一种远红外保健护具及其热辐射片的加工方法

摘要

本发明公开了一种远红外保健护具及其热辐射片的加工方法，该方法包括对铝合金片表面进行微弧氧化处理的步骤：将铝合金片做阳极，用不锈钢片做阴极，放入碱性硅酸盐的电解液中，通过直流电在该铝合金片表面生长出α态和γ态的三氧化二铝膜；由于采用了微弧氧化处理的步骤，在铝合金片的表面生成了α态和γ态的三氧化二铝膜，尤其是具有非常广泛远红外波段的γ态三氧化二铝，大大提高了铝合金片在低温下的远红外辐射率，以较低的成本克服了现有保健护具不具备直接或微距离接触的远红外辐射效果的缺陷，市场前景较为广阔。

权利要求

1.一种热辐射片的加工方法，其特征在于，包括对铝合金片表面进行微弧氧化处理的步骤：将铝合金片做阳极，用不锈钢片做阴极，放入碱性硅酸盐的电解液中，通过直流电在该铝合金片表面生长出α态和γ态的三氧化二铝膜；在微弧氧化处理之后还包括溶胶-凝胶处理的步骤：将铝合金片浸入含有二氧化硅的胶状悬浮液中，取出后进行远红外共振热烘烤，在三氧化二铝膜表面形成纳米级的溶胶膜。

2.根据权利要求1所述的热辐射片的加工方法，其特征在于，在微弧氧化处理之前还包括清洗的步骤：先用砂纸抛光铝合金片的表面，然后将铝合金片浸泡于氢氧化钠水溶液中至设定时间，取出后再浸入丙酮中进行超声波震荡，最后用水洗净后烘干。

3.根据权利要求2所述的热辐射片的加工方法，其特征在于，在清洗之后和微弧氧化处理之前还包括喷砂的步骤：用硬质合金球通过高速气流，以70～80度的喷射角对铝合金片喷射少于1分钟的时间。

4.根据权利要求3所述的热辐射片的加工方法，其特征在于：所用硬质合金球直径1±

0.2mm，气流速度为500米/秒。

5.根据权利要求1所述的热辐射片的加工方法，其特征在于：所述铝合金片为1000系列或6000系列的铝合金片。

6.根据权利要求1所述的热辐射片的加工方法，其特征在于：所述电解液包括氢氧化钠和硅酸钠的混合液，氢氧化钠采用规格1.6g/L的氢氧化钠，硅酸钠采用规格5.5g/L的九水偏硅酸钠。

7.根据权利要求1所述的热辐射片的加工方法，其特征在于：所述直流电采用双电压直流电源器供电，阳极电压控制在150V，阴极电压控制在500V。

8.根据权利要求1所述的热辐射片的加工方法，其特征在于：所述三氧化二铝膜的厚度在0.03～0.1mm之间。

9.一种远红外保健护具，包括采用铝合金片制作的热辐射片，其特征在于，所述热辐射片采用权利要求1至8中任一项所述的热辐射片的加工方法制成。

说明书

一种远红外保健护具及其热辐射片的加工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及远红外保健护具领域，尤其涉及的是一种远红外保健护具中具有高效热辐射片的加工方法。

背景技术

[0002] 本发明文中的远红外保健护具指的是：通过公母型黏扣带围绑在使用者身体的颈部、手臂、腰部或腿部等部位，在40～50℃的低温模式下，辐射波长在6微米与8～14微米两个波段范围内的远红外线，并以30～60毫瓦/平方厘米的较小能量，对这些部位进行直接接触或微距离接触，从而达到远红外线辐射的保健效果，由此具有低温操作的安全性与便携性，进而更加适合作为个人与家庭保健用品，同时也与辐射距离较远的照射型远红外医疗仪器相区分。

[0003] 但是，现有的远红外保健护具的远红外辐射率太低，通常都达不到0.8以上，起不到很好的保健作用，甚至市面上更多的保健护具也只是打着远红外辐射的噱头而仅有热传导方式的热敷效果，并不具备直接或微距离接触的远红外辐射保健效果。

[0004] 因此，现有技术尚有待改进和发展。

发明内容

[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供一种热辐射片的加工方法，可显著提高铝合金片在低温模式下的热辐射率。

[0006] 同时，本发明还提供一种远红外保健护具，可具有直接或微距离接触的远红外辐射保健效果。

[0007] 本发明的技术方案如下：一种热辐射片的加工方法，其中，包括对铝合金片表面进行微弧氧化处理的步骤：将铝合金片做阳极，用不锈钢片做阴极，放入碱性硅酸盐的电解液中，通过直流电在该铝合金片表面生长出α态和γ态的三氧化二铝膜。

[0008] 所述的热辐射片的加工方法，其中，在微弧氧化处理之后还包括溶胶-凝胶处理的步骤：将铝合金片浸入含有二氧化硅的胶状悬浮液中，取出后进行远红外共振热烘烤，在三氧化二铝膜表面形成纳米级的溶胶膜。

[0009] 所述的热辐射片的加工方法，其中，在微弧氧化处理之前还包括清洗的步骤：先用砂纸抛光铝合金片的表面，然后将铝合金片浸泡于氢氧化钠水溶液中至设定时间，取出后再浸入丙酮中进行超声波震荡，最后用水洗净后烘干。

[0010] 所述的热辐射片的加工方法，其中，，在清洗之后和微弧氧化处理之前还包括喷砂的步骤：用硬质合金球通过高速气流，以70～80度的喷射角对铝合金片喷射少于1分钟的时间。

[0011] 所述的热辐射片的加工方法，其中，所用硬质合金球直径1±0.2mm，气流速度为500米/秒。

[0012] 所述的热辐射片的加工方法，其中，所述铝合金片为1000系列或6000系列的铝合金片。

[0013] 所述的热辐射片的加工方法，其中，所述电解液包括氢氧化钠和硅酸钠的混合液，氢氧化钠采用规格1.6g/L的氢氧化钠，硅酸钠采用规格5.5g/L的九水偏硅酸钠。

[0014] 所述的热辐射片的加工方法，其中，所述直流电采用双电压直流电源器供电，阳极电压控制在150V，阴极电压控制在500V。

[0015] 所述的热辐射片的加工方法，其中，所述三氧化二铝膜的厚度在0.03～0.1mm之间。

[0016] 一种远红外保健护具，包括采用铝合金片制作的热辐射片，所述热辐射片采用上述中任一项所述的热辐射片的加工方法制成。

[0017] 本发明所提供的一种远红外保健护具及其热辐射片的加工方法，由于采用了微弧氧化处理的步骤，在铝合金片的表面生成了α态和γ态的三氧化二铝膜，尤其是具有非常广泛远红外波段的γ态三氧化二铝，大大提高了铝合金片在低温下的远红外辐射率，以较低的成本克服了现有保健护具不具备直接或微距离接触的远红外辐射效果的缺陷，市场前景较为广阔。

附图说明

[0018] (无)

具体实施方式

[0019] 对本发明的具体实施方式和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并非用于限定本发明的具体实施方式。

[0020] 本发明热辐射片的加工方法中最为重要的步骤就是对铝或铝合金片的表面进行微弧氧化处理的步骤，所谓的微弧氧化指的是Micro-Arc Oxidation，简称MAO，先在金表面生成一层薄薄的氧化铝层，但由于氧化层不均匀，在较薄弱的区域会被几百伏的高电压击穿，而被击穿这一区域内的温度也会骤然升高，形成瞬间的高温高压电浆区，将基材熔融出并将电解液汽化，熔融态的金属再与水中产生的氧自由基结合成为硬度相当高的金属氧化膜。

[0021] 而本发明热辐射片的加工方法就是包括对铝合金片表面进行微弧氧化处理：先在铝或铝合金片表面生成一层薄薄的氧化铝层，但由于氧化铝层不均匀，在某些较薄弱的区域，会被几百伏的高电压击穿，被击穿这一区域内的温度骤然升高，形成瞬间的高温高压电浆去区，将基材熔融出并将电解液气化，熔融态的铝金属再与水中产生的氧自由基结合成为硬度相当高的α态和γ态的三氧化二铝膜，尤其是γ态的三氧化二铝具有11.1～33μm范围的远红外波段，这可能也是使材料表面具有高辐射率的主要原因之一。

[0022] 以1000系列或6000系列的铝合金片为例，例如，厚度为0.07～0.1mm的1050铝合金片，其在40～50℃下测得6～14微米波段范围(即人体对红外产生共振效应匹配范围)的平均辐射率为0.05左右，在全频谱(8～14μm)下测得的平均远红外辐射率为0.07左右，显然，即使将其用在保健护具中也不会具备远红外辐射保健效果。

[0023] 本发明将铝合金片做阳极，用不锈钢片做阴极，共同放入碱性硅酸盐的电解液中，并通入直流电，就可在该铝合金片表面生长出α态和γ态的三氧化二铝膜。

[0024] 具体的，仍以对该厚度为0.07～0.1mm的1050铝合金片进行微弧氧化处理为例，将1050铝合金片做阳极，用不锈钢片做阴极，放入碱性硅酸盐的电解液中，并在两电极之间通入直流电，经过预定时间之后，再在40～50℃下进行测量，6～14微米波段范围的平均辐射率可达到0.85～0.881，而低于0.80以下的远红外辐射源所能进入皮肤组织层的能量是有限的，因为白种人的皮肤反射热辐射能量约有60％。

[0025] 较好的是，所述电解液包括氢氧化钠和硅酸钠的混合液。具体的，氢氧化钠可采用岛九药品株式会社生产的规格为1.6g/L试药级的氢氧化钠(NaOH)，硅酸钠可采用Nacalai公司生产的规格5.5g/L试药级的九水偏硅酸钠(Na2SiO39H2O，别名：矽酸钠，俗称：水玻璃)。由于使用了硅酸盐类的电解质，在进行微弧氧化过程中，会形成二氧化硅和硅线石的颗粒分布在膜层表面上，而二氧化硅的辐射率峰值的波长包括9.6μm、11.4μm、12.0μm，硅线石的辐射率峰值的波长包括11.63μm、13.16μm、15.15μm，所以使用硅酸盐类的电解质会有助于提升膜层的辐射率。

[0026] 较好的是，还可使用两台DC power作为膜冲电源供应器，将阳极电压控制在150V，阴极电压控制在500V，实验时间分别控制在10min、15min，并搭配SPIK可调控Ton(+)、Toff(+)、Ton(-)、Toff(-)和脉冲电流等参数，来调整脉冲频率及波形，由此可提高微弧氧化制备过程的效率。

[0027] 在微弧氧化过程中，1050铝合金表面会释放出大量的热量，使电解液温度快速上升，并使电解液蒸发，而使浓度提高，进而影响反应进行温度，，为此可采用110L冰水循环冷却不锈钢电解槽，以解决所释放的大量反应热，并控制制备过程中电解液的温度保持25℃。

[0028] 进一步地，在微弧氧化处理之后还包括溶胶-凝胶处理的步骤：即将经过微弧氧化处理后的铝合金片浸入到装有市购的溶胶液的容器中，该溶胶液的主要成分是二氧化硅，呈胶状悬浮液，经过预定时间后取出停留一段时间，溶胶液以内具黏度而附着在路合金片表面，其后受重力影响，部分溶胶液垂流而厚度减薄，之后当黏度、重力及表面张力达到平衡时，再进行远红外共振热烘烤，可在三氧化二铝膜表面形成纳米级的溶胶膜，经此处理之后，在40～50℃下进行测量，6～14微米波段范围的平均辐射率可提高至0.92。

[0029] 尤其是采用了远红外共振热烘烤，远红外辐射会使溶胶液内的水分子与液态成分分子产生共振热，而共振热的效果可以使得附着在铝合金片表面的溶胶膜均匀受热，进而相对于热风对流的烘烤方式，远红外共振热烘烤方式烘烤更加均匀，更容易控制产品质量。

[0030] 在本发明热辐射片加工方法的优选实施方式中，在微弧氧化处理之前还包括清洗的步骤，具体的，先用合适的砂纸对铝合金片的表面进行抛光，以去除氧化膜和杂质，然后将铝合金片浸泡于3％的氢氧化钠水溶液中至设定时间，例如数分钟，之后取出，再浸入丙酮中进行超声波震荡，最后用水清洗后烘干，由此可提高产品质量。

[0031] 较好的是，在清洗之后和微弧氧化处理之前还包括喷砂的步骤，具体的，用直径1mm±0.2mm的硬质合金球通过500m/s的高速气流，以70～80度的喷射角对铝合金片喷射少于1分钟的时间，例如50秒，以增加铝合金片表面的粗糙度，避免铝合金片表面在加工后出现褶皱的现象；同时，喷砂所形成的粗糙表面，增加了铝合金片的表面积，也有利于在微弧氧化处理后提升辐射率，经此处理之后，在40～50℃下进行测量，6～14微米波段范围的平均辐射率可提高至0.96。

[0032] 基于上述热辐射片的加工方法，本发明还提出了一种远红外保健护具，包括采用铝合金片制作的热辐射片，该述热辐射片采用了上述任一实施例中所述的热辐射片的加工方法制成。由此可使得该保健护具可具有直接或微距离接触的远红外辐射保健效果。

[0033] 在本发明热辐射片使用方法的优选实施方式中，可将上述热辐射片通过耐温的硅胶或双面胶粘接在一电热片上，例如PI(Polyimide Film)超薄电热片或者硅胶电热片(线)或者两者之结合，又如透明的PET超薄电热片，又如印刷式电热片(包括印刷在无纺布上的特殊材质的电热片)，再如铝箔电热片等等，在该电热片背面粘接一温控器，例如双金属片型的温控器，可用于将电热片的发热温度控制在40～50℃之间，避免在使用过程中因过热而对人体造成烫伤。

[0034] 较好的是，在电热片的背面还可粘接一反射片，由此可将热辐射片的辐射率提高到0.98，这是因为该反射片将电热片通电之后发出的热量反射回电热片，使得电热片上积累的热量较增加反射片之前增加了80％，进而提高了热辐射片的热辐射率。

[0035] 应当理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不足以限制本发明的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本发明的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，例如，本发明不限于仅对铝合金片表面进行处理，还可以对于铝片表面进行处理，甚至可以对镁、锆、钛等阀金属片及其合金片表面进行处理，而所有这些替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。