JPH09232102A - 加熱部材およびその製造方法 - Google Patents
加熱部材およびその製造方法Info
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温および高い電力密度耐性に優れた加熱部
材の提供。 【解決手段】 基板上に電気絶縁性層（第１の層）、電
気抵抗性層（第２の層）、電気伝導性領域、さらに所望
であれば絶縁保護被覆層を有する加熱部材において、そ
れぞれの層および領域に用いる弾性率対温度曲線が同一
または類似したシリコーンを使用し、および／または第
２の層を部分的に硬化した状態でその上部に電源と接続
するに適した電気伝導性領域を塗布し、同時に完全に硬
化させる。これにより、加熱部材の高温および高い電力
密度耐性が向上する。
材の提供。 【解決手段】 基板上に電気絶縁性層（第１の層）、電
気抵抗性層（第２の層）、電気伝導性領域、さらに所望
であれば絶縁保護被覆層を有する加熱部材において、そ
れぞれの層および領域に用いる弾性率対温度曲線が同一
または類似したシリコーンを使用し、および／または第
２の層を部分的に硬化した状態でその上部に電源と接続
するに適した電気伝導性領域を塗布し、同時に完全に硬
化させる。これにより、加熱部材の高温および高い電力
密度耐性が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱部材およびそ
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】加熱部材は当業者によく知られているも
のである。例えば、EP0248781 は、絶縁支持板の片面に
電気伝導層を有する加熱部材を開示している。この電気
伝導層は、有機溶媒に可溶なシリコーン樹脂に分散した
カーボンブラックの中空粒子を含有する組成物から作ら
れる。この組成物は熱硬化されて電気伝導性の層とな
る。
のである。例えば、EP0248781 は、絶縁支持板の片面に
電気伝導層を有する加熱部材を開示している。この電気
伝導層は、有機溶媒に可溶なシリコーン樹脂に分散した
カーボンブラックの中空粒子を含有する組成物から作ら
れる。この組成物は熱硬化されて電気伝導性の層とな
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】公知の加熱部材におけ
る課題は、高温（例えば２００℃）および高い電力密度
（例えば１ｃｍ2当たり１０ワット以上）に繰り返し曝
された場合、機械的特性および加熱特性が悪くなること
である。これらの劣化の中には、熱的に発生するストレ
スや望ましくない局部的高温部があり、これらは部材の
故障につながる。例えば、これらの加熱部材を組み込ん
だものは、２２０ボルトをかけると、比較的に短い時間
（例えば５０時間またはそれ以下）で故障する。したが
って、本発明の１つの目的は改良された特性、とくに高
い電力密度および高温での特性を有する加熱部材を提供
することである。
る課題は、高温（例えば２００℃）および高い電力密度
（例えば１ｃｍ2当たり１０ワット以上）に繰り返し曝
された場合、機械的特性および加熱特性が悪くなること
である。これらの劣化の中には、熱的に発生するストレ
スや望ましくない局部的高温部があり、これらは部材の
故障につながる。例えば、これらの加熱部材を組み込ん
だものは、２２０ボルトをかけると、比較的に短い時間
（例えば５０時間またはそれ以下）で故障する。したが
って、本発明の１つの目的は改良された特性、とくに高
い電力密度および高温での特性を有する加熱部材を提供
することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はその１面におい
て、基材；該基材上の第１の層で、該第１の層は電気絶
縁性でありシリコーン樹脂含有組成物を硬化することに
よって得られるもの；該第１層上の第２の層で、該第２
の層は電気抵抗性がありシリコーン樹脂および電気伝導
性フィラーを含有する組成物を硬化することによって得
られるもの；そして、該第２の層に付着した少なくとも
２つの分離された第３の物質の領域であり、そのそれぞ
れは電気伝導性で電源に接続するのに適したものであ
り、シリコーン樹脂および電気伝導性フィラーを含有す
る組成物を硬化することによって得られるもの、からな
る加熱部材を提供するものである。
て、基材；該基材上の第１の層で、該第１の層は電気絶
縁性でありシリコーン樹脂含有組成物を硬化することに
よって得られるもの；該第１層上の第２の層で、該第２
の層は電気抵抗性がありシリコーン樹脂および電気伝導
性フィラーを含有する組成物を硬化することによって得
られるもの；そして、該第２の層に付着した少なくとも
２つの分離された第３の物質の領域であり、そのそれぞ
れは電気伝導性で電源に接続するのに適したものであ
り、シリコーン樹脂および電気伝導性フィラーを含有す
る組成物を硬化することによって得られるもの、からな
る加熱部材を提供するものである。
【０００５】本発明はまた他の１面において、基材を供
給すること； 該基材の表面上に第１のシリコーン樹脂
含有組成物を塗布すること；この第１の組成物を硬化さ
せて電気絶縁性の層を形成すること；該電気絶縁性の層
の上に、電気抵抗性がある層を形成するためにシリコー
ン樹脂および電気伝導性フィラーを含有する第２の組成
物を塗布すること；該第２の組成物を少なくとも部分的
に硬化するに十分な時間と温度に加熱すること；該第２
の組成物の少なくとも２つの分離され、そのそれぞれは
電源に接続するのに適した領域の上に、電気伝導性の素
子を形成するためのシリコーン樹脂および電気伝導性フ
ィラーを含有する第３の組成物を適用すること； 第２
および第３の組成物を硬化させること、からなる加熱部
材の製造方法を提供するものである。
給すること； 該基材の表面上に第１のシリコーン樹脂
含有組成物を塗布すること；この第１の組成物を硬化さ
せて電気絶縁性の層を形成すること；該電気絶縁性の層
の上に、電気抵抗性がある層を形成するためにシリコー
ン樹脂および電気伝導性フィラーを含有する第２の組成
物を塗布すること；該第２の組成物を少なくとも部分的
に硬化するに十分な時間と温度に加熱すること；該第２
の組成物の少なくとも２つの分離され、そのそれぞれは
電源に接続するのに適した領域の上に、電気伝導性の素
子を形成するためのシリコーン樹脂および電気伝導性フ
ィラーを含有する第３の組成物を適用すること； 第２
および第３の組成物を硬化させること、からなる加熱部
材の製造方法を提供するものである。
【０００６】驚きべきことに、このような加熱部材が２
２０ボルトに接続される場合、１ｃｍ2当たり１０ワッ
ト以上の電力密度および２５０℃以上の温度でも、故障
することなく１０００時間以上も維持することができ
る。このような特性は、本発明の加熱部材を高電圧絶縁
および室温漏洩電流に関する欧州標準 EN60335-1 を満
足させるものである。
２０ボルトに接続される場合、１ｃｍ2当たり１０ワッ
ト以上の電力密度および２５０℃以上の温度でも、故障
することなく１０００時間以上も維持することができ
る。このような特性は、本発明の加熱部材を高電圧絶縁
および室温漏洩電流に関する欧州標準 EN60335-1 を満
足させるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明における加熱部材の電気絶
縁層、電気抵抗層および電気伝導層の形成に使用するシ
リコーン樹脂は、同じものであっても、異なるものであ
ってもよく、ただそれらが相互におよび基材となじむか
どうかということ、基材に適用され硬化されることの適
性、部材によりもたらされる熱に対する耐性によっての
み制限される。好ましくは、これらの層のそれぞれに使
用されるシリコーンは、似たような弾性率対温度曲線を
有し、部材が繰り返し加熱される場合のストレスの発生
を防止する。
縁層、電気抵抗層および電気伝導層の形成に使用するシ
リコーン樹脂は、同じものであっても、異なるものであ
ってもよく、ただそれらが相互におよび基材となじむか
どうかということ、基材に適用され硬化されることの適
性、部材によりもたらされる熱に対する耐性によっての
み制限される。好ましくは、これらの層のそれぞれに使
用されるシリコーンは、似たような弾性率対温度曲線を
有し、部材が繰り返し加熱される場合のストレスの発生
を防止する。
【０００８】前記の目的が達成される限り、ほとんどい
かなるシリコーン樹脂でも使用することができる。この
ような樹脂は知られており、公知の方法で製造すること
ができる。一般に、これらの樹脂は次の構造を有してい
る：
かなるシリコーン樹脂でも使用することができる。この
ような樹脂は知られており、公知の方法で製造すること
ができる。一般に、これらの樹脂は次の構造を有してい
る：
【０００９】
【化１】 (R1R2R3SiO0.5)w(R4R5SiO)x(R6SiO1.5)y(SiO4/2)z
【００１０】この構造式において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、
Ｒ4、Ｒ5およびＲ6は、水素、炭素数１−２０の炭化水
素からなる群からそれぞれ独立に選ばれる。この炭化水
素は、メチル、エチル、プロピル、ブチル等のアルキ
ル、ビニル、アリル等のアルケニル、フェニル等のアリ
ールである。構造式中のｗ、ｘ、ｙおよびｚは、ｗ＋ｘ
＋ｙ＋ｚ＝１のモル比を有する。一般に、有枝ポリマー
（樹脂ＤＳ＜１.８）を生ずるｗ、ｘ、ｙおよびｚのい
かなる値もここでの関数である（例えば、ｙまたはｚ＞
０）。樹脂の混合物もまたここでは有用である。
Ｒ4、Ｒ5およびＲ6は、水素、炭素数１−２０の炭化水
素からなる群からそれぞれ独立に選ばれる。この炭化水
素は、メチル、エチル、プロピル、ブチル等のアルキ
ル、ビニル、アリル等のアルケニル、フェニル等のアリ
ールである。構造式中のｗ、ｘ、ｙおよびｚは、ｗ＋ｘ
＋ｙ＋ｚ＝１のモル比を有する。一般に、有枝ポリマー
（樹脂ＤＳ＜１.８）を生ずるｗ、ｘ、ｙおよびｚのい
かなる値もここでの関数である（例えば、ｙまたはｚ＞
０）。樹脂の混合物もまたここでは有用である。
【００１１】本発明の好ましい態様において、上記Ｒ基
のいくつかはフェニルである。このような物質は改善さ
れた塗膜を形成し、高温において改善された性質を示
す。とくに好ましいシリコーン樹脂は、[MeSiO3/2]、[M
ePhSiO2/2]、[PhSiO3/2]および[Ph2SiO2/2］等の構造単
位を含む（ここに、Ｍｅはメチル基、Ｐｈはフェニル基
を表す）。このような樹脂は知られており、商業的にも
入手可能である。一般に、シリコーン樹脂は処理のため
に溶媒により希釈／溶解される。好適な溶媒は知られて
おり、例えば、（キシレン、ベンゼンまたはトルエン等
の）芳香族炭化水素、（ｎ−ヘプタン、デカンまたはド
デカン等の）アルカン、ケトン、エステル等の有機溶
媒、または低分子量のジメチルポリシロキサン等の無機
溶媒を包含し得る。溶媒の使用量は、樹脂、全ての添加
物および処理により変化するものの、例えば樹脂重量の
約１０〜約９０重量％の範囲内であり得る。
のいくつかはフェニルである。このような物質は改善さ
れた塗膜を形成し、高温において改善された性質を示
す。とくに好ましいシリコーン樹脂は、[MeSiO3/2]、[M
ePhSiO2/2]、[PhSiO3/2]および[Ph2SiO2/2］等の構造単
位を含む（ここに、Ｍｅはメチル基、Ｐｈはフェニル基
を表す）。このような樹脂は知られており、商業的にも
入手可能である。一般に、シリコーン樹脂は処理のため
に溶媒により希釈／溶解される。好適な溶媒は知られて
おり、例えば、（キシレン、ベンゼンまたはトルエン等
の）芳香族炭化水素、（ｎ−ヘプタン、デカンまたはド
デカン等の）アルカン、ケトン、エステル等の有機溶
媒、または低分子量のジメチルポリシロキサン等の無機
溶媒を包含し得る。溶媒の使用量は、樹脂、全ての添加
物および処理により変化するものの、例えば樹脂重量の
約１０〜約９０重量％の範囲内であり得る。
【００１２】本発明における物質の第１の層は、電気絶
縁性（絶縁部材）であることにより特徴付けられる。好
ましい態様において、前記第１の層はまた熱伝導性であ
り、電気抵抗性層から、大量の熱を伝達する。電気絶縁
性および熱伝導性を達成するために、前記第１の層は、
しばしばシリコーン樹脂中にフィラーを含む。熱伝導性
かつ電気絶縁性である好適なフィラーは知られており、
そのようなフィラーは、例えば、アルミナ、炭化珪素、
窒化珪素、酸化マグネシウム、それらの混合物等を包含
し得る。一般的に、これらのフィラーは３０重量％以上
の量、例えば５０〜９０重量％の量で含有される。
縁性（絶縁部材）であることにより特徴付けられる。好
ましい態様において、前記第１の層はまた熱伝導性であ
り、電気抵抗性層から、大量の熱を伝達する。電気絶縁
性および熱伝導性を達成するために、前記第１の層は、
しばしばシリコーン樹脂中にフィラーを含む。熱伝導性
かつ電気絶縁性である好適なフィラーは知られており、
そのようなフィラーは、例えば、アルミナ、炭化珪素、
窒化珪素、酸化マグネシウム、それらの混合物等を包含
し得る。一般的に、これらのフィラーは３０重量％以上
の量、例えば５０〜９０重量％の量で含有される。
【００１３】本発明における前記第２の層は、電気抵抗
性（抵抗部材）であることにより特徴付けられる。この
電気抵抗性を達成するため、前記シリコーン樹脂に、電
気伝導性フィラーを充分な量添加して、電気抵抗性層
（例えば抵抗性 ロー>0.1ohm.cm）を形成する。そのよ
うな電気伝導性フィラーとしては、例えば、グラファイ
ト、カーボンブラック、銀、ニッケル、ニッケル被覆グ
ラファイト、銀被覆ニッケルおよびそれらの混合物を例
示し得る。この層におけるフィラーの量は、フィラーに
より変化するが、一般的には、例えば約１０〜８０重量
％等、５重量％以上の範囲内である。
性（抵抗部材）であることにより特徴付けられる。この
電気抵抗性を達成するため、前記シリコーン樹脂に、電
気伝導性フィラーを充分な量添加して、電気抵抗性層
（例えば抵抗性 ロー>0.1ohm.cm）を形成する。そのよ
うな電気伝導性フィラーとしては、例えば、グラファイ
ト、カーボンブラック、銀、ニッケル、ニッケル被覆グ
ラファイト、銀被覆ニッケルおよびそれらの混合物を例
示し得る。この層におけるフィラーの量は、フィラーに
より変化するが、一般的には、例えば約１０〜８０重量
％等、５重量％以上の範囲内である。
【００１４】本発明における第３の層は、電気伝導性物
質であり且つそれぞれが電源との接続に適したもの（電
気伝導部材）である、少なくとも２つの分離された領域
を含むことにより特徴付けられる。これを達成するため
に、前記シリコーン樹脂に電気伝導性フィラーを充分な
量添加して、電気伝導性物質（例えば抵抗性 ロー<10-3
ohm.cm）を形成する。好適な電気伝導性フィラーは、
銀、金、白金、ニッケル等を包含する。フィラーの使用
量は一般的には４０重量％以上、例えば６０〜８０重量
％である。
質であり且つそれぞれが電源との接続に適したもの（電
気伝導部材）である、少なくとも２つの分離された領域
を含むことにより特徴付けられる。これを達成するため
に、前記シリコーン樹脂に電気伝導性フィラーを充分な
量添加して、電気伝導性物質（例えば抵抗性 ロー<10-3
ohm.cm）を形成する。好適な電気伝導性フィラーは、
銀、金、白金、ニッケル等を包含する。フィラーの使用
量は一般的には４０重量％以上、例えば６０〜８０重量
％である。
【００１５】本発明の好ましい実施態様において、前記
加熱部材は、電気抵抗性部材（第２の層）および電気伝
導性部材（第３の層）の上面を被う第４の層を有してい
てもよい。この第４の層は、それぞれの部材を（湿気、
化合物等の）環境から保護し、かつ電気絶縁性層を形成
する。
加熱部材は、電気抵抗性部材（第２の層）および電気伝
導性部材（第３の層）の上面を被う第４の層を有してい
てもよい。この第４の層は、それぞれの部材を（湿気、
化合物等の）環境から保護し、かつ電気絶縁性層を形成
する。
【００１６】前記第４の層は、エポキシ、ポリイミド、
ＰＣＢ、シリコーン等、電子工業において知られている
周知の電気的保護化合物のいずれをも包含していてもよ
い。本発明の好ましい実施態様において、前記第４の層
は第１〜３層と同一であるかまたは類似した弾性率対温
度曲線を有したシリコーンである。上記４つの層はそれ
ぞれ、シリコーン樹脂の形成において慣用されるその他
の成分をも含有することができる。これらの成分は、例
えば、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、破砕石英、珪藻
土、炭化カルシウム、硫酸バリウム、酸化鉄、二酸化チ
タン等のフィラー；顔料；可塑剤；フィラー処理材；流
動学的添加物；定着剤；ならびに、ジルコニウムまたは
チタンを含有したメチルポリシロキサン等の熱安定化添
加物をも含有していてもよい。そのような任意成分の割
合は、前記層に望ましい特性を与えるように調整され
る。
ＰＣＢ、シリコーン等、電子工業において知られている
周知の電気的保護化合物のいずれをも包含していてもよ
い。本発明の好ましい実施態様において、前記第４の層
は第１〜３層と同一であるかまたは類似した弾性率対温
度曲線を有したシリコーンである。上記４つの層はそれ
ぞれ、シリコーン樹脂の形成において慣用されるその他
の成分をも含有することができる。これらの成分は、例
えば、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、破砕石英、珪藻
土、炭化カルシウム、硫酸バリウム、酸化鉄、二酸化チ
タン等のフィラー；顔料；可塑剤；フィラー処理材；流
動学的添加物；定着剤；ならびに、ジルコニウムまたは
チタンを含有したメチルポリシロキサン等の熱安定化添
加物をも含有していてもよい。そのような任意成分の割
合は、前記層に望ましい特性を与えるように調整され
る。
【００１７】本発明において使用される基材は、加熱部
材に慣用的に使用されているもの、または最終便利性に
適合するもの等を包含する。これらは、例えば、陽極化
アルミニウム、アルミニウム、ステンレス鋼、エナメル
塗布鋼または銅等の金属；あるいは、例えばポリイミド
またはマイカ等の非鉄基材を包含する。基材が電気絶縁
性でありかつ効率よく熱を放散し得る場合には、明らか
に、電気絶縁性物質からなる前記第１の層は必ずしも必
要ではない。基材は、平板状、管状またはその他の如何
なる形状であってもよい。
材に慣用的に使用されているもの、または最終便利性に
適合するもの等を包含する。これらは、例えば、陽極化
アルミニウム、アルミニウム、ステンレス鋼、エナメル
塗布鋼または銅等の金属；あるいは、例えばポリイミド
またはマイカ等の非鉄基材を包含する。基材が電気絶縁
性でありかつ効率よく熱を放散し得る場合には、明らか
に、電気絶縁性物質からなる前記第１の層は必ずしも必
要ではない。基材は、平板状、管状またはその他の如何
なる形状であってもよい。
【００１８】本発明の加熱部材は種々の適切な処理によ
り作製されることができる。本発明の好ましい実施態様
において、加熱部材は最初に基材に供給されることによ
り作製される。そして、前記第１の層の作製に用いられ
るシリコーンを含有する上記組成物は、基材表面上に塗
布される。この処理は、種々の周知技法により成され得
る。それらの技法は、例えば、浸漬、吹付、塗装、スク
リーン印刷およびその他を包含する。
り作製されることができる。本発明の好ましい実施態様
において、加熱部材は最初に基材に供給されることによ
り作製される。そして、前記第１の層の作製に用いられ
るシリコーンを含有する上記組成物は、基材表面上に塗
布される。この処理は、種々の周知技法により成され得
る。それらの技法は、例えば、浸漬、吹付、塗装、スク
リーン印刷およびその他を包含する。
【００１９】次いで、前記第１の層の形成に用いられる
前記組成物が硬化させられる。前記組成物の硬化に用い
られる時間および温度は、使用されるシリコーン、なら
びに使用されるフィラーまたは添加物に従って定められ
る。しかし、その１例を挙げると、前記組成物は、１〜
４時間に亘って１５０〜４００℃の範囲内に加熱するこ
とにより硬化させ得る。所望であれば、前記絶縁物質か
らなる付加的な層を塗布して電気絶縁性を確かにするこ
ともできる。次に、シリコーンおよび充分に電気伝導性
フィラーを含有し、電気抵抗性部材を作るための組成物
が、前記電気絶縁性層の表面上に塗布される。この組成
物は、第１の層に上記した種々の方法により塗布され得
る。
前記組成物が硬化させられる。前記組成物の硬化に用い
られる時間および温度は、使用されるシリコーン、なら
びに使用されるフィラーまたは添加物に従って定められ
る。しかし、その１例を挙げると、前記組成物は、１〜
４時間に亘って１５０〜４００℃の範囲内に加熱するこ
とにより硬化させ得る。所望であれば、前記絶縁物質か
らなる付加的な層を塗布して電気絶縁性を確かにするこ
ともできる。次に、シリコーンおよび充分に電気伝導性
フィラーを含有し、電気抵抗性部材を作るための組成物
が、前記電気絶縁性層の表面上に塗布される。この組成
物は、第１の層に上記した種々の方法により塗布され得
る。
【００２０】そして、前記第２の層を形成するために用
いられる組成物は、前記第１の層と同様にして硬化させ
られる。しかし、本発明の好ましい実施態様において、
この段階では、第２の層は部分的にのみ硬化される。
「部分的に硬化される」という術語は、前記第２の層の
形成に用いられる組成物が、電気伝導性領域への拡散を
防止するに充分な状態にまで硬化されるものの、その最
終状態まで硬化されるには至らないことを意味する。今
回、本発明者らは、前記第２の層を完全に硬化しないこ
とにより加熱部材の物性が改善されることを見出した。
部分的硬化に用いられる時間および温度は、使用される
シリコーンおよびフィラーに依存する。しかし、一般的
には、前記組成物は３０秒〜数時間に亘って１００〜３
００℃の範囲内に加熱することにより硬化され得る。
いられる組成物は、前記第１の層と同様にして硬化させ
られる。しかし、本発明の好ましい実施態様において、
この段階では、第２の層は部分的にのみ硬化される。
「部分的に硬化される」という術語は、前記第２の層の
形成に用いられる組成物が、電気伝導性領域への拡散を
防止するに充分な状態にまで硬化されるものの、その最
終状態まで硬化されるには至らないことを意味する。今
回、本発明者らは、前記第２の層を完全に硬化しないこ
とにより加熱部材の物性が改善されることを見出した。
部分的硬化に用いられる時間および温度は、使用される
シリコーンおよびフィラーに依存する。しかし、一般的
には、前記組成物は３０秒〜数時間に亘って１００〜３
００℃の範囲内に加熱することにより硬化され得る。
【００２１】シリコーン樹脂および充分に電気伝導性フ
ィラーとを含有し、電気伝導性領域を形成するための第
３の物質は、前記電気抵抗性層の、少なくとも２つに分
離しかつ明瞭に区別される領域に塗布される。これらの
領域は、例えば、前記電気抵抗性層の表面上、前記電気
抵抗性層の両端部上、またはその他の種々の形状内に設
けることができる。これらの電気伝導性領域はそれぞ
れ、電源に接続することができる。好ましい実施態様に
おいて、前記第３の物質は、前記電気抵抗性層の明瞭に
離れた２つの末端部に塗布される。この物質は、前記第
１の層に関して上記した種々の方法により塗布され得
る。
ィラーとを含有し、電気伝導性領域を形成するための第
３の物質は、前記電気抵抗性層の、少なくとも２つに分
離しかつ明瞭に区別される領域に塗布される。これらの
領域は、例えば、前記電気抵抗性層の表面上、前記電気
抵抗性層の両端部上、またはその他の種々の形状内に設
けることができる。これらの電気伝導性領域はそれぞ
れ、電源に接続することができる。好ましい実施態様に
おいて、前記第３の物質は、前記電気抵抗性層の明瞭に
離れた２つの末端部に塗布される。この物質は、前記第
１の層に関して上記した種々の方法により塗布され得
る。
【００２２】次いで、前記電気伝導性領域を形成するた
めに用いられる前記物質（および、既に硬化されていな
ければ、前記第２の層）が硬化される。前記硬化段階と
同様に、硬化する時間および温度は使用されるシリコー
ン、フィラーおよび添加物に依存する。しかし、一般的
には、前記組成物は、１〜４時間に亘って１５０〜３５
０℃の範囲内に加熱することにより硬化され得る。所望
に応じて、前記電気抵抗性層および前記電気伝導性領域
は、前記最上面の保護層を形成するために用いられる前
記組成物により被覆されることもできる。この組成物
は、前記第１の層に関して上記した種々の方法により塗
布され得る。次ぎに、前記第４の層の形成に用いられる
前記組成物が硬化される。前記硬化段階と同様に、硬化
する時間および温度は使用される物質、フィラーおよび
添加物に依存する。
めに用いられる前記物質（および、既に硬化されていな
ければ、前記第２の層）が硬化される。前記硬化段階と
同様に、硬化する時間および温度は使用されるシリコー
ン、フィラーおよび添加物に依存する。しかし、一般的
には、前記組成物は、１〜４時間に亘って１５０〜３５
０℃の範囲内に加熱することにより硬化され得る。所望
に応じて、前記電気抵抗性層および前記電気伝導性領域
は、前記最上面の保護層を形成するために用いられる前
記組成物により被覆されることもできる。この組成物
は、前記第１の層に関して上記した種々の方法により塗
布され得る。次ぎに、前記第４の層の形成に用いられる
前記組成物が硬化される。前記硬化段階と同様に、硬化
する時間および温度は使用される物質、フィラーおよび
添加物に依存する。
【００２３】本発明で得られる加熱部材は、高温部材が
必要とされる領域において使用されることに、特に適し
ている。その用途は、例えば、ドライアイロン、スチー
ムアイロン、コーヒー用機器、深型油揚機、グリル、暖
房機器、ワッフル焼き機、トースター、釜、オーブン、
調理用ホブ、水循環式暖房機器、およびその他の家庭電
化製品；ヒーター、蒸気発生機、プロセスとパイプの加
熱、およびその他の工業機器；ならびに燃料およびクー
ラントの予備加熱等のための運輸産業における使用を包
含する。
必要とされる領域において使用されることに、特に適し
ている。その用途は、例えば、ドライアイロン、スチー
ムアイロン、コーヒー用機器、深型油揚機、グリル、暖
房機器、ワッフル焼き機、トースター、釜、オーブン、
調理用ホブ、水循環式暖房機器、およびその他の家庭電
化製品；ヒーター、蒸気発生機、プロセスとパイプの加
熱、およびその他の工業機器；ならびに燃料およびクー
ラントの予備加熱等のための運輸産業における使用を包
含する。
【００２４】本発明をより明瞭とするため、以下に、本
発明による加熱部材の１例の添付図面と共に読まれるべ
き記述を記す。この記述において、特に記載の無い限り
全ての「部」は重量部である。
発明による加熱部材の１例の添付図面と共に読まれるべ
き記述を記す。この記述において、特に記載の無い限り
全ての「部」は重量部である。
【００２５】実施例１ 本実施例による加熱部材を、添付図面１および２に示
す。図１は例示加熱部材の断面図であり、図２は例示加
熱部材の平面図である。例示した加熱部材は、陽極化ア
ルミニウム基板（１）上に形成された第一の電気絶縁性
層（２）、該絶縁層の上部にある電気抵抗性層（３）、
ならびに該電気抵抗性層（３）の上にあって電源と接続
するに適した少なくとも２つの電気伝導性の領域（４）
を含んでいる。加熱部材は、第１の電気絶縁性層（２）
の形成に用いた組成物をスクリーン印刷機によって陽極
化アルミニウム基板上に塗布して形成した。
す。図１は例示加熱部材の断面図であり、図２は例示加
熱部材の平面図である。例示した加熱部材は、陽極化ア
ルミニウム基板（１）上に形成された第一の電気絶縁性
層（２）、該絶縁層の上部にある電気抵抗性層（３）、
ならびに該電気抵抗性層（３）の上にあって電源と接続
するに適した少なくとも２つの電気伝導性の領域（４）
を含んでいる。加熱部材は、第１の電気絶縁性層（２）
の形成に用いた組成物をスクリーン印刷機によって陽極
化アルミニウム基板上に塗布して形成した。
【００２６】この組成物は、１００部のキシレン中の下
記構造式；
記構造式；
【００２７】
【化２】[MeSiO3/2]0.25[MePhSiO2/2]0.5[PhSiO3/2]
0.15[Ph2SiO2/2]0.10
0.15[Ph2SiO2/2]0.10
【００２８】を有するメチルフェニルシリコーン樹脂１
００部、商品名「CL3000FG」としてAlcoa社から供給さ
れているアルミナ１９０部、および商品名「Cabosil LM
150」としてCabot社から供給されているシリカ１０部を
含んでいた。最上層は約１００ミクロンの均一な厚みを
有していた。この層を１時間に亘って２５０℃に加熱し
て硬化させた。第２の電気抵抗性層（３）の形成に用い
た組成物を、スクリーン印刷機により前記絶縁性層
（２）の上に塗布した。この組成物は、１００部のキシ
レン中の前記第１の層に用いたと同一のメチルフェニル
シリコーン樹脂１００部、商品名「SFG6」としてLonza
社から供給されているグラファイト１４０部、および商
品名「Vulcan XC72 R」としてCabot社から供給されてい
るカーボン粒子１０部を含有していた。最上層は約７５
ミクロンの均一な厚みを有していた。
００部、商品名「CL3000FG」としてAlcoa社から供給さ
れているアルミナ１９０部、および商品名「Cabosil LM
150」としてCabot社から供給されているシリカ１０部を
含んでいた。最上層は約１００ミクロンの均一な厚みを
有していた。この層を１時間に亘って２５０℃に加熱し
て硬化させた。第２の電気抵抗性層（３）の形成に用い
た組成物を、スクリーン印刷機により前記絶縁性層
（２）の上に塗布した。この組成物は、１００部のキシ
レン中の前記第１の層に用いたと同一のメチルフェニル
シリコーン樹脂１００部、商品名「SFG6」としてLonza
社から供給されているグラファイト１４０部、および商
品名「Vulcan XC72 R」としてCabot社から供給されてい
るカーボン粒子１０部を含有していた。最上層は約７５
ミクロンの均一な厚みを有していた。
【００２９】第３の電気伝導性部材の形成に用いた組成
物を、前記電気抵抗性層（３）の上に２つの領域として
塗布した。塗布は、前記電気抵抗性層（３）のそれぞれ
の端部に平行なトラックを形成するように、組成物を分
配して行った。この組成物は、１００部のキシレン中の
前記第１の層および前記第２の層に用いたと同一のメチ
ルフェニルシリコーン樹脂１００部、および（DEGUSSA
社により供給されているSF10Eタイプの）銀のフレーク
２００部を含有していた。前記第２の層および第３の層
は、３時間に亘って３２５℃に加熱して最終的に硬化し
た。
物を、前記電気抵抗性層（３）の上に２つの領域として
塗布した。塗布は、前記電気抵抗性層（３）のそれぞれ
の端部に平行なトラックを形成するように、組成物を分
配して行った。この組成物は、１００部のキシレン中の
前記第１の層および前記第２の層に用いたと同一のメチ
ルフェニルシリコーン樹脂１００部、および（DEGUSSA
社により供給されているSF10Eタイプの）銀のフレーク
２００部を含有していた。前記第２の層および第３の層
は、３時間に亘って３２５℃に加熱して最終的に硬化し
た。
【００３０】第４の絶縁性保護最上層（５）を、前記第
３の層および前記領域（４）を被覆するように塗布し
た。この層の塗布に用いた物質は、シリコーンエラスト
マーを大量に添加して硬化した添加物であり、スクリー
ン印刷により塗布し、３０分間に亘って１５０℃に加熱
して硬化させた。
３の層および前記領域（４）を被覆するように塗布し
た。この層の塗布に用いた物質は、シリコーンエラスト
マーを大量に添加して硬化した添加物であり、スクリー
ン印刷により塗布し、３０分間に亘って１５０℃に加熱
して硬化させた。
【００３１】得られた加熱部材を１ｃｍ2当たり１０ワ
ットの比出力密度で２２０ボルトの電源に接続し、１０
００時間試験サイクルに供した。この試験は、家庭電化
製品としての加熱部材の標準的な使用をシュミレートし
ており、下記のことを含んでいた； １− 加熱部材を１時間に亘って加熱し、その間は熱応
動開閉器により約２５０℃を保つように温度調節する。 ２− 電源の出力を切り、３０分間かけて加熱部材が５
０℃またはそれ以下の温度にまで該部材の温度を下げさ
せる。故障は観察されなかった。
ットの比出力密度で２２０ボルトの電源に接続し、１０
００時間試験サイクルに供した。この試験は、家庭電化
製品としての加熱部材の標準的な使用をシュミレートし
ており、下記のことを含んでいた； １− 加熱部材を１時間に亘って加熱し、その間は熱応
動開閉器により約２５０℃を保つように温度調節する。 ２− 電源の出力を切り、３０分間かけて加熱部材が５
０℃またはそれ以下の温度にまで該部材の温度を下げさ
せる。故障は観察されなかった。
【００３２】本発明の加熱部材を連続加熱試験にも供し
た。そのような試験の１つにおいては、出力を１０００
時間に亘って安定して２５０℃に保った。２番目の試験
においては、出力を１６００時間に亘って安定して１７
０℃の温度に保った。どちらの試験においても本発明の
加熱部材の故障は起こらなかった。
た。そのような試験の１つにおいては、出力を１０００
時間に亘って安定して２５０℃に保った。２番目の試験
においては、出力を１６００時間に亘って安定して１７
０℃の温度に保った。どちらの試験においても本発明の
加熱部材の故障は起こらなかった。
【００３３】実施例２ 上記実施例１と類似した方法により加熱部材を形成し
た。第１の電気絶縁性層の形成に用いた組成物を、上記
実施例１に記載したと同様の陽極化アルミニウム基材に
塗布した。この組成物は、７５部のキシレンに溶解した
下記構造式；
た。第１の電気絶縁性層の形成に用いた組成物を、上記
実施例１に記載したと同様の陽極化アルミニウム基材に
塗布した。この組成物は、７５部のキシレンに溶解した
下記構造式；
【００３４】
【化３】[MeSiO3/2]0.45[MePhSiO2/2]0.05[PhSiO3/2]
0.40[Ph2SiO2/2]0.10
0.40[Ph2SiO2/2]0.10
【００３５】を有するメチルフェニルシリコーンフレー
ク７５部、２５部のキシレン中の実施例１で用いたメチ
ルフェニルシリコーン樹脂２５部、商品名「CL3000FG」
としてAlcoa社から供給されているアルミナ１８０部、
および商品名「Cabosil TS720」としてCabot社から供給
されているシリカ１０部を含んでいた。この層を３０分
間に亘って２５９℃に加熱して硬化させた。
ク７５部、２５部のキシレン中の実施例１で用いたメチ
ルフェニルシリコーン樹脂２５部、商品名「CL3000FG」
としてAlcoa社から供給されているアルミナ１８０部、
および商品名「Cabosil TS720」としてCabot社から供給
されているシリカ１０部を含んでいた。この層を３０分
間に亘って２５９℃に加熱して硬化させた。
【００３６】前記第１の層の形成に用いたと同一な電気
絶縁性物質を第２の層として前記第１の層上に塗布し、
そして１時間に亘って２５０℃に加熱して硬化させた。
電気抵抗性層の形成に用いた組成物を、上記実施例１と
同様にして塗布した。この組成物は、９５部のキシレン
に溶解した本実施例で上記したメチルフェニルシリコー
ンフレーク９５部、５部のキシレン中の実施例１におい
て用いたメチルフェニルシリコーン樹脂５部、商品名
「SFG6」としてLonza社から供給されているグラファイ
ト１３０部、および商品名「Vulcan XC72 R」としてCab
ot社から供給されているカーボンブラック粒子２０部を
含んでいた。この層は、赤外線燈下で２分間に亘て２０
０℃に加熱することにより、部分的に硬化させた。
絶縁性物質を第２の層として前記第１の層上に塗布し、
そして１時間に亘って２５０℃に加熱して硬化させた。
電気抵抗性層の形成に用いた組成物を、上記実施例１と
同様にして塗布した。この組成物は、９５部のキシレン
に溶解した本実施例で上記したメチルフェニルシリコー
ンフレーク９５部、５部のキシレン中の実施例１におい
て用いたメチルフェニルシリコーン樹脂５部、商品名
「SFG6」としてLonza社から供給されているグラファイ
ト１３０部、および商品名「Vulcan XC72 R」としてCab
ot社から供給されているカーボンブラック粒子２０部を
含んでいた。この層は、赤外線燈下で２分間に亘て２０
０℃に加熱することにより、部分的に硬化させた。
【００３７】電気伝導性層の形成に用いた組成物を、上
記実施例と同様にして塗布した。この組成物は、１００
部のキシレン中の上記実施例１で用いたメチルフェニル
シリコーン樹脂１００部、および（DEGUSSA社により供
給されているSF10Eタイプの）銀のフレーク２００部を
含んでいた。第２の層および第３の層を１時間に亘って
３００℃に加熱して硬化させた。
記実施例と同様にして塗布した。この組成物は、１００
部のキシレン中の上記実施例１で用いたメチルフェニル
シリコーン樹脂１００部、および（DEGUSSA社により供
給されているSF10Eタイプの）銀のフレーク２００部を
含んでいた。第２の層および第３の層を１時間に亘って
３００℃に加熱して硬化させた。
【００３８】得られた加熱部材は、高電圧絶縁性および
室温漏洩電流に関する欧州基準 EN60335-1 に適合して
いた。この加熱部材を１ｃｍ2当たり２０ワットの比出
力密度で２２０ボルトの電源に接続し、上記実施例１と
同様の試験サイクルに供した。故障は観察されなかっ
た。電力損は１０％以下であった。
室温漏洩電流に関する欧州基準 EN60335-1 に適合して
いた。この加熱部材を１ｃｍ2当たり２０ワットの比出
力密度で２２０ボルトの電源に接続し、上記実施例１と
同様の試験サイクルに供した。故障は観察されなかっ
た。電力損は１０％以下であった。
【図１】本発明の加熱部材の１例の断面図である。
【図２】本発明の加熱部材の１例の平面図である。
１ 陽極化アルミニウム基板 ２ 電気絶縁層 ３ 電気抵抗層 ４ 電気伝導域 ５ 絶縁保護被覆層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 592015259 ＰＡＲＣ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＬ， 7180 ＳＥＮＥＦＦＥ， ＢＥＬＧＩＵＭ
Claims (7)
- 【請求項１】 基材；該基材上の第１の層で、該第１の
層は電気絶縁性でありシリコーン樹脂含有組成物を硬化
することによって得られるもの；該第１層上の第２の層
で、該第２の層は電気抵抗性がありシリコーン樹脂およ
び電気伝導性フィラーを含有する組成物を硬化すること
によって得られるもの；そして、 該第２の層に付着した少なくとも２つの分離された第３
の物質の領域であり、そのそれぞれは電気伝導性で電源
に接続するのに適したものであり、シリコーン樹脂およ
び電気伝導性フィラーを含有する組成物を硬化すること
によって得られるもの、からなる加熱部材。 - 【請求項２】 基材が陽極化アルミニウム、アルミニウ
ム、ステンレス鋼、エナメル塗布鋼および銅からなる群
から選ばれることを特徴とする、請求項１に記載の加熱
部材。 - 【請求項３】 電気絶縁性層が熱伝導性のフィラーを含
有することを特徴とする、請求項１または２に記載の加
熱部材。 - 【請求項４】 電気抵抗性がある層がグラファイト、カ
ーボンブラックからなる群から選ばれる粒子を含有し、
第３の物質が銀の粒子を含有し、かつ電気絶縁性層、電
気抵抗性がある層および電気伝導性領域がケイ素に結合
したフェニル基を含有するることを特徴とする、請求項
１ないし３のいずれかに記載の加熱部材。 - 【請求項５】 電気絶縁性であり熱伝導性の基材；該基
材上の第１の層で、該第１の層は電気抵抗性であり、シ
リコーン樹脂と電気伝導性フィラーを含有する組成物を
硬化させることによって得られたもの；そして、 該第１の層に付着した少なくとも２つの分離された第３
の物質の領域であり、そのそれぞれは電気伝導性で電源
に接続するのに適したものであり、シリコーン樹脂およ
び電気伝導性フィラーを含有する組成物を硬化すること
によって得られるもの、からなる加熱部材。 - 【請求項６】 基材を供給すること；該基材の表面上に
第１のシリコーン樹脂含有組成物を塗布すること；この
第１の組成物を硬化させて電気絶縁性の層を形成するこ
と；該電気絶縁性の層の上に、電気抵抗性がある層を形
成するためにシリコーン樹脂および電気伝導性フィラー
を含有する第２の組成物を塗布すること；該第２の組成
物を少なくとも部分的に硬化するに十分な時間と温度に
加熱すること；該第２の組成物の少なくとも２つの分離
され、そのそれぞれは電源に接続するのに適した領域の
上に、電気伝導性の素子を形成するためのシリコーン樹
脂および電気伝導性フィラーを含有する第３の組成物を
適用すること；第２および第３の組成物を硬化させるこ
と、からなる加熱部材の製造方法。 - 【請求項７】 電気絶縁性であり熱伝導性の基材を供給
し；該基材の表面上にシリコーン樹脂と電気伝導性フィ
ラーを含有する第１の組成物を電気絶縁性の層を形成す
るために塗布し；該第１の組成物を部分的に硬化するに
十分な時間と温度に加熱すること；該第１の組成物の少
なくとも２つの分離され、そのそれぞれは電気伝導性で
電源に接続するのに適した領域の上に、シリコーン樹脂
および電気伝導性フィラーを含有する第２の組成物を電
気伝導性の素子を形成するために適用すること；該第１
および第２の組成物を硬化させること；からなる加熱部
材の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9602873A GB9602873D0 (en) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | Heating elements and process for manufacture thereof |
| GB9602873.3 | 1996-02-13 | ||
| US08/800,084 US5822675A (en) | 1996-02-13 | 1997-02-12 | Heating elements and a process for their manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09232102A true JPH09232102A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=26308670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2920997A Pending JPH09232102A (ja) | 1996-02-13 | 1997-02-13 | 加熱部材およびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5822675A (ja) |
| EP (1) | EP0790754B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09232102A (ja) |
| GB (1) | GB9602873D0 (ja) |
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| JP2007502333A (ja) * | 2003-08-01 | 2007-02-08 | ダウ・コーニング・コーポレーション | 光起電アプリケーション用のシリコーンベース誘電被膜及びフィルム |
| JP2008505435A (ja) * | 2004-05-19 | 2008-02-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 屋内電気機器に使用される層 |
| US7397016B2 (en) | 2004-06-08 | 2008-07-08 | Olympus Corporation | Heat generating element, medical therapeutic instrument implementing the same, and treatment apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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