JP2001181058A - Ｐｔｃセラミック円筒体の製造方法 - Google Patents
Ｐｔｃセラミック円筒体の製造方法Info
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- JP2001181058A JP2001181058A JP36709899A JP36709899A JP2001181058A JP 2001181058 A JP2001181058 A JP 2001181058A JP 36709899 A JP36709899 A JP 36709899A JP 36709899 A JP36709899 A JP 36709899A JP 2001181058 A JP2001181058 A JP 2001181058A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は自己温度制御を行なうヒーターの材
料等に有用なＰＴＣセラミック円筒体を破損することな
く均一に焼成することを課題とする。 【解決手段】 チタン酸バリウム原料を使用して成形し
た円筒原体１を、耐熱性粉末３中に埋め込んで焼成する
と、該円筒原体１は破損することなく均一に焼成され
る。
料等に有用なＰＴＣセラミック円筒体を破損することな
く均一に焼成することを課題とする。 【解決手段】 チタン酸バリウム原料を使用して成形し
た円筒原体１を、耐熱性粉末３中に埋め込んで焼成する
と、該円筒原体１は破損することなく均一に焼成され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は温度の上昇に伴なっ
て電気抵抗値が増加する正温度係数を示すＰＴＣセラミ
ックの円筒体の製造方法に関するものである。
て電気抵抗値が増加する正温度係数を示すＰＴＣセラミ
ックの円筒体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＰＴＣセラミック成形体はチタン酸バリ
ウムの原料に微量の半導体化添加剤およびバインダーを
加えて水と混練し、該混練物を所定形状の成形原体に成
形し、焼成することによって製造されるが、このような
ＰＴＣセラミックス成形体は温度の上昇に伴なって急激
に電気抵抗値が増大する性質を利用して、自己温度制御
を行なうヒータ等に使用される。従来、このようなＰＴ
Ｃセラミックの円筒原体を焼成室内で焼成する場合、上
部に穴を設け該穴に棒等を通して吊るす方法、縦に立て
て設置する方法、Ｖ字セッター等の治具上に横置きにす
る方法等がある。
ウムの原料に微量の半導体化添加剤およびバインダーを
加えて水と混練し、該混練物を所定形状の成形原体に成
形し、焼成することによって製造されるが、このような
ＰＴＣセラミックス成形体は温度の上昇に伴なって急激
に電気抵抗値が増大する性質を利用して、自己温度制御
を行なうヒータ等に使用される。従来、このようなＰＴ
Ｃセラミックの円筒原体を焼成室内で焼成する場合、上
部に穴を設け該穴に棒等を通して吊るす方法、縦に立て
て設置する方法、Ｖ字セッター等の治具上に横置きにす
る方法等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】棒等で吊るす場合は焼
成過程でバインダーが分解して円筒原体から逃散する
と、該円筒原体の強度が低下し、自重により破損して落
下する危険性があり、縦置きにした場合には転倒の危険
性があり、Ｖ字セッター等に横置きにすると上下で加熱
に差を生じ焼成むらを生じてＰＴＣ特性がばらつくこと
がある。
成過程でバインダーが分解して円筒原体から逃散する
と、該円筒原体の強度が低下し、自重により破損して落
下する危険性があり、縦置きにした場合には転倒の危険
性があり、Ｖ字セッター等に横置きにすると上下で加熱
に差を生じ焼成むらを生じてＰＴＣ特性がばらつくこと
がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はＰＴＣセラミッ
クの円筒原体(1) を焼成中に破損することなく均一に加
熱焼成することを課題とし、上記課題を解決するための
手段として、チタン酸バリウム原料を使用して円筒原体
(1) を成形し、該円筒原体(1) を耐熱性粉末(3) 中に埋
め込んで焼成するＰＴＣセラミック円筒体の製造方法を
提供するものである。該円筒原体(1) は内部に該耐熱性
粉末(3) がなるべく入らないようにして埋め込まれてい
ることが望ましく、また該粉末(3) の粒径は５０〜１０
０μm であることが望ましい。一般に該耐熱性粉末(3)
は成形体のチタン酸バリウム原料とは不活性な金属の酸
化物、窒化物、または炭化物が使用され、特に望ましい
該耐熱性粉末(3) はジルコニア粉末である。
クの円筒原体(1) を焼成中に破損することなく均一に加
熱焼成することを課題とし、上記課題を解決するための
手段として、チタン酸バリウム原料を使用して円筒原体
(1) を成形し、該円筒原体(1) を耐熱性粉末(3) 中に埋
め込んで焼成するＰＴＣセラミック円筒体の製造方法を
提供するものである。該円筒原体(1) は内部に該耐熱性
粉末(3) がなるべく入らないようにして埋め込まれてい
ることが望ましく、また該粉末(3) の粒径は５０〜１０
０μm であることが望ましい。一般に該耐熱性粉末(3)
は成形体のチタン酸バリウム原料とは不活性な金属の酸
化物、窒化物、または炭化物が使用され、特に望ましい
該耐熱性粉末(3) はジルコニア粉末である。
【０００5 】
【発明の実施の形態】本発明を以下に詳細に説明する。
〔原料混合物の調製〕チタン酸バリウム原料としてはＢ
ａＣＯ3 、ＴｉＯ2 が使用される。該原料には更にＮ
ｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｓｂ、Ｌａ等の半導化剤を通常０．０１
〜０．４モル％添加し、更に所望なれば抵抗の安定性を
目的としてＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＴｉＯ2 等を通常２
〜１５モル％添加し、上記混合物を例えばボールミルの
ような混合機で混合する。
〔原料混合物の調製〕チタン酸バリウム原料としてはＢ
ａＣＯ3 、ＴｉＯ2 が使用される。該原料には更にＮ
ｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｓｂ、Ｌａ等の半導化剤を通常０．０１
〜０．４モル％添加し、更に所望なれば抵抗の安定性を
目的としてＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＴｉＯ2 等を通常２
〜１５モル％添加し、上記混合物を例えばボールミルの
ような混合機で混合する。
【０００６】〔一次焼成〕上記混合物は例えば２００〜
２５０℃程度に加熱され脱水乾燥を行なった後、１２０
０℃以下の温度で一次焼成を行ない、焼成後１μm 程度
の粒径に粉砕する。
２５０℃程度に加熱され脱水乾燥を行なった後、１２０
０℃以下の温度で一次焼成を行ない、焼成後１μm 程度
の粒径に粉砕する。
【０００７】〔成形〕上記一次焼成粉砕物にはメチルセ
ルロース、カルボキシメチルセルロース、メトキシセル
ロース等のセルロース系バインダー、デンプン、変性デ
ンプン等のデプン系バインダー、ポリビニルアルコー
ル、ポリアクリル酸ソーダ等の合成樹脂系バインダー等
の水溶性バインダーを１〜１５重量％、水を１０〜３０
重量％を混合し混練機によって混練し粘土状にする。該
混練物は通常押出成形機によって押出され円筒状に成形
される。
ルロース、カルボキシメチルセルロース、メトキシセル
ロース等のセルロース系バインダー、デンプン、変性デ
ンプン等のデプン系バインダー、ポリビニルアルコー
ル、ポリアクリル酸ソーダ等の合成樹脂系バインダー等
の水溶性バインダーを１〜１５重量％、水を１０〜３０
重量％を混合し混練機によって混練し粘土状にする。該
混練物は通常押出成形機によって押出され円筒状に成形
される。
【０００８】〔焼成〕該円筒原体(1) は図１に示すよう
にアルミナ、シリカ等の可塑性材料からな容器(2) 内に
導入され、耐熱性粉末(3) 内に埋め込まれるが、この
際、該円筒原体(1) 内になるべく耐熱性粉末(3) が入ら
ないようにする。耐熱性粉末(3) が円筒原体(1) 内に大
量に入ると、焼成後の冷却過程での焼成体の収縮が該耐
熱性粉末(3) によって干渉され、焼成後に亀裂を生ずる
危険性があり、少量でも焼成中に円筒原体(1) の加熱が
不均一になり、焼成むらが生ずる危険性がある。
にアルミナ、シリカ等の可塑性材料からな容器(2) 内に
導入され、耐熱性粉末(3) 内に埋め込まれるが、この
際、該円筒原体(1) 内になるべく耐熱性粉末(3) が入ら
ないようにする。耐熱性粉末(3) が円筒原体(1) 内に大
量に入ると、焼成後の冷却過程での焼成体の収縮が該耐
熱性粉末(3) によって干渉され、焼成後に亀裂を生ずる
危険性があり、少量でも焼成中に円筒原体(1) の加熱が
不均一になり、焼成むらが生ずる危険性がある。
【０００９】上記耐熱性粉末(3) は焼成最高温度（通常
１４００℃）でも変化せず、かつＢａＣＯ3 、ＴｉＯ2
等のチタン酸バリウム原料に対して不活性な無機粉体で
あり、このような無機粉体としてはＺｒＯ2 、Ｔｉ
Ｏ2 、ＳｉＯ2 、ＺｒＮ、ＴｉＮ、ＳｉＣ、ＺｒＣ等が
例示される。該耐熱性粉末(3) の粒径は５０〜１００μ
mの範囲であることが望ましい。粒径５０μm 以下では
散乱し易く取扱い作業性が悪く、粒径１００μm 以上で
は熱伝導率が低下する。
１４００℃）でも変化せず、かつＢａＣＯ3 、ＴｉＯ2
等のチタン酸バリウム原料に対して不活性な無機粉体で
あり、このような無機粉体としてはＺｒＯ2 、Ｔｉ
Ｏ2 、ＳｉＯ2 、ＺｒＮ、ＴｉＮ、ＳｉＣ、ＺｒＣ等が
例示される。該耐熱性粉末(3) の粒径は５０〜１００μ
mの範囲であることが望ましい。粒径５０μm 以下では
散乱し易く取扱い作業性が悪く、粒径１００μm 以上で
は熱伝導率が低下する。
【００１０】上記円筒原体(1) を耐熱性粉末(3) に埋め
込んだ容器(2) は焼成室内に入れ焼成される。焼成条件
は通常２００〜４００℃／時間の速度で昇温、１２００
〜１４００℃の範囲で１時間前後維持し、その後１００
〜２００℃／時間の速度で冷却する。
込んだ容器(2) は焼成室内に入れ焼成される。焼成条件
は通常２００〜４００℃／時間の速度で昇温、１２００
〜１４００℃の範囲で１時間前後維持し、その後１００
〜２００℃／時間の速度で冷却する。
【００１１】得られたＰＴＣセラミック円筒体を加熱素
子として使用する場合には、該円筒体表面の所定個所に
Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属膜からなる電極
をメッキ、スクリーン印刷、蒸着等によって成形する。
子として使用する場合には、該円筒体表面の所定個所に
Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属膜からなる電極
をメッキ、スクリーン印刷、蒸着等によって成形する。
【００１２】〔実施例〕ＢａＣＯ3 とＴｉＯ2 の１：１
モル混合物にＮｂ０．１モル％を添加し、更にＡｌ2 Ｏ
3 を１０モル％添加した混合物を２５０℃、１時間加熱
して脱水乾燥した後１１００℃、２時間の一次焼成を行
ない、得られた一次焼成物を平均１μm程度に粉砕し
た。
モル混合物にＮｂ０．１モル％を添加し、更にＡｌ2 Ｏ
3 を１０モル％添加した混合物を２５０℃、１時間加熱
して脱水乾燥した後１１００℃、２時間の一次焼成を行
ない、得られた一次焼成物を平均１μm程度に粉砕し
た。
【００１３】上記一次焼成粉砕物にメチルセルロース８
重量％、水１５重量％を添加してミキサーで混合分散せ
しめ、更に混練機で粘土状に混練し、得られた混練物を
押出成形機（ダイ外径φ３３mm、内径φ２６mm）によっ
て押出し、円筒原体(1) を成形した。
重量％、水１５重量％を添加してミキサーで混合分散せ
しめ、更に混練機で粘土状に混練し、得られた混練物を
押出成形機（ダイ外径φ３３mm、内径φ２６mm）によっ
て押出し、円筒原体(1) を成形した。
【００１４】該円筒原体(1) を室温で一日放置して乾燥
して外径φ３１．５mm、内径φ２５mm、高さ１５０mm円
筒原体(1) を得た。Ａｌ2 Ｏ3 製の容器（外径９５mm、
内径８０mm、高さ１６０mm）の底から１０mmまで平均粒
径８０μm のＺｒＯ2 粉末を充填し、上記円筒原体(1)
を縦にして設置し、更に該円筒原体(1) 内にＺｒＯ2粉
末が入らないようにして該容器(2) と該円筒原体(1) と
の間にＺｒＯ2 粉末を該円筒原体(1) の高さまで充填し
た。
して外径φ３１．５mm、内径φ２５mm、高さ１５０mm円
筒原体(1) を得た。Ａｌ2 Ｏ3 製の容器（外径９５mm、
内径８０mm、高さ１６０mm）の底から１０mmまで平均粒
径８０μm のＺｒＯ2 粉末を充填し、上記円筒原体(1)
を縦にして設置し、更に該円筒原体(1) 内にＺｒＯ2粉
末が入らないようにして該容器(2) と該円筒原体(1) と
の間にＺｒＯ2 粉末を該円筒原体(1) の高さまで充填し
た。
【００１５】該容器を焼成室内に入れ、３００℃／時間
の速度で昇温し、１２８０℃で１時間維持した後１５０
℃／時間の速度で冷却して焼成を行なった。
の速度で昇温し、１２８０℃で１時間維持した後１５０
℃／時間の速度で冷却して焼成を行なった。
【００１６】得られたＰＴＣセラミック円筒体の外径側
と内径側とに無電解Ｎｉメッキを施して電極を形成し、
両方の電極にリード線を接続してヒーターを作製した。
と内径側とに無電解Ｎｉメッキを施して電極を形成し、
両方の電極にリード線を接続してヒーターを作製した。
【００１７】上記ヒーターに電極３０ボルトを印加し
て、円周方向の三点（０°、１２０°、２４０°）で昇
温特性を測定した。三点の昇温特性は略同等であり、６
０秒電圧を印加して平衡状態に達した場合の三点の温度
のばらつきは３℃程度であった。
て、円周方向の三点（０°、１２０°、２４０°）で昇
温特性を測定した。三点の昇温特性は略同等であり、６
０秒電圧を印加して平衡状態に達した場合の三点の温度
のばらつきは３℃程度であった。
【００１８】比較として焼成室中に該円筒原体(1) をＶ
字セッターを介して横置きにして同様に焼成を行なった
場合、同様な昇温特性テストによる三点の温度のばらつ
きは７℃程度であった。
字セッターを介して横置きにして同様に焼成を行なった
場合、同様な昇温特性テストによる三点の温度のばらつ
きは７℃程度であった。
【００１９】
【発明の効果】本発明では円筒原体に対して落下、転倒
等の危険性なく均一に焼成することが出来、したがって
均一なＰＴＣ特性を有するＰＴＣセラミック円筒体が得
られる。
等の危険性なく均一に焼成することが出来、したがって
均一なＰＴＣ特性を有するＰＴＣセラミック円筒体が得
られる。
【図１】焼成状態説明断面図
１ 円筒原体 ２ 容器 ３ 耐熱性粉末
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 章広 三重県鈴鹿市伊船町1900番地 鈴鹿富士ゼ ロックス株式会社内 Ｆターム(参考） 4G031 AA14 AA29 BA05 GA14 4G058 AA09 AD03 5E034 AA08 AB01 AC02 DA01 DE07
Claims (5)
- 【請求項１】 チタン酸バリウム原料を使用して円筒原
体を成形し、該円筒原体を耐熱性粉末中に埋め込んで焼
成することを特徴とするＰＴＣセラミック円筒体の製造
方法。 - 【請求項２】 該円筒原体は内部に該耐熱性粉末がなる
べく入らないようにして埋め込まれている請求項１に記
載のＰＴＣセラミック円筒体の製造方法。 - 【請求項３】 該粉末の粒径は５０〜１００μm である
請求項１または２に記載のＰＴＣセラミック円筒体の製
造方法。 - 【請求項４】 該耐熱性粉末は成形体のチタン酸バリウ
ム原料とは不活性な金属の酸化物、窒化物、または炭化
物である請求項１〜３に記載のＰＴＣセラミック円筒体
の製造方法。 - 【請求項５】 該耐熱性粉末はジルコニア粉末である請
求項１〜４に記載のＰＴＣセラミック円筒体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36709899A JP2001181058A (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | Ｐｔｃセラミック円筒体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36709899A JP2001181058A (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | Ｐｔｃセラミック円筒体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001181058A true JP2001181058A (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=18488458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36709899A Withdrawn JP2001181058A (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | Ｐｔｃセラミック円筒体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001181058A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009071588A1 (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-11 | Epcos Ag | Injection molded ptc-ceramics |
| US7973639B2 (en) | 2007-12-05 | 2011-07-05 | Epcos Ag | PTC-resistor |
| US9034210B2 (en) | 2007-12-05 | 2015-05-19 | Epcos Ag | Feedstock and method for preparing the feedstock |
| JP2017024929A (ja) * | 2015-07-17 | 2017-02-02 | ローランドディー．ジー．株式会社 | 三次元造形物の焼成方法 |
-
1999
- 1999-12-24 JP JP36709899A patent/JP2001181058A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009071588A1 (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-11 | Epcos Ag | Injection molded ptc-ceramics |
| US7973639B2 (en) | 2007-12-05 | 2011-07-05 | Epcos Ag | PTC-resistor |
| US9034210B2 (en) | 2007-12-05 | 2015-05-19 | Epcos Ag | Feedstock and method for preparing the feedstock |
| JP2017024929A (ja) * | 2015-07-17 | 2017-02-02 | ローランドディー．ジー．株式会社 | 三次元造形物の焼成方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070306 |