JPH0420868B2 - - Google Patents
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- JPH0420868B2 JPH0420868B2 JP58138109A JP13810983A JPH0420868B2 JP H0420868 B2 JPH0420868 B2 JP H0420868B2 JP 58138109 A JP58138109 A JP 58138109A JP 13810983 A JP13810983 A JP 13810983A JP H0420868 B2 JPH0420868 B2 JP H0420868B2
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Landscapes
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- Resistance Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は赤外線放射体に係り、特に耐熱性、化
学的及び構造的安定性に優れる発熱性と放射性を
兼ね備えた赤外線放射体に関する。
学的及び構造的安定性に優れる発熱性と放射性を
兼ね備えた赤外線放射体に関する。
赤外線放射エネルギーは加熱、乾燥など工業的
にも広く利用されている。電力をエネルギー源と
する場合、従来は放射率の高いセラミツクスなど
で放射体を作り、ニクロム線のような金属抵抗
体、ガラス繊維にカーボンを塗布した抵抗体、
SiC、ランタンクロマイト等のセラミツクスなど
を用いた発熱体と組み合わせ使用してていた。こ
れらは放射体と発熱体とが構造的に一体となつて
いないため、熱伝達が悪く速熱性に欠ける、熱効
率が悪い、使用中構造上の変化やそれに伴う劣化
が生じるなどの欠点があつた。一方発熱体の表面
に放射体材料を焼付けたり、逆に放射体の裏面に
抵抗体を焼付けて放射体と発熱体とを一体化する
試みもあるが、両者の熱膨張係数の違いにより使
用中に応力がかかつて破壊し易い、製造工程が複
雑になるなどの欠点がある。
にも広く利用されている。電力をエネルギー源と
する場合、従来は放射率の高いセラミツクスなど
で放射体を作り、ニクロム線のような金属抵抗
体、ガラス繊維にカーボンを塗布した抵抗体、
SiC、ランタンクロマイト等のセラミツクスなど
を用いた発熱体と組み合わせ使用してていた。こ
れらは放射体と発熱体とが構造的に一体となつて
いないため、熱伝達が悪く速熱性に欠ける、熱効
率が悪い、使用中構造上の変化やそれに伴う劣化
が生じるなどの欠点があつた。一方発熱体の表面
に放射体材料を焼付けたり、逆に放射体の裏面に
抵抗体を焼付けて放射体と発熱体とを一体化する
試みもあるが、両者の熱膨張係数の違いにより使
用中に応力がかかつて破壊し易い、製造工程が複
雑になるなどの欠点がある。
本発明の目的は、放射率が高く、耐熱性、化学
的及び構造的安定性に優れる自己発熱形の赤外線
放射体を提供するにある。
的及び構造的安定性に優れる自己発熱形の赤外線
放射体を提供するにある。
本発明の赤外線放射体は、赤外線放射材成分と
導電材成分との混合組成物より作られて、赤外線
放射面は、実質的に前記赤外線放射材成分のみか
らなり、前記赤外線放射面の反対側の面は、前記
赤外線放射材成分と前記導電材成分との混合物か
らなり、両者は一体化されているものであり、特
に通電による自己発熱で赤外線を放射する自己発
熱型赤外線放射体である。
導電材成分との混合組成物より作られて、赤外線
放射面は、実質的に前記赤外線放射材成分のみか
らなり、前記赤外線放射面の反対側の面は、前記
赤外線放射材成分と前記導電材成分との混合物か
らなり、両者は一体化されているものであり、特
に通電による自己発熱で赤外線を放射する自己発
熱型赤外線放射体である。
赤外線放射成分としては放射率が高く黒体の放
射特性に近いものから、短波長の放射率が低く長
波長で高くなるいわゆる遠赤外線放射材まで幅広
いものを用いることができる。黒体の放射特性に
近いものとしてはFe2O3やMnO2を主体にして
CoOやCuOを補助剤として添加したものなどがあ
るが、このような遷移元素酸化物を主体にしたセ
ラミツクスは一般に熱膨張が大きいため、ベタラ
イトやコージエライト組成物を添加する必要があ
り、セラミツクス放射体自体は導電性を示さな
い。また遠赤外線放射材として使われるものはア
ルミナ、珪石、ジルコン、コージエライト、スフ
エーン、β−スポンジユーメンなど、非導電性の
ものである。
射特性に近いものから、短波長の放射率が低く長
波長で高くなるいわゆる遠赤外線放射材まで幅広
いものを用いることができる。黒体の放射特性に
近いものとしてはFe2O3やMnO2を主体にして
CoOやCuOを補助剤として添加したものなどがあ
るが、このような遷移元素酸化物を主体にしたセ
ラミツクスは一般に熱膨張が大きいため、ベタラ
イトやコージエライト組成物を添加する必要があ
り、セラミツクス放射体自体は導電性を示さな
い。また遠赤外線放射材として使われるものはア
ルミナ、珪石、ジルコン、コージエライト、スフ
エーン、β−スポンジユーメンなど、非導電性の
ものである。
これに対して混合させる導電材としては、金
属、高融点ホウ化物、炭化物、窒化物またはケイ
化物、半導体などを用いることができる。好まし
くは、組み合わせる赤外線射材とたとえば混合焼
成する際に、反応を起こさないものがよい。また
使用中に特性の変化が少ないようにするために
は、耐熱性のよい材質、たとえば高融点化合物や
酸化物半導体などを使うことが望ましい。
属、高融点ホウ化物、炭化物、窒化物またはケイ
化物、半導体などを用いることができる。好まし
くは、組み合わせる赤外線射材とたとえば混合焼
成する際に、反応を起こさないものがよい。また
使用中に特性の変化が少ないようにするために
は、耐熱性のよい材質、たとえば高融点化合物や
酸化物半導体などを使うことが望ましい。
赤外線放射材と導電材との混合割合と両者の抵
抗率に応じて、混合体の抵抗率が定まる。従つて
目的とする赤外線放射体の発熱量にうまく合うよ
うに、導電材の種類と混合割合を選ぶことができ
る。なお導電材の混合割合は赤外線放射体の全体
にわたつて均一である必要はなく、たとえば被放
射体に対向する面の近傍では導電材の混合割合を
少なくすることができる。これにより混合した導
電材がこの面の放射率に与える影響を小さくする
ことができ、しかも連続した導電材の混合割合の
多い部分からの熱の流れにより効率よく加熱され
る。この場合、主に発熱する部分と主に赤外線を
放射する部分とが同種の、しかも連続した物質で
あるため熱膨張の差もほとんどなく、赤外線放射
部分と抵抗体部分を別の材質で作つて一体化した
場合のような応力は発生しない。またこのように
主に赤外線を放射する部分と発熱する部分とを形
成する場合でも、両者を同時に、一体化して作る
ことができる。
抗率に応じて、混合体の抵抗率が定まる。従つて
目的とする赤外線放射体の発熱量にうまく合うよ
うに、導電材の種類と混合割合を選ぶことができ
る。なお導電材の混合割合は赤外線放射体の全体
にわたつて均一である必要はなく、たとえば被放
射体に対向する面の近傍では導電材の混合割合を
少なくすることができる。これにより混合した導
電材がこの面の放射率に与える影響を小さくする
ことができ、しかも連続した導電材の混合割合の
多い部分からの熱の流れにより効率よく加熱され
る。この場合、主に発熱する部分と主に赤外線を
放射する部分とが同種の、しかも連続した物質で
あるため熱膨張の差もほとんどなく、赤外線放射
部分と抵抗体部分を別の材質で作つて一体化した
場合のような応力は発生しない。またこのように
主に赤外線を放射する部分と発熱する部分とを形
成する場合でも、両者を同時に、一体化して作る
ことができる。
尚、本発明の製品形状は板状でも円柱状、棒状
でも良く、この他用途に応じて適宜選択される。
でも良く、この他用途に応じて適宜選択される。
以下実施例により本発明を説明する。
実施例 １
ジルコン（ZrO2・SiO2）70重量％、粘土30重
量％から成る組成物を混合粉砕し、1000℃で仮焼
して赤外線放射材組成物(A)とした。またこれとは
別にコージエライト（2MgO・2Al2O3・5SiO2）
組成物を用意し、赤外線放射材組成物(B)とした。
量％から成る組成物を混合粉砕し、1000℃で仮焼
して赤外線放射材組成物(A)とした。またこれとは
別にコージエライト（2MgO・2Al2O3・5SiO2）
組成物を用意し、赤外線放射材組成物(B)とした。
(a)：酸化チタン（TiO2）40重量％、組成物(A)60
重量％の割合で混合し、混合粉末を1000Kg／cm2
の圧力で成形した後、温度1200℃、時間1hの
条件で真空中で焼成した。焼結体から厚さ５
mm、幅10cm、長さ10cmの板を切り出し、赤外線
放射体とした。
重量％の割合で混合し、混合粉末を1000Kg／cm2
の圧力で成形した後、温度1200℃、時間1hの
条件で真空中で焼成した。焼結体から厚さ５
mm、幅10cm、長さ10cmの板を切り出し、赤外線
放射体とした。
(b)：酸化ニツケル（NiO）45重量％、組成物(B)55
重量％の割合で混合し、この混合粉末を厚さ５
mmのシート状にした上を組成物(B)の粉末で１mm
の厚さにおおい、両者を一体成形した。次いで
成形体を温度1200℃、時間1hの条件で大気中
で焼成し、焼結体から幅10cm、長さ10cmの板を
切り出して赤外線放射体とした。
重量％の割合で混合し、この混合粉末を厚さ５
mmのシート状にした上を組成物(B)の粉末で１mm
の厚さにおおい、両者を一体成形した。次いで
成形体を温度1200℃、時間1hの条件で大気中
で焼成し、焼結体から幅10cm、長さ10cmの板を
切り出して赤外線放射体とした。
(c)：炭化チタン（TiO）30重量％、組成物(A)70重
量％の割合で混合し、混合粉末を1000Kg／cm2の
圧力で成形した後、温度1200℃、時間1hの条
件でArガス中で焼成した。焼結体の厚さは３
mmであつた。この焼結体から幅５cm、長さ10cm
の板を切り出し、赤外線放射体とした。
量％の割合で混合し、混合粉末を1000Kg／cm2の
圧力で成形した後、温度1200℃、時間1hの条
件でArガス中で焼成した。焼結体の厚さは３
mmであつた。この焼結体から幅５cm、長さ10cm
の板を切り出し、赤外線放射体とした。
(d)：上記(c)と同様にして、ホウ化ジルコニウム
（ZrB2）25重量％、組成物(B)75重量％から成る
厚さ３mm、幅５cm、長さ10cmの赤外線放射体を
作製した。
（ZrB2）25重量％、組成物(B)75重量％から成る
厚さ３mm、幅５cm、長さ10cmの赤外線放射体を
作製した。
以上の(a)〜(d)の赤外線放射体の抵抗値を測定し
た。電流は面に平行に流し、(c)、(d)の場合は長尺
方向に流して測定した。結果は(a)約100Ω、(b)約
200Ω、(c)約50Ω、(d)約70Ωであつた。
た。電流は面に平行に流し、(c)、(d)の場合は長尺
方向に流して測定した。結果は(a)約100Ω、(b)約
200Ω、(c)約50Ω、(d)約70Ωであつた。
これらの赤外線放射体に通電して表面温度を
500℃一定にし、赤外線放射スペクトルを測定し
た結果を第１図に示した。図には(e)として疑似黒
体（米国・テンピル社製黒色塗料）についての測
定結果もあわせて示した。
500℃一定にし、赤外線放射スペクトルを測定し
た結果を第１図に示した。図には(e)として疑似黒
体（米国・テンピル社製黒色塗料）についての測
定結果もあわせて示した。
この結果からわかるように、本実施例の赤外線
放射体は良好な遠赤外線放射体である。特に(b)の
赤外線放射体は、コージエライト質のみで作つた
赤外線放射体の裏面に発熱体を装着したものと比
べると同等の放射特性を示し、電力消費量は約10
％少なく、通電時の昇温速度が速かつた。(a)、
(c)、(d)の赤外線放射体も、導電材を混合しないも
のとほぼ同様の放射特性を示す。
放射体は良好な遠赤外線放射体である。特に(b)の
赤外線放射体は、コージエライト質のみで作つた
赤外線放射体の裏面に発熱体を装着したものと比
べると同等の放射特性を示し、電力消費量は約10
％少なく、通電時の昇温速度が速かつた。(a)、
(c)、(d)の赤外線放射体も、導電材を混合しないも
のとほぼ同様の放射特性を示す。
以上の赤外線放射体について、600℃と20℃の
温度サイクル（１サイクル10分）を１万回継続し
た後も、特性の変化は認められなかつた。
温度サイクル（１サイクル10分）を１万回継続し
た後も、特性の変化は認められなかつた。
実施例 ２
酸化鉄（Fe2O3）20重量％、酸化マンガン
（MnO2）60重量％、酸化コバルト（CoO）10重
量％、酸化銅（CuO）10％の混合物を1100℃で仮
焼した後粉砕し、コージエライト（2MgO・
2Al2O3・5SiO2）組成物と重量比が３：１になる
ように混合して赤外線放射材組成物(C)とした。
（MnO2）60重量％、酸化コバルト（CoO）10重
量％、酸化銅（CuO）10％の混合物を1100℃で仮
焼した後粉砕し、コージエライト（2MgO・
2Al2O3・5SiO2）組成物と重量比が３：１になる
ように混合して赤外線放射材組成物(C)とした。
(f)：ホウ化ハウニウム（HfB2）50重量％、組成
物(C)50重量％の割合で混合し、混合粉末を1000
Kg／cm2の圧力で成形した後、温度1200℃、時間
1hの条件でAr中で焼成した。焼結体から厚さ
３mm、幅５cm、長さ10cmの赤外線放射体を得
た。
物(C)50重量％の割合で混合し、混合粉末を1000
Kg／cm2の圧力で成形した後、温度1200℃、時間
1hの条件でAr中で焼成した。焼結体から厚さ
３mm、幅５cm、長さ10cmの赤外線放射体を得
た。
(g)：窒化タンタル（TaN）粉末と組成物(C)の粉
末とを５mmの厚さのシート状にした。この時シ
ートの下面ではTaN45重量％、組成物(C)55重
量％となり、シートの上面では組成物(C)100％
となるように、ほぼ連続的に混合割合を変化さ
せた。このシートを成形した後、温度1200℃、
時間1hの条件でN2中で焼成し、焼結体から幅
が５mm、長さが10cmの赤外線放射体を得た。
末とを５mmの厚さのシート状にした。この時シ
ートの下面ではTaN45重量％、組成物(C)55重
量％となり、シートの上面では組成物(C)100％
となるように、ほぼ連続的に混合割合を変化さ
せた。このシートを成形した後、温度1200℃、
時間1hの条件でN2中で焼成し、焼結体から幅
が５mm、長さが10cmの赤外線放射体を得た。
以上の(f)、(g)の赤外線放射体の長尺方向に電流
を流して抵抗値を測定したところ、それぞれ(f)約
40Ω、(g)約100Ωであつた。
を流して抵抗値を測定したところ、それぞれ(f)約
40Ω、(g)約100Ωであつた。
これらの赤外線放射体に通電して表面温度を
500℃一定にし、赤外線放射スペクトルを疑似黒
体の場合と比較した。結果を第２図に示した。
500℃一定にし、赤外線放射スペクトルを疑似黒
体の場合と比較した。結果を第２図に示した。
この結果からわかるように、本実施例の赤外線
放射体は、黒体の放射特性に近い高能率赤外線放
射体である。また速熱性に優れ、短時間で定温状
態に達した。耐久性にも優れていた。
放射体は、黒体の放射特性に近い高能率赤外線放
射体である。また速熱性に優れ、短時間で定温状
態に達した。耐久性にも優れていた。
尚、第３図は本発明の放射体の一例を示すもの
で、この例示図では板状の本発明セラミツクス焼
結体１の両端に電２が形成され、更に各電極２に
リード線３が接続されている。
で、この例示図では板状の本発明セラミツクス焼
結体１の両端に電２が形成され、更に各電極２に
リード線３が接続されている。
以上説明したように、本発明によれば耐熱性、
化学的及び構造的安定性に優れる上、自己発熱す
るため速熱性や熱効率にも優れた赤外線放射体を
得ることができる。またこの効果は、実施例に限
らず赤外線放射材と導電材の組み合せや組成を変
えた他の多くの場合にも、同様に得られる。
化学的及び構造的安定性に優れる上、自己発熱す
るため速熱性や熱効率にも優れた赤外線放射体を
得ることができる。またこの効果は、実施例に限
らず赤外線放射材と導電材の組み合せや組成を変
えた他の多くの場合にも、同様に得られる。
第１図及び第２図は本発明の実施例に係る赤外
線放射体の特性図、第３図は本発明の実施例に係
る赤外線放射体の斜視図である。
線放射体の特性図、第３図は本発明の実施例に係
る赤外線放射体の斜視図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 赤外線放射材成分と導電材成分との混合組成
物より作られてなる赤外線放射体であつて、赤外
線放射面は、実質的に前記赤外線放射材成分のみ
からなり、前記赤外線放射面の反対側の面は、前
記赤外線放射材成分と前記導電材成分との混合物
からなり、両者は一体化されていることを特徴と
する赤外線放射体。 ２ 通電による自己発熱で赤外線を放射すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の赤外線
放射体。 ３ 赤外線放射材成分及び導電材成分が共にセラ
ミツクスであることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の赤外線放射体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138109A JPS6033249A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 赤外線放射体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138109A JPS6033249A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 赤外線放射体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033249A JPS6033249A (ja) | 1985-02-20 |
| JPH0420868B2 true JPH0420868B2 (ja) | 1992-04-07 |
Family
ID=15214157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58138109A Granted JPS6033249A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 赤外線放射体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033249A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61136299U (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-25 | ||
| AU588878B2 (en) | 1985-05-31 | 1989-09-28 | Konishiroku Photo Industry Co., Ltd. | Method for forming direct positive color image |
| JPH0314191Y2 (ja) * | 1987-01-27 | 1991-03-29 | ||
| JPH0440713Y2 (ja) * | 1987-12-18 | 1992-09-24 | ||
| JPH0616462Y2 (ja) * | 1987-12-23 | 1994-04-27 | 北川工業株式会社 | 遠赤外線ヒータ |
| JPH01215871A (ja) * | 1988-02-23 | 1989-08-29 | Takano:Kk | 遠赤外線放射体を含むコート材 |
-
1983
- 1983-07-27 JP JP58138109A patent/JPS6033249A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6033249A (ja) | 1985-02-20 |
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