JP3193818B2 - 防水処理されたセラミックヒータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、家庭電化製品に使用さ
れるセラミックヒータ、とくに防水が必要とされるセラ
ミックヒータに関する。
れるセラミックヒータ、とくに防水が必要とされるセラ
ミックヒータに関する。
【０００２】
【従来の技術】ヒータとして用いられる多孔質導電性セ
ラミック基材は、一般に炭化珪素系が多く主に産業用に
使用されており、シリコニット（シリコニット工業製の
商品名）、エレマ（東海高熱製の商品名）、テコランダ
ム（東芝セラミックス製の商品名）などがある。また最
近、本出願人により家庭電化製品に使用される炭化珪素
系のセラミックヒータの提案（特開平４−６５３６０）
がなされている。
ラミック基材は、一般に炭化珪素系が多く主に産業用に
使用されており、シリコニット（シリコニット工業製の
商品名）、エレマ（東海高熱製の商品名）、テコランダ
ム（東芝セラミックス製の商品名）などがある。また最
近、本出願人により家庭電化製品に使用される炭化珪素
系のセラミックヒータの提案（特開平４−６５３６０）
がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のセラミックヒータはいずれも多孔質の導電性セラミッ
クスの構造体であるため、例えば冷蔵庫内の除霜ヒー
タ、浴室乾燥用ヒータなど、水と接触するようなところ
で使用する場合、ヒータ内に水が染み込み、その状態で
冷気に触れ凍結すると、氷の膨張によりセラミック基材
が破壊される、いわゆる凍害を起こすという問題があっ
た。
のセラミックヒータはいずれも多孔質の導電性セラミッ
クスの構造体であるため、例えば冷蔵庫内の除霜ヒー
タ、浴室乾燥用ヒータなど、水と接触するようなところ
で使用する場合、ヒータ内に水が染み込み、その状態で
冷気に触れ凍結すると、氷の膨張によりセラミック基材
が破壊される、いわゆる凍害を起こすという問題があっ
た。
【０００４】また、調理器用のヒータに使用する場合に
は、食品中の水分がセラミック基材中に染み込み、内部
で細菌が発生して食品汚染の原因となり、衛生上の問題
があった。また溶射によりヒータ表面に金属皮膜が形成
されたセラミックヒータにおいても、金属皮膜が多孔質
であるため、水が染み込み、特に食品中の塩分を含む水
が染み込むと、金属腐食を起こすという問題があった。
は、食品中の水分がセラミック基材中に染み込み、内部
で細菌が発生して食品汚染の原因となり、衛生上の問題
があった。また溶射によりヒータ表面に金属皮膜が形成
されたセラミックヒータにおいても、金属皮膜が多孔質
であるため、水が染み込み、特に食品中の塩分を含む水
が染み込むと、金属腐食を起こすという問題があった。
【０００５】本発明は、上記課題に鑑み、内部への水の
染み込みを防止する防水機能を備えたセラミックヒータ
を提供することを目的とする。
染み込みを防止する防水機能を備えたセラミックヒータ
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】本発明による課題解決手
段は、多孔質導電性セラミック基材の表面および内部の
気孔中に、シロキサン結合を骨格とする無機ポリマーか
らなる耐水材を充填および被覆することにより、防水性
の良好なセラミックヒータとしたものである。また、電
極として溶射により金属皮膜が形成されているとき、電
極にも同様の耐水材を被覆させることにより耐腐食性の
よい電極を提供することができる。
段は、多孔質導電性セラミック基材の表面および内部の
気孔中に、シロキサン結合を骨格とする無機ポリマーか
らなる耐水材を充填および被覆することにより、防水性
の良好なセラミックヒータとしたものである。また、電
極として溶射により金属皮膜が形成されているとき、電
極にも同様の耐水材を被覆させることにより耐腐食性の
よい電極を提供することができる。
【０００７】この多孔質導電性セラミックヒータとして
は、一般的な炭化珪素系セラミックヒータでもよいが、
金属シリコンの窒化反応により生成された窒化珪素およ
び炭化珪素を主成分としたセラミックヒータでは、特に
気孔径が１μｍ以下と小さくなることにより、耐水材の
充填状態が良好となり、その防水効果は大きくなる。
は、一般的な炭化珪素系セラミックヒータでもよいが、
金属シリコンの窒化反応により生成された窒化珪素およ
び炭化珪素を主成分としたセラミックヒータでは、特に
気孔径が１μｍ以下と小さくなることにより、耐水材の
充填状態が良好となり、その防水効果は大きくなる。
【０００８】次に、上記セラミックヒータに対する防水
処理方法として、多孔質導電性セラミック基材または溶
射金属皮膜の電極があらかじめ形成されている多孔質導
電性セラミック基材の表面および内部の気孔中に、メチ
ルハイドロジエンポリシロキサン系のシリコーンオイル
またはアルコキシシラン系の溶液を含浸および被覆し、
その後加熱処理している。
処理方法として、多孔質導電性セラミック基材または溶
射金属皮膜の電極があらかじめ形成されている多孔質導
電性セラミック基材の表面および内部の気孔中に、メチ
ルハイドロジエンポリシロキサン系のシリコーンオイル
またはアルコキシシラン系の溶液を含浸および被覆し、
その後加熱処理している。
【０００９】加熱条件としては、前者の耐水材では１５
０〜４００℃が適当であり、これにより多孔質セラミッ
ク基材の表面および内部に連続性の強固で耐水性をもっ
たポリシロキサン結合の非晶質膜が形成される。１５０
℃以下では架橋反応が不十分で成膜できず、４００℃以
上では、結晶化を起こし不連続性の膜となり、耐水性が
劣る。後者の耐水材では常温（１５℃）〜４００℃が適
当であり、これにより上記と同様の連続性の強固で耐水
性をもったポリシロキサン結合の非晶質膜が形成され
る。４００℃以上では、結晶化を起こし不連続性の膜と
なり、耐水性が劣る。耐水性皮膜の耐熱性としては、前
者の方が良好である。また後者は、常温乾燥でも成膜が
可能で作業性が楽であるという利点がある。
０〜４００℃が適当であり、これにより多孔質セラミッ
ク基材の表面および内部に連続性の強固で耐水性をもっ
たポリシロキサン結合の非晶質膜が形成される。１５０
℃以下では架橋反応が不十分で成膜できず、４００℃以
上では、結晶化を起こし不連続性の膜となり、耐水性が
劣る。後者の耐水材では常温（１５℃）〜４００℃が適
当であり、これにより上記と同様の連続性の強固で耐水
性をもったポリシロキサン結合の非晶質膜が形成され
る。４００℃以上では、結晶化を起こし不連続性の膜と
なり、耐水性が劣る。耐水性皮膜の耐熱性としては、前
者の方が良好である。また後者は、常温乾燥でも成膜が
可能で作業性が楽であるという利点がある。
【００１０】多孔質導電性セラミック基材の表面および
内部への含浸、被覆の方法としては、浸漬法が適してい
る。また、セラミック基材内部への含浸を効率的に行う
には、液を超音波振動させるとよい。そして、セラミッ
ク基材を液中から取り出したとき表面に残った液だれは
エヤーブローにより取り去るのが好ましい。すなわち、
あまり厚膜の状態で加熱処理すると、成膜時にクラック
などの欠陥を起こしやすいからである。
内部への含浸、被覆の方法としては、浸漬法が適してい
る。また、セラミック基材内部への含浸を効率的に行う
には、液を超音波振動させるとよい。そして、セラミッ
ク基材を液中から取り出したとき表面に残った液だれは
エヤーブローにより取り去るのが好ましい。すなわち、
あまり厚膜の状態で加熱処理すると、成膜時にクラック
などの欠陥を起こしやすいからである。
【００１１】
【作用】上記課題解決手段において、セラミックヒータ
として使用される多孔質導電性セラミック基材に、その
表面および内部の気孔中にメチルハイドロジエンポリシ
ロキサン系のシリコーンオイルまたはアルコキシシラン
系の溶液を含浸および被覆することにより、セラミック
基材表面および内部の気孔がシロキサン結合を骨格とす
る無機ポリマーの耐水材で被覆充填され、水などの液体
に対して完全な不透過性を有する。その結果、セラミッ
ク基材内部には水が染み込むことがなくなり、凍害や食
品汚染などを防止できる。
として使用される多孔質導電性セラミック基材に、その
表面および内部の気孔中にメチルハイドロジエンポリシ
ロキサン系のシリコーンオイルまたはアルコキシシラン
系の溶液を含浸および被覆することにより、セラミック
基材表面および内部の気孔がシロキサン結合を骨格とす
る無機ポリマーの耐水材で被覆充填され、水などの液体
に対して完全な不透過性を有する。その結果、セラミッ
ク基材内部には水が染み込むことがなくなり、凍害や食
品汚染などを防止できる。
【００１２】また、セラミック基材にあらかじめ電極と
しての溶射金属皮膜が形成されていると、この金属皮膜
中の気孔の内部にも耐水材が充填され、金属皮膜の水な
どによる腐食を防止することができる。
しての溶射金属皮膜が形成されていると、この金属皮膜
中の気孔の内部にも耐水材が充填され、金属皮膜の水な
どによる腐食を防止することができる。
【００１３】
【実施例】本実施例のセラミックヒータは、図１の如
く、炭化珪素系多孔質セラミック基材１の表面および内
部の気孔中に、シロキサン結合を骨格とする無機ポリマ
ーからなる耐水材が充填および被覆されたもので、炭化
珪素粒子２の粒界には耐水材３が充填されており、最表
面には同様の耐水材３が被覆されている。このため、導
電性セラミック基材１の表面に水が付着してもセラミッ
ク基材内部に水が染み込むことはなく、凍害によりセラ
ミック基材１が破壊されることを防ぐ。
く、炭化珪素系多孔質セラミック基材１の表面および内
部の気孔中に、シロキサン結合を骨格とする無機ポリマ
ーからなる耐水材が充填および被覆されたもので、炭化
珪素粒子２の粒界には耐水材３が充填されており、最表
面には同様の耐水材３が被覆されている。このため、導
電性セラミック基材１の表面に水が付着してもセラミッ
ク基材内部に水が染み込むことはなく、凍害によりセラ
ミック基材１が破壊されることを防ぐ。
【００１４】また、他のセラミックヒータとして、図２
の如く、あらかじめ電極として溶射により金属皮膜４が
表面に形成された炭化珪素系セラミック基材１の表面お
よび内部の気孔中に、耐水材３を充填および被覆してい
る。このため、多孔質の金属皮膜４にも耐水材３が充填
および被覆され、セラミックヒータに水が接触しても、
水が直接金属皮膜４に触れにくくなるので、腐食を防ぐ
ことができる。そして、セラミックヒータとして使用さ
れるとき、通常、電極には給電するためのリード線ある
いはリード板がロー付けなどの方法により接合される
が、その場合は、接合後に接合部も含めてメチルハイド
ロジエンポリシロキサン系のシリコーンオイルまたはア
ルコキシシラン系の溶液に浸漬処理することにより、接
合部の防食にも効果を発揮できる。なお、金属皮膜４に
使用される材料としては、アルミニウムもしくはニッケ
ルが適している。
の如く、あらかじめ電極として溶射により金属皮膜４が
表面に形成された炭化珪素系セラミック基材１の表面お
よび内部の気孔中に、耐水材３を充填および被覆してい
る。このため、多孔質の金属皮膜４にも耐水材３が充填
および被覆され、セラミックヒータに水が接触しても、
水が直接金属皮膜４に触れにくくなるので、腐食を防ぐ
ことができる。そして、セラミックヒータとして使用さ
れるとき、通常、電極には給電するためのリード線ある
いはリード板がロー付けなどの方法により接合される
が、その場合は、接合後に接合部も含めてメチルハイド
ロジエンポリシロキサン系のシリコーンオイルまたはア
ルコキシシラン系の溶液に浸漬処理することにより、接
合部の防食にも効果を発揮できる。なお、金属皮膜４に
使用される材料としては、アルミニウムもしくはニッケ
ルが適している。
【００１５】図３にシロキサン結合を骨格とする無機ポ
リマーの耐水材の分子模型を示す。この図におけるＲ
は、アルキル基である。メチルハイドロジエンポリシロ
キサン系のシリコーンオイルを使用したときは、Ｒはメ
チル基であり、アルコキシシラン系を使用したときは、
その種類によりＲは各種のアルキル基になる。アルコキ
シシランとしては、テトラメトキシシラン、メチルトリ
メトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、フェニルト
リメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、テト
ラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチ
ルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジ
フェニルジエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシ
ラン、デシルトリメトキシシランなどがある。このう
ち、メチルトリエトキシシランなどのようにメチル基を
有するものは、架橋硬化後は、皮膜表面が溌水性をもつ
ために水の不透過性が特に優れている。
リマーの耐水材の分子模型を示す。この図におけるＲ
は、アルキル基である。メチルハイドロジエンポリシロ
キサン系のシリコーンオイルを使用したときは、Ｒはメ
チル基であり、アルコキシシラン系を使用したときは、
その種類によりＲは各種のアルキル基になる。アルコキ
シシランとしては、テトラメトキシシラン、メチルトリ
メトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、フェニルト
リメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、テト
ラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチ
ルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジ
フェニルジエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシ
ラン、デシルトリメトキシシランなどがある。このう
ち、メチルトリエトキシシランなどのようにメチル基を
有するものは、架橋硬化後は、皮膜表面が溌水性をもつ
ために水の不透過性が特に優れている。
【００１６】この多孔質導電性セラミックヒータとして
は、一般的な炭化珪素系セラミックヒータでもよいが、
金属シリコンの窒化反応により生成された窒化珪素およ
び炭化珪素を主成分としたセラミック基材を用いること
により、特に気孔径が１μｍ以下と小さくなり、耐水材
の充填状態が良好となる。
は、一般的な炭化珪素系セラミックヒータでもよいが、
金属シリコンの窒化反応により生成された窒化珪素およ
び炭化珪素を主成分としたセラミック基材を用いること
により、特に気孔径が１μｍ以下と小さくなり、耐水材
の充填状態が良好となる。
【００１７】次に、窒化珪素および炭化珪素を主成分と
したセラミックヒータの製造方法を説明する。ここで用
いる炭化珪素は、通常９９重量％以上の純度を有し、１
〜１０μｍの平均粒径を有しているが、特に２〜７μｍ
の平均粒径のものが好ましい。１０μｍを超えると、成
形機の摩耗という製造上問題があるとともに摩耗粉が原
料内に混入し、焼結物の物性および電気特性に悪影響を
与える。また、１μｍ未満では、高純度化が困難で成形
性が悪くなり電気特性のバラツキが大きくなる。この炭
化珪素粒子は、平均粒径１〜１０μｍの炭化珪素を弗化
水素酸を含む酸水溶液で処理して製造できる。また、窒
化珪素は、炭化珪素粒子を多孔状に結合させるものであ
って、平均粒径１〜１０μｍの金属珪素粉末を炭化珪素
粒子と混合し、この金属珪素粉末を窒化させるとともに
炭化珪素粒子間にわたって結着させる。
したセラミックヒータの製造方法を説明する。ここで用
いる炭化珪素は、通常９９重量％以上の純度を有し、１
〜１０μｍの平均粒径を有しているが、特に２〜７μｍ
の平均粒径のものが好ましい。１０μｍを超えると、成
形機の摩耗という製造上問題があるとともに摩耗粉が原
料内に混入し、焼結物の物性および電気特性に悪影響を
与える。また、１μｍ未満では、高純度化が困難で成形
性が悪くなり電気特性のバラツキが大きくなる。この炭
化珪素粒子は、平均粒径１〜１０μｍの炭化珪素を弗化
水素酸を含む酸水溶液で処理して製造できる。また、窒
化珪素は、炭化珪素粒子を多孔状に結合させるものであ
って、平均粒径１〜１０μｍの金属珪素粉末を炭化珪素
粒子と混合し、この金属珪素粉末を窒化させるとともに
炭化珪素粒子間にわたって結着させる。
【００１８】上記の炭化珪素粉末６０〜９０重量部と金
属珪素粉末１０〜４０重量部からなる原料に、有機樹脂
バインダー、界面活性剤等の成形助剤と水とを加えて混
合し、所定形状に成形した後窒素雰囲気中で加熱焼結す
る。
属珪素粉末１０〜４０重量部からなる原料に、有機樹脂
バインダー、界面活性剤等の成形助剤と水とを加えて混
合し、所定形状に成形した後窒素雰囲気中で加熱焼結す
る。
【００１９】ここで、炭化珪素粉末の量は、６０重量部
未満ではセラミックヒータの比抵抗が大きくなりすぎ、
９０重量部を超えると靭性が低下してしまう。そこで特
に６５〜７５重量部が好ましい。また、金属珪素粉末の
量は、１０重量部未満では靭性が低下してしまい、４０
重量部を超えると比抵抗が大きくなってしまう。そこで
特に２５〜３５重量部が好ましい。
未満ではセラミックヒータの比抵抗が大きくなりすぎ、
９０重量部を超えると靭性が低下してしまう。そこで特
に６５〜７５重量部が好ましい。また、金属珪素粉末の
量は、１０重量部未満では靭性が低下してしまい、４０
重量部を超えると比抵抗が大きくなってしまう。そこで
特に２５〜３５重量部が好ましい。
【００２０】加熱焼結は、上記乾燥した混合物を窒素雰
囲気中、例えば４００〜６００℃で２〜６時間加熱して
成形助剤等のガス発生性の物質を除去し、再び窒素雰囲
気中で１３００〜１４５０℃に昇温して２〜２４時間反
応焼結させる。そして、所定の寸法に加工して、セラミ
ックヒータが完成する。これによって得られたセラミッ
クヒータは１０-1〜１０2Ω・ｃｍの比抵抗を有する。
囲気中、例えば４００〜６００℃で２〜６時間加熱して
成形助剤等のガス発生性の物質を除去し、再び窒素雰囲
気中で１３００〜１４５０℃に昇温して２〜２４時間反
応焼結させる。そして、所定の寸法に加工して、セラミ
ックヒータが完成する。これによって得られたセラミッ
クヒータは１０-1〜１０2Ω・ｃｍの比抵抗を有する。
【００２１】次に、上記セラミックヒータに対する防水
処理方法を説明すると、メチルハイドロジエンポリシロ
キサン系のシリコーンオイルまたはアルコキシシラン系
の溶液中に、多孔質導電性セラミック基材を浸漬して、
液を超音波振動させる。これによって、セラミック基材
の表面および内部の気孔中に、メチルハイドロジエンポ
リシロキサン系のシリコーンオイルまたはアルコキシシ
ラン系の溶液が含浸および被覆される。そして、セラミ
ック基材を液中から取り出し、表面に残った液だれをエ
ヤーブローにより取り去る。その後加熱処理を行う。
処理方法を説明すると、メチルハイドロジエンポリシロ
キサン系のシリコーンオイルまたはアルコキシシラン系
の溶液中に、多孔質導電性セラミック基材を浸漬して、
液を超音波振動させる。これによって、セラミック基材
の表面および内部の気孔中に、メチルハイドロジエンポ
リシロキサン系のシリコーンオイルまたはアルコキシシ
ラン系の溶液が含浸および被覆される。そして、セラミ
ック基材を液中から取り出し、表面に残った液だれをエ
ヤーブローにより取り去る。その後加熱処理を行う。
【００２２】加熱条件としては、前者の耐水材では１５
０〜４００℃が適当であり、これにより多孔質セラミッ
ク基材の表面および内部に連続性の強固で耐水性をもっ
たポリシロキサン結合の非晶質膜が形成される。また、
後者の耐水材では常温（１５℃）〜４００℃が適当であ
り、これにより上記と同様の連続性の強固で耐水性をも
ったポリシロキサン結合の非晶質膜が形成される。な
お、耐水性皮膜の耐熱性としては、前者の方が良好であ
る。また後者は、常温乾燥でも成膜が可能であるため、
作業性が楽である。
０〜４００℃が適当であり、これにより多孔質セラミッ
ク基材の表面および内部に連続性の強固で耐水性をもっ
たポリシロキサン結合の非晶質膜が形成される。また、
後者の耐水材では常温（１５℃）〜４００℃が適当であ
り、これにより上記と同様の連続性の強固で耐水性をも
ったポリシロキサン結合の非晶質膜が形成される。な
お、耐水性皮膜の耐熱性としては、前者の方が良好であ
る。また後者は、常温乾燥でも成膜が可能であるため、
作業性が楽である。
【００２３】そして、表１に金属シリコンの窒化反応に
より生成された窒化珪素と炭化珪素を主成分とした多孔
質導電性セラミック基材にメチルハイドロジエンポリシ
ロキサン系のシリコーンオイルとメチルトリエトキシシ
ラン系の溶液により防水処理したサンプルの吸水率を示
す。吸水率は、防水処理した直後の初期の値、３００
℃，４００℃で１０時間、１００時間、１０００時間の
耐熱試験した後の吸水率を示す。この結果より明らかな
ように、いずれの耐水材も３００℃では、その劣化は認
められない。また４００℃では、メチルハイドロジエン
ポリシロキサン系のシリコーンオイルの方が、劣化が少
ないことがわかる。表２に、この試験で使用した多孔質
導電性セラミックスの材料特性を示す。
より生成された窒化珪素と炭化珪素を主成分とした多孔
質導電性セラミック基材にメチルハイドロジエンポリシ
ロキサン系のシリコーンオイルとメチルトリエトキシシ
ラン系の溶液により防水処理したサンプルの吸水率を示
す。吸水率は、防水処理した直後の初期の値、３００
℃，４００℃で１０時間、１００時間、１０００時間の
耐熱試験した後の吸水率を示す。この結果より明らかな
ように、いずれの耐水材も３００℃では、その劣化は認
められない。また４００℃では、メチルハイドロジエン
ポリシロキサン系のシリコーンオイルの方が、劣化が少
ないことがわかる。表２に、この試験で使用した多孔質
導電性セラミックスの材料特性を示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】次に、本発明のセラミックヒータを冷蔵庫
用除霜ヒータに適用した実施例を説明する。図４は本発
明のセラミックヒータＨの外観を示し、平板状セラミッ
ク基材１の両端上面に溶射により金属皮膜からなる電極
部５が形成されている。各電極部５に電極端子６がロー
付けされており、各電極端子６にリード線７がカシメ止
めにより接続されている。両リード線７間に電圧を印加
してセラミックヒータＨに電流を流すことにより、セラ
ミックヒータＨを発熱させる。
用除霜ヒータに適用した実施例を説明する。図４は本発
明のセラミックヒータＨの外観を示し、平板状セラミッ
ク基材１の両端上面に溶射により金属皮膜からなる電極
部５が形成されている。各電極部５に電極端子６がロー
付けされており、各電極端子６にリード線７がカシメ止
めにより接続されている。両リード線７間に電圧を印加
してセラミックヒータＨに電流を流すことにより、セラ
ミックヒータＨを発熱させる。
【００２７】冷蔵庫は、図５の如く、冷蔵庫本体１０に
蒸発器１１が取付られ、蒸発器１１の上部近傍にサーモ
スタット１２が配置され、蒸発器１０の底面全体の下方
にアングル樋１３が配置されている。アングル樋１３の
上部は直角に折り曲げられてひさし１４となり、下部は
略Ｕ字状に折り曲げられドレン受け１５とされている。
このドレン受け１５にドレンホース１６が接続されてい
る。また、セラミックヒータＨは、アングル樋１３に突
出形成された左右一対のホルダー１７により、ひさし１
４の直下に支持されている。なお、ひさし１４を取り付
けてあるのは、除霜運転時に蒸発器１１から滴下してく
る水分（ドレン）がセラミックヒータＨに直接かかるの
を防止するためである。
蒸発器１１が取付られ、蒸発器１１の上部近傍にサーモ
スタット１２が配置され、蒸発器１０の底面全体の下方
にアングル樋１３が配置されている。アングル樋１３の
上部は直角に折り曲げられてひさし１４となり、下部は
略Ｕ字状に折り曲げられドレン受け１５とされている。
このドレン受け１５にドレンホース１６が接続されてい
る。また、セラミックヒータＨは、アングル樋１３に突
出形成された左右一対のホルダー１７により、ひさし１
４の直下に支持されている。なお、ひさし１４を取り付
けてあるのは、除霜運転時に蒸発器１１から滴下してく
る水分（ドレン）がセラミックヒータＨに直接かかるの
を防止するためである。
【００２８】上記構成において、冷蔵庫の除霜運転が開
始されると、セラミックヒータＨに通電が行われ、セラ
ミックヒータＨが発熱して蒸発器１１に付着した霜を溶
かす。そして、滴下してくる水分は、アングル樋１３の
ドレン受け１５に流れ込み、ドレンホース１６を介して
庫外に設置した図示しないドレンパンへと排水される。
サーモスタット１２による検出温度が所定温度以上とな
ると、除霜運転モードが終了して、セラミックヒータＨ
への通電がオフされる。ここで、セラミックヒータＨ
は、除霜時には加湿雰囲気にさらされ、またアングル樋
１３からのドレン水の跳ね返りにより水に接触する。こ
のとき、本発明のセラミックヒータＨは防水処理が施さ
れているために、セラミック基材１や電極部５に水が浸
み込むことなく、冷却時に凍害によるセラミック基材１
の破壊や電極部５の腐食を完全に防ぐことができる。
始されると、セラミックヒータＨに通電が行われ、セラ
ミックヒータＨが発熱して蒸発器１１に付着した霜を溶
かす。そして、滴下してくる水分は、アングル樋１３の
ドレン受け１５に流れ込み、ドレンホース１６を介して
庫外に設置した図示しないドレンパンへと排水される。
サーモスタット１２による検出温度が所定温度以上とな
ると、除霜運転モードが終了して、セラミックヒータＨ
への通電がオフされる。ここで、セラミックヒータＨ
は、除霜時には加湿雰囲気にさらされ、またアングル樋
１３からのドレン水の跳ね返りにより水に接触する。こ
のとき、本発明のセラミックヒータＨは防水処理が施さ
れているために、セラミック基材１や電極部５に水が浸
み込むことなく、冷却時に凍害によるセラミック基材１
の破壊や電極部５の腐食を完全に防ぐことができる。
【００２９】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。本実施例で
はセラミックヒータを冷蔵庫に適用したが、浴室乾燥用
ヒータ、調理器用ヒータにも適用してもよい。
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。本実施例で
はセラミックヒータを冷蔵庫に適用したが、浴室乾燥用
ヒータ、調理器用ヒータにも適用してもよい。
【００３０】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、多孔質導電性セラミック基材の表面および内部
の気孔中にシロキサン結合を骨格とする無機ポリマーの
耐水材を充填および被覆することにより、水分のセラミ
ック基材内部への侵入を防止することができ、防水性の
良好なセラミックヒータの提供が可能となる。また、溶
射によって多孔質の金属皮膜の電極が形成されている場
合でも、電極も同時に耐水材を充填および被覆すること
により、電極の耐腐食性が向上するので、発熱不良等の
ない信頼性の高いセラミックヒータを提供することがで
きる。ここで、耐水材としてシリコーンオイルを用いる
と、撥水性の効果が発揮されるので、この防水処理され
たセラミックヒータは水分の多い環境で使用する冷蔵庫
の除霜ヒータに適している。
よると、多孔質導電性セラミック基材の表面および内部
の気孔中にシロキサン結合を骨格とする無機ポリマーの
耐水材を充填および被覆することにより、水分のセラミ
ック基材内部への侵入を防止することができ、防水性の
良好なセラミックヒータの提供が可能となる。また、溶
射によって多孔質の金属皮膜の電極が形成されている場
合でも、電極も同時に耐水材を充填および被覆すること
により、電極の耐腐食性が向上するので、発熱不良等の
ない信頼性の高いセラミックヒータを提供することがで
きる。ここで、耐水材としてシリコーンオイルを用いる
と、撥水性の効果が発揮されるので、この防水処理され
たセラミックヒータは水分の多い環境で使用する冷蔵庫
の除霜ヒータに適している。
【００３１】金属シリコンの窒化反応により生成された
窒化珪素を主成分としたセラミックヒータでは、特に気
孔径が１μｍ以下と小さくなるので、耐水材の充填状態
が良好となり、より防水効果を高めることができる。
窒化珪素を主成分としたセラミックヒータでは、特に気
孔径が１μｍ以下と小さくなるので、耐水材の充填状態
が良好となり、より防水効果を高めることができる。
【００３２】そして、多孔質導電性セラミック基材およ
びこの表面にあらかじめ溶射により形成された金属被膜
の電極の表面および内部の気孔中に、シロキサン結合を
骨格とする無機ポリマーの溶液、例えばメチルハイドロ
ジエンポリシロキサン系のシリコーンオイルを含浸およ
び被覆して、１５０〜４００℃で加熱処理したり、ある
いはアルコキシシラン系の溶液を含浸および被覆し、常
温〜４００℃で乾燥もしくは加熱処理するといった簡単
な方法で、耐水性のよい無機ポリマーを多孔質導電性セ
ラミック基材および電極の表面および内部の気孔中に形
成することができる。このとき、超音波振動を行うこと
によって、基材および電極の内部の気孔まで溶液を含浸
させることができる。また、液中から取り出したときに
ブローをして液だれを取り除いておくと、耐水材が厚膜
にならず、成膜時のクラックの発生を防止できる。した
がって、セラミック基材の耐水性のみならず電極の防食
性をもつセラミックヒータを提供することができる。
びこの表面にあらかじめ溶射により形成された金属被膜
の電極の表面および内部の気孔中に、シロキサン結合を
骨格とする無機ポリマーの溶液、例えばメチルハイドロ
ジエンポリシロキサン系のシリコーンオイルを含浸およ
び被覆して、１５０〜４００℃で加熱処理したり、ある
いはアルコキシシラン系の溶液を含浸および被覆し、常
温〜４００℃で乾燥もしくは加熱処理するといった簡単
な方法で、耐水性のよい無機ポリマーを多孔質導電性セ
ラミック基材および電極の表面および内部の気孔中に形
成することができる。このとき、超音波振動を行うこと
によって、基材および電極の内部の気孔まで溶液を含浸
させることができる。また、液中から取り出したときに
ブローをして液だれを取り除いておくと、耐水材が厚膜
にならず、成膜時のクラックの発生を防止できる。した
がって、セラミック基材の耐水性のみならず電極の防食
性をもつセラミックヒータを提供することができる。
【図１】炭化珪素系多孔質セラミック基材の表面および
内部の気孔中に耐水材を充填および被覆したときの状態
図
内部の気孔中に耐水材を充填および被覆したときの状態
図
【図２】金属皮膜の電極が表面に形成された炭化珪素系
セラミック基材の表面および内部の気孔中に耐水材を充
填および被覆したときの状態図
セラミック基材の表面および内部の気孔中に耐水材を充
填および被覆したときの状態図
【図３】シロキサン結合を骨格とする無機ポリマーの耐
水材の分子模型図
水材の分子模型図
【図４】冷蔵庫の除霜ヒータに適用したセラミックヒー
タの斜視図
タの斜視図
【図５】セラミックヒータを装備した冷蔵庫の背面部分
の斜視図
の斜視図
１ セラミック基材 ２ 炭化珪素粒子 ３ 耐水材 ４ 金属皮膜 ５ 電極部 ６ 電極端子 ７ リード線 １１ 蒸発器 １２ サーモスタット １３ アングル樋 １４ ひさし １５ ドレン受け １７ ホルダー Ｈ セラミックヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−341787（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−311348（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 3/04 C04B 41/83 C09K 3/18 H05B 3/14
Claims (4)
- 【請求項１】 内部への水の染み込みを防止する防水機
能を備えた多孔質導電性セラミックヒータにおいて、該
セラミックヒータを構成するセラミック基材が炭化珪素
粉末と金属珪素粉末とで成形されており、混合の割合が
炭化珪素粉末の量が６０重量部以上９０重量部以下で、
かつ金属珪素の量が１０重量部以上であり、さらに、前
記防水機能が耐水材を内部の気孔へ充填することにより
施されていることを特徴とするセラミックヒータ。 - 【請求項２】 前記防水機能が、前記セラミック基材の
表面にあらかじめ溶射により金属皮膜の電極を形成した
後、シロキサン結合を骨格とする無機ポリマー溶液中に
浸漬して、超音波振動しながら前記溶液を前記セラミッ
ク基材および前記電極の内部の気孔中に含浸させるとと
もに表面に被覆して、加熱処理することにより施されて
いることを特徴とする請求項１記載のセラミックヒー
タ。 - 【請求項３】 前記防水機能が、前記セラミック基材の
表面にあらかじめ溶射により金属皮膜の電極を形成した
後、メチルハイドロジエンポリシロキサン系のシリコー
ンオイル中に浸漬して、超音波振動しながら前記セラミ
ック基材の表面および内部の気孔中に含浸および被覆し
て、前記セラミック基材を取り出してから表面に残った
前記シリコーンオイルの液だれをブローして取り除き、
１５０〜４００℃で加熱処理することにより施されてい
ることを特徴とする請求項１記載のセラミックヒータ。 - 【請求項４】 前記防水機能が、前記セラミック基材の
表面にあらかじめ溶射により金属皮膜の電極を形成した
後、アルコキシラン系の溶液中に浸漬して、超音波振動
しながら前記セラミック基材の内部の気孔中に含浸およ
び被覆して、前記セラミック基材を取り出してから表面
に残った前記アルコキシラン系の溶液の液だれをブロー
して取り除き、常温〜４００℃で加熱処理することによ
り施されていることを特徴とする請求項１記載のセラミ
ックヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30801593A JP3193818B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 防水処理されたセラミックヒータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30801593A JP3193818B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 防水処理されたセラミックヒータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07161453A JPH07161453A (ja) | 1995-06-23 |
| JP3193818B2 true JP3193818B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=17975865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30801593A Expired - Fee Related JP3193818B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 防水処理されたセラミックヒータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3193818B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112012006183A5 (de) * | 2012-04-04 | 2014-12-11 | Lucht Lhz Elektroheizung Gmbh & Co. Kg | Wärmeträger |
| JP6346456B2 (ja) * | 2013-02-22 | 2018-06-20 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 撥水／撥油皮膜及びその製造方法 |
| WO2016068118A1 (ja) | 2014-10-31 | 2016-05-06 | 住友化学株式会社 | 透明皮膜 |
| WO2016068138A1 (ja) | 2014-10-31 | 2016-05-06 | 住友化学株式会社 | 透明皮膜 |
| KR102500899B1 (ko) | 2014-10-31 | 2023-02-16 | 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 | 발수 발유 코팅 조성물 |
| WO2016076245A1 (ja) | 2014-11-12 | 2016-05-19 | 住友化学株式会社 | 撥水撥油コーティング組成物及び透明皮膜 |
| WO2018212321A1 (ja) | 2017-05-19 | 2018-11-22 | サンメディカル株式会社 | 無機－有機複合医科材料、および、無機－有機複合医科材料の製造方法 |
-
1993
- 1993-12-08 JP JP30801593A patent/JP3193818B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07161453A (ja) | 1995-06-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080525 Year of fee payment: 7 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090525 Year of fee payment: 8 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |