JPH0658337B2 - 感湿素子およびその製造方法 - Google Patents
感湿素子およびその製造方法Info
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- JPH0658337B2 JPH0658337B2 JP62180027A JP18002787A JPH0658337B2 JP H0658337 B2 JPH0658337 B2 JP H0658337B2 JP 62180027 A JP62180027 A JP 62180027A JP 18002787 A JP18002787 A JP 18002787A JP H0658337 B2 JPH0658337 B2 JP H0658337B2
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、相対湿度の変化に伴って電気抵抗が変化する
感湿素子に関し、詳細には有機イオン性ポリマーで構成
される感湿素子の製造方法に関する。
感湿素子に関し、詳細には有機イオン性ポリマーで構成
される感湿素子の製造方法に関する。
＜従来の技術＞ 電気抵抗または静電容量の変化を基に相対湿度を感知す
る感湿素子としては、次のようなものがある。
る感湿素子としては、次のようなものがある。
ａ）多孔性の物質に塩化リチウムなどの電解質を含浸さ
せて製造する感湿素子。
せて製造する感湿素子。
ｂ）吸湿性ポリマー中に導電性の固体を分散させて製造
する感湿素子。
する感湿素子。
ｃ）基板に金属酸化物の被膜を形成して製造する感湿素
子。
子。
ｄ）基板に有機イオン性ポリマーの被膜を形成して製造
する感湿素子。
する感湿素子。
＜本発明が解決しようとする問題点＞ 上記した従来の感湿素子の製造技術には、次のような問
題がある。
題がある。
ａ）の感湿素子においては、高湿度の環境下で使用する
と、電解質が溶出してしまう。
と、電解質が溶出してしまう。
ｂ）の感湿素子においては、感応する湿度範囲が狭く、
しかも感湿特性の直線性が劣る。
しかも感湿特性の直線性が劣る。
ｃ）の感湿素子においては、空気中のガスや微粉塵によ
る汚染を受けるので感湿特性が変化し易く、信頼性が低
い。また、製造面では高温による後処理工程やクリーニ
ング工程を必要とし、煩雑となる。
る汚染を受けるので感湿特性が変化し易く、信頼性が低
い。また、製造面では高温による後処理工程やクリーニ
ング工程を必要とし、煩雑となる。
ｄ）の感湿素子においては、以上のａ）〜ｃ）の感湿素
子と比較して用途範囲も広く、比較的安定した信頼性の
ある感湿特性が得られ、耐久性にも優れているが、製造
工程が煩雑であり、またそのために均一な特性を有する
製品を得るのが難しい。
子と比較して用途範囲も広く、比較的安定した信頼性の
ある感湿特性が得られ、耐久性にも優れているが、製造
工程が煩雑であり、またそのために均一な特性を有する
製品を得るのが難しい。
＜本発明の目的＞ 本発明は以上の問題点を解決するためになされたもの
で、製造方法が容易であって、耐久性および感湿特性に
優れている感湿素子を提供することを目的とする。
で、製造方法が容易であって、耐久性および感湿特性に
優れている感湿素子を提供することを目的とする。
＜本発明を解決するための手段＞ 次に本発明の構成を説明し、本発明による問題を解決す
るための手段を明示する。
るための手段を明示する。
＜イ＞構成ポリマー 本発明に係る感湿素子は、有機イオン性ポリマーの優れ
た特性を活用することを特徴とし、次のような組み合わ
せでポリマーを構成する。
た特性を活用することを特徴とし、次のような組み合わ
せでポリマーを構成する。
側鎖にスルホン酸基および／またはカルボキシル基を
有する化合物（Ａ）のポリマーと、側鎖に水酸基を有す
る化合物（Ｂ）のポリマー。
有する化合物（Ａ）のポリマーと、側鎖に水酸基を有す
る化合物（Ｂ）のポリマー。
側鎖にスルホン酸基および／またはカルボキシル基を
有する化合物（Ａ）のポリマーと、多価アルコール
（Ｃ）。
有する化合物（Ａ）のポリマーと、多価アルコール
（Ｃ）。
側鎖にスルホン酸基および／またはカルボキシル基を
有する化合物（Ａ）と水酸基を有する化合物（Ｂ）とか
らなるコポリマーと、強酸（Ｄ）。
有する化合物（Ａ）と水酸基を有する化合物（Ｂ）とか
らなるコポリマーと、強酸（Ｄ）。
側鎖にスルホン酸基および／またはカルボキシル基を
有する化合物（Ａ）と水酸基を有する化合物（Ｂ）とか
らなるコポリマーと、多価強酸（Ｅ）。
有する化合物（Ａ）と水酸基を有する化合物（Ｂ）とか
らなるコポリマーと、多価強酸（Ｅ）。
ただし、上記のＡ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥは、次の群より
なる化合物から選択されたものを用いる。
なる化合物から選択されたものを用いる。
Ａ：スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸、アリルスルホン酸、ビニルス
ルホン酸、アクリル酸、メタクリル酸など。
チルプロパンスルホン酸、アリルスルホン酸、ビニルス
ルホン酸、アクリル酸、メタクリル酸など。
Ｂ：ビニルアルコール、２−ヒドロキシエチルアクリレ
ート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒド
ロキシプロピルメタクリレートなど。
ート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒド
ロキシプロピルメタクリレートなど。
Ｃ：エチレングリコール、グリセリン、トリメチロール
プロパンなど。
プロパンなど。
Ｄ：硫酸など。
Ｅ：ピロ燐酸など。
＜ロ＞ポリマー薄膜の形成工程 上記のような構成からなるポリマーの溶液を電極を有す
る基板上に塗布し、溶剤を除去すると同時に加熱によっ
て架橋処理する。
る基板上に塗布し、溶剤を除去すると同時に加熱によっ
て架橋処理する。
電極の形成方法としては、公知のプリントまたはエッチ
ング法などを用いることができる。
ング法などを用いることができる。
また、ポリマー溶液の塗布方法としては、公知のナイフ
コーター、ロールコーターによる方法などが用いられ
る。
コーター、ロールコーターによる方法などが用いられ
る。
なお、塗布のかわりに、基板をポリマー溶液に浸漬する
方法またはスピナーによる方法なども採用される。
方法またはスピナーによる方法なども採用される。
＜ハ＞ポリマー薄膜中の強酸基と水酸基の比率 本発明によると、目標とする抵抗値に応じて強酸基と水
酸基の比率を変えることができる。
酸基の比率を変えることができる。
強酸基と水酸基の比率は、一般には３０：１から５５：
４５の範囲が望ましい。
４５の範囲が望ましい。
＜ニ＞中和工程 上記した強酸基と水酸基の比率面積では、強酸基が過剰
であるため、これを中和する必要がある。
であるため、これを中和する必要がある。
中和方法としては、ポリマー薄膜をアルカリ溶液中に含
浸する方法あるいはアルカリ性のガス中に曝露する方法
が採用される。
浸する方法あるいはアルカリ性のガス中に曝露する方法
が採用される。
＜作用＞ 上記の工程で製造した感湿素子は、架橋によって吸脱湿
による膨潤収縮が抑えられているため、感湿特性にばら
つきがなく、安定している。
による膨潤収縮が抑えられているため、感湿特性にばら
つきがなく、安定している。
またこの感湿素子は、膨潤収縮が少なく、基板および電
極との接着性がよいとの理由から耐久性に優れる。
極との接着性がよいとの理由から耐久性に優れる。
特に高湿の環境下に長時間放置しても感湿特性の変化が
極めて小さく、また吸湿速度および湿速度が速く応答性
に優れる。膜の薄さも優れた応答性をもたらす。
極めて小さく、また吸湿速度および湿速度が速く応答性
に優れる。膜の薄さも優れた応答性をもたらす。
また、強酸基と水酸基の比率を調整することで、感湿特
性を容易に制御できる。
性を容易に制御できる。
さらにまた、架橋が容易に行えるから生産工程が簡略化
できる。
できる。
＜実施例＞ 実施例１ アルミナ板に櫛型電極を印刷した基板に、ポリスチレン
スルホン酸８部、グリセリン２部および水９０部からな
る溶液を塗布する。この基板を１２０℃で乾燥熱処理し
た後、水酸化リチウム（LiOH）水溶液で中和する。この
処理基板を洗浄、乾燥して感湿素子を得た。
スルホン酸８部、グリセリン２部および水９０部からな
る溶液を塗布する。この基板を１２０℃で乾燥熱処理し
た後、水酸化リチウム（LiOH）水溶液で中和する。この
処理基板を洗浄、乾燥して感湿素子を得た。
この感湿素子に２５℃で１ＫHzの正弦波で測定した感湿
特性を第１図中［Ｉ］で示す。
特性を第１図中［Ｉ］で示す。
実施例２ アルミナ板に櫛型電極を印刷した基板に、ポリ２−アク
リルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸６部と、ポ
リビニルアルコール４部および水９０部からなる溶液を
塗布する。この基板を１００℃で乾燥熱処理した後、ア
ンモニア蒸気で中和する。この処理基板を洗浄、乾燥し
て感湿素子を得た。
リルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸６部と、ポ
リビニルアルコール４部および水９０部からなる溶液を
塗布する。この基板を１００℃で乾燥熱処理した後、ア
ンモニア蒸気で中和する。この処理基板を洗浄、乾燥し
て感湿素子を得た。
この感湿素子に２５℃で１ＫHzの正弦波で測定した感湿
特性を第１図［II］で示す。
特性を第１図［II］で示す。
実施例３ アルミナ板に櫛型電極を印刷した基板を、コポリマー
（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸
ナトリウムと２−ヒドロキシエチルアクリレートとをモ
ノマー仕込比８：２で共重合させたもの）８部とアルト
リン酸２部および水９０部からなる溶液に含浸する。含
浸は４cm／分とする。この処理基板を１００℃で乾燥熱
処理して感湿素子を得た。
（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸
ナトリウムと２−ヒドロキシエチルアクリレートとをモ
ノマー仕込比８：２で共重合させたもの）８部とアルト
リン酸２部および水９０部からなる溶液に含浸する。含
浸は４cm／分とする。この処理基板を１００℃で乾燥熱
処理して感湿素子を得た。
この感湿素子に２５℃で１ＫHzの正弦波で測定した感湿
特性を第２図［III］で示す。
特性を第２図［III］で示す。
実施例４ 実施例３で得た感湿素子を、５０度飽和ＲＨおよび５０
℃１０％以下ＲＨの乾燥雰囲気下での暴露各１時間を１
サイクルとする乾湿サイクルテストに供した。各サイク
ル数における感湿素子を用いて、２５℃で、４０％、６
０％、８０％および１００％ＲＨ下における１ＫHz正弦
波での抵抗を測定して、第３図に示すような結果を得
た。
℃１０％以下ＲＨの乾燥雰囲気下での暴露各１時間を１
サイクルとする乾湿サイクルテストに供した。各サイク
ル数における感湿素子を用いて、２５℃で、４０％、６
０％、８０％および１００％ＲＨ下における１ＫHz正弦
波での抵抗を測定して、第３図に示すような結果を得
た。
このテスト結果から、本発明に感湿素子は、耐久性に優
れていることが理解される。
れていることが理解される。
実施例５ アルミナ板に櫛形電極を印刷した基板を、コポリマー
（アクリル酸ナトリウムと２−ヒドロキシエチルアクリ
レートとをモノマー仕込比９：１で共重合させたもの）
４部、硫酸１部および水９５部からなる溶液に含浸す
る。含浸は６cm／分とする。この処理基板を８０℃で乾
燥熱処理して感湿素子を得た。
（アクリル酸ナトリウムと２−ヒドロキシエチルアクリ
レートとをモノマー仕込比９：１で共重合させたもの）
４部、硫酸１部および水９５部からなる溶液に含浸す
る。含浸は６cm／分とする。この処理基板を８０℃で乾
燥熱処理して感湿素子を得た。
この感湿素子に２５℃で１ＫHzの正弦波で測定した感湿
特性を第２図中［IV］で示す。
特性を第２図中［IV］で示す。
＜本発明の効果＞ 本発明は以上説明したようになるから、次のような効果
を得ることができる。
を得ることができる。
＜イ＞ポリマーの架橋により、吸脱湿による膨潤収縮が
抑えられる。したがって、感湿特性が安定しており、と
くに高湿度環境下で長時間放置してもその変動がきわめ
て小さい。また、耐久性にも優れる。
抑えられる。したがって、感湿特性が安定しており、と
くに高湿度環境下で長時間放置してもその変動がきわめ
て小さい。また、耐久性にも優れる。
＜ロ＞ポリマー中の強酸基と水酸基の比率を調製するこ
とによって、感湿特性を容易に制御できる。
とによって、感湿特性を容易に制御できる。
＜ハ＞吸脱湿速度が速く、応答性に優れる。
＜ニ＞ポリマーの架橋が容易であるので、生産工程が簡
略化できる。
略化できる。
第１図および第２図：本発明に係る感湿素子の特性（湿
度−抵抗変化）を示す説明図 第３図：本発明に係る感湿素子の乾湿サイクルテストの
結果の説明図
度−抵抗変化）を示す説明図 第３図：本発明に係る感湿素子の乾湿サイクルテストの
結果の説明図
Claims (6)
- 【請求項１】スルホン酸基および／またはカルボキシル
基を感湿基とする感湿素子であって、該感湿基を含むポ
リマーとアルコール性水酸基を含むポリマーとを架橋さ
せて構成することを特徴とする、有機イオン性ポリマー
感湿素子。 - 【請求項２】スルホン酸基および／またはカルボキシル
基を感湿基とする感湿素子であって、該感湿基を含むポ
リマーと多価アルコールとを架橋させて構成することを
特徴とする、有機イオン性ポリマー感湿素子。 - 【請求項３】スルホン酸基および／またはカルボキシル
基を感湿基とする感湿素子であって、該感湿基を含むモ
ノマーとアルコール性水酸基を含むモノマーとのコポリ
マーに、強酸を加えて架橋させて構成することを特徴と
する、有機イオン性ポリマー感湿素子。 - 【請求項４】スルホン酸基および／またはカルボキシル
基を感湿基とする感湿素子であって、該感湿基を含むモ
ノマーとアルコール性水酸基を含むモノマーとのコポリ
マーに、多価強酸を加えて架橋させて構成することを特
徴とする、有機イオン性ポリマー感湿素子。 - 【請求項５】スルホン酸基および／またはカルボキシル
基を感湿基として含むポリマーと、アルコール性水酸基
を含むポリマーまたは多価アルコールとを櫛型電極を有
する基盤に塗布し、熱処理して架橋することを特徴とす
る、感湿素子の製造方法。 - 【請求項６】スルホン酸基および／またはカルボキシル
基を感湿基として含むモノマーと、アルコール性水酸基
を含むモノマーとのコポリマーに、強酸または多価強酸
を加え、これを櫛型電極を有する基盤に塗布し、熱処理
して架橋することを特徴とする、感湿素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62180027A JPH0658337B2 (ja) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | 感湿素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62180027A JPH0658337B2 (ja) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | 感湿素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6425051A JPS6425051A (en) | 1989-01-27 |
| JPH0658337B2 true JPH0658337B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=16076188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62180027A Expired - Lifetime JPH0658337B2 (ja) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | 感湿素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658337B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07305032A (ja) * | 1993-12-20 | 1995-11-21 | Hoechst Celanese Corp | 写真感光材料用ポリエステルフィルム上の下引き層用のコーティング組成物 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59173742A (ja) * | 1983-03-22 | 1984-10-01 | Sharp Corp | 温湿度センサ− |
-
1987
- 1987-07-21 JP JP62180027A patent/JPH0658337B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6425051A (en) | 1989-01-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |