JPS60143585A - 発熱体 - Google Patents
発熱体Info
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- JPS60143585A JPS60143585A JP25130283A JP25130283A JPS60143585A JP S60143585 A JPS60143585 A JP S60143585A JP 25130283 A JP25130283 A JP 25130283A JP 25130283 A JP25130283 A JP 25130283A JP S60143585 A JPS60143585 A JP S60143585A
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- Japan
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- heating element
- hollow
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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
本発明は、電気絶縁性ホーロ層中に電気発熱素子を一体
に埋設した面状発熱体に関するもので、暖房器、調理器
、乾燥機器などの電気エネルギーを2 、 、、。
に埋設した面状発熱体に関するもので、暖房器、調理器
、乾燥機器などの電気エネルギーを2 、 、、。
利用した熱源を提供するものである。
従来例の構成とその問題点
最近、金属基板にホーロ層を形成し、そのホーロ層表面
に、さらにホーロ層によって発熱素子を被覆して被着し
た、言わゆる発熱素子をホーロ層です/ドイッチにした
面状発熱体が提案されている。この発熱体は、発熱素子
を被覆するホーロ層が耐熱性に浸れるので、1oO〜4
oOC程度の中高温度域で使用するのに適し、しかも薄
型で長寿命が期待できるなどの特徴を有する。
に、さらにホーロ層によって発熱素子を被覆して被着し
た、言わゆる発熱素子をホーロ層です/ドイッチにした
面状発熱体が提案されている。この発熱体は、発熱素子
を被覆するホーロ層が耐熱性に浸れるので、1oO〜4
oOC程度の中高温度域で使用するのに適し、しかも薄
型で長寿命が期待できるなどの特徴を有する。
しかし、この発熱体を実用するには、発熱素子と金属基
板との間の電気絶縁性に問題がある。すなわち、金属基
板に形成するホーロ層の主成分であるガラスホーロフリ
ットは、ホーロを焼きつけるための焼成温度、基材金属
の膨張率に適合させるために、フリット中にNa2O,
に20.Li2Oなどのアルカリ金属を20〜36重量
%含有している。このため、200C以上の高温で使用
した場合、前述のアルカリ成分のイオンの移動が生起し
、絶縁抵抗、絶縁耐圧などの電気的特性が著しく劣3
、− 化する。
板との間の電気絶縁性に問題がある。すなわち、金属基
板に形成するホーロ層の主成分であるガラスホーロフリ
ットは、ホーロを焼きつけるための焼成温度、基材金属
の膨張率に適合させるために、フリット中にNa2O,
に20.Li2Oなどのアルカリ金属を20〜36重量
%含有している。このため、200C以上の高温で使用
した場合、前述のアルカリ成分のイオンの移動が生起し
、絶縁抵抗、絶縁耐圧などの電気的特性が著しく劣3
、− 化する。
これらの電気的特性を改善する目的で、ホーロ層中に、
例えば絶縁性のアルミナ、ジルコン、酸化マグネシウム
などの材料をミル添加材として加える方法も考えられる
が、添加量が多くなると、ホーロの性質を欠き、例えば
ピンホールが多数発生し、逆に絶縁耐圧が低下するとい
う欠点が生じる。また逆に、添加量が少ない場合、電気
的性質がホーロのそれに近似し、この方法では改善する
ことができない。
例えば絶縁性のアルミナ、ジルコン、酸化マグネシウム
などの材料をミル添加材として加える方法も考えられる
が、添加量が多くなると、ホーロの性質を欠き、例えば
ピンホールが多数発生し、逆に絶縁耐圧が低下するとい
う欠点が生じる。また逆に、添加量が少ない場合、電気
的性質がホーロのそれに近似し、この方法では改善する
ことができない。
発明の目的
本発明は、上記のように発熱素子をホーロ層に埋め込ん
だ発熱体の問題を解決し、電気絶縁性に優れ量産に適し
た発熱体を提供することを目的とする。
だ発熱体の問題を解決し、電気絶縁性に優れ量産に適し
た発熱体を提供することを目的とする。
発明の構成
本発明は、第1の絶縁ホーロ層を形成した金属基板と、
前記ホーロ層上に第2のホーロ層によって被伽して結合
した電気発熱素子とを有する発熱体であって、前記第1
のホーロ層を形成する力゛ラスフリットにおける1価の
アルカリ成分(L 120 sN a 20 t K
20 )の含有量R1と、2価のアルカリ成分(CaO
、B ao 、 MgO)の含有量R2との比R1/R
2が0.5以下であることを特徴とするものである。
前記ホーロ層上に第2のホーロ層によって被伽して結合
した電気発熱素子とを有する発熱体であって、前記第1
のホーロ層を形成する力゛ラスフリットにおける1価の
アルカリ成分(L 120 sN a 20 t K
20 )の含有量R1と、2価のアルカリ成分(CaO
、B ao 、 MgO)の含有量R2との比R1/R
2が0.5以下であることを特徴とするものである。
実施例の説明
第1図は本発明の発熱体の基本構成を示す。1は金属基
板で、その両面もしくは片面に第1の絶縁性ホーロ層2
を形成している。3は薄帯状金属発熱素子であり、これ
をホーロ層2の表面に設置し、さらに第2のホーロ層4
で被覆することにより発熱素子3をホーロ層2,4で挾
持した構造になっている。
板で、その両面もしくは片面に第1の絶縁性ホーロ層2
を形成している。3は薄帯状金属発熱素子であり、これ
をホーロ層2の表面に設置し、さらに第2のホーロ層4
で被覆することにより発熱素子3をホーロ層2,4で挾
持した構造になっている。
以下、各構成要素について説明する。
0)金属基材
本発明の発熱体を構成するホーロ基板の金属基材には、
アルミニウム、アルミダイキャスト、鋳鉄、アルミナイ
ズド鋼、低炭素鋼、ホーロ用鋼板、あるいはステンレス
鋼板が使用される。
アルミニウム、アルミダイキャスト、鋳鉄、アルミナイ
ズド鋼、低炭素鋼、ホーロ用鋼板、あるいはステンレス
鋼板が使用される。
(2)電気発熱素子
5、一
本発明に適用できる電気発熱素子は、基本的には薄帯状
のものである。発熱素子薄帯の厚みは10〜200μm
が適当であり、好ましくは30〜100μmの範囲であ
る。金属の薄帯化は、通常の冷間圧延、熱間圧延の他超
急冷法も利用できる。薄帯化した金属を所望のパターン
に形成する方法としては、エツチング法、プレス加工法
が適している。発熱素子の膜厚パターンは、定格電力。
のものである。発熱素子薄帯の厚みは10〜200μm
が適当であり、好ましくは30〜100μmの範囲であ
る。金属の薄帯化は、通常の冷間圧延、熱間圧延の他超
急冷法も利用できる。薄帯化した金属を所望のパターン
に形成する方法としては、エツチング法、プレス加工法
が適している。発熱素子の膜厚パターンは、定格電力。
発熱面積、温度分布などを考慮して設定する。
発熱素子の材料には各種の電気発熱材を用いることがで
きるが、固有抵抗や熱膨張係数が適当な値を有し、しか
もホーロ層との密着性や、加工性などに優れたものが選
択される。これらの観点から、20Cにおける固有抵抗
が60μΩ・cm、100Cにおける熱膨張係数が10
4104X10−7deのフェライト系ステンレス鋼が
最も好ましい。
きるが、固有抵抗や熱膨張係数が適当な値を有し、しか
もホーロ層との密着性や、加工性などに優れたものが選
択される。これらの観点から、20Cにおける固有抵抗
が60μΩ・cm、100Cにおける熱膨張係数が10
4104X10−7deのフェライト系ステンレス鋼が
最も好ましい。
(3)第1のホーロ層A
本発明の発熱体の電気的性質を決定するファクターとし
て、発熱素子と金属基板の間に介在するホーロ層Aの電
気的性質(絶縁抵抗、7Ie縁耐圧等)6 <− が重要であシ、ホーロ層Aを形成するガラスフリットの
体積固有抵抗の高いものが要求される。
て、発熱素子と金属基板の間に介在するホーロ層Aの電
気的性質(絶縁抵抗、7Ie縁耐圧等)6 <− が重要であシ、ホーロ層Aを形成するガラスフリットの
体積固有抵抗の高いものが要求される。
一般に、ガラスの体積固有抵抗を高めるにはイオン半径
の小さいNa、Li等の含有量を少なくすることや、ガ
ラス網目構造の空隙のいくつかを塞ぎ1価のアルカリ金
属イオンの移動を困難にする役目を果たすCao 、M
gO、B ao 、 S ro等の含有量を多くするこ
とが挙られる。
の小さいNa、Li等の含有量を少なくすることや、ガ
ラス網目構造の空隙のいくつかを塞ぎ1価のアルカリ金
属イオンの移動を困難にする役目を果たすCao 、M
gO、B ao 、 S ro等の含有量を多くするこ
とが挙られる。
しかし、ホーロは金属基板とガラスの結合であるため、
それらの膨張率をできるだけ近づけた方が良いされてい
る。
それらの膨張率をできるだけ近づけた方が良いされてい
る。
従ってNφ、 L ip等の1価のアルカリ成分と、C
aO,MgO,BaO等の2価のアルカリ成分の含有量
が重要となってくる。
aO,MgO,BaO等の2価のアルカリ成分の含有量
が重要となってくる。
本発明は、ホーロ層Aを形成するガラスフリットとして
1価のアルカリ成分の含有量をR1,2価のアルカリ成
分の含有量をR2としたときR1/R2が0.5以下の
ガラスフリットを用いることを特徴とするものである。
1価のアルカリ成分の含有量をR1,2価のアルカリ成
分の含有量をR2としたときR1/R2が0.5以下の
ガラスフリットを用いることを特徴とするものである。
すなわち、1価のアルカリ成分が含有されてい7 、−
ても1価のアルカリ含有量と2価のアルカリ含有量の比
が0.5以下のガラスフリットを用いることにより、電
気絶縁性を改善でき、ホーロとしての機械的強度も維持
することのできるガラスフリットを用いてホーロ層Aを
形成することを特徴とするものである。
が0.5以下のガラスフリットを用いることにより、電
気絶縁性を改善でき、ホーロとしての機械的強度も維持
することのできるガラスフリットを用いてホーロ層Aを
形成することを特徴とするものである。
R1/R2が0.6以下のガラスフリットを用いでホー
ロ層Aを形成したものは、R1/R2が0.5以上のガ
ラスフリットを用いてホーロ層Aを形成したものよシミ
気絶縁性が優れている。また、ホーロの機械的強度や表
面状態等の差は見られない。
ロ層Aを形成したものは、R1/R2が0.5以上のガ
ラスフリットを用いてホーロ層Aを形成したものよシミ
気絶縁性が優れている。また、ホーロの機械的強度や表
面状態等の差は見られない。
本発明に用いられる代表的なガラスフリット組成を第1
表に示す。
表に示す。
以 下 余 1
第1表
(4ン 第2のホーロ層B
第1図のように、第1のホーロ層A上に発熱素子を設け
、これを第2のホーロ層Bで被覆した発熱体においては
、発熱素子が金属の薄帯である場9 、− 合、ホーロ層Aに発熱素子を設置したとき、ホーロ層A
と発熱素子間に介入する空気、あるいはホーロ層Aを形
成した際ホーロ層Aに発生した泡等が、ホーロ層Bを焼
成したときに、ホーロ層の外部に出ずホーロ層Aに、金
属基板まで達するピンホールや金属基板までは達しない
までもそれに近い大きなピンホールが生じ、金属基板と
発熱素子間の電気絶縁性が破壊されやすくなる。
、これを第2のホーロ層Bで被覆した発熱体においては
、発熱素子が金属の薄帯である場9 、− 合、ホーロ層Aに発熱素子を設置したとき、ホーロ層A
と発熱素子間に介入する空気、あるいはホーロ層Aを形
成した際ホーロ層Aに発生した泡等が、ホーロ層Bを焼
成したときに、ホーロ層の外部に出ずホーロ層Aに、金
属基板まで達するピンホールや金属基板までは達しない
までもそれに近い大きなピンホールが生じ、金属基板と
発熱素子間の電気絶縁性が破壊されやすくなる。
そこで、第2のホーロ層にMqOを1成分とする化合物
を分散させることが好ましい。
を分散させることが好ましい。
すなわち、ホーロ層Bを形成するためのスリラグ組成に
MqOを1成分とする化合物を含有させ、これを塗布し
焼成してマット状のホーロ層Bを形成する。このホーロ
層Bの焼成の段階で、ホーロ層Aと発熱素子間に介入し
た空気やホーロ層Aの泡等はホーロ層Bを通じて外部へ
出ていってしまい、ホーロ層Aに与える影響が少ないの
で、金属基板と発熱素子間の電気絶縁性が向上されると
考えられる。
MqOを1成分とする化合物を含有させ、これを塗布し
焼成してマット状のホーロ層Bを形成する。このホーロ
層Bの焼成の段階で、ホーロ層Aと発熱素子間に介入し
た空気やホーロ層Aの泡等はホーロ層Bを通じて外部へ
出ていってしまい、ホーロ層Aに与える影響が少ないの
で、金属基板と発熱素子間の電気絶縁性が向上されると
考えられる。
本発明に用いられるMqOを1成分とする化合物10
、−7、 は、S 102 e Ca O、A 1203)少なく
とも1種とMqOとを含む化合物が、ホーロ層Bのマッ
トの状態と、ホーロ層Bと発熱素子の熱膨張率の関係か
ら最も好ましい、この種の化合物としては、例えば、ケ
イ酸マグネシウム、タルク、蛇紋石等がある。
、−7、 は、S 102 e Ca O、A 1203)少なく
とも1種とMqOとを含む化合物が、ホーロ層Bのマッ
トの状態と、ホーロ層Bと発熱素子の熱膨張率の関係か
ら最も好ましい、この種の化合物としては、例えば、ケ
イ酸マグネシウム、タルク、蛇紋石等がある。
これらの化合物の含有量は、その化合物の種類によって
異なるが、重量比でガラスフリット100に対して、1
〜20が好ましい、含有量が多すぎると、発熱素子が剥
離しやすくなり、また、スリングの安定性が悪くなり作
業が困難となる。含有量が少なすぎると電気絶縁性が改
善されない。
異なるが、重量比でガラスフリット100に対して、1
〜20が好ましい、含有量が多すぎると、発熱素子が剥
離しやすくなり、また、スリングの安定性が悪くなり作
業が困難となる。含有量が少なすぎると電気絶縁性が改
善されない。
(4)発熱体の製造方法
ここでは、ホーロ用鋼板を用いたときの製造方法につい
て説明する。
て説明する。
まず、ホーロ用鋼板を通常ホーロ掛けに用いられている
前処理と同様に前処理を行う。これに、ホーロ層Aを形
成する。ホーロ層Aは、第1表に示したいずれかのガラ
スフリットとミル添加剤、さらには水、有機溶媒等をボ
ールミルで混合しス11 、− リップにする。これを前処理を行ったホーロ用鋼板にス
プレーガン等で塗布し、8o〜120t:’で乾燥する
。この表面に任意のパターン形状に作製した約60〜1
00μmの厚みの金属の薄帯を置き、その上からホーロ
層Bを形成する。ホーロ層Bの形成は第1表のいずれか
のガラスフリットとMqoを必須成分とする化合物、さ
らにミル添加剤、水等をボールミル等で混合しスリップ
にしたものを金属の薄帯を直いた上から塗布し、乾燥後
焼成を行う。こうして発熱体が得られる。なお金属薄帯
設置前にホーロ層Aを焼成してもよい。
前処理と同様に前処理を行う。これに、ホーロ層Aを形
成する。ホーロ層Aは、第1表に示したいずれかのガラ
スフリットとミル添加剤、さらには水、有機溶媒等をボ
ールミルで混合しス11 、− リップにする。これを前処理を行ったホーロ用鋼板にス
プレーガン等で塗布し、8o〜120t:’で乾燥する
。この表面に任意のパターン形状に作製した約60〜1
00μmの厚みの金属の薄帯を置き、その上からホーロ
層Bを形成する。ホーロ層Bの形成は第1表のいずれか
のガラスフリットとMqoを必須成分とする化合物、さ
らにミル添加剤、水等をボールミル等で混合しスリップ
にしたものを金属の薄帯を直いた上から塗布し、乾燥後
焼成を行う。こうして発熱体が得られる。なお金属薄帯
設置前にホーロ層Aを焼成してもよい。
次に、具体的実施例によって本発明の詳細な説明する。
第2表に示したガラスフリットの組成のものを第3表に
示した配合比でボールミルで混合し、スリップをそれぞ
れ調製した。
示した配合比でボールミルで混合し、スリップをそれぞ
れ調製した。
以 下 余 白
筒2表
13 、−
第3表
次に、大きさ150X150喘、厚さ0.7欄のホーロ
用鋼板に、通常のホーロ掛けの前処理を行い、それに前
記のスリップを膜厚約200μmになるように塗布し、
1ooCで乾燥した。次にその上に、厚さ100μmの
Fe−Cr合金の薄帯を置き、その上から第4表に示し
たスリップ組成のものをそれぞれに塗布し、乾燥後、8
ooCで焼成を行った。
用鋼板に、通常のホーロ掛けの前処理を行い、それに前
記のスリップを膜厚約200μmになるように塗布し、
1ooCで乾燥した。次にその上に、厚さ100μmの
Fe−Cr合金の薄帯を置き、その上から第4表に示し
たスリップ組成のものをそれぞれに塗布し、乾燥後、8
ooCで焼成を行った。
以 下 余 白
14 < −
これらの試料について、金属基板と発熱素子間の電気絶
縁性を室温および300Cで測定した。
縁性を室温および300Cで測定した。
その結果を第5表に示す。なお、絶縁抵抗は電圧500
v印加のときの抵抗を測定し、絶縁耐力は国洋電機■製
耐圧絶縁自動試験器を用い、しゃ断電流を10mAに設
定し1分間通電し、ショートしたときの電圧で示した。
v印加のときの抵抗を測定し、絶縁耐力は国洋電機■製
耐圧絶縁自動試験器を用い、しゃ断電流を10mAに設
定し1分間通電し、ショートしたときの電圧で示した。
以 下 余 白
15 、
特開昭GG−143585(5)
上記の結果から、A−1からA−sまでの絶縁抵抗I′
iR1/R2の値が少なくなるにしたがって大きくなっ
ていくが、実際に製品として使用される場合は、JIS
規乱電気用品取締法等から規制され、八−1,A−2の
絶縁抵抗値では使用できない。
iR1/R2の値が少なくなるにしたがって大きくなっ
ていくが、実際に製品として使用される場合は、JIS
規乱電気用品取締法等から規制され、八−1,A−2の
絶縁抵抗値では使用できない。
従ッテ、R1/R2ノ値が0.5以下のA−3から八−
5が最も適している。また、絶縁耐力もR1/R2の値
が少なくなるにしたがって高い値を示すが、ケイ酸マグ
ネシウムを添加したものは、添加しないものよりも高い
値を示していることがわかる。
5が最も適している。また、絶縁耐力もR1/R2の値
が少なくなるにしたがって高い値を示すが、ケイ酸マグ
ネシウムを添加したものは、添加しないものよりも高い
値を示していることがわかる。
発明の効果
以上のように、本発明の発熱体は、従来のホーロを用い
た発熱体よりも金属基板と発熱素子間との電気絶縁性に
陵れたものである。
た発熱体よりも金属基板と発熱素子間との電気絶縁性に
陵れたものである。
図は本発明の発熱体の基本構成を示す断面図である。
1・・・・・・基板、2・・・・・・第1のホーロ層、
3・・・・・・発熱素子、4・・・・・・第2のホーロ
層。
3・・・・・・発熱素子、4・・・・・・第2のホーロ
層。
Claims (2)
- (1)第1の絶縁ホーロ層を形成した金属基板と、前記
ホーロ層上に第2のホーロ層によって被覆して結合した
電気発熱素子とを有する発熱体であって、前記第1のホ
ーロ層を形成するガラスフリットにおける1価のアルカ
リ成分(L l 20 + N a 20 tK2o
)の含有量R1と、2価のアルカリ成分(CaO,Ba
O,Mg0)の含有量Rとの比R1/R2が0.5以下
であることを特徴とする発熱体。 - (2)第2のホーロ層がMqOを1成分とする化合物を
分散している特許請求の範囲第1項記載の発熱体0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25130283A JPS60143585A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25130283A JPS60143585A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 発熱体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60143585A true JPS60143585A (ja) | 1985-07-29 |
JPS6259426B2 JPS6259426B2 (ja) | 1987-12-10 |
Family
ID=17220780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25130283A Granted JPS60143585A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 発熱体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60143585A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6293884A (ja) * | 1985-10-11 | 1987-04-30 | バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト | パネル状発熱体 |
JPS62116162A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | サ−マルヘツド |
WO2018025911A1 (ja) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | 住友大阪セメント株式会社 | SiCヒーター |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0511827U (ja) * | 1991-07-29 | 1993-02-19 | 忠隆 杉山 | 手掛け |
-
1983
- 1983-12-29 JP JP25130283A patent/JPS60143585A/ja active Granted
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6293884A (ja) * | 1985-10-11 | 1987-04-30 | バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト | パネル状発熱体 |
JPS62116162A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | サ−マルヘツド |
WO2018025911A1 (ja) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | 住友大阪セメント株式会社 | SiCヒーター |
CN109565906A (zh) * | 2016-08-02 | 2019-04-02 | 住友大阪水泥股份有限公司 | SiC加热器 |
KR20190038554A (ko) * | 2016-08-02 | 2019-04-08 | 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 | SiC 히터 |
US10966288B2 (en) * | 2016-08-02 | 2021-03-30 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | SiC heater |
CN109565906B (zh) * | 2016-08-02 | 2021-10-08 | 住友大阪水泥股份有限公司 | SiC加热器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6259426B2 (ja) | 1987-12-10 |
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