JP2006150059A

JP2006150059A - 改良型サウナ室および生体加温装置

Info

Publication number: JP2006150059A
Application number: JP2005256152A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Miyamoto; 和久宮本
Original assignee: HOKKAIDO OLYMPIA KK
Current assignee: HOKKAIDO OLYMPIA KK
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】人体を効率的に加温することができる改良型サウナ室を提供することである。
【解決手段】微細な密閉気泡であるバルーンを混入した赤外線放射塗料が外面に塗布された圧縮成形品を、内装材として使用することによって形成される改良型サウナ室が提供される。赤外線放射塗料は、波長が６μｍ〜７μｍの赤外線放射強度を高めたものであることが好ましい。また、圧縮成形品は、セラミック製品、窯業製品、又は珪藻土を用いた製品である。
【選択図】図１

Description

本発明は、バルーンを混入した赤外線放射塗料を利用した改良型サウナ室および生体加温装置に関する。

室内温度を１００°Ｃ前後にして身体を温め、これによる体温の上昇とそれに伴う発汗作用で入浴感を得るサウナが、人気を博している。また、身体の種々の部位を温めるための身体加温装置（例えば、足温器、彩暖器）や、これらの身体加温装置を動物に適用できるように構成した加温装置（本明細書では、これらを総称して、「生体加温装置」という）も、温水による加温、電熱毛布、赤外線ランプ等の種々の型式のものが知られている。

従来のサウナ室では、以下のような課題がある。まず第１に、９０°Ｃ以上の温度で使用するサウナ室内に人間が入った場合、身体の表層の温度が先に上昇し、舌下温度（深層温度）は容易には上昇しない。そして、舌下温度が上昇するには１０分以上の時間を要し、汗が出たらサウナ室外に出てしまう人が多いので、従来のサウナ室では、体温はあまり上昇しない。第２に、常温の浴室から高温のサウナ室に入ると、自律神経の緊張から血圧が上昇するので、従来のサウナ室では、利用者に種々の制限が加えられる。第３に、従来のサウナ室では、室温が高くなるので、息苦しくなり、灼熱感を生ずるため、サウナ浴をする人は、あまり多くはない。第４に、内壁にセラミックや石材等の赤外線を放射する物体を取り付けると、熱線が強く放射されるため、従来のサウナ室では、ひりひりした灼熱感を与えがちになり、サウナ室の壁材としては不適当であり、皮膚が接触すると、火傷のおそれもある。

一方、従来の温水加温、電熱毛布、赤外線ランプ等による生体加温装置では、低い温度環境に身体を置き、時間をかけて徐々に体温を上昇させるように構成されているため、全身の温度を上昇させるのに時間を要するという課題がある。

本発明は、このような状況に鑑みて開発されたものであって、人体を始めとした生体を効率的に加温することができる改良型サウナ室および生体加温装置を提供することを目的としている。

本願請求項１に記載の改良型サウナ室は、微細な密閉気泡であるバルーンを混入した赤外線放射塗料が外面に塗布された圧縮成形品を、内装材として使用することによって形成されることを特徴とするものである。

本願請求項２に記載の改良型サウナ室は、前記請求項１のサウナ室において、前記赤外線放射塗料が、波長が６μｍ〜７μｍの赤外線放射強度を高めたものであることを特徴とするものである。

本願請求項３に記載の改良型サウナ室は、前記請求項１又は２のサウナ室において、前記圧縮成形品が、セラミック製品、窯業製品、又は珪藻土を用いた製品であることを特徴とするものである。

本願請求項４に記載の生体加温装置は、微細な密閉気泡であるバルーンを混入した赤外線放射塗料が外面に塗布された圧縮成形品と、前記圧縮成形品を加熱する加熱手段とを備えていることを特徴とするものである。

本願請求項５に記載の生体加温装置は、前記請求項４の装置において、前記赤外線放射塗料が、波長が６μｍ〜７μｍの赤外線放射強度を高めたものであることを特徴とするものである。

本願請求項６に記載の生体加温装置は、前記請求項４又は５の装置において、前記圧縮成形品が、セラミック製品、窯業製品、又は珪藻土を用いた製品であることを特徴とするものである。

本発明の改良型サウナ室によれば、（１）容易に舌下温度を上昇させることができる、（２）入浴時に身体のひりひりした灼熱感がない、（３）入浴時に自律神経の緊張がなく、高血圧の人でもサウナ浴をすることができる、（４）身体が短時間接触しても、火傷をするおそれがない、（５）運転に要する消費エネルギーを低減することができる、という効果を得ることができる。また、本発明の生体加温装置によれば、約３０°Ｃ〜約５０°Ｃの低い温度で身体に負担をかけずに体温を上昇させることが可能である。

次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る改良型サウナ室について詳細に説明する。本発明の好ましい実施の形態に係る改良型サウナ室においては、内装材として、微細な密閉気泡であるバルーンを混入した赤外線放射塗料が外面に塗布された圧縮成形品１０が使用されている。

微細な密閉気泡であるバルーンを混入した赤外線放射塗料１２について、より詳細に説明する。この赤外線放射塗料１２は、通常の赤外線放射塗料１２ａに適当な量のバルーン１２ｂを混入することによって形成される。ここで、「バルーン」とは、微細な密閉気泡を意味しており、換言すると、「バルーン」であるためには、内部に空間をもった閉鎖外郭を有することが必要となる。バルーン１６ｂの大きさは、約１μｍ〜約１００μｍであり、圧縮成形品の大きさに応じて、適当な大きさのバルーンが選定される。なお、後述するように、赤外線放射塗料１２ａは、波長が約６μｍ〜約７μｍの赤外線放射強度を高めたものを使用するのが好ましい。

バルーンを形成する材質としては、化学的に不活性で耐熱性を有する材料（例えば、セラミック、火山灰など）が好ましい。

圧縮成形品としては、セラミック製品、窯業製品、又は珪藻土を用いた製品があげられる。

本発明の改良型サウナ室では、セラミック製品やレンガ等の圧縮成形品の表面に、好ましくは波長が約６μｍ〜約７μｍの赤外線放射強度を高めた赤外線放射塗料に、バルーンを混入した塗料を、塗布して内装材として使用する。このような内装材を用いてサウナ室を形成すると、サウナ室内の温度エネルギーは、赤外線放射塗料の塗膜を通して圧縮成形品に蓄熱される。一方、身体の水分は、波長が６．７μｍの赤外線を受けると共振を起こし、発熱することが知られている。したがって、熱エネルギーが蓄熱された圧縮成形品の前に人間が位置すると、圧縮成形品に蓄熱された熱エネルギーは、赤外線放射塗料の塗膜を通してサウナ室内に放射され、上述のように、身体水分共鳴波長のため、容易に舌下温度は上昇する。また、バルーンが混入された赤外線放射塗料は、断熱効果を有するので、圧縮成形品のもつ熱は直接塗膜面に表れず、身体のひりひりした灼熱感がなく、快適なサウナ浴を楽しむことができる。また、身体水分共鳴現象を利用することにより、サウナ室を６０°Ｃ〜８０°Ｃの比較的低い温度で運転することができるため、高温で生ずる自律神経の緊張もなく、高血圧の人でもサウナ浴をすることが可能になる。また、バルーンが混入された赤外線放射塗料の断熱効果により、圧縮成形品に身体が短時間接触しても、火傷をするおそれはない。さらに、サウナ室の温度を１０°Ｃ〜２０°Ｃ程度低くして運転することができるので、消費エネルギーを低減することができる。

なお、多孔質の窯業製品の一方の面に、バルーンが混入された赤外線放射塗料を塗布し、もう一方の面には何も塗布せずに使用すると、窯業製品の呼吸作用により、消臭効果を期待することもできる。

次に、赤外線放射塗料内にバルーンを混入することによって、表面積がどの程度増加するのか試算してみる。
例えば、縦１ｍｍ×横１ｍｍの板に、塗膜厚５０μｍの赤外線放射塗料を塗布した場合における赤外線放射塗料の容積は、
１０００μｍ×１０００μｍ×５０μｍ＝５×１０⁷ μｍ³ （１）
となる。仮に（１）の４０％をバルーンで置換すると、バルーン全体の容積は、
５×１０⁷ μｍ³ ×０．４＝２×１０⁷ μｍ³ （２）
となる。バルーンを１辺２０μｍの立方体とすると、バルーン１個の体積は、
２０³ ＝８，０００μｍ³ （３）
となる。（２）を（３）で除すると、
バルーンの数：２，５００（４）
が得られる。半径が１０μｍのバルーン１個の表面積は、
４πｒ² ＝４×π×１０² ≒１，２５６μｍ² （５）
となる。したがって、バルーンを混入したことによって得られる表面積の増加量は、
（（４）×（５））／（１０００μｍ×１０００μｍ）≒３．１４
となる。すなわち、赤外線放射塗料の４０％がバルーンであるとすると、バルーンが混入されていない場合と比較して、表面積は約３．１４倍増加することとなる。

バルーンが混入された赤外線放射塗料を圧縮成形品の外面に塗布すると、特有の効果が得られるが、その効果を検証するために行った実験について説明する。実験では、石膏ボード（試料Ａ）、通常の赤外線放射塗料を外面に塗布した石膏ボード（試料Ｂ）、バルーンが混入された赤外線放射塗料を外面に塗布した石膏ボード（試料Ｃ）を準備し、これらの試料を１００°Ｃに加熱し、種々のデータを測定した。その結果が、図２に示されている。なお、各試料を１００°Ｃまで加熱したのは、１００°Ｃ以下の状態では、大気自体の有するエネルギーの影響を受けるおそれがあるが、１００°Ｃの状態では、その影響を無視することができると考えられるからである。

図２に示されているデータで注目すべきものは、熱伝導率である。すなわち、試料Ａでは、０．１５０ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃであった熱伝導率が、試料Ｂでは、０．１５３ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃとなっている。これは、石膏ボードに赤外線放射塗料を塗布したことにより、放熱が促されたためであると考えられる。ところが、試料Ｃでは、０．１３８ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃとなり、３種類の試料中で熱伝導率が最小となっている。これは、バルーンが混入された赤外線放射塗料を塗布することによって、試料の外面に、バルーンにより一種の空気断熱層が形成されるからであると推測される。以上から、バルーンが混入された赤外線放射塗料を圧縮成形品の外面に塗布することにより、熱伝導率を低下させる（即ち、温度が低下する時間を遅延させる）効果が得られることが分かった。

図３は、上述の実験において各試料の基材を石膏ボードではなくレンガにした場合の分光放射率の測定結果を示したグラフであり、縦軸が分光放射率、横軸が波長（μｍ）を表している。このうち、図３（ａ）は試料Ａ、図３（ｂ）は試料Ｂ、図３（ｃ）は試料Ｃの分光放射率の測定結果をそれぞれ示したものである。分光放射率は、赤外線のエネルギーの放射の度合いを示した数値であり、分光放射率が１．０に近いほど赤外線エネルギーの放射が強いことを示している。図３の各グラフを見ると、試料Ａについては分光放射率が０．９以下、試料Ｂについては分光放射率が約０．９であるのに対して、試料Ｃでは、波長５μｍ〜９μｍにおいて分光放射率が約０．９５になっているのが分かる。換言すると、バルーンが混入された赤外線放射塗料を塗布した試料Ｃについては、波長５μｍ〜９μｍにおいて赤外線のエネルギーが増幅していることが分かる。

試料Ｃにおけるこのような現象は、以下のように説明できる。すなわち、バルーンが混入された赤外線放射塗料においては、バルーンの外部空間に赤外線が放射されるとともに、バルーンの内部空間にも赤外線が放射される。そして、バルーンの内部空間に放射された赤外線は、外部に出ようとして、隣接するバルーンに赤外線のエネルギーを与える。すると、当該隣接バルーンは、自己のエネルギーと隣接バルーンから与えられたエネルギーの両方を有することになる。このようにして、バルーン間において赤外線エネルギーの一種の“玉突き現象”が生じて、エネルギーの増幅が生ずるものと考えられる。

次に、本発明の好ましい実施の形態に係る生体加温装置について説明する。本発明の好ましい実施の形態に係る生体加温装置は、微細な密閉気泡であるバルーンを混入した赤外線放射塗料が外面に塗布された圧縮成形品と、前記圧縮成形品を加熱する加熱手段とを備えている。

バルーンを混入した赤外線放射塗料が外面に塗布された圧縮成形品は、上述の改良型サウナ室において用いられているものと実質的に同一のものである。赤外線放射塗料は、波長が約６μｍ〜約７μｍの赤外線放射強度を高めたものを使用するのが好ましい。また、加熱手段は、電熱ヒータ等の通常の型式のものを使用してよい。

本発明の好ましい実施の形態に係る生体加温装置では、圧縮成形品を加熱手段で加熱すると、身体水分共鳴現象を生じさせる赤外線を放射しつつ、赤外線放射塗料がもつ熱遮蔽効果により放熱しにくい構造であるため、約３０°Ｃ〜約５０°Ｃの低い温度で身体に負担をかけずに体温を上昇させることができる。

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載され発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

図１（ａ）は本発明の好ましい実施の形態に係るサウナ室の内装材として用いられる圧縮成形品の模式図、図１（ｂ）は図１（ａ）において線１ｂ−１ｂに沿って見た断面図である。バルーンが混入された赤外線放射塗料を塗布することによって得られる効果を検証するために行われた実験の結果を示した表である。図３に示した実験における各試料の分光放射率の測定結果を示したグラフである。

符号の説明

１０圧縮成形品
１２バルーンが混入された赤外線放射塗料
１２ａ通常の赤外線放射塗料
１２ｂバルーン

Claims

微細な密閉気泡であるバルーンを混入した赤外線放射塗料が外面に塗布された圧縮成形品を、内装材として使用することによって形成される改良型サウナ室。
前記赤外線放射塗料が、波長が６μｍ〜７μｍの赤外線放射強度を高めたものであることを特徴とする請求項１に記載の改良型サウナ室。
前記圧縮成形品が、セラミック製品、窯業製品、又は珪藻土を用いた製品であることを特徴とする請求項１又は２に記載の改良型サウナ室。
微細な密閉気泡であるバルーンを混入した赤外線放射塗料が外面に塗布された圧縮成形品と、前記圧縮成形品を加熱する加熱手段とを備えていることを特徴とする生体加温装置。
前記赤外線放射塗料が、波長が６μｍ〜７μｍの赤外線放射強度を高めたものであることを特徴とする請求項４に記載の生体加温装置。
前記圧縮成形品が、セラミック製品、窯業製品、又は珪藻土を用いた製品であることを特徴とする請求項４又は５に記載の生体加温装置。