JPS6010164A - 流通型イオンセンサ体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、特定のイオン濃度を選択的に測定することが
出来るイオンセンサ休に関する。

更に詳しくば、イオン感応胛の密着性が他れ。

従って、安定な電位を示し、長寿命である流通型イオン
センサ体に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

イオン選択性電極は従来より液中の管足のイオンの濃度
を選択的に定量出来るという特色があり。

これまでも、特定イオンの濃度のモニタ、水質分析など
の広い分野において使用されてきた。

これは１例えば、陽イオン選択性電極の場合に対象とす
る陽イオンの活量ａ　と陽イオン選択性＋ 亀４夕が示す電位Ｅとの間には。

Ｅ　＝Ｅ’＋２．３０３（ＲＴ／ｚＦ）１０ｇ　ａ　（
１）十 のように、また、陰イオン選択性電極の場合には対象と
するｌｔ：’ｔ、イオンの活ｆＬ　ａ−と陰イオン選択
性電極が示す電位との間には、 Ｅ　＝　Ｅ’　−２，３０３（几Ｔ／　ｚＦ　）　１０
ｇ　ａ　−−（２）のように活：甲の対数と電位とが比
例する関係が成立しているので、電位の測定値から目的
とするイオンの活量が簡単に計３・ｆ出来る。

尚、前記（１１式および（２）式において、Ｒは気体定
数、Ｔは絶対温度、２はイオン価、Ｆはファラデ一定数
、Ｅｏは系の標準鵠゛極電位である。

このように、イオン選択性電極を用いれば電位を測定す
るだけで広い濃度範囲でのイオン濃度の定量が可能とな
る。また、イオン選択性電極を用い、電極部を小型にす
れば少量のサンプルでの測定が可能となる。このように
、イオン選択性７Ｗ極は便利なので、最近ではこれを医
療用、特に、血液中に存在するイオン、例えば、Ｎａ　
、　Ｋ　。

ＣＩ　などの各種イオンの定量に用いる試みが盛んにな
っている。

また、実際に、前記イオン選択性電極を用いた分析装置
が多種卿考案されており、血液等の医療用の分析装置と
して、その用途が広まりつつある。

これらのイオン選択性電極のうち、最近、内部電解質溶
液がなく、金属北直接、イオン感応膜を形成した部系な
構造のイオン選択性鏡極が、特に。

電極の製造、取扱、保守岬が簡単なため、注目を浴びて
いる。

また、被測定液中の複数の押船のイオンのそれぞれの濃
度を速続的に測定する方法として、ａｊ＋１＋定液の流
通路に複数のイオン選択性γｔノ、極を並設し。

各々の電極からの電気信号を解析する。所謂、フローセ
ル方式が便利であるととが知られている。

更に、最近、上記内部電解質溶液を有しないイオン選択
性電極を一体的にフローセル方式で結合せしめた流通型
イオンセンサ体が開発されている。

この流通型イオンセンサ体は、被測定液の流通路面が複
数のイオン選択性？ａ、極の電極面によって措成されて
いるため、小型かつ多機能となり、しかも、イオン分析
に要する被測定液量が少量で足りるという利点を有して
いる。

かかる流通型イオンセンサ体としては、金、銀等のｙ−
１金続のパイプをイオン感応膜で被覆したものが知られ
ている。

然しなから、貴金属のパイプから成る流通型イオンセン
サ体は、多量の貴金属材料を使用するので高価であり、
しかも、金属とイオン感応膜との間の密着性が悪く、寿
命が短いという欠点を有していた。

このため、金１１・ｉ）パイプの代りに、プラスチック
板の板面に被測定液が流通する貫通孔を設け、この貫通
孔内面の一部に金属薄膜な被着させたものを使用した電
極が提案されている。

プラスチック板を用いる流通型イオンセンサ体にあって
目、金属材料の使用量が少ないので廉価となり、しかも
、イオン感応膜を金属面のみならす、金属ｆ：１冒二１
４７接するプラスチック面にも広けて被損せしめること
によって、イオン感応膜の密着性の改善を期１：！ｊす
ることが出来る。

このような目的で、今日まで用いられてきたプラスチッ
ク板は、アクリル樹脂、フェノールｔｌｂ・１脂、エポ
キシ樹脂等であった。

然しなから、これらプラスチック板とイオン感応膜基材
のポリ塩化ビニル樹脂願との密着性は期待されたほど良
好ではなく、しばしば剥離を起し。

被測定液が金属板に短絡することによって電位が不安定
となり、イオンセンサ体の寿命を著しく低下せしめると
いう問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は、イオン感応膜の密着性が優れ、従って、安定
な電位を示し、長寿命である流通型イオンセンサ体を提
供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明者らは上記目的を達成すべく、鋭意研究を重ねた
結果、絶縁材料の板に穿設された貫通孔を被測定液の流
通路とする流通型イオンセンサ侶・において、絶縁材料
の板の両側に貫通孔の穿設されたポリ塩化ビニル系樹脂
板を配設し、その表面にポリ塩化ビニル系樹脂膜からな
るイオン感応痕を塗布するとイオン感応膜の密着性が著
しく改善される事実を見い出し、本発明を完成した。即
ち、本発明の流通型イオンセンナ体は、絶縁材料からな
る板に穿設された貫通孔に沿って、該貫通孔の内周面の
少なくとも一部を形成するように配設された。ｖ′１電
部利と；該絶Ｋａ　Ｃ１’　ＩＩの板の両側に配設され
た貫通孔のあるポリ塩化ビニル系樹脂板と；該絶＆１　
）ｒＡ旧の板に穿設された貫通孔の内周面を形成する導
電部拐表面、該導電部材表面に隣接する給綿材料の板表
面および該絶縁利料の板の両側に配設されたポリ塩化ビ
ニル系樹脂板の少なくとも一部を被４ちしたポリ塩化ビ
ニル系樹脂膜からなるイオン感応膜と；上記導電部利に
接続されたり−ド紳とから成る複数のイオン選択性電接
が：電気絶縁ｇ１！材を介して、それぞれの貫通孔が被
測定液のδ１１通銘４形成するべく相互に一体的に連結
されていることを特徴とする。

次に５本発明のイオンセンナ体を図面を参照しながら説
１明する。

第１１ルジ、大発明に係るナトリウムイオン選択性電極
の一態様の断面概念図である。

図中、エポキシ樹脂板１１の中心部には貫通孔１２が穿
設されており１貫通孔１２に沿って被着された銀１３は
該貫通孔１２の内周面の一部を形成しＣいる。

この銀１３の該表面は塩化銀層１４で岱ゎれている。

尚、エポキシ樹脂板１１の両側はポリ塩化ビニル系樹脂
からなるリング１５が埋設されるような４’Ｍ造とした
。

本発明において、ポリ塩化ビニル系樹脂からなるリング
１５はイオン感応膜基材のポリ塩化ビニル系樹脂膜の密
着性を改善する役割をなす必須の４１１１成要素であり
、その形状はリング状にこだわらず四角形、三角形、星
形等いずれのものでもよい。

又、その配設法も埋設にこだわらずネジ止め等のいかな
る手段でもよい。この塩化銀層１４とエポキシ樹脂板１
１とポリ塩化ビニル系樹脂リング１５とからなる貫通孔
１２の内周面はポリ塩化ビニル樹脂とモネンシンと可塑
剤のオルトントロフェニルオクチルエーテルとからなる
イオン感応膜１６で被弘され１貫通孔１２内を流れる゛
被測定液のイオンｊ“’ｉ　ｆｆｆｌｌｌｌ定而を形成
して面る。

第２図は１本発明の好適態様に於いて用いられる照合電
極の一態様の断面概念図である。

図中、エポキシ樹脂板２１の中心部には貫通孔２２が穿
設されており、声通孔２２に沿って被着された銀２３は
該ｆｔ通孔の内周面の一部を形成している。

エポキシ樹脂板２１の両側はポリ塩化ビニル系樹脂リン
グ２５が埋設されている。この塩化銀層２４とエポキシ
樹脂板２１とポリ塩化ビニル系樹脂リング２５とからな
るＪｊ通孔２２の内周面は塩化カリウムを含むポリ塩什
ビニル系樹脂膜２６で被橙され、このポリ塩化ビニル系
４１脂が２６はシリコーン系高分子の保護膜２７によっ
て保護されている。

第３図は本発明のイオンセンナ体の一態様の断面を示す
概念Ｎである。

図中、杓号３１　、３２　、３３および３４はそれぞれ
。

ナトリウム、カリウム、塩素イオン選択性電極および照
合弗、極を表す。

これらイオン選択性ｔｈ極３１．３２．３３および照合
Ｔ４４％　３４　ｋ’ｒ、　％　％　Ｍｌ’　Ｉｑ、音
１−ｔｒ）８３５を介して、それぞれの貫通孔が被測定
液の流通路を形成するべく相互に一体的に連結されてい
る。

更に、この流通型イオンセンナ体は、該貫通孔と連結す
る被測定液流入口３６および被測定液流出を外部に導出
する電気信号出力口を有する外装３９で囲繞されている
。

それぞれのイオン選択性電４ヶのイオン感応膜部を形成
するには１例えば１次のような方法を用いることができ
る（第１図を用いて説明する）。

先ず、ポリ塩化ビニル系樹脂とモネンシン、パリノマイ
シン、第４級アンモニウム塩等のイオン選択物質とアジ
ピン酸ジオクチル、フタル酸ジオクチル、オルトニトロ
フェニルオクチルエーテル等の可塑剤とをテトラヒドロ
フラン等の溶媒に溶解せしめて、イオン感応膜形成溶液
を杓る。

次に、この溶液をエポキシ樹脂板１１の貫通孔１２と塩
化銀層１４およびポリ塩化ビニル糸わ１脂リング１５の
内周面に塗布し、乾燥せしめると、イオン感応膜層が得
られる。

本発明に於いては、ポリ塩化ビニル系樹脂リング１５に
ポリ塩化ビニル系樹脂からなるイオン感応膜１６を被覆
せしめるのでその密着性は極めて良好である。特に、ポ
リ塩化ビニル系リングにテトラヒドロフラン等の溶媒を
含むイオン感応膜形成溶液を塗布してイオン感応Ｊｌす
＼１６を形成せしめると、溶媒によってポリ塩化ビニル
系樹脂リング１５の表面層が溶）灯し、イオン感応膜１
６との密着性を一層高めることになる。

〔発明の効果〕

本発明のイオンセンサ体はイオン感応膜の密着性が優れ
、従って、安定な電位を示し、長寿命であるという効果
を奏し、その工業的価値は極めて大である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の流通型イオンセンサ体を実施例に沿って
詳説する。

実施例および比較例 直径１５朋ψ、厚さ３駅のエポキシ樹脂製円板の中心に
穿設された２、５關φの貫通孔を中心にして直径６朋、
深さ９．５ｘｍのへこみ部をエポキシ樹脂製円板の両側
に設けて５貫通孔の内周面の一部にリード線が接続され
た露出面積２４　ｍｍ　’、厚さＵ、　１朋の銀層を被
着せしめた後、この釧を陽極にして電解法によって銀層
表面に塩化銀層をイＲた。次に外径５．８ｍｍ、内径３
龍、厚さ９．５ｍｍのポリ塩化ビニル樹脂リングをエポ
キシ樹脂製円板の両側のへこみ部にはめ込んだ。このよ
うにして産油孔内周面に塩化銀を配設したエポキシ樹脂
製円板を４枚用意した。

一方、テトラヒドロフラン２０　ｇに、それぞれ。

ポリ塩化ビニル樹脂１ｇ、オルトニトロフェニルオクチ
ルエーテル２ｇ、モネンシン１３０ｍｇを１容解させて
ナトリウムイオン感応膜形成溶液、ポリ塩化ビニル樹脂
１．１ｇ、アジピン酔ジオクチル１．７ｇ、カリウムテ
トラフェニルポレート２ｍｇ、パリノマイシン１０　ｍ
　ｇを溶解させてカリウムイオン感応膜形成溶液、ポリ
塩化ビニル樹脂１．５ｇ、メチルトリドデシルアンモニ
ウムクロライド５００ｍｇを溶解させて塩素イオン感応
膜形成溶液を調ｆｉｊ、ｌ！　した。

次に、得られたナトリウム、カリウム、塩素の各イオン
感応膜形成溶液を、それぞれ上記３枚のエポキシ樹脂製
円板の貫通孔とポリ塩化ビニル製リングの内周面に塗布
し、乾燥し、膜厚３００μｍのイオン感応膜を形成せし
め１本発明に係るイオン選択性電極を得た。残りの１枚
のエポキシ樹脂円板、塩化カリウムを含有するポリ塩化
ビニル膜１（２００μｍ）の上にシリコーンゴム膜（Ｒ
ＴＶ）　！（１００μｍ）を同様な方法で形成せしめ照
合電極と″した。

これらイオン選択性電゛極と照合電極を、直径１５闘φ
、厚さ３題のシリコーン・ゴム製円板の中心に２．５　
ｍｍψの貫通孔が穿設された絶縁部材を介して、第３図
に示すようにそれぞれの貫通孔が被測定液の流通路を形
成するべく相互に一体的に連結せしめ１本発明のイオン
センサ体を得た。

一方、比較のため、ポリ塩化ビニル樹脂製リングの代り
に、エポキシ樹脂製リングを用いたこと以外は上記と同
一の方法によって比較用イオンセンサ体を作成した。

次に、以上の様にして作成した本発明および比較用のイ
オンセンサ体の被測定液流通路にナトリウム、カリウム
、塩素の各イオンを５０ｍｍｏｌ　／ｌ含む溶液を連続
的に通し、寿命試験を行った。

その結果１本発明のイオンセンサ体は２３０日間連続測
定しても正常な測定値を示したが、比較用のイオンセン
サ体は１１日間以内でイオン感応膜が剥離し、イオン濃
度の測定が不能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明に係るナトリウムイオン選択性電極の
一態様の断面概念図である。 第２図は１本発明の好適態様に於いて用いられる照合電
極の一態様の断面概念図である。 第３図は本発明のイオンセンサ体の一態様の断面を示す
概念図である。 １１．２１・・・エポキシ樹脂板、１２．２２・・・貫
通孔。 １３．２３・・・銀板、　１４％２４・・・塩化銀層。 １５．２５・・・ポリ塩化ビニル樹脂製リング、１６・
・・イオン感応膜、 ２６・・ＫＣｌ含有ポリ塩化ビニル８１脂〃マ。 ２７・・シリコン系高分子保護膜。 ３１・・・ナトリウムイオン選択性昂極、３２・・・カ
リウムイオン選択性重積、３３・・」４Ｎ、　ｋ、’　
／ｒオン選択性汁梗、３４・・・照合電極、３５　−シ
リコーンゴム製Ｐ絆部材。 ３６・・・被測定液流入口、３７・・・被測定液出口。 代仰人弁理士則　近憲佑　（化１名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁材料で形成された板に穿設された貫通孔に沿
   って、該貫通孔の内周面の少なくとも一部を形成するよ
   うに配設された導電部材と；該絶縁材料の板の両側に配
   設された貫通孔のあるポリ塩化ビニル系樹脂板と；該絶
   縁材料の板に穿設された貫通孔の内面を形成する導電′
   部拐表面、該導電部１表面に隣接する絶縁材料の板表面
   および該絶縁材料の板の両側に配設されたポリ塩化ビニ
   ル系樹脂板の少なくとも一部を被世したポリ塩化ビニル
   系樹脂膜からなるイオン感応服と；上記導電部材に接続
   されたリード線とから成る複数のイオン選択性電極が： 箪気絶り部材を介して、それぞれの貫通孔が被測定液の
   流通路を形成するべく相互に一体的に連結されているこ
   とを特徴とする流通型イオンセンサ体。
2. （２）　プラスチック板に穿設された貫通孔の内周面に
   設けられた照合電極が上記複数のイオン選択性電極と共
   に電気絶縁部材を介して、それぞれの貫通孔が被測定液
   の流通路を形成するべく相互性一体的に連結されている
   特許請求の範囲第１項記載の流通型イオンセンナ体。