JPS6047949A - 感湿抵抗体 - Google Patents

感湿抵抗体

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JPS6047949A
JPS6047949A JP58156055A JP15605583A JPS6047949A JP S6047949 A JPS6047949 A JP S6047949A JP 58156055 A JP58156055 A JP 58156055A JP 15605583 A JP15605583 A JP 15605583A JP S6047949 A JPS6047949 A JP S6047949A
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JP
Japan
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resin
humidity
polyethylene oxide
moisture
sensitive
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JP58156055A
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English (en)
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Hisashi Takahashi
久 高橋
Hiroshi Harada
拓 原田
Kyoko Asami
浅見 恭子
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TDK Corp
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TDK Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12Investigating 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
    • G01N27/121Investigating 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、基板−にに形成された対向電極の領域に感湿
膜を形成してなる感湿抵抗体に関する。
吸湿性樹脂中に導電性粉末を混合(分散)させた感湿膜
を、電気絶縁性基板上に形成した一対の対向電極の領域
に形成してなる感湿抵抗体(結露センサー)は、自動車
のリヤウィンドウやVTR等に広く使われている。この
種の感湿抵抗体は、これが置かれる雰囲気の湿度の大小
によって吸湿性樹脂が湿分を吸収、離脱することにより
、体積が変化し、これによって導電性粉末の各粒子m1
の接触抵抗が変化(湿度増大によって抵抗が増大する)
ことを利用するものであり、この種の感湿抵抗体は、多
孔性材料に湿分の吸収によってイオン化する物質を感湿
体として用いたもののように、雰囲気中に含まれる物質
が吸着することによって特性が変化するという欠点はな
いものの、従来のこの種の感湿抵抗体は、一般にポリア
ミド樹脂を吸湿性樹脂として用いたものであり、湿度の
変化に対する抵抗値の変化11】と応答速度、さらに耐
久性に問題を残している場合が多い。
本発明は、抵抗値の変化+1]、lTl1久性および応
答速度の面で優れた感湿膜を有する感湿抵抗体を提供す
ることを目的としてなされたものである。
本発明は、吸湿性樹脂としてのポリエチレンオキサイド
と、基板に対する固定化剤としての水に不溶性の樹脂と
、導電性粉末とを混合してなる感I鼓膜を、基板上に形
成された対向電極の領域に形成してなるものである。
ポリエチレンオキサイド樹脂は、吸湿量が大きく、従っ
て結露センサーの基本的な特性である高湿時の抵抗増加
が急激であり、抵抗増加+1+が大きいという優れた特
性を示す。第1図は、吸湿性を有する樹脂の相対湿度に
対する吸湿量を比較して示す図であり、Aはポリエチレ
ンオキサイド樹脂(アルコックスR−1000、明成化
学工業■製)、Bはポリアミド樹脂((J−4000,
東し■製)、Cはアクリル樹脂(ジュリマーAT−31
0.日木純薬輛製)、DはPVA樹脂(PVAPA−5
00、■クラレ製)の各吸湿量の変化を示している。第
1図から分かるように、ポリエチレンオキサイド樹脂は
他の樹脂に比較して著るしく吸湿量が大きく、このため
、大きな抵抗増加11】がえられる。
即ち、第2図に示すように、25°Cで相対湿度即ちR
H40%からRH95%まで変化させた時の抵抗値の変
化11]が101程度のものを得ることができる。なお
、第2図の結果を得た供試試料は、縦12mmX横6a
mのアルミナ基板1−にに、半田伺は用電極としての一
対の銀電極2a、2bと、対向間隔0.7mm、対向部
総長8fflII+、膜厚15ルmの櫛形をなす−・対
のルテニウム(Ru)電極3a、3bとを形成し、該電
極領域に、前記ポリエチレンオキサイド樹脂と導電性粉
末としてのカーボン粉末とを屯ら1比で1:1に混合し
、これを溶媒としてのポリプロピレングリコールに溶か
して塗布し、 180°Cで加熱乾燥することにより、
膜厚4kmの感湿膜4として形成したものである。
また、吸湿性樹脂としてポリエチレンオキサイド樹脂を
用いれば、応答速度を速くすることができる。この応答
速度を速くすることのできる理由は、ポリエチレンオキ
サイド樹1はによれば、薄い感湿膜が形成できるからで
ある。即ち、応答速度は、樹脂自体の性質による吸湿速
度によっても若干の相違は生じて来るが、基板の対抗電
極の領域に塗布により形成する感湿膜の厚さに対する依
存度が大きく(その理由は、湿分が感湿膜の内部へ到達
したり、内部から外部へと離脱するのに時間が、感湿1
1りの厚さが大である程長くかかることによる)、ポリ
エチレンオキサイド樹脂は、塗布後の乾燥時に加温して
流体化することにより、薄膜か形成できるので、応答速
度の速いものが得やすい。例えば、従来のポリアミド樹
脂やポリビニルアルコール(PVA)樹脂において、1
0〜20川mの膜厚とすれば、同一条件で5pm以下の
膜厚を得ることが可能である。このような膜厚差がある
場合、25°O、RH40! 171雰囲気力ラ65℃
、RH95%(7)雰囲気に突然変化させた時の応答速
度を比較すると、湿度の急上昇を感知するまで、従来の
ポリアミド樹脂を用いたものでは7〜8秒かかるのに対
し、ポリエチレンオキサイド樹脂を用いて前記のように
薄く形成した場合には、1〜2秒と迅速な応答性を示す
しかし、ポリエチレンオキサイド樹脂のみを用いたとす
れば、湿分の吸収、#I脱に伴なう樹脂の膨潤、収縮が
激しいため、感湿膜が基板から剥れやすい上、水に溶け
やすいため、耐久性、信頼性の面で満足できるものが得
難い、第4図は、第2図に関して説明した供試試料につ
いて、25°C,RH40%の雰囲気からRH85%の
雰囲気に変化させる繰返し試験を、各雰囲気の維持時間
を55分とし、雰囲気間の変化時間を5分として行った
場合の各雰囲気における抵抗値の変化を示し、図示のよ
うに、実用上必要とされる抵抗値の変化l]が101以
下となるサイクル数は約200回となっている。
そこで本発明においては、ポリエチレンオキサイド樹脂
に、基板に対する固定化剤として、水に不溶な樹脂を混
合することにより、上述のようなポリエチレンオキサイ
ド樹脂の優れた特性、即ち、抵抗増加中が大きく、応答
速度が速いという特性を損うことなく、優れた耐久性を
示す感湿抵抗体を得ることを可能にしたものである。
本発明において、基板に対する固定化剤として用いられ
る樹脂には、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、耐水性を
高めたPVA樹脂等を単独または混合して用いることが
できる。ポリエチレンオキサイド樹脂に加える該固定化
剤のjl+は、全樹脂:1tに対する含有率(重量%)
として50%を越えるとポリエチレンオキサイI・樹脂
の特徴である大きな抵抗変化IIIが得にくくなり、一
方、15%以下でC±ポリエチレンオキサイド樹脂の耐
久性の改善力く不十分となる・ 以下実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。
[実施例1コ 前記第1図について説明したポリアミド樹脂を同じく第
1図について説明したポリエチレンオキサイド樹脂(い
ずれも粉末状をなす)に該ポリアミド樹脂が全樹脂量の
33%になるように混合し、このように混合した樹脂と
カーボン粉末とを重量比で1=1に混合し、これを前記
ポリプロピレングリコールでなる溶媒に対し、固形分が
10〜15%の範囲におさまるように混合し、これを第
1図について説明したルテニウム製対向電極領域に塗布
し、 160℃で2時間乾燥した。この乾燥の際には、
溶媒の急激な蒸発による空隙の発生を防止するために、
乾燥温度は180℃になるまで1〜2時間かけて」二昇
させ、乾燥後は乾燥器内に放置することにより、全体の
温度が均一にかつ徐々に低−ドするようにし、3=5ル
mの膜厚を得た。
このようにして得られた感湿抵抗体を25℃、RH40
Xの雰囲気から同温度でRH85”Xの雰囲気に変化さ
せたところ、第5図に示すように、抵抗値が約40Ωか
ら1.7X 10’Ωに変化し、約4 X 10’の抵
抗増加Illが得られた。また、第4図と同様に、25
℃、 RH401トRH95% トノ間で雰囲気を変化
させる繰返し試験を行った結果は、第6図に示すように
、1000回の繰返しによっても抵抗値の変化はほとん
ど生じなかった。
[実施例2] 前記実施例1におけるポリアミド樹脂の代わりに、前記
第1図について説明したアクリル樹脂を前記実施例1と
同様の条件で用い、同様の試験を行ったところ、第7図
に示すように、抵抗値が約30Ωから 1.0X10’
Ωに変化し、約3 X 10” の抵抗増加Illが得
られ、また、第8図に示すように、1000回の繰返し
によっても抵抗値の変化はほとんど生じなかった。
[実施例3] 前記実施例1におけるポリアミド樹脂の代わりに、前記
第1図について説明したPVA樹脂を前記実施例1と同
様の条件で用い、同様の試験を行ったところ、第9図に
示すように、抵抗値が約25Ωから3.OX 10’Ω
に変化し、約10’の抵抗増加1】が得られ、また、第
10図に示すように、1000回の繰返しによっても抵
抗値の変化はほとんど生じなかった。
また、実施例3に関し、ポリエチレンオキサイド樹脂と
PVA樹脂との混合率を変え、RH95%における抵抗
値を測定したところ、ポリエチレンオキサイド樹脂の混
合率75%、85%、95%について、第11図の結果
を得た。第11図に示すように、混合率85%(PVA
樹脂の混合率5%)においては、約500回から減少し
始め、混合率85%(PVA樹脂の混合率15%)にお
いては、1000回の繰返しによって抵抗値が10〜2
0%減少した。混合率75%(PVA樹脂の混合率25
%)においては、1000回の繰返しによる抵抗値の変
化は生じなかった。
また、実施例3に関し、ポリエチレンオキサイド樹脂と
PVA樹脂との混合率を変え、RH40%とRH95%
における抵抗値を測定したところ、第12図に示すよう
に、RH40%における抵抗値の変化はほとんど無く、
混合率45%以J二(PVA樹脂の混合率55%以下)
において、実用上望ましい10′倍以上の抵抗増加1]
が得られた。
また、基板上に形成される電極としては、ルテニウム以
外にカーボン電極や他の金属製電極を用いることもでき
るが、ルテニウムは他の金属製電極に比べて安定でかつ
基板に対する密着性が良い。また、ルテニウムを用いる
場合は、基板に前記半田付は用銀電極形成後、溶媒にル
テニウム粉末を混入したものを印刷法により塗布した後
、 100℃で溶媒を蒸発させた後、a o o ’c
で焼千jけることにより形成したが、カーボン電極のよ
うに、基板に固着する手段として合成樹脂(エボギシ樹
脂)を用いる必要が無く、その合成樹脂の感湿膜に対す
る剥離の問題が生しることが無く、性能を安定させるこ
とかできる。第13図は、PVA樹脂をWI、合した前
記実施例において、対向電極としてルテニウムを用いた
場合と、カーボンを用いた場合とを、ti行配縁返し試
験における抵抗値の変化で示すものであり図示のように
、ルテこラム使用により1耐久性を高めることができる
以り本発明を実施例によって説明したが、本発明におい
て用いられる基板は゛尼気的に絶縁性であって、種々の
熱処理に耐えられるものであれば良く、例えば、磁器や
ガラス製のものも用いられる。また、ポリエチレンオキ
サイド樹脂と他の樹脂とを塗布する場合に用いる溶媒と
しては、これらに対して相溶性のあるものであれば良い
。さらに、感湿nQ 【lJに混入される導電性粉末と
しては。
銀等の金属粉末を用いることもできる。
以上述べたように、本発明においては、吸湿性樹脂とし
て吸湿量の大きなポリエチレンオキサイド樹脂を用い、
該ポリエチレンオキサイド樹脂に勾して水に不溶な樹脂
を15〜50%混合して感湿膜を形成したので、湿度増
加に伴なう抵抗増加+lが大きく、応答速度が速く、l
耐久性の良好な感湿抵抗体を提供することが可能となる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明において用いるポリエチレンオキサイド
樹脂と他の樹脂の相対湿度に対する吸湿量を比較して示
す特性図、f32図はポリエチレンオキサイド樹脂のみ
を感湿膜基体として用いた感湿抵抗体の相対湿度に対す
る抵抗値の変化を示す特性図、第3図は感湿抵抗体の構
造の一例を示す斜視図、第4図はポリエチレンオキサイ
ド樹脂のみを感湿膜基体として用いた感湿抵抗体の湿度
変化繰返し試験における抵抗値の変化を示す特性図、第
5図はポリエチレンオキサイド樹脂にポリアミド樹脂を
混合した本発明の一実施例における相対湿度に対する抵
抗値の変化を示す特性図、第6図は該実施例における感
湿抵抗体の湿度変化繰返し試験における抵抗値の変化を
示す特性図、第714はポリエチレンオキサイド1脂に
アクリル樹脂を混合した本発明の他の実施例における相
対湿度に対する抵抗値の変化を示す特性図、第8図は該
実施例における感湿抵抗体の湿度変化繰返し試験におけ
る抵抗値の変化を示す特性図、第9図はポリエチレンオ
キサイド樹脂にPVA樹脂を混合した本発明の他の実施
例における相対湿度に対する抵抗値の変化を示す特性図
、第10図は該実施例における感湿抵抗体の湿度変化繰
返し試験における抵抗ffjの変化を示す特性図、第1
1図は該実施例において、ポリエチレンオキサイド樹脂
の種々の程合量における感湿抵抗体の湿度変化繰返し試
験における相対湿度95%での抵抗値の変化を示す特性
図、第11図は該実施例において、ポリエチレンオキサ
イド樹脂の種々の混合量における感湿抵抗体の相対湿度
45%、95%での抵抗値を示す相関図、第13図は該
実施例において、対向電極としてルテニウムとカーボン
を用いた場合の抵抗値の変化図である。 I・・・基板、2a、2b・・・半田イづけ用電極、3
a、3b・・・対向電極、4・・・感湿膜 第1 図 RH8 第3図 a 第4因 サイ7ル圓がt X10 第5図 第6図 第7図 第8図 R)−12“す′イフル回改x10 第9図 第10図 ぅ− カー不ン物 f続補正書(方式) 1事件の表示 昭和58年特許願第15f1055号 2発明の名称 感湿抵抗体 3補正をする者 鳴件との関係 特許出願人 住 所 東京都中央区日本橋−丁目13番1号名 称 
(30ft)ティーディーケイ株式会社代表者 大 歳
 寛 4代理人〒272 6補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄17補f
の内容 (1)明細書中、13頁12行の「第11図」
を「第12図jと訂正する。 (2)同書中、13頁14行の「45%」を「40%」
 と訂IFする。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、吸湿性樹脂としてのポリエチレンオキサイドと、基
    板に対する固定化剤としての水に不溶性の樹脂と、導電
    性粉末とを混合してなる感湿膜を、基板上に形成された
    対向電極の領域に形成してなる感湿抵抗体。 2、前記感湿膜の厚さを3〜5ルmに形成してなる特許
    請求の範囲第1項記載の感湿抵抗体。 3、前記対向電極をルテニウムにより形成してなる特許
    請求の範囲第1項記載の感湿抵抗体。
JP58156055A 1983-08-26 1983-08-26 感湿抵抗体 Pending JPS6047949A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100503758B1 (ko) * 2001-12-07 2005-07-26 삼성전자주식회사 중합체형 습도 센서
CN112005415A (zh) * 2018-06-11 2020-11-27 阿莫绿色技术有限公司 柔性电池、其制备方法以及包括其的辅助电池

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