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JP7827099B2 - Method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element, a sensitive film of an odor sensor element, an odor sensor element, and an odor sensor - Google Patents
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JP7827099B2 - Method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element, a sensitive film of an odor sensor element, an odor sensor element, and an odor sensor - Google Patents

Method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element, a sensitive film of an odor sensor element, an odor sensor element, and an odor sensor

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JP7827099B2 JP2024116100A JP2024116100A JP7827099B2 JP 7827099 B2 JP7827099 B2 JP 7827099B2 JP 2024116100 A JP2024116100 A JP 2024116100A JP 2024116100 A JP2024116100 A JP 2024116100A JP 7827099 B2 JP7827099 B2 JP 7827099B2
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本発明は、匂いセンサ素子の感応膜の製造方法、匂いセンサ素子の感応膜、匂いセンサ素子、および匂いセンサに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element, a sensitive film of an odor sensor element, an odor sensor element, and an odor sensor.

匂いセンサ素子の感応膜を製造するための方法として、例えば、特許文献1に示すものが知られている。特許文献1に記載されている製造方法では、シリンジ型のディスペンサが用いられる。 One known method for manufacturing a sensitive film for an odor sensor element is shown in Patent Document 1. The manufacturing method described in Patent Document 1 uses a syringe-type dispenser.

特開2020-165971号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-165971

ところで、基板上に塗膜を形成する際に、ノズルの先端部に這い上った樹脂組成物溶液が蒸発固化することで、ノズルの先端部の濡れ性が変化する。ノズルの先端部の濡れ性が変化した状態で、感応膜の製造を継続すると、樹脂組成物溶液の塗工量が安定せず、感応膜の製造安定性が低下すると共に、感応膜の表面の平滑性(滑らかさ)が低下して、匂いセンサ素子の感度が低下するという問題がある。 When forming a coating film on a substrate, the resin composition solution that has risen to the tip of the nozzle evaporates and solidifies, changing the wettability of the nozzle tip. Continuing to manufacture the sensitive film while the wettability of the nozzle tip has changed results in an unstable amount of resin composition solution being applied, reducing the manufacturing stability of the sensitive film and reducing the smoothness (smoothness) of the surface of the sensitive film, resulting in a decrease in the sensitivity of the odor sensor element.

そこで、本発明の一態様は、感応膜の製造安定性を高めつつ、匂いセンサ素子の感度を向上させることができる、匂いセンサ素子の感応膜の製造方法等を提供することを目的とする。 Therefore, one aspect of the present invention aims to provide a method for manufacturing a sensitive membrane of an odor sensor element that can improve the sensitivity of the odor sensor element while increasing the manufacturing stability of the sensitive membrane.

本願の発明者は、前述の問題を解決するために、試行錯誤を繰り返した結果、先端部に着脱可能なノズルを備えたピペット型のディスペンサを用い、ノズルからの樹脂組成物溶液の吐出量を所定の吐出量に設定することで、ノズルの先端部への樹脂組成物溶液の這い上がりを抑えつつ、感応膜の表面の平滑性(滑らかさ)を高めることができるという、新規な知見を見出し、本発明を完成するに至った。ここで、所定の吐出量とは、0.1μL~5.0μLである。 The inventors of the present application conducted repeated trial and error to solve the above-mentioned problems, and as a result discovered the novel fact that by using a pipette-type dispenser equipped with a detachable nozzle at the tip and setting the amount of resin composition solution dispensed from the nozzle to a predetermined amount, it is possible to prevent the resin composition solution from creeping up onto the tip of the nozzle while increasing the smoothness (smoothness) of the surface of the sensitive film, leading to the completion of the present invention. Here, the predetermined amount is 0.1 μL to 5.0 μL.

本発明の態様1に係る製造方法は、基板上に匂いセンサ素子の感応膜を製造するための方法であって、先端部に着脱可能なノズルを備えたピペット型のディスペンサを用い、有機溶剤を含む樹脂組成物溶液を貯留した容器から、前記樹脂組成物溶液を前記ノズルに吸入する吸入工程と、前記吸入工程の終了後に、前記ノズルから前記樹脂組成物溶液を吐出して前記基板上に塗布することにより、前記基板上に塗膜を形成する塗布工程と、前記塗布工程の終了後に、前記塗膜を乾燥させて前記感応膜を形成する乾燥工程と、を含む。前記ノズルからの前記樹脂組成物溶液の吐出量は、0.1μL~5.0μLである。 A manufacturing method according to aspect 1 of the present invention is a method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element on a substrate, and includes the following steps: a suction step in which a resin composition solution containing an organic solvent is drawn into a container storing the resin composition solution using a pipette-type dispenser equipped with a detachable nozzle at the tip; a coating step in which, after the suction step is completed, the resin composition solution is discharged from the nozzle and applied onto the substrate to form a coating film on the substrate; and a drying step in which, after the coating step is completed, the coating film is dried to form the sensitive film. The amount of the resin composition solution discharged from the nozzle is 0.1 μL to 5.0 μL.

本発明の態様2に係る匂いセンサ素子の感応膜は、本発明の態様1に係る、匂いセンサ素子の感応膜の製造方法によって製造されている。 The sensitive film of the odor sensor element according to aspect 2 of the present invention is manufactured by the method for manufacturing the sensitive film of the odor sensor element according to aspect 1 of the present invention.

本発明の態様3に係る匂いセンサ素子は、基板と、本発明の態様1に係る、匂いセンサ素子の感応膜の製造方法によって前記基板上に製造された感応膜と、を備える。 An odor sensor element according to aspect 3 of the present invention comprises a substrate and a sensitive film manufactured on the substrate by the method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element according to aspect 1 of the present invention.

本発明の態様4に係る匂いセンサは、本発明の態様3に係る匂いセンサ素子を備える。 An odor sensor according to aspect 4 of the present invention includes an odor sensor element according to aspect 3 of the present invention.

本発明の一態様によれば、感応膜の製造安定性を高めつつ、匂いセンサ素子の感度を向上させることができる。 One aspect of the present invention makes it possible to improve the manufacturing stability of the sensitive membrane while also improving the sensitivity of the odor sensor element.

本実施形態に係る匂いセンサ素子の模式的な平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view of an odor sensor element according to an embodiment of the present invention. 図1におけるII-II線に沿った断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 匂いセンサ素子の断面を観察したSEM画像である。1 is an SEM image of a cross section of an odor sensor element. 本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第1の製造方法における吸入工程を説明する模式図である。3A to 3C are schematic diagrams illustrating an inhalation step in a first manufacturing method for the sensitive film of the odor sensor element according to the present embodiment. 本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第1の製造方法における塗布工程を説明する模式図である。3A to 3C are schematic diagrams illustrating a coating step in a first manufacturing method for the sensitive film of the odor sensor element according to the present embodiment. 本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第1の製造方法における塗布工程を説明する模式図である。3A to 3C are schematic diagrams illustrating a coating step in a first manufacturing method for the sensitive film of the odor sensor element according to the present embodiment. 本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第1の製造方法における乾燥工程を説明する模式図である。3A to 3C are schematic diagrams illustrating a drying step in a first manufacturing method for the sensitive film of the odor sensor element according to the present embodiment. 本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第2の製造方法における吸入工程を説明する模式図である。10A and 10B are schematic diagrams illustrating an inhalation step in a second manufacturing method of the sensitive film of the odor sensor element according to the present embodiment. 本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第2の製造方法における塗布工程を説明する模式図である。10A and 10B are schematic diagrams illustrating a coating step in a second manufacturing method for the sensitive film of the odor sensor element according to the present embodiment. 本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第2の製造方法における塗布工程を説明する模式図である。10A and 10B are schematic diagrams illustrating a coating step in a second manufacturing method for the sensitive film of the odor sensor element according to the present embodiment. 本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第2の製造方法における乾燥工程を説明する模式図である。10A and 10B are schematic diagrams illustrating a drying step in a second manufacturing method for the sensitive film of the odor sensor element according to the present embodiment. 本実施形態に係る匂いセンサを説明する模式図である。1 is a schematic diagram illustrating an odor sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 本実施形態に係る匂いセンサ素子の構成の一例を示す上面図である。1 is a top view showing an example of the configuration of an odor sensor element according to an embodiment of the present invention. FIG. 本実施形態に係る匂いセンサ素子の構成の別の例を示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing another example of the configuration of the odor sensor element according to the present embodiment. 本実施形態に係る匂いセンサ素子の構成の一例を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an example of the configuration of an odor sensor element according to an embodiment of the present invention. 実施例において用いたセンサ用基板の製造方法を説明するための概略図である。1A to 1C are schematic diagrams illustrating a method for manufacturing a sensor substrate used in the examples. 実施例において用いたセンサ用基板の製造方法を説明するための概略図である。1A to 1C are schematic diagrams illustrating a method for manufacturing a sensor substrate used in the examples. 実施例において用いたセンサ用基板の表面の構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the surface of a sensor substrate used in the examples. 実施例において用いたセンサ用基板の裏面の構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the back surface of a sensor substrate used in the examples.

本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上B以下」を意図する。 One embodiment of the present invention is described below, but the present invention is not limited to this. Furthermore, unless otherwise specified in this specification, the numerical range "A to B" means "greater than or equal to A and less than or equal to B."

〔匂いセンサ素子10〕
はじめに、本発明の一態様に係る製造方法を適用して製造される感応膜を備える匂いセンサ素子の一例を図1および図2を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る匂いセンサ素子10の模式的な平面図である。図2は、図1におけるII-II線に沿った断面図である。
[Odor sensor element 10]
First, an example of an odor sensor element having a sensitive membrane manufactured using a manufacturing method according to one aspect of the present invention will be described with reference to Figures 1 and 2. Figure 1 is a schematic plan view of an odor sensor element 10 according to this embodiment. Figure 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in Figure 1.

(匂いセンサ素子10の概要、匂い物質)
図1および図2に示すように、本実施形態に係る匂いセンサ素子10は、匂い物質を検出するための匂いセンサ素子である。匂いセンサ素子10は、基板12、匂い物質受容層14、金属配線16、および匂い物質透過層20を備えている。なお、ここでは、匂い物質透過層および匂い物質受容層を有する匂いセンサ素子の製造を例に挙げて説明するが、これに限定されない。例えば、匂い物質受容層のみを有する匂いセンサ素子、および、金属配線16の配置が図示とは異なる匂いセンサ素子等の製造にも適用可能である。
(Outline of odor sensor element 10, odor substances)
As shown in Figures 1 and 2, the odor sensor element 10 according to this embodiment is an odor sensor element for detecting odorants. The odor sensor element 10 includes a substrate 12, an odorant receiving layer 14, metal wiring 16, and an odorant permeation layer 20. While the present invention will be described by way of example with reference to the manufacture of an odor sensor element having an odorant permeation layer and an odorant receiving layer, it is not limited to this. For example, the present invention can also be applied to the manufacture of an odor sensor element having only an odorant receiving layer, or an odor sensor element in which the arrangement of the metal wiring 16 differs from that shown in the figure.

ここで、「匂い物質」は、特に限定されないが、例えばヘキサン、酢酸エチル、メタノール、炭酸ジエチル、トルエン、d-リモネン、ボルナン-2-オン、シス-3-ヘキセノール、β-フェニルエチルアルコール、シトラール、L-カルボン、γ-ウンデカラクトン、オイゲノール、リナリルアセテート、メントール、ベンズアルデヒド、バニリン、ヘキサナール、エタノール、吉草酸ペンチル、リナロール、2-プロパノール等が挙げられる。「匂い物質」には、一般的に匂いの原因物質とされていない物質も含まれる。「匂い物質」には、個々の匂い物質だけではなく、複数の匂い物質が含まれる。 Here, "odor substances" are not particularly limited, but examples include hexane, ethyl acetate, methanol, diethyl carbonate, toluene, d-limonene, bornan-2-one, cis-3-hexenol, β-phenylethyl alcohol, citral, L-carvone, γ-undecalactone, eugenol, linalyl acetate, menthol, benzaldehyde, vanillin, hexanal, ethanol, pentyl valerate, linalool, and 2-propanol. "Odor substances" also include substances that are not generally considered to cause odors. "Odor substances" include not only individual odor substances, but also multiple odor substances.

[基板12]
図1および図2に示すように、匂いセンサ素子10は、基板12を備えており、基板12は、例えば、ガラスエポキシ板により構成されている。基板12は紙フェノール、ガラスコンポジット、ポリイミド、PET(ポリエチレンテレフタラート)、ガラスセラミック、アルミナ、またはアルミニウム、により構成されていてもよい。また、基板12は、後述する樹脂組成物溶液L1およびL2の濡れ広がりを規制する構造を有している。例えば、図2に示すように、基板12を側面視した状態において、樹脂組成物溶液(後述)が塗布される領域(塗布領域)は、基板12の他の領域に比べて窪んでいてもよい。塗布領域が基板12の他の領域に比べて窪んでいている構成は、例えば基板12を作成する工程において、塗布領域以外の領域にソルダーレジストを付加することによって形成されてもよい。または、基板12において、塗布領域の外側にテープ等が貼り付けられていてもよい。これらの構成により、基板12では、塗布領域が他の領域に比べて低くなる。そのため、基板12に樹脂組成物溶液が塗布されたとしても、当該樹脂組成物溶液の濡れ広がりが規制され、樹脂組成物溶液が塗布領域を超えて濡れ広がることを抑制することができる。
[Substrate 12]
As shown in FIGS. 1 and 2 , the odor sensor element 10 includes a substrate 12, which is made of, for example, a glass epoxy plate. The substrate 12 may be made of paper phenol, glass composite, polyimide, PET (polyethylene terephthalate), glass ceramic, alumina, or aluminum. The substrate 12 also has a structure that restricts the wetting and spreading of the resin composition solutions L1 and L2 described below. For example, as shown in FIG. 2 , when the substrate 12 is viewed from the side, the region (coating region) to which the resin composition solution (described below) is applied may be recessed compared to other regions of the substrate 12. The recessed coating region may be formed by, for example, applying solder resist to regions other than the coating region during the process of fabricating the substrate 12. Alternatively, tape or the like may be attached to the outside of the coating region of the substrate 12. These configurations result in the coating region being lower than other regions of the substrate 12. Therefore, even if the resin composition solution is applied to the substrate 12, the wetting and spreading of the resin composition solution is regulated, and the resin composition solution can be prevented from wetting and spreading beyond the applied area.

[匂い物質受容層14]
図1および図2に示すように、匂いセンサ素子10は、基板12上に設けられた感応膜としての匂い物質受容層14を備えており、匂い物質受容層14は、匂い物質を吸着可能である。匂い物質受容層14は、後述の匂いセンサ素子の感応膜の第1の製造方法(M1)によって基板12上に製造される。匂い物質受容層14は、樹脂およびフィラーとしての導電性材料を含む樹脂組成物により構成されている。匂い物質受容層14の電気抵抗値(電気伝導性)は、匂い物質の吸着状態に応じて変化する。匂いセンサ素子10は、感応膜としての匂い物質受容層14の電気抵抗値の変化を匂いの検知指標として用いるケミレジスター型の匂いセンサ素子である。
[Odorant Receptive Layer 14]
As shown in Figures 1 and 2, the odor sensor element 10 includes an odorant receiving layer 14 as a sensitive membrane provided on a substrate 12, and the odorant receiving layer 14 is capable of adsorbing odorants. The odorant receiving layer 14 is manufactured on the substrate 12 by the first manufacturing method (M1) of the sensitive membrane of the odor sensor element described below. The odorant receiving layer 14 is composed of a resin composition containing a resin and a conductive material as a filler. The electrical resistance value (electrical conductivity) of the odorant receiving layer 14 changes depending on the adsorption state of the odorant. The odor sensor element 10 is a chemiresistor-type odor sensor element that uses changes in the electrical resistance value of the odorant receiving layer 14 as a sensitive membrane as an indicator of odor detection.

匂い物質受容層14の厚さは、0.1μm~250μmであり。好ましくは0.1μm~200μmであり、更に好ましくは0.1μm~120μmであり、更に好ましくは0.1μm~50μmであり、更に好ましくは1μm~25μmである。なお、匂い物質受容層14の厚さは、中心部分と端部分とで異なる場合がある。例えば、図2に示すように、基板12において、塗布領域が他の領域に比べて窪んだ構成を備えている場合、塗布領域に塗布されて形成される匂い物質受容層14の端部分は、基板12に付着するため、中心部と比べて盛り上がる。そのため、端部分の厚さは中心部分より厚くなる傾向にある。例えば、匂い物質受容層14の中心部の厚さは1~6μm程度となり、端部分は20μm程度となる場合がある。匂い物質受容層14の厚さは、中心部分と端部分とを含む複数箇所の厚さの平均値が上述の値の範囲内であればよい。また、匂い物質受容層14の厚さは、中心部分と端部分とを含む全体に亘って上述の範囲内であることが好ましい。匂い物質受容層14の厚さを前記範囲に設定することにより、匂い物質受容層14の匂い物質の吸着に起因する匂い物質受容層14の電気伝導性の変化を電気信号として精度良く検出することができる。なお、匂い物質受容層14の作成時に、塗工する膜の面積を電極形状等によって規制し、分注する匂い透過層の溶液の蒸発残留分と分注量とを制御することによって、匂い物質受容層14の厚さを制御することが可能である。 The thickness of the odorant receiving layer 14 is 0.1 μm to 250 μm. Preferably, it is 0.1 μm to 200 μm, more preferably 0.1 μm to 120 μm, even more preferably 0.1 μm to 50 μm, and even more preferably 1 μm to 25 μm. The thickness of the odorant receiving layer 14 may vary between the center and edge portions. For example, as shown in FIG. 2, if the substrate 12 has a recessed coating area compared to other areas, the edge portions of the odorant receiving layer 14 formed by coating the coating area will adhere to the substrate 12 and rise compared to the center. As a result, the edge portions tend to be thicker than the center portion. For example, the thickness of the center of the odorant receiving layer 14 may be approximately 1 to 6 μm, and the edge portions may be approximately 20 μm. The thickness of the odorant receiving layer 14 may be determined as long as the average thickness of multiple locations, including the center and edge portions, falls within the above-mentioned range. Furthermore, it is preferable that the thickness of the odorant receiving layer 14 be within the above-mentioned range throughout the entire layer, including the center and edge portions. By setting the thickness of the odorant receiving layer 14 within this range, changes in the electrical conductivity of the odorant receiving layer 14 due to the adsorption of odorants into the odorant receiving layer 14 can be accurately detected as an electrical signal. Furthermore, when creating the odorant receiving layer 14, the thickness of the odorant receiving layer 14 can be controlled by regulating the area of the coated film using the electrode shape, etc., and by controlling the evaporation residue and dispensed amount of the odor permeation layer solution to be dispensed.

[金属配線16]
図1および図2に示すように、匂いセンサ素子10は、基板12上に設けられた一対の金属配線16を備えており、一対の金属配線16は、互いに平行に配置されかつ匂い物質受容層14に覆われている。一対の金属配線16は、匂い物質受容層14の電気伝導性の変化を計測するための電極として機能する。一対の金属配線16には、リード線18が接続されている。各金属配線16の幅は、好ましくは10μm~2mmであり、更に好ましくは10μm~1mmである。各金属配線16の厚さは、好ましくは1μm~100μmであり、更に好ましくは10μm~50μmである。各金属配線16の長さは、好ましくは100μm~50mmであり、更に好ましくは500μm~30mmである。一対の金属配線16の間隔は、好ましくは1μm~3mmであり、更に好ましくは1μm~1.5mmである。
[Metal wiring 16]
As shown in FIGS. 1 and 2, the odor sensor element 10 includes a pair of metal wires 16 disposed on a substrate 12. The pair of metal wires 16 are arranged parallel to each other and covered with an odorant receiving layer 14. The pair of metal wires 16 function as electrodes for measuring changes in the electrical conductivity of the odorant receiving layer 14. Lead wires 18 are connected to the pair of metal wires 16. The width of each metal wire 16 is preferably 10 μm to 2 mm, more preferably 10 μm to 1 mm. The thickness of each metal wire 16 is preferably 1 μm to 100 μm, more preferably 10 μm to 50 μm. The length of each metal wire 16 is preferably 100 μm to 50 mm, more preferably 500 μm to 30 mm. The spacing between the pair of metal wires 16 is preferably 1 μm to 3 mm, more preferably 1 μm to 1.5 mm.

[匂い物質透過層20]
図1および図2に示すように、匂いセンサ素子10は、匂い物質受容層14に覆うように設けられた他の感応膜としての匂い物質透過層20を備えていてもよい。匂い物質透過層20は、後述の匂いセンサ素子の感応膜の第2の製造方法(M2)によって基板12上に匂い物質受容層14を介して製造される。匂い物質透過層20は、匂い物質を選択的に匂い物質受容層14に到達させる機能を有する。匂い物質透過層20は、測定環境の湿度等による匂い物質受容層14の劣化速度を低下させる保護層としても機能を有する。匂い物質透過層20は、樹脂、およびフィラーとしてのゼオライト(結晶性ケイ酸塩の総称)を含む樹脂組成物により構成されている。なお、匂い物質透過層20は、樹脂、およびゼオライト以外のフィラーを含む樹脂組成物により構成されてもよい。匂い物質透過層20は、フィラーを含まない樹脂組成物により構成されてもよい。以下では、フィラーを含む樹脂組成物の場合を例に挙げて説明する。
[Odor-permeable layer 20]
As shown in FIGS. 1 and 2 , the odor sensor element 10 may include an odorant-permeable layer 20 as another sensitive membrane provided to cover the odorant receiving layer 14. The odorant-permeable layer 20 is manufactured on the substrate 12 via the odorant receiving layer 14 by the second manufacturing method (M2) of the sensitive membrane of the odor sensor element described below. The odorant-permeable layer 20 has the function of selectively allowing odorants to reach the odorant receiving layer 14. The odorant-permeable layer 20 also functions as a protective layer that reduces the rate of deterioration of the odorant receiving layer 14 due to factors such as humidity in the measurement environment. The odorant-permeable layer 20 is composed of a resin composition containing a resin and zeolite (a general term for crystalline silicates) as a filler. The odorant-permeable layer 20 may also be composed of a resin composition containing a resin and a filler other than zeolite. The odorant-permeable layer 20 may also be composed of a resin composition that does not contain a filler. The following explanation will be given using a resin composition containing a filler as an example.

匂い物質透過層20の厚さは、0.1μm~200μmであり、好ましくは1μm~20μmである。匂い物質透過層20の厚さを0.1μm以上としたのは、0.1μm未満であると、匂い物質を選択的に匂い物質受容層14に到達させる機能を十分に発揮できなくなると共に、匂い物質受容層14を十分に保護できなくなるからである。匂い物質透過層20の厚さを200μm以下にしたのは、200μmを超えると、匂い物質受容層14まで到達する匂い物質が少なくなり、匂いセンサ素子10の測定感度が低下するからである。 The thickness of the odorant permeation layer 20 is 0.1 μm to 200 μm, preferably 1 μm to 20 μm. The reason why the odorant permeation layer 20 is set to a thickness of 0.1 μm or more is that if it is less than 0.1 μm, it will not be able to fully perform its function of selectively allowing odorants to reach the odorant reception layer 14, and it will not be able to fully protect the odorant reception layer 14. The reason why the odorant permeation layer 20 is set to a thickness of 200 μm or less is that if it exceeds 200 μm, fewer odorants will reach the odorant reception layer 14, and the measurement sensitivity of the odor sensor element 10 will decrease.

なお、匂いセンサ素子10の構成から他の感応膜としての匂い物質透過層20を省略してもよい。 The odorant-permeable layer 20, which serves as another sensitive membrane, may be omitted from the configuration of the odor sensor element 10.

<匂い物質透過層20の厚さの測定方法>
以下、匂い物質透過層20の厚さの測定方法について、図3を用いて説明する。図3は、匂い物質受容層14および匂い物質透過層20を備える匂いセンサ素子10の断面を2.5万倍で観察した走査型電子顕微鏡(SEM)画像である。匂い物質受容層14および匂い物質透過層20を備える匂いセンサ素子10の断面は、例えばクロスセクションポリッシャ、具体的にはIB-19530CP(日本電子株式会社製商品名)を用いて成形される。図3において符号X1~符号X20で示す線は、それぞれの箇所における匂い物質受容層14と匂い物質透過層20との境界から匂い物質透過層20の表面までの長さを示す線である。以下では、匂い物質受容層14と匂い物質透過層20との境界から匂い物質透過層20の表面までの長さを、匂い物質透過層20の断面長さと称する。なお、匂い物質受容層14と匂い物質透過層20との境界は、例えばSEMの反射観察、電子像SEM-EDX、またはSTEM等を用いて決定することができる。
<Method for measuring the thickness of the odorant-permeable layer 20>
The method for measuring the thickness of the odorant permeation layer 20 will be explained below with reference to FIG. 3. FIG. 3 is a scanning electron microscope (SEM) image of a cross section of an odor sensor element 10 including an odorant receiving layer 14 and an odorant permeation layer 20, observed at 25,000 magnification. The cross section of the odor sensor element 10 including an odorant receiving layer 14 and an odorant permeation layer 20 is formed using, for example, a cross-section polisher, specifically, an IB-19530CP (product name, manufactured by JEOL Ltd.). The lines indicated by symbols X1 to X20 in FIG. 3 indicate the length from the boundary between the odorant receiving layer 14 and the odorant permeation layer 20 to the surface of the odorant permeation layer 20 at each location. Hereinafter, the length from the boundary between the odorant receiving layer 14 and the odorant permeation layer 20 to the surface of the odorant permeation layer 20 will be referred to as the cross-sectional length of the odorant permeation layer 20. The boundary between the odorant receiving layer 14 and the odorant permeable layer 20 can be determined using, for example, SEM reflection observation, electron image SEM-EDX, or STEM.

匂い物質透過層20の厚さは、匂い物質透過層20の複数箇所における断面長さの平均値であってもよい。匂い物質透過層20の厚さの算出基準となる断面長さの測定箇所は、最も厚い箇所と最も薄い箇所との2箇所であってもよいし、匂い物質透過層20の中で任意に選択された10箇所であってもよいし、さらに多くともよい。一例として、図3に示す例において符号X1~符号X20で示す20箇所の断面長さの平均値を匂い物質透過層20の厚さとしてもよい。匂い物質透過層20の厚さとして、複数箇所の断面長さの平均値が、上述した数値範囲に収まればよい。 The thickness of the odorant-permeable layer 20 may be the average value of the cross-sectional lengths at multiple locations on the odorant-permeable layer 20. The measurement locations for the cross-sectional length that serve as the basis for calculating the thickness of the odorant-permeable layer 20 may be the two locations, the thickest and thinnest locations, or ten locations arbitrarily selected within the odorant-permeable layer 20, or even more. As an example, the average value of the cross-sectional lengths at 20 locations indicated by symbols X1 to X20 in the example shown in Figure 3 may be used as the thickness of the odorant-permeable layer 20. The thickness of the odorant-permeable layer 20 may be determined as long as the average value of the cross-sectional lengths at multiple locations falls within the above-mentioned numerical range.

<匂い物質受容層14の厚さの測定方法>
また、匂い物質透過層20の厚さの測定方法と同様の方法を用いて、匂い物質受容層14の厚さが測定されてもよい。なお、匂い物質受容層14の厚さを測定する場合、匂い物質受容層14と匂い物質透過層20との境界から基板12の表面までの長さを、匂い物質受容層14の断面長さとする。
<Method for measuring the thickness of the odorant receiving layer 14>
The thickness of the odorant receiving layer 14 may also be measured using a method similar to that used to measure the thickness of the odorant permeation layer 20. When measuring the thickness of the odorant receiving layer 14, the length from the boundary between the odorant receiving layer 14 and the odorant permeation layer 20 to the surface of the substrate 12 is taken as the cross-sectional length of the odorant receiving layer 14.

〔匂いセンサ素子の感応膜の第1の製造方法(M1)〕
図4から図7を参照して、本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第1の製造方法(M1)について説明する。図4は、本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第1の製造方法(M1)における吸入工程(M1-2)を説明する模式図である。図5および図6は、本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第1の製造方法(M1)における塗布工程(M1-3)を説明する模式図である。図7は、本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第1の製造方法(M1)における乾燥工程(M1-4)を説明する模式図である。
[First manufacturing method (M1) of the sensitive film of the odor sensor element]
A first manufacturing method (M1) for the sensitive membrane of the odor sensor element according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 7. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the inhalation step (M1-2) in the first manufacturing method (M1) for the sensitive membrane of the odor sensor element according to this embodiment. FIGS. 5 and 6 are schematic diagrams illustrating the application step (M1-3) in the first manufacturing method (M1) for the sensitive membrane of the odor sensor element according to this embodiment. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the drying step (M1-4) in the first manufacturing method (M1) for the sensitive membrane of the odor sensor element according to this embodiment.

(匂いセンサ素子の感応膜の第1の製造方法(M1)の概要)
図4から図7に示すように、本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第1の製造方法(M1)は、基板12上に感応膜としての匂い物質受容層14を製造するための方法である。本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第1の製造方法(M1)は、準備工程(M1-1)と、吸入工程(M1-2)と、塗布工程(M1-3)と、乾燥工程(M1-4)と、交換工程(M1-5)と、を含む。そして、本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第1の製造方法(M1)における各工程の具体的な内容は、次の通りである。なお、第1の製造方法(M1)を開始する前に、予め金属配線16が配置された基板12を作成する工程が行われる。また、作成される基板12には、後述する樹脂組成物溶液L1またはL2の濡れ広がりが規制される構成が設けられる。
(Outline of the first manufacturing method (M1) of the sensitive film of the odor sensor element)
As shown in FIGS. 4 to 7 , the first manufacturing method (M1) for the sensitive membrane of the odor sensor element according to this embodiment is a method for manufacturing an odorant-receiving layer 14 as a sensitive membrane on a substrate 12. The first manufacturing method (M1) for the sensitive membrane of the odor sensor element according to this embodiment includes a preparation step (M1-1), an inhalation step (M1-2), an application step (M1-3), a drying step (M1-4), and a replacement step (M1-5). The specific details of each step in the first manufacturing method (M1) for the sensitive membrane of the odor sensor element according to this embodiment are as follows: Before starting the first manufacturing method (M1), a step of preparing a substrate 12 on which metal wiring 16 is previously arranged is performed. Furthermore, the substrate 12 thus prepared is provided with a structure that restricts the wetting and spreading of the resin composition solution L1 or L2, which will be described later.

(準備工程(M1-1))
樹脂およびフィラーとしての導電性材料を含む樹脂組成物に有機溶剤を加えて、撹拌機で均一に混練することで、スラリー状の樹脂組成物溶液L1(図4参照)を生成して、容器22(図4参照)に収容する。なお、樹脂組成物溶液L1は、界面活性剤を含んでいてもよい。一例として、10ml程度の樹脂組成物溶液L1を作製する場合、容器22は、20ml程度の容量のスクリュー管であってもよい。
(Preparation process (M1-1))
An organic solvent is added to a resin composition containing a resin and a conductive material as a filler, and the mixture is uniformly kneaded with a stirrer to produce a slurry-like resin composition solution L1 (see FIG. 4), which is then placed in a container 22 (see FIG. 4). The resin composition solution L1 may contain a surfactant. For example, when preparing about 10 ml of resin composition solution L1, the container 22 may be a screw tube with a capacity of about 20 ml.

ここで、樹脂組成物溶液L1に含まれる樹脂は、特に限定されないが、例えば、ウレタン樹脂、ポリアルキレンオキサイド、アクリル樹脂、フッ素基含有樹脂、ビニル樹脂(例えば、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラール等)、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、又はポリエステル樹脂等であってもよい。 Here, the resin contained in the resin composition solution L1 is not particularly limited, but may be, for example, a urethane resin, a polyalkylene oxide, an acrylic resin, a fluorine-containing resin, a vinyl resin (e.g., polyvinylpyrrolidone, polyvinyl butyral, etc.), a silicone resin, a polyamide resin, or a polyester resin.

樹脂組成物溶液L1は、フィラーを含んでいてもよい。樹脂組成物溶液L1に含まれるフィラーとしての導電性材料は、導電性炭素材料であり、より具体的には、体積固有抵抗が0.25Ω・cm以下の炭素材料である。導電性炭素材料としては、例えば、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、又はグラフェン等が挙げられる。導電性炭素材料の形状は、好ましくは、繊維状又は球状である。導電性炭素材料が繊維状である場合には、繊維径は、好ましくは、0.1μm~10μmであり、更に好ましくは、0.1μm~5μmである。繊維長は、好ましくは、0.1μm~10μmであり、更に好ましくは、1μm~10μmである。導電性炭素材料が球状である場合には、1次粒子径は、好ましくは、10nm~200nmであり、更に好ましくは、20nm~150nmである。 The resin composition solution L1 may contain a filler. The conductive material contained as a filler in the resin composition solution L1 is a conductive carbon material, more specifically, a carbon material having a volume resistivity of 0.25 Ω·cm or less. Examples of conductive carbon materials include carbon black, carbon nanotubes, and graphene. The conductive carbon material is preferably fibrous or spherical in shape. If the conductive carbon material is fibrous, the fiber diameter is preferably 0.1 μm to 10 μm, more preferably 0.1 μm to 5 μm. The fiber length is preferably 0.1 μm to 10 μm, more preferably 1 μm to 10 μm. If the conductive carbon material is spherical, the primary particle diameter is preferably 10 nm to 200 nm, more preferably 20 nm to 150 nm.

樹脂中に分散した導電性材料同士が互いに接触して導電経路を形成することで、樹脂組成物が導電性を有する。また、匂いセンサ素子10の十分な導電性を発現する観点、および匂いセンサ素子10の十分な感度を発現する観点から、導電性材料の含有量は、樹脂組成物の合計量を100重量%とした場合に、好ましくは、10重量%~70重量%である。 The conductive materials dispersed in the resin come into contact with each other to form conductive paths, making the resin composition conductive. Furthermore, from the perspective of achieving sufficient conductivity and sensitivity in the odor sensor element 10, the content of the conductive material is preferably 10% to 70% by weight, assuming the total amount of the resin composition to be 100% by weight.

樹脂組成物溶液L1に含まれる界面活性剤は、導電性材料の分散剤としての作用を呈する。界面活性剤は、イオン性界面活性等の公知の界面活性剤から適宜に選ぶことが可能である。イオン性界面活性剤としては、例えばアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、又はノニオン性界面活性剤が挙げられる。 The surfactant contained in resin composition solution L1 acts as a dispersant for the conductive material. The surfactant can be appropriately selected from known surfactants, such as ionic surfactants. Examples of ionic surfactants include anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and nonionic surfactants.

樹脂組成物溶液L1に含まれる有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酪酸エチル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、酪酸ブチル、酢酸エチル、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、トルエン、キシレン、酢酸ジエチレングリコールモノブチルエーテル、または、ジベンジルエーテルが挙げられる。 The organic solvent contained in resin composition solution L1 is not particularly limited, but examples include N-methyl-2-pyrrolidone, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl butyrate, diethylene glycol monobutyl ether, butyl butyrate, ethyl acetate, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, toluene, xylene, diethylene glycol monobutyl ether acetate, and dibenzyl ether.

E型粘度計(不図示)を用いた樹脂組成物溶液L1の粘度は、1mPa・s~500mPa・sであり、好ましくは、1mPa・s~300mPa・sである。樹脂組成物溶液L1の粘度を1mPa・s以上にしたのは、1mPa・s未満であると、樹脂組成物溶液L1を吸い上げた後にノズル28(図4参照)の先端から漏れ出る可能性が高いからである。樹脂組成物溶液L1の粘度を500mPa・s以下としたのは、500mPa・sを超えると、基板12上に樹脂組成物溶液L1を塗布した後に樹脂組成物溶液L1が濡れ広がらないからである。粘度は、E型粘度計[型式「TV-22」、東機産業(株)製]でコーンローター:1°34’×R24、測定温度:25℃、ローター回転数:2rpmにて、測定開始60秒後の値を読み取る。 The viscosity of the resin composition solution L1 measured using an E-type viscometer (not shown) is 1 mPa·s to 500 mPa·s, preferably 1 mPa·s to 300 mPa·s. The viscosity of the resin composition solution L1 is set to 1 mPa·s or greater because if the viscosity is less than 1 mPa·s, the resin composition solution L1 is likely to leak from the tip of the nozzle 28 (see FIG. 4) after being sucked up. The viscosity of the resin composition solution L1 is set to 500 mPa·s or less because if the viscosity exceeds 500 mPa·s, the resin composition solution L1 will not wet and spread after being applied to the substrate 12. The viscosity is measured using an E-type viscometer [Model "TV-22" manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.] with a cone rotor of 1°34' x R24, a measurement temperature of 25°C, and a rotor rotation speed of 2 rpm, and the value is read 60 seconds after the start of measurement.

樹脂組成物溶液L1に含まれる有機溶剤の沸点は、150℃~250℃である。有機溶剤の沸点を150℃以上としたのは、150℃未満であると、樹脂組成物溶液L1を貯留中に有機溶剤が揮発し固形分率が変化してしまうからである。ここで、樹脂組成物溶液L1の固形分率とは、樹脂組成物溶液L1の全体に対する固形分の割合を指し、例えば、一定量の樹脂組成物溶液L1における乾燥前の重量と乾燥させた後の重量との比であってもよい。有機溶剤の沸点を250℃以下にしたのは、250℃を超えると、乾燥工程(M1-4)で有機溶剤を除去しきれないからである。沸点は、1気圧(101325Pa)下における沸点を意味する。沸点は、沸点計により測定される値であり、例えばタイタンテクノロジーズ(株)製のDosaTherm300を用いて測定することができる。 The boiling point of the organic solvent contained in resin composition solution L1 is 150°C to 250°C. The boiling point of the organic solvent is set to 150°C or higher because, if the boiling point is lower than 150°C, the organic solvent will volatilize during storage of resin composition solution L1, causing a change in the solid content. Here, the solid content of resin composition solution L1 refers to the proportion of solids relative to the total resin composition solution L1, and may be, for example, the ratio of the weight of a given amount of resin composition solution L1 before drying to the weight after drying. The boiling point of the organic solvent is set to 250°C or lower because, if the temperature exceeds 250°C, the organic solvent cannot be completely removed in the drying step (M1-4). The boiling point refers to the boiling point at 1 atmosphere (101,325 Pa). The boiling point is a value measured using a boiling point meter, such as a DosaTherm 300 manufactured by Titan Technologies, Inc.

樹脂組成物溶液L1の固形分率は、2%~20%である。樹脂組成物溶液の固形分率を2%以上としたのは、2%未満であると、乾燥後の塗膜厚さが薄くなるため、感応膜としての匂い物質受容層14の表面の平滑性が低下するからである。樹脂組成物溶液L1の固形分率を20%以上としたのは、20%を超えると、樹脂組成物溶液L1の粘度が高くなり、ノズル28で樹脂組成物溶液L1を吸い上げにくくなるからである。樹脂組成物溶液L1の固形分率は、樹脂組成物溶液L1中の固形分の割合を示す値であり、JIS K0067:1992に基づいて測定される不揮発分である。ただし、樹脂組成物溶液L1の乾燥方法を減圧乾燥機、乾燥温度を100℃、乾燥時間を2時間とした。 The solid content of the resin composition solution L1 is 2% to 20%. The reason for setting the solid content of the resin composition solution at 2% or more is that if it is less than 2%, the coating thickness after drying will be thin, reducing the surface smoothness of the odorant receiving layer 14 as a sensitive film. The reason for setting the solid content of the resin composition solution L1 at 20% or more is that if it exceeds 20%, the viscosity of the resin composition solution L1 will increase, making it difficult to suck up the resin composition solution L1 with the nozzle 28. The solid content of the resin composition solution L1 is a value indicating the proportion of solids in the resin composition solution L1, and is the non-volatile content measured in accordance with JIS K0067:1992. However, the resin composition solution L1 was dried using a vacuum dryer at a drying temperature of 100°C for a drying time of 2 hours.

レオメーター(不図示)で測定した樹脂組成物溶液L1のチクソインデックスは、1.05~5.00である。樹脂組成物溶液L1のチクソインデックスを1.05以上としたのは、1.05未満であると、ノズル28で樹脂組成物溶液L1を吸い上げにくく、かつ塗布しにくくなるからである。樹脂組成物溶液L1のチクソインデックスを5.00以下にしたのは、5.00を超えると、吸い上げ時や塗布時にかかるせん断により樹脂組成物溶液L1の構造が破壊されやすくなるからである。 The thixotropic index of resin composition solution L1, measured with a rheometer (not shown), is 1.05 to 5.00. The thixotropic index of resin composition solution L1 is set to 1.05 or higher because if it is less than 1.05, it will be difficult to suck up resin composition solution L1 with nozzle 28 and to apply it. The thixotropic index of resin composition solution L1 is set to 5.00 or lower because if it exceeds 5.00, the structure of resin composition solution L1 will be easily destroyed by the shear force applied during sucking up and application.

チクソ性とは、せん断速度が大きくなるにつれて、粘度が減少する現象をいう。チクソ性を表す指標として、チクソインデックス(thixotropic index:TI値)が一般に用いられる。TI値とは低せん断速度における粘度を、高せん断速度における粘度で除した値で、1より大きいものはチクソ性を有すると言える。E型粘度計[型式「TV-22」、東機産業(株)製]でコーンローター:1°34‘×R24、測定温度:25℃、ローター回転数:2rpmにて、測定開始60秒後の値(2rpmでの粘度)を読み取る。さらに20rpmにて、測定開始60秒後の値(20rpmでの粘度)を読み取る。そして、2rpmでの粘度を20rpmでの粘度で除した値をチクソインデックスとする。 Thixotropy refers to the phenomenon in which viscosity decreases as the shear rate increases. The thixotropic index (TI value) is commonly used as an index of thixotropy. The TI value is the viscosity at low shear rate divided by the viscosity at high shear rate, and a value greater than 1 is said to be thixotropic. Using an E-type viscometer [Model "TV-22", manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.] with a cone rotor of 1°34' x R24, measurement temperature of 25°C, and rotor rotation speed of 2 rpm, the value (viscosity at 2 rpm) is read 60 seconds after the start of measurement. Another value (viscosity at 20 rpm) is then read 60 seconds after the start of measurement at 20 rpm. The viscosity at 2 rpm divided by the viscosity at 20 rpm is the thixotropic index.

(吸入工程(M1-2))
準備工程(M1-1)の途中又は終了後に、図4に示すピペット型のディスペンサ24を用意する。ここで、ピペット型のディスペンサ24は、空気を吸入吐出可能なピペット26と、ピペット26の先端部に着脱可能に設けられたノズル28とを備えている。ノズル28は、ピペットチップと称されることもあり、樹脂組成物溶液L1の塗布量に合わせたサイズのものが使用される。本実施形態においては、例えば10μLのノズル28が使用される。ノズル28の形状として、標準タイプのものを使用しているが、ロングタイプ又は先細りタイプのものを使用してもよい。ノズル28として、一般に市販されている樹脂製ノズルを用いてもよく、ノズル28を構成する樹脂としては、例えばポリプロピレンが用いられる。
(Inhalation process (M1-2))
During or after the preparation step (M1-1), a pipette-type dispenser 24 shown in FIG. 4 is prepared. Here, the pipette-type dispenser 24 includes a pipette 26 capable of sucking and ejecting air, and a nozzle 28 detachably attached to the tip of the pipette 26. The nozzle 28 is sometimes referred to as a pipette tip, and a nozzle 28 of a size suited to the amount of resin composition solution L1 to be applied is used. In this embodiment, for example, a 10 μL nozzle 28 is used. As the shape of the nozzle 28, a standard type is used, but a long type or a tapered type may also be used. As the nozzle 28, a generally commercially available resin nozzle may be used, and the resin constituting the nozzle 28 is, for example, polypropylene.

準備工程(M1-1)の終了後に、図4に示すように、ピペット型のディスペンサ24を用い、容器22に貯留した樹脂組成物溶液L1中にノズル28を浸漬させる。そして、ピペット26の吸入動作によって容器22から樹脂組成物溶液L1をノズル28に吸入する。 After the preparation step (M1-1) is completed, as shown in FIG. 4, a pipette-type dispenser 24 is used to immerse a nozzle 28 in the resin composition solution L1 stored in a container 22. Then, the resin composition solution L1 is sucked into the nozzle 28 from the container 22 by the suction action of the pipette 26.

(塗布工程(M1-3))
吸入工程(M1-2)の終了後に、図5に示すように、ノズル28の先端部を基板12上の所定の部位に対向した状態で接近させる。そして、ピペット26の吐出動作によってノズル28から樹脂組成物溶液L1を吐出して、基板12上の所定の部位に塗布する。これにより、図6に示すように、基板12上の所定の部位に塗膜F1を形成することができる。ノズル28の先端部と基板12との間の距離は、例えば0.3mmであってもよい。
(Coating process (M1-3))
After the suction step (M1-2) is completed, the tip of the nozzle 28 is brought close to a predetermined portion on the substrate 12 while facing the predetermined portion, as shown in Fig. 5. Then, the resin composition solution L1 is discharged from the nozzle 28 by the discharging operation of the pipette 26 and applied to the predetermined portion on the substrate 12. This allows a coating film F1 to be formed at the predetermined portion on the substrate 12, as shown in Fig. 6. The distance between the tip of the nozzle 28 and the substrate 12 may be, for example, 0.3 mm.

ここで、ノズル28からの樹脂組成物溶液L1の吐出量は、0.1μL~5.0μL、好ましくは、0.1μL~1μLである。樹脂組成物溶液L1の吐出量を0.1μL以上としたのは、0.1μL未満であると、基板12上に塗膜F1を安定的に形成することが困難になるからである。樹脂組成物溶液L1の吐出量を5.0μL以下としたのは、5.0μLを超えると、塗膜F1の表面の平滑性(滑らかさ)および均一性、すなわち感応膜としての匂い物質受容層14の表面の平滑性(滑らかさ)および均一性を高めることが困難になるからである。 Here, the amount of resin composition solution L1 ejected from nozzle 28 is 0.1 μL to 5.0 μL, preferably 0.1 μL to 1 μL. The reason why the amount of resin composition solution L1 ejected is 0.1 μL or more is that if it is less than 0.1 μL, it becomes difficult to stably form coating film F1 on substrate 12. The reason why the amount of resin composition solution L1 ejected is 5.0 μL or less is that if it exceeds 5.0 μL, it becomes difficult to improve the smoothness and uniformity of the surface of coating film F1, i.e., the smoothness and uniformity of the surface of odorant receiving layer 14 as a sensitive film.

本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第1の製造方法(M1)において、塗布工程(M1-3)は、複数回繰り返されてもよい。なお、塗布工程(M1-3)は塗膜F1をそれぞれ異なる位置に形成するために行われる工程であり、樹脂組成物溶液L1を1か所に塗り重ねる工程ではない。例えば、1つの基板12上の複数箇所においてそれぞれ1回ずつ塗布工程(M1-3)が行われてもよいし、複数の基板12上においてそれぞれ1回ずつ塗布工程(M1-3)を行われてもよい。塗布工程(M1-3)を複数回繰り返すことで、複数の所定の部位に塗膜F1が形成された1つの基板12を作成したり、基板12上の所定の部位に塗膜F1が形成された複数の基板12を作成したりすることができる。また、同じノズル28を用いて複数回の塗布工程(M1-3)を繰り返す場合、1回の塗布工程(M1-3)毎にノズル28を交換しなくともよい。これにより、1回の塗布工程(M1-3)後にノズル28内に残る樹脂組成物溶液L1を無駄にせずに塗布を行うことができる。また、ノズル28の交換に要する時間を省略できるため、匂いセンサ素子10の生産速度を向上させることができる。 In the first manufacturing method (M1) of the sensitive film of the odor sensor element according to this embodiment, the coating step (M1-3) may be repeated multiple times. Note that the coating step (M1-3) is a step performed to form coating films F1 at different locations, and is not a step of repeatedly coating the resin composition solution L1 in a single location. For example, the coating step (M1-3) may be performed once at each of multiple locations on a single substrate 12, or once on each of multiple substrates 12. By repeating the coating step (M1-3) multiple times, it is possible to create a single substrate 12 on which coating films F1 are formed at multiple predetermined locations, or to create multiple substrates 12 on which coating films F1 are formed at predetermined locations on the substrate 12. Furthermore, when the coating step (M1-3) is repeated multiple times using the same nozzle 28, it is not necessary to replace the nozzle 28 for each coating step (M1-3). This allows application without wasting the resin composition solution L1 remaining in the nozzle 28 after one application step (M1-3). Furthermore, the time required to replace the nozzle 28 can be eliminated, improving the production speed of the odor sensor element 10.

(乾燥工程(M1-4))
塗布工程(M1-3)の終了後に、図7に示すように、塗膜F1を乾燥させて、乾固物としての匂い物質受容層14を形成する。これにより、基板12上に感応膜としての匂い物質受容層14を製造することができる。
(Drying process (M1-4))
After the coating process (M1-3) is completed, the coating film F1 is dried to form the odorant receiving layer 14 as a dried solid, as shown in Figure 7. This allows the odorant receiving layer 14 to be produced as a sensitive film on the substrate 12.

塗膜F1の乾燥手法としては、特に限定されないが、例えば、常圧100℃で1時間加熱し、その後、真空乾燥機内で減圧しながら100℃で1時間加熱してもよい。なお、乾燥工程(M1-3)では、塗膜F1を乾燥させることができればよく、温度および減圧の条件は上述のものに限られない。例えば、乾燥工程(M1-3)において、塗膜F1を乾燥させるときの温度は40℃~160℃であってもよい。また、乾燥時の温度は徐々に上昇するなどの変動があってもよい。さらに、乾燥工程(M1-3)において減圧が行われる時間は0.5時間~3時間、例えば2時間であってもよい。また、乾燥工程(M1-3)において減圧は必須ではなく、省略されてもよい。 The drying method for the coating film F1 is not particularly limited, but for example, it may be heated at 100°C under normal pressure for 1 hour, followed by heating at 100°C for 1 hour while reducing the pressure in a vacuum dryer. Note that the temperature and reduced pressure conditions in the drying step (M1-3) are not limited to those described above, as long as the coating film F1 can be dried. For example, the temperature when drying the coating film F1 in the drying step (M1-3) may be 40°C to 160°C. The temperature during drying may also vary, such as by gradually increasing. Furthermore, the time during which the reduced pressure is applied in the drying step (M1-3) may be 0.5 hours to 3 hours, for example, 2 hours. Furthermore, reducing the pressure in the drying step (M1-3) is not essential and may be omitted.

(交換工程(M1-5))
塗布工程(M1-3)を所定回数実行する毎に、ノズル28の交換を行う。具体的には、塗布工程(M1-3)を所定回数実行した後に、ピペット26の先端部から使用済みのノズル28を離脱させて、ピペット26の先端部に未使用のノズル28を装着する。ここで、所定回数はノズル28における樹脂組成物の先端部への樹脂組成物溶液L1の這い上がりの具合に応じて任意に設定可能であり、1回であってもよいし、10回でもよいし、30回であってもよい。
(Replacement process (M1-5))
The nozzle 28 is replaced every time the application step (M1-3) is performed a predetermined number of times. Specifically, after the application step (M1-3) is performed a predetermined number of times, the used nozzle 28 is detached from the tip of the pipette 26, and an unused nozzle 28 is attached to the tip of the pipette 26. Here, the predetermined number of times can be set arbitrarily depending on the extent to which the resin composition solution L1 creeps up to the tip of the resin composition in the nozzle 28, and may be 1 time, 10 times, or 30 times.

本実施形態に係る匂いセンサ素子10の感応膜の第1の製造方法の構成によると、前述のように、先端部に着脱可能なノズル28を備えたピペット型のディスペンサ24を用い、ノズル28から樹脂組成物溶液L1を吐出して、基板12上の所定の部位に塗布することで、基板12上の所定の部位に塗膜F1を形成している。また、ノズル28からの樹脂組成物溶液L1の吐出量は、0.1μL~5.0μLである。そのため、ノズル28の先端部への樹脂組成物溶液L1の這い上がりを抑えつつ、塗膜F1の表面の平滑性(滑らかさ)を高めて、感応膜としての匂い物質受容層14の表面の平滑性を高めることができる。その結果、本実施形態に係る匂いセンサ素子10の感応膜の第1の製造方法によれば、匂い物質受容層14の製造安定性を高めつつ、匂いセンサ素子10の感度を向上させることができる。 According to the configuration of the first manufacturing method for the sensitive film of the odor sensor element 10 of this embodiment, as described above, a pipette-type dispenser 24 equipped with a detachable nozzle 28 at its tip is used to eject resin composition solution L1 from the nozzle 28 and apply it to a predetermined portion of the substrate 12, thereby forming a coating film F1 at the predetermined portion of the substrate 12. The amount of resin composition solution L1 ejected from the nozzle 28 is 0.1 μL to 5.0 μL. This prevents the resin composition solution L1 from creeping up to the tip of the nozzle 28, while increasing the smoothness of the surface of the coating film F1, thereby enhancing the smoothness of the surface of the odorant receiving layer 14 serving as the sensitive film. As a result, the first manufacturing method for the sensitive film of the odor sensor element 10 of this embodiment can improve the manufacturing stability of the odorant receiving layer 14 while improving the sensitivity of the odor sensor element 10.

樹脂組成物溶液L1を所定回数以上吸入したノズル28を用いて、樹脂組成物溶液L1を吸入すると、ノズル28の先端部への樹脂組成物溶液L1の這い上がりによる影響が大きくなる。そこで、塗布工程(M1-3)を所定回数実行する毎にノズル28の交換を行う。これにより、ノズル28の先端部への樹脂組成物溶液L1の這い上がりを抑えつつ、匂い物質受容層14の表面の平滑性をより高めて、匂いセンサ素子10の感度をより向上させることができる。 When the resin composition solution L1 is sucked using a nozzle 28 that has sucked the resin composition solution L1 a predetermined number of times or more, the effect of the resin composition solution L1 creeping up to the tip of the nozzle 28 becomes significant. Therefore, the nozzle 28 is replaced every time the application process (M1-3) is performed a predetermined number of times. This prevents the resin composition solution L1 from creeping up to the tip of the nozzle 28, while further increasing the smoothness of the surface of the odorant receiving layer 14 and further improving the sensitivity of the odor sensor element 10.

樹脂組成物溶液L1がフィラーとしての導電性材料(導電性炭素材料)を含む場合には、ノズル28の液切りが良好になり、匂い物質受容層14の製造安定性をより高めることができると共に、匂い物質受容層14における樹脂比率を下げて、匂いセンサ素子10の感度をより向上させることができる。 When the resin composition solution L1 contains a conductive material (conductive carbon material) as a filler, the nozzle 28 drains the liquid better, further improving the manufacturing stability of the odorant receiving layer 14, and the resin ratio in the odorant receiving layer 14 can be reduced to further improve the sensitivity of the odor sensor element 10.

〔匂いセンサ素子10の感応膜の第2の製造方法(M2)〕
図8から図11を参照して、本実施形態に係る匂いセンサ素子10の感応膜の第2の製造方法(M2)について説明する。図8は、本実施形態に係る匂いセンサ素子10の感応膜の第2の製造方法(M2)における吸入工程(M2-2)を説明する模式図である。図9および図10は、本実施形態に係る匂いセンサ素子10の感応膜の第2の製造方法(M2)における塗布工程(M2-3)を説明する模式図である。図11は、本実施形態に係る匂いセンサ素子10の感応膜の第2の製造方法における乾燥工程(M2-4)を説明する模式図である。
[Second Manufacturing Method (M2) of the Sensitive Film of the Odor Sensor Element 10]
A second manufacturing method (M2) for the sensitive membrane of the odor sensor element 10 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 11. FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the inhalation step (M2-2) in the second manufacturing method (M2) for the sensitive membrane of the odor sensor element 10 according to this embodiment. FIGS. 9 and 10 are schematic diagrams illustrating the application step (M2-3) in the second manufacturing method (M2) for the sensitive membrane of the odor sensor element 10 according to this embodiment. FIG. 11 is a schematic diagram illustrating the drying step (M2-4) in the second manufacturing method for the sensitive membrane of the odor sensor element 10 according to this embodiment.

(匂いセンサ素子10の感応膜の第2の製造方法(M2)の概要)
図8から図11に示すように、本実施形態に係る匂いセンサ素子10の感応膜の第2の製造方法(M2)は、基板12上に感応膜としての匂い物質透過層20を匂い物質受容層14を介して製造するための方法である。本実施形態に係る匂いセンサ素子10の感応膜の第2の製造方法(M2)は、準備工程(M2-1)と、吸入工程(M2-2)と、塗布工程(M2-3)と、乾燥工程(M2-4)と、交換工程(M2-5)とを含む。そして、本実施形態に係る匂いセンサ素子10の感応膜の第2の製造方法(M2)における各工程の具体的な内容は、次の通りである。なお、匂いセンサ素子10が匂い物質透過層20を備えない構成である場合、第2の製造方法(M2)における各工程は省略される。
(Outline of the second manufacturing method (M2) of the sensitive film of the odor sensor element 10)
As shown in Figures 8 to 11, the second manufacturing method (M2) for the sensitive membrane of the odor sensor element 10 according to this embodiment is a method for manufacturing an odorant-permeable layer 20 as a sensitive membrane on a substrate 12 via an odorant-receiving layer 14. The second manufacturing method (M2) for the sensitive membrane of the odor sensor element 10 according to this embodiment includes a preparation step (M2-1), an inhalation step (M2-2), an application step (M2-3), a drying step (M2-4), and a replacement step (M2-5). The specific details of each step in the second manufacturing method (M2) for the sensitive membrane of the odor sensor element 10 according to this embodiment are as follows. If the odor sensor element 10 does not have an odorant-permeable layer 20, the respective steps in the second manufacturing method (M2) are omitted.

(準備工程(M2-1))
樹脂およびフィラーを含む樹脂組成物に有機溶剤を加えて、撹拌機で均一に混練することで、樹脂組成物を生成する。なお、樹脂組成物はフィラーを含んでいてもよいし含んでいなくともよい。そして、樹脂組成物を溶解することで、樹脂組成物溶液L2(図8参照)を生成して、容器30(図8参照)に収容する。なお、樹脂組成物溶液L2は、界面活性剤を含んでいてもよい。なお、容器30は、容器22と同様の形状の容器であってよい。
(Preparation process (M2-1))
An organic solvent is added to a resin composition containing a resin and a filler, and the mixture is uniformly kneaded with a stirrer to produce a resin composition. The resin composition may or may not contain a filler. The resin composition is then dissolved to produce a resin composition solution L2 (see FIG. 8), which is then placed in a container 30 (see FIG. 8). The resin composition solution L2 may contain a surfactant. The container 30 may have the same shape as the container 22.

ここで、樹脂組成物溶液L2に含まれる樹脂は、特に限定されないが、例えば、ビニル樹脂(例えば、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラール等)又はシリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアルキレンオキサイド、アクリル樹脂、フッ素基含有樹脂、ビニル樹脂(例えば、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラール等)、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、又はポリエステル樹脂等であってもよい。 Here, the resin contained in the resin composition solution L2 is not particularly limited, but may be, for example, a vinyl resin (e.g., polyvinylpyrrolidone, polyvinyl butyral, etc.), a silicone resin, a urethane resin, a polyalkylene oxide, an acrylic resin, a fluorine-containing resin, a vinyl resin (e.g., polyvinylpyrrolidone, polyvinyl butyral, etc.), a silicone resin, a polyamide resin, or a polyester resin.

樹脂組成物溶液L2に含まれる有機溶剤は、特に限定されないが、樹脂組成物溶液L1(図4参照)に含まれる有機溶剤と同じ有機溶剤を用いてもよい。 The organic solvent contained in resin composition solution L2 is not particularly limited, but may be the same organic solvent as the organic solvent contained in resin composition solution L1 (see Figure 4).

E型粘度計を用いた樹脂組成物溶液L2の粘度は、樹脂組成物溶液L1の粘度の設定理由と同じ理由により、1mPa・s~500mPa・sであり、好ましくは、1mPa・s~300mPa・sである。また、樹脂組成物溶液L2に含まれる有機溶剤の沸点は、樹脂組成物溶液L1に含まれる有機溶剤の沸点の設定理由と同じ理由により、150℃~250℃である。 The viscosity of resin composition solution L2 measured using an E-type viscometer is 1 mPa·s to 500 mPa·s, preferably 1 mPa·s to 300 mPa·s, for the same reasons as for setting the viscosity of resin composition solution L1. Furthermore, the boiling point of the organic solvent contained in resin composition solution L2 is 150°C to 250°C, for the same reasons as for setting the boiling point of the organic solvent contained in resin composition solution L1.

樹脂組成物溶液L2の固形分率は、樹脂組成物溶液L1の固形分率の設定理由と同じ理由により、2%~20%である。また、レオメーター(不図示)で測定した樹脂組成物溶液L2のチクソインデックスは、樹脂組成物溶液L1のチクソインデックスの設定理由と同じ理由により、1.05~5.00である。 The solids content of resin composition solution L2 is 2% to 20% for the same reasons as those for setting the solids content of resin composition solution L1. Furthermore, the thixotropic index of resin composition solution L2, measured with a rheometer (not shown), is 1.05 to 5.00 for the same reasons as those for setting the thixotropic index of resin composition solution L1.

(吸入工程(M2-2))
準備工程(M2-1)の終了後に、図8に示すように、ピペット型のディスペンサ24を用い、容器30に貯留した樹脂組成物溶液L2中にノズル28を浸漬させる。そして、ピペット26の吸入動作によって容器30から樹脂組成物溶液L2をノズル28に吸入する。
(Inhalation process (M2-2))
8, a pipette-type dispenser 24 is used to immerse a nozzle 28 in the resin composition solution L2 stored in a container 30. Then, the resin composition solution L2 is sucked into the nozzle 28 from the container 30 by a suction operation of the pipette 26.

(塗布工程(M2-3))
吸入工程(M2-2)の終了後に、図9に示すように、ノズル28の先端部を基板12上の所定の部位に対向した状態で、塗布面から0.3mm程度の距離まで接近させる。そして、ピペット26を吐出動作させることで、ノズル28から樹脂組成物溶液L2を吐出して、基板12上の所定の部位に匂い物質受容層14を覆うように塗布する。これにより、図10に示すように、基板12上の所定の部位に匂い物質受容層14を介して塗膜F2を形成することができる。
(Coating process (M2-3))
After the suction step (M2-2) is completed, as shown in Figure 9, the tip of the nozzle 28 is brought close to the application surface to a distance of approximately 0.3 mm while facing a predetermined portion on the substrate 12. Then, by discharging the pipette 26, the resin composition solution L2 is discharged from the nozzle 28 and applied to the predetermined portion on the substrate 12 so as to cover the odorant receiving layer 14. This allows a coating film F2 to be formed on the predetermined portion on the substrate 12 via the odorant receiving layer 14, as shown in Figure 10.

ここで、ノズル28からの樹脂組成物溶液L2の吐出量は、ノズル28からの樹脂組成物溶液L1の吐出量の設定理由と同じ理由により、0.1μL~5.0μL、好ましくは、0.1μL~1μLである。 Here, the amount of resin composition solution L2 discharged from nozzle 28 is 0.1 μL to 5.0 μL, preferably 0.1 μL to 1 μL, for the same reasons as for setting the amount of resin composition solution L1 discharged from nozzle 28.

本実施形態に係る匂いセンサ素子10の感応膜の第2の製造方法(M2)において、塗布工程(M2-3)は、複数回繰り返してもよい。塗布工程(M2-3)を複数回繰り返すことで、複数の基板12上の所定の部位に匂い物質受容層14を介して塗膜F2を形成したり、基板12の複数の所定の部位に匂い物質受容層14を介して塗膜F2を形成したりすることができる。 In the second manufacturing method (M2) of the sensitive film of the odor sensor element 10 according to this embodiment, the coating step (M2-3) may be repeated multiple times. By repeating the coating step (M2-3) multiple times, it is possible to form a coating film F2 via an odorant receiving layer 14 at predetermined locations on multiple substrates 12, or to form a coating film F2 via an odorant receiving layer 14 at multiple predetermined locations on the substrate 12.

(乾燥工程(M2-4))
塗布工程(M2-3)の終了後に、図11に示すように、塗膜F2を乾燥させて、乾固物としての匂い物質透過層20を形成する。これにより、基板12上に感応膜としての匂い物質透過層20を匂い物質受容層14を介して製造することができる。
(Drying process (M2-4))
After the coating process (M2-3) is completed, the coating film F2 is dried to form a dried odorant-permeable layer 20, as shown in Figure 11. This allows the odorant-permeable layer 20 as a sensitive membrane to be produced on the substrate 12 via the odorant-receiving layer 14.

塗膜F2の乾燥手法としては、特に限定されないが、塗膜F1の乾燥手法と同じ手法を用いてもよい。なお、塗膜F2の乾燥工程(M2-3)における乾燥温度および時間等の条件は、塗膜F1の乾燥工程(M1-3)における乾燥温度および時間等の条件とは同じであってもよいし異なっていてもよい。 The drying method for coating film F2 is not particularly limited, but the same method as the drying method for coating film F1 may be used. The drying conditions, such as the drying temperature and time, in the drying step (M2-3) for coating film F2 may be the same as or different from the drying conditions, such as the drying temperature and time, in the drying step (M1-3) for coating film F1.

(交換工程(M2-5))
塗布工程(M2-3)を所定回数(1回を含む)だけ実行した後に、ノズル28の交換を行う。具体的には、塗布工程(M2-3)を所定回数だけ実行した後に、ピペット26の先端部から使用済みのノズル28を離脱させて、ピペット26の先端部に未使用のノズル28を装着する。
(Replacement process (M2-5))
After the application step (M2-3) has been performed a predetermined number of times (including once), the nozzle 28 is replaced. Specifically, after the application step (M2-3) has been performed a predetermined number of times, the used nozzle 28 is detached from the tip of the pipette 26, and an unused nozzle 28 is attached to the tip of the pipette 26.

本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第2の製造方法の構成によると、前述のように、先端部に着脱可能なノズル28を備えたピペット型のディスペンサ24を用い、ノズル28から樹脂組成物溶液L2を吐出して、基板12上の所定の部位に匂い物質受容層14を覆うように塗布することで、基板12上の所定の部位に匂い物質受容層14を介して塗膜F2を形成している。また、ノズル28からの樹脂組成物溶液L2の吐出量は、0.1μL~5.0μLである。そのため、ノズル28の先端部への樹脂組成物溶液L2の這い上がりを抑えつつ、塗膜F2の表面の平滑性(滑らかさ)を高めて、感応膜としての匂い物質透過層20の表面の平滑性を高めることができる。その結果、本実施形態に係る匂いセンサ素子の感応膜の第2の製造方法によれば、匂い物質透過層20の製造安定性を高めつつ、匂いセンサ素子10の感度を向上させることができる。 According to the second manufacturing method of the sensitive film of the odor sensor element of this embodiment, as described above, a pipette-type dispenser 24 equipped with a detachable nozzle 28 at its tip is used to eject a resin composition solution L2 from the nozzle 28 and apply it to a predetermined portion of the substrate 12 so as to cover the odorant receiving layer 14, thereby forming a coating film F2 on the predetermined portion of the substrate 12 via the odorant receiving layer 14. The amount of resin composition solution L2 ejected from the nozzle 28 is 0.1 μL to 5.0 μL. This prevents the resin composition solution L2 from creeping up to the tip of the nozzle 28, while increasing the smoothness of the surface of the coating film F2, thereby enhancing the smoothness of the surface of the odorant permeation layer 20 serving as the sensitive film. As a result, the second manufacturing method of the sensitive film of the odor sensor element of this embodiment improves the manufacturing stability of the odorant permeation layer 20 and improves the sensitivity of the odor sensor element 10.

塗布工程(M2-3)を所定回数だけ実行した後に、ノズル28の交換を行う場合には、樹脂組成物溶液L2を一度吸入したノズル28を用いて、樹脂組成物溶液L2を再度吸入することはない。これにより、ノズル28の先端部への樹脂組成物溶液L2の這い上がりをより十分に抑えて、匂い物質透過層20の表面の平滑性をより高めて、匂いセンサ素子10の感度をより向上させることができる。 When replacing the nozzle 28 after performing the application process (M2-3) a predetermined number of times, the nozzle 28 that has already sucked in the resin composition solution L2 is not used to suck in the resin composition solution L2 again. This more sufficiently prevents the resin composition solution L2 from creeping up to the tip of the nozzle 28, further increasing the smoothness of the surface of the odorant-permeable layer 20 and further improving the sensitivity of the odor sensor element 10.

樹脂組成物溶液L2がフィラーとしてのゼオライトを含む場合には、ノズル28の液切りが良好になり、匂い物質透過層20の製造安定性をより高めることができると共に、匂い物質透過層20における樹脂比率を下げて、匂いセンサ素子10の感度をより向上させることができる。なお、樹脂組成物溶液L2がフィラーとして含む物質はゼオライトに限られず、ゼオライトとは異なる無機粒子または樹脂粒子であってもよい。 When the resin composition solution L2 contains zeolite as a filler, the nozzle 28 drains better, further improving the manufacturing stability of the odorant-permeable layer 20, and the resin ratio in the odorant-permeable layer 20 can be reduced to further improve the sensitivity of the odor sensor element 10. Note that the substance contained as a filler in the resin composition solution L2 is not limited to zeolite, and may be inorganic particles or resin particles other than zeolite.

〔匂いセンサ32〕
匂いセンサ素子10を備える匂いセンサの構成例を、図12を参照して説明する。図11は、本実施形態に係る匂いセンサ32を説明する模式図である。図12には、匂いセンサ素子10を1つ備える匂いセンサ32を示しているが、これに限定されない。例えば、匂いセンサ32は、樹脂組成物が互いに異なる匂いセンサ素子10を複数備える構成であってもよい。
[Odor sensor 32]
An example of the configuration of an odor sensor including an odor sensor element 10 will be described with reference to Fig. 12. Fig. 11 is a schematic diagram illustrating an odor sensor 32 according to this embodiment. Fig. 12 shows the odor sensor 32 including one odor sensor element 10, but the configuration is not limited to this. For example, the odor sensor 32 may be configured to include multiple odor sensor elements 10 made of different resin compositions.

(匂いセンサ32の概要、筐体34、対象試料受入部36)
図12に示すように、本実施形態に係る匂いセンサ32は、匂い物質を検出するためのセンサであり、匂いセンサ素子10を備えている。匂いセンサ32は、匂いセンサ素子10を収納するための筐体34を備えている。筐体34には、匂い物質を含む空気を筐体34内に導入するための導入口34iが形成されており、筐体34における導入口34iから離隔した位置には、匂い物質を含む空気を筐体34内から排出するための排出口34eが形成されている。また、筐体34の導入口34iは、対象試料から発生した匂い物質を含む気体を収容する前室としての対象試料受入部36に接続されている。対象試料受入部36に収容された、対象試料から発生した匂い物質を含む気体は、例えば窒素および空気などを対象試料受入部36に送ることによって、筐体34内へと導入される。
(Outline of odor sensor 32, housing 34, target sample receiving section 36)
As shown in FIG. 12 , the odor sensor 32 according to this embodiment is a sensor for detecting odorous substances and includes an odor sensor element 10. The odor sensor 32 includes a housing 34 for housing the odor sensor element 10. The housing 34 is formed with an inlet 34i for introducing odorous substance-containing air into the housing 34, and an outlet 34e for discharging odorous substance-containing air from the housing 34 at a position spaced apart from the inlet 34i. The inlet 34i of the housing 34 is connected to a target sample receiving section 36, which serves as a front chamber for containing odorous substance-containing gas generated from the target sample. The odorous substance-containing gas generated from the target sample and contained in the target sample receiving section 36 is introduced into the housing 34 by sending, for example, nitrogen and air to the target sample receiving section 36.

(定電圧電源38、電圧計40)
匂いセンサ32は、匂いセンサ素子10に給電するための電源としての定電圧電源38を備えており、定電圧電源38は、リード線18を介して一対の金属配線16に接続されている。定電圧電源38は、匂いセンサ素子10にリード線18を介して定電圧を供給する。定電圧電源38が供給する電圧値は、0.5V~10Vであり、例えば2.5V又は5.0Vである。また、匂いセンサ32は、定電圧電源38から定電圧を匂い物質受容層14に供給された場合に、一対の金属配線16の間の電位差を測定する測定機器としての電圧計40を備えている。電圧計40は、リード線18を介して一対の金属配線16に接続されている。電圧計40は、解析装置(不図示)に接続されており、解析装置は、電圧計40から出力された測定値に基づいて、匂いセンサ素子10の電気伝導性を示す値(例えば、電気抵抗値およびインピーダンス等)を算出する。
(Constant voltage power supply 38, voltmeter 40)
The odor sensor 32 includes a constant-voltage power supply 38 as a power source for supplying power to the odor sensor element 10, and the constant-voltage power supply 38 is connected to the pair of metal wires 16 via the lead wires 18. The constant-voltage power supply 38 supplies a constant voltage to the odor sensor element 10 via the lead wires 18. The voltage value supplied by the constant-voltage power supply 38 is 0.5 V to 10 V, for example, 2.5 V or 5.0 V. The odor sensor 32 also includes a voltmeter 40 as a measuring device that measures the potential difference between the pair of metal wires 16 when a constant voltage is supplied from the constant-voltage power supply 38 to the odorant receiving layer 14. The voltmeter 40 is connected to the pair of metal wires 16 via the lead wires 18. The voltmeter 40 is connected to an analyzer (not shown), and the analyzer calculates a value indicating the electrical conductivity of the odor sensor element 10 (e.g., electrical resistance, impedance, etc.) based on the measurement value output from the voltmeter 40.

なお、匂いセンサ32は、匂い物質測定用回路において、電圧計40の前段にアンプ(不図示)を備えており、当該アンプは取得した信号を増幅して電圧計40に供給する。また、匂いセンサ32は、匂い物質測定用回路の他に、リファレンス回路(不図示)を備えており、電圧計40は、匂い物質測定用回路において取得された値とリファレンス回路において取得された値との差(電位差)を電圧値として取得する。 The odor sensor 32 includes an amplifier (not shown) in front of the voltmeter 40 in the odor substance measurement circuit, which amplifies the acquired signal and supplies it to the voltmeter 40. In addition to the odor substance measurement circuit, the odor sensor 32 also includes a reference circuit (not shown), and the voltmeter 40 acquires the difference (potential difference) between the value acquired in the odor substance measurement circuit and the value acquired in the reference circuit as a voltage value.

匂いセンサ32は、定電圧電源38の代替として不図示の定電流源(電源)、電圧計40の代替として不図示の電流計(測定機器)を備えていてもよい。この場合には、定電流源は、匂いセンサ素子10に給電するための電源として機能し、匂いセンサ素子10にリード線18を介して定電流を印加する。一方、電流計は、匂い物質受容層14に定電流が印加された場合に、一対の金属配線16の間を流れる電流値を測定する。 The odor sensor 32 may be equipped with a constant current source (power supply) (not shown) instead of the constant voltage power supply 38, and an ammeter (measuring device) (not shown) instead of the voltmeter 40. In this case, the constant current source functions as a power source for supplying power to the odor sensor element 10, applying a constant current to the odor sensor element 10 via the lead wires 18. Meanwhile, the ammeter measures the value of the current flowing between the pair of metal wirings 16 when a constant current is applied to the odorant receiving layer 14.

<匂いセンサ素子10の構成例>
図13は、匂いセンサ32に含まれる1つの匂いセンサ素子10の一例である匂いセンサ素子10Aの構成の一例を示す上面図である。匂いセンサ素子10A、基板12上に配置された一対の金属配線16と、金属配線16上に形成された円状の匂い物質受容層14Aと、を備える。なお、図13には示していないが、匂いセンサ素子10Aは、匂い物質透過層20を備えていてもよい。一対の金属配線16は、第1金属配線16Aと第2金属配線16Bとを含む。第1金属配線16Aおよび第2金属配線16Bはそれぞれ、匂い物質受容層14Aの電気伝導性の変化を計測するための電極として機能する金属配線である。匂い物質受容層14Aの直径Rは、0.2mm以上、5mm以下である。図13において、匂いセンサ素子10Aが備える匂い物質受容層14Aの形状は一例として楕円状であるが、これに限定されない。匂い物質受容層14Aの形状が楕円である場合は、短径と、長径との平均が0.2mm以上、5mm以下であってよい。また、匂い物質受容層14Aの形状は真円であってもよい。
<Configuration example of odor sensor element 10>
FIG. 13 is a top view showing an example of the configuration of an odor sensor element 10A, which is an example of one odor sensor element 10 included in the odor sensor 32. The odor sensor element 10A includes a pair of metal wirings 16 arranged on a substrate 12 and a circular odorant receiving layer 14A formed on the metal wirings 16. Although not shown in FIG. 13, the odor sensor element 10A may also include an odorant permeation layer 20. The pair of metal wirings 16 includes a first metal wiring 16A and a second metal wiring 16B. The first metal wiring 16A and the second metal wiring 16B are metal wirings that function as electrodes for measuring changes in the electrical conductivity of the odorant receiving layer 14A. The diameter R of the odorant receiving layer 14A is 0.2 mm or more and 5 mm or less. In FIG. 13, the shape of the odorant receiving layer 14A included in the odor sensor element 10A is elliptical, by way of example, but is not limited thereto. When the odorant receiving layer 14A has an elliptical shape, the average of the minor axis and the major axis may be 0.2 mm or more and 5 mm or less. The odorant receiving layer 14A may also have a circular shape.

図14は、1つの匂いセンサ素子10の別の例である匂いセンサ素子10Bを示す上面図である。匂いセンサ素子10Bは、基板12上に配置された金属配線16(第1金属配線16A、第2金属配線16B)と、金属配線16上に形成された帯状の匂い物質受容層14Bと、を備える。匂い物質受容層14Bの短方向の幅の長さWは、0.2mm以上、5mm以下である。なお、以下の説明において特に匂い物質受容層14Aと14Bとを区別しない場合、「匂い物質受容層14」と総称する。 Figure 14 is a top view showing odor sensor element 10B, another example of an odor sensor element 10. Odor sensor element 10B comprises metal wiring 16 (first metal wiring 16A, second metal wiring 16B) arranged on substrate 12, and a strip-shaped odorant receiving layer 14B formed on metal wiring 16. The length W of the width in the short direction of odorant receiving layer 14B is 0.2 mm or more and 5 mm or less. In the following description, when there is no need to distinguish between odorant receiving layers 14A and 14B, they will be collectively referred to as "odorant receiving layer 14."

匂いセンサ32が含む匂いセンサ素子10の金属配線16は、それぞれ第1金属配線および第2金属配線を有し、第1金属配線および第2金属配線は、平行線状、平行曲線状、櫛形状、または同心円状に配置されていてもよい。第1金属配線および第2金属配線は、前記のどの形状が採用される場合においても、互いに線対称、または点対称で配置されていることが好ましい。このように第1金属配線および第2金属配線が配置されることにより、匂いセンサ32は、気体に含まれる匂い物質を高精度に測定することができる。 The metal wiring 16 of the odor sensor element 10 included in the odor sensor 32 each has a first metal wiring and a second metal wiring, and the first metal wiring and the second metal wiring may be arranged in the form of parallel lines, parallel curves, a comb shape, or concentric circles. Regardless of which of the above shapes is adopted, the first metal wiring and the second metal wiring are preferably arranged in line symmetry or point symmetry with each other. By arranging the first metal wiring and the second metal wiring in this manner, the odor sensor 32 can measure odor substances contained in gas with high accuracy.

図13の匂いセンサ素子10Aは、第1金属配線16Aと、第2金属配線16Bを有している。また、一例として、第1金属配線16Aは、金属配線161Aと、金属配線161Bとから構成されている電極であり、2本の金属配線は、互いに垂直になるようT字状に配されている。第2金属配線16Bは、第1金属配線16Aと同様に2本の金属配線161C、161Dから構成されている電極であり、2本の金属配線が互いに垂直になるようT字状に配されるよう構成されている。また、第1金属配線16Aと、第2金属配線16Bとは、金属配線161Aと、金属配線161Cとが向かい合うように平行線状に配置されている。 The odor sensor element 10A in Figure 13 has a first metal wiring 16A and a second metal wiring 16B. As an example, the first metal wiring 16A is an electrode composed of metal wiring 161A and metal wiring 161B, with the two metal wirings arranged in a T-shape so that they are perpendicular to each other. The second metal wiring 16B is an electrode composed of two metal wirings 161C and 161D, similar to the first metal wiring 16A, and is configured so that the two metal wirings are arranged in a T-shape so that they are perpendicular to each other. The first metal wiring 16A and the second metal wiring 16B are arranged in parallel lines so that the metal wiring 161A and the metal wiring 161C face each other.

例えば、金属配線16が櫛形状に配置されている場合は、第1金属配線16Aと第2金属配線16Bとの間の距離が短くなり、金属配線16の抵抗値が小さくなり過ぎる虞がある。これに対して、第1金属配線16Aおよび第2金属配線16Bは、特に、互いにT字状に配されていることにより、第1金属配線16Aと、第2金属配線16Bとを好適な距離に設置することができ、金属配線16(電極)の抵抗値を安定化させることができる。また、第1金属配線16Aおよび第2金属配線16Bが互いにT字状に配されていることにより、上述の匂いセンサ素子10の製造方法の塗布工程において、樹脂組成物が濡れ広がる領域の端部に、濡れ広がりを妨げ得る金属配線16の凹凸部分が存在しないため、樹脂組成物が濡れ広がり易くなる。また、樹脂組成物が濡れ広がり易くなることより、乾燥後の匂い物質受容層14および匂い物質透過層20の厚みが一定になるという効果がある。 For example, if the metal wiring 16 were arranged in a comb shape, the distance between the first metal wiring 16A and the second metal wiring 16B would be too short, potentially resulting in an excessively low resistance value of the metal wiring 16. In contrast, by arranging the first metal wiring 16A and the second metal wiring 16B in a T-shape, the first metal wiring 16A and the second metal wiring 16B can be positioned at an appropriate distance, stabilizing the resistance value of the metal wiring 16 (electrode). Furthermore, by arranging the first metal wiring 16A and the second metal wiring 16B in a T-shape, the resin composition can be more easily spread during the coating process of the odor sensor element 10 described above, since there are no uneven portions of the metal wiring 16 that could hinder the spreading of the resin composition at the edges of the region where the resin composition spreads. Furthermore, the ease with which the resin composition spreads also contributes to the consistent thickness of the odorant receiving layer 14 and the odorant permeation layer 20 after drying.

図15は、1つの匂いセンサ素子10Aの構成の一例を示す斜視図である。図15に示すように、匂いセンサ素子10Aにおいて、第1金属配線16Aおよび第2金属配線16Bは、第1金属配線16Aおよび第2金属配線16Bが互いに対向しない方の端部において、それぞれピン22と接続されている。ピン22は第1金属配線16Aおよび第2金属配線16Bと、匂いセンサ32の他の部材とを電気的に接続するための導電部材である。なお、図示されていないが、図14に示す匂いセンサ素子10Bも、図15に示すピン22を備えている。 Figure 15 is a perspective view showing an example of the configuration of one odor sensor element 10A. As shown in Figure 15, in the odor sensor element 10A, the first metal wiring 16A and the second metal wiring 16B are each connected to a pin 22 at the end where the first metal wiring 16A and the second metal wiring 16B do not face each other. The pin 22 is a conductive member for electrically connecting the first metal wiring 16A and the second metal wiring 16B to other components of the odor sensor 32. Although not shown, the odor sensor element 10B shown in Figure 14 also has the pin 22 shown in Figure 15.

〔まとめ〕
本発明の態様1に係る匂いセンサ素子の感応膜の製造方法は、基板上に匂いセンサ素子の感応膜を製造するための方法であって、先端部に着脱可能なノズルを備えたピペット型のディスペンサを用い、有機溶剤を含む樹脂組成物溶液を貯留した容器から、前記樹脂組成物溶液を前記ノズルに吸入する吸入工程と、前記吸入工程の終了後に、前記ノズルから前記樹脂組成物溶液を吐出して前記基板上に塗布することにより、前記基板上に塗膜を形成する塗布工程と、前記塗布工程の終了後に、前記塗膜を乾燥させて前記感応膜を形成する乾燥工程と、を含む。前記ノズルからの前記樹脂組成物溶液の吐出量は、0.1μL~5.0μLである。
〔summary〕
A method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element according to a first aspect of the present invention is a method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element on a substrate, the method comprising the steps of: using a pipette-type dispenser equipped with a detachable nozzle at its tip to draw a resin composition solution containing an organic solvent from a container storing the resin composition solution into the nozzle; after the step is completed, discharging the resin composition solution from the nozzle and applying it onto the substrate to form a coating film on the substrate; and after the step is completed, drying the coating film to form the sensitive film. The amount of the resin composition solution discharged from the nozzle is 0.1 μL to 5.0 μL.

本発明の態様2に係る匂いセンサ素子の感応膜の製造方法は、前記態様1において、前記樹脂組成物溶液の粘度は、1mPa・s~500mPa・sであり、前記有機溶剤の沸点は、150℃~250℃であってもよい。 A method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element according to Aspect 2 of the present invention may be the same as Aspect 1, except that the viscosity of the resin composition solution may be 1 mPa·s to 500 mPa·s, and the boiling point of the organic solvent may be 150°C to 250°C.

本発明の態様3に係る匂いセンサ素子の感応膜の製造方法は、前記態様1又は2において、前記樹脂組成物溶液の固形分率は、2%~20%であってもよい。 In the method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element according to aspect 3 of the present invention, in the above-described aspect 1 or 2, the solids content of the resin composition solution may be 2% to 20%.

本発明の態様4に係る匂いセンサ素子の感応膜の製造方法は、前記態様1から3のいずれかにおいて、レオメーターで測定した前記樹脂組成物溶液のチクソインデックスは、1.05~5.00であってもよい。 In the method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element according to aspect 4 of the present invention, in any one of aspects 1 to 3, the thixotropic index of the resin composition solution measured with a rheometer may be 1.05 to 5.00.

本発明の態様5に係る匂いセンサ素子の感応膜の製造方法は、前記態様1から4のいずれかにおいて、前記樹脂組成物溶液は、フィラーを含んでもよい。 A method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element according to aspect 5 of the present invention is the same as that according to any one of aspects 1 to 4, wherein the resin composition solution may contain a filler.

本発明の態様6に係る匂いセンサ素子の感応膜の製造方法は、前記態様5において、前記フィラーは、導電性材料であってもよい。 A method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element according to aspect 6 of the present invention may be the same as that according to aspect 5, except that the filler may be a conductive material.

本発明の態様7に係る匂いセンサ素子の感応膜の製造方法は、前記態様6において、前記導電性材料は、導電性炭素材料であってもよい。 A method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element according to aspect 7 of the present invention may be the same as that according to aspect 6, except that the conductive material is a conductive carbon material.

本発明の態様8に係る匂いセンサ素子の感応膜の製造方法は、前記態様5において、前記フィラーは、ゼオライトであってもよい。 A method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element according to aspect 8 of the present invention may be the same as that according to aspect 5, except that the filler may be zeolite.

本発明の態様9に係る匂いセンサ素子の感応膜の製造方法は、前記態様1から8のいずれかにおいて、前記塗布工程を所定回数実行する毎に、前記ノズルの交換を行う交換工程を更に含んでもよい。 The method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element according to aspect 9 of the present invention may further include, in any of aspects 1 to 8, a replacement step of replacing the nozzle every time the application step is performed a predetermined number of times.

本発明の態様10に係る匂いセンサ素子の感応膜の製造方法は、前記態様1から9のいずれかにおいて、前記匂いセンサ素子は、前記感応膜の電気抵抗値の変化を匂いの検知指標として用いるケミレジスター型の匂いセンサ素子であってもよい。 A method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element according to aspect 10 of the present invention is any one of aspects 1 to 9, wherein the odor sensor element is a chemiresistor-type odor sensor element that uses changes in the electrical resistance value of the sensitive film as an indicator for detecting odors.

本発明の態様11に係る匂いセンサ素子の感応膜は、前記態様1から10のいずれかの匂いセンサ素子の感応膜の製造方法によって製造されている。 The sensitive film of the odor sensor element according to aspect 11 of the present invention is manufactured by the method for manufacturing the sensitive film of the odor sensor element according to any one of aspects 1 to 10.

本発明の態様12に係る匂いセンサ素子は、基板と、前記態様1から10のいずれかの匂いセンサ素子の感応膜の製造方法によって前記基板上に製造された感応膜と、を備える。 An odor sensor element according to aspect 12 of the present invention comprises a substrate and a sensitive film manufactured on the substrate by the method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element according to any one of aspects 1 to 10.

本発明の態様13に係る匂いセンサ素子は、前記態様12において、前記感応膜は、匂い物質受容層であってもよい。 In the odor sensor element according to aspect 13 of the present invention, in the odor sensor element according to aspect 12, the sensitive film may be an odorant-receiving layer.

本発明の態様14に係る匂いセンサ素子は、前記態様12において、前記感応膜は、匂い物質透過層であってもよい。 In the odor sensor element according to aspect 14 of the present invention, in accordance with aspect 12, the sensitive film may be an odorant-permeable layer.

本発明の態様15に係る匂いセンサは、前記態様12から14のいずれかの態様に係る匂いセンサ素子を備える。 An odor sensor according to aspect 15 of the present invention includes an odor sensor element according to any one of aspects 12 to 14.

〔付記事項〕
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
[Additional Notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the embodiments are also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in the embodiments.

以下、実施例および比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、%は重量%、部は重量部を示す。 The present invention will be further explained below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these. Unless otherwise specified, % means % by weight and parts means parts by weight.

実施例および比較例で使用する各種材料に関する説明を以下に示す。 The various materials used in the examples and comparative examples are described below.

<樹脂(A)>
A1:ポリアミド樹脂(後述の<ポリアミド樹脂A1>に記載の方法に基づいて製造)
A2:ブチラール樹脂(クラレ(株)製、「モビタールB75H」)
A3:シリコーン樹脂(DOWSIL RSN-0255 Flake Reasin、ダウ・東レ(株)製)
<フィラー(B)>
B1:カーボンブラック(デンカ(株)製、「デンカブラック」、一次粒子径:48nm、DBP吸油量:177cm/100g)
B2:カーボンブラック(MTI Corporation社製、「SuperC65」、一次粒子径:50nm、DBP吸油量:254cm/100g)
B3:カーボンナノチューブ(昭和電工(株)製、「VGCF-H」)
B4:ハイシリカゼオライト(東ソー(株)製、「HSZ―690HOA」)
<界面活性剤(C)>
C1:ポリエーテルリン酸エステルのアミン塩(ディスパロンDA-325、楠本化成(株)製)
<溶媒(D)>
D1:N-メチル-2-ピロリドン(沸点:202℃)
D2:酪酸ブチル(沸点:165℃)
D3:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点:230℃)
D4:N,N-ジメチルホルムアミド(沸点:153℃)
D5:酢酸ジエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点:247℃)
D6:メチルエチルケトン(沸点:80℃)
D7:ジベンジルエーテル(沸点:297℃)
D8:1-デカノール(沸点:232℃)
<添加剤(E)>
E1:シランカップリング剤(信越化学工業(株)製、「KBE-13」)
樹脂(A)の製造例1を示す。
<Resin (A)>
A1: Polyamide resin (produced based on the method described below in <Polyamide resin A1>)
A2: Butyral resin ("Mobital B75H" manufactured by Kuraray Co., Ltd.)
A3: Silicone resin (DOWSIL RSN-0255 Flake Reain, manufactured by Dow Toray Industries, Inc.)
<Filler (B)>
B1: Carbon black (manufactured by Denka Co., Ltd., "Denka Black", primary particle diameter: 48 nm, DBP oil absorption: 177 cm 3 /100 g)
B2: Carbon black (manufactured by MTI Corporation, "Super C65", primary particle size: 50 nm, DBP oil absorption: 254 cm 3 /100 g)
B3: Carbon nanotubes (manufactured by Showa Denko K.K., "VGCF-H")
B4: High-silica zeolite (manufactured by Tosoh Corporation, "HSZ-690HOA")
<Surfactant (C)>
C1: Amine salt of polyether phosphate ester (Disparlon DA-325, manufactured by Kusumoto Chemicals Co., Ltd.)
<Solvent (D)>
D1: N-methyl-2-pyrrolidone (boiling point: 202°C)
D2: Butyl butyrate (boiling point: 165°C)
D3: Diethylene glycol monobutyl ether (boiling point: 230°C)
D4: N,N-dimethylformamide (boiling point: 153°C)
D5: Diethylene glycol monobutyl ether acetate (boiling point: 247°C)
D6: Methyl ethyl ketone (boiling point: 80°C)
D7: Dibenzyl ether (boiling point: 297°C)
D8: 1-decanol (boiling point: 232°C)
<Additive (E)>
E1: Silane coupling agent (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., "KBE-13")
Production Example 1 of Resin (A) is shown below.

製造例1-1(ポリエステル樹脂P1の製造)
撹拌機、温度計、加熱冷却装置、窒素導入管、還流管、コック付き脱水管および減圧装置を備えた反応容器に、12-ヒドロキシステアリン酸58.2部、ε-カプロラクトン441.8部を仕込み、窒素雰囲気下で140℃まで4時間かけて昇温し、その後2時間反応させ、ε-カプロラクトンの残量が1%以下になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕して粒子化し、ポリエステル樹脂P1を得た。ポリエステル樹脂P1の数平均分子量(Mn)は2600で、酸価が21.7mg KOH/gであった。
Production Example 1-1 (Production of Polyester Resin P1)
A reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, heating/cooling device, nitrogen inlet tube, reflux condenser, dehydration tube with a stopcock, and pressure reducing device was charged with 58.2 parts of 12-hydroxystearic acid and 441.8 parts of ε-caprolactone, and the temperature was raised to 140°C over 4 hours under a nitrogen atmosphere, followed by a 2-hour reaction. The resin was then removed when the remaining amount of ε-caprolactone was 1% or less. The removed resin was cooled to room temperature and then pulverized into particles to obtain polyester resin P1. The number average molecular weight (Mn) of polyester resin P1 was 2600, and the acid value was 21.7 mg KOH/g.

<数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mv)の測定方法>
数平均分子量(Mn)および重量平均分子量(Mv)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(HLC-802A(東ソー(株)製))を用いて下記の条件で測定した。
カラム:G4000PWXL(東ソー(株)製)、G5000PWXL(東ソー(株)製)以上2本を直列に配した。
移動相:20%アセトニトリル(50mM塩化リチウムを含む)
流速:0.8mL/分
カラム温度:40℃
ポンプ:L-6200((株)日立製作所製)
検出器:L-3300(RI:示差屈折計、(株)日立製作所製)およびL-4200(UV-VIS:紫外可視吸光計、(株)日立製作所製)
試料溶液:0.5重量%のアセトニトリル溶液
試料注入量:200μL。
<Method for measuring number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mv)>
The number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mv) were measured using gel permeation chromatography (GPC) (HLC-802A (manufactured by Tosoh Corporation)) under the following conditions.
Columns: G4000PWXL (manufactured by Tosoh Corporation) and G5000PWXL (manufactured by Tosoh Corporation), two of which were arranged in series.
Mobile phase: 20% acetonitrile (containing 50 mM lithium chloride)
Flow rate: 0.8 mL/min Column temperature: 40°C
Pump: L-6200 (Hitachi, Ltd.)
Detector: L-3300 (RI: differential refractometer, manufactured by Hitachi, Ltd.) and L-4200 (UV-VIS: ultraviolet-visible spectrophotometer, manufactured by Hitachi, Ltd.)
Sample solution: 0.5 wt % acetonitrile solution. Sample injection volume: 200 μL.

<酸価の測定方法>
酸価は、JIS K0070(1992年版)に規定の方法で測定した。
<Method for measuring acid value>
The acid value was measured by the method specified in JIS K0070 (1992 edition).

製造例1-2(ポリアミド樹脂A1の製造)
製造例1-1に記載の反応容器と同じ構成の反応容器に、キシレン120部、ポリアリルアミン20%水溶液(ニットーボーメディカル(株)製、商品名「PAA-03」、重量平均分子量)82.3部を投入し、密閉下、撹拌しながら160℃まで昇温し、コック付き脱水管にて溜出した水を除去した。この間、溜出物中のキシレンは、水と分離し、反応容器に返流した。その後、製造例1-1で得たポリエステル樹脂P1のキシレン溶液83.5部を加え、160℃で3時間撹拌を継続した。3時間後、減圧装置によりキシレンを除去し、酸価が14.9mgKOH/g、重量平均分子量が10,200のポリアミド樹脂A1を得た。
Production Example 1-2 (Production of Polyamide Resin A1)
Into a reaction vessel having the same configuration as the reaction vessel described in Production Example 1-1, 120 parts of xylene and 82.3 parts of a 20% aqueous solution of polyallylamine (manufactured by Nittobo Medical Co., Ltd., trade name "PAA-03", weight average molecular weight) were charged, and the temperature was raised to 160 ° C. with stirring under a sealed condition, and the distilled water was removed using a dehydrator with a cock. During this time, the xylene in the distillate separated from the water and was returned to the reaction vessel. Thereafter, 83.5 parts of the xylene solution of polyester resin P1 obtained in Production Example 1-1 was added, and stirring was continued at 160 ° C. for 3 hours. After 3 hours, the xylene was removed using a pressure reducing device, and polyamide resin A1 having an acid value of 14.9 mg KOH / g and a weight average molecular weight of 10,200 was obtained.

以下、樹脂組成物溶液の製造例を示す。 An example of how to prepare a resin composition solution is shown below.

製造例2<樹脂組成物溶液(S-1)>
下記の成分を下記の量でサンプル瓶に量り取り、混合物を得た。
Production Example 2 <Resin composition solution (S-1)>
The following components were weighed in the following amounts into a sample bottle to obtain a mixture.

樹脂A1(ポリアミド樹脂) 30重量部
フィラーB1 20重量部
溶剤D1 450重量部
当該混合物を、自転/公転ミキサー((株)シンキー製ARE-310)を用いて2000回転/分で20分間撹拌して、スラリーを得た。こうして当該スラリーとして樹脂組成物溶液(S-1)を得た。
Resin A1 (polyamide resin) 30 parts by weight Filler B1 20 parts by weight Solvent D1 450 parts by weight This mixture was stirred at 2000 rpm for 20 minutes using a planetary centrifugal mixer (ARE-310, manufactured by Thinky Corporation) to obtain a slurry. In this way, a resin composition solution (S-1) was obtained as the slurry.

製造例3~19<樹脂組成物溶液(S-2)~(S-18)>
表1に記載の配合量に基づき、サンプル瓶に量り取り、樹脂組成物溶液(S-1)と同様にして、樹脂組成物(S-2)~(S-18)を作製した。なお、界面活性剤(C1)または添加剤(E1)を用いる場合は、他の成分と同様にサンプル瓶に量り取った。
Production Examples 3 to 19 <Resin composition solutions (S-2) to (S-18)>
Resin compositions (S-2) to (S-18) were prepared in the same manner as for the resin composition solution (S-1), by weighing out the components into sample bottles based on the blending amounts shown in Table 1. When surfactant (C1) or additive (E1) was used, it was weighed out into a sample bottle in the same manner as the other components.

樹脂組成物溶液それぞれの組成および物性値を表1に示す。 The compositions and physical properties of each resin composition solution are shown in Table 1.

<センサ用基板K-1の製造>
〔基板の製造〕
図16および図17は、実施例において用いたセンサ用基板K-1の製造方法を説明するための概略図である。本実施例では、縦150mm、横100mm、厚み1.0mmのガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板FR-4.0(パナソニック電工(株)製)を用い、図16および図17に示すように、当該積層板上に設計したセンサ用基板(実施形態中の基板12に対応)を、後述の方法により、縦方向に16行、横方向に16列(合計256個分)製造した。この時、余白部分として上下部分に各11mm、左右部分に各10mmを確保した。
<Production of Sensor Substrate K-1>
[Substrate manufacturing]
16 and 17 are schematic diagrams illustrating a manufacturing method for sensor substrate K-1 used in the examples. In this example, a glass cloth-based epoxy resin copper-clad laminate FR-4.0 (manufactured by Panasonic Electric Works Co., Ltd.) measuring 150 mm in length, 100 mm in width, and 1.0 mm in thickness was used, and sensor substrates (corresponding to substrate 12 in the embodiment) designed on the laminate were manufactured in 16 rows vertically and 16 columns horizontally (a total of 256 substrates) by the method described below, as shown in FIGS. 16 and 17. At this time, margins of 11 mm were secured on the top and bottom, and 10 mm on the left and right.

〔配線パターンの設計〕
図18および図19は、実施例として用いたセンサ用基板K-1の構成を示す概略図である。図18は、センサ素子(実施形態中の匂いセンサ素子10に対応)の表面(図14において金属配線16および匂い物質受容層14が配置される面)を示し、図19は、センサ素子の裏面(表面に対して反対側の面)を示す。図16に示すように、基板サイズが縦8mm、横5mmの、図14に示したT字型の金属配線(第1金属配線16Aおよび第2金属配線16B)が向かい合う形状であり、金属配線161Aおよび金属配線161Cの長さが2.5mm、金属配線161Bおよび金属配線161Dの長さが2mm、金属配線161Aと金属配線161Cとの間隔が1.5mm、各金属配線の幅が0.3mmである配線パターンを、上述の積層板上に合計256個分設計した。さらに、図18および図19に示すように、匂いセンサの他の部材と電気的に接続するための導電部材であるピンを挿す部分として、第1金属配線16Aおよび第2金属配線16Bが互いに対向しない方の端部に直径1mmの円形状の導通部を設け、裏面の同じ位置にも同様に直径1mmの円形状の導通部を設計した。
[Wiring pattern design]
18 and 19 are schematic diagrams showing the configuration of the sensor substrate K-1 used as an example. Fig. 18 shows the front surface (the surface on which the metal wiring 16 and odorant receiving layer 14 are arranged in Fig. 14 ) of the sensor element (corresponding to the odor sensor element 10 in the embodiment), and Fig. 19 shows the back surface (the surface opposite the front surface) of the sensor element. As shown in Fig. 16 , a total of 256 wiring patterns were designed on the laminated plate, with the T-shaped metal wirings (first metal wiring 16A and second metal wiring 16B) shown in Fig. 14 facing each other, the lengths of metal wiring 161A and metal wiring 161C being 2.5 mm, the lengths of metal wiring 161B and metal wiring 161D being 2 mm, the spacing between metal wiring 161A and metal wiring 161C being 1.5 mm, and the width of each metal wiring being 0.3 mm. Furthermore, as shown in Figures 18 and 19, a circular conductive portion with a diameter of 1 mm was provided at the end of the first metal wiring 16A and the second metal wiring 16B that do not face each other, as a portion into which a pin, which is a conductive member for electrically connecting to other components of the odor sensor, is inserted, and a similar circular conductive portion with a diameter of 1 mm was designed at the same position on the back surface.

〔スルーホール作製工程〕
各センサ用基板にピン(実施形態中のピン22に対応)を実装するため、直径1mmの円形状の導通部分にNCドリルマシンを用いてスルーホール用の穴を開け、まず無電解銅めっき、次いで硫酸銅めっきを施して厚さ25μmの銅めっき層を有するスルーホールを作製した。
[Through-hole manufacturing process]
In order to mount pins (corresponding to pin 22 in the embodiment) on each sensor substrate, holes for through holes were drilled in the circular conductive portions with a diameter of 1 mm using an NC drill machine, and first electroless copper plating and then copper sulfate plating were applied to create through holes with a copper plating layer of 25 μm in thickness.

〔パターン形成工程〕
センサ用基板の両面に感光性ドライフィルムレジスト(商品名「フォテックRD-3025」、膜厚25μm、昭和電工マテリアルズ(株)製)をロールラミネータ(圧力0.4MPa、温度110℃、ラミネート速度0.4m/min)を用いて貼り付けた。その後、紫外線露光機にて感光性ドライフィルムレジスト側から表面用ネガ型フォトマスクおよび裏面用ネガ型フォトマスクを介し、紫外線(波長355nm)を85mJ/cm照射し、未露光部分の感光性ドライフィルムレジストを35℃の5重量%の炭酸ナトリウム水溶液で除去した。その後、塩化第二鉄水溶液を用いて、感光性ドライフィルムレジストが除去されむき出しになった部分の銅箔をエッチングにより除去し、35℃の10重量%水酸化ナトリウム水溶液を用いて、露光部分の感光性ドライフィルムレジストを除去した。
[Pattern Forming Process]
Photosensitive dry film resist (trade name "Photec RD-3025", film thickness 25 μm, manufactured by Showa Denko Materials Co., Ltd.) was attached to both sides of the sensor substrate using a roll laminator (pressure 0.4 MPa, temperature 110 ° C, lamination speed 0.4 m/min). Then, using a UV exposure machine, the photosensitive dry film resist side was irradiated with UV light (wavelength 355 nm) at 85 mJ/cm2 through a front negative photomask and a back negative photomask, and the unexposed photosensitive dry film resist was removed with a 5 wt% aqueous sodium carbonate solution at 35 ° C. The copper foil in the exposed areas where the photosensitive dry film resist had been removed was then etched using a ferric chloride aqueous solution, and the exposed photosensitive dry film resist was removed using a 10 wt% aqueous sodium hydroxide solution at 35 ° C.

この時に使用した表面用ネガ型フォトマスクは、設計したセンサ用基板を、縦方向に8mmおきに16行、横方向に5mmおきに16列配置したパターン、裏面用ネガ型フォトマスクは、表面用ネガ型フォトマスクの円形状部分と一致する位置に直径1mmの円形状を配置したパターンを使用した。 The negative photomask for the front surface used had a pattern in which the designed sensor substrate was arranged in 16 rows at 8 mm intervals vertically and 16 columns at 5 mm intervals horizontally, while the negative photomask for the back surface had a pattern in which circles with a diameter of 1 mm were arranged in positions that coincided with the circular portions of the negative photomask for the front surface.

〔ソルダーレジスト工程〕
二液性アルカリ現像型ソルダーレジストインキ(太陽インキ製造(株)製、商品名「PSR-4000 AUS320/CA-40 AUS320」)を、表面側は、銅箔部分、スルーホール部分、および帯状の匂い物質受容層14部分(図18において斜線で示す部分)を除く部分、裏面側は、銅箔部分およびスルーホール部分を除く部分にパターン印刷し、80℃で30分間加熱し仮乾燥した後、紫外線(波長355nm)を600mJ/cm照射し、未露光部分を35℃の1重量%の炭酸ナトリウム水溶液で除去した。その後、150℃で60分間加熱しソルダーレジストインキを硬化させた。センサ用基板上に形成されるソルダーレジストは、後の工程で塗布される樹脂組成物溶液の濡れ広がりを規制することができる。
[Solder resist process]
A two-component alkaline development solder resist ink (manufactured by Taiyo Ink Mfg. Co., Ltd., product name "PSR-4000 AUS320/CA-40 AUS320") was pattern-printed on the front side, excluding the copper foil, through-hole, and strip-shaped odorant receiving layer 14 (shown with diagonal lines in Figure 18), and on the back side, excluding the copper foil and through-hole. The pattern was then heated at 80°C for 30 minutes to dry, after which it was irradiated with ultraviolet light (wavelength 355 nm) at 600 mJ/cm², and the unexposed portions were removed with a 1 wt% aqueous sodium carbonate solution at 35°C. The solder resist ink was then cured by heating at 150°C for 60 minutes. The solder resist formed on the sensor substrate can regulate the wetting and spreading of the resin composition solution applied in a subsequent process.

〔表面処理工程〕
センサ用基板を、脱脂、ソフトエッチング、および酸洗浄し、触媒付与液(奥野製薬工業(株)製、商品名「ICPアクセラCOA」)に25℃で5分間浸漬後、水洗し、90℃の無電解Niめっき液(奥野製薬工業(株)製、商品名「トップニコロンSA-98-MLF」100mlおよび「トップニコロンSA-98-1LF」55mlで建浴)に6分間浸漬して3μmの厚さのNi被膜を形成し、その後、純水にて洗浄を実施した。
[Surface treatment process]
The sensor substrate was degreased, soft etched, and acid washed, then immersed in a catalyst application solution (manufactured by Okuno Chemical Industries Co., Ltd., product name "ICP Accela COA") at 25°C for 5 minutes, rinsed with water, and immersed in an electroless Ni plating solution (manufactured by Okuno Chemical Industries Co., Ltd., product name "Top Nicoron SA-98-MLF" 100 ml and "Top Nicoron SA-98-1LF" 55 ml) at 90°C for 6 minutes to form a Ni coating with a thickness of 3 μm, and then washed with pure water.

次に、センサ用基板を、置換型金めっき液(小島化学薬品(株)製、商品名「オーエル2300」)に85℃で5分間浸漬し、Ni被膜上に0.05μmの厚さの置換金被膜を形成し、銅箔部分が、ニッケル及び金のめっきに被覆された基板を得た。 Next, the sensor substrate was immersed in a displacement gold plating solution (manufactured by Kojima Chemical Co., Ltd., product name "OL 2300") at 85°C for 5 minutes, forming a 0.05 μm thick displacement gold coating on the Ni coating, resulting in a substrate with the copper foil portion coated with nickel and gold plating.

〔基板のVカット〕
Vカットマシンを用いて、1個のセンサ用基板ごとに切り離すことができるように縦8mm、横5mmのサイズごとにVカットを行った。
[V-cut on the circuit board]
Using a V-cutting machine, V-cuts were made at intervals of 8 mm in length and 5 mm in width so that the substrate could be separated into individual sensor substrates.

〔ピンの実装〕
作製したスルーホールにIC用端子((株)マックエイト製、商品名「ハイブリットIC用端子」、φ0.6mm、長さ5mm)をはんだ付けした。これらにより図18および図19に示すセンサ用基板K-1を合計256個作製した。
[Pin implementation]
An IC terminal (manufactured by Mac Eight Corporation, product name "Hybrid IC Terminal", φ0.6 mm, length 5 mm) was soldered to the fabricated through-hole. In this way, a total of 256 sensor substrates K-1 shown in Figures 18 and 19 were fabricated.

<センサ素子>
実施例1
武蔵エンジニアリング株式会社製の1μPIPETMASTERを用い、ビオラモ製ビオラモサクラチップ(容量10μL、材質ポリプロピレン。専用ラック収納品)を取り付けた後、作製した樹脂組成物溶液(S-1)を貯留した容器から樹脂組成物溶液(S-1)を10μL吸入した。吸入後のピペットチップを容器の縁に付け液切りを行った後、作製したセンサ用基板K-1上に樹脂組成物溶液(S-1)を0.1μL吐出することで、金属配線部に塗布した。塗布後、100℃に加熱した循風乾燥機で3時間乾燥させ、乾燥後、室温まで冷却することで、センサ素子(E1-1)を作製した。なお、上記の吐出工程以降の操作を連続で10回行い、センサ素子(E1-1)を10個作製した。
<Sensor element>
Example 1
Using a 1μ PIPETMASTER manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd., a Violamo Sakura tip (10μL capacity, polypropylene, stored in a dedicated rack) manufactured by Violamo was attached, and 10μL of the resin composition solution (S-1) was aspirated from a container storing the prepared resin composition solution (S-1). After aspirating, the pipette tip was attached to the edge of the container to drain the liquid, and then 0.1μL of the resin composition solution (S-1) was dispensed onto the prepared sensor substrate K-1, thereby applying it to the metal wiring portion. After application, the substrate was dried for 3 hours in a circulating air dryer heated to 100°C, and then cooled to room temperature to prepare a sensor element (E1-1). The above-mentioned dispensing process and subsequent operations were performed 10 times consecutively to prepare 10 sensor elements (E1-1).

実施例2~実施例27、比較例2、3
表2に記載の吐出量、連続吐出回数に基づき、実施例1と同様の操作を行い、センサ素子(E1-2)~(E1-27)、(E’1-2)~(E’1-3)を各10個作製した。なお、連続吐出回数が10回未満のものは、連続吐出回数だけ吐出した後、ビオラモサクラチップを廃棄し、新品のビオラモサクラチップを取り付けて実施例1に記載の吸入工程、吐出工程、乾燥工程の操作を行った。
Examples 2 to 27, Comparative Examples 2 and 3
Ten sensor elements (E1-2) to (E1-27) and (E'1-2) to (E'1-3) were prepared in the same manner as in Example 1, based on the discharge amounts and number of continuous discharges shown in Table 2. For those with fewer than 10 continuous discharges, the Viola Sakura chip was discarded after the number of continuous discharges, and a new Viola Sakura chip was attached, followed by the inhalation, discharge, and drying steps described in Example 1.

実施例28~実施例54、比較例6、7
表3の匂い物質受容層の欄に記載の樹脂組成物溶液および吐出量、連続吐出回数に基づき、実施例1と同様の操作を行い、匂い物質受容層を有するセンサ素子を各10個作製した。その後、使用したビオラモサクラチップを廃棄し、新品のビオラモサクラチップを取り付けて、表3の匂い物質透過層の欄に記載の樹脂組成物溶液および吐出量、連続吐出回数に基づき、実施例1と同様の操作を行い、匂い物質透過層を有するセンサ素子(E2-1)~(E2-27)、(E’2-3)~(E’2-4)を各10個作製した。
Examples 28 to 54, Comparative Examples 6 and 7
Ten sensor elements each having an odorant receiving layer were prepared by the same procedure as in Example 1, based on the resin composition solution, discharge amount, and number of continuous discharges listed in the odorant receiving layer column in Table 3. The used Viola Sakura chip was then discarded, a new Viola Sakura chip was attached, and ten sensor elements each having an odorant permeation layer (E2-1) to (E2-27), (E'2-3) to (E'2-4) were prepared by the same procedure as in Example 1, based on the resin composition solution, discharge amount, and number of continuous discharges listed in the odorant permeation layer column in Table 3.

比較例1
SUS製金属ニードルノズル(内径0.1mmΦ,外形0.23mm)を取り付けたシリンジに、樹脂組成物溶液(S-1)を注ぎ入れ、プランジャを押し込むことで噛みこんだ空気を除去してから、武蔵エンジニアリング株式会社製のIMAGE MASTER350PCSmartに取り付けた。これを用いて、作製したセンサ用基板K-1上に樹脂組成物溶液(S-1)を0.1μL吐出することで、金属配線部に塗布した。塗布後、100℃に加熱した循風乾燥機で3時間乾燥させた。乾燥後、室温まで冷却することで、センサ素子(E’1-1)を作製した。なお、同様の操作を10回繰り返し行い、センサ素子(E’1-1)を10個作製した。
Comparative Example 1
The resin composition solution (S-1) was poured into a syringe equipped with a SUS metal needle nozzle (inner diameter 0.1 mmΦ, outer diameter 0.23 mm), and the trapped air was removed by pushing the plunger. The syringe was then attached to an IMAGE MASTER 350PCSmart manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd. Using this, 0.1 μL of the resin composition solution (S-1) was dispensed onto the prepared sensor substrate K-1, thereby applying it to the metal wiring portion. After application, the substrate was dried for 3 hours in a circulating air dryer heated to 100 ° C. After drying, the substrate was cooled to room temperature to prepare a sensor element (E'1-1). The same operation was repeated 10 times to prepare 10 sensor elements (E'1-1).

比較例4、5
表3の匂い物質受容層の欄に記載の樹脂組成物溶液および吐出量、連続吐出回数に基づき、比較例1と同様の操作を行い、匂い物質受容層を有するセンサ素子を各10個作製した。その後、使用したシリンジとは別のシリンジを用い、表2の匂い物質透過層の欄に記載の樹脂組成物溶液および吐出量、連続吐出回数に基づき、比較例1と同様の操作を行い、匂い物質透過層を有するセンサ素子(E’2-1)~(E’2-2)を各10個作製した。
Comparative Examples 4 and 5
Based on the resin composition solution, discharge amount, and number of continuous discharges listed in the odorant receiving layer column of Table 3, the same operation as in Comparative Example 1 was performed to prepare 10 sensor elements each having an odorant receiving layer. Then, using a syringe different from the syringe used, based on the resin composition solution, discharge amount, and number of continuous discharges listed in the odorant permeation layer column of Table 2, the same operation as in Comparative Example 1 was performed to prepare 10 sensor elements each having an odorant permeation layer (E'2-1) to (E'2-2).

<匂いセンサの構築>
検体(匂い物質)を導入する導入口および温度調整用のアルミブロック恒温槽を備えた対象試料受入部と、気体供給用の窒素ガスボンベ、マスフローコントローラ、センサチャンバとを備えた筐体を作製した。この時、対象試料受入部の容積は、センサチャンバの容積の5倍となるように設計した。
<Construction of an odor sensor>
A housing was fabricated that included a target sample receiving section with an inlet for introducing the sample (odor substance) and an aluminum block thermostatic bath for temperature control, a nitrogen gas cylinder for gas supply, a mass flow controller, and a sensor chamber. The volume of the target sample receiving section was designed to be five times the volume of the sensor chamber.

センサの端子を外部へ取り出すためのリード線を、評価対象のセンサ素子(E1-1)~(E1-27)、(E2-1)~(E2-27)、(E’1-1)~(E’1-3)、(E’2-1)~(E’2-4)それぞれにはんだ付けし、センサチャンバ内に設置した。センサ素子(E1-1)~(E1-27)、(E2-1)~(E2-27)、(E’1-1)~(E’1-3)、(E’2-1)~(E’2-4)それぞれに対し、センサチャンバ外部に取り出したリード線の末端に5Vの定電圧電源と300Ωの固定抵抗を直列に接続し、センサ素子の両端子にかかる電圧を測定するための電圧計を接続した。こうして、センサ素子(E1-1)~(E1-27)、(E2-1)~(E2-27)および比較用センサ素子(E’1-1)~(E’1-3)、(E’2-1)~(E’2-4)のいずれかを有する複数の匂いセンサを構築した。なお、匂いセンサの番号と匂いセンサが有するセンサ素子の番号との対応は、表2、3に示すとおりである。 Lead wires for connecting the sensor terminals to the outside were soldered to each of the sensor elements (E1-1) to (E1-27), (E2-1) to (E2-27), (E'1-1) to (E'1-3), and (E'2-1) to (E'2-4) under evaluation, and the elements were placed inside the sensor chamber. A 5V constant-voltage power supply and a 300Ω fixed resistor were connected in series to the ends of the lead wires connected to the outside of the sensor chamber for each of the sensor elements (E1-1) to (E1-27), (E2-1) to (E2-27), (E'1-1) to (E'1-3), and (E'2-1) to (E'2-4), and a voltmeter was connected to measure the voltage across both terminals of the sensor element. In this way, multiple odor sensors were constructed, each having one of the sensor elements (E1-1) to (E1-27), (E2-1) to (E2-27) and the comparative sensor elements (E'1-1) to (E'1-3), (E'2-1) to (E'2-4). The correspondence between the odor sensor numbers and the sensor element numbers of the odor sensors is as shown in Tables 2 and 3.

〔評価〕
<イオン交換水測定の電圧変化量(ΔV)の測定>
匂いセンサ1~54およびc1~c7のそれぞれについて、実験室内(温度25℃、湿度50%)に設置し、アルミブロック恒温槽を用いて、対象試料受入部内部を30℃に温調した上で、対象試料受入部に検体としてイオン交換水を5ml入れた。その後、キャリアガス導入部からキャリアガスとしての窒素をセンサ素子が設置されているチャンバ内へ、ガスフロー調整器によって1L/minの流量で流し、外部に排出した。この間、センサ素子に接続されている電圧計の測定値をコンピュータで記録した。こうして、匂いセンサにおける10個のセンサ素子のそれぞれの電圧値を測定した。各匂いセンサの各センサ素子について、検体導入前の出力電圧V0および検体導入後中の電圧Vの差の最大値ΔV(水)を算出した。そして、各匂いセンサで得られた10個の最大値ΔVのデータの平均値μ(水)を算出した。
〔evaluation〕
<Measurement of voltage change (ΔV) when measuring ion-exchanged water>
Each of odor sensors 1-54 and c1-c7 was installed in a laboratory (temperature 25°C, humidity 50%). The temperature inside the target sample receiving section was adjusted to 30°C using an aluminum block thermostatic chamber. 5 mL of ion-exchanged water was then placed in the target sample receiving section as a specimen. Nitrogen carrier gas was then introduced from the carrier gas inlet into the chamber containing the sensor element at a flow rate of 1 L/min using a gas flow regulator and discharged to the outside. During this time, the measurements of the voltmeter connected to the sensor element were recorded by a computer. Thus, the voltage values of each of the 10 sensor elements in the odor sensor were measured. For each sensor element of each odor sensor, the maximum difference ΔV (water) between the output voltage V0 before sample introduction and the voltage V after sample introduction was calculated. The average value μ (water) of the 10 maximum ΔV data obtained for each odor sensor was then calculated.

<エタノール測定の電圧変化量(ΔV)およびΔV変動係数の測定>
検体としてイオン交換水に代えて、エタノールを用いたこと以外は同じにして、ΔV(エタノール)および平均値μ(エタノール)を算出した。さらにΔV(エタノール)の標準偏差σ(エタノール)を算出し、各センサ素子のΔV変動係数(=σ/μ)を求めた。
<Measurement of voltage change (ΔV) and ΔV variation coefficient in ethanol measurement>
The ΔV (ethanol) and average value μ (ethanol) were calculated under the same conditions except that ethanol was used instead of ion-exchanged water as the sample. Furthermore, the standard deviation σ (ethanol) of ΔV (ethanol) was calculated, and the coefficient of variation of ΔV (=σ/μ) for each sensor element was determined.

<ヘキサン測定の電圧変化量(ΔV)の測定>
検体としてイオン交換水に代えて、ヘキサンを用いたこと以外は同じにして、ΔV(ヘキサン)および平均値μ(ヘキサン)を算出した。
<Measurement of voltage change (ΔV) in hexane measurement>
The same procedure was followed except that hexane was used as the sample instead of ion-exchanged water, and ΔV (hexane) and the average value μ (hexane) were calculated.

<電圧変化量(ΔV)の比>
検体として、イオン交換水、エタノール、およびヘキサンを測定した場合の各電圧変化量(ΔV)を、センサ素子ごとにイオン交換水の電圧変化量(ΔV)で割り、電圧変化量(ΔV)の比を算出した。
<Ratio of voltage change amount (ΔV)>
The voltage change (ΔV) when ion-exchanged water, ethanol, and hexane were measured as samples was divided by the voltage change (ΔV) for ion-exchanged water for each sensor element to calculate the ratio of voltage changes (ΔV).

実施例1~27の匂いセンサ1~27、および比較例1~3の匂いセンサc1~c3について、それぞれで用いたディスペンサの形状および樹脂組成物溶液の種類、吐出量を表2に示す。 Table 2 shows the shape of the dispenser, type of resin composition solution, and discharge amount used for odor sensors 1 to 27 of Examples 1 to 27 and odor sensors c1 to c3 of Comparative Examples 1 to 3.

実施例28~54の匂いセンサ28~54、および比較例4~7の匂いセンサc4~c7について、それぞれで用いたディスペンサの形状および樹脂組成物溶液の種類、吐出量を表3に示す。 Table 3 shows the shape of the dispenser, type of resin composition solution, and discharge amount used for odor sensors 28-54 of Examples 28-54 and odor sensors c4-c7 of Comparative Examples 4-7.

表2および表3において、各検体のΔVの比は、匂いセンサの感度の観点では、3つの数値の差が大きいほど好ましい。一方で、ΔV変動係数は、当該ばらつき低減の観点では、小さいほど好ましい。 In Tables 2 and 3, the ratio of ΔV for each sample is preferably as large as the difference between the three values, from the perspective of the sensitivity of the odor sensor. On the other hand, the smaller the ΔV coefficient of variation, the more preferable it is, from the perspective of reducing the variability.

<考察>
表2および表3に示されるように、匂いセンサ1~54は、いずれも比較例である匂いセンサc1~c7に比べて、よりΔV比の差が大きく、およびより低いΔV変動係数を示している。
<Consideration>
As shown in Tables 2 and 3, odor sensors 1 to 54 all exhibit larger differences in ΔV ratios and lower ΔV coefficients of variation than odor sensors c1 to c7, which are comparative examples.

実施例1~54と比較例1、4、5との対比によれば、ピペット型のディスペンサを用いない方法で製造した匂い物質受容層または匂い物質透過層を備える匂いセンサc1、c4、c5はΔV比の差が小さく、ΔV変動係数は大きくなることが分かった。 Comparing Examples 1 to 54 with Comparative Examples 1, 4, and 5, it was found that odor sensors c1, c4, and c5, which have odorant receptive layers or odorant permeable layers manufactured using methods that do not use pipette-type dispensers, have small differences in the ΔV ratio and large ΔV coefficients of variation.

実施例1~54と比較例2、3、6、7との対比によれば、吐出量が0.1μL未満または5.0μLより多い方法で製造した匂い物質受容層または匂い物質透過層を備える匂いセンサc2、c3、c6、c7はΔV比の差が小さく、ΔV変動係数は大きくなることが分かった。 Comparing Examples 1 to 54 with Comparative Examples 2, 3, 6, and 7, it was found that odor sensors c2, c3, c6, and c7, which have odorant receiving layers or odorant permeation layers manufactured using methods with discharge volumes of less than 0.1 μL or more than 5.0 μL, had small differences in the ΔV ratios and large ΔV coefficients of variation.

実施例5、9~19、28、32~42の対比によれば、樹脂組成物溶液の粘度または有機溶剤の沸点に関わらず実用上問題ないΔVの比およびΔV変動係数が得られている。特に粘度が8mPa・sであり、有機溶剤の沸点が202℃である樹脂組成物溶液を使用して製造したセンサ素子を備える匂いセンサ5が最もΔV比の差が大きく、ΔV変動係数が最も小さい値であった。 Comparing Examples 5, 9-19, 28, and 32-42, practically acceptable ΔV ratios and ΔV variation coefficients were obtained regardless of the viscosity of the resin composition solution or the boiling point of the organic solvent. In particular, odor sensor 5, which was equipped with a sensor element manufactured using a resin composition solution with a viscosity of 8 mPa·s and an organic solvent boiling point of 202°C, had the largest difference in ΔV ratio and the smallest ΔV variation coefficient.

実施例5、11、12、19、28、34、35、42の対比によれば、樹脂組成物溶液の固形分率に関わらず実用上問題ないΔVの比およびΔV変動係数が得られている。特に固形分率が10%である樹脂組成物溶液を使用して製造したセンサ素子を備える匂いセンサ5が最もΔV比の差が大きく、ΔV変動係数が最も小さい値であった。 Comparing Examples 5, 11, 12, 19, 28, 34, 35, and 42, it was found that practically acceptable ΔV ratios and ΔV coefficients of variation were obtained regardless of the solid content of the resin composition solution. In particular, odor sensor 5, which was equipped with a sensor element manufactured using a resin composition solution with a solid content of 10%, had the largest difference in ΔV ratio and the smallest ΔV coefficient of variation.

実施例5、11、12、19、28、34、35、42の対比によれば、樹脂組成物溶液のチクソインデックスに関わらず実用上問題ないΔVの比およびΔV変動係数が得られている。特にチクソインデックスが1.1である樹脂組成物溶液を使用して製造したセンサ素子を備える匂いセンサ5が最もΔV比の差が大きく、ΔV変動係数が最も小さい値であった。 Comparing Examples 5, 11, 12, 19, 28, 34, 35, and 42, it was found that practically acceptable ΔV ratios and ΔV variation coefficients were obtained regardless of the thixotropic index of the resin composition solution. In particular, odor sensor 5, which was equipped with a sensor element manufactured using a resin composition solution with a thixotropic index of 1.1, had the largest difference in ΔV ratio and the smallest ΔV variation coefficient.

実施例5と25との対比、または28と48との対比および実施例12、20、21の対比によれば、フィラーの有無やフィラーの種類が異なる場合でも、実用上問題ないΔVの比およびΔV変動係数が得られている。 Comparing Examples 5 and 25, or 28 and 48, and Examples 12, 20, and 21, it was found that even when filler was present or the type of filler was different, ΔV ratios and ΔV variation coefficients that were practically acceptable were obtained.

よって、先端部に着脱可能なノズルを備えたピペット型のディスペンサを用い、有機溶剤を含む樹脂組成物溶液を貯留した容器から、前記樹脂組成物溶液を前記ノズルに吸入する吸入工程と、前記吸入工程の終了後に、前記ノズルから前記樹脂組成物溶液を吐出して前記基板上に塗布することにより、前記基板上に塗膜を形成する塗布工程と、前記塗布工程の終了後に、前記塗膜を乾燥させて前記感応膜を形成する乾燥工程と、を含み、前記ノズルからの前記樹脂組成物溶液の吐出量は、0.1μL~5.0μLである製造方法によって製造した匂いセンサ素子は、実用上問題ないΔV比およびΔV変動係数を示すことが分かった。すなわちこのような匂いセンサを搭載した匂い測定装置は、匂いの検出感度が高くかつ安定した測定結果を出力することができることから、匂い識別性能が高いと言える。 Accordingly, it was found that odor sensor elements manufactured by a manufacturing method including: an inhalation process in which a resin composition solution containing an organic solvent is drawn into a container containing the resin composition solution using a pipette-type dispenser equipped with a detachable nozzle at the tip; an application process in which, after the inhalation process, the resin composition solution is discharged from the nozzle and applied onto the substrate to form a coating film on the substrate; and a drying process in which, after the application process, the coating film is dried to form the sensitive film, wherein the amount of resin composition solution discharged from the nozzle is 0.1 μL to 5.0 μL, exhibit a ΔV ratio and ΔV coefficient of variation that are acceptable for practical use. In other words, an odor measurement device equipped with such an odor sensor has high odor detection sensitivity and can output stable measurement results, and therefore can be said to have high odor identification performance.

10 匂いセンサ素子
12 基板
14 匂い物質受容層(感応膜)
16 金属配線
18 リード線
20 匂い物質透過層(感応膜)
22 容器
24 ピペット型のディスペンサ
26 ピペット
28 ノズル
30 容器
32 匂いセンサ
34 筐体
34i 導入口
34e 排出口
36 対象材料受入部(前室)
38 定電圧電源(電源)
40 電圧計
L1 樹脂組成物溶液
F1 塗膜
L2 樹脂組成物溶液
F2 塗膜
10 odor sensor element 12 substrate 14 odorant receiving layer (sensitive film)
16 Metal wiring 18 Lead wire 20 Odorant permeable layer (sensitive membrane)
22 Container 24 Pipette-type dispenser 26 Pipette 28 Nozzle 30 Container 32 Odor sensor 34 Housing 34i Inlet 34e Outlet 36 Target material receiving section (front chamber)
38 Constant voltage power supply (power supply)
40 Voltmeter L1 Resin composition solution F1 Coating film L2 Resin composition solution F2 Coating film

Claims (9)

基板上に匂いセンサ素子の感応膜を製造するための方法であって、
先端部に着脱可能なノズルを備えたピペット型のディスペンサを用い、有機溶剤を含む樹脂組成物溶液を貯留した容器から、前記樹脂組成物溶液を前記ノズルに吸入する吸入工程と、
前記吸入工程の終了後に、前記ノズルから前記樹脂組成物溶液を吐出して前記基板上に塗布することにより、前記基板上に塗膜を形成する塗布工程と、
前記塗布工程の終了後に、前記塗膜を乾燥させて前記感応膜を形成する乾燥工程と、を含み、
前記ノズルからの前記樹脂組成物溶液の吐出量は、0.1μL~5.0μLである、匂いセンサ素子の感応膜の製造方法。
A method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element on a substrate, comprising:
a suction step of using a pipette-type dispenser having a detachable nozzle at its tip to suck a resin composition solution containing an organic solvent from a container storing the resin composition solution into the nozzle;
a coating step of discharging the resin composition solution from the nozzle and coating it on the substrate after the suction step is completed, thereby forming a coating film on the substrate;
a drying step of drying the coating film to form the sensitive film after the coating step is completed,
The method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element, wherein the amount of the resin composition solution discharged from the nozzle is 0.1 μL to 5.0 μL.
前記樹脂組成物溶液の粘度は、1mPa・s~500mPa・sであり、前記有機溶剤の沸点は、150℃~250℃である、請求項1に記載の匂いセンサ素子の感応膜の製造方法。 The method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element according to claim 1, wherein the viscosity of the resin composition solution is 1 mPa·s to 500 mPa·s, and the boiling point of the organic solvent is 150°C to 250°C. 前記樹脂組成物溶液の固形分率は、2%~20%である、請求項1に記載の匂いセンサ素子の感応膜の製造方法。 The method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element according to claim 1, wherein the solids content of the resin composition solution is 2% to 20%. レオメーターで測定した前記樹脂組成物溶液のチクソインデックスは、1.05~5.00である、請求項1に記載の匂いセンサ素子の感応膜の製造方法。 The method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element according to claim 1, wherein the thixotropic index of the resin composition solution measured with a rheometer is 1.05 to 5.00. 前記樹脂組成物溶液は、フィラーを含む、請求項1に記載の匂いセンサ素子の感応膜の製造方法。 The method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element according to claim 1, wherein the resin composition solution contains a filler. 前記フィラーは、導電性材料である、請求項5に記載の匂いセンサ素子の感応膜の製造方法。 The method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element described in claim 5, wherein the filler is a conductive material. 前記導電性材料は、導電性炭素材料である、請求項6に記載の匂いセンサ素子の感応膜の製造方法。 The method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element described in claim 6, wherein the conductive material is a conductive carbon material. 前記塗布工程を所定回数実行する毎に、前記ノズルの交換を行う交換工程を更に含む、請求項1に記載の匂いセンサ素子の感応膜の製造方法。 The method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element described in claim 1 further includes a replacement process for replacing the nozzle every time the application process is performed a predetermined number of times. 前記匂いセンサ素子は、前記感応膜の電気抵抗値の変化を匂いの検知指標として用いるケミレジスター型の匂いセンサ素子である、請求項1に記載の匂いセンサ素子の感応膜の製造方法。 The method for manufacturing a sensitive film of an odor sensor element described in claim 1, wherein the odor sensor element is a chemiresistor-type odor sensor element that uses changes in the electrical resistance value of the sensitive film as an indicator for detecting odor.
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