JP2005183016A - Electromagnetic wave absorbing heating element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁波を吸収することで発熱する電磁波吸収発熱体に関する。 The present invention relates to an electromagnetic wave absorption heating element that generates heat by absorbing electromagnetic waves.
例えば蒲団や枕は、断熱性を有するため、蒲団や枕に熱風を吹きかけても、蒲団や枕の内部を加熱できず、ダニ等の殺菌を行うことが困難である。また、特に病院等では衛生的に蒲団や枕を殺菌する責任があり、蒲団や枕の殺菌に化学的手段を用いると、環境に蓄積したり、例えばアレルギー体質の人が過敏に反応したりして、好ましくない影響がある。 For example, since a basket or pillow has heat insulation properties, even if hot air is blown onto the basket or pillow, the inside of the basket or pillow cannot be heated, and it is difficult to sterilize mites and the like. In particular, hospitals have the responsibility to sterilize baskets and pillows hygienically. If chemical means are used to sterilize baskets and pillows, they can accumulate in the environment and, for example, people with allergic reactions may react sensitively. Adversely affected.
ここで、これらの問題点を解消すべく、電波吸収繊維が適用された蒲団等の繊維製品がある(例えば、特許文献1参照)。 Here, in order to solve these problems, there is a textile product such as a cocoon band to which the radio wave absorbing fiber is applied (for example, see Patent Document 1).
この繊維製品では、内部に電波吸収繊維が設けられたり、表地に電波吸収繊維が織り込まれたりしており、繊維製品にマイクロ波が照射されることで、電波吸収繊維がマイクロ波を吸収して発熱し、繊維製品が殺菌される。このため、繊維製品の内部を含めた安全な殺菌が可能になる。 In this textile product, radio wave absorption fibers are provided inside, or radio wave absorption fibers are woven into the outer surface. When the textiles are irradiated with microwaves, the radio wave absorption fibers absorb the microwaves. Heat is generated and the textile product is sterilized. For this reason, the safe disinfection including the inside of a textile product is attained.
しかしながら、この繊維製品では、電波吸収繊維の太さ(直径)が10ミクロン程度であるため、電波吸収繊維が繊維製品から突き出て人体を刺す可能性がある。
本発明は、上記事実を考慮し、適用対象から突き出ることを抑制できまたは適用対象から突き出た場合でも人体を刺すことを抑制できる電磁波吸収発熱体を得ることが目的である。 In view of the above facts, an object of the present invention is to obtain an electromagnetic wave absorption heating element that can suppress protrusion from an application target or can suppress stabbing of a human body even when protruding from the application target.
請求項1に記載の電磁波吸収発熱体は、適用対象に対して移動可能にされる状態及び適用対象の表面に配置される状態の少なくとも一方にされ、長尺にされると共に導電性を有し電磁波を吸収することで発熱する導電部材と、前記導電部材を被覆する被覆部材と、を備えている。 The electromagnetic wave absorption heating element according to claim 1 is made to be at least one of a state of being movable with respect to an application target and a state of being arranged on a surface of the application target, and is elongated and has conductivity. A conductive member that generates heat by absorbing electromagnetic waves; and a covering member that covers the conductive member.
請求項2に記載の電磁波吸収発熱体は、請求項1に記載の電磁波吸収発熱体において、前記導電部材は、長尺にされた芯部材を被覆する、ことを特徴としている。 The electromagnetic wave absorption heating element according to claim 2 is the electromagnetic wave absorption heating element according to claim 1, wherein the conductive member covers an elongated core member.
請求項3に記載の電磁波吸収発熱体は、請求項1または請求項2記載の電磁波吸収発熱体において、前記被覆部材は、端部が他の部分に比し太くされた、ことを特徴としている。 The electromagnetic wave absorption heating element according to claim 3 is the electromagnetic wave absorption heating element according to claim 1 or 2, wherein the covering member has an end portion thicker than other portions. .
請求項4に記載の電磁波吸収発熱体は、請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の電磁波吸収発熱体において、前記導電部材と前記被覆部材との間に隙間を有する、ことを特徴としている。 An electromagnetic wave absorption heating element according to claim 4 is the electromagnetic wave absorption heating element according to any one of claims 1 to 3, wherein a gap is provided between the conductive member and the covering member. It is a feature.
請求項5に記載の電磁波吸収発熱体は、請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の電磁波吸収発熱体において、前記被覆部材は、長尺にされた複数の長尺部材を有している。 The electromagnetic wave absorption heating element according to claim 5 is the electromagnetic wave absorption heating element according to any one of claims 1 to 4, wherein the covering member has a plurality of elongated members. doing.
請求項6に記載の電磁波吸収発熱体は、請求項5に記載の電磁波吸収発熱体において、 前記長尺部材は熱溶融性を有し、かつ、前記長尺部材を熱により一時的に溶融させることで前記複数の長尺部材を互いに溶着させて前記被覆部材を構成した、ことを特徴としている。 The electromagnetic wave absorption heating element according to claim 6 is the electromagnetic wave absorption heating element according to claim 5, wherein the long member has heat melting property and the long member is temporarily melted by heat. Thus, the plurality of long members are welded to each other to form the covering member.
請求項7に記載の電磁波吸収発熱体は、請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の電磁波吸収発熱体において、前記被覆部材は、耐熱性を有する、ことを特徴としている。 The electromagnetic wave absorption heating element according to claim 7 is the electromagnetic wave absorption heating element according to any one of claims 1 to 6, wherein the covering member has heat resistance.
請求項8に記載の電磁波吸収発熱体は、請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の電磁波吸収発熱体において、前記導電部材は、可撓性を有する、ことを特徴としている。 The electromagnetic wave absorption heating element according to claim 8 is the electromagnetic wave absorption heating element according to any one of claims 1 to 7, wherein the conductive member has flexibility.
請求項1に記載の電磁波吸収発熱体では、適用対象に対して移動可能にされる状態及び適用対象の表面に配置される状態の少なくとも一方にされており、長尺にされると共に導電性を有する導電部材が、電磁波を吸収することで発熱する。 In the electromagnetic wave absorption heating element according to claim 1, at least one of a state of being movable with respect to the application target and a state of being arranged on the surface of the application target is made long and conductive. The conductive member having heat generates heat by absorbing electromagnetic waves.
ここで、被覆部材が導電部材を被覆するため、電磁波吸収発熱体を太くすることができる。このため、電磁波吸収発熱体が適用対象から突き出ることを抑制でき、または、電磁波吸収発熱体が適用対象から突き出た場合でも電磁波吸収発熱体が人体を刺すことを抑制できる。 Here, since the covering member covers the conductive member, the electromagnetic wave absorption heating element can be thickened. For this reason, it can suppress that an electromagnetic wave absorption heating element protrudes from an application object, or even when an electromagnetic wave absorption heating element protrudes from an application object, it can suppress that an electromagnetic wave absorption heating element stabs a human body.
請求項2に記載の電磁波吸収発熱体では、導電部材が芯部材を被覆するため、電磁波吸収発熱体を一層太くすることが可能になる。このため、電磁波吸収発熱体が適用対象から突き出ることを一層抑制可能になり、または、電磁波吸収発熱体が適用対象から突き出た場合でも電磁波吸収発熱体が人体を刺すことを一層抑制可能になる。 In the electromagnetic wave absorption heating element according to claim 2, since the conductive member covers the core member, the electromagnetic wave absorption heating element can be made thicker. For this reason, it becomes possible to further suppress the electromagnetic wave absorption heating element from protruding from the application target, or even when the electromagnetic wave absorption heating element protrudes from the application target, the electromagnetic wave absorption heating element can be further suppressed from piercing the human body.
請求項3に記載の電磁波吸収発熱体では、端部が他の部分に比し太くされているため、電磁波吸収発熱体が適用対象から突き出ることを効果的に抑制でき、または、電磁波吸収発熱体が適用対象から突き出た場合でも電磁波吸収発熱体が人体を刺すことを効果的に抑制できる。 In the electromagnetic wave absorption heating element according to claim 3, since the end portion is thicker than other parts, the electromagnetic wave absorption heating element can be effectively prevented from protruding from the application target, or the electromagnetic wave absorption heating element. Even when protruding from the application target, it is possible to effectively suppress the electromagnetic wave absorption heating element from piercing the human body.
請求項4に記載の電磁波吸収発熱体では、導電部材と被覆部材との間に隙間を有するため、電磁波吸収発熱体を一層太くすることが可能になる。このため、電磁波吸収発熱体が適用対象から突き出ることを一層抑制可能になり、または、電磁波吸収発熱体が適用対象から突き出た場合でも電磁波吸収発熱体が人体を刺すことを一層抑制可能になる。 In the electromagnetic wave absorption heating element according to claim 4, since there is a gap between the conductive member and the covering member, the electromagnetic wave absorption heating element can be made thicker. For this reason, it becomes possible to further suppress the electromagnetic wave absorption heating element from protruding from the application target, or even when the electromagnetic wave absorption heating element protrudes from the application target, the electromagnetic wave absorption heating element can be further suppressed from piercing the human body.
請求項5に記載の電磁波吸収発熱体では、被覆部材が長尺にされた複数の長尺部材を有するため、電磁波吸収発熱体を適切に太くすることができる。このため、電磁波吸収発熱体が適用対象から突き出ることを適切に抑制でき、または、電磁波吸収発熱体が適用対象から突き出た場合でも電磁波吸収発熱体が人体を刺すことを適切に抑制できる。 In the electromagnetic wave absorption heating element according to claim 5, since the covering member has a plurality of elongated members, the electromagnetic wave absorption heating element can be appropriately thickened. For this reason, it can suppress appropriately that an electromagnetic wave absorption heating element protrudes from an application object, or even when an electromagnetic wave absorption heating element protrudes from an application object, it can control appropriately that an electromagnetic wave absorption heating element stabs a human body.
請求項6に記載の電磁波吸収発熱体では、長尺部材を熱により一時的に溶融させることで複数の長尺部材を互いに溶着させて被覆部材を構成したため、被覆部材が導電部材から分離することを抑制できる。このため、電磁波吸収発熱体が適用対象から突き出ることを良好に抑制でき、または、電磁波吸収発熱体が適用対象から突き出た場合でも電磁波吸収発熱体が人体を刺すことを良好に抑制できる。 In the electromagnetic wave absorption heating element according to claim 6, the covering member is separated from the conductive member because the plurality of long members are welded to each other by temporarily melting the long member by heat. Can be suppressed. For this reason, it can suppress well that an electromagnetic wave absorption heating element protrudes from an application object, or even when an electromagnetic wave absorption heating element protrudes from an application object, it can suppress well that an electromagnetic wave absorption heating element stabs a human body.
請求項7に記載の電磁波吸収発熱体では、被覆部材が耐熱性を有しているため、導電部材が電磁波を吸収して発熱しても、被覆部材が損傷することを防止できる。 In the electromagnetic wave absorption heating element according to claim 7, since the covering member has heat resistance, even if the conductive member absorbs electromagnetic waves and generates heat, the covering member can be prevented from being damaged.
請求項8に記載の電磁波吸収発熱体では、導電部材が可撓性を有するため、導電部材が折れて短くなることを抑制でき、導電部材の電磁波吸収発熱性能が低下することを抑制することができる。 In the electromagnetic wave absorption heating element according to claim 8, since the conductive member has flexibility, the conductive member can be prevented from being bent and shortened, and the electromagnetic wave absorption and heating performance of the conductive member can be prevented from being lowered. it can.
図1(A)には、本発明の実施の形態に係る電磁波吸収発熱体10が斜視図にて示されている。
FIG. 1A shows a perspective view of an electromagnetic wave
本実施の形態に係る電磁波吸収発熱体10は、導電部材としての導電性繊維12を備えており、導電性繊維12は、ステンレスファイバ等の金属繊維やカーボンファイバ等とされて、断面円形の長尺繊維状とされると共に、導電性及び可撓性を有している。導電性繊維12の長さは例えば1cmから10cm程度にされると共に、導電性繊維12の径は10ミクロン程度にされている。また、導電性繊維12は、電磁波(マイクロ波)を吸収することで、発熱する。
The electromagnetic wave
導電性繊維12の外周は、被覆部材としての絶縁性被覆材14に被覆(コーティング)されており、絶縁性被覆材14は、長尺円筒状とされると共に、絶縁性を有している。また、絶縁性被覆材14は、導電性繊維12の発熱に対する耐熱性を有しており、絶縁性被覆材14は、導電性繊維12が高温(100℃から200℃程度)に発熱される場合には、テフロン(登録商標)等のフッ素樹脂、ポリイミド等にされる一方、導電性繊維12があまり高温に発熱されない場合には、ポリエチレン、ナイロン、アクリル等の樹脂にすることができる。
The outer periphery of the
なお、図1(B)に示す如く、導電性繊維12(導電性材料)が、断面円形の長尺繊維状とされた芯部材としてのコア材16の外周を、長尺円筒状に被覆(コーティングまたはメッキ)した構成としてもよい。この場合、コア材16は絶縁性を有している。
As shown in FIG. 1 (B), the conductive fiber 12 (conductive material) covers the outer periphery of the
さらに、図4(A)に示す如く、導電性繊維12の端面をも絶縁性被覆材14で被覆した構成としてもよい。この場合、絶縁性被覆材14によって、電磁波吸収発熱体10の端部が他の部位に比し太くされている。
Furthermore, as shown in FIG. 4A, the end face of the
また、図2(A)及び図4(B)に示す如く、絶縁性被覆材14を、長尺部材としての断面円形の長尺繊維状とされた複数の絶縁性繊維18で構成し、かつ、複数の絶縁性繊維18に導電性繊維12を混紡して導電性繊維12の外周を複数の絶縁性繊維18で被覆した(取り囲んだ)構成としてもよい。この場合、絶縁性繊維18が熱溶融性を有する際には、図2(B)に示す如く、複数の絶縁性繊維18を加熱して一時的に溶融させることで、複数の絶縁性繊維18を互いに溶着させてもよい。
Further, as shown in FIGS. 2A and 4B, the
さらに、図3及び図4(C)に示す如く、絶縁性被覆材14をチューブにし、かつ、絶縁性被覆材14内に導電性繊維12を挿入することで導電性繊維12の外周を絶縁性被覆材14で被覆した(取り囲んだ)構成としてもよい。この場合、導電性繊維12と絶縁性被覆材14との間には隙間が形成されている。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4C, the
本実施の形態では、例えば電磁波吸収発熱体10の直径(外周内側部分の直径)が導電性繊維12の直径(外周内側部分の直径)の1.5倍以上とされ、また、例えば電磁波吸収発熱体10の断面積(外周内側部分の面積)が導電性繊維12の断面積(外周内側部分の面積)の2倍以上とされて、例えば電磁波吸収発熱体10の直径(外周内側部分の直径)が50ミクロン以上とされている。 In the present embodiment, for example, the diameter of the electromagnetic wave absorption heating element 10 (diameter of the outer peripheral inner portion) is 1.5 times or more the diameter of the conductive fiber 12 (diameter of the outer peripheral inner portion). The cross-sectional area of the body 10 (the area of the outer peripheral inner part) is set to be twice or more the cross-sectional area of the conductive fiber 12 (the area of the outer peripheral inner part), for example, the diameter of the electromagnetic wave absorption heating element 10 (the diameter of the outer peripheral inner part). Is 50 microns or more.
図5には、電磁波吸収発熱体10が適用された適用対象としての適用品20が示されている。
FIG. 5 shows an applied
本実施の形態では、適用品20が枕22及び蒲団24(ベッド)にされており、電磁波吸収発熱体10は、適用品20内の綿等の長尺繊維状のクッション材26に混入されている。
In the present embodiment, the applied
なお、適用品20を、服、ぬいぐるみ、車両や劇場の座席、事務用椅子等にした構成としてもよい。
The applied
また、図6(A)または図6(B)に示す如く、電磁波吸収発熱体10を、上記適用品20の表地を構成する長尺繊維状の構成繊維28内に織り込んだ構成としてもよい。この場合、電磁波吸収発熱体10を織り込む対象はシート状であればよく、適用品20を、カーテン(布)等にした構成としてもよい。
Further, as shown in FIG. 6A or FIG. 6B, the electromagnetic wave
以上の適用品20では、通常の使用状態で電磁波吸収発熱体10が相対移動可能にされる構成か、表面に電磁波吸収発熱体10が配置(例えば露出)される構成か、の少なくとも一方にされている。また、特に適用品20の通常の使用状態で適用品20に対して電磁波吸収発熱体10が相対移動可能にされる場合には、適用品20が変形可能なものにされている。
In the
図7には、シート抵抗体(シート状の抵抗体)の面抵抗率(シート抵抗(Sheet Resistance))と、電磁波のシート抵抗体における反射、透過及び吸収のエネルギー(Energy)と、の関係を表すグラフが示されている。 FIG. 7 shows the relationship between the sheet resistivity (sheet resistance) of the sheet resistor (sheet resistance) and the energy of reflection, transmission and absorption of electromagnetic waves in the sheet resistor (Energy). A representing graph is shown.
シート抵抗体における反射、透過及び吸収のエネルギーは、電磁波の周波数には依存せず、シート抵抗体の面抵抗率に依存する。 The energy of reflection, transmission, and absorption in the sheet resistor does not depend on the frequency of the electromagnetic wave but depends on the sheet resistivity of the sheet resistor.
図7から、完全なシート抵抗体の場合には、電磁波のシート抵抗体における吸収エネルギーを最大(50%(6dB))にするためには、シート抵抗体の面抵抗率を60π[Ω/□]近傍に合わせる必要がある。一方、図6(A)または図6(B)に示す適用品20は、構成繊維28内に電磁波吸収発熱体10を織り込んだ構成であるため、完全なシート抵抗体ではない。このため、電磁波の適用品20における吸収エネルギーを最大にするためには、導電性繊維12のインピーダンスの影響で、適用品20の面抵抗率を60π[Ω/□]より僅かにずらす必要がある。なお、適用品20の面抵抗率は、電磁波吸収発熱体10の導電性繊維12における断面積、導電率、配置間隔を変えることで制御することができる。
From FIG. 7, in the case of a complete sheet resistor, in order to maximize the absorption energy of electromagnetic waves in the sheet resistor (50% (6 dB)), the sheet resistivity of the sheet resistor is set to 60π [Ω / □. It is necessary to match the vicinity. On the other hand, the applied
次に、本実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described.
本実施の形態に係る電磁波吸収発熱体10が適用された適用品20では、通常の使用状態で電磁波吸収発熱体10が相対移動可能にされる状態及び表面に電磁波吸収発熱体10が配置される状態の少なくとも一方にされており、適用品20に電磁波照射装置(図示省略)によって電磁波を照射することで、電磁波吸収発熱体10の導電性繊維12が電磁波を吸収して発熱する。このため、適用品20を効果的に殺菌することができる。
In the applied
また、図5に示す如く、適用品20の内部に電磁波吸収発熱体10が設けられた場合には、化学的手段を使用しなくても適用品20の内部をも殺菌でき、適用品20を安全に殺菌することができる。このため、適用品20が病院の枕22や蒲団24にされた場合には、特に電磁波照射装置が設置された電磁波照射ルームを病院内に設けることで、有効なサニタリーシステムを構築することができる。
In addition, as shown in FIG. 5, when the electromagnetic wave
さらに、図6(A)または図6(B)に示す如く、適用品20がシート状とされて適用品20に電磁波吸収発熱体10が織り込まれた場合には、適用品20を薄く、軽く、安価に製作することができる。
Further, as shown in FIG. 6 (A) or FIG. 6 (B), when the applied
ここで、電磁波吸収発熱体10では、絶縁性被覆材14が導電性繊維12を被覆するため、電磁波吸収発熱体10を太くすることができる。このため、電磁波吸収発熱体10の端部が適用品20の表面から突き出ることを抑制でき、または、電磁波吸収発熱体10の端部が適用品20の表面から突き出た場合でも電磁波吸収発熱体10の端部が人体を刺すことを抑制できる。
Here, in the electromagnetic wave
さらに、図1(B)に示す如く、導電性繊維12がコア材16を被覆する場合には、電磁波吸収発熱体10を一層太くすることが可能になる。このため、電磁波吸収発熱体10の端部が適用品20の表面から突き出ることを一層抑制可能になり、または、電磁波吸収発熱体10の端部が適用品20の表面から突き出た場合でも電磁波吸収発熱体10の端部が人体を刺すことを一層抑制可能になる。
Furthermore, as shown in FIG. 1B, when the
また、図4(A)に示す如く、電磁波吸収発熱体10の端部が他の部分に比し太くされる場合には、電磁波吸収発熱体10の端部が適用品20の表面から突き出ることを効果的に抑制でき、または、電磁波吸収発熱体10の端部が適用品20の表面から突き出た場合でも電磁波吸収発熱体10の端部が人体を刺すことを効果的に抑制できる。
Further, as shown in FIG. 4A, when the end of the electromagnetic wave
さらに、図3及び図4(C)に示す如く、導電性繊維12と絶縁性被覆材14との間に隙間が形成される場合には、電磁波吸収発熱体10を一層太くすることが可能になる。このため、電磁波吸収発熱体10の端部が適用品20の表面から突き出ることを一層抑制可能になり、または、電磁波吸収発熱体10の端部が適用品20の表面から突き出た場合でも電磁波吸収発熱体10の端部が人体を刺すことを一層抑制可能になる。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4C, when a gap is formed between the
また、図2(A)及び図4(B)または図2(B)に示す如く、絶縁性被覆材14が複数の絶縁性繊維18を有する場合には、電磁波吸収発熱体10を適切に太くすることができる。このため、電磁波吸収発熱体10の端部が適用品20の表面から突き出ることを適切に抑制でき、または、電磁波吸収発熱体10の端部が適用品20の表面から突き出た場合でも電磁波吸収発熱体10の端部が人体を刺すことを適切に抑制できる。
Further, as shown in FIG. 2A, FIG. 4B, or FIG. 2B, when the insulating
さらに、図2(B)に示す如く、複数の絶縁性繊維18を熱により一時的に溶融させることで複数の絶縁性繊維18を互いに溶着させて絶縁性被覆材14を構成した場合には、絶縁性被覆材14が導電性繊維12から分離することを抑制できる。このため、電磁波吸収発熱体10の端部が適用品20の表面から突き出ることを良好に抑制でき、または、電磁波吸収発熱体10の端部が適用品20の表面から突き出た場合でも電磁波吸収発熱体10の端部が人体を刺すことを良好に抑制できる。
Furthermore, as shown in FIG. 2 (B), when the insulating
また、絶縁性被覆材14が耐熱性を有しているため、導電性繊維12が電磁波を吸収して発熱しても、絶縁性被覆材14が損傷することを防止できる。
Moreover, since the insulating
さらに、導電性繊維12が可撓性を有するため、導電性繊維12が折れて短くなることを抑制でき、導電性繊維12の電磁波吸収発熱性能が低下することを抑制することができる。
Furthermore, since the
10 電磁波吸収発熱体
12 導電性繊維(導電部材)
14 絶縁性被覆材(被覆部材)
16 コア材(芯部材)
18 絶縁性繊維(長尺部材)
20 適用品(適用対象)
22 枕(適用対象)
24 蒲団(適用対象)
10 Electromagnetic wave
14 Insulating coating material (coating material)
16 Core material (core member)
18 Insulating fiber (long member)
20 Applicable products (Applicable objects)
22 Pillow (Applicable)
24 Band (Applicable)
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