JP2812475B2

JP2812475B2 - 感湿または結露センサ

Info

Publication number: JP2812475B2
Application number: JP1038337A
Authority: JP
Inventors: 純一西嶋; 実福井
Original assignee: 旭化成工業株式会社
Priority date: 1988-02-19
Filing date: 1989-02-20
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2013-10-22
Also published as: CA1306525C; KR910004227B1; US4942364A; KR890013476A; EP0329436A3; JPH0249149A; EP0329436A2

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は大気中の湿度または被検体表面上の結露を検
知することができる感湿または結露センサに関する。本
発明の感湿または結露センサに、支持基板と電極を設け
ることにより感湿または結露センサデバイスにすること
ができ、又この感湿または結露センサデバイスに前記セ
ンサに発生する電気抵抗の変化を検出して電圧または電
流信号として出力する回路を接続することにより感湿ま
たは結露センサモジュールにすることができる。さらに
又この感湿または結露センサモジュールに、モジュール
から出力された信号に基づいて、大気中の湿度状態また
は結露状態を表示したりあるいはかかる状態を改善する
各種手段を接続することにより、本発明の感湿または結
露センサを利用した各種感湿または結露センサシステム
を提供することができる。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕

各種精密電気機器や自動車、空調制御、保存庫、住宅
設備などの様々な分野で結露が問題となり高湿度状態ま
たは結露状態を正確に検知したいという要望が高まって
いる。一例として、家庭用ビデオテープレコーダ（VT
R）やディジタルオーディオテープデッキ（DAT）等にお
いて、磁気テープに記録・再生を行なう回転ヘッドのシ
リンダの結露が生じると、テープの巻き込み・切断・機
器の損傷を発生する恐れがあるため、結露センサが設け
られている。

従来使用されている結露センサとしては、吸湿するこ
とによって体積膨張する特性を有する吸湿性高分子中に
導電性粉末を分散した感湿抵抗体を、絶縁性の基板上に
形成されたくし形対向電極を覆うように、５〜数10μｍ
の厚さで被膜形成したものである（例えば、特開昭57−
2110511号公報）。

その特性としては、高湿度状態と結露近傍（相対湿度
100％近傍）の状態とを区別して検知できるように高湿
度領域での抵抗値変化の大きいものが使用されている。

しかし前記方式の結露センサはセンサ感度を実用的な
レベルにするために、薄膜直下にくし形対向電極を設置
した構成となっているので、多量の結露水滴が生じた時
に水滴直下の感湿抵抗体被膜が吸収する水の量が容易に
飽和してしまい、吸収しきれない余剰の水は水滴として
被膜表面に部分的に付着する。結露解消時には、表面を
水滴に覆われていない部分と水滴に覆われている部分と
で被膜内部の水分の蒸散スピードに差が生じ、水滴に覆
われていない部分で先に被膜内部の水分が抜けて抵抗値
が減少する。そのため、結露解消時のセンサの検知にズ
レが生ずる。また僅かな結露量に対する応答スピードが
低い。さらにこの結露センサは均一の膜厚にするため、
ある程度の厚みが必要である。そのため、塗膜表面に結
露した水が内部に吸収され、内部から蒸発するのにある
程度の時間が必要であり、検知時及び解除時の応答スピ
ードの鈍化がやむを得なかった。

また、特開昭59−43345号公報には、導電性粒子を吸
湿性繊維表面に均一に担持したセンサを有する結露セン
サが記載されている。

この結露センサは湿度変化により吸湿性繊維が吸湿性
接着剤または吸着剤と共に収縮又は膨張するものであ
る。

そのため結露量が多いと、どんどん繊維内部に水分が
入り込んでいくため、雰囲気の結露状態が解除されて
も、結露状態を保持するという欠点がある。特にセルロ
ース系繊維を用いた場合には、水素結合による水分子の
保持力が強く、仲々乾燥せず、正確な結露検知ができな
いという問題がある。

本発明は湿度の変化や僅かな結露に対する応答速度が
早く、湿度の変化に対する抵抗値の変化が大きく、且つ
被検体の結露時や結露解消時の検知のずれのない感湿ま
たは結露センサを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の目的は、空隙部の比率が30％以上、85％以下
である不織布と、該不織布上又は不織布の構成繊維上に
実質的に連続し、且つ分散した状態で固着した感湿抵抗
体から成る感湿または結露センサであって、該センサに
多数の互いに連通した空隙部が形成されていることを特
徴とする。

以下本発明の感湿または結露センサの好ましい実施例
および感湿または結露センサを用いて作られた感湿また
結露センサデバイス、感湿または結露センサモジュール
および感湿または結露センサシステムの好ましい例を示
す添付図面を参照して本発明を以下詳述する。

第１図は本発明による感湿または結露センサの基本的
構造及び動作原理を概念的に示す一部切欠き拡大図であ
る。第１図中１で示す感湿または結露センサは湿度およ
び結露の有無をその電気抵抗に対応して検知し、導電コ
ンタクト部３を通うじて電極２で電気信号としてとらえ
る。第１図に示すセンサ１は、繊維５から成る不織布
と、不織布を支持体として空隙部７を有するように実質
的に連続し且つ分散した状態で固着された感湿抵抗体６
から構成される。本発明のセンサにおいては、感湿抵抗
体をより表面積の大きい状態で布帛（この場合は不織
布）の繊維表面に実質的に連続して且つ分散保持させる
ことが必要である。その結果、センサ１は微細な多孔質
構造になり、結露した水滴を空隙部７に生ずる毛細管現
象によって速やかに分散することができることになり、
応答スピードを早くすることができる。また結露解消時
には空隙部を存在と感湿抵抗体の表面積が大きいことに
よって、保持及び吸収されていた水分は速やかに蒸散す
るので、復帰時の応答のスピードも速くなる。

また、結露水が多量の場合や、結露状態が長時間持続
する場合などでも、感湿抵抗体６が吸収しきれない水分
を、上述の微細多孔質性の空隙部７によって保持するこ
とができる。

第２図は第１図のセンサの不織布の布帛をモノフィラ
メント使いの平織地にした場合の感湿または結露センサ
の例を比較例とし示し、第１図のセンサと同様にモノフ
ィラメント５から成る平織地に空隙部７が形成されるよ
うに感湿抵抗体６が固着されており、その作用原理は第
１図のセンサと同様である。

第22図は不織布を布帛とした場合の本発明の感湿また
は結露センサの電子顕微鏡写真であり、多数の空隙部７
の存在を確認することができる（第３図のセンサの詳細
は後述の実施例１の説明参照）。

本発明の感湿または結露センサにおける不織布は、一
般にメルトブロー法やフラッシュ紡糸法、抄紙法、フェ
ルト法、スパンボンド法等により作られる繊維構造体シ
ートであり、微細多孔質の空隙部を均質に、かつ、多層
構造で有している。このうち、メルトブロー法、フラッ
シュ紡糸法、スパンボンド法は溶融状態からすぐに繊維
構造体シートを形成できるので、極細繊維で表面積が大
きく微細多孔質の構造を必要とする本発明の内容に見合
う不織布を得ることができるものであり、且つ不織布を
低コストで得ることができる。

用いる繊維の直径は30μｍ以下、好ましくは15μｍ以
下、さらに好ましくは５μｍ以下がよい。

繊維直径が小さくなると、繊維の分散性が良好にな
り、繊維による微細多孔質の空隙部が均質に形成されや
すく、感湿抵抗体がムラなく分散保持されやすい。これ
によりバラツキの小さく、湿度の変化や結露時または結
露解消時の応答スピードの早いセンサが得られる。

本発明での空隙率では（不織布等の布帛の平均厚み）
×（面積）で示される体積中に占める空隙部の割合であ
る。

不織布等の布帛の空隙部の比率、すなわち空隙率は、
日本工業規格L1096−1979（一般織物試験方法）に準拠
して行った。即ち、20cm×20cmの試験片３枚を採取し、
20℃×65％RH下で重量を＋0.05mgの精度で精秤し、1m²
あたりの質量Ｗ（g/m²）を算出する。次にピーコック社
製デジタルリニヤゲージ、モデルPP−12を用いて、各試
験片の５箇所で厚さを125g/cm²の荷重下で測定し、平均
の厚さｔ（mm）を算出する。先に求めたＷとｔから見掛
比重Ｓ′ を求め、布帛を構成する繊維の比重Ｓとから下記式によ
り空隙率Ｖ・Ｖを算出する。

上式中繊維の比重は４℃の温度下、ゲーリュサック型
ピクノメータで測定した。

空隙率が10％未満であると、感湿抵抗体を固着した際
に連続した空隙部が得にくくなり、応答スピードが早
い、正確性に優れるなどの本発明のセンサの特徴が発現
されない。また、空隙率が95％を超える布帛では、機械
的強度が不足し、特性上安定性に欠ける。布帛が不織布
の場合には空隙率が30％〜85％の間で選定するとよい。

繊維素材は湿度の変化の小さいもので、上記の布帛を
構成し得るものであればよい。

具体的には、ポリエステル系、ポリアクリル系、ポリ
アミド系などの合成繊維、ガラス繊維、鉱物繊維、セラ
ミック繊維などの繊維があげられる。

本発明で感湿抵抗とは、吸湿することで電気抵抗が変
化するものであればよい。具体的には吸湿性高分子中に
導電性粉末が分散されて形成されたものがあげられる。
吸湿性高分子と導電性粒子とからなる感湿抵抗体におい
ては、吸水時に高分子の膨潤にもとづいて導電性粒子の
粒子間の電気的接触が悪くなり、電気抵抗の増大を引き
起こすように作用する。

吸湿性高分子は、繊維上に実質的に連続した成形体を
構成するもので、吸湿時に膨潤し、かつ形態保持される
ものであればよい。

吸湿性高分子の膨潤度は20％以上、好ましくは100％
以上が好ましい。ここで膨潤度とは25℃、相対湿度65％
雰囲気での厚さ100μの1cm角の感湿抵抗体を蒸留水にて
24h_NS浸漬したときの重量増加分の浸漬前の重量に対す
る割合（％）で示す。

膨潤度が20％未満では、吸水時の感湿抵抗体の抵抗値
変化が小さく、電気信号として検出する際にノイズの影
響を受けやすく好ましくない。

非イオン吸湿性高分子として、ポリアクリルアミド、
ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、また
はメチルセルロース、エチルセルロース、などのセルロ
ース誘導体高分子、ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリ
ビニルピロリドン、さらに吸湿性アクリレート、イソブ
チレンと無水マレイン酸の縮合ポリマー、吸湿性メタク
リレート等、吸湿性の高分子を用いることができる。ま
た、それらの変性物、複合物でもよい。

感湿抵抗体が前記非イオン吸湿性高分子の中に導電性
粒子を混合することによって作られた場合には、感湿抵
抗体中の電気伝導は電子伝導機構によって行われる。し
たがってこの感湿抵抗体を用いた感湿または結露センサ
は直流で作動させることができ、その結果簡単な構造の
回路をセンサに接続する回路として用いることができ
る。

吸湿性高分子として、ポリアクリル酸ソーダのような
吸湿性高分子電界質又は非イオン吸湿性高分子と電解質
との混合物を用いることができる。電解質はイオン導電
性を有するので、導電性粒子を用いることなく感湿抵抗
体を作ることができる。勿論さらに導電性粒子を添加し
て用いてもよい。ただしイオン電導によって生ずる抵抗
値の変化の影響を防ぐために、電解質を含む場合には交
流で作動させるとよい。

上記の各種高分子の場合、それ自身が各種繊維材料へ
の付着力を有しているので、感湿抵抗体は布帛中の繊維
に十分固着するが、結露時に吸水した場合に不溶化し安
定性、耐久性、耐環境性や繊維への付着力をさらに向上
しておくには、上記高分子に親水性の架橋剤・架橋高分
子などを用いて部分的架橋を施して水に対しての不溶性
を付与する処理を行なったり、上記高分子と相溶性が良
くかつ繊維に対する付着力の大きい他のバインダ樹脂
（例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂など）を混合し
ても良い。

吸湿性高分子中に分散される導電性粒子としては、例
えばカーボンブラックがあるが、炭素繊維やその他の化
合物導電体、銅、ニッケル、銀、合金などの金属を用い
てもよい。この導電性粒子の平均粒径としては、布帛を
構成する繊維の直径以下である方が、薄い感湿抵抗体層
を形成できるので良好な応答性能を得る上で好ましい。
また、繊維表面上に均一に分散させる上では、平均１μ
ｍ以下であることがより好ましい。

25℃×60％RHの雰囲気下、導電性粒子と吸湿性高分子
との重量比は、吸湿性高分子100重量部に対して30〜250
0重量部に用いるとよい。

尚、導電性粒子がカーボンブラックの場合は、吸湿性
高分子100重量部に対して30〜400重量部用いると良く、
好ましくは40〜300重量部である。カーボンブラックが4
00重量部を越えると、感湿抵抗体の繊維に対する付着力
が小さくなり、力学的な強度も弱くなる上、吸水による
抵抗値変化が小さいものとなる。カーボンブラックが30
重量部未満であると、感湿抵抗体そのものの抵抗値が大
きくなって実用上好ましくない。

また、カーボンブラックが30〜200重量部であると、
高湿度または結露状態で抵抗値が増大する結露センサと
しての特性が得られ、200〜400重量部であると、幅広い
湿度領域で抵抗値が徐々に変化する湿度センサとしての
特性が得られる。

本発明のセンサにおける感湿抵抗体の布帛に対する付
着量は10〜100％o.w.f好ましくは30〜90％.o.w.fであ
る。

付着量が100％o.w.fを越えると、センサ内の微多孔質
の高隙部が感湿抵抗体によって埋まってしまい、本発明
が目的とする応答スピードの速さと正確な検知性能が達
成されない。また、付着量が10％o.w.f未満では、繊維
表面上の感湿抵抗体が、連続した均一な分散状態になら
ず、センサの抵抗値が大きくなり実用的でなくなり、ま
た、安定した検知性能が得られなくなる。

また、感湿抵抗体は、布帛の厚み方向で全体にくまな
く塗布されている必要はなく、布帛の一方の面に偏って
塗布されていても良い。具体的には、後述の転写コーテ
ィング法において、布帛の厚みよりも薄く感湿抵抗体を
離型紙に塗布することによって得ることができる。

この場合には、より少ない塗布量で、より応答スピー
ドが速く、検知精度の高い感湿または結露センサとなる
ので好ましい。

次に、本発明のセンサを成形する具体的な方法につい
て説明する。

布帛の繊維に、感湿抵抗体を固着させ分散保持させる
には、前述の吸湿性高分子を水やアルコールのような溶
媒で溶解した溶液中に、前述の導電性粉末を分散させ、
その溶液を上記布帛中に含浸やコーティングによって付
与し、その後溶媒を取り除いて形成されるなどすればよ
い。

含浸には、ディッピングなどがあげられる。コーティ
ングにはグラビア、キスロール、リバースロール等の各
種コーティングや転写コーティング等があげられる。転
写コーティングとは、離型紙等の離型性の良いシート上
にコーティング液を所望の厚みで均一に塗布しておき、
その上から、吸液性の良い布帛を重ね合わせ、その内部
に吸収含浸してコーティングさせたのちロール等を通し
て均一分散させる方法で、特に微細多孔質性を有する極
細繊維の不織布状物に感湿抵抗体の溶液を付与するのに
好適である。

また、センサ内の微細多孔質の空隙部が感湿抵抗体に
よって埋まってしまうと本発明の目的に沿う検知動作を
行なうことができないので、空隙部の分散具合をその構
成材料に応じてコントロールすることを要し、そのため
には上記の溶液の濃度やコーティング量を調節したり、
含浸やコーティングの直後に布帛をロール等によって圧
力下え絞ることにより感湿抵抗体の量を減じてやればよ
い（量の加減は圧力その他の条件を変えれば達成され
る。適正な圧力を用いていれば絞りののちは、布帛の方
は自らの弾性回復力で嵩高に戻るので、前述のように空
隙部が形成されるに至る。）。

本発明による感湿または結露センサの特性すなわち広
範囲の相対湿度に対する抵抗値の変化、結露発生から結
露解消に至る抵抗値の変化を第３図〜第７図に示す。こ
れら特性の詳細な説明は後述の実施例の項にて行う。

次に本発明による感湿または結露センサを用いて作ら
れる感湿または結露センサデバイスについて説明する。
前記センサデバイスの基本的構成は第１図に示すよう
に、センサ１の両端に導電コンタクト部３を介して電極
２、さらにリード線４をそれぞれ設けることによって達
成される。その際、上記各部材を保持補強することので
きる部材を必要に応じて使用してもよい。前記導電コン
タクト部としては公知の導電性ペーストやクリームハン
ダを用いることができ、またははとめやホック等の挾持
方式を用いてもよい。

湿度の変化を敏感にとらえることを目的とする感湿セ
ンサデバイスの場合には、センサの通気性を失わないた
めに、上記保持補強する部材は、センサ面積に対してな
るべく小さい面積となるようにすることが必要である。

一方、結露を検出することを目的とする結露センサデ
バイスの場合には、より正確に、かつ迅速な応答スピー
ドで被検体の結露状態を検出する為に、被検体への密着
度を上げたり、被検体からの熱伝導を上げるようにする
ことが必要である。例えば被検知物体がガラス、プラス
チックのような絶縁物質の場合は、第８図（ａ）のよう
にセンサ１を被検知物体の表面９に直接貼付して、その
表面上の結露水滴を直接吸収して検知するようにすれば
よい。また、被検知物体が金属のような導電物質の場合
は、第８図（ｂ）のようにセンサの被検知物体側の面全
体に熱伝導性の良好な非常に薄い絶縁物質８を密着介在
させて被検知物体の表面９に貼付するか、第８図（ｃ）
のようにセンサ１の片面に予め絶縁物質を薄く塗布して
コートした層８を形成させておき、その反対側の両端に
電極２、導電コンタクト部３を設けセンサを構成し、絶
縁物質のコートのある側を被検知物体の表面９に密着す
るように貼付すればよい。

第８図（ｃ）の場合は、被検知物体に密着している絶
縁物質８を非常に薄くできるので、熱伝導性が高く、被
検知物体と等温状態になっており、センサの熱接触も十
分である。したがって被検知物体が結露する際には、絶
縁物質８やセンサ１も同時に結露することが非常に起こ
りやすくなる。

薄い絶縁物質としては、薄くて絶縁を保持できるもの
であればどのような材料でもよいが、例えば、各種プラ
スチックのフィルムや樹脂のコート層で形成すればよ
い。絶縁物質を薄く塗布してコートした層８としては、
各種絶縁性樹脂の溶液を、スプレーしたり、塗布した
り、または、半硬化状態の塗膜を作ってから貼り合わせ
転写を行なったのちに硬化させ被膜形成させたりしたも
のであればよい。

本発明のセンサは前述のように微細多孔質な空隙部を
有しているため、センサ１の直下の部分（第８図（ａ）
の場合の絶縁物質である被検知物体の表面９や、第８図
（ｂ）、第８図（ｃ）の場合の絶縁物質８）や、センサ
１内の感湿抵抗体６（第１図）は、該空隙部を通じて大
気に触れているため結露し、その水分が速やかに表面積
の大きいセンサ１で検知されるため前述の検知応答スピ
ードの速さが達成される。また、上記のようなとりつけ
方であれば、センサの片面は大気にさらされているか
ら、前述した結露解除時の復帰の応答スピードの速さも
実現される。

また、本発明による上述のセンサは繊維構造体によっ
て保持されたセンサ１自身が強度を有し且つフレキシブ
ルであり、さらに、付随させる絶縁物質８も薄くて柔軟
な材料を選択することができるので、被検知物体が曲面
が多少の凹凸を有していても、その形に合わせて貼付し
て密着させることもできる。

第９図（ａ）〜第９図（ｃ）は、第８図（ａ）〜第８
図（ｃ）に示されたセンサデバイスを被検知物体に取付
ける基本的態様を用いて作られた感湿または結露センサ
デバイスの具体例である。

第９図（ａ）は、第８図（ａ）のように被検知物体が
絶縁物質の場合の一例であり、被検知物体の結露水滴を
直接吸収できるような構造になっている。この場合、絶
縁性の保持体10が絶縁体薄板でできたフレーム状の構造
をしており、センサ１は前記フレームの被検知物体に接
する方の面11と同一面になるように組みこまれている。
反対面のフレーム内側の両端には電極２が設けられ、セ
ンサ１の両端裏面で導電性接着剤等によって導電コンタ
クト部３が形成されており、リード線４は電極２に半田
等で接続されている。

第９図（ｂ）は、第８図（ｂ）の具体例を示す図であ
り、非常に薄い絶縁物質８とセンサ１が貼り合わさった
構造になっており、センサの両端部で電極と導電コンタ
クト部に導電性接着剤などを用いれば図の２のように一
体化したものにすることができる。４はリード線であ
る。

第９図（ｃ）は、第８図（ｃ）に対応する形であり、
絶縁性の保持体10内を２本の鞘状ピン形の電極２が貫通
しており、そのピンが、絶縁物質を薄く塗布してコート
した層８を上面に有するセンサ１の両端をはさみ込ん
で、保持体10の被検知物体と接する面11と同一面内にセ
ンサ１を把持する。リード線は貫通したピン電極の他端
に接続されている。

第９図（ｂ）又は第９図（ｃ）に示すような構造であ
れば、金属等の導電性の被検知物体に対して絶縁を保ち
ながら密着できるようなとりつけ方を実現できる。

ここに述べた構造は一例であり、第８図のようなとり
つけ方の主旨にあう形であればどのようなものでもよ
い。

また、センサの強度向上を主目的にして、熱伝導性の
よい板状物に絶縁性の密着層を介してセンサを固着して
もよい。板状物としては、金属性の基板や、アルミや鉄
をベースにし、回路がのる側を熱伝導性を損わないよう
に、エポキシ樹脂や熱伝導性の良いセラミック粉を混入
したエポキシ樹脂で薄く絶縁処理したアルミ製または鉄
製などの金属板ベースのプリント基板などがあげられ
る。

金属製の基板としては、熱伝導性のよい金属・合金で
あればどのようなものを用いてもよいが、使い易さ・耐
久性、強度・コストなどを考えた場合、アルミニウム、
ステンレス、銅、りん青銅、ジュラルミンなどが好まし
い。その厚みは、センサ素子をとりつける対象物の温度
状態をセンサ素子のセンサに効率よく伝える意味では薄
い方がよく、センサデバイスのコンパクトさと強度を考
えて2mm以下が好ましい。しかし、この基板自身が厚く
大きいものであっても、その熱容量が大きくなることで
基板自身が周囲の温湿度状態を反映して結露を発生しや
すくなるので、、センサデバイスのまわりの雰囲気が結
露を発生しやすい状態となるだけで、検知を行なう保護
動作的な挙動をするタイプのセンサにもできる。したが
って、金属製の基板の厚さは特に限定しない。

絶縁性の接着剤層としては、センサと金属製の基板と
を接着し得るものであればどのようなものであってもよ
い。例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹
脂などが挙げられる。接着剤層の厚さは、金属製の基板
からの熱伝導を妨げないためには薄くする必要があり、
絶縁性を失なわない程度にコーティングなどによって薄
層化しておけばよい。また、接着剤層の熱伝導性をより
良好にするために、その中に、絶縁性を損わない範囲
で、金属粉やガラス粉、セラミック粉などを混入しても
よい。

電極や導電コンタクト部、リード線の各１対をセンサ
に設けるための絶縁性部材としては、フィルム状、板状
などのどのような材料を用いてもよいが、電極をプリン
トした絶縁性基板材などは本センサ素子の構造上、使い
易く好適である。また、この部材を金属製の基板に取り
付けるには物理的、化学的にどのような方法でもよい
が、上述した絶縁性の接着剤を使用すれば、材料も省略
でき好ましい。

センサのホルダとして役立つ絶縁性部材と金属板とを
具備した感湿または結露センサデバイスの例を第10図に
示す。第10図（ａ）は正面図、第10図（ｂ）は側面図、
第10図（ｃ）は断面図である。

このセンサデバイスでは、感湿抵抗体が繊維直径５μ
ｍ以下の極細繊維の不織布状物中の繊維に固着され且つ
分散保持されてなるセンサ１がセンサデバイス上面の中
央部に配置されている。センサ１は、絶縁性の接着剤層
８によって金属製の基板13の表面に取り付けられてい
る。そのセンサの周囲には、電極２や導電コンタクト部
３、リード線４を１対設けてある絶縁性部材14が配して
あり、該部材14も金属製の基板13の表面に取り付けてあ
る。図中17はリード線４を電極２に半田付けした部分で
ある。導電コンタクト部３はセンサ１と電極２を圧着さ
せたり、導電性接着剤などで接続したりして形成されて
いる。

第10図（ｃ）により明らかに示すように、センサ１が
微細な空隙部７（第１図）によって通気性を有している
ので、金属製の基板13の上の絶縁性の接着剤層８の表面
がセンサ１を通して大気に触れていることになる。そし
て、金属は通常、熱伝導性が良好（熱伝導率では一般的
にセラミック材料に比べ１〜２桁大きい）なので、従来
のセラミック製の基板を用いてセンサデバイスに対し、
金属製の基板を使用する本センサデバイスは熱伝導性に
優れる。したがって、本センサデバイスの金属製の基板
13のセンサ１を接着していない方の面を、結露に検知し
たい対象物に直接密着させて使用すると、熱伝導性が良
好なので絶縁性の接着剤層８の、センサ１が付いている
側の表層に対象物の結露状態の有無に応じて正確に結露
の発生・解消が行なわれる。

他の好ましい感湿または結露センサデバイスの例を第
11図に示す。第11図（ａ）は正面図、第11図（ｂ）は側
面図である。第11図（ｂ）と第10図（ｃ）を比較すれば
容易に判るように、このセンサデバイスでは第10図に示
すセンサデバイスでホルダとして用いた絶縁性部材14を
用いずに、アルミ製の基板13をベースにしたプリント基
板（以下アルミプリント基板と称す）を用いている。

第11図（ａ）および第11図（ｂ）において、１はセン
サ、２はアルミプリント基板上の銅箔をエッチング処理
して得た回路パターン、３は導電コンタクト部（導電性
ペースト）、４はリード線、17は回路パターン２とリー
ド線４を半田付けした部分、16は、検出回路へつなぐコ
ネクター部である。８は、熱伝導性の良い接着剤層を表
わす。

このようにアルミプリント基板を用いると、回路パ
ターンをエッチングで所望の位置に設置でき、エッチ
ングで銅を除去した面は、銅を接着していた熱伝導性の
良い絶縁性の樹脂層が残されている、アルミ板ベース
なので、熱伝導性がよく、加工性も良いため、形状を
被検体に組み込み易すくするためのビス穴や凹凸をつけ
やすいなどの利点がある。

本発明のセンサを用いた前述のセンサデバイスを用い
る場合には、熱伝導性の良い板状物を有するセンサデバ
イスと被検知物体との熱接触を損わないように、密着度
を高めたり、接着剤を可能な限り薄く用いたり、熱伝導
性の良好な接着剤を選択したりすることは肝要である。

熱伝導性の良好な接着剤層としては、導電性ペースト
などの導電性接着剤や異方導電性接着剤、熱伝導性の良
いセラミック粉末混入接着剤、シリコーン系、エポキシ
系接着剤があげられる。

また、センサデバイスの、金属製の基板や前述の絶縁
性部材などに薄くてフレキシブルな材料を用いれば、対
象物の表面が曲面や多少の凹凸などがあったりする場合
においても、その曲面等に沿って設置することができ
る。又ビス止め用に、基板や絶縁部材に、第10図（ａ）
で12で示すようにビス孔を設けておくとよい。

また、用途によっては、本発明物の結露センサ（また
は感湿センサ）に直接水滴や油滴（オイルミスト）がか
からないように、通気性があって、防水、防油の機能を
併せ持つ、例えば、フッ素系撥水撥油剤を含浸、キュア
リングしたメッシュ、織物、編物、不織布などの布帛を
カバーとして用いるとよい。

第12図（ａ）、第12図（ｂ）にその一例としてカバー
布をプラスチックと一体成型したカバーケースを装着し
た感湿または結露センサデバイスの正面図と断面図を各
々示す。第12図（ａ）中18は、カバー布、19は樹脂製ケ
ース、12はネジ止め用穴、４はリード線を示す。また、
第12図（ｂ）中１はセンサ、３は導電コンタクト部、13
は熱伝導性の良い板状物を表わす。このカバーケースセ
ンサデバイスを組み込んで用いれば、台所や浴室の壁な
ど油滴や水が直接かかるような劣悪な環境下でも、セン
サは保護されているので、誤動作なく感湿または結露セ
ンサとしての機能をはたすことができる。尚、カバー布
としては、例べば250メッシュのポリエステル樹脂メッ
シュに、フッ素系撥水撥油剤、明成化学製アサヒガード
AG750を塗布後、150℃でキュアリングして、撥水撥油性
であり、通気性もある布帛を用いることができる。

次に前述の感湿または結露センサデバイスを用いて作
られる感湿または結露センサモジュールについて説明す
る。センサモジュールは前述のセンサデバイスに、前記
センサにおける電気抵抗の変化を検出して電圧または電
流信号として出力する回路を接続することによって構成
される。この回路としては公知の検出回路を用いること
ができる。

例えば、第13図（ａ）に示すように、センサデバイス
に直列に抵抗を接続して、その間での電位の変化（図中
Ａ）をコンパレーター20を通して、あらかじめ可変抵抗
器21で設定された電位と比較して、電位Ａが設定値をこ
えた場合に電流または電圧出力するデジタル出力回路を
用いることができる。第13図（ａ）は中22はセンサデバ
イス、23は電源、24は抵抗を示す。又第13図（ｂ）に示
すように、センサデバイス22の湿度もしくは結露による
抵抗値変化を電圧または電流信号にアナログ出力する回
路を用いることができる。21は可変抵抗器、25は抵抗、
25′はアナログICである。

前記感湿または結露センサモジュールが、前記検知回
路、検知回路から出力された信号によって作動して主電
源出力を入切するリレーおよび主電源出力用の端子を含
んで成る連結器を具備してもよい。前記感湿または結露
センサモジュールの一例を第14図および第15図に示す。
第14図はその外観を示し、第15図はその検出回路を示
す。図において、20は比較器、21は可変抵抗器、21′は
可変抵抗器21を調節するノブ、22はセンサデバイス、26
はAC100V出力端子、27は発光ダイオード、27′は発光ダ
イオード27を具備したLED表示器（設定温度以上で点燈
する）、28はセンサデバイスの接続端子、29はフュー
ズ、30はコンセント、31はリレーである。前記センサモ
ジュール、すなわちこの場合は連結器は、前述のように
設定湿度以上でAC100Vを出力する端を有しているので、
用途に応じて変わる、作動機器に左右されることなく共
通に使用できるコントローラとなるので好ましい。

感湿または結露センサモジュールの他の例を第16図に
示す。このセンサモジュールでは検出回路が感湿または
結露センサデバイスと共に熱伝導性の良いプリント回路
板上に設けられている。第16図において、１はセンサ、
２は回路パターン、３は導電コンタクト部、15はプリン
ト回路板、20は比較器、21は可変抵抗器、24は抵抗であ
る。それぞれ厚さ25μｍ以下のポリイミドフレキシブル
プリント回路板またはアルミニウムなどの金属をベース
にしたプリント基板が熱伝導性のよいプリント回路板と
して用いることができる。第16図中では、電源端子、出
力端子を省略したが、それらが実装されているのは言う
までもない。また、結露時には、基板全体にわたって水
滴が発生するので、センサ以外の回路は、エポキシ樹脂
やシリコーン樹脂で包埋されているとよい。このように
検出回路がセンサと一緒に実装されていると、他の基板
と一緒に計測機器やコンピューターなどの結露をきらう
装置内に組み込みやすく、組み立てラインにのりやすい
と共に、コンパクトになるので好ましい。

前記感湿または結露センサデバイス、または感湿また
は結露センサモジュールは下記の用途で用いることがで
きる。すなわちセンサデバイスまたはセンサモジュール
はルームエアコン、除湿器、複写器などの感湿センサと
して、また絵画保存室、実験室等の湿度コントロール装
置として用いることができる。さらにセンサデバイスま
たはセンサモジュールは結露発生に際しての高湿度を迅
速に検出することのできる結露センサとして用いること
ができる。

次に前述の感湿または結露センサモジュールを用いて
作られる感湿または結露センサシステムについて説明す
る。前記センサシステムはセンスモジュールに、光や音
のような警報を発生することのできる装置、あるいはヒ
ータ、換気ファン、熱風ファン、除湿器等の湿度状態又
は結露状態を改善する装置を接続することによって構成
される。

センサシステムの主要な用途を下記に示す。

（１）携帯用テープレコーダ、携帯用VTR、コンピュー
タ等の磁気記録再生装置の磁気ヘッドに結露が発生する
ことによって生ずる磁気テープの巻き込み防止用のロッ
ク機構あるいは結露解除装置を作動させるセンサシステ
ム。

（２）カメラレンズや、レーザーディスク用集光レン
ズ、光センサ、赤外線検知器のレンズ、ファクシミリの
集光レンズの結露を事前に防止するために、高湿度とな
った状態で除湿ファンやヒーターを作動させるくもり防
止用システム。

（３）住環境関係として、押し入れ内や北側の壁の結露
検出防止装置、アルミサッシの結露水除去装置や吸水性
シートへセンサデバイスを組み込み、吸水性シートで吸
いとれなくなった余剰水を検出して吸水性シートの交換
時期をお知らせする結露警報器。台所やバスユニットの
換気扇の自動ON/OFF装置への応用や床下の柱の腐り防止
用換気扇への応用。洗面台のカガミのくもり除去装置。
倉庫中の在庫品の結露防止、トラックや船舶などの運送
途上での荷台結露防止、ショーウィンドーや自動車など
の車窓用くもりお知らせ、結露時間の計測計または結露
除去装置。導路反射鏡のくもり止め装置。

（４）鉄鋼などの結露をきらう生産ラインで、工程中で
の結露事前検出装置。水洩れ検出警報装置。金型の結露
事前検出装置。配電盤内の結露検出防止装置。

（５）降雨事前お知らせと共に洗濯物を室内に取り入れ
たり、採光窓を閉じたり、室外に干してある洗濯物の乾
燥お知らせ装置、スキー用ゴーグルのくもり防止ファ
ン。

前述の各種の用途の中の代表的な用途に用いられるシ
ステムの数例を以下説明する。

第17図（ａ）は、自動車のフロントガラスのくもり開
始時期を事前に音と光で知らせる報知装置の略示断面図
である。また、第17図（ｂ）は、報知装置の設置場所を
示す自動車フロントガラス部分の概略図である。第17図
（ａ）中、22はセンサ、13は熱伝導性の良い金属製の板
状物、34は検出回路ボックス、35は、フロントガラス面
へ報知装置本体を着脱可能にした吸盤、36はハウジング
部、23は電池、33はブザー、27は発光ダイオード、37は
フロントガラスへのセンサデバイスの密着度を上げるた
めのバネ、38はハウジングの貫通孔である。また、第17
図（ｂ）中、39はルームミラー、40はフロントガラス、
41は報知装置の取りつけ位置、42はハンドルを表わす。
空孔部38から大気は自由に報知装置に出入りできるの
で、フロントガラスの温度の低下による高湿度状態をセ
ンサデバイスが敏感にキャッチして、くもりを事前に知
らせることができる。第17図（ｂ）は、もっとも結露し
やすい箇所に報知装置を吸盤35の吸着力を利用してとり
つけた様子を示している。

また、第18図は、前記報知装置に使用されている回路
図である。図中22はセンサデバイス、20は比較器、27は
発光ダイオード、33はブザーを表わす。

次に押し入れの結露防止用吸水シートへの応用例を第
19図に示す。これは吸水性シート43の一部表面にセンサ
デバイスの面端を電極をかねた金属製のホック３で止め
て固定し、吸水性シートの吸水能力が飽和に達し、シー
ト面に余剰の水分がつき出したら、検出し、シートの交
換時期を知らせる警報器44が作動して音を発するように
なっている。住人が不在の時のブザーの鳴りっぱなしに
よる電池の消耗を防止するため、１時間ごとの周期で１
分間音を発するようにクロックICが回路に組み込まれて
いるようにしてもよい。

前記吸水性シートとしては、例えば、ポリアクリロニ
トリルとアクリル酸ソーダとの共重合体からなる吸水性
繊維をシートに吸湿時の形態保持性を持たせるためにカ
シミロン（旭化成工業のアクリル繊維）と混紡させたシ
ートを用いることができる。

次に洗面台鏡用デフロスターへの応用例を第20図に示
す。すなわち第20図には洗面台47の鏡46が、お湯を出し
た時にくもらないように、熱風を下から上に向かって吹
きあげる洗面台鏡用デフロスター45が示されている。こ
のテフロスターには、センサデバイス22が組み込まれて
おり、また、第14図に示したセンサデバイスと棒状のヒ
ーターファンが入っている。このデフロスターは箱型で
洗面台の台の上に置いて使用できるので好ましい。尚、
図中30はコンセント、48はメインスイッチ、27は発光ダ
イオードを示す。

尚、洗面台の鏡に透明抵抗膜を貼って発熱させて、鏡
上のくもりを除去する方法も用いることも可能である。

最後の応用例として「ペン型乾燥お知らせ装置」の一
例を第21図に示す。第21図（ａ）は一部切欠正面図、第
21図（ｂ）は洗濯物のポケットに装着した例を示す。こ
のセンサシステムは、室外に干してある洗濯物の乾燥時
期を知らせることのできるセンサシステムであって、万
年筆の外型を使って、内部に電池23、ブザー33、発光ダ
イオード27、検出回路ボックス34などを組み込んだ構造
になっている。スプリングバネ37は、第21図（ｂ）のよ
うに洗濯物のポケット54に本装置53を装着した際に、衣
服に確実にセンサデバイス22が接触するように押しつけ
る役目をする。ここで用いる検出回路の詳細は省略する
が、第18図に示した回路の応用で、第18図の回路の作用
とは全く逆に、ある湿度以下になると、ブザーや発光ダ
イオードが作動し、乾燥時期を知らせるしくみになって
おり、公知の回路で十分対応できるものである。尚、ペ
ン型の他の、洗濯ばさみを応用して、洗濯物をはさむ面
にセンサデバイスを取りつけて、同様に乾燥時期を知ら
せることも可能で、これら形状、センサデバイスや回路
の組み込み方式は図示例に限定されるものではない。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について説明する。

実施例の説明に先立ち、以下の実施例で用いられる各
種特性値の定義および測定方法を以下説明する。

・結露発生時の応答性厚さ5mmで5cm平方のステンレススチールの板にねじに
よって取付けられて０゜の状態に保たれていたセンサデ
バイスが、25℃、相対湿度80％の環境下に置かれた時
に、センサの抵抗値が増加し始めた時と、その抵抗値が
一定値になった時との間の時間間隔。

・結露時の正確性センサの抵抗値の増加が始まる時と、被検知物体また
はセンサを支持するプレート上での結露の発生が実際に
始まる時との間の時間差。

・結露解消時の応答性センサデバイスが25℃、相対湿度80゜の環境下に保た
れて結露が自然に解消する時に、センサの抵抗値の減少
が始まる時と、抵抗値が結露前の元の値に戻る時との間
の時間間隔。

・結露解消時の正確性センサの抵抗値の減少が始まる時と、被検知物体また
はセンサを支持するプレート上での結露の解消が実際に
始まる時との間の時間差。

・センサデバイスの相対湿度特性の測定増田理化工業（株）製恒温恒湿槽を用いて、25℃の温
度下、温度０％から100％まで５％きざみに湿度の低い
方から高い方へ変化させ、次に湿度の高い方から低い方
へ変化させた。各湿度に於ける抵抗値の測定は、アドバ
ンテック社製“デジタルマルチメーター6845"を用い、
各湿度条件が表示されてから５分経過後、槽内雰囲気が
十分設定湿度になった時点で測定した。

実施例１ポリビニルアルコール100重量部に対して平均粒径約3
0nmの導電性カーボンブラックの粉末を80重量部加え、
アクリル樹脂を70重量部、ポリビニルアルコールを部分
架橋させるための尿素ホルマリン縮合物を２重量部を配
合したものを水1200重量部を溶媒として混練して感湿抵
抗体のペースト状物を作製した。この感湿抵抗体で所
定の形状の塗膜を形成し、25℃×60％RHにおける吸水倍
率を測定したところ、1500％であった。これを、メルト
ブロー法によって作られた繊維直径平均1.7μｍ、目付1
5g/m²、空隙率60％のポリエチレンテレフタレート極細
繊維不織布に転写コーティングを行ない、60℃で乾燥し
た後、150℃の温度で10分間キュアリングを施したとこ
ろ、厚さは48μｍとなり、感湿抵抗体の付着量は60％o.
w.fであった。これから、幅2mm、長さ4mmの短冊状のセ
ンサを切り出した。このセンサの電子顕微鏡写真を第22
図に示す。この写真より複数の空隙部がセンサ中にある
ことが確かめられた。このセンサの両端にリード線の付
いた電極を配し、導電性接着剤がコンタクトをとりポリ
スチレン製のフレームを用いて第９図（ａ）のタイプの
結露センサデバイス試料No.Iを作製した。

試料No.Iで使用したセンサを同様のサイズで切り出
し、これを厚さ４μｍ、幅2.5mm、長さ5mmのポリエチレ
ンテレフタレートフィルムに重ね合わせ、その両端に銀
系の導電性接着剤を用いて導電コンタクト部と電極を兼
ねる部分をつくり、そこにリード線の埋め込んで固化さ
せ、第９図（ｂ）のタイプの結露センサデバイス試料N
o.IIを作製した。

試料No.Iで使用した感湿抵抗体を、目付15g/m²で、
繊維直径8.0μｍ・空隙率55％、繊維直径27.0μｍ・空
隙率48％、繊維直径35.0μｍ・空隙率30％の各３種のポ
リエチレンテレフタレート繊維からなるスパンボンド法
不織布に各々、試料No.Iと同じ条件の転写コーティング
法で固着し、試料No.IIと同じタイプのセンサデバイス
を作製し本発明物である試料No.III,IV,Vを作製した。

次に、試料No.Iの作製に使用された感湿抵抗体を水
酸化ナトリウム水溶液（80g/）、100℃で減量加工
（減量率20％）した、旭化成工業（株）製のポリエステ
ルタフタ（経50d/24f、緯75d/36f、繊経27μｍ、空隙率
16％）に、試料No.I,IIと同様の転写コーティング法に
より、固着し、試料No.IIと同タイプのセンサデバイス
を作製し、試料No.VI（但し第１表では比較例VIとして
示す）を作製した。

得られたセンサデバイスについて、相対湿度に対する
抵抗値の変化を測定した。第３図に試料No.II、No.II
I、およびNo.VIについての結果を代表して示す。いずれ
も90％RH以上の高湿度で急激な抵抗値を示す。

次に応答性および検知の正確性の評価を行い、得られ
た結果を第１表に示す。又結露発生時および結露解消時
の抵抗値の変化を試料No.II、No.IIIおよびNo.VIについ
て第４図（ａ）に示す。第１表と第４図（ａ）から、用
いられる繊維の直径が細い程、又布帛は織物より不織布
の方が応答性および正確性に優れていることが判明し
た。

実施例２ポリアクリルアミド100重量部に対して平均粒径30nm
の導電性カーボンブラックの粉末を120重量部加え、ア
クリル系バインダ樹脂を50重量部、ポリアクリルアミド
を部分架橋させるためのホルマリンを３重量部を配合し
たものを水800重量部を溶媒として混練して感湿抵抗体
のペースト状物を作製した。この感湿抵抗体で所定
の形状の塗膜を形成し、25℃×60％RHにおける吸水倍率
は、1300％であった。これを、抄紙法により作られた繊
維直径平均２μｍ、目付20g/m²、空隙率50％のガラス極
細繊維不織布に含浸し、60℃で乾燥したのち、150℃の
温度で10分間キュアリングを施した。厚さは40μｍとな
り、感湿抵抗体の付着量は55％o.w.fであった。これ
に、半硬化したポリウレタンの塗膜を貼り合わせて130
℃で熱硬化させて厚さ７μｍの薄い絶縁層を設けた。こ
れから、幅2mm、長さ5mmのセンサを切り出した。第９図
（ｃ）のようなピン電極でセンサを把持するようなセン
サデバイスの試料No.XVを作製した。得られたセンサデ
バイスについて、相対湿度に対する抵抗値の変化、及
び、応答性・検知の正確性を見るために実施例１と同じ
く調べたところ、それぞれ第３図、および第４図（ｂ）
に示すように良好な特性を示すことがわかった。

すなわち結露検知に要した時間は約20秒と応答スピー
ドが速く、結露状態の検知もずれなく（１秒以内）行な
われていた。また、結露解除後に乾燥復帰して抵抗値が
もとに戻る応答スピードも約１分30秒程度と速いもので
あった。この際、乾燥状態の抵抗値は9.5KΩ、結露状態
の抵抗値は2.6MΩであった。また同一のセンサを同じ条
件で10点作製して、それらについて調べてみたところ、
抵抗値のバラツキは±15％内におさまり、性能について
もどれも同様であった。

実施例３ポリアクリルアミド100重量部に対して平均粒径30nm
の導電性カーボンブラックの粉末を100重量部加え、ア
クリル系バインダ樹脂を65重量部、ポリアクリルアミド
を部分架橋させるためのホリマリンを３重量部を配合し
たものを水、100重量部を溶媒として混練して、感湿抵
抗体のペースト状物を作製した。この感湿抵抗体を所
定の大きさの塗膜にして、25℃×60％RHでの吸水倍率を
測定したところ1000％であった。布帛としては、抄紙法
により作られた繊維直径平均２μｍ、目付20g/m²、空隙
率50％のガラス極細繊維不織布を用い、これに、固着量
が5,15,35,55,95,120％o.w.fになるように、感湿抵抗体
に水を希釈剤として用いて適応量添加した溶液中に含
浸し、60℃で乾燥したのち、150℃の温度で10分間キュ
アリングを施し、固着量が５％o.w.f、15％o.w.f、34％
o.w.f、55％o.w.f、93％o.w.f、122％o.w.fの各センサ
を作製した。これらを直径が3.0mmφの円形状のセンサ
に切り出した。このセンサを厚さ0.5mm、タテ16mm、ヨ
コ6mmのアルミニウム（熱伝導率0.52cal/cm・ｓ・Ｋ）
製の基板表面の中央に、厚さ10μｍのアクリル系接着剤
層によって貼り付けた。

又このセンサの周囲にリード線の付いた電極を有し且
つ導電性接着剤でコンタクトをとれるガラエポ板製の絶
縁部材を用いて第10図の形状のセンサデバイスの試料N
o.VII,VIII,IX,X,XI,XIIを作製した。得られた各センサ
デバイスについて、相対湿度に対する抵抗値の変化、及
び、応答性、検知の正確性を見るために実施例１と同じ
く調べた。代表して、固着量が55％o.w.fの試料No.Xと9
3％o.w.fの試料No.XIの相対湿度に対する抵抗値変化
を、第６図に、また、結露時及び結露解消時の抵抗値変
化を第７図（ａ）、第７図（ｂ）に各々示す。また、第
１表に、試料No.VII〜XIIまでの応答性及び検知の正確
性などの各測定値を示した。

第６図からわかるように、湿度90％RH以上の高湿度下
での急激な抵抗値の増加を示すので、結露センサデバイ
スとして良好な特性を有していることがわかる。また、
固着量が多くなるほど、応答性、検知の正確性が悪くな
る傾向にあり、空隙部が固着量の増大に伴って減少する
ためと考えられる。また、固着量が少ないと抵抗値が大
きくなり実用的でないことがわかる。

実施例４ポリアクリルアミド100重量部に対して平均粒径約30n
mの導電性カーボンブラックの粉末を80重量部加え、ア
クリル系バインダ樹脂を100重量部、ポリアクリルアミ
ドを部分架橋させるためのホルマリンを３重量部を配合
したものを水800重量部を溶媒として混練して感湿抵抗
体のペースト状物を作製した。この感湿抵抗体を所定
の大きさの塗膜にして測定した25℃×60％RHにおける吸
水倍率は1200％であった。

これを、メルトブロー法によって作られた繊維直径平
均1.7μｍ、目付15g/m²、空隙率60％のポリエチレンテ
レフタレート極細繊維不織布に転写コーティングを行な
い、60℃で乾燥したのち、150℃の温度で10分間キュア
リングを施したら、厚さ40μｍとなり、感湿抵抗体の付
着量は60％o.w.fであった。これから、直径3mmφのセン
サを切り出し、厚さ1mmのアルミニウム板をベースにし
たプリント基板（電気化学工業（株）製）の回路パター
ンの所定の位置にアクリル系接着剤層によって貼り付け
た。又、センサとリード線の付いた回路パターンとの導
電コンタクトは、導電性接着剤を行い、第11図に示した
センサデバイスである試料No.XIIIを作製した。

得られたセンサデバイスにて、相対湿度に対する抵抗
値の変化を測定したところ、高湿度領域で抵抗変化率の
大きいものであることがわかった。また、このセンサ素
子の応答性と検知の正確性を見るために、実施例１と同
様の方法で測定した。（第１表参照）。

結露検知に要した時間は約30秒で応答スピードが非常
に速いものとなっており、また、結露解除後に乾燥復帰
して抵抗値がもとに戻る応答スピードも約２分30秒程度
と速いものであった。

また、結露時の検知の正確性が１秒以内であり、結露
状態ガ解消する際の正確性も10秒以内と極めて良好な検
知の正確性を有していた。

実施例５ポリアクリルアミド100重量部に対して平均粒径約30n
mの導電性カーボンブラックの粉末を250重量部加え、ア
クリル系バインダ樹脂を100重量部、ポリアクリルアミ
ドを部分架橋させるためのホルマリンを３重量部を配合
したものを水800重量部を溶媒として混練して感湿抵抗
体のペースト状物を作製した。この感湿抵抗体で所定
の形状の塗膜を作製して、25℃×60％RHでの吸水倍率を
測定したところ1100％であった。

これを、メルトブロー法によって作られた繊維直径平
均1.7μｍ、目付15g/m²、空隙率60％のポリエチレンテ
レフタレート極細繊維不織布に転写コーティングを行な
い、60℃で乾燥した後、150℃の温度で10分間キュアリ
ングを施したら、厚さは48μｍとなり、感湿抵抗体の付
着量は60％o.w.fであった。

これを実施例１の試料No.Iと同様の方法により、第９
図（ａ）のタイプのセンサデバイス試料No.XIVを作製し
た。得られたセンサデバイスについて、相対湿度に対す
る抵抗値の変化を測定したところ、第５図に示すように
０〜100％にわたって幅広くなだらかに300Ωから200KΩ
の範囲で抵抗値が増大する湿度センサデバイスとしての
安定な特性が得られた。また、結露時及び結露解消時の
特性も安定して得られた（第１表参照）。

比較例１従来より一般に用いられている市販の結露センサデバ
イスを実施例１と同様の測定で比較した。このセンサデ
バイスは、厚さ0.7mmのアルミナセラミック（熱伝導率
0.03cal/cm・ｓ・Ｋ）基板上にくし形対向電極を形成し
リード線を接続したものに、導電性カーボンブラックを
分散した吸湿性樹脂のペーストで上記電極を覆うように
厚さ約５μｍの被膜を形成させた膜式センサデバイスで
ある。相対湿度に対する抵抗値変化は、実施例とほぼ同
等のものであったが、結露させた時の抵抗値変化におい
ては、第４図（ｃ）比較例１の曲線に示すように、結露
検知に要した時間が約１分30秒と応答スピードの遅いも
のであり、また、アルミニウム板及びセンサ素子表面上
の結露が解消する約１秒30秒前から抵抗値が減少してし
まい、結露状態を正確に検知することはできなかった、
さらに結露が発生してから約45秒間の無応答時間を経て
から、応答の立ち上がりが始まるという、応答の遅いも
のであった。このセンサ素子の乾燥状態の抵抗値は2K
Ω、結露状態の抵抗値は2MΩであった。

比較例２セルロース繊維からなる濾紙４（東洋ろ紙製）を筆記
用墨液中に５分間浸し、次いで乾燥させることにより比
較例のセンサを作製した。これを実施例４と同様の手順
で比較例であるセンサデバイスを作製した。相対湿度に
対する抵抗値変化は、小さい。その応答性及び正確性を
実施例１と同様の方法で調べた。その結果を第４図
（ｃ）の比較例２の曲線を示す。図から明らかなよう
に、結露時の応答性が極めて低く、抵抗値が最大値にな
るまでに２分30秒も経過し、また結露解除時から約２分
40秒後に徐々に抵抗値が下がりはじめるが、吸湿性繊維
内部へ吸着された水分は仲々蒸発せず、結露解除時から
10分以上経過しても抵抗値は、結露前の抵抗値へ復帰し
ていない。

〔発明の効果〕本発明の感湿または結露センサは前述のように構成さ
れているので結露検知時や結露解除時の応答スピードが
速く結露状態をずれがなく正確に検知することが可能
で、結露解除時において結露が完全に解消するまで検知
状態を保持することができ、且つ小型・軽量で簡易な構
造のセンサである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による感湿または結露センサの基本構
造・特徴及び動作原理を概念的に示す一部切欠き拡大の
模式である。第２図は布帛として織物を用いた場合の、
本発明による感湿または結露センサの他の例を示す斜視
図である。第３図は本発明による４例の感湿または結露
センサの関係湿度に対する抵抗値の変化を示すグラフで
ある。第４図（ａ）〜第４図（ｃ）は本発明による感湿
または結露センサおよび比較例のセンサの時間経過に対
する抵抗値変化を示すグラフである。第５図は本発明に
よる他の感湿または結露センサについての第３図と同様
なグラフである。第６図は本発明によるさらに他の２例
の感湿または結露センサについての第３図と同様なグラ
フである。第７図は本発明による他２例の感湿または結
露センサについての第４図と同様なグラフである。第８
図（ａ）〜第８図（ｃ）は感湿または結露センサを被検
知物体をとりつける状態を示す側面図である。第９図
（ａ）〜第９図（ｃ）はそれぞれ第８図（ａ）〜第８図
（ｃ）に対応する感湿または結露センサデバイスの具体
的構造を示す斜視図である。第10図は本発明による感湿
または結露センサデバイスの具体例を示す図であって、
第10図（ａ）は正面図、第10図（ｂ）は側面図、第10図
（ｃ）は断面図である。第11図は本発明による感湿また
は結露センサデバイスの他の具体例を示す図であって、
第11図（ａ）は正面図、第11図（ｂ）は側面図である。
第12図は本発明による感湿または結露センサデバイスの
カバー付きの具体例を示す図であって、第12図（ａ）は
斜視図、第12図（ｂ）は断面図である。第13図（ａ）は
本発明による感湿または結露センサデバイスに用いられ
るディジタル型回路の一例を示す図であり、第13図
（ｂ）は同様のアナログ型回路の一例を示す図である。
第14図は本発明による感湿または結露センサデバイスを
電源に接続するための連結器の正面図であり、第15図は
連結器内の回路図である。第16図は本発明による感湿ま
たは結露センサモジュールの一例を説明する説明図であ
る。第17図は本発明による、自動車のフロントガラス表
面にくもりが発生することを警告することのできる装置
（センサシステムの一例）を示す図であって、第17図
（ａ）の断面図、第17図（ｂ）はフロントガラスへの取
付方を示す図である。第18図は第17図に示した装置に用
いられる回路図である。第19図は結露防止用吸水シート
を用いられた感湿または結露センサシステムを示す平面
図である。第20図は洗面台の鏡のくもりを防止するため
に用いられる感湿または結露センサシステムを示す斜視
図である。第21図は洗濯物の乾燥を検知するペンタイプ
の感湿または結露センサシステムを示す図であって、第
21図（ａ）は軸断面図、第21図（ｂ）はポケットに装着
されたシステムを示す図である。第22図は実施例１の試
料No.Iに用いられた感湿または結露センサ中の繊維の形
状を示す電子顕微鏡写真（倍率2000倍）である。１……感湿または結露センサ、２……電極、３……導電コンタクト部、４……リード線、５……布帛を構成する繊維、６……感湿抵抗体、７……微細多孔質の空隙部、８……薄い熱伝導性の良い絶縁層、９……被検知物体の表面、 10……絶縁性の保持体、 11……保持体の被検知物体と接する面、 13……熱伝導性の良い板状物。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】空隙部の比率が30％以上、85％以下である
不織布と、該不織布上又は不織布の構成繊維上に実質的
に連続しかつ分散した状態で固着した感湿抵抗体から成
る感湿または結露センサであって、該センサに多数の互
いに連通した空隙部が形成されていることを特徴とする
感湿または結露センサ。