KR101687827B1

KR101687827B1 - 정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물

Info

Publication number: KR101687827B1
Application number: KR1020150133980A
Authority: KR
Inventors: 이동진; 이정희; 김일진; 강혜란; 황세욱
Original assignee: 한국신발피혁연구원
Priority date: 2015-09-22
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2016-12-20

Abstract

본 발명은 정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 용매와 디아민(diamine)을 교반시키고, 여기에 2종 이상의 디언하이드라이드(dianhydride)를 첨가 및 교반하여 폴리아믹산(polyamic acid)을 제조한 후, 여기에 실란으로 표면처리된 무기물을 첨가하고, 이를 스핀코팅 및 열처리하여 습도센서의 감습막에 적용함으로써, 다양한 변화 조건에 따른 정확한 습도 측정 및 조절기능을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 순수 폴리이미드 보다 더 낮은 열팽창 계수, 낮은 흡수성, 우수한 내열성 및 기계적 특성, 낮은 히스테리시스 및 우수한 감도를 지닐 수 있도록 하는, 정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물에 관한 것이다.

Description

정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물{ORGANIC-INORGANIC HUMIDITY SENSING FILM COMPOSITION FOR CAPACITANCE TYPE HUMIDITY SENSOR}

본 발명은 용매와 디아민(diamine)을 교반시키고, 여기에 2종 이상의 디언하이드라이드(dianhydride)를 첨가 및 교반하여 폴리아믹산(polyamic acid)을 제조한 후, 여기에 실란으로 표면처리된 무기물을 첨가하여 이루어지는, 정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 센서(sensor)란, 온도·압력·소리·빛 등 여러 종류의 물리량을 검지·검출하거나 판별·측정하여 신호로 전달하는 기능을 갖춘 소자(素子), 또는 이러한 소자를 이용한 계측기를 일컫는 것으로, 특히 공기 중의 습도변화를 검지 또는 검출하는 센서를 습도 센서라 한다.

이러한 습도 센서는 가전제품(가습기, 에어콘, 냉장고, 공기청정기, 세탁건조기, 오븐 등), 건축물(스마트 빌딩 내 실내환경 시스템 등), 자동차(냉난방 시스템 최적화, 엔진제어장치 등), 사무자동화(복사기, 프린터 잉크 및 토너량 제어, 전산실 습도 조절 등), 계측(습도계, 각종 센서 응용 계측기 습도 보정용, 기상관측 등), 산업(무선통신 중계기, 반도체 및 정밀기계 제조 공기청정룸 등), 의료(살균장비, 의료기기 등), 농수산물/식품(온상재배, 냉장창고, 식품보관, 농수산물 건조 등) 등에 널리 사용되고 있다.

특히, 산업의 급격한 발전으로 기상관측, 전자장비 제작, 수송용 기기, 가정용 가전, 건축물 등 다양한 변화 조건에 따른 정확한 습도 측정 및 조절이 요구되고 있는 실정이며, 그 측정 및 조절의 영역도 실온에서 뿐만 아니라 영하 40℃부터 100℃의 온도 범위 그리고 수십 ppm에서 100%RH 까지의 넓은 측정 범위에서도 습도 측정 및 조절이 필요로 하는 실정이다.

또한 센서 소자 크기의 초소형화, 멀티 센서화, 집적 센서화 및 지능형 센서화는 휴대용 저전력 소모 계측기 및 스마트 시설의 응용을 위해 지속적으로 그 시장이 증대될 것으로 예상되며, 향후에는 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템의 핵심 기능에 적합한 센서 소자 구조로 더욱 활발히 연구개발이 이루어질 전망이다.

한편, IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 4차 보고서에 따르면 지구 온난화에 따른 대형 태풍 및 허리케인 발생, 해수면 높이 상승, 지구 표면 온도 상승 등으로 인한 폭우, 가뭄, 폭염 등 향후 기후 변화가 예상되고 있으며, NASA 특수위성(ICESat) 관측 결과 2003년부터 2008년까지 4년간 북극의 얼음층 두께는 42%(67cm)가 얇아진 것으로 나타났을 뿐만 아니라 남아있는 얼음층도 급속하게 사라지고 있는 것으로 예상되며, 이로 인한 세계 기후에 더욱 큰 영향을 미칠 것으로 판단됨에 따라 기상 예보 관련 기술의 발달이 더욱 절실한 실정이다.

한편, 현재 요구되는 습도센서의 경우 정전용량, 유전율, 히스테리시스 등의 다양한 기술력을 요구하는 정밀 제품으로 수요가 점차 증대되고 있으며 기상관측 분야에 적용될 필수 제품이지만 현재 대부분 Vaisala, E+E, IST 등 외국계 기업에서 수입하여 적용되고 있는 실정이며, 국내 업체의 소재 개발이 미비하여 기술을 선도하지 못하고 있다.

즉, 향후 기상관측 분야에 적용될 정밀 습도센서의 개발이 완료될 경우 이러한 기술력을 바탕으로 산업분야, 의료분야, 건축분야 등 다양한 사업군에 적용 가능하며 관련 시장은 꾸준한 성장이 예상된다.

한편, 이러한 습도 센서는 다양한 구조로 제작되고 있으며, 주로 습기를 검출하는 박막을 구성하고 이 박막이 수분에 노출되는 경우 전기 전도도가 변화하는 것을 이용하는 정전 용량형(capacitance type) 습도센서가 사용되고 있다.

상기 정전용량형 습도센서는 저항형 습도센서에 비하여 감도가 높고, 신뢰성이 우수하며 그리고 히스테리시스가 적은 특성을 가지며, 선진국에서는 이미 정전용량형 고분자 정밀 습도센서를 실용화 했으나, 국내의 경우 범용 저항형 고분자 습도센서만 생산되고 있는 실정이다. 또한 정전용량형 습도센서는 습도 측정폭이 넓고, 고온에서 안정적이며, 또한 정전용량 값이 선형성이며 대수변환 등이 필요 없고, 아울러 응답속도 및 내구성이 뛰어나 정밀 측정이 가능함에 따라 습도센서 시장에서 판매되고 있는 저항형 습도센서와 정전용량형 습도센서는 판매가가 10~20배 정도 차이가 나타나고 있다.

상기와 같은 정전 용량형 습도센서는 통상 기판 상에 하부 전극을 증착한 후, 하부 전극 위에 폴리머로 이루어진 감습막을 스핀 코팅하여 형성시키고 열처리한 후, 상기 수분 감지막 상에 금(Au) 또는 백금(Pt)과 같은 재질의 금속막으로 이루어진 상부전극을 증착한 커패시터(capacitor) 구조를 갖는다.

이후, 상부전극을 패터닝(patterning)하여 습도센서를 이루게 되며, 감습막에 수분이 흡착되면, 유전율 변화를 가져와 커패시터의 정전 용량의 변화를 유발함으로써, 습도의 변화를 감지하게 되는 것이다.

즉, 상기 수분 감지막은 습도센서의 성능을 좌우하는 중요한 재료이다.

한편, 통상 상기 감습막에 적용되는 재료로는 고분자, 세라믹, 그리고 두 가지를 혼합한 복합체로 분류되어 제품화되고 있으며 고분자 소재로서 주로 적용되는 폴리이미드(polyimide)는 1 ~ 3% 전후의 적절한 흡습율, 체적 저항률(10¹⁶~ 10¹⁷ Ω·cm)이 매우 클 뿐만 아니라 내열성, 기계적 강도, 내약품성 그리고 내환경성, 낮은 열팽창 계수, 낮은 흡수성, 낮은 히스테리시스 , 감도 등의 특성이 우수하여 정전용량형 습도센서의 감습막에 대부분 적용되고 있는 실정이며, 또한 높은 열저항성, 낮은 절연상수와 열팽창계수를 가지고 있고, 가공성도 비교적 우수하여 기상관측 및 전자재료 부분에서 탁월한 소재로 각광받고 있다.

관련 선행기술로써 특허문헌 1에서는 유리결합제를 포함하는 RuO₂계 전극도료에 지르코니아(ZrO₂)및 알루미나(Al₂O₃)분말을 유리결합제 성분에 대하여 5-30wt%의 비율로 혼합하여 혼련한 후 유기용매를 첨가하여 전극재도료를 제조함을 특징으로 하는 세라믹 습도센서가 공개되어 있다.

아울러, 특허문헌 2에서는 탄산망간(MnCo₃) 41.08 ~ 64.04%, 탄산코발트(CoCo₃) 22.09 ~ 55.0%, 탄산니켈(NiCo₃) 12.92 ~ 13.89%, 산화안티몬(Sb₂O₃) 1.28 ~ 2.44%, 산화아연(ZnO) 0.5 ~ 0.7%의 중량비로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 절대습도센서용 세라믹 써비스터의 조성물이 공개되어 있다.

또한, 특허문헌 3에서는 MgCr₂O₄-TiO₂계 기질을 갖는 세라믹 습도센서에 있어서, 상기 기질이 60 내지 99중량%의 MgCr₂O₄-XTiO₂(여기서, X=10 내지 30mol%)와 K₂O, LiO, NaO의 군에서 선택된 1 내지 40중량%의 알카리 산화물로 구성되는 것을 특징으로 하는 MgCr₂O₄-TiO₂계 기질을 갖는 세라믹습도 센서가 공개되어 있다.

또한, 특허문헌 4에서는 상대 습도를 전기 저항값의 변화로서 검출하는 습도 센서에 있어서, 폴리 아닐린으로 이루어진 감습 소자와, 전도성 고분자를 함유할 수 있는 기공이 형성되어 있는 다공질 세라믹으로 제작된 습도 센서가 공개되어 있다.

상기 특허문헌 1 내지 4에서와 같이 종래의 습도센서는 주로 세라믹과 같은 감습 재료를 이용하였으나, 이는 습도를 감지하는 민감도가 극히 미비한 문제점이 있었을 뿐만 아니라 세라믹이 가지는 가공 두께와 경도 등으로 인해 습도센서를 소형화시키는데 한계가 있었으며 또한 습도센서의 사용분야를 제한시키는 문제점이 있었다.

아울러, 고분자와 세라믹을 복합화할 경우, 고분자와 세라믹의 상이한 화학적, 물리적 특성 차이로 인해 효과적인 분산이 어려워 복합화를 통한 물성의 상승효과를 얻는 것이 매우 어렵게 되는 문제점이 있었다.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허공보 제10-1992-0008991호 "세라믹 습도센서의 제조방법" 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허공보 제10-0304984호 "고온절대습도센서용부온도계수써미스터소자 제조 방법 및 그조성물" 특허문헌 3 : 대한민국 공개특허공보 제10-1992-0012913호 "MgCr₂O₄-TiO₂계 기질을 갖는 세라믹습도센서의 제조방법" 특허문헌 4 : 대한민국 공개특허공보 제10-1997-0022302호 "고분자계 습도 센서"

본 발명은 용매와 디아민(diamine)을 교반시키고, 여기에 2종 이상의 디언하이드라이드(dianhydride)를 첨가 및 교반하여 폴리아믹산(polyamic acid)을 제조한 후, 여기에 실란으로 표면처리된 무기물을 첨가하고, 이를 스핀코팅 및 열처리하여 습도센서의 감습막에 적용함으로써, 다양한 변화 조건에 따른 정확한 습도 측정 및 조절기능을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 순수 폴리이미드 보다 더 낮은 열팽창 계수, 낮은 흡수성, 우수한 내열성 및 기계적 특성, 낮은 히스테리시스 및 우수한 감도를 지닐 수 있도록 함을 과제로 한다.

본 발명은 정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물에 있어서, 용매 100 중량부에 대하여, 디아민 10 ~ 15 중량부, 디언하이드라이드 15 ~ 20 중량부 및 무기물 1 ~ 10 중량부를 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물을 과제의 해결 수단으로 한다.

여기서, 상기 무기물은, 티탄산바륨(BaTiO₃), 이산화타이타늄(TiO₂) 또는 산화알루미늄(Al₂O₃) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 무기물은, 실란으로 표면처리되되, 0.1㎛ ~ 0.5mm 입자 크기의 무기물 분말 100 중량부에 대하여, 실란 0.1 ~ 5 중량부를 교반하여 표면처리하는 것이 바람직하다.

좀 더 구체적으로 상기 정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물은, 용매 100 중량부에 대하여, 디아민 10 ~ 15 중량부를 교반시키고, 여기에 디언하이드라이드 15 ~ 20 중량부를 15 ~ 25분 간격으로 90 ~ 150분간 나누어 첨가 및 교반하여 폴리아믹산(polyamic acid)을 제조하고 이를 3 ~ 5시간 교반한 후, 여기에 무기물 1 ~ 10 중량부를 더 첨가하여 교반하고, 이를 스핀코팅(spin coating)하고 80 ~ 210℃에서 25 ~ 35분간 열처리 및 건조하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명은 다양한 변화 조건에 따른 정확한 습도 측정 및 조절기능을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 순수 폴리이미드 보다 더 낮은 열팽창 계수, 낮은 흡수성, 우수한 내열성 및 기계적 특성, 낮은 히스테리시스 및 우수한 감도 등을 정전 용량형 습도센서용 감습막에 적용시킬 수 있으며, 특히, 이를 통해 현재 수입에 의존하고 있는 기상관측에 적용 가능한 정전 용량형 습도센서 및 감습막 소재에 대한 국산화를 구현하여 기술집약적이고 고부가가치의 제품군으로 성장시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하, 본 발명에 따른 정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물은 용매 100 중량부에 대하여, 디아민 10 ~ 15 중량부 및 2종 이상의 디언하이드라이드 15 ~ 20 중량부를 첨가 및 교반하여 폴리아믹산(polyamic acid)을 제조하고, 여기에 무기물 1 ~ 10 중량부를 첨가하여 이루어진다.

구체적으로는 방향족 디언하이드라이드와 방향족 디아민을 극성 용매 하에서 반응시키는데, 먼저 디아민을 용매에 용해시킨 후 디언하이드라이드와 반응시켜 폴리아믹산을 제조하고, 이 조성물에 열을 가해 고리화된 폴리이미드를 형성하여 감습막을 제조하는 것이다. 여기서, 폴리아믹산을 경유하는 것은 방향족 폴리이미드의 가공성이나 성형성이 나쁘기 때문이다.

이때, 용매는 디메틸포름아미드(dimethylformamide(DMF)) 또는 N,N-디메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide(DMAc)) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 디아민은, 파라페닐렌디아민(p-phenylene diamine(p-PDA)), 4,4’-옥시디어닐린(4,4’-oxydianiline(ODA)) 또는 3,4-디아미노벤조페논(3,4-Diaminobenzophenone(3,4-BZP)) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하며, 상기 디아민의 함량이 10 중량부 미만일 경우, 폴리아믹산이 제대로 제조되지 않을 우려가 있으며, 15 중량부를 초과할 경우, 미반응된 디아민에 의해 폴리이미드의 기계적 물성 등이 저하될 우려가 있다.

또한, 디언하이드라이드는, 33,3',4,4'-비페닐테트라카복실릭 디언하이드라이드(3,3’,4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride(BPDA)), 3,3′,4,4′-벤조페논-테트라카르복실릭 디언하이드라이드(3,3′,4,4′-benzophenone-tetracarboxylic dianhydride(BTDA)), 피로멜리틱 디언하이드라이드(Pyromellitic dianhydride(PMDA)), 4,4'-(헥사플로로이소프로필리덴)디프탈릭 언하이드라이드(4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride(6-FDA)) 또는 3,3-4,4'-디페닐설폰 테트라카르복실릭 디언하이드라이드(3,3-4,4'-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride(DSDA)) 중에서 2종 이상 병용하여 코폴리머(co-polymer) 형태로 사용하는 것이 바람직하며, 상기 디언하이드라이드의 함량이 15 중량부 미만일 경우, 미반응된 디아민에 의해 폴리이미드의 기계적 물성 등이 저하될 우려가 있으며, 20 중량부를 초과할 경우, 후술되어질 열처리 조건이 가변하여 이미드화가 제대로 이루어지지 않을 우려가 있다.

그리고 상기 무기물은 티탄산바륨(BaTiO₃), 이산화타이타늄(TiO₂) 또는 산화알루미늄(Al₂O₃) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는데, 그 사용량이 1 중량부 미만일 경우 순수 폴리이미드 보다 더 우수한 효과(예를 들면, 우수한 감도 등)를 발현하기 어려우며, 10 중량부를 초과할 경우 사용량 대비 효과의 상승율이 미비하여 비경제적일 우려가 있다.

아울러, 상기 무기물은 그 분산성 등을 향상시키기 위하여 실란으로 표면처리하여 사용하며, 구체적으로는 0.1㎛ ~ 0.5mm 입자 크기의 무기물 분말 100 중량부에 대하여, 실란 0.1 ~ 5 중량부를 첨가하고 110 ~ 150℃에서 5 ~ 60분간 교반하여 표면처리 한다. 이때, 상기 무기물 분말의 입자크기나 실란의 함량 및 교반조건이 상기 범위를 벗어날 경우, 표면처리가 제대로 이루어지지 않거나 분산성 향상 효과가 미비하게 발현될 우려가 있다.

한편, 상기 표면처리를 위해 사용되는 실란은, 실란 커플링제로써, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리(2-메톡시에톡시)실란 등의 비닐실란이나, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-메트랍토프필트리메톡시실란, 비스(트리에톡시실리프로필)테트라설페인, 티오시아나토프로필트리에톡시실란 등을 사용할 수 있다.

좀 더 구체적으로 상기 정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물은, 용매 100 중량부에 대하여, 디아민 10 ~ 15 중량부를 교반시키고, 여기에 디언하이드라이드 15 ~ 20 중량부를 15 ~ 25분 간격으로 90 ~ 150분간 나누어 첨가 및 교반하여 폴리아믹산(polyamic acid)을 제조하고 이를 3 ~ 5시간 교반한 후, 여기에 무기물 1 ~ 10 중량부를 더 첨가하여 교반하고, 이를 스핀코팅(spin coating)하고 80 ~ 210℃에서 25 ~ 35분간 열처리 및 건조하여 이루어진다. 이때, 상기 각 공정별 조건을 벗어날 경우 완전한 이미드화를 이루지 못할 우려가 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것을 아니다.

1. 정전 용량형 습도센서용 감습막의 제조

(실시예 1)

N,N-디메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide(DMAc))100 중량부에 대하여, 4,4’-옥시디어닐린(4,4’-oxydianiline(ODA)) 10 중량부를 혼합하여 교반시키고, 3,3',4,4'-비페닐테트라카복실릭 디언하이드라이드(3,3’,4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride(BPDA))와 4,4'-(헥사플로로이소프로필리덴)디프탈릭 언하이드라이드(4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride(6-FDA))의 2종으로 이루어진 디언하이드라이드 15 중량부를 20분 간격으로 120분간 나누어 첨가 및 교반하여 폴리아믹산(polyamic acid)을 제조하고 이를 4시간 교반한 후, 여기에 무기물 1 중량부를 더 첨가 및 교반한 후, 이를 스핀코팅(spin coating)하고 150℃에서 30분간 열처리 및 건조하여 제조하였다.

이때, 상기 무기물은 티탄산바륨(BaTiO₃) 분말 100 중량부에 대하여, 비스(트리에톡시실리프로필)테트라설페인 0.1 중량부를 교반하여 표면처리한 것을 사용하였다.

(실시예 2)

N,N-디메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide(DMAc))100 중량부에 대하여, 4,4’-옥시디어닐린(4,4’-oxydianiline(ODA)) 15 중량부를 혼합하여 교반시키고, 4,4'-(헥사플로로이소프로필리덴)디프탈릭 언하이드라이드(4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride(6-FDA))와 피로멜리틱 디언하이드라이드(Pyromellitic dianhydride(PMDA))의 2종으로 이루어진 디언하이드라이드 20 중량부를 20분 간격으로 120분간 나누어 첨가 및 교반하여 폴리아믹산(polyamic acid)을 제조하고 이를 4시간 교반한 후, 여기에 무기물 2 중량부를 더 첨가 및 교반한 후, 이를 스핀코팅(spin coating)하고 150℃에서 30분간 열처리 및 건조하여 제조하였다.

이때, 상기 무기물은 이산화타이타늄(TiO₂) 분말 100 중량부에 대하여, 비스(트리에톡시실리프로필)테트라설페인 3 중량부를 교반하여 표면처리한 것을 사용하였다.

(실시예 3)

디메틸포름아미드(dimethylformamide(DMF)) 100 중량부에 대하여, 3,4-디아미노벤조페논(3,4-Diaminobenzophenone(3,4-BZP)) 15 중량부를 혼합하여 교반시키고, 3,3',4,4'-비페닐테트라카복실릭 디언하이드라이드(3,3’,4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride(BPDA))와 4,4'-(헥사플로로이소프로필리덴)디프탈릭 언하이드라이드(4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride(6-FDA))의 2종으로 이루어진 디언하이드라이드 20 중량부를 20분 간격으로 120분간 나누어 첨가 및 교반하여 폴리아믹산(polyamic acid)을 제조하고 이를 4시간 교반한 후, 여기에 무기물 10 중량부를 더 첨가 및 교반한 후, 이를 스핀코팅(spin coating)하고 150℃에서 30분간 열처리 및 건조하여 제조하였다.

이때, 상기 무기물은 산화알루미늄(Al₂O₃) 분말 100 중량부에 대하여, 비스(트리에톡시실리프로필)테트라설페인 5 중량부를 교반하여 표면처리한 것을 사용하였다.

(비교예 1)

실시예 2와 동일한 방법으로 제조하되, 무기물을 첨가하지 않았다.

2. 정전 용량형 습도센서용 감습막의 평가

상기 실시예 1 내지 3과, 비교예 1에 따른 감습막을 제조하고, 이후, 백금(Pt)을 상온에서 RF magnetron 장치(모델명 : JLSS-01, 제조사 : (주)J&L Tech.)로 스퍼터링하여 상부전극 형성하였는데, 상부 전극의 두께는 20 nm로 시편을 제작하였다. 그리고 이 시편에 대하여 정전용량 측정장비(모델명 : LCR HITESTER(3522-50), 제조사 : hioky)를 이용하여 정전용량을 측정하였으며, 그 결과를 아래 [표 1]에 나타내었다.

(단위 : pF)

측정시간	측정조건	비교예 1	실시예 1	실시예 2	실시예 3
14:00	30.0% 25.1℃	291.3	360.5	325.7	352.7
14:30	30.0% 25.0℃	291.5	360.7	325.7	352.7
60 - 30 차이		5.8	20	20.4	15.3
15:20	60.0% 25.0℃	295.6	379.4	345.4	368.3
15:50	59.9% 25.0℃	297.3	380.7	346.1	368
90 - 60 차이		11.8	18.1	20.2	15
16:40	90.0% 25.1℃	305.8	397.1	365.1	382.8
17:10	90.0% 25.1℃	309.1	398.8	366.3	383

18:20	60.0% 25.0℃	308.9	384.4	349.6	367.7
18:50	60.0% 25.0℃	309.2	383.4	349.1	367.7
60' - 60 차이		-11.9	-2.7	-3	-0.3
19:40	30.0% 24.5℃	305.2	362.1	329.2	351.9
20:10	30.1% 24.4℃	304.5	361.9	329	351.9
30' - 30 차이		-13	-1.2	-3.3	-0.8

상기 [표 1]에서와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물은 비교예 1에 비하여 무기물이 첨가됨에 따라, 정확한 습도 측정 및 조절기능과 매우 우수한 감지 성능을 가짐을 알 수 있다.

상술한 바와 같은, 본 발명에 따른 정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물을 바람직한 실시예를 들어 설명하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

Claims

정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물에 있어서,
용매 100 중량부에 대하여, 디아민 10 ~ 15 중량부, 디언하이드라이드 15 ~ 20 중량부 및 무기물 1 ~ 10 중량부를 첨가하여 이루어지고,
상기 무기물은, 실란으로 표면처리되되, 0.1㎛ ~ 0.5mm 입자 크기의 무기물 분말 100 중량부에 대하여, 실란 0.1 ~ 5 중량부를 교반하여 표면처리하는 것을 특징으로 하는, 정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 무기물은,
티탄산바륨(BaTiO₃), 이산화타이타늄(TiO₂) 또는 산화알루미늄(Al₂O₃) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물은,
용매 100 중량부에 대하여, 디아민 10 ~ 15 중량부를 교반시키고,
여기에 디언하이드라이드 15 ~ 20 중량부를 15 ~ 25분 간격으로 90 ~ 150분간 나누어 첨가 및 교반하여 폴리아믹산(polyamic acid)을 제조하고 이를 3 ~ 5시간 교반한 후,
여기에 무기물 1 ~ 10 중량부를 더 첨가하여 교반하고,
이를 스핀코팅(spin coating)하고 80 ~ 210℃에서 25 ~ 35분간 열처리 및 건조하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 정전 용량형 습도센서용 유무기 감습막 조성물.