JPS60143584A

JPS60143584A - 発熱体の製造法

Info

Publication number: JPS60143584A
Application number: JP25083683A
Authority: JP
Inventors: 将浩平賀; 敦西野; 正樹池田; 善博渡辺
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-12-28
Filing date: 1983-12-28
Publication date: 1985-07-29
Also published as: JPH0311070B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】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１発熱素子
をホーロ層によって被覆して結合した発熱体の製造法に
関する。

従来例の構成とその問題点２・・　／従来、発熱体として樹脂フィルムで金属発熱素子を挟着
したものが多用されているが、樹脂フィルムの耐熱性が
低いため１通常６０〜１２０℃の温度で使用され、２０
０℃以上では使用できなかった。

そこで、ホーロ用金属基板にホーロ層によって被覆して
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
スリップを塗布、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層目のスリップを塗布、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
も比較的硬れているので％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
生じることがわかった。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設置し、２層目を
被覆する２度焼成の工程を採っている。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
焼成したときに太きく成長する。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６′　となったりピンホール
６を生じたりする。また、焼成することによって金属基
板からＧＯ２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太きくし、発熱素子と金属
基板間の絶縁破壊が起こりやすくなる。したがって、２
度焼成することは１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発明の構成本発明は、第１のホーロ層を形成するスリップを金属基
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ップを塗布、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０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Ｍ４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
ミダイキャスト、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。

６・・　ｌ酸洗・洗浄、ニッ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１ｏ〜２００ＩＩＩ１１が適当で
、好ましくは３０〜１ｏｏμｍの範囲である。

た幸・伽吐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。

素子の膜厚、パターンは、定格電力２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・（７）、１００℃における熱膨張係数が１
１０４Ｘ１０ｄｅ　のフェライト系ステンレス鋼が最６
・・　／も好ましい。

（３）ガラスフリットホーロ層に用いられるガラスフリットは、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ットでホーロ層を
形成する必要があり、ガラスフリットの選択が重要とな
ってくる。

本発明は、ガラスフリット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って絶縁抵抗の高、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
リットや、これらを含まない無アルカリガラスフリット
が好ましい。その代表的な組成を第１表に示す。

第１表（４）発熱体の製造法発熱体を製造するには、第６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層目のスリップを塗布す
る。このスリップはガラスフリットとミル添加剤、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゛スリッ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、５ｉ０２　
。

Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｍｇｃｏ３等がある。また溶媒は
水または有機溶媒（インプロピルアルコール、シクロヘ
キザノール、ベンジルアルコール、カルピトール、イン
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。

このスリップを塗布、乾燥後、その表面に発熱素子を設
置し、第２層目のスリップを塗布する。第２層目のスリ
ップは、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ＦｉＡ
ｉ２０ｓ　ｒ　２Ｍｇ０・５ｉ０２　、３ＣａＯ・Ｍｇ
Ｏ・２ｓｉ０２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９・・　７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
って、泡やピンホールの成長をおさえ、しかも第２層目
のスリップにＭｇＯを１成分とする化合物を含有させる
ことによって、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
ことによって、第２層目のホーロ層がマット状となり、
ガスが外部に抜けやすくなるためである。

実施例１第１表のフリッ）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、サンプルスリップとし
た。このスリップを前処理した大きさ１００Ｘ１００１
１１１ｆｆのホーロ用鋼板にスプレーガンで約１６０μ
ｍの厚さに塗布し、乾燥した。

第２表１　ｏ・、　２さらにその表面に、６０μｍ厚のステンレス鋼５ＵＳ４
３０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ップを塗布し。

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■製耐力絶縁自動試験器を用い、し
ゃ断電流を１０ｍＡに設定し、１分間通電し、ショート
したときの電圧で示した。

第３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１１１、７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ＭｇＯｆ　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、５ｉ０２　、　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ップを塗布、乾燥した後、ステン
レス鋼５ＵＳ４３０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ップを塗布し、乾
燥後、８２０’Ｃで７分間焼成した。

第４表（単位二重置部）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６表に示す。

第５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１３・＼　〆かる。

第２層目のスリップに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、マット状のホーロ
層を形成する。そのため、第１層目のスリップを塗布し
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
スリップに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。

【図面の簡単な説明】

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。１４　・−７１・・・・・・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。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第１
図４３第２図第３ｗ（０，、＜ｂ）第　４　ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属基板上に第１のホーロ層を形成するスリップ
を塗布、乾燥する工程と、その表面に発熱体を設置し、
第２のホーロ層を形成するスリップを塗布、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。
（２）第２のホーロ層を形成するスリップが％Ｍ−を１
成分とする化合物を分散している特許請求の範囲第１項
記載の発熱体の製造法。