JPH04160167A - 遠赤外線放射体 - Google Patents
遠赤外線放射体Info
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- JPH04160167A JPH04160167A JP2284347A JP28434790A JPH04160167A JP H04160167 A JPH04160167 A JP H04160167A JP 2284347 A JP2284347 A JP 2284347A JP 28434790 A JP28434790 A JP 28434790A JP H04160167 A JPH04160167 A JP H04160167A
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- JP
- Japan
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- far
- film
- base body
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- infrared
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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。
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)
本発明は塗装膜の乾燥、焼付け、印刷時インクの乾燥焼
付け1食品の焼き上げや乾燥、暖房等に利用される遠赤
外線放射体に関し、更に詳細には、ステンレス鋼基体の
表面に化学蒸着法(以下、CVD法という)にて、遠赤
外線放射効率の高い被膜を形成した遠赤外線放射体に関
する。
付け1食品の焼き上げや乾燥、暖房等に利用される遠赤
外線放射体に関し、更に詳細には、ステンレス鋼基体の
表面に化学蒸着法(以下、CVD法という)にて、遠赤
外線放射効率の高い被膜を形成した遠赤外線放射体に関
する。
(従来の技術)
0.78−1000μ−の波長をもつ光は一般に赤外線
と呼ばれ、その中でも波長2.5−1000μ爾の光は
、遠赤外線と呼ばれる。
と呼ばれ、その中でも波長2.5−1000μ爾の光は
、遠赤外線と呼ばれる。
遠赤外線と呼ばれる。
この波長範囲光では、特に有機化合物に効率よく吸収さ
れる性質があるため、これらの物質を効率よく加熱する
ことが出来る。
れる性質があるため、これらの物質を効率よく加熱する
ことが出来る。
古くは、赤色電球により赤外線が得られるとしたことも
あったが近時、遠赤外線の波長範囲が明確になり、種々
の物質について、その放射、吸収特性が測定され、被加
熱体の種類に適合した遠赤外線放射体が製造されるよう
になってきた。それら、遠赤外線放射体を製作するには
、基体表面に遠赤外線放射体を被覆したり、あるいは、
種々のセラミックスの粉末と焼付は助剤等とを混合調合
されたスラリーを基体(金属または各種セラミック基板
)に塗布してから乾燥した後に焼き付ける、焼き付は法
にて製作される。その他に、各種のセラミックスの粉末
を融剤と共に基体上に吹き付ける溶射法もある。
あったが近時、遠赤外線の波長範囲が明確になり、種々
の物質について、その放射、吸収特性が測定され、被加
熱体の種類に適合した遠赤外線放射体が製造されるよう
になってきた。それら、遠赤外線放射体を製作するには
、基体表面に遠赤外線放射体を被覆したり、あるいは、
種々のセラミックスの粉末と焼付は助剤等とを混合調合
されたスラリーを基体(金属または各種セラミック基板
)に塗布してから乾燥した後に焼き付ける、焼き付は法
にて製作される。その他に、各種のセラミックスの粉末
を融剤と共に基体上に吹き付ける溶射法もある。
(発明が解決しようとする課題)
これら、従来の方法で製作された遠赤外線放射体は被膜
厚さの均一性が悪く、この事が原因で放封体に繰り返し
熱応力がかかったり、あるいは急熱、急冷に起因する熱
衝撃により、剥離や脱落を起こしやすいという欠点があ
った。特に、複雑な形状を有する物品の場合、焼付は法
、および溶射法により生成された被膜では膜厚が極めて
不均一になり易く、しかも密着性が低いため被膜の剥離
が重大な問題点となっている。
厚さの均一性が悪く、この事が原因で放封体に繰り返し
熱応力がかかったり、あるいは急熱、急冷に起因する熱
衝撃により、剥離や脱落を起こしやすいという欠点があ
った。特に、複雑な形状を有する物品の場合、焼付は法
、および溶射法により生成された被膜では膜厚が極めて
不均一になり易く、しかも密着性が低いため被膜の剥離
が重大な問題点となっている。
本発明は、これらの問題点を解決するためになされたも
のであって、CVD法により基体表面に遠赤外線放射効
率の高い被膜を形成することにより密着性が高く、かつ
放射効率の高い遠赤外線放射体を得ることを目的とする
。
のであって、CVD法により基体表面に遠赤外線放射効
率の高い被膜を形成することにより密着性が高く、かつ
放射効率の高い遠赤外線放射体を得ることを目的とする
。
(課題を解決するための手段)
CVD法は、蒸着炉の中で均一に加熱された基体に、被
膜の成分を含む原料の混合ガスを接触させ、気相反応に
よって直接表面に各種の金属や化合物の被膜を生成させ
る蒸着法であるが、次のような特徴をもっている。
膜の成分を含む原料の混合ガスを接触させ、気相反応に
よって直接表面に各種の金属や化合物の被膜を生成させ
る蒸着法であるが、次のような特徴をもっている。
1)ガス雰囲気での反応で蒸着させるため基板が複雑形
状でも均一に蒸着でき、焼付は法にあるよう2)計画さ
れた雰囲気内で蒸着が進行するので基体との密着性を損
なう酸化を起こすことが無く、被膜の密着性がよく、均
質な組成の被膜を得ることが出来る。
状でも均一に蒸着でき、焼付は法にあるよう2)計画さ
れた雰囲気内で蒸着が進行するので基体との密着性を損
なう酸化を起こすことが無く、被膜の密着性がよく、均
質な組成の被膜を得ることが出来る。
3)−回の処理工程で同一形状品の多量処理や異形状品
との混載処理が出来る。
との混載処理が出来る。
そこで、本発明においてCVD法を採用した。
さらに、遠赤外線放射体の基体材質としては、基体形状
への加工性、熱伝導性が良好で、かつ耐熱。
への加工性、熱伝導性が良好で、かつ耐熱。
耐食性がよいことからステンレス鋼を選択した。
又、本発明においてステンレス鋼を基体とすることによ
り、その構成成分の一部を変成し、その表面に有効な遠
赤外線を放射する被膜を容易に形成出来る優れた利点が
ある。
り、その構成成分の一部を変成し、その表面に有効な遠
赤外線を放射する被膜を容易に形成出来る優れた利点が
ある。
可視光線や赤外線の放射は、励起された電子の外殻から
内殻への遷移の際に生ずる余剰エネルギーの放射現象で
あり、原子の殻間の電子の遷移にともない放出される特
性については、例えば、雑誌「セラミックス」Vol、
23、N(14、第300頁(1989)に示されてい
る。これによれば、金属の様な電気に示されている。こ
れによれば、金属の様な電気伝導性の高い物質では外殻
部での遷移確率が小さく内殻部での遷移が多くなり、短
波長側(可視光側)の放射確率が高くなる。金属酸化物
の様な絶縁体の場合には、エネルギー帯に伝導帯がない
ため、電子の遷移は励起エネルギーを最も受は易い最外
殻部が起る。このため短波長側での放射率が小さく、長
波長側で大きくなることが示されている。又、原子番号
の大きなものほど外殻電子のエネルギー準位幅が狭いた
めに、長波長側での放射率が大きくなる。
内殻への遷移の際に生ずる余剰エネルギーの放射現象で
あり、原子の殻間の電子の遷移にともない放出される特
性については、例えば、雑誌「セラミックス」Vol、
23、N(14、第300頁(1989)に示されてい
る。これによれば、金属の様な電気に示されている。こ
れによれば、金属の様な電気伝導性の高い物質では外殻
部での遷移確率が小さく内殻部での遷移が多くなり、短
波長側(可視光側)の放射確率が高くなる。金属酸化物
の様な絶縁体の場合には、エネルギー帯に伝導帯がない
ため、電子の遷移は励起エネルギーを最も受は易い最外
殻部が起る。このため短波長側での放射率が小さく、長
波長側で大きくなることが示されている。又、原子番号
の大きなものほど外殻電子のエネルギー準位幅が狭いた
めに、長波長側での放射率が大きくなる。
このことから、遠赤外線放射率の良い材料としては金属
酸化物でCVD蒸着性の良好な材料となる。#化物系の
セラミックスの全波長域での放射率(全放射率)は例え
ば、雑誌「電熱JN[120、第21頁(1985)に
よれば AhOs o、 5 MgOo、 2B
eO0,35TtOz 0. 6 Peg’s 0. 70 CrzOs 0.
7Coo O,75Zr0t O,74と報告さ
れている。そして各々は、固有のスペクトルを有する。
酸化物でCVD蒸着性の良好な材料となる。#化物系の
セラミックスの全波長域での放射率(全放射率)は例え
ば、雑誌「電熱JN[120、第21頁(1985)に
よれば AhOs o、 5 MgOo、 2B
eO0,35TtOz 0. 6 Peg’s 0. 70 CrzOs 0.
7Coo O,75Zr0t O,74と報告さ
れている。そして各々は、固有のスペクトルを有する。
末法の様なCVD法で得られる酸化物も同様に固有のス
ペクトルを有し、更に各々の物質を組み合わせることに
より遠赤外線放射効率のよい被膜を形成出来るのである
。
ペクトルを有し、更に各々の物質を組み合わせることに
より遠赤外線放射効率のよい被膜を形成出来るのである
。
(実施例)
本発明の詳細な説明する。
実施例1
まず、有機溶剤を用いて、超音波洗浄により5US30
4基板の表面を完全に脱脂した。次いで、この基板をC
VD炉に装荷し以下の条件で処理し、基体表面にCrz
O,被膜を形成させた。
4基板の表面を完全に脱脂した。次いで、この基板をC
VD炉に装荷し以下の条件で処理し、基体表面にCrz
O,被膜を形成させた。
Ht 3001/hrCot
3001/hrHCI
181/hr処理温度 10
00°C処理圧力 20 Torr
処理時間 30 sin引き続いて
基体を同一炉内においたまま、次のCVD反応によりα
Ah03を蒸着し、基体表面に多層被膜を形成させた。
3001/hrHCI
181/hr処理温度 10
00°C処理圧力 20 Torr
処理時間 30 sin引き続いて
基体を同一炉内においたまま、次のCVD反応によりα
Ah03を蒸着し、基体表面に多層被膜を形成させた。
H! 3001/hrCow
3001/hrAICI3
11.21/hr処理温度 1
000 ”C処理圧力 20丁orr
処理時間 2 hrこのようにして
製作した遠赤外線放射体を500℃で測定した放射率曲
線を、第1図におけるC−A曲線で示した。又、第1表
には500 ”Cおよび34°Cにおける遠赤外線放射
率を示したがいずれも95%以上の放射率となった。
3001/hrAICI3
11.21/hr処理温度 1
000 ”C処理圧力 20丁orr
処理時間 2 hrこのようにして
製作した遠赤外線放射体を500℃で測定した放射率曲
線を、第1図におけるC−A曲線で示した。又、第1表
には500 ”Cおよび34°Cにおける遠赤外線放射
率を示したがいずれも95%以上の放射率となった。
実施例2
有機溶剤を用いて、超音波洗浄により5O3304基板
の表面を完全に脱脂した。次いで、この基板をCVD炉
に装荷し以下の条件で処理し、基体表面にCrgO,膜
を形成させた。
の表面を完全に脱脂した。次いで、この基板をCVD炉
に装荷し以下の条件で処理し、基体表面にCrgO,膜
を形成させた。
Hz 3001/hrCO!
3001/hrHC1181/hr 処理温度 1000°C処理圧力
’lQ Torr処理時間
30 sin更に、引き続き基板を同一炉内に置い
たまま、次のCVD反応によりαAl!Os ・Ti
O1複合被膜を蒸着し基体表面にその多層被膜を形成さ
せる。
3001/hrHC1181/hr 処理温度 1000°C処理圧力
’lQ Torr処理時間
30 sin更に、引き続き基板を同一炉内に置い
たまま、次のCVD反応によりαAl!Os ・Ti
O1複合被膜を蒸着し基体表面にその多層被膜を形成さ
せる。
th 3001/hrC(h
3001/hrAICI!
11.21/hrTiC1410,21/h
r 処理温度 1000℃ 処理圧力 20 Torr −
処理時間 2 hrこのようにして
製作した遠赤外線放射体の500°Cでの放射率曲線を
第2図にC−A−7曲線で示した。
3001/hrAICI!
11.21/hrTiC1410,21/h
r 処理温度 1000℃ 処理圧力 20 Torr −
処理時間 2 hrこのようにして
製作した遠赤外線放射体の500°Cでの放射率曲線を
第2図にC−A−7曲線で示した。
又、第1表には600°C1および34°Cにおける遠
赤外線放射のデータを示したが、いずれも95%以上の
放射率を示した。
赤外線放射のデータを示したが、いずれも95%以上の
放射率を示した。
第1図、および第2図では、単独の金属酸化物のCVD
皮膜および基体である5US304の500°Cにおけ
る波長2.5−25μ−間の遠赤外線放射率特性曲線を
併記したものであって、図中、CはCr!’s 、
AはαA1.o3. TはTiO2,Bは5US30
4基体表面の500℃における遠赤外線放射特性曲線で
ある0図中に示した5US304基体自体は、測定温度
500℃ではすでに大気中で酸化し、薄い酸化膜(Fe
O・CrzOx + NiO・CrgO3)を形成して
いるが、放射率は20−40%と低い。図中Cで示した
Cr2O,皮膜はCVD炉の中で基体の構成成分である
Crを1000°C120Torrで下記の反応により
変成したものである。
皮膜および基体である5US304の500°Cにおけ
る波長2.5−25μ−間の遠赤外線放射率特性曲線を
併記したものであって、図中、CはCr!’s 、
AはαA1.o3. TはTiO2,Bは5US30
4基体表面の500℃における遠赤外線放射特性曲線で
ある0図中に示した5US304基体自体は、測定温度
500℃ではすでに大気中で酸化し、薄い酸化膜(Fe
O・CrzOx + NiO・CrgO3)を形成して
いるが、放射率は20−40%と低い。図中Cで示した
Cr2O,皮膜はCVD炉の中で基体の構成成分である
Crを1000°C120Torrで下記の反応により
変成したものである。
Cr+ 28CI =CrC1z +Ht
−(1)2 CrCb +2 H! + 3 Cot
=Cr、O,+ 3 CO+4 HCI ・
(2)上記の反応により基体表面にほぼ純粋なりロム酸
化物CrzO=単独皮膜が形成されている。しかし、遠
赤外線の放射率は長波長側に向かって急激な低下を示し
、波長8μ閣で50%以下の放射率となる。
−(1)2 CrCb +2 H! + 3 Cot
=Cr、O,+ 3 CO+4 HCI ・
(2)上記の反応により基体表面にほぼ純粋なりロム酸
化物CrzO=単独皮膜が形成されている。しかし、遠
赤外線の放射率は長波長側に向かって急激な低下を示し
、波長8μ閣で50%以下の放射率となる。
図中Aで示したAlz(h皮膜は1000℃、20To
rrで下記の反応により蒸着させた単独被膜である。
rrで下記の反応により蒸着させた単独被膜である。
2^ICl3 + 3GO! + 3Hz=AhOs
+ 3 CO+ 6 HCI ・・・(3)
AI、O,は波長2.5μ驕と15μ論付近に放射率の
ピークもち、その中間が40%以下の放射率の特異なス
ペクトルを示す。
+ 3 CO+ 6 HCI ・・・(3)
AI、O,は波長2.5μ驕と15μ論付近に放射率の
ピークもち、その中間が40%以下の放射率の特異なス
ペクトルを示す。
又、第2図中のTで示したTi0z皮膜は1000°C
120Torrで下記の反応により蒸着させた被膜であ
る。
120Torrで下記の反応により蒸着させた被膜であ
る。
TiC1g + 2 CO,+ 2 Hz=TiOz
+ 2 Co + 4 HCI ・・・(
4)TiO□は波長7μm以上の波長範囲で急激に遠赤
外線の放射率が低下する。
+ 2 Co + 4 HCI ・・・(
4)TiO□は波長7μm以上の波長範囲で急激に遠赤
外線の放射率が低下する。
この様に、Altos皮膜あるいはTi01皮膜等の酸
化物単独膜では遠赤外線の放射率が低いことがわかる。
化物単独膜では遠赤外線の放射率が低いことがわかる。
これに対し、Cr、0.とAhOsの多層化した被膜(
第1図中のC−A曲線)は2.5−11μ−で90%以
上の放射率を示す、又、Crabsとahos ・T
i島の多層複合被膜(第2図中のC−A−T曲線)でも
、2.5−15μmの波長範囲で95%以上の高い放射
率を示し、遠赤外線放射体として非常に優れた特性を持
っていることがわかる。
第1図中のC−A曲線)は2.5−11μ−で90%以
上の放射率を示す、又、Crabsとahos ・T
i島の多層複合被膜(第2図中のC−A−T曲線)でも
、2.5−15μmの波長範囲で95%以上の高い放射
率を示し、遠赤外線放射体として非常に優れた特性を持
っていることがわかる。
又、第1表には500℃および34℃における遠赤外線
放射のデータを示したが、いずれも95%以上の放射率
を示している。更に、本発明の実施例1及び2の放射体
の被膜の密着性試験として、熱衝撃試験2曲げ試験を行
いその結果も第1表に示した。
放射のデータを示したが、いずれも95%以上の放射率
を示している。更に、本発明の実施例1及び2の放射体
の被膜の密着性試験として、熱衝撃試験2曲げ試験を行
いその結果も第1表に示した。
熱衝撃試験は、放射体を800℃に加熱後、室温の水の
中に投入するものであって、本発明の遠赤外線放射体で
は、これを5回以上繰り返しても被覆の剥離が見られな
かった。また、この蒸着を施した直径10mのステンレ
スパイプをU形に曲げる曲げ試験を行っても蒸着被膜の
剥離が見られなかった。
中に投入するものであって、本発明の遠赤外線放射体で
は、これを5回以上繰り返しても被覆の剥離が見られな
かった。また、この蒸着を施した直径10mのステンレ
スパイプをU形に曲げる曲げ試験を行っても蒸着被膜の
剥離が見られなかった。
第1表
(発明の効果)
本発明は、以上説明したように構成されるので以下の欅
な効果がある。
な効果がある。
1)ステンレス製の基体表面をその構成成分の一つであ
るCrを用いてCr、03に変性し、その上にCVD法
によりAh(hあるいはAhO3・Ti0z等の金属酸
化の被膜を構成し、多層化させることにより遠赤外線の
波長2.5−15μ園の範囲に於いて90%以上の高い
放射率をもつ遠赤外線放射体を作ることができる。
るCrを用いてCr、03に変性し、その上にCVD法
によりAh(hあるいはAhO3・Ti0z等の金属酸
化の被膜を構成し、多層化させることにより遠赤外線の
波長2.5−15μ園の範囲に於いて90%以上の高い
放射率をもつ遠赤外線放射体を作ることができる。
2)複雑形状の遠赤外線放射体においても垂れ、溜り等
の被膜厚さにむらが全くなく、均一な放射効果を示し、
かつ熱サイクルおよび熱衝撃に対して密着性よく固着で
きる。
の被膜厚さにむらが全くなく、均一な放射効果を示し、
かつ熱サイクルおよび熱衝撃に対して密着性よく固着で
きる。
3)計画された雰囲気内で被膜が形成されるので、基体
表面に酸化を起こすことが無く、被膜の密着性がよく、
かつ緻密で均質な組成の被膜を得ることが出来る。
表面に酸化を起こすことが無く、被膜の密着性がよく、
かつ緻密で均質な組成の被膜を得ることが出来る。
第1図、第2図は波長2.5−25μに於ける500℃
での遠赤外線放射スペクトルの状態図である。 A・・・Altos単独被膜の放射率曲線C・・・Cr
tOs単独被膜の放射率曲線T・・・Ti0z 単独
被膜の放射率曲線C−A・・・本発明に係るCr、03
−^hoの多層被膜の放射率曲線 C−A −T ・・・本発明に係るCrzOs−AhO
−TiOz(D多層複合被膜の放射率曲線 B・・・基体5US304表面の500°Cにおける遠
赤外線放射率曲線 代理人 弁理士 河 内 潤 二
での遠赤外線放射スペクトルの状態図である。 A・・・Altos単独被膜の放射率曲線C・・・Cr
tOs単独被膜の放射率曲線T・・・Ti0z 単独
被膜の放射率曲線C−A・・・本発明に係るCr、03
−^hoの多層被膜の放射率曲線 C−A −T ・・・本発明に係るCrzOs−AhO
−TiOz(D多層複合被膜の放射率曲線 B・・・基体5US304表面の500°Cにおける遠
赤外線放射率曲線 代理人 弁理士 河 内 潤 二
Claims (1)
- ステンレス鋼製基体の表面を、酸化クロムの被膜に変
成し、更に、該基体表面に金属酸化物の一種または二種
以上の複合膜あるいは多層膜をCVD法で形成したこと
を特徴とする遠赤外線放射体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2284347A JPH04160167A (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 遠赤外線放射体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2284347A JPH04160167A (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 遠赤外線放射体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04160167A true JPH04160167A (ja) | 1992-06-03 |
Family
ID=17677406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2284347A Pending JPH04160167A (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 遠赤外線放射体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04160167A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1023880C2 (nl) * | 2003-07-10 | 2005-01-11 | Tno | Emissieverhogende coating, voorwerp waarop de coating is aangebracht, en werkwijze voor het aanbrengen van de coating op een oppervlak. |
| JP2014013731A (ja) * | 2012-07-05 | 2014-01-23 | Panasonic Corp | 光源装置 |
-
1990
- 1990-10-24 JP JP2284347A patent/JPH04160167A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1023880C2 (nl) * | 2003-07-10 | 2005-01-11 | Tno | Emissieverhogende coating, voorwerp waarop de coating is aangebracht, en werkwijze voor het aanbrengen van de coating op een oppervlak. |
| JP2014013731A (ja) * | 2012-07-05 | 2014-01-23 | Panasonic Corp | 光源装置 |
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