JPS5994053A - 感湿抵抗体 - Google Patents
感湿抵抗体Info
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- JPS5994053A JPS5994053A JP57204778A JP20477882A JPS5994053A JP S5994053 A JPS5994053 A JP S5994053A JP 57204778 A JP57204778 A JP 57204778A JP 20477882 A JP20477882 A JP 20477882A JP S5994053 A JPS5994053 A JP S5994053A
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- 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】
この発明は湿度変化を抵抗変化として検出する感湿抵抗
体に関し、特に感湿膜が２層の高分子樹脂被膜により構
成されている感湿抵抗体に関するものである。
体に関し、特に感湿膜が２層の高分子樹脂被膜により構
成されている感湿抵抗体に関するものである。
従来、感湿抵抗体として、塩化リチウム（ｔｔＣＩ）な
どの電解質を絶縁性基板の表面に塗布した、いわゆるダ
ンモア型のものや、有機高分子電解質膜からなるものな
どが知られている。
どの電解質を絶縁性基板の表面に塗布した、いわゆるダ
ンモア型のものや、有機高分子電解質膜からなるものな
どが知られている。
しかしながら、これらの感湿抵抗体ではいずれも感湿材
料が親水性を有するため、高湿度状態や結露状態になる
と水分を含んで溶解し、１ノたがって耐水性に乏しく動
作安定性に欠けるという欠点があった。
料が親水性を有するため、高湿度状態や結露状態になる
と水分を含んで溶解し、１ノたがって耐水性に乏しく動
作安定性に欠けるという欠点があった。
かかる欠点を改善するために、親水性高分子または高分
子電解質膜を架橋するという試みが考えられる。しかし
ながら￥１ｍＮ造により耐水性を持たせた場合、逆に応
答性が低下し、検出特性の低下を招くことになる。
子電解質膜を架橋するという試みが考えられる。しかし
ながら￥１ｍＮ造により耐水性を持たせた場合、逆に応
答性が低下し、検出特性の低下を招くことになる。
このような従来の感湿抵抗体の欠点を８？消する感湿抵
抗体が、同一出願人の未公ＩＦｆｌの特願ＩＩ！？５７
〜５４５６９号に開示されている。すなわちポリビニル
アルコール系重合体と電ＷＩ質とを含む第１層の高分子
樹脂被膜とその表面を覆う吸湿性を有する第２層の高分
子樹脂被膜との一体構造からなり、第２層の高分子樹脂
被膜が第１層の高分子樹脂被膜より吸湿による膨潤度が
小さい、感湿膜を用いるものである。この感湿膜は、外
側に位置する層を膨潤度の小さな高分子樹脂被膜で１Ｉ
ＩＲすることにより、水付着に基づく電解質の溶出を防
止し、湿度検出特性を損うことなく耐水性を向上せんと
するものである。
抗体が、同一出願人の未公ＩＦｆｌの特願ＩＩ！？５７
〜５４５６９号に開示されている。すなわちポリビニル
アルコール系重合体と電ＷＩ質とを含む第１層の高分子
樹脂被膜とその表面を覆う吸湿性を有する第２層の高分
子樹脂被膜との一体構造からなり、第２層の高分子樹脂
被膜が第１層の高分子樹脂被膜より吸湿による膨潤度が
小さい、感湿膜を用いるものである。この感湿膜は、外
側に位置する層を膨潤度の小さな高分子樹脂被膜で１Ｉ
ＩＲすることにより、水付着に基づく電解質の溶出を防
止し、湿度検出特性を損うことなく耐水性を向上せんと
するものである。
しかしながら、電解質の水付着による溶出はかなり防止
できたが、その効果は未だ十分なものとは言えなかった
。
できたが、その効果は未だ十分なものとは言えなかった
。
それゆえに、この発明は湿度検出特性を損うことのない
、かつより一層耐水性に優れたすなわちより一層安定に
動作し得る感湿抵抗体を提供することを目的とする。
、かつより一層耐水性に優れたすなわちより一層安定に
動作し得る感湿抵抗体を提供することを目的とする。
この発明は、要約すれば、絶縁性基板上に形成された１
対の検出電極と、この検出電極を覆って形成された感湿
膜とを備える感湿抵抗体であって、感湿抵抗膜が、ポリ
ビニルアルコール系重合体とセルロース誘導体と電解質
とを含む第１層の高分子樹脂被膜と、この第１層の表面
を覆い、ポリアルキルアルコール系重合体およびセルロ
ース誘導膜との一体構造により形成されている、感湿抵
抗体である。
対の検出電極と、この検出電極を覆って形成された感湿
膜とを備える感湿抵抗体であって、感湿抵抗膜が、ポリ
ビニルアルコール系重合体とセルロース誘導体と電解質
とを含む第１層の高分子樹脂被膜と、この第１層の表面
を覆い、ポリアルキルアルコール系重合体およびセルロ
ース誘導膜との一体構造により形成されている、感湿抵
抗体である。
この発明のその他の目的および特徴は、以下の詳細な説
明により一層明らかとなろう。
明により一層明らかとなろう。
第１図は、この発明の感湿抵抗体の構造例を示す概略平
面図であり、第２図は第１図Ａ−Ａ線断面図である。
面図であり、第２図は第１図Ａ−Ａ線断面図である。
第１図および第２図を参照して、たとえばアルミナ、ジ
ルコニアなどからなるｔ＠縁性基板１上に、検出電極２
．３が形成されている。検出電極の形状は図示のものに
限らないことを指摘しておく。
ルコニアなどからなるｔ＠縁性基板１上に、検出電極２
．３が形成されている。検出電極の形状は図示のものに
限らないことを指摘しておく。
検出電極２，３を覆って感湿１Ｉ１４が形成されている
。第２図から明らかなように、感湿膜４は、ポリビニル
アルコール系重合体とセルロース誘導体と電解質とを含
む第１唐の高分子樹脂液ＦＪ５と、この第１Ｗ！Ｊの表
面を覆いポリアルキルアルコール系全合体およびセルロ
ース誘導体の少なくとも一方を含む第２層の高分子樹脂
被膜６との一体構造からなる。なお、７．８はリード線
であり検出電極２，３から導出されている。
。第２図から明らかなように、感湿膜４は、ポリビニル
アルコール系重合体とセルロース誘導体と電解質とを含
む第１唐の高分子樹脂液ＦＪ５と、この第１Ｗ！Ｊの表
面を覆いポリアルキルアルコール系全合体およびセルロ
ース誘導体の少なくとも一方を含む第２層の高分子樹脂
被膜６との一体構造からなる。なお、７．８はリード線
であり検出電極２，３から導出されている。
この発明において用いられるポリビニルアルコール系重
合体としては、以下のものが挙げられる。
合体としては、以下のものが挙げられる。
（１） 酢飯ビニル、その他の各梯ビニルエステル類の
垢台体、おＪ、ひこれらの共重合体を完全ケン化Ｊ：た
は部分ケン化して得られたもの。
垢台体、おＪ、ひこれらの共重合体を完全ケン化Ｊ：た
は部分ケン化して得られたもの。
（２） 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、メタクリル鹸エステル類とを共重合させ
た共重合体のケン化物。
、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、メタクリル鹸エステル類とを共重合させ
た共重合体のケン化物。
（３） 上記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ル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蜜台
体。
水物でエステル化したポル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蜜台
体。
「電解質」とは、水分の吸着によりイオン伝導性を与え
る％Ｊ質であり、無１Ａ電解質および有機電解質のいり
゛れもが用いられ得る。たとえば、無機電解質としては
アルカリまたはアルカリ土類塩が挙げられ、有機電解質
としては、たとえば酢酸す１−リウムおよびアクリル酸
す１〜リウム塩などの有機側したとえばポリアクリル駁
ナトリウム、ポリグルタル酸プトリウムなどの高分子有
ｔａｂおよびその塩、アルキルスルホン酸およびそのア
ルカリ、アンモニウム、アミン珈、ならびにアリルスル
ホン酸およびそのアルカリ、アンモニウム、アミン塩な
どが挙げられる。
る％Ｊ質であり、無１Ａ電解質および有機電解質のいり
゛れもが用いられ得る。たとえば、無機電解質としては
アルカリまたはアルカリ土類塩が挙げられ、有機電解質
としては、たとえば酢酸す１−リウムおよびアクリル酸
す１〜リウム塩などの有機側したとえばポリアクリル駁
ナトリウム、ポリグルタル酸プトリウムなどの高分子有
ｔａｂおよびその塩、アルキルスルホン酸およびそのア
ルカリ、アンモニウム、アミン珈、ならびにアリルスル
ホン酸およびそのアルカリ、アンモニウム、アミン塩な
どが挙げられる。
第１層の高分子樹脂被膜に用いられるセルロース話４体
とし又は、メチルセルロース、エチルセルロース、ジア
セチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カル
ボキシルメチルセルロース、シアノエヂルセルロースな
どが用いられ得る。
とし又は、メチルセルロース、エチルセルロース、ジア
セチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カル
ボキシルメチルセルロース、シアノエヂルセルロースな
どが用いられ得る。
第２層の高分子樹脂ｖｉ膜を４を成するセルロース誘導
体についても、上記のセルロース誘導体を用いることが
可能である。また、祐２層の高分子樹脂被膜をｗＩＲｙ
る［ポリアルキルアルコール重合体」としては、ポリブ
チルアルコール、ポリメチルアリルアルコールなどが用
いられ得る。
体についても、上記のセルロース誘導体を用いることが
可能である。また、祐２層の高分子樹脂被膜をｗＩＲｙ
る［ポリアルキルアルコール重合体」としては、ポリブ
チルアルコール、ポリメチルアリルアルコールなどが用
いられ得る。
優述の実施例から明らかなように、第２ｍの高分子樹脂
被膜は、ポリアルキルアルコール系重合体およびセルロ
ース誘導体の少なくとも一方を含むものであればよく、
必ずしも双方を含むものでなくともよい。
被膜は、ポリアルキルアルコール系重合体およびセルロ
ース誘導体の少なくとも一方を含むものであればよく、
必ずしも双方を含むものでなくともよい。
この発明の感湿抵抗体の作成は、まず絶縁性基板ｔに、
検出電極を形成し、次に検出°電極を覆うように第１
ＡＪの高分子樹脂被膜材料を膜上に塗布印刷などの手段
で付与する。次に、これを自然乾燥または熱処理により
乾燥し、その上に第２層の高分子樹脂被膜材料のペース
トを股上に塗布、印刷などの手段で付与し、加熱するこ
とによって得られる。
検出電極を形成し、次に検出°電極を覆うように第１
ＡＪの高分子樹脂被膜材料を膜上に塗布印刷などの手段
で付与する。次に、これを自然乾燥または熱処理により
乾燥し、その上に第２層の高分子樹脂被膜材料のペース
トを股上に塗布、印刷などの手段で付与し、加熱するこ
とによって得られる。
この発明にかかる感湿ｆｉｌｌけ、第１層と第２ｎとか
らなる層状一体格造からなり、この備造によって初めて
良好な感ｒ！ｊＡ機能が実現できるものであって、この
発明にかかる感湿抵抗体の特性を発揮する上で重要な役
割を東たすものである。
らなる層状一体格造からなり、この備造によって初めて
良好な感ｒ！ｊＡ機能が実現できるものであって、この
発明にかかる感湿抵抗体の特性を発揮する上で重要な役
割を東たすものである。
また第２層を形成することによって、感湿膜からの電Ｆ
ｊｖ質の溶出による特性劣化が大幅に改善できる。特に
、第１Ｍ中および第２層中にセルロース誘電体を共存さ
せることによって、第１層のポリビニルアルコール重合
体の親水性が制御でき、膨潤度のコントロールが可能と
なる上に、第１層と第２層とから形成されている感湿膜
の安定性も向上することになる。
ｊｖ質の溶出による特性劣化が大幅に改善できる。特に
、第１Ｍ中および第２層中にセルロース誘電体を共存さ
せることによって、第１層のポリビニルアルコール重合
体の親水性が制御でき、膨潤度のコントロールが可能と
なる上に、第１層と第２層とから形成されている感湿膜
の安定性も向上することになる。
なお、感湿膜を構成する第１層の高分子樹脂被膜および
第２層の高分子樹脂？１ｉ！膜のそれぞれの膜厚により
応答性や感度が変化するため、所望の特性を得るには、
その膜厚を制御する必要があることは言うまでもない。
第２層の高分子樹脂？１ｉ！膜のそれぞれの膜厚により
応答性や感度が変化するため、所望の特性を得るには、
その膜厚を制御する必要があることは言うまでもない。
また、この発明の感湿抵抗体では、電解質濃度を変化す
ることにより、相対湿度−抵抗特性を変化することが可
能である。ちなみに、電解質濃度が低い領域では、高湿
度で抵抗値が急激に変化する湿度スイッチング素子とし
て有用な感湿抵抗体が得られる。
ることにより、相対湿度−抵抗特性を変化することが可
能である。ちなみに、電解質濃度が低い領域では、高湿
度で抵抗値が急激に変化する湿度スイッチング素子とし
て有用な感湿抵抗体が得られる。
さらに、ポリビニルアルコール系重合体のケン化度を変
えることにより、膨潤度を変化することができるため、
感湿特性の調整が可能である。また、ポリビニルアルコ
ール系重合体の重合度などによってガラス転移点を変え
ることができる。このガラス転移点を変えることにより
、感湿抵抗体の温度特性を変えることができ、かかる特
徴を利用すれば、使用可能な温度範囲に調整することが
できるようになり、従来より使用が困難とされていたポ
リビニルアルコール系重合体を感湿抵抗体として実用化
することができる。
えることにより、膨潤度を変化することができるため、
感湿特性の調整が可能である。また、ポリビニルアルコ
ール系重合体の重合度などによってガラス転移点を変え
ることができる。このガラス転移点を変えることにより
、感湿抵抗体の温度特性を変えることができ、かかる特
徴を利用すれば、使用可能な温度範囲に調整することが
できるようになり、従来より使用が困難とされていたポ
リビニルアルコール系重合体を感湿抵抗体として実用化
することができる。
この発明は、以上のような構成を有するものであるため
、後述の実施例から明らかなように、耐水特性が大幅に
改善された感湿抵抗体を得ることが可能である。
、後述の実施例から明らかなように、耐水特性が大幅に
改善された感湿抵抗体を得ることが可能である。
以下、実施例につき説明する。
１１１工
絶縁性基板としてアルミナ基板を準備し、このアルミナ
基板上に検出電極として、電極間隔３００μｍ、対向電
極長４８１Ｉｌｌの金からなるくし歯状検出電極を形成
した。次に、第１表に示す組成の第１層の高分子樹脂被
膜を構成する各ペーストを検出電極を覆うようにアルミ
ナ基板上にそれぞれ塗布し、乾燥した。乾燥後、同じく
第１表に示す組成の第２層の高分子樹脂被膜を構成する
各ペーストを第１層の高分子樹脂被膜を覆うように塗布
し、１５０℃で加熱処理した。さらに、検出電極にリー
ド線を取付けて各＠銅抵抗体を得た。
基板上に検出電極として、電極間隔３００μｍ、対向電
極長４８１Ｉｌｌの金からなるくし歯状検出電極を形成
した。次に、第１表に示す組成の第１層の高分子樹脂被
膜を構成する各ペーストを検出電極を覆うようにアルミ
ナ基板上にそれぞれ塗布し、乾燥した。乾燥後、同じく
第１表に示す組成の第２層の高分子樹脂被膜を構成する
各ペーストを第１層の高分子樹脂被膜を覆うように塗布
し、１５０℃で加熱処理した。さらに、検出電極にリー
ド線を取付けて各＠銅抵抗体を得た。
なお、セルロースＭ尋体を含まない第１層の高分子樹脂
被膜を用いて、上記各試料と同様にして比較例１を得た
。
被膜を用いて、上記各試料と同様にして比較例１を得た
。
比較例１、試料１−１および試料１−２のそれぞれにつ
き、各相対湿度中での抵抗値を、１ボルトの交流電圧を
印加して測定した。結果を、第３図に示す。
き、各相対湿度中での抵抗値を、１ボルトの交流電圧を
印加して測定した。結果を、第３図に示す。
さらに、比較例１、および各試料を、水中に所定時間浸
漬・放置後、水中から引き上げて乾燥し、９０％相対湿
度中での抵抗値を測定した。この結果をＭ４図に示す。
漬・放置後、水中から引き上げて乾燥し、９０％相対湿
度中での抵抗値を測定した。この結果をＭ４図に示す。
第４図から明らかなように、この実施例の試料１−１お
よび試料１−２は、いずれも比較例１に比べて極めて優
れた耐水特性を有することがわかる。
よび試料１−２は、いずれも比較例１に比べて極めて優
れた耐水特性を有することがわかる。
また、第４図より、電解質の種類およびＳ度を変えるこ
とにより、耐水特性を変化し得ることもｔ！解されるで
あろう。
とにより、耐水特性を変化し得ることもｔ！解されるで
あろう。
友１ｉＬ
第２表に示す組成の高分子樹脂被膜材料を用い、実施例
１と同様にして各感湿抵抗体を得た。比較例２として、
セルロース誘導体を第１層の高分子樹脂被膜に含まない
感湿抵抗体を用意した。
１と同様にして各感湿抵抗体を得た。比較例２として、
セルロース誘導体を第１層の高分子樹脂被膜に含まない
感湿抵抗体を用意した。
実施例１の場合と同様に、各感湿抵抗体の各相対湿度中
での抵抗値を測定した。結果を、第３図に示ず。また、
同じ〈実施例１と同様に、各感湿抵抗体を所定鍔間水中
に浸漬・放置した後、水中から引き上げ乾燥し、９０％
相対濃度中での抵抗値を測定した。この結果を第５図に
示す。
での抵抗値を測定した。結果を、第３図に示ず。また、
同じ〈実施例１と同様に、各感湿抵抗体を所定鍔間水中
に浸漬・放置した後、水中から引き上げ乾燥し、９０％
相対濃度中での抵抗値を測定した。この結果を第５図に
示す。
第５図から明らかなように、この実ＩＪＡＶＡの各感湿
抵抗体は、いずれにおいても比較例２に比べてはるかに
俣れた耐水特性を有することが分かる。
抵抗体は、いずれにおいても比較例２に比べてはるかに
俣れた耐水特性を有することが分かる。
また、試料２−１、試料２−２および試料２−４が同等
の抵抗値を示すのに対して、試料２−３はこれら３個の
試料に比べてかなり小さな抵抗値を示すことが理解され
る。このことから、第１層の高分子ｂ４脂被膜に含まれ
る電解質゛の種類および旦わたりＴｏｌｌｔＩＩシ得る
ことがＩＩ解される。
の抵抗値を示すのに対して、試料２−３はこれら３個の
試料に比べてかなり小さな抵抗値を示すことが理解され
る。このことから、第１層の高分子ｂ４脂被膜に含まれ
る電解質゛の種類および旦わたりＴｏｌｌｔＩＩシ得る
ことがＩＩ解される。
第１図はこの発明の感Ω抵抗体の構造例を示す越路平面
図である５第２図は第１図のＡ −Ａ核断面図を示す。 第３図は、各実施例についての各相対ｊω）１中での抵
抗値を示す図である。別４０は、実施例１についての９
０％相対湿疫中での抵抗値を示す図である。第５図は、
実施１刊２についての９０％（口対湿１１中での抵抗値
を示す図である。 １・・・絶縁性基１ｕ、２，３・・・イλ出電極、４・
・・：讃湿暎、５・・・＆）１◎の高分子樹脂液膜、６
・・・＠２りの高分子樹脂被膜。 特許出願人 株式会社村田製作所 代 理 人 弁■泉士 深 見 久 部
（ほか２名？ 兆 １ 図 Ｉｚ図 ＯＯ ＨＺ 第 ４ 図 ボφ漫逓府層 水ψ擾須吟層
図である５第２図は第１図のＡ −Ａ核断面図を示す。 第３図は、各実施例についての各相対ｊω）１中での抵
抗値を示す図である。別４０は、実施例１についての９
０％相対湿疫中での抵抗値を示す図である。第５図は、
実施１刊２についての９０％（口対湿１１中での抵抗値
を示す図である。 １・・・絶縁性基１ｕ、２，３・・・イλ出電極、４・
・・：讃湿暎、５・・・＆）１◎の高分子樹脂液膜、６
・・・＠２りの高分子樹脂被膜。 特許出願人 株式会社村田製作所 代 理 人 弁■泉士 深 見 久 部
（ほか２名？ 兆 １ 図 Ｉｚ図 ＯＯ ＨＺ 第 ４ 図 ボφ漫逓府層 水ψ擾須吟層
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 絶縁性基板上に形成された１対の検出電極と、この検出
電極を覆って形成された感湿膜とを備える感湿抵抗体で
あって、 前記感湿膜はポリビニルアルコール系重合体とセルロー
ス誘導体と電解質とを含む第１層の高分子樹脂被膜と、
この第１層の表面を覆い、ポリアルキルアルコール系重
合体およびセルロース誘導体の少なくとも一方を含む第
２層の高分子ａ１脂被膜との一体４Ｆ４造により形成さ
れていることを特徴とする、感湿抵抗体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57204778A JPH0244388B2 (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | Kanshitsuteikotai |
| US06/477,408 US4442422A (en) | 1982-03-31 | 1983-03-21 | Humidity sensitive resistor |
| GB08307942A GB2119099B (en) | 1982-03-31 | 1983-03-23 | Humidity sensitive resistor |
| DE3311047A DE3311047C2 (de) | 1982-03-31 | 1983-03-25 | Feuchtigkeitsempfindlicher Widerstand |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57204778A JPH0244388B2 (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | Kanshitsuteikotai |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5994053A true JPS5994053A (ja) | 1984-05-30 |
| JPH0244388B2 JPH0244388B2 (ja) | 1990-10-03 |
Family
ID=16496187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57204778A Expired - Lifetime JPH0244388B2 (ja) | 1982-03-31 | 1982-11-22 | Kanshitsuteikotai |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0244388B2 (ja) |
-
1982
- 1982-11-22 JP JP57204778A patent/JPH0244388B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0244388B2 (ja) | 1990-10-03 |
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