JPS5855847A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
- Publication number
- JPS5855847A JPS5855847A JP56155962A JP15596281A JPS5855847A JP S5855847 A JPS5855847 A JP S5855847A JP 56155962 A JP56155962 A JP 56155962A JP 15596281 A JP15596281 A JP 15596281A JP S5855847 A JPS5855847 A JP S5855847A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moisture
- powder
- humidity
- present
- sensitive
- 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.)
- Granted
Links
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)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本兄明は雰囲気の湿腿による感湿部の電気抵抗値の変化
を利用した感湿素子に関するものである。
を利用した感湿素子に関するものである。
従来から、このような槻牝な自する感湿索子の感湿部と
して、塩化リチウム、塩化カルシウム寺の龜解買、セレ
ン、ゲルマニウム等の半導体蒸布朕および酸化アルミニ
ウム、ｒＲ化チタン。
して、塩化リチウム、塩化カルシウム寺の龜解買、セレ
ン、ゲルマニウム等の半導体蒸布朕および酸化アルミニ
ウム、ｒＲ化チタン。
酸化妖寺を用いた金員酸化物または金属酸化物系セラミ
ックが使用されてさた。昨今では、／８埋的８よび化学
的に安定であり、素子強度も調いため金Ｍｉｌ化物禾セ
ラミックが最も多く用いられ、祝在他のものもこれに切
り替わる傾向にある。このような中で、いかに安定なセ
ラミック感湿素子であろうとも、信頼性ならびに使い易
さの点でセラミック本来の性實に由来する大きな欠点が
あることが敢近の学会等で指摘され問題となってさてい
る。まず、信頼性の点においては、たとえオイルミスト
等の表面汚染物質がない芥−気であっても、空気中での
使用または放直により水（湿気）の吸脱看がくり返され
ると、０）ｆ、ｆが籏く表面に固有（化学吸有）されて
しまうために素子自体の抵抗値が大きく変化し、しかも
ｃＩｉ度検知（感湿）槻匪が低下してしまうことである
。そして、この場合には１通常５００〜６００℃以上に
加熱しないと初期の性能にまで復帰しなくなってしまう
。つぎに使い易さの点においては・本来の性質上、セラ
ミック中では金ＡＩｉ％原子と酸素原子はある程度正と
負に荷峨してイオン化しているので、菓子を使用する場
合に、直流のような靜柩場を加えると両イオンがそれぞ
れ反対方向に分極し、やはり素子自体の抵抗値が変動し
てしまう（大となる）たｇ直流の場合よりも検出回路が
複雑となることが避けられない交流を使用せざるを得な
いことである。
ックが使用されてさた。昨今では、／８埋的８よび化学
的に安定であり、素子強度も調いため金Ｍｉｌ化物禾セ
ラミックが最も多く用いられ、祝在他のものもこれに切
り替わる傾向にある。このような中で、いかに安定なセ
ラミック感湿素子であろうとも、信頼性ならびに使い易
さの点でセラミック本来の性實に由来する大きな欠点が
あることが敢近の学会等で指摘され問題となってさてい
る。まず、信頼性の点においては、たとえオイルミスト
等の表面汚染物質がない芥−気であっても、空気中での
使用または放直により水（湿気）の吸脱看がくり返され
ると、０）ｆ、ｆが籏く表面に固有（化学吸有）されて
しまうために素子自体の抵抗値が大きく変化し、しかも
ｃＩｉ度検知（感湿）槻匪が低下してしまうことである
。そして、この場合には１通常５００〜６００℃以上に
加熱しないと初期の性能にまで復帰しなくなってしまう
。つぎに使い易さの点においては・本来の性質上、セラ
ミック中では金ＡＩｉ％原子と酸素原子はある程度正と
負に荷峨してイオン化しているので、菓子を使用する場
合に、直流のような靜柩場を加えると両イオンがそれぞ
れ反対方向に分極し、やはり素子自体の抵抗値が変動し
てしまう（大となる）たｇ直流の場合よりも検出回路が
複雑となることが避けられない交流を使用せざるを得な
いことである。
発明者らは、上記の２点を改良すべく各種の材料を用い
て検討したところ、自機けい素化合物血合体、炭素質粉
末、Ｓよびシリカ買粉末を組み合わせることによって得
られた材料が、上ａピ従来のセラミック感湿素子のもつ
欠点を解消でさることを見出した。
て検討したところ、自機けい素化合物血合体、炭素質粉
末、Ｓよびシリカ買粉末を組み合わせることによって得
られた材料が、上ａピ従来のセラミック感湿素子のもつ
欠点を解消でさることを見出した。
本発明はこの知見に基づいてなされたものであり感ｔＭ
都が１槻けい素化合物血合体２０〜８５ＭＩＩｋｇｋ・
炭素質粉末０．５〜１５血ｔ％、シリカ賀粉末５〜６０
重量％の範囲内で含有する焼結体よりなるものである。
都が１槻けい素化合物血合体２０〜８５ＭＩＩｋｇｋ・
炭素質粉末０．５〜１５血ｔ％、シリカ賀粉末５〜６０
重量％の範囲内で含有する焼結体よりなるものである。
このような本発明の感湿素子は低温焼結により製作でき
、物理、化学的に安定で素子強度が高く感湿特性が良好
であることはもちろん、長期にわたって使用しても抵抗
値および感湿機能の変化が小さく、たとえこの両者が変
化しても。
、物理、化学的に安定で素子強度が高く感湿特性が良好
であることはもちろん、長期にわたって使用しても抵抗
値および感湿機能の変化が小さく、たとえこの両者が変
化しても。
従来のものよりはるかに低温での加熱により初期性能に
まで復帰し、しかも直流での使用が可能であるという利
点を備えたものである。
まで復帰し、しかも直流での使用が可能であるという利
点を備えたものである。
以下実施例にしたがって１本発明の詳細な説明する。
〔実施例１．〕
アルミナ絶縁基板上にＰｔ−Ｐｄ合金系ペーストにてく
し形状電極をスクリーン印刷し、Ｐｔ１Ｊ−ド線を取付
は後焼付けを行なった。この上に。
し形状電極をスクリーン印刷し、Ｐｔ１Ｊ−ド線を取付
は後焼付けを行なった。この上に。
下記組成例１．の組成物にシンナーを加えて攪拌１
機にて混練後、混線物を浸漬処理により、約５０ｓＷＬ
の厚さに塗布し、８０℃、２０分間の予備焼成後。
の厚さに塗布し、８０℃、２０分間の予備焼成後。
５５０℃で３０分間焼成して、皮膜を硬化、焼結させて
第１図の構成例のような本発明の感湿素子を製作した。
第１図の構成例のような本発明の感湿素子を製作した。
第１図において、（１）は絶縁基板。
（２）は電極、（３）は感湿部（皮膜１．＋４１はリー
ド線である。
ド線である。
（組成例１．１
有機けい素化合物重合体：メチルフェニルシリコーン初
期重合物５４重量％ 炭素質粉末二カーボンブラック ３重量％シリカ質粉
末：けい石、エアロジル ３５重ｔチ添 加 剤：有機
チタン化合物、乾性油、タルク ８重量
％ なお９組成例１．における添加剤は、皮膜の架橋（硬化
）および乾燥促進、亀裂防止、接着性改善等の目的で加
えられるものである。これは。
期重合物５４重量％ 炭素質粉末二カーボンブラック ３重量％シリカ質粉
末：けい石、エアロジル ３５重ｔチ添 加 剤：有機
チタン化合物、乾性油、タルク ８重量
％ なお９組成例１．における添加剤は、皮膜の架橋（硬化
）および乾燥促進、亀裂防止、接着性改善等の目的で加
えられるものである。これは。
以下の説明での他の組成例でも同様の目的で。
その都度適当な物質を加えるものとする。
このようにして製作した本発明の感湿素子と。
感湿部に１，３００℃で５時間焼結したＡＩｉＡｌｌｏ
ｓ−系セラミックを用い、他の構成材は第１図の場合と
同一のものを使用した従来タイプのセラミック感湿素子
との両サンプルにより、感湿特性とその経時変化を測定
した。まず９画素子にそれぞれ直流ＩＶを印加して抵抗
値を測定したところ、印加と同時に従来タイプのものは
抵抗値が増大してしまい顕著な分極現象が現われたのに
対し１本発明の素子はこの現象が全く見られず安定した
抵抗値を示し、しかも低湿度側から高湿度側まで直流に
よる抵抗変化が安定して測定できた。この結果を第２図
に示す。つぎに９画素子の感湿特性を比較するために交
流＋５０Ｈ，ｌｌＶを印加して、相対湿度変化による抵
抗値変化とその経時変化を測定したところ、第３図の結
果が得られた。曲線囚、囚′は従来タイプのものの初期
および６０日間室内放置後の感湿特性を示し。
ｓ−系セラミックを用い、他の構成材は第１図の場合と
同一のものを使用した従来タイプのセラミック感湿素子
との両サンプルにより、感湿特性とその経時変化を測定
した。まず９画素子にそれぞれ直流ＩＶを印加して抵抗
値を測定したところ、印加と同時に従来タイプのものは
抵抗値が増大してしまい顕著な分極現象が現われたのに
対し１本発明の素子はこの現象が全く見られず安定した
抵抗値を示し、しかも低湿度側から高湿度側まで直流に
よる抵抗変化が安定して測定できた。この結果を第２図
に示す。つぎに９画素子の感湿特性を比較するために交
流＋５０Ｈ，ｌｌＶを印加して、相対湿度変化による抵
抗値変化とその経時変化を測定したところ、第３図の結
果が得られた。曲線囚、囚′は従来タイプのものの初期
および６０日間室内放置後の感湿特性を示し。
曲線（Ｆ９．■′は本発明のものの初期および６０日間
室内放置後の感湿特性である。第３図から明らかなよう
に、従来タイプの感湿素子は、６０日間放置後には抵抗
値が３桁はど大となり感湿機能もかなり低下してしまっ
たのに対して１本発明の感湿素子は、６０日間放置後に
は、やや抵抗値が大となったのみであり、感湿機能の低
下も見られなかった。また、初期の感湿特性曲線（んお
よび（ト）からもわかるように９本発明のものの方が従
来のものよりも抵抗値が１桁以上小さく。
室内放置後の感湿特性である。第３図から明らかなよう
に、従来タイプの感湿素子は、６０日間放置後には抵抗
値が３桁はど大となり感湿機能もかなり低下してしまっ
たのに対して１本発明の感湿素子は、６０日間放置後に
は、やや抵抗値が大となったのみであり、感湿機能の低
下も見られなかった。また、初期の感湿特性曲線（んお
よび（ト）からもわかるように９本発明のものの方が従
来のものよりも抵抗値が１桁以上小さく。
たとえば相対湿度６０〜７０チでは１０６Ωのオーダー
であるため、検仰回路上使い易いものである。
であるため、検仰回路上使い易いものである。
ところで９曲線（ＡＹおよび（ロ）′の特性を示す６０
日間放置後の画素子を電気炉内に入れ１５０℃から５０
℃ごとに昇温し、各温度で１０分間加熱して、感湿特性
が初期の値囚および例にまで回復する温度を調べた。こ
の結果、従来のものでは、６００℃以上で加熱しないと
初期特性に復帰しなかったのに対して１本発明のもので
は、２００℃の加熱により完全に初期特性にまで復帰し
た。したがって、上記の結果から９本発明の素子は水蒸
気（湿気）の吸脱着がくり返されても、従来の素子のよ
うにＯＨ基が強く固着されに＜＜、また、固着された場
合にも従来のものよりもかなり低温で加熱することによ
り再生が可能であることが判明した。以上のように本発
明の素子が従来のセラミック感湿素子の欠点を解消して
直流での使用が可能であり、耐ＯＨ基固着性に強く長寿
命である理由について考えてみる。まず１本発明の素子
の感湿部を構成する主成分である有機けい素化合物重合
体の焼成物について、Ｘ線回折等で調査したところ、有
機成分（メチル基、フェニル基等）が分解焼失しはじめ
る３５０°Ｃ以上の温度においては、非晶質Ｓ ｉ ０
２が主成分であり。
日間放置後の画素子を電気炉内に入れ１５０℃から５０
℃ごとに昇温し、各温度で１０分間加熱して、感湿特性
が初期の値囚および例にまで回復する温度を調べた。こ
の結果、従来のものでは、６００℃以上で加熱しないと
初期特性に復帰しなかったのに対して１本発明のもので
は、２００℃の加熱により完全に初期特性にまで復帰し
た。したがって、上記の結果から９本発明の素子は水蒸
気（湿気）の吸脱着がくり返されても、従来の素子のよ
うにＯＨ基が強く固着されに＜＜、また、固着された場
合にも従来のものよりもかなり低温で加熱することによ
り再生が可能であることが判明した。以上のように本発
明の素子が従来のセラミック感湿素子の欠点を解消して
直流での使用が可能であり、耐ＯＨ基固着性に強く長寿
命である理由について考えてみる。まず１本発明の素子
の感湿部を構成する主成分である有機けい素化合物重合
体の焼成物について、Ｘ線回折等で調査したところ、有
機成分（メチル基、フェニル基等）が分解焼失しはじめ
る３５０°Ｃ以上の温度においては、非晶質Ｓ ｉ ０
２が主成分であり。
８００℃を越えると徐々に結晶化してくることがわかっ
た。
た。
そして、この温度範囲においては、有機成分の焼失残留
物である炭素分が含有分散されていることがわかった。
物である炭素分が含有分散されていることがわかった。
本発明の感湿素子においては、非晶質物質が主成分であ
ることおよび残留炭素分が存在することが電子伝導性を
高め、イオン伝導性を抑える働きを成しているので、静
電場中においてもイオン分極が起こりにくいため、直流
で使用できるものと考えられる。そして９本発明の素子
の感湿部を構成する別の成分である炭素質粉は、この電
子伝導性を増長させるだめに添加したものである。炭素
質粉には各種のものがあり、これを本発明の素子の感湿
部を構成する他の成分と混入させて焼成した場合。
ることおよび残留炭素分が存在することが電子伝導性を
高め、イオン伝導性を抑える働きを成しているので、静
電場中においてもイオン分極が起こりにくいため、直流
で使用できるものと考えられる。そして９本発明の素子
の感湿部を構成する別の成分である炭素質粉は、この電
子伝導性を増長させるだめに添加したものである。炭素
質粉には各種のものがあり、これを本発明の素子の感湿
部を構成する他の成分と混入させて焼成した場合。
物質によって多少異なるが、概ね４００〜８００℃にお
いて焼失（ガス化）して感湿部から空気中に飛散してい
くようである。つぎに１本発明の素子が耐ＯＨ基固着性
に強いのは、やはり非晶質物質が主成分であり、しかも
焼成温度３５０〜８００℃においては、有機けい素化合
物重合体の分解残留成分であるＭ機動および無機物なら
びに炭素質粉、シリカ質成分が混合されたものが１本質
的に湿気（水蒸気）もしくはＯＨ基とは強い化学吸着を
成し得ないという性質を有することによるものと考えら
れる。
いて焼失（ガス化）して感湿部から空気中に飛散してい
くようである。つぎに１本発明の素子が耐ＯＨ基固着性
に強いのは、やはり非晶質物質が主成分であり、しかも
焼成温度３５０〜８００℃においては、有機けい素化合
物重合体の分解残留成分であるＭ機動および無機物なら
びに炭素質粉、シリカ質成分が混合されたものが１本質
的に湿気（水蒸気）もしくはＯＨ基とは強い化学吸着を
成し得ないという性質を有することによるものと考えら
れる。
〔実施例２．〕
下記組成例２．の組成物にシンナーを加えて攪拌機にて
混線後、混練物を実施例１．で用いたのと同一材質で電
極を形成したアルミナ基板上に。
混線後、混練物を実施例１．で用いたのと同一材質で電
極を形成したアルミナ基板上に。
ハケ塗りにて約３５μｍの厚さに塗布し、８０℃、２０
分間の予備焼成後、４５０℃で３０分間焼成して、皮膜
を硬化、焼結させて＠４図の構成例のような本発明の感
湿素子を製作した。第４図において。
分間の予備焼成後、４５０℃で３０分間焼成して、皮膜
を硬化、焼結させて＠４図の構成例のような本発明の感
湿素子を製作した。第４図において。
（５）はヒーター、（６）はヒータ用リード線である。
〔組成例２．〕
有機けい素化合物重合体：メチルシリコーン初期重合物
６５重量％ 炭素質粉末：アセチレンブラック、グラファイト
２重！％ シリカ質粉末ニガラス粉、エチルシリケート重合体
２８重ｌ１ｉＥチ添 加 剤：有機アルミ
化合物、ＭｇＯ５重ｔチこのようにして製作した本発明
の感湿素子と感湿部に１，２００℃で６時間焼結したＣ
ｒｙｓ−ＭｇＯ系セラミックを用い他の構成材は第４図
の場合と同一のものを使用した従来タイプのセラミック
感湿素子との両サンプルにより、感湿特性とその経時変
化を測定した。実施例１．の場合と同様に、まず画素子
にそれぞれ直流ＩＶを印加したところ、印加と同時にや
はりＣｒｙｓ−ＭｇＯ系セラミックよりなる従来タイプ
のものは、抵抗値が増大してしまい顕著な分極現象が現
われた。
６５重量％ 炭素質粉末：アセチレンブラック、グラファイト
２重！％ シリカ質粉末ニガラス粉、エチルシリケート重合体
２８重ｌ１ｉＥチ添 加 剤：有機アルミ
化合物、ＭｇＯ５重ｔチこのようにして製作した本発明
の感湿素子と感湿部に１，２００℃で６時間焼結したＣ
ｒｙｓ−ＭｇＯ系セラミックを用い他の構成材は第４図
の場合と同一のものを使用した従来タイプのセラミック
感湿素子との両サンプルにより、感湿特性とその経時変
化を測定した。実施例１．の場合と同様に、まず画素子
にそれぞれ直流ＩＶを印加したところ、印加と同時にや
はりＣｒｙｓ−ＭｇＯ系セラミックよりなる従来タイプ
のものは、抵抗値が増大してしまい顕著な分極現象が現
われた。
そして、この現象は、素子を焼結後に空気中に放置する
時間が長い樫顕著に観測された。これは、空気中の湿気
の吸着が進行するにしたがって、セラミックを構成する
成分原子のイオン化が進んでくるために分極現象が促進
されるものと考えられる。これに対して、上記のように
して製作した本発明の素子は、直流印加に対しても分極
現象が全く見られず、安定した抵抗値を示し、しかも第
５図のように低湿度側から高湿度側まで抵抗変化が互定
して測定できた。つぎに０画素子の感湿素子特性および
その経時変化を交流１ｖを印加して調べた。この場合、
経時劣化を促進するために１画素子を沸騰水中に２時間
浸漬した後の感湿特性を測定して、初期特性と比較した
。結果を第６図に示す。第６図において１曲線（Ｑ、（
Ｃ５’は従来タイプのものの初期および劣化促進テスト
後の特性を示し１曲線σ）。
時間が長い樫顕著に観測された。これは、空気中の湿気
の吸着が進行するにしたがって、セラミックを構成する
成分原子のイオン化が進んでくるために分極現象が促進
されるものと考えられる。これに対して、上記のように
して製作した本発明の素子は、直流印加に対しても分極
現象が全く見られず、安定した抵抗値を示し、しかも第
５図のように低湿度側から高湿度側まで抵抗変化が互定
して測定できた。つぎに０画素子の感湿素子特性および
その経時変化を交流１ｖを印加して調べた。この場合、
経時劣化を促進するために１画素子を沸騰水中に２時間
浸漬した後の感湿特性を測定して、初期特性と比較した
。結果を第６図に示す。第６図において１曲線（Ｑ、（
Ｃ５’は従来タイプのものの初期および劣化促進テスト
後の特性を示し１曲線σ）。
σ漫′は１本発明のものの初期および劣化促進テスト後
の％性である。第６図から、従来タイプのモノは、劣化
促進テスト後には抵抗値が２桁以上大となり、感湿機能
も全く消失してしまったのに対して９本発明のものは、
劣化促進テスト後も抵抗値がやや大となったが感湿機能
の低下はほとんど見られないことがわかる。したがって
、経時劣化促進のために用いた沸騰水中への浸漬は、従
来タイプの素子の湿度検矧感度を全く無くするほど過酷
な試験法であるにもかかわらず、劣化がほとんどないこ
とから１本発明の素子は、耐経時劣化性が非常に優れて
いると言える。捷た。このテスト後も感湿皮膜にふくれ
やクラツク等の劣化は全く生じていなかったので、素子
強度が高いことも明白となった。なお。
の％性である。第６図から、従来タイプのモノは、劣化
促進テスト後には抵抗値が２桁以上大となり、感湿機能
も全く消失してしまったのに対して９本発明のものは、
劣化促進テスト後も抵抗値がやや大となったが感湿機能
の低下はほとんど見られないことがわかる。したがって
、経時劣化促進のために用いた沸騰水中への浸漬は、従
来タイプの素子の湿度検矧感度を全く無くするほど過酷
な試験法であるにもかかわらず、劣化がほとんどないこ
とから１本発明の素子は、耐経時劣化性が非常に優れて
いると言える。捷た。このテスト後も感湿皮膜にふくれ
やクラツク等の劣化は全く生じていなかったので、素子
強度が高いことも明白となった。なお。
上記劣化促進テストニおいて従来タイプのものの初期特
性が劣化した原因は、やはりＯＨ基の強い化学吸着（固
着）とそれにともなうセラミックの微細構造中における
粒子の体積膨張による孔の閉塞（有効感湿表面積の低下
）が主であると推察される。つづいて、劣化促進テスト
後１曲線（０′およびσ）Ｙの特性を示す画素子のヒー
タ（第４図参照１に通電して１５０’Ｏから５０℃ごと
に昇温し、各温度で１５分間加熱して、感湿特性が初期
の値（０ならびに０にまで回復する温度を調べた。この
結果、実施例１．の場合と同様に、従来のものでは、６
００’Ｏ以上で加熱しないと初期特性に復帰しなかった
が１本発明のものでは、２５０°０というはるかに低温
での加熱により完全に初期特性にまで復帰した。
性が劣化した原因は、やはりＯＨ基の強い化学吸着（固
着）とそれにともなうセラミックの微細構造中における
粒子の体積膨張による孔の閉塞（有効感湿表面積の低下
）が主であると推察される。つづいて、劣化促進テスト
後１曲線（０′およびσ）Ｙの特性を示す画素子のヒー
タ（第４図参照１に通電して１５０’Ｏから５０℃ごと
に昇温し、各温度で１５分間加熱して、感湿特性が初期
の値（０ならびに０にまで回復する温度を調べた。この
結果、実施例１．の場合と同様に、従来のものでは、６
００’Ｏ以上で加熱しないと初期特性に復帰しなかった
が１本発明のものでは、２５０°０というはるかに低温
での加熱により完全に初期特性にまで復帰した。
〔実施例３．〕
下記組成例３．および４の組成物を用いて、実施例１．
２と同様にして、第１図ならびに第４図のような構成に
よる本発明の感湿素子を製作して、直流および交流によ
る感湿特性とその経時劣化を調べた。その結果、実施例
１．および２．の場合と同様にこれら本発明の感湿素子
は直流で使用でき、しかもＯＨ基固着による経時劣化が
ほとんどないものであることが判明した。そして、実施
例２．で行なったと同様の沸騰水浸漬テストによっても
皮膜劣化が全く生じず、素子強度が高いことも明らかで
あった。
２と同様にして、第１図ならびに第４図のような構成に
よる本発明の感湿素子を製作して、直流および交流によ
る感湿特性とその経時劣化を調べた。その結果、実施例
１．および２．の場合と同様にこれら本発明の感湿素子
は直流で使用でき、しかもＯＨ基固着による経時劣化が
ほとんどないものであることが判明した。そして、実施
例２．で行なったと同様の沸騰水浸漬テストによっても
皮膜劣化が全く生じず、素子強度が高いことも明らかで
あった。
（組成例３．）
有機けい素化合物重合体：メチルフェニルシリコーンお
よびエポキシ変性シリコーン 初期重合物 ４３重量％ 炭素質粉末：カーボンブラック、ランプブラック
３重量％ シリカ質粉末：けい石、コロイダルシリカ ３８ 重量
＊添 加 剤：金属石けん、 Ｔ ＋ ０２ ＋ベント
ナイト１６重ｔ％ （組成例４．） 有機けい素化合物重合体：メチルフェニルシリコーン初
期重合物、メチルメトキシシラン部分 重合物 ６５重ｔチ 炭素質粉末ニゲラフアイ） １０重量％シリカ
質扮末ニガラス粉９水ガラス １６重ｔチ添 加 剤
：有機チタン化合物、クレー、フリ ブ ト
９重１１％発明者らは、各種の有機け
い素化合物重合体。
よびエポキシ変性シリコーン 初期重合物 ４３重量％ 炭素質粉末：カーボンブラック、ランプブラック
３重量％ シリカ質粉末：けい石、コロイダルシリカ ３８ 重量
＊添 加 剤：金属石けん、 Ｔ ＋ ０２ ＋ベント
ナイト１６重ｔ％ （組成例４．） 有機けい素化合物重合体：メチルフェニルシリコーン初
期重合物、メチルメトキシシラン部分 重合物 ６５重ｔチ 炭素質粉末ニゲラフアイ） １０重量％シリカ
質扮末ニガラス粉９水ガラス １６重ｔチ添 加 剤
：有機チタン化合物、クレー、フリ ブ ト
９重１１％発明者らは、各種の有機け
い素化合物重合体。
炭素質粉末、シリカ質粉末および添加剤を用い。
それぞれの成分比率を変化させて感湿素子な吸咋し、そ
の感湿特性と経時変化ならびに感湿部の皮膜性能（基板
への接着性など）の両面から検討を加えたところ、構成
成分の比率は下記の範囲内にあるものでなければならな
いことが判明した。ちなみに、下記組成比率からはずれ
た場合には、感湿特性とその経時変化および皮膜性能、
塗着性等が低下してしまうことがわかった。
の感湿特性と経時変化ならびに感湿部の皮膜性能（基板
への接着性など）の両面から検討を加えたところ、構成
成分の比率は下記の範囲内にあるものでなければならな
いことが判明した。ちなみに、下記組成比率からはずれ
た場合には、感湿特性とその経時変化および皮膜性能、
塗着性等が低下してしまうことがわかった。
有機けい素化合物重合体：２０〜８５重量％炭素質粉末
二０．５〜１５重量％ シリカ質粉末： ５〜６０重量％そ
して、素子の焼結温度は前述の理由から。
二０．５〜１５重量％ シリカ質粉末： ５〜６０重量％そ
して、素子の焼結温度は前述の理由から。
なるべく３５０〜８００℃の温度範囲であることが望捷
しいが、より低温もしくはより高温で焼結しても実用に
値する素子を製作できることは、実験により確認した。
しいが、より低温もしくはより高温で焼結しても実用に
値する素子を製作できることは、実験により確認した。
本発明の素子を製作する場合、実施例で行なったように
９組成物を絶縁基板上へ皮膜状に塗着させて感湿部を形
成する方法が簡便で好都付である。この場合、皮膜の厚
さについては、薄すぎると強度が小さいし、下地基板の
特性の影響を受は易く、厚すぎると亀裂（クラック）が
生じたり基板への接着性が低下するので、５〜１５０μ
ｍの範囲内で用いると良いことが判明した。湿度検矧用
の電極としては、第１図のように感湿皮膜の下（基板の
上）に形成する場合と、先に塗着させた感湿皮膜の上に
形成する場合とがあるが、とくに前者の際には、上記膜
厚範囲内のうち、より薄い側（たとえば５〜５０μｍ）
を用いた方が感度が良好であった。
９組成物を絶縁基板上へ皮膜状に塗着させて感湿部を形
成する方法が簡便で好都付である。この場合、皮膜の厚
さについては、薄すぎると強度が小さいし、下地基板の
特性の影響を受は易く、厚すぎると亀裂（クラック）が
生じたり基板への接着性が低下するので、５〜１５０μ
ｍの範囲内で用いると良いことが判明した。湿度検矧用
の電極としては、第１図のように感湿皮膜の下（基板の
上）に形成する場合と、先に塗着させた感湿皮膜の上に
形成する場合とがあるが、とくに前者の際には、上記膜
厚範囲内のうち、より薄い側（たとえば５〜５０μｍ）
を用いた方が感度が良好であった。
い累樹脂の初期重合物（変性タイプも含む）等を用いる
ことができ、たとえば市販のシリコーンフェス（メチル
フェニルシリコーン等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もの）などが使戸易い。また
、炭素質粉末としては、実施例に記したもののほかに、
樹脂粉末やそれらおよび各種有機物の不完全燃焼残留物
等も代用として用いることが可能である。同様にシリカ
質粉末としては、実施例に記したようないわゆるシリカ
（Ｓｉ０２）を主成分とする粉末を用いることが可能で
ある。これらの物質は。
ことができ、たとえば市販のシリコーンフェス（メチル
フェニルシリコーン等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もの）などが使戸易い。また
、炭素質粉末としては、実施例に記したもののほかに、
樹脂粉末やそれらおよび各種有機物の不完全燃焼残留物
等も代用として用いることが可能である。同様にシリカ
質粉末としては、実施例に記したようないわゆるシリカ
（Ｓｉ０２）を主成分とする粉末を用いることが可能で
ある。これらの物質は。
たとえばガラス、シリカゲル、エチルシリケート重合体
などのように１通常非晶質であるものが多く、このこと
が、有機けい素化合物の３５０°０以上の分解焼成残留
物と類似の性質をもつため１本発明の感湿素子がもつ前
述のような利点を助長していると推定される。ただし、
有機けい素化合物重合体とともに用いる限りにおいては
、シリカ質粉末は必ずしも非晶質でなくとも使用でき、
この際にも本発明の素子のもつ利点を大きく損うもので
はないことを実施例と同様の実験により確かめた。
などのように１通常非晶質であるものが多く、このこと
が、有機けい素化合物の３５０°０以上の分解焼成残留
物と類似の性質をもつため１本発明の感湿素子がもつ前
述のような利点を助長していると推定される。ただし、
有機けい素化合物重合体とともに用いる限りにおいては
、シリカ質粉末は必ずしも非晶質でなくとも使用でき、
この際にも本発明の素子のもつ利点を大きく損うもので
はないことを実施例と同様の実験により確かめた。
以上説明したように、感湿部が、有機けい素化合物重合
体２０〜８５重量％、炭素質粉末０．５〜１５重ｉｉ勲
シリカ質粉末５〜６０重料チの範囲内で含有する焼結体
よりなる本発明の感湿素子であれば、素子強度が高く、
感湿特性が良好であることはもちろん、長期にわたって
使用しても感湿ｍ能の劣化や抵抗埴の変動がほとんどな
く。
体２０〜８５重量％、炭素質粉末０．５〜１５重ｉｉ勲
シリカ質粉末５〜６０重料チの範囲内で含有する焼結体
よりなる本発明の感湿素子であれば、素子強度が高く、
感湿特性が良好であることはもちろん、長期にわたって
使用しても感湿ｍ能の劣化や抵抗埴の変動がほとんどな
く。
たとえこの両者が変化しても、従来のものよりもはるか
に低温での加熱により初期性能に１で復帰するという長
所がある。しかも、従来のものよりも低温での焼結によ
り素子が製作でき。
に低温での加熱により初期性能に１で復帰するという長
所がある。しかも、従来のものよりも低温での焼結によ
り素子が製作でき。
直流で相対湿変変化を検出することが可能であるという
利点をも備えたものである。したがって、湿朋センサや
経露センサなどの感湿素子として、たとえば交流を得難
い自動車等各種の用途に長寿命で広く用いることができ
るものである。
利点をも備えたものである。したがって、湿朋センサや
経露センサなどの感湿素子として、たとえば交流を得難
い自動車等各種の用途に長寿命で広く用いることができ
るものである。
第１図および４図は０本発明の感湿素子の構成例を示す
針視図、第２図、３図、５図ならびに６図は本発明の感
湿素子の特性を示すグラフである。 図中同一符号は同一または相当部位を示し。 山は基板、（２）は電極、（３）は感湿部、（４）はリ
ード線、（５）はヒーター、（６）はヒーター用リード
線である。 代理人 葛 野 信 − １１１図 ｔＲ２図 相対湿度（・ｈ） 第３図 θ ｓ０／〃相対湿度
（・／＝ジ 〕 第５図 相 対 湿 炭 （’／、） 訂６閃 相 少１ １ 度 ど・１０） 手続補正書（方式） ｌ８栃７ 年３ 月２４ 日 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭 ８６−１５＄９６２号
２、発明の名称 感温素子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
名 称（６０１） 三菱電機株式会社代表者片山仁
八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
三菱電機株式会社内 氏 名（６６９９） 弁理士 葛 野 信
−園内 ７、補正の内容 図面中筒１図及び第４図の浄ｉＦ（内容に変更なし） 第１図 第４図 昭和 年 月 日 二庁長官殿 件の表示 特願昭 ＩＩ−１１１１１１号２、発
明の名称 感湿素子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東５；Ｃ都千代田区丸の内−Ｊ−１１
２番３叶名 称（６０１） 三菱電機株式会社代表
者片山仁八部 埋入 住 所 東京都千代１ｎ区丸の内−１’ｌ＋２
番３号１ 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄および図面の簡単な説明
の欄。 １ 補正の内容 （１）明細書中１０頁１３行目ｇ「ｃｒｏ３」とあるの
を［ｃｒ２０ｓ Ｊと訂正する０ （２） 同上中１０頁ＩＳ行目に「ｃｒｏ３ Ｊとあ
るのを「０ｒ２０３ Ｊと訂正する。 （３） 同上中１８頁６行目に「経露センサ」とある
のを「結霧センサ」と訂正する。 （４）同上中１８頁１２行目に「針視図」とあるのを「
斜視図」と訂正する。 以上
針視図、第２図、３図、５図ならびに６図は本発明の感
湿素子の特性を示すグラフである。 図中同一符号は同一または相当部位を示し。 山は基板、（２）は電極、（３）は感湿部、（４）はリ
ード線、（５）はヒーター、（６）はヒーター用リード
線である。 代理人 葛 野 信 − １１１図 ｔＲ２図 相対湿度（・ｈ） 第３図 θ ｓ０／〃相対湿度
（・／＝ジ 〕 第５図 相 対 湿 炭 （’／、） 訂６閃 相 少１ １ 度 ど・１０） 手続補正書（方式） ｌ８栃７ 年３ 月２４ 日 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭 ８６−１５＄９６２号
２、発明の名称 感温素子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
名 称（６０１） 三菱電機株式会社代表者片山仁
八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
三菱電機株式会社内 氏 名（６６９９） 弁理士 葛 野 信
−園内 ７、補正の内容 図面中筒１図及び第４図の浄ｉＦ（内容に変更なし） 第１図 第４図 昭和 年 月 日 二庁長官殿 件の表示 特願昭 ＩＩ−１１１１１１号２、発
明の名称 感湿素子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東５；Ｃ都千代田区丸の内−Ｊ−１１
２番３叶名 称（６０１） 三菱電機株式会社代表
者片山仁八部 埋入 住 所 東京都千代１ｎ区丸の内−１’ｌ＋２
番３号１ 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄および図面の簡単な説明
の欄。 １ 補正の内容 （１）明細書中１０頁１３行目ｇ「ｃｒｏ３」とあるの
を［ｃｒ２０ｓ Ｊと訂正する０ （２） 同上中１０頁ＩＳ行目に「ｃｒｏ３ Ｊとあ
るのを「０ｒ２０３ Ｊと訂正する。 （３） 同上中１８頁６行目に「経露センサ」とある
のを「結霧センサ」と訂正する。 （４）同上中１８頁１２行目に「針視図」とあるのを「
斜視図」と訂正する。 以上
Claims (1)
- （１）感湿部が、自機けい素化合物慮合体２０〜８５血
１ｉチ、炭素實粉末０．５〜１５皇’ｍチ、シ１ツカ實
紛木５〜６０皇ｔチの範囲内で官有する焼結体よりなる
ことを特徴とする感湿索子０（２１３５０℃〜８００℃
の温度範囲内で焼結したものであることを特徴とする特
Ｗｆ請求の範囲矛１項記載の感湿素子。 ＋３１ 絶縁基板上（二族厚５〜１５０μｍの軛１７
ｆｌ門で皮膜状に形成したものであることを特徴とする
特許請求の範囲矛１項または矛２項記載の感湿素子。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56155962A JPS5855847A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 感湿素子 |
| US06/432,953 US4673910A (en) | 1981-09-30 | 1981-12-25 | Moisture sensitive element containing high temperature decomposition residue of organo-silicon polymer as sensitive element |
| PCT/JP1981/000410 WO1983001339A1 (en) | 1981-09-30 | 1981-12-25 | Humidity sensor |
| EP82900141A EP0090048B1 (en) | 1981-09-30 | 1981-12-25 | Humidity sensor |
| DE8282900141T DE3176700D1 (en) | 1981-09-30 | 1981-12-25 | Humidity sensor |
| US06/696,795 US4621249A (en) | 1981-09-30 | 1985-01-31 | Moisture sensitive element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56155962A JPS5855847A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 感湿素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5855847A true JPS5855847A (ja) | 1983-04-02 |
| JPS6131418B2 JPS6131418B2 (ja) | 1986-07-19 |
Family
ID=15617334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56155962A Granted JPS5855847A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5855847A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6388801A (ja) * | 1986-10-01 | 1988-04-19 | セイコーエプソン株式会社 | 湿度センサ |
| JPH02132803A (ja) * | 1988-06-27 | 1990-05-22 | Seiko Epson Corp | 湿度センサ |
| JPH02209702A (ja) * | 1989-02-09 | 1990-08-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 耐水性感湿素子 |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP56155962A patent/JPS5855847A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6388801A (ja) * | 1986-10-01 | 1988-04-19 | セイコーエプソン株式会社 | 湿度センサ |
| JPH02132803A (ja) * | 1988-06-27 | 1990-05-22 | Seiko Epson Corp | 湿度センサ |
| JPH02209702A (ja) * | 1989-02-09 | 1990-08-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 耐水性感湿素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6131418B2 (ja) | 1986-07-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO1983001339A1 (en) | Humidity sensor | |
| JP2005526221A5 (ja) | ||
| JPS5855847A (ja) | 感湿素子 | |
| JPH0244390B2 (ja) | Kanshitsuzairyo | |
| US4666628A (en) | Moisture sensitive material and process for its production | |
| JPS6131419B2 (ja) | ||
| JPS5857701A (ja) | 感湿素子 | |
| JPH02209702A (ja) | 耐水性感湿素子 | |
| JPH0240183B2 (ja) | ||
| JPS60186748A (ja) | 感湿材料の製造方法 | |
| JPS6154175B2 (ja) | ||
| JPS5916302A (ja) | 感湿材料 | |
| JPH0231842B2 (ja) | Kanshitsuzairyo | |
| JPS5872046A (ja) | 感湿素子の製作方法 | |
| JPS61147142A (ja) | 感湿材料 | |
| JPS59102150A (ja) | 感湿材料 | |
| JPH02252202A (ja) | 湿度センサ素子 | |
| JPH051420B2 (ja) | ||
| JPH052100B2 (ja) | ||
| JPS61147138A (ja) | 感湿材料 | |
| JPS61147139A (ja) | 感湿材料 | |
| JPH052099B2 (ja) | ||
| JPS60198447A (ja) | 感湿材料 | |
| JPS617455A (ja) | 感湿材料 | |
| JPS58216945A (ja) | 湿度センサ |