JP5870537B2 - Ferrite composition for noninvasive temperature measurement - Google Patents
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Description
本発明は、体内などの内部に注入して外部から温度計測するための温度センサの一部として用いる好適に用いることができる非侵襲温度計測用フェライト組成物に関する。 The present invention relates to a ferrite composition for noninvasive temperature measurement that can be suitably used as a part of a temperature sensor for injecting into the body or the like and measuring the temperature from the outside.
生体組織において、正常細胞と、癌や脳腫瘍などの異常細胞との間には、熱感受性に差異があるとの知見に基づき、異常細胞が存在すると考えられる生体患部を体温より数度、具体的には43℃程度まで昇温させ、異常細胞の増殖を抑制、減少させる温熱療法が知られている。 Based on the knowledge that there is a difference in heat sensitivity between normal cells and abnormal cells such as cancers and brain tumors in living tissues, the affected area where the abnormal cells are thought to exist is measured several times from the body temperature. Is known to have a thermotherapy that raises the temperature to about 43 ° C. and suppresses or reduces the proliferation of abnormal cells.
たとえば、癌細胞の熱感受性を利用した治療法としてハイパーサーミアが知られている。ハイパーサーミアでは、人体を電極ではさみ、高周波電界を印加して患部を加熱するRF方式、誘導加熱により体内腫瘍部を局所的に加温するソフトヒーティング方式等がある。 For example, hyperthermia is known as a treatment method using the thermal sensitivity of cancer cells. In hyperthermia, there are an RF method in which a human body is sandwiched between electrodes and a high frequency electric field is applied to heat the affected part, a soft heating method in which the internal tumor part is locally heated by induction heating, and the like.
しかしながら、たとえばRF方式であれば、深部広範囲に加熱してしまうことや、侵襲的に温度センサを体内の腫瘍部に刺さなければ、加熱部位が目標温度に到達したかを確認することができない等の問題がある。 However, for example, in the case of the RF method, it is difficult to confirm whether the heated part has reached the target temperature unless the deep part is heated over a wide area, or the temperature sensor is pierced invasively into the tumor part in the body. There is a problem.
これに対して、ソフトヒーティング方式であれば、下記の特許文献1に示されているように、加熱対象に低キュリー温度の感温磁性材料を使用し、磁性材料がキュリー温度に到達すると自動的に発熱を停止する性質を利用することで、侵襲的な温度センサを用いる必要はない。 On the other hand, in the case of the soft heating method, as shown in Patent Document 1 below, when a temperature-sensitive magnetic material having a low Curie temperature is used as a heating target and the magnetic material reaches the Curie temperature, it is automatically performed. By utilizing the property of stopping heat generation, it is not necessary to use an invasive temperature sensor.
しかしながら、発熱効率が高い磁性材料はあるものの、従来のソフトヒーティング方式では、発熱体として用いるフェライトのキュリー温度に制限があるため、発熱効率を犠牲にし、体温より数度高い、具体的には43℃程度にキュリー温度をもつ磁性材料を発熱体として用いる他なかった。すなわち、従来のソフトヒーティング方式においては、より発熱効率が高い磁性材料を発熱体として使用することが望まれているが、その場合には、侵襲的な温度センサを別に用いる必要があり、患者の負担が大きくなるという課題を有している。 However, although there are magnetic materials with high heat generation efficiency, in the conventional soft heating method, there is a limit to the Curie temperature of the ferrite used as a heat generating element, so at the expense of heat generation efficiency, several degrees higher than body temperature, specifically A magnetic material having a Curie temperature of about 43 ° C. was used as a heating element. That is, in the conventional soft heating method, it is desired to use a magnetic material with higher heat generation efficiency as a heating element, but in that case, it is necessary to use an invasive temperature sensor separately, Has the problem of increasing the burden of
そこで、下記の特許文献2に示す非侵襲温度計測システムが提案されている。ところが、このような非侵襲温度計測システムに用いて好適なフェライトの組成に関しては、その開発が始まったばかりである。
Therefore, a noninvasive temperature measurement system shown in
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、体内などの内部に注入して外部から温度計測するための温度センサの一部として好適に用いることができる非侵襲温度計測用フェライト組成物を提供することである。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is non-invasive temperature measurement ferrite that can be suitably used as a part of a temperature sensor for injecting into the body or the like and measuring temperature from the outside. It is to provide a composition.
上記目的を達成するために、本発明に係る非侵襲温度計測用フェライト組成物は、
酸化鉄をFe2 O3 換算で48.0〜49.7モル%、酸化亜鉛をZnO換算で29.7〜30.25モル%、酸化銅をCuO換算で5.5〜6.8モル%、残部が酸化マグネシウムで構成される主成分を有し、主成分100重量%に対して、副成分として、酸化ケイ素をSiO2 換算で30〜350ppm含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the ferrite composition for noninvasive temperature measurement according to the present invention comprises:
Iron oxide is 48.0 to 49.7 mol% in terms of Fe 2 O 3 , zinc oxide is 29.7 to 30.25 mol% in terms of ZnO, and copper oxide is 5.5 to 6.8 mol% in terms of CuO. The balance has a main component composed of magnesium oxide, and 30 to 350 ppm of silicon oxide in terms of SiO 2 is contained as an accessory component with respect to 100% by weight of the main component.
本発明に係る非侵襲温度計測用フェライト組成物によれば、体温程度では高い磁束密度を有するものの、治療に適正な温度の上限、具体的には43〜44℃の温度において、磁束密度が急激に変化する。すなわち、この温度範囲において磁束密度の変化率が最大となる。その磁束の変化を計測することで、腫瘍部の温度(たとえば治療に適正な温度の上限)を計測することが可能となる。したがって、本発明に係る非侵襲温度計測用フェライト組成物を、たとえば粒子状にして体内に注入し、外部から磁束の変化を計測することで、非侵襲式な温度計測が可能となる。 According to the ferrite composition for noninvasive temperature measurement according to the present invention, although it has a high magnetic flux density at about body temperature, the magnetic flux density rapidly increases at an upper limit of temperature suitable for treatment, specifically at a temperature of 43 to 44 ° C. To change. That is, the change rate of the magnetic flux density becomes maximum in this temperature range. By measuring the change in the magnetic flux, it is possible to measure the temperature of the tumor part (for example, the upper limit of the temperature appropriate for treatment). Therefore, the non-invasive temperature measurement can be performed by injecting the ferrite composition for non-invasive temperature measurement according to the present invention into the body, for example, in the form of particles and measuring the change in magnetic flux from the outside.
すなわち進行癌患者のQOL向上にも有効な手段となる。なお、QOL:クオリティ・オブ・ライフ (Quality of Life, QOL) とは、一般に、ひとりひとりの人生の内容の質や社会的にみた生活の質のことを指し、つまり、ある人がどれだけ人間らしい生活や自分らしい生活を送り、人生に幸福を見出しているか、ということを尺度としてとらえる概念である。 That is, it is an effective means for improving the QOL of patients with advanced cancer. QOL: Quality of Life (QOL) generally refers to the quality of each person's life and the quality of life in terms of society, that is, how human life is for a person. It is a concept that captures, as a measure, whether you have a personal life and find happiness in your life.
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
本実施形態に係るフェライト組成物はMg−Zn系のフェライト組成物であり、主成分として酸化鉄、酸化亜鉛、酸化銅、酸化マグネシウムを含有し、副成分として、酸化ケイ素を含む。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
The ferrite composition according to this embodiment is an Mg—Zn-based ferrite composition, containing iron oxide, zinc oxide, copper oxide, and magnesium oxide as main components, and silicon oxide as a subcomponent.
具体的には、本実施形態に係るフェライト組成物は、
酸化鉄をFe2 O3 換算で48.0〜49.7モル%、好ましくは48.0〜49.1モル%、
酸化亜鉛をZnO換算で29.7〜30.25モル%、好ましくは30.0〜30.25モル%、
酸化銅をCuO換算で5.5〜6.8モル%、好ましくは5.5〜6.5モル%、
残部が酸化マグネシウムで構成される主成分を有し、
主成分100重量%に対して、副成分として、酸化ケイ素をSiO2 換算で30〜350ppm、好ましくは30〜200ppm含む。
Specifically, the ferrite composition according to the present embodiment is
48.0 to 49.7 mol% of iron oxide calculated as Fe 2 O 3, preferably 48.0 to 49.1 mol%,
Zinc oxide is 29.7-30.25 mol% in terms of ZnO, preferably 30.0-30.25 mol%,
Copper oxide is 5.5 to 6.8 mol%, preferably 5.5 to 6.5 mol% in terms of CuO,
The remainder has a main component composed of magnesium oxide,
Silicon oxide is contained in an amount of 30 to 350 ppm, preferably 30 to 200 ppm in terms of SiO 2 as an accessory component with respect to 100% by weight of the main component.
酸化鉄の含有量が少ないと磁束密度が低くなる傾向にあり、また43〜44℃における磁束密度の変化値も低い傾向にある。酸化鉄の含有量が多いと磁束密度が高くなる傾向にあるが、多すぎると43〜44℃における磁束密度の変化値が減少する傾向にある。 When the content of iron oxide is small, the magnetic flux density tends to be low, and the change value of the magnetic flux density at 43 to 44 ° C. tends to be low. If the content of iron oxide is large, the magnetic flux density tends to be high, but if it is too large, the change value of the magnetic flux density at 43 to 44 ° C. tends to decrease.
酸化亜鉛の含有量が少なすぎると、43〜44℃における磁束密度の変化値が小さくなる傾向にある。酸化亜鉛が多いと、磁束密度が減少する傾向にあり、さらに多すぎると43℃、44℃においてはともに0mT程度となり、43〜44℃の変化値は0mTとなる。 When there is too little content of zinc oxide, it exists in the tendency for the change value of the magnetic flux density in 43-44 degreeC to become small. When the amount of zinc oxide is large, the magnetic flux density tends to decrease. When the amount is too large, both are about 0 mT at 43 ° C. and 44 ° C., and the change value from 43 to 44 ° C. is 0 mT.
酸化銅が少なすぎると、43〜44℃における磁束密度の変化値が減少する傾向にある。酸化銅が多いと、磁束密度が減少する傾向にあり、さらに多すぎると43℃、44℃においてはともに0mT程度となり、43〜44℃の変化値は0mTとなる。 When there is too little copper oxide, it exists in the tendency for the change value of the magnetic flux density in 43-44 degreeC to reduce. When the amount of copper oxide is large, the magnetic flux density tends to decrease. When the amount is too large, both are about 0 mT at 43 ° C. and 44 ° C., and the change value from 43 to 44 ° C. is 0 mT.
酸化ケイ素の含有量は、主成分100重量%に対して、SiO2 換算で、30〜350ppm、好ましくは30〜200ppmである。酸化ケイ素が少ないと飽和磁化は増加する傾向にあるが、さらに少なすぎると43〜44℃における磁束密度の変化値が小さくなる傾向にある。酸化ケイ素が多いと飽和磁化は減少する傾向にあり、さらに少なすぎると43〜44℃における磁束密度の変化値が小さくなる傾向にある。 The content of silicon oxide is 30 to 350 ppm, preferably 30 to 200 ppm in terms of SiO 2 with respect to 100% by weight of the main component. If the amount of silicon oxide is small, the saturation magnetization tends to increase. If the amount is too small, the change value of the magnetic flux density at 43 to 44 ° C. tends to be small. When the amount of silicon oxide is large, the saturation magnetization tends to decrease. When the amount is too small, the change value of the magnetic flux density at 43 to 44 ° C. tends to be small.
また、本実施形態に係るフェライト組成物には、原料中の不可避的不純物元素の酸化物が数ppm〜数百ppm程度含まれ得る。 In addition, the ferrite composition according to the present embodiment may include about several ppm to several hundred ppm of inevitable impurity element oxides in the raw material.
具体的には、B、C、P、S、Cl、As、Se、Br、Te、Iや、Li、Na、Mg、Al、K、Ga、Ge、Sr、Cd、In、Sn、Sb、Ba、Pb、Bi等の典型金属元素や、Sc、Ti、V、Cr、Co、Ni、Cu、Y、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Hf、Ta等の遷移金属元素が挙げられる。 Specifically, B, C, P, S, Cl, As, Se, Br, Te, I, Li, Na, Mg, Al, K, Ga, Ge, Sr, Cd, In, Sn, Sb, Typical metal elements such as Ba, Pb, and Bi, and transition metal elements such as Sc, Ti, V, Cr, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, Hf, and Ta can be given.
次に、本実施形態に係るフェライト組成物の製造方法の一例を説明する。
まず、出発原料(主成分の原料および副成分の原料)を、所定の組成比となるように秤量して混合し、原料混合物を得る。混合する方法としては、たとえば、ボールミルを用いて行う湿式混合や、乾式ミキサーを用いて行う乾式混合が挙げられる。なお、平均粒径が0.1〜3μmの出発原料を用いることが好ましい。
Next, an example of a method for producing a ferrite composition according to this embodiment will be described.
First, starting materials (raw materials of main components and raw materials of subcomponents) are weighed and mixed so as to have a predetermined composition ratio to obtain a raw material mixture. Examples of the mixing method include wet mixing using a ball mill and dry mixing using a dry mixer. It is preferable to use a starting material having an average particle size of 0.1 to 3 μm.
主成分の原料としては、酸化鉄(α−Fe2 O3 )、酸化亜鉛(ZnO)、酸化銅(CuO)、あるいは水酸化マグネシウム(Mg(OH)2 )などを用いることができる。さらに、その他、焼成により上記した酸化物や複合酸化物となる各種化合物等を用いることができる。焼成により上記した酸化物になるものとしては、たとえば、金属単体、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、ハロゲン化物、有機金属化合物等が挙げられる。なお、主成分中の酸化マグネシウムの含有量はMgO換算で計算されるが、主成分の原料としては、Mg(OH)2 が好ましく用いられる。 As a raw material of the main component, iron oxide (α-Fe 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), copper oxide (CuO), magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ), or the like can be used. In addition, various compounds that become oxides or composite oxides by firing can be used. Examples of the oxide that becomes the above-mentioned oxide upon firing include simple metals, carbonates, oxalates, nitrates, hydroxides, halides, organometallic compounds, and the like. The content of magnesium oxide in the main component is calculated in terms of MgO, but Mg (OH) 2 is preferably used as the main component material.
次に、原料混合物の仮焼きを行い、仮焼き材料を得る。仮焼きは、原料の熱分解、成分の均質化、フェライトの生成、焼結による超微粉の消失と適度の粒子サイズへの粒成長を起こさせ、原料混合物を後工程に適した形態に変換するために行われる。こうした仮焼きは、好ましくは800〜1100℃の温度で、通常1〜3時間程度行う。仮焼きは、大気(空気)中で行ってもよく、大気中よりも酸素分圧が高い雰囲気や純酸素雰囲気で行っても良い。なお、主成分の原料と副成分の原料との混合は、仮焼きの前に行なってもよく、仮焼き後に行なってもよい。 Next, the raw material mixture is calcined to obtain a calcined material. Calcining causes thermal decomposition of raw materials, homogenization of ingredients, formation of ferrite, disappearance of ultrafine powder due to sintering and grain growth to an appropriate particle size, and converts the raw material mixture into a form suitable for the subsequent process. Done for. Such calcination is preferably performed at a temperature of 800 to 1100 ° C. for about 1 to 3 hours. The calcination may be performed in the air (air), or may be performed in an atmosphere having a higher oxygen partial pressure or in a pure oxygen atmosphere than in the air. The mixing of the main component raw material and the subcomponent raw material may be performed before calcining or after calcining.
次に、仮焼き材料の粉砕を行い、粉砕材料を得る。粉砕は、仮焼き材料の凝集をくずして適度の焼結性を有する粉体とするために行われる。仮焼き材料が大きい塊を形成しているときには、粗粉砕を行ってからボールミルやアトライターなどを用いて湿式粉砕を行う。湿式粉砕は、仮焼き材料の平均粒径が、好ましくは1〜2μm程度となるまで行う。 Next, the calcined material is pulverized to obtain a pulverized material. The pulverization is performed in order to break down the coagulation of the calcined material to obtain a powder having appropriate sinterability. When the calcined material forms a large lump, wet pulverization is performed using a ball mill or an attritor after coarse pulverization. The wet pulverization is performed until the average particle diameter of the calcined material is preferably about 1 to 2 μm.
次に、粉砕材料の造粒(顆粒)を行い、造粒物を得る。造粒は、粉砕材料を適度な大きさの凝集粒子とし、成形に適した形態に変換するために行われる。こうした造粒法としては、たとえば、加圧造粒法やスプレードライ法などが挙げられる。スプレードライ法は、粉砕材料に、ポリビニルアルコールなどの通常用いられる結合剤を加えた後、スプレードライヤー中で霧化し、低温乾燥する方法である。 Next, the pulverized material is granulated (granular) to obtain a granulated product. The granulation is performed in order to convert the pulverized material into aggregated particles having an appropriate size and convert it into a form suitable for molding. Examples of such a granulation method include a pressure granulation method and a spray drying method. The spray drying method is a method in which a commonly used binder such as polyvinyl alcohol is added to the pulverized material, and then atomized in a spray dryer and dried at a low temperature.
次に、造粒物を所定形状に成形し、成形体を得る。造粒物の成形としては、たとえば、乾式成形、湿式成形、押出成形などが挙げられる。乾式成形法は、造粒物を、金型に充填して圧縮加圧(プレス)することにより行う成形法である。成形体の形状は、特に限定されず、用途に応じて適宜決定すればよい。 Next, the granulated product is molded into a predetermined shape to obtain a molded body. Examples of the molding of the granulated product include dry molding, wet molding, and extrusion molding. The dry molding method is a molding method in which a granulated product is filled in a mold and compressed and pressed (pressed). The shape of the molded body is not particularly limited, and may be appropriately determined according to the application.
次に、成形体の焼成を行う。焼成は、多くの空隙を含んでいる成形体の粉体粒子間に、融点以下の温度で粉体が凝着する焼結を起こさせ、緻密な焼結体を得るために行われる。こうした焼成は、好ましくは1000〜1200℃の温度で、通常1〜5時間程度行う。なお、昇温速度は好ましくは150〜250℃/時間、降温速度は好ましくは150〜250℃/時間である。焼成は、大気(空気)中で行ってもよく、大気中よりも酸素分圧が高い雰囲気で行っても良い。 Next, the molded body is fired. Firing is performed in order to obtain a dense sintered body by causing sintering in which the powder adheres at a temperature lower than the melting point between the powder particles of the compact including many voids. Such firing is preferably performed at a temperature of 1000 to 1200 ° C., usually for about 1 to 5 hours. The temperature rising rate is preferably 150 to 250 ° C./hour, and the temperature decreasing rate is preferably 150 to 250 ° C./hour. Firing may be performed in the air (air) or in an atmosphere having a higher oxygen partial pressure than in the air.
次に得られた焼結体を粉砕し、本実施形態のフェライト粉末を得る。粉砕にはバイブミルもしくはジョークラッシャー等を用い行う。フェライト粉末の粒径は、好ましくは、40〜150μm、さらに好ましくは80〜120μmである。このような粒径のフェライト粉末を、以下に示すように感温磁性体として用いることで、体内に注射などにより注入しやすくなる。 Next, the obtained sintered body is pulverized to obtain the ferrite powder of the present embodiment. For grinding, a vibrator mill or jaw crusher is used. The particle size of the ferrite powder is preferably 40 to 150 μm, more preferably 80 to 120 μm. By using a ferrite powder having such a particle size as a temperature-sensitive magnetic material as described below, it becomes easy to inject it into the body by injection or the like.
本実施形態に係るフェライト組成物から成る感温磁性体を体内に注入することで、たとえば腫瘍部の温度(治療に適正な温度の上限である43℃)を非侵襲的に正確に計測することが可能となり、非侵襲的で安全な患部の局所加熱治療を実現することができる。 By injecting into the body a temperature-sensitive magnetic material made of the ferrite composition according to the present embodiment, for example, the temperature of the tumor part (43 ° C., which is the upper limit of temperature suitable for treatment) is accurately measured non-invasively. Thus, non-invasive and safe local heating treatment of the affected area can be realized.
次に、本実施形態に係るフェライト組成物から成る感温磁性体を用いて、温度計測を行う方法について説明する。 Next, a method for measuring temperature using a temperature-sensitive magnetic body made of the ferrite composition according to the present embodiment will be described.
図1(a)に示すように、本実施形態に係るフェライト組成物から成る感温磁性体2に対して、温度計測用駆動コイル4から感温磁性体2に向けて磁束M1を発生させる。そのとき感温磁性体2の温度Tが、感温磁性体2のキュリー温度Tc未満では、感温磁性体2の近くにおいて、磁束M1の集中が生じる。磁束M1の集中が生じると、その磁束M1の垂直方向の磁束M2を検出コイル6により検出することができる。
As shown in FIG. 1A, a magnetic flux M1 is generated from the temperature
磁束M1の集中度合い(磁束密度に対応する)は、感温磁性体2の温度Tにより変化する。すなわち、磁束M1の集中度合いは、感温磁性体2の温度Tがキュリー温度Tcに近づくほど少なくなり、図1(b)に示すように、感温磁性体2の温度Tが磁性体2のキュリー温度Tc以上になると、磁束M1の集中度合いが略0になり、その磁束M1の垂直方向の磁束M2も略0になる。
The degree of concentration of the magnetic flux M1 (corresponding to the magnetic flux density) varies depending on the temperature T of the temperature-sensitive
このため検出コイル6により検出される磁束M2の変化、特に磁束変化の変曲点を検出することで、感温磁性体2の温度を検出することが可能になる。本実施形態では、治療に適正な温度付近、詳しくは42〜43℃での使用を考慮し、特に43℃を検出できるように、感温磁性体2を構成するフェライトの組成物範囲を決定している。
Therefore, it is possible to detect the temperature of the temperature-sensitive
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.
たとえば、本発明に係る非侵襲温度計測用フェライト組成物には、その他の成分、たとえばB、C、S,Cl、As、Se、Br、Te、I等の典型非金属元素や、Li、Na、Al、K、Ca、Ga、Ge、Sr、Cd、In、Sn、Sb、Ba、Pb、Bi等の典型金属や、Sc、Ti、V、Cr、Co、Y、Nb、Mo、Pd、Ag、Hf、Ta等の遷移金属元素などを含ませても良い。 For example, the non-invasive temperature measurement ferrite composition according to the present invention includes other components such as typical non-metallic elements such as B, C, S, Cl, As, Se, Br, Te, and I, Li, Na Al, K, Ca, Ga, Ge, Sr, Cd, In, Sn, Sb, Ba, Pb, Bi and other typical metals, Sc, Ti, V, Cr, Co, Y, Nb, Mo, Pd, Transition metal elements such as Ag, Hf, and Ta may be included.
また本発明に係る非侵襲温度計測用フェライト組成物で構成される感温磁性体は、粉形態で使用されることが望ましいが、必ずしも粉形態である必要はなく、その他の形態で用いられても良い。また、本発明のフェライト組成物で構成される感温磁性体により温度測定を行う用途は、医療用に限らず、隔絶された物質の温度を非接触式に測定したいあらゆる分野にも応用することができる。 In addition, the temperature-sensitive magnetic body composed of the ferrite composition for noninvasive temperature measurement according to the present invention is desirably used in a powder form, but is not necessarily in a powder form, and is used in other forms. Also good. The temperature measurement using the thermosensitive magnetic material composed of the ferrite composition of the present invention is not limited to medical use, but can be applied to any field where the temperature of a separated substance is desired to be measured in a non-contact manner. Can do.
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
実施例1〜11
Hereinafter, although this invention is demonstrated based on a more detailed Example, this invention is not limited to these Examples.
Examples 1-11
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。 Hereinafter, although this invention is demonstrated based on a more detailed Example, this invention is not limited to these Examples.
まず、主成分の原料として、Fe2 O3 、ZnO、CuOおよびMg(OH)2 を準備した。副成分の原料としてはSiO2 を準備した。 First, Fe 2 O 3 , ZnO, CuO, and Mg (OH) 2 were prepared as main component materials. SiO 2 was prepared as a raw material for the accessory component.
次に、準備した主成分の原料の粉末を秤量し、さらに、副成分の原料の粉末を表1に示す量となるように秤量した後、ボールミルで5時間湿式混合して原料混合物を得た。 Next, the raw material powder of the main component prepared was weighed, and further, the powder of the subcomponent raw material was weighed to the amount shown in Table 1, and then wet mixed with a ball mill for 5 hours to obtain a raw material mixture. .
次に、得られた原料混合物を、空気中において950℃で2時間仮焼して仮焼き材料とした後、ボールミルで20時間湿式粉砕して、平均粒径が1.5μmである粉砕材料を得た。 Next, the obtained raw material mixture was calcined in air at 950 ° C. for 2 hours to obtain a calcined material, and then wet pulverized with a ball mill for 20 hours to obtain a pulverized material having an average particle diameter of 1.5 μm. Obtained.
次に、この粉砕材料を乾燥した後、該粉砕材料100重量%に、バインダーとしてのポリビニルアルコールを1.0重量%添加して造粒し、20メッシュの篩で整粒して顆粒とした。この顆粒を196MPa(2ton/cm2 )の圧力で加圧成形して、トロイダル形状(寸法=外径22mm×内径12mm×高さ6mm)の成形体を得た。
Next, this pulverized material was dried, and then granulated by adding 1.0% by weight of polyvinyl alcohol as a binder to 100% by weight of the pulverized material, and granulated with a 20 mesh sieve to obtain granules. This granule was pressure-molded at a pressure of 196 MPa ( 2 ton / cm 2 ) to obtain a molded body having a toroidal shape (size = outer diameter 22 mm × inner diameter 12 mm ×
次に、これら各成形体を、空気中において1000〜1200℃で2.5時間焼成して、焼結体としてのトロイダルコアサンプルを得た。得られたサンプルについて、蛍光X線分析を行い、フェライトコアの組成を測定した。結果を表1に示す。さらにサンプルに対し、以下の特性評価を行った。 Next, each of these molded bodies was fired in air at 1000 to 1200 ° C. for 2.5 hours to obtain a toroidal core sample as a sintered body. The obtained sample was subjected to fluorescent X-ray analysis to measure the composition of the ferrite core. The results are shown in Table 1. Furthermore, the following characteristics evaluation was performed with respect to the sample.
<磁束密度(B)>
得られたトロイダルコアサンプルに、1次巻線および2次巻線を5回ずつ巻回し、100A/m、100kHz、40℃、42℃、43℃および44℃で磁束密度(B)を測定した。測定はB−Hアナライザー(岩崎通信機株式会社製SY−8232)を用いて行った。また、各サンプルが、43℃において、温度変化に対する磁束密度の変曲点を有するか否かを調べるために、α=(Bat43℃−Bat44℃)/((Bat40℃−Bat43℃)/3)を求めた。結果を表1および図2〜図5に示す。なお、Bat40℃、Bat43℃、Bat44℃、は、それぞれ40℃、43℃および44℃における磁束密度である。
<Magnetic flux density (B)>
The obtained toroidal core sample was wound with the primary winding and the secondary winding 5 times each, and the magnetic flux density (B) was measured at 100 A / m, 100 kHz, 40 ° C., 42 ° C., 43 ° C. and 44 ° C. . The measurement was performed using a BH analyzer (SY-8232 manufactured by Iwasaki Tsushinki Co., Ltd.). Further, in order to examine whether each sample has an inflection point of magnetic flux density with respect to temperature change at 43 ° C., α = (B at 43 ° C.− B at 44 ° C. ) / ((B at 40 ° C.− B at 43 ° C. ) / 3). The results are shown in Table 1 and FIGS. Incidentally, B at40 ℃, B at43 ℃ , B at44 ℃, is, 40 ° C., respectively, a magnetic flux density at 43 ° C. and 44 ° C..
αが1.2以上、好ましくは1.5以上であれば、たとえば図2に示す実施例1〜3に示すように、43℃において、温度変化に対する磁束密度の変曲点を有すると判断することができる。このため、このようなフェライト組成物で構成される感温磁性体を体内に注入し、体外から、たとえば図1に示す検出コイル6により磁束M2の変化を測定することで、感温磁性体が43℃に到達したことを正確に検出することができる。
If α is 1.2 or more, preferably 1.5 or more, for example, as shown in Examples 1 to 3 shown in FIG. 2, it is determined that the magnetic flux density has an inflection point with respect to temperature change at 43 ° C. be able to. For this reason, a temperature-sensitive magnetic body composed of such a ferrite composition is injected into the body, and the change in the magnetic flux M2 is measured from outside the body, for example, by the
表1および図2より、Fe2 O3 の含有量が本発明の範囲外である場合(比較例1および2)、43〜44℃における磁束密度の変化値が小さく、αが1以下であり、43℃には磁束密度の変曲点を実質的に有さないことが確認された。これに対し、Fe2 O3 の含有量が本発明の範囲内である場合(実施例1〜3)、43〜44℃における磁束密度の変化値αが1.6以上であり、43°Cにおいて磁束密度の変曲点を有することが確認された。 From Table 1 and FIG. 2, when the content of Fe 2 O 3 is outside the scope of the present invention (Comparative Examples 1 and 2), the change value of the magnetic flux density at 43 to 44 ° C. is small, and α is 1 or less. It was confirmed that the inflection point of the magnetic flux density is substantially not present at 43 ° C. On the other hand, when the content of Fe 2 O 3 is within the range of the present invention (Examples 1 to 3), the magnetic flux density change value α at 43 to 44 ° C. is 1.6 or more, and 43 ° C. It was confirmed that it has an inflection point of magnetic flux density.
表1および図3より、ZnOの含有量が本発明の範囲外である場合(比較例3および4)、43〜44℃における磁束密度の変化値αが小さく、1以下であり、43℃には磁束密度の変曲点を実質的に有さないことが確認された。これに対し、ZnOの含有量が本発明の範囲内である場合(実施例2および4〜7)、43〜44℃における磁束密度の変化値αが1.2以上であり、43°Cにおいて磁束密度の変曲点を有することが確認された。 From Table 1 and FIG. 3, when the content of ZnO is outside the scope of the present invention (Comparative Examples 3 and 4), the change value α of the magnetic flux density at 43 to 44 ° C. is small and 1 or less. Was confirmed to have substantially no inflection point of the magnetic flux density. On the other hand, when the content of ZnO is within the range of the present invention (Examples 2 and 4 to 7), the magnetic flux density change value α at 43 to 44 ° C. is 1.2 or more, and at 43 ° C. It was confirmed to have an inflection point of magnetic flux density.
表1および図4より、CuOの含有量が本発明の範囲外である場合(比較例5および6)、43〜44℃における磁束密度の変化値αが小さく、1以下であり、43℃には磁束密度の変曲点を実質的に有さないことが確認された。これに対し、CuOの含有量が本発明の範囲内である場合(実施例2、8および9)、43〜44℃における磁束密度の変化値αが1.2以上であり、43°Cにおいて磁束密度の変曲点を有することが確認された。 From Table 1 and FIG. 4, when the content of CuO is outside the range of the present invention (Comparative Examples 5 and 6), the change value α of the magnetic flux density at 43 to 44 ° C. is small and 1 or less, and is 43 ° C. Was confirmed to have substantially no inflection point of the magnetic flux density. On the other hand, when the content of CuO is within the range of the present invention (Examples 2, 8 and 9), the change value α of the magnetic flux density at 43 to 44 ° C. is 1.2 or more, and at 43 ° C. It was confirmed to have an inflection point of magnetic flux density.
表1および図5より、SiO2 の含有量が本発明の範囲外である場合(比較例7および8)、43〜44℃における磁束密度の変化値が小さく、1以下であり、43℃には磁束密度の変曲点を実質的に有さないことが確認された。これに対し、SiO2 の含有量が本発明の範囲内である場合(実施例2、10および11)、43〜44℃における磁束密度の変化値αが1.7以上であり、43°Cにおいて磁束密度の変曲点を有することが確認された。 From Table 1 and FIG. 5, when the content of SiO 2 is outside the scope of the present invention (Comparative Examples 7 and 8), the change value of the magnetic flux density at 43 to 44 ° C. is small and 1 or less. Was confirmed to have substantially no inflection point of the magnetic flux density. On the other hand, when the content of SiO 2 is within the range of the present invention (Examples 2, 10 and 11), the change value α of the magnetic flux density at 43 to 44 ° C. is 1.7 or more and 43 ° C. It was confirmed that it has an inflection point of magnetic flux density.
2… 感温磁性体
4… 駆動用コイル
6… 検出用コイル
2 ... Temperature-sensitive
Claims (1)
100A/m、100kHzにおいて、
40℃で測定した磁束密度をB at40℃ とし、
43℃で測定した磁束密度をB at43℃ とし、
44℃で測定した磁束密度をB at44℃ としたとき、
α=(B at43℃ −B at44℃ )/((B at40℃ −B at43℃ )/3)との式により求められるαが1.2以上であることを特徴とする非侵襲温度計測用フェライト組成物。 Iron oxide is 48.0 to 49.7 mol% in terms of Fe 2 O 3 , zinc oxide is 29.7 to 30.25 mol% in terms of ZnO, and copper oxide is 5.5 to 6.8 mol% in terms of CuO. , the balance has a main component composed of magnesium oxide, relative to the main component 100 wt%, as an auxiliary component, 30~350Ppm seen containing silicon oxide in terms of SiO 2,
At 100 A / m, 100 kHz,
The magnetic flux density measured at 40 ° C. is Bat 40 ° C.
The magnetic flux density measured at 43 ° C is Bat 43 ° C.
When the magnetic flux density measured at 44 ° C. is Bat 44 ° C. ,
A non-invasive temperature measurement ferrite characterized in that α calculated by the equation: α = ( Bat43 ° C. − Bat44 ° C. ) / (( Bat40 ° C. − Bat43 ° C. ) / 3) is 1.2 or more Composition.
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