遠赤外線について

遠

赤 外 線 に つ い て

太陽光の中に「目には見えないが、物を温めることができる部分がある」こと を見つけたのは、イギリスの天文学者ハーシェルです。（天王星の発見者） １８００年ごろ、プリズムを使って太陽の光を虹色（７色）に分光させる実験 を行なっているとき、赤色より外側の位置に置いた温度計が、光が当っていな いのに、色のある部分より上昇したことに気づきました。 そこでハーシェルは、目には見えない光が存在し、それが熱を与える性質を持 つことを発見しました。その光は「赤色の外側」にあるので「赤外線」と名付 けられました。「赤外線」は、Ｘ線やマイクロ波と同じ「電磁波」の一種です。 （非営利・一般社団法人 遠赤外線協会 ＷＥＢサイトより転載） 電磁波とは 電界と磁界が相互に作用して「光と同じ速さで空間を伝達する波」のこと。 （ケータイ電磁波レポート ＷＥＢサイトより転載）

波が、１往復する間に進む距離を「波長」といい、 波が、１秒間に往復する回数を「周波数」といいます。単位はヘルツ（Ｈｚ） （出展：同上） 周波数が高いほどエネルギーは強くなります。 電磁波は、波長の長さで細かく分類され、その性質がまったく異なります。 遠赤外線とは 赤外線領域にある「電磁波」の一種です。 ⋆ 赤外線の波長は「０.７６μｍ（ミクロン）～１０００μｍ（１mm）」までと され、波長の短い方から順に「近赤外線」と「遠赤外線」に分けられます。 ⋆ その中で「遠赤外線は３μｍ～１０００μｍの範囲」と定義されています。 その性質としてセラミックス、プラスチック、水、繊維、木材、人、動植物 などには吸収されやすいのですが、金属物質（特に腐食していない面）など には反射する性質があります。 要するに、光や電波と同じ性質のもので「熱」そのものではありません。 物質を構成する分子や結晶は、それぞれ固有の振動をしています。水などの 遠赤外線を吸収しやすい物質は、共通して 3～30μｍの固有振動があり、遠赤 外線の照射を受けるとお互いの波長帯が合うので、共鳴し合い分子レベルの 運動を活発にします。

これを熱振動といい、照射された物質の温度を上昇させます。 遠赤外線は物質に吸収されると、まず共鳴する振動エネルギーに変換され、 これが熱エネルギーとなって、自分から熱を発するようになります。 逆に、紫外線などの波長の短い電磁波は、物質との波長が合わないために、 その構成分子を損傷させます。（日焼け、レントゲン照射、被曝など） 更に、同じ遠赤外線帯の電磁波でも波長が合わないと、その効果は小さくな ります。また、熱源から対象物に直接伝達され、空気などの間接的に熱を伝 える媒体を必要としません。これを「放射（輻射）伝熱」といい、電磁波の 特徴です。 コーヒー焙煎機の釜は、一般的に鉄板で出来ていますが、熱源に遠赤外線バ ーナーや炭火を使っても、遠赤外線は釜の外面で反射されてしまいます。

遠赤外線の特性

一般的に、ガスの燃焼温度は約１３００℃、炭は条件によっては２０００℃ 近くにも達し、かなりの格差があります。 炭の主成分は９０％以上が純度の高い炭素で、高温になっても壊れにくく、 分子の振動が活発になると比較的多くの遠赤外線を放射します。（セラミック スも同じです） 一方、ガス体は気体のため分子が振動しにくく、同じ温度でも遠赤外線を出 しにくい特性があります。 ⋆ 遠赤外線は、絶対０℃(－２７３℃)でない限り、熱を持つほとんどの物質か ら放射されています。その放射量（エネルギー）は、温度が高くなればなる ほど多くなります。 ⋆ これまで、遠赤外線は「対象物の中心まで浸透して中から温める」と思われ ていましたが、最近の研究では表面の極わずか 0.1ｍｍ～0.2ｍｍ程度の所で 吸収され、直接深い所までは届いていないことが判明しています。 ⋆ 遠赤外線の特徴である、放射（輻射）による伝熱は、熱エネルギーを低下さ せる事なく対象物に供給できるため、他の加熱より深部への熱の伝わりが早 くなります。そのため、中から暖めているのではないか、と考えられていま した。

⋆ 表面で熱を発生するということは、そこで電磁波（遠赤外線）エネルギーが 吸収されていることであって、透過とは正反対です。 ⋆ の項目は、非営利・一般社団法人 遠赤外線協会 ＷＥＢサイトから引用 遠赤外線で調理すると、食べ物が美味しくなるかのような宣伝を見かけます が、電磁波であって「熱」そのものではない遠赤外線に、食品の味を直接変 えるような働きはありません。また、中まで熱を通し中から暖めるといった 表現も間違いです。 実際には、遠赤外線を利用して加熱した時の「熱の伝え方、伝わり方」が、 他の加熱と違うために、味や風味が変わるのです。 調理の火加減で引用される表現として「中華は強火、焼き物は遠火の強火」 といわれますが、その科学的な理由はどこにあるのでしょうか。 中華の炒め物で、野菜のシャキシャキとした食感を残そうとすれば、強火で 一気に加熱し、短時間の内に調理しなければなりません。これは中華鍋から 直接熱が伝わる「伝導伝熱」の効果を利用したものです。 料理される物は高温の熱源に直接触れているため、表面は一気に熱源の温度 近くまで加熱され、表面だけが高温になってしまいます。そうなると、熱源 である中華鍋との温度差が小さくなり、受け取る熱流が低下して内部まで熱 が伝わりにくくなります。 物理的に、熱は温度差がなければ伝わりません。仮に、鍋が３００℃であっ ても、調理される物の表面が一瞬でも３００℃になれば、熱の移動が行なわ れず、熱は中に入ることが出来ません。 中華の炒め物が家庭で上手に出来ないのは、家庭用コンロの火力が弱いため です。弱火だと温度差が付きやすく、調理時間が長くなれば、熱が浸透して 野菜の食感は失われてしまいます。 同じ様に、焼き肉を「レア」に仕上げる「コツ」は、鉄板を高温にしておい て、一瞬で焦げ目が付くぐらいに表面だけを焼きます。そうすることで、鉄 板と肉の表面との温度差が小さくなり、熱は中まで伝わりにくくなります。 一方、炭火のように、熱量の大きい熱源を、料理される物から適切な距離を 置いて加熱する場合は、たとえ強火であっても表面が一気に加熱されること がありません。

よって、表面を焦がすことなく、温度差が付いたままの状態を維持できます。 料理される物は熱源に触れていないので、受け取る熱流が低下することなく 供給され、熱の移動が効率よく行われます。 遠赤外線だから中まで熱を通しているのではなく、あくまで「温度の差で中 まで熱を伝えている」のです。熱は高い方から低い方にしか移動できません。 これが物理的な原則。 コーヒーの生豆を焙煎する過程で起こるとされる様々な化学変化も、炭火や 過熱水蒸気を使っても、熱が正しく伝わらなければ、適正な熱反応は起きま せん。 焙煎における味作りで「直火式」とか「半熱風式」とかいった形式の違いや、 炭火や遠赤外線の照射で味に差が出ると思われていた主な要因は、加熱方法 の違いに起因するものです。 これはまた、形式が違っても加熱工程が同じ様になれば、味覚の差は小さく なる、ということにもなります。 俗に「焙煎機が変わると味が変わる」といわれますが、正確には「焙煎機が 変わると熱の伝わり方に違いが出るため味が変わる」のです。 熱源から離れているか、また触れているか触れていないかで加熱工程に差が 生まれ、それが味を左右する要因となっています。

遠赤外線の嘘

（あり得ない事例） ・遠赤外線は、物体の内部まで浸透して中から加熱する。 ・遠赤外線には、血行改善や細胞活性などの効果がある。 ・遠赤外線には、水を活性化させる効果がある。 ・遠赤外線には、脱臭、防菌、防湿、防カビ効果がある。 ・遠赤外線ヒーターは、暖房効率が良い。 ・トルマリン（石）は常温でも特別多くの遠赤外線を出す。 ・セラミックス繊維を織り込んだ布は、常温でも遠赤外線効果で温かい。

遠赤外線の利用

熱源として利用される炭や遠赤外線バーナーの一番の利点は、ガスや電気で は得られない熱量の大きさと、放射（輻射）による伝熱にあります。

放射エネルギーは、放射体温度「Ｋ」の４乗に比例して増大し、放射体面積 にも比例します。空気（媒体）を加熱しにくいので、熱損失が少なく熱効率 が高いなどの特長があります。 問題は、この熱媒体の利用方法であって、遠赤外線ということばを強調しす ぎると誤解を招きます。また、科学的に何故そうなるのかを説明しないと、 客観的に認識されません。 記）大和鉄工所 岡 崎 出展・参考書籍 ・非営利・一般社団法人 遠赤外線協会 ＷＥＢサイト（同 協会 会報、資料） ・「おいしさをつくる熱の科学」 斉藤秀美 著 発行：（株）柴田書店