專利名稱：紅外線微能放射用粉末及混入該粉末的合成纖維及其纖維產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種紅外線微能放射用的粉末及混入該粉末的合成纖維及其纖維產(chǎn)品。
且，本發(fā)明中所稱“纖維產(chǎn)品”，是作為廣義概念的用語而使用的，它包括西服、內(nèi)衣、襪子等的穿著品;手帕、手巾等布制日用品;被褥、毛毯等床上用品，以及包裝材料等等。
作為放射紅外線微能(又稱遠(yuǎn)紅外線)的“功能材料”，陶瓷的存在是廣為人知的。然而，人們共同的理解是，這些材料放射紅外線微能，而使對(duì)象物體發(fā)生某種物理性能變化。但是對(duì)于什么樣的對(duì)象物體，可以期待其發(fā)生怎樣的物理性質(zhì)變化，在這個(gè)問題上還有許多不明點(diǎn)。因此陶瓷做為上述“功能材料”究竟怎樣的成份才是理想的，對(duì)此還處于一種未知的狀態(tài)。
一般來說，紅外線微能同太陽光線一樣是一種幅射熱，可以對(duì)對(duì)象物體直接加熱，而不使空間的氣體或液體升溫。另外它和利用微波的電子微波爐一樣，因?yàn)槭墙傅綄?duì)象物體的內(nèi)部，所以不使表面溫度不必要地升高便可以對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行加熱。所以，它一方面做為取暖爐、炊爐、被爐等所謂電熱器具而被廣泛應(yīng)用，另一方面很欠以來人們?cè)谌粘５纳钚∈轮幸惨恢睂?duì)它加以利用。比如，石烤紅薯。通過對(duì)石頭加熱，用石頭放射出的紅外線微能使紅薯的內(nèi)部也被烤熟。
但是，這種紅外線微能并不僅僅具有做為電熱器的功能，現(xiàn)已開始判明它在食品熟化、保存、食味的提高或空氣的電離化以及其它方面具有很多優(yōu)點(diǎn)。雖然關(guān)于其機(jī)能尚有許多不明部分，但通過本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)證明，紅外線微能不僅在工業(yè)用途方面，即使在有關(guān)食品和民用品用途方面也是有效的。
從趨勢(shì)上來說，正象前面所述的那樣，紅外線微能今后將日益廣泛地被加以利用。然而人們也知道，紅外線微能如果不以與對(duì)象物體相一致的波長(zhǎng)范圍進(jìn)行照射或放射的話，則不能指望其產(chǎn)生效果。為此，做為波長(zhǎng)范圍廣且能放射足夠量的紅外線微能的“紅外線微能放射體”，人們很樂意使用陶瓷。做為這種陶瓷的材料，何種成份的物質(zhì)最易于利用，人們期待著有關(guān)這方面的開發(fā)活動(dòng)。
因此，鑒于這種長(zhǎng)期以來的要求，本發(fā)明人首先提出了一種波長(zhǎng)范圍廣且能夠放射出足夠量的紅外線微能的遠(yuǎn)紅外線放射用粉末(參照日本專利申請(qǐng)公告1989年第24837號(hào)公報(bào))。
由于最初提案中的這種粉末非常有用，所以人們期待著開發(fā)出與最初提案同樣有效的、能夠放射紅外線微能的其他粉末。同時(shí)也期待著開發(fā)出該粉末的有益的用途。
本發(fā)明是基于上述要求而開發(fā)的。它用鈦取代了最初提案中的二氧化硅。另外用鈀取代了鉑。具體說，其主要內(nèi)容是，往氧化鋁及鈦中加入鉑或鈀做為添加劑，制成紅外線微能放射用粉末;或者往氧化鋁及二氧化硅中加入鈀做為添加劑，制成紅外線微能放射用粉末。在本發(fā)明中，二氧化硅及鈦均為必要的物質(zhì)，缺少它們則無法放射出波長(zhǎng)范圍廣且足夠量的紅外線微能。
此外，其他的發(fā)明主要是關(guān)于以分散狀態(tài)混入前述粉末而制成的合成纖維、或用該合成纖維制成的纖維產(chǎn)品。
通過對(duì)由上述成份組成的粉末進(jìn)行二次加工、三次加工，使之適用于對(duì)象物體便可得到波長(zhǎng)范圍的能量比率高(波長(zhǎng)在4μm以上)、在較低溫區(qū)(～700°K)及較高溫區(qū)(700～1300°K)的雙方均可得到的足夠的能量放射。總之它在3～12μm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)是有效的可以適合于多種用途。
也就是說，在尼龍等合成纖維中以分散的狀態(tài)混入前述的粉末，于是纖維的整體便可以放射出紅外線微能。所以利用了這種合成纖維的長(zhǎng)統(tǒng)絲襪或貼身內(nèi)衣等纖維產(chǎn)品，非常溫暖，對(duì)寒癥及寒冷引起的關(guān)節(jié)痛等能有效果。此外做為包裝材料加以利用的話，對(duì)于食品類的熱熟、保存、保鮮等也是有效的。


圖1表示用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的粉末制成的一張材料在較低溫區(qū)發(fā)出的紅外線微能的放射特性，用能量放射量與波長(zhǎng)的關(guān)系表示。
圖2是與第一圖相應(yīng)的，在較高溫區(qū)的特性圖。
圖3表示接受了紅外線微能放射的水與未接受放射的水的水分子集團(tuán)之大小。
如前所述，本發(fā)明試圖提供紅外線微能放射用的粉末，其中之一例是將鉑做為添加劑加入氧化鋁及鈦中而形成的。
關(guān)于“氧化鋁”，要求將純度在99.9%以上的燒結(jié)氧化鋁做成粒度在1μ以下的粉末狀態(tài)，按30～45wt%加入。關(guān)于“鈦”也要求做成同樣程度的粉末狀態(tài)，按55～70wt%加入。而“鉑”則要求作成粒徑為7～40 程度的精細(xì)的膠質(zhì)狀態(tài)使用，它是為了吸收氧和氫即為獲得膠質(zhì)活性化而添加的。而且如果在上述成分中再加入粒度在0.34μ以下的氮化硅，則可以得到更為理想的粉末。該氮化硅可以使氫的活動(dòng)更好地進(jìn)行，從而將氫離子的移動(dòng)方向限制在某一個(gè)方向上。該氮化硅的添加量以2.3wt%的程度為最佳。對(duì)于該粉末，既可以粉末狀態(tài)使用，也可以將粉末制成高分子晶片狀或薄布狀而加以使用。
在此對(duì)厚度為0.3mm的薄布狀的該材料的紅外線微能放射量進(jìn)行了調(diào)查，其結(jié)果證明可以得到波長(zhǎng)范圍的能量比率高(波長(zhǎng)在4μm以上)、在較低溫區(qū)(～700°K)(參見第1圖)及較高溫區(qū)(700～1300°K)(參見第2圖)的雙方均可得到的充足的能量放射。
其次用鈀取代上述的鉑，也可以得到同樣的結(jié)果。
其次，用55～70wt%的鈦取代67.6～52.3wt%的二氧化硅，也可以得到同樣的結(jié)果。
另外，用已知的手段，將該實(shí)施例中的粉末，以分散的狀態(tài)混入尼龍、維尼綸、聚酯纖維、丙烯酸纖維、氨甲酸酯纖維等的合成纖維中，用該合成纖維，如下所述，可以制成各種各樣的纖維產(chǎn)品。
連褲長(zhǎng)統(tǒng)襪或貼身內(nèi)衣等的穿著品從構(gòu)成連褲長(zhǎng)統(tǒng)襪或貼身內(nèi)衣等的纖維中放射出的紅外線微能滲透到體內(nèi)，可以促進(jìn)血液循環(huán)，具有很好的溫?zé)嵝Ч?。并不需?00%地使用混入本發(fā)明粉末的纖維進(jìn)行紡織，與普通的纖維混紡而成的產(chǎn)品也有效果。此外僅在膝和肘等部位使用混入粉末的纖維，對(duì)于寒癥或關(guān)節(jié)痛等癥狀也有效果。該纖維之所以如此有益于健康，其原因在于，纖維中放射出的紅外線微能被人體皮下深處吸收，從而使細(xì)胞內(nèi)的水分子的活動(dòng)變得活躍起來了。也就是說，活躍起來的水分子的活動(dòng)，使人體組織的細(xì)胞活化，將沉淀在細(xì)胞內(nèi)的老朽廢棄物質(zhì)排出體外等等新陳代謝活躍起來。并且使血液、體液的流動(dòng)狀況良好，使身體的各個(gè)部位都獲得氧和營(yíng)養(yǎng)成分，使細(xì)胞處于健康狀態(tài)。
被褥或毛毯等床上用品用本發(fā)明的纖維制做被褥、毛毯、枕頭等床上用品時(shí)，不僅具有前述穿著品的促進(jìn)血液循環(huán)或保溫的效果，而且還具有用自身發(fā)射的紅外線微能進(jìn)行除臭的效果及使其總保持松軟干燥狀態(tài)等效果。對(duì)使用了本發(fā)明纖維的被褥、羽絨被褥、羊毛被褥這三種被褥進(jìn)行比較，在就寢30分鐘后看其溫度的分布，得出的結(jié)果是，使用了本發(fā)明纖維的被褥比羽絨、羊毛所表現(xiàn)出的優(yōu)良的保溫性能更為優(yōu)越。具體來說，分析了用熱感應(yīng)儀所反應(yīng)的人體溫度分布圖得出的結(jié)果，確認(rèn)了使用本發(fā)明的被褥，比之羽絨或羊毛被褥總的來說體溫有所上升。此外，放射量雖然并不多，但由于人體也放射出紅外線微能，被褥發(fā)出的紅外線微能與人體發(fā)出的紅外線微能相互放射和吸收，使紅外線微能被放大，從而更加提高了前述的紅外線微能的效果。
用纖維制成的包裝材料用混入本發(fā)明粉末的纖維制成無紡織物，并將該無紡織物用于生鮮食品等的包裝，則顯示出其優(yōu)良的保鮮效果。即因?yàn)槿饣螋~70%以上是由水構(gòu)成，使該水的分子活動(dòng)活化，則使肉或魚的細(xì)胞保持鮮度。從纖維發(fā)出的紅外線微能在肉或魚的組織中的水分子中引起共鳴、共振運(yùn)動(dòng)，其結(jié)果使水分子的氫離子和氫氧根離子的分子集團(tuán)(分子群)的結(jié)合更為強(qiáng)化并變小，促進(jìn)細(xì)胞組織中的酶的活化、強(qiáng)力抑制肉或魚表面的游離水分、從而可以抑制需氧性菌類的繁殖或褐變現(xiàn)象。
為了證明上述事實(shí)，對(duì)使用了本發(fā)明無紡織物的魚的水分與使用了以往的無紡織物的魚的水分的各水分子集團(tuán)的大小。用NMR分光法(核磁共振分光法)進(jìn)行了比較實(shí)驗(yàn)，將其結(jié)果表示在第(3)圖中。其結(jié)果證明，接受了本發(fā)明的紅外線微能的水分的水分子集團(tuán)的大小A，比未接受紅外線微能的水分的水分子集團(tuán)的大小B要小。也就是說，由于紅外線微能，使水的水分子集團(tuán)被人為地破壞并變小了。如此將水分的水分子集團(tuán)變小，換一種說法說，活化了的水的分子起到將溶存的氧重新封閉到該分子集團(tuán)內(nèi)的作用，從而使水的構(gòu)造發(fā)生變化，其結(jié)果使細(xì)菌等的菌類的繁殖受到抑制。
正如以上說明的那樣，本發(fā)明的紅外線微能放射用粉末，其優(yōu)點(diǎn)在于它作為一種制造紅外線微能放射體的材料，使用非常方便。既可以以晶片狀、薄布狀使用，也可以以粉末的原狀使用，可以根據(jù)對(duì)象物體的形狀、構(gòu)造、材質(zhì)等，作成任何形狀，便于使用。且在紅外線微能方面，它可得到波長(zhǎng)范圍廣且足夠大的放射能量，因此其用途非常廣泛。
另外，以分散狀態(tài)混入前述粉末的合成纖維，用于穿著品或床上用品等是很理想的。通過纖維整體放射出的紅外線微能，可以得到溫暖身體和促進(jìn)健康的雙重效果。另外，用該合成纖維制成包裝材料對(duì)于肉類和魚類來說，具有優(yōu)良的保鮮抗菌效果。
權(quán)利要求
1.一種紅外線微能放射用的粉末，該粉末是通過將鉑或鈀作為添加劑加入到氧化鋁和鈦中制成的。
2.一種紅外線微能放射用的粉末，該粉末是通過將鈀作為添加劑加入到氧化鋁和二氧化硅中制成的。
3.如權(quán)利要求1所述的紅外線微能放射用的粉末，其中含有30～45%(重量)的純度為99.9%以上的燒結(jié)氧化鋁，55～70%(重量)的純度為99.9%以上的鈦和0.1～0.4%(重量)的膠狀鉑或鈀。
4.如權(quán)利要求2所述的紅外線微能放射用的粉末，其中含有30～45%(重量)的純度為99.9%以上的燒結(jié)氧化鋁，67.6～52.3%(重量)的純度為99.9%以上的二氧化硅和0.1～0.4%(重量)的膠狀鈀。
5.如權(quán)利要求3或4所述的紅外線微能放射用的粉末，其中還含有2.3%(重量)的氮化硅。
6.一種以分散狀態(tài)混入如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的紅外線微能放射用的粉末的合成纖維。
7.一種用以分散狀態(tài)混入如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的紅外線微能放射用粉末的合成纖維制成的纖維制品。
全文摘要
本發(fā)明涉及紅外線微能放射用粉末和混入了該粉末的合成纖維及其纖維產(chǎn)品。該粉末的主要成分為氧化鋁、鈦、鉑或者鈀，或者為氧化鋁、二氧化硅、鈀。它可以放射出波長(zhǎng)范圍廣且充足量的紅外線微能。將混入該粉末的合成纖維用于穿著品或床上用品等纖維產(chǎn)品時(shí)，具有優(yōu)良的溫?zé)嵝Ч虮匦Ч?，十分溫暖。另外做為包裝材料而使用時(shí)，對(duì)于肉類和魚類具有優(yōu)良的保鮮抗菌效果。
文檔編號(hào)C09K9/00GK1052712SQ90102189
公開日1991年7月3日 申請(qǐng)日期1990年4月18日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月20日
發(fā)明者小室俊夫 申請(qǐng)人:小室俊夫