JP2586945B2

JP2586945B2 - 遠赤外線放射体

Info

Publication number: JP2586945B2
Application number: JP1144509A
Authority: JP
Inventors: 靖弘渡辺
Original assignee: Teikoku Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Teikoku Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1989-06-07
Filing date: 1989-06-07
Publication date: 1997-03-05
Anticipated expiration: 2012-03-05
Also published as: JPH0311578A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は塗装乾燥、樹脂の加熱、食品の加熱乾燥等に
用いられる遠赤外線放射体に関する。

〔従来の技術〕

セラミックスは赤外線領域の放射率の高いことが知ら
れており、種々の組成のセラミックスを耐熱性の基体
（例えばシースヒーターのステンレス鋼管等）上に、プ
ラズマ溶射した遠赤外線放射体が、塗装乾燥、樹脂の加
熱、食品の乾燥、加熱等に用いられている。

そして、アルミナ・チタニア系のセラミックスのう
ち、チタニアが亜酸化状態にあるものは黒色を呈し、そ
のプラズマ溶射皮膜は放射率が0.96と高く、遠赤外線放
射体に従来から応用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述のアルミナ・チタニア系の溶射皮膜は、
長時間の使用中あるいは過熱（約400〜450℃）により、
次第に色が変わり、白色化する欠点（以下退色という）
を有していた。

このため、使用中に放射率の低下、ひいては加熱能力
の劣化を生じ、あるいはデザイン上の不都合をきたすな
ど、遠赤外線放射体としての用途、使用温度に限界があ
った。

また、この溶射を施した遠赤外線放射体は、種々の用
途に比較的高い効率で用い得るが、水分の加熱、乾燥等
に用いる場合にやや効率が悪い欠点も有していた。

本発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、退色を
抑制し、また水分の加熱乾燥に効果を発揮する遠赤外線
放射体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〕

上記目的を達成するための本発明の構成は耐熱基体上
に黒色を呈するアルミナ・チタニア系のセラミックスを
プラズマ溶射した遠赤外線放射体において、前記セラミ
ックスがFeO,Fe₂O₃の一種又は二種、及びNiO,CoOの一種
又は二種を、各酸化物が７重量％以下、合計の酸化物が
20重量％以下の割合で含み、残部が黒色を呈するアルミ
ナ・チタニア及び不可避不純物よりなることを特徴とす
る。

上記以外の他、次の構成でもよい。即ち、耐熱基体上
に黒色を呈するアルミナ・チタニア系のセラミックスを
プラズマ溶射した遠赤外線放射体において、前記セラミ
ックスがFeO,Fe₂O₃の一種又は二種、NiO、CoOの一種又
は二種、及びSiO₂,CaO,Cr₂O₃の一種又は二種以上を、各
酸化物が７重量％以下、合計の酸化物が20重量％以下の
割合で含み、残部が黒色を呈するアルミナ・チタニア及
び不可避不純物よりなることを特徴とする。

〔作用〕

本発明溶射材の主要成分である黒色を呈するアルミナ
・チタニアに添加するFeO,Fe₂O₃、CaO、Cr₂O₃は、溶射
皮膜の過熱による退色を抑制する効果の高い成分である
が、これ等のみでは過熱時に茶色に変色するので、Ni
O、CoOを複合添加する。NiOは皮膜の黒さを増し、CoOは
黒さを増し維持する効果がある。

また、NiO、SiO₂、Cr₂O₃は放射効率を高める。

そして、添加する酸化物の成分範囲が、各酸化物につ
いて７重量％を越え、あるいは合計で20重量％を越える
と、溶射皮膜の高温耐剥離性が劣化する。

〔実施例〕

下記の組成の混合セラミックス粉末をステンレス鋼板
にプラズマ溶射して遠赤外線放射体を作成した。

（従来例） Al₂O₃−40％TiO₂ 100％（実施例１） Al₂O₃−40％TiO₂ 91％ NiO ３％ Al₂O₃−20％CoO ３％ FeO−60％Fe₂O₃ ３％（実施例２） Al₂O₃−20％TiO₂ 82％ NiO ３％ Al₂O₃−20％CoO ５％ FeO−60％Fe₂O₃ ５％ SiO₂−12％CaO−12％Cr₂O₃ ５％（１）剥離試験上記の三種類の遠赤外線放射体に、冷熱サイクルテス
ト（650℃の雰囲気炉に９分間保持後、30℃の水中で冷
却10秒の繰り返し）を100回行った後、溶射層の剥離の
有無を調べたところ、いずれも剥離は認められず、上記
の三種類の遠赤外線放射体の皮膜の密着性については、
遠赤外線放射体としての必要条件を満たすものであっ
た。

（２）水の加熱試験上記の三種類の遠赤外線放射体をヒーターに組み付け
て、第１図の遠赤外線ヒーターとし、水の加熱試験を行
い、その効果を比較した。

第１図の遠赤外線ヒーターについて説明すると、遠赤
外線ヒーター１のケース２は矩形状の箱体で、一面が開
口してその開口部には蓋３を固定して閉じるように構成
され、その蓋３部に対向する面に窓孔４が開口する。こ
のケース２内の窓孔４部に上記の遠赤外線放射体５が挿
入され、その周縁部が窓孔４の周囲のケース２の窓枠６
に当接し、放射面７が窓孔４からケース２外を臨む。遠
赤外線放射体５はステンレス鋼板８の両面にセラミック
ス層9,10が被着形成されており、放射面７と反対側のセ
ラミックス層10側には数本のスペーサー11が遠赤外線放
射体５上に配設され、更にその上に配置するシースヒー
ター12上には押え金具13が配設され、押え金具13上には
仕切板14が配設され、その仕切板14と蓋３の間には断熱
材15が配設される。そして、押え金具13の押え部分の端
部には脚部がほぼ蓋３が配設される開口部まで延出して
おり、蓋３を閉じて押え金具13を押さえることによって
上記遠赤外線放射体５等がケース２内に固定される。

試験条件は次の通りである。

電力:1.2kW 水量:200cc 容器の大きさ:65φmm×60mm 加熱距離:90mm 加熱時間:30min 表１に種々の深さの水温（℃）の測定値を示す。

上記の試験結果に示されるように、本発明の実施例１
及び実施例２の遠赤外線放射体は、従来例の遠赤外線放
射体に比較して水の加熱に効果があることがわかる。

（３）退色試験過熱による退色の程度を比較するために、従来例、実
施例１、及び実施例２の遠赤外線放射体を加熱し、退色
を比較した結果を表２に示す。

上記の試験結果に示されるように、本発明の実施例１
及び実施例２の遠赤外線放射体は、従来例の遠赤外線放
射体に比較して退色の起きる温度が100℃以上上昇した
ことがわかる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明のアルミナ・チタニア系セ
ラミックスの溶射皮膜を施した遠赤外線放射体によれ
ば、長時間の使用あるいは過熱による退色が抑制され、
そのため使用中の放射率の低下、ひいては加熱能力の劣
化、あるいはデザイン上の不都合をきたすなどの不具合
が生ぜず、遠赤外線放射体としての用途、使用温度の範
囲が広がる。また、水分（食品）の加熱、乾燥等に用い
る場合に効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は遠赤外線ヒーターの縦断面図である。１は遠赤
外線ヒーター、２はケース、３は蓋、４は窓孔、５は遠
赤外線放射体、７は放射面、８はステンレス鋼板、9,10
はセラミックス層、12はシースヒーター。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】耐熱基体上に黒色を呈するアルミナ・チタ
ニア系のセラミックスをプラズマ溶射した遠赤外線放射
体において、前記セラミックスがFeO,Fe₂O₃の一種又は
二種、及びNiO,CoOの一種又は二種を、各酸化物が７重
量％以下、合計の酸化物が20重量％以下の割合で含み、
残部が黒色を呈するアルミナ・チタニア及び不可避不純
物よりなることを特徴とする遠赤外線放射体。
【請求項２】耐熱基体上に黒色を呈するアルミナ・チタ
ニア系のセラミックスをプラズマ溶射した遠赤外線放射
体において、前記セラミックスがFeO,Fe₂O₃の一種又は
二種、NiO,CoOの一種又は二種、及びSiO₂,CaO,Cr₂O₃の
一種又は二種以上を、各酸化物が７重量％以下、合計の
酸化物が20重量％以下の割合で含み、残部が黒色を呈す
るアルミナ・チタニア及び不可避不純物よりなることを
特徴とする遠赤外線放射体。