JPS6123791Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、雰囲気の湿度変化に応じて電気抵抗
値が変化する感湿部をもつ感湿素子における構造
の改良に関するものである。

従来から、前記のような機能を有する感湿素子
の感湿部としては、電解質、半導体蒸着膜、金属
酸化物および金属酸化物系セラミツクが感湿剤と
して使用されてきた。そして、構造としては、第
１図に示したようなものが最も一般的であつた。
すなわち、第１図において、１は絶縁基板、２は
湿度検知用対向電極、３は皮膜状に形成された感
湿剤よりなる感湿部、４はリード線である。この
ように構成された従来の感湿素子においては、長
期間使用すると、感度低下をきたすのみならず、
感湿皮膜の膜厚が薄く強固でないため、湿気によ
る経時劣化で損耗し易いことが欠点となつてい
た。この点を改良するためには、素子の構造を変
えて、感湿部をバルク状にするかまたは感湿部皮
膜を厚くして損耗に対して強くすることが行なわ
れている。しかし、感湿部をバルク状に形成した
ものは、素子を支持する構造が新たに加わり、高
温で素子を焼結しなければならないなど素子製作
上の欠点が新たに加わることが不可欠であり、ま
た、感湿剤による塗布皮膜を厚く形成したもの
は、クラツクが生じたり剥離したりし易くなり、
かえつて素子の強度低下を招くばかりでなく、湿
度検出感度も低下してしまうことが多かつた。

本考案は、上記のような欠点を解消し、感湿皮
膜が強固であり良好な下地付着性を有するため
に、素子強度が高いとともに、感湿機能の経時劣
化がほとんどなく、長寿命な感湿素子を提供する
ことを目的としたものである。

すなわち、本考案の感湿素子では第２図〜第５
図の図示実施例のように、感湿部の基板もしくは
対向する一対の電極の少なくともいずれか一つに
金属多孔体を使用し、金属多孔体の骨格（粒子）
ならびに空孔内に感湿剤が塗着、充填されている
ものである。第２図〜第５図において、５は感湿
部の基板用である金属多孔体、５ａは感湿部の基
板用および対向電極用としての金属多孔体、５ｂ
は対向電極用としての金属多孔体、６は絶縁シー
ルド、７はスペーサである。

以下、実施例にしたがつて、本考案を詳細に説
明する。

〔実施例 １〕 アルミナ製基板上にPt−Pd合金ペーストにて
くし形状に対向電極を形成し、この上からカルシ
ウムホスフエートを主成分とする感湿剤をハケ塗
りにて約50μｍの厚さに塗布した。このものを
350℃にて30分間焼成し、Ptリード線を取り付け
て、第１図に示したような従来のタイプの感湿素
子を製作した。一方、市販の金属多孔体（住友電
工(株)製、材質Ni−Cr合金）を基板として用い、
上記と同一の感湿剤を表面から約200μｍの厚さ
に塗布して、これを金属多孔体の骨格ならびに空
孔内に塗布、充填させた後やはり350℃で30分間
焼成し、この表面に上記と同一材質の対向電極お
よびリード線を取り付けて第２図に示したような
本考案の感湿素子を製作した。両者の素子につい
て、感湿皮膜の下地基板への付着性を調べるため
に、１時間沸騰水中に浸漬したところ、従来タイ
プのものでは、感湿皮膜にふくれやクラツクを生
じてほとんどが剥離してしまつたのに対して、本
考案のものは、感湿皮膜を厚く形成したにもかか
わらずこのような変化は全く見られなかつた。し
たがつて、本考案の感湿素子は従来タイプのもの
と比べて感湿皮膜の下地基板への付着性が非常に
優れていることがわかる。また、両者の素子の感
湿特性（湿度変化に対する電気抵抗値変化）を測
定した後に、これらを劣化促進のため、60℃、相
対湿度95％の恒温恒湿槽内に20日間放置した後、
再び感湿特性を測定してその経時劣化状況を調べ
た。この結果を第６図に示す。第６図において、
曲線ＡおよびA′は第１図のように構成した従来
タイプのものの初期ならびに20日後の感湿特性、
曲線ＢおよびB′は、第２図のように構成した本考
案のものの初期ならびに20日後の両特性を示すグ
ラフである。第６図からわかるように、従来タイ
プのものは、20日後には抵抗値がかなり大となつ
てしまい、かつ湿度変化に対する抵抗値変化が小
となり、感湿機能が著しく低下してしまつた。こ
れに対して、本考案のものは全体に抵抗値がやや
大となつたが感湿機能の低下はほとんど見られな
かつた。また、両素子の皮膜表面を観察したとこ
ろ、従来タイプのものは、ふくれが多数生じてい
たが本考案のものは、ふくれ等の皮膜劣化は全く
生じていなかつた。

〔実施例 ２〕 感湿剤としてAl₂O₃−TiO₂系セラミツクをペー
スト状にしたものを用い、実施例１の場合と同一
の構成材料を使用して、第１図のような従来タイ
プおよび第３図のような本考案の感湿素子を製作
した。両者の素子について、実施例１と同様の方
法により感湿皮膜の強度（下地への付着性）なら
びに感湿特性の経時劣化を調べたところ、従来タ
イプのものはやはり剥離し易く、したがつて素子
の抵抗値変化および感湿機能の経時劣化が著しか
つたのに対して、本考案のものは、感湿皮膜が剥
離し難く、第６図の場合と同様に劣化促進テスト
後も感湿機能の低はほとんど見られなかつた。

〔実施例 ３〕 感湿剤として、本発明者が特願昭55−19922等
にて、すでに提案しているけい素樹脂の高温分解
残留物を主成分として用い、実施例１，２の場合
と同一の構成材料を使用して、第５図に示したよ
うな本考案の感湿素子を製作した。このものにつ
いても実施例１と同様の方法により感湿皮膜の強
度および感湿特性の経時劣化を調べたところ、両
特性とも実施例１，２における本考案の素子と同
様、良好であることが判明した。さらに、この素
子の感湿特性および上記と同一の感湿剤を用いて
第１図のように構成した従来タイプの素子の感湿
特性を第７図に示す。第７図において、曲線Ｃお
よびＤはそれぞれ従来タイプのものならびに第５
図のように構成した本考案のものの特性を示すグ
ラフである。第７図からわかるように、本考案の
感湿素子の方が従来タイプのものよりも全体に抵
抗値が１桁以上も小さく、したがつて、素子を使
用する際に、印加電圧がより小さくて済むなど回
路上有利である。上記の本考案のものの抵抗値が
小となつたのは、第５図のように構成した場合、
感湿部３をはさみ込んでいる金属多孔体５ａの側
からもこれを通して湿気が侵入して感湿部に触れ
るので、有効感湿表面積が大であるためであると
考えられる。

ところで、本考案では、金属多孔体を第２図〜
第５図に示した例のうちのいかなる方法で用いて
もよく、またその他の用い方をしてもよい。そし
て、本考案の主眼とするところは、実施例１〜３
からわかるように、いかなる感湿剤を用いても基
板として感湿部の補強が行なえることであり、か
つ対向電極としても用いることが可能であつて、
この場合には、低抗値を低下させることができる
等の有利な点が生ずる。本考案において、感湿部
（皮膜）が下地金属多孔体と強固に付着する理由
は、金属多孔体の骨格もしくは粒子が感湿部を補
強する骨材となり、しかもその骨格間もしくは粒
子間の空隙（空孔）に毛細管現象によつて感湿剤
がはいり込むために感湿剤と金属多孔体の骨格も
しくは粒子とが強固にロツキングされることによ
ると考えられる。

本考案で用いる金属多孔体としては、発泡金
属，粉末焼結金属、繊維状金属などのいずれを使
用してもよい。そして、これら金属多孔体への感
湿剤の塗着方法としては、ハケ塗り、スプレーコ
ーテイング、浸漬処理などの一般の塗布方法のう
ち、いかなるものを用いても本考案の素子を製作
できる。

以上説明したように、感湿部の基板用もしくは
対向する電極用の少なくともいずれか一方用とし
て金属多孔体を使用し、この金属多孔体の骨格
（粒子）ならびに空孔内に感湿機能を有する物質
（感湿剤）が塗布、充填されていることを特徴と
する本考案の感湿素子であれば、感湿部が強固で
あり、下地への付着物が良好であるために、素子
強度が高く、それにともなつて感湿機能の経時劣
化がほとんどないものである。したがつて、感湿
センサや結露センサ等の感湿素子に幅広い用途で
長寿命の使用が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一般的な感湿素子を示す斜視
図、第２図〜第５図は本考案の感湿素子の構成例
を示す斜視図、第６図、第７図は本考案の感湿素
子の感湿特性図である。図中同一符号は、同一ま
たは相当部位を示し、１は基板、２は対向電極、
３は感湿部、４はリード線、５は金属多孔体、６
は絶縁シールド、７はスペーサである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 感湿部を構成する基板と一対の対向する電極の
   少なくともいずれか一つを金属多孔体で構成し、
   この金属多孔体の骨格（粒子）ならびに空孔内に
   感湿機能を有する物質が塗着，充填されてなるこ
   とを特徴とする感湿素子。