JPS6239939B2 - - Google Patents
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- JPS6239939B2 JPS6239939B2 JP56152200A JP15220081A JPS6239939B2 JP S6239939 B2 JPS6239939 B2 JP S6239939B2 JP 56152200 A JP56152200 A JP 56152200A JP 15220081 A JP15220081 A JP 15220081A JP S6239939 B2 JPS6239939 B2 JP S6239939B2
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- 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
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Description
本発明は、電気抵抗式湿度センサーに係わり、
特に感湿材料の劣化、感湿特性の低下を防止し、
安定性及び信頼性を高めた電気抵抗式湿度センサ
ーに関する。 電気抵抗式湿度センサーとしては、湿度が変化
したときに感湿材料の電気抵抗が変化する現象を
利用して湿度を検出するものが普通である。感湿
材料としては、これまで、セラミツクス材料、
LiCl等の電解質、吸湿性樹脂に導電性粉末を分散
したもの、及び親水性高分子物質あるいは高分子
電解質等を用いたものが知られている。 しかし、これらの感湿材料にはその材料固有の
欠点がある。セラミツクス材料の場合には、セラ
ミツクスに対する湿気の吸着が一部不可逆的な化
学吸着であり、ヒステリシスが大きい。LiClを用
いた場合、一個のセンサーで計測できる湿度領域
が狭く、又、湿度の高い雰囲気中に長時間放置す
ると、LiClそのものが潮解し溶出して行くため
に、ときどき更正する必要がある。吸湿性樹脂に
導電性粉末（例えばカーボンブラツク）を分散し
たものでは、低湿度雰囲気で感湿特性がなく、ま
た、分散の度合が均一にならないために製作歩留
りが極めて悪く信頼性に乏しい。 これらの感湿材料に比較すると高分子電解質を
感湿材料として用いた電気抵抗式湿度センサーは
優れた感湿特性を示す。特に、内部に疎水性基、
表面層にイオン性基を有する高分子共重合体粒子
の分散液であるラテツクスを塗布乾燥して得られ
る感湿材料はその特異な構造性により、低い電気
抵抗値を示すと同時に従来の感湿材料にはみられ
ない優れた感温特性を示す。しかし、上述したよ
うなラテツクスを乾燥したものを感湿材料として
用いるときには、湿気の凝結に注意しなければな
らない。 その理由は、水が感湿材料の表面に凝結（結
露）すると局部的に感湿材料が膨潤して、感湿特
性が変化するという欠点があるからである。又、
種々の薬品雰囲気にさらしたとき、その感湿特性
が変化してしまう欠点も有している。 本発明の目的は、上記の欠点を解消するため、
共重合体から成る感湿材料を用いて形成した感湿
材層の塵埃の付着または結露による劣化および感
湿特性の低下を防止し、安定性、信頼性の高い電
気抵抗式湿度センサーを提供することである。 本発明は、雰囲気中の湿度変化に対応して電気
抵抗値が変化する感湿材を用いて湿度を検出する
湿度センサにおいて、該感湿材が疎水性モノマと
イオン性或いは非イオン性の親水性モノマとの共
重合体で、かつ表面が親水性のラテツクス粒子の
集合体から成る感湿材層であり、該感湿材層の表
面が無溶剤型の縮合型または付加型の熱硬化性シ
リコーン樹脂から成る保護層を有することを特徴
とする電気抵抗式湿度センサーにある。 本発明の感湿材は、疎水性モノマ例えばメタク
リル酸のエステル、スチレンなどの非イオン性の
ビニルモノマと、イオン性モノマ例えば２―メタ
クリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム
塩などのカチオン性化合物またはスチレンスルホ
ン酸塩などのアニオン性化合物との共重合体で、
表面層が親水性のラテツクス粒子の集合体から成
る。 本発明において、保護皮膜を形成するシリコー
ン樹脂としては、縮合型（水酸基含有）シリコー
ン樹脂及び付加型シリコーン樹脂の溶剤を含まな
いものをそれぞれ単独もしくはそれらの混合系を
適用することができる。これらのシリコーン樹脂
の保護皮膜の形成に当り、その硬化温度は150℃
以下とすることが望ましい。 本発明のシリコーン樹脂としては、
特に感湿材料の劣化、感湿特性の低下を防止し、
安定性及び信頼性を高めた電気抵抗式湿度センサ
ーに関する。 電気抵抗式湿度センサーとしては、湿度が変化
したときに感湿材料の電気抵抗が変化する現象を
利用して湿度を検出するものが普通である。感湿
材料としては、これまで、セラミツクス材料、
LiCl等の電解質、吸湿性樹脂に導電性粉末を分散
したもの、及び親水性高分子物質あるいは高分子
電解質等を用いたものが知られている。 しかし、これらの感湿材料にはその材料固有の
欠点がある。セラミツクス材料の場合には、セラ
ミツクスに対する湿気の吸着が一部不可逆的な化
学吸着であり、ヒステリシスが大きい。LiClを用
いた場合、一個のセンサーで計測できる湿度領域
が狭く、又、湿度の高い雰囲気中に長時間放置す
ると、LiClそのものが潮解し溶出して行くため
に、ときどき更正する必要がある。吸湿性樹脂に
導電性粉末（例えばカーボンブラツク）を分散し
たものでは、低湿度雰囲気で感湿特性がなく、ま
た、分散の度合が均一にならないために製作歩留
りが極めて悪く信頼性に乏しい。 これらの感湿材料に比較すると高分子電解質を
感湿材料として用いた電気抵抗式湿度センサーは
優れた感湿特性を示す。特に、内部に疎水性基、
表面層にイオン性基を有する高分子共重合体粒子
の分散液であるラテツクスを塗布乾燥して得られ
る感湿材料はその特異な構造性により、低い電気
抵抗値を示すと同時に従来の感湿材料にはみられ
ない優れた感温特性を示す。しかし、上述したよ
うなラテツクスを乾燥したものを感湿材料として
用いるときには、湿気の凝結に注意しなければな
らない。 その理由は、水が感湿材料の表面に凝結（結
露）すると局部的に感湿材料が膨潤して、感湿特
性が変化するという欠点があるからである。又、
種々の薬品雰囲気にさらしたとき、その感湿特性
が変化してしまう欠点も有している。 本発明の目的は、上記の欠点を解消するため、
共重合体から成る感湿材料を用いて形成した感湿
材層の塵埃の付着または結露による劣化および感
湿特性の低下を防止し、安定性、信頼性の高い電
気抵抗式湿度センサーを提供することである。 本発明は、雰囲気中の湿度変化に対応して電気
抵抗値が変化する感湿材を用いて湿度を検出する
湿度センサにおいて、該感湿材が疎水性モノマと
イオン性或いは非イオン性の親水性モノマとの共
重合体で、かつ表面が親水性のラテツクス粒子の
集合体から成る感湿材層であり、該感湿材層の表
面が無溶剤型の縮合型または付加型の熱硬化性シ
リコーン樹脂から成る保護層を有することを特徴
とする電気抵抗式湿度センサーにある。 本発明の感湿材は、疎水性モノマ例えばメタク
リル酸のエステル、スチレンなどの非イオン性の
ビニルモノマと、イオン性モノマ例えば２―メタ
クリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム
塩などのカチオン性化合物またはスチレンスルホ
ン酸塩などのアニオン性化合物との共重合体で、
表面層が親水性のラテツクス粒子の集合体から成
る。 本発明において、保護皮膜を形成するシリコー
ン樹脂としては、縮合型（水酸基含有）シリコー
ン樹脂及び付加型シリコーン樹脂の溶剤を含まな
いものをそれぞれ単独もしくはそれらの混合系を
適用することができる。これらのシリコーン樹脂
の保護皮膜の形成に当り、その硬化温度は150℃
以下とすることが望ましい。 本発明のシリコーン樹脂としては、
【式】（但し、Ｒは水素又
はアルキル基を示す）、
【式】及び、
【式】等のような反応基を有するシロ
キサン同志を触媒の存在下に反応させて高分子量
化あるいは架橋反応させてゴム状化したもので例
えば縮合型シリコーン樹脂としては、α，ω―ジ
ヒドロキシポリジメチルシロキサンとビニルトリ
メトキシシランを主成分とするものがある。ま
た、付加型シリコーン樹脂としては、信越シリコ
ーン社製KE109のような市販品または、α，ω―
ジビニルジメチルポリシロキサンとヒドロシリル
ジメチルポリシロキサンを主成分とするものがあ
る。 これらのシリコーン樹脂は、前記共重合体のラ
テツクス粒子の集合体から成る感湿材層に対して
相性が良く、優れた透湿性を有する。湿度センサ
ーの応答性の点から、20μｍ以下とすることが望
ましい。 次に、本発明を実施例により説明する。 実施例１及び対照１ (a) 感湿材料の製造 疎水性モノマとして、メタクリル酸メチル
（MMA）0.2モル、カチオン性モノマ（乳化剤
も兼ねる）として、２―メタクリロイルオキシ
エチルトリメチルアンモニウムアイオダイド
（METAI）0.1モル及び重合開始剤として、ア
ゾビスイソブチルアミジン塩酸塩（AIBA）
0.001モルを、300mlの水媒体中、窒素雰囲気
下、60℃で10時間、高速撹拌しながら乳化共重
合を行つた。その結果、粒子内部にMMA単位
が入り、表面にカチオン基であるトリメチルア
ンモニウム基を有する微粒子が分散した安定な
ラテツクスが得られた。このラテツクスをセロ
フアンの透析チユーブを用いて２ケ月間透析精
製して、低分子量不純物を除去した。 (b) 湿度センサーの作製 図面を参照して説明する。第１図は櫛型金電
極を有する湿度センサーの一具体例を示した平
面図、第２図は第１図の湿度センサーのＡ−
A′断面図であり、符号１はアルミナ基板、２
は金電極、３は感湿材層、４はリード線接続端
子を示す。上記(a)で得られたラテツクスを第１
図および第２図に示すように、櫛型の金電極２
を設けたアルミナ基板上に塗布し、乾燥して電
気抵抗式湿度センサー（対照１）を得た。この
とき形成された感湿材層の重量は５mgであつ
た。 (c) 本発明による保護皮膜の形成 上記湿度センサーの感湿材層の表面に液状の
付加型シリコーン樹脂（信越シリコーン社製、
KE109）をスピンナーで塗布し、100℃で２時
間硬化し、厚さ５μｍの保護皮膜を設けた湿度
センサー（実施例１）を得た。 実施例１と対照１の湿度センサーの感湿特性
を調べた。すなわち、第３図は湿度センサーの
相対湿度（％）（横軸）と電気抵抗（Ω）（縦
軸）との関係を示したグラフであり、Ａ（−●
−）は本実施例１の場合、Ｂ（−〇−）は対照
１の場合を示す。第３図のグラフから明らかな
ように、両者ほとんど変らず、保護皮膜の形成
は感湿特性に影響のないことが確認された。な
お、保護層を形成した実施例１のものは、対照
１のものに比べ、その応答時間が1.3倍程度増
加した。 次に、両湿度センサーの水分凝結による特性
の変化について検討した。すなわち、両湿度セ
ンサーを相対湿度30％の雰囲気中に放置し、こ
れらの湿度センサーの表面に0.005mlの水滴を
30分毎に５回滴下して、電気抵抗の変化を測定
した。得られた結果を第４図に示す。 第４図は湿度センサーの表面に一定時間毎に
水滴を滴下した場合の時間（時）（横軸）と電
気抵抗（Ω）（縦軸）との関係を示したグラフ
であり、Ａ（−●−）は本実施例１の場合、Ｂ
（−〇−）は対照１の場合を示し、又、矢印は
水滴を滴下した時点を示す。第４図のグラフか
ら明らかなように、初期の電気抵抗値Ｒxと５
回水滴を滴下し、乾燥した後の電気抵抗値Ｒと
の差をＲ―Ｒx＝ΔＲとすると、実施例１のΔ
Ｒは零であつたが、対照１のΔＲはかなり大き
く、水分の凝結により電気抵抗値が変化してお
り、これらの結果より保護皮膜の効果は十分に
認められる。 比較例 前記対照１のセンサー用い、実施例１と同様に
して、信越シリコーン製シリコーンワニスKR100
（表面保護用50％キシレン溶液）を塗布し室温で
24時間乾燥したセンサーと、同じく信越シリコー
ン製ストレートシリコーンワニスKR282（50％キ
シレン溶液）を塗布し、200℃、１時間乾燥した
センサーを作成し、相対湿度と電気抵抗との関係
を比較した。 結果を第３図に示す。なお、KR100を室温乾燥
したもの（線Ｃ）、KR282を200℃加熱乾燥したも
の（線Ｄ）で示した。 また応答時間は、KR100を保護層としたものが
2.3倍、KR282を保護層としたものは2.7倍とそれ
ぞれ増加した。 実施例２及び対照２ (a) 感湿材料の製造 スチレン0.1モル、スチレンスルホン酸ナト
リウム0.01モル（乳化剤を兼ねる）及び触媒と
して過硫酸カリウム0.001モルを、500mlの水媒
体中、窒素雰囲気化、60℃で高速撹拌しながら
10時間乳化共重合を行つた。その結果スチレン
が内部に入り、スチレンスルホン酸ナトリウム
が表面層に有する粒子が分散したラテツクスが
得られた。このラテツクスをセロフアンの透析
チユーブを用いて２カ月間透析精製して、不純
物を除去した。 (b) 湿度センサーの作製 上記(a)で得られたラテツクスを用い、実施例
１と同様に、電気抵抗式湿度センサー（対照
２）を得た。このとき形成された感湿材層の重
量は５mgであつた。 (c) 本発明による保護皮膜の形成 上記湿度センサーの感温材層の表面に、α，
ω―ジヒドロキシポリジメチルシロキサン95重
量部、ビニルトリメトキシシラン６重量部およ
びジブチルスズジオクタノエート0.3重量部で
配合した縮合型シリコーン樹脂をスピンナーで
塗布し、室温、50％相対湿度下で100時間反応
させた後、100℃で２時間硬化し、厚さ３μｍ
の保護皮膜を設けた湿度センサー（実施例２）
を得た。 以下、実施例１と同様に、両湿度センサーに
ついて、水分の凝結によつて特性がどのように
変化するか検討した。その結果、相対湿度が30
％の雰囲気における実施例２と対対照２の電気
抵抗値は9.0×105Ωであり、ほぼ同じであつ
た。しかし、実施例２のΔＲがほぼ零であるの
に対し、対照２のΔＲは1.6×105Ωであつた。 実施例３及び対照３ (a) 感湿材料の製造 500mlの水に疎水性モノマとしてアクリロニ
トリル0.2モル、架橋剤としてアリルグリシジ
ルエーテル0.02モル及びアミノエチルメタクリ
レート0.02モル、グラフト点を与えるモノマと
してヒドロキシエチルメタクリレート0.01モ
ル、並びに重合開始剤としてアゾビスイソブチ
ルアミジン塩酸塩0.001モルを加え、液温を70
℃とし、窒素雰囲気下、10時間高速撹拌しなが
ら共重合反応と架橋反応を同時に行つた。次
に、こうして得られたラテツクスにグラフト重
合開始剤として硝酸第２セリウムアンモニウム
0.01モル及びグラフト化させるカチオン性モノ
マとして２―メタクリロイルオキシエチルトリ
メチルアンモニウムブロマイド0.1モルを加
え、液温を50℃とし、窒素雰囲気下、６時間、
高速撹拌しながらグラフト反応を行つた。その
結果、表面層がカチオン性ポリマで覆われた微
粒子が分散したラテツクスを得た。 (b) 湿度センサーの作製 上記(a)で得られたラテツクスを用い、実施例
１と同様に電気抵抗式湿度センサーを得た（対
照３）。この時形成された感湿ラテツクス皮膜
の重量は４mgであつた。 (c) 本発明による保護皮膜の形成 上記湿度センサーの感湿材層の表面に、α，
ω―ジビニルジメチルポリシロキサン（分子量
34000）95重量部、ヒドロシリルジメチルポリ
シロキサン（分子量1354）３重量部及び白金系
触媒0.08重量部を配合した付加型シリコーン樹
脂をスピンナーで塗布し、100℃で２時間、更
に150℃で１時間反応させて、厚さ５μｍの保
護皮膜を設けた湿度センサーを得た。 以下、実施例１と同様に、両湿度センサーに
ついて、水分の凝結によつて特性が変化するか
否か検討した。その結果、相対湿度30％の雰囲
気における実施例３と対照３の電気抵抗値は
1.2×105Ωであり、ほぼ同じであつた。しか
し、実施例３のΔＲはほぼ零であつたが、対照
３のΔＲは2.5×105Ωであつた。 実施例４〜７および対照４〜７ 前記実施例１〜３および対照１〜３と同様にし
て、保護皮膜の有無によつて湿度センサーの特性
がどのように変化するかにつき、各種感湿材料の
成分及び保護皮膜の構成材料につき検討を行つ
た。得られた結果を下表に示す。 表から明らかなように、本発明の実施例４〜７
のものは、対照４〜７のものに比し、前記ΔＲ
は、ほぼ零と変化せず、シリコーン樹脂の保護皮
膜の効果は顕著である。 以上説明したように、本発明によれば、前記ラ
テツクスから成る特定の感湿材料の表面に前記特
定のシリコーン樹脂の保護層を設けることによ
り、感湿材層への塵埃の付着または結露による劣
化および感湿特性の低下が少ない安定性、信頼性
の高い電気抵抗式湿度センサーを提供することが
できる。
化あるいは架橋反応させてゴム状化したもので例
えば縮合型シリコーン樹脂としては、α，ω―ジ
ヒドロキシポリジメチルシロキサンとビニルトリ
メトキシシランを主成分とするものがある。ま
た、付加型シリコーン樹脂としては、信越シリコ
ーン社製KE109のような市販品または、α，ω―
ジビニルジメチルポリシロキサンとヒドロシリル
ジメチルポリシロキサンを主成分とするものがあ
る。 これらのシリコーン樹脂は、前記共重合体のラ
テツクス粒子の集合体から成る感湿材層に対して
相性が良く、優れた透湿性を有する。湿度センサ
ーの応答性の点から、20μｍ以下とすることが望
ましい。 次に、本発明を実施例により説明する。 実施例１及び対照１ (a) 感湿材料の製造 疎水性モノマとして、メタクリル酸メチル
（MMA）0.2モル、カチオン性モノマ（乳化剤
も兼ねる）として、２―メタクリロイルオキシ
エチルトリメチルアンモニウムアイオダイド
（METAI）0.1モル及び重合開始剤として、ア
ゾビスイソブチルアミジン塩酸塩（AIBA）
0.001モルを、300mlの水媒体中、窒素雰囲気
下、60℃で10時間、高速撹拌しながら乳化共重
合を行つた。その結果、粒子内部にMMA単位
が入り、表面にカチオン基であるトリメチルア
ンモニウム基を有する微粒子が分散した安定な
ラテツクスが得られた。このラテツクスをセロ
フアンの透析チユーブを用いて２ケ月間透析精
製して、低分子量不純物を除去した。 (b) 湿度センサーの作製 図面を参照して説明する。第１図は櫛型金電
極を有する湿度センサーの一具体例を示した平
面図、第２図は第１図の湿度センサーのＡ−
A′断面図であり、符号１はアルミナ基板、２
は金電極、３は感湿材層、４はリード線接続端
子を示す。上記(a)で得られたラテツクスを第１
図および第２図に示すように、櫛型の金電極２
を設けたアルミナ基板上に塗布し、乾燥して電
気抵抗式湿度センサー（対照１）を得た。この
とき形成された感湿材層の重量は５mgであつ
た。 (c) 本発明による保護皮膜の形成 上記湿度センサーの感湿材層の表面に液状の
付加型シリコーン樹脂（信越シリコーン社製、
KE109）をスピンナーで塗布し、100℃で２時
間硬化し、厚さ５μｍの保護皮膜を設けた湿度
センサー（実施例１）を得た。 実施例１と対照１の湿度センサーの感湿特性
を調べた。すなわち、第３図は湿度センサーの
相対湿度（％）（横軸）と電気抵抗（Ω）（縦
軸）との関係を示したグラフであり、Ａ（−●
−）は本実施例１の場合、Ｂ（−〇−）は対照
１の場合を示す。第３図のグラフから明らかな
ように、両者ほとんど変らず、保護皮膜の形成
は感湿特性に影響のないことが確認された。な
お、保護層を形成した実施例１のものは、対照
１のものに比べ、その応答時間が1.3倍程度増
加した。 次に、両湿度センサーの水分凝結による特性
の変化について検討した。すなわち、両湿度セ
ンサーを相対湿度30％の雰囲気中に放置し、こ
れらの湿度センサーの表面に0.005mlの水滴を
30分毎に５回滴下して、電気抵抗の変化を測定
した。得られた結果を第４図に示す。 第４図は湿度センサーの表面に一定時間毎に
水滴を滴下した場合の時間（時）（横軸）と電
気抵抗（Ω）（縦軸）との関係を示したグラフ
であり、Ａ（−●−）は本実施例１の場合、Ｂ
（−〇−）は対照１の場合を示し、又、矢印は
水滴を滴下した時点を示す。第４図のグラフか
ら明らかなように、初期の電気抵抗値Ｒxと５
回水滴を滴下し、乾燥した後の電気抵抗値Ｒと
の差をＲ―Ｒx＝ΔＲとすると、実施例１のΔ
Ｒは零であつたが、対照１のΔＲはかなり大き
く、水分の凝結により電気抵抗値が変化してお
り、これらの結果より保護皮膜の効果は十分に
認められる。 比較例 前記対照１のセンサー用い、実施例１と同様に
して、信越シリコーン製シリコーンワニスKR100
（表面保護用50％キシレン溶液）を塗布し室温で
24時間乾燥したセンサーと、同じく信越シリコー
ン製ストレートシリコーンワニスKR282（50％キ
シレン溶液）を塗布し、200℃、１時間乾燥した
センサーを作成し、相対湿度と電気抵抗との関係
を比較した。 結果を第３図に示す。なお、KR100を室温乾燥
したもの（線Ｃ）、KR282を200℃加熱乾燥したも
の（線Ｄ）で示した。 また応答時間は、KR100を保護層としたものが
2.3倍、KR282を保護層としたものは2.7倍とそれ
ぞれ増加した。 実施例２及び対照２ (a) 感湿材料の製造 スチレン0.1モル、スチレンスルホン酸ナト
リウム0.01モル（乳化剤を兼ねる）及び触媒と
して過硫酸カリウム0.001モルを、500mlの水媒
体中、窒素雰囲気化、60℃で高速撹拌しながら
10時間乳化共重合を行つた。その結果スチレン
が内部に入り、スチレンスルホン酸ナトリウム
が表面層に有する粒子が分散したラテツクスが
得られた。このラテツクスをセロフアンの透析
チユーブを用いて２カ月間透析精製して、不純
物を除去した。 (b) 湿度センサーの作製 上記(a)で得られたラテツクスを用い、実施例
１と同様に、電気抵抗式湿度センサー（対照
２）を得た。このとき形成された感湿材層の重
量は５mgであつた。 (c) 本発明による保護皮膜の形成 上記湿度センサーの感温材層の表面に、α，
ω―ジヒドロキシポリジメチルシロキサン95重
量部、ビニルトリメトキシシラン６重量部およ
びジブチルスズジオクタノエート0.3重量部で
配合した縮合型シリコーン樹脂をスピンナーで
塗布し、室温、50％相対湿度下で100時間反応
させた後、100℃で２時間硬化し、厚さ３μｍ
の保護皮膜を設けた湿度センサー（実施例２）
を得た。 以下、実施例１と同様に、両湿度センサーに
ついて、水分の凝結によつて特性がどのように
変化するか検討した。その結果、相対湿度が30
％の雰囲気における実施例２と対対照２の電気
抵抗値は9.0×105Ωであり、ほぼ同じであつ
た。しかし、実施例２のΔＲがほぼ零であるの
に対し、対照２のΔＲは1.6×105Ωであつた。 実施例３及び対照３ (a) 感湿材料の製造 500mlの水に疎水性モノマとしてアクリロニ
トリル0.2モル、架橋剤としてアリルグリシジ
ルエーテル0.02モル及びアミノエチルメタクリ
レート0.02モル、グラフト点を与えるモノマと
してヒドロキシエチルメタクリレート0.01モ
ル、並びに重合開始剤としてアゾビスイソブチ
ルアミジン塩酸塩0.001モルを加え、液温を70
℃とし、窒素雰囲気下、10時間高速撹拌しなが
ら共重合反応と架橋反応を同時に行つた。次
に、こうして得られたラテツクスにグラフト重
合開始剤として硝酸第２セリウムアンモニウム
0.01モル及びグラフト化させるカチオン性モノ
マとして２―メタクリロイルオキシエチルトリ
メチルアンモニウムブロマイド0.1モルを加
え、液温を50℃とし、窒素雰囲気下、６時間、
高速撹拌しながらグラフト反応を行つた。その
結果、表面層がカチオン性ポリマで覆われた微
粒子が分散したラテツクスを得た。 (b) 湿度センサーの作製 上記(a)で得られたラテツクスを用い、実施例
１と同様に電気抵抗式湿度センサーを得た（対
照３）。この時形成された感湿ラテツクス皮膜
の重量は４mgであつた。 (c) 本発明による保護皮膜の形成 上記湿度センサーの感湿材層の表面に、α，
ω―ジビニルジメチルポリシロキサン（分子量
34000）95重量部、ヒドロシリルジメチルポリ
シロキサン（分子量1354）３重量部及び白金系
触媒0.08重量部を配合した付加型シリコーン樹
脂をスピンナーで塗布し、100℃で２時間、更
に150℃で１時間反応させて、厚さ５μｍの保
護皮膜を設けた湿度センサーを得た。 以下、実施例１と同様に、両湿度センサーに
ついて、水分の凝結によつて特性が変化するか
否か検討した。その結果、相対湿度30％の雰囲
気における実施例３と対照３の電気抵抗値は
1.2×105Ωであり、ほぼ同じであつた。しか
し、実施例３のΔＲはほぼ零であつたが、対照
３のΔＲは2.5×105Ωであつた。 実施例４〜７および対照４〜７ 前記実施例１〜３および対照１〜３と同様にし
て、保護皮膜の有無によつて湿度センサーの特性
がどのように変化するかにつき、各種感湿材料の
成分及び保護皮膜の構成材料につき検討を行つ
た。得られた結果を下表に示す。 表から明らかなように、本発明の実施例４〜７
のものは、対照４〜７のものに比し、前記ΔＲ
は、ほぼ零と変化せず、シリコーン樹脂の保護皮
膜の効果は顕著である。 以上説明したように、本発明によれば、前記ラ
テツクスから成る特定の感湿材料の表面に前記特
定のシリコーン樹脂の保護層を設けることによ
り、感湿材層への塵埃の付着または結露による劣
化および感湿特性の低下が少ない安定性、信頼性
の高い電気抵抗式湿度センサーを提供することが
できる。
【表】
第１図は櫛型金電極を有する湿度センサーの一
実施例を示した平面図、第２図は第１図のＡ―
A′断面図、第３図は湿度センサーの相対湿度と
電気抵抗の関係を示したグラフ、第４図は湿度セ
ンサーの表面に一定時間毎に水滴を滴下した場合
の時間と電気抵抗との関係を示したグラフであ
る。 １…アルミナ基板、２…金電極、３…感湿材
層、４…リード線接続端子。
実施例を示した平面図、第２図は第１図のＡ―
A′断面図、第３図は湿度センサーの相対湿度と
電気抵抗の関係を示したグラフ、第４図は湿度セ
ンサーの表面に一定時間毎に水滴を滴下した場合
の時間と電気抵抗との関係を示したグラフであ
る。 １…アルミナ基板、２…金電極、３…感湿材
層、４…リード線接続端子。
Claims (1)
- １ 雰囲気中の湿度変化に対応して電気抵抗値が
変化する感湿材を用いて湿度を検出する湿度セン
サーにおいて、該感湿材が疎水性モノマとイオン
性或いは非イオン性の親水性モノマとの共重合体
で、かつ表面が親水性のラテツクス粒子の集合体
から成る感湿材層であり、該感湿材層の表面が無
溶剤型の縮合型または付加型の熱硬化性シリコー
ン樹脂硬化物から成る保護層を有することを特徴
とする電気抵抗式湿度センサー。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56152200A JPS5853743A (ja) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | 電気抵抗式湿度センサ− |
| DE8282305083T DE3270451D1 (en) | 1981-09-28 | 1982-09-27 | Humidity sensor and method for preparing a humidity sensor |
| EP82305083A EP0076131B1 (en) | 1981-09-28 | 1982-09-27 | Humidity sensor and method for preparing a humidity sensor |
| US06/426,087 US4473813A (en) | 1981-09-28 | 1982-09-28 | Humidity sensor with improved protective layering |
| CA000412379A CA1199537A (en) | 1981-09-28 | 1982-09-28 | Humidity sensor and method for preparing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56152200A JPS5853743A (ja) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | 電気抵抗式湿度センサ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5853743A JPS5853743A (ja) | 1983-03-30 |
| JPS6239939B2 true JPS6239939B2 (ja) | 1987-08-26 |
Family
ID=15535240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56152200A Granted JPS5853743A (ja) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | 電気抵抗式湿度センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5853743A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58193445A (ja) * | 1982-05-07 | 1983-11-11 | Hitachi Ltd | 湿度センサ |
| JPS6347646A (ja) * | 1986-08-13 | 1988-02-29 | Nok Corp | 感湿素子 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5149772A (en) * | 1974-10-25 | 1976-04-30 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Kanshitsusoshi |
-
1981
- 1981-09-28 JP JP56152200A patent/JPS5853743A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5853743A (ja) | 1983-03-30 |
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