WO2023083289A1 - 一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构及其制备方法 - Google Patents

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Definitions

  • Wearable pain relief devices are the future development trend, but the existing products have the following disadvantages: (1) the traditional sticky electrode patch is not comfortable (poor air permeability, with obvious foreign body sensation) and inconvenient to use; (2) the metal fiber As the main body, it is easy to cause allergies, conductive threads are easy to pull off, easy to corrode and oxidize (electrically unstable), in the design and manufacturing process of smart wear, it needs to be cut and sewn through complex processes, energy consumption, and not washable.
  • the raw materials of the electro-stimulation coating include dendritic silver material powder and a cross-linking agent, wherein the mass percentage concentration of the dendritic silver is 20wt%-60wt%.
  • the raw materials of the electrothermal coating include dendritic silver and flaky silver material powders, and a crosslinking agent, wherein the mass percent concentration of the dendritic silver and flaky silver material powders is 35wt% to 70wt%;
  • the mass ratio of the dendritic silver material powder to the flake silver material powder in the electrothermal coating is 0.05-1.
  • a control system is electrically connected to the electrothermal coating and the electro-stimulation coating respectively, and the control system is respectively used to control the heating of the electro-thermal coating and control the output of a current of 0-15mA by the electro-stimulation coating .
  • the insulating layer is a polymer compound layer with a thickness of 0.05-2 mm, and its specific components can be at least one of polyurethane, epoxy resin, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride and polystyrene. A sort of.
  • the temperature test is:

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Abstract

一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构及其制备方法，布料结构包括基布、电热涂层、绝缘层以及电刺激涂层，基布具有第一表面，电热涂层附着在第一表面上，电刺激涂层通过绝缘层附着在电热涂层上，电热涂层和电刺激涂层分别与一控制系统电连接，控制系统控制电热涂层发热，且控制系统控制电刺激涂层输出0～15mA的电流；电热涂层的原料包括树枝状银和片状银材料粉末以及交联剂，电刺激涂层的原料包括树枝状银材料粉末和交联剂。该布料结构具有电刺激和电热功能，可针对人体穴位进行电刺激和热敷，起到舒缓放松、缓解疲劳等作用，同时还具有轻薄透气、舒适性高、耐水洗等优点。

Description

一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构及其制备方法
本申请要求于2021年11月12日提交中国专利局、申请号为202111339652.4、发明名称为“一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构及其制备方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构及其制备方法。
背景技术
为了响应逐年攀升各种身心症候群引起酸痛与运动舒缓市场，以及高龄化社会来临的消费需求，其市场成长率高，市面上针对性产品纷纷出笼，以非侵入式为要求、方便与求其功效速度为大宗，尤其以光电领域能见度最广；由电力产生微电刺激与热疗原理中，电热微电刺激按摩相关运用最为人知，并已渐获主流医学界认同，成为常规舒缓与治疗工具，且普及于居家自疗。穿戴式止痛装置是未来发展趋势，但现有产品存在以下缺点：(1)传统黏贴式电极贴片舒适性不佳(透气性差、具明显异物感)、使用不便；(2)以金属纤维为主体，存在易引起过敏、导电丝线易抽离、易腐蚀氧化(电性不稳定)、在智能穿戴设计与制程尚须要透过剪裁缝制复杂工序、耗能及不耐水洗等问题。
本发明开发软性耐水洗织布电极，以后处理方式(丝印/转印)制作电热与电刺激涂层，涂层与纺织品以简易穿戴形式结合，赋与纺织品电热与电刺激功能，可改善传统电热与电刺激设备线材繁复缺点，以适应逐年攀升各种身心症候群引起酸痛与运动舒缓市场。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构，其具有电刺激和电热功能，可针对人体穴位进行电刺激和热敷，起到舒缓放松、缓解疲劳等作用，同时还具有轻薄透气、舒适性高、耐水洗等优点。
本发明是这样实现上述技术问题之一的：
一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构，所述布料结构包括基布、电热涂层、绝缘层以及电刺激涂层，所述基布具有一第一表面，所述电热涂层附着在所述第一表面上，所述电刺激涂层通过绝缘层附着在所述电热涂层上，所述电热涂层和所述电刺激涂层分别与一控制系统电连接，所述控制系统控制所述电热涂层发热，且所述控制系统控制所述电刺激涂层输出0～15mA的电流；
所述电热涂层的原料包括树枝状银和片状银材料粉末，以及交联剂，其中所述树枝状银和片状银材料粉末的质量百分比浓度为35wt％～70wt％；
所述电刺激涂层的原料包括树枝状银材料粉末和交联剂，其中所述树枝状银质量百分比浓度为20wt％～60wt％。
进一步地，所述电热涂层中树枝状银材料粉末和片状银材料粉末的质量比为0.05～1。
进一步地，所述电热涂层和所述电刺激涂层的厚度分别为0.05～2mm。
进一步地，所述树枝状银和片状银材料粉末粒径为0.5～50微米；所述交联剂为聚胺基甲酸酯、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯和聚苯乙烯中的至少一种。
进一步地，所述电热涂层和所述电刺激涂层的附着方式为涂布、网版印刷或热转印的方式。
进一步地，所述控制系统控制所述电热涂层发热的温度范围为40～55℃；所述控制系统控制所述电刺激涂层电流输出方式为脉冲模式，正负对称双向矩形脉冲波。
本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构的制备方法，制备的产品具有电刺激和电热功能，可针对人体穴位进行电刺激和热敷，起到舒缓放松、缓解疲劳等作用，同时还具有轻薄透气、舒适性高、耐水洗等优点。
本发明是这样实现上述技术问题之二的：
一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构的制备方法，包括以下步骤：
1)取一定量粒径为0.5～50微米的树枝状银与片状银材料粉末，加到适量的交联剂溶液中，其中所述树枝状银和片状银材料粉末的质量百分比浓度为 35wt％～70wt％；用超音波震荡机和搅拌机中的至少一种搅拌处理0.5-1h,使混合物中的树枝状银与片状银粉末处于均质状态，制得分散均匀的电热涂料；以涂布加工、丝印版印刷或热转印的方式将电热涂料形成于一基板布，形成一电热涂层；最后放进烘箱中干燥固化成型；
2)在电热涂层上固化成型一绝缘层；
3)取一定量粒径为0.5～50微米的树枝状银材料粉末，加到适量的交联剂溶液中，其中树枝状银重量百分比浓度为20wt％至60wt％；用超音波震荡机和搅拌机中的至少一种搅拌处理0.5-1h,使混合物中的树枝状银材料粉末于均质状态，制得分散均匀的电刺激涂料；以涂布加工、丝印版印刷或热转印的方式将电刺激涂料形成于绝缘层上，形成电刺激涂层；最后放进烘箱中干燥固化成型；
4)将一控制系统分别与所述电热涂层和电刺激涂层电连接，所述控制系统分别用于控制所述电热涂层发热，以及控制所述电刺激涂层输出0～15mA的电流；
进一步地，所述电热涂层中树枝状银材料粉末和片状银材料粉末的质量比为0.05～1。
进一步地，所述电热涂层和所述电刺激涂层的厚度分别为0.05～2mm；所述交联剂为聚胺基甲酸酯、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯和聚苯乙烯中的至少一种。
进一步地，所述控制系统控制所述电热涂层发热的温度范围为40～55℃；所述控制系统控制所述电刺激涂层电流输出方式为脉冲模式，正负对称双向矩形脉冲波。
本发明具有如下优点：
本发明的布料结构具有电刺激和电热功能，可针对人体穴位进行电刺激和热敷，促进肌肉组织恢复，增强代谢循环，从而起到舒缓放松、缓解疲劳、减轻疼痛作用；本发明的涂层可与纤维交联反应，且以可图案化节能环保(涂布/网印/转印)制程在纺织品上，涂层轻薄、与皮肤贴合度高，且与纺织品粘合度高，具有节能(≤5W)、耐水洗(≥50次)、耐用、透气舒适性佳等优点；最后本发明的布料结构能够制成可穿戴式的结构，将其穿戴或覆盖在人体的穴位处对 人体进行同步或单独经皮穴位电刺激与热敷功能刺激，刺激部位涵盖手腕、背部和四肢，对人体的心血管、骨骼及肌肉系统进行整体调理，具有适用性强、舒适性佳等优点，可解决传统电热与低周波产品制程复杂(导电纤维)和不舒适(导电橡胶)的缺点。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明涉及一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构，所述布料结构包括基布、电热涂层、绝缘层以及电刺激涂层，所述基布具有一第一表面，所述电热涂层附着在所述第一表面上，所述电刺激涂层通过绝缘层附着在所述电热涂层上，所述电热涂层和所述电刺激涂层分别与一控制系统电连接，所述控制系统控制所述电热涂层发热，且所述控制系统控制所述电刺激涂层输出0～15mA的电流；
所述电热涂层的原料包括树枝状银和片状银材料粉末，以及交联剂，其中所述树枝状银和片状银材料粉末的质量百分比浓度为35wt％～70wt％；
所述电刺激涂层的原料包括树枝状银材料粉末和交联剂，其中所述树枝状银质量百分比浓度为20wt％～60wt％。
所述电热涂层中树枝状银材料粉末和片状银材料粉末的质量比为0.05～1。
所述电热涂层和所述电刺激涂层的厚度分别为0.05～2mm。
所述树枝状银和片状银材料粉末粒径为0.5～50微米；所述交联剂为聚胺基甲酸酯、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯和聚苯乙烯中的至少一种。
所述电热涂层和所述电刺激涂层的附着方式为涂布、网版印刷或热转印的方式。
所述控制系统控制所述电热涂层发热的温度范围为40～55℃；所述控制系统控制所述电刺激涂层电流输出方式为脉冲模式，正负对称双向矩形脉冲波。
本发明还涉及上述一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构的制备方法，包括以下步骤：
1)取一定量粒径为0.5～50微米的树枝状银与片状银材料粉末，加到适量的交联剂溶液中，其中所述树枝状银和片状银材料粉末的质量百分比浓度为35wt％～70wt％；用超音波震荡机和搅拌机中的至少一种搅拌处理0.5-1h,使混合物种的的树枝状银与片状银粉末于均质状态，制得分散均匀的电热涂料；以涂布加工、丝印版印刷或热转印的方式将电热涂料形成于一基板布，形成一电热涂层；最后放进烘箱中干燥固化成型；
2)在电热涂层上固化成型一绝缘层；
3)取一定量粒径为0.5～50微米的树枝状银材料粉末，加到适量的交联剂溶液中，其中树枝状银重量百分比浓度为20wt％至60wt％；用超音波震荡机和搅拌机中的至少一种搅拌处理0.5-1h,使混合物种的的树枝状银材料粉末于均质状态，制得分散均匀的电刺激涂料；以涂布加工、丝印版印刷或热转印的方式将电刺激涂料形成于绝缘层上，形成电刺激涂层；最后放进烘箱中干燥固化成型；
4)将一控制系统分别与所述电热涂层和电刺激涂层电连接，所述控制系统分别用于控制所述电热涂层发热，以及控制所述电刺激涂层输出0～15mA的电流。
所述控制系统可对电热涂层外加电压5V，使其温度可达40～55℃以上，同时调节其温度与使用时间。所述电刺激涂层输出电流范围为0～15mA，全程连续可调；电流输出方式为脉冲模式，正负对称双向矩形脉冲波。可输出多种波形：包括疏密等幅波、密波等幅波、调幅波(2-100Hz)。
所述绝缘层为一高分子化合物层，厚度为0.05～2mm，具体组分可为聚胺基甲酸酯、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯中的至少一种。
本发明的布料结构具有电刺激和电热功能，可针对人体穴位进行电刺激和热敷，促进肌肉组织恢复，增强代谢循环，从而起到舒缓放松、缓解疲劳、减轻疼痛作用；本发明的涂层可与纤维交联反应，且以可图案化节能环保(涂布/网印/转印)制程在纺织品上，涂层轻薄、与皮肤贴合度高，且与纺织品粘合度 高，具有节能(≤5W)、耐水洗(≥50次)、耐用、透气舒适性佳等优点；最后本发明的布料结构能够制成可穿戴式的结构，将其穿戴或覆盖在人体的穴位处对人体进行同步或单独经皮穴位电刺激与热敷功能刺激，刺激部位涵盖手腕、背部和四肢，对人体的心血管、骨骼及肌肉系统进行整体调理，具有适用性强、舒适性佳等优点，可解决传统电热与低周波产品制程复杂(导电纤维)和不舒适(导电橡胶)的缺点。
实施例1
本实施例提供一种具有电热保暖和电刺激涂层的护膝，包括基布、电热涂层、绝缘层以及电刺激涂层，所述基布具有一第一表面，所述电热涂层附着在所述第一表面上，所述电刺激涂层通过绝缘层附着在所述电热涂层上，所述电热涂层和所述电刺激涂层分别与一控制系统电连接，所述控制系统控制所述电热涂层发热。其中，所述电刺激涂层厚度为0.1mm，包括树枝状银材料粉末和聚胺基甲酸酯，树枝状银材料粉末占电刺激涂层的50％；电热涂层厚度为0.1mm，包括树枝状银材料粉末、片状银粉末和聚胺基甲酸酯，树枝状银材料粉末和片状银粉末的总量占电刺激涂层的50％，树枝状银材料粉末、片状银粉末的质量比为0.2:1；其中，树枝状银材料粉末和片状银材料粉末粒径均为20微米；所述绝缘层材料为环氧树脂。厚度为0.1mm。
对所述护膝进行加热，施加电压：:DC 5V，施加电流：0.7A；
护膝面积：8cm*14cm，电热涂层有效厚度为：0.1mm，电热涂层有效面积5cm*10cm，目标温度45℃，电刺激涂层有效厚度为：0.1mm，电刺激涂层有效面积5cm*10cm，电刺激输出电流为5mA，频率为50Hz，波宽为100ms的密波等幅波。
温度测试为：
时间(s) 0 10 20 30 40 50 60
温度(℃) 30 32.5 35.7 38.7 41.1 43.6 45.3
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

  1. 一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构，其特征在于：所述布料结构包括基布、电热涂层、绝缘层以及电刺激涂层，所述基布具有一第一表面，所述电热涂层附着在所述第一表面上，所述电刺激涂层通过绝缘层附着在所述电热涂层上，所述电热涂层和所述电刺激涂层分别与一控制系统电连接，所述控制系统控制所述电热涂层发热，且所述控制系统控制所述电刺激涂层输出0～15mA的电流；
    所述电热涂层的原料包括树枝状银和片状银材料粉末，以及交联剂，其中所述树枝状银和片状银材料粉末的质量百分比浓度为35wt％～70wt％；
    所述电刺激涂层的原料包括树枝状银材料粉末和交联剂，其中所述树枝状银质量百分比浓度为20wt％～60wt％。
  2. 根据权利要求1所述的一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构，其特征在于：所述电热涂层中树枝状银材料粉末和片状银材料粉末的质量比为0.05～1。
  3. 根据权利要求1所述的一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构，其特征在于：所述电热涂层和所述电刺激涂层的厚度分别为0.05～2mm。
  4. 根据权利要求1所述的一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构，其特征在于：所述树枝状银和片状银材料粉末粒径为0.5～50微米；所述交联剂为聚胺基甲酸酯、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯和聚苯乙烯中的至少一种。
  5. 根据权利要求1所述的一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构，其特征在于：所述电热涂层和所述电刺激涂层的附着方式为涂布、网版印刷或热转印的方式。
  6. 根据权利要求1所述的一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构，其特征在于：所述控制系统控制所述电热涂层发热的温度范围为40～55℃；所述控制系统控制所述电刺激涂层电流输出方式为脉冲模式，正负对称双向矩形脉冲波。
  7. 一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构的制备方法，其特征在于： 包括以下步骤：
    1)取一定量粒径为0.5～50微米的树枝状银与片状银材料粉末，加到适量的交联剂溶液中，其中所述树枝状银和片状银材料粉末的质量百分比浓度为35wt％～70wt％；用超音波震荡机和搅拌机中的至少一种搅拌处理0.5-1h,使混合物中的树枝状银与片状银粉末为均质状态，制得分散均匀的电热涂料；以涂布加工、丝印版印刷或热转印的方式将电热涂料形成于一基板布，形成一电热涂层；最后放进烘箱中干燥固化成型；
    2)在电热涂层上固化成型一绝缘层；
    3)取一定量粒径为0.5～50微米的树枝状银材料粉末，加到适量的交联剂溶液中，其中树枝状银重量百分比浓度为20wt％至60wt％；用超音波震荡机和搅拌机中的至少一种搅拌处理0.5-1h,使混合物中的树枝状银材料粉末为均质状态，制得分散均匀的电刺激涂料；以涂布加工、丝印版印刷或热转印的方式将电刺激涂料形成于绝缘层上，形成电刺激涂层；最后放进烘箱中干燥固化成型；
    4)将一控制系统分别与所述电热涂层和电刺激涂层电连接，所述控制系统分别用于控制所述电热涂层发热，以及控制所述电刺激涂层输出0～15mA的电流。
  8. 根据权利要求7所述的一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构的制备方法，其特征在于：所述电热涂层中树枝状银材料粉末和片状银材料粉末的质量比为0.05～1。
  9. 根据权利要求7所述的一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构的制备方法，其特征在于：所述电热涂层和所述电刺激涂层的厚度分别为0.05～2mm；所述交联剂为聚胺基甲酸酯、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯和聚苯乙烯中的至少一种。
  10. 根据权利要求7所述的一种具有电热保暖和电刺激涂层的布料结构的制备方法，其特征在于：所述控制系统控制所述电热涂层发热的温度范围为40～55℃；所述控制系统控制所述电刺激涂层电流输出方式为脉冲模式，正负对称双向矩形脉冲波。
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