JPH0119636B2 - - Google Patents
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- JPH0119636B2 JPH0119636B2 JP56076202A JP7620281A JPH0119636B2 JP H0119636 B2 JPH0119636 B2 JP H0119636B2 JP 56076202 A JP56076202 A JP 56076202A JP 7620281 A JP7620281 A JP 7620281A JP H0119636 B2 JPH0119636 B2 JP H0119636B2
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Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
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- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
本発明はシーズヒータの製造方法に関し、特に
寿命が長く、かつ長時間使用後の使用状態におけ
る絶縁抵抗値の高いシーズヒータの製造方法を提
供しようとするものである。 一般に、シーズヒータは第１図に示すように、
両端に端子棒１を備えたコイル状の電熱線２を金
属パイプ３に挿入し、この金属パイプ３に電融マ
グネシア、電融シリカ、電融アルミナ等の電気絶
縁粉末４を充填してなり、必要に応じて金属パイ
プ３の両端をガラス５や耐熱性樹脂６で封口して
なるものである。 このシーズヒータは、加熱部品として、その非
常に優れた性能、品質、簡便さなどから飛躍的に
多用されてきており、家庭電化製品を初め、各種
工業用や宇宙開発、原子力などの特殊用途に至る
まで、その市場範囲は拡大してきている。その中
でも高温用シーズヒータの用途は今後さらに伸び
ていくものと思われる。 ところが、世界的視野でシーズヒータの性能お
よび品質の現状をみると、使用状態における絶縁
抵抗値（以下、熱時絶縁抵抗値と称す）が時間の
経過につれて低下してしまうという欠点と、電熱
線が断線するまでの寿命が短かいという欠点があ
つた。 本発明者らは、電気絶縁粉末４に着目し、各種
検討した結果、電気絶縁粉末として、金属酸化粉
末を添加し、電熱線２の成分元素の蒸発現象を著
しく抑えることにより所期の目的である長時間使
用後の熱時絶縁抵抗値が高く、かつ寿命の長いシ
ーズヒータを製造することができるという結論を
得ている。 しかし、実際のシーズヒータの製造方法を考え
た場合、電気絶縁粉末４に添加する金属酸化粉末
には、均一な分散性、外部応力による偏析のない
こと、固有抵抗値の高いことなど多くの条件が要
求される。 一方、現在市販されている金属酸化粉末を分類
すると次の２つに大きく分類される。 第一の方法は、金属粉末の焙焼による方法であ
り、第２の方法は、各種塩の焙焼による方法であ
る。 しかし、シーズヒータへの応用を考えた場合、
それぞれの製造上の欠点を有している。 第１の方法によるものは、かさ比重が電気絶縁
粉末のかさ比重に近いために容易に、電気絶縁粉
末に分散するが、充填時の振動等により酸化ニツ
ケル粉末の偏析が生じやすい。 一方、第２の方法によるものは、非常に１次粒
子が細かく、これが大きな２次粒子として凝集し
ているため、電気絶縁粉末と混合する時に、均一
に分散させることが困難である。 このような金属酸化粉末の偏析や凝集は、シー
ズヒータの製造において、著しく作業能率を低下
させるとともに、シーズヒータにおける特性、特
に、耐電圧及び熱時絶縁抵抗値の低下の原因とな
り、好ましいものではない。 本発明は、金属酸化粉末を添加した電気絶縁粉
末を用いるシーズヒータの製造方法において生じ
る欠点を解消し、所期の目的を達成することので
きるシーズヒータの製造方法を提供しようとする
ものである。 本発明の製造方法の特徴は、金属酸化粉末とし
て、金属粉末の焙焼により生成されたものを使用
し、この金属酸化粉末を粉砕し、５ミクロン以下
としたのち、700℃以上の温度で熱処理するとこ
ろにある。 上記の金属酸化粉末を、電気絶縁粉末４に添加
すると、容易に均一に分散する。これは、金属粉
末を焙焼して得られる金属酸化粉末の物性を残し
ているためである。 一方、分散した金属酸化粉末は、細かく粉砕さ
れているため容易に電気絶縁粉末の表面に付着
し、振動等の応力が加わつても容易に偏析を生じ
ない。 このため、従来の金属酸化粉末を添加するだけ
の製造方法において見られる金属酸化粉末の不均
一性や、偏析が生じないため、著しく不良率が抑
えられる。 一方、粉砕後の熱処理は、粉砕時に生じる金属
酸化粉末表面のひずみや、混入する不純物を除去
するために実施される。 以上の理由により、長時間使用後の熱時絶縁抵
抗値の高い、かつ長寿命のシーズヒータを安定し
て製造することができる。 以下、本発明の実施例について説明する。 実施例 １ 金属ニツケル粉末（平均粒径３〜７ミクロン）
を900℃で２時間焙焼したのち、粉砕し、酸化ニ
ツケル粉末を生成した。 この酸化ニツケル粉末を10ミクロン以上、10ミ
クロン〜５ミクロン、５ミクロン以下３つのグル
ープに分類した。 それぞれ分類した酸化ニツケル粉末を800℃で
熱処理し、酸化ニツケル粉末を準備した。 一方電気絶縁粉末４の主成分として電融マグネ
シア粉末を用い、この電融マグネシア粉末に、上
記方法により製造した酸化ニツケル粉末を１重量
％加えて混合し、これを電気絶縁粉末４として準
備した。なお、電融マグネシア粉末は第１表の組
成比のものを用いた。 第１表 MgO 96〜97重量％ CaO 0.2〜0.3 〃 SiO2 ２〜３ 〃 Al2O3 0.4〜0.5 〃 Fe2O3 0.14〜0.16 〃 また、電熱線２として線径0.29mmのニクロム線
第１種を用い、これを巻径２mmのコイル状とし、
両端に端子棒１を接続した。 さらに、金属パイプ３として長さ413mm、外径
８mm、肉厚0.46mmのNCF2P（商品名インコロイ
800）を用いた。 この金属パイプ３に上記端子棒１を両端に接続
した電熱線２を挿入し、この金属パイプ３にあら
かじめ準備しておいた上記電気絶縁粉末４を充填
し、圧延減径、焼鈍（1050℃、10分間）の各工程
を経て、金属パイプ３を長さ500mm、外径6.6mmと
し、さらに金属パイプ３の両端を低融点ガラス５
および耐熱性樹脂６で封口してシーズヒータを完
成した。 実施例 ２ 金属ニツケル粉末（平均粒径３〜７ミクロン）
を900℃で２時間焙焼し、５ミクロン以下に粉砕
した。これを500℃〜1300℃の温度で熱処理し、
酸化ニツケル粉末を準備した。 以下、実施例１と同様にしてシーズヒータを完
成した。 なお、比較のために、従来例１として、電融マ
グネシア粉末のみを電気絶縁粉末４として使用し
た場合、さらに、金属ニツケル粉末を焙焼して生
成された市販の酸化ニツケル粉末を１重量％添加
した電融マグネシア粉末、及びニツケル塩を焙焼
して生成した市販の酸化ニツケルを１重量％添加
した電融マグネシア粉末をそれぞれ電気絶縁粉末
４として使用した場合についても同様にシーズヒ
ータを完成した。 なお、実施例１〜２及び従来例の完成したシー
ズヒータは、添加した酸化ニツケル粉末の種類に
より、第２表に示すように分類した。 完成したそれぞれのシーズヒータの完成初期の
室温での絶縁抵抗値及びパイプ表面温度750℃で
の絶縁抵抗値（以下熱時絶縁抵抗値と称す。）室
温での耐電圧を測定し、熱時絶縁抵抗値が1MΩ
以下、また耐電圧が1000V以下となるものを不良
品として検出し、各グループにおける不良率を求
めた。この結果を第２表に示す。 また、実施例１〜２及び従来例において、不良
率が１％以下であるグループについては、以下に
示すシーズヒータの寿命試験及び熱時絶縁抵抗値
試験をそれぞれ実施した。 〔寿命試験〕 各シーズヒータについて、金属パイプ３の表面
温度が950℃に維持されるように電熱線２に通電
し、電熱線２が断線するまでの日数を調べた。 〔熱時絶縁抵抗値試験〕 各シーズヒータについて、金属パイプ３の表面
温度が950℃に維持されるように電熱線２に通電
し、熱時絶縁抵抗値の変化を調べた。なお、熱時
絶縁抵抗値を測定する時は金属パイプ３の表面温
度を750℃に低下させて測定した。 上記寿命試験の結果ならびに熱時絶縁抵抗値試
験における11日後の熱時絶縁抵抗値試験の結果を
第２表に示す。
寿命が長く、かつ長時間使用後の使用状態におけ
る絶縁抵抗値の高いシーズヒータの製造方法を提
供しようとするものである。 一般に、シーズヒータは第１図に示すように、
両端に端子棒１を備えたコイル状の電熱線２を金
属パイプ３に挿入し、この金属パイプ３に電融マ
グネシア、電融シリカ、電融アルミナ等の電気絶
縁粉末４を充填してなり、必要に応じて金属パイ
プ３の両端をガラス５や耐熱性樹脂６で封口して
なるものである。 このシーズヒータは、加熱部品として、その非
常に優れた性能、品質、簡便さなどから飛躍的に
多用されてきており、家庭電化製品を初め、各種
工業用や宇宙開発、原子力などの特殊用途に至る
まで、その市場範囲は拡大してきている。その中
でも高温用シーズヒータの用途は今後さらに伸び
ていくものと思われる。 ところが、世界的視野でシーズヒータの性能お
よび品質の現状をみると、使用状態における絶縁
抵抗値（以下、熱時絶縁抵抗値と称す）が時間の
経過につれて低下してしまうという欠点と、電熱
線が断線するまでの寿命が短かいという欠点があ
つた。 本発明者らは、電気絶縁粉末４に着目し、各種
検討した結果、電気絶縁粉末として、金属酸化粉
末を添加し、電熱線２の成分元素の蒸発現象を著
しく抑えることにより所期の目的である長時間使
用後の熱時絶縁抵抗値が高く、かつ寿命の長いシ
ーズヒータを製造することができるという結論を
得ている。 しかし、実際のシーズヒータの製造方法を考え
た場合、電気絶縁粉末４に添加する金属酸化粉末
には、均一な分散性、外部応力による偏析のない
こと、固有抵抗値の高いことなど多くの条件が要
求される。 一方、現在市販されている金属酸化粉末を分類
すると次の２つに大きく分類される。 第一の方法は、金属粉末の焙焼による方法であ
り、第２の方法は、各種塩の焙焼による方法であ
る。 しかし、シーズヒータへの応用を考えた場合、
それぞれの製造上の欠点を有している。 第１の方法によるものは、かさ比重が電気絶縁
粉末のかさ比重に近いために容易に、電気絶縁粉
末に分散するが、充填時の振動等により酸化ニツ
ケル粉末の偏析が生じやすい。 一方、第２の方法によるものは、非常に１次粒
子が細かく、これが大きな２次粒子として凝集し
ているため、電気絶縁粉末と混合する時に、均一
に分散させることが困難である。 このような金属酸化粉末の偏析や凝集は、シー
ズヒータの製造において、著しく作業能率を低下
させるとともに、シーズヒータにおける特性、特
に、耐電圧及び熱時絶縁抵抗値の低下の原因とな
り、好ましいものではない。 本発明は、金属酸化粉末を添加した電気絶縁粉
末を用いるシーズヒータの製造方法において生じ
る欠点を解消し、所期の目的を達成することので
きるシーズヒータの製造方法を提供しようとする
ものである。 本発明の製造方法の特徴は、金属酸化粉末とし
て、金属粉末の焙焼により生成されたものを使用
し、この金属酸化粉末を粉砕し、５ミクロン以下
としたのち、700℃以上の温度で熱処理するとこ
ろにある。 上記の金属酸化粉末を、電気絶縁粉末４に添加
すると、容易に均一に分散する。これは、金属粉
末を焙焼して得られる金属酸化粉末の物性を残し
ているためである。 一方、分散した金属酸化粉末は、細かく粉砕さ
れているため容易に電気絶縁粉末の表面に付着
し、振動等の応力が加わつても容易に偏析を生じ
ない。 このため、従来の金属酸化粉末を添加するだけ
の製造方法において見られる金属酸化粉末の不均
一性や、偏析が生じないため、著しく不良率が抑
えられる。 一方、粉砕後の熱処理は、粉砕時に生じる金属
酸化粉末表面のひずみや、混入する不純物を除去
するために実施される。 以上の理由により、長時間使用後の熱時絶縁抵
抗値の高い、かつ長寿命のシーズヒータを安定し
て製造することができる。 以下、本発明の実施例について説明する。 実施例 １ 金属ニツケル粉末（平均粒径３〜７ミクロン）
を900℃で２時間焙焼したのち、粉砕し、酸化ニ
ツケル粉末を生成した。 この酸化ニツケル粉末を10ミクロン以上、10ミ
クロン〜５ミクロン、５ミクロン以下３つのグル
ープに分類した。 それぞれ分類した酸化ニツケル粉末を800℃で
熱処理し、酸化ニツケル粉末を準備した。 一方電気絶縁粉末４の主成分として電融マグネ
シア粉末を用い、この電融マグネシア粉末に、上
記方法により製造した酸化ニツケル粉末を１重量
％加えて混合し、これを電気絶縁粉末４として準
備した。なお、電融マグネシア粉末は第１表の組
成比のものを用いた。 第１表 MgO 96〜97重量％ CaO 0.2〜0.3 〃 SiO2 ２〜３ 〃 Al2O3 0.4〜0.5 〃 Fe2O3 0.14〜0.16 〃 また、電熱線２として線径0.29mmのニクロム線
第１種を用い、これを巻径２mmのコイル状とし、
両端に端子棒１を接続した。 さらに、金属パイプ３として長さ413mm、外径
８mm、肉厚0.46mmのNCF2P（商品名インコロイ
800）を用いた。 この金属パイプ３に上記端子棒１を両端に接続
した電熱線２を挿入し、この金属パイプ３にあら
かじめ準備しておいた上記電気絶縁粉末４を充填
し、圧延減径、焼鈍（1050℃、10分間）の各工程
を経て、金属パイプ３を長さ500mm、外径6.6mmと
し、さらに金属パイプ３の両端を低融点ガラス５
および耐熱性樹脂６で封口してシーズヒータを完
成した。 実施例 ２ 金属ニツケル粉末（平均粒径３〜７ミクロン）
を900℃で２時間焙焼し、５ミクロン以下に粉砕
した。これを500℃〜1300℃の温度で熱処理し、
酸化ニツケル粉末を準備した。 以下、実施例１と同様にしてシーズヒータを完
成した。 なお、比較のために、従来例１として、電融マ
グネシア粉末のみを電気絶縁粉末４として使用し
た場合、さらに、金属ニツケル粉末を焙焼して生
成された市販の酸化ニツケル粉末を１重量％添加
した電融マグネシア粉末、及びニツケル塩を焙焼
して生成した市販の酸化ニツケルを１重量％添加
した電融マグネシア粉末をそれぞれ電気絶縁粉末
４として使用した場合についても同様にシーズヒ
ータを完成した。 なお、実施例１〜２及び従来例の完成したシー
ズヒータは、添加した酸化ニツケル粉末の種類に
より、第２表に示すように分類した。 完成したそれぞれのシーズヒータの完成初期の
室温での絶縁抵抗値及びパイプ表面温度750℃で
の絶縁抵抗値（以下熱時絶縁抵抗値と称す。）室
温での耐電圧を測定し、熱時絶縁抵抗値が1MΩ
以下、また耐電圧が1000V以下となるものを不良
品として検出し、各グループにおける不良率を求
めた。この結果を第２表に示す。 また、実施例１〜２及び従来例において、不良
率が１％以下であるグループについては、以下に
示すシーズヒータの寿命試験及び熱時絶縁抵抗値
試験をそれぞれ実施した。 〔寿命試験〕 各シーズヒータについて、金属パイプ３の表面
温度が950℃に維持されるように電熱線２に通電
し、電熱線２が断線するまでの日数を調べた。 〔熱時絶縁抵抗値試験〕 各シーズヒータについて、金属パイプ３の表面
温度が950℃に維持されるように電熱線２に通電
し、熱時絶縁抵抗値の変化を調べた。なお、熱時
絶縁抵抗値を測定する時は金属パイプ３の表面温
度を750℃に低下させて測定した。 上記寿命試験の結果ならびに熱時絶縁抵抗値試
験における11日後の熱時絶縁抵抗値試験の結果を
第２表に示す。
【表】
第２表から明らかなように、市販の酸化ニツケ
ル粉末を使用した試料Ｋ、Ｌは、電気絶縁粉末４
として、電融マグネシア粉末のみを使用した試料
Ｊと比較して、著しく不良率が高くなつているに
もかかわらず、本発明の範囲内にある試料Ｃ、
Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉでは、試料Ｊと同程度の低い不良
率を示した。 しかし、本発明の範囲外にある試料Ａ、Ｂ、
Ｄ、Ｅについては、不良率において効果が認めら
れなかつた。 これは、熱処理温度が700℃以下では、粉砕時
に生じたひずみや、混入した不純物の除去が不充
分であるためである。 また、本発明の範囲内にある試料Ｃ、Ｆ、Ｇ、
Ｈ、Ｉのシーズヒータは試料Ｊと比較して、寿命
が約10倍となり、また11日後の熱時絶縁抵抗値に
ついても高い値を示し、酸化ニツケル粉末を添加
することにより得られる効果は、そのまま維持さ
れた。 なお、実施例において、電気絶縁粉末４の主成
分として、電融マグネシア粉末を用いたが、電融
マグネシア粉末に代えて、電融アルミナ粉末、電
融シリカ粉末を用いても同様の傾向を示した。 また、金属ニツケルに代えて、Co、Ｗ、Cu、
Ga、Sn、Feの群から選ばれる少くとも一種の金
属粉末を原料として用いても同様の傾向を示し
た。 以上の説明から明らかなように、金属粉末を焙
焼した金属酸化粉末を５ミクロン以下に粉砕し、
さらに700℃以上の温度で熱処理した金属酸化粉
末を、電融マグネシア粉末、電融アルミナ粉末、
電融シリカ粉末のいずれかに添加したものを電気
絶縁粉末として用いる本発明のシーズヒータの製
造方法によれば、寿命が長く、かつ長時間使用後
における熱時絶縁抵抗値の高いシーズヒータを安
定して提供することができる。
ル粉末を使用した試料Ｋ、Ｌは、電気絶縁粉末４
として、電融マグネシア粉末のみを使用した試料
Ｊと比較して、著しく不良率が高くなつているに
もかかわらず、本発明の範囲内にある試料Ｃ、
Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉでは、試料Ｊと同程度の低い不良
率を示した。 しかし、本発明の範囲外にある試料Ａ、Ｂ、
Ｄ、Ｅについては、不良率において効果が認めら
れなかつた。 これは、熱処理温度が700℃以下では、粉砕時
に生じたひずみや、混入した不純物の除去が不充
分であるためである。 また、本発明の範囲内にある試料Ｃ、Ｆ、Ｇ、
Ｈ、Ｉのシーズヒータは試料Ｊと比較して、寿命
が約10倍となり、また11日後の熱時絶縁抵抗値に
ついても高い値を示し、酸化ニツケル粉末を添加
することにより得られる効果は、そのまま維持さ
れた。 なお、実施例において、電気絶縁粉末４の主成
分として、電融マグネシア粉末を用いたが、電融
マグネシア粉末に代えて、電融アルミナ粉末、電
融シリカ粉末を用いても同様の傾向を示した。 また、金属ニツケルに代えて、Co、Ｗ、Cu、
Ga、Sn、Feの群から選ばれる少くとも一種の金
属粉末を原料として用いても同様の傾向を示し
た。 以上の説明から明らかなように、金属粉末を焙
焼した金属酸化粉末を５ミクロン以下に粉砕し、
さらに700℃以上の温度で熱処理した金属酸化粉
末を、電融マグネシア粉末、電融アルミナ粉末、
電融シリカ粉末のいずれかに添加したものを電気
絶縁粉末として用いる本発明のシーズヒータの製
造方法によれば、寿命が長く、かつ長時間使用後
における熱時絶縁抵抗値の高いシーズヒータを安
定して提供することができる。
図は一般的なシーズヒータの断面図である。
２……電熱線、３……金属パイプ、４……電気
絶縁粉末。
絶縁粉末。
Claims (1)
- １ 金属パイプに電熱線を挿入するとともに、電
気絶縁粉末を充填してなるシーズヒータの製造方
法において、Ni、Co、Ｗ、Cu、Ga、Sn、Feの
群から選ばれる少くとも一種の金属粉末を焙焼し
生成した金属酸化粉末を５ミクロン以下に粉砕
し、さらに700℃以上の温度で熱処理し、前記電
気絶縁粉末として、電融マグネシア粉末、電融ア
ルミナ粉末、電融シリカ粉末のいずれかに、前記
熱処理した金属酸化粉末を添加したものを用いる
ことを特徴とするシーズヒータの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56076202A JPS57189488A (en) | 1981-05-19 | 1981-05-19 | Method of producing sheathed heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56076202A JPS57189488A (en) | 1981-05-19 | 1981-05-19 | Method of producing sheathed heater |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57189488A JPS57189488A (en) | 1982-11-20 |
| JPH0119636B2 true JPH0119636B2 (ja) | 1989-04-12 |
Family
ID=13598567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56076202A Granted JPS57189488A (en) | 1981-05-19 | 1981-05-19 | Method of producing sheathed heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57189488A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6592372B2 (ja) * | 2016-02-16 | 2019-10-16 | 日本特殊陶業株式会社 | グロープラグ |
-
1981
- 1981-05-19 JP JP56076202A patent/JPS57189488A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57189488A (en) | 1982-11-20 |
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