JPH0770372B2 - 感湿素子材料 - Google Patents
感湿素子材料Info
- Publication number
- JPH0770372B2 JPH0770372B2 JP63164994A JP16499488A JPH0770372B2 JP H0770372 B2 JPH0770372 B2 JP H0770372B2 JP 63164994 A JP63164994 A JP 63164994A JP 16499488 A JP16499488 A JP 16499488A JP H0770372 B2 JPH0770372 B2 JP H0770372B2
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- JP
- Japan
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- sensitive element
- humidity
- moisture
- element material
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- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、チタン酸カリウム−ガラス複合体の感湿素子
材料に関し、詳しくは、静電容量の変化により相対湿度
の変動を鋭敏に検知することができるチタン酸カリウム
−ガラス複合体の非加熱型の感湿素子材料に関する。
材料に関し、詳しくは、静電容量の変化により相対湿度
の変動を鋭敏に検知することができるチタン酸カリウム
−ガラス複合体の非加熱型の感湿素子材料に関する。
本発明のチタン酸カリウム−ガラス複合体の感湿素子材
料は、相対湿度の変動を鋭敏に検知することができる感
湿素子の作製に利用することができ、また本発明のチタ
ン酸カリウム−ガラス複合体の感湿素子材料で作製され
た感湿素子は、空気中の湿度のコントロールにおけるセ
ンサーとして利用することができ、さらに一般の湿度セ
ンサーと同様に利用することができる。
料は、相対湿度の変動を鋭敏に検知することができる感
湿素子の作製に利用することができ、また本発明のチタ
ン酸カリウム−ガラス複合体の感湿素子材料で作製され
た感湿素子は、空気中の湿度のコントロールにおけるセ
ンサーとして利用することができ、さらに一般の湿度セ
ンサーと同様に利用することができる。
脱脂した毛髪が空気中の湿度の変動に応じて伸縮する特
性を利用した自記湿度計は、毛髪湿度計として、古くか
ら知られているが（岩波理化学辞典第３版第1345頁「毛
髪湿度計」）、近年になって、化学、薬品、製紙あるい
は食品などの工業、土壌や温室栽培などの農業、滅菌や
培養などの医学、または冷暖房の普及に伴なう空調制御
などの分野では、空気中の湿度を高い精度において測定
し、それによって湿度を制御することが要望されてい
る。
性を利用した自記湿度計は、毛髪湿度計として、古くか
ら知られているが（岩波理化学辞典第３版第1345頁「毛
髪湿度計」）、近年になって、化学、薬品、製紙あるい
は食品などの工業、土壌や温室栽培などの農業、滅菌や
培養などの医学、または冷暖房の普及に伴なう空調制御
などの分野では、空気中の湿度を高い精度において測定
し、それによって湿度を制御することが要望されてい
る。
これまでに、親水性有機高分子および多孔質セラミック
スなどは、湿度の変動に応じて、その電気抵抗が変動
し、その電気抵抗の変動の測定によって、空気中の湿度
の変動を検知することが提案されている〔指田孝男：セ
ンサー技術第６巻第６号第173頁（1986年）、新田恒治
他：エレクトロニクス第161頁（1980年）〕。
スなどは、湿度の変動に応じて、その電気抵抗が変動
し、その電気抵抗の変動の測定によって、空気中の湿度
の変動を検知することが提案されている〔指田孝男：セ
ンサー技術第６巻第６号第173頁（1986年）、新田恒治
他：エレクトロニクス第161頁（1980年）〕。
またチタン酸カリウムを一軸加圧成形した成形物の焼結
体の静電容量の変動によりガス中の湿度の変動を検知す
ることが本発明者らにより提案されている（昭和62年特
許願第215086（特開昭64−59052号）号）。
体の静電容量の変動によりガス中の湿度の変動を検知す
ることが本発明者らにより提案されている（昭和62年特
許願第215086（特開昭64−59052号）号）。
本発明者らは、さらに研究を続けているが、その研究の
過程において、チタン酸カリウムの一軸加圧成形におい
て、四チタン酸カリウムをSiO2を主成分とするガラス粉
末との混合物にして、一軸加圧成形し、その成形物を焼
結すると、これと接触するガス中の湿度の変動による静
電容量の変動が増大することを見出し、この知見に基づ
いて本発明に到達した。
過程において、チタン酸カリウムの一軸加圧成形におい
て、四チタン酸カリウムをSiO2を主成分とするガラス粉
末との混合物にして、一軸加圧成形し、その成形物を焼
結すると、これと接触するガス中の湿度の変動による静
電容量の変動が増大することを見出し、この知見に基づ
いて本発明に到達した。
本発明の目的は、ガス中の湿度を鋭敏に検知することが
できる感湿素子を提供することにあり、詳しくは、静電
容量および電気抵抗の変動により、これと接触するガス
中の湿度を鋭敏にして、簡単に検出することができる感
湿素子を提供することにある。
できる感湿素子を提供することにあり、詳しくは、静電
容量および電気抵抗の変動により、これと接触するガス
中の湿度を鋭敏にして、簡単に検出することができる感
湿素子を提供することにある。
本発明は、気体と接触して、気体の湿度を検知すること
ができるチタン酸カリウムの感湿素子材料において、10
0重量部の繊維状四チタン酸カリウムと８〜50重量部のS
iO2を主成分とするガラスの成形焼結体であることを特
徴とする感湿素子材料である。
ができるチタン酸カリウムの感湿素子材料において、10
0重量部の繊維状四チタン酸カリウムと８〜50重量部のS
iO2を主成分とするガラスの成形焼結体であることを特
徴とする感湿素子材料である。
本発明の感湿素子材料は、繊維状の四チタン酸カリウム
100重量部当たり８〜50重量部のSiO2を主成分とするガ
ラス粉末を混合し、50〜120MPaの圧力を印加して一軸成
形し、得られた成型物を900〜1200℃の温度で焼成する
ことによってつくられる。
100重量部当たり８〜50重量部のSiO2を主成分とするガ
ラス粉末を混合し、50〜120MPaの圧力を印加して一軸成
形し、得られた成型物を900〜1200℃の温度で焼成する
ことによってつくられる。
四チタン酸カリウムは、水和物であってもよく、繊維状
のものを使用する。
のものを使用する。
本発明のチタン酸カリウム−ガラス複合体の感湿素子材
料において、チタン酸カリウム中のカリウムイオンが導
電主体であって、ガラスは形状保持体ないしバインダー
と考えられる。
料において、チタン酸カリウム中のカリウムイオンが導
電主体であって、ガラスは形状保持体ないしバインダー
と考えられる。
本発明のチタン酸カリウム−ガラス複合体の感湿素子材
料は、四チタン酸カリウムとSiO2を主成分とするガラス
粉末を混合し、その混合物を一軸加圧成形し、その成形
物を焼結することによって、つくられる。
料は、四チタン酸カリウムとSiO2を主成分とするガラス
粉末を混合し、その混合物を一軸加圧成形し、その成形
物を焼結することによって、つくられる。
チタン酸カリウム−ガラス複合体の製造において、四チ
タン酸カリウムは、四チタン酸カリウム100重量部当り
少なくとも５重量部（好ましくは、チタン酸カリウム10
0重量部当り８〜50重量部）のSiO2を主成分とするガラ
ス粉末と混合する。チタン酸カリウムとガラス粉末の混
合物の一軸加圧成形は、チタン酸カリウムとガラス粉末
の混合物を成形型に入れ、これを少なくとも5MPa（好ま
しくは50〜120MPa）において一軸方向に加圧して、行な
われるが、その加圧は、成形型の面方向に垂直の方向に
おいて行なわれるのが好ましい。成形物の焼結は、800
℃以上（好ましくは900〜1200℃）の温度において少な
くとも30分（好ましくは30分〜24時間）加熱することに
よって行なわれる。焼結において、ガラス粉末は溶融し
てチタン酸カリウムに強く結合するが、その焼結体は概
して多孔質である。
タン酸カリウムは、四チタン酸カリウム100重量部当り
少なくとも５重量部（好ましくは、チタン酸カリウム10
0重量部当り８〜50重量部）のSiO2を主成分とするガラ
ス粉末と混合する。チタン酸カリウムとガラス粉末の混
合物の一軸加圧成形は、チタン酸カリウムとガラス粉末
の混合物を成形型に入れ、これを少なくとも5MPa（好ま
しくは50〜120MPa）において一軸方向に加圧して、行な
われるが、その加圧は、成形型の面方向に垂直の方向に
おいて行なわれるのが好ましい。成形物の焼結は、800
℃以上（好ましくは900〜1200℃）の温度において少な
くとも30分（好ましくは30分〜24時間）加熱することに
よって行なわれる。焼結において、ガラス粉末は溶融し
てチタン酸カリウムに強く結合するが、その焼結体は概
して多孔質である。
繊維状のチタン酸カリウムは、（繊維径）／（繊維長）
が少なくとも1/5（より好ましくは1/10〜1/20）のもの
を使用するのが好ましい。
が少なくとも1/5（より好ましくは1/10〜1/20）のもの
を使用するのが好ましい。
ガラス粉末は、繊維状のチタン酸カリウムの繊維径と同
程度またはそれ以上の粒度のものを使用する。ガラス粉
末の粒度が過度に微細であると、多孔質の焼結体の孔隙
量が減少し、それによってガス中の湿度の変動に応答す
るチタン酸カリウム−ガラス複合体の静電容量および電
気抵抗の変動の幅が減少することもある。
程度またはそれ以上の粒度のものを使用する。ガラス粉
末の粒度が過度に微細であると、多孔質の焼結体の孔隙
量が減少し、それによってガス中の湿度の変動に応答す
るチタン酸カリウム−ガラス複合体の静電容量および電
気抵抗の変動の幅が減少することもある。
チタン酸カリウム−ガラス複合体の多孔質の焼結体は、
ガラスに由来するアルカリイオンが、焼結体の孔隙に毛
管凝縮した水の電導度の変化を増幅し、それによって感
湿素子に接触する気体の湿度の変動に鋭敏に応答すると
考えられる。
ガラスに由来するアルカリイオンが、焼結体の孔隙に毛
管凝縮した水の電導度の変化を増幅し、それによって感
湿素子に接触する気体の湿度の変動に鋭敏に応答すると
考えられる。
本発明のチタン酸カリウム−ガラス複合体の感湿素子材
料は、第１図に示すとおりのペレット状の焼結体１の両
面に電極２を形成して、感湿素子を作製する。この感湿
素子は、第２図に示すとおり、その電極２を同軸ケーブ
ル３により交流電源４と結線し、その感湿素子を湿度を
測定するガス中に置き、交流電源４に表示される静電容
量（Ｆ）または電気抵抗（Ω）の変動により、感湿素子
と接触するガス中の湿度の変動を検知する。
料は、第１図に示すとおりのペレット状の焼結体１の両
面に電極２を形成して、感湿素子を作製する。この感湿
素子は、第２図に示すとおり、その電極２を同軸ケーブ
ル３により交流電源４と結線し、その感湿素子を湿度を
測定するガス中に置き、交流電源４に表示される静電容
量（Ｆ）または電気抵抗（Ω）の変動により、感湿素子
と接触するガス中の湿度の変動を検知する。
感湿素子と接触する空気の相対湿度（％RH）に対応する
感湿素子の静電容量（Ｆ）および電気抵抗（Ω）を予め
計測し、記録しておくと、観測雰囲気において測定され
た感湿素子の静電容量値（Ｆ）および電気抵抗値（Ω）
を、その記録と比較することにより、観測雰囲気におけ
る空気の相対湿度（％RH）を求めることができる。
感湿素子の静電容量（Ｆ）および電気抵抗（Ω）を予め
計測し、記録しておくと、観測雰囲気において測定され
た感湿素子の静電容量値（Ｆ）および電気抵抗値（Ω）
を、その記録と比較することにより、観測雰囲気におけ
る空気の相対湿度（％RH）を求めることができる。
以下において、実施例に代る試験例により本発明をさら
に詳細に説明するが、本発明は、試験例に限定されるも
のではない。
に詳細に説明するが、本発明は、試験例に限定されるも
のではない。
実施例 （繊維状の四チタン酸カリウムの調製） 二酸化チタン（TiO2、関東化学製、試薬特級）319.6g
に、炭酸カリウム（K2CO3、関東化学製、試薬特級）13
8.2g（モル比で4:1）を加え、さらに水50gを加えて、充
分に混合し、その混合物を白金板上に置き、軽く乾燥し
た後、これを電気炉に入れ、1000℃において96時間焼成
した。塊状の焼成生成物を電気炉から取り出し、常温に
放冷した後、焼成生成物を乳鉢に入れてよく粉砕し、そ
の粉砕品を420μｍの篩で分級して、篩下の繊維状の四
チタン酸カリウム413gを得た。
に、炭酸カリウム（K2CO3、関東化学製、試薬特級）13
8.2g（モル比で4:1）を加え、さらに水50gを加えて、充
分に混合し、その混合物を白金板上に置き、軽く乾燥し
た後、これを電気炉に入れ、1000℃において96時間焼成
した。塊状の焼成生成物を電気炉から取り出し、常温に
放冷した後、焼成生成物を乳鉢に入れてよく粉砕し、そ
の粉砕品を420μｍの篩で分級して、篩下の繊維状の四
チタン酸カリウム413gを得た。
この繊維状の四チタン酸カリウムは１〜10μｍの繊維径
および50〜100μｍの繊維長を有するものであった。
および50〜100μｍの繊維長を有するものであった。
（試験片の調製） 上記で得た繊維状の四チタン酸カリウム3gとガラス粉末
（Ｅガラス、SiO2:53.9％、Al2O3:15％、CaO:17.5％、B
2O3:8.5％、MgO:4.5％、Na2O:0.4％、Fe2O3:0.2％、粒
度:3〜４μｍ）0.3gをアルミナ製乳鉢に入れ、30分間充
分に混合した。その混合物1gを15mm径の丸型成形器（蔵
持科学製作所製）に入れ、700Kg/cm2の圧力において一
軸成形し、その成形物を電気炉（モトヤマ製）に入れ
て、1000℃において５時間焼成した。その焼結体ペレッ
トの両面を600＃、800＃および1000＃の研磨紙で研磨し
た後、その研磨した面に金をスパッタリングによりコー
ティングして、電極を形成し、試験片を得た。
（Ｅガラス、SiO2:53.9％、Al2O3:15％、CaO:17.5％、B
2O3:8.5％、MgO:4.5％、Na2O:0.4％、Fe2O3:0.2％、粒
度:3〜４μｍ）0.3gをアルミナ製乳鉢に入れ、30分間充
分に混合した。その混合物1gを15mm径の丸型成形器（蔵
持科学製作所製）に入れ、700Kg/cm2の圧力において一
軸成形し、その成形物を電気炉（モトヤマ製）に入れ
て、1000℃において５時間焼成した。その焼結体ペレッ
トの両面を600＃、800＃および1000＃の研磨紙で研磨し
た後、その研磨した面に金をスパッタリングによりコー
ティングして、電極を形成し、試験片を得た。
（相対湿度依存性の試験） この試験片を、恒温恒湿槽の中で、測定用ホルダーに取
り付け、槽外で交流電源インピーダンスアナライザー
（4192A、YHP製）に結線し、第１表に示す周波数の交流
電源を印加し、第１表および第３図に示す相対湿度にお
いて、その静電容量をインピーダンスアナライザーによ
り測定し、さらに誘電率（ε／ε０）を算出した。
り付け、槽外で交流電源インピーダンスアナライザー
（4192A、YHP製）に結線し、第１表に示す周波数の交流
電源を印加し、第１表および第３図に示す相対湿度にお
いて、その静電容量をインピーダンスアナライザーによ
り測定し、さらに誘電率（ε／ε０）を算出した。
（試験の結果） 静電容量と相対湿度の関係は第１表に示すとおりであ
り、誘電率（ε／ε０）と相対湿度の関係は第３図に示
すとおりであった。
り、誘電率（ε／ε０）と相対湿度の関係は第３図に示
すとおりであった。
（考 察） 第１表によると、相対湿度（％RH）の変動に応じて感湿
素子の試験片の静電容量（Ｆ）が変動することがわか
る。
素子の試験片の静電容量（Ｆ）が変動することがわか
る。
空気中の相対湿度の変動を鋭敏に検出することができ
る。
る。
第１図は、本発明の感湿素子材料からつくられた感湿素
子の斜視図であり、第２図は、その感湿素子の使用状態
を示す概念図であり、第３図は、実施例の相対湿度依存
性試験において測定した静電容量から算出した誘電率と
相対湿度の関係を示す図表である。
子の斜視図であり、第２図は、その感湿素子の使用状態
を示す概念図であり、第３図は、実施例の相対湿度依存
性試験において測定した静電容量から算出した誘電率と
相対湿度の関係を示す図表である。
Claims (2)
- 【請求項１】100重量部の繊維状四チタン酸カリウムと
８〜50重量部のSiO2を主成分とするガラスの成形焼結体
であることを特徴とする感湿素子材料。 - 【請求項２】繊維状の四チタン酸カリウム100重量部当
たり８〜50重量部のSiO2を主成分とするガラス粉末を混
合し、50〜120MPaの圧力を印加して一軸成形し、得られ
た成型物を900〜1200℃の温度で焼成することを特徴と
する感湿素子材料の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63164994A JPH0770372B2 (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 感湿素子材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63164994A JPH0770372B2 (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 感湿素子材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0215601A JPH0215601A (ja) | 1990-01-19 |
| JPH0770372B2 true JPH0770372B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=15803821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63164994A Expired - Lifetime JPH0770372B2 (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 感湿素子材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770372B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5096264A (en) * | 1989-08-31 | 1992-03-17 | Masakazu Hayashi | Double disk construction for automobile wheels of light alloy |
| US5234259A (en) * | 1990-09-07 | 1993-08-10 | Bridgestone Corporation | Resin wheel with more than two independently molded parts |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62209347A (ja) * | 1986-03-11 | 1987-09-14 | Osaka Soda Co Ltd | 感湿素子 |
-
1988
- 1988-07-04 JP JP63164994A patent/JPH0770372B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0215601A (ja) | 1990-01-19 |
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