JP2586635B2 - 面ヒータの製造法 - Google Patents
面ヒータの製造法Info
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- JP2586635B2 JP2586635B2 JP1061756A JP6175689A JP2586635B2 JP 2586635 B2 JP2586635 B2 JP 2586635B2 JP 1061756 A JP1061756 A JP 1061756A JP 6175689 A JP6175689 A JP 6175689A JP 2586635 B2 JP2586635 B2 JP 2586635B2
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- JP
- Japan
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- heating element
- surface heater
- boron nitride
- manufacturing
- insulating glass
- Prior art date
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- Resistance Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、調理機器・乾燥機器・暖房機器などに用い
られる熱源として用いられる面ヒータの製造法に関する
ものである。
られる熱源として用いられる面ヒータの製造法に関する
ものである。
従来の技術 近年、面ヒータは機器の薄型化、均一加熱などの要望
に合った熱源として脚光を浴びるようになり、従来より
次に示すような各種面ヒータが提案されている。
に合った熱源として脚光を浴びるようになり、従来より
次に示すような各種面ヒータが提案されている。
（１）マイカ板に電熱線を巻回し、その両面にマイカ板
をハトメで止めた構造を有するもの。
をハトメで止めた構造を有するもの。
（２）発熱体を板状のアスベスト間に挟み、前記アスベ
ストと発熱体をリン酸塩を主成分としたバインダーによ
って一体に密着した構造のもの（実公昭51−27479号公
報）。
ストと発熱体をリン酸塩を主成分としたバインダーによ
って一体に密着した構造のもの（実公昭51−27479号公
報）。
（３）所望回路形状に形成した金属箔発熱体の片面もし
くは両面に硝子繊維を無機バインダーにより接着した構
造のもの（実公昭51−10437号公報）。
くは両面に硝子繊維を無機バインダーにより接着した構
造のもの（実公昭51−10437号公報）。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、（１）のマイカ板に電熱線を巻回した
構造のものは、発熱体が封止されていないので耐湿特性
に問題があり、さらに、マイカ板と発熱体が点接触であ
るために局部加熱による断線がおこるなどの課題があっ
た。また、（２）のアスベスト板の間に発熱体を挟み、
リン酸塩を主成分としたバインダーで一体化した構造の
ものは、バインダーがリン酸塩であるために、電気特性
（絶縁抵抗、絶縁体力など）に課題があり、さらにアス
ベスト板は発癌性物質であり、安全衛生上の課題もあ
る。更に（３）の発熱体の片面、もしくは両面に硝子繊
維を無機バインダーにより接着した構造のものは、硝子
繊維の耐熱性が低く、ヒートショックに弱いと言う課題
があった。
構造のものは、発熱体が封止されていないので耐湿特性
に問題があり、さらに、マイカ板と発熱体が点接触であ
るために局部加熱による断線がおこるなどの課題があっ
た。また、（２）のアスベスト板の間に発熱体を挟み、
リン酸塩を主成分としたバインダーで一体化した構造の
ものは、バインダーがリン酸塩であるために、電気特性
（絶縁抵抗、絶縁体力など）に課題があり、さらにアス
ベスト板は発癌性物質であり、安全衛生上の課題もあ
る。更に（３）の発熱体の片面、もしくは両面に硝子繊
維を無機バインダーにより接着した構造のものは、硝子
繊維の耐熱性が低く、ヒートショックに弱いと言う課題
があった。
本発明は、ヒートショックに強い面ヒータの製造法を
提供することを目的とする。課題を解決するための手段 前記目的を達成するために本発明は、高絶縁ガラス20
〜70wt％、窒化ボロン・合成金雲母の中から一種以上の
粉末の合計重量が30〜80wt％、必要に応じて適量のバイ
ンダを添加した粉末に、少量の水を添加して混合する工
程と、前記混合粉末を成形型に入れて、プレスによって
一次成形体を得る工程と、二枚の一次成形体の間に発熱
体を挿入し、ホットプレスによって一体焼結する工程と
からなる面ヒータの製造法とするものである。
提供することを目的とする。課題を解決するための手段 前記目的を達成するために本発明は、高絶縁ガラス20
〜70wt％、窒化ボロン・合成金雲母の中から一種以上の
粉末の合計重量が30〜80wt％、必要に応じて適量のバイ
ンダを添加した粉末に、少量の水を添加して混合する工
程と、前記混合粉末を成形型に入れて、プレスによって
一次成形体を得る工程と、二枚の一次成形体の間に発熱
体を挿入し、ホットプレスによって一体焼結する工程と
からなる面ヒータの製造法とするものである。
作用 本発明によれば、脆さを改善した緻密で気孔のない絶
縁体中に発熱体を内包して、電気特性および熱衝撃性を
大幅に向上できる面ヒータの製造法を実現できる。
縁体中に発熱体を内包して、電気特性および熱衝撃性を
大幅に向上できる面ヒータの製造法を実現できる。
実施例 以下、本発明の一実施例について第１図および第２図
を参照しながら説明する。図において１は高絶縁ガラス
（ホウケイ酸系ガラス）と窒化ボロンの混合粉末を焼結
した絶縁体であり、この中にNi−Crの箔体（ｔ＝0.1）
を所望の形状に形成した発熱体２が埋設されている。３
は前記発熱体２に接続されている端子である。以上の各
要素により、面ヒータが構成されている。
を参照しながら説明する。図において１は高絶縁ガラス
（ホウケイ酸系ガラス）と窒化ボロンの混合粉末を焼結
した絶縁体であり、この中にNi−Crの箔体（ｔ＝0.1）
を所望の形状に形成した発熱体２が埋設されている。３
は前記発熱体２に接続されている端子である。以上の各
要素により、面ヒータが構成されている。
次に前記した面ヒータの製造方法について説明する。
高絶縁ガラス（ホウケイ酸系ガラス）と窒化ボロンの混
合粉末を直方体の型に板状に並べ、その上にNi−Crの箔
体（ｔ＝0.1）を所望の形状に形成した発熱体２を載
せ、さらに、その上から前記混合粉末を載せ、プレスに
て一次成形体（図示せず）を作成する。この一次成形体
を電気炉に投入して高絶縁ガラスの軟化点以上の温度で
一定時間加熱し、ガラス粉末を固溶化させる。こうし
て、高絶縁ガラス中に添加された窒化ボロンの粉体がマ
トリックス状に分散される。ここで窒化ボロンは、鱗片
状で熱電導率が高く（0.16カロリ-/cm・sec）絶縁体の熱電
導率を改善することができると共に、熱衝撃に対して緩
衝作用を有し、絶縁物にクラックが発生することを防止
することができる。更にまた電気絶縁性も高く（体積固
有抵抗（常温時）１×1010Ω・cm）、空気中での酸化開
始温度も950℃であり、面ヒータとしての耐熱性も充分
に有している。以上のようにして第１図・第２図に示す
ような継目なしの絶縁体１（ｔ＝2.0mm）に発熱体２を
埋設した面ヒータを得ることができる。
高絶縁ガラス（ホウケイ酸系ガラス）と窒化ボロンの混
合粉末を直方体の型に板状に並べ、その上にNi−Crの箔
体（ｔ＝0.1）を所望の形状に形成した発熱体２を載
せ、さらに、その上から前記混合粉末を載せ、プレスに
て一次成形体（図示せず）を作成する。この一次成形体
を電気炉に投入して高絶縁ガラスの軟化点以上の温度で
一定時間加熱し、ガラス粉末を固溶化させる。こうし
て、高絶縁ガラス中に添加された窒化ボロンの粉体がマ
トリックス状に分散される。ここで窒化ボロンは、鱗片
状で熱電導率が高く（0.16カロリ-/cm・sec）絶縁体の熱電
導率を改善することができると共に、熱衝撃に対して緩
衝作用を有し、絶縁物にクラックが発生することを防止
することができる。更にまた電気絶縁性も高く（体積固
有抵抗（常温時）１×1010Ω・cm）、空気中での酸化開
始温度も950℃であり、面ヒータとしての耐熱性も充分
に有している。以上のようにして第１図・第２図に示す
ような継目なしの絶縁体１（ｔ＝2.0mm）に発熱体２を
埋設した面ヒータを得ることができる。
このようにして得られた面ヒータを400℃の電気炉に
投入して一時間加熱後、水中へ投入して急冷したがクラ
ックの発生はなかった。また、500℃における絶縁抵抗
は20MΩと良好な結果がえられた。加えて、発熱体２に
通電した時の温度分布は絶縁ガラス単体のものに比べて
若干の改善が見られた。
投入して一時間加熱後、水中へ投入して急冷したがクラ
ックの発生はなかった。また、500℃における絶縁抵抗
は20MΩと良好な結果がえられた。加えて、発熱体２に
通電した時の温度分布は絶縁ガラス単体のものに比べて
若干の改善が見られた。
本実施例で高絶縁ガラスに合成金雲母を添加した場合
は、熱衝撃に対しては同様の傾向が見られたが温度分布
の改善はなかった。これは合成金雲母の熱伝導率が低い
ためと思われる。また、窒化ボロンと合成金雲母の二種
類の粉末を添加した場合、窒化ボロン単体を添加した場
合と同様の傾向が見られた。
は、熱衝撃に対しては同様の傾向が見られたが温度分布
の改善はなかった。これは合成金雲母の熱伝導率が低い
ためと思われる。また、窒化ボロンと合成金雲母の二種
類の粉末を添加した場合、窒化ボロン単体を添加した場
合と同様の傾向が見られた。
次に、第二の実施例である面ヒータの製造方法につい
て以下に説明する。高絶縁ガラス50wt％、窒化ボロン50
wt％の粉末に必要に応じて一次バインダーとして若干の
CMCを添加し、これに小量の水を加えて混合する工程
と、前記混合粉末を成形型に入れてプレスし、一次成形
体を得る工程と、二枚の一次成形体（ｔ＝1mm）の間に
発熱体２を挿入し、電気炉で所定の温度に加熱後、高絶
縁ガラスの軟化点以上の温度でホットプレスにて一体焼
結する工程とから成り、高絶縁ガラスを固溶化させた
後、自然冷却を行い本実施例の面ヒータを得ている。
て以下に説明する。高絶縁ガラス50wt％、窒化ボロン50
wt％の粉末に必要に応じて一次バインダーとして若干の
CMCを添加し、これに小量の水を加えて混合する工程
と、前記混合粉末を成形型に入れてプレスし、一次成形
体を得る工程と、二枚の一次成形体（ｔ＝1mm）の間に
発熱体２を挿入し、電気炉で所定の温度に加熱後、高絶
縁ガラスの軟化点以上の温度でホットプレスにて一体焼
結する工程とから成り、高絶縁ガラスを固溶化させた
後、自然冷却を行い本実施例の面ヒータを得ている。
この面ヒータの絶縁体１は、第一の実施例と同様高絶
縁ガラス中に窒化ボロンが均一に分散しており、無気孔
で緻密な層を形成していた。このようにして得られた面
ヒータは冷時の絶縁抵抗が1000Vメガーで無限大を示し
た。また、冷時の絶縁耐力は2000V以上であった。熱衝
撃性については500℃の電気炉にサンプルを入れて一時
間加熱後、水中に投下したがクラックの発生はなかっ
た。また合成金雲母を単体で添加した場合も、合成金雲
母と窒化ボロンの両方を添加した場合も、窒化ボロンを
単体で添加した場合と同様の傾向を示した。
縁ガラス中に窒化ボロンが均一に分散しており、無気孔
で緻密な層を形成していた。このようにして得られた面
ヒータは冷時の絶縁抵抗が1000Vメガーで無限大を示し
た。また、冷時の絶縁耐力は2000V以上であった。熱衝
撃性については500℃の電気炉にサンプルを入れて一時
間加熱後、水中に投下したがクラックの発生はなかっ
た。また合成金雲母を単体で添加した場合も、合成金雲
母と窒化ボロンの両方を添加した場合も、窒化ボロンを
単体で添加した場合と同様の傾向を示した。
絶縁体１の組成比について述べると、高絶縁ガラスの
比率が多くなるにつれて熱衝撃性が低下する傾向を示
し、70wt％を越えると極端に悪くなる。また、窒化ボロ
ン・合成金雲母の一種以上の粉末添加量が増加すると機
械的強度が低下する傾向を示し、80wt％を越えると絶縁
体の緻密性が損なわれる。
比率が多くなるにつれて熱衝撃性が低下する傾向を示
し、70wt％を越えると極端に悪くなる。また、窒化ボロ
ン・合成金雲母の一種以上の粉末添加量が増加すると機
械的強度が低下する傾向を示し、80wt％を越えると絶縁
体の緻密性が損なわれる。
発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明によれば、高
絶縁ガラス・窒化ボロン・合成金雲母の中から一種以上
を選択し、必要に応じて適量のバインダを添加した粉末
に、小量の水を添加して混合する工程と、前記混合粉末
を成形型に入れて、プレスによって一次成形体を得る工
程と、二枚の一次成形体の間に発熱体を挿入し、ホット
プレスによって一体焼結する工程とを有して、緻密で無
気孔の絶縁体中に発熱体を内包し、電気特性および熱衝
撃性を大幅に向上できる面ヒータの製造法を実現できる
ものである。
絶縁ガラス・窒化ボロン・合成金雲母の中から一種以上
を選択し、必要に応じて適量のバインダを添加した粉末
に、小量の水を添加して混合する工程と、前記混合粉末
を成形型に入れて、プレスによって一次成形体を得る工
程と、二枚の一次成形体の間に発熱体を挿入し、ホット
プレスによって一体焼結する工程とを有して、緻密で無
気孔の絶縁体中に発熱体を内包し、電気特性および熱衝
撃性を大幅に向上できる面ヒータの製造法を実現できる
ものである。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は同斜
視図である。 １……絶縁体、２……発熱体。
視図である。 １……絶縁体、２……発熱体。
Claims (1)
- 【請求項１】高絶縁ガラス20〜70wt％、窒化ボロン・合
成金雲母の中から一種以上の粉末の合計重量が30〜80wt
％、必要に応じて適量のバインダを添加した粉末に、小
量の水を添加して混合する工程と、前記混合粉末を成形
型に入れて、プレスによって一次成形体を得る工程と、
二枚の一次成形体の間に発熱体を挿入し、ホットプレス
によって一体焼結する工程とからなる面ヒータの製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1061756A JP2586635B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 面ヒータの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1061756A JP2586635B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 面ヒータの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02239583A JPH02239583A (ja) | 1990-09-21 |
| JP2586635B2 true JP2586635B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=13180319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1061756A Expired - Lifetime JP2586635B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 面ヒータの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2586635B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49122435A (ja) * | 1973-03-26 | 1974-11-22 |
-
1989
- 1989-03-14 JP JP1061756A patent/JP2586635B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02239583A (ja) | 1990-09-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071205 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081205 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091205 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091205 Year of fee payment: 13 |