JPH02179860A - 天然砂鉄原料を用いた面発熱皮膜の形成方法 - Google Patents
天然砂鉄原料を用いた面発熱皮膜の形成方法Info
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- JPH02179860A JPH02179860A JP63332521A JP33252188A JPH02179860A JP H02179860 A JPH02179860 A JP H02179860A JP 63332521 A JP63332521 A JP 63332521A JP 33252188 A JP33252188 A JP 33252188A JP H02179860 A JPH02179860 A JP H02179860A
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Landscapes
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明は天然砂鉄原料を用いた面発熱皮膜の形成方法
に関し、融雪瓦、壁面暖房材、農耕用土壌加温材、鏡面
のくもりや着雪防止材、コンクリート内部に埋設した床
内部暖房材等の幅広い分野での発熱構造に利用可能であ
る。
に関し、融雪瓦、壁面暖房材、農耕用土壌加温材、鏡面
のくもりや着雪防止材、コンクリート内部に埋設した床
内部暖房材等の幅広い分野での発熱構造に利用可能であ
る。
く従来の技術〉
従来の面状発熱体としては発熱塗料の塗布、コーティン
グ処理したカーボン繊維布、無電解メツキ処理セラミッ
ク粉末の溶射皮膜、セラミック粉末（Ｔ ｉｏ ２／
Ｃｒ２Ｏ３７１％）の溶射皮膜等が提案されている。
グ処理したカーボン繊維布、無電解メツキ処理セラミッ
ク粉末の溶射皮膜、セラミック粉末（Ｔ ｉｏ ２／
Ｃｒ２Ｏ３７１％）の溶射皮膜等が提案されている。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかし発熱塗料やコーティング処理したカーボン繊維布
は、強度や耐久性に問題があり、無電解メツキ処理セラ
ミック粉末の溶射皮膜は、溶射材料の製造工程の複雑化
、コスト上昇等の問題がある。
は、強度や耐久性に問題があり、無電解メツキ処理セラ
ミック粉末の溶射皮膜は、溶射材料の製造工程の複雑化
、コスト上昇等の問題がある。
セラミック粉末（Ｔｉｏ□／ Ｃｒ２０ ＊系）の溶射
皮膜は、電気特性に問題があり、温度抵抗計数が者しく
負であるため発熱すると電気抵抗が者しく低下する等温
度制御性が悪し自己発熱により溶融する場合もある。
皮膜は、電気特性に問題があり、温度抵抗計数が者しく
負であるため発熱すると電気抵抗が者しく低下する等温
度制御性が悪し自己発熱により溶融する場合もある。
く課題を解決するための手段〉
上記のような問題点を解決すための本発明の方法は、基
材表面に天然砂鉄又は天然砂鉄と天然砂鉄以外の金属粉
末の混合物をプラズマ溶射して通電により発熱する面発
熱皮膜を形成することを特徴としている。
材表面に天然砂鉄又は天然砂鉄と天然砂鉄以外の金属粉
末の混合物をプラズマ溶射して通電により発熱する面発
熱皮膜を形成することを特徴としている。
〈実施例〉
Ａ、溶射方法及び装置
第１図は本発明の実施例に使用したプラズマ溶射用のガ
ン（米国、ベーステート社製、プラズマ出力１７〜２６
ＫＷ）の構造例を示し、一方の電極となる中空のノズル
本体１内には他方の電極２が固設され、画電極には電源
３が接続され、電極２の先端位置のノズル本体１にはプ
ラズマ炎４の通過する小孔からなる噴出孔５が穿設され
、ノズル本体１内の底部後方にはアルゴン等の不活性ガ
スを噴入する（３Ｍ／ａａｉｎ）ガス導入孔６が形成さ
れている。
ン（米国、ベーステート社製、プラズマ出力１７〜２６
ＫＷ）の構造例を示し、一方の電極となる中空のノズル
本体１内には他方の電極２が固設され、画電極には電源
３が接続され、電極２の先端位置のノズル本体１にはプ
ラズマ炎４の通過する小孔からなる噴出孔５が穿設され
、ノズル本体１内の底部後方にはアルゴン等の不活性ガ
スを噴入する（３Ｍ／ａａｉｎ）ガス導入孔６が形成さ
れている。
上記ガンの溶射材供給ロアは前記噴出孔５の外部に交差
方向に近接して開口するバイブで形成されている。
方向に近接して開口するバイブで形成されている。
上記プラズマ溶射ガンの噴出孔５に対向せしめて基材８
が位置せしめられ（溶射距離１００ｍｍ ）、溶射材は
供給ロアよりプラズマ炎４内に噴出溶融し、上記基材８
の表面に溶射され、発熱皮！Ｉ４９として付着させる。
が位置せしめられ（溶射距離１００ｍｍ ）、溶射材は
供給ロアよりプラズマ炎４内に噴出溶融し、上記基材８
の表面に溶射され、発熱皮！Ｉ４９として付着させる。
Ｂ、溶射材及びその前処理
溶射材としては島根県多郡仁多町産出の天然砂鉄（第一
試料）を粒径４４〜１０５μ／ｍに水洗分級し且つ磁選
精製した者を用いた。第一試料の未精製の砂鉄原粉の化
学分析値は第１表に示す通りであり、ちなみに他の実験
で用いた瓦用釉桑原料として市販されている他産地の天
然砂鉄原料（第二試料）の未精製のものの化学分析値を
第２表に示す。
試料）を粒径４４〜１０５μ／ｍに水洗分級し且つ磁選
精製した者を用いた。第一試料の未精製の砂鉄原粉の化
学分析値は第１表に示す通りであり、ちなみに他の実験
で用いた瓦用釉桑原料として市販されている他産地の天
然砂鉄原料（第二試料）の未精製のものの化学分析値を
第２表に示す。
第１表
砂鉄原粉の化学分析値（％）
第２表
砂鉄原粉の化学分析値（％）
ｆＩＳ２図（八）〜（Ｄ）はいずれもＸ線回折図（入射
角２θ）を示し、同図（＾）は第一試料の未精製砂鉄原
粉のＸ線回折結果で、上記第１表に対応するものである
。同図（Ｂ）、（Ｃ）は上記第一試料の水洗分級後のも
のと、さらにこれを磁選精製したもののＸ線回折図をそ
れぞれ示すものである。これらの本選分級及び磁選精製
により第一試料は磁鉄鉱（Ｆｅ、０．）と赤鉄鉱（Ｆｅ
２０ｓ（α））を主成分とする溶射材として精！！！さ
れる。
角２θ）を示し、同図（＾）は第一試料の未精製砂鉄原
粉のＸ線回折結果で、上記第１表に対応するものである
。同図（Ｂ）、（Ｃ）は上記第一試料の水洗分級後のも
のと、さらにこれを磁選精製したもののＸ線回折図をそ
れぞれ示すものである。これらの本選分級及び磁選精製
により第一試料は磁鉄鉱（Ｆｅ、０．）と赤鉄鉱（Ｆｅ
２０ｓ（α））を主成分とする溶射材として精！！！さ
れる。
ＰＩＳ２図（Ｄ）は上記溶射材を前述した溶射方法によ
り基材８の表面に、膜厚１２０μ諭、皮膜面積１５Ｘ２
（ｃｍ２）で溶射形成した皮膜９のＸｍ回折図を示し
ている。
り基材８の表面に、膜厚１２０μ諭、皮膜面積１５Ｘ２
（ｃｍ２）で溶射形成した皮膜９のＸｍ回折図を示し
ている。
Ｃ０溶射皮膜の電気特性及び発熱特性
第３図は試料ａ（精製済砂鉄１００％）による溶射皮膜
（膜厚１２０＃ａ＋）に対し、電圧を１０■、２０Ｖ、
３０Ｖ、４０Ｖ、５０Ｖ、５５Ｖ（ＡＣ）と順次制御し
ながら通電した場合の皮膜９の表面温度経時変化を示し
、抵抗値は従来のセラミック粉末溶射の場合と略同様に
低下するが（第５図参照）、電圧によって温度制御が可
能であることを示している。
（膜厚１２０＃ａ＋）に対し、電圧を１０■、２０Ｖ、
３０Ｖ、４０Ｖ、５０Ｖ、５５Ｖ（ＡＣ）と順次制御し
ながら通電した場合の皮膜９の表面温度経時変化を示し
、抵抗値は従来のセラミック粉末溶射の場合と略同様に
低下するが（第５図参照）、電圧によって温度制御が可
能であることを示している。
第４図は上述した１０〜５５Ｖの範囲で電圧制御した場
合の皮Ｉ！Ｊ９のワット密度の変化に対応する皮膜９表
面温度の上昇変化を示しており、前記試料ａ（精製済第
一試料の砂鉄１００％、膜厚１２０μＷ）のほか、試料
ｂ（砂鉄９９％、鉄粉（Ｆｅ）１％の混合比で膜厚１３
０μ１１）、同Ｃ（砂鉄９７％、Ｆｅ３％、膜厚１６０
μｍ）、同ｄ（砂鉄９９％、銅粉（Ｃｕ）１％、膜厚１
２０．ｕｍ）、同ｅ（砂鉄ａ９７％、Ｃｕ３％、膜厚１
２０／ｊｍ）を用いて同様にした皮膜９を形成した場合
のワット密度−温度変化の特性を示している。
合の皮Ｉ！Ｊ９のワット密度の変化に対応する皮膜９表
面温度の上昇変化を示しており、前記試料ａ（精製済第
一試料の砂鉄１００％、膜厚１２０μＷ）のほか、試料
ｂ（砂鉄９９％、鉄粉（Ｆｅ）１％の混合比で膜厚１３
０μ１１）、同Ｃ（砂鉄９７％、Ｆｅ３％、膜厚１６０
μｍ）、同ｄ（砂鉄９９％、銅粉（Ｃｕ）１％、膜厚１
２０．ｕｍ）、同ｅ（砂鉄ａ９７％、Ｃｕ３％、膜厚１
２０／ｊｍ）を用いて同様にした皮膜９を形成した場合
のワット密度−温度変化の特性を示している。
第５図は上記試験における試料ａ−ｅの皮膜ａの表面温
度の変化と抵抗値の変化を表しており、第５図及び第４
図の結果から砂鉄に対して他の金属粉末を添加すること
により抵抗値の調整が可能な事、特に発熱させるための
使用電源（例えばＡＣ１００■、同２００ Ｖ、ＤＣ１
２Ｖ等）ニ応シ？：抵抗値の調整が広い範囲で可能な事
及び発熱能力を変えずに抵抗値を変えること（微ｇ整）
が可能である事等が予測できる。
度の変化と抵抗値の変化を表しており、第５図及び第４
図の結果から砂鉄に対して他の金属粉末を添加すること
により抵抗値の調整が可能な事、特に発熱させるための
使用電源（例えばＡＣ１００■、同２００ Ｖ、ＤＣ１
２Ｖ等）ニ応シ？：抵抗値の調整が広い範囲で可能な事
及び発熱能力を変えずに抵抗値を変えること（微ｇ整）
が可能である事等が予測できる。
なお、同一条件の下で第２表に示す第二試料により形成
した溶射皮膜では通電よる発熱がなく、発熱皮膜材料と
しては利用不可能であることが判明するとともに天然砂
鉄中にも発熱用溶射材として利用できるものと不可能な
ものとが存在することが確認された。
した溶射皮膜では通電よる発熱がなく、発熱皮膜材料と
しては利用不可能であることが判明するとともに天然砂
鉄中にも発熱用溶射材として利用できるものと不可能な
ものとが存在することが確認された。
Ｄ０発熱皮膜の電気制御特性
第６図は試料ａによる皮膜に対する負荷電流を一定（０
，３００Ａ ）に保つように温度変化に対応して電圧を
調整（メーターリレー等による自動制御）した場合の消
費電力の変化を示すものである。ｔｌＳ５図に示すよう
に通電による温度上昇により皮膜９の抵抗値が下がり、
電流が大きくなるため消費電力が過大になることによっ
て皮膜が溶融する危険がある。
，３００Ａ ）に保つように温度変化に対応して電圧を
調整（メーターリレー等による自動制御）した場合の消
費電力の変化を示すものである。ｔｌＳ５図に示すよう
に通電による温度上昇により皮膜９の抵抗値が下がり、
電流が大きくなるため消費電力が過大になることによっ
て皮膜が溶融する危険がある。
従って安全確実な温度制御は、電流を一定値に保つこと
が望ましく、このために温度上昇に対応して電圧を下降
させるように制御したもので、電流を０ 、３００ Ａ
で一定に保つと皮膜の温度も一定になり電圧は当初よ
り下降せしめられることとなり、これに伴って消費電力
も下降し、消′ＩＲ電力の節減をもたらし、温度制御性
も良いことが明らかである。
が望ましく、このために温度上昇に対応して電圧を下降
させるように制御したもので、電流を０ 、３００ Ａ
で一定に保つと皮膜の温度も一定になり電圧は当初よ
り下降せしめられることとなり、これに伴って消費電力
も下降し、消′ＩＲ電力の節減をもたらし、温度制御性
も良いことが明らかである。
〈発明の効果〉
以上の如く構成される本発明の方法は次のような具体的
効果を奏するものである。
効果を奏するものである。
イ）従来の金属とセラミックス複合皮膜の場合、溶射材
はおよそ５０００〜１００００円／Ｋｇと高価であるが
、天然砂鉄の場合的５０〜１００円／Ｋｇ前後で供給で
きるので材料費が格段に安価であり、しがも量的にも安
定供給できる。
はおよそ５０００〜１００００円／Ｋｇと高価であるが
、天然砂鉄の場合的５０〜１００円／Ｋｇ前後で供給で
きるので材料費が格段に安価であり、しがも量的にも安
定供給できる。
口）天然砂鉄分級・水ひ・磁選等の簡単な前処理のみで
溶射材とすることができる。
溶射材とすることができる。
ハ）砂鉄を溶射することにより粘土焼結体、金属、グラ
ス（ゆう薬）等形状の制約のない基材表面に面発熱性を
有する皮膜を形成する事ができる。
ス（ゆう薬）等形状の制約のない基材表面に面発熱性を
有する皮膜を形成する事ができる。
二）砂鉄皮膜は基材との密着性及び発熱特性がすぐれて
おり、高強度である。
おり、高強度である。
ホ）砂鉄に鉄、銅当の金属粉末を混合して溶射皮膜を形
成する事により発熱皮膜の抵抗値を調整でき、使用電源
の規格にみあった電気特性を有する皮膜が得られる。
成する事により発熱皮膜の抵抗値を調整でき、使用電源
の規格にみあった電気特性を有する皮膜が得られる。
図面は本発明の実施例を示し、第１図は本発明の実施方
法を示す原理的な説明図、第２図（Δ）〜（Ｄ）は本発
明の実施に用いる溶射材の前処理段階毎のＸ線回折図及
び溶射後の皮膜のＸ線回折図、第３図は皮膜の温度特性
図、第４図は数種の皮膜の電力密度と温度特性図、第５
図は同じく皮膜温度と抵抗値の特性図、ｆｊｆＪＧ図は
皮膜の制御特性の１例を示すグラフである。 第１図 １ ノズル本体 ３°電源 ５噴出孔 ７ 溶射材供給口 ９ 皮膜 ２：電極 ４：プラズマ炎 ６：〃ス導入口 ８：基材 第 図 （ｍｉｎ） 第 図 フット密度（×１Ｏ−２） （Ｗ／ｍ２）
法を示す原理的な説明図、第２図（Δ）〜（Ｄ）は本発
明の実施に用いる溶射材の前処理段階毎のＸ線回折図及
び溶射後の皮膜のＸ線回折図、第３図は皮膜の温度特性
図、第４図は数種の皮膜の電力密度と温度特性図、第５
図は同じく皮膜温度と抵抗値の特性図、ｆｊｆＪＧ図は
皮膜の制御特性の１例を示すグラフである。 第１図 １ ノズル本体 ３°電源 ５噴出孔 ７ 溶射材供給口 ９ 皮膜 ２：電極 ４：プラズマ炎 ６：〃ス導入口 ８：基材 第 図 （ｍｉｎ） 第 図 フット密度（×１Ｏ−２） （Ｗ／ｍ２）
Claims (1)
- 基材表面に天然砂鉄又は天然砂鉄と天然砂鉄以外の金属
粉末の混合物をプラズマ溶射して通電により発熱する面
発熱皮膜を形成する天然砂鉄原料を用いた面発熱皮膜の
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63332521A JPH02179860A (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | 天然砂鉄原料を用いた面発熱皮膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63332521A JPH02179860A (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | 天然砂鉄原料を用いた面発熱皮膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02179860A true JPH02179860A (ja) | 1990-07-12 |
| JPH0256425B2 JPH0256425B2 (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=18255853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63332521A Granted JPH02179860A (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | 天然砂鉄原料を用いた面発熱皮膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02179860A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5504307A (en) * | 1990-07-13 | 1996-04-02 | Ebara Corporation | Heat transfer material for heating and heating unit and heating apparatus using same material |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4807681B2 (ja) * | 2005-12-07 | 2011-11-02 | 富士岐工産株式会社 | 低温用の溶射発熱体及びその製造方法並びにそれを用いた加熱装置 |
-
1988
- 1988-12-28 JP JP63332521A patent/JPH02179860A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5504307A (en) * | 1990-07-13 | 1996-04-02 | Ebara Corporation | Heat transfer material for heating and heating unit and heating apparatus using same material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0256425B2 (ja) | 1990-11-30 |
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