JPS5837675B2 - メンハツネツタイノ セイゾウホウホウ - Google Patents
メンハツネツタイノ セイゾウホウホウInfo
- Publication number
- JPS5837675B2 JPS5837675B2 JP49083478A JP8347874A JPS5837675B2 JP S5837675 B2 JPS5837675 B2 JP S5837675B2 JP 49083478 A JP49083478 A JP 49083478A JP 8347874 A JP8347874 A JP 8347874A JP S5837675 B2 JPS5837675 B2 JP S5837675B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- metal
- ceramic
- surface heating
- heat
- 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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- Surface Heating Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は面発熱体、特にセラミックス中に金属発熱体を
一体化した面発熱体の製造方法に関するものである。
一体化した面発熱体の製造方法に関するものである。
従来の面発熱体の多くは雲母などの絶縁部材にヒーター
を巻いた構造のものであった。
を巻いた構造のものであった。
しかし通電初期において母体材料に熱が吸収されてしま
い、その温度の立上りが悪いものであった。
い、その温度の立上りが悪いものであった。
またカーボンや酸化錫などを熱源とする発熱体において
は，その熱容量値を比較的任意に設計できるという利点
があるものの、熱容量分布を変えることが困難であり，
発熱体の中央部分の温度が他の部分の温度より高くなる
という問題があった。
は，その熱容量値を比較的任意に設計できるという利点
があるものの、熱容量分布を変えることが困難であり，
発熱体の中央部分の温度が他の部分の温度より高くなる
という問題があった。
しかもそれらの多くは製造の作業性と生産性の悪いもの
であった。
であった。
このような面発熱体以外にもガラス中にヒータを埋込ん
だ構造の面発熱体もある。
だ構造の面発熱体もある。
これらは使用可能な温度が３００℃程度かそれより低い
という問題をもっている。
という問題をもっている。
そして．これらガラス成分を用いた製品は耐熱スポーリ
ング特性が悪く、また繰返し使用すると急速に機械的強
度の劣化が進み、寿命特性が他の発熱体に比べて悪いも
のであった。
ング特性が悪く、また繰返し使用すると急速に機械的強
度の劣化が進み、寿命特性が他の発熱体に比べて悪いも
のであった。
また再結晶性耐熱ガラスを使用した而発熱体では，安価
なニクロム線や鉄クロｌ・線などの埋込みが困難で、し
かもこの結晶化ガラスそのものは高価であり、安価な発
熱体を得ることができなかった。
なニクロム線や鉄クロｌ・線などの埋込みが困難で、し
かもこの結晶化ガラスそのものは高価であり、安価な発
熱体を得ることができなかった。
しかしながら本発明の方法によれば、−Ｌ記のような欠
点がなく、耐熱性に優れかつ発熱体を保護し寿命特性の
よい面発熱体を得ることができるものである。
点がなく、耐熱性に優れかつ発熱体を保護し寿命特性の
よい面発熱体を得ることができるものである。
具体的には、出発材別である混合組成物を仮焼して熱膨
脹係数値が５ ０ Ｘ １ ０−７／℃（２０〜５００
゜Ｃにおいて）以下の特性を有するセラミック質または
ガラス質の焼結体を得、この焼結体を粉砕して得られる
粉末を使用し．それを威型する際に金属発熱体を埋込み
、この金属発熱体の埋込まれた成型体を高温下で焼結す
ることによりセラミックスと金属発熱体とを一体化し、
その素子の表面の一部ないし全面に黒鉛層を形或し、さ
らにその上に熔射法により金属層を形成することを特徴
とする面発熱体の製造方法である。
脹係数値が５ ０ Ｘ １ ０−７／℃（２０〜５００
゜Ｃにおいて）以下の特性を有するセラミック質または
ガラス質の焼結体を得、この焼結体を粉砕して得られる
粉末を使用し．それを威型する際に金属発熱体を埋込み
、この金属発熱体の埋込まれた成型体を高温下で焼結す
ることによりセラミックスと金属発熱体とを一体化し、
その素子の表面の一部ないし全面に黒鉛層を形或し、さ
らにその上に熔射法により金属層を形成することを特徴
とする面発熱体の製造方法である。
一般的に、セラミックスと金属との接合性は悪く、特に
金属に通電してこれを発熱させヒークとして利用する場
合には、耐熱衝撃性や、耐熱性，加工性などに多くの問
題があった。
金属に通電してこれを発熱させヒークとして利用する場
合には、耐熱衝撃性や、耐熱性，加工性などに多くの問
題があった。
しかしながら、本発明においては、上述した特性を有す
る混合物を出発材料に用いることによって、セラミック
スと金属発熱体との接合性がいちぢるしくよくなり面発
熱体に鬼裂を生じたり，彎曲したりするという不良をな
くし、セラミックスと金属線とを一体化することができ
るという特徴がある。
る混合物を出発材料に用いることによって、セラミック
スと金属発熱体との接合性がいちぢるしくよくなり面発
熱体に鬼裂を生じたり，彎曲したりするという不良をな
くし、セラミックスと金属線とを一体化することができ
るという特徴がある。
ここで，出発材料である混合組成物を仮焼して得られる
セラミック質またはガラス質の焼結体において，その熱
膨脹係数値を上述したように限定した理由について述べ
ると、熱膨脹係数値が５ ０ Ｘ １ ０−７／℃より
太きいと焼結によって金属発熱体との一体化が困難とな
り、さらには通電時においてヒートショックが起り、素
子が破壊されるなどの欠点がある。
セラミック質またはガラス質の焼結体において，その熱
膨脹係数値を上述したように限定した理由について述べ
ると、熱膨脹係数値が５ ０ Ｘ １ ０−７／℃より
太きいと焼結によって金属発熱体との一体化が困難とな
り、さらには通電時においてヒートショックが起り、素
子が破壊されるなどの欠点がある。
さらに、面発熱体素子の表面に黒鉛層を介して熔射法に
よって金属層を形或したのは、素子の熱伝導性を向上さ
せるためである。
よって金属層を形或したのは、素子の熱伝導性を向上さ
せるためである。
又金属層を設けることにより素子の強度を高め、高温度
に対して安定した特性を得ることができる。
に対して安定した特性を得ることができる。
なお、金属層を形或する際、あらかじめ素子の表面に黒
鉛層を形成しておくのは、熔射法によって金属層を形成
する際に金属の一部が黒鉛層まで入り込み、素子の表面
に直接金属層を熔射法によって形成する場合に比べて機
械的強度が向上するためである。
鉛層を形成しておくのは、熔射法によって金属層を形成
する際に金属の一部が黒鉛層まで入り込み、素子の表面
に直接金属層を熔射法によって形成する場合に比べて機
械的強度が向上するためである。
しかも，この黒鉛成分はセラミックス表面の凹凸にそっ
て完全に密着した被膜を形或しているため、アルミニウ
ム板等の金属板をセラミックスの表面に接触させるもの
に比べ、間に空気層が存在しない分だけ熱伝導性が向上
する。
て完全に密着した被膜を形或しているため、アルミニウ
ム板等の金属板をセラミックスの表面に接触させるもの
に比べ、間に空気層が存在しない分だけ熱伝導性が向上
する。
なお、黒鉛層の厚みを必要以上に厚くすると熱伝導性が
逆に悪くなるため、２ｍ／ｍ以下にすることが好ましい
。
逆に悪くなるため、２ｍ／ｍ以下にすることが好ましい
。
ここに、熔射法とは金属線又は金属粉末をガス、電気な
どを使用して一度熔解し，素体の表面に強着する方法で
ある。
どを使用して一度熔解し，素体の表面に強着する方法で
ある。
この方法では金属層の厚みを自由に制御することが可能
である。
である。
次に本発明の方法について一実施例にもとづき具体的に
説明する。
説明する。
試料の調整工程としては粒度１〜３μ程度の天然シラス
原料粉末ＣａＣＯ３およびＳｉ０２．Ｌｉ２ｃＯ３、Ａ
ｌ２０３を用い，まず等モルにＣａＣＯ３とＳ ｔ ０
２を、さらに１：１：４にＬｌ２ＣＯ３とＡｌ２０３
とＳｌ０２を調合し、１２００〜１３５０・℃の温度で
２時間処理して仮焼成をした。
原料粉末ＣａＣＯ３およびＳｉ０２．Ｌｉ２ｃＯ３、Ａ
ｌ２０３を用い，まず等モルにＣａＣＯ３とＳ ｔ ０
２を、さらに１：１：４にＬｌ２ＣＯ３とＡｌ２０３
とＳｌ０２を調合し、１２００〜１３５０・℃の温度で
２時間処理して仮焼成をした。
得られた物質をＸ線回折で調べ、単一固溶体のＣａＳｉ
０３およびβスポシュメンになっていることを確認した
。
０３およびβスポシュメンになっていることを確認した
。
そして、シラス原料粉末が２０重量φ、ＣａＳｉ０３粉
末が３０重量φ、βスポシュメンが５０重量饅の配合割
合になるように調合し、ゴム内張ポットミルを用いて湿
式混合した。
末が３０重量φ、βスポシュメンが５０重量饅の配合割
合になるように調合し、ゴム内張ポットミルを用いて湿
式混合した。
その後水分を蒸発させ，ｉｏｏｏ℃の温度で１時間仮焼
をし、さらに粉砕することにより微粉末とした。
をし、さらに粉砕することにより微粉末とした。
次に濃度６φのポリビニルアルコール溶液を１５重量多
添加し、３２メッシュのふるいを通して整粒をし、これ
まで一般に行なわれている方法で成型した。
添加し、３２メッシュのふるいを通して整粒をし、これ
まで一般に行なわれている方法で成型した。
その際、図示するように直径０． ３ ５ ｍｍ長さ８
０ｃｍのニクロム線または鉄クロム線又はカンタル線を
渦巻状に加工し、１２０Ｘ８０Ｘ５Ｍ１ｉＬの寸法範囲
内に埋込んだ。
０ｃｍのニクロム線または鉄クロム線又はカンタル線を
渦巻状に加工し、１２０Ｘ８０Ｘ５Ｍ１ｉＬの寸法範囲
内に埋込んだ。
この成型体を、ＳｉＣ発熱体を有する電気炉で昇温速度
５０〜１ ５ ０ ０Ｃ／時、温度１０８０〜１２６０
℃の間で本焼或を行なった。
５０〜１ ５ ０ ０Ｃ／時、温度１０８０〜１２６０
℃の間で本焼或を行なった。
得られた面発熱体素子において、ガラスセラミック質の
熱膨張係数は１ ５ Ｘ １ ０−７／℃であった。
熱膨張係数は１ ５ Ｘ １ ０−７／℃であった。
尚、面発熱体素子の表面に黒鉛粉末とタールの混合物を
２■に塗布し、その後Ｎ２ ガスを用い中性雰囲気中で
温度１０００℃で硬化処理を行ない、さらに銅層を熔射
法で厚み３駕に形成した。
２■に塗布し、その後Ｎ２ ガスを用い中性雰囲気中で
温度１０００℃で硬化処理を行ない、さらに銅層を熔射
法で厚み３駕に形成した。
得られた面発熱体に４０Ｖの電圧を印加すると表面温度
が１分５０秒後に５００℃に達した。
が１分５０秒後に５００℃に達した。
尚、図中１はガラスセラミックス、２は金属発熱体、３
は黒鉛層、４は金属層である。
は黒鉛層、４は金属層である。
このように本発明の方法によれば，セラミックス中に金
属発熱体を埋込んだ構造の面発熱体を容易に製造するこ
とができる。
属発熱体を埋込んだ構造の面発熱体を容易に製造するこ
とができる。
そして、使用する原料は無害なものであり、その取扱い
が非常に容易になる。
が非常に容易になる。
金属発熱体を戒型時粉体中に埋込むために、面発熱体と
しての熱容量や熱分布を使用目的に応じて任意に設定す
ることができる。
しての熱容量や熱分布を使用目的に応じて任意に設定す
ることができる。
さらにこの方法によって得られる面発熱体は．セラミッ
クスの金属発熱体との接着性がよく、約５０〜６００℃
の温度範囲で使用することができる。
クスの金属発熱体との接着性がよく、約５０〜６００℃
の温度範囲で使用することができる。
また発熱した状態で急冷しても破損するようなことがな
く、さらに外気の影響によって発熱体が損傷を受けるお
それがない。
く、さらに外気の影響によって発熱体が損傷を受けるお
それがない。
したがって，その経時変化は小さく、寿命特性がよい。
面発熱体そのものは不燃性であり、耐薬品性や耐湿性に
すぐれている。
すぐれている。
また前述したように原料は無害な材料を使用しているた
め、面発熱体を食品衛生機器の分野においても使用でき
，たとえば炊飯器やトースター，オーブン、ポットなど
の面発熱体としてきわめて適したものである。
め、面発熱体を食品衛生機器の分野においても使用でき
，たとえば炊飯器やトースター，オーブン、ポットなど
の面発熱体としてきわめて適したものである。
図は本発明の方法により得られる面発熱体の一例を示す
断面図である。 １・・・・・・セラミックス、２・・・・・・金属発熱
体．３・・・・・黒鉛層，４・・・・・・金属層。
断面図である。 １・・・・・・セラミックス、２・・・・・・金属発熱
体．３・・・・・黒鉛層，４・・・・・・金属層。
Claims (1)
- １ 出発材料である混合組或物を仮焼して熱膨脹係数値
が５ ０ Ｘ １ ０−’／℃以下の特性を有するセラ
ミック質またはガラス質の焼結体を得、この焼結体を粉
砕して得られる粉末を使用し，その戒型時に金属発熱体
を埋込み、この成型体を焼結することによりセラミック
スと金属発熱体とを一体化し、得られた素体の表面に黒
鉛層を形成し、その上に熔射法によりさらに金属層を形
成する事を特徴とする面発熱体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49083478A JPS5837675B2 (ja) | 1974-07-19 | 1974-07-19 | メンハツネツタイノ セイゾウホウホウ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49083478A JPS5837675B2 (ja) | 1974-07-19 | 1974-07-19 | メンハツネツタイノ セイゾウホウホウ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5112434A JPS5112434A (en) | 1976-01-31 |
| JPS5837675B2 true JPS5837675B2 (ja) | 1983-08-17 |
Family
ID=13803563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49083478A Expired JPS5837675B2 (ja) | 1974-07-19 | 1974-07-19 | メンハツネツタイノ セイゾウホウホウ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5837675B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0457075B2 (ja) * | 1987-04-30 | 1992-09-10 | Otsutoo Dankeru Gmbh Fuaburitsuku Fuyuuru Erekutorotekunishe Gereete |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5572388A (en) * | 1978-11-25 | 1980-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Heater for electric cooking oven |
| US5385785A (en) * | 1993-08-27 | 1995-01-31 | Tapeswitch Corporation Of America | Apparatus and method for providing high temperature conductive-resistant coating, medium and articles |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS41768Y1 (ja) * | 1964-01-20 | 1966-01-26 |
-
1974
- 1974-07-19 JP JP49083478A patent/JPS5837675B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS41768Y1 (ja) * | 1964-01-20 | 1966-01-26 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0457075B2 (ja) * | 1987-04-30 | 1992-09-10 | Otsutoo Dankeru Gmbh Fuaburitsuku Fuyuuru Erekutorotekunishe Gereete |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5112434A (en) | 1976-01-31 |
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