纳米智能元素纤维织物保健服的制作方法

文档序号:16752770发布日期:2019-01-29 17:02阅读:224来源:国知局

本发明公开了一种纳米智能元素纤维织物保健服。是属于智能保健服织物织制生产技术领域。



背景技术:

纳米智能元素纤维织物保健服是一种能自动根据人体经络、穴位、皮温、疼痛部位电阻值、心率、血压等的变化而自动释放溶出具有特殊治疗功效的天然超细微矿物元素纤维纳米微粒,其粒径在0.1—0.5um以下的微粒细化在纤维织物中。而这些元素纤维均具有带运电荷中心的作用。能将天然的矿物元素与纤维素大分子牢固的吸附制成具有一定牢固性和持久性的功效元素纤维。这种元素纤维通过皮肤的皮温及连续不断摩擦等方式不断释放溶出人体所必需的各种元素、负离子、维生素、蛋白质、氨基酸、多种活性酶、酵素等达到集保暖、防护、美观,理疗、保健功效于一体的新型智能元素纤维织物保健服。它集中当今材料学,人体微循环医学、微量元素医学、细胞学、预防医学、生命科学、智能服、生物、远红外磁疗等多种科学领域的科研成果。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种纳米智能元素纤维织物保健服。

本发明的技术解决方案是:

1、一种纳米智能元素纤维织物保健服,其特征是所述天然的矿石元素自然溶出释放元素负离子远红外吸毒滤毒陶瓷纳米粉按下列质量配比组成%

二氧化硅陶瓷纳米粉2—6;二氧化钛陶瓷纳米粉2—6;

氧化铁陶瓷纳米粉2—6;氧化铝陶瓷纳米粉2—6;

麦饭石陶瓷纳米粉2—6;沸石陶瓷纳米粉2—6;

电气石陶瓷纳米粉4—12;

三氧化二铁fe2o3陶瓷纳米粉2—6;

四氧化三铁fe3o4陶瓷纳米粉3—9;

聚酞胺-6(pa6)加至100。

制备方法作用机理:

按配方将上述天然矿石原料,经粉碎、混合、过筛在经过1200—1400℃的烧结、保温1—3h,然后骤冷再磨极细过2200—2400目筛,就制得粒径在0.05—5μm的纳米粉,具有溶出释放元素负离子吸毒滤毒抗电磁波污染,又具有磁疗作用辐射远红外线深入皮下3—5cm,给予人体细胞活力,促进血液循环,提高人体免疫力,具有较高健康效益的远红外陶瓷纳米粉,与聚酞胺-6复合制得复合物,它是一种可纱性的远红外保健功能性元素纤维织物。这种元素纤维神奇功效,是给人体补充微量元素并有良好的吸附功能。元素纤维上含有大量多种人体必需的微量元素,这些微量元素可做为人体所需微量元素负离子远红外的储仓,形成微量元素负离子远红外储存源,及时补充人体所需的微量元素负离子远红外,调节肌体平衡。元素纤维上的元素通过与皮肤直接接触,由毛细孔渗透到机体内,吸收周围环境和人体自身辐射的能量,使血液循环加快,毛细血管扩张,循环的自律性运动,从而改善微循环,促进正常的新陈代谢水平与生理机能,随时排除微循环不畅和人体内的毒素而导致的各种疾患。

2、一种纳米智能元素纤维织物保健服,其特征是:所述智能相变调温纤维纳米微胶囊法复合材料陶瓷纳米粉,按下列质量配比组成%

无机壁材有硅酸钙2—6;纳米银抗菌剂2—6;

正十二十八一二十烷2—6;正十五十六二十二烷2—6;

石蜡2—6;天然可可脂肪酸混合物2—6;

聚己内酯二醇pel2—6;形状记忆聚氨酯/tio2-sio22—6;

双酚a、脲醛树脂、聚氨酯、芳香族聚肽胺中的一种或几种加至100。

制备方法及作用机理:

纳米智能纺织品可能是通过纳米材料获得智能性,也可能是通过智能纤维或整理获得智能性。

纳米胶囊是一种具有囊心的微小“容器”,纳米胶囊的直径通常在1μm以下。由于纳米胶囊的缓释性和靶向性等性能均优于微胶囊,已用于医药领域。纳米胶囊的粒径小、比表面积大,可以和高聚物材料较好的复合,近年来纳米胶囊的应用领域在不断地拓宽。相变材料纳米胶囊除了具有一般纳米胶囊的优点外,还具有智能调节温度的功能,可用于调温纤维领域。

纳米胶囊采用细乳液聚合方式制备,以亚微米(50-500nm)液滴构成的稳定的液滴分散体系称为细乳液,相应的液滴称核聚合称为细乳液聚合。在复合乳化剂(如十六醇和十二烷基硫酸钠)共同作用下,液滴成核成为乳液聚合主要方式。

在细乳液中,亚微米液滴得以稳定的关键在于分散相中融入少量高疏水性的化合物,又称为共稳定剂或助稳定剂。从本质上讲,它们的作用在于产生渗透压,并非表面活性。细乳液的主要组分有:连续相(水)、分散相(油或单体)、乳化剂和共稳定剂;当其用于聚合时,还包括引发剂、相对分子质量调节剂等其他组分。细乳液是热力学亚稳定体系,不能自发形成,必须依靠机械功克服油相内聚能和形成液滴的表面能,使之分散在水中。由于分散效率低,分散制备亚微米细乳液时必须使用高强度均化器。

细乳液的制备通常包括三个步骤:①预乳化(将乳化剂溶于水相,助稳定剂溶于单体);②乳化(将上述溶液混合在一起,通过机械搅拌混合均匀);③细乳化(上述混合物通过高效均化器的均化作用,将单体分散成亚微米单体液滴)。

为了避免均化作用破坏聚合物粒子,细乳液聚合常分细乳化和聚合两个阶段,在聚合阶段,体系只需较低的搅拌混合即可。

具体纳米微胶囊制备:

选择熔点为35℃的石蜡,在环境温度35℃以上(保证石蜡为液态)准备石蜡溶液a,与壁材双酚a的质量比为2:10,将少量双酚a加乳化剂span80溶于甲苯溶液中形成4:1:10的a溶液,将极少量固化剂与芯材溶液混合形成b溶液,将溶液a缓慢加入与b溶液混合并进行搅拌(800r/min),初步生成微胶囊,1-2min后降低搅拌速度至400r/min左右,向反应锅中加入足量固化剂(壁材:固化剂=10:1),并提高搅拌速度至900r/min,20-30min后相变微胶囊形成。这时向反应锅中加入tween80将未反应单体进行反复分离,用抽取设备将上层杂质抽走,最后可加1%-1.5%生理食盐水辅助净化微胶囊。

3、一种纳米智能元素纤维织物保健服,其特征是:所述防电磁波磁疗克螨抗菌抗感染复合纤维柏树精油陶瓷纳米粉,按下列质量配比组成%

永久磁铁纳米粉2—6;四氧化三铁fe3o42—6;

甲壳素纳米粉2—6;壳聚糖纳米粉2—6;

天然木棉纤维2—6;聚乳酸2—6;

油酸钠sd2—6;聚乙二醇peg2—6;

聚苯胺pani2—6;聚吡咯ppy2—6;

聚乙烯醇溶液加至100。

磁性聚合物纳米智能纺织品的制备:

在高聚物纤维基体中加入磁性纳米颗粒,所制得的磁性纳米复合纤维表现出独特的磁性区域依赖性,可用于制造智能纤维和军用前线人员的防护服,也可用于健康医护方面。此外,在磁渗透、传感器、电子器件、信息存储、磁成像、静态低频磁屏蔽和磁感应的磁性光子设备中也有潜在的应用价值。通过在聚乙烯醇溶液中加入fe3o4流体,制备分散较均匀的磁性纳米复合纤维,并通过外加磁场使纤维定向排列,制备了均匀性较好,磁性好的纳米纤维。

用滴定水解法制备了纳米fe3o4粒子,通过选用合适的分散剂和采用超声波分散的方法,制备出在重力场和磁场中稳定性较好的水基磁流体。运用电纺丝技术,以聚乙烯醇为原料,制取含有fe3o4磁性纳米颗粒的(直径在100—300nm范围)聚乙烯醇纳米纤维。

4、一种纳米智能元素纤维织物保健服,其特征是:所述拒水透湿温度调控光导感应理疗复合纤维陶瓷纳米粉,按下列质量配比组成%

形状记忆高聚物smp2—6;含水无机盐2—6;

长链碳氢化合物2—6;聚乙二醇2—6;

玻璃光纤2—6;脂肪酸2—6;

石英光纤2—6;氯丁橡胶2—6;

聚氯乙烯2—6;聚氨酯2—6;

丙烯酸2—6;碳化锆加至100。

所述智能服装首先要依赖智能化的纺织材料作为主体,这些智能化的纺织材料通常具有感应、记忆、调节、发送以及存储等功能,并能根据环境与人体的变化做出适应性的调整和反应,以期达到智能服装预定的设计效果。

①形状记忆纤维和织物。这种纤维主要是依据热成型和冷却定型的方式形成的。当周边温度接近原来热成型的温度时,形状记忆纤维有复原原来形状的功效。前一时期研究和应用最普遍的是镍合金纤维,它首先被加工成宝塔形的螺旋弹簧状,再进一步加工成平面状,然后固定于面料的夹层中。这类面料多运用于消防、冶炼等行业的阻热服装。当服装表面接触到高温时,处于夹层中的镍合金纤维会迅速由平面形状变成宝塔形状,在两层织物中形成一定的空间,有效减少高温源对人体皮肤的侵害,避免烫伤事故的发生。此外通过高分子材料进行分子改造和改性,形成形状记忆高聚物smp,能随外部环境条件如热能、光能、电能以及化学特性变化,自动改变或恢复形态。应用最早的形状记忆高分子材料是具有伸缩性特殊功能的仿丝绸轻薄织物,多用于类似舞蹈、体操等专业人员穿着的紧身衣裤、衬衣等,还可用于能自动开合的窗帘。

②拒水透湿织物。多采用氯丁橡胶、聚氯乙烯、聚氨酯以及丙烯酸等高聚物,通过涂布的方式与普通织物结合。此类织物可以分为微孔膜型、亲水性涂层无孔膜三大类,它们所具有的共性风格是通过采用聚合物拉覆膜工艺,使织物产生防水功能,同时又保持一般织物透气排汗、保温的性能。用这类面料制成的服装既增添了防护功效,又确保穿着使用的体感舒适度。

③温度调控纤维。温控纤维是指能根据环境或人体变化自动调节温度和湿度的纤维,一般可分为蓄热调温型和调温调湿型两种类别。由蓄热保温纤维加工的织物及服装,除具有一般纺织品服装的静态恒温作用外,还因采用了含水无机盐、长链碳氢化合物、聚乙二醇、脂肪酸等相变物质,发生液态-固态可逆相变,或通过纤维从环境中吸收-存储、存储-释放热量,在织物与人体之间,形成有别于外部的温度相对恒定的微气候,达到温度调节控制的效果。该织物最早用于宇航服,现在已开始运用于防寒、体育运动等服装。调温调湿型纤维主要是利用纤维的高吸湿性能,通过吸收空气中或人体产生的水分子,并在实施气态-液态,液态-气态转化时产生释放或吸收热能的原理,达到恒温的效果。

④光导感应纤维。又称光学纤维或简称光线,它是一种能把光能闭合在纤维中,并产生传导作用的光学复合材料。光导纤维通常是由两种或两种以上折射率不同的材料复合而成的,一种叫芯材,另一种叫皮材,芯材具备传导功能,皮材则使光能闭合芯材,两者的折射率相差越大越好,即光能的传导性能就越强。按材质不同,光导纤维可分为无机光导和有机光导两类,无机光导纤维包括玻璃光纤和石英光纤,而有机光纤是一种很细的皮芯型合成纤维,它具有柔韧、轻盈、强度大和价格较低并具有一定防辐射能力的特点。用光导纤维制成的织物,具备一定的传感功能,在与人体接触后可传输一些信号,如环境化学生物状况的探测、心率的变化、战斗中士兵受伤的部位的确定,儿童与病人的日常护理指标等健康防护服。

⑤仿生智能纤维。所谓仿生智能纤维是指效仿自然界某些生物的特性,通过一定加工手段的运用,令纺织材料也具备类似某些生物自我调节和保护的功能。如通过对荷叶表面微结构有利于自我清洁这一现象的观察,纺织科技工作者运用纳米技术对织物表面进行处理,使其形成像荷叶上微结构一样细小的规则纹理,能有效地阻止各类粒子的滞留。一些污染物,如溅出的酒液、果汁、灰尘,很难在这种经过特殊处理的织物表面停留,从而提高织物保持自我洁净的功效。这种被称之为具备“荷叶效应”的织物,便是仿生智能的代表性成果。还如,科学家研究了北极熊的毛皮结构后发现,它与光导纤维极其相似。北极熊的毛外端呈透明状,犹如一根细小的石英纤维,而接近皮肤的一端是不透明的神经髓鞘,表面粗糙坚硬,中间呈空心状。这种结构特别有利于光的传输,它可以最大限度地吸收光能,汇集到皮肤表面后转化成热能,并通过皮下的血液将热能输送到全身。根据北极熊皮毛这种吸光蓄热的原理,一种含有碳化锆物质,具备“吸光蓄热”功能的“日光纤维”被研制出来,用这种纤维织造面料制成的服装,不仅使“薄衣过冬”成为可能,而且还为极地考察和探险提供了理想的装束。

下面结合实施例作进一步阐明

具体实施例:

实施例1:一种纳米智能元素纤维织物保健服,其特征是所述天然的矿石元素自然溶出释放元素负离子远红外吸毒滤毒陶瓷纳米粉按下列质量配比组成%

二氧化硅陶瓷纳米粉2—6;二氧化钛陶瓷纳米粉2—6;

氧化铁陶瓷纳米粉2—6;氧化铝陶瓷纳米粉2—6;

麦饭石陶瓷纳米粉2—6;沸石陶瓷纳米粉2—6;

电气石陶瓷纳米粉4—12;

三氧化二铁fe2o3陶瓷纳米粉2—6;

四氧化三铁fe3o4陶瓷纳米粉3—9;

聚酞胺-6(pa6)加至100。

实施例2:一种纳米智能元素纤维织物保健服,其特征是:所述智能相变调温纤维纳米微胶囊法复合材料陶瓷纳米粉,按下列质量配比组成%

无机壁材有硅酸钙2—6;纳米银抗菌剂2—6;

正十二十八一二十烷2—6;正十五十六二十二烷2—6;

石蜡2—6;天然可可脂肪酸混合物2—6;

聚己内酯二醇pel2—6;形状记忆聚氨酯/tio2-sio22—6;

双酚a、脲醛树脂、聚氨酯、芳香族聚肽胺中的一种或几种加至100。

实施例3:一种纳米智能元素纤维织物保健服,其特征是:所述防电磁波磁疗克螨抗菌抗感染复合纤维柏树精油陶瓷纳米粉,按下列质量配比组成%

永久磁铁纳米粉2—6;四氧化三铁fe3o42—6;

甲壳素纳米粉2—6;壳聚糖纳米粉2—6;

天然木棉纤维2—6;聚乳酸2—6;

油酸钠sd2—6;聚乙二醇peg2—6;

聚苯胺pani2—6;聚吡咯ppy2—6;

聚乙烯醇溶液加至100。

实施例4:一种纳米智能元素纤维织物保健服,其特征是:所述拒水透湿温度调控光导感应理疗复合纤维陶瓷纳米粉,按下列质量配比组成%

形状记忆高聚物smp2—6;含水无机盐2—6;

长链碳氢化合物2—6;聚乙二醇2—6;

玻璃光纤2—6;脂肪酸2—6;

石英光纤2—6;氯丁橡胶2—6;

聚氯乙烯2—6;聚氨酯2—6;

丙烯酸2—6;碳化锆加至100。

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