされた担持体に、反応剤としての過マンガン酸カリウムを添加する。過マンガン酸カリウムの添加には、担持体1kgあたり0.048gの過マンガン酸カリウムを用いる。具体的には、過マンガン酸カリウムの1%水溶液を作成する。そして、作成した1%水溶液4.8mlを担持体に添加して、担持体を80℃の湯浴中で減圧乾燥させる。これにより、検知剤13が完成する。 Next, potassium permanganate is added as a reactant to the carrier whose surface has been coated. To add potassium permanganate, 0.048 g of potassium permanganate is used per 1 kg of carrier. Specifically, a 1% aqueous solution of potassium permanganate is prepared. Then, 4.8 ml of the prepared 1% aqueous solution is added to the carrier, and the carrier is dried under reduced pressure in a water bath at 80°C. This completes the detection agent 13.

モレキュラーシーブ14は、結晶性ゼオライトであり、乾燥剤として機能する。また、コットン栓15は、綿からなる部材である。 The molecular sieve 14 is a crystalline zeolite that functions as a desiccant. The cotton plug 15 is a member made of cotton.

上述した栓12、検知剤13、モレキュラーシーブ14、コットン栓15は、図3に示されるように、検知管本体11の端部11aから、栓12、検知剤13、モレキュラーシーブ14、コットン栓15の順に充填される。 As shown in FIG. 3, the plug 12, detection agent 13, molecular sieve 14, and cotton plug 15 are filled in the following order from the end 11a of the detector tube body 11: plug 12, detection agent 13, molecular sieve 14, and cotton plug 15.

検知剤13は、栓12とモレキュラーシーブ14の間に充填され、X軸方向の長さは70mm程度である。また、モレキュラーシーブ14の長さは10mm程度である。検知剤13及びモレキュラーシーブ14は、検知管本体11の小径部11cに位置する栓12と、検知管本体11に充填されるコットン栓15によって位置決めされる。検知管本体11に、栓12、検知剤13、モレキュラーシーブ14、コットン栓15が充填された後、検知管本体11の端部11aが封じ切りされることにより、図1に示される検知管10が完成する。検知管10では、検知管本体11の両端部11a,11bが封止されているため、検知剤13が外部環境の影響により組成変化することなく保持される。 The detecting agent 13 is filled between the plug 12 and the molecular sieve 14, and its length in the X-axis direction is about 70 mm. The length of the molecular sieve 14 is about 10 mm. The detecting agent 13 and the molecular sieve 14 are positioned by the plug 12 located in the small diameter portion 11c of the detector tube body 11 and the cotton plug 15 filled in the detector tube body 11. After the detector tube body 11 is filled with the plug 12, the detecting agent 13, the molecular sieve 14, and the cotton plug 15, the end 11a of the detector tube body 11 is sealed to complete the detector tube 10 shown in FIG. 1. In the detector tube 10, the both ends 11a and 11b of the detector tube body 11 are sealed, so that the detecting agent 13 is retained without its composition being changed by the influence of the external environment.

上述した検知管10を使用するときには、図1に示される破線に示される位置で、検知管本体11の両端部11a,11bを切断する。これにより、図4に示されるように、検知管本体11の両端に開口部10a,10bが形成され、これらの開口部10a,10bを介して、検知管本体11の内部を、検知対象物質を含む空気などの気体(検知対象ガス)が、通過することが可能になる。 When using the detector tube 10 described above, both ends 11a, 11b of the detector tube body 11 are cut at the positions shown by the dashed lines in Figure 1. This forms openings 10a, 10b at both ends of the detector tube body 11 as shown in Figure 4, allowing gas such as air containing the substance to be detected (the gas to be detected) to pass through the inside of the detector tube body 11 through these openings 10a, 10b.

検知管10では、検知対象ガスが、検知管本体11の内部を矢印A1に示される方向へ通過すると、検知対象ガスに含まれる検知対象物質の濃度に応じて検知剤13が変色する。図5は、所定の濃度の検知対象物質を含む検知対象ガスが通過した後の検知管10を示す図である。図5に示されるように、検知剤13の変色は、検知管本体11の上流側から下流側に向かって生じる。そのため、検知剤13が変色した変色部分13aの長さ(変色長)は、検知対象ガスに含まれる検知対象物質の濃度に応じた長さとなる。 In the detector tube 10, when the target gas passes through the inside of the detector tube body 11 in the direction indicated by the arrow A1, the detector agent 13 changes color in accordance with the concentration of the target substance contained in the target gas. FIG. 5 is a diagram showing the detector tube 10 after target gas containing a predetermined concentration of the target substance has passed through. As shown in FIG. 5, the discoloration of the detector agent 13 occurs from the upstream side to the downstream side of the detector tube body 11. Therefore, the length of the discolored portion 13a of the detector agent 13 (discoloration length) corresponds to the concentration of the target substance contained in the target gas.

図6は、検知対象ガスに含まれる検知対象物質としてのアクリロニトリルの濃度と、検知管10に用いられた検知剤13の変色長と、の関係を示す図である。図中の線L1は、200mlの検知対象ガスが検知管10を通過したときの特性を示す。また、線L2は、100mlの検知対象ガスが検知管10を通過したときの特性を示す。図6に示されるように、検知対象物質の濃度が約2ppm以上の場合には、検知剤13の変色長は、検知対象物質の濃度に比例してリニアに増加することがわかる。 Figure 6 shows the relationship between the concentration of acrylonitrile, a target substance contained in the target gas, and the discoloration length of the detecting agent 13 used in the detecting tube 10. Line L1 in the figure shows the characteristics when 200 ml of the target gas passes through the detecting tube 10. Line L2 shows the characteristics when 100 ml of the target gas passes through the detecting tube 10. As shown in Figure 6, when the concentration of the target substance is about 2 ppm or more, the discoloration length of the detecting agent 13 increases linearly in proportion to the concentration of the target substance.

図7は、検知対象ガスに含まれる検知対象物質としての2-ペンテンニトリルの濃度と、検知管10に用いられた検知剤13の変色長と、の関係を示す図である。図中の線L3は、200mlの検知対象ガスが検知管10を通過したときの特性を示す。また、線L4は、100mlの検知対象ガスが検知管10を通過したときの特性を示す。図7に示されるように、検知対象物質の濃度が約2ppm以上の場合には、検知剤13の変色長は、検知対象物質の濃度に比例してリニアに増加することがわかる。 Figure 7 shows the relationship between the concentration of 2-pentenenitrile as a detection target substance contained in the detection target gas and the discoloration length of the detection agent 13 used in the detection tube 10. Line L3 in the figure shows the characteristics when 200 ml of the detection target gas passes through the detection tube 10. Line L4 shows the characteristics when 100 ml of the detection target gas passes through the detection tube 10. As shown in Figure 7, when the concentration of the detection target substance is approximately 2 ppm or more, it can be seen that the discoloration length of the detection agent 13 increases linearly in proportion to the concentration of the detection target substance.

また、図6と図7をみるとわかるように、線L1と線L3とに示される特性はほぼ一致し、線L2と線L4とに示される特性はほぼ一致する。このため、検知対象ガスに含まれる検知対象物質が、アクリロニトリルと2-ペンテンニトリルのどちらであっても、検知管10のメモリMを共通に用いることができる。検知管10では、100mLの通気量で0.4~20ppmの範囲、200mLの通気量で0.2~10ppmの範囲で、測定が可能である。 As can be seen from Figures 6 and 7, the characteristics shown by lines L1 and L3 are almost identical, and the characteristics shown by lines L2 and L4 are almost identical. Therefore, the memory M of the detector tube 10 can be used in common whether the substance to be detected contained in the gas to be detected is acrylonitrile or 2-pentenenitrile. The detector tube 10 is capable of measuring in the range of 0.4 to 20 ppm with an air flow rate of 100 mL, and in the range of 0.2 to 10 ppm with an air flow rate of 200 mL.

検知剤13の変色は、検知剤13に含まれる過マンガン酸カリウムKMnOが、酸性条件下でアクリロニトリル及び2-ペンテンニトリルの酸化剤として働き、検知剤13それ自身が還元されることによって起こる。具体的には、過マンガン酸カリウムは、カリウムイオンKと過マンガン酸イオンMnO (Mnの価数+7)から構成される。このうちの過マンガン酸イオンMnO が存在する状態のときには、検知剤13は桃色を呈する。検知剤13が還元されることによって、次式(1)に示されるように、過マンガン酸イオンMnO がマンガンイオンMn2+(Mnの価数+2)に分解されると、検知剤13は白色を呈する。 The discoloration of the detecting agent 13 occurs when potassium permanganate KMnO4 contained in the detecting agent 13 acts as an oxidizing agent for acrylonitrile and 2-pentenenitrile under acidic conditions, and the detecting agent 13 itself is reduced. Specifically, potassium permanganate is composed of potassium ions K + and permanganate ions MnO4- (valence of Mn +7 ) . When permanganate ions MnO4- are present, the detecting agent 13 assumes a pink color. When the detecting agent 13 is reduced and the permanganate ions MnO4- are decomposed into manganese ions Mn2+ (valence of Mn +2) as shown in the following formula ( 1 ), the detecting agent 13 assumes a white color.

MnO +8H+5e→Mn2++4HO …(1) MnO 4 - +8H + +5e - →Mn 2+ +4H 2 O...(1)

例えば、検知管10では、200mlの検知対象ガスを通過させることを前提に、メモリMが付されている。一例として図5に示されるように、変色部分13aの+X側端のメモリの値が7.5であれば、検知対象ガスに含まれる検知対象物質の濃度が7.5ppmであることがわかる。 For example, the detector tube 10 is provided with a memory M on the assumption that 200 ml of the target gas will pass through it. As an example, as shown in FIG. 5, if the memory value at the +X end of the discolored portion 13a is 7.5, it can be seen that the concentration of the target substance contained in the target gas is 7.5 ppm.

検知管10を使用する際には、両端部11a,11bを切断して、図8に示されるように、端部11a側を吸引装置50に装着する。吸引装置50は、円筒状のシリンジ51と、シリンジ51の内部を往復移動するガスケットが固定されたプランジャ52からなる。シリンジ51の+Z側端部には、検知管10が装着される装着部53が設けられている。装着部53の開口53aに、検知管10の端部11aを挿入することで、検知管10を吸引装置50に装着することができる。検知管10が吸引装置50に装着されることで、検知装置が構成される。 When using the detector tube 10, both ends 11a, 11b are cut and the end 11a is attached to the suction device 50 as shown in FIG. 8. The suction device 50 consists of a cylindrical syringe 51 and a plunger 52 to which a gasket is fixed that moves back and forth inside the syringe 51. The +Z end of the syringe 51 is provided with a mounting part 53 to which the detector tube 10 is attached. The detector tube 10 can be attached to the suction device 50 by inserting the end 11a of the detector tube 10 into the opening 53a of the mounting part 53. The detector tube 10 is attached to the suction device 50, forming a detection device.

吸引装置50は、シリンジ51に対してプランジャ52を1ストロークさせると100mlの気体を吸引することができる。そのため、検知対象ガスが充満する空間で、検知管10が装着された吸引装置50を操作して、プランジャ52を2ストロークさせることで、検知管10に200mlの検知対象ガスを通気させることができる。吸引装置50の操作後の変色部分13aの+X側端のメモリの値が検知対象ガスに含まれる検知対象物質の濃度を示す。 The suction device 50 can aspirate 100 ml of gas with one stroke of the plunger 52 into the syringe 51. Therefore, in a space filled with the target gas, by operating the suction device 50 to which the detector tube 10 is attached and performing two strokes of the plunger 52, 200 ml of the target gas can be ventilated into the detector tube 10. The value of the memory at the +X end of the discolored portion 13a after operating the suction device 50 indicates the concentration of the target substance contained in the target gas.

以上説明したように、本実施形態に係る検知管10では、検知対象ガスに含まれるアクリロニトリル又は2-ペンテンニトリルの検知剤13として、過マンガン酸カリウムが用いられる。このため、水銀化合物や、六価クロム化合物などの有害物質を用いることなく、対象物質の検知が可能となる。 As explained above, in the detector tube 10 according to this embodiment, potassium permanganate is used as the detector agent 13 for acrylonitrile or 2-pentenenitrile contained in the gas to be detected. This makes it possible to detect the target substance without using harmful substances such as mercury compounds or hexavalent chromium compounds.

従来は、アクリロニトリル(CH=CHCN)の検知には、以下の反応式(2)に示されるように、六価クロム(CrO)を使用した反応剤を用いて、シアン化水素(HCN)を生成し、反応式(3)に示されるように、塩化第二水銀(HgCl)を含む検知剤を用いて、シアン化水素を検知することにより、アクリロニトリルを検知していた。 Conventionally, acrylonitrile (CH 2 ═CHCN) has been detected by generating hydrogen cyanide (HCN) using a reactant containing hexavalent chromium (CrO 3 ), as shown in the following reaction formula (2), and then detecting the hydrogen cyanide using a detector containing mercuric chloride (HgCl 2 ), as shown in reaction formula (3).

CH=CHCN+CrO+HSO→HCN …(2)
2HCN+HgCl→2HCl …(3)
CH2 =CHCN+ CrO3 + H2SO4 →HCN...(2)
2HCN+HgCl 2 →2HCl…(3)

また、2-ペンテンニトリル(CHCHCH=CHCN)の検知には、以下の反応式(4)に示されるように、六価クロム(CrO)を使用した反応剤を用いて、シアン化水素(HCN)を生成し、反応式(5)に示されるように、塩化第二水銀(HgCl)を含む検知剤を用いて、シアン化水素を検知することにより、2-ペンテンニトリルを検知していた。 In addition, to detect 2-pentenenitrile (CH 3 CH 2 CH═CHCN), a reactant using hexavalent chromium (CrO 3 ) was used to generate hydrogen cyanide (HCN) as shown in the following reaction formula (4), and a detector containing mercuric chloride (HgCl 2 ) was used to detect the hydrogen cyanide as shown in the reaction formula (5), thereby detecting 2-pentenenitrile.

CHCHCH=CHCN+CrO+HSO→HCN …(4)
2HCN+HgCl→2HCl …(5)
CH3CH2CH = CHCN+ CrO3 + H2SO4 →HCN...( 4 )
2HCN+HgCl 2 →2HCl...(5)

本実施形態に係る検知管10では、上記反応式(1)に示されるように、過マンガン酸カリウムを用いて、アクリロニトリル又は2-ペンテンニトリルが検知される。このため、水銀化合物や、六価クロム化合物などの有害物質を用いることなく、対象物質の検知が可能となる。 In the detector tube 10 according to this embodiment, acrylonitrile or 2-pentenenitrile is detected using potassium permanganate, as shown in the above reaction formula (1). This makes it possible to detect the target substance without using harmful substances such as mercury compounds or hexavalent chromium compounds.

本実施形態に係る検知管10では、検知剤13のみを用いてアクリロニトリル及び2-ペンテンニトリルを検知することができる。このため、従来のように検知対象ガスの前処理を行う必要がない。したがって、前処理管などを使用することなく、検知対象物質を検知することが可能となる。また、検知管本体11に、六価クロムなどを充填する必要がなく、検知管の構造をシンプルにすることができ、結果的に検知管の製造コストを削減することが可能となる。 The detector tube 10 according to this embodiment can detect acrylonitrile and 2-pentenenitrile using only the detector agent 13. This eliminates the need to pre-treat the target gas as in the past. This makes it possible to detect the target substance without using a pre-treatment tube or the like. In addition, there is no need to fill the detector tube body 11 with hexavalent chromium or the like, which simplifies the structure of the detector tube and ultimately reduces the manufacturing costs of the detector tube.

本実施形態に係る検知管10では、検知対象ガスに含まれる検知対象物質の濃度がメモリによって示される。そのため、検知対象ガスに含まれる検知対象物質を定性的に検出するだけではなく、定量的に検出することができる。 In the detector tube 10 according to this embodiment, the concentration of the target substance contained in the target gas is indicated by a memory. Therefore, the target substance contained in the target gas can be detected not only qualitatively but also quantitatively.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、検知剤13の担持体として珪砂を用いることとした。これに限らず、担持体としてシリカゲルなどを用いることとしてもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, silica sand is used as a carrier for the detecting agent 13. However, this is not limiting, and silica gel or the like may be used as the carrier.

上記実施形態に係る検知管10では、200mlの検知対象ガスを通過させることを前提に、メモリMが付されていることとした。これに限らず、例えば100mlの検知対象ガスを通過させることを前提に、メモリMを付してもよい。メモリMは、検知管10の用途に応じて、付すことができる。 In the detector tube 10 according to the above embodiment, the memory M is provided on the assumption that 200 ml of the gas to be detected will be passed through. This is not limiting, and the memory M may be provided on the assumption that, for example, 100 ml of the gas to be detected will be passed through. The memory M can be provided depending on the application of the detector tube 10.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims.

10 検知管
10a,10b 開口部
11 検知管本体
11a,11b 端部
11c 小径部
12 栓
13 検知剤
13a 変色部分
14 モレキュラーシーブ
15 コットン栓
50 吸引装置
51 シリンジ
52 プランジャ
53 装着部
53a 開口
L1~L4 線
M メモリ

10 Detector tube 10a, 10b Opening 11 Detector tube body 11a, 11b End 11c Small diameter portion 12 Plug 13 Detector agent 13a Discolored portion 14 Molecular sieve 15 Cotton plug 50 Suction device 51 Syringe 52 Plunger 53 Mounting portion 53a Opening L1 to L4 Lines M Memory

Claims (7)

気体に含まれるアクリロニトリル又は2-ペンテンニトリルを検知対象物質とする検知管であって、
前記気体の入口と出口が形成される検知管本体と、
前記検知管本体に充填され、前記検知対象物質と反応する過マンガン酸カリウムを含む検知剤と、
を備える検知管。
A detector tube for detecting acrylonitrile or 2-pentenenitrile contained in a gas as a detection target substance,
a detector tube body in which an inlet and an outlet for the gas are formed;
A detection agent that is filled in the detector tube body and contains potassium permanganate and reacts with the detection target substance;
A detector tube equipped with
前記検知剤は、前記過マンガン酸カリウムを担持する担持体を有する請求項1に記載の検知管。 The detector tube according to claim 1, wherein the detector agent has a carrier that supports the potassium permanganate. 前記担持体は、表面がγ-アルミナによって被覆された粒状体からなる請求項2に記載の検知管。 The detector tube according to claim 2, wherein the carrier is made of granular material whose surface is coated with gamma-alumina. 前記検知管本体には、前記検知剤を外部から視認可能な窓が形成される請求項1乃至3のいずれか一項に記載の検知管。 The detector tube according to any one of claims 1 to 3, wherein the detector tube body has a window through which the detector agent can be visually observed from the outside. 前記検知管本体は、ガラスからなる請求項1乃至4のいずれか一項に記載の検知管。 The detector tube according to any one of claims 1 to 4, wherein the detector tube body is made of glass. 前記検知管本体には、充填された前記検知剤が位置する部分に、前記入口から前記出口に渡ってもメモリが設けられる請求項1乃至5のいずれか一項に記載の検知管。 The detector tube according to any one of claims 1 to 5, wherein the detector tube body is provided with a scale from the inlet to the outlet in the portion where the filled detector agent is located. 気体に含まれるアクリロニトリル又は2-ペンテンニトリルを検知対象物質とする検知装置であって、
前記気体の入口と出口が形成される検知管本体と、前記検知管本体に充填され、前記検知対象物質と反応する過マンガン酸カリウムを含む検知剤と、を有する検知管と、
前記検知管の前記検知管本体を介して、前記気体を吸引する吸引装置と、
を備える検知装置。

A detection device for detecting acrylonitrile or 2-pentenenitrile contained in a gas as a detection target substance,
a detector tube having a detector tube body in which an inlet and an outlet for the gas are formed, and a detector agent containing potassium permanganate that is filled in the detector tube body and reacts with the detection target substance;
a suction device that sucks the gas through the detector tube body of the detector tube;
A detection device comprising:

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