JPS62193080A - シ−ズヒ−タの製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、一般家庭電化製品および工業用電気炉などの
加熱源として広く使用されるシーズヒータに関し、特に
多湿雰囲気中での電気絶縁特性に優れた中・高温用タイ
プのシーズヒータの製造方法に関するものである。

従来の技術 ２　、 従来より、オーブン、電子レンジおよび電気コンロなど
の４ｏ○℃以上の温度領域で使用される加熱源としてシ
ーズヒータが広く使用されている。

この種のシーズヒータは、一般には、両端に電気取り出
し端子を備えたコイル状の電熱線を金属パイプの中央部
に挿入し、この金属パイプに電融マグネシア粉末からな
る電気絶縁粉末を充填し、圧延減径後、固溶化熱処理し
、そして所定の形状に曲げ加工される。

この後、電融マグネシア粉末の除湿を行い、最後に、金
属パイプの端末部を１氏融点ガラスおよび耐熱性樹脂で
封止することにより、製造される。

しかしながら、このような製造方法では、抵融点ガラス
による封止工程が面倒であったり、封止後の抵融点ガラ
スによる封止部の割れによる信頼性の問題などいろいろ
とやっかい々問題があった。

このため、金属パイプの端末部の無封口化または簡易封
目方法が検討され、次に示すようないろいろな方法が提
案されている。

（１）従来の電融マグネシア粉末を電気絶縁粉末として
使用し、金属パイプの端末部をシリコーン樹脂のみで封
止する。

（２）電融マグネシア粉末に、Ｃａｂ−３ｉｎ２系化合
物からなる粉末を添加した電気絶縁粉末を使用し、金属
パイプの端末部をシリコーン樹脂のみで封止する。（特
公昭５５−４９３９６号公報）停）電融マグネシア粉末
に、ＣａＯ−Ｂ２Ｏ３−８ｉ０２系ガラスからなる粉末
を添加した電気絶縁粉末を使用し、熱処理を行うことに
より、」二記ガラスを溶融、軟化させて電融マグネシア
粉末を被覆する。（特公昭５６−６０３６号公報など）
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前述したいろいろな製造方法において、
（１）の方法では、製造工程が非常に簡便であるが、多
湿雰囲気中での電気特性は、あ捷り好寸しいものではな
く、容易に電気特性が化工する。

捷だ（匂の方法では、比較的多湿雰囲気中での電気特性
に優れているものの、７００″Ｃ〜８００℃の高温領域
で使用した時、電熱線とＣａｂ−３ｉｎ２系化合物との
反応が見られ、電熱線の断線寿命が短かくなる。

一方、（場の方法では、ＣａＯ−Ｂ２０３−　Ｓ　ｉ○
２系ガラスを熱処理により溶融、軟化させた後、所定の
形状に曲げ加工する際に、金属パイプの割れが生じ、し
たがってあまり複願な形状のシーズヒータを製造するこ
とができない。

このように、従来の方法では、いろいろな問題があるの
が実情であった。

本発明は前述した問題点を解決するもので、比較的簡単
な方法により耐湿特性に優れたシーズヒータが得られる
製造方法を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、電気絶縁粉末と
してシリコーン樹脂粉末を添加した電融マグネシア粉末
を用い、この電気絶縁粉末を耐熱鋼からなり、かつ電熱
線を挿入した金属パイプ内に充填し、圧延減径後、８０
ｏ〜９００″Ｃの温度で熱処理し、所定の形状に曲げ加
工し、その後、金属パイプの端末部をシリコーン樹脂に
より封止するようにしたものである。

作　　　用 従来より、アイロン、炊飯器、ボットプレートなど、４
００℃す、下の低温領域で使用されるシーズヒータは、
金属パイプとして、加工硬化が極めて起こりにくい極低
炭素鋼を用い、電気絶縁粉末として、シリコーン樹脂を
添加した電融マグネシア粉末をそれぞれ用いて製造され
る。

このような構成材料の組み合わせでは、特に、製造工程
中に、シリコーン樹脂が劣化するような温度領域での処
理がないため、このタイプのシーズヒータは、シリコー
ン樹脂の撥水性により優れた耐湿特性を示し、金属パイ
プの端末部の処理は、特に行う必要がなく大変簡便なも
のであった。

しかしながら、４ｏｏ″Ｃ以上の中・高温領域で使用す
るシーズヒータに、上記構成材料を使用すれば、シリコ
ーン樹脂は使用中に劣化し、電気特性の著しい１氏下や
、また極１氏炭素鋼の高温酸化によるパイプ割れなどい
ろいろな問題が生じ、使用は不可能であった。

本発明では、このように従来より、中・高温用タイプへ
の応用が不可能であると言われていたシリコーン樹脂を
使用し所定の条件で処理することにより、耐湿特性を高
めるようにしたものである。

シリコーン樹脂を添加した電融マグネシア粉末を電気絶
縁粉末として使用し、従来の製造工程にのっとり充填し
、かつ圧延減径すると、シリコーン樹脂は、電融マグネ
シア粉末の隙間に均一に分散される。

この後、８０ｏ′Ｃ〜９００℃の温度領域で短時間シー
ズヒータを熱処理すれば、このシリコーン樹脂は完全に
分解せず、一部がシリコーン樹脂の特性を有しながら、
大部分はシリカ粉末に分解すると考えられる。

この分解したシリカ粉末は、電融マグネシア粉末と反応
し、電融マグネシア粉末の表面に耐湿性に優れた反応層
が形成されるとともに、電融マグネシア粉末と未反応の
シリカ粉末は、良質な乾燥材として作用し、金属パイプ
の端末部より侵入してくる水分を吸着する。

このような作用によって、シーズヒータの端末部はシリ
コーン樹脂等の簡易的な封止を行うだけで、耐湿特性に
優れたシーズヒータを製造することができる。

一方、金属パイプとしては、４００℃以上の温度で使用
しても、高温酸化に優れた５ＵＳ３０４゜５ＵＳ３２１
、およびＮＣＦ３００などの耐熱鋼を使用しているため
、所定の形状に曲げ加工する際に、熱処理が必要になっ
てくるが、この熱処理は、著しい耐食性を必要としない
場合は、前述した８００〜９００″Ｃの熱処理で可能で
ある。

このような理由により、比較的簡単な方法で、耐湿特性
に優ね、たシーズヒータを製造することが可能となる。

なお、熱処理において、８ｏＱ″Ｃより圓い場合は、種
々の形状に金属パイプを曲げ加工することができず、用
途が限定される。

また、９００℃以上ではシリコーン樹脂の分解が急激に
起こって反応が不完全になり、その結果、シリコーン樹
脂の炭化が見られ、かつ絶縁抵抗や耐電圧などの電気特
性も著しく悪くなって使用に耐えられなくなる。

実施例 以下、本発明の具体的な実施例を図面を参照しながら説
明する。まず両端に電気取り出し端子１を備えたコイル
状のニクロム線からなる電熱線２を準備し、この電熱線
２を５ＵＳ３２１　から々る金属パイプ３の中央に挿入
し、そして２重量パーセントのシリコーン樹脂粉末を添
加した電融マグネシア粉末からなる電気絶縁粉末４を充
填し、圧延減径した。

この後、表に示す温度条件でそれぞれ３０分間熱処理し
、Ｕ字形に曲げ加工した。

続いて、金属パイプ３の端末部をシリコーン樹脂６によ
り封止し、図に示すシーズヒータをそれぞれ完成し、そ
の試料番号を６〜１４とした。

なお、比較のため、シリコーン樹脂粉末を添加しない電
気絶縁粉末４を用いて８００℃〜１０００℃の温度で熱
処理し、上記と同様にして、試料番号１〜６のシーズヒ
ータを完成した。

９１・− このようにして準備した各種シーズヒータの完成初期の
絶縁抵抗および耐電圧を測定した。続いて、４０℃で相
対湿度が９６係の多湿雰囲気中に投入し、１４日後およ
び３０日後の絶縁抵抗を測定し、それぞれ評価した。

これらの結果を、同様に次表に示した。

（ユメ　下　、＜１ミ゛　白ン １０・・ 々お、Ｕ字型に金属パイプ３を曲げ加工する時の加工性
について、同様に上記表に示した。特に、異状のない場
合を○印、金属パイプ３が割れたり、折れる場合をＸ印
で示した。

上記表から明らかなように、従来の電融マグネシア粉末
を用い、８ｏｏ〜１０００℃の温度で熱処理した試料番
号１〜５のシーズヒータでは、金属パイプ３はＵ字型に
曲げ加工でき、また完成初期の絶縁抵抗および耐電圧の
特性は優れているものの、多湿雰囲気中での特性がいず
れも悪り、３０日後では、すべて１ＭΩ以下とな９、し
たがって実使用には問題があった。

また電気絶縁粉末４として、シリコン樹脂を添加した電
融マグネシア粉末を用い、かつ８０ｏ′Ｃ〜９ｏ○℃以
下の温度で熱処理した試料番号６゜７．８および９のシ
ーズヒータでは、完成初期および多湿雰囲気中の特性は
いずれも優れた特性を示すが、金属パイプ３をＵ字型に
曲げ加工することができず、したがって使用が限定され
るという欠点があった。

さらに９００″Ｃ以上の温度で熱処理した試料番号１３
および１４のシーズヒータでは、Ｕ字型に曲げ加工でき
るものの、シリコーン樹脂の劣化により、完成初期の絶
縁抵抗および耐電圧は、２゜ＭΩ以下および１ｏ○○Ｖ
以下と極めて悪い特性を示し、実際の使用に耐えられな
い。

一方、これと同様にシリコーン樹脂を添加した電気絶縁
粉末４を用い、８００℃〜９ｏ○℃の温度で熱処理した
試料番号１０，１１および１２の本発明のシーズヒータ
では、金属パイプ３をＵ字型に曲げ加工することができ
るとともに、完成初期および多湿雰囲気中の特性におい
ても優れた特性を示した。

このように、シリコーン樹脂を添加した電融マグネシア
粉末を電気絶縁粉末として用い、さらに圧延減径後、８
００〜９００℃の温度領域で熱処理し、シリコーン樹脂
による簡易封口を行うことにより、耐湿特性に優れたシ
ーズヒータを製造することができ、種々の形状に幅広く
応用することができる。

１３　。

なお、本発明の実施例においては、シリコーン樹脂の添
加量を２重量パーセントとしたが、これに限定されるも
のではない。また、金属パイプ３としては５ＵＳ３２１
を用いたが、これに限定さレルモノテハナく、他ｃ７）
ＳＵＳ３０４　、ＮＣＦ３００などの耐熱鋼であっても
よいものである。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明のシーズヒータ
の製造方法によれば、電気絶縁粉末としてシリコーン樹
脂粉末を添加した電融マグネシア粉末を用い、この電気
絶縁粉末を耐熱鋼からなり、かつ電熱線を挿入した金属
パイプ内に充填し、圧延減径後、８００〜９Ｑ○℃の温
度で熱処理し、所定の形状に曲げ加工し、その後、金属
パイプの端末部をシリコーン樹脂により封止するように
したもので、比較的簡単な方法で耐湿特性に優れたシー
ズヒータを製造することができるものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すシーズヒータの一部を断面
で示した上面図である０ １４、− ３・・・・・・金属パイプ、４・・・・・・電気絶縁粉
末、６・・・・・・シリコーン樹脂。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気絶縁粉末としてシリコーン樹脂粉末を添加した電融
   マグネシア粉末を用い、この電気絶縁粉末を耐熱鋼から
   なり、かつ電熱線を挿入した金属パイプ内に充填し、圧
   延減径後、８００〜９００℃の温度で熱処理し、所定の
   形状に曲げ加工し、その後、金属パイプの端末部をシリ
   コーン樹脂により封止することを特徴とするシーズヒー
   タの製造方法。