JPS6088082A - 赤外線輻射被膜 - Google Patents

赤外線輻射被膜

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JPS6088082A
JPS6088082A JP19635883A JP19635883A JPS6088082A JP S6088082 A JPS6088082 A JP S6088082A JP 19635883 A JP19635883 A JP 19635883A JP 19635883 A JP19635883 A JP 19635883A JP S6088082 A JPS6088082 A JP S6088082A
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JP
Japan
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oxide
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resin
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JP19635883A
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Masao Maki
正雄 牧
Akio Fukuda
明雄 福田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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、暖房、調理等で輻射加熱を行う赤外線加熱分
野で、高効率の赤外線輻射体を形成するため、金属、セ
ラミック等の加熱体表面に適用して用いる被膜に関する
ものである。
従来例の構成とその問題点 従来の赤外線輻射被膜としては、アルミナ、チタニア、
ジルコニア等の酸化物、或いは化合物を溶射にて、直接
基材上に被覆形成したり、カラス7す7ト等のバインダ
ー中に分散させ、ホーロー被覆を形成したりするものが
知られているが、被覆が100μm以上と厚いため、熱
膨張係数が合わず、基材との密着が悪かったり、600
 ’C以上に加熱すると被覆が溶解したりして、600
°C以上の高温下では、適用できない等の欠点があっ池
また、溶射法の場合、その被覆形成工程も非常に複雑な
プロセスが必要であった。
一般に、高輻射被膜を形成しようとすれば、膜厚が厚い
方が有利で、セラミック被膜であれは、膜厚は100μ
m以上となり、基材との熱膨張の差がとくに問題となり
、ヒートショックに弱い欠点があった。
発明の目的 本発明は、この様な従来の欠点を解消するもので、20
〜50μmの薄膜の形成により、輻射率が0.8以上の
高輻射体を形成するものである。
例えば、そのメツシュが30メツシユと細かな金網等の
複雑な形状への適用も可能とするものである。また、9
00℃の温度にて適用される高温の加熱面への適用をも
目的とするものである。
また高輻射であると同時に非常に高強度の信頼性の高い
被膜を形成することも本発明の目的である。
発明の構成 この目的を達成するために、本発明は、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を被膜のバイ
ンダーとして用いる。
T tlBa、 Ni、 Sb、 Cr、 Fe1Zn
、 Co、AI、Cu1M n、 St、 Zr1Sn
 および希土類元素の群から選択した少なくとも1種の
酸化物、およびFe、Mn。
Cu、 Cr、 Co、Niの群から選択した1種以上
の金属微粉末を前記バインダー中に分散させ、塗料化し
たものを用いて、基材上に塗布焼成した後の硬化体とし
て、赤外線輻射被膜を得る。
被膜中に分散した金属微粉末は、それぞれ、゛微細な鏡
2′として、被膜内に入射した光を有効に反射する作用
をする。同時に被膜に関して、あたかも鉄筋コンクリー
トの鉄のような働きにより、高強度化に寄与する。前記
酸化物は、充実剤として、或いは、被膜の着色剤として
、被膜自体の骨格形成および、赤外線散乱体として寄与
する。
実施例の説明 第1図に本発明の概念図を示す。第1図において、1は
基材で、金属、セラミ7り等から成る。
2が本発明の被膜のバインターて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の硬化体である。3
は、Ti、 Ba1Ni1’Sb、 Cr、 Fe、 
Zn。
C01A I、 Cu、 Mn1S i、 Z r、 
S n および希土類元素の群から選択した少なくとも
1種の酸化物である。
4は、F e、 Mn、 Cu、 CrXCo、 N 
i の群から選択した1種以上の金属微粉末である。金
属微粉末の粒径は10μm以下のものを用いるのが望ま
しい。とくに、1μm以下の超微粉を用いると、少量の
添加量で著しい輻射率の向上が得られる。
この被膜の光学的挙動は以下の通りである。キルヒホッ
フの法則から、輻射率は、吸収率に等しいので、説明は
、被膜の赤外線に対する吸収性に関して行なう。
赤外線は、この被覆の中に入射して、有機ケイ素重合体
のバインダー中を1部の波長の光を吸収され減衰しなが
ら、進行する。この光は、酸化物により、1部吸収と散
乱の影響を受ける。光が金属微粉末に当たった場合には
、大きく反射される。
被膜の中には、このような酸化物と金属微粉末力ζ無数
に存在するため、光は多重散乱と多重反射の影響を受け
、−変波膜中に入射したら、はとんど吸収され、出られ
なくなる。したがって、赤外線の放射に関しては、この
被膜は、黒体に近い、高輻射体を形成することができる
しかも、この被膜の色は、その表面の可視光の選択吸収
反射特性によって決まるが、被膜の大部分をなす、酸化
物の色によって決まる。わずかに灰色を帯びた白色から
、黒色まで各種の色の選択が可能である。
この様な着色酸化物として、(TiO2・BaO・N 
i O)より成る黄色の化合物、また( T i 02
・S b 203・Cr 203)より成る黄土色の化
合物、(Fe OZn○・Cr 203)より成る茶色
の化合 3 物、(TiO2ZnO・Co0−Ni0)より成る緑色
の化合物、(Coo−Cr203−Al2O2) より
成る緑色の化合物、(COo−A12o3)より成る青
色の化合物、(Cuo−Cr203)より成る黒色の化
合物、(Fe203・MnO2・Cu0)より成る黒色
の化合物などいずれも適用可能である。また陶磁器用着
色剤として用いられるジルコニア系化合物(ジルコン、
ジルコニア)に遷移金属酸化物、もしくは、La、 C
e、 P r、 NdlPm、 Sm、 Eu、 Gd
、 Tb1Dy。
HOlE r、 Tm、 Yb1Lu などの希土類元
素酸化物などを添加、複合した酸化物なども良い。
これらの酸化物の粒径は0.5〜5μmの範囲が良い。
その理由は、この粒径にあると分散が非常に良くなるこ
とと、二次粒子が2.5μm以上位となり、赤外線の散
乱吸収に非常に有利であるためである。
本発明の高輻射の要因は、酸化物の多重散乱と金属微粒
子の多重反射にあるため、酸化物に関しては適用の選択
の巾は広い。Ti、 Zr、 AI、 Sn。
Zz、Siの群から選択した酸化物、複合酸化物(これ
等はいずれも白色である。)と前記着色剤との組合せが
望ましい。
金属微粉末として、Fe1Mn1Cu、Cr、、Co、
Ni。
の群から選択した1種以上の金属を用いる。
Fe−Co、ステンレス粉末など合金を用いても良い。
上記金属に関して高温で焼成した場合には、金属単独で
は酸化物へと変化するが、有機ケイ素重合体の被膜の中
では、酸素の拡散は極めて遅く、金属として安定である
。とくに金属の表面層に酸化物ができた後には、酸化の
進行は遅い。
前記金属の中では、耐酸化性の観点から、Ni粉末の適
用が最良である。
金属微粉末の配合量としては、前記金属酸化物に対して
、重量比で5/100〜100/100の範囲が良い。
粒径が0.01〜10μmまでの金属微粉を用いる場合
には50/100〜100/100蝙囲が良く、0.0
1μm以下の(、sf)ゆる金属超微粉を用いる場合に
は5/100〜10/100の範囲が良い。
ポリボロシロキサン樹脂は、例えは 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
の操作性の面で優1tてむする。
加熱するとその有機分は分解して、Sl、C,B。
Oを骨格としてセラミック化する。完全なセラミック化
は600°Cにて行なわれる。
以下、実施例を記載する。
ポリボロシロキサン樹脂を主成分とする有機ゲイ素重合
体として、昭和電線電纜(株の無機ポリマー「sMP−
32Jを用いた。この)くインダーは600℃でセラミ
ック化して安定化するが、その間の熱分解により、初期
の273の重量が失われ残渣は1/3となるO X量は各重量部を示す。
配合は SMP−32: 100重量部溶 剤 =15
0重量部 トルエン/N−メチルビロンドン =1/1 X(1)、■は (1)が金属微粉 (約5μm)■が
金属超微粉 (約30OA) SMP−32を100重量部に対して、表の配合にて、
塗料を調合し、約20μmの膜厚にて、ステンレス板[
18Cr−3〜5%Al〕上に塗布し、150’C30
分、250℃、30分、600°へ5分焼成して、被膜
を得た。
このテストピースに関して、表面温度を500’Cに設
定し、日本分光■製分光輻射装置を用し)で各被膜の分
光輻射特性を評価した。
P−2〜P−7塗料を用いた被膜は、む)すれも同様の
輻射パターンを示した。
第2図に代表的な分光輻射特性のデータを示す。
図において、5は基材のステンレスのみの場合であり、
6が、P−1の場合、7がP−5の場合でP−2〜P−
7いずれもほとんと同じてあった。
第2図の7に見られるように本発明の被膜は、20μm
と極めて薄膜であるにも拘らず、(よとんど波長依存性
のない高い放射率を示してl、Mることか分る。
本発明の被膜に関して、膜厚の寄与は5〜50μmの範
囲内でほとんど分光輻射特性の差がなかった。50μm
を越えると、被膜はヒートショックに対して弱くなる傾
向が認められた。
酸化物および金属微粉の有機ケイ素重合体に対する配合
比は600℃が熱残液に対して、重量比で1/2〜3/
1の範囲が良好であった。3/1を越えると被膜は脆く
なり、1/2以下の場合には、被膜としての充填が不十
分となり、輻射特性が悪く、特窓長で輻射が低くなる現
象が認められる。
以上の様にして形成した被膜は、極めて優れた特性を示
した。とくに耐ヒートシヨツク性が非常に優れ、炉中で
1000’Cに力l熱した後に、水中投入する試験を1
サイクルとして1oサイクル実施したが、被膜には剥離
、割れなどの異常は全く認められなかった。
発明の効果 以上のように本発明の被膜は、 (1)10〜50μmと極めて薄膜にて、はとんど黒体
に近い、波長依存性の少ないフラットな高輻射体を得る
ことができる。
(の スプレーにて塗布可能であり、金網状金属から、
セラミックハニカム等の多くの基材、複雑な形状物に適
用可能であり、その形状をほとんど変化させない。
(3)薄膜のため、極めて密着性が良好で、とくにヒー
トショックに強く、高信頼性の被膜が得られる。
(4必要に応じて、各種の色に着色可能で、カラフルな
高輻射面を形成できる。
等の有効な効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の赤外線高輻射被膜の要部断
面図、第2図は同分光輻射特性図である。 1・・・基材、2・・・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の硬化体、3・・Ti、Ba
、 Ni、 !9b、 Cr、 Fe、 Zn、 Co
、A I、 Cu、 Mn。 5i1Zr、Snおよび希土類元素の群から選択した1
種以上の金属微粉末。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 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Ti、Ba1Ni、5bXCr1F
    e。 Zn、Co、Al、Cu、Mn、St、Zr、Snおよ
    び希土類元素の群から選択した少なくとも1種の酸化物
    およびFe、Mn、Cu、Cr、Co1Niの群から選
    択した1種以上の金属微粉末の硬化体より成る赤外線輻
    射被膜。 ■ 金属微粉末の粒径が10μm以下であり、前記酸化
    物に対する配合比が重量比で5/100〜100/10
    0である特許請求の範囲第1項記載の赤外線輻射被膜。
JP19635883A 1983-10-20 1983-10-20 赤外線輻射被膜 Granted JPS6088082A (ja)

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JPH0120663B2 JPH0120663B2 (ja) 1989-04-18

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63270770A (ja) * 1987-04-30 1988-11-08 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd 熱輻射塗料
JPS63270773A (ja) * 1987-04-30 1988-11-08 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd 耐熱・耐薬品性塗料
JPH0297566A (ja) * 1988-10-04 1990-04-10 Santou Shoji Kk 遠赤外線放射性耐摩耗塗膜、遠赤外線放射性耐摩耗組成物および遠赤外線放射性耐摩耗塗膜の形成方法
JPH0345666A (ja) * 1989-07-12 1991-02-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 被覆材および被覆材を備えた加熱調理器
JPH0457857A (ja) * 1990-06-26 1992-02-25 Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd Ic用熱遮蔽塗料
JPH1180624A (ja) * 1997-09-09 1999-03-26 Nisshin Steel Co Ltd 熱線反射性を有する塗料組成物および塗装製品

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