JPS61147144A - 感湿材料のエ−ジング方法 - Google Patents
感湿材料のエ−ジング方法Info
- Publication number
- JPS61147144A JPS61147144A JP59268964A JP26896484A JPS61147144A JP S61147144 A JPS61147144 A JP S61147144A JP 59268964 A JP59268964 A JP 59268964A JP 26896484 A JP26896484 A JP 26896484A JP S61147144 A JPS61147144 A JP S61147144A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/121—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid for determining moisture content, e.g. humidity, of the fluid
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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。
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〕
この発明は電気抵抗値の変化により雰囲気の相対湿度を
検知する感湿材料において、とぐに直流駆動によシ湿度
検知を行なうためのエージング方法に関するものである
。
検知する感湿材料において、とぐに直流駆動によシ湿度
検知を行なうためのエージング方法に関するものである
。
昨今では、セラミックスや高分子電解質を中心に幾多の
感湿材料が提案さり、でいる。これらを用いた感湿材料
の感湿メカニズムは、雰囲気の湿度の違いによって感湿
材料表面の吸着水量が異なるため、その表面電気抵抗が
変化することを利用して検知するものである。この場合
、電気伝導に寄与する荷電粒子は、水素イオン、アルカ
リイオンなどの陽イオン、並びにノ・ロゲンイオン、炭
酸イオンなどの陰イオンであるとさｈている。したがっ
て、従来の感湿材料では、これらのイオンによる電気伝
導を利用して湿度を検知するために、直流電圧を印加し
て駆動させようとした場合、イオンの分極を生じて経時
的に抵抗値が変動しながら徐々に高抵抗化する現象を生
じるので、安定した湿度検知特性が得られなかった。
感湿材料が提案さり、でいる。これらを用いた感湿材料
の感湿メカニズムは、雰囲気の湿度の違いによって感湿
材料表面の吸着水量が異なるため、その表面電気抵抗が
変化することを利用して検知するものである。この場合
、電気伝導に寄与する荷電粒子は、水素イオン、アルカ
リイオンなどの陽イオン、並びにノ・ロゲンイオン、炭
酸イオンなどの陰イオンであるとさｈている。したがっ
て、従来の感湿材料では、これらのイオンによる電気伝
導を利用して湿度を検知するために、直流電圧を印加し
て駆動させようとした場合、イオンの分極を生じて経時
的に抵抗値が変動しながら徐々に高抵抗化する現象を生
じるので、安定した湿度検知特性が得られなかった。
すなわち、従来の感湿材料では上記の感湿メカニズムか
ら見て交流電圧を印加して駆動せざるを得ないという欠
点があった。
ら見て交流電圧を印加して駆動せざるを得ないという欠
点があった。
一方、従来からある感湿材料では、交流電圧を印加して
駆動させる場合においても、使用中に湿度検知特性の変
動を生じることがある。そのため。
駆動させる場合においても、使用中に湿度検知特性の変
動を生じることがある。そのため。
特開昭５７−１３６３０２号公報および同５７−１６２
３０２号公報に見られるように、セラミック感湿材料を
高湿度中にそのまま又は交流電圧を印加して放置（エー
ジング）することが提案されている。
３０２号公報に見られるように、セラミック感湿材料を
高湿度中にそのまま又は交流電圧を印加して放置（エー
ジング）することが提案されている。
従来からある感湿材料のエージング方法は、上記のよう
に交流駆動を対照とするものであって。
に交流駆動を対照とするものであって。
従来方法を直流駆動に適用した場合には、湿度検知特性
（抵抗値）安定化効果は全く見られないとい８う問題点
があった。
（抵抗値）安定化効果は全く見られないとい８う問題点
があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、直流駆動時に比較的速やかに抵抗値が安定化し、
直流駆動により湿度検知が行なえる感湿材料のエージン
グ方法を得ることを目的とする。
ので、直流駆動時に比較的速やかに抵抗値が安定化し、
直流駆動により湿度検知が行なえる感湿材料のエージン
グ方法を得ることを目的とする。
この発明の感湿材料のエージング方法は、感湿材料Ｋ
ｔ ２ Ｖ以下の直流電圧を印加して、４０〜ｓＯ℃、
相対湿度８０チ以上の雰囲気に４Ｂ時間以上放置してエ
ージングする方法である。
ｔ ２ Ｖ以下の直流電圧を印加して、４０〜ｓＯ℃、
相対湿度８０チ以上の雰囲気に４Ｂ時間以上放置してエ
ージングする方法である。
〔作用〕
この発明における１、２Ｖ以下の直流電圧の印加は、直
流駆動により使用した場合の抵抗値を速やかに安定化さ
せる作用を成す。また４０〜９０℃の範囲内の温度で湿
度が８０％Ｒ）１以上である雰囲気への４８時間以上の
放置は、感湿材料表面の水利安定化を促進し、やｌｌ−
１妙抵抗値の速やかな安定化に寄与する作用をする。
流駆動により使用した場合の抵抗値を速やかに安定化さ
せる作用を成す。また４０〜９０℃の範囲内の温度で湿
度が８０％Ｒ）１以上である雰囲気への４８時間以上の
放置は、感湿材料表面の水利安定化を促進し、やｌｌ−
１妙抵抗値の速やかな安定化に寄与する作用をする。
実施例
感湿材料の出発原料として、 ５ｉ０２． Ａｌ２Ｏ
３およびＮａ２Ｏを重量比１０：２：０．１の割合で有
機バインダーとともに混練した。アルミナ絶縁基板上に
、Ｐｔ系ペーストにて０．２■間隔で１０対のくし形状
電極をスクリーン印刷し、 ｐｔ線を取り付は後焼付け
を行なった。この上に上記混線物をディッピングにより
、約３０１１ｍの厚さに塗布し。
３およびＮａ２Ｏを重量比１０：２：０．１の割合で有
機バインダーとともに混練した。アルミナ絶縁基板上に
、Ｐｔ系ペーストにて０．２■間隔で１０対のくし形状
電極をスクリーン印刷し、 ｐｔ線を取り付は後焼付け
を行なった。この上に上記混線物をディッピングにより
、約３０１１ｍの厚さに塗布し。
１３０℃、２０分間の予備焼成後、 １３５０ ℃
で３時間焼成して第２図の構成例のようなセラミックタ
イプの感湿素子を多数個製作した。第２図においてＴ１
）は絶縁基板、（２）は電極、（３］は感湿部、（４）
はリード線である。感湿素子の電極間に１．Ｏｖの直流
電圧を印加したまま６０℃、９５チＲＨの恒温恒湿槽中
ｌＩＣ９６時間放置して、この発明の一実施例によるエ
ージングな行なった。このサンプル。
で３時間焼成して第２図の構成例のようなセラミックタ
イプの感湿素子を多数個製作した。第２図においてＴ１
）は絶縁基板、（２）は電極、（３］は感湿部、（４）
はリード線である。感湿素子の電極間に１．Ｏｖの直流
電圧を印加したまま６０℃、９５チＲＨの恒温恒湿槽中
ｌＩＣ９６時間放置して、この発明の一実施例によるエ
ージングな行なった。このサンプル。
上記感湿素子のエージングを全く行なわなかったものお
よび従来のエージング方法として上記感湿素子に１．
ＯＶの交流電圧を印加して６０℃、９５％ＲＥの恒温恒
湿槽中に９６時間放置したものとの３種のサンプルを用
意【、２５℃、ｌｉ３％ＲＨの室内雰囲気に放置して直
流電圧１．Ｏｖを印加後。
よび従来のエージング方法として上記感湿素子に１．
ＯＶの交流電圧を印加して６０℃、９５％ＲＥの恒温恒
湿槽中に９６時間放置したものとの３種のサンプルを用
意【、２５℃、ｌｉ３％ＲＨの室内雰囲気に放置して直
流電圧１．Ｏｖを印加後。
素子の抵抗値の経時変化を調べたところ第１１の結果が
得らｉ′また。
得らｉ′また。
ｔＪＬ１図において２曲線（菊はこの発明の一実施例に
よるエージングを施し−ｆｃもの、 （Ｂ）はエージン
グを全く行なわなかったもの、（Ｃ）は従来の方法によ
りエージングを行なったもののそ台ぞれ直流印加時の抵
抗値の時間変化特性（分極特性）曲線である。又、矢印
は、上記各サンプルの交流１．Ｏｖ印加時の初期抵抗値
を示す。エージングを行なわなかったものおよび従来の
方法によりエージングを行なったものでは１０００秒（
約１Ｔ分）後も抵抗値が上昇し続けており、一定になる
傾向は全（見られ力いため、直流駆動による湿度測定は
でき々いことがわかる。こｈに対［で、この発明の一実
施例のエージングを行なったものでは、約１分後に抵抗
値はほぼ一定になることが明らかでおる。なお、この発
明の一実施例のエージングを行なった素子では上記実験
において、エージング時に印加Ｌ７’（直流電圧の向き
と同一方向に直流電圧１、Ｏｖを印加して抵抗値の経時
変化を調べたが。
よるエージングを施し−ｆｃもの、 （Ｂ）はエージン
グを全く行なわなかったもの、（Ｃ）は従来の方法によ
りエージングを行なったもののそ台ぞれ直流印加時の抵
抗値の時間変化特性（分極特性）曲線である。又、矢印
は、上記各サンプルの交流１．Ｏｖ印加時の初期抵抗値
を示す。エージングを行なわなかったものおよび従来の
方法によりエージングを行なったものでは１０００秒（
約１Ｔ分）後も抵抗値が上昇し続けており、一定になる
傾向は全（見られ力いため、直流駆動による湿度測定は
でき々いことがわかる。こｈに対［で、この発明の一実
施例のエージングを行なったものでは、約１分後に抵抗
値はほぼ一定になることが明らかでおる。なお、この発
明の一実施例のエージングを行なった素子では上記実験
において、エージング時に印加Ｌ７’（直流電圧の向き
と同一方向に直流電圧１、Ｏｖを印加して抵抗値の経時
変化を調べたが。
試みにエージング時と反対方向に直流電圧を印加して同
様の測定を行なったところ、やはり２分程度の短い時間
で抵抗値がほぼ一定になることを確認した。上記のよう
に、この発明の一実施例のエージング方法を施すことに
よって、直流駆動時に抵抗値が速やかに一定化する理由
については、こ〕発明の実施例のエージングのタメにイ
オン分極が生じ、感湿材料の電極間の導電空間に存在す
る余分な可動イオンの数が少なくなることが考えらねる
。この根拠としては、第１図に示し斤ようにエージング
後の交流１．Ｏｖ印加時の初期抵抗値がこの発明の方法
を施した素子において最も高くなることが挙げらｈる。
様の測定を行なったところ、やはり２分程度の短い時間
で抵抗値がほぼ一定になることを確認した。上記のよう
に、この発明の一実施例のエージング方法を施すことに
よって、直流駆動時に抵抗値が速やかに一定化する理由
については、こ〕発明の実施例のエージングのタメにイ
オン分極が生じ、感湿材料の電極間の導電空間に存在す
る余分な可動イオンの数が少なくなることが考えらねる
。この根拠としては、第１図に示し斤ようにエージング
後の交流１．Ｏｖ印加時の初期抵抗値がこの発明の方法
を施した素子において最も高くなることが挙げらｈる。
又、上記この発明の一実施例のエージングを行なった感
湿素子は、第３図に示すように、２５℃直流１．Ｏｖ印
加により良好々湿度検知特性が得ら？ｌこｈに対し、上
記この発明のエージングを行々わ々かった感湿素子では
、直流印加により抵抗値が上昇【て湿度検知特性は得ら
れなかった。
湿素子は、第３図に示すように、２５℃直流１．Ｏｖ印
加により良好々湿度検知特性が得ら？ｌこｈに対し、上
記この発明のエージングを行々わ々かった感湿素子では
、直流印加により抵抗値が上昇【て湿度検知特性は得ら
れなかった。
上記と同一の感湿素子を甲いてこの発明のエージング方
法の詳細な条件について検討するための実験を行なった
。、まず、エージング時の直流印加電圧を変えて種々の
実験を実施し斤ところ、印加電圧は１．２Ｖ以下である
ことが必要であることがわかった。１．２Ｖを越える直
流電圧を印加してエージングを行なった場合には、エー
ジング後の直流駆動時において抵抗値の変動が激しいた
め、実年に供しなかった。これは、水の電気化学的な理
論分解電圧が１．２３ Ｖであることから、この場合も
１．２Ｖ以上の電圧を印〃口してエージングすると。
法の詳細な条件について検討するための実験を行なった
。、まず、エージング時の直流印加電圧を変えて種々の
実験を実施し斤ところ、印加電圧は１．２Ｖ以下である
ことが必要であることがわかった。１．２Ｖを越える直
流電圧を印加してエージングを行なった場合には、エー
ジング後の直流駆動時において抵抗値の変動が激しいた
め、実年に供しなかった。これは、水の電気化学的な理
論分解電圧が１．２３ Ｖであることから、この場合も
１．２Ｖ以上の電圧を印〃口してエージングすると。
感湿材料表面の吸着水の電気分解が起こり、水のイオン
化により電気伝導に寄与する荷電粒子の数が不安定に増
加した状態になることによるものと考えらｈる。ｔ＋、
エージング時の雰囲気温度について検討したところ、４
０−９０℃の範囲内の温度で行なわねばｔらたいことが
判明しに０ちなみに、４０℃以下の温度ではエージング
の効果がほとんど々〈、９０℃以上でけ成環材料表面が
高温水蒸気によって変質してしまい湿度検知特性が大き
く変動するという不都合が生じた。
化により電気伝導に寄与する荷電粒子の数が不安定に増
加した状態になることによるものと考えらｈる。ｔ＋、
エージング時の雰囲気温度について検討したところ、４
０−９０℃の範囲内の温度で行なわねばｔらたいことが
判明しに０ちなみに、４０℃以下の温度ではエージング
の効果がほとんど々〈、９０℃以上でけ成環材料表面が
高温水蒸気によって変質してしまい湿度検知特性が大き
く変動するという不都合が生じた。
つぎにエージング時の直流印ＩＪＤｉｌｔ圧を１． Ｏ
Ｖ 一定とし、雰囲気温度を６５℃として雰囲気の湿度
を変化させた場合および雰囲気への放置時間を変えた場
合のエージング効果について調べｒｏこの結果を第４ｖ
ならびに第５図に示す。ただし、第４１での放置時間は
９６時間一定とし、第５図での雰囲気湿度は９５％ＲＢ
一定とし、て、いずれもエージング後に直流１． ＯＶ
を印加しｔ場合の抵抗値が安定化するまでの時間によっ
てエージング効果を評価した。第４図かられかるように
、エージング時の雰囲気湿度が８０チＲＨ未満の場合に
は。
Ｖ 一定とし、雰囲気温度を６５℃として雰囲気の湿度
を変化させた場合および雰囲気への放置時間を変えた場
合のエージング効果について調べｒｏこの結果を第４ｖ
ならびに第５図に示す。ただし、第４１での放置時間は
９６時間一定とし、第５図での雰囲気湿度は９５％ＲＢ
一定とし、て、いずれもエージング後に直流１． ＯＶ
を印加しｔ場合の抵抗値が安定化するまでの時間によっ
てエージング効果を評価した。第４図かられかるように
、エージング時の雰囲気湿度が８０チＲＨ未満の場合に
は。
エージング後に直流電圧を印加しｔ際に抵抗値が安定化
するまでにかなりの時間を要するため実用に供しない。
するまでにかなりの時間を要するため実用に供しない。
また、第５図かられかるように、エージング時の放置時
間が４８時間未満の場合には。
間が４８時間未満の場合には。
やはり抵抗値が安定化するまでに非常に長時間を要する
ため同じく実年に供しない。したがって。
ため同じく実年に供しない。したがって。
この発明でのエージング雰囲気の湿度は８０％ＲＨ以上
でしかも放置時１Ｊ−１４８時間以上であることが必要
である。このことは、直流印加電圧、雰囲気温度および
湿度を変化すせた場合にも同様でおった。
でしかも放置時１Ｊ−１４８時間以上であることが必要
である。このことは、直流印加電圧、雰囲気温度および
湿度を変化すせた場合にも同様でおった。
ところで、感湿材料として他のセラミックタイプのもの
および高分子電解質タイプのものなど各種の感湿材料を
用いて行なった場合にも、上記実施例で得られ穴のと全
く同一の効果が得ら引た。
および高分子電解質タイプのものなど各種の感湿材料を
用いて行なった場合にも、上記実施例で得られ穴のと全
く同一の効果が得ら引た。
また、この発明の方法は、完成″：！：ｈだ感湿素子に
つｂて行なってもよぐ、また感湿材料につｂて行な論、
これを素子の感湿部に用いても上記実施例のような効果
が得らｈるものでおることを確認した。
つｂて行なってもよぐ、また感湿材料につｂて行な論、
これを素子の感湿部に用いても上記実施例のような効果
が得らｈるものでおることを確認した。
この発明は以上説明したとおり、感湿材料に１．２Ｖ以
下の直流電圧を印加し、て４０〜９０℃。
下の直流電圧を印加し、て４０〜９０℃。
相対湿度８０チ以上の雰囲気に４８時間以上放置するこ
とにより、直流駆動時に比較的速やかに抵抗値が安定化
し、直流駆動により湿Ｉｓ′倹知が行なえる感湿材料の
エージング方法を得ることができる。
とにより、直流駆動時に比較的速やかに抵抗値が安定化
し、直流駆動により湿Ｉｓ′倹知が行なえる感湿材料の
エージング方法を得ることができる。
第１図は、この発明の一実施例による感温素子と従来の
方法による感湿素子を比較する特性図。 第２図は、この発明の一実施例に併した感湿素子の斜視
図、第３図〜第５図は、各々この発明の一実施例による
感湿素子の特性図である。 図において、（Ａ）はこの発明の一実施例による感湿素
子の特性、 （＋３）、 （（：りけ各々従来の方法に
よる感湿素子の特性である。
方法による感湿素子を比較する特性図。 第２図は、この発明の一実施例に併した感湿素子の斜視
図、第３図〜第５図は、各々この発明の一実施例による
感湿素子の特性図である。 図において、（Ａ）はこの発明の一実施例による感湿素
子の特性、 （＋３）、 （（：りけ各々従来の方法に
よる感湿素子の特性である。
Claims (1)
- 感湿材料に，１．２Ｖ以下の直流電圧を印加して４０
〜９０℃，相対湿度８０％以上の雰囲気に４８時間以上
放置する感湿材料のエージング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59268964A JPS61147144A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | 感湿材料のエ−ジング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59268964A JPS61147144A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | 感湿材料のエ−ジング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61147144A true JPS61147144A (ja) | 1986-07-04 |
Family
ID=17465743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59268964A Pending JPS61147144A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | 感湿材料のエ−ジング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61147144A (ja) |
-
1984
- 1984-12-20 JP JP59268964A patent/JPS61147144A/ja active Pending
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