(57)【要約】【目的】人体などを含む動植物体に含まれる水分子の励起に必要な熱エネルギーを効率的に放射することができ、しかも低コストで製造できて汎用性が高い、新規な遠赤外線放射材料を提供する。【構成】本発明の遠赤外線放射材料は、二酸化チタン及び炭化チタンから選ばれた少なくとも１種６０〜９０重量％、二酸化珪素及び炭化珪素から選ばれた少なくとも１種１０〜４０重量％、並びに希土類金属酸化物０．０１〜０．５重量％を含むことを特徴とするもので、更にこれと合成樹脂とを含む組成物から板状、筒状、シート状又は繊維状の遠赤外線放射材料を形成して利用する。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化チタン及び炭化チタンから選ばれた少なくとも１種６０〜９０重量％、二酸化珪素及び炭化珪素から選ばれた少なくとも１種１０〜４０重量％、並びに希土類金属酸化物０．０１〜０．５重量％を含むことを特徴とする遠赤外線放射材料。
【請求項２】
合成樹脂と請求項１記載の遠赤外線放射材料とを含む組成物から形成された板状、筒状、シート状又は繊維状の遠赤外線放射材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は新規な遠赤外線放射材料に関し、種々の材料の乾燥、医療機械器具や衣料等に対する保温などの機能性の付与、冷暖房、理美容などに利用される遠赤外線放射材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の遠赤外線放射材料としては、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ等を含むセラミックスが種々提案されており、これらの材料を用いて熱エネルギーの吸収や放射の効率を高めることにより、物品の加熱、冷却、乾燥などのほか、冷暖房や医療に応用することが行われている。
【０００３】
しかしながら、遠赤外線を利用して物品や人体等に対して熱エネルギーを効率的に作用させるには、それらの遠赤外線作用対象中に含まれる水分子の、回転振動波長に合致した遠赤外線を、効率的に放射することが必要であるが、これら従来の遠赤外線放射材料は、水分子の励起に適した遠赤外線の放射効率が、必ずしも良好であるとは言えなかった。
【０００４】
これに対して、本発明者は、人体などを含む動植物体に含まれる水分子の励起に必要な熱エネルギーを、効率的に放射することができる遠赤外線放射材料（特許第２１３７６６７号）を発明しているが、製造コストが高いという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、人体などを含む動植物体に含まれる水分子の励起に必要な熱エネルギーを、効率的に放射することができるうえに、低コストで製造でき、しかも汎用性が高い、新規な遠赤外線放射材料を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成することができる本発明の遠赤外線放射材料は、二酸化チタン及び炭化チタンから選ばれた少なくとも１種６０〜９０重量％、二酸化珪素及び炭化珪素から選ばれた少なくとも１種１０〜４０重量％、並びに希土類金属酸化物０．０１〜０．５重量％を含むことを特徴とする材料である。
【０００７】
また、本発明の遠赤外線放射材料としては、上記の遠赤外線放射材料と合成樹脂とを含む組成物から形成された板状、筒状、シート状又は繊維状の遠赤外線放射材料であってもよく、更にこれを加工したものであってもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の遠赤外線放射材料中に含まれるチタン成分は、二酸化チタン及び炭化チタンから選ばれた少なくとも１種であるが、その含有量は６０〜９０重量％であり、９０重量％を超えると遠赤外線放射効率が低下し、逆に６０重量％未満でも遠赤外線放射効率は低下するから、いずれも好ましくない。
【０００９】
また、本発明の遠赤外線放射材料中に含まれる珪素成分は、二酸化珪素及び炭化珪素から選ばれた少なくとも１種であるが、その含有量は１０〜４０重量％であり、４０重量％を超えると遠赤外線放射効率が低下し、逆に１０重量％未満となっても遠赤外線放射効率が低下するから、好ましくない。
【００１０】
更に希土類金属の酸化物は、ランタン、ネオジム、イットリウム等の希土類金属の酸化物を含むもので、その含有量が０．０１重量％以上であるときに、特に遠赤外線放射効率の向上に効果があるが、０．０１重量％未満では遠赤外線放射効率の向上は望めず、また、０．５重量％以上の多量を配合することは経済性の問題があり、実用的でない。
【００１１】
このような本発明の遠赤外線放射材料には、更に、少量のアルミナ、ジルコニア、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、第８族金属酸化物などが含まれていても、５重量％以下であれば特に重大な支障は生じない。これらの各成分は、単独酸化物等の形態で含まれていてもよいが、複合酸化物等の形態で含まれていてもよい。
【００１２】
本発明の遠赤外線放射材料を構成する各成分は、それぞれが粉末状態で混合された組成物であってもよく、またそのいくつか又は全部を配合した後、高温で焼結し、さらに粉砕したものであってもよい。こうして得られる遠赤外線放射材料の粒径は、以下に述べる各種の加工に際しての、混合操作性や成形加工性などの面から、細かいものであることが望ましい。
【００１３】
このような本発明の遠赤外線放射材料は、例えば合成樹脂等を結合材として用いてフィルム、シート、板状体、チューブ、その他種々の形状に成形して利用することができ、また繊維用の高分子材料に練り込んで紡糸することにより、遠赤外線放射性の繊維として利用することもできる。或いは紙等の抄造時に混入して遠赤外線放射性のシートとしてもよく、このようなシートや板状体等を更に二次成形して各種形状の成形体とすることもできる。更には、適宜の結合材や溶剤等と配合して遠赤外線放射性塗料として用いることもできる。
【００１４】
生体中の水は生体高分子と会合して水和クラスターを形成しており、６〜１２μｍ程度の波長の遠赤外線を吸収し易いものであるが、本発明の遠赤外線放射材料は、４〜２０μｍ以上の広い波長範囲にわたる遠赤外線を効率よく放射することができるので、動植物等から得られた食品その他に材料などを、効率よく加熱し又は乾燥させるための装置などに利用することができ、また衣料や建材等のほか医療用器具や装置にも利用して、従来の遠赤外線放射材料よりも優れた性能を発揮できるものである。
【００１５】
【実施例】
（試験例１）
二酸化チタン粉末（粒径：０．１５μｍ）、炭化チタン粉末（粒径：０．３μｍ）、二酸化珪素粉末（粒径：０．０５μｍ）、炭化珪素粉末（粒径：０．１μｍ）、酸化ランタン粉末（粒径：０．２μｍ）、酸化ネオジム粉末（粒径：０．１５μｍ）、及び酸化イットリウム粉末（粒径：０．２μｍ）を、それぞれ表１に示すような配合に従って混合して、本発明の遠赤外線放射材料Ａ〜Ｌ、並びに対照品の遠赤外線放射材料Ｍ〜Ｚを得た。
【００１６】
これらの遠赤外線放射材料を、高密度ポリエチレン樹脂１００重量部に対して各々５０重量部配合し、東洋テスター製の混練押出機（ＫＣＫ型）を用いて、回転数１５０ｒｐｍ　、樹脂温度２００℃で１０分間混練してペレットを得、これを押出機にかけてシート化したのち、熱プレスによって厚さ０．５ｍｍのシート体を作成した。
【００１７】
次にこれらのシート体から７ｃｍ×７ｃｍの試験片を切出し、遠赤外線パワーメータ（ＴＭＭ−Ｐ−１０、フェロテクス製）により温度３６℃における遠赤外線放射量（ｍＷ／ｃｍ２　）を測定し、その結果を表１に示した。
なお、この遠赤外線放射量の値は、（財）遠赤外線協会規定の放射量に準じて、人体より放射される遠赤外線放射量（３６℃において４．５ｍＷ／ｃｍ２　）より１０％上回る５ｍＷ／ｃｍ２　以上を、有効とした。
【００１８】
【表１】
2004051896.tif 000002
【００１９】
（試験例２）
前記と同様な方法で、ポリプロピレン樹脂１００重量部に対して、本発明の遠赤外線放射材料Ｂを１０重量部配合した、９０ｃｍ×９０ｃｍ×０．８ｍｍ厚の遠赤外線放射樹脂板ＰＢ　を作成した。そして、この樹脂板を、幅２ｍ、長さ５．８ｍ、高さ２．１ｍの、ＩＦ型蒸気式木材乾燥庫（ヒルデブランド製）の天井面と左右側壁面とに、耐熱性両面接着テープを用いて取り付けた。
【００２０】
次に、厚さ３４ｍｍ、幅１５〜３５ｃｍ、長さ１８０〜２６０ｃｍのミズナラ材の合計６．２立方米を、上記の乾燥庫にさん積みし、木材の中央部に試験材を設置した。そして、乾球温度５０℃より７０℃、湿球温度３９℃より６８℃の乾燥スケジュールで、木材の乾燥試験を行って、木材の含水率が３０％から目標含水率である７〜１０％に達するまでの、水分傾斜、乾燥所要時間、所要エネルギー、損傷発生率をそれぞれ測定し、その結果を表２に示した。
【００２１】
なお、水分傾斜は、電気抵抗式水分計（ＧＡＮＮ製、ＨＴ−８５）を用い、電極針を試験材の表層より５ｍｍまでと中心位置までとに打ち込んでおいて、木材の含水率が２７％〜２５％の範囲にある乾燥進行中に、それぞれの水分値（％）を読み取り、その差を算出して水分傾斜（Δ％）とした。また、乾燥終了時に木材の含水率が７〜５％に達したときに、上記と同様にしてそれぞれの水分値（％）を読み取りって、そのときの水分傾斜（Δ％）も求めた。
【００２２】
一方、木材の乾燥に消費した所要エネルギーは、電力量（ｋＷＨ）と灯油量（Ｌ）とをそれぞれの計器を用いて測定した。更に、乾燥による木材の損傷は、小口割れ，正面割れ，内部割れ，落ち込みの有無を、乾燥前と乾燥後の全ての木材を対象として肉眼で確認し、乾燥によって欠陥が発生した木材の体積の割合を、損傷発生率（％）とした。
【００２３】
また、本発明の遠赤外線放射材料Ｂに代えて、対照用の遠赤外線放射材料Ｍ＊　を用いた他は上記と全く同様にして、全く同じ形状の樹脂板ＰＭ＊を作成し、上記と同様に側壁面及び天井面と左右側壁面とに張り付けた乾燥庫を用意した。そして上記と同様にして木材の乾燥試験を行って、上記と同様な測定を行った結果を、表２に併せて示した。
【００２４】
表２から、本発明の遠赤外線放射材料Ｂを用いた樹脂板ＰＢ　を張り付けた乾燥庫では、対照品の樹脂板ＰＭ＊を張り付けた乾燥庫と比較して、木材の乾燥に当たって水分傾斜が少なく、損傷発生率が低く、しかも乾燥時間が短くて、所要エネルギーも少なくて済むことが判る。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
（試験例３）
繊維紡糸用のポリエステル樹脂１００重量部に対して、本発明の遠赤外線放射材料Ｋの１重量部を配合してマスターバッチを得、これを溶融紡糸して１．２５デニールのポリエステルステープルを製造した。そして、このステープルを綿糸に対して２０％混紡した３０番手の綿混糸を製造し、丸編み機により天竺肌着ＨＫ　を編成した。
【００２７】
また、本発明の遠赤外線放射材料Ｋに代えて、対照品の遠赤外線放射材料Ｓ＊　を用いた他は上記と全く同様にして、ポリエステルステープルを製造し、更に上記と同様の綿混糸を製造して、対照品の天竺肌着ＨＳ＊を編成した。そしてまた、３０番手の綿糸を用いて編成した基準品の天竺肌着Ｈａ　も用意した。
【００２８】
これら３種類の天竺肌着のそれぞれを、２３±１℃、湿度５０％の室内で３０分間着用し、肌着を脱いだ直後に背面の皮膚温度を、サーモグラフィー（アビオニクス製、ＴＶＳ−２０００）を用いてそれぞれ測定した。そして、これに続いて背面の皮膚温度の経時変化も、同様にしてそれぞれ測定した。なお、背面の温度測定位置は頸部、左右両肩部、左右両腰部の５カ所であり、その各測定値の平均温度（℃）を求めて、表３に示した。
【００２９】
表３を見ると、本発明の遠赤外線放射材料Ｋを用いた天竺肌着ＨＫ　は、対照品の遠赤外線放射材料Ｓ＊　を用いた天竺肌着ＨＳ＊、及び基準品の天竺肌着Ｈａ　と比較して、体温保持の効果が優れていることが判る。
【００３０】
【表３】
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【００３１】
【発明の効果】
本発明の遠赤外線放射材料は、汎用性の高い材料で構成されていて、比較的に低コストで提供でき、しかも動植物や人体などの生物組織中に含まれる水分に吸収されやすい波長範囲の遠赤外線を効率よく放射することができるので、食品等を含む種々の材料の乾燥や冷凍冷蔵などの加工、農水産物等の育成、医療機械器具や衣料等に対する保温などの機能性の付与、冷暖房、理美容など、広範囲の用途に利用して優れた効果を発揮するものである。