DE3638420A1

DE3638420A1 - Elektrischer widerstand

Info

Publication number: DE3638420A1
Application number: DE19863638420
Authority: DE
Inventors: Satchidanand Mishra; Leon A Teuscher
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1985-11-25
Filing date: 1986-11-11
Publication date: 1987-05-27
Also published as: US4634756A; JPS62127661A

Description

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Widerstände und insbesondere auf eine neue Widerstandsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung und Verwendung dieser Vorrichtung.

Die Widerstandstechnik ist eine gut entwickelte Technik mit zahllosen Variationen in den Zusammensetzungen, den Eigenschaften und dem Aufbau. Obwohl stabile Eigenschaften normalerweise angestrebt werden, sind einige Widerstände gegenüber der Veränderung der Bedingungen in der Umgebung empfindlich, die durch Variablen hervorgebracht werden, wie elektromagnetische Strahlung, Temperatur, Druck usw.

Eine Eigenschaft der Umgebung, die für die Widerstandsempfindlichkeit normalerweise unerwünscht ist, ist die Feuchtigkeit. Feuchtigkeitsempfindliche Widerstände sind für zahlreiche Vorrichtungen, wie Feuchtigkeitssensoren, Feuchtigkeitsregelvorrichtungen, oder bei Geräten wertvoll, bei denen bestimmte, von der Feuchtigkeit abhängige Eigenschaften geregelt werden sollen. Im allgemeinen müssen feuchtigkeitsempfindliche Widerstände für eine hochentwickelte elektrische Präsizsionsanlage vermieden werden. Obwohl feuchtigkeitsempfindliche Widerstände für Feuchtigkeitssensoren verwendet werden können, spechen viele feuchtigkeitsempfindliche Widerstände sehr langsam auf Feuchtigkeitsveränderungen an. Viele der Veränderungen des spezifischen Widerstandes einiger Feuchtigkeitssensoren treten im hochohmigen Bereich auf und erfordern deshalb äußerst empfindliche und hochentwickelte Anzeigevorrichtungen. Andere feuchtigkeitsempfindliche Widerstände haben ein begrenztes Bereich der stufenweisen Änderung des spezifischen Widerstandes bei Veränderungen der Feuchtigkeit. Z. B. zeigen die feuchtigkeitswahrnehmenden Membranen aus einer gehärteten Organosiliciumverbindung, die eine Aminogruppe enthält, in US-PS 38 64 659 von Furuuchi et al ein begrenztes Bereich der stufenweisen Veränderung des spezifischen Widerstandes, und ein großer Teil der stufenweisen Veränderung des spezifischen Widerstandes tritt in dem schwer zu messenden hochohmigen Bereich auf. Stufenweise Veränderungen des spezifischen Widerstandes im Bereich höher als als etwa 10¹⁰ Ohm-cm sind ohne hochentwickelte wissenschaftliche Geräte besonders schwer exakt zu messen.

Einige feuchtigkeitsempfindliche Widerstände sind über ausgedehnte Verwendungszeiträume unter hohen oder niedrigen Feuchtigkeitsbedingungen instabil. Noch andere feuchtigkeitsempfindliche Widerstände können komplexe Funktionsveränderungen im spezifischen Widerstand bei Veränderungen der Feuchtigkeit aufweisen. Feuchtigkeitsempfindliche Widerstände, die nichtumkehrbare Eigenschaften aufweisen, haben nur eine begrenzte Verwendbarkeit. Weiterhin neigen andere feuchtigkeitsempfindliche Widerstände dazu, sich unangemessen auszudehnen und zusammenzuziehen, wenn sie verschiedenen Feuchtigkeitswerten ausgesetzt sind. Solche Eigenschaften machen die meisten Widerstände für die Verwendung bei Feuchtigkeitssensoren oder ähnlichen Anwendungen ungeeignet oder nur wenig annehmbar.

Folglich besteht wegen dieser Mängel vieler feuchtigkeitsempfindlicher Widerstände ein Bedarf nach einem verbesserten feuchtigkeitsempfindlichen Widerstand.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines elektrischen Widerstandes, der ein Isoliersubstrat, einen dünnen, kontinuierlichen Siloxanfilm aus einem Reaktionsprodukt eines hydrolysierten Silans, mit dem das Isoliersubstrat überzogen ist, wobei das hydrolysierte Silan die allgemeine Formel hat: worin R₁ eine Alkylidengruppe ist, die 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, R₂, R₃ und R₇ unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus H, einer niederen Alkylgruppe, die 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, und einer Phenylgruppe besteht, X ein Anion einer Säure oder eines Säuresalzes ist und y 1, 2, 3 oder 4 ist, und mindestens zwei räumlich voneinander getrennte Elektroden umfaßt, die mit dem dünnen, kontinuierlichen Siloxanfilm in elektrischem Kontakt stehen. Der elektrische Widerstand kann hergestellt werden, indem auf dem Isoliersubstrat ein Überzug aufgetragen wird, der eine wäßrige Lösung eines hydrolysierten Silans bei einem pH- Wert zwischen etwa 1 und etwa 7 umfaßt, die Reaktionsproduktschicht getrocknet wird, um einen Siloxanfilm zu bilden, und die räumlich getrennten Elektroden auf dem Siloxanfilm aufgebracht werden. Die Feuchtigkeit kann mit diesem Widerstand gemessen werden, indem eine elektrische Vorspannung entlang der räumlich getrennten Elektroden aufgewendet wird, der Siloxanfilm der Umgebungsfeuchtigkeit ausgesetzt wird und der spezifische elektrische Widerstand des Siloxanfilms gemessen wird. Überraschenderweise sind die erfindungsgemäßen feuchtigkeitsempfindlichen Widerstände in der Lage, eine schnelle, exponentielle, umkehrbare, leicht meßbare Veränderung des spezifischen Widerstandes vieler Größenordnungen zu zeigen. Darüber hinaus unterliegt der kontinuierliche Film des Siloxanreaktionsproduktes einer vernachlässigbaren Ausdehnung und Kontraktion während des Gebrauches und ist deshalb gegenüber Rissen hochbeständig.

Das hydrolysierte Silan kann durch Hydrolyse eines Silans mit der folgenden Strukturformel hergestellt werden: worin R₁ eine Alkylidengruppe ist, die 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, R₂ und R₃ unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus H, einer niederern Alkylgruppe, die 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, einer Phenylgruppe und einer Poyl(ethylen-amino)gruppe besteht, und R₄, R₅ und R₆ unabhängig voneinander aus einer niederen Alkylgruppe, die 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält, ausgewählt sind. Typische hydrolysierbare Silane umfassen 3-Aminopropyltriethoxysilan, N-Aminoethyl- 3-aminopropyltrimethoxysilan, N-2-Aminoethyl-3- aminopropyltrimethoxysilan, N-2-Aminoethyl-3-aminopropyltris (ethylhexoxy)silan, p-Aminophenyltrimethoxysilan, 3-Aminopropyldiethylmethylsilan, (N,N′-Dimethyl-3- amino)propyltriethoxysilan, 3-Aminopropylmethyldiethoxysilan, 3-Aminopropyltrimethoxysilan, N-Methylamino- propyltriethoxysilan, Methyl [2-(3-trimethoxysilyl- propylamino)ethylamino]-3-propionat, (N,N′-Dimethyl- 3-amino)propyltriethoxysilan, N,N-Dimethylaminophenyl- triethoxysilan, Trimethoxysilylpropyldiethylentriamin und Mischungen davon. Es wurde gefunden, daß von Aminogruppen freie Silane dazu neigen, isolierende Filme des Siloxan-Reaktionsproduktes zu bilden, die relativ unempfindlich gegenüber Feuchtigkeitsveränderungen sind.

Wenn sich R₁ in einer langen Kette erstreckt, wird die Verbindung weniger stabil. Silane, in denen R₁ etwa 3 bis etwa 6 Kohlenstoffatome enthält, sind bevorzugt, da das Molekül stabiler und flexibler ist und unter weniger Spannung steht. Optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn R₁ 3 Kohlenstoffatome enthält. Befriedigende Ergebnisse werden erreicht, wenn R₂ und R₃ Alkylgruppen sind. Optimale glatte und einheitliche Filme werden mit hydrolysierten Silanen gebildet, in denen R₂ und R₃ Wasserstoff sind. Eine befriedigende Hydrolyse des Silans kann bewirkt werden, wenn R₄, R₅ und R₆ Alkylgruppen sind, die 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthalten. Wenn die Alkylgruppen 4 Kohlenstoffatome übersteigen, wird die Hydrolyse unpraktisch langsam. Die Hydrolyse der Silane mit Alkylgruppen, die 2 Kohlenstoffatome enthalten, sind jedoch für die besten Ergebnisse bevorzugt.

Während der Hydrolyse der oben beschriebenen Aminosilane werden die Alkylgruppen durch Hydroxylgruppen ausgetauscht. So wie die Hydrolyse fortschreitet, nimmt das hydrolysierte Silan die folgende allgemeine Struktur ein:

Nach dem Trocknen enthält die Schicht des Siloxanreaktionsproduktes, das aus dem hydrolysierten Silan gebildet wurde, größere Moleküle, in denen y gleich oder größer als 6 ist. Das Reaktionsprodukt des hydrolysierten Silans kann linear, teilweise vernetzt, ein Dimer, ein Trimer und ähnliches sein.

Die Lösung des hydrolysierten Silans kann hergestellt werden, indem ausreichend Wasser hinzugegeben wird, um die Alkoxygruppen zu hydrolysieren, die an das Siliciumatom gebunden sind, um eine Lösung zu bilden. Eine unzureichende Wassermenge wird normalerweise bewirken, daß das hydrolysierte Silan ein unerwünschtes Gel bildet. Im allgemeinen sind verdünnte Lösungen zum Erzielen dünner Überzüge bevorzugt. Befriedigende Reaktionsproduktschichten können mit Lösungen erzielt werden, die von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% des hydrolysierbaren Silans enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung.

Es ist kritisch, daß das Reaktionsendprodukt des hydrolysierten Silans ein Ion einer Säure oder eines Säuresalzes enthält. Ohne irgendeine Behandlung des hydrolysierten Silans mit einer Säure oder einem Säuresalz ist das hydrolysierte Silan in Wasser mit einem pH-Wert von größer als 7 eigenbasisch und liefert das Größenbereich der Veränderung im meßbaren Bereich der spezifischen Widerstände nach dieser Erfindung nicht. Wenn folglich eine Säure- oder eine Säuresalzbehandlung nicht angewendet wird, nachdem das hydrolysierte Silan auf das Substrat aufgebracht wird, muß der pH-Wert der aufgebrachten Lösung des hydrolysierten Silans sorgfältig durch Zugabe einer Säure oder eines Säuresalzes geregelt werden, um die hervorragende Empfindlichkeit und den meßbaren Bereich des spezifischen Widerstandes zu erreichen, der mit den Materialien und Verfahren nach dieser Erfindung erreicht wird. Eine Lösung mit einem pH-Wert von zwischen etwa 1 und etwa 7 schafft eine befriedigende Empfindlichkeit bei relativen Feuchtigkeiten zwischen etwa 20 und etwa 100.

Die Regelung des pH-Wertes der Lösung des hydrolysierten Silans, um einen pH-Wert zwischen etwa 1 und etwa 7 zu erreichen, kann mit jeder geeigneten organischen oder anorgansischen Säure oder jedem geeigneten Säuresalz durchgeführt werden. Typische organische und anorganische Säuren und Säuresalze umfassen: Essigsäure, Zitronensäure, Ameisensäure, Jodwasserstoff, Chlorwasserstoffsäure, Phosphorsäure, Ammoniumchlorid, Hydrofluorkieselsäure, Bromcresol-Grün, Bromphenol-Blau, p-Toluolsulfonsäure und ähnliche. Chlorwasserstoffsäure ist bevorzugt, da sie ein besonders großes Bereich der Veränderung in dem meßbaren Bereich der spezifischen Widerstände nach dieser Erfindung schafft und die resultierenden elektrischen Eigenschaften des Films gegenüber Oxidation besonders stabil sind.

Falls erforderlich, kann die wäßrige Lösung des hydrolysierten Silans ebenfalls Additive, wie polare Lösungsmittel, verschieden von Wasser, enthalten, um ein verbessertes Befeuchten des Isoliersubstrates zu fördern. Ein verbessertes Befeuchten sichert eine größere Einheitlichkeit der Siloxanendschicht und besser vorhersagbare Eigenschaften der Feuchtigkeitsempfindlichkeit. Jedes geeignete polare Lösungsmittel verschieden von Wasser kann eingesetzt werden. Typische polare Lösungsmittel umfassen Methanol, Ethanol, Isopropanol, Tetrahydrofuran, Methylcellusolv, Ethylcellusolv, Ethoxyethanol, Ethylacetat, Ethylformiat und Mischungen davon. Eine optimale Befeuchtung wird mit Ethanol als das polare Lösungsmittel-Additiv erreicht. Im allgemeinen beträgt die Menge des polaren Lösungsmittels, dass der Lösung des hydrolysierten Silans zugegeben wird, weniger als etwa 95%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung.

Jedes geeignete Verfahren kann verwendet werden, um die Lösung des hydrolysierten Silans auf das Isoliersubstrat aufzubringen. Typische Auftragsverfahren umfassen Sprühen, Überziehen durch Tauchen, Überziehen mittels Walzen, das Überziehen mittels eines drahtgewickelten Stabes und ähnlichem. Obwohl es bevorzugt ist, daß die wäßrige Lösungs des hydrolysierten Silans vor dem Auftragen auf das Isoliersubstrat hergestellt wird, kann man das Silan direkt auf das Isoliersubstrat auftragen und das Silan an Ort und Stelle hydrolysieren, indem der aufgetragene Silanüberzug mit Wasserdampf behandelt wird, um eine hydrolysierte Lösung auf der Oberfläche des Isoliersubstrates im oben beschriebenen pH-Wert- Bereich zu bilden. Der Wasserdampf kann in Form von Wasserdampf oder feuchter Luft vorliegen. Im allgemeinen können befriedigende Ergebnisse für ein schnelles Ansprechen erzielt werden, wenn das Reaktionsprodukt des hydrolysierten Silans auf dem Isoliersubstrat eine einheitliche Schicht bildet, die eine Dicke zwischen etwa 0,01 µm und etwa 10 µm aufweist. Es könnten jedoch, falls erforderlich, dickere Filme verwendet werden. Sehr dicke Filme des Reaktionsproduktes neigen dazu, spröde und für flexible Isoliersubstrate weniger geeignet zu werden. Sowie die Schicht des Reaktionsproduktes dünner wird, erhöht sich die Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeitsveränderungen. Da jedoch der elektrische Widerstand des Filmes umgekehrt proportional zur Dicke des Filmes ist, wird der Widerstand für sehr dünne Filme von weniger als etwa 0,01 µm bei geringer relativer Feuchtigkeit zu groß und wird schwer meßbar. Da die säurehaltigen Filme dieser Erfindung einen geringeren spezifischen Gesamtwiderstand haben, können dünnere Filme verwendet werden. Typische Bahn- oder Restwiderstände (nachfolgend als Restwiderstand bezeichnet) der erfindungsgemäßen Filme des hydrolysierten Silans können sich um etwa 4 bis 5 Größenordnungen verändern, ausgelöst durch Veränderungen der relativen Feuchtigkeit von etwa 5% relative Feuchtigkeit auf etwa 95% relative Feuchtigkeit bei Raumtemperatur. Bei einer geringen relativen Feuchtigkeit schwankt der Restwiderstand für verschiedene Silane von etwa 10⁵ bis etwa 10¹² Ohm-cm. Sehr dicke Filme können den Widerstand über leicht anzeigbare Bereiche hinaus erhöhen.

Das Trocknen oder Härten des hydrolysierten Silans auf der Isolierschicht kann bei einer Temperatur größer als etwa Raumtemperatur durchgeführt werden, um eine Schicht des Reaktionsproduktes zu schaffen, die einheitlichere elektrische Eigenschaften, eine völligere Umwandlung des hydrolysierten Silans zu Siloxanen und weniger unreagiertes Silanol aufweist. Im allgemeinen ist eine Reaktionstemperatur zwischen etwa 100°C und etwa 150°C für eine höchste Stabilisierung der elektrochemischen Eigenschaften bevorzugt. Die Schichten des Reaktionsproduktes mit optimaler elektrochemischer Stabilität werden erhalten, wenn die Reaktion bei Temperaturen von etwa 135°C durchgeführt werden. Die Reaktionstemperatur kann durch jedes geeignete Verfahren beibehalten werden, wie Öfen, Umluftöfen, Strahlungsheizungslampen und ähnliche.

Die Reaktionszeit hängt von den verwendeten Reaktionstemperaturen ab. Folglich ist eine geringere Reaktionszeit erforderlich, wenn höhere Reaktionstemperaturen verwendet werden. Im allgemeinen vergrößert die Erhöhung der Reaktionszeit den Grad der Vernetzung des hydrolysierten Silans. Befriedigende Ergebnisse wurden mit Reaktionszeiten zwischen etwa 0,5 min bis etwa 45 min bei höheren Temperaturen erreicht.

Die Reaktion kann unter jedem geeigneten Druck, einschließlich atmosphärischem Druck oder Vakuum, durchgeführt werden. Weniger Heizenergie ist erforderlich, wenn die Reaktion unter subatmosphärischem Druck durchgeführt wird.

Man kann bestimmen, ob eine ausreichende Kondensation oder Vernetzung aufgetreten ist, um einen Film des Siloxan-Reaktionsproduktes mit stabilen chemischen Eigenschaften in einer feuchtigkeitsfühlenden Umgebung zu bilden, indem der Film des Siloxan-Reaktionsproduktes nur mit Wasser, Toluol, Tetrahydrofuran, Methylenchlorid oder Cyclohexanon gewaschen wird und der gewaschene Film des Siloxan-Reaktionsproduktes geprüft wird, um die Infrarotabsorption der Si-O-Wellenlängenbänder zwischen etwa 1000 bis etwa 1200 cm^-1 zu vergleichen. Wenn die Si-O-Wellenlängenbänder sichtbar sind, ist der Reaktionsgrad ausreichend, und zwar hat eine ausreichende Kondensation und Vernetzung stattgefunden, wenn sich Peaks in den Bändern von einem Infrarotabsorptionsversuch zum anderen nicht verringern. Es wird angenommen, daß das teilweise polymerisierte Reaktionsprodukt Siloxan- und Silanol-Anteile im gleichen Molekül enthält. Der Ausdruck "teilweise polymerisiert" wird verwendet, da eine totale Polymerisation normalerweise sogar unter härtesten Trocknungs- oder Härtebedingungen nicht erreichbar ist.

Wahlweise kann der aufgetragene Film des hydrolysierten Silans nachfolgend mit den Dämpfen von oder einer Lösung von einer geeigneten organischen oder anorganischen Säure oder einem Säuresalz behandelt werden. Nach dieser Ausführungform ist es nicht notwendig, daß der aufgetragene Film des hydrolysierten Silans einen pH-Wert von zwischen etwa 1 und etwa 7 vor der Behandlung mit den Dämpfen oder der Lösung einer organischen oder anorganischen Säure oder eines Säuresalzes aufweist. Der aufgetragene Endfilm des hydrolysierten Silans, behandelt mit den Dämpfen oder der Lösung einer geeigneten organischen oder anorganischen Säure oder eines Säuresalzes, wird jedoch ein Reaktionsprodukt eines hydrolysierten Silans, aufgetragen auf einem Isoliersubstrat, umfassen, wobei das hydrolysierte Silan die allgemeine Formel hat: worin R₁ eine Alkylidengruppe ist, die 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, R₂, R₃ und R₇ unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus H, einer niederen Alkylgruppe, die 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, und einer Phenylgruppe besteht, X ein Anion einer Säure oder eines Säuresalzes ist und y 1, 2, 3 oder 4 ist. Darüber hinaus sollte das aufgetragene Siloxan-Reaktionsendprodukt einen pH-Wert zwischen etwa 1 und etwa 7 haben.

Jedes geeignete Isoliersubstrat kann mit dem hydrolysierten Silan behandelt werden. Das Isoliersubstrat sollte durch das hydrolysierte Silan befeuchtbar sein. Typische Isoliersubstrate umfassen organische Materialien, wie Polyester, Polyvinylbutyral, Polyvinylpyrrolidon, Polyurethan, Polymethylmethacrylat, Polycarbonate, Acrylatpolymere, Cellulosepolymere, Polyvinylchloride, Polyamide, Epoxyverbindungen und ähnliche und Mischungen davon und organische Materialien, wie Glas, Quarz, Silicium und ähnliche und Mischungen davon. Die organischen Polymere können Block-, statistische oder alternierende Copolymere sein. Polymere mit polaren Gruppen sind besonders effektive Substrate für den Film des erfindungsgemäßen Siloxan-Reaktionsproduktes, da die Adhäsion des Silan-Reaktionsproduktes wesentlich verbessert ist. Im allgemeinen sollte der Restwiderstand des Isoliersubstrates höher als etwa 10^-15 Ohm-cm und größer als der Restwiderstand des Silan-Reaktionsproduktes sein. Wenn ein Isoliersubstrat durch das hydrolysierte Silan schlecht befeuchtbar ist, können eine oder mehrere Zwischenüberzüge eines befeuchtbaren Isoliermaterials angewendet werden. Ein solcher Zwischenüberzug kann jedes geeignete befeuchtbare Polymer sein, wie die oben beschriebenen befeuchtbaren Polymere. Das Isoliersubstrat kann von jeder geeigneten Form sein, wie die Form von Stegen, Streifen, Platten, Trommeln und ähnliche. Das Isoliersubstrat kann, falls erforderlich, durch jedes darunterliegende flexible, starre, nicht überzogene und vorher überzogene Teil getragen werden. Das Trägerteil, das unter dem Isoliersubstrat liegt, kann jedes geeignete Material sein, einschließlich Metall, Plastik und ähnliche. Im allgemeinen sollte in dem Fall, in dem kein darunterliegendes Tägerteil eingesetzt wird, das Isoliersubstrat ausreichend dick sein, um den dünnen Siloxanfilm des Reaktionsproduktes zu tragen.

Jede geeignete Kombination von mindestens zwei räumlich voneinander getrennten Elektroden können in Kontakt mit der Siloxanschicht verwendet werden. Die Elektroden können von jeder gewünschten Form und aus jedem geeigneten Material sein. Typische Elektrodenmaterialien umfassen Metalle wie Gold, Silber, Kupfer, Aluminium, Harze, beladen mit leitenden Partikeln wie Kohlenstoffschwarz, Graphit oder Metalle und ähnliche. Die Elektroden können in jeder geeigneten Weise an die Siloxanoberfläche angefügt werden. Wenn erforderlich, kann eine oder mehrere der Elektroden vor oder nachfolgend der Bildung der Siloxanschicht an das Isoliersubstrat befestigt werden. Typische allgemein bekannte Verfahren zum Anbringen von Elektroden an eine Oberfläche umfassen das Festklemmen, das Kleben mit leitfähigen Klebstoffen, das Verdampfen, der Druckkontakt, das Bürsten, das Sprühen, das Überziehen mit Tauchen, das Überziehen mit Walzen, das Überziehen mit einem drahtgewickelten Stab, Galvanoformen, die Flüssigkeits- oder Dampfphasenepitaxie und ähnliche.

Ausgezeichnete Ergebnisse als Feuchtigkeitssensor wurden erreicht, wenn der kontinuierliche Siloxanfilm des Reaktionsproduktes in Widerständen eingesetzt wurde, die ein Isoliersubstrat und mindestens zwei räumlich voneinander getrennte Elektroden in elektrischem Kontakt mit dem Siloxanfilm umfassen.

Es folgt eine Anzahl von Beispielen, die die verschiedenen Zusammensetzungen und Bedingungen verdeutlichen, die bei der Durchführung der Erfindung angewendet werden können. Alle Anteile sind auf das Gewicht bezogen, wenn es nicht anders angezeigt ist. Die Erfindung kann jedoch mit vielen anderen Zusammensetzungstypen durchgeführt werden und entsprechend der Beschreibung viele verschiedene Verwendungen haben.

Beispiel I

Es wurde eine wäßrige Lösung hergestellt, die etwa 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, Allyltriethoxysilan, enthielt, das durch die Formel H₂C = CHCH₂Si(OC₂H₅)₃ dargestellt ist. Ausreichend denaturiertes Ethanol wurde dieser wäßrigen Lösung zugegeben, so daß die Endlösung 90 Gew.-% denaturierten Alkohol enthielt. Der pH-Wert dieser Lösung betrug etwa 7. Diese Lösung wurde mittels eines 0,15 mm (0,006 inch) Applikationsgerätes vom Typ "Bird" unverzüglich auf die Oberfläche eines Polyester(Mylar, erhältlich von E. I. duPont de Nemours & Co)-Isoliersubstrats aufgetragen, von dem Proben abgeschnitten wurden, wobei jede geschnittene Probe eine Länge von etwa 5 cm und eine Breite von etwa 1 cm hatte. Das überzogene Substrat wurde danach bei einer Temperatur von etwa 135°C in einem Umluftofen etwa 5 min lang getrocknet, um eine Siloxanschicht des Reaktionsproduktes des hydrolysierten Silans zu bilden. Die getrocknete Schicht hatte eine Dicke von etwa 0,05 µm. Diese überzogenen Substrate wurden unter Verwendung zweier verschiedener Verfahren ausgewertet. In dem ersten Verfahren wurden Elektroden an das resultierende überzogene Teil befestigt, indem zwei räumlich getrennte Goldelektroden auf die Schicht des Siloxan-Reaktionsproduktes aufgedampft wurden. Eine veränderliche elektrische Vorspannung wurde entlang der Elektroden angewendet, und die Stomveränderung wurde gegen die entsprechende angewendete Spannung mittels eines Keithly-Stromverstärkers gemessen. In dem zweiten Verfahren wurde ein 4-Probensystem verwendet, um den spezifischen Flächenwiderstand zu messen. Die Proben oder Elektroden waren mit Chrom überzogene gefederte Stifte. Der Abstand der 4 colinearen Proben betrug 0,5 cm. Die Probenabmessungen für dieses Meßverfahren betrugen 10 cm × 20 cm. Die Veränderung des spezifischen Widerstandes wurde als Funktion der relativen Feuchtigkeit gemessen. Der spezifische Widerstand bei einer relativen Feuchtigkeit von größer als 95% war größer als 10¹⁰ Ohm-cm. Dieser hohe spezifische Widerstand wäre für die Messung der relativen Feuchtigkeit nicht verwendbar, da Veränderungen des spezifischen Widerstandes mit herkömmlichen Instrumenten nicht leicht gemessen werden können und nur mit einer teuren, komplexen, hochentwickelten Ausstattung gemessen werden können. Z. B. beträgt der Preis eines Keithly-Stromverstärkers etwa 2000 Dollar.

Beispiel II

Die in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden unter den gleichen Bedingungen und mit den gleichen Materialien wiederholt, außer daß das Allyltriethoxysilan durch n-Propyltrimethoxysilan mit der Formel CH₃CH₂CH₂Si(OCH₃)₃ ersetzt wurde. Der pH-Wert des aufgetragenen hydrolysierten Silans betrug etwa 7. Es wurde gefunden, daß die spezifischen Widerstände der Proben größer als 10¹⁰ Ohm-cm waren, sogar bei hoher Feuchtigkeit. Folglich wären diese hohen spezifischen Widerstände dieser Proben für die Messung der relativen Feuchtigkeit nicht verwendbar, da Veränderungen des spezifischen Widerstandes bei hohen Werten des spezifischen Widerstandes mit herkömmlichen Instrumenten nicht leicht gemessen werden können und nur mit einer teuren, komplexen hoch entwickelten Ausrüstung gemessen werden können.

Beispiel III

Die in Beispiel I beschriebenen Verfahren wurden unter den gleichen Bedingungen und mit den gleichen Materialien wiederholt, außer daß Allyltriethoxysilan durch 3-Chlorpropyltrimethoxysilan, dargestellt durch die Formel ClCH₂CH₂CH₂Si(OCH₃)₃ ersetzt wurde. Der pH-Wert des aufgebrachten hydrolysierten Silans betrug etwa 7. Es wurde gefunden, daß die spezifischen Widerstände der Proben größer als 10¹⁰ Ohm-cm waren, sogar bei hoher Feuchtigkeit. Folglich sind diese hohen spezifischen Widerstände dieser Proben für die Messung der relativen Feuchtigkeit nicht verwendbar, da Veränderungen im spezifischen Widerstand bei hohen Werten des spezifischen Widerstandes mit herkömmlichen Instrumenten nicht leicht gemessen werden können und nur mit einer teuren komplexen und hochentwickelten Ausstattung gemessen werden können.

Beispiel IV

Es wurde eine wäßrige Lösung hergestellt, die etwa 2,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, N,N- Dimethy-3-aminopropyltrimethoxysilan, enthielt. Ausreichend denaturiertes Ethanol wurde dieser wäßrigen Lösung zugegeben, so daß die Endlösung 90 Gew.-% denaturierten Alkohol enthielt. HCl wurde der Lösung zugegeben, um den pH-Wert auf etwa 1 zu bringen. Diese Lösung wurde unverzüglich mit einem Applikationsgerät mit einer Öffnung von 0,15 mm (0,006 inch) vom Typ "Bird" auf die Oberfläche eines Polyester(Mylar, erhältlich von E. I. duPont des Nemours & Co.)-Isoliersubstrat aufgetragen, von dem Proben abgeschnitten wurden, wobei jede geschnittene Probe eine Länge von etwa 20 cm und eine Breite von etwa 10 cm hatte. Das überzogene Substrat wurde danach bei einer Temperatur von etwa 135°C in einem Umluftofen etwa 5 min lang getrocknet, um eine Siloxanschicht des Reaktionsproduktes des hydrolysierten Silans zu bilden. Die getrocknete Schicht hatte eine Dicke von etwa 0,125 µm.

Beispiel V

Die in Beispiel IV beschriebenen Verfahren wurden unter den gleichen Bedingungen und mit den gleichen Materialien wiederholt, außer daß keine HCl zugegeben wurde. Folglich hatte die wäßrige Lösung einen pH-Wert von größer als 7. Die getrocknete Schicht hatte eine Dicke von ungefähr 0,125 µm.

Beispiel VI

Die Proben, die, wie in Beispiel IV und V beschrieben, hergestellt wurde, wurden unter Verwendung eines 4-Probensystems ausgewertet, das den spezifischen Flächenwiderstand mißt. Die Größe des spezifischen Flächenwiderstandes (p) wurde aus diesen Messungen berechnet. Die Proben oder Elektroden waren mit Chrom überzogene, gefederte Stifte. Der Abstand der vier colinearen Proben betrug 0,5 cm. Die Veränderung des spezifischen Widerstandes wurde als Funktion der relativen Feuchtigkeit gemessen. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle I unten aufgeführt:

Tabelle I

Es sind keine elektrischen Werte bei relativen Feuchtigkeiten geringer als etwa 44% für das Reaktionsprodukt des hydrolysierten Silans angegeben, das nicht mit Säure behandelt wurde, da es sehr schwierig ist, spezifische Widerstände von größer als etwa 10¹⁰ Ohm-cm zu messen. Folglich betrug im Vergleich der Daten in Tabelle I für eine Veränderung der relativen Feuchtigkeit von etwa 40% auf etwa 90% die Veränderung des spezifischen Widerstandes für das mit Säure behandelte Reaktionsprodukt des hydrolysierten Silans etwa 5000% mehr als die Veränderung des spezifischen Widerstandes für das Reaktionsprodukt des hydrolysierten Silans, das nicht mit einer Säure behandelt wurde.

Beispiel VII

Es wurde eine wäßrige Lösung hergestellt, die etwa 2,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, 3-Aminopropyltriethoxysilan, enthielt. Ausreichend denaturiertes Ethanol wurde zu dieser wäßrigen Lösung zugegeben, so daß die Endlösung 90 Gew.-% denaturierten Alkohol enthielt. HCl wurden der Lösung zugegeben, um den pH-Wert auf etwa 1 zu bringen. Diese Lösung wurde unverzüglich mit einem Applikationsgerät mit einer Öffnung von 0,15 mm (0,006 inch) vom Typ "Bird" auf die Oberfläche eines Polyester(Mylar, erhältlich fon E. I. duPont de Nemours & Co.)-Isoliersubstrats aufgebracht, von dem Proben abgeschnitten wurden, wobei jede geschnittene Probe eine Länge von etwa 20 cm und eine Breite von etwa 10 cm hatte. Das überzogene Substrat wurde danach bei einer Temperatur von etwa 135°C in einem Umluftofen etwa 50 min lang getrocknet, um eine Siloxanreaktionsproduktschicht des hydrolysierten Silans zu bilden. Die getrocknete Schicht hatte eine Dicke von etwa 0,125 µm.

Beispiel VIII

Die in Beispiel VII beschriebenen Verfahren wurden unter den gleichen Bedingungen und mit den gleichen Materialien wiederholt, außer daß keine HCl zugegeben wurde. Folglich hatte die wäßrige Lösung einen pH-Wert von größer als 7. Die getrocknete Schicht hatte eine Dicke von etwa 0,125 µm.

Beispiel IX

Die Proben, die, wie in Beispiel VII und VIII beschrieben, hergestellt wurden, wurden unter Verwendung eines 4-Probensystems ausgewertet, das den spezifischen Flächenwiderstand mißt. Die Proben oder Elektroden waren mit Chrom überzogene gefederte Stifte. Der Abstand der vier colinearen Proben betrug 0,5 cm. Die Probengröße betrug 20 cm × 10 cm. Die Veränderung im spezifischen Widerstand wurde als Funktion der relativen Feuchtigkeit gemessen. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle II unten gezeigt:

Tabelle II

Beim Vergleich der beiden Werte in Tabelle II für die Veränderung der relativen Feuchtigkeit von etwa 30% auf etwa 90% war die Veränderung des spezifischen Widerstandes für das mit Säure behandelte Reaktionsprodukt des hydrolysierten Silans etwa 4200% größer als die Veränderung des spezifischen Widerstandes für das Reaktionsprodukt des hydrolysierten Silans, das nicht mit einer Säure behandelt worden war.

Beispiel X

Es wurde eine wäßrige Lösung hergestellt, die etwa 2,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, 3-Aminopropylmethyldiethoxysilan, enthielt, dargestellt durch die Formel Ausreichend denaturiertes Ethanol wurde dieser wäßrigen Lösung zugegeben, so daß die Endlösung 90 Gew.-% denaturierten Alkohol enthielt. HCl wurde der Lösung zugegeben, um den pH-Wert auf etwa 5 zu bringen. Diese Lösung wurde unverzüglich mit einem Applikationsgerät mit einer Öffnung von 0,15 mm (0,006 inch) vom Typ "Bird" auf die Oberfläche eines Polyester(Mylar, erhältlich von E. I. duPont de Nemours & Co.)-Isoliersubstrats aufgetragen, von dem Proben abgeschnitten wurden, wobei jede geschnittene Probe eine Länge von etwa 20 cm und eine Breite von etwa 10 cm hatte. Das überzogene Substrat wurde danach bei einer Temperatur von etwa 135°C in einem Umluftofen etwa 50 min lang getrocknet, um eine Siloxanreaktionsproduktschicht des hydrolysierten Silans zu bilden. Die getrocknete Schicht hat eine Dicke von etwa 0,125 µm.

Beispiel XI

Die in Beispiel X beschriebenen Verfahren wurden unter den gleichen Bedingungen und mit den gleichen Materialien wiederholt, außer daß keine HCl zugegeben wurde. Folglich hatte die wäßrige Lösung einen pH-Wert von größer als 7. Die getrocknete Schicht hatte eine Dicke von etwa 0,125 µm.

Beispiel XII

Die Proben, die, wie in Beispiel X und XI beschrieben, hergestellt wurden, wurden unter Verwendung eines 4-Probensystems ausgewertet, das den spezifischen Flächenwiderstand mißt. Die Proben oder Elektroden waren mit Chrom überzogene gefederte Stifte. Der Abstand der vier colinearen Proben betrug 0,5 cm. Die Probengröße betrug 20 cm × 10 cm. Die Veränderung des spezifischen Widerstandes wurde als Funktion der relativen Feuchtigkeit gemessen. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle III unten gezeigt:

Tabelle III

Im Vergleich der Werte in Tabelle III für die Veränderung der relativen Feuchtigkeit von etwa 30% auf etwa 90% war die Veränderung des spezifischen Widerstandes für das mit Säure behandelte Reaktionsprodukt des hydrolysierten Silans etwa 349% größer als die Veränderung des spezifischen Widerstandes für das Reaktionsprodukt des hydrolysierten Silans, das nicht mit einer Säure behandelt wurde.

Beispiel XIII

Es wurde eine wäßrige Lösung hergestellt, die etwa 2,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, N-2-Aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilan enthielt, dargestellt durch die Formel Ausreichend denaturiertes Ethanol wurde dieser wäßrigen Lösung zugegeben, so daß die Endlösung 90 Gew.-% denaturierten Alkohol enthielt. HCl wurde der Lösung zugegeben, um den pH-Wert auf etwa 3 zu bringen. Diese Lösung wurde unverzüglich mit einem Applikationsgerät mit einer Öffnung von 0,15 mm (0,006 inch) vom Typ "Bird" auf die Oberfläche eines Polyester(Mylar, erhältlich von E. I. duPont de Nemours & Co.)-Isoliersubstrats aufgetragen, von dem Proben abgeschnitten wurden, wobei jede geschnittene Probe eine Länge von etwa 20 cm und eine Breite von etwa 10 cm hatte. Das überzogene Substrat wurde danach bei einer Temperatur von etwa 135°C in einem Umluftofen etwa 50 min lang getrocknet, um eine Siloxanschicht des Reaktionsproduktes des hydrolysierten Silans zu bilden. Die getrocknete Schicht hatte eine Dicke von ungefähr 0,125 µm.

Beispiel XIV

Die in Beispiel XIII beschriebenen Verfahren wurden unter den gleichen Bedingungen und mit den gleichen Materialien wiederholt, außer daß keine HCl zugegeben wurde. Folglich hatte die wäßrige Lösung einen pH-Wert von größer als 7. Die getrocknete Schicht hatte eine Dicke von etwa 0,125 µm.

Beispiel XV

Die Proben, die, wie in Beispiel XIII und XIV beschrieben, hergestellt wurden, wurden unter Verwendung eines 4-Probensystems ausgewertet, das den spezifischen Flächenwiderstand mißt. Die Proben oder Elektroden waren mit Chrom überzogene gefederte Stifte. Der Abstand der vier colinearen Proben betrug 0,5 cm. Die Probengröße betrug 20 cm × 10 cm. Die Veränderung des spezifischen Widerstandes wurde als Funktion der relativen Feuchtigkeit gemessen. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle IV unten gezeigt:

Tabelle IV

Im Vergleich der Werte in Tabelle IV für die Veränderung der relativen Feuchtigkeit von etwa 20% auf etwa 90% war die Veränderung des spezifischen Widerstandes für das mit Säure behandelte Reaktionsprodukt des hydrolysierten Silans etwa 6796% größer als die Veränderung des spezifischen Silans, das nicht mit einer Säure behandelt wurde.

Beispiel XVI

Es wurde eine wäßrige Lösung hergestellt, die etwa 2,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, 3-Aminopropyltriethoxysilan, enthielt. Ausreichend denaturiertes Ethanol wurde dieser wäßrigen Lösung zugegeben, so daß die Endlösung 90 Gew.-% denaturierten Alkohol enthielt. Jodwasserstoff wurde dieser Lösung zugegeben, um den pH-Wert auf etwa 1 zu bringen. Diese Lösung wurde unverzüglich mit einem Applikationsgerät mit einer Öffnung von 0,15 mm (0,006 inch) vom Typ "Bird" auf die Oberfläche eines Polyester(Mylar, erhältlich von E. I. duPont de Nemours & Co)-Isoliersubstrats aufgetragen, von dem Proben abgeschnitten wurden, wobei jede geschnittene Probe eine Länge von etwa 20 cm und eine Breite von etwa 10 cm hatte. Das überzogene Substrat wurde danach bei einer Temperatur von etwa 135°C in einem Umluftofen etwa 5 min lang getrocknet, um eine Siloxanschicht des Reaktionsproduktes des hydrolysierten Silans zu bilden. Die getrocknete Schicht hatte eine Dicke von etwa 0,125 µm.

Beispiel XVII

Die in Beispiel XVI beschriebenen Verfahren wurden unter den gleichen Bedingungen und mit den gleichen Materialien wiederholt, außer daß kein HI zugegeben wurde. Folglich hatte die wäßrige Lösung einen pH-Wert von größer als 7. Die getrocknete Schicht hatte eine Dicke von etwa 0,125 µm.

Beispiel XVIII

Die Proben, die, wie in Beispiel XVI und XVII beschrieben, hergestellt wurden, wurden unter Verwendung eines 4-Probensystems ausgewertet, das den spezifischen Flächenwiderstand mißt. Die Proben oder Elektroden waren mit Chrom überzogene gefederte Stifte. Der Abstand der vier colinearen Proben betrug 0,5 cm. Die Probengröße betrug 20 cm × 10 cm. Die Veränderung des spezifischen Widerstandes wurde als Funktion der relativen Feuchtigkeit gemessen. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle V unten gezeigt:

Tabelle V

Im Vergleich der Werte in Tabelle V für die Veränderung der relativen Feuchtigkeit von etwa 30% auf etwa 90% war die Veränderung des spezifischen Widerstandes für das mit Säure behandelte Reaktionsprodukt des hydrolysierten Silans etwa 18% größer als die Veränderung des spezifischen Widerstandes des Reaktionsproduktes des hydrolysierten Silans, das nicht mit einer Säure behandelt wurde. Dies zeigt, daß, obwohl verbesserte Ergebnisse mit HI erreicht werden können, verglichen mit der Verwendung keiner Säure, die Behandlung mit HCl in einer bedeutend größeren Verbesserung resultiert.

Claims

1. Elektrischer Widerstand, gekennzeichnet durch ein Isoliersubstrat, einen dünnen, kontinuierlichen Siloxanfilm eines Reaktionsproduktes eines hydrolysierten Silans, mit dem das Isoliersubstrat überzogen ist, wobei das hydrolysierte Silan die allgemeine Formel hat: worin R₁ eine Alkylidengruppe ist, die 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, R₂, R₃ und R₇ unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus H, einer niederen Alkylgruppe, die 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, und einer Phenylgruppe besteht, X ein Anion einer Säure oder eines Säuresalzes ist und y 1, 2, 3 oder 4 ist, und zumindest zwei räumlich getrennte Elektroden in elektrischen Kontakt mit dem dünnen kontinuierlichen Siloxanfilm auf dem Isoliersubstrat.

2. Elektrischer Widerstand, gekennzeichnet durch ein Isoliersubstrat, einen dünnen, kontinuierlichen Siloxanfilm auf dem Isoliersubstrat, wobei der Siloxanfilm ein Reaktionsprodukt eines hydrolysierten Silans umfaßt, daß mit einer Säure oder einem Säuresalz in Kontakt gebracht wurde, wobei das hydrolysierte Silan die allgemeine Formel hat: worin R₁ eine Alkylidengruppe ist, die 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, R₂ und R₃ unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus H, einer niederen Alkylgruppe, die 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, einer Phenylgruppe und einer Poly(ethylen- amino)gruppe besteht und R₄, R₅ und R₆ unabhängig voneinander von einer niederen Alkylgruppe ausgewählt sind, die 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält, und mindestens zwei räumlich getrennte Elektroden in elekrischem Kontakt mit dem dünnen, kontinuierlichen Siloxanfilm auf dem Isoliersubstrat.

3. Elektrischer Widerstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure HCl ist.

4. Elektrischer Widerstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne kontinuierliche Siloxanfilm eine Dicke zwischen 0,01 µm und etwa 10 µm aufweist.

5. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Widerstandes, gekennzeichnet durch Bereitstellung eines Isoliersubstrates, das Auftragen eines Überzugs auf dem Isoliersubstrat, der eine wäßrige Lösung eines hydrolysierten Silans mit der allgemeinen Formel umfaßt: worin R₁ eine Alkylidengruppe ist, die 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, R₂, R₃ und R₇ unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus H, einer niederen Alkylgruppe, die 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, und einer Phenylgruppe besteht, X ein Anion einer Säure oder eines Säuresalzes ist und y 1, 2, 3 oder 4 ist, Trocknen des Überzugs, um einen Siloxanfilm zu bilden, und Anbringen zumindest zwei räumlich voneinander getrennter Elektroden auf dem Siloxanfilm.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es das Halten der wäßrigen Lösung bei einem pH- Wert zwischen etwa 1 und etwa 7 einschließt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es das Halten der wäßrigen Lösung bei einem pH- Wert zwischen etwa 1 und etwa 7 mit einer sauren Zusammensetzung einschließt, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus organischen Säuren, anorganischen Säuren, oranischen Säuresalzen, anorganischen Säuresalzen und Mischungen davon besteht.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% hydrolysierbares Silan enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Lösung vor der Hydrolyse des Silans.

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung ein nichtwäßriges polares Lösungsmittel enthält.

10. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Widerstandes, gekennzeichnet durch die Herstellung eines hydrolysierten Silans durch Hydrolyse eines hydrolysierbaren Silans mit der allgemeinen Formel worin R₁ eine Alkylidengruppe ist, die 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, R₂ und R₃ unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus H, einer niederen Alkylgruppe, die 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, einer Phenylgruppe und einer Poly- (ethylen-amino)gruppe besteht und R₄, R₅ und R₆ unabhängig voneinander von einer niederen Alkylgruppe ausgewählt sind, die 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält, Schaffen eines Isoliersubstrates, Auftragen eines Überzugs des hydrolysierten Silans auf dem Isoliersubstrat, Trocknen des Überzugs, um einen Siloxanfilm zu bilden, Kontakt des Siloxanfilms mit Dämpfen oder einer Lösung einer Säure oder eines Säuresalzes und Anbringen zumindest zwei räumlich voneinander getrennter Elektroden auf dem Siloxanfilm.

11. Verfahren zur Anzeige der Veränderung der Feuchtigkeit, gekennzeichnet durch Bereitstellung eines elektrischen Widerstandes, der ein Isoliersubstrat, einen dünnen kontinuierlichen Siloxanfilm eines Reaktionsproduktes des hydrolysierten Silans, mit dem das Isoliersubstrat überzogen ist, wobei das hydrolysierte Silan die allgemeine Formel hat worin R₁ eine Alkylidengruppe ist, die 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, R₂, R₃ und R₇ unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus H, einer niederen Alkylgruppe, die 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, und einer Phenylgruppe besteht, X ein Anion einer Säure oder eines Säuresalzes ist und y 1, 2, 3 oder 4 ist, und mindestens zwei räumlich voneinander getrennte Elektroden umfaßt, die im elektrischen Kontakt mit dem dünnen, kontinuierlichen Siloxanfilm auf dem Isoliersubstrat stehen, Anwendung einer elektrischen Vorspannung entlang der räumlich voneinander getrennten Elektrode, Aussetzen des Siloxanfilms der Umgebungsfeuchtigkeit und Messen des spezifischen elektrischen Widerstandes des Siloxanfilms.