面状发热体用不锈钢箔及其制造方法技术

一种面状发热体用不锈钢箔，按质量比例计是由Ｃｒ１５．０～２０．０％、Ｎｉ５．０％～１５．０％、其余为Ｆｅ和不可避免的夹杂物组成的不锈钢箔，其特征在于，极表层的Ｆｅ氧化物的膜厚为０．３ｎｍ以下、且其最大浓度为３０原子％以下。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于面状发热体的不锈钢箔及其制造方法，尤其是涉及粘结强度高的用于面状发热体的不锈钢及其制造方法。
技术介绍
所谓面状发热体，系指电流在各种金属箔上流动而使其发热的薄片状的发热体。面状发热体被称作面状加热器或薄膜状加热器，非常薄而且柔软，故最适合于曲面或狭窄空间的加热，因此，广泛地用于镜子、玻璃的防水蒸汽、马桶加热器、供暖地板材料、暖气地毯、办公室自动化设备等。面状发热体一般是这样制作的，即将具有高电气绝缘性的塑料薄膜层叠在金属箔的一侧上，在金属箔侧印刷了发热图案后，再对金属箔进行蚀刻而形成发热回路。金属箔主要使用不锈钢，因它的强度高、耐腐蚀性好。作为塑料薄膜，一般使用聚酯薄膜或聚酰亚胺薄膜。聚酯薄膜与聚酰亚胺薄膜相比，与金属箔的粘结强度高，但耐热温度低(80℃左右)，故只限于使用温度低的用途，另外，聚酰亚胺薄膜与聚酯薄膜相比，耐热温度高(200℃以上)，可广泛用于使用温度高的用途(例如，参照非专利文献1)，但具有难以得到与金属箔的良好的粘结强度，金属箔易剥离的特征。所谓箔，一般是指厚度为100μm以下的薄板。主页“面状发热体”、、平成14年2月10日、shinwa测定器株式会社、、互联网、<URLhttp//wwwshinwasokutei.co.jp/menpatsul/menpatsu.htm>.<URLhttp//www.shinwasokutei.co.jp/menpatsul/pet.htm>.<URLhttp//www.shinwasokutei.co.jp/menpatsul/singleheat.htm> 在用聚酰亚胺面状发热体的情况下，将聚酰亚胺薄膜层叠在金属箔上的方法，有在金属箔和聚酰亚胺薄膜之间用粘结剂将两者粘结起来的粘结剂型，和不用粘结剂的无粘结剂型。无粘结剂型可省掉粘结剂层，故可制作薄、且挠性好的发热体。作为无粘结剂型，有用各种制造方法制造的制品，其中用铸造法(所谓的双层铸造法)制造的制品，其特性均衡性、价格方面都好。在用双层铸造法制造聚酰亚胺面状发热体时，聚酰亚胺的前驱体、即聚酰胺酸的漆等被浇铸到不锈钢箔上，其后通过高温处理而直接在不锈钢管箔上形成聚酰亚胺树脂膜。由于该方法是不使用聚酰亚胺树脂薄膜的制造方法，故性能价格比优良，在获得薄、且耐热性制品方面是很出色的(例如，参照非专利文献2)。印刷电路技术便览，第2版，1993年2月24日发行，P474～484。近年来，要求采用发热体的设备小型化、轻量化的呼声高涨，而且，逐渐在复杂的设备上使用面状发热体，故越发要求发热体本身的挠性好。为了满足这种要求，最好用可制作薄、且挠性好的发热体的双层铸造法制造发热体。但是，如上所述，聚酰亚胺发热体由于聚酰亚胺薄膜和不锈箔之间粘结强度差，故存在着金属箔易剥离的问题。用双层铸造法制作聚酰亚胺发热体时，为了得到发热体和聚酰亚胺薄膜之间的高粘结强度，发热体使用表面粗糙度大的不锈钢箔、或者在表面实施粗镀层等进行粗糙化处理，从而在表面上形成了凹凸的不锈钢箔，由于发热体粘结面和聚酰亚胺薄膜粘结面之间的凹凸相互结合，故可望粘结强度有一定程度的提高，而且，这种表面粗糙化处理是现在常用的方法(例如，参考非专利文献3)。米野，《金属表面与粘结》，工业材料，1991年7月分册，第39卷，第9号，P102～103。但是，在采用这种方法的情况下，在对不锈钢箔进行蚀刻而形成图形时，蚀刻的直线性降低，图形宽度容易变得不均匀。因此，为了使图形间距细小，最好不锈钢箔的表面粗糙度小。另外，为使安装有发热体的设备小型化、轻量化，而且实现发热体本身挠性化，还有减小不锈钢箔的表面粗糙度、且尽可能使发热体薄的要求。另外，对不锈钢箔表面进行粗糙化处理、在表面上形成凹凸要增加工序，在经济上不理想。可是，表面平滑的不锈钢箔和表面进行过粗糙化处理的相比，其贴紧性差，因此，本领域希望有这样的不锈钢箔，这种不锈钢箔在不进行表面粗糙化处理的情况下能得到高粘结强度。
技术实现思路
本专利技术者为解决上述课题进行了锐意研究的结果，发现不锈钢箔与聚酰亚胺薄膜的粘结强度受不锈钢箔极表层部分的某种金属氧化物的存在的影响，尤其是铁氧化物的存在与粘结强度的降低关系很大，通过降低这种铁氧化物的组成和膜厚，可提高粘结强度，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的一种形式是提供一种面状发热体用不锈钢箔，这种不锈钢箔按质量比例计是由Cr15.0～20.0％、Ni5.0％～15.0％，其余为Fe和不可避免的夹杂物组成的不锈钢箔，其特征在于，极表层的铁氧化物的膜厚为0.3nm以下，且其最大浓度为30原子％以下。本专利技术的另一种形式是提供一种具有上述特征的面状发热体用不锈钢箔的制造方法，其特征在于，在对按质量比例计满足含有Cr15.0％～20.0％、Ni5.0％～15.0％、其余为Fe和不可避免的夹杂物的各成分的组成比的合金成分进行熔化、铸造，然后进行热轧、并反复进行退火和冷轧而制造箔时，在还原性气氛气体中进行退火，对最终退火时的还原性气氛气体的露点进行控制，以使极表层的铁氧化物的膜厚为0.3nm以下、且其最大浓度为30原子％以下。本说明书中，关于浓度，是将测定的面上的Fe、Cr、Ni、C、N、Si、P等元素(以上，是单独元素或作为氧化物等化合物存在的元素)及0的原子数的合计值作为100％进行计算的。本专利技术的面状发热体用不锈钢箔虽含有Mn，但由于分析方法上、峰值与其他元素重合，故分析不出来，浓度计算中未计入Mn。所谓铁氧化物的最大浓度，是指作为氧化物存在的Fe的最大浓度。适当地调整面状发热体用不锈钢箔表面的Fe氧化物的膜厚及其最大浓度，便可提高不锈钢箔和聚酰亚胺薄膜的粘结强度，故可在不使用粘结剂的情况下制造薄、且挠性好的面状发热体。调整不锈钢箔表面的Cr氧化物的膜厚及其最大浓度，可进一步提高粘结强度，因此是比较理想的。附图说明图1是表示现有的有代表性的面状发热体用不锈钢箔极表层中的铁氧化物及铬氧化物的膜厚和它们的浓度分布。具体实施例方式不锈钢的表面被超薄膜的钝化膜保护着，钝化膜极富有耐腐蚀性，故可抑制腐蚀反应，这是大家非常了解的。本专利技术的不锈钢箔中的所谓“极表层”，可以认为是含有该所谓的钝化膜的表层。下面，对限定本专利技术不锈钢箔的金属组成等的理由作下述说明。CrCr是不锈钢必不可少的成分，若低于15.0质量％，则不锈钢箔的耐腐蚀性差。若含量超过20.0质量％，则生成δ铁素体相，容易产生热裂纹。因此，其成分范围设定在15.0质量％～20.0质量％。NiNi是奥氏体稳定元素，若含量低于5.0质量％，固溶处理后的奥氏体就不能充分地稳定，若含量超过15.0质量％，则加工性降低，原料费增加。因此，其成分范围设定在5.0质量％～15.0质量％。Fe氧化物的膜不锈钢箔极表层中的Fe氧化物的膜厚比较厚的场合、和Fe氧化物的最大浓度高的场合，均会使不锈钢箔与聚酰亚胺薄膜的粘结强度下降。因此，为了使不锈钢箔牢固地粘结在聚酰亚胺薄膜上而不容易剥离，不锈钢箔极表层的Fe氧化物的膜厚最好为0.3nm以下，且Fe氧化物的最大浓度为30原子％以下。为了有助于对本专利技术的进一步了解，参照图对本专利技术作说明。附图1所示为现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：小野俊之，洗川智洋，
申请(专利权)人：日矿金属株式会社，
类型：发明
国别省市：