JPH02210253A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
- Publication number
- JPH02210253A JPH02210253A JP12364788A JP12364788A JPH02210253A JP H02210253 A JPH02210253 A JP H02210253A JP 12364788 A JP12364788 A JP 12364788A JP 12364788 A JP12364788 A JP 12364788A JP H02210253 A JPH02210253 A JP H02210253A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moisture
- formula
- humidity
- hydrogen atom
- sensitive film
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 150000003926 acrylamides Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 6
- -1 monofluoromethyl Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims abstract 4
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims abstract 4
- 125000001028 difluoromethyl group Chemical group [H]C(F)(F)* 0.000 claims abstract 2
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 claims abstract 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 3
- 229940088644 n,n-dimethylacrylamide Drugs 0.000 claims description 3
- YLGYACDQVQQZSW-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylprop-2-enamide Chemical group CN(C)C(=O)C=C YLGYACDQVQQZSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QTKPMCIBUROOGY-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-trifluoroethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC(F)(F)F QTKPMCIBUROOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 claims description 2
- YPHQUSNPXDGUHL-UHFFFAOYSA-N n-methylprop-2-enamide Chemical compound CNC(=O)C=C YPHQUSNPXDGUHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 2
- VBHXIMACZBQHPX-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-trifluoroethyl prop-2-enoate Chemical group FC(F)(F)COC(=O)C=C VBHXIMACZBQHPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 abstract description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 3
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 abstract description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000849798 Nita Species 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000026041 response to humidity Effects 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は雰囲気中の湿度を検知する感湿素子に関するも
のである。
のである。
〈従来の技術〉
従来用いられている高温状態を検出する感湿素子として
は、吸湿性樹脂に導電性微粉末を分散させたものが知ら
れている（例えば、特開昭５４−３１５９７号公報参照
）。
は、吸湿性樹脂に導電性微粉末を分散させたものが知ら
れている（例えば、特開昭５４−３１５９７号公報参照
）。
これらは全て樹脂の湿度による膨潤を分散導電性微粒子
間の接触抵抗、つまり電気抵抗の変化としてとらえるも
のであった。しかし、このような系では分散状態による
特性バラツキが大きく、しかも分散系の安定性による信
頼性が不十分であった。
間の接触抵抗、つまり電気抵抗の変化としてとらえるも
のであった。しかし、このような系では分散状態による
特性バラツキが大きく、しかも分散系の安定性による信
頼性が不十分であった。
〈発明が解決しようとする課題〉
感湿素子に要求される特性としては。
■湿度による出力変化（容量変化）が大きいこと（湿度
敏感性）。
敏感性）。
■湿度に対して出力変化がすばやいこと（応答性）。
■湿度、温度１電流に対して安定なこと（安定性）。
■大量生産でき、且つ特性のバラツキが少ないこと（生
産性）。
産性）。
■基板との密着性が良好なこと。
この点、従来の容量変化型センサーでは、特に前述■お
よび■の条件が満足されていない。
よび■の条件が満足されていない。
本発明は上記実情に鑑み、容量変化型で湿度敏感性がす
ぐれ、特性バラツキ或いは信頼性を向上する感湿素子を
提供することを目的としたしのである。
ぐれ、特性バラツキ或いは信頼性を向上する感湿素子を
提供することを目的としたしのである。
く課題を解決するための手段〉
本発明では、絶縁基板上の一対の電極間に感湿膜を形成
してなり、この感湿膜が式 ％式％） を構成単量体としてなる感湿素子としたものである。
してなり、この感湿膜が式 ％式％） を構成単量体としてなる感湿素子としたものである。
この場合、フッ素系疎水性ビニルモノマに特定のアクリ
ルアミド誘導体を用い、基板との密着性および湿度敏感
性を向上したことにある。
ルアミド誘導体を用い、基板との密着性および湿度敏感
性を向上したことにある。
また、アクリルアミド誘導体（Ｉ）として、Ｎ。
Ｎ−ジメチルアクリルアミド、又はＮ−メチルアクリル
アミドを用いるが、特に吸湿性に優れたＮ、Ｎ−ジメチ
ルアクリルアミドが好ましい。
アミドを用いるが、特に吸湿性に優れたＮ、Ｎ−ジメチ
ルアクリルアミドが好ましい。
このような化合物はアクリル酸誘導体と相当するアミン
とを無水有機溶媒中で反応させることにより得られるが
、一般に試薬として入手可能である。
とを無水有機溶媒中で反応させることにより得られるが
、一般に試薬として入手可能である。
一方、フルオロアルキルアクリル酸誘導体（ｎ）として
は、特に疎水性および反応性に優れる２、２．２−トリ
フルオロエチルメタクレートが好ましい。
は、特に疎水性および反応性に優れる２、２．２−トリ
フルオロエチルメタクレートが好ましい。
更に、共重合体は、アクリルアミド誘導体（Ｉ）成分と
フルオロアルキルアクリル酸誘導体（ｎ）成分を構成成
分とするものである。このような共重合体は通常ラジカ
ル発生剤を用いるラジカル重合等の公知の重合方法によ
り得られる。このとき、共重合比は１：５〜５：１に調
整されるのが好ましく、また平均重合度は通常１００〜
１００００に調整される。但し、この範囲以外でも感湿
性を発揮する範囲であれば用いることができる。にた、
この共重合体には上記以外のビニル系単量体、例えばメ
タクリル酸メチル、スチレン等を含有してらよい。
フルオロアルキルアクリル酸誘導体（ｎ）成分を構成成
分とするものである。このような共重合体は通常ラジカ
ル発生剤を用いるラジカル重合等の公知の重合方法によ
り得られる。このとき、共重合比は１：５〜５：１に調
整されるのが好ましく、また平均重合度は通常１００〜
１００００に調整される。但し、この範囲以外でも感湿
性を発揮する範囲であれば用いることができる。にた、
この共重合体には上記以外のビニル系単量体、例えばメ
タクリル酸メチル、スチレン等を含有してらよい。
即ち、本発明の感湿素子は上記共重合体をブチルセロソ
ルブトルエン等の有機溶媒に溶解し、予め用意しておい
た基板に塗布し、感湿膜を形成することにより得られる
。この場合、浸漬或いはスピンコードにより均一な被膜
が簡単に形成できる。また、感湿膜の厚さは特に限定さ
れないが、５〜１０μｍが好ましい。
ルブトルエン等の有機溶媒に溶解し、予め用意しておい
た基板に塗布し、感湿膜を形成することにより得られる
。この場合、浸漬或いはスピンコードにより均一な被膜
が簡単に形成できる。また、感湿膜の厚さは特に限定さ
れないが、５〜１０μｍが好ましい。
く作 用〉
上記のような構成のため、感湿膜を構成しているアクリ
ルアミド成分の親木部分に、周囲雰囲気から水分子が吸
着することにより容量が増加する。逆に、湿度が下がる
と親水部分に吸着していた水分が放出され容量が減少す
るものである。
ルアミド成分の親木部分に、周囲雰囲気から水分子が吸
着することにより容量が増加する。逆に、湿度が下がる
と親水部分に吸着していた水分が放出され容量が減少す
るものである。
〈実施例〉
以下、本発明を一実施例に基づいて説明すれば、次の通
りである。
りである。
Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド２０ｇおよび２，２．
２−トリフルオロエチルメタクリレート８．４ｇに重合
開始剤として過酸化ベンゾイル１５０■を加え、トルエ
ン３０ｇに溶解する。
２−トリフルオロエチルメタクリレート８．４ｇに重合
開始剤として過酸化ベンゾイル１５０■を加え、トルエ
ン３０ｇに溶解する。
これを重合管に入れ凍結脱気を繰返し封管とする。この
封管を６０℃の温水浴中に２４時間靜装して重合反応を
行った０反応終了後、溶液をエーテル中に注いでポリマ
を沈澱させた。精製はアセトン／エーテル系を用いて粉
末状ポリマを得た。
封管を６０℃の温水浴中に２４時間靜装して重合反応を
行った０反応終了後、溶液をエーテル中に注いでポリマ
を沈澱させた。精製はアセトン／エーテル系を用いて粉
末状ポリマを得た。
上記ポリマ１０ｉｒをブチルセロソルブで溶解し、１０
０ｍ１とする０次に、この溶液に第１図に示す如く電極
１を設けたセラミック基板２を浸漬した後、１５０°Ｃ
で３０分間焼付けを行った。
０ｍ１とする０次に、この溶液に第１図に示す如く電極
１を設けたセラミック基板２を浸漬した後、１５０°Ｃ
で３０分間焼付けを行った。
その後、形成された感湿１１！３上に櫛型電極４゜４を
形成し感湿素子５を完成させた。このときの膜厚は約５
〜１０μｍであった。第２図は第１図の要部断面図を示
したものである。
形成し感湿素子５を完成させた。このときの膜厚は約５
〜１０μｍであった。第２図は第１図の要部断面図を示
したものである。
以上の如き処理を行って得な感湿素子４にリード線６．
６を接続し、２５℃下でＩＫＨｚの交流にて素子の各相
対温度［ＲＨ（％）〕における容量ＣＣ（ＰＦ））を測
定しな。
６を接続し、２５℃下でＩＫＨｚの交流にて素子の各相
対温度［ＲＨ（％）〕における容量ＣＣ（ＰＦ））を測
定しな。
その結果を第３図に示す、ａ度に対する容量変化が大き
く、再現性も良好であった。
く、再現性も良好であった。
〈発明の効果〉
上述のように本発明の感湿素子は、絶縁基板上の一対の
電極間に感湿膜を、該感湿膜が前記式（Ｉ）と（ＩＩ）
を構成単量体とした構成としたことにより、湿度による
出力変化がなく敏感で、応答性もよく、且つ湿度、温度
、を流に対する安定性もよい、また、基板との密着性が
よく、特性バラツキが少なく量産に適するものである。
電極間に感湿膜を、該感湿膜が前記式（Ｉ）と（ＩＩ）
を構成単量体とした構成としたことにより、湿度による
出力変化がなく敏感で、応答性もよく、且つ湿度、温度
、を流に対する安定性もよい、また、基板との密着性が
よく、特性バラツキが少なく量産に適するものである。
図面は本発明の感湿素子の実施例を示す平面図、第２図
は同要部縦断面図、第３図は同相対湿度と容量の関係を
示すグラフである。 １・・・電極、２・・・セラミック基板、３・・・感湿
膜、４・・・櫛型電極。 第１図 笥３図 剪２図 スロ 月 混 ／Ｌ（％〕 手続補正書動式） １．事件の表示 昭和６３年特許願第１２３６４７号 ２、発明の名称 感湿素子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪府守口市京阪本通２丁目１８番地氏名 （ｉ
ｇｇ）三洋電機株式会社 ４、代理人 住所 東京都中央区銀座８丁目１２番１５号７、補正の
内容 （１）明細書第８頁第１４・〜１５行目の「実施例を示
す平面図」とあるのを、ｒ実施例を示すもので、第１図
は平面図Ｊと補正します。 以上
は同要部縦断面図、第３図は同相対湿度と容量の関係を
示すグラフである。 １・・・電極、２・・・セラミック基板、３・・・感湿
膜、４・・・櫛型電極。 第１図 笥３図 剪２図 スロ 月 混 ／Ｌ（％〕 手続補正書動式） １．事件の表示 昭和６３年特許願第１２３６４７号 ２、発明の名称 感湿素子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪府守口市京阪本通２丁目１８番地氏名 （ｉ
ｇｇ）三洋電機株式会社 ４、代理人 住所 東京都中央区銀座８丁目１２番１５号７、補正の
内容 （１）明細書第８頁第１４・〜１５行目の「実施例を示
す平面図」とあるのを、ｒ実施例を示すもので、第１図
は平面図Ｊと補正します。 以上
Claims (4)
- １．絶縁基板上の一対の電極間に感湿膜を形成してなり
、該感湿膜が下式（ I ）； ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｘ，Ｘ′およびＲは夫々独立して水素原子又は
メチル基を示す）で表されるアクリルアミド誘導体およ
び下式（II）； ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ′はメチル基又は水素原子、Ｒ″はトリフル
オロメチル基，ジフルオロメチル基，モノフルオロメチ
ル基を示す）で表されるフルオロアルキルアクリル酸誘
導体を構成単量体成分とした共重合体からなることを特
徴とする感湿素子。 - ２．アクリルアミド誘導体が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリ
ルアミド，又はＮ−メチルアクリルアミドである請求項
１記載の感湿素子。 - ３．フルオロアルキルアクリル酸誘導体が、２，２，２
−トリフルオロエチルアクリレート、又は２，２，２−
トリフルオロエチルメタクリートである請求項１記載の
感湿素子。 - ４．式（ I ）および式（II）の共重合比が、５：１〜
１：５の割合である請求項１記載の感湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12364788A JPH02210253A (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12364788A JPH02210253A (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 感湿素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02210253A true JPH02210253A (ja) | 1990-08-21 |
Family
ID=14865774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12364788A Pending JPH02210253A (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02210253A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0736768A3 (en) * | 1995-04-05 | 1998-03-04 | Hoechst Aktiengesellschaft | Polymer films for detecting organic gases |
| US6247349B1 (en) * | 1997-02-18 | 2001-06-19 | Industrial Technology Research Institute | Polymer-based humidity sensing elements |
-
1988
- 1988-05-20 JP JP12364788A patent/JPH02210253A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0736768A3 (en) * | 1995-04-05 | 1998-03-04 | Hoechst Aktiengesellschaft | Polymer films for detecting organic gases |
| US6247349B1 (en) * | 1997-02-18 | 2001-06-19 | Industrial Technology Research Institute | Polymer-based humidity sensing elements |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sheppard Jr et al. | Microfabricated conductimetric pH sensor | |
| US5804049A (en) | Material for establishing solid state contact for ion selective electrodes | |
| Gerlach et al. | Application of sensitive hydrogels in chemical and pH sensors | |
| Lee et al. | Humidity‐sensitive properties of new polyelectrolytes based on the copolymers containing phosphonium salt and phosphine function | |
| Guenther et al. | Non-linear effects in hydrogel-based chemical sensors: experiment and modeling | |
| JPH02210253A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS5899743A (ja) | 感湿素子及びその製造方法 | |
| JPS59200951A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS6132613B2 (ja) | ||
| JPS5967445A (ja) | 湿度センサ− | |
| JP2004301766A (ja) | 感湿材用組成物、感湿材料および湿度センサ素子 | |
| JPS62294951A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS63167258A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS6236549A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS58213245A (ja) | センサ用感湿材 | |
| JPS6235253A (ja) | ガスセンサ− | |
| JPS6236550A (ja) | 感湿素子 | |
| JPH0640084B2 (ja) | 感湿素子の製造方法 | |
| JPS6291847A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS62247239A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS6252446A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS61241643A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS6288951A (ja) | 感湿素子とその製造方法 | |
| JP2969547B2 (ja) | 湿度センサおよびその製造方法 | |
| JPH04215051A (ja) | 感湿素子 |