JPS63138683A - 面状発熱体 - Google Patents

面状発熱体

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JPS63138683A
JPS63138683A JP28641186A JP28641186A JPS63138683A JP S63138683 A JPS63138683 A JP S63138683A JP 28641186 A JP28641186 A JP 28641186A JP 28641186 A JP28641186 A JP 28641186A JP S63138683 A JPS63138683 A JP S63138683A
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heating element
electrically insulating
film
insulating coating
heating resistor
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菰渕 慶浩
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Ikeda Corp
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Ikeda Bussan Co Ltd
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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】 本発明を面状発熱体に関する。
カーボンを主材とする固定抵抗式の面状発熱体が開発さ
れてから既に長年月が経過し、その後自己温度制御型が
加わり急速に普通されている。その特長は通電後の昇温
速度が速く且つ省電力型であるために産業界および家庭
用に使用されている。
この型の面状発熱体は上記の如きすぐれた特長を有する
ため普及発展が期待されたが、成膜技術が充分でなく焼
損事故が続出し火災事故が発生する等の欠点を生ずる。
自己温度制御型に限らず面状発熱体はその温度分布が均
一である、使用温度範囲が広く、特に/θO℃以上の高
温で長時間使用可能であることが望まれているが現用の
面状発熱体は合成樹脂基材を使用しているため10o℃
以上、特に/、3;’O’C以上の温度にして長時間使
用できるものは殆んどなく、面状発熱体の発展を阻害す
る一因になっている。
従来の面状発熱体の一例を第7図について説明すると、
厚さ約2よoμのポリエステル基板(1)の表面に市販
の銀ペーストを自動印刷機でスクリーン印刷した後、コ
ンベアー炉において温度約/♂0℃で約70分間焼成し
て所定の銀電極(2)を形成し、その上側に例えばっぎ
のようにして′A装された発熱体用抵抗ペーストを自動
印刷機でスクリーン印刷後、コンベアー炉において温度
約/♂o℃で約70分間焼成して所要厚みの発熱抵抗体
脱(層)(3)を形成している。上記の発熱体用抵抗ペ
ーストは、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体約u、
24t2、平均粒子径約2μのグラファイト約72乙2
、アルミナ粉末約グ!2、難燃剤約り!り、酸化アンチ
モン約、2.2.j ? 、老化防止剤約4ttr、テ
トラリン約/100Fを電動攪拌機付処理槽に加え、攪
拌しながら温度を約ioo℃に保って約7時間継続した
後、水冷して得られたものである。
上記の如く形成された発熱抵抗体脱には、その表面に経
年変化を防止するため熱硬化型フェノール樹脂約70%
とアルミナ約30チを主成分として含有する溶剤ペース
トをスクリーン印刷した後、コンベアー炉にかけ、温度
約/l?O℃で約70分間焼成して、所要厚みのフェノ
ール樹脂系表面被覆膜(4)を設け、この被覆膜の上に
耐熱性接着剤ハ4(5)を介して厚さ約/!0μのポリ
エステル基板(6)をホットローラー等を用いて圧着し
て発熱体素子となし、銀電極には銀メツキ黄銅製端子(
7)とリード線(8)を連設して形成している。
上記の如く形成された面状発熱体は、その発熱抵抗体脱
(3)が不均質に形成されていると、該膜内の抵抗値の
異常に低い部分において局部的過熱が起り、その部分の
発熱抵抗体脱が融け、ついで対向するポリエステル基板
が溶融、熱分解し、ついに発火し焼損事故を起こす。こ
のような事故は面状発熱体の構成材料に3よ0℃以下の
如き比較的融点が低く且つ燃え易い合成樹脂の基材その
他を使用していることも、前述の発熱抵抗体脱の不均質
によって生ずる局部的過熱による事故の発生を一層助長
している。
上記従来の面状発熱体の有する欠点に鑑み発明者は種々
研究の結果本発明に到達した。本発明は金属箔若しくは
板の表面に電気絶縁被覆膜を有する基材を使用すると共
に発熱抵抗体脱の上に特殊の電気絶縁被覆膜を設けた、
また特殊な方法で調製した発熱体用抵抗ペースを使用し
て形成し全体が極めて均質な発熱抵抗体脱を有する面状
発熱体を形成したもので、耐熱性にすぐれ、200℃以
上2夕0℃においても長時間継続使用しても局部的過熱
による溶融や焼損等の事故発生が全くなく長期安全に効
率よく使用できる。
以下本発明を実施例について説明すると、電気絶縁性基
材αBの面に銀電極α2を設け、この電極の上側には発
熱体用抵抗ペースト等を塗布して形成された発熱抵抗体
脱(層)α3が設けられ、この発熱抵抗体脱の上面に絶
縁被覆膜a4を設けて発熱体素子が形成され、前記電極
には端子α力を介してリード線0に連設され、必要に応
じて更にその全表面)二絶縁被覆膜αGを設けて、面状
発熱体を形成している。この面状発熱体において、上記
基材(1)はアルミニクム、銅、黄銅、銀、鉄、ステン
レス鋼等の金属の厚さ約/〜夕QOμの箔若しくは厚さ
約0.j〜10trrmの板の表面に有機金属化合物、
例えば、オルガノシルセスキオキチン、エチルシリケー
ト、ポリチタノカルボシランその他の含有液に浸漬、若
しくは含有液を適当な方法で塗布しただ後、分解温度そ
の他所要温度に焼成してセラミック質の絶縁皮覆膜(l
la)を形成して使用される。
有機金属化合物は上記以外の各種のものも選択使用でき
る。
前記絶縁被覆膜Q4.Q5も前記絶縁皮膜と同様な金属
有機化合物の溶剤溶液その他の含有液を同様に塗布被覆
後、同様に焼成して形成され、耐熱性耐薬品性、耐久性
な絶縁被覆が得られる。
銀電極02は、市販の銀糸導電ペースト等を用い所定に
スクリーン印刷後、焼成して形成できる。
発熱抵抗体脱α3は前記の従来法と同様にカーボンまた
は金属粉末等の導電性材料粉末、アルミナ、酸化アンチ
モンその他のセラミック系材料粉末、合成樹脂系結着剤
、難燃剤、老化防止剤等のそれぞれ所要量を表面活性剤
を含み若しくは含まないテトラリンその他の溶剤の所要
量と共に攪拌機付処理槽に加え、攪拌しながら温度を約
100℃に保って約7時間継続した後、水冷して調製し
た発熱体用抵抗ペーストを使用して形成できる。また、
つぎの如き特殊方法により調製した発熱体用抵抗ペース
トもある。即ち、キシレン、カルピトール、テトラリン
、デカリン等の溶剤に平均粒子径約7μ以下、好ましく
はサブミクロンオーダー程度の超微粒子にしたグラファ
イト、カーボンブラックまたは金属等の導電性材料とア
ルミナ、酸化アンチモンその他のセラミック質材料等の
前記溶剤に不溶性な材料、合成樹脂系結着剤、難燃剤、
老化防止剤、その他のそれぞれの処要量を1・伏拌機付
処理槽に添加、攪拌しながら温度を約700℃に保持し
て一定時間例えば約7時間処理し、これに超音波を印荷
せず若しくは超音波を適当な時間印荷した後、急冷して
調製される。このように調製された発熱体用抵抗ペース
トは均一安定性が極めてよく、形成された発熱抵抗体脱
も均質にでき、局部的過熱等が一層防止できる。また上
記の場合溶剤に投入される材料の添加を次の如くすると
更(ニ一層均−安定性のすぐれたペーストが得られる。
即ち溶剤に超微粒子にした導電性材料とセラミック質材
料等の溶剤に不溶性な材料を攪拌しながら順に添加、添
加後必要に応じてこれに超音波を印荷し、ついで結着剤
、難燃剤、老化防止剤等を順次攪拌しつつ添加後、超音
波を一定時間印荷し、急冷して調製できる。印荷される
超音波は汚染した機械部品その他の物品の洗浄等の場合
に一般に使用される周波数でよい場合が多い。
以下に本発明の面状発熱体の例を示す。各側について破
壊試験(toov、30分間印荷)、表面温度差(/ 
00V、30分間通電後の表面温度分布を測定した時の
最大温度差)、及び推定寿命C24tOV、/♂0日間
通電後の特性変化から推定)は第7表に示す通りであっ
た。又各側について基材の厚みと表面温度差(℃)の関
係は第9図のとおりであった。なお前記従来法により作
成した面状発熱体についても、比較例として同様の試験
結果を併記した。
例/ 厚さ/θ0μのアルミニウム箔を陽極酸化して表面にア
ルミナ被覆膜を形成した後前記被覆膜に封孔処理を施こ
し、電気絶縁性基材を得た。この基材の面の所定部位に
市販の銀ペーストを用い自動印刷機によりスクリーン印
刷し、約/♂0℃で70分間焼成し銀電極を設け、この
電極間に次に示す方法で調製したエチレン−酢酸ビニル
共重合体、グラファイト系♂0℃発熱体用抵抗ペースト
を自動印刷機により所定厚にスクリーン印刷した後、7
2♂〜//J℃で70分間焼成して発熱抵抗体脱を形成
した。ついで前記銀電極に端子、リード線を取りつけた
後、これをオルガノシルセスキオキサン(商品名グラス
レジン)!θ係エタノール溶液中に浸漬し、取出して風
乾後、温度77♂〜/♂2℃で30分間焼成し全表面に
+f+it熱性セラミックス被覆膜を有する面状発熱体
を得た。
発熱体用抵抗ペーストの製造原料配合例グラファイト粉
末       /7乙2(平均粒子径2μ) アルミナ粉末          グ!〃酸化アンチモ
ン粉末      22.6Nエチレン−酢酸ビニル共
重合体−2、!y #難燃剤            
 グ!〃老化防止剤           グ3z上記
配合原料をテトラリン/700f中に碓加攪拌しつつ7
00℃にして/時間i#拌混合し水冷する。
例コ 電気絶縁性基材として、厚さ、200μのアルミニウム
箔をオルガノシルセスキオキサン!θチェタノール溶液
中に浸漬した後、引き上げて風乾し、温度200℃で3
0分間焼成してその表面に絶縁被覆膜を設けたものを使
用した以外は実施例/と同様に形成した面状発熱体を得
た。
例3 厚さ300μのアルミニウム箔の表面にポリチタノカル
ボンラン20%エタノール溶液をスプレーした後、温度
250℃で30分間焼成して絶縁被覆膜を形成した電気
絶縁性基材を使用したことと、オルガノシルセスキオキ
チンの代りにポリチタノカルボシラ・ン!0チアルコー
ル溶液に浸漬し風乾後、温度260℃で30分間焼成し
て全表面に絶縁被覆膜を形成したこと、以外は実施例/
とほぼ同様に形成して面状発熱体を得た。
例グ 厚さグ00μのアルミニウム箔の表面にオルガノシルセ
スキオキサン3θチアルコール溶液をスプレーし、温度
、20θ士2℃で3θ分間焼成して絶縁被覆膜を形成し
た電気絶縁性基材を使用したことと、オルガノシルセス
キオキサンの代りにポリチタノカルボンランの!θチア
ルコール溶液に浸し風乾後、2!0℃で30分間焼成し
て全表面にセラミック被田膜を形成した以外は、実施例
/とほぼ同様にして面状発熱体を得た。
例! 厚さ200μのアルミニクム基板をエチルシリケートの
!θ%アルコール溶液(−浸漬した後風乾し、これを、
200℃で30分間焼成して絶縁被覆膜を形成した絶縁
性基材を使用したこと以外は例グと同様にして面状発熱
体を得た。
例乙 厚さご00μのカラーアルミニクム基板を用いた以外は
例夕と同様にして面状発熱体を得た。
例2 厚さ100μのアルミニウム箔の表面に実施例3と同様
にして形成した電気絶縁性基材を使用したことと、次に
示す方法で製造した発熱体用抵抗ペーストを使用したこ
と以外は実施例3とほぼ同様にして面状発熱体を得た。
発熱体用抵抗ペーストの製造例 アルミナ超微粉末         グ!l(平均粒径
θ、2μ) 酸化アンチモン超微粉末    22.31(乳鉢で粉
砕平均粒径o、sμ) エチレン−酢酸ビニル共重合体   22Z〃難燃剤 
            グ!I老化防止剤     
      グ、3Nテトラリン/♂o0vを攪拌し昇
温(10O℃)しながら上記の配合原料を加え、温度1
0o℃で7時間電動・撹拌混合し、撹拌を継続しながら
水冷し、室温に72時間放置し、所要のペーストを得た
例! 厚さλ00μのカラーアルミニクムを使用したことと、
発熱体用抵抗ペーストを下記の方法で製造した以外は、
実施例2とほぼ同様にして面状発熱体を得た。テトラリ
ン/♂0o1を撹拌し昇温(700℃)しながらグラフ
ァイト、アルミナ、酸化アンチモンの各超微粒子および
エチレン−酢酸ビニル共重合体、難燃剤、老化防止剤の
各所要量を順次添加し、700℃で7時間攪拌をつづけ
た後、これに超音波(30キロヘルツ)を70分間印荷
し、そのまま急冷し、所要のペーストを得た。
例9 3θ0μのアルミニクム基板の表面にオルガノシルセス
キオキサン3θチアルコール溶液を塗布し、風乾後2!
0℃で30分間焼成して絶縁被覆膜を形成した絶縁性基
材を使用した以外は例♂と同様にして面状発熱体を得た
例10 4tooμアルミニウム基板を使用した以外は例ワと同
様にして面状発熱体を得た。
例// 600μのアルミニウム基板を使用した以外は例9と同
様にして面状発熱体を得た。
例/2 7000μのアルミニウム基板を使用した以外は例りと
同様にして面状発熱体を得た。
(第1表)
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第7図は従来型の面状発
熱体の説明用概略断面図、第2図は本発明の面状発熱体
の説明用概略断面図、第3図は変形例を示す第2図同様
の断面図である。 αDは基材、(Ila)は絶縁被覆膜、a2は電極、Q
3は発熱抵抗体脱、Q4および0eは絶縁被良膜、0り
は端子、αeはリード線 特許出願人  池田物産株式会社 特許出願人  菰  渕  慶  造 築1図 第2図 第3図 手続補正書 昭和62年グ月r日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電気絶縁被覆膜を設けた金属箔または金属板の表面
    に電極を存して発熱抵抗体膜を設けその上面に電気絶縁
    被覆膜を形成した面状発熱体であつて、前記絶縁被覆膜
    は表面に有機金属化合物の被覆膜を設けた後焼成して形
    成した面状発熱体。 2 電気絶縁性基材の表面に電極を存して発熱抵抗体脱
    を設けその上に電気絶縁性被覆を形成した面発熱体であ
    つて、前記発熱抵抗体膜は溶剤に超微粒子にした導電性
    材料とセラミック質材料等の溶剤に不溶性な材料、合成
    樹脂系結着剤その他の配合材料を添加混合しこれに超音
    波を印荷して若しくは印荷しないで得られる発熱体用抵
    抗ペーストを均一に塗布し焼成して形成した面状発熱体
    。 3 電気絶縁被覆膜を設けた金属製基材の面に電極を存
    して発熱抵抗体膜を設けその上面に電気絶縁被覆膜を形
    成した面状発熱体であつて、前記絶縁被覆膜は表面に有
    機金属化合物の被覆膜を設けた後焼成して形成し、発熱
    抵抗体膜は溶剤に超微粒子にした該溶剤に不溶性な材料
    、合成樹脂系結着剤その他の配合材料を添加混合し、こ
    れに超音波を印荷して若しくは印荷しないで得られる発
    熱体用抵抗ペーストを塗布し焼成して形成した面状発熱
    体。
JP28641186A 1986-11-29 1986-11-29 面状発熱体 Granted JPS63138683A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0214691U (ja) * 1988-07-08 1990-01-30
JP2001102159A (ja) * 1999-07-27 2001-04-13 Toto Ltd 温水加熱用金属ヒータ、これを用いた温水装置、及びこれを備えた衛生洗浄装置
JP2002289330A (ja) * 2001-03-23 2002-10-04 Nippon Dennetsu Co Ltd 加熱体
JP2009277353A (ja) * 2008-05-12 2009-11-26 Ihi Corp 発熱体の製造方法及び加熱装置の製造方法

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