JPH04324350A - 結露センサー - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばビデオテープレ
コーダの回転ヘッドのドラムにおける結露を検出するの
に使用して好適な結露センサーに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】結露セ
ンサーは、結露を嫌う電子機器、例えばＶＴＲのヘッド
部等の結露を検出するために用いられており、テープの
巻き込み、ドラムへの貼り付き等による損傷事故を防止
するのに役立っている。

【０００３】従来より電気抵抗式の結露センサーとして
は、例えば図５（ａ）（ｂ）　及び図６に示すように、
吸湿性高分子材料に酢酸ナトリウムのような電解質を配
合したものを感湿抵抗体とし、これをくし形電極間に配
設したＤｕｎｍｏｒｅ　型のもの、その他に、感湿抵抗
体として吸湿性高分子材料に導電粒子である炭素粉末を
用いたもの（図７（ａ）　（ｂ）　及び図８参照）、酸
化アルミニウムのような多孔質膜を用いて結露時に多孔
質体中に水を満たすことにより抵抗値が変化するように
したもの、くし形電極のみを用いて結露時に電極間にで
きる水滴により抵抗値が変化するようにしたもの等が開
発されている。

【０００４】くし形電極のみのものは結露時の抵抗値変
化が小さく各種エージング（６５℃、−４０　℃、４０
℃９０％ＲＨ）後の信頼性も非常に低いので誤動作を起
こしやすい。また酸化アルミニウムのタイプは応答速度
が遅く、経時変化も大きい等の欠点を有している。それ
らの点を改善したのがＤｕｎｍｏｒｅ　型、炭素膜型で
あり、長期の信頼性の点で炭素膜型が優れている。これ
は、炭素膜型が内部伝導によるため、ごみ、ほこりの付
着等の表面汚染による影響を受けないからである。

【０００５】炭素膜型に用いられている吸湿性高分子材
料としてはポリビニルアルコール、アクリル系樹脂、エ
ポキシ樹脂、セルロース系樹脂、ポリアミド樹脂等種々
のものがある。これらの吸湿性高分子材料は■吸湿応答
速度が速い■水に不溶である■高湿度におけるヒステリ
シスが少ない等が望まれる。一般に吸湿性高分子は分子
内に親水基をもっているため、高湿度の雰囲気に長時間
置かれると高分子物質が溶出し結露時の抵抗が上昇しに
くくなる。感湿抵抗体としてポリビニルアルコール（Ｐ
ＶＡ）に導電粒子を分散し、加熱乾燥したものを用いて
いる場合（例えば特開昭６２−　２１０５２号参照）、
水溶性のＰＶＡをそのまま加熱乾燥しただけでは耐水性
が無いため、長期の高温高湿放置で溶出する等の欠点を
有しており、耐久性の点で問題があった。

【０００６】そこで、本発明は吸湿しても溶出しないで
、かつ長期の使用に対しても耐久性を有する結露センサ
ーを得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の結露センサーは
、例えば図１（ｂ）　に示すように、電極２間に感湿抵
抗体１を設けた結露センサーにおいて、感湿抵抗体１と
して架橋剤により架橋されたポリビニルアルコールに導
電粒子を分散して成る膜を用いたものである。

【０００８】

【作用】本発明によれば、結露センサーの感湿抵抗体１
はポリビニルアルコールに架橋剤の他に少なくとも導電
粒子を有し、この感湿抵抗体を加熱下で架橋反応を発生
させることにより、結露センサーは吸湿しても不溶とな
り、耐久性に優れたものとなる。

【０００９】

【実施例】以下、図１〜図４を参照しながら、本発明の
結露センサーの一実施例について説明する。

【００１０】本例は、図１（ａ）　に示すように、フレ
キシブルプリント基板（ＦＰＣ）３上に、銅箔のエッチ
ング処理により、一対のくし形電極２を形成し、さらに
図１（ｂ）に示すように、このくし形電極の各先端部を
覆うように感湿抵抗体１を設けたものである。本例によ
るこの感湿抵抗体１は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ
）１００重量部に対して、ブロックイソシアネートを１
．５〜７．０重量部、そして導電粒子及び架橋剤を配合
し、膜状とし、加熱によりポリビニルアルコール（ＰＶ
Ｃ）を架橋したものである。

【００１１】次に、この感湿抵抗体１を上述の構成とし
た理由につき、感湿抵抗体１の配合成分を種々の条件に
した場合の乾湿抵抗体１の電気特性、耐水性及び耐久性
の測定結果をもとにして具体的に説明する。

【００１２】最初に、種々の架橋剤を用いた場合の結露
センサーとしての電気特性及び耐水性の結果について述
べる。

【００１３】試料の作製に用いた組成物は以下のとおり
である。 Ａ．ポリビニルアルコール　　　　　　　　　　　　　
　　　１００部（ＰＶＡ２１７　　クラレ（株）製） Ｂ．架橋剤 以下のうちいずれか一つの架橋剤について１、２．５、
５、１０、２０部 メラミン　　Ｊ−８２０ （ブチルエーテル化メラミン、大日本インキ（株）製）
メラミン　　Ｍ−３ （メチルエーテル化メラミン、住友化学工業（株）製）
グリオキザール　　ＮＳ−１９ （住友化学工業（株）製） ブロックイソシアネート　　ＢＮ−０８（重亜硫酸ソー
ダブロックトリイソシアネート、第１工業製薬（株）製
） ブロックイソシアネート　　ＢＮ−６９（同上） ブロックイソシアネート　　ＢＮ−０５（同上） Ｃ．アセチレンブラック （デンカブラック、デンカ（株）製）　　２０部

【００
１４】試料の作製方法について説明する。上記ポリビニ
ルアルコール１００部、架橋剤１、２．５、５、１０又
は２０部、及びアセチレンブラック２０部を蒸留水に溶
解分散させ、均一な塗料とする。この塗料を、スクリー
ン印刷法により、くし形電極上に塗布し、最終的に乾燥
膜厚が２μｍとなるように塗布する。この後、このくし
形電極の塗布膜を１６０℃の温度で３０分加熱すること
によりポリビニルアルコールの架橋反応をさせるととも
に塗布膜中の水分を蒸発させることにより、膜を乾燥さ
せる（図１参照）。

【００１５】本例において行った抵抗値測定と耐水性測
定の方法は以下のとおりである。 Ａ．抵抗値測定 上記の方法により作製した各種のくし形電極を、乾燥し
た条件と試料表面に水滴をたらして結露状態にした条件
の２条件について導通抵抗値を測定し、両条件における
測定値の差を比較した。 Ｂ．耐水性 上記の方法により作製した塗料より別途、試験用の膜（
乾燥膜厚２μｍ）を作製し、この膜を水の中に１時間浸
漬して耐水性を試験した。

【００１６】結果は表１に示すとおりであり、ここで、
横の欄は各種の架橋剤を示し、縦の欄はこの架橋剤の配
合量、及び各配合量における乾燥時、結露時の抵抗値と
耐水性の評価を表している。耐水性の評価は○と×で表
し、フィルム状態を保持しているときを○、フィルムが
くずれて溶けてしまっているときを×とした。表１の結
果からわかるように耐水性を保持しながら、結露時に高
い抵抗値を示しているのはブロックイソシアネート系の
架橋剤のみであり、メラミン系及びグリオキザール系の
架橋剤は結露時の抵抗値の上昇が低いことが認められた
。

【表１】

【００１７】次に、センサー感度と耐水性に優れた架橋
剤ブロックイソシアネートの最適配合量について説明す
る。

【００１８】試料の作製方法について説明する。ポリビ
ニルアルコール１００部、アセチレンブラック３６部、
消泡剤８部、及びこれに加えてブロックイソシアネート
ＢＮ−６９を０〜３６部まで１０段階に変化させて蒸留
水中に溶解分散して塗料を作製する。この塗料をくし形
電極上に塗布して１６０℃で３０分間加熱することによ
り試験用の塗料を作製する。

【００１９】本例で行った抵抗値と応答速度の測定、並
びに溶出率の測定の方法は以下のとおりである。 Ａ．抵抗値と応答速度の測定 各試料について、最初に２５℃、相対温度（以下「ＲＨ
」という。）７５％に保った状態で抵抗値を測定する。 次に、この試料を６０℃、１００％ＲＨの雰囲気の中に
入れ結露させることにより、結露状態での抵抗値を測定
する。また、このとき、各試料が６０℃、１００％ＲＨ
の結露状態になってから何秒間で抵抗値が１ＭΩに達す
るかについて応答時間を測定し、結露センサーとしての
応答速度を評価した。 Ｂ．溶出率の測定 次に、同様に作製したフィルムを水中に１時間浸漬し、
フィルムの溶出率を測定した。

【００２０】結果は表２及び図２に示すとおりである。 表２からわかるように、抵抗値は２５℃、７５％ＲＨで
１．８ＫΩ〜２．９ＫΩであったものが６０℃、１００
％ＲＨでは３．３ＭΩ〜１１ＭΩと著しく高い値に変化
しており、各試料とも満足のいく結果となっている。次
に、応答速度についてみると、抵抗値が１ＭΩまで達す
るのに２秒以内と速いものは架橋剤配合量が０〜７部の
範囲となっている。また、溶出率の結果をみると、表２
及び図２からもわかるように架橋剤配合量１．５部以上
では溶出率が少なく安定している。

【表２】 以上の結果より、応答速度が速く、かつ溶出率が小さく
て耐水性の良い範囲としては、ブロックイソシアネート
ＢＮ−６９はポリビニルアルコール１００部に対して１
．５〜７．０部配合するのが最適である。

【００２１】次に、フィルムを高温、高湿の条件下に長
時間おいたときの耐久性能を説明する。

【００２２】測定方法について説明する。ブロックイソ
シアネートを配合しない系とブロックイソシアネートＢ
Ｎ−６９を３部配合した系でサンプルを作成し６０℃１
００％ＲＨ、２５℃９３％ＲＨ、及び２５℃７５％ＲＨ
の槽中に１０００時間放置し耐久性を比較した。

【００２３】結果は表３、図３及び図４に示すとおりで
ある。表３に示した様に、初期状態ではブロックイソシ
アネートの有無に関係なく同等の特性をもっていること
がわかる。しかしブロックイソシアネート無配合のサン
プルは５００時間後には結露時の抵抗上昇が極めて低く
なっており、一般的な結露センサーの定格仕様である６
０℃１００％ＲＨで１００ＫΩ以上という条件を満たさ
なくなる。更に１０００時間後には乾燥状態と結露状態
での抵抗値の差が架橋したものと比較すると小さくなり
、結露センサーとして的確なスイッチング的動作ができ
なくなる（図４参照）。

【表３】 それに比較してブロックイソシアネートで架橋したサン
プルは１０００時間のエージング後も結露時に１０５　
Ωのオーダーまで抵抗値が上昇しており、十分結露セン
サーとして使用可能である（図３参照）。つまり、ＰＶ
Ａをブロックイソシアネートで架橋することにより耐水
性が改善され高感度を保持しながら耐水性を向上させる
ことができる。

【００２４】以上の結果より、感湿抵抗体１は、ポリビ
ニルアルコール（ＰＶＡ）１００重量部に対して、ブロ
ックイソシアネートを１．５〜７．０重量部、そして導
電粒子及び架橋剤を配合し、膜状とし、加熱によりポリ
ビニルアルコール（ＰＶＡ）を架橋することにより、吸
湿しても溶出しないで、かつ長期の使用に対しても優れ
た耐久性を有する結露センサーが得られた。

【００２５】なお、本発明は上述実施例に限ることなく
本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成が採
り得ることは勿論である。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、結露センサーの感湿抵
抗体は吸湿しても溶出しないで、かつ長期の使用に対し
ても優れた耐久性を発揮するという利益が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】結露センサーの例を示す説明図である。

【図２】架橋剤配合量による溶出率の差を示す線図であ
る。

【図３】本発明の説明に供する線図である。

【図４】本発明との比較のために用いる線図である。

【図５】従来例の説明に供する線図である。

【図６】従来例の説明に供する線図である。

【図７】従来例の説明に供する線図である。

【図８】従来例の説明に供する線図である。

【符号の説明】

１　　感湿抵抗体 ２　　くし形電極 ３　　ＦＰＣ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電極間に感湿抵抗体を設けた結露セン
   サーにおいて、上記感湿抵抗体として、架橋剤により架
   橋されたポリビニルアルコールに導電粒子を分散して成
   る膜を用いたことを特徴とする結露センサー。