JP3538427B2 - 添加された材料の誘導加熱 - Google Patents

添加された材料の誘導加熱

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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、材料の高周波磁気誘導加熱に関する。 発明の背景 多くの技術が、最初の状態から所望の性質を備える最
後の状態に、材料の変化を得るために、材料の加熱が必
要とされる。例えば、熱で縮むチューブや管材料や型に
入れて作られた部品、硬化したゲル、溶けたまたは硬化
した粘着性の、活性化した泡立った薬品、乾いたイン
ク、硬化したセラミック、始まったまたは加速した触媒
反応、数ある応用品の中で熱処理部品のような重合した
熱回復物質を回復するために、熱が使用される。 材料が加熱される速度は、全体の工程の効率および有
効性が十分考慮される。遠紫外、赤外、熱風、熱流、炎
加熱方法または外部の熱源を用いる他の例において、材
料の中心まで均一な熱拡散を得るのはしばしば困難であ
る。材料の中心が適当に加熱されない場合、最初の材料
からの変化は、不完全に不均一において起こるかもしれ
ない。もしくは、物品の中心で所望の温度を得るため
に、このような過剰な熱が材料表面の劣化を導きうるよ
うな、表面における過剰の熱の供給が必要とされる。加
えて、所望の状態への変化を完成するための熱の供給に
必要とされる過剰の時間は、システムの費用の有効性を
減少させる。材料の表面から中心への熱の移動を改良す
るために材料中で熱伝導性混合物が使用された場合、母
材の特性に逆に影響するかもしれない多量の混合物は、
スムーズな温度勾配を必要とされる。 外部加熱のこれらの欠点ゆえに、塊または内部加熱方
法が、速く、均一な、効率のよい加熱を供給するために
好ましい。 上で議論した外部加熱方法に比較して、マイクロ波、
誘導体、磁気誘導のような電磁気的加熱技術はすべて、
重合した熱回復物、ゲル、密着剤、発泡剤、インクおよ
びセラミックのような、非伝導性物品の内部加熱を供給
する。電磁気的エネルギは、間接的に材料に供給され、
熱が材料の塊内部で均一に発生させられる。 マイクロ波および誘導体加熱技術の双方は、第１に、
素速く変わる供給された電場に合わせようとすることに
より、電気双極子が”がらがら鳴る（rattling）”こと
により、誘導体材料中で、熱が生じることにもとずく。
マイクロ波加熱は、水の双極子が共鳴する、高いメガヘ
ルツまたはギガヘルツの範囲の周波数での場への照射が
必要とされる。マイクロ波で加熱される誘導体材料の表
面上の水の存在は、結果として材料の不均一加熱とな
る。誘導体加熱には、ほとんどの誘導体の電気双極子が
共鳴する約27MHzから高いメガヘルツの周波数が用いら
れる。この様式で加熱された誘導体材料は、固有の温度
制御を有しない。即ち、電気双極子は熱を発生し続け、
これにより、熱が過剰な場合、材料の劣化を招く。 磁気誘導加熱は、コイル内部に設けられたワークピー
スに接続された誘導コイル中に作られるような交互の磁
場を用いる。磁気の、または電気的に導電性の材料が、
応用される場につながれることができ、それにより、つ
ながれた電磁気エネルギを熱エネルギに変化させる。非
磁性の、電気的に非導電性の材料は、磁場にとっては透
明であり、それゆえに、熱を生成するために場とつなぐ
ことができない。しかし、そのような材料は、材料中に
強磁性粒子を分散させ、物品を交流高周波電磁場にさら
すことによる磁気誘導加熱により加熱することができ
る。小さな強磁性材料は、約100kHzから約50MHzの周波
数の交流場にさらされた時、有効な熱発生源となる。 誘導加熱に適した材料は、強磁性およびフェリ磁性の
材料を含む。この応用例では、ここで総ての目的のため
に、参考文献として添付する、1951年、ベル電話研究所
会社のアール・エイチ・ボゾース（R.H.Bozorth）が、
ディ・バン ノストランド株式会社から1951年に出版さ
れた、”強磁性（Ferromagnetism）”というタイトルの
出版物で述べているように、我々は、強磁性およびフェ
リ磁性材料に限定して用いる。フェリ磁性材料またはフ
ェライトは、強磁性材料のサブグループである。フェリ
磁性の詳細な分析は、総ての目的のために、参考文献と
してここに添付した、1959年にジョン ウイレイ アン
ド サンから出版された、スミット（Smit）およびウイ
ジン（Wijn）による”フェライト（Ferrites）”に述べ
られている。フェリ磁性材料は、通常強磁性金属および
金属合金と比較して大変低い電気伝導性を示す。 鉄、ニッケル、コバルト、鉄合金、ニッケル合金、コ
バルト合金、パーマロイ、および多くの鋼のような強磁
性材料、およびマグネタイト、ニッケル−亜鉛フェライ
ト、マンガン−亜鉛フェライト、銅−亜鉛フェライトの
ようなフェリ磁性材料は全て、高周波交流磁場にさらさ
れる非磁性、非電気伝導性母材中にばらまかれる熱発生
粒子として適している。銅、アルミニウムおよび黄銅の
ような電気伝導性、非磁性材料も、熱を発生させる粒子
の形態で用いることができるけれども、これらは、磁性
材料より効果的でなく、それゆえに好ましくない。 強磁性材料は、第１に、誘導渦電流および磁気ヒステ
リシス損失の組み合わせにより、熱を発生する。 交流磁場は、電流伝導性材料からなる粒子中で、渦電
流を誘起する。これらの内部循環電流は、粒子中で熱を
発生することができる。誘起渦電流は、次式で与えられ
る粒子の表面から距離δ内に閉じ込められる。： δ＝（2/ωσμｒ）1/2 ここに、σは、ohm-1・m-1である粒子の電気伝導度、ω
は、sec-1の適用された角周波数、そしてμｒは空気と
比較した粒子の透磁率である。この距離σは、粒子が交
流磁場にさらされた時の粒子の”表皮深さ（skin dept
h）”として定義される。距離δにおいて、電流密度は1
/e、表面におけるその値の約37％に落ちる。それゆえ
に、周波数ωの交流電磁気場にさらされた電気伝導度
σ、比透磁率μｒからなる粒子は、上記式で定義される
表皮深さを有する。 しばしば粒子表皮深さより大きいサイズの電気伝導性
強磁性粒子は、渦電流からの有効な熱発生源であろう。
小さな表皮深さは、高周波磁場にさらされた高透磁率、
高電気伝導度の粒子において得られるであろう。例え
ば、周波数5MHz（ω＝２πｆ＝２π×５×106sec-1）の
場にさらされた、1.3×107ohm-1・m-1の電気伝導度、10
0（μｒ＝100×４π×10-7Wb/A・ｍ）の比透磁率のニッ
ケルは、6.2μｍの表皮深さを与える。このように、誘
起電流密度の約37％が、粒子の表面から6.2μｍの領域
に閉じ込められるであろう。誘起電流密度の大きさは、
渦電流ループの大きさ、およびこれゆえに粒子の大きさ
とともに増加する。 そのような粒子の大きな表皮深さにより、電気的によ
り小さい伝導度の粒子では渦電流の損失は無視しうる。
例えば、周波数5NHzの場にさらされた、電気伝導度0.67
ohm-1・m-1、比透磁率4000のセラミック磁石製の、フェ
ライトMn−67のようなマンガン−亜鉛フェライトは、表
皮深さ435μｍを有し、約１ミリメータより大きい粒子
が渦電流損失を生じるために必要である。そのような大
きな粒子は、逆に母材の性質を変えて、それゆえに好ま
しくない。同様に、周波数5MHzの場にさらされた1.0×1
0-7ohm-1・m-1の電気伝導度、3000の比透磁率を有する
セラミック磁石製のCMD5005のような、電気的に非導電
性のニッケル−亜鉛フェライトは、1.3×107μｍまたは
13mの表皮深さを有する。 フェライト粒子または、３次元全てにおいて表皮深さ
より小さい電気伝導性強磁粒子のような、電気的非伝導
性フェリ磁性粒子は、本来、磁気ヒステリシス損失によ
り加熱される。各粒子の磁気領域内の磁気双極子は、遠
い交流磁場に従って整列しようとし、それゆえに、領域
の壁の動きをもたらす。もし、双極子の整列が場と同異
相でなければ、整列は場を遅らせ、ヒステリシスループ
に従う。ヒステリシスループは、適用された磁場への強
磁性材料の反応を示し、その大きさおよび形状は、強磁
性材料の性質および適用された場の強さに依存する。ヒ
ステリシスループによって囲まれた領域は、材料をヒス
テリシスサイクルを通して取るために必要とされる仕事
を表す。このサイクルが繰り返された時、磁気領域の再
整列による材料中での浪費的な工程は、結果として、磁
気エネルギを、材料の温度を上げる内部の熱エネルギに
変換する。粒子サイズが少なくとも１つの磁気領域と等
しさえすれば、ヒステリシス損失は粒子サイズに依存し
ない。 電気的に非伝導性で、非磁性の母材にばらまかれた粒
子により生じる熱の量は、以下の、装置及び粒子パラメ
ータを含む多くのパラメータに依存する。： 装置パラメータ：コイルサイズおよび幾何 コイル電流周波数 コイル電流増幅（出力） コイル係数 粒子パラメータ：透磁率 電気伝導度 ヒステリシスループのサイズおよび大
きさ 母材中の粒子体積率 幾何 大きさ 場および互いの整列 コイルの近さ 与えられた周波数、出力、およびコイルの大きさ、お
よび幾何にとって、強磁性粒子を含む母材の急加熱は、
粒子特性を注意深く選択することにより得られるであろ
う。本発明の粒子は、高効率であり、母材中で低い粒子
体積率であっても速い加熱が提供でき、それゆえに母材
の性質への逆の影響は有さない。 磁気粒子が臨界温度に達しまたは越えた時、キューリ
温度またはキューリ点に言及すると、その透磁率は急に
１に近ずく値まで落ちる。そして、粒子は、磁場に反応
する能力の多くを失い、加熱は意味ありげに減少する。
粒子の温度がキューリ温度より下がった時、粒子はその
磁気特性を回復し、加熱が再び始まる。それにより、粒
子の温度がキューリ点より下の時、粒子は加熱する。粒
子の温度がキューリ点より大きい時、粒子は本質的に昇
温を中止する。これにより、粒子は自動調節する。この
ように、キューリ点は、母材のオーバーヒートを防ぐた
めの実際的な自動調整手段である。 誘起により加熱されるポリマー材料中に粒子をまき散
らすことは、良く知られている。米国特許3,620,875;3,
391,846;3,551,223;3,620,876;3,709,775;3,902,940;3,
941,641;4,000,760;4,918,754;および5,123,989;5,126,
521;PCT国際出願WO90/03090,1972年12月19日に、イー・
アイ・デュ・ポン・デ・ネウモス・アンド・カンパニ
（E.I.du Pont de Nemous and Company）よって出
願された防衛出願T905,001;日本特許出願S56（1981）−
55474;S64（1989）4331;H3（1991）−45683;およびスイ
ス特許明細書224,547の中に例が見られ、これらは全て
の目的のために、参考文献としてここに添付する。 粒子を選択することにより母材の温度の調整を提供す
るためには、キューリ点が、物体が加熱されるであろう
温度に等しいかあるいは少し高いことに注意を払うべき
である。例は、米国特許2,393,541;3,551,223;4,555,42
2;4,699,743および5,126,521およびPCT国際出願WO90/11
082を含み、全ての目的のためにすべての参考文献をこ
こに添付する。 材料の塊を通った粒子の均一な分散は、均一な加熱を
容易にする。この方法で、誘導加熱も選択的、制御加熱
を許容する。選択的加熱は、比較的高い程度に加熱され
る領域でより高い濃度に粒子が置かれることにより可能
である。加えて、強磁性粒子を含み、誘導加熱により加
熱される物品の温度は、所望の温度に近いキューリ点を
有する粒子の利用により制御できる。 発明の概要 誘導加熱により、電気的に非伝導性材料の、その場、
急速、均一選択的および制御状態での加熱が可能であ
る。誘導加熱のために、粒子が電気的に非伝導性、非磁
性な母材に加えられ、誘導コイルで作られるような高周
波の交流電磁場にさらされる。本発明による粒子の選択
は、より速い、より均一な、より制御性の高い加熱をも
たらす。これらの粒子は、好都合にたとえば薄い円板の
ような形状の薄片の形状を有する。これらの粒子の熱発
生効率は、母材中の粒子の小さいパーセンテージの体積
を許容し、母材の所望の性質は、本質的に変わらずに残
る。加えて、母材のオーバーヒートを防ぐことにより温
度制御が可能となる。 １つの見方では、本発明は、誘導コイルで発生させら
れるような交流磁場中で用いる熱発生物品を提供し、該
物品は、粒子が中に分散された非磁性、電気的に非伝導
性の母材からなり、該粒子は、高い透磁率および高い電
気伝導性の双方を有する強磁性材料からなり、該粒子は
表皮深さと第１、２、３の直交する大きさを有し、ここ
に、； 該第１および第２の直交する大きさが、粒子の表皮深
さより大きく；そして、 該第１および第２の直交する大きさが、第３の直交す
る大きさの少なくとも５倍である。 大きさの長い方である粒子の第１および第２の直交す
る大きさは、おのおの好ましくは、約１μｍと約300μ
ｍの間である。 強磁性材料は、金属または金属合金からなる。好まし
い強磁性材料の例は、ニッケルまたはニッケル−アルミ
ニウム合金のようなニッケル合金を含む。ニッケル粒子
の形状は、好ましくは、ニッケル薄片からなる。 母材中にまき散らした粒子のパーセンテージは、好ま
しくは、体積の約0.1％と約50％の間であり、母材の特
性が本質的に変化しない体積の約５％より少ないことが
より好ましい。母材は重合体やセラミックのような、本
質的に電気的に非伝導性で、非磁性である。 好ましい具体例では、強磁性粒子が約106ohm-1m-1よ
り大きい電気的伝導率を有する。空気と比較した粒子の
好ましい最初の透磁率は、約70より大きい。 強磁性材料は、該物品が加熱されるであろう温度と少
なくとも等しいキューリ温度を有する。 粒子は均一な材料からなってよく、また中心の担体部
分および被覆からなってもよい。担体材料は、幾つかの
磁性または非磁性材料中のいずれかでよい。被覆は、好
ましくは、上述の強磁性のような高い磁性、高い電気伝
導度の材料である。もしくは、中心の担体部分が高い磁
性、高い電気に非伝導性の材料からなり、熱を生成する
時、被覆は、中心の担体部分を酸化してできる酸化層
や、母材と粒子の混合を手伝う結合剤のような、非磁性
でそして／または電気的に非伝導性でよい。 物品は、加熱中に形状、体積または粘度の変化が起こ
る。例えば、物品は、熱回復性物品、発泡剤、粘着剤ま
たはゲルでもよい。これらの例のおのおのは、強磁性材
料のキューリ温度が、少なくとも材料が加熱されるであ
ろう温度とほぼ等しいであろう。母材も、融点Tmを有す
る溶融しやすい材料である。この場合、キューリ温度
は、好ましくは、少なくとも母材の融点である。 物品は、物品のもっとも大きい方に平行な軸が、コイ
ルにより発生する磁場のラインに関して大体平行におか
れるように配置される。 他の発明の側面においては、発明は、ケーブルにそっ
た流体の移動に対する光または電気ケーブル中のブロッ
ク形成のために、以下のことからなる配列を提供す
る。： 熱活性ブロック構造がケーブルのワイヤ近傍に置か
れ、該ブロック構造が粒子が分散された母材からなり、
該粒子が高い透磁率および高い電気的伝導性を有する強
磁性材料からなり、該粒子が表皮深さ、および第１、
２、３の直交する大きさを有し、該第１および第２の直
交する大きさが粒子の表皮深さより大きく、該第１およ
び第２の直交する大きさが、第３の直交する大きさの少
なくとも約５倍であり；そして カバーが該ブロック構造の回りに配置され、 該ブロック構造がワイヤを受けるための多くの入口を
含む。 カバーは強磁性材料が分散された母材からなってもよ
く、該粒子は高い透磁率と高い電気伝導性を有する強磁
性材料からなり、該粒子は表皮深さおよび第１、２、３
の直交した大きさを含む形状であり、該第１および第２
の直交する大きさが粒子の表皮深さより大きく、該第１
および第２の直交する大きさが、第３の直交する大きさ
の少なくとも約５倍である。 カバーは都合良く、内部の層と、外部の好ましくは熱
回復性の層からなる。内部の層は、強磁性粒子が分散さ
せられた母材からなり、該粒子は高い透磁率および高い
電気伝導度を有する強磁性材料からなり、該粒子は表皮
深さおよび第１、２、３の直交した大きさを含む形状で
あり、該第１および第２の直交する大きさが粒子の表皮
深さより大きく、該第１および第２の直交する大きさ
が、第３の直交する大きさの少なくとも約５倍である。 母材は、都合良く、溶融性の重合性シーラントまたは
粘着物からなってもよい。 本発明の他の特徴および長所は、その中で伴った図と
ともに好ましい具体例が詳しく述べられる以下の記述か
ら明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 図１は、母材中に分散させられた薄片粒子の断面図で
ある。 図2Aは、流体ブロックを形成するための配置の斜視図
である。 図2Bは、据え付け後の、図2Aの具体例の断面図であ
る。 図３は、温度制御の効果を示した温度−時間曲線であ
る。 好ましい具体例の詳細な説明 本発明は、熱が発生され、それにより物品を異なった
状態や形状に変化させる高周波交流磁場中で使用する物
品からなる。物品は、その中に分散された強磁性粒子を
含む母材からなる。母材は、電気的に非伝導性で、非磁
性であり、重合体熱回復性物品、ゲル、粘着物、発泡
体、インキ、またはセラミックでよい。これらの場合の
各において、物品を最初の状態から新しい状態へ変化さ
せるために、物品が加熱される。本発明において、約10
0kHzと約50MHzの間、好ましくは450kHzと10MHzの間の高
周波の交流磁場に物品をさらすことにより、誘導加熱が
内部的に生じる。母材中に分散させる粒子の選択は、急
に、内部的に、均一にそして選択的に熱くなる、効率的
な自動制御の加熱物品を提供するためのかぎである。 本発明の第１の目的は、従来と比較して特に速く加熱
する粒子を提供することにある。従来は、誘導加熱のた
めに、大きなサイズの金属球または管が用いられてい
た。 小さな強磁性粒子の形状は、普通一定ではない。それ
にもかかわらず、本発明のために、これらの一般的形状
は、より明確な幾何の形状によって近似され、３つの相
互に垂直な、または直交する大きさｘ、ｙ、ｚにより定
義される。各の粒子は、直交した軸の１つが、粒子の最
も小さい方向に平行に配置されたそれ自身の軸のセット
を有する。粒子は、様々な形状でよい。：各大きさｘ、
ｙ、ｚが等しい球:xとｙが実質的に等しく、ｚが実質的
にｘおよびｙより大きい棒状線維:xとｙがおおよそ大き
さの同じオーダーで、一般に粒子の長さと幅を表し、ｚ
は最も小さい大きさを表し、一般に粒子の厚みを示す、
皿状の薄片。薄片のアスペクト比は、大きい値ｘまたは
ｙを小さな値ｚで割ることにより定義される。図１を参
照して、薄片粒子４は母材６の中に分散されている。２
つの大きな値ｘおよびｙは、おのおの約１μｍから約30
0μｍの間である。これらの２との大きさは、それぞれ
少なくとも、最も小さな大きさの約５倍である。図の目
的から粒子4'において、以下で議論するx'およびy'は互
いにほぼ等しい。粒子4'の大きさは以下の通りであ
る。:x'＝y'＝ｄおよびz'＝ｔ。ｄの値は、皿状の薄片
の直径として、ｔはその厚みとして言及される。 本発明の粒子は、上述のように渦電流およびヒステリ
シス損失の双方により熱を発生するため、速く加熱され
る。 ヒステリシス加熱の場合、大きさ、形状および磁場中
での粒子の向きは、熱発生の速度に重大ではない。しか
し、場のラインの方向と関係した粒子を含む物品の好ま
しい方向は、場の強さを増加する。例えば、重合体の棒
の中にランダムに分散された球場の粒子は、その大きな
軸を場のラインにたいして平行に配置したほうが、場の
ラインにたいして軸が垂直な時より速く熱くなる。この
増加された熱は、各球がその近隣の球の上に、フラック
スラインに沿って、棒の終端部においては球とともに、
その前に横たわる多くの球の累積したフラックス濃度効
果からの利益を得るフラックス濃度効果による。棒がそ
の大きな軸を場のラインに垂直に配置された時、各場の
ラインは、単に少数の球に浸透し、フラックス濃度効果
は減少し、熱生成速度も減少する。例えば、フェライト
Mn−67球は、低密度ポリエチレン中に体積の５％が混合
された。押し出された、長さ7mm、直径1mmの棒は、5MHz
の円筒状コイルの中に置かれ、そこでは、大きな軸を場
のラインに平行に置いた棒では、場のラインに垂直に置
いた棒より約２倍速く加熱されることが見出だされた。 本発明による粒子は、ヒステリシス損失に加えて、渦
電流損失により熱を生成するため、従来技術で言及した
粒子より速く熱される。これは、それらが電気的に伝導
性であるからであり、また、与えられた所望の粒子の体
積および粒子表面積にとって、特別な周波数において、
それらが２つの直交した表皮深さより大きい大きさを有
し、それにより渦電流の流れが可能になるからである。
一方、繊維は表皮深さより大きい１つだけの大きさを有
し、球は３つの大きさのいずれも表皮深さより大きくな
い。後者の場合、渦電流損失およびそれによる加熱速度
および効率は大きく減少する。 私は、粒子の表面積の粒子体積に対する比が、物品の
速い、均一な加熱を得ることの助けになることを発見し
た。一つの重要な考慮すべき事項は、強磁性粒子から周
囲の母材への熱伝導である。単位体積当たり、比較的高
い表面積を有する粒子は、より速く周囲の母材に熱を伝
導することができる。体積に対する表面積の比は、粒子
の形状によって変化する。球、棒、薄片の比較は、与え
られた粒子の体積に対して、S/V比の驚異的な変化を示
す。 直径ｄの球に対しては、 S/V＝6/dである。 円柱の断面直径ｄ、長さｌの棒に対しては、 S/V＝2/l＋4/dである。 直径ｄ、厚さｔの円板状の薄片に対しては、 S/V＝4/d＋2/tである。 粒子の間のフラックス濃度は、棒や球に比べて、与え
られた粒子の体積に対して、高い体積に対する表面積比
を有する、例えば薄片により、改良される。球状の粒子
や棒で、高い体積に対する表面積を得るためには、小さ
な粒子サイズが必要になり、表皮深さよりずっと小さく
なり、それゆえに渦電流により熱を発生しない。例え
ば、２つの直交する大きさが約15μｍに等しく、第３の
直交する大きさ、または厚さが、約0.2μｍである磁気
ステンレス鋼の薄片は、体積に対する表面積が、S/V＝4
/d＋2/t、S/V＝4/15μm-1＋2/0.2μm-1＝10.3μm-1であ
る。表皮深さを７μｍと仮定すると、それらの薄片は、
２方向の大きさが表皮深さの２倍より大きく、それゆえ
に、交流磁場にさらされた時、ヒステリシス損失に加え
て、渦電流により加熱される。同じ体積に対する表面積
比、S/V＝6/d＝10.3μm-1を有する磁気ステンレス鋼の
球は、直径が0.58μｍであり、表皮深さよりずっと小さ
く、それゆえに渦電流により十分な熱が発生しない。同
様に、同じ体積に対する表面積比、S/V＝4/d＋2/l＝10.
3μm-1を有する磁気ステンレス鋼の棒は、１方向のより
大きさのみ表皮深さの２倍より大きくなりうる。棒の有
することができる最も小さい長さは、表皮深さの２倍ま
たは14μｍであり、このときの棒の直径は0.4μｍであ
る。代わりに、もし棒の長さが14μｍより大きい場合、
棒の直径は0.4μｍより小さくなければならない。この
ように、棒はただ１方向のみ表皮深さの２倍の大きさで
あり、それゆえに渦電流損失による十分な熱の発生がで
きない。例えば、直径６μｍ、長さ1000μｍで、メムコ
ール社（Memcor Corporation）から供給されている磁
気ステンレス鋼の棒は、低密度ポリエチレンに、体積の
２％が加えられる。混ぜられたポリエチレン棒は、5MH
z、コイル電流約20アンペアrmsのみ交流磁場にさらさ
れ、加熱速度が、より大きい直径20μｍ、長さ1000μｍ
のメムコール社から供給される磁気ステンレス鋼の棒
の、約10倍遅くなることが観察された。 薄片のような、２方向の直交する大きさが、第３の直
交する大きさより大きい粒子の使用は、物品の表面にお
ける粒子が、例えば、薄片を混ぜた熱収縮性チューブの
押出や引張り中のような剪断中に、物品の表面で整列す
ることを許容する。例えば、体積率２％では、薄片を含
む物品の取扱いは、結果として、統一した色のスムース
で不透明な表面となる。同じ体積率の棒では、表面はス
ムースではなく、各棒は容易に、視覚的に認められる。
これは好ましい具体例の薄片や、球や棒に比べて、与え
られた体積に対するより大きな表面を有するからであ
る。加えて、物品中での、磁気フラックス線に関連した
粒子の方位は、加熱速度への幾らかの影響を有すること
が期待される。物品内で、互いに関係した粒子の整列の
増加による、この効果の期待は、そのような粒子を強い
永久磁場にさらすことにより得られる。 本発明による物品は、電気伝導性の粒子を加えた後に
おいても、物品の母材として電気的に非伝導性であるこ
とが望まれる。本発明で得られる粒子の高効率熱生成特
性ゆえに、低い粒子の体積率の使用が可能となり、それ
ゆえに、物品の非伝導性特性が維持できる。低い粒子の
体積率の使用の特長は、物品に含むのに必要とされる粒
子の小さな体積にもとずつ、低コストである。 上述のように、粒子のキューリ点は、粒子の温度、そ
れゆえに粒子の温度の制御に用いることができる。異な
ったキューリ点を有する異なった粒子を選択し、高い粒
子電気伝導度および透磁率を維持することが可能であ
る。本発明の速く加熱される粒子は、その温度で粒子が
自動制御するキューリ点まで非常に速く温度を上げる。
それゆえに、本発明の粒子により、急速な加熱および非
常に正確な温度制御が可能となる。本粒子により、従来
技術の改良である渦電流およびヒステリシス損失双方に
より発生する熱の自動制御が可能となる。本発明によれ
ば、母材に含まれる材料は、そのキューリ点により選択
され、高いアスペクト比および高い体積に対する表面積
比を有する粒子にされる。選択された材料は、物品が加
熱される温度に等しい、またはそれ以上のキューリ点を
有する。この方法で、加熱が速い一方、物品の加熱は綿
密に制御される。これは、低い粒子の体積率で完成する
ことができ、それゆえに母材の特性は維持される。 本発明の高効率ゆえに、物品の最終的な、所望の状態
への変化を達成するのには、より少ない電力が必要であ
る。それゆえに、本発明による構造の物品を加熱するの
に必要な応用装置は、安価であり、コンパクト、軽量、
ポータブル、または手で運べる物であり、漏れた放射線
の覆いを必要としないであろう。 本発明の好ましい粒子は、高い電気伝導性および高い
透磁率を有する強磁性粒子である。ここに用いられるよ
うな透磁率は、上述のように、６頁においてボゾルスに
より詳しく定義されたような初透磁率に該当する。ボゾ
ルスの付録４に、多くの強磁性材料の空気に比較した初
透磁率を示す。この応用で用いられるように、高透磁率
は、約20以上の空気と比較した初透磁率として定義さ
れ、好ましくは約70より大きく、更に好ましくは約100
より大きい。この応用で用いられるように、高電気伝導
度は、約104ohm-1m-1より大きい値を有する電気伝導度
で定義され、好ましくは約106ohm-1m-1より大きく、更
に好ましくは107ohm-1m-1より大きい。 現在の発明で使用される適した強磁性材料は、ニッケ
ル、鉄、コバルト、いくつかのニッケル合金、いくつか
の鉄合金、いくつかのコバルト合金、鋼、パーマロイ、
スーパーマロイを含む。好ましい材料は、高い電気伝導
度、高い透磁率、および物品が加熱される温度に少なく
ともほぼ等しいキューリ点を有する。これらは、キュー
リ点を低くするために、アルミニウム、銅およびクロム
のような他の元素をほんの少しのパーセント含む２相ニ
ッケル合金を含む。ほんの少しのパーセントの他の元素
を含むコバルトおよび鉄の２相合金のキューリ点は、一
般に同じ元素を含む２相ニッケル合金のキューリ点より
ずっと高い。多数の元素を含むニッケル合金は、ずっと
高い透磁率を有し、高い電気伝導性を持つように作られ
るであろう。例えば、ニッケル、モリブデン、鉄および
マンガンを含む合金、スーパーマロイは、最初の比透磁
率が100,000、電気伝導度が1.67×106ohm-1m-1、キュー
リ点が400℃である。 本発明の磁性、電気的伝導性粒子は、被覆部を含む。
被覆部は、非磁性、非電気伝導性である、粒子の母材と
の均一な混合を容易にする接着試薬である。代わりに、
被覆部は、粒子／被覆システムの磁気特性を維持するた
めに、フェライトのような磁性、非電気伝導性材料でも
よく、粒子に非電気伝導性表面を供給することにより表
面の酸化を避けうる。酸化は、被覆部が酸化物でも避け
ることができる。 本発明の粒子が、中心の担体部分またはコア、および
表面層または被覆部からなることも、注目すべきであ
る。中心の担体部分は、フェライトのように磁性、非電
気伝導性でよい。また、銅やアルミニウムのように、非
磁性、電気伝導性でもよい。または、雲母、炭素、ポロ
マ、ガラスまたはセラミックのように、非磁性、非電気
伝導性でもよい。被覆部は、好ましくは高い磁性、高い
電気伝導性である。被覆された粒子は、粒子の表面の酸
化を避け、母材ポリマとの混合を改良するために、上で
議論したような、さらに被覆部を含むものでもよい。 母材の特性を保存するために、母材中で、粒子の低い
体積率を維持することが望ましい。この体積率は、好ま
しくは約0.1％と50％の間であり、更に好ましくは、約
0.5％と10％の間であり、最も好ましくは、体積の約２
％に等しい値である。15％より多いパーセントの粒子を
混合した物品は、一般には好ましくなく、実際、比較的
低いアスペクト比を有する粒子を用いることによっての
み、達成しうる。より小さい体積率を用いることによ
り、母材特性が、逆に影響を受けない。このように、母
材の機構と電気的特性は、本質的には変化しない。 加熱速度を改良するためには、総ての目的のために参
考文献としてここに添付した、メッカル（Metcal）によ
る”交流磁場中での熱生成システム（System for Pro
ducing Heat in Alternating Magnetic Field
s）”のタイトルの、1991年７月25日に出願されたPCT国
際出願WO91/11082に述べられているように、物品は、熱
生成強磁性粒子を分散させたフラックスの濃縮された粒
子を含む。フラックス濃縮粒子は、好ましくは、磁気フ
ラックス線が熱生成粒子に集中するように、熱生成強磁
性粒子より高い磁性を有する。フラックス集中粒子は、
強磁性で、熱生成をしなくても良く、または代わりに熱
生成粒子より少ない熱生成でよい。フラックス集中粒子
のキューリ温度は、熱生成粒子のキューリ温度から異な
っても良い。 好ましい具体例は、母材を誘導加熱するために熱活性
化する母材に分散させられた、高い磁性および高い電気
伝導性の、好ましい薄片のような構造の強磁性粒子に向
かうが、母材中で均一な熱伝導の効果を生じる利点を有
する、高い体積に対する表面積の比を有する粒子を選択
することも、本発明の範囲内である。本発明の範囲内で
ある、高いアスペクト比および高い体積に対する表面積
の比を有する粒子は、フェライト薄片、フェライト棒、
または高いアスペクト比および高い体積に対する表面積
の比の雲母および／またはフェライトである被覆された
炭素粒子を含む。 本発明は、双方ともここに、総ての目的のために参考
文献として添付した、シーボーン（Seabourne）らによ
り米国特許、No.4,972,042に述べられ、レイケムｒ社
（Raychem Limited）に譲渡された、”ケーブルでの過
剰な流体の伝達のためのブロック配置（Blocking Arra
ngement for Suppressing Fluid Transmission）”
のような、または、グルザンナ（Grzanna）らにより米
国特許、No.4,693,767に述べられ、ウォルタ・ローズ・
ジーエムビーエイチ・アンド・カンパニ（Walter Rose
GmbH＆Co.）に譲渡された、”ケーブルスリーブに入
るケーブル端の支持のための、断面が十字形状の装置を
有するケーブルスリーブ（Cable Sleeve with ａ D
evice Cross−Shaped in Cross−Section for Sup
port of Cable Ends Entering the Cable Sleev
es）”のような、熱活性材料を用いたいくらかの応用と
して使用できる。 ここで、図2Aおよび2Bを参照して、ケーブルブロック
組立品８は、一般に５つの端部の開いた、そこに通った
通路12を有する平面なボディ構成10からなる。各通路12
は、単にワイヤをスロット14に沿って配置し、ワイヤを
通路の中に押すことにより、電気的ワイヤ16を通路12中
に入れることができるスロット14から組み合わせられ
る。ワイヤと通路の相対的な大きさに応じて、幾つかの
ワイヤを各通路にいれることが可能である。図2Aに示さ
れたように、すべてのスロット14が、構成10の同じ側に
置かれている。ボディ構成10は、平坦なボディとして描
かれているが、ワイヤの近傍、即ちワイヤの束のワイヤ
の回りまたはワイアの束の中に置かれ、またはワイヤを
受けるための入口を含む構成でもよいボディ構成の幾つ
かの型は、本発明の範囲内である。 前から構成10の上に置かれたスリーブ18の形態、また
はテープ20の形態の熱収縮性カバーが、ブロック構成10
に応用され、ワイヤの近接した領域でも応用される。 ブロック構成10は、熱活性的で、上述のような、そこ
に散乱させた強磁性粒子を含む母材から構成されるのが
好ましい。カバー18または20は、本発明に従って、母材
に強磁性粒子を組み込むことにより構成される。 組立は、誘導加熱により、図2Bに示されるような完全
なケーブルブロックを形成して行う。ボディ構成10は、
熱により活性化されることが可能であり、再凝固性シー
ラント22に入れられる。例えば、構成10は、溶融性ポリ
マーシーラントでよい。結果のケーブルブロック中で、
ワイヤ16は、溶融した再凝固性シーラント22に完全に詰
め込まれ、ワイヤ16およびシーラント22は、熱回復性ス
リーブ18またはテープ20に入れられる。 加えて、カバー18または20は、外の層と内の層を含
み、内の層は、上述のように、そこに散乱させた強磁性
粒子を含む母材でもよい。外の層は、熱回復性でもよ
い。 他の具体例は、物品の体積が増加する発泡材料の活性
化を含む。；熱硬化性接着剤またはゲルのキュア、熱可
塑性接着剤を溶融して、これにより物品の粘性が変化す
る。；または、熱回復性物品で、これにより物品の形状
が変化する。 例1:加熱速度 本発明の粒子により得られる速い加熱を、従来の方法
で用いられるものと比較して示すと、様々な形状、大き
さ、電気伝導性および磁気特性の粒子が、低密度ポリエ
チレンからなる母材の体積の５％混合される。このよう
にして準備された物品は、直径7.9mm、長さ58mmの棒に
成形される。粒子の方向は棒を通してほとんど任意であ
り、壁面近傍で、薄片や棒においていくらかの整列が観
察される。添加された棒の容積抵抗および誘電体強度は
本質的に変化せず、基本的に母材の容積抵抗および誘電
体強度に等しい。棒は、30アンペアrmsの電流で4MHzで
操作される、直径11.2mm、長さ73.0mmの14回巻きのソレ
ノイド誘導コイルに入れられる。この電磁気場にさらさ
れた粒子は、熱を発生するために場と結び付き、これに
より物品の温度が上がる。物品の温度は、物品表面から
6mm離れて設置された赤外線パイロメータで測定され
る。温度−時間曲線は、パイロメータに取り付けられた
チャートレコーダにプロットされる。加熱速度は、８秒
間隔で、時間による温度上昇に従って計算される。 表Ｉにおいて、物品の℃／秒の加熱速度を、試験した
多くの粒子の、粒子の最大、最小大きさ、アスペクト
比、体積に体する表面積比とともに掲載した。粒子は精
密な幾何学的形状として定義されると仮定する。薄片
は、最大寸法としての直径および最小寸法としての板の
厚みを備える板状の幾何学を有すると仮定する。薄片の
アスペクト比は、最大寸法を最小寸法で割ることにより
定義される。薄片の体積に対する表面積の比は、ｔが最
小寸法または厚み、ｄが最大寸法または直径で、S/V＝2
/t＋4/dとして定義される。棒は、最大寸法としての棒
の長さ、最小寸法としての棒の直径を備えた棒状の幾何
学を有すると仮定される。棒のアスペクト比は、これに
より、最大寸法を最小寸法で割ることにより定義され
る。棒の体積に対する表面積の比は、ｌが最大寸法また
は長さ、ｄが最小寸法または直径で、S/V＝2/l＋4/dと
して定義される。球のような粒子の粉は、総ての寸法が
ほぼ等しいので、アスペクト比は１となる。棒の体積に
対する表面積の比は、ｄが球の直径で、S/V＝6/dとして
定義される。 表Ｉに示した加熱速度は、本発明の粒子で得られた大
変改良された加熱速度を示す。粒子＃１から＃９は、高
い電気伝導性、高い初期透磁率および高いアスペクト比
を示す。粒子＃２および＃３のニッケル棒は、4MHzで7.
0μｍにほぼ等しいニッケル粒子の表皮深さより大きい
３方向の大きさを有するため、大変速く加熱され、比透
磁率は100と仮定される。しかし、これらの棒は物品の
表面を粗させ、伸びおよび引張り係数を含む母材の特性
のいくつかを逆に変える。 表Ｉに示した結果はまた、加熱速度に対する粒子サイ
ズの影響を示す。30μｍ×0.4μｍのニッケル薄片であ
る粒子＃１は、そのより大きな直径およびより大きな単
位体積あたりの表面積のために、25μｍ×1.1μｍのニ
ッケル薄片である粒子＃９より、ずっと速く加熱され
る。加えて、その直径が、4MHzにおけるニッケル粒子の
表皮深さ7.0μｍよりずっと大きいため、大きな120μｍ
ニッケル薄片＃11は、小さな５μｍニッケル薄片＃19よ
り速く加熱される。５μｍニッケル薄片は、渦電流損失
からの本質的な熱の発生のためには小さすぎ、これゆえ
に、主としてヒステリシス損失により加熱される。ヒス
テリシス損失は粒子の大きさに依存しないため、それゆ
えにヒステリシス損失により生成された熱は、ニッケル
薄片、棒および球でほぼ同じである。５μｍニッケル球
と比較した大きなニッケル球、棒および薄片で観察され
たずっと速い加熱速度は、それゆえに主として渦電流損
失による。 加熱速度への高透磁率の影響を示すように、直径75μ
ｍのアルミニウム薄片＃21は、120μｍのニッケル薄片
＃11、より小さい５μｍニッケル薄片＃19よりずっと遅
く加熱される。アルミニウムは、磁性体でないので（ア
ルミニウム、μｒ＝1;ニッケル、μｒ＝100）、アルミ
ニウムは速く加熱されない。さらに、アルミニウム非磁
性の特性のために、アルミニウム薄片＃22はニッケル薄
片＃１および＃９に比較して大変ゆっくり加熱される。 ニッケルより磁性体でないパーマロイ＃５、メトグラ
ス＃６および磁気ステンレス鋼薄片＃４、＃７および＃
８は、ニッケル薄片＃１のより高い電気伝導性およびよ
り高いS/Vのために、高い体積に対する表面積のニッケ
ル薄片＃１ほど速くは加熱されなかった。 表Ｉでの結果は、フェライト粒子＃14、および＃16−
18は、この発明の粒子と同じ程度に速くは加熱されない
ことを示す。 例2:温度制御 熱可塑性ポリアミド接着剤および体積の２％のフェラ
イト薄片からなる直径7.9mm、長さ58mmの２組の棒が準
備された。第１の組は、30μｍ×0.4μｍのニッケル薄
片、即ち表Ｉの粒子＃１からなり、第２の組は、合金中
のニッケルの重量パーセントが約97％、アルミニウムの
重量パーセントが約３％である40μｍ×0.5μｍのニッ
ケル−アルミニウム合金薄片である。これらの棒は、例
１の、30アンペアrmsのコイル電流で5MHzで操作される
コイルの内側に置かれた。温度−時間曲線が、例１に述
べたようにして観察された。図３に温度−時間曲線を示
す。ニッケル薄片からなる棒は、10秒間で200℃に到着
し、その温度では、接着剤が大きく過熱された。ニッケ
ル−アルミニウム合金薄片からなる棒は、やや速く加熱
されたが、接着剤が所望の粘度を示す140℃で自動制御
された。この温度は、約55秒の間保持された。 例3:物品の方向 加熱速度における、磁気線と関連した物品の方向の影
響を示すために、３つの試料が準備され、物品の最も長
い方向が磁気線に平行または垂直になるように配置され
た。 試料1:低密度ポリエチレンの母材が、体積の２％の、
30μｍ×0.4μｍのニッケル薄片、即ち表Ｉの粒子＃１
と混ぜられ、直径1.0mm、長さ7mmの棒を形成するために
押し出された。 試料2:熱可塑性のポリアミド接着剤の母材が、体積の
５％の、50μｍ×500μｍのニッケル棒、即ち表Ｉの粒
子＃３と混ぜられ、長さ7.0mm、内径12.2mm、壁厚0.3mm
のスリーブに押し出された。棒の方向は、たがいに平行
でスリーブの壁にも平行であることが観察された。 試料3:体積の２％の、30μｍ×0.4μｍのニッケル薄
片、即ち表Ｉの粒子＃１からなる低密度ポリエチレンの
母材が押し出され、照射され、長さ25.0mm、内径12.2m
m、壁厚1.0mmの熱回復性チューブに引きのばされた。 すべての３つの試料に用いられた誘導コイルは、６回
巻きのソレノイドで、長さ57.0mm、直径38.0mmであっ
た。それは、コイル電流30アンペアrms、4MHzの周波数
で用いられた。 表IIは、物品が磁気線に平行および垂直に置かれた場
合の、試料１の棒の膨張の時間、試料２の接着性スリー
ブの溶融の時間、試料３のチューブの回復の時間を示
す。 表IIに示した全ての場合、その長い方向を磁気線に平
行に配置した物品で、磁気線に垂直に置いた時よりずっ
と速く加熱される。同じフラックス線に沿って、近隣が
互いに整列した時、粒子が互いに有する累積しフラック
ス濃度の影響による。上で言及したように、同じような
改良された加熱速度が、コイルを通った時に、フラック
ス線がより多くの粒子に浸透するような方法で配置され
た、フェライト球からなる物品において、観察された。 例4:熱収縮性チューブ 例４の熱収縮性チューブは、体積の２％のニッケル薄
片、即ち表Ｉの粒子＃１を混合させた低密度ポリエチレ
ンの母材からなる。チューブは内径4.1mmに押し出さ
れ、11Mradsで発散させられ、内径12.2mmに引きのばさ
れる。熱収縮性チューブは、長さが25.4mmである。用い
られる誘導コイルは、６回巻きのソレノイドであり、コ
イル電流60アンペアrms、4MHzの周波数で操作される長
さ57.0mm、直径38.0mmであった。チューブは6.5秒間回
復させられる誘導コイルの場合にさらされた。 上述のように準備された熱収縮性チューブは、ニッケ
ル薄片を含まず、ニッケル薄片を含むチューブの特性が
比較される調整として用いられる。調整チューブ（ニッ
ケル薄片なし）の特性および、電磁気場にさらす前のニ
ッケル薄片を含むチューブの特性のいくつかを、表III
に比較する。 混ぜたチューブの体積抵抗率は、粒子の低い体積率の
ために、本質的に変わらないままであった。誘電体強度
は、減少したが、チューブが用いられる多くの応用で得
られた誘電体強度よりまだ大きい。添加されたチューブ
の究極の伸びは、本質的に、たとえ150℃で288時間エー
ジングした後であっても、添加しないチューブの究極の
伸びと同じである。いくつかの応用で、外の層には粒子
が添加されず、内の層には粒子が添加されているよう
な、または粒子を含みまたは含まない異なったポリマー
材料からなる多くの層の組合わせのような２つの壁の熱
収縮性チューブの使用が望まれる。 例5:熱可塑性接着剤 ユニオンキャンプ社（Union Camp Co.）製のユニレ
ズ（Unirez）ダイマーポリアミド熱可塑性接着剤は、体
積の２％のニッケル薄片、即ち表Ｉの粒子＃１を混ぜ、
四角いスラブに圧縮したものである。スラブは、25.4mm
×25.4mm×1.9mmの寸法を有した。用いられた誘導コイ
ルは、コイル電流60アンペアrmsで4MHzの周波数で操作
される、長さ57.0mm、直径38.0mmの、６回巻きのソレノ
イドであった。スラブは誘導コイルの場にさらされて、
４秒間溶融された。 同じユニレズのダイマーポリアミド熱可塑性接着剤
で、上で述べたものと同じ寸法のスラブも、ニッケル薄
片の添加なしで、準備された。制御接着性スラブ（ニッ
ケル薄片なし）の特性および電磁気場にさらす前のニッ
ケル薄片を含む接着性スラブの特性のいくつかを、表IV
に比較する。 表IVの結果は、熱可塑性接着剤の粘性は、本質的にニ
ッケル薄片の存在に影響されず残ることを示す。 例6:シリコンゲル 試料1:シリコンゲルのパートＡおよびパートＢは、19
mm×25.4mmのガラスびん中で、体積の0.5％のニッケル
薄片、即ち表Ｉの粒子＃１と混ぜられ、誘導コイルの場
にさらされ、17秒キュアされる。用いられた誘導コイル
は、コイル電流60アンペアrmsで4MHzの周波数で操作さ
れる長さ57.0mm、直径38.0mmの、６回巻のソレノイドが
用いられる。 試料2:比較のゲル試料２は、試料１と同じ方法で準備
された。しかし、誘導コイルの電磁気場にさらす代わり
に、この試料は、対流オーブンで115℃、30分キュアさ
れた。 試料3:比較のゲル試料３は、試料１、２と同じ方法
で、ニッケル薄片の添加なしで準備された。この試料
は、対流オーブン中で、115℃、30分キュアされた。 試料１および比較試料２、３の特性を、以下の表Ｖに
示す。表Ｖの結果は、ニッケル薄片の存在によっても、
従来のキュア技術（30分）に比較してずっと速く（17
秒）キュアする誘導コイルの電磁気場に、ゲルを含んだ
ニッケルをさらすことによっても、ゲルの性質は本質的
に変わないことを示す。 変化や修正は、本発明の視点からはずれることなく、
言及した具体例で行うことができ、これは以下の請求項
によってのみ限定される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ０９Ｃ 3/06 Ｃ０９Ｃ 3/06 Ｈ０１Ｒ 4/72 Ｈ０１Ｒ 4/72 Ｈ０２Ｇ 15/013 Ｈ０２Ｇ 15/013 Ｂ Ｈ０５Ｂ 6/10 ３５１ Ｈ０５Ｂ 6/10 ３５１ (56)参考文献 特開 平１−149874（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−242856（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−203931（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−126588（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−213803（ＪＰ，Ａ) 特表 昭63−503494（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開503794（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 6/02 H05B 6/10 C09C 1/00 C08K 3/08 C08L 101/00 B29C 35/08 H01R 4/72 H02G 15/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】交流磁場で使用するための熱発生物品であ
    って、該物品が、粒子がその中に分散した母材を含み、
    該粒子が高い透磁率および高い電気伝導性を有する強磁
    性材料を含み、該粒子が表皮深さおよび第１、２、３の
    直交する大きさを含む構成を有し、 該第１および第２の直交する大きさが、選択された周波
    数の交流磁場にさらされた場合の粒子の表皮深さより大
    きく、かつ、約１μｍと約300μｍの間であり、 該第１および第２の直交する大きさが該第３の直交する
    大きさの少なくとも５倍であり、 該粒子は、母材の特性を変化させることなく、該物品の
    内部を十分に加熱し、該粒子が不均一に分散させられ、
    少なくとも該粒子の一部分が母材の表面近くに集中した
    熱発生物品。
  2. 【請求項２】100kHz以上の周波数を有する交流磁場で使
    用するための熱発生物品であって、該物品が、粒子がそ
    の中に分散した母材を含み、 該粒子が約20以上の初透磁率、および約104Ω-1m-1以上
    の電気伝導性を有する強磁性材料を含み、 該粒子が表皮深さおよび第１、２、３の直交する大きさ
    を含む構成を有し、 該第１および第２の直交する大きさが、選択された周波
    数の交流磁場にさらされた場合の粒子の表皮深さより大
    きく、 該第１および第２の直交する大きさが該第３の直交する
    大きさの少なくとも５倍であり、 該粒子が不均一に分散させられ、少なくとも該粒子の一
    部分が母材の表面近くに集中した熱発生物品。
  3. 【請求項３】ケーブルに沿った流体の移動に対するケー
    ブル中のブロックを形成するための配置であって、該ケ
    ーブルが複数のワイヤを含み、該配置が、 熱活性化ブロック構成がケーブルのワイヤの近傍に配置
    でき、該ブロック構成は粒子がその中に分散させられた
    母材を含み、該粒子が高い透磁率および高い電気伝導性
    を有する強磁性材料を含み、該粒子が表皮深さおよび第
    １、２、３の直交する大きさを含む形状を有し、 該粒子は、母材の特性を変化させることなく、該物品の
    内部を十分に加熱し、該第１および第２の直交する大き
    さが、選択された周波数の交流磁場にさらされた場合の
    粒子の表皮深さより大きく、かつ、約１μｍと約300μ
    ｍの間であり、該第１および第２の直交する大きさが該
    直交する第３の大きさの少なくとも５倍であり、 被覆部が該ブロック構成の周囲に置かれ、 該被覆部がその中に強磁性粒子が分散させられた母材を
    含み、該粒子が高い透磁率および高い電気伝導性を有す
    る強磁性材料を含み、該粒子が表皮深さおよび第１、
    ２、３の直交する大きさを含む形状を有し、該第１およ
    び第２の直交する大きさが粒子の表皮深さより大きく、
    該第１および第２の直交する大きさが、該第３の直交す
    る大きさの少なくとも５倍である配置。
  4. 【請求項４】ケーブルに沿った流体の移動に対するケー
    ブル中のブロックを形成するための配置であって、該ケ
    ーブルが複数のワイヤを含み、該配置が、 熱活性化ブロック構成がケーブルのワイヤの近傍に配置
    でき、該ブロック構成は粒子がその中に分散させられた
    母材を含み、該粒子が高い透磁率および高い電気伝導性
    を有する強磁性材料を含み、該粒子が表皮深さおよび第
    １、２、３の直交する大きさを含む形状を有し、 該粒子は、母材の特性を変化させることなく、該物品の
    内部を十分に加熱し、該第１および第２の直交する大き
    さが、選択された周波数の交流磁場にさらされた場合の
    粒子の表皮深さより大きく、かつ、約１μｍと約300μ
    ｍの間であり、該第１および第２の直交する大きさが該
    直交する第３の大きさの少なくとも５倍であり、 被覆部が該ブロック構成の周囲に置かれ、 該被覆部が内の層と外の層を含む配置。
  5. 【請求項５】該内の層が強磁性粒子がその中に分散させ
    られた母材を含み、該粒子が高い透磁率および高い電気
    伝導性を有する強磁性粒子を含み、該粒子が表皮深さお
    よび第１、２、３の直交する大きさを含む形状を有し、
    該第１および第２の直交する大きさが粒子の表皮深さよ
    り大きく、該第１および第２の直交する大きさが、該第
    ３の直交する大きさの少なくとも５倍である請求項４で
    定義された配置。
  6. 【請求項６】該外の層が熱回復性である請求項５で定義
    された配置。
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