JPS6293884A - パネル状発熱体 - 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】 本発明は金属基材、該基材に塗布された電気絶縁ガラス
の基板層、金属導体及び化学的に抵抗性のあるガラス被
１Ｍ　Ｊｅｔの複合系から成る発熱体に関する。

エナメル処理された鋼板を基材としたパネル発熱体は公
知である。加熱用ラッカー又は金属含有ペースト又は金
属性条導体（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｃｓｔｒｉｐ）の形の
電気抵抗体がエナメル−Ｌに取り付けられる。

電気絶縁体として通常使用されるエナメルは、体積抵抗
（ｖｏｌｕｍｅ　　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）が温度の上
昇と共に減少するという欠点を有している。更にエナメ
ル処理パネルの操作安全性は、製造工程から生じる気泡
、細孔、又は脆弱点によって不利な影響を受は易い。

加熱用の導線は、例えば発泡ガラスチックの使用又は金
属格子を用いた適当な方法によって接触から保護されて
いるが、このようなパネル発熱体は国によっては安全規
定に合致しないことがある。

更にｖｔ造」二の理由から表面１１４度が約１００°Ｃ
に制限されるので、加熱能力は限定されている。これら
の欠点は温度の変化に対し耐性のある新規発熱体を用い
ることによって克服することができる。

本発明は絶Ｍ、ｆラスでコーティングされた金属基材と
、該基材に装着された金属抵抗線から成り、該絶縁ガラ
スがカルシウム−アルミニウム−硼素−珪酸塩ガラスで
あり、金属抵抗線」二に燐酸ジルコニウム　ガラスと硼
素−チタニウムエナメルの混合物から成る付加層（ａｄ
ｄｉｔｉｏｎａｌ　　１ａｙｅｒ）があることを特徴と
するパネル発熱体に関する。

本発明に従えば、絶縁がラスノ付はアルカリを含まない
カルシウム−アルミニウム−硼索−理酸塩ガラス（２９
ないし３４重屋形のＣａ０．７ないし１０重量％のＡＬ
Ｏ＊、４３ないし４８重量％のＢ２０．．８ないＬＩＳ
ｌ、ｔ３１％）Ｓ　ｉ　Ｏ２，１なイシ２ｇ量％のＭｇ
０）から成る。

鋼板基材上に焼き付は後、該絶Ｍｌｆラスは電気的体積
抵抗に者しい損失を何等受けることなしに、最高４００
℃の温度に耐えることができる。調節することがほとん
ど不可能である不規則な気泡構造を持つ従来のエナメル
とは対照的に、焼き付けられた状態における該絶縁ガラ
スは均一で、微細かつ統計的に分布した気泡構造を有す
る点で優れている。

本発明に従う＆！緑がフスは、冷間圧ｉｆ；され−ｆｆ
通のベース　エナメル（ｂａｓｅ　　ｅｎａｍｅｌ）″
Ｃ被覆された鋼板上に塗布することができ、あるいは脱
カーボン処理された鋼板上に直接に塗布することができ
る。

１児カーボン処理鋼板は鋼基材として特に適当なもので
あることが認められた。、二の１脱カーボン処理鋼板を
直接自エナメル掛け（ｄｉｒｅｃｔ　　ｗｂｉｔｅ　　
ｅｎａｅｅｌｌｉｎｇ）で汗辿に用いられる方法に従っ
て脱脂し、強力に酸洗いし、ニッケル　メッキする（例
えばＡ、Ｈ，ディーラエル［Ｄ　１ｅＬｚｅｌ１１？、
もム不謀−−ｌｋ　７　ｆ　［Ｅｍａｉｌｌｉｅｒｕｎ
Ｈ］、シュプリン〃−７エアラーク［Ｓ　ｐｒｉｍｅｒ
　　Ｖ　ｅｒ［ａｇｌ、１９８１年発行、２１４、ｉ以
降参照）。

上記のようにして処理された鋼板パネルに、粘土を含ま
ない絶縁ガラスのスリップを、浸漬法又はスプレー法に
よって塗布（７、スリップ／ｇがまだ湿っている間に、
空気が取り込まれないよう１こ注意を払いながら、金属
性加熱用導線を取り付け、各成分を同時に乾燥した後、
通常の方法でＢ２Ｏないし８４０　’Ｃにおいて焼き付
けを行う。

安全性」二の理由から腐食を防止して加熱用導線を保護
するために、並びに美観効果を高めることを意図して、
市販のエナメル７リツトを被覆層としで使用することを
試みた。

しかしこれらは温度変化に対する耐性が小さいという欠
点を有している。上記のようにして製造された発熱体を
単に約３００℃まで加熱し、引き続き空気中で冷却した
場合でも、エナメルの被覆）Ｖｌが畔割れ又は剥離する
傾向があった。

然るに、絶ｋｋガラス、加熱導線及び被覆層から成る組
成物の温度変化への耐性は、燐酸ジルコニウムに′ηみ
、ＢａｚＺｒ２Ｓ　ｉ、ｏ　、□結晶を含むがう又と、
ＴｉＯ□−析出物を有するチタン自エナメルとの配合物
を用いることにより！１１実上改Ｎ″Ｃさるという意外
な１ｆ大が見出された。

被覆用ガラス″Ｃ被覆されたこのような発熱体を使用す
ると、この複合系は約４００　’Ｃまで加熱でき、引き
続き冷水を散布してら瞬割れ又は剥離の形での損傷の兆
候は認められなかった。

適当な燐酸ジルコニウム　ガラスは凡そ下記のような組
成を有することができる： Ｚｒ（）ｚ　　　　　　　２６−３０重量％■）ｚｏｓ
　　　　　　　２１−２５　　　’／Ｓ　ｉ　Ｏ２７２
５” Ｎａ２ＯＧ　　　１０　　　　” Ｋ２Ｏ８−１２／／ ＴｉＯ２６１０／／ ＢａＯ８−１２’／ Ｆ　　　　　　　　　　　　　　３−８ド記のような酸
化物組成を有する燐酸ジルコニウムガラス成分は特１こ
適当であることが認められた： 重量％ Ｓ　ｉ　Ｏ２９、５ Ｔ　＋　０２　　　　　　　７　、３ ＺｒＯ２２７，５ ■’ｚｏｓ　　　　　　　　　　　　　　　２２．４Ｎ
ａ２０　　　　　　　　Ｂ、４ に、０　　　　　　　　９．４ ［３ａ０　　　　　　　１０．’７ １−”　　　　　　　　　　４　、８ 市販のチタン自エナメルとの混合物中における燐酸ジル
コニウム　ガラスの割合は約３５ないし５５重駄％であ
り、好ましくは４５重量％より大きいことが適当である
。

チタン自エナメルは周知であ１）、汗通の種類のエナメ
ルである（例えばＡ、Ｉ、アンドリューズ［Ａ　ｎｄｒ
ｅｗｓ　］者、ｆｆ／Ｌ＝ｅ７（７−、ｎ九））ｐ　７
：　［Ｐ　ｏｒｅｅｌａｉｎ　　Ｅ　ｎａａ＋ｅｌｓｌ
、２７７真、参照）。

本発明に従うパネル発熱体は次ぎのような目的に用いる
ことができる： 室内暖房用の発熱体、湯沸かし器及び温水供給用の水加
熱に用いる総合的発熱体（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ１＋ｅ
ａｔｉｎＨｅｌｅｍｅｎｔｓ）、トースター用及び保温
皿用の発熱体。

下記の実施例を参考として、本発明の対象とする所を更
に詳細に説明する。

ＩＩＡ−縁一グーλノ、　ｌＨＯ ２５０，２Ｆｌの硼酸、１７６．７　Ｋの炭酸カルシウ
ム、１２．０ｇの炭酸マグネシウム、５．１ｇのイ１°
英及ＶＳｉ０２（４８％）、Ａｔ２０．（３８％）のｍ
成を有する粘土５７．９．の混合物を、既に繰り返し熔
解して緊密化されている耐火粘土製の石英をライニング
した坩堝の中に入れ、電気炉中−ｃｌ　２００’Ｃ１：
：２０　ナイＬ　３０５７１１１１ｔ？ＶＭｔ　７．）
。透明な熔解しＬニアラックスを鋼ロールの閤″Ｃ′急
冷−［る。生じた博片を陶器製のボール　ミル中？ド記
の物質を添加して磨砕しスリップとする：重量％ ７　リ　ッ　ト　　　　　　　　　　　　　　　　　　
１００珪酸力ルシワム水和物　　　　　０．１燐酸アル
ミニウム　　　　　　　０．２燐酸カルシ１２ム　　　
　　　　　（）、２ベントナイト　　　　　　　　　　
　０．７水　　　　　　　　　　　　　　　　　約５０
磨砕物の粉砕度　　　　　　　　３６００メ・ンシエ篩
上で０．５％ 残留 密度　　　　　　　　　　　　　１，６８１？／ｍＡ筏
水！劉ＵＬζ旌匁−塊− ドイツ工業標準規格（ＤＩＮ）１６２３、第３部、品質
ＥＤ３に従う脱カーボン処理した鋼板を通常の方法で脱
脂し、両側の重量損失が４０ｇ／Ｉ６”になるまで７０
゛Ｃにおいて；３％の硫酸で浸漬処理する。次ぎに鋼材
を水で洗浄し、硫酸ニッケル溶液に浸漬し、ニッケル　
メッキする（１　　ｇニッケル／ｌ１１２）。

施−２社ノ（−１−笈野）」シす２ スプレー〃ンを用いて、絶縁用ガラス　スリッフヲ厚％
　１　ｍｍ　（７）　＠　＆　ノ両（Ｉｌｌ　１：：、
１００　Ｘ　１　（１０１１１１ｆｌの１ｎ１槙に塗布
し、その際−〕ｊの焼き付は層が厚さ１８０　μｍとな
り、池１ｊの層の）７さが約７０　μｍｎとなるように
計ルして塗布する。両側に塗布することにより撓みを防
ぐことができる。厚い方の被覆面がまだ湿っている間に
、気泡が入らないようにして金属性加熱導線をｊｒｆ、
い方の被覆面に取り付け、組み立て物全体を乾燥し、Ｂ
２Ｏ　’Ｃで６分間焼き付けする。

＊（略［）φ１− １５．６　ｇのイｆ芙粉米、１９．５　　ｇのトリポリ
燐酸す）　ＩＪウム、１．８８の炭酸カリウム、７６５
　ｇの二酸化チタン、２０．５ｇの（１ユ酸ジルコニウ
ム、１１１．７ｉ＋の燐酸−バリウム、１０．９８の燐
酸−カリウム及Ｔ１９．１　　ｇの珪弗化カリウムの混
合物を１４００°Ｃにおいて耐火粘土の坩堝中で２５分
間熔解し、温度を１０５１聞１２５（１’Ｃに下げ、次
ぎに混合物を水中で急冷する。得られる粒状物を市販の
チタン自エナメルと混合し、１゜記の磨砕物処刀に従っ
てボール　ミル中で粉砕し、スリップとする。

重量％ ７ワツト　　　　　　　　　　　５０．０チタン白エナ
メル　　　　　　５０．０ブルー・クレー（Ｌ＋ｌｕｅ
　　ｃｌａｙ）　　４．０アルミン酸ナトリウム　　　
　　０．２炭酸カリｉンム　　　　　　　　　　（）、
２水　　　　　　　　　　　　　　　　　約４５磨砕物
の粉砕度　　　　　　１６，９００メツシュ篩上″ｃ５
％残留 密度　　　　　　　　　　　　　１．７４Ｆｉ／１１１
β本明細ｉ与及び特許請求の範囲は例１征のために述べ
たものであり、本発明を何等制限するものではなく、本
発明の精神及び範囲から逸脱することなしに、各種の変
更及び′＆化を加えることができることが埋Ｍされよう
。

特許出願人　バイエル・アクナエンデゼルシャ７“　　
　　　　　　・１）

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）金属基材、（ｂ）金属基材上でコーティン
   グを形成する硼珪酸アルミニウム絶縁ガラス、（ｃ）該
   基材に取り付けられた一種又は多数の金属性抵抗線及び
   （ｄ）該金属性抵抗線上に被覆層として施用される燐酸
   ジルコニウムガラス及び硼素−チタニウムエナメルの混
   合物から成ることを特徴とするパネル状発熱体。
2. （２）該絶縁ガラスが下記 ４３ないし４８重量％のＢ＿２Ｏ＿３ ２９ないし３４重量％のＣａＯ ８ないし１５重量％のＳｉＯ＿２ ７ないし１０重量％のＡｌ＿２Ｏ＿３ １ないし２重量％のＭｇＯ の組成を有することを特徴とする特許請求の範囲１に従
   うパネル状発熱体。
3. （３）該燐酸ジルコニウムガラスが下記 ＺｒＯ＿２　２６ないし３０重量％ Ｐ＿２Ｏ＿５　２１ないし２５重量％ ＳｉＯ＿２　７ないし１２重量％ ＮａＯ＿２　６ないし１０重量％ Ｋ＿２Ｏ　８ないし１２重量％ ＴｉＯ＿２　６ないし１０重量％ ＢａＯ　８ないし１２重量％ Ｆ　３ないし８重量％ の組成を有することを特徴とする特許請求の範囲１に従
   うパネル状発熱体。
4. （４）該燐酸ジルコニウムガラスとの混合物中における
   エナメルの比率が４５重量％よりも大きい量であること
   を特徴とする特許請求の範囲１に従うパネル状発熱体。
5. （５）該燐酸ジルコニウムガラスが下記 ＳｉＯ＿２　９．５重量％ ＴｉＯ＿２　２７．３重量％ ＺｒＯ＿２　２７．５重量％ Ｐ＿２Ｏ＿５　２２．４重量％ Ｎａ＿２Ｏ　８．４重量％ Ｋ＿２Ｏ　９．４重量％ ＢａＯ　１０．７重量％ Ｆ　４．８重量％ 組成を有することを特徴とする特許請求の範囲１に従う
   パネル状発熱体。
6. （６）該硼素−チタニウムエナメルとの混合物中におい
   て燐酸ジルコニウムガラスが３５ないし５５重量％の量
   であることを特徴とする特許請求の範囲１に従うパネル
   状発熱体。
7. （７）該金属基材が鋼板であることを特徴とする特許請
   求の範囲１に従うパネル状発熱体。
8. （８）金属基材、該金属基材上にコーティングを形成す
   る硼珪酸アルミニウム絶縁ガラス、該基材に取り付けら
   れた一種又は多数の金属性抵抗線及び該金属性抵抗線上
   に被覆層を形成する燐酸ジルコニウムガラスと硼素−チ
   タニウムエナメルの混合物から成るパネル状発熱体の製
   造方法であって、ニッケルメッキされかつ予備加熱され
   た脱カーボン処理鋼板の基材上にカルシウム−アルミニ
   ウム−硼素−珪酸塩ガラスを、粘土が含まれていないス
   リップとして塗布し、得られた基材上の定位置に金属性
   抵抗線を取り付け、燐酸ジルコニウムガラスと硼素−チ
   タニウムエナメルの混合物をスリップとして該配線上に
   層状に塗布し、乾燥しかつ焼き付けすることを特徴とす
   る方法。
9. （９）浸漬することにより粘土を含まないスリッカーを
   基材に塗布することを特徴とする特許請求の範囲８に従
   う方法。
10. （１０）基材上に該スリップをスプレーすることにより
    粘土を含まないスリッカーを基材に塗布することを特徴
    とする特許請求の範囲８に従う方法。
11. （１１）該絶縁ガラスが下記 ４３ないし４８重量％のＢ＿２Ｏ＿３ ２９ないし３４重量％のＣａＯ ８ないし１５重量％のＳｉＯ＿２ ７ないし１０重量％のＡｌ＿２Ｏ＿３ １ないし　２重量％のＭｇＯ の組成を有することを特徴とする特許請求の範囲８に従
    う方法。
12. （１２）該燐酸ジルコニウムガラスが下記 ＺｒＯ＿２　２６ないし３０重量％ Ｐ＿２Ｏ＿５　２１ないし２５重量％ ＳｉＯ＿２　７ないし１２重量％ ＮａＯ＿２　６ないし１０重量％ Ｋ＿２Ｏ　８ないし１２重量％ ＴｉＯ＿２　６ないし１０重量％ ＢａＯ　８ないし１２重量％ Ｆ　３ないし８重量％ 組成を有することを特徴とする特許請求の範囲８に従う
    方法。