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特許7162164半導体電熱膜の前駆体溶液、半導体電熱膜構造、及び電熱構造の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-20
(45)【発行日】2022-10-28
(54)【発明の名称】半導体電熱膜の前駆体溶液、半導体電熱膜構造、及び電熱構造の製造方法
(51)【国際特許分類】
H05B 3/20 20060101AFI20221021BHJP
H01C 7/02 20060101ALI20221021BHJP
C04B 35/453 20060101ALI20221021BHJP
H05B 3/16 20060101ALI20221021BHJP
H05B 3/12 20060101ALI20221021BHJP
A24F 40/46 20200101ALI20221021BHJP
【ＦＩ】
H05B3/20 378
H01C7/02
C04B35/453
H05B3/20 393
H05B3/20 392A
H05B3/16
H05B3/12 A
A24F40/46
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021116138
(22)【出願日】2021-07-14
【審査請求日】2021-07-14
(31)【優先権主張番号】202110495861.1
(32)【優先日】2021-05-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202110772226.3
(32)【優先日】2021-07-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】521311230
【氏名又は名称】福建晶▲しい▼新材料科技有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】100088063
【弁理士】
【氏名又は名称】坪内 康治
(72)【発明者】
【氏名】羅浩
(72)【発明者】
【氏名】蔡建財
(72)【発明者】
【氏名】楊小華
【審査官】杉浦 貴之
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第１０５２２８２７３（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１２２９１８６７（ＣＮ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５２５７７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平２－５６８８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２８４０２１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｂ ３／２０
Ｈ０１Ｃ ７／０２
Ｃ０４Ｂ ３５／４５３
Ｈ０５Ｂ ３／１６
Ｈ０５Ｂ ３／１２
Ａ２４Ｆ ４０／４６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体電熱膜の前駆体溶液であって、組成Ａ、組成Ｂおよび組成Ｃを含み、組成Ａは、２～１０重量％の塩化スズ（ＩＶ）５水和物、３～６重量％の塩化第一スズ
、および０．３～１重量％のグリセリンを含有し、さらに組成ＡのＰＨを４．７～６．２
に調節するＰＨ調節剤を含み、
組成Ｂは、５～１０重量％のコンダクタンス調節剤と、コンダクタンス調節剤は、塩化
アンチモン（ＩＩＩ）２水和物、三酸化ビスマス、三酸化アルミニウムおよび二酸化タリ
ウムのうちの１種または複数種の組み合わせであり、および０．６～１重量％の塩化アル
ミニウムと、を含有し、さらに組成ＢのＰＨを４．７～５．０に調節するＰＨ調節剤を含
み、
組成Ｃは、０．５～０．７重量％の酸化錫、０．８～１．５重量％の酸化ビスマス、お
よび１５～２５重量％のエタノールを含有し、
さらに１５～３０重量％の蒸留水を含む、
半導体電熱膜の前駆体溶液。
【請求項2】
半導体電熱膜構造の製造方法は、工程一：
配合比率に基づいて塩化スズ（ＩＶ）５水和物と塩化第一スズを十分に混合させてから、
それをＰＨ調節剤中に加え、ここで、ＰＨ値は４．７～６．２に、温度は８～１２℃にそ
れぞれコントロールし、完全的溶解まで攪拌してから、配合比率に基づいてグリセリンを
添加し、続いて、５～１０ｍｉｎ攪拌し、組成Ａを取得し、
ＰＨ調節剤中に配合量のコンダクタンス調節剤と塩化アルミニウムを加え、コンダクタン
ス調節剤は塩化アンチモン（ＩＩＩ）２水和物、三酸化ビスマス、三酸化アルミニウムと
二酸化タリウムのうちの１種または複数種の組み合わせであり、ここで、ＰＨ値は４．７
～５．０に、温度は１５～２０℃にそれぞれコントロールし、均一に攪拌し、組成Ｂを取
得し、
配合比率に基づいて、エタノール中に配合量の酸化錫および酸化ビスマスを加え、組成Ｃ
を取得する工程と、
工程二：
組成Ａと組成Ｂを全部組成Ｃ中に加え、そして配合量の蒸留水を添加し、充分に反応させ
てから、固体顆粒を濾除し、半導体電熱膜前駆体液を製成し、
半導体電熱膜構造の製造：
基底を３８０～８６０℃に加熱し、半導体電熱膜の前駆体溶液と３～７ｋｇ空気とを十分
に混合させて、スプレーガンによって基底の一側面に噴出塗布させ、室温に冷却させ、半
導体電熱膜構造を製成する工程と、
を含む、半導体電熱膜構造の製造方法。
【請求項3】
基底はセラミックス材製および／またはガラス材製である、請求項２に記載の半導体電熱膜構造の製造方法。
【請求項4】
電熱構造の製造方法であって、請求項２に記載の半導体電熱膜構造の製造方法を含み、
さらに、
電極の製造工程：
スクリーン印刷によって半導体電熱膜における基底から離れる一側面上に導電グルーを印
刷することにより、第１の電極と第２の電極を形成し、ここで、第１の電極と第２の電極
は対向設置され、スクリーンの目数は８０～２００目である、工程と、
電熱構造の製造工程：
塗布済みの半導体電熱膜、第１の電極および第２の電極の基底を、１８０～３００℃に加
熱し、１０～３０分間乾燥してから、５００～８００℃に加熱し、１５～３０分間焼結し
て、そして冷却させると、電熱構造が完了する工程と、
を含む、電熱構造の製造方法。
【請求項5】
導電グルーは導電銀グルーである、請求項４に記載の電熱構造の製造方法。
【請求項6】
基底１はセラミックス材製および／またはガラス材製である、請求項４に記載の電熱構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体電熱膜の領域に関し、特に半導体電熱膜の前駆体溶液、半導体電熱膜構
造、及び電熱構造の製造方法に関する。
造、及び電熱構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体の電熱膜は伝統的な電熱材料に比べて、例えば電気抵抗線、大きな優位性がありま
す。例えば、電熱変換効率が高く、全表面カバーを実現できます。熱伝達面積を増加し、
伝熱速度を高めます。使用寿命は比較的に長いです。電子タバコでの加熱微粒子化器が使
えます。しかし、半導体の電熱膜の作動温度は通常１００－３００℃です。抵抗線の動作
温度は１００－１００℃と比較して、動作温度は比較的低いです。
また、現在の酸化スズ類の電熱膜は５００℃以上で比較的抵抗変化があるため、減衰が激
しく、酸化スズ類電熱膜の使用範囲を制限しています。
また、電熱膜の昇温速度は比較的遅く、短時間で通電温度が不安定であり、電子タバコに
おいて発癌物質が発生しやすい。
現在、無機電熱膜は通常五水塩化錫または塩化錫または塩化亜錫を主成分として使用して
いますが、重量分の数は調合法によって異なり、通常１０－６０分で加水分解により酸化
スズ電熱膜が形成され、ドーピングにより電熱膜の性能が改善されますが、この成分のド
ーピングは上記の技術問題を解決することができません。
したがって、新しい半導体電熱膜の前駆体溶液を提供する必要があり、さらに半導体電熱
膜構造の調製方法を提供する必要があり、さらに、電熱構造の調製方法を提供する必要が
ある。
す。例えば、電熱変換効率が高く、全表面カバーを実現できます。熱伝達面積を増加し、
伝熱速度を高めます。使用寿命は比較的に長いです。電子タバコでの加熱微粒子化器が使
えます。しかし、半導体の電熱膜の作動温度は通常１００－３００℃です。抵抗線の動作
温度は１００－１００℃と比較して、動作温度は比較的低いです。
また、現在の酸化スズ類の電熱膜は５００℃以上で比較的抵抗変化があるため、減衰が激
しく、酸化スズ類電熱膜の使用範囲を制限しています。
また、電熱膜の昇温速度は比較的遅く、短時間で通電温度が不安定であり、電子タバコに
おいて発癌物質が発生しやすい。
現在、無機電熱膜は通常五水塩化錫または塩化錫または塩化亜錫を主成分として使用して
いますが、重量分の数は調合法によって異なり、通常１０－６０分で加水分解により酸化
スズ電熱膜が形成され、ドーピングにより電熱膜の性能が改善されますが、この成分のド
ーピングは上記の技術問題を解決することができません。
したがって、新しい半導体電熱膜の前駆体溶液を提供する必要があり、さらに半導体電熱
膜構造の調製方法を提供する必要があり、さらに、電熱構造の調製方法を提供する必要が
ある。
【発明の概要】
【0003】
本発明は、半導体電熱膜の前駆体溶液を提供して、上記の問題を解決する。
半導体電熱膜の前駆体溶液は、組成Ａ、組成Ｂおよび組成Ｃを含み、
組成Ａは、２～１０重量％の塩化スズ（ＩＶ）５水和物、３～６重量％の塩化第一スズ
、および０．３～１重量％のグリセリンを含有し、さらに組成ＡのＰＨを４．７～６．２
に調節するＰＨ調節剤を含み、
組成Ｂは、５～１０重量％のコンダクタンス調節剤と、コンダクタンス調節剤は、塩化
アンチモン（ＩＩＩ）２水和物、三酸化ビスマス、三酸化アルミニウムおよび二酸化タリ
ウムのうちの１種または複数種の組み合わせであり、および０．６～１重量％の塩化アル
ミニウムと、を含有し、さらに組成ＢのＰＨを４．７～５．０に調節するＰＨ調節剤を含
み、
組成Ｃは、０．５～０．７重量％の酸化錫、０．８～１．５重量％の酸化ビスマス、お
よび１５～２５重量％のエタノールを含有し、
さらに１５～３０重量％の蒸留水を含む。
半導体電熱膜の前駆体溶液は、組成Ａ、組成Ｂおよび組成Ｃを含み、
組成Ａは、２～１０重量％の塩化スズ（ＩＶ）５水和物、３～６重量％の塩化第一スズ
、および０．３～１重量％のグリセリンを含有し、さらに組成ＡのＰＨを４．７～６．２
に調節するＰＨ調節剤を含み、
組成Ｂは、５～１０重量％のコンダクタンス調節剤と、コンダクタンス調節剤は、塩化
アンチモン（ＩＩＩ）２水和物、三酸化ビスマス、三酸化アルミニウムおよび二酸化タリ
ウムのうちの１種または複数種の組み合わせであり、および０．６～１重量％の塩化アル
ミニウムと、を含有し、さらに組成ＢのＰＨを４．７～５．０に調節するＰＨ調節剤を含
み、
組成Ｃは、０．５～０．７重量％の酸化錫、０．８～１．５重量％の酸化ビスマス、お
よび１５～２５重量％のエタノールを含有し、
さらに１５～３０重量％の蒸留水を含む。
【0004】
本発明の第二目的は、以下を提供する。
半導体電熱膜構造の製造方法は、
工程一：
配合比率に基づいて塩化スズ（ＩＶ）５水和物と塩化第一スズを十分に混合させてから、
それをＰＨ調節剤中に加え、ここで、ＰＨ値は４．７～６．２に、温度は８～１２℃にそ
れぞれコントロールし、完全的溶解まで攪拌してから、配合比率に基づいてグリセリンを
添加し、続いて、５～１０ｍｉｎ攪拌し、組成Ａを取得し、
ＰＨ調節剤中に配合量のコンダクタンス調節剤と塩化アルミニウムを加え、コンダクタン
ス調節剤は塩化アンチモン（ＩＩＩ）２水和物、三酸化ビスマス、三酸化アルミニウムと
二酸化タリウムのうちの１種または複数種の組み合わせであり、ここで、ＰＨ値は４．７
～５．０に、温度は１５～２０℃にそれぞれコントロールし、均一に攪拌し、組成Ｂを取
得し、
配合比率に基づいて、エタノール中に配合量の酸化錫および酸化ビスマスを加え、組成Ｃ
を取得する工程と、
工程二：
組成Ａと組成Ｂを全部組成Ｃ中に加え、そして配合量の蒸留水を添加し、充分に反応させ
てから、固体顆粒を濾除し、半導体電熱膜前駆体液を製成し、
半導体電熱膜構造の製造：
基底を３８０～８６０℃に加熱し、半導体電熱膜の前駆体溶液と３～７ｋｇ空気とを十分
に混合させて、スプレーガンによって基底の一側面に噴出塗布させ、室温に冷却させ、半
導体電熱膜構造を製成する工程と、
を含む。
半導体電熱膜構造の製造方法は、
工程一：
配合比率に基づいて塩化スズ（ＩＶ）５水和物と塩化第一スズを十分に混合させてから、
それをＰＨ調節剤中に加え、ここで、ＰＨ値は４．７～６．２に、温度は８～１２℃にそ
れぞれコントロールし、完全的溶解まで攪拌してから、配合比率に基づいてグリセリンを
添加し、続いて、５～１０ｍｉｎ攪拌し、組成Ａを取得し、
ＰＨ調節剤中に配合量のコンダクタンス調節剤と塩化アルミニウムを加え、コンダクタン
ス調節剤は塩化アンチモン（ＩＩＩ）２水和物、三酸化ビスマス、三酸化アルミニウムと
二酸化タリウムのうちの１種または複数種の組み合わせであり、ここで、ＰＨ値は４．７
～５．０に、温度は１５～２０℃にそれぞれコントロールし、均一に攪拌し、組成Ｂを取
得し、
配合比率に基づいて、エタノール中に配合量の酸化錫および酸化ビスマスを加え、組成Ｃ
を取得する工程と、
工程二：
組成Ａと組成Ｂを全部組成Ｃ中に加え、そして配合量の蒸留水を添加し、充分に反応させ
てから、固体顆粒を濾除し、半導体電熱膜前駆体液を製成し、
半導体電熱膜構造の製造：
基底を３８０～８６０℃に加熱し、半導体電熱膜の前駆体溶液と３～７ｋｇ空気とを十分
に混合させて、スプレーガンによって基底の一側面に噴出塗布させ、室温に冷却させ、半
導体電熱膜構造を製成する工程と、
を含む。
【0005】
好ましくは、基底はセラミックス材製および／またはガラス材製である。
【0006】
本発明の第三目的は、以下を提供する。
電熱構造の製造方法は、
請求項２に記載の半導体電熱膜構造の製造方法を含み、
さらに、
電極の製造：
スクリーン印刷によって半導体電熱膜における基底から離れる一側面上に導電グルーを印
刷することにより、第１の電極と第２の電極を形成し、ここで、第１の電極と第２の電極
は対向設置され、スクリーンの目数は８０～２００目であり、
電熱構造の製造：
塗布済みの半導体電熱膜、第１の電極および第２の電極の基底を、１８０～３００℃に加
熱し、１０～３０分間乾燥してから、５００～８００℃に加熱し、１５～３０分間焼結し
て、そして冷却させると、電熱構造が完了する。
電熱構造の製造方法は、
請求項２に記載の半導体電熱膜構造の製造方法を含み、
さらに、
電極の製造：
スクリーン印刷によって半導体電熱膜における基底から離れる一側面上に導電グルーを印
刷することにより、第１の電極と第２の電極を形成し、ここで、第１の電極と第２の電極
は対向設置され、スクリーンの目数は８０～２００目であり、
電熱構造の製造：
塗布済みの半導体電熱膜、第１の電極および第２の電極の基底を、１８０～３００℃に加
熱し、１０～３０分間乾燥してから、５００～８００℃に加熱し、１５～３０分間焼結し
て、そして冷却させると、電熱構造が完了する。
【0007】
好ましくは、導電グルーは導電銀グルーである。
【0008】
好ましくは、基底１はセラミックス材製および／またはガラス材製である。
【0009】
上記のＰＨ調整剤はＰＨを調節し、塩化物の早期加水分解、、変質を生じることを防止す
る。上記のＰＨ調整剤は塩酸、氷酢酸、硝酸、塩素酸、リン酸、プロトン酸、亜硝酸、酸
を含むが、これらに限らない。
る。上記のＰＨ調整剤は塩酸、氷酢酸、硝酸、塩素酸、リン酸、プロトン酸、亜硝酸、酸
を含むが、これらに限らない。
【0010】
本発明の有益な技術効果は、先行技術に比べて以下の通りである。
（１）半導体電熱膜の前駆体溶液から結晶化された半導体電熱膜は耐温度急変を有し、温
度安定性が良く、耐減衰、昇温速度が速く、耐高温性が良い性質を有する。
（２）半導体電熱膜構造の製造方法を提供し、この方法は大量の自動化工業生産を安定さ
せることができる。
（３）電熱構造の調製方法を提供し、得られた電熱構造は耐温度急変、耐破壊、適応電圧
の広い範囲の変化、電熱変換効率が高く、耐高温性が良い性質を有する。
（１）半導体電熱膜の前駆体溶液から結晶化された半導体電熱膜は耐温度急変を有し、温
度安定性が良く、耐減衰、昇温速度が速く、耐高温性が良い性質を有する。
（２）半導体電熱膜構造の製造方法を提供し、この方法は大量の自動化工業生産を安定さ
せることができる。
（３）電熱構造の調製方法を提供し、得られた電熱構造は耐温度急変、耐破壊、適応電圧
の広い範囲の変化、電熱変換効率が高く、耐高温性が良い性質を有する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
本発明の実施形態または先行技術における技術案をより明確に説明するために、以下では
実施形態または先行技術説明において必要とされる図面を簡単に紹介するが、以下の説明
における図面は本発明のいくつかの実施形態にすぎず、本分野の一般技術者にとっては、
創造的労働を行わない前提で、これらの図面に従って示された構造は、他の図面を得るこ
ともできる。
実施形態または先行技術説明において必要とされる図面を簡単に紹介するが、以下の説明
における図面は本発明のいくつかの実施形態にすぎず、本分野の一般技術者にとっては、
創造的労働を行わない前提で、これらの図面に従って示された構造は、他の図面を得るこ
ともできる。
【0012】
［符号の説明］
1-基底
2-半導体電熱膜
3-第１の電極
4-第２の電極
5-導電部材
1-基底
2-半導体電熱膜
3-第１の電極
4-第２の電極
5-導電部材
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態における図面に関連して、本発明の実施形態における技術的な態
様を明確にし、完全に説明するが、説明した実施形態は、全ての実施形態ではなく、本発
明の一部の実施形態にすぎないことは明らかである。本発明の実施例に基づいて、当業者
は、創造的な労働がなされていない前提で取得される他のすべての実施形態は、本発明の
保護の範囲に属する。
また、本発明における「第一」、「第二」等に関する記述は、説明の目的だけに用いられ
、その相対的な重要性を示すか、または指示された技術的特徴を明示する数量を暗黙的に
示すかということに理解してはならない。したがって、「第一」、「第二」と限定された
特徴は、少なくとも一つの特徴を明示または暗黙的に含むことができる。
また、様々な実施形態の間の技術案は互いに結合することができるが、当業者が実現でき
ることを基礎としなければならない。技術案の結合が相互に矛盾したり、実現できない場
合は、このような技術案の結合は存在しないと考えるべきであり、本発明の保護範囲内に
もない。
様を明確にし、完全に説明するが、説明した実施形態は、全ての実施形態ではなく、本発
明の一部の実施形態にすぎないことは明らかである。本発明の実施例に基づいて、当業者
は、創造的な労働がなされていない前提で取得される他のすべての実施形態は、本発明の
保護の範囲に属する。
また、本発明における「第一」、「第二」等に関する記述は、説明の目的だけに用いられ
、その相対的な重要性を示すか、または指示された技術的特徴を明示する数量を暗黙的に
示すかということに理解してはならない。したがって、「第一」、「第二」と限定された
特徴は、少なくとも一つの特徴を明示または暗黙的に含むことができる。
また、様々な実施形態の間の技術案は互いに結合することができるが、当業者が実現でき
ることを基礎としなければならない。技術案の結合が相互に矛盾したり、実現できない場
合は、このような技術案の結合は存在しないと考えるべきであり、本発明の保護範囲内に
もない。
【0014】
実施例１
半導体電熱膜の前駆体溶液は、組成Ａ、組成Ｂおよび組成Ｃを含み、ここで、
組成Ａは、２重量％の塩化スズ（ＩＶ）５水和物、３重量％の塩化第一スズ、および０．
３重量％のグリセリンを含有し、さらに組成ＡのＰＨを４．７～６．２に調節するＰＨ調
節剤を含み、該組成ＡのＰＨ調節剤は氷酢酸とする；
組成Ｂは、５重量％のコンダクタンス調節剤である塩化アンチモン（ＩＩＩ）２水和物、
および０．６重量％の塩化アルミニウムを含有し、さらに組成ＢのＰＨを４．７～５．０
に調節するＰＨ調節剤を含み、該組成ＢのＰＨ調節剤は塩酸とする；
組成Ｃは、０．５重量％の酸化錫、０．８重量％の酸化ビスマス、および１５重量％のエ
タノールを含有する；
さらに１５重量％の蒸留水を含む、ものとした。
半導体電熱膜の前駆体溶液は、組成Ａ、組成Ｂおよび組成Ｃを含み、ここで、
組成Ａは、２重量％の塩化スズ（ＩＶ）５水和物、３重量％の塩化第一スズ、および０．
３重量％のグリセリンを含有し、さらに組成ＡのＰＨを４．７～６．２に調節するＰＨ調
節剤を含み、該組成ＡのＰＨ調節剤は氷酢酸とする；
組成Ｂは、５重量％のコンダクタンス調節剤である塩化アンチモン（ＩＩＩ）２水和物、
および０．６重量％の塩化アルミニウムを含有し、さらに組成ＢのＰＨを４．７～５．０
に調節するＰＨ調節剤を含み、該組成ＢのＰＨ調節剤は塩酸とする；
組成Ｃは、０．５重量％の酸化錫、０．８重量％の酸化ビスマス、および１５重量％のエ
タノールを含有する；
さらに１５重量％の蒸留水を含む、ものとした。
【0015】
実施例２
半導体電熱膜の前駆体溶液は、組成Ａ、組成Ｂおよび組成Ｃを含み、ここで、
組成Ａは、１０重量％の塩化スズ（ＩＶ）５水和物、６重量％の塩化第一スズ、および１
重量％のグリセリンを含有し、さらに組成ＡのＰＨを４．７～６．２に調節するＰＨ調節
剤を含み、該組成ＡのＰＨ調節剤は氷酢酸とする；
組成Ｂは、１０重量％のコンダクタンス調節剤である塩化アンチモン（ＩＩＩ）２水和物
、および１重量％の塩化アルミニウムを含有し、さらに組成ＢのＰＨを４．７～５．０に
調節するＰＨ調節剤を含み、該組成ＢのＰＨ調節剤は塩酸とする；
組成Ｃは、０．７重量％の酸化錫、１．５重量％の酸化ビスマス、および２５重量％のエ
タノールを含有する；
さらに２５重量％の蒸留水を含む、ものとした。
半導体電熱膜の前駆体溶液は、組成Ａ、組成Ｂおよび組成Ｃを含み、ここで、
組成Ａは、１０重量％の塩化スズ（ＩＶ）５水和物、６重量％の塩化第一スズ、および１
重量％のグリセリンを含有し、さらに組成ＡのＰＨを４．７～６．２に調節するＰＨ調節
剤を含み、該組成ＡのＰＨ調節剤は氷酢酸とする；
組成Ｂは、１０重量％のコンダクタンス調節剤である塩化アンチモン（ＩＩＩ）２水和物
、および１重量％の塩化アルミニウムを含有し、さらに組成ＢのＰＨを４．７～５．０に
調節するＰＨ調節剤を含み、該組成ＢのＰＨ調節剤は塩酸とする；
組成Ｃは、０．７重量％の酸化錫、１．５重量％の酸化ビスマス、および２５重量％のエ
タノールを含有する；
さらに２５重量％の蒸留水を含む、ものとした。
【0016】
実施例３
半導体電熱膜の前駆体溶液は、組成Ａ、組成Ｂおよび組成Ｃを含み、ここで、
組成Ａは、６重量％の塩化スズ（ＩＶ）５水和物、４．５重量％の塩化第一スズ、および
０．６５重量％のグリセリンを含有し、さらに組成ＡのＰＨを４．７～６．２に調節する
ＰＨ調節剤を含み、該組成ＡのＰＨ調節剤は氷酢酸とする；
組成Ｂは、７．５重量％のコンダクタンス調節剤である塩化アンチモン（ＩＩＩ）２水和
物、および０．８重量％の塩化アルミニウムを含有し、さらに組成ＢのＰＨを４．７～５
．０に調節するＰＨ調節剤を含み、該組成ＢのＰＨ調節剤は塩酸とする；
組成Ｃは、０．６重量％の酸化錫、１．１５重量％の酸化ビスマス、および２０重量％の
エタノールを含有する；
さらに２２.５重量％の蒸留水を含む、ものとした。
半導体電熱膜の前駆体溶液は、組成Ａ、組成Ｂおよび組成Ｃを含み、ここで、
組成Ａは、６重量％の塩化スズ（ＩＶ）５水和物、４．５重量％の塩化第一スズ、および
０．６５重量％のグリセリンを含有し、さらに組成ＡのＰＨを４．７～６．２に調節する
ＰＨ調節剤を含み、該組成ＡのＰＨ調節剤は氷酢酸とする；
組成Ｂは、７．５重量％のコンダクタンス調節剤である塩化アンチモン（ＩＩＩ）２水和
物、および０．８重量％の塩化アルミニウムを含有し、さらに組成ＢのＰＨを４．７～５
．０に調節するＰＨ調節剤を含み、該組成ＢのＰＨ調節剤は塩酸とする；
組成Ｃは、０．６重量％の酸化錫、１．１５重量％の酸化ビスマス、および２０重量％の
エタノールを含有する；
さらに２２.５重量％の蒸留水を含む、ものとした。
【0017】
本発明の他の実施例において、コンダクタンス調節剤は、塩化アンチモン（ＩＩＩ）２水
和物、三酸化ビスマス、三酸化アルミニウムおよび二酸化タリウムのうちの１種または複
数種の組み合わせとしてもよい。
組成Ａおよび組成Ｂ中におけるＰＨ調節剤は、例えば、塩酸、氷酢酸、硝酸、塩素酸、リ
ン酸、プロトン酸、亜硝酸、ぎ酸としてもよい。ＰＨを調節する機能を発揮することによ
って、塩化物の早期水分解による変質を防止することができるとわかった。
和物、三酸化ビスマス、三酸化アルミニウムおよび二酸化タリウムのうちの１種または複
数種の組み合わせとしてもよい。
組成Ａおよび組成Ｂ中におけるＰＨ調節剤は、例えば、塩酸、氷酢酸、硝酸、塩素酸、リ
ン酸、プロトン酸、亜硝酸、ぎ酸としてもよい。ＰＨを調節する機能を発揮することによ
って、塩化物の早期水分解による変質を防止することができるとわかった。
【0018】
下記の方法によって上記実施例で得られた半導体電熱膜にテストを行った。
抵抗値：GB/T7278-2008；
電熱変換効率：GB/T 7287-2008；
法線方向の全放射率：B/T 7287-2008；
電熱変換率の増値：GB/T 7287-2008；
持続動作時間：GB/T 7287-2008；
昇温時間：GB/T 7287-2008；
酢酸２４ｈ亜鉛溶出：GBT 3534-2002；
酢酸２４ｈカドミウム溶出：GBT 3534-2002；
破壊試験：GBT 3534-2002；
漏洩電流：GB/T 7287-2008；
減衰試験：GB/T 7287-2008；
加熱速度試験：GB/T 7287-2008
試験結果
抵抗値：GB/T7278-2008；
電熱変換効率：GB/T 7287-2008；
法線方向の全放射率：B/T 7287-2008；
電熱変換率の増値：GB/T 7287-2008；
持続動作時間：GB/T 7287-2008；
昇温時間：GB/T 7287-2008；
酢酸２４ｈ亜鉛溶出：GBT 3534-2002；
酢酸２４ｈカドミウム溶出：GBT 3534-2002；
破壊試験：GBT 3534-2002；
漏洩電流：GB/T 7287-2008；
減衰試験：GB/T 7287-2008；
加熱速度試験：GB/T 7287-2008
試験結果
【0019】
【0020】
本発明にかかる電熱膜は以下の特性を有する。
抵抗値は０．７Ωと低い。加熱は快速であり、通電瞬間における０．４ｓ程度にて２００
～３１０℃まで昇温できる。ブレイクダウン防止が可能である。動作電圧と漏洩電流は基
準を満たし、短絡破壊が発生しない。耐高温性は良好で、破壊温度が６８０℃と高い。持
続動作時間は２０００ｓ以上と長い。電熱変換率は９５％以上と高い。耐温度激変性は良
好である。
快速な加熱速度を達成できる。５分間以内で最高温度の９０％まで達し得る。透明度は良
好で、７５％－８８％までになる。
成分分析によって、電熱膜は、抗酸化、抗腐食、絶縁性、難燃性、耐水性、高硬度、無毒
、また、有害放射線なく、不良物質排出なく、加熱時における力率（ｐｏｗｅｒ ｆａｃ
ｔｏｒ）は１、加熱水試料は小分子団水と検出、人体に最適な吸収の遠赤外線含有という
特徴を有するとわかった。
本発明は有益な技術効果を提供する。
本発明は、塩化スズ（ＩＶ）５水和物と塩化第一スズの比率を改良するものであって、高
温水分解によって多結晶格子の酸化錫と一定比率の酸化第一スズを形成し、よってｎ型の
導電電熱膜を形成する。そして、比率の改良により高温水分解後に形成された電熱膜の電
導率は８～２０Ω／ｃｍ２となった。また、コンダクタンス調節剤の種類と比率を改良す
ることにより酸化錫の結晶格子パラメータを改変する。所定の比率範囲内で電導率の増加
と抵抗値の低減を両立させることができる。短時間での快速加熱が実現される。上記組成
と所定比率の塩化アルミニウム（三酸化アルミニウムに高温水分解する）、酸化錫、酸化
ビスマスの間の相互協同作用によって、半導体電熱膜の温度係数を減少し、半導体電熱膜
の耐温度激変性と耐減衰性を向上する。
本発明はさらに、上記半導体電熱膜の前駆体溶液を含む、半導体電熱膜構造の製造方法を
提供する。
抵抗値は０．７Ωと低い。加熱は快速であり、通電瞬間における０．４ｓ程度にて２００
～３１０℃まで昇温できる。ブレイクダウン防止が可能である。動作電圧と漏洩電流は基
準を満たし、短絡破壊が発生しない。耐高温性は良好で、破壊温度が６８０℃と高い。持
続動作時間は２０００ｓ以上と長い。電熱変換率は９５％以上と高い。耐温度激変性は良
好である。
快速な加熱速度を達成できる。５分間以内で最高温度の９０％まで達し得る。透明度は良
好で、７５％－８８％までになる。
成分分析によって、電熱膜は、抗酸化、抗腐食、絶縁性、難燃性、耐水性、高硬度、無毒
、また、有害放射線なく、不良物質排出なく、加熱時における力率（ｐｏｗｅｒ ｆａｃ
ｔｏｒ）は１、加熱水試料は小分子団水と検出、人体に最適な吸収の遠赤外線含有という
特徴を有するとわかった。
本発明は有益な技術効果を提供する。
本発明は、塩化スズ（ＩＶ）５水和物と塩化第一スズの比率を改良するものであって、高
温水分解によって多結晶格子の酸化錫と一定比率の酸化第一スズを形成し、よってｎ型の
導電電熱膜を形成する。そして、比率の改良により高温水分解後に形成された電熱膜の電
導率は８～２０Ω／ｃｍ２となった。また、コンダクタンス調節剤の種類と比率を改良す
ることにより酸化錫の結晶格子パラメータを改変する。所定の比率範囲内で電導率の増加
と抵抗値の低減を両立させることができる。短時間での快速加熱が実現される。上記組成
と所定比率の塩化アルミニウム（三酸化アルミニウムに高温水分解する）、酸化錫、酸化
ビスマスの間の相互協同作用によって、半導体電熱膜の温度係数を減少し、半導体電熱膜
の耐温度激変性と耐減衰性を向上する。
本発明はさらに、上記半導体電熱膜の前駆体溶液を含む、半導体電熱膜構造の製造方法を
提供する。
【0021】
実施例４
半導体電熱膜の前駆体溶液の製造方法は、以下の工程を含んだ。
工程一：
配合比率に基づいて塩化スズ（ＩＶ）５水和物と塩化第一スズを十分に混合させてから、
それをＰＨ調節剤中に加えた。ここで、ＰＨ値は４．７～６．２に、温度は８～１２℃に
それぞれコントロールした。完全的溶解まで攪拌してから、配合比率に基づいてグリセリ
ンを添加した。続いて、５～１０ｍｉｎ攪拌し、組成Ａを取得した。
ＰＨ調節剤中に配合量のコンダクタンス調節剤と塩化アルミニウムを加えた。コンダクタ
ンス調節剤は塩化アンチモン（ＩＩＩ）２水和物、三酸化ビスマス、三酸化アルミニウム
と二酸化タリウムのうちの１種または複数種の組み合わせとしてもよい。ここで、ＰＨ値
は４．７～５．０に、温度は１５～２０℃にそれぞれコントロールした。均一に攪拌し、
組成Ｂを取得した。
配合比率に基づいて、エタノール中に配合量の酸化錫および酸化ビスマスを加え、組成Ｃ
を取得した。
工程二：
組成Ａと組成Ｂを全部組成Ｃ中に加え、そして配合量の蒸留水を添加し、充分に反応させ
てから、固体顆粒を濾除し、半導体電熱膜前駆体液を製成した。
半導体電熱膜構造の製造：
基底を３８０～８６０℃に加熱し、半導体電熱膜の前駆体溶液と３～７ｋｇ空気とを十分
に混合させて、スプレーガンによって基底の一側面に噴出塗布させ、室温に冷却させ、半
導体電熱膜構造を製成した。
具体的配合比率は実施例１と同様であり、基底はセラミックス材製および／またはガラス
材製とした。
半導体電熱膜の前駆体溶液の製造方法は、以下の工程を含んだ。
工程一：
配合比率に基づいて塩化スズ（ＩＶ）５水和物と塩化第一スズを十分に混合させてから、
それをＰＨ調節剤中に加えた。ここで、ＰＨ値は４．７～６．２に、温度は８～１２℃に
それぞれコントロールした。完全的溶解まで攪拌してから、配合比率に基づいてグリセリ
ンを添加した。続いて、５～１０ｍｉｎ攪拌し、組成Ａを取得した。
ＰＨ調節剤中に配合量のコンダクタンス調節剤と塩化アルミニウムを加えた。コンダクタ
ンス調節剤は塩化アンチモン（ＩＩＩ）２水和物、三酸化ビスマス、三酸化アルミニウム
と二酸化タリウムのうちの１種または複数種の組み合わせとしてもよい。ここで、ＰＨ値
は４．７～５．０に、温度は１５～２０℃にそれぞれコントロールした。均一に攪拌し、
組成Ｂを取得した。
配合比率に基づいて、エタノール中に配合量の酸化錫および酸化ビスマスを加え、組成Ｃ
を取得した。
工程二：
組成Ａと組成Ｂを全部組成Ｃ中に加え、そして配合量の蒸留水を添加し、充分に反応させ
てから、固体顆粒を濾除し、半導体電熱膜前駆体液を製成した。
半導体電熱膜構造の製造：
基底を３８０～８６０℃に加熱し、半導体電熱膜の前駆体溶液と３～７ｋｇ空気とを十分
に混合させて、スプレーガンによって基底の一側面に噴出塗布させ、室温に冷却させ、半
導体電熱膜構造を製成した。
具体的配合比率は実施例１と同様であり、基底はセラミックス材製および／またはガラス
材製とした。
【0022】
実施例5
半導体電熱膜構造の製造方法の工程は実施例4と同じであり、具体的な配合比は実施例2と
同じである。
半導体電熱膜構造の製造方法の工程は実施例4と同じであり、具体的な配合比は実施例2と
同じである。
【0023】
実施例6
半導体電熱膜構造の製造方法の工程は実施例4と同じであり、具体的な配合比は実施3と同
じである。
半導体電熱膜構造の製造方法の工程は実施例4と同じであり、具体的な配合比は実施3と同
じである。
【0024】
説明が必要なのは、上記の実施例において、基底は３８０－８６０℃に加熱するとした。
その原因は、配合比率に基づいて得られた半導体電熱膜の前駆体溶液の適宜温度が３８０
～８６０℃であるからである。温度調節によって電熱膜上における抵抗差を小さくさせ、
焼き崩しの可能性を減少させることができる。温度が上記の値より低いと、成膜効果が悪
くなる。また空気配合比率の設定は前駆液霧化の気圧を影響する。所定の配合比率より小
さいと、霧化不充分となり、膜メッキの不均一をもたらす。所定の配合比率より大きいと
、気圧が高すぎ、希釈霧化中における試料成分を影響し、その大部分が空気となってしま
い、試料の量は少なくすぎる場合、成膜ができなくなる。そして、空気が乾燥であると、
水蒸気等を混入してはならなく、さもなければ混合後前駆液の成分比率を影響する。
本発明はさらに、上記半導体電熱膜構造の製造方法を含む、電熱構造の製造方法を提供す
る。
その原因は、配合比率に基づいて得られた半導体電熱膜の前駆体溶液の適宜温度が３８０
～８６０℃であるからである。温度調節によって電熱膜上における抵抗差を小さくさせ、
焼き崩しの可能性を減少させることができる。温度が上記の値より低いと、成膜効果が悪
くなる。また空気配合比率の設定は前駆液霧化の気圧を影響する。所定の配合比率より小
さいと、霧化不充分となり、膜メッキの不均一をもたらす。所定の配合比率より大きいと
、気圧が高すぎ、希釈霧化中における試料成分を影響し、その大部分が空気となってしま
い、試料の量は少なくすぎる場合、成膜ができなくなる。そして、空気が乾燥であると、
水蒸気等を混入してはならなく、さもなければ混合後前駆液の成分比率を影響する。
本発明はさらに、上記半導体電熱膜構造の製造方法を含む、電熱構造の製造方法を提供す
る。
【0025】
実施例７
電熱構造の製造方法は、上記実施例の半導体電熱膜構造の製造方法を含み、そして以下の
工程も含む。
電極の製造：
スクリーン印刷によって半導体電熱膜における基底から離れる一側面上に導電グルーを印
刷することにより、第１の電極と第２の電極を形成した。ここで、第１の電極と第２の電
極は対向設置されているとした。スクリーンの目数は８０～２００目とした。
電熱構造の製造：
塗布済みの半導体電熱膜、第１の電極および第２の電極の基底を、１８０～３００℃に加
熱し、１０～３０分間乾燥してから、５００～８００℃に加熱し、１５～３０分間焼結し
て、そして冷却させると、電熱構造が完了した。ここで、基底は、セラミックス材製およ
び／またはガラス材製とした。導電グルーは導電銀グルーとした。
実施例７では、スクリーンの目数は８０～２００目とした。電極厚度の大きさは電極に耐
える電圧と電流の大きさに影響を与えるため、電極の厚度はコントロール可能としてもよ
い。上記成分の配合比率は、実施例１と同様であった。
電熱構造の製造方法は、上記実施例の半導体電熱膜構造の製造方法を含み、そして以下の
工程も含む。
電極の製造：
スクリーン印刷によって半導体電熱膜における基底から離れる一側面上に導電グルーを印
刷することにより、第１の電極と第２の電極を形成した。ここで、第１の電極と第２の電
極は対向設置されているとした。スクリーンの目数は８０～２００目とした。
電熱構造の製造：
塗布済みの半導体電熱膜、第１の電極および第２の電極の基底を、１８０～３００℃に加
熱し、１０～３０分間乾燥してから、５００～８００℃に加熱し、１５～３０分間焼結し
て、そして冷却させると、電熱構造が完了した。ここで、基底は、セラミックス材製およ
び／またはガラス材製とした。導電グルーは導電銀グルーとした。
実施例７では、スクリーンの目数は８０～２００目とした。電極厚度の大きさは電極に耐
える電圧と電流の大きさに影響を与えるため、電極の厚度はコントロール可能としてもよ
い。上記成分の配合比率は、実施例１と同様であった。
【0026】
実施例8
実施例7と異なるのは半導体電熱膜の前駆体溶液の成分比であり、本実施例の配合比は実
施例2と同じである。
実施例7と異なるのは半導体電熱膜の前駆体溶液の成分比であり、本実施例の配合比は実
施例2と同じである。
【0027】
実施例9
実施例7と異なるのは半導体電熱膜の前駆体溶液の成分比であり、本実施例の配合比は実
施例3と同じである。
実施例7と異なるのは半導体電熱膜の前駆体溶液の成分比であり、本実施例の配合比は実
施例3と同じである。
【0028】
上記実施例で得られた電熱構造は、図１および２に示すように、基底１と、第１の電極３
と、第２のモータ４と、および半導体電熱膜２とを含み、半導体電熱膜２は基底１の一側
面に塗布されており、特徴的には、半導体電熱膜１は、上記実施例の製造方法によって得
られるものとし、第１の電極３と第２の電極４は半導体電熱膜２における基底１から離れ
る一側面に設置されており、第１の電極３と第２の電極４とが対向設置されており、さら
に第１の電極３と第２の電極４に設置される、外部電源の電力を第１の電極３和第２の電
極４上に伝送するための導電部材５を備えているとなっている。
と、第２のモータ４と、および半導体電熱膜２とを含み、半導体電熱膜２は基底１の一側
面に塗布されており、特徴的には、半導体電熱膜１は、上記実施例の製造方法によって得
られるものとし、第１の電極３と第２の電極４は半導体電熱膜２における基底１から離れ
る一側面に設置されており、第１の電極３と第２の電極４とが対向設置されており、さら
に第１の電極３と第２の電極４に設置される、外部電源の電力を第１の電極３和第２の電
極４上に伝送するための導電部材５を備えているとなっている。
【0029】
基底１はセラミックス材製および／またはガラス材製とする。基底１の材料は実際の用途
によって改変してもよい。基底１をセラミックス材製の電熱構造とする場合、電子タバコ
のアトマイザーに適用することができる。
によって改変してもよい。基底１をセラミックス材製の電熱構造とする場合、電子タバコ
のアトマイザーに適用することができる。
【0030】
第１の電極３と第２の電極４は銀材製とする。銀は、耐高温、耐温度激変、耐湿度および
酸化防止の特性を有するからである。
酸化防止の特性を有するからである。
【0031】
電子タバコのアトマイザーに適用する場合、霧化物質を収納するために、基底１内にチャ
ンバーが設けられてもよい。
ンバーが設けられてもよい。
【0032】
実際によって、基底１の厚度と形状は、調整可能であり、第１の電極３および第２の電極
４の形状と位置は調整可能である。図１に示すように、第１の電極３および第２の電極４
は方形状とし、かつ第１の電極３と第２の電極４とが平行的に対向設置されている。第１
の電極３と第２の電極４は他の形状、他形態の対向設置としてもよい。図２に示すように
、例えば、第１の電極３はリング状、例えば円状リングとし、第２の電極４は円状とし、
第２の電極４は第１の電極３のリング内に設置されるとする。
４の形状と位置は調整可能である。図１に示すように、第１の電極３および第２の電極４
は方形状とし、かつ第１の電極３と第２の電極４とが平行的に対向設置されている。第１
の電極３と第２の電極４は他の形状、他形態の対向設置としてもよい。図２に示すように
、例えば、第１の電極３はリング状、例えば円状リングとし、第２の電極４は円状とし、
第２の電極４は第１の電極３のリング内に設置されるとする。
【0033】
導電部材５は、導電ワイヤや導電片としてもよいが、これらに制限してはならない。導電
部材５の取付手法は、磁気付着、プッシュピン、係りバックルや、はんだ付けなどとして
もよいが、これらに制限してはならない。
部材５の取付手法は、磁気付着、プッシュピン、係りバックルや、はんだ付けなどとして
もよいが、これらに制限してはならない。
【0034】
以上述べたのは本発明の好適な実施形態にすぎず、したがって本発明の特許範囲を制限す
るのではなく、本発明の発明の概念の下で、本発明の明細書及び図面の内容を利用して行
った等価構造変換または直接／間接的に応用することは、他の関連する技術分野の何れも
本発明の特許保護範囲に含まれる。
るのではなく、本発明の発明の概念の下で、本発明の明細書及び図面の内容を利用して行
った等価構造変換または直接／間接的に応用することは、他の関連する技術分野の何れも
本発明の特許保護範囲に含まれる。
【要約】 （修正有）
【課題】電熱構造は耐温度急変、耐破壊、適応電圧の広い範囲の変化、電熱変換効率が高く、耐高温性が良い性質を有する半導体電熱膜構造を提供する。
【解決手段】半導体電熱膜の前駆体溶液は、組成Ａ、組成Ｂおよび組成Ｃを含み、組成Ａは、２重量％の塩化スズ（ＩＶ）５水和物、３重量％の塩化第一スズ、および０．３重量％のグリセリンを含有し、さらに組成ＡのＰＨを４．７～６．２に調節するＰＨ調節剤を含み、組成ＡのＰＨ調節剤は氷酢酸とする。組成Ｂは、５重量％のコンダクタンス調節剤である塩化アンチモン（ＩＩＩ）２水和物、および０．６重量％の塩化アルミニウムを含有し、さらに組成ＢのＰＨを４．７～５．０に調節するＰＨ調節剤を含み、組成ＢのＰＨ調節剤は塩酸とする。組成Ｃは、０．５重量％の酸化錫、０．８重量％の酸化ビスマス、および１５重量％のエタノールを含有する。
【選択図】なし
【解決手段】半導体電熱膜の前駆体溶液は、組成Ａ、組成Ｂおよび組成Ｃを含み、組成Ａは、２重量％の塩化スズ（ＩＶ）５水和物、３重量％の塩化第一スズ、および０．３重量％のグリセリンを含有し、さらに組成ＡのＰＨを４．７～６．２に調節するＰＨ調節剤を含み、組成ＡのＰＨ調節剤は氷酢酸とする。組成Ｂは、５重量％のコンダクタンス調節剤である塩化アンチモン（ＩＩＩ）２水和物、および０．６重量％の塩化アルミニウムを含有し、さらに組成ＢのＰＨを４．７～５．０に調節するＰＨ調節剤を含み、組成ＢのＰＨ調節剤は塩酸とする。組成Ｃは、０．５重量％の酸化錫、０．８重量％の酸化ビスマス、および１５重量％のエタノールを含有する。
【選択図】なし
【図1】
【図2】
