JPH02106887A - 面状発熱体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、乾燥、暖房、結露防止、除雪、調理などの熱
利用装置の輻射加熱用熱源に関するものである。

［従来の技術］ 従来は、マイカなどの絶縁基板に電熱線を捲いたものが
多く用いられている。その他最近では、アルミニュウム
、ニッケル、ステンレス、鉄などの面状発熱体の片面又
は両面にポリイミドフィルム、ポリエステルフィルムな
どのプラスチックス絶縁フィルムを接着したものもある
。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来の技術では次のような問題点がある
。

マイカヒーターの場合は、電熱線をマイカ基板に捲くの
に手間がかかり、使用中マイカ基板と電熱線との接触が
熱膨張の影響などにより劣化し易くなるため電熱線がづ
れて局部過熱を誘発し、断線し易い問題がある。

ポリイミドフィルム、ポリエステルフィルムを用いたヒ
ーターの場合は、使用温度は絶縁フィルムの断熱温度に
左右され、２５０℃以上の高温では熱劣化のため使用で
きない欠点がある。

本発明はかかる問題点を解消する目的で、発熱体のズレ
がなく、耐火性に優れた薄くて取扱性、加工性の良い面
状発熱体を開発した。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題を解決するため、本発明は、ポリオルガノシロ
キサン樹脂と炭素官能性有機ケイ素化合物をバインダー
とした無機質材料の薄片のプリプレグシート間に、アル
ミニュウム、銅、ステンレス、鉄などの金属発熱体を挾
み込み、更に少なくともその片側に補強と熱伝達性を良
くするためにアルミニュウム、銅、ステンレスなどの金
属フォイルを自己接着性のあるポリオルガノシロキサン
樹脂もしくはポリチタノカルボキシラン樹脂を主成分と
する耐熱粘着剤もしくは耐熱接着剤で貼合わせた面状発
熱体を完成させた。

［作　用］ 面状金属発熱体を、マイカプリプレグシート、ガラスペ
ーパー又はセラミックスペーパーなどの無機質材料の積
層体で挟み込み、かつ、積層体は耐火性バインダー物質
により結合されているので、電気的、熱的絶縁性がよく
、発熱体の位置固定も確実である。又、この積層性の少
なくとも一面に、金属フォイルを耐熱接着材で接着しで
あるので、補強及び熱伝達効果が得られるとともに加工
性、取扱性が良い。

［実施例］ 以下本発明の詳細な説明する。

本発明に使用し得る金属発熱体は、アルミニュウム、銅
、ステンレス、鉄などの金属フォイルが用いられ、所定
の形状に打ち抜くとか、エツチングにより回路パターン
に加工するため、５〜２００　ＬＬｍの厚さを有するも
のが使用できるが、本発明の目的においては１５〜１０
０μｍが好ましく、あらかじめ後述のマイカプリプレグ
シートと同しバインダーでブライマー処理すると、マイ
カプリプレグシートとの積層接着が一層強化される。

この金属発熱体をサンドイッチする、絶縁積層に使用す
るマイカプリプレグシートは、耐火性、耐水性に優れた
ポリオルガノシロキサン樹脂と炭素官能性有機ケイ素化
合物の混合物をバインダとしたものであり、マイカプリ
プレグシートの主要素とするマイカ細片は、厚さ１０〜
５０ｕｍ　（Ｔ）　、辺の長さ２００−８００　ＬＬｍ
　（Ｄ）、好ましくはアスペクト比（Ｄ／Ｔ）１０以上
がよい。このようなマイカ細片とパイグー樹脂液を、ロ
ールコーティング法などで、マイカ細片が配向性を有す
る様にポリエステル製離型シート上に所定の均一な厚さ
になるように塗布し、加熱乾燥により、バインダー液中
に含まれている溶剤を除去後、離型シートよりシート状
のプリプレグ（積層材）を剥離する。

一方、金属発熱体をマイカプリプレグシートで挟み込ん
で形成した積層体の片面又は両面に、補強と熱伝達性の
目的で貼合わせに用いる金属フォイルとして、ステンレ
ス、アルミニュウム、銅などの、厚さ１５〜２００μｍ
のものが使用できるが、加工性、取扱性において３０〜
１００μｍが好ましい。そして、貼合わせ用の耐熱粘着
剤としで、ポリオルガノシラン樹脂を主成分とした樹脂
液を薄く均一に塗布し、常温乾燥又は低温加熱乾燥によ
り樹脂液中の溶剤を除去する。

かくして作成準備した金属発熱体、マイカプリプレグシ
ート、粘着剤付き金属フォイルを添付図面の様に重ね合
わせ、鏡面スチール板で挟んでホットプレスにより積層
プレスし、耐火性、熱伝達性、加工性、取扱性などに優
れた面状発熱体を得る。

尚、マイカプリプレグシートに使用するポリオルガノシ
ロキサン樹脂は、−６式 ＲＳ　１（ＯＲ）　ｂ　Ｏｏで示されるオルガノシロキ
サン単位よりなるポリマーで、水酸基及びアルコキシ基
からなる群より選ばれる１個の基の縮合反応で硬化し、
マイカ細片との組合わせにより耐火性に優れた結合剤と
なる。ポリオルガノシロキサン単位は、Ｒ／　Ｓ　ｉ比
１０〜１６の範囲が好ましい効果を示す。

このポリオルガノシロキサン樹脂と併用する炭素官能性
有機ケイ素化合物は、一般にシランカップリング剤とし
て知られる種類のものであるが、炭素官能基としてビニ
ール基、アミン基、メククリロキシ基又はエポキシ基を
含む１個の有機基を有しているジもしくはトリアルコキ
シシランが好ましく、上記のポリオルガノシロキサン樹
脂の１％以下の少量配合によりマイカ板の耐水性、絶縁
性を向上させる効果が得られる。

マイカプリプレグシートの代わりに、ガラスペーパー又
はセラミックスペーパーにポリオルガノシロキサン樹脂
と炭素官能性有機ケイ素化合物の混合物をバイングーと
したプリプレグシートも使用できる。

次に、マイカ積層部と金属フォイルとの接着層に使用す
るポリオルガノシロキサン樹脂は、本目的の耐熱性粘着
剤として最適であり、粘度５，０００〜１，０００，０
００センチストークスの水酸基で終わる高分子ジオルガ
ノシロキサンと、ＳｉＯ単位とＲ５ｉＯｏ５単位のトル
エン可溶性樹脂状共重合体より成るポリオルガノシロキ
サン粘着剤である。使用に際して、硬化剤として有機過
酸化物又はアミノキシシランを樹脂分に対して１〜４重
量％添加する。この加熱反応させたものは、不燃に準す
る耐火性があり、更に不燃性を強化する目的で、水酸化
アルミニュウム、水酸化マグネシウムなどを１％以上充
填すると好結果が得られる。この他、耐熱性接着剤とし
てポリチタノカルボキシラン樹脂などの有機ケイ素重合
体も使用できる。

以上の方法で作成した面状発熱体は、マイカ又はガラス
ペーパー又はセラミックスペーパーを基材とした積層部
の耐熱性、絶縁性と補強に使用する金属フォイルとの粘
着剤膜層との相乗効果により、薄型で、加工性と取扱性
がよく、耐火性、絶縁性、熱伝達性に優れたものが得ら
れる。本発明による面状発熱体が適用される好ましい例
とじて乾燥器、暖房器、除雪装置、調理用熱源等がある
。

本発明の好ましい実施例を述べる。

添付図面は、本発明の実施例の断面図である。

図において、１はステンレス（ＳＵＳ３０４）を所定回
路形状に形成したものである。１００μｍ厚みのステン
レスフォイルからエツチングにて回路バクーンを作成す
る。２は集成マイカを基材として作成したマイカプリプ
レグシートの積層部である。このプリプレグシートは、
アスペクト比１０以上、平均粒径４０〜５０メツシユの
マイカ細片１００重量部を、メチル基１個を持つポリオ
ルガノシロキサン樹脂１０重量部と炭素官能性有機ケイ
素化合物としてγ−グリシドオキシプロビルメトキシシ
ラン０．５重量部と硬化触媒として燐酸００２重量部に
、更に溶媒としてトルエンとイソプロピルアルコール（
２・１）混合液で希釈して、不揮発分２０重量％に調整
したワニス中に加え、混合装置で均一に分散させたスラ
リー状混合物を得る。そして、ロールコーティング法で
ポリエステルフィルム上に均一な厚みに塗布し、８０〜
１００℃で乾燥してからポリエステルフィルムより剥が
す。この方法で８０μｍ厚の均一にマイカ細片を配向し
たマイカプリプレグシトを作成する。尚、金属発熱体１
もこれと同じバイングーでブライマー処理し、８０〜１
００℃で乾燥する。

３は１００μｍ厚アルミニュウムフォイルである。その
片側に自己接着性のあるポリオルガノシロキサン樹脂の
不揮発分４５重量％のトルエン溶液１００重量部に、水
酸化アルミニュウム０５重量部及び硬化触媒としてアミ
ノキシシラン２重量部、メチルエチルケトン０．５重量
部を配合した粘着剤を、ローラー刷毛にて均一に塗布し
、６０〜７０℃で乾燥する。

かくして作成した８０ＬＬｍ厚のマイカプリプレグシー
トを、金属発熱体の上下に各４枚重ね合わせ、更に粘着
剤塗布した１００μｍ厚アルミニュウムフォイルで両側
よりサンドイッチして積層プレスをする。

プレス条件は４０　Ｋ　ｇ／ｃｔｒ１２．　１６０℃、
１０分プレスした後−度ガス抜きをし、続いて２０Ｋｇ
／ｃｒｒ？、１８０°Ｃ１６０分プレスを行っｊこ。

かくして得た面状発熱体は、金属発熱体とマイカ積層部
、金属フォイルが一体となり、薄型であるため温度の立
ち上がりが早（、配向性を持ったマイカ細片がポリシロ
キサン樹脂の縮合硬化物で積層固着された状態の非常に
安定した電気絶縁層を形成し、マイカとシリコーン樹脂
とのすぐれた高温耐熱性により熱劣化に対しても優れて
いる。

絶縁性は常温、５００°Ｃで評価した結果は絶縁抵抗に
おいて１×１０１０Ω以上、絶縁破壊電圧は３ＫＶ以上
であった。耐湿試験として、常温９５％Ｒ８１１２０時
間放置しても絶縁抵抗は５×１０８Ω以上で良好な性能
を示した。

［発明の効果］ 上述のように、本発明の面状発熱体は、電気絶縁性に優
れ、耐熱耐湿に強く安定である。薄型であるので設置場
所を取らず、加工性、取扱性もよく、便利的に使用でき
る。又、一体成形であるため熱伝達性もよい。

尚、金属フォイル表面に赤外線高輻射塗料を塗布すると
、更に有効な面輻射加熱源となる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明による面状発熱体の一実施態様を示す断面
図である。 １・・・金属発熱体、　　２・・・配向性を持ったマイ
カ細片とポリシロキサン樹脂との積層固着体、　　３・
・・耐熱性の粘着又は接着層、　４・・・金属フォイル
。 特許出願人　　株式会社　和　廣　武 代理人　弁理士　　山　本　量　三（ばか１名）以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐火性に優れたポリオルガノシロキサン樹脂と炭
   素官能性有機ケイ素化合物をバインダーとした無機質材
   料の薄片のプリプレグ層の間に金属発熱体を入れ、更に
   、前記プリプレグの少なくとも片面に、ステンレス、ア
   ルミニュウム、銅などの金属フォイルを、自己接着性の
   あるポリオルガノシロキサン樹脂を主成分とする耐熱性
   粘着剤により貼合わせ、加熱、加圧、積層接着により形
   成された耐火性、加工性、取扱性、絶縁性、熱伝達性に
   すぐれた特徴を有する面状発熱体。
2. （２）前記無機質材料の薄片は、集成マイカ箔又はガラ
   スペーパー又はセラミックスペーパーである、特許請求
   範囲第１項記載の面状発熱体。
3. （３）前記金属フォイルを、ポリチタノカルボシラン樹
   脂を主成分とする耐熱接着剤により接着した特許請求範
   囲第１項又は第２項記載の面状発熱体。