JPS61176101A - 感湿素子用感湿体及びその製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はアンチモン酸ジルコニウムよりなる感湿素子用
感湿体及びその製造方法に係り、より詳細には応答速度
が速く、全湿度範囲にわたって良好な指数関数特性を有
しかつ、経時変化が少なく、再現性に優れた感湿素子用
感湿体（以下単に感湿体と称す）に関するものである。

（従来技術） 従来、雰囲気中の湿度に感応して電気抵抗値が変化する
感湿素子としてＡＪ！２０３やＳｉｏ２等の金属酸化物
の多孔質体やＬｉＣｊ！飽和溶液等電解質塩、或いはセ
ルロースや親水性ポリマー、更には酸化亜鉛や酸化錫等
の半導体が使用されており、就中金属酸化物は化学的、
物理的安定性に優れているため汎用されているが、高湿
度から低湿度域の範囲にわたって良好な電気抵抗特性値
を示し、応答速度が速くかつ、感湿特性の再現性に優れ
たものというごとき全ての物性を満足する感湿素子用感
湿体は少ない。

（発明の目的） かかる事情下に鑑み、本発明者らは上記特性を満足する
絶縁性金属酸化物よりなる感湿体を見出すべ（鋭意研究
を行った結果、特定物性を有するアンチモン酸ジルコニ
ウムを感湿体として通用する場合には上記特性を満足し
得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

（発明の概要） すなわら本発明は、気孔率１０〜５０容量％、気孔径０
．５μ以下の気孔が積算で全気孔容積の少なくとも９５
％を占めかつ、厚さ１１以下に形成されたアンチモン酸
ジルコニウムよりなる感湿素子用感湿体及びアンチモン
酸ジルコニウム組成物を溶剤と混合し、平滑表面を有す
る物質上に該組成物を所定厚さにぺ覆、乾燥後平滑表面
を有する物質表面からシート状該組成物を剥離し、次い
で焼成することにより厚さ１ｍ■以下、気孔率１０〜５
０容量％で気孔径０．５μ以下の気孔が積算で全気孔容
積の少なくとも９５％を占めるアンチモン酸ジルコニウ
ムを得ることを特徴とする感湿素子用感湿体の製造方法
を提供するにある。

（発明の実施例） 以下本発明を更に詳細に説明する。

本発明の感湿体は気孔率１０〜５０容量％、好ましくは
２０〜４０容量％でかつ、気孔径０．５μ以下の気孔が
全気孔容積の少なくとも９５％を占めるアンチモン酸ジ
ルコニウムをもって構成され、その厚さは１ｍｍ以下、
好ましくは３０〜５００μに形成して使用される。

感湿体として使用するアンチモン酸ジルコニウムの気孔
率が１０容量％に満たない場合には電気抵抗が高く、５
０容量％を越える場合には感湿体の強度が低下して適当
ではな（、又その気孔径が０．５μを越えるものが多く
、気孔径０．５μ以下の気孔が積算で全気孔容積の９５
％に達しない場合には良好な湿度と電気抵抗との指数関
数特性を得ることができず、適当ではない。

又アンチモン酸ジルコニウムの厚さが１−を越える場合
には応答性が悪くなり、感湿体としては適当ではない。

アンチモン酸ジルコニウムのアンチモン／ジルコニウム
のモル比は０．３〜３の範囲がより良好な感湿体として
の特性を示す。Ｓ　ｂ　／　Ｚ　ｒ比が０．３より小さ
い場合、酸化ジルコニウムが析出するため、感湿特性（
湿度−インピーダンスの指数関数特性）が低下する。一
方その比が３を越えると酸化アンチモンが析出するため
、化学的に不安定となり、再現性に劣り、経時変化も太
き（なる。

この様な物性を有する感湿体の製造方法としては特に限
定はされないが、例えばアンチモン酸ジルコニウム組成
物を加圧焼結せしめる方法では本発明が意図する如き均
質な１ｍｍ以下の極めて薄い厚さを有する感湿体は得難
いので、通常はアンチモン酸ジルコニウム組成物を溶剤
、例えば有機溶剤と混合して分散、必要によりポリビニ
ルブチラール、アクリル酸ポリマー等の粘結剤やカルボ
ン酸塩やソルビタン酸エステル等の分散剤を混合してス
ラリー化し、該スラリー状混合物を合成樹脂フィルム、
例えばポリエステルフィルム等の平滑表面を有する物質
上にドクターブレード法、ウェブコート法等により所定
厚さ、例えば乾燥、焼成後の厚さが１ｎ以下、好ましく
は５００〜３０μとなるごとく被覆して乾燥せしめ、次
いで乾燥したシート状アンチモン酸ジルコニウム組成物
をフィルムから剥離し、該シート状アンチモン酸ジルコ
ニウム組成物を２００〜１０００℃の温度で０．１〜５
時間焼成して所望の特性を有するアンチモン酸ジルコニ
ウムを得る方法が推奨される。ここでアンチモン酸ジル
コニウム組成物とはアンチモン酸ジルコニウム、アンチ
モン酸ジルコニウム水和物等、焼成後アンチモン酸ジル
コニウムとなり得る化合物の総称である。

以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例　１ アンチモン酸ジルコニウム組成物は以下の方法で調整し
た。

０、２　ｍｏｌ／　Ｉ！ピロアンチモン酸カリウム熔液
２１に０．２　ｍｏｌ　／　（を硫酸ジルコニウム溶液
１１を徐々に添加し、生成した沈澱物を精製後６０℃で
１０時間乾燥させた。得られた乾燥物はＳ　ｂ　／　Ｚ
　ｒの比が２のアンチモン酸ジルコニウム水Ｍｌであっ
た。

次ぎに得られたアンチモン酸化ルテニウム永和物をボー
ルミルで比表面積が約３０ｒｄ／ｇまで粉砕したもの１
００重量部とポリビニルブチラール樹脂１２重量部、レ
シチン１重量部を混合し、４０重量部のメチルエチルケ
トンでスラリー化した。

この様にして調整したスラリーを焼成後の厚さが約１０
０μ、３００μおよび１２００μを目標にポリエステル
フィルム上に塗布し、乾燥して生シートを得、該シート
を５ｕ＋Ｘ５ｍに切断し、電気炉で第１表に示す条件で
焼成し、気孔率、気孔径が第１表に示す物性を有するア
ンチモン酸ジルコニウムを得た。

この焼成体を感湿体として用い、第１図に示す如く焼成
体１の両面に酸化ルテニウム電極２を焼付け、これにリ
ード線３を付けて感湿素子を作成し、雰囲気温度２６℃
における感湿特性を測定した。応答性、ヒステリシスを
第１表に、Ｏ〜９０％相対湿度における抵抗変化を第２
図に示す。

第　　　　１　　　　表 実施例　２ 実施例１のピロアンチモン酸カリウム溶液と硫酸ジルコ
ニウム溶液の混合比を変え、Ｓ　ｂ　／　Ｚ　ｒ比の異
なるアンチモン酸ジルコニウム組成物を調整した。この
組成物を実施例１と同様に成形し、６００℃で２時間焼
成して膜厚３００μの第２表に示す感湿体を得た。この
感湿体を実施例１と同じ方法で感湿特性を測定した。

室温、室温放置による応答性、経時変化を第２表に、Ｏ
〜９０％相対湿度における抵抗変化を第３図に示す。

比較例 実施例１で得たアンチモン酸ジルコニウム組成物に澱粉
２重量部を水溶液で混合し、十分混練した後金型に入れ
て３００ｋｇ／ｃａｔで加圧し、１０鶴φ×０．８ｆｉ
厚の円板状に成形し、６００℃で２時間保持加熱し、気
孔率３０容量％、全気孔容積の９５％に相当する気孔径
が２０００人の焼成体を得た。この焼成体を５Ｘ５Ｘ０
．３ｔｍに加工した感湿体３個と実施例１で得た試料Ｎ
ｏ２の感湿体３個のＯ〜９０％相対湿度における抵抗変
化を測定し、その結果を第４図に示す。

第　　　　　２　　　　　表 （発明の効果） 以上詳述した如く、本発明によればその理由は詳らかで
はないが、従来品の有する金属酸化物特有の表面への水
の化学吸着による水酸化物の形成或いは汚れによる感湿
表面積の低下に起因する感湿特性が比較的短時間に劣化
するという欠点が解消され、高湿度から低湿度域の範囲
にわたって良好な電気抵抗値を示し、応答速度が速くか
つ、感湿特性の再現性に優れた感湿体となし得るので、
その工業的価値は大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の感湿体を用いた感湿素子の模式図で
あり、１は焼成した感湿体、２は電極、３はリード線で
あり、第２〜４図は本発明および比較例における各試料
の感湿体をもって構成した感湿素子の感湿特性を示すも
のであり、図中の数字は試料番号に相当する。 多３図　相対ｉ人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）気孔率１０〜５０容量％、気孔径０．５μ以下の気
   孔が積算で全気孔容積の少なくとも９５％を占めかつ、
   厚さ１１以下に形成されたアンチモン酸ジルコニウムよ
   りなる感湿素子用感湿体。 ２）アンチモン／ジルコニウムのモル比が０．３〜３で
   ある特許請求の範囲第１項記載の感湿素子用感湿体。 ３）アンチモン酸ジルコニウムよりなる感湿素子用感湿
   体の製造方法において、アンチモン酸ジルコニウム組成
   物を溶剤と混合し、平滑表面を有する物質上に該組成物
   を所定厚さに被覆、乾燥後平滑表面を有する物質表面か
   らシート状該組成物を剥離し、次いで焼成することによ
   り厚さ１ｍｍ以下、気孔率１０〜５０容量％で気孔径０
   ．５μ以下の気孔が積算で全気孔容積の少なくとも９５
   ％を占めるアンチモン酸ジルコニウムを得ることを特徴
   とする感湿素子用感湿体の製造方法。 ４）アンチモン酸ジルコニウム組成物が焼成後アンチモ
   ン／ジルコニウムのモル比が０．３〜３である特許請求
   の範囲第３項記載の感湿素子用感湿体の製造方法。