平成5年虔 研究報告 大分県工業試験場

2 機能性セラミックス複合材の開発研究（1）県産資源のセラミックス素材化技術の研究（遠赤外放射セラミックスの製造）
化学部 戸田

高 章 元
中 美 保

二 宮 信 治北 坂要 旨県産資源である蛇紋乱耐火粘土、かんらん岩等を用いてコージュライトセラミックスを作成し、その遠赤外放射率を測定し、市販の高効率遠赤外線放射物と比較検討した。また、大分県のみ産出する天然産エメリー（鋼玉）についても遠赤外の発生について測定した結果、エメリー粉砕物が高効率の遠赤外が発生することが分かった。このエメリーを用いて遠赤外乾燥機を試作し、乾燥速度と乾燥物の成分の変化について比較検討した。
定用試料を作成した。

1 緒 言
太陽光からの光をスペクトルで分け波長の短い方からならべると、ガソマ線。Ⅹ線。紫外線。可視光線・赤外（1）原料の粉砕

原料を採取しジョークラッシャーで粗砕した後ブラウソ粉砕機で約1mmいかに粉砕し、更にジェットミルで線・マイクロ波の順になる。
赤外線の波長帯における名称の区分は赤外線を利用す5〃程度に粉砕した。

るいろいろな分野の人によってまちまちである。工業面（2）原料の化学分析値を表1に示す。（％）

での遠赤外線の利用ははやくから加熱や乾燥でみられた（3）遠赤外線放射体の作成が、赤外線は直進性で直接対象物に吸収され固体や空気を媒体とする他の熱源に比べて熱効率と吸収性が高いと【 コージュライト系1100〜1400℃焼成
2）かんらん岩系（かんらん岩＋耐火粘土）いう特性を有する。
一般に工業面で利用する波長領域は2，5〜25恒産度である。
遠赤外放射体材料としてコージュライ

1）蛇紋岩系（蛇紋岩＋耐火粘土）【 コージュライト系1100〜1400℃焼成3）ェメリー系

ト（2Mgo◎一鉄スピネル系 常温及び1100℃焼成

2A120。お5SiOz）が多く用いられている。この原料は、Sま02 Å120。 MgO CaO Fe203

かんらん岩や蛇紋岩と耐火粘土等を混合し約1300℃で焼蛇紋岩成して得られる。その他、遷移元素系酸化物（鉄◎ニッ

かんらん岩

ケル￠マンガンゆコバルト等）の仮焼物が一般に用いら

耐火粘土（渾久見塵）（尾平塵）（院内産）

37．70．1636．340−10。5ユ43．745．437．70。088．320．91 ユ1．20．150．333．54れている。

本実験では、県内産の鉱産物を用いて高効率遠赤外線

エメリー（字引町産）放射体を製造し、県産品の椎茸や海産物の乾燥を目的とするものである。そのためには風味や味覚を充分に保持し、迅速に低コストで乾燥できる装置の開発が必要とされる。

SiO2 Å1203 Fe203 FeO CaO
6．03

33．42

24−4027．86

4−50

表1県内産原料の化学分析値 〈％）（4）成型 200〜500kg／cm2で加圧成型、少量の水とメチ
ルセルローズ5％添加（5）仮焼 試料として強度を出すため又メチルセルロ州ズ

2 実験方法各種の鉱産物を用いて高効率の遠赤外を発生できるか確かめるため、原料の粉砕成型。焼結を行ない遠赤外測を焼却除去するため1000℃で仮焼する。
（6）（3）躍（4）の試料をⅩ線回折と遠赤外放射率を測定する（図＝w13−

平成5年度 研究報告 大分県工業試験場

系においても同様である。（衰2）（3）遠赤外線の測定［測定方法］

3）遷移元素を主体とするエメリーは1100℃焼成でも試① 試料の温度を安定させ、遠赤外線放射強度を測定する。
② 標準黒体1（160℃）、標準黒体2（40℃）の放射強度をそれぞれ測定する。

作コージュライトと同様の遠赤外放射を示す。原：石そのままでも放射率が高かった。（蓑3）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光踏切密室←ー■就斡加熱ストシ￣
4）市販の高効率遠赤外放射体の放射率はあまり高くなする。

④ 試料の遠赤外線放射率

い。

＝

試

（④で強度）×100

料

積分放射率（％）：ミ・・．い，．． ∴図＝ 測定装置の概要

KR−311エ メ

リー書87q68［90・i］

1】81】 〝 ．コージュライト

岳［スグト／滅0コ

80d［357］

87．26［89．9］80d（2）［Ⅰ‡21］

87．55［87，8］81d［361］

87．38［88．4］

81d（2旧Ⅰ25］

84．16［89．3］

l

3 結果と考察

デ ー タ 名 ペ

KR−251エメリ ー】

86．84［89．2］

82d［365］
83d［369］

86．25［90．6］

83d（2）［m7］〝＋コージェライト

86．27［8817］

84d［373］

86．36［88．6］

84d（2）［Ⅰ王29］＿＿＿＿＿＿座撃墜攣 ／′（1）Ⅹ繰回析の結果

1）かんらん岩系においてほ1100℃焼成でムライト

li（3A120。。2SiO2）を生成する。1200℃ではコー〝＋＋＋コージュライト】

88．66［89．2］
88．32［89−5〕；

1＿＿エ＿＿座撃墜車型

2）蛇紋岩系においては、かんらん岩と同様13∝）℃でコージュライトの生成がみられる。文理論配合比を外れた場合においてもコージュライトが生成する。この

乳6二吐2月棋KP−301【ェメリ ー 測定不可能〝 コージュライト 削定不可能〝 1遠赤外敵射節販晶
郵定不可能※試料はAとBを1対1で混合したものを銅板上に薄く塗布し、200℃で乾燥したもの。

生成物は市販のコージェライトとピークが一致する。

表3 遠赤外頒測定結果（H5．12．20〜22）

3）エメリー系では1000℃焼成で主成分が酸化鉄となり、未確認のピークがみられた。

まとめ
天然産エメリーを焼成せず、粉末のシリコン樹脂で銅（2）遠赤外線の測定結果

1）同一試料でも試料の表と裏では差があり、資料作成のバラツキや測定の困難性がみられる。

板に塗布し、市販高効率遠赤外放射体やコージュライトと比較したところ、天然エメリ】未焼成物は遠赤外放射2）蛇紋岩系のコージュライト試作品では焼成温度1300〜1400℃による差はほとんどみられず、かんらん岩が高く耐熱性が良好なことが判明、コスト的にも有利と考えられる。（表3）

試 料（焼成温度‥℃）

一 遍赤外乾燥機の試作

コージェライト（1300）
試作品：

1）銅板に接着するための接着剤の選と遠赤外線放射体（1350）の配合割合の決定。

蛇紋岩系 （1400）

2）未焼成エメリーの遠赤外線の追加実験

コージュライト（11∝〉）3）長期耐久性の実験と接着性強度
試作品：（12∝））

4種類のシリコソ系塗料に未焼成エメリ…と、コージュカソラン岩系（1300）

ライト・遠赤外放射市販品を1：1で混合し銅版に塗布（14∝））エメリー （1100）した。これを1時間200℃で焼成し、試料として遠赤外

コージュライト：市販品

線放射率を測定1ノた。

高効率遠赤外線放射体：市販品
表2 積分放射率−14−1087．96［89．5］

れる。1400℃では溶融しガラス化するがコージェライトのピークがみられる。

187．38［89．6〕

二KP−390rエ メ リ ー

1Jr︑ジュライトのどークが高くな．り結晶化の進行がみら〝 ￣【遠赤轍鮒柿阪晶￣ ￣￣丁￣￣￣帽 ▼ 81。19［89．
￣ ￣

■01

ジュライトの生成がみられ、1300℃においてはコーまた、同様に鋼パイプにも塗布しモース硬度を測定し80

長期耐久性の実験を行った。これを200℃、16時間焼成後90℃の蒸気中でこれを放置しこれを20回線り返した。

平成5年虔 研究報告 大分県工業試験場

2 実験結果オイル㌣拠1）シリコン系塗料KR…311と未焼成エメリーを1：1で紗ヾイブ＋遠赤外線放射体混合したものが比較的放射効率がよくモース硬度も方解石なみの固さをしめす。
2）コージュライトも高い放射線をしめすが硬度がやや低く、製造においては1300℃と高温で焼成するためコスト高になる。
3）遠赤外線放射体市販品は全体に放射効率が低い。

脚本終

4）1については200℃16時間焼成後90℃の蒸気中に放ギャーポンプ

図2 遠赤外線乾燥機概略図

置してこれを20回繰返してもなんら変化はみられなかった。

以上の結果によりシリコソ系塗料KR−311と未焼成エメリー1：1で混合し遠赤外線乾燥機の発熱用塗料とする︵古O
7︵U62 部品の発注（ギャーポンプ￠銅ポソプ◎ヒ一夕【温︵U1 遠赤外線乾燥機の本体（90×90×90cm）の制作完了

乾燥重量％ことにした。

＜U
ごJ度セソサー等）

3 図2に遠赤外線乾燥機の概略図をしめす。
①オイルタンク中でヒーターにより加熱されたオイルは温度センサーによりコソトロールされる。
②オイルの温度ほ椎茸や海産物を乾燥させることを目的として、100〜200℃程度とする。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10③加熱されたオイルは、ギャ…ポソプによって乾燥校→時間（br）本体の銅パイプに送られ乾燥機内部の壁面を循環しオイルタンクに戻る。
④乾燥機本体の銅パイプは、表面に遠赤外線放射体が＝要一−ティソグされており、加熱されたオイルにより、遠赤外線を放射する。
⑤銅パイプほ乾燥機の両側面と裏面の三方に張りめぐらされており、加熱の効果を高めるようにする⑥遠赤外線は直進性を持ち、直接対象物に吸収され乾燥物から発生する水分に吸収されるため、乾燥機本

珂3 遠赤外裸による生椎茸の乾燥
実験2且）試料として生しいたけを天日乾燥、熱風乾燥、遠赤外線乾燥したもののビタミソm変化を調べた結果∴計か5のようになった。遠赤外線乾燥のものは、や ビタミソD2が少ないことが分かった。
2）マアジを開いて冷風乾燥と遠赤外線乾燥と比較乾燥した結果、表4の結果が得られた。（図4）

体中の水分を絶えず除去することが必要である。
⑦⑤の理由により、乾燥機本体上部にファソを取り付け、内部の水分を含んだ空気を外部へ排出するようにする。
⑧乾燥機本体側面下部には空気の取り入れロを設けることにより、乾燥効率を高めるように設計した。

−15−平成5年度 研究報告 大分県工業試験場

冷風乾燥と遠赤外線乾燥の比較

生しいたけ 天 日 乾燥 熱風乾燥 遠赤外線乾燥
水分

83，1％

7．1％

2，9％

固19．07。7％∃ 18．1

1．8

1．8

1−4

1．5

分 中

5．5

5．2

5．3 幸

5．7

8．3

8．7

9．49。165．365．8

65．0％

試 料 原料魚として体長24〜26cm、体重290〜310gの冷凍18．7形

短繊維

実験2マアジを用いた。原料魚を2杖に卸し10％の塩水に浸潰したものを試料として用いた。
乾燥方法 冷風（温度27〜30℃、湿度25〜30％）と遠赤外線（温度28〜32℃、湿度30〜40％）により試料を乾燥した。
測定項目 水分量はマアジの背部普通肉を2〜3g切り取り細切したものを105℃恒量乾燥法により測定した。

カノしうノウム 48mg／100 】41mg′／100g 【42mg／100g 42m折00尋

マ御仏 127 】 ユ15

115

127

ごさ十さ

ネ

8．5

6．2

6．8

ラ

1．3

1．1

1．2

ニ．さ

8．6

7．4

43．4

ル
頼カリウム
リ

ビタミソD2

2，760

ン

440

20〃g／′100g

結 果
単位％

2，180

2，000

喜 2，210

370

364

414

乾燥時問（h）

0 1 2

乾燥方法

冷 風

61〃g／100g 38〃g／100g 17閥′′川04574・5 72・7 69−8 67・6 64・4

遠赤外線

表4 しいたけの成分分析結果

373．9

72．2

71．0

70．7

68．7

前処理
しいたけ30g／CHC13300ml

表4 冷風と遠赤外繰乾燥による水分量の変化

90▼
ろ過

サ 遵赤外隠
0飼養￠8▼︵竣︶▼
水洗﹁▲宴trl−﹂t．−．

00

J抽出−か 冷凧

CHCl層分取水分除去（NazSO．）

エバボレーショソ▼残撞をCHC1310mlに溶解
ヘリ50

3mlをExtrellユt3（E．Merck）処理▼エバボレーショソ▼C‡iCl31m‖こ溶解ミニ3ヰ

乾燥時間（b）

図凍 乾燥方法の違いによる水分の変化

参考文献
HPLC

K BOOKS やさしい遠赤外効果

竹内敦子他 ビタミソ65番3号（3月）1991

HPLC条件装置J鮎CO865−CO Column Oven
880−PUiIntelligent hplc Pump

HITACHIL〜4200UV−VIS Detector
ColumnODP−50Asaムipak

Buffer

CH3CN：H20＝95：5

Flow rate

O．3ml／minOven temp．

35℃

Detector mode260nrn

表5 しいたけどタミンD分析−16−

高嶋贋夫

日光照射によるシイタケ中のビタミソD2の増量効果

さ