JPH08509097A - 添加された材料の誘導加熱 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 非磁性、非電気伝導性材料をその場で速く、均一に、選択的にそして制御された状態で加熱するための誘導加熱に用いるシステム。この応用の型のための誘導加熱の改良された使用の本質である粒子は、母材に加えられ、誘導コイルで生成される高周波交流電磁場にさらされる。粒子は強磁性であり、高い透磁率および高い電気伝導性を有する。交流磁場にさらされた時のそれらの粒子の熱生成係数は、母材中のそれらの粒子の小さな体積率を許容し、物品の所望の特性は本質的に変わらずに残る。物品の過熱は、粒子のキューリ点を選択し、物品が加熱されるであろう温度にほぼ等しい温度で粒子が自動制御することで防げる。それらの粒子は、例えば薄い皿状の形状のような薄片の形状を有することが好ましい。この形状は、第１、２、３の直交する大きさを含み、第１および第２の直交する大きさはおのおの粒子の表皮深さより大きく、おのおの少なくとも第３の直交する大きさの約５倍である。

Description

【発明の詳細な説明】 添加された材料の誘導加熱 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、スムースな温度勾配を必 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（ｒａｔｔｌ ｉｎｇ）”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（Ｆｅ ｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｓｍ）”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（Ｗｉ ｊｎ）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／ωσμ_r）^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μ_rは空気と比較した粒子の透磁率である。この距離δ は、粒子が交流磁場にさらされた時の粒子の”表皮深さ（ｓｋｉｎ ｄｅｐｔｈ ）”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μ_r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、１．３×１０⁷ｏ ｈｍ^-1・ｍ^-1の電気伝導度、１００（μ_r＝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５ＭＨｚの場にさらされた、電気 伝導度０．６７ｏｈｍ^-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１．０×１０^-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、電気的に非伝導性のニッケル−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、速い交流磁場に従っ 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；３，５５１，２２ ３；３，６２０，８７６；３，７０９，７７５：３，９０２，９４０，３，９４ １，６４１；４，０００，７６０；４，９１８，７５４；および５，１２３，９ ８９；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・ネモウス・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， ５５５，４２２；４，６９９，７４３および５，１２６，５２１およびＰＣＴ国 際出願ＷＯ９０／１１０８２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３００μｍ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。： 熱活性化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１００ｋＨｚ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より大きい棒状繊維 ：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３００μｍ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＋２／０．２ μｍ^-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、５ ＭＨｚ、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が、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、この効果の増加は、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く、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温度を有する。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（Ｓｙ ｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ Ｈｅａｔ ｉｎ Ａｌｔｅｒｎａｔｉ ｎｇ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄｓ）”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 Ａｒ ｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇ Ｆｌｕｉｄ Ｔｒａｎ ｓｍｉｓｓｉｏｎ）”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 ｗｉｔ ｈ ａ Ｄｅｖｉｃｅ Ｃｒｏｓｓ−Ｓｈａｐｅｄ ｉｎ Ｃｒｏｓｓ−Ｓｅｃ ｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｕｐｐｏｒｔ ｏｆ Ｃａｂｌｅ Ｅｎｄｓ Ｅｎｔｅｒ ｉｎｇ ｔｈｅ Ｃａｂｌｅ Ｓｌｅｅｖｅｓ）”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。温度一時 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。３０μ ｍ×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１２ ０μｍ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７５μｍ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、μ_r＝１；ニッケル、μ_r＝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×５ ００μｍ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１２．２ｍｍ、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（Ｕｎｉ ｒｅｚ）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、１９ｍｍ×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℃、３ ０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らないことを示す。 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.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｃ０９Ｃ 3/06 ＰＢＴ 9363−4Ｊ Ｃ０９Ｃ 3/06 ＰＢＴ Ｈ０１Ｒ 4/72 9290−5Ｂ Ｈ０１Ｒ 4/72 Ｈ０２Ｇ 15/013 7631−5Ｌ Ｈ０２Ｇ 15/013 Ｂ Ｈ０５Ｂ 6/10 ３５１ 0380−3Ｋ Ｈ０５Ｂ 6/10 ３５１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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 倍である熱発生物品。 ２． 該第１および第２の直交する大きさが、約１μｍと約３００μｍの間 である請求項１で定義される物品。 ３． 該物品が、体積に対して約０．１％と約５０％の間の量の粒子を含む 請求項１で定義される物品。 ４． 該物品が、体積に対して約０．５％と約１０％の間の量の粒子を含む 請求項３で定義される物品。 ５． 該強磁性材料が、少なくとも該物品が加熱されるであろう温度とほぼ 等しいキューリ温度を有する請求項１で定義される物品。 ６． 該物品が加熱により形状が変化する請求項１で定義される物品。 ７． 該物品が加熱により体積が変化する請求項１で定義される物品。 ８． 該物品が加熱により粘度が変化する請求項１で定義される物品。 ９． 該母材が融点Ｔｍを有する溶融材料である請求項１に定義される物品 。 １０． 該強磁性材料が、該母材の融点Ｔｍに少なくともほぼ等しいキューリ 温度を有する請求項９に定義される物品。 １１． 該強磁性材料が金属または金属合金を含む請求項１に定義される物品 。 １２． 該強磁性材料がニッケル薄片を含む請求項１に定義される物品。 １３． 該粒子が中心担体部分と被覆部を含む請求項１で定義された物品。 １４． 該被覆部が高磁性、高伝導性材料を含む請求項１３で定義された物品 。 １５． 該強磁性材料の初透磁率が約７０より大きい請求項１で定義された物 品。 １６． 該材料が少なくとも約１０⁶ｏｈｍ^-1ｍ^-1より大きい電気伝導性を有 する請求項１で定義された物品。 １７． 該物品が体積の約５％より大きい量の粒子を含み、それにより母材の 特性が本質的に変化しない請求項１で定義された物品。 １８． 該強磁性材料がニッケル合金である請求項１で定義された物品。 １９． 該強磁性材料がニッケル−アルミニウム合金である請求項１で定義さ れた物品。 ２０． 該粒子が該母材中に均一に分散させられた請求項１で定義された物品 。 ２１． 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請求項１で定義された物品。 ２２． 物品の最も大きい方向に平行な軸が、磁気線に対して一般に平行に配 置されるように、物品が方向づけられた請求項１で定義された物品。 ２３． 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 るための配置において、 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され、該ブロック構成 が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た配置。 ２４． 該ブロック構成がワイヤを受け入れるための複数の入口を有するボデ ィを含む請求項２３で定義された配置。 ２５． 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倍である請求項２３で定義された 配置。 ２６． 該被覆部が内の層と外の層を含む請求項２３で定義された配置。 ２７． 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２６で定義された 配置。 ２８． 該外の層が熱回復性である請求項２７で定義された配置。 ２９． 該母材が溶融性ポリマーシーラントである請求項２３で定義された配 置。