CN1073234C - 结露传感器及使用该传感器的录像机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可用于录像机等的结露传感器，所述结露传感器可安装于离开磁鼓部的印刷电路板上。根据本发明，在绝缘基板上形成一对对向而置的电极，并在包括该对电极的绝缘基板上设置湿敏材料，形成结露传感器。所述湿敏材料由分子内具有亲水基和环氧基的吸湿性树脂与含有具乙内酰脲骨架的肼衍生物硬化剂反应生成的硬化树脂，及分散于该硬化树脂物中的导电性粉末构成。

Description

结露传感器及使用该传感器的录像机
技术领域
本发明涉及一种用于录像机等的电子仪器上的结露传感器及使用该结露传感器的录像机。
发明背景
通常，在录像机中，设置有结露传感器，以使当载有磁头的磁鼓部分由于其周围的环境变化发生结露时，可迅速地停止磁鼓部分的转动。
所述结露传感器的作用是，检测出磁鼓部分的结露(dewcondensation)，使该磁鼓部分迅速停止转动，同时，直至所述磁鼓部上的结露消去之后，再启动磁鼓部。
这样，重要的是，必须正确的检测出在转动着的磁鼓部的表面上是否结露。
为此，也有人研究了将结露传感器直接安装于磁鼓部上的方法，但是，该方法在实际中安装困难，组装颇费功夫，从生产效率来说不很有利。
于是，最近，又有人研究出如下的方案：如图5所示，在邻接录像机本体20的象带室21的底座22上安装磁鼓部23的部分的近旁，设置结露传感器24。
在构成了封装有各种电子元件的一定的电路的印刷电路板25上已处于不能装置结露传感器的状态。
其理由如下。
即，磁鼓部23的材料一般为铝制，所以其热容量大。
因此，在发生结露时，若是在自然放置的状态下该结露的消除须相当的时间。
从而，如果要将结露传感器24安装于印刷线路板25上时，由于印刷线路板25的温度比磁鼓部23的要高，使得结露传感器24的表面过快地干燥。结果，尽管磁鼓部23上仍保持着结露的状态，但在印刷线路板25上的结露传感器却已作出了“结露消除”的错误的判断。
根据上述的理由，结露传感器不能安装于印刷线路板上。
如上所述，在以往的例子中，为了消除检测误差，结露传感器24尽量设置在磁鼓部23的附近。
然而，此时，为将结露传感器24设置于底座22的磁鼓部23的附近，须配以另外的接线，从而，防碍了组装效率的提高。
又，为防止检测误差，也可设置了定时器，以调节结露后的恢复时间。
但，上述定时器的设置也有增大其成本的不利的一面。
本发明的目的在于，提供一种结露传感器及使用该结露传感器的录像机，所述的结露传感器可克服上述以往的缺点，安装在印刷线路板上，且可正确地跟踪、检测磁鼓部的结露状况。
发明的揭示
本发明的结露传感器由相对而置的一对电极、与该一对电极接触、且设于该一对电极之间的湿敏材料构成；
所述的湿敏材料由如下的材料构成：
由分子内具有亲水基和环氧基的吸湿性树脂与含有具乙内酰脲骨架(hydantoin skeleton)的肼的衍生物(hydrazinederivative)的硬化剂(hardener)反应生成的硬化树脂(curedresin)，
分散于该硬化树脂物中的导电性粉末。
根据上述的构成，可得到具有灵敏度高、反应快、结露检测误差小的效果的结露传感器。
同时，根据本发明，可以得到恢复特性可调节的结露传感器，从而，本发明的结露传感器的设置部位并无限制，结露传感器可设置于机器内的所希望的任意位置。
这样，增加了机器设计的自由度。
再有，由于可将结露传感器设置于印刷线路板上，从而可大幅减少连接所需的导线接线作业，实现低成本化。另外，在上述结构中，由于使用了含有具乙内酰脲骨架(hydantoin skeleton)的肼的衍生物(hydrazine derivative)和长链的二胺化合物的硬化剂(hardener)，因此，除了上述效果外，本发明的结露传感器还具有更加显著减少结露传感误差的效果。此处，作为长链的二胺化合物，最好特别使用脂肪族二胺化合物。
附图的简单说明
图1所示为本发明的结露传感器的一个实施例的平面图。
图2所示为图1中的X-X＇线处的截面图。
图3所示为将本发明的结露传感器安装于录像机的状态的说明图。
图4为装有本发明的结露传感器的录像机的结露特性的特性图。
图5所示为安装了本发明的结露传感器的录像机的安装状态的说明图。
图中，1为绝缘基板，2、3为电极，4为湿敏材料，5、6为引线。
发明的详细说明
下面，以实施例更详细地说明本发明。
图1为本发明的结露传感器的一个实施例的俯视图，图2为其截面图。在图1和图2中，在绝缘基板1之上，设置有互为相向而对的一对电极2、3。
与该对电极2、3接触，在该电极2、3之间，设置有湿敏材料4包覆所述的电极2、3。
湿敏材料4由分子内具有亲水基和环氧基的吸湿性树脂与硬化剂的交联反应(cross-linking reaction)生成的硬化树脂和分散于该硬化树脂物中的导电性粉末构成。
所述硬化剂由具有乙内酰脲骨架(hydantoin skeleton)的肼的衍生物构成。
特别地，所述硬化剂最好由具有乙内酰脲骨架(hydantoinskeleton)的肼的衍生物和长链的二胺化合物构成。
电极2、3上分别连接有导线5、6。
按照上述构成，起因于湿度变化的湿敏材料的膨润和收缩即可从分散的导电性粉末之间的接触电阻的变化检测出。
即，当结露传感器的四周的氛围气的湿度增加时，湿敏材料吸收水分并发生膨润。
湿敏材料膨润时，分散于湿敏材料中的导电性粉末倾向于互相分离，从而，导致湿敏材料的电阻增大。
反之，相反地，当结露传感器的四周的氛围气的湿度减小时，湿敏材料放出水分并发生收缩。
湿敏材料收缩时，分散于湿敏材料中的导电性粉末倾向于互相接触，从而，导致湿敏材料的电阻减小。
安装了如上所述结构的结露传感器的录像机示于图3。图3中，磁鼓部10和磁头放大部11安装于邻接录像机本体7的象带室8的底座9上。
结露传感器13安装于集合了各种电子元件、构成所希望的电路的印刷线路板12上。
这样，结露传感器13可安装于作为另外的部件的印刷线路板上，而不是安装在用于转动象带的磁鼓部10及磁头放大部11的附近。
本发明的结露传感器最适于用作在追求小型化、轻量化的录像机中，用以检测旋转磁鼓上的结露现象。
通过将所述的湿敏传感器安装、使用于印刷线路板上，即可针对该印刷线路板的设置位置，设计出所希望的湿敏特性。
设置于录像机的希望的位置上的结露传感器可对于磁鼓部的结露状态，作出忠实、可靠的高灵敏度的反应。从而，可对录像机的小型化、轻量化作出贡献。
如图3所示，保持安装于录像机上的结露传感器13在0℃，然后，在25℃、75％的RH的气氛下取出，使之发生结露。该结露由自然放置至消除时的时间和电阻值变化的情况示于图4。
将结露传感器13上检测出结露，至结露传感器的电阻值达到100KΩ时的时间定为T1。
将结露传感器13上结露消除，至结露传感器的电阻值达到20KΩ时的时间定为T2。
下面，分别就各实施例中的结露传感器测定其T1及T2。
另一方面，磁鼓部10上的实际的结露消除时间为40分钟。将该40分钟和时间T2之差定义为结露误差。
当该结露误差近于0时，可评价该结露传感器的可靠性为高。反之，当该结露误差很大时，则不能正确地检测出磁鼓部10的结露状态，因此，对于该结露传感器安装于印刷线路板12来说极为不合适。
在本发明中，作为绝缘基板1的材料并无特别的限制，例如，可使用如陶瓷，玻璃，无机材料或塑料之类的吸湿性小的材料。
作为一对电极，也无特别限制，例如，可使用涂敷了导电性的浆液的材料或如碳那样的通常的电极材料。
作为吸湿性树脂，最好是使用具有亲水基和环氧基的树脂。
又，为控制吸湿性和机械强度，也可使用具有亲水基、疏水基和环氧基的树脂。
例如，具有亲水基和环氧基的吸收性树脂，可由带亲水基的乙烯单体和带有环氧基的乙烯单体的共聚反应而制得。
又，具有亲水基、疏水基及环氧基的吸水性树脂，可由带亲水基的乙烯单体、带有疏水基的乙烯单体和带有环氧基的乙烯单体的共聚反应而制得。
作为硬化剂，可使用具有乙内酰脲骨架(hydantoin skeleton)的肼的衍生物。
又，最好使用具有乙内酰脲骨架(hydantoin skeleton)的肼的衍生物和长链的二胺化合物相并合的硬化剂。
具有乙内酰脲骨架的肼的衍生物具有保持所生成的湿敏材料的保湿效果的作用。
即，由于乙内酰脲骨架上的羰基上易与H2O配位(或水合)，所以，湿敏材料的吸湿速度及膨润速度变快，其结果，结露传感器的T1减小。
另外，由于乙内酰脲骨架上的羰基上已配位(或水合)的H2O不易脱离，所以，湿敏材料的放湿速度及收缩速度加快，其结果，结露传感器的T2增大。
长链的二胺化合物赋于了湿敏材料以挠曲性，且，使得湿敏材料的膨润和收缩容易，其结果，提高了结露传感器的灵敏度。吸收性树脂和硬化剂通过交联反应而硬化，并生成含有导电性粉末的湿敏材料。
在上述交联的硬化树脂中，由于具有保湿效果的官能团和导电性粉末，首次制得了具有优异的再现性的高功能性传感器。
如上所述，具有乙内酰脲骨架的化合物的保湿效果的原因可以考虑为在乙内酰脲骨架的二酮上容易发生水合(或与H2O)的配位反应。
通过肼基与环氧基的交联，生成了具有优异的再现性的湿敏材料。
再有，由于并合使用长链的脂肪族二胺化合物，赋于湿敏材料以挠曲性，提高了结露传感器的反应性和回复特性，且，进一步减小了结露检测误差。
在本发明中，所使用的吸湿性树脂可由聚合具亲水基的单体而制得。
作为具有亲水基的单体，有吸湿性(甲基)丙烯酸酯，吸湿性(甲基)丙烯酰胺类或乙烯基吡咯烷酮类。
这里，(甲基)丙烯酸酯意指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
(甲基)丙烯酰胺意指丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。
下述具体的化合物按此同样定义。
作为吸湿性(甲基)丙烯酸酯，有(甲基)丙烯酸羟基低级烷基酯，或(甲基)丙烯酸羟基低级烷氧基酯等。
作为前述化合物中较理想的乙烯基单体，有(甲基)丙烯酸2-羟乙酯，二甘醇单(甲基)丙烯酸酯，(甲基)丙烯酸2-羟丙酯，(甲基)丙烯酸丙3-羟丙酯，三甘醇单(甲基)丙烯酸酯，或一缩二丙二醇的单(甲基)丙烯酸酯等。
作为(甲基)丙烯酰胺类，有(甲基)丙烯酰胺，羟甲基(甲基)丙烯酰胺，或双丙酮(甲基)丙烯酰胺等。
作为乙烯基吡咯烷酮类，有N-乙烯基吡咯烷酮，或2-甲基-N-乙烯基吡咯烷酮。
作为含环氧基的乙烯单体，有(甲基)丙烯酸缩水甘油酯，或对乙烯基苯甲酸缩水甘油酯等。
作为疏水性单体，最好使用(甲基)丙烯酸四氢糠酯，(甲基)丙烯酸2-乙基己酯，或(甲基)丙烯酸月佳酯。
作为本发明中使用的硬化剂的、含有乙内酰脲骨架的肼衍生物，最好是1,3-双(肼基羰乙基)-5-异丙基乙内酰脲(简称硬化剂-H)。
硬化剂H的化学结构式如下：
Figure C9610712800111
作为并用的长链的二胺化合物，可使用具挠曲性、可与环氧基交联的二胺化合物。
可优选使用例如，具有5个以上的碳原子的烷基和2个氨基的脂肪族二胺化合物。
作为脂肪族二胺化合物，特别优选的是，脂肪族的1,12-二氨基十二烷、1,10-二癸二胺、或，1,8-辛二胺等。
又，也可使用与脂肪族二胺化合物和芳香族二胺化合物并合使用的硬化剂，通过该组成，可以改变生成的湿敏材料的挠曲性，且调节响应性和回复特性。
作为芳香族二胺化合物，可以使用如4,4＇-二氨基二苯基甲烷等。
作为导电性粉末，可以使用乙炔炭黑、碳黑、黑铅、金粉、银粉、铜、其它的金属粉末，或它们的混合物。
导电性粉末的含量最好是对每100重量份的吸湿性树脂为约15-约40重量份，更好地，为约20-约40重量份。
当导电性粉末含量不到上述场合的约15重量份时，则湿敏材料的电阻值过高，或难以得到足够的再现性。
反之，当导电性粉末含量在约41重量份以上时，则湿敏材料的电阻值过低，或者，电阻值变化对于湿度变化的响应性变降。
以下，显示本发明的结露传感器的制造方法的一个例子。
首先，将吸湿性树脂和硬化剂溶于溶剂中。
接着，在该溶液中加入导电性粉末，得到充分分散了该导电性粉末的混合液。
其次，涂覆在绝缘基片1之上的一对梳形的电极2、3上，使所述混合液层积于该电极2与电极3之间。
然后，加热上述层积了的混合液，在使溶剂散发的同时，使吸湿性树脂和硬化剂进行交联。
由此，包覆了电极2、3，且在该电极1、电极3之间，设置了其内部已分散有导电性粉末的湿敏薄膜(即，湿敏材料)。
作为上述一对电极2、3，可使用导电性浆料或通常的电极材料。
结露传感器的电阻值可由选用分散于树脂中的导电性粉末的量而任意设定。
以下，举具体的实施例进一步说明本发明。
实施例1
将甲基丙烯酸2-羟乙基19.5g、甲基丙烯酸缩水甘油酯1.42g、作为聚合引发剂的偶氮二异丁腈19mg溶于110g的乙基溶纤剂中。
在氮气流中，80℃下，加热该溶液5小时，使共聚反应。
反应完毕后，将溶液注入乙醚中，沉淀、分离出生成的聚合物。
用甲醇-乙醚系提纯生成的聚合物，再在室温下，由减压干燥，制得吸湿性树脂。
将该2g吸湿性树脂溶解于20g乙基溶纤剂中，再添加平均粒径为40μm的乙炔炭黑0.5g和苄醇7g，作为导电性粉末，用三辊混练机充分混合该混合物。
接着，将1,3-双(肼基羰乙基)-5-异丙基乙内酰脲(硬化剂-H)19.8mg和1-12-二氨基十二烷37.8mg溶于少量的苄醇中。
然后，将该溶液加入所述混练物中，得到浆状的混合物。
另一方面，在如图1所示的陶瓷制的绝缘基板1上，形成梳形的一对碳电极2、3。
用上述的浆状混合物覆在该碳电极2、3上，在电极2和电极3之间进行涂敷。其后，将所涂敷的浆状混合物在150℃下加热30分钟，形成硬化了的湿敏材料的固体薄膜。从而，制得结露传感器。比较例1
除了使用4,4＇-二氨基二苯甲烷50mg作为硬化剂之外，其它同实施例1，制造结露传感器。比较例2
除了使用1,12-二氨基十二烷作为硬化剂之外，其它同实施例1，制造结露传感器。
实施例2
作为吸湿性树脂的原料，除了用在实施例1中的原料外，再加入疏水性单体的甲基丙烯酸四氢糠酯7.8g，共聚该组合物，由此合成吸湿性树脂。在该吸湿性树脂2g中，再加入硬化剂-H 13.9mg和1，10-癸二胺22.8mg，用与实施例1同样的方法，制作结露传感器。比较例3
除了使用4,4＇二氨基二苯甲烷35mg作为硬化剂之外，其它同实施例2，制造结露传感器。比较例4
除了使用1,12-二氨基十二烷35.3mg作为硬化剂之外，其它同实施例2，制造结露传感器。
实施例3
共聚重量比为10∶9∶1的丙烯酰胺∶甲基丙烯酸2-乙基己酯∶对乙烯基苯甲酸缩水甘油酯的组合物，合成得到吸湿性树脂。在该吸湿性树脂2g中，加入硬化剂-H 30mg和1,10-癸二胺49.4mg，以与实施例1同样的方法，制得结露传感器。比较例5
除了使用4,4＇-二氨基二苯甲烷76mg作为硬化剂之外，以其它同实施例3的方法，制造结露传感器。比较例6
除了使用1,12-二氨基十二烷76.7mg作为硬化剂之外，以其它同实施例3的方法，制造结露传感器。
实施例4
除了使用硬化剂-H 30mg和1,10-癸二胺33mg及4,4＇-二氨基二苯甲烷19mg作为硬化剂之外，以其它同实施例3的方法，制造结露传感器。
实施例5
除了仅使用1,3-双(肼基羰乙基)-5-异丙基乙内酰脲(硬化剂-H)作为硬化剂之外，以其它同实施例1的方法，制造结露传感器。
如上所制得的各个结露传感器，所测得的T1及T2，以及结露误差(40-T2)示于表1。
           表1
    T1(分)     T2(分)  结露误差40-T2(分)
实施例1     2.0     42     -2
比较例1     4.0     20     20
比较例2     3.5     18     22
实施例2     1.9     41     -1
比较例3     3.8     18     22
比较例4     3.4     17     23
实施例3     2.5     44     -4
比较例5     4.5     19     21
比较例6     4.2     18     22
实施例4     2.6     41     -1
实施例5     2.0     50     -10
如实施例1所示的结露传感器，其使用的吸湿性树脂为由具有亲水基的单体和具有缩水甘油基的单体共聚而得；其所使用的湿敏材料由具有乙内酰脲骨架的肼衍生物和长链的二胺化合物的硬化剂所生成，其T1小(灵敏度好)，且，结露误差小。
与此相比，比较例2和3所示的结露传感器，使用了不含有具有乙内酰脲骨架的肼衍生物作硬化剂，其T1大(灵敏度差)，且，结露误差大。
如实施例2所示的结露传感器，其使用的吸湿性树脂为由具有亲水基的单体和具有疏水基的单体及具有缩水甘油基的单体共聚而得；其所使用的湿敏材料由具有乙内酰脲骨架的肼衍生物和长链的二胺化合物的硬化剂所生成，其T1小(灵敏度好)，且，结露误差小。
与此相比，比较例3和4所示的结露传感器，使用了不含有具有乙内酰脲骨架的肼衍生物硬化剂，其T1大(灵敏度差)，且，结露误差大。
如实施例3所示的结露传感器，其使用的吸湿性树脂为由具有二种亲水基的单体和具有缩水甘油基的单体共聚而得；其所使用的湿敏材料由具有乙内酰脲骨架的肼衍生物和长链的二胺化合物硬化剂所生成，其T1小，且，结露误差小。
与此相比，比较例5和6所示的结露传感器，使用了不含有具有乙内酰脲骨架的肼衍生物硬化剂，其T1大(灵敏度差)，且，结露误差大。
如实施例4所示的结露传感器，其使用的吸湿性树脂为由具有二种亲水基的单体和具有缩水甘油基的单体共聚而得；其所使用的湿敏材料由具有乙内酰脲骨架的肼衍生物和长链二胺化合物、及其它的二胺化合物硬化剂所生成，其T1小，且，结露误差小。
如实施例5所示的结露传感器，其使用的吸湿性树脂为由具有亲水基的单体和具有缩水甘油基的单体共聚而得；其所使用的湿敏材料为仅由具有乙内酰脲骨架的肼衍生物硬化剂所生成，其T1小，且，结露误差小。
即，由于在乙内酰脲骨架的C=O基团上容易配位(或水合)H2O，其吸湿速度加快，其结果，T1减小。
然而，由于在乙内酰脲骨架上已配位(或水合)的H2O不易脱离，其湿敏材料的收缩速度减慢，其结果，T1比实施例1的增大。
如上所述，比较各个实施例和各个比较例，则可看到，在各实施例(实施例1、2、3、4、5)中，其湿敏材料由具有亲水基和环氧基的吸湿性树脂及具有乙内酰脲骨架的肼衍生物生成，由此，其T1小，即，灵敏度好，且，结露误差小。
即，实施例1、2、3、4、5的结露传感器为适于安装于印刷电路板上的结露传感器。
相比之下，在不含有硬化剂-H的各个比较例(比较例1、2、3、4、5、6)中，结露传感器的T1都较大，因此，灵敏度差。
又由于在各个比较例中的结露传感器，其T2远小于40分钟，所以，也导致结露误差增大。
从而，尽管实际上，磁鼓部上的结露并未消除，但是，根据比较例的结露传感器，仍会作出结露消除的误断。
即，显然，上述各个比较例所述的结露传感器不适用于安装在基板上。
如上所述地，本发明的结露传感器由于使用了下述的湿敏材料，因此可得到具有灵敏度高、反应性快、且结露检测误差小的效果。所述的湿敏材料由如下的材料构成：
分子内具有环氧基的吸湿性树脂与含有具乙内酰脲骨架的肼衍生物的硬化剂反应生成的交联硬化物及分散于该硬化物中的导电性粉末。
同时，根据本发明，可以得到可调节恢复特性的结露传感器，从而，本发明的结露传感器的设置部位并无限制，结露传感器可设置于机器内的所希望的任意位置。
这样，增加了机器设计的自由度。
再有，由于可将结露传感器设置于印刷线路板上，从而可大幅减少接线用的接线作业，实现低成本化。另外，在上述结构中，由于使用了含有具乙内酰脲骨架的肼衍生物和长链的二胺化合物硬化剂。因此，除了上述效果外，本发明的结露传感器还具有更加显著减少结露传感误差的效果。

Claims (14)

1．一种结露传感器，其特征在于，所述结露传感器由：
相对而置的一对电极(2,3)，
与该一对电极接触、且设于该一对电极之间的湿敏材料(4)构成；
所述的湿敏材料由如下的材料构成：
由分子内具有亲水基和环氧基的吸湿性树脂与含有具乙内酰脲骨架的肼衍生物的硬化剂反应生成的硬化树脂；及
分散于该硬化树脂物中的导电性粉末。
2．如权利要求1所述的结露传感器，其特征在于，所述硬化剂包括上述具有乙内酰脲骨架的肼衍生物和长链的二胺化合物。
3．如权利要求2所述的结露传感器，其特征在于，所述长链的二胺化合物为脂肪族二胺化合物。
4．如权利要求1所述的结露传感器，其特征在于，所述硬化剂包括上述具有乙内酰脲骨架的肼衍生物、脂肪族二胺化合物和芳香族二胺化合物。
5．如权利要求1所述的结露传感器，其特征在于，所述具有乙内酰脲骨架的肼衍生物为1,3-双(肼基羰乙基)-5-异丙基乙内酰脲。
6．如权利要求1所述的结露传感器，其特征在于，所述吸湿性树脂系由具有亲水基的单体和具有缩水甘油基的单体的共聚反应而生成。
7．如权利要求6所述的结露传感器，其特征在于，所述具有亲水基的单体为选自具有羟基及氨基中的至少一种的单体。
8．如权利要求1所述的结露传感器，其特征在于，所述吸湿性树脂系由具有亲水基的单体和具有疏水基的单体及具有缩水甘油基的单体的共聚反应而生成。
9．如权利要求1所述的结露传感器，其特征在于，所述导电性粉末的含量对每100重量份的吸湿性树脂而言为约15重量份至约40重量份。
10．一种结露传感器，其特征在于，所述结露传感器由：
电绝缘基板，
设于该电绝缘基板上的、相对而置的一对电极，
与该一对电极接触、且设于该一对电极之间的湿敏材料构成；
所述的湿敏材料由如下的材料构成：
由分子内具有亲水基和环氧基的吸湿性树脂与含有具乙内酰脲骨架的肼衍生物硬化剂反应而生成的硬化树脂；及分散于该硬化树脂物中的导电性粉末。
11．如权利要求10所述的结露传感器，其特征在于，所述硬化剂包括上述具有乙内酰脲骨架的肼衍生物和脂肪族二胺化合物。
12．如权利要求10所述的结露传感器，其特征在于，所述一对电极的各自形状为梳形。
13．一种录像机，其特征在于，所述录像机的印刷电路板上安装有权利要求12所述的结露传感器。
14．如权利要求13所述的录像机，其特征在于，所述的结露传感器的设置位置离开设于所述录像机中的磁鼓，且，
所述结露传感器可检测上述磁鼓部的结露状态。
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