JP2874026B2 - 湿度センサ - Google Patents
湿度センサInfo
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- JP2874026B2 JP2874026B2 JP32817191A JP32817191A JP2874026B2 JP 2874026 B2 JP2874026 B2 JP 2874026B2 JP 32817191 A JP32817191 A JP 32817191A JP 32817191 A JP32817191 A JP 32817191A JP 2874026 B2 JP2874026 B2 JP 2874026B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moisture
- humidity
- sensitive layer
- humidity sensor
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機高分子材料を感湿
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。
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。
【０００２】
【従来の技術】一般に、有機高分子材料は水分子の吸脱
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。
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。
【０００３】従来、これら有機高分子材料を感湿層とし
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。
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。
【０００４】この技術内容は、例えばアルミナやガラス
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。
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。
【０００５】しかしながら、上記のような有機高分子材
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 高湿度雰囲気での経時安定性に欠ける 相対湿度と電気抵抗値の関係が対数直線的でない（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。
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 高湿度雰囲気での経時安定性に欠ける 相対湿度と電気抵抗値の関係が対数直線的でない（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。
【０００６】このため、例えば感湿層上にエチルセルロ
ー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。
ー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。
【０００７】このことは、上記した有機高分子材料自体
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。
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。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来提案
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。
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。
【０００９】本発明は、上記のような問題点を解決する
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 直線性に欠ける などの欠点を解消し、高温及び高湿雰囲気での経時特性
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。
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 直線性に欠ける などの欠点を解消し、高温及び高湿雰囲気での経時特性
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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明になる湿度センサ
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ベンジルハライドで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な
る感湿層を設けたことを特徴とするものである。
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ベンジルハライドで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な
る感湿層を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】このように構成された湿度センサによれば、感
湿層がジメチルアミノプロピルメタクリルアミドをベン
ジルハライドで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、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。
湿層がジメチルアミノプロピルメタクリルアミドをベン
ジルハライドで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、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。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００１３】図１に示すように、表面に白金，金などか
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。
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。
【００１４】上記感湿剤溶液は、次の手段で作製する。
すなわち、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド８
５．２ｇ，ベンジルブロマイド８５．５ｇ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，酢酸エチルなどで精製を行い、
乾燥後に再度メタノールに溶解させて調製する。
すなわち、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド８
５．２ｇ，ベンジルブロマイド８５．５ｇ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，酢酸エチルなどで精製を行い、
乾燥後に再度メタノールに溶解させて調製する。
【００１５】次に、前記一対の櫛形電極１，２の端子導
出部５，６それぞれに、例えばはんだ７を介してリード
端子８，９を取着して湿度センサを完成するものであ
る。
出部５，６それぞれに、例えばはんだ７を介してリード
端子８，９を取着して湿度センサを完成するものであ
る。
【００１６】以上のような構成になる湿度センサによれ
ば、感湿層４がジメチルアミノプロピルメタクリルアミ
ドをベンジルブロマイドで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。
ば、感湿層４がジメチルアミノプロピルメタクリルアミ
ドをベンジルブロマイドで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。
【００１７】このことは、以下に述べる本発明と従来例
の特性比較を行った実験結果によって実証された。
の特性比較を行った実験結果によって実証された。
【００１８】すなわち、上記実施例によって製作した本
発明Ａ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
ドの重合体を用いて製作した従来例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に示す通りとな
った。
発明Ａ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
ドの重合体を用いて製作した従来例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に示す通りとな
った。
【００１９】また、ジメチルアミノプロピルメタクリル
アミドにベンジルクロライドを本発明Ａの場合と同様に
反応させてモノマーを作製し、メタクリルアミドプロピ
ルジメチルベンジ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ベンジルアンモニ
ウムクロライドの重合体を感湿層として用いて製作した
本発明Ｂ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クロラ
イドの重合体を用いた従来例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３及び図４に示す通りであった。
アミドにベンジルクロライドを本発明Ａの場合と同様に
反応させてモノマーを作製し、メタクリルアミドプロピ
ルジメチルベンジ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ベンジルアンモニ
ウムクロライドの重合体を感湿層として用いて製作した
本発明Ｂ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クロラ
イドの重合体を用いた従来例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３及び図４に示す通りであった。
【００２０】図２から明らかなように、従来例Ａと比較
して本発明Ａのものは直線性に優れていることを示し、
また図３及び図４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Ｂ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。
して本発明Ａのものは直線性に優れていることを示し、
また図３及び図４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Ｂ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。
【００２１】なお、上記実施例では、ジメチルアミノプ
ロピルメタクリルアミドと反応させるベンジルハライド
としてベンジルブロマイドを例示して説明したが、ベン
ジルブロマイドに代えてベンジルクロライドを用いる
か、又はジメチルアミノプロピルメタクリルアミドとベ
ンジルブロマイドの合成モノマーと、ジメチルアミノプ
ロピルメタクリルアミドとベンジルクロライドの合成モ
ノマーを共重合させたものを用いても良いことはもちろ
んである。
ロピルメタクリルアミドと反応させるベンジルハライド
としてベンジルブロマイドを例示して説明したが、ベン
ジルブロマイドに代えてベンジルクロライドを用いる
か、又はジメチルアミノプロピルメタクリルアミドとベ
ンジルブロマイドの合成モノマーと、ジメチルアミノプ
ロピルメタクリルアミドとベンジルクロライドの合成モ
ノマーを共重合させたものを用いても良いことはもちろ
んである。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、相対湿度と抵抗値の関
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。
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１】本発明の一実施例に係る湿度センサを示す正面
図である。
図である。
【図２】相対湿度に対する抵抗値を示す特性曲線図であ
る。
る。
【図３】高温放置における経時特性を示す特性曲線図で
ある。
ある。
【図４】高湿放置における経時特性を示す特性曲線図で
ある。
ある。
１，２ 櫛形電極 ３ 絶縁基板 ４ 感湿層 ５，６ 端子導出部 ７ はんだ ８，９ リード端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−269053（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−250241（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−167258（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−83642（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−223052（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−5268（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−7976（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 27/00 - 27/22
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ベンジルハ
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 |
|---|---|---|---|
| JP32817191A JP2874026B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 湿度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32817191A JP2874026B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 湿度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05142182A JPH05142182A (ja) | 1993-06-08 |
| JP2874026B2 true JP2874026B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=18207277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32817191A Expired - Lifetime JP2874026B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 湿度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2874026B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004683A (ja) | 2001-06-15 | 2003-01-08 | Denso Corp | 容量式湿度センサ |
| US10267756B2 (en) * | 2014-07-23 | 2019-04-23 | National Institute For Materials Science | Dryness/wetness responsive sensor having first and second wires spaced 5 nm to less than 20 μm apart |
-
1991
- 1991-11-15 JP JP32817191A patent/JP2874026B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05142182A (ja) | 1993-06-08 |
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