JP7384757B2 - 多孔質セラミック発熱体 - Google Patents
多孔質セラミック発熱体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7384757B2 JP7384757B2 JP2020112998A JP2020112998A JP7384757B2 JP 7384757 B2 JP7384757 B2 JP 7384757B2 JP 2020112998 A JP2020112998 A JP 2020112998A JP 2020112998 A JP2020112998 A JP 2020112998A JP 7384757 B2 JP7384757 B2 JP 7384757B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- porous ceramic
- ceramic substrate
- heating element
- glass layer
- resistor pattern
- 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.)
- Active
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 145
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 72
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 103
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 92
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 42
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 35
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 13
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910003445 palladium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 41
- 239000010408 film Substances 0.000 description 32
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 16
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 14
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 14
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 13
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 10
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 8
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 3
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N palladium silver Chemical compound [Pd].[Ag] SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- 238000007088 Archimedes method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 238000009688 liquid atomisation Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012508 resin bead Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
Description
抵抗体パターンと前記抵抗体パターンと重なる一対の電極パターンとを多孔質セラミック基板の一方の面上に固着した多孔質セラミック発熱体に関し、特に、多孔質セラミック基板に浸入した霧化液体の霧化のための使用に際して、多孔質セラミック基板の蒸発効率および耐久性能を向上させる技術に関する。
セラミック発熱体は、センサ、調湿のための霧化器、物質合成のための加熱装置など、様々な用途に用いられている。たとえば、特許文献１では、絶縁性セラミック基板内部に抵抗発熱体およびリード線を埋設したセラミックヒータにおいて、抵抗発熱体およびリード線の材料、および膜厚を適正化することで耐久性能を向上させることが提案されている。しかしながら、緻密なセラミック基板を用いたヒータでは、霧化液体を蒸発させることを目的とする場合において、霧化液体の連続供給が難しく、良好な蒸発効率が得られなかった。
これに対して、良好な蒸発効率を得るために、基板若しくは発熱体として多孔体を用い、毛細管現象により霧化液体を加熱部へ直接的且つ連続的に供給し、多孔体に浸入させた霧化液体を素早く蒸発させるようにしたものが提案されている。たとえば、特許文献２に記載された多孔質発熱体がそれである。この多孔質発熱体によれば、多孔体自体が発熱する電気抵抗発熱体であって、アルミニウムを主原料とした多孔体から構成されているので、良好な機械的強度と通電発熱性とが備えられている。
しかしながら、上記多孔質発熱体によれば、多孔体自体が導電物質でなければならず、特に、液体を蒸発させる目的で使用する場合において、用途に応じて液体に対する耐化学性と機械的強度との両立を図ることが難しいという問題があった。
また、セラミックスなどの絶縁性多孔体の一面上に発熱体を形成することも考えられるが、この場合には、多孔体に複数種類のセラミックス材料を使用することができて基板の材料選択性は高くなるが、多孔質体の凹凸表面に形成した電気抵抗発熱体は厚みが均一でなく局所的に異なるため、耐熱衝撃性が低く、基板と電気抵抗発熱体との接着強度も低いという問題があった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、液体を蒸発させる目的に使用するに際して、高い蒸発効率および耐久性能が得られる多孔質セラミック発熱体を提供することにある。
本発明者等は、以上の事情を背景として、液体の霧化用途の多孔質セラミック発熱体について種々検討を重ねた結果、多孔質セラミック基板の一面に、抵抗体パターンおよびその抵抗体パターンに重なる一対の電極パターンを、前記多孔質セラミック基板の一方の面のうちの少なくとも前記抵抗体パターンを含む一部の領域に形成されたガラス層を介して固着すると、基板選択性が広く、電気抵抗発熱体の耐熱衝撃性および接着強度が得られ、蒸発効率および耐久性能が得られる多孔質セラミック発熱体が得られるという事実を見いだした。本発明はかかる知見に基づいてなされたものである。
すなわち、第１発明の要旨とするところは、（ａ）抵抗体パターンと前記抵抗体パターンに重なる一対の電極パターンとが多孔質セラミック基板の一方の面上に固着され、前記一対の電極パターン間に電流が供給されることにより前記抵抗体パターンが発熱する多孔質セラミック発熱体であって、（ｂ）前記多孔質セラミック基板の気孔率屈曲度係数比は２１以上であり、（ｃ）前記多孔質セラミック基板の一方の面のうち、少なくとも前記抵抗体パターンを含む一部の面にガラス層が固着されて、前記抵抗体パターンは前記ガラス層の上に固着され、（ｄ）前記多孔質セラミック基板内に浸入した霧化液体を前記抵抗体パターンの加熱により前記多孔質セラミック基板の一方の面のうちの前記ガラス層に覆われていない面から霧化させることにある。
第１発明によれば、前記多孔質セラミック基板の気孔率屈曲度係数比は２１以上であり、前記多孔質セラミック基板の一方の面に、その一方の面のうちの少なくとも前記抵抗体パターンを含む一部の領域に形成されたガラス層を介して、抵抗体パターンが固着されるので、電気抵抗発熱体の耐熱衝撃性および接着強度が得られ、高い耐久性能が得られる。また、多孔質セラミック基板に浸入した霧化液体が抵抗体パターンによる加熱によって霧化されるので高い蒸発効率が得られる。
ここで、好適には、前記多孔質セラミック基板の気孔率屈曲度係数比は、２６以上である。これにより、多孔質セラミック発熱体において、気孔率が高く且つ屈曲の小さい気孔が備えられているので、高い霧化性能が得られる。気孔率屈曲度係数比は、２６を下まわると、気孔率が低すぎるか或いは気孔の屈曲が多くて、霧化液体の浸入が不十分となる場合があり、霧化性能が十分に得られ難くなる。
また、好適には、前記多孔質セラミック基板は、４０～７１容積％の平均気孔率を有する。これにより、多孔質セラミック基板に霧化液体の浸入が容易となるので、霧化液体の蒸発効率すなわち霧化性能が高くなる。気孔率が７１容積％を超えると、ガラス層、抵抗体パターン、或いは電極パターンの剥離により多孔質セラミック発熱体の耐久性が十分に得られ難くなる。気孔率が４０容積％を下まわると、霧化性能が十分に得られ難くなる。
また、好適には、前記多孔質セラミック基板の気孔の屈曲度係数は、２．０以下である。これにより、多孔質セラミック発熱体において屈曲の小さい気孔が備えられているので、高い霧化性能が得られる。屈曲度係数が２．０を超えると、霧化液体の浸入抵抗が増加して霧化液体の浸入が不十分となる場合があり、霧化性能が十分に得られ難くなる。
前記多孔質セラミック基板は、０．１５～７２μｍの平均細孔径を有する。これにより、毛管作用によって多孔質セラミック基板に霧化液体の浸入が容易となるので、霧化液体の蒸発効率すなわち霧化性能が高くなる。平均細孔径が０．１５ｎｍを下まわると、霧化液体の浸入抵抗が増加して霧化液体の浸入が不十分となり、平均細孔径が７２μｍを超えると、毛細管現象による毛管力が低下して霧化液体の浸入が不十分となる場合があり、霧化性能が十分に得られ難くなる。
また、好適には、前記ガラス層は、３～９０μｍの厚みを有するものである。ガラス層の厚みが３μｍを下まわると、抵抗体パターンの抵抗値がばらついて製造歩留りが低下し、９０μｍを超えると、抵抗体パターンから多孔質セラミック基板への熱伝導が低下して、霧化性能が十分に得られ難くなる。
また、好適には、前記ガラス層は、前記多孔質セラミック基板の一方の面上に固着された厚膜ガラスペーストの焼結体から構成され、前記抵抗体パターンは、前記ガラス層の上に固着された、厚膜抵抗体ペーストの焼結体から構成され、前記電極パターンは、前記ガラス層の上に固着された、厚膜導電ペーストの焼結体から構成される。これにより、前記多孔質セラミック基板の一方の面上に、ガラス層、およびそのガラス層の上の抵抗体パターンおよび電極パターンが厚膜により形成されているので、耐熱衝撃性および接着強度が得られるとともに、耐久性が得られる。
また、好適には、前記多孔質セラミック基板は、アルミナ、ジルコニア、ムライト、シリカ、チタニア、窒化珪素、炭化珪素、炭素のいずれかを主成分とするものであり、前記抵抗体パターンは、銀、パラジウム、酸化ルテニウムのうちのいずれかの金属粉とガラスとを含む厚膜焼結体であり、前記電極パターンは、銅、ニッケル、アルミニウム、銀、白金、金のうちのいずれかの金属粉末とガラスとを含む厚膜焼結体であり、前記ガラス層は、Ｂａ、Ｂ、Ｚｎのいずれかを含む厚膜焼結体である。このように、前記多孔質セラミック基板の一方の面上に、ガラス層、およびそのガラス層の上の抵抗体パターンおよび電極パターンが厚膜焼結体により形成されているので、耐熱衝撃性および接着強度が得られるとともに、耐久性が得られる。
また、好適には、前記多孔質セラミック基板の一方の面は、長手形状の面であり、前記一対の電極パターンは、前記長手形状の面の両端部に配置され、前記抵抗体パターンは、一対のＵ字状部の一端が相互に連結され且つ他端が前記一対の電極パターンのそれぞれに接続されている。このように、抵抗体パターンが一対のＵ字状部の一端が相互に連結され且つ他端から円弧状に延長された先端が前記一対の電極パターンのそれぞれに接続されている形状であることから、局所的に熱が集中せず、抵抗体パターンの全体が均一に発熱するので、霧化液体の蒸発効率すなわち霧化性能が高くなる。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図１は、本発明の一実施例が適用された多孔質セラミック発熱体１０を示す平面図である。多孔質セラミック発熱体１０は、たとえば長辺が６．０ｍｍ、短辺が３．０ｍｍ、厚みが３．０ｍｍの直方体状に形成された多孔質セラミック基板１２と、その多孔質セラミック基板１２の一方の面（上面）であって加熱面として機能する発熱面１２ａに焼結により固着されたガラス層１６と、ガラス層１６の上に焼結によりそれぞれ固着された抵抗体パターン１８および電極パターン２０とを備えている。上記多孔質セラミック基板１２の発熱面１２ａは、長方形状であって、多孔質セラミック発熱体１０に毛細管現象により浸入した所定の液体の蒸発面として機能する。
多孔質セラミック基板１２は、アルミナ、ジルコニア、ムライト、シリカ、チタニア、窒化珪素、炭化珪素、炭素のいずれかを主成分とし、たとえば直径０．１５～５００μｍ、好適には１．５～７２μｍの平均細孔径を有する連通気孔を有する多孔質無機焼結体であって、たとえば２１以上、好適には２６以上の気孔率屈曲度係数比（気孔率／屈曲度係数）と、たとえば３０～９０容積％、好適には４０～７１容積％の平均気孔率とを有している。
ガラス層１６は、Ｂａ、Ｂ、Ｚｎ、Ｓｉを含むガラスたとえば硼珪酸ガラスからなり、多孔質セラミック基板１２の焼成温度よりも低く、且つ抵抗体パターン１８および電極パターン２０の焼成温度以上の軟化点を有する。ガラス層１６は、多孔質セラミック基板１２の発熱面１２ａに、たとえば１００μｍ以下、好適には３．０～９０μｍ程度の厚みで焼結により固着された緻密なガラス膜である。ガラス層１６は、後述の抵抗体パターン１８および電極パターン２０と同じパターンまたはそれよりもやや大きいパターンで形成されていて、抵抗体パターン１８および電極パターン２０と略同じ面積である。
抵抗体パターン１８は、たとえば銀、パラジウム、酸化ルテニウム等の金属粉が後述の厚膜焼成温度以下の融点を有する厚膜ガラスによって結合されることで、８～２１μｍの厚みと、１～３Ω、好適には１．１～２．７Ω程度の値を有する発熱体であって、多孔質セラミック基板１２の発熱面１２ａにおいて、ガラス層１６の上にＳ字状パターンで焼結により固着された厚膜抵抗体である。抵抗体パターン１８は、一対のＵ字状部の一端が相互に連結されてＳ字状を成している。抵抗体パターン１８は、多孔質セラミック基板１２の発熱面１２ａにおいて、発熱面１２ａ全体に対して５～３０％、好適には１３～２１％の大きさとなるように形成されている。
一対の電極パターン２０は、アルミニウム、ニッケル、銅、銀、白金、金等の金属粉が後述の厚膜焼成温度以下の融点を有する厚膜ガラスによって結合されることで導体と同等の導電性を有し、多孔質セラミック基板１２の発熱面１２ａの両端部において、ガラス層１６の上に矩形で焼結により固着された厚膜導電体である。一対の電極パターン２０は、前記一対のＵ字状部の他端から電極パターン２０側へ円弧状に延長された先端が重ねられることで、抵抗体パターン１８に接続されている。一対の電極パターン２０は、多孔質セラミック基板１２の発熱面１２ａにおいて、発熱面１２ａ全体に対して５～２０％の大きさとなるように形成されている。
図２は、多孔質セラミック発熱体１０の製造工程を示している。図２において、混練工程Ｐ１では、多孔質セラミック基板１２の材料、たとえばアルミナ粉末、無機バインダ、造泡剤、有機バインダ、水、ワックス等が、たとえば３０～９０％のうちの所定の気孔率となるように所定の調合割合で調合され且つ混合された後、混練機を用いて混練され、粘土状の胚土とされる。上記造泡剤は、たとえば樹脂ビーズである。次に、押し出し成形工程Ｐ２では、真空押出成形機を用いて上記胚土が４ｍｍ程度の所定厚みの板状のグリーンシートに成形される。また、このグリーンシートには、直線状の刃が押しつけられることで、分割用の溝が形成される。
次いで、押し出し成形工程Ｐ２で得られた上記グリーンシートは、乾燥工程Ｐ３において乾燥された後、焼成工程Ｐ４において、たとえば１３００℃から１５００℃の焼成温度で焼成される。これにより、胚土中の造泡剤、有機バインダ、水、ワックス等が消失すると同時に、アルミナ粒子が無機バインダにより結合されることで、複数個の多孔質セラミック基板１２が連結されたセラミック板が得られる。
次に、ガラスペースト印刷・焼成工程Ｐ５では、たとえば硼珪酸ガラス粉末、樹脂バインダ、有機溶剤等を含む厚膜ガラスペーストが、図１に示されるガラス層１６のパターンで、焼成工程Ｐ４で得られた前記セラミック板上の複数箇所にスクリーン印刷された後、前記セラミック板の焼成温度よりも低い温度たとえば８００℃～１０００℃で焼成される。これにより、厚膜ガラスペースト中の樹脂バインダ、有機溶剤等が消失すると同時に硼珪酸ガラスが溶融し、ガラス層１６が前記セラミック板上に焼結により固着される。
続く電極ペースト印刷・焼成工程Ｐ６では、たとえば銀（Ａｇ）粉末、僅かな硼珪酸ガラス、樹脂バインダ、有機溶剤等を含む厚膜電極ペーストが、図１に示される電極パターン２０のパターンで、焼成工程Ｐ４で得られた前記セラミック板上の複数箇所のガラス層１６上にそれぞれスクリーン印刷された後、ガラス層１６の焼成温度と同じかそれよりも低い焼成温度たとえば７００℃～９００℃の厚膜焼成温度で焼成される。これにより、電極ペーストすなわち導体ペースト中の樹脂バインダ、有機溶剤等が消失すると同時に硼珪酸ガラスが溶融し、銀粉末が溶融した硼珪酸ガラスにより結合されることで、電極パターン２０が前記セラミック板上のガラス層１６の上に焼結により固着される。
続いて、抵抗ペースト印刷・焼成工程Ｐ７では、たとえば銀－パラジウム（Ａｇ－Ｐｄ）粉末、硼珪酸ガラス、樹脂バインダ、有機溶剤等を含み、たとえば１００～２００ｍΩ／□のシート抵抗を有する厚膜抵抗体ペーストが、図１に示される抵抗体パターン１８のパターンで、焼成工程Ｐ４で得られた前記セラミック板上の複数箇所のガラス層１６および電極パターン２０上にそれぞれスクリーン印刷された後、ガラス層１６の焼成温度よりも低い焼成温度たとえば７００℃～９００℃の厚膜焼成温度で焼成される。これにより、厚膜抵抗体ペースト中の樹脂バインダ、有機溶剤等が消失すると同時に硼珪酸ガラスが溶融し、銀－パラジウム粉末が溶融した硼珪酸ガラスにより結合されることで、抵抗体パターン１８が前記セラミック板上のガラス層１６および電極パターン２０の上に焼結により固着される。なお、この抵抗体パターン１８は、電極パターン２０と同時焼成により形成されてもよい。
そして、分割工程Ｐ８では、ガラス層１６、抵抗体パターン１８および電極パターン２０が複数箇所に固着された前記セラミック板が、前記分割用の溝に沿って破断されることで、複数個の多孔質セラミック発熱体１０が得られる。
以下に、本発明者等が図２に示す工程と同様の工程で作製した試験試料である比較例品１、２、９、および実施例品１から９の内容と、それらについての実験結果とを、図３、図４、および図５を用いて説明する。
（比較例品１）
気孔率が０容積％であるアルミナ緻密体から成る導電性を有しないアルミナ基板の上に、２０μｍの厚みを有するガラス層を介して、発熱面に対して１３％の面積の電極パターンと、１０μｍの厚みと２Ωの抵抗値とを有し発熱面に対して１５％の面積の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様に形成し、図３に示すように１種類の比較例品１を用意した。
気孔率が０容積％であるアルミナ緻密体から成る導電性を有しないアルミナ基板の上に、２０μｍの厚みを有するガラス層を介して、発熱面に対して１３％の面積の電極パターンと、１０μｍの厚みと２Ωの抵抗値とを有し発熱面に対して１５％の面積の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様に形成し、図３に示すように１種類の比較例品１を用意した。
（比較例品２ａ、２ｂ）
３．３μｍの平均細孔径と６５容積％の気孔率とを有した、導電性を有する多孔質セラミック基板、および、導電性を有しない多孔質セラミック基板の２種類の基板上に、ガラス層を用いないで、発熱面に対して１３％の面積の電極パターンと、１０μｍの厚みと２Ωの抵抗値とを有し発熱面１２ａに対して１５％の面積の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様に形成し、図３に示すように２種類の比較例品２ａおよび２ｂを用意した。
３．３μｍの平均細孔径と６５容積％の気孔率とを有した、導電性を有する多孔質セラミック基板、および、導電性を有しない多孔質セラミック基板の２種類の基板上に、ガラス層を用いないで、発熱面に対して１３％の面積の電極パターンと、１０μｍの厚みと２Ωの抵抗値とを有し発熱面１２ａに対して１５％の面積の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様に形成し、図３に示すように２種類の比較例品２ａおよび２ｂを用意した。
（実施例品１）
６５容積％の気孔率と３．３μｍの平均細孔径とを有した導電性を有しない多孔質セラミック基板の上に、２０μｍの厚みを有するガラス層を介して、発熱面に対して１３％の面積の電極パターンと、１０μｍの厚みと２Ωの抵抗値とを有し発熱面に対して１５％の面積の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様に形成し、実施例品１を用意した。
６５容積％の気孔率と３．３μｍの平均細孔径とを有した導電性を有しない多孔質セラミック基板の上に、２０μｍの厚みを有するガラス層を介して、発熱面に対して１３％の面積の電極パターンと、１０μｍの厚みと２Ωの抵抗値とを有し発熱面に対して１５％の面積の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様に形成し、実施例品１を用意した。
（実施例品２ａ、２ｂ、２ｃ）
６５容積％、６０容積％、および、５７容積％の気孔率と１．５μｍの平均細孔径とを有した導電性を有しない３種類の多孔質セラミック基板の上に、２０μｍの厚みを有するガラス層を介して、発熱面に対して１３％の面積の電極パターンと、１０μｍの厚みと２Ωの抵抗値とを有し発熱面に対して１５％の面積の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様にそれぞれ形成し、図３に示すように３種類の実施例品２ａ、２ｂ、および２ｃを用意した。
６５容積％、６０容積％、および、５７容積％の気孔率と１．５μｍの平均細孔径とを有した導電性を有しない３種類の多孔質セラミック基板の上に、２０μｍの厚みを有するガラス層を介して、発熱面に対して１３％の面積の電極パターンと、１０μｍの厚みと２Ωの抵抗値とを有し発熱面に対して１５％の面積の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様にそれぞれ形成し、図３に示すように３種類の実施例品２ａ、２ｂ、および２ｃを用意した。
（実施例品３ａ、１、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ）
１．５μｍ、３．３μｍ、４．２μｍ、５．１μｍ、７２μｍおよび、０．１５μｍの平均細孔径と６５容積％の気孔率とを有した導電性を有しない６種類の多孔質セラミック基板の上に、２０μｍの厚みを有するガラス層１６を介して、１０μｍの厚みと２Ω又は１．３Ωの抵抗値とを有し発熱面に対して１５％の面積の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様にそれぞれ形成し、図３に示すように６種類の実施例品３ａ、１、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅを用意した。
１．５μｍ、３．３μｍ、４．２μｍ、５．１μｍ、７２μｍおよび、０．１５μｍの平均細孔径と６５容積％の気孔率とを有した導電性を有しない６種類の多孔質セラミック基板の上に、２０μｍの厚みを有するガラス層１６を介して、１０μｍの厚みと２Ω又は１．３Ωの抵抗値とを有し発熱面に対して１５％の面積の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様にそれぞれ形成し、図３に示すように６種類の実施例品３ａ、１、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅを用意した。
（実施例品４ａ、１、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ）
６５容積％の気孔率と３．３μｍの平均細孔径とを有した導電性を有しない多孔質セラミック基板の上に、２２μｍ、２０μｍ、１９μｍ、１７μｍ、９０μｍ、および３μｍの厚みを有する６種類のガラス層を介して、発熱面に対して１３％の面積の電極パターンと、１０μｍの厚みと２Ωの抵抗値とを有し発熱面に対して１５％の面積の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様にそれぞれ形成し、図３に示すように６種類の実施例品４ａ、１、４ｂ、４ｃ、４ｄ、および４ｅを用意した。
６５容積％の気孔率と３．３μｍの平均細孔径とを有した導電性を有しない多孔質セラミック基板の上に、２２μｍ、２０μｍ、１９μｍ、１７μｍ、９０μｍ、および３μｍの厚みを有する６種類のガラス層を介して、発熱面に対して１３％の面積の電極パターンと、１０μｍの厚みと２Ωの抵抗値とを有し発熱面に対して１５％の面積の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様にそれぞれ形成し、図３に示すように６種類の実施例品４ａ、１、４ｂ、４ｃ、４ｄ、および４ｅを用意した。
（実施例品５ａ、５ｂ、５ｃ）
６５容積％の気孔率と３．３μｍの平均細孔径とを有した導電性を有しない多孔質セラミック基板の上に、２０μｍの厚みを有するガラス層を介して、発熱面に対して１３％の面積の電極パターンと、８μｍ、１７μｍ、および、２１μｍの厚みと１．５Ωの抵抗値とを有し発熱面１２ａに対して１５％の面積の３種類の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様にそれぞれ形成し、図３に示すように３種類の実施例品５ａ、５ｂ、および５ｃを作成した。
６５容積％の気孔率と３．３μｍの平均細孔径とを有した導電性を有しない多孔質セラミック基板の上に、２０μｍの厚みを有するガラス層を介して、発熱面に対して１３％の面積の電極パターンと、８μｍ、１７μｍ、および、２１μｍの厚みと１．５Ωの抵抗値とを有し発熱面１２ａに対して１５％の面積の３種類の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様にそれぞれ形成し、図３に示すように３種類の実施例品５ａ、５ｂ、および５ｃを作成した。
（実施例品６ａ、６ｂ、６ｃ）
６５容積％の気孔率と３．３μｍの平均細孔径とを有した導電性を有しない多孔質セラミック基板の上に、２０μｍの厚みを有するガラス層を介して、１７μｍの厚みと１．５Ω、２Ω、および、２．７Ωの抵抗値とを有する３種類の抵抗体パターンを、図１に示すものと同様にそれぞれ形成し、図３に示すように３種類の実施例品６ａ、６ｂ、および６ｃを用意した。
６５容積％の気孔率と３．３μｍの平均細孔径とを有した導電性を有しない多孔質セラミック基板の上に、２０μｍの厚みを有するガラス層を介して、１７μｍの厚みと１．５Ω、２Ω、および、２．７Ωの抵抗値とを有する３種類の抵抗体パターンを、図１に示すものと同様にそれぞれ形成し、図３に示すように３種類の実施例品６ａ、６ｂ、および６ｃを用意した。
（実施例品７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ）
６５容積％の気孔率と３．３μｍの平均細孔径とを有した導電性を有しない多孔質セラミック基板の上に、２０μｍの厚みと抵抗体パターンの幅に対する割合が１３３％、１６７％、２００％、２３３％、２６７％、３００％、および１００％の幅寸法を有する７種類のガラス層をそれぞれ介して、１０μｍの厚みと１．３Ωの抵抗値とを有する抵抗体パターンを、図１に示すものと同様にそれぞれ形成し、図３に示すように７種類の実施例品７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、および７ｇを用意した。
６５容積％の気孔率と３．３μｍの平均細孔径とを有した導電性を有しない多孔質セラミック基板の上に、２０μｍの厚みと抵抗体パターンの幅に対する割合が１３３％、１６７％、２００％、２３３％、２６７％、３００％、および１００％の幅寸法を有する７種類のガラス層をそれぞれ介して、１０μｍの厚みと１．３Ωの抵抗値とを有する抵抗体パターンを、図１に示すものと同様にそれぞれ形成し、図３に示すように７種類の実施例品７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、および７ｇを用意した。
（実施例品８）
６５容積％の気孔率と３．３μｍの平均細孔径とを有した導電性を有する多孔質セラミック基板の上に、２０μｍの厚みを有するガラス層を介して、発熱面に対して１３％の面積の電極パターンと、１０μｍの厚みと２Ωの抵抗値とを有し発熱面に対して１５％の面積の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様にそれぞれ形成し、図３に示すように１種類の実施例品８を用意した。
６５容積％の気孔率と３．３μｍの平均細孔径とを有した導電性を有する多孔質セラミック基板の上に、２０μｍの厚みを有するガラス層を介して、発熱面に対して１３％の面積の電極パターンと、１０μｍの厚みと２Ωの抵抗値とを有し発熱面に対して１５％の面積の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様にそれぞれ形成し、図３に示すように１種類の実施例品８を用意した。
（実施例品９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、および、比較例品９）
６６容積％および２６μｍ、４０容積％および９．８μｍ、６５容積％および４．０μｍ、６６容積％および４．１μｍ、７１容積％および１３μｍ、３８容積％および１．１μｍである気孔率および平均細孔径を有し且つ導電性を有しない多孔質セラミック基板の上に、それぞれ２０μｍの厚みと電極パターンに対する１３３％の幅とを有するガラス層を介して、１０μｍの厚みと１．３Ω、１．１Ω、１．４Ω、１．４Ω、１．３Ω、１．４Ωの抵抗値とをそれぞれ有する６種類の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様に形成し、図４に示すように５種類の実施例品９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、および比較例品９を用意した。
６６容積％および２６μｍ、４０容積％および９．８μｍ、６５容積％および４．０μｍ、６６容積％および４．１μｍ、７１容積％および１３μｍ、３８容積％および１．１μｍである気孔率および平均細孔径を有し且つ導電性を有しない多孔質セラミック基板の上に、それぞれ２０μｍの厚みと電極パターンに対する１３３％の幅とを有するガラス層を介して、１０μｍの厚みと１．３Ω、１．１Ω、１．４Ω、１．４Ω、１．３Ω、１．４Ωの抵抗値とをそれぞれ有する６種類の抵抗体パターンとを、図１に示すものと同様に形成し、図４に示すように５種類の実施例品９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、および比較例品９を用意した。
（ガラス層の厚み測定）
レーザー顕微鏡を用いてガラス層１６の幅方向の断面形状（プロファイル）を測定し、その断面形状において全幅寸法に対して中央部５０％における多孔質セラミック基板１２の表面との平均高低差を、ガラス層の厚みとして算出する。
レーザー顕微鏡を用いてガラス層１６の幅方向の断面形状（プロファイル）を測定し、その断面形状において全幅寸法に対して中央部５０％における多孔質セラミック基板１２の表面との平均高低差を、ガラス層の厚みとして算出する。
（霧化特性の測定）
霧化液体：グリセリン４５％、プロピレングリコール４５％
蒸溜水 １０％の混合液
測定方法：霧化液体を含浸させたコットンに各試験品の下面を接触させ、この状態で、一対の電極パターン間に３秒間で電圧を印加する期間と２７秒の電圧印加の休止期間との１回の加熱サイクルで抵抗体パターンに２１ジュールの電気エネルギを付与して発熱体の上面から霧化液体を蒸発させ、５回の加熱サイクルの霧化を行なったときのコットンの重量減少量を測定し、１加熱サイクル当たりの重量減少量、すなわち、霧化量を算出する。
霧化液体：グリセリン４５％、プロピレングリコール４５％
蒸溜水 １０％の混合液
測定方法：霧化液体を含浸させたコットンに各試験品の下面を接触させ、この状態で、一対の電極パターン間に３秒間で電圧を印加する期間と２７秒の電圧印加の休止期間との１回の加熱サイクルで抵抗体パターンに２１ジュールの電気エネルギを付与して発熱体の上面から霧化液体を蒸発させ、５回の加熱サイクルの霧化を行なったときのコットンの重量減少量を測定し、１加熱サイクル当たりの重量減少量、すなわち、霧化量を算出する。
（耐久性の評価方法）
上記霧化特性の測定で行なわれた加熱サイクルを１００回繰り返した後に、多孔質セラミック基板上のガラス層、抵抗体パターン、電極パターンの剥離の有無を、８０倍の実体顕微鏡を用いて検査し、剥離の有無を判定し、剥離の無いものは○印とし、剥離のあるものは×印として評価した。
上記霧化特性の測定で行なわれた加熱サイクルを１００回繰り返した後に、多孔質セラミック基板上のガラス層、抵抗体パターン、電極パターンの剥離の有無を、８０倍の実体顕微鏡を用いて検査し、剥離の有無を判定し、剥離の無いものは○印とし、剥離のあるものは×印として評価した。
（気孔率の測定）
セラミック基板の気孔率は、アルキメデス法により測定された。飽水重量をＷａｗ、乾燥重量をＷａｉｒ、水中重量をＷａｑをそれぞれ測定した後、気孔率Ｐを表す次式（１）から、それらを代入することで、気孔率Ｐを算出する。
セラミック基板の気孔率は、アルキメデス法により測定された。飽水重量をＷａｗ、乾燥重量をＷａｉｒ、水中重量をＷａｑをそれぞれ測定した後、気孔率Ｐを表す次式（１）から、それらを代入することで、気孔率Ｐを算出する。
（気孔の屈曲度係数の測定）
測定方法：各試験品（多孔質セラミック基板）の細孔容積Ｖ、全細孔容積ＶＣＯ、細孔径ｒ、かさ密度ρＨｇを、水銀ポロシメータを用いて測定し、ＢＥＴ比表面積Ｓを、吸着占有面積のわかったガス分子の吸着量に基づいて試験品の比表面積を算出するガス吸着法を用いて測定し、次式（２）にそれらに基づいて屈曲度係数τを算出する。
測定方法：各試験品（多孔質セラミック基板）の細孔容積Ｖ、全細孔容積ＶＣＯ、細孔径ｒ、かさ密度ρＨｇを、水銀ポロシメータを用いて測定し、ＢＥＴ比表面積Ｓを、吸着占有面積のわかったガス分子の吸着量に基づいて試験品の比表面積を算出するガス吸着法を用いて測定し、次式（２）にそれらに基づいて屈曲度係数τを算出する。
図３および図４において、製品に求められた基準、たとえば霧化量が３ｍｇ以上であること、および、１００加熱サイクルの剥離の無いことを共に満足する範囲は、多孔質セラミック基板の気孔率が４０～７１容積％、多孔質セラミック基板の平均細孔径が０．１５～７２μｍ、ガラス層の幅の抵抗体パターンの幅寸法に対する割合が１００～３００％、ガラス層の厚みが３．０～９０μｍであった。
また、図４に示されたデータから、図５および図６に示すように、霧化量と気孔率との関係、および霧化量と屈曲度係数との関係は、それぞれ相互に密接した相関が得られた。なお、図６によれば屈曲度係数が２．０以下である領域において、霧化量の基準２．５ｍｇを超える３．０ｍｇ以上の高い霧化量が得られることが示された。また、霧化量と、気孔率屈曲度係数比（気孔率／屈曲度係数）との間においても、図７に示すように、相互に密接した相関が得られた。製品に求められた霧化量の基準が２．５ｍｇ以上である場合は、気孔率屈曲度係数比が１９以上であれば、霧化量の基準を満足する。また、製品に求められた霧化量の基準が３ｍｇ以上である場合は、気孔率屈曲度係数比が２１以上であれば、霧化量の基準を満足する。さらに、好ましくは、気孔率屈曲度係数比は２６以上である。
上述のように、本実施例の多孔質セラミック発熱体１０によれば、抵抗体パターン１８がガラス層１６の上に固着され、ガラス層１６と抵抗体パターン１８に重なる一対の電極パターン２０とが、多孔質セラミック基板１２の発熱面１２ａ上に固着され、一対の電極パターン２０間に電流が供給されることにより抵抗体パターン１８が発熱する多孔質セラミック発熱体１０であって、多孔質セラミック基板１２の気孔率屈曲度係数比は２１以上であり、ガラス層１６は、多孔質セラミック基板１２の発熱面のうち、少なくとも抵抗体パターン１８の下となる面に固着されており、多孔質セラミック基板１２内に浸入した霧化液体を抵抗体パターン１８の加熱により多孔質セラミック基板１２の発熱面１２ａのうちのガラス層１６に覆われていない面から霧化させる。このため、多孔質セラミック基板１２に導電性が不要であるために材質の制限がなく、基板の材料選択性が高い。また、用途に応じた多孔質セラミック基板材料の選択により、霧化液体に対する耐化学性と機械的強度との両立を図ることができる。また、多孔質セラミック基板１２の一方の面である発熱面１２ａに、その発熱面１２ａのうちの少なくとも抵抗体パターン１８を含む一部の領域に形成されたガラス層１６を介して、抵抗体パターン１８が固着されるので、電気抵抗発熱体として機能する抵抗体パターン１８の耐熱衝撃性および接着強度が得られ、高い蒸発効率および耐久性能が得られる。
本実施例の多孔質セラミック発熱体１０によれば、多孔質セラミック基板１２の気孔率屈曲度係数比は２６以上である。これにより、多孔質セラミック基板１２において、気孔率が高く且つ屈曲の小さい気孔が備えられているので、高い霧化性能が得られる。気孔率屈曲度係数比が２６を下まわると、気孔率が低すぎるか或いは気孔の屈曲が多くて霧化液体の浸入が不十分となる場合があり、霧化性能が十分に得られない場合がある。
また、本実施例の多孔質セラミック発熱体１０によれば、多孔質セラミック基板１２は、４０容積％以上７１容積％以下の平均気孔率を有する。これにより、多孔質セラミック基板１２に霧化液体の浸入が容易となるので、霧化液体の蒸発効率すなわち霧化性能が高くなる。多孔質セラミック基板１２の気孔率が７０容積％を超えると、ガラス層１６、抵抗体パターン１８、或いは電極パターン２０の剥離により多孔質セラミック発熱体１０の耐久性が十分に得られない場合がある。気孔率が４１．５容積％を下まわると、霧化性能が十分に得られない場合がある。
本実施例の多孔質セラミック発熱体１０によれば、多孔質セラミック基板１２の気孔の屈曲度係数は、２．０以下である。これにより、多孔質セラミック発熱体１０において屈曲の小さい気孔が備えられているので、高い霧化性能が得られる。屈曲度係数が２．０を超えると、霧化液体の浸入抵抗が増加して霧化液体の浸入が不十分となり、霧化性能が十分に得られない場合がある。
本実施例の多孔質セラミック発熱体１０によれば、多孔質セラミック基板１２は、０．１５以上７２μｍ以下の平均細孔径を有する。これにより、毛管作用によって多孔質セラミック基板１２に霧化液体の浸入が容易となるので、霧化液体の蒸発効率すなわち霧化性能が高くなる。平均細孔径が０．１５μｍを下まわると、霧化液体の浸入抵抗が増加して霧化液体の浸入が不十分となる場合があり、平均細孔径が７２μｍを超えると、毛細管現象による毛管力が低下して霧化液体の浸入が不十分となる場合があり、霧化性能が十分に得られない場合がある。
本実施例の多孔質セラミック発熱体１０によれば、ガラス層１６は、３～９０μｍの厚み、好適には１７以上２２μｍ以下の厚みを有するものである。ガラス層１６の厚みが３μｍ、好適には１７μｍを下まわると、抵抗体パターンの抵抗値がばらついて製造歩留りが低下し、９０μｍ、好適には２２μｍを超えると、抵抗体パターン１８から多孔質セラミック基板１２への熱伝導が低下して、霧化性能が十分に得られない場合がある。
本実施例の多孔質セラミック発熱体１０によれば、ガラス層１６は、多孔質セラミック基板１２の一方の面である発熱面１２ａ上に固着された厚膜ガラスペーストの焼結体から成り、抵抗体パターン１８は、ガラス層１６の上に固着された、厚膜抵抗体ペーストの焼結体から成り、電極パターン２０は、ガラス層１６の上に固着された、厚膜導電ペーストの焼結体から成る。これにより、多孔質セラミック基板１２の一方の面上に、ガラス層１６、およびそのガラス層１６の上の抵抗体パターン１８および電極パターン２０が厚膜により形成されているので、耐熱衝撃性および接着強度が得られるとともに、耐久性が得られる。
本実施例の多孔質セラミック発熱体１０によれば、多孔質セラミック基板１２は、アルミナ、ジルコニア、ムライト、シリカ、チタニア、窒化珪素、炭化珪素、炭素のいずれかを主成分とするものであり、抵抗体パターン１８は、銀、パラジウム、酸化ルテニウムのうちのいずれかの金属粉とガラスとを含む厚膜焼結体であり、電極パターン２０は、銅、ニッケル、アルミニウム、銀、白金、金のうちのいずれかの金属粉末とガラスとを含む厚膜焼結体であり、ガラス層１６は、Ｂａ、Ｂ、Ｚｎのいずれかを含む厚膜焼結体である。このように、多孔質セラミック基板１２の一方の面である発熱面１２ａ上に、ガラス層１６、およびそのガラス層１６の上の抵抗体パターン１８および電極パターン２０が厚膜焼結体により形成されているので、耐熱衝撃性および接着強度が得られるとともに、耐久性が得られる。
本実施例の多孔質セラミック発熱体１０によれば、多孔質セラミック基板１２の一方の面はである発熱面１２ａ、長手形状の面であり、一対の電極パターン２０は、その長手形状の面の両端部に配置され、抵抗体パターン１８は、一対のＵ字状部の一端が相互に連結され且つ他端から電極パターン２０側へ円弧状に延長された先端が一対の電極パターン２０のそれぞれに接続されている。このように、抵抗体パターン１８が一対のＵ字状部の一端が相互に連結され且つ他端が一対の電極パターン２０のそれぞれに接続されている形状であることから、局所的に熱が集中せず、抵抗体パターン１８の全体が均一に発熱するので、霧化液体の蒸発効率すなわち霧化性能が高くなる。
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
例えば、前述の実施例において、霧化液体は、グリセリン、プロピレングリコール、蒸溜水が５：５：１の割合の混合液であったが、他の割合であってもよく、香料などの他の液体がさらに添加されたものであってもよい。
また、前述の実施例では、抵抗体パターン１８は、１Ω以上３Ω以下程度の抵抗値を備えるものであったが、電源伝達などとの関係で他の抵抗値に変更されてもよい。
また、前述の実施例の抵抗体パターン１８は、Ｓ字状パターンであったが、正弦波状パターン、矩形パターンなど、他の形状のパターンであってもよい。
また、前述の実施例において、ガラス層１６は、抵抗体パターン１８および電極パターン２０と同じパターンまたはそれよりもやや大きいパターンで形成されていたが、必ずしも抵抗体パターン１８および電極パターン２０と同じパターンである必要はなく、霧化液体を霧化させる霧化性能を満足し、抵抗体パターン１８を支持できる範囲で、抵抗体パターン１８および電極パターン２０よりも大きく且つ異なるパターンであってもよい。
また、一対の電極パターン２０は、多孔質セラミック基板１２の発熱面１２ａの両端部において、ガラス層１６の上に形成されていたが、必ずしも両端部でなくともよい。また、電極パターン２０は、必ずしもガラス層１６の上に形成されていなくてもよい。
また、前述の実施例において、多孔質セラミック基板１２の発熱面１２ａにおいて、ガラス層１６、抵抗体パターン１８、電極パターン２０は、厚膜により構成されていたが、抵抗体パターン１８および電極パターン２０の少なくとも一方が、スパッタリングを用いた薄膜によって構成されてもよい。
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
１０：多孔質セラミック発熱体
１２：多孔質セラミック基板
１２ａ：発熱面（多孔質セラミック基板の一方の面）
１６：ガラス層
１８：抵抗体パターン
２０：電極パターン
１２：多孔質セラミック基板
１２ａ：発熱面（多孔質セラミック基板の一方の面）
１６：ガラス層
１８：抵抗体パターン
２０：電極パターン
Claims (9)
- 抵抗体パターンと前記抵抗体パターンに重なる一対の電極パターンとが多孔質セラミック基板の一方の面上に固着され、前記一対の電極パターン間に電流が供給されることにより前記抵抗体パターンが発熱する多孔質セラミック発熱体であって、
前記多孔質セラミック基板の気孔率屈曲度係数比は２１以上であり、
前記多孔質セラミック基板の一方の面のうち、少なくとも前記抵抗体パターンを含む一部の面にガラス層が固着されて、前記抵抗体パターンは前記ガラス層の上に固着され、
前記多孔質セラミック基板内に浸入した霧化液体を前記抵抗体パターンの加熱により前記多孔質セラミック基板の一方の面のうちの前記ガラス層に覆われていない面から霧化させる
ことを特徴とする多孔質セラミック発熱体。 - 前記多孔質セラミック基板の気孔率屈曲度係数比は、２６以上である
ことを特徴とする請求項１の多孔質セラミック発熱体。 - 前記多孔質セラミック基板の平均気孔率は、４０～７１容積％である
ことを特徴とする請求項１または２の多孔質セラミック発熱体。 - 前記多孔質セラミック基板の気孔の屈曲度係数は、２．０以下である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１の多孔質セラミック発熱体。 - 前記多孔質セラミック基板は、０．１５～７２μｍの平均細孔径を有する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１の多孔質セラミック発熱体。 - 前記ガラス層は、３～９０μｍの厚みを有する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１の多孔質セラミック発熱体。 - 前記ガラス層は、前記多孔質セラミック基板の一方の面上に固着された厚膜ガラスペーストの焼結体から構成され、
前記抵抗体パターンは、前記ガラス層の上に固着された、厚膜抵抗体ペーストの焼結体から構成され、
前記電極パターンは、前記ガラス層の上に固着された、厚膜導電ペーストの焼結体から構成される
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１の多孔質セラミック発熱体。 - 前記多孔質セラミック基板は、アルミナ、ジルコニア、ムライト、シリカ、チタニア、窒化珪素、炭化珪素、炭素のいずれかを主成分とし、
前記抵抗体パターンは、銀、パラジウム、酸化ルテニウムのうちのいずれかの金属粉とガラスとを含む厚膜焼結体であり、
前記電極パターンは、銅、ニッケル、アルミニウム、銀、白金、金のうちのいずれかの金属粉末とガラスとを含む厚膜焼結体であり、
前記ガラス層は、Ｂａ、Ｂ、Ｚｎのいずれかを含む厚膜焼結体である
ことを特徴とする請求項７の多孔質セラミック発熱体。 - 前記多孔質セラミック基板の一方の面は、長手形状の面であり、
前記一対の電極パターンは、前記長手形状の面の両端部に配置され
前記抵抗体パターンは、一対のＵ字状部の一端が相互に連結され且つ他端が前記一対の電極パターンのそれぞれ接続されている
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１の多孔質セラミック発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020112998A JP7384757B2 (ja) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | 多孔質セラミック発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020112998A JP7384757B2 (ja) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | 多孔質セラミック発熱体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022011691A JP2022011691A (ja) | 2022-01-17 |
| JP7384757B2 true JP7384757B2 (ja) | 2023-11-21 |
Family
ID=80148355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020112998A Active JP7384757B2 (ja) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | 多孔質セラミック発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7384757B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114668182A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-06-28 | 海南摩尔兄弟科技有限公司 | 电子雾化装置及其雾化芯 |
| CN114804639A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-07-29 | 深圳麦克韦尔科技有限公司 | 一种多孔玻璃及其制备方法和应用 |
| CN115299648A (zh) * | 2022-08-05 | 2022-11-08 | 深圳麦克韦尔科技有限公司 | 雾化芯及电子雾化装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180007741A1 (en) | 2014-12-31 | 2018-01-04 | Metalmembranes.Com B.V. | Heater element, device provided therewith and method for manufacturing such element |
| JP2019129759A (ja) | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 日本たばこ産業株式会社 | 吸引器用カートリッジ、これを備えた吸引器、及びエアロゾルの生成方法 |
| JP2020519437A (ja) | 2017-05-15 | 2020-07-02 | サイエンティフィック・デザイン・カンパニー・インコーポレーテッドＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 改善した圧壊強度を備える多孔質体 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4480356B2 (ja) * | 2003-06-27 | 2010-06-16 | 京セラ株式会社 | セラミックヒータおよびこれを用いたウエハ加熱装置 |
-
2020
- 2020-06-30 JP JP2020112998A patent/JP7384757B2/ja active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180007741A1 (en) | 2014-12-31 | 2018-01-04 | Metalmembranes.Com B.V. | Heater element, device provided therewith and method for manufacturing such element |
| JP2020519437A (ja) | 2017-05-15 | 2020-07-02 | サイエンティフィック・デザイン・カンパニー・インコーポレーテッドＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 改善した圧壊強度を備える多孔質体 |
| JP2019129759A (ja) | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 日本たばこ産業株式会社 | 吸引器用カートリッジ、これを備えた吸引器、及びエアロゾルの生成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022011691A (ja) | 2022-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7384757B2 (ja) | 多孔質セラミック発熱体 | |
| KR100749886B1 (ko) | 탄소나노튜브를 이용한 발열체 | |
| WO2019114110A1 (zh) | 一种发热体及电子烟 | |
| JP3664757B2 (ja) | セラミック発熱体の製造方法 | |
| CN108208938A (zh) | 一种发热体及制备方法 | |
| US11206870B1 (en) | Non-combustion suction device | |
| RU2450493C1 (ru) | Нагревательный элемент с датчиком температуры | |
| CN208624642U (zh) | 雾化芯体结构及电子烟 | |
| CN207784280U (zh) | 一种发热体 | |
| KR20040068154A (ko) | 세라믹 히터 | |
| JPH01109250A (ja) | ガスセンサ | |
| JP7300659B2 (ja) | 特注の抵抗を伴う厚膜抵抗器及び製造方法 | |
| KR101591315B1 (ko) | 세라믹 히터 | |
| CN109549255A (zh) | 一种电子烟及其气溶胶发生装置 | |
| CN215347058U (zh) | 加热器及加热雾化装置 | |
| TW201811105A (zh) | 氧化鈹整體式電阻加熱器 | |
| CN114794567A (zh) | 发热体、雾化组件及电子雾化装置 | |
| CN114190608A (zh) | 用于气雾生成装置的电阻加热器及气雾生成装置 | |
| CN209489511U (zh) | 一种电子烟及其气溶胶发生装置 | |
| WO2020244682A1 (zh) | 一种加热元件及雾化设备 | |
| KR100722316B1 (ko) | 세라믹 히터 | |
| KR102430465B1 (ko) | 일체형 가스센서 어셈블리 및 이의 제조방법 | |
| CN110313642A (zh) | 雾化芯体结构及电子烟 | |
| JPH09245946A (ja) | セラミックヒータ | |
| JP4416427B2 (ja) | セラミックヒータおよびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230508 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231012 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231024 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231109 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7384757 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |