JP4555842B2 - ガスセンサ及びその形成方法 - Google Patents
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Description
発明の分野
本発明は、ガスセンサユニット及びその形成方法に関するものである。特に、本発明は低コストかつ高感度のガスセンサユニット及びその形成方法に関するものである。
工業プロセス中に使用または生成される種々の毒性、可燃性、爆発性、あるいは危険性のあるガスの漏洩は、人間にとって有害であり、環境に大きな被害を生じさせ、これを防止するために、近年、種々のガス分子を検出することのできるセンサが開発され、すべての領域から注目されている。それ以来、研究開発は、高感度、低コスト、良好な選択性、速い応答、及び再現性、等に焦点を置いている。
従って、本発明は、低コストかつ高感度の利点を有するガスセンサユニットに指向したものである。
本発明によるガスセンサは主に、導電性高分子材料、及びガス分子を吸収するための吸収剤を含む。さらに、本発明の好適な実施例では、導電性高分子材料はPANであり、吸収剤はPUである。導電性高分子材料の濃度は25〜55重量%であり、吸収剤の濃度は45〜75重量%であり、これによりガスセンサユニットは好適な導電率、及び膜形成の機械的特性を有することができる。これに加えて、ガスセンサユニットが吸収することのできるガス分子は、メタノール及びエタノールのようなアルコールの分子を含む。
例1は、2回連続するメタノール(MeOH)の吸収/脱着実験後のDC抵抗(インピーダンス)変化感度を検出することによって電気特性(抵抗)を測定するガスセンサユニット(PAN+PU)に指向したものである。出発材料は、40重量%のPAN及び60重量%のPU(NCOは5.56%)であり、検出は次の実験条件下で行う:(1) 半密封測定系;(2) 常温での自然蒸発;及び(3) ガスセンサユニットの検出面と約1.5cmのメタノールの液面との間の距離。
例2のガスセンサは、50重量%のPAN及び50重量%のPUを出発材料として用いること以外は例1と同様である。3回連続するメタノール(MeOH)の吸収/脱着実験を行って、抵抗(インピーダンス)変化感度を検出する。
例3では、50重量%のPAN及び50重量%のPUを出発材料として用い、そしてエタノールを用いた2回連続する吸収/脱着実験を行って抵抗(インピーダンス)変化感度を検出する。ガスセンサユニットを形成する方法及び実験条件は例1及び例2と同様である。
Claims (15)
- 混合物を具えたガスセンサユニットにおいて、前記混合物が、
前記混合物の総重量の25〜55重量%のポリアニリン(PAN)から成る導電性高分子材料と;
前記混合物の総重量の45〜75重量%のポリウレタン(PU)から成る、ガス分子を吸収するための吸収剤と
を含むことを特徴とするガスセンサユニット。 - 前記吸収されるガス分子がアルコールの分子を含むことを特徴とする請求項1に記載のガスセンサユニット。
- 前記アルコールの分子がメタノール分子から成ることを特徴とする請求項2に記載のガスセンサユニット。
- 前記アルコールの分子がエタノール分子から成ることを特徴とする請求項2に記載のガスセンサユニット。
- さらに、前記ガスセンサユニットの抵抗を検出するための検出回路を具え、前記混合物が前記検出回路上に塗布されていることを特徴とする請求項1に記載のガスセンサユニット。
- 前記検出回路がアルミナ・セラミックリード・チップキャリア(CLCC)で構成されることを特徴とする請求項5に記載のガスセンサユニット。
- 前記ガスセンサユニットが、アルコールのガス分子を吸収/脱着するために使用され、前記ガスセンサユニットの抵抗の変化が、前記アルコールのガスの存在または不在の指標であることを特徴とする請求項1に記載のガスセンサユニット。
- 導電性高分子材料を吸収剤と混合して混合物を形成するステップと;
前記混合物を硬化させるステップとを具え、
前記混合物は、前記混合物の固体成分を100重量%として25〜55重量%の導電性高分子材料及び45〜75重量%の吸収剤から成り、前記導電性高分子材料はPANから成り、前記吸収剤はPUから成ることを特徴とするガスセンサユニットの製造方法。 - 前記混合物を硬化させるステップは、膜を形成し、前記膜を熱処理することを含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記混合物を硬化させるステップは、前記混合物を焼付け乾燥させることを含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記混合物を焼付け乾燥させる条件は、50℃〜70℃の温度範囲の下で280〜320分間実行することであることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記混合物を形成するステップは、前記導電性高分子材料と前記吸収剤とを混合する際に溶剤を加えることを含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記溶剤がトルエンを含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- さらに、前記混合物を硬化させる前に、前記混合物を検出回路上に塗布するステップを具え、前記ガスセンサユニットの抵抗変化がガスの存在または不在の指標であることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記検出回路がアルミナCLCCで構成されることを特徴とする請求項14に記載の方法。
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