JPS63198254A - 遠赤外線ヒ−タランプ - 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、遠赤外線ヒータランプに関し、特にストーブ
、コタツ等の暖房器、乾燥器、医療器等に用いられる波
長３μ以上の遠赤外線を良好に放射する遠赤外線ヒータ
ランプに関するものである。

〔発明の背景〕

一般に、波長３μ以上の遠赤外線を放射する遠赤外線ヒ
ータランプにおいては、遠赤外線を効率よく放射させる
ために白熱電球の封体を形成する石英ガラスの外表面に
遠赤外線放射組成物膜を形成させている。

従来において、この遠赤外線放射組成物膜は、酸化ジル
コン−酸化チタン（ＺｒＯ７−ＴｉＯ□）系組成物、酸
化リチウム−酸化アルミニウムー二酸化ケイ素（Ｌｉ２
０　　Ａｌ□０３−３ｊＯ□）系組成物、遷移元素酸化
物、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物等の
セラミックスから形成されている。

このようなセラミックスから成る遠赤外線放射組成物膜
は、白熱電球のタングステンフィラメントから熱エネル
ギーを吸収して、その成分が活性化されて当該物質に特
有の波長を有する電磁波が放射される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来知られている遠赤外線放射組成物膜
は、それが形成される封体の石英ガラスに対する熱膨張
係数の差が大きいため、使用によるヒートサイクルによ
り、膜に亀裂、剥離等が発生する欠点があり、特に酸化
チタン等の顔料を含む遠赤外線放射組成物膜ではランプ
が昇温した時にランプ表面の色が変色するため商品価値
が落ちると共に、膜の硬度が小さいため摩耗し易いとい
う問題点を存しており、結局のところ遠赤外線を高い効
率で放射する優れた遠赤外線ヒータランプは、未だ得ら
れていないのが実情である。

〔発明の目的〕

本発明は、以上の如き事情に基づいてなされたものであ
って、その目的は、３〜１００μの波長域の遠赤外線を
高い効率で放射し、かつ寿命の長い遠赤外線ヒータラン
プを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の遠赤外線ヒータランプは全重量を１００重景重
量したときに７０重量％以上の二酸化ケイ素と、酸化ア
ルミニウムと、五酸化リンとして換算したときに酸化ア
ルミニウムの３〜５倍となる量のリン酸化物とよりなる
遠赤外線放射組成物膜を、石英ガラスより成る白熱電球
の封体の表面に設けたことを特徴としている。

〔発明の作用効果〕

本発明のヒータランプにおける遠赤外線放射組成物膜は
、二酸化ケイ素（ＳｉＯｚ）　７０重量％以上と、酸化
アルミニウム（Ａｂ０３）と、五酸化リン（ｐｚｏｓ）
として換算したときに酸化アルミニウム（ＡｈＯｓ）の
３〜５倍量のリン酸化物とによる特定の組成を有するも
のであるので、後述する実施例からも明らかなように、
遠赤外線放射組成物膜の石英ガラスに対する付着性が向
上し、亀裂、剥離を防止することができる。

二酸化ケイ素は放射主成分の一つであって、その割合が
７０重量％以下では石英ガラスとの熱膨張係数に差が生
じ、ヒートサイクルにより膜の亀裂が入り遂に剥離する
ようになり、膜の強度が不足して好ましくない。

酸化アルミニウムは、二酸化ケイ素と共に放射主成分で
あり、かつ、リン酸化物、例えば五酸化リンとの相互作
用により膜の強度及び石英ガラスへの付着力を向上させ
る上で有効である。

リン酸化物は石英ガラスと膜との付着力を増すのに有効
な酸化物であるが、リン酸化物が五酸化リンとして換算
したときに、酸化アルミニウムの重量％に対して３倍量
未満では石英ガラスとの付着力が不足し、５倍量を超え
ると、遠赤外線の放射量が不足する傾向になる。更にリ
ン酸化物は膜の強度を上げる硬化剤としても有効である
。

このような組成からなる遠赤外線放射組成物膜ば、熱膨
張係数が石英ガラスと近似しているので付着性が良く、
剥がれ、歪、亀裂等が生じることがなく、長時間に亘っ
て高い効率で遠赤外線を良好に放射することができる。

〔発明の具体的構成〕

以下、本発明を具体的に説明する。

本発明のヒータランプは、例えば次のようにして製造さ
れる。

０７０重量％以上の二酸化ケイ素と、酸化アルミニウム
と、酸化アルミニウムの３〜５倍量の五酸化リンとから
なる微細粉末を、水に分散して２０〜５０重景％の重量
液を得、この塗布液を例えばスプレーガンで石英ガラス
から成る白熱電球の封体の表面に均一に塗布する。この
塗布した膜の厚さは、剥離性と遠赤外線放射性を考慮し
て１０〜３００　μの範囲がよく、特に５０〜２００μ
の範囲が好ましい。

■次に塗布液が塗布されたヒータランプを１５０℃の雰
囲気炉に５分間以上保持して水分を乾燥させる。

■さらに、乾燥したヒータランプを２６０〜３５０℃の
雰囲気炉に１５分間以上保持して膜に化学反応を起こさ
せて膜中の結晶水を分解蒸発させる熱硬化処理を施す。

〔実施例１〕 二酸化ケイ素８９．７重量％、酸化アルミニウム１．９
重量％および五酸化リン８．４重量％を含有してなるセ
ラミックスの微細粉末を、２３重量％の割合で水に分散
させて塗布液とし、この塗布液を、白熱電球の石英ガラ
スより成る封体の外表面に塗布した。次に、この白熱電
球を１５０°Ｃの雰囲気炉に５分間保持して水分を乾燥
した後、この乾燥した白熱電球を３００℃の雰囲気炉に
１５分間保持して熱硬化処理を施すことにより、白熱電
球の外表面に遠赤外線放射組成物膜を形成してヒータラ
ンプを製作した。

一方、比較のために、外表面に遠赤外線放射組成物膜を
形成しない前記の白熱電球と同一の白熱電球を準備して
次の比較試験に供した。

この比較試験は、容量１００ｃｃのビーカ内に１００ｃ
ｃの水を入れて、その水面から５０ｍｍ上方の位置にヒ
ータランプを配置して点灯し、９０分間加熱した時の水
面から１．５ｍｍの深さの水の温度を測定した。

その結果を第１図に示す。図中、曲￥ａＡが本発明の遠
赤外線ヒータランプによる場合を、曲線Ｂが比較用白熱
電球による場合を示す。この第１図から明らかなように
、本発明のものでは９０分間後に６０℃を示したのに比
して、従来の比較用白熱電球では４５°Ｃしか昇温しな
かった。

〔実施例２〕 この実施例は下記の第１表に示す成分のセラミックス微
細粉末を用いて実施例１と同様の製造条件で本発明の遠
赤外線ヒータランプ（１１ｋｌｌｌ１２）と比較のため
に従来の遠赤外線ヒータランプ（隘３〜隘５）を製作し
た。

第１表 （単位二重量％） そして各ヒータランプについて、その表面温度が８００
℃となるまで点灯して昇温した後直ちに水冷することに
よるヒートサイクルを繰り返してヒートショック試験を
行った。その結果、本発明のヒータランプではヒートサ
イクルを２０回行っても遠赤外線放射組成物膜に亀裂、
剥離等あるいは膜の白色化の異常が発生しないのに対し
、比較例では亀裂、剥離等、膜の変色が発生した。また
本発明の遠赤外線放射組成物膜は鉛筆硬度で９Ｈ以上で
あって摩耗し難いのに、比較例では鉛筆硬度が小さく摩
耗し易いものであった。

更に」二連した各々のランプについて点灯（ＯＮ）１０
分間−消灯（叶Ｐ）１０分間の点滅試験をランプ寿命ま
で行ったが、本発明のヒータランプでは膜の亀裂、剥離
等の異常が発生しなかった。

第２図は、実施例１による本発明の遠赤外線ヒータラン
プの分光放射率曲線を示す。この第２図に示すように、
このヒータランプは、２〜３０μの範囲、特に２．５〜
２０μの遠赤外線領域において均一で良好な放射が得ら
れる。

以上説明したように、本発明の遠赤外線ヒータランプは
、全重量を１００重量％とじたとき時に７０重量％以上
の二酸化ケイ素と、酸化アルミニウムと、五酸化リンと
して換算したときに酸化アルミニウムの３〜５倍となる
量のリン酸化物とよりなる遠赤外線放射組成物膜を、石
英ガラスより成る白熱電球の封体の表面に設けたので、
ランプ寿命まで膜の亀裂、剥離等が発生することがなく
高い効率で遠赤外線を放射することができるという顕著
な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のランプと従来のランプによる水の加熱
試験の結果を比較して示すグラフ、第２図は本発明のラ
ンプの分光放射率曲線を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）全重量を１００重量％としたときに７０重量％以上
   の二酸化ケイ素と、酸化アルミニウムと、五酸化リンと
   して換算したときに酸化アルミニウムの３〜５倍となる
   量のリン酸化物とよりなる遠赤外線放射組成物膜を、石
   英ガラスより成る白熱電球の封体の表面に設けたことを
   特徴とする遠赤外線ヒータランプ。