JPS62209347A

JPS62209347A - 感湿素子

Info

Publication number: JPS62209347A
Application number: JP61053086A
Authority: JP
Inventors: Kihachiro Nishiuchi; 西内　紀八郎; Taro Yamazaki; 太郎山崎; Wataru Tanaka; 亘田中
Original assignee: Otsuka Chemical Co Ltd; Osaka Soda Co Ltd
Current assignee: Otsuka Chemical Co Ltd; Osaka Soda Co Ltd
Priority date: 1986-03-11
Filing date: 1986-03-11
Publication date: 1987-09-14

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）本発明は導電性チタン酸アルカリを使用する感湿素子に
関する。

（発明の背景）感湿素子は産業用機器、家庭電化製品、医療機器等の分
野で広く使用されている。素子の材料には大別して合成
高分子とこれにアルカリイオン等をドープしたもの及び
金属酸化物があり、いずれも水の吸着に伴う電気伝導度
の変化を利用している。汎用型としては有機高分子を用
いたものがおるが、信頼性と耐久性を求めて、高温領域
でも使用できるセラミックを用いたものが主流となって
いる。

セラミックを使用する場合には所定の形状に成形し、高
温で焼結、ざらに電極を焼き付けるわけであるが、水分
の吸脱着に有効な開気孔を有する多孔質構造にするため
に粒度を制御する必要がある。これらの工程はＬｉｔで
熟練を要し、エネルギー消費型でありコストがかかる。

現在市販されている感湿素子類はいずれも極めて高価で
ある。

最近特殊な燐酸塩ガラスとチタン酸カリウムウィスカを
配合し、円板状に成形、焼成した感湿性復合焼結体が開
発され、従莱のセラミック系とは異なり粒度調整が不要
のため比較的製造が容易でコストダウンが可能といわれ
ている。しかしながら応答速度にまだ問題があり、また
素子の構成および製造プロセスは混合−成形一焼成一電
極焼付という従来法を踏襲している。

（発明の目的）本発明の目的は以上の点に鑑み、製造が容易で信頼性が
高く耐久性に優れた感湿素子を提供することにある。

（発明の構成）本発明は、すなわち電極部及び感湿部が基材に導電性イ
ンキを印刷もしくは転写印刷して形成され、感湿部に使
用される導電性インキが導電性チタン酸アルカリとその
結合剤を含む組成物であることを特徴とする感湿素子で
ある。

本発明に使用される導電性チタン酸アルカリとは一般式
Ｍ２（）ａＴｉｏｘ−ｂＨ２０（式中Ｍｔ；ＪＬｉ、Ｎ
ａ、に等のアルカリ金属、Ｑ＜ａ≦８゜Ｏ≦ｂ≦４．０
＜ｘ＜２．ａ、ｂ、ｘは実数）で表される。

尚、本発明における導電性チタン酸アルカリは、一般式
Ｍ２０−ａＴｉｏ２−　ｂＨ２０（ａ、ｂは前出と同じ
）で表わされるチタン酸アルカリ（Ｉ）とは区別される
ものである。

一般に、チタン酸アルカリ（Ｉ＞は、繊維状の単結晶と
して得られ、耐熱性、補強性の充填剤として優れたもの
であるが、電気絶縁体であり、チタン酸アルカリ（１）
のみでは、導電性を示す組成物は得られない。

この導電性チタン酸アルカリの形状は、粒状。

フレーク状、ウィスカー状のような微細繊維状のいずれ
でもよいが、実用的観点からフレーク状又はウィスカー
状が好ましく、通常、繊維径０．１〜１００μｍ１アス
ペクト比１〜１ｏｏｏ程度のものが繊維の適度なからみ
おいの効果が現われる結果、補強効果の向上１表面平滑
性の付与、導電性インキ中の広い組成範囲にわたりイン
キの抵抗値が一定に保たれるという本発明の特性を保持
するために好ましい。結合剤としては電気絶縁性の熱硬
化性樹脂又は熱可塑性樹脂が用いられる。

熱可塑性樹脂としては塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、
ポリアセタール、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ
プロピレン、ブチラール樹脂、フッ素樹脂、変性ポリフ
ェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリサ
ルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミド、
ＥＰＤＭ等、またＳＢＲ，ネオプレン、ＮＢＲ，クロル
スルフォン化ゴム、クロロプレン等のエラストマーが例
示できる。また使用環境や保守点検のため、より高度の
耐久性が感湿素子に要求される場合には、耐熱性、耐ク
リープ性、耐候性、耐溶剤性、耐湿性等に優れた熱硬化
性樹脂が好ましく、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ジ
アリルフタレート樹脂。

不飽和ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、アミノアル
キッド樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂等が例示でき
る。ジアリルフタレート系樹脂の中では本出願人の中の
１名の出願（特開昭５９−８０４０９号）に係るテレフ
タル酸ジアリルエステル共重合体樹脂が耐熱性等の点で
好ましく用いられる。

導電性チタン酸アルカリと結合剤との配合比率は感湿素
子の要求性能、導電性チタン酸アルカリ及び結合剤の種
類により一般的に規定することは困難であるが、熱可塑
性樹脂を結合剤として使用する場合は、結合剤１００重
量部当り導電性チタン酸アルカリ３４０〜ｓｏｏ　重量
部、好ましくは４００〜５００重量部が実用的に望まし
い。結合剤として熱硬化性樹脂を用いる場合には結合剤
１００重量部当り導電性チタン酸アルカリ３４０〜６０
０重量部、好ましくは４００〜５００重量部が実用上望
ましい。導電性チタン酸アルカリの配合量が上記範囲よ
り小であれば、導電性が不足して感湿性の変化が２桁小
さくなるため、感湿剤としての性能上好ましくない。逆
に結合剤の配合量が上記範囲より小であれば結合力が不
足し、印刷適性も悪化し感湿剤自身の強度や印刷基材等
基板との接着強度も不足し、耐久性のない素子となるの
で好ましくない。

上記の結合剤はそれぞれ単独でも二種以上組合せてもよ
く、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂を組合わせてもよい。

なお本発明における結合剤は通常有機質の樹脂類が適し
ているが印刷適性、結合力、電気絶縁性適度の耐水性を
具えていれば無機質の結合剤でもよい。

感湿部を形成する導電性インキとしては上記導電性チタ
ン酸アルカリ及びその結合剤を主成分とし、これに各種
硬化剤及び各種添加剤等を含む溶剤型又は無溶剤型のペ
ースト状組成物が用いられる。溶剤を用いる場合の溶剤
の例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン等の脂肪族ケトン、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、クロルベンゼン類等の芳香族炭化水素。

塩化メチレン、クロロフォルム等のハロゲン化炭化水素
、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル及びその
酢酸エステル等の１種又は２種以上が挙げられる。必要
に応じて添加される各種添加剤として、例えばシランカ
ップリング剤の例としてはγ−メタクリロキシプロピル
１〜リメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ア
リルトリメトキシシラン等を例示することができる。ま
た顔料の例としてはカーボンブラック、鉄黒、カドミ、
　　イエロー、ベンジジンイエロー、カドミオレンジ。

ベンガラ、カドミレッド、コバルトブル−、アントラキ
ノン等が挙げられ、その他、シリカ粉末。

チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリ
ング剤、リン酸エステル系界面活性剤を粘度調整剤やレ
ベリング剤として添加することができる。

感湿素子の電極部あるいは必要に応じて設けられる加熱
用ヒーターには導電性物質として上記導電性チタン酸ア
ルカリに替えて又はこれと共に他の導電性物質、例えば
カーボン、グラファイト。

炭化タングステン、炭化チタン、窒化チタン、ホウ素化
ジルコン、ホウ化チタン、金、ニッケル。

パラジウム、白金、銅、アルミニウム、コバルト。

鉛、錫、銅−ニッケル合金、コバルト−ニッケル合金、
ニッケルーパラジウム合金、ニッケルメッキを施したカ
ーボン等の粉末状又は繊維状のものが使用できる。卑金
属は酸化されやすく、銀はマイグレーションを生じるの
で高湿度下では用いられない。他の結合剤としての樹脂
類、硬化剤、添加剤、インキ化する際の溶剤等に関して
は上記感湿部を形成する導電性インキと同様である。

このような導電性樹脂組成物の調製には、上記各成分を
例えば、攪拌槽、ボールミル、撮動ミル。

三本ロール等を用いて混練することにより均一に分散さ
せることができる。硬化剤は、混線開始時から添加して
も差支えないが、ゲル化を防止するために混線終了前に
添加するのが望ましい。

上記導電性インキを印刷して感湿部パターン及び電極部
パターンを形成させる印刷基材はセルロース、綿１石綿
等の天然繊維、セラミック、ガラス繊維のような無機繊
維、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、芳香
族アラミド、ポリエステル等のような合成繊維等よりな
る織布、不織布、多孔質の合成樹脂１紙、マット、孔あ
きフィルムシート等各種の多孔質の物質が挙げられる。

印刷適性を良くし、パターン精度を上げるためには印刷
基材表面の平滑性が重要であり、そのためにはこのよう
な多孔質物質に電気絶縁性の樹脂類を塗布又は含浸して
維持させればよい。また印刷基材の表面の平滑性を得る
ためには、特に繊維径０．８〜１１μ７ｉｌ？、１繊維
長さ１ｓＪＸ上、好ましくは３ａ以上、ざらに好ましく
は６／７１１１以上のフィラメントを用いて製造された
厚さ１０〜１５０μ而１坪但８〜５０ｇ／７Ｆｆの不織
布又は厚さ１０〜１５０　μｒｒｔの多数の微小な孔も
しくはスリットを有する孔あきフィルムを用いるのが有
利である。担持させる樹脂類としては上記熱硬化性樹脂
を単独で、又は２種以上組合わせて使用することができ
る（この様な樹脂を担持した基材を以下プリプレグとい
う）。

樹脂を担持させない多孔質の印刷基材を用いるときは、
感湿部、電極部を形成する各インキの保持力が強く、ま
た印刷膜厚も大きくとれるので、印刷基材を支持する電
気絶縁性の基板と一体成形することにより、感湿部の機
械的強度を上げ、パターンの歪みを無くして感湿部の感
度を向上させることができる。

この基板材料としては導電性インキの結合剤として用い
られるのと同じ樹脂類、必要に応じて硬他剤その他の成
分を含む樹脂組成物よりなる成形材料が用いられる。こ
の成形材料としてはプリプレグでもよく、充填剤、顔料
、内部離型剤、シランカップリング剤１重合禁止剤２重
合促進剤等を配合した樹脂組成物すなわちコンパウンド
でもよい。コンパウンドの場合、これを予め特定の形状
に賦形してもよく、これは感湿素子の成形に際し加熱、
又は加圧によって後成形可能なものである。

上記プリプレグの場合には担持させる樹脂組成物として
は、樹脂１００重量部、必要に応じて硬化剤ｏ、　ｏｉ
〜１０重量部、好ましくは０．１〜６重量部を含む無溶
剤型又は有機溶剤に溶解せしめた溶剤型とがあり、溶剤
量は通常、樹脂１００重量部に対して３００重量部以下
、好ましくは２００重量部以下でよい。プリプレグに担
持される樹脂組成物の量には特に制限はないが、溶剤を
除いた樹脂組成物の重量分率（以下樹脂含量という）が
０．２０〜０．９５゜好ましくは０．４〜０．９０の範
囲がよい。樹脂含量が上記範囲を超える場合は、一体成
形時に感湿部や電極部名パターンのずれやにじみ、大き
な成形収縮やそり等により精度のよい成形ができない場
合があり、上記範囲より小さい場合は導電性部分と絶縁
性部分とが接着不良を起こし、平滑な鏡面状が得られぬ
場合かある。

多孔質基材に樹脂組成物を担持させるには、基材の種類
、樹脂組成物の粘度等によって含浸法又はアプリケータ
ー、コンマコーター、バーコーター、グラビアコーター
、フローコーター、スプレーコーター等を用いる塗布法
を適用することができる。

電気絶縁性基板としてコンパウンドを用いる場合には、
樹脂１００重量部に対して必要に応じて硬化剤０．０１
〜１０重量部、好ましくは３０〜１００重量部、内部離
型剤０．０５〜５重量部、好ましくは０．１〜３重量部
、重合禁止剤０．０００５〜０．３重量部、好ましくは
０．００１〜０．１重量部、所望ならば重合促進剤。

顔料等を加えた組成物を溶剤に溶解して混合後、乾燥し
て粉砕するか、又は溶剤を加えることなく予めよく混合
後、ロール混練し冷却後粉砕したものを用いる。このよ
うなコンパウンドを更にシート状に成形して用いること
もできる。

本発明感湿素子において印刷基材と電気絶縁性基板とは
必ずしも別個の基材を組合せる必要はなく１枚又は２枚
以上のプリプレグ又は特定の形状に予め賦形し、感湿素
子の成形に際しては加熱や加圧によって後成形可能なコ
ンパウンドで兼ねることができる。

特にプリプレグや電気絶縁性の樹脂類を担持させない多
孔質の基材、あるいは該基材とプリプレグとを組合せて
補強層をも兼ねる感湿部としたときは、可撓性のある基
材を選ぶことによってフレキシブルな感湿素子を製造す
ることも可能である。

該素子がフレキシブルであると、折りたたんだり、筒状
に巻いたり、あるいは装置の形状に合わせて変形する等
して自由に組込むことができる利点がある。

一方コンパウンドを用いる場合には、金型によって平面
だけでなく曲面を含む所望の形状に成形することができ
る。コンパウンドを支持層とし、感湿部として最小限の
可撓性市る多孔質基材を組合わゼることも可能である。

第１図は本発明感湿素子を例示しく１）は印刷基材（３
）に印刷された感湿部パターン、（２）は同じ印刷基材
（３）に印刷された電極部パターン、（４）は印刷基材
（３）を支持する電気絶縁性基板である。

本発明感湿素子はまた発熱抵抗体としての機能を付与す
ることができる。

すなわち感湿部の導電性インキは導電性チタン酸アルカ
リと結合剤との配合比率を選択すれば、その体積抵抗率
は１０〜１０１０Ω・ｃｍの広い範囲で調節することが
でき、かつ相対湿度２０〜８０％以上の広い範囲にわた
って体積抵抗率が一様に変化するので、適切な抵抗値と
なるように設計しておけば、電流を流せば発熱体として
作動しうる。すなわち感湿素子の電極部に適当な電圧を
かけておけば、所定の湿度おるいは湿度変化を検知した
とき感湿部はその時点での抵抗値に応じて電流が流れ発
熱体となる。このように本発明感湿素子は大きな面積の
面状発熱体となしうるので、建築物の壁材、電気・電子
機器類における結露防止や湿度制御に利用することがで
きる。発熱により感湿部が乾燥すると抵抗値が増大して
流れる電流は減少し、発熱体としての機能は停止する。

それ故、本発明感湿素子はそれ自身調節機能を有する面
状発熱体として利用することができる。

またこのように感湿素子を面状発熱体として利用する場
合、感湿部を加熱するために設計された抵抗値を有する
加熱用ヒーターを付設して感湿部の水分除去に役立たせ
ることもできる。

第２図、第３図は加熱用ヒーターを付設した場合の感湿
素子を例示し、第２図においては、電極部と同じく導電
性粒子を配合した導電性インキを印刷基材に印刷するこ
とにより加熱用ヒーター（５）が形成されており、第３
図においては電気絶縁性樹脂あるいはプリプレグ等によ
って構成された絶縁層（７）と基板（４）との間に、導
電性インキを担持させたプリプレグよりなる加熱用ヒー
ター（５）が設けられている。

本発明感湿素子を製造するには印刷基材（３）を選択し
、これに導電性インキを用いて電極部パターン（２）を
印刷して指触感燥する。必要ならば加熱乾燥してもよい
。次いで電極部パターン（２）と重なるように感湿成分
を含む導電性インキを印刷して指触感燥させ、感湿部パ
ターン（１）を形成させる。第２図のような加熱用ヒー
ター（５）を設ける場合には所望の発熱量が得られるよ
うに導電性インキの抵抗値を決定して印刷し指触乾燥す
る。

電極部パターン（２）や加熱用ヒーター（５）の端子部
（６）には、外部取出しのための結線時の接触抵抗を低
減させるため別の導電性インキを重ねて印刷してもよい
。またはんだ付を目的とするときは端子部（６）にメッ
キあるいは端子部の形状に応じた形の金属シート、繊維
、網、不織布等、又はメッキを施したガラスや高分子繊
維の織布、不織布等を未乾燥の導電性インキ又は別の接
着性を有する導電性インキを利用して貼着してもよい。

感湿部パターンの印刷に際しては、導電性インキの湿度
による抵抗値の変化が電極部パターンに効率よく伝達さ
れるように電極の端子部分を除いて両パターンが十分に
重なればよく印刷の順序はどちらが先であってもよい。

電極部パターンは通常用いられる１対の櫛型パターンを
向い合わせた各図面に示すようなダブル櫛型で十分であ
り、感湿部に使用する導電性インキの抵抗値およびその
湿度、温度等環境に対する依存性と回路設計に応じて、
櫛型の歯の幅、数及びピッチを決定する。

しかしながら、本発明感湿素子の電極パターンは以上の
ような形状に制限されるものではない。

印刷の方法は特に制限されないが、スクリーン印刷が有
利である。

導電性インキは、印刷基材（３）として電気絶縁性樹脂
を担持させない多孔質基材を用いこれを支持する基板（
４）とを設けるときは該基板の材料と密着性のよいもの
を、または印刷基材（３）としてプリプレグやコンパウ
ンドを使用するときはこれと密着性のよいものを選択す
る。例えば印刷用基材（３）がフェノール系樹脂やポリ
エステル樹脂の場合は、これらの樹脂やゴム系の導電性
インキを、印刷用基材（３）がエポキシ樹脂の場合は、
上記の他ジアリルフタレート系やジアリルエステル共重
合体樹脂からなるビヒクルを用いた導電性インキが使用
できる。また基材がジアリルフタレート系樹脂やジアリ
ルエステル共重合体樹脂、またはこれらの樹脂を上記の
ような他の樹脂で変性したものである場合は、基材と同
系統の樹脂やエポキシ樹脂をビヒクルとする導電性イン
キが使用できる。感湿部パターン（１）は導電性インキ
の結合剤が熱硬化性樹脂よりなる場合は、流動性と硬化
度とを調節する目的で、例えば炉中で加熱、プレス加熱
等の方法により予め硬化を進めておく工程、すなわち結
合剤が成形時に反応性と流動性を失わない範囲でプレキ
ュアする工程を経るのが有利である。このようなプレキ
ュアによって、設計された感湿部パターン（１）がずれ
、歪み、にじみ、ひきつれ等によって変形するのを防ぐ
効果がある。プレキュアはプリプレグを印刷基材とする
場合は印刷前に施しておいてもよい。プレキュアの条件
は結合剤に含まれる樹脂によって異るが、例えばジアリ
ルフタレート系樹脂においては、指触乾燥後８０〜１８
０　’Ｃ，０，１〜３０分の範囲が好ましい。

第３図のごとく加熱用ヒーター（５）を別に設ける場合
は、前記のごとく適当な抵抗値を有する導電性インキを
担持させたプリプレグを調製して絶縁層（６）を介して
加熱層とする。

上記の感湿部パターン（１）は導電性インキの結合剤が
熱硬化性樹脂よりなる場合は、流動性と硬化度を調節す
る目的で、例えば炉中で加熱、プレス加熱等の方法によ
り予め硬化を進めておく工程、すなわち結合剤が成形時
に反応性と流動性を失わない範囲でプレキュアするのが
有効である。

プレキュアによって、設計された感湿部パターン（１）
が、ずれ、歪、にじみ、ひきつれ等によって変形する恐
れを防ぐのに効果がある。プレキュアはプリプレグを印
刷基材（３）とする場合は印計すに先立って施しておい
てもよい。

次いで端子部分（６）に必要な処理を施した後、そのま
ま血圧成形することにより、湿度変化の大きいものの測
定において熱容量を小さくするセンサーとして本発明の
感湿素子が得られ、特にフレキシブルな素子を得るのに
適している。リジッドな素子を得るためには、所望の枚
数のプリプレグやコンパウドを電気絶縁性基板（４）と
して積層し、直圧成形すればよい。

電気絶縁性基板（４）を設ける場合は、印刷基材（３）
の全面を支持するように積層成形してもよいし、又は第
４図に示すごとく基板（４）の一部、例えば端子部分（
６）を含む部分のみや感湿部パターン（１）の周囲のみ
を支持するように、基板（４）の所定部分を欠落させて
もよい。これはプリプレグや所定の形状に賦形されたコ
ンパウンドに加工して孔をあけたり、切り欠いたりする
か、コンパウンドを基板（４）の材料として金型を用い
て一体成形することにより製造される。

この場合の効果は感湿素子全体の強度や耐久性を保持し
ながら、感湿部が基板の絶縁性から受ける影響を少くし
、感度、再現性、応答速度を高めることにある。

感湿部や基板の上に感湿素子の動作回路や接続回路、温
度補償回路等を導電性インキにより印刷しておくことも
可能である。このような場合、端子の結線や回路部への
部品類の接続には、導電性接着剤を用いたり、はんだ付
を行うことができる。

はんだ付を行う場合は高度の耐熱性が要求されるので、
導電性インキの結合剤、印刷基材、電気絶縁性基板に使
用する樹脂類には耐熱性の良好な熱硬化性樹脂、例えば
ジアリルエステル共重合体樹脂等が有利に用いられる。

また動作回路、接続回路等を有する感湿部、基板を組込
むに際して、印刷基材として樹脂類を担持しない多孔質
材を使用したときは、多孔質である点を利用して導電性
インキを印刷面と反対側まで貫通させることができる。

したがって手数のかかるスルホール加工を行うことなく
、一体成形と同時に、例えば感湿部と基板との間の感湿
素子の厚さ方向に電気的接続が可能となる利点がおりこ
れは本発明感湿素子の特徴の１つである。また動作回路
や接続回路、加熱用ヒータ一部分を被覆するように適当
な絶縁性の保護層を印刷、塗布、積層して形成させても
よい。

一体成形の条件は導電性インキ、印刷基材及び電気絶縁
性基板の材料に使用する樹脂及び樹脂組成物によって異
り、一般的に規定することはできないが、本発明におい
ては熱可塑性樹脂おるいは熱硬化性樹脂のいずれでも当
該技術分野において周知の直圧成形に関する条件をその
まま適用できる。

例えばジアリルフタレート系樹脂やジアリルエステル共
重合体樹脂及び樹脂混合物を使用する場合、成形加熱温
度は約１２０〜約１９０℃、加圧条件は約５Ｋｇ／Ｃｒ
ＩＩ〜約１０００Ｋｆｆ／　ｃｒＡを例示することがで
きる。成形後、更に１００〜２００℃で０．１〜４時間
エージングすることにより、例えば電気絶縁性基材の裏
面に更に裏当て材等を積層する場合は、これらと基材と
の接着性を向上せしめることができ、更には導電性イン
キ中の導電性物質の粒子と樹脂とが相互に平衡位置に移
動して最小の抵抗値を示して落ち着くようになるための
温度特性を向上ざせることかできる。

本発明感湿素子は導電性インキを別の離型基材に印刷し
これを転写する方法によっても製造することができる。

すなわち第５図に示すように感湿部パターン（１）及び
電極部パターン（２）、必要ならば加熱用ヒーターを印
刷した印刷離型基材（８）を用意し、第６図に示すよう
に該基材の印刷面が電気絶縁性基板となるべきプリプレ
グ（４Ａ）及び特定の形状に予め賦形したコンパウンド
（４Ｂ）と重なるように積層し、基板面に転写と同時に
一体成形を行って感湿素子を作成する。用いられる離型
用基材（８）は感湿部パターン、電極部パターンに使用
される導電性インキ及び基板に用いられる樹脂に応じて
適宜選択すればよい。

例えばポリエチレンやポリビニルアルコール、ポリエチ
レンテレフタレートのフィルム、シート。

或いはこれらの表面を高融点のワックス類、高級樹脂醸
及びその塩やエステル類、シリコン油、ポリビニルアル
コール、低分子量ポリエチレン、植物性たんばく質の誘
導体等で処理したものでもよい。離型用基材（８）の厚
みは、印刷パターンの寸法精度や作業性をよくするため
、通常２５〜１００μｍのものが望ましい。基板（４Ａ
）（４Ｂ）は第６図の場合と積層順位を逆にしてもよい
。離型用基材への印刷は通常スクリーン印刷が好ましく
、成形に際しての加熱温度、加圧条件、成形後の熱処理
、加圧処理等は前記と同様にして行うことができる。

以下本発明感湿素子の実験例及び実施例を示す。

なお組成を示す部はいずれも重量単位である。

実験例く感湿性組成物の調製〉導電性チタン酸アルカリを感湿成分とした組成物を調製
し下記の実験を行った。

ジアリルエステル共重合体樹脂を酢酸カルピトールに溶
解して磁製ポットに入れ、攪拌しながら他の成分を加え
た。スチールボールを入れて、毎分４０回転で２４０時
間分散させ組成物１および２を得た。

組成物１と２とを下記の比率で混合して、テイスモ８に
−１００の固形分中の含有量が異る組成物３〜７を得た
。

単位は重量％である。

得られた組成物１〜７をそれぞれ内径５Ｎｎ、外径８＃
の馬蹄形パターンになるようにセラミック板上にスクリ
ーン印刷し、風乾後チッ素気流下１７０°Ｃで１時間硬
化させた。各組成物の抵抗値を温度２５℃、湿度５５％
で測定し、抵抗値をテイスモＢＫ−１００含有量に対し
てプロットしたものを第８図に示す。

導電性チタン酸カリウムの含有量が変化しても抵抗値変
化が１桁以内におさまっていることがわかる。

実施例１感湿部に用いる導電性インキ（Ａ＞は上記実験例の組成
物１を用いた。

〈電極部導電性インキの調製〉下記の配合の電極部用インキを調製した。

ジアリルエステル共重合体樹脂　　　　１００部アセチ
レンブラッグ１　　　　　　　　　５〃ケツチエンブラ
ツ／）＊２　　　　　　　　１５〃鱗状グラフアイ−３
４０！／人造グラファイト’　　　　　　　　　　　４ｒＪｒｔ
過酸化ジクミル　　　　　　　　　　　　２ｒ／アルミ
ニウム系カツプリング剤（ＡＬ−Ｍ）　　　　　　　　　　　　　　　２１１ア
ーマイドＯＦ＊５　　　　　　　　　　　　２＃酢酸カ
ルピトール　　　　　　　　　　　１５０　＃上記配合
物中＊１：電化アセチレンブラックＡＢ（電気化学工業社製） −２：　ＥＣＤＪ６００　　　　（アクゾヘミイ社製）
＊３：　ＮＣ−１（日本ルツボ社製）＊４：ＥＳ１５　　　　　　（ロンザ社製）＊５；商品
名　アミド系インキ用添加剤（ライオン油脂社製）ジアリルエステル共重合体樹脂を酢該カルピトールに溶
解し、これに他の成分を加えて予めよく混合し、これを
３本ロールに４回通して導電性インキ（Ｂ）とした。こ
のインキの面積抵抗は２０Ω／口（被膜厚さ２７μｍ）
であった。

く電気絶縁性基板材料の調製〉ジアリルエステル共重合体樹脂を用いて下記のコンパウ
ンドを調製した。

ジアリルエステル共重合体樹脂　　１００部過酸化ジク
ミル　　　　　　　　　１．５〃過安息香酸第三ブチル
　　　　　　０．５〃ガラス短繊維＊６１００〃炭酸カルシウム　　　　　　　°　　２０〃カルシウム
メタシリケート５！ｌデカブロモジフェニルオキサイド（難燃剤）１０〃酸化アンチモン（難燃剤）　　　　　　５〃シランカツ
プリング剤＊７　　　’　　　０．５　〃ステアリン酸
カルシウム　　　　　　２　ｎハイドロキノン　　　　
　　　　　０．０１７／上記配合物中＊６：　Ｃ３Ｏ３ＨＢ　８３０Ａ　＜旭ガラスファイバ
ー社製）！ｇ７；シランカップリング剤Ａ−１７４　（日本ユニ
カー社製）この配合物を予めよく混合後、前ロール９０〜１００’
Ｃ，、後ロール６０〜８０°Ｃで、５分間ロール混練し
、ロールからシート状に取り出して放冷後、粗く砕いた
ものをフェザ−ミルで粉砕した。

く感湿部の調製〉第７図に示すダブル櫛型パターンにおいて、わ歯（９）
の幅を０．２＃、櫛歯の間隔Ｃを０．３履。

互いに隣り合っているＢ＠の長ざａを２５ｍ、櫛歯の数
を５０本、端子部（６）のｄを３ｓ、ｅを５ｍとしたパ
ターンにより電極部パターンを、縦２７ｍ。

横２３＃の長方形のパターンにより感湿部パターンを、
それぞれ＃２００　、総厚１２０μｍのポリエステルス
クリーンを作成し、これを用いてポリエステル不織布上
に上記で調製した導電性インキで各パターンを印刷した
。すなわちポリエステル不織布＜ｍ維径３μｍ、繊維長
さ１２〜２５＃）を印刷基材とし、電極部パターンを上
記導電性インキ（Ｂ）で印刷し、指触乾燥後、感湿部パ
ターンを導電性インキ（Ａ）で印刷し空温で乾燥後１０
０℃で１０分間乾燥させた。

く一体成形〉直径１００　Ｍの円板成形用金型に上記で調製したコン
パウンド３０ｇを計量してほぼ均等になるように入れ、
一度加圧してほぼ成形品の形に賦形後、一度型開きし、
上記のパターンを形成させた印刷基材をその非印刷面が
金型内コンパウンドと接するように載置し、温度１７０
’Ｃ，圧力１００　ＫＦＩ／ｃｔｒｔで１０分間成形し
た。得られた成形品は第１図に示す断面を有する感湿素
子である。

この感湿素子は電極部、感湿部は共に絶縁基板上に一体
成形され、電極部と感湿部は不織布によって補強されて
いるので、苛酷な使用に耐えることができる。また感湿
部は薄い被膜で親水性となっており、他の絶縁部分は親
油性なので、十分に湿度変化に応じることができる。第
９図に温度２５°Ｃにおけるこの感湿素子の相対湿度と
電極間の抵抗値の関係を示す。これにより湿度の広い範
囲にわたって抵抗値が大きく、しかも一様に変化し、す
ぐれた感湿素子であることが判る。

実施例２くプリプレグの作製〉下記の配合の含浸液を調製した。

Ａ液エポキシ樹脂■“８　　　　　　　　２５部〃　　　■
“９　　　　　　　　２５〃ポリエステル樹脂＊１０　
　　　　　　２５！Ｉジアリル工ステル共重合体樹脂　
　　２２ｒＩジアリルテレフタレート　　　　　　　３
ｕ過酸化ジクミル　　　　　　　　　１．２　Ｎ過酸化
ベンゾイル　　　　　　　　０．６ｔ／メチルエチルケ
トン　　　　　　　１１５　ＩＩＢ液ジシアンジアミド　　　　　　　　１．３部ベンジルジ
メチルアミン　　　　　０．１／／ジメチルホルムアミ
ド　　　　　　　１０〃上記配合中＊８．エボトートＹＤ−０１１（商品名　東部化成品社
製）＊９：エボトートＹＤＢ−４００（商品名　東部化成社
製量）＊１０、ユピカ８５２４　　　（商品名　日本ユピカ社
製）プリプレブト・・使用前にＡ液とＢ液を混合して含
浸液とし、芳香族ポリアミド不織布（繊維径５μｍ、繊
維長さ２５〜３１．　）に含浸させ、風乾後９５°Ｃで
１０分間乾燥してプリプレグ１としこれを印刷基材とし
た。

プリプレグ２・・・上記含浸液を坪量２００ｇ／ｍのガ
ラス織布に含浸させ、同様に乾燥して樹脂量１５０９／
尻のプリプレグ２としこれを電気絶縁性基板材料とした
。

〈感湿部の調製〉実施例１の導電性インキ（Ａ＞及び導電性インキ（Ｂ）
を調製し、プリプレグ１に実施例１と同様にして感湿部
及び電極部の各パターンを印刷した。

く一体成形〉上記プリプレグ２を６枚積層した上にプリプレグ１の非
印刷面が接するように載置し、温度１６０’Ｃ，圧力３
０Ｋｆｌ／ｒ：ｒＡで６０分間成形して感湿素子を得た
。この場合は印刷基材、及び電気絶縁性基板はいずれも
プリプレグを用いることにより大きな平面状の制御板に
することができ、また筒状にして筒内の空気の湿度を制
御できる。またプリプレグ時に複雑な形状とすることが
できる。この感湿素子の性能は実施例１と略同様である
。

実施例３く感温部導電性インキの調製〉感湿部に使用される下記配合の導電性インキ（Ａ＞を調
製した。

キシレン樹脂変性フェノール樹脂　１００部導電性チタ
ン酸カリウム　　　　　３００Ｉ／（テイスモＢＫ１０
０＞ヘキサメチレンテトラミン　　　　　８〃アーマイドＯ
Ｆ　　　　　　　　　　　　２１／アルミニウム系カツ
プリング剤　　　２〃（ＡＬ−Ｍ）酢酸カルピトール　　　　　　　　１０００／／上記配
合中キシレン樹脂変性フェノール樹脂はフェノール６０
０部、二カノールＨ（商品名　三菱ガス化学社製）２０
０部、桐油１２０部、パラトルエンスルホン酸１部を１
２０’Ｃで１時間反応させた後、３７％ホルマリン５０
０部、ヘキサメチレンテトラミン６部を加え１００℃で
２時間レゾール化したものである。実施例１と同様にし
て導電性インキ（Ａ＞を調製した。

く電極部導電性インキの調製〉実施例１と同様にして下記配合の電極用導電性インキ（
Ｂ）を調製した。

キシレン樹脂変性フェノール樹脂　１００部アセチレン
ブラックＡＢ　　　　　　　１ｏｎケツチエンブラツク
ＥＣＤＪ　６００　　１０＃隣状グラフアイト　　　　
　　　　　２０１１人造グラファイト＊１１１０ｒ／微粉シリカ＊１２２０〃マイカ＊１３　　　　　　　　　　　　　　３０１１ア
ルミニウム系カツプリング剤　　　　２　ＩＩ（ＡＬ−
Ｍ）アーマイドＯＦ　　　　　　　　　　　　　２　／１プ
レンアクトＴＴＳ１ｒｌヘキサメチレンテトラミン　　　　　　ｌ　ｒｔ酢酸カ
ルピトール　　　　　　　　　　１００／／上記配合に
おいて＊１１：）（３２，５（ロンザ社製）＊１２アエロジルＲ９７２（商品名　日本アエロジル社
￥Ａ）＊１３ニスシライト３２５−３　（商品名　クラレ社製
）得られた導電性インキ（Ｂ）の面積抵抗は５００Ω／
口（被膜厚２５μｍ）でめった。

くプリプレグの作製〉下記の配合の含浸液を調製した。

エポキシ樹脂（エポトートＹＤ−０１１＞　　５０部〃
　樹脂（エボトートＹＤＢ−４００＞　５０〃ジシアン
アミド　　　　　　　　　　　　３　ＩＩベンジルジメ
チルアミン　　　　　　　０．３〃ジメチルホルムアミ
ド　　　　　　　　２２．５＃メチルエチルケトン　　
　　　　　　　１００＃上記含浸液を実施例２で用いた
のと同じ芳香族系ボリアミド不織布に含浸させ、同様に
乾燥して樹脂１５０’；ｉ／ｒｄのプリプレグ３を得た
。

く印刷離型基材の作製〉厚さ１００μｍの鏡面状５ＵＳ３０４製シートに、フッ
素系離型剤（商品名ダイフリーＡ３４１　、ダイキン工
業社製）を噴霧してあき、これに実施例１と同じ感湿部
パターンを同様にしてスクリーン印刷した。すなわち上
記で得た導電性インキ（Ａ＞で感湿部パターンを、導電
性インキ（Ｂ）で電極部のダブル榔型パターンを、この
順序で第１図の位置になるよう印刷し、第５図に示した
断面を有する印刷離型基材を作製した。

〈一体成形〉直径１００＃の円板成形用金型に、フェノール樹脂成形
材料（ＰＭ−９８００，住友ベークライト社製）３０９
を計量して直径９０ｍのタブレットとしたものを置き、
その上に上記プリプレグ３を１枚載せ、上記で作製した
印刷離型基材の印刷面が接するように載置して、温度１
７０’Ｃ，圧力２００に’ｊ／ｌｒｉで１０分間熱圧成
形し、離型基材を除去して、第６図に示した断面を有す
る感湿素子を得た。

この感湿素子の性能は実施例１と略同様である。

（発明の効果）本発明感湿素子は導電性チタン酸アルカリを感湿成分と
して使用することにより、上記実験例。

実施例に示すようにその感湿成分の含有但が変化しても
抵抗値変化が非常に少ないので一定した品質の感湿素子
を容易に製造することができる。一方広い湿度範囲にお
いて抵抗値が大ぎく、しかも一様に変化するので湿度変
化に鋭敏でしかも確実な特性を有する。また従来のセラ
ミック系等の焼結体を使用した感湿素子に比較し高温焼
結、電極の焼付は等の複雑な手間を要せず、基材への印
刷により容易に製造できる利点がおる。

本発明感湿素子の用途例を示すと、湿度センサーとして
湿度の計測及び制御を行い、一般及び健康、医療関係と
産業プロセスにおける環境管理。

気象観測、恒温恒湿試験等の測定機器、家電製品及び産
業機器の空調管理、水分管理、自動車、土木建築等の分
野における結露防止等広範囲に用いられる。特に結合剤
や電気絶縁性の基板材料としてジアリルフタレート樹脂
あるいはジアリルニスデル共重合体樹脂を用いれば、耐
熱性、耐水耐湿性、耐薬品性、耐候性１寸法安定性に優
れ、機械特性、電気特性すなわち電気絶縁性、誘電特性
等を高温高湿下でも長時間保持でき、また完全に濡れて
も乾燥すれば容易に回復するという特性を有するので厳
しい条件下での使用に耐え得るすぐれた感湿素子を得る
ことができる。例えば家電製品分野では電子レンジ内の
食物の過熱防止と調理制御用センサー、ＶＴＲの結露防
止用の同時制御センサー、工業分野では乾燥プロセスの
排気湿度の計測と乾燥条件のフィードバック、窯業原料
、粉体塗料等粉体の調湿、電子工業ではＩＣ，ＬＳＩ。

磁気ヘッド等精密部品製造やこれらの部品を収納する電
子は器ケース内の精密空調等開封や保守点検が困難な場
所の信頼性の高いセンサー、農芸分野では温至、ハウス
、飼育至等の空調、結露防止用、土中水分の計測により
、例えば散水のタイミングの調整、窓の開閉の自動制御
、土木分野の応用では土砂崩れへの警報発信のような一
連のシステムの重要な構成要素の１つとなることができ
るまたこの感湿素子を面状発熱体として利用する場合は
、導電性インキによる印刷で広い面積のものも容易に製
造できるので、特に結露の検出及びその防止に有効であ
り、乾燥設備、建材、自動車のデフォツガ、田畑の防霜
等に応用される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明感湿素子の種々の態様を示す平
面図及び断面図であり、第１図（イ）は平面図、（ロ）
は（イ）のＡ−Ａ’線断面図、第２図（イ）は平面図、
（ロ）は（イ）のＢ−８’線断面図、第３〜第６図はそ
れぞれ他の例の断面図である。　第７図は本発明感湿素
子の電極部パターン例の説明図、第８図は実験例におけ
る素子を一定湿度に保った場合の導電性チタン酸カリウ
ム含但と抵抗値との関係を示すグラフ、第９図は実施例
１における素子の相対湿度と抵抗値との関係を示すグラ
フである。（１）・・・感湿部パターン、（２）・・・電極部パタ
ーン、（３）・・・印刷基材、（４）・・・電気絶縁性
基板。。　　（４Ａ）・・・電気絶縁性基板（プリプレグ）。（４Ｂ）・・・同（コンパウンド＞、（５）・・・加熱
用ヒーター、（６）・・・端子部、（８）−離型用基材
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電極部及び感湿部が基材に導電性インキを印刷も
しくは転写印刷して形成され、感湿部に使用される導電
性インキが導電性チタン酸アルカリとその結合剤を含む
組成物であることを特徴とする感湿素子。
（２）結合剤が熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂で
ある特許請求の範囲第１項記載の感湿素子。
（３）結合剤１００重量部に対し導電性チタン酸アルカ
リ３４０〜６００重量部である特許請求の範囲第１項も
しくは第２項記載の感湿素子。
（４）電極部に外部より必要な電流を付加することによ
り発熱抵抗体として作動することを特徴とする特許請求
の範囲第１項〜第３項いずれかに記載の感湿素子。