(57)【要約】【課題】家庭用調理器として使用できる安価で、耐酸化性に優れたセラミックス発熱体およびその製造方法を提供する。【解決手段】酸化物系セラミックスと炭素材とを含み、電磁誘導加熱により発熱し、上記炭素材が鱗状黒鉛であり、特に、酸化物系セラミックスがリチウムおよびアルミニウムを含むケイ酸塩系セラミックスである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物系セラミックスと炭素材とを含み、電磁誘導加熱により発熱するセラミックス発熱体であって、
前記炭素材が鱗状黒鉛であることを特徴とするセラミックス発熱体。
【請求項２】
前記酸化物系セラミックスがリチウムおよびアルミニウムを含むケイ酸塩系セラミックスであることを特徴とする請求項１記載のセラミックス発熱体。
【請求項３】
前記鱗状黒鉛がセラミックス発熱体全体に対して、３０〜８０重量％配合されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載のセラミックス発熱体。
【請求項４】
酸化物系セラミックスと炭素材とを粉砕混合する工程と、粉砕混合された粉末を焼成する焼成工程とを含む電磁誘導加熱により発熱するセラミックス発熱体の製造方法において、
前記焼成工程は、前記酸化物系セラミックスと前記炭素材とが反応しない温度で、不活性ガス雰囲気でホットプレス焼成する工程であることを特徴するセラミックス発熱体の製造方法。
【請求項５】
前記反応しない温度がホットプレス焼成条件において前記酸化物系セラミックスの溶融点未満の温度であることを特徴とする請求項４記載のセラミックス発熱体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセラミックス発熱体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波電流により発生した磁界によって鉄なべなどにうず電流が流れ、その電気抵抗により発熱する電磁誘導加熱方式は、家庭用調理器、産業用加熱装置などの分野で多用されている。
うず電流は加熱媒体の表面から内部に向かうほど少なくなり、表面における電流の約３７％に減少したときの表面からの距離を浸透深さと呼んでいる。この浸透深さは、高周波電源の周波数、加熱媒体の体積固有抵抗および透磁率で決まる。うず電流による発熱は、この浸透深さ内での電気抵抗によるものと考えてよく、体積固有抵抗を浸透深さで割った値である表皮効果によって発熱の程度を判定できる。
【０００３】
従来、電磁誘導加熱方式における加熱媒体は、表皮抵抗が大きい鉄などに限定されていた。アルミニウムや銀などは、浸透深さが鉄に比較して大きく、表皮抵抗が小さいことから、浸透深さよりも薄い厚さ０．５ｍｍ以下の膜状のものにしなければ発熱しない。
【０００４】
通常の調理器として使用される土鍋は、それ自身の電気抵抗が非常に大きく、そのままでは電磁誘導加熱により発熱しない。そこで、うず電流が流れるための導体として、アルミニウムや銀などを厚さ０．５ｍｍ以下の薄膜として貼り付けた土鍋が市販されている。しかし、アルミニウムや銀などは熱膨張係数が土鍋に比較して大きいため、調理器として使用中にクラックや剥離が生じたりする問題がある。そのため、導電性のセラミックスが研究され、例えばホウ化ジルコニウムなどと酸化物系のβ−スポジュメンなどとの複合体が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１６７２６６号公報（段落［００１１］）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アルミニウムや銀などの金属は土鍋に比較して熱膨張が非常に大きく、電磁誘導加熱用として金属薄膜を貼り付けた土鍋は、加熱に伴う金属薄膜のクラックや剥離などの欠陥が生じやすいという問題がある。
また、ホウ化ジルコニウムなどの導電性セラミックスを発熱体として使用した土鍋は、家庭用調理器として使用するためには単体価格が高いという問題がある。
さらに、ホウ化ジルコニウムなどを使用した複合体は、熱膨張係数を３×１０−６／℃以下にすることは困難であり、耐熱衝撃性に劣るという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような問題に対処するためになされたもので、家庭用調理器等の発熱体として使用できる、安価で耐熱衝撃性に優れたセラミックス発熱体およびその製造方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のセラミックス発熱体は、酸化物系セラミックスと炭素材とを含み、電磁誘導加熱により発熱し、上記炭素材が鱗状黒鉛であることを特徴とする。
また、上記酸化物系セラミックスがリチウムおよびアルミニウムを含むケイ酸塩系セラミックスであることを特徴とする。
また、上記鱗状黒鉛がセラミックス発熱体全体に対して、３０〜８０重量％配合されてなることを特徴とする。
【００１０】
本発明の電磁誘導加熱により発熱するセラミックス発熱体の製造方法は、酸化物系セラミックスと炭素材とを粉砕混合する工程と、粉砕混合された粉末を焼成する焼成工程とを含み、上記焼成工程は、上記酸化物系セラミックスと上記炭素材とが反応しない温度で、不活性ガス雰囲気でホットプレス焼成する工程であることを特徴する。
また、酸化物系セラミックスと炭素材とが反応しない温度がホットプレス焼成条件において上記酸化物系セラミックスの溶融点未満の温度であることを特徴とする。
【００１１】
セラミックス発熱体の基材となるセラミックに要求される条件としては、（１）ある程度の電気伝導性、例えば体積固有抵抗で１０×１０−３Ω・ｃｍ程度以下の導電性があること、（２）加熱による熱衝撃に耐えるための低膨張性、例えば３×１０−６／℃程度以下の熱膨張係数であることなどが必要になる。
また、調理器として使用する場合は、水の沸点付近での耐加水分解性も要求される。
酸化物系セラミックス、特にリチウムおよびアルミニウムを含むケイ酸塩系セラミックスに、板状の粒子形状を有する鱗状黒鉛を配合し、ホットプレス焼成することにより、調理器などに要求される導電性および低膨張性を有するセラミックス発熱体が得られた。
配合された鱗状黒鉛と酸化物系セラミックスとが反応しない温度で、不活性ガス雰囲気下でホットプレス焼成することにより、高密度に焼結するとともに、鱗状黒鉛の長軸方向（板状粒子の面方向）が加圧方向と垂直に並び、層状に配列したため、この配列方向での電気伝導性が高くなったことによると考えられる。本発明はこのような知見に基づくものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明で使用できる鱗状黒鉛は、酸化物系セラミックスに配合して焼成した製品の体積固有抵抗を１０×１０−３Ω・ｃｍ程度以下にできる黒鉛であれば使用できる。
黒鉛は、天然黒鉛と人造黒鉛に分類でき、天然黒鉛は鱗状黒鉛と土状黒鉛に分類される。また鱗状黒鉛をさらに分類すれば、マダガスカル産、中国産、ブラジル産、ウクライナ産の鱗片状黒鉛とスリランカ産の鱗状黒鉛に分類できる。
本発明においては、天然黒鉛の一種である鱗状黒鉛が好ましく、マダガスカル産、中国産、ブラジル産、ウクライナ産の鱗片状黒鉛、またはスリランカ産の鱗状黒鉛が好ましい。
鱗状黒鉛の中でも炭素含有率が９７重量％以上、灰分が２％以下、鱗状の程度を表すアスペクト比が１０〜５０００の鱗状黒鉛が好ましい。
本発明に好適な鱗状黒鉛の市販品としては天然鱗状黒鉛−１９８（不二鉱材株式会社製商品名）、鱗状黒鉛ＣＰ−１００（株式会社中越黒鉛工業所製商品名）等を例示できる。
【００１３】
本発明で使用できる酸化物系セラミックスは、熱膨張係数が４×１０−６／℃以下、好ましくは３×１０−６／℃以下のセラミックスであれば使用できる。酸化物系セラミックスを例示すれば、土鍋土用セラミックス、β−スポジュメン（Ｌｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・４ＳｉＯ２）、β−ユークリプタイト（Ｌｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、コーディエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２）、チタン酸アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＯ２）、石英ガラス（ＳｉＯ２）、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、ジルコン（ＺｒＯ２・ＳｉＯ２）、ホウケイ酸ガラス（Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２）等が挙げられる。
これらの中で、リチウムおよびアルミニウムを含むケイ酸塩系セラミックスであるβ−スポジュメン、β−ユークリプタイトは熱膨張係数が小さく、かつ耐加水分解性に優れているため家庭用調理器としては好ましい。
【００１４】
酸化物系セラミックスと鱗状黒鉛との配合割合は、得られるセラミックス発熱体が周波数１〜１００ｋＨｚ、好ましくは２０〜５０ｋＨｚの電磁誘導条件下において発熱できる量の鱗状黒鉛が配合され、かつ調理器具としての機械的強度を有すればよい。
好適な配合割合は酸化物系セラミックスの種類によっても異なる。β−スポジュメン、β−ユークリプタイト、土鍋土に対して鱗状黒鉛（不二鉱材株式会社製、天然鱗状黒鉛−１９８）を配合して焼成した製品の電磁誘導加熱の可否について検討した結果を表１に示す。ホットプレス焼成温度は全て１２００℃、圧力は５ＭＰａとした。電磁誘導加熱の可否は、直径約１６０ｍｍ、厚さ約５ｍｍのホットプレス焼成体を１００Ｖタイプの電磁調理器により周波数２５ｋＨｚの条件で加熱したときに１００秒以内に２００℃以上の発熱がみられる場合を○、同発熱がみられない場合を×とした。なお、通常電磁誘導加熱が可能となる体積固有抵抗は１０×１０−３Ω・ｃｍ程度以下である。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
表１に示すように、β−ユークリプタイトの場合、鱗状黒鉛とセラミックスとの合計量に対して、鱗状黒鉛の配合が３０〜８０重量％の範囲で電磁誘導加熱ができた。同様にβ−スポジュメンの場合は３０〜８０重量％の範囲、土鍋土の場合は４０〜８０重量％の範囲でそれぞれ電磁誘導加熱ができた。なお、上記全ての場合において、鱗状黒鉛を８５重量％配合すると、１２００℃でのホットプレス焼結が不十分となり、機械的強度が劣った。
以上の結果、本発明のセラミックス発熱体は、発熱体全体に対して、鱗状黒鉛が３０〜８０重量％の範囲で配合されることが好ましい。
【００１７】
電磁誘導加熱が可能となる範囲での熱膨張係数を測定した結果を表２に示す。熱膨張係数の測定は空気雰囲気下、昇温速度７℃／分で測定した。なお、β−ユークリプタイトの場合、炭化ケイ素を配合した例についても測定した。
【表２】
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表２に示すように、本発明のセラミック発熱体は、通常使用されている土鍋素地の熱膨張係数約３×１０−６／℃に比較して同等以下であり、家庭用調理器として使用可能な程度に小さかった。
【００１８】
本発明においては、体積固有抵抗を下げる配合材であれば、鱗状黒鉛と併用できる。そのような配合材としては、炭化ケイ素、ホウ化ジルコニウム、導電性カーボンブラック、合成黒鉛、炭化ホウ素、ホウ化チタン、ケイ化モリブデン等が挙げられる。鱗状黒鉛と併用できる配合材は、鱗状黒鉛と該配合材との合計量に対して、３０重量％以下が好ましい。
【００１９】
セラミックス発熱体の製造方法について、図１を参照して説明する。図１は製造工程図である。
酸化物セラミックス１と炭素材２とをそれぞれ粉砕し、粉砕・混合工程３で混合する。この工程は公知の湿式または乾式法いずれの方法であっても使用できる。湿式法で混合した場合は、混合物を乾燥工程４にて乾燥する。乾燥条件の一例としては１００℃×１５時間である。また、乾燥させた混合材料は再度乾式法により乾燥する。
混合された材料は粒度調整工程５にて、焼成前の粒度を一定にするための粒度調整を行なう。粒度調整は特定の目のフルイを通過させること、風力分級方法等により行なうことができる。
焼成前の鱗状黒鉛の粒度は、平均粒子径として１〜５００μｍが好ましく、より好ましくは５０〜３００μｍである。焼成前の粒度を特定の目のフルイを通過させて調整する場合、その目開きは７００μｍ程度が好ましい。
【００２０】
粒度調整された材料は高温雰囲気炉を用いるホットプレス焼成工程６にてホットプレス焼成される。ホットプレス焼成用の型は黒鉛型等を用い、高圧力を印加しながら、酸化物系セラミックスと炭素材とが反応しない焼成温度で、不活性ガス雰囲気下で行なう。酸化物系セラミックスが溶融しない温度で焼成することにより、酸化物系セラミックスと炭素材とは反応し難くなる。
焼成温度としては８００℃以上、１４００℃未満である。焼成温度が８００℃未満では十分なホットプレス焼成ができず、１４００℃以上では酸化物系セラミックスが溶融により粒状となってしまい、あるいは酸化物系セラミックスが炭素材と反応してしまい、十分な機械的強度を得られ難くなる。
不活性ガスとしては、アルゴン、ヘリウムなど、焼成温度にて混合材料と反応しないガスが好ましい。
焼成圧力としては、混合材料の種類、配合割合にもよるが、好ましくは１ＭＰａ以上、より好ましくは５ＭＰａ以上である。焼成圧力が１ＭＰａ未満であると焼結が不十分で発熱しない。加圧方式としては一軸加圧方式、等方加圧方式等が挙げられる。鱗状黒鉛が板状に配向しやすいため、一軸加圧方式が好ましい。
【００２１】
本発明のセラミックス発熱体は、発熱体自身が高周波電磁誘導加熱方式により発熱するので、金属箔などを貼り付けた発熱体に比較して、調理器として使用中にクラックや剥離が生じたりしない。また、発熱部分が発熱体になるので均一な発熱が可能となり、さらに配合比を変えることで発熱温度設定が容易となる。
本発明のセラミックス発熱体は、炭素材と酸化物系セラミックスとの複合体であることから遠赤外線を放出しやすく、電磁誘導加熱による発熱に伴い放射される遠赤外線の利用も可能となる。
本発明のセラミックス発熱体は、電磁調理器用容器、暖房装置、乾燥用加熱板、医療用加熱機器等に応用できる。
【００２２】
【実施例】
実施例１
平均粒子径約１５μｍのβ−ユークリプタイト（Ｌｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２、丸ス釉薬（株）製、ＦＥ−２００）７０重量部、平均粒子径約１００μｍの鱗状黒鉛（不二鉱材（株）製、天然鱗状黒鉛−１９８）３０重量部の調合物に水１２０重量部を加え、ボールミルで２時間混合した後、１００℃で１５時間乾燥し、乳鉢で粉砕するとともに、目開き０．７ｍｍのふるいを通して粒度調製を行なった。これらを各々約３００ｇ取り、カーボン製のダイスに入れ、アルゴン０．１ＭＰａの雰囲気で昇温速度４００℃／時、最高温度１２００℃（３０分保持）、プレス圧力５ＭＰａの条件でホットプレスを行ない、直径１６０ｍｍ、厚さ約５ｍｍの焼結体を得た。
得られた焼結体の電磁誘導加熱性能を調べた結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器による加熱で発熱することが認められた。また、この焼結体の２０℃における体積固有抵抗値を測定した。結果を図２に示す。体積固有抵抗値は、８．１×１０−３Ω・ｃｍであった。さらに、この焼結体を水中に入れ、３時間煮沸しても変化はなく安定であった。
【００２３】
実施例２
β−ユークリプタイトを６０重量部、鱗状黒鉛を４０重量部配合する以外は実施例１と同一の材料、条件、方法で直径１６０ｍｍ、厚さ約５ｍｍの焼結体を得た。
得られた焼結体を実施例１と同一の方法で評価した結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器による加熱で発熱することが認められ、また、体積固有抵抗値は、図２に示すように、４．３×１０−３Ω・ｃｍであった。さらに、この焼結体を水中に入れ、３時間煮沸しても変化はなく安定であった。
【００２４】
実施例３
β−ユークリプタイトを５０重量部、鱗状黒鉛を５０重量部配合する以外は実施例１と同一の材料、条件、方法で直径１６０ｍｍ、厚さ約５ｍｍの焼結体を得た。
得られた焼結体を実施例１と同一の方法で市販の１００Ｖタイプの電磁調理器による加熱したところ電磁誘導加熱開始後約７０秒で２００℃に達した。また、体積固有抵抗値は、図２に示すように、４．１×１０−３Ω・ｃｍであった。さらに、この焼結体を水中に入れ、３時間煮沸しても変化はなく安定であった。
【００２５】
実施例４
β−ユークリプタイトを５０重量部、鱗状黒鉛を５０重量部配合し、最高温度１３５０℃でホットプレスする以外は実施例１と同一の材料、条件、方法で直径１６０ｍｍ、厚さ約５ｍｍの焼結体を得た。
得られた焼結体を実施例１と同一の方法で評価した結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器による加熱で発熱することが認められた。また、この焼結体を水中に入れ、３時間煮沸しても変化はなく安定であった。
【００２６】
実施例５
β−ユークリプタイトを４０重量部、鱗状黒鉛を６０重量部配合する以外は実施例１と同一の材料、条件、方法で直径１６０ｍｍ、厚さ約５ｍｍの焼結体を得た。
得られた焼結体を実施例１と同一の方法で評価した結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器による加熱で発熱することが認められ、また、体積固有抵抗値は、図２に示すように、２．９×１０−３Ω・ｃｍであった。さらに、この焼結体を水中に入れ、３時間煮沸しても変化はなく安定であった。
【００２７】
実施例６
β−ユークリプタイトを３０重量部、鱗状黒鉛を７０重量部配合する以外は実施例１と同一の材料、条件、方法で直径１６０ｍｍ、厚さ約５ｍｍの焼結体を得た。
得られた焼結体を実施例１と同一の方法で評価した結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器による加熱で発熱することが認められ、また、体積固有抵抗値は、図２に示すように、２．８×１０−３Ω・ｃｍであった。さらに、この焼結体を水中に入れ、３時間煮沸しても変化はなく安定であった。
【００２８】
実施例７
β−ユークリプタイトを２０重量部、鱗状黒鉛を８０重量部配合する以外は実施例１と同一の材料、条件、方法で直径１６０ｍｍ、厚さ約５ｍｍの焼結体を得た。
得られた焼結体を実施例１と同一の方法で評価した結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器による加熱で発熱することが認められ、また、体積固有抵抗値は、図２に示すように、１．８×１０−３Ω・ｃｍであった。さらに、この焼結体を水中に入れ、３時間煮沸しても変化はなく安定であった。
【００２９】
比較例１
β−ユークリプタイトを８０重量部、鱗状黒鉛を２０重量部配合する以外は実施例１と同一の材料、条件、方法で直径１６０ｍｍ、厚さ約５ｍｍの焼結体を得た。
得られた焼結体を実施例１と同一の方法で評価した結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器による加熱で発熱しなかった。また、体積固有抵抗値は、図２に示すように、４８．３×１０−３Ω・ｃｍであった。
【００３０】
比較例２
β−ユークリプタイトを７５重量部、鱗状黒鉛を２５重量部配合する以外は実施例１と同一の材料、条件、方法で直径１６０ｍｍ、厚さ約５ｍｍの焼結体を得た。
得られた焼結体を実施例１と同一の方法で評価した結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器による加熱で発熱発熱しなかった。また、体積固有抵抗値は、図２に示すように、１８．７×１０−３Ω・ｃｍであった。
【００３１】
比較例３
ホットプレス温度を、最高温度１４００℃とする以外は実施例４と同一の材料、条件、方法で直径１６０ｍｍ、厚さ約５ｍｍの焼結体を得た。
得られた焼結体を実施例４と同一の方法で水中に入れ、３時間煮沸したところ煮沸された水と反応し、アルミニウムなどの特定成分が水中に溶出する現象が見られた。
【００３２】
実施例８
平均粒子径約１５μｍのβ−ユークリプタイト（Ｌｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２、丸ス釉薬（株）製、ＦＥ−２００）５０重量部、平均粒子径約１００μｍの鱗状黒鉛（不二鉱材（株）製、天然鱗状黒鉛−１９８）３０重量部、平均粒子径約１５μｍの炭化ケイ素（昭和電工（株）製、グリーンデンシックＧＣ＃８００）１０重量部、平均粒子径約２０μｍの炭化ホウ素（和光純薬工業（株）製、炭化ホウ素−５０μｍ）１０重量部の調合物に水１００重量部を加え、ボールミルで２時間混合した後、１００℃で１５時間乾燥し、乳鉢で粉砕するとともに、目開き０．７ｍｍのふるいを通して粒度調製を行なった。これを約３００ｇ取り、カーボン製のダイスに入れ、アルゴン０．１ＭＰａの雰囲気で昇温速度４００℃／時、最高温度１２００℃（３０分保持）、プレス圧力５ＭＰａの条件でホットプレスを行ない、直径１６０ｍｍ、厚さ約５ｍｍの焼結体を得た。
この焼結体の電磁誘導加熱性能を調べた結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器による加熱で、加熱開始後約９０秒で２００℃に達した。また、この焼結体の２０℃における体積固有抵抗は７．６×１０−３Ω・ｃｍであった。
【００３３】
実施例９
平均粒子径約１５μｍのβ−ユークリプタイト（Ｌｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２、丸ス釉薬（株）製、ＦＥ−２００）５０重量部、平均粒子径約５０μｍの鱗状黒鉛（（株）中越黒鉛工業所製、ＣＰ−１５０）５０重量部の調合物に水１２０重量部を加え、ボールミルで２時間混合した後、１００℃で１５時間乾燥し、乳鉢で粉砕するとともに、目開き０．７ｍｍのふるいを通して粒度調製を行なった。これを約３００ｇ取り、カーボン製のダイスに入れ、アルゴン０．１ＭＰａの雰囲気で昇温速度４００℃／時、最高温度１２００℃（３０分保持）、プレス圧力５ＭＰａの条件でホットプレスを行ない、直径１６０ｍｍ、厚さ約５ｍｍの焼結体を得た。
この焼結体電磁誘導加熱性能を調べた結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器による加熱で、加熱開始後約８０秒で２００℃に達した。
【００３４】
実施例１０
平均粒子径約１５μｍのβ−ユークリプタイト（Ｌｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２、丸ス釉薬（株）製、ＦＥ−２００）５０重量部、平均粒子径約３５０μｍの鱗状黒鉛（（株）中越黒鉛工業所製、ＨＦ−４８）５０重量部の調合物に水１２０重量部を加え、ボールミルで２時間混合した後、１００℃で１５時間乾燥し、乳鉢で粉砕するとともに、目開き１．０ｍｍのふるいを通して粒度調製を行なった。これを約３００ｇ取り、カーボン製のダイスに入れ、アルゴン０．１ＭＰａの雰囲気で昇温速度４００℃／時、最高温度１２００℃（３０分保持）、プレス圧力５ＭＰａの条件でホットプレスを行ない、直径１６０ｍｍ、厚さ約５ｍｍの焼結体を得た。
この焼結体の電磁誘導加熱性能を調べた結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器による加熱で、加熱開始後約６５秒で２００℃に達した。
【００３５】
実施例１１
平均粒子径約１５μｍのβ−スポジュメン（Ｌｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・４ＳｉＯ２、丸ス釉薬（株）製、ＦＳＰ−２００）５０重量部、平均粒子径約１００μｍの鱗状黒鉛（不二鉱材（株）製、天然鱗状黒鉛−１９８）５０重量部の調合物に水１２０重量部を加え、ボールミルで２時間混合した後、１００℃で１５時間乾燥し、乳鉢で粉砕するとともに、目開き０．７ｍｍのふるいを通して粒度調製を行なった。これを約３００ｇ取り、カーボン製のダイスに入れ、アルゴン０．１ＭＰａの雰囲気で昇温速度４００℃／時、最高温度１２００℃（３０分保持）、プレス圧力５ＭＰａの条件でホットプレスを行ない、直径１６０ｍｍ、厚さ約５ｍｍの焼結体を得た。
この焼結体の電磁誘導加熱性能を調べた結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器による加熱で、加熱開始後約７０秒で２００℃に達した。
【００３６】
実施例１２
平均粒子径約１５μｍのコーディエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２、丸ス釉薬（株）製、ＳＳ−２００）５０重量部、平均粒子径約１００μｍの鱗状黒鉛（不二鉱材（株）製、天然鱗状黒鉛−１９８）５０重量部の調合物に水１５０重量部を加え、ボールミルで２時間混合した後、１００℃で１５時間乾燥し、乳鉢で粉砕するとともに、目開き０．７ｍｍのふるいを通して粒度調製を行なった。これを約３００ｇ取り、カーボン製のダイスに入れ、アルゴン０．１ＭＰａの雰囲気で昇温速度４００℃／時、最高温度１２００℃（３０分保持）、プレス圧力５ＭＰａの条件でホットプレスを行ない、直径１６０ｍｍ、厚さ約７ｍｍの焼結体を得た。
この焼結体の電磁誘導加熱性能を調べた結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器による加熱で、加熱開始後約９０秒で２００℃に達した。
【００３７】
比較例４
平均粒子径約１５μｍのβ−ユークリプタイト（Ｌｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２、丸ス釉薬（株）製、ＦＥ−２００）５０重量部、平均粒子径約２０μｍの土状黒鉛（（株）中越黒鉛工業所製、３００Ｆ）５０重量部の調合物に水１２０重量部を加え、ボールミルで２時間混合した後、１００℃で１５時間乾燥し、乳鉢で粉砕するとともに、目開き０．７ｍｍのふるいを通して粒度調製を行なった。これを約３００ｇ取り、カーボン製のダイスに入れ、アルゴン０．１ＭＰａの雰囲気で昇温速度４００℃／時、最高温度１２００℃（３０分保持）、プレス圧力５ＭＰａの条件でホットプレスを行ない、直径１６０ｍｍ、厚さ５ｍｍの焼結体を得た。
この焼結体の２０℃における体積固有抵抗は６５×１０−３Ω・ｃｍであり、電磁誘導加熱性能を調べた結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器では加熱できなかった。
【００３８】
比較例５
平均粒子径約１５μｍのβ−ユークリプタイト（Ｌｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２、丸ス釉薬（株）製、ＦＥ−２００）５０重量部、平均粒子径約１００μｍの人造黒鉛（（株）中越黒鉛工業所製、Ｇ−１００）５０重量部の調合物に水１００重量部を加え、ボールミルで２時間混合した後、１００℃で１５時間乾燥し、乳鉢で粉砕するとともに、目開き０．７ｍｍのふるいを通して粒度調製を行なった。これを約３００ｇ取り、カーボン製のダイスに入れ、アルゴン０．１ＭＰａの雰囲気で昇温速度４００℃／時、最高温度１２００℃（３０分保持）、プレス圧力５ＭＰａの条件でホットプレスを行ない、直径１６０ｍｍ、厚さ約５ｍｍの焼結体を得た。
この焼結体の２０℃における体積固有抵抗は１８×１０−３Ω・ｃｍであり、電磁誘導加熱性能を調べた結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器では加熱できなかった。
【００３９】
比較例６
平均粒子径約１５μｍのβ−ユークリプタイト（Ｌｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２、丸ス釉薬（株）製、ＦＥ−２００）５０重量部、導電性カーボンブラック（ケッチェン・ブラック・インターナショナル（株）製、ケッチェンブラックＥＣ）５０重量部の調合物に水６００重量部を加え、ボールミルで２時間混合した後、１００℃で２４時間乾燥し、乳鉢で粉砕するとともに、目開き０．７ｍｍのふるいを通して粒度調製を行なった。これを約３００ｇ取り、カーボン製のダイスに入れ、アルゴン０．１ＭＰａの雰囲気で昇温速度４００℃／時、最高温度１２００℃（３０分保持）、プレス圧力５ＭＰａの条件でホットプレスを行ない、直径１６０ｍｍ、厚さ約１０ｍｍの焼成体を得た。
この焼成体は焼結が不十分で、機械的強度も非常に低かった。電磁誘導加熱性能を調べた結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器では加熱できなかった。
同組成物を同様に１３５０℃でホットプレスを行なったものについても焼結が不十分で、機械的強度も非常に低く、電磁誘導加熱性能を調べた結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器では加熱できなかった。
【００４０】
比較例７
平均粒子径約１５μｍのβ−ユークリプタイト（Ｌｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２、丸ス釉薬（株）製、ＦＥ−２００）５０重量部、平均粒子径約１５μｍの炭化ケイ素（昭和電工（株）製グリーンデンシックＧＣ＃８００）５０重量部の調合物に水１００重量部を加え、ボールミルで２時間混合した後、１００℃で１５時間乾燥し、乳鉢で粉砕するとともに、目開き０．７ｍｍのふるいを通して粒度調製を行なった。これを約３００ｇ取り、カーボン製のダイスに入れ、アルゴン０．１ＭＰａの雰囲気で昇温速度４００℃／時、最高温度１２００℃（３０分保持）、プレス圧力５ＭＰａの条件でホットプレスを行ない、直径１６０ｍｍ、厚さ５ｍｍの焼結体を得た。
この焼結体の電磁誘導加熱性能を調べた結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器では加熱できなかった。
【００４１】
比較例８
平均粒子径約１５μｍのβ−ユークリプタイト（Ｌｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２、丸ス釉薬（株）製、ＦＥ−２００）６０重量部、平均粒子径約１００μｍの鱗状黒鉛（不二鉱材（株）製、天然鱗状黒鉛−１９８）２０重量部、平均粒子径約１５μｍの炭化ケイ素（昭和電工（株）製グリーンデンシックＧＣ＃８００）２０重量部の調合物に水１００重量部を加え、ボールミルで２時間混合した後、１００℃で１５時間乾燥し、乳鉢で粉砕するとともに、目開き０．７ｍｍのふるいを通して粒度調製を行なった。これを約３００ｇ取り、カーボン製のダイスに入れ、アルゴン０．１ＭＰａの雰囲気で昇温速度４００℃／時、最高温度１２００℃（３０分保持）、プレス圧力５ＭＰａの条件でホットプレスを行ない、直径１６０ｍｍ、厚さ５ｍｍの焼結体を得た。
この焼結体の２０℃における体積固有抵抗は３０×１０−３Ω・ｃｍであり、電磁誘導加熱性能を調べた結果、市販の１００Ｖタイプの電磁調理器では加熱できなかった。
【００４２】
【発明の効果】
本発明のセラミックス発熱体は、酸化物系セラミックス、特にリチウムおよびアルミニウムを含むケイ酸塩系セラミックスと、炭素材、特に鱗状黒鉛とを含むので、熱膨張係数が低く、電磁誘導加熱により均一に発熱することができる。また、高温時の耐酸化性に優れる。
【００４３】
本発明の電磁誘導加熱により発熱するセラミックス発熱体の製造方法は、酸化物系セラミックスと炭素材とを粉砕混合する工程と、粉砕混合された粉末を焼成する焼成工程とを含み、上記焼成工程は、酸化物系セラミックスと炭素材とが反応しない温度で、特に酸化物系セラミックスが溶融しない温度で、不活性ガス雰囲気でホットプレスする工程であるので、酸化物系セラミックスが炭素材と反応することなく、均一組成のセラミックス発熱体が簡易な方法で得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】セラミックス発熱体の製造工程図である。
【図２】焼結体の体積固有抵抗値を測定した図である。
【符号の説明】
１  酸化物セラミックス
２  炭素材
３  粉砕・混合工程
４  乾燥工程
５  粒度調整工程
６  ホットプレス焼成工程
【図１】
2004299913.tif 000005
【図２】
2004299913.tif 000006