JPS6318841B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、初期感湿特性の時間的劣化が著しく
小さく、長期に亘り高い信頼性を保持する感湿素
子に関する。 各種雰囲気の湿度測定には、感湿素子が広く用
いられている。この感湿素子は、一般的に、例え
ば、MgCr₂O₄−TiO₂系、SnO₂−TiO₂系、TiO₂
−V₂O₅系のような金属酸化物の焼結体で周辺雰
囲気の湿度変化に対応して自らの電気抵抗値を変
化する多孔構造の感湿素体と、該感湿素体の表面
に一体的に添着されて、該感湿素体の電気抵抗値
変化を検出するための電極とから構成されてい
る。更に、必要に応じては、この表面は、低融点
ガラス又はエポキシ樹脂のような高分子樹脂の薄
膜で被覆される。 感湿素体表面への電極の一体的添着は、一般に
次のような方法で行なわれる。すなわち、感湿素
体の表面に、金、白金、銀、銅、アルミニウム、
酸化ルテニウム、酸化インジウム、酸化スズなど
の粉末の１種又は２種以上を導電用成分とし、酸
化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ボロンなどか
ら成るガラスフリツトを粘結用成分とする電極材
ペーストを塗布した後、全体をガラス化温度に加
熱してガラスフリツトを熔融し、焼付け電極を形
成するものである。 しかしながら、このような感湿素子において
は、当初の感湿特性（初期感湿特性）が時間の
経緯とともに変化して湿度検出能が低下する、
電極形成時（ペースト焼付け時）に、熔融して粘
度低下したガラスフリツト成分が多孔構造の感湿
素体の内部にまで浸透することにより、該感湿素
体の感湿特性自体が変化する、とりわけ、初期感
湿特性の感度が低下する（湿度変化に対する感湿
素体の電気抵抗値の変化が鈍化する）、更には、
反復使用における加熱クリーニング時に、感湿特
性にヒステリシスが生ずるなどの不都合な問題が
あり、長期に亘り高い信頼性に裏づけられた使用
ははなはだ困難であつた。 本発明者らは、上記のような問題を解決するた
めに鋭意研究を重ねた結果、電極材ペーストに酸
化ジルコニウムを所定量配合せしめて焼付け電極
を形成すると、得られた感湿素子の初期感湿特性
の時間的劣化は著しく小さくなるとともに、初期
感湿特性の感度も低下せずまたヒステリシスも減
少するという事実を見出し、本発明を完成するに
到つた。 本発明は、長期に亘り高い信頼性を保持する感
湿素子の提供を目的とし、その構成は、感湿素体
と該感湿素体の表面に一体的に添着された電極と
から成る感湿素子において、該電極が、ガラスフ
リツト成分を含有する電極材ペーストに酸化ジル
コニウムを配合したものを焼き付けて成る焼付け
電極であることを特徴とするものである。 本発明の感湿素子において、その表面には、従
来から用いられている電極材ペーストに酸化ジル
コニウムを含有せしめたペーストを、常法のよう
に塗布・加熱することによつて、一体的に添着さ
れた焼付け電極が形成される。 本発明にかかる電極材ペーストは、従来のペー
ストに酸化ジルコニウムの微粉末を添加すること
によつて容易に得られる。通常は、2.0μ以下の酸
化ジルコニウム微粉末が添加される。 該酸化ジルコニウムは、得られた焼付け電極に
おいてその耐水性の向上に寄与するとともに、ペ
ースト中のガラスフリツト成分のガラス化温度を
上昇せしめることにより、該ガラスフリツト成分
の感湿素体内への浸透を抑制する作用を有するも
のと考えられる。 電極材ペーストには酸化ジルコニウムが、該ペ
ーストを構成するガラスフリツト成分に対し５〜
30重量％含有せしめられることが好ましく、５重
量％未満の場合には、その効果が顕著にあらわれ
ず、また30重量％を超えると、電極が感湿素体の
表面に強固に焼付けられず剥離し易すくなる。 また、電極材ペーストの焼付け温度も感湿特性
に影響を与えるが、比較的低温で焼付けた方がそ
の効果は大きい。しかしながら、低温焼付けの場
合、焼付け後の電極と感湿素体相互間の密着力が
減少する。通常、本発明にかかる電極材ペースト
の焼付けにおいては、その温度が700〜800℃の範
囲にあることが好ましい。 以下に、本発明の実施例に基づいて説明する。 実施例 酸化亜鉛、酸化チタン、酸化クロムの粉末を、
それぞれモル比で50％、40％、10％秤量し、これ
らを湿式ポツトミルで充分に混合した。ついで、
この混合粉末を120℃で充分に乾燥した後、空気
中で1150℃、２時間加熱処理して焼結体とした。
得られた焼結体の両面を2000番カーボランダム研
摩材で研摩して直径10mm厚み0.5mmの円板状感湿
素体を作製した。 つぎに、酸化ルテニウム76重量％、ガラスフリ
ツト成分24重量％である電極材ペースト（ペース
ト4501、デユポン(株)製）に、粒径1.0μ以下の酸化
ジルコニウム微粉末を、ガラスフリツト成分に対
し１重量％、５重量％、20重量％、30重量％、40
重量％量それぞれ配合し、これを充分混練した
後、粘度調整のためテレピネオールを適量添加し
て５種類のペーストを調製した。 得られたペーストをそれぞれ上記の感湿素体の
表面に常法により塗布した後、各ペーストにつき
700℃、750℃、800℃、850℃、900℃のそれぞれ
の温度で焼付けて焼付け電極を形成した。 これらの感湿素子につき、25℃における初期感
湿特性を測定した。その１例として、酸化ジルコ
ニウム20重量％含有せしめたペーストを750℃で
焼付けた焼付け電極を添着する感湿素子の初期感
湿特性を第１図に示した。また、比較のために、
酸化ジルコニウムを含まないペーストをそのまま
750℃で焼付けた焼付け電極を添着する感湿素子
（比較例）の同様の雰囲気下における初期感湿特
性を第２図に示した。第１図、第２図から明らか
なように、本発明の感湿素子はその初期感湿特性
の感度にすぐれることが判明した。 また、得られた感湿素子を一旦相対湿度90％
（40℃）の雰囲気中に1000時間放置した後取り出
し、これらの25℃における感湿特性を求めた。得
られたこの感湿特性において、相対湿度60％のと
きの電気抵抗値を読み、ついで該電気抵抗値に相
当する相対湿度を既に求めてある25℃における初
期感湿特性から読んだ。いずれの感湿素子につい
ても、その読み値は60％より大きかつた。このこ
とは、感湿素子が時間的劣化したことを表わして
いる。 作製した感湿素子全てについて、この読み値と
60％との差を算出し、それらを各感湿素子に対応
させて表に示した。なお、比較例の感湿素子につ
いても同様にしてその時間的劣化を測定し、その
結果も併記した。

【表】 表の結果から明らかなように、本発明の感湿素
子は初期感湿特性の時間的劣化が極めて小さい。
また、第１図、第２図の比較から明らかなよう
に、その初期感湿特性の感度は鋭敏である。した
がつて、本発明の感湿素子は長期に亘り高い信頼
性を保持し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の感湿素子の１例（電極材ペ
ーストに、そのガラスフリツト成分に対し20重量
％の酸化ジルコニウムを含有せしめたものを、
750℃で焼付けた電極を添着）の25℃における初
期感湿特性、第２図は、比較例の感湿素子（酸化
ジルコニウムを含有しない電極材ペーストを750
℃で焼付けた電極を添着）の25℃における初期感
湿特性である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 感湿素体と該感湿素体の表面に一体的に添着
   された電極とから成る感湿素子において、該電極
   が、ガラスフリツト成分を含有する電極材ペース
   トに酸化ジルコニウムを配合したものを焼き付け
   て成る焼付け電極であることを特徴とする感湿素
   子。 ２ 該酸化ジルコニウムが、該電極材ペースト中
   のガラスフリツト成分に対し５〜30重量％含有さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の感湿素子。