JP2874021B2 - 湿度センサ - Google Patents
湿度センサInfo
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Description
層として用い、湿度の変化を電気抵抗あるいは容量の変
化として検出する湿度センサに関する。
着に優れているため、この有機高分子材料を感湿層とし
て利用し得ることが知られている。
て用いた湿度センサは、例えば特開昭59−13345
3号公報によって提案されている。
などからなる公知の絶縁基板上に形成した一対の電極間
に、有機高分子材料としてのメタクリルアミドプロピル
トリメチルアンモニウムハライドの重合体又は共重合体
を液体化させてなる感湿剤を塗布して感湿層を形成し、
この感湿層の電気抵抗の湿度に対する変化を利用したも
のである。
料からなる感湿層は、本発明者の検討結果から、 高温度雰囲気での経時安定性に欠ける。
的でない。(直線性に欠ける)などの問題点を有し、よ
り高い信頼性を得る上で、実用上必ずしも好ましいもの
となっていないことが確認された。
−スなどを塗布しオーバーコートを施すなどの方法を採
用し、上記問題点の解消を試みてみたが、この試みによ
って上記問題点の一時的な解消に貢献することができる
が、構造が複雑化し、かつ工数が増し高価になることは
元より、長期的な使用下での経時変化による特性劣化が
あり、上記問題点の基本的な解消には至らなかった。
に起因するものであり、上記問題点の基本的な解消に貢
献できる有機高分子材料の改良が必要であった。
されている有機高分子材料を感湿層とした湿度センサ
は、感湿層を構成する有機高分子材料自体に起因して、
信頼性に欠け、所望の性能を得ることができなかった。
ためになされたもので、従来技術において問題点とされ
ていた、 高温及び高湿下での経時的安定性に欠ける。
にも優れ、かつ直線性に優れ、しかも湿度ヒステリシス
の小さい湿度センサを提供することを目的とするもので
ある。
は、絶縁基板上に形成した一対の電極間に、ジメチルア
ミノプロピルメタクリルアミドをオクチルハライド,デ
シルハライド,ラウリルハライド,ミリスチルハライ
ド,セチルハライド又はステアリルハライドで4級塩化
し合成したモノマーの中の1種の重合体又は2種以上の
共重合体からなる感湿層を設けたことを特徴とするもの
である。
湿層がジメチルアミノプロピルメタクリルアミドをオク
チルハライド,デシルハライド,ラウリルハライド,ミ
リスチルハライド,セチルハライド又はステアリルハラ
イドで4級塩化し合成したモノマーの中の1種の重合体
又は2種以上の共重合体から構成されるものとなり、こ
の感湿層は湿度センサとして要求される室温中ではもち
ろん、高温及び高湿中でも経時安定性に優れ、かつ直線
性が良く、湿度ヒステリシスも小さい性能を発揮するこ
とから、高信頼性化に大きく貢献する。
らなる一対の櫛形電極1,2を印刷などによって形成し
た、例えばアルミナ、又はガラスなどからなる無機質の
絶縁基板3を、以下に述べる感湿剤溶液に浸漬させ、し
かる後100℃中で20分間乾燥させて、前記一対の櫛
形電極1,2間及びこの櫛形電極1,2面上に感湿層4
を形成する。
すなわち、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドと
オクチルブロマイド,デシルブロマイド,ラウリルブロ
マイド,ミリスチルブロマイド,セチルブロマイド,ス
テアリルブロマイド、オクチルクロライド,デシルクロ
ライド,ラウリルクロライド,ミリスチルクロライド,
セチルクロライド又はステアリルクロライドをアセトン
に溶解させ、50℃,30時間反応させ、モノマーを合
成し、これをエーテル中に投入して、ろ別を行い真空乾
燥して白色固形物の4級塩化させたモノマーを得、この
モノマーをベンゼン中に過酸化ベンゾイルと共に溶解さ
せ、これを真空下30℃で20時間反応させて得た重合
体(ポリマー)、又はこれらの2種以上の共重合体をメ
タノール,酢酸エチル等で精製を行い、乾燥後に再度メ
タノールに溶解させて調製する。
出部5,6それぞれに、例えばはんだ7を介してリ−ド
端子8,9を取着して湿度センサを完成するものであ
る。
ば、感湿層4がジメチルアミノプロピルメタクリルアミ
ドをオクチルハライド,デシルハライド,ラウリルハラ
イド,ミリスチルハライド,セチルハライド又はステア
リルハライドで4級塩化し合成したモノマーの重合体又
は共重合体から構成されるものとなり、室温中ではもち
ろん、高温及び高湿中でも経時安定性に優れ、長時間安
定した特性を維持できると同時に、直線性が良く、湿度
ヒステリシスも小さい性能を発揮することから、各種回
路に組み込み使用した湿度センサの高信頼性化に大きく
貢献できる優れた効果を得ることができる利点を有す
る。
の特性比較を行った実験結果によって実証された。 (本発明A)ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド
85.2g、オクチルブロマイド96.5gをアセトン
に溶解し、50℃,30時間反応させ、モノマーを合成
し、これをエーテル中に投入して、ろ別を行い真空乾燥
して白色固形物のモノマーを得、このモノマーをベンゼ
ン中に過酸化ベンゾイルと共に溶解させ、これを真空下
30℃で20時間反応させて重合体(ポリマー)を得た
後、これをメタノール,酢酸エチル等で精製を行い、乾
燥後に再度メタノールに溶解させて調製した感湿剤溶液
によって形成した感湿層を用いた図1に示す構造の湿度
センサ。 (本発明B)ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド
85.2g、デシルブロマイド110.5gをアセトン
に溶解し、50℃,30時間反応させ、モノマーを合成
し、これをエーテル中に投入して、ろ別を行い真空乾燥
して白色固形物のモノマーを得、このモノマーをベンゼ
ン中に過酸化ベンゾイルと共に溶解させ、これを真空下
30℃で20時間反応させて重合体(ポリマー)を得た
後、これをメタノール,酢酸エチル等で精製を行い、乾
燥後に再度メタノールに溶解させて調製した感湿剤溶液
によって形成した感湿層を用いた図1に示す構造の湿度
センサ。 (本発明C)ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド
85.2g、ラウリルブロマイド124.5gをアセト
ンに溶解し、50℃,30時間反応させ、モノマーを合
成し、これをエーテル中に投入して、ろ別を行い真空乾
燥して白色固形物のモノマーを得、このモノマーをベン
ゼン中に過酸化ベンゾイルと共に溶解させ、これを真空
下30℃で20時間反応させて重合体(ポリマー)を得
た後、これをメタノール,酢酸エチル等で精製を行い、
乾燥後に再度メタノールに溶解させて調製した感湿剤溶
液によって形成した感湿層を用いた図1に示す構造の湿
度センサ。 (本発明D)ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド
85.2g、ミリスチルブロマイド138.5gをアセ
トンに溶解し、50℃,30時間反応させ、モノマーを
合成し、これをエーテル中に投入して、ろ別を行い真空
乾燥して白色固形物のモノマーを得、このモノマーをベ
ンゼン中に過酸化ベンゾイルと共に溶解させ、これを真
空下30℃で20時間反応させて重合体(ポリマー)を
得た後、これをメタノール,酢酸エチル等で精製を行
い、乾燥後に再度メタノールに溶解させて調製した感湿
剤溶液によって形成した感湿層を用いた図1に示す構造
の湿度センサ。 (本発明E)ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド
85.2g、セチルブロマイド152.5gをアセトン
に溶解し、50℃,30時間反応させ、モノマーを合成
し、これをエーテル中に投入して、ろ別を行い真空乾燥
して白色固形物のモノマーを得、このモノマーをベンゼ
ン中に過酸化ベンゾイルと共に溶解させ、これを真空下
30℃で20時間反応させて重合体(ポリマー)を得た
後、これをメタノール,酢酸エチル等で精製を行い、乾
燥後に再度メタノールに溶解させて調製した感湿剤溶液
によって形成した感湿層を用いた図1に示す構造の湿度
センサ。 (本発明F)ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド
85.2g、ステアリルブロマイド166.5gをアセ
トンに溶解し、50℃,30時間反応させ、モノマーを
合成し、これをエーテル中に投入して、ろ別を行い真空
乾燥して白色固形物のモノマーを得、このモノマーをベ
ンゼン中に過酸化ベンゾイルと共に溶解させ、これを真
空下30℃で20時間反応させて重合体(ポリマー)を
得た後、これをメタノール,酢酸エチル等で精製を行
い、乾燥後に再度メタノールに溶解させて調製した感湿
剤溶液によって形成した感湿層を用いた図1に示す構造
の湿度センサ。
発明D、本発明E、本発明Fと、感湿層として上記従来
技術にて例示したメタクリルアミドプロピルトリメチル
アンモニウムブロマイドの重合体を感湿層として用いた
従来例Aとの相対湿度に対する抵抗値特性比較を行った
結果、図2〜図7に示す通りとなった。 (本発明G)ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド
にラウリルクロライドを本発明Cの場合と同様に反応さ
せてモノマーを調製し、メタクリルアミドプロピルジメ
チルラウリルアンモニウムクロライドを得て、このメタ
クリルアミドプロピルジメチルラウリルアンモニウムク
ロライドの重合体を感湿層として用いた図1に示す構造
の湿度センサ。 (本発明H)ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド
とオクチルクロライドとの反応によって合成したモノマ
−と、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドとラウ
リルクロライドとの反応によって合成したモノマ−をそ
れぞれ1:1の比で共重合させたポリマ−を感湿層とし
て用いた図1に示す構造の湿度センサ。 (本発明I)ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド
とオクチルクロライドとの反応によって合成したモノマ
−と、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドとラウ
リルクロライドとの反応によって合成したモノマ−と、
更にジメチルアミノプロピルメタクリルアミドとセチル
クロライドとの反応によって合成したモノマ−をそれぞ
れ1:1:1の比で共重合させたポリマ−を感湿層とし
て用いた図1に示す構造の湿度センサ。
感湿層として上記従来技術にて例示したメタクリルアミ
ドプロピルジメチルブチルアンモニウムクロライドの重
合体を感湿層として用いた従来例Bとの高温(85℃乾
燥雰囲気)放置下における経時特性及び高湿(50℃,
90%RH雰囲気)放置下における経時特性比較を行っ
た結果、図8〜図13に示す通りであった。
と比較して本発明A、本発明B、本発明C、本発明D、
本発明E及び本発明Fのものは、直線性に優れているこ
とを示し、また図8及び図13から明らかなように、従
来例Bのものが高温及び高湿雰囲気下における相対湿度
の経時変化が大きいのに対し、本発明G、本発明H及び
本発明Iのものは高温及び高湿両雰囲気下の1000時
間経過時点でも変化率は±3%RH以内に納まってお
り、経時劣化が小さいことを示した。
係が対数直線性に優れているために、回路的に利用度が
高く、高温及び高湿雰囲気下でも経時劣化が小さく初期
特性が維持でき、しかも湿度ヒステリシスの小さい高信
頼性の湿度センサを得ることができる。
図である。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
ある。
ある。
である。
である。
である。
である。
Claims (1)
- 【請求項1】 絶縁基板上に形成した一対の電極間に、
ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドをオクチルハ
ライド,デシルハライド,ラウリルハライド,ミリスチ
ルハライド,セチルハライド又はステアリルハライドで
4級塩化し合成したモノマーの中の1種の重合体又は2
種以上の共重合体からなる感湿層を設けたことを特徴と
する湿度センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31534291A JP2874021B2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 湿度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31534291A JP2874021B2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 湿度センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05332975A JPH05332975A (ja) | 1993-12-17 |
JP2874021B2 true JP2874021B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=18064260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31534291A Expired - Fee Related JP2874021B2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 湿度センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2874021B2 (ja) |
-
1991
- 1991-11-01 JP JP31534291A patent/JP2874021B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05332975A (ja) | 1993-12-17 |
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