JPS63158802A - 感湿組成物 - 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】 〔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。

〔従来の技術〕

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なと
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。

このため信顧性が高く、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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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％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顧性の高い感湿素子を提供しよ
うとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

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（１）で表されるカルコゲンオキソ酸塩か
らなる感湿組成物 Ａ、Ｂ、Ｏ，（Ｉ） （式中、＾はアルカリ金属、Ｂはイオウ、セレンもしく
はテルル原子、０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。

（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。

本発明においてカルコゲンオキソ酸塩は下記一般式（１
）で表されるものである。

Ａ、Ｂ、０．　　　　　　　　（１） （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、０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、重亜硫酸塩（メタ重亜硫酸塩）、亜ニチ
オン酸塩、二値酸塩（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。

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（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％
以下）での計測精度が著しく向上した。

Ｈ＝ｌｏｇＫ　　＋　ａ　　　　　　　　　　　　　　
　　（ＩＩ））ｌ：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。

本発明の感湿素子組成物は、通常、原料粉末の粒径０．
１〜３ｕ、成形圧５０〜１０００Ｋｇ／ｃｍ”、成形体
の焼結温度５００〜１２００°Ｃ１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
。

〔実施例〕

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（Ｎａｔ
ＴｅＯｉ）をモル比で８２％、１５％、３％となるよう
に秤量し、ボットミルで１６時時間式で混合した。得ら
れた混合物を１４０”Ｃ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／ｃａ＋”
の条件で加圧成形し、直径７蒙−Φ、厚さ約０．７ｍ＋
ｍ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８５０℃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槽で、雰
囲気温度２５℃に保ち、相対湿度を５〜１００χ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。

第１表 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。

その結果を第２表に示す。

第２表 実施例３ 酸化チタン、亜酸化銅、亜セレン酸カリウム（ＫｚＳｅ
Ｏｓ）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°Ｃ１相対湿度９８χ
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２０〜８０Ｘ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±２ｘＲＨ以内であり、相対
湿度９８χ、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。

〔効果〕

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、４０χＲＨ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。

【図面の簡単な説明】

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図は感湿特性の高温放置
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。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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 Ａ＿ｘＢ＿ｙＯ＿ｚ（ 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）
2. （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