JPH0416742B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0416742B2 JPH0416742B2 JP58008234A JP823483A JPH0416742B2 JP H0416742 B2 JPH0416742 B2 JP H0416742B2 JP 58008234 A JP58008234 A JP 58008234A JP 823483 A JP823483 A JP 823483A JP H0416742 B2 JPH0416742 B2 JP H0416742B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moisture
- humidity
- sensing element
- present
- sensitizer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/121—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid for determining moisture content, e.g. humidity, of the fluid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、空調機器等に好適な感湿素子に関す
るものである。
るものである。
湿度を検知する方法には、種々のものがある
が、本発明は高分子感湿剤皮膜を利用する。即
ち、これが雰囲気の湿度を吸収することで抵抗値
が変化することを利用している。
が、本発明は高分子感湿剤皮膜を利用する。即
ち、これが雰囲気の湿度を吸収することで抵抗値
が変化することを利用している。
一般に感湿素子として有機高分子感湿剤皮膜を
用いることは知られている。しかし感湿素子は、
種々の過酷な条件にさらされ再現性を要するため
高分子感湿剤皮膜に要求される特性は極めて厳し
いものがある。すなわち、要求される特性として
は、 (イ) 相対湿度を変化させたとき抵抗値が対数直線
的に変化をし、経時させても一定であること、 (ロ) 高湿度雰囲気から低湿度雰囲気に変化させた
際にも(イ)と同じ直線上を誤差なく戻ること、 (ハ) 一般に高分子感湿剤は高湿度下に放置された
場合それ自体水溶性であるため、感湿剤の溶解
脱着により抵抗特性が上昇してしまう場合の多
いため、かような高湿度下の放置においても充
分な耐久性を示すこと、 などが挙げられる。そして従来の高分子感湿剤皮
膜においてかような特性すべてを充分に満足する
ものは本発明者の知るところほとんど知られてい
ない。
用いることは知られている。しかし感湿素子は、
種々の過酷な条件にさらされ再現性を要するため
高分子感湿剤皮膜に要求される特性は極めて厳し
いものがある。すなわち、要求される特性として
は、 (イ) 相対湿度を変化させたとき抵抗値が対数直線
的に変化をし、経時させても一定であること、 (ロ) 高湿度雰囲気から低湿度雰囲気に変化させた
際にも(イ)と同じ直線上を誤差なく戻ること、 (ハ) 一般に高分子感湿剤は高湿度下に放置された
場合それ自体水溶性であるため、感湿剤の溶解
脱着により抵抗特性が上昇してしまう場合の多
いため、かような高湿度下の放置においても充
分な耐久性を示すこと、 などが挙げられる。そして従来の高分子感湿剤皮
膜においてかような特性すべてを充分に満足する
ものは本発明者の知るところほとんど知られてい
ない。
本発明は前述の(イ)〜(ハ)の条件を殆んど満足でき
る高分子感湿剤を提供することを目的とするもの
である。
る高分子感湿剤を提供することを目的とするもの
である。
一般に高分子電解質を感湿膜とする湿度センサ
は高湿度状態から低湿度状態へ湿度を変化させた
とき高湿度下で吸着できず、過剰の水分量に応じ
て実際の湿度より高い湿度を表示する。
は高湿度状態から低湿度状態へ湿度を変化させた
とき高湿度下で吸着できず、過剰の水分量に応じ
て実際の湿度より高い湿度を表示する。
この現象をヒステリシスというのが小さい方が
秀れた湿度センサである。この湿度センサのヒス
テリシスは主に親水性モノマーに支配され、その
ペンダント長Ｌ（主鎖からイオン解離基までの長
さ）によつてほぼ決定されることが分つてきた。
秀れた湿度センサである。この湿度センサのヒス
テリシスは主に親水性モノマーに支配され、その
ペンダント長Ｌ（主鎖からイオン解離基までの長
さ）によつてほぼ決定されることが分つてきた。
その理由はペンダント長が大きいポリマ系では
イオン解離基近傍の自由空間が大きく、水分子の
吸脱着が容易に進行するため良好なヒステリシス
を示すものと考えられる。
イオン解離基近傍の自由空間が大きく、水分子の
吸脱着が容易に進行するため良好なヒステリシス
を示すものと考えられる。
かくして本発明によれば、絶縁基板上の一対の
電極間に、感湿剤としてメタクリルアミドプロピ
ルトリメチルアニモニウムクロライドの重合体又
は共重合体を用いて感湿素子が提供される。かよ
うな化合物自体は従来繊維等の帯電防止剤として
知られており、例えばMAPTAC（テキサコ石油
社の商標名）の名称で入手可能である。
電極間に、感湿剤としてメタクリルアミドプロピ
ルトリメチルアニモニウムクロライドの重合体又
は共重合体を用いて感湿素子が提供される。かよ
うな化合物自体は従来繊維等の帯電防止剤として
知られており、例えばMAPTAC（テキサコ石油
社の商標名）の名称で入手可能である。
本発明の感湿剤となる高分子は、上記メタクリ
ルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロラ
イドを重合又は共重合させることにより得られ
る。通常、単独重合体を用いるより、適当な他の
モノマーと共重合させた共重合体を用いるのが、
感湿膜の耐久性すなわち前記(ハ)の条件をより満足
せしめる点好ましい。適当な他のモノマーとして
は、酢酸ビニル、メタクリル酸低級アルキルエス
テル又はトリエチレングリコールジメタクリレー
トを用いるのが適当であり、その共重合比は特に
限定されることはないが通常、約１：４〜４：１
とするのが適当である。
ルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロラ
イドを重合又は共重合させることにより得られ
る。通常、単独重合体を用いるより、適当な他の
モノマーと共重合させた共重合体を用いるのが、
感湿膜の耐久性すなわち前記(ハ)の条件をより満足
せしめる点好ましい。適当な他のモノマーとして
は、酢酸ビニル、メタクリル酸低級アルキルエス
テル又はトリエチレングリコールジメタクリレー
トを用いるのが適当であり、その共重合比は特に
限定されることはないが通常、約１：４〜４：１
とするのが適当である。
上記重合体及び共重合体は例えば、ラジカル発
生剤を用いるラジカル重合等の公知の重合方法に
より得られる。その際の平均重合度は通常約100
〜3000に調整するのが好ましい。ただし、これ以
上又はこれ以下の重合度のものも感湿性を発揮す
る範囲内で適用することができる。
生剤を用いるラジカル重合等の公知の重合方法に
より得られる。その際の平均重合度は通常約100
〜3000に調整するのが好ましい。ただし、これ以
上又はこれ以下の重合度のものも感湿性を発揮す
る範囲内で適用することができる。
このようにして得た重合体又は共重合体をメタ
ノール、エタノール、アセトン等の有機溶媒に溶
解したのち、感湿素子の基板ことに電極間に塗布
し乾燥して感湿膜を形成させることにより本発明
の感湿剤が得られる。
ノール、エタノール、アセトン等の有機溶媒に溶
解したのち、感湿素子の基板ことに電極間に塗布
し乾燥して感湿膜を形成させることにより本発明
の感湿剤が得られる。
このようにして得られた本発明の感湿素子は、
前記(イ)〜(ハ)の特性を充分に満足するものである。
さらにその応答性も類似の高分子感湿剤皮膜を有
するものに比して迅速である。従つて、湿度測定
を必要とする種々の分野における感湿素子として
有用であり、ことに空調機器等の感湿素子として
好適である。
前記(イ)〜(ハ)の特性を充分に満足するものである。
さらにその応答性も類似の高分子感湿剤皮膜を有
するものに比して迅速である。従つて、湿度測定
を必要とする種々の分野における感湿素子として
有用であり、ことに空調機器等の感湿素子として
好適である。
以下、本発明を実施例及び図面により詳説する
が、これにより本発明は限定されるものではな
い。
が、これにより本発明は限定されるものではな
い。
実施例 １
感湿剤の合成
テキサコ石油製MAPTAC（メタクリルアミド
プロピルトリメチルアンモニウムクロライド50％
水溶液）より脱水することで、メタクリルアミド
プロピルトリメチルアンモニウムクロライドのや
や黄色を帯びた粉体を得る。
プロピルトリメチルアンモニウムクロライド50％
水溶液）より脱水することで、メタクリルアミド
プロピルトリメチルアンモニウムクロライドのや
や黄色を帯びた粉体を得る。
メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニ
ウムクロライドと酢酸ビニルとの共重合体は次の
ようにして得ることができる。
ウムクロライドと酢酸ビニルとの共重合体は次の
ようにして得ることができる。
即ち、メタクリルアミドプロピルトリメチルア
ンモニウムクロライド10ｇと酢酸ビニル8.4ｇを
メタノールに溶解して60mlとし、これに重合開始
剤として過酸化ベンゾイル200mgを加えて70℃で
17時間重合反応を行なう。反応終了後冷却し、ア
セトン450ml中へ撹拌しつつ滴下することで共重
合体の白色沈殿物を得ることができる。同様な操
作で、10ｇのメタクリルアミドプロピルトリメチ
ルアンモニウムクロライドと、メタクリル酸メチ
ルエステル9.8ｇ或いはトリエチレングリコール
ジメタクリレート0.52ｇをそれぞれ70℃で15時
間、及び70℃で36時間反応させることで本発明の
他の２種類の感湿剤を合成することができる。
ンモニウムクロライド10ｇと酢酸ビニル8.4ｇを
メタノールに溶解して60mlとし、これに重合開始
剤として過酸化ベンゾイル200mgを加えて70℃で
17時間重合反応を行なう。反応終了後冷却し、ア
セトン450ml中へ撹拌しつつ滴下することで共重
合体の白色沈殿物を得ることができる。同様な操
作で、10ｇのメタクリルアミドプロピルトリメチ
ルアンモニウムクロライドと、メタクリル酸メチ
ルエステル9.8ｇ或いはトリエチレングリコール
ジメタクリレート0.52ｇをそれぞれ70℃で15時
間、及び70℃で36時間反応させることで本発明の
他の２種類の感湿剤を合成することができる。
実施例 ２
感湿剤の塗布及び性能
メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニ
ウムクロライドと酢酸ビニルとの共重合体である
感湿剤をメタノールに溶解して２％の溶液をつく
る。この液中に第１図の如く櫛型の金箔製１，１
を設けたアルミナ製絶縁基板２を５秒間浸漬した
のち引き上げ、110℃雰囲気中で30分間乾燥させ
た。こうして得た感湿素子３を第２図の如くリー
ド線４，４を接続して、周波数1KHz5Vの交流電
圧を電源５より、100KΩの抵抗６を介して加え
ることで、この抵抗６にかかる両端電圧を測定す
ることで25℃相対湿度雰囲気空間７での感湿素子
３の抵抗値を算出した。こうして得た相対湿度−
抵抗の特性曲線を第３図に示す。
ウムクロライドと酢酸ビニルとの共重合体である
感湿剤をメタノールに溶解して２％の溶液をつく
る。この液中に第１図の如く櫛型の金箔製１，１
を設けたアルミナ製絶縁基板２を５秒間浸漬した
のち引き上げ、110℃雰囲気中で30分間乾燥させ
た。こうして得た感湿素子３を第２図の如くリー
ド線４，４を接続して、周波数1KHz5Vの交流電
圧を電源５より、100KΩの抵抗６を介して加え
ることで、この抵抗６にかかる両端電圧を測定す
ることで25℃相対湿度雰囲気空間７での感湿素子
３の抵抗値を算出した。こうして得た相対湿度−
抵抗の特性曲線を第３図に示す。
このように初期特性は、相対湿度40％〜100％
の範囲で対数直線的に変化をしている。また戻り
即ち、相対湿度100％より40％へ戻したときの変
化も対数直線的に変化し、初期特性との差異も殆
んどない。また対湿性能を調べるために、底部に
水を張つたデシケーター内に感湿素子を静置し
て、蓋をして７日間放置したのちの特性値の変化
も示した。第３図のように初期特性と近い値であ
ることがわかる。
の範囲で対数直線的に変化をしている。また戻り
即ち、相対湿度100％より40％へ戻したときの変
化も対数直線的に変化し、初期特性との差異も殆
んどない。また対湿性能を調べるために、底部に
水を張つたデシケーター内に感湿素子を静置し
て、蓋をして７日間放置したのちの特性値の変化
も示した。第３図のように初期特性と近い値であ
ることがわかる。
他の２種類の感湿剤、即ちメタクリルアミドプ
ロピルトリメチルアンモニウムクロライドとメタ
クリル酸メチルエステル、トリエチレングリコー
ルジメタクリレートのいずれか一物質との共重合
体による感湿剤についても、相対湿度変化に対す
る対数直線性や戻りの対数直線性及び対湿気性能
は同様に優れたものであつた。
ロピルトリメチルアンモニウムクロライドとメタ
クリル酸メチルエステル、トリエチレングリコー
ルジメタクリレートのいずれか一物質との共重合
体による感湿剤についても、相対湿度変化に対す
る対数直線性や戻りの対数直線性及び対湿気性能
は同様に優れたものであつた。
第１図は、本発明の感湿剤を適用する感湿素子
の一例を示す正面図であり、第２図は、第１図の
感湿素子を用いる測定回路の一例を示す構成説明
図であり、第３図は、本発明の感湿素子を用いた
際の、相対湿度−抵抗特性図の一例を示すグラフ
である。 １……電極、２……絶縁基板、３……感湿素
子。
の一例を示す正面図であり、第２図は、第１図の
感湿素子を用いる測定回路の一例を示す構成説明
図であり、第３図は、本発明の感湿素子を用いた
際の、相対湿度−抵抗特性図の一例を示すグラフ
である。 １……電極、２……絶縁基板、３……感湿素
子。
Claims (1)
- １ 絶縁基板上の一対の電極間に、感湿剤とし
て、メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモ
ニウムクロライドと、酢酸ビニル、メタクリル酸
低級アルキルエステル又はトリエチレングリコー
ルジメタクリレートとの共重合体を用いてなる感
湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58008234A JPS59133453A (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58008234A JPS59133453A (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | 感湿素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59133453A JPS59133453A (ja) | 1984-07-31 |
| JPH0416742B2 true JPH0416742B2 (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=11687459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58008234A Granted JPS59133453A (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59133453A (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5816467B2 (ja) * | 1977-12-08 | 1983-03-31 | 神栄株式会社 | 感湿素子 |
| JPS5529774A (en) * | 1978-08-24 | 1980-03-03 | Shinei Kk | Relative humidity detector |
| JPS5510502A (en) * | 1978-05-25 | 1980-01-25 | Shinei Kk | Moisture sensitive element |
| JPS57190258A (en) * | 1981-05-20 | 1982-11-22 | Hitachi Ltd | Humidity sensor |
-
1983
- 1983-01-20 JP JP58008234A patent/JPS59133453A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59133453A (ja) | 1984-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yasin et al. | A shape memory hydrogel induced by the interactions between metal ions and phosphate | |
| US4442422A (en) | Humidity sensitive resistor | |
| Günther et al. | Chemical sensors based on multiresponsive block copolymer hydrogels | |
| Allain et al. | Sol-gel transition of hydrolyzed polyacrylamide+ chromium (III): rheological behavior versus crosslink concentration | |
| Lee et al. | Resistive humidity sensor using phosphonium salt-containing polyelectrolytes based on the mutually cross-linkable copolymers | |
| JPH051903B2 (ja) | ||
| US4120813A (en) | Hygroscopic resin and humidity sensor using the same | |
| JPS5899743A (ja) | 感湿素子及びその製造方法 | |
| Lu et al. | Dynamic light scattering studies on polyelectrolytic derivatives of poly (N-isopropylacrylamide) | |
| JPS59133453A (ja) | 感湿素子 | |
| US2710324A (en) | Sensing element for the electric hygrometer | |
| JPS6253065B2 (ja) | ||
| Gong et al. | Humidity-sensitive properties of gel polyelectrolyte based on cross-linked copolymers containing both ammonium salt and amine function | |
| JPS58223739A (ja) | 湿度センサ用感湿材 | |
| JP2004301766A (ja) | 感湿材用組成物、感湿材料および湿度センサ素子 | |
| JPH08134146A (ja) | 側鎖に核酸塩基を導入したポリマ−ゲル及びその製造方法 | |
| JPS6319020B2 (ja) | ||
| JPH116809A (ja) | 湿度センサおよびそれを用いた電子機器 | |
| JPS61241643A (ja) | 感湿素子 | |
| JPH02210253A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS6158778B2 (ja) | ||
| JPS6252446A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS6236550A (ja) | 感湿素子 | |
| JPH04346062A (ja) | 有機高分子湿度センサ | |
| JP2874026B2 (ja) | 湿度センサ |