JPS62229782A

JPS62229782A - 発熱体

Info

Publication number: JPS62229782A
Application number: JP7111586A
Authority: JP
Inventors: 俊一郎田中; 光芳遠藤; 水野谷　信幸; 英樹佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1987-10-08
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: JPH07109789B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は熱伝導性および耐熱衝撃性が優れている発熱体
に関し１．さらに詳しくは前記特性を有することから、
通電時に速やかに昇温・発熱し、消電時には速やかに放
熱Ｏ冷却することができ、さらに急激な温度変化を与え
る条件下において使用した場合でも、導電部の断線事故
が発生することがない発熱体に関する。

（従来の技術）従来、電熱器や電気ストーブ等の各種ヒーターには、そ
の発熱源としてニクロム線等の電熱線が使用されている
。このようなニクロム線等を発熱源とする各種ヒーター
は、発熱速度が遅いことや、断線事故が多発することな
どの問題点がある。

したがって、発熱源として電熱線を用いないものとして
、アルミナＣＡ！Ｌ２０３）やベリリア（Ｂｅｏ）等の
酸化物系のセラミックスからなる発熱体が開発されてい
る。この発熱体は、例えばＡｎ２ｏ３やＢｅＯセラミッ
クスの基板上に、発熱源となる金属、例えばＭ　ｏ　−
Ｍ　ｎ合金が、直線または曲線状に連続的にメタライズ
されており、さらにこのメタライズされた金属の末端は
通電用の導線にろう付けされており、使用時にはメタラ
イズされた金属に直接通電するものである。

しかしながら、このような酸化物系セラミックスを用い
た発熱体には種々の問題点がある。すなわち、Ａ１２０
．セラミックスからなる発熱体の場合、熱伝導性（放熱
性）及び耐熱衝撃性の点で不充分であるという問題であ
る。したがって通電後の発熱速度が遅く、しかも発熱面
に温度むらが生じやすい、また、使用時において急激な
温度変化が加えられた場合、例えば大気中や水中におい
て交互に使用するような場合には、発熱体を構成するセ
ラミックスにクラックが生じ易く、このために断線事故
が多発する。

また、ＢｅＯセラミックスからなる発熱体の場合、Ｂｅ
Ｏが非常に毒性が強く、かつ高価であるために実用的で
はない。

したがって、本発明者らは上記の問題点を解消するため
に、発熱体の構成材料として非酸化物系セラミックスを
用いることを検討した。この非酸化物系セラミックスは
、熱伝導性や耐熱衝撃性が優れていることから発熱体の
構成材料としては最適であるが、その表面への導電性物
質のメタライズ法が下記のとおり限定され、また形成さ
れたメタライズ層にはいくつかの問題点があることから
発熱体材料としての適用が困難である。

すなわちこのような非酸化物系セラミックス。

例えば窒化アルミニウム（Ａ　ｕ　Ｎ）セラミックス上
へのメタライズ法としては、セラミックス表面に酸化物
層（ＡｉｚＯ３）を形成したのち、直接銅箔を接合する
ダイレクトポンドカッパー法（ＤＢＣ法）；銅、金、銀
−パラジウムなどを使用した厚膜法；などが知られてい
る。

しかしながら、上記の方法を適用してＡＩＮセラミック
ス表面に形成された導電性メタライズ層は、いずれも、
特に高温においてＡ文Ｎセラミックスとの接着性が悪い
ため、ろう付や高温はんだ付など７００”Ｃ程度以上の
温度で行う接合方法を適用して他部材、例えば通電用の
導線と接合することが困難であり、また、仮に接合する
ことができたとしても、該導線が接合されたＡＩＮセラ
ミックスを高温で使用したときにメタライズ層がセラミ
ックス表面から剥離してしまい、結果的に該導線の脱落
が生じてしまうのである。

（発明が解決しようとする問題点）上記のとおり、従来は非酸化物系セラミックス表面に該
セラミックスとの接合強度の高い、導電性メタライズ層
を形成することができなかったために、優れた熱伝導性
や耐熱衝撃性を有する非酸化物系のセラミックスを発熱
体の構成材料として用いることができなかった。

そこで、本発明は、非酸化物系セラミックス材との接合
強度の高い後述する金属元素を含有する特定の構成相を
有する導電性メタライズ層を設けた非酸化物系セラミッ
クスを用いることによって、通電後の発熱性及び消電後
の消熱性が優れており、発熱面の温度むらもなく、また
温度変化の激しい条件下で使用する場合でも断線事故が
生ずることのない発熱体の提供を目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の発熱体は、該発熱体のうち少なくともその発熱
面が非酸化物系セラミックスからなり１発熱源が特定の
構成相を有する導電性メタライズ層からなることを特徴
とする。

（作用）本発明の発熱体の構成材料である非酸化物系セラミック
スの原料としては、例えばＡｆＬＮや窒化ケイ素（Ｓｔ
３Ｎａ）を挙げることができる。この非酸化物系セラミ
ックスは、常法により成形し、焼成することによって製
造することができる。また焼成は、原料粉末に、例えば
酸化イツトリウム（Ｙ２０ｓ　）　、酸化カルシウム（
ＣａＯ）、７−７化イツトリウム（ＹＦ３）、酸化ジル
コニウム（ＺｒＯ２）、酸化アルミニウムＣＡｌｚ　Ｏ
３）、酸化ランクｙ　（Ｌａ２０）及び酸化セリウム（
ＣｅＯ）からなる群から選ばれる１種以上の焼結助剤を
原料粉末に添加・混合して行うこともできる。この非酸
化物系セラミックスは、それを発熱体の材料として用い
る場合は、その熱伝導率が５０ｗ／ａ＋、に以上である
ことが望ましい。

次に発熱体の発熱源となる導電性メタライズ層について
説明する。この導電性メタライズ層は、最終的に、　（
Ａ）〜（Ｃ）の構成相を有する。

（Ａ）（ａ）モリブデン、タングステン及びタンタルか
らなる群から選ばれる少なくとも１種；並びに（ｂ）周
期律表の第■族元素（Ｂ、Ａ文、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉ　ｎ、
ＴＪＩ）、第ｒＶａ族元素（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ）、希土
類元素（Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
）及びアクチノイド元素（Ａｃ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、Ｎｐ
、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ、Ｂｋ、Ｃｆ、Ｅｓ、Ｆｍ、Ｍｄ、
Ｎｏ、Ｌｒ）からなる群から選ばれる少なくとも１種；
の組合せからなる構成相であり、これらは構成相中にお
いて（ａ）群及び（ｂ）群の元素は、例えば各元素単体
で、または各元素を含む化合物もしくは固溶体として、
またはこれら単体、化合物及び固溶体から選ばれた２種
以上の混合体として存在する。このうち化合物としては
、これらの元素の酸化物、窒化物、炭化物、酸窒化物。

炭窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、ホウ化物、ケイ化物
などを挙げることができる。このような化合物において
、　（ａ）群の元素を含有する化合物の場合は、（ａ）
群の元素の他に（ｂ）群の元素の少なくとも１種を含有
する複合化合物であってもよく、もちろんこの反対の組
合せでもよい、また、固溶体にあってもこれと同様であ
る。

導電メタライズ層の構成相においては（ａ）群に属する
元素と（ｂ）群に属する元素との構成比は特に限定され
るものではなく、使用する元素の種類または組合せによ
って適宜設定すればよいが、例えば（ａ）群に属する元
素の合計と（ｂ）群に属する元素の合計との比が、原子
比で９０：１０〜ｌＯ：９０程度に設定されることが望
ましい。

このような（ａ）及び（ｂ）群から選ばれた元素又は該
元素を含む化合物は、後述するメタライズ用原料ペース
ト中に重量で全体の５重量％以上含有されていることが
好ましい。

（Ｂ）周期律表の第１Ｖａ族元素（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ）
の少なくとも１種を必須成分として含有する合金から構
成されており、また該構成層の一部又は全部が共晶合金
から構成されている。

この合金層において、第１Ｖａ族元素は、１種または２
種以上が組合わされて含有されている。この場合にこれ
らの元素は、例えば各元素単体または各元素を含む化合
物もしくは固溶体として、またはこれらの単体、化合物
および固溶体から選ばれた混合体として存在する。この
うち化合物としては、チタン等の酸化物、窒化物、炭化
物、酸窒化物、炭窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、ホウ
化物、ケイ化物等を挙げることができる。この合金層に
おいて、チタン等以外の合金成分としては特に制限され
るものではないが、状態図上共晶を生成し、生じた液相
により非酸化物系セラミックスとのぬれ性を促進させる
系が好ましい。例えば、銀、金、銅、モリブデン、ニッ
ケル等を挙げることができる０合金層において、第１Ｖ
ａ族元素は上記の銀等の合金成分元素と合金を形成して
もよく、または合金を形成せずに上記の合金成分元素の
少なくとも二種からなる合金中に分散した状態またはク
ラッド状態で存在していてもよい、このうち、合金層の
少なくとも一部が共晶合金であると、得られた合金層は
、より低温で非酸化物系セラミックスと良好にぬれるた
めさらに好ましい。

このような共晶合金の具体例としては、ＡｇとＣｕまた
はＭ　ｏ　Ｎ　ｉとＡｇとＣｕとをそれぞれ共晶組成に
なるように組合せたものを挙げることができる。これら
のうち、ＡｇとＣｕと用いた場合は、形成された合金層
において両者は必ず共晶合金として存在する。このよう
な合金層中で、第ｒＶａ族元素のうち少なくとも１種が
占める割合は、特に制限されるものではないが、通常０
．０５〜２０重量％、好ましくは０．１〜５重量％であ
る。

（Ｃ）（ａ）モリブデン、タングステン及びタンタルか
らなる群より選ばれる少なくとも１種：並びに（ｂ）非
酸化物系セラミックスを製造する際に使用した焼結助剤
を構成する元素の少なくとも１種；を成分元素として含有している構成相である。

（ａ）群のモリブデン、タングステン及びタンタルは、
１種または２Ｍ以上が組合わされてメタライズ層に含ま
れている。この場合にこれらの元素は、例えば各元素の
単体または各元素な含む化合物もしくは固溶体として、
またはこれら単体、化合物および固溶体から選ばれた２
種以上の混合体として存在する。このうち、各元素の化
合物としては、酸化物、窒化物、炭化物、酸窒化物、炭
窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、ホウ化物、ケイ化物等
を挙げることができる。

（ｂ）群の非酸化物系セラミックスを製造する際に使用
した焼結助剤を構成する元素とは、前述した焼結助剤を
構成する元素と同じものである。このメタライズ層には
、最終的に非酸化物系セラミックスの製造時に使用した
焼結助剤を構成する元素と同じ元素を少くとも１種含有
していればよく、したがって後述するメタライズ層を形
成するためのペースト状物には、単体または同じ元素を
有する化合物またはこれらの混合物を含有させることも
できる。例えば、非酸化物系セラミックスの製造時に焼
結助剤として酸化イツトリウムを使用した場合は、メタ
ライズ層用原料ペーストには、イツトリウム単体、フッ
化イツトリウムおよび酸化イツトリウム等を含有させる
ことができる。メタライズ層に含有される焼結助剤を構
成する元素は、３〜５０重量％、好ましくは１０〜２０
重量％である。

次に本発明の発熱体の製造方法について説明する。

本発明の発熱体は、非酸化物系セラミックスの表面に最
終的に上記（Ａ）〜（Ｃ）のいずれか１つの構成相を有
する導電性メタライズ層が形成されてなるものであるが
、このセラミックスの形状は特に制限されず、立体的で
あっても平面的であってもよく、用途に応じて適宜決定
することができる。

導電性メタライズ層は、これを構成すべき原料粉末ヲ、
エチルセルロース、ニトロセルロース等をテルピネオー
ルテトラリン等の有機溶媒に溶解させた媒体と共に添加
混合し、ペーストを調製し、これを非酸化物系セラミッ
クスまたはその原料粉末の成形体の表面に塗布して乾燥
したのち加熱処理することによって行う。

この場合に使用する原料粉末としては、導電性メタライ
ズ層が上記（Ａ）の構成相を有する場合は、　（ａ）群
及び（ｂ）群の各元素単体：これらの合金；これらの化
合物；またはこれらのうちから選ばれる２種以上の混合
物を用いることができる。

この化合物としては、例えば、酸化物、窒化物、炭化物
、ケイ化物、ホウ化物、酸窒化物、炭窒化物、ホウ窒化
物、ケイ窒化物、水素化物、塩化物、フッ化物、臭化物
、ヨウ化物、硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、ホ
ウ酸塩、リン酸塩、亜リン酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、
塩素融塩、ケイ酸塩、水酸化物、アンモニウム塩、ある
いは焼成して導電性となる無機化合物もしくは有機化合
物（例えば、アルコキシド、ゾル−ゲル）などを使用す
ることができる。上記（Ｂ）の構成相を有する場合は、
第ｒＶａ族元素、及び構成相を形成すべき成分として併
用可能な、元素、例えば銀、金。

銅、モリブデン、ニッケル等の各々単体またはこれらの
化合物を使用することができる。この場合の化合物とし
ては、上記（Ａ）の場合と同様のものを使用することが
できる。また、上記（Ｃ）の構成相を有する場合は、（
ａ）群及び（ｂ）群の各元素単体；これらの合金；もし
くはこれらの化合物：又はこれらのうちから選ばれる２
種以上の混合物を用いることができる。この場合に化合
物としては、上記（Ａ）の場合と同様のものを使用する
ことができる。

原料粉末ペーストの塗布は、直線状もしくは曲線状に連
続的に行うか、またはセラミックス材が細線の場合はこ
れを被覆する形で行う。塗布後、該ペーストを乾燥した
のち、加熱処理を行うことにより導電性メタライズ層を
形成するが、該ペーストを塗布するための基板として非
酸化物系セラミックスの原料粉末成形体を用いた場合は
、この加熱処理によって導電性メタライズ層の形成と同
時に、該成形体の焼結を行う同時焼結法を適用すること
ができる。加熱処理条件は、使用するセラミックス材料
や、メタライズ層を構成すべき成分元素の種類及び組合
せによっても異なるが、通常は１１００−１８００℃程
度である。また雰囲気ガスとしては、窒素ガス１、ドラ
イ゛ホーミングガス、ウェットホーミングガスなどを使
用することができ、処理時間は０．５〜２時間時間区設
定することが好ましい。

この導電性メタライズ層は、２以上に分離された形で、
すなわち使用時に各々独立して電流が通じるような形で
も形成することができる。メタライズ層の線幅及び厚さ
は、発熱体としての用途面から要請されるその抵抗に関
連して適宜決定することができるが、メタライズ層の末
端、すなわち導線との接続部分は、より大きな抵抗が加
わるために、前記接続部以外のメタライズ層よりも、そ
の線幅（面積）が広いこと及び厚さが大きいことが望ま
しい、またメタライズ層の配置を適宜調整することによ
り、面、線または点において発熱可能な発熱体にするこ
とができる０次いでこの導電性メタライズ層に、必要に
応じてニッケルめっき等を施しアニールしたのち、その
両末端部分に導線をろう付することによって発熱体を得
ることができる。

本発明の発熱体は少なくともその発熱面、ナなわち発熱
源である導電性メタライズ層を有する部分が非酸化物系
セラミックスから構成されていればよく、したがって、
発熱面以外の発熱体の構成材料として他の材料、例えば
酸化物系セラミックス、各種金属材料、耐熱性樹脂材料
等を用いることもできる。また、発熱面の耐水性を向上
させるために、発熱体の表面にテフロン加工等を施すこ
ともできる０本発明の発熱体は、それ自体が製品の外形
を形造っていてもよく、または製品中において局所的に
、すなわち発熱部位にのみ適用することもできる。また
本発明の発熱体は、必ずしも発熱を目的として使用する
必要はなく、その放熱性や絶縁性が優れていることから
、各種の電気的に加熱される器具の加熱部分の基材とし
ても用いることができる。

（実施例）実施例　ｌファクシミリなどの印字部に用いられるサーマルプリン
ターヘッド（ＴＰ）Ｉ）を製造した。

第１図の（イ）はＴＰＨの概略斜視図であり、（ロ）は
（イ）で示す複数の分離された型で直線状に形成された
導電性メタライズ層２の幅方向への概略断面図である。

導電性メタライズ層を形成するための基板として２５Ｘ
５ｃｍのＡｆＬＮセラミックスまたはＳｉ３Ｎ４セラミ
ックスを用いた。導電性メタライズ層を形成するための
原料として、モリブデン酸リチウム（Ｌｉ２Ｍｏ０４）
と二醸化チタン（Ｔ　ｉ　０２　）を、基板がＡｌ１．
Ｎセラミックスの場合はｆｆ７（ｉ比で３＝２の割合で
混合した混合物を用い、基板がＳｉ３Ｎ、セラミックス
の場合は、同様に１：１の割合で混合した混合物を用い
た。メタライズ層は、前記混合物をニトロセルロース及
びテルピネオールと共に混合して得たペーストを基板上
に図の（イ）で示すように線幅８０〜１２０μ層、厚さ
５〜１５−で各層の間隔が５０〜７０μ層になるように
塗布し、乾燥させたのち、窒素ガス雰囲気中で基板がＡ
ｆＬＮセラミックスの場合は１１００”０で１時間、Ｓ
ｉ３Ｎ４の場合は１４００℃で１時間加熱処理すること
によって形成した０次いでメタライズ層２の盛り上がっ
た部分（実用時における印字部）に、図の（ロ）で示す
ように発熱温度や発熱効率を高めるために抵抗体３を接
合した。また、図示されている例えばガラスからなる蓄
熱層４は、必要に応じて設けることができる。メタライ
ズ層を形成後、各メタライズ層の両末端を各々導線にろ
う付し、ＴＰＨを得た。

このＴＰＨを組み込んだファクシミリは、ＴＰＨの速暖
性が大きく、また温度むらがないために印字スピードを
さらに向上させることができ、より美しい印字を得るこ
とができた。

実施例　２第２図（イ）で示すようなプラグを製造した。

図中（ロ）及び（ハ）は（イ）で示す直径約３ｍｍの電
極の概略断面図である。プラグ碍子は（ロ）の場合は構
成材料としてＡｆＬＮを用い、（ハ）の場合はＡ！；Ｌ
ＮまたはＳｉ３Ｎ４を用いた。導電性メタライズ層は、
（ロ）の場合はその中心部に線径０．５ｍｍの芯線とし
て形成し、（ハ）の場合は外表面を厚さ約２０μｍの層
で被覆する形で形成した。また、これら以外にも従来品
と同様に金具を埋め込んだ型にすることもできる。

メタライズ層を構成すべき原料粉末として、モリブデン
酸リチウム（Ｌｉ２Ｍｏ　Ｏａ　）と二酸化チタン（Ｔ
ｉ０２）を重量比で３：２に混合した粉末を用いた。こ
の混合粉末をニトロセルロースと共に混合し、ペースト
化したものをプラグ本体に塗布して、乾燥したのち窒素
ガス雰囲気においてＡｕＮセラミックスを用いた場合は
１１００℃で１時間加熱処理を行い、Ｓｉ３Ｎ４の場合
は１３００℃で１時間加熱処理を行いメタライズ層を形
成した。メタライズ層の形成後その上にニッケルメッキ
を施し、ドライホーミングガス巾約８００℃で７ニール
した。

このようにして得られたプラグは、スパーク応答性が高
く、耐熱衝撃性が優れているため、長期間の使用が可能
であった。また、放熱性が優れているために繰り返し使
用した場合でも、良好な点火性を示した。

実施例　３第３図で示すようなチューブヒーターを製造した。図は
チューブヒーターの概略斜視図である。

このチューブヒーターは、その製造に際しては−・部同
時焼結法を適用する。すなわち、ＡｉＮ粉末を内部が中
空の管体状の発熱面ｌを成形し１次いで、その外周面に
図の一点鎖線で示すように導電性メタライズ層用のペー
ストを塗布して乾燥したのち、さらに図示するとおりに
、メタライズ層の回りをＡＩＮ粉末で被覆成形したのち
、１８００℃で２時間加熱処理した。次いで必要に応じ
てニッケルめっきを行ったのち所定部位に導線をろう付
し、チューブヒーターを得た。なお、導電性メタライズ
層の原料としてはモリブデンと窒化チタンを重量比で２
＝１の割合で混合した混合粉末を用いた。

このチューブヒーターは、速暖性が優れており、長期間
使用した場合でも断線事故は発生しなかった。

実施例　４第４図に示すような面ヒーターを製造した。この面ヒー
ターは２枚のＡＩＮ平板の少なくとも一方の表面に、図
の破線で示すパターンの導電性メタライズ層が形成され
ている。メタライズ層を構成すべき原料粉末として、Ｌ
ｉ２ＭｏＯ４とＴｉＯ２を重量比で３：２の割合で混合
した粉末を用いた。メタライズ方法は実施例２と同様に
して行った。メタライズ層の線幅は約０．５〜２μｍ、
厚さ５〜１５μｍ及び長さ５〜１５−であった、この面
ヒーターは速暖性が優れ、長期間の使用においても断線
事故がなかった。この面ヒーターは、図示した型以外に
も、例えば壁掛は型や壁埋め込み型等の型にも適用が可
能である。

実施例　５第５図に示すようなシースヒーターを製造した。このシ
ースヒーターは図示したとおり、複数本のシースが導線
３で連結されており、この連結されたシースｌが良熱伝
導体からなる支持体４で被包された形をしているもので
ある。このシースヒーターの構成材料としてＡｕＮセラ
ミックを用い、導電性メタライズ層２を構成すべき材料
として、タングステンと窒化チタンを重量比で４＝１の
割合で混合した混合粉末を用いた。また、メタライズ層
は直径約０．５〜１．５ｍｍ程度の芯線の形で設けた。

なお、メタライズ層の形成方法、及びめっき後のアニー
ルは実施例２と同様であった。

このシースヒーターは、１００Ｖの通電により、３０秒
後に６０℃まで昇温した。このシースヒーターは速暖性
が大きく、長期間使用した場合でも、断線やショート等
の事故がなかった。

実施例　６第６図に示すようなズボンプレッサーを製造した。図中
の発熱面の構成材料としてＡ交Ｎセラミックスを用い、
破線で示すとおりに線幅０．５〜２ｎｖ、厚さ５〜１５
μｍ、及び長さ８〜１０ｆｉ１１の４電性メタライズ層
を実施例１と同様にして形成した。メタライズ層用の原
料粉末として、モリブデンと酸化イツトリウムをｆｆ１
ｆｆｉ比で４＝１の割合で混合した混合粉末を用いた０
発熱面の上層には、高絶縁性、良熱伝導性材料、例えば
Ｓｉ３Ｎ４からなる絶縁層およびスポンジ、布等からな
る緩衝層をこの順序で設けた。発熱面の下部４及びふた
の材質は特に制限されず、熱伝導性の低いもの、例えば
プラスチック、木材等を用いることができる。

このようなズボンプレッサーは、発熱面に温度むらが生
じないため、スポンにプレスむらが生じることがなかっ
た。また速暖性が大きいために、より短時間でのプレス
が可能になり、さらに断線事故が少ないことや、軽くて
持ち運びが容易であることなどの点で優れていた。

実施例　７第７図の（イ）〜（ニ）で示すような内部構造のこて先
を有する半田ごてを製造した。この半田ごては、こて先
、すなわち半田付けする部分の材料として、図（イ）〜
（ハ）はＡＪＩＮセラミックを用い、図の（ニ）は熱伝
導性の良好な金属、例えば銅を用いた。また（ハ）の場
合は斜線で示す部分を導電性メタライズ層で被覆した。

導電性メタライズ層の構成材料としては、いずれもモリ
ブデンと窒化チタンを重量比で２：１の割合に混合した
混合粉末を用いた。その形成パターンは、（イ）の場合
は発熱面１の表面を厚さ５〜１５μｍで表面積５〜８ｄ
になるように被覆した；　（ロ）の場合は線幅０．５〜
２ｍｍ、厚さ５〜１５μ及び長さ１０〜３０ｃｍとなる
ように発熱面１の両面に形成した；　（ハ）の場合は、
（ロ）と同様にして形成した；　（ニ）の場合は発熱面
ｌの内部に線径０．５〜１．５ｍｍ、長さ３〜５ｃｍノ
芯線の形で形成した。形成方法は、いずれも実施例１と
同様にして行った。メタライズ層を形成したのち、所定
部位に導線をろう付し、半田ごてを得た。

このような半田ごてのうち、（イ）及び（ロ）で示すこ
て先を有するものは、ＡｉＮセラミックスが半田とぬれ
ることがないため対象物への半田の供給が容易であり、
（ハ）のこて先を有するものは、こて先に半田盛りをす
る場合に適していた。

これらの半田ごては、１００Ｖで通電した場合、約１分
後に３００℃まで昇温した。

このように本発明の発熱体を用いた半田ごては、半田付
けが可能な温度までの昇温時間が速く、また使用時に加
わる温度変化によっても、発熱面が損傷することがなか
った。

実施例　８第８図に示すようなアイロンを製造した。なお、図は発
熱部のみ示し、他は省略しである０発熱而の構成材料と
してＡｆＬＮセラミックスを用いた。導電性メタライズ
層用の原料粉末としてタングステンと窒化チタンを重量
比で４：ｌの割合に混合した混合粉末を用いた。メタラ
イズ層は図示するとおりに線幅０．５〜２ｍｍ、厚さ５
〜１５μｍ、及び合計の長さ５〜１０ｍとなるように実
施例１と同様にして形成した。また、発熱体の表面は、
防水の目的でテフロンコーティングを施した。

このようなアイロンは、軽量であることから使い易く、
また昇温速度が速く（例えば１００Ｖで通電した場合、
約１分後に約２００　’Ｏまで昇温した）、また、長期
間使用した場合でも、断線や発熱面に損傷が生じること
がなかった。

実施例　９第９図に示すようなホットプレートを製造した。発熱面
の構成材料としてＡ４Ｎセラミックスを用いた。発熱源
である導電性メタライズ層は。

図の破線で示すように、線幅０．５〜２ｍ＋ｓ、厚さ５
〜１５μｍ及び長さ５〜１０ｍとなるように形成した。

メタライズ層用の原料粉末として、タングステンと酸化
イツトリウムを重量比で８：ｌの割合に混合した混合粉
末を用い、その形成方法は実施例１と同様にして行った
。メタライズ層を形成後、その両端部に導線をろう付し
、メタライズ層の上には、Ｓｉ３Ｎ４セラミックス層を
設けるか、またはテフロンコーティングした。

このようなホットプレートは、昇温温度が速く（例えば
１００Ｖで通電した場合、約１分後に２００°Ｃまで昇
温した）、発熱面に温度むらがないために、調理に適し
ており、また、長期間使用した場合でも断線７バ故がほ
とんどなかった。

実施例１０第１０図に示すようなコーヒーメーカーを製造した６第
１０図の（イ）はコーヒーメーカーの側面図であり、（
ロ）は（イ）で示す発熱面１の平面図である。

発熱面の構成材料としてＡｉＮセラミックスを用い、導
電性メタライズ層は２枚のＡ４Ｑ、Ｎセラミックス板で
挟まれた形で、いずれか一方のセラミックス板の表面に
、図の（ロ）の破線で示すようなパターンに導電性メタ
ライズ層を形成した。

このメタライズ層用の原料粉末として、モリブデンと窒
化チタンを重量比で２：ｌの割合に混合した混合粉末を
用い、実施例１と同様にして形成した。メタライズ層を
形成後、その上層をテフロンコーティングしたのち所定
部位に導線をろう付した。その後、発熱体を図示する位
ｎに組み込み、コーヒーメーカーを得た。

このコーヒーメーカーは、従来のものより水を沸騰させ
る時間を短縮することができ、したがってコーヒーの調
理時間も短縮することができた。

また、長期間使用した場合においても断線事故等は発生
しなかった。

実施例１１第１１図に示すような、なべを製造した。なお、（イ）
は、なべの上方斜視図であり、（ロ）は側方断面図であ
る０発熱面の構成材料はその製造時に焼結助剤としてＹ
２Ｏ３を用いて製造したＡＱＮセラミクスを用い、その
厚さは約５■であった０発熱源である導電性メタライズ
層の原料として、タングステンと窒化チタンを重量比で
４＝１の割合に混合した混合粉末を用い、導電性メタラ
イズ層は、（ロ）で示すように内層であるＡＩＩＮセラ
ミックスからなる発熱面１と、外層である。Ｓｉ３Ｎ４
セラミックスからなる発熱面１′に挟着された形で、Ａ
ＭＮセラミックス表面上に（イ）の破線で示すようなパ
ターンとして、線幅０．５〜２■、厚さ５〜１５−１及
び長さ１０〜２０ｍとなるように形成した。形成方法は
実施例１と同様にして行った。また、Ｓｉ３Ｎ４セラミ
ックスの外側には陶磁器等の断熱材層３を設けＡｉＮセ
ラミックスの内側にはテフロンコート層４を設けた。

このような、なべは、通電後の昇温速度が速く（例えば
１００ｖで通電した場合、約１分後になべ底が約３００
℃まで昇温した）、また１発熱面の温度むらもないこと
から、従来より短時間で、かつ少ない熱量で調理するこ
とができ、さらに、長期間の使用においても、断線事故
や、発熱面の損傷が生じることがなかった。

実施例１２第１２図で示すような集用器具を製造した。

図の（イ）は集用器具の斜視図であり、（ロ）は（イ）
で示す器具の平面図である。

発熱面の構成材料としてＡＭＮセラミックスを用いた。

導電性メタライズ層の原料として銀７１重量％、銅２７
重量％およびチタン２重量％からなる混合粉末を用い、
（ロ）で示すようにＡｉＮセラミックスの表面に、線幅
０．５〜１．５ｍｍ、厚さ５〜１５４、及び長さ５〜２
０ｃＩ１１となるように、実施例１と同様にして形成し
た。また皮膚に直接触れる部分には、高熱伝導性及び高
電気絶縁性を有する材料としてＳｉ３Ｎ４セラミックス
を用いた。

この集用器具は、自由に温度調節をすることができ、ま
た、も草を使用しないことから粂特有の臭いがすること
がなかった。

実施例１３第１３図に示すような便座を製造した０図の（イ）は便
座の上方斜視図であり、（ロ）は（イ）で示す便座のｘ
−ｘ　’に沿う断面図である。便座の構成材料としてＡ
９．Ｎセラミックスを用い、導電メタライズ層は（イ）
の破線で示すようにして、線幅０．５〜２ＩＩ１１、厚
さ５〜１５−１及び長さ２〜５ｍとなるように形成し、
このメタライズ層は（ロ）に示すようにＡｆＬＮセラミ
ックス中に内臓された形になっている。メタライズ層は
、タングステンと窒化チタンを重量比で４二ｌの割合で
混合した原料粉末をニトロセルロース及びテルピネオー
ルからなる媒体と共に混合して得たペーストを、スリッ
プ・キャスティング法により成形したＡＩＮセラミック
スの表面に塗布後加熱し、メタライズ層の形成とＡｉＮ
セラミックスの焼結を同時に行った。加熱は窒素ガス雰
囲気中において１８００℃で１時間行った。次いで、所
定部位に導線をろう付して便座を得た。

この便座は速暖性が大きく、また軽量であった。

［発明の効果］以上に説明したとおり本発明の発熱体は、熱伝導性及び
耐熱衝撃性が優れていることから、通電時及び消電時に
おいて良好な発熱性及び冷却性を示し、また急激な温度
変化を与える条件下において使用した場合でも、導電部
の断線事故や発熱面にひび割れ等の損傷が発生すること
がほとんどない。

【図面の簡単な説明】

第１図の（イ）は、ＴＰＨの概略斜視図を表し、（ロ）
は、導電性メタライズ層の幅方向への概略断面図を表す
；第２図の（イ）はプラグの概略側面図を表し、（ロ）
及び（ハ）は（イ）で示す電極の概略断面図を表す；第
３図はチューブヒーターの概略斜視図を表す；第４図は
面ヒーターの概略図を表す；第５図はシースヒーターの
概略図を表す；第６図はズボンプレッサーの概略図を表
す；第７図の（イ）〜（ニ）はいずれの図も半田ごての
こて先及びその内部構造を示す概略図を表す；第８図は
アイロンの発熱面の概略図を表し；第９図はホットプレ
ートの概略図を表す；第１０図の（イ）はコーヒーメー
カーの概略側面図を表し、（ロ）は（イ）で示す発熱体
の平面図を表す；第１１図の（イ）はなべの上方斜視図
を表し、（ロ）はなべの概略側面図を表す；第１２図の
（イ）は集用器具の概略斜視図を表し、（ロ）は（イ）
で示す器具の平面図を表す；第１３図の（イ）は便座の
概略図を表し、（ロ）は（イ）で示す便座のｘ−ｘ　’
線に沿う概略断面図を表す。第３図第４図（イ）、（’　）第１θ図第１３図（イ）（イ）第１（ロ）２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくともその発熱面が非酸化物系セラミックス
からなり、前記発熱面の発熱源が導電性メタライズ層か
ら構成されていることを特徴とする発熱体。
（２）非酸化物系セラミックスが窒化アルミニウムから
なる特許請求の範囲第１項記載の発熱体。
（３）発熱源である導電性メタライズ層が、（イ）モリ
ブデン、タングステン及びタンタルからなる群より選ば
れる少なくとも１種；並びに（ロ）周期律表の第III族
元素、第IVａ族元素、希土類元素及びアクチノイド元素
からなる群より選ばれる少なくとも１種；を構成相の成分元素として含有している特許請求の範囲
第１項記載の発熱体。
（４）発熱源である導電性メタライズ層が、周期律表の
第IVａ族元素を必須成分として含有する合金層からなり
、該合金層の全部または１部が共晶合金である特許請求
の範囲第１項記載の発熱体。
（５）発熱源である導電性メタライズ層が、（イ）モリ
ブデン、タングステン及びタンタルからなる群より選ば
れる少なくとも１種；並びに（ロ）非酸化物系セラミッ
クスを製造する際に使用した焼結助剤を構成する元素の
少なくとも１種；を構成相の成分元素として含有している特許請求の範囲
第１項記載の発熱体。