JP2003253475A - Glass-coated body, its manufacturing method, and aluminum-alloy material - Google Patents
Glass-coated body, its manufacturing method, and aluminum-alloy materialInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】 本発明は、基材の表面に設
けられた高輻射層を有するガラス被覆体、およびガラス
被覆体の製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a glass coated body having a high radiation layer provided on the surface of a substrate, and a method for producing the glass coated body.
【０００２】[0002]
【従来の技術】 自動車用のエンジン部品などにおいて
は、優れた耐熱性と共に高輻射性が要求される。特開平
１０−２８７４４３号公報には、エンジン部品等として
用いられるＣｒ−Ｎｉ−Ｆｅ耐熱合金に、四硼化珪素な
どの高輻射顔料が分散されている構成されるガラス膜を
設けることによって、合金の輻射性を高める技術が記載
されている。2. Description of the Related Art Automotive engine parts and the like are required to have excellent heat resistance and high radiation. Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-287443 discloses that a Cr-Ni-Fe heat-resistant alloy used as an engine part or the like is provided with a glass film in which a high radiation pigment such as silicon tetraboride is dispersed. A technique for increasing the radiative property of is described.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】 しかし、Ｃｒ−Ｎｉ
−Ｆｅ耐熱合金にガラス膜を設けても、輻射性の向上は
僅かであるものの、さらに輻射性を大幅に向上させるに
は表面積を大きくする必要があり、そのためには表面を
凹凸加工する必要があった。[Problems to be Solved by the Invention]
Even if a glass film is formed on the -Fe heat-resistant alloy, the emissivity is slightly improved, but in order to further improve the emissivity, it is necessary to increase the surface area. Therefore, it is necessary to make the surface uneven. there were.
【０００４】本発明は上記問題点に鑑み、基材に被覆さ
れたガラス膜を劣化させることなく、ガラス膜の表面が
エンボス化された高輻射ガラス被覆体を得ることを目的
とする。In view of the above problems, it is an object of the present invention to obtain a high radiation glass coating in which the surface of the glass film is embossed without degrading the glass film coated on the substrate.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段と作用】本発明では、基材
に被覆されたガラス膜の表面をエンボス面とし、表面積
を拡大することにより輻射効率が向上できるという知見
を活用する。In the present invention, the knowledge that the radiation efficiency can be improved by increasing the surface area by making the surface of the glass film coated on the base material an embossed surface is utilized.
【０００６】請求項１に記載の発明は、基材表面がガラ
ス膜で被覆されることによって輻射率が基材の輻射率よ
りも増大したガラス被覆体であり、そのガラス膜を構成
するガラス組織中に、基材の輻射率以上の輻射率を有す
る顔料粒子が分散しており、そのガラス膜の表面は、エ
ンボス面であることを特徴とするガラス被覆体である。The invention according to claim 1 is a glass coated body in which the emissivity is increased by coating the surface of the base material with a glass film, and the glass structure constituting the glass film. Pigment particles having an emissivity equal to or higher than that of the substrate are dispersed therein, and the surface of the glass film is an embossed surface, which is a glass coated body.
【０００７】このガラス被覆体によると、基材を被覆す
るガラス膜には高輻射率の顔料が含有され、かつガラス
膜の表面はエンボス面となっているため、
Ｑ＝ε×α×（Ｔ／１００）４ ×Ａ
（ここでＱは輻射エネルギー、εは輻射率、αはステフ
ァンーボルツマン係数、Ｔは絶対温度、Ａは伝熱面の表
面積）なる式で示されるステファンーボルツマンの法則
に従い、輻射面の輻射率εと表面積Ａが大きくなるた
め、輻射効率の大幅な向上が可能となる。According to this glass coating, since the glass film coating the base material contains a pigment having a high emissivity and the surface of the glass film is an embossed surface, Q = ε × α × (T / 100) 4 × A (where Q is the radiant energy, ε is the emissivity, α is the Stefan-Boltzmann coefficient, T is the absolute temperature, and A is the surface area of the heat transfer surface) according to the Stefan-Boltzmann law. Since the emissivity ε and the surface area A of the radiating surface become large, it is possible to greatly improve the radiation efficiency.
【０００８】請求項２の発明は、前記基材はアルミニウ
ムを主とする合金であることを特徴とする。これによ
り、アルミニウムの融点とガラス膜コート時の加熱温度
が略一致し、ガラス膜下でアルミ合金に含まれる低融点
成分が局部融解し、膨れることによりガラス膜の形成と
同時にその表面に凹凸、すなわちエンボス面が形成され
るのである。The invention of claim 2 is characterized in that the base material is an alloy mainly containing aluminum. Thereby, the melting temperature of aluminum and the heating temperature at the time of coating the glass film are substantially the same, the low melting point component contained in the aluminum alloy under the glass film is locally melted, and the glass film is simultaneously formed by the swelling, resulting in unevenness on the surface thereof. That is, the embossed surface is formed.
【０００９】また、請求項３の発明によれば、前記基材
は鋳造されたアルミニウム合金であることが好適であ
る。鋳造されたアルミニウム合金の場合、密度が大き
く、内部鋳巣が極めて少ないため、ガラス膜コート時、
加熱処理工程において前記内部鋳巣が膨張して基材に膨
れが発生することを防止できる。ガラス膜の加熱処理工
程において、基材に、基材中に主に存在するアルミニウ
ムが銅などと共晶を形成し（例えばＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ−
Ｍｇ系共晶）、それによって膨れが生じる。基材に膨れ
が生じると、ガラス膜が膨れの上に形成され、エンボス
状となる。According to the invention of claim 3, it is preferable that the base material is a cast aluminum alloy. In the case of cast aluminum alloy, it has a high density and very few internal cavities.
It is possible to prevent the internal porosity from expanding in the heat treatment step and the base material from expanding. In the heat treatment step of the glass film, aluminum mainly present in the base material forms a eutectic crystal with copper or the like on the base material (for example, Al-Cu-Si-
Mg-based eutectic), which causes blistering. When the base material swells, a glass film is formed on the swelling and becomes embossed.
【００１０】請求項４の発明は、前記顔料粒子の周囲に
は、その顔料粒子とガラス組織の反応を抑制するための
顔料被覆膜を有することを特徴とする。これにより、焼
成時に顔料が酸化したり顔料がガラス組織に溶け出すと
いった、顔料とガラス組織との反応などによって生じる
輻射率の低下が抑えられる。The invention of claim 4 is characterized in that a pigment coating film for suppressing the reaction between the pigment particles and the glass structure is provided around the pigment particles. This suppresses a decrease in emissivity caused by a reaction between the pigment and the glass structure, such as oxidation of the pigment during firing or dissolution of the pigment in the glass structure.
【００１１】請求項５および６によれば、前記顔料被覆
膜の二酸化珪素の濃度は、前記ガラス組織中の二酸化珪
素の濃度よりも高くすると好適である。また、前記顔料
被覆膜は、二酸化珪素を８５％以上含むと一層好適であ
る。このようにすれば、二酸化珪素の含有率が十分に高
いことから、顔料粒子とガラス組織との界面反応が一層
抑制される。According to claims 5 and 6, it is preferable that the concentration of silicon dioxide in the pigment coating film is higher than the concentration of silicon dioxide in the glass structure. Further, it is more preferable that the pigment coating film contains 85% or more of silicon dioxide. By doing so, the content of silicon dioxide is sufficiently high, so that the interfacial reaction between the pigment particles and the glass structure is further suppressed.
【００１２】また、請求項７及び８によれば、前記顔料
粒子は四硼化珪素または六硼化珪素等の珪素硼化物、二
珪化モリブデン、炭化珪素、酸化鉄、窒化珪素、及び酸
化クロムのうち少なくとも１種から構成されるのが好適
である。このようにすれば、これらは十分に高い輻射率
を有するものであることから、高い輻射率を有するガラ
ス膜を形成し得る。なお、一層好適には、前記顔料粒子
は珪素硼化物である。このようにすれば、珪素硼化物は
極めて高い輻射率を有することから、高輻射ガラス膜の
顔料粒子として一層好適に用いられるが、その反面、非
酸化物であることも相俟ってガラス組織との高い反応性
を有することから、顔料被覆膜或いは顔料被覆層を設け
た効果が一層顕著に得られる。According to claims 7 and 8, the pigment particles are made of silicon boride such as silicon tetraboride or silicon hexaboride, molybdenum disilicide, silicon carbide, iron oxide, silicon nitride, and chromium oxide. It is preferable to be composed of at least one of them. By doing so, since these have a sufficiently high emissivity, a glass film having a high emissivity can be formed. Further preferably, the pigment particles are silicon borides. By doing so, since silicon boride has an extremely high emissivity, it is more suitably used as a pigment particle for a high-emissivity glass film, but on the other hand, it is also a non-oxide glass composition. Since it has high reactivity with, the effect of providing the pigment coating film or the pigment coating layer can be more remarkably obtained.
【００１３】請求項９の発明は、表面がガラス膜で被覆
されることによって輻射率が増大したアルミ合金材であ
り、そのガラス膜の表面がエンボス面であることにより
表面積が１２０％以上に増大しており、そのガラス膜に
アルミ合金の輻射率以上の輻射率を有する粒子が分散さ
れていることを特徴とするアルミ合金材である。これに
より、ガラス膜の表面積が１２０％以上に増大している
ため、前述のステファンーボルツマンの法則により輻射
エネルギーが増大する。The invention according to claim 9 is an aluminum alloy material whose emissivity is increased by coating the surface with a glass film, and the surface area is increased to 120% or more because the surface of the glass film is an embossed surface. The aluminum alloy material is characterized in that particles having an emissivity higher than that of the aluminum alloy are dispersed in the glass film. As a result, since the surface area of the glass film is increased to 120% or more, the radiant energy is increased according to the above-mentioned Stefan-Boltzmann law.
【００１４】請求項１０の発明によれば、前記アルミ合
金材の裏面に、アルミ合金よりも反射率が大きい膜が形
成されているとより好適である。これにより、例えばエ
ンジン部品の高温ガス通路の場合には、排気ガスの接触
する高温側は、反射率が大きいので熱を吸収しにくく、
低温側は輻射率を大きくし放熱量を増大させることによ
り、部品の温度上昇を防ぐことができる。According to the tenth aspect of the invention, it is more preferable that a film having a reflectance higher than that of the aluminum alloy is formed on the back surface of the aluminum alloy material. Thereby, for example, in the case of a hot gas passage of an engine component, the high temperature side where exhaust gas comes into contact has a large reflectance, and thus it is difficult to absorb heat,
On the low temperature side, the emissivity is increased and the heat radiation amount is increased, so that the temperature rise of the parts can be prevented.
【００１５】請求項１１の発明は、基材の輻射率以上の
輻射率を有する顔料粒子とガラス粉末とを含むペースト
を作製するペースト作製工程と、前記ペーストを基材の
表面に塗布するペースト塗布工程と、前記塗布されたペ
ーストを加熱処理することにより前記ガラス粉末からガ
ラス組織を形成する加熱処理工程とを含み、前記顔料粒
子がガラス組織中に分散させられたガラス膜を基材の表
面に設けるための高輻射ガラス被覆体の製造方法であっ
て、前記加熱処理工程において、加熱処理の温度は基材
の固相線から液相線の範囲で制御されることを特徴とす
る。この方法により、ガラス膜下で基材が積極的に軟化
状態になることによりガラス膜面に凹凸、つまりエンボ
ス面が形成されるのである。According to the invention of claim 11, a paste producing step of producing a paste containing pigment particles having an emissivity equal to or higher than the emissivity of the base material and a glass powder, and a paste application for applying the paste to the surface of the base material. Step, including a heat treatment step of forming a glass structure from the glass powder by heat-treating the applied paste, the pigment particles on the surface of the substrate a glass film dispersed in the glass structure The method for producing a high-radiation glass cover to be provided is characterized in that in the heat treatment step, the temperature of the heat treatment is controlled in the range from the solidus line to the liquidus line of the base material. By this method, the base material is positively softened under the glass film to form irregularities, that is, an embossed surface on the glass film surface.
【００１６】請求項１２の発明は、アルミニウム合金の
輻射率以上の輻射率を有する顔料粒子とガラス粉末とを
含むペーストを作製するペースト作製工程と、前記ペー
ストをアルミニウム合金からなる基材の表面に塗布する
ペースト塗布工程と、前記塗布されたペーストを加熱処
理することにより前記ガラス粉末からガラス組織を形成
する加熱処理工程とを含み、前記顔料粒子がガラス組織
中に分散させられた高輻射ガラス膜をアルミニウム合金
からなる基材の表面に設けるための高輻射ガラス被覆体
の製造方法であって、前記加熱処理工程における加熱処
理の温度は５００〜６００℃であることを特徴とする。According to a twelfth aspect of the present invention, a paste making step of making a paste containing pigment particles having an emissivity higher than that of the aluminum alloy and glass powder, and the paste on the surface of a base material made of the aluminum alloy. A high radiation glass film including a paste applying step of applying and a heat treatment step of forming a glass structure from the glass powder by heat-treating the applied paste, wherein the pigment particles are dispersed in the glass structure. Is provided on the surface of a base material made of an aluminum alloy, and the temperature of the heat treatment in the heat treatment step is 500 to 600 ° C.
【００１７】加熱処理の温度は、アルミニウム合金の種
類によっても異なるが、アルミニウム合金の固相線から
液相線の間で制御すると、基材のアルミニウム合金の低
融点成分が局所融解し、積極的に軟化状態となり、ガラ
ス膜の表面はエンボス化される。一層好適には、５００
〜５５０℃で１０〜３０分加熱処理する。加熱処理の温
度が５００℃未満の場合、ガラス膜の焼成が不可能とな
る。一方６００℃を越えると、基材が融解してしまう。Although the temperature of the heat treatment varies depending on the type of aluminum alloy, if the temperature is controlled between the solidus line and the liquidus line of the aluminum alloy, the low melting point component of the aluminum alloy of the base material locally melts and is positively reacted. The glass film becomes softened and the surface of the glass film is embossed. More preferably, 500
Heat treatment is performed at ˜550 ° C. for 10 to 30 minutes. When the temperature of the heat treatment is less than 500 ° C, the glass film cannot be fired. On the other hand, if the temperature exceeds 600 ° C, the base material will melt.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】 以下、下記に説明する実施例の
主要な特徴を列記する。
（形態１） 基材のアルミニウム合金は、鋳造後、前処
理として酸により活性化処理が施されている。
（形態２） 基材はアルミニウム合金で構成される自動
車用エキゾーストマニホールド、フロントパイプ、触媒
筒などの排気系高温ガス通路である。
（形態３） 前記排気系高温ガス通路の基材外周壁面に
高輻射のガラス膜が被覆される。
（形態４） 前記排気系高温ガス通路の基材外周壁面に
被覆された高輻射のガラス膜表面にエンボス面が形成さ
れる。
（形態５） 前記ガス通路配管の内周壁には、高反射率
を有する層が形成される。
（形態６） 前記ガス通路配管の内周壁には、アルミ合
金のまま又はクロムめっきが施される。
（形態７） 前記ガス通路配管の内周壁の表面粗さＲａ
は２０μｍ以下の鏡面とする。
（形態８） さらに、前記ガス通路配管の内壁表面に
は、耐高温酸化性に優れ、透過性が高いＳｉＯ２薄膜が
被覆される。
（形態９） 前記ガス通路配管の内壁表面に被覆された
ＳｉＯ２薄膜の膜厚は、０．１〜数μｍである。
（形態１０） 基材が被覆されるガラス膜は二酸化珪素
を主成分とし且つ硼酸を含むボロシリケートガラスであ
る。
（形態１１） 基材が被覆されるガラス膜は、０．３〜
０．５ｍｍ程度の厚みを有する。
（形態１２） 顔料被覆膜の厚みは０．１〜数μｍ程度
である。
（形態１３） 顔料粒子がガラス組織中に分散させられ
た高輻射ガラス膜を基材の表面に設けるための高輻射ガ
ラス被覆体の製造方法は、顔料粒子とガラス粉末とを含
むペーストを作製するペースト作製工程と、そのペース
トを基材の表面に塗布するペースト塗布工程と、その塗
布されたペーストを加熱焼成する工程とを、含むもので
ある。
（形態１４） 前記ペーストを加熱焼成する工程は、非
酸化雰囲気において５００〜６００℃の温度で、１０〜
３０分加熱処理するものである。
（形態１５） 顔料被覆層形成工程は、珪素を含む無機
高分子から成る無機高分子膜を前記四硼化珪素表面に形
成する無機高分子膜形成工程と、前記無機高分子膜が形
成された前記四硼化珪素を酸化雰囲気において所定温度
で加熱処理することにより、その無機高分子膜から前記
所定の含有率で二酸化珪素を含む前記シリカガラス層を
生成する熱処理工程とを、含むものである。
（形態１６） 前記無機高分子膜形成工程は、前記無機
高分子を含む液中に前記四硼化珪素が分散させられた分
散液を噴霧乾燥することにより前記無機高分子膜を形成
する粉霧乾燥工程を含むものである。
（形態１７） 前記無機高分子は、水素（Ｈ）、窒素
（Ｎ）、珪素（Ｓｉ）から成るペルヒドロポリシラザン
である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The main features of the embodiments described below are listed below. (Mode 1) The aluminum alloy as the base material is subjected to activation treatment with acid as a pretreatment after casting. (Mode 2) The base material is an exhaust system high temperature gas passage such as an automobile exhaust manifold, a front pipe, and a catalyst cylinder, which are made of an aluminum alloy. (Mode 3) A glass film having high radiation is coated on the outer peripheral wall surface of the base material of the exhaust system high temperature gas passage. (Mode 4) An embossed surface is formed on the surface of the high-radiation glass film coated on the outer peripheral wall surface of the base material of the exhaust system high temperature gas passage. (Mode 5) A layer having a high reflectance is formed on the inner peripheral wall of the gas passage pipe. (Mode 6) The inner peripheral wall of the gas passage pipe is plated with chrome or as an aluminum alloy. (Mode 7) Surface roughness Ra of the inner peripheral wall of the gas passage pipe
Is a mirror surface of 20 μm or less. (Mode 8) Furthermore, the inner wall surface of the gas passage pipe is coated with a SiO 2 thin film having excellent high-temperature oxidation resistance and high permeability. (Mode 9) The thickness of the SiO 2 thin film coated on the inner wall surface of the gas passage pipe is 0.1 to several μm. (Mode 10) The glass film with which the base material is coated is a borosilicate glass containing silicon dioxide as a main component and containing boric acid. (Mode 11) The glass film with which the base material is coated is 0.3 to
It has a thickness of about 0.5 mm. (Mode 12) The thickness of the pigment coating film is about 0.1 to several μm. (Mode 13) A method for producing a high radiation glass coating for providing a high radiation glass film in which pigment particles are dispersed in a glass structure on the surface of a base material, produces a paste containing pigment particles and glass powder. It includes a paste preparation step, a paste application step of applying the paste to the surface of the base material, and a step of heating and baking the applied paste. (Mode 14) The step of heating and baking the paste is performed at a temperature of 500 to 600 ° C. in a non-oxidizing atmosphere for 10 to 10 seconds.
Heat treatment is performed for 30 minutes. (Mode 15) In the pigment coating layer forming step, an inorganic polymer film forming step of forming an inorganic polymer film made of an inorganic polymer containing silicon on the silicon tetraboride surface and the inorganic polymer film is formed. And heat-treating the silicon tetraboride in an oxidizing atmosphere at a predetermined temperature to form the silica glass layer containing silicon dioxide at the predetermined content rate from the inorganic polymer film. (Mode 16) In the inorganic polymer film forming step, a powder mist for forming the inorganic polymer film by spray drying a dispersion liquid in which the silicon tetraboride is dispersed in a liquid containing the inorganic polymer. It includes a drying step. (Mode 17) The inorganic polymer is perhydropolysilazane composed of hydrogen (H), nitrogen (N), and silicon (Si).
【００１９】[0019]
【実施例】 以下、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明する。なお、以下の説明において各部の寸法
比等は必ずしも正確に描かれていない。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. It should be noted that in the following description, the dimensional ratio and the like of each part are not necessarily drawn accurately.
【００２０】図１は、本発明に係る一実施例としての自
動車用排気系高温ガス通路１０の模式図であり、軸線に
沿った断面より示すものである。ガラス膜１２が自動車
用排気系高温ガス通路の基材１４の外周面１４ａに、ま
た内周面１４ｂにはクロムめっき層１６およびＳｉＯ２
薄膜１８が形成されている。FIG. 1 is a schematic view of a high temperature exhaust gas passage 10 for an automobile as an embodiment according to the present invention, and is shown from a cross section taken along the axis. The glass film 12 is formed on the outer peripheral surface 14a of the base material 14 of the high temperature gas passage for the automobile exhaust system, and the chromium plating layer 16 and SiO 2 are formed on the inner peripheral surface 14b.
A thin film 18 is formed.
【００２１】この基材１４を構成するアルミニウム合金
は、Ａｌを主体とし、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｍｇ等を含んだアル
ミ合金であり、ＪＩＳ規格ＡＣ４Ｃで表されるものであ
る。また、密度が２．６８（Ｍｇ／ｍ３）、比熱が９６
３（Ｊ／Ｋｇ・℃）、室温〜３００℃の熱膨張率が２
３．５×１０−６（／℃）、熱伝導率が１５９(Ｗ／ｍ
・Ｋ)程度の物性を備えている。なお、基材１４の外周
面１４ａおよび内周面１４ｂはガラス膜１２との密着性
を向上させるために、鋳造後、前処理として酸による活
性化処理を施した。The aluminum alloy constituting the base material 14 is an aluminum alloy mainly containing Al and containing Cu, Si, Mg, etc., and is represented by JIS standard AC4C. Moreover, the density is 2.68 (Mg / m 3 ), and the specific heat is 96.
3 (J / Kg · ° C), the coefficient of thermal expansion from room temperature to 300 ° C is 2
3.5 × 10 −6 (/ ° C.), thermal conductivity 159 (W / m
-It has the physical properties of K). The outer peripheral surface 14a and the inner peripheral surface 14b of the base material 14 were subjected to activation treatment with an acid as a pretreatment after casting in order to improve adhesion with the glass film 12.
【００２２】本実施例においては、ＳｉＯ２薄膜１８を
コートするために「電解析出法」が採用される。この電
解析出法では、先ず、常温の水中でクロムめっき層１６
が形成された基材１４の洗浄が行われる。その後、Ｓｉ
Ｏ２を主成分とする電解溶液中にクロムめっき層６が形
成された基材１４が浸され、陽極として通電される。こ
れにより、クロムめっき層１６の表面１６ａにはＳｉＯ
２の析出が起こり、ＳｉＯ２薄膜１８が形成される。In this embodiment, the "electrolytic deposition method" is used to coat the SiO 2 thin film 18. In this electrolytic deposition method, first, the chromium plating layer 16 is placed in water at room temperature.
The base material 14 on which is formed is washed. Then Si
The base material 14 on which the chromium plating layer 6 is formed is dipped in an electrolytic solution containing O 2 as a main component, and is energized as an anode. As a result, the surface 16a of the chromium plating layer 16 is made of SiO.
2 is deposited, and the SiO 2 thin film 18 is formed.
【００２３】次に、ガラス膜１２について、図２を参照
して詳細に説明する。ガラス膜１２は、例えば０．３〜
０．５ｍｍ程度の厚さを備えたものであって、ガラス組
織２０ａと、そのガラス組織２０ａ中に略均一に分散さ
せられた顔料粒子２２とから構成されている。ガラス組
織２０は、例えば後述の製造工程で説明されるように反
応硬化ガラスであり、全体がボロシリケートガラスから
成るものであるが、後述の高純度シリカガラスに由来し
てガラス組織の核を成す純度９６ｗｔ％程度の高純度シ
リカ含有ボロシリケートガラスから成る多孔質部２０ａ
と、その高純度シリカガラスと酸化硼素とから生成され
てシリカ含有率が８２ｗｔ％程度の緻密質部２０ｂとか
ら構成されている。Next, the glass film 12 will be described in detail with reference to FIG. The glass film 12 has, for example, 0.3 to
The glass structure 20a has a thickness of about 0.5 mm, and is composed of a glass structure 20a and pigment particles 22 substantially uniformly dispersed in the glass structure 20a. The glass structure 20 is, for example, a reaction hardening glass as described in the manufacturing process described later, and is entirely made of borosilicate glass, but forms a nucleus of the glass structure derived from the high-purity silica glass described below. Porous portion 20a made of high-purity silica-containing borosilicate glass having a purity of about 96 wt%
And a dense portion 20b which is produced from the high-purity silica glass and boron oxide and has a silica content of about 82 wt%.
【００２４】また、顔料粒子２２は、例えば、平均粒径
が２μｍ程度の四硼化珪素（ＳｉＢ ４）であり、ガラス
膜１２全体に対して２．５ｗｔ％程度の割合で含まれて
いる。この顔料粒子２２の周囲すなわちガラス組織２０
との界面には、例えば０．１〜数μｍ程度の厚さのシリ
カガラスからなる顔料被覆膜２４が備えられている。こ
の顔料被覆膜２４は、純度９９ｗｔ％程度の高純度シリ
カガラスから成るものであり、顔料被覆膜２４は、ガラ
ス組織２０のうち顔料粒子２２との界面近傍に位置する
緻密質部２０ｂよりも高いシリカ含有率となっている。
そのため、顔料粒子２２とガラス組織２０との界面反応
が抑制されて、例えば１４００℃程度の高温下において
も、ガラス膜１２は０．８以上の高い輻射率を有してい
る。The pigment particles 22 have, for example, an average particle diameter.
Is about 2 μm, silicon tetraboride (SiB Four) And glass
It is contained in a ratio of about 2.5 wt% with respect to the entire membrane 12.
There is. Around the pigment particles 22, that is, the glass structure 20.
At the interface with the
A pigment coating film 24 made of black glass is provided. This
The pigment coating film 24 of the
The pigment coating film 24 is made of black glass and is made of glass.
Located near the interface with the pigment particles 22 in the texture 20
The silica content is higher than that of the dense portion 20b.
Therefore, the interfacial reaction between the pigment particles 22 and the glass structure 20
Is suppressed, for example, at a high temperature of about 1400 ° C
However, the glass film 12 has a high emissivity of 0.8 or more.
It
【００２５】ところで、上記のように構成されるガラス
膜１２は、例えば図３に示される工程に従って製造され
る。以下、図に従って製造方法を説明する。By the way, the glass film 12 having the above-described structure is manufactured, for example, according to the steps shown in FIG. The manufacturing method will be described below with reference to the drawings.
【００２６】先ず、工程１Ａの反応硬化ガラス（Ｒｅａ
ｃｔｉｏｎ Ｃｕｒｅｄ Ｇｌａｓｓ、以下ＲＣＧと記
す）製造工程においてガラスフリットから反応硬化ガラ
ス原料粉体を製造する。このＲＣＧ製造工程は、例えば
図４に詳しく示されるものである。図４において、工程
Ａ１の酸化硼素溶解工程において、純度５Ｎ（９９．９
９９％以上）の酸化硼素粉末３７ｇを８５℃程度に加熱
したイオン交換水２７２ｃｍ３中に溶解して酸化硼素水
溶液を作製する。次いで、工程Ａ２の溶剤添加工程にお
いて、エタノール（特級試薬が望ましい）１３７ｇをそ
の酸化硼素水溶液中に添加し、工程Ａ３のガラスフリッ
ト混合工程において、その水溶液中に更に高純度シリカ
ガラスフリットを４００ｇ程度加えてスラリを作製す
る。したがって、本実施例においては酸化硼素粉末の添
加量は８．５ｗｔ％程度である。なお、高純度シリカガ
ラスフリットとしては、例えばＳｉＯ２ ９６％、Ｂ２
Ｏ３３％、Ａｌ２Ｏ３ ０．４％程度の組成で、比表面
積２００（ｍ２／ｇ） 、気孔率２８％程度の物性を備
えた多孔質の二成分系ガラスが好適に用いられる。そし
て、工程Ａ４の攪拌工程において、この混合物を例えば
ホットプレート等で８０℃程度で保温しつつ攪拌してス
ラリ中のエタノールと水分とを除去する。First, the reaction hardening glass (Rea
(Ction Cured Glass, hereinafter referred to as RCG) In the manufacturing process, a reaction-hardened glass raw material powder is manufactured from a glass frit. This RCG manufacturing process is shown in detail in FIG. 4, for example. In FIG. 4, in the boron oxide dissolving step of step A1, a purity of 5N (99.9) is obtained.
37 g of boron oxide powder (99% or more) is dissolved in 272 cm 3 of ion-exchanged water heated to about 85 ° C. to prepare a boron oxide aqueous solution. Then, in the solvent addition step of step A2, 137 g of ethanol (preferably a special grade reagent) is added to the boron oxide aqueous solution, and in the glass frit mixing step of step A3, about 400 g of high-purity silica glass frit is added to the aqueous solution. In addition, a slurry is produced. Therefore, in this example, the amount of boron oxide powder added was about 8.5 wt%. As the high-purity silica glass frit, for example, SiO 2 96%, B 2
A porous two-component glass having a composition of O 3 3% and Al 2 O 3 0.4%, a specific surface area of 200 (m 2 / g) and a porosity of 28% is preferably used. . Then, in the stirring step of step A4, the mixture and the mixture are stirred while maintaining the temperature at about 80 ° C. on a hot plate or the like to remove ethanol and water in the slurry.
【００２７】工程Ａ５の乾燥工程においては、工程Ａ４
においてエタノールおよび水分がある程度除去されて攪
拌困難な程度まで粘性が増大したスラリを、例えばオー
ブン等に入れて７０℃程度で更に乾燥することにより、
残余のエタノールおよび水分を除去する。このようにし
て乾燥が終了した後、工程Ａ６の解砕工程において乾燥
物を手でほぐし、更に工程Ａ７の分級工程において＃１
６程度の篩を用いて分級することにより１ｍｍ程度以上
の粗大粒子を除去する。工程Ａ８の焼成工程において
は、解砕・分級した乾燥物を純度６３％程度のシリカ製
容器に入れ、１０００〜１１００℃×２ｈｒ程度の条件
で焼成する。これにより、高純度シリカガラスフリット
と酸化硼素とが反応させられる。そして、工程Ａ９の粉
砕工程において、焼成されることによって塊となったガ
ラスフリットを、ポット式ボールミル等を用いて粉砕
し、最後に工程Ａ１０の分級工程において＃３３０〜３
００程度の篩によって分級して４５μｍ程度以上の粗大
粒子を除去することにより、反応硬化ガラス原料粉体が
得られる。In the drying step of step A5, step A4
In the case where ethanol and water are removed to some extent and the viscosity is increased to such an extent that stirring is difficult, the slurry is put into an oven or the like and further dried at about 70 ° C.,
Remove residual ethanol and water. After the drying is completed in this way, the dried product is loosened by hand in the crushing step of step A6, and # 1 is added in the classification step of step A7.
Coarse particles of about 1 mm or more are removed by classifying using a sieve of about 6. In the firing step of step A8, the crushed / classified dried product is placed in a silica container having a purity of about 63% and fired under the conditions of about 1000 to 1100 ° C. × 2 hr. This causes the high-purity silica glass frit and boron oxide to react with each other. Then, in the crushing step of the step A9, the glass frit lumped by firing is crushed using a pot type ball mill or the like, and finally in the classification step of the step A10, # 330-3.
A reaction-hardening glass raw material powder is obtained by classifying with a sieve of about 00 to remove coarse particles of about 45 μm or more.
【００２８】図３に戻って、工程１Ｂの顔料被覆工程に
おいては、顔料粒子すなわち前記四硼化珪素１８を高純
度シリカガラス膜で被覆する。この顔料被覆工程は図５
に詳しく示されるものである。先ず、工程Ｂ１の無機高
分子希釈工程においては、プリセラミックポリマ（加熱
処理によってセラミックスとなる無機高分子）であるペ
ルヒドロポリシラザンをキシレン等の溶剤を用いて１０
ｗｔ％程度の濃度に希釈する。ペルヒドロポリシラザン
は、珪素、窒素、および水素から構成されるものであっ
て、例えば図６に示されるような構造を有した分子量６
００〜９００程度、密度１．３（ｇ／ｃｍ３）程度の無
色透明の液状物であり、不純物量が数ｐｐｍ以下と極め
て高い純度を有している。Returning to FIG. 3, in the pigment coating step of step 1B, the pigment particles, that is, the silicon tetraboride 18 is coated with a high-purity silica glass film. This pigment coating process is shown in FIG.
It is shown in detail in. First, in the inorganic polymer diluting step of step B1, perhydropolysilazane, which is a preceramic polymer (inorganic polymer that becomes ceramics by heat treatment), is mixed with a solvent such as xylene.
Dilute to a concentration of about wt%. Perhydropolysilazane is composed of silicon, nitrogen, and hydrogen, and has a molecular weight of 6 having a structure as shown in FIG. 6, for example.
It is a colorless and transparent liquid substance having a density of about 100 to about 900 and a density of about 1.3 (g / cm 3 ), and has an extremely high purity with an impurity amount of several ppm or less.
【００２９】工程Ｂ２の顔料粒子分散工程では、上記の
希釈された無機高分子液内に顔料粒子である純度９８ｗ
ｔ％以上の四硼化珪素１８を無機高分子液に対して１０
〜２０ｗｔ％程度となるように調合し、振動ミル等によ
って３０分間程度攪拌して、四硼化珪素１８が分散させ
られた分散液を作製する。続く工程Ｂ３の噴霧乾燥工程
においては、この分散液をスプレードライヤ等で噴霧し
て熱風乾燥する。このとき、噴霧乾燥条件は例えば熱風
入口温度が１１０℃程度、出口温度が７０℃程度であ
る。これにより、四硼化珪素１８の表面に付着させられ
た無機高分子液が乾燥され且つ縮合させられて、その表
面に無機高分子膜が形成される。そして、工程Ｂ４の熱
処理工程においては、例えば大気中４００℃程度の条件
で熱処理が施される。これにより、その無機高分子膜中
の珪素が大気中の酸素と結合させられて二酸化珪素（シ
リカ）が生成されると共に、無機高分子膜中の窒素と水
素が結合させられてアンモニア（ＮＨ３）が生成されて
消散させられる。このため、四硼化珪素１８の表面にそ
の無機高分子膜から生成された極めて純度の高いシリカ
ガラス膜が例えば０．１〜数μｍ程度の膜厚に形成され
る。本実施例においては、工程Ｂ１乃至Ｂ３が無機高分
子膜形成工程に、工程Ｂ４の熱処理工程が加熱生成工程
にそれぞれ対応し、上記シリカガラス膜が顔料被覆膜に
相当する。In the pigment particle dispersion step of step B2, the purity of the pigment particles in the diluted inorganic polymer liquid is 98 w.
10% or more of silicon tetraboride 18 with respect to the inorganic polymer liquid is used.
It is mixed so as to be about 20 wt% and stirred for about 30 minutes by a vibration mill or the like to prepare a dispersion liquid in which silicon tetraboride 18 is dispersed. In the subsequent spray-drying step of step B3, this dispersion is sprayed with a spray dryer or the like and dried with hot air. At this time, the spray drying conditions are, for example, a hot air inlet temperature of about 110 ° C. and an outlet temperature of about 70 ° C. As a result, the inorganic polymer liquid attached to the surface of silicon tetraboride 18 is dried and condensed, and an inorganic polymer film is formed on the surface. Then, in the heat treatment step of step B4, the heat treatment is performed, for example, in the atmosphere at a temperature of about 400 ° C. As a result, silicon in the inorganic polymer film is combined with oxygen in the atmosphere to generate silicon dioxide (silica), and nitrogen and hydrogen in the inorganic polymer film are combined to form ammonia (NH 3 ) Is generated and dissipated. Therefore, an extremely high-purity silica glass film formed from the inorganic polymer film is formed on the surface of the silicon tetraboride 18 with a film thickness of, for example, about 0.1 to several μm. In this example, steps B1 to B3 correspond to the inorganic polymer film forming step, the heat treatment step of step B4 corresponds to the heat generating step, and the silica glass film corresponds to the pigment coating film.
【００３０】図３に戻って、工程２の混合工程において
は、上記のようにして作製した反応硬化ガラス原料粉体
を例えば２３４ｇ程度、シリカガラス膜を施した四硼化
珪素１８を例えば６．０ｇ程度、エタノール等の有機溶
剤を３８６ｇ程度、および２％メチルセルロース水溶液
等の有機結合剤３９．２ｇ程度を、アルミナ玉石と共に
アルミナ製磁器ポット内に入れて密閉し、回転ポット台
上で例えば５時間程度回転させて混合する。これによ
り、反応硬化ガラス原料粉体および四硼化珪素１８が分
散させられたペースト（スラリ）が得られる。なお、エ
タノールは分散剤として、メチルセルロースは後の塗布
工程において塗布膜の適度な厚みを得るための保形剤と
してそれぞれ機能するものであるが、両者の添加量は混
合時の粘度をも考慮して適宜決定される。続く工程３の
スプレー塗布工程においては、ポットから排出したペー
ストをスプレーガンに充填し、前記基材１４の外周面１
４ａに吹き付け塗布する。このとき、吐出圧力は例えば
３（ｋｇｆ／ｃｍ３）程度以下に設定される。そして、
例えば室温において所定時間放置し、更にオーブンで７
０℃程度の温度で乾燥することによって有機溶剤を除去
した後、工程４の焼付工程において、例えば雰囲気炉に
おいて窒素（Ｎ２）ガスを流しつつ５００〜６００℃×
１０〜３０分程度の条件で熱処理を施すことにより、塗
布膜から前記ガラス膜１２が生成される。したがって、
ガラス膜１２を構成するガラス組織２０中には、四硼化
珪素２２がシリカガラス膜で覆われた状態で含まれてお
り、このシリカガラス膜が顔料被覆膜２４を構成してい
る。本実施例においては、上記のペーストが高輻射ガラ
ス被覆材料に相当し、混合工程がペースト作製工程に、
焼付工程が加熱処理工程にそれぞれ対応する。Returning to FIG. 3, in the mixing step of step 2, for example, about 234 g of the reaction-hardened glass raw material powder produced as described above, and silicon tetraboride 18 coated with a silica glass film, for example, 6. About 0 g, about 386 g of an organic solvent such as ethanol, and about 39.2 g of an organic binder such as a 2% aqueous solution of methyl cellulose are placed in an alumina porcelain pot together with the alumina cobblestone and sealed, and on a rotary pot stand, for example, for 5 hours. Rotate for about 30 minutes to mix. As a result, a paste (slurry) in which the reaction-hardening glass raw material powder and the silicon tetraboride 18 are dispersed is obtained. Ethanol functions as a dispersant, and methylcellulose functions as a shape-retaining agent for obtaining an appropriate thickness of the coating film in the subsequent coating step, but the addition amount of both considers the viscosity during mixing. It is decided as appropriate. In the subsequent spray coating step of step 3, the paste discharged from the pot is filled in a spray gun, and the outer peripheral surface 1 of the base material 14 is filled.
Spray coating on 4a. At this time, the discharge pressure is set to, for example, about 3 (kgf / cm 3 ) or less. And
For example, leave it at room temperature for a predetermined time, and then in an oven for 7
After removing the organic solvent by drying at a temperature of about 0 ° C., in the baking step of step 4, for example, while flowing a nitrogen (N 2 ) gas in an atmosphere furnace, 500 to 600 ° C.
The glass film 12 is produced from the coating film by heat treatment under the condition of about 10 to 30 minutes. Therefore,
The glass structure 20 forming the glass film 12 contains silicon tetraboride 22 in a state of being covered with a silica glass film, and this silica glass film forms a pigment coating film 24. In this example, the above paste corresponds to the high radiation glass coating material, the mixing step is the paste making step,
The baking process corresponds to the heat treatment process.
【００３１】この場合において、本実施例では、四硼化
珪素２２は表面に顔料被覆膜２４が設けられた状態で反
応硬化ガラス原料粉体等と混合され、アルミニウム合金
からなる基材１４上で、５００〜６００℃×１０〜３０
分程度の条件にて焼成される。その焼成中において基材
１４のアルミニウム合金はわずかに軟化状態となり、ガ
ラス膜１２の表面には凹凸、すなわちエンボス面１２ａ
が形成される。そのため、表面積の大きな高い輻射性を
備えたガラス膜１２が得られる。In this case, in this embodiment, the silicon tetraboride 22 is mixed with the reaction hardening glass raw material powder or the like in the state where the pigment coating film 24 is provided on the surface of the base material 14 made of aluminum alloy. At 500-600 ° C x 10-30
It is fired under the condition of about a minute. During the firing, the aluminum alloy of the base material 14 becomes slightly softened, and the surface of the glass film 12 becomes uneven, that is, the embossed surface 12a.
Is formed. Therefore, the glass film 12 having a large surface area and high emissivity can be obtained.
【００３２】上記のようにして製造された本実施例のガ
ラス膜１２の表面積は、エンボス面が形成されない場合
に比べ、２０％程度増加した。輻射エネルギーを測定し
たところ、エンボス面が形成されていない従来のガラス
膜と比較して２０％程度の増加が観測された。The surface area of the glass film 12 of this example manufactured as described above was increased by about 20% as compared with the case where no embossed surface was formed. When the radiant energy was measured, an increase of about 20% was observed as compared with the conventional glass film having no embossed surface.
【００３３】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の実施例において前述の実施例と共通する部分
は説明を省略する。Next, another embodiment of the present invention will be described. It should be noted that in the following embodiments, the description of the portions common to the above-mentioned embodiments will be omitted.
【００３４】前述の実施例における、基材１４に形成し
たガラス膜１２とは別のガラス質からなるガラス膜を施
すこともできる。具体的な組合せ例の一つとして、アル
ミニウム合金からなる基材にＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ
２系ガラスからなるガラス組織２０を有するガラス膜を
設けた例を説明する。また、高輻射顔料としては、純度
９９．９％以上、粒径０．３〜０．５μｍ程度の炭化珪
素粉末を用いた。以下、これらを用いたガラス膜の製造
工程を説明するが、前記図１乃至図６に示される実施例
と略同様であるので下記に相違点のみを示す。A glass film made of a glass material different from the glass film 12 formed on the substrate 14 in the above-described embodiment may be applied. As a specific combination examples, MgO-B 2 O 3 -SiO the substrate made of an aluminum alloy
An example will be described in which a glass film having a glass structure 20 made of 2 type glass is provided. As the high radiation pigment, a silicon carbide powder having a purity of 99.9% or more and a particle size of 0.3 to 0.5 μm was used. Hereinafter, the manufacturing process of the glass film using these will be described. However, since it is substantially the same as the embodiment shown in FIGS. 1 to 6, only the differences will be described below.
【００３５】すなわち、本実施例においては、前記図
４、５と同様な工程に従って反応硬化ガラス原料粉末お
よび表面にシリカガラス膜が形成された炭化珪素粉末を
製造し、図３の工程２の混合工程において、反応硬化ガ
ラス原料粉末を例えば２３４ｇ程度、被覆された炭化珪
素粉末を例えば１．２ｇ程度、エタノールを例えば３８
６ｇ程度、および２％メチルセルロース水溶液を例えば
３９．２ｇ程度をアルミナポットに入れて、前記実施例
と同様に混合する。以下、同様にしてＪＩＳ規格ＡＣ４
ＣＨアルミニウム合金上にペースト膜を形成し、焼き付
けることによってガラス膜１２と同様なガラス膜が形成
される。なお、焼付条件は窒素雰囲気で例えば５３０℃
×２０ｍｉｎ程度である。That is, in this embodiment, the reaction-hardened glass raw material powder and the silicon carbide powder having the silica glass film formed on the surface thereof were manufactured according to the same steps as those in FIGS. In the process, for example, about 234 g of reaction-hardening glass raw material powder, about 1.2 g of coated silicon carbide powder, and about 38 g of ethanol, for example.
About 6 g and, for example, about 39.2 g of a 2% aqueous solution of methyl cellulose are put in an alumina pot and mixed in the same manner as in the above-mentioned embodiment. Thereafter, in the same manner, JIS standard AC4
A glass film similar to the glass film 12 is formed by forming a paste film on the CH aluminum alloy and baking it. The baking conditions are, for example, 530 ° C. in a nitrogen atmosphere.
× 20 min.
【００３６】前述の場合と同様に、ガラス膜１２の表面
積は、エンボス面が形成されない場合に比べ、２０％程
度増加した。輻射エネルギーを測定したところ、エンボ
ス面が形成されていない従来のガラス膜と比較して２０
％程度の増加が観測された。As in the case described above, the surface area of the glass film 12 was increased by about 20% as compared with the case where the embossed surface was not formed. When the radiant energy was measured, it was 20 in comparison with the conventional glass film in which the embossed surface was not formed.
% Increase was observed.
【００３７】また、自動車のエンジンの気筒の燃焼室か
ら配される排気系部品にＭｇＯ−Ｂ ２Ｏ３−ＳｉＯ２系
ガラスからなるガラス組織２０を有するガラス膜を設け
た。高輻射顔料としては、純度９９．９％以上、粒径
０．３〜０．５μｍ程度の炭化珪素粉末を用いた。これ
らを用いたガラス膜の製造工程は前記図１乃至図６に示
される実施例と略同様であるので省略する。排気系部品
の表面の温度を測定したところ、ガラス膜の表面にエン
ボスが形成されない場合に比べ、温度は著しく低下し
た。Also, is it the combustion chamber of the cylinder of the automobile engine?
For the exhaust system parts distributed from TwoOThree-SiOTwosystem
Providing a glass film having a glass structure 20 made of glass
It was As a high radiation pigment, purity is 99.9% or more, particle size
Silicon carbide powder having a size of about 0.3 to 0.5 μm was used. this
The manufacturing process of the glass film using these is shown in FIGS.
Since it is substantially the same as the embodiment described above, the description thereof will be omitted. Exhaust system parts
When the temperature of the surface of the
The temperature is significantly lower than when no boss is formed.
It was
【００３８】以上、本発明の実施例を図面を参照して詳
細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施され
る。Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the present invention can be implemented in other modes.
【００３９】例えば、実施例においては、ガラス組織２
０を構成するガラスフリットに高シリカガラスフリット
に酸化硼素が添加されたもの、および当初から酸化硼素
を含むガラスフリットが用いられていたが、酸化硼素を
含まないガラスフリットがそのまま用いられてもよい。
用いられるガラスの組成は、構造体の用途や要求される
耐熱性、輻射率などによって適宜変更される。For example, in the embodiment, the glass structure 2
The glass frit constituting 0, a high silica glass frit to which boron oxide is added, and a glass frit containing boron oxide have been used from the beginning, but a glass frit containing no boron oxide may be used as it is. .
The composition of the glass used is appropriately changed depending on the use of the structure, required heat resistance, emissivity, and the like.
【００４０】また、実施例においては、顔料粒子として
平均粒径が２μｍ程度の四硼化珪素２２および平均粒径
が０．３〜０．５μｍ程度の炭化珪素粉末が用いられて
いたが、顔料粒子の種類は用途や要求される輻射率、顔
料自身の耐熱性などを考慮して適宜選択される。また、
顔料粒子の平均粒径は、良好な分散性が得られる範囲で
適宜設定され、例えば四硼化珪素の場合には１〜１０μ
ｍ程度のものが、炭化珪素の場合には０．１〜１μｍ程
度のものが好適に用いられる。In the examples, as the pigment particles, silicon tetraboride 22 having an average particle diameter of about 2 μm and silicon carbide powder having an average particle diameter of about 0.3 to 0.5 μm were used. The type of particles is appropriately selected in consideration of the application, required emissivity, heat resistance of the pigment itself, and the like. Also,
The average particle size of the pigment particles is appropriately set within a range where good dispersibility is obtained, and in the case of silicon tetraboride, for example, 1 to 10 μm.
In the case of silicon carbide, a silicon carbide having a thickness of about m is preferably used.
【００４１】また、実施例においては、顔料粒子（四硼
化珪素１８および炭化珪素粉末）の表面にシリカガラス
膜（顔料被覆膜２４）を形成するための無機高分子とし
てペルヒドロポリシラザンが用いられていたが、工程Ｂ
４の熱処理工程に示されるような加熱等によってシリカ
ガラス膜を形成し得る珪素を含むものであれば他の無機
高分子が用いられても差し支えない。In the examples, perhydropolysilazane is used as the inorganic polymer for forming the silica glass film (pigment coating film 24) on the surface of the pigment particles (silicon tetraboride 18 and silicon carbide powder). It was done, but process B
Other inorganic polymers may be used as long as they contain silicon capable of forming a silica glass film by heating as shown in the heat treatment step of 4.
【００４２】また、図２等に示される実施例において
は、ガラスフリットに添加される酸化硼素の量は８．５
ｗｔ％程度とされていたが、その添加量はガラス組織２
０の耐熱性や強度等およびガラスフリットの組成等を考
慮して適宜設定されるものであり、例えば酸化硼素を含
まないガラスフリットに対しては８〜１３ｗｔ％程度の
範囲で適宜変更される。Further, in the embodiment shown in FIG. 2 etc., the amount of boron oxide added to the glass frit is 8.5.
It was supposed to be about wt%, but the amount of addition is glass structure 2
It is appropriately set in consideration of the heat resistance and strength of 0, the composition of the glass frit, and the like. For example, with respect to the glass frit containing no boron oxide, it is appropriately changed in the range of about 8 to 13 wt%.
【００４３】また、実施例においては、焼付工程が窒素
雰囲気下、徐速加熱によって行われていたが、雰囲気は
適宜変更され、酸化雰囲気であっても差し支えない。本
発明によれば、顔料粒子がシリカガラスによって覆われ
ていることから、その酸化やガラス組織２０との反応が
生じ難いためである。また、非酸化性雰囲気としては、
窒素雰囲気に代えてアルゴン等の不活性ガス雰囲気であ
ってもよく、真空下で焼付が施されてもよい。Further, in the embodiment, the baking process is performed by the slow heating in the nitrogen atmosphere, but the atmosphere may be changed appropriately, and the oxidizing atmosphere may be used. According to the present invention, since the pigment particles are covered with the silica glass, the oxidation and the reaction with the glass structure 20 are unlikely to occur. Further, as the non-oxidizing atmosphere,
Instead of the nitrogen atmosphere, an inert gas atmosphere such as argon may be used, and the baking may be performed under vacuum.
【００４４】また、反応硬化ガラス原料粉体と顔料粒子
との混合割合等のガラス膜２０の組成ひいては物性を定
める種々の数値は構造体の使用目的等に応じて適宜設定
されるものである。Further, various numerical values that determine the composition of the glass film 20 and thus the physical properties, such as the mixing ratio of the reaction-hardening glass raw material powder and the pigment particles, are appropriately set according to the purpose of use of the structure.
【００４５】また、実施例においては、本発明が自動車
用排気系高温ガス通路に用いられる基材１４に施される
ガラス膜１２に適用された場合について説明したが、本
発明は、ガラス膜１２の高輻射性を利用できる種々の分
野に応用可能である。すなわち、例えば、タービンブレ
ード、紫外線遮光性透光ガラス、屋根瓦（除雪能力を高
める）、半導体や電子部品の基板やパッケージ（放熱性
向上）、或いは砥石（研削熱の放熱性向上）等の種々の
用途にも好適に用いられる。Further, in the embodiment, the case where the present invention is applied to the glass film 12 applied to the base material 14 used for the high temperature gas passage for the exhaust system for automobiles is explained, but the present invention is applied to the glass film 12. It can be applied to various fields in which the high radiation property of That is, for example, turbine blades, ultraviolet light-transmitting transparent glass, roof tiles (to improve snow removal ability), substrates and packages of semiconductors and electronic components (to improve heat dissipation), or grindstones (to improve heat dissipation of grinding heat), etc. It is also suitable for use in.
【００４６】以上、本発明の具体例を詳細に説明した
が、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定する
ものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上
に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれ
る。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、
単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性
を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせ
に限定されるものではない。また、本明細書または図面
に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであ
り、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的
有用性を持つものである。Specific examples of the present invention have been described above in detail, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. Further, the technical elements described in the present specification or the drawings are
The technical usefulness is exhibited alone or in various combinations, and is not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technique illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of purposes at the same time, and achieving the one purpose among them has technical utility.
【００４７】[0047]
【発明の効果】 本発明のガラス被覆体によれば、アル
ミ合金の基材上に、アルミ合金の輻射率以上の輻射率を
有するガラス膜が被覆される。基材をアルミ合金とし、
前記加熱処理工程における加熱処理の温度をアルミニウ
ム合金の固相線から液相線の間で制御すると、アルミニ
ウム合金がわずかに軟化状態となり、ガラス膜の表面は
エンボス化される。基材が鉄の場合には、前記ガラス膜
形成時の焼成温度では鉄が安定であるためにエンボスは
形成されない。また基材が鉛である場合には、ガラス膜
を形成すると、鉛とガラスが反応してしまう。本発明に
よって、自動車のエンジン部品などにおいて、アルミ合
金の輻射性を大幅に向上させることが出来、部品の温度
の上昇を抑えることが可能となり、産業の発展に寄与す
る効果は大である。According to the glass coating of the present invention, a glass film having an emissivity equal to or higher than the emissivity of an aluminum alloy is coated on an aluminum alloy base material. The base material is aluminum alloy,
When the temperature of the heat treatment in the heat treatment step is controlled between the solidus line and the liquidus line of the aluminum alloy, the aluminum alloy is slightly softened and the surface of the glass film is embossed. When the base material is iron, embossing is not formed because iron is stable at the firing temperature for forming the glass film. Further, when the base material is lead, lead and glass react with each other when a glass film is formed. INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, in the engine parts of automobiles, the radiant property of the aluminum alloy can be greatly improved, the rise in the temperature of the parts can be suppressed, and the effect of contributing to the industrial development is great.
【図１】本発明の一実施例の自動車用排気系高温ガス通
路に関する模式図である。FIG. 1 is a schematic view of an exhaust system high temperature gas passage for an automobile according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例のガラス膜が形成された基材
の断面を示す図である。FIG. 2 is a view showing a cross section of a base material on which a glass film of one embodiment of the present invention is formed.
【図３】図２のガラス膜の製造工程を説明する工程図で
ある。3A to 3C are process diagrams illustrating a manufacturing process of the glass film of FIG.
【図４】図３の工程図におけるＲＣＧ製造工程を説明す
る工程図である。FIG. 4 is a process diagram illustrating the RCG manufacturing process in the process diagram of FIG. 3;
【図５】図３の工程図における顔料被覆工程を説明する
工程図である。FIG. 5 is a process diagram illustrating a pigment coating process in the process diagram of FIG.
【図６】無機高分子の構造を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of an inorganic polymer.
１０：自動車用高温ガス通路 １２：ガラス膜 １４：基材 １６：クロムめっき層 １８：ＳｉＯ２薄膜 ２０：ガラス組織 ２２：四硼化珪素（顔料粒子） ２４：顔料被覆膜10: High temperature gas passage for automobile 12: Glass film 14: Substrate 16: Chromium plating layer 18: SiO 2 thin film 20: Glass structure 22: Silicon tetraboride (pigment particles) 24: Pigment coating film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 浩之 愛知県大府市共和町一丁目１番地の１ 愛 三工業株式会社内 (72)発明者 加藤 博孝 愛知県大府市共和町一丁目１番地の１ 愛 三工業株式会社内 (72)発明者 矢野 賢司 名古屋市西区則武新町三丁目１番36号 株 式会社ノリタケカンパニーリミテド内 (72)発明者 岩田 美佐男 名古屋市西区則武新町三丁目１番36号 株 式会社ノリタケカンパニーリミテド内 Ｆターム(参考） 4F100 AB10A AB31A AG00B AT00A BA02 BA10A BA10B CA13B CC00B DE01B DE01H EH462 EJ39B EJ422 GB32 JJ03 JN06B 4K044 AA06 AB10 BA11 BA14 BA15 BA18 BB01 BB03 BB11 BC12 CA07 CA24 CA62 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Hiroyuki Hara 1 Ai 1-1-1, Kyowa-cho, Obu City, Aichi Prefecture Sankogyo Co., Ltd. (72) Inventor Hirotaka Kato 1 Ai 1-1-1, Kyowa-cho, Obu City, Aichi Prefecture Sankogyo Co., Ltd. (72) Inventor Kenji Yano No. 1-36 Noritake Shinmachi, Nishi-ku, Nagoya-shi Ceremony Company Noritake Company Limited (72) Inventor Misao Iwata No. 1-36 Noritake Shinmachi, Nishi-ku, Nagoya-shi Ceremony Company Noritake Company Limited F-term (reference) 4F100 AB10A AB31A AG00B AT00A BA02 BA10A BA10B CA13B CC00B DE01B DE01H EH462 EJ39B EJ422 GB32 JJ03 JN06B 4K044 AA06 AB10 BA11 BA14 BA15 BA18 BB01 BB03 BB11 BC12 CA07 CA24 CA62
Claims (12)
よって輻射率が基材の輻射率よりも増大したガラス被覆
体であり、 そのガラス膜を構成するガラス組織中に、基材の輻射率
以上の輻射率を有する顔料粒子が分散しており、 そのガラス膜の表面がエンボス面であることを特徴とす
るガラス被覆体。1. A glass-coated body having a substrate surface coated with a glass film, the emissivity of which is higher than that of the substrate, and the radiation of the substrate is contained in the glass structure constituting the glass film. A glass coated body in which pigment particles having an emissivity equal to or higher than the above are dispersed, and the surface of the glass film is an embossed surface.
からなることを特徴とする請求項１に記載のガラス被覆
体。2. The glass cover according to claim 1, wherein the base material is made of an alloy containing aluminum as a main component.
造用アルミ合金からなることを特徴とする請求項２に記
載のガラス被覆体。3. The glass cover according to claim 2, wherein the alloy mainly containing aluminum is an aluminum alloy for casting.
とガラス組織の反応を抑制するための粒子被覆膜を有す
ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載
のガラス被覆体。4. The glass according to claim 1, further comprising a particle coating film around the pigment particles for suppressing a reaction between the pigment particles and a glass structure. Coating.
前記ガラス組織中の二酸化珪素の濃度よりも高いことを
特徴とする請求項４に記載のガラス被覆体。5. The concentration of silicon dioxide in the pigment coating film is
The glass cover according to claim 4, which has a concentration higher than that of silicon dioxide in the glass structure.
以上含むことを特徴とする請求項４または５に記載のガ
ラス被覆体。6. The pigment coating film comprises 85% silicon dioxide.
The glass coated body according to claim 4 or 5, comprising the above.
ブデン、炭化珪素、酸化鉄、窒化珪素、及び酸化クロム
のうち少なくとも１種から構成されることを特徴とする
請求項４乃至６のいずれか１に記載のガラス被覆体。7. The pigment particles are composed of at least one of silicon boride, molybdenum disilicide, silicon carbide, iron oxide, silicon nitride, and chromium oxide. The glass cover according to item 1.
化珪素であることを特徴とする請求項７に記載のガラス
被覆体。8. The glass coated body according to claim 7, wherein the silicon boride is silicon tetraboride or silicon hexaboride.
て輻射率が増大したアルミ合金材であり、そのガラス膜
の表面がエンボス面であることにより表面積が１２０％
以上増大しており、そのガラス膜にアルミ合金の輻射率
以上の輻射率を有する粒子が分散されていることを特徴
とするアルミ合金材。9. An aluminum alloy material whose emissivity is increased by coating the surface with a glass film, and the surface area of the glass film is 120% because it is an embossed surface.
The aluminum alloy material is characterized in that particles having an emissivity higher than that of the aluminum alloy are dispersed in the glass film, the number of which is increasing.
金よりも反射率が大きい膜が形成されていることを特徴
とする請求項９に記載のアルミ合金材。10. The aluminum alloy material according to claim 9, wherein a film having a reflectance higher than that of the aluminum alloy is formed on the back surface of the aluminum alloy material.
料粒子とガラス粉末とを含むペーストを作製するペース
ト作製工程と、前記ペーストを基材の表面に塗布するペ
ースト塗布工程と、前記塗布されたペーストを加熱処理
することにより前記ガラス粉末からガラス組織を形成す
る加熱処理工程とを含み、前記顔料粒子がガラス組織中
に分散させられたガラス膜を基材の表面に設けるための
高輻射ガラス被覆体の製造方法であって、前記加熱処理
工程において、加熱処理の温度は基材の固相線から液相
線の範囲で制御されることを特徴とする高輻射ガラス被
覆体の製造方法。11. A paste making step of making a paste containing pigment particles having a emissivity equal to or higher than that of a base material and a glass powder, a paste applying step of applying the paste to the surface of the base material, and the applying. Heat treatment step of forming a glass structure from the glass powder by heat-treating the formed paste, high radiation for providing a glass film in which the pigment particles are dispersed in the glass structure on the surface of the base material. A method for producing a high radiation glass coated body, which is a method for producing a glass coated body, wherein in the heat treatment step, a temperature of the heat treatment is controlled within a range from a solidus line to a liquidus line of the substrate. .
率を有する顔料粒子とガラス粉末とを含むペーストを作
製するペースト作製工程と、前記ペーストをアルミニウ
ム合金からなる基材の表面に塗布するペースト塗布工程
と、前記塗布されたペーストを加熱処理することにより
前記ガラス粉末からガラス組織を形成する加熱処理工程
とを含み、前記顔料粒子がガラス組織中に分散させられ
た高輻射ガラス膜をアルミニウム合金からなる基材の表
面に設けるための高輻射ガラス被覆体の製造方法であっ
て、 前記加熱処理工程における加熱処理の温度は５００〜６
００℃であることを特徴とする高輻射ガラス被覆体の製
造方法。12. A paste preparation step of preparing a paste containing pigment particles having an emissivity equal to or higher than that of an aluminum alloy and a glass powder, and a paste application step of applying the paste to the surface of a base material made of an aluminum alloy. And a heat treatment step of forming a glass structure from the glass powder by heat-treating the applied paste, wherein the pigment particles are made of an aluminum alloy to form a high radiation glass film dispersed in the glass structure. A method for producing a high-radiation glass coating to be provided on the surface of a base material, wherein the temperature of the heat treatment in the heat treatment step is 500 to 6
It is 00 degreeC, The manufacturing method of the high radiation glass coating body characterized by the above-mentioned.
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|---|---|---|---|
| JP2002057396A JP2003253475A (en) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | Glass-coated body, its manufacturing method, and aluminum-alloy material |
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