JPS5991351A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
- Publication number
- JPS5991351A JPS5991351A JP57201587A JP20158782A JPS5991351A JP S5991351 A JPS5991351 A JP S5991351A JP 57201587 A JP57201587 A JP 57201587A JP 20158782 A JP20158782 A JP 20158782A JP S5991351 A JPS5991351 A JP S5991351A
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- JP
- Japan
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- humidity
- pair
- resistance value
- insulating substrate
- substrate
- 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】
本発明は雰囲気中の湿度に依存して電気抵抗値の変化す
ることを利用する感湿素子に関するものである。
ることを利用する感湿素子に関するものである。
感湿素子は、雰囲気中の湿度に依存して電気抵抗値が変
化する性質を利用して湿度を測定する場合に用いられる
ものであるが、このような感湿素子としては、 １）電気抵抗値が低く、かつ湿度変化に対する電気抵抗
値の変化が大きいこと、 ２）いわゆる履歴現象（ヒステリシス）がないこと、す
なわち高湿度から低湿度に変化させた場合と、低湿度か
ら高湿度に変化させた場合に電気抵抗値が＃なは同一値
を与えること、６）広い湿度範囲を計測できること ４）電気抵抗値が湿度にのみ依存し、温度等信の要素の
変化に対する応答性が少ないこと、及び５）長時間の使
用にたえること、すなわち長時間使用しても素子の劣化
がなく、また電気的特性にも変化が生じなしこと 等の性質を備えていることが要求されている。
化する性質を利用して湿度を測定する場合に用いられる
ものであるが、このような感湿素子としては、 １）電気抵抗値が低く、かつ湿度変化に対する電気抵抗
値の変化が大きいこと、 ２）いわゆる履歴現象（ヒステリシス）がないこと、す
なわち高湿度から低湿度に変化させた場合と、低湿度か
ら高湿度に変化させた場合に電気抵抗値が＃なは同一値
を与えること、６）広い湿度範囲を計測できること ４）電気抵抗値が湿度にのみ依存し、温度等信の要素の
変化に対する応答性が少ないこと、及び５）長時間の使
用にたえること、すなわち長時間使用しても素子の劣化
がなく、また電気的特性にも変化が生じなしこと 等の性質を備えていることが要求されている。
このような雰囲気中の湿度に依存して電気抵抗値が変化
することを利用する感湿素子としては、従来、塩化リチ
ウムのような低分子電解η、樹脂に導電性粉末を混合し
たもの、全組表面を酸化したもの、親水性高分子を用い
たもの、親水性高分子を半導体基板に接して設りたもの
等が用いられていた。しかしながらこれ等は、いずれも
前記１）〜５）の要求特性のいずれか或は二以上を充足
せず、新しい感湿素材の開発が望まれていた。
することを利用する感湿素子としては、従来、塩化リチ
ウムのような低分子電解η、樹脂に導電性粉末を混合し
たもの、全組表面を酸化したもの、親水性高分子を用い
たもの、親水性高分子を半導体基板に接して設りたもの
等が用いられていた。しかしながらこれ等は、いずれも
前記１）〜５）の要求特性のいずれか或は二以上を充足
せず、新しい感湿素材の開発が望まれていた。
一方このような欠点を解消することを目的として、特開
昭５５−１０５０２号公報に記載のように、アルミナ基
板上に、一対の櫛状の電極を対向接着して該電極間にギ
ャップを形成し、該基体上に少くとも該ギャップを覆う
ようにカチオン性モノマーを重合させた高分子を被覆し
てなる感湿素子が提案されている。
昭５５−１０５０２号公報に記載のように、アルミナ基
板上に、一対の櫛状の電極を対向接着して該電極間にギ
ャップを形成し、該基体上に少くとも該ギャップを覆う
ようにカチオン性モノマーを重合させた高分子を被覆し
てなる感湿素子が提案されている。
しかしながら通詣のカチオン性ポリマーでは、それが第
１級、第２級あるいは第６級アミンよシ成る場合には電
気抵抗が大きすぎて感匿が恕くなり、また第４級アンモ
ニウム塩型承すマーの場合には電気抵抗は低いが、あま
りに親水的であるため高湿度になると吸湿して表面がべ
たつき形態的亥化を生じ、ひいては電気的特性に変化を
生せしめる等の欠点があった。
１級、第２級あるいは第６級アミンよシ成る場合には電
気抵抗が大きすぎて感匿が恕くなり、また第４級アンモ
ニウム塩型承すマーの場合には電気抵抗は低いが、あま
りに親水的であるため高湿度になると吸湿して表面がべ
たつき形態的亥化を生じ、ひいては電気的特性に変化を
生せしめる等の欠点があった。
本発明者は、かかる欠点を解消するために鋭意研究を進
めた結果、次式： 型窒素と」ｌ匪族第４級アンモニウム地型屋素とを含み
、且つ対イオンが過塩素酸イオンである場合には、前記
のような欠点がなく、感湿素子としての前記１）〜５）
の要求特性のすべてを実質的に満し得ることを見出し、
本発明を完成した。
めた結果、次式： 型窒素と」ｌ匪族第４級アンモニウム地型屋素とを含み
、且つ対イオンが過塩素酸イオンである場合には、前記
のような欠点がなく、感湿素子としての前記１）〜５）
の要求特性のすべてを実質的に満し得ることを見出し、
本発明を完成した。
即ち本発明は、絶縁基板上に設けた一対の電極間に前記
式で表わされる重合体を設けてなる感湿素子に関するも
のである。
式で表わされる重合体を設けてなる感湿素子に関するも
のである。
本発明の前記式で表わされる１合体は、例えＶまシアリ
ルアミノプロピルジメチルアリルアンモニウムクロライ
ドの塩酸塩と二酸化イオウとを共重合してなる重合体に
、過塩素酸水浴液を〃１１えることによつ′Ｃ製造され
る。
ルアミノプロピルジメチルアリルアンモニウムクロライ
ドの塩酸塩と二酸化イオウとを共重合してなる重合体に
、過塩素酸水浴液を〃１１えることによつ′Ｃ製造され
る。
このようにして得た重合体は、少なくとも電極間を核う
ように設ければよく、電極間を越えて基板を榎うように
設けてもよい。
ように設ければよく、電極間を越えて基板を榎うように
設けてもよい。
本発明で使用する電極及び絶縁基板は、この種目的に使
用されるものはしずれも使用することができ、特に限定
されなし。
用されるものはしずれも使用することができ、特に限定
されなし。
次に実施例を挙げて、本発明を更に説明する。
ジアリルアミノプロピルジメチルアリルアンモニウムク
ロライドの塩酸塩と二酸化イメウとを共重合してなるポ
リマーを水に溶解させ、これを１０％過塩素酸水浴液に
攪拌しながら加える。生成した沈澱を枦取し、水で洗浄
して過剰の過塩素酸を除き、ｐ過、乾燥して白色粉末を
得る。このものは水には溶けないが、ジメチルスルホオ
キサイド等の有機溶媒には溶解する。
ロライドの塩酸塩と二酸化イメウとを共重合してなるポ
リマーを水に溶解させ、これを１０％過塩素酸水浴液に
攪拌しながら加える。生成した沈澱を枦取し、水で洗浄
して過剰の過塩素酸を除き、ｐ過、乾燥して白色粉末を
得る。このものは水には溶けないが、ジメチルスルホオ
キサイド等の有機溶媒には溶解する。
一方アルミナ等のような絶縁基板上に一対の電極を接着
し、各電極にはリード線を接続させる。
し、各電極にはリード線を接続させる。
この基板上に前記重合体の溶液を塗布し、加熱乾燥して
溶媒を除去し、基板上に高分子被膜を形成させて感湿素
子を完成させる。このようにして得た本発明の高分子被
膜は強じんであり、かつ水不溶性であるので高湿度にお
いても膨潤したシ、溶解したシすることがなく耐久性に
優れていた。
溶媒を除去し、基板上に高分子被膜を形成させて感湿素
子を完成させる。このようにして得た本発明の高分子被
膜は強じんであり、かつ水不溶性であるので高湿度にお
いても膨潤したシ、溶解したシすることがなく耐久性に
優れていた。
次にこのようにして得た感湿素子の電気的特性を測定し
た試験例を示す。
た試験例を示す。
本発明の感湿素子を使用して、測定すべき雰囲気の相対
湿度と電気抵抗値との関係を測定した。
湿度と電気抵抗値との関係を測定した。
結果を第１図に示す。図中、Ａは、湿度を下りていった
場合の抵抗値を示し、Ｂは湿度を上りでいった場合の抵
抗値を示す。
場合の抵抗値を示し、Ｂは湿度を上りでいった場合の抵
抗値を示す。
図よシ明らかな如く、本発明の感湿素子は湿度６０〜８
５％の広い範囲にわたって、電気抵抗値は１０７０以下
であり、かつ湿度の変化による抵抗値の変化率が大きい
。
５％の広い範囲にわたって、電気抵抗値は１０７０以下
であり、かつ湿度の変化による抵抗値の変化率が大きい
。
また湿度を上けていった場合と下Ｉｔ）ていった場合と
ではｔＸは同一の抵抗値を示すが、このことから本発明
の感湿素子ではヒステリシス現象がないことを理解する
ことができる。
ではｔＸは同一の抵抗値を示すが、このことから本発明
の感湿素子ではヒステリシス現象がないことを理解する
ことができる。
次に、本発明の感湿素子の応答％性をｂｈ（Ｒｇうるた
め、初め相対湿度３１．６％にあった素子を相対湿度８
６％へ上げた場合、逆に８６％から６６．６チへ下げた
場合の電気抵抗値の変化を経時的に測定した。結果を第
２図に示す。図中Ｃは、相対湿度６６．６％から８６％
へ上けた場合の結果を示し、Ｄは８６％から６６．６％
へ下けた場合の結果を示す。
め、初め相対湿度３１．６％にあった素子を相対湿度８
６％へ上げた場合、逆に８６％から６６．６チへ下げた
場合の電気抵抗値の変化を経時的に測定した。結果を第
２図に示す。図中Ｃは、相対湿度６６．６％から８６％
へ上けた場合の結果を示し、Ｄは８６％から６６．６％
へ下けた場合の結果を示す。
］凶よシ、本発明の感湿素子の応答特性は極めて優れて
おシ、感度がよいことがわかる。
おシ、感度がよいことがわかる。
次に湿度を５０％とし、温度をｉｏ’ｃ、２０’０１６
０℃、４０℃とした場合の抵抗値を測定した。
０℃、４０℃とした場合の抵抗値を測定した。
結果は、それぞれ温度ｉｏ’ｃで８．９ Ｘ １０５Ω
、温度２０℃で５．６ｘｌＯ’ｎ、温度３０℃で１．６
×１０５Ω、温度４０℃で６．８ Ｘ １０’Ωであっ
た。
、温度２０℃で５．６ｘｌＯ’ｎ、温度３０℃で１．６
×１０５Ω、温度４０℃で６．８ Ｘ １０’Ωであっ
た。
こｔｌよシ、本発明の感湿素子の電気抵抗値は、温度依
存性があるが、従来の高分子センサーに比較Ｉ、７てそ
の依存性は小さいことがわかる。
存性があるが、従来の高分子センサーに比較Ｉ、７てそ
の依存性は小さいことがわかる。
更に本発明の感湿素子について、湿度５０％から９０％
までの間の湿度リサイクルテストを行った。結果し、ｌ
：、８００時間経過後に於いても、本発明の感湿素子は
製造直後の電気的特性をそのまま保持していた。
までの間の湿度リサイクルテストを行った。結果し、ｌ
：、８００時間経過後に於いても、本発明の感湿素子は
製造直後の電気的特性をそのまま保持していた。
以上述べたように、本発明の感湿素子は、感湿素子とし
て要求される性能をすべての面に於いて実質的に満足さ
せるものであシ、従来の感湿素子に比して著しい利点を
有する。
て要求される性能をすべての面に於いて実質的に満足さ
せるものであシ、従来の感湿素子に比して著しい利点を
有する。
第１図は、本発明の感湿素子を使用して、相対湿度と電
気抵抗値との関係を測定したグラフ、第２図は、本発明
の感湿素子の応答特性を示すだめのグラフである。 代理人 浅 利 皓 外４名 λ目灯湿Ａ （％） 第２図
気抵抗値との関係を測定したグラフ、第２図は、本発明
の感湿素子の応答特性を示すだめのグラフである。 代理人 浅 利 皓 外４名 λ目灯湿Ａ （％） 第２図
Claims (1)
- （１）絶縁基板上に設けた一対の電極間に、次式：（式
中、ｎは１０ないし１０００を表わす。）で表わされる
重合体を設けてなる感湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57201587A JPS5991351A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57201587A JPS5991351A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 感湿素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5991351A true JPS5991351A (ja) | 1984-05-26 |
| JPS6319020B2 JPS6319020B2 (ja) | 1988-04-21 |
Family
ID=16443523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57201587A Granted JPS5991351A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5991351A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60113140A (ja) * | 1983-11-25 | 1985-06-19 | Hokuriku Denki Kogyo Kk | 湿度センサ素子 |
| JPS61237044A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 湿度検出素子およびその製造方法 |
| JPH0653702U (ja) * | 1991-03-29 | 1994-07-22 | 茂 千代 | 固定式のバルブとロッカーアーム |
| KR100550805B1 (ko) * | 2001-08-30 | 2006-02-10 | 공명선 | 고분자막 습도센서 |
-
1982
- 1982-11-17 JP JP57201587A patent/JPS5991351A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60113140A (ja) * | 1983-11-25 | 1985-06-19 | Hokuriku Denki Kogyo Kk | 湿度センサ素子 |
| JPH0224465B2 (ja) * | 1983-11-25 | 1990-05-29 | Hokuriku Elect Ind | |
| JPS61237044A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 湿度検出素子およびその製造方法 |
| JPH0514863B2 (ja) * | 1985-04-12 | 1993-02-26 | Hamamatsu Photonics Kk | |
| JPH0653702U (ja) * | 1991-03-29 | 1994-07-22 | 茂 千代 | 固定式のバルブとロッカーアーム |
| KR100550805B1 (ko) * | 2001-08-30 | 2006-02-10 | 공명선 | 고분자막 습도센서 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6319020B2 (ja) | 1988-04-21 |
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