JPS61147136A - 感湿材料の製造方法 - Google Patents
感湿材料の製造方法Info
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- JPS61147136A JPS61147136A JP26895284A JP26895284A JPS61147136A JP S61147136 A JPS61147136 A JP S61147136A JP 26895284 A JP26895284 A JP 26895284A JP 26895284 A JP26895284 A JP 26895284A JP S61147136 A JPS61147136 A JP S61147136A
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- alkali metal
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電気抵抗値の変化により雰囲気の相対湿度
を検知する湿度センサ用の感湿材料の製造方法に関する
ものでおる。
を検知する湿度センサ用の感湿材料の製造方法に関する
ものでおる。
昨今では、前記のような機能を有する感湿材料としては
雰囲気に対して物理的、化学的に安定であシ強度も高い
金属酸化物系セラミックが最も多く用いられてきた。
雰囲気に対して物理的、化学的に安定であシ強度も高い
金属酸化物系セラミックが最も多く用いられてきた。
このような従来のセラミックからなるものの感湿メカニ
ズムは、水蒸気が多孔質なセラミック表面で解離して生
じた水素イオン（Ｈ＋）の濃度が。
ズムは、水蒸気が多孔質なセラミック表面で解離して生
じた水素イオン（Ｈ＋）の濃度が。
周囲の相対湿度によって異なるため、感湿部の電気抵抗
値が変化することを利用したものである。
値が変化することを利用したものである。
そして、下記の刊行物にはとのＨ＋は、相対湿度が低い
場合には表面に生成している水酸基上をホッピングによ
り伝導し、相対湿度が隔い場合には、水和したＨ＋が水
溶液中と同様に水膜？伝導すると発表されている（刊行
物すなわち雑誌基：Ｊ、 Ｐｈｙｓ、 Ｃｈｅｍ、、
Ｖｏｌ ７２．第３６６２頁、１９６８年発行）。
場合には表面に生成している水酸基上をホッピングによ
り伝導し、相対湿度が隔い場合には、水和したＨ＋が水
溶液中と同様に水膜？伝導すると発表されている（刊行
物すなわち雑誌基：Ｊ、 Ｐｈｙｓ、 Ｃｈｅｍ、、
Ｖｏｌ ７２．第３６６２頁、１９６８年発行）。
上記のような従来のセラミックからなるものは。
Ｈ＋による電気伝導全利用するものであ勺、しかもある
程度良好な感度を有するには、その電気抵抗値には下限
値（概ね相対湿度５０％で５０ＯＫΩ程度、９０チで２
０にΩ程度）があシ、上記セラミックを用いた湿度上ン
サを空調機による自動湿度コントロール等の用途に使用
する場合、駆動および検知回路上の使い易さの点で、電
気抵抗値が高く、使い易いセンサが得られ難いという問
題点があった。
程度良好な感度を有するには、その電気抵抗値には下限
値（概ね相対湿度５０％で５０ＯＫΩ程度、９０チで２
０にΩ程度）があシ、上記セラミックを用いた湿度上ン
サを空調機による自動湿度コントロール等の用途に使用
する場合、駆動および検知回路上の使い易さの点で、電
気抵抗値が高く、使い易いセンサが得られ難いという問
題点があった。
さらに、Ｈ＋による電気伝導を利用する従来の大部分の
セラミック感湿材料では、空気中での使用または放置に
よって水（湿気）の吸脱着がく夛返されると、ＯＨ基が
表面に安定化化学吸着されてし１＋ために、センナの抵
抗値が経時的に大きく変化してしまうので、これを初期
特性にまで復帰させるには付属のヒーターで５００〜６
００ Ｃ以上に加熱する必要があるという問題点が、め
った。
セラミック感湿材料では、空気中での使用または放置に
よって水（湿気）の吸脱着がく夛返されると、ＯＨ基が
表面に安定化化学吸着されてし１＋ために、センナの抵
抗値が経時的に大きく変化してしまうので、これを初期
特性にまで復帰させるには付属のヒーターで５００〜６
００ Ｃ以上に加熱する必要があるという問題点が、め
った。
以上の問題点を、我々は、既に、特願昭５８−００６１
１８２に提案したように有機けい素化合物重合体、およ
びアルカリ金属化合物を含有する組成物の焼成残留物を
用いることによ）解決した。
１８２に提案したように有機けい素化合物重合体、およ
びアルカリ金属化合物を含有する組成物の焼成残留物を
用いることによ）解決した。
上記のような我々の提案した有機けい素化合物重合体、
およびアルカリ金属化合物を含有する組成物の焼成残留
物を用いることにより、電気抵抗が低く、経時劣化防止
用の加熱装置（ヒーター）を必要とせず、低温焼成で作
製できる感湿材料を得ることができたが、この発明は、
前記特願昭５ａ−ｏ０６８８２ｔ−改良し、さらに、主
として高湿度側の感度がよシ良好で、直線性もより良く
なる感湿材料の製造方法金得ることを目的とする。
およびアルカリ金属化合物を含有する組成物の焼成残留
物を用いることにより、電気抵抗が低く、経時劣化防止
用の加熱装置（ヒーター）を必要とせず、低温焼成で作
製できる感湿材料を得ることができたが、この発明は、
前記特願昭５ａ−ｏ０６８８２ｔ−改良し、さらに、主
として高湿度側の感度がよシ良好で、直線性もより良く
なる感湿材料の製造方法金得ることを目的とする。
この発明の感湿材料の製造方法は、有機けい素化合物重
合体、およびアルカリ金属化合物全含有する組成物の焼
成残留物のガラス質皮膜を、ふつ化水素酸によフ処理す
るという方法である。
合体、およびアルカリ金属化合物全含有する組成物の焼
成残留物のガラス質皮膜を、ふつ化水素酸によフ処理す
るという方法である。
この発明におけるふつ化水素酸は、感湿材料としての機
能を有する有機けい素化合物重合体とアルカリ金属化合
物を主たる出発原料とする焼成残留物のガラス質皮膜？
侵食することによシ、多孔質化して水蒸気を多く吸収す
るようにした。
能を有する有機けい素化合物重合体とアルカリ金属化合
物を主たる出発原料とする焼成残留物のガラス質皮膜？
侵食することによシ、多孔質化して水蒸気を多く吸収す
るようにした。
この発明に係わる有機けい素化合物重合体としては１例
えば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を用いる。
えば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を用いる。
又、アルカリ金属化合物としては、アルカリ金属の非常
に広範囲の塩類が用いられるが、焼成物をガラス質化す
る場合はアルカリ金属の酸化物。
に広範囲の塩類が用いられるが、焼成物をガラス質化す
る場合はアルカリ金属の酸化物。
過酸化物、酸素酸塩（例えば炭酸塩、硝酸塩および硫酸
塩など）、並びに水酸化物を用いる。
塩など）、並びに水酸化物を用いる。
上記有機けい素化合物重合体およびアルカリ金属化合物
を含有するこの発明に係わる組成物を焼成することによ
り、有機けい素化合物重合体の焼成残留物であるＸ線的
に非晶質な８ｉ０２によって。
を含有するこの発明に係わる組成物を焼成することによ
り、有機けい素化合物重合体の焼成残留物であるＸ線的
に非晶質な８ｉ０２によって。
アルカリ金属化合物を被覆、結合し、アルカリ金属化合
物の水利性と有機けい素化合物重合体のもつ良好な低表
面エネルギー性、即ち撥水性を適合させるのである。
物の水利性と有機けい素化合物重合体のもつ良好な低表
面エネルギー性、即ち撥水性を適合させるのである。
さらに、この発明に係わるふつ化水素酸による処理は、
上記のように焼成によシ得られたガラス質の焼成残留物
のガラス質皮膜に施され、上記ガラス質皮膜を侵食し多
孔質化することにより、水蒸気を多く吸収させることを
可能にするのである。
上記のように焼成によシ得られたガラス質の焼成残留物
のガラス質皮膜に施され、上記ガラス質皮膜を侵食し多
孔質化することにより、水蒸気を多く吸収させることを
可能にするのである。
ふつ化水素酸による処理は１例えばふり化水素酸を含有
する溶液中に上記焼成残留物を浸漬する方法およびふり
化水素酸を含有する気体中に上記焼成残留物を放置する
などの方法があるが、この発明はその方法を限定するも
のではない。
する溶液中に上記焼成残留物を浸漬する方法およびふり
化水素酸を含有する気体中に上記焼成残留物を放置する
などの方法があるが、この発明はその方法を限定するも
のではない。
なお、この発明による感湿材料を用いる場合。
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ため適当な添加剤を加
えるのが望ましい。
えるのが望ましい。
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。
が、これによりこの発明を限定するものではない。
実施例
アルミナ絶縁基板上に、Ｐｔ −Ｐｄ合金系ペーストに
てＯ％２１１１間隔で１０対のくし形状電極をスクリー
ン印刷り、＊ Ｐｔ ｙ−ド線を取り付は後焼付け
を行なった。この上に、下記組成例の組成物にシンナー
を加えて撹拌機にて混線後、混線物を浸漬処理により、
約５０μｍ の厚さに塗布し、８３００２時間焼成し、
焼成残留物を得１次に上記基板ｔ−１０％ふつ化水素酸
溶液に３０ 分浸漬することによル、この発明の一実
施例による感湿材料金用いた湿度センナを作製した。
てＯ％２１１１間隔で１０対のくし形状電極をスクリー
ン印刷り、＊ Ｐｔ ｙ−ド線を取り付は後焼付け
を行なった。この上に、下記組成例の組成物にシンナー
を加えて撹拌機にて混線後、混線物を浸漬処理により、
約５０μｍ の厚さに塗布し、８３００２時間焼成し、
焼成残留物を得１次に上記基板ｔ−１０％ふつ化水素酸
溶液に３０ 分浸漬することによル、この発明の一実
施例による感湿材料金用いた湿度センナを作製した。
組成例
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 ５６．３重量％ アルカリ金属化合物：Ｎａ２ＣＯ３２５，１。
期重合物 ５６．３重量％ アルカリ金属化合物：Ｎａ２ＣＯ３２５，１。
添加剤： Ｓ ｉ０２ １ ｇ、Ｔ 〃
Ｔ ｉ０２ 穐９１第１図はこの発
明の一実施例による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）は基板、（２１は電極、（
３）は感湿皮膜、（４）はリード線である。
Ｔ ｉ０２ 穐９１第１図はこの発
明の一実施例による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）は基板、（２１は電極、（
３）は感湿皮膜、（４）はリード線である。
上記のようにして作製したこの発明の一実施例による感
湿材料を用いた湿度センナと、感湿材料として１組成お
よび焼成条件は前記同様でふつ化水素酸による処理を施
さないものを用い、他の構成材はに１図の場合と同一の
ものを使用した湿度子 センサを作製し、交流ＩＶ、５０Ｈｚの印加電圧におけ
る上記両湿度センサの相対湿度〔チ〕変化による電気抵
抗値〔Ω〕変化、即ち感湿特性を比較測定し、第２図に
示す結果を得た。
湿材料を用いた湿度センナと、感湿材料として１組成お
よび焼成条件は前記同様でふつ化水素酸による処理を施
さないものを用い、他の構成材はに１図の場合と同一の
ものを使用した湿度子 センサを作製し、交流ＩＶ、５０Ｈｚの印加電圧におけ
る上記両湿度センサの相対湿度〔チ〕変化による電気抵
抗値〔Ω〕変化、即ち感湿特性を比較測定し、第２図に
示す結果を得た。
図において、（Ａ）はこの発明の一実施例による感湿材
料を用いた湿度センナの特性、（Ｂ）はふつ化水素酸処
理なしの感湿材料を用いた湿度センナの特性である。
料を用いた湿度センナの特性、（Ｂ）はふつ化水素酸処
理なしの感湿材料を用いた湿度センナの特性である。
この図から明らかなように、この発明の一実施例による
感湿材料を用いた湿度センナは、主として高湿度側での
感度がさらに良好で、直線性も良くなることが解る。
感湿材料を用いた湿度センナは、主として高湿度側での
感度がさらに良好で、直線性も良くなることが解る。
なお、この発明においては、有機けい素化合物重合体お
よびアルカリ金属化合物を含有する組成物全焼成により
ガラス質化させているが、ガラス質化することによフ、
応答速度が遠くなシ、感湿材料表面に結露した場合にも
抵抗値が変動しにくい等の特長があるからである。ガラ
ス質化する条件について調べたところ、アルカリ金属化
合物の組成比や焼成後の冷却条件等、他の因子が複雑に
関与するため把握しきれないところがめるが、少なくと
も、使用するアルカリ金属化合物は、アルカリ金属の酸
化物（過酸化物も含む）、！たは酸素酸塩（炭酸塩、硝
酸塩、硫酸塩など）もしくは水酸化物であり、焼成温度
はＴｏｏ Ｃ以上であることがわかった。
よびアルカリ金属化合物を含有する組成物全焼成により
ガラス質化させているが、ガラス質化することによフ、
応答速度が遠くなシ、感湿材料表面に結露した場合にも
抵抗値が変動しにくい等の特長があるからである。ガラ
ス質化する条件について調べたところ、アルカリ金属化
合物の組成比や焼成後の冷却条件等、他の因子が複雑に
関与するため把握しきれないところがめるが、少なくと
も、使用するアルカリ金属化合物は、アルカリ金属の酸
化物（過酸化物も含む）、！たは酸素酸塩（炭酸塩、硝
酸塩、硫酸塩など）もしくは水酸化物であり、焼成温度
はＴｏｏ Ｃ以上であることがわかった。
ガラス質化した場合に、抵抗値が低く、かつ良好な感湿
機能を有する理由については、現在のところ明らかにな
っていないが、微細なりラックおよび可動なアルカリ金
属イオンの存在とアルカリイオンの偏析とが関係してい
ると推察している。
機能を有する理由については、現在のところ明らかにな
っていないが、微細なりラックおよび可動なアルカリ金
属イオンの存在とアルカリイオンの偏析とが関係してい
ると推察している。
そして、この場合、ガラス質焼成物中の重要な成分の１
つである５ｉ０２が、出発原料である有機けい素化合物
重合体の焼成分解残留物によって充当されていることも
感湿機能の発現に何らかの影響を及ぼしているものと考
えられる。
つである５ｉ０２が、出発原料である有機けい素化合物
重合体の焼成分解残留物によって充当されていることも
感湿機能の発現に何らかの影響を及ぼしているものと考
えられる。
即ち、この発明では、上記のようにガラス質化すること
により、優れた感湿材料としての機能含有する焼成物を
得、さらにこのガラス質皮膜をふつ化水素酸で処理する
ことにより、ガラス質皮膜表面を侵食し、多孔質化する
ことによシ、上記特性を備え、さらに高湿度側の感度が
良好にな）。
により、優れた感湿材料としての機能含有する焼成物を
得、さらにこのガラス質皮膜をふつ化水素酸で処理する
ことにより、ガラス質皮膜表面を侵食し、多孔質化する
ことによシ、上記特性を備え、さらに高湿度側の感度が
良好にな）。
直線性も良くなったのである。
又、上記実施例では、ふつ化水素酸溶液に浸漬すること
によりふつ化水素酸処理する場合を述べたが、他の処理
方法でも良く、ふつ化水素酸溶液に浸漬する場合でも浸
漬中に超音波エツチングすることも効果がめシ、温水溶
液でもよく、又浸漬時間もふつ化水素酸の濃度が高い程
短くなる。
によりふつ化水素酸処理する場合を述べたが、他の処理
方法でも良く、ふつ化水素酸溶液に浸漬する場合でも浸
漬中に超音波エツチングすることも効果がめシ、温水溶
液でもよく、又浸漬時間もふつ化水素酸の濃度が高い程
短くなる。
さらに、上記効果は有機けい素化合物重合体。
アルカリ金属および添加剤の種類を各種変更した場合も
同様である。
同様である。
この発明は以上説明したとお勺、有機けい素化合物重合
体、およびアルカリ金属化合物を含有する組成物の焼成
残１留物のガラス質皮膜を、ふつ化水素酸により処理す
ることにより、電気抵抗が低く、経時劣化防止用の加熱
装置（ヒーター）′ｆｔ必要とせず、低温焼成で作製で
き、さらに、主として高湿度側の感度がより良好で、直
線性もよシ良くなる感湿材料の製造方法を得ることがで
きる。
体、およびアルカリ金属化合物を含有する組成物の焼成
残１留物のガラス質皮膜を、ふつ化水素酸により処理す
ることにより、電気抵抗が低く、経時劣化防止用の加熱
装置（ヒーター）′ｆｔ必要とせず、低温焼成で作製で
き、さらに、主として高湿度側の感度がより良好で、直
線性もよシ良くなる感湿材料の製造方法を得ることがで
きる。
第１図はこの発明の一実施例による感湿材料を用いた湿
度センナの斜視図、第２図はこの発明の一実施例による
感湿材料を用いた湿度センナと従来の湿度センサを比較
する感湿特性図である。 図において、（１）は基板、（２）は電極、（３）は感
湿部。 （４）はリード線、（Ａ）はこの発明の一実施例による
感湿材料を用いた湿度センサの特性、（Ｂ）ｆ′ｉ従来
の湿度センサの特性である。
度センナの斜視図、第２図はこの発明の一実施例による
感湿材料を用いた湿度センナと従来の湿度センサを比較
する感湿特性図である。 図において、（１）は基板、（２）は電極、（３）は感
湿部。 （４）はリード線、（Ａ）はこの発明の一実施例による
感湿材料を用いた湿度センサの特性、（Ｂ）ｆ′ｉ従来
の湿度センサの特性である。
Claims (1)
- 有機けい素化合物重合体、およびアルカリ金属化合物
を含有する組成物の焼成残留物のガラス質皮膜を、ふつ
化水素酸により処理する感湿材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26895284A JPS61147136A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | 感湿材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26895284A JPS61147136A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | 感湿材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61147136A true JPS61147136A (ja) | 1986-07-04 |
Family
ID=17465570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26895284A Pending JPS61147136A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | 感湿材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61147136A (ja) |
-
1984
- 1984-12-20 JP JP26895284A patent/JPS61147136A/ja active Pending
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