JPH02220389A

JPH02220389A - 四弗化エチレン樹脂絶縁被覆電熱線ヒータ

Info

Publication number: JPH02220389A
Application number: JP1038467A
Authority: JP
Inventors: Michio Nakamura; 中村　通男; Masakazu Ozaki; 尾崎　雅一
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 1989-02-20
Filing date: 1989-02-20
Publication date: 1990-09-03
Also published as: JPH0580795B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、液体中に直接浸漬して液体を加熱するのに用
ｔ１−る四弗化エチレン樹脂チューブ絶縁被ｒｉＪ電熱
線ヒータの改良に関するものである。

［従来の技術］従来、化学薬品の加熱・保温や半導体処理液、洗浄液の
加熱・保温等において、液体中に直接浸漬して用いる電
熱線ヒータにおいては、電熱線の絶縁被覆として、とく
に耐薬品性、耐熱性、電気絶縁性に優れた弗素樹脂チュ
ーブが使用されている。

上記弗素樹脂チューブとしては、連続ペースト押出し焼
成により製作された四弗化エチレン樹脂（以下、ＰＴＦ
Ｅと呼ぶ）チューブ、またはパーフルオロアルコキシを
側鎖に有するパーフルオロアルコキシ樹脂（以下、ＰＦ
Ａ）チューブが多用されている。

そして、上記の絶縁被覆用チューブを電熱線にかぶせ、
コイル状に加工したり、あるいは他の形状に加工してヒ
ータを構成している。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、上記ヒータの電熱線絶縁被覆用ＰＴＦＥチュー
ブは液体浸漬中における電気絶縁耐久性に難点がある。

すなわち、連続ペースト押出し焼成により製作されたＰ
ＴＦＥチューブは、一般に焼成時間が短いため、液体透
過性が比較的大きく、しかも流体が高温状態にあること
から、透過性がより大きくなり、金属電熱線を腐食させ
ることがある。また、このＰＴＦＥチューブへの流体の
浸透で絶縁抵抗が低下することもある。

また、連続ペースト押出し焼成により製作されたＰＴＦ
Ｅチューブは、寸法安定性の点でも不安定で、チューブ
が加熱されると長さが短くなる性質がある。この性質の
ため、金属電熱線にＰＴＦＥチューブを被覆し、それを
コイル状に形状加工してヒータとして使用したり、使用
前に熱処理を行うと、ＰＴＦＥチューブは収縮挙動を起
こすが、コイル状に加工されているので、自由に収縮で
きず、切れる場合がしばしばある。またチューブが切れ
ない場合でも、チューブに常に歪が残存しているため、
液体の浸透性は大きい。

一方、Ｐ−ＦＡチューブは、連続ペースト押出し焼成Ｐ
ＴＦＥチューブはどではないが、比重が２．１５程度で
あるため、流体の浸透性の点で満足できない、また１寸
法安定性についても、連続ペースト押出し焼成ＰＴＦＥ
チューブと同様である。

［問題点を解決するための手段］本発明は、とくに上述した電熱線ヒータにおけるＰＴＦ
Ｅチューブの流体浸透性を改良するためになされたもの
であって、前記ＰＴＦＥチューブとして、比重が２．１
６〜２．２０に調整され、少なくともその組織の一部に
放射状に配向したカメラからなる球晶を含む組織によっ
て構成され、分子の移動による分子相互の終′み合いが
形成されているＰＴＦＥチューブで電熱線を被覆するこ
とにより、上述した問題点の解決を図ったものである。

前記組織を有するＰＴＦＥチューブは、従来の連続ペー
スト押出し焼成ＰＴＦＥチューブを融点以上に再焼成し
、冷却速度を調節する処理によって容易に得られる。

［作用］上記の如き再焼成処理によって球晶が成長し、分子が放
射状に球状となり、配向（異方性）が除去され、かつ球
晶の生成に伴い１分子の移動が起こり、互いに分子が絡
み合った構成のＰＴＰＥチューブにあっては、原料粉末
相互間の融着が促され、組織はより強固に決着するので
、流体の浸透性は減少する。

また、再焼成されたＰＴＦＥチューブにあっては、内部
に残存していた歪も除去され１寸法安定性も向上す、る
。

［発明の具体例］上記組織を有する電熱線波ｒＭＰＴＦＥチューブは従来
の連続ペースト押出し焼成チューブを再焼成することに
よって得られる。

従来の連続ペースト押出し焼成チューブを再焼成するた
めの熱処理温度は、ＰＴＦＥの融点以上４００℃以下の
範囲が好ましく、再焼成時間は熱処理温度によって任意
に調整する。

上記熱処理においては、再焼成温度と、その後の冷却法
には、ＰＴＦＥチューブの比重増大の因子となっている
。すなわち、同一熱処理温度の場合、冷却速度が早いほ
ど比重は小となり、また同一冷却速度の場合、高温で焼
成したものほど比重は大きくなる。

実験によれば、再焼成の熱処理を行った後、空冷または
水冷によって冷却すると、球晶は小さくなるが、チュー
ブに７バタ状のものができたり、部分的に冷却速度が異
なったりして色ムラが生じ易く、品質安定性が低下する
ことが認められている。

しかし、チューブを再焼成した炉（１！気炉）のなかで
、そのまま冷却すると、上記のような欠陥部の発生はな
くなり、品質の安定したものが得られる。とくに、炉内
で冷却すると、冷却速度の調節ができ、比重を適度に調
節できるので、結晶化も進むことが確認されている。

前記ＰＴＦＥチューブの比重の調整は、球晶の生成と無
関係に処理することが可能であり１球晶生成の如何に拘
らず、比重は上記焼成温度と冷却速度とによって操作す
ることもできる。

一方、ＰＴＦＥチューブの組織に球晶を生成するには、
高分子を移動させて球状に配置するためのエネルギーと
して、温度と時間が必要である。

ＰＴＦＥチューブの熱処理においては、まず、ラメラ状
晶（板状）が生成し、しかる後にそれらが移動して高次
構造（球晶）が生成される。とくにＰＴＦＥの場合は高
分子を多少熱劣化させてから球晶が生成される。この球
晶の生成は連続押出し焼成ＰＴＦＥチューブ組織の異方
性を除去するものであって、同一方向に配向しているも
のが、熱処理によって移動し、分子が絡み合うので、原
料粉末相互間の融着が促され、組織はより強固に結着し
、流体の浸透性が減少する。

前記生成球晶の大きさは、直径１μ醜〜２５μ園のもの
がよい、直径が１μｍ以下の場合はＰＴＦＥチューブ組
織内に異方性が残存し、原料粉末間の融着が不充分で、
流体の浸透性も充分に改良できない、一方１球晶直径が
２５μｍ以上になると。

１）　Ｔ　Ｆ　Ｅチューブの屈曲耐疲労性が低下し、コ
イル状加工等により、チューブ材質内に気泡が発生し、
外観上、白濁化し、流体の浸透性が大きくなり、絶縁抵
抗耐久性が減退する傾向がある。

［発明の実施例］実施例（１）従来の連続ペースト押出し焼成ＰＴＦＥチューブ（外径
１．８＋ｎｗ、内径１　、２　ｍ、長さ１５ｍ）を３７
０℃の電気炉中で７時間焼成し、５０℃／１１ｒで１０
０℃まで冷却してチューブを炉内から取出し、比１１を
測定した。比重は室ｍ測定で２．２０であった。また、
偏光Ｉｌｔ微鏡でチューブの内部組織を１１察（１ｒ１
串１００）したところ、第１図の顕微鏡写真の模写図に
示すように、球晶の生成していることが確認された。

また、ｎｕ　ｎｕ　再Ｊｉｌｔ　成ｆ　ニー　フｔｓ：
、　直径０　、９　ｍ　Ｑ）　−クロ１１線に被覆し、
発熱体の全長１３ｍ９０ａｎ、容Ｂｔ１．５Ｗのヒータ
（第２図）を作成した。ヒータの電力密度は３．８３Ｗ
／−であった、このヒータを２００ｖ屯源に接続し、濃
硫、酸を１５０℃に５０００時間加温する試験を行った
。

その結果、　ヒータの絶縁抵抗は試験の前後（１００Ｍ
Ω以上）において変化することはなかった。

なお、絶縁１１５抗のｇ＋ｌＩ定にあたっては、ヒータ
の電源を切った直径に被加熱液中にステンレス鋼の帯板
を入れ、それを一方の電極とし、他方の電極をヒータの
導線として絶縁抵抗を測定した。

８１９定器は横河北辰ｆ４１機社製の電池式絶縁抵抗計
（Ｔｙｐｅ　−２４０３）を使用した。

実施例（２）従来の連続ペースト押出し焼成ＰＴＦＥチューブ（外径
２．０ｍ、内径１．４ｍ、長さ２５ｍ）を３６０℃の電
気炉中で７時間焼成し、電気炉電源を切り、炉内で自然
冷却し、比重２．１６２のＰＴＦＥチューブを作製した
。実施例（１）と同一方法により、チューブ組織に球晶
生成も確認された。

このチューブを直径１．０ｍのニクロム線に被覆し、長
さ９　ｍ　５３　Ｑｌｌのヒータを作製した。ヒータの
電力密度は６．７Ｗ／ｃｄであった９、このヒータを２
００Ｖ電源に接続し、実施例（１）と同様の試験を行っ
−た。その結果、絶縁抵抗の低下はなく、１００ＭΩ以
上の抵抗値が認められた。

比較例従来の連続ペースト押出し焼成ＰＴＦＥチューブ（外径
２．０−１内径１．４ｍｍ、長さ２５ｍ）を直径１．０
ｏｎのニクロム線に被覆し、実施例（２）と同じくヒー
タを作製した。

なお、前記ＰＴＦＥ　チューブの比重は２．１５４で１
組織に球晶の生成が認められないものである。

上記ヒータに対し、実施例（２）と同様な試験を行った
結果、１５００時間で絶縁抵抗が５０ＭΩ低下したこと
が認められた。

［発明の効果］以上に述べたように１本発明によれば、従来の連続ペー
スト押出し焼成ＰＴＦＥチューブを前記チューブの融点
以上の温度で熱処理して比重を２．１６〜２．２０に調
節すると共に組織の一部または大部分を球晶に構成した
ＰＴＦＥチューブで電熱線を被覆したものであるから、
流体の浸透性が小さく、優れた電気絶縁耐久性を有する
ＰＴＦＥチューブ絶縁被覆電熱線ヒータが得られる。

すなわち、従来の連続ペースト押出し焼成ＰＴＩ”　Ｅ
チューブを融点以上の温度で再焼成処理した絶縁被覆チ
ューブは、残留歪の除去、分子配向の除去、原料粉末相
互間の融着性の向上により、従来の連続ペースト押出し
焼成ＰＴＦＥチューブに比べ流体の浸透性が約１／１０
に減少されるので、液体中に浸漬して使用する電熱線ヒ
ータの性能を格段と高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヒータを被覆するＰＴＦＥチューブの
顕微鏡写真の模写図、第２図はヒータの斜視図である。特許出願人　　　　　ニチアス株式会社代理人　弁理士
　　　永　１）武三部第１回第２図

Claims

【特許請求の範囲】

電熱線を四弗化エチレン樹脂チューブで絶縁被覆して構
成するヒータにおいて、前記四弗化エチレン樹脂チュー
ブは比重が２．１６〜２．２０に調整され、かつ少なく
とも内部組織の一部に球晶を含み、分子の移動による分
子相互の絡み合いが形成され、かつ配向が除去されてい
ることを特徴とする四弗化エチレン樹脂チューブ絶縁被
覆電熱線ヒータ。