JPS6062085A - Infrared radiation coating - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、暖房、調理など輻射加熱を利用する分野にお
いて、輻射加熱体の温度が可視光を輻射する温度よりｑ
氏い場合にも一見して、加熱状態が分る赤外線輻射被膜
に関するもので、各種加熱体表面に適用するだめのもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention is applicable to fields that utilize radiant heating such as heating and cooking, where the temperature of a radiant heating element is q lower than the temperature at which visible light is radiated.
This invention relates to an infrared radiation coating that allows you to see the heating state at a glance even in difficult cases, and is not suitable for application to the surfaces of various heating bodies.

従来例の構成と７問題点 従来、各種の赤外線輻射被膜が知られている。Conventional configuration and 7 problems Conventionally, various infrared radiation coatings are known.

これ等の中には、赤外線の波長に関して、余り波長依存
性がないものもあるが、〜６μ−までの放卵１が低く、
６μ−以上の散剤が高い遠赤外線輻射被膜もある。これ
等のいずれの技術においても、８００°Ｃ以上に赤熱さ
せて用いるものを除いて、その被膜面の温度が高いのか
否か一見しては分らなかった。Some of these species have little wavelength dependence with respect to the wavelength of infrared rays, but their egg release rate up to ~6 μ- is low;
There are also far-infrared radiation coatings with high powders of 6μ or more. In any of these techniques, it was not obvious at first glance whether the temperature of the coating surface was high or not, except for those in which the coating was heated to red-hot temperatures of 800° C. or higher.

このため、その面に誤って触れて火傷をする懸念があシ
、安全上問題があった。For this reason, there is a risk of burns caused by accidentally touching that surface, which poses a safety problem.

また可視光を発するまで加熱体の温度を高めて用いる場
合には、被加熱体の輻射加熱に利用されない短波長のエ
ネルギーを余分に使う無駄を行なっていた。In addition, when the temperature of the heating element is raised until it emits visible light, there is a waste of extra short-wavelength energy that is not used for radiant heating of the object to be heated.

発明の目的 本発明はかかる従来の問題点を解消するもので温度に対
して、低温の白色から、高温の有色へと可逆的な色変化
を示す物質を赤外線を放射する被覆中に含有させるもの
である。各種基利上へスフ。Purpose of the Invention The present invention solves such conventional problems, and includes a material that exhibits a reversible color change from white at low temperatures to colored at high temperatures in a coating that emits infrared rays. It is. Various basic information.

レー等の手段により塗布焼成して容易に被覆を形成する
ことが可能である。It is possible to easily form a coating by coating and baking by means such as a laser beam.

本発明は、１０〜５０μｍの薄膜にて、高効率の赤外線
輻射能を伺与するものである。The present invention provides highly efficient infrared radiation with a thin film of 10 to 50 μm.

捷た簿１摸であるだめ、金網バーナ、セラミックバーナ
などの炎孔部、各種形状の二次放射体、反則板など複雑
な形状にも適用が可能で目詰まシを起こしたりする懸念
がなく適用範囲が広い。It can be applied to complex shapes such as the flame hole of wire mesh burners, ceramic burners, etc., secondary radiators of various shapes, and irregular plates, and there is no fear of clogging. Wide range of application.

また４、００°Ｃ以上の高温の加熱面への適用が可、能
で、可逆的な色変化を示す。ヒートショックに強く、各
種基利への適用化が可能である。It can also be applied to heated surfaces at temperatures above 4,00°C, and exhibits a reversible color change. It is resistant to heat shock and can be applied to various basic uses.

以上の機能と特性を有する被覆を提供することを目的と
するものである。The object of the present invention is to provide a coating having the above functions and characteristics.

発明の１１４成 この目的を達成するために、本発明は、赤外線を輻坏１
する被覆の中に、温度に対して可逆的な色変化を示す物
質を含有させる。114 Achievements of the Invention In order to achieve this object, the present invention utilizes infrared radiation.
The coating contains a substance that exhibits a reversible color change with temperature.

とくに赤外線輻射被覆として、ジルコニア、ジルコンな
どを主成分として、この中にＦ　ｅ、　Ｍ：ｎ、Ｃｕ、
Ｇｏ、Ｎｉなどの遷移金属、Ｍｇ、Ｃａなどのアルカリ
土類金属、希土４４′１元素などを同溶化させた化合物
、もしくはこれらの元累の酸化物との複合酸化物、その
他チタニア化合物、アルミナ化合物などの白色系非着色
酸化物もしくは複合酸化物、およびアルカリ金属ケイ酸
塩、金属リン酸塩、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などの耐熱性結合剤を用いる。In particular, as an infrared radiation coating, zirconia, zircon, etc. are the main components, and Fe, M:n, Cu,
Compounds in which transition metals such as Go and Ni, alkaline earth metals such as Mg and Ca, rare earth elements, etc. are made isosolubilized, or composite oxides with oxides of these elements, other titania compounds, A heat-resistant binder such as a white non-colored oxide or composite oxide such as an alumina compound, and an organosilicon polymer whose main component is an alkali metal silicate, a metal phosphate, or a polyborosiloxane resin is used.

捷だ温度に対して可逆的な色変化を示す物質として、硫
化亜鉛ｒ１月こＩ族もしくはＶ族の不純物を単独か同時
に添加した物質、寸だけ、ＩＩＩ族もしくは■族の不純
物を単独か同時に添加した物質を用いるＯ　ＺｎＳ　：
　Ａｇ、ｃｌ、ＺｎＳ　：　Ｃｕ、ｋｌ　、ＺｎＳ：　
Ａ　ｕ　＋　Ａ　ｌ　＋　ｚｎ　Ｓ：　Ｍ　ｎ　＋　Ｇ
　４などが代表的物質である。Zinc sulfide is a substance that shows a reversible color change depending on the temperature at which it is cooled.It is a substance to which impurities of group I or V are added singly or simultaneously, and impurities of group III or group II are added singly or simultaneously. O ZnS with added substances:
Ag, cl, ZnS: Cu, kl, ZnS:
A u + A l + zn S: M n + G
4 etc. are representative substances.

これ等の物質は通常螢光体として知られ、陰極線管用の
緑、ないしは青の螢光体として実用化されている。これ
らの物質を発光させるためには、陰極線による励起が必
要である。加熱程度のエネルギー的に弱い励起では当然
々から発光しない。These materials are commonly known as phosphors and have been put to practical use as green or blue phosphors for cathode ray tubes. Excitation by cathode rays is required to cause these substances to emit light. Under energetically weak excitation such as heating, naturally no light is emitted.

寸だ十分な励起が与えられるとしても、温度が上がると
共に発光は弱くなる。３００　’Ｃ以上の加熱となると
発光はほとんど無くなってし甘う。Even if sufficient excitation is given, the emission weakens as the temperature rises. When heated above 300'C, the light emission almost disappears, which is a shame.

この様なことから、この種の螢光体に関して、加熱時の
分光輻射特性がどう変化するかという間ｊ趙は全く関心
をもだれておらず、その特性も知られていなかった。For this reason, Zhao had no interest in how the spectral radiation characteristics of this type of phosphor changed when heated, and the characteristics were unknown.

本発明者らが、一連のこれ等の物質の分光特性を検「」
シた結果、これ等の物質はいずれも、４００〜５００°
Ｃの温度で、それ以下の温度の白色から、それ以上の温
度での黄色（鮮やか々黄色）へと可逆的な色変化を示す
ことを見出した、。The inventors have investigated the spectral properties of a series of these materials.
As a result, all of these substances
It was discovered that at a temperature of C, there is a reversible color change from white at lower temperatures to yellow (bright yellow) at higher temperatures.

この理由は温度の影響によシ光吸収に関係するエネルギ
−７１１ユ位が変化することに関係していると考えられ
る。The reason for this is thought to be related to the fact that the energy related to light absorption changes due to the influence of temperature.

熱変色性物質として、前記の物質の場合、白色から黄色
への変化であり、遠赤外線放射体（通常は白色化合物）
と組合わせることのメ＋１　、ｙ　）が大きい。」二記
物質以外にも、従来公知の熱変色物質の添加がｉｉＪ能
である。例えば、ｉ’　ｌ）Ｃｒ　０４は、５５０°Ｃ
で黄色から褐色へと変色する。この種の物質も用いるこ
とが可能である。As a thermochromic substance, in the case of the above substances, it is a change from white to yellow, and is a far-infrared emitter (usually a white compound)
The effect of combining it with +1, y) is large. In addition to the substances mentioned above, it is also possible to add conventionally known thermochromic substances. For example, i' l) Cr 04 is 550°C
The color changes from yellow to brown. It is also possible to use substances of this type.

以上の構成によって、赤外線幅射面に関し、温度上昇に
伴って、色変化をすることによって、輻Ｉｔ　ヲ発して
いることの状態を一見して知ることが出来る。With the above configuration, the state in which radiation It is being emitted can be known at a glance by the color change of the infrared radiation surface as the temperature rises.

実施例の説明 約１０００°Ｃの温度にも耐え得る被膜の結合剤として
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
体を用いた。同重合体は「士ミ無機ホリマー」としての
特性を有し、室温状態では有機高分子としての性状を持
ち、塗料化などの操作性の面で優れている。この状態で
、各種化合物を同ポリマーと良好に分散させることが比
ｌ殴的Ｗ’Ａ＋である。同ポリマーは加熱すると、その
有機分ｄ、分解して、Ｓｉ、Ｃ，Ｅ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。Description of Examples An organosilicon polymer containing polyborosiloxane resin as a main component was used as a binder for a coating that can withstand temperatures of about 1000°C. The polymer has the properties of an inorganic polymer, exhibits the properties of an organic polymer at room temperature, and is excellent in terms of operability, such as when used as a paint. In this state, it is a comparative W'A+ that various compounds can be well dispersed with the same polymer. When the polymer is heated, its organic content d decomposes and forms a ceramic with Si, C, and E as the skeleton. Complete ceramization is performed at 600'c.

ポリボロシロキサン樹脂を主成分とするイ」機ケイ素重
合体として、昭和電線電纜（側の「無機ポリマーＪ（Ｓ
ｔｉＦ−３２）を用いた。これば図において、１〜１０
の番号はいずれも上記表の被膜に対応している。１１は
基材のみの場合の輻射特性である。尚、分光輻射測定は
、５００’Ｃにて実施し、黒体炉に対する輻射率を測定
した。Inorganic polymer J (S
TiF-32) was used. In this figure, 1 to 10
All numbers correspond to the coatings in the table above. 11 is the radiation characteristic in the case of only the base material. The spectral radiation measurement was carried out at 500'C, and the emissivity with respect to a blackbody furnace was measured.

これ等の被膜系はいずれも、約１０μｍという薄膜であ
るにも拘らず、５〜６μ−以下の波長域では輻射率が低
く、６μ−以上の長波長の輻射が高いという遠赤外線放
射特性を有している。とくに、ジルコニア化合物、ジル
コン化合物などが良好な遠赤外線放射特性を有している
。Although all of these coating systems are thin films of approximately 10 μm, they have far-infrared radiation characteristics such as low emissivity in the wavelength range of 5 to 6 μ- or less, and high radiation in long wavelengths of 6 μ- or more. have. In particular, zirconia compounds and zircon compounds have good far-infrared radiation characteristics.

輻射加熱の被加熱体のほとんどの被加熱体が、遠赤外線
領域に吸収帯を有することから、この様な選択放射特性
は、暖房、調理などの分野において省エネルギー面で有
利である。Since most of the objects to be heated by radiation heating have an absorption band in the far-infrared region, such selective radiation characteristics are advantageous in terms of energy saving in fields such as heating and cooking.

これ等の被膜は、１番のものが、少し灰色をしているが
、他は淡いピンク味を帯びた白色である。The first coating is a little gray, but the others are white with a pale pink tinge.

１〜１０の被膜のいずれも、加熱して、約５００°Ｃ以
上となると鮮やかな黄色へと変色が認められた。All of the coatings Nos. 1 to 10 were observed to change color to bright yellow when heated to about 500° C. or higher.

被膜の配合であるが、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６００°Ｃ加熱残渣に対して
、非着色の酸化物もしくは複合酸化物の配合比は１／１
〜４／１の範囲が良い。添加して用いる熱り色物質の配
合比は、同じく有機ケイ素重合体の６００°Ｃ加熱残渣
に対して１／６〜３／１あ範囲が良い。Regarding the coating composition, the blending ratio of non-colored oxide or composite oxide is 1/1 to the 600°C heating residue of organosilicon polymer whose main component is polyborosiloxane resin.
A range of ~4/1 is good. The blending ratio of the heat-colored substance added is preferably in the range of 1/6 to 3/1 with respect to the 600° C. heating residue of the organosilicon polymer.

非着色の酸化物もしくは複合酸化物の配合比が１／１以
下となると、被膜にむらが発生し、外観が見苦しくなる
。４／１以上となると、密着性が悪くなる。If the blending ratio of the non-colored oxide or composite oxide is less than 1/1, unevenness will occur in the film and the appearance will become unsightly. When the ratio is 4/1 or more, the adhesion becomes poor.

壕だ熱変色物質の配合は１／６以下となるとその変色が
認め難くなり、３／１を越えると被膜は脆くなるためで
ある。This is because when the ratio of the thermochromic substance is less than 1/6, the discoloration becomes difficult to notice, and when it exceeds 3/1, the film becomes brittle.

本発明の被膜の膜厚は、５μ〜〜５０　ＩＩ−の「６゛
Ｌ囲で塗布形成して用いる。とくに１０〜２０μｍの膜
厚が良い。１〜１ｏの各被膜とも、コ゛ノ〈ン目テープ
剥離テスト、耐蒸気性試験、１ｏｏｏ’ｃでの耐熱性試
験、塩水噴霧試験など実施したが、優れた塗膜物性を示
した。The film thickness of the film of the present invention is 5 μm to 50 II-. A tape peel test, a steam resistance test, a heat resistance test at 100'C, a salt spray test, etc. were conducted, and the film showed excellent physical properties.

とくに耐ヒートショックに関しては、９００’Ｃに加熱
直後水中に投入する試験を１０回繰返しだが、被膜に全
く異常は認められなかった。In particular, regarding heat shock resistance, a test of heating the film to 900'C and immediately immersing it in water was repeated 10 times, but no abnormalities were observed in the film.

通常のセラミック被膜では考えられない、優れた特性で
ある。It has excellent properties that are unimaginable with ordinary ceramic coatings.

発明の効果 以上のように本発明の被膜は、 ■スプレーにて被膜の形成が可能であり金網状金属から
、セラミックハニカム等多くの基材、複雑な形状物に適
用可能である。例えば、ストーブ、ファンヒータ、グリ
ル等の暖房、調卯器具に関して広く利用可能である。Effects of the Invention As described above, the coating of the present invention can be formed by spraying, and can be applied to many substrates and complex-shaped objects, such as wire mesh metals and ceramic honeycombs. For example, it can be widely used in heating and cooking appliances such as stoves, fan heaters, and grills.

■薄膜であるため、ヒートショックに強く、上は１００
０°Ｃレベルの高温下での使用に耐え得る。■Because it is a thin film, it is resistant to heat shock, and the top is 100%
Can withstand use at high temperatures as low as 0°C.

０８００°Ｃ以下の赤熱していない輻射面で、人体など
被加熱面の加熱のみに有効な輻射を発し、省エネルギー
に寄与すると共に、色変化によって、−見して温度が高
いことが分るため、安全上も望ましい。The non-red-hot radiant surface below 0800°C emits radiation that is effective only for heating the surface to be heated, such as the human body, contributing to energy conservation, and the color change indicates that the temperature is high. , which is also desirable from a safety standpoint.

■被膜の形成によって、基材が金属の場合、耐食性向上
が達成されるため、加熱体の耐久性を長くすることに寄
与する。(2) Formation of a film improves corrosion resistance when the base material is metal, contributing to extending the durability of the heating element.

■赤熱して用いるＪＪ、）合でも、その４１１１度での
ｉＪ視光放放射加えて、黄色の反射光が混さるため、輻
射が１１にマイルドになり、オレンジ色の幅’Ｊ＝Ｊと
して見た眼にも感じの良い幅９・１を発する。■Even if JJ is used as a red-hot product, the yellow reflected light is mixed in with the iJ visible radiation at 4111 degrees, so the radiation becomes mild to 11, and the orange width 'J = J. It emits a width of 9.1 that is pleasing to the eye.

などの効果を有する。It has the following effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図は、本発明の一実施例における赤外線幅側被膜の赤外
線波長域における分光輻射特性図を示す。 １．２．３．４．５．６．７．８．９．１０・・・・・
・・・・塗料。The figure shows a spectral radiation characteristic diagram in the infrared wavelength region of the infrared width side coating in one embodiment of the present invention. 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10...
····paint.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）温度に列して、可逆的な色変化を示す物質を含有
した赤外線輻射被膜。 ■　非着色の酸化物もしくは複合酸化物および耐熱性結
合剤より成９、温度に対して可逆的な色変化を示す物質
として、硫化亜鉛中に、■族と■族の不純物を単独また
は同時に、あるいは１１族と■族の不純物を単独まだは
同時に添加して成る物質を含有させた特許請求の範囲第
１項記載の赤外線輻射被膜。(1) An infrared radiation coating containing a substance that exhibits a reversible color change with temperature. ■ As a substance consisting of a non-colored oxide or composite oxide and a heat-resistant binder, which exhibits a reversible color change with respect to temperature, impurities of Groups ■ and Group ■ may be added singly or simultaneously to zinc sulfide. Alternatively, the infrared radiation coating according to claim 1, which contains a substance formed by adding impurities of group 11 and group Ⅰ singly or simultaneously.