KR20030078466A - humidity sensing materials and manufacturing method for humidity sensing film using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A humidity-reducing material for a poly(vinyl alcohol)-based hygroscope and a method for preparing a humidity-reducing film by using the humidity-reducing material are provided, to improve the resistance to moisture without deterioration of the humidity sensing power of a hydrophilic organic polymer material. CONSTITUTION: The humidity-reducing material comprises a crosslinked product obtained by crosslinking poly(vinyl alcohol) with any one selected from the group consisting of sodium m-benzene disulfonate, sodium p-styrenesulfonate and poly(acrylic acid), in the presence of an alkaline earth metal or transition metal chloride or its hydrate. Preferably the alkaline earth metal or transition metal chloride or its hydrate is selected from the group consisting of FeCl2, LiCl, NaCl, KCl, MgCl2, CuCl2, CoCl2 and their hydrates.

Description

감습재료 및 그것을 이용한 감습막의 제조방법{humidity sensing materials and manufacturing method for humidity sensing film using the same}Humidity sensing materials and manufacturing method for humidity sensing film using the same

본 발명은 감습재료 및 그것을 이용한 감습막의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수분에 대한 내구성이 우수한 감습재료 및 그것을 이용한 감습막의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a moisture sensitive material and a method for producing a moisture sensitive film using the same, and more particularly, to a moisture sensitive material having excellent durability against moisture and a method for producing a moisture sensitive film using the same.

산업공정에서 적절한 습도를 유지하기 위해 또는 생활환경을 보다 쾌적하게 하기 위해, 주변 환경의 습도를 제어하기 위한 자동화된 습도제어시스템들이 개발되어 왔다.In order to maintain proper humidity in industrial processes or to make the living environment more comfortable, automated humidity control systems have been developed for controlling the humidity of the surrounding environment.

상기 자동화된 습도제어시스템의 핵심인 습도센서에는 습도에 반응하는 감습막이 내장되어 있다. 종래에서는 상기 감습막을 제조하는 재료로 금속산화물들이 포함된 세라믹재료가 주로 연구되어 왔다. 세라믹 습도센서는 주위의 습도변화에 따라 세라믹 표면에 수분이 흡,탈착하고 이에 따라 세라믹스의 특성값이 변화되는 것을 그 원리로 하는 것으로서, 일반적으로 세라믹스 저항값의 변화정도를 측정하여 대기 중의 습도변화를 감지하고 있다.The humidity sensor, which is the core of the automated humidity control system, has a built-in moisture sensitive membrane. Conventionally, ceramic materials containing metal oxides have been mainly studied as a material for manufacturing the moisture-sensitive film. Ceramic humidity sensor is based on the principle that moisture is adsorbed and desorbed on the ceramic surface according to the change of ambient humidity, and the characteristic value of ceramics is changed accordingly. Detecting

그런데, 상기 세라믹재료를 이용한 습도센서는 많은 문제점들이 있었다. 구체적으로는, 습도센서는 주기적인 재현성을 필요로 하는데 세라믹을 이용한 습도센서의 경우 외부환경에 장시간 노출되었을 때 센서표면에 화학적으로 안정한 수산화물(hyroxides)이 형성되어 원상태로 되돌아가지 않는 문제점이 있다. 또한, 세라믹재료는 기공에 흡착된 수분을 제거하기 위하여 정기적으로 열처리를 해야 하며 기공에 먼지 등이 흡착된 경우 제거하기가 어려워 센서로서의 재현성을 기대하기 어렵다.However, there are many problems with the humidity sensor using the ceramic material. Specifically, the humidity sensor requires periodic reproducibility, but in the case of the humidity sensor using ceramics, there is a problem in that chemically stable hydroxides are formed on the surface of the sensor when exposed to the external environment for a long time, so that the sensor does not return to its original state. In addition, the ceramic material must be regularly heat treated to remove the moisture adsorbed in the pores, it is difficult to remove when the dirt is adsorbed in the pores, it is difficult to expect reproducibility as a sensor.

따라서, 근래에는 수분에 대한 친화력이 우수한 친수성 유기고분자물질을 사용한 습도센서 개발에 많은 관심을 갖게 되었는데, 이는 고분자가 값이 싸고, 제조공정이 저온에서 간단히 처리되며, 센서를 필름 형태로 제작하기가 용이하여 세라믹을 이용하는 습도센서에 비해 전기적 물성뿐만 아니라 여러 면에서 우수하여 상업적으로 널리 이용될 수 있기 때문이다. 또한 유기고분자는 습도센서 제작에 필요한 화학적 원소를 그룹으로 적절하게 조절함으로써 센서의 물성에 변화를 줄 수있다는 점에서도 우수하다.Therefore, in recent years, much attention has been paid to the development of a humidity sensor using a hydrophilic organic polymer having excellent affinity for moisture, which is low in polymer value, the manufacturing process is easily processed at low temperature, and it is difficult to manufacture the sensor in the form of a film. This is because it can be widely used commercially because it is excellent in various aspects as well as electrical properties compared to the humidity sensor using a ceramic. In addition, the organic polymer is excellent in that it can change the physical properties of the sensor by appropriately adjusting the chemical elements necessary for the manufacturing of the humidity sensor.

고분자를 이용한 습도센서 중 전기저항식 유기고분자막 습도센서는 알루미나 기판에 형성된 전극에 감습막으로서 전해질 고분자막이 도포되어 있어서 공기 중의 습도가 변화할 때 감습막으로서의 고분자막의 임피던스가 변화하는 현상을 이용하여 습도를 감지하는 습도센서이다.Among the humidity sensors using polymers, the electrical resistance organic polymer film humidity sensor is applied to the electrode formed on the alumina substrate by applying an electrolyte polymer film as a moisture sensitive film. When the humidity in the air changes, the impedance of the polymer film as the moisture sensitive film is changed. Humidity sensor to detect.

이러한 감습재료로서 전해질 고분자막을 이용하는 전기저항식 습도센서는 전해질 고분자막이 주위의 수분을 흡수한 후 해리되어 전기전도도를 나타내므로, 상대습도 0 내지 100%RH(relative humidity: 상대습도) 사이에서 임피던스가 연속적으로 변화한다. 따라서, 상대습도를 정확하게 측정할 수 있는 이점이 있다.The electrical resistance humidity sensor using an electrolyte polymer membrane as such a moisture-sensitive material exhibits electrical conductivity after dissociation of the electrolyte polymer membrane after absorbing the surrounding moisture, so that impedance between relative humidity 0 to 100% RH (relative humidity) is high. Change continuously. Therefore, there is an advantage that can accurately measure the relative humidity.

고분자재료 중 PVA(polyvinyl alcohol)는 값이 싸고 화학구조면에서 탄소원자 사이에 -OH기를 갖고 있어 수분에 대해 민감한 전형적인 범용 친수성 고분자이다. 상기 PVA는 물분자에 대한 높은 친화력으로 인하여 센서의 전기적 물성은 물분자의 흡착과 탈착으로 변화를 일으키게 되지만, 물에 대한 용해성 또한 높기 때문에 필름형태로 습도센서에 적용하면 수분에 의해 쉽게 공격을 받아 내구성이 부족하고 매우 높은 임피던스를 보이는 단점이 있다(C.A.Finch, polyvinyl alcohol-developments, Wiley New York 1992).Among polymer materials, PVA (polyvinyl alcohol) is a typical general-purpose hydrophilic polymer which is insensitive to moisture because it is inexpensive and has a -OH group between carbon atoms in chemical structure. The PVA has a high affinity for water molecules, so the electrical properties of the sensor change due to the adsorption and desorption of water molecules, but because of its high solubility in water, it is easily attacked by moisture when applied to a humidity sensor in the form of a film. The disadvantages are poor durability and very high impedance (CAFinch, polyvinyl alcohol-developments, Wiley New York 1992).

사카이 등(Y.Sakai, Y.Sadaoka, M.Matsuguchi, Sensors and Actuators B, 1995, 35, 85-90)은 습도센서로써 고분자의 안정성과 지속성을 개선하기 위해서 몇가지의 그라프트중합체(grafted-polymer)를 합성하였다. 이 공중합법으로 제조된 물질은 어느 정도 수분에 불용성의 특징을 갖게 되는 효과는 보았지만 이 방법 역시 수분감지물성에 문제점을 안고 있어 획기적인 방법은 아니었다.Sakai et al. (Y.Sakai, Y.Sadaoka, M.Matsuguchi, Sensors and Actuators B, 1995, 35, 85-90) are humidity sensors that have several grafted-polymers to improve the stability and persistence of polymers. ) Was synthesized. Although the material produced by this copolymerization method had an effect of having an insoluble characteristic in water to some extent, this method also had a problem in water sensing physical properties and was not a breakthrough method.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 친수성 유기고분자재료의 습도감지물성 및 가공용이성을 유지하면서, 수분에 대한 내구성이 향상된 습도센서용 감습재료를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, the present invention is to provide a humidity sensor for the humidity sensor improved moisture resistance while maintaining the humidity sensing properties and processability of the hydrophilic organic polymer material.

본 발명의 다른 목적은, 유기고분자재료의 습도감지물성 및 가공용이성을 유지하면서 수분에 대한 내구성이 향상된 습도센서용 감습막의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a humidity sensor moisture-sensitive film having improved durability against moisture while maintaining the humidity sensing properties and processability of the organic polymer material.

도 1은 본 발명에 의한 감습재료별 습도센서에서의 습도에 따른 임피던스의 특성을 나타내는 그래프.1 is a graph showing the characteristics of the impedance according to the humidity in the humidity sensor for each moisture-sensitive material according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 습도센서의 구성예를 도시한 평면도.2 is a plan view showing a configuration example of a humidity sensor according to the present invention;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 습도센서12 : 절연기판10 humidity sensor 12 insulation board

14a,14b : 전극16 : 갭14a, 14b: electrode 16: gap

18 : 감습막18: moisture sensitive film

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 폴리비닐알콜(PVA)계 습도센서용 감습재료는 알칼리토금속 또는 전이금속의 염화물 또는 염화금속수화물의 존재하에서 상기 PVA와 m-벤젠디술폰산(MBDS)의 나트륨염, p-스티렌술폰산(PSSA)의 나트륨염 및 폴리아크릴산(PA)으로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나가 가교결합된 가교물을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the polyvinyl alcohol (PVA) humidity sensor for the humidity sensor according to the present invention is the alkaline earth metal or transition metal of the chloride or metal chloride hydrate of the PVA and m-benzene disulfonic acid (MBDS) Sodium salt, sodium salt of p-styrenesulfonic acid (PSSA) and polyacrylic acid (PA) is selected from the group consisting of crosslinked crosslinked product.

상기한 구성에 의하면, 유기고분자재료의 습도감지물성 및 가공용이성을 유지하면서 수분에 대한 저항성도 향상되는 이점이 있다. 친수성고분자인 PVA에 상기의 선택된 첨가제를 적절히 넣으므로 수분이 재료표면에서의 흡탈착성이 증가하고, 전도성이 더 우수해진다. 즉 습기가 이 감습재료 표면에 화학흡착하면 재료의 전도이온이나 전자가 더 자유롭게 되어 습도센서의 저항이 감소하게되는 특징을 보인다.According to the above configuration, there is an advantage that the resistance to moisture is also improved while maintaining the humidity sensing properties and processability of the organic polymer material. Since the selected additives are suitably added to the hydrophilic polymer PVA, moisture absorbs and desorbs on the material surface, and the conductivity is better. In other words, when moisture is chemisorbed on the surface of the moisture-sensitive material, the conduction ions or electrons of the material become more free and the resistance of the humidity sensor is reduced.

상기 알칼리토금속 또는 전이금속의 염화물 또는 염화금속수화물로는 FeCl2, LiCl, NaCl, KCl, MgCl2, CuCl2, CoCl2또는 그들의 염화금속수화물을 들 수 있는데, 이 중 FeCl2.4H2O가 가장 바람직하다.Examples of the chloride or metal chloride hydrate of the alkaline earth metal or transition metal include FeCl 2 , LiCl, NaCl, KCl, MgCl 2 , CuCl 2 , CoCl 2 or metal chlorides thereof, among which FeCl 2 .4H 2 O is Most preferred.

본 발명에 의한 PVA계 습도센서용 감습막의 제조방법은 다음 단계를 포함한다. 우선, 물 5 - 15ml에 PVA 0.1- 10mg을 넣고 5 - 24시간 동안 상온 - 90℃에서 팽창시킨 후 익일 PVA를 용해한다(제1단계). 그런 다음 물 1 - 3ml에 용해된 MBDS, PSSA 또는 PA를 상기 PVA용액에 첨가한다(제2단계). 최소량의 묽은 산을 이용하여 알칼리토금속 또는 전이금속의 염화물 또는 염화금속수화물을 용해시킨 후 건조증발시켜 1 - 50mg의 용액으로 만든다(제3단계). 상기 제3단계의 혼합물을 물 1 - 20ml에 용해시키고 제2단계에서 형성된 PVA 혼합물과 혼합한다(제4단계). 그런 다음 상기 제4단계의 혼합물을 가열하여 가스를 제거하고 습도센서용 전극기판상에 코팅하고 경화하면 본 발명에 의한 감습막을 얻을 수 있다(제5단계).PVA-based humidity sensor manufacturing method of the humidity sensor according to the present invention includes the following steps. First, 0.1-10 mg of PVA is added to 5-15 ml of water, inflated at room temperature and 90 ° C. for 5 to 24 hours, and then dissolved PVA the next day (first step). MBDS, PSSA or PA dissolved in 1-3 ml of water is then added to the PVA solution (second step). A minimum amount of dilute acid is used to dissolve an alkaline earth or transition metal chloride or metal chloride hydrate, followed by dry evaporation to form a solution of 1-50 mg (step 3). The mixture of step 3 is dissolved in 1-20 ml of water and mixed with the PVA mixture formed in step 2 (step 4). Then, the mixture of the fourth step is heated to remove the gas, coated on the electrode substrate for humidity sensor, and cured to obtain a moisture-sensitive film according to the present invention (step 5).

상기 제2단계에서 MBDS의 경우 100mg - 1g을 용해시키고, 바람직하게는 400 - 600mg을 첨가한다. 또한, PSSA인 경우 200mg - 800mg을 용해시키고, 바람직하게는 400 - 600mg을 첨가한다. 그리고 PA인 경우 500mg - 1.60g을 용해시키고, 바람직하게는 900mg - 1.20g을 첨가한다.In the second step, 100 mg-1 g of MBDS is dissolved, and preferably 400-600 mg are added. Also, in the case of PSSA, 200 mg-800 mg are dissolved, preferably 400-600 mg are added. In the case of PA, 500 mg-1.60 g are dissolved, and preferably 900 mg-1.20 g is added.

상기 알칼리토금속 또는 전이금속의 염화물 또는 염화금속수화물은 FeCl2, LiCl, NaCl, KCl, MgCl2, CuCl2, CoCl2및 그 염화금속수화물에서 선택되고,FeCl2.4H2O가 바람직하다. 상기 FeCl2.4H2O는 제2단계에서 MBDS 또는 PSSA가 첨가되는 경우 60 - 600mg(최적량 150mg)이 사용되고, PA가 첨가되는 경우 100 - 450mg(최적량 250 - 300mg)이 사용된다.The chloride or metal chloride hydrate of the alkaline earth metal or transition metal is selected from FeCl 2 , LiCl, NaCl, KCl, MgCl 2 , CuCl 2 , CoCl 2 and metal chlorides thereof, and FeCl 2 .4H 2 O is preferred. The FeCl 2 .4H 2 O is used 60-600mg (optimum amount 150mg) when MBDS or PSSA is added in the second step, 100-450mg (optimum amount 250-300mg) is used when PA is added.

상기 제3단계에서 상기 산은 HCl, HNO3및 H2SO4에서 선택될 수 있고, 그 양은 0.1 - 100 g으로 한다.In the third step, the acid can be selected from HCl, HNO 3 and H 2 SO 4 , the amount is 0.1-100 g.

상기와 같이 얻어지는 본 발명에 의한 감습재료를 이용하여 종래방법에 의해 금이나 은으로 전극이 형성된 알루미나 기판에 페인팅, 딥핑 또는 스핀코팅법 등 종래 코팅법에 의해 코팅한다. 그런 다음 코팅한 용액을 100 - 200℃ 건조기에서 10분에서 180분간, 바람직하게는 140 -160℃로 2 -3 시간 동안 경화시킨다.The moisture-sensitive material according to the present invention obtained as described above is coated on the alumina substrate on which the electrode is formed of gold or silver by a conventional method by a conventional coating method such as painting, dipping or spin coating. The coated solution is then cured in a 100-200 ° C. dryer for 10-180 minutes, preferably at 140-160 ° C. for 2-3 hours.

상술한 특징의 본 발명에 의한 감습재료별 습도센서에서의 습도에 따른 임피던스의 특성이 도 1에 나타나 있다.The characteristic of the impedance according to the humidity in the humidity sensor for each moisture sensitive material according to the present invention of the above characteristics is shown in FIG.

본 발명의 습도센서는 전극이 설치된 절연기판상에 상기와 같은 감습막을 갖는 것이라면 다른 구성 및 그 제조방법에 대해서는 특별히 제한이 없다. 도 2는 본 발명에 의한 습도센서의 전극기판의 구성예를 도시한 평면도이다.The humidity sensor of the present invention is not particularly limited as long as the humidity sensor has the above-described moisture-sensitive film on the insulating substrate provided with the electrode. 2 is a plan view showing a configuration example of an electrode substrate of the humidity sensor according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 습도센서(10)는 절연기판(12)상에 한 쌍의 빗모양의 전극(14a,14b)을 갖고, 한 쌍의 빗모양의 전극(14a,14b)은 일정거리의 갭(16)에 의해 맞물리도록 하여 절연기판(12)상에 배치된다. 상기 절연기판(12) 및 상기 전극(14a,14b) 상에는 도시된 바와 같이 감습막(18)이 설치되어 있다.As shown in FIG. 2, the humidity sensor 10 has a pair of comb-shaped electrodes 14a and 14b on the insulating substrate 12, and the pair of comb-shaped electrodes 14a and 14b are constant. It is arranged on the insulating substrate 12 to be engaged by the gap 16 of distance. A moisture sensitive film 18 is provided on the insulating substrate 12 and the electrodes 14a and 14b as shown.

상기 절연기판(12)의 재료 및 크기는 통상 사용되는 것이라면 특별한 제한은없다. 상기 절연기판(12)은 크기 7.5 X 7.5mm, 두께 0.25 내지 0.42mm의 알루미나 기판으로 할 수 있다.The material and size of the insulating substrate 12 are not particularly limited as long as they are commonly used. The insulating substrate 12 may be an alumina substrate having a size of 7.5 X 7.5 mm and a thickness of 0.25 to 0.42 mm.

상기 전극(14a,14b)의 재료 및 크기도 통상 사용되는 것이라면 특별한 제한은 없다. 상기 전극(14a,14b)은 전기를 잘 통하는 금이나 은으로 하여 스크린 프린팅, 포토리소그래피 등 통상의 방법에 의해 형성될 수 있고, 상기 감습막(18)과의 접촉면적을 최대로 하기 위해 0.2mm 간격으로 서로 교차되고 5개 이상 형성하는 것이 바람직하고, 각각의 폭은 0.2 - 0.3 mm로 할 수 있다.The materials and sizes of the electrodes 14a and 14b are also not particularly limited as long as they are commonly used. The electrodes 14a and 14b may be formed of gold or silver that are electrically conductive, and may be formed by a conventional method such as screen printing or photolithography. The electrode 14a and 14b may be 0.2 mm in order to maximize the contact area with the moisture sensitive film 18. It is preferable to cross | intersect each other and to form five or more at intervals, and each width can be 0.2-0.3 mm.

상기한 구성으로 양 전극(14a,14b)간에 전원이 인가되면, 감습막(18)의 습도에 따른 저항 및 임피던스변화에 의해 출력전압이 변화하여 습도가 검출된다.When power is applied between the two electrodes 14a and 14b in the above-described configuration, the output voltage is changed by resistance and impedance change according to the humidity of the humidity sensitive film 18 so that humidity is detected.

상기에서는 PVA계에 대해서만 언급하였으나 PEG 및 PEO 등 친수성 유기고분자물질들도 본 발명이 적용될 수 있다.Although only the PVA system is mentioned above, the present invention may also be applied to hydrophilic organic polymer materials such as PEG and PEO.

본 발명에 의한 감습재료 및 그것을 이용한 감습막을 제조하는 방법에 관한 구체적인 실시예는 다음과 같은데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the moisture-sensitive material according to the present invention and a method of manufacturing the moisture-sensitive film using the same are as follows, but the present invention is not limited thereto.

실시예 1Example 1

물 10ml에 PVA 1g을 넣고 24시간 동안 상온에서 팽창시킨다. 익일 PVA가 완전히 용해되면 물 2ml에 용해시킨 MBDS를 400-600mg을 첨가한다. 그 다음 묽은 HCl 10mg에 FeCl4H2O 100-200mg을 독립적으로 용해시킨 후 건조시켜 용액을 증발시킨다. 상기 혼합물을 물 2ml에 용해하여 앞에서 제조한 PVA 혼합용액과 섞어서 완전히 혼합한다. 그런 다음 상기 혼합용액에 약간의 열을 가하여 가스를 제거한다. 그런 다음 알루미나기판(size 7.5mm X 7.2mm X 0.381mm)에 금이나 은으로 형성된 전극을 상기 혼합용액에 넣어 코팅을 한다. 끝으로 오븐에서 150 - 160℃로 2 내지 3시간 동안 코팅한 용액을 경화시킨다.PVA 1g in 10ml of water and inflated at room temperature for 24 hours. The next day, when PVA is completely dissolved, add 400-600 mg of MBDS dissolved in 2 ml of water. Then , 100-200 mg of FeCl 2 4H 2 O is independently dissolved in 10 mg of dilute HCl, followed by drying to evaporate the solution. The mixture is dissolved in 2 ml of water, mixed with the PVA mixed solution prepared above, and mixed thoroughly. Then, some heat is added to the mixed solution to remove the gas. Then, an electrode formed of gold or silver on an alumina substrate (size 7.5 mm X 7.2 mm X 0.381 mm) is coated in the mixed solution. Finally, the coated solution is cured in an oven at 150-160 ° C. for 2-3 hours.

실시예 2Example 2

물 10ml에 PVA 1g을 넣은 용액을 만든 후 물 2ml에 PSSA 400-600mg을 용해한 용액을 첨가하여 혼합한다. 그런 다음에는 실시예 1에서 같이 제조한 FeCl2.4H2O 150mg 용액을 같은 방법으로 첨가하고 잘 혼합시킨다. 완전히 혼합된 상기 용액으로 금전극이나 은전극이 형성된 알루미나 기판에 코팅을 하고 오븐에서 130 - 145℃로 2 - 3시간 동안 경화시킨다.A solution containing 1 g of PVA was added to 10 ml of water, followed by mixing by adding a solution of 400-600 mg of PSSA in 2 ml of water. It then is added and mixed well with a FeCl 2 .4H 2 O 150mg solution the same method as in Example 1. The solution is coated on the alumina substrate on which the gold electrode or silver electrode is formed with the mixed solution and cured at 130-145 ° C. for 2-3 hours in an oven.

실시예 3Example 3

물 10ml에 PVA 1g을 넣은 용액을 만든 후 물 2ml에 PA 900mg - 1.20g을 용해한 용액을 첨가하여 혼합한다. 그런 다음 실시예 1에서 같이 제조한 FeCl2.4H2O 250 - 300mg 용액을 같은 방법으로 첨가하고 잘 혼합시킨다. 완전히 혼합된 상기 용액으로 금전극이나 은전극이 형성된 알루미나 기판에 코팅을 하고 오븐에서 140 - 160℃로 2 -3시간 동안 경화시킨다.Make a solution containing 1 g of PVA in 10 ml of water, and mix by adding a solution of 900 mg-1.20 g of PA in 2 ml of water. Then, Example 1, FeCl 2 .4H 2 O 250 prepared as in - the addition in the same way to 300mg solution and then mixed well. The solution is coated on the alumina substrate on which the gold electrode or the silver electrode is formed with the mixed solution and cured at 140-160 ° C. for 2-3 hours in an oven.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 의한 습도센서용 감습재료는, 친수성 유기고분자재료의 습도감지물성 및 가공용이성을 유지하면서, 수분에 대한 내구성이 향상되는 효과를 도모할 수 있다.The humidity sensor for moisture sensor according to the present invention configured as described above can achieve the effect of improving the durability against moisture while maintaining the humidity sensing properties and processability of the hydrophilic organic polymer material.

또한, 본 발명에 의한 감습막의 제조방법에 의하면, 친수성 유기고분자재료의 습도감지물성 및 가공용이성을 유지하면서, 수분에 대한 내구성이 향상된 습도센서용 감습막을 용이하게 얻을 수 있는 효과를 도모할 수 있다. 또한, 상기 감습막이 적용된 습도센서는 습도감지특성이 개선되고 재현성이 우수하다.In addition, according to the method for manufacturing a moisture sensitive film according to the present invention, it is possible to achieve an effect of easily obtaining a moisture sensitive moisture sensitive film for humidity sensor while maintaining the humidity sensing properties and processability of the hydrophilic organic polymer material. . In addition, the humidity sensor to which the moisture sensitive film is applied has improved humidity sensing characteristics and excellent reproducibility.

Claims (10)

폴리비닐알콜(PVA)계 습도센서용 감습재료에 있어서,In the moisture-sensitive material for polyvinyl alcohol (PVA) humidity sensor, 알칼리토금속 또는 전이금속의 염화물 또는 염화금속수화물의 존재하에서 상기 PVA와 m-벤젠디술폰산(MBDS)의 나트륨염, p-스티렌술폰산(PSSA)의 나트륨염 및 폴리아크릴산(PA)으로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나와의 가교결합에 의한 가교물을 포함하는 것을 특징으로 습도센서용 감습재료.Selected from the group consisting of sodium salts of PVA and m-benzenedisulfonic acid (MBDS), sodium salts of p-styrenesulfonic acid (PSSA) and polyacrylic acid (PA) in the presence of chlorides or metal chlorides of alkaline earth or transition metals Humidity sensor for humidity sensor, characterized in that it comprises a crosslinked by crosslinking with one. 제1항에 있어서, 상기 알칼리토금속 또는 전이금속의 염화물 또는 염화금속수화물은 FeCl2, LiCl, NaCl, KCl, MgCl2, CuCl2, CoCl2및 그 염화금속수화물에서 선택되는 것을 특징으로 하는 습도센서용 감습재료.The humidity sensor according to claim 1, wherein the chloride or metal chloride of the alkaline earth metal or transition metal is selected from FeCl 2 , LiCl, NaCl, KCl, MgCl 2 , CuCl 2 , CoCl 2 and metal chlorides thereof. Moisturizing Materials. 폴리비닐알콜계 습도센서용 감습막의 제조방법에 있어서,In the manufacturing method of the moisture-sensitive film for polyvinyl alcohol-based humidity sensor, 물 5 - 15ml에 PVA 0.1 - 10mg을 넣고 5 - 24시간 동안 상온 - 90℃에서 팽창시킨 후 PVA를 용해시키는 제1단계;0.1-10 mg of PVA in 5-15 ml of water, incubated at room temperature-90 ° C. for 5-24 hours, and then dissolving PVA; 물 1 - 2ml에 용해된 m-벤젠디술폰산(MBDS)의 나트륨염, p-스티렌술폰산(PSSA)의 나트륨염 및 폴리아크릴산(PA)로 이루어진 그룹에서 선택된 하나를 상기 PVA용액에 첨가하는 제2단계;A second step of adding one selected from the group consisting of sodium salt of m-benzene disulfonic acid (MBDS), sodium salt of p-styrenesulfonic acid (PSSA) and polyacrylic acid (PA) dissolved in 1-2 ml of water to the PVA solution step; 묽은 산을 이용하여 알칼리토금속 또는 전이금속의 염화물 또는 염화금속수화물을 용해시킨 후 증발시키는 제3단계;A third step of dissolving an alkaline earth metal or transition metal chloride or metal chloride hydrate using dilute acid and then evaporating it; 상기 혼합물을 물 1 - 20ml에 용해시키고 상기 PVA 혼합물과 혼합하는 제4단계; 및A fourth step of dissolving the mixture in 1-20 ml of water and mixing with the PVA mixture; And 상기 혼합물을 가열하여 가스를 제거한 후 습도센서용 전극기판상에 코팅하고 경화시키는 제5단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 습도센서용 감습막의 제조방법.And heating the mixture to remove the gas and coating and curing the electrode substrate for a humidity sensor, followed by curing. 5. 제3항에 있어서, 상기 제2단계에서 MBDS를 100mg - 1000mg 용해시키는 것을 특징으로 하는 습도센서용 감습막의 제조방법.4. The method of claim 3, wherein in the second step, 100 mg-1000 mg of MBDS is dissolved. 제3항에 있어서, 상기 제2단계에서 PSSA 200mg - 800mg을 용해시키는 것을 특징으로 하는 습도센서용 감습막의 제조방법.The method of claim 3, wherein in the second step, PSSA 200mg-800mg is dissolved. 제3항에 있어서, 상기 제2단계에서 PA 500mg - 1,600mg을 용해시키는 것을 특징으로 하는 습도센서용 감습막의 제조방법.4. The method of claim 3, wherein in the second step, PA 500 mg-1600 mg are dissolved. 제3항에 있어서, 상기 알칼리토금속 또는 전이금속의 염화물 또는 그 염화금속수화물은 FeCl2, LiCl, NaCl, KCl, MgCl2, CuCl2, CoCl2및 그 염화금속수화물에서 선택되는 것을 특징으로 하는 습도센서용 감습막의 제조방법.The humidity of claim 3, wherein the chloride of the alkaline earth metal or the transition metal or metal chloride thereof is selected from FeCl 2 , LiCl, NaCl, KCl, MgCl 2 , CuCl 2 , CoCl 2 and metal chlorides thereof. The manufacturing method of the humidity sensitive film for sensors. 제3항 또는 제7항에 있어서, 상기 알칼리토금속 또는 전이금속의 염화물 또는 그 염화금속수화물은 FeCl2.4H2O인 것을 특징으로 하는 습도센서용 감습막의 제조방법.Claim 3 or 8. The method of claim 7 wherein the alkaline earth metal chloride or a metal chloride or a hydrate of a transition metal is FeCl 2 .4H 2 O in a humidity sensor humidity-sensitive film production method according to claim one. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3단계에서 상기 산은 HCl, HNO3및 H2SO4에서 선택되는 것을 특징으로 하는 습도센서용 감습막의 제조방법.8. The method of claim 3, wherein the acid is selected from HCl, HNO 3, and H 2 SO 4 in the third step. 9. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제5단계에서 상기 혼합물을 상기 습도센서용 전극기판상에 코팅하고 경화시키는 과정은 상기 혼합물을 금전극이나 은전극이 형성된 알루미나 기판상에 코팅을 하고 오븐에서 140 - 160℃로 2 - 3시간 동안 경화시키는 것임을 특징으로 하는 습도센서용 감습막의 제조방법.The process of any one of claims 3 to 7, wherein in the fifth step, the coating and curing of the mixture on the electrode substrate for humidity sensor is performed on the alumina substrate on which the gold electrode or the silver electrode is formed. Coating and curing method for the humidity sensor for humidity sensor, characterized in that the curing for 2 to 3 hours at 140-160 ℃ in the oven.
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