JPS5965404A - 感湿抵抗体およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、多孔質磁器力ｉらなる感湿抵抗体およ湿度に
よる電気抵抗の変化を利用して湿度を検知する感湿素子
としては、従来から例えばＦｅ２Ｏ３゜Ｆｅ３Ｏ４，Ｔ
ｌＯ２，ＺｎＯ９ｚｎＯ−Ｃｒ２０３−ｖ２０．−Ｌｉ
２０゜ＴｌＯ２−ｖ２０．　、　ＭｇＣｒ２Ｏ４−Ｔｌ
Ｏ２等の金属酸化物がよく知られている。、 しかしながら、これらの感湿素子は、吸水性にすぐれ、
物理的、化学的、熱的にも安定ではあるものの、半導電
性を示す可能性のある材料を用いて計シ、また湿分の吸
脱潰を繰返すことによシ吸湿特性が経時的に劣化するた
め加熱クリーニングを施さなけれぜならないもの゛が大
部分である。また、加熱クリーニングが不要のものは、
吸湿性のアルカリ金Ｊｌｉを含んでおり、ヒステリシス
が大きいという欠点があった。

本発明は従来技術のこのような欠点をすべて解決するた
めになされたもので、その目的は、基本的に信頼性の亮
い感湿抵抗体を提供すること、およびそのような感湿抵
抗体を容易にかつ再現性良く得ることが可能な感湿抵抗
体の製造方法を提供することにある。

このような目的をｉ成するために、本発明の感湿抵抗体
は、絶縁性アルミナを焼結した２００〜ｘｏｏｏｉの細
孔半径分布を有する多孔質磁器にょつて構成したもので
ある。同様に本発明の感湿抵抗体の製造方法は、粒径１
ｏμｍ以下の絶縁性アルミナ粒子を０．２〜７ｔ／Ｉ！
の注力で成型した後、１０００〜１５００℃の温度で加
熱焼結するものである。

すなわちう不発明の感湿抵抗体は、原料のアルミナが不
質的に絶縁物であシ、その感湿特性は殆んど２００〜１
０００　Ｘの細孔半径分布を有する磁器の多孔性に依存
しており、そのため半導体材料のように抵抗１湿度特性
の温度依存性が大きくはない。また、後述するように吸
湿性のアルカリ金属を含む材料におけるようなヒステリ
シスも殆ど認められない。

原材料のアルミナ粒子径を１０μｍ以下としたのは、１
０μｍを越えた粒子を用いた場合、後述するように抵抗
値の筒くなる低湿度側で（相対湿度３゜チ以下）で感反
が落ちる、すなわち湿度の変化に対する抵抗のｙ化が小
さくなるためである。なお、アルミナはできれば純度９
９．９％以上のものが望ましい。

また、成型圧力、焼成温度に上述したような範囲を設け
たのは１０μｍ以下のアルミナ粒子を用いてこのような
条件で成型、焼成することによシ、最適の感湿特性を得
るための２００〜１０００　Ｘの細孔半径分布を有する
焼結体が得られるためである。

なお、加熱焼成は上述した温度で０．５〜５時間時間桁
なうことが望ましい。また、加圧成型に先立ち、絶縁性
アルミナ粉末に粘結剤としてポリビニールアルコールや
ニトロセルロース等ヲ５ｗｔ％を越えない範囲で加えて
混合する５゜ 焼結体を実除に感湿抵抗体として用いる場合には、例え
ばｐｔ、、Ａｕ、ＲｕＯ等の電極を少なくとも１対付与
する。

以下、実施例を用いて本発明の詳細な説明する。

先ず、下表に示すような各粒径のアルミナ粉末に粘結剤
としてポリビニールアルコールを加え、十分均一に混合
した後、０．７シ９の圧力でプレス成型し、それぞれ表
に示したような焼結条件で加熱焼成して厚さ１閣、直径
１７　ｒｎｍのディスク型の焼結体からなる感湿抵抗体
を得た（実施例１〜１１）。

次いで、第１図および第２図に示すようにこれらの感湿
抵抗体１の両面に電極用ｐｔペーストをスクリーン印刷
した後、９００℃において１０分間焼付けて電極２を形
成し、さらにアルミナ基板からなるマウント用ステム３
に取付けて感湿素子とした。なお、同図中４はＰｔリー
ド線、５は外部引出用リード線である。

このような本発明の実施例１〜１１と比較するため、粒
径１２　（）１０　）μｍのアルミナ粉末を用いて同様
の焼結体を作って参考例１および２とし、同様に感湿素
子を形成した。

これらの各感湿素子を恒温恒湿槽に入れ、雰囲気の相対
湿度を変えて電極２−２間の抵抗値を測定したところ、
湿度（相対湿度、以下同様）が２０饅および９０チにお
いて、上表に示す通シの抵抗値を示した。なお、測だに
当たっては素子の抵抗が比較的高いため、ＩＫＨｚ、Ｉ
Ｖの電源に素子と１０にΩの抵抗とを直列に接続した回
路を用い、この直列抵抗の両端の電圧を測定し、得られ
た値を用いて素子の抵抗値を算出する方法をとった。

第３図に、実施例１〜５および参考例１についての湿度
−抵抗特性を示す。図中（イ）〜（ホ）がそれぞれ実施
例１〜５の特性を示し、（へ）が参考例１の特、性を示
す。なお、測定温度は１６℃である。

同図から、各実施例が全湿度範囲に亘って良好な感度を
有するのに対し、原料アルミナの粒径０大きい参考例１
では前述したように低湿側で感度の低下が見られること
が分る。

第４区に、このような湿度−抵抗特性の温度依存性を示
す。すなわち第４図は、実施例１につき、温度を変えて
湿度−抵抗特性を測定したものであシ、図中（イ）は１
６℃および２０℃の場合の測定結果（この場合は殆んど
差がなかった）を示し、（ロ）。

（ハ）はそれぞれ４０℃、５０℃の場合の測定結果を示
す。

なお、測定は初期値よＪ　１０００時間経過後の値につ
いて行なった。

また、第５図は同じ〈実施例１について温度４０℃、湿
度８０％の雰囲気下で１０００時間放置して湿反−抵抗
特性の経時変化を求めたもので、図中（イ）。

（ロ）、（→はそれぞれ湿度が２０％、５０％、９０％
の場合を示す。

第４図および８５図から、本発明による感湿抵抗体を用
いた感湿素子が、きわめて安定した湿度−抵抗特性を示
すことが明らかである。

さらに第６図は、実施例１１について湿度−抵抗特性の
ヒステリシス特性を測定したもので、アルカリ金属を含
む材料における場合と異なシ、ヒステリシスは殆んど認
められないことが確認された。

また、本発明による感湿抵抗体を用いた感湿素子は、応
答特性も、第７図に示すように十分に満足できるもので
ある。すなわち、同図は実施例１について湿度を急減に
変えた場合の抵抗賀化の追随状態を示したもので、図中
’Ｈ）が湿度を９０舌から３０％に変えた場合、（ロ）
が逆に３０％から９０チに賀えた場合の測定結果を示す
。なお、測定温度は１６℃である。

以上説明したように、不発明によれば本質的に絶縁物で
あるアルミナからなる２００〜１０００　Ｘの細孔半径
分布を有する多孔質磁器を用いているため、牛導体材料
を用いた場合のように温度依存性がなく、アルカリ金属
を含む材料を用いた場合ののようなヒステリシスも殆ど
認められず、きわめて安定した湿度−抵抗特性が得られ
る。また、応答特性も良好で、粒径１０　、ａｍ以下の
アルミナ粒子を用いることにより、広い湿朋範Ｈに亘っ
て良好な感度が得られる。

さらに製造面から見ると、上記粒径に対し、成型圧力と
焼成粂件を制御することによシ、最適な細孔半径分布を
容易にかつ再現性良く得ることができる。

不要で単なるアルミナ粉末のみを原料とする点で本発明
による感湿抵抗体はまた、上述したように湿分による経
時変化を殆んど示さないため多くの従来品のように経時
変化防止のための加熱を必要とせず、湿度の連続側足が
可能となる。

もちろん、加熱装置を付加した場合には、油、　　　５
腓埃等の悪環境による経時変化も容易に解消できること
となり、一層安定した湿度測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

を用いた感湿素子を示す正面図および千圃図、第３図は
こ６感湿素子の湿度−抵抗特性を示す図、第４図は同じ
く湿度−抵抗特性の温度依存性をポー、第６図は同じく
ヒステリシス特性を示す図、第７′図は応答特性を示す
図である。 １・・・・感湿抵抗体、２・・・・電極、３・・壽・マ
ウンＩ−用ステム、４・・・・ＩＪ−ト線、５・・・・
外部引出用リード繍。 特許出願人　　　株式会社東京カソード研究所代理人　
山川政樹（ほか１名） 第１図　　　、　　第３図 １６− 第４図 ギ目ズ’ｒ　〉Ｌ　７’Ｌ　（’ム） 第５図 斡鉋口牛団（ｈｒ） 第６図 −ｐｇｔ↑シ１４［（・ム）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）多孔質磁器からなる感湿−抗体において、絶縁性
   アノペナ粒子を焼結してなシかつ２００〜１０００Ｘの
   細孔半径分布を有すると１とｅ％Ｍとする感湿抵抗体。
2. （２）多孔質磁器からなる感湿抵停体の製造方法におい
   て、粒径１０μｍ以下の絶縁性アルミナ粒子を０．２〜
   ７ｔ／＋！の圧力で成型した後、１０００〜１５００℃
   の温反で加熱焼結して２００〜１０００　Ｘの細孔半径
   分布を有する多孔質磁器とすることを％徴とする感湿抵
   抗体の製造方法。