JPH01184258A - 遠赤外線放射体およびその製造方法 - 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］ 本発明は遠赤外線放射体およびその製造方法に関するも
ので、特に繰り返し加熱冷却を受けても放射特性の劣化
しない放射体を提供する。

［従来の技術〕 従来、遠赤外線放射体としては、ステンレス基体上に遠
赤外線放射体物質を溶射等により被覆し　。

たちのが−船釣であり、例えば特開昭４９−１１９′２
４４号公報等に見られるように、被覆厚さを限定しなけ
れば剥離や亀裂が生し易いものであった。また、たとえ
限定された密度で、厚さを制御したとしても、所詮、表
面塗布によるものでは遠赤外線塗料と基体との結合は弱
（、長期間の繰り返し使用によって剥離が生しることを
避けることがてきない。すなわち、基体に対して溶射等
のいかなる塗装方法によっても剥離に対する抵抗力は塗
膜と基体との結合力のみによる。

一方、遠赤外線の放射特性は、塗装の場合、塗装される
物質の特性と、表面積効果、すなわち凹凸が多く、有効
放射面積の大きさに依存する。塗装による場合、表面積
を増加させるために、ポーラスな被覆を行うと、界面強
度が低下する。

従って、放射特性を向上させ、同時に剥離抵抗を増加さ
せることは、塗装方法では基本的に無理がある。

本出願人はこれらの問題を同時に解決するために、特願
昭６１−１６９４２２を提案した。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明者らのその後の研究により、特願昭６１−１６９
４２２に対する改善として、Ｍｎの含有量を０．５重量
％を越えて含有させることにより酸化皮膜を短時間に厚
（生成させることができることを見出した。

本発明はこの知見に基づき、放射特性が高く、被覆層が
安定で剥離に対する高い抵抗を有し、かつ製造が容易な
遠赤外線放射体とその製造方法を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、次の組成と構造を有し、優れた遠赤外線放射
特性を有する放射体およびその製造方法である。

すなわち、 Ｃ：０．１０重量％以下 Ｓｉ：１．０重量％以下 Ｍｎ：０．５重量％を越え３．０重量％以下Ｃｒ：８重
量％以上３０重量％以下 Ａｌ：＝１重量％以上８重量％以下 Ｃｅおよび／またはＬａ：０．０３重量％以−ＥＯ０１
重量％以下 Ｎ　・０．０５重量％以下 Ｔｉおよび／またはＮｂ：前記ＣとＮの合計重量の３倍
以上０．７重量％以下 を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物から成るステ
ンレス鋼の表面に、針状または棒状のＡｌ２Ｏ３を有す
る皮膜を形成させたことを特徴とする遠赤外線放射体で
ある。

さらに放射体として種々の加工を要求される場合には、
上記成分にさらにＴｉおよび／またはＮｂを添加する。

その添加量は前記ＣとＮの合計の３倍以上０．７重量％
以下である。このＴｉおよび／またはＮｂを添加したス
テンレス鋼の表面に針状または棒状のＡｌ２Ｏ３を有す
る皮膜を形成し、遠赤外線放射体とする。

これらのステンレス鋼は５００　’Ｃ以上１２００℃以
下の酸化雰囲気で加熱することにより針状または棒状の
アルミナ結晶を生成する。

このアルミナ結晶は、基本的にＡｊ２が主体であるが、
実際にはＦｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、希土類金属が含まれており
、またＴｉおよび／またはＮｂを添加する場合には、こ
れらの元素も含まれる。

本発明においては遠赤外線放射特性の優れた被覆を生成
するものであり、これらの元素がアルミナ中に不純物と
して混入していても、表面の結晶形状が針状あるいは棒
状となって表面積効果を有していれば放射特性への影響
は生しない。

また、ステンレス鋼の表面に、ブラスト処理を行って加
工歪を与えておくと、酸化処理によって　′有効に針状
あるいは棒状の結晶を生成することができる。

〔作用１ 本発明による遠赤外線放射体の被覆層は基体から反応生
成したものであり、基体と結晶的に結合している。従っ
て、耐剥離性が大きい。また被覆層最表面が針状あるい
は棒状のアルミナの結晶がら成っており、高い有効放射
面積を有する。

本発明では従来の技術に比べてとくにＭｎの含有量が異
なる。良好な遠赤外線放射特性を得るためには、酸化皮
膜を比較的短時間に厚く生成させる必要があり、また、
針状酸化物の長さを長くする必要がある。そのためにＭ
ｎは０．５重量％を越えて添加すると効果がある。しか
しＭｎの量が３重量％を越えると酸化膜がフレーク状に
剥離し易くなり、不可である。従って、Ｍｎ量はＣ１５
重量％を越え、３．０重量％以下とした。

次に、Ｍ　ｎ以外の本発明の成分限定理由を説明すると
以下の通りである。

Ｃはステンレス鋼を硬化させ、延性を低下させるため低
くする必要がある。遠赤外線放射体としては、板のまま
で複雑な加工を施さないで使用することも可能であり、
上限を０．１０重量％とした。

Ｓｌ： Ｓｉは酸化皮膜と基体の界面に濃化して、界面酸化物と
なり皮膜の剥離抵抗を高めるが、高過ぎると界面て厚い
５ｉ０２層を形成し、かえって剥離抵抗を損なうため、
上限を１６０重量％とする必要がある。

Ｃ「： Ｃｒはステンレス鋼としての基本組成であり、有効な酸
化皮膜を形成するためには８重量％以上必要である。３
０重量％を越えると、靭性が低下し、遠赤外線放射体素
材としての高Ａ４添加を行った場合、製造上の問題が生
しる。

Ａｌ：　： Ａｌ１はステンレス表面にアルミナの皮膜を形成するた
めに必須の元素であるが、１重量％未満ではアルミナ皮
膜が得られない。８重量％を越えるとＣｒを８重量％程
度にしても靭性が低下し、製造上の問題が生しる。

Ｃｅ、Ｌａ・ これらの希土類元素は酸化皮膜の密着性を改善する作用
を有し、そのためには多量の添加が望ましいが、０．１
重量％を越えると粒界に偏析して熱間加工性を損なう。

これらの希土類元素はアルミナの結晶を針状にするのに
有効であり、その効果は０．０３重量％以上で発揮され
、放射特性の向上に有効である。

ＮはＣと同様ステンレス鋼を脆くする。特に高／１２で
ある本発明鋼においては、粗大なＡｊ２Ｎとなって清浄
度を低下させる。平板のままでの使用を考慮すると、上
限は０．０５重量％に限定される。

ＴＩおよび／またはＮｂ Ｔｉおよび／またはＮｂは、Ｃ，Ｎを固定しステンレス
鋼の加工性を高める。その効果は、少な（とも（Ｃ＋Ｎ
）の３培以上で発揮されるが、０．７重量％を越えると
、かえって、鋼をもろくするので制限される。

以上のステンレス鋼表面に有効に酸化皮膜を形成するに
は、５００℃以上の温度で加熱する必要があるが、加熱
温度が１２００℃を越えると、針状または棒状の酸化物
が得られなくなるため、加熱温度範囲は５００’Ｃ以上
１２００’Ｃ以下に限定される。

ステンレス鋼表面にブラスト処理により加工歪を加える
と針状結晶が生成し易い。ブラストの程度は大きいほど
良い。しかし全（なくても針状結晶は生成する。

［実施例１ 第１表に示す組成の材料を１．５　ｍ　ｍ厚の板に圧延
し、９５０℃で光輝焼鈍仕上げした。これらの材料を第
１表中に示す酸化処理条件で処理し、遠赤外線放射特性
を測定した。また６００℃に３０分加熱後空冷を１サイ
クルとし、２０００サイクル後の剥離の有無から皮膜の
剥離抵抗を調べた。

これらの結果は第１表中に併せて示した。第１表中、放
射特性は４００℃での３〜１０μｍの波長における対黒
体比を示し、剥離抵抗は、剥離の認められないものを○
、剥離のあるものを×で表示した。

第１表から明らかなように、本発明による放射体材料は
遠赤外線放射特性と皮膜の耐剥離性に優れており、この
ような材料は本発明方法により製造することができる。

［発明の効果］ 本発明の遠赤外線放射体は酸化皮膜を比較的短時間に厚
く生成させることができ、急激な熱応力を受ける用途に
対して皮膜の耐剥離性が優れており、高い遠赤外線放射
特性を有する。従って、各種暖房装置、乾燥炉、媒焼炉
なと応用範囲は広く、遠赤外線の省エネルギー効果や浸
透効果を有効に利用することができ、またＴｉおよび／
またはＮｂを含むと加工性に優れたものとなる。

本発明方法によれば、針状または棒状のＡｌ２Ｏ３を有
する皮膜を短時間に容易に形成することができ、熱処理
前にプラスト処理をすれば、−層容易となる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　Ｃ：０．１０重量％以下 Ｓｉ：１．０重量％以下 Ｍｎ：０．５重量％を越え３．０重量％以下Ｃｒ：８重
   量％以上３０重量％以下 Ａｌ：１重量％以上８重量％以下 Ｃｅおよび／またはＬａ：０．０３重量％以上０．１重
   量％以下 Ｎ：０．０５重量％以下 Ｔｉおよび／またはＮｂ：前記ＣとＮの合 計重量の３倍以上０．７重量％以下 を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物から成るス
   テンレス鋼であって、表面に針状または棒状のＡｌ＿２
   Ｏ＿３を有する皮膜を形成したことを特徴とする遠赤外
   線放射体。２　ステンレス鋼を酸化性雰囲気中で５００
   ℃以上１２００℃以下の温度で加熱することを特徴とす
   る請求項１記載の遠赤外線放射体の製造方法。 ３　ステンレス鋼表面に、ブラスト処理をして加工歪を
   与えた後、加熱することを特徴とする請求項２記載の製
   造方法。