JPH03141576A - 遠赤外線放射発熱体の製造方法 - Google Patents
遠赤外線放射発熱体の製造方法Info
- Publication number
- JPH03141576A JPH03141576A JP28017089A JP28017089A JPH03141576A JP H03141576 A JPH03141576 A JP H03141576A JP 28017089 A JP28017089 A JP 28017089A JP 28017089 A JP28017089 A JP 28017089A JP H03141576 A JPH03141576 A JP H03141576A
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- Japan
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- sheet
- far
- far infrared
- heating element
- heating
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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。
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、遠赤外線放射性のセラミックス繊維シートと
電熱性の発熱体シートを一体化した遠赤外線放射発熱体
の製造方法に関する。
電熱性の発熱体シートを一体化した遠赤外線放射発熱体
の製造方法に関する。
シリカ、アルミナなどセラミックス系の遠赤外線放射性
物質を材料としたシート状の面状発熱体は、工業用から
民生用に至る分野で広く使用されている。
物質を材料としたシート状の面状発熱体は、工業用から
民生用に至る分野で広く使用されている。
従来から知られているこの種の遠赤外線放射性シート発
熱体には、セラミックスシート基材に導電性物質を分散
あるいは埋設した構造、セラミックスシート基材面に導
電性物質塗料を塗布もしくは含浸した構造のもの等があ
るが、これらのシート発熱体では均一で適度の厚さをも
つ発熱層を形成することができず、均等な発熱分布およ
び大きな発熱容量が得られない欠点がある。
熱体には、セラミックスシート基材に導電性物質を分散
あるいは埋設した構造、セラミックスシート基材面に導
電性物質塗料を塗布もしくは含浸した構造のもの等があ
るが、これらのシート発熱体では均一で適度の厚さをも
つ発熱層を形成することができず、均等な発熱分布およ
び大きな発熱容量が得られない欠点がある。
このような欠点を解消するため、発熱体シートを遠赤外
線放射性のセラミックスシートとは別に形成し、これら
を一体止する構造のものが提案されている０例えば、セ
ラミックス繊維を主繊維成分とする祇状体に熱硬化性樹
脂を塗布含浸したシートと常用の面状発熱体を接着剤に
より接着した構造の遠赤外線放射パネル（特開昭６０−
１２６５２９号公報）、セラミックシートの層間に導電
性物質を均−分散した発熱シートを湿潤状態で挟み、そ
のまま圧着一体止したセラミック面状発熱体（特開平１
−１４３１８０号公報）などがこれに該当する。
線放射性のセラミックスシートとは別に形成し、これら
を一体止する構造のものが提案されている０例えば、セ
ラミックス繊維を主繊維成分とする祇状体に熱硬化性樹
脂を塗布含浸したシートと常用の面状発熱体を接着剤に
より接着した構造の遠赤外線放射パネル（特開昭６０−
１２６５２９号公報）、セラミックシートの層間に導電
性物質を均−分散した発熱シートを湿潤状態で挟み、そ
のまま圧着一体止したセラミック面状発熱体（特開平１
−１４３１８０号公報）などがこれに該当する。
しかしながら、上記の従来技術のうち特開昭６０−１２
６５２９号公報による構造では、発熱を反復する過程で
セラミックス紙状体と面状発熱体の熱膨張差あるいは接
着剤成分の劣化などによって眉間に歪みを生じ、層間剥
離を起こす恐れがあるため広面積の発熱体には適さない
。また、特開平１−１４３１８０号の構造では、作製段
階におけるセラミックシートおよび発熱シートの湿潤時
強度が脆弱なため一体化操作が煩雑となるうえに、十分
な眉間の接合強度が得られない難点がある。
６５２９号公報による構造では、発熱を反復する過程で
セラミックス紙状体と面状発熱体の熱膨張差あるいは接
着剤成分の劣化などによって眉間に歪みを生じ、層間剥
離を起こす恐れがあるため広面積の発熱体には適さない
。また、特開平１−１４３１８０号の構造では、作製段
階におけるセラミックシートおよび発熱シートの湿潤時
強度が脆弱なため一体化操作が煩雑となるうえに、十分
な眉間の接合強度が得られない難点がある。
本発明は、予め形成された遠赤外線放射性のセラミック
スシートと発熱体シートとを接着剤で接合する場合の従
来技術の問題点を、材料選定および工程的に解決した遠
赤外線放射発熱体の製造方法を提供するものである。
スシートと発熱体シートとを接着剤で接合する場合の従
来技術の問題点を、材料選定および工程的に解決した遠
赤外線放射発熱体の製造方法を提供するものである。
すなわち、本発明による遠赤外線放射発熱体の製造方法
は、セラミックス繊維を結合材成分とともに抄紙法でシ
ート化した遠赤外線放射シートと、同一のセラミックス
繊維および結合材成分に炭素質物質を混合して抄紙法に
よりシート化した発熱シートとを有機接着剤を介して接
合し、接合シートに樹脂液を含浸・硬化することを構成
上の特徴とする。
は、セラミックス繊維を結合材成分とともに抄紙法でシ
ート化した遠赤外線放射シートと、同一のセラミックス
繊維および結合材成分に炭素質物質を混合して抄紙法に
よりシート化した発熱シートとを有機接着剤を介して接
合し、接合シートに樹脂液を含浸・硬化することを構成
上の特徴とする。
本発明の原材料となるセラミックス繊維としては、遠赤
外線の放射効率が高いアルミナ、シリカ系のものが使用
される。これらセラミックス繊維の直径は関係ないが、
長さは１〜８ｍｍ範囲の短繊維に裁断して供することが
好ましい、この理由は、繊維長さが１ｍｍ未満であると
水切れが悪くなるため高速度の抄紙化が困難となり、一
方８ｍｍを越える長さになると単位面積当たりの繊維間
結合が粗密となってシート強度が弱くなるためである。
外線の放射効率が高いアルミナ、シリカ系のものが使用
される。これらセラミックス繊維の直径は関係ないが、
長さは１〜８ｍｍ範囲の短繊維に裁断して供することが
好ましい、この理由は、繊維長さが１ｍｍ未満であると
水切れが悪くなるため高速度の抄紙化が困難となり、一
方８ｍｍを越える長さになると単位面積当たりの繊維間
結合が粗密となってシート強度が弱くなるためである。
遠赤外線放射シートの形成は、前記セラミックス繊維を
セルロースのような結合材成分とともに水に分散させ、
分散液を抄紙手段を用いてシート化したのち乾燥する方
法によりおこなわれる。
セルロースのような結合材成分とともに水に分散させ、
分散液を抄紙手段を用いてシート化したのち乾燥する方
法によりおこなわれる。
発熱シートの形成は、セラミックス繊維を導電性能のよ
い炭素質物質および結合材成分とともに水中で攪拌混合
し、混合液を抄紙手段を用いてシート化したのち乾燥す
る方法でおこなわれる。この際の発熱体シート形成時に
は、遠赤外線放射シート形成時と同一のセラミックス繊
維および結合材成分を適用することが本発明の第１の要
件となり、この要件を外れる材料選定をする場合にはシ
ート層間の剥離を生じる因となる。
い炭素質物質および結合材成分とともに水中で攪拌混合
し、混合液を抄紙手段を用いてシート化したのち乾燥す
る方法でおこなわれる。この際の発熱体シート形成時に
は、遠赤外線放射シート形成時と同一のセラミックス繊
維および結合材成分を適用することが本発明の第１の要
件となり、この要件を外れる材料選定をする場合にはシ
ート層間の剥離を生じる因となる。
炭素質物質としては、炭素、黒鉛、カーボンブラック等
の粉末が用いられるが、粒子径は２〜２０μｍ程度の範
囲に設定することが好適でる０粒子径が’ｌｐｍを下廻
るほどに微細である抄紙網から抜は落ちてしまい、２０
μｍを越すと均質なシートが得難くなる。また、炭素質
物質の配合量は余り多くすると水切れが悪くなって連続
抄紙が困難となるうえ、組織が緻密化する関係で後工程
での樹脂含浸量が遠赤外線放射シートに比べて減少する
結果、眉間に歪みを発生させる原因となる。
の粉末が用いられるが、粒子径は２〜２０μｍ程度の範
囲に設定することが好適でる０粒子径が’ｌｐｍを下廻
るほどに微細である抄紙網から抜は落ちてしまい、２０
μｍを越すと均質なシートが得難くなる。また、炭素質
物質の配合量は余り多くすると水切れが悪くなって連続
抄紙が困難となるうえ、組織が緻密化する関係で後工程
での樹脂含浸量が遠赤外線放射シートに比べて減少する
結果、眉間に歪みを発生させる原因となる。
各シートを形成するための抄紙手段には抄造速度の早い
長網式連続抄紙機を適用することができが、シート厚さ
は遠赤外線放射シートおよび発熱シート共に１ｍｍ以下
に形成することが望ましい。
長網式連続抄紙機を適用することができが、シート厚さ
は遠赤外線放射シートおよび発熱シート共に１ｍｍ以下
に形成することが望ましい。
シート厚さが１ｍｍを越すと加熱時に組織歪みを起こす
からでる。
からでる。
遠赤外線放射シートと発熱シートの接合は、有機系の接
着剤によっておこなわれる。有機系接着剤としては、通
常のエポキシ樹脂またはアクリル樹脂系のものを使用す
ることも可能であるが、好適にはポリビニルアルコール
、澱粉もしくはカルボキシメチルセルロースの水溶液が
用いられる。
着剤によっておこなわれる。有機系接着剤としては、通
常のエポキシ樹脂またはアクリル樹脂系のものを使用す
ることも可能であるが、好適にはポリビニルアルコール
、澱粉もしくはカルボキシメチルセルロースの水溶液が
用いられる。
接合したのち乾燥処理した接合シートに樹脂液を含浸し
硬化する。この工程は本発明における第２の要件となる
もので、眉間剥離のない一体化構造を与える重要な付与
条件となる。含浸樹脂には各種の液状樹脂を使用するこ
とができるが、特にシリコン樹脂液またはエポキシ樹脂
液が好適である。含浸処理は接合シートを樹脂液中に浸
漬することによっておこなうことができ、樹脂硬化は１
５０°Ｃまでの温度に加熱する方法で処理される。
硬化する。この工程は本発明における第２の要件となる
もので、眉間剥離のない一体化構造を与える重要な付与
条件となる。含浸樹脂には各種の液状樹脂を使用するこ
とができるが、特にシリコン樹脂液またはエポキシ樹脂
液が好適である。含浸処理は接合シートを樹脂液中に浸
漬することによっておこなうことができ、樹脂硬化は１
５０°Ｃまでの温度に加熱する方法で処理される。
本発明による遠赤外線放射発熱体の製造方法によれば、
遠赤外線放射シートと発熱シートに用いるセラミックス
繊維および結合材成分を同一にすることで各シート間の
熱膨張、気孔率等が均等化する。このため、発熱時のシ
ート間熱膨張差ほか材質の違いに基づく眉間の歪み現象
は効果的に消去される。
遠赤外線放射シートと発熱シートに用いるセラミックス
繊維および結合材成分を同一にすることで各シート間の
熱膨張、気孔率等が均等化する。このため、発熱時のシ
ート間熱膨張差ほか材質の違いに基づく眉間の歪み現象
は効果的に消去される。
さらに、接合シートに対する樹脂含浸の処理によってシ
ート間の一体構造化は著しく堅固となり、単なる接着剤
による接合構造にみられる接着樹脂の経時的な劣化によ
る層間剥離などの現象はなくなる。
ート間の一体構造化は著しく堅固となり、単なる接着剤
による接合構造にみられる接着樹脂の経時的な劣化によ
る層間剥離などの現象はなくなる。
このような作用の相乗によって広い面積のシート状赤外
線放射発熱体を効率よく製造することが可能となる。
線放射発熱体を効率よく製造することが可能となる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例
直径３μｍ１長さ２ｍｍのアルミナ繊維〔インペリアル
ケミカル社製、“サフィル”） １９．８ｇと結合材成
分としてのセルロース１．０ｇを水に攪拌混合した分散
液を手抄き抄紙機（長さ１１０００ＩＩＩ、幅３゜ｈ＋
＊）により抄造し、乾燥させて遠赤外線放射シートを作
製した。
ケミカル社製、“サフィル”） １９．８ｇと結合材成
分としてのセルロース１．０ｇを水に攪拌混合した分散
液を手抄き抄紙機（長さ１１０００ＩＩＩ、幅３゜ｈ＋
＊）により抄造し、乾燥させて遠赤外線放射シートを作
製した。
上記と同一のアルミナ繊維１５．８ｇおよびセルロース
１．ｏｇに粒子径ｌＯμｍの黒鉛粉末４．０ｇを配合し
て水に攪拌混合し、これを上記と同じ手抄き抄紙機を用
いて抄造したのち乾燥させて発熱体シートを作製した。
１．ｏｇに粒子径ｌＯμｍの黒鉛粉末４．０ｇを配合し
て水に攪拌混合し、これを上記と同じ手抄き抄紙機を用
いて抄造したのち乾燥させて発熱体シートを作製した。
遠赤外線放射シート面に２．０重量％のカルボキシメチ
ルセルロース水溶液を接着剤として塗布し、これに発熱
シートを貼り合わせて接合した。
ルセルロース水溶液を接着剤として塗布し、これに発熱
シートを貼り合わせて接合した。
ついで、接合シートをシリコン樹脂液に浸漬して含浸処
理したのち、１５０°Ｃの温度で２時間かけて含浸樹脂
を硬化処理した。
理したのち、１５０°Ｃの温度で２時間かけて含浸樹脂
を硬化処理した。
このようにして、長さ１０１００Ｏ，幅３００ｍ＋ａ、
厚さ０゜３１ｍｌ１の寸法を有するシート状の遠赤外線
放射発熱体を製造した。
厚さ０゜３１ｍｌ１の寸法を有するシート状の遠赤外線
放射発熱体を製造した。
得られた遠赤外線放射発熱体について各種の発熱テスト
をおこなった。
をおこなった。
（１）温度分布
ＡＣｌｏｏＶを通電し、１２０°Ｃに発熱させた際のシ
ート面１２区画位置について計測した温度分布の状態を
、第１図に示した。第１図から、温度分布にばらつきの
少ない均一な発熱性能を備えていることが認められる。
ート面１２区画位置について計測した温度分布の状態を
、第１図に示した。第１図から、温度分布にばらつきの
少ない均一な発熱性能を備えていることが認められる。
（２）放射率
９４°Ｃにおける波長と放射率との関係を第２図に示し
た。なお、発熱シートのみの際の関係も第２図に併せて
示した。第２図のパターンから、遠赤外線波長域におい
て安定した高放射率を示すことが認められる。
た。なお、発熱シートのみの際の関係も第２図に併せて
示した。第２図のパターンから、遠赤外線波長域におい
て安定した高放射率を示すことが認められる。
（３）耐久テスト
ＡＣｌｏｏＶを連続通電して発熱させた場合の経時的変
化を調べ、その結果を表１に示した０本発明の遠赤外線
放射発熱体は長時間に亘って性能および性状の変化がな
いことが確認された。
化を調べ、その結果を表１に示した０本発明の遠赤外線
放射発熱体は長時間に亘って性能および性状の変化がな
いことが確認された。
表１
市販のアルミナ繊維抄造シート［間部マイカ■製、５−
８０］にエポキシ樹脂を含浸した３桟積層品を、１５０
°ｃで、１時間硬化して長さ１０１００Ｏ＋、幅３゜０
ＩＩ１１の遠赤外線放射シートを作製した。
８０］にエポキシ樹脂を含浸した３桟積層品を、１５０
°ｃで、１時間硬化して長さ１０１００Ｏ＋、幅３゜０
ＩＩ１１の遠赤外線放射シートを作製した。
上記の遠赤外線放射シートにエポキシ樹脂接着剤を塗布
し、これに実施例で作製した発熱シートを貼り合わせて
接合した。
し、これに実施例で作製した発熱シートを貼り合わせて
接合した。
このようにして製造した遠赤外線放射発熱体について実
施例と同一条件で耐久テストをおこない、その結果を表
２に示した。
施例と同一条件で耐久テストをおこない、その結果を表
２に示した。
表２
第１図は本発明による遠赤外線放射発熱体の発熱状況を
示した温度分布図、第２図は本発明の遠赤外線放射発熱
体および発熱シートについて測定した波長と放射率の関
係図である。 ２）サイド部分の眉間剥離。 表２の結果から、材料成分が相違する遠赤外線放射シー
トと発熱シートを接合して構成した発熱体では、６００
時間経過後に組織のツレ（歪み）が現れ、１０００時間
経過後には眉間の剥離現象が発生した。 〔発明の効果］ 以上のとおり、本発明によれば広面積においても極めて
耐久性に優れ、かつ均一な発熱性と高度の遠赤外線放射
性能を示す遠赤外線放射発熱体を効率よく製造すること
ができる。したがって、工業用から民生用に至る広範囲
の発熱体を低コストに量産することが可能となる。
示した温度分布図、第２図は本発明の遠赤外線放射発熱
体および発熱シートについて測定した波長と放射率の関
係図である。 ２）サイド部分の眉間剥離。 表２の結果から、材料成分が相違する遠赤外線放射シー
トと発熱シートを接合して構成した発熱体では、６００
時間経過後に組織のツレ（歪み）が現れ、１０００時間
経過後には眉間の剥離現象が発生した。 〔発明の効果］ 以上のとおり、本発明によれば広面積においても極めて
耐久性に優れ、かつ均一な発熱性と高度の遠赤外線放射
性能を示す遠赤外線放射発熱体を効率よく製造すること
ができる。したがって、工業用から民生用に至る広範囲
の発熱体を低コストに量産することが可能となる。
Claims (1)
- １、セラミックス繊維を結合材成分とともに抄紙法でシ
ート化した遠赤外線放射シートと、同一のセラミックス
繊維および結合材成分に炭素質物質を混合して抄紙法に
よりシート化した発熱シートとを有機系接着剤を介して
接合し、接合シートに樹脂液を含浸・硬化することを特
徴とする遠赤外線放射発熱体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28017089A JPH03141576A (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 遠赤外線放射発熱体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28017089A JPH03141576A (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 遠赤外線放射発熱体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03141576A true JPH03141576A (ja) | 1991-06-17 |
Family
ID=17621278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28017089A Pending JPH03141576A (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 遠赤外線放射発熱体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03141576A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100316792B1 (ko) * | 1999-05-24 | 2001-12-12 | 윤철진 | 다기능 면상발열체 제조방법 |
| JP2017162782A (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | 東日本旅客鉄道株式会社 | 発熱ユニット |
-
1989
- 1989-10-27 JP JP28017089A patent/JPH03141576A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100316792B1 (ko) * | 1999-05-24 | 2001-12-12 | 윤철진 | 다기능 면상발열체 제조방법 |
| JP2017162782A (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | 東日本旅客鉄道株式会社 | 発熱ユニット |
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