CN115811947A - 使用提高睡眠质量的含有铂纳米胶体及其它纳米粒子的纤维制衣服、及睡衣来使副交感神经兴奋、提高睡眠质量并从疲劳中恢复的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供可以提高睡眠质量的衣服、睡衣，以及提供使用这样的衣服、睡衣来提高睡眠质量的方法，这可以通过包含含有至少2种发射远红外线、且发生基于等离子体振子共振的电子转移的纳米粒子的纤维的、提高睡眠质量的衣服而实现。

Description

使用提高睡眠质量的含有铂纳米胶体及其它纳米粒子的纤维 制衣服、及睡衣来使副交感神经兴奋、提高睡眠质量并从疲劳 中恢复的方法
技术领域
本发明涉及一种使用提高睡眠质量的含有铂纳米胶体及其它纳米粒子的纤维制衣服、以及睡衣来使副交感神经兴奋、提高睡眠质量并从疲劳中恢复的方法。
背景技术
众所周知，睡眠时的舒适性、从疲劳中的恢复与睡眠质量相关，优质的睡眠是与维持健身训练相关的重要的要因。而且，已知近年来吸汗发热纤维、伴有冷却效果的纤维这样的功能性纤维已被广泛地普及，可以期待这些功能性纤维来提高睡眠时的舒适性(例如下述非专利文献1)。
非专利文献
非专利文献1：妇女春夏用分体式睡衣的舒适性客观评价式的开发，金泽大学教育学部纪要，1999，48，p.97-109(婦人春夏用パジャマの快適性客観評価式の開発，金沢大学教育学部紀要，1999，48，p.97－109)
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提供可以提高睡眠质量的衣服、睡衣，以及提供使用这样的衣服、睡衣来提高睡眠质量的方法。
用于解决课题的手段
本发明涉及一种提高睡眠质量的衣服，其包含含有至少2种纳米粒子的纤维，该纳米粒子是发射远红外线、且发生基于等离子体振子共振的电子转移的粒子。本发明中，纤维所包含的粒子为纳米粒子，由于光而产生电子发生集体振动的现象(表面等离子体振子共振)。由于集体振动，也会产生纳米粒子中产生极化而在表面局域化的现象(局域表面等离子体振子共振)。这些现象也可以评价为纳米粒子发射了离子，作为发射的离子，可举出由纳米粒子的局域表面等离子体振子共振而得的自由电子。
纤维所包含的粒子不仅具有表面等离子体振子共振，还具有发射远红外线这一性质。本发明中，通过使用兼具这样的特征性的2个性质的纳米粒子，从而提高睡眠质量。其原理尚未详细确定，但是在仅发射远红外线的材料中不会产生本发明这样的效果。通常远红外线有加热效果而被认为有助眠作用，但是根据泡热水澡时会使交感神经兴奋反而无法入睡这一情况，可以理解仅凭加热效果是无法提高睡眠质量的。即，通过使用产生远红外线和电子转移这2个现象的纳米粒子，从而谋求副交感神经的兴奋，核心体温降低，睡眠质量提高。
至少2种上述纳米粒子优选为金刚石纳米粒子及铂纳米粒子。金刚石纳米粒子及铂纳米粒子具备发射远红外线的能力，会有效地发生基于等离子体振子共振的电子转移，因此适合应用于本发明的衣服。
睡眠质量的提高可以通过睡眠效率的提高、中途苏醒次数的减少及中途苏醒时间的缩短中的至少1者来实现。如以下实施例所记载那样，证明了与不含上述纳米粒子的衣服相比，例如中途苏醒次数显著减少(p值为0.002)。对于睡眠效率及中途苏醒时间而言，如实施例所示，也有显著的效果。
睡眠质量的提高可以通过Non-REM睡眠率(非快速眼动睡眠率)的提高及REM睡眠率(快速眼动睡眠率)的降低中的至少1者来实现。如以下的实施例所示那样，与不含上述纳米粒子的衣服相比，例如REM睡眠率显著降低(p值为0.03)。通过使REM睡眠率降低，从而谋求Non-REM睡眠率的提高。需要说明的是，Non-REM睡眠率包含Non-REM(N1)睡眠率、Non-REM(N2)睡眠率及Non-REM(N3)睡眠率，它们均有改善效果。
上述衣服也可以是睡衣。睡衣在睡眠期间持续穿着，因此可以更长时间且充分地发挥提高睡眠质量这一本发明的效果。
另外，本发明涉及一种使用包含含有至少2种纳米粒子的纤维的衣服来提高睡眠质量的方法，该纳米粒子是发射远红外线、且发生基于等离子体振子共振的电子转移的粒子。在此，使用衣服包括穿着衣服的情况。
发明效果
根据本发明，能够提供可以提高睡眠质量的衣服、睡衣。另外，能够提供使用这样的衣服、睡衣来提高睡眠质量的方法。睡眠质量的提高也可以表现为核心体温的降低，另外也可以说是睡眠时的副交感神经活动的兴奋方法。
具体实施方式
本实施方式涉及的衣服包含含有至少2种纳米粒子的纤维，该纳米粒子发射远红外线、且发生基于等离子体振子共振的电子转移。该纤维也可以仅含有2种上述纳米粒子。
作为这样的纳米粒子，例如可举出金刚石纳米粒子、铂纳米粒子、氧化铝、氧化锆、二氧化硅、氧化钛、镁、氧化钙、氧化锆、氧化铬、铁素体、尖晶石、铈、钡、碳化硼、碳化硅、碳化钛、碳化钼、碳化钨、氮化硼、氮化铝、氮化硅、氮化锆、碳、石墨、钨、钼、钒、钽、锰、镍、氧化铜、氧化铁等的粒子。另外，纳米粒子优选为金刚石纳米粒子及铂纳米粒子这2种。
所包含的至少2种纳米粒子的平均粒径优选为10～200nm。在使用金刚石纳米粒子及铂纳米粒子的方式中，金刚石纳米粒子的平均粒径优选为100～200nm，铂纳米粒子的平均粒径优选为20～200nm，更优选为100～200nm。
在上述纤维包含金刚石纳米粒子及铂纳米粒子的情况下，铂纳米粒子的含量适宜为金刚石纳米粒子的含量的1/1000～1倍。需要说明的是，作为使纤维含有纳米粒子的方法，可举出用含有纳米粒子的纤维材料进行纺丝的方法、使纳米粒子粘接于经纺丝的纤维的方法等。
作为金刚石纳米粒子(纳米级金刚石)，可以使用通过爆轰法而合成的粗金刚石(以下也称为共混金刚石或BD)、及通过生成BD而得到的GD(Generated Diamond)。
以爆轰法而制造的粗金刚石由具有数10～数100nm的直径的金刚石及石墨组成，是1.7～7nm直径的极小的纳米簇级的金刚石单元(纳米金刚石)牢固地凝集而成的凝集体。即，是最低4个、通常数十个～数百个的、根据情况也可以是数千个的纳米金刚石的牢固的凝集体。BD的粒子被认为具有石墨系碳覆盖金刚石的表面而成的核/壳结构，在石墨系碳的表面大量存在-COOH、-OH等亲水性官能团，与水、乙醇、乙二醇等具有-OH基的溶剂的亲和性极其良好，会迅速地分散在这些溶剂中。其中，在水中的分散性最好。BD含有极少量的微小(1.5nm以下)无定形金刚石、石墨及非石墨碳超微粒。
纳米级金刚石粒子的比重优选为2.50～3.45g/cm3，进一步优选为2.63～3.38g/cm3，最优选为2.75～3.25g/cm3。纳米级金刚石的比重是由石墨与金刚石的比率而决定的，在将金刚石的比重设为3.50g/cm3、将石墨的比重设为2.25g/cm3来计算金刚石和石墨的比例时，比重2.63g/cm3相当于金刚石30容积％及石墨70容积％的组成，比重3.38g/cm3相当于金刚石90容积％及石墨10容积％的组成。同样地，比重2.75g/cm3相当于金刚石40容积％及石墨60容积％的组成，比重3.25g/cm3相当于金刚石80容积％及石墨20容积％的组成。需要说明的是，比重2.87g/cm3相当于金刚石50容积％及石墨50容积％的组成。如果比重小于2.63g/cm3，则由石墨引起的着色会成为问题，如果比重大于3.38g/cm3，则远红外线放射效果会饱和，在成本上是不利的。
BD的杂质可分为：(i)水溶性电解质(ionized)、(ii)在金刚石表面以氢键结合的水解性基团及离子性的物质(官能性表面基团的盐等)、(iii)水不溶性的物质(附着于表面的杂质、不溶性盐、不溶性氧化物)、(iv)挥发性物质、(v)金刚石晶格中所包含或包裹化的物质。
(i)及(ii)是在GD的纯化过程中形成的。(i)的水溶性电解质可以通过水洗而除去，为了更有效地除去，可以用离子交换树脂进行处理。(iii)的水不溶性的杂质包含金属、金属氧化物、金属碳化物、金属盐(硫酸盐、硅酸盐、碳酸盐)这样的分离的微粒、无法分离的表面盐、表面金属氧化物等。为了除去它们，优选利用酸转换为可溶性的形式。(iv)的挥发性杂质通常可以在0.01Pa左右的真空中于250～400℃进行热处理而除去。
对于纳米级金刚石而言，并非必须将杂质完全除去，但优选将(i)～(iii)的杂质除去40～95％。石墨与金刚石的比率可以通过变更上述爆轰法的条件、及/或变更BD的纯化条件来调节。
纳米级金刚石的分散物通过下述方法而制造：将通过炸药的爆轰而得到的金刚石-非金刚石混合物(初始BD)进行酸化处理后，加入挥发性或其分解反应产物为挥发性的碱性材料进行中和，分离含有金刚石的层。
酸化处理工序包括：基于硝酸的酸化性分解处理，和在其后进行的基于硝酸的酸化性蚀刻处理。酸化性蚀刻处理包括1次酸化性蚀刻处理和2次酸化性蚀刻处理，1次酸化性蚀刻处理优选在比酸化性分解处理的压力及温度更高的压力及温度下进行，2次酸化性蚀刻处理优选在比1次酸化性蚀刻处理的压力及温度更高的压力及温度下进行。酸化处理工序优选在150℃～250℃及14～25个大气压下，以至少10～30分钟分别进行多次。
在酸化性蚀刻处理后，进行用于使硝酸分解·除去的中和处理。利用碱性材料中和后的分散液通过加水并倾斜，分离成含有金刚石的相和不含金刚石的相。
在分离出含有金刚石的相后，进一步在分散液中加入硝酸，进行清洗处理，进行将包含生成金刚石微粒的下相分散液与上相废液分离的处理。该分离的处理通过将硝酸清洗处理后的分散液静置而进行。
对于包含生成金刚石微粒的下相分散液而言，优选将pH调节为4～10，进一步优选调节为5～8，最优选调节为6～7.5，优选将金刚石微粒浓度调整为0.05～16质量％，进一步优选调整为0.1～12质量％，最优选调整为1～10质量％。
如此得到的GD具有如下元素组成：72～89.5％的碳、0.8～1.5％的氢、1.5～2.5％的氮、10.5～25％的氧。全部的碳中，90～97％为金刚石晶体，10～3％为非金刚石碳。平均粒径(一次粒子)为2～50nm。在以Cu、Kα射线为射线源的X射线衍射图谱(XD)中，布拉格角(2Φ±0.2°)在43.9°具有最强峰，在73.5°和95°具有特征性的强峰，在17°有明显偏向存在的光晕，在26.5°实质上没有峰。另外，含有0.05～16质量份的下述金刚石粒子：比表面积为1.5×105m2/kg以上，实质上所有的表面碳原子与杂原子键合，分散液具有0.5m3/kg以上的总吸收空间。GD粒子的粒径是通过电泳光散射光度计model ELS-8000的动态光散射测定而得到的。
铂纳米粒子例如可以按照以下记载的方法，作为铂纳米胶体而得到。
即，在溶解有含有铂的含贵金属的化合物的溶液中，添加作为还原剂的、由式(1)或式(2)表示的化合物A的形式的肽或氨基葡萄糖化合物的工序；添加辅助上述化合物A的还原性的碱的工序；和通过含贵金属的化合物中的贵金属离子的还原反应而形成贵金属微粒(铂微粒)的工序。
NR4R5-CR2R3-CO-R1 (1)
NR4R5-CR6R7-CR2R3-CO-R1 (2)
在此，R1表示氢、羟基、烷氧基、氨基或者以肽键而键合的原子团，R2和R3各自表示氢、烷基或者经取代的烷基，R4和R5各自表示氢、烷基、经取代的烷基或者乙酰基，R6和R7各自表示氢、烷基或者经取代的烷基。
上述制造方法中，优选溶液为水溶液。进一步优选在添加碱的工序中，以使水溶液的pH成为10以上的方式进行添加。进一步优选在形成贵金属微粒的工序中，制成水溶液中分散有贵金属微粒的贵金属胶体。另外，进一步优选在形成贵金属微粒、制成贵金属胶体的工序后还具有：对水溶液进行离心分离，分离成沉降物与上清液的工序；和除去上述上清液、取出上述沉降物的工序。
在上述制造方法的其它优选方式中，溶液为有机溶剂的溶液。进一步优选的是，在形成贵金属微粒的工序后还具有：静置溶液而分离成沉降物与上清液的工序；和除去上清液、取出沉降物的工序。另外，进一步优选的是，在除去上清液、取出沉降物的工序后，还具有向沉降物加入水而制成水系贵金属胶体的工序。另外，进一步优选的是，在制成贵金属胶体的工序后，还具有利用超滤或超离心分离等而浓缩贵金属胶体的工序。另外，进一步优选的是，还具有在溶液中添加有机溶剂用保护剂的工序，在除去上清液、取出上述沉降物的工序后，还具有向沉降物加入有机溶剂而制成有机溶剂系贵金属胶体的工序。
关于作为肽的化合物A，可举出：在式(1)或者(2)中，R1为羟基的α或者β-氨基酸、R1为烷氧基的α或者β-氨基酸酯等α或者β-氨基酸化合物；氨基经乙酰化的α或β-氨基酸化合物；R1为以肽键而键合的原子团的N末端为α-氨基酸的肽。
关于作为氨基葡萄糖化合物的化合物A，可举出：在式(1)中，R1为氢、R2为〔-CH(OH)-CH(OH)-CH(OH)-CH2(OH)〕、R3、R4、R5为氢的氨基葡萄糖，或者作为其衍生物的N-乙酰氨基葡萄糖等氨基葡萄糖化合物。
作为制造含有至少2种发射远红外线、且发生基于等离子体振子共振的电子转移的纳米粒子的纤维的方法，可举出如下方法：制备含有至少2种具有上述性质的纳米粒子的组合物(纺丝原液)，通过湿式或者干式纺丝法用该组合物制造纤维。
上述组合物中，含有至少2种发射远红外线、且发生基于等离子体振子共振的电子转移的纳米粒子之外，还可以含有聚酯等聚合物，也可以含有水、乙醇、有机溶剂等来作为介质。另外，在不损害本发明的效果的范围内，可以含有分散稳定剂等。作为介质，优选水。
本实施方式涉及的纤维优选为聚酯纤维等合成纤维。
本实施方式涉及的衣服含有至少2种发射远红外线、且发生基于等离子体振子共振的电子转移的纳米粒子的纤维即可，也可以还包含除此以外的纤维。作为除此以外的纤维，例如可举出不含上述纳米粒子的聚酯纤维、尼龙、腈纶等合成纤维；棉、麻、丝等天然纤维；人造丝、天丝、莱赛尔(lyocell)等再生纤维等。
本实施方式涉及的衣服所包含的含有至少2种上述纳米粒子的纤维的含量例如可以是10质量％以上，也可以是20质量％以上，另外，可以是100质量％以下，也可以是80质量％以下，也可以是60质量％以下，还可以是50质量％以下。
这样的本实施方式涉及的衣服例如可以用作家居服、室内服等，睡衣例如可用作分体式睡衣、浴衣、日式睡衣，可以提高睡眠质量。
能够提供通过穿着上述衣服来提高睡眠质量的方法。
该方法也能够表述为睡眠质量的提高方法，其包括穿着包含含有至少2种发射远红外线、且发生基于等离子体振子共振的电子转移的纳米粒子的纤维的衣服，所述睡眠质量的提高包含下述中的至少一者：(1)睡眠效率值的增加；(2)中途苏醒次数的减少；(3)中途苏醒时间的缩短；(4)浅睡眠率(例如，REM睡眠率)的降低；及(5)深睡眠率(例如，Non-REM睡眠率)的增加。另外，该方法也可以说是睡眠时的副交感神经活动的兴奋方法。
实施例
以下，利用实施例和比较例对本发明进一步详细地进行说明。但是，本发明并不受下述的实施例所限制。
[衣服的制造]
(实施例1)
制造包含0.01mg/kg以上的金刚石纳米粒子(ND)及0.0001mg/kg以上的铂纳米粒子(NP)的聚酯纤维。该聚酯纤维中的纳米粒子包含平均粒径为20nm、形状为Round(圆形)的铂纳米粒子，以及平均粒径为120nm、形状为Oval(椭圆形)的金刚石纳米粒子。以得到的聚酯纤维20质量％、和不含上述粒子的一般聚酯纤维80质量％的比例进行混合，制造睡衣(半袖衬衫、长裤)(受试衣)。
(比较例1)
使用不含上述粒子的一般聚酯纤维，制造睡衣(半袖衬衫、长裤)(对象衣)。
[睡眠质量的评价]
将向其说明本研究的内容、并征得同意的14名一般健康男性作为对象。让受试者分别穿着上述实施例1及比较例1的睡衣，将可穿戴式心率变异性测定器(商品名：Silmee、TDK株式会社制)用凝胶垫贴在胸部，取得心率的变异数据后，基于取得的数据使用PC以专用软件对睡眠质量(睡眠效率、中途苏醒次数、及中途苏醒时间)自动进行解析。将结果示于表1。表1中，睡眠效率的数值越高表示睡眠质量越高，中途苏醒次数及中途苏醒时间的数值越低，表示副交感神经活动越活跃，越能得到优质的睡眠。
[表1]
实施例1(n＝14) 比较例1(n＝14) p值
睡眠效率 0.93±0.04 0.90±0.04 0.002
中途苏醒次数 8.22±4.67 10.63±5.14 0.002
中途苏醒时间 29.51±17.01 41.17±22.50 0.003
将向其说明本研究的内容、并征得同意的12名一般健康人作为对象。让受试者分别穿着上述实施例1及比较例1的睡衣，作为多导睡眠检测，安装脑波、眼球运动、呼气流量、打鼾的各传感器、肌电图电极、心电图电极，持续一晚取得睡眠状态的数据后，基于取得的数据，分类为浅睡眠～深睡眠4种(REM、Non-REM(N1)、Non-REM(N2)、Non-REM(N3))。将结果示于下述表2。表2中，在穿着实施例1的睡衣的情况下，REM睡眠率(％)显示为低比率。因此，在穿着实施例1的睡衣的情况下，显示睡眠中的浅睡眠时间短，另一方面深睡眠(N1、N2及N3)时间长，这表示副交感神经活动活跃，可得到优质的睡眠。
[表2]
睡眠率 实施例1(n＝12) 比较例1(n＝12) p值
N1 8.28±3.49 7.66±2.76 0.31
N2 54.14±6.91 54.3±10 0.81
N3 14.43±6.23 12.36±5.33 0.45
REM 23.13±4.46 25.78±4.61 0.03
根据以上内容，在睡眠时穿着实施例1的睡衣的情况下，使睡眠时的副交感神经活动兴奋、减少中途苏醒、提高睡眠效率，由此表明对睡眠质量上升、从疲劳中恢复、健身训练改善产生影响。

Claims (9)

1.一种提高睡眠质量的衣服，其包含含有至少2种纳米粒子的纤维，所述纳米粒子是发射远红外线、且发生基于等离子体振子共振的电子转移的粒子。
2.根据权利要求1所述的衣服，其中，至少2种所述纳米粒子为金刚石纳米粒子及铂纳米粒子。
3.根据权利要求1或2所述的衣服，其通过睡眠效率的提高、中途苏醒次数的减少及中途苏醒时间的缩短中的至少1者来提高睡眠质量。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的衣服，其通过Non-REM睡眠率的提高及REM睡眠率的降低中的至少1者来提高睡眠质量。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的衣服，其为睡衣。
6.一种提高睡眠质量的方法，其包括穿着包含含有至少2种纳米粒子的纤维的衣服，所述纳米粒子发射远红外线、且发生基于等离子体振子共振的电子转移。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，至少2种所述纳米粒子为金刚石纳米粒子及铂纳米粒子。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其通过睡眠效率的提高、中途苏醒次数的减少及中途苏醒时间的缩短中的至少1者来提高睡眠质量。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的方法，其通过Non-REM睡眠率的提高及REM睡眠率的降低中的至少1者来提高睡眠质量。
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