(57)【要約】  形成される素子の１以上の層を射出成形することを含む、セラミック抵抗イグナイタ素子の新規な製造方法を提供する。また、本発明の製造方法で得ることが可能なセラミックイグナイタを提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック素子の３以上の部位を射出成形することを含むことを特徴とする、抵抗イグナイタの製造方法。
【請求項２】
前記セラミック素子は、異なる抵抗率を持つ２以上の領域を有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記セラミック素子は、該素子の断面を通じて異なる抵抗率を持つ領域を有する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
１以上のセラミック組成物を前記セラミック素子の少なくとも一部に付加することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記セラミック素子に導体セラミック組成物を付加する請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記セラミック素子に異なる抵抗率を持つ少なくとも二つの異なるセラミック組成物を付加する請求項４に記載の方法。
【請求項７】
形成されたセラミック素子を圧縮することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記イグナイタ内部の一部が除去される請求項１に記載の方法。
【請求項９】
異なる抵抗率を持つ３以上の領域を有するセラミック素子の１以上の部位を射出成形することを含むことを特徴とする、抵抗イグナイタの製造方法。
【請求項１０】
セラミック素子の３以上の部位を射出成形することによって得られたことを特徴とするセラミックイグナイタ素子。
【請求項１１】
異なる抵抗率を持つ３以上の領域を有するセラミック素子の１以上の部位を射出成形することによって得られたことを特徴とするセラミックイグナイタ素子。
【請求項１２】
前記素子は、異なる抵抗率を持つ２以上の領域を有する請求項１０に記載のセラミックイグナイタ素子。
【請求項１３】
第１の抵抗率を持つ領域の少なくとも一部分を露出して、第２の、異なる抵抗率を持つ領域を露出させた請求項１０に記載のイグナイタ素子。
【請求項１４】
前記第１の領域は、前記第２の領域よりも低い抵抗率を持つ請求項１３に記載のイグナイタ素子。
【請求項１５】
１以上のセラミック組成物が形成されたセラミック素子の少なくとも一部に付加された請求項１０に記載のイグナイタ素子。
【請求項１６】
前記イグナイタ素子は、前記イグナイタ長の少なくとも一部について略曲線断面形状を持つ請求項１０に記載のイグナイタ素子。
【請求項１７】
前記イグナイタ素子は、非円形断面形状を持つ請求項１０に記載のイグナイタ素子。
【請求項１８】
請求項１０〜１７の何れか一項に記載のイグナイタに、イグナイタ全体にわたって電流を印加することを含むことを特徴とする気体燃料の点火方法。
【請求項１９】
前記電流は、６、８、１０、１２、２４、１２０、２２０、２３０又は２４０ボルトの公称電圧を持つ請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
請求項１０〜１７の何れか一項に記載のイグナイタを有することを特徴とする加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一つの側面において、本発明は、形成される素子の１以上の領域を射出成形することを含む、セラミック抵抗イグナイタ素子の新規な製造方法を提供する。また、提供された本発明の製造方法から得られるイグナイタ素子を提供する。
【背景技術】
【０００２】
セラミック材料は、例えば、ガス燃焼炉、ストーブ、衣服乾燥機におけるイグナイタとして、大いなる成功を謳歌してきた。セラミックイグナイタの製造は、導線によって電流が流されたときに高い抵抗を示し、高温を生じるセラミック組成物の一部を通じる電子回路を構成することを含む。例えば、米国特許第6,582,629号、第6,278,087号、第6,028,292号、第5,801,361号、第5,786,565号、第5,405,237号及び第5,191,508号を参照されたい。
【０００３】
代表的なイグナイタは、一般に、イグナイタ先端部に高い抵抗を持つ「ホットゾーン」を備えるとともに、イグナイタの反対側の端部からホットゾーンへと備えられた、導電性を有する１以上の「コールドゾーン」を備えた矩形形状の素子である。今日利用可能なイグナイタの一つ、ノートン  イグナイタ  プロダクツ  オブ  ミルフォード  Ｎ．Ｈ．から販売されているミニ−イグナイタは、１２ボルトから１２０ボルトを印加するように設計されており、窒化アルミニウム（AlN）、ケイ化モリブデン（MoSi2）及びシリコンカーバイド（SiC）を有する組成を持つ。
【０００４】
イグナイタの製造方法は、少なくとも二つの異なる抵抗率のセラミック組成物でダイを充填する、バッチタイプ処理を含んでいた。形成された未処理の素子は、高温高圧で圧縮（焼結）される。上記の特許を参照されたい。また、米国特許第6,184,497号も参照されたい。
【０００５】
そのような製造方法がセラミックイグナイタの製造に効果的である一方、バッチタイプ処理は作業能率及びコスト効率に関して本質的な限界を示している。
【０００６】
また、現在のセラミックイグナイタは、特にガスレンジ台上面などで使用されるイグナイタなどのように衝撃を受ける環境下において、使用中の破損に悩まされてきた。
【０００７】
そこで、新しいイグニッションシステムを有することが望まれている。特に、セラミック抵抗素子を製造する新規な方法を有することが望まれている。また、良好な機械的完全性を有する新規なイグナイタを有することが望まれている。
【発明の開示】
【０００８】
セラミック材料を射出成形することを含み、それによってセラミック素子を形成することを含む、セラミックイグナイタ素子の新規な製造方法をここに提供する。そのような射出成形加工は、顕著な機械強度を有するイグナイタを提供するだけでなく、ダイキャスト法のような先行アプローチに対して優れたアウトプット及びコスト効率を与えることができる。
【０００９】
特に、本発明の好ましい方法は、１以上の層を射出成形して、セラミック素子を形成することを含む。単一の素子の複数の層が射出成形される場合、それらの層は形成された素子において異なる伝導率を持つ領域を与えるため、異なる抵抗率を持つことが好ましい。例えば、１）任意の絶縁体（ヒートシンク）、２）導体ゾーン、３）抵抗ホットゾーン及び４）第２の導体ゾーンの連続する領域の１または複数を射出成形することによって素子を形成してもよい。
【００１０】
本発明の好ましい側面において、イグナイタ素子の複数の部位が異なる抵抗値を持つ（例えば、ホットすなわち高抵抗部位、コールドすなわち導体部位、及び絶縁体すなわちヒートシンク部位）場合の同一の製造シーケンスにおいて、イグナイタ素子の少なくとも３部位は、「マルチショット」射出成形プロセスと呼ばれる、セラミックコンポーネントを製造するための単一の製造シーケンスにおいて射出成形される。少なくとも特定の実施態様では、単一の製造シーケンスは、素子形成エリアから素子を除去することのない、及び／又は射出成形以外のプロセスによって素子メンバーにセラミック材料を付着することのない、順次セラミック材料の射出成形を適用することを含む。
【００１１】
例えば、一つの側面において、第１の絶縁体（ヒートシンク）部位を射出成形し、そしてその絶縁体部位の周囲の導体足部位を第２のステップで射出成形し、第３のステップで絶縁体及び抵抗ゾーンを含む本体に対して、射出成形により抵抗ホットすなわちイグニションゾーンを付加することができる。
【００１２】
イグナイタ素子の３若しくはそれ以上の部位の射出成形（すなわち、３ショット若しくはそれ以上の射出成形プロセス）について、３番目（若しくはさらに後続の）射出成形部位が先に付着された第１及び第２の部位と良好に結合することが、均質で効率的な素子を製造することを確保する上で重要である。すなわち、先に付着されたイグナイタ部位に対して、イグナイタ素子の３番目またはそれ以降の射出成形部位を正確に配置することによって、製造されたイグナイタで所望の性能を得ることを確保できる。
【００１３】
イグナイタ素子の３番目またはそれ以降に射出成形される部位のそのような良好な結合を、セラミック材料が射出成形を通じて付着された場所から効果的に空気を除去することによって容易に行うことができる。例えば、付着部位から空気を効果的に放出する（除去する）ことは、先に付着されたセラミックイグナイタ部位に付着されるセラミック材料の良好な結合を支援することができる。そのような放出は、セラミック材料が付着されるエリア全般にわずかな負の圧力（真空ライン）を維持することを含む、様々な方法で達成することができる。
【００１４】
他の実施態様では、抵抗イグナイタの製造方法が提供される。係る製造方法は、３若しくはそれ以上の異なる抵抗率を持つ領域を有するセラミック素子の１またはそれ以上の部位を射出成形することを含む。好ましい側面において、あるイグナイタ領域（第１の領域）と他のイグナイタ領域（第２の領域）が室温で少なくとも10または102Ωcmの抵抗率差、より好ましくは室温で少なくとも103または104Ωcmの抵抗率差を有する場合、第１の領域が、第２の領域と抵抗率が異なるとみなしてよい。
【００１５】
ここで、本発明の製造方法は、形成されるセラミック素子を製造するためにセラミック材料を付加する追加のプロセスを含んでもよい。例えば、１以上のセラミック層を、セラミック組成スラリのディップコーティング、スプレーコーティングなどによって形成された素子に付加してもよい。
【００１６】
本発明の方法によって得られるセラミック素子は、全て電気的に連続した、第１の導体ゾーン、抵抗ホットゾーン及び第２の導体ゾーンを有することが好ましい。好ましくは、そのデバイスの使用中、電気配線の使用を通じて第１若しくは第２の導体ゾーン（しかし代表的には、両方の導体ゾーンではなく）に電力を印加することができる。
【００１７】
本発明の特に好ましいイグナイタは、イグナイタ長（例えば、電気配線がイグナイタに貼り付けられたところから抵抗ホットゾーンまでの長さ）の少なくとも一部に沿って曲線断面形状を有する。特に、好ましいイグナイタは、イグナイタ長の少なくとも一部、例えば、イグナイタ長の少なくとも略10％、40％、60％、80％、90％、あるいはイグナイタ長全体にわたって、略楕円形、円形若しくは他の曲線断面形状を有してもよい。そのようなロッド構成は、高い断面係数を提供し、そのためイグナイタの機械的完全性を強化することができる。
【００１８】
本発明のセラミックイグナイタは、6,8,10,12,24,120,220,230及び240ボルトの公称電圧を含む、広範囲の公称電圧で採用することができる。
【００１９】
本発明のイグナイタは様々なデバイス及び加熱システムの点火に有用である。特に、ここに述べるような焼結セラミックイグナイタ素子を有する加熱システムが提供される。特定の加熱システムは、ガス調理ユニット、湯沸かし器を含む、商用及び居住用ビルの暖房ユニットを含む。
本発明の他の側面は、以下に開示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本願は、2005年2月5日に出願された、米国特許出願第60/650,353号について優先権を主張し、その明細書は参照としてここに組み込まれる。
【００２１】
上記のように、素子の１以上の層または領域の射出成形を含む、セラミックイグナイタ素子の新規な製造方法がここに提供される。
【００２２】
ここで代表して参照するように、「射出成形された」、「射出成形」若しくは同様の他の用語は、材料（ここではセラミックまたはセラミック前駆体材料）を、代表的には圧力下で金型内に射出するか、または送出し、引き続いて行われる冷却及びその後の金型の複製を維持して凝固された素子の取り出しによって所望の形状のセラミック素子にする、一般的なプロセスを示す。
【００２３】
本発明のイグナイタ素子の射出成形形成において、セラミック材料（セラミック粉末混合物、分散体若しくは他の形成物など）またはセラミック前駆体若しくは組成物を、金型素子内に送出してもよい。
【００２４】
本発明の適切な製造方法では、異なる抵抗率の領域（例えば、導体領域、絶縁体すなわちヒートシンク領域及び高抵抗「ホット」ゾーン）を持つ集積されたイグナイタ素子を、異なる抵抗率を持つセラミック材料またはセラミック前駆体材料を逐次的に射出成形することによって形成してもよい。
【００２５】
そこで、例えば、第１の抵抗率を持つセラミック材料（例えば、絶縁体すなわちヒートシンク領域として機能するセラミック材料）を、ロッド形状のような、所望のベース形状を規定する金型素子内へ射出導入することによって、ベース素子を形成することができる。そして、ベース素子をそのような第１の金型から取り出して、第２の、別の金型素子に置き、異なる抵抗率を持つセラミック材料（例えば、導体セラミック材料）をその第２の金型内に射出して、イグナイタ素子の導体領域を提供することができる。同様に、ベース素子をそのような第２の金型から取り出して、第３の、さらに別の金型素子に置き、異なる抵抗率を持つセラミック材料（例えば、抵抗ホットゾーンセラミック材料）をその第３の金型内に射出して、イグナイタ素子の抵抗ホットすなわちイグニション領域を提供することができる。
【００２６】
あるいは、複数の異なる金型素子をそのように使用する代わりに、抵抗率を変えたセラミック材料を、同一の金型素子内に逐次送出または射出してもよい。例えば、第１のセラミック材料（例えば、絶縁体すなわちヒートシンク領域として機能するセラミック材料）を所定体積、所望のベース形状を規定する金型内へ導入し、その後、抵抗率を変えた第２のセラミック材料をその形成されたベースに付加してもよい。
【００２７】
１以上のセラミックパウダのような、１以上のセラミック材料を有する流動体剤として、セラミック材料を金型素子内に送出（射出）してもよい。
【００２８】
例えば、１以上のセラミックパウダを、水溶液若しくはアルコール等のような１以上の混合有機溶媒を含む水溶液に混合することによって得られるペーストのような、セラミックパウダのペースト状組成物、またはスラリを準備してもよい。MoSi2、SiC、Al2O3及び／又はAlNなどの１以上のセラミックパウダを、水及び選択的にセルロース・エーテル溶媒、アルコール等のような１以上の水混合有機溶媒といった１以上の有機溶媒を加えた流体組成物に混合することによって、押し出しに対して好ましいセラミックスラリ組成物を準備してもよい。またセラミックスラリは、他の材料、例えば１以上の有機可塑剤混合物を、選択的に１以上の高分子バインダーとともに含んでもよい。
【００２９】
形状を形成し、または導出する非常に様々な素子を、形成されるイグナイタの所望の形状に対応する構成の素子とともに、イグナイタ素子を形成するために採用することができる。例えば、ロッド形状の素子を形成するために、セラミックパウダーペーストをシリンドリカル状のダイエレメント内に射出してもよい。竹馬状または矩形状のイグナイタ素子を形成するために、矩形ダイを採用してもよい。
【００３０】
金型素子内にセラミック材料を送出した後、如何なる溶媒（水性及び／又は有機）キャリアも除去するのに十分な時間の間、50℃または60℃より高い温度で、規定されたセラミック部分を適切に乾燥させてもよい。
【００３１】
イグナイタ素子を形成する好ましい射出成形プロセスの例を以下に説明する。
【００３２】
ここで図を参照する。図１Ａ及び図１Ｂは、異なる抵抗率の領域の射出成形を通じて製造される、本発明の適切なイグナイタ素子１０を示す。
【００３３】
図１Ａに示すように、イグナイタ素子１０は、中心のヒートシンクすなわち絶縁体領域１２を有し、その絶縁体領域１２は、近位部１６において、異なる抵抗率の領域、すなわち導体ゾーン１４に囲まれ、導体ゾーン１４は、その領域が相対的に少ない体積を持ち、そのため抵抗ホットゾーン２０として機能できるイグナイタ近位部１８において抵抗率がより大きくなる。
【００３４】
図１Ｂは、ヒートシンク領域１２が露出したイグナイタの底面を示す。
さらに、図２Ａ及び図２Ｂの断面図は、イグナイタの近位領域１６における導体ゾーン１４Ａ及び１４Ｂと、イグナイタの遠位ゾーン１８において対応する抵抗ホットゾーン２０を示す。
【００３５】
使用の際、イグナイタ１０に対して、電力を、（例えば、１以上の電気配線（図示せず）を介して）抵抗ホットゾーン２０を通り、その後導体ゾーン１４Ｂを通る電気経路を提供する導体ゾーン１４Ａに供給することができる。導体ゾーン１４の近位端１４ａに、使用中にイグナイタへ電力を供給する電気配線（図示せず）を、ロウ付けするなどを通じて適切に貼付してもよい。イグナイタの近位端１０ａを、米国特許公開2003/0080103号公報に開示されているように、セラモプラスチック（ceramoplastic）封止材が導体素子の近位端１４ａを囲むというように、様々な固定具に取り付けることができる。また、イグナイタの近位端を囲むために、金属固定具を適切に採用してもよい。
【００３６】
図３Ａは、本発明の別の好ましいイグナイタ３０の平面図である。そのイグナイタ３０は、中心のイグナイタ本体部３２と、導体ゾーン３４Ａ及び３４Ｂを含む。図３Ｂは、イグナイタ３０の側面図である。図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、図３Ｂのイグナイタ３０の断面図である。
【００３７】
そのような射出成形プロセスで形成されたイグナイタ素子１０に、さらに所望の処理を行ってもよい。例えば、形成されたイグナイタ１０を、温度と圧力を含む条件下などでさらに圧縮してもよい。
【００３８】
さらに、例えば、コートしないイグナイタ領域を適切にマスキングしつつ、イグナイタ領域を提供するセラミック組成スラリにイグナイタ素子をディップコーティングしてもよい。異なる抵抗率のイグナイタ領域を、ディップコーティング以外の手順によってイグナイタのベース素子に付加してもよい。そのようなディップコーティング塗布について、セラミック組成のスラリまたは他の流体状組成物を適切に採用することができる。スラリは、水及び／又はアルコール等の極性有機溶媒と、付加されるセラミック組成物の均一層の形成を促進する１以上の添加剤を有してもよい。例えば、スラリ組成物は、１以上の有機乳化剤、可塑剤及び分散剤を有してもよい。次に行うイグナイタ素子の圧縮中に、これらのバインダー材料を熱して、適切に除去してもよい。
【００３９】
上述したように、また、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ及び図２Ｂのイグナイタ１０によって例示されるように、イグナイタ長の少なくとも大部分が、図１Ｂにおいて長さｘで示されるような、イグナイタ長の少なくとも一部に沿って、曲線断面形状を有する。図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ及び図２Ｂのイグナイタ１０は、イグナイタのほぼ全長について円形断面形状を有し、ロッド形状のイグナイタ素子を提供する場合の特に好ましい構成を示す。しかし、好ましいシステムは、イグナイタ長（図１Ｂでイグナイタ長ｘとして例示される）の約10,20,30,40,50,60,70,80または90％以下が曲線断面形状を有するといった、イグナイタの一部分のみが曲線断面形状を有する場合のものも含む。そのような設計では、イグナイタ長のバランスが外側エッジとともに輪郭を持つ。
【００４０】
重要な点は、本発明の方法が特定用途のために所望される様々な構成のイグナイタを容易に製造できることにある。特定の構成を提供するため、適切な形状誘導金型素子が採用され、その金型素子を通じてセラミック組成物（セラミックペースト等）が射出される。
【００４１】
本発明のイグナイタの大きさは、非常に広範囲に変えることができ、イグナイタの使用意図に基づいて選択することができる。例えば、好ましいイグナイタの長さ（図１Ｂの長さｘ）は、適切には約0.5cm〜約5cmとすることができ、より好ましくは約1cm〜約3cmとすることができる。イグナイタの断面の幅（図１Ｂの長さｙ）は、適切には約0.2cm〜約3cmとすることができる。
【００４２】
同様に、導体及びホットゾーン領域の長さも適切に変えることができる。好ましくは、図１Ａに示した構成のイグナイタの第１の導体ゾーンの長さ（図１Ａの近位領域１６の長さ）は、0.2cmから2,3,4若しくは5cm以上とすることができる。第１の導体ゾーンのより代表的な長さは、約0.5cm〜約5cmである。一般的に好ましくは、ホットゾーンの高さ（図２の長さｅ）を約0.1cm〜約2cmとし、ホットゾーンの電気経路長の合計（図１Ａの長さｆ）は、適切には約0.2cm〜5cm以上とすることができる。
【００４３】
好ましいシステムでは、本発明のイグナイタのホット若しくは抵抗ゾーンは、公称電圧で約1450℃未満の最高温度まで熱くなり、公称電圧の約110％の上限電圧で約1550℃未満の最高温度まで熱くなり、公称電圧の約85％の下限電圧で約1350℃未満の最高温度まで熱くなる。
【００４４】
本発明のイグナイタを形成するために、様々な組成物を採用することができる。一般的に好ましいホットゾーンの組成物は、１）導体材料、２）半導体材料、３）絶縁体材料のうちの２以上の成分を含む。導体（コールド）及び絶縁体（ヒートシンク）領域は、同一の成分からなるものでもよいが、その成分は異なる割合で存在する。代表的な導体材料は、例えばケイ化モリブデン、ケイ化タングステン、窒化チタンなどの窒化物、及び炭化チタンなどの炭化物を含む。代表的な半導体は、炭化ケイ素（ドープされたもの、未ドープのもの）及び炭化ホウ素などの炭化物を含む。代表的な絶縁体材料は、酸化アルミニウムなどの金属酸化物またはAlN及び／又はSi3N4などの窒化物を含む。
【００４５】
ここで参照する、電気絶縁材料という用語は、少なくとも1010Ωcmの室温抵抗率を持つ材料を示す。本発明のイグナイタの電気絶縁材料成分は、単に、若しくは主として１以上の金属窒化物及び／又は金属酸化物からなる。あるいは、その絶縁成分は、金属酸化物または金属窒化物の他に材料を有してもよい。例えば、絶縁材料成分は、窒化アルミニウム（AlN）、窒化ケイ素若しくは窒化ホウ素などの窒化物、希土類酸化物（例えば、イットリア）、希土類酸窒化物をさらに含んでもよい。絶縁成分の好ましい追加材料は窒化アルミニウム（AlN）である。
【００４６】
ここで参照する、半導体セラミック（又は「半導体」）は、約10Ωcmから108Ωcm間の室温抵抗率を持つセラミックである。半導体成分がホットゾーン組成物の約45v/oよりも多く存在する場合（導体セラミックが約6-10v/oの範囲に含まれる場合）、得られた組成物は、高電圧の用途に対して導電性が高くなり過ぎる（絶縁体の欠如による）。反対に、半導体材料が約10v/oよりも少量しか存在しない場合（導体セラミックが約6-10v/oの範囲に含まれる場合）、得られた組成物は、抵抗率が高くなり過ぎる（絶縁体が多過ぎることによる）。さらに、導体のレベルが高くなるにつれて、所望の電圧を達成するために、絶縁体と半導体の混合比率をより抵抗率が高くなるようにすることが必要となる。代表的に、半導体は、炭化ケイ素（ドープされたもの、未ドープのもの）及び炭化ホウ素からなるグループからの炭化物である。炭化ケイ素が一般的に好ましい。
【００４７】
ここで参照する、導体材料は、約10-2Ωcm未満の室温抵抗率を持つものである。導体成分がホットゾーン組成物の約35v/oよりも多量に存在する場合、得られたホットゾーン組成物のセラミック、得られたセラミックは、導電性が高くなり過ぎる。代表的に、導体は、ケイ化モリブデン、ケイ化タングステン、窒化チタンなどの窒化物、及び炭化チタンなどの炭化物からなるグループから選択される。ケイ化モリブデンが一般的に好ましい。
【００４８】
一般に、好ましいホット（抵抗）ゾーン組成物は、（ａ）約50v/o〜約80v/oの少なくとも1010Ωcmの抵抗率を持つ電気絶縁材料と、（ｂ）約0v/o（半導体材料が使用されない場合）〜約45v/oの約10Ωcmから108Ωcm間の抵抗率を持つ半導体材料と、（ｃ）約5v/o〜約35v/oの約10-2Ωcm未満の抵抗率をを持つ金属導体を含む。好ましくは、ホットゾーンは、50-70v/oの電気絶縁セラミックと、10-45v/oの半導体セラミックと、6-16v/oの導体材料を含む。特に好ましい、本発明のイグナイタで使用されるホットゾーン組成物は、10v/oのMoSi2と、20v/oのSiCと、平衡するAlN又はAl2O3を含む。
【００４９】
以上のように、本発明のイグナイタは、ホット（抵抗）ゾーンと電気的に接続され、イグナイタへの導線の取り付けを可能とする相対的に抵抗率の低いコールドゾーン領域を有する。好ましいコールドゾーン領域は、例えば、AlN及び／又はAl2O3、又は他の絶縁材料と、SiC又は他の半導体材料と、MoSi2又は他の導体材料からなるものを含む。しかし、コールドゾーン領域は、ホットゾーンよりも導体及び半導体材料（例えば、SiC及びMoSi2）の占めるパーセンテージが非常に高い。好ましいコールドゾーン組成物は、約15〜65v/oの酸化アルミニウム、窒化アルミニウム若しくは他の絶縁材料と、約20〜70v/oのMoSi2及びSiC又は他の導体及び半導体材料を、約1:1〜約1:3の体積比で含む。多くの用途において、より好ましくは、コールドゾーンは、約15〜50v/oのAlN及び／又はAl2O3と、15〜30v/oのSiCと、30〜70v/oのMoSi2を含む。製造の容易化のために、コールドゾーン組成物をホットゾーン組成物と同じ材料で形成し、半導体及び導体材料の相対的な量を増やすことが好ましい。
【００５０】
特に好ましい、本発明のイグナイタで使用されるコールドゾーン組成物は、20〜35v/oのMoSi2と、45〜60v/oのSiCと、平衡するAlN及び／又はAl2O3の何れかを含む。
【００５１】
少なくともある用途では、本発明のイグナイタは、導電しない（絶縁体又はヒートシンク）領域を適切に含んでもよい。そのようなヒートシンク領域を、イグナイタ素子の様々な構成において採用することができる。上記のように、好ましい構成は、ヒートシンク領域をイグナイタ素子の中心本体領域として備える。
【００５２】
そのようなヒートシンクゾーンは、導体ゾーン又はホットゾーン、若しくはその両方と結合してもよい。好ましくは、焼結された絶縁体領域は、室温で少なくとも約1014Ωcmの抵抗率と、動作温度で少なくとも約104Ωcmの抵抗率を有し、また少なくとも150MPaの強度を持つ。絶縁体領域は、動作（点火）温度でホットゾーン領域の抵抗率よりも少なくとも２桁大きい抵抗率を有することが好ましい。適切な絶縁体組成物は、一以上の窒化アルミニウム、アルミナ及び窒化ホウ素を少なくとも約90v/o含む。本発明のイグナイタの特に好ましい絶縁体組成物は、60v/oのAlNと、10v/oのAl2O3と、平衡するSiCからなる。本発明のイグナイタで使用される、他の好ましいヒート組成物は、80v/oのAlNと、20v/oのSiCを含む。
【００５３】
本発明のイグナイタは、加熱炉などの気相燃料点火用途、調理器具、ベースボードヒータ、ボイラー、コンロを含む、多くの用途に使用できる。特に、本発明のイグナイタは、ガス加熱炉だけでなくコンロのガスバーナーの着火源として使用することができる。
【００５４】
また本発明のイグナイタは、液体燃料（例えば、灯油、ガソリン）を気化して点火する場合、例えば、車両のアドバンスヒーティング(advance heating)を提供する車両（例えば車）ヒータの点火用にも、特に適している。
【００５５】
本発明の好ましいイグナイタは、グロープラグとして知られる加熱素子とは異なる。とりわけ、非常によく用いられるグロープラグは、相対的に低い温度、例えば最高約800℃、900℃または1000℃で熱し、それにより、直接燃料を点火するよりも、むしろ多量の空気を熱する。一方、本発明の好ましいイグナイタは、少なくとも約1200℃、1300℃又は1400℃といったより高い最高温度を与え、直接燃料を点火することができる。また本発明の好ましいイグナイタは、代表的にはグロープラグシステムで用いられるような、素子または少なくともそのガス燃焼室を備える部分の周囲の機密シールを必要としない。さらにまた、本発明の好ましいイグナイタの多くは、相対的に高い線間電圧（例えば、24Ｖより高く、60ボルト若しくはそれ以上、又は120ボルト若しくはそれ以上で220、230及び240ボルトを含む）で利用できる。一方、グロープラグは代表的に12ボルトから24ボルトでのみ用いられる。
【００５６】
以下に、本発明の限定をしない例を示す。ここで述べる全ての文書は、参照としてその全体がここに組み込まれる。
【００５７】
例１：イグナイタの製造
抵抗組成物（22vol％のMoSi2、残りはAl2O3）と、絶縁組成物（100vol％のAl2O3）の粉末を、有機バインダ（約6-8wt％の植物性ショートニング、2.4wt％のポリスチレン及び2-4wt％のポリエチレン）と混合し、約62vol％の固体を持つ二つのペーストを形成した。その二つのペーストを、共射出成形機の二つのバレルに充填した。最初のショットでは、シリンダ長に沿って連続するフィンを備えた支持ベースを形成する絶縁ペーストで、半シリンダ形状のキャビティを満たした。第１のキャビティから取り出したパーツを、第２のキャビティに置き、そして２番目のショットでは、最初のショットとキャビティ壁のコアで境界を形作られたボリュームを導体ペーストで満たした。成形されたパーツは、二つの足を分離する絶縁体を備えたヘアピン状の導体を形成する。そしてそのロッドを、加えられた10-16wt％の10wt％を溶出する有機溶媒において、室温で部分的に脱バインダ処理した。そしてそのパーツを、300-500℃で60時間、不活性ガス（N2）のフロー中で熱的に脱バインダ処理して、残りのバインダを除去した。脱バインダ処理されたパーツを、アルゴン雰囲気において1800-1850℃で理論上の95-97％に圧縮した。その圧縮されたパーツを、グリットブラストで洗浄した。イグナイタの二つの足を36Ｖの電圧の電源に接続したとき、ホットゾーンは約1300℃に達した。
【００５８】
例２：他のイグナイタの製造
抵抗組成物（22vol％のMoSi2、残りはAl2O3）と、絶縁組成物（5vol％のSiC、残りはAl2O3）の粉末を、有機バインダ（約6-8wt％の植物性ショートニング、2.4wt％のポリスチレン及び2-4wt％のポリエチレン）と混合し、約62vol％の固体を持つ二つのペーストを形成した。その二つのペーストを、共射出成形機の二つのバレルに充填した。最初のショットでは、シリンダ長に沿って連続するフィンを備えた支持ベースを形成する絶縁ペーストで、半シリンダ形状のキャビティを満たした。第１のキャビティから取り出したパーツを、第２のキャビティに置き、そして２番目のショットでは、最初のショットとキャビティ壁のコアで境界を形作られたボリュームを導体ペーストで満たした。成形されたパーツは、二つの足を分離する絶縁体を備えたヘアピン状の導体を形成する。そしてそのロッドを、加えられた10-16wt％の10wt％を溶出する有機溶媒において、室温で部分的に脱バインダ処理した。そしてそのパーツを、300-500℃で60時間、N2のような不活性ガスのフロー中で熱的に脱バインダ処理して、残りのバインダを除去した。脱バインダ処理されたパーツを、アルゴン雰囲気において1800-1850℃で理論上の95-97％に圧縮した。その圧縮されたパーツを、グリットブラストで洗浄した。イグナイタの二つの足を120Ｖからの電圧の電源に接続したとき、ホットゾーンは約1307℃に達した。
【００５９】
例３：他のイグナイタの製造
抵抗組成物（22vol％のMoSi2、20vol％のSiC、残りはAl2O3）と、絶縁組成物（20vol％のSiC、残りはAl2O3）の粉末を、約15wt％のポリビニルアルコールと混合し、約60vol％の固体を持つ二つのペーストを形成した。その二つのペーストを、共射出成形機の二つのバレルに充填した。最初のショットでは、支持ベースを形成する絶縁ペーストで、砂時計形状の断面を持つキャビティを満たした。第１のキャビティから取り出したパーツを、第２のキャビティに置き、そして２番目のショットでは、最初のショットとキャビティ壁のコアで境界を形作られたボリュームを導体ペーストで満たした。そして、二つの足を分離する絶縁体を備えたヘアピン状の導体を形成する成形されたパーツを、加えられた10-16wt％の10wt％を溶出する生水において、部分的に脱バインダ処理した。そしてそのパーツを、500℃で24時間、不活性ガス（N2）のフロー中で熱的に脱バインダ処理して、残りのバインダを除去した。脱バインダ処理されたパーツを、アルゴン雰囲気において1800-1850℃で理論上の95-97％に圧縮した。その圧縮されたパーツを、グリットブラストで洗浄した。イグナイタの二つの足を48Ｖの電圧の電源に接続したとき、ホットゾーンは約1300℃に達した。
【００６０】
例４：他のイグナイタの製造
抵抗組成物（20vol％のMoSi2、5vol％のSiC、74vol％のAl2O3及び1vol％のGd2O3）と、導体組成物（28vol％のMoSi2、7vol％のSiC、64vol％のAl2O3及び1vol％のGd2O3）と、絶縁組成物（10vol％のSiC、89vol％のAl2O3及び1vol％のGd2O3）の粉末を、10-16wt％の有機バインダ（約6-8wt％の植物性ショートニング、2-4wt％のポリスチレン及び2-4wt％のポリエチレン）と混合し、約62-64vol％の固体濃度（solids loading）を持つ三つのペーストを形成した。その三つのペーストを、共射出成形機のバレルに充填した。最初のショットでは、支持ベースを形成する絶縁ペーストで、砂時計形状の断面を持つキャビティを満たした。第１のキャビティから取り出したパーツを、第２のキャビティに置いた。２番目のショットでは、最初のショットとキャビティ壁で境界を形作られたボリュームの底側半分を導体ペーストで満たした。第２のキャビティから取り出したパーツを、第３のキャビティに置いた。３番目のショットでは、最初のショット、２番目のショット及びキャビティ壁で境界を形作られたボリュームを、絶縁体で分離され、また絶縁体によって分離された導体の足に接続されたヘアピン形状の抵抗を形成する抵抗ペーストで満たした。その成形されたパーツを、加えられた10-16wt％の10wt％を溶出するn-プロピルブロマイドにおいて、室温で部分的に脱バインダ処理した。そしてそのパーツを、500℃で24時間、ArまたはN2のフロー中で熱的に脱バインダ処理して、残りのバインダを除去し、1大気圧のアルゴン雰囲気において1750℃で理論上の95-97％に圧縮した。イグナイタの二つの足を120Ｖの電圧の電源に接続したとき、ホットゾーン（すなわち、抵抗ゾーン）は約1300℃に達した。
【００６１】
本発明を、その特定の実施態様を用いて詳細に説明してきた。しかし、当業者は、この開示を考慮して、本発明の精神及び範囲内で修正及び改良を行えることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１Ａ】本発明のイグナイタの平面図である。
【図１Ｂ】本発明のイグナイタの底面図である。
【図２Ａ】図１Ａの線２Ａ−２Ａに沿った断面図である。
【図２Ｂ】図１Ａの線２Ｂ−２Ｂに沿った断面図である。
【図３Ａ】本発明の他の好ましいイグナイタの平面図である。
【図３Ｂ】本発明の他の好ましいイグナイタの側面図である。
【図４Ａ】図３Ｂの線４Ａ−４Ａに沿った断面図である。
【図４Ｂ】図３Ｂの線４Ｂ−４Ｂに沿った断面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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