JPH0855702A - 発熱体組成物 - Google Patents
発熱体組成物Info
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- JPH0855702A JPH0855702A JP6254462A JP25446294A JPH0855702A JP H0855702 A JPH0855702 A JP H0855702A JP 6254462 A JP6254462 A JP 6254462A JP 25446294 A JP25446294 A JP 25446294A JP H0855702 A JPH0855702 A JP H0855702A
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- heating element
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Abstract
(57)【要約】
【構成】ケイ化ニッケルとケイ化モリブデンからなる導
電物質粉末６０〜７５重量％とガラスフリット４０〜２
５重量％の混合物に、その合計量に対して０．１〜１２
重量％の金属粉末を加えた発熱体組成物であり、導電物
質粉末とガラスフリットの合計量の内、ケイ化ニッケル
が１〜２２重量％である発熱体組成物。 【効果】少なくとも窒素雰囲気中で１０００℃以下の低
温焼成で１Ω／ｓｑ．以下の低抵抗のヒ−タ−が得られ
る。
電物質粉末６０〜７５重量％とガラスフリット４０〜２
５重量％の混合物に、その合計量に対して０．１〜１２
重量％の金属粉末を加えた発熱体組成物であり、導電物
質粉末とガラスフリットの合計量の内、ケイ化ニッケル
が１〜２２重量％である発熱体組成物。 【効果】少なくとも窒素雰囲気中で１０００℃以下の低
温焼成で１Ω／ｓｑ．以下の低抵抗のヒ−タ−が得られ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、家庭または産業界で使
用可能な、電気抵抗熱を利用したヒーターを作製するた
めの発熱体組成物に関する。
用可能な、電気抵抗熱を利用したヒーターを作製するた
めの発熱体組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】特開昭５３−５９８９３号
公報、特開昭５３−５９８９４号公報、特開昭５５−７
２００１号公報には金属ケイ化物を導電物質とするグレ
ーズ抵抗体が、特公昭６１−２７８６６号公報には金属
ケイ化物を導電物質とするグレーズヒーターが開示され
ている。これらのグレーズ抵抗体またはグレーズヒータ
ーについては８５０℃程度の低温、空気中で焼成された
例も記載されているが、いずれも抵抗値が高い。
公報、特開昭５３−５９８９４号公報、特開昭５５−７
２００１号公報には金属ケイ化物を導電物質とするグレ
ーズ抵抗体が、特公昭６１−２７８６６号公報には金属
ケイ化物を導電物質とするグレーズヒーターが開示され
ている。これらのグレーズ抵抗体またはグレーズヒータ
ーについては８５０℃程度の低温、空気中で焼成された
例も記載されているが、いずれも抵抗値が高い。
【０００３】また、特開平４−９６２０１号公報には、
導電物質粉末とガラスフリットと金属酸化物粉末および
／または金属粉末から構成された発熱体組成物が開示さ
れている。しかし、この組成物は窒素雰囲気中で１０５
０℃という高温で焼成しなければ、低抵抗のヒーターを
作製することは不可能であった。
導電物質粉末とガラスフリットと金属酸化物粉末および
／または金属粉末から構成された発熱体組成物が開示さ
れている。しかし、この組成物は窒素雰囲気中で１０５
０℃という高温で焼成しなければ、低抵抗のヒーターを
作製することは不可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般に導電物質粉末と
ガラスフリットとを混合し、これにバインダーを混ぜて
ペーストとし、スクリーン印刷法で所定パターンに印刷
し、乾燥、焼成して形成する発熱体、いわゆるグレーズ
発熱体から構成されるセラミックヒーターにおいては、
その機能を十分に発揮するための重要な要素として、低
い抵抗値が要求される。
ガラスフリットとを混合し、これにバインダーを混ぜて
ペーストとし、スクリーン印刷法で所定パターンに印刷
し、乾燥、焼成して形成する発熱体、いわゆるグレーズ
発熱体から構成されるセラミックヒーターにおいては、
その機能を十分に発揮するための重要な要素として、低
い抵抗値が要求される。
【０００５】なぜなら、抵抗値が低くなれば、そのヒー
ターの厚みを薄くできることによって、ヒーターの均一
な発熱のために必要な任意のパターンに形成できる。
ターの厚みを薄くできることによって、ヒーターの均一
な発熱のために必要な任意のパターンに形成できる。
【０００６】従来の発熱体組成物は低抵抗のヒータが得
られないか、得られるとしても、窒素雰囲気中で高温焼
成する必要があり、コストアップが課題となっていた。
そこで本発明は、より低い焼成温度（１０００℃以下）
で１Ω／ｓｑ．以下の低抵抗のヒータを窒素雰囲気中焼
成のみならず、より低コストの空気中焼成でも作製する
ことができる発熱体組成物を提供することを目的とす
る。
られないか、得られるとしても、窒素雰囲気中で高温焼
成する必要があり、コストアップが課題となっていた。
そこで本発明は、より低い焼成温度（１０００℃以下）
で１Ω／ｓｑ．以下の低抵抗のヒータを窒素雰囲気中焼
成のみならず、より低コストの空気中焼成でも作製する
ことができる発熱体組成物を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題をふ
まえた上で開発された発熱体組成物およびこれを焼成し
て得られるヒーターに関する。すなわち本発明の発熱体
組成物はケイ化ニッケルとケイ化モリブデンからなる導
電物質粉末６０〜７５重量％とガラスフリット４０〜２
５重量％の混合物（計１００重量％）に、その合計量に
対して０．１〜１２重量％の金属粉末を加えたものであ
って、前記導電物質粉末とガラスフリットの合計量の
内、ケイ化ニッケルが１〜２２重量％であることを第１
の特徴とし、ケイ化ニッケルが５〜２２重量％であるこ
とを第２の特徴とする。
まえた上で開発された発熱体組成物およびこれを焼成し
て得られるヒーターに関する。すなわち本発明の発熱体
組成物はケイ化ニッケルとケイ化モリブデンからなる導
電物質粉末６０〜７５重量％とガラスフリット４０〜２
５重量％の混合物（計１００重量％）に、その合計量に
対して０．１〜１２重量％の金属粉末を加えたものであ
って、前記導電物質粉末とガラスフリットの合計量の
内、ケイ化ニッケルが１〜２２重量％であることを第１
の特徴とし、ケイ化ニッケルが５〜２２重量％であるこ
とを第２の特徴とする。
【０００８】また、本発明の発熱体組成物は上記第１ま
たは第２の特徴に加え、金属粉末がニッケル、銀、銅、
鉄およびこれらを主成分とする合金から選ばれた少なく
とも一種であることを第３の特徴とする。
たは第２の特徴に加え、金属粉末がニッケル、銀、銅、
鉄およびこれらを主成分とする合金から選ばれた少なく
とも一種であることを第３の特徴とする。
【０００９】また、本発明の発熱体組成物は上記第１乃
至第３のいずれかの特徴に加え、金属粉末がニッケルで
あることを第４の特徴とする。
至第３のいずれかの特徴に加え、金属粉末がニッケルで
あることを第４の特徴とする。
【００１０】また、本発明の発熱体組成物は上記第１乃
至第４のいずれかの特徴に加え、ケイ化ニッケルとケイ
化モリブデンからなる導電物質粉末とガラスフリットの
合計量の内、ケイ化ニッケルが８〜１８重量％であるこ
とを第５の特徴とする。
至第４のいずれかの特徴に加え、ケイ化ニッケルとケイ
化モリブデンからなる導電物質粉末とガラスフリットの
合計量の内、ケイ化ニッケルが８〜１８重量％であるこ
とを第５の特徴とする。
【００１１】また、本発明の発熱体組成物は上記第１乃
至第５のいずれかの特徴に加え、ケイ化ニッケルとケイ
化モリブデンからなる導電物質粉末が６４〜７２重量
％、ガラスフリットが３６〜２８重量％であることを第
６の特徴とする。
至第５のいずれかの特徴に加え、ケイ化ニッケルとケイ
化モリブデンからなる導電物質粉末が６４〜７２重量
％、ガラスフリットが３６〜２８重量％であることを第
６の特徴とする。
【００１２】また、本発明の発熱体組成物は上記第１乃
至第６のいずれかの特徴に加え、ケイ化ニッケルとケイ
化モリブデンからなる導電物質粉末とガラスフリットの
合計量に対して０．５〜６重量％の金属粉末を加えるこ
とを第７の特徴とする。
至第６のいずれかの特徴に加え、ケイ化ニッケルとケイ
化モリブデンからなる導電物質粉末とガラスフリットの
合計量に対して０．５〜６重量％の金属粉末を加えるこ
とを第７の特徴とする。
【００１３】また、本発明の発熱体組成物は上記第１乃
至第７のいずれかの特徴に加え、ガラスフリットが酸化
物の重量％表示で： ＭIIＯ ： ５〜５０％ Ｂ2 Ｏ3 ：２０〜８０％ ＭIII 2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＭI 2 Ｏ ： ０〜 ５％ ＳｉＯ2 ： ０〜４０％ Ａｌ2 Ｏ3 ： ０〜４０％ Ｂｉ2 Ｏ3 ： ０〜１０％ 核形成剤 ： ０〜２０％ （但し、ＭI は一種以上のアルカリ金属、ＭIIはＭｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれた一種以上のアルカリ土類
金属、ＭIII はＳｃ，Ｙおよびランタニドから選ばれた
一種以上の金属、核形成剤はＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ｐ2
Ｏ5 、ＳｎＯ2 、ＺｎＯ、ＭｏＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ
2 Ｏ5 、Ａｓ2 Ｏ3 から選ばれた少なくとも一種）の組
成を有することを第８の特徴とする。
至第７のいずれかの特徴に加え、ガラスフリットが酸化
物の重量％表示で： ＭIIＯ ： ５〜５０％ Ｂ2 Ｏ3 ：２０〜８０％ ＭIII 2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＭI 2 Ｏ ： ０〜 ５％ ＳｉＯ2 ： ０〜４０％ Ａｌ2 Ｏ3 ： ０〜４０％ Ｂｉ2 Ｏ3 ： ０〜１０％ 核形成剤 ： ０〜２０％ （但し、ＭI は一種以上のアルカリ金属、ＭIIはＭｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれた一種以上のアルカリ土類
金属、ＭIII はＳｃ，Ｙおよびランタニドから選ばれた
一種以上の金属、核形成剤はＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ｐ2
Ｏ5 、ＳｎＯ2 、ＺｎＯ、ＭｏＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ
2 Ｏ5 、Ａｓ2 Ｏ3 から選ばれた少なくとも一種）の組
成を有することを第８の特徴とする。
【００１４】また、本発明の発熱体組成物は上記第１乃
至第８のいずれかの特徴に加え、ガラスフリットが酸化
物の重量％表示で： ＭIIＯ ： ５〜５０％ Ｂ2 Ｏ3 ：２０〜８０％ ＭIII 2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＭI 2 Ｏ ： ０〜 ５％ ＳｉＯ2 ： ０〜４０％ Ａｌ2 Ｏ3 ： ０〜４０％ Ｂｉ2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＴｉＯ2 ： ５〜２０％ 核形成剤 ： ０〜２０％ （但し、ＭI は一種以上のアルカリ金属、ＭIIはＭｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれた一種以上のアルカリ土類
金属、ＭIII はＳｃ，Ｙおよびランタニドから選ばれた
一種以上の金属、核形成剤はＺｒＯ2 、Ｐ2 Ｏ5 、Ｓｎ
Ｏ2 、ＺｎＯ、ＭｏＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ａ
ｓ2 Ｏ3 から選ばれた少なくとも一種）の組成を有する
ことを第９の特徴とする。
至第８のいずれかの特徴に加え、ガラスフリットが酸化
物の重量％表示で： ＭIIＯ ： ５〜５０％ Ｂ2 Ｏ3 ：２０〜８０％ ＭIII 2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＭI 2 Ｏ ： ０〜 ５％ ＳｉＯ2 ： ０〜４０％ Ａｌ2 Ｏ3 ： ０〜４０％ Ｂｉ2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＴｉＯ2 ： ５〜２０％ 核形成剤 ： ０〜２０％ （但し、ＭI は一種以上のアルカリ金属、ＭIIはＭｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれた一種以上のアルカリ土類
金属、ＭIII はＳｃ，Ｙおよびランタニドから選ばれた
一種以上の金属、核形成剤はＺｒＯ2 、Ｐ2 Ｏ5 、Ｓｎ
Ｏ2 、ＺｎＯ、ＭｏＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ａ
ｓ2 Ｏ3 から選ばれた少なくとも一種）の組成を有する
ことを第９の特徴とする。
【００１５】また、本発明の発熱体組成物は上記第１乃
至第９のいずれかの特徴に加え、ガラスフリットが酸化
物の重量％表示で： ＭIIＯ ：２５〜４５％ Ｂ2 Ｏ3 ：２０〜６０％ ＭIII 2 Ｏ3 ： ０〜 ５％ ＭI 2 Ｏ ： ０〜 ５％ ＳｉＯ2 ： ２〜１０％ Ａｌ2 Ｏ3 ： ２〜１０％ Ｂｉ2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＴｉＯ2 ： ８〜１７％ 核形成剤 ： ０〜２０％ （但し、ＭI は一種以上のアルカリ金属、ＭIIはＭｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれた一種以上のアルカリ土類
金属、ＭIII はＳｃ，Ｙおよびランタニドから選ばれた
一種以上の金属、核形成剤はＺｒＯ2 、Ｐ2 Ｏ5 、Ｓｎ
Ｏ2 、ＺｎＯ、ＭｏＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ａ
ｓ2 Ｏ3 から選ばれた少なくとも一種）の組成を有する
ことを第１０の特徴とする。
至第９のいずれかの特徴に加え、ガラスフリットが酸化
物の重量％表示で： ＭIIＯ ：２５〜４５％ Ｂ2 Ｏ3 ：２０〜６０％ ＭIII 2 Ｏ3 ： ０〜 ５％ ＭI 2 Ｏ ： ０〜 ５％ ＳｉＯ2 ： ２〜１０％ Ａｌ2 Ｏ3 ： ２〜１０％ Ｂｉ2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＴｉＯ2 ： ８〜１７％ 核形成剤 ： ０〜２０％ （但し、ＭI は一種以上のアルカリ金属、ＭIIはＭｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれた一種以上のアルカリ土類
金属、ＭIII はＳｃ，Ｙおよびランタニドから選ばれた
一種以上の金属、核形成剤はＺｒＯ2 、Ｐ2 Ｏ5 、Ｓｎ
Ｏ2 、ＺｎＯ、ＭｏＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ａ
ｓ2 Ｏ3 から選ばれた少なくとも一種）の組成を有する
ことを第１０の特徴とする。
【００１６】さらに、本発明は上記第１乃至第１０のい
ずれかの特徴に加え、上記組成物を成形した後、窒素雰
囲気中で焼成して作製されたヒーターであることを第１
１の特徴とする。また本発明は上記第２乃至第１０のい
ずれかの特徴に加え、上記組成物を成形した後、空気中
で焼成して作製されたヒーターであることを第１２の特
徴とする。
ずれかの特徴に加え、上記組成物を成形した後、窒素雰
囲気中で焼成して作製されたヒーターであることを第１
１の特徴とする。また本発明は上記第２乃至第１０のい
ずれかの特徴に加え、上記組成物を成形した後、空気中
で焼成して作製されたヒーターであることを第１２の特
徴とする。
【００１７】上記の発熱体組成物において、導電物質粉
末としてケイ化ニッケルとケイ化モリブデンを組合せて
用いる。ケイ化ニッケルの融点は９９３℃であり、ケイ
化モリブデンの２０２０℃より低いので、比較的低い焼
成温度でヒーターを作製することができる。さらに図１
に示すように、ケイ化ニッケルはケイ化モリブデンに比
べて酸化されにくいので、ケイ化ニッケルとケイ化モリ
ブデンを組合せて用いると、空気中焼成でさえそれほど
ヒーターの抵抗を増大させることなく本発明の発熱体組
成物を焼結させることができる。しかしながら、ケイ化
ニッケルの比抵抗はケイ化モリブデンのそれよりも高い
ので、得られたヒーターの抵抗は十分低くはならない。
この問題は、ケイ化ニッケルとケイ化モリブデンからな
る導電物質粉末に、得られたヒーターの抵抗を低下させ
る作用をもつ金属粉末、好ましくは、ニッケル、銀、
銅、鉄およびこれらを主成分とする合金から選ばれた少
なくとも一種の金属粉末を、さらに好ましくはニッケル
粉末を添加することにより解決することができる。
末としてケイ化ニッケルとケイ化モリブデンを組合せて
用いる。ケイ化ニッケルの融点は９９３℃であり、ケイ
化モリブデンの２０２０℃より低いので、比較的低い焼
成温度でヒーターを作製することができる。さらに図１
に示すように、ケイ化ニッケルはケイ化モリブデンに比
べて酸化されにくいので、ケイ化ニッケルとケイ化モリ
ブデンを組合せて用いると、空気中焼成でさえそれほど
ヒーターの抵抗を増大させることなく本発明の発熱体組
成物を焼結させることができる。しかしながら、ケイ化
ニッケルの比抵抗はケイ化モリブデンのそれよりも高い
ので、得られたヒーターの抵抗は十分低くはならない。
この問題は、ケイ化ニッケルとケイ化モリブデンからな
る導電物質粉末に、得られたヒーターの抵抗を低下させ
る作用をもつ金属粉末、好ましくは、ニッケル、銀、
銅、鉄およびこれらを主成分とする合金から選ばれた少
なくとも一種の金属粉末を、さらに好ましくはニッケル
粉末を添加することにより解決することができる。
【００１８】一方、これらの金属および合金の融点は総
じてケイ化モリブデンの融点より低い。また、これらの
金属および合金はケイ化モリブデンより酸化されにく
い。従ってケイ化ニッケルとケイ化モリブデンからなる
導電物質粉末と、ニッケル、銀、銅、鉄およびこれらを
主成分とする合金から選ばれた少なくとも一種の金属粉
末と、ガラスフリットとを好ましい比率で混合すると、
その発熱体組成物からは空気中焼成でさえ焼成温度を上
げることなく十分低い抵抗値を持ったヒーターを作製す
ることができる。
じてケイ化モリブデンの融点より低い。また、これらの
金属および合金はケイ化モリブデンより酸化されにく
い。従ってケイ化ニッケルとケイ化モリブデンからなる
導電物質粉末と、ニッケル、銀、銅、鉄およびこれらを
主成分とする合金から選ばれた少なくとも一種の金属粉
末と、ガラスフリットとを好ましい比率で混合すると、
その発熱体組成物からは空気中焼成でさえ焼成温度を上
げることなく十分低い抵抗値を持ったヒーターを作製す
ることができる。
【００１９】金属粉末としてニッケル粉末を用いると焼
結性が良く、最も好ましいヒ―タ―を作製成することが
できる。
結性が良く、最も好ましいヒ―タ―を作製成することが
できる。
【００２０】ケイ化ニッケルとケイ化モリブデンからな
る導電物質粉末、およびガラスフリットの合計量（計１
００重量％）の内、ケイ化ニッケルが１重量％未満では
得られたヒ−タ−の抵抗値は窒素雰囲気中焼成ですら高
くなる。また、ケイ化ニッケルが１重量％以上５重量％
未満では、窒素雰囲気中で焼成して得られたヒ−タ−の
抵抗値はそれ程高くはないが、空気中で焼成して得られ
たヒ−タ−の抵抗値は１重量％未満の場合と同様極端に
高い。また、ケイ化ニッケルが２２重量％を越えると、
空気中はもちろん、窒素雰囲気中で焼成しても、得られ
たヒ−タ−の抵抗値は高くなる。ケイ化ニッケルの量は
８〜１８重量％であることがより好ましい。
る導電物質粉末、およびガラスフリットの合計量（計１
００重量％）の内、ケイ化ニッケルが１重量％未満では
得られたヒ−タ−の抵抗値は窒素雰囲気中焼成ですら高
くなる。また、ケイ化ニッケルが１重量％以上５重量％
未満では、窒素雰囲気中で焼成して得られたヒ−タ−の
抵抗値はそれ程高くはないが、空気中で焼成して得られ
たヒ−タ−の抵抗値は１重量％未満の場合と同様極端に
高い。また、ケイ化ニッケルが２２重量％を越えると、
空気中はもちろん、窒素雰囲気中で焼成しても、得られ
たヒ−タ−の抵抗値は高くなる。ケイ化ニッケルの量は
８〜１８重量％であることがより好ましい。
【００２１】ケイ化ニッケルとケイ化モリブデンからな
る導電物質粉末は６０〜７５重量％で、これに対応しガ
ラスフリットは４０〜２５重量％で用いられる。上記導
電物質粉末の合計量が６０重量％未満では、ヒ−ターの
抵抗値は低くならない。逆に導電物質粉末の合計量が７
５重量％を越えると、ヒ−ターの抵抗値が低くならない
ばかりか、耐ヒ−トサイクル性（昇温・降温の繰り返し
に対する耐熱衝撃性）も劣化する。導電物質粉末の合計
量は６４〜７２重量％、ガラスフリットは３６〜２８重
量％とすることがより好ましい。
る導電物質粉末は６０〜７５重量％で、これに対応しガ
ラスフリットは４０〜２５重量％で用いられる。上記導
電物質粉末の合計量が６０重量％未満では、ヒ−ターの
抵抗値は低くならない。逆に導電物質粉末の合計量が７
５重量％を越えると、ヒ−ターの抵抗値が低くならない
ばかりか、耐ヒ−トサイクル性（昇温・降温の繰り返し
に対する耐熱衝撃性）も劣化する。導電物質粉末の合計
量は６４〜７２重量％、ガラスフリットは３６〜２８重
量％とすることがより好ましい。
【００２２】ケイ化ニッケルとケイ化モリブデンからな
る導電物質粉末およびガラスフリットの合計量（計１０
０重量％）に対して金属粉末の添加量が０．１重量％未
満では、得られたヒ−ターの抵抗値は低くならない。ま
た、金属粉末の添加量が１２重量％を越えると抵抗値は
増大する。更に、この場合には得られたヒ−タ−の熱膨
張係数が大きくなり、その結果基板の熱膨張係数との差
が大きくなるので耐ヒ−トサイクル性が劣化する。金属
粉末の添加量は０．５〜６重量％であることがより好ま
しい。
る導電物質粉末およびガラスフリットの合計量（計１０
０重量％）に対して金属粉末の添加量が０．１重量％未
満では、得られたヒ−ターの抵抗値は低くならない。ま
た、金属粉末の添加量が１２重量％を越えると抵抗値は
増大する。更に、この場合には得られたヒ−タ−の熱膨
張係数が大きくなり、その結果基板の熱膨張係数との差
が大きくなるので耐ヒ−トサイクル性が劣化する。金属
粉末の添加量は０．５〜６重量％であることがより好ま
しい。
【００２３】ガラスフリットとしては、本願出願人の特
開平２−２８３００１号公報および特開平４−９６２０
１号公報に開示されている下記の組成のガラスを用い
る。すなわち、酸化物の重量％表示で； ＭIIＯ ： ５〜５０％ Ｂ2 Ｏ3 ：２０〜８０％ ＭIII 2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＭI 2 Ｏ ： ０〜 ５％ ＳｉＯ2 ： ０〜４０％ Ａｌ2 Ｏ3 ： ０〜４０％ Ｂｉ2 Ｏ3 ： ０〜１０％ 核形成剤 ： ０〜２０％ （但し、ＭI は一種以上のアルカリ金属、ＭIIはＭｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれた一種以上のアルカリ土類
金属、ＭIII はＳｃ，Ｙおよびランタニドから選ばれた
一種以上の金属、核形成剤はＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ｐ2
Ｏ5 、ＳｎＯ2 、ＺｎＯ、ＭｏＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ
2 Ｏ5 、Ａｓ2 Ｏ3 から選ばれた少なくとも一種）であ
る。
開平２−２８３００１号公報および特開平４−９６２０
１号公報に開示されている下記の組成のガラスを用い
る。すなわち、酸化物の重量％表示で； ＭIIＯ ： ５〜５０％ Ｂ2 Ｏ3 ：２０〜８０％ ＭIII 2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＭI 2 Ｏ ： ０〜 ５％ ＳｉＯ2 ： ０〜４０％ Ａｌ2 Ｏ3 ： ０〜４０％ Ｂｉ2 Ｏ3 ： ０〜１０％ 核形成剤 ： ０〜２０％ （但し、ＭI は一種以上のアルカリ金属、ＭIIはＭｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれた一種以上のアルカリ土類
金属、ＭIII はＳｃ，Ｙおよびランタニドから選ばれた
一種以上の金属、核形成剤はＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ｐ2
Ｏ5 、ＳｎＯ2 、ＺｎＯ、ＭｏＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ
2 Ｏ5 、Ａｓ2 Ｏ3 から選ばれた少なくとも一種）であ
る。
【００２４】好ましくは、上記組成のガラスにさらにＴ
ｉＯ2 を必須成分として含有させた下記組成のものを用
いる。すなわち、本発明の発熱体組成物に好適なガラス
フリットの組成は酸化物の重量％表示で； ＭIIＯ ： ５〜５０％ Ｂ2 Ｏ3 ：２０〜８０％ ＭIII 2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＭI 2 Ｏ ： ０〜 ５％ ＳｉＯ2 ： ０〜４０％ Ａｌ2 Ｏ3 ： ０〜４０％ Ｂｉ2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＴｉＯ2 ： ５〜２０％ 核形成剤 ： ０〜２０％ （但し、ＭI は一種以上のアルカリ金属、ＭIIはＭｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれた一種以上のアルカリ土類
金属、ＭIII はＳｃ，Ｙおよびランタニドから選ばれた
一種以上の金属、核形成剤はＺｒＯ2 、Ｐ2 Ｏ5 、Ｓｎ
Ｏ2 、ＺｎＯ、ＭｏＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ａ
ｓ2 Ｏ3 から選ばれた少なくとも一種）である。
ｉＯ2 を必須成分として含有させた下記組成のものを用
いる。すなわち、本発明の発熱体組成物に好適なガラス
フリットの組成は酸化物の重量％表示で； ＭIIＯ ： ５〜５０％ Ｂ2 Ｏ3 ：２０〜８０％ ＭIII 2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＭI 2 Ｏ ： ０〜 ５％ ＳｉＯ2 ： ０〜４０％ Ａｌ2 Ｏ3 ： ０〜４０％ Ｂｉ2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＴｉＯ2 ： ５〜２０％ 核形成剤 ： ０〜２０％ （但し、ＭI は一種以上のアルカリ金属、ＭIIはＭｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれた一種以上のアルカリ土類
金属、ＭIII はＳｃ，Ｙおよびランタニドから選ばれた
一種以上の金属、核形成剤はＺｒＯ2 、Ｐ2 Ｏ5 、Ｓｎ
Ｏ2 、ＺｎＯ、ＭｏＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ａ
ｓ2 Ｏ3 から選ばれた少なくとも一種）である。
【００２５】また，より好ましいガラスフリットの組成
は酸化物の重量％表示で； ＭIIＯ ：２５〜４５％ Ｂ2 Ｏ3 ：２０〜６０％ ＭIII 2 Ｏ3 ： ０〜 ５％ ＭI 2 Ｏ ： ０〜 ５％ ＳｉＯ2 ： ２〜１０％ Ａｌ2 Ｏ3 ： ２〜１０％ Ｂｉ2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＴｉＯ2 ： ８〜１７％ 核形成剤 ： ０〜２０％ （但し、ＭI は一種以上のアルカリ金属、ＭIIはＭｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれた一種以上のアルカリ土類
金属、ＭIII はＳｃ，Ｙおよびランタニドから選ばれた
一種以上の金属、核形成剤はＺｒＯ2 、Ｐ2 Ｏ5 、Ｓｎ
Ｏ2 、ＺｎＯ、ＭｏＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ａ
ｓ2 Ｏ3 から選ばれた少なくとも一種）である。
は酸化物の重量％表示で； ＭIIＯ ：２５〜４５％ Ｂ2 Ｏ3 ：２０〜６０％ ＭIII 2 Ｏ3 ： ０〜 ５％ ＭI 2 Ｏ ： ０〜 ５％ ＳｉＯ2 ： ２〜１０％ Ａｌ2 Ｏ3 ： ２〜１０％ Ｂｉ2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＴｉＯ2 ： ８〜１７％ 核形成剤 ： ０〜２０％ （但し、ＭI は一種以上のアルカリ金属、ＭIIはＭｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれた一種以上のアルカリ土類
金属、ＭIII はＳｃ，Ｙおよびランタニドから選ばれた
一種以上の金属、核形成剤はＺｒＯ2 、Ｐ2 Ｏ5 、Ｓｎ
Ｏ2 、ＺｎＯ、ＭｏＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ａ
ｓ2 Ｏ3 から選ばれた少なくとも一種）である。
【００２６】上記組成および含有量の限定理由は、以下
の通りである。ＭIIＯはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどの
一種以上のアルカリ土類金属の酸化物であり、Ｂ2 Ｏ3
と共に必須の成分である。ＭIIＯが５重量％未満では、
硼酸主体のガラスとなり、ガラス溶融工程中に分相を生
じ、均質なガラスが得られない。また、ＭIIＯが５０重
量％を越えると、ガラス中のＢ2 Ｏ3 が相対的に減少す
るため、導電物質と混合して得られた発熱体組成物から
得られたヒーターの抵抗値が高くなると共に、ガラス化
も困難になる。このＭIIＯは、２５〜４５重量％がさら
に好ましい。
の通りである。ＭIIＯはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどの
一種以上のアルカリ土類金属の酸化物であり、Ｂ2 Ｏ3
と共に必須の成分である。ＭIIＯが５重量％未満では、
硼酸主体のガラスとなり、ガラス溶融工程中に分相を生
じ、均質なガラスが得られない。また、ＭIIＯが５０重
量％を越えると、ガラス中のＢ2 Ｏ3 が相対的に減少す
るため、導電物質と混合して得られた発熱体組成物から
得られたヒーターの抵抗値が高くなると共に、ガラス化
も困難になる。このＭIIＯは、２５〜４５重量％がさら
に好ましい。
【００２７】Ｂ2 Ｏ3 は、ヒーターにした時の抵抗値に
大きな影響を及ぼす成分である。すなわち、２０重量％
未満では、ヒーターの抵抗値が高くなり、８０重量％を
越えると、ガラス溶融工程中に分相を生じ、均質なガラ
スが得られない。２０〜８０重量％の範囲内では、Ｂ2
Ｏ3 の量の増加と共に抵抗値が低下する。このＢ2 Ｏ3
は、２０〜６０重量％がさらに好ましい。
大きな影響を及ぼす成分である。すなわち、２０重量％
未満では、ヒーターの抵抗値が高くなり、８０重量％を
越えると、ガラス溶融工程中に分相を生じ、均質なガラ
スが得られない。２０〜８０重量％の範囲内では、Ｂ2
Ｏ3 の量の増加と共に抵抗値が低下する。このＢ2 Ｏ3
は、２０〜６０重量％がさらに好ましい。
【００２８】ＭIII 2 Ｏ3 は、Ｓｃ（スカンジウム）、
Ｙ（イットリウム）及び／又はランタニドの酸化物であ
り、ヒーターと基板との密着強度を上げるために加えて
もよいが、１０重量％を越えてもその効果がそれ以上良
くならないため、０〜１０重量％とする。このＭIII 2
Ｏ3 は０〜５重量％が好ましく、１〜５重量％がさらに
好ましい。尚、本明細書中のランタニドは、ランタン
（Ｌａ）からルテチウム（Ｌｕ）までの元素の総称であ
る。
Ｙ（イットリウム）及び／又はランタニドの酸化物であ
り、ヒーターと基板との密着強度を上げるために加えて
もよいが、１０重量％を越えてもその効果がそれ以上良
くならないため、０〜１０重量％とする。このＭIII 2
Ｏ3 は０〜５重量％が好ましく、１〜５重量％がさらに
好ましい。尚、本明細書中のランタニドは、ランタン
（Ｌａ）からルテチウム（Ｌｕ）までの元素の総称であ
る。
【００２９】ＭI 2 Ｏは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ
等の一種以上のアルカリ金属の酸化物であり、５重量％
を超えるとそのガラスを導電物質粉末および金属粉末と
混合し、焼結させて得たヒーターを使用した時、アルカ
リイオンの移動による抵抗値の変化を生じるため、せい
ぜい５重量％であり、０重量％が最も好ましい。しか
し、実際にはガラス原料中に約０．１％以内の量で不純
物として含まれる。
等の一種以上のアルカリ金属の酸化物であり、５重量％
を超えるとそのガラスを導電物質粉末および金属粉末と
混合し、焼結させて得たヒーターを使用した時、アルカ
リイオンの移動による抵抗値の変化を生じるため、せい
ぜい５重量％であり、０重量％が最も好ましい。しか
し、実際にはガラス原料中に約０．１％以内の量で不純
物として含まれる。
【００３０】ＳｉＯ2 は、安定なガラスを得るために適
量添加してもよいが、４０重量％を超えると相対的にＢ
2 Ｏ3 が少なくなり、上述したヒーターの抵抗値が高く
なるので、好ましくない。このＳｉＯ2 は、２〜１０重
量％がさらに好ましい。
量添加してもよいが、４０重量％を超えると相対的にＢ
2 Ｏ3 が少なくなり、上述したヒーターの抵抗値が高く
なるので、好ましくない。このＳｉＯ2 は、２〜１０重
量％がさらに好ましい。
【００３１】Ａｌ2 Ｏ3 も、ＳｉＯ2 と同様、安定なガ
ラスを得るために適量添加してもよいが、４０重量％を
越えると、相対的にＢ2 Ｏ3 が少なくなり、好ましくな
い。このＡｌ2 Ｏ3 は、２〜１０重量％がさらに好まし
い。
ラスを得るために適量添加してもよいが、４０重量％を
越えると、相対的にＢ2 Ｏ3 が少なくなり、好ましくな
い。このＡｌ2 Ｏ3 は、２〜１０重量％がさらに好まし
い。
【００３２】Ｂｉ2 Ｏ3 は、ヒーターの基板への密着性
向上及び低抵抗化のために適量添加してもよいが、１０
重量％を越えると、ガラスの物性が大きく変動するため
好ましくない。このＢｉ2 Ｏ3 は、１〜１０重量％がよ
り好ましい。また５〜１０重量％がさらに好ましい。
向上及び低抵抗化のために適量添加してもよいが、１０
重量％を越えると、ガラスの物性が大きく変動するため
好ましくない。このＢｉ2 Ｏ3 は、１〜１０重量％がよ
り好ましい。また５〜１０重量％がさらに好ましい。
【００３３】ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ｐ2 Ｏ5 、Ｓｎ
Ｏ2 、ＺｎＯ、ＭｏＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ａ
ｓ2 Ｏ3 の少なくとも一種又は二種以上は、いずれも結
晶相形成が必要な場合、結晶核形成剤として添加され
る。通常、ガラス中のこれら核形成剤の含有量は、２０
重量％以下である。尚、結晶相形成が必要な場合であっ
てもこの結晶核形成剤は、ガラスの組成を適当に選択す
ることにより、ガラスの結晶化が得られれば、必ずしも
添加する必要はない。ガラスの結晶化が得られると、ヒ
ーターの耐熱性や靭性が増し、クラック耐性も向上す
る。
Ｏ2 、ＺｎＯ、ＭｏＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ａ
ｓ2 Ｏ3 の少なくとも一種又は二種以上は、いずれも結
晶相形成が必要な場合、結晶核形成剤として添加され
る。通常、ガラス中のこれら核形成剤の含有量は、２０
重量％以下である。尚、結晶相形成が必要な場合であっ
てもこの結晶核形成剤は、ガラスの組成を適当に選択す
ることにより、ガラスの結晶化が得られれば、必ずしも
添加する必要はない。ガラスの結晶化が得られると、ヒ
ーターの耐熱性や靭性が増し、クラック耐性も向上す
る。
【００３４】ＴｉＯ2 は、核形成剤としての作用の他
に、ガラスの必須構成成分とすると、以下の効果を有す
る。もっとも、このときＴｉＯ2 が核形成剤として十分
機能しない場合もある。ガラスの必須構成成分としてＴ
ｉＯ2 を含有させると、５〜８重量％付近で、ＴｉＯ2
を含有しないガラスと比べ、得られたヒーターの抵抗値
を大幅に低下させることができる。また、ガラスの必須
構成成分としてＴｉＯ2 を含有させることにより耐ヒー
トサイクル性も改善される。ガラスフリット中のＴｉＯ
2 が２０重量％を越えると、ガラス溶融プロセスが困難
となる。ガラスフリット中のＴｉＯ2 量はその効果およ
び経済性のバランスを考慮すると５〜２０重量％である
ことが好ましく、８〜１７重量％であることがより好ま
しい。８〜１７重量％の範囲にすると、溶融コストおよ
び溶融プロセスにおいて直面する困難を最小にすること
ができる。
に、ガラスの必須構成成分とすると、以下の効果を有す
る。もっとも、このときＴｉＯ2 が核形成剤として十分
機能しない場合もある。ガラスの必須構成成分としてＴ
ｉＯ2 を含有させると、５〜８重量％付近で、ＴｉＯ2
を含有しないガラスと比べ、得られたヒーターの抵抗値
を大幅に低下させることができる。また、ガラスの必須
構成成分としてＴｉＯ2 を含有させることにより耐ヒー
トサイクル性も改善される。ガラスフリット中のＴｉＯ
2 が２０重量％を越えると、ガラス溶融プロセスが困難
となる。ガラスフリット中のＴｉＯ2 量はその効果およ
び経済性のバランスを考慮すると５〜２０重量％である
ことが好ましく、８〜１７重量％であることがより好ま
しい。８〜１７重量％の範囲にすると、溶融コストおよ
び溶融プロセスにおいて直面する困難を最小にすること
ができる。
【００３５】なお、本発明のガラスフリットは結晶性で
あることが好ましいが非晶質のものも使用できる。すな
わち、上記組成範囲に属するものであれば結晶性ガラス
フリットでも非晶質ガラスフリットでも良い。ここで結
晶性ガラスとは熱処理により結晶が析出するガラスであ
り、非晶質ガラスとは熱処理しても実質的に結晶が析出
しないガラスである。
あることが好ましいが非晶質のものも使用できる。すな
わち、上記組成範囲に属するものであれば結晶性ガラス
フリットでも非晶質ガラスフリットでも良い。ここで結
晶性ガラスとは熱処理により結晶が析出するガラスであ
り、非晶質ガラスとは熱処理しても実質的に結晶が析出
しないガラスである。
【００３６】図２に、本発明の発熱体組成物を基板３上
に施した後、焼成して得られたヒーター１とその上に施
したオ−バ−コ−ト層２を示す。発熱体組成物を基板３
上に施し、それを高温の炉に入れ、発熱体組成物の成分
材料が十分焼結するのに必要な時間焼成し、ヒーター１
を得る。また、焼結後のヒーター１上にガラスオーバー
コート層２を施すことにより、ヒーター１の保護がなさ
れ、漏電防止能が付与される。このガラスオーバーコー
ト層はフリットとしてペーストの形態でヒ−タ−１上に
施される。これを高温の炉に入れオーバーコート層のフ
リットを焼結させ、ガラスオーバーコート層２を得る。
このようにして作製されたヒーターは６０℃、９５％Ｒ
Ｈ中１，０００時間放置しても抵抗の変化はみられず、
より良好なヒーターが得られることがわかった。
に施した後、焼成して得られたヒーター１とその上に施
したオ−バ−コ−ト層２を示す。発熱体組成物を基板３
上に施し、それを高温の炉に入れ、発熱体組成物の成分
材料が十分焼結するのに必要な時間焼成し、ヒーター１
を得る。また、焼結後のヒーター１上にガラスオーバー
コート層２を施すことにより、ヒーター１の保護がなさ
れ、漏電防止能が付与される。このガラスオーバーコー
ト層はフリットとしてペーストの形態でヒ−タ−１上に
施される。これを高温の炉に入れオーバーコート層のフ
リットを焼結させ、ガラスオーバーコート層２を得る。
このようにして作製されたヒーターは６０℃、９５％Ｒ
Ｈ中１，０００時間放置しても抵抗の変化はみられず、
より良好なヒーターが得られることがわかった。
【００３７】ガラスオーバーコート層２を施すために使
用するガラスはヒーター１と熱膨張係数が合致したもの
で、ヒーター１と反応しないガラスが望ましい。オーバ
ーコートの方法は発熱体組成物と反応しないガラス組成
を選択することにより、発熱体組成物との同時焼成も可
能であり、この場合、オーバーコートすることによる性
能上の低下はみられない。
用するガラスはヒーター１と熱膨張係数が合致したもの
で、ヒーター１と反応しないガラスが望ましい。オーバ
ーコートの方法は発熱体組成物と反応しないガラス組成
を選択することにより、発熱体組成物との同時焼成も可
能であり、この場合、オーバーコートすることによる性
能上の低下はみられない。
【００３８】本発明の発熱体組成物をペーストの形態で
基板３上に印刷し、その後焼成によりヒーター１を作製
してもよい。また、ペーストをグリーンシート上に印刷
し、一層もしくは積層して焼成してもよい。
基板３上に印刷し、その後焼成によりヒーター１を作製
してもよい。また、ペーストをグリーンシート上に印刷
し、一層もしくは積層して焼成してもよい。
【００３９】さらに、発熱体組成物をプレス成形して焼
結させたり、このプレス成形体をセラミック粉末に埋め
込んで焼結させてもよい。また発熱体組成物を棒状に成
形して焼結させることも可能である。このように、本発
明の発熱体組成物の適用方法は、以下の実施例に記した
適用方法に限定されない。
結させたり、このプレス成形体をセラミック粉末に埋め
込んで焼結させてもよい。また発熱体組成物を棒状に成
形して焼結させることも可能である。このように、本発
明の発熱体組成物の適用方法は、以下の実施例に記した
適用方法に限定されない。
【００４０】
【作用効果】本発明の発熱体組成物はケイ化ニッケルと
ケイ化モリブデンからなる導電物質粉末６０〜７５重量
％と、ガラスフリット４０〜２５重量％の混合物に、そ
の合計量に対して０．１〜１２重量％の金属粉末を添加
剤として加えた構成であって、かつ導電物質粉末とガラ
スフリットの合計量の内、ケイ化ニッケルを１〜２２重
量％としたので、低抵抗のヒ―タ―が得られた。またケ
イ化ニッケルを５〜２２重量％としたので、窒素雰囲気
中のみならず、より低コストの空気中でも１０００℃以
下の低温焼成で１Ω／ｓｑ．以下の低抵抗のヒーターが
得られた。
ケイ化モリブデンからなる導電物質粉末６０〜７５重量
％と、ガラスフリット４０〜２５重量％の混合物に、そ
の合計量に対して０．１〜１２重量％の金属粉末を添加
剤として加えた構成であって、かつ導電物質粉末とガラ
スフリットの合計量の内、ケイ化ニッケルを１〜２２重
量％としたので、低抵抗のヒ―タ―が得られた。またケ
イ化ニッケルを５〜２２重量％としたので、窒素雰囲気
中のみならず、より低コストの空気中でも１０００℃以
下の低温焼成で１Ω／ｓｑ．以下の低抵抗のヒーターが
得られた。
【００４１】また、本発明の発熱体組成物から得られた
ヒーターは低抵抗であるため均一な発熱が可能となり、
任意の形状の発熱パターンを持った厚みの薄いヒーター
が形成可能となった。さらに、本発明の発熱体組成物か
ら得られたヒーターは上記のような構成としたので、均
一な発熱が可能となるとともに基板との整合性が良くな
り、耐ヒートサイクル性、耐熱衝撃性が改善された。
ヒーターは低抵抗であるため均一な発熱が可能となり、
任意の形状の発熱パターンを持った厚みの薄いヒーター
が形成可能となった。さらに、本発明の発熱体組成物か
ら得られたヒーターは上記のような構成としたので、均
一な発熱が可能となるとともに基板との整合性が良くな
り、耐ヒートサイクル性、耐熱衝撃性が改善された。
【００４２】
【実施例および比較例】酸化物の重量％表示でＭｇＯ：
１．９％、ＣａＯ：３．３％、ＢａＯ：３１．４％、Ｂ
2 Ｏ3 ：４０．４％、ＳｉＯ2 ：４．４％、Ａｌ
2 Ｏ3 ：６．７％、ＴｉＯ2 ：１１．９％の組成になる
ように、それぞれ炭酸塩、水酸化物、酸化物などの原料
を選択し、調合し、１，３５０℃で６０分間溶融後、双
ロールで急冷し、ガラスフレークを作製した。得られた
ガラスフレークをボールミルで６時間粉砕し、平均粒径
２〜３μｍの結晶性ガラスフリットを得た。
１．９％、ＣａＯ：３．３％、ＢａＯ：３１．４％、Ｂ
2 Ｏ3 ：４０．４％、ＳｉＯ2 ：４．４％、Ａｌ
2 Ｏ3 ：６．７％、ＴｉＯ2 ：１１．９％の組成になる
ように、それぞれ炭酸塩、水酸化物、酸化物などの原料
を選択し、調合し、１，３５０℃で６０分間溶融後、双
ロールで急冷し、ガラスフレークを作製した。得られた
ガラスフレークをボールミルで６時間粉砕し、平均粒径
２〜３μｍの結晶性ガラスフリットを得た。
【００４３】このガラスフリットと、平均粒径約３μｍ
のケイ化モリブデン粉末、平均粒径約３μｍのケイ化ニ
ッケル粉末、平均粒径約３μｍの金属粉末とを十分混合
した。表１のＮｏ．２〜８、１１〜１３、１６〜１９お
よび２１〜２５は本発明の組成物であり、Ｎｏ．１、
９、１０、１４、１５、２０は本発明外の組成物（比較
例）である。上記の組成の各々の組成物を、樹脂（例え
ばアクリル樹脂）、有機溶媒などから成るビヒクルと約
８０：２０の比率（重量比）で十分混合、混練し、ペー
ストとした。このペーストを２００メッシュスクリーン
でアルミナ基板上に厚み約２０μｍとなるように印刷
し、１２０℃で１５分間乾燥した。次いで、ガラスオー
バーコート用ペーストを発熱体組成物層上に印刷し、さ
らに乾燥した後、窒素雰囲気中９５０℃、窒素雰囲気中
１，０５０℃、空気中９５０℃でそれぞれ１０分間同時
焼成を行った。その後、焼成して得られたオーバーコー
トを施したヒーターを室温まで冷却した。
のケイ化モリブデン粉末、平均粒径約３μｍのケイ化ニ
ッケル粉末、平均粒径約３μｍの金属粉末とを十分混合
した。表１のＮｏ．２〜８、１１〜１３、１６〜１９お
よび２１〜２５は本発明の組成物であり、Ｎｏ．１、
９、１０、１４、１５、２０は本発明外の組成物（比較
例）である。上記の組成の各々の組成物を、樹脂（例え
ばアクリル樹脂）、有機溶媒などから成るビヒクルと約
８０：２０の比率（重量比）で十分混合、混練し、ペー
ストとした。このペーストを２００メッシュスクリーン
でアルミナ基板上に厚み約２０μｍとなるように印刷
し、１２０℃で１５分間乾燥した。次いで、ガラスオー
バーコート用ペーストを発熱体組成物層上に印刷し、さ
らに乾燥した後、窒素雰囲気中９５０℃、窒素雰囲気中
１，０５０℃、空気中９５０℃でそれぞれ１０分間同時
焼成を行った。その後、焼成して得られたオーバーコー
トを施したヒーターを室温まで冷却した。
【００４４】得られたヒーターの抵抗値を４端子法で測
定した。その結果表１および２に示す。尚、表において
“耐ヒートサイクル性”の欄に付されている○、△は下
記の意味を示す。 ○：ヒーターの耐ヒートサイクル性良好。スイッチのＯ
Ｎ−ＯＦＦを５万回繰り返し、２０〜５００℃の間で昇
温、降温を繰り返した後の抵抗値の増減が０．５％未
満。 △：ヒーターの耐ヒートサイクル性は良好でない。スイ
ッチのＯＮ−ＯＦＦを５万回繰り返し、２０〜５００℃
の間で昇温、降温を繰り返した後の抵抗値の増減が０．
５％より大。
定した。その結果表１および２に示す。尚、表において
“耐ヒートサイクル性”の欄に付されている○、△は下
記の意味を示す。 ○：ヒーターの耐ヒートサイクル性良好。スイッチのＯ
Ｎ−ＯＦＦを５万回繰り返し、２０〜５００℃の間で昇
温、降温を繰り返した後の抵抗値の増減が０．５％未
満。 △：ヒーターの耐ヒートサイクル性は良好でない。スイ
ッチのＯＮ−ＯＦＦを５万回繰り返し、２０〜５００℃
の間で昇温、降温を繰り返した後の抵抗値の増減が０．
５％より大。
【００４５】表１
【００４６】表２
【図１】ケイ化ニッケルとケイ化モリブデンの空気中で
のＤＴＡ曲線を表すグラフ。
のＤＴＡ曲線を表すグラフ。
【図２】基板上に本発明の発熱体組成物より得られたヒ
ーターとオーバーコート層を積層した断面図。
ーターとオーバーコート層を積層した断面図。
１……ヒータ、２……オーバーコート層、３……基板。
【表１】
【表２】
Claims (12)
- 【請求項１】 ケイ化ニッケルとケイ化モリブデンか
らなる導電物質粉末６０〜７５重量％とガラスフリット
４０〜２５重量％の混合物に、その合計量に対して０．
１〜１２重量％の金属粉末を加えた発熱体組成物であっ
て、前記導電物質粉末とガラスフリットの合計量の内、
ケイ化ニッケルが１〜２２重量％であることを特徴とす
る発熱体組成物。 - 【請求項２】 導電物質粉末とガラスフリットの合計
量の内、ケイ化ニッケルが５〜２２重量％であることを
特徴とする請求項１に記載の発熱体組成物。 - 【請求項３】 金属粉末がニッケル、銀、銅、鉄およ
びこれらを主成分とする合金から選ばれた少なくとも一
種であることを特徴とする請求項１または２に記載の発
熱体組成物。 - 【請求項４】 金属粉末がニッケルであることを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載の発熱体組成
物。 - 【請求項５】 ケイ化ニッケルとケイ化モリブデンか
らなる導電物質粉末とガラスフリットの合計量の内、ケ
イ化ニッケルが８〜１８重量％であることを特徴とする
請求項１乃至４のいずれかに記載の発熱体組成物。 - 【請求項６】 ケイ化ニッケルとケイ化モリブデンか
らなる導電物質粉末が６４〜７２重量％、ガラスフリッ
トが３６〜２８重量％であることを特徴とする請求項１
乃至５のいずれかに記載の発熱体組成物。 - 【請求項７】 ケイ化ニッケルとケイ化モリブデンか
らなる導電物質粉末とガラスフリットの合計量に対して
０．５〜６重量％の金属粉末を加えることを特徴とする
請求項１乃至６のいずれかに記載の発熱体組成物。 - 【請求項８】 ガラスフリットが酸化物の重量％表示
で： ＭIIＯ ： ５〜５０％ Ｂ2 Ｏ3 ：２０〜８０％ ＭIII 2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＭＩ 2 Ｏ ： ０〜 ５％ ＳｉＯ2 ： ０〜４０％ Ａｌ2 Ｏ3 ： ０〜４０％ Ｂｉ2 Ｏ3 ： ０〜１０％ 核形成剤 ： ０〜２０％ （但し、ＭＩは一種以上のアルカリ金属、ＭIIはＭｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれた一種以上のアルカリ土類
金属、ＭIII はＳｃ，Ｙおよびランタニドから選ばれた
一種以上の金属、核形成剤はＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ｐ2
Ｏ5 、ＳｎＯ2 、ＺｎＯ、ＭｏＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ
2 Ｏ5 、Ａｓ2 Ｏ3 から選ばれた少なくとも一種）の組
成を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか
に記載の発熱体組成物。 - 【請求項９】 ガラスフリットが酸化物の重量％表示
で： ＭIIＯ ： ５〜５０％ Ｂ2 Ｏ3 ：２０〜８０％ ＭIII 2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＭI 2 Ｏ ： ０〜 ５％ ＳｉＯ2 ： ０〜４０％ Ａｌ2 Ｏ3 ： ０〜４０％ Ｂｉ2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＴｉＯ2 ： ５〜２０％ 核形成剤 ： ０〜２０％ （但し、ＭI は一種以上のアルカリ金属、ＭIIはＭｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれた一種以上のアルカリ土類
金属、ＭIII はＳｃ，Ｙおよびランタニドから選ばれた
一種以上の金属、核形成剤はＺｒＯ2 、Ｐ2 Ｏ5 、Ｓｎ
Ｏ2 、ＺｎＯ、ＭｏＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ａ
ｓ2 Ｏ3 から選ばれた少なくとも一種）の組成を有する
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の発
熱体組成物。 - 【請求項１０】 ガラスフリットが酸化物の重量％表
示で： ＭIIＯ ：２５〜４５％ Ｂ2 Ｏ3 ：２０〜６０％ ＭIII 2 Ｏ3 ： ０〜 ５％ ＭI 2 Ｏ ： ０〜 ５％ ＳｉＯ2 ： ２〜１０％ Ａｌ2 Ｏ3 ： ２〜１０％ Ｂｉ2 Ｏ3 ： ０〜１０％ ＴｉＯ2 ： ８〜１７％ 核形成剤 ： ０〜２０％ （但し、ＭI は一種以上のアルカリ金属、ＭIIはＭｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれた一種以上のアルカリ土類
金属、ＭIII はＳｃ，Ｙおよびランタニドから選ばれた
一種以上の金属、核形成剤はＺｒＯ2 、Ｐ2 Ｏ5 、Ｓｎ
Ｏ2 、ＺｎＯ、ＭｏＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ａ
ｓ2 Ｏ3 から選ばれた少なくとも一種）の組成を有する
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の発
熱体組成物。 - 【請求項１１】 請求項１乃至１０に記載のいずれか
の組成物を成形した後、窒素雰囲気中で焼成して作製さ
れるヒーター。 - 【請求項１２】 請求項２乃至１０に記載のいずれか
の組成物を成形した後、空気中で焼成して作製されるヒ
ーター。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/216,615 US5470506A (en) | 1988-12-31 | 1994-03-23 | Heat-generating composition |
| US08/216615 | 1994-03-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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