(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に感湿膜を具備した感湿素子において、前記感湿膜は前記基板表面に少なくとも−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−結合を介して、高分子電解質からなる感湿分子が固定されて構成されていることを特徴とする感湿素子。
【請求項２】
感湿膜を構成する分子に、−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−結合を含む共有結合を介してフッ化アルキル基を有する分子が結合されている請求項１に記載の感湿素子。
【請求項３】
高分子電解質分子が、第４級アンモニウム基と水酸基とを有するカチオン系高分子である請求項１または２に記載の感湿素子。
【請求項４】
活性水素を有する基板表面に、ハライド基を複数個含むシラン化合物分子を接触させ、前記基板表面の活性水素と前記シラン化合物分子の一部のハライド基との間で脱ハロゲン化水素反応させて前記基板表面に前記シラン化合物分子を共有結合させ、次に前記シラン化合物分子に活性水素を有する高分子電解質分子を接触させ、前記高分子電解質分子の活性水素と前記シラン化合物分子の残余のハライド基との間で脱ハロゲン化水素反応させて前記シラン化合物分子に前記高分子電解質分子を共有結合させることを特徴とする感湿素子の製造方法。
【請求項５】
活性水素を有する高分子電解質分子に、ハライド基を複数個含むシラン化合物分子を接触させ、前記高分子電解質分子の活性水素と前記シラン化合物分子の一部のハライド基との間で脱ハロゲン化水素反応させて前記高分子電解質分子に前記シラン化合物分子を共有結合させ、次に活性水素を有する基板表面に前記シラン化合物分子が結合された高分子電解質分子を接触させ、前記基板表面の活性水素と前記シラン化合物分子の残余のハライド基との間で脱ハロゲン化水素反応させて前記基板表面に前記シラン化合物分子が結合された高分子電解質分子を共有結合させることを特徴とする感湿素子の製造方法。
【請求項６】
高分子電解質分子が、第４級アンモニウム基と水酸基とを有するカチオン系高分子である請求項４または５に記載の感湿素子の製造方法。
【請求項７】
活性水素を有する高分子電解質分子にフッ化アルキル基を有するハロゲン化シラン化合物分子を接触させ、前記高分子電解質分子の活性水素と前記シラン化合物分子の一部のハライド基との間で脱ハロゲン化水素反応させて前記高分子電解質分子にフッ化アルキル基を有するシラン化合物分子を共有結合させる請求項４または５に記載の感湿素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、湿度管理を要する美術館、博物館などの建物や、食品工業、薬品工業、ビニールハウスなどで使われる空調機器、衣類乾燥機、食器乾燥機など各種機器において湿度センサとして有用される感湿素子及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
感湿素子については、感湿応答速度が速く、湿度が上昇するときと、低下するときとで検出値の差が少ないという、いわゆるヒステリシスが小さいという利点から、感湿部に高分子電解質を用いたものが従来より開発されている。高分子電解質は、周囲の雰囲気の湿度に対応して、水分子を吸収する。この水分子により高分子電解質は電離し、吸収した水の量に応じて電気抵抗が低下する。すなわち、この電気抵抗の変化を測定すれば湿度に換算することができる。
【０００３】
しかし、この高分子電解質を用いた感湿素子は高湿度領域、特に結露時において、高分子電解質が水に溶解流出し、感湿特性が劣化するという欠点があった。これらの欠点を改良するために、不水溶性であるオルガノポリシロキサン膜を感湿部に用いるものも提案されている（例えば特開平３−７２２５３  号公報、特開平３−２５２５５０号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのものはオルガノポリシロキサン膜の密度が低く、不均一であるため感湿精度が低かったり、あるいは長時間水に接触したときの耐久性が不十分であるという欠点があった。
【０００５】
本発明は前記従来技術の問題点を解決するために、感湿精度にすぐれ、かつ長時間水と接触しても特性と耐水性を損なわない感湿素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するために本発明の感湿素子は、基板上に感湿膜を具備した感湿素子において、前記感湿膜は前記基板表面に少なくとも−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−結合を含む共有結合を介して、高分子電解質からなる感湿分子が固定されて構成されていることを特徴とする。
【０００７】
前記構成においては、感湿膜を構成する分子に、−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−結合を含む共有結合を介してフッ化アルキル基を有する分子が結合されていることが好ましい。
また前記構成においては、高分子電解質分子が第４級アンモニウム基と水酸基とを有するカチオン系高分子であることが好ましい。
【０００８】
次に本発明の感湿素子の第１番目の製造方法は、活性水素を有する基板表面に、ハライド基を複数個含むシラン化合物分子を接触させ、前記基板表面の活性水素と前記シラン化合物分子の一部のハライド基との間で脱ハロゲン化水素反応させて前記基板表面に前記シラン化合物分子を共有結合させ、次に前記シラン化合物分子に活性水素を有する高分子電解質分子を接触させ、前記高分子電解質分子の活性水素と前記シラン化合物分子の残余のハライド基との間で脱ハロゲン化水素反応させて前記シラン化合物分子に前記高分子電解質分子を共有結合させることを特徴とする。
【０００９】
次に本発明の感湿素子の第２番目の製造方法は、活性水素を有する高分子電解質分子に、ハライド基を複数個含むシラン化合物分子を接触させ、前記高分子電解質分子の活性水素と前記シラン化合物分子の一部のハライド基との間で脱ハロゲン化水素反応させて前記高分子電解質分子に前記シラン化合物分子を共有結合させ、次に活性水素を有する基板表面に前記シラン化合物分子が結合された高分子電解質分子を接触させ、前記基板表面の活性水素と前記シラン化合物分子の残余のハライド基との間で脱ハロゲン化水素反応させて前記基板表面に前記シラン化合物分子が結合された高分子電解質分子を共有結合させることを特徴とする。
【００１０】
前記構成においては高分子電解質分子が、第４級アンモニウム基と水酸基とを有するカチオン系高分子であることが好ましい。
また前記構成においては、活性水素を有する高分子電解質分子にフッ化アルキル基を有するハロゲン化シラン化合物分子を接触させ、前記高分子電解質分子の活性水素と前記シラン化合物分子の一部のハライド基との間で脱ハロゲン化水素反応させて前記高分子電解質分子にフッ化アルキル基を有するシラン化合物分子を共有結合させることもできる。
【００１１】
【作用】
前記本発明の構成によれば、感湿素子は、基板表面に−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−結合を含む共有結合を介して高分子電解質が固定されて、薄い感湿膜を形成している。すなわち、高分子電解質と基板表面とが２つのシロキサン結合（−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−結合）を介して強固に結合しているので、水と接触しても高分子電解質が溶け出すことがなく、素子の感湿特性には何ら変化がない。さらに、感湿膜は薄く均一なので感湿精度が高く、かつ応答速度が速くてヒステリシスが小さい感湿素子となる。
【００１２】
また、感湿膜の表面に少なくとも−Ｓｉ−結合を含む共有結合を介してフッ化アルキル基を有する化学吸着膜が設けられたという好ましい構成によれば、化学吸着膜の表層に存在するフッ化アルキル基の表面エネルギーが低いため感湿膜表面が撥水性になり、水に濡れにくいか、もしくは濡れてもすぐに水をはじくので高湿度領域での感湿精度が高く、結露後の応答性が速くなる。
【００１３】
また前記において、高分子電解質分子が第４級アンモニウム基と水酸基とを有するカチオン系高分子であるという好ましい構成によれば、素子の感湿特性を高く保つことができる。
【００１４】
次に前記本発明の第１〜２番目の製造方法の構成によれば、本発明の感湿素子を効率よく合理的に製造することができる。
【００１５】
【実施例】
以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
本発明の感湿素子は第１には、活性水素を有する基板表面に、ＳｉＣｌ基を複数個含むシラン化合物を化学吸着させて前記シラン化合物のＳｉＣｌ基を基材表面に析出させたのち、この基材表面に析出したＳｉＣｌ基に活性水素を有する高分子電解質を結合させ、基材表面に前記高分子電解質からなる感湿膜を形成させることによって製造される。
【００１６】
図１(C)は本発明の一実施例における感湿素子表面の拡大図である。基板１１の表面に、−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−結合を含む共有結合を介して高分子電解質１５を固定して、感湿膜１６を形成することにより、耐水性に優れた感湿素子とする。感湿膜１６を固定させる基板としては、例えばアルミナ、石英ガラス等のような、その表面にＳｉＣｌ基と反応させるための活性水素を有している絶縁性の基板であればよい。活性水素の好ましい具体例は、−ＯＨ基，−ＣＨＯ基，−ＣＯＯＨ基，＞ＮＨ基，−ＮＨ2基などに含まれる水素である。なお、このように活性水素を有していなかったり、あるいは濃度が低い基板の場合には、表面を酸化処理（例えば酸素プラズマ処理、水蒸気プラズマ処理、コロナ処理、もしくはクロム酸混液処理等）することによって、活性水素を付与することが可能である。
【００１７】
この基板の表面に化学吸着させるシラン化合物は、例えばＳｉＣｌ４  、ＳｉＨＣｌ３  、ＳｉＨ２  Ｃｌ２  、Ｃｌ−（ＳｉＣｌ２  Ｏ）ｎ  −ＳｉＣｌ３  （但し、式中ｎは自然数）、Ｃｌｍ  （ＣＨ３  ）３−ｍ  Ｓｉ−（ＣＨ２  ）ｐ  −ＳｉＣｌｍ  （ＣＨ３  ）３−ｍ  （但し、式中ｍは１〜３の整数、ｐは自然数）等のようなハライド基（とくにクロロ基が好ましい）を複数個含むものである。なおこのハライド基を複数個含むシラン化合物の中でも、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４  ）は分子量が小さく反応性が高いため好ましい。
【００１８】
これらのシラン化合物を非水系の有機溶媒に溶解させ、その溶液中に基板を浸漬させると、シラン化合物のＳｉＣｌ基が基板表面の水酸基と脱塩化水素反応してシロキサン結合を生成する。次いで、有機溶媒で洗浄して基板上に残る未反応のシラン化合物を除去すると、基板の表面にはＳｉＣｌ基を含んだシラン化合物の単分子膜層が形成される。
【００１９】
なお、非水系溶媒としては、基板を侵さず、かつＳｉＣｌ基と反応する活性水素を持たない有機溶媒であればよい。例えば１，１−ジクロロ，１−フルオロエタン、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン等のフッ素系溶媒、例えばオクタン、ヘキサデカン、シクロヘキサン等の炭化水素系溶媒、例えばジブチルエーテル、ジベンジルエーテル等のエーテル系溶媒、例えば酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル等のエステル系溶媒の何れかが好ましい。
【００２０】
上記のようにしてＳｉＣｌ基を析出させた基板の表面に、活性水素基を有する高分子電解質を接触させると、ＳｉＣｌ基と活性水素基とで脱塩酸反応を生じ、高分子電解質が化学結合で基板に感湿膜として固定されて、本発明の感湿素子が製造される。
【００２１】
活性水素基を有する高分子電解質としては、例えば（化１）、（化２）に示すような第４級アンモニウム基及び水酸基を有するカチオン系高分子、例えば（化３）に示す構造のようなスルフォン酸基またはその塩を有する高分子電解質、例えば（化４）に示す構造のようなカルボキシル基またはその塩を有する高分子電解質、例えばキトサン等の水酸基を有する高分子電解質等が用いられる。
【００２２】
【化１】
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【００２３】
【化２】
0003557245.tif 000003
【００２４】
【化３】
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【００２５】
【化４】
0003557245.tif 000005
【００２６】
なお、これらの活性水素基を有する高分子電解質の中でも、第４級アンモニウム基及び水酸基を有するカチオン系高分子を用いると、その水酸基がＳｉＣｌ基と反応しやすく高密度な感湿膜を得ることができ、かつ第４級アンモニウム基の水の収着による電気抵抗変化が精度良く検出できるので好ましい。
【００２７】
なお、前記高分子電解質及び前記高分子は液体状ならばそのまま用いても、あるいは非水系溶媒に溶解させて用いてもよく、固体状ならば非水系溶媒に溶解させて使用する。
【００２８】
なお、本発明の感湿素子の第１の製造方法においては、前記のシラン化合物層を形成させる工程と感湿膜を形成させる工程を交互に繰り返しおこなってもよく、その場合にはシラン化合物層と感湿膜の累積膜が形成されるため、より優れた耐水性と感湿精度を得ることができる。
【００２９】
本発明の感湿素子は第２には、活性水素を有する高分子電解質にＳｉＣｌ基を複数個含むシラン化合物を反応させて前記高分子電解質にＳｉＣｌ基を付与したのち、活性水素を有する基板表面に前記ＳｉＣｌ基を付与した高分子電解質を結合させ、基材表面に前記高分子電解質からなる感湿膜を形成させることによって製造される。
【００３０】
ＳｉＣｌ基を複数個含むシラン化合物を非水系の有機溶媒に溶解させ、その溶液に水酸基等の活性水素を有する高分子電解質を混入すると、シラン化合物のＳｉＣｌ基が高分子電解質の活性水素と反応してシロキサン結合を生成し、高分子電解質にはＳｉＣｌ基を含んだシラン化合物が付与される。このようにしてＳｉＣｌ基を付与した高分子電解質を、活性水素基を有する基板の表面に接触させると、ＳｉＣｌ基と活性水素基とで脱塩酸反応を生じ、高分子電解質が化学結合で基板に感湿膜として固定されて、本発明の感湿素子が製造される。
【００３１】
本発明の感湿素子は第３には、前記第１及び第２の製造方法によって形成された感湿膜の表面に、フッ化アルキル基を含むクロロシラン系界面活性剤を反応させて前記感湿膜の表面にフッ化アルキル基を含む化学吸着膜を形成させることによって製造される。
（１）フッ化アルキル基を有するクロロシラン系界面活性剤としては、例えば下記のトリクロロシラン系化合物がある。
ＣＦ３  （ＣＦ２  ）７  （ＣＨ２  ）２  ＳｉＣｌ３  ，
ＣＦ３  （ＣＦ２  ）２  Ｓｉ（ＣＨ３  ）２  （ＣＨ２  ）１５ＳｉＣｌ３  ，
ＣＦ３  （ＣＨ２  ）２  Ｓｉ（ＣＨ３  ）２  （ＣＨ２  ）１５ＳｉＣｌ３  ，
ＣＦ３  （ＣＦ２  ）３  （ＣＨ２  ）２  Ｓｉ（ＣＨ３  ）２  （ＣＨ２  ）９  ＳｉＣｌ３  ，
ＣＦ３  （ＣＦ２  ）７  （ＣＨ２  ）２  Ｓｉ（ＣＨ３  ）２  （ＣＨ２  ）９  ＳｉＣｌ３  ，
ＣＦ３  ＣＯＯ（ＣＨ２  ）１５ＳｉＣｌ３  ，
ＣＦ３  （ＣＦ２  ）５  （ＣＨ２  ）２  ＳｉＣｌ３  ，
（２）モノ−，またはジクロロシラン系化合物またはその低級アルキル基置換化合物としては例えば下記のものがある。
ＣＦ３  （ＣＦ２  ）７  （ＣＨ２  ）２  ＳｉＣｌｎ  （ＣＨ３  ）３−ｎ  ，
ＣＦ３  （ＣＦ２  ）７  （ＣＨ２  ）２  ＳｉＣｌｎ  （Ｃ２  Ｈ５  ）３−ｎ  ，
ＣＦ３  ＣＨ２  Ｏ（ＣＨ２  ）１５ＳｉＣｌｎ  （Ｃ２  Ｈ５  ）３−ｎ  ，
ＣＦ３  （ＣＨ２  ）２  Ｓｉ（ＣＨ３  ）２  （ＣＨ２  ）１５ＳｉＣｌｎ  （ＣＨ３  ）３−ｎ  ，
ＣＦ３  （ＣＦ２  ）３  （ＣＨ２  ）２  Ｓｉ（ＣＨ３  ）２  （ＣＨ２  ）９  ＳｉＣｌｎ  （Ｃ２  Ｈ５  ）３−ｎ  ，
ＣＦ３  （ＣＦ２  ）７  （ＣＨ２  ）２  Ｓｉ（ＣＨ３  ）２  （ＣＨ２  ）９  ＳｉＣｌｎ  （ＣＨ３  ）３−ｎ  ，
ＣＦ３  ＣＯＯ（ＣＨ２  ）１５ＳｉＣｌｎ  （ＣＨ３  ）３−ｎ  ，
ＣＦ３  （ＣＦ２  ）５  （ＣＨ２  ）２  ＳｉＣｌｎ  （ＣＨ３  ）３−ｎ  ，
（但し前記式中のｎは何れも１又は２）
これらの中でも特にトリクロロシラン系界面活性剤の親水性基と結合したクロロシリル結合以外のクロロシリル結合が、隣合うクロロシラン基とシロキサン結合で分子間結合を形成するため、より強固な化学吸着膜となり好ましい。また、ＣＦ３  （ＣＦ２  ）ｎ  （ＣＨ２  ）２  ＳｉＣｌ３  （但し、式中のｎは整数であり、１〜２５程度が最も扱いやすい）が、溶剤溶解性、化学吸着性と溌水性との釣合が取れているため好ましい。
【００３２】
これらのクロロシラン系界面活性剤を非水系の有機溶媒に溶解させ、その溶液中に感湿膜を形成させた基板を浸漬させると、クロロシラン系界面活性剤のＳｉＣｌ基と感湿膜表面の活性水素基とが脱塩化水素反応して−Ｓｉ−結合を生成する。次いで、有機溶媒で洗浄して感湿膜上に残る未反応のクロロシラン系界面活性剤を除去すると、感湿膜の表面にはフッ化アルキル基を有する化学吸着膜が形成される。
【００３３】
次に、具体的実施例を用いて本発明を説明する。
（実施例１）
よく乾燥させたアルミナ基板１１を用意し（図１（ａ）  ）、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４  ）を１ｗｔ％含むシクロヘキサン溶液に３０分間浸漬すると、テトラクロロシランのＳｉＣｌ基の何れかと基板表面の水酸基１２とが反応して脱塩化水素反応が生じ、基板表面全体にわたって、下記式（化５）で示されるシラン化合物の単分子膜層１３が形成され、基板表面にＳｉＣｌ基１４が析出した（図１（ｂ）  ）。
【００３４】
【化５】
0003557245.tif 000006
【００３５】
次に、この基板を（化６）で示されるポリ−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（分子量３００〜８００）に１時間浸漬すると、基板表面に析出したＳｉＣｌ基１４と（化６）中の水酸基とが反応して脱塩酸反応が生じ、下記式（化７）で示される結合が生成した。これにより高分子電解質１５からなる感湿膜１６が基板１１に固定された状態で形成された（図１（ｃ）  ）。
【００３６】
【化６】
0003557245.tif 000007
【００３７】
【化７】
0003557245.tif 000008
【００３８】
（実施例２）
実施例１において製造した感湿素子（図２（ａ）  ）を、さらにテトラクロロシランの１ｗｔ％シクロヘキサン溶液に３０分間浸漬すると、基板２１に固定された感湿膜２２に含まれる水酸基２３とテトラクロロシランのＳｉＣｌ基とが脱塩酸反応を生じて、シラン化合物の単分子膜層２４が形成され、表層にＳｉＣｌ基２５が析出した（図２（ｂ）  ）。
【００３９】
次に、この基板を（化６）で示されるポリ−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に１時間浸漬すると、再び（化７）で示される結合が生成した。これにより２層の高分子電解質２６からなる感湿膜２７が基板２１の表面に形成された（図２（ｃ）  ）。
【００４０】
（実施例３）
テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４  ）１重量部と下記式（化８）の高分子電解質９９重量部を混合すると、テトラクロロシランのＳｉＣｌ基の何れかと下記式（化８）の高分子電解質に含まれる水酸基とが脱塩化水素反応して、下記式（化９）のように結合し、高分子電解質にＳｉＣｌ基が付与された。
【００４１】
【化８】
0003557245.tif 000009
【００４２】
【化９】
0003557245.tif 000010
【００４３】
次に、よく乾燥させたアルミナ基板３１（図３（ａ）  ）を、（化９）の溶液中に１時間浸漬すると、基板表面の水酸基３２と前記式（化９）のＳｉＣｌ基とが脱塩化水素反応を生じ、基板全面にわたって下記式（化１０）で示される結合が生成した。これにより高分子電解質３３からなる感湿膜３４が基板３１に固定された状態で形成された（図３（ｂ）  ）。
【００４４】
【化１０】
0003557245.tif 000011
【００４５】
（実施例４）
実施例１において製造した感湿素子を用意する（図４（ａ）  ）。フッ化アルキル基を有するクロロシラン系界面活性剤として、１ｗｔ％のＣＦ３  （ＣＨ２  ）７  （ＣＨ２  ）２  ＳｉＣｌ３  をパーフルオロオクタンに溶かした溶液を調製し、この溶液中に図４（ａ）  の感湿素子を１時間浸漬すると、基板４１に固定された感湿膜４２表面に存在する水酸基４３とＣＦ３  （ＣＦ２  ）７  （ＣＨ２  ）２  ＳｉＣｌ３  のＳｉＣｌ基とが脱塩化水素反応を生じて、下記式（化１１）で示される結合が生成した。これによりフッ化アルキル基を有する化学吸着膜４４が、少なくとも−Ｓｉ−結合を含む共有結合を介して感湿膜４２表面に形成された（図４（ｂ）  ）。
【００４６】
【化１１】
0003557245.tif 000012
【００４７】
（実施例５）
前記実施例で得られた感湿素子の湿度特性を調べるため、以下の実験を行なった。まず、初期特性として温度２５℃において、電極間に１．０Ｖ、１ｋＨｚの交流電圧を印加し、相対湿度２０％〜９０％の範囲でインピーダンスの変化を求めた。
【００４８】
次に、感湿素子の耐水性を調べるために、２５℃の蒸留水中に１時間浸漬した後に上記と同様の試験を行なった。
以上の２つの実験結果を図５、図６、図７及び図８に示す。図５は実施例１の感湿素子の特性、図６は実施例２の感湿素子の特性、図７は実施例３の感湿素子の特性、図８は実施例４の感湿素子の特性である。
【００４９】
図５〜８から明らかな通り、本実施例１〜４の感湿素子はいずれも相対湿度に対応したインピーダンス変化を示し、優れた感湿特性を有していることが確認できた。また、蒸留水浸漬後においても、その感湿特性を保持しており、耐水性に優れていた。
【００５０】
さらに、実施例４の感湿素子では感湿膜表面に設けられたフッ化アルキル基を有する化学吸着膜が撥水性を示すため、蒸留水浸漬後も感湿膜表面に水が付着せず、図８に示す感湿特性をすぐに測定することができた。このことから、結露後や高湿度領域での応答速度が速くなることが確認できた。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の感湿素子は、基板表面に少なくとも−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−結合を含む共有結合を介して高分子電解質からなる感湿膜が固定されているので、感湿膜は水に溶け出さず、耐水性に優れたものになる。さらに、感湿膜は薄く均一なので感湿精度が高く、かつ応答速度が速くてヒステリシスが小さい感湿素子が得られる。
【００５２】
さらに、感湿膜の表面にフッ化アルキル基を有する化学吸着膜を設けることによって、感湿膜表面が撥水性になるので、水が付着しにくく、結露後の応答速度が速い感湿素子を得ることができる。
【００５３】
また、本発明の感湿素子の第１番目の製造方法は、活性水素を有する基板表面にクロロシリル基を複数個含むシラン化合物を化学吸着させて基板表面にクロロシリル基を析出させ、このクロロシリル基に活性水素を有する高分子電解質を反応させ感湿膜を形成させるものである。
【００５４】
また本発明の感湿素子の第２番目の製造方法は、活性水素を有する高分子電解質にクロロシリル基を複数個含むシラン化合物を作用させてクロロシリル基を付与したのち、この高分子電解質を活性水素を有する基板表面に化学吸着させて感湿膜を形成させるものである。これらによれば感湿特性を有する高分子電解質を変性させずに目的とする感湿素子を容易に得ることができる。
【００５５】
また、感湿膜表面にフッ化アルキル基を有するクロロシラン系界面活性剤を反応させて、前記感湿膜表面にフッ化アルキル基を有する化学吸着膜を設けるものである。これによれば、感湿特性に影響を及ぼさずに感湿膜表面に高い撥水性を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の感湿素子の第１の実施例における製造方法を説明するために用いた工程概念図である。
【図２】本発明の感湿素子の第２の実施例における製造方法を説明するために用いた工程概念図である。
【図３】本発明の感湿素子の第３の実施例における製造方法を説明するために用いた工程概念図である。
【図４】本発明の感湿素子の第４の実施例における製造方法を説明するために用いた工程概念図である。
【図５】本発明の感湿素子の第１の実施例における感湿特性を示すグラフである。
【図６】本発明の感湿素子の第２の実施例における感湿特性を示すグラフである。
【図７】本発明の感湿素子の第３の実施例における感湿特性を示すグラフである。
【図８】本発明の感湿素子の第４の実施例における感湿特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１１、２１、３１、４１        基板
１２、２３、３２、４３        水酸基
１３、２４                    シラン化合物の単分子膜層
１４、２５                    ＳｉＣｌ基
１５、２６、３３              高分子電解質
１６、２２、２７、３４、４２  感湿膜
４４                          フッ化アルキル基を有する化学吸着膜
【図１】
0003557245.tif 000013
【図２】
0003557245.tif 000014
【図３】
0003557245.tif 000015
【図４】
0003557245.tif 000016
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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