JPH0824082B2 - 感湿組成物 - Google Patents
感湿組成物Info
- Publication number
- JPH0824082B2 JPH0824082B2 JP61305392A JP30539286A JPH0824082B2 JP H0824082 B2 JPH0824082 B2 JP H0824082B2 JP 61305392 A JP61305392 A JP 61305392A JP 30539286 A JP30539286 A JP 30539286A JP H0824082 B2 JPH0824082 B2 JP H0824082B2
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- JP
- Japan
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- moisture
- oxide
- sensitive element
- mol
- composition
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- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は相対湿度を電気抵抗値の変化として検出する
感湿素子組成物に関する。
感湿素子組成物に関する。
従来、感湿素子組成物としては、塩化リチウムなど
の電解質塩を用いたもの、ポリアミド、ポリエチレン
などの有機高分子膜を利用したもの、Se、Geなどの金
属半導体を用いたもの、酸化チタン系、酸化アルミニ
ウム系、酸化錫系などの金属酸化物焼結体を利用したも
のが知られている。この中で金属酸化物焼結体を用いた
ものは、有機高分子膜などの他の感湿素子組成物よりも
化学的、物理的に安定である長所を有し、感湿素子組成
物として有力といわれている。
の電解質塩を用いたもの、ポリアミド、ポリエチレン
などの有機高分子膜を利用したもの、Se、Geなどの金
属半導体を用いたもの、酸化チタン系、酸化アルミニ
ウム系、酸化錫系などの金属酸化物焼結体を利用したも
のが知られている。この中で金属酸化物焼結体を用いた
ものは、有機高分子膜などの他の感湿素子組成物よりも
化学的、物理的に安定である長所を有し、感湿素子組成
物として有力といわれている。
しかしながら、金属酸化物焼結体は一般に、固有抵
抗値が高く実用的な抵抗値範囲になく、特に低湿度領域
において急激に感湿組成物の抵抗が高くなり、低湿度域
の測定が困難である、湿分の吸脱着時での感湿特性に
ヒステリシスがある、冷熱衝撃に弱く感湿特性が劣化
する、金属酸化物焼結体の表面に水酸化物汚れが付着
し感湿特性が劣化するため、その対策として定期的に加
熱クリーニングする必要がある、等の欠点を有してい
る。
抗値が高く実用的な抵抗値範囲になく、特に低湿度領域
において急激に感湿組成物の抵抗が高くなり、低湿度域
の測定が困難である、湿分の吸脱着時での感湿特性に
ヒステリシスがある、冷熱衝撃に弱く感湿特性が劣化
する、金属酸化物焼結体の表面に水酸化物汚れが付着
し感湿特性が劣化するため、その対策として定期的に加
熱クリーニングする必要がある、等の欠点を有してい
る。
このため信頼性が高く、しかも低湿度域の正確な計測
が可能な感湿素子の開発が望まれている。
が可能な感湿素子の開発が望まれている。
本発明は、固有抵抗値が低く実用的な抵抗値範囲に
あり、特に低湿度域での抵抗値が低く40％RH以下の湿度
の測定が可能で、湿分の吸脱着時での感湿特性に殆ど
ヒステリシスがなく、冷熱衝撃に強く、特別な加熱
クリーニングが不必要な信頼性の高い感湿素子を提供し
ようとするものである。
あり、特に低湿度域での抵抗値が低く40％RH以下の湿度
の測定が可能で、湿分の吸脱着時での感湿特性に殆ど
ヒステリシスがなく、冷熱衝撃に強く、特別な加熱
クリーニングが不必要な信頼性の高い感湿素子を提供し
ようとするものである。
すなわち本発明の感湿素子組成物は、 （ａ）酸化チタン （ｂ）酸化銅または亜酸化銅、及び （ｃ）一般式（Ｉ）で表されるカルコゲンオキソ酸塩か
らなる感湿組成物 AxByOz （Ｉ） （式中、Ａはアルカリ金属、Ｂはイオウ、セレンもしく
はテルル原子、Ｏは酸素原子、ｘは２、ｙは１〜５、ｚ
は２〜７の数を表す） である。
らなる感湿組成物 AxByOz （Ｉ） （式中、Ａはアルカリ金属、Ｂはイオウ、セレンもしく
はテルル原子、Ｏは酸素原子、ｘは２、ｙは１〜５、ｚ
は２〜７の数を表す） である。
本発明において、（ａ）酸化チタンは金属塩、金属酸
化物、アルコキシドなどを熱分解して生成したものでよ
く、酸化チタンの構造はルチル、アナターゼなど特に限
定するものではない。
化物、アルコキシドなどを熱分解して生成したものでよ
く、酸化チタンの構造はルチル、アナターゼなど特に限
定するものではない。
（ｂ）酸化銅または亜酸化銅は金属塩、金属酸化物、ア
ルコキシドなどを熱分解した生成物でもよい。
ルコキシドなどを熱分解した生成物でもよい。
本発明においてカルコゲンオキソ酸塩は下記一般式
（Ｉ）で表されるものである。
（Ｉ）で表されるものである。
AxByOz （Ｉ） （式中、Ａはアルカリ金属、Ｂはイオウ、セレンもしく
はテルル原子、Ｏは酸素原子、ｘは２、ｙは１〜５、ｚ
は２〜７の数を表す） イオウのオキソ酸塩として、具体的にはスルホキシル
酸塩、亜硫酸塩、二亜硫酸塩（メタ重亜硫酸塩）、亜二
チオン酸塩、二硫酸塩（ピロ硫酸塩）、チオ硫酸塩、チ
オン酸塩が例示される。セレンのオキソ酸塩としては、
具体的には亜セレン酸塩、セレン酸塩が例示され、テル
ルのオキソ酸塩としては具体的には亜テルル酸塩、テル
ル酸塩が例示される。
はテルル原子、Ｏは酸素原子、ｘは２、ｙは１〜５、ｚ
は２〜７の数を表す） イオウのオキソ酸塩として、具体的にはスルホキシル
酸塩、亜硫酸塩、二亜硫酸塩（メタ重亜硫酸塩）、亜二
チオン酸塩、二硫酸塩（ピロ硫酸塩）、チオ硫酸塩、チ
オン酸塩が例示される。セレンのオキソ酸塩としては、
具体的には亜セレン酸塩、セレン酸塩が例示され、テル
ルのオキソ酸塩としては具体的には亜テルル酸塩、テル
ル酸塩が例示される。
感湿素子組成物における（ａ）酸化チタン（ｂ）酸化
銅または亜酸化銅及び（ｃ）カルコゲンオキソ酸塩の割
合は、（ａ）成分、（ｂ）成分及び（ｃ）成分の和を基
準として通常、（ａ）成分が50〜98モル％、（ｂ）成分
が１〜40モル％、（ｃ）成分が１〜10モル％である。
銅または亜酸化銅及び（ｃ）カルコゲンオキソ酸塩の割
合は、（ａ）成分、（ｂ）成分及び（ｃ）成分の和を基
準として通常、（ａ）成分が50〜98モル％、（ｂ）成分
が１〜40モル％、（ｃ）成分が１〜10モル％である。
上記の組成範囲で各成分を混合後、適正な焼結条件に
より得られる焼結体の感湿特性は下記の式（II）の規則
性に極めて良く合致し、簡単な対数変換回路によって正
確な湿度表示が行える。特に低湿度領域（RH＝40％RH以
下）での計測精度が著しく向上した。
より得られる焼結体の感湿特性は下記の式（II）の規則
性に極めて良く合致し、簡単な対数変換回路によって正
確な湿度表示が行える。特に低湿度領域（RH＝40％RH以
下）での計測精度が著しく向上した。
Ｈ＝logK＋ａ （II） H:相対湿度 K:インピーダンス a:定数 本発明の感湿素子組成物は通常の磁器製造技術により
次のように製造することができる。まず、各成分をそれ
ぞれ所定量秤量した後、これらを乾式またはメチルアル
コールなどの混合溶媒を用いた湿式法によってボールミ
ル、振動ミルなどで十分混合する。その後、得られた混
合物を乾燥し、必要に応じて適当な温度で仮焼後、粉砕
して原料粉体が調整される。これらの原料粉体はそのま
ま乾式で成形してもよいし、例えばポリビニルアルコー
ル、ポリエチレングリコールなどの結合剤と共に混練し
て混練物を調製し、乾燥後、成形してもよい。この成形
体は常法により分子状酸素の存在下に（通常、空気中
で）焼結して焼結体とする。焼結体は、通常、気孔率10
〜55％、気孔径１μ以下の多孔構造が好ましい。
次のように製造することができる。まず、各成分をそれ
ぞれ所定量秤量した後、これらを乾式またはメチルアル
コールなどの混合溶媒を用いた湿式法によってボールミ
ル、振動ミルなどで十分混合する。その後、得られた混
合物を乾燥し、必要に応じて適当な温度で仮焼後、粉砕
して原料粉体が調整される。これらの原料粉体はそのま
ま乾式で成形してもよいし、例えばポリビニルアルコー
ル、ポリエチレングリコールなどの結合剤と共に混練し
て混練物を調製し、乾燥後、成形してもよい。この成形
体は常法により分子状酸素の存在下に（通常、空気中
で）焼結して焼結体とする。焼結体は、通常、気孔率10
〜55％、気孔径１μ以下の多孔構造が好ましい。
本発明の感湿素子組成物は、通常、原料粉末の粒径0.
1〜３μ、成形圧50〜1000kg/cm2、成形体の焼結温度500
〜1200℃、焼結時間0.5〜３時間の条件を設定すること
により得られる。
1〜３μ、成形圧50〜1000kg/cm2、成形体の焼結温度500
〜1200℃、焼結時間0.5〜３時間の条件を設定すること
により得られる。
このようにして得られた焼結体は、必要に応じて研磨
した後、例えば金ペースト、白金ペースト、酸化ルテニ
ウムペーストなどの常用されるペーストを使用して電極
を形成し、感湿素子を製造することができる。また厚膜
法を用いて量産性を上げ、低価格化することが可能であ
る。
した後、例えば金ペースト、白金ペースト、酸化ルテニ
ウムペーストなどの常用されるペーストを使用して電極
を形成し、感湿素子を製造することができる。また厚膜
法を用いて量産性を上げ、低価格化することが可能であ
る。
以下に実施例をあげて説明する。
実施例１ 酸化チタン、酸化銅及び亜テルル酸ナトリウム（Na2T
eO3）をモル比で82％、15％、３％となるように秤量
し、ポットミルで16時間湿式で混合した。得られた混合
物を140℃で４時間乾燥し、造粒して原料粉体を調製し
た。この原料粉体を500Kg/cm2の条件で加圧成形し、直
径7mmΦ、厚さ約0.7mmの円盤状圧密体を作った。この圧
密体を900℃、３時間焼成した後、焼結体の片面に酸化
ルテニウムペーストを櫛状にスクリーン印刷して、約85
0℃で焼付を行った。このようにして製造した感湿素子
について恒温糟で、雰囲気温度25℃に保ち、相対湿度を
５〜100％RHまで変化させ、そのときの抵抗値変化を調
べた。
eO3）をモル比で82％、15％、３％となるように秤量
し、ポットミルで16時間湿式で混合した。得られた混合
物を140℃で４時間乾燥し、造粒して原料粉体を調製し
た。この原料粉体を500Kg/cm2の条件で加圧成形し、直
径7mmΦ、厚さ約0.7mmの円盤状圧密体を作った。この圧
密体を900℃、３時間焼成した後、焼結体の片面に酸化
ルテニウムペーストを櫛状にスクリーン印刷して、約85
0℃で焼付を行った。このようにして製造した感湿素子
について恒温糟で、雰囲気温度25℃に保ち、相対湿度を
５〜100％RHまで変化させ、そのときの抵抗値変化を調
べた。
その結果を第１表に示す。
なお比較のため、酸化チタン、亜テルル酸ナトリウムが
モル比96.5、3.5％である焼結体の感湿特性を第１表に
併記する。
モル比96.5、3.5％である焼結体の感湿特性を第１表に
併記する。
実施例２ 実施例１における亜酸化銅を酸化銅に代えて実施例１
と同様の操作で焼結体を製作し、その感湿特性を調べ
た。
と同様の操作で焼結体を製作し、その感湿特性を調べ
た。
その結果を第２表に示す。
実施例３ 酸化チタン、亜酸化銅、亜セレン酸カリウム（K2Se
O3）をモル％で82％、15％、３％となるように秤量し、
実施例１と同様の混合、成形、焼結操作によって得られ
た焼結体を雰囲気温度25℃、相対湿度98％RHの雰囲気で
24時間放置した後、同上雰囲気温度で相対湿度20〜80％
RHの範囲で感湿特性のヒステリシスを調べた。その結果
を第２図に示す。
O3）をモル％で82％、15％、３％となるように秤量し、
実施例１と同様の混合、成形、焼結操作によって得られ
た焼結体を雰囲気温度25℃、相対湿度98％RHの雰囲気で
24時間放置した後、同上雰囲気温度で相対湿度20〜80％
RHの範囲で感湿特性のヒステリシスを調べた。その結果
を第２図に示す。
第２図から明らかなように、この組成の焼結体の感湿
特性におけるヒステリシスは±２％RH以内であり、相対
湿度98％RH、24時間放置という負荷にもかかわらず、極
めて小さいヒステリシスであることがわかる。
特性におけるヒステリシスは±２％RH以内であり、相対
湿度98％RH、24時間放置という負荷にもかかわらず、極
めて小さいヒステリシスであることがわかる。
本発明によれば、従来の感湿素子組成物と比較して、
固有抵抗が低く実用的な抵抗値範囲にあり、特に低湿度
域での抵抗値が低く、40％RH以下の湿度の測定が可能で
あり、湿分の吸脱着時での感湿特性に殆どヒステリシス
がなく、特別な加熱クリーニングが不要な信頼性の高い
感湿素子組成物を提供することができる。
固有抵抗が低く実用的な抵抗値範囲にあり、特に低湿度
域での抵抗値が低く、40％RH以下の湿度の測定が可能で
あり、湿分の吸脱着時での感湿特性に殆どヒステリシス
がなく、特別な加熱クリーニングが不要な信頼性の高い
感湿素子組成物を提供することができる。
第１図は本発明の感湿組成物を用いた感湿素子の一つの
形態を示す正面図である。第２図は感湿特性の高湿放置
後のヒステリシスを示すグラフである。 図中、１は電極、２は感湿組成物を示す。
形態を示す正面図である。第２図は感湿特性の高湿放置
後のヒステリシスを示すグラフである。 図中、１は電極、２は感湿組成物を示す。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−26293（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−29101（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】（ａ）酸化チタン （ｂ）酸化銅または亜酸化銅、及び （ｃ）一般式（Ｉ）で表されるカルコゲンオキソ酸塩か
らなる感湿組成物 AxByOz （Ｉ） （式中、Ａはアルカリ金属、Ｂはイオウ、セレンもしく
はテルル原子、Ｏは酸素原子、ｘは２、ｙは１〜５、ｚ
は２〜７の数を表す） - 【請求項２】（ａ）成分、（ｂ）成分及び（ｃ）成分の
和を基準として （ａ）成分が50〜98モル％、 （ｂ）成分が１〜40モル％、 （ｃ）成分が１〜10モル％ である特許請求の範囲第１項記載の組成物
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61305392A JPH0824082B2 (ja) | 1986-12-23 | 1986-12-23 | 感湿組成物 |
| US07/037,997 US4751022A (en) | 1986-04-24 | 1987-04-14 | Humidity-sensing component composition |
| KR1019870003699A KR910001859B1 (ko) | 1986-04-24 | 1987-04-17 | 감습소자 조성물 |
| MYPI87000514A MY102849A (en) | 1986-04-24 | 1987-04-21 | Humidity-sensing component composition |
| EP87105802A EP0242834B1 (en) | 1986-04-24 | 1987-04-21 | Humidity-sensing component composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61305392A JPH0824082B2 (ja) | 1986-12-23 | 1986-12-23 | 感湿組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63158802A JPS63158802A (ja) | 1988-07-01 |
| JPH0824082B2 true JPH0824082B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=17944569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61305392A Expired - Lifetime JPH0824082B2 (ja) | 1986-04-24 | 1986-12-23 | 感湿組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0824082B2 (ja) |
-
1986
- 1986-12-23 JP JP61305392A patent/JPH0824082B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63158802A (ja) | 1988-07-01 |
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