JPS6375654A - 酸素電極 - 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】 〔概　　要〕 本発明は水溶液中の溶存酸素濃度を測定するための酸素
電極の製造において、その重要な構成要素である酸素透
過膜を堅固に、且つ、たるみなく固定し、内部電解液の
漏出を防ぐため、フッ素樹脂系フヘルムを用いてバッキ
ングすることにより、非常に簡便、確実に酸素透過膜を
固定可能としたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は酸素電極の製造法、特にその酸素透過膜の固定
法に関する。

酸素電極、特にクラーク型酸素電極は、その検知部に設
置された酸素透過膜を透過した酸素を、陰極（カソード
）表面上で還元し、溶存酸素濃度に比例した電流を出力
することにより、検知部周辺の酸素濃度を定量する電極
である。これは、環境化学計測３発酵工業、臨床医学等
の分野においてバイオセンサの構成要素として利用さて
いる。

バイオセンサは、その使用形態から、様々な大きさのも
のが製造されるが、近年、より少ない試料量で測定を可
能とすべく、小型なセンサの開発が望まれている。これ
に伴い、酸素電極の形状も小型化する必要が生じる。酸
素電極においては、前述の酸素透過膜を安定に固定する
ことができるポイントである。しかしながら、酸素電極
の小型化により、従来の方法を用いることが難しくなる
。

このため、寸法の小さい酸素透過膜を安定に小型酸素電
極本体に装着する方法が必要とされる。

〔従来の技術〕

従来の酸素電極の構造を第４図に示す。図中、４１はカ
ソード、４２は酸素透過膜、４３は０リング、４４はア
ノード、４５は電解液、４６は電極本体である。この電
極を作業するにあたり、酸素透過膜を適当に張った後、
０リングをはめて酸素′Ｘ！ｉ過膜を固定し、電解液を
注入した後、カソードおよびアノードを装着するという
順序がとられる。

［発明が解決しようとする問題点〕 従来の酸素電極では、カソードの直径が２〜５關あり、
酸素透過膜の固定に普通の０リングを使用することがで
きた。しかし、電極が小型化されカソード径が１１ｍ内
外になると、もはやＯリングで安定・確実に固定するこ
とが困難となる。側面から膜を締めて固定するのではな
く、Ｏリングをバッキング材として使用することも考え
られるが、この場合はカソードの直径に合わせた微小Ｏ
リングが必要であり、取扱い、製造コストの上で問題を
生じる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、水溶液中の溶存酸素濃度を測定する酸素電極
において、その構成要素である酸素透過膜の固定に自己
融着性のある樹脂フィルムを用いたことを特徴とする酸
素電極および前記樹脂フィルムとして、フッ素樹脂系フ
ィルムを用いた酸素電極により達成される。

第１図は、本発明による酸素透過膜固定法の概略を示す
。図中、１はフッ素樹脂製軟質フィルム、２はテフロン
パイプ、３は酸素電極キャップ、４は酸素電極本体、５
は酸素透過膜、６はフッ素樹脂フィルムを圧縮したリン
グである。第１図に示すように、本発明の酸素透過膜固
定法は、フッ素樹脂製の軟質フィルムを圧縮して所望の
形状に成形することにより、良好なバッキング材として
、堅固、且つ安定に酸素透過膜を固定する方法から成る
。

〔作　　用〕

本発明のフッ素樹脂製フィルムによる酸素透過膜の固定
法は、フィルムの良好な自己融着性により電極キャップ
内の不要な空間を全て充填し、また、酸素透過膜との密
着性も良いことから酸素透過膜を電極に対し良好に固定
可能で、シール不良による電解液の漏出も防ぐことがで
きる。

〔実　施　例〕

第１図は本発明の酸素透過膜固定法を説明する工程図で
ある。

第１図（Ａ）は酸素電極キャップの開口部の口径とほぼ
等しい直径１．５ｍｍのテフロンパイプ２に所定（例え
ば厚さ５０μｍ２幅２龍、長さ１３１ｍ）のフッ素樹脂
製軟質フィルム１を巻きつける工程程である。

第１図（Ｂ）はテフロンパイプ２に巻きつけられたフッ
素樹脂製軟質フィルムを圧縮してリングとする工程であ
る。　酸素電極キャップ３もしくは酸素電極キャップと
内径が同じキャップ３にテフロンパイプ２の先端を差し
込み、テフロンパイプ２に巻きつけられたフッ素樹脂製
軟質フィルム１を圧縮用パイプ１８でキャップ３内に押
込み圧縮し、リング６とする。圧縮用パイプ１８の直径
はキャップ３の内径以下の径である。

第１図（Ｃ）は酸素透過膜５を、上述の如く形成したフ
ッ素樹脂フィルムを圧縮したリング６をバッキング材と
して酸素電極キャップ３．酸素電極本体４により固定す
る工程である。

上述の如く形成したフッ素樹脂軟質フィルムを圧縮した
リング６もしくはフッ素樹脂軟質フィルム１を内部に配
設した酸素電極キャップ３．酸素透過膜５．フッ素樹脂
フィルムを圧縮したリング６、酸素電極本体４をこの順
に並べ、キャップ３を酸素電極本体にネジ込み固定する
。

第１図（Ｄ）は、このようにして酸素透過膜が固定され
た酸素電極の要部断面図である。

本発明はアノード・カソード電極、電解液を収納し、酸
素透過膜を固定する外筒と、酸素透過膜を外筒に着脱可
能に固定するキャップとを有する酸素電極の、外筒、酸
素透過膜、キャップ間のバンキング材として自己融着性
の樹脂フィルムを用いるものでる。

第２図は、本発明の一実施例による酸素電極を示す断面
図である。図中、１１はフッ素樹脂フィルムによるバッ
キング材、１２は酸素透過膜、１３はカソード、１４は
アノード、１５は１　ｍｏｌ／　ｆｌＫｃｌ電解液、１
６はアノード・カソード電極を収納する外筒となる電極
本体、１７は電極キャップである。

本実施例においては、電極のカソードの直径は０．８ｍ
ｍであり、この寸法においては、通常のＯリリングを用
いた固定法では良好な特性を持った酸素電極を作製する
のは困難でる。しかしながら第１図に示した方法を用い
て酸素透過膜を固定することにより、酸素透過膜は堅固
に保持され、密閉度も高いため、長時間（少なくとも１
週間）にわたり液の漏出も見られなかった。本実施例の
酸素電極の出力を第３図に示す。第３図は横軸に溶存酸
素濃度、縦軸に出力電流でプロットしたものである。膜
の張り方が良好であるため、電極面積が小さいにもかか
わらず、酸素濃度に対し高い感度が得られた。

本実施例においては、フッ素樹脂フィルムとして日東電
工側型、テフロンシールテープを用い、これを幅２Ｎ、
長さ１３ｍｍにカントして使用した。

〔発明の効果〕

本発明によれば、小型の酸素電極に酸素透過膜を安定に
装着することが可能である。これは従来のＯリング固定
法では不可能であり、また、特殊なバッキング材を必要
としないので製造コストの面でも有利である。

上記実施例では、酸素透過膜を固定する例を上げて説明
したが、酸素固定膜等を固定する場合にも同様に適用で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における工程の概略を説明する図、第２
図は本発明の一実施例を示す断面図、第３図は実施例の
具体的出力データを示す図、第４図は従来例の断面図で
ある。 図において、１はフッ素樹脂製軟質フィルム、１１．６
はパフキング材、４，１６．４６は電極本体、３．１７
は電極キャップ、１３．４１はカソード、１４．４４は
アノード、５，１２．４２は酸素透過膜、１５．４５は
電解液、４３はＱ　ＩＪソング２はテフロンパイプであ
る。 （逆面７）５°［Ｆ］妙♂Ｊ１嘆 乙゛フ・・孟倭壜月邑マｆルムリ、丑り恣しＴこリシ２
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Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶液中の溶存酸素濃度を測定する酸素電極におい
   て、その構成要素である酸素透過膜の固定に自己融着性
   のある樹脂フィルムを用いたことを特徴とする酸素電極
   。
2. （２）前記樹脂フィルムとして、フッ素樹脂系フィルム
   を用いることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載の酸素電極。