JPS58176538A - 感湿抵抗素子 - Google Patents
感湿抵抗素子Info
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- JPS58176538A JPS58176538A JP5995282A JP5995282A JPS58176538A JP S58176538 A JPS58176538 A JP S58176538A JP 5995282 A JP5995282 A JP 5995282A JP 5995282 A JP5995282 A JP 5995282A JP S58176538 A JPS58176538 A JP S58176538A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/121—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid for determining moisture content, e.g. humidity, of the fluid
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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】
本発明は、素子基板、電極及び感湿膜を基本として構成
される感湿抵抗素子に関し、特に、有機高分子材料から
なる感湿膜と素子基板及び電極とを強固に密着させるこ
とにより、安定且つ再現性の良好な感／ｊ、、ｊ特性を
得ることのできる感湿抵抗素子に関するものである。
される感湿抵抗素子に関し、特に、有機高分子材料から
なる感湿膜と素子基板及び電極とを強固に密着させるこ
とにより、安定且つ再現性の良好な感／ｊ、、ｊ特性を
得ることのできる感湿抵抗素子に関するものである。
一般に、雰囲気中の相対湿度或は絶対湿度に感応して電
気抵抗値が変化する感湿抵抗素子には、■有機高分子膜
を用いたもの、■金属酸化物を用いたもの、■多孔質の
金属酸化膜を用いたもの、■塩化ソリチウムどの電解質
塩を用いたもの、■その他、サーミスタ、吸湿性樹脂を
用いたもの等が知られている。これらの内、本発明は、
有機高分子膜を感湿膜として用いた感湿抵抗素子の改良
を目的とするものである。
気抵抗値が変化する感湿抵抗素子には、■有機高分子膜
を用いたもの、■金属酸化物を用いたもの、■多孔質の
金属酸化膜を用いたもの、■塩化ソリチウムどの電解質
塩を用いたもの、■その他、サーミスタ、吸湿性樹脂を
用いたもの等が知られている。これらの内、本発明は、
有機高分子膜を感湿膜として用いた感湿抵抗素子の改良
を目的とするものである。
第１図に有機高分子膜を用いた感湿抵抗素子の代表的な
素子構造を示す。金属酸化物、ガラス等の絶縁体を基板
（１）とし、その表面に金、白金などの導電材料からな
る一対の櫛歯状電極（２）を形成し、更にその上面に有
機高分子材料からなる感湿膜（３）を形成した構造とな
っている。そして、雰囲気中の湿度変化を一対の櫛歯状
電極（２）間の電気抵抗値変化として検出するものであ
る。有機高分子膜を基板或は電極表面に形成する方法に
は、有機高分子材料を適当な溶媒で希釈した溶液を、基
板或は甚極内面にスピンナ塗布法又は、浸漬法によって
塗布した後、加熱又は乾燥することによって感湿膜とす
る方法或はスパッタ法、プラズマＣＶＤ法などによって
、直接基板或は電極面上に感湿膜を形成する方法などが
一般に知られている。更に、モノマー溶液を前者の方法
で塗布した後、加熱或は紫外線照射などの手段を用いて
塗膜を重合することによって高分子膜とする方法も知ら
れている〇゛しかしながら、従来、これらの方法によっ
て作製された感湿膜は、必ずしもその下地基板或は電極
と強固な密着性を保っていないために測定時の電気抵抗
値に安定性を欠いたり、感湿特性（湿度対電気抵抗特性
）に見かけ上の経時変化を生ずる原因の一つともなって
いた。又、顕著な場合には、素子使用時或は取扱時に、
感湿膜が素子基板或は電極かられずかに浮き上ったり、
部分的に剥離したりして、使用上及び、取扱い上共に問
題となっていた。この様な傾向は特に、スピンナー塗布
法゛） 或は浸漬法によって感湿膜を形成した場合に顕著に見ら
れる。これは、先にも述べた様に、素子基板或−鑑極を
構成する材料と感湿膜材料とが一般に異質であるために
化学的結合力が弱く、更に、感湿膜は膜中に吸蔵する水
分量即ち、周囲雰囲気中の湿度に応じて、ある程度の膨
潤、収縮を行ない、これによって更に密着力が弱められ
ることによるものと考えられる。
素子構造を示す。金属酸化物、ガラス等の絶縁体を基板
（１）とし、その表面に金、白金などの導電材料からな
る一対の櫛歯状電極（２）を形成し、更にその上面に有
機高分子材料からなる感湿膜（３）を形成した構造とな
っている。そして、雰囲気中の湿度変化を一対の櫛歯状
電極（２）間の電気抵抗値変化として検出するものであ
る。有機高分子膜を基板或は電極表面に形成する方法に
は、有機高分子材料を適当な溶媒で希釈した溶液を、基
板或は甚極内面にスピンナ塗布法又は、浸漬法によって
塗布した後、加熱又は乾燥することによって感湿膜とす
る方法或はスパッタ法、プラズマＣＶＤ法などによって
、直接基板或は電極面上に感湿膜を形成する方法などが
一般に知られている。更に、モノマー溶液を前者の方法
で塗布した後、加熱或は紫外線照射などの手段を用いて
塗膜を重合することによって高分子膜とする方法も知ら
れている〇゛しかしながら、従来、これらの方法によっ
て作製された感湿膜は、必ずしもその下地基板或は電極
と強固な密着性を保っていないために測定時の電気抵抗
値に安定性を欠いたり、感湿特性（湿度対電気抵抗特性
）に見かけ上の経時変化を生ずる原因の一つともなって
いた。又、顕著な場合には、素子使用時或は取扱時に、
感湿膜が素子基板或は電極かられずかに浮き上ったり、
部分的に剥離したりして、使用上及び、取扱い上共に問
題となっていた。この様な傾向は特に、スピンナー塗布
法゛） 或は浸漬法によって感湿膜を形成した場合に顕著に見ら
れる。これは、先にも述べた様に、素子基板或−鑑極を
構成する材料と感湿膜材料とが一般に異質であるために
化学的結合力が弱く、更に、感湿膜は膜中に吸蔵する水
分量即ち、周囲雰囲気中の湿度に応じて、ある程度の膨
潤、収縮を行ない、これによって更に密着力が弱められ
ることによるものと考えられる。
本発明は、従来のこのような問題を解消する目的でなさ
れたもので、基板及び電極と感湿膜との壇界面に、両者
と強い化学結合力を有する化学修飾層を設けた新規有用
な感湿抵抗素子を提供するものである。
れたもので、基板及び電極と感湿膜との壇界面に、両者
と強い化学結合力を有する化学修飾層を設けた新規有用
な感湿抵抗素子を提供するものである。
以下、実施例に従って詳細に説明する。
櫛歯状電極（２）を有するアルミナ基板（１）上に、化
Ｃ１ 表わされる不飽和結合を有するシランカップリング剤の
０．２％溶液をスピン法で塗布し、基板上に固定した後
、スチレンスルホン酸系モノマー溶液成分とする感湿材
溶液をスピン法で塗布し、紫外線照射により高分子モノ
マーを重合すると同時に高分坂をアルミナ基板表面に固
定した。このような構成による高分子電解質の固定化反
応は次の様に考えられる。
Ｃ１ 表わされる不飽和結合を有するシランカップリング剤の
０．２％溶液をスピン法で塗布し、基板上に固定した後
、スチレンスルホン酸系モノマー溶液成分とする感湿材
溶液をスピン法で塗布し、紫外線照射により高分子モノ
マーを重合すると同時に高分坂をアルミナ基板表面に固
定した。このような構成による高分子電解質の固定化反
応は次の様に考えられる。
アルミナのような金属酸化物および表面処理を行なった
金属の表面は水酸基を有しており、この水酸基とシラン
カップリング剤が次式に示すように反応し固定される。
金属の表面は水酸基を有しており、この水酸基とシラン
カップリング剤が次式に示すように反応し固定される。
０Ｈ
−ＯＨＨＣｔ
ＣＨ二ＣＨ２
＝ＣＨ２＋３ ＣＨ３０Ｈ
不飽和結合を有するシランカップリング剤を固定したア
ルミナ基板上に、さらに高分子電解質モノマーであるス
チレンスルホン酸塩を主成分とする感湿材溶液を塗布し
紫外線を照射すると、高分子モノマーは重合すると同時
に、シランカップリング剤の不岬、和＃合とも反応して
、アルミナ基板表面に固定される。このようにして形成
された感湿膜の模式図を第２図に示す。基板又は電極４
表面のシランカップリング剤分子５にスチレンスルホン
酸系高分子６が結合して架橋分子７が構成された化学修
飾層の介在により基板又は電極４表面の密着力が強化さ
れる。
ルミナ基板上に、さらに高分子電解質モノマーであるス
チレンスルホン酸塩を主成分とする感湿材溶液を塗布し
紫外線を照射すると、高分子モノマーは重合すると同時
に、シランカップリング剤の不岬、和＃合とも反応して
、アルミナ基板表面に固定される。このようにして形成
された感湿膜の模式図を第２図に示す。基板又は電極４
表面のシランカップリング剤分子５にスチレンスルホン
酸系高分子６が結合して架橋分子７が構成された化学修
飾層の介在により基板又は電極４表面の密着力が強化さ
れる。
本実施例に基づく、絶縁性基板表面に固定された感湿膜
を用いた感湿抵抗素子は熱水中に放置しても、感湿膜成
分が溶出することがほとんどなく、感湿特性が安定であ
り、さらに、基板に固定されていない感湿膜を用い′た
時、熱水中に放置すると感湿膜と基板が剥離することが
観察されるが、固定化した感湿膜においては、全く剥離
は認められなかった。
を用いた感湿抵抗素子は熱水中に放置しても、感湿膜成
分が溶出することがほとんどなく、感湿特性が安定であ
り、さらに、基板に固定されていない感湿膜を用い′た
時、熱水中に放置すると感湿膜と基板が剥離することが
観察されるが、固定化した感湿膜においては、全く剥離
は認められなかった。
本実施例においては、基板としてアルミナを用いたが、
基板表面に感湿膜を固定することによって、感湿膜成分
の溶出が防止され、さらに、感湿膜と基板との剥離を防
ぐことができる効果は、特にガラスの様な表面の滑らか
な基板程、その効果が著し１４（Ｒとが確認された・ シランカッ７°リング剤として、本実施例ではＨＣｌ される化合物を用いたが、その他、ＣＨ２＝ＣＨ８１（
ＯＣＯＣＨ３）３．ＣＨ２−ＣＨ８ｉＣ４３，ＣＨ２＝
ＣＨ８１（０ＣＨ３）３．ＣＨ２＝ ＣＨ８ｉ（ＯＣｚ
Ｈ５）ｓ 、ＣＨｚ ＝ ＣＣＨ３−Ｃ００Ｃ３Ｈ６Ｓ
ｉ（ＯＣＨ３）等の分子内に不飽和結合を有するシラン
カップリング剤であれば、どれを用いても良い。高分子
電解質モノマーとしては、スチレンスルホン酸系モノマ
ー以外に、アクリル酸モノマー（ＣＨ２＝ ＣＨ−Ｃ０
０Ｈ）または、２−アクリルアミド−２−メチルプロパ
ンスルホン酸モノマー（ＣＨ２＝ ＣＨ−Ｃ０ＮＨＣＣ
ＣＨ３）２ ＣＨ２ＳＯ３Ｈ）などの公知の高分子電解
質モノマーを用いても、゛絶縁性基板表面へ固定化され
た感湿膜を有する感湿抵抗素子は作製可能である。
基板表面に感湿膜を固定することによって、感湿膜成分
の溶出が防止され、さらに、感湿膜と基板との剥離を防
ぐことができる効果は、特にガラスの様な表面の滑らか
な基板程、その効果が著し１４（Ｒとが確認された・ シランカッ７°リング剤として、本実施例ではＨＣｌ される化合物を用いたが、その他、ＣＨ２＝ＣＨ８１（
ＯＣＯＣＨ３）３．ＣＨ２−ＣＨ８ｉＣ４３，ＣＨ２＝
ＣＨ８１（０ＣＨ３）３．ＣＨ２＝ ＣＨ８ｉ（ＯＣｚ
Ｈ５）ｓ 、ＣＨｚ ＝ ＣＣＨ３−Ｃ００Ｃ３Ｈ６Ｓ
ｉ（ＯＣＨ３）等の分子内に不飽和結合を有するシラン
カップリング剤であれば、どれを用いても良い。高分子
電解質モノマーとしては、スチレンスルホン酸系モノマ
ー以外に、アクリル酸モノマー（ＣＨ２＝ ＣＨ−Ｃ０
０Ｈ）または、２−アクリルアミド−２−メチルプロパ
ンスルホン酸モノマー（ＣＨ２＝ ＣＨ−Ｃ０ＮＨＣＣ
ＣＨ３）２ ＣＨ２ＳＯ３Ｈ）などの公知の高分子電解
質モノマーを用いても、゛絶縁性基板表面へ固定化され
た感湿膜を有する感湿抵抗素子は作製可能である。
以上詳述しへ如く、本発明によれば、有機高分子材料か
らなる感湿膜と素子基板、或は、感湿膜と電極との密着
強度を、分子内に不飽和結合を有を設けることにより増
大し、安定性の優れた感湿抵抗素子を得ることができる
。
らなる感湿膜と素子基板、或は、感湿膜と電極との密着
強度を、分子内に不飽和結合を有を設けることにより増
大し、安定性の優れた感湿抵抗素子を得ることができる
。
第１図は感湿抵抗素子の基本的構造を示す斜視図である
。第２図は固定化された感湿膜からなる感湿抵抗素子を
説明する断面模式図である。
。第２図は固定化された感湿膜からなる感湿抵抗素子を
説明する断面模式図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｉ、基板上に形成された有機高分子材料を感湿膜とし、
該感湿膜に電極層を形成して成る感湿抵抗素子に於いて
、前記感湿膜と前記基板および／又は前記電極層の境界
に両者と化学的結合力を有する化学修飾層を介在させ、
前記感湿膜と前記基板および／又は前記電極層間の密着
強度を増大したことを特徴とする感湿抵抗素子。 ２、化学修飾層はシランカップリング剤分子を有する特
許請求の範囲第１項記載の感湿抵抗素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5995282A JPS58176538A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 感湿抵抗素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5995282A JPS58176538A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 感湿抵抗素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58176538A true JPS58176538A (ja) | 1983-10-17 |
| JPS6140322B2 JPS6140322B2 (ja) | 1986-09-09 |
Family
ID=13127983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5995282A Granted JPS58176538A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 感湿抵抗素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58176538A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59142447A (ja) * | 1983-02-04 | 1984-08-15 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 湿度センサーの製造方法 |
| EP1139092A2 (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-04 | TDK Corporation | Humidity sensor and method for making |
| US6730212B1 (en) | 2000-10-03 | 2004-05-04 | Hrl Laboratories, Llc | Sensor for chemical and biological materials |
| US7008524B2 (en) | 2000-10-03 | 2006-03-07 | Hrl Laboratories, Llc | Sensors with variable response behavior |
| WO2006015010A3 (en) * | 2004-07-30 | 2006-07-20 | Gen Electric | Silane compositions, processes for their preparation and rubber compositions containing same |
| KR100640043B1 (ko) | 2004-06-12 | 2006-10-30 | 공명선 | 고분자막 습도센서 |
| US7368584B2 (en) | 2006-08-14 | 2008-05-06 | Momentive Performance Materials Inc. | Mercapto-functional silane |
| US7504456B2 (en) | 2006-02-21 | 2009-03-17 | Momentive Performance Materials Inc. | Rubber composition containing organofunctional silane |
| US7510670B2 (en) | 2006-02-21 | 2009-03-31 | Momentive Performance Materials Inc. | Free flowing filler composition based on organofunctional silane |
| US7550540B2 (en) | 2006-08-14 | 2009-06-23 | Momentive Performance Materials Inc. | Rubber composition and articles therefrom both comprising mercapto-functional silane |
| US7816435B2 (en) | 2007-10-31 | 2010-10-19 | Momentive Performance Materials Inc. | Halo-functional silane, process for its preparation, rubber composition containing same and articles manufactured therefrom |
| US7919650B2 (en) | 2006-02-21 | 2011-04-05 | Momentive Performance Materials Inc. | Organofunctional silanes and their mixtures |
-
1982
- 1982-04-09 JP JP5995282A patent/JPS58176538A/ja active Granted
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0415413B2 (ja) * | 1983-02-04 | 1992-03-17 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | |
| JPS59142447A (ja) * | 1983-02-04 | 1984-08-15 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 湿度センサーの製造方法 |
| EP1139092A2 (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-04 | TDK Corporation | Humidity sensor and method for making |
| EP1139092A3 (en) * | 2000-03-31 | 2004-03-10 | TDK Corporation | Humidity sensor and method for making |
| US6730212B1 (en) | 2000-10-03 | 2004-05-04 | Hrl Laboratories, Llc | Sensor for chemical and biological materials |
| US7008524B2 (en) | 2000-10-03 | 2006-03-07 | Hrl Laboratories, Llc | Sensors with variable response behavior |
| KR100640043B1 (ko) | 2004-06-12 | 2006-10-30 | 공명선 | 고분자막 습도센서 |
| WO2006015010A3 (en) * | 2004-07-30 | 2006-07-20 | Gen Electric | Silane compositions, processes for their preparation and rubber compositions containing same |
| US7531588B2 (en) | 2004-07-30 | 2009-05-12 | Momentive Performance Materials Inc. | Silane compositions, processes for their preparation and rubber compositions containing same |
| US7919650B2 (en) | 2006-02-21 | 2011-04-05 | Momentive Performance Materials Inc. | Organofunctional silanes and their mixtures |
| US7504456B2 (en) | 2006-02-21 | 2009-03-17 | Momentive Performance Materials Inc. | Rubber composition containing organofunctional silane |
| US7510670B2 (en) | 2006-02-21 | 2009-03-31 | Momentive Performance Materials Inc. | Free flowing filler composition based on organofunctional silane |
| US7368584B2 (en) | 2006-08-14 | 2008-05-06 | Momentive Performance Materials Inc. | Mercapto-functional silane |
| US7550540B2 (en) | 2006-08-14 | 2009-06-23 | Momentive Performance Materials Inc. | Rubber composition and articles therefrom both comprising mercapto-functional silane |
| US7816435B2 (en) | 2007-10-31 | 2010-10-19 | Momentive Performance Materials Inc. | Halo-functional silane, process for its preparation, rubber composition containing same and articles manufactured therefrom |
| US8372906B2 (en) | 2007-10-31 | 2013-02-12 | Momentive Performance Materials Inc. | Halo-functional silane, process for its preparation, rubber composition containing same and articles manufactured therefrom |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6140322B2 (ja) | 1986-09-09 |
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