JPH02265188A

JPH02265188A - 管状ヒータの製造方法

Info

Publication number: JPH02265188A
Application number: JP1086232A
Authority: JP
Inventors: Hironao Numamoto; 浩直沼本; Atsushi Nishino; 敦西野; Yukiyoshi Ono; 之良小野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-04-05
Filing date: 1989-04-05
Publication date: 1990-10-29

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、家庭用暖房器具等に利用される電気エネルギ
ーを利用した管状ヒータの製造方法に関するものである
。

従来の技術従来の管状ヒータは熱源としてニクロム線、タングステ
ン線などの金属線をコイル状にしたものを内臓させ、管
状体には石英ガラスあるいはステンレスを使用したもの
が使われていた。しかし、ステンレスを使用した一般に
シーズ上−１夕と呼ばれるものは熱容量が大きく、家庭
用暖房等の即効作用を要求される分野には不適当であっ
た。また、管状のセラミックヒータも工業的には用いら
れているが、これはさらに熱容量が大きく、家庭用暖房
等の即効作用を要求される分野には不適当であった。

したがって、現在−船釣に家庭用暖房等で使用されてい
る管状ヒータは石英ガラスのシースにニクロム線等金属
線をコイル状態に内蔵させたものである。この管状ヒー
タは電気エネルギーを加えることにより、赤熱するので
、目視によっても暖かさを訴求できるという重要な効果
も有していた。

また、近年、家庭用暖房等の分野では遠赤外線加熱がブ
ームとなり、盛んに研究、商品化され、一般に普及しつ
つある。これは前記管状ヒータの表面に遠赤外線放射材
料を塗装被覆したものである。その被覆方法としてはス
プレー　デイツプ、スクリーン印刷方法等が検討され、
スクリーン印刷が最もよく使用されている。この理由は
スプレーあるいはデイツプ方法は非常に簡便な方法であ
るが、被膜の膜厚を均一にすることが困難であり、その
ために管状ヒータからの光を透過した時、見た目が非常
に見苦しくなってしまうからであった。

発明が解決しようとする課題遠赤外線加熱を目的とした管状体表面への遠赤外線放射
材料被膜形成方法としては、スクリーン印刷が一般的で
あることを上述したが、このスクリーン印刷方法でもい
くつかの問題点を持っている。

具体的には、管状体表面へスクリーン印刷の場合曲面印
刷となるので、印刷物である管状体を位置決めしてやら
なければならず、また、印刷された管状体をその都度移
動させるのも厄介である。

その他、管状体表面へ遠赤外線放射材料を被膜形成する
ための焼成は実用条件を鑑み、５００℃以上で行われる
ので、印刷ペーストとしては管状体への密着性を考慮し
、水系のものがよく使用される。しかし、水系のものは
印刷中に注意しないと部分的に乾燥し、スクリーンの目
ずまりとなる場合が多い。

その結果、現状は生産性、量産性があ−まり良好とは言
えない。

また、家庭用暖房等の分野、たとえば電気こたつで暖房
する場合には、管状ヒータは人間の体を加熱するととも
に、人間の体（足）およびその他被加熱物（布団）の臭
いも加熱することとなる。

一般に、臭いというものは温度が高いほど、人間の鼻に
は強く感じられるものである。このため、電気こたつを
使用し、暖房を取ると、人間の体（足）およびその他被
加熱物（布団）の臭いも当然きつくなってくる。そして
、その臭いが室内に漏れた場合には、人間に不快感を与
えることとなる。

したがって、この臭いの問題も解決すべき課題である。

本発明は上記従来の課題にもとづき、簡便な製造方法で
、快適な暖房を提供できる管状ヒータを製造する方法を
提供することを目的とする。

課題を解決するための手段本発明は、（１）熱源として金属線をコイル状にしたも
のを内臓させてなる、可視光線部透光性管状体の表面に
、転写方法を使用して、遠赤外線放射材料を被覆するこ
とを特徴とする管状ヒータの製造方法、（２）転写用台
紙の上に糊層・遠赤外線放射材料層・オーバーコート層
の順序で積層構成した遠赤外線放射材料転写紙を、可視
光線部透光性管状体の表面に転写した後、乾燥、焼成を
行い被膜形成することを特徴とする管状ヒータの製造方
法、（３）遠赤外線放射材料が活性アルミナ、酸化ジル
コニウムまたは二酸化チタンから選ばれた少なくとも１
つの酸化物からなることを特徴とする管状ヒータの製造
方法、（４）遠赤外線放射材料が活性アルミナ、酸化ジ
ルコニウムまたは二酸化チタンから選ばれた少なくとも
１つの酸化物と、ガラスからなることを特徴とする管状
ヒータの製造方法、（５）遠赤外線放射材料が活性アル
ミナ、酸化ジルコニウムまたは二酸化チタンから選ばれ
た少なくとも１つの酸化物に白金族金属が担持され本発
明では従来の直接スクリーン印刷法で管状体表面に遠赤
外線放射材料を被膜形成していたのに代わり、転写方法
で被膜を形成することを特徴とする。その製造方法には
次のような長所がある。

具体的には、管状体表面へ被覆するための遠赤外線放射
材料転写紙は、まず水溶性の糊層を形成された転写用台
紙の上に、遠赤外線放射材料を平板スクリーン印刷でベ
タあるいはパターン印刷し、その後、簡単なオーバーコ
ートを行うことにより作製される。ここでの印刷を比較
的大面積で行うことで、１つの管状体表面へ被覆するた
めに必要な遠赤外線放射材料転写紙の多数枚取りが可能
となる。また、１度に大量の遠赤外線放射材料転写紙を
生産した後にも、それを管理保管することであらゆるニ
ーズに対応した少量生産が可能である。

その結果、生産性、量産性が飛躍的に向上する。

また、転写方法自体は古くから行われている技術で比較
的簡便な方法であるため、製造工程での煩雑さはほとん
どない。

また、本発明では、遠赤外線放射材料に触媒金属が担持
されることにより、触媒金属も加熱されることになる。

このとき触媒金属は触媒作用を発揮できる活性温度にま
で昇温され、人間の体（足）およびその地被加熱物（布
団）の臭いを浄化、脱臭する。それにより、快適な暖房
を提供できる。

本発明の可視光線部透光性管状体には耐熱性、耐熱衝撃
性を考慮し、石英ガラスを使用することが好ましい。さ
らに遠赤外線放射材料との密着性を向上させる目的で、
予め管状体の表面を化学研磨、機械研磨により、比表面
積拡大化処理したものを使用するのが好ましい。

また、本発明で使用される遠赤外線放射材料としては活
性アルミナ、酸化ジルコニウムまたは二酸化チタンが好
ましい。これらは優れた遠赤外線放射特性を有するとと
もに触媒担体としても優れている。また、優れた遠赤外
線放射特性および触媒特性を発揮させるためには、粒径
の小さな（約１〜５μｍ）活性アルミナ、酸化ジルコニ
ウムまたは二酸化チタンの比表面積を大きくシ、かつ多
孔質に保つことも重要である。

また、管状体との密着性を向上させる目的で活性アルミ
ナ、酸化ジルコニウムまたは二酸化チタンに結合バイン
ダーとしてガラスを添加してもよい。ここでいうガラス
とはＸＲＤによりアモルファスを呈するものであり、具
体的にはりチウムアルミノシリケート、ホウケイ酸ナト
リウム等から得られるガラス、あるいはアルミナゾル、
シリカゾル等から得られるアモルファスアルミナ、アモ
ルファスシリカを意味する。

また、遠赤外線放射材料転写紙を作製するための転写用
台紙としては、特に制約を受けないが耐水性があり、厚
みは５０〜５００μｍで、ある程度の腰の強さを有する
ものであればよい。また、糊層としては再湿性接着剤が
好ましく、具体的にはデキストリン、カゼイン、ＰＶＡ
１　澱粉、にかわ等が挙げられるが、本発明の目的には
デキストリンとＰＶＡを併用するのが好ましいと考えら
れる。また、遠赤外線放射材料層上へのオーバーコート
層としては水中に浸漬後、転写用台紙から分離された転
写紙が管状体に転写される工程での柔軟性と機械的強度
が要求される。そして、この目的を果たすものとして、
アクリル樹脂、ビニル樹脂、’ＰＥＴ樹脂等が挙げられ
るが、本発明の目的にはアクリル樹脂が好ましいと考え
られる。また、ここでのオーバーコート層形成に対して
膜厚の精密さは要求されないので、簡単なスプレー等で
形成してもよい。

遠赤外線放射材料層のスクリーン印刷はベタあるいはパ
ターン印刷のどちらでもよいと前述したが管状ヒータの
赤熱による暖かさの訴求という観点から考えるとパター
ン印刷の方が好まれる。また、管状体表面に遠赤外線放
射材料を部分被覆（パターン印刷）したほうが、内部熱
源からの近赤外放射と被覆層からの遠赤外線放射を効果
的に利用でき、即効性と、継続的快適さを有する家庭用
暖房器具として提供することができる。そのパターン印
刷の模様はラス、ドツト状等自由であるが、本発明の管
状ヒータ特性には被覆面積、被覆膜厚が関係してくる。

実施例以下、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）肉厚１００μｍのコーテツド紙にスクリーン印刷でデキ
ストリン：　ＰＶＡ＝５：　　１０のペースト（粘度１
００００ｃｐｓ）を１０μｍの厚さで印刷し、その後、
Ｐｔ、Ｐｄがそれぞれ１．０ｇ１０．５ｇ担持された活
性アルミナ（平均粒径的２ｕ　ｆＴｈ　比表面積　１５
０ｍ２／ｇ）１００ｇ、ＰＶＡ　３００　ｍ　ｇｌ　水
５０ｇ、グリセリン２ｇからなるペースト（粘度５００
０ＣＴ）Ｓ）をスクリーン印刷で３０μｍの厚さにラス
状パターン印刷した。

このとき、印刷塗膜面積は全体の５０％であった。

さらに、その上にアクリル系樹脂を１０μｍの厚さでス
クリーン印刷した。こうして得られた転写紙を所定の寸
法に裁断し、水中に数分間浸漬し、コーテツド紙から転
写紙を剥離した後、外径１０ｍ　ｒｒｈ　　肉厚１．０
ｍｍ１　長さ１５０ｍｍの石英ガラス製管状ヒータの表
面に転写し、スキージゴムで転写紙と管状体との間に介
在している気泡を除去した後、乾燥、５００℃、１時間
の熱処理を行って、触媒金属が担持された遠赤外線放射
管状ヒ−タＡが得られた。

（実施例２）アルミニウムイソプロポキシドとチタニウムエトキシド
からゾルゲル法で比表面積２００　ｍ’／　ｇのアルミ
ナ・チタニア（Ａ　１２０ａ：　Ｔ　ｉ　Ｏ２＝　４：
１）を調製し、その後、シェドミル粉砕で平均粒径的１
μｍとした。このアルミナ・チタニア１００ｇにＰｔ１
　Ｐｄをそれぞれ１．　０ｇ、　　０．　５ｇ担持した
。そして、実施例１における、Ｐｔ、Ｐｄがそれぞれ１
．　０ｇ、　　０．　５ｇ担持された活性アルミナをこ
のアルミナ・チタニアに換え、触媒金属が担持された遠
赤外線放射管状ヒータＢを得た。

（実施例３）活性アルミナ（比表面積　１５０ｍ２／ｇ）をオキシ塩
化ジルコニウムで処理し、活性アルミナ１００ｇに酸化
ジルコニウムを２０ｇ担持させた。

この酸化ジルコニア担持活性アルミナにｐｔ、ｐｄをそ
れぞれ１．０ｇ１０．５ｇ担持した。そして、実施例１
において、Ｐｔ１　Ｐｄがそれぞれ１゜０ｇ１０．５ｇ
担持された活性アルミナをこの酸化ジルコニウム担持活
性アルミナに換え、触媒金属が担持された遠赤外線放射
管状ヒータＣを得た。

（実施例４）実施例１において、Ｐｔ、Ｐｄがそれぞれ１゜０ｇｓ　
　ｏ、　　５ｇ担持された活性アルミナ（平均粒径的２
μｍ１　　比表面積　１５０　ｍ２／　ｇ　）　１００
　ｇｚアルミナ分が１０ｗｔ％含まれるベーマイト水溶
液５０ｇ１　ＰＶＡ３００ｍｇ、　　グリセリｙ２ｇか
らなるペースト（粘度５８００ｃｌ）ｓ）を使用し、触
媒金属が担持された遠赤外線放射管状ヒータＤを得た。

（実施例５）実施例１において、Ｐｔ、Ｐｄがそれぞれ１゜０ｇ１０
．５ｇ担持された活性アルミナ（平均粒径２μｍ１　　
比表面積　１５０ｍ２／ｇ）１００ｇ１アルミナ分が１
０ｗｔ％含まれるベーマイト水溶液４０ｇ１　シリカ分
が２０ｗｔ％含まれるシリカゾル１０ｇ、ＰＶＡ３００
ｍｇ、　　グリセリン２ｇからなるペースト（粘度１３
０００ｃｌ）ｓ）を使用し、触媒金属が担持された遠赤
外線放射管状ヒータＥを得た。

（実施例６）実施例１においてＰｔ１　Ｐｄがそれぞれ１．０ｇ１０
．５ｇ担持された活性アルミナ（比表面積１５０ｍ２／
ｇ）１００ｇ１　ＰＶＡ３００ｍｇ。

水５０ｇ１　グリセリン２ｇからなるペーストにリチウ
ムアルミノシリケートを１０ｇ添加し、触媒金属が担持
された遠赤外線放射管状ヒータＦを得た。

（実施例７）実施例１においてＰｔ１　Ｐｄがそれぞれ１．０ｇ５ｏ
、５ｇ担持された活性アルミナ（比表面積１５０ｍ２／
ｇ）１００ｇ１　ＰＶＡ１００ｍｇ１水５０　ｇｌ　　
グリセリン２ｇからなるペーストにホウケイ酸ナトリウ
ムを１０ｇ添加し、触媒金属が担持された遠赤外線放射
管状ヒータＧを得た。

（比較例）通常の管状ヒータを使用した。

第１図に実施例１の管状ヒータＡと比較例として通常の
管状ヒータ、５００°Ｃにおける赤外線放射率を示した
。

この結果より、実施例１の管状ヒータＡは近赤外線と遠
赤外線を同時に放射できる優れた管状ヒータである。ま
た、実施例２〜７の管状ヒータＢ〜Ｇも実施例とほぼ同
様な特性を示した。

本実施例１〜７および比較例の管状ヒータ、２本を使用
し、第２図のように管状ヒータ１、ファン２を本体３内
に配した電気こたつを作成し、脱臭効果の試験を行った
。この電気こたつに３００Ｗの通電を行いながら、９０
０ｍｍＸ９００ｍｍＸ３５０ｍｍの大きさの密閉容器内
に、トリメチルアミンを５０１）Ｉ）ｍの濃度になるよ
うに注入した。そして、その後の濃度変化をガスクロマ
ド分析で測定した。第１表はその濃度（ｐｐｍ）の経時
変化を示している。

第１表この結果、本発明の実施例１〜７の管状ヒータＡ−Ｇは
優れた触媒作用を示し、脱臭に効果を発揮することが明
かとなった。

実施例１〜７の管状ヒータＡ−Ｇについて密着性を調べ
るために以下のような過酷な密着性テストを行った。ま
ず、管状ヒータに５００Ｗの通電を５分間行い、管状ヒ
ータ表面温度を約７００℃にした後、通電をやめ、送風
機を使用して室温まで冷却した後、また通電するという
急加熱、急冷却を１０００回行った後、さらに振動機に
管状ヒータを設置し、３０ｍｍ間を毎分１５０回往復さ
せる振動試験を１時間行った。その結果を下記のように
評価し、第２表に各剥離率を示す。なお、剥離率は次式
により求めた。

第２表この結果より、本発明の実施例１〜７の管状ヒータＡ−
Ｇは、かなり過酷な密着性テストにも耐えうる密着性の
得られることがわかった。また、この表面被覆層にガラ
スを添加するとさらに優れた密着性の得られることがわ
かった。

発明の効果以上のように本発明においては、家庭用暖房器具等の管
状ヒータとして、管状体表面へ転写方法いう簡便な技術
を使用して遠赤外線放射材料を被覆することにより、従
来より生産性、量産性を向上させることができた。

また、本発明では、遠赤外線放射材料に触媒金属が担持
されることにより、不快感を与える臭いも触媒作用によ
り浄化、脱臭される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１と比較例１の管状ヒータに対
する赤外線放射率を示す特性図、第２図は脱臭効果の試
験用電気こたつの構成図である。１・・・管状ヒータ、２・・・ファン、３・・・電気こ
たつの本体。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱源として金属線をコイル状にしたものを内臓さ
せてなる、可視光線部透光性管状体の表面に、転写方法
を使用して、遠赤外線放射材料を被覆することを特徴と
する管状ヒータの製造方法。
（２）転写用台紙の上に糊層・遠赤外線放射材料層・オ
ーバーコート層の順序で積層構成した遠赤外線放射材料
転写紙を、可視光線部透光性管状体の表面に転写した後
、乾燥、焼成を行い被膜形成することを特徴とする請求
項１記載の管状ヒータの製造方法。
（３）遠赤外線放射材料が活性アルミナ、酸化ジルコニ
ウムまたは二酸化チタンから選ばれた少なくとも１つの
酸化物からなることを特徴とする請求項１または２記載
の管状ヒータの製造方法。
（４）遠赤外線放射材料が活性アルミナ、酸化ジルコニ
ウムまたは二酸化チタンから選ばれた少なくとも１つの
酸化物と、ガラスからなることを特徴とする請求項１または２記載の管状ヒータの製
造方法。
（５）遠赤外線放射材料が活性アルミナ、酸化ジルコニ
ウムまたは二酸化チタンから選ばれた少なくとも１つの
酸化物に白金族金属が担持されてなることを特徴とする
請求項１または２記載の管状ヒータの製造方法。