JPH0236344A - 静電容量変化型感湿素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、有機ポリマーを感湿膜とする静電容量変化型
感湿素子およびその製造方法に関する。

〈従来の技術〉 従来、この種の感湿素子は、有機ポリマーからなる感湿
膜の両面を上部電極と下部電極で挟み込んだ構造を有し
、下部電極は絶縁基板に電極を形成したものか、あるい
は導電性金属板が用いられる。

そして、感湿膜の形成は、ポリマーを有機溶剤に溶解し
て溶液とし、これに上記下部電極を浸漬するか、あるい
はスピンコードする方法で行っていた。

く本発明が解決しようさする問題点〉 従来の感湿膜の形成方法では、ポリマーが溶剤に不溶で
あるか、可溶であっても取扱いが不便な溶剤である場合
には、そのポリマーを実際には使用できないから、耐熱
性および耐薬品性に優れたエンジニアリングプラスチッ
クは利用することができず、また溶剤の使用は毒性や防
火、防爆など環境安全の上でも問題であった。

本発明の課題は、溶剤使用による安全上の問題を伴わず
に、耐熱性および耐薬品性に優れた有機ポリマーを利用
することができ、感湿特性および耐久性の良好な感湿素
子とその製造方法を提供することにある。

く問題点を解決するための手段〉 図面を参照して説明すると、本発明の静電容量変化型感
湿素子は、第１図に示すように、感湿膜１と絶縁膜２の
両面を上部電極３と下部電極４で挟み込んだ構造を有し
、下部電極４は絶縁基板４ａに電極４ｂを形成したもの
、あるいは電極を兼ねた導電性金属基板で構成される。

本発明において、上記感湿膜１は一般式％式％ （式中、−Ｒ−は芳香環、脂環または異部環化合物残基
を、−Ｘ−は−０−１−８Ｏ□−−Ｎ　ＨＣ○−−ＣＯ
−−Ｎ　Ｈ−Ｃ−Ｎ　Ｈ−またはで示されるポリマーか
ら成る薄膜で形成されることを特徴とする。

これらのポリマーを例示すれば、キチンまたはその誘導
体、プルランまたはその誘導体、ポリエーテルスルホン
、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ボロフ
ェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルケト
ン、ポリエーテルスルホン、バラ系芳香族ポリアミド、
メタ系芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミ
ドなどが挙げられる。

第１図に示すような本発明の感湿素子を製造するには、
下部電極４上に絶縁膜２を形成し、その北に上記ポリマ
ーを真空蒸着して感湿膜１を形成し、さらにその上に上
部電極３を形成する。

感湿膜１の厚さは、ポリマーの種類によって異なるが、
５０〜２０．００ＯＡ、特に１００〜５，０ＯＯＡが好
ましい。

５０人より薄いと乾燥および高湿の繰り返しに対する耐
久性に劣り、また２０．００ＯＡを超えると、湿度に対
する応答速度が遅く、ヒステリシスが大きくなる。

下部電極４は１８−８クロムステンレス板などの導電１
１金属基板をそのまま用いることもできるが、アルミナ
、Ｓｉ３Ｎ＋、セラミックスなどの無機質絶縁基板また
はポリイミド、ポリアミドなどの絶縁性を有するプラス
チックフィルムを基板とし、これに電極として金、白金
クロムなどの耐蝕性のよい金属を既知のイオンスパッタ
リングまたはイオンコートにより約５０〜２０，０００
　Ａの被膜として形成する。

また、絶縁膜２は上部電極３と下部電極４との短絡を防
止し、両極間の抵抗を高く保つもので、前述したアルミ
ナ、Ｓｉ３Ｎ４などの無機質絶縁体やポリイミド樹脂、
ポリスチレン、フッ素樹脂などの合成樹脂絶縁体を、ス
パッタリング、プラズマ重合、塗布乾燥その他の既知の
方法で形成する。

絶縁膜２の厚さには特に制限はないが、５００〜１０，
０００Ａの範囲が適当である。

く本発明の作用〉 本発明の感湿膜１は前記ポリマーの真空蒸着により形成
されるから、従来の溶剤溶解型と異なり、環境汚染や安
全上の問題がなく、耐熱性および耐薬品に優れたエンジ
ニアリングプラスチック（ポリマー）を容易に利用する
ことができる。

このような感湿膜は、感湿特性の直線性に優れ、ヒステ
リシスが小さく、耐久１′！：が良好で温度による影響
が少な（、安定な品質の感湿素子が得られる。

〈実施例〉 以下、本発明による感湿素子の作用および効果を実施例
により具体的に説明する。

（実施例１） 厚さ５０μｍのフィルム状ポリイミドに金を約１００Ｏ
Ａの厚さにイオンコートシ、アンモニアガスによるプラ
ズマ表面処理を施した後、ポリイミド溶液を塗布し、絶
縁膜とした。

さうｌ：、−ｔ−チン（ＫＡＴＯＫＩＣＨＩ社製、キチ
：／　ＥＸＫＡ−００３）を５０ＯＡの厚さに１０−’
　ｔｏｒｒ、加熱温度６００℃で真空蒸着し、上部電極
として金をその上に真空蒸着した。

得られた感湿素子の特性は第２図の直線（１）に示すと
おりである。

（実施例２） 表面平滑な１８−８クロムステンレス板にアンモアガス
によりプラズマ処理を施し、ポリイミド溶液を塗布した
。

その表面にキチン誘導体〈実施例１と同じキチンをイソ
フタル酸を用いてエステル化したちのエステル化条件、
イソフタル酸エタノール溶液中硫酸０．１名を触媒とし
て４０℃、２０時間反応させたもの）を１０　’　ｔｏ
ｒｒ、加熱温度６００℃で真空蒸着し、さらに上部電極
として金を真空蒸着した。

その感湿特性は第２図の直線（２）に示すとおりである
。

〈実施例３） アルミナ板上に金電極をスパッタリングにより形成し、
その上に絶縁膜としてアルミナを５００Ａスパツタリン
グにより付着させ、実施例１と同様に５０ＯＡの厚さに
キチンを真空蒸着し、最上部に白金を上部電極として蒸
着した。

得られた感湿素子の特性は第３図の曲線（３）に示すと
おりである。

（実施例４） 厚さ５０ｕＩ１１のフィルム状ポリイミドに金を約５０
ＯＡの厚さでイオンコートし、スチレンをプラズマ重合
させ、１０００　Ａの絶縁膜とした。

この上にポリフェニレンオキシド（エンジニアリングプ
ラスチックス社製、ノリル７３１Ｊ）を５０ＯＡの厚さ
に１領’　　ｔｏｒｒ、加熱温度６００℃で真空蒸着し
、さらに上部電極として金を真空蒸着した。

その感湿特性は第３図の曲線（４）に示すとおりである
。

（実施例５） 表面平滑なｌ８−８クロムステンレス板にフッ素樹脂（
テフロン）をスパッタリングで５００Ａの厚さに付着さ
せ、絶縁膜とした。

その上にプルラン（林産生物研究所製）を１Ｏ−４ｔｏ
ｒｒ、加熱温度６００℃で真空蒸着して５００Ａの厚さ
にし、上部電極として金を真空蒸着した。

その感湿特性は第３図の曲線（５）に示すと７１５つで
ある。

（実施例６） 表面平滑なアルミナ板上に金をイオンコートし、スパッ
タリングによりＳｉ３Ｎ４を５００　Ａまで付着させた
。

その上にパラ系芳香族ポリアミド（デュポン社製、ケブ
ラー２９〉を１０’ｔｏｒｒ、加熱温度６００℃で真空
蒸着後、金を上部電極として真空蒸着した。

その感湿特性は第３図の曲線（６）に示すとおりである
。

（実施例７） 実施例２で得られた感湿素子について、温度による静電
容量変化を調べた結果を第４図に示した。

感湿特性は１５〜３５仁の範囲でほとんど変化しない。

これにより、温度による影響を考慮する必要がないこと
がわかる。

また、上記の感湿素子について、乾燥および高湿を繰り
返す促進試験による劣化を調べた結果を第５図に示した
。

試験は５０仁において、湿度ｌＯ％ＲＨ以下と１００％
旧（の雰囲気中に１時間毎に交互に放置し、２時間を１
サイクルとして測定を行った。

５０Ｃサイクル終了後の特性値を初期値と比較したとこ
ろ＋：２％ＲＨの範囲内であった。

〈本発明の効果〉 以］二説明したように、本発明によれば、従来の有機溶
剤使用に付随する安全上などの問題がなく、感湿特性の
直線性に優れ、ヒステリシスが小さく、かつ温度の影響
も少なくて、耐久性が良好で安定な性能をもつ感湿素子
を提供することができろ。

第３図；同じ〈実施例３ないし６で得られた感湿素子の
感湿特性を示すグラフ。

第４図：同じ〈実施例２で得られた感湿素子の温度と静
電容量との関係を示すグラフ。

第５図：同上の感湿素子の耐久性を示すグラフ（横軸　
サイクル数、縦軸；静電容量）。

１：感湿膜、２：絶縁膜、３：上部電極、４：下部電極
、４ａ：絶縁基板、４ｂ：電極。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．一般式 　▲数式、化学式、表等があります▼ で示されるポリマーから成る薄膜を感湿膜とすることを
   特徴とする静電容量変化型感湿素子。
2. ２．前記感湿膜と絶縁膜とを両面から電極で挟んでなる
   請求項１記載の感湿素子。
3. ３．前記感湿膜と絶縁膜とを両面から電極で挟んだ静電
   容量変化型感湿素子を製造する方法において、 一般式 　▲数式、化学式、表等があります▼ で示されるポリマーを前記絶縁膜に真空蒸着させて前記
   感湿膜を形成することを特徴とする方法。