JPS6161626B2 - - Google Patents

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JPS6161626B2
JPS6161626B2 JP56097070A JP9707081A JPS6161626B2 JP S6161626 B2 JPS6161626 B2 JP S6161626B2 JP 56097070 A JP56097070 A JP 56097070A JP 9707081 A JP9707081 A JP 9707081A JP S6161626 B2 JPS6161626 B2 JP S6161626B2
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JP
Japan
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moisture
sensitive
humidity
sensitive resistor
film
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Application number
JP56097070A
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Japanese (ja)
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JPS57211051A (en
Inventor
Mitsuhiro Murata
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication of JPS6161626B2 publication Critical patent/JPS6161626B2/ja
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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

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

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。 従来より樹脂に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て抵抗変化を示すことは
知られている。このような特性を利用することに
よつ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
施すことによつて樹脂膜の強度を増し、導電粒子
の移動を押えているが、水濡性が悪くなり、湿度
の検知能力が低下してしまうという問題があつ
た。 したがつて、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、ヒステリシスなどにもすぐれた
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ており、相対湿
度の増加に伴つて抵抗値が増大する感湿抵抗体に
おいて、感湿抵抗膜は親水性高分子と導電粉末を
含み、かつ該感湿抵抗膜が、ジルコニウム塩で処
理されるとともに脱水処理されていることを特徴
とするものである。 かかる構成からなる感湿抵抗体は、吸湿時に樹
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、電気抵抗の増大をもたらす。 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の表面がジルコニウム塩で
処理されるとともに脱水処理されていることにあ
る。 感湿抵抗膜の表面の処理は次のようにして行わ
れる。 つまり、親水性高分子、導電粉末を含むペース
トにより皮膜を形成し、この皮膜をジルコニウム
塩を含む溶液に浸漬するか、あるいは皮膜にジル
コニウム塩を含む溶液を吹き付け、塗布などの方
法により、ジルコニウム塩で処理するのである。
要は、後述するアルカリ性溶液で処理する前に、
ジルコニウム塩で処理すればよいのである。 そして、ジルコニウム塩で処理された感湿抵抗
膜は次に脱水処理される。 この脱水処理は次のようにして行われる。 つまり、皮膜はアルカリ性溶液に浸漬または接
触され、そののち水洗し、乾燥することにより実
施される。このほか、皮膜をアルカリ性溶液の蒸
気に接触させてもよい。このとき、親水性高分子
のグリコール結合の親水基(OH基)とジルコニ
ウム塩との脱水反応が生じ、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が低下し、
疎水性が強められた結果、水が存在しても溶解す
ることがなく、水に対して安定な構造になつてい
る。 一方、感湿抵抗膜の内部は主に親水性高分子と
導電粉末とからなり、この領域において、高分子
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、電気抵抗の増大をもたらすように働く
のである。 脱水処理はアルカリ性溶液による処理のほか、
熱処理によつても実施できる。熱処理による加熱
温度は加熱によつて脱水反応が生じればよく、た
とえば、100℃以上の温度で処理すればすばやく
反応が終了する。 この発明の特徴である感湿抵抗膜の一部を構成
する導電粒子としては、たとえばカーボンがある
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ては10μ以下が良
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、ポリビニルアルコールとセル
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。 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合体を完全ケン
化または部分ケン化して得られたもの。 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−オレフイ
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。 また、親水性高分子と相溶性のあるジルコニウ
ム塩としては、たとえば、オキシ塩化ジルコニウ
ム、塩化物、酢酸塩、硫酸塩、その他とのジルコ
ニウム化合物があり、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つて抵抗値が増加する特性
を有する感湿抵抗膜を構成する親水性高分子、こ
の親水性高分子と相溶性を有するジルコニウム
塩、および導電粉末の各成分の配合比は次の範囲
に選ばれる。 つまり、親水性高分子は20〜80重量%、ジルコ
ニウム塩は20重量%以下、導電粉末は20〜80重量
%である。ここで疎水性高分子を20〜80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
り、また親水性高分子が80重量%を越え、導電粉
末が20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て実用に適しないからであ
る。さらにジルコニウム塩を20重量%以下とした
のは、20重量%を越えると、感湿抵抗体の水吸収
による膨潤が小さく抵抗値の変化が小さくなるた
めである。 以下この発明を実施例にもとづいて詳細に説明
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
グリコールモノブチルエーテルに溶解した。この
ポリビニルアルコール100重量部に対して平均粒
径30mμのカーボンブラツクの粉末を等量加え、
混練してペーストを作成した。一方、その表面に
電極間隔0.3mm、全電極対向長6.5mm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
布手段によつて設ける。 次いで、この絶縁基板を0.2%オキシ塩化ジル
コニウム水和物を含む0.5%のアルコール水溶液
に浸漬し、引き上げたのち乾燥して塗布膜にジル
コニ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、ポリビニルアルコールとジ
ルコニウム塩との脱水反応を生ぜしめた。このの
ち水洗し乾燥させた。次に加熱処理を行つた。加
熱処理はそれぞれ100℃,150℃,180℃の温度で
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図に示す
ような結果が得られた。図中、番号1は100℃で
熱処理したもの、番号2は150℃で熱処理したも
の、番号3は180℃で熱処理したものである。な
お、番号4,5はジルコニウム塩を含有していな
いこの発明範囲外のものであり、番号4は100℃
で加熱処理したもの、番号5は180℃で加熱処理
したものである。 第1図からこの発明にかかるものは高湿度領域
で抵抗変化率の大きい特性を有し、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。一方
番号4,5のようにジルコニウム塩を含有させな
いと、抵抗−相対湿度特性曲線において、相対湿
度90%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0%のとき
の抵抗値)が高いという難点が見られる。 実施例 2 実施例1と同様に絶縁基板の上にジルコニウム
塩を含有するペーストの皮膜を設け、これをアル
カリ性溶液に浸漬せずに150℃で熱処理を行い、
ポリビニルアルコールとジルコニウム塩を反応さ
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2図に番号6で示すような結
果が得られ、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 3 実施例1において、アルカリ性溶液による処理
を行い、そののち150℃で熱処理した試料を用
い、乾燥状態と結露状態を繰り返えす工程を一工
程とし、これを500回繰り返えしたところ、初期
の乾燥状態の抵抗値は2KΩ、また初期の結露状
態の抵抗値は7.1MΩであつたが、500回後の乾燥
状態の抵抗値は2.2KΩ、また結露状態の抵抗値
は8MΩであり、実際の使用に当つてほとんど問
題がなく、安定した特性を有する感湿抵抗体が得
られた。 実施例 4 実施例1における処理工程で、ジルコニウム塩
による処理を2%オキシ塩化ジルコニウム水和物
に含む0.5%アルコール水溶液で行い、その後実
施例1と同様に処理し、感湿抵抗体を得た。なお
水洗したのち加熱処理温度は150℃であつた。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3図に番号7で示すように、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 5 ポリビニルアルコールをアルコールとエチレン
グリコールモノブチルエーテルに溶解した。ま
た、エチルセルロースをエチレングリコールモノ
ブチルエーテルに溶解した。これらポリビニルア
ルコール70重量部とエチルセルロース30重量部に
対して平均粒径30mμのカーボンブラツクの粉末
を100重量部加え、混練してペーストを作成し
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。 次いで、この絶縁基板を0.2%オキシ塩化ジル
コニウム水和物を含む0.5%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ジルコ
ニウム塩を含有させた。さらに絶縁基板をアルカ
リ性溶液に浸漬して反応させ、こののち水洗し乾
燥させた。ひきつづき加熱処理を温度100℃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4図に番号
8で示すような結果が得られる。 第4図から明らかなように、この実施例にかか
る感湿抵抗体は高湿度領域で抵抗変化率の大きな
ものが得られている。 実施例 6 実施例1と同様に絶縁基板の上にペーストを塗
布手段によつて設けた。乾燥させたのち酢酸ジル
コニウム溶液に浸漬した。酢酸ジルコニウム溶液
の濃度はそれぞれ0.5%、5%とした。さらに、
乾燥させ150℃で加熱処理を行い、それぞれ試料
を得た。 各試料について各相対湿度における抵抗値の変
化を測定したところ、いずれも相対湿度40%で2
〜3KΩ、相対湿度80%で5〜8KΩ、相対湿度
100%で150〜300KΩの抵抗変化が認められ、高
相対湿度で抵抗変化の大きい感湿抵抗体が得られ
た。 実施例 7 ポリビニルアルコールをアルコールと水で溶解
した。また10%オキシ塩化ジルコニウム水和物を
含むアルコール水溶液を準備した。 次いで、ポリビニルアルコール100重量部、オ
キシ塩化ジルコニウム水和物を含むアルコール水
溶液5重量部、および平均粒径30mμのカーボン
ブラツク粉末100重量部として、これらを混合し
て混練し、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、さらに絶縁基板をアルカリ
性溶液に浸漬し、ポリビニルアルコールとジルコ
ニウム塩と反応させた。こののち水洗し乾燥し
た。加熱処理を温度100℃,150℃,180℃でそれ
ぞれ行い試料を得た。また上記のアルカリ性溶液
に浸漬処理を行わず、150℃で加熱処理したもの
も試料とした。 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5図に示す
ような結果が得られた。図中、番号9は100℃で
熱処理したもの、番号10は150℃で熱処理した
もの、番号11は180℃で熱処理したもの、番号
12はアルカリ性溶液で処理せずに150℃で加熱
処理したものである。なお、参考資料としてジル
コニウム塩を含有させずに180℃で加熱処理をし
たものについても同様に相対湿度における抵抗値
の変化を測定し、その結果も第5図に示した。図
中、番号13がその測定結果である。 第5図から明らかなように、ジルコニウム塩を
含有させないとヒステリシスの大きな抵抗値変化
を示している。 また、各試料について、結露状態における抵抗
値を測定し、その結果を相対湿度50%における抵
抗値と比較して第1表に示した。
The present invention relates to a humidity-sensitive resistor that detects changes in atmospheric humidity as changes in resistance. It has been known that resins in which conductive powder is dispersed exhibit resistance changes based on changes in atmospheric humidity. Attempts have also been made to utilize such characteristics in humidity sensing elements. However, as the conductive particles in the resin move each time the humidity detection history is repeated, there are problems with response, reproducibility, and hysteresis. In order to overcome these difficulties, attempts have been made to crosslink the resin with an organic compound crosslinking agent to eliminate the movement of conductive particles in the resin. By applying such measures, the strength of the resin film is increased and the movement of the conductive particles is suppressed, but there is a problem that the water wettability deteriorates and the humidity detection ability decreases. Therefore, the present invention was made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a humidity-sensitive resistor having excellent sensitivity to humidity, excellent responsiveness, hysteresis, etc. do. That is, in the humidity-sensitive resistor according to the present invention, a humidity-sensitive resistor film is provided on the counter electrode, and the resistance value increases as the relative humidity increases. The moisture-sensitive resistive film contains a conductive polymer and a conductive powder, and is characterized by being treated with a zirconium salt and dehydrated. A moisture-sensitive resistor having such a structure breaks electrical contact between conductive particles due to the swelling of the resin when absorbing moisture, resulting in an increase in electrical resistance. A feature of this invention is that the surface of the moisture-sensitive resistive film containing a hydrophilic polymer and conductive powder is treated with a zirconium salt and is also dehydrated. The surface treatment of the moisture-sensitive resistive film is carried out as follows. In other words, a film is formed using a paste containing a hydrophilic polymer and conductive powder, and the film is immersed in a solution containing a zirconium salt, or a solution containing a zirconium salt is sprayed onto the film and applied. It is processed by
In short, before treatment with the alkaline solution described below,
It can be treated with zirconium salt. The moisture sensitive resistive membrane treated with the zirconium salt is then subjected to a dehydration treatment. This dehydration treatment is performed as follows. That is, the film is immersed in or brought into contact with an alkaline solution, then washed with water and dried. In addition, the film may be brought into contact with the vapor of an alkaline solution. At this time, a dehydration reaction occurs between the hydrophilic group (OH group) of the hydrophilic polymer's glycol bond and the zirconium salt, and the surface of the moisture-sensitive resistance film becomes strong and hydrophobic, and has stable characteristics. This results in a highly reliable moisture-sensitive resistor. In other words, the hydrophilicity of the surface of the moisture-sensitive resistance film decreases,
As a result of its increased hydrophobicity, it does not dissolve even in the presence of water, making it a stable structure in the presence of water. On the other hand, the interior of the moisture-sensitive resistance film is mainly composed of hydrophilic polymers and conductive powder, and in this region, electrical contact between conductive particles is broken due to swelling of the polymer resin, resulting in an increase in electrical resistance. It works like this. Dehydration treatment includes treatment with alkaline solution,
It can also be carried out by heat treatment. The heating temperature for the heat treatment is sufficient as long as the dehydration reaction is caused by heating; for example, if the treatment is performed at a temperature of 100° C. or higher, the reaction will be completed quickly. The conductive particles constituting a part of the moisture-sensitive resistive film, which is a feature of the present invention, include carbon, for example, but other compound conductors, metals, and the like may also be used. The particle size of the conductive particles is preferably 10 μm or less in order to obtain good response performance. Examples of hydrophilic polymers include polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol and cellulose derivative polymers, saponified polyacrylic acid methyl esters, polyacrylic acid ethyl saponified materials, and the like. In the above configuration, the polyvinyl alcohol polymers include the following. Products obtained by completely saponifying or partially saponifying polymers of vinyl acetate, other vinyl esters, and copolymers thereof. A copolymer made by copolymerizing vinyl acetate, other vinyl esters, and various unsaturated monomers, such as α-olefins, vinyl chloride, acrylonitrile, acrylamide, acrylic esters, and methacrylic esters. monster. Polyvinyl alcohol copolymers esterified with cyclic acid anhydrides of such polyvinyl alcohol polymers and carboxyl group-modified polyvinyl alcohol polymers. Examples of zirconium salts that are compatible with hydrophilic polymers include zirconium oxychloride, chloride, acetate, sulfate, and other zirconium compounds, and water-soluble and alcohol-soluble ones are used. The blending ratio of each component of the hydrophilic polymer, the zirconium salt that is compatible with this hydrophilic polymer, and the conductive powder that make up the moisture-sensitive resistive film whose resistance value increases as the relative humidity increases is as follows: The following range is selected. That is, the hydrophilic polymer is 20 to 80% by weight, the zirconium salt is 20% by weight or less, and the conductive powder is 20 to 80% by weight. The reason why the hydrophobic polymer is 20 to 80% by weight and the conductive powder is 20 to 80% by weight is that if the hydrophilic polymer is less than 20% by weight and the conductive powder is more than 80% by weight, it will cause resistance due to moisture absorption. This is because if the change is small, and if the hydrophilic polymer exceeds 80% by weight and the conductive powder exceeds 20% by weight, the resistance value of the moisture-sensitive resistor itself increases and is not suitable for practical use. Furthermore, the reason why the zirconium salt is set at 20% by weight or less is that if it exceeds 20% by weight, the swelling of the moisture-sensitive resistor due to water absorption will be small and the change in resistance value will be small. The present invention will be described in detail below based on examples. Example 1 Polyvinyl alcohol was dissolved in alcohol and ethylene glycol monobutyl ether. Add an equal amount of carbon black powder with an average particle size of 30 mμ to 100 parts by weight of this polyvinyl alcohol,
A paste was made by kneading. On the other hand, an insulating substrate having comb-shaped carbon electrodes with an electrode spacing of 0.3 mm and a total electrode facing length of 6.5 mm is prepared on its surface, and a paste is applied onto this insulating substrate using a coating means so that the carbon electrodes are hidden. Next, this insulating substrate was immersed in a 0.5% alcohol aqueous solution containing 0.2% zirconium oxychloride hydrate, pulled up, and dried to make the coating film contain zirconium salt. Furthermore, the insulating substrate was immersed in an alkaline solution to cause a dehydration reaction between polyvinyl alcohol and zirconium salt. Afterwards, it was washed with water and dried. Next, heat treatment was performed. Heat treatments were performed at temperatures of 100°C, 150°C, and 180°C, respectively, to obtain samples. When the resistance value of the obtained humidity-sensitive resistor was measured for changes in relative humidity, the results shown in FIG. 1 were obtained. In the figure, number 1 is heat treated at 100°C, number 2 is heat treated at 150°C, and number 3 is heat treated at 180°C. In addition, numbers 4 and 5 are outside the scope of this invention as they do not contain zirconium salt, and number 4 is 100°C.
No. 5 was heat-treated at 180°C. It can be seen from FIG. 1 that the device according to the present invention has a characteristic of a large rate of change in resistance in a high humidity region, and has a small hysteresis. On the other hand, when no zirconium salt is contained as in numbers 4 and 5, the maximum value is seen in the resistance-relative humidity characteristic curve near 90% relative humidity, the hysteresis is large, and the initial resistance value (at relative humidity 0%) is The problem is that the resistance value is high. Example 2 A paste film containing zirconium salt was provided on an insulating substrate in the same manner as in Example 1, and heat treated at 150°C without immersing it in an alkaline solution.
A moisture-sensitive resistor was obtained by reacting polyvinyl alcohol with a zirconium salt. When the resistance-relative humidity characteristics of this humidity-sensitive resistor were measured, the results shown by number 6 in FIG. 2 were obtained, and a humidity-sensitive resistor was obtained that showed a large change in resistance in a high humidity region. Example 3 In Example 1, using a sample that was treated with an alkaline solution and then heat-treated at 150°C, the process of repeating drying and dew condensation was one step, and this was repeated 500 times. The initial resistance value in the dry state was 2KΩ, and the initial resistance value in the condensed state was 7.1MΩ, but after 500 cycles, the resistance value in the dry state was 2.2KΩ, and the resistance value in the condensation state was 8MΩ. A moisture-sensitive resistor was obtained which had almost no problems in actual use and had stable characteristics. Example 4 In the treatment step in Example 1, treatment with a zirconium salt was performed with a 0.5% alcohol aqueous solution containing 2% zirconium oxychloride hydrate, and then treated in the same manner as in Example 1 to obtain a moisture-sensitive resistor. . After washing with water, the heat treatment temperature was 150°C. When the resistance-relative humidity characteristics of this humidity-sensitive resistor were measured, a humidity-sensitive resistor with a large resistance change in a high humidity region was obtained, as shown by number 7 in FIG. Example 5 Polyvinyl alcohol was dissolved in alcohol and ethylene glycol monobutyl ether. Additionally, ethyl cellulose was dissolved in ethylene glycol monobutyl ether. To 70 parts by weight of polyvinyl alcohol and 30 parts by weight of ethyl cellulose, 100 parts by weight of carbon black powder having an average particle size of 30 mμ was added and kneaded to prepare a paste. This paste was applied onto the insulating substrate prepared in Example 1 using a coating means. Next, this insulating substrate was immersed in a 0.5% alcohol aqueous solution containing 0.2% zirconium oxychloride hydrate, pulled up, and dried to make the coating film contain zirconium salt. Further, the insulating substrate was immersed in an alkaline solution to react, and then washed with water and dried. Subsequently, heat treatment was performed at a temperature of 100°C to obtain a sample. When the resistance value of the obtained humidity-sensitive resistor was measured for changes in relative humidity, the results shown by number 8 in FIG. 4 were obtained. As is clear from FIG. 4, the humidity sensitive resistor according to this example has a large resistance change rate in a high humidity region. Example 6 As in Example 1, a paste was applied onto an insulating substrate using a coating means. After drying, it was immersed in a zirconium acetate solution. The concentrations of the zirconium acetate solutions were 0.5% and 5%, respectively. moreover,
After drying and heat treatment at 150°C, samples were obtained. When we measured the change in resistance value at each relative humidity for each sample, we found that both
~3KΩ, 5-8KΩ at 80% relative humidity, relative humidity
A resistance change of 150 to 300 KΩ was observed at 100%, and a humidity-sensitive resistor with a large resistance change at high relative humidity was obtained. Example 7 Polyvinyl alcohol was dissolved in alcohol and water. In addition, an alcohol aqueous solution containing 10% zirconium oxychloride hydrate was prepared. Next, 100 parts by weight of polyvinyl alcohol, 5 parts by weight of an alcohol aqueous solution containing zirconium oxychloride hydrate, and 100 parts by weight of carbon black powder having an average particle size of 30 mμ were mixed and kneaded to prepare a paste. This paste was applied onto the insulating substrate prepared in Example 1 using a coating means, and the insulating substrate was further immersed in an alkaline solution to react with polyvinyl alcohol and zirconium salt. Afterwards, it was washed with water and dried. Heat treatments were performed at temperatures of 100°C, 150°C, and 180°C to obtain samples. In addition, samples were also prepared that were heat-treated at 150° C. without being immersed in the alkaline solution. When the resistance value of the obtained humidity-sensitive resistor was measured for changes in relative humidity, the results shown in FIG. 5 were obtained. In the figure, number 9 is heat treated at 100℃, number 10 is heat treated at 150℃, number 11 is heat treated at 180℃, and number 12 is heat treated at 150℃ without alkaline solution treatment. It is. As a reference material, the change in resistance value with respect to relative humidity was similarly measured for a sample heat-treated at 180° C. without containing a zirconium salt, and the results are also shown in FIG. In the figure, number 13 is the measurement result. As is clear from FIG. 5, when no zirconium salt is contained, a large change in resistance due to hysteresis is shown. Furthermore, the resistance value of each sample in a dew condensed state was measured, and the results are shown in Table 1 in comparison with the resistance value at 50% relative humidity.

【表】 第1表から明らかなように、この発明にかかる
もの(試料番号9,10,11,12)は感湿抵
抗膜がポリビニルアルコールとジルコニウム塩と
の反応生成物を含むため、感湿抵抗膜の表面の水
濡性が良好で、大きな抵抗変化率を示している。 また、試料番号11について、乾燥状態と結露
状態を繰り返えす工程を一工程とし、これを1000
回繰り返えしたところ、試料番号11のものにつ
いては、結露時の抵抗は8.0MΩから13MΩに変
化したにすぎなかつたが、試料番号13のものは
結露テスト後の乾燥で、もとの抵抗値にもどら
ず、75KΩと抵抗値は大きくなつた。 以上この発明にかかる感湿抵抗体は、その感湿
抵抗膜の一部を構成する親水性高分子とこの親水
性高分子と相溶性を有するジルコニウム塩が、ア
ルカリ性溶液との接触による反応または熱処理に
よつて構成されたものであり、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。また親水
性高分子とジルコニウム塩との反応生成物は高分
子中にジルコニウムを酸素との結合で導入してい
るため、これが高分子の熱伝導率を向上させ、感
湿機能を高めることになるから応答性にすぐれた
ものを構成することができる。さらにアルカリ性
溶液による処理では室温で反応させることがで
き、簡単な操作ですぐれた特性を有する感湿抵抗
体が得られる。
[Table] As is clear from Table 1, the products according to the present invention (sample numbers 9, 10, 11, and 12) are moisture sensitive because the moisture sensitive resistive film contains a reaction product of polyvinyl alcohol and zirconium salt. The surface of the resistive film has good water wettability and exhibits a large resistance change rate. In addition, regarding sample number 11, the process of repeating the dry state and dew state is one process, and this is repeated 1000 times.
After repeating the test several times, the resistance of sample number 11 only changed from 8.0 MΩ to 13 MΩ during condensation, but the resistance of sample number 13 returned to its original value after drying after the condensation test. The resistance value did not return to its original value and increased to 75KΩ. As described above, in the humidity-sensitive resistor according to the present invention, the hydrophilic polymer constituting a part of the humidity-sensitive resistive film and the zirconium salt having compatibility with the hydrophilic polymer undergo a reaction or heat treatment by contact with an alkaline solution. It is composed of a moisture-sensitive resistive film that can improve the film strength without reducing its water wettability, has good moisture-sensitive characteristics, and has small hysteresis. be. In addition, the reaction product between a hydrophilic polymer and a zirconium salt introduces zirconium into the polymer by bonding with oxygen, which improves the thermal conductivity of the polymer and enhances its moisture-sensing function. It is possible to construct something with excellent responsiveness. Furthermore, when treated with an alkaline solution, the reaction can be carried out at room temperature, and a moisture-sensitive resistor with excellent properties can be obtained with simple operations.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第5図は抵抗−相対湿度特性を示す図
である。
FIGS. 1 to 5 are diagrams showing resistance-relative humidity characteristics.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 対向電極上に感湿抵抗膜が設けられており、
相対湿度の増加に伴つて抵抗値が増大する感湿抵
抗体において、 感湿抵抗膜は親水性高分子と導電粉末を含み、
かつ該感湿抵抗膜が、ジルコニウム塩で被覆され
るとともに脱水処理されてい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もののうち、親水性高
分子と導電粉末の比率はそれぞれ20〜80重量%、
80〜20重量%の範囲からなる特許請求の範囲第1
項記載の感湿抵抗体。 3 脱水処理はアルカリ性溶液との接触により行
われたものである特許請求の範囲第1項記載の感
湿抵抗体。 4 脱水処理は熱処理により行われたものである
特許請求の範囲第1項記載の感湿抵抗体。 5 親水性高分子はポリビニルアルコール、ポリ
ビニルアルコール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1項記載の感
湿抵抗体。
[Claims] 1. A moisture-sensitive resistive film is provided on the counter electrode,
In a humidity-sensitive resistor whose resistance value increases with an increase in relative humidity, the humidity-sensitive resistive film contains a hydrophilic polymer and a conductive powder,
A moisture-sensitive resistor, characterized in that the moisture-sensitive resistor film is coated with a zirconium salt and subjected to dehydration treatment. 2. Among the components of the moisture-sensitive resistance film, the proportions of hydrophilic polymer and conductive powder are 20 to 80% by weight, respectively.
Claim 1 comprising a range of 80 to 20% by weight
Moisture-sensitive resistor as described in section. 3. The moisture-sensitive resistor according to claim 1, wherein the dehydration treatment is performed by contacting with an alkaline solution. 4. The moisture-sensitive resistor according to claim 1, wherein the dehydration treatment is performed by heat treatment. 5. The polymer according to claim 1, wherein the hydrophilic polymer is at least one selected from polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol and cellulose derivative polymer, saponified polyacrylic acid methyl ester, and polyacrylic acid ethyl saponified product. Moisture resistor.
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