JP2016134344A - 大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルの検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記ラジカル検出用布準備工程で準備されたラジカル検出用布を、大気圧非平衡放電プラズマで処理する、プラズマ処理工程;
前記プラズマ処理工程で得られたラジカル検出用布の色相変化に基づき、大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルを検出する、ラジカル検出工程;
を含む、大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルの検出方法。
(2) 前記色素がメチルレッド又はメチレンブルーである、前記(1)に記載の方法。
(3) 前記布が、ナイロン繊維、ポリエステル繊維及び動物繊維、並びにそれらの組み合わせからなる群より選択される繊維からなる、前記(1)又は(2)に記載の方法。
(4) 前記大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルが、窒素及び酸素を含むラジカルである、前記(1)〜(3)のいずれかに記載の方法。
(5) メチルレッド、メチレンブルー及びインジゴカルミンからなる群より選択される少なくとも1種の色素で染色された、大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルを検出するための布。
(6) 前記色素がメチルレッド又はメチレンブルーである、前記(5)に記載の布。
(7) ナイロン繊維、ポリエステル繊維及び動物繊維、並びにそれらの組み合わせからなる群より選択される繊維からなる、前記(5)又は(6)に記載の布。
(8) 前記大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルが、窒素及び酸素を含むラジカルである、前記(5)〜(7)のいずれかに記載の布。
(9) 大気圧非平衡放電プラズマの発生手段と、前記(5)〜(8)のいずれかに記載の大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルを検出するための布を含むラジカル検出手段とを備える、大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルの検出装置。
<1:大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルを検出するための布>
本発明は、少なくとも1種の色素で染色された、大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルを検出するための布に関する。本明細書において、本発明の大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルを検出するための布を、「ラジカル検出用布」と記載する場合がある。
本発明はまた、大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルの検出方法に関する。本発明の方法は、ラジカル検出用布準備工程、プラズマ処理工程及びラジカル検出工程を含むことが必要である。以下、各工程について、詳細に説明する。
本工程は、大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルを検出するための布を準備する工程である。本工程において準備されるラジカルを検出するための布は、前記で説明した本発明のラジカル検出用布である。
本工程は、前記ラジカル検出用布準備工程で準備されたラジカル検出用布を、大気圧非平衡放電プラズマで処理する工程である。本工程により、本発明のラジカル検出用布の表面に色相変化を生じさせることができる。
本工程は、プラズマ処理工程で得られたラジカル検出用布の色相変化に基づき、大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルを検出する工程である。
本発明はまた、大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルの検出装置に関する。本明細書において、大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルの検出装置を、「ラジカル検出装置」と記載する場合がある。
[実験I-1:メチルレッドで染色されたラジカル検出用布の作製]
メチルレッド粉体の入ったビーカーに、200 mlの純水を常温で加えて、撹拌した。その後、メチルレッドの溶解を促すために、混合溶液を、超音波洗浄機(アズワン株式会社USK-1R)内で、30分間超音波処理した。次いで、混合溶液を入れたビーカーを、約80℃に保ったウォーターバススターラー(KAYAGAKI THERMO ELECON KTH-2)内に30分間入れた。得られたメチルレッド水溶液を、メスシリンダーにて、5.0×10-3 mol/Lに濃度調整した。染色性を高めるため、1規定の塩酸(1 N HCl)を用いて、メチルレッド水溶液のpHを5.0〜4.5程度に調整して、メチルレッドを含む染色液(以下、「メチルレッド染色液」とも記載する)を調製した。メチルレッド染色液は、中性からアルカリ性の範囲(pH 6.2以上)で黄色を、酸性の範囲(pH 4.4以下)で赤色を、それぞれ示す。
実験I-1において、メチルレッド粉体をメチレンブルー粉体に換えた他は前記と同様の手順により、メチレンブルーを含む染色液(以下、「メチレンブルー染色液」とも記載する)(5.0×10-3 mol/L、pH 5.0〜4.5)を調製した。
[実験II-1:大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルの検出装置の作製]
大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルの検出装置の概要を図1に示す。実験Iの手順で作製したラジカル検出用布12を、耐熱テープを用いてシリコンウエハー(支持手段)13上に固定した。大気圧非平衡プラズマジェットノズル11(ADTECプラズマテクノロジー製)を、プラズマ照射口からラジカル検出用布までの距離Lが5 mmとなるように、ラジカル検出用布12を固定したシリコンウエハー13の上方に固定した。2.45 MHzのマイクロ波電源(MUGGE製MG0500D-210TC)を用いて、150 Wのプラズマ電力を投入した。プラズマガスには、Ar単独のガス、又はAr及びO2、若しくはAr及びN2の混合ガスを使用した。
実験II-1の手順で作製した装置を用いてプラズマ処理されたラジカル検出用布表面の色相変化(すなわち変色)を数値化して評価するために、色差計(株式会社シロ産業社製;M311R-1)を用いて、ラジカル検出用布表面の色差の測定を行った。本色差計は、光源として、3 V:500 mAのハロゲンランプを備え、測定範囲は、直径10 mmである。下記数式(I)を用いて、ラジカル検出用布表面の色差を決定した。
実験II-1の手順で作製した装置を用いてプラズマ処理されたラジカル検出用布表面の変色のメカニズムを解明するために、光電子分光法(XPS)により、ラジカル検出用布表面の元素解析を行った。ラジカル検出用布としては、メチルレッドでナイロン繊維の布を染色したラジカル検出用布を用いた。XPSの測定は、15 KVの印加電圧により、アノードとしてマグネシウム(Mg)を用いて行った。また、ラジカル検出用布表面に対するプラズマの純粋な効果をXPSのデータから得るために、表面に対する金スパッタ等のチャージを改善するための処置は行わなかった。測定対象の元素及びその軌道としては、炭素の1s軌道(C1s)、窒素の1s軌道(N1s)、及び酸素の1s軌道(O1s)をそれぞれ測定した。
11…大気圧非平衡放電プラズマの発生手段
12…ラジカル検出手段
13…支持手段
L…プラズマ照射距離
Claims (9)
- メチルレッド、メチレンブルー及びインジゴカルミンからなる群より選択される少なくとも1種の色素で染色された、大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルを検出するための布を準備する、ラジカル検出用布準備工程;
前記ラジカル検出用布準備工程で準備されたラジカル検出用布を、大気圧非平衡放電プラズマで処理する、プラズマ処理工程;
前記プラズマ処理工程で得られたラジカル検出用布の色相変化に基づき、大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルを検出する、ラジカル検出工程;
を含む、大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルの検出方法。 - 前記色素がメチルレッド又はメチレンブルーである、請求項1に記載の方法。
- 前記布が、ナイロン繊維、ポリエステル繊維及び動物繊維、並びにそれらの組み合わせからなる群より選択される繊維からなる、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルが、窒素及び酸素を含むラジカルである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- メチルレッド、メチレンブルー及びインジゴカルミンからなる群より選択される少なくとも1種の色素で染色された、大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルを検出するための布。
- 前記色素がメチルレッド又はメチレンブルーである、請求項5に記載の布。
- ナイロン繊維、ポリエステル繊維及び動物繊維、並びにそれらの組み合わせからなる群より選択される繊維からなる、請求項5又は6に記載の布。
- 前記大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルが、窒素及び酸素を含むラジカルである、請求項5〜7のいずれか1項に記載の布。
- 大気圧非平衡放電プラズマの発生手段と、請求項5〜8のいずれか1項に記載の大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルを検出するための布を含むラジカル検出手段とを備える、大気圧非平衡放電プラズマによって生じるラジカルの検出装置。
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