CN101396310A

CN101396310A - 一种碳素发热腰带及其制备方法

Info

Publication number: CN101396310A
Application number: CNA2007100466711A
Authority: CN
Inventors: 潘跃进; 吴东来
Original assignee: SHANGHAI JIERUN SILK TEXTILES INDUSTRY Co Ltd; Shanghai Zhongda Science & Technology Development Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI JIERUN SILK TEXTILES INDUSTRY Co Ltd; Shanghai Zhongda Science & Technology Development Co Ltd
Priority date: 2007-09-29
Filing date: 2007-09-29
Publication date: 2009-04-01

Abstract

本发明涉及一种碳素发热腰带及其制备方法，腰带包括：腰托、贴袋、松紧带、搭扣、电池袋、碳素发热片、连接导线、智能聚合物锂电池组；碳素发热片中的经向导电丝采用并联方式，然后与锂电池的正负极连接；松紧带与腰托的两端连接，搭扣分别与松紧带的两端连接，腰托为三层织物织成并形成两个贴袋，内层贴袋靠近人体腰部为针织网眼布制成，用来放置发热片，外层贴袋用机织物制成，可根据需要放置柔性有机玻璃薄型材料，电池袋在松紧带的一端并可根据需要调节移动其位置。本发明发热升温快，无味无污染、效果好，是理想的供热保暖腰带。

Description

一种碳素发热腰带及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种腰带及其制备方法，特别是一种用于腰部患病病人的碳素发热腰带及其制备方法。

背景技术

腰部风湿疼痛或腰部受伤时，人们常用腰带来进行护理，在腰带中间位置放入硬质薄板材料托住腰部，但在长期使用时会感觉不舒适，对腰部护理及减轻疼痛的效果不甚明显。

随着科技的发展，人们发明了远红外材料并用于纺织服装，有的也将该材料用于腰带中进行使用，在人体常温下，远红外发射率低，温度不高，对腰部护理和疗效不太理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种碳素发热腰带及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方法来实现的：

1.碳素导电纱线的制作

本发明采用碳素机敏材料用于纱线或混纺纱线的浸轧涂层整理，(具体可见本申请人申请的中国发明专利“一种碳素机敏材料及其制备方法和应用”其专利申请号20061002389.7)经过浸轧涂层整理后的纱线或混纺纱线带有碳素导电粒子，形成一种半导体，当给其施加一定电压后，该碳素导电纱线或混纺纱线消耗电能会迅速发热升温，本发明采用这一原理制成腰带中的发热元件。

2.碳素导电织物的形成

采用机织的方法，织造成含有导电丝和碳素导电纱线或混纺纱线的织物。织物中的经纱为导电丝和未经浸轧涂层的纱线或混纺纱线，导电丝为铜、或镀银、镀锡的铜导电丝，要求有一定的抗拉强度，未经浸轧涂层的纱线或混纺纱线为全棉、蔴及与化纤混纺纱线，要求无杂质、无受潮变质。他们的排列方式为均匀间隔分布。

织物中的纬纱为碳素导电纱线或混纺纱线和未经浸轧涂层的纱线及混纺纱线。他们的排列方式为均匀间隔分布。碳素导电纱线要求有一定的强度和良好的导电性，未经涂层的纱线及混纺纱线要求无杂质，无受潮变质。

3.碳素导电织物的复合

经上述织造好的碳素导电织物，采用聚氨酯(PU)或醋酸乙烯酯(EVA)薄膜通过一定的温度进行压延复合，薄膜PU和EVA薄膜属环保材料，复合的目的是更好的保护碳素导电织物具有很好的尺寸稳定性、增加强力，防止受潮及绝缘安全性。

4.碳素发热片的制作

将复合好的碳素导电织物，根据用途裁剪成所需要的规格，采用纳米竹碳针织面料对发热片进行包装缝制。纳米竹碳针织面料一面是含有纳米竹碳纤维的材料，另一面为吸湿排汗涤纶。

5.碳素发热腰带发热系统的形成

碳素发热腰带发热系统由碳素发热片、连接导线、锂电池、薄膜调节开关组成。薄膜调节开关分为若干档位，可以调节电源的输出功率。该锂电池电流输出方式为脉冲式。碳素发热片中的经向导电丝采用并联方式，然后与锂电池、薄膜调解开关串接，形成回路，启动薄膜调节开关，即通电并逐渐发热升温。另外配置充电器，当锂电池电能耗尽时，可进行充电并反复使用。

6.腰带的制作

腰带包括腰托、贴袋、松紧带、搭扣、电池袋。松紧带与腰托的两端连接，搭扣分别与松紧带的两端连接，腰托为三层织物织成并形成两个贴袋，里层贴袋靠近人体腰部为针织网眼布制成，以利于对人体腰部发热传导，里层贴袋用来放置碳素发热片，外层贴袋用机织物制成，可根据需要放置柔性有机玻璃薄型材料，利于护腰，电池袋在松紧带的一端并可根据需要调节移动其位置，电池袋是用来放置智能聚合物锂电池组的。松紧带的两端与腰托的连接处夹角设计为3～5°。根据服装人体学的原理，此项设计更为合理，戴上该腰带更贴身、护体、舒适。

本发明所公开的一种碳素发热腰带其优点在于：

1.发热升温快，无味无污染、效果好，是理想的供热保暖腰带。

2.远红外发射率>90％，对促进人体腰部血液循环和减轻腰部疼痛有明显的保健作用。

3.采用纳米竹碳针织面料具有抗菌除臭、吸附异味、吸湿排汗的功能。

4.腰带通过合理设计，使用贴身、护体、舒适、拆卸和洗涤方便。

5.采用智能聚合物锂电池，能耗低、使用安全可靠。

6.可用于服装服饰产品的研发，可制成发热垫、靠垫、床垫、鞋垫、帽子、护肩、护膝、手套、围巾等产品。

附图说明

图1为碳素导电织物示意图。

图2为碳素发热腰带发热系统示意图。

图3为碳素发热腰带主视图。

图4为碳素发热腰带侧视图。

具体实施方式

1.碳素导电纱线的制作

将粘度100～500mpa.s和含固量5～70％的碳素机敏材料置于不锈钢容器中，充分搅拌均匀，采用浸轧法工艺，将无杂质、无受潮变质、不上浆的纱线或股线、混纺纱线浸入不锈钢容器中，浸透，然后通过轧辊轧液(轧液率70％)，进行烘干，烘干温度110～130℃，时间90s，再进行焙烘，温度140°～180℃，时间60～90s。纱线或股线、混纺纱线可以是全棉、蔴、或麻蔴棉及棉涤混纺纱线，纱支规格7～21s。

2.碳素导电织物

如图1所示，采用机织的方法，织造成含有导电丝1和碳素导电纱线3或混纺纱线的织物，即为碳素导电织物。织物中的经纱2为导电丝1和未经浸轧涂层的纱线或混纺纱线。导电丝1为铜或镀银、镀锡的铜导电丝，其直径为0.05～0.15mm，抗拉强度为200～500N/mm2。未经浸轧涂层的纱线或混纺纱线为全棉、蔴或与化纤混纺纱线，要求无杂质，不受潮变质。纱支规格为7～21s，经纱2的排列的方法是在10cm内导电丝1应均匀分布为5～20根，未经浸轧涂层的纱线或混纺纱线在10公分内的排列均匀分布为80～160根。

纬纱4为碳素导电纱线3和未经浸轧涂层的纱线。纬纱4中碳素导电纱线3或混纺纱线应均匀分布，10cm内为16～48根，其他未经浸轧涂层的纱线或混纺纱线均匀分布，10cm内为30～96根，要求无杂质，不受潮变质，纱支规格7～21s，织造时，经纱2中的导电丝1应与其它经纱2张力保持一致，布面平整，织物单位面积重量为100～500g/m2。

3.碳素导电织物的复合

如图2所示，将织造好的碳素导电织物先进行检验，熨平，采用聚氨酯(PU)或醋酸乙烯酯(EVA)薄膜对碳素导电织物进行压延复合，薄膜厚度为0.2～1.2mm，复合时的温度为140～160℃。复合后的碳素导电织物具有很好的尺寸稳定性和强度及防潮绝缘安全性。

4.碳素发热片的制作

如图2所示，将复合好的碳素导电织物根据不同的用途裁剪成所需要的规格，碳素发热腰带的发热片规格是5×10cm。采用纳米竹碳针织面料进行包装，纳米竹碳针织面料一面为纳米竹碳纤维，另一面为吸湿排汗涤纶纤维，纱支规格32s～40s，纳米竹碳纤维与吸湿排汗涤纶纤维的比例是30～50：50～70，纳米竹碳针织面料的单位面积为100～160g/m²。

5.腰带发热系统

如图2所示，腰带发热系统由碳素发热片10、连接导线5、智能聚合物锂电池组6(智能聚合物锂电池从深圳市明昊星电池科技有限公司购入)及该电池组上设置的薄膜调节开关7组成。薄膜调节开关7设有四个档位，第一档为开机，LED(发光二极管)显示为红色、电池输出功率为100％，第二档LED为橙色，电池输出功率为70％，第三档LED为绿色，电池输出功率为40％，第四档为关闭电源。碳素发热片10中的经向导电丝1采用并联的方式，然后与智能聚合物锂电池组6的正负极连接，启动薄膜调节开关7，即通电并逐渐发热升温。由于电池电流采用脉冲式输出方式，所以具有智能化及显著的节能节电效果。智能聚合物锂电池组6的电压7.4v，充电电压8.4v，过充保护电压8.6v，过放保护电压6.0v。容量2200mAh～4400mAh。充电电流1.0～1.2A，发热片工作电流>300mA，输出功率3～10w。可连续使用6～15小时，发热温度最高达65℃～70℃。电池组6体积分为两种，2200mAh的电池体积7.1×5.4×2.2cm，4400mAh的电池体积是7.1×8.3×2.2cm，重量为115g～180g，携带方便。

6.腰带的制作

如图2、3、4所示，腰带由腰托12、外层贴袋13、内层贴袋15、松紧带11、搭扣14和电池袋17构成。松紧带11与腰托12的两端连接，搭扣14分别与松紧带11的两端连接，腰托12为三层织物织成并形成外层贴袋13和内层贴袋15，内层贴袋15靠近人体腰部为针织网眼布制成，其目的是利于对人体腰部发热传导，内层贴袋15用来放置碳素发热片10，图2中8为聚氨酯(PU)或醋酸乙烯酯(EVA)薄膜，9为碳素发热片10的纳米竹碳针织面料外包装。外层贴袋13用机织物制成，可根据需要放置柔性薄型有机玻璃材料，有机玻璃厚度根据需要，可选1～3mm。电池袋17放在松紧带11的一端，可根据需要调节移动其位置，电池袋17是用来放置智能聚合物锂电池组6的。根据人体服装学原理，松紧带11的两端与腰托12的连接处夹角18设计为3～5°，使用腰带时感觉更贴身、护体、舒适。

Claims

1.一种碳素发热腰带，包括：腰托、贴袋、松紧带、搭扣、电池袋、碳素发热片、连接导线、锂电池、薄膜调解开关；碳素发热片是由碳素导电织物通过环保型的聚氨酯或醋酸乙烯酯薄膜进行压延复合而成，并由纳米竹碳针织面料进行缝制包装；薄膜调节开关分为若干档位，可调节锂电池的输出功率；碳素发热片中的经向导电丝采用并联方式，然后与锂电池、薄膜调节开关串接，形成回路；松紧带与腰托的两端连接，搭扣分别与松紧带的两端连接，腰托为三层织物织成并形成两个贴袋，内层贴袋靠近人体腰部为针织网眼布制成，用来放置碳素发热片，外层贴袋用机织物制成，可根据需要放置柔性有机玻璃薄型材料，电池袋在松紧带的一端并可根据需要调节移动其位置。

2.根据权利要求1所述的一种碳素发热腰带，其特征在于：所述松紧带的两端与腰托的连接处夹角设计为3～5°。

3.根据权利要求1所述的一种碳素发热腰带，其特征在于：所述锂电池电流输出方式为脉冲式。

4.一种碳素发热腰带的制备方法：

a.碳素导电纱线的制作

将粘度100～500mpa.s和含固量5～70％的碳素机敏材料置于不锈钢容器中，充分搅拌均匀，采用浸轧法工艺，将无杂质、无受潮变质、不上浆的纱线或股线、混纺纱线浸入不锈钢容器中，浸透，然后通过轧辊轧液(轧液率70％)，进行烘干，烘干温度110～130℃，时间90s，再进行焙烘，温度140°～180℃，时间60～90s。纱线或股线、混纺纱线可以是全棉、蔴、或麻蔴棉及棉涤混纺纱线，纱支规格7～21s；

b.碳素导电织物

采用机织的方法，织造成含有导电丝和碳素导电纱线或混纺纱线的碳素导电织物；织物中的经纱为导电丝和未经浸轧涂层的纱线或混纺纱线；导电丝为铜或镀银、镀锡的铜导电丝，其直径为0.05～0.15mm，抗拉强度为200～500N/mm²；未经浸轧涂层的纱线或混纺纱线为全棉、蔴或与化纤混纺纱线，要求无杂质，不受潮变质；纱支规格为7～21s，经纱的排列的方法是在10cm内导电丝1应均匀分布为5～20根，未经浸轧涂层的纱线或混纺纱线在10公分内的排列均匀分布为80～160根；

纬纱为碳素导电纱线和未经浸轧涂层的纱线；纬纱中碳素导电纱线或混纺纱线应均匀分布，10cm内为16～48根，其他未经浸轧涂层的纱线或混纺纱线均匀分布，10cm内为30～96根，要求无杂质，不受潮变质，纱支规格7～21s，织造时，经纱2中的导电丝1应与其它经纱2张力保持一致，布面平整，织物单位面积重量为100～500g/m²；

c.碳素导电织物的复合

将织造好的碳素导电织物熨平，采用聚氨酯(PU)或醋酸乙烯酯(EVA)薄膜对碳素导电织物进行压延复合，薄膜厚度为0.2～1.2mm，复合时的温度为140～160℃；

d.碳素发热片的制作

将复合好的碳素导电织物根据不同的用途裁剪成所需要的规格；采用纳米竹碳针织面料进行包装，纳米竹碳针织面料一面为纳米竹碳纤维，另一面为吸湿排汗涤纶纤维，纱支规格32s～40s，纳米竹碳纤维与吸湿排汗涤纶纤维的比例是30～50：50～70，纳米竹碳针织面料的单位面积为100～160g/m²；

e.碳素发热腰带发热系统的制作

腰带发热系统由碳素发热片、连接导线、智能聚合物锂电池组及该电池组上设置的薄膜调节开关组成；碳素发热片中的经向导电丝采用并联的方式，然后与智能聚合物锂电池组的正负极连接，启动薄膜调节开关，即通电并逐渐发热升温；

f.腰带的制作

腰带由腰托、外层贴袋、内层贴袋、松紧带、搭扣和电池袋构成；松紧带与腰托的两端连接，搭扣分别与松紧带的两端连接，腰托为三层织物织成并形成外层贴袋和内层贴袋，内层贴袋靠近人体腰部为针织网眼布制成，内层贴袋放置碳素发热片；外层贴袋用机织物制成，放置柔性薄型有机玻璃材料，有机玻璃厚度可选1～3mm；电池袋放在松紧带的一端，可根据需要调节移动其位置，电池袋内放置智能聚合物锂电池组的。