JPS61147139A - 感湿材料 - Google Patents
感湿材料Info
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- JPS61147139A JPS61147139A JP26895584A JP26895584A JPS61147139A JP S61147139 A JPS61147139 A JP S61147139A JP 26895584 A JP26895584 A JP 26895584A JP 26895584 A JP26895584 A JP 26895584A JP S61147139 A JPS61147139 A JP S61147139A
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- sensitive material
- calcined
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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って雰囲気の相対湿度
を検知する湿度センサ用の感湿材料に関するものである
。
を検知する湿度センサ用の感湿材料に関するものである
。
昨今の感湿材料としては、雰囲気に対して物理的・化学
的に安定であり強度も高い金属酸化物系焼結体(セラミ
ックス)が最も多く用いられている。しかし、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)の吸脱着が繰り返されると、こ
れが表面に水酸基(OH)となって化学吸着さhて安定
化さhて[まう斤め、セラミックスを用いにセンサの抵
抗値が経時的に大きく変化(高抵抗化)してしまうこと
が避けられなかった。この現象は感湿材料表面にオイル
ミストなどの汚染物質が付着しなくとも生じるものであ
るため、比較的清浄な雰囲気での使用においても何らか
の対策を講することが必要であった。そこで近年は、実
開昭55−161248゜同161249.特開昭52
−[788,54−T・oass。
的に安定であり強度も高い金属酸化物系焼結体(セラミ
ックス)が最も多く用いられている。しかし、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)の吸脱着が繰り返されると、こ
れが表面に水酸基(OH)となって化学吸着さhて安定
化さhて[まう斤め、セラミックスを用いにセンサの抵
抗値が経時的に大きく変化(高抵抗化)してしまうこと
が避けられなかった。この現象は感湿材料表面にオイル
ミストなどの汚染物質が付着しなくとも生じるものであ
るため、比較的清浄な雰囲気での使用においても何らか
の対策を講することが必要であった。そこで近年は、実
開昭55−161248゜同161249.特開昭52
−[788,54−T・oass。
同1(N399.55−87941.56−2542.
同109044、同160649号公報などに見らhる
ように、上記感湿材料の周囲、カバー、基板内、IM。
同109044、同160649号公報などに見らhる
ように、上記感湿材料の周囲、カバー、基板内、IM。
極等にヒーターを設け、感湿材料を500〜600℃に
通電〃■熱することによって、変化し−た特性を初期特
性にまで復帰させることが行なわれている。
通電〃■熱することによって、変化し−た特性を初期特
性にまで復帰させることが行なわれている。
しかし、この方法は経済的、省エネルギー的および安全
的に見て好ましいとけ言えないものである。
的に見て好ましいとけ言えないものである。
そこで行なわわたのが、感湿材料自体の改良であり、こ
れによってヒーター加熱をしなくとも抵抗値(感湿特性
)の経時変化が小さbものを製作することであった。こ
hらの例として挙げられるのけ9%開昭5612001
1.実開昭57−83457号公報等のようなセラミッ
クスおよびガラスにアルカリ塩類を添加したものおよび
特開昭56−4201、同4202.同4203.同6
0281.57−80703.同90901.同909
03.同133601゜同139901.同14530
1.同145302.同1114203、同18020
4,5B−37901号公報等のようにセラミックス原
料にアルカリ金属酸化物およびアルカリ金属複合酸化物
を添加して焼結したものであり、すべてLi+、 K+
、 Na+ などのアルカリイオンを添加したもの(
アルカリ添加タイプ)であると言える。
れによってヒーター加熱をしなくとも抵抗値(感湿特性
)の経時変化が小さbものを製作することであった。こ
hらの例として挙げられるのけ9%開昭5612001
1.実開昭57−83457号公報等のようなセラミッ
クスおよびガラスにアルカリ塩類を添加したものおよび
特開昭56−4201、同4202.同4203.同6
0281.57−80703.同90901.同909
03.同133601゜同139901.同14530
1.同145302.同1114203、同18020
4,5B−37901号公報等のようにセラミックス原
料にアルカリ金属酸化物およびアルカリ金属複合酸化物
を添加して焼結したものであり、すべてLi+、 K+
、 Na+ などのアルカリイオンを添加したもの(
アルカリ添加タイプ)であると言える。
上記のようなアルカリ添加タイプのものは、前述のセラ
ミックタイプのものに見られる経時的な高抵抗化現象は
見られないが、高湿度雰囲気中で低抵抗化(安定化)す
るために、エージングが必要である。結露が起こる雰囲
気中で特性変化を生じる。感湿(相対湿度−抵抗値)特
性のヒステリシスが大きく、応答速度が遅くなるなどの
新たな問題点があった。
ミックタイプのものに見られる経時的な高抵抗化現象は
見られないが、高湿度雰囲気中で低抵抗化(安定化)す
るために、エージングが必要である。結露が起こる雰囲
気中で特性変化を生じる。感湿(相対湿度−抵抗値)特
性のヒステリシスが大きく、応答速度が遅くなるなどの
新たな問題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになさI′ま
たもので、経時劣化防止用の加熱装置(ヒーター)を必
ずしも必要とせずとも高湿度雰囲気および結露雰囲気中
においても特性の変化がほとんどなく、かつ感湿特性の
ヒステリシスが小さく応答速度が速い感湿材料を提供す
ることを目的とするものである。
たもので、経時劣化防止用の加熱装置(ヒーター)を必
ずしも必要とせずとも高湿度雰囲気および結露雰囲気中
においても特性の変化がほとんどなく、かつ感湿特性の
ヒステリシスが小さく応答速度が速い感湿材料を提供す
ることを目的とするものである。
この発明の感湿材料は、有機けい素化合物重合体、金属
粒子およびアルカリケイ酸塩を主成分とする混合焼成物
から成る。
粒子およびアルカリケイ酸塩を主成分とする混合焼成物
から成る。
この発明における金属粒子は、感湿材料に電子伝導性を
付与するため、水の化学吸着によって○Hが安定に生成
しても、導電性がこ九に左右さhない。
付与するため、水の化学吸着によって○Hが安定に生成
しても、導電性がこ九に左右さhない。
又、この発明におけるアルカリケイ酸塩によるアルカリ
イオンは、感湿部表面の吸着水によって呼び出され9表
面電気伝導に加わることにより感湿材料の抵抗値が低く
なり、ケイ酸は、有機けい素化合物との相溶性もあり、
結合剤となり感湿材料の機械的強度が大となる・ 〔実施例〕 この発明に係わる有機けい素化合物重合体としては9例
えばオルガノポリシロキサンの初期重合物をトルエン、
キシレンなどの溶剤に溶解させた市販のシリコーンフェ
スなどが使い易い。また。
イオンは、感湿部表面の吸着水によって呼び出され9表
面電気伝導に加わることにより感湿材料の抵抗値が低く
なり、ケイ酸は、有機けい素化合物との相溶性もあり、
結合剤となり感湿材料の機械的強度が大となる・ 〔実施例〕 この発明に係わる有機けい素化合物重合体としては9例
えばオルガノポリシロキサンの初期重合物をトルエン、
キシレンなどの溶剤に溶解させた市販のシリコーンフェ
スなどが使い易い。また。
エポキシ変性シリコーン、アクリル変性シリコーンなど
の変性タイプのものも使用することができる。
の変性タイプのものも使用することができる。
なお、この発明者らは上記有機けい素化合物重合体を出
発原料の主成分とする感湿材料について。
発原料の主成分とする感湿材料について。
これまでに特開昭56−126756.57−1540
2゜58−55847号公報等多数の提案を行なってい
る。
2゜58−55847号公報等多数の提案を行なってい
る。
この発明に係わる金属粒子としては、 Al、 au
。
。
Ni、 Or、 Pt、 AuおよびAgなどの内の少
なくとも一種が用いらり9例えば有機バインダーに分散
させたものを甲いても良い。
なくとも一種が用いらり9例えば有機バインダーに分散
させたものを甲いても良い。
この発明に係わるアルカリケイ酸塩とし、では。
例えばケイ酸ナトリウム、ケイ酸リチウムおよびケイ酸
カリウムなどの内の少なくとも一種が甲いらhる。
カリウムなどの内の少なくとも一種が甲いらhる。
なお、この発明の実施例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に示す金属酸化物等の無機質材料粉
末を添加剤として含有することがある。
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に示す金属酸化物等の無機質材料粉
末を添加剤として含有することがある。
又、上記組成物から成るこの発明の感湿材料の出発原料
をペースト状に混練したものを絶縁性基板上に塗布焼r
Jνすることによって皮膜状に形成すると製作上簡単で
好都合である。
をペースト状に混練したものを絶縁性基板上に塗布焼r
Jνすることによって皮膜状に形成すると製作上簡単で
好都合である。
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
草1図は、この発明の一実施例の感湿材料を用いた湿度
センサの斜視ツであり1図において、(1)は絶縁基板
、(2)は電極、(3)け感湿皮膜、(4)けり−ド線
である。
センサの斜視ツであり1図において、(1)は絶縁基板
、(2)は電極、(3)け感湿皮膜、(4)けり−ド線
である。
即ち、 Al2O!! の絶縁基板(1)上K Pt
−Pd 系ベーストにて0.2fi間隔で10対のく
し形状の14i、極(2)をスクリーン印刷し、 p
tのリード線(4)を取り付は後焼付けを行々つた。こ
の上に下記組成例の組成物にシンナーを加えて攪拌機に
て混練後、混練物を浸漬処理により約40μm の厚實
に塗布し。
−Pd 系ベーストにて0.2fi間隔で10対のく
し形状の14i、極(2)をスクリーン印刷し、 p
tのリード線(4)を取り付は後焼付けを行々つた。こ
の上に下記組成例の組成物にシンナーを加えて攪拌機に
て混練後、混練物を浸漬処理により約40μm の厚實
に塗布し。
460℃で1.5時間焼成して感湿皮膜(3)を得、
!1図のようなこの発明の一実施例の感湿材料を用いた
湿度センサーを得た。
!1図のようなこの発明の一実施例の感湿材料を用いた
湿度センサーを得た。
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
53.9重量% 金属粒子:A1粉末 27.3 #ケ
イ酸アルカリ:ケイ酸カリウム 12.411添刀口
WJ : Mg5(814010)(OH)2
6.4 pさらに感湿皮膜にA120
3−Mg0−ZnO系セラミックスおよびこhにアルカ
リであるNa2Qを添加したセラミックスをそれぞれ1
250℃で4時間焼成したものを甲い、他は第1図と同
様にして得た従来タイプのセラミック湿度センサおよび
アルカリ添カロ型セうミック湿度センサを製作した。上
記3種のサンプルにより、焼成後の感湿特性(相対湿度
(イ)−電気抵抗■)とその経時変化を比較測定したと
ころ、第2図の結果がpc=hfcoなお印〃口電圧は
交流tov: 50H2であり、経時変化としては一
般家庭への室内放働″後の特性を測定しに0第2図VC
おいて曲#i! (AI )は従来のセラミックタイプ
、 (B11は従来のアルカリ添加タイプ、((!1
)はこの発明の一実施例の感湿材料を用いたもののそれ
ぞh初期感湿特性であり+ (A2)、 (B2)
および(C2)はそhぞhのものの6か月間放置後
の感湿特性である。この図から明らかなように、従来の
セラミックタイプの感湿材料を用いたセンサけ、6か月
間放置後には抵抗値が初期と比べて1桁以上大となり、
検知感度(曲線の傾き)も低湿度佃で低下[てしまった
。(実用上けこhをヒータ加熱して初期特性にまで再生
している。)。一方、従来のアルカリ添加タイプのもの
では、逆に6か月間放置後には初期と比べて抵抗値が平
均して約1桁低下し、同じく全体的に感度の低下が見ら
れた。こhに対して、この発明の一実施例の感湿材料を
用いにセンサけ、6か月間放置後には初期と比べて抵抗
値がわずかに高くなったのみであり、感度の低下も見ら
れなかった。
53.9重量% 金属粒子:A1粉末 27.3 #ケ
イ酸アルカリ:ケイ酸カリウム 12.411添刀口
WJ : Mg5(814010)(OH)2
6.4 pさらに感湿皮膜にA120
3−Mg0−ZnO系セラミックスおよびこhにアルカ
リであるNa2Qを添加したセラミックスをそれぞれ1
250℃で4時間焼成したものを甲い、他は第1図と同
様にして得た従来タイプのセラミック湿度センサおよび
アルカリ添カロ型セうミック湿度センサを製作した。上
記3種のサンプルにより、焼成後の感湿特性(相対湿度
(イ)−電気抵抗■)とその経時変化を比較測定したと
ころ、第2図の結果がpc=hfcoなお印〃口電圧は
交流tov: 50H2であり、経時変化としては一
般家庭への室内放働″後の特性を測定しに0第2図VC
おいて曲#i! (AI )は従来のセラミックタイプ
、 (B11は従来のアルカリ添加タイプ、((!1
)はこの発明の一実施例の感湿材料を用いたもののそれ
ぞh初期感湿特性であり+ (A2)、 (B2)
および(C2)はそhぞhのものの6か月間放置後
の感湿特性である。この図から明らかなように、従来の
セラミックタイプの感湿材料を用いたセンサけ、6か月
間放置後には抵抗値が初期と比べて1桁以上大となり、
検知感度(曲線の傾き)も低湿度佃で低下[てしまった
。(実用上けこhをヒータ加熱して初期特性にまで再生
している。)。一方、従来のアルカリ添加タイプのもの
では、逆に6か月間放置後には初期と比べて抵抗値が平
均して約1桁低下し、同じく全体的に感度の低下が見ら
れた。こhに対して、この発明の一実施例の感湿材料を
用いにセンサけ、6か月間放置後には初期と比べて抵抗
値がわずかに高くなったのみであり、感度の低下も見ら
れなかった。
つぎに、上記従来のアルカリ添加タイプのものとこの発
明の一実施例の感湿材料を用いkものとにつめて、初期
における感湿特性(相対湿度(資)−電気抵抗(9))
のヒステリシスを調べた。この結果を第3図に示す。な
お、論ずれも低湿度→高湿度→低湿度の順で測定を行な
い、各測定点間はすべて10分間の間隔をおいた。第3
図において1曲線(B3)は従来のアルカリ添加タイプ
のもの。
明の一実施例の感湿材料を用いkものとにつめて、初期
における感湿特性(相対湿度(資)−電気抵抗(9))
のヒステリシスを調べた。この結果を第3図に示す。な
お、論ずれも低湿度→高湿度→低湿度の順で測定を行な
い、各測定点間はすべて10分間の間隔をおいた。第3
図において1曲線(B3)は従来のアルカリ添加タイプ
のもの。
<03)Fiこの発明の一実施例の感湿材料を用いたも
ののそhぞれ高湿度側から低湿#仰Iへ測定した場合の
特性を示す。第3図より明らかなように。
ののそhぞれ高湿度側から低湿#仰Iへ測定した場合の
特性を示す。第3図より明らかなように。
従来のアルカリ添加タイプのものの方がとぐに高湿度側
において大きなヒステリシスを生じている。
において大きなヒステリシスを生じている。
また、上記3種のセンサーについて、水蒸気の吸脱着応
答速摩を測定り斤ところ1表の結果が得ら1Nfc0表
かられかるように、従来のアルカリ添〃0タイプのもの
け、吸着11n (50→9o%RH)および脱着唄R
(90→5oチRH)ともに応答が遅いのに対して、こ
の発明の一実施例の感湿材料を甲いたものは従来のセラ
ミックタイプのものと同等以上の応答速度を示した。
答速摩を測定り斤ところ1表の結果が得ら1Nfc0表
かられかるように、従来のアルカリ添〃0タイプのもの
け、吸着11n (50→9o%RH)および脱着唄R
(90→5oチRH)ともに応答が遅いのに対して、こ
の発明の一実施例の感湿材料を甲いたものは従来のセラ
ミックタイプのものと同等以上の応答速度を示した。
表
fXf;?上記効果は、有機けい素化合物重合体、金属
粒子およびアルカリケイ酸塩の種類を各種変更した場合
も同様である。
粒子およびアルカリケイ酸塩の種類を各種変更した場合
も同様である。
この発明は以上説明したとおり、有機けい素化谷物重合
体、金属粒子およびアルカリケイ酸塩を主成分とする混
合焼成物から成るものを用いることにより、再生用の加
熱機構を必ずしも装備せずとも感湿特性が安定し、しか
も高湿度雰囲気および結露雰囲気中においても感湿特性
がほとんど変化せず、感湿特性のヒステリシスが小さく
応答速度の従来と同等以上の感湿材料を得ることができ
。
体、金属粒子およびアルカリケイ酸塩を主成分とする混
合焼成物から成るものを用いることにより、再生用の加
熱機構を必ずしも装備せずとも感湿特性が安定し、しか
も高湿度雰囲気および結露雰囲気中においても感湿特性
がほとんど変化せず、感湿特性のヒステリシスが小さく
応答速度の従来と同等以上の感湿材料を得ることができ
。
例えば湿度センサに極めて有用である。
第1図はこの発明の一実施例の感湿材料を用いた湿度セ
ンサーの斜視図、第2図および$3図はそれぞれこの発
明の一実施例の感湿材料を用いた湿度センサーと従来の
湿度センサーを比較する感湿特性図である。 図において、(1)は絶縁基板、(2)け電極、(3)
は感湿皮膜、(4)はリード線、 (A1)、 (A
21. (B1)。 (B2)、 (B51は比較従来例の感湿特性1 (
”)!(02)、 (03)はこの発明の一実施例の
感湿材料を甲いfc湿度センサーの感湿特性である。
ンサーの斜視図、第2図および$3図はそれぞれこの発
明の一実施例の感湿材料を用いた湿度センサーと従来の
湿度センサーを比較する感湿特性図である。 図において、(1)は絶縁基板、(2)け電極、(3)
は感湿皮膜、(4)はリード線、 (A1)、 (A
21. (B1)。 (B2)、 (B51は比較従来例の感湿特性1 (
”)!(02)、 (03)はこの発明の一実施例の
感湿材料を甲いfc湿度センサーの感湿特性である。
Claims (1)
- 有機けい素化合物重合体,金属粒子およびアルカリケイ
酸塩を主成分とする混合焼成物から成る感湿材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26895584A JPS61147139A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | 感湿材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26895584A JPS61147139A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | 感湿材料 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61147139A true JPS61147139A (ja) | 1986-07-04 |
Family
ID=17465615
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26895584A Pending JPS61147139A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | 感湿材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61147139A (ja) |
-
1984
- 1984-12-20 JP JP26895584A patent/JPS61147139A/ja active Pending
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