(57)【要約】【課題】抵抗式湿度感知高分子共重合物とその組成方法の提供。【解決手段】主にイオン導電性単体は湿度感知解離基と反応性双チェーンを備え、共重合反応単体は反応性官能基と反応性双チェーンを備え、イオン導電性単体の反応性双チェーンは、共重合反応単体の反応性双チェーンと共重合反応を経て湿度感知高分子共重合物を形成する。該湿度感知高分子共重合物は湿度感知解離基と反応性官能基を備え、また交差連接剤の反応性官能基を利用し、相互に隣り合った湿度感知高分子共重合物の反応性官能基に交差連接反応を起こさせ、こうして若干の湿度感知解離基を備えた湿度感知高分子共重合物チェーン交差連接構造を結合する。その組成方法は湿度感知高分子共重合物チェーン上に交差連接構造の形成を促し、耐水性に対する産業界のニーズに符合し、或いはさらに貫通式IPN構造を使用し、製品の耐水性と湿度感知の信頼性を改善することができる。【選択図】図２
2007100096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
若干のイオン導電性単体は湿度感知解離基と反応性双チェーンを備え、
若干の共重合反応単体は反応性官能基と反応性双チェーンを備え、
交差連接反応を発生可能な交差連接剤を添加し、それは該反応性官能基と交差連接反応が可能な交差連接官能基を備え、
該イオン導電性単体の反応性双チェーンは、該共重合反応単体の反応性双チェーンと共重合反応を経て湿度感知高分子共重合物を形成し、該湿度感知高分子共重合物は湿度感知解離基と反応性官能基を備え、また交差連接剤の反応性官能基を利用し、相互に隣り合った湿度感知高分子共重合物の反応性官能基に交差連接反応を起こさせ、こうして若干の湿度感知解離基を備えた湿度感知高分子共重合物チェーン交差連接構造を結合することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物。
【請求項２】
請求項１記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物において、前記イオン導電性単体或いは該共重合反応単体内の反応性双チェーンの該反応性双チェーンは炭素-炭素であることを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物。
【請求項３】
請求項１記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物において、前記湿度感知高分子共重合物或いは該イオン導電性単体内の湿度感知解離基は四級アンモニウム塩基-N+(R)3X-、或いは硫酸塩-SO3-A+であることを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物。
【請求項４】
請求項３記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物において、前記湿度感知高分子共重合物或いは該イオン導電性単体内の湿度感知解離基中の四級アンモニウム塩基-N+(R)3X-中のX部分はC1、Br、Iで、それぞれ四級アンモニウム塩基-N+(R)3C1-、-N+(R)3Br-、-N+(R)3I-、或いは該湿度感知解離基の硫酸塩-SO3-A+中のA部分はH、Na、K、Liで、それぞれ硫酸塩-SO3-H+、-SO3-Na+、-SO3-K+、-SO3-Li+を形成することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物。
【請求項５】
請求項１記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物において、前記湿度感知高分子共重合物チェーンは該反応性官能基が該交差連接剤と交差連接反応により結合する時、別に独立し交差連接硬化する高分子システムを混合し、２個の高分子チェーンは相互に貫通し一緒に交差し、貫通式IPN構造を形成することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物。
【請求項６】
請求項１記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物において、前記共重合反応単体の反応性官能基はカルボキシ酸Carboxylic Acid、無水物Anhydride、硫化水素基、酸素基Hydroxyl、アミノ基Amine、エポキシEpoxy、或いはイソシアン酸エステルIsocyanateにより構成されることを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物。
【請求項７】
請求項１記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物において、前記交差連接剤の交差連接反応基はカルボキシ酸Carboxylic Acid、酸素基Hydroxyl、アミノ基Amine、エポキシEpoxy、イソシアン酸エステルIsocyanate、シアニドCyanide、 酸アミドAmide、オキサゾン基Oxazoline、或いはカルボジイミドCarbodiimideにより構成し、これにより湿度感知高分子共重合物の反応性官能基と対応し硬化交差連接反応を生じることを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物。
【請求項８】
請求項１記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物において、前記湿度感知高分子共重合物チェーン上の反応性官能基と湿度感知部品の基板間は接着性に優れた強化粘着膜で覆い、該強化粘着膜は反応性官能基を備えた高分子重合物で、これにより強化粘着膜の反応性官能基は該湿度感知高分子共重合物チェーン上の反応性官能基と交差連接反応を呈し結合することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物。
【請求項９】
主に第一ステップは湿度感知解離基を備えた若干のイオン導電性単体の反応性双チェーンと反応性官能基を備えた若干の共重合反応単体の反応性双チェーンを、共重合反応を通して結合させ湿度感知高分子共重合物を形成し、該湿度感知高分子共重合物は湿度感知解離基と反応性官能基を備え、
第二ステップは交差連接反応が可能な交差連接剤を添加し、それは該反応性官能基と交差連接反応が可能な交差連接官能基、相互に隣り合った湿度感知高分子共重合物の反応性官能基に交差連接反応を起こさせ、こうして若干の湿度感知解離基を備えた湿度感知高分子共重合物チェーン交差連接構造を結合することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法。
【請求項１０】
請求項９記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法において、前記イオン導電性単体或いは該共重合反応単体内の反応性双チェーンの該反応性双チェーンは炭素-炭素であることを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法。
【請求項１１】
請求項９記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法において、前記湿度感知高分子共重合物或いは該イオン導電性単体内の湿度感知解離基は四級アンモニウム塩基-N+(R)3X-、或いは硫酸塩-SO3-A+であることを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法において、前記湿度感知高分子共重合物或いは該イオン導電性単体内の湿度感知解離基中の四級アンモニウム塩基-N+(R)3X-中のX部分はC1、Br、Iで、それぞれ四級アンモニウム塩基-N+(R)3C1-、-N+(R)3Br-、-N+(R)3I-、或いは該湿度感知解離基の硫酸塩-SO3-A+中のA部分はH、Na、K、Liで、それぞれ硫酸塩-SO3-H+、-SO3-Na+、-SO3-K+、-SO3-Li+を形成することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法。
【請求項１３】
請求項９記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法において、前記湿度感知高分子共重合物チェーンは該反応性官能基が該交差連接剤と交差連接反応により結合する時、別に独立し交差連接硬化する高分子システムを混合し、２個の高分子チェーンは相互に貫通し一緒に交差し、貫通式IPN構造を形成することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法。
【請求項１４】
請求項９記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法において、前記共重合反応単体の反応性官能基はカルボキシ酸Carboxylic Acid、無水物Anhydride、硫化水素基、酸素基Hydroxyl、アミノ基Amine、エポキシEpoxy、或いはイソシアン酸エステルIsocyanateにより構成されることを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法。
【請求項１５】
請求項９記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法において、前記交差連接剤の交差連接反応基はカルボキシ酸Carboxylic Acid、酸素基Hydroxyl、アミノ基Amine、エポキシEpoxy、イソシアン酸エステルIsocyanate、シアニドCyanide、 酸アミドAmide、オキサゾン基Oxazoline、或いはカルボジイミドCarbodiimideにより構成し、これにより湿度感知高分子共重合物の反応性官能基と対応し硬化交差連接反応を生じることを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法。
【請求項１６】
請求項９記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法において、前記湿度感知高分子共重合物チェーン上の反応性官能基と湿度感知部品の基板間は接着性に優れた強化粘着膜で覆い、該強化粘着膜は反応性官能基を備えた高分子重合物で、これにより強化粘着膜の反応性官能基は該湿度感知高分子共重合物チェーン上の反応性官能基と交差連接反応を呈し結合することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法において、前記接着性に優れた強化粘着膜は先ず湿度感知部品の基板上に塗布し、その第一段階乾燥を待ち、さらに該湿度感知高分子共重合物材料をその上層に塗布し、加熱或いはUV照射を経て、該湿度感知高分子共重合物チェーン上の反応性官能基は、該基板上の強化粘着膜の反応性官能基間と交差連接反応結合を呈することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種の抵抗式湿度感知高分子共重合物とその組成方法に関する。特に一種の湿度感知高分子共重合物は湿度感知解離基と反応性官能基を備え、また交差連接剤の反応性官能基を利用し、相互に隣り合った湿度感知高分子共重合物の反応性官能基に交差連接反応を起こさせ、若干の湿度感知解離基を備えた湿度感知高分子共重合物チェーン交差連接構造を結合する抵抗式湿度感知高分子共重合物とその組成方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
抵抗式高分子湿度感知器は現在急速に発展し、しかも広く応用されている湿度感知器である。しかし該抵抗式高分子湿度感知器が使用する湿度感知高分子重合物材料は、一般には四級アンモニウム塩基或いは強酸性基を含む強電解質高分子重合物であるため、吸水し易く、長期にわたり高湿度と低湿度を反復する環境にあり、また結露の作用により、水分子が吸着し易く、湿度感知高分子材料は溶解或いは湿潤膨張してしまう。さらには湿度感知高分子材料と基板の境界間が離脱する状況さえ起こり、抵抗式高分子湿度感知器の元々の特性が変化し、不正確になり、使用不能となってしまう。
【０００３】
湿度感知部品の長期使用における信頼性を向上させるため、全世界で湿度感知高分子材料に関する研究がなされている。その方向は次の二つに分けられる。
一つは、合成或いは改質の技術を用い、高分子湿度感知材料の耐水性を上げようというもので、もう一つは物理的方法或いは化学的方法を用い、高分子湿度感知材料と基板材料間の接着力を増強しようというものである。
【０００４】
高分子湿度感知材料の耐水性改善の面では、初期の共重合接合調整方法(method for the preparation of graft copolyrmers)により、高分子湿度感知材料中の湿度感知高分子チェーン上の交差連接硬化技術に発展させる方法がある。これは湿度感知高分子溶液中に適当な交差連接剤を加え、溶液を基板材料上に塗布し、湿度感知高分子薄膜層を形成し、加熱或いはUV照射により、交差連接剤と高分子湿度感知材料に交差連接反応を形成させる。こうして高分子構造全体の分子量を増やし、三次元の立体分子構造を構成する。また貫通式のIPN(Interpenetrating Network)構造を使用し、すなわち二種或いは二種以上の高分子硬化システムを利用するものもあり、これでは異なる高分子システムのネットワーク構造を形成し、それぞれ硬化反応後に相互に一緒に貫通する。
【０００５】
しかし、湿度感知高分子ネットワーク上の交差連接硬化技術を使用しても、或いは貫通式IPN構造を使用し耐水性を改善しても、やはり最重要点は、湿度感知高分子ネットワーク上に交差連接構造を形成し、耐水性に対する産業界の需要に応えることである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主目的は、抵抗式湿度感知高分子共重合物とその組成方法を提供し、湿度感知高分子チェーン上に交差連接構造を設計し、高分子湿度感知材料の耐水性を改善し、
すなわちそれは、湿度感知解離基と反応性官能基を備えた湿度感知高分子共重合物に交差連接剤の反応性官能基を対応利用し、これにより湿度感知高分子共重合物と隣接する反応性官能基は交差連接反応を呈し、若干の湿度感知解離基を備えた湿度感知高分子共重合物チェーン交差連接構造を結合する創造的な形態の設計で、最適な耐水性と信頼性を達成することができる。
【０００７】
本発明のもう一つの目的は、抵抗式湿度感知高分子共重合物とその組成方法を提供し、湿度感知高分子チェーン上に交差連接構造を設計する他に、高分子湿度感知材料の耐水性をさらに向上させ、
すなわちそれは、別の独立交差連接硬化の高分子システムを混合し、貫通式IPN構造を形成し、耐水性と信頼性を改善、強化する。
【０００８】
さらにそれは抵抗式湿度感知高分子共重合物とその組成方法を提供し、湿度感知高分子チェーンと基板材料間の接着構造を設計し、高分子湿度感知材料の接着力を向上させ、
すなわちそれは、該湿度感知部品の基板上を先ず反応性官能基を備えた高分子重合物強化粘着膜で覆い、さらに湿度感知高分子共重合物チェーン上の反応性官能基と交差連接硬化反応結合を呈する創造的な形態の設計で、最適な接着性を達成することができる抵抗式湿度感知高分子共重合物とその組成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、若干のイオン導電性単体は湿度感知解離基と反応性双チェーンを備え、
若干の共重合反応単体は反応性官能基と反応性双チェーンを備え、
交差連接反応を発生可能な交差連接剤を添加し、それは該反応性官能基と交差連接反応が可能な交差連接官能基を備え、
該イオン導電性単体の反応性双チェーンは、該共重合反応単体の反応性双チェーンと共重合反応を経て湿度感知高分子共重合物を形成し、該湿度感知高分子共重合物は湿度感知解離基と反応性官能基を備え、また交差連接剤の反応性官能基を利用し、相互に隣り合った湿度感知高分子共重合物の反応性官能基に交差連接反応を起こさせ、こうして若干の湿度感知解離基を備えた湿度感知高分子共重合物チェーン交差連接構造を結合することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物において、前記イオン導電性単体或いは該共重合反応単体内の反応性双チェーンの該反応性双チェーンは炭素-炭素であることを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物において、前記湿度感知高分子共重合物或いは該イオン導電性単体内の湿度感知解離基は四級アンモニウム塩基-N+(R)3X-、或いは硫酸塩-SO3-A+であることを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物としている。
請求項４の発明は、請求項３記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物において、前記湿度感知高分子共重合物或いは該イオン導電性単体内の湿度感知解離基中の四級アンモニウム塩基-N+(R)3X-中のX部分はC1、Br、Iで、それぞれ四級アンモニウム塩基-N+(R)3C1-、-N+(R)3Br-、-N+(R)3I-、或いは該湿度感知解離基の硫酸塩-SO3-A+中のA部分はH、Na、K、Liで、それぞれ硫酸塩-SO3-H+、-SO3-Na+、-SO3-K+、-SO3-Li+を形成することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物としている。
請求項５の発明は、請求項１記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物において、前記湿度感知高分子共重合物チェーンは該反応性官能基が該交差連接剤と交差連接反応により結合する時、別に独立し交差連接硬化する高分子システムを混合し、２個の高分子チェーンは相互に貫通し一緒に交差し、貫通式IPN構造を形成することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物において、前記共重合反応単体の反応性官能基はカルボキシ酸Carboxylic Acid、無水物Anhydride、硫化水素基、酸素基Hydroxyl、アミノ基Amine、エポキシEpoxy、或いはイソシアン酸エステルIsocyanateにより構成されることを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物としている。
請求項７の発明は、請求項１記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物において、前記交差連接剤の交差連接反応基はカルボキシ酸Carboxylic Acid、酸素基Hydroxyl、アミノ基Amine、エポキシEpoxy、イソシアン酸エステルIsocyanate、シアニドCyanide、 酸アミドAmide、オキサゾン基Oxazoline、或いはカルボジイミドCarbodiimideにより構成し、これにより湿度感知高分子共重合物の反応性官能基と対応し硬化交差連接反応を生じることを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物としている。
請求項８の発明は、請求項１記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物において、前記湿度感知高分子共重合物チェーン上の反応性官能基と湿度感知部品の基板間は接着性に優れた強化粘着膜で覆い、該強化粘着膜は反応性官能基を備えた高分子重合物で、これにより強化粘着膜の反応性官能基は該湿度感知高分子共重合物チェーン上の反応性官能基と交差連接反応を呈し結合することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物としている。
【００１０】
請求項９の発明は、主に第一ステップは湿度感知解離基を備えた若干のイオン導電性単体の反応性双チェーンと反応性官能基を備えた若干の共重合反応単体の反応性双チェーンを、共重合反応を通して結合させ湿度感知高分子共重合物を形成し、該湿度感知高分子共重合物は湿度感知解離基と反応性官能基を備え、
第二ステップは交差連接反応が可能な交差連接剤を添加し、それは該反応性官能基と交差連接反応が可能な交差連接官能基、相互に隣り合った湿度感知高分子共重合物の反応性官能基に交差連接反応を起こさせ、こうして若干の湿度感知解離基を備えた湿度感知高分子共重合物チェーン交差連接構造を結合することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法としている。
請求項１０の発明は、請求項９記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法において、前記イオン導電性単体或いは該共重合反応単体内の反応性双チェーンの該反応性双チェーンは炭素-炭素であることを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法としている。
請求項１１の発明は、請求項９記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法において、前記湿度感知高分子共重合物或いは該イオン導電性単体内の湿度感知解離基は四級アンモニウム塩基-N+(R)3X-、或いは硫酸塩-SO3-A+であることを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法としている。
請求項１２の発明は、請求項１１記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法において、前記湿度感知高分子共重合物或いは該イオン導電性単体内の湿度感知解離基中の四級アンモニウム塩基-N+(R)3X-中のX部分はC1、Br、Iで、それぞれ四級アンモニウム塩基-N+(R)3C1-、-N+(R)3Br-、-N+(R)3I-、或いは該湿度感知解離基の硫酸塩-SO3-A+中のA部分はH、Na、K、Liで、それぞれ硫酸塩-SO3-H+、-SO3-Na+、-SO3-K+、-SO3-Li+を形成することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法としている。
請求項１３の発明は、請求項９記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法において、前記湿度感知高分子共重合物チェーンは該反応性官能基が該交差連接剤と交差連接反応により結合する時、別に独立し交差連接硬化する高分子システムを混合し、２個の高分子チェーンは相互に貫通し一緒に交差し、貫通式IPN構造を形成することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法としている。
請求項１４の発明は、請求項９記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法において、前記共重合反応単体の反応性官能基はカルボキシ酸Carboxylic Acid、無水物Anhydride、硫化水素基、酸素基Hydroxyl、アミノ基Amine、エポキシEpoxy、或いはイソシアン酸エステルIsocyanateにより構成されることを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法としている。
請求項１５の発明は、請求項９記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法において、前記交差連接剤の交差連接反応基はカルボキシ酸Carboxylic Acid、酸素基Hydroxyl、アミノ基Amine、エポキシEpoxy、イソシアン酸エステルIsocyanate、シアニドCyanide、 酸アミドAmide、オキサゾン基Oxazoline、或いはカルボジイミドCarbodiimideにより構成し、これにより湿度感知高分子共重合物の反応性官能基と対応し硬化交差連接反応を生じることを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法としている。
請求項１６の発明は、請求項９記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法において、前記湿度感知高分子共重合物チェーン上の反応性官能基と湿度感知部品の基板間は接着性に優れた強化粘着膜で覆い、該強化粘着膜は反応性官能基を備えた高分子重合物で、これにより強化粘着膜の反応性官能基は該湿度感知高分子共重合物チェーン上の反応性官能基と交差連接反応を呈し結合することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法としている。
請求項１７の発明は、請求項１６記載の抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法において、前記接着性に優れた強化粘着膜は先ず湿度感知部品の基板上に塗布し、その第一段階乾燥を待ち、さらに該湿度感知高分子共重合物材料をその上層に塗布し、加熱或いはUV照射を経て、該湿度感知高分子共重合物チェーン上の反応性官能基は、該基板上の強化粘着膜の反応性官能基間と交差連接反応結合を呈することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物の組成方法としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は抵抗式湿度感知高分子共重合物とその組成方法は、主に湿度感知高分子チェーン上に反応性官能基を設計し、添加する交差連接剤により交差連接反応を行い、若干の湿度感知解離基を備えた湿度感知高分子共重合物チェーンを結合する。同時に上記湿度感知高分子材料溶液中に、別の独立交差連接硬化の高分子システムを混合し、加熱(或いはUV照射)により、2個の高分子硬化システムはそれぞれ交差連接反応を生じ、これにより2個の高分子チェーンは相互に貫通し一緒に交差する。
同時に、上記実施例及び比較例のサンプルを利用し、耐水性と信頼性試験を行った試験結果から分かるように、本発明の湿度感知高分子共重合物材料は、容易に吸湿するが、長期にわたり高湿度と低湿度が反復する環境と結露の作用にあっても、添加した交差連接剤が結合し形成された湿度感知高分子共重合物チェーン交差連接構造を利用し、水分子の過度の吸着を防止することができるため、湿度感知高分子材料の溶解や湿潤膨張の現象を避けることができる。こうして湿度感知部品の長期使用における信頼性を向上させることができる。
さらに湿度感知高分子材料溶液中に別の独立交差連接硬化の高分子システムを混合し、2個の高分子硬化チェーンはそれぞれ相互に貫通し一緒に交差し、貫通式IPN構造を形成し、これにより湿度感知部品の長期使用における信頼性をさらに向上させ、さらに安定させることができる。
また反応性官能基の高分子共重合物強化粘着膜を利用し、湿度感知部品基板上を覆い、湿度感知高分子共重合物チェーン上の反応性官能基と交差連接硬化反応結合を呈する設計により、湿度感知高分子材料と基板の接着力を高め、こうして湿度感知高分子材料と基板間の離脱現象を防止し、最適な接着効果を達成し、これにより湿度感知部品の長期使用における信頼性をさらに安定させ、特性の変化、不正確化、使用不能となる可能性を排除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
先ず図１、２、３、４に示すように、本発明抵抗式湿度感知高分子共重合物はイオン導電性単体１０、共重合反応単体２０、交差連接剤４０を含む。
該若干のイオン導電性単体１０は湿度感知解離基１２、反応性双チェーン１１を備える。
該若干の共重合反応単体２０は反応性官能基２２、反応性双チェーン２１を備える。
該交差連接剤４０は添加することで交差連接反応を生じることができ、該反応性官能基２２と交差連接反応を生じる交差連接反応基４１、４２を備える。
該イオン導電性単体１０を利用する反応性双チェーン１１は、該共重合反応単体２０の反応性双チェーン２１と共重合反応を経て湿度感知高分子共重合物３０を合成する。該湿度感知高分子共重合物３０は該湿度感知解離基１２と該反応性官能基２２を備え、該交差連接剤４０の交差連接反応基４２を利用し、該湿度感知高分子共重合物３０に隣り合った反応性官能基２２と交差連接反応を呈する。こうして若干の湿度感知解離基を備えた高分子共重合ブツネットワーク交差連接構造を合成する。
該イオン導電性単体１０、或いは該共重合反応単体２０内の反応性双チェーン１１、２１は、炭素-炭素である。図５、６に示すように、該湿度感知高分子共重合物３０、或いは該イオン導電性単体１０内の湿度感知解離基１２は四級アンモニウム塩基-N+(R)3X-、或いは硫酸塩-SO3-A+である。また該湿度感知解離基１２の四級アンモニウム塩基-N+(R)3X-中のX部分はC1、Br、Iで、それぞれ四級アンモニウム塩基-N+(R)3C1-、-N+(R)3Br-、-N+(R)3I-を形成する。また該湿度感知解離基１２の硫酸塩-SO3-A+中のA部分はH、Na、K、Liで、それぞれ硫酸塩-SO3-H+、-SO3-Na+、-SO3-K+、-SO3-Li+を形成する。
【００１３】
また図４に示すように、該湿度感知高分子共重合物３０のチェーンは、該反応性官能基２２と該交差連接剤４０が交差連接反応により結合する時、別に混合され独立し交差連接硬化する高分子システム５０で、２個の高分子チェーンは相互に貫通し一緒に交差し、貫通式IPN構造を形成する。
該共重合反応単体２０の反応性官能基２２はカルボキシ酸Carboxylic Acid、無水物Anhydride、硫化水素基、酸素基Hydroxyl、アミノ基Amine、エポキシEpoxy、或いはイソシアン酸エステルIsocyanateにより構成される。
該交差連接剤４０の交差連接反応基４１、４２は対応するカルボキシ酸Carboxylic Acid、酸素基Hydroxyl、アミノ基Amine、エポキシEpoxy、イソシアン酸エステルIsocyanate、シアニドCyanide、 酸アミドAmide、オキサゾン基Oxazoline、或いはカルボジイミドCarbodiimideにより構成する。これにより湿度感知高分子共重合物３０の反応性官能基２２と対応し硬化交差連接反応を生じる。
【００１４】
また図７、８に示すように、該湿度感知高分子共重合物３０チェーン上の反応性官能基２２は、湿度感知部品９０の基板９１との間を強化粘着膜８０で覆うことができる。該強化粘着膜８０は反応性官能基８２を備えた高分子重合物で、該強化粘着膜８０の反応性官能基８２は該湿度感知高分子共重合物３０チェーン上の反応性官能基２２と硬化交差連接反応を生じ結合することを特徴とする抵抗式湿度感知高分子共重合物とその組成方法である。
【００１５】
本発明の抵抗式湿度感知高分子共重合物とその組成方法は、図９に示すように、以下の各式湿度感知高分子共重合物を含む。
図９(A)に示すように、湿度感知高分子共重合物はイオン導電性単体とジメチルジアリル塩化アンモニウムDimethyl Diallyl Ammonium Chlorde(DMDAC)(61wt%水溶液)50g、及び10gの親水性単体アクリル酸(Acrylic Acide)に0.3gのtertブチルヒドロペルオキシドtert -butyl hydroperoxide(80%水溶液)を加え反応剤とする。窒素環境下温度70℃で撹拌し共重合反応8時間を経て、反応完成後にさらにイオン除去水により固体成分含有量を20wt%まで調整する。
図９(B)に示すように、湿度感知高分子共重合物はイオン導電性単体と塩化2トリメチルアンモニウムメタクリル酸エチル2-Trymethylammonium Ethyl Methacrylate Chloride(TMAEMC)( 75wt%水溶液)50g、及び12gの親水性単体- 塩化メタクリル酸Methacrylate Chlorideに0.2gの過硫酸アンモニウム(Ammonium peroxodisulphate)を加え完全に溶解後、窒素環境下温度80℃で撹拌、共重合反応2時間を経て、反応完成後にさらにイオン除去水により固体成分含有量を20wt%まで調整する。
図９(C)に示すように、湿度感知高分子共重合物はイオン導電性単体と2アクリルアミド2メチルプロパンサルフォニック酸2-acrylamido-2-methyl propane sulfonic acid(AMPS)30gに30gのイオン除去水を加え溶解させ、及び10gの2トリメチロールプロパンジアチルエステル2-Trimethyllol propane Diallyl Esterに0.2gの過硫酸アンモニウムAmmonium peroxodisulphateを加え重合反応剤とする。窒素環境下温度80℃で撹拌し共重合反応2時間を経て、反応完成後にさらにイオン除去水により固体成分含有量を20wt%まで調整する。
図９(D)に示すように、湿度感知高分子共重合物はイオン導電性単体とクロロメチルスチレン四級アンモニウム塩Chloromethyl styrene quaternary ammonium salt30gを30gのイオン除去水に溶解させ、10gの2ハイドロキシエチルメタクリレート2-Hydroxye Ethyl mathacrylateを混合し、0.2gの過硫酸アンモニウムAmmonium peroxodisulphate水溶性過酸化物を加え共重合反応剤とする。混合水溶液を窒素環境下温度80℃で撹拌し共重合反応2時間を経て、反応完成後にさらにイオン除去水により固体成分含有量を20wt%まで調整する。
【００１６】
実施例(一)  交差連接剤を添加し、IPN構造を使用する方式
10gの温度感知高分子Aに1gの50 wt%のカルボジイミドCarbodiimide水溶液を加え、及び0.5gのN, Nメチレンビサクリラミド(N,N Methylene-Bisacrylamide)、1gのアクリル酸Acrylic Acidと0.01gの過硫酸アンモニウムAmmonium peroxodisulphateを撹拌し均一に混合後、イオン除去水により湿度感知高分子混合液の粘度を約1000cps前後とし、基板を混合液に浸し、回転の方式により該湿度感知高分子混合物をくし型電極９２を備えた酸化アルミニウム基板９１上に均一に塗布する。これを180℃の温度で2時間焼き、高分子湿度感知膜を完全に反応させ硬化し、膜厚を約5-10μmに制御する。
【００１７】
実施例(二)  交差連接剤を添加し、IPN構造を使用する方式
10gの温度感知高分子Bに0.5gのジイソシアネートDiisocyanate及び0.5 gのN, Nメチレンビサクリラミド(N,N Methylene-Bisacrylamide)、1 gの2ハイドロキシエチルメタクリレート2-Hydroxye Ethyl mathacrylateと0.01gの過硫酸アンモニウムAmmonium peroxodisulphateを撹拌し均一に混合後、イオン除去水により湿度感知高分子混合液の粘度を約1000cps前後とし、基板を混合液に浸し、回転塗布の方式により該湿度感知高分子混合物をくし型電極９２を備えた酸化アルミニウム基板９１上に均一に塗布する。これを180℃の温度で2時間焼き、高分子湿度感知膜を完全に反応させ硬化する。
【００１８】
比較例(一)   交差連接剤を添加しないが、IPN構造を使用する方式
実施例(一)に比較し、10gの温度感知高分子Aに0.7gのN, Nメチレンビサクリラミド(N,N Methylene-Bisacrylamide)を混合し、1.3gのアクリル酸Acrylic Acidと0.01gの過硫酸アンモニウムAmmonium peroxodisulphateを撹拌し均一に混合後、イオン除去水により湿度感知高分子混合液の粘度を約1000cps前後とし、基板を湿度感知高分子混合液に浸し、回転塗布の方式により該湿度感知高分子混合物をくし型電極９２を備えた酸化アルミニウム基板９１上に均一に塗布する。これを180℃の温度で2時間焼き、高分子湿度感知膜を完全に反応させ硬化する。
【００１９】
比較例(二)   交差連接剤を添加しないが、IPN構造を使用する方式
実施例(二)に比較し、10gの温度感知高分子Bに0.7 gのN, Nメチレンビサクリラミド(N,N Methylene-Bisacrylamide)を混合し、1.3 gの2ハイドロキシエチルメタクリレート2-Hydroxye Ethyl Methacrylateと0.01gの過硫酸アンモニウムAmmonium peroxodisulphateを撹拌し均一に混合後、イオン除去水により湿度感知高分子混合液の粘度を約1000cps前後とし、基板を混合液に浸し、回転塗布の方式により該湿度感知高分子混合物をくし型電極９２を備えた酸化アルミニウム基板９１上に均一に塗布する。これを180℃の温度で2時間焼き、高分子湿度感知膜を完全に反応させ硬化する。
【００２０】
実施例(三)  交差連接剤を添加し、IPN構造を使用する方式
10gの温度感知高分子Cに0.5gのエポキシ樹脂と0.5gの三官能基アクリル単体Trifunctiom Acrylic Monomerを加え、1gのメタクリラミドMethacrylamideと0.01gの過硫酸アンモニウムAmmonium peroxodisulphateを撹拌し均一に混合後、イオン除去水により湿度感知高分子混合液の粘度を約1000cps前後とし、基板を混合液に浸し、回転の方式により該湿度感知高分子混合物をくし型電極９２を備えた酸化アルミニウム基板９１上に均一に塗布する。これを180℃の温度で2時間焼き、高分子湿度感知膜を完全に反応させ硬化する。
【００２１】
実施例(四)  交差連接剤を添加し、IPN構造を使用し、しかも粘着膜で覆う方式
実施例(三)のように先ずくし型電極９２をプリントするセラミック基板９１を10wt%のジイソシアネートDiisocyanate溶液に浸し、160℃の温度で30分焼く。他の工程は実施例(三)と同一である。
【００２２】
比較例(三)   交差連接剤を添加しないが、IPN構造を使用する方式
実施例(三)に比較し、10gの温度感知高分子Cに0.7gの三官能基アクリル単体(3個の反応性双チェーン)Trifunctiom Acrylic Monomerを加え、1.3gのメタクリラミドMethacrylamideと0.01gの過硫酸アンモニウムAmmonium peroxodisulphateを撹拌し均一に混合後、イオン除去水により湿度感知高分子混合液の粘度を約1000cps前後とし、基板を湿度感知高分子混合液に浸し、回転塗布の方式により該湿度感知高分子混合物をくし型電極９２を備えた酸化アルミニウム基板９１上に均一に塗布する。これを180℃の温度で2時間焼き、高分子湿度感知膜を完全に反応させ硬化する。
【００２３】
実施例(五) 交差連接剤を添加し、IPN構造を使用する方式
10gの温度感知高分子Dに0.5gのジイソシアネートDiisocyanate及び0.5 gの三官能基アクリル単体(3個の反応性双チェーン)Trifunctiom Acrylic Monomerを加え、1gのアクリル酸(Acrylic Acide)単体と0.01の過硫酸アンモニウムAmmonium peroxodisulphateを撹拌し均一に混合後、イオン除去水により湿度感知高分子混合液の粘度を約1000cps前後とし、基板を湿度感知高分子混合液に浸し、回転塗布の方式により該湿度感知高分子混合物をくし型電極９２を備えた酸化アルミニウム基板９１上に均一に塗布する。これを180℃の温度で2時間焼き、高分子湿度感知膜を完全に反応させ硬化する。
【００２４】
実施例(六)  交差連接剤を添加し、IPN構造を使用し、しかも粘着膜で覆う方式
実施例(五)のように先ずくし型電極９２をプリントするセラミック基板９１を10wt%のエポキシ樹脂溶液に浸し、160℃の温度で30分焼く。他の工程は実施例(五)と同一である。
【００２５】
比較例(四) 交差連接剤を添加しないが、IPN構造を使用し、しかも粘着膜で覆う方式
実施例(六) に比較し、ジイソシアネートDiisocyanateを添加しない他、他の工程は実施例(六)と同一である。
【００２６】
以上の実施例と比較例のサンプルが耐水性及び信頼性テストを経て得られた結果は図１０、１１に示す通りである。該テストの方式と条件を以下に記す。
(a)耐水性試験
湿度感知部品を25℃のイオン水中に30分浸し、常温常湿の空気中に24時間放置し、25℃、湿度60%RH下での抵抗値を測定し、浸水前の25℃、湿度60%RHの抵抗値と比較し、浸水後抵抗の未浸水抵抗に対する変化率を記録する。
(b)信頼性試験
1.耐熱性(高温保管)
湿度感知部品を85℃、湿度30%RH以下の空気環境下で1000時間放置し、未放置時の25℃、湿度60%で測定された抵抗と比較し、抵抗の前後変化率を記録する。
2.耐湿性(高温高湿保管)
湿度感知部品を60℃、湿度90%RH以下の空気環境下で1000時間放置し、未放置時の25℃、湿度60%で測定された抵抗と比較し、抵抗の前後変化率を記録する。
3.交流電圧バイアス負荷(AC Bias loadind)
60℃、湿度90%RH以下の空気環境中で、AC5V周波数1KHZの方法で(DC成分無し)150時間連続で湿度感知部品に電圧を加える。未バイアス負荷時の25℃、湿度60%で測定された抵抗と比較し、抵抗の前後変化率を記録する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明共重合により合成される湿度感知高分子共重合物の表示図である。
【図２】本発明交差連接反応により合成される湿度感知高分子共重合物ネットワークの表示図である。
【図３】本発明交差連接反応により合成される湿度感知高分子共重合物ネットワークの三次元ブリッジ表示図である。
【図４】本発明交差連接反応により合成される湿度感知高分子共重合物ネットワークが形成する貫通式IPN構造の表示図である。
【図５】本発明イオン導電性単体の四級アンモニウム塩基の化学式表示図である。
【図６】本発明イオン導電性単体の硫酸円の化学式表示図である。
【図７】本発明湿度感知高分子共重合物を湿度感知部品上に応用する表示図一である。
【図８】本発明湿度感知高分子共重合物を湿度感知部品上に応用する表示図二である。
【図９】本発明各式湿度感知高分子共重合物の化学式表示図である。
【図１０】本発明実施例と比較例に対して行った耐水性及び信頼性テストの結果表示図一である。
【図１１】本発明実施例と比較例に対して行った耐水性及び信頼性テストの結果表示図一である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  イオン導電性単体
１１  反応性双チェーン
１２  湿度感知解離基
２０  共重合反応単体
２１  反応性双チェーン
２２  反応性官能基
３０  湿度感知高分子共重合物
４０  交差連接剤
４１、４２  交差連接反応基
５０  高分子システム
８０  強化粘着膜
８２  反応性官能基
９０  湿度感知部品
９１  基板
９２  くし型電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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