(57)【要約】【課題】遠赤外線効果および放射線ホルミシス効果についての設計の自由度が大きく、製造する盤の大きさの制限が少なく、セラミック板に比して割れにくい板材およびその製造方法を提供すること、さらに、そのような板材を用いた岩盤浴システムを提供すること。【解決手段】本発明の繊維強化プラスチック板１は、カーボン繊維またはカーボン粒子、ならびに、放射性物質からなる粒子を含有する。本発明は、放射性物質からなる粒子を含有する樹脂組成物を強化用繊維の存在下で硬化させる繊維強化プラスチック板の製造方法であって、上記強化用繊維はカーボン繊維であるか、または上記樹脂組成物はカーボン粒子をさらに含有する、製造方法も提供する。さらに、本発明は、そのような繊維強化プラスチック板１と、前記繊維強化プラスチック板１を加熱する装置２とを有する岩盤浴システム１０も提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボン繊維またはカーボン粒子、ならびに、放射性物質からなる粒子を含有する繊維強化プラスチック板。
【請求項２】
放射性物質がトリウム系列核種またはウラン系列核種を含む鉱物である請求項１記載の繊維強化プラスチック板。
【請求項３】
ガラス繊維をさらに含有する請求項１または２記載の繊維強化プラスチック板。
【請求項４】
放射性物質からなる粒子を含有する樹脂組成物を強化用繊維の存在下で硬化させる繊維強化プラスチック板の製造方法であって、上記強化用繊維はカーボン繊維であるか、または上記樹脂組成物はカーボン粒子をさらに含有する、製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化プラスチック板と、前記繊維強化プラスチック板を加熱する装置とを有する岩盤浴システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化プラスチック板、繊維強化プラスチック板の製造方法、および、繊維強化プラスチック板を用いた岩盤浴システムに関する。本発明は、特に、暖まった岩盤の上に寝たり、座ったりすることで、身体を温め、自然の治癒力を高めることで知られている岩盤浴のために有用である。
【背景技術】
【０００２】
近年、健康によいとされるマイナスイオンや遠赤外線あるいは低放射線などが放出される天然鉱物が多数発見され、その有効利用の一つとして、全国各地で岩盤浴が人気を集めている。岩盤浴は、秋田県にある玉川温泉がルーツであり、温めた板石を利用した、お湯のない温熱浴のことであり、足浴や全身浴などがある。
【０００３】
岩盤浴を実現するためには板石の存在が不可欠である。例えば、玉川温泉においては北投石が用いられていて、これは特別天然記念物に指定されている貴重な岩石である。岩盤浴を手軽に実現するために、入手し易い鉱物を用いた板石などもいくつか検討されている。
【０００４】
岩盤浴用の板石としては遠赤外線効果および放射線ホルミシス効果を呈するものがよいとされている。遠赤外線効果により身体の保温効果が高められる。従来から、低レベル放射線が物理的にも化学的にも生物学的にも有益であるという結果が得られていたが、T.D. Luckey 博士が、そのような効果を放射線ホルミシス効果と名付けた。自然放射線レベルの１００〜１０００倍程度の放射線が生体にとって最もよい影響を与えるとされ、ホルモンのバランスを良くし、傷ついた細胞を修復する効果があるとされている。
【０００５】
特許文献１によれば、セラミックス遠赤外線放射材料の粉末と、放射線源材料の粉末とを含む混合物を、焼成し、複合化してなる遠赤外線放射体が提供され、この遠赤外線放射体は、常温下においても、遠赤外線をより多く放射することができるとされている。このように、遠赤外線放射材料および放射線源材料を含有する焼結体は公知である。
【特許文献１】特開平９−２０８２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の遠赤外線放射体は、焼成によって製造されるため、利用者がその上に横たわることができるほどの十分な大きさの板材を得るのは困難である。焼成品は、比重が大きい（重い）ため取り扱いが不便であったり、焼成時に反りが生じやすく平板のものが得にくかったり、割れやすいという欠点もある。さらに、原材料の種類および原材料の配合割合は、焼成可能であるものに限られることになり、設計の自由度が高いとは必ずしもいえない。
【０００７】
これらのことに鑑みて、本発明は、遠赤外線効果および放射線ホルミシス効果についての設計の自由度が大きく、製造する板材の大きさの制限が少なく、セラミック板に比して割れにくい板材を提供すること、そして、そのような板材を用いた岩盤浴システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題について本発明者が鋭意検討した結果、繊維強化プラスチックの技術を適用することで本発明を完成した。
すなわち、本発明では、上記課題を解決する板材として、カーボン繊維またはカーボン粒子、ならびに、放射性物質からなる粒子を含有する繊維強化プラスチック板が提供される。本発明によれば、放射性物質は、好ましくは、トリウム系列核種またはウラン系列核種を含む鉱物である。また、好ましくは、本発明の繊維強化プラスチック板はガラス繊維をさらに含有する。
【０００９】
本発明によれば、上述の課題を解決するような板材の製造方法も提供される。本発明に係る製造方法は、放射性物質からなる粒子を含有する樹脂組成物を強化用繊維の存在下で硬化させる繊維強化プラスチック板の製造方法であって、上記強化用繊維はカーボン繊維であるか、または上記樹脂組成物はカーボン粒子をさらに含有する。
【００１０】
本発明によれば、上述の繊維強化プラスチック板と、前記繊維強化プラスチック板を加熱する装置とを有する岩盤浴システムも提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、繊維強化プラスチック板に含まれるカーボン繊維またはカーボン粒子に起因して遠赤外線効果が得られる。また、カーボン繊維またはカーボン粒子の含有量を調整することによって、遠赤外線効果を制御することができる。本発明によれば繊維強化プラスチック板には放射性物質からなる粒子も含まれるから、放射線ホルミシス効果も得られる。そして、放射性物質からなる粒子の含有量も自由に定めることができるから、放射線ホルミシス効果の程度の設計の許容度が大きい。このように本発明の繊維強化プラスチック板は、岩盤浴に用いると、遠赤外線効果および放射線ホルミシス効果により、身体の保温効果が高められ、免疫力やホルモンバランスの向上、ナチュラルキラー細胞の活性率の向上が期待される。本発明の繊維強化プラスチック板は岩盤浴への適用以外にも、遠赤外線効果、微弱放射線効果のいずれかまたは両方を要する分野への適用も可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の繊維強化プラスチック板には、カーボン繊維またはカーボン粒子が含まれ、さらに、放射性物質からなる粒子も含まれる。
繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）は、強化用繊維を内包したプラスチックであり、通常、強化用繊維はプラスチックの強度を向上させる目的で用いられる。
【００１３】
本発明によれば、プラスチックの種類は特に限定されず、種々の樹脂材料を用いることができる。プラスチックとしては、加熱、紫外線照射、複数溶剤の混合などにより樹脂を硬化させたものが一般的である。樹脂の種類としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂などが例示されるが、これらに限定されるわけではない。好ましい樹脂としては、ポリエステル樹脂、リポキシ樹脂などが挙げられ、これらの樹脂を用いると小ロットでの生産が可能であり、作業性がよく、設計した形状のものが高精度にできるという利点がある。
【００１４】
繊維強化プラスチックにおける強化用繊維は、プラスチックとして用いる樹脂とは異質の材質からなる繊維状の材料であれば特に限定はされない。通常は、強化用繊維は多くの繊維状の材料が平面状に集合したもの（布帛）として用いられる。一般的には、ガラス繊維やカーボン繊維が用いられる。ガラス繊維は繊維状に加工されたガラスであり、多くの繊維を押し固めてマット状にしたもの、織りこんでクロス状にしたもの、マット状に加工した不織布などが好適に用いられる。カーボン繊維は、微細な黒鉛結晶構造をもつ繊維状の炭素材料であり、ガラス繊維と同様に、マット状のものやクロス状のものなどを用いることができる。ガラス繊維やカーボン繊維は種々のものが多数市販されており、本発明では特に限定なく用いることができる。
【００１５】
本発明によれば、繊維強化プラスチック板における繊維材料の量は特に限定はなく、強度やコストなどを勘案して適宜設定することができる。例えば、繊維材料としてガラス繊維のみを用い、樹脂材料としてポリエステル樹脂を用いる場合であれば、ポリエステル樹脂１００重量部に対して、ガラス繊維は、好ましくは４０〜５０重量部含まれる。
【００１６】
本発明によれば、繊維強化プラスチック板が後述するカーボン粒子を含有しない場合には、カーボン繊維を含むことが必須となる。本発明の繊維強化プラスチック板は、カーボン粒子とカーボン繊維とを両方含んでいてもよい。強度向上の観点から、繊維強化プラスチック板は、ガラス繊維を有することが好ましい。本発明の繊維強化プラスチック板は、ガラス繊維、カーボン繊維のいずれかのみを有していてもよく、前記両繊維を両方とも有していてもよく、あるいは、ガラス繊維、カーボン繊維以外の繊維材料を有していてもよい。繊維強化プラスチック板における樹脂材料と繊維材料との比率は特に制限されず、所望する強度などの条件に応じて適宜設定すればよい。
【００１７】
本発明によれば、繊維強化プラスチック板は、カーボン繊維またはカーボン粒子の少なくとも一方を必須に含む。上述したとおり、カーボン繊維は繊維強化プラスチックの強化用繊維を兼ねていてもよい。カーボン粒子は黒鉛粒子、非晶質の炭素材料（カーボンブラックなど）、それらの複合体・混合物であって粒状のものをさす。ここで、粒状とはいわゆる粉末状のものを包含する概念である。カーボン繊維またはカーボン粒子を含むことによって、本発明の繊維強化プラスチック板の遠赤外線効果が向上する。カーボン繊維またはカーボン粒子の量を調節することによって繊維強化プラスチック板の遠赤外線効果をある程度調節することができる。
【００１８】
遠赤外線効果は、分光放射率測定によって評価することができる。この測定は、試料表面からの赤外放射を測定し、試料と同温度の黒体放射との比を算出して、試料の放射スペクトルを求めることによって行われる。具体的な測定手法は実施例の欄で詳述する。
【００１９】
カーボン繊維またはカーボン粒子の量は、所望する遠赤外線効果および機械的強度などを考慮して適宜調節すればよく、繊維強化プラスチック板の主面の面積に対して、好ましくは２５０〜３００ｇ／ｍ２程度のカーボン繊維またはカーボン粒子（カーボン繊維とカーボン粒子の両方が含まれる場合はその合計量）が含まれる。
【００２０】
本発明によれば、繊維強化プラスチック板は、放射性物質からなる粒子を必須に含む。放射性物質は特に限定はなく、放射性核種（例えば、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｔｈ、Ｇｅ）を含む物質が挙げられる。典型的には、放射性核種はトリウム系列核種またはウラン系列核種である。入手のしやすさから、放射性物質からなる粒子は、好ましくは、放射性物質を含む鉱物を粉砕してなる粒子である。ここで、粒子はいわゆる粉末を包含する概念である。好ましくは、放射性核種は希土類元素である。鉱物は、リン酸塩、酸化物、炭酸塩、ケイ酸塩など種々の化学的形態をとり得る。
【００２１】
放射性物質を含む鉱物の一例としてモナズ石（monazite、モナザイト）というリン酸塩鉱物を挙げることができる。モナズ石は、ベグマタイト、花崗岩、片麻岩、砂岩などに含まれ、通常、小さな孤立した結晶として発生する。モナズ石としては、インド産のモナズ石が好ましい。通常のモナズ石は、希土類元素のうちセリウムを多く含み、monazite-(Ce)あるいはCePO4などと表記される。ネオジムを多く含むネオジムモナズ石は、monazite-(Nd)あるいは(Nd、La、Ce)PO4などと表記される。(Nd、La、Ce)PO4という表記におけるカッコ内の元素は、鉱物内での相対的含有率の高い順に並んでいる。monazite-(Ce)、monazite-(Nd)の他には、ランタンモナズ石がよく知られ、monazite-(La)あるいは(La、Ce、Nd)PO4などと表記される。本発明では、これら各種のモナズ石を含む粒子が好ましく用いられる。
【００２２】
放射性物質からなる粒子の含有量は、目的とする放射線効果の程度などに応じて適宜設定される。例えば、岩盤浴におけるホルミシス効果を期待するのであれば、繊維強化プラスチック板からの放射線量が、好ましくは０．９〜１．８μＳｖ／ｈ程度になるように調節する。繊維強化プラスチック板からの放射線量は、含有させる放射性物質からなる粒子の量を調節することで容易に制御できる。繊維強化プラスチック板からの放射線量の測定の具体的手法については実施例の欄で詳述する。
【００２３】
本発明の繊維強化プラスチック板は、従来公知の繊維強化プラスチックの製造方法を適宜援用して製造することができる。一般的には、繊維強化プラスチックはプラスチックの前駆体である樹脂組成物を強化用繊維の存在下で硬化させて得られる。本発明によれば、樹脂組成物に放射性物質からなる粒子およびカーボン粒子を含有させておくか、あるいは、樹脂組成物にカーボン粒子を含有させずに放射性物質からなる粒子を含有させておく。樹脂組成物にカーボン粒子を含まない場合には、強化用繊維としてカーボン繊維を用いることが必須である。好ましくは、強化用繊維としてガラス繊維が単独でまたはカーボン繊維と併用して用いられる。強化用繊維としてガラス繊維を単独で用いる場合には、上記樹脂組成物はカーボン粒子を必須に含有する。
【００２４】
繊維強化プラスチック板の製造方法としては特に限定はなく、例えば、型に強化用繊維を敷き、硬化剤を混合した樹脂を脱泡しながら多重積層してゆくハンドレイアップ法やスプレーアップ法、あらかじめ強化用繊維と樹脂とを混合したシート状のものを金型で圧縮成型するＳＭＣプレス法、インジェクション成形のように強化用繊維を敷き詰めた合わせ型に樹脂を注入するＲＴＭ法、強化用繊維と樹脂組成物とを予め馴染ませてなる部材（プリプレグなど）を大型の窯（オートクレーブ）で焼き固める方法などがある。
【００２５】
本発明では、繊維強化プラスチック板の寸法は特に限定はなく、通常は、主面に比して厚さが小さい直方体状である。主面の大きさとしては、その上に成人が横臥するに足る程度の大型のもの、例えば長辺が１〜３ｍ、短辺が０．５〜２ｍ程度であってもよいし、もっと小さなものでもよい。繊維強化プラスチック板の厚さも特に限定はなく、強度などを考慮して適宜設定すればよく、岩盤浴への適用を考慮すると、好ましくは２〜３ｍｍである。本発明の繊維強化プラスチック板は直方体状に限定されず、形状を自由に設定することができる。製造のために焼成を必要とする場合には焼成不足や割れを避ける必要から、形状や寸法が制約されざるを得なかった。一方、本発明では、繊維強化プラスチックに関する公知技術を適宜援用して製造することができるので、形状や寸法上の自由度は格段に向上している。
【００２６】
以下、図面を参照しながら、岩盤浴システムについて説明する。但し、本発明は図示された形態に限定されない。
図１は、本発明の岩盤浴システムの模式図である。岩盤浴システム１０は、上述した繊維強化プラスチック板１とそれを加熱する装置２とを有する。加熱された繊維強化プラスチック板１の上に必要に応じてマットなどを介して利用者は横臥したり、足を置いたりして利用する。図１の態様では、枕材３に頭をのせて横たわることを想定している。
【００２７】
加熱装置２は、電気ヒーター、蒸気スチームや温水の循環などといった通常の装置を特に限定なく用いることができる。加熱条件は適宜設定すればよく、例えば、４０〜５０℃に加熱した状態で、利用者が１０〜２０分程度横たわって発汗を促し、途中に休憩をはさみながら３〜４回繰り返す方法などが挙げられる。このとき、本発明の繊維強化プラスチック板が有する遠赤外線効果およびホルミシス効果が期待される。
【００２８】
本発明によれば、岩盤浴システムは図１に示すような開放されたベッド型のものに限られず、例えば、図１に示すベッド型もの全体を包み込むような開閉可能なドーム状の覆い（図示せず）をさらに付与して利用者の発汗をより促進させてもよい。また、利用者が横たわることを必須とするものではなく、例えば、足を置く台を岩盤浴システムとしてもよく、その場合は、前記台は、繊維強化プラスチック板と加熱装置とを備えている。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３０】
［実施例１］
カーボン粉１０重量％、モナザイト粉３重量％および硬化剤を含有する未硬化のポリエステル樹脂塗布液を調製した。型の上に、カーボン繊維からなるマット（カーボンサーフィス；３０ｇ／ｍ２）を載せ、そのマットに上記ポリエステル樹脂塗布液を含浸させた。その後、上からロールで押さえつけることによって簡易的に脱泡した。ポリエステル樹脂塗布液が含浸したカーボンサーフィスの上に、ガラスチョップドストランドマット＃４５０（４５０ｇ／ｍ２）を載せ、そのマットに上記ポリエステル樹脂塗布液を含浸させて、上からロールで押さえつけることによって簡易的に脱泡した。このようにして得られた積層体を室温で一昼夜放置することによって、ポリエステル樹脂を硬化させて、繊維強化プラスチック板を得た。使用したポリエステル樹脂１００重量部に対するガラスチョップドストランドマットの量は４３重量部であった。大判の繊維強化プラスチック板を３０ｍｍ×３０ｍｍ×２ｍｍの大きさに切り出して、以下の測定を行った。
【００３１】
得られた繊維強化プラスチック板について、放射線測定器（International
Medcom社製、RadalertTM Inspector）を用いて測定したところ、約１．２μＳｖ／ｈの放射が確認された。この繊維強化プラスチック板について赤外分光放射測定（分光放射率および分光放射出力、いずれも表面温度５０℃）を地方独立行政法人東京都立産業技術研究センターに依頼した。図２は実施例１の繊維強化プラスチック板の分光放射輝度のスペクトルを示す。実施例１の繊維強化プラスチック板のスペクトル２１および黒体放射のスペクトル２０が描写されている。図３は実施例１の繊維強化プラスチック板の分光放射率を示す。これは、図２に示された黒体放射の分光放射輝度に対する、繊維強化プラスチック板の分光放射輝度の比率である。図３によれば、実施例１の繊維強化プラスチック板については、波長５〜２５μｍの領域にわたって、分光放射率が高い値で安定している。
【００３２】
［比較例１］
ジルコン６０重量部、コージライト２５重量部、モナザイト１５重量部およびバインダをボールミルで攪拌し、水分を含んだ状態でよく練り込んだ。それを型に入れて、６０℃の温風下に２時間置いた後に型からはずして、その後、６０℃の温風下にて７日間乾燥した。乾燥後、４８時間をかけて１３００℃のトンネル炉を通過させることによって、２４０ｍｍ×２４０ｍｍ×１５ｍｍの大きさのセラミック板を得た。このセラミック板を３０ｍｍ×３０ｍｍ×３ｍｍの大きさに切り出して以下の測定を行った。
【００３３】
得られたセラミック板について、実施例１の場合と同様に放射線量を測定したところ、約２４μＳｖ／ｈの放射が確認された。このセラミック板について実施例１と同様に赤外分光放射測定を地方独立行政法人東京都立産業技術研究センターに依頼した。図４は比較例１のセラミック板の分光放射輝度のスペクトルを示す。比較例１のセラミック板のスペクトル３１および黒体放射のスペクトル３０が描写されている。図５は比較例１のセラミック板の分光放射率を示す。図５によれば、比較例１のセラミック板についても、波長５〜２５μｍの領域にわたって、高い分光放射率を示しているが、実施例１の場合に比べると、分光放射率の安定性が小さい。
【００３４】
［実施例２］
実施例１と同様にして、６４０ｍｍ×１６９０ｍｍ×２ｍｍという大型の繊維強化プラスチック板を得た。この繊維強化プラスチック板は、利用者が横たわる形式の岩盤浴用の板材として好適である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によれば、比較的に精度よく遠赤外線効果、ホルミシス効果を制御でき、小型のものから大型のものまで自由な寸法の板材を提供することができる。本発明により得られる繊維強化プラスチック板は岩盤浴用の板材その他の遠赤外線効果やホルミシス効果が要求される用途への適用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の岩盤浴システムの模式図である。
【図２】本発明の繊維強化プラスチック板の分光放射輝度のスペクトルを示す。
【図３】本発明の繊維強化プラスチック板の分光放射率を示す。
【図４】セラミック板の分光放射輝度のスペクトルを示す。
【図５】セラミック板の分光放率を示す。
【符号の説明】
【００３７】
１  繊維強化プラスチック板
２  加熱装置
３  枕材
１０  岩盤浴システム
２０、３０  黒体放射のスペクトル
２１  本発明の繊維強化プラスチック板のスペクトル
３１  セラミック板のスペクトル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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