JPH051421B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH051421B2 JPH051421B2 JP59042535A JP4253584A JPH051421B2 JP H051421 B2 JPH051421 B2 JP H051421B2 JP 59042535 A JP59042535 A JP 59042535A JP 4253584 A JP4253584 A JP 4253584A JP H051421 B2 JPH051421 B2 JP H051421B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moisture
- sensitive
- sensitive material
- humidity
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 40
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 8
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 12
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 10
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 2
- LAQFLZHBVPULPL-UHFFFAOYSA-N methyl(phenyl)silicon Chemical compound C[Si]C1=CC=CC=C1 LAQFLZHBVPULPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018879 Pt—Pd Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/121—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid for determining moisture content, e.g. humidity, of the fluid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
〔発明の技術分野〕
この発明は電気抵抗値の変化によつて雰囲気の
相対湿度を検知する湿度センサ用の感湿材料の製
造方法に関するものである。 〔従来の技術〕 昨今の感湿材料としては、雰囲気に対して物理
的・科学的に安定であり強度も高い金属酸化物系
焼結体(セラミツクス)が最も多く用いられてい
る。しかも、従来の大部分のセラミツク感湿材料
では、空気中での使用または放置によつて水(湿
気)の吸脱着が繰り返されると、これが表面に水
酸基(OH)となつて化学吸着されて安定化され
てしまうため、セラミツクスを用いたセンサの抵
抗値が経時的に大きく変化(高抵抗化)してしま
うことが避けられなかつた。この現象は感湿材料
表面にオイルミストなどの汚染物質が付着しなく
とも生じるものであるため、比較的清浄な雰囲気
での使用においても何らかの対策を講ずることが
必要であつた。そこで近年は、実開昭55−
061248、同161249、特開昭52−61788、54−
70895、同101399、55−87941、56−2542、同
109044、同160649号公報などに見られるように、
上記感湿材料の周囲、カバー、基板内、電極等に
ヒーターを設け、感湿材料を500〜600℃に通電加
熱することによつて、変化した特性を初期特性に
まで復帰させることが行われている。しかし、こ
の方法は経済的、省エネルギー的および安全的に
見て好ましいとは言えないものである。そこで行
なわれたものが、感湿材料自体の改良であり、こ
れにとつてヒーター加熱をしなくとも抵抗値(感
湿特性)の経時変化が小さいものを製作すること
であつた。これらの例として挙げられるのは、特
開昭56−120101、実開昭57−83457号公報等のよ
うなセラミツクスおよびガラスにアルカリ塩類を
添加したものおよび特開昭56−4201、同4202、同
4203、同60281、57−80703、同90901、同90903、
同133601、同139901、同145301、同145302、同
184203、同180204、58−37901号公報等のように
セラミツクス原料にアルカリ金属酸化物およびア
ルカリ金属複合酸化物を添加して焼結したもので
あり、すべてLi+、K+、Na+などのアルカリイオ
ンを添加したもの(アルカリ添加タイプ)である
と言える。これらのものは、前述のセラミツクタ
イプのものに見られる経時的な高抵抗化現象は見
られないが、高湿度雰囲気中で低抵抗化(安定
化)するために、エージングが必要である。結露
が起こる雰囲気中で特性変化を生じる、感湿(相
対湿度−抵抗値)特性のヒステリシスが大きく、
応答速度が遅くなるなどの新たな欠点を生じ易い
ものであつた。 又、特開昭59−16302号公報に示されているよ
うに、有機けい素化合物重合体と金属酸化物の混
合物を非酸化性雰囲気中で焼成したものを感湿材
料とするものがある。このものは、有機成分の焼
失分解残留物の1つであるSic又はその炭化物で
ある炭素質分が含有分散されているため、イオン
分極が起こりにくいので電気抵抗が低下すると考
えられるが、より感湿応答性にすぐれたものが望
まれていた。 〔発明の概要〕 この発明は上記従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、有機けい素化合物重合体お
よび導電性炭素粉末を含有する組成物を焼成して
焼成残留物を得、これを感湿材料とすることによ
り、経時劣化防止用の加熱装置(ヒーター)を必
ずしも必要とせずとも高湿度雰囲気および結露雰
囲気中においても特性の変化がほとんどなく、か
つ感湿特性のヒステリシスが小さく応答速度が速
い感湿材料の製造方法を提供することを目的とす
るものである。 〔発明の実施例〕 この発明の一実施例に係わる有機けい素化合物
重合体としては、例えばオルガノポリシロキサン
の初期重合物をトルエン、キシレンなどの溶剤に
溶解させた市販のシリコーンワニスなどが使い易
い。また、エポキシ変性シリコーン、アクリル変
性シリコーンなどの変性タイプのものも使用する
ことができる。 なお、この発明者らは上記有機けい素化合物重
合体を出発原料の主成分とする感湿材料につい
て、これまでに特開昭56−126756、57−15402、
58−55847号公報等多数の提案を行なつている。 この発明の一実施例に係わる導電性炭素粉末と
しては、例えばいわゆるカーボンブラツクに後処
理を施して導電性を高めたものやグラフアイトが
使用でき、導電性炭素粉末の電子導電性により感
湿材料の感湿応答速度を向上させ、又、これが水
蒸気の吸脱着における撥水サイトとして作用し、
応答速度を向上させるのである。 一般のゴム用およびカラー用(塗料、プラスツ
チツクに添加)のカーボンブラツクは導電性は小
さく、300℃以上で酸化気化し易いので使用でき
ない。しかし、この発明では有機けい素化合物の
焼成物中への炭素粉末の分散状態および焼成後に
感湿皮膜中に残存している炭素粉末の含有量によ
つて感湿皮膜の抵抗値が決まるため、使用する炭
素粉末自体の導電性(抵抗率)は明確に規定でき
ない。ただし、グラフアイトは、安定した非常に
高い導電性(103Ω-1・cm-1程度)を示し、700℃
以下では酸化気化する量が少ないため、この発明
で使用するのに最適であると言える。又、上記従
来の特開昭59−16302号公報において、有機けい
素化合物の非酸化性雰囲気中で焼成した際に得ら
れるSic又はその炭化物である炭素質分は、導電
性炭素粉末とは言い難くこの発明で使用するのは
不適当である。 又、造膜効果、乾燥および硬化促進、亀裂防止
並びに下地基板への接着性向上の目的で以下に示
す金属酸化物等の無機質材料粉末を添加剤として
含有することがある。 以下実施例を示すことによりこの発明を詳細に
説明するが、これによりこの発明を限定するもの
ではない。 実施例 1 第1図は、この発明の一実施例による感湿材料
を用いた湿度センサの斜視図であり、図におい
て、1は絶縁基板、2は電極、3は感湿皮膜、4
はリード線である。 即ち、Al2O3の絶縁基板1上にPt−Pd系ペース
トにて0.2mm間隔で10対のくし形状の電極2をス
クリーン印刷し、Ptのリード線4を取り付け後
焼付けを行なつた。この上に下記組成例1の組成
物にシンナーを加えて撹拌機にて混練後、混練物
を浸漬処理により約40μmの厚さに塗布し、80℃
で20分間の乾燥後、500℃で2時間焼成して感湿
皮膜3を得、第1図のようなこの発明の一実施例
による感湿材料を用いた湿度センサを製作した。 組成例 1 有機けい素化合物重合体:メチルフエニルシリコ
ーン初期重合物 59.6重量% 導電性炭素粉末:グラフアイト 14.0 〃 添加剤:Mg3(Si4O10)(OH)2 23.3 〃 硬化剤(オクチル酸アルミニウミ)
3.1重量% さらに感湿皮膜にAl2O3−Mg O−ZnO系セラ
ミツクスおよびこれにアルカリであるNa2Oを添
加したセラミツクスをそれぞれ1250℃で4時間焼
成したものを用い、他は第1図と同様にして得た
従来タイプのセラミツク湿度センサおよびアルカ
リ添加型セラミツク湿度センサを製作した。 又、上記従来の特開昭59−16302号公報に示さ
れたものとして、メチルフエニルシリコーン初期
重合物25重量%、SiO2粉末30重量%、TiO2粉末
15重量%とを用い、非酸化性雰囲気中の焼成で実
施例1と同様にして得た感湿材料を用いた湿度セ
ンサも製作した。これら4種の湿度センサの内3
種のサンプルにより、焼成後の感湿特性相対湿度
(%)−電気抵抗(Ω)とその経時変化を比較測定
したところ、第2図の結果が得られた。なお印可
電圧は交流1.0V 50Hzであり、経時変化としては
一般家庭への室内放置後の特性を測定した。第2
図において曲線A1は従来のセラミツクタイプ、
B1は従来のアルカリ添加タイプ、C1はこの発
明の一実施例による感湿材料を用いたもののそれ
ぞれ初期感湿特性であり、A2,B2およびC2
はそれぞれのものの6か月間放置後の感湿特性で
ある。この図から明らかなように、従来のセラミ
ツクタイプの感湿材料を用いたセンサーは、6か
月間放置後には抵抗値が初期と比べて1桁以上大
となり、検知感度(曲線の傾き)も低湿度側で低
下してしまつた。(実用上はこれをヒータ加熱し
て初期特性にまで再生している)。一方、従来の
アルカリ添加タイプのものでは、逆に6か月間放
置後には初期と比べて抵抗値が平均して約1桁低
下し、同じく全体的に感度の低下が見られた。こ
れに対して、この発明の一実施例による感湿材料
を用いたセンサは、6か月間放置後には初期と比
べて抵抗値がわずかに高くなつたのみであり、感
度の低下も見られなかつた。 つぎに、上記従来のアルカリ添加タイプのもの
とこの発明の一実施例による感湿材料を用いたも
のとについて、初期における感湿特性相対湿度
(%)−電気抵抗(Ω)のヒステリシスを調べた。
この結果を第3図に示す。なお、いずれも低湿度
→高湿度→低湿度の順で測定を行ない、各測定点
間はすべて10分間の間隔をおいた。第3図におい
て、曲線B3は従来のアルカリ添加タイプのも
の、C3はこの発明の一実施例による感湿材料を
用いたもののそれぞれ高湿度側から低湿度側へ測
定した場合の特性を示す。第3図より明らかなよ
うに、従来のアルカリ添加タイプのものの方がと
くに高湿度側において大きなヒステリシスを生じ
ている。また、上記4種のセンサーについて、水
蒸気の吸脱着応答速度を測定したところ、表1の
結果が得られた。表1からわかるように、この発
明の一実施例による感湿材料を用いたものは、従
来のアルカリ添加タイプ、セラミツクタイプおよ
び有機従来タイプに比べて、吸着側(50→90%
RH)では応答が速く、脱着側(90→50%RH)
でも同等以上の応答速度を示した。これは、この
発明に用いた導電性炭素粉末の撥水性と電子導電
性によるものである。
相対湿度を検知する湿度センサ用の感湿材料の製
造方法に関するものである。 〔従来の技術〕 昨今の感湿材料としては、雰囲気に対して物理
的・科学的に安定であり強度も高い金属酸化物系
焼結体(セラミツクス)が最も多く用いられてい
る。しかも、従来の大部分のセラミツク感湿材料
では、空気中での使用または放置によつて水(湿
気)の吸脱着が繰り返されると、これが表面に水
酸基(OH)となつて化学吸着されて安定化され
てしまうため、セラミツクスを用いたセンサの抵
抗値が経時的に大きく変化(高抵抗化)してしま
うことが避けられなかつた。この現象は感湿材料
表面にオイルミストなどの汚染物質が付着しなく
とも生じるものであるため、比較的清浄な雰囲気
での使用においても何らかの対策を講ずることが
必要であつた。そこで近年は、実開昭55−
061248、同161249、特開昭52−61788、54−
70895、同101399、55−87941、56−2542、同
109044、同160649号公報などに見られるように、
上記感湿材料の周囲、カバー、基板内、電極等に
ヒーターを設け、感湿材料を500〜600℃に通電加
熱することによつて、変化した特性を初期特性に
まで復帰させることが行われている。しかし、こ
の方法は経済的、省エネルギー的および安全的に
見て好ましいとは言えないものである。そこで行
なわれたものが、感湿材料自体の改良であり、こ
れにとつてヒーター加熱をしなくとも抵抗値(感
湿特性)の経時変化が小さいものを製作すること
であつた。これらの例として挙げられるのは、特
開昭56−120101、実開昭57−83457号公報等のよ
うなセラミツクスおよびガラスにアルカリ塩類を
添加したものおよび特開昭56−4201、同4202、同
4203、同60281、57−80703、同90901、同90903、
同133601、同139901、同145301、同145302、同
184203、同180204、58−37901号公報等のように
セラミツクス原料にアルカリ金属酸化物およびア
ルカリ金属複合酸化物を添加して焼結したもので
あり、すべてLi+、K+、Na+などのアルカリイオ
ンを添加したもの(アルカリ添加タイプ)である
と言える。これらのものは、前述のセラミツクタ
イプのものに見られる経時的な高抵抗化現象は見
られないが、高湿度雰囲気中で低抵抗化(安定
化)するために、エージングが必要である。結露
が起こる雰囲気中で特性変化を生じる、感湿(相
対湿度−抵抗値)特性のヒステリシスが大きく、
応答速度が遅くなるなどの新たな欠点を生じ易い
ものであつた。 又、特開昭59−16302号公報に示されているよ
うに、有機けい素化合物重合体と金属酸化物の混
合物を非酸化性雰囲気中で焼成したものを感湿材
料とするものがある。このものは、有機成分の焼
失分解残留物の1つであるSic又はその炭化物で
ある炭素質分が含有分散されているため、イオン
分極が起こりにくいので電気抵抗が低下すると考
えられるが、より感湿応答性にすぐれたものが望
まれていた。 〔発明の概要〕 この発明は上記従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、有機けい素化合物重合体お
よび導電性炭素粉末を含有する組成物を焼成して
焼成残留物を得、これを感湿材料とすることによ
り、経時劣化防止用の加熱装置(ヒーター)を必
ずしも必要とせずとも高湿度雰囲気および結露雰
囲気中においても特性の変化がほとんどなく、か
つ感湿特性のヒステリシスが小さく応答速度が速
い感湿材料の製造方法を提供することを目的とす
るものである。 〔発明の実施例〕 この発明の一実施例に係わる有機けい素化合物
重合体としては、例えばオルガノポリシロキサン
の初期重合物をトルエン、キシレンなどの溶剤に
溶解させた市販のシリコーンワニスなどが使い易
い。また、エポキシ変性シリコーン、アクリル変
性シリコーンなどの変性タイプのものも使用する
ことができる。 なお、この発明者らは上記有機けい素化合物重
合体を出発原料の主成分とする感湿材料につい
て、これまでに特開昭56−126756、57−15402、
58−55847号公報等多数の提案を行なつている。 この発明の一実施例に係わる導電性炭素粉末と
しては、例えばいわゆるカーボンブラツクに後処
理を施して導電性を高めたものやグラフアイトが
使用でき、導電性炭素粉末の電子導電性により感
湿材料の感湿応答速度を向上させ、又、これが水
蒸気の吸脱着における撥水サイトとして作用し、
応答速度を向上させるのである。 一般のゴム用およびカラー用(塗料、プラスツ
チツクに添加)のカーボンブラツクは導電性は小
さく、300℃以上で酸化気化し易いので使用でき
ない。しかし、この発明では有機けい素化合物の
焼成物中への炭素粉末の分散状態および焼成後に
感湿皮膜中に残存している炭素粉末の含有量によ
つて感湿皮膜の抵抗値が決まるため、使用する炭
素粉末自体の導電性(抵抗率)は明確に規定でき
ない。ただし、グラフアイトは、安定した非常に
高い導電性(103Ω-1・cm-1程度)を示し、700℃
以下では酸化気化する量が少ないため、この発明
で使用するのに最適であると言える。又、上記従
来の特開昭59−16302号公報において、有機けい
素化合物の非酸化性雰囲気中で焼成した際に得ら
れるSic又はその炭化物である炭素質分は、導電
性炭素粉末とは言い難くこの発明で使用するのは
不適当である。 又、造膜効果、乾燥および硬化促進、亀裂防止
並びに下地基板への接着性向上の目的で以下に示
す金属酸化物等の無機質材料粉末を添加剤として
含有することがある。 以下実施例を示すことによりこの発明を詳細に
説明するが、これによりこの発明を限定するもの
ではない。 実施例 1 第1図は、この発明の一実施例による感湿材料
を用いた湿度センサの斜視図であり、図におい
て、1は絶縁基板、2は電極、3は感湿皮膜、4
はリード線である。 即ち、Al2O3の絶縁基板1上にPt−Pd系ペース
トにて0.2mm間隔で10対のくし形状の電極2をス
クリーン印刷し、Ptのリード線4を取り付け後
焼付けを行なつた。この上に下記組成例1の組成
物にシンナーを加えて撹拌機にて混練後、混練物
を浸漬処理により約40μmの厚さに塗布し、80℃
で20分間の乾燥後、500℃で2時間焼成して感湿
皮膜3を得、第1図のようなこの発明の一実施例
による感湿材料を用いた湿度センサを製作した。 組成例 1 有機けい素化合物重合体:メチルフエニルシリコ
ーン初期重合物 59.6重量% 導電性炭素粉末:グラフアイト 14.0 〃 添加剤:Mg3(Si4O10)(OH)2 23.3 〃 硬化剤(オクチル酸アルミニウミ)
3.1重量% さらに感湿皮膜にAl2O3−Mg O−ZnO系セラ
ミツクスおよびこれにアルカリであるNa2Oを添
加したセラミツクスをそれぞれ1250℃で4時間焼
成したものを用い、他は第1図と同様にして得た
従来タイプのセラミツク湿度センサおよびアルカ
リ添加型セラミツク湿度センサを製作した。 又、上記従来の特開昭59−16302号公報に示さ
れたものとして、メチルフエニルシリコーン初期
重合物25重量%、SiO2粉末30重量%、TiO2粉末
15重量%とを用い、非酸化性雰囲気中の焼成で実
施例1と同様にして得た感湿材料を用いた湿度セ
ンサも製作した。これら4種の湿度センサの内3
種のサンプルにより、焼成後の感湿特性相対湿度
(%)−電気抵抗(Ω)とその経時変化を比較測定
したところ、第2図の結果が得られた。なお印可
電圧は交流1.0V 50Hzであり、経時変化としては
一般家庭への室内放置後の特性を測定した。第2
図において曲線A1は従来のセラミツクタイプ、
B1は従来のアルカリ添加タイプ、C1はこの発
明の一実施例による感湿材料を用いたもののそれ
ぞれ初期感湿特性であり、A2,B2およびC2
はそれぞれのものの6か月間放置後の感湿特性で
ある。この図から明らかなように、従来のセラミ
ツクタイプの感湿材料を用いたセンサーは、6か
月間放置後には抵抗値が初期と比べて1桁以上大
となり、検知感度(曲線の傾き)も低湿度側で低
下してしまつた。(実用上はこれをヒータ加熱し
て初期特性にまで再生している)。一方、従来の
アルカリ添加タイプのものでは、逆に6か月間放
置後には初期と比べて抵抗値が平均して約1桁低
下し、同じく全体的に感度の低下が見られた。こ
れに対して、この発明の一実施例による感湿材料
を用いたセンサは、6か月間放置後には初期と比
べて抵抗値がわずかに高くなつたのみであり、感
度の低下も見られなかつた。 つぎに、上記従来のアルカリ添加タイプのもの
とこの発明の一実施例による感湿材料を用いたも
のとについて、初期における感湿特性相対湿度
(%)−電気抵抗(Ω)のヒステリシスを調べた。
この結果を第3図に示す。なお、いずれも低湿度
→高湿度→低湿度の順で測定を行ない、各測定点
間はすべて10分間の間隔をおいた。第3図におい
て、曲線B3は従来のアルカリ添加タイプのも
の、C3はこの発明の一実施例による感湿材料を
用いたもののそれぞれ高湿度側から低湿度側へ測
定した場合の特性を示す。第3図より明らかなよ
うに、従来のアルカリ添加タイプのものの方がと
くに高湿度側において大きなヒステリシスを生じ
ている。また、上記4種のセンサーについて、水
蒸気の吸脱着応答速度を測定したところ、表1の
結果が得られた。表1からわかるように、この発
明の一実施例による感湿材料を用いたものは、従
来のアルカリ添加タイプ、セラミツクタイプおよ
び有機従来タイプに比べて、吸着側(50→90%
RH)では応答が速く、脱着側(90→50%RH)
でも同等以上の応答速度を示した。これは、この
発明に用いた導電性炭素粉末の撥水性と電子導電
性によるものである。
以上説明したとおり、この発明は、有機けい素
化合物重合体および導電性炭素粉末を含有する組
成物を焼成して焼成残留物を得、これを感湿材料
とすることにより、再生用の加熱機構を必ずしも
装備せずとも感湿特性が安定し、しかも高湿度雰
囲気および結露雰囲気中においても感湿特性がほ
とんど変化せず、感湿特性のヒステリシスが小さ
く応答速度が速い感湿材料の製造方法を得ること
ができ、例えば湿度センサに極めて有用である。
化合物重合体および導電性炭素粉末を含有する組
成物を焼成して焼成残留物を得、これを感湿材料
とすることにより、再生用の加熱機構を必ずしも
装備せずとも感湿特性が安定し、しかも高湿度雰
囲気および結露雰囲気中においても感湿特性がほ
とんど変化せず、感湿特性のヒステリシスが小さ
く応答速度が速い感湿材料の製造方法を得ること
ができ、例えば湿度センサに極めて有用である。
第1図はこの発明の一実施例による感湿材料を
用いた湿度センサーの斜視図、第2図〜第5図は
それぞれこの発明の実施例による感湿材料を用い
た湿度センサーと従来の湿度センサーを比較する
感湿特性図、第6図はこの発明の一実施例による
感湿材料を用いた湿度センサーの各焼成温度にお
ける感湿特性図である。 図において、1は絶縁基板、2は電極、3は感
湿皮膜、4はリード線、A1,A2,B1,B
2,B3,D1,D2,D3,E1,E2,E3
は比較従来例の感湿特性、C1,C2,C3,F
1,F2,F3,G,H,Iはこの発明の実施例
による感湿材料を用いた湿度センサーの感湿特性
である。なお、図中同一符号は同一又は、相当部
分を示す。
用いた湿度センサーの斜視図、第2図〜第5図は
それぞれこの発明の実施例による感湿材料を用い
た湿度センサーと従来の湿度センサーを比較する
感湿特性図、第6図はこの発明の一実施例による
感湿材料を用いた湿度センサーの各焼成温度にお
ける感湿特性図である。 図において、1は絶縁基板、2は電極、3は感
湿皮膜、4はリード線、A1,A2,B1,B
2,B3,D1,D2,D3,E1,E2,E3
は比較従来例の感湿特性、C1,C2,C3,F
1,F2,F3,G,H,Iはこの発明の実施例
による感湿材料を用いた湿度センサーの感湿特性
である。なお、図中同一符号は同一又は、相当部
分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 有機けい素化合物重合体および導電性炭素粉
末を含有する組成物を焼成して焼成残留物を得、
これを感湿材料とする感湿材料の製造方法。 2 導電性炭素粉末がグラフアイト(およびカー
ボンブラツクの内の少なくとも一種)である特許
請求の範囲第1項記載の感湿材料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59042535A JPS60186748A (ja) | 1984-03-06 | 1984-03-06 | 感湿材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59042535A JPS60186748A (ja) | 1984-03-06 | 1984-03-06 | 感湿材料の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60186748A JPS60186748A (ja) | 1985-09-24 |
JPH051421B2 true JPH051421B2 (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=12638765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59042535A Granted JPS60186748A (ja) | 1984-03-06 | 1984-03-06 | 感湿材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60186748A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6806722B2 (en) * | 2001-12-07 | 2004-10-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Polymer-type humidity sensor |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5483896A (en) * | 1977-12-16 | 1979-07-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Humidity detecting element using thin film |
JPS5715402A (en) * | 1980-07-01 | 1982-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | Moisture sensor |
JPS5872047A (ja) * | 1981-10-27 | 1983-04-28 | Mitsubishi Electric Corp | 感湿素子 |
JPS5916302A (ja) * | 1982-07-19 | 1984-01-27 | 三菱電機株式会社 | 感湿材料 |
-
1984
- 1984-03-06 JP JP59042535A patent/JPS60186748A/ja active Granted
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5483896A (en) * | 1977-12-16 | 1979-07-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Humidity detecting element using thin film |
JPS5715402A (en) * | 1980-07-01 | 1982-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | Moisture sensor |
JPS5872047A (ja) * | 1981-10-27 | 1983-04-28 | Mitsubishi Electric Corp | 感湿素子 |
JPS5916302A (ja) * | 1982-07-19 | 1984-01-27 | 三菱電機株式会社 | 感湿材料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60186748A (ja) | 1985-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0090048A1 (en) | Humidity sensor | |
JPH051421B2 (ja) | ||
JPH0244390B2 (ja) | Kanshitsuzairyo | |
EP0187205A2 (en) | Moisture sensitive ceramic material and process for its production | |
EP0186039A2 (en) | Process for producing a temperature and moisture sensitive element | |
JPS6131418B2 (ja) | ||
JPS59102149A (ja) | 感湿材料 | |
JPS61147135A (ja) | 感湿材料の製造方法 | |
JPS617455A (ja) | 感湿材料 | |
JPS61147142A (ja) | 感湿材料 | |
JPS6156945B2 (ja) | ||
JPS61147134A (ja) | 感温材料の製造方法 | |
JPS5948647A (ja) | 感湿材料の製造方法 | |
JPH0231842B2 (ja) | Kanshitsuzairyo | |
JPS6154175B2 (ja) | ||
JPS6122282Y2 (ja) | ||
JPS6152422B2 (ja) | ||
JPS5990039A (ja) | 感湿材料 | |
JPS60186747A (ja) | 感湿材料の製造方法 | |
JPS58216945A (ja) | 湿度センサ | |
JPS61147139A (ja) | 感湿材料 | |
JP2847894B2 (ja) | 抵抗体膜形成方法 | |
JPS61147136A (ja) | 感湿材料の製造方法 | |
JPH02252202A (ja) | 湿度センサ素子 | |
JPH052100B2 (ja) |