JP2021048000A - 通気・通液性ヒータおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】柔軟性に優れ、ヒータオン時は加熱が早く、ヒータオフ時は冷却が早いために熱応答性に優れ、熱バラツキが小さく、温度ムラは生じ難く、効率よく気体等を加熱することができるヒータの提供。【解決手段】電導性繊維シートと、前記電導性繊維シートの少なくとも一方の主面に付いている絶縁性耐熱繊維シートと、を有し、前記電導性繊維シートと前記絶縁性耐熱繊維シートとが、前記電導性繊維シートよりも抵抗が高い耐熱結着物によって結着されている、通気・通液性ヒータ。【選択図】図１
Description
本発明は通気・通液性ヒータおよびその製造方法に関する。
従来、いくつかの通気性ヒータが提案されている。
例えば特許文献１には、通電により発熱するセラミック磁器材料よりなる通気構造の板状のヒータ本体と、該ヒータ本体を内部に収容するための凹部を具えたハウジング部材とを具えたインテーク空気加熱用ヒータであって、前記ヒータ本体の一方の側と前記ハウジング部材との間にシート状緩衝材を介在せしめ、更に前記ヒータ本体の他方の側と前記ハウジング部材との間に圧縮ばね部材を設けたことを特徴するインテーク空気加熱用ヒータが記載されている。そして、このようなインテーク空気加熱用ヒータは、シート状緩衝材を板状のヒータ本体の一方の側とハウジング部材との間に介在せしめ、且つヒータ本体の他方の側とハウジング部材との間に圧縮ばね部材を設けたことから、ヒータ本体に対する押圧荷重は、取付寸法に若干の変動があっても常に適正範囲に保たれ、エンジンの吸気マニホールド内の振動の激しい箇所に取り付けられても、緩んだり破損したりすることなく安定に作動すると記載されている。
例えば特許文献１には、通電により発熱するセラミック磁器材料よりなる通気構造の板状のヒータ本体と、該ヒータ本体を内部に収容するための凹部を具えたハウジング部材とを具えたインテーク空気加熱用ヒータであって、前記ヒータ本体の一方の側と前記ハウジング部材との間にシート状緩衝材を介在せしめ、更に前記ヒータ本体の他方の側と前記ハウジング部材との間に圧縮ばね部材を設けたことを特徴するインテーク空気加熱用ヒータが記載されている。そして、このようなインテーク空気加熱用ヒータは、シート状緩衝材を板状のヒータ本体の一方の側とハウジング部材との間に介在せしめ、且つヒータ本体の他方の側とハウジング部材との間に圧縮ばね部材を設けたことから、ヒータ本体に対する押圧荷重は、取付寸法に若干の変動があっても常に適正範囲に保たれ、エンジンの吸気マニホールド内の振動の激しい箇所に取り付けられても、緩んだり破損したりすることなく安定に作動すると記載されている。
また、特許文献２には、金属製のパイプ内に、シート形状と波つきシート形状とに形成した金属繊維多孔質焼結体の双方を重ねて円筒状に巻き取ったハニカム構造材を収容し、前記パイプの外側に誘導子を配置し、前記パイプ内に被加熱流体を通すように構成した電磁誘導加熱装置が記載されている。そして、このような電磁誘導加熱装置は、導電体の加熱効率が良いから、流体を効率よく加熱することができ、導電体を容易に、比較的安価に提供でき、イニシャルコストが低い効果を奏すると記載されている。
しかしながら、特許文献１に記載のようなインテーク空気加熱用ヒータは、ヒータ部分にセラミック磁器材料を用いているため靭性に乏しい。また、ヒータ自体の熱容量が大きいため熱応答性が低い。
また、特許文献２に記載の電磁誘導加熱装置は、金属繊維多孔質焼結体がむき出しのため、抵抗加熱等には不向きであり、また、ハニカム構造であるためヒータの面を気体等が通過する確率が低く、熱交換率が低い。
また、特許文献２に記載の電磁誘導加熱装置は、金属繊維多孔質焼結体がむき出しのため、抵抗加熱等には不向きであり、また、ハニカム構造であるためヒータの面を気体等が通過する確率が低く、熱交換率が低い。
本発明は上記のような課題を解決することを目的とする。すなわち、本発明は、柔軟性に優れ、ヒータオン時は加熱が早く、かつ、ヒータオフ時は冷却が早く熱応答性に優れ、熱バラツキが小さく、温度ムラは生じ難く、効率よく気体、液体等を加熱することができるヒータおよびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は以下の（１）〜（８）である。
（１）電導性繊維シートと、
前記電導性繊維シートの少なくとも一方の主面に付いている絶縁性耐熱繊維シートと、
を有し、
前記電導性繊維シートと前記絶縁性耐熱繊維シートとが、前記電導性繊維シートよりも抵抗が高い耐熱結着物によって結着されている、通気・通液性ヒータ。
（２）前記絶縁性耐熱繊維シートがセラミックス繊維シートである、上記（１）に記載の通気・通液性ヒータ。
（３）前記絶縁性耐熱繊維シートを構成する繊維同士が前記耐熱結着物によって結着されているか、または熱融着されている、上記（１）または（２）に記載の通気・通液性ヒータ。
（４）前記電導性繊維シートが金属繊維シートまたは導電性繊維シートである、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の通気・通液性ヒータ。
（５）前記電導性繊維シートを構成する繊維同士が前記耐熱結着物によって結着されているか、または熱融着されている、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の通気・通液性ヒータ。
（６）前記耐熱結着物が、有機物の一部を炭化してなる炭化度が０．７０以上１．００未満である樹脂炭化物、またはセラミックスである、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の通気・通液性ヒータ。
（７）絶縁性耐熱繊維シートまたは絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層の上に、電導性繊維シートまたは電導性繊維を抄いてなる層を重ねて、積層体Ａを得る積層工程と、
前記積層体Ａに有機物含有溶液を含侵した後、乾燥することで前記有機物含有溶液中から溶剤を除去して積層体Ｂを得る除去工程と、
前記積層体Ｂを不活性ガス雰囲気内で１５０〜７００℃にて加熱する加熱工程と、
を備える製造方法によって得られる通気・通液性ヒータ。
（８）絶縁性耐熱繊維シートまたは絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層の上に、電導性繊維シートまたは電導性繊維を抄いてなる層を重ねて、積層体Ａを得る積層工程と、
前記積層体Ａを有機物含有溶液に含侵した後、乾燥することで前記有機物含有溶液中から溶剤を除去して積層体Ｂを得る除去工程と、
前記積層体Ｂを不活性ガス雰囲気内で１５０〜７００℃にて加熱することで、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の通気・通液ヒータを得る加熱工程と、を備える、通気・通液性ヒータの製造方法。
本発明は以下の（１）〜（８）である。
（１）電導性繊維シートと、
前記電導性繊維シートの少なくとも一方の主面に付いている絶縁性耐熱繊維シートと、
を有し、
前記電導性繊維シートと前記絶縁性耐熱繊維シートとが、前記電導性繊維シートよりも抵抗が高い耐熱結着物によって結着されている、通気・通液性ヒータ。
（２）前記絶縁性耐熱繊維シートがセラミックス繊維シートである、上記（１）に記載の通気・通液性ヒータ。
（３）前記絶縁性耐熱繊維シートを構成する繊維同士が前記耐熱結着物によって結着されているか、または熱融着されている、上記（１）または（２）に記載の通気・通液性ヒータ。
（４）前記電導性繊維シートが金属繊維シートまたは導電性繊維シートである、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の通気・通液性ヒータ。
（５）前記電導性繊維シートを構成する繊維同士が前記耐熱結着物によって結着されているか、または熱融着されている、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の通気・通液性ヒータ。
（６）前記耐熱結着物が、有機物の一部を炭化してなる炭化度が０．７０以上１．００未満である樹脂炭化物、またはセラミックスである、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の通気・通液性ヒータ。
（７）絶縁性耐熱繊維シートまたは絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層の上に、電導性繊維シートまたは電導性繊維を抄いてなる層を重ねて、積層体Ａを得る積層工程と、
前記積層体Ａに有機物含有溶液を含侵した後、乾燥することで前記有機物含有溶液中から溶剤を除去して積層体Ｂを得る除去工程と、
前記積層体Ｂを不活性ガス雰囲気内で１５０〜７００℃にて加熱する加熱工程と、
を備える製造方法によって得られる通気・通液性ヒータ。
（８）絶縁性耐熱繊維シートまたは絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層の上に、電導性繊維シートまたは電導性繊維を抄いてなる層を重ねて、積層体Ａを得る積層工程と、
前記積層体Ａを有機物含有溶液に含侵した後、乾燥することで前記有機物含有溶液中から溶剤を除去して積層体Ｂを得る除去工程と、
前記積層体Ｂを不活性ガス雰囲気内で１５０〜７００℃にて加熱することで、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の通気・通液ヒータを得る加熱工程と、を備える、通気・通液性ヒータの製造方法。
本発明によれば、柔軟性に優れ、ヒータオン時は加熱が早く、かつ、ヒータオフ時は冷却が早く熱応答性に優れ、熱バラツキが小さく、温度ムラは生じ難く、効率よく気体、液体等を加熱することができるヒータおよびその製造方法を提供することができる。
本発明について説明する。
本発明は、電導性繊維シートと、前記電導性繊維シートの少なくとも一方の主面に付いている絶縁性耐熱繊維シートと、を有し、前記電導性繊維シートと前記絶縁性耐熱繊維シートとが、前記電導性繊維シートよりも抵抗が高い耐熱結着物によって結着されている、通気・通液性ヒータである。
このような通気・通液性ヒータを、以下では「本発明のヒータ」ともいう。
本発明は、電導性繊維シートと、前記電導性繊維シートの少なくとも一方の主面に付いている絶縁性耐熱繊維シートと、を有し、前記電導性繊維シートと前記絶縁性耐熱繊維シートとが、前記電導性繊維シートよりも抵抗が高い耐熱結着物によって結着されている、通気・通液性ヒータである。
このような通気・通液性ヒータを、以下では「本発明のヒータ」ともいう。
また、本発明は、絶縁性耐熱繊維シートまたは絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層の上に、電導性繊維シートまたは電導性繊維を抄いてなる層を重ねて、積層体Ａを得る積層工程と、前記積層体Ａを有機物含有溶液に含侵した後、乾燥することで前記有機物含有溶液中から溶剤を除去して積層体Ｂを得る除去工程と、前記積層体Ｂを不活性ガス雰囲気内で１５０〜７００℃にて加熱することで、本発明のヒータを得る加熱工程と、を備える、通気・通液性ヒータの製造方法である。
このような製造方法を、以下では「本発明の製造方法」ともいう。
このような製造方法を、以下では「本発明の製造方法」ともいう。
本発明のヒータは、本発明の製造方法によって製造することが好ましい。
本発明のヒータについて図１を用いて説明する。
図１に示すように本発明のヒータ１は、電導性繊維シート３と、絶縁性耐熱繊維シート５とを有している。図１に例示した態様の本発明のヒータ１の場合、絶縁性耐熱繊維シート５を２つ有しており、これら２つの絶縁性耐熱繊維シート５が１つの電導性繊維シート３を挟んでいて、これらは主面同士が付いている。
そして、電導性繊維シート３と絶縁性耐熱繊維シート５とが、耐熱結着物７によって結着されている。
図１に示すように本発明のヒータ１は、電導性繊維シート３と、絶縁性耐熱繊維シート５とを有している。図１に例示した態様の本発明のヒータ１の場合、絶縁性耐熱繊維シート５を２つ有しており、これら２つの絶縁性耐熱繊維シート５が１つの電導性繊維シート３を挟んでいて、これらは主面同士が付いている。
そして、電導性繊維シート３と絶縁性耐熱繊維シート５とが、耐熱結着物７によって結着されている。
＜絶縁性耐熱繊維シート＞
絶縁性耐熱繊維シート５について説明する。
絶縁性耐熱繊維シート５は、後述する電導性繊維シートよりも絶縁性が高い（電気を通し難い）シート状のものである。
絶縁性耐熱繊維シート５の典型例として、絶縁性耐熱繊維を用いて抄造して得たシート状のものであって、絶縁性耐熱繊維同士が耐熱結着材によって結着されているものが挙げられる。
なお、絶縁性耐熱繊維シートおよび電導性繊維シートの抵抗値はWO2018/131658に記載のｖａｎ ｄｅｒ Ｐａｕｗ法により測定することができる。後述する耐熱結着物の抵抗値は、耐熱結着物を通気・通液ヒータからサンプリングし（こそぎ落す等）、小片をペレット化して測定することができる。
絶縁性耐熱繊維シート５について説明する。
絶縁性耐熱繊維シート５は、後述する電導性繊維シートよりも絶縁性が高い（電気を通し難い）シート状のものである。
絶縁性耐熱繊維シート５の典型例として、絶縁性耐熱繊維を用いて抄造して得たシート状のものであって、絶縁性耐熱繊維同士が耐熱結着材によって結着されているものが挙げられる。
なお、絶縁性耐熱繊維シートおよび電導性繊維シートの抵抗値はWO2018/131658に記載のｖａｎ ｄｅｒ Ｐａｕｗ法により測定することができる。後述する耐熱結着物の抵抗値は、耐熱結着物を通気・通液ヒータからサンプリングし（こそぎ落す等）、小片をペレット化して測定することができる。
絶縁性耐熱繊維シート５は、主として絶縁性耐熱繊維からなるシートであり、絶縁性耐熱繊維を５０質量％以上含むことが好ましく、６０質量％以上含むことがより好ましく、７０質量％以上含むことがより好ましく、８０質量％以上含むことがより好ましく、９０質量％以上含むことがより好ましく、１００質量％、すなわち、不可避的不純物以外は絶縁性耐熱繊維以外のものを含まないことがさらに好ましい。
絶縁性耐熱繊維シート５は、上記のように主として絶縁性耐熱繊維からなり、絶縁性耐熱繊維以外は、耐熱結着物７および不可避的不純物であることが好ましい。
絶縁性耐熱繊維シート５を構成する繊維同士が耐熱結着物７によって結着されているか、または熱融着されていることが好ましい。
絶縁性耐熱繊維シート５を構成する繊維同士を耐熱結着物７によって結着する方法については後述する。
また、絶縁性耐熱繊維シート５を構成する繊維同士を熱融着する方法は特に限定されず、繊維の少なくとも一部が溶解する温度を加えて加圧する方法等、従来公知の方法によって熱融着することができる。
絶縁性耐熱繊維シート５を構成する繊維同士を耐熱結着物７によって結着する方法については後述する。
また、絶縁性耐熱繊維シート５を構成する繊維同士を熱融着する方法は特に限定されず、繊維の少なくとも一部が溶解する温度を加えて加圧する方法等、従来公知の方法によって熱融着することができる。
ここで、絶縁性耐熱繊維シート５を構成する繊維同士が耐熱結着物７によって結着されている態様について、図２を用いて説明する。
図２は、絶縁性耐熱繊維シートの一態様であるアルミナ繊維シートに、フェノール樹脂を含侵し、乾燥した後、窒素雰囲気内で６００℃にて１ｈ加熱して得られた本発明のヒータが備える絶縁性耐熱繊維シートの拡大写真であり、図２（ａ）が２００倍、（ｂ）が１０００倍、（ｃ）が５０００倍に拡大した写真である。
図２は、絶縁性耐熱繊維シートの一態様であるアルミナ繊維シートに、フェノール樹脂を含侵し、乾燥した後、窒素雰囲気内で６００℃にて１ｈ加熱して得られた本発明のヒータが備える絶縁性耐熱繊維シートの拡大写真であり、図２（ａ）が２００倍、（ｂ）が１０００倍、（ｃ）が５０００倍に拡大した写真である。
図２から、アルミナ繊維シートを構成するアルミナ繊維同士を、樹脂炭化物が結着していることを確認できる。ここで樹脂炭化物は耐熱結着物７の好適態様である。
また、樹脂炭化物からなる結着部分は繊維に滑らかに追従していたり、膜を形成していたりして、特徴的な態様となっていることが図２から確認できる。
また、樹脂炭化物からなる結着部分は繊維に滑らかに追従していたり、膜を形成していたりして、特徴的な態様となっていることが図２から確認できる。
絶縁性耐熱繊維は、セラミックス繊維であることが好ましい。
セラミックス繊維の種類は特に限定されず、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、炭化ケイ素シート、ロックウール繊維、ボロンシートであってよく、アルミナ−シリカ繊維であることが好ましい。
ここでアルミナ−シリカ繊維はＡｌ2Ｏ3とＳｉＯ2との質量比が６０：４０〜９８：２であることが好ましい。
セラミックス繊維の種類は特に限定されず、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、炭化ケイ素シート、ロックウール繊維、ボロンシートであってよく、アルミナ−シリカ繊維であることが好ましい。
ここでアルミナ−シリカ繊維はＡｌ2Ｏ3とＳｉＯ2との質量比が６０：４０〜９８：２であることが好ましい。
絶縁性耐熱繊維の長さは１〜１００ｍｍであることが好ましく、３〜１０ｍｍであることがより好ましい。
絶縁性耐熱繊維の繊維径は１〜２０μｍであることが好ましく、５〜１５μｍであることがより好ましい。
なお、絶縁性耐熱繊維の長さおよび繊維径は、絶縁性耐熱繊維シートの断面についての写真（走査型電子顕微鏡を用いて３０倍で観察して得る写真）において、絶縁性耐熱繊維シートの観察視野における全ての繊維の長さおよび繊維径（繊維の長手方向に対して直角方向の長さ）を測定し、それらを単純平均して求めた値を意味するものとする。
絶縁性耐熱繊維シートの厚さは５０〜１０００μｍであることが好ましく、１００〜５００μｍであることがより好ましい。
絶縁性耐熱繊維シートの厚さは、本発明のヒータの主面に垂直な方向における断面（すなわち、図１に示すような断面）の拡大写真（３０倍）を得た後、その断面の拡大写真において絶縁性耐熱繊維シートの厚さを無作為に選択した１０か所にて測定し、それらの単純平均値を求め、得られた平均値とする。
絶縁性耐熱繊維シートの厚さは、本発明のヒータの主面に垂直な方向における断面（すなわち、図１に示すような断面）の拡大写真（３０倍）を得た後、その断面の拡大写真において絶縁性耐熱繊維シートの厚さを無作為に選択した１０か所にて測定し、それらの単純平均値を求め、得られた平均値とする。
絶縁性耐熱繊維シートにおける坪量は５０〜３００ｇ／ｍ2であることが好ましく、１００〜２００ｇ／ｍ2であることがより好ましい。
＜電動性繊維シート＞
電動性繊維シート３について説明する。
電導性繊維シート３は通電することで発熱するシートであればよく、金属繊維シートまたは導電性繊維シートであることが好ましい。
電動性繊維シート３について説明する。
電導性繊維シート３は通電することで発熱するシートであればよく、金属繊維シートまたは導電性繊維シートであることが好ましい。
導電性繊維シート３は、主として金属繊維および／または導電性繊維からなるシートであり、金属繊維および／または導電性繊維を５０質量％以上含むことが好ましく、６０質量％以上含むことがより好ましく、７０質量％以上含むことがより好ましく、８０質量％以上含むことがより好ましく、９０質量％以上含むことがより好ましく、１００質量％、すなわち、不可避的不純物以外は金属繊維および／または導電性繊維以外のものを含まないことがさらに好ましい。
電動繊維シート３は、上記のように主として金属繊維および／または導電性繊維からなり、金属繊維および／または導電性繊維以外は、不可避的不純物のみ、または、耐熱結着物７および不可避的不純物であることが好ましい。
ここで、電導性繊維シート３を構成する繊維同士が耐熱結着物７によって結着されている態様について、図３を用いて説明する。
図３は、電導性繊維シート（導電性繊維シート）の一態様であるカーボン繊維シートに、フェノール樹脂を含侵し、乾燥した後、窒素雰囲気内で６００℃にて１ｈ加熱して得られた本発明のヒータが備える電導性繊維シートの拡大写真であり、図３（ａ）が５０倍、（ｂ）が２００倍、（ｃ）が１０００倍に拡大した写真である。
図３は、電導性繊維シート（導電性繊維シート）の一態様であるカーボン繊維シートに、フェノール樹脂を含侵し、乾燥した後、窒素雰囲気内で６００℃にて１ｈ加熱して得られた本発明のヒータが備える電導性繊維シートの拡大写真であり、図３（ａ）が５０倍、（ｂ）が２００倍、（ｃ）が１０００倍に拡大した写真である。
図３から、カーボン繊維シートを構成するカーボン繊維同士を、樹脂炭化物が結着していることを確認できる。ここで樹脂炭化物は耐熱結着物７の好適態様である。
また、樹脂炭化物からなる結着部分は繊維に滑らかに追従していたり、膜を形成していたりして、特徴的な態様となっていることが図３から確認できる。
また、樹脂炭化物からなる結着部分は繊維に滑らかに追従していたり、膜を形成していたりして、特徴的な態様となっていることが図３から確認できる。
＜金属繊維シート＞
金属繊維シートは金属板であってもよいが、金属繊維を用いて抄造した後、金属繊維同士が結着または融着されたものであることが好ましい。
金属繊維として、例えばステンレス繊維、ニクロム、が例示される。
金属繊維同士は耐熱結着材によって結着されていてもよいが、熱融着されていることが好ましい。金属繊維同士を熱融着する方法は特に限定されず、例えば従来公知の方法であってよい。
金属繊維同士を耐熱結着材によって結着する方法については後述する。
金属繊維シートは金属板であってもよいが、金属繊維を用いて抄造した後、金属繊維同士が結着または融着されたものであることが好ましい。
金属繊維として、例えばステンレス繊維、ニクロム、が例示される。
金属繊維同士は耐熱結着材によって結着されていてもよいが、熱融着されていることが好ましい。金属繊維同士を熱融着する方法は特に限定されず、例えば従来公知の方法であってよい。
金属繊維同士を耐熱結着材によって結着する方法については後述する。
金属繊維の長さは１〜１００ｍｍであることが好ましく、３〜１０ｍｍであることがより好ましい。
金属繊維の繊維径は１〜２０μｍであることが好ましく、５〜１５μｍであることがより好ましい。
なお、金属繊維の長さおよび繊維径は、金属繊維シートの断面についての写真（走査型電子顕微鏡を用いて３０倍で観察して得る写真）において、金属繊維シートの観察視野における全ての繊維の長さおよび繊維径（繊維の長手方向に対して直角方向の長さ）を測定し、それらを単純平均して求めた値を意味するものとする。
金属繊維シートの厚さは２０〜５００μｍであることが好ましく、５０〜３００μｍであることがより好ましい。
金属繊維シートの厚さは、本発明のヒータの主面に垂直な方向における断面（すなわち、図１に示すような断面）の拡大写真（３０倍）を得た後、その断面の拡大写真において電導性繊維シートの厚さを無作為に選択した１０か所にて測定し、それらの単純平均値を求め、得られた平均値とする。
金属繊維シートの厚さは、本発明のヒータの主面に垂直な方向における断面（すなわち、図１に示すような断面）の拡大写真（３０倍）を得た後、その断面の拡大写真において電導性繊維シートの厚さを無作為に選択した１０か所にて測定し、それらの単純平均値を求め、得られた平均値とする。
金属繊維シートにおける坪量は２０〜３００ｇ／ｍ2であることが好ましく、５０〜２００ｇ／ｍ2であることがより好ましい。
＜導電性繊維シート＞
導電性繊維シートは金属以外の導電性繊維を用いて抄造した後、導電性繊維同士が結着または融着されたものであることが好ましい。
導電性繊維シートを形成し得る金属以外の導電性繊維として、例えば、カーボン繊維が例示される。
導電性繊維同士は熱融着されていてもよいが、耐熱結着材によって結着されていることが好ましい。導電性繊維同士を耐熱結着材によって結着する方法については後述する。
導電性繊維シートは金属以外の導電性繊維を用いて抄造した後、導電性繊維同士が結着または融着されたものであることが好ましい。
導電性繊維シートを形成し得る金属以外の導電性繊維として、例えば、カーボン繊維が例示される。
導電性繊維同士は熱融着されていてもよいが、耐熱結着材によって結着されていることが好ましい。導電性繊維同士を耐熱結着材によって結着する方法については後述する。
導電性繊維の長さは１〜１００ｍｍであることが好ましく、３〜１０ｍｍであることがより好ましい。
導電性繊維の繊維径は１〜２０μｍであることが好ましく、５〜１５μｍであることがより好ましい。
なお、導電性繊維の長さおよび繊維径は、前述の金属繊維の場合と同様の方法によって求めるものとする。
導電性繊維シートの厚さは２０〜１０００μｍであることが好ましく、５０〜５００μｍであることがより好ましい。
導電性繊維シートの厚さは、前述の金属繊維の場合と同様の方法によって求めるものとする。
導電性繊維シートの厚さは、前述の金属繊維の場合と同様の方法によって求めるものとする。
導電性繊維シートにおける坪量は２０〜２００ｇ／ｍ2であることが好ましく、３０〜１００ｇ／ｍ2であることがより好ましい。
前述の通り、絶縁性耐熱繊維シート５および電導性繊維シート３を構成する繊維同士が耐熱結着物によって結着されている態様を図２および図３に示したが、これと同様に、本発明のヒータにおける電導性繊維シート３と絶縁性耐熱繊維シート５とは耐熱結着物によって結着されている。
すなわち、電導性繊維シート３を構成する繊維と、絶縁性耐熱繊維シート５を構成する繊維とが、図２、図３および図１に示すように耐熱結着物７によって結着されている。
そして、図２、図３に示したように、樹脂炭化物からなる結着部分は繊維に滑らかに追従していたり、膜を形成していたりして、特徴的な態様となっている。
このような態様となる理由は、主に本発明のヒータの製造方法に起因していると考えられる。そこで、以下に本発明の製造方法について説明する。
すなわち、電導性繊維シート３を構成する繊維と、絶縁性耐熱繊維シート５を構成する繊維とが、図２、図３および図１に示すように耐熱結着物７によって結着されている。
そして、図２、図３に示したように、樹脂炭化物からなる結着部分は繊維に滑らかに追従していたり、膜を形成していたりして、特徴的な態様となっている。
このような態様となる理由は、主に本発明のヒータの製造方法に起因していると考えられる。そこで、以下に本発明の製造方法について説明する。
＜本発明の製造方法＞
本発明の製造方法は以下に説明する積層工程、除去工程および加熱工程を備える。
本発明の製造方法は以下に説明する積層工程、除去工程および加熱工程を備える。
＜積層工程＞
本発明の製造方法が備える積層工程について説明する。
積層工程では、電導性繊維シートまたは電導性繊維を抄いてなる層と、絶縁性耐熱繊維シートまたは絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層とを用意する。
本発明の製造方法が備える積層工程について説明する。
積層工程では、電導性繊維シートまたは電導性繊維を抄いてなる層と、絶縁性耐熱繊維シートまたは絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層とを用意する。
ここで、電導性繊維を抄いてなる層とは、電動性繊維（金属繊維および／または導電性繊維）を抄いて得られた層状のものであって、さらに電導性繊維同士を結着するための操作を加えられていないものを意味する。電動性繊維を抄いて得られた層状のものに、電導性繊維同士を結着するための操作を加えられたものが電導性繊維シートである。
同様に、絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層とは、絶縁性耐熱繊維を抄いて得られた層状のものであって、さらに絶縁性耐熱繊維同士を結着するための操作を加えられていないものを意味する。絶縁性耐熱繊維を抄いて得られた層状のものに、絶縁性耐熱繊維同士を結着するための操作を加えられたものが絶縁性耐熱繊維シートである。
なお、電導性繊維を抄いてなる層および絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層の厚さおよび坪量は、前述の導電性繊維シートおよび絶縁性耐熱繊維シートの厚さおよび坪量と同様であってよい。
積層工程では、上記のような絶縁性耐熱繊維シートまたは絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層の上に、電導性繊維シートまたは電導性繊維を抄いてなる層を重ね、積層体Ａを得る。
ここで、電導性繊維シートまたは電導性繊維を抄いてなる層の上に、さらに別の絶縁性耐熱繊維シートまたは絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層を重ねて積層体Ａとしてもよい。この場合、２つの絶縁性耐熱繊維シートまたは絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層によって、電導性繊維シートまたは電導性繊維を抄いてなる層を挟む態様となる。
絶縁性耐熱繊維シート、絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層、電導性繊維シートまたは電導性繊維を抄いてなる層の積層数に制限はない。
ここで、電導性繊維シートまたは電導性繊維を抄いてなる層の上に、さらに別の絶縁性耐熱繊維シートまたは絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層を重ねて積層体Ａとしてもよい。この場合、２つの絶縁性耐熱繊維シートまたは絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層によって、電導性繊維シートまたは電導性繊維を抄いてなる層を挟む態様となる。
絶縁性耐熱繊維シート、絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層、電導性繊維シートまたは電導性繊維を抄いてなる層の積層数に制限はない。
＜除去工程＞
次に、本発明の製造方法が備える除去工程について説明する。
除去工程では、積層体Ａに有機物含有溶液を含侵する。
ここで有機物含有溶液は、溶媒を用いて有機物を溶解して得られるものである。
有機物としてはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。
また、これらを溶解する溶媒としては、前記有機物を溶解可能な溶媒であれば特に限定されるものではない。
また、有機物含有溶液には架橋剤を加えることが好ましい。ここで架橋剤は有機物含有溶液に含まれる有機物を重合することができる架橋剤であれば特に限定されない。
次に、本発明の製造方法が備える除去工程について説明する。
除去工程では、積層体Ａに有機物含有溶液を含侵する。
ここで有機物含有溶液は、溶媒を用いて有機物を溶解して得られるものである。
有機物としてはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。
また、これらを溶解する溶媒としては、前記有機物を溶解可能な溶媒であれば特に限定されるものではない。
また、有機物含有溶液には架橋剤を加えることが好ましい。ここで架橋剤は有機物含有溶液に含まれる有機物を重合することができる架橋剤であれば特に限定されない。
本発明の製造方法では、上記のような溶媒に上記のような有機物を溶解して有機物含有溶液を調整する。有機物含有溶液に含まれる有機物の濃度は１〜１００質量％であることが好ましく、５〜２０質量％であることがより好ましい。
このような有機物含有溶液に積層体Ａに含侵する。
このような有機物含有溶液に積層体Ａに含侵する。
次に、有機物含有溶液を含侵した積層体Ａを乾燥させる。
乾燥させるための手段は特に限定されない。例えば５０〜１２０℃に調整された乾燥器内に０．５〜２時間、保持することで、有機物含有溶液に含まれている溶媒を除去することができる。
このようにして積層体Ａに有機物含有溶液を含侵した後、乾燥することで有機物含有溶液中から溶剤を除去して積層体Ｂを得ることができる。
乾燥させるための手段は特に限定されない。例えば５０〜１２０℃に調整された乾燥器内に０．５〜２時間、保持することで、有機物含有溶液に含まれている溶媒を除去することができる。
このようにして積層体Ａに有機物含有溶液を含侵した後、乾燥することで有機物含有溶液中から溶剤を除去して積層体Ｂを得ることができる。
このようにして有機物含有溶液中から溶媒を除去すると、その過程において、表面張力や粘度上昇等の影響で、積層体Ａを構成する繊維同士が交差または集合している箇所へ有機物含有溶液は移動する。そして、その箇所において溶媒が完全に除去される前に、有機物の重合が徐々に進行するので、ゆるやかに固化することになる。そのために、図２、図３に示したように、積層体Ａを構成する繊維同士の結着部分は繊維に滑らかに追従していたり、膜を形成していたりして、特徴的な態様となっていると考えられる。また、その結着部分は柔軟性に優れるため、結果として本発明のヒータはハンドリング強度が高くなると考えられる。
＜加熱工程＞
次に、本発明の製造方法が備える加熱工程について説明する。
加熱工程では、上記のようにして得られた積層体Ｂを不活性ガス雰囲気内で１５０〜７００℃、好ましくは２００〜６００℃で加熱する。
加熱させるための手段は特に限定されない。例えば１５０〜７００℃（好ましくは２００〜６００℃）に調整され不活性ガス雰囲気が満たされた加熱炉内に０．５〜１０時間、保持することで、有機物含有溶液に含まれていた有機物の一部のみをカーボン化する。
次に、本発明の製造方法が備える加熱工程について説明する。
加熱工程では、上記のようにして得られた積層体Ｂを不活性ガス雰囲気内で１５０〜７００℃、好ましくは２００〜６００℃で加熱する。
加熱させるための手段は特に限定されない。例えば１５０〜７００℃（好ましくは２００〜６００℃）に調整され不活性ガス雰囲気が満たされた加熱炉内に０．５〜１０時間、保持することで、有機物含有溶液に含まれていた有機物の一部のみをカーボン化する。
不活性ガスは特に限定されず、窒素、アルゴンが挙げられる。
積層体Ｂを構成する繊維同士を結着している、有機物の一部のみがカーボン化したものが、耐熱結着物である。ただし、耐熱結着物はセラミックスを含んでもよく、セラミックスであってもよい。セラミックとして炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ等が挙げられる。
耐熱結着物は、電導性繊維シートよりも抵抗が高い。
耐熱結着物は、電導性繊維シートよりも抵抗が高い。
このようにして有機物の一部のみをカーボン化すると、カーボン化（炭化）による質量減少が小さいため、ひび割れ等が発生し難い。そのために、積層体Ｂを構成する繊維同士を結着している有機物は柔軟性を保つことができると考えられる。そのために、図２、図３に示したように、本発明の断熱材におけるセラミック繊維同士の結着部分は滑らかで、特徴的な態様となっていると考えられる。
また、その結着部分は柔軟性に優れるため、結果として本発明のヒータはハンドリング強度が高くなると考えられる。
また、その結着部分は柔軟性に優れるため、結果として本発明のヒータはハンドリング強度が高くなると考えられる。
このように耐熱結着物は、有機物の一部のみがカーボン化した樹脂炭化物であることが好ましいが、本願発明者は、有機物のどの程度の部分がカーボン化している場合が好ましいかについて検討した。
以下にその検討結果について説明する。
以下にその検討結果について説明する。
本願発明者は、アルミナ繊維シートを５枚用意し、各々にフェノール樹脂を含侵し、乾燥した後、５枚の各々を、窒素雰囲気内で２００℃、４００℃、６００℃、８００℃、１０００℃にて１ｈ加熱した。
そして、測定サンプルの各々について、ＴＧ−ＤＴＡ試験を行った。得られたチャートを図４に示す。
なお、ＴＧ−ＤＴＡ試験の試験条件は次の通りである。
・機器：STA7200RV、EMAステーション（HITACHI社製）
・温度範囲：３０ → １０００℃
・雰囲気：窒素（３００ｍｌ／ｍｉｎ）
・昇温速度：１０℃／ｍｉｎ
・試料量：約１０ｍｇ
・試料容器：Ｐｔ製オープン容器
なお、ＴＧ−ＤＴＡ試験の試験条件は次の通りである。
・機器：STA7200RV、EMAステーション（HITACHI社製）
・温度範囲：３０ → １０００℃
・雰囲気：窒素（３００ｍｌ／ｍｉｎ）
・昇温速度：１０℃／ｍｉｎ
・試料量：約１０ｍｇ
・試料容器：Ｐｔ製オープン容器
ＴＧ−ＤＴＡ試験では、状態変化に伴う吸熱・発熱等がなければ、チャートにおいてベースラインから変化はなく、一方で状態変化に伴う吸熱等がある場合にはベースラインから下がる曲線を描くことになる。
図４から、８００℃または１０００℃で加熱した場合は、チャートにおいてベースラインから変化がなく、一方で、２００℃、４００℃、６００℃で加熱した場合に、チャートにおいてベースラインから下がる曲線となっている。
図４から、８００℃または１０００℃で加熱した場合は、チャートにおいてベースラインから変化がなく、一方で、２００℃、４００℃、６００℃で加熱した場合に、チャートにおいてベースラインから下がる曲線となっている。
また、図４においてチャート（グラフ）内に示された右肩上がりの略直線は温度を表している。２００℃、４００℃、６００℃、８００℃、１０００℃の各温度の場合を示すラインが下がり始めるときが、測定サンプルの状態変化（例えば、Ｏ、Ｈ等の減少）が始まるときと考えられるので、その部分から縦に真っすぐな線を引き、温度を示す直線と交わるところが、分解開始温度と推定される。
これより、８００℃または１０００℃で加熱した場合は、状態変化に伴う吸熱・発熱等はなく、一方で、２００℃、４００℃、６００℃で加熱した場合は状態変化に伴う吸熱等があることが確認できる。
すなわち、２００℃、４００℃、６００℃で加熱した場合は、有機物の一部のみがカーボン化しており、一方で、８００℃または１０００℃で加熱した場合は、有機物の全てがカーボン化していると推定される。
すなわち、２００℃、４００℃、６００℃で加熱した場合は、有機物の一部のみがカーボン化しており、一方で、８００℃または１０００℃で加熱した場合は、有機物の全てがカーボン化していると推定される。
次に、本願発明者は、カーボン繊維シートを５枚用意し、各々にフェノール樹脂を含侵し、乾燥した後、５枚の各々を、窒素雰囲気内で２００℃、４００℃、６００℃、８００℃、１０００℃にて１ｈ加熱した。
そして、測定サンプルの各々について、レーザーラマン分光測定を行った。得られたチャートを図５〜図９に示す。
図５が２００℃で加熱した場合、図６が４００℃で加熱した場合、図７が６００℃で加熱した場合、図８が８００℃で加熱した場合、図９が１０００℃で加熱した場合であり、各図において上側がカーボン繊維に焦点を当てた結果、下段がフェノール樹脂含侵部に焦点を当てた結果を示している。
なお、図１０は、フェノール樹脂を含侵させる前のカーボン繊維シートについて、同様のレーザーラマン分光測定を行った結果を示している。
図５が２００℃で加熱した場合、図６が４００℃で加熱した場合、図７が６００℃で加熱した場合、図８が８００℃で加熱した場合、図９が１０００℃で加熱した場合であり、各図において上側がカーボン繊維に焦点を当てた結果、下段がフェノール樹脂含侵部に焦点を当てた結果を示している。
なお、図１０は、フェノール樹脂を含侵させる前のカーボン繊維シートについて、同様のレーザーラマン分光測定を行った結果を示している。
なお、レーザーラマン分光測定の測定条件は次の通りである。
・機器：顕微レーザーラマン分光装置 Nicolet Almega XR (サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製)
・レーサ゛ー波長：532nm
・レーサ゛ー出力：50％
・露光時間：0.50sec
・露光回数：15回
・分光器アハ゜ーチャ：25μmヒ゜ンホール
・機器：顕微レーザーラマン分光装置 Nicolet Almega XR (サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製)
・レーサ゛ー波長：532nm
・レーサ゛ー出力：50％
・露光時間：0.50sec
・露光回数：15回
・分光器アハ゜ーチャ：25μmヒ゜ンホール
図５、図６に示される２００℃、４００℃で加熱した場合では、カーボンのピークは検出されていないが、図７に示される６００℃で加熱した場合でカーボンのピークが出現し、図８、図９に示される８００℃、１０００℃で加熱した場合では、図１０に示されるカーボン繊維のピークとほぼ同じ形状の波形になっている。
このような測定結果より、２００℃、４００℃、６００℃で加熱した場合は、有機物の一部のみがカーボン化しており、一方で、８００℃または１０００℃で加熱した場合は、有機物の全てがカーボン化していると推定される。
次に本願発明者は、上記のＴＧ−ＤＴＡ試験の場合と同様に、アルミナ繊維シートを５枚用意し、各々にフェノール樹脂を含侵し、乾燥した後、５枚の各々を、窒素雰囲気内で２００℃、４００℃、６００℃、８００℃、１０００℃にて１ｈ加熱した。
そして、測定サンプルの各々について、ＸＰＳ分析（Ｘ線光電子分光分析）に供した。
なお、測定条件は次の通りである。
・分析装置：Quantera SXM(アルバック・ファイ社製）
・Ｘ線源：単色化ＡｌＫα
・Ｘ線出力、Ｘ線照射径：２５．０Ｗ、φ１００μｍ
・測定領域：Point 100μｍ
・光電子取り込み角：45deg
・Wide Scan：280.0eV,1.000eV/Step
・Narrow Scan：69.0 eV;0.125eV/Step
なお、測定条件は次の通りである。
・分析装置：Quantera SXM(アルバック・ファイ社製）
・Ｘ線源：単色化ＡｌＫα
・Ｘ線出力、Ｘ線照射径：２５．０Ｗ、φ１００μｍ
・測定領域：Point 100μｍ
・光電子取り込み角：45deg
・Wide Scan：280.0eV,1.000eV/Step
・Narrow Scan：69.0 eV;0.125eV/Step
その結果、２００℃にて加熱した測定サンプルの１ｓ原子軌道のＣ（炭素）量が７３．０atom％、Ｏ（酸素）量が１９．８atom％、Ａｌ量が２．６atom％、Ｓｉ量が１．１atom％と求められた。
また、４００℃にて加熱した測定サンプルの１ｓ原子軌道のＣ（炭素）量が７８．７atom％、Ｏ（酸素）量が１７．７atom％、Ａｌ量が２．５atom％、Ｓｉ量が１．１atom％と求められた。
また、６００℃にて加熱した測定サンプルの１ｓ原子軌道のＣ（炭素）量が８１．９atom％、Ｏ（酸素）量が１４．１atom％、Ａｌ量が３．０atom％、Ｓｉ量が１．０atom％と求められた。
また、８００℃にて加熱した測定サンプルの１ｓ原子軌道のＣ（炭素）量が８１．５atom％、Ｏ（酸素）量が１３．８atom％、Ａｌ量が３．５atom％、Ｓｉ量が１．２atom％と求められた。
さらに、１０００℃にて加熱した測定サンプルの１ｓ原子軌道のＣ（炭素）量が８１．１atom％、Ｏ（酸素）量が１３．６atom％、Ａｌ量が３．９atom％、Ｓｉ量が１．３atom％と求められた。
また、４００℃にて加熱した測定サンプルの１ｓ原子軌道のＣ（炭素）量が７８．７atom％、Ｏ（酸素）量が１７．７atom％、Ａｌ量が２．５atom％、Ｓｉ量が１．１atom％と求められた。
また、６００℃にて加熱した測定サンプルの１ｓ原子軌道のＣ（炭素）量が８１．９atom％、Ｏ（酸素）量が１４．１atom％、Ａｌ量が３．０atom％、Ｓｉ量が１．０atom％と求められた。
また、８００℃にて加熱した測定サンプルの１ｓ原子軌道のＣ（炭素）量が８１．５atom％、Ｏ（酸素）量が１３．８atom％、Ａｌ量が３．５atom％、Ｓｉ量が１．２atom％と求められた。
さらに、１０００℃にて加熱した測定サンプルの１ｓ原子軌道のＣ（炭素）量が８１．１atom％、Ｏ（酸素）量が１３．６atom％、Ａｌ量が３．９atom％、Ｓｉ量が１．３atom％と求められた。
ここで、各測定サンプルに含まれるＯ（酸素）は、Ｃと結合しているものと、ＡｌまたはＳｉと結合しているものに概ね分かれると考えられる。そして、ＡｌとＯとが結合したものはＡｌ2Ｏ3の態様で存在しており、ＳｉとＯとが結合したものはＳｉＯ2の態様で存在していると考えると、各測定サンプルにおいてＣと結合しているＯ量を算出することができる。
このような考えに基づいて計算すると、２００℃にて加熱した測定サンプルに含まれるＣと結合しているＯ（酸素）量は１３．７atom％と算出される。
また、４００℃にて加熱した測定サンプルに含まれるＣと結合しているＯ（酸素）量は１１．８atom％と算出される。
また、６００℃にて加熱した測定サンプルに含まれるＣと結合しているＯ（酸素）量は７．６atom％と算出される。
また、８００℃にて加熱した測定サンプルに含まれるＣと結合しているＯ（酸素）量は６．４atom％と算出される。
さらに、１０００℃にて加熱した測定サンプルに含まれるＣと結合しているＯ（酸素）量は５．２atom％と算出される。
このような考えに基づいて計算すると、２００℃にて加熱した測定サンプルに含まれるＣと結合しているＯ（酸素）量は１３．７atom％と算出される。
また、４００℃にて加熱した測定サンプルに含まれるＣと結合しているＯ（酸素）量は１１．８atom％と算出される。
また、６００℃にて加熱した測定サンプルに含まれるＣと結合しているＯ（酸素）量は７．６atom％と算出される。
また、８００℃にて加熱した測定サンプルに含まれるＣと結合しているＯ（酸素）量は６．４atom％と算出される。
さらに、１０００℃にて加熱した測定サンプルに含まれるＣと結合しているＯ（酸素）量は５．２atom％と算出される。
本願発明者は、前述のようなＴＧ−ＤＴＡ試験、レーザーラマン分光測定の結果およびＸＰＳ分析の結果を考察した。
そして、８００℃および１０００℃で加熱した場合は完全に炭化している状態と考えられ、これに対して、２００℃、４００℃、６００℃で加熱した場合は、炭化（カーボン化）の途中段階、すなわち、有機物の一部についてのみ炭化している状態と考えた。
また、その炭化の程度（炭化度）は、１０００℃にて加熱した測定サンプルの１ｓ原子軌道のＣ（炭素）量とＣに結合しているＯ（酸素）量との合計を基準とし、この基準に対する比率として表すことができると考えた。つまり、１０００℃にて加熱した測定サンプルのＣatom％／（Ｃatom％＋Ｃと結合しているＯatom％）を求め、この値に対する２００℃、４００℃、６００℃、８００℃にて加熱した測定サンプルのＣatom％／（Ｃatom％＋Ｃと結合しているＯatom％）の値を、各測定サンプルにおける炭化度とすることとした。
そして、８００℃および１０００℃で加熱した場合は完全に炭化している状態と考えられ、これに対して、２００℃、４００℃、６００℃で加熱した場合は、炭化（カーボン化）の途中段階、すなわち、有機物の一部についてのみ炭化している状態と考えた。
また、その炭化の程度（炭化度）は、１０００℃にて加熱した測定サンプルの１ｓ原子軌道のＣ（炭素）量とＣに結合しているＯ（酸素）量との合計を基準とし、この基準に対する比率として表すことができると考えた。つまり、１０００℃にて加熱した測定サンプルのＣatom％／（Ｃatom％＋Ｃと結合しているＯatom％）を求め、この値に対する２００℃、４００℃、６００℃、８００℃にて加熱した測定サンプルのＣatom％／（Ｃatom％＋Ｃと結合しているＯatom％）の値を、各測定サンプルにおける炭化度とすることとした。
そこで、各測定サンプルについて、Ｃatom％／（Ｃatom％＋Ｃと結合しているＯatom％）を算出した。
Ｃatom％／（Ｃatom％＋Ｃと結合しているＯatom％）の値は、２００℃にて加熱した測定サンプルの場合が０．８４２、４００℃にて加熱した測定サンプルの場合が０．８７０、６００℃にて加熱した測定サンプルの場合が０．９１５、８００℃にて加熱した測定サンプルの場合が０．９２８、１０００℃にて加熱した測定サンプルの場合が０．９４０となった。
この考えに基づいて炭化度を計算すると、次のようになる。
Ｃatom％／（Ｃatom％＋Ｃと結合しているＯatom％）の値は、２００℃にて加熱した測定サンプルの場合が０．８４２、４００℃にて加熱した測定サンプルの場合が０．８７０、６００℃にて加熱した測定サンプルの場合が０．９１５、８００℃にて加熱した測定サンプルの場合が０．９２８、１０００℃にて加熱した測定サンプルの場合が０．９４０となった。
この考えに基づいて炭化度を計算すると、次のようになる。
２００℃で加熱した場合の炭化度：０．８４２÷０．９４０＝０．８９６
４００℃で加熱した場合の炭化度：０．８７０÷０．９４０＝０．９２６
６００℃で加熱した場合の炭化度：０．９１５÷０．９４０＝０．９７３
８００℃で加熱した場合の炭化度：０．９２８÷０．９４０＝０．９８７
４００℃で加熱した場合の炭化度：０．８７０÷０．９４０＝０．９２６
６００℃で加熱した場合の炭化度：０．９１５÷０．９４０＝０．９７３
８００℃で加熱した場合の炭化度：０．９２８÷０．９４０＝０．９８７
これより、本発明における耐熱結着物は、有機物の一部のみがカーボン化した炭化度が０．７０以上１．００未満である樹脂炭化物であることが好ましく、この炭化度は０．８０〜０．９９であることがより好ましく、０．８５〜０．９８であることがさらに好ましいと、本願発明者は考えるに至った。
前述のような本発明の製造方法によって、本発明のヒータを製造することができる。
このような本発明のヒータは柔軟性に優れ、ヒータオン時は加熱が早く、ヒータオフ時は冷却が早いために熱応答性に優れ、熱バラツキが小さく、温度ムラは生じ難く、効率よく気体等を加熱することができる。
このような本発明のヒータは柔軟性に優れ、ヒータオン時は加熱が早く、ヒータオフ時は冷却が早いために熱応答性に優れ、熱バラツキが小さく、温度ムラは生じ難く、効率よく気体等を加熱することができる。
１ 本発明のシート
３ 電導性繊維シート
５ 絶縁性耐熱繊維シート
７ 耐熱結着物
３ 電導性繊維シート
５ 絶縁性耐熱繊維シート
７ 耐熱結着物
Claims (8)
- 電導性繊維シートと、
前記電導性繊維シートの少なくとも一方の主面に付いている絶縁性耐熱繊維シートと、
を有し、
前記電導性繊維シートと前記絶縁性耐熱繊維シートとが、前記電導性繊維シートよりも抵抗が高い耐熱結着物によって結着されている、通気・通液性ヒータ。 - 前記絶縁性耐熱繊維シートがセラミックス繊維シートである、請求項１に記載の通気・通液性ヒータ。
- 前記絶縁性耐熱繊維シートを構成する繊維同士が前記耐熱結着物によって結着されているか、または熱融着されている、請求項１または２に記載の通気・通液性ヒータ。
- 前記電導性繊維シートが金属繊維シートまたは導電性繊維シートである、請求項１〜３のいずれかに記載の通気・通液性ヒータ。
- 前記電導性繊維シートを構成する繊維同士が前記耐熱結着物によって結着されているか、または熱融着されている、請求項１〜４のいずれかに記載の通気・通液性ヒータ。
- 前記耐熱結着物が、有機物の一部を炭化してなる炭化度が０．７０以上１．００未満である樹脂炭化物、またはセラミックスである、請求項１〜５のいずれかに記載の通気・通液性ヒータ。
- 絶縁性耐熱繊維シートまたは絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層の上に、電導性繊維シートまたは電導性繊維を抄いてなる層を重ねて、積層体Ａを得る積層工程と、
前記積層体Ａに有機物含有溶液を含侵した後、乾燥することで前記有機物含有溶液中から溶剤を除去して積層体Ｂを得る除去工程と、
前記積層体Ｂを不活性雰囲気内で１５０〜７００℃にて加熱する加熱工程と、
を備える製造方法によって得られる通気・通液性ヒータ。 - 絶縁性耐熱繊維シートまたは絶縁性耐熱繊維を抄いてなる層の上に、電導性繊維シートまたは電導性繊維を抄いてなる層を重ねて、積層体Ａを得る積層工程と、
前記積層体Ａを有機物含有溶液に含侵した後、乾燥することで前記有機物含有溶液中から溶剤を除去して積層体Ｂを得る除去工程と、
前記積層体Ｂを不活性雰囲気内で１５０〜７００℃にて加熱することで、請求項１〜６のいずれかに記載の通気・通液ヒータを得る加熱工程と、を備える、通気・通液性ヒータの製造方法。
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