JPS60165083A - セラミツクス系発熱タイルおよびその製法 - Google Patents

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】 本発明は発熱体がタイル素地内部に埋設された一体化セ
ラミックス系発熱タイルおよびその製法に関する。

従来のセラミック発熱体としては、　ＳｉＣ、Ｍ）Ｓｉ
、　。

’ＬａＣｒ０．等の焼結体から成るものがある。しかし
、これらは、発熱部が露出しており危険である上べ熱衝
撃あるいは外部からの＠撃で破損または断線する可能性
もある。セラミック発熱体と他のセラミック材料基板と
を複合させた複合発熱体も従来知られている。これらは
セラミック発熱体を基板表面に塗布、焼付けしたもので
あるため、発熱部が表面に露出しておシ、セラミック発
熱体単独と同様の欠点がある上、両者の晴着も充分でな
かった。また、セラミック内部に発熱部を埋設した形体
の発熱体も知られているが、これらには発熱部として金
属材料が用いられている、従って、この場合セラミック
と金属では同時成形や同時焼成が困難であるため、製造
工程が複雑になる。更に、セラミックと金属とでは付着
性が悪いこと、及び熱膨張率等の物性が相異することか
ら、両者の密着が使用と共に悪化し、耐用期間が短い等
の欠点があった。更にまた、金属発熱部の耐久性を考慮
して白金、パラジウム等の貴金属を用いる場合が多いた
め、高コストでおった。

本発明者等は、タイル素地内部に所定面積賦のセラミッ
クス系通電発熱体を埋設して一体化したセラミックス系
発熱タイルが、タイル素地と発熱体との構造適合性に優
れ且つ発熱体上下のタイル素地が密接に結合されている
ため、長時間使用しても構造上安定で性能上劣化せず、
しかも同時成形および同時焼成によシ簡単な工程で製造
し得ることを見出し、本発明に至った。

従って本発明の目的は、長時間使用しても実質的に劣化
しない、構造上安定した発熱タイルを提供することであ
る。

本発明の他の目的は、上記発熱メイルの作朶住のよい製
法を提便することである。

本発明は、セラミックス系通電発熱体が二つのタイル素
地にはさ１れて埋設され、そして該発熱体の表面の面積
はそれに接するタイル素地表面の面積の７０％以下であ
り且つ該発熱体をはさむ二つのタイル素地は該発熱体の
不在部分にて一体化されており、更に各タイル素地と該
発熱体とがセラミック性の親和性を有することを特徴と
する、焼成一体化したセラミックス系発熱タイルである
。

更に、複数個の該タイルを断熱性基材上に設置し、該タ
イルを直列および／ｌたは並列に電気的に接続して、パ
ネル化した発熱タイルが得られる。

上記のセラミックス系発熱タイルは、（１）タイル素地
用粉体を３０〜１００ｋｇ／／−の圧力で予備プレス成
形し、（＋＋）得られた予備成形体の一表面上に該表面
の面積の７０％以下の面積量でセラミックス系通電発熱
体ｆ発熱体の形状に適用し、（ｌｉＤ該発熱体を適用し
た該予備成形体の表面上にタイル素地用粉体を充填し、
（ｌＪ２ｏ　Ｏ〜５０　ｏｋｇｆ／ａｄの圧力で全体を
実質的に同程度の充填率にプレス成形１〜、そし２て（
■）焼成する、ことを特徴とする方法により製造し得る
。

ここでタイル素地とは、通常のタイル、即ち陶器、磁器
又はせつ器質等のタイルの素地を云う。

発熱体をはさむ二つのタイル素地は焼成によシ強固なセ
ラミックス結合（例えば焼結結合）を形成する限り、場
合によっては該木地の材質が異なっていてもよい。

セラミックス系通電発熱体としては、従来のセラミック
ス系電気抵抗体を使用し得る。例えば、５ｎＣｈ　ｓｂ
ｌ　Ｏｓ系粉末からなる抵抗体、Ｐｂ０＝　ＢａＯ系粉
末からなる抵抗体、炭素粉末又は炭素醸維等の炭素系抵
抗体、ＳｉＣウィスカー等が使用し得る。

該発熱体のタイル素地表面への被覆面績は、該発熱体が
接するタイル素地表面の面積の通常約５〜約７０％、好
ましくは、約１０〜約５０％である。

従って該発熱体の上下のタイル素地は約３０％以上の表
面積で互いに一体的に結合されている。該発熱体の被覆
面積が約７０％を越えると、発熱体上下のタイル素地同
士の結合が充分でなくなる。

また発熱体の不均一な発熱および短絡等が生じやすくな
る。なお該発熱体は、該タイル側面に露出せずに、該タ
イル素地内に本質的に埋設さすＬる。

上記の「セラミック性の親和性」とは、異種セラミック
ヌ同土間の焼結結合又はそれに類似する結合による密着
性および／またはこれらのセラミックス同士の物理的な
密接性を意味する。

タイル素地用粉体の予備プレス成形は約３０〜１ｏ　ｏ
　ｋｘ＃ｃｘＡ、代表的には約６０ｋｇｆＺ部の相対的
に低い圧力下にて行われる。第１回目のプレス圧力を強
い圧力下で行うと、第２のタイル素地用粉体充填層との
間で剥離が起シ、また充填率の差が生ずるためタイルの
そシが起る。

該セラミックス系通電発熱体の上記の予備プレス成形体
表面への適用は、例えばセラミックス系発熱体粉末を用
いる場合は、ペースト化して又は接着剤を用いて、発熱
体の形状に筆状の塗布具を用いて塗布するか或いはスク
リーン印刷によって適用する。或いは該粉末を釉しよう
状化し、マスキングしてスプレー塗布してもよい。該粉
末のペースト化又は釉しよう状化には水、又はタイル加
飾用のスクリーン印刷に用いる通常の有機系媒体、例え
ばエチレングリコール、が用いられる。セラミックス系
発熱体繊維材料を用いる場合には、必要に応じて接着剤
を用いて、該繊維を発熱体の形状に該予備成形体表面上
に置く。或いは該発熱体粉末又゛は繊維を紙等の可燃性
材料上に発熱体の形状に付着し、該発熱体形状以外の部
分を打抜いたものを該予備成形体上に置いてもよい。

上記発熱体の形状は特に限定されないが、例えば第２図
に示されるような複数個の帯を両端で合流させた形状、
或いは一本の帯を短絡しないように配置した形状等であ
る。ｔ、ｃお、該発熱体は、それをはさむ二つのタイル
素地表面上Ｉて実質的に等間隔に拡がっているのが好寸
しく、これによシ二つのタイル素地同士は全体的に一体
化される。

第２回目のタイル素地用粉体充填後のプレス成形、即ち
一体化成形、は約２００〜５００ｋｇ／／　ｃｄ、代表
的には約２５０ｋｑ／／σａ程度の強い圧力下で行う。

この際に、予備成形時のプレス圧力と同程度の圧力で行
うと、発熱体上下のタイル素地用粉体の充填率に差が生
じるため、焼成後タイルが凹状にそる。

一体化プレス成形後の焼成は、通常のタイル焼成温度に
て行う。

ちなみに、発熱体上下のタイル素地を別途に成形し、発
熱体をはさんで融剤にて接合して焼成する態様では、融
剤がセラミックス系発熱体に浸透して、該発熱体の抵抗
値に不均一なむら又は遮断が生じるため不都合である。

発熱体の通電用端子を形成するためには、発熱体の少な
くとも二つの位置の発熱体上下のタイル素地の少なくと
も一方を切シ欠く。或いは、このような切ｐ欠き部分が
生じるような成形型を使用するか、或いはまた該切シ欠
き部分に相当する位置にポール紙等の可燃性材料を充填
して成形してもよい。その後、一体化成形タイル素地を
通常の焼成温度にて焼成した後、切シ欠き部分の露出面
に銀ペースト等でリード線の一端を結合させ、必要に応
じてエポキシ樹脂等の絶縁性充填剤で該切シ欠き部をお
おう。なお、施釉発熱タイルとする場合には、該切り欠
き部形成後、典型的には素焼、施釉および本焼の工程を
とればよい。

次に本発明の発熱タイルおよびパネル化発熱タイルのへ
体例を添附図面を参照して説明する。

第１および第２図に示す本発明の発熱タイルｌは、２個
のタイル素地２，３、該素地２，３にはさまれたセラミ
ックス系通電発熱体４．２個の通電用端子５．５′およ
び該端子にそれぞれ結合するリード線６，６′から成る
。

第３および第４図に丞すタイルパネルは、複数個の発熱
タイル１を例えば目地間隔にてリード線６を結線し、該
タイル１を適当な枠内に第４図に示すように配置し、結
合剤（例えば２液混合エボ裏面を該樹脂層８に埋め込み
、更に支持、軽量化および断熱の目的で断熱性基材９（
例えば硬質発泡スチロールの成形物、２０％厚）零を硬
化する前の樹脂層８上に圧着して該断熱材９を接着させ
て得られる。該タイルパネルの太きさけ通常１×２ｍ程
度である。

本発明を実施例によシ更に詳しく説明する。なお例中、
数量および部は重量を基準にする。

実施例１ 下型および枠により形成される空間（２１０Ｘ１０５％
）内に通常の内装床タイル成形用のスプレー粉体（陶石
４０、粘土３０、長石３０）約２００ｇを充填し、ｓｏ
ｋｇ／／−のプレス圧力にて予備成形した。次に予備成
形体の表面上に、セラミックス系通電発熱体粉体（Ｓｎ
Ｏ２ｚｏｏ部に対し８ｂ、　Ｑ、　１０重量部を添加・
混合し、１０００℃にて２時間仮焼して得た粉体）を水
でペースト化し、これを筆で第２図中斜線で示す形状に
塗布した。

この斜線部分（通電部）の帯幅は１０％、厚さは０５％
であった。次にこの上に、上記スプレー÷粉体契約２０
０ｇを再び充填し、２５０　ｋｇ！／ｃｒＡのプレス圧
力（（て全体を一体化成形した後、脱型１、て、２１０
Ｘ１０５Ｘ９％の発熱タイル素地成形物を得た。

該発熱タイル素地成形物の通電部が合流する位置の第２
回目のタイル素地用粉体充填層（タイル裏面側１−）部
分を切シ欠き、切シ欠き部５１５′を形成した後、該素
地成形物を１２００℃にて１時間迅速焼成した。次に切
シ欠き部５，５′の露出面に銀ペーストでリード線（、
、６’の一端を結合し、エポキシ樹脂で該切シ欠き部５
，５′をおおって、１００Ｘ　２００　Ｘ　７％の発熱
タイルを得た。

該発熱タイル１枚の抵抗値は５００〜７００Ωであシ、
電源として５０Ｖ交流を用いると、タイル表面の温度は
４０〜６０℃となった。

本発明による発熱タイルおよびその製法は次のような効
果ないし利点を有する。（１）通電発熱体がタイル素地
内部に埋設されているため、漏電の危険、通電部の断線
および短絡等の危険がない。（１１）通電用端子も該タ
イル素地内に存在するため、破損および漏電のおそれが
ない。（ｉｉｉ１発熱体がセラミックであるためタイル
素地と結合性等が良く、また両者の熱膨張率が近似する
ことから、長期間使用してもタイル素地と発熱体とが剥
離しない。０ψ本発明の方法によると発熱体上下のタイ
ル素地が同等の充填率にて一体化結合されているため、
長期間使用後も構造上安定している。（Ｖ）本発明の発
熱タイルは、発熱体がセラミックであるため、一体成形
および同時焼成できるので、製造工程が簡単で作業性が
よい。（い本発明の発熱タイルをパネル化することによ
り大面積の暖房、例えば床および壁の暖房、サウナヒー
ターおよび温室等に利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の発熱タイルの側面断面図である。 第２図は本発明の発熱タイルの平面断面図である。 第３図は本発明の発熱タイルを用いたパネル化タイルの
側面断面略図である。 第４図は、上記のパネル化タイルの平面略図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス系通電発熱体が二つのタイル素地に
   はさまれて埋設され、そして該発熱体の表面の面積はそ
   れに接するタイル素地表面の面積の７０％以下であシ且
   つ該発熱体をはさむ二つのタイル素地は該発熱体の不在
   部分にて一体化されており、更に各タイル素地と該発熱
   体とがセラミック性の親和性を有することを特徴とする
   、焼成一体化したセラミックス系発熱タイル。
2. （２）少なくとも２個の通電用端子を該タイル素地内に
   有する、特許請求の範囲第１項の発熱タイル。
3. （３）断熱性基材上に複数個の上記発熱タイルが設置さ
   れそして該発熱タイルが直列および／または、並列に電
   気的に接続してパネル化されている、特許請求の範囲第
   １又は第２項の発熱タイル。
4. （４）（ｉ）タイル素地用粉体を３０〜ｔｏｏｋｇ／／
   −の圧力で予備プレス成形し、（１１）得られた予備成
   形体の一表面上に該表面の面積の７０％以下の面積量で
   セラミックス系通電発熱体を発熱体の形状に適用し、　
   （Ｈｌ）該発熱体を適用した該予備成形体の表面上にタ
   イル素地用粉体を充填し、０ψ２００〜５００ｋｇｆ／
   −の圧力で全体を実質的に同程度の充填率にプレス成形
   し、そして（■）焼成することを特徴とする、セラミッ
   クス系発熱タイルの製法。
5. （５）焼成工程前に少なくとも２個の通電用端子をタイ
   ル素地内に形成する、特許請求の範囲第４項の製法。