• トップページ
  • 遠赤外線とは?
  • FAQ よくある質問
  • 最新情報
  • 認定制度
  • 会員企業等の紹介
  • 刊行物紹介
  • 会報
  • 協会のご案内
  • その他の情報
  • お問い合わせ
  • 会員専用

よくある質問

  • 遠赤外線に関するもの

  • 認定制度について

  • 協会について

  • 測定機関について

  • お問い合わせ

  

Q:1 遠赤外線とは何ですか。

A:太陽から地球には多くの光が届いています。虹の七色からも分かるように、可視域の光には波長の長い赤から、短い紫までが含まれています。このほかにも目には見えませんが、赤より波長の長い成分と、紫より短い波長の成分も同時に届いています。前者を赤外線(赤外放射)、後者を紫外線(紫外放射)と言います。表面の温度が五千数百度の太陽は、この地球に、赤外線、可視光、紫外線の形でエネルギーを運んでいるのです。
  紫外線は日焼けなど皮膚の損傷をもたらしますが、赤外線はものを暖める作用があります。遠赤外線は赤外線の中でもさらに波長の長い領域を指し、当協会では波長3~1,000μmまでと定義しています。加熱などで広く利用されているのは、3~30μmくらいの波長域です。遠赤外線(遠赤外放射)は、金属以外の物体によく吸収されるため、多くの物体を非常に効率的に加熱する働きがあります。
  太陽光に含まれる赤外線は、3μmより波長の短い近赤外線が主体で、遠赤外線はそれ程多くはありません。そこで遠赤外線(放射)を加熱などに利用する場合には、遠赤外ヒータを用いて人工的に遠赤外線を多く放出させます。近赤外線を高パワーで利用するには近赤外ランプを、紫外線を利用したい時は紫外線ランプを、可視光線を利用したい時は、電灯、蛍光灯、LED灯を用います。
 

Q:1-1 遠赤外線は電磁波の仲間と聞きますが、電磁波とは?
     遠赤外線の電磁波としての位置づけは?

A:我々は空間を隔てていても、エネルギーや信号が伝わることを、ほとんど意識することなく、いろいろな方面で日常的に利用しています。ラジオやテレビの電波、携帯電話、電子レンジは日常の生活になくてはならないものですし、空や海の旅行にはレーダーの存在が不可欠です。また健康診断でもX線検査を受けています。これらはすべて電磁波ですが、可視光、赤外線、紫外線(これらは学術的には、可視放射、赤外放射、紫外放射と言います)もその仲間であり、そのすべてが光の速さで空間を伝わります。
  このように電磁波には様々な種類があり、その特性も様々ですが、その相違は、波長域が違うことに依存しています(電磁波はその名の通り「波」です。波の山と山の間の距離を波長と言います)。波長域が異なることにより、電磁波としての性質が異なり、電波、赤外線、可視光などの種類に分かれます。
  電波の場合、波長よりもヘルツ(Hz)を用いて周波数(振動数)で区分します。波長と周波数は互いに逆数の関係にあり、波長が長いほど周波数が低くなります。電磁波の性質を分けているのは、波長であり、同じことですが周波数でもあります。
  下の図に遠赤外線(放射)を含めた電磁波の波長域とその名称を示します。それぞれの電磁波は、それを発生させる仕組みが異なり、その特性(物体に当たった時の作用)も違います。電磁波は、波長(周波数)による特性の違いを利用して、各方面で利用されています。
 

Q:2 遠赤外線の特性について教えてください

A:遠赤外線は金属物質に当たると反射されますが、それ以外の多くの物質(プラスチックス、塗料、繊維、木材、ゴム、食物、セラミックス、水等)では、非常によく吸収されます。すなわち、遠赤外域の電磁波エネルギーは熱エネルギーに変り、物質を暖めることになります。

<遠赤外吸収のメカニズム>
金属以外の分子や結晶は、その種類に応じそれぞれ決まった構造(原子のつながり方)を持っていますが、このような原子の連なりの全体あるいは部分には、特に起きやすい振動のタイプがいくつかあり、それらはその物質の構造で決まっています。これをその物質の固有振動と言います。各固有振動はそれぞれ決まった振動数で振動を行います。
  金属以外のほとんどの物質の固有振動数は、波長に換算すると3~30μmに相当します。これはちょうど遠赤外放射の波長です(Q1-1で述べたように、振動数と波長とは、互いに逆数関係にあり換算できます)。このため多くの物質に遠赤外放射が当たると、その物質を構成している分子や原子団の振動、結晶の格子振動が容易に励起されるのです。この時、遠赤外域の電磁波エネルギーは、物質に吸収され、物質の振動エネルギーに変わることになります。

<加熱のメカニズム>
遠赤外放射が当たった多くの物質で生じる振動は(原子の平衡位置を中心とした)微小な(固有)振動に由来するもので、これはいわゆる熱振動に相当します。熱振動が活発になるということで、同時に物体の温度も上昇します。従って遠赤外放射が吸収されれば、すぐその(吸収)部分の温度上昇という結果をもたらすのです。
 

Q:3 遠赤外線の利用効果を教えてください。

A:遠赤外域の電磁波エネルギーを加熱・乾燥に用いると、その特有の優れた熱伝達特性から、様々なメリットが期待できます。

<処理時間の短縮>
熱に弱い物質の乾燥などの場合、熱風方式に比し、大幅な時間短縮が期待できます。これにより生産性の向上が図れますが、さらに設備の連続化が可能となり、工程の自動化、省力化が狙えます。またエネルギー使用量も削減されます。

<高品質>
熱風加熱と異なり、加熱したい物体の表面温度が高くなり過ぎないうちに、必要なエネルギーを投入できるので、物体深部温度上昇が速く、より均一な仕上がりが可能になります。
  熱風装置では、熱風の入口と出口で、また風の流れの制御が難しいことから、温度差が生じることが避けられませんが、遠赤外加熱装置ではヒータの適切な配置により、加熱装置全体にわたって均一な加熱処理ができます。均一な加熱という優れた特長によって、遠赤外加熱は高品質を狙った処理が行いやすく、歩留まり向上のほか、例えば食品分野では、従来の方法に比べ、食味、香味の向上が追求できます。

<クリーン性>
遠赤外加熱・乾燥では、加熱した雰囲気(空気)を流す必要のない静かな処理が可能で、工程への浮遊粉塵などの混入を防ぐことが熱風方式に比し、容易です。塗装乾燥膜への微小異物混入という品質問題を回避するためにも、この特長が生かされています。
 

Q:4 遠赤外線を放射する材料を教えてください。

A:遠赤外線をよく放射する物質は、遠赤外線(放射)をよく吸収する物質です。
  金属を除くほとんどの物質は、遠赤外放射をよく吸収します。一般的には、物質を形成している原子構造において、電気的にプラスの部分とマイナスの部分が離れているような物質、すなわち電気双極子を持つ物質(これらは誘電体あるいは絶縁体とも言います)は、遠赤外放射をよく吸収します。金属は等極性物質ですから、遠赤外放射を吸収しません。
  遠赤外線をよく吸収する材質をあげると、水、天然および合成樹脂、ゴム、塗料、木材、繊維、紙、各種動物性・植物性食材、ガラス類、天然および人工セラミックス類があります。

(参考):セラミックスとは、アルミニウム、ケイ素、マグネシウム、ジルコニウム、チタン等の各種金属元素と酸素、窒素、炭素、ホウ素等との無機化合物、及びそれらの複合化合物の総称です。

  このうちセラミックス類は一般的に耐熱性があるので、それらを別の手段で加熱して表面温度を高くすれば、そこから遠赤外エネルギーが多く放射されます。従って、遠赤外ヒータ用放射素材としては、通常、人工的に成分を調製したセラミックス材料が使われています。
  それらの多くは、金属酸化物から成り、2種あるいは3種の金属酸化物の化合物などがよく用いられています。金属酸化物は正の金属イオンと負の酸素イオンから構成されるイオン結晶であり、典型的な誘電体でもあります。またこれらに少量の金属酸化物を何種類か添加物として加えたものもあります。これらは遠赤外ヒータメーカーが分光放射率特性を考慮して、成分調整しているようです。
  よく用いられている金属酸化物とその複合化合物には、Al2O3、SiO2、MgO、ZrO2、3Al2O3・2SiO2(ムライト)、ZrO2・SiO2(ジルコン)、2 MgO・2 Al2O3・5 SiO2(コージエライト)などがあります。材質による違いはありますが、これらはいずれも遠赤外波長域において、平均して高い放射率を示します。


お問い合わせ プライバシーポリシー