JPS61185509A - 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〉 本発明は感湿素子に関するものである。

〈従来の技術〉 従来の感湿素子の製造は取扱いの厄介な原材料を使用し
たり、特殊な装置が必要であった。

さらに得られたものの耐久性も不十分であった。

すなわち従来から相対湿度の変化に伴い電気抵抗、ある
いは静電容量が変化する感湿素子を製造する方法として
下記のようなものが存在した。

しかしいずれも下記のような理由で耐久性が不十分であ
った。

（１）セラミックスおよび電極よりなる基板上に吸質性
を有する導電性ポリマーを被覆する方法この方法におい
ては、ポリマーの製造が容易ではない。

また得られる素子はポリマーの吸湿時、脱湿時の体積変
化により基板との接触が変化してしまい、その結果特性
が変化しやすい。

（２）基板に金属酸化物を被覆する方法この方法では金
属酸化物ペーストによる被覆の後高温処理が必要となる
。

またこのタイプの感湿素子はガスや微粉層による汚染に
弱い。

（３）塩化リチウムなどの電解質を多孔質物質に含浸さ
せる方法 この方法によって得られる感湿素子は高湿度中では電解
質が溶出してしまうという弱点を有する。

（４）吸湿性ポリマー中に導電性固体を分散させる方法 この方法によって得られる感湿素子は対応できる湿度の
範囲が狭く、用途上、環境上の制約を受ける。

く本発明の目的〉 本発明は上記のような点を改善するものであって、吸湿
性導電ポリマーの優れた点を活かすことによって取扱い
の容易な原材料や、簡単な装置を使用して、耐久性の優
れた感湿素子を製造する方法を提供することを目的とす
る。

く問題点を解決するための手段〉 次に本発明の製造方法について説明する。

（１）薄膜の形成工程 まず次に示すような酢酸ビニルを含むポリマーの溶液を
電極を印刷した基板上に塗布する。

次に溶剤を除去して電極表面に薄膜を形成する。

ポリマーとして次のような特性のものを使用する。

酢酸ビニルを含み、有機溶剤に可溶だが、水には膨潤あ
るいは溶解しないコポリマーでかつ濃硫酸、クロルスル
ホン酸、三酸化イオウガスにより水溶化しないもの。

コモノマーとして次のような種類のものを採用する。

塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビ
ニリデン、アクリロニトリル、イソブチレン等。

（２）酸による処理工程 上記の工程で薄膜を形成した電極を濃硫酸、クロルスル
ホン酸中に浸漬する。

あるいは上記の工程で薄膜を形成した電極を三酸化イオ
ウガスに曝露する。

濃硫酸、クロルスルホン酸への浸漬は室温〜１００℃が
望ましい。

三酸化イオウガス中の曝露は室温〜６０℃が望ましい。

浸漬する時間、あるいは曝露する時間はポリマーの厚み
、感湿素子の目的とする特性に合せて選択する。

（３）清浄工程 上記の工程で処理した電極をアンモニア水等のアルカリ
水溶液で中和し、清浄する。

く作用〉 上述の方法で製造した感湿素子は高温時の体積変化が小
さく安定である。

また吸脱湿速度が速く、従って相対湿度の変化に対する
応答が速い。

また酢酸ビニルの含有率、濃硫酸、クロルスルホン酸あ
るいは三酸化イオウによる処理条件を変化させることに
より、広い範囲で直線的な特性を示すもの、あるいは狭
い湿度範囲でスイッチング的な特性を示すものを自由に
製造することができる。

〈実施例〉 （１）実施例１ アルミナ板に櫛形電極を印刷した基板上に塩化ビニル、
酢酸ビニル共重合体（塩化ビニル：酢酸ビニル＝８５：
１５、平均重合度９８０）のシクロヘキサノン溶液を塗
布し、厚さ０．９μｍの膜を形成させる。

次に９８％硫酸中７０℃にて３時間処理する。

最後にアンモニア水で中和、洗浄、乾燥して感湿素子を
得た。

その感湿素子に、２５℃でＩＫＨｚの正弦波を印加して
得られた特性を第１図（Ａ）に示す。

（２）実施例２ 実施例１で用いたものと同じ要領で、９８％硫酸中９０
℃にて４時間処理後、アンモニア水で中和、洗浄、乾燥
して感湿素子を得た。

その感湿素子に実施例１と同様の条件を与えて得られた
特性を第１図（Ｂ）に示す。

（３）実施例３ 酢酸ビニル３０部、アクリロニドルア０部よりナルコホ
リマー（２５℃Ｎ−Ｎ’ジメチルホルムアミド中での極
限粘度０．９７）１５部をＮ−Ｎ’ジメチルホルムアミ
ド８５部に溶解して実施例１で使用したものと同じアル
ミナ基板上に塗布、乾燥して１μｍの膜を形成せしめた
。

これを２５℃にて三酸化イオウガス中に１時間曝露した
後アンモニア水で中和、洗浄、乾燥して得た感湿素子の
特性を第１図（Ｃ）に示す。

（４）実施例４ 実施例３で得た感湿素子を７０’０９８〜１００％ＲＨ
の雰囲気中に１時間、７０″ｃｌｏ〜２０％ＲＨ雰囲気
中に１時間曝露することを１サイクルとし、４０サイク
ル経過後の特性の変化は相対湿度値に換算して３％ＲＨ
であり、極めて耐久性が優れている。

〈効果〉 本発明の方法によって得られた感湿素子は次のような効
果を期待できる。

くイ〉耐久性に優れた感湿素子が容易に製造できる。

く口〉広い湿度範囲で直線性の優れた特性を示すものか
ら、狭い範囲で特性がスイッチング的に変化するものま
で、コポリマーの組成、濃硫酸、クロルスルホン酸ある
いは三酸化イオウ処理条件を変更することにより容易に
製造できる。

くハ〉従って一種類の製造設備で多種の感湿素子を製造
できる。そのため感湿素子の価格を低下させることがで
きる。

く二〉得られる感湿素子の耐久性が優れている。

そのため従来感湿素子が使用されていなかったり、ある
いは使用されているが、保守管理が面倒であった分野に
広く使用できる感湿素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明の製造方法の一実施例で得られた感湿素
子に２５℃においてＮ　Ｉ　Ｋ　Ｈｚの正弦波を印加し
て測定した感湿特性の説明図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電極基板上に酢酸ビニルを含有するポリマーによる薄膜
   を形成し、 その基板を硫酸、クロルスルホン酸あるいは三酸化イオ
   ウガスで処理することを特徴とする、感湿素子の製造方
   法。