JP2002090325A - Filter for sensor, sensor cover, sensor and filter film - Google Patents

Filter for sensor, sensor cover, sensor and filter film

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JP2002090325A
JP2002090325A JP2000278192A JP2000278192A JP2002090325A JP 2002090325 A JP2002090325 A JP 2002090325A JP 2000278192 A JP2000278192 A JP 2000278192A JP 2000278192 A JP2000278192 A JP 2000278192A JP 2002090325 A JP2002090325 A JP 2002090325A
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JP
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sensor
water
filter
soluble
polymer
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JP2000278192A
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Japanese (ja)
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Akira Shibue
明 渋江
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TDK Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a filter for sensor, a sensor cover, a sensor having them, and a filter film for functioning stably with high accuracy over a long time without disturbing the responsiveness of a sensor element. SOLUTION: This filter for sensor is formed in alternately laminated structure of films containing a water-soluble cation type polymer and a water-soluble anion type polymer in a humidity sensor cover for protecting the sensor.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスセンサ用フィ
ルターに関するものであり、さらに詳細には、雰囲気中
のガス濃度を検知、定量するためのガスセンサを各種雰
囲気で安定的に作動させるための保護カバーに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter for a gas sensor, and more particularly, to a protective cover for stably operating a gas sensor for detecting and quantifying a gas concentration in an atmosphere in various atmospheres. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、湿度センサ、二酸化炭素センサ、
酸素センサ、有害ガスセンサ、可燃性ガスセンサ等、種
々のガスセンサが実用化され多くの分野で用いられるよ
うになってきている。民生用には、環境の計測制御用や
防災用、ホームエレクトロニクス用、カーエレクトロニ
クス用等が、産業用にはプロセス制御用、防災用等があ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, humidity sensors, carbon dioxide sensors,
Various gas sensors, such as an oxygen sensor, a harmful gas sensor, and a flammable gas sensor, have been put to practical use and used in many fields. For consumer use, there are those for environmental measurement control and disaster prevention, for home electronics and car electronics, and for industrial use there are for process control and disaster prevention.

【0003】接触燃焼式可燃性ガスセンサは、1920
年代に炭坑などの爆発事故に対する警報機としていち早
く実用化され、その後半導体式可燃性ガスセンサとして
有害ガスや可燃性ガスが検出されてきた。
[0003] A combustible gas sensor of the contact combustion type is disclosed in 1920.
In the 1980s, it was first put into practical use as an alarm for explosion accidents in coal mines, etc., and subsequently harmful and flammable gases were detected as semiconductor-type flammable gas sensors.

【0004】一方、その他のガスも、電気抵抗値などの
電気特性の変化を計測する方式や電流計測などの電気化
学式のもの、さらには表面電位の変化を計測する方式な
どで実用化された。
On the other hand, other gases have been put into practical use by a method of measuring a change in electric characteristics such as an electric resistance value, an electrochemical type such as a current measurement, and a method of measuring a change in surface potential.

【0005】例えば、湿度センサとしては、電気抵抗値
などの電気特性の変化により湿度を検出するものが実用
化されている。従来、湿度センサ用材料(感湿材料)と
して、塩化リチウム等の電解質を用いたもの、金属酸化
物を用いたもの、有機高分子化合物を用いたものが知ら
れており、特に第四級アンモニウム塩基を持つ高分子電
解質は、民生用や産業用に広く利用され、高く評価され
ている材料である。
For example, as a humidity sensor, a sensor that detects humidity by a change in electric characteristics such as electric resistance has been put to practical use. Conventionally, as materials for humidity sensors (moisture sensitive materials), those using an electrolyte such as lithium chloride, those using a metal oxide, and those using an organic polymer compound are known. A polymer electrolyte having a base is widely used and widely evaluated for consumer and industrial use.

【0006】ところで、ガスセンサの用途拡大に伴っ
て、使用雰囲気中に含まれる腐食性ガス、油煙など各種
環境下で高い信頼性を示すガスセンサが必要となってい
る。しかし、これらの汚染物がセンサに付着すると、セ
ンサ素子が劣化し、測定が不能になってしまう。また、
液体状の水が付着してもガスセンサは劣化してしまう。
非加熱型のセンサは、腐食性ガスや油煙等を能動的に排
除していないために特に影響を受けやすい。
[0006] With the expansion of applications of gas sensors, gas sensors that exhibit high reliability in various environments such as corrosive gas and oily smoke contained in the use atmosphere are required. However, when these contaminants adhere to the sensor, the sensor element deteriorates, and measurement becomes impossible. Also,
Even if liquid water adheres, the gas sensor deteriorates.
Non-heated sensors are particularly susceptible because they do not actively eliminate corrosive gases, oily smoke, and the like.

【0007】腐食性ガスとしては、二酸化硫黄、塩化水
素、一酸化窒素、二酸化窒素、硫化水素、オゾン、アン
モニア、塩素等がある。中でも、二酸化硫黄や二酸化窒
素は、湿気の水分と化学反応を起こしてそれぞれ亜硫酸
や硝酸を生成するため、特に高湿下では、ガスセンサを
激しく劣化させてしまう。
As corrosive gases, there are sulfur dioxide, hydrogen chloride, nitrogen monoxide, nitrogen dioxide, hydrogen sulfide, ozone, ammonia, chlorine and the like. Above all, sulfur dioxide and nitrogen dioxide cause a chemical reaction with moisture in moisture to generate sulfurous acid and nitric acid, respectively, so that the gas sensor is severely deteriorated particularly under high humidity.

【0008】また、塩化水素、塩素によってもセンサは
激しく劣化する。このような混合気体中では、センサ材
料がSO2 - 、NO3 - 、Cl- により酸化されてしまっ
たりして劣化してしまうと考えられる。
Further, the sensor is severely deteriorated by hydrogen chloride and chlorine. In such a mixed gas, it is considered that the sensor material is oxidized or deteriorated by SO 2 , NO 3 , and Cl .

【0009】油煙としては、タバコの煙、調理排気中の
油煙等がある。なかでもタバコの煙は、フィルターで捕
集可能な粒子相と通過するガス相からなるが、4000
〜20000種の化学成分からなる複雑なものである。
さらに、室内喫煙により、その濃度は高く、室内環境を
計測するセンサは特にその影響を受けやすい。
Oil smoke includes cigarette smoke, oil smoke in cooking exhaust, and the like. Among them, tobacco smoke is composed of a particulate phase that can be collected by a filter and a gas phase that passes therethrough.
It is a complex one consisting of ~ 20,000 types of chemical components.
Furthermore, due to indoor smoking, the concentration is high, and sensors that measure the indoor environment are particularly susceptible.

【0010】そこで、センサを各種雰囲気下で安定的に
作動させるために、センサカバーを設けることが提唱さ
れている。
Therefore, it has been proposed to provide a sensor cover in order to operate the sensor stably under various atmospheres.

【0011】特開昭61−209348号公報、特開平
2−107958号公報等では、多孔質フィルムの保護
カバーを設けることが提案されている。このような多孔
質の保護カバーは、センサの応答性が実用上問題となる
ことなく、水、粉塵等が感湿部に侵入するのを防止す
る。しかし、この保護カバーは、酸性ガス等腐食性ガス
は除去できないため、素子が劣化し、例えば、高分子電
解質を感湿材料に用いた抵抗値変化型のセンサの場合、
対イオンのイオン交換やポリマ鎖の破壊によって素子が
劣化し、抵抗値が乱れてしまう。
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 61-209348 and 2-107958 have proposed providing a protective cover for a porous film. Such a porous protective cover prevents water, dust and the like from entering the moisture-sensitive portion without causing a practical problem in the response of the sensor. However, since this protective cover cannot remove corrosive gas such as acid gas, the element deteriorates.For example, in the case of a resistance change type sensor using a polymer electrolyte as a moisture-sensitive material,
The device is degraded due to ion exchange of counter ions or breakage of the polymer chain, and the resistance value is disturbed.

【0012】また、特開平2−107958号公報で
は、さらに、多孔質フィルム上に、妨害ガスの透過を阻
止または分解、吸着する炭酸塩、活性炭または炭素繊維
の層を設けることが提案されている。しかし、これらの
物質は、単独では吸着能が低く、センサカバーとしては
不十分である。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-107958 proposes that a layer of a carbonate, activated carbon or carbon fiber which blocks or decomposes and adsorbs an interfering gas is provided on a porous film. . However, these substances alone have low adsorption ability and are insufficient as a sensor cover.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、セン
サ素子の応答性を乱すことなく、長期間に亘って安定し
て、高精度で機能させるためのセンサ用フィルター、セ
ンサカバー、これを有するセンサおよびフィルター膜を
提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a sensor filter, a sensor cover, and a sensor cover that can be operated stably and with high accuracy for a long period of time without disturbing the response of the sensor element. It is to provide a sensor and a filter membrane having.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
の本発明により達成される。 (1) ガスセンサ素子を保護するためのセンサ用フィ
ルターであって、水溶性カチオン型ポリマと水溶性アニ
オン型ポリマとを含有する膜が交互に積層構造を有する
センサ用フィルター。 (2) ガスセンサ素子を保護するためのセンサ用フィ
ルターであって、水溶性カチオン型ポリマと水溶性アニ
オン型ポリマと水溶性ノニオン型ポリマとを含有する膜
が交互に積層構造を有するセンサ用フィルター。 (3) 前記ノニオン型ポリマの層に、貧溶性の塩基性
金属塩を含有する上記(2)のセンサ用フィルター。 (4) 前記水溶性ノニオン型ポリマが、ヒドロキシ
基、アセトアミド基、カルボニルイミド結合およびエー
テル結合の1種以上を有する上記(2)または(3)の
センサ用フィルター。 (5) 前記センサ用フィルターは、前記ガスセンサ素
子の少なくとも2面以上と対向するように配置されてい
る上記(1)〜(4)のいずれかのセンサ用フィルタ
ー。 (6) 前記センサ用フィルターが、前記センサカバー
の窓部に配置されている上記(1)〜(5)のいずれか
のセンサカバー。 (7) 前記センサ用フィルターが、前記センサカバー
の内部に吸着層として設けられている上記(1)〜
(5)のいずれかのセンサカバー。 (8) 上記(1)〜(5)のいずれかのセンサ用フィ
ルターを有するガスセンサ素子。 (9) 水溶性カチオン型ポリマと水溶性アニオン型ポ
リマと水溶性ノニオン型ポリマとを含有する膜が交互に
積層構造を有し、前記ノニオン型ポリマの層に、貧溶性
の塩基性金属塩を含有するフィルター膜。
This and other objects are achieved by the present invention described below. (1) A sensor filter for protecting a gas sensor element, wherein the filter containing a water-soluble cation-type polymer and a water-soluble anion-type polymer has an alternately laminated structure. (2) A sensor filter for protecting a gas sensor element, the sensor filter having a laminated structure in which films containing a water-soluble cationic polymer, a water-soluble anionic polymer, and a water-soluble nonionic polymer are alternately laminated. (3) The sensor filter according to (2), wherein the nonionic polymer layer contains a poorly soluble basic metal salt. (4) The sensor filter according to (2) or (3), wherein the water-soluble nonionic polymer has at least one of a hydroxy group, an acetamido group, a carbonylimide bond, and an ether bond. (5) The sensor filter according to any one of (1) to (4), wherein the sensor filter is arranged to face at least two or more surfaces of the gas sensor element. (6) The sensor cover according to any one of (1) to (5), wherein the sensor filter is disposed in a window of the sensor cover. (7) The above (1) to (1), wherein the sensor filter is provided as an adsorption layer inside the sensor cover.
The sensor cover according to any one of (5). (8) A gas sensor element having the sensor filter according to any one of (1) to (5). (9) A membrane containing a water-soluble cationic polymer, a water-soluble anion polymer and a water-soluble nonionic polymer has a laminated structure alternately, and a poorly soluble basic metal salt is added to the nonionic polymer layer. Filter membrane containing.

【0015】[0015]

【作用】本発明のセンサ用フィルター、センサカバーに
用いられるフィルター膜は、水溶性カチオン型ポリマと
水溶性アニオン型ポリマとを含有する膜を交互積層して
付与し、粒子とガスを吸着し固定する能力を持たせる。
The filter used for the sensor filter and sensor cover of the present invention is formed by alternately laminating membranes containing a water-soluble cationic polymer and a water-soluble anionic polymer, and adsorbs and fixes particles and gas. Have the ability to

【0016】水溶性カチオン型ポリマと水溶性アニオン
型ポリマは、湿気を持つ空気中の腐食性ガスを含む水分
の吸着および保持効率を高めると同時に、帯電した一定
粒径以下の微粒子を効率よく捕集する事が可能となる。
一度水分と共に吸着したガスは内部に浸透し、ガスの性
質に応じてカチオン型ポリマ層またはアニオン型ポリマ
層に保持される。
The water-soluble cationic polymer and the water-soluble anionic polymer improve the adsorption and retention efficiency of water containing corrosive gas in humid air, and at the same time, efficiently capture charged fine particles having a certain particle size or less. It is possible to gather.
The gas once adsorbed with moisture permeates into the inside and is retained in the cationic polymer layer or the anionic polymer layer depending on the properties of the gas.

【0017】カチオン型ポリマ層に保持され易いガスと
しては、アンモニア、アミン類が挙げられ、アニオン型
ポリマ層に保持され易いガスとしては、アセトアルデヒ
ド等のケトン類が挙げられる。
The gases that are easily retained in the cationic polymer layer include ammonia and amines, and the gases that are easily retained in the anionic polymer layer include ketones such as acetaldehyde.

【0018】フィルターに水溶性アニオン型ポリマ膜ま
たはカチオン型ポリマを付与しても、帯電した微粒子の
捕集効率が高まるが、水溶性であるために膜が空気中の
水分でもろくなり崩れやすい。本発明では、交互積層構
造とすることにより膜の強度を高めることが可能となっ
た。
Even if a water-soluble anionic polymer film or cationic polymer is applied to the filter, the collection efficiency of the charged fine particles is increased, but since the film is water-soluble, the film becomes brittle with moisture in the air and easily collapses. In the present invention, it is possible to increase the strength of the film by adopting an alternately laminated structure.

【0019】また交互積層構造にする事で、同一膜の中
でカチオン層とアニオン層が共存し、多くの種類のガス
を吸着保持することが可能となる。
In addition, by adopting an alternately laminated structure, a cation layer and an anion layer coexist in the same film, and it becomes possible to adsorb and hold many kinds of gases.

【0020】さらにアニオン型ポリマ層とカチオン型ポ
リマ層を積層する比率を変えることにより、吸着させる
ガスや微粒子の選択性持たせることが可能となる。例え
ば、代表的な油煙であるタバコの煙の場合は、アニオン
型ポリマ層に対し2倍量のカチオン型ポリマ層を積層さ
せることにより吸着力が最大となる。
Further, by changing the ratio of laminating the anion-type polymer layer and the cationic-type polymer layer, it is possible to impart selectivity to the gas or fine particles to be adsorbed. For example, in the case of cigarette smoke, which is a typical oily smoke, the adsorption power is maximized by laminating twice the amount of the cationic polymer layer with respect to the anionic polymer layer.

【0021】本発明では、フィルター膜に水溶性カチオ
ン型ポリマと水溶性アニオン型ポリマと貧溶性の塩基性
金属塩を含む水溶性ノニオン型ポリマとを含有する膜を
交互に積層させ、吸着したガスのうち腐食性ガスの分解
を行う事で、より耐久性を向上させる事も可能である。
塩基性金属塩は、腐食性ガスの分解を行う。塩基性金属
塩は、酸性の腐食性ガスを中和するものである。用いる
塩基性金属塩は貧溶性であるため、長期間金属塩は溶出
することがない。このため、特に腐食性ガス雰囲気下で
のセンサの耐久性が非常に高くなる。
In the present invention, the filter membrane is formed by alternately laminating a membrane containing a water-soluble cationic polymer, a water-soluble anion polymer, and a water-soluble nonionic polymer containing a poorly soluble basic metal salt, and adsorbing the adsorbed gas. By decomposing the corrosive gas, the durability can be further improved.
Basic metal salts decompose corrosive gases. Basic metal salts neutralize acidic corrosive gases. Since the basic metal salt used is poorly soluble, the metal salt does not elute for a long period of time. For this reason, the durability of the sensor particularly in a corrosive gas atmosphere becomes extremely high.

【0022】腐食性ガスとしては、上記の通り、二酸化
硫黄、塩化水素、一酸化窒素、二酸化窒素、硫化水素、
オゾン、アンモニア、塩素等があり、中でも二酸化硫
黄、塩化水素、二酸化窒素、塩素はセンサを激しく劣化
させる。従来の保護カバーでは、特に二酸化硫黄、二酸
化窒素等を十分に防止できなかった。本発明のセンサカ
バーは、塩基性金属塩と水溶性ノニオン型ポリマとを併
用することによって、これらの腐食性酸性ガスによる劣
化を十分に防止することができる。
As described above, the corrosive gas includes sulfur dioxide, hydrogen chloride, nitrogen monoxide, nitrogen dioxide, hydrogen sulfide,
There are ozone, ammonia, chlorine, and the like, and among them, sulfur dioxide, hydrogen chloride, nitrogen dioxide, and chlorine significantly deteriorate the sensor. The conventional protective cover cannot sufficiently prevent particularly sulfur dioxide, nitrogen dioxide and the like. The sensor cover of the present invention can sufficiently prevent the deterioration due to the corrosive acidic gas by using the basic metal salt and the water-soluble nonionic polymer in combination.

【0023】腐食性ガスの劣化防止は、特に湿度センサ
に有効である。湿度センサは、それ自体で水分を内部に
取り込むため、この水分に溶解した腐食性酸性ガス成分
が内部まで容易に浸透し、侵されやすい。このため、本
発明のフィルター膜を用いることで、湿度センサの寿
命、信頼性を飛躍的に向上させることができる。
The prevention of deterioration of corrosive gas is particularly effective for a humidity sensor. Since the humidity sensor itself takes in moisture inside, the corrosive acidic gas component dissolved in the moisture easily penetrates into the inside and is easily attacked. Therefore, by using the filter membrane of the present invention, the life and reliability of the humidity sensor can be significantly improved.

【0024】これらのフィルターは、圧損がある場合、
センサ素子の応答に影響を及ぼすが、本発明のフィルタ
ー膜はセンサの応答性を乱さない程度の薄さで十分に効
果的であり、素子の応答性に問題はない。また、膜の形
成が溶液によるため、製造も容易である。
When these filters have a pressure loss,
Although the response of the sensor element is affected, the filter membrane of the present invention is sufficiently effective as long as it does not disturb the response of the sensor, and there is no problem in the response of the element. In addition, since the film is formed by a solution, manufacture is easy.

【0025】交互吸着膜のフィルターへの利用に関して
は、白鳥らによって提案されている(「質量制御型交互
吸着膜による高機能フィルタの構築」信学技報7,(11),1
999)。白鳥らは、質量制御型交互吸着法を用いて、ガ
ラス繊維上に電解質ポリマの交互吸着膜を累積すること
により、煙などのコロイド粒子を静電引力により物理吸
着する作用とホルムアルデヒドのガス分子を化学吸着す
る作用を付与する事を提案している。これらは、空気清
浄機のような能動的に空気中の粒子やにおいを捕集する
事を目的としているため、センサ素子を保護するための
カバーやフィルタに応用した記載はない。また、センサ
素子のフィルタとしての具体的検討もなされておらず、
いかなるタイプの素子に有効であるかといった検討もな
されていない。さらに、荷電粒子とにおい分子に限定し
たものであり、腐食性のガスに関する記載はなく、さら
にはこれらガスの中和作用をもたらす、貧溶性の塩基性
金属塩を含む水溶性ノニオン型ポリマも記載されていな
い。
The use of alternate adsorption films for filters has been proposed by Shiratori et al. (“Construction of a high-performance filter using a mass control type alternate adsorption film” IEICE Technical Report 7, (11), 1).
999). Shiratori and colleagues used a mass-controlled alternating adsorption method to accumulate electrolyte polymer alternating adsorption films on glass fibers to physically adsorb colloidal particles such as smoke by electrostatic attraction and to reduce formaldehyde gas molecules. It is proposed to give the effect of chemisorption. Since these are intended to actively collect particles and odors in the air as in an air purifier, there is no description applied to a cover or a filter for protecting the sensor element. In addition, no specific study as a filter of the sensor element has been made,
No consideration has been given to what type of device is effective. Furthermore, it is limited to charged particles and odor molecules, there is no description about corrosive gases, and further, a water-soluble nonionic polymer containing a poorly soluble basic metal salt that brings about a neutralizing action of these gases is also described. It has not been.

【0026】腐食性ガスを除去する方法として、以下の
ようなものが提案されている。特開昭60−20195
5号公報では、インクジェット記録装置に用いる、腐食
性ガス吸着剤とその外側に配されたエアフィルタとを備
えた空気清浄器が開示されている。このものは、亜硫酸
ガス、酸化窒素、塩化水素、塩素、硫化水素等の腐食性
ガスを吸着剤によって除去し、空気中に浮遊している塵
埃、固形物をエアフィルタによって除去する。腐食性ガ
ス吸着剤としては、粒状に形成されたアルカリ土類金属
およびアルカリ金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩または
その混合物、粒状活性炭等が挙げられている。
The following methods have been proposed as a method for removing corrosive gas. JP-A-60-20195
In Japanese Patent Application Publication No. 5 (1999) -1995, there is disclosed an air purifier used for an ink jet recording apparatus, which is provided with a corrosive gas adsorbent and an air filter disposed outside the corrosive gas adsorbent. It removes corrosive gases such as sulfur dioxide, nitric oxide, hydrogen chloride, chlorine, and hydrogen sulfide with an adsorbent, and removes dust and solids floating in the air with an air filter. Examples of corrosive gas adsorbents include granular alkaline earth metals and oxides, hydroxides, carbonates or mixtures thereof of alkaline metals, and granular activated carbon.

【0027】特開平5−182443号公報では、腐食
性ガス吸着剤と除湿剤とを装着している磁気ディスク装
置が開示されている。二酸化窒素、二酸化硫黄等の酸性
ガスを化学吸着するための吸着剤としては炭酸塩、具体
的には炭酸カルシウムが挙げられている。アンモニア等
のアルカリ性ガスの吸着剤としては塩化カルシウムが挙
げられている。なお、除湿剤としてはシリカゲルが挙げ
られている。
JP-A-5-182443 discloses a magnetic disk drive equipped with a corrosive gas adsorbent and a dehumidifier. As an adsorbent for chemically adsorbing acidic gases such as nitrogen dioxide and sulfur dioxide, carbonates, specifically, calcium carbonate are mentioned. As an adsorbent for an alkaline gas such as ammonia, calcium chloride is mentioned. In addition, silica gel is mentioned as a dehumidifier.

【0028】特公平7−110333号公報では、粒子
状汚染物を除去するための濾過剤と、炭素と協働してガ
スまたは蒸気の汚染物質をトラップする化学薬品で含浸
された活性炭繊維から成る構造体の単一濾過剤とを備え
た化学フィルタ・アセンブリが開示されている。化学薬
品としては、水溶性の金属炭酸塩、水溶性の金属重炭酸
塩、溶解性の有機酸単量体または重合体の金属塩、溶解
性の無機酸の金属塩、さらには、二酸化硫黄、塩酸また
は酸化窒素等をトラップするための炭酸ナトリウム、硫
化物をトラップするための鉛塩等が挙げられている。ま
た、高分子量の水溶性ポリマも使用でき、酸性ガスをト
ラップするためのポリエチレンイミン等の高分子アミ
ン、塩基性ガスをトラップするためのポリアクリル酸ま
たはポリスルホン酸等の高分子酸、酸性ガスをトラップ
するための部分的または完全に中和されたポリアクリル
酸ナトリウム等も挙げられている。しかし、これらはい
ずれも水溶性ポリマ膜と塩基性金属塩との併用効果に関
しては記載されていない。
Japanese Patent Publication No. 7-110333 discloses a filter agent for removing particulate contaminants, and an activated carbon fiber impregnated with a chemical which cooperates with carbon to trap gas or vapor contaminants. A chemical filter assembly comprising a single filter of a structure is disclosed. Chemicals include water-soluble metal carbonates, water-soluble metal bicarbonates, soluble organic acid monomer or polymer metal salts, soluble inorganic acid metal salts, and further, sulfur dioxide, Examples include sodium carbonate for trapping hydrochloric acid or nitric oxide, and lead salts for trapping sulfides. Also, a high molecular weight water-soluble polymer can be used, and a high molecular weight amine such as polyethyleneimine for trapping an acidic gas, a high molecular weight acid such as polyacrylic acid or polysulfonic acid for trapping a basic gas, and an acidic gas can be used. Partially or completely neutralized sodium polyacrylate for trapping is also mentioned. However, none of these documents describes the effect of using a water-soluble polymer film and a basic metal salt in combination.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】本発明のセンサ用フィルター膜
は、少なくとも水溶性カチオン型ポリマと水溶性アニオ
ン型ポリマとを含有する膜または好ましくは第3層とし
て貧溶性の塩基性金属塩と水溶性ノニオン型ポリマを含
有するものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A filter membrane for a sensor according to the present invention is a membrane containing at least a water-soluble cationic polymer and a water-soluble anionic polymer or, preferably, as a third layer, a poorly soluble basic metal salt and a water-soluble basic metal salt. It contains a nonionic polymer.

【0030】このフィルター膜は、センサ素子の少なく
とも2面以上と対向されるように配置されることが好ま
しい。つまり、センサカバー表面またはその内部、通常
はカバー開口部または内部に配置され、センサを保護す
る。また、ケース全体が多孔質フィルム等で構成され、
水溶性カチオン型ポリマと水溶性アニオン型ポリマまた
は第3層として貧溶性の塩基性金属塩と水溶性ノニオン
型ポリマとを担持できるような物質である場合、直接ケ
ース全体にこれらを担持させてもよい。通常は、ケース
に窓部を設け、ここにフィルタ膜として配置する。
It is preferable that the filter membrane is disposed so as to face at least two or more surfaces of the sensor element. That is, it is located on or inside the sensor cover, usually at the cover opening or inside to protect the sensor. Also, the entire case is made of a porous film or the like,
When the water-soluble cationic polymer and the water-soluble anionic polymer or the substance capable of supporting the poorly soluble basic metal salt and the water-soluble nonionic polymer as the third layer can be directly supported on the entire case. Good. Usually, a window is provided in the case, and the window is disposed here as a filter film.

【0031】水溶性カチオン型ポリマとしては、ポリア
ミン類や、アイオネンポリマーを用いることが望まし
い。特に、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ポ
リビニルアミン、ポリ(アミドアミン)が好適である。
As the water-soluble cationic polymer, it is desirable to use a polyamine or an ionene polymer. Particularly, polyethyleneimine, polyallylamine, polyvinylamine and poly (amidoamine) are preferred.

【0032】水溶性アニオン型ポリマとしては、ポリア
クリル酸、ポリメタクリル酸、ポリスチレンスルホン酸
+ポリエチレンスルホン酸、ポリビニル硫酸、ポリリン
酸および、前出の金属塩が好ましい。
As the water-soluble anionic polymer, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polystyrenesulfonic acid + polyethylenesulfonic acid, polyvinylsulfuric acid, polyphosphoric acid, and the above-mentioned metal salts are preferable.

【0033】水溶性ノニオン型ポリマとしては、ポリビ
ニルアルコール、ポリ−2−ヒドロキシエチルメタクリ
レート、ポリ−2−ヒドロキシエチルアクリレート、ポ
リエチレングリコール、ポリビニルメチルエーテル、ポ
リビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリジメチ
ルアクリルアミド、ポリ−N−ビニルアセトアミド等、
あるいはこれらの共重合体が挙げられる。中でも、ポリ
ビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリビニ
ルピロリドン、ポリアクリルアミド等が好ましい。
Examples of the water-soluble nonionic polymer include polyvinyl alcohol, poly-2-hydroxyethyl methacrylate, poly-2-hydroxyethyl acrylate, polyethylene glycol, polyvinyl methyl ether, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylamide, polydimethylacrylamide, and poly-N -Vinylacetamide, etc.
Alternatively, these copolymers may be mentioned. Among them, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylamide and the like are preferable.

【0034】ここで水溶性ノニオン型ポリマの水溶性基
としては、ヒドロキシ基、アセトアミド基、カルボニル
イミド結合、エーテル結合等が好ましい。また、これら
の水溶性基を単位質量当たり2〜23meq/g程度、特に
5〜20meq/g程度有することが好ましい。このような
水溶性ポリマを用いることにより、腐食性酸性ガスを含
む湿気の水分と塩基性金属塩との接触効率を高め、か
つ、センサ素子の応答性を乱さない程度のフィルタ膜の
薄さを実現できる。
Here, the water-soluble group of the water-soluble nonionic polymer is preferably a hydroxy group, an acetamido group, a carbonylimide bond, an ether bond, or the like. Further, it is preferable that these water-soluble groups have about 2 to 23 meq / g, particularly about 5 to 20 meq / g per unit mass. By using such a water-soluble polymer, the contact efficiency between the moisture of moisture containing corrosive acidic gas and the basic metal salt is increased, and the thickness of the filter film is reduced so as not to disturb the response of the sensor element. realizable.

【0035】上記3種類の水溶性ポリマの重量平均分子
量は1万〜100万、特に1万〜50万が好ましい。重
量平均分子量がこれより大きいと、水に対する溶解度が
低下するため、積層膜の形成が困難となる。また塩基性
金属が分散し難くなるため、腐食性ガスの分解能力が低
下する。重量平均分子量がこれより小さいと、センサカ
バーとして使用される高湿度下で容易に流出してしま
う。
The above three types of water-soluble polymers have a weight average molecular weight of 10,000 to 1,000,000, preferably 10,000 to 500,000. If the weight average molecular weight is larger than this, the solubility in water is reduced, and it is difficult to form a laminated film. Further, since the basic metal is difficult to disperse, the ability to decompose corrosive gas is reduced. If the weight average molecular weight is smaller than this, it will easily flow out under high humidity used as a sensor cover.

【0036】用いる水溶性ポリマは共重合体であっても
よく、その場合、ランダム共重合、交互共重合、ブロッ
ク共重合のいずれであってもよい。上記のような水溶性
ポリマのモノマー成分は、水溶性ポリマ中に、モル比
で、50〜100%含まれていることが好ましい。これ
以下になると、十分な水分の吸着効率が得られなくなっ
てくる。
The water-soluble polymer used may be a copolymer, in which case any of random copolymerization, alternating copolymerization, and block copolymerization may be used. The monomer component of the water-soluble polymer as described above is preferably contained in the water-soluble polymer in a molar ratio of 50 to 100%. If it is less than this, sufficient moisture adsorption efficiency cannot be obtained.

【0037】含有されていてよい他のモノマー成分とし
ては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、
ブチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルア
クリレート、ブチルアクリレート、酢酸ビニル、スチレ
ン等が挙げられる。
Other monomer components that may be contained include methyl methacrylate, ethyl methacrylate,
Examples thereof include butyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, vinyl acetate, and styrene.

【0038】また、水溶性ポリマは、三次元架橋構造を
導入してもよい。架橋は、共有結合によるものか、分子
間結合によるもののどちらでもよいが、分子間結合によ
るものは可逆的で不安定であるため、共有結合のものが
望ましい。
Further, the water-soluble polymer may have a three-dimensional cross-linked structure. Crosslinking may be by a covalent bond or by an intermolecular bond. However, since a crosslink by an intermolecular bond is reversible and unstable, a covalent bond is preferable.

【0039】共有結合の形成には、積層膜形成のポリマ
ーを架橋することにより得られる。予め水溶性ポリマー
に官能基を導入しておき、熱、光、放射線、プラズマ等
によって形成すればよい。なお、架橋密度が大きくなる
につれて、樹脂の吸水力は低下してくる。架橋を行う場
合、架橋度は20%以下、特に5〜15%が好ましい。
The formation of a covalent bond can be obtained by crosslinking a polymer for forming a laminated film. A functional group may be introduced into the water-soluble polymer in advance, and may be formed by heat, light, radiation, plasma, or the like. As the crosslink density increases, the water absorbing power of the resin decreases. When performing crosslinking, the degree of crosslinking is preferably 20% or less, particularly preferably 5 to 15%.

【0040】塩基性金属塩としては、貧溶性の塩基性金
属塩を用いる。水溶性の低い塩基性金属塩を用いると、
長期間に亘って金属塩が溶出することが少なく、そのフ
ィルター、保護カバーの能力が高く保たれる。良溶性の
塩基性金属塩の場合、センサの長期の安定性に問題が生
じてくる。用いる塩基性金属塩の25℃の水溶液中での
溶解度積は、10-4 以下、特に10-5〜10-12 であ
ることが好ましい。溶解度積が小さいほど、金属塩の溶
出が少なく、耐久性は高い。ただし、小さすぎると、強
酸性ガスなどの腐食性ガスとの反応効率が低下する。
As the basic metal salt, a poorly soluble basic metal salt is used. When a basic metal salt having low water solubility is used,
Metal salts are less eluted over a long period of time, and the performance of the filter and the protective cover is kept high. In the case of a basic metal salt having good solubility, a problem occurs in the long-term stability of the sensor. The solubility product of the basic metal salt used in an aqueous solution at 25 ° C. is preferably 10 −4 or less, particularly preferably 10 −5 to 10 −12 . The smaller the solubility product, the less the metal salt elutes and the higher the durability. However, if it is too small, the reaction efficiency with a corrosive gas such as a strongly acidic gas decreases.

【0041】塩基性金属塩としては、炭酸塩、水酸化物
が好ましく、例えば、炭酸リチウム(Li2CO3 )、
炭酸マグネシウム(MgCO3 )、水酸化マグネシウム
(Mg(OH)2 )、炭酸カルシウム(CaCO3 )、
水酸化カルシウム(Ca(OH)2 )、炭酸ストロンチ
ウム(SrCO3 )、水酸化ストロンチウム(Sr(O
H)2 )、炭酸バリウム(BaCO3 )、水酸化バリウ
ム(Ba(OH)2 )等が挙げられる。中でも、炭酸マ
グネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸バリウムが好ま
しい。
As the basic metal salt, carbonates and hydroxides are preferable. For example, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ),
Magnesium carbonate (MgCO 3 ), magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ),
Calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), strontium carbonate (SrCO 3 ), strontium hydroxide (Sr (O
H) 2 ), barium carbonate (BaCO 3 ), barium hydroxide (Ba (OH) 2 ) and the like. Among them, magnesium carbonate, magnesium hydroxide and barium carbonate are preferred.

【0042】他に、水酸化アルミニウム(Al(OH)
3 )、水酸化スカンジウム(Sc(OH)3 )、炭酸イ
ットリウム(Y2(CO33 )、水酸化イットリウム
(Y(OH)3 )、水酸化チタン(Ti(OH)4 )、
水酸化ジルコニウム(Zr(OH)4 )、水酸化バナジ
ウム(V(OH)4 )、水酸化クロム(Cr(O
H)2,Cr(OH)3 )、炭酸マンガン(MnCO
3 )、水酸化マンガン(Mn(OH)2 )、炭酸第一鉄
(FeCO3 )、水酸化第一鉄(Fe(OH)2 )、水
酸化第二鉄(Fe(OH)3 )、水酸化ルテニウム(R
u(OH)3 ,Ru(OH)4 )、水酸化コバルト(C
o(OH)2 ,Co(OH)3 )、炭酸ニッケル(Ni
CO3 )、水酸化ニッケル(Ni(OH)2 )、水酸化
パラジウム(Pd(OH)2 )、水酸化白金(Pt(O
H)2 )、炭酸銅(CuCO3 )、水酸化第二銅(Cu
(OH)2 )、炭酸銀(Ag2CO3 )、水酸化銀(A
gOH)、炭酸亜鉛(ZnCO3 )、水酸化亜鉛(Zn
(OH)2 )、炭酸カドミウム(CdCO3 )、炭酸鉛
(PbCO3 )、水酸化ガリウム(Ga(OH)3 )、
炭酸タリウム(Tl2CO3 )、水酸化スズ(Sn(O
H)2 )、水酸化鉛(Pb(OH)2 ,Pb(OH)
4 )等も用いることができる。また、ランタン、ランタ
ニド元素の炭酸塩等も使用できる。なお、上記の塩基性
金属塩は、化学量論組成から多少偏倚していてもよい。
In addition, aluminum hydroxide (Al (OH)
3 ), scandium hydroxide (Sc (OH) 3 ), yttrium carbonate (Y 2 (CO 3 ) 3 ), yttrium hydroxide (Y (OH) 3 ), titanium hydroxide (Ti (OH) 4 ),
Zirconium hydroxide (Zr (OH) 4 ), vanadium hydroxide (V (OH) 4 ), chromium hydroxide (Cr (O
H) 2 , Cr (OH) 3 ), manganese carbonate (MnCO
3 ), manganese hydroxide (Mn (OH) 2 ), ferrous carbonate (FeCO 3 ), ferrous hydroxide (Fe (OH) 2 ), ferric hydroxide (Fe (OH) 3 ), water Ruthenium oxide (R
u (OH) 3 , Ru (OH) 4 ), cobalt hydroxide (C
o (OH) 2 , Co (OH) 3 ), nickel carbonate (Ni
CO 3 ), nickel hydroxide (Ni (OH) 2 ), palladium hydroxide (Pd (OH) 2 ), platinum hydroxide (Pt (O
H) 2 ), copper carbonate (CuCO 3 ), cupric hydroxide (Cu
(OH) 2 ), silver carbonate (Ag 2 CO 3 ), silver hydroxide (A
gOH), zinc carbonate (ZnCO 3 ), zinc hydroxide (Zn
(OH) 2), cadmium carbonate (CdCO 3), lead carbonate (PbCO 3), gallium hydroxide (Ga (OH) 3),
Thallium carbonate (Tl 2 CO 3 ), tin hydroxide (Sn (O
H) 2 ), lead hydroxide (Pb (OH) 2 , Pb (OH)
4 ) can also be used. Further, lanthanum, a carbonate of a lanthanide element and the like can be used. Note that the above basic metal salt may slightly deviate from the stoichiometric composition.

【0043】これらの塩基性金属塩は、1種を用いて
も、2種以上を併用してもよい。用いる塩基性金属塩の
平均粒径は、0.1〜5μm が好ましい。これより平均
粒径が大きいと、腐食性ガスとの反応効率が低下してく
る。これより平均粒径が小さいと、膜の通気性が損なわ
れる。
These basic metal salts may be used alone or in combination of two or more. The average particle size of the basic metal salt used is preferably 0.1 to 5 μm. If the average particle size is larger than this, the reaction efficiency with the corrosive gas decreases. If the average particle size is smaller than this, the permeability of the membrane is impaired.

【0044】塩基性金属塩は、水溶性ノニオン型ポリマ
に対して、20〜500質量%、さらには40〜300
質量%用いることが好ましい。これより塩基性金属塩が
多いと、塩基性金属塩を保持することが難しくなってく
る。これより塩基性金属塩が少ないと、腐食性ガスとの
反応効率が低下してくる。
The basic metal salt is used in an amount of 20 to 500% by mass, more preferably 40 to 300% by mass, based on the water-soluble nonionic polymer.
It is preferable to use mass%. If the amount of the basic metal salt is larger than this, it becomes difficult to retain the basic metal salt. When the amount of the basic metal salt is smaller than this, the reaction efficiency with the corrosive gas is reduced.

【0045】この他、膜中には、アエロジル、タルク、
クレー等を10質量%以下含有させてもよい。
In addition, aerosil, talc,
Clay or the like may be contained in an amount of 10% by mass or less.

【0046】膜の形成方法は、水溶性カチオン型ポリマ
と水溶性アニオン型ポリマとを交互に積層する事が出来
れば特に限定されないが、次のように行うことが望まし
い。
The method of forming the film is not particularly limited as long as the water-soluble cationic polymer and the water-soluble anionic polymer can be alternately laminated, but the following method is preferable.

【0047】水溶性カチオン型ポリマと水溶性アニオン
型ポリマと塩基性金属塩を含む水溶性ノニオン型ポリマ
の水溶液を作成する。この時、濃度は0.1〜10質量
%とし、十分に溶解後、溶液のpHを調整する。望ましく
は、pH5.0程度に調整する。
An aqueous solution of a water-soluble nonionic polymer containing a water-soluble cationic polymer, a water-soluble anion polymer and a basic metal salt is prepared. At this time, the concentration is 0.1 to 10% by mass, and after sufficiently dissolving, the pH of the solution is adjusted. Desirably, the pH is adjusted to about 5.0.

【0048】次に膜形成をする基材に対し、化学処理に
より初期電荷を与える。この化学処理は、アルカリ水溶
液による洗浄などで十分である。その電荷と反対の電荷
を持つ電解質ポリマー溶液に対して、膜を形成する基材
を浸し、自発的な吸着によりポリマ膜を形成する。この
時、基板を純水で洗浄すると、ポリマーの最表面層は脱
離し、クーロン力により基板下地に強固に吸着したポリ
マーのみが残される。続けて、基板を逆電荷の電解質ポ
リマの水溶液に浸すと、既に吸着したポリマ層の上に第
2のポリマ層が積層されることになる。同様に洗浄する
と、第1層表面に強固に吸着したポリマのみが第2層と
して残される。これを繰り返すことにより、積層構造を
作る。積層回数は特に制限はないが、実用上2〜200
回が適当である。ノニオン型ポリマは、通常中性である
が、pHを5とする事により僅かに解離が生じアニオン性
を帯びるため、カチオン型ポリマ上に積層する事が可能
になる。
Next, an initial charge is applied to the substrate on which the film is formed by a chemical treatment. For this chemical treatment, washing with an alkaline aqueous solution or the like is sufficient. A base material for forming a film is immersed in an electrolyte polymer solution having the opposite charge to the charge, and a polymer film is formed by spontaneous adsorption. At this time, when the substrate is washed with pure water, the outermost surface layer of the polymer is detached, and only the polymer firmly adsorbed on the substrate base by Coulomb force remains. Subsequently, when the substrate is immersed in an aqueous solution of the oppositely charged electrolyte polymer, the second polymer layer is laminated on the polymer layer that has already been adsorbed. When the washing is performed similarly, only the polymer firmly adsorbed on the surface of the first layer is left as the second layer. By repeating this, a laminated structure is formed. The number of laminations is not particularly limited, but is practically 2 to 200.
Times are appropriate. The nonionic polymer is usually neutral, but when the pH is adjusted to 5, it slightly dissociates and becomes anionic, so that the nonionic polymer can be laminated on the cationic polymer.

【0049】カチオン型ポリマとアニオン型ポリマ、好
ましくはノニオン型ポリマの積層数は、上記のように2
〜200が好ましく、特に20〜120が好ましい。積
層数が少なすぎるとガス吸着の効果が得られ難く、多す
ぎると膜が脆くなってくる。
The number of layers of the cationic polymer and the anionic polymer, preferably the nonionic polymer, is 2 as described above.
To 200, particularly preferably 20 to 120. If the number of layers is too small, it is difficult to obtain the effect of gas adsorption, and if it is too large, the film becomes brittle.

【0050】膜厚の調整は、溶液温度と時間で制御する
ことも可能であるが、より厳密に膜厚を制御する場合は
吸着質量制御により行うことが望ましい。これは、ポリ
マ吸着時に水晶振動子等を用いて吸着膜厚を計測制御す
る。電荷の異なるポリマ層の膜厚の比率を変えることに
より、膜全体の性質を変えることが可能となる。
The adjustment of the film thickness can be controlled by the solution temperature and the time. However, when the film thickness is more strictly controlled, it is desirable to perform the control by the adsorption mass control. In this method, the thickness of the adsorbed film is measured and controlled using a quartz oscillator or the like at the time of adsorbing the polymer. By changing the ratio of the thicknesses of the polymer layers having different charges, the properties of the entire film can be changed.

【0051】膜厚は、ポリマの種類や積層条件にもよる
が、安定な膜としては1層が50〜800Å程度であ
る。
The film thickness depends on the type of the polymer and the lamination conditions, but as a stable film, one layer is about 50 to 800 °.

【0052】この他、膜中には、アエロジル、タルク、
クレー等を10質量%以下含有させてもよい。
In addition, aerosil, talc,
Clay or the like may be contained in an amount of 10% by mass or less.

【0053】膜は、水溶性カチオン型ポリマと水溶性ア
ニオン型ポリマと塩基性金属塩を含む水溶性ノニオン型
ポリマとの積層物のフィルムでもよい。この場合は、通
常、ケース内部に配置される。
The membrane may be a laminated film of a water-soluble cationic polymer, a water-soluble anion polymer and a water-soluble nonionic polymer containing a basic metal salt. In this case, it is usually arranged inside the case.

【0054】一方、膜成分を不織布、ガラスフィルタ等
に含浸等により担持させ、これをケースの窓にフィルタ
膜として配置することが好ましい。
On the other hand, it is preferable that the membrane component is supported on a nonwoven fabric, a glass filter, or the like by impregnation or the like, and this is disposed as a filter membrane in a window of a case.

【0055】この場合の膜の気孔率は、30〜80%が
好ましい。気孔率がこれ以上であると、微粒子や腐食性
ガスを十分に除去することが難しくなり、センサ素子の
耐久性が落ちる傾向がある。気孔率がこれ以下である
と、素子の応答性が悪くなってくる。
In this case, the porosity of the film is preferably 30 to 80%. If the porosity is higher than this, it is difficult to sufficiently remove fine particles and corrosive gas, and the durability of the sensor element tends to decrease. If the porosity is lower than this, the response of the device becomes worse.

【0056】また、膜の気孔径は、5〜100μm が好
ましい。気孔径がこれ以上であると、水、粉塵等が感湿
部に侵入するのを防止できなくなってくる。気孔径がこ
れ以下であると、素子の応答性が悪くなってくる。
The pore diameter of the membrane is preferably 5 to 100 μm. If the pore diameter is larger than this, it becomes impossible to prevent water, dust and the like from entering the moisture-sensitive portion. If the pore diameter is smaller than this, the response of the device becomes worse.

【0057】本発明のフィルタ膜の厚さは10〜100
μm 程度、フィルタ中に担持される膜の厚さは5〜50
μm 程度、フィルムとするときは10〜50μm 程度と
する。このように薄くしても十分に腐食性ガス除去の効
果が得られる。
The thickness of the filter membrane of the present invention is 10 to 100.
μm, the thickness of the membrane carried in the filter is 5 to 50
μm, and about 10 to 50 μm for a film. Even with such thinness, the effect of removing corrosive gas can be sufficiently obtained.

【0058】本発明のセンサカバーの一例の断面図を図
1に、正面図を図2に示す。センサ1はセンサ膜5を有
する薄膜形のものを例示してあるが、その形状、大きさ
は特に限定されず、どのようなセンサに対しても本発明
のセンサカバーは適用できる。センサ1はケース2内に
収納されている。このケース2は、センサ1を機械的に
保護する。ケース2は、ポリプロピレン、ポリブチレン
テレフタレート(PBT)、ポリエチレン(PE)、A
BS樹脂のようなプラスチック製のものが使用される。
ケース2は、センサ1を収納できれば、形状、大きさは
特に制限されないが、通常ほぼ直方体状で、後端からセ
ンサ1のリード線6が延びている。ケース2の内部に
は、少なくとも感湿部に対面して窓3が形成され、それ
以外はセンサ1を封止する。そして、水溶性カチオン型
ポリマと水溶性アニオン型ポリマと塩基性金属塩を含む
水溶性ノニオン型ポリマとの積層物とを含有する本発明
のフィルタ膜4が、窓3の周縁に沿って、取り付けられ
ている。この場合、フィルタ膜4は、ケース2の対向す
る内面から内面に沿って配置されている。窓3は、セン
サが十分に機能すれば、形状、大きさ等は特に制限され
ない。図示例では、センサ膜5が両面に形成されている
ので、ケース2の対向する面に窓3が設けられた構成に
なっている。
FIG. 1 is a sectional view of an example of the sensor cover of the present invention, and FIG. 2 is a front view of the sensor cover. Although the sensor 1 is exemplified as a thin film type having the sensor film 5, its shape and size are not particularly limited, and the sensor cover of the present invention can be applied to any sensor. The sensor 1 is housed in a case 2. This case 2 mechanically protects the sensor 1. Case 2 is made of polypropylene, polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene (PE), A
A plastic material such as a BS resin is used.
The shape and size of the case 2 are not particularly limited as long as the case 1 can accommodate the sensor 1. However, the case 2 is usually substantially rectangular parallelepiped, and the lead wire 6 of the sensor 1 extends from the rear end. A window 3 is formed inside the case 2 at least facing the moisture-sensitive portion, and the other portions seal the sensor 1. Then, the filter membrane 4 of the present invention containing a laminate of a water-soluble cationic polymer, a water-soluble anionic polymer, and a water-soluble nonionic polymer containing a basic metal salt is attached along the periphery of the window 3. Have been. In this case, the filter film 4 is arranged along the inner surface from the inner surface facing the case 2. The shape and size of the window 3 are not particularly limited as long as the sensor functions sufficiently. In the illustrated example, since the sensor film 5 is formed on both sides, the configuration is such that the window 3 is provided on the opposite surface of the case 2.

【0059】フィルタ膜を形成する際、図1のような場
合、フィルタ膜をケース内部または外部に窓を防ぐよう
に配置し、接着、圧着、熱融着等によって取り付ける。
窓部の大きさとしては、センサ素子の検出部の有効面積
の80〜200%程度が好ましい。
When forming the filter film, in the case as shown in FIG. 1, the filter film is arranged inside or outside the case so as to prevent a window, and attached by adhesion, pressure bonding, heat fusion, or the like.
The size of the window is preferably about 80 to 200% of the effective area of the detection unit of the sensor element.

【0060】また、ケース全体が多孔質フィルム等で構
成され、上記溶液の乾燥物を担持できるような物質の場
合、直接ケース全体に付与させることもできる。
In the case where the whole case is made of a porous film or the like and is capable of supporting a dried product of the above solution, it can be applied directly to the whole case.

【0061】センサは、作動形式に応じて様々な構造の
ものが知られているが、本発明のセンサカバーは、セン
サの構造に何ら限定されるものではなく、センサ部を測
定雰囲気下に暴露することを基本とする限り、すべての
センサに応用できる。例えば、湿度センサ、一酸化炭素
センサ、二酸化炭素センサ、酸素センサ、LPGセン
サ、メタンセンサ、水素センサ、アルコールセンサ等が
挙げられる。
Although sensors having various structures are known according to the operation type, the sensor cover of the present invention is not limited to the structure of the sensor at all, and the sensor cover is exposed to a measurement atmosphere. It can be applied to all sensors as long as the basics are performed. For example, there are a humidity sensor, a carbon monoxide sensor, a carbon dioxide sensor, an oxygen sensor, an LPG sensor, a methane sensor, a hydrogen sensor, an alcohol sensor, and the like.

【0062】ただし、よりその効果を発揮するのは、素
子部に加熱手段を持たない受動型のセンサで、中でも高
分子材料をセンサ膜として利用するものであり、特にセ
ンサ膜内に水分を取り込み、膜の物理的・化学的変化を
計測する湿度センサが好ましい。
However, a more effective effect is provided by a passive sensor having no heating means in the element portion, in which a polymer material is used as the sensor film. In particular, moisture is taken into the sensor film. A humidity sensor for measuring a physical / chemical change of a film is preferable.

【0063】このようなセンサの一構成例の平面図を図
3に示す。ここで示した湿度センサは、高分子センサ膜
を用いた抵抗値変化型の湿度センサである。
FIG. 3 is a plan view showing an example of the configuration of such a sensor. The humidity sensor shown here is a resistance value change type humidity sensor using a polymer sensor film.

【0064】図3に示すように、センサ1は、絶縁基板
7上に一対の櫛形電極8を有し、この一対の櫛形電極8
は、一定距離のギャップ9を介し、かつ、両電極が噛み
合うようにして絶縁基板7上に配置されている。そし
て、絶縁基板7および櫛形電極8上には図示のようにセ
ンサ膜5が設けられている。また、櫛形電極8の各々の
一端には電極端子10が取り付けられており、電極端子
10の各々にはリード線6が半田11を用いて接続され
ている。
As shown in FIG. 3, the sensor 1 has a pair of comb-shaped electrodes 8 on an insulating substrate 7.
Are arranged on the insulating substrate 7 via a gap 9 at a fixed distance and in such a manner that both electrodes are engaged with each other. The sensor film 5 is provided on the insulating substrate 7 and the comb-shaped electrode 8 as shown in the figure. An electrode terminal 10 is attached to one end of each of the comb-shaped electrodes 8, and a lead wire 6 is connected to each of the electrode terminals 10 using solder 11.

【0065】このような構成で、両電極間に好ましくは
交流電圧を印加する。センサ膜の湿度に応じた抵抗ない
しインピーダンス変化によって出力電圧が変化し、湿度
が検出される。印加電圧は12V 程度以下とする。
In such a configuration, an AC voltage is preferably applied between both electrodes. The output voltage changes due to the resistance or impedance change according to the humidity of the sensor film, and the humidity is detected. The applied voltage is about 12 V or less.

【0066】図3に従って説明すれば、センサ膜5は、
第四級アンモニウム塩基をもつカチオン型ポリマが好ま
しく用いられる。例えば、前述の特開平7−31852
6号公報に記載されているものが挙げられる。このう
ち、Cl- を対イオンとして有するものに本発明のセン
サカバーは最も効果的である。膜厚は0.5〜10μm
程度であることが好ましい。
Referring to FIG. 3, the sensor film 5 is
A cationic polymer having a quaternary ammonium base is preferably used. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-31852 described above.
No. 6 publication. Among, Cl - sensor cover of the present invention to those having as a counter ion is most effective. The film thickness is 0.5 to 10 μm
It is preferred that it is about.

【0067】絶縁基板7としては、材質はセンサ膜5と
の接着性が良好で、かつ電気絶縁性を有するものであれ
ばどのようなものでもよく、例えばガラス、プラスチッ
ク、セラミックまたは絶縁被覆した金属等が用いられ
る。
The insulating substrate 7 may be made of any material as long as it has good adhesiveness to the sensor film 5 and has electrical insulation. For example, glass, plastic, ceramic, or metal coated with insulation. Are used.

【0068】また、電極8は通常使用されているもので
あれば特に制限はなく、例えばAuないしはRuO2
を含有し、さらに、必要に応じてガラスフリットを含有
する低抵抗ペースト等をスクリーン印刷し、高温焼結し
たもの等が使用できる。また、電極端子10は半田11
との相溶性のあるものであればどのようなものでもよ
く、例えばAg−Pd合金等を用い、これらを通常の方
法で印刷して高温で焼付等すればよい。
The electrode 8 is not particularly limited as long as it is a commonly used electrode. For example, the electrode 8 contains Au or RuO 2 , and if necessary, a low-resistance paste containing glass frit or the like is screen-printed. High temperature sintering can be used. The electrode terminals 10 are solder 11
Any material may be used as long as it is compatible with, for example, an Ag-Pd alloy or the like, which may be printed by a normal method and baked at a high temperature.

【0069】なお、この湿度センサにおける一対の電極
間のギャップ9は、通常、100〜500μm 程度であ
る。
The gap 9 between a pair of electrodes in this humidity sensor is usually about 100 to 500 μm.

【0070】また、付着する水滴の影響を防止し、迅速
に正確な湿度測定を行うために、センサ膜上に撥水性被
膜を形成してもよい。
Further, a water-repellent film may be formed on the sensor film in order to prevent the influence of the attached water droplets and quickly and accurately measure the humidity.

【0071】撥水性被膜は、水との接触角が90度以
上、特に90〜130度であることが好ましい。また、
膜厚としては、充分な湿気の水分の透過を確保する必要
があり、そのためには、5μm 以下、特に0.1〜2μ
m にすることが好ましい。
The water-repellent coating preferably has a contact angle with water of 90 ° or more, particularly preferably 90 to 130 °. Also,
As the film thickness, it is necessary to ensure sufficient moisture permeation, and for that purpose, the thickness is 5 μm or less, particularly 0.1 to 2 μm.
m is preferred.

【0072】このような撥水性被膜を構成する材料とし
ては、疎水性のポリマ、例えばポリテトラフルオロエチ
レン等のフッ素系ポリマ、ポリエチレンやポリプロピレ
ン等のオレフィン系ポリマ、シリコーン系ポリマ等が好
適に使用される。
As a material constituting such a water-repellent film, a hydrophobic polymer, for example, a fluorine-based polymer such as polytetrafluoroethylene, an olefin-based polymer such as polyethylene or polypropylene, or a silicone-based polymer is preferably used. You.

【0073】このような撥水性被膜の形成方法に限定は
ないが、上記材料を可溶な溶媒(例えば飽和炭化フッ素
等)に溶解し、塗布すればよい。
The method for forming such a water-repellent film is not limited, but the above-mentioned material may be dissolved in a soluble solvent (for example, saturated fluorocarbon or the like) and applied.

【0074】[0074]

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を比較例ととも
に示し、本発明をさらに詳細に説明する。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail by showing specific examples of the present invention together with comparative examples.

【0075】<実施例1>水溶性カチオン型ポリマーと
して、ポリアリルアミンハイドロクロライド(PAH;
重量平均分子量10000)を、水溶性アニオン型ポリ
マーとして、ポリアクリル酸(PAA;重量平均分子
量:10000)を用いた。
<Example 1> As a water-soluble cationic polymer, polyallylamine hydrochloride (PAH;
Weight-average molecular weight 10,000) and polyacrylic acid (PAA; weight-average molecular weight: 10,000) as a water-soluble anionic polymer.

【0076】まず、PAH、PAA各3質量%水溶液を
作成し、NaOHにてpHを5.0に調整した。フィル
タ基材として、ポリエチレンテレフタレート(PET;
厚さ20μm 、気孔率50%、気孔径10μm )不織布
を用いた。あらかじめ10質量%NaOH水溶液に3時
間浸積させ、表面に初期電荷を与えた。このフィルタ
に、質量制御型交互吸着膜作成装置(日本レーザー電子
製)により、PAHとPAAを交互積層し、積層膜を担
持した。積層回数は、80回で、膜厚は5μmであっ
た。
First, a 3% by mass aqueous solution of each of PAH and PAA was prepared, and the pH was adjusted to 5.0 with NaOH. Polyethylene terephthalate (PET;
20 μm thick, 50% porosity, 10 μm pore diameter) Nonwoven fabric was used. It was immersed in a 10% by mass aqueous NaOH solution for 3 hours in advance to give an initial charge to the surface. PAH and PAA were alternately laminated on this filter by a mass control type alternate adsorption film forming apparatus (manufactured by Nippon Laser Electronics Co., Ltd.) to carry a laminated film. The number of laminations was 80, and the film thickness was 5 μm.

【0077】センサは、カチオン型アイオネンポリマの
センサ膜(膜厚2μm )を用いた櫛形電極の抵抗値変化
型湿度センサを用いた。
The sensor used was a comb-shaped electrode resistance change type humidity sensor using a cationic ionene polymer sensor film (film thickness: 2 μm).

【0078】そして、図1のように、ポリブチレンテレ
フタレート(PBT)製ケースに、湿度センサを収納
し、上記の処理を施したPET不織布で窓部分を覆って
湿度センサを得た。窓の総面積は1.5cm2 とした。
Then, as shown in FIG. 1, the humidity sensor was housed in a case made of polybutylene terephthalate (PBT), and the window was covered with a PET non-woven fabric treated as described above to obtain a humidity sensor. The total area of the window was 1.5 cm 2 .

【0079】まず、この湿度センサの各相対湿度(%R
H)に対する出力値(%)を調べた。そして、その関係
がほぼ線形であることを確認した。
First, each relative humidity (% R) of this humidity sensor
The output value (%) with respect to H) was examined. Then, it was confirmed that the relationship was almost linear.

【0080】次に、二酸化窒素ガス、塩化水素ガス、ア
ンモニアガス、二酸化硫黄ガスをそれぞれ5ppmの濃度
で流しながら、温度40℃、湿度70〜80%RHの条
件で100時間放置した後、各湿度(%RH)に対する
湿度センサの出力値(%)を調べ、耐ガス試験を行っ
た。その結果、アンモニアガスに対しては試験前後で湿
度センサの出力値に全く変化が見られなかった。結果を
図4に示す。
Then, while flowing nitrogen dioxide gas, hydrogen chloride gas, ammonia gas, and sulfur dioxide gas at a concentration of 5 ppm each, the mixture was allowed to stand at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 70 to 80% RH for 100 hours. The output value (%) of the humidity sensor with respect to (% RH) was examined, and a gas resistance test was performed. As a result, for the ammonia gas, no change was observed in the output value of the humidity sensor before and after the test. FIG. 4 shows the results.

【0081】タバコの煙の影響を調べるために、1cm3
のアクリル製の箱の中でマイルドセブンを5本燃焼さ
せ、箱の中に湿度センサを72時間放置した後、各湿度
(%RH)に対する湿度センサの出力値(%)を調べ
た。同時に、交互吸着膜を付与していないポリエチレン
テレフタレートの不織布を付けた湿度センサも放置し評
価した。その結果、交互吸着膜付フィルタを付けた素子
は、交互吸着膜無しのフィルターに比べ耐ガス試験前後
で湿度センサの出力値の変化度合いが小さくなった。結
果を図5に示す。
To investigate the effect of cigarette smoke, 1 cm 3
After burning five mild sevens in an acrylic box and leaving the humidity sensor in the box for 72 hours, the output value (%) of the humidity sensor for each humidity (% RH) was examined. At the same time, a humidity sensor provided with a polyethylene terephthalate nonwoven fabric to which no alternate adsorption film was provided was also left for evaluation. As a result, the change in the output value of the humidity sensor before and after the gas resistance test was smaller in the element provided with the filter with the alternating adsorption film than in the filter without the alternate adsorption film. FIG. 5 shows the results.

【0082】<実施例2>積層膜を作成する条件とし
て、PAHがPAAの2倍量の厚さとなるようにセット
して膜を作成した他は実施例1と同様にしてセンサカバ
ーを作製し、湿度センサを得た。そして、この湿度セン
サに対して実施例1と同様の耐ガス試験とタバコ煙試験
を行った。
<Example 2> A sensor cover was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the PAH was set so as to have a thickness twice as large as that of the PAA to form a laminated film. , A humidity sensor was obtained. Then, the same gas resistance test and cigarette smoke test as in Example 1 were performed on this humidity sensor.

【0083】結果を図6,7に示す。その結果、アンモ
ニアガスと二酸化硫黄ガスに対しては試験前後で湿度セ
ンサの出力値に全く変化が見られなかった。また交互吸
着膜付フィルタを付けた素子は、耐タバコ煙試験前後で
湿度センサの出力値に全く変化が見られなくなった。
The results are shown in FIGS. As a result, for the ammonia gas and the sulfur dioxide gas, no change was observed in the output value of the humidity sensor before and after the test. In the element provided with the filter having the alternating adsorption film, no change was observed in the output value of the humidity sensor before and after the tobacco smoke test.

【0084】<実施例3>水溶性カチオン型ポリマーと
して、ポリアリルアミンハイドロクロライド(PAH;
重量平均分子量10000)を、水溶性アニオン型ポリ
マーとして、ポリアクリル酸(PAA;重量平均分子
量:10000)を、水溶性ノニオン型ポリマとしてポ
リビニルアルコール(PVA;重量平均分子量:200
00)を、塩基性金属塩として炭酸バリウム(25℃に
おける溶解度:1.8mg/100g )を用いた。
Example 3 As a water-soluble cationic polymer, polyallylamine hydrochloride (PAH;
Weight average molecular weight 10,000), water-soluble anionic polymer, polyacrylic acid (PAA; weight average molecular weight: 10,000), water-soluble nonionic polymer polyvinyl alcohol (PVA; weight average molecular weight: 200)
00) was used as a basic metal salt with barium carbonate (solubility at 25 ° C: 1.8 mg / 100 g).

【0085】まず、PAH、PAA、PVA各3質量%
水溶液を作成し、PVA溶液にはさらにPVAの2倍量
の炭酸バリウムを加え、NaOHにてpHを5.0に調整
した。フィルタ基材として、ポリエチレンテレフタレー
ト(PET;厚さ20μm、気孔率50%、気孔径10
μm)不織布を用いた。あらかじめ10%wtNaOH
水溶液に3時間浸積させ、表面に初期電荷を与えた。こ
のフィルタに、質量制御型交互吸着膜作成装置(日本レ
ーザー電子製)により、PAHとPAAを交互積層し、
6回に1回の割合でPVAを積層し、積層膜を担持し
た。積層回数は、70回で、膜厚は5.2μmであっ
た。
First, PAH, PAA, PVA each 3% by mass
An aqueous solution was prepared, and twice the amount of barium carbonate as PVA was added to the PVA solution, and the pH was adjusted to 5.0 with NaOH. As a filter substrate, polyethylene terephthalate (PET; thickness: 20 μm, porosity 50%, pore diameter 10
μm) A nonwoven fabric was used. 10% wt NaOH in advance
Immersion in the aqueous solution for 3 hours gave the surface an initial charge. PAH and PAA are alternately laminated on this filter by a mass control type alternate adsorption film forming apparatus (manufactured by Nippon Laser Electronics),
PVA was laminated at a rate of once every six times to carry a laminated film. The number of laminations was 70, and the film thickness was 5.2 μm.

【0086】実施例1と同様にして、センサカバーを作
成し、湿度センサを得た。そして、この湿度センサに対
して実施例1と同様の耐ガス試験、耐タバコ試験を行っ
た。
A sensor cover was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain a humidity sensor. Then, a gas resistance test and a cigarette resistance test similar to those in Example 1 were performed on this humidity sensor.

【0087】結果を図8,9に示す。その結果、いずれ
のガスも、耐ガス試験前後で湿度センサの出力値に全く
変化が見られなかった。
The results are shown in FIGS. As a result, no change was observed in the output value of the humidity sensor before and after the gas resistance test for any of the gases.

【0088】<実施例4>水溶性ノニオン型ポリマとし
てポリエチレングリコール(重量平均分子量:1000
0)を用いた他は、実施例1と同様にして湿度センサカ
バーを作製し、湿度センサを得た。そして、この湿度セ
ンサに対して実施例1と同様の耐ガス試験を行った。
Example 4 As a water-soluble nonionic polymer, polyethylene glycol (weight average molecular weight: 1000)
A humidity sensor cover was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0) was used to obtain a humidity sensor. Then, a gas resistance test similar to that in Example 1 was performed on this humidity sensor.

【0089】結果を図10に示す。その結果、いずれの
ガスも、耐ガス試験前後で湿度センサの出力値に全く変
化が見られなかった。
FIG. 10 shows the results. As a result, no change was observed in the output value of the humidity sensor before and after the gas resistance test for any of the gases.

【0090】<実施例5>塩基性金属塩として炭酸マグ
ネシウム(25℃における溶解度:0.152g/100g
)を、水溶性ノニオン型ポリマとしてポリビニルピロ
リドン(重量平均分子量:40000)を用いた他は、
実施例1と同様にして湿度センサカバーを作製し、湿度
センサを得た。そして、この湿度センサに対して実施例
1と同様の耐ガス試験を行った。
Example 5 Magnesium carbonate as basic metal salt (solubility at 25 ° C .: 0.152 g / 100 g)
), Except that polyvinylpyrrolidone (weight average molecular weight: 40000) was used as the water-soluble nonionic polymer,
A humidity sensor cover was manufactured in the same manner as in Example 1 to obtain a humidity sensor. Then, a gas resistance test similar to that in Example 1 was performed on this humidity sensor.

【0091】結果を図11に示す。その結果、いずれの
ガスも、耐ガス試験前後で湿度センサの出力値に全く変
化が見られなかった。
FIG. 11 shows the results. As a result, no change was observed in the output value of the humidity sensor before and after the gas resistance test for any of the gases.

【0092】<実施例6>塩基性金属塩として水酸化マ
グネシウム(25℃における溶解度:0.9mg/100g )
を、水溶性ノニオン型ポリマとしてポリアクリルアミド
(重量平均分子量:100000)を用いた他は、実施
例1と同様にして湿度センサカバーを作製し、湿度セン
サを得た。そして、この湿度センサに対して実施例1と
同様の耐ガス試験を行った。
Example 6 Magnesium hydroxide as basic metal salt (solubility at 25 ° C .: 0.9 mg / 100 g)
Was prepared in the same manner as in Example 1 except that polyacrylamide (weight average molecular weight: 100,000) was used as a water-soluble nonionic polymer to obtain a humidity sensor. Then, a gas resistance test similar to that in Example 1 was performed on this humidity sensor.

【0093】結果を図12に示す。その結果、いずれの
ガスも、耐ガス試験前後で湿度センサの出力値に全く変
化が見られなかった。
The results are shown in FIG. As a result, no change was observed in the output value of the humidity sensor before and after the gas resistance test for any of the gases.

【0094】<実施例7>実施例3で作成したセンサカ
バーに、湿度センサ素子HIS-02-04(北陸電工(株)
製)を装着して湿度センサを得た。これを専用の回路で
各相対湿度(%RH)に対する出力値(%)を調べた。
そして、その関係がほぼ線形であることを確認した。こ
の湿度センサに対して実施例1と同様の耐ガス試験を行
った。
<Embodiment 7> A humidity sensor element HIS-02-04 (Hokuriku Denko Co., Ltd.) is provided on the sensor cover prepared in Embodiment 3.
Manufactured) to obtain a humidity sensor. The output value (%) for each relative humidity (% RH) was examined using a dedicated circuit.
Then, it was confirmed that the relationship was almost linear. A gas resistance test similar to that of Example 1 was performed on this humidity sensor.

【0095】結果を図13に示す。その結果、いずれの
ガスも、耐ガス試験前後で湿度センサの出力値に全く変
化が見られなかった。
FIG. 13 shows the results. As a result, no change was observed in the output value of the humidity sensor before and after the gas resistance test for any of the gases.

【0096】次に、実施例1と同様の耐タバコ煙試験を
行った。
Next, the same cigarette smoke resistance test as in Example 1 was conducted.

【0097】結果を図14に示す。その結果、実施例1
と同様交互吸着膜付フィルタを付けた素子は、交互吸着
膜無しのフィルターに比べ耐ガス試験前後で湿度センサ
の出力値の変化度合いが小さくなった。
FIG. 14 shows the results. As a result, Example 1
As in the case of the element with the filter with the alternate adsorption film, the degree of change in the output value of the humidity sensor before and after the gas resistance test was smaller than that of the filter without the alternate adsorption film.

【0098】<実施例8>実施例3で作成したセンサカ
バーに、湿度センサ素子C7-M3((株)神栄製)を装着
して湿度センサを得た。これを専用の回路で各相対湿度
(%RH)に対する出力値(%)を調べた。そして、そ
の関係がほぼ線形であることを確認した。この湿度セン
サに対して実施例1と同様の耐ガス試験を行った。
Example 8 A humidity sensor was obtained by mounting a humidity sensor element C7-M3 (manufactured by Shinei Co., Ltd.) on the sensor cover prepared in Example 3. The output value (%) for each relative humidity (% RH) was examined using a dedicated circuit. Then, it was confirmed that the relationship was almost linear. A gas resistance test similar to that of Example 1 was performed on this humidity sensor.

【0099】結果を図15に示す。その結果、いずれの
ガスも、耐ガス試験前後で湿度センサの出力値に全く変
化が見られなかった。
FIG. 15 shows the results. As a result, no change was observed in the output value of the humidity sensor before and after the gas resistance test for any of the gases.

【0100】次に、実施例1と同様の耐タバコ煙試験を
行った。
Next, the same cigarette smoke test as in Example 1 was conducted.

【0101】結果を図16に示す。その結果、実施例1
と同様交互吸着膜付フィルタを付けた素子は、交互吸着
膜無しのフィルターに比べ耐ガス試験前後で湿度センサ
の出力値の変化度合いが小さくなった。
The results are shown in FIG. As a result, Example 1
As in the case of the element with the filter with the alternate adsorption film, the degree of change in the output value of the humidity sensor before and after the gas resistance test was smaller than that of the filter without the alternate adsorption film.

【0102】<実施例9>実施例3で作成したセンサカ
バーに、特開1998−208543号に開示された二
酸化炭素センサを装着して二酸化炭素センサを得た。
<Example 9> A carbon dioxide sensor disclosed in JP-A-1998-208543 was mounted on the sensor cover prepared in Example 3 to obtain a carbon dioxide sensor.

【0103】この二酸化炭素センサは、主鎖中に第4級
アンモニウム基を有しハロゲンイオンを対イオンとする
重合体と、金属ハロゲン化物とを熱処理することにより
得た固体電解質を検知極と参照極で挟み、両電極間に発
生する起電力を測定するセンサである。これを専用の回
路で、雰囲気中の二酸化炭素濃度(ppm )に対する出力
起電力(mv)を調べた。そして、その関係が二酸化炭素濃
度の対数と起電力が線形であることを確認した。この二
酸化炭素センサに対して実施例1と同様の耐ガス試験を
行った。
In this carbon dioxide sensor, a solid electrolyte obtained by heat-treating a polymer having a quaternary ammonium group in the main chain and having a halogen ion as a counter ion, and a metal halide are referred to as a detection electrode. This sensor is sandwiched between poles and measures the electromotive force generated between both electrodes. Using a dedicated circuit, the output electromotive force (mv) with respect to the carbon dioxide concentration (ppm) in the atmosphere was examined. Then, it was confirmed that the relationship between the logarithm of the carbon dioxide concentration and the electromotive force was linear. This carbon dioxide sensor was subjected to the same gas resistance test as in Example 1.

【0104】結果を図17に示す。その結果、いずれの
ガスも、耐ガス試験前後で二酸化炭素センサの出力値に
全く変化が見られなかった。
FIG. 17 shows the results. As a result, there was no change in the output value of the carbon dioxide sensor between before and after the gas resistance test.

【0105】次に、実施例1と同様の耐タバコ煙試験を
行った。
Next, the same cigarette smoke resistance test as in Example 1 was conducted.

【0106】結果を図18に示す。その結果、実施例1
と同様交互吸着膜付フィルタを付けた素子は、交互吸着
膜無しのフィルターに比べ耐ガス試験前後で二酸化炭素
センサの出力値の変化度合いが小さくなった。
FIG. 18 shows the results. As a result, Example 1
In the device provided with the filter having the alternating adsorption film, the degree of change in the output value of the carbon dioxide sensor before and after the gas resistance test was smaller than that of the filter without the alternate adsorption film.

【0107】<比較例1>PET不織布フィルターに、
交互吸着膜を付与しないでセンサカバーを作製し、湿度
センサを得た。そして、この湿度センサに対して実施例
1と同様の耐ガス試験を行った。
Comparative Example 1 A PET nonwoven fabric filter
A sensor cover was prepared without providing an alternate adsorption film, and a humidity sensor was obtained. Then, a gas resistance test similar to that in Example 1 was performed on this humidity sensor.

【0108】その結果を図19に示す。このセンサは、
ガス下の放置時間に従って湿度センサの出力値が下が
り、湿度検出ができなくなった。
FIG. 19 shows the result. This sensor is
The output value of the humidity sensor decreased according to the standing time under the gas, and the humidity could not be detected.

【0109】<比較例2>塩基性金属塩として炭酸カル
シウム(25℃における溶解度:1.5mg/100g)を用
い、水溶性ノニオン型ポリマの代わりに水不溶性樹脂:
ポリメチルメタクリレート(重量平均分子量:4000
0)を用い、溶媒にエチルセロソルブを用いてフィルタ
膜を製造した他は、実施例1と同様にしてセンサカバー
をを作製し、湿度センサを得た。そして、この湿度セン
サに対して実施例1と同様の耐ガス試験を行った。
<Comparative Example 2> Calcium carbonate (solubility at 25 ° C: 1.5 mg / 100 g) was used as a basic metal salt, and a water-insoluble resin was used instead of a water-soluble nonionic polymer:
Polymethyl methacrylate (weight average molecular weight: 4000
0) and a sensor cover was prepared in the same manner as in Example 1 except that a filter membrane was manufactured using ethyl cellosolve as a solvent to obtain a humidity sensor. Then, a gas resistance test similar to that in Example 1 was performed on this humidity sensor.

【0110】結果を図20に示す。この湿度センサも、
比較例1と同様耐ガス試験後には湿度センサの出力値が
下がり、湿度検出ができなくなった。
The results are shown in FIG. This humidity sensor also
As in Comparative Example 1, the output value of the humidity sensor decreased after the gas resistance test, and the humidity could not be detected.

【0111】<比較例3>塩基性金属塩として炭酸ナト
リウム(25℃における溶解度積:7.1g/100g)を、
水溶性ノニオン型ポリマとしてポリビニルアルコール
(重量平均分子量:20000)を用いた他は、実施例
1と同様にしてセンサカバーを作製し、湿度センサを得
た。そして、この湿度センサに対して実施例1と同様の
耐ガス試験を行った。
Comparative Example 3 Sodium carbonate (solubility product at 25 ° C .: 7.1 g / 100 g) was used as a basic metal salt.
A sensor cover was prepared in the same manner as in Example 1 except that polyvinyl alcohol (weight average molecular weight: 20,000) was used as the water-soluble nonionic polymer, and a humidity sensor was obtained. Then, a gas resistance test similar to that in Example 1 was performed on this humidity sensor.

【0112】その結果を図21に示す。このセンサは、
ガス下の放置時間に従って湿度センサの出力値が下が
り、湿度検出ができなくなった。
FIG. 21 shows the result. This sensor is
The output value of the humidity sensor decreased according to the standing time under the gas, and the humidity could not be detected.

【0113】[0113]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、センサ素
子の応答性を乱すことなく、長期間に亘って安定して、
高精度で機能させるためのセンサ用フィルター、センサ
カバー、これを有するセンサおよびフィルター膜を提供
することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to stably operate the sensor element for a long period of time without disturbing the response of the sensor element.
It is possible to provide a sensor filter, a sensor cover, a sensor having the same, and a filter membrane for functioning with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のセンサカバーの一例の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an example of a sensor cover of the present invention.

【図2】本発明のセンサカバーの一例の正面図である。FIG. 2 is a front view of an example of the sensor cover of the present invention.

【図3】湿度センサ素子の構成例の一つを示す平面図で
ある。
FIG. 3 is a plan view showing one configuration example of a humidity sensor element.

【図4】実施例1のセンサカバーを用いた湿度センサの
耐ガス試験前後の出力値を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing output values before and after a gas resistance test of a humidity sensor using the sensor cover of Example 1.

【図5】実施例1のセンサカバーを用いた湿度センサの
耐タバコ煙試験前後の出力値を示すグラフである。
5 is a graph showing output values before and after a cigarette smoke test of a humidity sensor using the sensor cover of Example 1. FIG.

【図6】実施例2のセンサカバーを用いた湿度センサの
耐ガス試験前後の出力値を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing output values before and after a gas resistance test of a humidity sensor using the sensor cover of Example 2.

【図7】実施例2のセンサカバーを用いた湿度センサの
耐タバコ煙試験前後の出力値を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing output values before and after a cigarette smoke test of a humidity sensor using the sensor cover of Example 2.

【図8】実施例3のセンサカバーを用いた湿度センサの
耐ガス試験前後の出力値を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing output values before and after a gas resistance test of a humidity sensor using the sensor cover of Example 3.

【図9】実施例3のセンサカバーを用いた湿度センサの
耐タバコ煙試験前後の出力値を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing output values before and after a cigarette smoke test of a humidity sensor using the sensor cover of Example 3.

【図10】実施例4のセンサカバーを用いた湿度センサ
の耐ガス試験前後の出力値を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing output values before and after a gas resistance test of a humidity sensor using the sensor cover of Example 4.

【図11】実施例5のセンサカバーを用いた湿度センサ
の耐ガス試験前後の出力値を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing output values before and after a gas resistance test of a humidity sensor using the sensor cover of Example 5.

【図12】実施例6のセンサカバーを用いた湿度センサ
の耐ガス試験前後の出力値を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing output values before and after a gas resistance test of a humidity sensor using the sensor cover of Example 6.

【図13】実施例7のセンサカバーを用いた湿度センサ
の耐ガス試験前後の出力値を示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing output values before and after a gas resistance test of a humidity sensor using the sensor cover of Example 7.

【図14】実施例7のセンサカバーを用いた湿度センサ
の耐タバコ煙試験前後の出力値を示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing output values before and after a cigarette smoke test of a humidity sensor using the sensor cover of Example 7.

【図15】実施例8のセンサカバーを用いた湿度センサ
の耐ガス試験前後の出力値を示すグラフである。
FIG. 15 is a graph showing output values before and after a gas resistance test of a humidity sensor using the sensor cover of Example 8.

【図16】実施例8のセンサカバーを用いた湿度センサ
の耐タバコ煙試験前後の出力値を示すグラフである。
FIG. 16 is a graph showing output values of a humidity sensor using the sensor cover of Example 8 before and after a cigarette smoke test.

【図17】実施例9のセンサカバーを用いた二酸化炭素
センサの耐ガス試験前後の出力値を示すグラフである。
FIG. 17 is a graph showing output values before and after a gas resistance test of a carbon dioxide sensor using the sensor cover of Example 9.

【図18】実施例9のセンサカバーを用いた二酸化炭素
センサの耐タバコ煙試験前後の出力値を示すグラフであ
る。
FIG. 18 is a graph showing output values before and after a cigarette smoke test of a carbon dioxide sensor using the sensor cover of Example 9.

【図19】比較例1のセンサカバーを用いた湿度センサ
の耐ガス試験前後の出力値を示すグラフである。
FIG. 19 is a graph showing output values before and after a gas resistance test of a humidity sensor using the sensor cover of Comparative Example 1.

【図20】比較例2のセンサカバーを用いた湿度センサ
の耐ガス試験前後の出力値を示すグラフである。
FIG. 20 is a graph showing output values before and after a gas resistance test of a humidity sensor using the sensor cover of Comparative Example 2.

【図21】比較例3のセンサカバーを用いた湿度センサ
の耐ガス試験前後の出力値を示すグラフである。
FIG. 21 is a graph showing output values before and after a gas resistance test of a humidity sensor using a sensor cover of Comparative Example 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 湿度センサ 2 ケース 3 窓 4 フィルタ膜 5 センサ膜 6 リード線 7 絶縁基板 8 電極 9 ギャップ 10 電極端子 11 半田 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Humidity sensor 2 Case 3 Window 4 Filter film 5 Sensor film 6 Lead wire 7 Insulating substrate 8 Electrode 9 Gap 10 Electrode terminal 11 Solder

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガスセンサ素子を保護するためのセンサ
用フィルターであって、水溶性カチオン型ポリマと水溶
性アニオン型ポリマとを含有する膜が交互に積層構造を
有するセンサ用フィルター。
1. A sensor filter for protecting a gas sensor element, wherein the filter containing a water-soluble cation type polymer and a water-soluble anion type polymer has an alternately laminated structure.
【請求項2】 ガスセンサ素子を保護するためのセンサ
用フィルターであって、水溶性カチオン型ポリマと水溶
性アニオン型ポリマと水溶性ノニオン型ポリマとを含有
する膜が交互に積層構造を有するセンサ用フィルター。
2. A filter for a sensor for protecting a gas sensor element, wherein the film containing a water-soluble cationic polymer, a water-soluble anion polymer and a water-soluble nonionic polymer has an alternately laminated structure. filter.
【請求項3】 前記ノニオン型ポリマの層に、貧溶性の
塩基性金属塩を含有する請求項2のセンサ用フィルタ
ー。
3. The sensor filter according to claim 2, wherein the nonionic polymer layer contains a poorly soluble basic metal salt.
【請求項4】 前記水溶性ノニオン型ポリマが、ヒドロ
キシ基、アセトアミド基、カルボニルイミド結合および
エーテル結合の1種以上を有する請求項2または3のセ
ンサ用フィルター。
4. The sensor filter according to claim 2, wherein the water-soluble nonionic polymer has at least one of a hydroxy group, an acetamido group, a carbonylimide bond and an ether bond.
【請求項5】 前記センサ用フィルターは、前記ガスセ
ンサ素子の少なくとも2面以上と対向するように配置さ
れている請求項1〜4のいずれかのセンサ用フィルタ
ー。
5. The sensor filter according to claim 1, wherein the sensor filter is arranged so as to face at least two or more surfaces of the gas sensor element.
【請求項6】 前記センサ用フィルターが、前記センサ
カバーの窓部に配置されている請求項1〜5のいずれか
のセンサカバー。
6. The sensor cover according to claim 1, wherein the sensor filter is disposed in a window of the sensor cover.
【請求項7】 前記センサ用フィルターが、前記センサ
カバーの内部に吸着層として設けられている請求項1〜
5のいずれかのセンサカバー。
7. The sensor filter according to claim 1, wherein the sensor filter is provided as an adsorption layer inside the sensor cover.
5. The sensor cover of any one of 5.
【請求項8】 請求項1〜5のいずれかのセンサ用フィ
ルターを有するガスセンサ素子。
8. A gas sensor element having the sensor filter according to claim 1.
【請求項9】 水溶性カチオン型ポリマと水溶性アニオ
ン型ポリマと水溶性ノニオン型ポリマとを含有する膜が
交互に積層構造を有し、 前記ノニオン型ポリマの層に、貧溶性の塩基性金属塩を
含有するフィルター膜。
9. A film containing a water-soluble cationic polymer, a water-soluble anionic polymer and a water-soluble nonionic polymer has an alternately laminated structure, and the nonionic polymer layer contains a poorly soluble basic metal. Filter membrane containing salt.
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