JPH02157647A - Production of ion selective glass electrode - Google Patents

Production of ion selective glass electrode

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JPH02157647A
JPH02157647A JP31273688A JP31273688A JPH02157647A JP H02157647 A JPH02157647 A JP H02157647A JP 31273688 A JP31273688 A JP 31273688A JP 31273688 A JP31273688 A JP 31273688A JP H02157647 A JPH02157647 A JP H02157647A
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sol
selective glass
layer
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Abstract

PURPOSE:To realize mass productivity, stability of quality, diversity of products and ease of packaging by forming an ion selective glass film layer and ion non-sensitive glass film layer respectively by using a patterning method and a sol-gel method on the surface of a substrate. CONSTITUTION:The central circular part of the substrate 1 is patterned and a prescribed metal alkoxide soln. is applied on one surface of the substrate 1 to stick the thin film of an ion non-sensitive sol; thereafter, the sol is gelatinized to form the ion non-sensitive gelatinized layer 3'. The part of the substrate 1 exclusive of the central circular part is then patterned and the prescribed metal alkoxide soln. is applied on the same one surface of the substrate 1 to stick the thin film of the ion responsive sol. The sol is gelatinized to form the ion responsive gelatinized layer 2'. The gelatinized layers 2', 3' are thereafter vitrified by heating and calcination to form the ion selective glass film layer 2 and the ion-sensitive glass film layer 3 on the surface of the substrate 1.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、p)(、pNa等の各種イオン濃度を測定す
るためのイオン濃度測定電極において用いられるイオン
選択性ガラス電極の全く新規な製造方法を開発せんとし
てなされたものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is directed to a completely new method for manufacturing an ion-selective glass electrode used in an ion concentration measuring electrode for measuring the concentration of various ions such as p)(, pNa, etc.). This was done to develop a method.

(従来の技術) 従来のイオン選択性ガラス電極の製造方法としては、先
ず、測定対象イオンに対して所定の選択性を有するよう
に組成調整されたイオン選択性ガラスブロックを製造し
、そして、電気絶縁ガラスから成る支持管の先端にイオ
ン選択性ガラス電極を接合する旧来タイプのイオン濃度
測定電極のためのイオン選択性ガラス電極の場合には、
前記イオン選択性ガラスブロックに対する吹き上げによ
る火作り法(バルーン法)で極薄半球形に成形し、また
、最近になって本願出願人が開発した非常にコンパクト
で操作性および保守性に優れたシート型のイオン濃度測
定電極(これについては、例えば特願昭61−2853
71号等により既に提本している)に用いられる極薄平
板状のイオン選択性ガラス電極の場合には、上記と同様
バルーン法により形成された極薄半球形イオン選択性ガ
ラスの一部周面を切り取ってから熱板プレスで平板ガラ
スに再成形するとか、あるいは、前記イオン選択性ガラ
スブロックを機械的切断手段により適当な厚さにスライ
スして事前成形した平板ガラスを軟化温度以上に昇温さ
せて引き延ばすとか、あるいはまた、特願昭61−28
3802号により本願出願人が既に提案しているように
、前記イオン選択性ガラスブロックを機械的切断手段に
よりスライスして、目標厚さよりも若干厚目の第1ガラ
スシートを製作した後、その第1ガラスシートの表面に
エツチング処理を施して目標厚さの第2ガラスシートを
製作し、次に、その第2ガラスシート全体を予熱して溶
融温度直前まで昇温させた状態において、その第2ガラ
スシートの表面に対して所定量の熱エネルギーを短時間
で加えることにより、その第2ガラスシートの表面のみ
を溶融させてから固化させる、というように種々の方法
が知られている。
(Prior Art) As a conventional method for manufacturing an ion-selective glass electrode, first, an ion-selective glass block whose composition is adjusted to have a predetermined selectivity for ions to be measured is manufactured, and then an electric In the case of an ion-selective glass electrode for a conventional type of ion concentration measurement electrode, in which the ion-selective glass electrode is bonded to the tip of a support tube made of insulating glass,
The above-mentioned ion-selective glass block is formed into an ultra-thin hemispherical shape using the balloon method, and is also a very compact sheet with excellent operability and maintainability, which was recently developed by the applicant. type ion concentration measuring electrode (for example, Japanese Patent Application No. 61-2853)
In the case of an ultra-thin flat plate-shaped ion-selective glass electrode used in Either the surface is cut out and then re-formed into a flat glass using a hot plate press, or the ion-selective glass block is sliced into an appropriate thickness using a mechanical cutting means, and the pre-formed flat glass is heated to a temperature above its softening temperature. Warm it up and stretch it out, or also
As already proposed by the applicant in No. 3802, after slicing the ion-selective glass block using a mechanical cutting means to produce a first glass sheet that is slightly thicker than the target thickness, A second glass sheet having a target thickness is manufactured by etching the surface of the first glass sheet, and then the second glass sheet is preheated to just before the melting temperature. Various methods are known, such as applying a predetermined amount of thermal energy to the surface of a glass sheet in a short period of time to melt only the surface of the second glass sheet and then solidifying it.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記したような従来のイオン選択性ガラ
ス電極の製造方法においては、何れの場合にも、 (ア)基本的に量産が困難であり、その上、要求される
特性に応じて一層それに応した組成を有するように調整
したイオン選択性ガラスブロックを製造しなければなら
ないため、製造コストが非常に高くつくのみならず、品
質のバラツキが生じ易く、また、製品の多様化に追従す
るのが非常に困難である、 (イ)製造されたイオン選択性ガラス電極の特性に何ら
かの難点(例えば、アルカリイオンの溶出量がサンプル
量や測定レベルに対して大きすぎるとか、化学的安定性
が不足しているなどの欠点)があった場合にも、それを
改質することが不可能なため、その難点を容認せざるを
得ないか、あるいは、最初から別途製造し直さなければ
ならない、(つ)製造されるのは単一のイオン選択性ガ
ラス電極そのものでかつそれのみであるため、そのイオ
ン選択性ガラス電極を所定のイオン濃度測定電極に実装
する際において、そのイオン選択性ガラス電極をイオン
不感応部材に対して接合あるいは接着する必要があるが
、イオン選択性ガラス電極からある程度アルカリイオン
が溶出することは不可避なことであるため、十分な強度
および耐久性を有するようにその接合あるいは接着を行
うことは非常に困難であり、従って、特に複数種類のイ
オン濃度を測定するための所謂複合電極を構成する場合
には、複数種類のイオン選択性ガラス電極を実装する必
要があることから、上記の困難性が非常に大きい、 といった種々の問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in any case, in the conventional manufacturing method of the ion-selective glass electrode as described above, (a) mass production is basically difficult; Since it is necessary to manufacture an ion-selective glass block whose composition is adjusted according to the characteristics to be used, not only is the manufacturing cost very high, but also the quality is likely to vary. It is very difficult to keep up with the diversification of products. (a) There are some problems with the characteristics of the manufactured ion-selective glass electrode (for example, the amount of alkali ions eluted is too large for the sample amount and measurement level) Even if there are disadvantages such as lack of chemical stability or (a) Since only the single ion-selective glass electrode itself is manufactured, the ion-selective glass electrode must be remanufactured when it is assembled into a given ion concentration measurement electrode. , it is necessary to bond or adhere the ion-selective glass electrode to an ion-insensitive member, but since it is unavoidable that some alkali ions will elute from the ion-selective glass electrode, it must have sufficient strength and durability. Therefore, it is very difficult to bond or adhere them in such a way that they have the same ion-selective properties. Therefore, when configuring a so-called composite electrode for measuring the concentration of multiple types of ions, it is necessary to use multiple types of ion-selective glass electrodes. There were various problems such as the above-mentioned difficulty being extremely large due to the need to implement .

本発明は、上記従来実情に鑑みてなされたものであって
、その目的は、量産性、経済性1品質の安定性、製造可
能な製品の多様性、実装の容易性等に非常に優れたイオ
ン選択性ガラス電極の製造方法を提供せんとすることに
ある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and its purpose is to achieve excellent mass production, economical efficiency, stability of quality, diversity of products that can be manufactured, ease of implementation, etc. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an ion-selective glass electrode.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明によるイオン選択性
ガラス電極の製造方法は、 イオン応答性材料から成る基板の表面の所定箇所に少な
くとも一層のイオン選択性ガラス膜層を、そして、前記
基板の表面における前記イオン選択性ガラス膜層以外の
箇所にイオン不感応ガラス膜層を、夫々、パターンニン
グ法および金属アルコキシドを原料としたブルーゲル法
を用いて形成する、という手段を採用した点に特徴を有
する。
In order to achieve the above object, the method for manufacturing an ion-selective glass electrode according to the present invention comprises: forming at least one ion-selective glass membrane layer at a predetermined location on the surface of a substrate made of an ion-responsive material; The feature is that an ion-insensitive glass membrane layer is formed on the surface other than the ion-selective glass membrane layer using a patterning method and a blue gel method using a metal alkoxide as a raw material, respectively. have

〔作用〕[Effect]

かかる特徴ある手段を採用したことにより発揮される作
用は次の通りである。
The effects achieved by employing such distinctive means are as follows.

即ち、上記本発明によるイオン選択性ガラス電極の製造
方法によれば、後述する実施例の記載からもより一層明
らかとなるように、パターンニング法および金属アルコ
キシドを原料としたゾル−ゲル法を用いて、イオン応答
性基板の表面の所定箇所にイオン選択性ガラス膜層を形
成すると共に、そのイオン選択性ガラス膜層以外の箇所
にはイオン不感応ガラス膜層を形成する、というように
恰も半導体製造プロセスの如き手法を用いるようにした
から、基本的に大量生産によるコスト低減が容易である
と共に品質の安定性が確保され、その上、基本となる適
宜イオン応答性基板の表面に、要求される所定の特性を
発揮させ得る金属アルコキシドを原料としたゾル−ゲル
法によるイオン選択性ガラス膜を形成する、という手段
を用いるようにしたから、従来のように、要求される特
性に応じて−々それに応じた組成を有するように調整し
たイオン選択性ガラスブロックを製造する、という橿め
て不経済なことを行わなくても済むと共に、前記基本と
なる適宜イオン応答性基板の表面に所定の特性を有する
イオン選択性ガラス膜を形成することによりその改質も
容易であることから、製品の多様化に十分かつ速やかに
対応することができ、しかも、従来のように単一のイオ
ン選択性ガラス電極そのものでかつそれのみを製造する
のではなく、ひとつのイオン応答性基板の表面にイオン
選択性ガラス膜層(これは、−!!頬でも複数種類でも
可能である)のみならずイオン不感応ガラス膜層をも形
成する、という手段を用いるようにしたから、たとえ複
数種類のイオン濃度を測定するための複合電極を構成す
る場合であっても、そのイオン選択性ガラス電極を所定
のイオン濃度測定電極に実装する際において、従来は不
可避であったイオン選択性ガラス電極とイオン不感応部
材との接合あるいは接着における作業の困難性や強度お
よび耐久性の面での問題は全く生しない。
That is, according to the method for producing an ion-selective glass electrode according to the present invention, a patterning method and a sol-gel method using a metal alkoxide as a raw material are used, as will become clearer from the description of the examples below. In this way, an ion-selective glass film layer is formed at a predetermined location on the surface of an ion-responsive substrate, and an ion-insensitive glass film layer is formed at a location other than the ion-selective glass film layer. By using a method similar to the manufacturing process, it is basically easy to reduce costs through mass production, and quality stability is ensured.Furthermore, the surface of the basic ion-responsive substrate is coated with the required ion-responsive substrate. Since we have adopted a method of forming an ion-selective glass membrane by the sol-gel method using metal alkoxide as a raw material that can exhibit the specified characteristics, we can create an ion-selective glass membrane according to the required characteristics. In addition, it is not necessary to go through the uneconomical process of manufacturing an ion-selective glass block with a composition adjusted accordingly. By forming an ion-selective glass membrane with specific characteristics, it is easy to modify it, so it is possible to sufficiently and quickly respond to the diversification of products. Rather than manufacturing the glass electrode itself and only that, it is possible to fabricate not only an ion-selective glass film layer (this can be done with multiple types) but also an ion-selective glass film layer on the surface of one ion-responsive substrate. Since we have adopted a method of also forming a sensitive glass membrane layer, even when configuring a composite electrode for measuring the concentration of multiple types of ions, the ion-selective glass electrode can be used to When mounted on a concentration measuring electrode, there are no difficulties in joining or gluing the ion-selective glass electrode and the ion-insensitive member, and there are no problems in terms of strength and durability, which were unavoidable in the past.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の各種実施例を図面(第1図ないし第6図
)に基いて説明する。
Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described based on the drawings (FIGS. 1 to 6).

第1図は、本発明に係るイオン選択性ガラス電極の製造
方法の概念的な手順を表すフローチャートを示している
FIG. 1 shows a flowchart representing the conceptual procedure of a method for manufacturing an ion-selective glass electrode according to the present invention.

この第1図から明らかなように、先ず、一種類の金属ア
ルコキシド(または複数種類の金属アルコキシドa、 
 b、・・・、Xを所定の比率で混合した混合金属アル
コキシド)を、所定の溶液(例えばアルコールや水など
)を加えてから十分に撹拌することにより、成分が均一
化された金属アルコキシド溶液(ゾル)を生成する一方
、所定のイオン応答性材料から成る基板の表面の所定箇
所に必要に応じてマスキング等によるパターンニングを
施しておく0次に、前記パターンニング済みの基板の表
面に前記ゾルを塗布するとか、あるいは、パターンニン
グ済みの基板をゾル中に浸tl (ディッピング)させ
る等の手段により、基板におけるマスキング部分以外の
表面にゾルの薄膜を付着させる。続いて、このようにし
てゾルの薄膜を付着させた基板を徐々に自然乾燥あるい
は加温乾燥させると、前記ゾルのIllは加水分解、縮
重合という化学反応を経て、やがてゲル化ひいては乾燥
し、基板の表面にはゲル化層が形成される。そして、上
記のような一連の操作を、必要に応じて前記金属アルコ
キシドの種類や混合比率あるいはパターンニングを変化
させながら、所定の回数繰り返すことにより、少なくと
も一層のくただし、同一成分の複数の層あるいは異なる
成分の複数の層にする場合もある)イオン選択性ガラス
膜層に対応するゲル化層とイオン不感応ガラス膜層に対
応するゲル化層とを、夫々、互いに背反的な所定の箇所
に形成する。しかる後、このように表面に所定のゲル化
層を形成された基板を通常のガラス化温度に比べてかな
り低い温度(通常は1000℃以下)で加熱焼成すると
、前記ゲル化層はガラス化し、これによって、前記基板
の表面に所定のイオン選択性ガラス膜層とイオン不感応
ガラス膜層とが形成されるのである。
As is clear from FIG. 1, first, one type of metal alkoxide (or multiple types of metal alkoxide a,
A metal alkoxide solution in which the components are homogenized by adding a predetermined solution (e.g. alcohol, water, etc.) to a mixed metal alkoxide (b, ..., X in a predetermined ratio) and stirring thoroughly. While generating (sol), patterning is performed by masking or the like as necessary on predetermined locations on the surface of a substrate made of a predetermined ion-responsive material.Next, the surface of the patterned substrate is A thin film of sol is attached to the surface of the substrate other than the masked portion by applying a sol or by dipping the patterned substrate in the sol. Subsequently, when the substrate to which the sol thin film is attached in this way is gradually air-dried or heated, the sol Ill undergoes chemical reactions such as hydrolysis and polycondensation, and eventually gels and dries. A gelled layer is formed on the surface of the substrate. Then, by repeating the above series of operations a predetermined number of times while changing the type, mixing ratio, or patterning of the metal alkoxide as necessary, at least one layer or multiple layers of the same component can be formed. Alternatively, the gel layer corresponding to the ion-selective glass membrane layer and the gel layer corresponding to the ion-insensitive glass membrane layer are placed at predetermined locations opposite to each other. to form. Thereafter, when the substrate with a predetermined gelled layer formed on its surface is heated and fired at a temperature considerably lower than the normal vitrification temperature (usually 1000°C or less), the gelled layer is vitrified, As a result, a predetermined ion-selective glass film layer and an ion-insensitive glass film layer are formed on the surface of the substrate.

そして、第2図は具体的な第1実施例の説明図であって
、先ず、基板lの中央円形部分にパターンニング(マス
キング二図示せず)を施した状態で、イオン不感応ガラ
ス膜層を形成するための所定の金属アルコキシド溶液を
、その基板lの片面に塗布してイオン不感応ゾルの薄膜
を付着させてからゲル化させることによりイオン不感応
ゲル化層3°を形成させ、次に、前記基板lの中央円形
部分以外に(つまり、上記の場合とは逆の〉パターンニ
ング(マスキング:図示せず)を施した状態で、イオン
選択性ガラス膜層を形成するための所定の金属アルコキ
シド溶液を、その基板1の同じ片面に塗布してイオン応
答ゾルの薄膜を付着させてからゲル化させることにより
イオン応答ゲル化層2°を形成させ、しかる後、加熱焼
成により前記両ゲル化層2°、3°をガラス化して、前
記基[1の表面にイオン選択性ガラス膜層2とイオン不
感応ガラス膜層3に形成して構成された単層構造のイオ
ン選択性ガラス電極を示している。
FIG. 2 is a concrete explanatory diagram of the first embodiment. First, patterning (masking, not shown) is applied to the central circular part of the substrate 1, and then an ion-insensitive glass film layer is formed. A predetermined metal alkoxide solution for forming an ion-insensitive sol is applied to one side of the substrate l, a thin film of ion-insensitive sol is deposited, and then gelled to form an ion-insensitive gelled layer 3°. Then, a predetermined pattern for forming an ion-selective glass membrane layer is applied with patterning (masking: not shown) applied to areas other than the central circular portion of the substrate l (that is, the opposite to the above case). A metal alkoxide solution is applied to the same side of the substrate 1 to deposit a thin film of the ion-responsive sol, and then gelled to form the ion-responsive gel layer 2°, and then heated and baked to form the ion-responsive gel layer 2°. An ion-selective glass electrode with a single layer structure is formed by vitrifying the glass layers 2° and 3° to form an ion-selective glass film layer 2 and an ion-insensitive glass film layer 3 on the surface of the group [1]. It shows.

また、第3図は具体的な第2実施例の説明図であって、
先ず、基板lにはパターンニング(マスキング=図示せ
ず)を全く施さない状態で、その基板1をイオン選択性
ガラス膜層を形成するための所定の金属アルコキシド溶
液中に浸漬させて、その基板lの全表面にイオン応答ゾ
ルの薄膜を付着させてからゲル化させるという操作を複
数回繰り返すことにより、複数層(この例では3層)の
イオン応答ゲル化層2A’ 、2B’ 、2C’を形成
させ、次に、前記基板1の中央円形部分にパターンニン
グ(マスキング:図示せず)を施した状態で、その基板
lをイオン不感応ガラス膜層を形成するための所定の金
属アルコキシド溶液中に浸漬させて、その基板lの前記
中央円形部分以外の表面にイオン不感応ゾルの薄膜を付
着させてからゲル化させることによりイオン不感応ゲル
化層3゛を形成させ、しかる後、加熱焼成により前記ゲ
ル化層2A’ 、2B’ 、2C’ 、3’ をガラス
化して、前記基板lの表面にイオン選択性ガラス膜層2
A、2B、2Cとイオン不感応ガラス膜層3に形成して
構成された多層構造のイオン選択性ガラス電極を示して
いる。。
Further, FIG. 3 is an explanatory diagram of a specific second embodiment,
First, the substrate 1 is immersed in a predetermined metal alkoxide solution for forming an ion-selective glass film layer, without any patterning (masking = not shown) applied to the substrate 1. By repeating the operation of depositing a thin film of ion-responsive sol on the entire surface of 1 and then gelling it multiple times, multiple layers (three layers in this example) of ion-responsive gel layers 2A', 2B', 2C' are formed. Next, with patterning (masking: not shown) applied to the central circular portion of the substrate 1, the substrate 1 is coated with a predetermined metal alkoxide solution for forming an ion-insensitive glass film layer. A thin film of ion-insensitive sol is deposited on the surface of the substrate 1 other than the central circular portion, and then gelled to form an ion-insensitive gelled layer 3, and then heated. The gelled layers 2A', 2B', 2C', and 3' are vitrified by firing to form an ion-selective glass membrane layer 2 on the surface of the substrate l.
It shows an ion-selective glass electrode with a multilayer structure formed by forming A, 2B, and 2C on an ion-insensitive glass membrane layer 3. .

なお、上記第2図および第3図に挙げた実施例において
、イオン応答ゲル化層2 (2A’ 、2B2C°)と
イオン不感応ゲル化層3″ との形成順序は上記の場合
とは逆であってもよく、また、前記イオン不感応ゲル化
層3゛ も多層構造にしても差し支えない。
In the embodiments shown in FIGS. 2 and 3 above, the order of formation of the ion-responsive gel layer 2 (2A', 2B2C°) and the ion-insensitive gel layer 3'' is reversed from the above case. Furthermore, the ion-insensitive gel layer 3' may also have a multilayer structure.

更にまた、上記第3図に挙げた実施例において、前記の
ように複数層のイオン応答ゲル化層2A2B’ 、2C
’を構成することは、例えば、基板lとその表面に形成
されるイオン選択性ガラス膜層との膨張係数の差が大き
くて剥離の問題が生じる虞れがある場合や、1層のみの
イオン選択性ガラス膜層を形成しただけではアルカリイ
オンカリ容出とか化学的安定性とかインピーダンス等の
緒特性の改善が不十分な場合などにおいて非常に有効で
ある。なお、その複数層のイオン応答ゲル化層2A’ 
、2B’ 、2C’ を構成する組成は、同じにしても
よいし異ならせてもよい。
Furthermore, in the embodiment shown in FIG.
For example, forming an ion-selective glass film layer formed on the substrate l and the ion-selective glass film layer formed on the surface of the substrate l may be necessary, for example, when there is a large difference in expansion coefficient and there is a risk of peeling problems, or when there is a risk of peeling problems, or when only one layer of ion-selective glass film layer This is very effective in cases where merely forming a selective glass membrane layer does not sufficiently improve basic characteristics such as alkali ion potency, chemical stability, and impedance. In addition, the multiple layers of ion-responsive gelling layer 2A'
, 2B' and 2C' may be the same or different in composition.

次に、より具体的な応用実施例として、9HおよびpN
aを測定可能な複合電極を容易に構成することができる
ように、ひとつのイオン選択性ガラス電極でありながら
、pH応答ガラス電極部分とpNa応答ガラス電極部分
と備えている言わば複合イオン選択性ガラス電極の製造
方法にかかる第3実施例を、第4図ないし第7図を参照
しながら説明する。
Next, as a more specific application example, 9H and pN
In order to easily construct a composite electrode capable of measuring a, we have created a so-called composite ion-selective glass that is a single ion-selective glass electrode but also has a pH-responsive glass electrode part and a pNa-responsive glass electrode part. A third embodiment of the electrode manufacturing method will be described with reference to FIGS. 4 to 7.

先ず、イオン不感応ガラス膜層を構成するために必要な
金属アルコキシドとしての5i(QCsH5)4の13
.1gに対してエタノール15mj+を加えて、80℃
で約12時開用合撹拌しておく(これをイオン不感応ゾ
ルAとする)。
First, 13 of 5i (QCsH5)4 as a metal alkoxide necessary to constitute the ion-insensitive glass membrane layer.
.. Add 15mj+ of ethanol to 1g and heat to 80℃
Start stirring at about 12:00 (this will be referred to as ion-insensitive sol A).

また、所定のpHi!沢性を発揮させるイオン選択性ガ
ラス膜層を構成するために必要な複数種類(この例では
6種類)の金属アルコキシド、即ち、31  (OCR
!(s)a +Li0C1Hs 、Ta (OCm H
s )s +Ba (OCm Ht )! +La (
OC3H,)3 、T i  (OCm Ht )aを
、SiOx、LigO、Ta@ Os 、BaO、La
g 02 、TIOのモル比として、(64−x): 
 (27+x): 2:2:4:lの比率で、かつ、x
=3.−2゜7、−12として混合し、4種類の混合金
属アルコキシドを生成し、それら混合金属アルコキシド
各25gに対してエタノール50mj!を加えて、80
℃で約12時間部合攪拌しておく  (X−3のものを
I) H応答ゾル81.x=−2のものをpH応答ゾル
B2.x=−7のものをpH応答ゾルB3、X=−12
のものをpH応答ゾルB4とする)。
In addition, the predetermined pHi! A plurality of types (six types in this example) of metal alkoxides necessary to construct an ion-selective glass membrane layer that exhibits high properties, namely 31 (OCR
! (s)a +Li0C1Hs, Ta (OCm H
s ) s + Ba (OCm Ht )! +La (
OC3H, )3 , Ti (OCm Ht )a, SiOx, LigO, Ta@Os, BaO, La
g 02 , as molar ratio of TIO, (64-x):
(27+x): in the ratio of 2:2:4:l, and x
=3. -2°7 and -12 to produce four types of mixed metal alkoxides, and 50mj of ethanol for each 25g of these mixed metal alkoxides! Add 80
Stir the parts at ℃ for about 12 hours (X-3 is I) H-responsive sol 81. The one with x=-2 is the pH-responsive sol B2. The one with x=-7 is pH-responsive sol B3, X=-12
This is referred to as pH-responsive sol B4).

更に、所定のpNa選択性を発揮させるイオン選択性ガ
ラス膜層を構成するために必要な複数種I!¥(この例
では4種類)の金属アルコキシド、即ち、S L  (
QCs Ha )a *  Nag OCRHsAI 
(QCs Ht :h 、B (OCm Hs )sを
、5tOH、Nag O、Aft Os 、Bt Os
のモル比として、66:17:10ニアの比率で混合し
た混合金属アルコキシドを生成し、その混合金属アルコ
キシド20gに対してエタノール50mj+を加えて、
80℃で約12時開用合撹拌しておく(これをpNa応
答ゾルゾルする)。
Furthermore, multiple types of I! are necessary for constructing an ion-selective glass membrane layer that exhibits a predetermined pNa selectivity. Metal alkoxides of ¥ (four types in this example), namely S L (
QCs Ha ) a * Nag OCRHsAI
(QCs Ht : h , B (OCm Hs )s, 5tOH, Nag O, Aft Os , Bt Os
A mixed metal alkoxide mixed at a molar ratio of 66:17:10 is produced, and 50 mj+ of ethanol is added to 20 g of the mixed metal alkoxide.
Stir at 80° C. for about 12 hours (this will be dissolved in response to pNa).

そして、例えば先に説明した本願出願人にかかる特願昭
61−283802号の手法により製造された縦×横=
lOX20mmの橿薄pH応答ガラス基板1を用意し、
第4図(イ)に示すように、この基板lの上下両面にお
ける左右中央部分に、夫々、5mmφの第1マスキング
M・・・を施す、なお、かかるマスキングM・・・によ
るパターンニングとしては、レジスト塗布、テープ貼付
け、感光プロセス処理など、任意の手法を用いることが
できる。
For example, length x width =
Prepare a thin pH-responsive glass substrate 1 with a thickness of 20 mm,
As shown in FIG. 4(a), a first masking M of 5 mmφ is applied to the left and right center portions of both the upper and lower surfaces of the substrate l, respectively.The patterning by such masking M is as follows: Any method can be used, such as resist coating, tape attachment, photosensitive process, etc.

次に、上記第4図(イ)に示したようなパターンニング
を施された基板lを前記イオン不感応ゾルAの中に浸漬
させて、その基板lの前記第1マスキングM・・・を施
した部分以外の部分における表面に、イオン不感応ゾル
のFilmを付着させてからゲル化させることによって
、第4図(ロ)に示すように、イオン不感応ゲル化71
3’を形成する。
Next, the substrate l that has been patterned as shown in FIG. By attaching a film of ion-insensitive sol to the surface of the area other than the applied area and gelling it, as shown in FIG. 4(b), ion-insensitive gelation 71
form 3'.

続いて、上記第4図(ロ)に示すような処理を施された
基板lから、前記第1マスキングM・・・を除去した後
、第5図(イ)に示すように、その基板lの上下両面に
おける左側中央部分(前記左側の第1マスキングM、M
を施していた部分)以外の部分に第2マスキングM°を
施す。
Subsequently, after removing the first masking M from the substrate l which has been subjected to the treatment shown in FIG. 4(b), as shown in FIG. 5(a), the substrate l is (the left side first masking M, M
A second masking M° is applied to the area other than the area previously applied.

次に、上記第5図(イ)に示したようなパターンニング
を施された基板1を前記pi−1ミー1応答ゾルBl浸
漬させて、その基板lの表面における前記第2マスキン
グM°を施した部分以外の部分(つまり、上下両面にお
ける左側中央部分)に、pH応答ゾルの薄膜を付着させ
てからゲル化させ、更に、このような操作を前記po感
応ゾルB2゜B3.B4についても順次繰り返すことに
より、第5図(ロ)に示すように、異なる組成の4層の
p)l応答ゲル化層2A’ 、2B’ 、2C’ 、2
Dを形成する。
Next, the substrate 1 which has been patterned as shown in FIG. A thin film of the pH-responsive sol is attached to the area other than the applied area (that is, the center left side of both the upper and lower surfaces) and then gelled. By sequentially repeating the process for B4, as shown in FIG.
Form D.

更に続いて、上記第5図(ロ)に示すような処理を施さ
れた基板lから、前記第2マスキングMを除去した後、
第6図(イ)に示すように、その基板lの上下両面にお
ける右側中央部分(前記右側の第1マスキングM、Mを
施していた部分)以外の部分に第3マスキングM”を施
す。
Further, after removing the second masking M from the substrate l which has been subjected to the treatment shown in FIG. 5(b),
As shown in FIG. 6(a), a third masking M'' is applied to the upper and lower surfaces of the substrate l, except for the right center portion (the portion to which the first maskings M and M were applied on the right side).

次に、上記第6図(イ)に示したようなパターンニング
を施された基板lを前記pNa応答ゾルCの中に浸漬さ
せて、その基板1の表面における前記第3マスキングM
”を施した部分以外の部分(つまり、上下両面における
右側中央部分)に、pNa応答ゾルの薄膜を付着させて
からゲル化させ、更に、このような操作を複数回(この
例では4回)繰り返すことによ框、第6図(ロ)に示す
ように、同じ組成の4層のpNa応答ゲル化層2a’ 
、  2b’ 、2C’ 、’ld’ を形成する。
Next, the substrate 1 which has been patterned as shown in FIG. 6(A) is immersed in the pNa responsive sol C, and the third masking M
A thin film of pNa-responsive sol is attached to the area other than the area where " is applied (that is, the center right side of both the upper and lower surfaces) and then gelled, and this operation is repeated multiple times (4 times in this example). By repeating the process, as shown in FIG. 6(b), four pNa responsive gelling layers 2a' having the same composition are
, 2b', 2C', 'ld' are formed.

しかる後、加熱焼成により前記ゲル化層2A’2B’ 
、2C’   2a’   2b’   2c’   
2d’3°をガラス化して、前記基板10表面にpH応
答性のイオン選択性ガラス膜層2A、2B、2C2Dお
よびpNa応答性のイオン選択性ガラス膜層2a、2b
、2c、2dとイオン不感応ガラス膜層3に形成して、
多層構造の複合イオン選択性ガラス電極を構成するので
ある。
After that, the gelled layer 2A'2B' is heated and baked.
, 2C'2a'2b'2c'
2d'3° is vitrified to form pH-responsive ion-selective glass film layers 2A, 2B, 2C2D and pNa-responsive ion-selective glass film layers 2a, 2b on the surface of the substrate 10.
, 2c, 2d and formed on the ion-insensitive glass film layer 3,
This constitutes a composite ion-selective glass electrode with a multilayer structure.

かくして、ひとつのイオン選択性ガラス電極でありなが
ら、pHおよびpNaの2fiMのイオン濃度を検出可
能な複合イオン選択性ガラス電極を製造することができ
るのであるが、同様にしてそれ以上の複数のイオン濃度
を検出可能なものも製造可能であることは言うまでもな
い。
In this way, it is possible to manufacture a composite ion-selective glass electrode that can detect 2fiM ion concentrations of pH and pNa with a single ion-selective glass electrode; Needless to say, it is also possible to manufacture products whose concentration can be detected.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したところから明らかなように、本発明に係る
イオン選択性ガラス電極の製造方法によれば、イオン応
答性材料から成る基板の表面の所定箇所に少なくとも一
層のイオン選択性ガラス膜層を、そして、前記基板の表
面における前記イオン選択性ガラス膜層以外の箇所にイ
オン不感応ガラス膜 層を、夫々、パターンニング法お
よび金属アルコキシドを原料としたブルーゲル法を用い
て形成する、という恰も半導体製造プロセスの如き特異
な手段を採用したことにより、量産性、経済性1品質の
安定性5製造可能な製品の多様性実装の容易性等におい
て従来方法よりも格段に優れている、という顕著な効果
が発揮されるに至った。
As is clear from the detailed explanation above, according to the method for manufacturing an ion-selective glass electrode according to the present invention, at least one ion-selective glass film layer is formed at a predetermined location on the surface of a substrate made of an ion-responsive material. , and an ion-insensitive glass film layer is formed on the surface of the substrate at locations other than the ion-selective glass film layer using a patterning method and a blue gel method using a metal alkoxide as a raw material, respectively. By adopting a unique method such as a manufacturing process, it is significantly superior to conventional methods in terms of mass production, economy, stability of quality, diversity of products that can be manufactured, ease of implementation, etc. It has come to be effective.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の各種実施例を説明するためのものであっ
て、第1図は本発明に係るイオン選択性ガラス電極の製
造方法の基本的実施例の概念的手順の一例を表すフロー
チャートを示し、第2図はその具体的な第1実施例の説
明図を示し、第3図はその具体的な第2実施例の説明図
を示し、そして、第4図(イ)、(ロ)、第5図(イ)
、(ロ)第6図(イ)、(ロ)、第7図はより具体的な
第3実施例の説明図を示している。 l:1&板、2 (2A−,2a−):イオン選択性ガ
ラス膜層、3:イオン不感応ガラス膜層。
The drawings are for explaining various embodiments of the present invention, and FIG. 1 shows a flowchart representing an example of a conceptual procedure of a basic embodiment of the method for manufacturing an ion-selective glass electrode according to the present invention. , FIG. 2 shows an explanatory diagram of the first embodiment, FIG. 3 shows an explanatory diagram of the second embodiment, and FIGS. 4(a), (b), Figure 5 (a)
, (b) FIGS. 6(a), (b), and 7 show more specific explanatory diagrams of the third embodiment. l: 1&plate, 2 (2A-, 2a-): ion-selective glass membrane layer, 3: ion-insensitive glass membrane layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] イオン応答性材料から成る基板の表面の所定箇所に少な
くとも一層のイオン選択性ガラス膜層を、そして、前記
基板の表面における前記イオン選択性ガラス膜層以外の
箇所にイオン不感応ガラス膜層を、夫々、パターンニン
グ法および金属アルコキシドを原料としたゾル−ゲル法
を用いて形成することを特徴とするイオン選択性ガラス
電極の製造方法。
at least one ion-selective glass membrane layer at a predetermined location on the surface of a substrate made of an ion-responsive material, and an ion-insensitive glass membrane layer at a location other than the ion-selective glass membrane layer on the surface of the substrate, 1. A method for producing an ion-selective glass electrode, comprising forming the electrode using a patterning method and a sol-gel method using a metal alkoxide as a raw material, respectively.
JP31273688A 1988-12-10 1988-12-10 Method for producing ion-selective glass electrode Expired - Lifetime JPH0670620B2 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04204367A (en) * 1990-11-30 1992-07-24 Horiba Ltd Method for manufacturing ph response film

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04204367A (en) * 1990-11-30 1992-07-24 Horiba Ltd Method for manufacturing ph response film

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