JP2654974B2 - 面発熱シート - Google Patents
面発熱シートInfo
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- JP2654974B2 JP2654974B2 JP63196042A JP19604288A JP2654974B2 JP 2654974 B2 JP2654974 B2 JP 2654974B2 JP 63196042 A JP63196042 A JP 63196042A JP 19604288 A JP19604288 A JP 19604288A JP 2654974 B2 JP2654974 B2 JP 2654974B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は床暖房や、パイプの保温など各分野における
加熱や保温目的の面発熱シートに関するものである。
加熱や保温目的の面発熱シートに関するものである。
〈従来の技術〉〈発明が解決しようとする課題〉 従来面発熱体としては、ニクロム線等の電熱線を導電
素材として、無機材料中に埋め込んで板状に一体に成形
したものや、炭素繊維を導電素材として紙や無機材料中
に混抄したものが知られている。（特開昭50−18702、
特開昭62−15871、特開昭62−196530、特開昭62−28129
3、特開昭62−291883）しかし、ニクロム線等の電熱線
を導電素材とした面発熱体は、発熱部が不均一である
上、厚さが5mmより薄くできない欠点がある。
素材として、無機材料中に埋め込んで板状に一体に成形
したものや、炭素繊維を導電素材として紙や無機材料中
に混抄したものが知られている。（特開昭50−18702、
特開昭62−15871、特開昭62−196530、特開昭62−28129
3、特開昭62−291883）しかし、ニクロム線等の電熱線
を導電素材とした面発熱体は、発熱部が不均一である
上、厚さが5mmより薄くできない欠点がある。
又、炭素繊維を導電素材として紙に混抄したものは紙
の耐熱性が低く、炭素繊維と無機材料を組合せても大気
中では炭素繊維が400℃になると燃焼してしまう等耐熱
性や特性の点で問題がある。
の耐熱性が低く、炭素繊維と無機材料を組合せても大気
中では炭素繊維が400℃になると燃焼してしまう等耐熱
性や特性の点で問題がある。
近年遠赤外線による輻射加熱効果が広く産業分野で認
められつつあるが、熱効率を最も有効に利用しようとす
るには、発熱体の温度を400〜600℃に保つことが必要と
言われており、従って従来の炭素繊維を導電素材とした
発熱体ではこの目的を達成することが不可能である。
められつつあるが、熱効率を最も有効に利用しようとす
るには、発熱体の温度を400〜600℃に保つことが必要と
言われており、従って従来の炭素繊維を導電素材とした
発熱体ではこの目的を達成することが不可能である。
〈課題を解決するための手段〉 本発明は上記課題を解決するためになされたもので、
その概要は、無機繊維と無機接着剤とからなる無機材料
中に繊維径２〜50μｍ、繊維長２〜20mmのステンレス繊
維を総重量の５〜50重量％分散含有せしめ、湿式抄造法
により製造されたものであることを特徴とする面発熱シ
ートである。
その概要は、無機繊維と無機接着剤とからなる無機材料
中に繊維径２〜50μｍ、繊維長２〜20mmのステンレス繊
維を総重量の５〜50重量％分散含有せしめ、湿式抄造法
により製造されたものであることを特徴とする面発熱シ
ートである。
〈作 用〉 本発明で用いられる材料について詳述すると、以下の
とおりである。
とおりである。
（１） 無機繊維：通常セラミック繊維と称されるアル
ミナ、シリカを主成分とする人造繊維、チタン酸カリウ
ム、酸化ジルコニウムなどのファインセラミックスを主
成分とする人造繊維、ガラス、ロックウールなどの人造
繊維、アスベストのような天然繊維を示すが、耐熱性が
600℃以上あり、水中分散が可能であればよく、これ等
に限定されるものではない。
ミナ、シリカを主成分とする人造繊維、チタン酸カリウ
ム、酸化ジルコニウムなどのファインセラミックスを主
成分とする人造繊維、ガラス、ロックウールなどの人造
繊維、アスベストのような天然繊維を示すが、耐熱性が
600℃以上あり、水中分散が可能であればよく、これ等
に限定されるものではない。
（２） 無機接着剤：コロイダルシリカや、ケイ酸ソー
ダ等のシリケート系のもの、リン酸アルミニウム、リン
酸マグネシウム等のリン酸系のもの、コロイダルアルミ
ナのようなアルミナ系のもの、及びホウ酸リチウムのよ
うなホウ酸系の無機接着剤を示すが、これらに限定され
るものではなく、耐熱性が600℃以上あり、水中分散が
可能で、ステンレス繊維、無機繊維等を強固に接着する
ものが好ましい。
ダ等のシリケート系のもの、リン酸アルミニウム、リン
酸マグネシウム等のリン酸系のもの、コロイダルアルミ
ナのようなアルミナ系のもの、及びホウ酸リチウムのよ
うなホウ酸系の無機接着剤を示すが、これらに限定され
るものではなく、耐熱性が600℃以上あり、水中分散が
可能で、ステンレス繊維、無機繊維等を強固に接着する
ものが好ましい。
（３） ステンレス繊維：一般にはAISIの規格で表示さ
れるSUS316LやSUS304と呼ばれているステンレス鋼から
作られた繊維であるが、これ等に限定されるものではな
い。更にステンレス繊維の製造方法や形状に限定される
ものでなく、繊維径２〜50μｍ、繊維長２〜20mmの範囲
のものがよく、繊維径が２μｍ未満では通電時に焼損し
易く、又繊維径が50μｍを越えると繊維の剥離や脱落が
あり実用的でない。更に繊維長が2mm未満では抄造し難
く、又20mmを越えると均一分散性が悪くなる。これらの
ステンレス短繊維はシートの総重量の５〜50％の重量比
で無機繊維、無機接着剤中に分散配合するが、５％未満
では繊維同志の接触箇所が少なく、導電素材の絶対量も
少ないため発熱効果が不十分であり、50％を越えると消
費電力に見合った発熱効果が得られない理由によるもの
である。
れるSUS316LやSUS304と呼ばれているステンレス鋼から
作られた繊維であるが、これ等に限定されるものではな
い。更にステンレス繊維の製造方法や形状に限定される
ものでなく、繊維径２〜50μｍ、繊維長２〜20mmの範囲
のものがよく、繊維径が２μｍ未満では通電時に焼損し
易く、又繊維径が50μｍを越えると繊維の剥離や脱落が
あり実用的でない。更に繊維長が2mm未満では抄造し難
く、又20mmを越えると均一分散性が悪くなる。これらの
ステンレス短繊維はシートの総重量の５〜50％の重量比
で無機繊維、無機接着剤中に分散配合するが、５％未満
では繊維同志の接触箇所が少なく、導電素材の絶対量も
少ないため発熱効果が不十分であり、50％を越えると消
費電力に見合った発熱効果が得られない理由によるもの
である。
又シートの坪量は50g/m2以上のシートの抄造が可能だ
が、坪量が薄いと強度が弱くハンドリング性が不足する
ため100g/m2以上が好ましく、上限は遠赤外線放射材料
を積層することもあり特に制限するものではないが、加
工性から2kg/m2以下が好ましい。
が、坪量が薄いと強度が弱くハンドリング性が不足する
ため100g/m2以上が好ましく、上限は遠赤外線放射材料
を積層することもあり特に制限するものではないが、加
工性から2kg/m2以下が好ましい。
更に本発明では、これらの原料を均一に分散しシート
化する方法として、湿式抄造法による手段を用いるが、
撹拌装置や抄造方法に限定されるものではなく、通常製
紙分野で使用される装置や方法で良い。即ち短繊維化さ
れたステンレス繊維と、無機繊維、及び無機接着剤を水
に満たした容器中で撹拌混合することにより原料同志が
均一に分散混合される。このようにして作られた原料
は、その儘の状態を保ちながら流送されてワイヤー上で
脱水されドライヤーで乾燥されるので、出来たシートは
第１図に示す如くである。即ち本発明の面発熱シート１
はステンレス短繊維２が無機繊維３、無機接着剤４とと
もに均一に分散されてシートを構成している。原料の分
散時あるいは抄造時に必要に応じて製紙用助剤を使用す
る。このようにして得られたステンレス短繊維混合シー
トは、このままでも任意の形状に切断後、シートの両端
に電極を取り付けて通電することにより発熱するが、更
に放熱効果を上げるため、シートの片面あるいは両面に
第１図に示すような遠赤外線放射効果の高い無機材料５
を無機接着剤を介して塗布あるいは積層一体化して用い
ることも可能である。遠赤外線放射効果の高い無機材料
としては、アルミナ、チタニア、ジルコニア、コージラ
イト、β−スポジューメン、チタン酸アルミニューム、
二酸化マンガン、酸化鉄等があるが、これ等に限定され
るものではなく、耐熱温度が600℃以上あり、遠赤外線
領域で高い放射率を示すものであれば良く、１種又は２
種以上の混合物でもかまわない。
化する方法として、湿式抄造法による手段を用いるが、
撹拌装置や抄造方法に限定されるものではなく、通常製
紙分野で使用される装置や方法で良い。即ち短繊維化さ
れたステンレス繊維と、無機繊維、及び無機接着剤を水
に満たした容器中で撹拌混合することにより原料同志が
均一に分散混合される。このようにして作られた原料
は、その儘の状態を保ちながら流送されてワイヤー上で
脱水されドライヤーで乾燥されるので、出来たシートは
第１図に示す如くである。即ち本発明の面発熱シート１
はステンレス短繊維２が無機繊維３、無機接着剤４とと
もに均一に分散されてシートを構成している。原料の分
散時あるいは抄造時に必要に応じて製紙用助剤を使用す
る。このようにして得られたステンレス短繊維混合シー
トは、このままでも任意の形状に切断後、シートの両端
に電極を取り付けて通電することにより発熱するが、更
に放熱効果を上げるため、シートの片面あるいは両面に
第１図に示すような遠赤外線放射効果の高い無機材料５
を無機接着剤を介して塗布あるいは積層一体化して用い
ることも可能である。遠赤外線放射効果の高い無機材料
としては、アルミナ、チタニア、ジルコニア、コージラ
イト、β−スポジューメン、チタン酸アルミニューム、
二酸化マンガン、酸化鉄等があるが、これ等に限定され
るものではなく、耐熱温度が600℃以上あり、遠赤外線
領域で高い放射率を示すものであれば良く、１種又は２
種以上の混合物でもかまわない。
〈実施例〉 以下本発明を実施例、および比較例を以て更に詳細に
説明する。
説明する。
〈実施例１〉 内容量10のポリ容器に５の水を入れ、これをアジ
テーターにより往復撹拌した。これに繊維径８μｍ、繊
維長6mmのステンレス短繊維3g（15.4重量％）を投入し
分散するまで撹拌した。次に予め0.1％に溶解希釈した
合成粘剤化学名アクリルアミド樹脂（商品名アクリパー
ズPMP…明成化学社製）30mlを添加した。更にアルミノ
シリケート繊維（商品名イビウール…イビデン社製）3g
（15.4重量％）、ついでチタン酸カリウム繊維（商品名
ティスモＤ…大塚化学社製）9g（46.2重量％）を投入し
撹拌混合した。無機接着剤としてコロイダルアルミナ
（商品名アルミナゾル…日産化学社製）を対原料23.0重
量％相当量を添加し、アンモニア水を用いてPH9に調整
した。その後アジテーターの撹拌を緩め、凝集剤（商品
名サンフロックAH−200P…三洋化成工業社製）を対原料
0.5重量％添加し混合した。その後この原料を角形手漉
き装置（東洋精機社製）を用いてシート化し、フェロタ
イプの乾燥装置を用いて坪量300g/m2の乾燥シートを得
た。このシートは第１図に示す如くステンレス繊維がシ
ート中に均一に分散されていた。更にこのシートを巾50
mm、長さ90mmの大きさにカットし、スパン70mmで両端に
電極を取り付けて、交流電流を負荷したところ第２図に
示す如くシートが発熱し、負荷電力に比例してシートの
表面温度が高くなり表面温度が400℃以上のものが得ら
れることが判った。又、更に第３図（ａ）に示すような
シートのＡ〜Ｉの各点における表面温度を測定した結果
は同図（ｂ）に示すとおりであり、更にこのシートは表
面温度が600℃を超えても燃焼することがなく、赤外線
放射温度計により表面温度のバラツキを比較したとこ
ろ、非常に小さいことが判った。
テーターにより往復撹拌した。これに繊維径８μｍ、繊
維長6mmのステンレス短繊維3g（15.4重量％）を投入し
分散するまで撹拌した。次に予め0.1％に溶解希釈した
合成粘剤化学名アクリルアミド樹脂（商品名アクリパー
ズPMP…明成化学社製）30mlを添加した。更にアルミノ
シリケート繊維（商品名イビウール…イビデン社製）3g
（15.4重量％）、ついでチタン酸カリウム繊維（商品名
ティスモＤ…大塚化学社製）9g（46.2重量％）を投入し
撹拌混合した。無機接着剤としてコロイダルアルミナ
（商品名アルミナゾル…日産化学社製）を対原料23.0重
量％相当量を添加し、アンモニア水を用いてPH9に調整
した。その後アジテーターの撹拌を緩め、凝集剤（商品
名サンフロックAH−200P…三洋化成工業社製）を対原料
0.5重量％添加し混合した。その後この原料を角形手漉
き装置（東洋精機社製）を用いてシート化し、フェロタ
イプの乾燥装置を用いて坪量300g/m2の乾燥シートを得
た。このシートは第１図に示す如くステンレス繊維がシ
ート中に均一に分散されていた。更にこのシートを巾50
mm、長さ90mmの大きさにカットし、スパン70mmで両端に
電極を取り付けて、交流電流を負荷したところ第２図に
示す如くシートが発熱し、負荷電力に比例してシートの
表面温度が高くなり表面温度が400℃以上のものが得ら
れることが判った。又、更に第３図（ａ）に示すような
シートのＡ〜Ｉの各点における表面温度を測定した結果
は同図（ｂ）に示すとおりであり、更にこのシートは表
面温度が600℃を超えても燃焼することがなく、赤外線
放射温度計により表面温度のバラツキを比較したとこ
ろ、非常に小さいことが判った。
〈実施例２〉 実施例１の手段を用いて、シート中のステンレス繊維
の配合率が1,3,5,7,10,20,30,40,50,60重量％となるよ
うに原料を調合しシートを作成した。このシートを巾50
mm、長さ90mmの大きさにカットし、両端にスパン70mmで
電極を取り付けて、交流電流を負荷したところ第４図に
示すとおりで、シート中のステンレス繊維の配合率が５
重量％未満では発熱効果が得られず、ステンレス繊維の
配合率が50重量％を超えると発熱温度が低下し平衡する
為、有効なステンレス繊維の配合率は５〜50重量％であ
ることが判る。
の配合率が1,3,5,7,10,20,30,40,50,60重量％となるよ
うに原料を調合しシートを作成した。このシートを巾50
mm、長さ90mmの大きさにカットし、両端にスパン70mmで
電極を取り付けて、交流電流を負荷したところ第４図に
示すとおりで、シート中のステンレス繊維の配合率が５
重量％未満では発熱効果が得られず、ステンレス繊維の
配合率が50重量％を超えると発熱温度が低下し平衡する
為、有効なステンレス繊維の配合率は５〜50重量％であ
ることが判る。
（実施例３〉 繊維径12μｍ、繊維長10mmのステンレス短繊維10重量
％と、アルミノシリケート繊維（商品名イビウール…イ
ビデン社製）70重量％と、コロイダルアルミナ（商品名
アルミナゾル…日産化学社製20重量％を配合して、湿式
抄造法により200g/m2のシートを作成し、このシートの
片側表面に、チタン酸カリウムの粉体（商品名ティスモ
Ｗ…大塚化学社製）80重量％と、コロイダルアルミナ
（商品名アルミナゾル…日産化学社製）20重量％を配合
した混合液を固形分で100g/m2塗布した。このシートの
断面図は第５図（ａ）に示すようにステンレス短繊維混
合面発熱体シート12の片側表面に遠赤外線材料11が積層
された構造となった。このシートを幅50mm、長さ90mmの
大きさにカットし、スパン70mmで両端に電極を取り付け
て30Wの交流電流を負荷したところ、400℃の表面温度を
得た。又このシートをFTIRを用いて分光赤外線放射率を
測定したところ、第６図に示すように波長2.5μｍ以上
で0.75以上の放射率を得、高効率遠赤外線放射シートで
あることが判った。
％と、アルミノシリケート繊維（商品名イビウール…イ
ビデン社製）70重量％と、コロイダルアルミナ（商品名
アルミナゾル…日産化学社製20重量％を配合して、湿式
抄造法により200g/m2のシートを作成し、このシートの
片側表面に、チタン酸カリウムの粉体（商品名ティスモ
Ｗ…大塚化学社製）80重量％と、コロイダルアルミナ
（商品名アルミナゾル…日産化学社製）20重量％を配合
した混合液を固形分で100g/m2塗布した。このシートの
断面図は第５図（ａ）に示すようにステンレス短繊維混
合面発熱体シート12の片側表面に遠赤外線材料11が積層
された構造となった。このシートを幅50mm、長さ90mmの
大きさにカットし、スパン70mmで両端に電極を取り付け
て30Wの交流電流を負荷したところ、400℃の表面温度を
得た。又このシートをFTIRを用いて分光赤外線放射率を
測定したところ、第６図に示すように波長2.5μｍ以上
で0.75以上の放射率を得、高効率遠赤外線放射シートで
あることが判った。
更に本シートを用いて、もう一方の表面にチタン酸カ
リウムの粉体とコロイダルアルミナの混合液を塗布積層
し（第５図−ｂ）、同様な測定を行ったところ第６図に
示す結果とほぼ同じ値を得た。
リウムの粉体とコロイダルアルミナの混合液を塗布積層
し（第５図−ｂ）、同様な測定を行ったところ第６図に
示す結果とほぼ同じ値を得た。
（比較例１） 繊維径12μｍ、繊維長10mmの炭素繊維20重量％、中程
度に叩解された木材パルプ80重量％を水中で撹拌混合
し、手渡き装置を用いて200g/m2のシートを作成した。
このシートを幅50mm、長さ90mmの大きさにカットし、ス
パン70mmで両端に電極を取り付けて30Wの交流電流を負
荷したところ、約300℃で燃焼した。
度に叩解された木材パルプ80重量％を水中で撹拌混合
し、手渡き装置を用いて200g/m2のシートを作成した。
このシートを幅50mm、長さ90mmの大きさにカットし、ス
パン70mmで両端に電極を取り付けて30Wの交流電流を負
荷したところ、約300℃で燃焼した。
（比較例２） 繊維径12μｍ、繊維長10mmの炭素繊維20重量％、アル
ミノシリケート繊維60重量％、コロイダルアルミナ20重
量％を配合した坪量20g/m2のシートを作成した。このシ
ートを幅50mm、長さ90mmの大きさにカットし、スパン70
mmで両端に電極を取り付けて30Wの交流電流を負荷した
ところ、約400℃で炭素繊維が焼損し以後電流を負荷し
ても発熱が得られなかった。
ミノシリケート繊維60重量％、コロイダルアルミナ20重
量％を配合した坪量20g/m2のシートを作成した。このシ
ートを幅50mm、長さ90mmの大きさにカットし、スパン70
mmで両端に電極を取り付けて30Wの交流電流を負荷した
ところ、約400℃で炭素繊維が焼損し以後電流を負荷し
ても発熱が得られなかった。
（発明の効果） 以上の比較検討から判るように、本発明は、構成材料
の主成分を無機材料で構成し、しかも抄造法で形成され
たものであるから、軽量で、構成素材が均一に分散され
ている。また、任意の面積に切断して電極を付すことに
より低コストで必要なサイズの面発熱体を提供すること
ができ、しかも、耐熱性と可撓性にも富み、表面温度は
負荷電極に対して直線的で、特にステンレス短繊維は配
合率を５〜50％混在させることにより通電時に表面温度
の高いものが得られ、又、遠赤外線による輻斜加熱効率
のよい400〜600℃で使用できる面発熱体を提供するもの
である。
の主成分を無機材料で構成し、しかも抄造法で形成され
たものであるから、軽量で、構成素材が均一に分散され
ている。また、任意の面積に切断して電極を付すことに
より低コストで必要なサイズの面発熱体を提供すること
ができ、しかも、耐熱性と可撓性にも富み、表面温度は
負荷電極に対して直線的で、特にステンレス短繊維は配
合率を５〜50％混在させることにより通電時に表面温度
の高いものが得られ、又、遠赤外線による輻斜加熱効率
のよい400〜600℃で使用できる面発熱体を提供するもの
である。
第１図は本発明の実施例の面発熱シートの表面の拡大
図、第２図は実施例１のシートの負荷電力と発熱時の表
面温度のグラフ、第３図は実施例１の面発熱シートに一
定電力を負荷したとき図（ａ）に示すシート表面の任意
の点における温度分布を図（ｂ）に示したものである。 第４図は本発明の面発熱シートのステンレス繊維の配合
率と通電時の表面温度の関係を示すグラフ。第５図は実
施例３によるシートの断面例である。又、第６図は実施
例３の面発熱シートの500℃における分光赤外線放射率
曲線を示すグラフである。
図、第２図は実施例１のシートの負荷電力と発熱時の表
面温度のグラフ、第３図は実施例１の面発熱シートに一
定電力を負荷したとき図（ａ）に示すシート表面の任意
の点における温度分布を図（ｂ）に示したものである。 第４図は本発明の面発熱シートのステンレス繊維の配合
率と通電時の表面温度の関係を示すグラフ。第５図は実
施例３によるシートの断面例である。又、第６図は実施
例３の面発熱シートの500℃における分光赤外線放射率
曲線を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−108195（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−160681（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−18702（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−291885（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】無機繊維と、無機接着剤とからなる無機材
料中に、繊維径２〜50μｍ、繊維長２〜20mmのステンレ
ス短繊維を総重量の５〜50重量％分散含有せしめ、湿式
抄造法により製造されていることを特徴とする面発熱シ
ート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63196042A JP2654974B2 (ja) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | 面発熱シート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63196042A JP2654974B2 (ja) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | 面発熱シート |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0246682A JPH0246682A (ja) | 1990-02-16 |
| JP2654974B2 true JP2654974B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=16351228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63196042A Expired - Fee Related JP2654974B2 (ja) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | 面発熱シート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2654974B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101608100B1 (ko) * | 2008-05-29 | 2016-03-31 | 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. | 전기 경로를 포함하는 전도성 웨브 및 이를 제조하는 방법 |
| TWI778006B (zh) | 2017-01-16 | 2022-09-21 | 日商巴川製紙所股份有限公司 | 吸排濕用自發熱性片狀物、吸排濕體及使用其等之吸排濕裝置 |
| JP7402000B2 (ja) * | 2019-09-17 | 2023-12-20 | 株式会社巴川製紙所 | 通気・通液性ヒータおよびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55108195A (en) * | 1979-02-14 | 1980-08-19 | Sekisui Chemical Co Ltd | Method of manufacturing panel heating plate |
-
1988
- 1988-08-08 JP JP63196042A patent/JP2654974B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0246682A (ja) | 1990-02-16 |
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