KR20000008430A - High polymer film moisture sensor - Google Patents

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KR20000008430A
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Abstract

PURPOSE: A high polymer film moisture sensor is provided to have an excellent water-resisting quality and an excellent circumstance resistance quality. CONSTITUTION: The high polymer film moisture sensor comprises a moisture sensitive film(1) and an electrode snap(3). An impedance of the moisture sensitive film(1) is varied according to a moisture. The moisture sensitive film(1) is formed by polymerizing a vinyl monomer and a gong monomer and by depositing a moisture electrode in the resultant material obtained by polymerizing a vinyl monomer and a gong monomer. The moisture electrode is composed of an electrode snap(3) which comprises a pair of terminals, a gold electrode, and a silver-palladium.

Description

고분자막 습도센서Polymer Film Humidity Sensor

본 발명은 설포늄염을 포함하는 고분자막을 감습제로 사용하는 습도센서에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 습도를 감지하는 고분자막으로서 설포늄염을 포함하는 단량체와 적어도 하나 이상의 이중결합을 가지는 공단량체와의 공중합체를 감습제로 하여 공기 중의 습도 변화에 따라 전기저항이 변화하는 특성을 이용하는 전기저항식 고분자막 습도센서에 관한 것이다.The present invention relates to a humidity sensor using a polymer film containing a sulfonium salt as a humidity sensitive agent. More specifically, the present invention provides a polymer membrane for sensing humidity, wherein a copolymer of a monomer containing a sulfonium salt and a comonomer having at least one double bond is used as a humectant to change the electrical resistance according to a change in humidity in the air. It relates to an electrical resistance polymer membrane humidity sensor to be used.

전기저항식 고분자막 습도센서는 알루미나 기판에 형성된 전극에 감습제로서 전해질 고분자막이 도포되어 있어 공기중의 습도가 변화할 때 감습제로서의 고분자막의 임피던스가 변화하는 현상을 이용하여 습도를 감지하는 습도센서의 일종이다.The electrical resistance polymer membrane humidity sensor is an electrolyte polymer membrane coated on the electrode formed on the alumina substrate as a moisture absorber. Therefore, when the humidity in the air changes, the impedance of the polymer membrane as the moisture absorber changes the humidity sensor. It is a kind.

감습제로서 전해질 고분자막을 이용한 전기저항식 습도센서는 전해질 고분자막이 주위의 수분을 흡수한 후, 해리되어 전도도를 나타내므로 상대습도 0 내지 100RH(Relative Humidity ; 상대습도) 사이에서 임피던스가 연속적으로 변화하므로써 상대습도를 정확하게 측정할 수 있다.The electrical resistance humidity sensor using the electrolyte polymer membrane as a moisture absorber exhibits conductivity after the electrolyte polymer membrane absorbs the surrounding moisture and is dissociated to show conductivity. Therefore, the impedance is continuously changed between relative humidity 0 to 100 RH (relative humidity). Relative humidity can be measured accurately.

그러나, 종래의 고분자막 습도센서의 경우, 감습제로서 4차암모늄을 포함하는 고분자막을 주로 사용하였으나, 고온, 다습한 영역에서 장시간 사용한 후에는 수분에 의하여 용융되어 특성의 열화가 생기는 단점이 있었다. 또한, 내수성의 향상을 위하여 감습제로서 음이온계 전해질을 포함하는 3차원 망상구조의 고분자막을 포함하는 습도센서가 여러 특허들에서 나타나고 있다. 그러나, 물속에 수분 내지 수시간 동안 침적시킨 후에도 내수성을 나타내는 감습제로서의 고분자막의 예는 거의 없었다.However, in the case of the conventional polymer film humidity sensor, a polymer film containing quaternary ammonium was mainly used as a moisture absorbent, but after using for a long time in a high temperature and high humidity region, the polymer film melted by moisture to deteriorate characteristics. In addition, in order to improve water resistance, a humidity sensor including a polymer membrane having a three-dimensional network structure including an anionic electrolyte as a moisture absorbent has been shown in several patents. However, there have been few examples of the polymer membrane as a moisture sensitive agent that exhibits water resistance even after being immersed in water for several minutes to several hours.

따라서, 본 발명자들은 연구를 거듭하여 단량체 자체에 소수성기를 포함하도록 설포늄염을 포함하는 단량체와 적어도 하나 이상의 이중결합을 가지는 공단량체와의 공중합체 고분자막이 상용 습도범위에서 우수한 임피던스 특성을 가지며, 내수성이 우수함을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the inventors have studied and copolymerized a polymer film of a sulfonium salt-containing monomer with a comonomer having at least one double bond so as to include a hydrophobic group in the monomer itself, and has excellent impedance characteristics in a commercial humidity range. It was found excellent and completed the present invention.

따라서, 본 발명의 목적은 고온, 다습한 영역에서 내성, 특히 내수성이 우수하여 습도범위에서 우수한 임피던스 특성을 가지며, 제습기나 가습기 등 습도조절이 필요한 기기에 장착되어 사용될 수 있는 고분자막 습도센서를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a polymer membrane humidity sensor that can be used in a device that requires humidity control, such as a dehumidifier or a humidifier, having excellent impedance characteristics in a humidity range due to its resistance in high temperature and high humidity, especially water resistance. There is.

도 1은 본 발명에 따른 고분자막 습도센서를 개략적으로 도시한 구성도이다.1 is a schematic view showing a polymer film humidity sensor according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 고분자막 습도센서에 의한 임피던스 특성을 나타내는 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the impedance characteristics by the polymer film humidity sensor according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 고분자막 습도센서의 시간에 따른 임피던스 변화율을 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the impedance change rate with time of the polymer film humidity sensor according to the present invention.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

1 : 감습막 2 : 전극1: moisture-sensitive film 2: electrode

3 : 전극스냅 4 : 단자3: electrode snap 4: terminal

본 발명에 따른 고분자막 습도센서는, 감습막, 상기 감습막과 전기적 접촉을 유지하는 전극, 상기 전극을 고정시키는 전극스냅 및 상기 전극을 외부와 연결하는 단자를 포함하는 고분자막 습도센서에 있어서, 상기 감습막이 설포늄이온을 갖는 비닐단량체와 적어도 하나 이상의 비닐기를 갖는 공단량체를 공중합하여 형성된 것임을 특징으로 한다.In the polymer film humidity sensor according to the present invention, in the polymer film humidity sensor comprising a moisture sensitive film, an electrode for maintaining electrical contact with the moisture sensitive film, an electrode snap for fixing the electrode, and a terminal for connecting the electrode to the outside, The membrane is characterized in that it is formed by copolymerizing a vinyl monomer having a sulfonium ion and a comonomer having at least one vinyl group.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 고분자막 습도센서는 감습제로서 습도에 따라 임피던스가 변하는 감습막(1)을 설포늄이온을 갖는 비닐단량체와 적어도 하나 이상의 비닐기를 갖는 공단량체를 중합하여 형성시키고, 중합한 후, 여기에 한 쌍의 단자(4)와 금전극(2) 및 은-팔라듐을 포함하는 전극스냅(3)으로 된 습도전극(2)을 침적하여 더 중합하여 감습막(1)으로 성형하여 이루어짐을 특징으로 한다.As shown in FIG. 1, the polymer membrane humidity sensor according to the present invention polymerizes a vinyl monomer having sulfonium ions and a comonomer having at least one vinyl group in a humidity sensitive membrane 1 having a impedance varying with humidity as a humidity sensitive agent. After forming and polymerizing, a humidity electrode 2 composed of a pair of terminals 4, a gold electrode 2, and an electrode snap 3 containing silver-palladium is deposited and further polymerized to form a moisture-sensitive film ( It is characterized by consisting of 1).

상기에서 설포늄이온을 갖는 단량체로는 스티렌 설포늄염 유도체, 알릴설포늄염 유도체, 비닐벤질 설포늄염 유도체, 메타크릴 설포늄염 유도체 또는 아크릴 설포늄염 유도체들로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것이 사용될 수 있다.The monomer having a sulfonium ion may be selected from the group consisting of styrene sulfonium salt derivatives, allyl sulfonium salt derivatives, vinylbenzyl sulfonium salt derivatives, methacryl sulfonium salt derivatives or acrylic sulfonium salt derivatives.

상기 스티렌 설포늄염 유도체는 하기 화학식 1로 표시되는 단량체이다.The styrene sulfonium salt derivative is a monomer represented by the following formula (1).

여기에서, R1, R2는 탄소수 1 내지 20의 알킬, 분지알킬, 시클로알킬, 히드록시알킬, 알콕시알킬, 알케닐, 아릴 또는 아릴알킬이고, X는 할로겐원자, 히드로겐 설페이트, 알킬 설포네이트, 알킬벤젠 설포네이트, 나이트레이트 또는 테트라플루오로보레이트이다.Wherein R 1 , R 2 are alkyl, branched alkyl, cycloalkyl, hydroxyalkyl, alkoxyalkyl, alkenyl, aryl or arylalkyl, X is halogen atom, hydrogen sulfate, alkyl sulfonate , Alkylbenzene sulfonate, nitrate or tetrafluoroborate.

상기 알릴설포늄염 유도체는 하기 화학식 2로 표시되는 단량체이다.The allylsulfonium salt derivative is a monomer represented by the following formula (2).

여기에서, R1, R2는 탄소수 1 내지 20의 알킬, 분지알킬, 시클로알킬, 히드록시알킬, 알콕시알킬, 알케닐, 아릴 또는 아릴알킬이고, X는 할로겐원자, 설페이트, 히드로겐 설페이트, 알킬 설포네이트, 알킬벤젠 설포네이트, 나이트레이트 또는 테트라플루오로보레이트이다.Wherein R 1 , R 2 are alkyl, branched alkyl, cycloalkyl, hydroxyalkyl, alkoxyalkyl, alkenyl, aryl or arylalkyl, X is halogen atom, sulfate, hydrogen sulfate, alkyl Sulfonate, alkylbenzene sulfonate, nitrate or tetrafluoroborate.

상기 비닐벤질 설포늄염 유도체는 하기 화학식 3로 표시되는 단량체이다.The vinylbenzyl sulfonium salt derivative is a monomer represented by the following formula (3).

여기에서, R1, R2는 탄소수 1 내지 20의 알킬, 분지알킬, 시클로알킬, 히드록시알킬, 알콕시알킬, 알케닐, 아릴 또는 아릴알킬이고, X는 할로겐원자, 설페이트, 알킬 설포네이트, 알킬벤젠 설포네이트, 나이트레이트 또는 테트라플루오로보레이트이다.Wherein R 1 , R 2 are alkyl, branched alkyl, cycloalkyl, hydroxyalkyl, alkoxyalkyl, alkenyl, aryl or arylalkyl, X is a halogen atom, sulfate, alkyl sulfonate, alkyl Benzene sulfonate, nitrate or tetrafluoroborate.

상기 메타크릴 설포늄염 유도체는 하기 화학식 4로 표시되는 단량체이다.The methacryl sulfonium salt derivative is a monomer represented by the following formula (4).

여기에서, R1은 탄소수 2 내지 20의 알킬렌, 옥시알킬렌이고, R2및 R3는 탄소수 1 내지 20의 알킬, 분지알킬, 시클로알킬, 히드록시알킬, 알콕시알킬, 알케닐, 아릴 또는 아릴알킬이고, X는 할로겐원자, 설페이트, 알킬 설포네이트, 알킬벤젠 설포네이트, 나이트레이트 또는 테트라플루오로보레이트이다.Wherein R 1 is alkylene, oxyalkylene having 2 to 20 carbon atoms, and R 2 and R 3 are alkyl, branched alkyl, cycloalkyl, hydroxyalkyl, alkoxyalkyl, alkenyl, aryl or having 1 to 20 carbon atoms Arylalkyl, X is a halogen atom, sulfate, alkyl sulfonate, alkylbenzene sulfonate, nitrate or tetrafluoroborate.

상기 아크릴 설포늄염 유도체는 하기 화학식 5로 표시되는 단량체이다.The acryl sulfonium salt derivative is a monomer represented by the following formula (5).

여기에서, R1은 탄소수 2 내지 20의 알킬렌, 옥시알킬렌이고, R2및 R3는 탄소수 1 내지 20의 알킬, 분지알킬, 시클로알킬, 히드록시알킬, 알콕시알킬, 알케닐, 아릴 또는 아릴알킬이고, X는 할로겐원자, 설페이트, 알킬 설포네이트, 알킬벤젠 설포네이트, 나이트레이트 또는 테트라플루오로보레이트이다.Wherein R 1 is alkylene, oxyalkylene having 2 to 20 carbon atoms, and R 2 and R 3 are alkyl, branched alkyl, cycloalkyl, hydroxyalkyl, alkoxyalkyl, alkenyl, aryl or having 1 to 20 carbon atoms Arylalkyl, X is a halogen atom, sulfate, alkyl sulfonate, alkylbenzene sulfonate, nitrate or tetrafluoroborate.

상기 설포늄이온을 갖는 단량체와 공중합되는 공단량체로는 비닐클로라이드, 비닐리덴클로라이드, 알릴클로라이드, 알릴브로마이드, 스티렌, 메틸 스티렌, 클로로메틸 스티렌, 알파-메틸 스티렌, 아크릴산, 아크릴산 알킬 에스테르, 아크릴산 히드록시알킬 에스테르, 아크릴산 N',N'-디알킬 에스테르, 아크릴산 아미노알킬 에스테르, 아크릴산 분지알킬 에스테르, 메타크릴산, 메타크릴산 알킬 에스테르, 메타크릴산 히드록시알킬 에스테르, 메타크릴산 N',N'-디알킬 에스테르, 메타크릴산 아미노알킬 에스테르, 메타크릴산 분지알킬 에스테르, N-비닐피롤리돈, 아크릴아마이드, 디비닐벤젠, 알킬렌 비스아크릴아마이드, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 알킬렌 비스알킬 에스테르 또는 디알릴알킬암모늄염 등으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것이 사용될 수 있다.Comonomers copolymerized with the monomer having sulfonium ions include vinyl chloride, vinylidene chloride, allyl chloride, allyl bromide, styrene, methyl styrene, chloromethyl styrene, alpha-methyl styrene, acrylic acid, acrylic acid alkyl ester, and acrylic acid hydroxy acid. Alkyl esters, acrylic acid N ', N'-dialkyl esters, acrylic acid aminoalkyl esters, acrylic acid branched alkyl esters, methacrylic acid, methacrylic acid alkyl esters, methacrylic acid hydroxyalkyl esters, methacrylic acid N', N ' -Dialkyl esters, methacrylic acid aminoalkyl esters, methacrylic acid branched alkyl esters, N-vinylpyrrolidone, acrylamide, divinylbenzene, alkylene bisacrylamide, diethylene glycol dimethacrylate, alkylene bis Alkyl esters or diallylalkylammonium salts Is selected from the group consisting of may be used.

상기 설포늄이온을 갖는 단량체에 대한 상기 공단량체의 혼합비는 0 내지 95중량%가 될 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 60중량%가 될 수 있다.The mixing ratio of the comonomer to the monomer having the sulfonium ion may be 0 to 95% by weight, preferably 20 to 60% by weight.

상기 감습막(1)은 설포늄이온을 갖는 단량체, 상기 설포늄이온을 갖는 단량체에 공중합되는 공단량체, 공중합시의 개시제 및 용매의 양의 조절에 의하여 103내지 108Ω 범위의 임피던스를 가질 수 있다.The moisture sensitive film 1 has an impedance in the range of 10 3 to 10 8 Ω by controlling the amount of the monomer having sulfonium ions, the comonomer copolymerized to the monomer having sulfonium ions, the initiator and the amount of solvent during the copolymerization. Can be.

상기 설포늄이온을 갖는 단량체와 공단량체를 사용하여 고분자화하는 공중합은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이며, 또한 공중합에 사용되는 촉매 및 용매 역시 통상적인 비닐중합에서 사용되는 것들이 사용될 수 있다.Copolymerization using the monomer and comonomer having the sulfonium ion is easily understood by those skilled in the art, and the catalyst and the solvent used in the copolymerization are also conventional vinyl polymerizations. Those used in can be used.

특히, 상기 감습막(1)에는 그 표면에 보호막이 더 형성될 수 있다.In particular, a protective film may be further formed on the surface of the moisture sensitive film 1.

상기 보호막은 유기용매 등 외부환경에 대하여 그 내부의 감습막(1)을 보호하기 위하여 사용되며, 이 보호막으로는 투수성이 우수한 고분자막이 사용될 수 있다. 그 예로서는, 셀룰로오스, 셀룰로오스 유도체, 키틴 키틴 유도체, 키토산, 키토산 유도체, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 실리콘수지, 에폭시수지 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것이 바람직하게 사용될 수 있다. 이 보호막은 0.1 내지 100μm의 두께가 될 수 있다.The protective film is used to protect the moisture-sensitive film 1 therein against an external environment such as an organic solvent, and a polymer film having excellent water permeability may be used as the protective film. As an example, one selected from the group consisting of cellulose, cellulose derivatives, chitin chitin derivatives, chitosan, chitosan derivatives, polyvinyl alcohol, polyvinylacetate, silicone resins, epoxy resins or mixtures of two or more thereof can be preferably used. This protective film may have a thickness of 0.1 to 100 μm.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다.Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention will be described.

이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.The following examples are intended to illustrate the invention and should not be understood as limiting the scope of the invention.

실시예1 내지 실시예 5Examples 1 to 5

설포늄이온을 갖는 비닐단량체로서, R1, R2가 페닐인 상기 화학식 1의 스티렌 설포늄염 유도체를 사용하였으며, 공단량체로서는 스티렌을 중량으로 1 : 1(실시예 1), 1 : 2(실시예 2), 1 : 3(실시예 3), 1 : 4(실시예 4) 및 1 : 5(실시예5)의 비율로 혼합하고, 여기에 라디칼 개시제로서 소량의 아조비스이소부티로니트릴(α,α'-Azobisisobutyronitrile)을 첨가하여 10중량%의 디메틸설폭사이드 용액을 만든 후, 60℃로 가열하여 중합한 후에, 여기에 한 쌍의 단자와 금전극 및 은-팔라듐을 포함하는 전극스냅으로 된 습도전극을 침적하여 더 중합하여 감습막으로 성형하고, 그 표면에 투습성이 우수한 셀룰로오스 5중량%를 자일렌(Xylene)에 용해시킨 셀룰로오스용액에 침적하였다가 인출한 후 건조시켜 최종의 습도센서를 제조하였다.As a vinyl monomer having a sulfonium ion, a styrene sulfonium salt derivative of Formula 1 wherein R 1 and R 2 is phenyl was used, and as comonomer, styrene was weighted as 1: 1 (Example 1), 1: 2 (execution). Example 2), 1: 3 (Example 3), 1: 4 (Example 4) and 1: 5 (Example 5) were mixed, and a small amount of azobisisobutyronitrile (1) as a radical initiator was added thereto. α, α'-Azobisisobutyronitrile) was added to make a 10% by weight dimethyl sulfoxide solution, followed by heating to 60 ° C. for polymerization, followed by a pair of terminals, a gold electrode and an electrode snap containing silver-palladium. The humidity sensor was deposited and further polymerized to form a moisture-sensitive film. 5% by weight of cellulose having excellent moisture permeability was deposited on a cellulose solution dissolved in xylene, followed by extraction, followed by drying. Prepared.

제조된 습도센서들은 30 내지 95%RH에서 임피던스를 측정하여 특성을 관찰하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다. 또한, 제조된 습도들은 하기 표 1에 나타낸 조건으로 환경시험을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2 및 도 3에 각각 나타내었다. 내알코올성시험에서는 에탄올을 사용하였으며, 내오일성시험에서는 식용유의 일종인 대두유를 사용하였다.Humidity sensors were manufactured to observe the characteristics by measuring the impedance at 30 to 95% RH, the results are shown in FIG. In addition, the prepared humidity was evaluated the environmental test under the conditions shown in Table 1, the results are shown in Table 2 and Figure 3, respectively. Ethanol was used in the alcohol resistance test, and soybean oil, a type of cooking oil, was used in the oil resistance test.

실시예 6 내지 실시예 10Examples 6-10

설포늄이온을 갖는 비닐단량체로서, R1, R2가 옥틸인 상기 화학식 2의 알릴 설포늄염 유도체를 사용하였으며, 공단량체로서는 메틸메타크릴레이트를 중량으로 1 : 1(실시예 6), 1 : 2(실시예 7), 1 : 3(실시예 8), 1 : 4(실시예 9) 및 1 : 5(실시예10)의 비율로 혼합한 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.As a vinyl monomer having a sulfonium ion, an allyl sulfonium salt derivative of Formula 2 wherein R 1 and R 2 is octyl was used, and as a comonomer, methyl methacrylate was added in a weight of 1: 1 (Example 6), 1: Example 1 and 1 except that a mixture of 2 (Example 7), 1: 3 (Example 8), 1: 4 (Example 9) and 1: 5 (Example 10) was used. The same was done.

시험항목Test Items 조 건Condition 온도(℃)Temperature (℃) 상대습도(%RH)Relative Humidity (% RH) 시간(hr)Hours (hr) 내수성Water resistance 2020 침적deposition 1One 고온방치High temperature 6060 7070 240240 저온방치Low temperature -20-20 7070 240240 저습방치Low humidity 2020 3030 240240 고습방치High humidity 2020 9090 240240 고온, 고습방치High temperature, high humidity 6060 9090 240240 내알코올성Alcohol resistance 2020 -- 240240 내오일성Oil resistance 2020 -- 2424 경시변화Change over time 2020 7070 100일100 days

시험항목Test Items 실 시 예Example 1One 22 33 44 55 66 77 88 99 1010 내수성Water resistance 3.13.1 2.52.5 2.32.3 2.02.0 1.51.5 2.82.8 2.52.5 2.32.3 1.81.8 1.51.5 고온방치High temperature 0.90.9 0.80.8 0.70.7 0.80.8 0.70.7 0.80.8 1.01.0 1.01.0 0.90.9 1.01.0 저온방치Low temperature 0.20.2 0.20.2 0.30.3 0.30.3 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2 저습방치Low humidity 0.30.3 0.20.2 0.30.3 0.30.3 0.30.3 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.30.3 0.30.3 고습방치High humidity 1.11.1 1.21.2 1.01.0 1.11.1 1.01.0 1.01.0 1.21.2 1.11.1 0.90.9 1.01.0 고온, 고습방치High temperature, high humidity 1.21.2 1.31.3 1.11.1 1.31.3 1.21.2 1.21.2 1.11.1 1.31.3 1.21.2 1.31.3 내알코올성Alcohol resistance 0.80.8 0.70.7 1.01.0 1.11.1 1.01.0 1.01.0 0.90.9 1.01.0 1.11.1 1.01.0 내오일성Oil resistance 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 경시변화Change over time 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2 단위 : %RH(상대습도)Unit:% RH (relative humidity)

상기 표 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 각 환경시험 후에서도 고분자막 습도센서의 임피던스 변화율은 거의 3% 미만으로 환경시험에서 나타난 바와 같은 가혹조건의 적용 후에도 습도센서의 기능의 변화가 거의 없음을 확인할 수 있었으며, 상대습도 0 내지 100%RH 사이, 온도 0 내지 60℃ 범위에서 습도의 측정이 가능하며, 내수성이 우수하고, 각종 유기용매 및 오일에 대해 우수한 내구성을 가짐을 확인할 수 있었다.As shown in Table 2 and Figure 3, even after each environmental test, the impedance change rate of the humidity sensor of the polymer membrane is less than 3% to confirm that there is almost no change in the function of the humidity sensor even after the application of harsh conditions as shown in the environmental test Humidity can be measured between 0 to 100% RH relative humidity and 0 to 60 ° C temperature, excellent water resistance, and excellent durability for various organic solvents and oils.

따라서, 본 발명에 의하면 내수성 및 내환경성이 우수하고, 경시변화가 우수하여 장기간 안정하고, 신뢰성이 높은 습도센서를 제공하는 효과가 있으며, 또한 가습기나 제습기 등 습도의 조절이 요구되는 기계 및 장치에 습도센서로 적절히 사용될 수 있는 습도센서를 제공하는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, it is excellent in water resistance and environmental resistance, is excellent in change over time, and has the effect of providing a stable and reliable humidity sensor for a long time, and also in machines and devices requiring humidity control such as humidifiers and dehumidifiers. There is an effect of providing a humidity sensor that can be suitably used as a humidity sensor.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications are within the scope of the appended claims.

Claims (8)

감습제로서 습도에 따라 임피던스가 변하는 감습막을 설포늄이온을 갖는 비닐단량체와 적어도 하나 이상의 비닐기를 갖는 공단량체를 중합하여 형성시키고, 중합한 후, 여기에 한 쌍의 단자와 금전극 및 은-팔라듐을 포함하는 전극스냅으로 된 습도전극을 침적하여 더 중합하여 감습막으로 성형하여 이루어짐을 특징으로 하는 고분자막 습도센서.As a moisture-sensing agent, a moisture-sensitive film whose impedance changes with humidity is formed by polymerizing a vinyl monomer having a sulfonium ion and a comonomer having at least one vinyl group, and polymerizing, followed by a pair of terminals, a gold electrode and a silver-palladium. Polymer film humidity sensor, characterized in that made by forming a moisture-sensitive film by further polymerizing the humidity electrode made of an electrode snap comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기에서 설포늄이온을 갖는 단량체로는 하기 화학식 1로 표시되는 스티렌 설포늄염 유도체, 하기 화학식 2로 표시되는 알릴설포늄염 유도체, 하기 화학식 3으로 표시되는 비닐벤질 설포늄염 유도체, 하기 화학식 4로 표시되는 메타크릴 설포늄염 유도체 또는 하기 화학식 5로 표시되는 아크릴 설포늄염 유도체들로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것이 사용됨을 특징으로 하는 상기 고분자막 습도센서.Examples of the monomer having a sulfonium ion include a styrene sulfonium salt derivative represented by the following Chemical Formula 1, an allyl sulfonium salt derivative represented by the following Chemical Formula 2, a vinylbenzyl sulfonium salt derivative represented by the following Chemical Formula 3, and the following Chemical Formula 4. The polymer membrane humidity sensor, characterized in that selected from the group consisting of methacryl sulfonium salt derivatives or acrylic sulfonium salt derivatives represented by the following formula (5). 화학식 1Formula 1 여기에서, R1, R2는 탄소수 1 내지 20의 알킬, 분지알킬, 시클로알킬, 히드록시알킬, 알콕시알킬, 알케닐, 아릴 또는 아릴알킬이고, X는 할로겐원자, 히드로겐 설페이트, 알킬 설포네이트, 알킬벤젠 설포네이트, 나이트레이트 또는 테트라플루오로보레이트이고,Wherein R 1 , R 2 are alkyl, branched alkyl, cycloalkyl, hydroxyalkyl, alkoxyalkyl, alkenyl, aryl or arylalkyl, X is halogen atom, hydrogen sulfate, alkyl sulfonate , Alkylbenzene sulfonate, nitrate or tetrafluoroborate, 화학식 2Formula 2 여기에서, R1, R2는 탄소수 1 내지 20의 알킬, 분지알킬, 시클로알킬, 히드록시알킬, 알콕시알킬, 알케닐, 아릴 또는 아릴알킬이고, X는 할로겐원자, 설페이트, 히드로겐 설페이트, 알킬 설포네이트, 알킬벤젠 설포네이트, 나이트레이트 또는 테트라플루오로보레이트이고,Wherein R 1 , R 2 are alkyl, branched alkyl, cycloalkyl, hydroxyalkyl, alkoxyalkyl, alkenyl, aryl or arylalkyl, X is halogen atom, sulfate, hydrogen sulfate, alkyl Sulfonate, alkylbenzene sulfonate, nitrate or tetrafluoroborate, 화학식 3Formula 3 여기에서, R1, R2는 탄소수 1 내지 20의 알킬, 분지알킬, 시클로알킬, 히드록시알킬, 알콕시알킬, 알케닐, 아릴 또는 아릴알킬이고, X는 할로겐원자, 설페이트, 알킬 설포네이트, 알킬벤젠 설포네이트, 나이트레이트 또는 테트라플루오로보레이트이고,Wherein R 1 , R 2 are alkyl, branched alkyl, cycloalkyl, hydroxyalkyl, alkoxyalkyl, alkenyl, aryl or arylalkyl, X is a halogen atom, sulfate, alkyl sulfonate, alkyl Benzene sulfonate, nitrate or tetrafluoroborate, 화학식 4Formula 4 여기에서, R1은 탄소수 2 내지 20의 알킬렌, 옥시알킬렌이고, R2및 R3는 탄소수 1 내지 20의 알킬, 분지알킬, 시클로알킬, 히드록시알킬, 알콕시알킬, 알케닐, 아릴 또는 아릴알킬이고, X는 할로겐원자, 설페이트, 알킬 설포네이트, 알킬벤젠 설포네이트, 나이트레이트 또는 테트라플루오로보레이트이며,Wherein R 1 is alkylene, oxyalkylene having 2 to 20 carbon atoms, and R 2 and R 3 are alkyl, branched alkyl, cycloalkyl, hydroxyalkyl, alkoxyalkyl, alkenyl, aryl or having 1 to 20 carbon atoms Arylalkyl, X is a halogen atom, sulfate, alkyl sulfonate, alkylbenzene sulfonate, nitrate or tetrafluoroborate, 화학식 5Formula 5 여기에서, R1은 탄소수 2 내지 20의 알킬렌, 옥시알킬렌이고, R2및 R3는 탄소수 1 내지 20의 알킬, 분지알킬, 시클로알킬, 히드록시알킬, 알콕시알킬, 알케닐, 아릴 또는 아릴알킬이고, X는 할로겐원자, 설페이트, 알킬 설포네이트, 알킬벤젠 설포네이트, 나이트레이트 또는 테트라플루오로보레이트임Wherein R 1 is alkylene, oxyalkylene having 2 to 20 carbon atoms, and R 2 and R 3 are alkyl, branched alkyl, cycloalkyl, hydroxyalkyl, alkoxyalkyl, alkenyl, aryl or having 1 to 20 carbon atoms Arylalkyl, X is a halogen atom, sulfate, alkyl sulfonate, alkylbenzene sulfonate, nitrate or tetrafluoroborate 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 설포늄이온을 갖는 단량체와 공중합되는 공단량체로는 비닐클로라이드, 비닐리덴클로라이드, 알릴클로라이드, 알릴브로마이드, 스티렌, 메틸 스티렌, 클로로메틸 스티렌, 알파-메틸 스티렌, 아크릴산, 아크릴산 알킬 에스테르, 아크릴산 히드록시알킬 에스테르, 아크릴산 N',N'-디알킬 에스테르, 아크릴산 아미노알킬 에스테르, 아크릴산 분지알킬 에스테르, 메타크릴산, 메타크릴산 알킬 에스테르, 메타크릴산 히드록시알킬 에스테르, 메타크릴산 N',N'-디알킬 에스테르, 메타크릴산 아미노알킬 에스테르, 메타크릴산 분지알킬 에스테르, N-비닐피롤리돈, 아크릴아마이드, 디비닐벤젠, 알킬렌 비스아크릴아마이드, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 알킬렌 비스알킬 에스테르 또는 디알릴알킬암모늄염 등으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것이 사용됨을 특징으로 하는 상기 고분자막 습도센서.Comonomers copolymerized with the monomer having sulfonium ions include vinyl chloride, vinylidene chloride, allyl chloride, allyl bromide, styrene, methyl styrene, chloromethyl styrene, alpha-methyl styrene, acrylic acid, acrylic acid alkyl ester, and acrylic acid hydroxy acid. Alkyl esters, acrylic acid N ', N'-dialkyl esters, acrylic acid aminoalkyl esters, acrylic acid branched alkyl esters, methacrylic acid, methacrylic acid alkyl esters, methacrylic acid hydroxyalkyl esters, methacrylic acid N', N ' -Dialkyl esters, methacrylic acid aminoalkyl esters, methacrylic acid branched alkyl esters, N-vinylpyrrolidone, acrylamide, divinylbenzene, alkylene bisacrylamide, diethylene glycol dimethacrylate, alkylene bis Alkyl esters or diallylalkylammonium salts The polymer film humidity sensors, characterized in that the selection is used from the group consisting of. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 설포늄이온을 갖는 단량체에 대한 상기 공단량체의 혼합비는 0 내지 95중량%, 바람직하게는 20 내지 60중량%가 됨을 특징으로 하는 상기 고분자막 습도센서.The polymer membrane humidity sensor, characterized in that the mixing ratio of the comonomer to the monomer having a sulfonium ion is 0 to 95% by weight, preferably 20 to 60% by weight. 제 1 항에 있어서, 상기 감습막이 103내지 108Ω 범위의 임피던스를 가지는 것임을 특징으로 하는 상기 고분자막 습도센서.The humidity sensor of claim 1, wherein the moisture sensitive film has an impedance in the range of 10 3 to 10 8 Ω. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 감습막에는 그 표면에 보호막이 더 형성됨을 특징으로 하는 상기 고분자막 습도센서.The humidity sensor of the polymer film, characterized in that the protective film is further formed on the surface. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 보호막은 셀룰로오스, 셀룰로오스 유도체, 키틴 키틴 유도체, 키토산, 키토산 유도체, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 실리콘수지, 에폭시수지 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 상기 고분자막 습도센서.The protective film is a polymer film humidity sensor, characterized in that selected from the group consisting of cellulose, cellulose derivatives, chitin chitin derivatives, chitosan, chitosan derivatives, polyvinyl alcohol, polyvinylacetate, silicone resins, epoxy resins or mixtures of two or more thereof. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 보호막은 0.1 내지 100μm의 두께를 가짐을 특징으로 하는 상기 고분자막 습도센서.The protective film is the polymer film humidity sensor, characterized in that having a thickness of 0.1 to 100μm.
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