JPS58150286A - 赤外線利用の加熱方法 - Google Patents

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】 この発明は射出或は押出成形機などの成形シリンダーや
熱間圧延成形機などのカレンダロール等加熱或は乾燥等
を必要とする各種の分野に適用される赤外線利用の加熱
方法に関するものである。

従来赤外線を利用した加熱装置としては、例えば塗膜の
乾燥或は焼成用のセラミックヒータがあるが、これは金
属酸化物、硼素化物、硅素化物及び炭素化物等のセラミ
ック体の中に特殊金属発熱体を埋込み通電等により発熱
体より出る熱エネルギーを受けて、上記放射体が長波長
の赤外線を放射するもので、高分子物質或は溶剤等の物
質の分子の振動波長を放射する結果、塗膜の分子に共振
現象を起こさせ被射体である高分子物質等を自己発熱さ
せる原理から構成されている。

すなわちこの原理は、発熱体から発生する熱エネルギー
を放射体にて放射エネルギー（こ変換し、この放射エネ
ルギーを被射体である被加熱物にて分子運動エネルギー
に転換して自己発熱させるというもので、いわば赤外線
を被加熱物へ直接照射して自己発熱させる直接的加熱方
法を提供したものであった。従って、この原理を利用し
た加熱方法は飽くまで被射体を被加熱物とし、赤外線を
放射体より直接放射せしめて加熱する場合については適
用可能であるが、例えば樹脂或はワックス等の射出或は
押出成形機などの成形シリンダーや熱間圧延成形機など
のカレンダロール等、被射体が金属体で、被加熱物が該
金属体に囲まれてなる装置等に利用した場合では、金属
体表面にて赤外線が反射され、吸収されたね寸かの熱エ
ネルギーも伝導熱によって被加熱物に伝達されるため、
加熱効率の極めて乏しい結果を招来するに至ったもので
、該金属体から成る装置等に対する適用には問題があっ
た。また被射体が金属体以外の素材、例えばセラミック
から成る装置或は加熱容器であり、被加熱物がその容器
等内にある場合では、上述の場合と同様、単に赤外線を
放射体から被射体である容器等に放射するだけでは満足
のいく加熱状態を得ることができなかった。

そこでこの発明の目的とするところは、上述した問題点
を悉く解決しようとしたもので、被加熱物が装置或は加
熱容器等の赤外線の吸収率の低い被射体壁などによって
遮蔽された状態下においても、加熱効率が優れて良好で
、昇温時間が短縮され、温度ムラが少なく、・所謂省エ
ネルギー政策にも合致する赤外線利用の加熱方法を提供
しようとするもので、その特徴とするところは、加熱に
より赤外線を発生する放射体を加熱源とし、この放射体
と面等或は略同等の赤外線の、吸収特性を有する被射体
を上記放射体に対向させて被加熱物の兄熱源としたとこ
ろにある。すなわち、被加熱物の加熱方法としては、従
来の様に加熱源である放射体から金属体等の極めて赤外
線の吸収率の低い被射体に直接照射して加熱する加熱方
法を採らずに、放射体の加熱によって発生する赤外線に
まり放射体に対向させた吸収率の極めて高い被射体を自
己発熱させ、伝導熱で被加熱物を加熱する新規な加熱方
法を採用したものであり、理想状態下で放射率と吸収率
が等しいという原理を利用して得たものである。

以下具体的な実施態様（こつき図面に従って説明すると
、第１図は樹脂或はワックス等の射出成形機における成
形シリンダーの断面図で、（１）は金属の酸化物、硼素
化物、窒化物、硅素化物及び炭化物等から成る放射体で
、通電可能な電熱線（２）の加熱により赤外線を発生す
るもので、該電熱線（２）とともに加熱源（Ａ）を構成
している。（３〕は金属体から成る成形シリンダーのシ
リンダー壁であり、該シリンダー壁（３）の外壁面（３
ａ）において被射体（４）が上記放射体（１＋に対向し
て形成されており発熱源（Ｂ）を構成している。（５）
は樹脂或はワックス等の被加熱物であり、（６）は反射
板である。

被射体（４）はこの実施例においては放射体（１）と同
等のセラミックより成るが、これに限られるものではな
く、要するに放射体から放射する赤外線のスペクトルは
、放射体を構成するセラミック等の材質により或は加熱
温度によって変化するので、それに応じた赤外線の吸収
特性を有する材質であればよい。例えばこの実施例にお
いては、被加熱物の所望加熱温度を約３００〜４００°
Ｃに設定したわけであるが、この場合放射体（１）のス
ペクトルの一指標を示す極大波長がλｍａｘ＝５〜３μ
程度となり、他方この放射エネルギーを吸収する被射体
（４）が同等或は略同等の極大波長を有して自己発熱し
、因ってこの被射体（４）において再び約３００〜４０
０℃の所望温度に達し、シリンダー壁（３）を介して被
加熱物に伝達されたものであるが、特に被射体（４）が
放射体（１１と同等或は略同等の極大波長を有する必要
はなく、放射体（１）と略同等の吸収特性、すなわち両
者のスペクトルの重なりが太きければ同様の効果が得ら
れるものである。

被射体（４１のシリンダー壁外面（３ａ）への形成は、
この実施例においては、シリンダー壁外面（３ａ）（こ
１２００〜１３００°Ｃにて焼結して成るが、その他溶
射して付着形成させるか或は耐熱バインダーと混合して
塗料化し、塗布して発熱性の塗膜を形成させてもまい。

なお、塗布は、ハケ塗りやスプレー若しくは浸漬法等種
々考えられる。また上記被射体（４）の膜厚は出来るだ
け薄い方が好ましく、５０〜１００μ程度に形成するこ
とが望ましい。

ところで、上述した如き構成から成る成形シリンダーの
加熱過程は第２図に示す如く、まず通電して電熱線＋２
１が弁熱して熱エネルギーを発生し、この熱エネリギー
が所望の温度域で放射体（１１においてその加熱温度に
対応した波長の放射エネルギーに変換さね、放射エネル
ギー（（イ）、すなわち赤外線が放射体（１）より図示
の如く矢印方向に放射される。放射された赤外線は被射
体（４）にて吸収される。

吸収は被射体（４）の吸収スペクトルに対応した吸収を
行い、その吸収されたエネルギーが再び熱エネルギーに
変換され、所望の加熱温度状態を生起する。発熱した被
射体（４）は一部が再び矢印方向に放射エネルギー（ロ
）となって対向した放射体（１）に放射され、その外の
熱エネルギーは大略シリンダー壁を矢印方向に伝導熱（
ハ）によって被加熱物に伝達され、所望の温度に到達せ
しめるものである。従ってこれらの加熱過程は、大略放
射エネルギー（イ）と放射エネルギー（ロ）と伝導熱（
ハ）とが組み合されて昇温するもので、所望温度にてエ
ネルギーの平衡状態が得られるものである。その温度平
衡吠態下では放射体は、電熱線（２１からの熱エネルギ
ーに放射エネルギー（ロ）が付加され、極めて効率の良
い加熱状態を生起させるものである。

ところでこの加熱方法は、単に金属体であるシリンダー
等のみに利用されるものではなく、セラミックやプラス
チ−ツク等の非金属体から成る材質であっても、塗布し
た被射体の発熱等に対し十分耐熱可能であり、好ましく
は良好な熱伝導性を有する材質であれば適用可能である
。また上記の如く金属体等番こ被射体の塗膜等を形成さ
せるのではなく、放射体と対向させる被射体自体が単体
で装置或は加熱容器等を形成し、放射体と同等或は略同
等の吸収特性を有しておれば、被射体単体自体が発熱し
て被加熱物を加熱することかできるものである。無論金
属体であるカレンダーロールに対しても適用可能であり
、この場合は該中空内に加熱源を設け、ロール内壁に被
射体を形成すればよい。

以トの如く、この発明に係る赤外線利用の加熱方法は、
加熱により赤外線を発生する放射体を加熱源とし、この
放射体と同等或は略同等の赤外線の吸収特性を有する被
射体を上記放射体に対向させて被加熱物の発熱源とした
ので、赤外線に対して反射率の高い金属体や吸収率の低
いセラミック等からなる装置や容器等の壁面に遮蔽され
た被加熱物であっても、十分加熱することが可能で、し
かもその加熱効率は優れて良好であり、因って昇温時間
が両めて短縮され、また所望温度領域において温度平衡
状態が保持されるので温度ムラか少なく、さらにまた加
熱時間が長ければ長い程、電熱線等の電力が節約され、
省エネルギー政策にも十分合致した赤外線利用の加熱方
法を提供したものである。なお、被射体を溶剤或は塗布
して金属体等に形成する場合【こは、既成の装置等（こ
も適用できる利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明（こ係る赤外線利用の加熱方法の一実
施例を示す成形シリンダーの断面図、第２図は同拡大断
面図である。 （１）・・・放射体、（４）・・被射体、（Ａ）・・・
加熱源、（Ｂ）・・・発熱源 代理人　弁理士　大　島　泰　甫 Ｍ１図 第２．図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱により赤外線を発生する放射体を加熱源とし
   、この放射体と同等或は略同等の赤外線の吸収特性を有
   する被射体を上記放射体に対向させて被加熱物の発熱源
   としたことを特徴とする赤外線利用の加熱方法。