JPH05339075A - マイクロ波吸収発熱体 - Google Patents
マイクロ波吸収発熱体Info
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- JPH05339075A JPH05339075A JP14941192A JP14941192A JPH05339075A JP H05339075 A JPH05339075 A JP H05339075A JP 14941192 A JP14941192 A JP 14941192A JP 14941192 A JP14941192 A JP 14941192A JP H05339075 A JPH05339075 A JP H05339075A
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- JP
- Japan
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- heating element
- heat
- microwave
- porous body
- microwave absorption
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- Pending
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- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロ波が当該発熱体中を殆ど透過するこ
となく、効率良く吸収されることにより高い発熱効率に
て発熱するマイクロ波吸収発熱体であって、耐熱衝撃性
及び発熱特性が良好なマイクロ波吸収発熱体を提供す
る。 【構成】 コージェライト質焼結体で構成される気孔率
３０〜７０％の多孔体面にシリコン層を形成してなるマ
イクロ波吸収発熱体。 【効果】 気孔率の高い多孔体を基体とするため、ガス
拡散性が極めて良く、しかも熱の対流、耐熱衝撃性が良
好で、発熱効率が高い。更に、シリコン層の形成によ
り、マイクロ波の透過が殆どなく、極めて吸収発熱特性
が良好である。コージェライト質原料はフラックスなし
で焼結でき、耐熱衝撃性に著しく優れる。
となく、効率良く吸収されることにより高い発熱効率に
て発熱するマイクロ波吸収発熱体であって、耐熱衝撃性
及び発熱特性が良好なマイクロ波吸収発熱体を提供す
る。 【構成】 コージェライト質焼結体で構成される気孔率
３０〜７０％の多孔体面にシリコン層を形成してなるマ
イクロ波吸収発熱体。 【効果】 気孔率の高い多孔体を基体とするため、ガス
拡散性が極めて良く、しかも熱の対流、耐熱衝撃性が良
好で、発熱効率が高い。更に、シリコン層の形成によ
り、マイクロ波の透過が殆どなく、極めて吸収発熱特性
が良好である。コージェライト質原料はフラックスなし
で焼結でき、耐熱衝撃性に著しく優れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波吸収発熱体に
係り、特に、マイクロ波を吸収して自己発熱するマイク
ロ波吸収発熱体であって、マイクロ波の透過抑制効果に
優れ、発熱効率が著しく高く、しかも、耐熱衝撃性及び
発熱特性が大幅に改良されたマイクロ波吸収発熱体に関
する。
係り、特に、マイクロ波を吸収して自己発熱するマイク
ロ波吸収発熱体であって、マイクロ波の透過抑制効果に
優れ、発熱効率が著しく高く、しかも、耐熱衝撃性及び
発熱特性が大幅に改良されたマイクロ波吸収発熱体に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、物質がマイクロ波を吸収すること
により加熱される現象を利用して、材木、布、プラスチ
ック等の乾燥や加工が行なわれている。これらは、主に
物質中に存在する双極子が、マイクロ波による交番電界
により揺り動かされ、分子間の摩擦によって発熱する誘
電加熱を利用するものである。
により加熱される現象を利用して、材木、布、プラスチ
ック等の乾燥や加工が行なわれている。これらは、主に
物質中に存在する双極子が、マイクロ波による交番電界
により揺り動かされ、分子間の摩擦によって発熱する誘
電加熱を利用するものである。
【０００３】このようなマイクロ波加熱の多くは、被加
熱物体中に存在する電気双極子能を有する水分子を発熱
の基とするものであり、従って、マイクロ波加熱は一般
に、水を含有する物質の加熱や乾燥に使用されている。
熱物体中に存在する電気双極子能を有する水分子を発熱
の基とするものであり、従って、マイクロ波加熱は一般
に、水を含有する物質の加熱や乾燥に使用されている。
【０００４】しかしながら、このような水分子の加熱で
は、蒸発潜熱により被加熱物体を１００℃以上に加熱す
ることは不可能であり、又、被加熱物体中の水分が蒸発
により無くなると、発熱源の水が無くなるため、加熱現
象は減少し、被加熱物体の温度が上昇しなくなるという
不具合がある。即ち、１００℃以上の温度に加熱するこ
とは、単に、水分を含む被加熱物体にマイクロ波を照射
するだけでは不可能である。
は、蒸発潜熱により被加熱物体を１００℃以上に加熱す
ることは不可能であり、又、被加熱物体中の水分が蒸発
により無くなると、発熱源の水が無くなるため、加熱現
象は減少し、被加熱物体の温度が上昇しなくなるという
不具合がある。即ち、１００℃以上の温度に加熱するこ
とは、単に、水分を含む被加熱物体にマイクロ波を照射
するだけでは不可能である。
【０００５】そこで、従来は、マイクロ波を吸収して自
己発熱する誘電体や磁性体を発熱体とし、発熱体への接
触や輻射によって、被加熱物体を高温加熱することが行
なわれている。
己発熱する誘電体や磁性体を発熱体とし、発熱体への接
触や輻射によって、被加熱物体を高温加熱することが行
なわれている。
【０００６】従来、このような発熱体としては、耐熱性
磁器類であるチタン酸鉛系の磁器やフェライト系の磁
器、又は、ソーダガラスなどが用いられている。
磁器類であるチタン酸鉛系の磁器やフェライト系の磁
器、又は、ソーダガラスなどが用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の発熱体では、照射されたマイクロ波の一部がその発
熱体を透過するため発熱効率が悪いことから、その発熱
特性の改善が望まれている。
来の発熱体では、照射されたマイクロ波の一部がその発
熱体を透過するため発熱効率が悪いことから、その発熱
特性の改善が望まれている。
【０００８】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
ものであって、マイクロ波が当該発熱体中を殆ど透過す
ることなく、効率良く吸収されることにより高い発熱効
率にて発熱するマイクロ波吸収発熱体であって、耐熱衝
撃性及び発熱特性が良好なマイクロ波吸収発熱体を提供
することを目的とする。
ものであって、マイクロ波が当該発熱体中を殆ど透過す
ることなく、効率良く吸収されることにより高い発熱効
率にて発熱するマイクロ波吸収発熱体であって、耐熱衝
撃性及び発熱特性が良好なマイクロ波吸収発熱体を提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロ波吸収
発熱体は、マイクロ波を吸収して発熱するマイクロ波吸
収発熱体であって、コージェライト質焼結体よりなる気
孔率３０〜７０％の多孔体と、該多孔体面に形成された
シリコン層とを備えてなることを特徴とする。
発熱体は、マイクロ波を吸収して発熱するマイクロ波吸
収発熱体であって、コージェライト質焼結体よりなる気
孔率３０〜７０％の多孔体と、該多孔体面に形成された
シリコン層とを備えてなることを特徴とする。
【００１０】請求項２のマイクロ波吸収発熱体は、請求
項１の発熱体において、多孔体の気孔径は０．０５〜１
ｍｍであり、かつ、シリコン層は、溶射法により３０〜
３００μｍの膜厚で形成されていることを特徴とする。
項１の発熱体において、多孔体の気孔径は０．０５〜１
ｍｍであり、かつ、シリコン層は、溶射法により３０〜
３００μｍの膜厚で形成されていることを特徴とする。
【００１１】以下に本発明を詳細に説明する。
【００１２】本発明のマイクロ波吸収発熱体において、
基体となる多孔体の気孔率が３０％未満では耐熱衝撃性
が不十分であり、しかも、ガス拡散も悪いため、速やか
な熱伝導性が得られない。また、気孔率が７０％を超え
ると強度が不足し、実用性に欠ける。従って、多孔体の
気孔率は３０〜７０％とする。
基体となる多孔体の気孔率が３０％未満では耐熱衝撃性
が不十分であり、しかも、ガス拡散も悪いため、速やか
な熱伝導性が得られない。また、気孔率が７０％を超え
ると強度が不足し、実用性に欠ける。従って、多孔体の
気孔率は３０〜７０％とする。
【００１３】この多孔体は、コージェライト質焼結体で
構成されるが、ここで、コージェライト質の組成は、Ｍ
ｇＯ１３〜１５重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ３３〜３７重量％、
ＳｉＯ2 ５０〜５５重量％であることが望ましい。
構成されるが、ここで、コージェライト質の組成は、Ｍ
ｇＯ１３〜１５重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ３３〜３７重量％、
ＳｉＯ2 ５０〜５５重量％であることが望ましい。
【００１４】また、この多孔体中に形成された気孔の気
孔径分布は０．０５〜１ｍｍであることが好ましい。気
孔径が０．０５ｍｍ未満ではガス拡散が不十分であり、
１ｍｍを超えると多孔体の強度が不足する。従って、気
孔径分布は０．０５〜１ｍｍであることが好ましい。な
お、この気孔は連続気孔であることが重要であり、仮り
に閉気孔ではガスの拡散が悪く、多孔体の熱伝導性が劣
る。
孔径分布は０．０５〜１ｍｍであることが好ましい。気
孔径が０．０５ｍｍ未満ではガス拡散が不十分であり、
１ｍｍを超えると多孔体の強度が不足する。従って、気
孔径分布は０．０５〜１ｍｍであることが好ましい。な
お、この気孔は連続気孔であることが重要であり、仮り
に閉気孔ではガスの拡散が悪く、多孔体の熱伝導性が劣
る。
【００１５】本発明において、コージェライト質焼結体
よりなる多孔体を製造するには、 各種粒度のコージェライト質原料を混合、成形、焼
成して多孔質とする方法。或いは 比較的微粒のコージェライト質原料に、有機質球状
ビーズ（スチレンビーズ等）及び／又は有機質バインダ
ーを添加、成形して焼成し、焼成時の有機質成分の揮散
のあとを気孔とする方法。 があり、、を同時に行なうことも可能である。
よりなる多孔体を製造するには、 各種粒度のコージェライト質原料を混合、成形、焼
成して多孔質とする方法。或いは 比較的微粒のコージェライト質原料に、有機質球状
ビーズ（スチレンビーズ等）及び／又は有機質バインダ
ーを添加、成形して焼成し、焼成時の有機質成分の揮散
のあとを気孔とする方法。 があり、、を同時に行なうことも可能である。
【００１６】本発明のマイクロ波吸収発熱体は、このよ
うにして得られるコージェライト質焼結体よりなる多孔
体のマイクロ波被照射面と反対側の面に、好ましくは溶
射法によりシリコン層の被覆層を形成してなるものであ
るが、このシリコン層の膜厚が３０μｍ未満では、一様
に均一なシリコン層を形成することが困難であり、ま
た、マイクロ波が発熱体中を一部透過して吸収発熱特性
が低下する。膜厚が３００μｍを超えると、発熱特性が
低下する上に、多孔体との剥離が問題となる。従って、
シリコン層の膜厚は３０〜３００μｍとするのが好まし
い。
うにして得られるコージェライト質焼結体よりなる多孔
体のマイクロ波被照射面と反対側の面に、好ましくは溶
射法によりシリコン層の被覆層を形成してなるものであ
るが、このシリコン層の膜厚が３０μｍ未満では、一様
に均一なシリコン層を形成することが困難であり、ま
た、マイクロ波が発熱体中を一部透過して吸収発熱特性
が低下する。膜厚が３００μｍを超えると、発熱特性が
低下する上に、多孔体との剥離が問題となる。従って、
シリコン層の膜厚は３０〜３００μｍとするのが好まし
い。
【００１７】なお、溶射には大きく分けて、化学燃焼を
熱源とするガス式溶射と電気エネルギーを熱源とする電
気式溶射があり、本発明ではいずれの方法でも可能であ
るが、電気式溶射のプラズマ溶射が最も好適である。
熱源とするガス式溶射と電気エネルギーを熱源とする電
気式溶射があり、本発明ではいずれの方法でも可能であ
るが、電気式溶射のプラズマ溶射が最も好適である。
【００１８】
【作用】本発明のマイクロ波吸収発熱体は、コージェラ
イト質焼結体よりなる多孔体の所定面にシリコン層が形
成された発熱体であって、気孔率の高い多孔体を基体と
するため、ガス拡散性が極めて良く、しかも熱の対流、
耐熱衝撃性が良好である。しかも、シリコン層の形成に
より、マイクロ波の透過が殆どなく、極めて吸収発熱特
性が良好である。また、このシリコン層の膜厚を変える
ことにより、マイクロ波による発熱特性を所望のものに
制御することもできる。
イト質焼結体よりなる多孔体の所定面にシリコン層が形
成された発熱体であって、気孔率の高い多孔体を基体と
するため、ガス拡散性が極めて良く、しかも熱の対流、
耐熱衝撃性が良好である。しかも、シリコン層の形成に
より、マイクロ波の透過が殆どなく、極めて吸収発熱特
性が良好である。また、このシリコン層の膜厚を変える
ことにより、マイクロ波による発熱特性を所望のものに
制御することもできる。
【００１９】特に、焼結体を構成するコージェライト質
原料は、比較的焼結性が良く、焼結助剤（フラックス）
を必要とすることなく焼結することができ、焼結強度に
優れ、成形条件等についても工業的に極めて有利である
上に、得られる多孔体の耐熱衝撃強度が著しく優れると
いう利点も備えている。
原料は、比較的焼結性が良く、焼結助剤（フラックス）
を必要とすることなく焼結することができ、焼結強度に
優れ、成形条件等についても工業的に極めて有利である
上に、得られる多孔体の耐熱衝撃強度が著しく優れると
いう利点も備えている。
【００２０】請求項２のマイクロ波吸収発熱体によれ
ば、より一層マイクロ波の透過防止機能に優れ、発熱効
率の高いマイクロ波吸収発熱体が提供される。
ば、より一層マイクロ波の透過防止機能に優れ、発熱効
率の高いマイクロ波吸収発熱体が提供される。
【００２１】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
り具体的に説明する。
【００２２】実施例１〜３ コージェライト（ＭｇＯ１４重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ３５重
量％、ＳｉＯ2 ５１重量％）の微粉末（平均粒径７０μ
ｍ）を原料として用い、このコージェライト微粉末に気
孔形成材として発泡スチレンビーズ（平均粒径０．５ｍ
ｍ）を４重量％及びワックス系有機バインダーを０．５
重量％混合して１００ｋｇ／ｃｍ2 でプレス成形した。
量％、ＳｉＯ2 ５１重量％）の微粉末（平均粒径７０μ
ｍ）を原料として用い、このコージェライト微粉末に気
孔形成材として発泡スチレンビーズ（平均粒径０．５ｍ
ｍ）を４重量％及びワックス系有機バインダーを０．５
重量％混合して１００ｋｇ／ｃｍ2 でプレス成形した。
【００２３】得られた成形体を４００℃まで５０℃／ｈ
ｒで昇温し、次に１４００℃まで１００℃／ｈｒで昇温
し、この温度で１．５時間保持した。その結果、気孔率
６０％で平均孔径３００μｍの連続気孔を有する多孔体
（厚さ５ｍｍ）が得られた。
ｒで昇温し、次に１４００℃まで１００℃／ｈｒで昇温
し、この温度で１．５時間保持した。その結果、気孔率
６０％で平均孔径３００μｍの連続気孔を有する多孔体
（厚さ５ｍｍ）が得られた。
【００２４】この多孔体の片面に、プラズマ溶射法によ
り表１に示す厚さのシリコン層を形成した。用いたシリ
コン原料の粒度は１０〜５０μｍである。
り表１に示す厚さのシリコン層を形成した。用いたシリ
コン原料の粒度は１０〜５０μｍである。
【００２５】得られた発熱体の吸収発熱特性を表１に示
す。吸収発熱特性は、出力５００Ｗのマイクロ波を２分
間照射したときの発熱体（多孔体）の温度と発熱体の反
対側に設置した１００ｍｌの水の水温の上昇により評価
した。マイクロ波の透過が少ないほど水温の上昇が少な
いといえる。なお、実験は、室温２５℃で行ない、マイ
クロ波照射前の水温は１５℃とした。
す。吸収発熱特性は、出力５００Ｗのマイクロ波を２分
間照射したときの発熱体（多孔体）の温度と発熱体の反
対側に設置した１００ｍｌの水の水温の上昇により評価
した。マイクロ波の透過が少ないほど水温の上昇が少な
いといえる。なお、実験は、室温２５℃で行ない、マイ
クロ波照射前の水温は１５℃とした。
【００２６】また、昇降温試験（室温〜５５０℃）を７
００サイクル行ない、この時の破損の有無を調べること
により、耐熱性試験を行ない、結果を表１に示した。
００サイクル行ない、この時の破損の有無を調べること
により、耐熱性試験を行ない、結果を表１に示した。
【００２７】比較例１ 実施例１においてシリコン層を形成しないこと以外は同
様にして作成した多孔体について、同様に吸収発熱特性
を調べ、結果を表１に示した。
様にして作成した多孔体について、同様に吸収発熱特性
を調べ、結果を表１に示した。
【００２８】表１より、本発明のマイクロ波吸収発熱体
は、マイクロ波の透過が少なく、マイクロ波吸収発熱特
性が著しく高いことが明らかである。
は、マイクロ波の透過が少なく、マイクロ波吸収発熱特
性が著しく高いことが明らかである。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のマイクロ波
吸収発熱体によれば、ガス拡散性が極めて良く、耐熱衝
撃性に優れ、しかも、マイクロ波の透過が殆どなく、マ
イクロ波の吸収発熱効率及び発熱特性に著しく優れたマ
イクロ波吸収発熱体が提供される。特に、コージェライ
ト質原料は焼結性が良く、焼結助剤（フラックス）を用
いることなく焼結することができ、耐熱衝撃性が著しく
良好であるため、工業的に極めて有利である。
吸収発熱体によれば、ガス拡散性が極めて良く、耐熱衝
撃性に優れ、しかも、マイクロ波の透過が殆どなく、マ
イクロ波の吸収発熱効率及び発熱特性に著しく優れたマ
イクロ波吸収発熱体が提供される。特に、コージェライ
ト質原料は焼結性が良く、焼結助剤（フラックス）を用
いることなく焼結することができ、耐熱衝撃性が著しく
良好であるため、工業的に極めて有利である。
【００３１】請求項２のマイクロ波吸収発熱体によれ
ば、より一層マイクロ波の透過防止機能に優れ、発熱効
率の高いマイクロ波吸収発熱体が提供される。
ば、より一層マイクロ波の透過防止機能に優れ、発熱効
率の高いマイクロ波吸収発熱体が提供される。
Claims (2)
- 【請求項１】 マイクロ波を吸収して発熱するマイクロ
波吸収発熱体であって、コージェライト質焼結体よりな
る気孔率３０〜７０％の多孔体と、該多孔体面に形成さ
れたシリコン層とを備えてなることを特徴とするマイク
ロ波吸収発熱体。 - 【請求項２】 多孔体の気孔径は０．０５〜１ｍｍであ
り、かつ、シリコン層は、溶射法により３０〜３００μ
ｍの膜厚で形成されていることを特徴とする請求項１に
記載のマイクロ波吸収発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14941192A JPH05339075A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | マイクロ波吸収発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14941192A JPH05339075A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | マイクロ波吸収発熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05339075A true JPH05339075A (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=15474539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14941192A Pending JPH05339075A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | マイクロ波吸収発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05339075A (ja) |
-
1992
- 1992-06-09 JP JP14941192A patent/JPH05339075A/ja active Pending
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