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界面活性剤濃度測定装置及び界面活性剤濃度測定方法

国内特許コード P09A015008
整理番号 75
掲載日 2010年2月5日
出願番号 特願2007-233832
公開番号 特開2009-063538
登録番号 特許第5041933号
出願日 平成19年9月10日(2007.9.10)
公開日 平成21年3月26日(2009.3.26)
登録日 平成24年7月20日(2012.7.20)
発明者
  • 佐々木 博幸
  • 関 篤志
  • 渡辺 一弘
出願人
  • 学校法人 創価大学
発明の名称 界面活性剤濃度測定装置及び界面活性剤濃度測定方法
発明の概要

【課題】試料溶液中の界面活性剤濃度を簡単に測定でき、小型化が可能で特に野外において容易に使用できる界面活性剤濃度測定装置及びそれを用いた方法を提供する。
【解決手段】容器10に界面活性剤の濃度測定対象である所定量の試料溶液Lが収容され、水溶液中で界面活性剤と結合し、可視~赤外の光を吸収する所定量の発色指示薬が発色指示薬添加部11より試料溶液に添加されて混合部Mにより攪拌混合され、光ファイバ(20a,20b)の中途部に、伝送する光の一部を外界と相互作用させ、表面が疎水性であってセンサ部SPとなる光透過部材を有するファイバセンサが設けられ、光透過部材が試料溶液に浸漬する構成となっており、光ファイバの入射端に対してセンサ光を出射する光源13と、光透過部材を介して光ファイバの出射端から出射されるセンサ光を受光する受光部(スペクトルアナライザ14)とが設けられた構成とする。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


界面活性剤は、洗剤や洗濯時の仕上げ剤などとして広く用いられている一方、排水にも多量に含まれていることから、環境への影響が懸念されている。
このため、河川や湖水などの種々の環境において採取された試料溶液中の界面活性剤を検出し、高精度に濃度を測定する簡便な方法及び装置が求められている。



例えば、試料溶液中のアニオン系の界面活性剤濃度を測定する方法として、以下の方法が知られている。
まず、界面活性剤の濃度を測定する対象である試料溶液に対してメチレンブルーなどの発色指示薬を添加し、クロロホルムやヘキサンなどの有機溶媒を加えて混和させ、発色指示薬と界面活性剤の複合体を有機溶媒に抽出し、静置して水相と有機相に分離する。
次に、有機相の色の濃度を分光光度計などで測定する。有機相の色の濃度は有機相中に抽出された複合体濃度に対応しており、予め調べられた界面活性剤濃度と吸光度との関係と比較することにより、試料溶液中の界面活性剤濃度を測定する。



また、試料溶液中のアニオン系の界面活性剤濃度を測定する方法として、壁面付着法が非特許文献1などに開示されている。
まず、界面活性剤の濃度を測定する対象である試料溶液をポリマー容器に採り、メチレンブルーなどの発色指示薬を添加し、激しく振って混和させ、発色指示薬と界面活性剤の複合体をポリマー容器の内壁に付着させる。
次に、ポリマー容器内の液体を排出し、ポリマー容器の内壁に付着した複合体を所定量のエタノールなどに溶解して集め、エタノール溶液の色の濃度を分光光度計などで測定する。エタノール溶液の吸光度はエタノール溶液中に集められた複合体濃度に対応しており、予め調べられた吸光度と界面活性剤濃度の関係と比較することにより、試料溶液中の界面活性剤濃度を測定する。

【非特許文献1】http://www.soran.net/index_html/A0110014.htm

産業上の利用分野


本発明は、界面活性剤濃度測定装置と、これを用いた界面活性剤濃度測定方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
親水基と疎水基を有する界面活性剤の濃度を測定する対象である所定量の試料溶液を収容する容器と、
水溶液中で前記界面活性剤の前記親水基と結合し、可視あるいは赤外波長領域の光を吸収する性質を有する所定量の発色指示薬を前記試料溶液に添加する発色指示薬添加部と、
前記試料溶液を攪拌混合する混合部と、
光ファイバと、前記光ファイバの中途部に設けられ、伝送する光の一部を外界と相互作用させ、表面が前記界面活性剤の前記疎水基と結合できる疎水性であってセンサ部となる光透過部材とを有し、前記光透過部材が前記試料溶液に浸漬する構成となっているファイバセンサと、
前記光ファイバの入射端に対してセンサ光を出射する光源と、
前記光透過部材を介して前記光ファイバの出射端から出射される前記センサ光を受光する受光部と
受光された前記センサ光の損失から前記試料溶液中の前記界面活性剤の濃度を算出する処理部と
を有する界面活性剤濃度測定装置。

【請求項2】
界面活性剤の濃度が6.7×10-6~6.7×10-4Mである
請求項1に記載の界面活性剤濃度測定装置。

【請求項3】
前記光透過部材が、前記光ファイバのコア径と異なるコア径を有するヘテロコア部である
請求項1または2に記載の界面活性剤濃度測定装置。

【請求項4】
前記光透過部材が、前記光ファイバのコアの屈折率あるいはクラッドの屈折率と同等の屈折率を持つ光透過部材である
請求項1または2に記載の界面活性剤濃度測定装置。

【請求項5】
前記光ファイバがマルチモード光ファイバである
請求項1~4のいずれかに記載の界面活性剤濃度測定装置。

【請求項6】
前記光ファイバの一方の端部が2本に分岐して前記入射端及び前記出射端が設けられ、
前記光ファイバの他方の端部に前記光ファイバを伝送する光を反射して前記光ファイバに戻す反射部が設けられている
請求項1~5のいずれかに記載の界面活性剤濃度測定装置。

【請求項7】
親水基と疎水基を有する界面活性剤の濃度を測定する対象である所定量の試料溶液に対して、水溶液中で前記界面活性剤の前記親水基と結合し、可視あるいは赤外波長領域の光を吸収する性質を有する所定量の発色指示薬を添加し、混合する工程と、
光ファイバと、前記光ファイバの中途部に設けられ、伝送する光の一部を外界と相互作用させ、表面が前記界面活性剤の前記疎水基と結合できる疎水性であってセンサ部となる光透過部材とを有するファイバセンサを用い、前記光透過部材を前記発色指示薬が添加された前記試料溶液に浸漬する工程と、
前記光ファイバの入射端に対してセンサ光を入射する工程と、
前記光透過部材を介して前記光ファイバの出射端から出射される前記センサ光を受光する工程と
受光された前記センサ光の損失から前記試料溶液中の界面活性剤の濃度を算出する工程と
を有する界面活性剤濃度測定方法。

【請求項8】
界面活性剤の濃度が6.7×10-6~6.7×10-4Mである
請求項7に記載の界面活性剤濃度測定方法。

【請求項9】
前記ファイバセンサとして、前記光透過部材が前記光ファイバのコア径と異なるコア径を有するヘテロコア部であるファイバセンサを用いる
請求項7または8に記載の界面活性剤濃度測定方法。

【請求項10】
前記ファイバセンサとして、前記光透過部材が前記光ファイバのコアの屈折率あるいはクラッドの屈折率と同等の屈折率を持つ光透過部材であるファイバセンサを用いる
請求項7または8に記載の界面活性剤濃度測定方法。

【請求項11】
前記ファイバセンサとして、前記光ファイバがマルチモード光ファイバであるファイバセンサを用いる
請求項7~10のいずれかに記載の界面活性剤濃度測定方法。

【請求項12】
前記ファイバセンサとして、前記光ファイバの一方の端部が2本に分岐して前記入射端及び前記出射端が設けられ、前記光ファイバの他方の端部に前記光ファイバを伝送する光を反射して前記光ファイバに戻す反射部が設けられているファイバセンサを用いる
請求項7~11のいずれかに記載の界面活性剤濃度測定方法。
産業区分
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007233832thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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