JPH0249391A - 合成樹脂を用いた赤外線発生ヒーター - 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１合成樹脂を用いて赤外線を発生させるヒータ
ーに関する。

［従来の技術］ 従来のこの種のヒーターは赤外線放射材料として、アル
ミナ、ジルコニア、炭化珪素等のセラミックスや金属酸
化物等の赤外線放射物質を被覆した材料を発熱素子で加
熱して、赤外線を発生させていた。例えば、セラミック
スをプラズマ溶射した長波長赤外線放射体（特開昭６０
−１２５３６号公報参照）、赤外線輻射被覆組成物（特
開昭６０−１５５２６７号公報参照）、赤外線放射セラ
ミックス（特開昭６０−２５５６６７号公報参照）、遠
赤外線ヒーター（特開昭６２−２６８９７号公報参照）
、鉄箔を使用する遠赤外線発生装置（特開昭６２−５７
３９８号公報参照）、面状発熱体（特開昭６２−１６８
３７６号公報参照）などがある。

また実在物体の放射体は次の四種に分類される。即ち、
Ａ：チタニア（ＴｉＯ２）等の灰色体く高効率放射体）
、Ｂ：アルミナ（Ａｌ□０□）等の遠赤外線放射体、　
Ｃ：　Ｆｅ２０＝（０，５ｇ４厚み）、石英ガラス等の
近赤外線放射体、Ｄニステンレス板（ＳＵＳ３０４）等
の灰色体（低効率放射体）である。これら四種の実在分
光放射特性図を第７図に示す。そして上記四種の放射体
の放射率を第８図に示した。

［発明が解決しようとする課題］ 上記実在するセラミックス材料の赤外線放射率は３００
°Ｃの場合０．８〜０．９以下であり、高効率放射材料
としては未だ充分なものでなかった。

また上記従来の技術では以下のような問題点があった。

即ち、 （イ）赤外線放射材料として、セラミックスの焼結体や
セラミックス粉末等が用いられているか、セラミックス
の特性として硬くて脆い性質と線膨張係数が小さく、断
熱性か大であるため、急熱急冷による熱変化に対応でき
ずに破損や脱落を発生させる。例えば金属箔等の発熱素
子をセラミックス焼結体に直接接着して発熱させると破
損するので、断熱材料を間に入れて防止策を講じている
。

また金属の表面にセラミックスを接着した場合金属とセ
ラミックスの線膨張係数の違いによりセラミックスが脱
落し、経年するに従い赤外線放射効率か低下してくる。

（ロ）セラミックス材料は金属の酸化物、炭化物窒化物
等で成っているため、セラミックス材料に合った発熱素
子が必須となる。

（ハ）セラミックスは親水性のため、水や油等の液体を
吸収し易く、汚れ等により赤外線の放射特性が変化する
。

（ニ）セラミックス材料は高価なため、初期投資および
維持費か高価なものになる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは発熱素子の形状にとられれることなく速熱
性に優れ、赤外線の放射比率か大きく、且つ長期間に亘
って使用てき、更に構造が筒中で廉価な赤外線発生ヒー
ターを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る合成樹脂を用いた赤外線発生ヒーターは、
電気エネルギー若しくは気体エネルギー又は液体エネル
ギーを利用した発熱素子と、°該発熱素子の外側に配設
した赤外線を発生する合成樹脂とで発熱体を形成したこ
とを特徴とするものである。

［作用］ 発熱素子に電気エネルギー若しくは気体エネルギー又は
液体エネルギーを投入し、該発熱素子を発熱させ、これ
を熱源として使用する。次に、発熱素子の外側に配設し
た赤外線を発生する合成樹脂は前記発熱素子から直接熱
を受けて加熱され、該合成樹脂の表面温度が設定した温
度になる。そして該合成樹脂からは放射比率の大きい赤
外線か放射され、被加熱物に吸収され、発熱し迅速に昇
温される。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を図面に基き具体的に説明する。

第１図（ａ）（ｂ）は電気エネルギーを利用した発熱素
子を赤外線発生合成樹脂て掩った平面図及び断面図、第
２図（ａ）（ｂ）は気体エネルギーを利用した発熱素子
を赤外線発生合成樹脂で掩った平面図及び断面図、第３
図（ａ）（ｂ）は液体エネルギーを利用した発熱素子を
赤外線発生合成樹脂で掩った平面図及び断面図である。

発熱素子ｌは該発熱素子ｌの外側に配設された赤外線を
発生する合成樹脂２に熱を与え、該合成樹脂２の表面が
設定した温度になるものであれば該発熱素）１は固体、
気体あるいは液体のいずれであってもよく、またそれら
の形状の如何を問わない。このように発熱素子ｌと該発
熱素子ｌの外側に配設された赤外線を発生する合成樹脂
２とで発熱体３を形成する。第１図（ａ）（ｂ）のよう
に発熱素子ｌとして電気エネルギーを利用した場合、該
発熱素子ｌには電気抵抗の大きい材料例えば金属箔、ニ
クロム線、炭素繊維等が使用される。そして発熱素子ｌ
である金属箔等に通電することにより、該発熱素子ｌを
発熱させ、これを熱源として使用するものである。また
第２図（ａ）（ｂ）のように発熱素子ｌとして気体エネ
ルギーを利用した場合、該発熱素子ｌには空気や不活性
ガス等の気体が使用される。そして発熱素子ｌである空
気や不活性ガス等を暖めて、これを熱源として使用する
。さらに第３図（ａ）（ｂ）のように発熱素子ｌとして
液体エネルギーを利用した場合、該発熱素子ｌには水や
油等の液体が使用される。そして発熱素子ｌである水や
油等を暖めて、これを熱源として使用する。

本発明で使用する赤外線を発生する合成樹脂２としては
、絶縁性、耐熱性及び耐食性を有するポリイミド樹脂、
ふっ素樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニールアセ
テート樹脂等の合成樹脂が使用される。第４図（ａ）（
ｂ）に本発明で使用するポリイミド樹脂、ふっ素樹脂、
ポリエステル樹脂、エチレンビニールアセテート樹脂の
放射率を示した。また本発明で使用する合成樹脂は第７
図に示すＡパターンの高効率放射材料に相当するもので
、その放射率は０．９〜０．９５と黒体に近い特性を示
している。　特に本発明で使用する合成樹脂２は該合成
樹脂２を単独で使用する場合は、第７図に示すＡパター
ンに分類されるが、複合使用する場合は該複合材料の特
性も生かすことかできる。即ち、本発明で使用する合成
樹脂２を５〜２０用■の薄膜で第７図に示すＢパターン
のセラミックス材料にコーティングすると、ｄＢパター
ンの特性を生かして放射率を１０〜１５％高めることか
できる（第５図参照）。

尚、合成樹脂の膜厚を２０ル層以上厚くするに従って本
発明で使用する合成樹海本来の放射率となる。

また本発明で使用する合成樹脂２の耐熱温度はポリイミ
ド樹脂４００〜５００℃、ふっ素樹脂２５０〜３００°
Ｃ，ポリエステル樹脂１５０〜２００℃、エチレンビニ
ールアセテート樹脂１００〜１５０’ｃの範囲か最高温
度範囲のため、それ以下の温度で使用することが肝要で
ある。そして本発明で使用する合成樹脂２は耐食性で変
質しないこと、絶縁性に優れていること、接着剤等でよ
く接合出来ること、成形や加工は熱間で変形し易く任意
の形状になりゃすいこと、耐水性であること、廉価であ
ること等か要求される。

第１図（ａ）（ｂ）は蛇行状に配した金属箔１ａ（７）
厚ミ０．０２ｍｍ、電気抵抗２０Ω、電ｆｉｌｏＯＶ、
：１００Ｗの発熱素子ｌの両側に０．５ａｍ厚みの縦３
１０■■×横３１０Ｉのふっ素樹脂板２ａを加熱圧着し
て形成した発熱体３である。第１図（ａ）（ｂ）に示す
発熱体３を用いた赤外線発生ヒーターと従来のセラミッ
クスヒーターとの昇熱カーブを比較したところ、第６図
に示すように未発明のヒーターは３分間で設定温度に達
したのに対し、従来のヒーターは設定温度に達するのに
１０分間も要した。このことは本発明のヒーターの方か
速熱性に優れ、それだけ省電力化か図られ、且つ迅速に
被乾燥物を乾燥させることかてきることを示している。

第２図（ａ）（ｂ）は赤外線発生合成樹脂２により円筒
形状に形成し、その内部の空洞部４にバーナー５で発熱
素子１である気体を加熱し、この加熱した熱ガスをポン
プ６を介して循環せしめるようにしだものである。

第３図（ａ）（ｂ）は赤外線発生合成樹脂２により板状
に形成し、その内部にコの字状の連通孔７を形成し、該
連通孔７に発熱素子１である水や油等の液体を加熱器８
で加熱し、この加熱した液体なポンプ６を介して循環せ
しめるようにしだものである。

［発明の効果］ 本発明は上記の説明から判るように、電気エネルギー若
しくは気体エネルギー又は液体エネルギーを＋１用した
発熱素子と、該発熱素子の外側に配、没し・た赤外線を
発生する合成樹脂とで発熱体を形成し・たことを特徴と
する合成樹脂を用いた赤外線発生ヒーターであるから、
発熱素子の形状にとられれることなく適用され、構造至
簡にして赤外線の放射比率か大きく、速熱性に優れ且つ
長期間に亘って使用できるという優れた効果を奏する。

また本発明の赤外線発生ヒーターは液体か飛来する悪環
境（高湿度雰囲気）においても使用できるという利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は電気エネルギーを利用した発熱素
子を赤外線発生合成樹脂で掩った平面図及び断面図、第
２図（ａ）（ｂ）は気体エネルギーを利用した発熱素子
を赤外線発生合成樹脂で掩った平面図及び断面図、第３
図（ａ）（ｂ）は液体エネルギーを利用した発熱素子を
赤外線発生合成樹脂で掩った平面図及び断面図、第４図
（ａ）（ｂ）は本発明で使用する合成樹脂の放射率を示
す図、第５図は本発明で使用するふっ素樹脂の膜厚別放
射率を示す図、第６図は赤外線発生ヒーターの昇熱カー
ブの図、第７図は分光放射特性図、第８図は従来の各種
放射体の放射率を示す図である。 ｌ・・・発熱素子、　　　　２・・・赤外線発生合成樹
脂、３・・・発熱体。 特　許　出　願　人　黒崎炉工業株式会社３″″′Ｘ （α） （α） 本発明の合成樹脂の放射率 波長（壓ｍ） （ｂ） 本発明の合成樹脂の放射率 赤外線発生ヒーターの昇熱カーフ 賎間（分） 本発明のふっ化樹脂の膜厚別放射率 実在物体の分光放射特性 波長（ｐ−ｍ） 火巴俸（低効卓放射俸）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気エネルギー若しくは気体エネルギー又は液体
   エネルギーを利用した発熱素子と、該発熱素子の外側に
   配設した赤外線を発生する合成樹脂とで発熱体を形成し
   たことを特徴とする合成樹脂を用いた赤外線発生ヒータ
   ー。
2. （２）赤外線を発生する合成樹脂として、ポリイミド樹
   脂、ふっ素樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニール
   アセテート樹脂等の絶縁性、耐熱性及び耐食性を有する
   樹脂を単独使用又は複合使用したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の合成樹脂を用いた赤外線発生ヒ
   ーター。