JPH03225787A

JPH03225787A - 遠赤外線放射複合材

Info

Publication number: JPH03225787A
Application number: JP1953590A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nishino; 敦西野; Kosei Kajiwara; 梶原　孝生; Masaki Ikeda; 正樹池田; Kunio Kimura; 邦夫木村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-01-30
Filing date: 1990-01-30
Publication date: 1991-10-04

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４０〜２５０℃の温度領域で遠赤外線を豊富に
放射することの可能な遠赤外線放射耐熱性複合材に関す
るものである。

従来の技術生活様式の多様化、製造装置の多様化により、様々な機
能を有する複合材が要望されている。特に近年、遠赤外
線の応用機器がブームとなり、各種の遠赤外線放射材料
や遠赤外線放射発熱体が開発されている。

これまでは、遠赤外線材料としてアルミナ、シリカまた
は、これらを豊富に含有するコージェライト系、ムライ
ト系のセラミックスが工業的に利用されていた。これら
の材料はいずれも硬く、もろいため、取扱が困難であっ
た。したがって、これらのセラミックス材料は単体で、
一般家庭用や工業用として用いられておらず、耐熱塗料
中に分散する方法、プラズマ溶射法で溶着被覆する方法
、あるいは、ホーロにより被覆する方法などで用いられ
ていた。しかしながら、シーズヒータや石英ヒータなど
の発熱体表面に上記の遠赤外線材料を塗装や溶射法で被
覆した遠赤外線放射発熱体の場合、発熱体のオン−オフ
サイクルで、比較的短期間に遠赤外線被覆層が刺離する
問題が生じた。これは、遠赤外線放射被覆層と発熱体と
の界面で、両者の熱膨張率の整合性が極めて悪いためで
ある。

この対策として、遠赤外線放射被覆層の厚みを薄くして
、発熱体の熱膨張に整合させようとする試みもなされた
が、遠赤外線被覆層が薄すぎて発熱体の熱エネルギーを
充分に遠赤外線に波長変換させることができないという
問題点が生じた。

また、現在、上述の遠赤外線材料やその応用機器は、主
に使用温度域が４００〜９００℃の比較的高温域のもの
が多く、４０〜２５０℃の室温から中温度域で使用する
材料やその機器は、現在のところ適当なものがない。特
に、ホームサウナ用、家庭用の各種乾燥機用、システム
バス用等に新しい遠赤外線放射複合材の開発が要望され
ている。

発明が解決しようとする課題一般に、遠赤外線放射に優れたセラミックスは硬くて、
もろく、かつ、加工性に乏しい材料である。前述の如く
、遠赤外線複合材の加工法として、塗装法、溶射法、ホ
ーロ法等が用いられていたが、それぞれ、一長一短があ
った。

本発明は上記問題点にもとづき、家庭用として、広範に
利用されている４０〜２５０℃の低温から中温の温度域
での、遠赤外線放射に優れた新複合材を提供することを
目的とする。

課題を解決するための手段本発明は、放射率０．４以上の遠赤外放射材料と耐熱性
樹脂とで構成されたことを特徴とする遠赤外線放射複合
材である。

作用本発明で用いる遠赤外線放射材料は、公知のＡｌ２Ｏ５
１ｓ１０２　＋ＺｒＯ２１ＴＩ０２を主成分とし、さら
にＦｅ　、Ｇｏ　。

Ｎｌ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｓｎ等の遷移金属の酸化物を含有し
た複合酸化物からなるセラミックス、またはガラスで、
粒径が０．１１〜１ｈの比較的大きな破砕粒を用いる。

さらに、これらの遠赤外線放射材料を不飽和ポリエステ
ル系、アクリル系などの耐熱性、寸法安定性、接着性、
コスト力等に優れた樹脂を用いて遠赤外線放射性を有す
る複合材を提供できる。

実施例まず各構成要素について述べる。

ａ）遠赤外線放射材料本発明で用いる遠赤外線放射材料は、ＡｂＯｓ、５１０
２　、Ｚｒ　ｏ２　、ｒ　１０ａ　＋または、ガラスを
主成分とし、さらに、Ｆｅ、Ｇｏ、Ｎ１　、Ｏｒ、Ｚｎ
、Ｓｎ等の遷移金属の酸化物を含有した複合酸化物から
なるセラミックまたはガラスを用いる。

ｂ）ガラス系遠赤外線放射材料遠赤外線放射材料としてのガラスは、石英ガラス、ソー
ダ石灰ガラス、鉛アルカリガラス、アルミナ硼硅酸ガラ
ス、硼硅酸ガラスを用いる。また、これらのガラスを主
成分として、Ｆｅ、Ｃｏ、旧、Ｏｒ、Ｚｎ、Ｓｎ等の遷
移金属イオンまたは遷移金属の酸化物をコロイド吠でガ
ラス主成分中に分散した着色ガラスを遠赤外線材料とし
て用いることも可能である。

Ｃ）遠赤外線放射材料の粒度一般に、遠赤外線放射材料は細かく粉砕すると粒子の大
きさに比例して、放射する遠赤外線の波長は１〜５μ−
の長波長側にシフトする。長波長側にシフトする程、単
位時間当りの伝熱輸送量はそれだけ小さくなる。　　し
たがって、遠赤外線放射材料の破砕径は重要なファクタ
ーとなり、０．１〜１０謡ｍの比較的大きな破砕状の材
料を遠赤外線放射材料として用いることを特徴とする。

上記ａ）、ｂ）で述べた遠赤外線放射材料はジョークラ
ッシャーのような粗粉砕機で破砕し、０．１〜１０ｍｍ
の大きさの破砕粒子に粒度調製する。

遠赤外線放射材料の破砕径が０．１ｗｎ＋よりも細かな
粒子は、次の二つの観点から好ましくない。

イ）前述の如く、遠赤外線への波長変換に際して、長波
長側にシフトし、単位時間当りの伝熱輸送量も小となる
。

口）不飽和ポリエステル系、アクリル系耐熱性樹脂の硬
化養生時に、上記破砕材料が一種の触媒として作用し、
樹脂の異常硬化や硬化遅延、さらには樹脂が全く硬化し
なくなる等の問題点が発生し、量産性の観点から０．１
１以下の破砕粒子は好ましくない。

また、破砕径が１０ｍｍ以上の場合、後述する複合材用
樹脂との接合強度に問題があり好ましくない。

ｄ）遠赤外線放射材料の表面処理遠赤外線放射材料の破断面の触媒活性は、遠赤外線放射
材料の種類、樹脂との配合比率、粒度等により影響され
る。このため遠赤外線放射材料の破断面と樹脂との接着
強度を安定化し、樹脂の硬化養生時間を一定化させる方
法として、樹脂と破砕粒を混練する前に、着色ガラスの
破断面に予めシリコーン樹脂系のカップリング剤で表面
処理を施す。この表面処理により、遠赤外線放射材料の
破断面と樹脂の界面との接合時間、結合強度等を安定化
させ、さらに気泡発生、複合材の美観等を総合的に改善
できる。

ｅ）複合材用樹脂本発明の遠赤外線放射複合材は、常用使用温度が４０〜
２５０℃の温度域で使用されるため、この使用温度域で
、表面軟化、臭気発生、寸法変化等があってはならない
。例えば、弗素樹脂は２００℃以上で表面軟化し、ポリ
カーボネート系は耐水性、寸法安定等で問題があり、好
ましくない。また、ウレタン系はＣＮ基を有し、生産時
・使用時に危険で、好ましくはない。また、フェノール
系は低コスト、強い接着性を有するが、長期間の使用時
にホルマリン臭を発生し、ホルマリンアレルギーの問題
を生起し、家庭用、建材用、家電機器用としては、好ま
しくはない。このよみに複合材の生産性、安全性、量産
性、コスト性等を墾々勘案して、本発明を構成する複合
材用樹脂として、不飽和ポリエステル系または、アクリ
ル系樹脂が好ましい。

したがって、上記の二種類の樹脂の少なくとも一種を遠
赤外線放射複合材用の合成樹脂と巳゛ζ用いることが出
来る。

ｆ）樹脂と遠赤外線放射材料との配合比複合材中の樹脂
の配合比は１５〜９０重量％が適当である。１５重量％
以下は強度が問題となり、９０重量％以上では遠赤外線
放射量が少なくなり問題となる、目的用途により任意に
１５〜９０重量％の範囲を選択して用いることができる
。

次に、本発明の具体的実施例を述べる。

〈実施例１〉ｌ）不飽和ポリエステル樹脂（大日本インキ化学工業（
株）製ポリライト）・・２５重量部２）　アルミナ系シ
ャモット（アルミナ成分６５％、シリカ成分２０％、そ
の他Ｆｅ、Ｍｎ、　Ｚｎの酸化物からなる複合酸化物、
平均放射率：　０．ｆｉ５、　　　粒度　６〜９ｍｍ：
　４０％、ｌ〜ＢＩＩｌｌ：　３０％、０．１〜１：　
３０％）・・１５重量部３）表面処理：信越化学（株）製、ＫＢＭ−５０３４）
触媒二日本油脂（株）製、パーメックＮとＢＰＯ・・０
．２重量部〈実施例２〉Ｉ）不飽和ポリエステル樹脂（大日本インキ化学工業（
株）製ポリライト）・・２５重量部２）　ソーダ石灰ガ
ラス（Ａ、Ｂ）・・２５重量部［透明ソーダ石灰ガラス
（軟化点ニア３０℃、粒径：１〜３ｍｍ）・・１５重量
部、ソーダ石灰ガラスを母ガラスにしてＣｏＯを０．５
重量％を添加した青色ガラス（平均放射率：０．５２、
粒径ｌ〜３ｍｍ）・・ｌＯ重量部コ３）表面処理：実施
例１と同じ４）触媒：実施例１と同じ実施例１．２の混練物を遠赤外線放射複合材の肉厚１０
ｍ＋ａとなるよう型に注ぎ、１００℃で２０分間、熱プ
レスし、厚み１０＋ａ＋＋の複合材を得る。

〈実施例３〉１）２５℃で溶液粘度が１ポイズの２５％メチルメタク
リレート重合体と７５％のメタクリル酸メチルよりなる
アクリルシロップ・・２５重量部２）　ムライト（３ム
１ａｓｓ・２Ｓ１０□）系シャモット（ムライト系シャ
モット成分９０％、残部ＦｅＪｎ、Ｚｒ、Ｍｇの酸化物
からなる複合酸化物、平均放射率：０．５８、粒径：１
〜９ｍｍ均等分布）・・１５重量部３）　カップリング
剤二同上４）触媒：過酸化ベンゾイル他上記混合物を充分混練して、複合材の肉厚が１０ｍｍに
なるよう型に注ぎ、１００℃で２０分間、熱プレスして
遠赤外線放射複合材を得る。

〈実施例４〉実施例１〜３で得た遠赤外線放射複合材を、肉厚１．５
ｍｍ厚に切断し、さらに両面を研磨して、１５０℃で３
〜２５μ■の平均遠赤外線放射率を測定した。

次に、市販の衣類乾燥機（松下電器産業製ＮＨ−Ｄ−１
５０）の内壁面に、これらの遠赤外線複合材を設け、従
来品と比較のためにステンレスを用いた場合とステンレ
スに市販の遠赤外線塗料を塗布したものとを比較対象さ
せ、壁面材料の平均放射率、１５枚のワイシャツ（約３
ｋｇ）の乾燥時間、ワイシャツの乾燥風合とを比較した
。これらの結果を表に表示した。

これらの結果か呟　１５０℃での平均遠赤外線放射率は
従来例のものより著しく改善され、衣類の乾燥時間も短
縮されることが判明した。さらに、遠表家庭用乾燥機の乾燥試験赤外線放射複合材を用いたものはワイシャツの乾燥時の
風合が天日乾燥に近い出来映えとなり、風合は良好であ
った。しかし、ステンレスの内壁材を用いたものは、シ
ワが発生し、また遠赤外線塗料を用いたものもステンレ
ス製の従来品と同様の結果が得られた。

〈実施例５〉本発明の遠赤外線放射複合材を市販のホームサウナ（松
下電器産業（株）製ＮＫ−［１０００）の熱源として装
着し、従来の木製壁面のものと比較した。本発明の複合
材は、壁面からの放射率が従来品より２〜４倍改善でき
、使用後の満足感が良好で、人体の体温維持効果が優れ
ていた。

発明の効果上述したように、本発明の遠赤外線放射複合材は、４０
〜２５０℃の温度域で遠赤外線放射特性が優れ、種々の
製品の応用展開が可能で、工業的価値が極めて大である
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放射率０．４以上の遠赤外放射材料と耐熱性樹脂
とで構成されたことを特徴とする遠赤外線放射複合材。
（２）放射率０．４以上の遠赤外線放射材料が少なくと
もＡｌ＿２Ｏ＿３、ＳｉＯ＿２、ＺｒＯ＿２、ＴｉＯ＿
２またはガラスを含有することを特徴とする請求項１記
載の遠赤外線放射複合材。
（３）放射率０．４以上の遠赤外線放射材料がＦｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｓｎからなる遷移金属の酸化物
の少なくとも一種以上を含有した複合酸化物であること
を特徴とする請求項１または２記載の遠赤外線放射複合
材。
（４）耐熱性樹脂が少なくとも不飽和ポリエステル系、
アクリル系の一種であることを特徴とする請求項１、２
または３に記載の遠赤外線放射複合材。
（５）遠赤外線放射材料が０．１〜１０ｍｍの粒子であ
ることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の遠
赤外線放射複合材。
（６）遠赤外線放射材料の粒子の表面をカップリング剤
で被覆し、その後、該耐熱性樹脂を混練し、所望の形状
に成形されることを特徴とする請求項５に記載の遠赤外
線放射複合材。