JPS5990039A - 感湿材料 - 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】 この発明は雰囲気の湿度によシミ気抵抗値が変化する感
湿材料に関するものである。

昨今では、前記のような機能を有する感湿拐料としては
、金属酸化物系セラミックが最も多く用いられているが
、このものは、大気中に放置すると、電気抵抗値が湿気
の安定化化学吸着によシ高くなってし甘うため、一定の
感湿特性を得るには。

加熱装置（ヒーター）を装備すること罠よって。

５００℃程度に加熱して、変化した特性を初期値にまで
復帰させるものが多かった。また、上２ミツク拐料は、
金属酸化物の粉末を高温（１２００〜１５００°Ｃ）で
焼結して機械的強度を高めているため。

省エネルギー性に即しておらず、好ましくなかつた。さ
らに、このようにして製造した感湿材料は。

焼結温度が高温であるため、粉末粒子が半融（シンタリ
ング）を起こすため、有効感湿表面積が減少し、感匿が
低下するという欠点があった。

この発明は、現在の感湿材料の主流であるセラミックが
もつ上記のような欠点を解消する／こめになされたもの
で、フッ化黒鉛を有機けい素化合物重合体に含有分散さ
せたものを焼成させることによシ、湿度の検出感度が優
れ、応答速度が速く。

高温での焼成を行わなくとも比較的皮膜強度が高く、省
エネルギー性に即している感湿材料を提供することを目
的とするものである。

この発明で用いるフッ化黒鉛とは１例えば＋ｃ′Ｆ′う
−６などの構造を有し、各炭素原子に１個づつフッ素原
子が共有結合によシ強固に結合したもので化学的に非常
に安定した白色〜灰色の微粉末であって、工業的には無
水フッ酸の電解によｔ・発生したフッ素を直接炭素と反
応させて製造されている。その性質は、低表面エネルギ
ー性を有し。

摩擦係数が小さいため、固体潤滑剤として実用されてい
るものである。ただし、このものは他の物質と混合しに
くいため、適当な界面活性剤や分散剤を用いるか又は強
制的に混合して用いる必要がある。

この発明のもう一方の成分である有機けい素化１ の側鎖に炭化水素基が結合した構造であり、３５０℃以
上の温度で焼成すると、側鎖の炭化水素基が熱酸化分解
により気体を発生し、多孔質化した分解残留物が生成す
る。３５０℃以下の温度で焼成すると、有機けい素化合
物重合体が分解されないため。

感湿機能が小さく抵抗値も大である。

なお、このものが、前記目的を十分満足する感湿材料と
して用いられるということを９発明者らは先行技術（例
えば特開昭５６−１２６７５６．同５７−１５４０２）
として提案している。

この発明は、上記有機けい素化合物重合体中にあらかじ
めフッ化黒鉛を含有分散したものを２例えば３５０°Ｃ
〜６００℃の温度で焼成することによシ。

有機けい素化合物重合体の焼成残留１Ｍ形物のもつ良好
な感湿特性に加えて、フッ化黒鉛により撥水性が高めら
れた感湿材料を得るものである。

ここで、６００℃以下の温度で焼成するのは、　６００
℃以上の温度ではフッ化黒鉛が熱分解されるからである
。ただし１例えば不活性ガス雰囲気中での焼成では６０
０℃以上でもよい。

以下実施例を示すことにより、この発明の詳細な説明す
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、この発明の感湿材料を用いた湿度センサの斜
視図であり９図において、（１）は絶縁基板。

（２）は電極、（３）は感湿部、（４）はリード線であ
る。

けい素樹脂（メチルフェニルシリコーン）ヲキシレンに
溶解したシリコーンフェス、皮膜補強材としてこれと同
重量の５１０２．ＴｉＯ２，および全体の重量に対し１
．５　ｗｔ　％になるようにフッ化黒鉛を含有させたも
のを界面活性剤とともに混合攪拌した混線物をディッピ
ングにより第１図（３）のようにアルミナ絶縁基板（１
１上に厚さ約４０　ｆｉｔｎの皮膜とじて形成（７／（
。このものを乾燥機にて８０（Ｊで１０分。

１３０℃で２０分、２００°Ｃで２０分の予備炉、成後
。

電気炉にて、　　４００Ｃ，２時間のか１６成を行ない
感尚１部台形成し／こ。アルミ絶縁基板（１）上にはテ
ィッピングの前にあらかじめＰｌ、−Ｐ（３合金系ペー
ストにて、第１図に示したようなくし形電極をスリーン
印刷してあり、塗布皮膜を硬化し／こ後、最終段階でＰ
、リード線（４）を取り伺けて焼料けを行ない。

この発明の感湿ミツを感湿部とする。

実施例２ 実施例１におけるフッ化黒鉛を除き、他ｄ実ＭＩＩ例１
と同様にして湿度センサを作製した。

感湿特性試験 第２図は、この発明の感湿材料を感湿部に用いた湿度セ
ンサ、これと同一組成でフッ化黒鉛を除いた組成物を感
湿部に用いた湿度センサ、および。

従来最も一般的なセラミック濁度センサであるＳｌ、０
２−Ａρ２０５系セラミック湿度センサについて。

交流１ｖを印別して相対湿度変化による電気抵抗値の変
化を示す相対湿度〔チ〕＝抵抗値〔Ω〕時性図であめ。

図において１曲線図はフッ化黒鉛を含（ＪさＶ／にの発
明の感湿旧料を用いた重度ヒンリ１曲線（１１）は同一
組成であ／Ｓがフッ化黒鉛を除いに、　＋ａ成’ｉ’Ｚ
ｌ　？Ｈ’。

用いた湿度七ンーリー１曲線（（υは１．１１来Ｊ（ｊ
も　般的・り゛ヒラミックｆ！ｉＩ！Ｉ埃センザである
Ｓ；、０７　’−’　Ａρ、０ロ糸←ラミック湿１隻セ
ンーリーの感湿特性を小ずものであｚ）１、ごれより、
５１０２−Ａρ２０．系セラミックｆ！＋＋！　ＩＩ：
！：−−ニンリーし」低湿度側で電気抵抗値が高く、高
湿１片側で電気抵抗値の変化率が小さくなっており、特
しこ５０係Ｉ（１（以下の低溜・度を検知するセンサと
し−こ用いるに＆、１好寸しくない１、このものに対し
、ツノ化黒鉛合金有づせだこの発明の感湿拐料を用いだ
ｌ：＋１！１１１−ヒンジおよびフッ化黒鉛を含有させ
ない湿１１！、＋ン！Ｊｔ、１１１１１紳弘１．　（Ｈ
）よりわかるように、ツノ化黒鉛台３イｊさせたもの−
、フッ化黒鉛を含有させなかったものに較べ、高湿度側
で、わずかに７１１気抵抗イ１１１が高くなっているが
＋　Ｅｖ　４．０２Ａρ２０３系セラミック湿１Ｂ−セ
ンサのものと比較すると、５０％Ｒ１（以ｌ・の低１！
＋ｒ　Ｉ片側でも電気抵抗値が小さく、捷た低ｆ！ｉｉ
ｉ　７８−側からｌ’＋７１湿度側までの全領域におい
て電気抵抗値の変化率が太きいという良好な感湿特性を
有するものであることが明らかである。

耐水利性試験 次に、前記３種の感湿材料を用いた湿度センサについて
、高温高湿槽中（６０°Ｃ１９５チＲＨ）に２００時間
放置し加速劣化させ、相対湿度−電気抵抗値特性曲線の
経時変化により、耐水利性を評価した。この結果を第２
図中に示す。

第２図において１曲線（Ｅ）は、フッ化黒鉛を含有させ
たこの発明の感湿材料を用いた湿度センサ。

曲線（Ｆ）　ｌｄフッ化黒鉛を含有させなかった感湿材
料を用いた湿度センサ、曲線（Ｇ）は従来最も一般的な
セラミック湿度センサであるＳユ０２−Ａρ２０！、系
セラミック湿度センサの水利劣化後の感湿特性を示すも
のである。これより、　Ｅ３１０２−Ａρ２０５系セラ
ミクセラミック湿度センナく電気抵抗値が高くなったの
に対し、有機けい素化合物重合体の焼成物を主成分とす
る感湿材料を用いた湿度センサは１いずれも電気抵抗値
の変化が小さく、特にフッ化黒鉛を含有させたものは、
はとんど初期特性と一致していた。したがって、有機け
い素化合物重合体にフッ化黒鉛を含有分散させた焼成物
よりなるこの発明の感湿材料を用いた湿度センサが、経
時的に安定して良好な感湿特性を有することは明らかで
ある。

なお、上記従来のセラミック湿度センサの試験後におけ
る特性変化は４表面に水蒸気が安定化化学吸着したため
に生じたものと考えられる。

接触角の測定（撥水性） 前記３種の感湿材料を用いた湿度センサについて、感湿
部表面の水に対する接触角を接触角測定器（ゴニオメー
タ）にて測定した。条件は室温において、直径１羽の蒸
留水を滴下１分後に測定した。有機けい素化合物乗合体
に、フッ化黒鉛を含有分散させた焼成物よりなるこの発
明の感湿材料を用いた湿度センサは、１１６°、フッ化
黒鉛を含有させないものＣ９７５°、５ｉＯ２−Ａρ２
０３糸セラミクセラミック２５°であった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フッ化黒鉛を含有分散させた有機けい素化合物重合体の
   焼成物よシ成る感湿材料。