JPH0249149A - 感湿または結露センサ - Google Patents

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。

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ンＷ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。−例
として、家庭用ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）やディ
ジタルオーディオチーブデツキ（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
で結露が生じると、テープの巻き込み・切断・機器の損
傷が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１０１！
Ｔｎ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１
００％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
る程度め厚みが必要である。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、布帛とその布帛に実質的に連続し、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、センサ中に多数の微細な空隙部
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は
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を通うじて電橋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
隙部の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布帛としては、
手織、綾織、朱子織等の織物、経編又は緯編の編物ある
いは不織布を用いることができる。

布帛を構成する糸としては、通常の溶融紡糸法又は湿式
紡糸法等によって紡糸されたモノフィラメントまたはマ
ルチフィラメント、短繊維から成る紡績糸またはそれら
の諸系、フィルムを細長（スリットしたスリットヤーン
またはそれらの集束物を用いることができる。感湿抵抗
体をより大きい表面積で繊維表面に実質的に連続して且
つ分散状態で保持させるためには用いられる糸は細い程
よく、したがって細い単繊維から成るマルチフィラメン
トがより好ましい。また、表面積をより大きくし、かつ
、感湿抵抗体との接着力を増すために、減量加工などの
手段により、繊維表面にミクロな凹凸を形成するのも効
果的である。

−力率織布は、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繊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３０１ｎｎ以下、好ましくは１５作
以下、さらに好ましくは５角以下がよい。

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。

布帛に感湿抵抗体を固着した際に、センサに多数の微細
な空隙部を形成させるためには、布帛の空隙部の比率を
１０％以上９５％以下、好ましくは３０％以上８５％以
下にするとよい。

ここで空隙率とは（布帛の平均厚み）×（面積）あたり
の体積中に占める空隙部の割合である。

布帛の空隙部の比率、すなわち空隙率は、日本工業規格
Ｌ　１０９６−１９７９　（一般織物試験方法）に準拠
して行った。即ち、２０ｃｍ　Ｘ　２０ｃｍの試験片３
枚を採取し、２０°Ｃ×６５％ＲＨ下で重量を±０．０
５■の精度で精秤し、１ボあたりの質量Ｗ（ｇ／ｒｒｆ
）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／ｃＪ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′
繊維の比重Ｓとから下記式により空隙率■・Ｖを算出す
る。

上式生繊維の比重は４°Ｃの温度下、ゲーリュサック型
ビ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、特性上も安定性にかける。

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
ミド系などの会片繊維、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°Ｃ１相対湿
度６５％雰囲気での厚さ１００μの１　ｃｍ角の感湿抵
抗体を蒸留水に２４ｈＮｓ？ｆｉ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
、それらの変成物、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
湿性高分子電解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。

電解質はイオン電４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（
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、恨、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１廂以
下であることがより好ましい。

２５°Ｃ×６０％Ｒ１＋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３０〜２５００重量部を用いるとよい。

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４００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太き（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％
０．智、ｆである。

付着量が１００％ｏ、ｗ、ｆを越えると、センサ内の微
多孔質の空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（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（、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せるなどすればよい
。

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
コーテイ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イ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
下で絞ることにより感湿抵抗体の量を減じてやればよい
（Ｎ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、前述のような空隙部
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挟持方式
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、被検体がらの熱伝導を」二げるようにする
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を設はセンサを構成し、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シた層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ｌ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、被検知物体が曲面や
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ビン電極の他
端に接であれば、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
などが挙げられる一接着剤層の厚さは、金ｇ％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５卿以
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工３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対設けである絶縁性部材１４が配してあ
り、該部材１４も金属製の基板Ｌ３の表面に取り付けで
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た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、結露を検
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して正確に
結露の発生・解消が行なわれる。

他ノ好ましい感湿または結露センサデバイスの例を第１
１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ツチング処
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
なぐコネクタ一部である。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
ーンをエツチングで所望の位置に設置でき、■エツチン
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）に直接水滴や油的（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、キユア
リングしたメツシュ、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−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、例えば２５０メツシユのポリ
エステル繊維メツシュに、フッ素系撥水撥油剤、明成化
学製アサヒガードＡＧ　７５０を塗布後、１５０°Ｃで
キユアリングして、撥水撥油性があり、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）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ｆ、　Ｅ　
Ｄ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はフユーズ、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Ａ
Ｃ１００Ｖ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、１ｒｊは
プリント回路板、２０は比較器、２１は可変抵抗器、２
４は抵抗である。それぞれ厚さ２５卿以下のポリイミド
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サモジュールに、光や音の
ような警報を発出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廿るセンサシス
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、高湿度になっ
た状態で除湿ファンやヒーターを作動させる（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、アルミサツシの結露水除去装置や吸水性
シートヘ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０Ｎ１０ＦＦ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、トランクや船舶など
の運送途上での荷台の結露防止、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、室外に干しである洗濯物の乾
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１
７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、３
６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３Ｂ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１９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１
９図に示す。これは吸水性シート４３の一部表面にセン
サデバイスの両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ばな
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。

次に洗面合鏡用デフロスタ−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合鏡用デフロスタ−４５が示されて
いる。このデフロスタ−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−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−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、室外に干しである洗濯物の乾
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５
３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、ペン型の他に、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°Ｃ１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°Ｃ１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■
製恒温恒湿槽を用いて、２５°Ｃの温度下、湿度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、アトバンチツク社製“
°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。

尖旌炭上 ポリビニルアルコール１００重量部に対して平均粒径約
３０ｎｍ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°Ｃ×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１．７　ｎ、目付１５　ｇ／ｒｒｆ、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°Ｃで乾燥した後、１
５０°Ｃの温度で１０分間キユアリングを施したところ
、厚さは４８卿となり、感湿抵抗体の付着量は６０％ｏ
、ｗ、　ｆであった。これから、幅２順、長さ４備の短
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
性接着剤で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Ｎα■を作製した。

試料ｋＩ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４趨、幅２．５ｆｆ１１１、長さ５１１Ｉｌ
のポリエチレンテレフタレートフィルムに重ね合わせ、
その両端に銀糸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、そこにリード線を埋め
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Ｎα■を作製した。

試料Ｎａ　Ｉで使用した感湿抵抗体■を、目付１５ｇ／
ｒｒｒで、繊維直径８．０−・空隙率５５％、繊維直径
２７．０．ｍ・空隙率４８％、繊維直径３５．０ａｍ・
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Ｎα！と
同じ条件の転写コーティング法で固着し、試料Ｎα■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ＮαＩＩＩ、ＩＶ、Ｖを作製した。

次に、試料Ｎα■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／ｌ　）、１００°Ｃで
減量加工（減量率２０％）した、旭化成工業■製のポリ
エステルタフタ（経５０　ｄ　／２４　ｆ、緯７５　ｄ
　／３６　ｆ、繊径２７ｎ、空隙率１６％）に、試料Ｎ
α■、■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Ｎα■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Ｎα■、Ｎｏ、　
ｍ、およびＮα■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、　Ｉ［、Ｎｏ、　Ｉｆｆおよ
びＮｏ、　Ｖｌ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。

実施拠又 ポリアクリルアミド１００重量部に対して平均粒径３０
ｎｍ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°ＣＸ６０％Ｒ
１１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２１Ｍ、目付２０
ｇ／ｒｄ、空隙率５０％のガラス極細繊維不織布に含浸
し、６０°Ｃで乾燥したのち、１５０°Ｃの温度で１０
分間キユアリングを施した。厚さは４０−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
°Ｃで熱硬化させて厚さ１ｐｍの薄い絶縁層を設けた。

これから、幅２鵬、長さ５１Ｍ１のセンサを切り出して
、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
ち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９．５にΩ、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。

実施拠主 ポリアクリルアミド１００重量部に対して平均粒径３０
ｎｍ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ルマリンを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°ＣＸ６０％
Ｒ１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２
ｐ、目付２０ｇ／ｒ＋（、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５．１５，３５，５
５，９５゜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当量添加した溶液中に
含浸し、６０°Ｃで乾燥したのち、１５０°Ｃの温度で
１０分間キユアリングを施し、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３．０　
ｍｍφ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１６鴫、ヨコ６　ｍｍのアルミニウ
ム（熱転１率０．５２　ｃａｔ／ｃｍ−ｓ−Ｋ）製の基
板表面の中央に、厚さ１０ｍ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ボ板製の絶縁
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、■、■、ＩＸ、Ｘ、ＸＩ、Ｘｎ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９３％ｏ、ｗ、ｆの試料ＮαＸＩ
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Ｎα■〜ｘ
ｎ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図かられかるように、湿度９０％ＲＨ以上の高湿度
下で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供って減少する
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。

災隻拠土 ポリアクリルアミド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°Ｃ×６
０％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
１．７　ｇｎ、目付１５ｇ／ｎ？、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°Ｃで乾燥したのち、１５０°Ｃの
温度で１０分間キユアリングを施したら、厚さ４０ｐ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３胴φのセンサを切り出し、厚み１鵬
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■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
剤で行い、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。

災詣炭ｌ ポリアクリルアミド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°ＣＸ６０
％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
１．７趨、目付１５ｇ／ｒｒｆ、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°Ｃで乾燥した後、１５０°Ｃの温度
で１０分間キユアリングを施したら、厚さは４８−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’Ｎａ　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Ｎαに■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３００
Ωから２００　ＫΩ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）。

土較班工 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０．７　ｒｒｍ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５ｎの被膜を
形成させた腹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分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２にΩ、結露状態の
抵抗値は２ＭΩであった。

止較■呈 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の曲線に示す。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１
０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。

以下余白 〔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は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
模式図である。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
に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１Ｏ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）は断面図、第１７図（ｂ）はフロントガラスへ
の取付力を示す図である。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
吸水シートに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う。第２１図は洗濯物の乾燥を検知
するベ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。 相対湿度 （％） 結露発生 結露解消 相対湿度 （％） 相対湿度 （％） 龜 結露発生 警 結露解消 一時間（ｍｉｎ） ＋Ｖ ３つ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 布帛と、該布帛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り、多数の微細な空隙部が形成
   されている感湿または結露センサ。