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COPOLYMER FOR pH INDICATION, AND pH MONITORING DEVICE AND pH MEASUREMENT METHOD USING THE SAME

Patent code P110001589
Posted date Mar 4, 2011
Application number P2011-025104
Publication number P2012-163484A
Patent number P5665187
Date of filing Feb 8, 2011
Date of publication of application Aug 30, 2012
Date of registration Dec 19, 2014
Inventor
  • (In Japanese)鈴木 隆之
  • (In Japanese)小山 将輝
Applicant
  • Tokyo Denki University
Title COPOLYMER FOR pH INDICATION, AND pH MONITORING DEVICE AND pH MEASUREMENT METHOD USING THE SAME
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pH indicator for detecting a pH of water by colorimetric analysis, in a wider pH region than an original indicator region of an existing pH indicator.
SOLUTION: A copolymer for pH indication includes a monomer component (A) containing an ionic part and a polymerizable part and a monomer component (B) containing a pH indication part and a polymerizable part and is formed by copolymerizing them, and preferably further includes a monomer component (C) containing electrically neutral part and a polymerizable part. The copolymer for pH indication has a pH indicator region different from the original pH indicator region of the pH indication part.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


水、空気(大気)、地質などを長期間にわたって調査し管理する環境モニタリングのうち、pHのモニタリングは河川、湖沼、水槽、廃水等の水質の変化を発見しやすく測定も容易なので、様々な分野から着目されている。



一般に用いられている水のpH測定方法は、比色分析と電気化学分析とに大別される。しかし、水質のモニタリングは間断なく長期間であり、その都度pH試験紙やpH指示薬を消費して人為的に測定する従来の比色分析は適していない。また、一種類のpH指示薬で検出できるpH値の幅は限られるので、水のpH変動幅が広い場合は多種類のpH指示薬が必要になる。



一方、電気化学分析ではpH電極を有するpHメータを用いて測定するが、正確に長期間作動させるためには電圧を一定値に維持するための頻繁なメンテナンスが欠かせない。また、水に含まれる成分が酸化還元反応により電極表面に析出したり、微生物や異物が電極に付着したりすると測定を阻害するため、電極からそれらを除去し清掃する必要がある。さらに、pHメータは適正な使用温度域が制限される。



比色分析において、基本の化合物を軸として置換基を替えて水素イオンの結合のしやすさを段階的にシフトさせた誘導体群を合成して用意することにより、幅広いpHに対応して検出することが提案されている(非特許文献1参照)。



また、フェノールレッド色素化合物をポリマー系支持体に結合させ、生理学的pH指示薬として使用すること(特許文献1参照)や、化学指示薬とシリコーンゴム重合体で形成された、pHを測定するセンサー(特許文献2参照)が提案されている。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、水のpHを測定するためのpH指示用共重合体、それを用いたpHモニタリング装置及びpH測定方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
イオン性部位及び重合性部位を含む単量体成分(A)と、pH指示部位及び重合性部位を含む単量体成分(B)と、電気的中性部位及び重合性部位を含む単量体成分(C)を含んで共重合してなるpH指示用共重合体。

【請求項2】
 
前記pH指示部位の固有のpH変色域と異なるpH変色域を有する請求項1記載のpH指示用共重合体。

【請求項3】
 
前記単量体成分(A)のイオン性部位が陰イオン性部位であり、下式(I)~(VI)で表す陰イオンのいずれかが陽イオンと塩を形成している基である請求項1または2記載のpH指示用共重合体(ただし、式(II)のR1はアルキル基及び水素原子のいずれかであり、式(IV)のR2~R4のいずれか一つは単結合であり、残りの二つは同一又は異なるアルキル基であり、式(V)のR5はアルキル基である。)
【化1】
 



【請求項4】
 
前記単量体成分(A)のイオン性部位が陽イオン性部位であり、-NRnH(3-n)(Rはアルキル基、nは0~3の整数)、又は陽イオン化したヘテロ環が、陰イオンと塩を形成している基である請求項1または2記載のpH指示用共重合体。

【請求項5】
 
前記単量体成分(B)のpH指示部位が、水中で可逆的なプロトン化を示すpH指示薬の分子骨格をもつ請求項1~4のいずれか記載のpH指示用共重合体。

【請求項6】
 
前記単量体成分(B)のpH指示部位が、メチルイエロー、クリスタルバイオレット、ブロモフェノールブルー、フェノールフタレイン、チモールフタレイン、アリザリンイエローRのいずれかである請求項5記載のpH指示用共重合体。

【請求項7】
 
前記重合性部位は付加重合性のアクリルロイル基、メタアクリルロイル基、アクリルロイルオキシ基、メタアクリルロイルオキシ基、ビニル基、及び縮合重合性のカルボキシル基、アミノ基、アルデヒド基、環状エーテル基のいずれかである請求項1~6のいずれか記載のpH指示用共重合体。

【請求項8】
 
前記単量体成分(C)の電気的中性部位は、電気的に中性でかつ親水性の部位で、アミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、カルボニル基のいずれかを有する請求項1~7のいずれか記載のpH指示用共重合体。

【請求項9】
 
前記イオン性部位及びpH指示部位は、重合性部位と直接結合しているか、又は、アルキレン基、エーテル結合、カルボニル基、-CO-NH-の少なくとも一種を介して結合している請求項1~8のいずれか記載のpH指示用共重合体。

【請求項10】
 
請求項1~9のいずれか記載のpH指示用共重合体を備えるpHモニタリング装置。

【請求項11】
 
請求項1~9のいずれか記載のpH指示用共重合体を用いるpHの測定方法であって、pH指示部位の固有の変色域と異なる範囲のpHが変色域である前記共重合体の呈色によりpHを測定する方法。

【請求項12】
 
前記単量体成分(A)対単量体成分(B)の比率が異なる複数のpH指示用共重合体を同時に用いる請求項11記載のpHの測定方法。

【請求項13】
 
イオン性部位が陰イオン性部位であるpH指示用共重合体を用いて、pH指示部位固有の変色域よりも高いpHを測定する請求項11または12記載のpHの測定方法。

【請求項14】
 
イオン性部位が陽イオン性部位であるpH指示用共重合体を用いて、pH指示部位固有の変色域よりも低いpHを測定する請求項11または12記載のpHの測定方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2011025104thum.jpg
State of application right Registered
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