JP2011056262A - 赤外線治療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】赤外線放射効率が高い赤外線治療装置に関する。
【解決手段】支持素子と、支持素子２０２に設置された赤外線放射素子２０４と、を含む。赤外線放射素子がカーボンナノチューブ構造体を含み、カーボンナノチューブ構造体が複数のカーボンナノチューブからなる。
【選択図】図４

Description

本発明は、赤外線治療装置に関するものである。

図１を参照すると、従来技術における赤外線治療装置が提供される。該赤外線治療装置は、支持体１、ハウジング２、反射板３及び複数の赤外線放射管４を含む。前記支持体１は、ソフトチューブ１１及びホルダ（図示せず）からなる。前記ホルダは、蓋体１２及び本体１３からなる。前記蓋体１２の中に配線回路基板１４が設置される。前記本体１３の中にカウンターウェイト（ｃｏｕｎｔｅｒｗｅｉｇｈｔ ｉｒｏｎ）１５が設置される。前記配線回路基板１４によって前記赤外線治療装置の効率を制御し、調節できる。前記ハウジング２は、ソフトチューブ１１によって前記ホルダと連接される。前記反射板３及び複数の赤外線放射管４は、前記ハウジング２の中に設置される。前記赤外線放射管４の二つの電極（図示せず）は、前記配線回路基板１４と電気的に接続される。前記ハウジング２は、反射蓋体２１を含む。該反射蓋体２１は、ユーザーが前記赤外線放射管４と接触することを防止できる。

図２を参照すると、前記赤外線放射管４は、管体４３と、基材４１と、該基材４１に巻き付かれた電熱ワイヤ（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｔｈｅｒｍａｌ ｗｉｒｅ）４２と、を含む。前記基材４１及び前記電熱ワイヤ４２が前記管体４３の内部に設置される。前記管体４３は、下記の方法で製造される。まず、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化アルミニウム、窒化珪素、黄色の粘土を混合して混合物を形成し、該混合物を研磨して混合粉末を形成する。次に、該混合粉末に水を入れて、該混合粉末を押し出して管状の前駆体を形成し、該管状の前駆体を低い温度の下で乾燥する。最後に、前記管状の前駆体を高温で焼結して管体４３を形成する。

Ｋａｉｌｉ Ｊｉａｎｇ、Ｑｕｎｑｉｎｇ Ｌｉ、Ｓｈｏｕｓｈａｎ Ｆａｎ、"Ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ ｙａｒｎｓ"、Ｎａｔｕｒｅ、２００２年、第４１９巻、ｐ．８０１

しかし、前記管体を形成する赤外線放射材料は、セラミックス、珪素酸化物又は金属酸化物などである。該赤外線放射材料は赤外線放射効率が低いので、前記赤外線治療装置の赤外線放射効率も低いという欠点がある。

従って、本発明は、赤外線放射効率が高い赤外線治療装置を提供することを課題とする。

赤外線治療装置は、支持素子と、該支持素子に設置された赤外線放射素子と、を含む。前記赤外線放射素子がカーボンナノチューブ構造体を含み、該カーボンナノチューブ構造体が複数のカーボンナノチューブからなる。

前記カーボンナノチューブ構造体がカーボンナノチューブフィルム又はカーボンナノチューブワイヤを含む。

単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおける複数のカーボンナノチューブが、同じ方向に沿って配列され、端と端が接続されている。

本発明の赤外線治療装置は、次の優れた点がある。第一に、前記赤外線治療装置の赤外線放射素子がカーボンナノチューブ構造体を含み、該カーボンナノチューブ構造体が優れた赤外線放射効率を有するので、該赤外線治療装置の赤外線放射効率が高い。第二に、本発明の赤外線治療装置は、従来の赤外線治療装置における専門の加熱装置を含まないので、その構造が簡単である。第三に、本発明の赤外線治療装置におけるカーボンナノチューブ構造体が薄く、軽薄型の赤外線治療装置を製造することができる。第四に、一つの前記カーボンナノチューブ構造体の単位面積当たりの熱容量は、０（０は含まず）〜２×１０^−４Ｊ／ｃｍ^２・Ｋであるので、該カーボンナノチューブ構造体を利用した赤外線放射素子に音声信号を入力すると、前記赤外線治療装置は音を発することができる。従って、前記赤外線治療装置は、看護及び保健を行うと同時に、音楽を放送することができる。第五に、前記カーボンナノチューブ構造体を利用して赤外線放射素子を製造することは、工程が簡単でコストが低減する。

従来技術に係る赤外線治療装置の構造を示す図である。 従来技術に係る赤外線治療装置における赤外線放射管の構造を示す図である。 本発明の実施例１に係る赤外線治療装置の構造を示す図である。 本発明の実施例１に係る赤外線治療装置の構造を示す分解図である。 本発明の実施例１に係る赤外線治療装置における、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムのＳＥＭ写真である。 ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブセグメントの構造を示す図である。 図６中のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを引き出す見取り図である。 本発明の実施例１に係る赤外線治療装置における、プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが等方的に配列されたカーボンナノチューブフィルムのＳＥＭ写真である。 本発明の実施例１に係る赤外線治療装置における、プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列されたカーボンナノチューブフィルムのＳＥＭ写真である。 本発明の実施例１に係る赤外線治療装置における、綿毛構造のカーボンナノチューブフィルムのＳＥＭ写真である。 本発明の実施例１に係る赤外線治療装置における、綿毛構造のカーボンナノチューブフィルムの写真である。 ろ過された綿毛構造のカーボンナノチューブ構造体の写真である。 本発明の実施例１に係る赤外線治療装置における、超長構造カーボンナノチューブフィルムのＳＥＭ写真である。 本発明の実施例１に係る非ねじれ状のカーボンナノチューブワイヤのＳＥＭ写真である。 本発明の実施例１に係るねじれ状のカーボンナノチューブワイヤのＳＥＭ写真である。 本発明の実施例２に係る赤外線治療装置の構造を示す分解図である。 本発明の実施例３に係る赤外線治療装置の構造を示す分解図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
図３及び図４を参照すると、本実施例は、赤外線治療装置２０を提供する。該赤外線治療装置２０は、支持ユニット２１０及び赤外線放射ユニット２２０を含む。前記赤外線放射ユニット２２０は、前記支持ユニット２１０に設置され、該支持ユニット２１０で支持される。該支持ユニット２１０は、ホルダ２１０２と、該ホルダ２１０２に設置された支柱２１０４と、該支柱２１０４に設置されたフレーム２１０６と、を含む。前記支柱２１０４の一端は、前記ホルダ２１０２に固定され、他端は、前記フレーム２１０６に連接される。前記赤外線放射ユニット２２０は、支持素子２０２と、赤外線放射素子２０４と、反射素子２０６と、カバー２０８とを含む。前記赤外線放射素子２０４は、前記支持素子２０２に設置される。前記反射素子２０６及び前記カバー２０８は、それぞれ前記赤外線放射素子２０４の対向する両側に設置される。

本実施例において、前記ホルダ２１０２は、金属の円盤であり、前記支柱２１０４は、金属柱であり、前記フレーム２１０６は、アーチ形状の金属柱である。前記支柱２１０４が、前記ホルダ２１０２に半田付けされる。前記フレーム２１０６が第一回転部２１０８によって前記支柱２１０４に設置される。

前記支持素子２０２は、絶縁材料からなる円形状の支持フレームである。前記絶縁材料は、ガラス、セラミックス、樹脂、プラスチック又は石英などである。本実施例において、前記支持素子２０２は、耐高温の樹脂からなる円形状の支持フレームである。該円形状の支持フレームには、複数の放熱孔２０２２が設置されている。前記赤外線治療装置２０が作動させる場合、前記放熱孔２０２２により、前記赤外線放射素子２０４からの熱を放出することができる。

前記赤外線放射素子２０４は、リード線（図示せず）、スイッチ（図示せず）及び配線回路（図示せず）などによって、外部の電源と電気的に接続される。前記赤外線放射素子２０４を耐高温の接着剤で前記支持素子２０２に接着させることができる。前記赤外線放射素子２０４の両側にそれぞれ前記反射素子２０６及び前記カバー２０８が設置される。前記支持素子２０２が、第二回転部２１１０によって前記フレーム２１０６に設置される。本実施例において、前記赤外線放射素子２０４は、それぞれ第一電極２１４及び第二電極２１６に電気的に接続される。該第一電極２１４及び第二電極２１６は、前記電源リード線２１２に電気的に接続される。

前記フレーム２１０６は第一回転部２１０８によって前記支柱２１０４に設置されるので、該フレーム２１０６は、該第一回転部２１０８をめぐって前後方向（図３に示すようなＡ-Ａ’の方向）に沿って回転することができる。従って、前記赤外線放射ユニット２２０は、前記フレーム２１０６を介して前記第一回転部２１０８をめぐって前後方向に沿って回転することができる。即ち、前記赤外線放射ユニット２２０は、前記ホルダ２１０２に隣接する方向に向けて回転する。

前記支持素子２０２が、第二回転部２１１０によって前記フレーム２１０６に設置されるので、該支持素子２０２は、該第二回転部２１１０をめぐって左右方向（図３に示すようなＢ-Ｂ’の方向）に沿って回転することができる。従って、前記支持素子２０２に設置された前記赤外線放射ユニット２２０、前記反射素子２０６及び前記カバー２０８は、前記支持素子２０２を介して前記第二回転部２１１０をめぐって左右方向に沿って回転することができる。即ち、前記反射素子２０６及び前記カバー２０８は、図３に示すように、Ｚ軸を中心軸として回転する。

前記赤外線放射素子２０４は、カーボンナノチューブ構造体を含み、該カーボンナノチューブ構造体が、自立構造を有する。ここで、自立構造とは、支持体材を利用せず、前記カーボンナノチューブ構造体を独立して利用することができるという形態のことである。すなわち、前記カーボンナノチューブ構造体を対向する両側から支持して、前記カーボンナノチューブ構造体の構造を変化させずに、前記カーボンナノチューブ構造体を懸架させることができることを意味する。

前記カーボンナノチューブ構造体は、複数のカーボンナノチューブからなり、該複数のカーボンナノチューブが分子間力で接続され、均一に分布される。前記カーボンナノチューブ構造体に、前記複数のカーボンナノチューブが配向し又は配向せずに配置されている。前記複数のカーボンナノチューブの配列方式により、前記カーボンナノチューブ構造体は非配向型のカーボンナノチューブ構造体及び配向型のカーボンナノチューブ構造体の二種に分類される。

前記非配向型のカーボンナノチューブ構造体では、カーボンナノチューブが異なる方向に沿って配置され、又は絡み合っている。前記配向型のカーボンナノチューブ構造体では、前記複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列している。又は、配向型のカーボンナノチューブ構造体において、配向型のカーボンナノチューブ構造体が二つ以上の領域に分割される場合、各々の領域における複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列されている。この場合、異なる領域におけるカーボンナノチューブの配列方向は異なる。前記カーボンナノチューブ構造体の厚さが０．５ナノメートル〜１．０ミリメートルである。

前記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ又は多層カーボンナノチューブである。前記カーボンナノチューブが単層カーボンナノチューブである場合、直径は０．５ｎｍ〜５０ｎｍに設定され、前記カーボンナノチューブが二層カーボンナノチューブである場合、直径は１ｎｍ〜５０ｎｍに設定され、前記カーボンナノチューブが多層カーボンナノチューブである場合、直径は１．５ｎｍ〜５０ｎｍに設定される。前記カーボンナノチューブ構造体は、配向型のカーボンナノチューブ構造体であることが好ましい。

前記カーボンナノチューブ構造体の熱応答速度は、該カーボンナノチューブ構造体の厚さと関係がある。前記カーボンナノチューブ構造体は、同じ表面積を有する場合、その厚さが厚ければ、熱応答速度が遅くなり、その厚さが薄ければ、熱応答速度が速くなる。前記カーボンナノチューブ構造体の純度が高く、該カーボンナノチューブ構造体は大きな比表面積（例えば、１００ｍ^２／ｇ以上）を有するので、該カーボンナノチューブ構造体の単位面積当たりの熱容量は、０（０は含まず）〜２×１０^−４Ｊ／ｃｍ^２・Ｋであるが、好ましくは、０（０は含まず）〜１．７×１０^−６Ｊ／ｃｍ^２・Ｋである。前記カーボンナノチューブが優れた強靭性を有するので、前記カーボンナノチューブ構造体は、優れた強靭性を有し、任意の形状に湾曲することができる。

具体的には、前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一枚の、カーボンナノチューブフィルム、カーボンナノチューブワイヤ、又はカーボンナノチューブフィルム及びカーボンナノチューブワイヤの組み合わせを含む。前記カーボンナノチューブ構造体が複数のカーボンナノチューブフィルムを含む場合、前記複数のカーボンナノチューブフィルムが積層して設置される。前記カーボンナノチューブ構造体が複数のカーボンナノチューブワイヤを含む場合、該複数のカーボンナノチューブワイヤが平行して設置され、交差して設置され、又は編まれて、二次元のカーボンナノチューブ構造体を形成することができる。また、前記カーボンナノチューブ構造体は、前記カーボンナノチューブワイヤを巻き付くことにより、二次元のカーボンナノチューブ構造体を形成することができる。

本発明のカーボンナノチューブフィルムとしては、以下の（一）乃至（四）のものが挙げられる。
（一）ドローン構造カーボンナノチューブフィルム
前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一枚のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを含む。図５を参照すると、単一の前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルム１４３ａは、超配列カーボンナノチューブアレイ（Ｓｕｐｅｒａｌｉｇｎｅｄ ａｒｒａｙ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ，非特許文献１を参照）から引き出して得られ、自立構造を有したものである。単一の前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａにおいて、前記複数のカーボンナノチューブの大部分は、前記カーボンナノチューブフィルムの表面に平行に、カーボンナノチューブフィルムを引き出す方向に沿って、且つ、同じ方向に沿って配列されている。前記複数のカーボンナノチューブは、分子間力で端と端が接続されている。

微視的には、前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａにおいて、前記同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブ以外に、該同じ方向に沿っておらずランダムな方向を向いたカーボンナノチューブも存在している。ここで、該ランダムな方向を向いたカーボンナノチューブは、前記同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブと比べて、割合は小さい。

図６を参照すると、単一の前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａは、複数のカーボンナノチューブセグメント１４３ｂを含む。前記複数のカーボンナノチューブセグメント１４３ｂは、長さ方向に沿って分子間力で端と端が接続されている。それぞれのカーボンナノチューブセグメント１４３ｂは、相互に平行に、分子間力で結合された複数のカーボンナノチューブ１４５を含む。単一の前記カーボンナノチューブセグメント１４３ｂにおいて、前記複数のカーボンナノチューブ１４５の長さは実質的に同じである。前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａを有機溶剤に浸漬させることにより、前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａの強靭性及び機械強度を高めることができる。前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａの厚さが１０マイクロメートル以下である場合、該カーボンナノチューブフィルム１４３ａの透光率が９６％以上程度に達するため、透明熱源に用いられることも可能である。一枚の前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａの単位面積当たりの熱容量は、１．７×１０^−６Ｊ／ｃｍ^２・Ｋ以下である。

前記カーボンナノチューブ構造体が積層された複数の前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａを含む場合、隣接する前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａは、分子間力で結合されている。隣接する前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａにおけるカーボンナノチューブ１４５は、それぞれ０°〜９０°の角度で交差している。隣接する前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａにおけるカーボンナノチューブ１４５が０°以上の角度で交差する場合、前記カーボンナノチューブ構造体に複数の微孔が形成され、該微孔の直径が１０マイクロメートル以下である。又は、前記複数のカーボンナノチューブフィルム１４３ａは、同一平面上に隙間なく並列されることもできる。

前記カーボンナノチューブフィルムの製造方法は次のステップを含む。

第一ステップでは、カーボンナノチューブアレイを提供する。該カーボンナノチューブアレイは、超配列カーボンナノチューブアレイ（Ｓｕｐｅｒａｌｉｇｎｅｄ ａｒｒａｙ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ，非特許文献１を参照）であり、該超配列カーボンナノチューブアレイの製造方法は、化学気相堆積法を採用する。該製造方法は、次のステップを含む。ステップ（ａ）では、平らな基材を提供し、該基材はＰ型のシリコン基材、Ｎ型のシリコン基材及び酸化層が形成されたシリコン基材のいずれか一種である。本実施例において、４インチのシリコン基材を選択することが好ましい。ステップ（ｂ）では、前記基材の表面に、均一的に触媒層を形成する。該触媒層の材料は鉄、コバルト、ニッケル及びその２種以上の合金のいずれか一種である。ステップ（ｃ）では、前記触媒層が形成された基材を７００℃〜９００℃の空気で３０分〜９０分間アニーリングする。ステップ（ｄ）では、アニーリングされた基材を反応炉に置き、保護ガスで５００℃〜７４０℃の温度で加熱した後で、カーボンを含むガスを導入して、５分〜３０分間反応を行って、超配列カーボンナノチューブアレイ（Ｓｕｐｅｒａｌｉｇｎｅｄ ａｒｒａｙ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ，非特許文献１）を成長させることができる。該カーボンナノチューブアレイの高さは１００マイクロメートル以上である。該カーボンナノチューブアレイは、互いに平行し、基材に垂直に生長する複数のカーボンナノチューブからなる。該カーボンナノチューブは、長さが長いため、部分的にカーボンナノチューブが互いに絡み合っている。生長の条件を制御することによって、前記カーボンナノチューブアレイは、例えば、アモルファスカーボン及び残存する触媒である金属粒子などの不純物を含まなくなる。

本実施例において、前記カーボンを含むガスとしては、例えば、アセチレン、エチレン、メタンなどの活性な炭化水素が選択され、エチレンを選択することが好ましい。保護ガスは窒素ガスまたは不活性ガスであり、アルゴンガスが好ましい。

本実施例により提供されたカーボンナノチューブアレイは、前記の製造方法により製造されることに制限されず、アーク放電法またはレーザー蒸発法で製造してもよい。

第二ステップでは、前記カーボンナノチューブアレイから、少なくとも、一枚のカーボンナノチューブフィルムを引き伸ばす。まず、ピンセットなどの工具を利用して複数のカーボンナノチューブの端部を持つ。例えば、一定の幅を有するテープを利用して複数のカーボンナノチューブの端部を持つ。次に、所定の速度で前記複数のカーボンナノチューブを引き出し、複数のカーボンナノチューブ束からなる連続のカーボンナノチューブフィルムを形成する。

前記複数のカーボンナノチューブを引き出す工程において、前記複数のカーボンナノチューブがそれぞれ前記基材から脱離すると、分子間力で前記カーボンナノチューブ束が端と端で接合され、連続的なカーボンナノチューブフィルムが形成される（図７を参照）。

（二）プレシッド構造カーボンナノチューブフィルム
前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一枚のプレシッド構造カーボンナノチューブフィルム（ｐｒｅｓｓｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ ｆｉｌｍ）を含む。図８又は図９を参照すると、前記カーボンナノチューブフィルムにおける複数のカーボンナノチューブは、等方的に配列されているか、所定の方向に沿って配列されているか、または、異なる複数の方向に沿って配列されている。前記カーボンナノチューブフィルムは、押し器具を利用することにより、所定の圧力をかけて前記カーボンナノチューブアレイを押し、該カーボンナノチューブアレイを圧力で倒すことにより形成された、シート状の自立構造を有するものである。前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの配列方向は、前記押し器具の形状及び前記カーボンナノチューブアレイを押す方向により決められている。

図８を参照すると、単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが配向せずに配置される。該カーボンナノチューブフィルムは、等方的に配列されている複数のカーボンナノチューブを含む。隣接するカーボンナノチューブが分子間力で相互に引き合い、接続する。該カーボンナノチューブ構造体が平面等方性を有する。該カーボンナノチューブフィルムは、平面を有する押し器具を利用して、カーボンナノチューブアレイが成長された基板に垂直な方向に沿って前記カーボンナノチューブアレイを押すことにより形成される。

図９を参照すると、単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが配向して配列される。該カーボンナノチューブフィルムは、同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブを含む。ローラー形状を有する押し器具を利用して、同じ方向に沿って前記カーボンナノチューブアレイを同時に押す場合、基本的に同じ方向に配列されたカーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブフィルムが形成される。また、ローラー形状を有する押し器具を利用して、異なる方向に沿って、前記カーボンナノチューブアレイを同時に押す場合、前記異なる方向に沿って、選択的な方向に配列されたカーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブフィルムが形成される。

前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの傾斜の程度は、前記カーボンナノチューブアレイにかけた圧力に関係する。前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブと該カーボンナノチューブフィルムの表面とは、角度αを成し、該角度αは０°以上１５°以下である。好ましくは、前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが該カーボンナノチューブフィルムの表面に平行する。前記圧力が大きくなるほど、前記傾斜の程度が大きくなる。前記カーボンナノチューブフィルムの厚さは、前記カーボンナノチューブアレイの高さ及び該カーボンナノチューブアレイにかけた圧力に関係する。即ち、前記カーボンナノチューブアレイの高さが大きくなるほど、また、該カーボンナノチューブアレイにかけた圧力が小さくなるほど、前記カーボンナノチューブフィルムの厚さが大きくなる。これとは逆に、カーボンナノチューブアレイの高さが小さくなるほど、また、該カーボンナノチューブアレイにかけた圧力が大きくなるほど、前記カーボンナノチューブフィルムの厚さが小さくなる。前記カーボンナノチューブフィルムにおける隣接するカーボンナノチューブの間に隙間があるので、該カーボンナノチューブフィルムにおいて、複数の微孔が形成され、該微孔の直径が１０マイクロメートル以下である。

（三）綿毛構造カーボンナノチューブフィルム
前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一枚の綿毛構造カーボンナノチューブフィルム（ｆｌｏｃｃｕｌａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ ｆｉｌｍ）を含む。図１０及び図１１を参照すると、単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおいて、複数のカーボンナノチューブは、相互に絡み合い、等方的に配列されている。前記カーボンナノチューブ構造体においては、前記複数のカーボンナノチューブが均一に分布され、前記綿毛構造カーボンナノチューブフィルムの表面に平行する。複数のカーボンナノチューブは配向せずに配置されている。単一の前記カーボンナノチューブの長さは、１０マイクロメートル以上であり、２００マイクロメートル〜９００マイクロメートルであると好ましい。前記カーボンナノチューブ構造体は、自立構造の薄膜の形状に形成されている。ここで、自立構造とは、支持体材を利用せず、前記カーボンナノチューブ構造体を独立して利用することができるという形態である。前記複数のカーボンナノチューブは、分子間力で接近して、相互に絡み合って、カーボンナノチューブネット状に形成されている。前記複数のカーボンナノチューブは配向せずに配置されて、複数の微小な穴が形成されている。ここで、単一の前記微小な穴の直径が１０マイクロメートル以下になる。前記カーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブは、相互に絡み合って配置されるので、該カーボンナノチューブ構造体は柔軟性に優れ、任意の形状に湾曲して形成させることができる。用途に応じて、前記カーボンナノチューブ構造体の長さ及び幅を調整することができる。前記カーボンナノチューブ構造体の厚さは、１．０マイクロメートル〜１．０ミリメートルであり、１００マイクロメートルであることが好ましい。

前記カーボンナノチューブフィルムの製造方法は、下記のステップを含む。

第一ステップでは、前記カーボンナノチューブフィルムのもとになるカーボンナノチューブを提供する。

ナイフのような工具で前記カーボンナノチューブを前記基材から剥離し、カーボンナノチューブの原料が形成される。前記カーボンナノチューブは、ある程度互いに絡み合っている。前記カーボンナノチューブの原料においては、該カーボンナノチューブの長さは、１０マイクロメートル以上であり、２００マイクロメートル〜９００マイクロメートルであることが好ましい。

第二ステップでは、前記カーボンナノチューブの原料を溶剤に浸漬し、該カーボンナノチューブの原料を処理して、綿毛構造のカーボンナノチューブ構造体を形成する。

前記カーボンナノチューブ原料を前記溶剤に浸漬した後、超音波式分散、又は高強度攪拌又は振動などの方法により、前記カーボンナノチューブを綿毛構造に形成させる。前記溶剤は水または揮発性有機溶剤である。超音波式分散方法により、カーボンナノチューブを含む溶剤に対して１０〜３０分間処理する。カーボンナノチューブは大きな比表面積を有し、カーボンナノチューブの間に大きな分子間力が生じるので、前記カーボンナノチューブはそれぞれもつれて、綿毛構造に形成されている。

第三ステップでは、前記綿毛構造のカーボンナノチューブ構造体を含む溶液をろ過して、最終的な綿毛構造のカーボンナノチューブ構造体を取り出す。

まず、濾紙が置かれたファネルを提供する。前記綿毛構造のカーボンナノチューブ構造体を含む溶剤を濾紙が置かれたファネルにつぎ、しばらく放置して、乾燥させると、綿毛構造のカーボンナノチューブ構造体が分離される。図１２を参照すると、前記綿毛構造のカーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブが互いに絡み合って、不規則的な綿毛構造となる。

分離された前記綿毛構造のカーボンナノチューブ構造体を容器に置き、前記綿毛構造のカーボンナノチューブ構造体を所定の形状に展開し、展開された前記綿毛構造のカーボンナノチューブ構造体に所定の圧力を加え、前記綿毛構造のカーボンナノチューブ構造体に残留した溶剤を焙り、或いは、該溶剤が自然に蒸発すると、図１０と図１１に示す綿毛構造のカーボンナノチューブフィルムが形成される。

前記綿毛構造のカーボンナノチューブ構造体が展開される面積によって、綿毛構造のカーボンナノチューブフィルムの厚さと面密度を制御できる。即ち、一定の体積を有する前記綿毛構造のカーボンナノチューブ構造体は、展開される面積が大きくなるほど、綿毛構造のカーボンナノチューブフィルムの厚さと面密度が小さくなる。

また、微多孔膜とエアーポンプファネル（Ａｉｒ−ｐｕｍｐｉｎｇ Ｆｕｎｎｅｌ）を利用して綿毛構造のカーボンナノチューブフィルムが形成される。具体的には、微多孔膜とエアーポンプファネルを提供し、前記綿毛構造のカーボンナノチューブ構造体を含む溶剤を、前記微多孔膜を通して前記エアーポンプファネルにつぎ、該エアーポンプファネルに抽気し、乾燥させると、綿毛構造のカーボンナノチューブフィルムが形成される。前記微多孔膜は、平滑な表面を有する。該微多孔膜において、単一の微小孔の直径は、０．２２マイクロメートルにされている。前記微多孔膜が平滑な表面を有するので、前記カーボンナノチューブフィルムは容易に前記微多孔膜から剥落することができる。さらに、前記エアーポンプを利用することにより、前記綿毛構造のカーボンナノチューブフィルムに空気圧をかけるので、均一な綿毛構造のカーボンナノチューブフィルムを形成させることができる。

（四）超長構造カーボンナノチューブフィルム
前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一枚の超長構造カーボンナノチューブフィルム（ｕｌｔｒａ−ｌｏｎｇ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ ｆｉｌｍ）を含む。図１３を参照すると、前記カーボンナノチューブフィルムは、ほぼ同じ長さを有する複数のカーボンナノチューブを含む。単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおいて、前記複数のカーボンナノチューブは、同じ方向に沿って、均一に並列されている。単一の前記カーボンナノチューブフィルムの厚さは、１０ナノメートル〜１００マイクロメートルである。前記複数のカーボンナノチューブは、それぞれ前記複数のカーボンナノチューブフィルムの表面に平行に配列され、相互に平行に配列されている。隣接する前記カーボンナノチューブは所定の距離で分離して設置される。前記距離は０マイクロメートル〜５マイクロメートルである。前記距離が０マイクロメートルである場合、隣接する前記カーボンナノチューブは分子間力で接続されている。前記カーボンナノチューブフィルムにおける各々の前記カーボンナノチューブの長さは、前記カーボンナノチューブフィルムの長さと基本的に同じである。単一の前記カーボンナノチューブの長さは、１センチメートル以上であり、１センチメートル〜３０センチメートルであることが好ましい。さらに、各々の前記カーボンナノチューブには結節がない。本実施形態において、前記カーボンナノチューブフィルムの厚さは１０マイクロメートルである。単一の前記カーボンナノチューブの長さは１０センチメートルである。

前記カーボンナノチューブワイヤは、複数のカーボンナノチューブからなる非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤ又はねじれ状カーボンナノチューブワイヤである。

前記非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを、有機溶剤で処理して形成したものである。前記非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、下記の方法で形成される。

前記図５に示すようなドローン構造カーボンナノチューブフィルム１４３ａを、有機溶剤で処理することにより、前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａをカーボンナノチューブワイヤに形成させる。

具体的には、有機溶剤を前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａの表面に滴下し、該有機溶剤を前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａに浸漬させる。前記有機溶剤は、例えば、エタノール、メタノール、アセトン、ジクロロエタン、クロロホルムなどの揮発性有機溶剤である。本実施例において、前記有機溶剤は、エタノールである。これにより、前記有機溶剤の表面張力によって、前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａにおける複数のカーボンナノチューブを縮ませて、該カーボンナノチューブワイヤが形成される。

図１４を参照すると、前記非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、該カーボンナノチューブワイヤの中心軸に平行に配列され、端と端が接続された複数のカーボンナノチューブを含む。該非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、分子間力で端と端とが接続された複数のカーボンナノチューブセグメント（図示せず）を含む。各々の前記カーボンナノチューブセグメントは、該カーボンナノチューブワイヤの中心軸に平行に配列され、端と端が接続された複数のカーボンナノチューブを含む。前記非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、直径が０．５ナノメートル〜１００マイクロメートルである。

前記ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、機械外力で図５に示すような前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルム１４３ａを処理して形成されたものである。具体的には、前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルム１４３ａの両端を異なる方向に沿って絞る。該ドローン構造カーボンナノチューブフィルム１４３ａが接着性を有するので、該カーボンナノチューブフィルム１４３ａがねじれ状カーボンナノチューブワイヤに形成される。

図１５を参照すると、前記ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、該カーボンナノチューブワイヤの中心軸を軸に、螺旋状に配列された複数のカーボンナノチューブを含む。前記ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、分子間力で端と端とが接続された複数のカーボンナノチューブセグメント（図示せず）を含む。各々の前記カーボンナノチューブセグメントは、分子間力で端と端が接続された複数のカーボンナノチューブを含む。前記ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、直径が０．５ナノメートル〜１００マイクロメートルである。

さらに、有機溶剤で前記ねじれ状カーボンナノチューブワイヤを処理することができる。前記有機溶剤の表面張力によって、処理された前記ねじれ状カーボンナノチューブワイヤにおける隣接するカーボンナノチューブが分子間力で緊密に結合するので、該ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、直径及び比表面積が小さくなり、その密度及び強度が高まる。

前記カーボンナノチューブワイヤは、有機溶剤又は機械的な外力で図５に示すような前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルム１４３ａを処理して形成されたものであり、該ドローン構造カーボンナノチューブフィルム１４３ａが自立構造を有するので、該カーボンナノチューブワイヤも、自立構造を有する。また、前記カーボンナノチューブワイヤにおける隣接するカーボンナノチューブとの間に隙間を有するので、該カーボンナノチューブワイヤが複数の微孔を有し、該微孔の直径が１０マイクロメートル以下である。

前記カーボンナノチューブ構造体の表面にさらに赤外線放射材料を塗布することができる。該赤外線放射材料は、セラミックス、珪素酸化物又は金属酸化物などである。前記カーボンナノチューブ構造体の表面に赤外線放射材料を塗布することによって、前記赤外線放射素子２０４の前記赤外線放射効率を高めることができる。

前記カーボンナノチューブは、優れた導電性及び熱安定性を有し、理想的な黒体構造として、高い熱放射効率を有する。前記赤外線治療装置２０を電源リード線２１２によって電源と電気的に接続した後、該電源の電圧が１０Ｖ〜３０Ｖである場合、該赤外線治療装置２０は、波長が長い電磁波を放射することができる。この時、該赤外線治療装置２０の温度は、５０℃〜５００℃である。黒体構造を有する場合、温度が２００℃〜４５０℃に達すると、赤外線を放射することができる。この時、熱放射が安定で、且つ効率が高くて、放出する熱が大きい。前記カーボンナノチューブ構造体から放射される３マイクロメートル〜１４マイクロメートルの赤外線は、あらゆる赤外線の８０％以上であり、且つ、３マイクロメートル〜１４マイクロメートルの赤外線に対する人体の吸収効果は優れているので、前記赤外線治療装置２０は、優れた治療効果を有する。

前記反射素子２０６及びカバー２０８の大きさ及び形状は、前記支持素子２０２の大きさ及び形状と対応する。前記反射素子２０６が前記支持体２０２に設置される方式は制限されておらず、機械的な方式又は接着剤で接着する方式で固定することができる。前記反射素子２０６は、赤外反射層が塗布された反射板であり、前記赤外線放射素子２０４からの赤外線を反射することに用いられ、該赤外線を同じ方向に沿って伝播させる。本実施例において、前記反射素子２０６は、雲母板であり、該雲母板が前記赤外線放射素子２０４の一側に設置され、前記支持素子２０２に固定される。

前記カバー２０８は、複数の微孔を有する構造体である。該カバー２０８は、金属メッシュである。前記金属メッシュは、金属板をエッチングし、又は金属線を編むことによって形成したものである。前記カバー２０８は、前記赤外線放射素子２０４を保護することができ、ユーザーが感電することを防止できる。本実施例において、前記カバー２０８は、前記赤外線放射素子２０４の前記反射素子２０６を離れる一側に設置され、且つ前記支持素子２０２に固定される。前記金属メッシュは、金属板をエッチングすることによって形成されたものであり、均一的に設置された複数の微孔を含む。前記カバー２０８が前記支持素子２０２に固定される方式は制限されておらず、機械的な方式又は接着剤で接着する方式で固定することができる。

前記カーボンナノチューブ構造体が均一的に配列されたカーボンナノチューブからなるので、該カーボンナノチューブ構造体が大きな比表面積、小さな厚さ、小さな単位面積当たりの熱容量及び大きな放熱表面を有する。従って、前記赤外線放射素子２０４のカーボンナノチューブ構造体に電気信号を転送すると、信号強度及び／又は信号の変化によって前記カーボンナノチューブ構造体に熱が生じる。前記赤外線放射素子２０４で生じた温度波により周辺の媒体に圧力振動を発生させることができる。温度波の拡散により、周辺の空気が熱膨張されて音が生じる。前記赤外線放射素子２０４は、電気―熱―音の変換方式によって作動する。前記赤外線放射素子２０４のカーボンナノチューブ構造体に光学信号を転送すると、前記光学信号のエネルギーは前記赤外線放射素子２０４で吸収されて、熱として放射される。熱の放射によって周辺媒体（環境）の圧力強度が変化するので、音が生じる。前記赤外線放射素子２０４は、光―熱―音の変換方式によって作動する。従って、前記赤外線治療装置２０は音を発することができる。

（実施例２）
図１６を参照すると、本実施例は、前記赤外線治療装置３０を提供する。該赤外線治療装置３０は、支持ユニット３１０及び赤外線放射ユニット３２０を含む。前記赤外線放射ユニット３２０は、前記支持ユニット３１０に設置され、該支持ユニット３１０で支持される。前記赤外線放射ユニット３２０は、支持素子３０２と、赤外線放射素子３０４と、二つのカバー３０８と、を含む。前記赤外線放射素子３０４は、前記支持素子３０２に設置される。前記二つのカバー３０８は、それぞれ前記赤外線放射素子３０４の対向する両側に設置される。前記赤外線治療装置３０がさらに第一電極３１４及び第二電極３１６を含み、前記赤外線放射素子３０４が前記第一電極３１４及び前記第二電極３１６と電気的に接続される。

本実施例の赤外線治療装置３０は、前記実施例１における赤外線治療装置２０と比べて、前記赤外線放射素子３０４の対向する両側にそれぞれ前記カバー３０８が設置されるという異なる点がある。勿論、前記赤外線治療装置３０は、対向する二つの方向に赤外線を放射することができるので、複数のユーザー又は複数の部位に看護及び保健を行うことができる。

（実施例３）
図１７を参照すると、本実施例は、赤外線治療装置４０を提供する。該赤外線治療装置４０は、支持ユニット４１０及び赤外線放射ユニット４２０を含む。前記赤外線放射ユニット４２０は、前記支持ユニット４１０に設置され、該支持ユニット４１０で支持される。前記赤外線放射ユニット４２０は、支持素子４０２と、赤外線放射素子４０４と、反射素子４０６と、カバー４０８と、を含む。前記赤外線放射素子４０４は、前記支持素子４０２に設置される。前記反射素子４０６及び前記カバー４０８は、それぞれ前記赤外線放射素子４０４の対向する両側に設置される。さらに、前記赤外線治療装置４０は第一電極４１４及び第二電極４１６を含む。前記赤外線放射素子４０４が前記第一電極４１４及び前記第二電極４１６と電気的に接続される。前記赤外線放射素子４０４は、絶縁基板４０４２と、該絶縁基板４０４２の表面に設置されたカーボンナノチューブ構造体４０４４と、を含む。

本実施例の赤外線治療装置４０は、前記実施例１における赤外線治療装置２０と比べて、前記赤外線放射素子４０４がさらに絶縁基板４０４２を含み、前記カーボンナノチューブ構造体４０４４が前記絶縁基板４０４２の表面に設置されるという異なる点がある。好ましくは、前記カーボンナノチューブ構造体４０４４が前記絶縁基板４０４２の前記カバー４０８に隣接する表面に設置されることである。前記カーボンナノチューブ構造体４０４４が前記絶縁基板４０４２の表面に設置されるので、該カーボンナノチューブ構造体４０４は、自立構造を有する必要はなく、前記絶縁基板４０４２によって支持することができる。前記カーボンナノチューブ構造体４０４４は、シルクスクリーン印刷法によって形成されたものである。該カーボンナノチューブ構造体４０４４は、配向せずに配置された複数のカーボンナノチューブを含むことができる。本実施例において、前記絶縁基板４０４２は、セラミックスの円形状のシートである。

本実施例において、前記カーボンナノチューブ構造体４０４４が自立構造を有する場合、前記赤外線治療装置４０が音を発するために、該カーボンナノチューブ構造体４０４４を、間隔を置いて設置した二つの支持体（図示せず）に設置できる。

（実施例４）
本実施例は、赤外線治療装置を提供する。該赤外線治療装置は、支持ユニット及び赤外線放射ユニットを含む。前記赤外線放射ユニットは、前記支持ユニットに設置され、該支持ユニットで支持される。前記赤外線放射ユニットは、支持素子と、赤外線放射素子と、二つのカバーと、絶縁基板と、該絶縁基板の一つの表面に設置されたカーボンナノチューブ構造と、該絶縁基板の前記表面と対向した表面に設置された赤外線発生層と、を含む。該赤外線発生層は、セラミックス、珪素酸化物又は金属酸化物などである。

本実施例において、前記カーボンナノチューブ構造体が自立構造を有する場合、前記赤外線治療装置が音を発するために、該カーボンナノチューブ構造体を、間隔を置いて設置した二つの支持体に設置できる。

前記赤外線治療装置を利用して看護及び保健を行う場合、該赤外線治療装置を、看護及び保健が必要である部位の表面に又は、看護及び保健が必要である部位と間隔を置いたところに設置する。

本発明の実施例における赤外線治療装置は、次の優れた点がある。第一に、前記赤外線治療装置の赤外線放射素子がカーボンナノチューブ構造体を含み、該カーボンナノチューブ構造体が優れた赤外線放射効率を有するので、該赤外線治療装置の赤外線放射効率が高い。第二に、本発明の赤外線治療装置は、従来の赤外線治療装置における専門の加熱装置を含まないので、その構造が簡単である。第三に、本発明の赤外線治療装置におけるカーボンナノチューブ構造体が薄く、軽薄型の赤外線治療装置を製造することができる。第四に、一つの前記カーボンナノチューブ構造体の単位面積当たりの熱容量は、０（０は含まず）〜２×１０^−４Ｊ／ｃｍ^２・Ｋであるので、該カーボンナノチューブ構造体を利用した赤外線放射素子に音声信号を入力すると、前記赤外線治療装置は音を発することができる。従って、前記赤外線治療装置は、看護及び保健を行うと同時に、音楽を放送することができる。第五に、前記カーボンナノチューブ構造体を利用して赤外線放射素子を製造することは、工程が簡単でコストが低減する。

１ 支持体
２ ハウジング
３ 反射板
４ 赤外線放射管
１１ ソフトチューブ
１２ 蓋体
１３ 本体
１４ 配線回路基板
１５ カウンターウェイト
２１ 反射蓋体
４３ 管体
４１ 基材
４２ 電熱ワイヤ
２０、３０、４０ 赤外線治療装置
２０２、３０２、４０２ 支持素子
２０４、３０４、４０４ 赤外線放射素子
２０６、４０６ 反射素子
２０８、３０８、４０８ カバー
２１０、３１０、４１０ 支持ユニット
２２０、３２０ 赤外線放射ユニット
２１０２ ホルダ２１０２
２１０４ 支柱２１０４
２１０６ フレーム２１０６
２１０８ 第一回転部
２１１０ 第二回転部
２１２ 電源リード線
２０２２ 放熱孔
２１４、３１４、４１４ 第一電極
２１６、３１６、４１６ 第二電極
２１０６ フレーム
４０４２ 絶縁基板
４０４４ カーボンナノチューブ構造体

Claims (3)

1. 支持素子と、該支持素子に設置された赤外線放射素子と、を含む赤外線治療装置において、
   前記赤外線放射素子がカーボンナノチューブ構造体を含み、
   前記カーボンナノチューブ構造体が複数のカーボンナノチューブからなることを特徴とする赤外線治療装置。
2. 前記カーボンナノチューブ構造体がカーボンナノチューブフィルム又はカーボンナノチューブワイヤを含むことを特徴とする、請求項１に記載の赤外線治療装置。
3. 単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおける複数のカーボンナノチューブが、同じ方向に沿って配列され、端と端が接続されていることを特徴とする、請求項２に記載の赤外線治療装置。