用于气体介质的多孔化学指示物制造技术

本发明专利技术涉及用于酸性或碱性气体的化学指示物，所述化学指示物包括惰性多孔基材、指示物染料或染料混合物和惰性粘合剂层，所述指示物染料或染料混合物包含于所述惰性多孔基材的至少一些孔隙内，所述惰性粘合剂层附接至所述惰性多孔基材。所述多孔基材可为微孔基材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开属于用于酸性或碱性气体的化学指示物、采用这种指示物的装置和制备用于酸性或碱性气体的化学指示物的方法。
技术介绍
使用多种技术来检测酸、酸性物质、碱和碱性物质在液体中的存在。例如，可使用诸如PH计的电子装置，或者可使用诸如石蕊试纸的化学检测技术。对酸或碱在气体中的存在的检测更困难，且变得日益重要。在多种工作环境和其他环境中，酸性或碱性气体可能存在，且它们的存在可能危害暴露于这些气体的那些环境。适用于检测在液体中的酸或碱的技术不适于检测在气体介质中的酸或碱。
技术实现思路
本公开包括用于酸性或碱性气体的化学指示物。所述化学指示物包括惰性多孔基材、指示物染料或染料混合物和惰性粘合剂层，所述指示物染料或染料混合物包含于所述惰性多孔基材的至少一些孔隙内，所述惰性粘合剂层附接至所述惰性多孔基材。在一些实施例中，所述多孔基材包括微孔基材。本专利技术也公开了采用用于酸性或碱性气体的化学指示物的装置。所述装置包括壳体和在所述壳体内的至少一种化学指示物。所述化学指示物包括惰性多孔基材、指示物染料或染料混合物和惰性粘合剂层，所述指示物染料或染料混合物包含于所述惰性多孔基材的至少一些孔隙内，所述惰性粘合剂层附接至所述惰性多孔基材。所述多孔基材可包括微孔基材。在一些实施例中，所述壳体包括呼吸器筒(respirator cartridge)。此外，本专利技术公开了制备用于酸性或碱性气体的化学指示物的方法。制备化学指示物的方法包括提供惰性多孔基材、提供指示物染料溶液，以及将指示物染料混合物施加至所述惰性多孔基材，使得所述指示物染料混合物中的至少一些进入所述惰性多孔基材的孔隙中。将一层惰性粘合剂施加至所述惰性多孔基材。在一些实施例中，通过将惰性粘合剂层层合至所述多孔基材而施加所述粘合剂层。附图说明结合附图来考虑本公开以下各个实施例的详细描述可以更完全地理解本公开。图1显示了本公开的多孔化学指示物的横截面图。图2显示了本公开的可选的多孔化学指示物的横截面图。在以下对图示实施例的描述中，参照了附图，并通过举例说明的方式在这些附图中示出在其中可以实施本专利技术的多种实施例。应当理解，在不脱离本专利技术的范围的情况下，可以利用实施例并且可以进行结构上的改变。附图未必按比例绘制。附图中所使用的类似标号是指类似部件。然而，应当理解，使用标号来指代给定附图中的部件并非意图限制另一附图中使用相同标号标记的部件。具体实施例方式多种环境(包括工作环境)可含有可能对存在的工作者有害的酸性或碱性气体。已开发多种防护衣和装置来防止暴露于这些酸性或碱性气体。特别地，已开发呼吸器来防止呼吸系统受到酸性或碱性气体的损害。这种呼吸器常常含有滤筒，所述滤筒具有用以吸收或者中和酸性或碱性气体的材料。当使用这种呼吸器时，通常期望具有确定使用寿命的结束(即呼吸器不再提供对酸性或碱性气体的防护的点)的方法。常常采用使用寿命结束指示物(ESLI)。这种指示物提供了呼吸器或呼吸器内的滤筒接近其可用寿命的结束，并应该被替换的视觉、电子或其他提示。在本公开中提出了多孔化学指示物，所述多孔化学指示物除了别的用途之外可用作用于酸性或碱性气体呼吸器装置的ESLI。所述化学指示物包括惰性多孔基材、指示物染料或染料混合物和惰性粘合剂层，所述指示物染料或染料混合物包含于所述惰性多孔基材的至少一些孔隙内，所述惰性粘合剂层附接至所述多孔基材。在一些实施例中，所述多孔基材包括微孔基材。微孔基材的例子包括薄膜(film)和隔膜(membrane)。微孔薄膜和隔膜具有使流体能够流动通过它们的结构。有效孔尺寸为流动分子的平均自由程的至少数倍，即数微米下至约100埃。通常，微孔基材为其中基本上所有的孔隙具有小于1，000微米的直径的一种基材。更通常地，微孔基材具有I至约500微米，或I至约100微米，或甚至I至约10微米的孔径。本文所用的术语“指示物”指当暴露于被分析物(如酸)时经历可检测的变化的装置、层或层系列。通常，所述可检测的变化为视觉变化。当视觉变化为颜色变化时，指示物称为“比色的”。本文所用的术语“酸气体或酸性气体”指含有一些酸性组分的气体。所述酸性组分本身可为气体，例如氯化氢气体，但所述酸性组分本身无需为气体，而是可只是存在于气体或气体混合物中。另外，酸性气体本身可能不是酸，但是酸可由与存在于大气中的其他材料的组合而得到。本文所用的术语“碱气体或碱性气体”指含有一些碱性组分的气体。所述碱性组分本身可为气体，例如氨气，但所述碱性组分本身无需为气体，而是可只是存在于气体或气体混合物中。另外，碱性气体本身可能不是碱，但是碱可由与存在于大气中的其他材料的组合而得到。当本文所用的术语“惰性”用于描述多孔基材或粘合剂层时，其意指多孔基材或粘合剂层基本不与酸性或碱性气体反应，当暴露于酸性或碱性气体时基本上保持物理和化学上不改变。通常，惰性层由本身基本上不含酸性或碱性组分的材料制得。本文公开了化学指示物，所述化学指示物包括惰性多孔基材、指示物染料或染料混合物和惰性粘合剂层，所述指示物染料或染料混合物包含于所述惰性多孔基材的至少一些孔隙内，所述惰性粘合剂层附接至所述惰性多孔基材。本公开的化学指示物适于检测存在于气体介质内的酸性或碱性气体。本公开的化学指示物包括惰性多孔基材。所述惰性多孔基材用作指示物染料或染料混合物的容器。另外，所述惰性多孔基材充当扩散层，有利于酸性气体或碱性气体传输至指示物染料或染料混合物。在一些实施例中，所述惰性多孔基材可为不透明的。即使许多多孔和微孔基材由光学透明的材料制得，它们也为不透明的，因为这些基材的表面和内部结构散射可见光。在本公开中，该不透明性可为有利的，因为其可提供用于监测指示物染料或染料混合物的变化(例如颜色变化)的背景。可使用多种材料来制备所述惰性多孔基材。可使用无机或有机材料。在一些实施例中，使用烃基聚合物材料。多烯属材料，例如聚乙烯、聚丙烯等及其共混物为用于制备惰性多孔基材的特别有用的一类材料。在一些实施例中，所述惰性多孔基材包括微孔隔膜。用作惰性多孔基材的合适的微孔隔膜包括得自相转化法的那些，在所述相转化法中，将初始均匀聚合物溶液浇铸并暴露于较冷的界面(例如水浴或冷却浇铸轮)，通过降低温度而在溶液薄膜中引发相分离(热致相分离或“TIPS”)。合适的TIPS薄膜或隔膜可具有多种物理薄膜性质和微观孔尺寸。它们可为由多种聚合物中的任意种制得的相对刚性或非刚性基材。根据美国专利N0.4，539，256和N0.5，120，594的教导制得的TIPS隔膜适合用于本公开，并可包括例如高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯-乙烯醇共聚物(例如可以商品名EVAL FlOlA得自德克萨斯州休斯敦的美国EVAL公司(EVAL Company ofAmerica(EVALCA), Houston, Texas))。隔膜可包含材料的组合,所述材料如TIPS HDPE或由亲水性聚合物涂布的聚丙烯隔膜(例如聚乙烯-乙烯醇共聚物或EVAL)。适合用作惰性多孔基材的其他可用的材料包括:非刚性聚合物和其他材料，包括尼龙材料，如带正电的尼龙6，6材料(例如可以商品名Biodyne B得自佛罗里达州彭萨科拉的颇尔公司(Pall Corporation, Pensacola, Flo本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·克里斯托弗·托马斯，尼尔·A·拉科，杜安·D·范斯勒，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：
国别省市：