JPH0514864B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は湿度又は結露等を検出するために使用
する再現性が高く、高感度で、寿命特性の優れた
湿度センサの製造方法に関するものである。

従来の技術 従来、この種の湿度センサの製造方法として
は、数多く知られている。例えば特願昭52−
151890号公報、特公昭56−13362号公報、特公昭
60−8458号公報に示されているように、ガラス基
板、アルミナ基板等の絶縁基板上にカーボンや金
属の材料で一対のくし形電極を設ける。次に吸湿
性樹脂として、２−ヒドロキシエチルメタクリレ
ートとグリシジルメタクリレートの共重合体をメ
チルセロソルブやエチルセロソルブ等の溶剤で溶
かし、これに天然黒鉛粉ASPやカーボンブラツ
ク等の導電性粉末と硬化剤ジアミノジフエニルメ
タンを加え、さらにメチルセロソルブやエチルセ
ロソルブを加え、ボールミルで混合しよく分散さ
せる。この分散液を先の電極を設けた絶縁基板上
に塗布して感湿抵抗膜を形成し、100℃で１時間
加熱して湿度センサが製造されていた。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の方法では、感湿抵抗膜形成時
には、周囲温度湿度によりなる分散液の溶剤の蒸
発、導電性粉末粒子間の安定性、吸湿性樹脂と導
電性粉末の分散状態に変化等があり、しかも分散
液は保存がきかず再現性に問題があつた。叉、
120℃以上で加熱すると湿度特性の感度が低下し、
高温に放置されると寿命特性が劣化するという問
題があつた。

本発明はこのような問題点を解決するもので、
周囲温度湿度によりなる分散液の蒸発が少ない高
沸点の溶剤を使用し、硬化剤の添加量を少なくし
て吸湿性樹脂と導電性粉末の分散状態が安定で長
期保存が可能な分散液を製造することにより、再
現性が高く、高感度で寿命特性に優れた湿度セン
サの製造方法を提供することを目的とするもので
ある。

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、２−ヒ
ドロキシエチルメタクリレートとグリシジルメタ
クリレートとアゾビスイソブチロニトルの共重合
体吸湿性樹脂に対し硬化剤としてジアミノジフエ
ニルメタンを少量加え、導電性粉末としてアセチ
レンブラツクを加えて分散液を製造し、さらに高
沸点の溶剤ベンジルアルコールを加えてペースト
状の分散液を製造することにより、再現性の高い
寿命特性に優れた湿度センサを製造することを特
徴としたものである。

作 用 この方法により、ペースト状の分散液は、周囲
温度湿度の変化に対しても常に吸湿性樹脂と導電
性粉末の分散状態が安定で、長期保存が可能であ
り、安定で再現性の高い感湿抵抗膜を形成するこ
とができる。叉、硬化剤の添加量が少ないため高
温加熱が可能で、高温に放置された場合の湿度特
性の感度抵下、寿命特性の劣化を小さくすること
となる。

実施例 第１図は本発明の一実施例の製造方法による湿
度センサの一例を示し、第１図Ａは平面図であ
り、第１図ＢはＸ−X′線に沿つた断面図である。
第１図において、１はアルミナ絶縁基板で、この
アルミナ絶縁基板１の上面にリード線５，６の半
田付け用銀電極２ａ，２ｂを形成する。次にくし
形のカーボン電極３ａ，３ｂを半田付け用銀電極
２ａ，２ｂに接続して形成する。

次に感湿抵抗膜４を形成するための分散液の製
造方法について述べる。２−ヒドロキシエチルメ
タクリレート143ｇとグリシジルメタクリレート
10.4ｇ（モル比15：１）とをエチルセロソルブ
380ｇに溶解し、アゾビスイソブチロニトリル
1.07gを開始剤として加え、窒素気流下、80℃，
５時間加熱して共重合させた。この共重合体100
ｇに対し、硬化剤ジアミノジフエニルメタン0.2
ｇ〜１ｇ、導電性粉末４ｇ〜６ｇを加え、さらに
ベンジルアルコールを10ｇ〜40ｇ加えて三段ロー
ル機で混合して印刷用ペースト状の分散液を製造
する。

このようにして製造したペースト状の分散液
を、前記くし形のカーボン電極３ａ，３ｂが形成
されたアルミナ絶縁基板１の上面にスクリーン版
を用いてスクリーン印刷し、感湿抵抗膜４を形成
し、100℃〜180℃，１時間加熱して反応させる。
その後リード線５，６を半田付け用銀電極２ａ，
２ｂに半田付けして湿度センサを作製した。

上記実施例の試料の評価は下記の方法で行つ
た。評価結果を第２図〜第７図に示した。

抵抗値の測定は、25℃，50％RH，75％RH，
94％RH，100％RHを測定した。

第２図は共重合体100ｇ、導電性粉末５ｇ、ベ
ンジルアルコール20ｇに硬化剤をＡは0.2ｇ，Ｂ
は0.5ｇ，Ｃは１ｇ加えて分散液を製造し、100
℃，１時間加熱して感湿抵抗膜を形成した試料の
相対湿度−抵抗値特性を示す。

第３図は共重合体100ｇ、硬化剤0.5ｇ、ベンジ
ルアルコール20ｇに導電性粉末をＡは４ｇ，Ｂは
５ｇ，Ｃは６ｇ加えて分散液を製造し、100℃，
１時間加熱して感湿抵抗膜を形成した試料の相対
湿度−抵抗値特性を示す。

第４図は共重合体100ｇ、硬化剤0.5ｇ、導電性
粉末５ｇにベンジルアルコールをＡは10ｇ，Ｂは
20ｇ，Ｃは30ｇ，Ｄは40ｇ加えて分散液を製造
し、100℃，１時間加熱して感湿膜を形成した試
料の相対湿度−抵抗値特性を示す。

第５図ａは共重合体100ｇ、硬化剤0.2ｇ、導電
性粉末５ｇにベンジルアルコールを10ｇ加えて分
散液を製造したものであり、第５図ｂは共重合体
100ｇ、硬化剤0.5ｇ、導電性粉末５ｇにベンジル
アルコールを30ｇ加えて分散液を製造したもので
ある。それぞれ焼成温度をＡは100℃，Ｂは150
℃，Ｃは180℃，１時間加熱して感湿抵抗膜を形
成した試料の相対湿度−抵抗値特性を示す。

第６図は第２図Ｂで製造した分散液の保存性を
確認するもので、１は分散液製造日、２は冷暗所
放置３日間、３は冷暗所５日間放置後スクリーン
印刷し、100℃，１時間加熱して感湿抵抗膜を形
成した試料の相対湿度−抵抗値特性を示す。

第７図は第２図Ｂの試料を85℃中に放置した後
の相対湿度−抵抗値特性を示す。

第２図〜第５図に示すように、相対湿度−抵抗
値特性は、硬化剤の量とベンジルアルコールの量
をコントロールすることにより大きく変えること
ができる。硬化剤の量は吸湿性樹脂の吸湿率に影
響すると思われる。ベンジルアルコールの量は吸
湿性樹脂と導電性粉末の分散状態および導電性粉
末の粒子間の安定性に影響する。高温での熱処理
でも湿度特性の感度が低下しないのは、硬化剤の
添加量が少ないことと高沸点の溶剤を使用してい
るために共重合体吸湿樹脂が完全に硬化していな
いためと考えられる。第６図に示すように、分散
液を長期冷暗所に放置していても再現性があるこ
とが確認された。第７図に示すように高温放置特
性でも安定している。

結露センサにおいては、常温、94％RHの抵抗
値範囲は2KΩ〜100KΩというのが一般の使用上
の仕様となつている。そのため硬化剤ジアミノジ
フエニルメタンの量は0.2ｇ〜１ｇ、導電性粉末
アセチレンブラツクは４ｇ〜６ｇ、ベンジルアル
コールは10ｇ〜40ｇ（共重合体樹脂100ｇとした
場合）の範囲とする必要がある。ベンジルアルコ
ールの量は、ペースト状の分散液をスクリーン印
刷する場合の作業性にも影響し10ｇ以下になると
不均一な膜ができ、40ｇ以上になるとパターンの
にじみが発生する。以上のように、本実施例によ
れば、感湿抵抗膜をスクリーン印刷を用いて形成
することが出来、これにより湿度センサの小型化
に伴いマスクを用いた塗布、スプレー法で感湿抵
抗膜を形成することが困難となつてきていた問題
が解消されることとなる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、ペースト状の分
散液の吸湿性樹脂と導電性粉末の分散状態を安定
にし、導電性粉末粒子間の安定が図れ、さらに、
長期保存が可能なため、安定で再現性の高い感湿
抵抗膜をスクリーン印刷法で形成することがで
き、叉、高温加熱でも吸湿性樹脂が完全硬化しな
いので高温放置後の湿度特性の感度が低下せず、
寿命特性の劣化を小さくすることができるなどの
利点を持ち、工業的価値の大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の製造方法による湿
度センサを示し、図Ａは平面図、図ＢはＸ−
X′線に沿つた断面図、第２図、第３図、第４図、
第５図、第６図はそれぞれの試料の相対湿度−抵
抗値特性図、第７図は第２図Ｂの試料の試験後の
相対湿度−抵抗値特性およびバラツキを示す図で
ある。 １……アルミナ絶縁基板、２ａ，２ｂ……銀電
極、３ａ，３ｂ……カーボン電極、４……感湿抵
抗膜、５，６……リード線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ２−ヒドロキシエチルメタクリレートとグリ
   シジルメタクリレートとアゾビスイソブチロニト
   リルの共重合体吸湿性樹脂100重量部に対し、硬
   化剤ジアミノジフエニルメタン0.2〜１重量部と
   導電性粉末アセチレンブラツク４〜６重量部を加
   え、かつ溶解液ベンジルアルコール10〜40重量部
   に溶解して感湿抵抗膜の材料であるペーストと
   し、このペーストを少なくとも二対の電極を設け
   た絶縁基板上にスクリーン印刷により塗布してか
   ら焼成し、感湿抵抗膜を形成することを特徴とす
   る湿度センサの製造方法。