JPH03246459A - 比較電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、ポテンショメトリックセンサの比較電極に
関する。

（ロ）従来の技術 ポテンショメトリックセンサは、電位検出電極と比較電
極との間の電位差を測定し、被検液のｐＨ、イオン濃度
、生体関連物質の濃度を検出するものである。例えば、
あるイオンの濃度を検出するには、このイオンを選択透
過するイオン選択膜を備えた電位検出電極と、比較電極
とを被検液に浸漬し、両者の間の電位差を測定する。従
来、このような比較電極としては、飽和カロメロ電極（
ＳＣＥ）、塩化銀電極、酸化水銀電極等が使用されてい
る。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記従来の比較電極は、いずれもガラス製であり、高濃
度の塩化カリウム水溶液などの内部液と、塩橋と呼ばれ
る液絡部を有しているために以下に列記するような問題
点がある。

■内部液を貯溜するスペース、内部液の注入口、液絡部
など複雑な構造を有し、量産化は困難で高価であり、小
型化も困難である。

■液絡部より内部液が流出し、電極が劣化すると共に、
流出した内部液による被験液の汚染が生じる。

■内部液及びガラス膜を有しているため、測定時の応答
が遅い。

■ガラス製であるため、傷がつきやすく、破損しやすい
ため、慎重な取り扱いが要求される。

■被検液中の物質がガラス膜に付着し、測定精度の劣化
をもたらす。

■内部液及び液絡部を有するため、保守管理に細心の注
意が必要である。

■ガラスは電気抵抗が大きく、電位差測定回路をはじめ
、測定系全体において電極間の絶縁に充分な対応が不可
欠である。

この発明は、上記に鑑みなされたもので、小型、安価で
、取り扱いの容易な比較電極の提供を目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用上記課題を解
決するため、この発明の比較電極は、電極支持基材上に
、銀・塩化銀膜を形成し、この銀・塩化銀膜を有機高分
子膜で被覆してなるものである。

この発明の比較電極は、構造及び製造工程が簡単で、小
型でかつ量産化が容易である。そして、内部液及び液絡
部を有しないから、保守管理も容易であるとともに、ガ
ラスを使用しないから、破損の危険性が少ない。

また、銀・塩化銀及び有機高分子膜は化学的に安定であ
り、被検液中に溶出することがなく、比較電極の劣化及
び被検液の汚染を防止することができる。

さらに、銀・塩化銀は導体であり、その電気抵抗に留意
することなく、簡単で安価な電位差測定回路を適用でき
る。

加えて、銀・塩化銀を膜状に形成し電極とするため、直
接コネクタに挿入して使用でき、リート線部を設けなく
てよい分、比較電極の小型化を図ることができる。

（ホ）実施例 この発明の一実施例を図面に基づいて以下に説明する。

第１図（ａ）、第１図（ｂ）は、それぞれ実施例比較電
極１の外観斜視図及び断面図である。２は、絶縁性基板
（電極支持基材）であり、耐水性、耐熱性、耐薬品性及
び銀膜との接着性に優れた材質のものが使用される。こ
の実施例ではセラミックを採用しているが、これに限定
されるものではない。

絶縁性基板２上には、銀膜３が形成され、その上に塩化
銀層４が形成されている。さらに絶縁性基板２上には、
絶縁膜５が形成され、電極部４ａ、接続部４ｂを除いて
、塩化銀層４を被覆・絶縁する。この電極部４ａは、有
機高分子膜６で被覆される。この実施例では有機高分子
膜６としてポリ塩化ビニルを用いているが、有機高分子
はこれに限定されるものではなく適宜変更可能である。

この実施例比較電極１の製造工程を第２図を参照しなか
ら説明すると、まず適当な大きさ（この実施例では５４
ｍｍＸ５４ｍｍ）のセラミック板２゜を用意する。この
セラミック板２゜表面全体にわたり、イオンスパッタリ
ングにより銀膜３を形成する。銀膜３の厚さは約１μｍ
である。なお、銀膜３の形成には、イオンブレーティン
グ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の方法も通用できる。

さらに銀膜３の上に塩化銀層４を電解形成する。

この電解形成は、銀膜３を形成した基板２゜を、この銀
膜３と同等以上の表面積をもつ白金（ｐｔ　）陰極（図
示せず）と共に、０．ＩＮの塩酸液に浸漬し、銀膜３を
陽極にして０．５ｍＡ／ｃｎＴの電流を印加する。１０
〜３０分程度でブドウ色の塩化銀層４が形成される。

次に、第２図（ａ）に示すように、セラミック板２゜に
ダイシング溝８を形成して、個々の銀膜３、塩化銀層４
に分離する。この時の溝８の幅は、例えば、０．５５ｍ
ｍ程度である。

さらに、セラミック板２゜の表面全体に亘り、感光性ポ
リイミド樹脂を塗布し、ホトマスクを用いて露光した後
、現像、リンスして不要な部分（電極部４ａ、接続部４
ｂ上の部分）を除去し、絶縁膜５゜とする〔ホトリソグ
ラフィー、第２図（ｂ）参照〕。

最後に、セラミック板２゜をダイシングして個々の絶縁
性基板２に分割し、有機高分子膜６を形成する。有機高
分子膜６は、塩化カリウム（ＫＣりを添加したポリ塩化
ビニール溶液中に、絶縁性基板２をデイツプして形成さ
れる。塩化カリウムは、有機高分子膜６が被検液に接し
た時に電離し、住した塩素イオンが有機高分子６の使用
耐久性を向上させる。もちろん、塩化カリウムを含ませ
なくてもよく（比較電極としての機能は変わらない）、
適宜変更可能である。また、有機高分子膜６は、スピン
コーティングでも形成できる。

実施例比較電極ｌは、第１図（ａ）にも示すように、コ
ネクタ７に直接挿入して使用される。第３Ｍは、この比
較電極１が適用される測定回路の一例を示す図である。

市販のｐＨ電極１０と、実施例比較電極１とは、それぞ
れインピーダンス変換回路１２．１１を介して演算回路
１３４こ接続される。この演算回路１３により、検出電
位の差を算出する。

第４図は、市販のｐＨメータの比較電極を実施例比較電
極１と交換して、ｐＨ標準液を測定した結果を示してい
る。電位とｐＨとの間には良好な直線関係が認められ、
実施例比較電極１が比較電極として十分機能しているこ
とが確認される。

（へ）発明の詳細 な説明したように、この発明の比較電極は、電極支持基
材上に銀・塩化銀膜を形成し、この銀・塩化銀膜を有機
高分子膜で被覆してなるものであるから、以下に列挙す
る利点を有している。

■構造及び製造工程がきわめて簡単で、小型化、低価格
化、量産化が容易である。

■小型電位検出電極（同様に電極支持基材上巳こｌＩり
状の電極を形成した構造を有するもの）と組み合わせて
、両極ともに小型のボテンンヨメトンクセンサが提供で
きる。

■任意の形状に製作することができる。

■銀・塩化銀は導体であり、その電気抵抗に留意するこ
となく、簡単で安価な電位差測定回路を適用することが
できる。

■銀・塩化銀を膜状の電極としているため、リード線部
を設けなくても、直接コネクタに挿入して使用できる。

■銀・塩化銀及び有機高分子膜は化学的に安定であり、
被検液中にこれが溶出することはなく、長期に亘り安定
して使用できる。

■内部液及び液絡部がないため、センサの保守管理が不
要である。

■単純な構造で、また量産するため、比較電極間のばら
つきがほとんどない。

■内部液及び液絡部がないため、測定時の応答が速い。

［株］低価格であるため、使い捨てか可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、この発明の一実施例に係る比較電極の
外観斜視図、第１図（ｂ）は、同比較電極の第母（ａ）
中１ｂ−１ｂ線における断面図、第２図（ａ）及び第２
１Ｅｌ（ｂ）は、それぞれ同比較電極の製造工程を説明
する図、第３図は、同比較電極に適用される測定回路の
一例を示す図、第４図は、同比較電極の特性を示す図で
ある。 ２：絶縁性基板、　３：銀膜、 ４：塩化銀膜、　　６：有機高分子膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極支持基材上に、銀・塩化銀膜を形成し、この
   銀・塩化銀膜を有機高分子膜で被覆してなる比較電極。