JPS6283642A - 感湿素子およびその製造方法 - Google Patents
感湿素子およびその製造方法Info
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- JPS6283642A JPS6283642A JP22374785A JP22374785A JPS6283642A JP S6283642 A JPS6283642 A JP S6283642A JP 22374785 A JP22374785 A JP 22374785A JP 22374785 A JP22374785 A JP 22374785A JP S6283642 A JPS6283642 A JP S6283642A
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- humidity
- sensitive element
- moisture
- diacrylate
- quaternary ammonium
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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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- G01N27/125—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer
- G01N27/126—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer comprising organic polymers
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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】
〔産業−１−二の利用分野〕
未発明は感湿末子及びそのＶ漬方法に係り、特に品分１
’ ｌ漠湿１毘センサ１こ用いられる感湿素子であって
、高分子゛屯解質架橋屯合膜を感湿材料として用い、雰
囲気中の水分ｊ１にに感応して、感湿膜の電気抵抗値が
変化する感湿体に関する。
’ ｌ漠湿１毘センサ１こ用いられる感湿素子であって
、高分子゛屯解質架橋屯合膜を感湿材料として用い、雰
囲気中の水分ｊ１にに感応して、感湿膜の電気抵抗値が
変化する感湿体に関する。
一般に、湿度センサには、雰囲気中の湿気に感応して電
気抵抗が変化する感湿体が用いられている。
気抵抗が変化する感湿体が用いられている。
従来より、このような感湿体としては１例えば、塩化リ
チウム（ＬｉＣ文）等の電解質塩を利用するもの、吸湿
性樹脂に炭素等の導電性粉末を混合したもの、金属酸化
物焼結体あるいは金属酸化物焼結膜により形成したもの
、サーミスタ（温度センサ）を利用するもの、高分子電
解質１模を利用したもの、吸湿性高分子膜を半導体ノ、
（板に接して設けたもの、等が提案されている。
チウム（ＬｉＣ文）等の電解質塩を利用するもの、吸湿
性樹脂に炭素等の導電性粉末を混合したもの、金属酸化
物焼結体あるいは金属酸化物焼結膜により形成したもの
、サーミスタ（温度センサ）を利用するもの、高分子電
解質１模を利用したもの、吸湿性高分子膜を半導体ノ、
（板に接して設けたもの、等が提案されている。
しかしながら、先ず、１話化すチウＬ、（ＬｉＣＱ）”
ｖの電解１！１塩を利用するものにあっては、中休のセ
ンサで計測できる湿度範囲が狭く、また、７．！ｌＩ！
度の高い雰囲気中に長時間放置した場合には、１Ｌ解質
塩が＃ｊ）ｌれてしまいノア命が箸しく短くなってしま
う、という欠点があった。また、吸湿性樹脂に）父素等
の導電性粉末を混合したものにあっ〔は、湿度８０％以
」−の雰囲気中においてヒス子すシスを生じで、応答性
が悪化し、さらに、形状変化を生じて安定性が低い、と
いう欠点があった。また、金属酸化物焼結体あるいは金
属酸化物焼結膜を利用するものにあっては、低湿度雰囲
気中において′：［気抵抗が高すぎ実用に適さないもの
か多く、また製作効率（歩留り）が低いと共に長時間の
使用にＮえられない、という欠点があった。ざらに、ザ
ーミスタ（温度センサ）を利用するものは、空気熱伝導
率が、含有されている木へ気ｊ−に依存して変化するこ
とを利用し、発熱した′Ａｌ１１温体の温度変化から間
接的に湿度を検知するものであり雰囲気温度及び風速等
の影響を受は易い、という欠点が存していた。
ｖの電解１！１塩を利用するものにあっては、中休のセ
ンサで計測できる湿度範囲が狭く、また、７．！ｌＩ！
度の高い雰囲気中に長時間放置した場合には、１Ｌ解質
塩が＃ｊ）ｌれてしまいノア命が箸しく短くなってしま
う、という欠点があった。また、吸湿性樹脂に）父素等
の導電性粉末を混合したものにあっ〔は、湿度８０％以
」−の雰囲気中においてヒス子すシスを生じで、応答性
が悪化し、さらに、形状変化を生じて安定性が低い、と
いう欠点があった。また、金属酸化物焼結体あるいは金
属酸化物焼結膜を利用するものにあっては、低湿度雰囲
気中において′：［気抵抗が高すぎ実用に適さないもの
か多く、また製作効率（歩留り）が低いと共に長時間の
使用にＮえられない、という欠点があった。ざらに、ザ
ーミスタ（温度センサ）を利用するものは、空気熱伝導
率が、含有されている木へ気ｊ−に依存して変化するこ
とを利用し、発熱した′Ａｌ１１温体の温度変化から間
接的に湿度を検知するものであり雰囲気温度及び風速等
の影響を受は易い、という欠点が存していた。
一方、高分子′Ｉｋ解質ＩＩ！ＩＩ！ （例えば、スチ
レンスルホン酸ソーダ、ポリビニルアルコール等）を利
用したもの、及び吸湿性高分子膜（例えば、ナイロン樹
脂、アセテート、セルロース等）を半導体ノ、（板に接
して設けたものにあっては、上記の如き欠点は有さず、
良好な感湿特性を持つものである。しかしながら、高分
子電解質膜を利用したものにあっては、耐湿耐水性が低
く、更に長期安定性が悪く、感湿体の寿命が短い、とい
う欠点があり、また、吸湿性高分子膜を半導体基板に接
して設けたものにあっては、感湿特性の再現性、長期安
定性が低く、Ｌ配回様に感湿体の寿命が短い、という欠
点があった。さらに、いずれの場合にも、高分子１１１
２の−に部に保護Ｉ漠を形成する必要があり、感湿素ｆ
の作成が煩雑である、という欠点をも右していた。
レンスルホン酸ソーダ、ポリビニルアルコール等）を利
用したもの、及び吸湿性高分子膜（例えば、ナイロン樹
脂、アセテート、セルロース等）を半導体ノ、（板に接
して設けたものにあっては、上記の如き欠点は有さず、
良好な感湿特性を持つものである。しかしながら、高分
子電解質膜を利用したものにあっては、耐湿耐水性が低
く、更に長期安定性が悪く、感湿体の寿命が短い、とい
う欠点があり、また、吸湿性高分子膜を半導体基板に接
して設けたものにあっては、感湿特性の再現性、長期安
定性が低く、Ｌ配回様に感湿体の寿命が短い、という欠
点があった。さらに、いずれの場合にも、高分子１１１
２の−に部に保護Ｉ漠を形成する必要があり、感湿素ｆ
の作成が煩雑である、という欠点をも右していた。
本発明はこのような従来の欠点に鑑み成されたものであ
って、その目的とするところは、良好な感湿特性を有す
ると共に、ｌ耐湿、Ｉ耐水性を有し、Ｌｒ：ｌ’ＪＩ使
川に酎用、史に、−１一部に保護１漠を形成する必・＆
・がなく、感１８特性の（Ｉｆ現性に富む感湿素ｒを提
ｔ！（することにある。
って、その目的とするところは、良好な感湿特性を有す
ると共に、ｌ耐湿、Ｉ耐水性を有し、Ｌｒ：ｌ’ＪＩ使
川に酎用、史に、−１一部に保護１漠を形成する必・＆
・がなく、感１８特性の（Ｉｆ現性に富む感湿素ｒを提
ｔ！（することにある。
かかるＩＩ的達成のため物の発明番こあっては、メグク
リレートの第４級アンモニウムルミ解質モノマと、゛、
つのビニルノ、（を有するジアクリレートとの共重合体
により感湿素子−を形成［またものであり、また、方法
の発明にあっては、メラクリレ−１・の第４級アンモニ
ウト１！工′屯解質モノマと、−っのヒニルノ１（を？
−ｉするジアクリレートと、開裂型の尤Φ２合反！わ開
始剤とを混合し、゛ネ素雰囲気ドで紫外線を照射してラ
ジカル東金させたものである。
リレートの第４級アンモニウムルミ解質モノマと、゛、
つのビニルノ、（を有するジアクリレートとの共重合体
により感湿素子−を形成［またものであり、また、方法
の発明にあっては、メラクリレ−１・の第４級アンモニ
ウト１！工′屯解質モノマと、−っのヒニルノ１（を？
−ｉするジアクリレートと、開裂型の尤Φ２合反！わ開
始剤とを混合し、゛ネ素雰囲気ドで紫外線を照射してラ
ジカル東金させたものである。
以ド、添付図面にイくす実施例に）Ｋづき、本発明を訂
ｎ＋＋に説明する。
ｎ＋＋に説明する。
先ず、Ｌ足型解質モノマとしては、メタクリル酸エチル
トリメナルアンモニ内ムクロライト、そして、このモノ
マと架橋重合するジアクリレートとしてはビスフェノー
ル−５−エチレンオキシド変性アクリレート、また、光
重合開始剤としてｌ−ヒトロキシシクロへキシルフェニ
ルヶトンヲ用い、これら３種をエタノールを溶媒として
溶解混合した。その配合割合を第１表に示す。尚、本実
施例にあっては、第１表に示す配合割合により感湿素子
を作成したものであるのが、配合割合は第１表に示すも
のに限定されない。
トリメナルアンモニ内ムクロライト、そして、このモノ
マと架橋重合するジアクリレートとしてはビスフェノー
ル−５−エチレンオキシド変性アクリレート、また、光
重合開始剤としてｌ−ヒトロキシシクロへキシルフェニ
ルヶトンヲ用い、これら３種をエタノールを溶媒として
溶解混合した。その配合割合を第１表に示す。尚、本実
施例にあっては、第１表に示す配合割合により感湿素子
を作成したものであるのが、配合割合は第１表に示すも
のに限定されない。
そして、−１−記配合Ｍ合に基づき、感湿素子を作製す
る場合には、先ず、第１図に示すように、アルミナ、＋
１（板１−にに一対の櫛型電極２をスクリーン印刷によ
り形成し、焼き付けたものを用意する。
る場合には、先ず、第１図に示すように、アルミナ、＋
１（板１−にに一対の櫛型電極２をスクリーン印刷によ
り形成し、焼き付けたものを用意する。
尚、この場合、７１ｆ極２の間隔は２００用ｍでありま
た、図中符号３はギャップを示す。そして、該アルミナ
シ、（板１」二に前記のエタノールに溶解混合した液体
をスピンコード法により塗布して薄膜を形成する。この
場合、スピンコードの際にスピンコータの回転速度１時
間、液体の粘度をコントロールすることにより均一な薄
膜を形成できる。
た、図中符号３はギャップを示す。そして、該アルミナ
シ、（板１」二に前記のエタノールに溶解混合した液体
をスピンコード法により塗布して薄膜を形成する。この
場合、スピンコードの際にスピンコータの回転速度１時
間、液体の粘度をコントロールすることにより均一な薄
膜を形成できる。
その後、このようにして形成１．た膜に′ネ素雰囲気ド
番こおいて紫外線を照射し２、光重合反応により架橋重
合させる。この際の紫外線ランプには高圧水銀ランプを
用い、アルミナノ、（板１１での照射エネルギーは４０
０ ａＩＪ ／ ｃ ｍ’程度である。また、光重合反
応には、主に、３６５ｎｍの波長の光線が有効に作用す
るものである。さらに、光重合反応の際に窒素雰囲気と
することにより、重合架橋反応が促進され、安定性に優
れた高分子薄膜が形成されるものである、また、光重合
反応過程を経ることにより感湿素子を作製したものであ
るため、製作過程が簡素化され、量産性、＋［ｒ現性の
点においても極めて有利なものである。
番こおいて紫外線を照射し２、光重合反応により架橋重
合させる。この際の紫外線ランプには高圧水銀ランプを
用い、アルミナノ、（板１１での照射エネルギーは４０
０ ａＩＪ ／ ｃ ｍ’程度である。また、光重合反
応には、主に、３６５ｎｍの波長の光線が有効に作用す
るものである。さらに、光重合反応の際に窒素雰囲気と
することにより、重合架橋反応が促進され、安定性に優
れた高分子薄膜が形成されるものである、また、光重合
反応過程を経ることにより感湿素子を作製したものであ
るため、製作過程が簡素化され、量産性、＋［ｒ現性の
点においても極めて有利なものである。
このようにして１作製された感湿素子の抵抗−相対湿度
特性は、第２図にグラフに示すように、相対湿度１０％
から９０％までの広い範囲において、電気抵抗はｉｏ
〜１０ Ωの間の実用的な抵抗範囲であり、また、湿
度変化率も大きいため、湿度測定を高精度に行うことが
できる。さらに、ヒステリシスも１％以下であり、誤差
を生ずることなく ７Ｍ度を検知することが＋１［能と
なる、−力、６常の室内雰囲気中、ｌソ＋ｎ： ５０
′ｅ湿湿度９懸ぞれに１１ν間放石した場合であっても
、感１Ｍ特性の変・肋は 抵抗１１１′１の湿度換算で
１〜２％以内である。また、夕／＜コ煙雰囲気中やホル
マリン等の有機ガス雰囲気中にあっても、３％程度の変
動である。従って、感湿特性は長期にわたって安定して
いることがｈ明したものである。
特性は、第２図にグラフに示すように、相対湿度１０％
から９０％までの広い範囲において、電気抵抗はｉｏ
〜１０ Ωの間の実用的な抵抗範囲であり、また、湿
度変化率も大きいため、湿度測定を高精度に行うことが
できる。さらに、ヒステリシスも１％以下であり、誤差
を生ずることなく ７Ｍ度を検知することが＋１［能と
なる、−力、６常の室内雰囲気中、ｌソ＋ｎ： ５０
′ｅ湿湿度９懸ぞれに１１ν間放石した場合であっても
、感１Ｍ特性の変・肋は 抵抗１１１′１の湿度換算で
１〜２％以内である。また、夕／＜コ煙雰囲気中やホル
マリン等の有機ガス雰囲気中にあっても、３％程度の変
動である。従って、感湿特性は長期にわたって安定して
いることがｈ明したものである。
本発明は以■−のような構成４を有することから、良好
な感湿特性を４１すると共に該感ｌソ特性の再現性に富
むものであるやまた、幅広いａｌｌ！定湿度範囲に適用
でき、かつヒステリシスが小さいため、高精度な測定が
ＩＩｒ能となる．史に、湿度変化にｋＪする抵抗変化率
が入きいため、湿度検知が容易となる。また、′￥毒素
雰囲気下紫外線を照射し、ラジカルＪ（重合反応により
架橋東金させ品分イ膜を形成するものであるため、長期
安定性に優れ、過酷な環境ドにおいても使用することが
できる、という効果を奏する。更に、高分子１模の上部
に更に保護膜を形成する必要がないため、容易に作製す
ることができ、−」産性にも富むものであるという効災
を奏する。
な感湿特性を４１すると共に該感ｌソ特性の再現性に富
むものであるやまた、幅広いａｌｌ！定湿度範囲に適用
でき、かつヒステリシスが小さいため、高精度な測定が
ＩＩｒ能となる．史に、湿度変化にｋＪする抵抗変化率
が入きいため、湿度検知が容易となる。また、′￥毒素
雰囲気下紫外線を照射し、ラジカルＪ（重合反応により
架橋東金させ品分イ膜を形成するものであるため、長期
安定性に優れ、過酷な環境ドにおいても使用することが
できる、という効果を奏する。更に、高分子１模の上部
に更に保護膜を形成する必要がないため、容易に作製す
ることができ、−」産性にも富むものであるという効災
を奏する。
ｔｌ 表
４、図面ノｆ？Ｔｌ’ｆｉ す説明
第１図はアルミナノ、（板Ｉ−に形成された櫛型電極を
示す→・面図、第２ＩＡは抵抗相対湿度特性を示すグラ
フである６ １・・・アルミナノ、（板 ２・・・櫛型電極 ３・・・ギャップ ４シ４出願人 住友セメント株式会社第１図
示す→・面図、第２ＩＡは抵抗相対湿度特性を示すグラ
フである６ １・・・アルミナノ、（板 ２・・・櫛型電極 ３・・・ギャップ ４シ４出願人 住友セメント株式会社第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）メタクリレートの第４級アンモニウム塩電解質モノ
マと、２つのビニル基を有するジアクリレートとの共重
合体からなる感湿素子。 ２）メタクリレートの第４級アンモニウム塩電解モノマ
は、メタクリル酸エチルトリメチルアンモニウムクロラ
イドである特許請求の範囲第１項記載の感湿素子。 ３）２つのビニル基を有するジアクリレートは、ビスフ
ェノール−Ｓ−エチレンオキシド変性アクリレートであ
る特許請求の範囲第１項記載の感湿素子。 ４）メタクリレートの第４級アンモニウム塩電解質モノ
マと、２つのビニル基を有するジアクリレートと、開裂
型の光重合反応開始剤とを混合し、窒素雰囲気下で紫外
線を照射してラジカル共重合させたことを特徴とする感
湿素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22374785A JPS6283642A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 感湿素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22374785A JPS6283642A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 感湿素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6283642A true JPS6283642A (ja) | 1987-04-17 |
Family
ID=16803067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22374785A Pending JPS6283642A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 感湿素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6283642A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01313752A (ja) * | 1988-06-14 | 1989-12-19 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 感湿素子 |
| EP1369683A1 (en) * | 2001-03-13 | 2003-12-10 | TDK Corporation | Humidity sensor element and method for manufacture thereof |
-
1985
- 1985-10-09 JP JP22374785A patent/JPS6283642A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01313752A (ja) * | 1988-06-14 | 1989-12-19 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 感湿素子 |
| EP1369683A1 (en) * | 2001-03-13 | 2003-12-10 | TDK Corporation | Humidity sensor element and method for manufacture thereof |
| EP1369683A4 (en) * | 2001-03-13 | 2008-06-18 | Tdk Corp | MOISTURE SENSOR ELEMENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
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