JPS627976B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS627976B2 JPS627976B2 JP53062885A JP6288578A JPS627976B2 JP S627976 B2 JPS627976 B2 JP S627976B2 JP 53062885 A JP53062885 A JP 53062885A JP 6288578 A JP6288578 A JP 6288578A JP S627976 B2 JPS627976 B2 JP S627976B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity
- moisture
- polymer
- sensitive element
- resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、雰囲気中における水分量に依存して
抵抗値の変化する感湿素子に関するものである。
抵抗値の変化する感湿素子に関するものである。
抵抗値の変化により湿度を検出する感湿素子で
従来汎用されているものは以下のとおりである。
従来汎用されているものは以下のとおりである。
塩化リチウム（LiCl）等電解質塩を用いたも
の 吸湿性樹に導電性粉末を混合したもの アルミニウム等金属の表面を酸化したもの 金属酸化物を用いたもの 吸湿性高分子皮膜を半導体基板に接して設け
たもの 親水性高分子を用いたもの これらの感湿素子においては夫々次のような欠
点があつた。
の 吸湿性樹に導電性粉末を混合したもの アルミニウム等金属の表面を酸化したもの 金属酸化物を用いたもの 吸湿性高分子皮膜を半導体基板に接して設け
たもの 親水性高分子を用いたもの これらの感湿素子においては夫々次のような欠
点があつた。
′ 前記の構成においては１個のセンサーで
計測できる湿度領域が狭く、湿度の高い雰囲気
中に長時間放置すると電解質塩が希釈され、寿
命が著しく短かくなる。
計測できる湿度領域が狭く、湿度の高い雰囲気
中に長時間放置すると電解質塩が希釈され、寿
命が著しく短かくなる。
′ 前記の構成においては低湿度雰囲気中に
おいては感湿特性が無いのみならず製作の歩留
りが長く、且つ長時間の使用においては信頼性
が著しく低下する。
おいては感湿特性が無いのみならず製作の歩留
りが長く、且つ長時間の使用においては信頼性
が著しく低下する。
′ 前記の構成においては相対湿度80％以上
の雰囲気中においてヒステリシスを生じ、応答
性が悪くなるのみならず、高湿度雰囲気中に長
時間放置すると形状変化を生じ経年変化が大き
い。
の雰囲気中においてヒステリシスを生じ、応答
性が悪くなるのみならず、高湿度雰囲気中に長
時間放置すると形状変化を生じ経年変化が大き
い。
′ 前記の構成においては抵抗値が高く、大
きな温度依存性を有するものが多い。製造方法
が複雑である。
きな温度依存性を有するものが多い。製造方法
が複雑である。
′ 前記の構成においては素子の特性の再現
性、安定性が低く寿命が短かい。
性、安定性が低く寿命が短かい。
本発明は、従来感湿材料として全く使用されて
いなかつた高分子フイルムを用いて簡単に製造で
き、再現性に優れ、且つヒステリシスの極めて小
さい感湿素子を提供しようとするものである。
いなかつた高分子フイルムを用いて簡単に製造で
き、再現性に優れ、且つヒステリシスの極めて小
さい感湿素子を提供しようとするものである。
本発明の感湿素子は、反応性カチオニツクモノ
マーを含む高分子を重合させて重合体を形成し、
湿度に対する抵抗値変化を利用して湿度を検出す
るものである。
マーを含む高分子を重合させて重合体を形成し、
湿度に対する抵抗値変化を利用して湿度を検出す
るものである。
以下本発明の感湿素子について実施例により説
明する。
明する。
反応性カチオニツクモノマーとして２−ヒドロ
キシ−３−メタクリルオキシプロピルトリメチル
アンモニウムクロライド100部、重合開始剤とし
て過酸化ベンゾイル２部、アルコールとしてメタ
ノール50部を用い、これらを反応容器内に入れて
約70℃に加熱保持して12時間重合させる。
キシ−３−メタクリルオキシプロピルトリメチル
アンモニウムクロライド100部、重合開始剤とし
て過酸化ベンゾイル２部、アルコールとしてメタ
ノール50部を用い、これらを反応容器内に入れて
約70℃に加熱保持して12時間重合させる。
一方、第１図に示すように、アルミナ基板１上
に一対の櫛状の電極２，２を対向接着して該電極
２，２間にギヤツプ３を形成し、該各電極２，２
にリード線４，４を接続して感湿素子基体を形成
し、該基体上の少なくともギヤツプ３を覆うよう
に、前記重合させた重合体溶液をスプレー、刷毛
塗り、浸漬等によつて重合物薄膜を形成させ、通
風乾燥させた後、100℃以上の乾燥雰囲気中にて
熱処理を施して重合物薄膜を感湿素子基体上に焼
きつけ定着させて感湿素子を完成させる。尚、ポ
リ２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロピ
ルトリメチルアンモニウムクロライドは、下記の
ような構造式を持つている。
に一対の櫛状の電極２，２を対向接着して該電極
２，２間にギヤツプ３を形成し、該各電極２，２
にリード線４，４を接続して感湿素子基体を形成
し、該基体上の少なくともギヤツプ３を覆うよう
に、前記重合させた重合体溶液をスプレー、刷毛
塗り、浸漬等によつて重合物薄膜を形成させ、通
風乾燥させた後、100℃以上の乾燥雰囲気中にて
熱処理を施して重合物薄膜を感湿素子基体上に焼
きつけ定着させて感湿素子を完成させる。尚、ポ
リ２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロピ
ルトリメチルアンモニウムクロライドは、下記の
ような構造式を持つている。
そして、本発明では上記の重合度ｎの値を1000
〜10000の範囲内で設定したものである。
〜10000の範囲内で設定したものである。
そこで、上記重合体の内側鎖に結合している
Cl-イオンが感湿部になる。即ち、低湿度では
N+、Cl-のイオン対は、解離がなくその結果イオ
ンは自由に移動できず、高湿度になるとイオンが
自由状態となり、電位差を与えることによりイオ
ン電流を生じ、しかもイオン電流はフリーイオン
の数に比例する。
Cl-イオンが感湿部になる。即ち、低湿度では
N+、Cl-のイオン対は、解離がなくその結果イオ
ンは自由に移動できず、高湿度になるとイオンが
自由状態となり、電位差を与えることによりイオ
ン電流を生じ、しかもイオン電流はフリーイオン
の数に比例する。
つまり湿度の大小に関係し、イオン電流は、乾
燥状態では小さく、高湿度中では大きくなり、こ
の場合N+（CH3）3はポリマーの主鎖に入つている
から固定イオンとなりCl-イオンのみが自由に動
けるようになり、上記湿度センサーはこのことを
応用したものである。
燥状態では小さく、高湿度中では大きくなり、こ
の場合N+（CH3）3はポリマーの主鎖に入つている
から固定イオンとなりCl-イオンのみが自由に動
けるようになり、上記湿度センサーはこのことを
応用したものである。
以上の構成になる感湿素子の抵抗一相対湿度特
性は、第２図に示すように、相対湿度20％から
100％までの広範囲において電気抵抗値が107Ω以
下、且つ湿度変化率が大きい為、簡単に湿度検知
を行なうことができ、ヒステリシスも１〜２％程
度で測定誤差を考慮すると殆ど無視できる。
性は、第２図に示すように、相対湿度20％から
100％までの広範囲において電気抵抗値が107Ω以
下、且つ湿度変化率が大きい為、簡単に湿度検知
を行なうことができ、ヒステリシスも１〜２％程
度で測定誤差を考慮すると殆ど無視できる。
又、第３図破線にて示すように、50％から90％
の間での湿度サイクルテストにおいても500時間
経過後において同図中実線で示す製造直後の特性
と比較して１〜２％程の抵抗値増加を示すのみで
あるから、測定誤差を考慮するとこれも無視でき
る。
の間での湿度サイクルテストにおいても500時間
経過後において同図中実線で示す製造直後の特性
と比較して１〜２％程の抵抗値増加を示すのみで
あるから、測定誤差を考慮するとこれも無視でき
る。
また、耐湿性を更に向上させる架橋処理は、２
−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロピルト
リメチルアンモニウムクロライドを重合させて成
る重合体溶液を前記のように感湿素子基体上に焼
きつけ定着して後、重クロム酸アンモン等重クロ
ム酸塩溶液を塗布してベーキングを行なう。次に
紫外線を２〜３分間照射することにより架橋処理
を完了する。
−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロピルト
リメチルアンモニウムクロライドを重合させて成
る重合体溶液を前記のように感湿素子基体上に焼
きつけ定着して後、重クロム酸アンモン等重クロ
ム酸塩溶液を塗布してベーキングを行なう。次に
紫外線を２〜３分間照射することにより架橋処理
を完了する。
架橋処理は、紫外線照射のみに限定されるもの
ではなく、アセタール化、電子線照射、放照線照
射等によつても行なうことができる。
ではなく、アセタール化、電子線照射、放照線照
射等によつても行なうことができる。
こうして架橋処理を行なつた感湿素子は、架橋
処理を行なつていない感湿素子と比べて抵抗値が
10倍位に増加する。
処理を行なつていない感湿素子と比べて抵抗値が
10倍位に増加する。
また、２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシ
プロピルトリメチルアンモニウムクロライドを重
合させてなる重合体溶液を、アセトン等の溶剤に
添加すれば、重合体の粉末が沈澱するので、該沈
澱を取り出し、乾燥させて後、粉砕し、ポリ塩化
ビニールポリエチレン、ポリプロピレン等熱可塑
性樹脂と混練して薄膜を形成してもよく、或はエ
ポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等熱硬化性樹脂中
に分散させてもよく、更にはシリコン系高分子と
混在させるようにしてもよく、何れの場合にも極
めて優れた特性を有する感湿素子を得ることがで
きる。
プロピルトリメチルアンモニウムクロライドを重
合させてなる重合体溶液を、アセトン等の溶剤に
添加すれば、重合体の粉末が沈澱するので、該沈
澱を取り出し、乾燥させて後、粉砕し、ポリ塩化
ビニールポリエチレン、ポリプロピレン等熱可塑
性樹脂と混練して薄膜を形成してもよく、或はエ
ポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等熱硬化性樹脂中
に分散させてもよく、更にはシリコン系高分子と
混在させるようにしてもよく、何れの場合にも極
めて優れた特性を有する感湿素子を得ることがで
きる。
また、以上には反応性カチオニツクモノマーの
みを重合させた実施例について記述したが、反応
性カチオニツクモノマーと無機高分子或は有機高
分子とを共重合させてもよい。
みを重合させた実施例について記述したが、反応
性カチオニツクモノマーと無機高分子或は有機高
分子とを共重合させてもよい。
以上のようになる本発明の感湿素子は次の利点
を有する。
を有する。
導電性物質、分散剤等を必要としない為、製
品のばらつきが小さい。
品のばらつきが小さい。
ヒステリシスが小さい。
広範囲にわたつて湿度検知が可能である。
湿度変化に対する抵抗値変化率が大きい為、
湿度検知が容易である。
湿度検知が容易である。
重合体溶液を塗布、焼きつけ定着するので基
板素材、形状を任意に選択できる。
板素材、形状を任意に選択できる。
有機ガスに対して抵抗性が大きい。
長時間の使用による特性変化が極めて小さ
い。
い。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図は本発
明感湿素子の正面図、第２図は同抵抗一相対湿度
特性図、第３図は同湿度サイクルテスト500時間
経過後における抵抗−相対湿度特性図。 １：アルミナ基板、２：電極、３：ギヤツプ、
４：リード線。
明感湿素子の正面図、第２図は同抵抗一相対湿度
特性図、第３図は同湿度サイクルテスト500時間
経過後における抵抗−相対湿度特性図。 １：アルミナ基板、２：電極、３：ギヤツプ、
４：リード線。
Claims (1)
- １ 絶縁基板上に設けた一対の電極間に、２−ヒ
ドロキシ−３−メタクリルオキシプロピルトリメ
チルアンモニウムクロライドを含む高分子を、重
合度1000〜10000の範囲で重合させて得た重合体
を設けてなる感湿素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6288578A JPS5510502A (en) | 1978-05-25 | 1978-05-25 | Moisture sensitive element |
| DE19792920808 DE2920808C2 (de) | 1978-05-25 | 1979-05-22 | Meßfühler und Schaltung zur Feuchtigkeitsmessung |
| CH489079A CH641566A5 (de) | 1978-05-25 | 1979-05-25 | Feuchtigkeitsmessfuehler und dessen verwendung in einer messanordnung. |
| GB7918462A GB2025622B (en) | 1978-05-25 | 1979-05-25 | Humidity sensor and a humidity detection circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6288578A JPS5510502A (en) | 1978-05-25 | 1978-05-25 | Moisture sensitive element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5510502A JPS5510502A (en) | 1980-01-25 |
| JPS627976B2 true JPS627976B2 (ja) | 1987-02-20 |
Family
ID=13213151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6288578A Granted JPS5510502A (en) | 1978-05-25 | 1978-05-25 | Moisture sensitive element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5510502A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59133453A (ja) * | 1983-01-20 | 1984-07-31 | Sanyo Electric Co Ltd | 感湿素子 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5426911B2 (ja) * | 1972-02-02 | 1979-09-06 | ||
| JPS5816467B2 (ja) * | 1977-12-08 | 1983-03-31 | 神栄株式会社 | 感湿素子 |
-
1978
- 1978-05-25 JP JP6288578A patent/JPS5510502A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5510502A (en) | 1980-01-25 |
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