离子传感器的制造方法以及离子传感器用电极体

技术领域

本发明涉及离子传感器的制造方法以及离子传感器用电极体。

背景技术

离子传感器与参考电极一起使用，用于测量样品中的离子电解质浓度，搭载于临床分析装置、水质分析装置、土壤分析装置、食品分析装置等分析装置上使用。

作为在离子传感器的感应面上形成的离子感应膜，以往已知是以聚氯乙烯等疏水性有机高分子为基底，在其上适当加入二丁基邻苯二甲酸酯(DBP)、二丙基邻苯二甲酸酯(DPP)、邻硝基苯辛基醚(NPOE)等增塑剂，同时混合了巴立霉素、大环状聚醚衍生物等离子感应物质的膜。

该离子感应膜是将作为离子感应膜基底的有机高分子和离子感应物质以规定的比率溶解在挥发性溶剂中的溶剂溶液，通过涂刷、浸渍、滴加等涂布在离子传感器的感应面上，首先形成溶液的涂膜，之后在向感应面方向施加应力的同时使溶剂的蒸发推进而制成。这样，在施加应力的同时使溶剂蒸发的情况下，与单纯涂布干燥的情况相比，能够得到表面极其平滑的离子感应膜，得到大幅度抑制了蛋白质等附着带来的不良影响的离子传感器。

另外，离子传感器一般(例如专利文献1)由电极主体、内部溶液、离子感应膜、内部电极构成。在这里，流动型离子传感器的电极主体上有样本流路，样本流路侧面的一部分设置有贯通孔。然后，贯通孔被离子感应膜覆盖以形成响应面，并且离子感应膜和电极主体在该响应面以外的位置粘合。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平11－132991号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

离子感应膜和电极主体的粘合作业是在其粘合界面上，通过四氢呋喃(THF)等挥发性溶剂使构成离子感应膜和电极主体的有机高分子溶解一次后，使挥发性溶剂蒸发而进行的。

在此，笔者等人调查了离子传感器的电极主体的形状以及离子感应膜的形状和离子传感器的性能，结果发现存在以下问题。也就是说，由于电极主体和离子感应膜的材料偏差，存在下述问题：电极主体和离子感应膜的粘合强度弱，容易剥落，如果响应面剥落，则性能容易不良。

本发明的目的是提供一种离子传感器的制造方法和离子传感器用电极体，通过提高电极主体和离子感应膜之间的粘合强度而无论材料偏差有多大，从而减少性能不良。

用于解决技术问题的技术手段

为了解决上述问题，本发明是一种离子传感器的制造方法，该离子传感器使离子感应膜粘合在收纳内部溶液并具备内部电极的电极体上，该离子传感器的制造方法具有：将水涂布到所述电极体中放置所述离子感应膜的电极主体的放置面的涂布工序；在所述放置面上有水的状态下放置所述离子感应膜的放置工序；从所述电极主体的相反侧对所述离子感应膜进行加压的加压工序；以及在所述离子感应膜被按压到所述电极主体上的状态下从所述电极主体的相反侧照射激光的照射工序。

另外，本发明提供一种离子传感器用电极体，包括输出在离子感应膜上产生的电位的内部电极、以及收纳使所述内部电极与所述离子感应膜电导通的内部溶液的电极主体，所述电极主体具有使得包含测定对象的样本的液体流通的流路、以及放置所述离子感应膜的放置面，在所述流路的上表面的规定位置形成有贯通部，该贯通部露出到所述放置面并使所述样本与所述离子感应膜相接触，在所述放置面中除所述贯通部以外有水的状态下，从所述离子感应膜的上方进行加压以及激光照射，从而将所述离子感应膜与所述放置面粘合。

发明效果

根据本发明，能够提供一种离子传感器的制造方法和离子传感器用电极体，通过提高电极主体和离子感应膜之间的粘合强度而无论材料偏差多大,从而减少性能不良。

附图说明

图1是说明作为本发明的实施方式的离子传感器的制造方法的整体图。

图2是示出作为本发明的实施方式的离子传感器的制造方法的流程图。

图3是表示图2的步骤S1中的涂布工序的图。

图4是表示图2的步骤S2中的放置工序的图。

图5是表示图2的步骤S3中的加压工序的图。

图6是表示图2的步骤S4中的照射工序的图。

图7是表示图2的步骤S5中的组装工序的图。

图8是表示电极主体与离子感应膜的相对面的状态的图，(a)是作为比较例不使用水2的情况，(b)是如本实施方式那样使用水2的情况。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式详细地进行说明。

图1是说明作为本实施方式的离子传感器1的制造方法的概要的整体图。在本实施方式的离子传感器1的制造方法中，使用水2、激光照射机3和配重4。另外，在电极主体5中，虽然前面侧的壁面未图示出，但这是为了便于理解，实际上具备与后面侧的壁面相同的壁面。

首先，参照图7说明用于离子传感器1的电极体的结构。离子传感器用电极体包括向离子感应膜输出电位的内部电极14、收纳用于使内部电极14和离子感应膜10电导通的内部溶液(未示出)的电极主体5、用于密封以使得内部溶液不泄漏的电极主体销15、以及成为收纳内部容器的底面的电极主体板13。

这里，电极主体5具有形成于其内部且使包含测定对象的样本的液体流通的样本流路7、和放置离子感应膜10的放置面9(接合面)。该电极主体5的外形尺寸为11mm×20mm×24mm左右的长方体形状，样本流路7的直径为1mm左右，放置面9为5mm×5mm左右。另外，样本流路7的一部分形成有贯通部8,其向放置面9露出,使样本与离子感应膜10接触,为0.9mm×3mm左右的长圆形。此外，在电极主体5的材料中，考虑将整个电极主体5设为热塑性树脂或含有颜料的硬质树脂。或者，颜料可以与由硬质树脂形成的电极主体本身分开涂布到电极主体5的放置面9。因此，电极主体5至少有放置面9期望使用熔点低于离子感应膜的材料,作为容易产生热能的材料。

接着，用图2至图7详细说明离子传感器1的制造方法。图2是表示离子传感器的制造方法的流程图，图3至图7是说明离子传感器的制造方法中的各工序的图。

首先，将水2涂布到电极主体5的放置面9上(步骤S1)。图3是表示该步骤S1中的涂布工序的图。另外，由于涂布在放置面9上的水通过表面张力保持在放置面9的表面上，因此不会从贯通部8流到样本流路。

接着，在水2存在于放置面9中的贯通部8以外的状态下(在水2蒸发消失之前)，离子感应膜10从上方放置在电极主体5的放置面9上(步骤S2)。图4是表示该步骤S2中的放置工序的图。这里，离子感应膜10由直径约为5mm、厚度约为0.1mm至0.5mm的软质或硬质树脂材料形成。另外，离子感应膜10透射远红外区域的波长，并且具有高于处在放置面9上的电极主体5的熔点。

之后，从电极主体5的相反侧对离子感应膜10进行加压(步骤S3)。图5是表示该步骤S3中的加压工序的图。在该加压工序中使用配重4，通过该配重4，离子感应膜10夹着水2在竖直方向上被按压到电极主体5的放置面9。用配重4对整个离子感应膜10进行加压的力设为10N至100N左右，离子感应膜10、水2和电极主体5之间具有良好的紧贴性。这里，除了例如石英玻璃这样的透明玻璃之外，配重4的材料还可以是陶瓷等，但只要是使远红外区域的波长透过的材料，不限于这些材料。此外，作为与离子感应膜10接触一侧的配重4的下端面具有与电极主体5的放置面9相同程度的大小，并且具有与放置面9类似的形状。另外，所加压的力不仅可以是配重4自身的重力，还可以通过使用伺服电动机等外力获得。

在接下来的工序中，在离子感应膜10被按压在放置面9上的状态下，从离子感应膜10的上方(电极主体5的相反侧)照射激光(步骤S4)。图6是表示该步骤S4中的照射工序的图。激光是从激光照射机3发出的远红外区域的波长，当被照射到整个放置面9或整个配重4时，激光的能量变为热能，电极主体5的放置面9因发热而熔融。此时，由于离子感应膜10和电极主体5之间的相对面之间的间隙被在步骤S1中的涂布工序中涂布的水充满，因此由激光照射产生的热量被传递。另外，考虑到电极主体5的放置面9熔融直到固化为止，激光的照射时间最好为1秒至20秒左右。此外，在步骤S3的加压工序持续期间进行照射工序，离子感应膜10被按压在熔融状态下的放置面9上，因此容易彼此粘合。此外，即使在照射工序结束后也进行约1秒至20秒左右的加压工序，从而贯通部8附近的放置面9与离子感应膜10的粘合强度也得到提高。

当照射工序和加压工序结束时，进入离子传感器1的最终组装工序(步骤S5)。图7是表示该步骤S5中的组装工序的图。在该组装工序中，首先将电极主体板13粘合并固定到电极主体5，并且从孔部12填充内部溶液。此外，从孔部12插入内部电极14并将其粘合固定到电极主体5，然后从孔部12插入电极主体销15并将其粘合固定到电极主体5。由此，离子传感器1的制造完成。

在下文中，对本实施方式所涉及的离子传感器1的制造方法中的水2的效果进行说明。图8是表示用配重4加压离子感应膜10时电极主体5与离子感应膜10的相对面的状态的图，(a)是作为比较例不使用水2的情况，(b)是如本实施方式那样使用水2的情况。在此，以电极主体5的材料存在偏差且在放置面9中产生凹凸的情况为例进行说明，离子感应膜10的材料存在偏差的情况也是同样的。

首先，在如比较例所示不使用水2的情况下，如图8(a)所示，由于存在间隙11，即使激光照射机3照射激光，热能也难以均匀地传递到电极主体5和离子感应膜10之间。

另一方面，在本实施方式中，如图8(b)所示，由于电极主体5和离子感应膜10之间存在的间隙被水2填充，因此当有激光照射时，热能均匀传递。这里，虽然水2本身因热而蒸发，但充分促进电极主体5的放置面9中的熔融，并且提高了电极主体5和离子感应膜10之间的紧贴性。其结果，根据本实施方式，即使在电极主体5中存在材料偏差的情况下，由于电极主体5和离子感应膜10之间的粘合强度变强，因此能够抑制响应面剥落引起的性能不良，并且能够获得质量稳定和高成品率。

另外，上述的实施方式是为了便于理解地说明本发明而进行的详细说明，本发明不必限定于要包括所说明的所有结构。另外，也可以对各实施方式的一部分结构添加、删除、替换其他结构。

标号说明

1离子传感器

2水

3激光照射机

4配重

5电极主体

7样本流路

8贯通部

9放置面

10离子感应膜

11间隙

12孔部

13电极主体板

14内部电极

15电极主体销。