JPS6255681B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6255681B2 JPS6255681B2 JP55013707A JP1370780A JPS6255681B2 JP S6255681 B2 JPS6255681 B2 JP S6255681B2 JP 55013707 A JP55013707 A JP 55013707A JP 1370780 A JP1370780 A JP 1370780A JP S6255681 B2 JPS6255681 B2 JP S6255681B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moisture
- humidity
- sensitive
- sensitive element
- composition
- 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
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Landscapes
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明は、湿度による電気抵抗変化を利用した
電気抵抗式感湿素子に関するものである。 従来の電気抵抗式感湿素子には感湿体として(1)
塩化リチウム等の電解質塩を用いたもの、(2)
Fe3O4コロイド、Fe2O3，Al2O3，Cr2O3および
Ni2O3等の金属酸化物を用いたもの、(3)Ge，Seの
蒸着膜を利用したものなどが用いられている。こ
れらの感湿素子のうち代表的なものは、塩化リチ
ウムとFe3O4コロイドを用いたものであり、湿度
に対する直線性、感度とも良好で計測器用感湿素
子として使用されて来ている。しかし、上記の感
湿素子は感湿体が膜状構造のため素子製作中の製
作条件（膜厚、塗布方法、熱処理等）による影響
を受けやすく、特性、性能のバラツキが生じ易く
再現性および歩留り低下をきたすため、製作条件
の管理に非常な技術を要していた。また、感湿体
の経時変化が比較的大きく、定期的な校正、再調
整を行なうことが必要であつた。 そこで、計測器等のような校正、再調整可能な
装置以外の用途には不適当であり、家電製品等の
ように定期的校正不可能な製品には採用できなか
つた。 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、製作技術が容易で、性能バラツキが小さく
製作歩留りが良好で、しかも長期間の信頼性の良
い焼結体からなる感湿素子を提供するにある。 上記目的は、感湿素子の感温体として、Al，
Fe，Coの複合酸化物を必須成分とする焼結体を
用いることにより達成される。 以下本発明の実施例により詳述する。原材料と
して、酸化アルミニウム（Al2O3）、酸化鉄
（Fe2O3）および酸化コバルト（Co2O3）を使用し、
所定組成比となるように秤量後、イオン交換水と
共にポツトミルに入れ、通常の混合法により15時
間湿式混合を行つた。混合後脱水・乾燥を行なつ
た材料粉末を造粒した後、仮成形（成形圧力：80
〜150Kg／cm3）し、仮成形品を900〜1000℃で１〜
２時間仮焼成を行なう。仮焼成後、通常用いられ
る方法で粗粉砕、微粉砕（ポツトミル法）を行な
い脱水・乾燥して仮焼成済粉体材料を製作する。
この得られた材料に対して、バインダー（例えば
ポリビニルアルコール等）、イオン交換水を所定
量加えて造粒後、成形圧力：500〜850Kg／cm3で直
径９mm、厚さ１mmの円板状成形体を製作する。こ
の成形体を1050℃〜1400で２時間焼成し、感湿素
子用感湿体を得た。得られた感湿体の両平面に、
シート抵抗10ΩのRuO2電極材料を塗布し、800〜
900℃で10分間焼付け第１図に示す感湿素子を完
成した。 上記の方法で製作した感湿素子は高温で焼結し
た焼結体であるため熱安定性が良く、また長期間
の経時変化も少なく信頼性の良い感湿素子であつ
た。また、さらには、感湿体の製作方法が、特に
難しい製作技術を必要とせず、通常のセラミツク
材料製作方法と同様で良いため、製作技術による
感湿体の性能バラツキ、特性の再現性についての
問題は生ぜず、製作歩留りも良好であつた。 上記に示した製作方法により第１表に示す組成
（組成はそれぞれの材料の金属原子モル比で表わ
してある）の感湿素子を製作し、感湿特性を測定
した結果の代表例を第２図および第３図に示す。
第２図において、直線３，４，５，…１３，１４
および１５は前記第１表に示した試料No.１，２，
３……，11，12および13の感湿特性を示したもの
である。また第３図において、直線１６，１７，
１８，……２６，２７および２８は前記第１表に
示した試料、14，15，16，……24，25および26の
電気抵抗式感湿素子に関するものである。 従来の電気抵抗式感湿素子には感湿体として(1)
塩化リチウム等の電解質塩を用いたもの、(2)
Fe3O4コロイド、Fe2O3，Al2O3，Cr2O3および
Ni2O3等の金属酸化物を用いたもの、(3)Ge，Seの
蒸着膜を利用したものなどが用いられている。こ
れらの感湿素子のうち代表的なものは、塩化リチ
ウムとFe3O4コロイドを用いたものであり、湿度
に対する直線性、感度とも良好で計測器用感湿素
子として使用されて来ている。しかし、上記の感
湿素子は感湿体が膜状構造のため素子製作中の製
作条件（膜厚、塗布方法、熱処理等）による影響
を受けやすく、特性、性能のバラツキが生じ易く
再現性および歩留り低下をきたすため、製作条件
の管理に非常な技術を要していた。また、感湿体
の経時変化が比較的大きく、定期的な校正、再調
整を行なうことが必要であつた。 そこで、計測器等のような校正、再調整可能な
装置以外の用途には不適当であり、家電製品等の
ように定期的校正不可能な製品には採用できなか
つた。 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、製作技術が容易で、性能バラツキが小さく
製作歩留りが良好で、しかも長期間の信頼性の良
い焼結体からなる感湿素子を提供するにある。 上記目的は、感湿素子の感温体として、Al，
Fe，Coの複合酸化物を必須成分とする焼結体を
用いることにより達成される。 以下本発明の実施例により詳述する。原材料と
して、酸化アルミニウム（Al2O3）、酸化鉄
（Fe2O3）および酸化コバルト（Co2O3）を使用し、
所定組成比となるように秤量後、イオン交換水と
共にポツトミルに入れ、通常の混合法により15時
間湿式混合を行つた。混合後脱水・乾燥を行なつ
た材料粉末を造粒した後、仮成形（成形圧力：80
〜150Kg／cm3）し、仮成形品を900〜1000℃で１〜
２時間仮焼成を行なう。仮焼成後、通常用いられ
る方法で粗粉砕、微粉砕（ポツトミル法）を行な
い脱水・乾燥して仮焼成済粉体材料を製作する。
この得られた材料に対して、バインダー（例えば
ポリビニルアルコール等）、イオン交換水を所定
量加えて造粒後、成形圧力：500〜850Kg／cm3で直
径９mm、厚さ１mmの円板状成形体を製作する。こ
の成形体を1050℃〜1400で２時間焼成し、感湿素
子用感湿体を得た。得られた感湿体の両平面に、
シート抵抗10ΩのRuO2電極材料を塗布し、800〜
900℃で10分間焼付け第１図に示す感湿素子を完
成した。 上記の方法で製作した感湿素子は高温で焼結し
た焼結体であるため熱安定性が良く、また長期間
の経時変化も少なく信頼性の良い感湿素子であつ
た。また、さらには、感湿体の製作方法が、特に
難しい製作技術を必要とせず、通常のセラミツク
材料製作方法と同様で良いため、製作技術による
感湿体の性能バラツキ、特性の再現性についての
問題は生ぜず、製作歩留りも良好であつた。 上記に示した製作方法により第１表に示す組成
（組成はそれぞれの材料の金属原子モル比で表わ
してある）の感湿素子を製作し、感湿特性を測定
した結果の代表例を第２図および第３図に示す。
第２図において、直線３，４，５，…１３，１４
および１５は前記第１表に示した試料No.１，２，
３……，11，12および13の感湿特性を示したもの
である。また第３図において、直線１６，１７，
１８，……２６，２７および２８は前記第１表に
示した試料、14，15，16，……24，25および26の
【表】
【表】
【表】
【表】
感湿素子の感湿特性を示したものである。
次に、第２表は前記各感湿素子の感湿係数：
β、温度依存性：α／βを示した。 なお、感湿係数：βおよび温度依存性：α／β
は測定結果から次式により求めた。 但し、p1：相対湿度RH1（％）の時の感湿素子
の抵抗率 p2：相対湿度RH2（％）の時の感湿素子の抵抗
率 但し、p1：温度T1（℃）の時の感湿素子の抵
抗率 p2：温度T2（℃）の時の感湿素子の抵抗率 第２表における感湿係数：βおよび温度依存
性：α／βは一般用途向としては、β≧３および
α／β≦0.3の範囲であれば温度補償の必要もな
く使用可能である。 ここで第１表に示した感湿素子試料の組成を通
常用いられる組成三角図で表わしたものを第４図
に示す。第４図の組素成三角図において、円内に
記入した数値は、前記第１表に示した試料No.と対
応している。 以上に説明したごとく、第４図の組成三角図に
おける点線で囲まれた範囲内の組成の焼結体を感
湿素子として用いれば、感湿係数：β、および温
度依存性：α／βがそれぞれβ≧３，α／β≦
0.3を満足しており、良好な感湿素子として利用
することができる。 すなわち、前記の組成三角図における点線29で
囲まれた範囲内は、いいかえれば、Al，Fe、お
よびCo原子モル比で表わした組成三角図におい
て、原子モル比が、Ｆｅ／Ａｌ＝0.091、Ｃｏ／Ａｌ＝0
.091，Ｃｏ／Ａｌ ＝２，Ｆｅ／Ｃｏ＝0.5，Ｆｅ／Ｃｏ＝2.0およびＦｅ／
Ａｌ＝５となる組 成点を順次直線で結んだ時に、該直線で囲まれた
範囲（直線上のモル比となる組成を含む）内に相
当する。なお該範囲外の組成では、感湿係数：β
がβ＜３であるかまたは抵抗率が108Ω−cm以上
であり、一般的用途向感湿素子としては適当でな
く採用不可能であつた。 次に信頼性確認のために、高温高湿試験（温度
60℃、相対湿度95％RH）を行なつた結果は第５
図に示すとおりであつた。 第５図において、曲線３０，３１，３２，３
３，３４，３５，３６，３７，３９，４０，４１
および４２は前記第１表および第２表に示した試
料No.１、No.３、No.５、No.８、No.14、No.16、No.23
、
No.25、No.27、No.28、No.29、およびNo.30の感湿素子
の特性変化率を示したものであり、長期にわたり
安定で劣化が少ないことがわかる。また第５図に
おいて、曲線３８は比較のために用いた従来の感
湿素子（Fe3O4コロイド使用）の特性変化率であ
る なお、第５図においては、製作した各種組成の
感湿素子の中の代表例のみを図示したものである
が、図示しなかつた組成の感湿素子についても同
様な好結果が得られた。 以上に述べたごとく、Al，Fe，Coの酸化物の
内、少なくとも２種類以上の複合酸化物を主成分
とする焼結体を感湿素子として利用することによ
り、従来から問題となつていた製作工程による特
性、性能のバラツキおよび歩留り低下を生ぜず、
しかも経時変化の少ない安定した感湿素子が得ら
れ、校正および再調整が不可能な家電製品等の用
途に利用できる等の利点を有している。
β、温度依存性：α／βを示した。 なお、感湿係数：βおよび温度依存性：α／β
は測定結果から次式により求めた。 但し、p1：相対湿度RH1（％）の時の感湿素子
の抵抗率 p2：相対湿度RH2（％）の時の感湿素子の抵抗
率 但し、p1：温度T1（℃）の時の感湿素子の抵
抗率 p2：温度T2（℃）の時の感湿素子の抵抗率 第２表における感湿係数：βおよび温度依存
性：α／βは一般用途向としては、β≧３および
α／β≦0.3の範囲であれば温度補償の必要もな
く使用可能である。 ここで第１表に示した感湿素子試料の組成を通
常用いられる組成三角図で表わしたものを第４図
に示す。第４図の組素成三角図において、円内に
記入した数値は、前記第１表に示した試料No.と対
応している。 以上に説明したごとく、第４図の組成三角図に
おける点線で囲まれた範囲内の組成の焼結体を感
湿素子として用いれば、感湿係数：β、および温
度依存性：α／βがそれぞれβ≧３，α／β≦
0.3を満足しており、良好な感湿素子として利用
することができる。 すなわち、前記の組成三角図における点線29で
囲まれた範囲内は、いいかえれば、Al，Fe、お
よびCo原子モル比で表わした組成三角図におい
て、原子モル比が、Ｆｅ／Ａｌ＝0.091、Ｃｏ／Ａｌ＝0
.091，Ｃｏ／Ａｌ ＝２，Ｆｅ／Ｃｏ＝0.5，Ｆｅ／Ｃｏ＝2.0およびＦｅ／
Ａｌ＝５となる組 成点を順次直線で結んだ時に、該直線で囲まれた
範囲（直線上のモル比となる組成を含む）内に相
当する。なお該範囲外の組成では、感湿係数：β
がβ＜３であるかまたは抵抗率が108Ω−cm以上
であり、一般的用途向感湿素子としては適当でな
く採用不可能であつた。 次に信頼性確認のために、高温高湿試験（温度
60℃、相対湿度95％RH）を行なつた結果は第５
図に示すとおりであつた。 第５図において、曲線３０，３１，３２，３
３，３４，３５，３６，３７，３９，４０，４１
および４２は前記第１表および第２表に示した試
料No.１、No.３、No.５、No.８、No.14、No.16、No.23
、
No.25、No.27、No.28、No.29、およびNo.30の感湿素子
の特性変化率を示したものであり、長期にわたり
安定で劣化が少ないことがわかる。また第５図に
おいて、曲線３８は比較のために用いた従来の感
湿素子（Fe3O4コロイド使用）の特性変化率であ
る なお、第５図においては、製作した各種組成の
感湿素子の中の代表例のみを図示したものである
が、図示しなかつた組成の感湿素子についても同
様な好結果が得られた。 以上に述べたごとく、Al，Fe，Coの酸化物の
内、少なくとも２種類以上の複合酸化物を主成分
とする焼結体を感湿素子として利用することによ
り、従来から問題となつていた製作工程による特
性、性能のバラツキおよび歩留り低下を生ぜず、
しかも経時変化の少ない安定した感湿素子が得ら
れ、校正および再調整が不可能な家電製品等の用
途に利用できる等の利点を有している。
第１図は本発明による感湿素子の構造の一実施
例、第２図および第３図は本発明による感湿素子
の感湿特性を示す図、第４図は本発明の範囲を示
す組成三角図、第５図は本発明による感湿素子の
信頼性試験結果の一実施例。 １：感湿体、２，２′：電極材料。
例、第２図および第３図は本発明による感湿素子
の感湿特性を示す図、第４図は本発明の範囲を示
す組成三角図、第５図は本発明による感湿素子の
信頼性試験結果の一実施例。 １：感湿体、２，２′：電極材料。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Al，FeおよびCoの酸化物の焼結体である複
合酸化物であつて、しかもこの複合酸化物中の金
属原子の原子モル比が、組成三角図におけるＦｅ／Ａｌ ＝0.091，Ｃｏ／Ａｌ＝0.091，Ｃｏ／Ａｌ＝２，Ｆｅ／
Ｃｏ＝0.5，Ｆｅ／Ｃｏ＝ 2.0およびＦｅ／Ａｌ＝５の組成点を結んで囲まれた範
囲 内にあることを特徴とする感湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1370780A JPS56111201A (en) | 1980-02-08 | 1980-02-08 | Moistureesensitive element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1370780A JPS56111201A (en) | 1980-02-08 | 1980-02-08 | Moistureesensitive element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56111201A JPS56111201A (en) | 1981-09-02 |
| JPS6255681B2 true JPS6255681B2 (ja) | 1987-11-20 |
Family
ID=11840686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1370780A Granted JPS56111201A (en) | 1980-02-08 | 1980-02-08 | Moistureesensitive element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56111201A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5170360B2 (ja) * | 2006-08-11 | 2013-03-27 | 戸田工業株式会社 | 赤外線反射能を有する黒色系複合酸化物粒子粉末及びその製造方法、並びに黒色系顔料、該赤外線反射能を有する黒色系顔料を用いた塗料及び樹脂組成物 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5519378B2 (ja) * | 1973-12-05 | 1980-05-26 |
-
1980
- 1980-02-08 JP JP1370780A patent/JPS56111201A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56111201A (en) | 1981-09-02 |
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