[其他]濕敏元件及其制造法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000004273
• 申請日: 1985-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN1004739B
• 公開（公告）日: 1989-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岡正太郎;田原修;小林潤也
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社島津制作所
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 杜日新

本發(fā)明涉及濕敏元件及其制造法，本發(fā)明濕敏元件是在固體基材上的一對電極間或至少一個(gè)電極上形成疏水性有機(jī)化合物等離子體聚合高分子層，并且在其上附著含有氨基的高分子層，由氨基引入銨鹽型親水基團(tuán)而構(gòu)成，本發(fā)明濕敏元件具有響應(yīng)性和耐久性優(yōu)良的效果。

這項(xiàng)發(fā)明涉及濕敏元件及其制造法。更詳細(xì)地講，涉及的是測定各種工業(yè)用生產(chǎn)氣體和循環(huán)氣體中的水份、測定高壓氣瓶氣體中的水份和普通濕度測定等方面所應(yīng)用的濕敏元件及其制造法。

以往，以高分子電解質(zhì)作為感濕材料，將它在絕緣體、壓電體、半導(dǎo)體等各種濕敏元件用的固體襯底上形成感濕膜，這種濕敏元件已為公知。

其中，以壓電體，特別是以石英振子等壓電元件為襯底的濕敏元件，由于感濕膜的吸濕作用使整體的重量發(fā)生變化，由此壓電元件的振蕩頻率也發(fā)生變化并以此為指標(biāo)來測定水分量，與相對應(yīng)的另一種方式，即以感濕膜本身的電阻和靜電電容的變化為指標(biāo)的方式相比較，它能夠測定低濃度的水分量，特別是百萬分之幾數(shù)量級(jí)的水分量，而且制作這樣的壓電式濕敏元件，通常，是在壓電元件上形成一對電極，其上涂覆各種高分子電解質(zhì)。

然而，這樣的濕敏元件，由于感濕膜是涂覆形成的，與電極面的粘著性不夠充分，使感濕膜的耐久性差，而且在測定百分之幾數(shù)量級(jí)微量水分時(shí)，靈敏度與穩(wěn)定性也不夠好，還存在著感濕膜本身厚度難以控制的問題。

同樣，在絕緣體和半導(dǎo)體上的一對電極間形成高分子電解質(zhì)膜作為感濕膜，在這樣的電阻式或電容式濕敏元件中。膜的耐久性、響應(yīng)速度、穩(wěn)定性等都存在著同樣的問題。

針對這些問題，本發(fā)明者曾采用了其表層引入親水基的等離子體聚合高分子薄膜作為感濕膜，獲得了消除上述問題的壓電式濕敏元件（特開昭59-24234號(hào)公報(bào)）。

本發(fā)明是擴(kuò)展上述知識(shí)而取得的，其目的是提供具備以等離子體聚合高分子膜為基礎(chǔ)的感濕膜，進(jìn)一步改善了耐久性并且提高了響應(yīng)率的濕敏元件。

根據(jù)本發(fā)明，所提供的濕敏元件，其特征是，在濕敏元件用固體襯底上的一對電極間或至少一個(gè)電極上形成感濕膜的濕敏元件中，上述感濕膜的基本結(jié)構(gòu)是，由疏水性有機(jī)化合物等離子體聚合高分子層形成內(nèi)部層，其上由有機(jī)胺化合物的等離子體聚合形成含有氨基的高分子層組成的表面層，并且在上述表面層的含有氨基的高分子層中，變換氨基，引入銨鹽型親水基團(tuán)。

并且，提供最適宜上述濕敏元件的制造方法。

附圖說明：

圖1和圖2是本發(fā)明濕敏元件示例的主視圖和側(cè)視圖，圖3是同一結(jié)構(gòu)的說明圖。圖4是表示本發(fā)明濕敏元件制造工藝的說明圖，圖5和圖6分別是表示本發(fā)明濕敏元件的濕度響應(yīng)率去比較例的曲線圖，圖7同樣是表示與比較例一道，示出耐久性的曲線圖，圖8是表示在本發(fā)明濕敏元件的感濕膜表面層內(nèi)氮原子含量沿厚度方向的分布曲線圖，圖9表示使用了各種有機(jī)胺化合物的本發(fā)明濕敏元件的響應(yīng)率曲線。

（1）……濕敏元件、（2）……石英振子、（3）（3′）…感濕膜、（3a）（3′a）……等離子體聚合聚苯乙胺、（3b）（3′b）……含有銨鹽型親水基的等離子體聚合高分子膜、（4）（4′）……金電極。

本發(fā)明最突出的特點(diǎn)是，感濕膜的結(jié)構(gòu)，內(nèi)部層實(shí)質(zhì)上為疏水性的，表面層具有銨鹽型的親水基團(tuán)，而且不論那層，都是由等離子體聚合而構(gòu)成的高分子層。

本發(fā)明感濕膜的內(nèi)部層是在濕敏元件用固體襯底上，形成一對電極之后，在疏水性有機(jī)化合物的蒸氣下，加等離子體聚合條件而形成的。作為這時(shí)用的疏水性有機(jī)化合物，可以有各種不帶親水基團(tuán)的有機(jī)化合物，例如，苯乙烯、二乙烯基苯等乙烯芳香族化合物和苯、甲苯等芳香族以及乙烯、丙烯等不飽和烴，也可用兩種以上。還能夠形成多層結(jié)構(gòu)。其中以使用苯乙烯進(jìn)行等離子體聚合為宜。對于等離子體的聚合條件沒有特別的限定，通常，在0.1-2托的上述疏水性有機(jī)化合物的蒸氣中，采用0.1～100KH_Z的輝光放電條件為宜。