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ガスセンサ用複合膜、ガスセンサ及びガスセンサ用複合膜の製造方法

国内特許コード P110004606
整理番号 Y99-P017
掲載日 2011年7月22日
出願番号 特願平11-130572
公開番号 特開2000-321232
登録番号 特許第3686782号
出願日 平成11年5月11日(1999.5.11)
公開日 平成12年11月24日(2000.11.24)
登録日 平成17年6月10日(2005.6.10)
発明者
  • 小倉 興太郎
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 ガスセンサ用複合膜、ガスセンサ及びガスセンサ用複合膜の製造方法
発明の概要 【課題】 室温付近で炭酸ガス濃度を精度よく連続測定できるようにする。
【解決手段】 ガスセンサ用複合膜は、塩基型ポリアニリン(PAn)等の導電性ポリマー1とポリビニルアルコール(PVA)等の絶縁性ポリマー2とを材料に含む。塩基型PAnは、ポリアントラニル酸(PANA)の粉末を所定の温度及び時間で熱処理することにより得られる。塩基型PAnをジメチルスルホキジド(DMSO)に溶解した後、PVA/DMSO溶液に混合して複合溶液が生成される。次に、複合溶液を、ガラス基板上に形成された微小白金くし型電極にキャストした後、真空乾燥により溶媒を除去してガスセンサが得られる。このガスセンサでは、CO2ガスとPVAが保持している水との反応によりHCO3-を生成し、生成されたHCO3-をドーパントとして塩基型PAnに取り込み、複合膜の電気伝導度が変化する。
従来技術、競合技術の概要



最近、気密空間の環境保全、温室での植物栽培、環境問題に関連した大気中の濃度監視などの多くの分野で、炭酸ガスを連続して計測する必要性が高くなってきている。炭酸ガス濃度を測定するには通常、CO2センサが用いられる。CO2センサは、大気中の炭酸ガスを吸着可能な材料の電気伝導度の変化により、炭酸ガス濃度を測定する。

産業上の利用分野



本発明は、CO2ガスの濃度を検出するガスセンサ用複合膜、ガスセンサ及びガスセンサ用複合膜の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
炭酸水素イオン(HCO3-)をドーパントとして取り込み可能な導電性ポリマーと、
吸湿性で水を保持可能な絶縁性ポリマーとを含み、
炭酸ガス(CO2)と前記絶縁性ポリマーにより保持される水分子との反応によりHCO3-が生成され、前記導電性ポリマーによるHCO3-の取り込み量により電気伝導度が変化するようにしたガスセンサ用複合膜。

【請求項2】
前記導電性ポリマーは、熱処理したポリアントラニル酸、塩基型ポリアニリン又はその誘導体のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載のガスセンサ用複合膜。

【請求項3】
前記導電性ポリマーは、HCO3-を取り込む前は絶縁性であり、HCO3-を取り込むと導電性に変化することを特徴とする請求項1又は2に記載のガスセンサ用複合膜。

【請求項4】
前記絶縁性ポリマーは、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、及びポリアクリル酸のいずれかであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のガスセンサ用複合膜。

【請求項5】
前記導電性ポリマーと前記絶縁性ポリマーとの重量比は、1:6あることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のガスセンサ用複合膜。

【請求項6】
請求項1乃至5のいずれかに記載のガスセンサ用複合膜と、
前記ガスセンサ用複合膜に形成された1対の電極と
を備えたガスセンサ。

【請求項7】
ポリアントラニル酸を所定の温度及び時間で熱処理することによりカルボン酸(-COOH)を除去して導電性ポリマーを生成する第1工程と、
前記導電性ポリマーを所定の溶媒に溶解した後、絶縁性ポリマーを含む溶液と混合して複合溶液を生成する第2工程と、
前記複合溶液を基板にキャストした後、乾燥処理により溶媒を除去する第3工程と
を含むガスセンサ用複合膜の製造方法。

【請求項8】
前記第1工程において、ポリアントラニル酸の粉末を所定の温度及び時間で熱処理することによりカルボン酸を除去して塩基型ポリアニリン又はその誘導体を生成することを特徴とする請求項7に記載のガスセンサ用複合膜の製造方法。

【請求項9】
前記第3工程において、前記複合溶液を基板にキャストする前又は後に、該基板に電極を形成するようにしたことを特徴とする請求項7又は8に記載のガスセンサ用複合膜の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP1999130572thum.jpg
出願権利状態 登録
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