JPS60232698A - 面状ヒ−タ - 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】 産業上の利用分野 本発明は面状ヒータ、特に絶縁性基板にヒータエレメン
トを密着固定した面状ヒータに関するものであり、暖房
器、調理器、乾燥機器などの電気エネルギーを利用した
機器の熱源を提供しようどするものである。

従来例の構成とその問題点 近年、面状ヒータは機器の薄型化、均一加熱などのニー
ズに合った発熱体として脚光をあひるようになってきた
。しかしながら、面状ヒータの多くは雲母などの絶縁基
板にヒータを巻回した構造であシ、被加熱物への熱伝達
が悪く、ヒータエレメントが封口されていないので耐湿
特性に問題があるとともに、放熱基板と点接触であるた
めに、極部加熱の心配があり、放熱面の温度分布を均一
にしにくいなどの問題があった。

また、近年、アルミナなどの生シートにタングステンな
どの導電ペーストを用いて導電パクーンを形成し、シー
トをはル合わせて焼結した面状ヒータがあるが、焼結温
度が高く、電極の取り出しなどに問題があった。また熱
容量が大きく、立上り時間が長いなどの欠点があった。

しかもこれらの多くは製造の制約１機械的強度などの観
点から大きな面積のヒータが得られないものである。

その他、有機質フィルム（シリコン、ポリイミドなど）
の間に導電パターンを形成してラミネートなどの方法で
ヒータを構成したものもあるが、これらのヒータは耐熱
温度が低く、寿命特性にも問題があった。以上のように
従来の面状ヒータには種々の問題があシ、技術的に解決
すべき課題が非常に多かった。

発明の目的 本発明は絶縁性基板と通気性のある有機質フィルムの間
にヒータエレメントを設け、前記絶縁性基板と有機質フ
ィルムを接着剤で接着し、乾燥後焼成して前記有機質フ
ィルムを焼き切ることによシ、生産性の向上をはかると
ともに、耐熱性（ヒートサイクル、ヒートショックなど
）、電気特性（絶縁耐力、絶縁抵抗など）などを改善し
た面状ヒータを提供しようとするものである。

発明の構成 上記目的を達成するため本発明は、絶縁性基板と通気性
の有機質フィルムの間にヒータエレメントを設け、前記
絶縁性基板と有機質フィルムを接着剤で接着し、乾燥後
、焼成して前記有機質フィルムを焼き切るようにしたも
ので、ヒータエレメントを絶縁性基板上に強固に固着で
きるものである。

実施例の説明 第１図、第２図は本発明の一実施例を示すものである。

第１図ａは絶縁性基板１にヒータエレメント２を載置し
、通気性のある有機質フィルム６の片面に接着剤４を塗
布したものをヒータエレメント２の上にのせて有機質フ
ィルム５と絶縁性基板１とを接着剤４で接着し、ヒータ
エレメント２を絶縁性基板１に密着固定した状態を示す
ものである。

ｂは乾燥後、焼成して有機質フィルムを焼き切った状態
を示すものでヒータエレメント２は接着剤４によシ絶縁
性基板１に強固に固着される。

第２図は本発明の他の実施例を示すもので、ａは絶縁性
基板１、接着剤４．ヒータエレメント２゜接着剤４′、
有機質フィルム６の順に配列し、ヒータエレメント２を
絶縁性基板１に密着固定した状態を示す。ｂは乾燥後、
焼成して有機質フィルムを焼き切った状態を示す。

以下１本発明の実施例の各構成要素を詳述する。

〈絶縁性基板〉 本発明に適用できる絶縁性基板は無機質で電気絶縁性を
有する板状体であることが必要で、たとえばセラミック
ス（アルミナ、コージライト、ムライトなど）、ガラス
、マイカ、ホーロ基板などで、機械的強度、電気的特性
、耐熱性、放射効率などの緒特性を満足させるものが適
しているが、本発明者等の検討の結果、本発明に最も適
したものはホーロ基板であった。ホーロ基゛板は実施例
の第１図から第３図に示すようにホーロ用鋼板からなる
基材３に電気絶縁ホーロ層Ａ　、　Ａ’を被覆形成した
ものである。このホーロ基板の特徴は次の通りである。

（１）芯材がホーロ用鋼板であるのでセラミックスなど
に比して複雑な形状のものができる。

に））若干のフレキシビリティ−がある。

（３）　ヒータエレメントと熱膨張係数を近似させるこ
とができるのでヒートサイクルに対して強い。

（４）ガラスフリットの選定によシ、熱時絶縁抵抗の高
いものが製作可能である。

（６）化学的に安定である。

（６）遠赤外線の放射特性に優れ、熱効率が高い。

〈ヒータエレメント〉 本発明の面状ヒータのヒータエレメントは、金属の箔体
を所望の形状に打ち抜いたものであり、ヒータ部と少な
くとも２ケ所の電力取り出し端子部から構成されている
。金属の箔体はＦｅ−０ｒ。

Ｆｅ−Ｃｒ−ムＬ、　Ｎｉ−０ｒ、ステンレスなど、抵
抗体となり得るものであれば良いが、Ｆｅ　−Ｏｒ−ム
ｔは体積抵抗率は高いが延性にとほしく２ｏＯμｍ以下
の箔体化が困難である。またＳｕＳ　−３０４系の箔体
は熱膨張係数が１８０Ｘ１０　’／’Ｃと大きく、絶縁
性基板との整合性に問題があシ、ヒートサイクルに弱い
などの欠点がある。したがって本発明に適用できるヒー
タエレメントはＮｉ−Ｃｒ、５ｕＳ−４３０系のステン
レスチールが最も適している。

〈接着剤〉 本発明に適用できる接着剤は、ガラスフリットとミル添
加剤からなるホーロスリップ、あるいはガラスフリット
、ミル添加剤、−次バインダーなどからなるホーロ基質
のインク、または無機質の耐熱性接着剤、たとえばスミ
セラム（住友化学製）ボンドエックス（０産化学製）な
ど、耐熱性と密着強度に優れたものであれば塔いが、有
機質フィルムあるいは絶縁性基板に均一な塗膜を形成で
きるものでなければならない。塗膜の厚みはヒータエレ
メントの厚みを考慮すると１０ｏｌｔｍ程度は必要であ
る。

２００μｍを越えると接着面に亀裂や、剥離が発生する
場合があシ、５０μｍ以下ではヒータエレメントの被覆
が不充分であシ、いずれの場合も好ましくない。接着剤
の塗布方法は、へヶ塗り、スプレー、スクリーン印刷な
どが適用できるが、作業性、量産性２品質の均一性など
を考慮すると。

ヌクリーン印刷が最も適していた。

接着剤の焼成温度は絶縁性基板としてホーロ基板を用い
る場合は、ホーロ基板の焼成温度以下にする必要がある
。接着剤の焼成温度がホーロ基板の焼成温度以上になる
とヒータエレメントがホーロ基板のホーロ層に沈み込ん
で、絶縁耐力（耐電圧）が極端に低下する。したがって
、接着剤の焼成温度はホーロ基板の焼成温度よｔ）ｔｓ
ｏ℃以上低く設定することが好ましい。このようにすれ
は、ヒータエレメントのホーロ基板への沈み込みもなく
なシ、絶縁耐力、絶縁耐力、共に高い面状ヒータが得ら
れる。また、有機質フィルムと絶縁性基板とを接着後、
乾燥して焼成する工程で有機質フィルムを焼き切るので
、最低焼成温度は有機質フィルムの材質によって異るが
最低でも１５０℃以上は必要である。

〈有機質フィルム〉 本発明の主要な部分を構成する有機質フィルムは、まず
第１に通気性がなければならない。また。

焼成後の残査が少ないもの程ヒータエレメントへの影響
が少なく好ましい。特にカーボン残査が残るものはさけ
るべきである。加えて、焼成時に有害物質が発生しない
ものが好ましい。

上記の条件を満たす材料としては、紙、繊維。

ゴム、プラスチックなどがあシ、この中から一種以上を
選択して、通気性のフィルムを形成したものを用いる。

たとえば、紙としては障子紙、コピー紙、など繊維とし
ては天然繊維（綿、羊毛など）合成繊維（レーヨン、ビ
ニロン、ナイロン、ポリプロピレンなど）を布状に編ん
だもの、あるいは不織布の形態をしたものなどが上げら
れる。プラスチックとしてはシート状のものに細孔を設
けたものなど多種多様なものがある。

本発明において、通気性の有機質フィルムを用いるのは
。

（１）梁軟性があり、絶縁性基板とよくなじむのでヒー
タエレメントを全面にわたって絶縁性基板に密着固定す
ることができる。

（２）最も大きな理由は接着剤の乾燥に際して、有機質
フィルムの空隙部から接着剤の蒸発成分かにげだすので
、短時間で均一に乾燥することができる。

（３）焼成後はヒータエレメントを接着剤層のみで被覆
することになシ、ヒートサイクルに対して強くなる。な
どの理由によるものである。以下に有機質フィルムにつ
いての実験結果についてのべる。

〈実験条件〉 １、絶縁性基板・・・ホーロ基板（１５０Ｘ１５０の大
きさ） ２　、ピー５ｔｌＶｌント　・−３ｕＳ−４３０，ｔ＝
０．１　２５０Ｗ３、接　着　剤・・・ホーロスリップ
（塗布膜厚１００μｍ）第　−表 （以１猷白） 第−表は有機質フィルムと乾燥条件の相関性をめたもの
であるが、第−表からあきらかなように通気性のある有
機質フィルム（コピー用紙、障子紙、不織布など）を用
いたものは乾燥が容易であシ、焼成することによシ、有
機質フィルムを焼き切シ、ヒータエレメントを絶縁性基
板に強固に密着固定することができた。これに対し、通
気性のない有機質フィルム（ビニールシー°ト、油紙）
を用いたものはいずれの条件でも乾燥不充分であシ。

焼成後、接着剤が発泡したシ、剥離するなど、ヒータエ
レメントを絶縁性基板に密着固定することができなかっ
た。

発明の効果 以上、詳述したように本発明の面状ヒータは、（１）有
機質フィルムが通気性を有するので、接着剤の乾燥が容
易であシ、焼成時に接着剤が発泡したり、亀裂が発生せ
ず、ヒータエレメントを絶縁性基板に強固に密着固定す
ることができる。

い）　ヒータエレメントの電力取り出し端子部に接着剤
が付着しないので、リード線の取り出しか非常に容易で
ある。

（（８）　ヒータエレメントが絶縁性基板に密着固定さ
れているので、温度分布が均一であシ、立上り特性に優
れている。

（４）接着剤の使用が少なく、経済的である。

（５）工程が簡略化され、生産性が高い。

など、数々の特徴を有し５工業的価値の高いものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す面状ヒータの断面図、
第２図は同地の実施例の断面図である。 １・・・・・絶ｍ性ｘ板、２・・・・・・ヒータエレメ
ント、４．４′・・・・・・接着剤、５・・・・・通気
性の有機質フィルム。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１　図 （ａ艷 （ｂ〕 第　２　図 （ａ−） Ａ′ （ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性基板と通気性の有機質フィルムの間にヒー
   タエレメントを設け、前記絶縁性基板と有機質フィルム
   を接着剤で接着し、乾燥後、焼成して前記有機質フィル
   ムを焼き切ったｆ状ヒータ。
2. （２）　有機質フィルムが紙、繊維、ゴム、プラスチッ
   クのうち一種以上からなる特許請求の範囲第１項記載の
   面状ヒータ。