JPH0954059A - 感湿素子とその製造方法 - Google Patents
感湿素子とその製造方法Info
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- JPH0954059A JPH0954059A JP20418095A JP20418095A JPH0954059A JP H0954059 A JPH0954059 A JP H0954059A JP 20418095 A JP20418095 A JP 20418095A JP 20418095 A JP20418095 A JP 20418095A JP H0954059 A JPH0954059 A JP H0954059A
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- Japan
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- moisture
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- cationic monomer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応性カチオニックモノマーを含む高分子を
重合させた共重合体で感湿膜が形成された感湿素子の温
度５０℃以上での高湿雰囲気における耐久性を向上させ
ると共に、感湿素子の応答性や再現性を損なわずに、そ
の素子を結露などによる水濡れ状態から迅速に復帰させ
る。 【解決手段】 感湿素子の感湿膜を形成する反応性カチ
オニックモノマーとしてＮ，Ｎ−ジメチルアミノプロピ
ルアクリルアミドの４級塩を用いる。また、反応性カチ
オニックモノマーを含む高分子を重合させた共重合体か
ら成る感湿膜の表面にホルマル架橋処理を施す。
重合させた共重合体で感湿膜が形成された感湿素子の温
度５０℃以上での高湿雰囲気における耐久性を向上させ
ると共に、感湿素子の応答性や再現性を損なわずに、そ
の素子を結露などによる水濡れ状態から迅速に復帰させ
る。 【解決手段】 感湿素子の感湿膜を形成する反応性カチ
オニックモノマーとしてＮ，Ｎ−ジメチルアミノプロピ
ルアクリルアミドの４級塩を用いる。また、反応性カチ
オニックモノマーを含む高分子を重合させた共重合体か
ら成る感湿膜の表面にホルマル架橋処理を施す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気中の水分量に
応じた電気抵抗値の変化によって湿度を検出する感湿素
子とその製造方法に関する。
応じた電気抵抗値の変化によって湿度を検出する感湿素
子とその製造方法に関する。
【０００２】従来から広く一般に用いられている感湿素
子は、絶縁基板上に設けた一対の電極間に反応性カチオ
ニックモノマーを含む高分子を重合させた共重合体から
成る感湿膜が設けられ、その感湿膜の電気抵抗値の変化
によって湿度を検出するようになっている（特開昭５５
−１０５０２号，特願平６−３０３８２７号）。この種
の感湿素子は、反応性カチオニックモノマー及びビニル
モノマーの高分子に、重合開始剤を加えてそれらを重合
させ、その重合体溶液を一対の電極が設けられた絶縁基
板の表面に塗布して感湿膜を形成している。
子は、絶縁基板上に設けた一対の電極間に反応性カチオ
ニックモノマーを含む高分子を重合させた共重合体から
成る感湿膜が設けられ、その感湿膜の電気抵抗値の変化
によって湿度を検出するようになっている（特開昭５５
−１０５０２号，特願平６−３０３８２７号）。この種
の感湿素子は、反応性カチオニックモノマー及びビニル
モノマーの高分子に、重合開始剤を加えてそれらを重合
させ、その重合体溶液を一対の電極が設けられた絶縁基
板の表面に塗布して感湿膜を形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、反応性カチオ
ニックモノマーとビニルモノマーとを重合させた共重合
体から成る感湿膜は、高温高湿雰囲気（温度５０℃以
上、相対湿度９０％以上）での耐久性が低く、短時間で
高分子自身が膨潤したり、溶解してしまうという欠点が
ある。このため、図４のグラフに示すように、感湿素子
の初期感湿特性（Ａ）と、浸水試験（沸騰水１００℃・
浸水１０分・１サイクル）経過後の感湿特性（Ｂ）との
間にも大きな差が生じ、それが検出誤差を生ずる原因と
なっていた。また、高温（５０℃以上）雰囲気で結露な
どによる水濡れの状態が長く続くと、感湿膜が絶縁基板
の表面から剥離したり、溶解して流失してしまうという
欠点もあり、それが耐久寿命を短くする原因の一つとな
っていた。
ニックモノマーとビニルモノマーとを重合させた共重合
体から成る感湿膜は、高温高湿雰囲気（温度５０℃以
上、相対湿度９０％以上）での耐久性が低く、短時間で
高分子自身が膨潤したり、溶解してしまうという欠点が
ある。このため、図４のグラフに示すように、感湿素子
の初期感湿特性（Ａ）と、浸水試験（沸騰水１００℃・
浸水１０分・１サイクル）経過後の感湿特性（Ｂ）との
間にも大きな差が生じ、それが検出誤差を生ずる原因と
なっていた。また、高温（５０℃以上）雰囲気で結露な
どによる水濡れの状態が長く続くと、感湿膜が絶縁基板
の表面から剥離したり、溶解して流失してしまうという
欠点もあり、それが耐久寿命を短くする原因の一つとな
っていた。
【０００４】湿度を計測中、結露は一般的な測定条件の
中で頻繁に起こり得る現象なので、これを避けることは
非常に困難である。従来の感湿素子は、図５のグラフに
示すように、結露状態を再現させるために感湿素子を１
分間浸水させた後、相対湿度９６％（２５℃）の雰囲気
でその湿度を測定した場合、感湿膜の特性が復帰せず測
定できない。このように、感湿膜が結露などで一度膨潤
を起こしてしまうと、人為的に乾燥させない限りそのま
まの状態では９０％以上の高湿雰囲気での測定は不可能
である。
中で頻繁に起こり得る現象なので、これを避けることは
非常に困難である。従来の感湿素子は、図５のグラフに
示すように、結露状態を再現させるために感湿素子を１
分間浸水させた後、相対湿度９６％（２５℃）の雰囲気
でその湿度を測定した場合、感湿膜の特性が復帰せず測
定できない。このように、感湿膜が結露などで一度膨潤
を起こしてしまうと、人為的に乾燥させない限りそのま
まの状態では９０％以上の高湿雰囲気での測定は不可能
である。
【０００５】したがって、耐久性及び耐結露性を向上さ
せるために、反応性カチオニックモノマーとビニルモノ
マーを重合させて成る重合体溶液を絶縁基板上に塗布し
乾燥して焼き付けた後、その上から重クロム酸アンモン
等の重クロム酸塩溶液を塗布してベーキングし、それに
紫外線などを照射して架橋処理を施すことも行われてい
る。しかし、これは、常温常湿ではある程度の効果が認
められるが、高温高湿雰囲気に長期間耐え得ることがで
きず、温度５０℃以上の高湿雰囲気では、感湿素子の応
答性や再現性が完全に損なわれ実用にはたえがたい。
せるために、反応性カチオニックモノマーとビニルモノ
マーを重合させて成る重合体溶液を絶縁基板上に塗布し
乾燥して焼き付けた後、その上から重クロム酸アンモン
等の重クロム酸塩溶液を塗布してベーキングし、それに
紫外線などを照射して架橋処理を施すことも行われてい
る。しかし、これは、常温常湿ではある程度の効果が認
められるが、高温高湿雰囲気に長期間耐え得ることがで
きず、温度５０℃以上の高湿雰囲気では、感湿素子の応
答性や再現性が完全に損なわれ実用にはたえがたい。
【０００６】そこで、本発明は、温度５０℃以上での高
湿雰囲気にも長期間耐え得る感湿素子を提供すると共
に、感湿素子の応答性や再現性を損なわずにその感湿素
子を結露などによる水濡れ状態から迅速に復帰させるこ
とを技術的課題としている。
湿雰囲気にも長期間耐え得る感湿素子を提供すると共
に、感湿素子の応答性や再現性を損なわずにその感湿素
子を結露などによる水濡れ状態から迅速に復帰させるこ
とを技術的課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明による感湿素子は、絶縁基板上に設けた一
対の電極間に反応性カチオニックモノマーを含む高分子
を重合させた共重合体から成る感湿膜が設けられた感湿
素子において、前記反応性カチオニックモノマーとして
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドの４級
塩を用いたことを特徴とする。本発明によれば、耐久性
に優れており、１００℃の高温雰囲気で結露状態が長く
続いても、膨潤して絶縁基板上から剥離したり、溶解し
て流失するおそれがないことが実験により確認された。
めに、本発明による感湿素子は、絶縁基板上に設けた一
対の電極間に反応性カチオニックモノマーを含む高分子
を重合させた共重合体から成る感湿膜が設けられた感湿
素子において、前記反応性カチオニックモノマーとして
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドの４級
塩を用いたことを特徴とする。本発明によれば、耐久性
に優れており、１００℃の高温雰囲気で結露状態が長く
続いても、膨潤して絶縁基板上から剥離したり、溶解し
て流失するおそれがないことが実験により確認された。
【０００８】また、本発明による感湿素子の製造方法
は、反応性カチオニックモノマーを含む高分子を重合さ
せた共重合体から成る感湿膜の表面にホルマル架橋処理
を施すことを特徴としている。本発明によれば、結露な
どによる水濡れ状態からの自己復帰性が優れ、高湿雰囲
気において迅速に湿度を検出できることが実験により確
認された。
は、反応性カチオニックモノマーを含む高分子を重合さ
せた共重合体から成る感湿膜の表面にホルマル架橋処理
を施すことを特徴としている。本発明によれば、結露な
どによる水濡れ状態からの自己復帰性が優れ、高湿雰囲
気において迅速に湿度を検出できることが実験により確
認された。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について具
体的に説明する。なお、図１は本発明による感湿素子の
感湿特性を示すグラフ、図２は本発明による感湿素子の
浸水サイクル試験結果を示すグラフである。
体的に説明する。なお、図１は本発明による感湿素子の
感湿特性を示すグラフ、図２は本発明による感湿素子の
浸水サイクル試験結果を示すグラフである。
【００１０】本発明による感湿素子は、絶縁基板上に設
けた一対の電極間に反応性カチオニックモノマーを含む
高分子を重合させた共重合体で成る感湿膜が設けられた
点において、従来の感湿素子と共通するが、反応性カチ
オニックモノマーとして、Ｎ，Ｎジメチルアミノプロピ
ルアクリルアミドの４級塩を用いた点に特徴がある。つ
まり、本発明は、例えば反応性カチオニックモノマーと
してＮ，Ｎジメチルアミノプロピルアクリルアミドの４
級塩を３０〜６０部用い、これにビニルモノマーとして
メタクリル酸メチルモノマーを２０〜４０部、さらに２
−ヒドロキシエチルメタクリレートモノマーを２０〜４
０部、重合開始剤として過酸化ベンゾイル３部、溶媒と
してメタノール７０部を用いて、それらを反応容器に入
れて約６０℃に加熱保持し、約２乃至４時間程度共重合
させる。
けた一対の電極間に反応性カチオニックモノマーを含む
高分子を重合させた共重合体で成る感湿膜が設けられた
点において、従来の感湿素子と共通するが、反応性カチ
オニックモノマーとして、Ｎ，Ｎジメチルアミノプロピ
ルアクリルアミドの４級塩を用いた点に特徴がある。つ
まり、本発明は、例えば反応性カチオニックモノマーと
してＮ，Ｎジメチルアミノプロピルアクリルアミドの４
級塩を３０〜６０部用い、これにビニルモノマーとして
メタクリル酸メチルモノマーを２０〜４０部、さらに２
−ヒドロキシエチルメタクリレートモノマーを２０〜４
０部、重合開始剤として過酸化ベンゾイル３部、溶媒と
してメタノール７０部を用いて、それらを反応容器に入
れて約６０℃に加熱保持し、約２乃至４時間程度共重合
させる。
【００１１】その後、共重合によって得られた重合体溶
液を、アセトン等の溶液に添加して共重合体を沈澱さ
せ、沈澱物を取り出して乾燥させる。次に、その乾燥し
た沈澱物を有機溶剤で溶解して感湿膜を形成するための
塗布液を製出する。この塗布液中に、一対の櫛歯状電極
が対向配設された感湿素子用の絶縁基板を塗布して、そ
の絶縁基板の表面に薄膜状に付着させ、それを１２０℃
の雰囲気中で約１２時間加熱乾燥させて感湿膜を形成す
る。
液を、アセトン等の溶液に添加して共重合体を沈澱さ
せ、沈澱物を取り出して乾燥させる。次に、その乾燥し
た沈澱物を有機溶剤で溶解して感湿膜を形成するための
塗布液を製出する。この塗布液中に、一対の櫛歯状電極
が対向配設された感湿素子用の絶縁基板を塗布して、そ
の絶縁基板の表面に薄膜状に付着させ、それを１２０℃
の雰囲気中で約１２時間加熱乾燥させて感湿膜を形成す
る。
【００１２】以上の如くして得られた感湿素子は、従来
品に比べて高温高湿雰囲気における耐久性が著しく優れ
ており、特に実施例のように、Ｎ，Ｎジメチルアミノプ
ロピルアクリルアミドの４級塩を３０〜６０部、メタク
リル酸メチルモノマーを２０〜４０部、２−ヒドロキシ
エチルメタクリレートモノマーを２０〜４０部の比率で
重合させた３元重合体で形成すると、耐久性・耐結露性
が格段に良い結果が得られる。
品に比べて高温高湿雰囲気における耐久性が著しく優れ
ており、特に実施例のように、Ｎ，Ｎジメチルアミノプ
ロピルアクリルアミドの４級塩を３０〜６０部、メタク
リル酸メチルモノマーを２０〜４０部、２−ヒドロキシ
エチルメタクリレートモノマーを２０〜４０部の比率で
重合させた３元重合体で形成すると、耐久性・耐結露性
が格段に良い結果が得られる。
【００１３】この感湿素子を図１のグラフに示すよう
に、感湿素子の初期感湿特性（Ａ）と、高温・高湿下で
の加速試験として浸水試験（沸騰水１００℃・浸水１０
分・１サイクル）経過後の感湿特性（Ｂ）とを比較して
も両者間に殆ど差はみとめられなかった。また、感湿素
子を１００℃の沸騰水に１０分間浸水させた後、２５℃
の相対湿度６０％の雰囲気下で測定し、これを繰り返し
て測定値の誤差を調べた結果を図２に示す。その結果に
よると、８サイクルまで測定値に全く誤差がなく、３０
サイクル経過後は最大−２％程度の誤差にとどまること
が確認された。したがって、従来のように感湿膜の上か
ら耐久性を付与するための架橋処理などを施す必要がな
いので、感湿素子の応答性や再現性などの基本特性を損
なわずに耐久性・耐結露性を向上させることが可能とな
った。
に、感湿素子の初期感湿特性（Ａ）と、高温・高湿下で
の加速試験として浸水試験（沸騰水１００℃・浸水１０
分・１サイクル）経過後の感湿特性（Ｂ）とを比較して
も両者間に殆ど差はみとめられなかった。また、感湿素
子を１００℃の沸騰水に１０分間浸水させた後、２５℃
の相対湿度６０％の雰囲気下で測定し、これを繰り返し
て測定値の誤差を調べた結果を図２に示す。その結果に
よると、８サイクルまで測定値に全く誤差がなく、３０
サイクル経過後は最大−２％程度の誤差にとどまること
が確認された。したがって、従来のように感湿膜の上か
ら耐久性を付与するための架橋処理などを施す必要がな
いので、感湿素子の応答性や再現性などの基本特性を損
なわずに耐久性・耐結露性を向上させることが可能とな
った。
【００１４】次に、本発明による感湿素子の製造方法に
ついて具体的に説明する。なお、図３は本発明の方法で
製造した感湿素子の復帰性を示すグラフである。
ついて具体的に説明する。なお、図３は本発明の方法で
製造した感湿素子の復帰性を示すグラフである。
【００１５】本発明方法は、例えば、反応性カチオニッ
クモノマーとビニルモノマーの共重合体で成る感湿膜又
は反応性カチオニックモノマーとビニルモノマーと２−
ヒドロキシエチルメタクリレートとを重合させた３元重
合体から成る感湿膜の表面に、ホルマル架橋処理を施
す。このような架橋処理を施した感湿素子は、従来に比
べて結露などによる水濡れからの復帰性が著しく向上
し、ドライヤーなどで人為的に感湿素子を乾燥させなく
ても初期特性に自己復帰するので、連続的に測定が可能
である。図３は、その感湿素子を１分間浸水させた後、
相対湿度９６％（２５℃）の雰囲気中に放置して復帰性
を調べた結果であり、約２〜３時間後には従来の特性に
復帰し、正確な湿度を検出できるようになった。このよ
うに、ホルマル架橋処理を施せば、応答性や再現性など
の基本特性を損なわずに、結露などによる水濡れ状態か
らの自己復帰性を向上させることができる。
クモノマーとビニルモノマーの共重合体で成る感湿膜又
は反応性カチオニックモノマーとビニルモノマーと２−
ヒドロキシエチルメタクリレートとを重合させた３元重
合体から成る感湿膜の表面に、ホルマル架橋処理を施
す。このような架橋処理を施した感湿素子は、従来に比
べて結露などによる水濡れからの復帰性が著しく向上
し、ドライヤーなどで人為的に感湿素子を乾燥させなく
ても初期特性に自己復帰するので、連続的に測定が可能
である。図３は、その感湿素子を１分間浸水させた後、
相対湿度９６％（２５℃）の雰囲気中に放置して復帰性
を調べた結果であり、約２〜３時間後には従来の特性に
復帰し、正確な湿度を検出できるようになった。このよ
うに、ホルマル架橋処理を施せば、応答性や再現性など
の基本特性を損なわずに、結露などによる水濡れ状態か
らの自己復帰性を向上させることができる。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、反応性カチオニック
モノマーとしてＮ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリ
ルアミドの４級塩を用いて感湿膜を形成させた本発明に
よる感湿素子は、応答性や再現性などの基本特性を損な
わずに、高温高湿雰囲気における感湿膜の耐久性・耐結
露性を著しく向上させることができると共に、高温高湿
雰囲気で正確に湿度を測定することが可能となった。さ
らに、感湿膜の表面にホルマル架橋処理を施すと、結露
などによる水濡れからの自己復帰性が向上し、結露後も
迅速に湿度の検出が可能になるという大変優れた効果を
有する。
モノマーとしてＮ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリ
ルアミドの４級塩を用いて感湿膜を形成させた本発明に
よる感湿素子は、応答性や再現性などの基本特性を損な
わずに、高温高湿雰囲気における感湿膜の耐久性・耐結
露性を著しく向上させることができると共に、高温高湿
雰囲気で正確に湿度を測定することが可能となった。さ
らに、感湿膜の表面にホルマル架橋処理を施すと、結露
などによる水濡れからの自己復帰性が向上し、結露後も
迅速に湿度の検出が可能になるという大変優れた効果を
有する。
【図１】本発明による感湿素子の感湿特性を示すグラ
フ。
フ。
【図２】本発明による感湿素子の浸水サイクル試験結果
を示すグラフ。
を示すグラフ。
【図３】本発明の方法で製造した感湿素子の復帰性を示
すグラフ。
すグラフ。
【図４】従来の感湿素子の感湿特性を示すグラフ。
【図５】従来の方法で製造した感湿素子の復帰性を示す
グラフ。
グラフ。
Claims (3)
- 【請求項１】 絶縁基板上に設けた一対の電極間に反応
性カチオニックモノマーを含む高分子を重合させた共重
合体から成る感湿膜が設けられた感湿素子において、前
記反応性カチオニックモノマーとしてＮ，Ｎ−ジメチル
アミノプロピルアクリルアミドの４級塩を用いたことを
特徴とする感湿素子。 - 【請求項２】 絶縁基板上に設けた一対の電極間に反応
性カチオニックモノマーを含む高分子を重合させた共重
合体から成る感湿膜の表面に、ホルマル架橋処理を施す
ことを特徴とする感湿素子の製造方法。 - 【請求項３】 前記共重合体が、反応性カチオニックモ
ノマーとビニルモノマーと２−ヒドロキシエチルメタク
リレートとを重合させた３元共重合体である請求項１記
載の感湿素子又は請求項２記載の感湿素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20418095A JPH0954059A (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 感湿素子とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20418095A JPH0954059A (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 感湿素子とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0954059A true JPH0954059A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16486169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20418095A Withdrawn JPH0954059A (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 感湿素子とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0954059A (ja) |
-
1995
- 1995-08-10 JP JP20418095A patent/JPH0954059A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |