JPS6321861B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電極膜に関する。さらに詳しくは本発
明はガス分析電極と共に使用するのに特に適した
電極膜に関する。

本明細書で述べるようなタイプの膜はガス電極
の末端をおおう疎水性バリヤーとして有用であ
る。この疎水性バリヤーはある種のガスを電極内
に浸透させるが、ある種の液体が電極を通過する
のを妨げる。

従来、上記のような膜はガスを拡散させるのに
充分な選ばれた厚さのシートで作られていた。こ
のシートは一対の紙片の間に挟まれるか、あるい
はシートを見ることができるように通し開口部を
有する厚紙支持部材に固定されていた。

使用に際しては、一般に膜は電極の開口部上に
置かれ、Ｏリングのような適当な保持部材で保持
される。このようにして取付けられた後、紙支持
体がちぎり取られるかあるいは切取られる。その
後電極はコーニング165型あるいは175型血液ガス
分析器のような計測器に使用される。膜は消耗品
であり、適宜交換されなければならない。

本発明は一体構造に圧縮成形されており、従つ
て製造時のコストが安く、また簡単に製造するこ
とができる単純化された膜構造物を提供するもの
である。ある既知の膜構造物においては、膜の一
方の面に紙製の保護層が設けられており、また構
造物全体は取付けの後の紙支持リングの除去を助
けるためのミシン目を有している。別の既知の膜
構造物は上記保護層あるいはミシン目を有してお
らず、従つて製造するのがいくぶん容易である
が、取付けるのがより困難であるという傾向があ
る。

膜部分はガスを拡散させるのに充分な薄さのも
のでなければならないが、この膜部分を保つ支持
体部分は充分な寸法安定性を有していなければな
らないので、ガス分析電極用膜構造物を成形する
ことは困難であることが判明した。従つて成形に
よつて得られた膜構造物が電極の開口部に取付け
られる場合、支持体部分自体はその寸法安定性お
よび強度を保つているが、電極開口部上で膜部分
を変形させせしまう。先に述べたように、従来支
持体は紙あるいは厚紙で作られていたが、製造す
るのが困難であつた。本発明においては、その中
に保持される製品の輪郭と一致する輪郭を有する
圧縮成形用金型が開発された。この金型は膜部分
と支持体部分との間に中間帯すなわち移動帯を有
するものであり、この移動帯のために材料は実用
するのに充分な薄さに成形され得る。すなわち、
膜構造物を形成する材料は移動帯を通つて膜部分
から支持体部分へ流動する。この金型を用いるこ
とによつてガス分析電極用膜構造物を安価に、ま
た簡単に製造することができる。

本発明の膜構造物は環状支持体部分とこの環状
支持体部分に一体成形された円形膜部分とからな
る。この膜構造物は少なくとも上記円形膜部分に
おいて充分に薄いガス拡散性材料で作られてお
り、また上記環状支持体部分を上記円形膜部分か
ら除去あるいは分離するのを容易にするためのミ
シン目を有している。また、この膜構造物は上記
環状支持体部分と上記円形膜部分との間に中間環
状移動帯を含んでおり、この中間環状移動帯の厚
さは上記ガス拡散性材料がガス拡散に必要な充分
な薄さに成形されても寸法安定性を保持するよう
に、上記円形膜部分から上記環状支持体部分に向
つて増加している。

第１ａ図および第１ｂ図はガス拡散電極を用い
てガス拡散分析を行なうのに必要な部品の連続分
解組立図である。電極１０はその前部すなわち自
由端１３に開口部１１を有しており、またその本
体に軸方向に形成された環状の凹部１２を有して
いる。最初膜支持体１６に保持されている膜１４
は直接開口部１１の上に置かれ、Ｏリング１８が
膜１４を環状凹部１２に固定するのに用いられ
る。膜１４を取付けた後取付け部分を保護するの
にブーツ２０が用いられる。

第１ｂ図においては、膜１４が電極１０の開口
部１１上に張られており、Ｏリング１８が電極１
０の自由端１３にはめ込まれている。そして膜支
持体１６はミシン目１５に沿つてちぎり取られる
かあるいは切取られている。その後ブーツ２０が
電極１０の開口部１１と同軸上にある開口部２２
によつて電極１０の自由端１３の上に置かれる。
その後、電極１０はガス成分検出のために液体中
に浸される。電極の残りの部分あるいは計測器は
それが作動している環境の他は本発明とは無関係
であるので示されていない。

第２図は従来の膜構造物を示すものである。従
来の膜構造物２４においては、膜２６が紙あるい
は厚紙製の支持リング２８によつて広げられ保持
されている。支持リング２８は膜２６との界面２
９で膜２６に接着あるいは固着されている。紙あ
るいは他の材料からなる保護層３０が膜２６の一
方の面上に設けられており、ミシン目３２が支持
リング２８の内端近くの膜２６のまわりに環状に
設けられている。

第３図は本発明の膜構造物を示すものである。
膜構造物４０は一体成形されており、互に同心状
に成形された環状支持体部分４２、環状移動帯５
２および円形膜部分４４からなる。円形のミシン
目４６が環状移動帯５２中に設けられている。こ
の円形のミシン目４６は、第１ｂ図で示されるよ
うに膜構造物４０が電極に取付けられた時に、環
状支持体部分４２を容易に除去することができる
ようにするためのものである。この円形のミシン
目４６は約2.50cmの直径で環状移動帯５２中に同
心状に設けられており、各ミシン目の長さは約
0.56cmであり、各ミシン目間の距離は約0.13cmで
あるのが好ましい。本発明の膜構造物の側断面を
示す第４図によつて本発明の膜構造物をさらに詳
しく説明する。

膜部分４４は中心線Ｃから移動帯５２との境界
５４まで放射状に広がつており（括弧５０）、矢
印５３で示されるようにガス拡散させるのに充分
な厚さｔを有している。括弧５０で表わされる膜
部分４４の寸法は約2.08〜2.18cmである。膜部分
４４の厚さｔは約0.0076〜0.013cmである。環状
移動帯５２は膜部分４４の周囲に同心状に配され
ており、約0.30cmの長さを有している。環状移動
帯５２は支持体部分４２との境界４８まで外に向
つて放射状に広がつており、曲率半径が約0.076
cmの湾曲した内面３９を有している（括弧５６）。
移動帯５２は境界５４付近から始まり、厚さt¹は
膜部分４４の厚さから湾曲部分３９の内端３８付
近の約0.025〜0.030の厚さまで増加する。括弧５
６で表わされる移動帯５２の寸法は約0.30cmであ
る。環状支持体部分４２は比較的厚く、約1.27〜
1.52cmの厚さＴを有している。環状支持体部分４
２は移動帯５２との境界４８から膜構造物４０の
外端５８まで外に向つて放射状に広がつている
（括弧５９）。括弧５９で表わされる環状支持体部
分４２の寸法は約1.22〜1.32cmである。移動帯５
２の厚さは膜部分４４との境界５４におけるｔか
ら支持体部分４２との境界４８におけるより厚い
Ｔまで増加しており、従つて移動帯５２は膜部分
４４において膜構造物４０の材料をガスを拡散す
るのに充分な薄さに成形することを可能にする
が、それでも支持体部分４２の支持機能と半剛性
を与える。

図示されていないが、一般に本発明の膜構造物
４０の輪郭に一致する金型は、膜構造物４０を形
成するのに用いられる材料が移動帯５２を通つて
膜部分４４から環状支持体部分４２に放射状に容
易に流動するように膜構造物４０の輪郭および寸
法と一致する輪郭および寸法で作られる。移動帯
５２のテーパー形状は上記流動を助け、寸法安定
性を保つのに必要な剛性および構造結合性を与え
る。必要であるならば上記寸法以外の寸法を用い
てもよい。

本発明の膜構造物を作るのに有用な材料として
は、ゼネラル・エレクトリツク社のシリコーンゴ
ムSE4524U，SE4404UおよびSE4550Uや、ダ
ウ・コーニング社のシリコーン配合物S2000Uお
よびそれと同等のものが挙げられる。これらの材
料は成形前に数日乃至数週間エージングされた場
合には小水滴をわずかしかあるいは全く生じない
表面を有する膜構造物４０を生じる傾向がある。

第３図および第４図において４６で示されるよ
うに、ミシン目のリングが設けられる。このミシ
ン目４６は膜部分４４から環状支持体部分４２を
除去するのを容易にする。本発明の膜構造物に用
いられるような材料は一般に強度が高く、ミシン
目が設けられないならば材料は膜結合性によつて
その強度を保とうとする。しかしながら、材料を
通してミシン目が設けられる場合には環状支持体
部分４２の除去は非常にわずかの力で迅速に行な
うことができる。従つて、本発明の膜構造物４０
にはミシン目４６が設けられる。このミシン目４
６は必ずしも膜４４を貫通している必要はなく、
移動帯５２付近に深い凹部として設けられてもよ
い。このように本発明の膜構造物４０は手で取扱
うことができ、第１ｂ図のように電極１０に取付
ける際にかなりの力にたえることができるが、最
初鋭利な器具でミシン目４６の１つあるいは２つ
以上を切ることによつて非常に容易にちぎり取る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図および第１ｂ図はガス拡散電極への膜
の取付けを説明する連続分解組立図であり、膜を
電極へ取付けるのに必要な部品の配列を示すもの
である。 １０……電極、１１……開口部、１２……環状
凹部、１３……自由端、１４……膜、１５……ミ
シン目、１６……膜支持体、１８……Ｏリング、
２０……ブーツ、２２……開口部。 第２図はガス拡散性材料からなる膜と、この膜
を支持する紙製の環状支持部材とからなる従来の
電極膜構造物の概略断面図である。 ２４……膜構造物、２６……膜、２８……支持
リング、２９……膜２６と支持リング２８との界
面、３０……保護層、３２……ミシン目。 第３図は本発明の電極膜構造物の平面図であ
り、第４図は第３図の電極膜構造物を４−４線に
沿つて切断した拡大正面図である。 ４０……膜構造物、４２……環状支持体部分、
４４……円形膜部分、５２……環状移動帯、４６
……ミシン目、４８……環状支持体部分４２と環
状移動帯５２との境界、５４……環状移動帯５２
と円形膜部分４４との境界、５８……膜構造物４
０の外端、３９……環状移動帯５２の湾曲部分、
３８……湾曲部分３９の内端。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 環状支持体を有する電極膜構造物において、
   上記環状支持体４２が、充分に薄い時にガス拡散
   性である材料からなる上記環状支持体と一体成形
   された中央膜部分４４、上記膜部分の周囲に設け
   られた上記膜部分から上記環状支持体を除去ある
   いは分離するのを容易にするためのミシン目４
   ６、および上記環状支持体と上記膜部分との間に
   設けられた中間環状移動帯５２を有し、この環状
   移動帯の厚さが上記材料がガス拡散に必要な充分
   な薄さに成形されても寸法安定性を保持するよう
   に、上記膜部分から上記環状支持体に向つて増加
   していることを特徴とする電極膜構造物。 ２ 上記中央膜部分が円形であり、約0.0076〜
   0.013cmの厚さを有していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の電極膜構造物。 ３ 上記環状移動帯が構造結合性と寸法安定性を
   与えるための、上記膜部分から上記環状支持体ま
   でのびているテーパー部分およびこれに続くなめ
   らかに湾曲した部分を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の電極膜構造物。 ４ 上記ミシン目が上記環状移動帯中に円形で深
   い凹部として設けられていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の電極膜構造物。 ５ 上記電極膜構造物が上記膜部分においてはか
   なり変形するが上記環状支持体においては半硬質
   であるシリコーンゴム材料から一体成形されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   電極膜構造物。