JPS62272151A - ガルバニ電池式酸素センサの製造法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明はガルバニ電池式酸素センサの製造法に関するも
のである。さらに詳しくは、本発明はプラスチック製の
容器を用いるガルバニ電池式酸素センサの製造法に関す
るものである。

従来の技術 従来のガルバニ電池式酸素センサは一般に、酸素の電Ｍ
還元反応をつかさどる触媒電極からなる正極と、電極か
らなる負極と、水酸１ヒアルカリの水溶液あるいは何礪
酸と右は酸塩との混合水溶液などからなる電解液と、酸
素の拡散を抑制し、かつ電解液の漏出を防止するための
フッ素樹脂製の隔膜と、これらのセンサ構成要素を収納
するプラスチック製容器とから構成されている（例えば
、特公昭５４−３！１１１１号公報、特開昭５８−１８
７８４（ｉ号公報参照）。

発明が解決しようとする問題点 上記ガルバニ電池式酸素センサを構成するプラスチック
製容器は、その材質および肉ルにもよるが、多かれ少な
かれ水蒸気透過性をもっている。

したがって酸素レンｔすの長期の作動の間には、電Ｍ液
中の水分が減少したり、増加したりＪる。電解液中の水
分が減少した呪合には、センサの内圧が低下すると共に
、電解液の０極の鉛の放電生成物に対する溶解能力が低
下する。センサの内圧が低下すると、隔膜と正極とを接
触させるクイブのセンサの場合には、隔膜が内側に湾曲
し、隔膜と正極との密着度が増し、そのために隔膜と正
極との間に介αせる電解液が個渇し、正極の反応サイト
が極端に少なくなり、ついには正（石での酸素の電解還
元反応が起こらなくなって、センサ＊ｔｉｉ７が尽きる
。また隔膜と正極とが一体に接合されているタイプのセ
ンサの場合には、隔膜−正極接合体が内側に湾曲し、正
極が隔膜から剥離したり、接合体端部からの電解液の漏
出の原因になる。

一方、一般に負極の重陽反応は、電解液として水酸化ア
ルカリの水溶液を用いた場合には、Ｐｂ　＋２０Ｈ−−
Ｐｂ　Ｏ＋Ｈｚ　Ｏ＋２ｃ　−となり、酸性電解液を用
いた場合には、Ｐｂ　　＋＋１２　　０−Ｐｂ　　Ｏ＋
２ｔｌ”　　　＋２０　−となるとされているが、ガル
バニ電池式酸素セン１すの１ｒ命は上述の負極反応生成
物であるＰｂＯの電解液への溶解度によって決まってく
る。しがるにガルバニ電池式酸素センサの電解液ａ麿は
、その作動初期においてＰｂＯに対する溶解度が最大に
なるようにＷＪ装されているのが普通であるが、電解液
の水分が減少すると、電解液濃度が高くなりすぎて、Ｐ
ｂＯの溶解度も減少し、それだけ寿命が早く尽きる。

これに対して、電解液中の水分が増加すると、酸素セン
サ°の内圧が上界し、隔膜の端部からの電解液の漏出が
起こりやすくなる。また隔膜と正也とを接触させるタイ
プの構造の酸素センサの場合には、隔膜と正極との間の
間隙が大きくなりすぎるため、酸素の正極表面への到達
速度が遅くなり、正極の分極特性が劣化し、ついには酸
素セン會すの出力電圧と酸素濃度との直線性がなくなる
という問題が起こる。

また電解液の水分が増大すると、電解液ｉ１′１度が低
下し、ＰｂＯの溶解度も減少し、それだけセンサの寿命
が短くなる。

問題点を解決するための手段 本発明４よプラスチック類の容器の表面に、先ずアルミ
ニウム、ニッケル、クロムなどの金属を蒸着し、しかる
後に熱収縮性プラスチックブユーブをｗｉｔ、、加熱し
てこの熱収縮性プラスチックチューブを熱収縮させるこ
とにより、プラスチック類の容器を通しての水蒸気の透
過を防止し、併せて上述の如き問題点を解決せんとする
ものである。

作　　用 従来の水酸化アルカリの水溶液を電解液としたガルバニ
電池式酸素センサの寿命は約１年と短かった。このよう
な短寿命の酸素センサにおいては、プラスチック製容器
を介しての水蒸気の透過と、それに伴なう−Ｌ述の如き
様々な問題点は顕在化しなかった。これに対して本発明
者らは、電解液としてＰＨが４〜７の範囲の′ｊ′ｉ機
酸と有機酸塩どの混合水溶液を用いることによって、ガ
ルバニ電池式酸素センサの野命が１０年あるいはてれ以
上になり得ることを発見したく特開昭５８−１８７８４
６号公報参照）。

このような長寿命のＭ素ヒンサの登場によって、始めて
上述の如きプラスチック類の容器の水蒸気の透過性が問
題となることがわかった。それが証拠に従来のガルバニ
電池式酸素センサの場合には、プラスチック類の容器に
は水蒸気の透過を防止するための何らの耐応も処置もな
されていない。

いずれにしても、ガルバニ電池式酸素センサのプラスチ
ック製容器の材質として、例えばＡＢＳ樹脂を用いた場
合、６０℃にお番ノろ水の透過係数は２Ｘ１０　　’Ｊ
・ｍｒｎ／　、媚・日・ａｔｍであるのに対し、本発明
方法のようにプラスチック製容器表面へのアルミニウム
、ニッケル、クロムなどの金属の蒸ｔによって、水の透
過係数はほとんどＯになる。

なお、本発明方法におけるｆＬ属の蒸着を行った１１Ａ
の熱収縮性プラスチックチューブの被覆は、金属ＭＷ膜
を強固に保持するためのものである。

実施例 以下、本発明の一実施例について詳述づる。

図は本発明の一実施例によって製造されたガルバニ電池
式酸素センサの断面構造を示す。円筒状でＡ８Ｓ樹脂製
の容器本体１とＡＢＳ樹脂製の容器蓋２との間に、押え
ｔ＆　３　、０リング４，４フフ化エチレン−６フツ化
ブＯピレンコポリマからなる隔１１！、３５と、この隔
膜５に一体に接合されている金からなる正極６、ｉ電体
としてのカーボンベーパ７、同じく集電体としてのチタ
ン線８が挟持されている。また容器本体１内に酢酸と酢
酸カリと酢酸鉛との混合水溶液からなる電解′ａ９およ
び鉛からなる負極１０が収納されている。また正極６と
負極１０とはセンサ外部で、抵抗１１およびサーミスタ
１２を介して接続されている。このようなガルバニ電池
式酸素センサの容器本体１および容器蓋２のそれぞれ側
面にアルミニラ１８を真空蒸着してアルミニウム蒸ＩＩ
膜層１３．１３′を設けた。次いでその上にポリ塩化ビ
ニル製の熱収縮性チューブ１４を被覆し、加熱して熱収
縮させた。

かくして得られたガルバニ電池式酸素センサを温度が６
０℃、相対湿度が１０％という、通常Ｍ素センサが使用
される雰囲気よりはるかに過酷な条件下におき、テスト
したところ、１５０日後の電解液中の水分の減少割合は
２％にすぎず、酸ｉｔ−ンナの出力特性にも何らの異常
も認められなかった。

これに対し、比較のために、本発明実施例におけるアル
ミニウム蒸着膜Ｊｉ１３，１３’と熱収縮性チューブ１
４を被覆しない場合の従来型ガルノぐ二ｍ池式酸素セン
サを同様の条件でデス１−シたところ、１５０日後の電
解液中の水分の減少割合が６５％にもなり、センサ出力
も大幅に低下し、寿命が尽きた。

発明の効果 以上述べたように本発明によれば、プラスチック製の容
器を用いるガルバニ電池式酸素センサにおいて、長期間
にわたって電解液の減少および増加を防止し、セン１す
出力特性ら良好に維持することが可能という優れた利点
を秦することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例にかかる製造法によって得られた
ガルバニ電池式酸素センサの断面構造を示１図である。 １・・・容器本体、２・・・容器蓋、５・・・隔膜、６
・・・正極、９・・・電解液、１０・・・負極、１３．
１３４・・アルミニウム蒸着膜層、１４・・・熱収縮性
ヂューブー−−７゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラスチック製の容器を用いるガルバニ電池式酸素セン
   サのプラスチック容器表面に予めアルミニウムなどの金
   属を蒸着せしめ、その上に熱収縮性プラスチックチュー
   ブを被覆し、熱収縮せしめることを特徴とするガルバニ
   電池式酸素センサの製造法。