CN107839146A - 一种具有相变储能功能的硅胶义乳及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有相变储能功能的硅胶义乳，包括位于中间的相变层以及位于所述相变层两侧的第一硅胶层和第二硅胶层，所述的相变层中填充有相变材料。本发明的具有相变储能功能的硅胶义乳采用不同比重硅凝胶相结合使用，使得硅胶义乳的重量控制在合适的范围内，佩戴更加舒适且具有较好的支撑效果；相邻凸部间形成导流槽，使人体的热能能较好的排出体外，有效的保证贴身面的气体可以通畅的透出，使得硅胶义乳具有良好的透气性；选用的相变储能微球的相变温度为与人体温相适应的32‑37℃，使得佩戴更加舒适、更加人性化；在制作时采用注入等体积的气体替代相变储能微球，加热成型结束后再将相变储能微球注入相应腔体，从而保证了相变储能微球的性能。

Description

一种具有相变储能功能的硅胶义乳及其制作方法
技术领域
本发明涉及义乳制作技术领域，应用于医疗行业，如人体外部修复，具体涉及一种具有相变储能功能的硅胶义乳及其制作方法。
背景技术
很多乳腺癌患者在乳房切除后为了在日常生活中保持同正常人的形体，需要穿戴义乳来呈现。
目前市面上的硅胶义乳有以下几类：（1）普通硅凝胶义乳；（2）普通轻质硅胶义乳；（3）多层结合的功能型义乳；（4）无薄膜包覆型发泡硅胶义乳。以上几款义乳虽然能够较完美的呈现真实乳房的外形形态，但均有以下较为明显的缺陷：（1）普通硅凝胶义乳比重较大，患者穿着时负重较大，不宜长期穿着；（2）普通轻质硅胶义乳虽然将比重调整到适合人体脂肪组织的比重，但长时间穿着时，人体的热能不能透出体外，长时间穿着会感觉十分闷热；（3）多层结合的义乳都只有某种单一的特定功能。此外，无薄膜包覆发泡义乳还具有很多小孔，长期使用后会出现孔洞内的污垢无法清洁等问题，对人体产生危害。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的之一是提供一种具有相变储能功能的硅胶义乳，其透气性好、支撑性好，自动吸热和放热，佩戴更加舒适、更加人性化。
为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种具有相变储能功能的硅胶义乳，包括位于中间的相变层以及位于所述相变层两侧的第一硅胶层和第二硅胶层，所述的相变层中填充有相变材料。相变材料的英文全称为Phase Change Materials，简称为PCM。它是指在一定的温度范围内，利用材料本身相态或结构变化，向环境自动吸收或释放潜热，从而达到调控环境温度的一类物质。具体相变过程为：当环境温度高于相变温度时，材料吸收并储存热量，以降低环境温度；当环境温度低于相变温度时，材料释放储存的热量，以提高环境温度。
优选地，所述相变材料为相变储能微球。
更加优选地，所述相变储能微球的相变温度为32-37℃。选用的相变储能微球的相变温度为与人体温相适应的32-37℃，当人体温度高于此温度时，相变储能微球开始吸收热能，并把热能储存起来；当人体温度低于此温度时相变储能微球开始释放储存的热能，从而使得使用者夏天佩戴时不会有闷热感，冬天可以将硅胶义乳进行适当加温，从而满足天气寒冷时提供一定的热能给人体，使得佩戴更加舒适、更加人性化。
优选地，所述第一硅胶层中填充有第一硅凝胶，所述第二硅胶层中填充有第二硅凝胶；所述第一硅凝胶的比重小于所述第二硅凝胶的比重。不同比重硅凝胶相结合使用，使得硅胶义乳的重量控制在合适的范围内，佩戴更加舒适且具有较好的支撑效果。
更加优选地，所述第一硅凝胶的比重为0.6-0.7g/cm3，所述第二硅凝胶的比重为0.9-1.1g/cm3。
优选地，所述第二硅胶层远离所述相变层的一侧上具有凸部，相邻所述凸部之间形成导流槽，使人体的热能能较好的排出体外，有效的保证贴身面的气体可以通畅的透出，使得硅胶义乳具有良好的透气功能。
本发明的另一个目的是提供一种如上所述的具有相变储能功能的硅胶义乳的制作方法，包括以下步骤：
1）制备高分子胶袋：将四张高分子薄膜通过压合形成具有容纳相变层、第一硅胶层和第二硅胶层共三个腔体的高分子胶袋，每个腔体对应留下一个注胶口；
2）制备硅胶层：通过所述注胶口将制备好的第一硅凝胶注入到第一硅胶层对应的腔体中，将制备好的第二硅凝胶注入到第二硅胶层对应的腔体中，并对应进行封口；
3）注气封口：通过注胶口在所述相变层对应的腔体中注入气体后进行封口；
4）加热成型：将步骤3）中得到的具有所述第一硅胶层、第二硅胶层且相变层中填充有气体的中间产品进行加热固化成型；
5）灌注相变材料：将成型后产品的相变层的注胶口剪开，注入相变储能微球；
6）封口：将注入完相变储能微球的注胶口清理干净，并进行封口，得到具有相变储能功能的硅胶义乳。
优选地，所述加热成型的工艺为温度80-100℃、固化时间为30-40min。
优选地，步骤3）注气封口的操作具体为：在所述相变层对应的腔体的注胶口中放入一张离型膜，再将气体注入腔体内，注入完毕后，在离型膜处进行封口，封完后在注胶口外8-12mm处再次进行封口。
优选地，步骤3）中注入气体的体积和步骤5）中注入相变储能微球的体积相同。
由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本发明的有益之处在于：
1. 本发明的具有相变储能功能的硅胶义乳的硅胶层包括位于外侧的使用轻质硅凝胶的第一硅胶层和位于内侧的使用比重较大硅凝胶的第二硅胶层，不同比重硅凝胶相结合使用，使得硅胶义乳的重量控制在合适的范围内，佩戴更加舒适且具有较好的支撑效果；
2. 本发明的具有相变储能功能的硅胶义乳根据义乳产品的形态再结合人体形态设计出相应的凸部，相邻凸部间形成导流槽，使人体的热能较好的排出体外，有效的保证贴身面的气体可以通畅的透出，使得硅胶义乳具有良好的透气性；
3. 本发明的具有相变储能功能的硅胶义乳为了能更好地提高相变储能的性能，设计出单独的腔体来容纳相变储能微球，让其微球在独立空间里移动，使之吸热和散热更加均匀；
4. 本发明的具有相变储能功能的硅胶义乳选用的相变储能微球的相变温度为与人体温相适应的32-37℃，当人体温度高于此温度时，相变储能微球开始吸收热能，并把热能储存起来；当人体温度低于此温度时相变储能微球开始释放储存的热能，从而使得使用者夏天佩戴时不会有闷热感，冬天可以将硅胶义乳进行适当加温，从而满足天气寒冷时提供一定的热能给人体，使得佩戴更加舒适、更加人性化；
5. 本发明的具有相变储能功能的硅胶义乳在制作时为了保证相变储能微球不会因为产品高温成型时发生性能衰减，采用了在中间产品加热固化成型时注入等体积的气体替代相变储能微球，等加热成型结束后再打开注胶口将相变储能微球注入相应腔体，从而保证了相变储能微球的性能；
6. 本发明的具有相变储能功能的硅胶义乳的制作方法采用在相变层对应的腔体注入口放入一张离型膜，先在离型膜处进行封口，再在离型膜外再次进行封口，等待注入相变储能微球时把外部的封口剪掉，取出离型膜，注完相变储能微球后再将注胶口封住，这样的工艺方式能够简化二次注入的步骤，节省生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例的具有相变储能功能的硅胶义乳的截面图；
其中：第一硅胶层-1，第二硅胶层-2，相变层-3，凸部-4，导流槽-5，高分子薄膜-6。
具体实施方式
下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。
参见附图1，本实施例的一种具有相变储能功能的硅胶义乳，包括位于中间的相变层3以及位于相变层3两侧的第一硅胶层1和第二硅胶层2。在佩戴时，第一硅胶层1远离人体，第二硅胶层2靠近人体。
相变层3中填充有相变材料，本实施例中的相变材料为相变储能微球，相变储能微球的相变温度为32-37℃，本实施例选择35℃。选用的相变储能微球的相变温度为与人体温相适应，当人体温度高于此温度时，相变储能微球开始吸收热能，并把热能储存起来；当人体温度低于此温度时相变储能微球开始释放储存的热能，从而使得使用者夏天佩戴时不会有闷热感，冬天可以将硅胶义乳进行适当加温，从而满足天气寒冷时提供一定的热能给人体，使得佩戴更加舒适、更加人性化。
第一硅胶层1中填充有第一硅凝胶，第二硅胶层2中填充有第二硅凝胶；第一硅凝胶的比重小于第二硅凝胶的比重。第一硅凝胶的比重为0.6-0.7g/cm3，第二硅凝胶的比重为0.9-1.1g/cm3，本实施例选择第一硅凝胶的比重为0.65g/cm3，第二硅凝胶的比重为0.98g/cm3，不同比重硅凝胶相结合使用，使得硅胶义乳的重量控制在合适的范围内，佩戴更加舒适且具有较好的支撑效果。
第二硅胶层2远离相变层3的一侧上具有凸部4，相邻凸部4之间形成导流槽5，使人体的热能能较好的排出体外，有效的保证贴身面的气体可以通畅的透出，使得硅胶义乳具有良好的透气功能。
本实施例还提供了一种如上所述的具有相变储能功能的硅胶义乳的制作方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：开成型模
根据硅胶义乳产品的设计形态，开发出一套与义乳产品相适应的加热成型模。
步骤S2：制备高分子胶袋
根据硅胶义乳产品设计形态，开发出三套封边模，将四张高分子薄膜通过压合形成具有容纳相变层3、第一硅胶层1和第二硅胶层2共三个腔体的高分子胶袋，每个腔体都在指定的位置留下注胶口。高分子薄膜可为聚氨酯薄膜。
步骤S3：硅凝胶调配
根据硅胶义乳产品的设计方案，对产品所需的硅凝胶材料按规定进行调配，调配完成后进行胶体真空脱泡处理。本实施例选择第一硅凝胶的比重为0.65g/cm3，第二硅凝胶的比重为0.98g/cm3。
步骤S4：注胶、排气
将调配好的胶凝胶材料，根据产品设计的重量注入到指定的腔体中，即第一硅凝胶注入到第一硅胶层1对应的腔体中，第二硅凝胶注入到第二硅胶层2对应的腔体中，并将腔体内的气体排干净。
步骤S5：封口
将第一硅胶层1和第二硅胶层2对应腔体的注胶口用热熔机封住。
步骤S6：注气封口
在相变层3对应的腔体的注胶口中放入一张离型膜，再将气体注入腔体内，注入完毕后，在离型膜处进行封口，封完后在注胶口外8-12mm处再次进行封口。本实施例选择二次封口的位置在注胶口外10mm处，气体可选择空气、氮气或惰性气体。为了保证相变储能微球不会因为产品高温成型时发生性能衰减，采用了在中间产品加热固化成型时注入等体积的气体替代相变储能微球，等加热成型结束后再打开注胶口将相变储能微球注入相应腔体，从而保证了相变储能微球的性能。此步骤中注入气体的体积和最终产品中需要注入相变储能微球的体积保持一致。
步骤S7：对位拉膜
将步骤S6中的制品放入成型模的下模中，使其胶袋边沿和模具边沿对齐，压好压框，最后合上上模并锁紧锁扣。
步骤S8：加热成型
将装有制品的模具放入加热设备上，按下启动按钮对模具加热。加热成型的工艺为温度80-100℃、固化时间为30-40min，本实施例优选温度90℃、固化时间为30min。
步骤S9：灌注相变材料
将成型后产品的相变层3的注胶口剪开，注入相变储能微球。相变储能微球的注入量根据最终义乳产品的尺寸进行调整。
步骤S10：相变层封口
将注入完相变储能微球的注胶口清理干净，并将注胶口用高周波进行封口，得到硅胶义乳。
步骤S11：边沿修剪
将步骤S10中的义乳产品的多余边沿进行修剪掉，得到具有相变储能功能的硅胶义乳。
以上步骤的先后顺序以及标号只是为了方便理解和说明，在实际的制作过程中并不一定要按此顺序操作，如高分子胶袋的制作和硅凝胶的制作可以同时进行。
以上实施列的具有相变储能功能的硅胶义乳包括位于外侧的使用轻质硅凝胶的第一硅胶层和位于内侧的使用比重较大硅凝胶的第二硅胶层，不同比重硅凝胶相结合使用，使得硅胶义乳的重量控制在合适的范围内，佩戴更加舒适且具有较好的支撑效果；根据义乳产品的形态再结合人体形态设计出相应的凸部，相邻凸部间形成导流槽，使人体的热能较好的排出体外，有效的保证贴身面的气体可以通畅的透出，使得硅胶义乳具有良好的透气性；为了能更好地提高相变储能的性能，设计出单独的腔体来容纳相变储能微球，让其微球在独立空间里移动，使之吸热和散热更加均匀；选用的相变储能微球的相变温度为与人体温相适应的32-37℃，当人体温度高于此温度时，相变储能微球开始吸收热能，并把热能储存起来；当人体温度低于此温度时相变储能微球开始释放储存的热能，从而使得使用者夏天佩戴时不会有闷热感，冬天可以将硅胶义乳进行适当加温，从而满足天气寒冷时提供一定的热能给人体，使得佩戴更加舒适、更加人性化；在制作时为了保证相变储能微球不会因为产品高温成型时发生性能衰减，采用了在中间产品加热固化成型时注入等体积的气体替代相变储能微球，等加热成型结束后再打开注胶口将相变储能微球注入相应腔体，从而保证了相变储能微球的性能；制作方法采用在相变层对应的腔体注入口放入一张离型膜，先在离型膜处进行封口，再在离型膜外再次进行封口，等待注入相变储能微球时把外部的封口剪掉，取出离型膜，注完相变储能微球后再将注胶口封住，这样的工艺方式能够简化二次注入的步骤，节省生产成本。
本发明选用了处于行业前沿的相变储能微球，来实现目前市面高端的消费人群的个性需求。由于相变储能微球和硅凝胶材料各自的耐温条件的不一致，本发明中的制备方法选用气体做硅凝胶成型时的空间替代品，不仅节约产品成本，又不会产生废弃物影响环境。本发明又结合人体形态设计出空气导流槽，从而解决空气不流通出现闷热现象。本发明还采取了多层结合方式，从而保证各个区域的材料性能不受其他因素而产生影响。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有相变储能功能的硅胶义乳，其特征在于，包括位于中间的相变层以及位于所述相变层两侧的第一硅胶层和第二硅胶层，所述的相变层中填充有相变材料。
2.根据权利要求1所述的具有相变储能功能的硅胶义乳，其特征在于，所述相变材料为相变储能微球。
3.根据权利要求2所述的具有相变储能功能的硅胶义乳，其特征在于，所述相变储能微球的相变温度为32-37℃。
4.根据权利要求1所述的具有相变储能功能的硅胶义乳，其特征在于，所述第一硅胶层中填充有第一硅凝胶，所述第二硅胶层中填充有第二硅凝胶；所述第一硅凝胶的比重小于所述第二硅凝胶的比重。
5.根据权利要求4所述的具有相变储能功能的硅胶义乳，其特征在于，所述第一硅凝胶的比重为0.6-0.7g/cm3，所述第二硅凝胶的比重为0.9-1.1g/cm3。
6.根据权利要求1所述的具有相变储能功能的硅胶义乳，其特征在于，所述第二硅胶层远离所述相变层的一侧上具有凸部，相邻所述凸部之间形成导流槽。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述的具有相变储能功能的硅胶义乳的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）制备高分子胶袋：将四张高分子薄膜通过压合形成具有容纳相变层、第一硅胶层和第二硅胶层共三个腔体的高分子胶袋，每个腔体对应留下一个注胶口；
2）制备硅胶层：通过所述注胶口将制备好的第一硅凝胶注入到第一硅胶层对应的腔体中，将制备好的第二硅凝胶注入到第二硅胶层对应的腔体中，并对应进行封口；
3）注气封口：通过注胶口在所述相变层对应的腔体中注入气体后进行封口；
4）加热成型：将步骤3）中得到的具有所述第一硅胶层、第二硅胶层且相变层中填充有气体的中间产品进行加热固化成型；
5）灌注相变材料：将成型后产品的相变层的注胶口剪开，注入相变储能微球；
6）封口：将注入完相变储能微球的注胶口清理干净，并进行封口，得到具有相变储能功能的硅胶义乳。
8.根据权利要求7所述的一种具有相变储能功能的硅胶义乳的制作方法，其特征在于，所述加热成型的工艺为温度80-100℃、固化时间为30-40min。
9.根据权利要求7所述的一种具有相变储能功能的硅胶义乳的制作方法，其特征在于，步骤3）注气封口的操作具体为：在所述相变层对应的腔体的注胶口中放入一张离型膜，再将气体注入腔体内，注入完毕后，在离型膜处进行封口，封完后在注胶口外8-12mm处再次进行封口。
10.根据权利要求7所述的一种具有相变储能功能的硅胶义乳的制作方法，其特征在于，步骤3）中注入气体的体积和步骤5）中注入相变储能微球的体积相同。
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