JPH06243956A - ヒ−タ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、樹脂・塗膜硬化用、食品、薬品乾
燥用、床暖房、コンロ、アイロン、ヘア−ドライヤ−、
スト−ブ、オ−ブン、ロ−スタ−、コタツ、炊飯ジャ
−、パネルヒ−タ−、保温ナベ、電子蚊取器等の民生
用、調理用、医療用、植物成育促進用、融雪、結露防止
用等のヒ−タ−に関わる。 【構成】 表面が非導電性の支持体に、主に導電性粉体
を分散させた無機系コ−テイング液より得た導電性膜を
積層したことを特徴とするヒ−タ−。 １‥支持体、２‥絶縁性膜、３‥導電性膜、４‥遠赤外
線放射膜、５‥集電極。 【効果】 支持体の表面へ簡便かつ膜厚の厚いしかも強
靭な膜層を形成するものであって、遠赤外線放射ヒ−タ
−としてその使用範囲は広い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂・塗膜硬化用、食
品、薬品乾燥用、床暖房、コンロ、アイロン、ヘア−ド
ライヤ−、スト−ブ、オ−ブン、ロ−スタ−、コタツ、
炊飯ジャ−、パネルヒ−タ−、保温ナベ、電子蚊取器等
の民生用、調理用、医療用、植物成育促進用、融雪、結
露防止用等のヒ−タ−に関わる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、遠赤外線放射のヒ−
タ−としていくつかの提案がなされている。例えば、銀
等の抵抗ペ−ストを遠赤外線放射セラミックを主体とし
たセラミックで鋳ぐるみ焼結する方法、炭化硅素の焼結
体を用いる方法、更には、内部に抵抗発熱線を仕込んだ
中空パイプ表面に遠赤外線放射セラミックを主体とした
セラミック等を溶射する方法が知られている。しかしな
がら、これらの各方法も改良されねばならないいくつか
の課題を有していることも事実である。

【０００３】即ち、銀等の抵抗ペ−ストを用いる方法に
あっては、層の厚さに対する自由度が低く、又製造の際
高温を必要とする。又、炭化硅素の焼結体を用いる方法
は、それ自体抵抗体として作用するが製造工程に多くの
工数と高温を必要とする。

【０００４】更に、内部に抵抗発熱線を仕込んだ中空パ
イプ表面に、遠赤外線放射セラミックを主体としたセラ
ミック等を溶射する方法にあっては、高価な設備を必要
とする上、複雑形状品の作成には不向きである等、夫々
に持つ欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は従来技術
の上記の点に鑑み鋭意開発を進めた結果、製造の際比較
的低温でしかも強靭かつ厚膜が製造でき、しかも表面温
度分布に比較的差がない特徴を有する電導性膜を持つ、
例えば、遠赤外線放射ヒ−タ−を提供することを目的と
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨は、
表面が非導電性の支持体に、主に導電性粉体を分散させ
た無機系コ−テイング液より得た導電性膜を積層したこ
とを特徴とするヒ−タ−である。そして、パイプが導電
性の場合には、パイプ表面に主に非導電性粉体を分散さ
せた無機系コ−テイング液より得た絶縁性膜を積層し
て、表面を非導電性パイプとするのがよい。又、かかる
導電性膜上に、主に遠赤外線放射セラミック粉体を分散
させた無機系コ−テイング液より得た遠赤外線放射膜を
積層したものも本発明に含まれる。

【０００７】本発明で言う金属支持体は、板状、棒状、
パイプ状、メッシュ状、連続多孔体状、ハニカム状であ
り、更に、各層の形成に用いられる無機コ−テイング液
は、主にシリカ、アルミナ、チタニア、酸化アンチモ
ン、酸化鉄、ジルコニア、イットリア等の粒子性無機系
ゾル液、表面変性粒子性無機系ゾル液、曳糸性又は粘性
無機系溶液或いはゾル液、ポリボロシロキサン樹脂、ポ
リカルボシラン樹脂、ポリシラスチレン樹脂、ポリシラ
ザン樹脂、ポリチタノカルボシラン樹脂等の含硅素無機
高分子化合物又はこれらの混合物、或いはこれらとの反
応性希釈剤混合物であることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記したように、本発明のヒ−タ−は、好まし
くは、金属製支持体表面に主に非導電性粉体を分散させ
た無機系コ−テイング液より得た絶縁性膜、主に導電性
粉体を分散させた無機系コ−テイング液より得た導電性
膜、主に遠赤外線放射セラミック粉体を分散させた無機
系コ−テイング液より得た遠赤外線放射膜の３層を順次
形成させたヒ−タ−であって、強靭かつ厚膜の層が形成
されることにより、表面温度分布に比較的差がない特徴
を有するヒ−タ−となるものである。

【０００９】以下、図面を用いて本発明を更に詳細に説
明する。図１において、１は支持体となるパイプであ
り、好ましくは、アルミ、鉄、銅、黄銅、青銅、ＳＵ
Ｓ、亜鉛等の金属製材質、或いはセラミック等の無機材
料が利用できる。そして、２は絶縁性膜、３は導電性
膜、４は遠赤外線放射膜であり、パイプ１の両端に、メ
ッシュ状電極５が導電性膜に埋設されて一体化されてヒ
−タ−が構成されている。

【００１０】さて、絶縁性膜２は、非導電性粉体を分散
させた無機系コ−ティング液を、基体に塗布した後、乾
燥、焼き付けることにより得られる。かかる粉体の配合
量は、固形分としては、２０〜８０体積％が望ましく、
２０体積％以下では所要膜厚でクラックが発生し易いと
いう欠点がある。又、これが８０体積％以上では密着性
が低下するという問題が生ずる。尚、絶縁性膜２の膜厚
は３０〜１５０μｍが一応の目安である。

【００１１】この絶縁性膜２を構成する粉体としては、
例えば、アルミナ、シリカ、マイカ、水酸化マグネシウ
ム、タルク、イライト、炭酸カルシウム、炭酸バリウ
ム、クレ−、硅藻土、ベントナイト、ムライト、ｈ−Ｂ
Ｎ、炭化硼素、亜鉛華、チタン酸バリウム、酸化鉄、酸
化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化硼素、酸化コバルト、
ゼオライト、各種ガラス粉末、粘土鉱物等が挙げられ
る。

【００１２】そして、無機系コ−ティング液の例は前述
した通りであるが、このうちシリカ系を例に更に説明す
るならば、粒子性無機系ゾルとは、主にオルソ硅酸、ポ
リ硅算、オルソ硅酸エステル、ポリ硅酸エステル等の加
水分解や縮合反応により得られる粒子径２〜５００ｍμ
ｍの水系又は有機溶媒特にアルコ−ル系の分散液であ
り、これらにはシロキサン結合の一部を水素、アルキル
基、アリ−ル基で置換した原料素材を一成分として用い
る場合を含むものである。

【００１３】又、表面変性無機系ゾル液とは、上記粒子
表面に存在する硅酸結合や硅酸エステルの活性基を利用
した反応により表面を変性することであり、中和反応、
エステル化反応、縮合反応が利用される。このうち、縮
合反応について言えば、粒子性無機系ゾル液の存在下に
行う主にオルソ硅酸、ポリ硅酸、オルソ硅酸エステル、
ポリ硅酸エステル等の加水分解や縮合反応を指し、前記
と同様に、シロキサン結合の一部を水素、アルキル基、
アリ−ル基で置換した原料素材を一成分として用いる場
合を含むものである。

【００１４】そして、曳糸性又は粘性無機系溶液或いは
ゾル液とは、主にオルソ硅酸エステルやポリ硅酸エステ
ルの加水分解や縮合反応を、一般には、酸触媒下でかつ
限定された水分の下に実施することにより得られる、比
較的リニア性の高い縮合反応生成物を指し、シロキサン
結合の一部を水素、アルキル基、アリ−ル基で置換した
原料素材を一成分として用いる場合を含み、いわゆるラ
ダ−ポリマ−及びアルコ−ル可溶性シリコンワニス或い
は樹脂変性用シリコン中間体もこの分類に属する。

【００１５】更に、反応性希釈剤とは、ジメチルジメト
キシシランやジメチルジエトキシシランのような１分子
中に加水分解可能な基を２個有する２官能性化合物、モ
ノメチルトリメトキシシランやモノメチルトリエトキシ
シランのような１分子中に加水分解可能な基を３個有す
る３官能性化合物、テトラエトキシシランのような１分
子中に加水分解可能な基を４個有する４官能性化合物或
いはこれらの縮合物を指す。

【００１６】尚、無機系コ−テイング液又はその一成分
として使用可能な市販品には（株）大八化学工業所のＴ
Ｓ−４０１、ＴＳ−１０１、ＴＳ−２０２ＧＺＤ、ＴＳ
−３００、ＯＳ−８０４Ｚ、日本合成ゴム（株）のＴ２
１０１、Ｔ２２０２、Ｅ１２０３、Ｅ１１０２、触媒化
学工業（株）のカタロイド−Ｓ、カタロイド−ＳＩ、カ
タロイド−ＳＮ、カタロイド−ＳＡ、オスカル、サイロ
イド、日産化学（株）のアルミナゾル−１００、アルミ
ナゾル−２００、アルミナゾル−５２０、大橋化学工業
（株）のオ−マック１００、オ−マック２００、技研化
学（株）のＧＩＰ−Ａ１５０、ＧＩＰ−Ｔｉ６０、ＧＩ
Ｐ−ＳｉＵＶ、ＧＩＰ−Ｚｒ８０、ＧＩＰ−Ｙ、日本曹
達（株）のアトロンＮＳｉ−３１０、アトロンＮＳｉ−
５００、アトロンＮＴｉ−１０Ｍ、アトロンＮＴｉ−５
００、アトロンＮＩｎ、アトロンＮＺｒ、アトロンＮＴ
ａ−７５０、太陽物産（株）のコルコ−トＲ、東燃
（株）のＰＨＰＳ−１、ＰＨＰＳ−２、ＰＨＰＳ−３、
昭和電線電纜（株）のＳＭＲ−５１０、ＳＭＲ−９１０
等が例示される。

【００１７】導電性膜３は、導電性粉体を分散させた無
機系コ−テイング液を基材に塗布後乾燥・焼付けするこ
とにより得られる。粉体配合量は２０〜８０体積％が望
ましく、これが２０体積％以下では所要の抵抗値が得ら
れない。又、８０体積％以上では表面状態が粗くなり特
殊な目的以外には向かない。この膜厚は主に必要とする
抵抗値により決まり、５０〜１０００μｍが一応の目安
である。

【００１８】導電性膜３を形成する導電性粉体として
は、例えば、黒鉛、球晶黒鉛、黒鉛ウイスカ−、カ−ボ
ンブラック、炭素短繊維、銀、銅、ニッケル、ステンレ
ス、鉄、錫、鉛、アルミ、亜鉛、青銅、黄銅、炭化ニオ
ブ、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タングステ
ン、炭化硅素、硼化ジルコニウム、硼化チタン、窒化チ
タン、窒化ニオブ等が挙げられる。

【００１９】そして、最外殻に位置する遠赤外線放射膜
４は、遠赤外線放射セラミック体を分散させた無機系コ
−テイング液を基材に塗布後、乾燥・焼付けすることに
より得られる。この粉体配合量は２０〜８０体積％が望
ましい。これが２０体積％以下では遠赤外線放射機能が
劣り、又、８０％以上では粗くなり特殊な用途以外には
向かない。

【００２０】遠赤外線放射セラミック粉体としては、ア
ルミナ、二酸化マンガン、酸化クロム、二三酸化鉄、ム
ライト、コ−ジライト、窒化硅素、炭化硅素、ジルコ
ン、マグネシア又はこれらの混合物が挙げられる。

【００２１】集電極５は、銀、銅、ニッケル、タングス
テン、ステンレス、鉄、錫、鉛、アルミ、亜鉛、青銅、
黄銅等のメッシュ状リボンである。そして、電力供給の
ために配線６がかかる電極５に結線される。

【００２２】

【実施例】 （実施例１）上記した図１に基づいて説明すると、長さ
２６０ｍｍ、外径２０Φ（ｔ＝２）の円筒状アルミパイ
プ１の表面を脱脂・研磨後、タルク（日本タルク社製：
タルク３８）１５．４ｇを変性シリカゾル液（大八化学
工業所製：ＴＳ１０１）６０ｇに分散した液をスプレ−
塗布後、オ−ブン中１００℃、１時間乾燥して膜厚５０
μｍの絶縁性膜２を得た。

【００２３】パイプ１の両端にメッシュ状金属片５を配
置後、黒鉛（ＬＯＮＺＡ社製：ＫＳ４４）１２ｇを変性
シリカゾル液（同上）６０ｇに分散した液をアプリケ−
タ−により成膜後、オ−ブン中１００℃、１時間乾燥し
て、膜厚５００μｍの導電性膜３を得た。次に遠赤外線
放射粉末（大阪窯業社製：サ−マライトＣＡ）２０ｇを
変性シリカゾル液（同上）６０ｇに分散した液をスプレ
−塗装後、オ−ブン中２００℃、１時間乾燥・硬化して
膜厚５０μｍの遠赤外線放射膜４を得た。評価結果を表
１に示した。

【００２４】（実施例２）モノメチルトリエトキシシラ
ン３０ｍｌとアルコ−ル性シリカゾル液（触媒化成工業
社：オスカル１４３２）３０ｍｌと１重量％酢酸水溶液
９ｍｌとを配合し、室温で１０日熟成してテスト配合液
を作成した。支持体として長さ２６０ｍｍ、外径２０Φ
（ｔ＝２）の円筒状アルミパイプ１の表面を脱脂・研磨
後、タルク（日本タルク社製：タルク３８）１５．４ｇ
とテスト配合液（上述）３０ｇとイソプロパノ−ル２０
ｇとの混合液をスプレ−塗布後、オ−ブン中１００℃、
１時間乾燥して膜厚５０μｍの絶縁性膜２を得た。

【００２５】パイプ１の両端にメッシュ状金属片５を配
置後、黒鉛（同上）１２ｇをテスト配合液（同上）３０
ｇに分散した液をアプリケ−タ−により成膜後、オ−ブ
ン中１００℃、１時間乾燥して、膜厚５００μｍの導電
性膜３を得た。次に遠赤外線放射粉末（同上）２０ｇを
テスト配合液（同上）３０ｇとイソプロパノ−ル２０ｇ
との混合液をスプレ−塗装後、オ−ブン中２００℃、１
時間乾燥・硬化して膜厚５０μｍの遠赤外線放射膜４を
得た。評価結果を表１に示した。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【発明の効果】本発明は、支持体の表面へ簡便かつ膜厚
の厚いしかも強靭な膜層を形成するものであって、特に
言えば、遠赤外線放射ヒ−タ−としてその使用範囲は広
いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の円筒状ヒ−タ−の断面図であ
る。

【符号の説明】

１‥‥支持体、 ２‥‥絶縁性膜、 ３‥‥導電性膜、 ４‥‥遠赤外線放射膜、 ５‥‥集電極。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面が非導電性の支持体に、主に導電性
   粉体を分散させた無機系コ−テイング液より得た導電性
   膜を積層したことを特徴とするヒ−タ−。
2. 【請求項２】 支持体表面に、主に非導電性粉体を分散
   させた無機系コ−テイング液より得た絶縁性膜を積層し
   て、表面を非導電性とした請求項第１項記載のヒ−タ
   −。
3. 【請求項３】 導電性膜上に、主に遠赤外線放射セラミ
   ック粉体を分散させた無機系コ−テイング液より得た遠
   赤外線放射膜を積層した請求項第１項乃至第２項記載の
   ヒ−タ−。
4. 【請求項４】 無機コ−テイング液が、主にシリカ、ア
   ルミナ、チタニア、酸化アンチモン、酸化鉄、ジルコニ
   ア、イットリア等の粒子性無機系ゾル液、表面変性粒子
   性無機系ゾル液、曳糸性又は粘性無機系溶液或いはゾル
   液、ポリボロシロキサン樹脂、ポリカルボシラン樹脂、
   ポリシラスチレン樹脂、ポリシラザン樹脂、ポリチタノ
   カルボシラン樹脂等の含硅素無機高分子化合物又はこれ
   らの混合物、或いはこれらとの反応性希釈剤混合物であ
   ることを特徴とする特許請求範囲第１項乃至第３項記載
   のヒ−タ−。