JPS594102A - 感湿素子 - 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】 〈発明の分野〉 この発明は、湿度によって電気抵抗が変化する感湿物質
を利用したＩｒ！Ａ湿素子に感するものである。

〈発明の背景〉 感湿素子としては、従来より塩化リチウムを感湿物質と
するものが汎用されているが、近年、金属酸化物を用い
た感湿素子が開発されている。この金属酸化物糸の感湿
素子は、従来の塩化リチウム、Ｉｏものに比へて特性の
経時変化や適用できる相対湿度領域の大きさの面で優れ
ている。しかし−これにも欠点があり一感湿抵抗体層の
表面に安定な金属水酸化物層が形成されて感度化工をき
たし、また、雰囲気の汚れ（ガス吸着）Ｇこ対する対策
として定期的に加熱クリーニングを行なう必要がある。

そのため、このような金属酸化物系の感湿素子では、そ
の対策として傍熱形のヒータを飼殺しているが、それに
よって構造が複雑となることから一斌産性や１逍価格の
面で問題を残している。

また、湿度サイクルや湿度サイクル中に基板と感湿抵抗
体層との接着状態が悪くなったり、感湿抵抗体層にひび
割れを生じたりすることが多々経験され、この面での特
性改善も望まれている。

〈発明の目的〉 この発明は、上記欠点を改善し、広範囲の相対湿度領域
にわたって高い感度と安定した感湿性能を有する上、基
板と感湿抵抗体層との接着性を良好にして特別のクリー
ニング手段を付設することを不要とし、しかも量産性に
富むとともに低価格化かり能な感湿素子を提供すること
を目的とする。

〈発明の構成と効果〉 この発明の感湿素子は、絶縁基板上に形成された相対向
する一対の電極間にわたって形成される感湿抵抗体層が
、酸化触媒としてのバナジン化合物を６〜３０モル％含
む点に特徴を有するものである。

バナジン化合物としては−ｖ２ｏ５　、ｖ、ｏ、　４ｏ
、　、ｖＩＪ、ＶＣ，？ｅＶ２０６　、ＭｎＶ２Ｏ６ｆ
、（どを使用すルコとカテき、その感湿抵抗体層への配
合比が６モル％以下では触媒の効果が期待できず一′５
０モル％以上では感湿抵抗体層が横置変化を起こしてそ
の特性が不安定になるため、その範囲は６〜３０モル％
とする必要がある。

また、この発明の好適な実施例では、感湿抵抗体層とし
て、　ＬｉＰｂＮｂ０４５　Ｑ〜７０モル％およびＭｎ
ｏｒ２ｏ４１０〜４０モル％の化合物粉末からなる組成
物に一上記酸化触媒としてのバナジン酸化合物全添加し
、これ全焼結した焼結体が使用される。

つぎに−／［８副抵抗体層を形成するには、上記の混合
粉末に、ビークルたとえばエチルセルローズやアクリル
樹脂と、ブチルカルピトールアセテートと、テレピネオ
ールなどからなるビークルを加え、ローラやボールミル
などで充分に混合することによって適度な粘度を有する
ペースト状とした組成物？焼成すればよい。

この発明による感湿素子は、広範な相対湿度領域にわた
って高感度でかつ直線性に優れ、特に高湿雰囲気での放
置に対して非常に安定した特性を示し、また、その特性
の経時変化が少ないため一クリーニングがほとんど不要
となり、そのため、従来のように傍熱形ヒータなどの余
分なりリーニング手段を付設する必要がな（、しかも、
この素子は、厚膜技術によって生産できる。したがって
、その量産化と代価俗化に適し、工業的利用価値の高い
利点を有する。

〈実施例の説明〉 つぎに、この発明の感湿素子の具体的な構造を図面にし
たがって、Ｂｌ明する。

第１図は、この発明の感湿素子の一例金示すものであり
、図中１１はセラミックなどからなる絶縁基板、１２お
よび１３はそれぞれ櫛形の形状を有して対向する一対の
電極であり、この電極１２と１６のそれぞれリードアウ
ト部１２１）と１３に＋を除く主要部１２＆と１３＆に
またがって既述した焼結体よりなる感湿抵抗体層１４が
被覆されている。１５および１６は、電極１２と１６と
をおのおの外部リード１７および１８に接続するための
電極である。第２図は、第１図２−２′断面を示す。

このような感湿素子は、たとえばっぎの方法によって１
ｉｉ造される。まず、あらかじめ′ｔＩＬ極１５極上５
１６が設けられた絶縁基板１１を用い、この表面に櫛形
の電極１２および１３をスクリーン印刷によって形成し
、焼成炉中で８５０〜９５０℃程度にて％１極焼成する
。ついで、既述したペースト状の組成物を用いて一電極
１２と１６の主要部１２ａと１３ｂとを完全に覆うよう
に均一な厚みでスクリーン印刷を行なって仮置層を形成
し、続いて絶縁基板１１と感湿抵抗体層との密着性を増
すために焼成炉中で、たとえば９００〜１２００℃の適
当な高度で焼成する。この焼成後の冷却過程で、感湿抵
抗体層１４は硬化するとともに絶縁基板１１に対する密
着性が良好でしかも適度な細孔分布を有する被膜となる
。この冷却後、外部リード１７および１８を取り付け、
続いて特性の安定化のために高温高湿下で負荷エージン
グを行なう。

なお、上述した第１図および第２図の構成の感湿装置と
その製造操作の例においては、一対の電極１２および１
６を被覆する状態で感湿抵抗体層１４を形成した構成に
ついて説明しているが・この発明の感湿素子は両者の形
成順序を逆にして感湿抵抗体層上に一対の電極を形成し
たものや電極でサンドインチ状にした対向電極をも包含
する。

つぎに、この発明の感湿素子を１ｉｉｌｌ造する手順を
説明する。

下肥の表−１に示す配合比で、ＬｉＰｂＮｂ０４の微粉
末とＭｎ０ｒ２０４のスピネル構造のクロム酸塩微粉末
および酸化触媒としてのｙｔｏｓ　４．ｏ３４ｏ２４ｏ
。

ＶＮ、？ｅＶ２０Ｂ　、ＭｎＶ２Ｏ６などのバナジン化
合物とをボールミル中で混合し、エチルセルローズとブ
チルカルビトールアテテートとからなるビークルを加え
、めのお製乳鉢にて均一な粘度のペースト状組成物を得
た。

ツキニ、この組成物ヶ、第１図および第２図で示す構成
において、電極１２および１６がｐｔ電極、十 製絶縁基板上に膜厚が６０〜１００μｍ　となるように
スクリーン印刷し、空気中で約３５０℃にて加熱し、て
ビークル成分を揮散除去【、たのち、９５０℃で焼結さ
せ、冷却後で６０℃−９０％ＲＨにてＩＩｎ電下０エー
ジングを行ない、常法に準じて感湿素子とした。

上記実施例にて得られた感湿素子について、電極間の電
気抵抗を２５℃において測定雰囲気の相対湿度を変化さ
せて測定した値を下記表−２に示す。

表　　−１ 表　　−２ また、第６図に、表−２に示された試料番号８の感温素
子についての相対湿度と抵抗値との関係を線図としてあ
られし、同時に、酸化触媒としてのバナジン化合物を添
加していない感湿素子の特性と比較した。なお、第６図
は、２７を容器中で煙草全６本燃焼発煙させることによ
り一各感湿素子の初期特性（実線）と二時間放置後の特
性（破線）を示したものである。

（８）　　　　　　　・ 第６図から明らかなように、上記実施例の素子は一広範
な相対湿度領域にわたって、従来のものに比べ、高感度
でかつ直線性（安定性）に優れ、特に−高湿雰囲気での
放置に対して非常に安定した特性を示す、また、上述し
たところから明らかなように、この素子は厚膜技術によ
って容易に生産されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の感湿素子の例を示す平面図、第２図
は第１図の２−２′断面図、第６図は相対湿度と電気抵
抗値の関係を示す特性図である。 １１・・・絶縁基板、１２．１３・・・対向する一対の
電極、１４・・・感湿抵抗体層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁基板上に、相対向する一対の電極と、これら
   両電極間にわたる感湿抵抗体層とが形成された感湿素子
   において、感湿抵抗体層が酸化触媒としてのバナジン化
   合物を３〜３０モル％含むことを特徴とする感湿素子。