JPS5816467B2 - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
- Publication number
- JPS5816467B2 JPS5816467B2 JP52147896A JP14789677A JPS5816467B2 JP S5816467 B2 JPS5816467 B2 JP S5816467B2 JP 52147896 A JP52147896 A JP 52147896A JP 14789677 A JP14789677 A JP 14789677A JP S5816467 B2 JPS5816467 B2 JP S5816467B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity
- moisture
- monomer
- sensitive element
- vinyl
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は雰囲気中における水分量に依存して抵抗室の変
化する感湿素子に関するものである。
化する感湿素子に関するものである。
抵抗室の変化により湿度を検出する感湿素子で従来汎用
されているものは以下のとおりである。
されているものは以下のとおりである。
■ 塩化リチウム（Ｌｉｃｋ）等電解質塩を用いたもの
■ 吸湿性樹脂に導電性粉末を混合したもの■ アルミ
ニウム等金属の表面を酸化したもの■ 金属酸化物を用
いたもの ■ 吸湿性高分子皮膜を半導体基板に接して設けたもの ■ 親水性高分子を用いたもの ■ 有機合成樹脂等から成る担体物質の表面に、ポリエ
チレングリコール基、アミン基、カルボキシル基、スル
ホン酸基、四級アンモニウム基或は少くとも２個のビニ
ル基等を有する単量体又は重合し得る予電合体を表面ク
ラフト重合させたもの これらの感湿素子においては夫々次のような欠点があっ
た。
ニウム等金属の表面を酸化したもの■ 金属酸化物を用
いたもの ■ 吸湿性高分子皮膜を半導体基板に接して設けたもの ■ 親水性高分子を用いたもの ■ 有機合成樹脂等から成る担体物質の表面に、ポリエ
チレングリコール基、アミン基、カルボキシル基、スル
ホン酸基、四級アンモニウム基或は少くとも２個のビニ
ル基等を有する単量体又は重合し得る予電合体を表面ク
ラフト重合させたもの これらの感湿素子においては夫々次のような欠点があっ
た。
■′■においては一個のセンサで計測できる湿度領域が
狭く、湿度の高い雰囲気中に長時間放置すると電解質塩
が希釈され、寿命が著しく短かくなる。
狭く、湿度の高い雰囲気中に長時間放置すると電解質塩
が希釈され、寿命が著しく短かくなる。
■′■においては、低湿度雰囲気中においては、感湿特
性が無いのみならず製作の歩留りが悪く、かつ長時間の
使用においては信頼性が著しく低下する。
性が無いのみならず製作の歩留りが悪く、かつ長時間の
使用においては信頼性が著しく低下する。
■′■においては相対湿度８０％以上の雰囲気中におい
てヒステリシスを生じ、応答性が悪くなるのみならず高
湿度雰囲気中に長時間放置すると形状変化を生じ、経年
変化が大きい。
てヒステリシスを生じ、応答性が悪くなるのみならず高
湿度雰囲気中に長時間放置すると形状変化を生じ、経年
変化が大きい。
■′■においては抵抗値が高く、しかも感度が低く、大
きな温度依存性を有し、製造方法が複雑である。
きな温度依存性を有し、製造方法が複雑である。
■′■においては素子の特性の再現性、安定性が低く寿
命が短かい。
命が短かい。
■′■においては、担体物質としてグラフト重合可能で
かつ必要な機械的強度及び物理的特性を具有するものを
選択しなければならず、絶縁体を用いることができない
ので、感湿素子は担体物質自体の有する電気抵抗の影響
を受け、更には感湿素子を多数製造する場合に、ばらつ
きのない特性を得ることが著しく困難である等の欠点が
ある。
かつ必要な機械的強度及び物理的特性を具有するものを
選択しなければならず、絶縁体を用いることができない
ので、感湿素子は担体物質自体の有する電気抵抗の影響
を受け、更には感湿素子を多数製造する場合に、ばらつ
きのない特性を得ることが著しく困難である等の欠点が
ある。
本発明は、従来感湿材料として全く使用されていなかっ
た疎水性を示す有機高分子フィルムを用いて、簡単に製
造でき、再現性に優れ且つヒステリシスの極めて小さい
感湿素子を提供しようとするものである。
た疎水性を示す有機高分子フィルムを用いて、簡単に製
造でき、再現性に優れ且つヒステリシスの極めて小さい
感湿素子を提供しようとするものである。
本発明の感湿素子は、疎水性を示すビニルモノマーち反
応性力チオニックモノマーとを共重合させて重合体を形
成し、この疎水性重合体の分子中にカチオン基を導入し
て親水性を与え、湿度に対する抵抗値変化を利用して湿
度を検出するものである。
応性力チオニックモノマーとを共重合させて重合体を形
成し、この疎水性重合体の分子中にカチオン基を導入し
て親水性を与え、湿度に対する抵抗値変化を利用して湿
度を検出するものである。
この共重合させる場合の配合割合は、
反応性力チオニックモノマ−１〜６０部
ビニルモノマー ４０〜Ｚｏｏ部触媒（過酸
化物） １〜２部アルコール
５０部であり、この配合割合以外では湿度
に対する抵抗値変化が小さく、実用には不向である。
化物） １〜２部アルコール
５０部であり、この配合割合以外では湿度
に対する抵抗値変化が小さく、実用には不向である。
以下本発明の感湿素子について実施例により説明する。
反応性力チオニックモノマーとして２−ヒロドキシー３
−メタクリルオキシプロピルトリメチルアンモニウムク
ロライド４０部、ビニルモノマーとしてスチレンモノマ
ー６０部、触媒として過酸化ベンゾイル２部、アルコー
ルとしてメタノール５０部を用い、これらを反応容器内
に入れて約７０℃に加熱保持して１２時間共重合させる
。
−メタクリルオキシプロピルトリメチルアンモニウムク
ロライド４０部、ビニルモノマーとしてスチレンモノマ
ー６０部、触媒として過酸化ベンゾイル２部、アルコー
ルとしてメタノール５０部を用い、これらを反応容器内
に入れて約７０℃に加熱保持して１２時間共重合させる
。
一方策１図に示すようにアルミナ基板１上に一対の櫛状
の電極２，２を対向接着して該電極２゜２間にギャップ
３を形成し、該各電極にリード線４．４を接続して感湿
素子基体を形成し、該基体上の少なくともギャップ３を
覆うように、前記共重合させた重合体溶液をスプレー、
刷毛塗り、浸漬等によって重合物薄膜を形成させ、通風
乾燥させた後、約１８０℃の乾燥雰囲気中にて熱処理を
捲して重合物薄膜を感湿素子基体上に焼きつけ定着させ
て、感湿素子を完成させる。
の電極２，２を対向接着して該電極２゜２間にギャップ
３を形成し、該各電極にリード線４．４を接続して感湿
素子基体を形成し、該基体上の少なくともギャップ３を
覆うように、前記共重合させた重合体溶液をスプレー、
刷毛塗り、浸漬等によって重合物薄膜を形成させ、通風
乾燥させた後、約１８０℃の乾燥雰囲気中にて熱処理を
捲して重合物薄膜を感湿素子基体上に焼きつけ定着させ
て、感湿素子を完成させる。
以上の構成になる感湿素子の抵抗、相対湿度特性は、第
２図に示すように相対湿度２０係から１００％までの広
範囲において電気抵抗値が１０７Ω以下、且つ湿度変化
率が大きい為、簡単に湿度検知を行なうことができ、ヒ
ステリシスも１〜２％程度で測定誤差を考慮すると殆ど
無視でき、第３図破線にて示すように５０％から９０％
の間での湿度サイクルテストにおいても５００時間経過
後において同図中実線で示す製造直後の特ン性と比較し
て１〜２％程の抵抗値増加を示すのみであるから測定誤
差を考慮するとこれも無視でき、抵抗値の温度依存性も
殆んど零である。
２図に示すように相対湿度２０係から１００％までの広
範囲において電気抵抗値が１０７Ω以下、且つ湿度変化
率が大きい為、簡単に湿度検知を行なうことができ、ヒ
ステリシスも１〜２％程度で測定誤差を考慮すると殆ど
無視でき、第３図破線にて示すように５０％から９０％
の間での湿度サイクルテストにおいても５００時間経過
後において同図中実線で示す製造直後の特ン性と比較し
て１〜２％程の抵抗値増加を示すのみであるから測定誤
差を考慮するとこれも無視でき、抵抗値の温度依存性も
殆んど零である。
以上にはビニルモノマーとしてスチレンモノマーを用い
た実施例について記述したが、エチレン’ （ＣＨ２＝
ＣＨ２）等の如く、ＣＨ２＝ＣＨ−Ｘ（但しＸは０Ｈ２
ＣＨ３，ＯＣＯＣＨ３，Ｃ６Ｈ３ＣＩＣＨ等）を使用し
ても前記スチレンモノマーを用いた場合と同様に極めて
優れた特性を奏する。
た実施例について記述したが、エチレン’ （ＣＨ２＝
ＣＨ２）等の如く、ＣＨ２＝ＣＨ−Ｘ（但しＸは０Ｈ２
ＣＨ３，ＯＣＯＣＨ３，Ｃ６Ｈ３ＣＩＣＨ等）を使用し
ても前記スチレンモノマーを用いた場合と同様に極めて
優れた特性を奏する。
また、耐湿性を更に向上させる架橋処理は２−ヒロドキ
シー３−メタクリルオキシプロピルトリメチルアンモニ
ウムクロライドとスチレンモノマーとを共重合させて成
る重合体溶液を前記のように感湿素子基体上に焼きつけ
定着して後、重クロム酸アンモ７等重クロム酸塩溶液を
塗布してベーキングを行なう。
シー３−メタクリルオキシプロピルトリメチルアンモニ
ウムクロライドとスチレンモノマーとを共重合させて成
る重合体溶液を前記のように感湿素子基体上に焼きつけ
定着して後、重クロム酸アンモ７等重クロム酸塩溶液を
塗布してベーキングを行なう。
次に紫外線を２〜３分間照射することにより架橋処理を
完了する。
完了する。
架橋処理は紫外線照射のみに限定されるものではなく、
アセタール化、電子線照射、放射線照射等によっても行
なうことができる。
アセタール化、電子線照射、放射線照射等によっても行
なうことができる。
こうして架橋処理を行なった感湿素子は、架橋処理を行
なっていない感湿素子と比べて抵抗値がほぼ１０倍位に
増加する。
なっていない感湿素子と比べて抵抗値がほぼ１０倍位に
増加する。
以上のように成る本発明の感湿素子は次の利点を有する
。
。
■ 導電性物質、分散剤等を必要とせず、しかも単に重
合体薄膜の厚さを制御するのみでよいから製品のばらつ
きが小さい。
合体薄膜の厚さを制御するのみでよいから製品のばらつ
きが小さい。
■ ヒステリシスが小さい。
■ 各種のビニルモノマーを使用できるので、原材料を
入手しやすく、導電性物質、分散剤等を全く必要としな
い為非常に安価にできる。
入手しやすく、導電性物質、分散剤等を全く必要としな
い為非常に安価にできる。
■ 広範囲にわたって湿度検知が可能である。
■ 湿度変化に対する抵抗値変化率が大きい為湿度検知
が容易である。
が容易である。
■ 重合体溶液を塗布、焼きつけ定着するので基板素材
、形状を任意に選択できる。
、形状を任意に選択できる。
■ 有機ガスに対して抵抗性が太きい。
■ 長時間の使用による特性変化が極めて小さい。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示し、第１図は本発明の感湿
素子の正面図、第２図は同抵抗−相対湿度特性図、第３
図は同湿度サイクルテスト５００時間経過後における抵
抗−相対湿度特性図。 １・・・・・・アルミナ基板、２・・・・・・電極、３
・・・・・・ギャップ、４・・・・・・リード線。
素子の正面図、第２図は同抵抗−相対湿度特性図、第３
図は同湿度サイクルテスト５００時間経過後における抵
抗−相対湿度特性図。 １・・・・・・アルミナ基板、２・・・・・・電極、３
・・・・・・ギャップ、４・・・・・・リード線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 絶縁基板上にギャップを形成するよう１対の電極を
設け、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て成る重合体を絶
縁基板上に塗布等して共重合体薄膜を形成し、共重合体
薄膜にて少なくともギャップを蔽うよう構成して成る感
湿素子。 ２１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た重合体を架橋処理し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の感湿素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52147896A JPS5816467B2 (ja) | 1977-12-08 | 1977-12-08 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52147896A JPS5816467B2 (ja) | 1977-12-08 | 1977-12-08 | 感湿素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5480191A JPS5480191A (en) | 1979-06-26 |
| JPS5816467B2 true JPS5816467B2 (ja) | 1983-03-31 |
Family
ID=15440596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52147896A Expired JPS5816467B2 (ja) | 1977-12-08 | 1977-12-08 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5816467B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0422661U (ja) * | 1990-06-15 | 1992-02-25 | ||
| JPH0422662U (ja) * | 1990-06-15 | 1992-02-25 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5510502A (en) * | 1978-05-25 | 1980-01-25 | Shinei Kk | Moisture sensitive element |
| JPS5540391U (ja) * | 1978-09-09 | 1980-03-15 | ||
| WO1982000362A1 (en) * | 1980-07-21 | 1982-02-04 | Kinjo N | Moisture-sensitive element,moisture-sensitive material and manufacturing method for same |
| DE3270451D1 (en) * | 1981-09-28 | 1986-05-15 | Hitachi Ltd | Humidity sensor and method for preparing a humidity sensor |
| JPS58213245A (ja) * | 1982-06-07 | 1983-12-12 | Hitachi Ltd | センサ用感湿材 |
| JPS59133453A (ja) * | 1983-01-20 | 1984-07-31 | Sanyo Electric Co Ltd | 感湿素子 |
| US4935207A (en) * | 1986-04-01 | 1990-06-19 | The Johns Hopkins University | Capacitive chemical sensor using an ion exchange surface |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51114195A (en) * | 1975-04-01 | 1976-10-07 | Asahi Glass Co Ltd | A revised sensor |
-
1977
- 1977-12-08 JP JP52147896A patent/JPS5816467B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51114195A (en) * | 1975-04-01 | 1976-10-07 | Asahi Glass Co Ltd | A revised sensor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0422661U (ja) * | 1990-06-15 | 1992-02-25 | ||
| JPH0422662U (ja) * | 1990-06-15 | 1992-02-25 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5480191A (en) | 1979-06-26 |
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