JP2621585B2 - 面ヒータおよびその製造法 - Google Patents
面ヒータおよびその製造法Info
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- JP2621585B2 JP2621585B2 JP14317590A JP14317590A JP2621585B2 JP 2621585 B2 JP2621585 B2 JP 2621585B2 JP 14317590 A JP14317590 A JP 14317590A JP 14317590 A JP14317590 A JP 14317590A JP 2621585 B2 JP2621585 B2 JP 2621585B2
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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
られる面ヒータおよび面ヒータの製造法に関するもので
ある。
られる面ヒータおよび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
に適合した熱源として脚光を浴びてきている。このよう
な面ヒータとして次に示すような構成のものが提案され
ている。
に適合した熱源として脚光を浴びてきている。このよう
な面ヒータとして次に示すような構成のものが提案され
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）。
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）。
（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）。
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）。
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ことによる耐
湿特性の面と、マイカ板と発熱体が点触媒であることに
よる局部加熱による断線の面で問題を有していた。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ことによる電気特性
（絶縁抵抗・絶縁体力など）の面で、さらにアスベスト
板が発癌性物質であることによる安全衛生上の面で問題
を有するものであった。（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ことによる耐
湿特性の面と、マイカ板と発熱体が点触媒であることに
よる局部加熱による断線の面で問題を有していた。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ことによる電気特性
（絶縁抵抗・絶縁体力など）の面で、さらにアスベスト
板が発癌性物質であることによる安全衛生上の面で問題
を有するものであった。（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。
本発明はこのような従来の構成が有していた課題を解
決しようとするものであって、絶縁性が高くヒートショ
ックに強い構成の面ヒータとその製造法を提供すること
を目的とするものである。
決しようとするものであって、絶縁性が高くヒートショ
ックに強い構成の面ヒータとその製造法を提供すること
を目的とするものである。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明の面ヒータは、合成
金雲母［KMg3（AlSi3O10）F2］を主成分としMgO−B2O3
−SiO2系結晶化ガラス、BaO−P2O5系ガラスを必須成分
とした、少なくとも一対の耐熱性電気絶縁材の間にヒー
タエレメントを位置させて一体化したものである。
金雲母［KMg3（AlSi3O10）F2］を主成分としMgO−B2O3
−SiO2系結晶化ガラス、BaO−P2O5系ガラスを必須成分
とした、少なくとも一対の耐熱性電気絶縁材の間にヒー
タエレメントを位置させて一体化したものである。
また本発明の面ヒータの製造法は、合成金雲母が60〜
95wt％、MgO−B2O3−SiO2系結晶化ガラスが５〜40wt％
の混合粉末100重量部に対して、BaO−P2O5系ガラスを固
形分として５〜20重量部含有したゾル状水和物に、適量
のアルミナゾルと適量の水を添加してスラリーを調整す
る工程と、前記スラリーをドクターブレード法にて板状
化する工程と、少なくとも一対の前記板状体とヒータエ
レメントをホットプレスにて一体化する工程と、800〜1
000℃で熱処理する工程とからなるものである。
95wt％、MgO−B2O3−SiO2系結晶化ガラスが５〜40wt％
の混合粉末100重量部に対して、BaO−P2O5系ガラスを固
形分として５〜20重量部含有したゾル状水和物に、適量
のアルミナゾルと適量の水を添加してスラリーを調整す
る工程と、前記スラリーをドクターブレード法にて板状
化する工程と、少なくとも一対の前記板状体とヒータエ
レメントをホットプレスにて一体化する工程と、800〜1
000℃で熱処理する工程とからなるものである。
作用 本発明の面ヒータは、特定組成の耐熱性電気絶縁材
と、ヒータエレメントを一体化することにより、特に耐
湿性に優れ、機械的強度およびサーマルショックに強い
ものである。本発明に用いられる耐熱性電気絶縁性は合
成金雲母を主成分とし、MgO−B2O3−SiO2系結晶化ガラ
ス、BaO−P2O5系ガラスを必須成分としたものであり、
各成分は均一に分散されている。
と、ヒータエレメントを一体化することにより、特に耐
湿性に優れ、機械的強度およびサーマルショックに強い
ものである。本発明に用いられる耐熱性電気絶縁性は合
成金雲母を主成分とし、MgO−B2O3−SiO2系結晶化ガラ
ス、BaO−P2O5系ガラスを必須成分としたものであり、
各成分は均一に分散されている。
合成金雲母［KMg3（AlSi3O10）F2］は、天然金雲母が
600℃近辺から脱水するのに対して、OH基をもたないの
で1100℃まで安定であり、体積固有抵抗は天然金雲母と
ほぼ同等で８×1015Ω・cmである。また、形状は鱗片状
でヒートショックに対して緩衝作用を有し、クラックの
発生を防止するとともに電気的には電流の流路が長くな
り、絶縁耐力・絶縁抵抗に優れた電気絶縁物である。
600℃近辺から脱水するのに対して、OH基をもたないの
で1100℃まで安定であり、体積固有抵抗は天然金雲母と
ほぼ同等で８×1015Ω・cmである。また、形状は鱗片状
でヒートショックに対して緩衝作用を有し、クラックの
発生を防止するとともに電気的には電流の流路が長くな
り、絶縁耐力・絶縁抵抗に優れた電気絶縁物である。
MgO−B2O3−SiO2系結晶化ガラスは800〜1000℃で結晶
化して、マイカ粒子間をつなぐ役割と耐湿性を改善する
役割を担うものであり、即ち電気特性を改善する機能を
有するものである。また、BaO−P2O5系ガラスは200℃前
後で結合力が発現するので、ホットプレス時において結
合剤の役割をはたす。
化して、マイカ粒子間をつなぐ役割と耐湿性を改善する
役割を担うものであり、即ち電気特性を改善する機能を
有するものである。また、BaO−P2O5系ガラスは200℃前
後で結合力が発現するので、ホットプレス時において結
合剤の役割をはたす。
また本発明の面ヒータの製造法は、特定組成のスラリ
ーを作成する工程と、前記スラリーをドクターブレード
法にて板状化する工程と、少なくとも一対の前記板状体
とヒータエレメント一体化する工程、熱処理工程をとる
ことにより、ホットプレス時にはBaO−P2O5系ガラスが
結合剤として作用し、熱処理工程ではMgO−B2O3−SiO2
系結晶化ガラスが溶融・結晶化されて耐湿性の高い耐熱
性電気絶縁材を形成することができる。
ーを作成する工程と、前記スラリーをドクターブレード
法にて板状化する工程と、少なくとも一対の前記板状体
とヒータエレメント一体化する工程、熱処理工程をとる
ことにより、ホットプレス時にはBaO−P2O5系ガラスが
結合剤として作用し、熱処理工程ではMgO−B2O3−SiO2
系結晶化ガラスが溶融・結晶化されて耐湿性の高い耐熱
性電気絶縁材を形成することができる。
実施例 以下、本発明の一実施例について第１図に基ずいて説
明する。図において1a・1bは本発明の主要な部分である
耐熱性電気絶縁材で、合成金雲母［KMg3（AlSi3O10）
F2］を主成分とし、MgO−B2O3−SiO2系結晶化ガラスとB
aO−P2O5系ガラスを必須成分としたものである。２はFe
−Cr−Al系の箔体をエッチング加工により、所望のパタ
ーンに形成したヒータエレメントである。耐熱性電気絶
縁材1a・1bは、合成金雲母100重量部、MgO−B2O3−SiO2
系結晶化ガラス20重量部、BaO−P2O5系ガラス10重量
部、アルミナゾル10重量部に適量の水を加えて、ボール
ミルで５時間湿式混合を行って粘度5000cpsのスラリー
としたものを材料としたものである。更に、このスラリ
ーをドクターブレード装置にてポリエステルフイルム上
にｔ＝0.8mmの膜厚になるように調整して塗布し、80℃
にて乾燥した後、所望の形状に打ち抜き、フイルムを剥
して板状体としたものである。ヒータエレメント２は、
この２枚の板状体の間に配置され、ホットプレスにて一
体化されている。本実施例の面ヒータは、前記一体化さ
れた加工体を850℃で熱処理して得るものである。
明する。図において1a・1bは本発明の主要な部分である
耐熱性電気絶縁材で、合成金雲母［KMg3（AlSi3O10）
F2］を主成分とし、MgO−B2O3−SiO2系結晶化ガラスとB
aO−P2O5系ガラスを必須成分としたものである。２はFe
−Cr−Al系の箔体をエッチング加工により、所望のパタ
ーンに形成したヒータエレメントである。耐熱性電気絶
縁材1a・1bは、合成金雲母100重量部、MgO−B2O3−SiO2
系結晶化ガラス20重量部、BaO−P2O5系ガラス10重量
部、アルミナゾル10重量部に適量の水を加えて、ボール
ミルで５時間湿式混合を行って粘度5000cpsのスラリー
としたものを材料としたものである。更に、このスラリ
ーをドクターブレード装置にてポリエステルフイルム上
にｔ＝0.8mmの膜厚になるように調整して塗布し、80℃
にて乾燥した後、所望の形状に打ち抜き、フイルムを剥
して板状体としたものである。ヒータエレメント２は、
この２枚の板状体の間に配置され、ホットプレスにて一
体化されている。本実施例の面ヒータは、前記一体化さ
れた加工体を850℃で熱処理して得るものである。
以下本実施例の面ヒータについての実験結果を説明す
る。この面ヒータは熱容量が小さく、前記板状体をホッ
トプレスにて一体化した耐熱性電気絶縁材1a・1bは、合
成金雲母の粒子がMgO−B2O3−SiO2系ガラスとBaO−P2O5
系ガラスで結合され気孔の少ない緻密な層を形成してい
る。このようにして得られた面ヒータは冷時絶縁抵抗が
500MΩ以上、冷時絶縁耐力は2000V以上であった。熱衝
撃性については、500℃の電気炉で１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。
る。この面ヒータは熱容量が小さく、前記板状体をホッ
トプレスにて一体化した耐熱性電気絶縁材1a・1bは、合
成金雲母の粒子がMgO−B2O3−SiO2系ガラスとBaO−P2O5
系ガラスで結合され気孔の少ない緻密な層を形成してい
る。このようにして得られた面ヒータは冷時絶縁抵抗が
500MΩ以上、冷時絶縁耐力は2000V以上であった。熱衝
撃性については、500℃の電気炉で１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。
次に本発明の面ヒータの製造法を使用して製造した面
ヒータについて、その実験結果を説明する。耐熱性電気
絶縁材1a・1bの組成比の影響は、合成金雲母［（KMg
3（AlSi3O10）F2）］60〜95wt％、MgO−B2O3−SiO2系結
晶化ガラス５〜40wt％の粉末100重量部に対して、BaO−
P2O5系ガラスが５〜20重量部が適量であった。合成金雲
母［（KMg3（AlSi3O10）F2）］60wt％より少なくなる
と、機械的強度は強くなるが、熱衝撃に対しては弱くな
る。また、95wt％より多くなると気孔率が高くなるとと
もに機械的強度が極端に低下する。BaO−P2O5系ガラス
はホットプレシ時の一次結合剤の役割とマイカ粒子間を
結合する結合剤であるが、5wt％未満では結合強度が弱
く、20wt％を越えると耐湿性が極端に低下する。MgO−B
2O3−SiO2系結晶化ガラスは、耐湿・耐熱絶縁特性に優
れたものであるが、5wt％未満ではその効果が少なく、4
0wt％を越えると熱衝撃性が低下する。アルミナゾルの
添加はスラリーの分散性を高め、乾燥後の板状対に柔軟
性を付与するもので、乾燥強度を高める作用もある。上
記組成比の材料に適量の水を添加して得られたスラリー
をドクターブレード法にて板状化する行程を経て、少な
くとも一対の板状体とヒーターエレメントを一体化する
行程の後、800〜1000℃で熱処理をおこなう。熱処理温
度が800℃より低い場合は、MgO−B2O3−SiO2系ガラスが
結晶化せず、耐湿特性が悪くなる。また1000℃を越える
と収縮率が大きくなり、ソリが発生するなど好ましくな
い。
ヒータについて、その実験結果を説明する。耐熱性電気
絶縁材1a・1bの組成比の影響は、合成金雲母［（KMg
3（AlSi3O10）F2）］60〜95wt％、MgO−B2O3−SiO2系結
晶化ガラス５〜40wt％の粉末100重量部に対して、BaO−
P2O5系ガラスが５〜20重量部が適量であった。合成金雲
母［（KMg3（AlSi3O10）F2）］60wt％より少なくなる
と、機械的強度は強くなるが、熱衝撃に対しては弱くな
る。また、95wt％より多くなると気孔率が高くなるとと
もに機械的強度が極端に低下する。BaO−P2O5系ガラス
はホットプレシ時の一次結合剤の役割とマイカ粒子間を
結合する結合剤であるが、5wt％未満では結合強度が弱
く、20wt％を越えると耐湿性が極端に低下する。MgO−B
2O3−SiO2系結晶化ガラスは、耐湿・耐熱絶縁特性に優
れたものであるが、5wt％未満ではその効果が少なく、4
0wt％を越えると熱衝撃性が低下する。アルミナゾルの
添加はスラリーの分散性を高め、乾燥後の板状対に柔軟
性を付与するもので、乾燥強度を高める作用もある。上
記組成比の材料に適量の水を添加して得られたスラリー
をドクターブレード法にて板状化する行程を経て、少な
くとも一対の板状体とヒーターエレメントを一体化する
行程の後、800〜1000℃で熱処理をおこなう。熱処理温
度が800℃より低い場合は、MgO−B2O3−SiO2系ガラスが
結晶化せず、耐湿特性が悪くなる。また1000℃を越える
と収縮率が大きくなり、ソリが発生するなど好ましくな
い。
以上のように本発明の製造法によれば、電気特性に優
れ、熱衝撃に強く、ヒートマスの小さな面ヒータが得ら
れる。
れ、熱衝撃に強く、ヒートマスの小さな面ヒータが得ら
れる。
発明の効果 以上の実施例から明らなように本発明の面ヒータによ
れば、合成金雲母［KMg3（AlSi3O10）F2］を主成分と
し、MgO−B2O3−SiO2系結晶化ガラス、BaO−P2O5系ガラ
スを必須成分とした。少なくとも一対の耐熱性気絶縁材
の間にヒータエレメントを位置させて一体化したため、
絶縁性が高くヒートショックに強い構成の面ヒータとす
ることができるものである。
れば、合成金雲母［KMg3（AlSi3O10）F2］を主成分と
し、MgO−B2O3−SiO2系結晶化ガラス、BaO−P2O5系ガラ
スを必須成分とした。少なくとも一対の耐熱性気絶縁材
の間にヒータエレメントを位置させて一体化したため、
絶縁性が高くヒートショックに強い構成の面ヒータとす
ることができるものである。
また本発明の製造法によれば、合成金雲母が60〜95wt
％、MgO−B2O3−SiO2系結晶化ガラスが５〜40wt％の混
合物粉末100重量部に対して、BaO−P2O5系ガラスを固形
分として５〜20重量部含有したゾル状水和物に、適量の
アルミナゾルと適量の水を添加してスラリーを調整する
工程と、前記スラリーをドクターブレード法にて板状化
する工程と、少なくとも一対の前記板状体とヒーターエ
レメントをホットプレスにて一体化する工程と、800〜1
000℃で熱処理する工程とからなるもので、絶縁性が高
くヒートショックに強い構成の面ヒータを容易に得るこ
とができるものである。
％、MgO−B2O3−SiO2系結晶化ガラスが５〜40wt％の混
合物粉末100重量部に対して、BaO−P2O5系ガラスを固形
分として５〜20重量部含有したゾル状水和物に、適量の
アルミナゾルと適量の水を添加してスラリーを調整する
工程と、前記スラリーをドクターブレード法にて板状化
する工程と、少なくとも一対の前記板状体とヒーターエ
レメントをホットプレスにて一体化する工程と、800〜1
000℃で熱処理する工程とからなるもので、絶縁性が高
くヒートショックに強い構成の面ヒータを容易に得るこ
とができるものである。
図は本発明の面ヒータの一実施例を示す断面図である。 1a・1b……耐熱性電気絶縁材、２……ヒータエレメン
ト。
ト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−239583（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−192679（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−36977（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】合成金雲母［KMg3（AlSi3O10）F2］を主成
分とし、MgO−B2O3−SiO2系結晶化ガラス、BaO−P2O5系
ガラスを必須成分とした、少なくとも一対の耐熱性電気
絶縁材の間にヒータエレメントを位置させて一体化した
面ヒータ。 - 【請求項２】合成金雲母が60〜95wt％、MgO−B2O3−SiO
2系結晶化ガラスが５〜40wt％の混合粉末100重量部に対
して、BaO−P2O5系ガラスを固形分として５〜20重量部
含有したゾル状水和物に、適量のアルミナゾルと適量の
水を添加してスラリーを調整する工程と、前記スラリー
をドクターブレード法にて板状化する工程と、少なくと
も一対の前記板状体とヒータエレメントをホットプレス
にて一体化する工程と、800〜1000℃で熱処理する工程
とからなる面ヒータの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14317590A JP2621585B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 面ヒータおよびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14317590A JP2621585B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 面ヒータおよびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0436978A JPH0436978A (ja) | 1992-02-06 |
| JP2621585B2 true JP2621585B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=15332656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14317590A Expired - Fee Related JP2621585B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 面ヒータおよびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2621585B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP14317590A patent/JP2621585B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0436978A (ja) | 1992-02-06 |
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Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080404 |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |