平成4年度 研究報告 大分県工業試験場

2 機能性セラミックス複合樹の開発研究㈲ 規産鉱物資源のセラミックス素樹イヒ技術め研究
元治治

章文信

高藤宮

戸後二学⁚〝
レし′ペー〃

巧等を用いコージェライト及び遷移元素系セラミック

はじめに太陽光からの光をスペクトルで分け、図1に示したように波長の短い方から並べると、ガンマ線飽Ⅹ

スの遠赤外線放射体の製造研究を行った。
現在用いられている赤外線発生物質として線㊤紫外線￠可視光線￠赤外線￠マイクロ波の順に① コージェライトなる。

② βスポジュ…メン（工．i2（〕◎Å1203◎4SiO2）赤外線の波長帯における名称の区別は赤外線を利用するいろいろな分野の人によってまちまちである。

③ チタン酸アルミニウム（A1203。TiO2）④ 遷移元素系酸化物（ジルコンやマンガン。鉄等）

工業面での遠赤外線の利用は早くから加熱や乾燥でみられたが、赤外線は直進性で直ま妾対象物に吸収

2 実額方法され同体や空気を媒体とする他の熱源に比べて熱効① 県内産原料の化学分析値率と吸収性が高いと言う特性を有する。
一般に工業面で利用する渡島領域は2．5〜25〟程

表て 県内産原料の化学分析値（％）

度である。

SiO2 A1203 MgO CaO Fe2（〕うガンマ線

可視光線

04

波長（β）10 502

マイクロ波

蛇紋岩（津久見産） 37．7

0．16 36．3

0．08

かんらん岩（尾平産）40．1

0，51 43．7

0．9111，2

耐火粘土（院内産） 鯨4

37，7

0．15

0．33

8．32
3．54076 1，000
エメリ岬（宇目町産）SlO2 ノ1120、ミ Fe20二！ Fe（〕 CaO

遠赤m

¶

m

¶

¶

椚

Y冊、6．03 33．42 24．4〔） 27．86

福1盲高丁外凰空竺
0．761．5（超 遠 赤 外）
5．6

25

置一 議璃夕トル率の赤外線の位置② 遠赤外線放射体の作成（実験④により作成）③ 原料の粉砕原料をジョ岬クラッシャ岬で粍砕した後、ブラウン粉砕機で約1mm以下に粉砕し、更にこれをジェッ近年セラミックス分野で高放射寧の赤外線放射体トミルで4〜6〃程度に粉砕した。

材料が注巨vlされ、特にコ…ジュライトセラミックス④ 配合比の決定（2㌔′′igO囲2ノ1120∫ミ啓5Si（〕2）は低熱膨張性で対衝

1）蛇紋岩系撃に優れていることから、遠赤外線放射性を有する機能材料として注Rされている。この原料として県内に産出する蛇紋岩聡かんらん岩￠耐火粘土エメリ叩
皿＝ i74．50

平成4年度 研究報告 大分農工業試験場4）試料の遠赤外放射率の測定方法

表2 配合比の決定
蛇紋岩系（蛇紋岩十耐火粘土）

軋igO；A1203

55⊂‖

2◎焼成温度 1300 ］350 14000c

つ﹈D．7ルミナを加え理論配合した場合

2一13MgO ′ノ43C．

ごU

571A1203が少ない場合

5〝2臥22A．‥理論配合よりSlO2が多い場合（試料の放射強度）Si（〕2（3）で算出した黒体放射強度×100② Ⅹ繰回折分析の結果
i）かんらん岩においては11000c焼成でムライト（3A1203◎ 2SiO2）を生成する。12000cでは
コ岬ジェライトの生成がみられ、13000cにおいてはコージュライトのピークが高くなり結晶化の進行がみられる。14000cでは溶融しガラス化

2）かんらん岩系
A．アルミナを加え理論配合とするするがコージュライトとのピークがみられる。

B．焼成温度1100120013001400℃

したがって、かんらん岩系においては13000c焼C。焼成品の粉砕（らいかい機により90分粉砕）D。成形（少量の水とメチルセルローズ5％を加え200〜500kg／cTばで加圧成形。）
E．仮焼（試料としての強度を出すためまた、成で充分と考えられる。
2）蛇紋岩系においては、かんらん岩とおなじく1300ロCでコージュライトの生成がみられる。また、理論成分比を外れた配合においてもコージュ

メチルセルローズを焼却除去するため10000cライトが生成する。この生成物は市販のものとで仮焼する。）

ピークが完全に一致する。

3）ェメリー系、2③で粉砕したものを焼成し③ 遠赤外線測定の結果
試料No．4のデータ名、4mは試料表面を測定し11000cで焼成した。

たものであり、4〟mほ裏面を測定したもので同一サンプルである。

3 実験結果及び考察① 遠赤外線の測定

試料No．26。26 等は同一条件で作成したもので

1）試料の温度を安定させ、遠赤外線放射強度を同一物である。

測定する。
2）標準黒体1（1600c）、標準黒体2（400c）の表3 積分放射率放射強度をそれぞれ測定する。

試3）2）の結果より、試料測定温度における黒体の放射強度を算出する。

料

積分放射率
3000500（cm仙1）（焼成温度：Oc）

コージュライト（1300）
試作品：（1㌣二検 出 器

コⅦジュライ384（FTIR）

書式作品：（1200）

83

カンラン岩系

8483∴一皿YW
エメリ椚〔1100）…！蔓当¶ヤ¶皿1】叫試料

光路切替ミラ… 」 」

試料加熱ステージ

コージュライト：市販品
高効率遠赤外線
放射体：市販品

屈2 測定装置の概要

一18…−

平成卑年度 研究報告 大分県工業試験場

泰阜 遠赤外線測定サンプル
〈肌試料

作 成名

◆
コージェライト試作品（乱乍gO：．A1203：SlO2＝2：2：5）

積分放射率（％方［測定温度（Oc）
4m4um

1000Dc仮焼J

1350℃焼成→ 同上

8m8um

14000c焼成→ 同上［177］

82．79［86．5］

［109］

12ui¶

［193］

82．53［86．5］
85．24［85ぷ［113］

85．71［88ぷ［181］

84．73［88．鋸［117］

83．10［891二1

プレス成型→11000c焼成∈［105］ 83．25 し弧8］

二∵−Trプレス成型→川000c仮焼16mコージェライト市販品

82．15［86．2］ 83．68［85．9］ r［189］ 83．25［89．1］
コwジュライト試作品（カンラン岩）（ⅨigO：A1203二SiO2＝2：2：5）

1100Dc焼成→プレス成型
1000ロC仮焼J

25m ［121］
25unl ［153］8385［86．］］
83．64［86．5］

1200℃焼成→ 同上

26m ［149］

83．42［84，4］26m ［133〕
26m〔2）［］37］
26um ［185］8484［84．8］

27m ［157］

84．72［861］27m ［141］82．92［86．6］

28m ［161］

82．41［86．3］

28m ［145］

83．06［86．2〕

プレス成型→10000c仮焼33m ［125］
33um ［129］79．44［88．2］
79．84［8臥4］プレス成型→1000Dc仮焼34m34um

13000c焼成→ 同上

1400Dc焼成→ 同上

2800

2400

20川

1600

81．92［85．3］
83．19［84．3］

1200＼㌔7J㌔ヽ7巨］NU九川Ⅰ壬1モS（CM∴11

図3 遠赤外線放射強度スペクトル仙19

平成4年度 研究報告 大分県三業試験場︹ま︶㌢＞一SSlヨ出

2800

2400

2000

1600

1200800

WAVENU乱′iBERS（CM1）
図埠 遠赤外線分光放射率スペクトルユ）同、一試料でも表と裏では差があり、試料作成のバラツキや測定の困難性がみられる。
2）蛇紋岩系のコージュライト試作品でほ焼成温度（1300〜14000c）による差は殆どみられず、かんらん岩系についても同様である。
3）遷移元素を主体とするエメリーは11000c焼成
でも試作コージュライトと同様の遠赤外線放射率を示す。
4）市販の高効率遠赤外放射体の放射率はあまり高くない。
5）市販のコ岬ジュライトは最も高い放射率を示

脚ゾ20す。
6）コージェライトの結晶が生成しない状態でもかなりの遠赤外線の発生がられる。
④ 今後の課題1）ェメリーを粉砕した原石のままでの遠赤外放射率の測定

2）遷移金属酸化物添加による、エメリーの遠赤外放射率の向上
3）遠赤外放射体測定用試料の作成方法の確立
4）遠赤外乾燥機の製造方法の確立