JPS61117151A

JPS61117151A - 遠赤外線放射材料

Info

Publication number: JPS61117151A
Application number: JP59236284A
Authority: JP
Inventors: 健玉置; 坂井　有
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1984-11-08
Filing date: 1984-11-08
Publication date: 1986-06-04
Also published as: JPH0419181B2

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、遠赤外線放射料材に係り、特に遠赤外線の放
射面積を増大させることができる遠赤外線放射料材に関
するものである。

［従来の技術１近年、セラミックス粉末は、各桂分野において広く使用
されつつあり、金属セラミックス等の表面に酸化防止や
耐熱性向上等を目的として被覆するための、セラミック
ス粉末に適当な無機質バインダーや硬化剤等を配合した
被覆材料、あるいは、金属やセラミックス等の無機接着
剤等として利用されており、多種類の材料が市販されて
いる。

一方、セラミックスは遠赤外線放射料材としても知られ
ており、例えばジルコニア、チタニア、アルミナ、その
他遷移元素酸化物系セラミックス等を使用したヒータは
既に実用化されている。

従来、遠赤外線放射ヒータとしては、各種ぷ赤外線放射
セラミックス粉末を任意の形状に成形したものを高温焼
結したもの、任意の形状のセラミックス等の母材に、遠
赤外線放射セラミックス粉末を陶磁器のうわぐすりのよ
うに塗布し、焼成して被覆したもの（例えば、七宝のよ
うな方法等）又は、溶射により被覆したもの等が一般的
である。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、従来の遠赤外線放射料材は、いずれも高
温域での乾燥又は焼結等の処理が必要であり、工業的に
有利なものといえなかった。

また、遠赤外線の放射効率をより向上させるためには、
得られる放射体の表面積を増大させることが必要である
が、従来、放射体の表面積を効果的に増大し得る遠赤外
線放射料材は提案されていなかった。

［問題点を解決するための手段］上記従来の問題点を解決するために１本発明の遠赤外線
の放射材料は、遠赤外線放射セラミックス粉末２０〜９０正帰％、屯リ
ン酸アルミニウム１ム粉末５〜２０　、Ｒ１，１，％及
びト均粒陛５０〜８００終ｍの骨材５〜７５吃量％を配
合してなる粉体原料ｔｏｏｆｆｉ１部と。

水ガラス及び／又はアルミナゾルからなる液体原料と。

を該液体原料中の固形分が前記粉体原料１Ｏｏｆｆｉ量
部に対し５〜２５ｆｉＪ１部となるように混合すると共
にを混練し、ペースト状又はスラリー状と成し、塗布又
は成形し、常温ないし３００℃以下の温度で乾燥硬化し
てなることを特徴とする遠赤外線放射料材。

及び遠赤外線放射セラミックス粉末２０〜９０重量％、重リ
ン酸アルミニウム塩粉末５〜２０重量％及び平均粒径５
０〜８００１Ｌｍの骨材５〜７５ｆｆｉ量％を配合して
なる粉体原料１００重量部と。

水ガラス及び／又はアルミナゾルと希釈剤とからなる液
体原料と、を該液体原料中の固形分が前記粉末体原料１００ＶＩ！
量部に対し５〜２５重量部となるように混合すると共に
混練し、ペースト状又はスラリー状と成し、塗布又は成
形し、常温ないし３００℃以下の温度で乾燥硬化してな
ることを特徴とする遠赤外線放射料材。

を要旨とするものである。

以下に本発明につき詳細に説明する。

なお、本明細書において、％は特記しない限り重量％を
表す。

本発明の遠赤外線放射料材を製造するには、まず遠赤外
線放射セラミックス粉末２０〜９０％。

重リン酸アルミニウム塩粉末５〜２０％及び骨材５〜７
５％を予め混合し、粉体原料とする。遠赤外線放射セラ
ミックス粉末の配合割合が２０％未満では遠赤外線の放
射量が減少し、９０％を超えると重リン酸アルミニウム
の添加量減少のため白華現象を生じ、骨材の添加量減少
のため表面８！増加効果が不充分となる。また重リン醜
アルミニウム塩粉末の配合割合が５％未満では白華防止
効果が不充分であり、２０％を超えると遠赤外線放射材
の価格が高価になり実用的でない、さらに、骨材の配合
割合が５％未満では表面ＪＡｕ３加効果が充分でなくな
り、また被ｒｒＩＩ？＋のクラック防止作用が期待でき
なくなる。骨材の配合割合が７５％を超えると遠赤外線
放射セラミックス粉末が２０％以下になり、遠赤外線放
射量が減少する。なお、好ましくは、遠赤外線放射セラ
ミックス粉末４０〜７５％、重リン酸アルミニウム塩粉
末１０〜２０％及び骨材５〜５０％を予め混合し、粉体
原料とする。

次に、水ガラス、アルミナゾル、又は、アルカリ珪酸塩
とアルミナゾルとの混合液、更に必要に応じて希釈剤を
加えたものを液体原料として調製し、前記粉体原料に液
体原料を加え、所望の粘度のペースト又はスラリーとす
る。

粉体原料と液体原料の混合割合は、粉体原料１００３１
量部に対し、液体原料中の固形分が５〜２５重量部とな
る割合である。粉体原料１００重量部に対する液体原料
中の固形分が５ｇＬ量部未満では被ｒｒ１層の付着強度
が小さく、２５重置部を超えると、白華を生ずる。

このようにして調製したペースト又はスラリーは、刷毛
塗りやスプレー塗装等で被覆したい面に塗布するか、成
形型等に流し込んで成形した後、常温ないし３００℃以
下の低温で乾燥して硬化させることにより１本発明の遠
赤外線放射料材とする。

本発明において、遠赤外線放射セラミックス粉末として
は、通常用いられるもので良く、特に制限はないが、例
えばジルコニア、アルミナ、チタニア、その他遷移金属
酸化物系セラミックス等の粉末が挙げられる。これらの
うちでも遷移金属酸化物を５０重量％以上含むものが好
ましい、この遠赤外線放射セラミックス粉末の粒度は、
骨材の粒度よりも小さいものとし、かつなるべく細かい
ものが好ましい。

重リン酸アルミニウム塩粉末としては、トリポリリン醜
アルミニウム粉末等が好ましい。

骨材としては、シャモット、焼結アルミナ、焼結ジルコ
ニア等のセラミックスの粗粒や、珪砂、雲母等の天然鉱
物等の無機質骨材が挙げられ、その平均粒径は５０〜８
００μｍ、好ましくは、２００〜６００ｐｍのものとす
る。骨材の平均粒径が５０延ｍ未満では表面積増加効果
、クラック防＋ｈ作用共不充分であり、８００４ｍを超
えると被￥ｆＩ層の付着強度が弱くなり、また、スラリ
ーとしたときに沈澱する。スプレー法による場合は。

スプレーガンノズル孔を閉塞したりして好ましくない、
なお、骨材粒子は角ばった形状のものが、球形のものに
比較し、比表面積が大きいので好ましい。

水ガラスとしては、各踵の市販のソーダ水ガラス、カリ
水ガラス等で、用途に合う種類のものを適宜選択して用
いる。また、アルミナゾルは、アルカリ珪酸塩の白華現
象を抑制したい場合に用いるのが好ましい。

希釈剤としては、コロイダルシリカ、水又はアルコール
等が挙げられる。

本発明においては、製造過程における原料ペースト又は
スラリーの粘度調部、あるいは、得られる遠赤外線放射
料材の耐水性の向上１等のために、必要に応じて、層状
構造を有するカオリン。

粘土、タルク等の充填材を原料中に配合することもでき
る。

［作用］本発明の遠赤外線放射料材は、！！リン酸アルミニウム
塩、水ガラス、アルミナゾル等を用いて（するので、常
温ないし３００℃以下の比穀的低温度の加熱乾燥で製造
することができる。

また１重リン酸アルミニウム塩は耐水性を高め、白華を
抑制すると共に、本発明材料の熱膨張率を金属の熱膨張
率に近づける。

本発明の遠赤外線放射料材を母材の被覆層とした場合、
その付着性は極めて強固である。

しかも骨材添加により１本発明の遠赤外線放射料材は得
られる外表面が粗となり、その表面積を大きくすること
ができる。更に骨材の添加により、ひび割れ、欠け、被
覆層の脱落等を防止することもできる。

因みに、第１図の如く１本発明の遠赤外線放射料材を用
いて、加熱器板等の母材３に被ｒｆＩＭ１を形成した場
合には、骨材２が遠赤外線放射料材の被覆層ｌ中に分散
し、被覆面に凸凹ができ、表面積が増加するが、その増
加割合は、第２図に示すような骨材を含まない従来の遠
赤外線放射料材により被ｆｌＦ１４を形成した場合に比
し、２０〜３５％程度にも達する。

［実施例及び比較例］以下に実施例及び比較例（製造例及び試験例）を挙げて
、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨
を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではな
い。

製造例１〜８第１表に示す配合の粉体原料（Ｎｏ、１〜８）１００重
量部に、第２表に示す配合の液体原料（Ｎｏ、１〜８）
を各々固形分として第３表（Ｎｏ、１〜８）に示す割合
で加えて、ペーストまたはスラリーとした。

これを、第３図に示す如く、電熱線１１を内蔵した金属
板１２の片側表面に刷毛塗り又はスプレー塗装し、２０
０℃で乾燥硬化させることにより平均被覆層厚０．５ｍ
ｍの被ｒＩＩ層１３を形成し。

遠赤外線ヒータ１４を作製した。なお１２ａは金属板１
２の電熱線１１との対向面に設けられた雲母製電気絶縁
層である。

得られた遠赤外線ヒータの被覆層１３は、いずれも金属
板に強固に付着していた。

なお、遠赤外線放射セラミックス粉末の組成は次の通り
である。

Ｍ　ｎ　０２　　　　６０％Ｆｅ２Ｏ３２０％ＣｕＯ１０％ＣＯＯ１０％試験例１〜９製造例１〜８の各々の原料を試験例１〜８に示す割合で
混合し、！！＆布し、乾燥して得られた被覆ｆｉ１３を
形成したまたは、被覆層１３を形成しない（試験例Ｎｏ
、９）の金属板１２の内側に配設された電熱線１１に通
電し、遠赤外線ヒータとしての性能を試験した。

即ち、第４図に示す如き有蓋無底のケーシング２１内の
天井面にサンプル取付治具２２を吊設してなる測定装置
の治具２２に、製造例１で作製した遠赤外線ヒータ１４
を被覆層１３が下向きになるように取り付ける。なお、
この際治具２２との間に断熱層２３を介在させる。そし
て被ｒｆＩ暦１３の中央部に熱電対１５を埋め込み、電
熱線１１に通電を行ない、表面の温度を連続的に測定し
た。

交流１００ＶでＩＡの電流を電熱線に流し、ヒータ１４
の表面の温度が一定値（定常状態）になった時（約３０
分後）の温度を熱電対１５で測定し、表面温度測定値と
した。

本性能試験の条件は下記の通りである。

ニニノ金属板　　　５ＵＳ３０４金属板大きさｌＧｏｍｓ（幅）　Ｘ　１００ｍｍ（長さ
）Ｘ５ｍ鳳（厚さ）被覆層厚さ　０．５ｍｍ断熱層厚さ　５０　ｍ　ｍ消費電力　　ｔｏｏｗ、単相＋［１０Ｖ　（ＩＷ／　ｃ
　ｒｒｒ’　）絶縁板　　マイカ板ヒータ温度（無被覆時金属板裏面温度）３５０℃（ｆｆ
＄３表試験例Ｎｏ、９）ｌ１亙Ｘ熱電対　　ＩＣ熱電対　線径５０ｐＬｍ測定箇所　　ヒ
ータ表面中心部　１点測定回数　　３回測定温度　　常＠（２３±２℃）被覆層表面温度の測定結果の平均値を第３表に示す。

而して１本試験例においては、消費電カ一定条件下！試
験しているので、ヒータの表面温度の測定値が、低い程
、熱エネルギーが遠赤外線放射エネルギーに変換されて
放出されたこととなり。

ヒータの性能が優れていることとなる。

第３表より、Ｎｏ、１のヒータ（被覆層は骨材を含まな
い）に比し、実施例に係るＮｏ、２〜８　（被覆層は骨
材を含む）のヒータは表面温度が偲＜、エネルギー変換
効率が高いことが認められる。即ち、骨材の配合による
放射面積の増大により、エネルギー変換効率が向上され
たのである。

また、刷毛塗りよりもスプレー塗装の方が粒状゛　噴霧
として被覆層が形成されるので、より放射面積が増大さ
れ、更に温度の低下が大きくなり、エネルギーの変換効
率が良くなることも認められる。

【効果］以上詳述した通り１本発明の遠赤外線放射料材は、アル
カリ珪酸塩（水ガラス）やアルミナゾル、コロイダルシ
リカ等の無機質バインダー、硬化剤としての重リン酸ア
ルミニウム塩及び骨材を混練し、乾燥硬化してなるもの
であり、常温ないし３００℃以下の比較的偽温度の触熱
乾燥で製造することができる。

本発明の遠赤外線放射料材をセラミックス又は金属等の
母材の被覆層とした場合、その付着性は極めて強固であ
る。

しかも骨材添加により１本発明の遠赤外線放射料材は得
られる外表面が粗となり、その表面積を大きくすること
ができるので、遠赤外線放射効率は大幅に向上する。

更に骨材の添加により、ひび割れ、欠け、被覆層の脱落
等を防止することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の遠赤外線放射料材の被覆層を設けた状
態を説明する断面図、第２図は従来の遠赤外線放射料材
の被覆層を設けた状態を説明する断面図である。第３図
は製造例１で製造した遠赤外線放射ヒータを示す断面図
、第４図は試験例１で用いた測定装置を示す断面図であ
る。ｌ、４．１３・・・・・・被覆層、２・・・・・・骨材、３・・・・・・母材、　　　　　　１１・・・・・・電
熱線。１２・・・・・・金属板、１４・・・・・・遠赤外線ヒータ。１５・・・・・・熱電対。代　理　人　　弁理士　　重　野　　閘第２図第４図手続補正書昭和５９年１２月１８日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）遠赤外線放射セラミックス粉末２０〜９０重量％
、重リン酸アルミニウム塩粉末５〜２０重量％及び平均
粒径５０〜８００μｍの骨材５〜７５重量％を配合して
なる粉体原料１００重量部と、水ガラス及び／又はアルミナゾルからなる液体原料と、を該液体原料中の固形分が前記粉体原料１００重量部に
対し５〜２５重量部となるように混合すると共に混練し
、ペースト状又はスラリー状と成し、塗布又は成形し、
常温ないし３００℃以下の温度で乾燥硬化してなること
を特徴とする遠赤外線放射材料。
（２）骨材はセラミックス又は天然鉱物であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の遠赤外線放射材
料。
（３）粉体原料が遠赤外線放射セラミックス粉末４０〜
７５重量％、重リン酸アルミニウム塩粉末１０〜２０重
量％及び平均粒径５０〜８００μｍの骨材５〜５０重量
％を配合してなる粉体原料であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項又は第２項に記載の遠赤外線放射料材
。
（４）遠赤外線放射セラミックス粉末２０〜９０重量％
、重リン酸アルミニウム塩粉末５〜２０重量％及び平均
粒径５０〜８００μｍの骨材５〜７５重量％を配合して
なる粉体原料１００重量部と、水ガラス及び／又はアルミナゾルと希釈剤とからなる液
体原料と、を該液体原料中の固形分が前記粉末体原料１００重量部
に対し５〜２５重量部となるように混合すると共に混練
し、ペースト状又はスラリー状と成し、塗布又は成形し
、常温ないし３００℃以下の温度で乾燥硬化してなるこ
とを特徴とする遠赤外線放射材料。
（５）希釈剤はコロイダルシリカ、水又はアルコールで
あることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の遠
赤外線放射料材。