DE3029153A1

DE3029153A1 - Verfahren zur herstellung einer gaspermeablen polymermembran fuer analysengeraete und nach diesem verfahrrn hergestellte membram

Info

Publication number: DE3029153A1
Application number: DE19803029153
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr.rer.nat. 7500 Karlsruhe Ecker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-07-31
Filing date: 1980-07-31
Publication date: 1982-03-04
Also published as: JPS57110304A

Description

Verfahren zur Herstellung einer gaspermeablen Poly-
mermenbran für Analysengeräte und nach diesem Verfahren hergestellte Membran Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer gaspermeablen Polymermembran für Analysengeräte.
Bei derartigen Analysengeräten nach dem Permeationsprinzip wird die eigentliche Meßzelle von dem zu messenden Medium durch eine gaspermeable Wand getrennt.
Das durch diese Wand permeierende Gas wird in der eigentlichen Meßzelle entweder direkt oder nach einer chemischen oder elektrochemischen Umsetzung indirekt gemessen.
Beispielsweise bei Geräten zur Bestimmung des Gelöst-Sauerstoffgehalts mit amperometrischer Messung oder des Kohlendioxydgehalts mit pH-Messung in der eigentlichen Meßzelle werden gaspermeable Membranen aus Polytetrafluoräthylen oder anderen Polymermaterialien mit einer Fläche von 1 bis 5 cm2 und einer Dicke zwischen 10 und 100 /um verwendet. Die mangelnde mechanische Stabilität solcher Membranen führt immer wieder zu Problemen, die die Genauigkeit der Messung negativ beeinflussen.
Silikonkautschuk, ein für derartige Membranen besonders geeignetes Polymermaterial, ist wegen seiner geringen mechanischen Festigkeit nur als relativ dicke Folie größer 100 /um einsetzbar. Die Ansprechzeit für ein Meßsignal - 0 bis 90 % einer Sprungfunktion - beträgt dann mehrere Minuten.
Es besteht demgemäß die Aufgabe, eine gaspermeable Membran für Analysenzwecke zu schaffen, die den folgenden Anforderungen genügt: - große wirksame Fläche zur Erzielung einer möglichst hohen Permeationsrate - geringe Dicke, um Ansprechzeiten in der Größenordnung von einigen Sekunden zu erreichen - hohe mechanische Festigkeit, um den Einsatz in wartungsarmen Prozeßgeräten zu ermöglichen - möglichst einfaches Herstellungsverfahren.
Ein einfaches und für die Großserie besonders geeignetes Herstellungsverfahren w -<-~ erfindungsgemäß darin gesehen, daß auf eine Metall- oder Glasscheibe von 30 /um bis 300 /um Dicke einseitig eine gaspermeable Polymerschicht von 1 /um bis 25 /um Dicke aufgebracht und dann durch Entfernen einer Vielzahl von Teilflächen von der nichtbeschichteten Seite her die Scheibe siebartig durchbrochen wird. Die Entfernung der Teilflächen kann durch eine der üblichen Ätztechniken geschehen, wie sie z.B. bei der Herstellung von Leiterplatten gebräuchlich sind. Es lassen sich nach diesem Verfahren Membranen in allen Größen und Umrißformen herstellen.
Die Summe der zu entfernenden Teilflächen der Metall-oder Glasscheibe entspricht der erforderlichen Größe der Permeationsfläche.
Solche großflächige Membranen mit hoher Permeationsrate weisen eine gute mechanische Stabilität auf; die dünne Polymerschicht erlaubt Ansprechzeiten von wenigen Sekunden.
In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel einer nach dem Verfahren hergestellten Membran schematisch dargestellt.
Eine Metallscheibe 1, deren Dicke d1 30 bis 300 jiim beträgt, ist auf einer Seitenfläche mit einer gaspermeablen Polymerschicht 2, beispielsweise Silikonkautschuk, versehen. Die Dicke d2 der Polymerschicht 2 liegt je nach Ausführung und Anwendungszweck zwischen 1 und 25 /um.
Aus der Metallscheibe 1 wurden eine Vielzahl von Teilflächen f1 bis fn entfernt, hier eine Vielzahl von Kreis flächen, so daß die Metallscheibe eine siebartige Struktur aufweist. Sie dient so als Träger für die gaspermeable Membran, deren wirksame Permeationsfläche sich aus der Summe aller Teilflächen f1 bis fn zusammensetzt.
In der Praxis lassen sich mit den bekannten Ätztechniken weitaus feinere Sieb strukturen beliebiger Form erzielen, als hier zeichnerisch darstellbar ist.
1 Figur 2 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung einer gaspermeablen Polymermembran für Analysengeräte, d. a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß auf eine Metall- oder Glasscheibe (1) von 30 /um bis 300 /um Dicke einseitig eine gaspermeable Polymerschicht (2) von 1 /um bis 25 /um Dicke aufgebracht und dann durch Entfernen einer Vielzahl von Teilflächen (~1 bis fn) die Metall-oder Glasscheibe (1) siebartig durchbrochen wird.
2. Gaspermeable Polymermembran für Analysengeräte, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine gaspermeable Polymerschicht (2) mit einer Dicke (d2) zwischen 1 /um und 25 /um mit einer Seitenfläche einer siebartig durchbrochenen Metall- oder Glasscheibe (1) von 30 /um bis 300 /um Dicke (d1) als Träger verbunden ist.