特開2023-136263水道水用ｐＨ試験紙、水道水用ｐＨ試験紙の製造方法、および水道水のｐＨ判定方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023136263
(43)【公開日】2023-09-29
(54)【発明の名称】水道水用ｐＨ試験紙、水道水用ｐＨ試験紙の製造方法、および水道水のｐＨ判定方法
(51)【国際特許分類】
G01N 31/22 20060101AFI20230922BHJP
【ＦＩ】
G01N31/22 121F
G01N31/22 123
G01N31/22 121P
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022041787
(22)【出願日】2022-03-16
(71)【出願人】
【識別番号】000223045
【氏名又は名称】東洋濾紙株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001612
【氏名又は名称】弁理士法人きさらぎ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山田 佳林
(72)【発明者】
【氏名】大内 一敏
【テーマコード（参考）】
2G042
【Ｆターム（参考）】
2G042AA03
2G042BB03
2G042CA02
2G042DA08
2G042FA02
2G042FA12
2G042FB07
2G042FC01
(57)【要約】
【課題】従来のノンブリーディング試験紙と同等レベル、かつ短時間で水道水のｐＨを判定できる水道水用ｐＨ試験紙、その製造方法、水道水のｐＨ判定方法、および採水地域の異なる複数の水道水のｐＨを、１ランク以内の呈色差で判定するｐＨ判定方法を提供する。
【解決手段】本発明の水道水用ｐＨ試験紙は、基材と、前記基材に含浸された発色成分とを備える水道水用ｐＨ試験紙であって、前記発色成分は、ｐＨ５．８～８．６の範囲内に変色域を有する指示薬と、炭酸塩または炭酸水素塩からなり、前記指示薬の変色域を調整する変色域調整剤とを含むことを特徴とする。
【選択図】なし
【解決手段】本発明の水道水用ｐＨ試験紙は、基材と、前記基材に含浸された発色成分とを備える水道水用ｐＨ試験紙であって、前記発色成分は、ｐＨ５．８～８．６の範囲内に変色域を有する指示薬と、炭酸塩または炭酸水素塩からなり、前記指示薬の変色域を調整する変色域調整剤とを含むことを特徴とする。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材と、前記基材に含浸された発色成分とを備える水道水用ｐＨ試験紙であって、
前記発色成分は、
ｐＨ５．８～８．６の範囲内に変色域を有する指示薬と、
炭酸塩または炭酸水素塩からなり、前記指示薬の変色域を調整する変色域調整剤と
を含むことを特徴とする水道水用ｐＨ試験紙。
前記発色成分は、
ｐＨ５．８～８．６の範囲内に変色域を有する指示薬と、
炭酸塩または炭酸水素塩からなり、前記指示薬の変色域を調整する変色域調整剤と
を含むことを特徴とする水道水用ｐＨ試験紙。
【請求項2】
前記指示薬は、ブロモチモールブルーおよびフェノールレッドから選択される請求項１記載の水道水用ｐＨ試験紙。
【請求項3】
前記ブロモチモールブルーの含浸量は、０．０７～０．６３ｍｍｏｌ／ｍ2である請求項２項記載の水道水用ｐＨ試験紙。
【請求項4】
前記フェノールレッドの含浸量は、０．１８～０．４１ｍｍｏｌ／ｍ2である請求項２記載の水道水用ｐＨ試験紙。
【請求項5】
前記変色域調整剤は、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、および炭酸アンモニウムからなる群から選択される請求項１～４のいずれか１項記載の水道水用ｐＨ試験紙。
【請求項6】
前記炭酸ナトリウムの含浸量は、０．０３～０．６１ｍｍｏｌ／ｍ2である請求項５項記載の水道水用ｐＨ試験紙。
【請求項7】
前記炭酸水素ナトリウムの含浸量は、０．１０～０．４４ｍｍｏｌ／ｍ2である請求項５記載の水道水用ｐＨ試験紙。
【請求項8】
前記炭酸カリウムまたは前記炭酸リチウムの含浸量は、０．１２～０．２２ｍｍｏｌ／ｍ2である請求項５記載の水道水用ｐＨ試験紙。
【請求項9】
前記炭酸アンモニウムの含浸量は、０．０５～０．６１ｍｍｏｌ／ｍ2である請求項５記載の水道水用ｐＨ試験紙。
【請求項10】
前記変色域調整剤の含浸量は、前記指示薬の含浸量の０．４～４．６倍である請求項１～９のいずれか１項記載の水道水用ｐＨ試験紙。
【請求項11】
前記基材の材質は、セルロースである請求項１～１０のいずれか１項記載の水道水用ｐＨ試験紙。
【請求項12】
前記基材は、厚さが０．３６～１．００ｍｍである請求項１１記載の水道水用ｐＨ試験紙。
【請求項13】
請求項１記載の水道水用ｐＨ試験紙の製造方法であって、
水、アルコール、０．２～０．７ｍＭの指示薬、および０．１～１．８ｍＭの変色域調整剤を含有する染色液を調製する工程と、
前記染色液を基材に含浸させる工程と、
前記染色液が含浸した基材を、５０～７０℃で２０～４０分間乾燥させる工程と
を備える製造方法。
水、アルコール、０．２～０．７ｍＭの指示薬、および０．１～１．８ｍＭの変色域調整剤を含有する染色液を調製する工程と、
前記染色液を基材に含浸させる工程と、
前記染色液が含浸した基材を、５０～７０℃で２０～４０分間乾燥させる工程と
を備える製造方法。
【請求項14】
請求項１記載の水道水用ｐＨ試験紙を、水道水に１０±５秒間浸漬する工程、および
前記水道水用ｐＨ試験紙を水道水から取り出し、２０±１８秒後の呈色を比色表と比較する工程
を備える水道水のｐＨ判定方法。
前記水道水用ｐＨ試験紙を水道水から取り出し、２０±１８秒後の呈色を比色表と比較する工程
を備える水道水のｐＨ判定方法。
【請求項15】
採水地域の異なる複数の水道水のｐＨを、１ランク以内の呈色差で判定するｐＨ判定方法であって、
請求項１記載の水道水用ｐＨ試験紙を、水道水に１０±５秒間浸漬する工程、および
前記水道水用ｐＨ試験紙を水道水から取り出し、２０±１８秒後の呈色を比色表と比較する工程
を備える水道水のｐＨ判定方法。
請求項１記載の水道水用ｐＨ試験紙を、水道水に１０±５秒間浸漬する工程、および
前記水道水用ｐＨ試験紙を水道水から取り出し、２０±１８秒後の呈色を比色表と比較する工程
を備える水道水のｐＨ判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水道水用ｐＨ試験紙、水道水用ｐＨ試験紙の製造方法、および水道水のｐＨ判定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
水道水の水質基準は、ｐＨ５．８～８．６と定められており、水道水のｐＨを簡易に測定するために、ｐＨ５．８～８．６付近を測定可能な試験紙が求められる。
しかしながら、従来のｐＨ試験紙に水道水を浸漬した場合、短時間では色変化が乏しく、ｐＨを正確に測定することができない。水道水のｐＨ緩衝性が乏しく、従来のｐＨ試験紙に含浸されているｐＨ指示薬の緩衝性のほうが強いためである。なお、Ｍアルカリ度が低いとき、ｐＨ緩衝性も低い。
しかしながら、従来のｐＨ試験紙に水道水を浸漬した場合、短時間では色変化が乏しく、ｐＨを正確に測定することができない。水道水のｐＨ緩衝性が乏しく、従来のｐＨ試験紙に含浸されているｐＨ指示薬の緩衝性のほうが強いためである。なお、Ｍアルカリ度が低いとき、ｐＨ緩衝性も低い。
【0003】
また、検液としての水道水を、試験紙に長時間接触させることで、色変化を生じさせることも考えられる。ｐＨ７近傍を測定可能な指示薬は、検液に長時間接触させた場合、試験紙から溶出してしまい、検液のｐＨを正確に測定することができない。
ｐＨ緩衝性が乏しい液体向けとして、指示薬が試験紙から溶出しないノンブリーディング試験紙が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ｐＨ緩衝性が乏しい液体向けとして、指示薬が試験紙から溶出しないノンブリーディング試験紙が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特公昭４９－３９７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来のノンブリーディング試験紙では、ｐＨを判定するのに５～１０分を要する。また、複数の試験紙の色変化での判定が必要で操作が煩雑であるのに加え、価格が高いという問題がある。さらに、従来のｐＨ試験紙では、実際のｐＨから乖離した呈色をし、かつその度合いが採水地域によって異なるという問題点があった。こうした理由から、水道水などのｐＨ緩衝性が乏しい液体のｐＨ測定にはｐＨメーターが使用されているのが実情である。
特殊な合成試薬や煩雑な工程を必要とせず、一般流通している試薬、一般的な試験紙と同様の工程で製造することができ、従来のノンブリーディング試験紙と同等レベル、かつ短時間で水道水の採水地域に関わらずｐＨを判定可能な試験紙が求められている。
特殊な合成試薬や煩雑な工程を必要とせず、一般流通している試薬、一般的な試験紙と同様の工程で製造することができ、従来のノンブリーディング試験紙と同等レベル、かつ短時間で水道水の採水地域に関わらずｐＨを判定可能な試験紙が求められている。
【0006】
そこで本発明は、従来のノンブリーディング試験紙と同等レベル、かつ短時間で水道水のｐＨを判定できる水道水用ｐＨ試験紙、その製造方法、水道水のｐＨ判定方法、および採水地域の異なる複数の水道水のｐＨを、１ランク以内の呈色差で判定するｐＨ判定方法を提供することを目的とする。
なお、１ランク以内の呈色差とは、ｐＨ５．８、ｐＨ６．８、ｐＨ７．６、ｐＨ８．６の４ランクで判定したときに隣のランクにずれないことを指す。
なお、１ランク以内の呈色差とは、ｐＨ５．８、ｐＨ６．８、ｐＨ７．６、ｐＨ８．６の４ランクで判定したときに隣のランクにずれないことを指す。
【課題を解決するための手段】
【0007】
以上の目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、炭酸塩および炭酸水素塩から選択される変色域調整剤を指示薬とともに基材に含浸させることで、従来のノンブリーディング試験紙と同等レベル、かつ短時間で水道水のｐＨを判定できる水道水用ｐＨ試験紙が得られること、さらに、こうした水道水用ｐＨ試験紙を用いることによって、採水地域の異なる複数の水道水のｐＨを、１ランク以内の呈色差で判定可能となることを見出した。
【0008】
すなわち、本発明は、基材と、前記基材に含浸された発色成分とを備える水道水用ｐＨ試験紙であって、前記発色成分は、ｐＨ５．８～８．６の範囲内に変色域を有する指示薬と、炭酸塩または炭酸水素塩からなり、前記指示薬の変色域を調整する変色域調整剤とを含むことを特徴とする水道水用ｐＨ試験紙である。
【0009】
また、本発明は、前述の水道水用ｐＨ試験紙の製造方法であって、水、アルコール、０．２～０．７ｍＭの指示薬、および０．１～１．８ｍＭの変色域調整剤を含有する染色液を調製する工程と、前記染色液を基材に含浸させる工程と、前記染色液が含浸した基材を、５０～７０℃で２０～４０分間乾燥させる工程とを備える製造方法である。
【0010】
さらに、本発明は、前述の水道水用ｐＨ試験紙を、水道水に１０±５秒間浸漬する工程、および、前記水道水用ｐＨ試験紙を水道水から取り出し、２０±１８秒後の呈色を比色表と比較する工程を備える水道水のｐＨ判定方法である。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、従来のノンブリーディング試験紙と同等レベル、かつ短時間で水道水のｐＨを判定できる水道水用ｐＨ試験紙、その製造方法、水道水のｐＨ判定方法、および採水地域の異なる複数の水道水のｐＨを、１ランク以内の呈色差で判定するｐＨ判定方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の水道水用ｐＨ試験紙、水道水用ｐＨ試験紙の製造方法、および水道水のｐＨ判定方法について詳細に説明する。
【0013】
水道水は、ｐＨ緩衝性が乏しく、Ｍアルカリ度も低い。Ｍアルカリ度は、炭酸イオンの総量の指標であり、例えば、ＪＩＳ Ｋ０１０１ １３．「酸消費量」に準拠して測定することができる。本発明者らは、水道水のＭアルカリ度は、採取場所によって異なる場合があること、Ｍアルカリ度の違いがｐＨの測定結果に影響を及ぼすため、Ｍアルカリ度の異なる水道水のｐＨ測定の際には補正が必要となることを見出した。
【0014】
本発明の水道水用ｐＨ試験紙は、ｐＨ緩衝性が乏しい水道水のｐＨを短時間で測定可能な試験紙であり、適切な処方の染色液を用いて作製した場合には、Ｍアルカリ度の異なる複数の水道水のｐＨを、Ｍアルカリ度による補正なしに測定可能となる試験紙である。
【0015】
本発明の水道水用ｐＨ試験紙は、基材と、基材に含浸された発色成分とを備える。基材の材質としては、例えば、セルロース、セルロースレーヨン等が挙げられる。呈色のムラを抑制できることから、基材はセルロースのみからなることが好ましい。基材の厚さは、０.３６～１．００ｍｍが好ましく、０．５３～１．００ｍｍがより好ましい。基材の大きさは特に限定されず、適宜選択できるが、取り扱い等を考慮すると、３１０ｍｍ×４００ｍｍ程度とすることが好ましい。
【0016】
基材に含浸される発色成分は、ｐＨ５．８～８．６の範囲内に変色域を有する指示薬と、この指示薬の変色域を調整する変色域調整剤とを含む。指示薬は、ブロモチモールブルー（ＢＴＢ）およびフェノールレッド（ＰＲ）から選択される。変色域調整剤は、炭酸塩または炭酸水素塩からなる。
【0017】
変色域調整剤の例としては、例えば、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ3）、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）、炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3）、炭酸リチウム（Ｌｉ2ＣＯ3）、および炭酸アンモニウム（(ＮＨ4)2ＣＯ3）が挙げられる。こうした化合物はアルカリ性であるので、試験紙の変色域をシフトさせるという作用を有する。しかも、炭酸イオン、重炭酸イオンを含有しているので、試験紙に付着した水道水のＭアルカリ度を高めるという作用も有している。
【0018】
本発明の水道水用ｐＨ試験紙における指示薬の含浸量は、指示薬に応じて選択される。ＢＴＢの場合には、０．０７～０．６３ｍｍｏｌ／ｍ2程度が好ましく、０．０７～０．２５ｍｍｏｌ／ｍ2程度がより好ましく、０．１７～０．２５ｍｍｏｌ／ｍ2程度がさらに好ましい。ＰＲの場合には、０．１８～０．４１ｍｍｏｌ／ｍ2程度が好ましく、０．１８～０．２２ｍｍｏｌ／ｍ2程度がより好ましい。指示薬が少なすぎる場合には、呈色が乏しいためにｐＨの判定が困難となる。一方、指示薬が多すぎる場合には、水道水の緩衝能よりも指示薬の緩衝能の方が高くなって指示薬の色変化が小さくなるため、水道水のＭアルカリ度によって呈色が異なってしまう。
なお、水道水用ｐＨ試験紙における指示薬の含浸量は、次式により求めることができる。
染色に使用した染色液の量：ａ（Ｌ）
染色液中の指示薬の濃度：ｂ１（ｍｍｏｌ／Ｌ）
染色した濾紙の面積：ｃ（ｍ2）
含浸量：ｄ（ｍｍｏｌ／ｍ2）＝ａ（Ｌ）×ｂ１（ｍｍｏｌ／Ｌ）／ｃ（ｍ2）
なお、水道水用ｐＨ試験紙における指示薬の含浸量は、次式により求めることができる。
染色に使用した染色液の量：ａ（Ｌ）
染色液中の指示薬の濃度：ｂ１（ｍｍｏｌ／Ｌ）
染色した濾紙の面積：ｃ（ｍ2）
含浸量：ｄ（ｍｍｏｌ／ｍ2）＝ａ（Ｌ）×ｂ１（ｍｍｏｌ／Ｌ）／ｃ（ｍ2）
【0019】
水道水用ｐＨ試験紙における変色域調整剤の含浸量は、変色域調整剤に応じて選択される。Ｎａ2ＣＯ3の場合には、０．０３～０．６１ｍｍｏｌ／ｍ2程度が好ましく、０．０７～０．６１ｍｍｏｌ／ｍ2程度がより好ましく、０．１８～０．２６ｍｍｏｌ／ｍ2程度がさらに好ましい。変色域調整剤が少なすぎる場合には、変色域がｐＨ５．８～８．６の範囲外となってしまうのに加え、Ｍアルカリ度を高める効果が不十分となる。変色域調整剤が多すぎる場合も同様に、変色域がｐＨ５．８～８．６の範囲外となってしまう。
また、ＮａＨＣＯ3の場合は、０．１０～０．４４ｍｍｏｌ／ｍ2程度が好ましく、０．２７～０．４４ｍｍｏｌ／ｍ2程度がより好ましく、０．２７～０．３７ｍｍｏｌ／ｍ2程度がさらに好ましい。Ｋ2ＣＯ3またはＬｉ2ＣＯ3の場合は、０．１２～０．２２ｍｍｏｌ／ｍ2程度が好ましく、０．１７ｍｍｏｌ／ｍ2程度がより好ましい。(ＮＨ4)2ＣＯ3の場合は、０．０５～０．６１ｍｍｏｌ／ｍ2程度が好ましく、０．１７ｍｍｏｌ／ｍ2程度がより好ましい。
水道水用ｐＨ試験紙における変色域調整剤の含浸量は、次式により求めることができる。
染色に使用した染色液の量：ａ（Ｌ）
染色液中の変色域調整剤の濃度：ｂ２（ｍｍｏｌ／Ｌ）
染色した濾紙の面積：ｃ（ｍ2）
含浸量：ｄ（ｍｍｏｌ／ｍ2）＝ａ（Ｌ）×ｂ２（ｍｍｏｌ／Ｌ）／ｃ（ｍ2）
また、ＮａＨＣＯ3の場合は、０．１０～０．４４ｍｍｏｌ／ｍ2程度が好ましく、０．２７～０．４４ｍｍｏｌ／ｍ2程度がより好ましく、０．２７～０．３７ｍｍｏｌ／ｍ2程度がさらに好ましい。Ｋ2ＣＯ3またはＬｉ2ＣＯ3の場合は、０．１２～０．２２ｍｍｏｌ／ｍ2程度が好ましく、０．１７ｍｍｏｌ／ｍ2程度がより好ましい。(ＮＨ4)2ＣＯ3の場合は、０．０５～０．６１ｍｍｏｌ／ｍ2程度が好ましく、０．１７ｍｍｏｌ／ｍ2程度がより好ましい。
水道水用ｐＨ試験紙における変色域調整剤の含浸量は、次式により求めることができる。
染色に使用した染色液の量：ａ（Ｌ）
染色液中の変色域調整剤の濃度：ｂ２（ｍｍｏｌ／Ｌ）
染色した濾紙の面積：ｃ（ｍ2）
含浸量：ｄ（ｍｍｏｌ／ｍ2）＝ａ（Ｌ）×ｂ２（ｍｍｏｌ／Ｌ）／ｃ（ｍ2）
【0020】
（指示薬／変色域調整剤）の含浸量の比は、０．４～４．６程度が好ましく、０．６～１．４程度がより好ましく、１．０程度がさらに好ましい。水道水用ｐＨ試験紙における指示薬および変色域調整剤の含浸量、これらの比は、製造時に用いる染色液の濃度を調節することにより制御することができる。染色液については、追って詳細に説明する。
【0021】
指示薬と変色域調整剤とは、任意に組み合わせて用いることができるが、指示薬としてのＢＴＢと、変色域調整剤としてのＮａ2ＣＯ3との組み合わせが特に好ましい。
【0022】
本発明の水道水用ｐＨ試験紙は、指示薬および変色域調整剤を含有する染色液を、基材に含浸させ、乾燥させることにより製造することができる。染色液は、例えば、純水２％、指示薬、変色域調整剤のメタノール溶液を混合して、調製することができる。染色液における各成分の濃度は、基材に応じて適宜選択することが望まれる。
【0023】
例えば、指示薬としてＢＴＢ、変色域調整剤としてＮａ2ＣＯ3を用い、基材として、質量１１３～１２２ｇ／ｍ2程度、厚さ０．５３～０．５９ｍｍ程度、密度０．１９～０．２３ｇ／ｃｍ3程度のセルロースレーヨン製の濾紙を用いる場合には、ＢＴＢの濃度は０．３５～０．７５ｍＭ、Ｎａ2ＣＯ3の濃度は０．４～０．８２ｍＭとし、ＢＴＢ：Ｎａ2ＣＯ3は１：０．７～１．８とすることが好ましい。
同様の基材および変色域調整剤を用い、指示薬をＰＲに変更した場合には、ＰＲの濃度は０．６～１．２ｍＭ、Ｎａ2ＣＯ3の濃度は０．９～１．８ｍＭとし、ＰＲ：Ｎａ2ＣＯ3は１：１．５とすることが好ましい。
同様の基材および変色域調整剤を用い、指示薬をＰＲに変更した場合には、ＰＲの濃度は０．６～１．２ｍＭ、Ｎａ2ＣＯ3の濃度は０．９～１．８ｍＭとし、ＰＲ：Ｎａ2ＣＯ3は１：１．５とすることが好ましい。
【0024】
また、基材として、質量２４０～２９６ｇ／ｍ2程度、厚さ０．８６～１．００ｍｍ程度、密度０．２４～０．３４ｇ／ｃｍ3程度のセルロース製の濾紙を用いる場合には、ＢＴＢの濃度は０．２～０．２４ｍＭ、Ｎａ2ＣＯ3の濃度は０．２～０．２５ｍＭとし、ＢＴＢ：Ｎａ2ＣＯ3は１：１～１：１．２とすることが好ましい。
同様の基材および変色域調整剤を用い、指示薬をＰＲに変更した場合には、ＰＲの濃度は０．２～０．２４ｍＭ、Ｎａ2ＣＯ3の濃度は０．２～０．２５ｍＭとし、ＰＲ：Ｎａ2ＣＯ3は１：０．８～１：１．２とすることが好ましい。
同様の基材および変色域調整剤を用い、指示薬をＰＲに変更した場合には、ＰＲの濃度は０．２～０．２４ｍＭ、Ｎａ2ＣＯ3の濃度は０．２～０．２５ｍＭとし、ＰＲ：Ｎａ2ＣＯ3は１：０．８～１：１．２とすることが好ましい。
【0025】
基材に染色液を含浸させ、送風低温乾燥器等により、５０～７０℃、好ましくは５０～６０℃で２０～４０分乾燥させることによって、本発明の水道水用ｐＨ試験紙が得られる。
【0026】
本発明の水道水用ｐＨ試験紙は、Ｍアルカリ度の異なる水道水のｐＨ判定に有効に用いられる。ｐＨ判定にあたっては、まず、水道水を容器に採水し、採水した検液中に試験紙を浸し１０±５秒間、例えば１０秒間前後に振る。規定時間浸漬後、直ちに容器から取り出し、取り出してから２０±１８秒後、例えば２０秒後の呈色を比色表と比較し判定する。
例えば、浸漬時間１０秒、呈色による判定までの待ち時間２０秒、比色表と呈色を見比べるのに１０秒程度を要したとしても、合計約４０秒で対象のｐＨを判定することができる。また、判定中における指示薬の溶出は少なく、問題ない程度である。
例えば、浸漬時間１０秒、呈色による判定までの待ち時間２０秒、比色表と呈色を見比べるのに１０秒程度を要したとしても、合計約４０秒で対象のｐＨを判定することができる。また、判定中における指示薬の溶出は少なく、問題ない程度である。
【0027】
本発明の水道水用ｐＨ試験紙を用いて、Ｍアルカリ度の異なる水道水のｐＨを判定した場合、呈色の差は１ランク以内とすることができる。
【実施例0028】
以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲は、以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきではない。
【0029】
＜試験紙の作製＞
まず、指示薬と変色域調整剤とを種々の処方で組み合わせた発色成分を用い、５０～２００ｍＬのメタノールと２％の超純水とを配合して染色液を調製する。指示薬は、ブロモチモールブルー（ＢＴＢ）およびフェノールレッド（ＰＲ）から選択した。変色域調整剤は、Ｎａ2ＣＯ3、(ＮＨ4)2ＣＯ3、ＮａＨＣＯ3、Ｋ2ＣＯ3、およびＬｉＣＯ3から選択した。染色液を基材に含浸させ、６０℃で２０分以上乾燥させて種々の試験紙を作製した。
まず、指示薬と変色域調整剤とを種々の処方で組み合わせた発色成分を用い、５０～２００ｍＬのメタノールと２％の超純水とを配合して染色液を調製する。指示薬は、ブロモチモールブルー（ＢＴＢ）およびフェノールレッド（ＰＲ）から選択した。変色域調整剤は、Ｎａ2ＣＯ3、(ＮＨ4)2ＣＯ3、ＮａＨＣＯ3、Ｋ2ＣＯ3、およびＬｉＣＯ3から選択した。染色液を基材に含浸させ、６０℃で２０分以上乾燥させて種々の試験紙を作製した。
【0030】
基材としては、下記表に示す濾紙を用いる。
【0031】
【表1】
【0032】
*１ 濾水時間：ＪＩＳ Ｐ３８０１［ろ紙（化学分析用）］により、ヘルツベルヒろ過速度試験器を使用し、１０ｃｍ2の濾紙面において、２０℃、１００ｍＬの蒸留水を０．９８ｋＰａの圧力により濾過する時間。
*２ 吸水度：細長い濾紙を２０℃の水中に立て、１０分間に上昇する水の高さ。
*３ 湿潤破裂強さ：試料を水に浸漬後、ＪＩＳ Ｐ８１１２［紙－破裂強さ試験方法］に準じ、測定した圧力。
*４ 保持粒子径：ＪＩＳ Ｚ８９０１で規定された７種粉体分散水を自然濾過した時、９０％以上を保持できる粒子径。
*２ 吸水度：細長い濾紙を２０℃の水中に立て、１０分間に上昇する水の高さ。
*３ 湿潤破裂強さ：試料を水に浸漬後、ＪＩＳ Ｐ８１１２［紙－破裂強さ試験方法］に準じ、測定した圧力。
*４ 保持粒子径：ＪＩＳ Ｚ８９０１で規定された７種粉体分散水を自然濾過した時、９０％以上を保持できる粒子径。
【0033】
検液としては、Ｍアルカリ度の異なる２種類の水道水を用意した。試験にあたっては、容器に採取された各検液に試験紙を浸漬し、１０秒間前後に振った後、直ちに取り出した。取り出してから２０秒後の試験紙の呈色を、比色表と比較して各検液のｐＨを判定し、呈色の差により、以下の基準で評価した。
Ａ：１／４ランク以内
Ｂ：３／４ランク以内
Ｃ：１ランク以内
Ｄ：１ランクを超える
Ｅ：呈色が薄く判定困難
呈色の差が１ランク以内であれば、Ｍアルカリ度の補正なしにｐＨを判定可能であるとする。
Ａ：１／４ランク以内
Ｂ：３／４ランク以内
Ｃ：１ランク以内
Ｄ：１ランクを超える
Ｅ：呈色が薄く判定困難
呈色の差が１ランク以内であれば、Ｍアルカリ度の補正なしにｐＨを判定可能であるとする。
【0034】
濾紙Ａを用いて作製した試験紙の呈色結果を、指示薬（ＢＴＢ）および変色域調整剤（Ｎａ2ＣＯ3）の濃度とともに、下記表にまとめる。
【0035】
【表2】
【0036】
従来のノンブリーディング試験紙（メルク社製）を用いた場合には、ｐＨ５．８～８．６の測定には、５～１０分浸漬する必要があるのに対し、上記表に示されるように、ＢＴＢ濃度０．３５～１．４ｍＭ、Ｎａ2ＣＯ3濃度０．１～１．０ｍＭであって、（ＢＴＢ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）が０．９～３．５の染色液を用いた場合、１分以内でｐＨを判定することができる。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．１２～０．４７ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｎａ2ＣＯ3濃度は０．０３～０．３４ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）は０．７～３．５と算出される。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．１２～０．４７ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｎａ2ＣＯ3濃度は０．０３～０．３４ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）は０．７～３．５と算出される。
【0037】
特に、ＢＴＢ濃度０．３５～０．９ｍＭ、Ｎａ2ＣＯ3濃度０．３～０．８２ｍＭであって、（ＢＴＢ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）が０．７～１．８の染色液を用いた場合、２つの検液での呈色の差が小さい。したがって、Ｍアルカリ度の補正なしに、Ｍアルカリ度の異なる水道水のｐＨを判定することができる。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．１２～０．３０ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｎａ2ＣＯ3濃度は０．１０～０．２８ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）は０．７～１．８と算出される。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．１２～０．３０ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｎａ2ＣＯ3濃度は０．１０～０．２８ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）は０．７～１．８と算出される。
【0038】
濾紙Ｃを用いて作製した試験紙の呈色結果を、指示薬（ＢＴＢ）および変色域調整剤（Ｎａ2ＣＯ3）の濃度とともに、下記表にまとめる。
【0039】
【表3】
【0040】
上記表に示されるように、ＢＴＢ濃度０．２～０．７ｍＭ、Ｎａ2ＣＯ3濃度０．１～０．５ｍＭであって、（ＢＴＢ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）が０．５～２．８の染色液を用いた場合、短時間でｐＨを判定することができる。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．１８～０．６３ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｎａ2ＣＯ3濃度は０．０９～０．４５ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）は０．５～２．８と算出される。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．１８～０．６３ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｎａ2ＣＯ3濃度は０．０９～０．４５ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）は０．５～２．８と算出される。
【0041】
特に、ＢＴＢ濃度０．２～０．５ｍＭ、Ｎａ2ＣＯ3濃度０．２２５～０．５ｍＭであって、（ＢＴＢ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）が０．５～２．０の染色液を用いた場合、２つの検液での呈色の差が小さい。したがって、Ｍアルカリ度の補正なしに、Ｍアルカリ度の異なる水道水のｐＨを判定することができる。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．１８～０．４５ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｎａ2ＣＯ3濃度は０．２０～０．４１ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）は０．５～２．０と算出される。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．１８～０．４５ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｎａ2ＣＯ3濃度は０．２０～０．４１ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）は０．５～２．０と算出される。
【0042】
濾紙Ｂを用いて作製した試験紙の呈色結果を、指示薬（ＢＴＢ）および変色域調整剤（Ｎａ2ＣＯ3）の濃度とともに、下記表にまとめる。
【0043】
【表4】
【0044】
上記表に示されるように、ＢＴＢ濃度０．２～０．７ｍＭ、Ｎａ2ＣＯ3濃度０．２～１．１３ｍＭであって、（ＢＴＢ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）が０．６～１．０の染色液を用いた場合、短時間でｐＨを判定することができる。しかも、呈色の差が小さく、Ｍアルカリ度の補正なしに、Ｍアルカリ度の異なる水道水のｐＨを判定することができる。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．０７～０．２４ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｎａ2ＣＯ3濃度は０．０７～０．３８ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）は０．６～１．０と算出される。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．０７～０．２４ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｎａ2ＣＯ3濃度は０．０７～０．３８ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）は０．６～１．０と算出される。
【0045】
濾紙Ｄを用いて作製した試験紙の呈色結果を、指示薬（ＢＴＢ）および変色域調整剤（Ｎａ2ＣＯ3）の濃度とともに、下記表にまとめる。
【0046】
【表5】
【0047】
濾紙Ｄの場合、ＢＴＢ濃度０．７５～０．９ｍＭ、Ｎａ2ＣＯ3濃度０．７～０．８２ｍＭであって、（ＢＴＢ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）が０．９～１．２の染色液を用いた場合、短時間でｐＨを判定することはできた。しかしながら、Ｍアルカリ度の異なる２つの水道水での呈色の差が大きく、Ｍアルカリ度による補正が必要であった。濾紙Ｄは、厚さが０．２６ｍｍと薄いことが原因であると推測される。
【0048】
濾紙Ａを用いて作製した試験紙の呈色結果を、指示薬（ＰＲ）および変色域調整剤（Ｎａ2ＣＯ3）の濃度とともに、下記表にまとめる。
【0049】
【表6】
【0050】
上記表に示されるように、ＰＲ濃度０．６～１．２ｍＭ、Ｎａ2ＣＯ3濃度０．９～１．８ｍＭであって、（ＰＲ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）が０．７の染色液を用いた場合、短時間でｐＨを判定することができる。しかも、呈色の差が小さく、Ｍアルカリ度の補正なしに、Ｍアルカリ度の異なる水道水のｐＨを判定することができる。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＰＲ濃度は０．２０～０．４１ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｎａ2ＣＯ3濃度は０．３０～０．６１ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＰＲ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）は０．７と算出される。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＰＲ濃度は０．２０～０．４１ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｎａ2ＣＯ3濃度は０．３０～０．６１ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＰＲ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）は０．７と算出される。
【0051】
濾紙Ｃを用いて作製した試験紙の呈色結果を、指示薬（ＰＲ）および変色域調整剤（Ｎａ2ＣＯ3）の濃度とともに、下記表にまとめる。
【0052】
【表7】
【0053】
上記表に示されるように、ＰＲ濃度０．２～０．４ｍＭ、Ｎａ2ＣＯ3濃度０．２～０．４ｍＭであって、（ＰＲ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）が０．６～１．６の染色液を用いた場合、短時間でｐＨを判定することができる。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＰＲ濃度は０．１８～０．３６ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｎａ2ＣＯ3濃度は０．１８～０．３６ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＰＲ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）は０．６～１．６と算出される。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＰＲ濃度は０．１８～０．３６ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｎａ2ＣＯ3濃度は０．１８～０．３６ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＰＲ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）は０．６～１．６と算出される。
【0054】
特に、ＰＲ濃度０．２～０．２４ｍＭ、Ｎａ2ＣＯ3濃度０．２～０．２５ｍＭであって、（ＰＲ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）が０．８～１．２の染色液を用いた場合、呈色の差が小さい。したがって、Ｍアルカリ度の補正なしに、Ｍアルカリ度の異なる水道水のｐＨを判定することができる。
なお、こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＰＲ濃度は０．１８～０．２２ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｎａ2ＣＯ3濃度は０．１８～０．２３ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＰＲ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）は０．８～１．２と算出される。
なお、こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＰＲ濃度は０．１８～０．２２ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｎａ2ＣＯ3濃度は０．１８～０．２３ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＰＲ濃度／Ｎａ2ＣＯ3濃度）は０．８～１．２と算出される。
【0055】
基材として濾紙Ａ、指示薬としてＢＴＢを用い、変色域調整剤を変更して試験紙を作製し、上述と同様に２種の検液の呈色の差を調べた。
変色域調整剤として(ＮＨ4)2ＣＯ3を用いて作製した試験紙の呈色結果を、指示薬（ＢＴＢ）および変色域調整剤（(ＮＨ4)2ＣＯ3）の濃度とともに、下記表にまとめる。
変色域調整剤として(ＮＨ4)2ＣＯ3を用いて作製した試験紙の呈色結果を、指示薬（ＢＴＢ）および変色域調整剤（(ＮＨ4)2ＣＯ3）の濃度とともに、下記表にまとめる。
【0056】
【表8】
【0057】
ＢＴＢ濃度０．５～０．８ｍＭ、(ＮＨ4)2ＣＯ3濃度０．１５３～１．８ｍＭであって、（ＢＴＢ濃度／(ＮＨ4)2ＣＯ3濃度）が０．４～４．６の染色液を用いた場合、短時間でｐＨを判定することができる。しかも、呈色の差が小さく、Ｍアルカリ度の補正なしに、Ｍアルカリ度の異なる水道水のｐＨを判定することができる。
なお、こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．１７～０．２７ｍｍｏｌ／ｍ2、(ＮＨ4)2ＣＯ3濃度は０．０５～０．６１ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／(ＮＨ4)2ＣＯ3濃度）は０．４～４．６と算出される。
なお、こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．１７～０．２７ｍｍｏｌ／ｍ2、(ＮＨ4)2ＣＯ3濃度は０．０５～０．６１ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／(ＮＨ4)2ＣＯ3濃度）は０．４～４．６と算出される。
【0058】
変色域調整剤としてＮａＨＣＯ3を用いて作製した試験紙の呈色結果を、指示薬（ＢＴＢ）および変色域調整剤（ＮａＨＣＯ3）の濃度とともに、下記表にまとめる。
【0059】
【表9】
【0060】
上記表に示されるように、ＢＴＢ濃度０．６～０．８ｍＭ、ＮａＨＣＯ3濃度０．３～１．３ｍＭであって、（ＢＴＢ濃度／ＮａＨＣＯ3濃度）が０．５～２．３の染色液を用いた場合、短時間でｐＨを判定することができる。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．２０～０．２７ｍｍｏｌ／ｍ2、ＮａＨＣＯ3濃度は０．１０～０．４４ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／ＮａＨＣＯ3濃度）は０．５～２．３と算出される。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．２０～０．２７ｍｍｏｌ／ｍ2、ＮａＨＣＯ3濃度は０．１０～０．４４ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／ＮａＨＣＯ3濃度）は０．５～２．３と算出される。
【0061】
特に、ＢＴＢ濃度０．６～０．８ｍＭ、ＮａＨＣＯ3濃度０．８～１．３ｍＭであって、（ＢＴＢ濃度／ＮａＨＣＯ3濃度）が０．５～１．０の染色液を用いた場合、呈色の差が小さい。したがって、Ｍアルカリ度の補正なしに、Ｍアルカリ度の異なる水道水のｐＨを判定することができる。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．２０～０．２７ｍｍｏｌ／ｍ2、ＮａＨＣＯ3濃度は０．２７～０．４４ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／ＮａＨＣＯ3濃度）は０．５～１．０と算出される。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．２０～０．２７ｍｍｏｌ／ｍ2、ＮａＨＣＯ3濃度は０．２７～０．４４ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／ＮａＨＣＯ3濃度）は０．５～１．０と算出される。
【0062】
変色域調整剤としてＫ2ＣＯ3を用いて作製した試験紙の呈色結果を、指示薬（ＢＴＢ）および変色域調整剤（Ｋ2ＣＯ3）の濃度とともに、下記表にまとめる。
【0063】
【表10】
【0064】
上記表に示されるように、ＢＴＢ濃度０．６～０．７ｍＭ、Ｋ2ＣＯ3濃度０．５０９Ｍであって、（ＢＴＢ濃度／Ｋ2ＣＯ3濃度）が１．２～１．４の染色液を用いた場合、短時間でｐＨを判定することができる。しかも、呈色の差が小さく、Ｍアルカリ度の補正なしに、Ｍアルカリ度の異なる水道水のｐＨを判定することができる。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．２０～０．２４ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｋ2ＣＯ3濃度は０．１７ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／Ｋ2ＣＯ3濃度）は１．２～１．４と算出される。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．２０～０．２４ｍｍｏｌ／ｍ2、Ｋ2ＣＯ3濃度は０．１７ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／Ｋ2ＣＯ3濃度）は１．２～１．４と算出される。
【0065】
変色域調整剤としてＬｉＣＯ3を用いて作製した試験紙の呈色結果を、指示薬（ＢＴＢ）および変色域調整剤（ＬｉＣＯ3）の濃度とともに、下記表にまとめる。
【0066】
【表11】
【0067】
上記表に示されるように、ＢＴＢ濃度０．５～０．８ｍＭ、ＬｉＣＯ3濃度０．５０９Ｍであって、（ＢＴＢ濃度／ＬｉＣＯ3濃度）が１．０～１．６の染色液を用いた場合、短時間でｐＨを判定することができる。しかも、呈色の差が小さく、Ｍアルカリ度の補正なしに、Ｍアルカリ度の異なる水道水のｐＨを判定することができる。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．１７～０．２７ｍｍｏｌ／ｍ2、ＬｉＣＯ3濃度は０．１７ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／ＬｉＣＯ3濃度）は１．０～１．６と算出される。
こうした染色液を含浸して作製された試験紙においては、ＢＴＢ濃度は０．１７～０．２７ｍｍｏｌ／ｍ2、ＬｉＣＯ3濃度は０．１７ｍｍｏｌ／ｍ2、（ＢＴＢ濃度／ＬｉＣＯ3濃度）は１．０～１．６と算出される。
【0068】
自然水のＭアルカリ度の主成分である炭酸塩と炭酸水素塩をアルカリに用いることで、試験紙内で水道水のＭアルカリ度を調整し、補正なしでｐＨ判定が可能となった。炭酸塩、炭酸水素塩は、変則域調整剤とＭアルカリ度の調整剤の２つの役割を果たしていると推測される。
【0069】
比較のために、下記処方の染色液を用いて試験紙を作製した。
メタノール ５０ｍＬ
ＢＴＢ ０．０２１６ｇ（０．７ｍＭ）
1/2ON ＮａＯＨ １ｍＬ（１．０ｍＭ）
得られた試験紙を用いて、上述と同様に２種の検液のｐＨを判定し、呈色の差を調べた。その結果を、下記表に示す。
メタノール ５０ｍＬ
ＢＴＢ ０．０２１６ｇ（０．７ｍＭ）
1/2ON ＮａＯＨ １ｍＬ（１．０ｍＭ）
得られた試験紙を用いて、上述と同様に２種の検液のｐＨを判定し、呈色の差を調べた。その結果を、下記表に示す。
【0070】
【表12】
【0071】
炭酸塩または炭酸水素塩が含有されない染色液を用いて作製された試験紙の場合には、Ｍアルカリ度の異なる水道水での呈色の差が、１ランクを超えてしまう。したがって、Ｍアルカリ度の補正が必要であることが確認された。