JPH025268B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は湿度センサとその製造法に係り、特に
周囲の湿度に対して電気抵抗値が変化する電気抵
抗式の湿度センサとその製造法に関する。 相対湿度の測定法には機械的測定法と電気式測
定法とがある。電気式測定法は機械式測定法に比
べて、測定装置の構造が小型化できる点、測定装
置の感応速度が速い点、及び湿度を電気的信号に
変換し易い点で有利である。電気式測定法には、
感湿材の感湿特性を利用した、電気抵抗式の感湿
素子を使用する。この感湿素子は、絶縁基板と、
この絶縁基板上に配した一対の電極と、更にこの
電極を覆う感湿材層とから構成されている。 このような電気抵抗式の感湿素子において使用
される従来の感湿材は次の通りである。 (1) セラミツクス材料 (2) 塩化リチウム（LiCl）等の電解湿塩 (3) 導電性粉末を分散させた吸湿性樹脂 (4) 親水性高分子化合物或いは高分子電解質 これらの感湿材においては夫々次ような欠点が
あつた。 (1)について：セラミツクスに対する水分の吸着
が一部分不可逆的な化学吸着であり、従つてこの
感湿材を用いた感湿素子はヒステリシス性が大き
く、応答性が悪い。しかも高湿度雰囲気中に長時
間放置すると形状変化を生じ易い。 (2)について：高湿度雰囲気中では潮解して希釈
され流出してしまう。従つてこの感湿材を用いた
感湿素子は寿命が極めて短い。また、一個の感湿
素子で計測できる湿度領域が狭い。 (3)について：低湿度雰囲気中では感湿特性を示
さない。また導電性粉末の分散度合を均一にする
ことは難しく、この為、感湿素子は製作歩留りが
極めて悪く、信頼性も乏しい。 (4)について：上記３種よりも感湿特性が良好で
あるが、吸湿量が大きいので雰囲気の水分量に応
じて膨潤、収縮が生じ、吸着材層は基板や電極か
ら剥離し易い。 また一般的にいつて、従来の電気抵抗式湿度セ
ンサには、感湿特性の長期安定性、信頼性に劣る
という欠点があつた。特に湿気の凝結には注意す
る必要があつた。その理由は水が感湿材料の表面
に凝結する（結露する）と局所的に感湿材料が溶
解して、感湿特性が変化するからである。又、人
人が生活している場に発生する種々の有機ガス、
例えばタバコ、食用油の蒸気等に湿度センサをさ
らすと、感湿特性が変化して、実用に供せないと
いうのが実状であつた。さらに、夏、冬、梅、雨
時、乾操時期のような高温、低温、高湿、低湿と
いつたサイクル的な環境変化に対しても抵抗性が
なく、感湿特性が変化してしまうという欠点をも
有していた。 本発明の目的は、上記の欠点を解消して耐還境
性にすぐれ、感湿特性が長時間安定に動作しうる
信頼性の高い湿度センサを提供することにある。 本発明の湿度センサはカチオン性ビニルモノ
マ、非イオン性ビニルモノマおよびビニル基を含
む橋かけ剤モノマとの共重合体で、その表面層に
カチオン性基を有するラテツクス粒子の集合体で
あり、かつ、該粒子内は前記ビニル基を含む橋か
け剤モノマによつて架橋されている。 保護層は縮合型または付加型のシリコーン樹脂
を150℃以下で硬化させたものであり、前記感湿
材を電極間に設けた後にその上に形成されるもの
である。 また、上記ラテツクス粒子は水或いは水溶液中
で合成される。 本発明の湿度センサの断面を膜式化したものを
第１図に示す。疎水性の核１とカチオン性の基を
有する表面層２から成るラテツクス粒子が集合し
てなる感湿材層３が、絶縁基板４上に形成した一
対の電極５間に形成され、該感湿材層の上に前記
シリコーン樹脂の保護層６が形成される。 上記ラテツクス粒子の形状は球状とはかぎらな
い。ただし、電極間に密に満たすことが望まし
く、このことから実際には平均粒径は約100μｍ
以下がよい。 これらのラテツクス粒子は、各粒子を構成する
化合物又は基のうち、疎水性のものが中央に集合
して核を成し、カチオン性のものが核の外側に表
面層を成すような構造をしている。この粒子は表
面層と核との境界が必ずしも明確ではないが、表
面層にカチオン性基を多く含有していればよい。 水或いは水溶液中でカチオン性ビニルモノマと
非イオン性ビニルモノマとの共重合反応で合成し
たラテツクス粒子の表面層は、自然にカチオン性
基を多く含むから、本発明に使用する感湿材が簡
単に得られる。 また、ラテツクス粒子はその内部の高分子鎖が
橋かけされていることにより、湿度変化、温度変
化、結露、有機溶剤蒸気の吸収等の外的条件の変
化に対して長期間安定で、感湿特性の低下を防止
できる。 更に、上記の感湿材層の表面にシリコーン樹脂
の保護層を設けて雰囲気中の塵埃、結露水分、そ
の他感湿材にとつて有害となるものを防止するこ
とができる。該シリコーン樹脂は、前記感湿材層
との相性がよく、湿気も十分透過させる特性を有
するで、本発明の感湿材層の保護層として最適の
ものである。 本発明の感湿材は、カチオン基を有するビニル
モノマと非イオン性ビニルモノマをカチオン性あ
るいは非イオン性のジ、トリまたはテトラビニル
モノマ等の橋かけ剤モノマを、水あるいは水溶液
中で共重合することにより得られたラテツクス粒
子を塗布することにより得られる。 共重合反応させる触媒としては、通常ビニル重
合に用いられるものであれば特に限定されない。
一般には過硫酸カリウム等のアゾ化合物が用いら
れる。 なお、本発明で云うビニルモノマは、一置換エ
チレンまたは１，１−二置換エチレンを云う。 本発明に用いられるカチオン性ビニルモノマと
しては、２−メタクリロイルオキシエチルトリメ
チルアンモニウム、２−メタクリロイルオキシエ
チルジメチルエチルアンモニウム、２−メタクリ
ロイルオキシエチルジメチルブチルアンモニウ
ム、２−メタクリロイルオキシエチルジメチルオ
クチルアンモニウム、２−メタクリロイルオキシ
エチルトリエチルアンモニウム、２−メタクリロ
イルオキシエチルジエチルブチルアンモニウム、
２−メタクリロイルオキシエチルジエチルオクチ
ルアンモニウム、２−アクリロイルオキシエチル
トリメチルアンモニウム、２−アクリロイルオキ
シエチルジメチルオクチルアンモニウム、２−ア
クリロイルオキシエチルトリエチルアンモニウ
ム、２−アクリロイルオキシエチルジエチルオク
チルアンモニウム、２−ヒドロキシ−３−メタク
リロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウ
ム、２−ヒドロキシ−３−メタクリロイルオキシ
プロピルトリエチルアンモニウム、２−ヒドロキ
シ−３−アリロイルオキシプロピルトリメチルア
ンモニウム、２−ヒドロキシ−３−アリロイルオ
キシプロピルトリエチルアンモニウム、２−ヒド
ロキシ−３−アリロイルオキシプロピルトリメチ
ルアンモニウム、２−ヒドロキシ−３−アリロイ
ルオキシプロピルトリエチルアンモニウム、ビニ
ルベンジルトリメチルアンモニウム、ビニルベン
ジルトリエチルアンモニウム等の４級アンモニウ
ム類の水酸化物またはその塩、Ｎ−メチル−４−
ビニルピリジニウム、Ｎ−エチル−４−ビニルピ
リジニウム、Ｎ−ブチル−４−ビニルピリジニウ
ム、Ｎ−オクチル−４−ビニルピリジニウム、Ｎ
−メチル−２−ビニルピリジニウム、Ｎ−エチル
−２−ビニルピリジニウム等のピリジニウム類の
水酸化物またはその塩、ビニルトリフエニルホス
ホニウムのようなホスホニウム類の水酸化物また
はその塩がある。これらのカチオンと塩を形成す
るアニオンとしては塩素イオン、臭素イオン、フ
ツ素イオン、ヨウ素イオン、酢酸イオン、硫酸イ
オン、硫酸イオン、リン酸イオン等がある。これ
らのカチオン性ビニルモノマのカチオン基と後記
ジビニル型カチオン性モノマ中のアンモニウム基
またはビリジニウム基がラテツクス粒子に含まれ
ることにより、外界の湿度変化に対応してそれら
のカチオン基の対アニオンが解離し、その対アニ
オンが荷電担体になることにより感湿材の電気抵
抗が変化する。 本発明に用いられる非イオン性ビニルモノマに
も種々のものがある。例えば、メタクリル酸メチ
ル、ヒドロキシエチルメタクリレイト等のメタク
リ酸エステル類、アクリル酸エチル、アクリル酸
メチル等のアクリル酸エステル類、スチレン、酢
酸ビニル、塩化ビニル及びアクリロニトリル等が
あるが、これらに限定されるものではなく、イオ
ン基を分子内に有していないビニルモノマであれ
ばよい。これらの非イオン性モノマがラテツクス
粒子の疎水性の核を構成する。また、ラテツクス
粒子中の非イオン性モノマユニツトの構成比を変
えることにより感湿材の電気抵抗値をコントロー
ルすることができる。 本発明のラテツクス粒子内の橋かけ剤は２〜４
ヶのビニル基を有するモノマであれば、特にその
種類は限定されるものではない。代表的なものと
しては、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレー
ト、エチレングリコールジメタクリレイト、エチ
レングリコールジアクリレイト、メチレンビスア
クリルアミド、トリアリルイソシアヌレートなど
がある。 また、橋かけ剤モノマとして、分子内に４級ア
ンモニウム基有するジビニル型モノマを用いるこ
とができる。この種のジビニル型モノマは酸素存
在下で、メタクリル酸グリシジルのようなグリシ
ジル基を有するビニルモノマとメタクリル酸ジメ
チルアミノエチルのような３級アミノ基を有する
ビニルモノマとの反応（特開昭56−68647）、ある
いはビニルベンジルクロライドのようなハロアル
キル基を有するビニルモノマとアクリル酸ジメチ
ルアミノエチルのような３級アミノ基を有するモ
ノマとの反応で得られる。橋かけ剤モノマとして
分子内にピリジニウム基を有するジビニル型モノ
マを用いることも可能であるが、この種のジビニ
ル型モノマは４−ビニルピリジンのようなピリジ
ン還を有するビニルモノマと塩化メタリルのよう
なハロアルキル基を有するビニルモノマとの反応
によつて合成される。この分子内に４級アンモニ
ウム基を有するジビニル型モノマの具体例として
は、（２−ヒドロキシ−３−メタクリロイルオキ
シプロピル）（２−メタクリロイルオキシエチル）
ジメチルアンモニウムの水酸化物またはその塩、
（２−ヒドロキシ−３−メタクリロイルオキシプ
ロピル）（２−メタクリロイルオキシエチル）ジ
エチルアンモニウムの水酸化物またはその塩、
（２−ヒドロキシ−３−アクリロイルオキシプロ
ピル）（２−メタクリロイルオキシエチル）ジメ
チルアンモニウムの水酸化物またはその塩、（２
−ヒドロキシ−３−メタクリロイルオキシプロピ
ル）（２−アクリロイルオキシエチル）ジメチル
アンモニウムの水酸化物またはその塩、（２−ヒ
ドロキシ−３−アクリロイルオキシプロピル）
（２−メタクリロイルオキシエチル）ジメチルア
ンモニウムの水酸化物またはその塩、（２−ヒド
ロキシ−３−アリロイルオキシプロピル）（２−
メタクリロイルオキシエチル）ジエチルアンモニ
ウムの水酸化物またはその塩、（２−ヒドロキシ
−３−アリロイルオキシプロピル（２−アクリロ
イルオキシエチル）ジメチルアンモニウムの水酸
化物またはその塩、メタリル（２−メタクリロイ
ルオキシエチル）ジメチルアンモニウムの水酸化
物またはその塩、メタリル（２−メタクリロイル
オキシエチル）ジエチルアンモニウムの水酸化物
またはその塩、メタリル（２−アクリロイルオキ
シエチル）ジメチルアンモニウムの水酸化物また
はその塩、（ビニルベンジル）（メタクリロイルオ
キシエチル）ジメチルアンモニウムの水酸化物ま
たはその塩、（ビニルベンジル）（メタクリロイル
オキシエチル）ジエチルアンモニウムの水酸化物
またはその塩、（ビニルベンジル）（アクリロイル
オキシエチル）ジメチルアンモニウムの水酸化物
またはその塩、（２−ヒドロキシ−３−メタクリ
ロイルオキシプロピル）（ビニルベンジル）ジメ
チルアンモニウムの水酸化物またはその塩、（２
−ヒドロキシ−３−メタクリロイルオキシプロピ
ル）（ビニルベンジル）ジエチルアンモニウムの
水酸化物またはその塩、（２−ヒドロキシ−３−
アクリロイルオキシプロピル）（ビニルベンジル）
ジメチルアンモニウムの水酸化物またはその塩、
（２−ヒドロキシ−３−アクリロイルオキシプロ
ピル）（ビニルベンジル）ジメチルアンモニウム
の水酸化物またはその塩、（２−ヒドロキシ−３
−アリロイルオキシプロピル）（ビニルベンジル）
ジエチルアンモニウムの水酸化物またはその塩、
（メタリル）（ビニルベンジル）ジメチルアンモニ
ウムの水酸化物またはその塩、（メタリル）（ビニ
ルベンジル）ジエチルアンモニウムの水酸化物ま
たはその塩、ジ（ビニルベンジル）ジメチルアン
モニウムの水酸化物またはその塩、ジ（ビニルベ
ンジル）ジエチルアンモニウムの水酸化物または
その塩などがある。さらに、これらのアンモニウ
ムと塩を形成するアニオンとしては、塩素イオ
ン、臭素イオン、ヨウ素イオン、フツ素イオン、
酢酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、リン酸イ
オン等がある。分子内にピリジニウム基を有する
ジビニル型モノマの例としては、Ｎ−（メタリル）
−４−ビニルピリジニウムの水酸化物またはその
塩、Ｎ−（メタリル）−２−ビニルピリジニウムの
水酸化物またはその塩、Ｎ−（ビニルベンジル）−
４−ビニルピリジニウムの水酸化物またはその
塩、Ｎ−（ビニルベンジル）−２−ビニルピリジニ
ウムの水酸化物またはその塩などがある。これら
のピリジニウムと塩を形成するアニオンとして
は、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン、フ
ツ素イオン、酢酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオ
ン、リン酸イオン等がある。これらの橋かけ剤モ
ノマはカチオン性モノマ、非イオン性モノマと共
重合することにより架橋結合を形成し、耐汚染
性、耐水性、耐有機溶剤性に優れ、長期安定性や
信頼性も高まる。 本発明において、保護皮膜を形成するシリコー
ン樹脂としては、例えば縮合型（水酸基含有）シ
リコーン樹脂及び付加型シリコーン樹脂のそれぞ
れ単独若しくはそれらの混合系を適用することが
できる。これらのシリコーン樹脂の保護皮膜の形
成に当り、その形成温度は150℃以下とすること
が望ましい。この温度条件であれば、ラテツクス
の皮膜の構造性は崩れず、また、皮膜自体の熱劣
化も生じない。 このようなシリコーン樹脂としては、

【式】、

【式】（但し、Ｒは水 素又はアルキル基を示す）、

【式】及び、

【式】等のような反応基を有するシ ロキサン同志を触媒の存在下に反応させて高分子
量化あるいは架橋反応させてゴム状化したものを
代表例にあげることができ、例えば縮合型シリコ
ーン樹脂としては、α，ω−ジヒドロキシポリジ
メチルシロキサンとビニルトリメトキシシランを
主成分とするもの、又、付加型シリコーン樹脂と
しては、信越シリコーン社製KE109のような市販
品又は、α，ω−ジビニルジメチルポリシロキサ
ンとヒドロシリルジメチルポリシロキサンを主成
分とするものを使用することができる。 このような保護皮膜の厚さは特に限定されない
が、湿度センサーの応答性の観点から、20μｍ以
下とすることが望ましい。 本発明の一実施例に係る湿度センサは次のよう
にして得られる。先ず絶縁基板４上に電極５を装
着し、電極５の端部の接続端子７にリード線を接
続する。こうして感湿素子の基体を形成後、該基
体上に感湿材分散液を塗布する。感湿材分散液は
前記したビニル型モノマを共重合した感湿材の粒
子が分散したラテツクスである。このラテツクス
を塗布する方法は、スプレー、刷毛塗り、浸漬、
スピンナ塗り等、粘度や基板面積、塗布量、生産
量等に応じて適宜選択される。ラテツクスを塗布
した後は該基体を乾操せしめる。乾操によつてラ
テツクス粒子同士のゆ着が起こり連続した膜とな
る。乾操は乾操空気或いは窒素を用いて通風乾操
とする。この乾操方法によればラテツクス粒子自
体及び該粒子で形成された皮膜４は破壊されな
い。 上記のようにして得た感湿皮膜の上にシリコー
ン樹脂を膜状に塗布する。シリコーン樹脂を塗布
する方法は、スプレー、刷毛塗り、浸漬、スピン
ナ塗り等、粘度や基板面積、塗布量、生産量に応
じて適宜選択される。塗布したシリコーン樹脂を
乾操あるいは硬化する条件は樹脂の性質に応じて
適宜選択される。しかし、あまり高い温度で長時
間を要する条件は好ましくない。それは感湿比膜
の熱劣化をもたらすからである。180℃以下の温
度で10時間以内の熱履歴にとどめるべきである。 以上のような特徴により、本発明の湿度センサ
は、検出湿度の電気的信号への変換が簡単でかつ
信頼性が高いという効果がある。 本発明の湿度センサに使用しているラテツクス
皮膜の感湿材の抵抗値が低いので、これを用いた
湿度センサはノイズを拾い難く、塵の如く、感湿
材の導電性に影響を及ぼす物質が皮膜に付着した
としても、湿度を精度良く検出することが可能で
ある。 感湿材を構成する各粒子の核は吸湿性が少ない
ので、皮膜が膨潤や収縮をすることがなく、それ
が基体から剥離するということが少なくなる。ま
た感湿材の面を覆つている保護皮膜の作用により
水滴、食用油蒸気、煙草の煙などの影響をうけに
くくなる。従つて感湿素子の長期安定性、高信頼
性を図ることができる。 実施例１及び対照１ (a) 感湿ポリマの製造及び電極への塗布 疎水性モノマとして、メタクリル酸メチル
（MMA）0.2モル、橋かけモノマのメチレンビ
スアクリルアミド（MBA）0.01モル、カチオ
ン性モノマ（乳化剤も兼ねる）として、２−メ
タクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニ
ウムアイオダイド（METMAI）0.1モル及び重
合開始剤として、アゾビスイソブチルアミジン
塩酸塩（AIBA）0.001モルを、300mlの水媒体
中、窒素雰囲気下、60℃10時間、高速撹拌しな
がら乳化共重合を行つた。その結果、粒子の内
部にMMA単位とMBA単位とが入り、表面に
カチオン基であるトリメチルアンモニウム基が
存在する安定なラテツクスが得られた。このラ
テツクスをセロフアンの透折チユーブを用いて
２ヶ月間透折精製して、低分子量不純物を除去
した。 最終的に得られたラテツクスの電極塗布につ
いては、図面を参照して説明する。すなわち、
第２図は櫛型金電極を有する湿度センサの一具
体例を示した平面図、第３図は第２図の湿度セ
ンサのＡ−A′断面図であり、符号４はアルミ
ナ基板、５は金電極、３は感湿材料、７はリー
ド線接続端子、６は保護膜を示す。上記の合成
反応で得られた感湿材料すなわちラテツクスを
第２図及び第３図に示すように、櫛型の金電極
５を設けたアルミナ基板上に塗布し、乾操して
電気抵抗式湿度センサ（対照１）を得た。この
時形成された感湿ラテツクス皮膜の重量は５mg
とした。 (b) 保護膜塗布 上記湿度センサの感湿ラテツクス皮膜の表面
に、α，ω−ジヒドロキシポリジメチルシロキ
サン95重量部、ビニルトリメトキシシラン６重
量部及びジブチルスズジオクトエート0.3重量
部を配合した縮合型シリコーン樹脂をスピンナ
で塗布し、室温、50％相対湿度で100時間反応
させた後、100℃で２時間硬化し、厚さ5μｍの
保護皮膜を設けた湿度センサ（実施例１）を得
た。 実施例１と対照１の湿度センサ感湿特性を調
べた。すなわち、第４図は湿度センサの相対湿
度（％）（横軸）と電気抵抗（Ω）（縦軸）との
関係を示したグラフであり、Ａ（−●−）は本
実施例１の場合、Ｂ（−〇−）は対照１の場合
を示す。第４図のグラフから明らかなように、
両者ほとんど変らず、保護皮膜の形成は感湿特
性に影響のないことが確認された。 次に、本発明の湿度センサの長期安定性、信頼
性、耐環境性を検討するために、いろいろな過酷
な条件を湿度センサに印加して、湿度センサの電
気抵抗変化を読みとつた。その結果を初期の値と
比較して、その変化量を第４図−Ａの曲線を用い
て相対湿度に換算した。検討した加速試験の条
件、並びに実施例１と対照１の結果を表にまとめ
た。なお、相対湿度変化量が正の場合には、電気
抵抗値が加速試験によつて高くなつたことを意味
している。また、表の結果はすべて、相対湿度50
％の時の湿度センサの電気抵抗値が、過酷試験を
行なうことによつてどのように変化するかを測定
し、この値を相対湿度に換算したもので整理し
た。測定点は10サンプルの平均値である。 人間は相対湿度の変化量が（10％RH以上にな
ると、湿度変化を感覚的に感じることができると
言われている。個人差もあるが、相対湿度の変化
量としては７〜８％RHの変化量が人間が知覚で
きるかできないかの境界値となつている。それで
湿度センサのドリフト限界値（湿度センサの感湿
特性が安定であると判定しうる範囲）としては７
〜８％RHを認定するのが妥当と考えられる。

【表】 実施例２及び対照２ (a) 感湿ポリマの合成及び電極への塗布 カチオン性モノマとして２−メタクリロイル
オキシエチルジメチルオクチルアンモニウムク
ロライド0.1molを500mlの蒸留水に溶解したも
のに、非イオン性モノマとしてメタクリル酸メ
チル0.2molと非イオン性のジビニル型モノマ
としてエチレングリコールジメタリレイト
0.02molを加え、次いで重合開始剤としてアゾ
ビスイソブチルアミジン塩酸塩0.003molを添
加し、実施例１と同様の方法で共重合反応を行
つた。その結果、エチレングリコールジメタク
リレイトで架橋された共重合体の粒子が水中に
均一に分散したラテツクス状の液が得られた。
この液を透折精製した後、第２図、第３図に示
したような櫛型電極の付いた絶縁基板上に塗
布、乾燥して湿度センサ（対照２）を得た。な
お、この時の感湿材皮膜の重量は約１mgであつ
た。 (b) 保護膜塗布 上記湿度センサの感湿ラテツクス皮膜の表面
に付加型シリコーン樹脂（信越シリコーン社
製、KE109）をスピンナで塗布し、100℃で２
時間硬化し、厚さ5μｍの保護皮膜を設けた湿
度センサ（実施例２）を得た。 実施例２と対照２の湿度センサの感湿特性を
調べた。すなわち、第５図は湿度センサの相対
湿度（％）（横軸）と電気抵抗（Ω）（縦軸）と
の関係を示したグラフであり、Ａ（−●−）は
本実施例２の場合、Ｂ（−〇−）は対照２の場
合を示す。第５図のグラフから明らかなよう
に、両者ほとんど変らず、保護皮膜の形成は感
湿特性に影響のないことが確認された。 次に実施例１と同様に、過酷な還境条件下に実
施例２と対照２の湿度センサを放置し、電気抵抗
変化を測定して、第５図の結果を用いて相対湿度
の変化量に換算した。その結果を前記の表にまと
めた。 これらの結果から明らかなように、本発明の湿
度センサは、種々の過酷な環境下に置かれても、
特性が安定している。すなわち、耐還境性にすぐ
れ、かつ信頼性の高い湿度センサであることがわ
かる。 実施例 ３ (a) 感湿ポリマの製造及び電極への塗布 カチオン性モノマとしてビニルベンジルトリ
メチルアンモニウムクロライド0.2molと、分
子内に４級アンモニウム基を有するジビニル型
モノマとしてジビニルベンジルジメチルアンモ
ニウムクロライド0.01molを500mlの蒸留水に
溶解し、その水溶液に非イオン性モノマとして
スチレン0.2molを添加する。次いで、重合開
始剤としてアゾビスイソブチルアミジン塩酸塩
0.004molを加え、窒素雰囲気下、60℃で10時
間高速撹拌して共重合反応を行つた。この共重
合ではビニルベンゾルトリメチルアンモニウム
クロライドとジビニルベンジルジメチルアンモ
ニウムクロライドが乳化重合における乳化剤の
働きをし、その結果、架橋した共重合体の粒子
が水中に均一に分散したラテツクス状の液が得
られた。この液を透折して精製した後、第２
図、第３図に示したような櫛型電極の付いた絶
縁基板上に塗布、乾操して、湿度センサ（実施
例３）を得た。この時の感湿皮膜の重量は約１
mgであつた。 (b) 保護膜塗布 上記湿度センサの感湿ラテツクス皮膜の表面
に、α，ω−ジビニルジメチルポリシロキサン
（分子量34000）95重量部、ヒドロシリルジメチ
ルポリシロキサン（分子量1354）３重量部及び
白金系触媒0.08重量部を配合した付加重合型シ
リコーン樹脂をスピンナで塗布し、100℃で２
時間、更に150℃で１時間反応させて、厚さ5μ
ｍの保護皮膜を設けた湿度センサ（実施例４）
を得た。この湿度センサを実施例１と同様な過
酷な環境下に放置した時の電気抵抗変化を、相
対湿度の変化量に換算した結果を前記の表に示
す。 実施例 ４ (a) 感湿ポリマの合成及び電極への塗布 カチオン性モノマとして２−メタクリロイル
オキシエチルジメチルブチルアンモニウムプロ
マイド0.1molを500mlの蒸留水に溶解したもの
に、非イオン性モノマとしてメタクリル酸メチ
ル0.2molと橋かけ剤として、ジビニルベンゼ
ン0.01モルとを加え、次いで重合開始剤として
アゾビスイソブチルアミジン塩酸塩0.003mol
を添加し、実施例１と同様の方法で共重合反応
を行つた。その結果、共重合体の粒子が水中に
均一に分散したラテツクス状の液が得られた。
この液を透析精製した後、OH型の強アルカリ
性アニオン交換樹脂（Dow Chemical社製、
SBR−Ｐ）を用いて、対イオンをブロマイド
イオンからOH^-に変換した。このような処理
を行つたラテツクス状の液を、第２図、第３図
に示したような櫛型電極に塗布・乾操して湿度
センサを得た。この時の感湿皮膜の重量は２mg
であつた。 (b) 保護膜塗布 上記湿度センサの感湿ラテツクス皮膜の表面
に付加型シリコーン樹脂（信越シリコーン社
製、KE106LTV）をスピンナで塗布し、100
℃、２時間硬化して、厚さ4μｍの保護皮膜を
もうけた。このようにして最終的に得られた湿
度センサを、実施例１と同様な過酷な環境下に
放置した時の電気抵抗変化を、相対湿度の変化
量に換算した結果を前記の表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る湿度センサの断
面の模式図、第２図は本発明の実施例に係る湿度
センサの平面図、第３図は第２図のＡ−A′断面
図、第４図、第５図は本発明の実施例に係る湿度
センサの相対湿度電気抵抗特性図である。 １……核、２……表面層、３……感湿材層、４
……絶縁基板、５……電極、６……保護層、７…
…接続端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外界の湿度変化に対応して電気抵抗値が変化
   する感湿材を具備した湿度センサにおいて、前記
   感湿材はカチオン性ビニルモノマ、非イオン性ビ
   ニルモノマおよびビニル基を含む橋かけ剤モノマ
   との共重合体で、表面層にカチオン性基を有する
   ラテツクス粒子の集合体により形成され、かつ該
   粒子内は前記ビニル基を含む橋かけ剤モノマによ
   つて架橋されており、該感湿材層表面は縮合型ま
   たは付加型のシリコーン樹脂を150℃以下で硬化
   させた保護層が形成されていることを特徴とする
   湿度センサ。