JPH0363192B2 - - Google Patents
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- JPH0363192B2 JPH0363192B2 JP8643984A JP8643984A JPH0363192B2 JP H0363192 B2 JPH0363192 B2 JP H0363192B2 JP 8643984 A JP8643984 A JP 8643984A JP 8643984 A JP8643984 A JP 8643984A JP H0363192 B2 JPH0363192 B2 JP H0363192B2
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Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Electric Stoves And Ranges (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は食品の加熱保温、暖房などに適した赤
外線放射装置に関する。 従来例の構成とその問題点 一般に赤外線輻射装置には、下記の性質が要求
される。 (1) 赤外線輻射率が高いこと。望ましくは、１に
近いこと。 (2) 加熱時の即熱性に優れ、特に500〜900℃にお
いて、耐熱性が優れていること。 (3) 金属より成る基体とその上に形成された放射
材料との密着性が高く、特に冷熱サイクル下の
使用において、剥離や割れ等を生じないこと。 (4) 機械的な衝撃に強いこと。 (5) 製造が容易で安価であること。 一方、従来の赤外線放射装置には、赤外線ラン
プ、発熱線をセラミツク放射物質に埋込んだ、い
わゆる埋込ヒータ、および金属から成る熱放射体
表面にセラミツク放射物質を溶射法によりコーテ
イングした溶射ヒータなどがある。 しかし、赤外線ランプは、加熱時の即熱性には
優れているが、5μm以上の長波長の赤外線、即ち
遠赤外線が放射されないため、有機物質の乾燥や
加熱には、不適当であるばかりでなく、機械的衝
撃に弱く、寿命が短い欠点があつた。 また埋込ヒーターは、400〜500℃の放射率が優
れ３〜50μmの赤外線を強力に放射するが、500℃
以上の温度で使用すると放射層にクラツクが発生
する他に速熱性が劣り機械的衝撃に対して、弱く
かつ製造法が複雑で高価になる欠点があつた。 溶射ヒータは、３〜50μmにおける放射率も比
較的高く、600〜700℃の高温下での使用が可能で
機械的衝撃にも強い特徴を有する反面、金属の熱
放射体とセラミツク放射材料との密着は単に機械
的結合なため、前処理方法や溶射条件を厳密に管
理しないと、コーテイングしたセラミツク放射層
が使用中に剥離やクラツクを生じ、冷熱サイクル
に対して劣るという欠点の他に、溶射のコストが
高く、安価な製品が製造できない欠点があつた。 また、これ等に代れるものとして、各種セラミ
ツク放射材料をガラスフリツトと共にホーロー化
した被覆を赤外線放射層として、10〜200μmの厚
さで形成した赤外線放射装置が提案されている
が、これは、ホーローの融点が700〜850℃と低い
ため、耐熱性が高々600℃であること。また、ガ
ラス質被覆であるため、300℃以上の冷熱サイク
ルの繰返しには弱く、数回で割れ、剥離を生じる
という欠点があつた。 発明の目的 本発明は、以上述べたような従来の欠点を除去
するためになされたもので、500〜900℃におい
て、赤外線を強力に放射し、加熱時の即熱性に優
れ、冷熱使用に対しても、剥離やクラツクがなく
機械的衝撃性に強く、さらに安価で生産性に優れ
た赤外線放射装置を提供するものである。 発明の構成 この目的を達成するために、本発明は、金属か
ら成る熱放射体表面に、ポリボロシロキサン樹脂
を主成分とする有機ケイ素重合体および、当有機
ケイ素重合体の硬化体に対して、８〜50wt％の
Fe，Mn，Cu，Cr，Ni，Coの群から選択した１
種以上の元素の酸化物もしは複合酸化物から成る
混合物を放射層として、５〜20μmの厚さで被覆
形成する。 実施例の説明 以下本発明の実施例につき、図面とともに説明
する。図において、鉄、アルミあるいは、ステン
レスなどのパイプの熱放射体１の中に、両端に電
極ターミナル２をする線状発熱体３を押通し、
MgOなどの耐熱絶縁性充填剤４を充填し、両端
を気密材５でシールした構造を有する発熱体にお
いて、熱放射体１の表面に、ポリボロシロキサン
樹脂を主成分とする有機ケイ素重合体および、当
有機ケイ素重合体の８〜50wt％のFe，Mn，Cu，
Cr，Ni，Coの群から選定した１種以上の酸化
物、もしくは複合酸化物から成る混合物を５〜
20μmの厚さで形成した放射層６を設ける。 ポリボロシロキサン樹脂は、例えば、 のような構造のポリマーを主成分とするものであ
る。このバインダーは、“セミ無機ポリマー”と
しての特性を有し、室温状態では、有機高分子と
同様の性状で、塗料化などの操作性の面で優れて
いる。加熱すると、その有機物は分解して、Si，
Ｂ，Ｏを骨格としてセラミツク化する。完全なセ
ラミツク化は600℃にて行なわれる。 放射層の膜厚が５〜20μmと薄いため、放射層
の熱抵抗が小さく、速熱性に優れている。 ポリボロシロキサン樹脂をベースとする有機塗
料の塗装法により被覆を形成するため、熱放射体
表面の前処理は、通常の脱脂のみでよく、複雑な
前処理を必要としない。またスプレー法などの方
法にて容易に被覆形成できるため、生産性に優れ
ている。 放射層は、５〜20μmと膜厚が薄いにも拘らず、
0.9以上の優れた赤外線放射率を示す。このよう
な優れた赤外線放射率が得られる理由を以下に記
す。 Fe，Mn，Cu，Cr，Ni，Coの群から選定した
１種以上の元素の酸化物、もしくは、複合酸化物
は、黒色化合物である。赤外線よりも短波長の可
視光線の領域に吸収を有する。これ等の酸化物
は、半導体的性質を示し、プラズマ振動吸収波長
は、紫外ないしは、短波長の可視光域にある。こ
れ等の酸化物は、プラズマ振動吸収波長よりも短
波長域では透明、長波長域では吸収体となる。し
たがつて、赤外線域では、吸収体となる。ところ
が、これ等の遷移金属酸化物は、屈折率が2.5以
上と高いため、全反射を起こし、反射体となつて
しまう。 したがつて、これ等の遷移金属酸化物のみから
成る被覆層では、この全反射のため、赤外線放射
率は、表面の10μm程度の層のみによつて決まり、
高々0.75程度の赤外線放射率しか得られない。こ
れに対してポリボロシロキサン樹脂は1.5程度の
屈折率であるので、本発明の放射層では、その配
合比が、８〜50wt％の範囲にて用いる場合には、
ポリボロシロキサンが被覆の表面層に集まる構成
となるため、全反射を防ぎ、0.9以上の赤外線放
射率が得られる。また、ポリボロシロキサン樹脂
のセラミツク化時に生成する空隙が、表面反射を
少なくする効果を有する。 前記の金属酸化物の粒径は0.1〜0.5μmの範囲に
て用いるのがよい。この範囲が分散性が優れてい
るためで、ポリボロシロキサン樹脂との屈折率の
差に基づく、光散乱が有利となる。 本発明の放射層は、5μmで0.9程度の放射率を
し、10μmで0.95となり以降膜厚を増やしても放
射率は、ほとんど変化しない。 膜厚が20μmを越えると、850℃から水中投入す
るヒートシヨツクを受けたとき、放射層に割れが
生じる。冷熱サイクルが600deg程度の条件下の
場合には、50μmでも適用可能である。 放射層の硬化に関しては、スプレーにて塗料を
塗布した後、350℃30分、750℃30分の焼成で良
い。 放射層は、硬度6Hの硬いセラミツク質の被膜
で、約1000℃までの優れた耐熱性と、非常に優秀
な素地との密着性を有している。特に、850deg
の厳しい冷熱サイクル下でも良好な密着性を持つ
ている。 以下具体的例を示す。 ポリボロシロキサン樹脂を主成分とする有機ケ
イ素重合体として、昭和電線電纜(株)の無機ポリマ
ー「SMP−32」を用いた。このバインダーは600
℃でセラミツク化して、安定化するが、その間の
熱分解により、初期の2/3の重量が失われ、残渣
は1/3となる。
外線放射装置に関する。 従来例の構成とその問題点 一般に赤外線輻射装置には、下記の性質が要求
される。 (1) 赤外線輻射率が高いこと。望ましくは、１に
近いこと。 (2) 加熱時の即熱性に優れ、特に500〜900℃にお
いて、耐熱性が優れていること。 (3) 金属より成る基体とその上に形成された放射
材料との密着性が高く、特に冷熱サイクル下の
使用において、剥離や割れ等を生じないこと。 (4) 機械的な衝撃に強いこと。 (5) 製造が容易で安価であること。 一方、従来の赤外線放射装置には、赤外線ラン
プ、発熱線をセラミツク放射物質に埋込んだ、い
わゆる埋込ヒータ、および金属から成る熱放射体
表面にセラミツク放射物質を溶射法によりコーテ
イングした溶射ヒータなどがある。 しかし、赤外線ランプは、加熱時の即熱性には
優れているが、5μm以上の長波長の赤外線、即ち
遠赤外線が放射されないため、有機物質の乾燥や
加熱には、不適当であるばかりでなく、機械的衝
撃に弱く、寿命が短い欠点があつた。 また埋込ヒーターは、400〜500℃の放射率が優
れ３〜50μmの赤外線を強力に放射するが、500℃
以上の温度で使用すると放射層にクラツクが発生
する他に速熱性が劣り機械的衝撃に対して、弱く
かつ製造法が複雑で高価になる欠点があつた。 溶射ヒータは、３〜50μmにおける放射率も比
較的高く、600〜700℃の高温下での使用が可能で
機械的衝撃にも強い特徴を有する反面、金属の熱
放射体とセラミツク放射材料との密着は単に機械
的結合なため、前処理方法や溶射条件を厳密に管
理しないと、コーテイングしたセラミツク放射層
が使用中に剥離やクラツクを生じ、冷熱サイクル
に対して劣るという欠点の他に、溶射のコストが
高く、安価な製品が製造できない欠点があつた。 また、これ等に代れるものとして、各種セラミ
ツク放射材料をガラスフリツトと共にホーロー化
した被覆を赤外線放射層として、10〜200μmの厚
さで形成した赤外線放射装置が提案されている
が、これは、ホーローの融点が700〜850℃と低い
ため、耐熱性が高々600℃であること。また、ガ
ラス質被覆であるため、300℃以上の冷熱サイク
ルの繰返しには弱く、数回で割れ、剥離を生じる
という欠点があつた。 発明の目的 本発明は、以上述べたような従来の欠点を除去
するためになされたもので、500〜900℃におい
て、赤外線を強力に放射し、加熱時の即熱性に優
れ、冷熱使用に対しても、剥離やクラツクがなく
機械的衝撃性に強く、さらに安価で生産性に優れ
た赤外線放射装置を提供するものである。 発明の構成 この目的を達成するために、本発明は、金属か
ら成る熱放射体表面に、ポリボロシロキサン樹脂
を主成分とする有機ケイ素重合体および、当有機
ケイ素重合体の硬化体に対して、８〜50wt％の
Fe，Mn，Cu，Cr，Ni，Coの群から選択した１
種以上の元素の酸化物もしは複合酸化物から成る
混合物を放射層として、５〜20μmの厚さで被覆
形成する。 実施例の説明 以下本発明の実施例につき、図面とともに説明
する。図において、鉄、アルミあるいは、ステン
レスなどのパイプの熱放射体１の中に、両端に電
極ターミナル２をする線状発熱体３を押通し、
MgOなどの耐熱絶縁性充填剤４を充填し、両端
を気密材５でシールした構造を有する発熱体にお
いて、熱放射体１の表面に、ポリボロシロキサン
樹脂を主成分とする有機ケイ素重合体および、当
有機ケイ素重合体の８〜50wt％のFe，Mn，Cu，
Cr，Ni，Coの群から選定した１種以上の酸化
物、もしくは複合酸化物から成る混合物を５〜
20μmの厚さで形成した放射層６を設ける。 ポリボロシロキサン樹脂は、例えば、 のような構造のポリマーを主成分とするものであ
る。このバインダーは、“セミ無機ポリマー”と
しての特性を有し、室温状態では、有機高分子と
同様の性状で、塗料化などの操作性の面で優れて
いる。加熱すると、その有機物は分解して、Si，
Ｂ，Ｏを骨格としてセラミツク化する。完全なセ
ラミツク化は600℃にて行なわれる。 放射層の膜厚が５〜20μmと薄いため、放射層
の熱抵抗が小さく、速熱性に優れている。 ポリボロシロキサン樹脂をベースとする有機塗
料の塗装法により被覆を形成するため、熱放射体
表面の前処理は、通常の脱脂のみでよく、複雑な
前処理を必要としない。またスプレー法などの方
法にて容易に被覆形成できるため、生産性に優れ
ている。 放射層は、５〜20μmと膜厚が薄いにも拘らず、
0.9以上の優れた赤外線放射率を示す。このよう
な優れた赤外線放射率が得られる理由を以下に記
す。 Fe，Mn，Cu，Cr，Ni，Coの群から選定した
１種以上の元素の酸化物、もしくは、複合酸化物
は、黒色化合物である。赤外線よりも短波長の可
視光線の領域に吸収を有する。これ等の酸化物
は、半導体的性質を示し、プラズマ振動吸収波長
は、紫外ないしは、短波長の可視光域にある。こ
れ等の酸化物は、プラズマ振動吸収波長よりも短
波長域では透明、長波長域では吸収体となる。し
たがつて、赤外線域では、吸収体となる。ところ
が、これ等の遷移金属酸化物は、屈折率が2.5以
上と高いため、全反射を起こし、反射体となつて
しまう。 したがつて、これ等の遷移金属酸化物のみから
成る被覆層では、この全反射のため、赤外線放射
率は、表面の10μm程度の層のみによつて決まり、
高々0.75程度の赤外線放射率しか得られない。こ
れに対してポリボロシロキサン樹脂は1.5程度の
屈折率であるので、本発明の放射層では、その配
合比が、８〜50wt％の範囲にて用いる場合には、
ポリボロシロキサンが被覆の表面層に集まる構成
となるため、全反射を防ぎ、0.9以上の赤外線放
射率が得られる。また、ポリボロシロキサン樹脂
のセラミツク化時に生成する空隙が、表面反射を
少なくする効果を有する。 前記の金属酸化物の粒径は0.1〜0.5μmの範囲に
て用いるのがよい。この範囲が分散性が優れてい
るためで、ポリボロシロキサン樹脂との屈折率の
差に基づく、光散乱が有利となる。 本発明の放射層は、5μmで0.9程度の放射率を
し、10μmで0.95となり以降膜厚を増やしても放
射率は、ほとんど変化しない。 膜厚が20μmを越えると、850℃から水中投入す
るヒートシヨツクを受けたとき、放射層に割れが
生じる。冷熱サイクルが600deg程度の条件下の
場合には、50μmでも適用可能である。 放射層の硬化に関しては、スプレーにて塗料を
塗布した後、350℃30分、750℃30分の焼成で良
い。 放射層は、硬度6Hの硬いセラミツク質の被膜
で、約1000℃までの優れた耐熱性と、非常に優秀
な素地との密着性を有している。特に、850deg
の厳しい冷熱サイクル下でも良好な密着性を持つ
ている。 以下具体的例を示す。 ポリボロシロキサン樹脂を主成分とする有機ケ
イ素重合体として、昭和電線電纜(株)の無機ポリマ
ー「SMP−32」を用いた。このバインダーは600
℃でセラミツク化して、安定化するが、その間の
熱分解により、初期の2/3の重量が失われ、残渣
は1/3となる。
【表】
【表】
前記「SMP−32」を100重量部に対して、表１
の配合にて、塗料を調合し、約15μmの膜厚にて、
ステンレス板〔フエライトステンレス網、
SUS430〕上に塗布し、350℃、30分、750℃、30
分焼成して被膜を得た。 このように形成した各試験片は、表面温度を
750℃に設定して、赤外線分光輻射特性を評価し
た。2.5μm〜30μmの範囲の平均輻射率を赤外線
放射率として、評価した。 いずれの実施例の場合も、優れた赤外線放射率
が得られた。遷移金属酸化物の配合が増えると、
表面反射の効果により、放射率は、むしろ低下す
る。 次に、No.２の塗料を、ステンレスパイプからな
るシーズヒータ（100v、600w、長さ480mm、直径
12mm）の表面に15μmの膜厚にて塗布焼成した。 当赤外線放射装置により、100gの水を加熱比
較したところ、水温が40℃上昇するに要する時間
が、ステンレス基材のみの場合、約17分、赤外線
ランプが20分要したのに対して、11分30秒となつ
たことから、強力な赤外線が放射されていること
が実証された。 発明の効果 以上のように本発明の赤外線放射装置によれ
ば、 (1) 赤外線輻射率が高く、0.9以上である。 (2) ５〜20μmと薄膜であるため、即熱性に優れ、
500〜900℃に耐える耐熱性を有する。 (3) 基体との密着性が高く、特に、耐冷熱サイク
ル性が優れている。 (4) 硬度が6Hと硬く、機械的衝撃に強い。 (5) スプレー法にて塗布できるため、生産性に優
れ、複雑な前処理も必要とせず安価である。 などの効果を有する。
の配合にて、塗料を調合し、約15μmの膜厚にて、
ステンレス板〔フエライトステンレス網、
SUS430〕上に塗布し、350℃、30分、750℃、30
分焼成して被膜を得た。 このように形成した各試験片は、表面温度を
750℃に設定して、赤外線分光輻射特性を評価し
た。2.5μm〜30μmの範囲の平均輻射率を赤外線
放射率として、評価した。 いずれの実施例の場合も、優れた赤外線放射率
が得られた。遷移金属酸化物の配合が増えると、
表面反射の効果により、放射率は、むしろ低下す
る。 次に、No.２の塗料を、ステンレスパイプからな
るシーズヒータ（100v、600w、長さ480mm、直径
12mm）の表面に15μmの膜厚にて塗布焼成した。 当赤外線放射装置により、100gの水を加熱比
較したところ、水温が40℃上昇するに要する時間
が、ステンレス基材のみの場合、約17分、赤外線
ランプが20分要したのに対して、11分30秒となつ
たことから、強力な赤外線が放射されていること
が実証された。 発明の効果 以上のように本発明の赤外線放射装置によれ
ば、 (1) 赤外線輻射率が高く、0.9以上である。 (2) ５〜20μmと薄膜であるため、即熱性に優れ、
500〜900℃に耐える耐熱性を有する。 (3) 基体との密着性が高く、特に、耐冷熱サイク
ル性が優れている。 (4) 硬度が6Hと硬く、機械的衝撃に強い。 (5) スプレー法にて塗布できるため、生産性に優
れ、複雑な前処理も必要とせず安価である。 などの効果を有する。
図面は本発明の一実施例を示すシーズヒータの
パイプ表面に放射物質を形成させた赤外線放射装
置の一部切断面図を示す。 １……熱放射体、６……放射層。
パイプ表面に放射物質を形成させた赤外線放射装
置の一部切断面図を示す。 １……熱放射体、６……放射層。
Claims (1)
- １ 金属から成る熱放射体表面に、ポリボロシロ
キサン樹脂を主成分とする有機ケイ素重合体およ
び、この有機ケイ素重合体の硬化体に対して、
8wt％から50wt％のFe，Mn，Cu，Cr，Ni，Co
の群から選定した１種以上の元素の酸化物もしく
は複合酸化物から成る混合物を放射層として、５
〜20μmの厚さで被覆形成した赤外線放射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8643984A JPS60230390A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 赤外線放射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8643984A JPS60230390A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 赤外線放射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60230390A JPS60230390A (ja) | 1985-11-15 |
| JPH0363192B2 true JPH0363192B2 (ja) | 1991-09-30 |
Family
ID=13886947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8643984A Granted JPS60230390A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 赤外線放射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60230390A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR900009035B1 (ko) * | 1986-09-19 | 1990-12-17 | 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤 | 도료조성물 |
| JPS6384675A (ja) * | 1986-09-27 | 1988-04-15 | Yoshio Ichikawa | 赤外線放射塗膜 |
| JP4295527B2 (ja) * | 2003-02-27 | 2009-07-15 | 株式会社アライドマテリアル | 放電ランプ及びその電極構造 |
-
1984
- 1984-04-27 JP JP8643984A patent/JPS60230390A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60230390A (ja) | 1985-11-15 |
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