JPS6247352B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は磁器中に発熱線を埋設させた構造の
ヒーターパネルに関するもので、種々の熱源とし
て手軽に利用でき、しかも丈夫で長寿命に利用す
ることのできるヒーターパネルを提供しようとす
るものである。

従来より知られている、天然シラス成分および
CaSiO₃成分より成る組成物を使用し、これに発
熱体を埋設して焼成するヒーターパネルの製法
は、高温焼成を必要とする致命的欠点がある。例
えば1080〜1200℃で焼成する場合は、その高温焼
成に適する加熱装置を構築する不経済性に加え、
毎回の高温化に要するエネルギー費が高額にな
り、コスト高になる。

そこで本発明は、上記欠点を解決する為に低温
焼成であつても充分に強度のある良質の美くしい
ヒーターパネルを提供できる製法を提供しようと
するものである。

以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。１はヒーターパネルを示し、図示される如く
平板状に形成してある。このヒーターパネル１に
おいて、２は有色低温焼成磁器、３は有色低温焼
成磁器２の内部に埋設された発熱線である。尚こ
の発熱線３としては銅―ニツケル（溶融点約1200
℃）、ステンレス（溶融点約1400℃）、ニツケル―
クロム（溶融点約1200℃）などで形成されたもの
が用いられる。またその発熱線３の形状は、例え
ば上記材料で形成した厚み50μ程度の板材を、図
示される如く蛇行状に打抜いて形成したものが用
いられる。４はリード線で、発熱線３に接続して
ある。

尚前記発熱線３は第１図に示される如き状態に
内蔵させる他、第３図に示される如き状態に内蔵
させてもよく、その内蔵状態に応じてリード線の
引出状態も図示される如く適宜に変更される。

またこのヒーターパネル１の形状は、その使用
目的に応じて三角形状円板状、角あるいは丸の筒
状など任意の形状に形成され、発熱線３もその形
状に応じた形状（例えば筒状の場合にはコイル
状）のものが内蔵させられる。

更にまた有色低温焼成磁器２の色は、このヒー
ターパネル１の使用目的に応じて、あるいは内蔵
された発熱線３の定格を表示するよう任意の色に
される。

上記のようなヒーターパネル１は次のようにし
て製造される。先ず有色低温焼成磁器２の材料が
準備され、次にその材料が成形される。この成形
は型による圧縮成形あるいは高圧射出成形等の手
段により行なわれる。またこの成形に当つては、
予めリード線４を接続した発熱線３が、成形用の
型内の材料中にインサート等の手段により埋設さ
れる。成形を終えたものは、次に低温（例えば
650〜750℃）で短時間（例えば２時間）に焼成さ
れる。これによつて前記ヒーターパネル１が完成
する。尚上記発熱線３としては、リン酸塩等の溶
液で処理した後に風乾したものを用いれば、発熱
線３と磁器２との結合を良好なものにすることが
できる。

次に上記有色低温焼成磁器２について詳述す
る。

第１例：上記磁器は 成 分 （重量％） (a) ガラス質成分（ガラスカレツト） 40〜60％ (b) 酸化アルミニウム 10〜30％ (c) 粘土質成分 10〜25％ (d) 結合剤 ５〜15％ (e) 着色剤 ５％以下 からなる混合物に、水を添加し、成形し、次いで
比較的低温具体的には約650〜750℃で、約30分〜
５時間、好ましくは約３時間程度、加熱（焼成）
硬化して得られる。

前記ガラス質成分(a)としては、ガラスカレツト
すなわちガラス製品の製造中に破損したり、不用
分として切りとられたりして生じた、粉砕クズガ
ラスが用いられる。該ガラス質成分は、約40〜60
％（成形前の水含有混合物ベース。以下同じ）の
割合で使用する。

次に酸化アルミニウム(b)はアルミナとして市場
に於て容易に粉末の形で入手しうるものが通常使
用される。該アルミナは約10〜30％の割合で使用
する。

次に粘土質成分(c)は市場に於て容易に入手可能
なものである。普通微細なアルミナケイ酸塩物質
（所謂粘土鉱物）を主体とする可塑性の強い土壌
であれば使用可能である。よく知られている如
く、化学成分は大雑把に云えばAl₂O₃―SiO₂―
H₂O三成分系で構成されており、Al₂O₃／SiO₂の
値の大きいもの程耐火性の強い磁器が得られる傾
向がある。これらのことから上記粘土とはケイ酸
塩鉱物を包含し骨材的機能を有し、直径約0.01mm
以下の微粒子よりなる土壌の総称と理解されるべ
きである。すなわちたとえばカオリン、ベントナ
イト、櫛粘土、ガイロメ粘土、パイ石、ダイアス
ポア、絹雲母、葉ロウ石、石英等を包含する。該
粘土質成分は約10〜25％の割合で使用する。また
該粘土は、前記アルミナと適宜配合し硬化温度を
調整することが望ましい。

次に、焼成あるいは成形する場合原料諸成分を
結合してそれらを一体化させる為に使用する前記
結合剤(d)としては、リン酸またはリン酸塩の使用
が好ましい。該リン酸としては、総ての公知のリ
ン酸、すなわちメタリン酸ピロリン酸、オルトリ
ン酸、三リン酸、四リン酸等が使用可能である。
これらのリン酸は普通水に易溶性であるので、当
然水溶液の形で使用し、後述する水分含有量に調
整することも可能である。更に、前記リン酸塩と
しては、リン酸のアルカリ塩、アルカリ土類塩な
らびにアルミニウム塩でも良い。前記リン酸のア
ルカリ塩としては特にリン酸ソーダの使用が好ま
しい。また前記リン酸のアルカリ土類塩としては
リン酸マグネシウムの使用が好ましい。更に前記
リン酸塩にはポリリン酸の前記各種塩も包含さ
れ、就中テトラポリリン酸ソーダの使用が好適で
ある。尚、前記諸化合物は単独で又は二種以上を
混合して用いることもできる。上記結合剤は５〜
15％の割合で使用する。

次に、上記混合物には５％以下の着色剤(e)を添
加する。該添加剤としては例えば次のような金属
酸化物（または加熱により酸化物に変化しうる金
属化合物たとえば炭酸塩）が挙げられ、その呈す
る色は夫々次のようなものである。

ベンガラ（Fe₂O₃） 赤色 酸化クローム グリーン 酸化チタン 黄白色 酸化コバルト 青色 酸化鉄（Fe₃O₄） 黒色 このような着色剤は、得られる製品の耐水性の
改善にも役立つことが判明した。

更に、成形前の混合物に少量のマグネシウム、
カルシウム、亜鉛、マンガン等の酸化物または炭
酸塩等の添加物を、得られる製品の耐水性の改善
のため添加してもよい。

次に有色低温焼成磁器の製造方法につき具体的
に説明する。

まず既に説明した(a)〜(e)の化合物は市販品をそ
のまゝで、または公知の粉砕手段例えばボールミ
ル、ロールクラツシヤー等を用い、直径500μ以
下、好ましくは100μ以下に微粉砕し、使用に供
する。次いで成形加工を行なう。

その一態様は次のように行なう。

(1) まず(a)〜(e)粉砕混合物に、水を約１〜15％の
割合で添加し撹拌混合する。尚既に述べた如
く、原料として水溶性の化合物を用いる場合に
は、水の配合割合が前記範囲となるよう各種化
合物の水溶液を用いてもよい。また前記に於
て、撹拌は公知手段による。

水分含有の粉砕混合物は、次いでプレス機等
を使用し所望の形状に圧縮成形加工する。

(2) 次に別の成形態様を示す。

まず(a)〜(e)の粉砕混合物に、水を約10〜30％
の割合で加え、ボールミル、真空土練機、ニー
ダー等でよく混合する。混合により得られた泥
漿はプレス機または押出機などにより、所望の
形状に混練成形加工する。

次に、前記(1)及び(2)によつて得られた成形加工
物を必要により乾燥し、更に加熱硬化させる。該
加熱手段としては、トンネル窯、シヤツトルキル
ン等の通常の加熱炉が用いられる。またその加熱
温度は約650〜750℃の範囲で行なうのが好まし
い。

上記のような加熱により上記成形加工物は硬化
し、前記有色低温焼成磁器が得られる。

第２例：上記磁器は、 (a′) アルミナ、シリカ、前記両者の少なくとも
一つを主要成分とする天然物又は組成物、ある
いはガラスと、 (b′) リン酸又はリン酸塩及び、 (c′) 着色剤 とからなる混合物に、水を添加し、成形し、次い
で比較的低温で加熱硬化して得られる。

上記アルミナ、シリカは市場に於て容易に粉末
の形で入手しうる。またアルミナ、シリカのうち
の少なくとも一つを主要成分とする天然物として
は、粘土、ケイソウ土、タルク等がある。

次にリン酸又はリン酸塩は、前記第１例におけ
る結合剤と同様のものを用いることができる。ま
たその量は５〜20％（重量）の割合で使用する。

次に着色剤は、前記第１例における着色剤と同
様のものを用いることができる。

更に上記(a′)、(b′)、(c′)の混合物に対し、添加
物として、前記第１例における添加物と同様のも
のの外、鉄、コバルト、ニツケル等の酸化物又は
炭酸塩を加えても良い。

上記各原料は前記第１例と同様の方法で混合、
成形、加熱硬化させれば良い。

以上のように本願発明にあつては、ガラス質成
分またはアルミナを主成分とし、これに結合剤と
してリン酸またはリン酸塩を加えて混合した成形
材料を用いるものであつて、上記リン酸塩等を加
えることによつて成形品の焼成温度を非常に低温
（650℃〜750℃）にすることのできる特長があ
る。この低温化させることは、加熱装置の温度条
件を容易にするその上に、焼成時のエネルギを極
めて少なく節約する上に経済上の画期的効果があ
る。

その上、上記の如く低温焼成するものであつて
も、成形材料には予めリン酸塩等が加えられてお
り、また発熱線もリン酸塩等で表面処理してある
ので、成形品加熱焼成時にその焼成が低温であつ
ても両者の融合により、両者の接合一体化は正確
に行なわれる特長がある。このことは磁器質のパ
ネルが内部においてこれと一体化している発熱体
によつて補強されることになり、床材としても利
用できる丈夫なパネルを提供する上に優れた効果
を発揮する。

さらに上記の製法で製造されたパネルは着色剤
の存在で美くしくすることができ、その上、低温
焼成磁器２中に発熱線３を埋設させた構造である
から、発熱線３からの熱を磁器２を通してその磁
器の表面から放出させることができ、広い放熱面
積が得られる特長がある。

しかも上記のような構造である上に、上記磁器
２は焼成品で極めて機械的強度が高いものである
から、例えばこれを建築物の床あるいは壁面にそ
のまま張り付けて、暖房用として手軽に利用でき
る特長がある。

更にその上、上記のような構成であるから、内
部の発熱線３をその外側の丈夫な磁器２によつて
しつかりと保護することができ、発熱線３に機械
的変形をもたらしてこれを断線させてしまうよう
な事故を防止して、長寿命に利用できる特長があ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図はヒ
ーターパネルの縦断面図（第２図における―
線断面図）、第２図は右側面図、第３図は形状の
異なる例を示す縦断面図。 ２……有色低温焼成磁器、３……発熱線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガラス質成分またはアルミナを主成分とし、
   これに着色剤と、結合剤としてリン酸またはリン
   酸塩を加えて混合した成形材料を用い、成形時に
   は、リン酸塩等で予め表面処理された発熱線を埋
   設する状態で成形し、650℃〜750℃の温度で加熱
   硬化させることを特徴とする有色磁器から成るヒ
   ーターパネルの製法。