JPH03216985A - 遠赤外線放射材 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、発熱体の熱を利用して遠赤外線を放射する遠
赤外線放射材に関し、特に耐剥離性及び可撓性を向上さ
せた遠赤外線放射材に関する。

［従来の技術コ 近年、遠赤外線を放射して被射体を加熱する遠赤外線ヒ
ータの需要が増大している。一般的に、この種のヒータ
においては、発熱体の周囲に遠赤外線放射材を設け、発
熱体の熱によりこの遠赤外線放射材を加熱して遠赤外線
を放射させる。この遠赤外線放射材は、金属又はセラミ
ックスの基材の表面上に遠赤外線放射率が高いセラミッ
クス粉末を塗布、吹付又は溶射等の方法によってコーテ
ィングすることにより、この基材表面にセラミックス層
を形成したものである。このセラミックス層の材料とし
ては、特に遠赤外線放射率が高いアルミナ（Ａ７２　０
３　）が好ましく、Ａ！２０３層を被着した遠赤外線放
射材が主として使用されている。

従来、塗布又は吹付等により基材上にコーティングされ
たＡ！２０３層は、急加熱及び急冷却の熱サイクルにお
いて、基材との熱膨張率の差違等に起因して基材から剥
離しやすいという欠点がある。このため、粘土等の無機
バインダ又は種々の材料をＡＩｚｏｓに配合することに
より耐剥離性の向上を図った遠赤外線放射材が使用され
ている。

しかし、この場合、ＡＩｚｏａのもつ優れた遠赤外線放
射性が無機バインダ等の配合によって劣化するのに加え
、このようなバインダ等を配合しても耐剥離性の向上効
果が不十分である。

そこで看このような遠赤外線放射材の剥離による不都合
を避けるために、優れた遠赤外線放射性を有するセラミ
ックス材料のみで所望の形杖の遠赤外線放射材を成形し
、この放射材の内部に発熱体を装備したヒータがある。

また、板状又はテープ状のＡＩ基材に陽極酸化処理を施
して、八！基材の表面上にＡｊｚＯａ層を強固に形成し
た遠赤外線放射材が提案されている。

［発明が解決しようとする課題コ しかしながら、セラミックス材料自体で所望の形状の遠
赤外線放射材を形成した場合は、複雑な形状の放射材を
得ることが困難であると共に、機械的衝撃に対して脆い
という問題点がある。

また、板状又はテープ状のＡｌ基材の表面上にＡｔｚＯ
３層を形成した遠赤外線放射材は、比較的緩やかな変形
の場合にはＡＩ’ｚｇｏｓ層がＡノ基材に密着している
ものの、例えば直角に折り曲げるというように厳しい加
工を受けると、表層のＡ１２０３層にクラックが生じ、
この部分から徐々にＡｔ２０ｎ層が剥離してしまうとい
う問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
可視性が優れていると共に、Ａ７２０３層の剥離を防止
することができる遠赤外線放射材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］ 本発明に係る遠赤外線放射材は、線径が０，２箇■以下
のアルミニウム又はアルミニウム合金からなる線材の周
面に陽極酸化処理により厚さが５μｍ以上のアルミナ被
膜が形成された素線を布状に織り込んで構成されたこと
を特徴とする。

［作用コ 本発明においては、陽極酸化処理により、線径が０．２
箇■以下のＡ！又はＡＩ合金の線材の周面にアルミナ被
膜（Ａ７２０３層）を形成した素線を布状に織り込んで
遠赤外線放射材が構成されている。このＡノ２０ａ層は
，Ａｆ又はＡ！合金との密着性が優れているため、急加
熱又は急冷却の熱サイクルを繰り返し受けても、Ａ！又
はＡ！合金からなる線材から剥離することがない。また
、本発明に係る遠赤外線放射材は、前記素線を布状に織
り込んで構成されている。このように細線を使用した織
布は、複雑な形状に折り曲げても、折り曲げ部分が柔軟
に変形する・ので、機械的な変形によりＡｊｚＣ）ｔ層
が前記線材から剥離してしまうことが防止される。

従って、複雑な形状の発熱体に対応してＡ！ｚ　０３層
の剥離を招来することなく遠赤外線放射材を容易に変形
させて発熱体を被覆することができる。

次に、Ａ７又はＡ！合金の線材の線径及びＡｌｚ０３層
の厚さの限定理由について説明する。

！　　　　　！　　　　の　　　の 八！又はＡ１合金の線材の線径が０．２ｌ■を超えると
、この線材の周面にＡｌｇ０３層を形成した素線を織り
込んで遠赤外線放射材の織布を製造しても、この織布の
可撓性が不十分であり、発熱体の形状に対応して遠赤外
線放射材を柔軟に変形させることができない。更に、こ
の場合、前記線材の周面に形成したＡ１２０３層の表層
にクラックが発生する場合がある。従って、ＡＩ又はＡ
Ｉ合金の線材の線径を０．２園■以下に限定する。

１の アルミナ被１ｌＸ（Ａノ。０３層）の厚さが５μｍ未満
であると、Ａ　Ｉ　２　０　３が占める部分が少ないた
め、優れた遠赤外線放射性が得られないので、遠赤外線
放射材として不適である。従って、Ａｒ２０＋層（アル
ミナ被膜）の厚さを５μｍ以上に限定する。

［実施例コ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。

第工図（ａ）は本発明の実施例に係る遠赤外線放射材１
を示す平面図、第１図（ｂ）は本実施例の遠赤外線放射
材１を構成する素線２を示す断面図である。

素線２はＡ！又はＡ！合金の線材３の周面にＡＩ２０３
層４を被覆して構成されている。この線材３は、その線
径が０．２關以下であり、ＡＩ２０３層４は陽極酸化処
理により線材３の表層部を酸化することにより厚さが５
μｍ以上になるように形成されている。本実施例の遠赤
外線放射材１は、上述の素線２を交互に交差させて布状
に織り込むことにより構成されている。

このように構成された遠赤外線放射材１は、Ａ！又はＡ
！合金からなる線材３が線径０．２■璽以下の細線であ
るため可撓性が優れているので、発熱体の形状に合わせ
て任意に変形させて発熱体を被覆することができる。例
えば、角柱状の発熱体を被覆する場合には、第２図に示
すように、発熱体の形状に対応して遠赤外線放射材１を
４ｆｌ所で直角に折り曲げ、合わせ目を接合することに
より、角柱吠の発熱体を被覆することができる。この場
合、遠赤外線放射材が織布状に構成されているので、折
り曲げ部分が柔軟に変形する。このため、このような機
械的な変形によりＡＩ２Ｏａ層４がＡ！又はＡ！合金か
らなる線材３から剥離してしまうことはない。

また、発熱体により遠赤外線放射材を加熱すると、Ａ１
ｚＯ＊層４から遠赤外線が放射される。

このＡ７２０３層４は、Ａ！又はＡ！合金からなる線材
３の表面を酸化して形成されているので、線材３との間
の密着性が優れている。このため、急加熱又は急冷却の
熱サイクルを繰り返し受けても、Ａ！２０３層４が線材
３がら剥離することがない。

次に、本発明の実施例に係る遠赤外線放射材を製造し、
その性能をその比較例に係る遠赤外線放射材と比較した
結果について説明する。

支１阻上 線径が０．２能のＡ！線を陽極酸化処理し、その表面に
厚さが２０μｍのＡＪ２０３層を形成した。

この素線をｌｍ四方の布状に織り込んで遠赤外線放射材
の織布を製造した。

実１１舛２一 線径が５０μｍのＡノ−Ｓｉ合金（１重量％Ｓ　ｉｔ残
部Ａｊ）線を陽極酸化処理し、その表面に厚さが５μｍ
のＡｔａ　０３層を形成した。この素線をｔｍ四方の布
状に織り込んで遠赤外線放射材の織布を製造した。

比」郊例二Ｌ Ａｌ線の線径が０．３ｍｍであること以外は、実施例１
と同様にして遠赤外線放射材の織布を製造した。

比ｌ１歿２一 Ａ１２０３層の厚さが３μｍであること以外は、実施例
２と同様にして遠赤外線放射材の織布を製造した。

比ｌｕ舛Ｊー その肉厚が０．５■冒であり、大きさが１ｍ四方である
ＡＩ板を陽極酸化処理し、その表面に厚さが２０μｍの
Ａ１ａ０３層を形成することにより、遠赤外線放射材を
製造した。

Ｌ嵯肚生 ９５重量％のＡ！２０３粉末と５重量％の木節粘土粉末
との混合粉末に水を加えて適宜の粘度に調節したスラリ
ーを、肉厚が０．５■■、大きさがｌｍ四方のスチール
板上に吹き付け、乾燥させて遠赤外線放射材を製造した
。

上述した実施例１．２及び比較例１乃至４に係る遠赤外
線放射材について、遠赤外線放射率、ｆｉ，１＊０３層
の耐剥離性及び加工性を調べた。

なお、遠赤外線放射率の測定においては、遠赤外線放射
材を３００℃に加熱し、この３００℃において、波長範
囲が４乃至２０μｍの赤外線の放射率を測定した。但し
、放射率とは黒体（全波長域で放射率！）の放射エネル
ギに対する試料の放射エネルギの比率をいう。

また、放射材料の耐剥離性の試験においては、室温状態
の遠赤外線放射材を２５分間加熱して５００℃まで昇湿
させた後に、この温度で５分間保持し、その後３０分間
冷却して室温吠態まで降温させるという一連のヒートサ
イクル試験を連続的に行ない、Ａｆ２０３層の剥離状態
を調べた。

更に、加工性の試験においては、第２図に示すように、
角柱状の金型（大きさ；　２５ｃｍ　Ｘ　２５ｃｍ　Ｘ
１００ｃ■）の長手方向の側面を被覆するように、遠赤
外線放射材を４箇所で直角に折り曲げ、この折り曲げ部
分にクラックが発生するか否かを調べた。

その結果、実施例１及び２に係る遠赤外線放射材は、い
ずれも遠赤外線放射率が０．９０乃至０．９２と優れた
ものであった。また、実施例１及び２に係る遠赤外線放
射材は、ヒートサイクルを３０回繰り返してもＡｔｓ　
０３層が剥離することがないと共に、曲げ加工により金
型を容易に被覆でき、その折り曲げ部分においてもクラ
ックが発生することがなかった。

一方、Ａ！線の直径が０．３■１である比較例１及びＡ
！板を使用した比較例３に係る遠赤外線放射材は、遠赤
外線放射率が０．９０乃至０．９２と優れ、ヒートサイ
クルを３０回繰り返してもＡ７２Ｏａ層が剥離すること
がなかったものの、可撓性が悪いため金型を被覆するこ
とが困難であって、比較例１においては折り曲げ部分の
３箇所にクラックが発生し、比較例３においては折り曲
げ部分の１０８所にクラックが発生した。

また、Ａ！Ｑ０３層の厚さが３μｍと薄い比較例２に係
る遠赤外線放射材は、ヒートサイクルを３０回繰り返し
てもＡＩｍＯａ層が剥離しないと共に、折り曲げ部分に
もクラックが発生しなかったものの、遠赤外線放射率が
０．７８乃至０．８２と低いものであった。

更に、スチール板上にスラリーを吹き付けた比較例４に
係る遠赤外線放射材は、遠赤外線放射率が０．８７乃至
０．９０と低いものであり、ヒートサイクルの３回目で
クラックが発生し、７回目で表層のＡ７２０．層が剥離
してしまった。また、この遠赤外線放射材も、可撓性が
悪いため金型を被覆することが困難であり、曲げ加工に
よってＡＩ２０＊層が剥離した。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、線径が０．２■■
以下のＡ！又はＡ！合金からなる線材の周面に陽極酸化
処理により厚さが５μｍ以上のアルミナ被膜（Ａ７２　
０３層）が形成された素線を織り込んで遠赤外線放射材
を構成したから、この遠赤外線放射材は、Ａｔ．０３層
とＡ！又はＡ！合金の線材との間の密着性が優れている
ので、急加熱又は急冷却の熱サイクルを繰り返し受けて
も、Ａ７２０３層が剥離することがない。また、この遠
赤外線放射材は、Ａ！又はＡ！合金の細線からなる線材
の局面にＡｊ２０３層を被覆した素線を織り込んでいる
ため可撓性が優れているので、複雑な形状に折り曲げる
ことができると共に、この折り曲げ部分が柔軟に変形す
るので、機械的な変形を受けてもＡｊ又はＡＩ合金線材
の周面のＡｊ２０３層にクラックが発生してこのＡＩ２
０３層が剥離することはない。

従って、本発明に係る遠赤外線放射材は、複雑な形状の
発熱体を容易に被覆することができ、この遠赤外線放射
材を使用することにより、Ａ！２０３層の機械的及び熱
的な耐剥離性が優れ、遠赤外線放射性が優れた遠赤外線
ヒータを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施例に係る遠赤外線放射材を
示す平面図、第１図（ｂ）はそれを構成する素線を示す
断面図、第２図は本実施例に係る遠赤外線放射材の加工
例を示す斜視図である。 １；遠赤外線放射材、２；素線、３；線材、４；Ａｊｚ
Ｏ３ 層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）線径が０．２ｍｍ以下のアルミニウム又はアルミ
   ニウム合金からなる線材の周面に陽極酸化処理により厚
   さが５μｍ以上のアルミナ被膜が形成された素線を布状
   に織り込んで構成されたことを特徴とする遠赤外線放射
   材。