JPH065216B2 - 静電容量変化型感湿素子の製造方法 - Google Patents
静電容量変化型感湿素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH065216B2 JPH065216B2 JP63184745A JP18474588A JPH065216B2 JP H065216 B2 JPH065216 B2 JP H065216B2 JP 63184745 A JP63184745 A JP 63184745A JP 18474588 A JP18474588 A JP 18474588A JP H065216 B2 JPH065216 B2 JP H065216B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moisture
- sensitive
- polymer
- film
- sensitive element
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- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
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
感湿素子の製造方法に関する。
感湿素子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。
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
はスピンコートする方法で行っていた。
て溶液とし、これに上記下部電極を浸漬するか、あるい
はスピンコートする方法で行っていた。
＜本発明が解決しようとする問題点＞ 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。
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
子の製造方法を提供することにある。
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
子の製造方法を提供することにある。
＜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。
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 （式中、−Ｒ−は芳香環、脂環または異節環化合物残基
を、−Ｘ−は−Ｏ−、−SO2−、−ＮＨ−ＣＯ−、−Ｃ
Ｏ−、 または をそれぞれ表わす。） 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。
を、−Ｘ−は−Ｏ−、−SO2−、−ＮＨ−ＣＯ−、−Ｃ
Ｏ−、 または をそれぞれ表わす。） 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、ポロ
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、パ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。
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、ポロ
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、パ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、その上に上記ポリマ
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。
下部電極４上に絶縁膜２を形成し、その上に上記ポリマ
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、
50〜20,000Å、特に100〜5,000Åが好ましい。
50〜20,000Å、特に100〜5,000Åが好ましい。
50Å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20,000Åを超えると、湿度に対する往往
速度が遅く、ヒステリシスが大きくなる。
性に劣り、また20,000Åを超えると、湿度に対する往往
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性金
属基板をそのまま用いることもできるが、アルミナ、Si
3N4、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50〜20,000Åの被膜として形
成する。
属基板をそのまま用いることもできるが、アルミナ、Si
3N4、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50〜20,000Å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。
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、500〜10,000Å
の範囲が適当である。
の範囲が適当である。
＜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。
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、耐久性が良好で温度による影響が少な
く、安定な品質の感湿素子が得られる。
リシスが小さく、耐久性が良好で温度による影響が少な
く、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製造方法および特性を実
施例により具体的に説明する。
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1000Åの厚
さにイオンコートし、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。
さにイオンコートし、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。
さらに、キチン（KATOKICHI社製、キチンEXKA-003）を5
00Åの厚さに10-4torr、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。
00Åの厚さに10-4torr、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。
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。
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もの；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%を触媒とし
て40℃、20時間反応させたもの）を10-4torr、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。
フタル酸を用いてエステル化したもの；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%を触媒とし
て40℃、20時間反応させたもの）を10-4torr、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。
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500Åスパッタリング
により付着させ、実施例１と同様に500Å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。
その上に絶縁膜としてアルミナを500Åスパッタリング
により付着させ、実施例１と同様に500Å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。
おりである。
（実施例４） 厚さ50μmのフィルム状ポリイミドに金を約500Å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
Åの絶縁膜とした。
でイオンコートし、スチレンをプラズマ重合させ、1000
Å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500Åの厚さに10-4t
orr、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。
ラスチックス社製、ノリル731J）を500Åの厚さに10-4t
orr、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。
る。
（実施例５） 表面平滑な18−８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500Åの厚さに付着させ、
絶縁膜とした。
フロン）をスパッタリングで500Åの厚さに付着させ、
絶縁膜とした。
その上にプルラン（林原生物研究所製）を10-4torr、加
熱温度600℃で真空蒸着して500Åの厚さにし、上部電極
として金を真空蒸着した。
熱温度600℃で真空蒸着して500Å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）に示すとおりであ
る。
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500Åまで付着させた。
タリングによりSi3N4を500Å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10-4torr、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。
ラー29）を10-4torr、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。
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。
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℃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。
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。
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℃において、湿度10％RH以下と100％RH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。
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の範囲であった。
±２％RHの範囲であった。
＜本発明の効果＞ 以上説明したように、本発明では、静電容量変化型感湿
膜の形成において、ポリマーを直接、重合体の状態で真
空蒸着して、ポリマーの感湿膜を形成しているので、従
来の製造方法のように有機溶剤を使用することがなく、
安全上などの問題が解決される。
膜の形成において、ポリマーを直接、重合体の状態で真
空蒸着して、ポリマーの感湿膜を形成しているので、従
来の製造方法のように有機溶剤を使用することがなく、
安全上などの問題が解決される。
また、真空蒸着を利用し、溶剤を利用しないので、耐熱
性、体薬品性に優れタエンジニアリングプラスチックの
ポリマーでも製造することができる。
性、体薬品性に優れタエンジニアリングプラスチックの
ポリマーでも製造することができる。
また、静電容量変化型感湿膜の形成において、ポリマー
を直接、重合体の状態で真空蒸着して、ポリマーの感湿
膜を形成することにより、感湿特性の直線性が優れ、ヒ
ステリシスが小さく、かつ温度の影響を少なくて、耐久
性が良好で安定な性能をもつ静電容量変化型感湿素子を
提供することができる。
を直接、重合体の状態で真空蒸着して、ポリマーの感湿
膜を形成することにより、感湿特性の直線性が優れ、ヒ
ステリシスが小さく、かつ温度の影響を少なくて、耐久
性が良好で安定な性能をもつ静電容量変化型感湿素子を
提供することができる。
第１図：本発明に係る感湿素子の断面図。 第２図：本発明の実施例１および２で得られた感湿素子
の感湿特性を示すグラフ。 第３図：同じく実施例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：同じく実施例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。
の感湿特性を示すグラフ。 第３図：同じく実施例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：同じく実施例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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−66749（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−142448（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−18749（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】一般式 （式中、−Ｒ−は芳香環、脂環または異節環化合物残基
を、−Ｘ−は−Ｏ−、−ＳＯ２−、−ＮＨ−ＣＯ−、−
ＣＯ−、 又は をそれぞれ表す。） で示されるポリマーの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、該ポリマーを真空蒸着させて、該絶縁膜上に該ポリ
マーの該感湿膜を形成することを特徴とする静電容量変
化型感湿素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63184745A JPH065216B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 静電容量変化型感湿素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63184745A JPH065216B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 静電容量変化型感湿素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0236344A JPH0236344A (ja) | 1990-02-06 |
| JPH065216B2 true JPH065216B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=16158603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63184745A Expired - Lifetime JPH065216B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 静電容量変化型感湿素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065216B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9562872B2 (en) | 2012-05-29 | 2017-02-07 | 3M Innovative Properties Company | Humidity sensor and sensor element |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2848034A1 (de) * | 1978-11-06 | 1980-05-14 | Siemens Ag | Kapazitiver feuchtefuehler |
| JPS59142448A (ja) * | 1983-02-03 | 1984-08-15 | Murata Mfg Co Ltd | 湿度センサ |
| JPS6018749A (ja) * | 1983-07-11 | 1985-01-30 | Murata Mfg Co Ltd | 湿度センサ |
-
1988
- 1988-07-26 JP JP63184745A patent/JPH065216B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0236344A (ja) | 1990-02-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |