JPS6199290A - 輻射体 - 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】 産業上の利用分野 本発明は電気、ガヌ、石油を熱源として輻射熱を利用す
る暖房器、調理器、その曲の熱機器の輻射体に関する。

従来の技術 従来、暖房器や調理器の輻射体は金属や、金属にセラミ
ック溶射を施したもの、セラミックの成形体が主に使わ
れていた。第３図は金属表面にセラミックｔｊＪ射法に
よりコーティングした電気ヒータの一例の一部断面図で
ある。この構成によると７００°Ｃ＠後の比較的高温で
使用することができる。第１図の構成の電気ヒータ以外
には、金属の表面に各種のセラミック放射材料をガラス
フリントと共にホーロー化した被覆全形成した輻射体、
又は、Ａβ２０３、Ｓ　ｉ　０２　ｋ主成分としたセラ
ミックの成形体で主にガス機器のバーナとして用いられ
る、いわゆるシュバンクバーナと呼ばれる輻射体などが
あった。

発明が解決しようとする問題点 輻射体には、その使用される環境から耐熱性、耐熱衝撃
性、耐食性などの耐久的好性能が要求される他にも、製
造コストができるだけ安価であることも必要である。

ｉ前記電気ヒータは、比較的高温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、金属と溶射膜との密
着が弱く、製造条件を厳密に管理しないと、使用中に剥
離やクラックを生じ、熱衝撃に弱いという欠点の他に浴
射コヌ１−が商いという欠点をもっていた。

一方、ホーロー処理を施した輻射体は、ホーローの融点
が７００〜８５０”Ｃと低く、耐熱性が６００°Ｃ程度
であること、またガラス質であるため、熱衝撃に弱く、
剥離やクラックが発生する欠点があった。

また、シュバンクパーＩはセフミック質であるため熟的
ｌこはかなり高温まで使用できるが、機械的な応力や熱
衝撃による熱応力に弱くすぐに割れが発生するという欠
点や、形状が比較的複雑なた、１　　　　　　め製造コ
ストが高いという欠点をもっていた。

耐食性に関しては、セラミック質のものはそれほど問題
はないが、金属の場合はＮａＣ１等の影響で腐食が進行
する。特にセラミック質の被膜はピンホールレスにする
ことは困帷で、ピンホールから腐食が進行し、これが欠
点となっていた。

問題点を解決するための手段 前記問題点を解決するために本発明は、金属紙材と前記
金属基材の表面にセラミック質の波膜を形ｂｚする８４
成において、０１１記セラミツク質のｆ＆１模は、前記
金属基材と密着している第１層と、前記第１層を介して
赫復されている第２層とから成り、前記第１層は、ボロ
シロキサンを主成分とする樹脂の硬化体と、Ｆｅ、Ｃｏ
、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａ６．Ｓｉ、Ｌａ、
Ｃｅ％　Ｐｒのうち少くとも一棟以上の元素の改化物な
いしは複合酸化物とから成り、前記第２層はシリコン樹
脂の硬化体で成る構成としたものを輻射体とするもので
ある。

作用 前１８手段“６と従７′みら１１耐“断１・耐　　　　
　　（食性等の問題がかなり解消される。

前記第１層のボロシロキサンを主成分とした樹脂の硬化
体は金属との密着が非常に強く、かつ多孔Ｉであるため
に熱衝撃により発生する熱応力を吸収緩和して、熱衝撃
による剥離やクラックの発生がない。又、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｎ１等の酸化物は赤外線領域で高い放射率を有し、前記
ボロシロキサンを主成分とする硬化体と前記酸化物の組
合せにより形成きれる被膜は、赤外線の晶輻射体となり
、輻射効率ケ高くする。

一方前記第２層のシリコン樹脂硬化体は殆どがＳｉとＯ
とで構成さｎ、前記ボロシロキサンを主成分とした樹脂
の硬化体に比べて膜が密で、膜のビンホーｔＶｋ減少す
ることができ、ＮｕＣｊｇ等の下地の金属表面への侵入
ｒ防止し、腐食の進行を防ぐことができる。

実施例 以下図面を用いて、本発明の一実施例について説明する
。

第１図は本発明による輻射体の一実施例の一部断■図で
ある。第１図においてボロシロキサンを主成分とする樹
脂の硬化体７とＦｅ、Ｍｎ、Ｃｕの複合酸化物８とＺｒ
０２９とＡ１２０３１０とてなる第１層１１が金属基材
１２と密着し、前記第１層１１を介してシリコン樹脂の
硬化体である第２層１３が形成されている。本実施例で
は、ボロシロキサンを主成分とする樹脂として昭和電、
礫電攬■製の有機ケイ素ポリマー（商品名ＳＭＰ−３２
）を用いた。又シリコン樹脂としては、昭和電工味のラ
ダー型シリコン系オリゴマー（ｍ品名ＧＲ６５０）を用
いた。

前記ＳＭＰ−３２は、例えば（１）式の構造を骨格とし
ており、加熱することにより有機質であるフェニル基等
が脱離してしまい、６００°Ｃ以上では殆どＳｉ、Ｂ、
０から成る多孔質のセラミック質の焼結硬化体となる。

ＳＭＰ−３２の硬化体は耐熱温度が１０００°Ｃ以上で
、（８００〜８５０°ｃ　）　−（水）の熱衝撃サイク
ルに対しても、剥離、割れは発生しない。これは、ＳＭ
Ｐ−３２硬化体が多孔質なため熱応力を吸収緩和してし
まうことと、金属との密着が強固なためである。

ガに、第１図の様に、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕの複合酸化物、
ＺｒＯ２、ＡＩｊ２０３を適当な比で配合しておけば、
前記第１層は尚効率の赤外線輻射体となる。これは前記
酸化物の屈折率、吸収係数等が赤外線の輻射に有利に選
択されているからであり、配合比も膜の強度等を考慮し
、適当な範囲になっている。具体的に屈折率は、ＳＭＰ
−３２硬化体−１，５、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｕ複合酸化物・
−２，６〜３、Ｚ　ｒ　０２−２．２、Ａｌ２Ｏ３・−
１６となっているが、赤外線に対して、屈折率が大なる
ものは反射成分が増加・し好筐しくない。ところが、屈
折率の大きなＦｅ−Ｍｎ−Ｃｕ複合酸化物は比較的短波
長の赤外線に対しては良好な吸収体（輻射体）とな力　
　　　　る。このように屈折率と吸収系数が見かけ上相
反するような現象をおこすので、酸化物の選択、配合比
が重要となり、更には酸化物の、膜の深さ方向への分布
も重要で、好ましくは膜の・表面近傍は屈折率の小さい
ものがよい。

一方、前記第２層となるラダー型ノリコン系オリゴマー
（ＧＲ６５０）は、前記ＳＭＰ−３２に対して、２）式
の構造をもつ。

樹脂１００重量部に対し、Ｓｉと０は８０重量部を占め
、加熱化すれば密な膜を形成する。これによって下地で
ある金属の表面の露出を減少し、ＮａＣｇ等の侵入を防
止し、金属の腐食速度を鈍化させることができる。

ＳＭＰ−３２硬化体とＧＲ−６５０硬化体の密着は各々
の構成成分が殆ど同じであるため問題はない。しかもＧ
Ｒ−６５０硬化体はガラスライクで、透明性が高く、硬
度も憂れている。

次に本輻射体の一製造法について説明する。第１表にＳ
ＭＰ−３２と酸化物の配合比を示した。

第１　表 第１表の構成の塗料を塗料１とする。第２表は、ＧＲ−
６５０を溶剤で薄めた時の配合比である。

これを塗れト２とする。

第２表 金属基材としては、８０　Ｘ　８０　ａｍの５Ｕ３４３
０（厚さ０５　ａｍ　）を用いて、テストピースとした
。

このテストピースに脱脂等の前処理を施し、塗料１をス
プレー塗布した。焼１・１けは、３５０℃で３０分その
後７５０　’Ｃで３０分行った。室温まで徐冷の後、塗
料２をディッピングで塗布し、室温２５０　’Ｃ（１時
間）まで昇温の後２００°Ｃで５分間放置し徐冷した。

膜厚は平均して１５μｍ前後であった。

このようにしてできた輻射体は、耐食性、耐熱性に優れ
かつ高効率で赤外線を輻射する。第２図に本輻射体の輻
射率分光特性を示した。又、塗装方式であるため製造コ
ストも安価である。

発明の効果 以上のように本発明によれば、 （１）耐食性、耐熱性に優れているため機器寿命が延び
る。

■　赤外線輻射率が高いため、高効率の輻射加熱ができ
る。

■　塗装方式で安価に、輻射体を製造できる。

という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による輻射体の一部断面図、
第２図は同輻射体の輻射率分光特性図、第３図は従来の
電気ヒータの一部断面図である。 １　・・鉄、アルミ、ステンレス等のパイプの熱放射体
、２　　電極ターミナル、３・・・・・・線状発熱体、
４・・・耐熱絶縁性充填剤、５・・・・・気密材、６・
・・・・・セラミック溶射膜、７・・・　ボロンロキサ
ンを主成分とする樹脂の硬化体、８　　　Ｆｅ、Ｍｎ、
Ｃｕの複合酸化物、９・・・　ＺｒＯ２，１０・・・Ａ
ｌ２Ｏ３，１３・・・　シリコン樹脂硬化体（第２層）
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　赦　男　ほか１名第１
図 第２図 ２　　　　　５　　　　　　〃　　３ρシ皮　＆（μ７
ｎ） 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属基材と前記金属基材の表面にセラミック質の
   被膜を形成し、前記セラミック質の被膜は前記金属基材
   と密着している第１層と、前記第１層を介して被覆され
   ている第２層とから成り、前記第１層はボロシロキサン
   を主成分とする樹脂の硬化体と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃ
   ｕ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ
   のうち少なくとも一種以上の元素の酸化物ないしは複合
   酸化物とから成り、前記第２層はシリコン樹脂の硬化体
   で成る輻射体。
2. （２）シリコン樹脂としてラダー型シリコン系オリゴマ
   ーを用いた特許請求の範囲第１項記載の輻射体。