JPS59114451A - 感湿抵抗体 - Google Patents
感湿抵抗体Info
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- JPS59114451A JPS59114451A JP57225529A JP22552982A JPS59114451A JP S59114451 A JPS59114451 A JP S59114451A JP 57225529 A JP57225529 A JP 57225529A JP 22552982 A JP22552982 A JP 22552982A JP S59114451 A JPS59114451 A JP S59114451A
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- hydrophilic polymer
- sensitive
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- resistor
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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】
この発明は雰囲気の湿度変化を抵抗変化として検出する
感湿抵抗体に関するものである。
感湿抵抗体に関するものである。
従来よシ樹脂忙導電粉末を分散したものが雰囲気の湿度
変化にもとづい゛Ｃ抵抗変化を示すことは知られＣいる
。仁のような特性を利用することによって湿度検知素子
に利用することも試みられている。しかしながら、湿度
検知の履歴を繰り返えすごとに樹脂中の導電粒子の移動
を伴うため、応答性、再現性あるいはヒステリシスなど
に難点が見られた。
変化にもとづい゛Ｃ抵抗変化を示すことは知られＣいる
。仁のような特性を利用することによって湿度検知素子
に利用することも試みられている。しかしながら、湿度
検知の履歴を繰り返えすごとに樹脂中の導電粒子の移動
を伴うため、応答性、再現性あるいはヒステリシスなど
に難点が見られた。
このような難点を改善させるため樹脂を有機化合物の架
橋剤で架橋し、樹脂中の導電粒子の移動をなくす試みが
なされている。このような手段を施すことによつ°〔樹
１１１１］１Ｎの強度を増し、導電粒子の移動を押えて
いるが、水濡性が悪くなシ、湿度の検知能力が低下し゛
〔しまうという問題があった。
橋剤で架橋し、樹脂中の導電粒子の移動をなくす試みが
なされている。このような手段を施すことによつ°〔樹
１１１１］１Ｎの強度を増し、導電粒子の移動を押えて
いるが、水濡性が悪くなシ、湿度の検知能力が低下し゛
〔しまうという問題があった。
したがつ゛〔、この発明は上記した問題点を解消するた
めになされたもので、湿度に対する感度がすぐれ、応答
性、ヒステリシスなどｋもすぐれた特性を有する感湿抵
抗体を提供することを目的とする。
めになされたもので、湿度に対する感度がすぐれ、応答
性、ヒステリシスなどｋもすぐれた特性を有する感湿抵
抗体を提供することを目的とする。
すなわち、この発明にかかる感湿抵抗体は、対向電極上
に感湿抵抗膜が設けられＣおシ、相対湿度の増加に伴っ
て抵抗値が増大する感湿抵抗体に２い゛Ｃ１感湿抵抗膿
は、アルカリ土類金属、アルカリ金属のイオンの一種以
上を含む親水性高分子と導電粉末とからなることを特徴
とするものである。
に感湿抵抗膜が設けられＣおシ、相対湿度の増加に伴っ
て抵抗値が増大する感湿抵抗体に２い゛Ｃ１感湿抵抗膿
は、アルカリ土類金属、アルカリ金属のイオンの一種以
上を含む親水性高分子と導電粉末とからなることを特徴
とするものである。
かかる構成からなる感湿抵抗体は、吸湿、脱湿時の樹脂
の膨潤、収縮の可逆性にすぐれている。
の膨潤、収縮の可逆性にすぐれている。
また吸湿時には樹脂の膨潤にもとづいて導電粒子同志の
電気的接触を断ち、抵抗増加の変化をもたらす。
電気的接触を断ち、抵抗増加の変化をもたらす。
この発明における特徴は、親水性高分子と導電粉末を含
む感湿抵抗膜に、アルカリ土類金属、アルカリ金属のイ
オンの一種以上を含有させ、その表層部にこれらイオン
を偏在させるか、全体に含有させ、親水性高分子と反応
させることによって、高分子鎖を捲縮させ・Ｃ導電性粒
子相互の接触を確実ＫＬ、かつ水分の吸着時における親
水性高分子の膨潤を大きくし、抵抗増加の変化を大きく
したことにある。
む感湿抵抗膜に、アルカリ土類金属、アルカリ金属のイ
オンの一種以上を含有させ、その表層部にこれらイオン
を偏在させるか、全体に含有させ、親水性高分子と反応
させることによって、高分子鎖を捲縮させ・Ｃ導電性粒
子相互の接触を確実ＫＬ、かつ水分の吸着時における親
水性高分子の膨潤を大きくし、抵抗増加の変化を大きく
したことにある。
上記した各金属イオンを感湿抵抗膜に含有させるには、
各金属の塩をペースト作成時に含有させるか、皮膜を形
成したのち皮膜を金属塩の溶液中に浸漬、吹き付け、塗
布などの方法によつ゛〔行うことができる。
各金属の塩をペースト作成時に含有させるか、皮膜を形
成したのち皮膜を金属塩の溶液中に浸漬、吹き付け、塗
布などの方法によつ゛〔行うことができる。
感湿抵抗膜を形成するための処理は、感湿抵抗膜を構成
する皮膜、つまり上記した各金属イオンを含む親水性高
分子、導電粉末からなる皮膜をアルカリ性溶液に浸漬す
るか、アルカリ性の蒸気に接触し、そののち水洗し、乾
燥し゛〔加熱する方法、または皮膜を１００ｔ”以上で
残水性高分子が分解しない温度までの温度で加熱する方
法などによつ”Ｃ行われる。このとき、親水性高分子の
結晶化と、親水高分子の親水基と金嘱塩との反応が生じ
、感湿抵抗膜の表面は強固になるとともに疎水性を帯び
、安定した特性を有するとともに、信頼性の高い感湿抵
抗体が得られることになるのである。
する皮膜、つまり上記した各金属イオンを含む親水性高
分子、導電粉末からなる皮膜をアルカリ性溶液に浸漬す
るか、アルカリ性の蒸気に接触し、そののち水洗し、乾
燥し゛〔加熱する方法、または皮膜を１００ｔ”以上で
残水性高分子が分解しない温度までの温度で加熱する方
法などによつ”Ｃ行われる。このとき、親水性高分子の
結晶化と、親水高分子の親水基と金嘱塩との反応が生じ
、感湿抵抗膜の表面は強固になるとともに疎水性を帯び
、安定した特性を有するとともに、信頼性の高い感湿抵
抗体が得られることになるのである。
つまり、感湿抵抗膜の表面の親水性力；低下し、疎水性
が強められた結果、水が存在し′Ｃも溶解することがな
く、水に対して安定な構造になっている〇 一般には、親水性高分子を含む感湿抵抗体の場合、触媒
の存在下のもとに架橋する有機性架橋斉１ｊを用いるこ
とは知られている。こうした架橋剤を使用すると親水性
高分子膜の疎水性力！著しく強められるだけでなく、親
水性高分子膜の硬イヒカ；生じ吸湿に伴う高分子膜の膨
潤が小さくなる。
が強められた結果、水が存在し′Ｃも溶解することがな
く、水に対して安定な構造になっている〇 一般には、親水性高分子を含む感湿抵抗体の場合、触媒
の存在下のもとに架橋する有機性架橋斉１ｊを用いるこ
とは知られている。こうした架橋剤を使用すると親水性
高分子膜の疎水性力！著しく強められるだけでなく、親
水性高分子膜の硬イヒカ；生じ吸湿に伴う高分子膜の膨
潤が小さくなる。
一方、上記したようにこの発明において実施される処理
では、結晶化が進まず、また分子鎖も長くならず、親水
性高分子の親木基であるＯＨ基は完全に脱水されずに一
部配位子とし゛Ｃ残存するので、吸湿に伴う膨潤度が犬
きくなシ、大きな抵抗増加の変化を実現することができ
る。
では、結晶化が進まず、また分子鎖も長くならず、親水
性高分子の親木基であるＯＨ基は完全に脱水されずに一
部配位子とし゛Ｃ残存するので、吸湿に伴う膨潤度が犬
きくなシ、大きな抵抗増加の変化を実現することができ
る。
この発明の特徴である感湿抵抗膜の一部を構成する導電
粒子とし・〔は、たとえばカーボン力；あるが、その他
の化合物導電体、金属などを用いてもよい。この導電粒
子の粒径としＣは１０μ以下刃よ良好な応答性能を得る
上で好ましい。
粒子とし・〔は、たとえばカーボン力；あるが、その他
の化合物導電体、金属などを用いてもよい。この導電粒
子の粒径としＣは１０μ以下刃よ良好な応答性能を得る
上で好ましい。
また、親水性高分子としては、たとえば、ポリビニルア
ルコール系重合体、ポリビニルアルコール系重合体とセ
ルロース誘導体高分子、ポリアクリル酸メチルエステル
ケン化物、ポリアクリル酸エチルケン化物などがある。
ルコール系重合体、ポリビニルアルコール系重合体とセ
ルロース誘導体高分子、ポリアクリル酸メチルエステル
ケン化物、ポリアクリル酸エチルケン化物などがある。
上記した構成において、ポリビニルアルコール系重合体
には次のようなものがある。
には次のようなものがある。
（１）酢酸ビニル、その他の各種ビニルエステル類の重
合体、およびこれらの共重谷体を完全ケン化または部分
ケン化しＣ得られたもの。
合体、およびこれらの共重谷体を完全ケン化または部分
ケン化しＣ得られたもの。
■酢酸ビニル、゛その他の各種ビニルエステル類と各種
不飽和単量体、たとえば、α−オレフィン類、塩化ビニ
ル、アクリロニトリル、アクリルアミド、アクリル酸エ
ステル類、メタクリル酸エステル類を共重合させた共重
合体のケン化物。
不飽和単量体、たとえば、α−オレフィン類、塩化ビニ
ル、アクリロニトリル、アクリルアミド、アクリル酸エ
ステル類、メタクリル酸エステル類を共重合させた共重
合体のケン化物。
■こうしたポリビニルアルコール系重合体の環状酸無水
物でエステル化したポリビニルアルコール共重合体やカ
ルボキシル基変性されたポリビニルアルコール系重合体
。
物でエステル化したポリビニルアルコール共重合体やカ
ルボキシル基変性されたポリビニルアルコール系重合体
。
また、金属イオンには、たとえば、塩化物、酢酸塩、硫
酸塩、硝酸塩などの塩があシ、水溶性、アルコール可溶
性のものが用いられる。
酸塩、硝酸塩などの塩があシ、水溶性、アルコール可溶
性のものが用いられる。
相対湿度の増加に伴って抵抗値が増加する特性を有する
感湿抵抗膿を構成する親水性高分子と導電粉末との配合
比は次の範囲に選ばれる。
感湿抵抗膿を構成する親水性高分子と導電粉末との配合
比は次の範囲に選ばれる。
りま９、親水性高分子は２０〜８０重量％、導電粉末２
０〜８０重量％である。ここで親水性高分子を２０〜８
０重量％とし、導電粉末を２０〜８０重量％としたのは
、親水性高分子が２０重量−未満、導電粉末が８０重量
％を越えると、吸湿による抵抗変化が小さいものとなシ
、また親水性高分子が８０重量％を越え、導電粉末が２
０重量−未満になると、感湿抵抗体そのものの抵抗値が
大きくなつ゛Ｃ実用に適しないからである。
０〜８０重量％である。ここで親水性高分子を２０〜８
０重量％とし、導電粉末を２０〜８０重量％としたのは
、親水性高分子が２０重量−未満、導電粉末が８０重量
％を越えると、吸湿による抵抗変化が小さいものとなシ
、また親水性高分子が８０重量％を越え、導電粉末が２
０重量−未満になると、感湿抵抗体そのものの抵抗値が
大きくなつ゛Ｃ実用に適しないからである。
以下この発明を実施例にもとづい°Ｃ詳細に説明する。
実施例１
ポリビニルアルコールをアルコールとエチレングリコー
ルモツプチルエーテルに溶解した。このポ１１ビニルア
ルコール１００重量部に対して平均粒径５０ｍμのカー
ボンブラックの粉末を等量加え、混練し−〔ペーストを
作成した。一方、その表面に電極間隔０．３ Ｍ１全電
極対向長６．５鴬のくし型カーボン電極を有する絶縁基
板を準備し、この絶縁基板上にペーストをカーボン電極
が隠れるように塗布手段によって設けた。
ルモツプチルエーテルに溶解した。このポ１１ビニルア
ルコール１００重量部に対して平均粒径５０ｍμのカー
ボンブラックの粉末を等量加え、混練し−〔ペーストを
作成した。一方、その表面に電極間隔０．３ Ｍ１全電
極対向長６．５鴬のくし型カーボン電極を有する絶縁基
板を準備し、この絶縁基板上にペーストをカーボン電極
が隠れるように塗布手段によって設けた。
次いで、この絶縁基板を第１表に示すそれぞれの金属イ
オンの１（ｌアルコール水溶液に浸漬し、引き上げたの
ち乾燥して塗布膜に金属塩を含有させた。さらに絶縁基
板をアルカリ性溶液に浸漬した。こののち水洗し乾燥さ
せた。次に１７０℃で加熱処理を行い、それぞれ試料を
得た。
オンの１（ｌアルコール水溶液に浸漬し、引き上げたの
ち乾燥して塗布膜に金属塩を含有させた。さらに絶縁基
板をアルカリ性溶液に浸漬した。こののち水洗し乾燥さ
せた。次に１７０℃で加熱処理を行い、それぞれ試料を
得た。
得られた感湿抵抗体について、相対湿度における抵抗値
の変化を測定したところ、第１図から第６図に示すよう
な結果が得られた。
の変化を測定したところ、第１図から第６図に示すよう
な結果が得られた。
第 １ 表
図中の番号は試料轟である。第７図は金属イオンを含有
していないこの発明範囲外（参考例）のものである。
していないこの発明範囲外（参考例）のものである。
第１図から第６図に示したように、この発明にかかるも
のは高湿度領域におい゛Ｃ抵抗変化率の大きな特性を有
し、ヒステリシスの小さいもの−が得られていることが
わかる。−力筒７図に示すように金属イオンを含有させ
ないと、抵抗−相対湿度特性曲線において、相対湿度９
０％付近に極大値がみられ、ヒステリシスも大きく、さ
らには初期抵抗値（相対湿度ＯＳのときの抵抗値）が高
いという難点が見られ、実用には不適当であることがわ
かる。
のは高湿度領域におい゛Ｃ抵抗変化率の大きな特性を有
し、ヒステリシスの小さいもの−が得られていることが
わかる。−力筒７図に示すように金属イオンを含有させ
ないと、抵抗−相対湿度特性曲線において、相対湿度９
０％付近に極大値がみられ、ヒステリシスも大きく、さ
らには初期抵抗値（相対湿度ＯＳのときの抵抗値）が高
いという難点が見られ、実用には不適当であることがわ
かる。
実施例２
実施例１と同様に絶縁基板の上にペーストの皮膜を設け
、酢酸リチウム２％を含む１０％アルコール水溶液に浸
漬し、引き上げたのち乾燥してリチウム塩を塗布膜に含
有させた。これをアルカリ性溶液に浸漬せずに１７０℃
で熱処理を行い、ポリビニルアルコールとリチウムイオ
ンを反応させ、感湿抵抗体を得た。
、酢酸リチウム２％を含む１０％アルコール水溶液に浸
漬し、引き上げたのち乾燥してリチウム塩を塗布膜に含
有させた。これをアルカリ性溶液に浸漬せずに１７０℃
で熱処理を行い、ポリビニルアルコールとリチウムイオ
ンを反応させ、感湿抵抗体を得た。
この感湿抵抗体につき、抵抗−相対湿度特性を測定した
ところ、第８図に示すような結果が得られた。（番号１
）この第８図から明らかなように、結露時の抵抗値が１
８ＭΩで、相対湿度６Ｃ１時の抵抗値に対する結露時の
抵抗値の増加比（結露による抵抗増加比）も７５０と大
きな特性を示し高湿度領域で抵抗変化の大きい感湿抵抗
体が得られた。
ところ、第８図に示すような結果が得られた。（番号１
）この第８図から明らかなように、結露時の抵抗値が１
８ＭΩで、相対湿度６Ｃ１時の抵抗値に対する結露時の
抵抗値の増加比（結露による抵抗増加比）も７５０と大
きな特性を示し高湿度領域で抵抗変化の大きい感湿抵抗
体が得られた。
実施例６
実施例１で得られた各感湿抵抗体について、結露時の抵
抗値と、相対湿度６（１時の抵抗値に対する結露時の抵
抗値の増加比（結露による抵抗増加比）を測定し、その
結果を第２表に示した。
抗値と、相対湿度６（１時の抵抗値に対する結露時の抵
抗値の増加比（結露による抵抗増加比）を測定し、その
結果を第２表に示した。
第２表から明らかなように、結露による抵抗変化比の大
きい特性を示しＣいる。また乾燥状態と結露状態を繰９
返し・〔も安定した特性を示すことが確認できた。
きい特性を示しＣいる。また乾燥状態と結露状態を繰９
返し・〔も安定した特性を示すことが確認できた。
第２表
実施例４
親水性高分子として、３５％アクリル変性ポリビニルア
ルコール、およびポリビニルアルコールｚｏ重量部とエ
チルセルロース３０重量部のものを用い、実施例１と同
様にペーストを作成した。
ルコール、およびポリビニルアルコールｚｏ重量部とエ
チルセルロース３０重量部のものを用い、実施例１と同
様にペーストを作成した。
このペーストを実施例１で作成した絶縁基板の上に塗布
手段で設けた。
手段で設けた。
次いで、この絶縁基板を２％酢酸バリウムを含む１０％
アルコール水溶液に浸漬し、引き上げたのち乾燥して塗
布膜にバリウム塩を含有させた。
アルコール水溶液に浸漬し、引き上げたのち乾燥して塗
布膜にバリウム塩を含有させた。
さらに絶縁基板をアルカリ性溶液に浸漬し”Ｃ反応させ
、こののち水洗し乾燥させた。ひきつづき加熱温度を１
００℃で行い試料を得た。
、こののち水洗し乾燥させた。ひきつづき加熱温度を１
００℃で行い試料を得た。
得られた感湿抵抗体について、相対湿度における抵抗値
の変化を測定したところ、第８図に示すような結果が得
られた。図中、２は親水性高分子とし゛〔３５チアクリ
ル変性ポリビニルアルコールを用いた例、３は親水性高
分子とし゛〔ポリビニ〃アルコール７０Ｊｉ量ｆ［：エ
チルセルロース５０重量部のものを用いた例である。ま
た結露時の抵抗値は前者のものは２．５ＭΩ、後者のも
のはｔＯＭΩの値を示し、いずれも電気抵抗の変化が大
きいものであった０ 以上この発明にかかる感湿抵抗体は、その感湿抵抗膜が
、アルカリ土類金属、アルカリ金属のイオンの一種以上
を含む親水性高分子と導電粉末とで構成され、具体的に
は親水性高分子とこれら金属イオンとの間で、アルカリ
性溶液との接触による反応または熱処理によって作られ
たものであシ、感湿抵抗膜の水濡性を低下させずに膜強
度を向上させることができ、良好な感湿特性を有すると
ともに、その感湿特性のヒステリシスも小さなものであ
る。
の変化を測定したところ、第８図に示すような結果が得
られた。図中、２は親水性高分子とし゛〔３５チアクリ
ル変性ポリビニルアルコールを用いた例、３は親水性高
分子とし゛〔ポリビニ〃アルコール７０Ｊｉ量ｆ［：エ
チルセルロース５０重量部のものを用いた例である。ま
た結露時の抵抗値は前者のものは２．５ＭΩ、後者のも
のはｔＯＭΩの値を示し、いずれも電気抵抗の変化が大
きいものであった０ 以上この発明にかかる感湿抵抗体は、その感湿抵抗膜が
、アルカリ土類金属、アルカリ金属のイオンの一種以上
を含む親水性高分子と導電粉末とで構成され、具体的に
は親水性高分子とこれら金属イオンとの間で、アルカリ
性溶液との接触による反応または熱処理によって作られ
たものであシ、感湿抵抗膜の水濡性を低下させずに膜強
度を向上させることができ、良好な感湿特性を有すると
ともに、その感湿特性のヒステリシスも小さなものであ
る。
第１図〜第８図は抵抗−相対湿度特性を示す図である。
特許出願人
株式会社 村田製禄所
第を図
相対虚戊（％）
第２図
相対ｉ！（％）
第３図
相対１友（支））
第４図
相対ジＵ＆（％）
第５図
第゛６図
相対’、＊（Ｓ）
第７図
第６図
手続補正書（ハ）
（特許庁審査官 殿）
１、事件の表示
昭和５７年特許願 第２２５５２９号
２、発明の名称
感湿抵抗体
３、補正をする者
４、補正命令の日付
昭和５８年５月２９日（発送日）
明細書の浄書（内容に変更なし）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 口） 対向電極上に感湿抵抗膜が設けられておシ、相対
湿度の増加に伴って抵抗値が増大する感湿抵抗体くおい
て、 感湿抵抗膜は、アルカリ土類金属、アルカリ金属のイオ
ンの一種以上を含む親水性高分子と導電粉末とからなる
ことを特徴とする感湿抵抗体。 （２］ 感湿抵抗膜を構成する親水性高分子と導電粉
末の比率はそれぞれ２０〜８０重量％、８ｏ〜２゜重量
％の範囲からなる特許請求の範囲第（」）項記載の感湿
抵抗体。 （３）親水性高分子はポリビニルアルコール系重合法ポ
リビニルアルコール系重合体とセルロース訪導体高分子
、ポリアクリル酸メチルエステルケン化物、ポリアクリ
ル酸エチルケン化物のうちから選ばれた少なくとも一種
からなる特許請求の範囲第口）項記載の感湿抵抗体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57225529A JPS59114451A (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | 感湿抵抗体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57225529A JPS59114451A (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | 感湿抵抗体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59114451A true JPS59114451A (ja) | 1984-07-02 |
| JPH0311660B2 JPH0311660B2 (ja) | 1991-02-18 |
Family
ID=16830728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57225529A Granted JPS59114451A (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | 感湿抵抗体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59114451A (ja) |
-
1982
- 1982-12-21 JP JP57225529A patent/JPS59114451A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0311660B2 (ja) | 1991-02-18 |
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