(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を照射することによって発熱する発熱体であって、該発熱体は、アルミナ（Ａｌ２０３）およびβ−アルミナを含み、
β−アルミナ粒子を、アルミナ粉体が覆うように存在してなることを特徴とする発熱体。
【請求項２】
発熱体が、さらに補強繊維として無機繊維を含むことを特徴とする請求項１に記載の発熱体。
【請求項３】
無機繊維がアルミナ繊維、ムライト繊維から選ばれる１種類以上であることを特徴とする請求項２に記載の発熱体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発熱体を形成する材料として、アルミナ、β−アルミナ、無機繊維に加えて、水および増粘剤が含まれていることを特徴とするコート材。
【請求項５】
マイクロ波焼成炉用耐火断熱材であって、基材の片面に発熱層が設けられており、基材は無機繊維質材料を主成分とし、発熱層が、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発熱体よりなることを特徴とする耐火断熱材。
【請求項６】
マイクロ波焼成炉用耐火断熱材であって、基材の片面に発熱層が設けられており、基材は無機繊維質材料を主成分とし、発熱層が、請求項４に記載のコート材よりなることを特徴とする耐火断熱材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波を照射することによって発熱する発熱体に関し、例えば、炉内にマイクロ波を照射することによってセラミックス材料を焼成するための発熱体、特に、アルミナ質材料を焼成する場合のような１６００℃以上の高温での焼成に適した発熱体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、セラミックス材料等の焼成には、電気炉やガス炉などが一般的に使用されている。しかしながら、省エネルギー、環境負荷低減などの観点から、マイクロ波による焼成法が有力な焼成法として注目されるようになってきている。
【０００３】
例えば、特許文献１や特許文献２には、マイクロ波の照射によって被焼成物を自己発熱させて焼成する場合、被焼成物と実質的に等価なマイクロ波吸収特性を有する発熱体（耐火断熱材）で被焼成物を囲むことにより、被焼成物と発熱体（耐火断熱材）との温度差を解消させて、被焼成物の均一な焼成を行うことを可能にしたマイクロ波焼成法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３および特許文献４には、上記技術をさらに発展させて、特に、１６００℃以上の高温で焼成されるアルミナ質材料の焼成に適した発熱体および耐火断熱材が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１３０９６０号公報
【特許文献２】特開２００３−２４０４５１号公報
【特許文献３】特願２００４−０７０４６４号明細書
【特許文献４】特願２００４−１１４４８７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ファインセラミックス材料の代表的なものとして、アルミナ質セラミックスが挙げられる。このアルミナ質セラミックスは、一般に、１６００℃以上の高温で焼成される。このアルミナ質セラミックス材料を、マイクロ波の照射により自己発熱させて焼成する場合、次のような問題点があった。
【０００６】
アルミナは、低温域において誘電損失が小さいため、マイクロ波を照射しても、それ自身のマイクロ波吸収による発熱が乏しい。したがって、特許文献１や特許文献２に開示される技術を適用して、被焼成物であるアルミナと等価なマイクロ波吸収特性を有する発熱体で、被焼成物であるアルミナを囲んでマイクロ波を照射しても、目標とする焼成温度に昇温することは困難である。
【０００７】
また、アルミナは、何らかの外部手段によって、それ自身の温度が１０００℃以上の高温域まで上昇すると、アルミナ自身のマイクロ波吸収（誘電損失）が大きくなる。そして、アルミナは、いったん高温になれば、マイクロ波の吸収による自己発熱が顕著になり、それ以降は自己発熱により昇温して、最終的に焼成温度に達することができる。
【０００８】
したがって、被焼成物であるアルミナ質セラミックス材料を、それと等価なマイクロ波吸収特性を有する発熱体（例えば、被焼成物と同じアルミナ質の材料）で囲む方法でマイクロ波焼成する場合、まず、被焼成物であるアルミナ質セラミックス材料とそれを囲む発熱体とからなるユニットを、別の加熱手段によって１０００℃以上まで昇温させた後でないと、前記ユニットを、マイクロ波吸収によって自己発熱させることができなかった。
【０００９】
しかしながら、被焼成物であるアルミナ質セラミックス材料とそれを囲む発熱体からなるユニットをマイクロ波吸収によって自己発熱する温度まで昇温させるために、別の加熱手段を設けることは、焼成炉の設計を複雑にさせるばかりでなく、操炉中の温度制御を煩雑にさせるという欠点をもたらす。したがって、アルミナのように低温でのマイクロ波吸収が小さい材質であっても、別の加熱手段を設けることなく、焼成温度域において、被焼成物と実質的に等価に発熱する発熱体１種類のみの使用によって、被焼成物であるアルミナ質セラミックス材料を均一に焼成する技術が要求されていた。
【００１０】
別の加熱手段を設けることなく、被焼成物であるアルミナ質セラミックス材料と実質的に等価に発熱する発熱体１種類のみの使用によって、マイクロ波吸収による自己発熱によりアルミナ質材料を焼成するためには、前記発熱体がマイクロ波照射によって、室温から１０００℃まで自己発熱し、且つ、１０００℃以上では、被焼成物であるアルミナと実質的に等価に発熱する、という２つの特性を併せ持つことが要求される。
【００１１】
本願発明者は、検討を重ねた結果、発熱体を骨材および無機結合材より形成し、骨材をアルミナ粒子とし、無機結合材を、Ｎａ２Ｏ成分を含む無機結合材とすれば、上記２つの特性を併せ持つ発熱体が得られることを見出し、その発明に対して特許文献３の出願を行った。
【００１２】
特許文献３に開示されている発熱体は、Ｎａ２Ｏ成分を含む好適な無機結合材として、ケイ酸ソーダを挙げている。この無機結合材中のＮａ２Ｏ成分の存在が、上記の特性、すなわち、室温から１０００℃までの自己発熱特性を発熱体に発現させている。
【００１３】
しかしながら、アルカリであるＮａ２Ｏ成分は、高温に曝されると、発熱体と隣接する耐火断熱材と反応し、該耐火断熱材を劣化させることがあることを究明した。
【００１４】
そこで、本願発明者は、上記２つの特性に加え、隣接する耐火断熱材の劣化が少ない、という第３の特性を有し、合計３つの特性を併せ持つ発熱体を実現すべく、上記の問題点に鑑み検討を行った結果、室温から１０００℃までの自己発熱特性を発熱体に発現させるためには、Ｎａ２Ｏ成分は不可欠であるとの結論に達した。そして、発熱体を骨材および無機結合材より形成し、骨材をアルミナ粒子とし、無機結合材を、Ｎａ２Ｏ成分およびＳｉＯ２成分を含む無機結合材とし、さらに、発熱体を構成する無機結合材のＮａ２Ｏ／ＳｉＯ２比（重量％比）およびその添加量の最適化することによって、発熱体に隣接する耐火断熱材の劣化を解消することが可能となることを見出し、特許文献４に示す発明を完成して特許出願を行うに至った。
【００１５】
特許文献４に開示されているように、発熱体を構成する無機結合材のＮａ２Ｏ／ＳｉＯ２比（重量％比）およびその添加量の最適範囲を見出すことによって発熱体に隣接する耐火断熱材の劣化を解消することが可能となった。
【００１６】
しかしながら、Ｎａ２ＯおよびＳｉＯ２成分を含む無機結合材を使用した発熱体を、高温で繰り返し使用し続けると、発熱体からＮａ２Ｏ成分およびＳｉＯ２成分が蒸発することにより、また、発熱体のＳｉＯ２成分とＡｌ２Ｏ３成分が高温で徐々に反応してムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）が生成することにより、発熱体の発熱機能が徐々に低下することがあることを究明した。
【００１７】
本発明の目的は、高温で繰り返し使用し続けても、発熱体の発熱機能が過度に低下しない発熱体、コート材および耐断熱材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本願発明者は、発熱体を繰り返し使用し続けると、発熱体の発熱機能が徐々に低下することがあるという上記の問題点に鑑み検討を行った結果、発熱体のＮａ２Ｏ成分を、β−アルミナとして含有させれば、高温で繰り返し使用しても、得られる発熱体の発熱機能が劣化しないことを見出した。
【００１９】
本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【００２０】
本発明の解決手段を例示すると、次のとおりである。
【００２１】
（１）マイクロ波を照射することによって発熱する発熱体であって、該発熱体は、アルミナ（Ａｌ２０３）およびβ−アルミナを含み、さらに補強繊維として無機繊維を含むことを特徴とする発熱体。
【００２３】
（３）無機繊維がアルミナ繊維、ムライト繊維から選ばれる１種類以上であることを特徴とする前述の発熱体。
【００２４】
（４）前述の発熱体を形成する材料として、アルミナ、β−アルミナ、無機繊維に加えて、水および増粘剤が含まれていることを特徴とするコート材。
【００２５】
（５）マイクロ波焼成炉用耐火断熱材であって、基材の片面に発熱層が設けられており、基材は無機繊維質材料を主成分とし、発熱層が、前述の発熱体よりなることを特徴とする耐火断熱材。
【００２６】
（６）マイクロ波焼成炉用耐火断熱材であって、基材の片面に発熱層が設けられており、基材は無機繊維質材料を主成分とし、発熱層が、前述のコート材よりなることを特徴とする耐火断熱材。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、低温におけるマイクロ波吸収が小さく、自己発熱によって焼成することが困難な材質の被焼成物であっても、別の加熱手段を設けることなく、１種類の発熱体のみで、被焼成物を均一に焼成することが可能となる。
【００２８】
したがって、マイクロ波焼成炉の構成が複雑にならず、また、操炉中の温度制御も容易に行うことができる。
【００２９】
さらに、高温で繰り返し使用しても、発熱体の発熱機能が劣化することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明では、アルミナ（Ａｌ２０３）およびβ−アルミナにより発熱体を構成する。
【００３１】
本発明の発熱体は、被焼成物と同じ材質であるアルミナと、β−アルミナを含んでいる。重要な点は、発熱体のＮａ２Ｏ成分が、β−アルミナとして配合されていることである。
【００３２】
発熱体が、高温において被焼成物であるアルミナと等価に発熱する必要があることを考えると、発熱体は、被焼成物と同じ材質であるアルミナの粒子（粉体と称してもよい）を含んでいることが好ましい。
【００３３】
使用するアルミナ粒子の平均粒径（ＪＩＳ  Ｒ  １６９２（１９９７）「ファインセラミックス原料のレーザ回折・散乱法による粒子径分布測定法」により測定した平均粒径。
【００３４】
以下、同じ。）は、１〜１００μｍの範囲であることが、より好適である。骨材の平均粒径が上記の範囲内であると、後述するように、発熱体を不定形のコート材として形成したとき、そのコート材の塗布性・作業性を良好に保つことができる。
【００３５】
前述のように、発熱体は、アルミナ粒子を含んでいる。アルミナは、１０００℃以上の高温になると、誘電損失が急激に増大して（マイクロ波吸収が大きくなり）自己発熱をするようになる。しかしながら、これよりも低温においては、アルミナ自身のマイクロ波吸収が小さいため、アルミナ自身の自己発熱によって温度を上昇させることは困難である。
【００３６】
したがって、１０００℃以下の低温域では、発熱体を構成するアルミナ粒子は自己発熱によって発熱しない。そのため、発熱体を構成するアルミナのマイクロ波吸収が小さい低温域でも、発熱体を自己発熱により発熱させる必要がある。
【００３７】
そこで、本願発明者は、先に、発熱体を構成するアルミナ粒子同士を結合する無機結合材を、Ｎａ２ＯおよびＳｉＯ２成分を含む無機結合材とすれば、得られる発熱体が、アルミナが自己発熱しない前記の低温域においても、マイクロ波吸収によって優れた自己発熱特性を発現することを見出した（特許文献３および特許文献４）。
【００３８】
しかしながら、Ｎａ２ＯおよびＳｉＯ２成分を無機結合材として含む発熱体を、高温で繰り返し使用し続けると、発熱体からＮａ２Ｏ成分およびＳｉＯ２成分が蒸発することにより、また、発熱体のＳｉＯ２成分とＡｌ２Ｏ３成分が高温で徐々に反応してムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）が生成することにより、発熱体の発熱機能が徐々に低下することがある。
【００３９】
そこで、発熱体の発熱機能の劣化を防止するために、さらに鋭意検討を重ねた結果、前記低温域での自己発熱特性に、Ｎａ２Ｏ成分は不可欠であること、そして、発熱体のＮａ２Ｏ成分を無機結合材でなくβ−アルミナとして含有させれば、発熱体を高温で繰り返し使用しても、発熱体の発熱機能が劣化を抑制することができることを見出した。
【００４０】
本発明の最良の形態においては、Ｎａ２ＯおよびＳｉＯ２成分を含む無機結合材は、使用しない。ただし、前述のように発熱体の発熱機能が徐々に低下することをあまり問題視しない場合は、β−アルミナ粒子に加えて、Ｎａ２ＯおよびＳｉＯ２成分を含む無機結合材を使用してもよい。
【００４１】
β−アルミナはＳｉＯ２成分を実質的に含んでいないため、発熱体を構成するアルミナ粒子と反応してムライトを生成することがない。
【００４２】
さらに、発熱体のＮａ２Ｏ成分を無機結合材でなくβ−アルミナとして含有させると、わずかなＮａ２Ｏ成分の含有量でも、発熱体は安定した発熱機能を発現することを見出したのである。
【００４３】
β−アルミナとは、広義には、一般式Ｒ２Ｏ・１１Ａｌ２Ｏ３（Ｒはアルカリ金属）で表され、狭義には、アルカリ金属ＲがＮａであるナトリウム−β−アルミナのことを指す。
【００４４】
理想化学組成はＮａ２Ｏ・１１Ａｌ２Ｏ３であるが、一般にＮａ２Ｏを過剰に含んでいる。さらに、化学組成がＮａ２Ｏ・７Ａｌ２Ｏ３で表されるβ’−アルミナ、化学組成がＮａ２Ｏ・５〜６Ａｌ２Ｏ３で表されるβ”−アルミナなどが存在することが知られている。
【００４５】
本発明では、理想化学組成からずれたβ−アルミナはもちろん、β’−アルミナやβ”−アルミナをも含めて使用することが可能であり、本発明でいうβ−アルミナは狭義のβ−アルミナに限定されない。
【００４６】
本明細書中では、狭義のβ−アルミナの他に、上記のβ’−アルミナやβ”−アルミナをも含めて、一括して「β−アルミナ」と表現する。
【００４７】
β−アルミナは、二次元すなわち層状の伝導パスをもつイオン導電体であり、その結晶構造は、Ｎａ＋イオンが存在する面とスピネル型構造に類似した構造の酸素層から成り立つ層状構造である。Ｎａ＋イオンは、この層に沿って容易に移動することができるため、非常に高いＮａ＋イオン導電性を示す。電気伝導に寄与するイオンを持った物質は、誘電損による発熱とは別に伝導電流による電力損失によっても発熱する。このような理由から、１０００℃以下の低温域において、わずかなＮａ２Ｏ含有量で発熱体に優れた発熱機能を発現させるためには、β−アルミナは有効であると考えることができる。
【００４８】
本発明に係る発熱体の一例の構造を示す走査型電子顕微鏡写真および模式図を図３および図４に示す。本発明の好適な一例においては、板状の外形を呈するβ―アルミナの粒子１を、アルミナ粒子２が覆う構造を有している。ただし、図３〜４においては、β―アルミナの粒子を見えやすくするために、多数のアルミナ粒子の一部が除去された状態が示されている。
【００４９】
使用するβ−アルミナ粒子の平均粒径（ＪＩＳ  Ｒ  １６９２（１９９７）「ファインセラミックス原料のレーザ回折・散乱法による粒子径分布測定法」により測定した平均粒径。以下、同じ。）は、１〜１００μｍの範囲であることが、より好適である。骨材の平均粒径が上記の範囲内であると、後述するように、発熱体を不定形のコート材として形成したとき、そのコート材の塗布性・作業性を良好に保つことができる。
【００５０】
本発明の発熱体の密度は、好ましくは１０００〜１５００ｋｇ／ｍ３である。
【００５１】
さらに、本発明の発熱体に、補強材として無機繊維を含ませると、得られる発熱体の耐熱衝撃性が向上して、より好ましい。補強材の役割を果たす無機繊維としては、アルミナシリカ繊維、アルミナ繊維、ムライト繊維が好ましい。アルミナの焼成温度は１６００℃以上と非常に高温であるため、この中でも、より高温での耐熱性に優れたアルミナ繊維、ムライト繊維をより好ましく使用することができる。
【００５２】
本発明の発熱体は、スラリーまたはセメント状の、不定形のコート材によって形成することがより好適である。コート材によって発熱体を形成する場合、骨材と無機結合材、無機繊維の他に、増粘剤および水を適宜使用することができる。
【００５３】
また、無機繊維質材料を基材とし、その基材の片面に前記発熱体を設けた構造は、マイクロ波焼成炉用耐火断熱材として好適である。
【００５４】
前記発熱体が設けられる基材は、マイクロ波の透過が可能であり、且つ、優れた断熱性を有している材料が好適である。マイクロ波が基材に吸収されて、基材によるマイクロ波の消費が大きくなってしまうと、結果として、被焼成物の焼成に必要なエネルギー量が増大してしまう。
【００５５】
また、放射冷却による発熱体の温度効果を抑制するために、基材は高い断熱性を有することが好ましい。特に、アルミナの焼成温度は１６００℃以上と高温であり、発熱した発熱体の放射冷却をより低く抑えるためには、基材の断熱性は重要である。
【００５６】
さらに、マイクロ波焼成では、高速昇温および高速冷却が行われるために、基材は、耐熱衝撃性に優れていることが好ましい。
【００５７】
このような特性を満たす基材としては、例えば、アルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリカ繊維を主成分としたセラミックファイバボード等の無機繊維質材料を挙げることができる。セラミックファイバボードは、マイクロ波の透過が可能であるとともに、優れた断熱性、耐熱性に加え、優れた耐熱衝撃性を有しており、好ましく使用することができる。
【実施例】
【００５８】
次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【００５９】
表１に示す配合組成に基づき、原料を所定量配合し、これをミキサーにて撹拝・混練して発熱体を形成するための不定形コート材を得た。なお、表１に示す粒子（粉体）の平均粒径は、ＪＩＳ  Ｒ  １６９２（１９９７）「ファインセラミックス原料のレーザ回折・散乱法による粒子径分布測定法」によって測定した。
【表１】
0004634743.tif 000002
【００６０】
表１に示す配合組成によって得られる発熱体を用いて、マイクロ波焼成炉において、アルミナ質磁器を焼成する実験を行った。
【００６１】
前記の配合にて作製したコート材を、肉厚２５ｍｍのセラミックファイバボード（サンゴバン・ティーエム製ＦＭＸ−１７Ｒ）の片面に２ｍｍの厚さで塗布した。その後、それを１００℃で３時間乾燥させ、１０００℃で１時間仮焼して、本発明の発熱体を設けた耐火断熱材を得た。
【００６２】
次に、この耐火断熱材を用いて、発熱体を設けた面を内側にして、２００ｘ２００ｘ２００ｍｍの炉内空間を作成した。この炉内空間をさらに断熱するために、その外側に、肉厚２５ｍｍｍのセラミックファイバボード２層（サンゴバン・ティーエム製ＦＭＸ−１６ＣＶおよび１４Ｒ）を配置して断熱層を設けた。
【００６３】
次に、被焼成物として、１００ｘ５０ｘ３５ｍｍの寸法を有する、アルミナ粒子にカルボキシメチルセルロースおよび水を適量加えて成形した素地を用意した。このアルミナ質成形品の素地２個を、前述の閉空間内において、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を照射し、炉内温度を放射温度計により測定した。
【００６４】
実施例１は、アルミナ粒子（平均粒径５μｍ）９０重量部、β−アルミナ粒子（理想組成式：Ｎａ２Ｏ・１１Ａｌ２Ｏ３，平均粒径１５μｍ）１０重量部、ムライト繊維９重量部からなる発熱体である。
【００６５】
実施例１により得られた発熱体を使用した場合の、マイクロ波照射時間と炉内温度との関係を図１に示す。アルミナ質磁器の焼成実験を繰り返し３回行った結果、３回とも炉内の昇温速度はほぼ一定であり、約１５０分で炉内温度を１６００℃に到達させることが可能であった。
【００６６】
実施例１の発熱体の使用前、および実施例１の発熱体により炉内を１、２、３回１６００℃に昇温させた後の発熱体の化学組成を表２に示す。なお、発熱体の化学組成は、発熱体試料を、直接、試料ホルダーに装着して、波長分散型蛍光Ｘ線装置（株式会社島津製作所製ＸＲＦ−１７００）によって求めた。表２に示すように、発熱体のＮａ２Ｏ成分はほぼ一定であり、発熱体の繰り返し使用によるＮａ２Ｏ成分の蒸発はほとんど生じないことがわかった。
【表２】
0004634743.tif 000003
【００６７】
実施例１の発熱体の使用前、および実施例１の発熱体により、炉内を１、２、３回１６００℃に昇温させた後の発熱体の構成結晶相を図２に示す。発熱体の構成結晶相の同定は、粉末Ｘ線回折分析によって求めた。実施例１の発熱体の主要な構成結晶相はコランダム（α−アルミナ）であり、発熱体を繰り返し使用しても、構成結晶相に変化は認められなかった。
【００６８】
実施例１の発熱体の構造を示す走査型電子顕微鏡写真および模式図を、図３および図４に示す。本発明の一実施例においては、板状の外形を示すβ―アルミナ粒子１を、アルミナ粒子２が覆う構造を有している。ただし、図３〜４においては、β―アルミナの粒子を見えやすくするために、多数のアルミナ粒子の一部が除去された状態が示されている。
【００６９】
実施例２は、アルミナ粒子（平均粒径５μｍ）８５重量部、β−アルミナ粒子（理想組成式：Ｎａ２Ｏ・１１Ａｌ２Ｏ３，平均粒径１５μｍ）１５重量部、ムライト繊維９重量部からなる発熱体である。
【００７０】
実施例３は、アルミナ粒子（平均粒径５μｍ）７３重量部、β−アルミナ粒子（理想組成式：Ｎａ２Ｏ・１１Ａｌ２Ｏ３，平均粒径１５μｍ）２７重量部、ムライト繊維９重量部からなる発熱体である。
【００７１】
実施例４は、アルミナ粒子（平均粒径５μｍ）９３重量部、β−アルミナ粒子（理想組成式：Ｎａ２Ｏ・１１Ａｌ２Ｏ３，平均粒径１５μｍ）７重量部、ムライト繊維９重量部からなる発熱体である。
【００７２】
実施例５は、アルミナ粒子（平均粒径５μｍ）９５重量部、β−アルミナ粒子（理想組成式：Ｎａ２Ｏ・１１Ａｌ２Ｏ３，平均粒径１５μｍ）５重量部、ムライト繊維９重量部からなる発熱体である。
【００７３】
実施例２〜５も、実施例１と同様に、アルミナ質磁器の焼成実験を繰り返し３回行った結果、３回とも炉内の昇温速度はほぼ一定であり、約１５０分で炉内温度を１６００℃に到達させることが可能であった。また、発熱体の繰り返し使用によるＮａ２Ｏ成分の飛散はほとんど生じなかった。また、発熱体を繰り返し使用しても、発熱体の構成結晶相には変化が認められなかった。
【００７４】
比較例１は、アルミナ粒子（平均粒径５μｍ）１００重量部、コロイダルシリカ溶液（固形分４０重量％、Ｎａ２Ｏ／ＳｉＯ２重量比＝０．０１）５０重量部、ムライト繊維９重量部からなる発熱体である。
【００７５】
比較例１により得られた発熱体を使用した場合の、マイクロ波照射時間と炉内温度との関係を図３に示す。アルミナ質磁器の焼成実験を繰り返し３回行った結果、１回目の昇温では、約１８０分で炉内温度が１６００℃に到達する。しかしながら、２回目の昇温では、炉内温度を１６００℃まで到達させるのに約３５０分、３回目の昇温では炉内温度を１６００℃まで昇温させるのに約４００分の時間を要してしまうようになる。
【００７６】
比較例１の発熱体の使用前、および比較例１の発熱体により炉内を１、２、３回１６００℃に昇温させた後の発熱体の化学組成を表３に示す。表３に示すように、昇温の回数の増加とともに、発熱体のＮａ２０およびＳｉＯ２成分が減少していることがわかった。
【表３】
0004634743.tif 000004
【００７７】
比較例１の発熱体の使用前、および実施例１の発熱体により炉内を１、２、３回１６００℃に昇温させた後の発熱体の構成結晶相を図６に示す。発熱体の構成結晶相の同定は、粉末Ｘ線回折分析によって求めた。使用前の、比較例１の発熱体の主要な構成結晶相はコランダム（α−アルミナ）である。しかしながら、発熱体を繰り返し使用すると、コランダムが減少し、ムライトの生成が顕著になっていくことがわかった。
【００７８】
また、表２および表３に示されるように、３回昇温後の発熱体のＮａ２Ｏ成分濃度は、実施例１の場合と比較例１の場合とで大きな違いは認められないが、発熱体としての発熱機能は、図１および図５に示すように、大きく異なっている。これは、Ｎａ２Ｏ成分をβ−アルミナの状態で発熱体に含ませることが、発熱体の発熱機能の発現において、より効果的であることを示していると考えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施例１に係る、放射温度計を用いて測定された炉内の昇温特性を示すグラフである。
【図２】本発明の実施例１に係る発熱体を繰り返して使用した場合の、粉末Ｘ線回折スペクトルの変化を示す図である。
【図３】本発明の実施例１に係る発熱体の構造を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【図４】本発明の実施例１に係る発熱体の構造を示す模式図である。
【図５】本発明の比較例１に係る、放射温度計を用いて測定された炉内の昇温特性を示すグラフである。
【図６】本発明の比較例１に係る発熱体を繰り返して使用した場合の、粉末Ｘ線回折スペクトルの変化を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  β―アルミナの粒子
２  アルミナ粒子
【図１】
0004634743.tif 000005
【図２】
0004634743.tif 000006
【図５】
0004634743.tif 000007
【図６】
0004634743.tif 000008
【図３】
0004634743.tif 000009
【図４】
0004634743.tif 000010