JPH0311070B2 - - Google Patents
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- JPH0311070B2 JPH0311070B2 JP58250836A JP25083683A JPH0311070B2 JP H0311070 B2 JPH0311070 B2 JP H0311070B2 JP 58250836 A JP58250836 A JP 58250836A JP 25083683 A JP25083683 A JP 25083683A JP H0311070 B2 JPH0311070 B2 JP H0311070B2
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- Surface Heating Bodies (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、各種暖房機器や調理機器などの熱源
に用いられる発熱体に関するもので、特に金属基
板に、発熱素子をホーロ層によつて被覆して結合
した発熱体の製造法に関する。 従来例の構造とその問題点 従来、発熱体として樹脂フイルムで金属発熱素
子を挾着したものが多用されているが、樹脂フイ
ルムの耐熱性が低いため、通常50〜120℃の温度
で使用され、200℃以上では使用できなかつた。 そこで、ホーロ用金属基板にホーロ層によつて
被覆して発熱素子を結合した発熱体が提案されて
いる。 この発熱体の構成を第１図に示す。１はホーロ
用金属基板で、表面に第１のホーロ層２を有す
る。３は発熱素子、４は第２のホーロ層である。
この発熱体の製造工程を第２図に示す。金属基板
上に第１層目のスリツプを塗布、乾燥したのち焼
成し、第１のホーロ層を形成した後、その表面に
発熱素子を設置し、第２層目のスリツプを塗布、
乾燥して焼成し、発熱体を形成する。 この発熱体は、ホーロ層が耐熱性に優れ、電気
絶縁性にも比較的優れているので、100〜400℃程
度の中高温度域で使用するのに適し、しかも薄型
で長寿命が期待できるなどの特徴を有する。 しかし、上記のような製造法では、以下のよう
な問題を生じることがわかつた。すなわち、従来
の製造法は、１度第１層目を焼成してから発熱素
子を配置し、２層目を被覆する２度焼成の工程を
採つている。そのため、１層目を焼成したときに
できた泡やピンホールが、２層目を焼成したとき
に大きく成長する。その模式図を第３図に示す。
１層目を焼成したときにできた泡５は、２層目を
焼成するとき熱膨張し、大きな泡５′となつたり
ピンホール６を生じたりする。また、焼成するこ
とによつて金属基板からCO2などのガスが発生す
るため、同じ基板を２度焼成することは、ホーロ
層中の泡の数を多くし、１度目の焼成でできた泡
をさらに大きくし、発熱素子と金属基板間の絶縁
破壊が起こりやすくなる。したがつて、２度焼成
することは、発熱素子と金属基板間の絶縁耐力を
低下させる原因となる。 発明の目的 本発明は、ホーロを用いた発熱体の上記のよう
な不都合を除去するもので、電気絶縁耐力に優れ
た発熱体を与える製造法を提供することを目的と
する。 発明の構成 本発明は、第１のホーロ層を形成するスリツプ
を金属基板上に塗布、乾燥する工程と、その表面
に発熱素子を設置し、第２のホーロ層を形成する
スリツプを塗布、乾燥する工程と、第１層、第２
層を同時に焼成する工程を有することを特徴とす
る。 本発明によれば、金属基板と発熱素子間の電気
絶縁耐力を大巾に改善させることが可能となる。 実施例の説明 第４図に本発明による発熱体の製造工程の例を
示す。以下に、発熱体の構成材及び製造法につい
て説明する。 (1) 金属基板と前処理 本発明に用いられる金属基板には、アルミニ
ウム、アルミダイキヤスト、鋳鉄、アルミナイ
ズド鋼、低炭素鋼、ホーロ用鋼板、あるいはス
テンレス鋼板が使用される。必要に応じて前処
理が行われる。以下の実施例では、脱脂・洗
浄、酸洗・洗浄、ニツケル処理の工程を経たホ
ーロ用鋼板を用いた。 (2) 電気発熱素子 本発明に適用できる電気発熱素子は、基本的
には薄帯状のものであり、厚みは10〜200μｍ
が適当で、好ましくは30〜100μｍの範囲であ
る。金属の薄帯化は通常の冷間圧延、熱間圧延
の他、超急冷法も利用できる。薄帯化した金属
を所望のパターンに形成する方法としては、エ
ツチング法、プレス加工法が適している。発熱
素子の厚み、パターンは、定格電力、発熱面
積、温度分布などを考慮して設する。 発熱素子の材料には各種の電気発熱材を用い
ることができるが、固有抵抗や熱膨張係数が適
当な値を有し、しかもホーロ層との密着性や、
加工性などに優れたものが選択される。これら
の観点から、20℃における固有抵抗が60μΩ・
cm、100℃における熱膨張係数か104×
10-7deg-1のフエライト系ステンレス鋼が最も
好ましい。 (3) ガラスフリツト ホーロ層に用いられるガラスフリツトは、電
気的特性（絶縁抵抗、絶縁耐力）が重要であ
る。電気的特性、例えば絶縁抵抗を決定する重
要な因子としては、ホーロ層の膜厚の他に、ガ
ラスの体積固有抵抗がある。ホーロ層の膜厚
は、ホーロ密着性の観点から決定されるもの
で、たかだか100〜500μｍ程度である。この点
からホーロ層の電気的特性を向上させるために
は、体積固有抵抗の優れたガラスフリツトでホ
ーロ層を形成する必要があり、ガラスフリツト
の選択か重要となつてくる。 本発明は、ガラスフリツ組成を規制するもの
ではないが、アルカリ含有量の多少によつて絶
縁抵抗の高、低が決まるので、アルカリ成分の
少ない低アルカリガラスフリツトや、これらを
含まない無アルカリガラスフリツトが好まし
い。その代表的な組成を第１表に示す。
に用いられる発熱体に関するもので、特に金属基
板に、発熱素子をホーロ層によつて被覆して結合
した発熱体の製造法に関する。 従来例の構造とその問題点 従来、発熱体として樹脂フイルムで金属発熱素
子を挾着したものが多用されているが、樹脂フイ
ルムの耐熱性が低いため、通常50〜120℃の温度
で使用され、200℃以上では使用できなかつた。 そこで、ホーロ用金属基板にホーロ層によつて
被覆して発熱素子を結合した発熱体が提案されて
いる。 この発熱体の構成を第１図に示す。１はホーロ
用金属基板で、表面に第１のホーロ層２を有す
る。３は発熱素子、４は第２のホーロ層である。
この発熱体の製造工程を第２図に示す。金属基板
上に第１層目のスリツプを塗布、乾燥したのち焼
成し、第１のホーロ層を形成した後、その表面に
発熱素子を設置し、第２層目のスリツプを塗布、
乾燥して焼成し、発熱体を形成する。 この発熱体は、ホーロ層が耐熱性に優れ、電気
絶縁性にも比較的優れているので、100〜400℃程
度の中高温度域で使用するのに適し、しかも薄型
で長寿命が期待できるなどの特徴を有する。 しかし、上記のような製造法では、以下のよう
な問題を生じることがわかつた。すなわち、従来
の製造法は、１度第１層目を焼成してから発熱素
子を配置し、２層目を被覆する２度焼成の工程を
採つている。そのため、１層目を焼成したときに
できた泡やピンホールが、２層目を焼成したとき
に大きく成長する。その模式図を第３図に示す。
１層目を焼成したときにできた泡５は、２層目を
焼成するとき熱膨張し、大きな泡５′となつたり
ピンホール６を生じたりする。また、焼成するこ
とによつて金属基板からCO2などのガスが発生す
るため、同じ基板を２度焼成することは、ホーロ
層中の泡の数を多くし、１度目の焼成でできた泡
をさらに大きくし、発熱素子と金属基板間の絶縁
破壊が起こりやすくなる。したがつて、２度焼成
することは、発熱素子と金属基板間の絶縁耐力を
低下させる原因となる。 発明の目的 本発明は、ホーロを用いた発熱体の上記のよう
な不都合を除去するもので、電気絶縁耐力に優れ
た発熱体を与える製造法を提供することを目的と
する。 発明の構成 本発明は、第１のホーロ層を形成するスリツプ
を金属基板上に塗布、乾燥する工程と、その表面
に発熱素子を設置し、第２のホーロ層を形成する
スリツプを塗布、乾燥する工程と、第１層、第２
層を同時に焼成する工程を有することを特徴とす
る。 本発明によれば、金属基板と発熱素子間の電気
絶縁耐力を大巾に改善させることが可能となる。 実施例の説明 第４図に本発明による発熱体の製造工程の例を
示す。以下に、発熱体の構成材及び製造法につい
て説明する。 (1) 金属基板と前処理 本発明に用いられる金属基板には、アルミニ
ウム、アルミダイキヤスト、鋳鉄、アルミナイ
ズド鋼、低炭素鋼、ホーロ用鋼板、あるいはス
テンレス鋼板が使用される。必要に応じて前処
理が行われる。以下の実施例では、脱脂・洗
浄、酸洗・洗浄、ニツケル処理の工程を経たホ
ーロ用鋼板を用いた。 (2) 電気発熱素子 本発明に適用できる電気発熱素子は、基本的
には薄帯状のものであり、厚みは10〜200μｍ
が適当で、好ましくは30〜100μｍの範囲であ
る。金属の薄帯化は通常の冷間圧延、熱間圧延
の他、超急冷法も利用できる。薄帯化した金属
を所望のパターンに形成する方法としては、エ
ツチング法、プレス加工法が適している。発熱
素子の厚み、パターンは、定格電力、発熱面
積、温度分布などを考慮して設する。 発熱素子の材料には各種の電気発熱材を用い
ることができるが、固有抵抗や熱膨張係数が適
当な値を有し、しかもホーロ層との密着性や、
加工性などに優れたものが選択される。これら
の観点から、20℃における固有抵抗が60μΩ・
cm、100℃における熱膨張係数か104×
10-7deg-1のフエライト系ステンレス鋼が最も
好ましい。 (3) ガラスフリツト ホーロ層に用いられるガラスフリツトは、電
気的特性（絶縁抵抗、絶縁耐力）が重要であ
る。電気的特性、例えば絶縁抵抗を決定する重
要な因子としては、ホーロ層の膜厚の他に、ガ
ラスの体積固有抵抗がある。ホーロ層の膜厚
は、ホーロ密着性の観点から決定されるもの
で、たかだか100〜500μｍ程度である。この点
からホーロ層の電気的特性を向上させるために
は、体積固有抵抗の優れたガラスフリツトでホ
ーロ層を形成する必要があり、ガラスフリツト
の選択か重要となつてくる。 本発明は、ガラスフリツ組成を規制するもの
ではないが、アルカリ含有量の多少によつて絶
縁抵抗の高、低が決まるので、アルカリ成分の
少ない低アルカリガラスフリツトや、これらを
含まない無アルカリガラスフリツトが好まし
い。その代表的な組成を第１表に示す。
【表】
(4) 発熱体の製造法
発熱体を製造するには、第４図にも示したよ
うに、まず前処理をした金属基板上に第１層目
のスリツプを塗布する。このスリツプはガラス
フリツトとミル添加剤、そして溶媒とを混合ミ
ル引きしたものである。ここで、ミル添加剤は
スリツプの安定性を向上させるための粘土や、
電気的特性を向上させるMgO、TiO2、SiO2、
Al2O3、ZnO、MgCO3等がある。また溶媒は水
または有機溶媒（イソプロピルアルコール、シ
クロヘキサノール、ベンジルアリコール、カリ
ビトール、イソホロン等）がある。これらは、
１種またはそれ以上添加することができる。 このスリツプを塗布、乾燥後、その表面に発熱
素子を設置し、第２層目のスリツプを塗布する。
第２層目のスリツプは、ミル添加剤としてMgO
を１成分とする化合物を含有させたものが好まし
い。その化合物としてはAl2O3、2MgO・SiO2、
3CaO・MgO・2SiO2等がある。乾燥後、所定温
度で焼成する。 従来の方法は、２度の焼成工程を有するため、
第１層目を焼成したときに形成した泡やピンホー
ルが第２層目を焼成するときに大きく成長する。
そのため発熱素子と金属基板間の絶縁耐力が悪く
なる。 本発明では、第１層と第２層を同時に焼成する
ことによつて、泡やピンホールの成長をおさえ、
しかも第２層目のスリツプにMgOを１成分とす
る化合物を含有させることによつて、ホーロ焼成
時に発生するガスを外部に除去する。これは、
MgOを１成分とする化合物を加えることによつ
て、第２層目のホーロ層がマツト状となり、ガス
が外部に抜けやすくなるためである。 実施例 １ 第１表のフリツトＡを第２表のミル配合組成に
してボールミルでミル引きを２時間行い、サンプ
ルスリツプとした。このスリツプを前処理した大
きさ100×100mmのホーロ用鋼板にスプレーガンで
約150μｍの厚さに塗布し、乾燥した。
うに、まず前処理をした金属基板上に第１層目
のスリツプを塗布する。このスリツプはガラス
フリツトとミル添加剤、そして溶媒とを混合ミ
ル引きしたものである。ここで、ミル添加剤は
スリツプの安定性を向上させるための粘土や、
電気的特性を向上させるMgO、TiO2、SiO2、
Al2O3、ZnO、MgCO3等がある。また溶媒は水
または有機溶媒（イソプロピルアルコール、シ
クロヘキサノール、ベンジルアリコール、カリ
ビトール、イソホロン等）がある。これらは、
１種またはそれ以上添加することができる。 このスリツプを塗布、乾燥後、その表面に発熱
素子を設置し、第２層目のスリツプを塗布する。
第２層目のスリツプは、ミル添加剤としてMgO
を１成分とする化合物を含有させたものが好まし
い。その化合物としてはAl2O3、2MgO・SiO2、
3CaO・MgO・2SiO2等がある。乾燥後、所定温
度で焼成する。 従来の方法は、２度の焼成工程を有するため、
第１層目を焼成したときに形成した泡やピンホー
ルが第２層目を焼成するときに大きく成長する。
そのため発熱素子と金属基板間の絶縁耐力が悪く
なる。 本発明では、第１層と第２層を同時に焼成する
ことによつて、泡やピンホールの成長をおさえ、
しかも第２層目のスリツプにMgOを１成分とす
る化合物を含有させることによつて、ホーロ焼成
時に発生するガスを外部に除去する。これは、
MgOを１成分とする化合物を加えることによつ
て、第２層目のホーロ層がマツト状となり、ガス
が外部に抜けやすくなるためである。 実施例 １ 第１表のフリツトＡを第２表のミル配合組成に
してボールミルでミル引きを２時間行い、サンプ
ルスリツプとした。このスリツプを前処理した大
きさ100×100mmのホーロ用鋼板にスプレーガンで
約150μｍの厚さに塗布し、乾燥した。
【表】
さらにその表面に、60μｍ厚のステンレス鋼
SUS430製発熱素子を設置し、その上から、さら
に第２表と同様のミル組成のスリツプを塗布し、
乾燥後、820℃で７分間焼成した。 以上のような工程で形成された発熱体の発熱素
子と金属基板間の絶縁耐力を測定した。比較例と
して、第２図で示した工程で形成した発熱体の絶
縁耐力も測定した。絶縁耐力は、国洋電機(株)製耐
力絶縁自動試験器を用い、しや断電流を10ｍＡに
設定し、１分間通電し、シヨーとしたときの電圧
で示した。
SUS430製発熱素子を設置し、その上から、さら
に第２表と同様のミル組成のスリツプを塗布し、
乾燥後、820℃で７分間焼成した。 以上のような工程で形成された発熱体の発熱素
子と金属基板間の絶縁耐力を測定した。比較例と
して、第２図で示した工程で形成した発熱体の絶
縁耐力も測定した。絶縁耐力は、国洋電機(株)製耐
力絶縁自動試験器を用い、しや断電流を10ｍＡに
設定し、１分間通電し、シヨーとしたときの電圧
で示した。
【表】
第３表より、従来の方法による発熱体より本発
明による発熱体の方が絶縁耐力に優れていること
がわかる。これは、従来の方法では、２度の焼成
をしているため、泡やピンホールが大きく成長
し、絶縁破壊が起こりやすくなるためである。 実施例 ２ 第２のホーロ層がMgOを１成分とする化合物
を分散していることが好ましい。ここで、MgO
を１成分とする化合物は、SiO2、CaO及びAl2O3
よりなる群から選んだ少なくとも１種とMgOと
を含む化合物からなるものが好ましい。 さて、実施例１と同様な方法で、第１層目とし
て第２表と同じミル組成のスリツプを塗布、乾燥
した後、ステンレス鋼SUS430製発熱素子を設置
し、その上から、さらに第４表に示したミル組成
のスリツプを塗布し、乾燥後、820℃で７分間焼
成した。
明による発熱体の方が絶縁耐力に優れていること
がわかる。これは、従来の方法では、２度の焼成
をしているため、泡やピンホールが大きく成長
し、絶縁破壊が起こりやすくなるためである。 実施例 ２ 第２のホーロ層がMgOを１成分とする化合物
を分散していることが好ましい。ここで、MgO
を１成分とする化合物は、SiO2、CaO及びAl2O3
よりなる群から選んだ少なくとも１種とMgOと
を含む化合物からなるものが好ましい。 さて、実施例１と同様な方法で、第１層目とし
て第２表と同じミル組成のスリツプを塗布、乾燥
した後、ステンレス鋼SUS430製発熱素子を設置
し、その上から、さらに第４表に示したミル組成
のスリツプを塗布し、乾燥後、820℃で７分間焼
成した。
【表】
これらの試料について、金属基板と発熱素子間
の絶縁耐力を測定した。その結果を第５表に示
す。
の絶縁耐力を測定した。その結果を第５表に示
す。
【表】
上記の結果から、第２層目のホーロ層にMgO
を含むものは、絶縁耐力が大幅に向上することが
わかる。 第２層目のスリツプにMgOを１成分とする化
合物を含有させ、これを塗布し、焼成すると、マ
ツト状のホーロ層を形成する。そのため、第１層
目のスリツプを塗布したときに介入した空気や泡
を、第２層目のホーロ層を通じて外部へ出してし
まい、空気や泡が第１層目のホーロ層に与える影
響を少なくする。その結果、金属基板と発熱素子
間の絶縁耐力を向上させたものと考えられる。 発明の効果 以上のように、本発明によれば、ホーロを用い
た発熱体の絶縁耐力を向上することができ、さら
に、第２層目のスリツプにMgOを１成分とする
化合物を含有させると、より大巾に絶縁耐力を改
善させることができる。
を含むものは、絶縁耐力が大幅に向上することが
わかる。 第２層目のスリツプにMgOを１成分とする化
合物を含有させ、これを塗布し、焼成すると、マ
ツト状のホーロ層を形成する。そのため、第１層
目のスリツプを塗布したときに介入した空気や泡
を、第２層目のホーロ層を通じて外部へ出してし
まい、空気や泡が第１層目のホーロ層に与える影
響を少なくする。その結果、金属基板と発熱素子
間の絶縁耐力を向上させたものと考えられる。 発明の効果 以上のように、本発明によれば、ホーロを用い
た発熱体の絶縁耐力を向上することができ、さら
に、第２層目のスリツプにMgOを１成分とする
化合物を含有させると、より大巾に絶縁耐力を改
善させることができる。
第１図は発熱体の基本構成を示す縦断面図、第
２図は従来の発熱体の製造工程を示す図、第３図
は２度焼成による泡の成長を示す模式図、第４図
は本発明の発熱体の製造工程を示す図である。 １……金属基板、２……第１のホーロ層、３…
…発熱素子、４……第２のホーロ層。
２図は従来の発熱体の製造工程を示す図、第３図
は２度焼成による泡の成長を示す模式図、第４図
は本発明の発熱体の製造工程を示す図である。 １……金属基板、２……第１のホーロ層、３…
…発熱素子、４……第２のホーロ層。
Claims (1)
- １ 金属基板上に第１のホーロ層を形成するスリ
ツプを塗布、乾燥する工程と、その表面に発熱体
を設置し、MgOを１成分とする化合物を分散し
た第２のホーロ層を形成するスリツプを塗布、乾
燥する工程と、前記の第１層と第２層を同時に焼
成する工程を有することを特徴とする発熱体の製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25083683A JPS60143584A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 発熱体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25083683A JPS60143584A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 発熱体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60143584A JPS60143584A (ja) | 1985-07-29 |
| JPH0311070B2 true JPH0311070B2 (ja) | 1991-02-15 |
Family
ID=17213737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25083683A Granted JPS60143584A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 発熱体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60143584A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6376293A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-06 | 松下電器産業株式会社 | 面ヒ−タ |
| JP5405729B2 (ja) * | 2007-03-12 | 2014-02-05 | パナソニック株式会社 | 便座装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6064595U (ja) * | 1983-10-11 | 1985-05-08 | 株式会社フジクラ | 面状発熱体 |
-
1983
- 1983-12-28 JP JP25083683A patent/JPS60143584A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60143584A (ja) | 1985-07-29 |
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