JP2532652B2 - 赤外遠赤外放射材 - Google Patents
赤外遠赤外放射材Info
- Publication number
- JP2532652B2 JP2532652B2 JP1077578A JP7757889A JP2532652B2 JP 2532652 B2 JP2532652 B2 JP 2532652B2 JP 1077578 A JP1077578 A JP 1077578A JP 7757889 A JP7757889 A JP 7757889A JP 2532652 B2 JP2532652 B2 JP 2532652B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- infrared
- zno
- far
- whiskers
- radiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
- C04B14/46—Rock wool ; Ceramic or silicate fibres
- C04B14/4618—Oxides
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、熱線である赤外線や遠赤外線の放射材に関
する。
する。
従来の技術 従来より、加熱や医療などのために赤外線や遠赤外線
が利用され、その放射材として特に各種セラミックヒー
タが用いられてきた。
が利用され、その放射材として特に各種セラミックヒー
タが用いられてきた。
発明が解決しようとする課題 しかるに、これら従来の放射材においては、相当性能
の改善されたものも開発されてきているものの、放射効
率や耐久性の面でさらに優れた放射材が望まれていた。
また、安全性の面でも、加熱表示等さらに優れた安全表
示が強く望まれていた。
の改善されたものも開発されてきているものの、放射効
率や耐久性の面でさらに優れた放射材が望まれていた。
また、安全性の面でも、加熱表示等さらに優れた安全表
示が強く望まれていた。
課題を解決するための手段 本発明は、上記課題を解決するために鋭意研究を積み
重ねて得られたもので、極めて高性能な赤外遠赤外放射
材を提供するものである。
重ねて得られたもので、極めて高性能な赤外遠赤外放射
材を提供するものである。
すなわち、本発明は、赤外遠赤外放射材として全く新
規な酸化亜鉛（以下ZnOと表記する）ウイスカーを用い
たことを特徴とするものである。
規な酸化亜鉛（以下ZnOと表記する）ウイスカーを用い
たことを特徴とするものである。
また、ZnOウイスカーの基部から先端までの長さが、
６μｍ以上である赤外遠赤外放射材である。
６μｍ以上である赤外遠赤外放射材である。
さらに、ZnOウイスカーの形状がテトラポット状であ
る赤外遠赤外放射材である。
る赤外遠赤外放射材である。
次に、ZnOウイスカーを保持材により保持、または、
保持材中に混入あるいは分散したことを特徴とした赤外
遠赤外放射材である。
保持材中に混入あるいは分散したことを特徴とした赤外
遠赤外放射材である。
作用 本発明に用いるZnOウイスカーは、透明な透光性のあ
る半導電性物質である。すなわち、第１図に示す通り、
透明で巨大な、しかも表面光沢性のある単結晶で、３次
元のテトラポット構造をしている。従ってこのZnOウイ
スカーを集合して、放射材として場合には、放射材層深
部の放射であっても極めて容易に表面に現われてくるた
め全体として極めて効率の高い放射材となり得る。
る半導電性物質である。すなわち、第１図に示す通り、
透明で巨大な、しかも表面光沢性のある単結晶で、３次
元のテトラポット構造をしている。従ってこのZnOウイ
スカーを集合して、放射材として場合には、放射材層深
部の放射であっても極めて容易に表面に現われてくるた
め全体として極めて効率の高い放射材となり得る。
また、一方、このZnOウイスカーは、比抵抗10Ω−cm
（単結晶の値）の半導電性を示し、多量の自由電子を保
持していることも高性能な赤外遠赤外放射材としている
理由の一つとも考えられる。
（単結晶の値）の半導電性を示し、多量の自由電子を保
持していることも高性能な赤外遠赤外放射材としている
理由の一つとも考えられる。
さらに、このZnOウイスカーは、300〜350℃で白色か
ら黄色に変色するため加熱状態を知らせる機能を持ち、
安全表示となる。
ら黄色に変色するため加熱状態を知らせる機能を持ち、
安全表示となる。
実 施 例 以下に実施例を用いて具体的に説明するが、本発明は
以下の実施例に限定されるものではない。
以下の実施例に限定されるものではない。
本発明では、赤外遠赤外放射材として全く新規なZnO
ウイスカーを用いる。このZnOウイスカーの中でも特に
特性的に極立つのがテトラポット構造のZnOウイスカー
である。このZnOウイスカーは、表面に酸化皮膜を有す
る金属亜鉛粉末を酸素を含む雰囲気下で加熱処理して生
成することができる。得られたテトラポット状ZnOウイ
スカーは、みかけの嵩比重0.02〜0.1を有し、70wt％以
上の高収率で極めて量産的である。第１図および第２図
はその電子顕微鏡写真で生成品の一例を示す。これによ
ると、前記の形状的、寸法的特長が明確に認められる
（テトラポット構造）。
ウイスカーを用いる。このZnOウイスカーの中でも特に
特性的に極立つのがテトラポット構造のZnOウイスカー
である。このZnOウイスカーは、表面に酸化皮膜を有す
る金属亜鉛粉末を酸素を含む雰囲気下で加熱処理して生
成することができる。得られたテトラポット状ZnOウイ
スカーは、みかけの嵩比重0.02〜0.1を有し、70wt％以
上の高収率で極めて量産的である。第１図および第２図
はその電子顕微鏡写真で生成品の一例を示す。これによ
ると、前記の形状的、寸法的特長が明確に認められる
（テトラポット構造）。
ところで、テトラポット状ZnOウイスカーの針状結晶
部が、３軸、あるいは２軸、さらには１軸のものが混入
する場合があるが、これは元来４軸の結晶の一部が折損
したものである。また、ゴム，樹脂，セラミック，ガラ
ス等にこのテトラポットZnOウイスカーを混入する場合
には、充分配慮しないと混合時や成形時にテトラポット
構造がくずれて、単純な針状ウイスカーに変化する場合
が多い。
部が、３軸、あるいは２軸、さらには１軸のものが混入
する場合があるが、これは元来４軸の結晶の一部が折損
したものである。また、ゴム，樹脂，セラミック，ガラ
ス等にこのテトラポットZnOウイスカーを混入する場合
には、充分配慮しないと混合時や成形時にテトラポット
構造がくずれて、単純な針状ウイスカーに変化する場合
が多い。
このテトラポット状ZnOスイスカーのＸ線回折図をと
ると、すべてZnOのピークを示し、また、電子線回折の
結果も、転移，格子欠陥の少ない単結晶性を示した。ま
た、不純物の含有量も少なく、原子吸光分析の結果、Zn
Oが99.98％であった。
ると、すべてZnOのピークを示し、また、電子線回折の
結果も、転移，格子欠陥の少ない単結晶性を示した。ま
た、不純物の含有量も少なく、原子吸光分析の結果、Zn
Oが99.98％であった。
一方、単純な針状のZnOウイスカーも生成することが
でき、例えば金属亜鉛粉末を木炭等と同時に焼成して、
ルツボの壁面等に生成させることができるが、量産的で
はない。
でき、例えば金属亜鉛粉末を木炭等と同時に焼成して、
ルツボの壁面等に生成させることができるが、量産的で
はない。
また、放射材性能の点から針状結晶部の長さが６μｍ
より小さなZnOウイスカーが大きな割合（例えば99wt％
以上）を占める系は好ましくない。好ましくは、針状結
晶部の長さが30μｍ以上のZnOウイスカーを3wt％以上用
いるのが望ましい。さらに望ましくは、長さが50μｍ以
上のZnOウイスカーを70wt％以上用いるのが好ましい。
より小さなZnOウイスカーが大きな割合（例えば99wt％
以上）を占める系は好ましくない。好ましくは、針状結
晶部の長さが30μｍ以上のZnOウイスカーを3wt％以上用
いるのが望ましい。さらに望ましくは、長さが50μｍ以
上のZnOウイスカーを70wt％以上用いるのが好ましい。
次にZnOウイスカーのアスペクト比は平均で３以上が
望ましく、さらに望ましくは、平均で10以上が望まし
い。また、針状結晶部の基部の径で先端部の径を除した
値は、0.8以下が放射材特性から望ましく、好ましく
は、0.5以下、さらに好ましくは0.1以下が望ましい。
望ましく、さらに望ましくは、平均で10以上が望まし
い。また、針状結晶部の基部の径で先端部の径を除した
値は、0.8以下が放射材特性から望ましく、好ましく
は、0.5以下、さらに好ましくは0.1以下が望ましい。
本発明で用いるZnOウイスカーの抵抗値範囲は、0.2mm
厚の圧粉状態（5Kg/cm2,50VDC）で10〜108Ω−cmの範囲
が可能であり、用途により使い分けるが、放射材性能か
らは６×102〜８×105Ω−cmが好ましく、さらに生産コ
ストを考慮に入れると、５×103〜８×104Ω−cmが特に
有効である。この範囲内のテトラポット状ZnOウイスカ
ー（平均脚長:70μｍ）を用いて、350Kg/cm2の圧粉（5m
m厚）では1.2×107Ω−cm（ヒオキ社製：デジタルテス
ターにて測定）を示した。一方、長さ5mmの針状ウイス
カーの両端に銀ペイントで電極をつけ、この針状ウイス
カーのＶ−Ｉ特性を測定し、DC30Vにおける針状ウイス
カーの比抵抗を測定したところ、約10Ω−cmであった。
厚の圧粉状態（5Kg/cm2,50VDC）で10〜108Ω−cmの範囲
が可能であり、用途により使い分けるが、放射材性能か
らは６×102〜８×105Ω−cmが好ましく、さらに生産コ
ストを考慮に入れると、５×103〜８×104Ω−cmが特に
有効である。この範囲内のテトラポット状ZnOウイスカ
ー（平均脚長:70μｍ）を用いて、350Kg/cm2の圧粉（5m
m厚）では1.2×107Ω−cm（ヒオキ社製：デジタルテス
ターにて測定）を示した。一方、長さ5mmの針状ウイス
カーの両端に銀ペイントで電極をつけ、この針状ウイス
カーのＶ−Ｉ特性を測定し、DC30Vにおける針状ウイス
カーの比抵抗を測定したところ、約10Ω−cmであった。
本発明に用いるZnOウイスカーの抵抗値は、ウイスカ
ー製造時の焼成条件や、還元焼成処理、あるいは、他の
元素（例えば、Al,Li,Cuなど）を適切な方法でドープす
ることにより変えることもできる。
ー製造時の焼成条件や、還元焼成処理、あるいは、他の
元素（例えば、Al,Li,Cuなど）を適切な方法でドープす
ることにより変えることもできる。
次に本発明の赤外遠赤外放射材は種々の形態で用いら
れることができる。
れることができる。
すなわち、ZnOウイスカーを粉体状態，堆積物状態，
焼結状態はじめ各種保持材（セラミックス，ガラス，織
布，不織布，樹脂，塗料，ゴム，コンクリート，モルタ
ルなど）により、適切な方法，形態で保持されたものな
どである。
焼結状態はじめ各種保持材（セラミックス，ガラス，織
布，不織布，樹脂，塗料，ゴム，コンクリート，モルタ
ルなど）により、適切な方法，形態で保持されたものな
どである。
かくの如き保持材系においては、必要な放射強度や、
ZnOウイスカーの大きさ、ウイスカーの折損度合い、形
状あるいはマトリックス材料や保持材の種類，保持形態
により変わるため限定するわけではないが、概略20wt％
以上分散させることにより放射特性が確認可能となり、
50wt％以上で顕著となり、70wt％以上で極めて効果的な
放射が得られる。
ZnOウイスカーの大きさ、ウイスカーの折損度合い、形
状あるいはマトリックス材料や保持材の種類，保持形態
により変わるため限定するわけではないが、概略20wt％
以上分散させることにより放射特性が確認可能となり、
50wt％以上で顕著となり、70wt％以上で極めて効果的な
放射が得られる。
また、場合により他の赤外遠赤外放射材料と併用した
り、混合したりすることにより、より特性を改善するこ
とができるのは云うまでもない。
り、混合したりすることにより、より特性を改善するこ
とができるのは云うまでもない。
本発明の赤外遠赤外放射材は特に、波長が0.6μｍ以
上100μｍ以下の光線（熱線）放射に効果があり、特
に、0.6μｍから20μｍの範囲の広帯域、高効率放射に
極めて有効である。
上100μｍ以下の光線（熱線）放射に効果があり、特
に、0.6μｍから20μｍの範囲の広帯域、高効率放射に
極めて有効である。
放射材の使用方法としては、各種ヒータで加熱して放
射させる傍熱型と、ZnOウイスカー自体に電流や電界
（電波）を通して加熱する直熱型の２つがあり、併用す
ることも出来る。
射させる傍熱型と、ZnOウイスカー自体に電流や電界
（電波）を通して加熱する直熱型の２つがあり、併用す
ることも出来る。
（実施例１） 表面に酸化皮膜を有する金属亜鉛粉末を酸素を含む雰
囲気下で加熱処理してテトラポット状ZnOウイスカーを
生成した。このZnOウイスカーは、基部から先端までの
長さが平均100μｍで基部の径の平均が５μｍであり、
大部分がテトラポット構造をしていた。抵抗値は、5Kg/
cm2,50VDC,200μｍ厚さで2.5×104Ω−cmであった。
囲気下で加熱処理してテトラポット状ZnOウイスカーを
生成した。このZnOウイスカーは、基部から先端までの
長さが平均100μｍで基部の径の平均が５μｍであり、
大部分がテトラポット構造をしていた。抵抗値は、5Kg/
cm2,50VDC,200μｍ厚さで2.5×104Ω−cmであった。
このZnOウイスカーを500c.c.の石英ビーカに採取し、
1.4KWの電子レンジ（NE−1400;松下電器産業（株）製）
の中央に置き30秒間加熱した時に、赤熱したZnOウイス
カーから放射されるスペクトル強度を測定した結果を第
３図の１で示した。すなわち、赤外域から遠赤外域の強
い放射が観測された。ZnOウイスカーを冷却すると、赤
熱状態から黄色状態となりその後白色に戻り、温度の変
化がわかった。
1.4KWの電子レンジ（NE−1400;松下電器産業（株）製）
の中央に置き30秒間加熱した時に、赤熱したZnOウイス
カーから放射されるスペクトル強度を測定した結果を第
３図の１で示した。すなわち、赤外域から遠赤外域の強
い放射が観測された。ZnOウイスカーを冷却すると、赤
熱状態から黄色状態となりその後白色に戻り、温度の変
化がわかった。
（実施例２） 実施例１と同様に加熱処理してテトラポット状ZnOウ
イスカーを生成した。このZnOウイスカーは基部から先
端までの長さが平均80μｍで、基部の径の平均が４μｍ
であり大部分がテトラポット構造をしていた。抵抗値は
5Kg/cm2,50VDC,200μｍ厚さで2.0×104Ω−cmであっ
た。
イスカーを生成した。このZnOウイスカーは基部から先
端までの長さが平均80μｍで、基部の径の平均が４μｍ
であり大部分がテトラポット構造をしていた。抵抗値は
5Kg/cm2,50VDC,200μｍ厚さで2.0×104Ω−cmであっ
た。
このZnOウイスカーを500c.c.の石英ビーカに採取し、
実施例１と同様に評価したところ、第３図の２の如くで
あった。
実施例１と同様に評価したところ、第３図の２の如くで
あった。
（実施例３） 実施例１と同様に加熱処理してテトラポット状ZnOウ
イスカーを生成した。このZnOウイスカーは基部から先
端までの長さが平均50μｍで、基部の径の平均が3.5μ
ｍであり、大部分がテトラポット構造をしていた。抵抗
値は、5Kg/cm2、50VDC,200μｍ厚さで1.0×104Ω−cmで
あった。
イスカーを生成した。このZnOウイスカーは基部から先
端までの長さが平均50μｍで、基部の径の平均が3.5μ
ｍであり、大部分がテトラポット構造をしていた。抵抗
値は、5Kg/cm2、50VDC,200μｍ厚さで1.0×104Ω−cmで
あった。
このZnOウイスカーを500c.c.の石英ビーカに採取し、
実施例１と同様に評価したところ、第３図の３の如くで
あった。
実施例１と同様に評価したところ、第３図の３の如くで
あった。
発明の効果 以上のように本発明によれば全く新規でかつ、高能率
な赤外遠赤外放射材を時期を得て提供するものであり、
その産業性は極めて大なるものがある。
な赤外遠赤外放射材を時期を得て提供するものであり、
その産業性は極めて大なるものがある。
第１図および第２図は本発明に用いるZnOウイスカーの
結晶構造を示す電子顕微鏡写真である。 第３図は本発明実施例の赤外遠赤外放射材の特性図であ
る。
結晶構造を示す電子顕微鏡写真である。 第３図は本発明実施例の赤外遠赤外放射材の特性図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 光二郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−252599（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−225663（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】酸化亜鉛ウイスカーを用いたことを特徴と
する赤外遠赤外放射材。 - 【請求項２】酸化亜鉛ウイスカーの基部から先端までの
長さが６μｍ以上である請求項１記載の赤外遠赤外放射
材。 - 【請求項３】酸化亜鉛ウイスカーの形状がテトラポット
状である請求項１または２記載の赤外遠赤外放射材。 - 【請求項４】酸化亜鉛ウイスカーを保持材により保持、
または保持材中に混入あるいは分散したことを特徴とす
る赤外遠赤外放射材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1077578A JP2532652B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 赤外遠赤外放射材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1077578A JP2532652B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 赤外遠赤外放射材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02256188A JPH02256188A (ja) | 1990-10-16 |
| JP2532652B2 true JP2532652B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=13637877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1077578A Expired - Lifetime JP2532652B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 赤外遠赤外放射材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2532652B2 (ja) |
-
1989
- 1989-03-28 JP JP1077578A patent/JP2532652B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02256188A (ja) | 1990-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Heiland et al. | Electronic processes in zinc oxide | |
| KR102001062B1 (ko) | 나노복합체형 열전재료, 이를 포함하는 열전모듈과 열전장치 | |
| Koike et al. | Trial of intercalation of Br and Li into Bi2Sr2Can− 1CunO2n+ 4 (n= 1, 2, 3) | |
| CN105755541A (zh) | 一种利用微波诱发燃烧合成反应合成氧化锌晶须的方法 | |
| Urbanowicz et al. | Dielectric properties of RE2W2O9 (RE= Pr, Sm–Gd) ceramics | |
| Tani et al. | Mechanism of electrical conduction of Mn-doped β-FeSi2 | |
| Jagtap et al. | Thick film NTC thermistor for wide range of temperature sensing | |
| JPH0350148A (ja) | 酸化亜鉛焼結体及びその製造法並びに用途 | |
| JPS58112301A (ja) | 負の温度係数を有するサ−ミスタとその製造法 | |
| JP2532652B2 (ja) | 赤外遠赤外放射材 | |
| JP2600762B2 (ja) | 酸化亜鉛ウィスカーの製造方法 | |
| US4088609A (en) | Current-conducting film for electric resistance heaters | |
| Li et al. | Effects of Al doping on the optical and electrical properties of pre-synthesized ZnO powders by solid state method | |
| CN104973864B (zh) | 一种氧化铌平面靶材的制备方法及氧化铌平面靶材 | |
| Dideikin et al. | Free graphene films obtained from thermally expanded graphite | |
| Joo et al. | Microwave-assisted heating behavior of amorphous SiC fibers derived from polycarbosilane | |
| US4375443A (en) | Process for producing electrically-conductive articles from silicon powder by treatment in the presence of boron oxide | |
| JPH0867517A (ja) | インジウム−スズ酸化物からなる部材およびその製造法 | |
| Kato et al. | Rapid preparation of high-Tc superconductors of the Bi-2212 phase using a domestic microwave oven | |
| Horikoshi et al. | Microwave Materials Processing in Solid Media | |
| JPH061718B2 (ja) | 電磁エネルギー変換発熱材 | |
| Kuwabara et al. | Instability of the Characteristics of the Positive Temperature Coefficient of Resistivity in High‐Curie‐Point Barium‐Lead Titanate Ceramics and Their Grain Structures | |
| JPS62202865A (ja) | セラミツクス遠赤外線放射体 | |
| JPS5837675B2 (ja) | メンハツネツタイノ セイゾウホウホウ | |
| JPH02217719A (ja) | 電子レンジ |