(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密度0.01〜0.6 g/cm3の非晶質系炭素が石英ガラス管内に溶封されてなり、
石英ガラス管内が真空であるか、或いは不活性気体で置換され、石英ガラス管内の気圧が0.2気圧以下であり、
非晶質系炭素が、木綿繊維を炭化させた炭素繊維又は該炭素繊維を用いた炭素繊維布である、炭素発熱体。
【請求項２】
非晶質系炭素が、直径5〜20μｍの炭素繊維から作られたものである、請求項１に記載の炭素発熱体。
【請求項３】
非晶質系炭素が、密度0.01〜0.5g/cm3の炭素繊維布である、請求項１又は２に記載の炭素発熱体。
【請求項４】
非晶質系炭素が、空隙率80％以上の炭素繊維布である、請求項１乃至３のいずれかに記載の炭素発熱体。
【請求項５】
非晶質系炭素が、空隙率90〜97％の炭素繊維布である、請求項４に記載の炭素発熱体。
【請求項６】
非晶質系炭素が、炭素繊維を織ることにより得られる織布、不織布、又はフェルトである、請求項１乃至５のいずれかに記載の炭素発熱体。
【請求項７】
非晶質系炭素が、フェルト状炭素繊維布である、請求項１乃至６のいずれかに記載の炭素発熱体。
【請求項８】
石英ガラスの厚みが、0.04〜3mmである、請求項１乃至７のいずれかに記載の炭素発熱体。
【請求項９】
密度が0.01〜0.6 g/cm3である、木綿繊維を炭化させた炭素繊維又は該炭素繊維を用いた炭素繊維布を、石英ガラス管中に入れ、石英ガラス管内を真空或いは置換された不活性気体により0.2気圧以下とした状態で石英ガラス管を溶封する炭素発熱体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、高温環境下で反復使用した場合にも優れた耐久性を有する炭素発熱体およびその製造方法に関する。
背景技術
発熱体として、ニクロムや炭素材料が一般に用いられている。
ニクロム線は、ハロゲンガス、酸性ガス、腐食性ガスなどの雰囲気下では使用できない。このような特殊環境下では、炭素材料が、その化学的安定性の故使用されている。しかしながら、炭素材料も強酸化性の薬品、例えば濃硝酸や発煙濃硝酸が発生する場所では使用できない。
さらに、炭素材料は、非酸化雰囲気下では、高温環境下において使用できるが、空気中では酸化されるので、約400℃までしか使用できない。
空気中、400℃以上の高温域で使用可能な炭素発熱体として、炭素材料表面をセラミックやガラスにより被覆し、炭素材料を酸素から遮断した炭素発熱体が知られている。これらの炭素発熱体は、被覆材と炭素表面を完全に密着させることにより、酸素を遮断し、内部の炭素材料の酸化消耗を防止している。
しかしながら、被覆材と炭素材料の膨張率が異なるので、反復継続して使用した場合、被膜材が剥離し被覆効果が失われる。また、上記被覆材は、熱衝撃などに弱いので、使用が制限されている。
技術的課題
本発明は上記した従来技術の問題点を解決乃至大幅に軽減するものであって、空気中で約1000℃に加温した場合にも反復使用可能な優れた耐久性を有する炭素発熱体を提供することを主な目的とする。
さらに本発明は、急速な温度変化にも対応できる優れた耐熱衝撃性を有する炭素発熱体を提供することをも目的とする。
さらにまた本発明は、強酸化性薬品中など特殊環境下においても使用可能な炭素発熱体を提供することをも目的とする。
さらにまた本発明は、より少ない消費電力で十分な発熱能を有する炭素発熱体を提供することをも目的とする。
発明の開示
発明者は上記問題点を鑑み、鋭意工夫をした結果、炭素材料の被膜層として、唯一石英ガラスを用いた場合のみ長期にわたる酸化防止効果、急速な昇温・冷却のような熱衝撃に耐えうる優れた耐熱衝撃性などを有し、強酸化性薬品下でも使用可能な炭素発熱体を得られることを見出した。
また、低密度の炭素材料を用いることにより、より優れた発熱能を有する炭素発熱体を得られることを見出し、これらの知見に基づき本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、下記の炭素発熱体およびその製造方法を提供するものである。
1．炭素材料および石英ガラス被覆層からなる炭素発熱体。
2．炭素材料として、炭素繊維、炭素繊維布、木質系炭素材料、炭素棒および炭素粉末の成形体からなる群より選択される少なくとも一種を用いる１に記載の炭素発熱体。
3．炭素材料として、炭素繊維を用いる1に記載の炭素発熱体。
4．炭素材料として、炭素繊維布を用いる1に記載の炭素発熱体。
5．石英ガラス被膜層内が不活性気体で置換され、層内の圧力が0.2気圧以下である請求項1に記載の炭素発熱体。
6．炭素材料に石英ガラスを被せ、石英ガラス内を真空或いは置換された不活性気体により0.2気圧以下とした状態で石英ガラスを溶封する炭素発熱体の製造方法。
本発明の炭素発熱体は、炭素材料および石英ガラス被膜層からなる。
本発明において用いる石英ガラスは、石英ガラスであれば特に制限されず、例えば、水晶を溶融してつくる石英ガラス、高純度SiCl4、SiH4などを出発原料とする石英ガラス、珪砂を溶融してつくる石英ガラス、シリカガラスを原料とする石英ガラスなどが挙げられる。シリカガラスを原料とする石英ガラスを用いる場合は、例えば、550〜620℃程度においてシリカガラスを成形し、B2O3-Na2O相とSiO2相に分相させた後、塩酸などで酸処理を行い、その後1000〜1200℃程度で加熱処理を行う方法などにより石英ガラス被膜層とすることができる。シリカガラスは、石英ガラスよりも低い温度で軟化するので成形しやすい。用いるシリカガラスは、より高純度のものが好ましい。例えば約95％以上、好ましくは98％以上のシリカガラスを用いることができる。
本発明の石英ガラス被膜層の熱衝撃強度(ΔT)は、特に制限されないが、通常950℃以上程度、好ましくは980℃以上程度である。本発明の石英ガラス被膜層の線膨張率は、特に制限されないが、10-6以下程度であることが好ましい。
本発明において用いる石英ガラスは、無色透明のものに限らず、例えば、ガラス内部に気泡の入った不透明石英ガラス、表面に小さな凹凸のあるスリガラス、黒色などの有色石英ガラスなども使用できる。有色石英ガラス、特に黒色石英ガラスを用いた炭素発熱体は、放射率が高められ、遠赤外線量がより多くなるので好ましい。
有色石英ガラスを製造する方法は、公知の方法を用いることができる。例えば、釉薬を焼き付ける方法、マンガン塩を石英ガラス中に溶解させる方法などを用いることができる。
本発明の石英ガラス被膜層の厚みは、所定の効果を得られる限り特に制限されないが、通常平均0.04〜3mm程度、好ましくは平均0.1〜2mm程度である。石英ガラス被膜層が薄すぎる場合には、十分な機械的強度が得られない。例えば、小さなクラック、長時間加熱した時の熱応力などにより、被膜層が容易に破壊されるおそれがある。
本発明において用いる炭素材料は、特に制限されず、例えば、炭素繊維、炭素繊維布、木質系炭素材料、炭素棒、炭素粉末の成形体などを挙げることができる。本発明において用いる炭素材料は、一種又は二種以上を組み合わせて用いることができる。本発明で用いる炭素材料として、密度の低い炭素材料が好ましい。密度が低い炭素材料は、みかけの体積が大きいので、遠赤外線量が多くなり、より優れた発熱能を有する。炭素材料の密度は、特に制限されないが、通常1.5g/cm3以下程度、好ましくは0.01〜0.6g/cm3程度、より好ましくは0.05〜0.25g/cm3程度である。
本発明において使用する炭素材料の分子構造は、特に制限されず、例えば、黒鉛質系炭素、非晶質系炭素、これらの中間的結晶構造を持つ炭素などが挙げられる。
本発明に用いる炭素繊維の種類は、特に制限されない。このような炭素繊維として、例えば、木綿などの天然繊維を原料とする天然繊維系炭素繊維；PAN(ポリアクリロニトリル)系炭素繊維；セルロース系炭素繊維；フェノール樹脂系炭素繊維、フラン系炭素繊維、ポリカルボジイミド系炭素繊維などのガラス状炭素繊維；異方性ピッチ、等方性ピッチ、合成ピッチなどのピッチ系炭素繊維；ポリビニルアルコール系炭素繊維；活性炭繊維；コイル状炭素繊維などが挙げられる。
本発明に用いる炭素繊維の繊維径は、所望の効果を得られる限り特に制限されないが、通常5〜20μm程度、好ましくは7〜15μm程度、より好ましくは7〜11μm程度である。
本発明に用いる炭素繊維は、トウを形成していたり、撚糸されていても良い。トウ或いは撚糸後の炭素繊維の直径は、所望の効果を得られる限り特に制限されないが、通常0.05〜10mm程度、好ましくは0.1〜5mm程度である。トウ状或い撚糸後の炭素繊維は、必要に応じて、さらに束ねてもよい。
或いは、炭素繊維を用いて布を形成し、炭素繊維布として用いてもよい。炭素繊維布の種類は特に制限されず、例えば、炭素繊維を織ることにより得られる織布、不織布、フェルトなどが挙げられる。
本発明に用いる炭素繊維布の密度は、特に制限されないが、低密度のものが好ましく、0.01〜0.5g/cm3程度がより好ましく、0.05〜0.25g/cm3程度が特に好ましい。炭素繊維布の空隙率は、特に制限されないが、高い方が好ましく、80％以上程度がより好ましく、90〜97％程度が特に好ましい。
用いる炭素材料と石英ガラス管との大きさの比は特に制限されない。例えば、線状、棒状、短冊状などの炭素材料と石英ガラス管を用いる場合には、炭素材料の最大幅よりも0.1〜200％程度大きな内径を有する石英ガラス管を用いることができる。
本発明の炭素発熱体は、炭素材料と石英ガラス被膜層とが密着していても、していなくともいずれでもよい。石英ガラス被膜層内は、真空であるか、或いはアルゴンガス、ネオンガス、キセノンガスなどの希ガス、窒素ガスなどの不活性気体で置換されていてもよい。層内を不活性気体により置換する場合は、不活性気体が加熱時に膨張するので、不活性気体の気圧は減圧であることが好ましい。不活性気体の気圧は、具体的には、常温(25℃)において0.2気圧以下程度が好ましく、1x10-3気圧以下程度がより好ましい。
本発明の炭素発熱体は、炭素材料の端部などに電気接点用の電極を少なくとも二つ有していてもよい。電極材料は、当該分野で通常用いられる材料であれば特に制限されず、例えば、銅、銀、モリブデン、タングステンなどの金属が挙げられる。また、電極の形状は、用途などにより適宜選択することができる。
本発明の炭素発熱体は、例えば、炭素材料に石英ガラスを被せ、石英ガラス内を真空或いは置換された不活性気体により0.2気圧以下とした状態で石英ガラスを溶封する方法などにより製造することができる。
本発明の炭素発熱体は、用途、用いる炭素材料や石英ガラスの形状などに応じて任意の形状とすることができる。例えば、棒状、板状、パイプ状などの炭素発熱体を得ることができる。或いは、棒状の炭素発熱体を、熱処理により石英ガラスを軟化させ、U字型、W字型などの所望の形状としてもよい。このような熱処理は、炭素材料を石英ガラス内に溶封する前後、いずれの段階において行っても良い。熱処理は、石英ガラスが軟化する程度の温度、好ましくは1500〜1700℃において行うことができる。
炭素発熱体に電極を付する方法は、当該分野で通常用いられる方法を用いることができる。例えば、炭素材料の端部などに、金属箔などを被せ、これをかしめることにより電極とする方法、炭素材料の端部などに金属線を巻き付ける方法などが挙げられる。
電極を付する工程は、炭素材料を石英ガラス内に溶封する工程の前後を問わない。予め電極を付した炭素材料を石英ガラス内に溶封する場合は、例えば、電極を石英ガラスの外に出した状態で、石英ガラスを溶封する方法などを用いることができる。炭素材料を石英ガラス内に溶封した後に電極を付する場合は、例えば、炭素材料の端部が石英ガラスの外にでるように石英ガラスを溶封し、その後炭素材料端部に電極を付する方法などを用いることができる。
以下、さらに詳細に、本発明の炭素発熱体の製造方法の例を説明する。
炭素材料を石英ガラス管中に入れ、石英ガラス管の一端を溶封する。石英ガラスの溶封には、アセチレンバーナー、酸水素炎バーナーなどの高温バーナーを使用することができる。予め電極を付した炭素材料を用いる場合は、電極部分を冷却水パイプなどで冷却しながら作業してもよい。次いで、他端から脱気し、石英ガラス管内を真空にしながら、炭素材料が空気中に上記と同様の方法を用いて他端を溶封する。
或いは、炭素材料を、T字型石英ガラス管に入れ、二つの端部を溶封する。T字管の残った開孔部を真空ポンプと不活性気体ボンベとに連結し、石英ガラス管内部を真空或いは不活性気体で置換することにより、空気が残らないようにしてから溶封してもよい。
炭素材料と石英ガラス管は、必要に応じて、密着させてもよい。炭素材料と石英ガラスとを密着させる方法は、例えば、石英ガラス管内部を減圧或いは真空状態にした後に両端を溶封し、石英ガラス管を高温加熱処理する方法などが挙げられる。石英ガラス管内部は減圧されているので、高温加熱処理により軟化させれば、炭素材料と石英ガラス管とは溶融密着する。上記加熱処理を行う際の温度は、石英ガラス管が軟化する程度であればよく、通常1500〜1700℃程度である。
或いは、石英ガラス管内を不活性気体で置換してもよい。この場合には、例えば、一端を溶封した後、他端から不活性気体を置換するなどの方法などを用いることができる。
炭素材料が面状の場合には、炭素材料の上下を石英ガラス板ではさみ込み、高温加熱処理後、石英ガラス板を上下から圧縮し、密閉することにより炭素発熱体を得ることができる。上記高温加熱処理の温度は、石英ガラスが軟化する程度、通常1500〜2000℃程度、好ましくは1600〜1750℃程度である。所定の温度を保持する時間は、炭素発熱体の大きさなどにより適宜設定することができるが、通常2〜10分程度である。石英ガラス板を圧縮する際の圧力は、特には制限されず、通常接触圧程度である。
或いは、石英ガラス粉末中に炭素材料を埋め込み、非酸化雰囲気下で加熱し、石英ガラスを溶融させ、圧力をかけることにより、炭素発熱体を製造することができる。石英ガラスを溶融させる温度は、通常1650〜1800℃程度である。所定の温度を保持する時間は、炭素発熱体の大きさなどにより適宜設定することができるが、通常30分〜1時間程度である。石英ガラスを溶融させた後にかける圧力は、特に制限されないが、通常98kPa以下程度である。
本発明の炭素発熱体は、電極と外部電源とを接続し、通電することにより使用する。本発明の炭素発熱体は、ヒーター、床暖房などの暖房器具の発熱体、調理器具の発熱体、融雪・防曇設備などの発熱体、OA機器などの発熱体などの各種発熱体として使用することができる。或いは、廃棄物処理場などの劣悪な環境下においても使用することができる。
発明の効果
本発明の炭素発熱体は、従来使用が不可能とされてきた、空気中、高温領域での反復使用が可能である。本発明による炭素発熱体は、強酸化性環境下でも腐食されず、優れた耐久性を発揮する。
また、本発明の炭素発熱体は、従来のセラミックやガラスを被膜材とする炭素発熱体では得られなかった優れた耐熱衝撃性を有する。
本発明の炭素発熱体は、優れた発熱能を有する。特に、炭素材料として低密度の炭素材料を用いた場合には、より優れた発熱能を有する。例えば、炭素材料として炭素繊維布を用いる場合、布の空隙率を高めてみかけの体積を大きくすることにより、より少ない消費電力で同じ表面温度を保持でき、遠赤外線量のより多い炭素発熱体を得ることができる。
好ましい実施の態様
以下に実施例を示し、本発明の特徴とするところをより一層明らかにする。本発明がこれら実施例により限定されないことは、言うまでもない。
実施例1
撚糸することにより直径約2mmとしたガラス状炭素繊維（日本カイノール社製CFY0204−3、撚数：60T／m）22cmを、外径5mm、内径3mmの透明石英ガラス管中に入れ、炭素繊維の一端を外径3mm、内径2mm、長さ2cmの銅製チューブに通し、これをかしめて電極とした。この電極部に上記の銅製チューブを3回巻き付けてから水を流し電極部を冷却した。
次いで、石英ガラス管端部を酸水素炎バーナーで溶封した。ガラス管の他端を肉厚ゴム管につなぎ、肉厚ゴム管のもう一方の側にガラス器具の3方コックをつけて他の2方に真空ポンプおよびアルゴンガスボンベをつないだ。排気とアルゴンガス置換を2回繰り返した後、石英ガラス管内を真空にして、炭素繊維の端部から約1.5cmの石英ガラス部分を溶封した。溶封部分より外側の石英ガラス管を切断し、炭素繊維を出して上記と同様に銅チューブを被せてかしめ、もう一方の電極部とした。この電極部を冷却しながら、電極部と溶封部分の間の炭素繊維部分を空気と触れないように溶封した。
電極間の石英ガラス部分を軟化するまで加熱し、溶融密着させた。炭素繊維が外部の空気と触れないことを確認し、石英ガラス被覆炭素発熱体とした。
発熱体の温度制御は、フルテック社製精密電気炉用温度制御器(FK-1000-FP90)を用いて行い、温度測定用熱電対として赤外線熱電対(IRt/c.10/38AULF、測定可能温度範囲：−18〜1370℃、応答時間：200msec）を用いた。これらの装置に、得られた炭素発熱体をつなぎ、空気中で装置定数を求めてから使用した。
炭素発熱体の耐久性を調べるために、空気中において、炭素発熱体の表面温度を、それぞれ800、1000、1250℃にし、300時間保持して表面状態の変化を目視により観察した。
炭素発熱体の耐熱衝撃性を調べるために、表面温度を1000℃にした炭素発熱体を約15℃の水に投げ込んだ。
上記炭素発熱体をU字型に成形し、電極部が触れないように濃硫酸：濃硝酸＝1：1に入れ通電した。100℃に100時間保持した後、水洗し乾燥してから表面状態の変化を目視により観察した。結果を表1および2に示す。
実施例2
炭素材料としてガラス状炭素繊維の代わりに、トウ状PAN系炭素繊維(トウの直径約2mm：長さ22cm)を用いる以外は実施例1と同様にして炭素発熱体を製造した。
実施例1と同様の方法を用いて、炭素発熱体の耐久性、耐熱衝撃性および強酸性溶液下での耐久性を評価した。結果を表1および2に示す。
実施例3
炭素材料としてガラス状炭素繊維の代わりに、トウ状ピッチ系炭素繊維(トウの直径約2mm：長さ22cm)を用いる以外は実施例1と同様にして炭素発熱体を製造した。
実施例1と同様の方法を用いて、炭素発熱体の耐久性、耐熱衝撃性および強酸性溶液下での耐久性を評価した。結果を表1および2に示す。
実施例4
木片を窒素雰囲気下において、常温から1000℃まで10時間かけて焼成することにより木質系炭素材料を得た。炭素材料として、得られた木質系炭素材料(220x1.5x1.5mm、密度：0.2g/cm3)を用いる以外は、実施例1と同様にして炭素発熱体を製造した。
実施例1と同様の方法を用いて、炭素発熱体の耐久性、耐熱衝撃性および強酸性溶液下での耐久性を評価した。結果を表1および2に示す。
また、焼成前に冷間等方圧プレス(CIP、日機装株式会社製)を用いて4000気圧の静水圧処理を30分行った木片を、上記と同様に焼成することにより得られた木質系炭素材料(220x1.5x1.5mm、密度：0.53g/cm3)を用いる以外は、実施例1と同様にして炭素発熱体を製造した。得られた炭素発熱体の耐久性、耐熱衝撃性および強酸性溶液下での耐久性は、CIP処理を施さない木質系炭素材料と同様であった。
実施例5
石英ガラス管内部をアルゴンガスで置換し、0.2気圧とした以外は、実施例1と同様にして、炭素発熱体を製造した。
実施例1と同様の方法を用いて、炭素発熱体の耐久性、耐熱衝撃性および強酸性溶液下での耐久性を評価した。結果を表1および2に示す。
実施例6
トウ状ピッチ系炭素繊維(トウの直径：約2mm、室温でのみかけの抵抗値：50Ω)の両端を、それぞれ0.3mmモリブデン線で10回巻き、内径1cmのT字型石英ガラス管に入れた。モリブデン線をガラス管から十分な長さを出した状態で、ガラス管の両端を溶封した。T字管の開孔部を真空ポンプとアルゴンガスとに連結し、石英ガラス管内の排気とアルゴンガス置換を２回繰り返した後、真空状態にして石英ガラス管を溶封し、長さ30cmの目的の炭素発熱体を作製した。
炭素発熱体に通電し、炭素発熱体の外側中央部にクロメルアルメルの熱電対を接触させて、発熱体の表面温度を200、300、400、500、600℃に設定し、各温度に保持してから1〜10分間の1分間あたりの平均消費電力を測定した。結果を表3に示す。
実施例7
木綿繊維を炭化させた炭素繊維を用いて、フェルト状炭素繊維布(密度：0.063g/cm3、空隙率96.2％)を製造した。
この炭素繊維布(270×7×6mm、室温でのみかけの抵抗値：50Ω)および石英ガラス管(外径：12mm、内径：10mm)を用いて、実施例6と同様の方法により炭素発熱体を製造した。得られた炭素発熱体を用いて、実施例6と同様の測定を行った。結果を表3に示す。
実施例8
実施例7において製造した炭素発熱体に通電し、表面温度が40℃を超えた時点で通電を停止し、自然冷却過程における各温度での遠赤外線量を測定した。
測定条件は環境温度15±0.2℃、湿度47±3％、放射率0.98であった。試料より30cm離したところに赤外線量計(TGSセンサー)および放射温度計を置き、遠赤外線量(波長7〜30μm)および表面温度を測定した。結果を表4に示す。
実施例9
実施例7において製造した炭素発熱体に通電し、表面温度が150℃を越えた時点で通電を停止し、自然冷却過程における各温度での遠赤外線量を測定した。
測定条件は環境温度19〜20℃、湿度45.7±2％、放射率0.98であった。赤外線量計としてPZTセンサーを用いた以外は、実施例8と同様にして測定した。結果を表4に示す。
比較例1
実施例1で用いたガラス状炭素繊維を石英ガラスで被覆せずに発熱体とした。
実施例1と同様の装置を使用して、上記発熱体の表面温度を1000℃に保持した場合の断線までの時間を調べた。
上記発熱体を、濃硫酸：濃硝酸＝1：1の液中に入れ、100℃、100時間に保持した後、水洗し乾燥してから表面状態を目視により観察した。結果を表1および2に示す。
比較例2
石英ガラス管の代わりに一級硬質ガラス管(外径:5mm、内径:3mm)を使用する以外は、実施例1と同様の方法により炭素発熱体を製造した。
得られた炭素発熱体は、表面温度を1000℃まで上昇する過程で一級硬質ガラス管が軟化した。また、これを15℃の水に投入すると粉々に割れた。
比較例3
実施例1で用いた炭素繊維25cmをメタノールで希釈したレゾールタイプのフェノール樹脂（アンモニア触媒で合成、樹脂固形分10wt%）に浸し、繊維中の空気を抜いてから空気中で24時間乾燥させた。次にこれを電気炉に入れ、室温から100℃まで2時間かけて昇温させ、100℃から150℃まで5時間かけて硬化させた。さらに1時間かけて250℃にし、この温度で1時間保持した。次いでアルゴンガスを流し350℃まで2時間、500℃まで5時間、1000℃まで10時間かけて昇温し、この温度で1時間保持した。得られた炭素−炭素複合体(密度：1.55g/cm3)を用いる以外は、実施例1と同様の方法を用いて炭素発熱体を製造した。
得られた炭素発熱体に通電し、空気中において、表面温度を1000℃に保持した場合の断線するまでの時間を調べた。結果を表1に示す。
比較例4
0.3mm径のニクロム線を、みかけの抵抗値が50Ωになる長さで切断し、ラセン状に巻いて石英ガラス管に入れる以外は、実施例6と同様にして発熱体を製造した。
得られた発熱体について、実施例6と同様にして平均消費電力を測定した。結果を表3に示す。
比較例5
市販のハロゲンヒーター(長さ36cm、径1cm)を用いて、表面温度および消費電力を実施例6と同様にして平均消費電力を測定した。結果を表3に示す。
比較例6
絹織物の遠赤外線量および表面温度を、実施例8と同様にして測定した。結果を表4に示す。
比較例7
人間の手掌の遠赤外線量および表面温度を、実施例8と同様にして測定した。結果を表4に示す。
比較例8
比較例4において製造した発熱体について、遠赤外線量および表面温度を実施例9と同様にして測定した。結果を表4に示す。
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同一形状の発熱体を作製して比べた結果、炭素発熱体は、ニクロムなどを使用した発熱体に比して、少ない消費電力で、同一温度を保持することができた。特に、炭素繊維布を用いた炭素発熱体(実施例7)は、ニクロムを用いた発熱体(比較例4)やハロゲンヒーター(比較例5)に比して、25〜50％程度の小電力で同一温度を保持することができた。また、炭素繊維布を用いた炭素発熱体(実施例7)は、ニクロムを用いた発熱体(比較例４)に比して、比抵抗を約50倍高くすることができた。
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