JPS61126791A

JPS61126791A - 面状発熱体の製造方法

Info

Publication number: JPS61126791A
Application number: JP24657484A
Authority: JP
Inventors: 一郎矢沢; 中村　淳次; 悟朗斉藤
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1984-11-21
Filing date: 1984-11-21
Publication date: 1986-06-14

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】（発明の技術分野）本発明は、面状発熱体の製造方法に関するものである。

（発明の技術的背景とその間桓点）従来の面状発熱体は、一般的なものとして、プラスティ
ック製の基板を用いるものがあり、こｈは、プラスティ
ックシート上に、発熱体としてカーボン等の導電性物？
印刷したり、ニクロム線？張りつけて、上からプラステ
ィックシートを張り、サンドイッチ構造にしたものであ
る。このプラスティック製の面状発熱体は、フレキシブ
ルで加工性に富み、大面積にできること、安価なことが
あげられるが、プラスティックの耐用温度以下で。

通常７００程度にしか加温できず、高温にできないこと
が欠点である。また、耐熱温度が限られるために急加熱
ができないという欠点もある。

もう１つは、前述のような原料でセラミックス（のプリ
ンシートを作成し、これに導電体や抵抗体の発熱体な塗
布もしくは印Ｉ１１し、一体暁成する方法である。この
場合には、セラミックスが焼成する＠度が１．３００〜
１．８００　Ｃであるため、この温度に耐える導電ペー
スト、抵抗ペーストが必要になるが、特に、酸化雰囲気
で焼成できるものがない。使用できるペーストは、Ａｕ
、ｐｄ、Ｐｔ　、　Ｍｏ　、　Ｗのような高価なペース
トで、それも還元雰囲気で焼成するという難しさがある
。このために、費用が非常に高くなって（る。

また、アルミナ基板な用いた場合には、アルミナの熱膨
張係数が６０〜７０　Ｘ　１０−’　１／［と犬きく、
熱衝撃に弱いという欠点もある。

また、セラミックグリンシート上に、亀に抵抗ペースト
？印刷し、７００〜９００Ｃの低温で焼成１７て得る発
熱体は、その基板の焼結が不完全な為、基板表面に気孔
が残り、その気孔に抵抗ベーストが通電時に浸み込み、
一定の抵抗値が得られないという欠点があった。

また、従来の厚嘆印−１１技術に於ては、ペーストによ
り形成１．た絶縁１−と、導電あるいは抵抗パターンと
な同時焼成すると、両ペースト中のガラスフリットが互
いに溶けあい、得られる導体の抵抗値が一定せず、従っ
て、このような多ノー印刷に於ては２１ｉの焼成が必要
であった。

（発明の目的）本発明では、前記のような欠点を除去、あるいはこれら
の欠点を補えるよう７００〜９００Ｃで一度焼成でき、
赤外放射特性に優れ、安価で簡単なプロセスによる面状
発熱体の製造方法な提供するものである。

（発明の構成）すなわち、本発明は、抄紙技術を用いて作成１゜たセラ
ミックグリンシート上に、結晶化ガラスな主成分とする
絶縁性塗布層を介在させて、導電抵抗ベース）Ｉｉ’に
設けてなるものな７００〜９００Ｃ程度の低置で一体焼
成することな特徴とする面状発熱体の製造方法である。

（発明の作用）本発明によれば、低温焼結性であるが表面が多孔質とな
りがちである基板と、導電抵抗ペーストの間に結晶化ガ
ラス＠な介在させる面状発熱体の製造法であり、結晶化
ガラスｆ−は、焼成＠度である７００〜９００Ｃより低
い温度で部分的に結晶化が起こり、緻密な中間層となる
。加えて、結晶化１．たガラスの中間Ｉ−は、焼成中お
よび通電時にも上層の導電抵抗層とは相溶しにくい性質
があり、導電抵抗層が、多孔質の基板に浸透することな
く、結晶化ガラス層と溶は合うこともなくなる。

（発明の詳細な説明では、セラミックスのグリンシートが７００〜９０
０Ｃで焼成できるように、また、焼成した基板が熱衝撃
によって割れないよう熱膨張係数が３０〜４０Ｘ１０−
’　１　／Ｃ程度になるような原料を選定、配合を行う
。これな繊維質とともに水中で凝集、抄紙１２、シート
化する。このシートを５〜１５ＭＰａ、　　１１０Ｃで
加熱脱水プレスしてセラミックスのグリンシートナ作る
。

このような低温焼結性で、かつ低い熱膨張率の焼結基板
を得る無機゛物質の配合例について説明する。ひとつの
例としては、通常用いるセラミック原料を用い、かつ原
料組成が、コーディエライト組成（２Ｍｇ０・２人ｔ２
０．・５５ｉ０２　）に近似するように、アルミナ、シ
リカ、マグネシアの割合を調整することがあげられる。

この点につき、さらに具体的に説明すると、通常用いら
れるセラミック原料、例えば、蛙目粘土。

暁タルク、カオリン等は、純粋なＡｔ２０６．５ｉＯｚ
、ＭｇＯからなるものではなく、その他に水（Ｈ２Ｏ）
やアルカリ金＠酸化物（Ｎａ２Ｏ、に２０　など）やア
ルカリ土類金属酸化物（ＣａＯなど）のほか、残留鉄分
としての酸化鉄（Ｆｅ２０Ｂなど）という化学量論式で
ＩＩＪＥできる不純物な含むものである。これらＨ２Ｏ
，Ｎａ２Ｏ，Ｆｅ２Ｏ３等の不純物は熱膨張率を上昇さ
せる害があるが、一方において、少量含むだけで焼結温
度な下降させるーきもある。本発明では、これら不純物
な重量比にｌ、て３〜１２％の範囲に押さえ、主成分た
るＡｔ２０５、Ｓ　ｉ　Ｏ２、ｍＯの配合比率をコージ
ェライト組成になるよう原料な調合するものである。こ
うすること罠よって、低い焼成温度での焼結を可能とし
、あわせて熱ｌ膨張率の低い焼結基板を得るものである
。

参考までに、通常用いられるセラミック原料の四種につ
き、その主成分たるＮｂ２Ｏ２、ＳｉＯ□、ＭｇＯの重
量６分率な示す。残部が上記１−た不純物に相当する。

上述のような通常の窯業原料を用いろとすると。

ＭｇＯ成分が不足気味であり、主成分をコーディエライ
ト組成に近ずけるためには、用いる原料の選択にもよる
が、ＭｇＯｋ外から添加することが行なわれる。

上述のような配合例のほか、高温焼結性の原料組成に融
剤となるようなガラス７１Ｊツトな添加することで低融
焼結性の無機材料とすることもできる。

いずれにせよ、抄造技術な用いて得られたグリンシート
に対して、結晶化ガラスフリットなテルピネオール等の
有機溶剤にて混練ｌ、た塗布用組成物？印刷・塗布等の
手段にて施し、絶縁性塗布層を設ける。施すパターンは
、グリンシート表面上へのベタ塗りでも、導電ペースト
層のパターンに合わせたものでも良い。

この絶縁性塗布層の乾燥後、金属クロム、酸化ルテニウ
ム（Ｒｕ０２）等を主成分とする導電抵抗ペーストな用
い毛、スクリーン印刷等の手段により所望の抵抗値？得
るよ５な櫛歯状あるいは縞状の抵抗パターン？作成する
。

この印刷ｌ−たグリンシートは、酸化雰囲気の電気炉に
おいて、繊維質、有機物’ｆ　ｆｒ：途中で・焼失気化
させる。その後、加熱な続け、８００Ｃ程度で基板と抵
抗ペースドナ一体焼結させる。このようにして面状発熱
体ができる。

本発明に於て、絶＊＋＊ｉに用いたペーストが結晶化ガ
ラスからなるものであり、焼成の際に上層の抵抗ペース
ト中のフリットとの相互作用が少なく、一定の抵抗値な
持つ発熱抵抗体が得ら比る。そして、この絶１１１−が
焼成時に基板表面上の気孔？塞ぐ為、８００Ｃ程度の低
温焼成で、安価な面状発熱体が得られる。

以下に本発明の具体的実施例を述べる。組成は全て重量
比である。

〈実施例１〉［Ｆ］）凝集剤（Ｑ　絶縁性塗布組成物絶縁ペースト（４６０Ｂ−Ｎ伯東■＃）０４鑞抵抗ペー
ストＣｒペースト（伯東・、構製、＃２５６０　）先ず、２Ｉ３ｆｆｌｌｔの容器に水ｙ　１．　ｏ　ｏ　
ｏ部と木材パルプ１０部を入れ、２０分はど攪拌して、
パルプな水に十分分散叩解させ、そこへ原蛙目粘±１８
０部と酸化マグネシウム２０部を加えて１分はど攪拌し
、水性スラリー？作る。

この水性スラリーに、あらかじめ作っておいた硫酸アル
ミニウム６０部を加えて攪拌Ｌ、ｐＨ試噴紙でｐＨが３
〜４になったの？確かめて、ここへ、こルもあらかじめ
作っておいたポリアクリルアミド系高分子凝集剤１２０
部を加え′Ｃ３０秒はど攪拌して凝集させる。以上のよ
うにして凝集した試料は、抄造機で抄紙し、３００−角
で１．５〜２．２飄厚のシート状にする。このシート状
物なプレス機で、１１０Ｃで１０　ＭＰａの圧力を掛け
て脱水、乾燥し、セラミックスのグリンシートヲ作る。

このグリンシートに結晶化ガラスよりなる絶縁ペースト
により３０〜５０μの絶ｌＲ＋＠＋１形成する。

このグリンシートにＣｒペーストｖ焼成後の抵抗で５０
〜１００Ωになるように、スクリーン印刷隈で＠歯状に
印刷する。

抵抗ペーストを印刷したグリンシートは電気炉で、酸素
雰囲気下で焼成する。

焼成は、常温から４０００までは、２ｔＺ’／ｍｉｎで
昇温し、４００Ｃで１時間保持して、有機バインダー、
パルプ？焼失気化させる。そのｆｆ１．　ａｏ。

Ｃまで４Ｃ／ｍｉｎで昇温し、８００Ｃで３０分保持し
て、セラミックスの焼結とペーストの焼成を行い、以後
、室温まで炉内放冷な行うと面状発熱体が製造される。

〈実施例２〉（ん　試料の調整ＩＢＩ　　凝集剤と界面活性剤（０導電抵抗ペーストＣ「ペースト（伯東■碩、＃：２５（５０）　　　　。

以上のような組成ｆＡ）、ＦＢ＋、（０を用いて、以下
は実施例１と同様にして、セラミックスの面状発熱。

体が得られた。

（発明の効果）このようにして得られた面状発熱体は導電抵抗層の抵抗
値が安定し、家庭用のサウナ、コタツ、ヒーター等ある
いは、医療、食品産業用機械等の分野に用いられ、耐高
温性能に−れ、耐久性にも優れたものである。

本発明によれば、薄型で、良好な加工性により、任意な
形状の面状発熱体が製造でき、従来のプラスティック面
状発熱体に比べて高温に耐えられる長所がある。

また、従来のセラミックス面状発熱体に比べて、低温で
１回で焼成できるために、工程が簡略化され、耐熱衝撃
性に優れており、その上書エネルギーに役立ち、安価に
供給できることが＊ａである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）抄紙技術を用いて作成したセラミックグリンシー
ト上に、、結晶化ガラスを主成分とする絶縁性塗布層を
介在させて導電抵抗ペースト層を設けてなるものを７０
０〜９００℃程度の低温で一体焼成することを特徴とす
る面状発熱体の製造方法。