JPS589055A - 感湿抵抗素子 - Google Patents
感湿抵抗素子Info
- Publication number
- JPS589055A JPS589055A JP56107292A JP10729281A JPS589055A JP S589055 A JPS589055 A JP S589055A JP 56107292 A JP56107292 A JP 56107292A JP 10729281 A JP10729281 A JP 10729281A JP S589055 A JPS589055 A JP S589055A
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- Japan
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- moisture
- film
- sensitive
- sulfonic acid
- moisture sensitive
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- 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】
本発明は感湿抵抗素子に関し、特に親水性高分子膜を感
湿材として用い、相対湿度０チから１００チに渡る全′
碩吠の雰囲気中の湿気に感応して、感湿材の電気抵抗値
が変化し、かつ感湿応答速度が速く、感湿特性の再現性
、長期安定性に優れた薄嘆或は厚膜型の感湿抵抗素子に
関するものである。
湿材として用い、相対湿度０チから１００チに渡る全′
碩吠の雰囲気中の湿気に感応して、感湿材の電気抵抗値
が変化し、かつ感湿応答速度が速く、感湿特性の再現性
、長期安定性に優れた薄嘆或は厚膜型の感湿抵抗素子に
関するものである。
雰囲気中の湿気に感応して電気抵抗値が変化する感湿抵
抗素子としては、従来より既に■酸化鉄（Ｆｅ２０Ｂ又
はＦｅＢＯ’４χ酸化錫（Ｓｎ０２） などの金属酸
化物焼結体、或は金属酸化膜を用いたもへ■塩化ジリチ
ウムＬｉＣ１）などの電解質塩を用いたもの、■吸湿性
樹脂或は高分子膜などに炭素などの導電性粒子又は繊維
を分散させたもの、■サーミスタなどの測温体を利用し
たもの、及び■親水性高分子膜を用いたものなどが知ら
れている。
抗素子としては、従来より既に■酸化鉄（Ｆｅ２０Ｂ又
はＦｅＢＯ’４χ酸化錫（Ｓｎ０２） などの金属酸
化物焼結体、或は金属酸化膜を用いたもへ■塩化ジリチ
ウムＬｉＣ１）などの電解質塩を用いたもの、■吸湿性
樹脂或は高分子膜などに炭素などの導電性粒子又は繊維
を分散させたもの、■サーミスタなどの測温体を利用し
たもの、及び■親水性高分子膜を用いたものなどが知ら
れている。
一般に金属酸化物を用いた感湿抵抗素子は耐熱性に優れ
、感湿応答速度が速い特長を有する反証素子の抵抗直が
高く、かつ比較的大きな抵抗温度依存性を有するなどの
、欠点を有している。特に金属酸化物焼結体に於いては
、感湿特性が金属酸化物粒子の大きさ、焼結体の密度、
表面積などの構造因子に大きく左右されるため、感湿特
性の再現性或は互換性が充分でないなどの欠点を有する
。
、感湿応答速度が速い特長を有する反証素子の抵抗直が
高く、かつ比較的大きな抵抗温度依存性を有するなどの
、欠点を有している。特に金属酸化物焼結体に於いては
、感湿特性が金属酸化物粒子の大きさ、焼結体の密度、
表面積などの構造因子に大きく左右されるため、感湿特
性の再現性或は互換性が充分でないなどの欠点を有する
。
塩化リチウムなどの電解質塩を用いた感湿抵抗素子は、
１個の素子で検出し得る湿度領域が狭く、相対湿度０％
から１００係までの全湿度領域を検知するだめには、少
くとも２個以上の種類の異なった感湿抵抗素子を必要と
する。ま−た、特に相対湿度９０〜９５％以上の高湿度
雰囲気中に長時間、素子を放置すると、電解質塩が溶出
又は希釈されるために、感湿特性が著しく劣化するなど
寿命に問題がある。吸湿性樹脂などに導電性粒子或は繊
維等を分散させた感湿抵抗素子は高湿度雰囲気中で急峻
な抵抗変化を生ずる反面、低湿度雰囲気中では、感度が
なく広範な湿度領域の検知には利用できない。このため
この種の素子は結露検知用素子として主に利用されてい
る。まだサーミスタなどの測温体を用いた感湿抵抗素子
は、気体或は空気の熱伝導率が、これに含まれる水蒸気
量に依存して変化することを利用し、自己発熱させた測
温体の温度変化から間接的に雰囲気中の湿度を知るもの
で、絶対湿度を測定し得る反面、雰囲気温度及び風量等
の影響を受は易い欠点を有する。一方親水性高分子膜を
用いた感湿抵抗素子も従来より知られて居り、感湿範囲
が広く、感湿応答速度が凛く、かつ素子作製方法、素子
構造が比較的簡単なため、低コスト化し易いなどの特長
を有する反区従来のものは特に耐湿・耐水性が悪く、素
子の寿命に問題があった。
１個の素子で検出し得る湿度領域が狭く、相対湿度０％
から１００係までの全湿度領域を検知するだめには、少
くとも２個以上の種類の異なった感湿抵抗素子を必要と
する。ま−た、特に相対湿度９０〜９５％以上の高湿度
雰囲気中に長時間、素子を放置すると、電解質塩が溶出
又は希釈されるために、感湿特性が著しく劣化するなど
寿命に問題がある。吸湿性樹脂などに導電性粒子或は繊
維等を分散させた感湿抵抗素子は高湿度雰囲気中で急峻
な抵抗変化を生ずる反面、低湿度雰囲気中では、感度が
なく広範な湿度領域の検知には利用できない。このため
この種の素子は結露検知用素子として主に利用されてい
る。まだサーミスタなどの測温体を用いた感湿抵抗素子
は、気体或は空気の熱伝導率が、これに含まれる水蒸気
量に依存して変化することを利用し、自己発熱させた測
温体の温度変化から間接的に雰囲気中の湿度を知るもの
で、絶対湿度を測定し得る反面、雰囲気温度及び風量等
の影響を受は易い欠点を有する。一方親水性高分子膜を
用いた感湿抵抗素子も従来より知られて居り、感湿範囲
が広く、感湿応答速度が凛く、かつ素子作製方法、素子
構造が比較的簡単なため、低コスト化し易いなどの特長
を有する反区従来のものは特に耐湿・耐水性が悪く、素
子の寿命に問題があった。
本発明は、上に述べた様な従来の感湿抵抗素子が有して
いた欠点を解消するためになされたもので、耐湿−耐水
性及び感湿特性の長期安定性に優れ、且つ相対湿度θ％
から１００％に至る全湿度領域に渡って良好な感応特性
を有することを特徴とした薄膜或は厚膜型の感湿抵抗素
子を提供するものである。以下に、実施例に従って本発
明の詳細な説明する。
いた欠点を解消するためになされたもので、耐湿−耐水
性及び感湿特性の長期安定性に優れ、且つ相対湿度θ％
から１００％に至る全湿度領域に渡って良好な感応特性
を有することを特徴とした薄膜或は厚膜型の感湿抵抗素
子を提供するものである。以下に、実施例に従って本発
明の詳細な説明する。
第１図に本発明になる感湿抵抗素子の構造模式図を示す
。アルミナ或゛は、ガラス等の高絶縁性基板（１）の上
に、蒸着法或はスパッタリング法等によって、金等の櫛
歯状金属導電ＩＩ （２）を形成する。更に該金属導電
嘆（２）上に、ポリスチレンスルホン酸或はポリスチレ
ンスルホン酸塩と、ポリビニルアルコール、メチルセル
ローズ或はポリアミド樹脂等の親水性高分子との混合物
を塗膜して高分子電解質よりなる感湿膜（３）を形成す
る。本実施例に於いては、分子量約１０万以上のポリス
チレンスルホン酸アンモニウムの３０％水溶液とポリビ
ニルアルコール水溶液の混合溶液をスピンナーを用いて
高絶縁性基板（１）に塗布し、１００℃前後の温度で焼
成したものを感湿膜とした。本実施例に於ける感湿膜厚
は約１μｍである。上記絶縁性基板（１）上の感湿膜（
３）は露出状態でも使用し得るが更に表面に高分子の透
湿性保護膜がコーティングされて湿度センサが構成され
る。
。アルミナ或゛は、ガラス等の高絶縁性基板（１）の上
に、蒸着法或はスパッタリング法等によって、金等の櫛
歯状金属導電ＩＩ （２）を形成する。更に該金属導電
嘆（２）上に、ポリスチレンスルホン酸或はポリスチレ
ンスルホン酸塩と、ポリビニルアルコール、メチルセル
ローズ或はポリアミド樹脂等の親水性高分子との混合物
を塗膜して高分子電解質よりなる感湿膜（３）を形成す
る。本実施例に於いては、分子量約１０万以上のポリス
チレンスルホン酸アンモニウムの３０％水溶液とポリビ
ニルアルコール水溶液の混合溶液をスピンナーを用いて
高絶縁性基板（１）に塗布し、１００℃前後の温度で焼
成したものを感湿膜とした。本実施例に於ける感湿膜厚
は約１μｍである。上記絶縁性基板（１）上の感湿膜（
３）は露出状態でも使用し得るが更に表面に高分子の透
湿性保護膜がコーティングされて湿度センサが構成され
る。
上記構造の感湿抵抗素子の雰囲気温度３０℃ に於ける
感湿特性を第２図に示す。同図における曲線Ａはポリス
チレンスルホン酸とポリビニルアルコールを２；ｌの割
合で、曲線Ｂは４：ｌの割合で混合した感湿素子の特性
を示す。第２図の感湿特性と混合比との関係に見られる
如く、本素子の感湿特性はポリスチレンスルホン酸アン
モニウムとポリビニルアルコールの混合比を変えること
によって制御することができ、更にポリスチレンス。
感湿特性を第２図に示す。同図における曲線Ａはポリス
チレンスルホン酸とポリビニルアルコールを２；ｌの割
合で、曲線Ｂは４：ｌの割合で混合した感湿素子の特性
を示す。第２図の感湿特性と混合比との関係に見られる
如く、本素子の感湿特性はポリスチレンスルホン酸アン
モニウムとポリビニルアルコールの混合比を変えること
によって制御することができ、更にポリスチレンス。
ルホン酸アンモニウムとポリビニルアルコールの混合物
を感湿膜として用いる事によって耐水性も向上する。感
湿応答速度は相対湿度４０チ〜８０チの湿度変化に対し
、吸湿及び脱湿過程共に数秒以内と速く、たとえ透湿性
保護膜で被っても応答性はわずかに劣るだけで、雰囲気
温度３０℃、相対湿度８０チの条件下に長期間該素子を
放置しても、感湿膜の分散などの変化もなく、感湿特性
は安定している。
を感湿膜として用いる事によって耐水性も向上する。感
湿応答速度は相対湿度４０チ〜８０チの湿度変化に対し
、吸湿及び脱湿過程共に数秒以内と速く、たとえ透湿性
保護膜で被っても応答性はわずかに劣るだけで、雰囲気
温度３０℃、相対湿度８０チの条件下に長期間該素子を
放置しても、感湿膜の分散などの変化もなく、感湿特性
は安定している。
−上記実施例に於いては、感湿膜としてポリスチレンス
ルホン酸アンモニウムとポリビニルアルコールの混合物
を用いたが、ポリスチレンスルホン酸アンモニウムの代
わりにポリスチレンスルホン酸、或は一般式［−ＣＨ（
Ｃ６Ｈ４ＳＯＢＸ）−Ｃ）１２−’Ｊ。
ルホン酸アンモニウムとポリビニルアルコールの混合物
を用いたが、ポリスチレンスルホン酸アンモニウムの代
わりにポリスチレンスルホン酸、或は一般式［−ＣＨ（
Ｃ６Ｈ４ＳＯＢＸ）−Ｃ）１２−’Ｊ。
に於けるＸ基として、金属原子、尿素、トリエチレンジ
アミ／、テトラメチルグアニジン及びヘキサメチレンジ
アミンの内少なく共１つを含む高分子電解質と、ポリビ
ニルアルコールの代わりに、メチルセルローズ或はポリ
アミド樹脂等の親水性高分子との混合物を用いても、同
様の感、温特性を有する感湿抵抗素子を作製することが
できる。
アミ／、テトラメチルグアニジン及びヘキサメチレンジ
アミンの内少なく共１つを含む高分子電解質と、ポリビ
ニルアルコールの代わりに、メチルセルローズ或はポリ
アミド樹脂等の親水性高分子との混合物を用いても、同
様の感、温特性を有する感湿抵抗素子を作製することが
できる。
以上に述べた様に、ポリスチレンスルホン酸或はポリス
チレンスルホン酸塩と親水性高分子との混合物を感湿膜
として用いた感湿抵抗素子は混合比によって感湿特性を
制御でき、かつ耐湿・耐水性及び感湿特性の長期安定性
に優れた特長を有する。また、前記した従来の感湿抵抗
素子に比べ構造が簡単であり、かつ素子作製方法も比較
的簡単であるため安価であり、更に感湿特性の再現性に
優れているという特長をも有する。
チレンスルホン酸塩と親水性高分子との混合物を感湿膜
として用いた感湿抵抗素子は混合比によって感湿特性を
制御でき、かつ耐湿・耐水性及び感湿特性の長期安定性
に優れた特長を有する。また、前記した従来の感湿抵抗
素子に比べ構造が簡単であり、かつ素子作製方法も比較
的簡単であるため安価であり、更に感湿特性の再現性に
優れているという特長をも有する。
第１図は本発明の一実施例に基づく感湿抵抗素子の構造
模式図、第２図は本発明の実施例に基づく感湿特性と混
合比との関係図である。 ｌ：高絶縁性基板、２：櫛状金属導電膜、３：感湿膜。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦 第１図 ０２０４０６０ ＆：） ｔｏ。 ＄ ｊｆ ＞Ｌ ＊ （Ｘ） 第２ｖ！Ｊ
模式図、第２図は本発明の実施例に基づく感湿特性と混
合比との関係図である。 ｌ：高絶縁性基板、２：櫛状金属導電膜、３：感湿膜。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦 第１図 ０２０４０６０ ＆：） ｔｏ。 ＄ ｊｆ ＞Ｌ ＊ （Ｘ） 第２ｖ！Ｊ
Claims (1)
- （１）ポリスチレンスルホン酸或は化学式（−ＣＨ（Ｃ
６Ｈ４ＳＯ３Ｘ）ＣＨ２−）Ｈ’ｔ’あッテ、Ｘが金属
原子、アンモニウム基、尿素、トリエチレンジアミン、
テトラメチルグアニジン及びヘキサメチレンテトラミン
の内少くとも１つからなるポリスチレンスルホン酸塩に
、ポリビニルアルコール、メチルアセチルセルロース及
びポリアミド樹脂の内少くとも１種の親水性高分子を加
えた混合物を感湿膜として用い、雰囲気中の水蒸気量成
は相対湿度によって電気抵抗値が変化することを特徴と
した感湿抵抗素子。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56107292A JPS589055A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 感湿抵抗素子 |
| DE3224920A DE3224920C2 (de) | 1981-07-08 | 1982-07-03 | Feuchtigkeitsempfindliches Widerstandselement |
| GB8219420A GB2106919B (en) | 1981-07-08 | 1982-07-05 | Films of polystyrene sulphonates and moisture sensitive resistive element including such films |
| US06/595,407 US4529642A (en) | 1981-07-08 | 1984-03-30 | Moisture sensitive resistive element |
| US06/595,384 US4528543A (en) | 1981-07-08 | 1984-03-30 | Moisture sensitive resistive element |
| US06/609,537 US4902571A (en) | 1981-07-08 | 1984-05-15 | Moisture sensitive resistive element |
| GB858514888A GB8514888D0 (en) | 1981-07-08 | 1985-06-12 | Moisture sensitive resistive element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56107292A JPS589055A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 感湿抵抗素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS589055A true JPS589055A (ja) | 1983-01-19 |
| JPS6149622B2 JPS6149622B2 (ja) | 1986-10-30 |
Family
ID=14455396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56107292A Granted JPS589055A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 感湿抵抗素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS589055A (ja) |
| GB (1) | GB8514888D0 (ja) |
-
1981
- 1981-07-08 JP JP56107292A patent/JPS589055A/ja active Granted
-
1985
- 1985-06-12 GB GB858514888A patent/GB8514888D0/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8514888D0 (en) | 1985-07-17 |
| JPS6149622B2 (ja) | 1986-10-30 |
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