JPH08126580A

JPH08126580A - 加熱調理器

Info

Publication number: JPH08126580A
Application number: JP26859594A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yoshikawa; 浩史吉川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-11-01
Filing date: 1994-11-01
Publication date: 1996-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】調理板に調理物を置いて調理板表面の温度が
低下した場合には高消費電力になって速やかに昇温し、
所定の温度まで昇温した場合には低消費電力となる加熱
調理器を提供する。【構成】絶縁性基板上に形成された導電性皮膜に電力
を供給する電極を備えた加熱調理器において、導電性皮
膜は、少なくともポリイミド樹脂からなるバインダー
と、粒径が１〜２０μｍである導電性無機物とを１：１
〜１：６の配合比率（重量比）で含有し、導電性皮膜は
ＰＴＣ特性（正の温度特性）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家庭用及び業務用の加
熱加熱調理器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、種々の発熱抵抗体が提案され
ている。例えば、金属硼化物と導電性珪化物とをスパッ
タリングして調製した発熱抵抗体を有するサーマルヘッ
ド（特公昭６０−２２９号公報）、ポリイミド樹脂と低
分子量重合体とからなるバインダー樹脂に導電性粉体を
分散させてなる皮膜型抵抗体（特開昭５５−１４１７０
５号公報）、絶縁基板上にバインダーとして熱硬化性ポ
リイミド樹脂と導電粉末とからなる抵抗体を形成してな
る印刷抵抗体（特開昭６３−２２６９０１号公報）等が
提案されており、それぞれ繰り返し使用時或いは高温時
における抵抗変化率の低減等が図られている。

【０００３】一方、従来の加熱調理器としては、ニクロ
ム線やニッケル、アルミ等の金属線或いは金属平板から
なる発熱体を、マイカ板等の絶縁体で支持挟着したも
の、ニクロム線ヒータ、シーズヒータ等で間接的に加熱
するもの等がある。これらの加熱調理器では、調理板上
に調理物を置いて調理板の表面温度が低下した場合、調
理板に接触させた温度センサーにより表面温度の低下を
検知し、調理板表面の温度が所定の温度になるまでヒー
タに印加電圧を加えていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、調理板
表面の温度をヒータのＯＮ−ＯＦＦだけで制御する上記
加熱調理器において、調理物を調理板に置いた際の調理
板表面の温度低下を最小限にするためには、図７に示す
ように、消費電力の大きいヒータを用いるか、或いは設
定温度を予め高く設定しておく必要があるという問題が
ある。

【０００５】本発明は、前記従来の問題点を解消すべく
なされたものであって、調理板に調理物を置いて調理板
表面の温度が低下した場合には高消費電力になって速や
かに昇温し、所定の温度まで昇温した場合には低消費電
力となる加熱調理器を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は以下の構成によ
り前記課題を解決するものである。すなわち、本発明の
加熱調理器は、絶縁性基板と、該基板上に形成された導
電性皮膜と、該導電性皮膜に電力を供給する電極とを備
えた加熱調理器において、前記導電性皮膜は、少なくと
もポリイミド樹脂からなるバインダーと、粒径が１〜２
０μｍである金属粉末とを１：１〜１：６の配合比率
（重量比）で含有し、かつ、前記導電性皮膜はＰＴＣ特
性（正の温度特性）を有することを特徴とする。

【０００７】また、本発明の加熱調理器は、絶縁性基板
と、該基板上に形成された導電性皮膜と、該導電性皮膜
に電力を供給する電極とを備えた加熱調理器において、
前記導電性皮膜は、少なくともポリイミド樹脂からなる
バインダーと、粒径が１〜２０μｍである珪化物とを
１：１〜１：６の配合比率（重量比）で含有し、かつ、
前記導電性皮膜はＰＴＣ特性（正の温度特性）を有する
ことを特徴とする。

【０００８】以下、本発明の内容を詳細に説明する。耐
熱性樹脂であるポリイミド樹脂から少なくともなるバイ
ンダーと、導電材として粒径１〜２０μｍの金属粉末又
は珪化物とを、一定の配合比率で混合分散して得られた
導電コーティング材を、絶縁性基板上にコーティングし
て導電性皮膜を形成し、そしてこの導電性皮膜の両端に
電極を設けることにより加熱調理器が得られる。

【０００９】この加熱調理器は、通電により温度が上が
るにつれて抵抗が上がるＰＴＣ特性（正の温度特性）を
示し、一定の電圧をかけておくことにより低温時には高
消費電力になって速やかに昇温し、高温時には低消費電
力となる。したがって、図７に示すように、低温時のヒ
ータ出力が上がるので、予め設定温度を従来の場合より
も高くしておく必要がなく、設定温度まで速やかに昇温
する。

【００１０】本発明で用いられる絶縁性基板は、絶縁性
のセラミックプレート、又はアルミ、鉄等の金属表面を
絶縁処理したものであってもよい。また、絶縁基板上に
設けられる電極は、ニッケル、アルミニウム等の金属を
溶射したもの、或いは銀ペースト等の金属を含んだペー
ストを塗布、焼き付けしたものであり、該電極は導電性
皮膜を絶縁基板上に形成した後に設けても構わないが、
予め設けておいてもよい。

【００１１】本発明の導電性皮膜の構成成分であるバイ
ンダーとしては、ポリイミド樹脂単独でもよいが、他の
樹脂と混合して調製してもよい。例えば、エポキシ樹
脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等は、ポリイミ
ド樹脂と併用することができる。しかしながら、耐熱性
の点から、ポリイミド樹脂単独或いは主成分とするのが
好ましい。また、導電性皮膜は、スクリーン印刷、スプ
レー塗装、ハケ塗り等のコーティング法により絶縁性基
板上に膜厚が均一となるようにコーティングされ、その
後、焼き付けが行われて形成される。なお、コーティン
グ方法は、樹脂濃度により前記方法から適宜選択され
る。

【００１２】本発明で用いられる金属粉末は、導電性が
あればいかなるものでもよく、例えば、ニッケル、銀、
パラジウム等がある。一方、本発明で用いられる珪化物
も導電性があればいかなるものでもよく、例えば、珪化
クロム、珪化モリブデン、珪化タングステン、珪化バナ
ジウム、珪化チタン等が挙げられる。また、導電性皮膜
が含有する導電材の粒径は１〜２０μｍの範囲にあるの
が望ましい。粒径が１μｍ未満の導電材は、物理的に粉
砕して製造するのが困難であり、他の方法で製造したと
しても非常にコストが高くなり、実用的ではない。一
方、粒径が２０μｍを超えると、導電性皮膜の膜厚との
関係もあるが、数十ミクロンオーダーの膜厚では抵抗が
無限大になることがあり、実用に適さない。

【００１３】また、導電性皮膜を構成するバインダーと
導電材（金属粉末、珪化物）との配合比率（重量比）
は、１：１〜１：６（バインダー：導電材）の範囲にあ
るのが望ましい。すなわち、１：１（バインダー：導電
材）よりバインダーの比率が大きくなると、皮膜の抵抗
が不安定になり、混合分散の状態によっては抵抗が無限
大になることがあるため、実用に適さない。一方、１：
６（バインダー：導電材）より導電材の比率を増やす
と、バインダーの比率が減って、皮膜の密着力がなくな
り、実用に適さなくなる。

【００１４】上記導電性皮膜に、さらに平均粒径が１０
μｍ以下である絶縁性充填材を含有せしめると、導電性
皮膜の抵抗値が上がり、抵抗値の設定が容易になるの
で、好ましい。絶縁性充填材としては、例えばフッ素樹
脂、マイカ、アルミナ、シリカ等が挙げられる。また、
絶縁性充填材の平均粒径を１０μｍ以下としたのは、導
電材の粒径とほぼ同等あるいはそれ以下とすることによ
り、混合物の安定な分散状態が得られ、抵抗値を精度良
く調製することができるからである。

【００１５】また、絶縁性基板と導電性皮膜との間に、
ポリイミド樹脂を含む中間層を設けると、絶縁性基板と
導電性皮膜の熱応力を緩和するので、望ましい。上記中
間層は、ポリイミド樹脂単独でもよいが、他の樹脂と混
合して調製してもよい。例えば、エポキシ樹脂、シリコ
ーン樹脂、ポリエステル樹脂等は、ポリイミド樹脂と併
用することができる。なお、中間層に用いられる樹脂成
分は、熱膨張率、密着性との関係から、導電性皮膜を構
成する樹脂成分と同じものが好ましい。また、中間層
は、上記導電性皮膜と同様な方法により形成される。

【００１６】さらに、上記導電性皮膜上に、ポリイミド
樹脂を含む表面保護層を設けると、空気中の酸素や水分
による導電材の酸化を防ぐので、好ましい。この表面保
護層は、導電性皮膜上にポリイミド樹脂を含むバインダ
ーをコーティングするか、又はポリイミド樹脂を含むフ
ィルムを導電性皮膜上に接着することによって形成され
る。上記表面保護層は、ポリイミド樹脂単独でもよい
が、他の樹脂と混合して調製してもよい。例えば、エポ
キシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等は、ポ
リイミド樹脂と併用することができる。なお、表面保護
層に用いられる樹脂成分は、熱膨張率、密着性との関係
から、導電性皮膜を構成する樹脂成分と同じものが好ま
しい。また、表面保護層は、上記導電性皮膜と同様な方
法により形成される。

【００１７】

【作用】本発明の加熱調理器によれば、絶縁性基板上に
形成された導電性皮膜は、少なくともポリイミド樹脂か
らなるバインダーと、粒径が１〜２０μｍである金属粉
末又は珪化物とを１：１〜１：６の配合比率（重量比）
で含有しているので、上記導電性皮膜はＰＴＣ特性（正
の温度特性）を呈し、調理面表面に調理物が置かれて表
面温度が低下しても、高消費電力となって速やかに昇温
し、設定温度になると低消費電力となる（図７参照）。

【００１８】上記導電性皮膜に、平均粒径が１０μｍ以
下である絶縁性充填材を含有せしめると、導電性皮膜の
抵抗値が上がり、発熱皮膜の抵抗値設定が容易となる。
さらに、上記絶縁性充填材の粒径を導電材の粒径とほぼ
同等あるいはそれ以下とすることで、混合物の分散状態
が安定する。

【００１９】また、上記絶縁性基板と上記導電性皮膜と
の間に、ポリイミド樹脂を含む中間層を設けることによ
り、ポリイミド樹脂がある程度可とう性を有しているた
めに、前記中間層は発熱皮膜と基板との熱膨張率の違い
によって発生する熱歪みを緩和する働きがある。

【００２０】さらに、上記導電性皮膜上に、ポリイミド
樹脂を含む表面保護層を設けることで、水分、空気中の
酸素による導電材の酸化が防止される。

【００２１】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定さ
れるものではない。実施例１ポリイミド樹脂（東レ社製、耐熱性絶縁ワニス”トレニ
ース＃３０００”）、粒径が１〜２０μｍのニッケル粉
末及び溶剤ｎ−メチルー２ーピロリドンを４：２：１
（重量比）の割合で混合し、得られた混合物を絶縁性基
板上にスクリーン印刷法により均一な膜厚となるように
コーティングした。次に、このコーティング膜を１００
℃×３０ｍｉｎ．、１５０℃×３０ｍｉｎ．、２５０℃
×３０ｍｉｎ．及び３５０℃×３０ｍｉｎ．の熱処理を
行い、導電性皮膜を形成した。

【００２２】このようにして得られた導電性皮膜を応用
した加熱調理器を図１及び図２に示す。図１は、本発明
の加熱調理器にかかる一実施例を示す概略断面図であ
り、図２は、図１の加熱調理器の外観斜視図である。図
１及び図２に示すように、本発明の加熱調理器１０は、
平面状の絶縁性基板３の両端に一対の電極２が形成され
ており、その電極２間に導電材とバインダーを含んだ導
電性皮膜１が形成されている。

【００２３】前記条件で形成された導電性皮膜の面抵抗
は、常温時で０．１３Ω／□であり、１．３Ｗ／ｃｍ²
の通電条件で２２５℃まで昇温させた時で０．３１Ω／
□であった。すなわち、昇温時の面抵抗は、常温時の約
２．４倍になっており、温度が上がれば抵抗値もあがる
というＰＴＣ特性を示した（図６参照）。したがって、
発熱の立ち上がり速度が速く、皮膜表面温度が低下した
場合には、消費電力の増加が大きくなるという特性を有
した加熱調理器が得られた。なお、導電材としてニッケ
ルを用いて調製した導電性皮膜の面抵抗は、相対的に小
さいが、図１に示すような面全体に発熱体を塗布して両
端に電極を設ける構造とせずに、電極構造を変えたり、
発熱皮膜をパターン状にすることにより、上記問題は解
消される。

【００２４】実施例２導電材に珪化クロムを使用した以外は、実施例１と同様
な条件で導電性皮膜を形成した。得られた導電性皮膜の
面抵抗は、常温時で４３Ω／□であり、１．３Ｗ／ｃｍ
²の通電条件で２４５℃まで昇温させた時で５１Ω／□
であった。すなわち、昇温時の面抵抗は、常温時の約
１．２倍になっており、温度が上がれば抵抗値もあがる
というＰＴＣ特性を示した（図６参照）。本実施例で得
られた皮膜の初期抵抗は、相対的に高く、ＰＴＣ特性の
傾向（通電時の抵抗／常温時の抵抗）が小さいので、突
入電流が小さく温度低下時の消費電力の増加が少ないと
いう特性を有した加熱調理器が得られた。ただし、従来
のニッケル、クロムのヒータ線と比較すると、低温時に
は高消費電力、高温時には低消費電力となっている。

【００２５】実施例３導電材量の３０％のフッ素樹脂（ポリテトラフルオロエ
チレン製、平均粒径５μｍ）を絶縁性充填材として導電
性皮膜中に加えたこと以外は、実施例１と同様な条件で
導電性皮膜を形成した。得られた導電性皮膜の概略断面
図を図３に示す。図３において、４は導電材、５は絶縁
性充填材、そして６はバインダーである。ニッケルとフ
ッ素樹脂との組み合わせにより調製した導電性皮膜の常
温時における面抵抗は、０．２２Ω／□であり、実施例
１のものに比して約１．７倍となった。以上の結果よ
り、絶縁性充填材を導電性皮膜中に混入することで、皮
膜の初期抵抗値が上昇することが判明した。

【００２６】実施例４導電材量の３０％のフッ素樹脂（ポリテトラフルオロエ
チレン製、平均粒径５μｍ）を絶縁性充填材として導電
性皮膜中に加えたこと以外は、実施例２と同様な条件で
導電性皮膜を形成した。珪化クロムとフッ素樹脂との組
み合わせにより調製した導電性皮膜の常温時における面
抵抗は、７２Ω／□であり、実施例２のものに比して約
１．７倍となった。以上の結果より、絶縁性充填材を導
電性皮膜中に混入することで、皮膜の初期抵抗値が上昇
することが判明した。

【００２７】実施例５導電材量の１０％又は３０％のマイカ（トピー工業製マ
イカ”ダイモリーフＦ”、平均粒径１０μｍ）を絶縁性
充填材として導電性皮膜中に加えたこと以外は、実施例
１と同様な条件で導電性皮膜を形成した。ニッケルとマ
イカとの組み合わせにより調製した導電性皮膜の常温時
における面抵抗は、１０％の場合は０．２Ω／□、３０
％の場合は５．２Ω／□となり、実施例１のものに比し
てそれぞれ１．５倍、４０倍となった。以上の結果よ
り、絶縁性充填材を導電性皮膜中に混入することで、皮
膜の初期抵抗値が上昇することが判明した。

【００２８】実施例６本実施例の加熱調理器は、図４に示すように、絶縁性基
板３と導電性皮膜１との間にバインダーからなる中間層
７が介在したものである。該中間層は以下のようにして
形成された。ポリイミド樹脂（東レ社製、耐熱性絶縁ワ
ニス”トレニース＃３０００”）と溶剤ｎ−メチルー２
ーピロリドンを１：１．５（重量比）の割合で混合し、
得られた混合物を絶縁性基板上にスプレーコーティング
法により均一な膜厚となるようにコーティングした。次
に、このコーティング膜を１００℃×３０ｍｉｎ．、１
５０℃×３０ｍｉｎ．、２５０℃×３０ｍｉｎ．及び３
５０℃×３０ｍｉｎ．の熱処理を行い、中間層を形成し
た。この中間層上に設けられる導電性皮膜は実施例１と
同様な条件で調製された。

【００２９】中間層を設けたものと中間層を設けていな
いものの通電試験（３０分間、ＯＮ−ＯＦＦのサイクル
試験２０回）を行った結果、中間層を設けたものの抵抗
値は初期の抵抗に比して１．０１倍であったが、中間層
を設けていないものの抵抗値は初期の抵抗に比して１．
１１倍になった。この結果より、中間層を形成すると導
電性皮膜の抵抗の安定化が図られることが明らかになっ
た。

【００３０】実施例７本実施例の加熱調理器は、図５に示すように、絶縁性基
板３上に形成された導電性皮膜１の表面上にバインダー
からなる表面保護層８が設けられたものである。該表面
保護層は以下のようにして形成された。ポリイミド樹脂
（東レ社製、耐熱性絶縁ワニス”トレニース＃３００
０”）と溶剤ｎ−メチルー２ーピロリドンを２：１（重
量比）の割合で混合し、得られた混合物を導電性皮膜上
にスクリーン印刷法により均一な膜厚となるようにコー
ティングした。次に、このコーティング膜を１００℃×
３０ｍｉｎ．、１５０℃×３０ｍｉｎ．、２５０℃×３
０ｍｉｎ．及び３５０℃×３０ｍｉｎ．の熱処理を行
い、表面保護層を形成した。なお、この表面保護層下に
設けられる導電性皮膜は実施例１と同様な条件で調製さ
れた。

【００３１】表面保護層を設けたものと表面保護層を設
けていないものとを３００℃で水中サーモショックテス
トにかけた。試験後、表面保護層を設けたものの抵抗変
化が１％であったが、表面保護層を設けていないものの
抵抗変化が５．３％であった。この結果より、表面保護
層を設けることで、導電材の酸化劣化を防止することが
できるということが判明した。

【００３２】

【発明の効果】本発明の加熱調理器によれば、絶縁性基
板上に形成された導電性皮膜は、少なくともポリイミド
樹脂からなるバインダーと、粒径が１〜２０μｍである
金属粉末又は珪化物とを１：１〜１：６の配合比率（重
量比）で含有しているので、上記導電性皮膜はＰＴＣ特
性（正の温度特性）を呈し、低温時にヒータ出力が上昇
するため、設定温度を所望の温度より予め高くする必要
がなく、設定温度まで速やかに昇温することができる。

【００３３】上記導電性皮膜に、平均粒径が１０μｍ以
下である絶縁性充填材を含有せしめることにより、導電
性皮膜の抵抗値が上がり、発熱皮膜の抵抗値設定が容易
となるので、消費電力量の調整、皮膜形状の設計が任意
に行えるようになり、あらゆる容量、形状の加熱調理器
を提供することができる。さらに、上記絶縁性充填材の
粒径を導電材の粒径とほぼ同等あるいはそれ以下とする
ことで、安定した分散状態の混合物が得られ、抵抗値を
精度良く調整することができる。

【００３４】また、上記絶縁性基板と上記導電性皮膜と
の間に、ポリイミド樹脂を含む中間層を設けることによ
り、ポリイミド樹脂がある程度可とう性を有しているた
めに、前記中間層は発熱皮膜と基板との熱膨張率の違い
によって発生する熱歪みを緩和する機能を具備し、この
結果、クラックの発生が抑制されて発熱皮膜の安定性の
向上が図られる。

【００３５】さらに、上記導電性皮膜上に、ポリイミド
樹脂を含む表面保護層を設けることにより、水分、空気
中の酸素による導電材の酸化が防止され、発熱皮膜の抵
抗値の安定化が図られ、耐久性のある発熱体を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱調理器にかかる一実施例を示す概
略断面図である。

【図２】図１の加熱調理器の概略底面図である。

【図３】絶縁性充填材を含有して導電性皮膜の要部断面
図である。

【図４】中間層を設けた本発明の加熱調理器にかかる一
実施例を示す概略断面図である。

【図５】表面保護層を設けた本発明の加熱調理器にかか
る一実施例を示す概略断面図である。

【図６】本発明の発熱皮膜の抵抗温度特性を示す図であ
る。

【図７】本発明品と従来品との温度特性等の比較を示す
図である。

【符号の説明】

１導電性皮膜２電極３絶縁性基板４導電材５絶縁性充填材６バインダー７中間層８表面保護層１０加熱調理器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性基板と、該基板上に形成された導
電性皮膜と、該導電性皮膜に電力を供給する電極とを備
えた加熱調理器において、前記導電性皮膜は、少なくと
もポリイミド樹脂からなるバインダーと、粒径が１〜２
０μｍである金属粉末とを１：１〜１：６の配合比率
（重量比）で含有し、かつ、前記導電性皮膜はＰＴＣ特
性（正の温度特性）を有することを特徴とする加熱調理
器。
【請求項２】絶縁性基板と、該基板上に形成された導
電性皮膜と、該導電性皮膜に電力を供給する電極とを備
えた加熱調理器において、前記導電性皮膜は、少なくと
もポリイミド樹脂からなるバインダーと、粒径が１〜２
０μｍである珪化物とを１：１〜１：６の配合比率（重
量比）で含有し、かつ、前記導電性皮膜はＰＴＣ特性
（正の温度特性）を有することを特徴とする加熱調理
器。
【請求項３】前記導電性皮膜は、さらに平均粒径が１
０μｍ以下である絶縁性充填材を含有することを特徴と
する請求項１又は２記載の加熱調理器。
【請求項４】前記絶縁性基板と前記導電性皮膜との間
に、ポリイミド樹脂を含む中間層が設けられたことを特
徴とする請求項１又は２記載の加熱調理器。
【請求項５】前記導電性皮膜上には、ポリイミド樹脂
を含む表面保護層が設けられたことを特徴とする請求項
１又は２記載の加熱調理器。