JPS60198448A - 感湿材料 - Google Patents
感湿材料Info
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- JPS60198448A JPS60198448A JP59054807A JP5480784A JPS60198448A JP S60198448 A JPS60198448 A JP S60198448A JP 59054807 A JP59054807 A JP 59054807A JP 5480784 A JP5480784 A JP 5480784A JP S60198448 A JPS60198448 A JP S60198448A
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- 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
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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】
〔発明の技術分野〕
この発明は、電気抵抗値の変化により湿度を検知する湿
度センサに用いる感湿材料に関するものである。
度センサに用いる感湿材料に関するものである。
従来の感湿材料としては９例えば、・特開昭５２−＄１
７８８．特開昭５４−７０８９５ 、特開昭５５−８７
９４１ 。
７８８．特開昭５４−７０８９５ 、特開昭５５−８７
９４１ 。
および特開昭５６−２５４２号公報など、で示されてい
る現在量も主流である加熱型湿度センサ用の金属酸化物
系セラミックや、特開昭５５−１０５０２ 、特開昭５
４−１２８９３ 、特公昭５５−４２７００ 、特公昭
５６−１５７９および特公昭５７−２０５７０号公報な
どで示されている非加熱型湿度センサ用の高分子電解質
などがある。しかし、いずれも、直流のような静電場を
加えると、イオン分極が著しく、電気抵抗値が印加時間
に伴い増大することは免れない。したがつ１て、電気抵
抗値測定時には、測定回路が複雑になることが避けられ
ない交流を使用せざるを得ないという欠点があった。
る現在量も主流である加熱型湿度センサ用の金属酸化物
系セラミックや、特開昭５５−１０５０２ 、特開昭５
４−１２８９３ 、特公昭５５−４２７００ 、特公昭
５６−１５７９および特公昭５７−２０５７０号公報な
どで示されている非加熱型湿度センサ用の高分子電解質
などがある。しかし、いずれも、直流のような静電場を
加えると、イオン分極が著しく、電気抵抗値が印加時間
に伴い増大することは免れない。したがつ１て、電気抵
抗値測定時には、測定回路が複雑になることが避けられ
ない交流を使用せざるを得ないという欠点があった。
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フェライト
を含有する組成物の焼成残留物を用いることにより、交
流はいうまでもなく直流においても良好な感湿特性を示
し、耐久性、ｉＪ水性にも優れた感湿材料を提供するこ
とを目的とするものである。
れたもので、有機けい素化合物重合体およびフェライト
を含有する組成物の焼成残留物を用いることにより、交
流はいうまでもなく直流においても良好な感湿特性を示
し、耐久性、ｉＪ水性にも優れた感湿材料を提供するこ
とを目的とするものである。
この発明に係わる有機けい素化合物重合体としテハ１例
エバメチルフェニルシリコーン、メチルシ、リコーンお
よびエポキシ樹脂変性メチルシリコーンなどのオルガノ
ポリシロキサンの初期重合物をトルエンおよびキシレン
などの溶剤に溶解した市販のシリコーンフェスがあり、
これらは多孔質化し、フェライトを結合する結合剤とし
て働く。
エバメチルフェニルシリコーン、メチルシ、リコーンお
よびエポキシ樹脂変性メチルシリコーンなどのオルガノ
ポリシロキサンの初期重合物をトルエンおよびキシレン
などの溶剤に溶解した市販のシリコーンフェスがあり、
これらは多孔質化し、フェライトを結合する結合剤とし
て働く。
この発明に係わるフェライトは、Ｆｅ２Ｏ３を一成分と
するもので、スピネル型フェライト（ＭＦ８２０４Ｍ＝
金属）とマグネトブランバイト型フェライト（Ｍ’Ｆ０
１２０１９ Ｍ ：金属）などがある。例えば、前者で
はＭｇＦｅ２Ｏ４、ＯｏｌＪｇＦｅ２０４およびＺｎＦ
ｅ２Ｏ４゜Ｍｎｒｅ２ｏ４などがあり、後者ではに２０
・１１ＥＩ′ｅ２０３ およびｐｂｏ・６Ｆθ２０３な
どがある。
するもので、スピネル型フェライト（ＭＦ８２０４Ｍ＝
金属）とマグネトブランバイト型フェライト（Ｍ’Ｆ０
１２０１９ Ｍ ：金属）などがある。例えば、前者で
はＭｇＦｅ２Ｏ４、ＯｏｌＪｇＦｅ２０４およびＺｎＦ
ｅ２Ｏ４゜Ｍｎｒｅ２ｏ４などがあり、後者ではに２０
・１１ＥＩ′ｅ２０３ およびｐｂｏ・６Ｆθ２０３な
どがある。
また、フェライトの含有量は、皮膜強度が保たれる範囲
内でなるべく多い方が特性上好ましく。
内でなるべく多い方が特性上好ましく。
焼成条件、皮膜補強材の種類および添加量によって多少
異なるが、５０重量％〜９５重量％の範囲で特性の良好
なものが得られ、９５重量％以上では、結合剤が減り皮
膜形成が行なわれな（なる。
異なるが、５０重量％〜９５重量％の範囲で特性の良好
なものが得られ、９５重量％以上では、結合剤が減り皮
膜形成が行なわれな（なる。
なお、この発明の感湿材料が皮膜の造膜効果。
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、以下実施例に示す金属酸化物等の無機
質側材粉末を添加剤として含有することがある。
性向上の目的で、以下実施例に示す金属酸化物等の無機
質側材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。
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、この発明の実施例の感湿材料を用いた湿度セ
ンサの斜視図であり１図にお（・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。
ンサの斜視図であり１図にお（・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。
即ちアルミナの絶縁基板ｆｉｌ上に、Ｐｔ−Ｐｄ合金系
ペーストにて、クシ形の電極（２）をスクリーン印刷し
た。この上に、下記組成例１の組成物を撹拌機にて混線
後、混合物をディッピングにより約４０μｍの厚さに塗
布した。このものを８０°０，２０分間、 ２００’０
．２０分間の予備焼成後、５００“０゜１時間、ＴｏＯ
’ｏ、１時間半の焼成を行ない感湿皮膜（３）とした。
ペーストにて、クシ形の電極（２）をスクリーン印刷し
た。この上に、下記組成例１の組成物を撹拌機にて混線
後、混合物をディッピングにより約４０μｍの厚さに塗
布した。このものを８０°０，２０分間、 ２００’０
．２０分間の予備焼成後、５００“０゜１時間、ＴｏＯ
’ｏ、１時間半の焼成を行ない感湿皮膜（３）とした。
そして、ハンダにより０１１製のリード線（４）を取付
けて、第１図のようなこの発明の実施例の感湿材料を用
いた湿度センサを製作した。
けて、第１図のようなこの発明の実施例の感湿材料を用
いた湿度センサを製作した。
組成例１
フェライト： Ｆｅ３Ｏ４５５重重量
部加物：タルク １０重量％
溶剤：キクレン １５重量％
このように製作したこの発明の一実施例の感湿材料を用
いたセンサおよび比較として従来の一般的な５ｉ０２−
Ａｌ２Ｏ３系セラミック湿度センサについて、２５′
０．相対湿度７０％の雰囲気において直流電圧ＩＶを印
加した時の電気抵抗値（Ω）の経時変化（分極特性）を
測定した。この結果を第２図に示す。第２図において１
曲線（Ａ）は、この発明の一実施例の感湿材料を用いた
センサ、曲ｉ （Ｂ）はセラミックセンサの分極特性を
示すものである、これより、１ニラミツクセンサは、電
気抵抗値が１０００秒で約２桁増大しているのに対し、
この発明の一実施例の感湿材料を用いだセ／すは、わず
かに増加しているにすぎないことが明らかである。した
がって、この発明の一実施例の感湿材料は、直流電圧印
加時の電気抵抗値の変動が少なく、イオン分極が起こり
に＜（、良好な感湿特性を示すことがわかった。
いたセンサおよび比較として従来の一般的な５ｉ０２−
Ａｌ２Ｏ３系セラミック湿度センサについて、２５′
０．相対湿度７０％の雰囲気において直流電圧ＩＶを印
加した時の電気抵抗値（Ω）の経時変化（分極特性）を
測定した。この結果を第２図に示す。第２図において１
曲線（Ａ）は、この発明の一実施例の感湿材料を用いた
センサ、曲ｉ （Ｂ）はセラミックセンサの分極特性を
示すものである、これより、１ニラミツクセンサは、電
気抵抗値が１０００秒で約２桁増大しているのに対し、
この発明の一実施例の感湿材料を用いだセ／すは、わず
かに増加しているにすぎないことが明らかである。した
がって、この発明の一実施例の感湿材料は、直流電圧印
加時の電気抵抗値の変動が少なく、イオン分極が起こり
に＜（、良好な感湿特性を示すことがわかった。
次に、これらのセンサについて、交流および直流１ｖを
印加して相対湿度（（イ）変化による電気抵抗値（Ω）
の変化（感湿特性）を測定した、この結果を第３図に示
す。第３図において曲線（０）はこの発明の一実施例の
感湿材料金用いたセンサ、曲ｍ （Ｄ）はセラミックセ
ンサをそれぞれを交流で測定した感湿特性を示すもので
ある。また１曲線（→は、この発明の一実施例の感湿材
料を用いたセンサ、曲線（８′）はセラミックセンサを
それぞれ直流で測定した感湿特性を示すものである。
印加して相対湿度（（イ）変化による電気抵抗値（Ω）
の変化（感湿特性）を測定した、この結果を第３図に示
す。第３図において曲線（０）はこの発明の一実施例の
感湿材料金用いたセンサ、曲ｍ （Ｄ）はセラミックセ
ンサをそれぞれを交流で測定した感湿特性を示すもので
ある。また１曲線（→は、この発明の一実施例の感湿材
料を用いたセンサ、曲線（８′）はセラミックセンサを
それぞれ直流で測定した感湿特性を示すものである。
こｎより、従来のセラミックセンサは１曲線（Ｄ）が示
すように交流において例えば、相対湿度が５０チから９
５％の範囲内で約２桁の感度がある。しかし、直流にお
いては９曲線（Ｆ）が示すように分極が著しいために電
気抵抗値が増大し、また、感度は１桁にも満たなかった
。
すように交流において例えば、相対湿度が５０チから９
５％の範囲内で約２桁の感度がある。しかし、直流にお
いては９曲線（Ｆ）が示すように分極が著しいために電
気抵抗値が増大し、また、感度は１桁にも満たなかった
。
これに対し、この発明の一実施例の感湿材料を用いたセ
ンサは１曲線（０）がボすように交流において、相対湿
度が５０％から９５％の範囲内で３％に８０％から９５
チにおいて電気抵抗値の変化が著しく、約３桁以上の感
度が得られた。また、直流においても１曲線（Ｋ）が示
すように約２桁以上の感度があり良好な感湿特性が得ら
れ、直流においても使用が可能であることがわかった。
ンサは１曲線（０）がボすように交流において、相対湿
度が５０％から９５％の範囲内で３％に８０％から９５
チにおいて電気抵抗値の変化が著しく、約３桁以上の感
度が得られた。また、直流においても１曲線（Ｋ）が示
すように約２桁以上の感度があり良好な感湿特性が得ら
れ、直流においても使用が可能であることがわかった。
ところで、この発明の一実施例の感湿材料を用いたセン
サＶこついて、繰返し直流電圧印加試験を行なったが、
はとんど変化は見られず初期特性と変わらず優れた耐久
性を示した。まだ、感湿材料で最も問題である水和劣化
について、室内放置および高湿度中放置により調べだ。
サＶこついて、繰返し直流電圧印加試験を行なったが、
はとんど変化は見られず初期特性と変わらず優れた耐久
性を示した。まだ、感湿材料で最も問題である水和劣化
について、室内放置および高湿度中放置により調べだ。
その結果、室内放置３ケ月ではほとんど変化が見られな
かった。
かった。
また、高湿度中放置（６０’０．９５係）５００時間で
は、はとんど劣化せず優れた耐水性を示した。
は、はとんど劣化せず優れた耐水性を示した。
実施例２
組成例２の原料を用いて、焼成を、５００°Ｃにて１時
間、６００°Ｃにて１時間半１行なった以外は実施例１
と同様に湿度センサを製作した。
間、６００°Ｃにて１時間半１行なった以外は実施例１
と同様に湿度センサを製作した。
組成例２
フェライト： ＮｉＦｅ２Ｏ４６０重１添加物：マイカ
１０重清チ 溶剤：キシレン １５重量係 なお１組成例２におけるフェライトは、硫酸ニッケルと
硫酸鉄の混合液から共沈殿によって作製した。
１０重清チ 溶剤：キシレン １５重量係 なお１組成例２におけるフェライトは、硫酸ニッケルと
硫酸鉄の混合液から共沈殿によって作製した。
このようにして製作したこの発明の他の実施例の感湿材
料を用いたセンサについて、交流および直流電圧１ｖを
印加して、感湿特性を測定した。
料を用いたセンサについて、交流および直流電圧１ｖを
印加して、感湿特性を測定した。
この結果を第４図に示す。第４図において９曲線（Ｇ）
は交流における感湿特性（相対湿度部）−電気抵抗（Ω
））９曲線（Ｈ）は直流における感湿特性を示す。
は交流における感湿特性（相対湿度部）−電気抵抗（Ω
））９曲線（Ｈ）は直流における感湿特性を示す。
曲線（（））が示すように、この発明の他の実施例の感
湿材料を用いたセンサは、交流において、相対湿度８０
チから９５％の高湿度において、電気抵抗値の変化が著
しいという実施例１と同様の傾向が得られた。また、直
流において、相対湿度５０チから９５％の範囲で、電気
抵抗値は約２桁変化しており良好な感湿特性が得られた
。
湿材料を用いたセンサは、交流において、相対湿度８０
チから９５％の高湿度において、電気抵抗値の変化が著
しいという実施例１と同様の傾向が得られた。また、直
流において、相対湿度５０チから９５％の範囲で、電気
抵抗値は約２桁変化しており良好な感湿特性が得られた
。
以上のことより、この発明の実施例の感湿材料を用いた
センサは、直流においてイオン分極が小さく、交流にお
いてと同様、良好な感湿特性が得られ、交流ばかりでな
く直流においても使用ｏＪ能であることが明らかである
。また、この感湿材料は十分な（σ流使用における耐久
性および耐水性を有するものでおることを確かめた。
センサは、直流においてイオン分極が小さく、交流にお
いてと同様、良好な感湿特性が得られ、交流ばかりでな
く直流においても使用ｏＪ能であることが明らかである
。また、この感湿材料は十分な（σ流使用における耐久
性および耐水性を有するものでおることを確かめた。
ところで、この発明の感湿材料を得るだめの焼成温度は
、４００°Ｃ以上であるのが良い、なぜなら。
、４００°Ｃ以上であるのが良い、なぜなら。
フェライトの結合成分である有機けい素化合物重合体は
、４００°Ｃ以上でンロキサン結合の側鎖の有機基が熱
酸化分解し、気体を発生して、アモルファス５１０２を
主体とする多孔質体となることを発明者らはすでに見い
出している。しかし、１２００°０以上では焼結して焼
成物が多孔質化せず、感度が得られず、特に８００’Ｏ
以下が望ましい。また、この多孔質体は、内部に焼成残
査である炭素質分をわずかに含み、このため電子伝導性
を有し、イオン分極が小さいことを発明者らは見い出し
ている。
、４００°Ｃ以上でンロキサン結合の側鎖の有機基が熱
酸化分解し、気体を発生して、アモルファス５１０２を
主体とする多孔質体となることを発明者らはすでに見い
出している。しかし、１２００°０以上では焼結して焼
成物が多孔質化せず、感度が得られず、特に８００’Ｏ
以下が望ましい。また、この多孔質体は、内部に焼成残
査である炭素質分をわずかに含み、このため電子伝導性
を有し、イオン分極が小さいことを発明者らは見い出し
ている。
この発明の感湿材料は、有機けい素化合物重合体が多孔
質化することにより、イオン分極が減少すると共にフェ
ライトが表面に露出し、フェライトの電子伝導性効果に
よりさらにイオン分極が抑制され、直流印加にお（・で
も有効な感湿特性が得られるのである。
質化することにより、イオン分極が減少すると共にフェ
ライトが表面に露出し、フェライトの電子伝導性効果に
よりさらにイオン分極が抑制され、直流印加にお（・で
も有効な感湿特性が得られるのである。
又９以上のようにこの発明の感湿材料は、イイ機けい素
化合物重合体でフェライトを結合するので。
化合物重合体でフェライトを結合するので。
焼成温度が４００′Ｃ〜８００″Ｃ程度の低温で済み、
製造工程も簡単であるため省エネルギー性に即している
という利点もある。
製造工程も簡単であるため省エネルギー性に即している
という利点もある。
以上説明したとおり、この発明は有機けい素化合物重合
体およびフェライトを含有する組成物の焼成残留物を用
いることにより、交流はいうまでもなく、直流において
もイオン分極が小さく良好な感湿特性を示し、耐久性お
よび耐水性にも優れた感湿材料を得ることができ、交流
駆動ばかりでなく直流駆動可能な湿度センサに有用であ
る。
体およびフェライトを含有する組成物の焼成残留物を用
いることにより、交流はいうまでもなく、直流において
もイオン分極が小さく良好な感湿特性を示し、耐久性お
よび耐水性にも優れた感湿材料を得ることができ、交流
駆動ばかりでなく直流駆動可能な湿度センサに有用であ
る。
第１図は、どの発明の実施例の感湿材料を用いた湿度セ
ンサの斜視図、第２図は、この発明の−実施例の感湿材
料を用いた湿度センサの電気抵抗の経時変化特性図、第
３図は、この発明の一実施例の感湿材料を用いた湿度セ
ンサと従来の湿度センサを比較する感湿特性図、第４図
は、この発明の他の実施例の感湿材料を用いた湿度セン
サの感湿特性図である。 図においで、（１）は絶縁基板、（２）は電極、（３）
は感湿皮膜、（４）はリード線、 （Ａ） 、 （０）
、 （ｇ） 、 （Ｇ） 、 （Ｈ）はこの発明の実
施例の感湿材料を用いた湿度センサの感湿特性、 （Ｂ
） 、 （Ｄ） 、 （ＩＰ）は比較従来例の感湿特性
である。 代理人大岩増雄 ｉｌｌ 第１図 朗 閏 （ｓｅｃ、） 第３図 ａ 短 ｉ 度 Ｃ０１０） 第 ４ 図 ０ ５０ １００ 相対湿漠（−／、）
ンサの斜視図、第２図は、この発明の−実施例の感湿材
料を用いた湿度センサの電気抵抗の経時変化特性図、第
３図は、この発明の一実施例の感湿材料を用いた湿度セ
ンサと従来の湿度センサを比較する感湿特性図、第４図
は、この発明の他の実施例の感湿材料を用いた湿度セン
サの感湿特性図である。 図においで、（１）は絶縁基板、（２）は電極、（３）
は感湿皮膜、（４）はリード線、 （Ａ） 、 （０）
、 （ｇ） 、 （Ｇ） 、 （Ｈ）はこの発明の実
施例の感湿材料を用いた湿度センサの感湿特性、 （Ｂ
） 、 （Ｄ） 、 （ＩＰ）は比較従来例の感湿特性
である。 代理人大岩増雄 ｉｌｌ 第１図 朗 閏 （ｓｅｃ、） 第３図 ａ 短 ｉ 度 Ｃ０１０） 第 ４ 図 ０ ５０ １００ 相対湿漠（−／、）
Claims (1)
- 有機けい素化合物重合体およびフェライトを含有する組
成物の焼成残留物からなる感湿材ｆＦ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59054807A JPS60198448A (ja) | 1984-03-22 | 1984-03-22 | 感湿材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59054807A JPS60198448A (ja) | 1984-03-22 | 1984-03-22 | 感湿材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60198448A true JPS60198448A (ja) | 1985-10-07 |
Family
ID=12980995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59054807A Pending JPS60198448A (ja) | 1984-03-22 | 1984-03-22 | 感湿材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60198448A (ja) |
-
1984
- 1984-03-22 JP JP59054807A patent/JPS60198448A/ja active Pending
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