KR20030032095A - Humidity sensor comprising polymeric membrane - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A high polymer film humidity sensor is provided to measure and adjust humidity of a humidifier and a dehumidifier in an eco-friendly manner by installing the high polymer film humidity sensor in the humidifier and the dehumidifier. CONSTITUTION: A high polymer film humidity sensor includes an upper electrode(1), a lower electrode(3) arranged in opposition to the upper electrode(1), a humidity reducing film(2) positioned between the upper electrode(1) and the lower electrode(3), and a substrate(4) for supporting the upper and lower electrodes(1,3). The humidity reducing film(2) is made by cross-linking a first polymer, which is obtained by polymerizing a vinyl monomer including a carboxyl radical and at least one or two vinyl comonomers, a second polymer, which is obtained by polymerizing a vinyl monomer including a hydroxyl radical and at least one or two vinyl comonomers, and a polymer including carboxyl and hydroxyl functional groups.

Description

고분자막 습도센서 {Humidity sensor comprising polymeric membrane}Humidity sensor comprising polymeric membrane

본 발명은 고분자막 습도센서에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 카르복실기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 비닐공단량체를 공중합시킨 제1공중합체 및 히드록시기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 비닐공단량체를 공중합시킨 제2공중합체나 한 개의 공중합체내에 카르복시 및 히드록시 관능기를 동시에 포함하는 공중합체를 가교화시켜 이루어지는 감습제를 포함하여 이루어지는 정전용량형 고분자막 습도센서에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer film humidity sensor. More specifically, the present invention is a copolymer of a vinyl monomer containing a carboxyl group and at least one or more vinyl comonomers, and a second copolymer obtained by copolymerizing one or more vinyl comonomers with a vinyl monomer including a hydroxy group. The present invention relates to a capacitive polymer film humidity sensor comprising a moisture absorbent formed by crosslinking a copolymer including carboxy and hydroxy functional groups simultaneously in one copolymer.

정전용량형 고분자막 습도센서는 고분자 감습재료가 물을 흡·탈습 함에 따라 정전용량이 달라지는 특성을 이용하는 것으로서, 물이 흡착되면 물의 영구쌍극자의 특성으로 유전율이 현저하게 변하는 특성을 이용하는 습도센서이다. 물분자는 크기는 비교적 작으나, 극성기를 가진 액체이며, 고체상태의 물질들과도 수소결합을 형성하는 경향을 가지고 있다. 극성이 강한 고분자에서의 흡습은 이러한 작용에 의해 강한 영향을 받으며, 극성이 약한 고분자에서는 흡수된 물분자들끼리의 회합(association), 즉 분자가 2 내지 10개가 서로 결합하여 하나의 분자처럼 행동하는 현상인 클러스터링(clustering)이 나타나게 된다. 셀룰로오즈나 단백질과 같이 친수성이 큰 고분자에서는 각각의 극성기가 물분자와 강하게 작용하고 있으며, 이에 반하여 소수성 고분자에서는 아주 미세한 양의 물만이 흡수된다. 그러나, 고분자 매트릭스에서 극성기가 증가할수록 물에 대한 흡수친화도(sorptive affinity)가 증가하여 물이 극성기에 대한 접근 즉, 물-물과, 물-고분자 결합의 상대적 세기가 결정되며, 고분자 매트릭스의 결정화도가 매우 중요한 인자가 되지만 극성기와의 진화도의 관계는 쉽게 설명하기는 곤란하다.Capacitive polymer membrane humidity sensor uses the characteristic that the capacitance changes according to the moisture absorption and desorption of water by the polymer moisture absorbing material. When the water is adsorbed, the humidity sensor uses the characteristic that the dielectric constant is remarkably changed by the characteristic of the permanent dipole of water. Water molecules are relatively small in size but are liquids with polar groups and tend to form hydrogen bonds with materials in the solid state. Hygroscopicity in highly polar polymers is strongly influenced by this action, and in weakly polar polymers, the association of absorbed water molecules, ie 2 to 10 molecules, act as a single molecule. Clustering is a phenomenon. In hydrophilic polymers such as cellulose and proteins, each polar group acts strongly with water molecules, whereas in hydrophobic polymers only a very small amount of water is absorbed. However, as the polar group in the polymer matrix increases, the sorption of water (sorptive affinity) increases, which determines the water's access to the polar group, that is, the relative strength of water-water and water-polymer bonds, and the degree of crystallinity of the polymer matrix. Is a very important factor, but the relationship between the degree of evolution and the polar group is difficult to explain easily.

정전용량은 유전체의 종류와 전극사이의 거리변화에 따라 변화가 수반되며, 최종 정전용량으로 나타난다. 상부전극과 하부전극 사이의 물질은 사용한 고분자에따라 고유의 유전율을 갖게 되는데, 이 유전율은 정전용량에 커다란 영향을 주게 된다. 따라서 물분자를 흡수할 수 있는 고분자를 감습물질로 사용할 수 있다. 이러한 고분자 유전체로서 셀룰로오즈 유도체를 많이 사용하여 왔으나, 고온·고습에서의 안전성의 저하 및 유기 증기에 대한 내구성의 문제로 경시변화가 크게 나타나기 때문에 최근에는 가교결합된 메타크릴레이트 고분자를 사용하여 좋은 감습특성을 가진 정전용량형 고분자막 습도센서를 제조하고 있으나, 단량체를 포함하는 감습막을 도포한 후, 라디칼 중합 등을 이용하여 가교가 되어야 하며, 이는 제조상의 난점으로 지적되고 있다. 또한, 새로운 형태의 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리설폰, 폴리염화비닐, 폴리포스파젠 등이 정전용량형 고분자막 습도센서의 감습막으로 연구되고 있다. 이와같은 소수성 고분자의 유전상수는 물의 유전상수에 비해 매우 낮기 때문에 물분자가 들어오면 유전율이 크게 변화하게 된다. 그런데, 이러한 소수성 고분자는 흡수된 수분 등이 클러스터를 형성하는 경우에는 큰 히스테리시스가 생기게 된다. 따라서, 물분자가 클러스터를 형성하지 않는 고분자의 개발이 필요하며, 흡수된 물분자가 클러스터를 형성하지 않는 소량의 수분일 경우에는 겉보기 유전상수가 증가하고, 상대습도에 따라 정전용량이 선형적으로 증가하며, 또한 겉보기 유전상수가 유기용매 증기에 의해 영향을 받지 않아 좋은 감습막이 될 수 있다.The capacitance is accompanied by a change according to the type of dielectric and the distance between the electrodes, which is represented as the final capacitance. The material between the upper electrode and the lower electrode has an intrinsic dielectric constant depending on the polymer used, which has a great influence on the capacitance. Therefore, a polymer capable of absorbing water molecules can be used as a moisture sensitive material. Although many cellulose derivatives have been used as such polymer dielectrics, the change in time is large due to deterioration of safety at high temperature and high humidity and durability of organic vapors. Recently, the crosslinked methacrylate polymer has been used for good moisture absorption characteristics. Although manufacturing a capacitance-type polymer film humidity sensor having a, after applying a moisture-sensitive film containing a monomer, it must be cross-linked by using a radical polymerization, etc., which is pointed out as a manufacturing difficulty. In addition, new forms of polyimide, polyethylene terephthalate, polysulfone, polyvinyl chloride, polyphosphazene, and the like have been studied as a moisture sensitive membrane of a capacitive polymer film humidity sensor. Since the dielectric constant of the hydrophobic polymer is very low compared to the dielectric constant of water, the dielectric constant is greatly changed when water molecules enter. However, such a hydrophobic polymer has a large hysteresis when the absorbed moisture forms a cluster. Therefore, it is necessary to develop a polymer in which the water molecules do not form clusters. When the absorbed water molecules are a small amount of water that does not form clusters, the apparent dielectric constant increases and the capacitance increases linearly with relative humidity. In addition, the apparent dielectric constant is not affected by the organic solvent vapor can be a good moisture film.

정전용량형 습도센서로서의 고분자 감습재료를 선택하기 위해서는 고분자물질 구조내에 습도센서에 적합한 친수기를 가지고 있어야 한다. 그러나, 상대습도의변화에 따라 많은 양의 물을 흡수하는 히드록시기(-OH), 아민기(-NH2), 카르복실기(-COOH) 및 아미드기(-CONH-) 등과 같이 친수특성이 강한 기가 있는 물질들은 정전용량형 습도센서의 감습재료로 적합하지 않다. 감습재료는 친수기의 영향에 의해 물을 흡착 및 탈착이 원활히 진행되어야 한다. 이러한 흡착과 탈착사이의 속도차이인 히스테리시스는 약 ??3% RH(상대습도) 이하를 만족시켜야 한다.In order to select a polymer moisture sensitive material as a capacitive humidity sensor, it is necessary to have a hydrophilic group suitable for the humidity sensor in the polymer structure. However, there are groups with strong hydrophilic properties such as hydroxyl group (-OH), amine group (-NH 2 ), carboxyl group (-COOH) and amide group (-CONH-) that absorb large amounts of water according to the change of relative humidity. The materials are not suitable as a moisture sensitive material for capacitive humidity sensors. Moisture absorbing material should be smoothly adsorbed and desorbed under the influence of hydrophilic group. The hysteresis, which is the speed difference between adsorption and desorption, must satisfy about ?? 3% RH or less.

정전용량형 감습재료로서 주로 사용되는 고분자로는 폴리이미드, 셀룰로오즈계 물질 및 폴리메타크릴레이트 유도체 등이 주류를 이루며, 폴리이미드의 경우에는 이미드계 내의 C=O, 셀룰로오즈 물질은 친수성이 강한 히드록시기에 소수성기를 치환시켜 습도변화에 따른 용량변화를 측정하여 응용된다. 정전용량형 습도센서에서 감습재료로 쓰이는 물질은 수분을 흡착하는 성질을 가지고 있으나, 물과 반응하지 않아야 하며, 높은 온도에서 변질이 되지 않는 성질을 가지고 있어야 한다.Polyimide, cellulose-based materials and polymethacrylate derivatives are mainly used as polymers as capacitive moisture-sensitive materials, and in the case of polyimide, C = O and cellulose materials in imide-based hydroxy groups are highly hydrophilic. It is applied by measuring the capacity change according to humidity change by substituting hydrophobic groups. The material used as the humidity-sensitive material in the capacitive humidity sensor has the property of adsorbing moisture, but it should not react with water and should not be deteriorated at high temperature.

잘 알려진 바와 같이, 폴리이미드는 미합중국 소재 듀폰사(Dupont)가 상품명 캡톤(Kapton)과 베스펠(Vespel)로 시판한 것으로부터 시작되었다. 폴리이미드는 폴리(아믹산)(Poly(amic acid))를 N-메틸피롤리돈(NMP ; N-methyl pyrrolidone)과 같은 용매 하에서 이무수물(dianhydride)과 디아민(diamine)의 반응에 의해 제조될 수 있다. 치수안정성, 내약품성, 내산화성, 기계적성질 등이 뛰어나나, 이미드화에 의한 막의 형성시 높은 온도가 요구되며, 필름형성 후 진공증착에 의한 샌드위치형의 전극을 형성하여야 하므로 제조공정이 매우 복잡하며, 막의 균일성에 따라 수율이 결정되는 등 생산성이 낮다는 문제점이 있었다.As is well known, polyimides originate from Dupont, USA, sold under the trade names Kapton and Vespel. Polyimide can be prepared by reaction of poly (amic acid) with diamine in the presence of a solvent such as N-methyl pyrrolidone (NMP; N-methyl pyrrolidone). Can be. Excellent in dimensional stability, chemical resistance, oxidation resistance, mechanical properties, etc., high temperature is required when forming the film by imidization, and the manufacturing process is very complicated because the sandwich electrode is formed by vacuum deposition after film formation. In addition, the yield was determined depending on the uniformity of the film, there was a problem that the productivity is low.

셀룰로오즈계는 아실화된 유도체가 주로 응용되며, 감습막 내에서는 친수기로서 카르보닐기를 갖는 재료가 대부분이다. 이 경우, 친수성기가 감소하여 히스테리시스가 작게 나타나나, 감도는 크게 떨어지게 된다. 따라서, 아실화 후, 적당한 양의 친수성이 강한 히드록시기의 양이 잔류할 수 있도록 적절히 조절하여 사용하여야 한다. 그러나, 앞에서 언급한 바와 같이, 강한 친수기의 존재는 수분과 클러스터를 형성하여 흡·탈착에 나쁜 영향을 주기 때문에 감습막으로서의 성능은 좋지 못하게 된다. 예를 들어, 아세틸셀룰로오즈의 유도체 중 감습특성이 다른 것은 친수성이 강한 히드록시기의 양에 기인한다. 즉, 친수성이 강한 히드록시기는 수분을 흡착하기 쉬운 것으로, 아세틸셀룰로오즈의 용량치와 습도변화가 크게 디고, 또한 히드록시기에 흡착된 수분을 분리시키기 어려워 히스테리시스가 커지게 된다. 상기 두가지 예에서 보다시피 결국 이러한 정전용량형 습도센서의 감습막으로서의 응용을 위해서는 친수성 및 소수성기의 적절한 도입, 즉 분자설계에 의하여 제조되어야 한다는 것이다.In the cellulose series, acylated derivatives are mainly applied, and most of the materials having carbonyl groups as hydrophilic groups are used in the moisture-sensitive film. In this case, the hydrophilic group decreases and the hysteresis appears small, but the sensitivity decreases greatly. Therefore, after acylation, an appropriate amount of hydrophilic strong hydroxyl group should be used so as to adjust the amount to remain. However, as mentioned above, the presence of a strong hydrophilic group forms a cluster with moisture, which adversely affects adsorption and desorption, so that the performance as a moisture-sensitive film becomes poor. For example, the difference in the humidity sensitivity among the derivatives of acetyl cellulose is due to the amount of the hydroxy group having strong hydrophilicity. That is, the hydrophilic hydroxy group is easy to adsorb moisture, and the capacity value and humidity change of acetyl cellulose are large, and it is difficult to separate the moisture adsorbed to the hydroxy group, resulting in large hysteresis. As can be seen from the above two examples, the capacitive humidity sensor must be manufactured by proper introduction of hydrophilic and hydrophobic groups, that is, molecular design, for application as a moisture-sensitive film.

본 발명의 목적은 카르복실기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 비닐공단량체를 공중합시킨 제1공중합체 및 히드록시기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 비닐공단량체를 공중합시킨 제2공중합체나 한 개의 공중합체내에 카르복시 및 히드록시 관능기를 동시에 포함하는 공중합체를 가교화시켜 이루어지는 감습제를 포함하여 이루어지는 정전용량형 고분자막 습도센서를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a first copolymer obtained by copolymerizing a vinyl monomer containing a carboxyl group with one or more vinyl comonomers and a second copolymer obtained by copolymerizing a vinyl monomer containing a hydroxyl group and one or more vinyl comonomers. The present invention provides a capacitive polymer membrane humidity sensor comprising a moisture absorbent formed by crosslinking a copolymer including carboxy and hydroxy functional groups simultaneously in two copolymers.

도 1은 본 발명에 따른 고분자막 습도센서의 전극을 개략적으로 도시한 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically showing an electrode of a polymer film humidity sensor according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따라 제조된 고분자막 습도센서의 정전용량 및 히스테리시스특성을 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing the capacitance and hysteresis characteristics of the polymer film humidity sensor manufactured according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따라 제조된 고분자막 습도센서의 내수특성을 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the water resistance characteristics of the polymer membrane humidity sensor manufactured according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따라 제조된 고분자막 습도센서의 응답속도를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing the response speed of the polymer film humidity sensor manufactured according to the present invention.

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

1 : 상부전극 2 : 감습막1: upper electrode 2: moisture-sensitive film

3 : 하부전극 4 : 서브스트레이트3: lower electrode 4: substrate

본 발명에 따른 고분자막 습도센서는, 서로 마주보는 위치에 고정되는 상부전극과 하부전극, 상기 상부전극과 하부전극 사이에 위치하는 감습막 및 상기 감습막과 전극들 전체를 지지하는 서브스트레이트를 포함하여 이루어지며, 상기 감습막이 카르복실기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 비닐공단량체를 공중합시킨 제1공중합체 및 히드록시기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 비닐공단량체를 공중합시킨 제2공중합체나 한 개의 공중합체내에 카르복시 및 히드록시 관능기를 동시에 포함하는 공중합체를 가교화시켜 이루어지는 것이다.The polymer film humidity sensor according to the present invention includes an upper electrode and a lower electrode fixed at positions facing each other, a moisture sensitive film positioned between the upper electrode and the lower electrode, and a substrate supporting the entire moisture sensitive film and the electrodes. A second copolymer obtained by copolymerizing a vinyl monomer containing a carboxyl group with one or two or more vinyl comonomers and a vinyl monomer containing a hydroxyl group and one or two or more vinyl comonomers; It is made by crosslinking the copolymer which simultaneously contains a carboxy and a hydroxy functional group in one copolymer.

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.

본 발명에 따른 고분자막 습도센서는 서로 마주보는 위치에 고정되는 상부전극(1)과 하부전극(3), 상기 상부전극(1)과 하부전극(3) 사이에 위치하는 감습막(2) 및 상기 감습막(2)과 전극들 전체를 지지하는 서브스트레이트(4)를 포함하여 이루어지며, 상기 감습막(2)이 카르복실기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 비닐공단량제를 공중합시킨 제1공중합체 및 히드록시기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 비닐공단량체를 공중합시킨 제2공중합체나 한 개의 공중합체내에 카르복시 및 히드록시 관능기를 동시에 포함하는 공중합체를 가교화시켜 이루어짐을 특징으로 한다.In the polymer film humidity sensor according to the present invention, the upper electrode 1 and the lower electrode 3 fixed at positions facing each other, the moisture-sensitizing film 2 positioned between the upper electrode 1 and the lower electrode 3, and the And a substrate (4) for supporting the entire moisture sensitive membrane (2) and the electrodes, wherein the moisture sensitive membrane (2) is a first air copolymerized with a vinyl monomer containing a carboxyl group and one or more vinyl comonomers It is characterized in that it is made by crosslinking a copolymer comprising a carboxyl and hydroxy functional group simultaneously in a second copolymer or a copolymer in which a vinyl monomer including a copolymer and a hydroxyl group and one or two or more vinyl comonomers are copolymerized.

정전용량형 고분자막 습도센서의 제조과정은 다음과 같이 요약될 수 있다.The manufacturing process of the capacitive polymer film humidity sensor can be summarized as follows.

대개 정전용량형 고분자막 습도센서에서 하부전극(3)은 서브스트레이트(4) 상에 금을 증착시켜 형성되며, 이 하부전극(3) 상에 감습막(2)을 형성시킨다. 여기에서 서브스트레이트(4)는 전기적으로 부전도성을 가지며, 단지 그 위에 형성되는 전극들 및 감습막(2)들을 기계적으로 지지하는 역할을 하는 것이다. 또한, 상기 서브스트레이트(4) 상에의 전극형성을 위한 금의 증착은 통상의 금속증착법에 의해 달성될 수 있으며, 이는 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다.Usually, in the capacitive polymer film humidity sensor, the lower electrode 3 is formed by depositing gold on the substrate 4, and forms the moisture sensitive film 2 on the lower electrode 3. The substrate 4 is electrically non-conductive here, and serves only to mechanically support the electrodes and the moisture sensitive film 2 formed thereon. In addition, the deposition of gold for electrode formation on the substrate 4 can be accomplished by conventional metal deposition methods, which can be easily understood by those skilled in the art.

상기 감습막(2)의 형성은 카르복실기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 비닐공단량체를 공중합시킨 제1공중합체의 용액과 히드록시기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 비닐공단량체를 공중합시킨 제2공중합체의 용액의 혼합용액 또는 한 개의 공중합체내에 카르복시 및 히드록시 관능기를 동시에 포함하는 공중합체 용액을 도포하고, 최종적으로 열가교 또는 가교화제의 첨가에 의해 가교화시키는 것으로 이루어진다. 그리고, 상기 감습막(2) 상에 상부전극(1)으로서 금속막을 진공증착시켜 최종적으로 정전용량형 습도센서를 제조하게 된다.The moisture-sensitive film 2 is formed by copolymerizing a solution of a first copolymer obtained by copolymerizing a vinyl monomer containing a carboxyl group with one or more vinyl comonomers and a vinyl monomer containing a hydroxyl group and one or more vinyl comonomers. It consists of applying a copolymer solution containing carboxy and hydroxy functional groups simultaneously in a mixed solution or a copolymer of a solution of the second copolymer, and finally crosslinking by thermal crosslinking or addition of a crosslinking agent. Then, a metal film is vacuum-deposited as the upper electrode 1 on the moisture sensitive film 2 to finally manufacture a capacitive humidity sensor.

상기 전극의 형상은 바이트형, 사각형형, 원형, 글월 문형 등으로 형성되며, 그 모양은 매우 다양하게 변화될 수 있다. 전극은 상부전극(1) 또는 하부전극(3) 만을 이용하고, 다른 하나의 전극은 수평으로 유전특성의 부여를 위한 보조전극으로 작용하는 경우가 있는데, 이러한 전극의 경우, 전극의 제조가 간편하고, 용이하기 때문에 제조원가를 크게 낮출 수 있으며, 기존의 저항형 습도센서의 전극패턴을 그대로 이용할 수 있다. 또한, 감습막(2)의 도포 후, 단순한 보조전극의 증착으로 막을 형성함으로써 양산성에 크게 기여를 할 수 있다.The shape of the electrode is formed in a bite shape, a rectangular shape, a circular shape, a text door shape, and the like, and the shape thereof may be changed in various ways. The electrode uses only the upper electrode 1 or the lower electrode 3, and the other electrode may act as an auxiliary electrode for imparting dielectric properties horizontally. In the case of such an electrode, the electrode is easy to manufacture. As a result, the manufacturing cost can be greatly reduced, and the electrode pattern of the conventional resistance humidity sensor can be used as it is. In addition, after the application of the moisture-sensitive film 2, by forming a film by simple vapor deposition of the auxiliary electrode can greatly contribute to the mass productivity.

전극을 이루는 소재는 여러 가지 악조건하에서도 부식성이 없는 금이나 백금을 사용하며, 전극의 형성에는 실크스크린 인쇄나 진공증착법 등이 이용된다. 감습막(2)이 가운데에 위치하고 샌드위치 형태로서 양면에 증착된 전극이 형성되는 습도센서를 제외하고는 서브스트레이트(4)가 필요하게 되는데, 이러한 기판의 재료로는 전자재료의 기판으로 사용되는 알루미나 기판을 선택하였다. 특히, 진공증착에 의하여 생성된 전극의 경우, 리드선(lead wire)의 납땜(soldering)이 가능한 은-팔라듐 패드를 미리 형성하여 이 부분까지 증착 전극이 연결되도록 하며, 저온 소성이 가능한 전도성 은페이스트 조성물(silver paste)를 이용하여 제조할 수 있다.The material forming the electrode is made of gold or platinum, which is not corrosive even under various adverse conditions. Silk electrode printing or vacuum deposition is used to form the electrode. A substrate 4 is required except for a humidity sensor in which a moisture-sensitive film 2 is placed in the center and a electrode deposited on both sides in the form of a sandwich, which is used as a substrate of an electronic material. The substrate was selected. In particular, in the case of an electrode produced by vacuum deposition, a silver-palladium pad capable of soldering a lead wire is formed in advance so that the deposition electrode is connected to this portion, and a conductive silver paste composition capable of low-temperature firing is possible. It can be prepared using (silver paste).

상기 제1공중합체 및 제2공중합체의 제조에 사용되는 비닐공단량체와 한 개의 공중합체내에 카르복시 및 히드록시 관능기를 동시에 포함하는 공중합체는 N,N-디메틸아크릴아미드, N,N-디메틸메타크릴아미드 등의 N-치환 아미드계 비닐단량체; 아크릴산 메톡시에틸, 메타크릴산 메톡시에틸, 아크릴산 에톡시에틸, 메타크릴산 에톡시에틸 등의 아크릴산 알콕시알킬 비닐단량체; 초산비닐, 프로피온산비닐, N-비닐피롤리돈, 메틸비닐피롤리돈, 비닐피리딘, 비닐피페리딘, 비닐피리미딘, 비닐피페라진, 비닐피라진, 비닐피롤, 비닐이미다졸. 비닐옥사졸, 비닐몰폴릴, N-비닐카르본산아미드, 스티렌, p-메톡시스티렌, p-클로로스티렌, p-메틸스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, N-비닐카프로락탐 등의 비닐단량체; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 시아노아크릴레이트 비닐단량체; 아크릴산 폴리에틸렌글리콜, 메타크릴산 폴리에틸렌글리콜, 아크릴산 폴리프로필렌글리콜, 메타크릴산 폴리프로필렌글리콜, 아크릴산 메톡시에틸렌글리콜, 메타크릴산 메톡시폴리에틸렌글리콜, 아크릴산 메톡시폴리프로필렌글리콜, 메타크릴산 메톡시폴리프로필렌글리콜 등의 글리콜계 아크릴에스테르단량체; 아크릴산 테트라히드로퍼프릴, 메타크릴산 테트라히드로퍼프릴, 2-메톡시에틸 아크릴레이트 등의 아크릴산 에스테르 단량체; 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 것이 될 수 있다.The copolymer comprising both carboxy and hydroxy functional groups in one copolymer and the vinyl comonomer used in the preparation of the first copolymer and the second copolymer is N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylmetha. N-substituted amide vinyl monomers such as krylamide; Alkoxy acrylate vinyl monomers, such as methoxy ethyl acrylate, methoxy ethyl methacrylate, ethoxy ethyl acrylate, and ethoxy ethyl methacrylate; Vinyl acetate, vinyl propionate, N-vinylpyrrolidone, methylvinylpyrrolidone, vinylpyridine, vinylpiperidine, vinylpyrimidine, vinylpiperazine, vinylpyrazine, vinylpyrrole, vinylimidazole. Vinyl monomers such as vinyloxazole, vinylmorpholyl, N-vinylcarboxylic acid amide, styrene, p-methoxystyrene, p-chlorostyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, and N-vinyl caprolactam ; Cyanoacrylate vinyl monomers such as acrylonitrile and methacrylonitrile; Polyethylene glycol acrylate, polyethylene glycol methacrylate, polypropylene glycol acrylate, polypropylene glycol methacrylate, methoxy ethylene glycol methacrylate, methoxy polyethylene glycol methacrylate, methoxy polypropylene glycol methacrylate, methoxy polypropylene methacrylate Glycol-based acrylic ester monomers such as glycol; Acrylic ester monomers such as tetrahydroperpril acrylate, tetrahydroperpril methacrylate and 2-methoxyethyl acrylate; Or a group consisting of two or more of these mixtures.

상기 카르복실기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 상기 비닐공단량체를 공중합시켜 제1공중합체와 한 개의 공중합체내에 카르복시 및 히드록시 관능기를 동시에 포함하는 공중합체를 수득할 수 있다.The vinyl monomer including the carboxyl group and one or two or more vinyl comonomers may be copolymerized to obtain a copolymer including carboxy and hydroxy functional groups simultaneously in the first copolymer and one copolymer.

상기 카르복실기를 포함하는 비닐단량체로는 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸아크릴레이트, 카르복시펜틸아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸말산, 크로톤산 등의 카르복실기 함유 비닐단량체; 무수말레산. 무수이타콘산 등의 산무수물 비닐단량체 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 것이 될 수 있다. 상기 카르복실기를 포함하는 비닐단량체와 상기 비닐공단량체의 공중합에 의해 형성되는 상기 제1공중합체에서 상기 카르복실기를 포함하는 비닐단량체는 카르복실기의 관능기의 양이 1 내지 30몰%가 되도록 할 수 있다. 상기 카르복실기를 포함하는 비닐단량체의 양이 1몰% 미만으로 되는 경우에는 가교가 완전하지 못하여 고온, 고습 및 알코올 증기에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 30몰%를 초과하는 경우에는 가교제를 사용하여도 미반응의 관능기가 남아 있어서 히스테리시스 및 응답속도 특성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.Examples of the vinyl monomer including the carboxyl group include carboxyl group-containing vinyl monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, carboxyethyl acrylate, carboxypentyl acrylate, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, and crotonic acid; Maleic anhydride. It may be selected from the group consisting of acid anhydride vinyl monomers such as itaconic anhydride or a mixture of two or more thereof. In the first copolymer formed by copolymerization of the vinyl monomer containing the carboxyl group and the vinyl comonomer, the vinyl monomer including the carboxyl group may have an amount of 1 to 30 mol% of the functional group of the carboxyl group. When the amount of the vinyl monomer containing the carboxyl group is less than 1 mol%, crosslinking may be incomplete, resulting in a decrease in reliability of high temperature, high humidity, and alcohol vapor, and when it exceeds 30 mol%, a crosslinking agent Even if the unreacted functional group remains, there may be a problem that the hysteresis and response speed characteristics are reduced.

상기 히드록시기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 상기 비닐공단량체를 공중합시켜 제2공중합체와 한 개의 공중합체내에 카르복시 및 히드록시 관능기를 동시에 포함하는 공중합체를 수득할 수 있다.The vinyl monomer including the hydroxy group and one or two or more vinyl comonomers may be copolymerized to obtain a copolymer including carboxy and hydroxy functional groups simultaneously in the second copolymer and one copolymer.

상기 히드록시기를 포함하는 비닐단량체로는 아크릴산 히드록시에틸, 메타크릴산 히드록시에틸, 아크릴산 히드록시프로필, 메타크릴산 히드록시프로필, 아크릴산 히드록시부틸, 메타크릴산 히드록시부틸, 아크릴산 히드록시헥실, 메타크릴산 히드록시헥실 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 것이 될 수 있다. 상기 히드록시기를 포함하는 비닐단량체와 상기 비닐공단량체의 공중합에 의해 형성되는 상기 제2공중합체에서 상기 히드록시기를 포함하는 비닐단량체는 히드록시기의 관능기의 양이 1 내지 30몰%가 되도록 할 수 있다. 상기 히드록시기를 포함하는 비닐단량체의 양이 1몰% 미만으로 되는 경우에도 가교가 완전하지 못하여 고온, 고습 및 알코올에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 30몰%를 초과하는 경우에도 역시 가교제를 사용하여도 미반응의 관능기가 남아 있어서 히스테리시스 및 응답속도 특성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.Vinyl monomers containing the hydroxy group include hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, hydroxyhexyl acrylate, It may be selected from the group consisting of methacrylic acid hydroxyhexyl or a mixture of two or more thereof. In the second copolymer formed by copolymerization of the vinyl monomer containing the hydroxy group and the vinyl comonomer, the vinyl monomer including the hydroxy group may have an amount of 1 to 30 mol% of the functional group of the hydroxy group. Even when the amount of the vinyl monomer including the hydroxy group is less than 1 mol%, crosslinking may be incomplete, resulting in a decrease in reliability of high temperature, high humidity, and alcohol. Even if the unreacted functional group remains, there may be a problem that the hysteresis and response speed characteristics are reduced.

또한, 상기 제1공중합체와 상기 제2공중합체의 가교화나 한 개의 공중합체내에 카르복시 및 히드록시 관능기를 동시에 포함하는 공중합체의 가교제로는 이소시아네이트 가교제, 카르보디이미드 가교제, 폴리옥사졸린 가교제, 멜라민 가교제, 폴리(N-알카놀)아크릴아미드 가교제, 아지리딘 가교제 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 것이 될 수 있다. 상기 가교제는 사용되는 가교제의 특성에 따라서 달라질 수 있으나, 가교 관능기와 모두 반응할 수 있는 충분한 양을 가하는 것이 바람직하며, 이는 이론적인 계산 및 반복실험에 의해 경험적으로 구할 수 있음은 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다.In addition, as a crosslinking agent of the first copolymer and the second copolymer or a crosslinking agent of a copolymer including carboxy and hydroxy functional groups simultaneously in one copolymer, an isocyanate crosslinking agent, a carbodiimide crosslinking agent, a polyoxazoline crosslinking agent, melamine It may be selected from the group consisting of a crosslinking agent, a poly (N-alkanol) acrylamide crosslinking agent, an aziridine crosslinking agent or a mixture of two or more thereof. The crosslinking agent may vary depending on the characteristics of the crosslinking agent used, but it is preferable to add a sufficient amount to react with all crosslinking functional groups, which can be easily empirically obtained by theoretical calculations and repeated experiments. It can be.

도 1에 나타낸 바와 같이, 전극으로서 글월 문 형태의 금 전극이며, 전극의 모양대로 패턴을 형성한 마스크(mask)를 이용하여 형성하며, 금을 진공증착하여 전극을 형성한다. 납땜을 할 수 있는 패드(soldering pad) 부분은 은과 팔라듐을 6 : 1의 비율로 혼합한 페이스트를 사용할 수 있다. 진공증착한 상부전극(1)은 수분의 흡착과 탈착에 큰 영향을 주므로 증착두께를 조절하여 진행한다.As shown in FIG. 1, it is a gold electrode of a moon-moon form as an electrode, it forms using the mask which formed the pattern according to the shape of an electrode, and forms an electrode by vacuum-depositing gold. The soldering pad portion may be a paste containing silver and palladium in a ratio of 6: 1. The upper electrode 1 vacuum-deposited has a great influence on the adsorption and desorption of moisture, and thus proceeds by adjusting the deposition thickness.

또한, 본 발명에 따른 고분자막 습도센서에서 감습막으로 사용되는 고분자막은 상기한 바와 같이 카르복실기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 비닐공단량체를 공중합시킨 제1공중합체 및 히드록시기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 비닐공단량체를 공중합시킨 제2공중합체를 가교화시켜 이루어질 수 있으며, 또한 반응의 단순화를 위하여 한개의 공중합체내에 카르복실기를 포함하는 비닐단량제, 히드록시기를 포함하는 비닐단량체와 그리고 1 또는 2이상의 비닐 공중합체를 가교화하여 이루어진 감습막으로 사용할 수도 있다.In addition, the polymer membrane used as the moisture-sensitive membrane in the polymer membrane humidity sensor according to the present invention is a vinyl monomer comprising a first monomer and a hydroxy group copolymerized with a vinyl monomer containing a carboxyl group and one or more vinyl comonomers as described above; It can be made by crosslinking the second copolymer copolymerized with one or two or more vinyl comonomers, and also for simplifying the reaction, a vinyl monomer comprising a carboxyl group in one copolymer, a vinyl monomer comprising a hydroxy group and 1 Or it can also be used as a moisture sensitive film formed by crosslinking two or more vinyl copolymers.

상기 한 개의 공중합체내에 카르복실기 및 히드록시기를 모두 포함하는 공중합체가 가교화된 감습막을 이루는 단량제로는 상기 제1공중합체와 제2공중합에를 이루는 단량체들과 동일한 것을 사용할 수 있다. 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것이 사용될 수 있다. 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다.As the monomer of the copolymer comprising both the carboxyl group and the hydroxyl group in the one copolymer to form a crosslinked moisture-sensitive film, the same monomers as those of the first copolymer and the second copolymer may be used. Or a selected from the group consisting of two or more of these may be used. 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.

실시예 1Example 1

하기 표 1에 나타낸 바에 따라 감습제로서 카르복실기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 비닐공단량체를 공중합시킨 제1공중합체 및 히드록시기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 비닐공단량체를 공중합시킨 제2공중합체를 각각 합성하였다. 제1공중합체 및 제2공중합체의 제조에 있어서는, 단량체로서 먼저 메틸메타크릴레이트 40g, 에틸아크릴레이트 10g 및 메타크릴산 5g을 혼합하고, 여기에 개시제 α,α'-아조비스이소부티로니트릴 0.1g을 에틸아세테이트/톨루엔의 1/1 혼합액(용적/용적) 200g에 용해시키고, 탈가스한 후, 60℃에서 24시간 라디칼중합을 진행하여 제1공중합체를 합성하였다. 중합이 완료된 후, 메틸렌클로라이드를 첨가하고, 용액을 n-헥산에 재침전시켜 제1공중합체를 수득하였다. 재침전과정을 한번 더 반복한 후, 진공건조시켜 흰색 분말상태의 제1공중합체를 수득하였다.As shown in Table 1, a first copolymer obtained by copolymerizing a vinyl monomer containing a carboxyl group and one or two or more vinyl comonomers and a vinyl monomer comprising a hydroxyl group and one or two or more vinyl comonomers as a moisture sensitive agent. Each dipolymer was synthesized. In the preparation of the first copolymer and the second copolymer, 40 g of methyl methacrylate, 10 g of ethyl acrylate and 5 g of methacrylic acid are first mixed as monomers, and the initiator α, α'-azobisisobutyronitrile is added thereto. 0.1 g was dissolved in 200 g of a 1/1 mixture (volume / volume) of ethyl acetate / toluene, degassed, and subjected to radical polymerization at 60 ° C. for 24 hours to synthesize a first copolymer. After the polymerization was completed, methylene chloride was added and the solution was reprecipitated in n-hexane to obtain a first copolymer. After repeating the reprecipitation process once more, it was vacuum dried to obtain a white powdery first copolymer.

다른 공중합체는 메틸메타크릴레이트 40g, 에틸아크릴레이트 10g 및 2-히드록시에틸메타크릴레이트 5g을 혼합하고, 여기에 개시제 α,α'-아조비스이소부티로니트릴 0.1g을 에틸아세테이트/톨루엔의 1/1 혼합액(용적/용적) 200g에 용해시키고, 질소분위기 하에서 60℃에서 24시간 라디칼중합을 진행하여 제2공중합체를 합성하였다. 중합이 완료된 후, 메틸렌클로라이드를 첨가하고, 석유에테르에 재침전시켜 제2공중합체를 수득하였다. 재침전과정을 한번 더 반복한 후, 50℃의 진공오븐에서 진공건조시켜 흰색 분말상태의 제2공중합체를 수득하였다.The other copolymer was mixed with 40 g of methyl methacrylate, 10 g of ethyl acrylate, and 5 g of 2-hydroxyethyl methacrylate, and 0.1 g of initiator α, α'-azobisisobutyronitrile was added to ethyl acetate / toluene. It was dissolved in 200 g of 1/1 mixed solution (volume / volume), and the second copolymer was synthesized by performing radical polymerization at 60 ° C. for 24 hours under a nitrogen atmosphere. After the polymerization was completed, methylene chloride was added and reprecipitated in petroleum ether to obtain a second copolymer. After repeating the reprecipitation process once more, it was vacuum dried in a vacuum oven at 50 ℃ to obtain a white powdery second copolymer.

상기 제1공중합체 20g을 디메틸술폭시드 400g에 균질하게 용해시켜 용액으로 준비하여 용기에 담아놓고, 별도의 용기에 상기 제2공중합체 20g을 역시 디메틸술폭시드 400g에 균일하게 용해시켜 용액으고 준비하였다. 5℃, 60%RH(상대습도)의 일정한 조건하에서 상기 제1공중합체 용액과 상기 제2공중합체 용액을 혼합한 후, 카보디이미드계 가교제 1g(상품명 엑스엘-29에스이(XL-29SE), 미합중국 소재 유니온카바이드사)을 가하여 균일한 용액을 제조하였다. 감습막(2)은 스핀코터(spin coater)를 이용하여 하부전극(3) 위에 도포시켜 본 발명에 따른 감습막(2)이 도포된 전극을 제조하였다. 감습막(2)이 도포된 전극은 곧바로 수평을 유지하면서 상온에서 정치시켜 10분간 자연건조시킨 후, 점차로 온도를 올려 60℃에서 4시간, 130℃에서 2시간 동안 가열을 하여 가교화반응을 수행하였다. 가교화가 진행된 후, 진공건조시켜 가교화된 공중합체 감습막(2)이 도포된 전극을 형성시켰다. 증착시 금 타겟과 감습막(2)이 도포된 시료와의 거리는 20mm, 증착시 전류는 6mA이었으며, 이때 상부전극(1) 사이의 저항치는 20Ω 이하가 되도록 4분 정도 증착하여 상부전극(1)을 형성시켰으며, 이를 사용하여 본 발명에 따른 고분자막 습도센서를 제조하였다.20 g of the first copolymer was homogeneously dissolved in 400 g of dimethyl sulfoxide, prepared as a solution, put in a container, and 20 g of the second copolymer was uniformly dissolved in 400 g of dimethyl sulfoxide in a separate container to prepare a solution. . After mixing the first copolymer solution and the second copolymer solution under constant conditions of 5 ° C. and 60% RH (relative humidity), 1 g of carbodiimide-based crosslinking agent (trade name XL-29S (XL-29SE) , Union Carbide Co., Ltd., United States of America was added to prepare a uniform solution. The moisture sensitive film 2 was coated on the lower electrode 3 using a spin coater to prepare an electrode to which the moisture sensitive film 2 according to the present invention was applied. The electrode on which the moisture-sensitive film 2 is applied is left to stand at room temperature immediately while being horizontally dried for 10 minutes, and then gradually heated up and heated at 60 ° C. for 4 hours and at 130 ° C. for 2 hours to perform a crosslinking reaction. It was. After crosslinking progressed, it vacuum-dried to form the electrode to which the crosslinked copolymer moisture sensitive film 2 was apply | coated. During deposition, the distance between the gold target and the sample coated with the moisture sensitive film 2 was 20 mm and the current was 6 mA during deposition. At this time, the resistance between the upper electrodes 1 was deposited for about 4 minutes to be 20 Ω or less, thereby allowing the upper electrode 1 It was formed, using this to prepare a polymer film humidity sensor according to the present invention.

실시예 2 내지 5Examples 2-5

상기 표 1에 나타낸 바에 따른 단량체들을 사용하여 상기 실시예와 동일한 방법으로 제1공중합체 및 제2공중합체를 제조하였으며 실시예 3에서 이타콘산은 산가가 2이므로 절반의 양만 사용하였다. 역시 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고분자막 습도센서를 제조하였다.The first copolymer and the second copolymer were prepared in the same manner as in Example using monomers according to Table 1, and in Example 3, since itaconic acid had an acid value of 2, only half of the amount was used. Also, a polymer film humidity sensor was manufactured in the same manner as in Example 1.

실시예 6Example 6

상기 표 1에 나타낸 바에 따라 감습제로서 카르복실기와 히드록시기를 동시에 포함하는 공중합체는 단량체로서 먼저 메틸메타크릴레이트 40g, 벤질메타크릴레이트 10g, 메타크릴산 5g, 히드록시프로필메타크릴레이트를 혼합하고, 여기에 개시제 α,α'-아조비스이소부티로니트릴 0.1g을 에틸아세테이트/톨루엔의 1/1 혼합액(용적/용적) 200g에 용해시키고, 탈가스한 후, 60℃에서 24시간 라디칼중합을 진행하여 제1공중합체를 합성하였다. 중합이 완료된 후, 메틸렌클로라이드를 첨가하고, 용액을 n-헥산에 재침전시켜 한 개의 공중합체내에 카르복실기 및 히드록시기를 모두 포함하는 공중합체를 수득하였다. 재침전과정을 한번 더 반복한 후, 진공건조시켜 흰색 분말상태의 한 개의 공중합체내에 카르복실기 및 히드록시기를 모두 포함하는 공중합체를 수득하였다.As shown in Table 1, the copolymer including a carboxyl group and a hydroxy group at the same time as a humectant is first mixed with 40 g of methyl methacrylate, 10 g of benzyl methacrylate, 5 g of methacrylic acid, and hydroxypropyl methacrylate as monomers. 0.1 g of the initiator α, α'-azobisisobutyronitrile was dissolved in 200 g of a 1/1 mixture (volume / volume) of ethyl acetate / toluene, degassed, and then subjected to radical polymerization at 60 ° C. for 24 hours. The first copolymer was synthesized. After the polymerization was completed, methylene chloride was added and the solution was reprecipitated in n-hexane to obtain a copolymer including both carboxyl groups and hydroxy groups in one copolymer. After the reprecipitation process was repeated once more, vacuum drying was performed to obtain a copolymer including both carboxyl and hydroxy groups in one copolymer of white powder.

상기 한 개의 공중합체내에 카르복실기 및 히드록시기를 모두 포함하는 공중합체 20g을 디메틸술폭시드 400g에 균질하게 용해시킨 용액에 멜라민계 가교제 1g(상품명 사이멜 304(CYMEL-304, 미합중국 제네카사)을 가하여 균일한 용액을 제조하였다. 감습막(2)은 스핀코터(spin coater)를 이용하여 하부전극(3) 위에 도포시켜 본 발명에 따른 감습막(2)이 도포된 전극을 제조하였다. 감습막(2)이 도포된 전극은 곧바로 수평을 유지하면서 상온에서 정치시켜 10분간 자연건조시킨 후, 점차로 온도를 올려 60℃에서 4시간, 130℃에서 2시간 동안 가열을 하여 가교화반응을 수행하였다. 이하 상부 전극의 형성은 실시예 1 내지 5에서 수행한 방법과 동일한 방법으로 진행하였다.1 g of a melamine crosslinking agent (trade name Cymel 304 (CYMEL-304, Geneva, USA) was added to a solution in which 20 g of a copolymer including both carboxyl and hydroxy groups in a single copolymer was homogeneously dissolved in 400 g of dimethyl sulfoxide. A solution was prepared on the lower electrode 3 using a spin coater to prepare an electrode coated with the moisture sensitive film 2 according to the present invention. The coated electrode was left to stand at room temperature immediately while being horizontally dried for 10 minutes, and then gradually heated up to 4 hours at 60 ° C. and then heated at 130 ° C. for 2 hours to perform a crosslinking reaction. The formation of was proceeded in the same manner as the method performed in Examples 1 to 5.

상기 실시예들에서 제조된 고분자막 습도센서의 30 내지 95%RH(상대습도)에서의 정전용량 및 히스테리시스특성을 도 2에 나타내었다.The capacitance and hysteresis characteristics at 30 to 95% RH (relative humidity) of the polymer film humidity sensor manufactured in the above examples are shown in FIG. 2.

또한, 하기 표 2에 나타낸 바의 조건으로 환경시험을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 3 및 도 3(내수특성)과 도 4(응답속도)에 각각 나타내었다.In addition, the environmental test was performed under the conditions shown in Table 2, and the results are shown in Table 3 and FIG. 3 (water resistance characteristics) and FIG. 4 (response speed), respectively.

상기한 실시예들을 종합한 결과, 본 발명에 따른 감습제를 사용하여 만든 고분자막 습도센서는 상대습도 0 내지 100%RH 사이, 온도 0 내지 60℃ 범위에서 측정가능하고, 내수성이 우수하며, 각종 유기용매 및 오일에 대해 내구성을 나타냄을 확인할 수 있었다.As a result of the synthesis of the above embodiments, the polymer film humidity sensor made using the moisture absorbent according to the present invention is measurable at a relative humidity of 0 to 100% RH, at a temperature of 0 to 60 ° C, excellent water resistance, and various organic It could be seen that the solvent and oil showed durability.

따라서, 본 발명에 의하면 감습막(2)의 내수성 및 내환경성이 우수하여 장기 안정성, 높은 신뢰성이 기대되며, 각종 습도측정, 가습기, 제습기 등 습도를 조절할 필요가 있는 기계 및 장치의 습도센서로서 유용하게 사용될 수 있는 고분자막 습도센서를 제공하는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, it is expected to have long-term stability and high reliability due to excellent water resistance and environmental resistance of the moisture sensitive film 2, and is useful as a humidity sensor of machines and devices that need to control humidity such as various humidity measurements, humidifiers and dehumidifiers. It is effective to provide a polymer film humidity sensor that can be used.

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 (5)

서로 마주보는 위치에 고정되는 상부전극과 하부전극, 상기 상부전극과 하부전극 사이에 위치하는 감습막 및 상기 감습막과 전극들 전체를 지지하는 서브스트레이트를 포함하여 이루어지며, 상기 감습막이 카르복실기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 비닐공단량체를 공중합시킨 제1공중합체 및 히드록시기를 포함하는 비닐단량체와 1 또는 2이상의 비닐공단량체를 공중합시킨 제2공중합체나 한 개의 공중합체내에 카르복실기 및 히드록시기를 모두 포함하는 공중합체를 가교화시켜 이루어짐을 특징으로 하는 고분자막 습도센서.The upper electrode and the lower electrode fixed to the position facing each other, including a damping film positioned between the upper electrode and the lower electrode and a substrate for supporting the entire damping film and the electrodes, the damping film includes a carboxyl group The first copolymer and the hydroxy group copolymerized with a vinyl monomer and one or two or more vinyl comonomers and the second copolymer or one or more vinyl comonomers copolymerized with a carboxyl group and a hydroxy group in one copolymer. Polymer membrane humidity sensor, characterized in that made by cross-linking the copolymer containing all. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비닐공단량체가 N,N-디메틸아크릴아미드, N,N-디메틸메타크릴아미드 등의 N-치환 아미드계 비닐단량체; 아크릴산 메톡시에틸, 메타크릴산 메톡시에틸, 아크릴산 에톡시에틸, 메타크릴산 에톡시에틸 등의 아크릴산 알콕시알킬 비닐단량체; 초산비닐, 프로피온산비닐, N-비닐피롤리돈, 메틸비닐피롤리돈, 비닐피리딘, 비닐피페리딘, 비닐피리미딘, 비닐피페라진, 비닐피라진, 비닐피롤, 비닐이미다졸, 비닐옥사졸, 비닐몰폴릴, N-비닐카르본산아미드, 스티렌, p-메톡시스티렌, p-클로로스티렌, p-메틸스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, N-비닐카프로락탐 등의 비닐단량체; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 시아노아크릴레이트 비닐단량체; 아크릴산 폴리에틸렌글리콜, 메타크릴산 폴리에틸렌글리콜, 아크릴산 폴리프로필렌글리콜, 메타크릴산 폴리프로필렌글리콜, 아크릴산 메톡시에틸렌글리콜, 메타크릴산 메톡시폴리에틸렌글리콜, 아크릴산 메톡시폴리프로필렌글리콜, 메타크릴산 메톡시폴리프로필렌글리콜 등의 글리콜계 아크릴에스테르단량체; 아크릴산 테트라히드로퍼프릴, 메타크릴산 테트라히드로퍼프릴, 2-메톡시에틸 아크릴레이트 등의 아크릴산 에스테르 단량체; 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 상기 고분자막 습도센서.The vinyl comonomer is N-substituted amide vinyl monomers such as N, N-dimethyl acrylamide, N, N-dimethyl methacrylamide; Alkoxy acrylate vinyl monomers, such as methoxy ethyl acrylate, methoxy ethyl methacrylate, ethoxy ethyl acrylate, and ethoxy ethyl methacrylate; Vinyl acetate, vinyl propionate, N-vinylpyrrolidone, methylvinylpyrrolidone, vinylpyridine, vinylpiperidine, vinylpyrimidine, vinylpiperazine, vinylpyrazine, vinylpyrrole, vinylimidazole, vinyloxazole, Vinyl monomers such as vinylmorpholyl, N-vinylcarboxylic acid amide, styrene, p-methoxystyrene, p-chlorostyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, vinyltoluene and N-vinyl caprolactam; Cyanoacrylate vinyl monomers such as acrylonitrile and methacrylonitrile; Polyethylene glycol acrylate, polyethylene glycol methacrylate, polypropylene glycol acrylate, polypropylene glycol methacrylate, methoxy ethylene glycol methacrylate, methoxy polyethylene glycol methacrylate, methoxy polypropylene glycol methacrylate, methoxy polypropylene methacrylate Glycol-based acrylic ester monomers such as glycol; Acrylic ester monomers such as tetrahydroperpril acrylate, tetrahydroperpril methacrylate and 2-methoxyethyl acrylate; Or the polymer membrane humidity sensor, characterized in that selected from the group consisting of two or more of them. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 카르복실기를 포함하는 비닐단량체가 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸아크릴레이트, 카르복시펜틸아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸말산, 크로톤산 등의 카르복실기 함유 비닐단량체; 무수말레산, 무수이타콘산 등의 산무수물 비닐단량체 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 상기 고분자막 습도센서.The vinyl monomer containing the carboxyl group may include carboxyl group-containing vinyl monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, carboxyethyl acrylate, carboxypentyl acrylate, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid and crotonic acid; The polymer film humidity sensor, characterized in that selected from the group consisting of an acid anhydride vinyl monomer such as maleic anhydride, itaconic anhydride or a mixture of two or more thereof. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 히드록시기를 포함하는 비닐단량체가 아크릴산 히드록시에틸, 메타크릴산 히드록시에틸, 아크릴산 히드록시프로필, 메타크릴산 히드록시프로필, 아크릴산 히드록시부틸, 메타크릴산 히드록시부틸, 아크릴산 히드록시헥실, 메타크릴산 히드록시헥실 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 상기 고분자막 습도센서.The vinyl monomer containing the hydroxy group is hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, hydroxyhexyl acrylate, meta The polymer membrane humidity sensor, characterized in that selected from the group consisting of hydroxyhexyl acrylate or a mixture of two or more thereof. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1공중합체와 상기 제2공중합체나 한 개의 공중합체내에 카르복실기 및 히드록시기를 모두 포함하는 공중합체의 가교화에서 가교제가 이소시아네이트 가교제, 카르보디이미드 가교제, 폴리옥사졸린 가교제, 멜라민 가교제, 폴리(N-알카놀)아크릴아미드 가교제, 아지리딘 가교제 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 상기 고분자막 습도센서.In the crosslinking of the first copolymer and the copolymer including both the carboxyl group and the hydroxy group in the second copolymer or one copolymer, the crosslinking agent is an isocyanate crosslinking agent, a carbodiimide crosslinking agent, a polyoxazoline crosslinking agent, a melamine crosslinking agent, a poly ( The polymer membrane humidity sensor, characterized in that selected from the group consisting of N-alkanol) acrylamide crosslinking agent, aziridine crosslinking agent or a mixture of two or more thereof.
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