JPS6077169A - 感湿素材及び感湿素子 - 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、感湿素材及びそれを用いた感湿素子に関する
。

近年において感湿素子は、家庭用においては電子レンジ
等の食品調理制御素子、衣類乾燥機の乾燥検出システム
用、ＶＴＲのシリンダの結露検出用、また工業用として
は電子部品製造の際の湿度管理用、農業用としてはハウ
ス空調用。

自動車にあってはリアウィンド・デ・フオツガの結露防
止用等広く用いられている。

ただ湿度の変化に対し、よシ感度が良く２さらに電気抵
抗値が低く、ヒステリシス曲線の直線性が良いものが望
まれている。

本発明者らは、酸化ジルコニウムに一定の添加物を加え
ることにより低い電気抵抗値であって、ヒステリシス曲
線が直線に近くなる感湿素材を見い出した。また上記感
湿素材を用いた好ましい感湿素子をも見い出した。

即ち１本発明は、酸化ジルコニウムを含み。

また、上記の一実施態様としてバインダーに無鉛ホウケ
イ酸ガスを混合し、低温で焼結可能し、さらに酸化ジル
コニウムを含み、かつチタン酸塩、タンタル酸塩、ニオ
ブ酸塩、ルテニウム酸塩、イツトリウム酸塩のうち一種
以上と。

さらに酸化チタン、酸化メンタル、酸化ニオブ酸化バナ
ジウム、酸化イツトリウムの一種以上とからなる感湿素
材をバインダーとともに混合したものを前記電極材上に
塗布し、乾燥後、焼結ｔた感湿素千金提供する。

また上記電極がくし形である感湿素子は、その具体的実
施態様の一つである。

以下本発明について、詳細に説明する。

本発明に用いる酸化ジルコニウム及びチタン化ニオブ、
酸化バナジウム、酸化イツトリウムは高純度のものであ
って、平均粒径が細かいものであり１例えばα５μｍ以
下のものを用いることが好ましい。

ここでチタン酸塩とは２例えばＮｉＴｉ０．、０ｏＴｉ
Ｏ。

等であ多、タンタル酸塩とはＮｉＴａ２Ｏ，、ＯｏＴａ
２０ｇ等であシ、ニオブ酸塩とはＮｉＮｂ、Ｏ，、Ｃｏ
Ｎｂ、Ｏ，等であシ、ルテニウムとはＲｂ、ＲｕＯ４等
をいう。

酸化ジルコニウムは電気抵抗値が低く、感湿素材として
の一つの好ましい性質を有するが。

湿度の変化に対し電気抵抗値の変化に直線性がないとい
う欠点がある。

そこで前記チタン酸塩、タンタル酸塩、ニオブ酸塩、ル
テニウム酸塩、イツトリウム酸塩の一種以上と、酸化チ
タン、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化バナジウム、酸
化イツトリウムの一種以上のものを添加し、好ましい直
線性を得る。該添加は、好ましくは酸化ジルコニウムに
対し１０〜６〇−加えられる。

さらに低温度で焼結させるためには、バインダーを用い
ることが好ましい。バインダーとしては、無鉛ホウケイ
酸ガラスを用いる。このバインダーの添加量は、前記酸
化ジルコニウムと等 添加物であるチタン酸塩等及び酸化チタンの合へ 量に対し、好ましくは５〜１５ｓ添加する。

また感湿素材を用いた感湿素子を製造する場合は、以下
のごとく行う。

る。これらの電極は、第１図に示すごとくホオトエッチ
ングを行い所謂くし形電極とすることが好ましい。また
他の方法として、印刷、無電前記した感湿素材及びバイ
ンダーは、上記電極上に塗布される。その後１３０〜１
９０℃の雰囲気中で０゜５〜２時間予備乾燥後、ＳＯＯ
〜９００℃の雰囲気中で数十分焼結を行う。

さらに、他の感湿材の使用法としては、感湿素子をポリ
ビニールアルコールの水溶液で練り上げ、ａつたものを
金型に入れて所定圧（例えば１ｏ　０１［ｆ／ａ１〜７
００Ｋｆ／ａｌ）をかけ常温３〜５分間加圧し、一定形
状のものを作成し、その後一定の温度（例えば９５０〜
１３００℃）で数時間加熱する。

成形されたものをダイヤモンドカッタを用いて、所定厚
（約１００〜５０［］ｐｍ）スライスし。

一定の角片を得る。

この多孔質焼結体の表と裏の面傾、ルテニウム等の厚膜
ペーストを印刷し、一対の電極とし。

これに電極線を接合し感湿素子を得る。゛この感湿素子
であると不純物を含む無鉛ホウケイ酸ガラスを使用して
いないためよシ好ましいものが得られる。

以上のように本発明の感湿素材を用いるとつぎのような
効果を得る。

（リ　酸化ジルコニウムのみの感湿素子に比べ。

湿度変化に対する電気抵抗値の変化に直線性があ夛、ヒ
ステリシス曲線も同一湿度におい＋５ てほぼ同一の値を示す。

（２）　また、くシ形電極による感湿素子は、処理工程
が簡単であ夛簡易にできる。また無鉛ホウケイ酸ガラス
を用いることによυ、よ）低温で焼結することが可能で
ある。

（３）　ホットプレスにより得た焼結体をスライスして
感湿素材とする場合は、不純物を含む無鉛ホウケイ酸ガ
ラスを用いることを要しないため、よシ好ましい性状の
感湿素子を得る。

実施例１ Ａｌ、Ｏ，基板上にニッケルを蒸着後、金を蒸着し第１
図に示すようなくし形電極をホ）・エツチングにより形
成した。第１図において、１は１８ｍ、２は９ｇｍ、５
は６Ｍとし、４はα１３鵡。

５、社１２■に形成した。

上記くし形電極上に下記の感湿素材を塗布した。感湿素
材は、酸化ジルコニウムに対してチタン酸ニッケルと酸
化チタン、タンタル酸コバルトと酸化タンタル、ニオブ
酸ニッケルと酸化ニオブ、ルテニウム酸ルビジウムと酸
化バナジウムとをそれぞれｓｏｎ添加し、その合量に対
し１０優の無鉛ホウクイ酸を混合し、アルミナ製の自動
乳鉢で粉砕、混錬したものを用いた。

粉砕、混錬後、ブチルカルピトール及びエポキシ系樹脂
塗料で粘度調整し、感湿膜の膜厚が２０？ｍ前後となる
よう、にスクリーン印刷し塗布した。

その後１７０℃の雰囲気で１時間予備乾燥し。

８５０±１０℃の雰囲気で３０分焼結し、感湿素子を得
た。

この感湿素子の湿度に対する電気抵抗値の変化を測定周
波数１００ＤＨ，測定電圧１ｖとして測定した結果、下
記のような好ましい値であった。

単位Ω また他のニオブ酸ニッケルと酸化ニオブ、ルテニウム酸
ルビジウムと酸化バナジウムについても同様な直線性あ
る電気抵抗値の極めて低いものが得られた。　“ なお比較例と比較すると判るようにＺｒＯ，のみのもの
に比べ電気抵抗値は高いが、いずれも直線性のある値を
示し１％に湿度４０％、６０’Ａにおいてその効果は著
しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、くシ形電極を有した感湿素子であ掘 特許出願人　日本鉱業株式会社 代理人　弁理士（７５６９）並川啓志

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　酸化ジルコニウムを含み、かつチタン酸塩。 タンタル酸塩、ニオブ酸塩、ルチニウム酸塩のうち一種
   以上と、さらに酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブ
   、酸化バナジウムの一種以上とを含むことを特徴とする
   感湿素材。 （２）　バインダーとして無鉛ホウケイ酸ガラスを混合
   し低温で焼結可能とされる特許請求の範は印刷又は無電
   解メッキしこれを電極材としさらに酸化ジルコニウムを
   含み、かつチタン酸塩、タンタル酸塩、ニオブ酸塩、ル
   テニウム酸塩、イツトリウム酸塩のうち一種以上と。 さらに酸化チタン、酸化メンタル、酸化ニオブ、酸化バ
   ナジウム、酸化イツトリウムの一種以上とからなる感湿
   素材をバインダーとと鳩に混合したものを前記電極材上
   に塗布し、゛乾燥後、焼結したことを特徴とする感湿素
   子。 （４）　％許請求の範囲第３項の電極が、くシ形である
   ことを特徴とする感湿素子。