CN106188724A

CN106188724A - 高含量远红外线弹性体及其制造方法

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Publication number: CN106188724A
Application number: CN201510295083.6A
Authority: CN
Inventors: 杨胜宪
Original assignee: Joy In Biotechnology Co ltd
Current assignee: Joy In Biotechnology Co ltd
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2016-12-07
Anticipated expiration: 2035-06-02
Also published as: TW201622775A; TWI571281B; CN106188724B

Abstract

本发明揭露一种高含量远红外线弹性体及其制造方法，其由一材料配方所混制而成，该材料配方包括弹性材料及远红外线材料，该弹性材料所占重量百分比为10～34.9％，该远红外线材料占65.1～90％重量百分比，该远红外线弹性体片材的比重为1.5～4.0，且硬度介于20～90度之间，使远红外线粉体在载体的含量比例达到较大化的覆盖率，进而提升远红外线辐照度的强度。

Description

高含量远红外线弹性体及其制造方法

技术领域

本发明有关一种高含量远红外线弹性体及其制造方法，尤指一种可以提升远红外线辐照度强度的远红外线技术。

背景技术

远红外线材料一般是由数十种金属氧化物(如氧化硅、氧化铝、氧化钙等)混合加工而成，或是由开采的矿石所研磨成粉状所取得。若是将远红外线粉体材料作成可供人体使用的保健产品，则必须透过载体来载附远红外线粉体。一般而言，市面上常见的载体大多为陶瓷、塑胶、橡胶、纤维或是胶水等材料所制成。载体与远红外线粉体材料混合所制备的远红外线产品，其所发射的远红外线放射效果取决于远红外线粉体的含量比例。换言之，远红外线就像是一种不可见光，一样是以光的形态出现，就如同是电灯泡一样，5W与100W的电灯泡所发出光源亮度就是不同，相同的是，远红外线的放射作用也是如此。在载体中高含量远红外线粉体才能提升辐照度，而发挥远红外线功效。目前坊间产品都只强调远红外线的高放射率，但含量都过低，以致远红外线辐照度不足，完全无法发挥远红外线功效。

根据研究发现，现今任何载体为兼顾成型与物性的要求，添加远红外线粉体的含量比例都会受到某种程度的限制。举例来说，陶瓷载体的远红外线粉材的含量比例约35％；橡胶类载体的远红外线粉材的含量比例约30％；纤维类载体的远红外线粉材的含量比例约5％；胶水类载体的远红外线粉材的含量比例约50％。除此之外，陶瓷类载体必须考虑成型、硬度以及烧解温度等的受限因素；橡胶类载体则必须考虑加硫成型以及交联密度等的受限因素；而塑胶类载体必须考虑融合度以及脆度等的受限因素；胶水类载体必须考虑黏度以及成型等的受限因素。虽然现有的已知技术已经利用高填充方式将硅胶与远红外线粉体的含量比例提升至50％以上，然而，由于远红外线高填充会造成其酸碱值过高，所以会影响加硫成型的效能，因而无法使橡胶载体制成弹性体，因而造成生产上的不便与困扰。

再者，远红外线发现至今已超过50年以上的历史。由已知的临床实验中得知，远红外线产品用途非常广泛。在人体临床上，远红外线可以渗透人体内部，并从人体内部发热，不仅可以促进人体微血管的扩张，使人体血液循环更为顺畅而达到促进新陈代谢的保健功效，并可增加人体的免疫能力及治疗率；然而，远红外线产业发展至今，相关业者似乎一直在聚焦在热效应的探讨，以致在观念上误解了远红外线的作用属性，从而误认远红外线产品必须使用加热器来作为加热的动作，于是，造成远红外线产品的研发与应用性都受到观念误解所致的框架限制，以致相关业者在开发产品时大多忽略了远红外线的非热效应效果。事实上，远红外线在常温状态也有着非常显著的能量放射效果。目前相关业者所开发出的远红外线产品，为什么没有显著的能量放射效果？而且无法广为受到消费者的青睐呢？此问题已然成为相关技术领域业者所急需解决与克服的技术课题。

依据所知，另有一部分业者已经采用硅胶作为远红外线粉体的载体，并试着运用高填充来增加远红外线粉体的含量比例，以期使远红外线粉体达到最高的覆盖率，甚至超出一般载体的覆盖率，从而追求较佳的远红外线放射效果。依据本发明人多年研究远红外线产品的经验得知，已知硅胶载体的远红外线产品的配方是，胶体约为100重量份(phr)，架桥剂约为0.5重量份(phr)，当远红外线粉体为50重量份(phr)时，勉强还可进行加硫处理；当远红外线粉体为100重量份(phr)时，进行加硫处理则会产生加硫不完全的现象，以致无法充分与载体达到交联熟成的目的，因而无法作为常用的远红外线弹性体(如弹性贴片)。

再者，众多相关业者普遍认为，仅需添加5～10重量份(phr)远红外线粉体在载体上，即可测得良好的远红外线放射率，甚至可以达到与纯粹的远红外线粉体一样的放射率，一部分的相关业者已然被上述观念所误导；另有许多相关业者则是基于成本的考虑，将远红外线粉体的含量比例降低，致使远红外线产品的能量放射效果不佳。事实上，远红外线的功效强弱取决于辐照度(W/m².um)，而非为被误解的放射率，故远红外线粉体的含量比例愈高，辐照度(即放射功率)强度则愈强；也即，远红外线能量放射的效果就愈佳。

为改善上述缺失，相关技术领域业者已然开发出一种如发明公告第362981“能量硅胶贴片、垫片及其制法”所示的专利，其以增加渗入比率的远红外线矿石、陶石粉与硅胶经高压研磨相混而成，再以特定比例依序经高压研磨机械强制研磨混合，由少量混合，经多次重复添加硬化黏液及加硫剂，持续高压研磨使均匀混合直至二者平均结合，再经压轧后，利用压铸加热，直到硬化成型为弹性能量硅胶片。该专利可以提升远红外线粉体含量比例达到50～65％百分比，而提升辐照度至某种程度的强度；但，该专利远红外线粉体含量比例仍然未达到最大化的覆盖率，由于架桥剂与硬化黏液的添加比例是影响成型为弹性片体效果优劣的因素之一，以致该专利所制备的远红外线产品仍未达到较佳的能量放射效果；此外，该专利在混合时，远红外线粉体必须以少量多次重复添加方式进行混合，因而造成制造工序与工时成本的增加，因此，该专利确实未臻完善仍有再改善的必要性。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种高含量、高覆盖率及高辐照度的远红外线弹性体及其制法，其主要是通过各材料的选用、比例的配置及制程步骤的搭配，使得远红外线粉体在载体的含量比例得以达到较大化的覆盖率，以提升远红外线的辐照度的强度，进而增进远红外线能量的放射效果，无论是在加热状态或是常温状态下都能产生显著的能量放射效果，而得以提升远红外线产品对于人体保健的效果。

为了实现本发明的主要目的，提供一种高含量远红外线弹性体，该远红外线弹性体由一材料配方所混制而成，材料配方包括有弹性材料及远红外线材料，弹性材料所占重量百分比为10～34.9％，远红外线材料占65.1～90％重量百分比，而所制成的远红外线弹性体的比重为1.5～4.0，硬度介于20～90度之间。

更进一步地，所述远红外线弹性体制成片材状时的厚度介于0.2～3mm之间。

更进一步地，所述远红外线弹性体制成片材状且厚度小于0.2mm时，其至少一面贴覆包括有一层补强布材。

更进一步地，所述弹性材料包括100重量份的胶体、5重量份的硅烷偶合剂以及2.5重量份的低温架桥剂。

还提供一种用上述高含量远红外线弹性体的制造方法，包括下列步骤：

材料配方准备步骤，提供占重量百分比10～34.9％的固态弹性材料及占65.1～90％重量百分比的粉状远红外线材料；及

进料混炼步骤，置入所述弹性材料与所述远红外线材料后予以均匀混合，并对混合的所述弹性材料与所述远红外线材料加热混炼为一混合材料；使所述混合材料熟成并产生交联作用；

辊压步骤，将所述混合材料做加热辊压的处理，使所述混合材料成为厚度均匀的预成型片状体；及

加硫步骤，将所述片状体施以加温的硫化处理，使所述片状体成为远红外线弹性体。

另提供一种用以制造上述的高含量远红外线弹性体的制造方法，包括下列步骤：

材料配方准备步骤，提供占重量百分比10～34.9％的液态的弹性材料及占65.1～90％重量百分比的粉状的远红外线材料；及

搅拌混合步骤，将所述液态弹性材料与所述远红外线材料置入一浸染筒内，并施以均匀搅拌23～25小时，使所述液态弹性材料与所述远红外线材料均匀混合为液态混合材料；

将一补强基材置入所述浸染筒内做浸染处理，使所述补强基材的一表面附着所述液态混合材料；

干燥步骤，将所述补强基材施以干燥处理，使所述液态混合材料固化成型于所述补强基材表面而成一预成型片状体；及

加硫步骤，将所述补强基材表面成型的所述液态混合材料施以加温硫化处理，使所述液态混合材料成型为远红外线弹性体。

优选地，所述远红外线材料的比重为2.0～4.5。

优选地，所述红外线弹性体制成片材状的厚度介于0.2～3mm之间。

优选地，所述远红外线弹性体的比重为1.5～4.0，硬度则介于20～90度之间。

优选地，所述弹性材料包括90～110重量份的胶体、3～8重量份的硅烷偶合剂以及1.5～3.5重量份的低温架桥剂。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种高含量远红外线弹性体及其制备方法，该远红外线弹性体可促进血液循环，并且其产生的辐照度已经超过现有市售的远红外线产品。

附图说明

图1为本发明第一实施例所制备产品的外观示意图。

图2为本发明第二实施例所制备产品的外观示意图。

图3为本发明第二实施例所制备产品的剖视示意图。

图4为本发明第一实施例的制造流程实施例简示图。

图5为本发明第二实施例的制造流程实施例简示图。

图6为本发明第一实施例的制造流程方块示意图。

图7为本发明第二实施例的制造流程方块示意图。

图8为本发明制成贴片的示意图。

图9为本发明以超音波血流仪做检测测试时间为零的示意图。

图10为本发明以超音波血流仪做检测测试时间为20分钟的示意图。

图11为本发明以超音波血流仪做检测测试时间为50分钟的示意图。

图12为本发明与市售产品比较线形图。

图13为本发明与市售产品比较柱形图。

附图标记

10：远红外线弹性体；101：远红外线弹性体片材；102：弹性贴片；10a：液态混合材料；20：浸染筒；30：补强基材；30a、40a：补强布；40：布层。

具体实施方式

本发明人鉴于目前已知技术未能有效生产出具有较佳效能的远红外线产品，常用远红外线产品虽都强调高放射率，但实际使用时的效果并非良好，综其结果，主要还是在于现有常用远红外线产品因为远红外线材料含量低，覆盖率低，无法有效提高辐照度，以致无法达到应有的功效。也即，只强调产品所采用远红外线材料具高放射率，若无法有效增加剂量及覆盖率，以致无法提高辐照度，则该远红外线产品并无法有效地产生功效。本发明人研发本发明之初，在无精密测试设备的情形下，为了证明覆盖率确实会影响远红外线功效，以远红外线粉体进行以下的人体保健的实验。

实施例一：将重量约为125公克的远红外线粉体置于长、宽、高分别为23×23×23公分的盒子内，受测者将手指末端放置在盒子上约1小时，以温度计测得手指末端的温度明显上升了7度左右。

实施例二：将重量约为125公克的远红外线粉体渗入长、宽分别为45×51公分厚度为0.3公分的橡胶板上，受测者将手指末端放置在橡胶板上约1小时，以温度计测得手指末端的温度，发现温度未上升，此结果显示橡胶板上的远红外线粉体覆盖率不足，并无法产生有效的远红外线作用。

实施例三：将重量约为125公克的红外线粉体以上述制法渗入长、宽分别为45×51公分厚度为0.3公分的橡胶板，并将10片橡胶板堆迭一起进行测试，受测者将手指末端放置在盒子上约1小时，以温度计测得手指末端的温度明显上升了6度左右，此结果显示10片堆迭橡胶板的远红外线粉体覆盖率足够，已能产生有效的远红外线作用。

经上述几个实施例结果得知，远红外线粉体密度愈高，则对人体血液循环与新陈代谢的保健效果愈好，每提高一度温度则代表人体新陈代谢率可以提升12％。因此，使远红外线粉体在载体的含量比例达到较大化的覆盖率，以提升远红外线的辐照度的强度，增进远红外线能量的放射效果，无论是在加热状态或是常温状态下都能产生显著的能量放射效果，进而提升远红外线产品对于人体保健的效果，证明了本发明所要研发的方向为正确。而在经长时间的研发及实作，终能有本发明的成果产出。将本发明的特征及实施方式再详陈如后。

请配合参看图1～3所示，为达成本发明主要目的的实施例。本发明所制备的远红外线弹性体10由一材料配方所混制而成，该材料配方主要包括有弹性材料及远红外线材料。该弹性材料所占重量百分比为10～34.9％，弹性材料可为硅胶或橡胶等弹性体。该远红外线材料占65.1～90％重量百分比，远红外线材料可接收外在热辐射而产生远红外线，其成分可为氧化铝Al₂O₃、氧化镁MgO、二氧化钛TiO₂、二氧化硅SiO₂、碳化硅SiC、氮化硅Si₃N₄、氮化钛TiN、火山岩、麦饭石、高温竹炭、备长炭、桂阳石等或其混合。再者，本发明在一种较为具体的实施例中，上述的远红外线弹性体制成片材10的厚度介于0.2～3mm之间，比重则为1.5～4.0，硬度则介于20～90度之间。

本发明人凭借多年的研发经验得知，远红外线粉体的酸碱值会影响加硫的处理效果，必须将架桥剂增加到一定比例，而且还必须添加硅烷偶合剂，如此方能使载体成型为具体高含量比例的远红外线弹性体。故本发明的弹性材料特别调配包括90～110重量份的胶体(如硅胶或是橡胶；以100重量份为最佳)、3～8重量份的硅烷偶合剂(以5重量份为最佳)以及1.5～3.5重量份的低温架桥剂(以2.5重量份为最佳)，藉此种成份的调配，在制备过程中，方能使载体成型为具有高的远红外线材料含量比例的远红外线弹性体10。其中，远红外线弹性体可以是一种远红外线弹性体片材101，而远红外线弹性体片材101可被裁制成可供贴覆在人体上的弹性贴片102的结构形式，如图8所示。

请配合参看图1、4及图6所示为本发明制备远红外线弹性体10的第一实施例，其包括下列步骤：

(a)材料配方准备步骤：准备占重量百分比10～34.9％的固态弹性材料(比重0.92～1)及占65.1～90％重量百分比的粉状的远红外线材料(比重为2.0～4.5)，其中，弹性材料包括90～110重量份的固态胶体(如硅胶或是橡胶；以100重量份为最佳)、3～8重量份的硅烷偶合剂(以5重量份为最佳)；以及1.5～3.5重量份的低温架桥剂(如硫；以2.5重量份为最佳)；

(b)进料混炼步骤：将上述固态胶体及硅烷偶合剂等弹性材料与远红外线材料分别置入于一密闭式混炼机，经密闭式混炼机对混合的弹性材料与远红外线材料加热混炼为一混合材料，再将混合材料熟成23～25小时，使混合材料产生交联作用；

(c)辊压步骤：以一辊压机构(例如开放式混炼滚轮，其中，开放式混炼滚轮的上轮与下轮的转速比调配为1:1.1)将上述混合材料做初步的加热辊压处理，此步骤的加热温度控制在摄氏90～120度之间；接着，再以一出片机的滚轮组做进一步的加热压延辊压，此步骤的加热温度控制约在摄氏90～120度之间，于此，即可使混合材料压出成为厚度均匀的预成型片状体；在此步骤中，若片状体的厚度小于1mm时，可在片状体一面覆设一层补强布30a，或是再在片状体另一面覆设另一层补强布40a，具体制备的成品及简示设备构造如图1、4所示；

(d)加硫步骤：以一加硫机具将上述片状体施以加温(摄氏120度至200度)的硫化处理，使片状体成型为远红外线弹性体10(其中，远红外线弹性体10可再压延成为片材，或模压成型为所需形状的块状体)，具体来说，上述加硫机具可以是蒸汽罐式、滚轮式以及模压式等加硫机具；

(e)去毛边步骤：以一去毛边机具或其他加工方式将远红外线弹性体10施以去毛边的处理而获得远红外线弹性体10成品；

(f)裁切成型步骤：若上述的远红外线弹性体10被压延制成片材状而为远红外线弹性体片材101时，则可以一裁切机将上述片状的远红外线弹性体片材101裁切为预定形状的成品；及

(g)包装步骤：以一包装机将上述远红外线弹性体10成品施以包装处理。

再请配合参看图2、3及图5、7所示，为本发明制备远红外线弹性体的第二实施例，包括下列步骤：

(a)材料配方准备步骤，准备占重量百分比10～34.9％的液态弹性材料及占65.1～90％重量百分比的粉状远红外线材料，其中，弹性材料包括90～110重量份的胶体(例如硅胶或是橡胶；以100重量份为最佳)、3～8重量份的硅烷偶合剂(以5重量份为最佳)以及1.5～3.5重量份的低温架桥剂(如硫；以2.5重量份为最佳)；

(b)搅拌混合步骤，将上述液态胶体及硅烷偶合剂等弹性材料与远红外线材料分别置入一浸染筒20内，并施以均匀搅拌23～25小时，使弹性材料与远红外线材料均匀混合为液态混合材料10a，如图5所示；

(c)将捆卷的补强基材30(如补强布材)置入浸染筒20内做浸染处理，使补强基材30的一表面附着有上述液态混合材料10a，如图3所示；

(d)干燥步骤，将液态混合材料10a连同补强基材30施以干燥处理，使液态混合材料10a固化成型于补强基材30的表面而成为一预成型片状体；

(e)套布步骤，以滚筒卷捆方式将捆卷的布层40贴合于补强基材30表面的液态混合材料10a的预成型片状体上，如图3所示；

(f)加硫步骤，以加硫机具将补强基材30连同固化液态混合材料10a施以加温硫化处理(硫化温度为摄氏120度至200度)，使补强基材30上的液态混合材料10a成型为远红外线弹性体10；具体来说，上述加硫机具包括有蒸汽罐式、滚轮式以及模压式等加硫机具；远红外线弹性体10可被制成片材状，也可模压制成所需的块体形状；

(g)裁切成型步骤，若前述的远红外线弹性体10被压延成片材状而为远红外线弹性体片材101时，则以裁切机将上述远红外线弹性体片材101裁切为预定形状的远红外线弹性体10成品；及

(h)包装步骤，最后以包装机将上述成品施以包装处理，如图2所示的成品。

本发明制备远红外线弹性体10的具体实施例，准备占重量百分比33％的固态弹性材料(比重约为1.2)及占67％重量百分比的粉状的远红外线材料(比重为2)。弹性材料包括100重量份的固态胶体(橡胶)、5重量份的硅烷偶合剂及2.5重量份的低温架桥剂(硫)。将固态胶体、硅烷偶合剂与低温架桥剂等弹性材料，及远红外线材料分别置入于一密闭式混炼机内进行混炼，经密闭式混炼机混炼的弹性材料与远红外线材料再经加热混炼为一混合材料，再将该混合材料熟成24小时而产生交联作用。再以一开放式混炼滚轮(上轮与下轮的转速比调配为1:1.1)将混合材料加热摄氏100度进行辊压，再以出片机的滚轮组做进一步的加热压延辊压(加热温度控制约摄氏100度)，使混合材料压出成为厚度约1mm的预成型片状体(比重为1.55)。再以滚轮式加硫机具将预成型片状体加温摄氏150度进行硫化处理，使片状体成型为片状的远红外线弹性体10而为远红外线弹性体片材101。以去毛边机具去除远红外线弹性体片材101的毛边。再将远红外线弹性体片材101裁切成复数个圆形弹性贴片102(如图8所示)，并将圆形贴片贴附于胶带上。使用者便可以胶带贴黏在身体所需的部位，是圆形贴片贴覆在身体所需部位，以对该部位产生远红外线的作用。

本发明制造实施例所制备的远红外线弹性体经韩国远红外线协会的测试，测试方法KFIA-FI-1006，使用FT-IR光谱仪并与黑体做比较，测试结果如表1，其辐照度(即放射功率；Emision Power)在摄氏37度下高达3.48×10²，而放射率(Emissivity)为0.903。再者，本发明也做了超音波血流测试，主要使用超音波血流仪型号为HADECO(ES-1000SPM)进行测试，测试状况如图9至11所示，其中，图9所示作用时间为0的受测者的最大血流速(PK)为6.0、平均血流速(MN)为2.6及心跳速(HR)为96，图10所示作用时间为20分钟的受测者的最大血流速(PK)为8.9、平均血流速(MN)为2.3及心跳速(HR)为94，图11所示作用时间为50分钟的受测者的最大血流速(PK)为15.7、平均血流速(MN)为5.4及心跳速(HR)为90，这样的结果显示本发明的远红外线弹性体可促进血液循环。此外，本发明也与现有产品做了温度与时间变化的比较，比较结果如图12及13所示。由此足以证明，本发明所制备的远红外线弹性体或是远红外线弹性体片材所产生的辐照度已经超过现有市售的远红外线产品，而辐照度是远红外线产品展现其功效所需要的参数。

以上所述，仅为本发明的可行实施例，并非用以限定本发明的专利范围，凡举依据下列权利要求所述的内容、特征以及其精神而为的其他变化的等效实施，都应包含于本发明的专利范围内。本发明所具体界定于权利要求的结构特征，未见于同类物品，且具实用性与进步性，已符合发明专利要件，依法具文提出申请，谨请依法核予专利，以维护本申请人合法的权益。

Claims

1.一种高含量远红外线弹性体，其特征在于，该远红外线弹性体由一材料配方所混制而成；该材料配方混含包括有弹性材料及远红外线材料，该弹性材料所占重量百分比为10～34.9％，该远红外线材料占65.1～90％重量百分比；该远红外线弹性体的比重为1.5～4.0，且硬度介于20～90度之间。

2.如权利要求1所述的远红外线弹性体，其特征在于，所述远红外线弹性体制成片材状时的厚度介于0.2～3mm之间。

3.如权利要求1所述的远红外线弹性体，其特征在于，所述远红外线弹性体制成片材状且厚度小于0.2mm时，其至少一面贴覆包括有一层补强布材。

4.如权利要求1所述的远红外线弹性体，其特征在于，所述弹性材料包括100重量份的胶体、5重量份的硅烷偶合剂以及2.5重量份的低温架桥剂。

5.一种用以制造如权利要求1所述的高含量远红外线弹性体的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：

6.一种用以制造如权利要求1所述的高含量远红外线弹性体的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：

7.如权利要求5或6所述的制造方法，其特征在于，所述远红外线材料的比重为2.0～4.5。

8.如权利要求5或6所述的制造方法，其特征在于，所述红外线弹性体制成片材状的厚度介于0.2～3mm之间。

9.如权利要求5或6所述的制造方法，其特征在于，所述远红外线弹性体的比重为1.5～4.0，硬度则介于20～90度之间。

10.如权利要求5或6所述的制造方法，其特征在于，所述弹性材料包括90～110重量份的胶体、3～8重量份的硅烷偶合剂以及1.5～3.5重量份的低温架桥剂。