JPH0390849A - 湿度素子 - Google Patents
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- JPH0390849A JPH0390849A JP22798489A JP22798489A JPH0390849A JP H0390849 A JPH0390849 A JP H0390849A JP 22798489 A JP22798489 A JP 22798489A JP 22798489 A JP22798489 A JP 22798489A JP H0390849 A JPH0390849 A JP H0390849A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (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、ス中の水分濃度に応じて抵抗値が変化する湿
度素子に関するものである。
度素子に関するものである。
〈従来の技術〉
通常、湿度素子には、水滴、酸、アルカリ、有機溶剤等
様々な雰囲気中における応答性、耐環境性が要求される
。
様々な雰囲気中における応答性、耐環境性が要求される
。
そして、この要求を満たすために感湿材料を変えたり、
又、感湿材料の表面に透湿性材料の薄膜を形成して耐環
境性を付与する手段がとられたりしでいる。しかし、こ
の場合でも上記薄膜を厚くすれば、耐環境性は向上する
が応答特性が悪くなり、両性質が互いに相反する。その
他、感湿材料中に疎水性材料、耐薬品性材料、及び耐有
機溶剤性の材料等を添加したり、あるいはこれらの各材
料を組合わせて添加したりすることが行なわれているが
、−船釣には上記各添加剤を使用すると素子インピーダ
ンスが高くなって低湿度領域の検出が不可能であり、こ
れらの問題解決の手段として、例えば、１個のビニル基
を有するビニルモノマーと反応性力チオニックモノマー
とを共重合させ、その重合体を架橋処理することにより
感湿素子としたもの例えば特公昭５８−１６４６７号が
ある。
又、感湿材料の表面に透湿性材料の薄膜を形成して耐環
境性を付与する手段がとられたりしでいる。しかし、こ
の場合でも上記薄膜を厚くすれば、耐環境性は向上する
が応答特性が悪くなり、両性質が互いに相反する。その
他、感湿材料中に疎水性材料、耐薬品性材料、及び耐有
機溶剤性の材料等を添加したり、あるいはこれらの各材
料を組合わせて添加したりすることが行なわれているが
、−船釣には上記各添加剤を使用すると素子インピーダ
ンスが高くなって低湿度領域の検出が不可能であり、こ
れらの問題解決の手段として、例えば、１個のビニル基
を有するビニルモノマーと反応性力チオニックモノマー
とを共重合させ、その重合体を架橋処理することにより
感湿素子としたもの例えば特公昭５８−１６４６７号が
ある。
そして、この場合上記感湿素子をメチルアルコール（５
０％水溶りに２５０時間接触させた時の相対湿度対イン
ピーダンス特性は第８図のようになり、又、ホルマリン
（５％水ｔ８液）に２５０時間接触させた時の相対湿度
対インピーダンス特性は第９図の如くなり、更に脱イオ
ン水中に２時間接触させた時の相対湿度対インピーダン
ス特性は第１０図のようになる。
０％水溶りに２５０時間接触させた時の相対湿度対イン
ピーダンス特性は第８図のようになり、又、ホルマリン
（５％水ｔ８液）に２５０時間接触させた時の相対湿度
対インピーダンス特性は第９図の如くなり、更に脱イオ
ン水中に２時間接触させた時の相対湿度対インピーダン
ス特性は第１０図のようになる。
又、アイオネンボリマー又は、他の形のポリマーとの混
合物又は共重合体よりなるＷＩ膜を用いた湿度センサー
素子例えば特開昭６０−１１３１４０号がある。
合物又は共重合体よりなるＷＩ膜を用いた湿度センサー
素子例えば特開昭６０−１１３１４０号がある。
更に又、最近ではキトサン、アリル化カルボキシメチル
キチン等についての応用が見られでいる。
キチン等についての応用が見られでいる。
即ち、キチンは、甲殻類、ＩＩＭ等の支持組織を形成し
ている直鎖の多糖であり全地球上で平間約１千億トンが
生物生産されると推測されている未使用有機ＲＢとして
最大のものである。
ている直鎖の多糖であり全地球上で平間約１千億トンが
生物生産されると推測されている未使用有機ＲＢとして
最大のものである。
セルロースの２位の水酸基が７セトアミド基に置換した
構造を有し、強酸、強アルカリまたは特殊な溶媒系を徐
いてほとんどの′ａ媒、薬品に対する耐性を有している
が逆に成型が困難であるため有効利用されていない。そ
こでキチンを可溶化するために様々な化学修飾が試みら
れており、その結果、水溶性あるいは溶媒可溶性の誘導
体が得られている。
構造を有し、強酸、強アルカリまたは特殊な溶媒系を徐
いてほとんどの′ａ媒、薬品に対する耐性を有している
が逆に成型が困難であるため有効利用されていない。そ
こでキチンを可溶化するために様々な化学修飾が試みら
れており、その結果、水溶性あるいは溶媒可溶性の誘導
体が得られている。
アリル化カルボキシメチルキチンはキチンの６位の水酸
基をカルボキシメチル化し、更に、６位あるいは３位の
水酸基をアリル化したメタノールに可溶なキチンの誘導
体で、いったん乾燥すると不溶化する性質を持っている
。
基をカルボキシメチル化し、更に、６位あるいは３位の
水酸基をアリル化したメタノールに可溶なキチンの誘導
体で、いったん乾燥すると不溶化する性質を持っている
。
キチンの７セト７ミド基を脱７セチル化して１級の７ミ
／基としたものがキトサンで、希酸に可溶なカチオン性
ポリマーである。
／基としたものがキトサンで、希酸に可溶なカチオン性
ポリマーである。
工業的には、水処理用の凝集剤として市販されている以
外はほとんど利用されておらず、その有効利用が各方面
で検討されでいる。
外はほとんど利用されておらず、その有効利用が各方面
で検討されでいる。
キトサンは、分子内に１級の７ミノ基を有するため親水
性が高く、感湿性の高分子材料として期待されている。
性が高く、感湿性の高分子材料として期待されている。
また、合成高分子に比べて耐有機溶媒性や耐アルカリ性
がはるかに大きく、更に様々な官能基を導入したり架橋
をすることによって耐酸性も付与できることが謂われで
いる。
がはるかに大きく、更に様々な官能基を導入したり架橋
をすることによって耐酸性も付与できることが謂われで
いる。
そして、キトサン及びβ−プロピオラクトン化キトサン
を感湿高分子膜として使用した湿度素子が高分子論文集
、 Ｖｏ １．４４． Ｎｏ、 ２ 、ＰＰ、１１５
・１２１（１９８７発行）に紹介されている。
を感湿高分子膜として使用した湿度素子が高分子論文集
、 Ｖｏ １．４４． Ｎｏ、 ２ 、ＰＰ、１１５
・１２１（１９８７発行）に紹介されている。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかし、前記従来例の特公昭５８−１６４８７号ではそ
れぞれの特性図（ｍ８図、第９図及Ｖ第１０図）から明
らかなように、時間経過と共に特性が実線から点線状態
へ大きく推移し、不安定であることを示している。即ち
、応答特性、耐環境性共に十分ではなく、後者の特開昭
６０−１１３１４０号では応答特性、再現性、高温特性
（ｌ性図は添付せず）等は改曹されるが耐薬品性、耐有
機溶剤性などについては問題を残している。
れぞれの特性図（ｍ８図、第９図及Ｖ第１０図）から明
らかなように、時間経過と共に特性が実線から点線状態
へ大きく推移し、不安定であることを示している。即ち
、応答特性、耐環境性共に十分ではなく、後者の特開昭
６０−１１３１４０号では応答特性、再現性、高温特性
（ｌ性図は添付せず）等は改曹されるが耐薬品性、耐有
機溶剤性などについては問題を残している。
又、高分子論文集に紹介されている湿度素子は、インピ
ーダンスが大きく実用化が困難である。
ーダンスが大きく実用化が困難である。
そこで本発明は上記従来例の欠点に対処し、水滴、酸、
アルカリ、有機溶剤等の雰囲ス中における応答性と耐環
境性の向上を図ると共に、再現性に優れた湿度素子を提
供しようとするものである。
アルカリ、有機溶剤等の雰囲ス中における応答性と耐環
境性の向上を図ると共に、再現性に優れた湿度素子を提
供しようとするものである。
＜ａｍを解決するための手段〉
感湿性高分子中にキトサンあるいはアリル化カルボキシ
メチルキチンを含有させるか、感湿膜表面に保Ｗ１ａと
して該キトサンあるいは７リル化カルボキシメチルキチ
ンを外装せしめてなる。
メチルキチンを含有させるか、感湿膜表面に保Ｗ１ａと
して該キトサンあるいは７リル化カルボキシメチルキチ
ンを外装せしめてなる。
く作用〉
キトサン又はアリル化カルボキシメチルキチンを感湿性
高分子物質中に含有あるいは感湿性高分子膜に被覆する
ことにより、キトサン又は７リル化カルボキシメチルキ
チンがもっている耐薬品性及び親水性が付与される。
高分子物質中に含有あるいは感湿性高分子膜に被覆する
ことにより、キトサン又は７リル化カルボキシメチルキ
チンがもっている耐薬品性及び親水性が付与される。
〈実施例〉
以下、実施例を挙げて説明すると、感湿性高分子材料は
、次のようにして得られる。即ち、カチオニツクモ／マ
ーとして２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロピ
ルトリエチルアンモニウムクロライド１００部、重合開
始剤として過酸化ベンゾイル２部、溶剤としてメタノー
ル１００部を同一反応容器内で６０〜７０［’Ｃ］の温
度で杓１２時間加熱攪件することにより窒素の置換を伴
って前記カチオニツクモ／マーの重合体を生威し、更に
、該カチオニツクモノマーの重合体を１００部、架橋剤
として熱硬化性のメラミン樹脂１００部、キトサンある
いはアリル化カルボキシメチルキチンを１部、それにメ
タノール１．５０部及び増感剤として適量の２−メチル
アンソラキノン０．２部をそれぞれ添加して混合溶解す
ることにより感湿液が得られる。
、次のようにして得られる。即ち、カチオニツクモ／マ
ーとして２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロピ
ルトリエチルアンモニウムクロライド１００部、重合開
始剤として過酸化ベンゾイル２部、溶剤としてメタノー
ル１００部を同一反応容器内で６０〜７０［’Ｃ］の温
度で杓１２時間加熱攪件することにより窒素の置換を伴
って前記カチオニツクモ／マーの重合体を生威し、更に
、該カチオニツクモノマーの重合体を１００部、架橋剤
として熱硬化性のメラミン樹脂１００部、キトサンある
いはアリル化カルボキシメチルキチンを１部、それにメ
タノール１．５０部及び増感剤として適量の２−メチル
アンソラキノン０．２部をそれぞれ添加して混合溶解す
ることにより感湿液が得られる。
次に、第１図、第２図に示すようにガラス又は絶縁性に
優れたアルミナ基板１の上面に適宜間隔をおいて一対の
櫛歯状電極２．２を対向貼設してこれにリード線５，５
を設けると共に、少なくとも該電極２，２の対向間隔を
覆うために、既に生成しておいた感湿液をスプレー、刷
毛、浸漬等の適宜手段に上って感湿膜３を形威し、これ
を通風乾燥した後紫外線照射を行って重合させ、更に１
２０［℃］の温度で加熱硬化させ、更に硬化した該感湿
膜３の周囲に撥水性を付与するために、メラミン樹脂６
０［％Ｊ溶液中に浸漬して保護膜４を施し、空ス乾燥後
１２０［”ＣＩの温度で約３０分間加熱硬化することに
より湿度素子を完成するものである。
優れたアルミナ基板１の上面に適宜間隔をおいて一対の
櫛歯状電極２．２を対向貼設してこれにリード線５，５
を設けると共に、少なくとも該電極２，２の対向間隔を
覆うために、既に生成しておいた感湿液をスプレー、刷
毛、浸漬等の適宜手段に上って感湿膜３を形威し、これ
を通風乾燥した後紫外線照射を行って重合させ、更に１
２０［℃］の温度で加熱硬化させ、更に硬化した該感湿
膜３の周囲に撥水性を付与するために、メラミン樹脂６
０［％Ｊ溶液中に浸漬して保護膜４を施し、空ス乾燥後
１２０［”ＣＩの温度で約３０分間加熱硬化することに
より湿度素子を完成するものである。
更に、上記素子の構成とは別に次のようにしても良い、
つまり、感湿膜３内にはキトサンあるいはアリル化カル
ボキシメチルキチンを含有させないで、キトサンの酢酸
水溶液あるいはアリル化カルボキシメチルキチンのメタ
ノール溶液を塗布、乾燥して保５ｉ膜とするものである
。そして、キトサンの保護膜では架橋等の適当な化学処
理によって耐酸性を付与する。
つまり、感湿膜３内にはキトサンあるいはアリル化カル
ボキシメチルキチンを含有させないで、キトサンの酢酸
水溶液あるいはアリル化カルボキシメチルキチンのメタ
ノール溶液を塗布、乾燥して保５ｉ膜とするものである
。そして、キトサンの保護膜では架橋等の適当な化学処
理によって耐酸性を付与する。
このようにして感湿性のある高分子材料中にキトサンを
添加して得た湿度素子の相対湿度対インビーグンス特性
（耐メチルアルコール５０［％１水溶ｔ）の時間的変化
（２５０時間）をｔｊＩＪ３図に示したが、これより明
らかなように時間経過と共に実線から点線へと特性が推
移するが、その推移量は極めて少ないことが明瞭である
。
添加して得た湿度素子の相対湿度対インビーグンス特性
（耐メチルアルコール５０［％１水溶ｔ）の時間的変化
（２５０時間）をｔｊＩＪ３図に示したが、これより明
らかなように時間経過と共に実線から点線へと特性が推
移するが、その推移量は極めて少ないことが明瞭である
。
又、キトサンを保Ｗ１膜に用いた場合の湿度素子の相対
湿度対インピーダンス特性（耐ホルマリン５［％］水溶
液）の時間的変化（２５０時間）を第４図に示し、この
場合も明らかに時間Ａ１道に伴う実線から点線への推移
量が少ないことが分かる。
湿度対インピーダンス特性（耐ホルマリン５［％］水溶
液）の時間的変化（２５０時間）を第４図に示し、この
場合も明らかに時間Ａ１道に伴う実線から点線への推移
量が少ないことが分かる。
又、第５図はキトサンと、アリル化カルボキシメチルキ
チンをそれぞれ保護膜とした場合の本発明素子の脱イオ
ン水中に２時間浸漬した場合の相対湿度対インビーグン
ス特性を示したものであり、本発明素子では殆ど経時推
移が見られな−。
チンをそれぞれ保護膜とした場合の本発明素子の脱イオ
ン水中に２時間浸漬した場合の相対湿度対インビーグン
ス特性を示したものであり、本発明素子では殆ど経時推
移が見られな−。
以上述べたように、本発明素子は何れの条件におけるテ
ストでも着しい特性変化は認められな−。
ストでも着しい特性変化は認められな−。
〈発明の効果〉
本発明の湿度素子は、上述のように構成したことにより
、キトサンとアリル化カルボキシメチルキチンをそれぞ
れ感湿材に添加した素子では応答特性が、第６図の吸湿
過程へで示すように、従来例（実ａ）より本発明（点Ｍ
）は反応の立ち上がりが急峻であり、又、脱湿過程Ａ゛
では従来例（実線）に比べて早期に湿式を放出し、速や
かに原状へ復帰し、再現性が優れていることを示してい
る。
、キトサンとアリル化カルボキシメチルキチンをそれぞ
れ感湿材に添加した素子では応答特性が、第６図の吸湿
過程へで示すように、従来例（実ａ）より本発明（点Ｍ
）は反応の立ち上がりが急峻であり、又、脱湿過程Ａ゛
では従来例（実線）に比べて早期に湿式を放出し、速や
かに原状へ復帰し、再現性が優れていることを示してい
る。
更に、第７図に示すようにキトサンと、アリル化カルボ
キシメチルキチンを保護膜に添加した素子の応答特性は
、吸湿過程Ｂにおいて従来例（実＃ｉ）上り本発明（点
＃ｉ）で示す特性の立ち上がりが急峻であり、敏感に動
作することを示して〜する。
キシメチルキチンを保護膜に添加した素子の応答特性は
、吸湿過程Ｂにおいて従来例（実＃ｉ）上り本発明（点
＃ｉ）で示す特性の立ち上がりが急峻であり、敏感に動
作することを示して〜する。
そして、脱湿過程Ｂ°では従来例（実＃ｉ）より本発明
（点＃ｉ）の方が急速に原状へ復帰していることを示し
ている。
（点＃ｉ）の方が急速に原状へ復帰していることを示し
ている。
その他、第３図（従来例のｔｊｔＪ８図と対比）に示す
ようにメチルアルコールや、第４図（従来例の第９図と
対比）に示すようにホルマリン、あるいはＰｔ５５図（
従来例のＰｔ５ｌＯ図と対比）に示すように脱イオン水
などに対する耐性の時間的変化、即ち、実線から点線へ
の推移が少なく安定しているなど、何れの場合も頗る優
れた多くの特徴を有する発明である。
ようにメチルアルコールや、第４図（従来例の第９図と
対比）に示すようにホルマリン、あるいはＰｔ５５図（
従来例のＰｔ５ｌＯ図と対比）に示すように脱イオン水
などに対する耐性の時間的変化、即ち、実線から点線へ
の推移が少なく安定しているなど、何れの場合も頗る優
れた多くの特徴を有する発明である。
第１図乃至１７図は、本発明の実施例を示し、第１図は
、素子の外装剥＃ｌ斜視図、 第２図は、完成品の中央縦断側面図、 第３図、第４図及び第５図は、それぞれ相対湿度対イン
ピーダンス特性図、 第６図及び第７図は、それぞれ本発明品と従来品の１時
間対相対湿度特性比較図、 第８図乃至ｊ＠１０図は、それぞれ従来例の相対湿度対
インピーダンス特性図である。
、素子の外装剥＃ｌ斜視図、 第２図は、完成品の中央縦断側面図、 第３図、第４図及び第５図は、それぞれ相対湿度対イン
ピーダンス特性図、 第６図及び第７図は、それぞれ本発明品と従来品の１時
間対相対湿度特性比較図、 第８図乃至ｊ＠１０図は、それぞれ従来例の相対湿度対
インピーダンス特性図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、感湿性高分子中にキトサンを含有させたことを特徴
とする湿度素子。 ２、感湿性高分子中にアリル化カルボキシメチルキチン
を含有させたことを特徴とする湿度素子。 ３、感湿性高分子をキトサンにて外装したことを特徴と
する湿度素子。 ４、感湿性高分子をアリル化カルボキシメチルキチンに
て外装したことを特徴とする湿度素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22798489A JPH0390849A (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 湿度素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22798489A JPH0390849A (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 湿度素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0390849A true JPH0390849A (ja) | 1991-04-16 |
Family
ID=16869340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22798489A Pending JPH0390849A (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 湿度素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0390849A (ja) |
-
1989
- 1989-09-01 JP JP22798489A patent/JPH0390849A/ja active Pending
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