JPS6319020B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6319020B2 JPS6319020B2 JP57201587A JP20158782A JPS6319020B2 JP S6319020 B2 JPS6319020 B2 JP S6319020B2 JP 57201587 A JP57201587 A JP 57201587A JP 20158782 A JP20158782 A JP 20158782A JP S6319020 B2 JPS6319020 B2 JP S6319020B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity
- present
- moisture
- electrical resistance
- resistance value
- Prior art date
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- Expired
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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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- 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】
本発明は雰囲気中の湿度に依存して電気抵抗値
の変化することを利用する感湿素子に関するもの
である。
の変化することを利用する感湿素子に関するもの
である。
感湿素子は、雰囲気中の湿度に依存して電気抵
抗値の変化する性質を利用して湿度を測定する場
合に用いられるものであるが、このような感湿素
子としては、 １ 電気抵抗値が低く、かつ湿度変化に対する電
気抵抗値の変化が大きいこと、 ２ いわゆる履歴現象（ヒステリシス）がないこ
と、すなわち高湿度から低湿度に変化させた場
合と、低湿度から高湿度に変化させた場合に電
気抵抗値がほぼ同一値を与えること、 ３ 広い湿度範囲を計測できること ４ 電気抵抗値が湿度にのみ依存し、温度等他の
要素の変化に対する応答性が少ないこと、及び ５ 長時間の使用にたえること、すなわち長時間
使用しても素子の劣化がなく、また電気的特性
にも変化が生じないこと 等の性質を備えていることが要求されている。
抗値の変化する性質を利用して湿度を測定する場
合に用いられるものであるが、このような感湿素
子としては、 １ 電気抵抗値が低く、かつ湿度変化に対する電
気抵抗値の変化が大きいこと、 ２ いわゆる履歴現象（ヒステリシス）がないこ
と、すなわち高湿度から低湿度に変化させた場
合と、低湿度から高湿度に変化させた場合に電
気抵抗値がほぼ同一値を与えること、 ３ 広い湿度範囲を計測できること ４ 電気抵抗値が湿度にのみ依存し、温度等他の
要素の変化に対する応答性が少ないこと、及び ５ 長時間の使用にたえること、すなわち長時間
使用しても素子の劣化がなく、また電気的特性
にも変化が生じないこと 等の性質を備えていることが要求されている。
このような雰囲気中の湿度に依存して電気抵抗
値が変化することを利用する感湿素子としては、
従来、塩化リチウムのような低分子電解質、樹脂
に導電性粉末を混合したもの、金属表面を酸化し
たもの、親水性高分子を用いたもの、親水性高分
子を半導体基板に接して設けたものが用いられて
いた。しかしながらこれ等は、いずれも前記１）
〜５）の要求特性のいずれか或は二以上を充足せ
ず、新しい感湿素材の開発が望まれていた。
値が変化することを利用する感湿素子としては、
従来、塩化リチウムのような低分子電解質、樹脂
に導電性粉末を混合したもの、金属表面を酸化し
たもの、親水性高分子を用いたもの、親水性高分
子を半導体基板に接して設けたものが用いられて
いた。しかしながらこれ等は、いずれも前記１）
〜５）の要求特性のいずれか或は二以上を充足せ
ず、新しい感湿素材の開発が望まれていた。
一方このような欠点を解消することを目的とし
て、特開昭55―10502号公報に記載のように、ア
ルミナ基板上に、一対の櫛状の電極を対向接着し
て該電極間にギヤツプを形成し、該基体上に少く
とも該ギヤツプを覆うようにカチオン性モノマー
を重合させた高分子を被覆してなる感湿素子が提
案されている。
て、特開昭55―10502号公報に記載のように、ア
ルミナ基板上に、一対の櫛状の電極を対向接着し
て該電極間にギヤツプを形成し、該基体上に少く
とも該ギヤツプを覆うようにカチオン性モノマー
を重合させた高分子を被覆してなる感湿素子が提
案されている。
しかしながら通常のカチオン性ポリマーでは、
それが第１級、第２級あるいは第３級アミンより
成る場合には電気抵抗が大きすぎて感度が悪くな
り、また第４級アンモニウム塩型ポリマーの場合
には電気抵抗は低いが、あまりに親水的であるた
め高湿度になると吸湿して表面がべたつき形態的
変化を生じ、ひいては電気的特性に変化を生ぜし
める等の欠点があつた。
それが第１級、第２級あるいは第３級アミンより
成る場合には電気抵抗が大きすぎて感度が悪くな
り、また第４級アンモニウム塩型ポリマーの場合
には電気抵抗は低いが、あまりに親水的であるた
め高湿度になると吸湿して表面がべたつき形態的
変化を生じ、ひいては電気的特性に変化を生ぜし
める等の欠点があつた。
本発明者は、かかる欠点を解消するために鋭意
研究を進めた結果、次式： （式中、ｎは10ないし1000を表わす。） で表わされるように、第３級アミンのアンモニウ
ム塩型窒素と第４級アンモニウム塩型窒素とを含
み、且つ対イオンが過塩素酸イオンである場合に
は、前記のような欠点がなく、感湿素子としての
前記１）〜５）の要求特性のすべてを実質的に満
し得ることを見出し、本発明を完成した。
研究を進めた結果、次式： （式中、ｎは10ないし1000を表わす。） で表わされるように、第３級アミンのアンモニウ
ム塩型窒素と第４級アンモニウム塩型窒素とを含
み、且つ対イオンが過塩素酸イオンである場合に
は、前記のような欠点がなく、感湿素子としての
前記１）〜５）の要求特性のすべてを実質的に満
し得ることを見出し、本発明を完成した。
即ち本発明は、絶縁基板上に設けた一対の電極
間に前記式で表わされる重合体を設けてなる感湿
素子に関するものである。
間に前記式で表わされる重合体を設けてなる感湿
素子に関するものである。
本発明の前記式で表わされる重合体は、例えば
ジアリルアミノプロピルジメチルアリルアンモニ
ウムクロライドの塩酸塩と二酸化イオウとを共重
合してなる重合体に、過塩素酸水溶液を加えるこ
とによつて製造される。
ジアリルアミノプロピルジメチルアリルアンモニ
ウムクロライドの塩酸塩と二酸化イオウとを共重
合してなる重合体に、過塩素酸水溶液を加えるこ
とによつて製造される。
このようにして得た重合体は、少なくとも電極
間を覆うように設ければよく、電極間を越えて基
板を覆うように設けてもよい。
間を覆うように設ければよく、電極間を越えて基
板を覆うように設けてもよい。
本発明で使用する電極及び絶縁基板は、この種
目的に使用されるものはいずれも使用することが
でき、特に限定されない。
目的に使用されるものはいずれも使用することが
でき、特に限定されない。
次に実施例を挙げて、本発明を更に説明する。
ジアリルアミノプロピルジメチルアリルアンモニ
ウムクロライドの塩酸塩と二酸化イオウとを共重
合してなるポリマーを水に溶解させ、これを10％
過塩素酸水溶液に撹拌しながら加える。生成した
沈澱を取し、水で洗浄して過剰の過塩素酸を除
き、過、乾燥して白色粉末を得る。このものは
水には溶けないが、ジメチルスルホオキサイド等
の有機溶媒には溶解し、これらは全て良好な皮膜
形成態を有する。
ジアリルアミノプロピルジメチルアリルアンモニ
ウムクロライドの塩酸塩と二酸化イオウとを共重
合してなるポリマーを水に溶解させ、これを10％
過塩素酸水溶液に撹拌しながら加える。生成した
沈澱を取し、水で洗浄して過剰の過塩素酸を除
き、過、乾燥して白色粉末を得る。このものは
水には溶けないが、ジメチルスルホオキサイド等
の有機溶媒には溶解し、これらは全て良好な皮膜
形成態を有する。
一方アルミナ等のような絶縁基板上に一対の電
極を接着し、各電極にはリード線を接続させる。
この基板上に前記重合体の溶液を塗布し、加熱乾
燥して溶媒を除去し、基板上に高分子被膜を形成
させて感湿素子を完成させる。このようにして得
た本発明の高分子被膜は強じんであり、かつ水不
溶性であるので高湿度においても膨潤したり、溶
解したりすることがなく耐久性に優れていた。
極を接着し、各電極にはリード線を接続させる。
この基板上に前記重合体の溶液を塗布し、加熱乾
燥して溶媒を除去し、基板上に高分子被膜を形成
させて感湿素子を完成させる。このようにして得
た本発明の高分子被膜は強じんであり、かつ水不
溶性であるので高湿度においても膨潤したり、溶
解したりすることがなく耐久性に優れていた。
次にこのようにして得た感湿素子の電気的特性
を測定した試験例を示す。
を測定した試験例を示す。
本発明の感湿素子を使用して、測定すべき雰囲
気の相対湿度と電気抵抗値との関係を測定した。
結果を第１図に示す。図中、Ａは、湿度を下げて
いつた場合の抵抗値を示し、Ｂは湿度を上げてい
つた場合の抵抗値を示す。
気の相対湿度と電気抵抗値との関係を測定した。
結果を第１図に示す。図中、Ａは、湿度を下げて
いつた場合の抵抗値を示し、Ｂは湿度を上げてい
つた場合の抵抗値を示す。
図より明らかな如く、本発明の感湿素子は湿度
30〜85％の広い範囲にわたつて、電気抵抗値は
107Ω以下であり、かつ湿度の変化による抵抗値
の変化率が大きい。
30〜85％の広い範囲にわたつて、電気抵抗値は
107Ω以下であり、かつ湿度の変化による抵抗値
の変化率が大きい。
また湿度を上げていつた場合と下げていつた場
合とでほぼ同一の抵抗値を示すが、このことから
本発明の感湿素子ではヒステリシス現象がないこ
とを理解することができる。
合とでほぼ同一の抵抗値を示すが、このことから
本発明の感湿素子ではヒステリシス現象がないこ
とを理解することができる。
次に、本発明の感湿素子の応答特性を確認する
ため、初め相対湿度33.6％にあつた素子を相対湿
度86％へ上げた場合、逆に86％から33.6％へ下げ
た場合の電気抵抗値の変化を経時的に測定した。
結果を第２図に示す。図中Ｃは、相対湿度33.6％
から86％へ上げた場合の結果を示し、Ｄは86％か
ら33.6％へ下げた場合の結果を示す。
ため、初め相対湿度33.6％にあつた素子を相対湿
度86％へ上げた場合、逆に86％から33.6％へ下げ
た場合の電気抵抗値の変化を経時的に測定した。
結果を第２図に示す。図中Ｃは、相対湿度33.6％
から86％へ上げた場合の結果を示し、Ｄは86％か
ら33.6％へ下げた場合の結果を示す。
図より、本発明の感湿素子の応答特性は極めて
優れており、感度がよいことがわかる。
優れており、感度がよいことがわかる。
次に湿度を50％とし、温度を10℃、20℃、30
℃、40℃とした場合の抵抗値を測定した。結果
は、それぞれ温度10℃で8.9×105Ω、温度20℃で
5.6×105Ω、温度30℃で1.3×105Ω、温度40℃で
6.8×104Ωであつた。これより、本発明の感湿素
子の電気抵抗値は、温度依存性があるが、従来の
高分子センサーに比較してその依存性は小さいこ
とがわかる。
℃、40℃とした場合の抵抗値を測定した。結果
は、それぞれ温度10℃で8.9×105Ω、温度20℃で
5.6×105Ω、温度30℃で1.3×105Ω、温度40℃で
6.8×104Ωであつた。これより、本発明の感湿素
子の電気抵抗値は、温度依存性があるが、従来の
高分子センサーに比較してその依存性は小さいこ
とがわかる。
更に本発明の感湿素子について、湿度50％から
90％までの間の湿度リサイクルテストを行つた。
結果は、800時間経過後に於いても、本発明の感
湿素子は製造直後の電気的特性をそのまま保持し
ていた。
90％までの間の湿度リサイクルテストを行つた。
結果は、800時間経過後に於いても、本発明の感
湿素子は製造直後の電気的特性をそのまま保持し
ていた。
以上述べたように、本発明の感湿素子は、感湿
素子として要求される性能をすべての面に於いて
実質的に満足させるものであり、従来の感湿素子
に比して著しい利点を有する。
素子として要求される性能をすべての面に於いて
実質的に満足させるものであり、従来の感湿素子
に比して著しい利点を有する。
第１図は、本発明の感湿素子を使用して、相対
湿度と電気抵抗値との関係を測定したグラフ、第
２図は、本発明の感湿素子の応答特性を示すため
のグラフである。
湿度と電気抵抗値との関係を測定したグラフ、第
２図は、本発明の感湿素子の応答特性を示すため
のグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 絶縁基板上に設けた一対の電極間に、次式： （式中、ｎは10ないし1000を表わす。） で表わされるジアミノプロピルジメチルアリルア
ンモニウムクロライド塩酸塩・二酸化イオウ共重
合体を設けてなる感湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57201587A JPS5991351A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57201587A JPS5991351A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 感湿素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5991351A JPS5991351A (ja) | 1984-05-26 |
| JPS6319020B2 true JPS6319020B2 (ja) | 1988-04-21 |
Family
ID=16443523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57201587A Granted JPS5991351A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5991351A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60113140A (ja) * | 1983-11-25 | 1985-06-19 | Hokuriku Denki Kogyo Kk | 湿度センサ素子 |
| JPS61237044A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 湿度検出素子およびその製造方法 |
| JPH0653702U (ja) * | 1991-03-29 | 1994-07-22 | 茂 千代 | 固定式のバルブとロッカーアーム |
| KR100550805B1 (ko) * | 2001-08-30 | 2006-02-10 | 공명선 | 고분자막 습도센서 |
-
1982
- 1982-11-17 JP JP57201587A patent/JPS5991351A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5991351A (ja) | 1984-05-26 |
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