JP2003332028A - 抵抗発熱体とその製造方法 - Google Patents
抵抗発熱体とその製造方法Info
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- H05B2203/032—Heaters specially adapted for heating by radiation heating
Abstract
(57)【要約】
【課題】 遠赤外線発生効率を高めるため、抵抗発熱体
として必要な強度を維持しつつ比較的高い固有抵抗値の
抵抗発熱体を得る。 【解決手段】 シリコーンゴムに黒鉛粉末と窒化硼素を
混合したものを所要の形状に賦形後、酸化雰囲気下で３
８０℃まで昇温して焼成し、更に窒素雰囲気下で１１０
０℃まで昇温して焼成する。
として必要な強度を維持しつつ比較的高い固有抵抗値の
抵抗発熱体を得る。 【解決手段】 シリコーンゴムに黒鉛粉末と窒化硼素を
混合したものを所要の形状に賦形後、酸化雰囲気下で３
８０℃まで昇温して焼成し、更に窒素雰囲気下で１１０
０℃まで昇温して焼成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、抵抗発熱体および
その製造方法に関する。
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、抵抗発熱体としては主としてタン
グステン線やニクロム線などの金属線加工品と等方性炭
素材料やガラス状炭素などの炭素の切削加工品、炭化珪
素などの金属化合物が使用されてきた。その中でも金属
線の加工品は主として小型の民生機器のヒーター用発熱
体として、炭素や金属化合物は産業用炉などに使用され
ている。
グステン線やニクロム線などの金属線加工品と等方性炭
素材料やガラス状炭素などの炭素の切削加工品、炭化珪
素などの金属化合物が使用されてきた。その中でも金属
線の加工品は主として小型の民生機器のヒーター用発熱
体として、炭素や金属化合物は産業用炉などに使用され
ている。
【０００３】従来の発熱体用素材の中でも炭素は、金属
線などと異なり、発熱速度、発熱効率、遠赤外線の発生
効率が良いなど優れた特徴を有している。しかし従来の
炭素発熱体は、大きな板形状体やブロック形状体より切
削加工により作製するため製造工程が煩雑で高価なうえ
細い物や薄い物など作製することが困難である。また、
ある規格範囲の固有抵抗値を有するブロック体などから
切削するため発熱量の制御は形状を変えるしか方策がな
いなどの問題点を有している。
線などと異なり、発熱速度、発熱効率、遠赤外線の発生
効率が良いなど優れた特徴を有している。しかし従来の
炭素発熱体は、大きな板形状体やブロック形状体より切
削加工により作製するため製造工程が煩雑で高価なうえ
細い物や薄い物など作製することが困難である。また、
ある規格範囲の固有抵抗値を有するブロック体などから
切削するため発熱量の制御は形状を変えるしか方策がな
いなどの問題点を有している。
【０００４】特許第３１７３８００号には、塩素化塩化
ビニル樹脂等の炭素含有樹脂に、黒鉛粉末と、窒化硼素
または炭化珪素等の金属或いは半金属化合物の導電阻害
物質とを混合し、窒素ガス等の不活性ガス中で焼成する
ことによる、炭素系発熱体の製造方法が提案されてい
る。
ビニル樹脂等の炭素含有樹脂に、黒鉛粉末と、窒化硼素
または炭化珪素等の金属或いは半金属化合物の導電阻害
物質とを混合し、窒素ガス等の不活性ガス中で焼成する
ことによる、炭素系発熱体の製造方法が提案されてい
る。
【０００５】この方法により得られる炭素系発熱体は、
電気良導体としての炭素と導電阻害物質としての金属或
いは半金属化合物の割合を変えることにより固有抵抗値
を任意の値に制御することができ、また、焼成前に所望
の形状に賦形することにより任意の形状とすることがで
きるという炭素系発熱体としての優れた特徴を備えてい
る。
電気良導体としての炭素と導電阻害物質としての金属或
いは半金属化合物の割合を変えることにより固有抵抗値
を任意の値に制御することができ、また、焼成前に所望
の形状に賦形することにより任意の形状とすることがで
きるという炭素系発熱体としての優れた特徴を備えてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の炭素発熱体にお
いて、通電時の発熱体の温度を比較的低温度に維持する
ことができれば遠赤外線の発生効率を高めることができ
る。そのためには、発熱体の断面径を小さくして電気抵
抗値を高くすることが考えられるが、強度の維持という
点からそれには限界がある。窒化硼素などの金属または
半金属化合物の配合割合を増やして固有抵抗値を高くす
ることも考えられるが、そうするとやはり強度が低下す
るという問題がある。
いて、通電時の発熱体の温度を比較的低温度に維持する
ことができれば遠赤外線の発生効率を高めることができ
る。そのためには、発熱体の断面径を小さくして電気抵
抗値を高くすることが考えられるが、強度の維持という
点からそれには限界がある。窒化硼素などの金属または
半金属化合物の配合割合を増やして固有抵抗値を高くす
ることも考えられるが、そうするとやはり強度が低下す
るという問題がある。
【０００７】したがって本発明の目的は、薄板形状、細
い棒状体、細い円筒形状など、様々な形状が容易に実現
でき、充分な強度を有しながら高い固有抵抗値を付与す
ることが可能な抵抗発熱体を提供することにある。
い棒状体、細い円筒形状など、様々な形状が容易に実現
でき、充分な強度を有しながら高い固有抵抗値を付与す
ることが可能な抵抗発熱体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、実質的
に二酸化珪素のみからなる骨格と該骨格内の空間を埋め
る結晶性炭素とを含む抵抗発熱体が提供される。
に二酸化珪素のみからなる骨格と該骨格内の空間を埋め
る結晶性炭素とを含む抵抗発熱体が提供される。
【０００９】この抵抗発熱体は、金属または半金属化合
物をさらに含むことが好ましい。
物をさらに含むことが好ましい。
【００１０】本発明によれば、密閉容器と、該密閉容器
内に置かれた上記の抵抗発熱体と、該密閉容器内に密閉
された不活性ガスとを具備する発熱装置もまた提供され
る。
内に置かれた上記の抵抗発熱体と、該密閉容器内に密閉
された不活性ガスとを具備する発熱装置もまた提供され
る。
【００１１】この抵抗発熱体は、シリコーンゴムに炭素
粉末を混合し、所望の形状に賦形後、焼成することによ
り製造される。
粉末を混合し、所望の形状に賦形後、焼成することによ
り製造される。
【００１２】混合の過程において、金属または半金属化
合物をさらに混合することが好ましい。
合物をさらに混合することが好ましい。
【００１３】焼成においては、３００〜４００℃の温度
で焼成した後、非酸化性雰囲気下１０００〜１４００℃
の温度で焼成することが好ましい。
で焼成した後、非酸化性雰囲気下１０００〜１４００℃
の温度で焼成することが好ましい。
【００１４】本発明の抵抗発熱体は、酸化珪素を骨格と
し、電気良導体としての炭素成分が分散しており、充分
な強度を維持しつつ従来よりも高い固有抵抗値を有する
ことで、遠赤外線の発生効率において優れているなど前
記課題が効果的に解決しうる事実を確認した。
し、電気良導体としての炭素成分が分散しており、充分
な強度を維持しつつ従来よりも高い固有抵抗値を有する
ことで、遠赤外線の発生効率において優れているなど前
記課題が効果的に解決しうる事実を確認した。
【００１５】一般に、シリコーンゴムはその構造にシロ
キサン骨格を有しており、すなわち、シリコーンゴムは
元々酸化珪素の骨格である−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−骨格を有し
ているため、焼成することにより比較的簡単に酸化珪素
骨格を形成することができる。
キサン骨格を有しており、すなわち、シリコーンゴムは
元々酸化珪素の骨格である−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−骨格を有し
ているため、焼成することにより比較的簡単に酸化珪素
骨格を形成することができる。
【００１６】炭素とシリコーンゴムを含む組成物の成形
体の焼成としては、酸化雰囲気下又は非酸化性雰囲気下
で３００℃以上の温度で、好ましくは酸化雰囲気下で３
６０〜４００℃で焼成処理し、更に非酸化性雰囲気で８
００〜１４００℃で、好ましくは１１００〜１４００℃
で焼成することが好ましい。
体の焼成としては、酸化雰囲気下又は非酸化性雰囲気下
で３００℃以上の温度で、好ましくは酸化雰囲気下で３
６０〜４００℃で焼成処理し、更に非酸化性雰囲気で８
００〜１４００℃で、好ましくは１１００〜１４００℃
で焼成することが好ましい。
【００１７】酸化雰囲気下で３００℃未満の低い温度で
行うと、酸化珪素が十分に生成せず、構造体としての強
度が十分に発揮できない。
行うと、酸化珪素が十分に生成せず、構造体としての強
度が十分に発揮できない。
【００１８】また、酸化雰囲気下で５００℃以上の温度
で処理すると組成物中に含まれる電気良導体である炭素
成分が分解、燃焼して、絶縁体となり、電気的な制御が
不可能となる。さらに非酸化性雰囲気下で１４００℃を
越える温度で焼成すると、炭化珪素の結晶構造が変化
し、特性が変化する可能性がある。
で処理すると組成物中に含まれる電気良導体である炭素
成分が分解、燃焼して、絶縁体となり、電気的な制御が
不可能となる。さらに非酸化性雰囲気下で１４００℃を
越える温度で焼成すると、炭化珪素の結晶構造が変化
し、特性が変化する可能性がある。
【００１９】使用する条件にもよるが、温度による発熱
体の特性の劣化、素材の酸化消耗が問題になる場合があ
るので、おおよその見当として、約５００℃以上の温度
域で使用する場合は、炭素分の分解、燃焼を防ぐため
に、発熱体の端部に接続したリードを外部に出して、不
活性ガスで内部を不活性な雰囲気にした石英管等の耐熱
容器に密閉して使用することが好ましい。
体の特性の劣化、素材の酸化消耗が問題になる場合があ
るので、おおよその見当として、約５００℃以上の温度
域で使用する場合は、炭素分の分解、燃焼を防ぐため
に、発熱体の端部に接続したリードを外部に出して、不
活性ガスで内部を不活性な雰囲気にした石英管等の耐熱
容器に密閉して使用することが好ましい。
【００２０】本発明に用いることができるシリコーンゴ
ムとしては、熱加硫型シリコーンゴム、液状シリコーン
ゴムのいずれも用いることができ、これらは単独で、ま
たは、２種以上を混合して用いることも可能であり、目
的とする成形体の形状や成形方法によって適宜選択する
ことができる。
ムとしては、熱加硫型シリコーンゴム、液状シリコーン
ゴムのいずれも用いることができ、これらは単独で、ま
たは、２種以上を混合して用いることも可能であり、目
的とする成形体の形状や成形方法によって適宜選択する
ことができる。
【００２１】本発明で用いることができる熱加硫型シリ
コーンゴムとしては、一般的に熱加硫型シリコーンゴム
に分類されているものであればいずれも使用することが
でき、例えば、高重合度ポリオルガノシロキサン（シリ
コーン生ゴム）に、乾式シリカや湿式シリカ等の補強充
填剤、珪藻土や石英粉末等の増量充填剤、比較的分子量
の低いポリオルガノシロキサン等の可塑剤、その他添加
剤等を加え混練されたものを使用することができるが、
必ずしもこれらに限定されるものではない。
コーンゴムとしては、一般的に熱加硫型シリコーンゴム
に分類されているものであればいずれも使用することが
でき、例えば、高重合度ポリオルガノシロキサン（シリ
コーン生ゴム）に、乾式シリカや湿式シリカ等の補強充
填剤、珪藻土や石英粉末等の増量充填剤、比較的分子量
の低いポリオルガノシロキサン等の可塑剤、その他添加
剤等を加え混練されたものを使用することができるが、
必ずしもこれらに限定されるものではない。
【００２２】具体的には、市販のＫＥ１５５１−Ｕ、Ｋ
Ｅ１５７１−Ｕ、ＫＥ１５１−Ｕ、ＫＥ１７１−Ｕ、Ｋ
Ｅ１５３−Ｕ、ＫＥ１６４−Ｕ、ＫＥ１７４−Ｕ、ＫＥ
１２６１−Ｕ、ＫＥ９０４Ｆ−Ｕ（以上、いずれも信越
シリコーン製）、ＹＥ３４６５Ｕ、ＴＳＥ２５７１−５
Ｕ、ＴＳＥ２５７１−７Ｕ、ＸＥ２０−８５３Ｕ、ＸＥ
２０−Ａ０７８４、ＴＳＥ２３２３−５Ｕ、ＴＳＥ２３
２３−６Ｕ、ＴＳＥ２３２３−７Ｕ、ＴＳＥ２１８１
Ｕ、ＴＳＥ２１８３Ｕ、ＴＳＥ２１８４Ｕ（以上、いず
れもＧＥ東芝シリコーン製）等を用いることができる。
Ｅ１５７１−Ｕ、ＫＥ１５１−Ｕ、ＫＥ１７１−Ｕ、Ｋ
Ｅ１５３−Ｕ、ＫＥ１６４−Ｕ、ＫＥ１７４−Ｕ、ＫＥ
１２６１−Ｕ、ＫＥ９０４Ｆ−Ｕ（以上、いずれも信越
シリコーン製）、ＹＥ３４６５Ｕ、ＴＳＥ２５７１−５
Ｕ、ＴＳＥ２５７１−７Ｕ、ＸＥ２０−８５３Ｕ、ＸＥ
２０−Ａ０７８４、ＴＳＥ２３２３−５Ｕ、ＴＳＥ２３
２３−６Ｕ、ＴＳＥ２３２３−７Ｕ、ＴＳＥ２１８１
Ｕ、ＴＳＥ２１８３Ｕ、ＴＳＥ２１８４Ｕ（以上、いず
れもＧＥ東芝シリコーン製）等を用いることができる。
【００２３】また、成形条件、成形体の形状や成形方法
によっては、通常用いられる有機過酸化物をペースト状
に希釈した加硫剤等をさらに添加することができる。
によっては、通常用いられる有機過酸化物をペースト状
に希釈した加硫剤等をさらに添加することができる。
【００２４】加硫剤としては、例えば、ベンゾイルパー
オキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイ
ド、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル２，５
−ジ（ターシャリブチルパーオキシ）ヘキサン、パラク
ロロベンゾイルパーオキサイド、ジターシャリブチルパ
ーオキサイド、ターシャリブチルパーペンゾエート等が
挙げられ、成形条件等を考慮して適宜選択することがで
きるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
オキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイ
ド、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル２，５
−ジ（ターシャリブチルパーオキシ）ヘキサン、パラク
ロロベンゾイルパーオキサイド、ジターシャリブチルパ
ーオキサイド、ターシャリブチルパーペンゾエート等が
挙げられ、成形条件等を考慮して適宜選択することがで
きるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【００２５】具体的には、市販のＣ−１、Ｃ−３、Ｃ−
４、Ｃ−８、Ｃ−８Ａ、Ｃ−８Ｂ、Ｃ−１０、Ｃ−１
５、Ｃ−１６、Ｃ−１７、Ｃ−２３、Ｃ−２５Ａ／Ｃ−
２５Ｂ（以上、いずれも信越シリコーン製）、ＴＣ−
１、ＴＣ−３、ＴＣ−４、ＴＣ−８、ＴＣ−９、ＴＣ−
１２、ＴＣ−２３Ａ、ＴＣ−２３Ｂ、ＴＣ−２５Ａ、Ｔ
Ｃ−２５Ｂ（以上、いずれもＧＥ東芝シリコーン製）等
を用いることができる。
４、Ｃ−８、Ｃ−８Ａ、Ｃ−８Ｂ、Ｃ−１０、Ｃ−１
５、Ｃ−１６、Ｃ−１７、Ｃ−２３、Ｃ−２５Ａ／Ｃ−
２５Ｂ（以上、いずれも信越シリコーン製）、ＴＣ−
１、ＴＣ−３、ＴＣ−４、ＴＣ−８、ＴＣ−９、ＴＣ−
１２、ＴＣ−２３Ａ、ＴＣ−２３Ｂ、ＴＣ−２５Ａ、Ｔ
Ｃ−２５Ｂ（以上、いずれもＧＥ東芝シリコーン製）等
を用いることができる。
【００２６】本発明で用いることができる液状シリコー
ンゴムとしては、一般的に液状シリコーンゴムに分類さ
れているもの、若しくは、硬化前のシリコーンゴムの状
態が液状であるもの（低温硬化型、室温硬化型等）であ
ればいずれも使用することができ、前者としては、例え
ば、ポリジメチルシロキサン等のポリマー、シリカ等の
補強又は増量無機充填剤、架橋を可能にするための架橋
剤及び触媒等から構成されるタイプ、具体的には、ビニ
ル基末端を有するポリジメチルシロキサン（Ａ液）に珪
素原子結合水素原子を有するポリジメチルシロキサン
（Ｂ液）との付加反応により硬化が進むタイプ等を用い
ることができるが、必ずしもこれらに限定されるもので
はない。
ンゴムとしては、一般的に液状シリコーンゴムに分類さ
れているもの、若しくは、硬化前のシリコーンゴムの状
態が液状であるもの（低温硬化型、室温硬化型等）であ
ればいずれも使用することができ、前者としては、例え
ば、ポリジメチルシロキサン等のポリマー、シリカ等の
補強又は増量無機充填剤、架橋を可能にするための架橋
剤及び触媒等から構成されるタイプ、具体的には、ビニ
ル基末端を有するポリジメチルシロキサン（Ａ液）に珪
素原子結合水素原子を有するポリジメチルシロキサン
（Ｂ液）との付加反応により硬化が進むタイプ等を用い
ることができるが、必ずしもこれらに限定されるもので
はない。
【００２７】具体的には、市販のＫＥ１９５０−１０
（Ａ・Ｂ）、ＫＥ２０００−２０（Ａ・Ｂ）、ＫＥ−１
９７１−６０（Ａ・Ｂ）、ＫＥ１９９０−４０−（Ａ・
Ｂ）、ＫＥ１９３５（Ａ・Ｂ）、ＫＥ１９８７（Ａ・
Ｂ）（以上、いずれも信越シリコーン製）、ＴＳＥ３２
２１、ＴＳＥ３２２ＳＸ、ＴＳＥ３２１２、ＴＳＥ３９
４０、ＴＳＥ３９４１、ＴＳＥ３９４５、ＴＳＥ３９４
１Ｍ、ＴＳＥ３８４−Ｂ、ＴＳＥ３８４０−Ｇ、ＴＳＥ
３８４３−Ｗ、ＸＥ１６−５０８、ＸＥ１６−６１０、
ＴＳＥ３９２５、ＴＳＥ３９７６−Ｂ、ＸＥ１１−Ａ１
５８４、ＹＥ５５０５、ＹＥ５９４２、ＹＥ５９４２Ｋ
（以上、いずれも東芝シリコーン製）等を用いることが
できる。
（Ａ・Ｂ）、ＫＥ２０００−２０（Ａ・Ｂ）、ＫＥ−１
９７１−６０（Ａ・Ｂ）、ＫＥ１９９０−４０−（Ａ・
Ｂ）、ＫＥ１９３５（Ａ・Ｂ）、ＫＥ１９８７（Ａ・
Ｂ）（以上、いずれも信越シリコーン製）、ＴＳＥ３２
２１、ＴＳＥ３２２ＳＸ、ＴＳＥ３２１２、ＴＳＥ３９
４０、ＴＳＥ３９４１、ＴＳＥ３９４５、ＴＳＥ３９４
１Ｍ、ＴＳＥ３８４−Ｂ、ＴＳＥ３８４０−Ｇ、ＴＳＥ
３８４３−Ｗ、ＸＥ１６−５０８、ＸＥ１６−６１０、
ＴＳＥ３９２５、ＴＳＥ３９７６−Ｂ、ＸＥ１１−Ａ１
５８４、ＹＥ５５０５、ＹＥ５９４２、ＹＥ５９４２Ｋ
（以上、いずれも東芝シリコーン製）等を用いることが
できる。
【００２８】また、後者のうち低温硬化型としては、一
般的に低温硬化型に分類されているものであればいずれ
も使用することができ、１液型であっても２液型であっ
ても使用することができる。
般的に低温硬化型に分類されているものであればいずれ
も使用することができ、１液型であっても２液型であっ
ても使用することができる。
【００２９】２液型の低温硬化型としては、例えば、主
剤（Ａ液）と硬化剤（Ｂ液）とから構成され、具体的に
は、主剤（Ａ液）としては、一般には末端にビニル基を
持ったポリジオルガノシロキサン（ベースポリマー）及
び白金化合物等の硬化触媒とからなり、硬化剤（Ｂ液）
としては、主として珪素原子結合水素原子を持つポリオ
ルガノシロキサン等の架橋剤からなるものが挙げられる
が、場合によってはＢ液にはさらにベースポリマーが添
加されたものを使用することもできる。更にまた、必要
に応じて２液の両方ないしは何れかに補強、増量等のた
めの充填剤やその他添加剤を加えたものであっても良
い。
剤（Ａ液）と硬化剤（Ｂ液）とから構成され、具体的に
は、主剤（Ａ液）としては、一般には末端にビニル基を
持ったポリジオルガノシロキサン（ベースポリマー）及
び白金化合物等の硬化触媒とからなり、硬化剤（Ｂ液）
としては、主として珪素原子結合水素原子を持つポリオ
ルガノシロキサン等の架橋剤からなるものが挙げられる
が、場合によってはＢ液にはさらにベースポリマーが添
加されたものを使用することもできる。更にまた、必要
に応じて２液の両方ないしは何れかに補強、増量等のた
めの充填剤やその他添加剤を加えたものであっても良
い。
【００３０】一方、１液型の低温硬化型としては、例え
ば、２液型のＡ液、Ｂ液（又は主剤と硬化剤）の各成分
が最初から全量混合されているものであり、硬化遅延剤
等の反応制御剤を添加して硬化を制御したものを使用す
ることができる。
ば、２液型のＡ液、Ｂ液（又は主剤と硬化剤）の各成分
が最初から全量混合されているものであり、硬化遅延剤
等の反応制御剤を添加して硬化を制御したものを使用す
ることができる。
【００３１】具体的には、市販のＫＥ４２、ＫＥ４２
Ｓ、ＫＥ４２０、ＦＥ１２３、ＫＥ４５、ＫＥ４４１、
ＫＥ４５Ｓ、ＫＥ４５２５、ＫＥ４０２、ＫＥ４５６
０、ＫＥ４５７６、ＫＥ４５８８、ＫＥ３４８、ＫＥ３
４７５、ＫＥ３４９０、ＫＥ３４９１、ＫＥ３４９３、
ＫＥ３４９４、ＫＥ４８９８、ＫＥ４８９０、ＫＥ４８
６６、ＫＥ４８０５、ＫＥ１８３０（以上、いずれも信
越シリコーン製）等を用いることができる。
Ｓ、ＫＥ４２０、ＦＥ１２３、ＫＥ４５、ＫＥ４４１、
ＫＥ４５Ｓ、ＫＥ４５２５、ＫＥ４０２、ＫＥ４５６
０、ＫＥ４５７６、ＫＥ４５８８、ＫＥ３４８、ＫＥ３
４７５、ＫＥ３４９０、ＫＥ３４９１、ＫＥ３４９３、
ＫＥ３４９４、ＫＥ４８９８、ＫＥ４８９０、ＫＥ４８
６６、ＫＥ４８０５、ＫＥ１８３０（以上、いずれも信
越シリコーン製）等を用いることができる。
【００３２】更にまた、室温硬化型としては、一般的に
室温硬化型に分類されているものであれば、いずれも使
用することができ、１成分形であっても２成分形であっ
ても、さらにこれらが各々縮合反応型であっても付加反
応型であっても使用することができる。
室温硬化型に分類されているものであれば、いずれも使
用することができ、１成分形であっても２成分形であっ
ても、さらにこれらが各々縮合反応型であっても付加反
応型であっても使用することができる。
【００３３】１成分形の室温硬化型シリコーンゴムとし
ては、例えば、反応性ポリシロキサン、シリカ等の充填
剤、加水分解可能な基（アセトキシ基、アルコキシ基、
ケトキシム基等）を有する多官能シラン化合物等の架橋
剤、硬化触媒、その他添加剤等からなるもので、空気中
の湿気で硬化反応が起こるタイプを使用することができ
る。
ては、例えば、反応性ポリシロキサン、シリカ等の充填
剤、加水分解可能な基（アセトキシ基、アルコキシ基、
ケトキシム基等）を有する多官能シラン化合物等の架橋
剤、硬化触媒、その他添加剤等からなるもので、空気中
の湿気で硬化反応が起こるタイプを使用することができ
る。
【００３４】一方、２成分形の室温硬化型シリコーンゴ
ムとしては、例えば、末端に官能基をもったポリジオル
ガノシロキサン（ベースポリマー）と３官能以上のシラ
ン又はシロキサン等の架橋剤からなる主剤と硬化触媒等
からなる硬化剤を使用前に一定の割合で混合して使用す
るタイプを用いることができる。
ムとしては、例えば、末端に官能基をもったポリジオル
ガノシロキサン（ベースポリマー）と３官能以上のシラ
ン又はシロキサン等の架橋剤からなる主剤と硬化触媒等
からなる硬化剤を使用前に一定の割合で混合して使用す
るタイプを用いることができる。
【００３５】具体的には、市販のＫＥ１１９、ＫＥ１０
９１、ＫＥ１２０６、ＫＥ６６、ＫＥ６６ＳＥ、ＫＥ１
０３、ＫＥ１０９（Ａ・Ｂ）、ＫＥ１０９Ｅ（Ａ・
Ｂ）、ＫＥ１０５１（Ａ・Ｂ）、ＫＥ１２０４（Ａ・
Ｂ）、ＫＥ１０、ＫＥ１２、ＫＥ１７、ＫＥ２０、ＫＥ
１１１、ＫＥ１３００、ＫＥ１６０３（Ａ・Ｂ）（以
上、いずれも信越シリコーン製）、ＴＳＥ３４５３、Ｔ
ＳＥ３４５５Ｔ、ＴＳＥ３４５６Ｔ、ＴＳＥ３４５７
Ｔ、ＹＥ５６３０、ＴＳＥ３４７５Ｔ、ＴＳＥ３４７７
Ｔ、ＴＳＥ３４５０、ＹＥ５６２６、ＴＳＥ３４６６、
ＴＳＥ３４０２（以上、いずれも東芝シリコーン製）等
を用いることができる。
９１、ＫＥ１２０６、ＫＥ６６、ＫＥ６６ＳＥ、ＫＥ１
０３、ＫＥ１０９（Ａ・Ｂ）、ＫＥ１０９Ｅ（Ａ・
Ｂ）、ＫＥ１０５１（Ａ・Ｂ）、ＫＥ１２０４（Ａ・
Ｂ）、ＫＥ１０、ＫＥ１２、ＫＥ１７、ＫＥ２０、ＫＥ
１１１、ＫＥ１３００、ＫＥ１６０３（Ａ・Ｂ）（以
上、いずれも信越シリコーン製）、ＴＳＥ３４５３、Ｔ
ＳＥ３４５５Ｔ、ＴＳＥ３４５６Ｔ、ＴＳＥ３４５７
Ｔ、ＹＥ５６３０、ＴＳＥ３４７５Ｔ、ＴＳＥ３４７７
Ｔ、ＴＳＥ３４５０、ＹＥ５６２６、ＴＳＥ３４６６、
ＴＳＥ３４０２（以上、いずれも東芝シリコーン製）等
を用いることができる。
【００３６】本発明の組成物におけるシリコーンゴムの
含有量としては、組成物全量に対して、少なくとも１０
質量％以上であることが必要であり、好ましくは、２０
〜１００質量％、特に好ましくは、３０〜６０質量％で
ある。
含有量としては、組成物全量に対して、少なくとも１０
質量％以上であることが必要であり、好ましくは、２０
〜１００質量％、特に好ましくは、３０〜６０質量％で
ある。
【００３７】シリコーンゴムの含有量が１０質量％未満
では、成形時の造形性や均質性等が著しく損なわれ、一
定形状の成形体を得ることが難しくなり、また該成形体
の強度も著しく弱いものとなり、好ましくない。
では、成形時の造形性や均質性等が著しく損なわれ、一
定形状の成形体を得ることが難しくなり、また該成形体
の強度も著しく弱いものとなり、好ましくない。
【００３８】前述の炭素粉末としては、カーボンブラッ
ク、黒鉛、コークス紛等が挙げられるが、使用する炭素
粉末種と量は、目的とする発熱体の抵抗値・形状により
適宜選択され、単独でも二種以上の混合体でも使用する
ことができるが、特に形状制御の簡易さから黒鉛を使用
することが好ましい。
ク、黒鉛、コークス紛等が挙げられるが、使用する炭素
粉末種と量は、目的とする発熱体の抵抗値・形状により
適宜選択され、単独でも二種以上の混合体でも使用する
ことができるが、特に形状制御の簡易さから黒鉛を使用
することが好ましい。
【００３９】前述の金属或いは半金属化合物とは一般に
入手可能な金属炭化物、金属硼化物、金属珪化物、金属
窒化物、金属酸化物、半金属窒化物、半金属酸化物、半
金属炭化物等が挙げられる。使用する金属或いは半金属
化合物種と量は、目的とする発熱体の抵抗値・形状によ
り適宜選択され、単独でも二種以上の混合体でも使用す
ることができるが、抵抗値制御の簡易さから、特に炭化
硼素、炭化珪素、窒化硼素、酸化アルミを使用すること
が好ましい。
入手可能な金属炭化物、金属硼化物、金属珪化物、金属
窒化物、金属酸化物、半金属窒化物、半金属酸化物、半
金属炭化物等が挙げられる。使用する金属或いは半金属
化合物種と量は、目的とする発熱体の抵抗値・形状によ
り適宜選択され、単独でも二種以上の混合体でも使用す
ることができるが、抵抗値制御の簡易さから、特に炭化
硼素、炭化珪素、窒化硼素、酸化アルミを使用すること
が好ましい。
【００４０】
【実施例】
（実施例１）
熱加硫型シリコーンゴム
ＫＥ１２６１−Ｕ（信越シリコーン製） ５０．０部
窒化ホウ素（信越化学工業製平均粒径約５μｍ） ３０．０部
天然黒鉛微粉末（日本黒鉛製平均粒径５μｍ） ２０．０部
Ｃ−２３（信越シリコーン製） １．５部
上記配合組成物を分散、混合後、この混練物を直径３mm
φの細線状に押出成形し、酸化雰囲気で３８０℃まで昇
温して焼成し、更に窒素雰囲気中で１１００℃まで昇温
して焼成して、丸棒状の炭素／酸化珪素系の発熱体を得
た。得られた発熱体の断面は直径３mm、曲げ強度が１０
０MPa であった。ホイーストンブリッジ法で固有抵抗を
測定した結果、１．３Ω・cmの値を有していた。
φの細線状に押出成形し、酸化雰囲気で３８０℃まで昇
温して焼成し、更に窒素雰囲気中で１１００℃まで昇温
して焼成して、丸棒状の炭素／酸化珪素系の発熱体を得
た。得られた発熱体の断面は直径３mm、曲げ強度が１０
０MPa であった。ホイーストンブリッジ法で固有抵抗を
測定した結果、１．３Ω・cmの値を有していた。
【００４１】この炭素／酸化珪素系発熱体にリードを接
続して通電したところ、１００Ｖで瞬時４００℃に達す
るとともに遠赤外線の放射が確認できた。また、使用中
にクラックの発生もなく安定した発熱量を得ることがで
きた。 （実施例２）混練物を厚み１．２mm幅６mmの矩形状に成
形した以外実施例１と同様にして、断面が矩形状の炭素
／酸化珪素系発熱体を得た。得られた発熱体の断面は厚
み１．２mm幅６mm、曲げ強度８７MPa であった。ホイー
ストンブリッジ法で固有抵抗を測定した結果、１．４Ω
・cmの値を有していた。
続して通電したところ、１００Ｖで瞬時４００℃に達す
るとともに遠赤外線の放射が確認できた。また、使用中
にクラックの発生もなく安定した発熱量を得ることがで
きた。 （実施例２）混練物を厚み１．２mm幅６mmの矩形状に成
形した以外実施例１と同様にして、断面が矩形状の炭素
／酸化珪素系発熱体を得た。得られた発熱体の断面は厚
み１．２mm幅６mm、曲げ強度８７MPa であった。ホイー
ストンブリッジ法で固有抵抗を測定した結果、１．４Ω
・cmの値を有していた。
【００４２】この炭素／酸化珪素系発熱体にリードを接
続して通電したところ、１００Ｖで瞬時４００℃に達す
るとともに遠赤外線の放射が確認できた。また、使用中
にクラックの発生もなく安定した発熱量を得ることがで
きた。 （実施例３）実施例２で得られた発熱体の端部にリード
を接続し、アルゴンガス雰囲気の石英管中に封入して、
通電したところ２００Ｖで瞬時に１０００℃に達すると
ともに遠赤外線の放射が確認できた。また、使用中にク
ラックの発生もなく安定した発熱量を得ることができ
た。 （実施例４） 熱加硫型シリコーンゴム ＫＥ１２６１−Ｕ（信越シリコーン製） ５０．０部 窒化ホウ素（信越化学工業製平均粒径約５μｍ） ２０．０部 天然黒鉛微粉末（日本黒鉛製平均粒径５μｍ） ３０．０部 Ｃ−２３（信越シリコーン製） １．５部 上記組成物を実施例２と同様にして、断面が矩形状の炭
素／酸化珪素系発熱体を得た。得られた発熱体の断面は
厚み１．２mm幅６mm、曲げ強度が１１０MPa であった。
ホイーストンブリッジ法で固有抵抗を測定した結果、
０．７Ω・cmの値を有していた。
続して通電したところ、１００Ｖで瞬時４００℃に達す
るとともに遠赤外線の放射が確認できた。また、使用中
にクラックの発生もなく安定した発熱量を得ることがで
きた。 （実施例３）実施例２で得られた発熱体の端部にリード
を接続し、アルゴンガス雰囲気の石英管中に封入して、
通電したところ２００Ｖで瞬時に１０００℃に達すると
ともに遠赤外線の放射が確認できた。また、使用中にク
ラックの発生もなく安定した発熱量を得ることができ
た。 （実施例４） 熱加硫型シリコーンゴム ＫＥ１２６１−Ｕ（信越シリコーン製） ５０．０部 窒化ホウ素（信越化学工業製平均粒径約５μｍ） ２０．０部 天然黒鉛微粉末（日本黒鉛製平均粒径５μｍ） ３０．０部 Ｃ−２３（信越シリコーン製） １．５部 上記組成物を実施例２と同様にして、断面が矩形状の炭
素／酸化珪素系発熱体を得た。得られた発熱体の断面は
厚み１．２mm幅６mm、曲げ強度が１１０MPa であった。
ホイーストンブリッジ法で固有抵抗を測定した結果、
０．７Ω・cmの値を有していた。
【００４３】この炭素／酸化珪素系発熱体にリードを接
続して通電したところ、１００Ｖで瞬時４３０℃に達す
るとともに遠赤外線の放射が確認できた。また、使用中
にクラックの発生もなく安定した発熱量を得ることがで
きた。 （実施例５）実施例４で得られた発熱体の端部にリード
を接続し、アルゴンガス雰囲気の石英管中に封入して、
通電したところ２００Ｖで瞬時に１１００℃に達すると
ともに遠赤外線の放射が確認できた。また、使用中にク
ラックの発生もなく安定した発熱量を得ることができ
た。 （実施例６） 室温硬化型シリコーンゴム ＫＥ１３００（信越シリコーン製） ５０．０部 窒化ホウ素（信越化学工業製平均粒径約５μｍ） ２５．０部 天然黒鉛微粉末（日本黒鉛製平均粒径５μｍ） ２５．０部 ＣＡＴ−１３００（信越シリコーン製） ５．０部 上記組成物を実施例４と同様にして、断面が矩形状の炭
素／酸化珪素系の発熱体を得た。得られた発熱体の断面
は厚み１．２mm幅６mm、曲げ強度が９５MPa であった。
ホイーストンブリッジ法で固有抵抗を測定した結果、
１．０Ω・cmの値を有していた。
続して通電したところ、１００Ｖで瞬時４３０℃に達す
るとともに遠赤外線の放射が確認できた。また、使用中
にクラックの発生もなく安定した発熱量を得ることがで
きた。 （実施例５）実施例４で得られた発熱体の端部にリード
を接続し、アルゴンガス雰囲気の石英管中に封入して、
通電したところ２００Ｖで瞬時に１１００℃に達すると
ともに遠赤外線の放射が確認できた。また、使用中にク
ラックの発生もなく安定した発熱量を得ることができ
た。 （実施例６） 室温硬化型シリコーンゴム ＫＥ１３００（信越シリコーン製） ５０．０部 窒化ホウ素（信越化学工業製平均粒径約５μｍ） ２５．０部 天然黒鉛微粉末（日本黒鉛製平均粒径５μｍ） ２５．０部 ＣＡＴ−１３００（信越シリコーン製） ５．０部 上記組成物を実施例４と同様にして、断面が矩形状の炭
素／酸化珪素系の発熱体を得た。得られた発熱体の断面
は厚み１．２mm幅６mm、曲げ強度が９５MPa であった。
ホイーストンブリッジ法で固有抵抗を測定した結果、
１．０Ω・cmの値を有していた。
【００４４】この炭素／酸化珪素系発熱体にリードを接
続して通電したところ、１００Ｖで瞬時４００℃に達す
るとともに遠赤外線の放射が確認できた。また、使用中
にクラックの発生もなく安定した発熱量を得ることがで
きた。また、発熱体を、アルゴンガス雰囲気の石英管中
に封入して、通電したところ２００Ｖで瞬時に１１００
℃に達するとともに遠赤外線の放射が確認できた。ま
た、使用中にクラックの発生もなく安定した発熱量を得
ることができた。
続して通電したところ、１００Ｖで瞬時４００℃に達す
るとともに遠赤外線の放射が確認できた。また、使用中
にクラックの発生もなく安定した発熱量を得ることがで
きた。また、発熱体を、アルゴンガス雰囲気の石英管中
に封入して、通電したところ２００Ｖで瞬時に１１００
℃に達するとともに遠赤外線の放射が確認できた。ま
た、使用中にクラックの発生もなく安定した発熱量を得
ることができた。
【００４５】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、所要
の形状、強度、電気抵抗値を有し、かつ製造容易な抵抗
発熱体が提供される。
の形状、強度、電気抵抗値を有し、かつ製造容易な抵抗
発熱体が提供される。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 佐藤 厚志
群馬県藤岡市立石1091 三菱鉛筆株式会社
群馬研究開発センター内
(72)発明者 山田 邦生
群馬県藤岡市立石1091 三菱鉛筆株式会社
群馬研究開発センター内
Ｆターム(参考） 3K092 QB14 QB74 VV03 VV31
Claims (6)
- 【請求項１】 実質的に酸化珪素のみからなる骨格と該
骨格内の空間を埋める結晶性炭素とを含む抵抗発熱体。 - 【請求項２】 金属または半金属化食物をさらに含む請
求項１記載の抵抗発熱体。 - 【請求項３】 密閉容器と、該密閉容器内に置かれた請
求項１または２記載の抵抗発熱体と、該密閉容器内に密
閉された不活性ガスとを具備する発熱装置。 - 【請求項４】 シリコーンゴムに炭素粉末を混合し、所
望の形状に賦形後、焼成するステップを具備する抵抗発
熱体の製造方法。 - 【請求項５】 混合するステップにおいて、金属または
半金属化合物がさらに混合される請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 焼成するステップにおいて、３００〜４
００℃の温度で焼成した後、非酸化性雰囲気下１０００
〜１４００℃の温度で焼成する請求項４または５記載の
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002134362A JP2003332028A (ja) | 2002-05-09 | 2002-05-09 | 抵抗発熱体とその製造方法 |
| US10/429,871 US6730892B2 (en) | 2002-05-09 | 2003-05-06 | Resistive heating element and production method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002134362A JP2003332028A (ja) | 2002-05-09 | 2002-05-09 | 抵抗発熱体とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003332028A true JP2003332028A (ja) | 2003-11-21 |
Family
ID=29561167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002134362A Withdrawn JP2003332028A (ja) | 2002-05-09 | 2002-05-09 | 抵抗発熱体とその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6730892B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003332028A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100518415C (zh) * | 2006-12-27 | 2009-07-22 | 中国科学院金属研究所 | 一种红外电热片发热体及制备方法 |
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| US20050172950A1 (en) * | 2001-02-15 | 2005-08-11 | Integral Technologies, Inc. | Low cost heated clothing manufactured from conductive loaded resin-based materials |
| US7176421B2 (en) * | 2004-03-05 | 2007-02-13 | Transdigm Inc. | Straight ribbon heater |
| US7763833B2 (en) * | 2004-03-12 | 2010-07-27 | Goodrich Corp. | Foil heating element for an electrothermal deicer |
| WO2005119930A2 (en) * | 2004-04-13 | 2005-12-15 | Integral Technologies, Inc. | Low cost heated clothing manufacturing fro conductive loaded resin-based materials |
| US7340933B2 (en) | 2006-02-16 | 2008-03-11 | Rohr, Inc. | Stretch forming method for a sheet metal skin segment having compound curvatures |
| US7291815B2 (en) * | 2006-02-24 | 2007-11-06 | Goodrich Corporation | Composite ice protection heater and method of producing same |
| US7923668B2 (en) * | 2006-02-24 | 2011-04-12 | Rohr, Inc. | Acoustic nacelle inlet lip having composite construction and an integral electric ice protection heater disposed therein |
| EP2363429A1 (en) * | 2006-03-10 | 2011-09-07 | Goodrich Corporation | Low density lightining strike protection for use in airplanes |
| WO2007130979A2 (en) * | 2006-05-02 | 2007-11-15 | Rohr, Inc. | Modification of reinforcing fiber tows used in composite materials by using nanoreinforcements |
| US7784283B2 (en) * | 2006-05-03 | 2010-08-31 | Rohr, Inc. | Sound-absorbing exhaust nozzle center plug |
| US20080166563A1 (en) | 2007-01-04 | 2008-07-10 | Goodrich Corporation | Electrothermal heater made from thermally conducting electrically insulating polymer material |
| US8008604B2 (en) | 2007-09-27 | 2011-08-30 | Honor Tone, Ltd. | Low profile heater |
| US7837150B2 (en) * | 2007-12-21 | 2010-11-23 | Rohr, Inc. | Ice protection system for a multi-segment aircraft component |
| KR101092407B1 (ko) * | 2009-04-16 | 2011-12-09 | 박태환 | 무선 헤어 고데기용 방열판 및 무선 헤어 고데기 |
| US8561934B2 (en) * | 2009-08-28 | 2013-10-22 | Teresa M. Kruckenberg | Lightning strike protection |
| EP2517285A4 (en) * | 2009-12-21 | 2015-05-13 | Saint Gobain Performance Plast | THERMAL FOAM MATERIAL |
| CN112029287A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-04 | 沅陵县成瑞祥粉体材料科技有限公司 | 一种导电硅橡胶 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3906926A (en) * | 1974-09-19 | 1975-09-23 | Us Navy | Heat source for curing underwater adhesives |
| JPH0238355A (ja) | 1988-07-27 | 1990-02-07 | Dokoo:Kk | 遠赤外線を放射する導電性セラミック発熱体 |
| JP3173800B2 (ja) | 1997-06-25 | 2001-06-04 | 三菱鉛筆株式会社 | 炭素系発熱体の製造方法 |
| JP3576845B2 (ja) * | 1998-11-30 | 2004-10-13 | キヤノン株式会社 | チューブ被覆ローラの製造方法およびチューブ被覆ローラおよびチューブ被覆ローラを有する加熱定着装置 |
| JP2000223245A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-11 | Mitsubishi Pencil Co Ltd | 炭素系発熱体およびその製造方法 |
| JP2001244320A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-09-07 | Ibiden Co Ltd | セラミック基板およびその製造方法 |
| US6497829B2 (en) * | 2000-09-06 | 2002-12-24 | Silbid Ltd. | Method of producing silicon carbide: heating and lighting elements |
-
2002
- 2002-05-09 JP JP2002134362A patent/JP2003332028A/ja not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-05-06 US US10/429,871 patent/US6730892B2/en not_active Expired - Fee Related
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| CN100518415C (zh) * | 2006-12-27 | 2009-07-22 | 中国科学院金属研究所 | 一种红外电热片发热体及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030222077A1 (en) | 2003-12-04 |
| US6730892B2 (en) | 2004-05-04 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050802 |