(57)【要約】  本発明は、内層材と外層材と、前記内層材と前記外層材とで包囲された発熱体を有し、被加熱体と前記内層材とが接触するように被加熱体に装着されるジャケットヒータにおいて、前記外層材の外周面に金属層が形成されている、ジャケットヒータに関する。
2012077648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内層材と外層材と、前記内層材と前記外層材とで包囲された発熱体を有し、被加熱体と前記内層材とが接触するように被加熱体に装着されるジャケットヒータにおいて、
前記外層材の外周面に金属層が形成されている、ジャケットヒータ。
【請求項２】
前記金属層が金属箔である、請求項１に記載のジャケットヒータ。
【請求項３】
前記金属層が金属蒸着膜である、請求項１に記載のジャケットヒータ。
【請求項４】
前記金属層が金属塗膜である、請求項１に記載のジャケットヒータ。
【請求項５】
内層材と外層材と、前記内層材と前記外層材とで包囲された発熱体を有し、被加熱体と前記内層材とが接触するように被加熱体に装着されるジャケットヒータを用いた加熱方法であって、
ジャケットヒータを被加熱体に装着した後、外層材を金属箔で包囲する工程を含む、ジャケットヒータを用いた加熱方法。
【請求項６】
前記外層材を金属箔で包囲する工程において、前記金属箔が、少なくとも一方の面に複数の突起を有する金属箔であり、突起が外層材側となるように前記金属箔で外層材を包囲する、請求項５に記載のジャケットヒータを用いた加熱方法。
【請求項７】
前記外層材を金属箔で包囲する工程において、前記金属箔が、少なくとも一方の面に連続気泡構造の発泡層が形成された金属箔であり、発泡層が外層材側となるように前記金属箔で外層材を包囲する、請求項５に記載のジャケットヒータを用いた加熱方法。
【請求項８】
内層材と外層材と、前記内層材と前記外層材とで包囲された発熱体を有し、被加熱体と前記内層材とが接触するように被加熱体に装着されるジャケットヒータを用いた加熱方法であって、
ジャケットヒータを被加熱体に装着した後、外層材の外周面に金属粉末を含有する塗料を塗布し、乾燥する工程を含む、ジャケットヒータを用いた加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管等に装着されるジャケットヒータ及びジャケットヒータを用いた加熱方法に関し、より詳細にはジャケットヒータからの放熱を抑え、加熱効率を高めて省電力化を図る方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種装置や設備、それに接続される配管といった被加熱体を加熱するために、可撓性を有するジャケットヒータで配管を包囲している。また、装置の側面等の曲面を保温または加熱する場合も、同様のジャケットヒータを装着している。なお、このようなジャケットヒータはマントルヒータとも呼ばれる。【０００３】
このようなジャケットヒータとして、図１０に示すようなマントルヒータ１０が知られており、本出願人も、特許文献１において、フッ素系樹脂シートからなる内層材１００と外層材２００との間に、無機繊維製シート３０３に発熱線（図示せず）を取り付けた発熱体３００と、断熱材４００を重ね合わせて積層状に構成したマントルヒータ１０を提案している。発熱線は電熱線であり、内層材１００および外層材２００の外部に通じる電力線３０６が接続しており、コンセント３０７を外部電源（図示せず）に接続して給電される。そしてこのマントルヒータ１０を直管状の配管２０に装着する際には、長手方向の両周縁部１０３、１０４を突き合わせ、端面に付設した面ファスナー１０５、１０６により結合される。【０００４】
このようなマントルヒータ１０は、可撓性を有し、更には発塵も少ないためクリーンルーム等において使用できる等の利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特開２００２−２９５７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、マントルヒータ１０は、装着状態において、外層材２００が露出したままであり、断熱材４００を内蔵していても外層材２００を通じて放熱するのは避けられない。そこで本発明は、ジャケットヒータからの放熱を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、下記のジャケットヒータ及びジャケットヒータを用いた加熱方法を提供する。
（１）内層材と外層材と、前記内層材と前記外層材とで包囲された発熱体を有し、被加熱体と前記内層材とが接触するように被加熱体に装着されるジャケットヒータにおいて、
前記外層材の外周面に金属層が形成されている、ジャケットヒータ。
（２）前記金属層が金属箔である、上記（１）に記載のジャケットヒータ。
（３）前記金属層が金属蒸着膜である、上記（１）に記載のジャケットヒータ。
（４）前記金属層が金属塗膜である、上記（１）に記載のジャケットヒータ。
（５）内層材と外層材と、前記内層材と前記外層材とで包囲された発熱体を有し、被加熱体と前記内層材とが接触するように被加熱体に装着されるジャケットヒータを用いた加熱方法であって、
ジャケットヒータを被加熱体に装着した後、外層材を金属箔で包囲する工程を含む、ジャケットヒータを用いた加熱方法。
（６）前記外層材を金属箔で包囲する工程において、前記金属箔が、少なくとも一方の面に複数の突起を有する金属箔であり、突起が外層材側となるように前記金属箔で外層材を包囲する、上記（５）に記載のジャケットヒータを用いた加熱方法。
（７）前記外層材を金属箔で包囲する工程において、前記金属箔が、少なくとも一方の面に連続気泡構造の発泡層が形成された金属箔であり、発泡層が外層材側となるように前記金属箔で外層材を包囲する、上記（５）に記載のジャケットヒータを用いた加熱方法。
（８）内層材と外層材と、前記内層材と前記外層材とで包囲された発熱体を有し、被加熱体と前記内層材とが接触するように被加熱体に装着されるジャケットヒータを用いた加熱方法であって、
ジャケットヒータを被加熱体に装着した後、外層材の外周面に金属粉末を含有する塗料を塗布し、乾燥する工程を含む、ジャケットヒータを用いた加熱方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ジャケットヒータの外層材の外周面が金属層で包囲されているため、外層材から放出された熱線が金属層で反射されてジャケットヒータに入射する。そのため、ジャケットヒータからの放熱が大幅に低減して省電力となる。また、表面が金属層であるため、アウトガスの発生を防ぐこともでき、半導体製造装置等のクリーン環境が要求される配管の加熱に好適となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明のジャケットヒータの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のＡＡ断面図である。
【図３】図３は、本発明のジャケットヒータの施工方法を示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明で用いる金属箔の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、金属箔の他の例を示す断面図である。
【図６】図６は、試験１の試験方法を説明するための模式図である。
【図７】図７は、試験１の結果を示すグラフである。
【図８】図８は、試験２の試験方法を説明するための模式図である。
【図９】図９は、試験２の結果を示すグラフである。
【図１０】図１０は、従来のジャケットヒータを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明のジャケットヒータの一例を示す斜視図であり、図２は図１のＡＡ断面図である。ジャケットヒータ１０は、その全体構成は図１０に示したものと同様であり、包囲体としての内層材１００と外層材２００との間に、無機繊維製シート３０３に発熱線（電熱線）３０２を取り付けた発熱体３００と断熱材４００とを積層したものであるが、本発明では、更に外層材２００の外周面に、金属層１を形成する。金属層１としては、金属箔や金属蒸着膜、金属塗膜が挙げられる。これら各部材の材質には制限はないが、例えば下記を使用することができる。
【００１２】
内層材１００及び外層材２００は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフォルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体）、ＥＣＴＦＥ（クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフロライド）等のフッ素系樹脂からなるフッ素樹脂製シート、あるいは前記のフッ素系樹脂の繊維を編んだフッ素樹脂繊維製クロス（織布）、ガラス繊維や、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維といった無機繊維からなる無機繊維製クロス（織布）、こういった無機繊維製クロスに前記フッ素系樹脂をコーティング処理したフッ素樹脂コーティング無機繊維製クロスを使用できる。
【００１３】
また、この内層材１００及び外層材２００として、上記フッ素系樹脂以外にポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケルトン、ポリフタエミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリメチルペン等の耐熱性ではあるが、フッ素系樹脂よりは低融点の樹脂も使用できる。
【００１４】
こうした包囲体の厚さは、本発明の効果が得られれば特に制限はないが、０．１〜８ｍｍが適当であり、０．１〜５ｍｍが好適であり、０．１〜２ｍｍがさらに好適である。
【００１５】
発熱体３００は、通電によって発熱するニクロム線やステンレス線といった電熱線３０２を有していてもよい。こうした電熱線３０２は電気的に絶縁されていることが好ましい。こうした絶縁は、ガラス繊維や、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維といった無機繊維からなる無機繊維製スリーブ３０１を被覆したり、樹脂をコーティングしたりすることで行われる。電熱線３０２に代えて、カーボン製発熱体やセラミックス製発熱体を使用してもよい。また、電熱線３０２には、電力線３０６が接続しており、コンセント３０７を外部電源（図示せず）に接続して給電される。
【００１６】
こうした電熱線３０２は、支持体（無機繊維製シート）３０３に所望のパターンに縫い糸３０４で縫い付けられてもよい。こうした支持体（無機繊維製シート）３０３は、例えば、ガラス繊維や、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維といった無機繊維からなる無機繊維製クロスを用いることができる。
【００１７】
断熱材４００としては、ガラスファイバーやセラミックファイバー、シリカファイバー等を集成し、ニードル加工を施した無機繊維マットを使用できる。また、コロイダルシリカやアルミナゾル、ケイ酸ソーダ等の無機質バインダーや、でんぷんなどの有機質バインダーでマット状に成形してもよい。あるいは、アラミドやポリアミド、ポリイミド等の耐熱性の有機樹脂製多孔質成形体とすることもできる。こうした断熱材の厚さは、５〜１００ｍｍが適当であり、５〜５０ｍｍが好適であり、８〜３０ｍｍがさらに好適である。なお、本発明のジャケットヒータにおいては、断熱材は必須ではなく、省略することができる。
【００１８】
上述した材料のほかに、断熱材として、エアロゲルが充填された繊維体（エアロゲル繊維体）を使用することもできる。こうしたエアロゲル繊維体は、繊維基材にエアロゲルが充填されてなる断熱材である。
【００１９】
エアロゲル繊維体を構成する繊維基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維等の有機繊維、カーボン繊維、ガラス繊維、アルミノシリケート繊維、シリカ繊維、ムライト繊維やアルミナ繊維等の無機繊維からなる繊維基材を用いることができ、耐熱性に優れた無機繊維からなる繊維基材を好ましく用いることができる。
【００２０】
すなわち、繊維基材としては、無機繊維の織布又は不織布を好ましく用いることができる。ここで、不織布としては、例えば、無機繊維を抄造機により抄造して得られる紙状のものや、集綿した無機繊維をニードル加工してマット状に成形したブランケットや、無機繊維に有機バインダーを加えてマット状に成形したフェルト等のマットを用いることができる。繊維基材として、無機繊維がランダムに配向した不織布を用いることにより、当該繊維基材の無機繊維間にエアロゲルを効果的に保持することができる。
【００２１】
また、繊維基材を構成する無機繊維としては、例えば、本発明のジャケットヒータが、１００℃未満といった、それほど耐熱性が要求されない環境で使用される場合には、エアロゲル繊維体に優れた柔軟性を付与できるＰＥＴ繊維等の有機繊維を好ましく用いることができる。また、例えば、本発明のジャケットヒータが、１００〜２５０℃といった、ある程度の耐熱性が要求される環境で使用される場合には、安価なガラス繊維を好ましく用いることができる。また、例えば、本発明のジャケットヒータが、２５０℃を超えるような高い耐熱性が要求される環境で使用される場合には、耐熱性の高いアルミノシリケート繊維、シリカ繊維、ムライト繊維やアルミナ繊維等のセラミックス繊維を好ましく用いることができる。
【００２２】
エアロゲルとしては、例えば、無機材料からなるエアロゲル（無機エアロゲル）又は有機材料からなるエアロゲル（有機エアロゲル）を用いることができ、耐熱性に優れた無機エアロゲルを好ましく用いることができる。無機エアロゲルとしては、例えば、シリカエアロゲルやアルミナエアロゲルを用いることができる。特に、シリカエアロゲルを用いることにより、エアロゲル繊維体の断熱性を効果的に高めることができる。
【００２３】
したがって、エアロゲル繊維体としては、無機繊維の不織布に無機エアロゲルが充填されたものを好ましく用いることができる。具体的には、例えば、セラミックス繊維の不織布にシリカエアロゲルが充填されたエアロゲル繊維体や、ガラス繊維マットにシリカエアロゲルが充填されたエアロゲル繊維体を好ましく用いることができる。こうしたエアロゲル繊維体としては、例えば、Ａｓｐｅｎ  Ａｅｒｏｇｅｌｓ  Ｉｎｃ.から「ＳＰＡＣＥＬＯＦＴ２２００」、「ＳＰＡＣＥＬＯＦＴ２２５０」、「Ｐｙｒｏｇｅｌ６６５０」、「ＰｙｒｏｇｅｌＸＴ」といった製品が入手可能である。
【００２４】
エアロゲル繊維体に含有されるエアロゲルと繊維基材との比率は、当該エアロゲル繊維体が備えるべき特性（例えば、断熱性、耐熱性、低発塵性、可撓性）に応じて適宜設定することができる。エアロゲル繊維体の密度は、例えば、２０〜５００ｋｇ／ｍ３の範囲とすることができ、好ましくは１００〜３００ｋｇ／ｍ３の範囲とすることができる。
【００２５】
このようなエアロゲル繊維体は、繊維間の空隙を埋めるエアロゲル内の微細孔により、当該エアロゲル繊維体内における空気の対流が効果的に防止されるため、優れた断熱性を有する。
【００２６】
具体的に、エアロゲル繊維体の２５℃における熱伝導率は、例えば、０．０２４Ｗ／ｍ・Ｋ以下とすることができ、好ましくは０．０２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下とすることができ、より好ましくは０．０１８Ｗ／ｍ・Ｋ以下とすることができる。
【００２７】
また、エアロゲル繊維体の８０℃における熱伝導率は、例えば、０．０３５Ｗ／ｍ・Ｋ以下とすることができ、好ましくは０．０２７Ｗ／ｍ・Ｋ以下とすることができ、より好ましくは０．０２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下とすることができる。
【００２８】
このように、エアロゲル繊維体は優れた断熱性を有するため、十分な断熱性を維持しつつ薄型化することができる。具体的に、エアロゲル繊維体の厚さは、例えば、１〜５０ｍｍの範囲とすることができ、好ましくは１〜２５ｍｍの範囲とすることができ、より好ましくは１〜１５ｍｍの範囲とすることができる。断熱材の厚さを低減することにより、本発明のジャケットヒータの可撓性を向上させることができるほか、ジャケットヒータの厚さを低減でき省スペース化に寄与することもできる。
【００２９】
金属層１としては、金属箔、金属蒸着膜、又は金属塗膜が好ましい。
【００３０】
金属層１を形成する金属箔としては、安価であることからアルミ箔が好適であるが、銅やステンレスなどといった他の金属であってもよい。外層材２００との接合には、金属を接着可能な接着剤を用いたり、熱融着すればよい。アウトガス発生による外部汚染が問題となる用途には、熱融着を用いることが好ましい。
【００３１】
また、金属蒸着膜を成膜する場合は、金属箔の場合と同様の金属を蒸着すればよい。金属塗膜を形成するには、金属箔の場合と同様の金属の粉末を含有する一般的な金属塗料を刷毛やスプレーを用いて塗布し、乾燥すればよい。
【００３２】
なお、金属層１の厚さは、薄すぎると破断するおそれがあり、厚すぎると可撓性が損なわれ、コスト増にもなるため、２０μｍ〜５ｍｍが適当であり、３０〜１００μｍが好適であり、４０〜７０μｍがさらに好適である。
【００３３】
上記のジャケットヒータ１０を配管２０に被覆させるには、従来と同様に、両周縁部１０３、１０４の間隔を拡げて配管２０に装着させた後、両周縁部１０３、１０４を当接させて、例えば、端面の面ファスナー１０５、１０６を介して固定することができる。面ファスナー１０５、１０６に代えて、ホックやバックルなどの器具、ベルト類など公知の固定手段も採用できる。
【００３４】
本発明のジャケットヒータによれば、金属層１により、ジャケットヒータ１０の外層材２００から放熱された熱線が金属層１で反射されてジャケットヒータ１０に入射するため、ジャケットヒータ１０からの放熱を大幅に低減することができる。
【００３５】
尚、ジャケットヒータ１０は、直管状の配管２０に装着するように円筒状とする他、曲管やＬ字状の管に装着できるように、全体を湾曲あるいはＬ字状に形成することもでき、被加熱体が四角いケース状であるような場合には、箱形状、板状に形成することもできる。
【００３６】
上記では、外層材２００に金属層１を形成したジャケットヒータ１０を示したが、図３に示すように、金属層１の無い、既存のジャケットヒータ１０を用い、配管２０に装着した後、外層材２００の外周面を金属箔３０等の金属層で包囲しても同様の放熱抑制効果が得られる。
【００３７】
金属箔３０による包囲方法は、金属箔３０をジャケットヒータ１０に巻き付ける方法が、長さの異なる種々のジャケットヒータ１０にも容易に対応でき、簡便であることから好ましい。尚、金属箔３０を巻き付ける際は、外層材２００が露出しないように隣接する金属箔の端縁３０ａ同士を重ねて巻き付ける。
【００３８】
金属箔３０は上記と同様にアルミ箔や銅箔、ステンレス箔が挙げられ、その厚さも上記と同じでかまわない。
【００３９】
また、金属箔３０を巻き付ける際に、外層材２００との間に微小隙間が自然に形成される場合もあるが、微小隙間は空気層であるため断熱・保温効果も付加される。但し、金属箔３０の巻き付け方によっては、金属箔３０と外層材２００とが部分的に接触して微小隙間が形成されない部分が生じることがある。そこで、図４に示すように、金属箔３０の外層材側の面に、突起３１を点在させることが好ましい。尚、突起３１の高さやピッチ（突起間隔）等には制限はないが、高さは０．５〜２．０ｍｍ、ピッチは５〜２０ｍｍが適当である。突起３１により、金属箔３０と外層材２００との微小隙間を確実に形成することができる。すなわち、ジャケットヒータを配管等被加熱体に装着した後、該ジャケットヒータの外層材を、少なくとも一方の面に複数の突起を有する金属箔によって、突起が外層材側となるように包囲することが好ましい。
【００４０】
金属箔３０と外層材２００との微小隙間を確実に形成するために、図５に示すように、金属箔３０の外層材側の面に、連続気泡構造の発泡層３５を接合してもよい。発泡体には気泡が連続した連続気泡構造の発泡体の他、個々の気泡が点在している独立気泡構造の発泡体や、連続気泡と独立気泡とが混在した発泡体があるが、外層材２００からの熱線が金属箔３０に直接到達するように、連続気泡構造の発泡体で発泡層３５を形成することが好ましい。すなわち、ジャケットヒータを配管等被加熱体に装着した後、該ジャケットヒータの外層材を、少なくとも一方の面に連続気泡構造の発泡層が形成された金属箔によって、発泡層が外層材側となるように包囲することが好ましい。
【００４１】
また、発泡層３５は、気泡容積が多くなるほど空気層による断熱・保温効果が高まり、また、外層材２００からの熱線が金属箔３０に到達しやすくなるため、気孔率で６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。
【００４２】
発泡層３５の材質には制限はなく、特に耐熱性も要求されないことから、各種樹脂製とすることができ、安価であることからウレタンフォームが好適である。また、発泡層３５の厚さは、０．５〜２．０ｍｍが適当である。
【００４３】
尚、金属箔３０と発泡層３５とを接合する場合、金属を接着可能な接着剤を用いたり、熱融着すればよい。アウトガス発生による外部汚染が問題となる用途には、熱融着を用いることが好ましい。
【００４４】
上記の金属箔３０、あるいは発泡層３５を備えた金属箔３０とジャケットヒータ１０との接合は、金属箔３０、あるいは発泡層３５を備えた金属箔３０をジャケットヒータ１０に巻装した後、ベルト等の固定手段を用いて装着状態を維持することができる。また、金属箔３０または発泡層３５の裏面（外層材側の面）に粘着層を形成しておき、外層材２００の外周面に粘着してもよい。あるいは、両面粘着テープを用いて、外層材２００の外周面に金属箔３０または発泡層３５を備えた金属箔３０を粘着してもよい。
【００４５】
また、金属箔３０に代えて、既存のジャケットヒータ１０を配管２０等の被加熱体に装着した後、その外層材２００の外表面に金属塗料を塗布し、乾燥して金属塗膜を形成してもよい。
【００４６】
本発明のジャケットヒータは、省電力で加熱でき、その省電力性は特に、後述する実施例に示すように、１００℃以上、好ましくは１５０℃以上の高温での加熱においてより効果的となる。また、表面が金属層１であるため、アウトガスの発生を防ぐこともでき、半導体製造装置等のクリーン環境が要求される配管等の被加熱体の加熱に好適となる。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明に関して実施例及び比較例を挙げて更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。【００４８】
〔試験１〕
〈実施例１〉
断熱材として厚さ３ｍｍの日本アエロジル社製「Ｐｙｒｏｇｅｌ」を用意し、その一方の面に、厚さ０．２ｍｍのアルミ箔を接着剤で接着した保温材Ａを作製した。【００４９】
〈実施例２〉
断熱材として厚さ３ｍｍの日本アエロジル社製「Ｐｙｒｏｇｅｌ」を用意し、その一方の面に、厚さ０．１ｍｍのステンレス箔を接着剤で接着した保温材Ｂを作製した。【００５０】
（比較例１）
厚さ３ｍｍの断熱材（日本アエロジル社製「Ｐｙｒｏｇｅｌ」）のみからなる保温材Ｃを作製した。【００５１】
（比較例２）
厚さ６ｍｍの断熱材（日本アエロジル社製「Ｐｙｒｏｇｅｌ」）のみからなる保温材Ｄを作製した。【００５２】
そして、ジャケットヒータに見立て、図６に示すように、実施例１、実施例２、比較例１または比較例２の保温材Ａ〜Ｄをホットプレートに載置し（但し、実施例１、２については断熱材がホットプレートと接するように載置）、ホットプレートを５０℃、１００℃、１５０℃、２００℃または２５０℃に維持するのに要する投入電力を測定し、その測定値と、予め算出した電力補正式より理論電力量を算出した。また、実際には保温材を加熱するために投入される電力以外の熱量（熱ロスＱＬ）が存在し、図示されるように、ホットプレートの表面積よりも断熱材の表面積が狭いため、ホットプレートからの熱量が保温材に伝熱する以外に、空気中に放熱する熱量（Ｑｌｏｓｓ）、保温材を透過する熱量（ＱＴ）、および保温材から反射する熱量（ＱＲ）がある。そのため、実際の投入電力ＱＳは、保温材を加熱するための熱量ＱＷと熱ロスＱLとの合計である。そこで、下記に示す電力補正式により理論電力量を算出した。
ＱＳ＝ＱＷ＋ＱＬ
ＱＷ＝〔（Ｔｏ−Ｔ１）／Ｄ×λ×Ｓ〕−ＱＬ
ＱＬ＝Ｑｌｏｓｓ＋ＱＴ＋ＱＲ
式中、Ｔ０：ホットプレートの表面温度（℃）、Ｔ１：保温材のホットプレートと反対側の表面温度（℃）、Ｄ：保温材の厚さ（ｍ）、λ：保温材の熱伝導率（Ｗ／ｍ２・Ｋ）、Ｓ：保温材のホットプレートと接する側の面の面積（ｍ２）である。また、ＱＴ＝ＱＲ＝０とし、Ｓは０．０２８９ｍ２である。なお、温度は熱電対を配置して測定し、配置点は四隅近傍と中央の５箇所としその平均値を測定値とした。【００５３】
理論電力量の算出結果を図７に示すが、実施例１の保温材Ａ及び実施例２の保温材Ｂは、断熱材の厚さを６ｍｍに倍増した比較例２の保温材Ｄとほぼ同等の投入電力で済むことがわかる。換言すると、本発明に従い金属箔（アルミ箔やステンレス箔）を接着することにより、断熱材の厚さを半減することができ、材料コストも半減することができる。このような効果は、１００℃以上の高温での加熱において顕著である。【００５４】
〔試験２〕
断熱材表面からの放散熱量Ｑは、対流による表面熱伝達と輻射による表面熱伝達との合計であり、下記式から求めることができる。
Ｑ＝αｃ（Ｔｓ−Ｔ∞）＋αｒ（Ｔｓ−Ｔ∞）
ここで、αｃ（Ｔｓ−Ｔ∞）は対流による表面熱伝達量であり、αｒ（Ｔｓ−Ｔ∞）は輻射による表面熱伝達量であり、それぞれ下記で表される。
αc＝A×３．２６×（Ts−T∞）０．２５×｛（w＋０．３４８）／（０．３４８）｝０．５
αr＝A×ε×σ×（Ｔｓ４−Ｔ∞４）／（Ｔｓ−Ｔ∞）
式中、Ａは表面積（ｍ２）、Ｔｓは保温材のホットプレートと反対側の表面温度（Ｋ）、Ｔ∞は室温（Ｋ）、αｃは対流による表面熱伝達率（Ｗ／ｍ２・Ｋ）、αｒは輻射による表面熱伝達率（Ｗ／ｍ２・Ｋ）、εは放射率、wは風速（ｍ／ｓ）、σはステファン・ボルツマン定数（５．６７×１０−８Ｗ／ｍ２・Ｋ）である。尚、上記については、例えば、ＪＩＳ  Ａ  ９５０１：２００６を参照することができる。【００５５】
そこで、実施例１の保温材Ａまたは比較例１の保温材Ｃ（何れも表面積Ａは０．０２８９ｍ２）を、図８に示すようにホットプレート上に載置してホットプレートを５０℃、１００℃、１５０℃、２００℃または２５０℃に加熱維持し、各温度において保温材とホットプレートとの界面温度および保温材のホットプレートと反対側の表面温度を測定した。界面および表面の温度は熱電対を配置して測定し、配置点は四隅近傍と中央の５箇所としその平均値を測定値とした。また、保温材表面の放射率は放射温度計により測定した。そして、上記式より、対流による対流による表面熱伝達量と、輻射による表面熱伝達量とを算出した。【００５６】
放散熱量の算出結果を図９に示すが、アルミ箔を接着することにより、輻射による表面熱伝達量が減少し、対流による表面熱伝達量が増加しているが、輻射による表面熱伝達量の減少分が、対流による表面熱伝達量の増加分よりも大きいため、全体としては投入電力量が少なくなっている。このような効果は、１００℃以上の高温での加熱において顕著である。【００５７】
本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、様々な修正や変更を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
本出願は、２０１０年１２月６日出願の日本特許出願２０１０−２７１６１１に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。また、明細書中に記載の文献の全ての内容も、参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００５８】
１  金属層
１０  ジャケットヒータ（マントルヒータ）
３０  金属箔
３１  突起
３５  発泡層
１００  内層材
２００  外層材
３００  発熱体
４００  断熱材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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