CN113619303A - 用于防护服的硅胶材料、其制备方法及防护运动装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于防护服的硅胶材料、其制备方法及防护运动装备，涉及运动服技术领域。用于防护服的硅胶材料的制备方法包括：以待印刷布料为承印物，以硅胶混合液为油墨进行丝网印刷，以在待印刷布料上形成硅胶带保护图案；其中，丝网印刷网版的印刷图案为针对人体不同部位符合解剖学走位的图案。能够同时实现局部肌肉和整体身体部位的覆盖，有效拉扯肌肉和筋膜，使肌肉和筋膜一直处于用力状态，减少乳酸的产生，保护关节和肌肉，提高运动表现的同时预防运动损伤，也可以让运动后的肌肉迅速恢复到最佳状态。

Description

用于防护服的硅胶材料、其制备方法及防护运动装备

技术领域

本发明涉及运动服技术领域，具体而言，涉及用于防护服的硅胶材料、其制备方法及防护运动装备。

背景技术

运动胶布使用时一般是直接粘贴在皮肤表面，这样使用者的肌肉和筋膜一直处于用力状态，减少乳酸分泌、增强运动表现，但必须是专业的运动医疗人员可以贴到最佳使用位置。

上述方法的缺点是：运动胶布品牌多样，胶布弹力也多样，很难达到贴合身体的舒适弹力，并且粘贴层的胶随着运动时间的增长，会出现粘度衰减的情况；运动胶布在使用时，只有专业的运动医疗人员协助才能达到最佳使用效果，相对来说费时费力，如果是运动爱好者想独自使用的话是很难享受到正常的使用效果。

此外，正因为这种有效的运动保护辅助方法很繁琐，常人很少具备使用技巧和使用条件，传统护具又过于厚重和不舒适，很多人在运动的时候并不能很好的保护自己的身体，往往是受伤了之后才懂得运动保护的重要性。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供用于防护服的硅胶材料、其制备方法及防护运动装备，旨在改善避免肌肉拉伤，提高运动表现。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种用于防护服的硅胶材料的制备方法，包括如下步骤：

以待印刷布料为承印物，以硅胶混合液为油墨进行丝网印刷，以在待印刷布料上形成硅胶带保护图案；

其中，丝网印刷网版的印刷图案为针对人体不同部位符合解剖学走位的图案。

第二方面，本发明提供一种用于防护服的硅胶材料，通过前述实施方式中的制备方法制备而得。

第三方面，本发明提供一种防护运动装备，其包括前述实施方式的硅胶材料。

本发明具有以下有益效果：其以硅胶混合液为油墨在待印刷布料上印刷复合人体不同部位解剖学走位的硅胶带保护图案，如对于马甲则印刷符合颈部、肩部和上身重要部位解剖学走位的硅胶带保护图案，利用印刷得到的硅胶材料可以制备形成防护运动装备，能够同时实现局部肌肉和整体身体部位的覆盖，有效拉扯肌肉和筋膜，使肌肉和筋膜一直处于用力状态，减少乳酸的产生，保护关节和肌肉，提高运动表现的同时预防运动损伤，也可以让运动后的肌肉迅速恢复到最佳状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为护膝左右平铺图；

图2为护肘左右平铺图；

图3为护全腿左右平铺图；

图4为护小腿单只平铺图；

图5为短裤硅胶平铺图；

图6为短袖硅胶平铺图；

图7为马甲硅胶平铺图；

图8为产品图；

图9为现有护具送样(A)洗后外观；

图10为现有护具送样(B)洗后外观；

图11为实施例产品洗后外观；

图12-图16为产品的压力测试结果。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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。

基于现有技术中运动胶布使用繁琐的问题，能够在不存在专业医疗人员协助的情况下就能够完成运动保护辅助。发明人创造性地将硅胶材料通过丝网印刷技术印刷在布料上，做成护膝、护肘、短裤、短袖、马甲等防护运动装备，直接将其穿戴就可以为肌肉和关节提供最优的保护。

第一方面，本发明提供一种用于防护服的硅胶材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、X光发片

通过X光发片和硅胶制版形成丝网印刷网版，丝网印刷网版的印刷图案为针对人体不同部位符合解剖学走位的图案，与运动胶带使用时的粘贴纹路大致相同，具体见图1-7所示。为适应不同身材的需求，衣物分为不同的码如S码、L码、XL码等，不同尺码的衣物对应的图案在尺寸上略有差别，要进行针对性设计。

具体地，X光发片整体的工艺属于现有技术，发明人改进了形成的图案，使图案符合解剖学走位。X光发片的过程包括：将贴膜贴敷于丝网的印刷面上以形成合解剖学走位的图案，然后进行曝光、水洗和干燥。

在实际操作过程中，针对不同人体部位形成不同X光发片，将贴膜(如菲林药膜)贴在丝网印刷面上，形成特殊的走位，然后在真空曝光机中曝光，曝光时间根据感光胶的厚度及曝光灯的能量及所制网版的要求。

进一步地，水洗是采用温度为20-30℃的水湿润丝网两面(大约湿润30－60s)，再采用高压水枪进行冲洗，直至图像显出。干燥的过程是先吸干水分然后在30-40℃的温度下进行烘干。

需要补充的是，曝光好的丝网用水淋湿两面大约1分钟左右，用高压水冲网直至完全清晰；在灯光下对照，看是否完全清晰，制版是否成功，不好则重做；将湿网干燥后，放在灯箱下，用封网浆修补沙眼、毛边等缺陷。

S2、硅胶制版

制版的过程包括：将感光乳剂和感光液形成的混合液涂布在网布和网框上，将网框吹干之后进行感光晒版，然后进行水洗和干燥；感光乳剂和感光液的质量比为9-11:1(如9:1、10:1、11:1等)。

具体地，感光乳剂和感光液均为市购原料，是制版过程中的常规原料，在此不做过多介绍。

进一步地，感光晒版的过程中，灯光与网版的间距为20-30cm，感光时间为8-10min。具体地，灯光与网版的间距可以为20cm、25cm、30cm等，感光时间可以为8min、9min、10min等。

在实际操作过程中，将感光乳剂和感光液混合过程不宜在强光下进行，否则容易失效。将调好的混合液稍微倾斜地流到网布上，向上刮去，一直刮涂到尼龙丝网布上方为止，使其均匀涂布在网布上；用同样方法将混合液涂覆在网框两面，然后用吹风机热风吹干。

具体地，感光晒版的过程在实际操作过程中，采用200W的室内照明灯炮或两支20W日光灯进行照射，将网版平放在灯光下面，再将阳片菲林感光胶膜向上放在网版上，再用玻璃盖上用两个铁夹在左右两边压紧。感光后的丝网印刷网版用水冲洗或用海绵轻擦，冲水的水压要适中，避免将网布冲破。冲版时应注意，网版上原来阳片黑色部份经水冲后掉落，而白色透明部份则形成硬膜而沾牢在网布上，直至图案清晰便可停止。丝网印刷网版用水冲出图案后，再用干布盖在网版上下两方将水分吸干，可以让网版自然干或用吹风机吹干。

S3、制作硅胶混合液

硅胶混合液的组成对最终形成产品的保护效果有较大影响，发明人为此改进了硅胶混合液的组成：硅胶混合液包括稀释剂8.5-9.5份、硅胶液100份和有机锗1.5-2.5份。采用以上硅胶液的配方经过科学的配伍之后具有很好的相溶性，能够对肌肉和关节起到很好的保护作用，同时有机锗的加入能够防止肌肉疲劳。

具体地，稀释剂为有机溶剂，如粗苯或纯甲苯等，在后期加热过程中会挥发而得到去除。硅胶液为一般的液体硅胶，属于市购原料；有机锗3600化学成分GE-132，是军工工厂特殊采购原料。

具体地，有机锗使用方便，不影响织物的色泽和强力，适用于生产有机锗莫代尔、天丝和粘胶纤维等。有机锗外观为无色透明液体，比重：1.02，闪点：>200℃，易溶于水，易溶于水，不燃，不爆，安全环保。适于欧盟REACH法规、GB18401-2010《国家纺织产品基本安全技术规范》、Oeko-Tex Standard 100等国内外相关标准的检测。

在一些实施例中，硅胶混合液还包括色膏1.5-2.0份和抗菌防臭剂1.5-2.5份，以赋予材料色泽和抗菌除臭的功效。

在可选的实施方式中，硅胶混合液的制备过程包括：先将稀释剂和硅胶液混合得到第一混合物，在第一混合物中依次加入色膏、有机锗和抗菌防臭剂。在实际操作过程中，可以在磺化罐中进行混合，采用注射器定量加入。

S4、辊涂印刷

以待印刷布料为承印物，以硅胶混合液为油墨进行丝网印刷，以在待印刷布料上形成硅胶带保护图案。丝网印刷的过程包括：将待印刷布料置于丝网印刷网版下方，将油墨倒在丝网印刷网版的内框上，以在待印刷布料形成符合解剖学走位的图案，可以形成如图1所示的马甲产品。

图1仅是给出产品的一种示例，其他实施例中可以为短袖、短裤、护膝等。

具体地，在步骤S2中感光胶刮涂4-5次，感光胶需要比普通丝网油墨要厚，一般在0.1mm的厚度。将S3中制备的硅胶混合液倒在网版上面，用刮刀轻轻推匀，即可正式刮印。刮印过程中每间隔5-10min向网版里面加一点稀释剂或者调好的纺织硅胶，这样可以增加压花硅胶的流平性，防止液体硅胶结坨影响丝印。

具体地，在印刷过程中，将待印刷的布料平放在网版下面，对好位置，把油墨倒在网版内框上，右手拿胶刮刀用50-70°斜度用力向下方刮过去，过程中注意力量要平均，图案便清晰地印在布料上。

S5、红外线加热

在丝网印刷之后进行加热至表干得到成品。

在一些实施例中，加热的过程采用红外线加热的方式，加热温度为150-170℃，如150℃、160℃、170℃等，经红外线加热器烘烤即可实现自然表干，循环17次得到产品。

需要说明的是，经过15-20次滚涂及烘干叠加反复生产后，才能有效的体现产品的立体感以及回弹性。

本发明实施例提供一种用于防护服的硅胶材料，通过前述实施方式中任一项的制备方法制备而得，该硅胶材料包括布料和在布料上形成的硅胶带，硅胶带的纹路符合人体解剖学走位。

具体地，布料即上述待印刷布料为高弹透气的面料为宜，能够在硅胶材质与皮肤之间的接触粘合的基础上给到二次施压的作用，使作用部位贴合更紧密，更不容易滑脱，同时柔软的硅胶和面料随着身体表面的形变而形变，不会产生异物不适的感觉。

本发明实施例还提供一种防护运动装备，其包括前述实施方式的硅胶材料，可以为马甲、短袖、短裤、护膝等如图8所示，专业运动员、运动爱好者、伤员和残疾人等，不需要专业的运动学知识，只要佩戴就能享受专业的运动保护辅助效果。

需要说明的是，防护运动装备中的每一条硅胶带都有不同的解剖学走位，会给使用者的肌肉和关节提供一份额外的支持，配合外部的高弹面料提供的压力曾强了对肌肉的拉扯，有助于改善血液循环，防止肌肉疲劳，保护关节。

此外，由于穿着紧身衣会压迫肌肉，减少血液聚集量，减少肌肉的肿胀和压力，同时外部压力能够促使血液流向肌肉，大大效消除肌酸激酶(肌肉损伤后肌肉中的一种酶，会引起酸痛感)。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种用于防护服的硅胶材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将菲林药膜贴在丝网印刷面上，形成图1中马甲所需的特殊走位的图案，然后在真空曝光机中曝光。从曝光机取下丝网，先用温柔无压力冷水(约25℃)湿润丝网两面，大约湿润50s后，再用高压水枪彻底冲洗，直至图像显出，然后用吸水布吸干四周多余水分，再将丝网放进35℃的烘箱中烘干备用。

(2)将感光乳剂和感光液按照10:1的质量比混合得到混合乳剂，将混合乳剂倾斜流到网布上，向上刮去，直刮到尼龙丝网布上方为止，以使其均匀地涂布在网布上。用同样的方法将混合乳剂涂覆在网框的两面(厚度约为0.1mm)，然后用吹风机吹干。网版吹干之后立即进行感光晒版，采用200W的照明灯进行照射，将网版平放在灯光下面，将阳片菲林感光胶膜向上放在网版上，再用玻璃盖上用两个铁夹在左右两边压紧。

感光后的丝网印刷网版用水冲洗，直至图案清晰便可停止。丝网印刷网版用水冲出图案后，再用干布盖在网版上下两方将水分吸干，再用吹风机吹干完成制版工序。

(3)将稀释剂(甲苯)9份、硅胶液100份、有机锗(GE-3600)2份、色膏(矽利康硅胶色膏)2份和抗菌防臭剂(SCJ-126)2份混合均匀得到硅胶混合液。

(4)将待印刷布料(RPET面料)平放在网版下面，对好位置，将步骤(3)中得到的硅胶混合液倒在网版上，用刮刀轻轻推匀网版，每隔5min向网版中加入稀释剂以增加压花硅胶的流平性。

(5)印刷完成之后采用红外线加热的方式烘烤至自然表干，操作温度为160℃。

经过17次循环步骤(4)和步骤(5)的操作之后，得到材料产品。

经过常规的缝纫工艺制备得到如图7所示的马甲防护产品。

注：RPET面料是一种新型的再生环保面料，全称Recycled PET Fabric(再生涤纶面料)，其原料是从回收宝特瓶经品检分离-切片-抽丝，冷却集丝而制成的RPET纱线，俗称可乐瓶环保布。该面料可回收再利用，可以节省能源、石油消耗和降低二氧化碳的排放，每一磅的再生RPET面料，可以节省61000BTU的能源，相当于21磅的二氧化碳。面料经过环保染色和环保涂层、压延后，也均可通过MTL、SGS、ITS等国际标准的检测，其中邻苯二甲酸盐(6P)，甲醛，铅(Pb)，多环芳香烃，壬基芬等环保指标均达到最新欧洲环保标准和最新美国环保标准。

需要说明的是，实施例1仅为一个示例，在其他实施例中可以制备得到运动保护裤、运动保护衣、运动保护小腿套、运动保护臂套、运动保护大腿套、运动保护膝关节套，如图8所示。

需要补充的是，短袖，短裤，马甲，这三个产品用的面料是50D纱织密度的工艺，穿着后紧绷感和硅胶的弹力完全符合，83％的聚酯纤维17％的氨纶组成。护膝，护肘，护小腿，护全腿这4个产品面料是30D的纱织密度的工艺，佩戴后的弹力和硅胶完全符合，74％的聚酯纤维，26％的氨纶组成。

对比例1

与实施例1的区别仅在于：步骤(3)中的配料不同，区别仅在于：有机锗添加20份。

结果显示，本对比例中的配方不合理，最终导致液体硅胶不凝固。

对比例2

与实施例1的区别仅在于：步骤(3)中的配料不同，区别仅在于：将液体硅胶替换为硅橡胶。

结果显示，相较于实施例1本对比例中得到的产品对皮肤有过敏现象，张力不够大，更容易破损，执行标准GB/T 1681-2009/ISO4662:1986。

对比例3

与实施例1的区别仅在于：步骤(3)中的配料不同，区别仅在于：将液体硅胶替换为胶浆。

结果显示，相较于实施例1本对比例中得到的产品结果张力不够大，更容易破损、撕裂，执行标准GB/T 1681-2009/ISO4662:1986。

试验例1

测试运动保护膝关节套的保护效果以及抗疲劳效果，结果见表1-表9。

(1)佩戴护膝后肌力有所提升，通过实验前穿戴和不穿戴比较，穿戴后的肌力较高如表1所示，这个能与紧身衣舒服后肌肉更便于发力有关。

表1等速肌力平均功(W)240°/s的测试结果

穿着紧身衣后肌肉力量下降速度减慢，实验前与试验后等速肌力测试结果表现出：紧身衣疲劳前>正常训练服疲劳前>紧身衣疲劳后>正常训练服疲劳后，如表2所示。

存在：(紧身衣疲劳前肌力-紧身衣疲劳后肌力)<(正常训练服疲劳前肌力-正常训练服疲劳后肌力)的现象。证明紧身衣具有一定延缓肌肉力量降低的效果。其中耐力实验较为明显。说明系列产品的效果对耐力性运动延缓力量下降的效果更好一些。

表2等速肌力平均功(W)240°/s的测试结果

(2)抗疲劳效果测试，具体见表3-4。

表面肌电结果中位频率(MF)表现：紧身衣疲劳前>正常训练服疲劳前>紧身衣疲劳后>正常训练服疲劳后，现象较为明显。说明均方根振幅(RMS)也表现出相似的现象，但并不明显。RMS和MF结果与肌力测试所表现出的现象相一致，说明：紧身衣具有一定的抗疲劳作用。

表3膝关节测试结果

表4肘关节测试结果

(3)下肢稳定性测试结果见表5。

可见，本申请中的护具膝关节稳定性提升效果较好，肘关节稳定性提升效果也较好，与膝关节类似。

表5膝关节稳定性测试结果

(4)生化指标进行测试，如表6-8所示。血乳酸中耐力疲劳结果较明显，力量及递增负荷实验不明显。结果符合血乳酸规律，紧身衣对耐力项目具有一定的抗疲劳效果。

表6血乳酸测试结果(mmol/L)

表7血尿素测试结果(mg/dL)

表8肌酸激酶测试结果(U/L)

生化指标效果中，血乳酸指标较为明显，可以反映出缓解疲劳的效果。但肌酸激酶和血尿素暂不明显。这可能和同时测量的测试内容太多导致受试者运动表现不佳有关。如想进一步调查肌酸激酶和血尿素的效果，可以考虑不佩戴表面肌电在户外操场进行测量。

血乳酸中耐力疲劳结果较明显，力量及递增负荷实验不明显。结果符合血乳酸规律。派博佑紧身衣对耐力项目具有一定的抗疲劳效果。

试验例2

测试实施例中得到产品的保护效果，测试结果见表9-表11。

表9膝关节相较于未穿戴情况的提升效果

表10肘关节相较于未穿戴情况的提升效果

表11血液指标相较于未穿戴情况的提升效果

从测试结果可知，本发明实施例所制备的防护工具能够显著防护效果十分理想。

试验例3

测试实施例中制备得到的防护工具机洗之后的硅胶的变化率，测试结果见表12。

测试方法参照GB/T8628-2013、GB/T8629-2017、GB/T8630-2013，洗涤条件：模拟机洗4N，40℃，悬挂晾干。

表12模拟机洗硅胶变化率(％)

图3中送样(A)和送样(B)为现有运动护具，洗后外观分别见图9和图10，送样(C)和送样(D)为实施例中制备得到的防护衣，洗后外观见图11。

需要说明的是，送样(A)的材质为硅胶转移贴，硅胶组成为工业硅胶+胶水；送样(B)的材质为防硅胶贴，硅胶组成为橡胶+胶水。

试验例4

测试本申请实施例中制备得到产品的对于人体的压力情况，测试结果见图12-图16。

可见，前胸面料压力和后背面料压力在初期阶段0-60秒的穿着时间内会上升，逐渐趋于平稳，小腿膝盖大腿面料的压力在60-180秒阶段会变化收紧，随后趋于平稳。面料会自动调整好符合穿戴者肌肉的压力，贴合的同时，不会给肌肉增添过多明显不适的压力负担。注：人身体感受不适压力值是4kPa。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于防护服的硅胶材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

以待印刷布料为承印物，以硅胶混合液为油墨进行丝网印刷，以在所述待印刷布料上形成硅胶带保护图案；

其中，所述丝网印刷网版的印刷图案为针对人体不同部位符合解剖学走位的图案。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅胶混合液包括稀释剂8.5-9.5份、硅胶液100份和有机锗1.5-2.5份；

优选地，所述硅胶混合液还包括色膏1.5-2.0份和抗菌防臭剂1.5-2.5份；

优选地，所述稀释剂为有机溶剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述硅胶混合液的制备过程包括：先将所述稀释剂和所述硅胶液混合得到第一混合物，在所述第一混合物中依次加入所述色膏、所述有机锗和所述抗菌防臭剂。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述丝网印刷的过程包括：将所述待印刷布料置于所述丝网印刷网版下方，将油墨倒在所述丝网印刷网版的内框上，以在所述待印刷布料形成符合解剖学走位的图案；

优选地，在印刷过程中采用刮刀以50-70°的斜度向下刮油墨。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，还包括在丝网印刷之后进行加热至表干；

优选地，所述加热的过程采用红外线加热的方式，加热温度为150-170℃。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丝网印刷网版的制备过程包括依次进行的X光发片和制版，通过X光发片过程形成符合解剖学走位的图案，通过制版过程形成丝网印刷网版。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述X光发片的过程包括：将贴膜贴敷于丝网的印刷面上以形成合解剖学走位的图案，然后进行曝光、水洗和干燥；

优选地，所述干燥的过程是先吸干水分然后在30-40℃的温度下进行烘干；

优选地，所述水洗是采用温度为20-30℃的水湿润丝网两面，再采用高压水枪进行冲洗。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制版的过程包括：将感光乳剂和感光液形成的混合液涂布在网布和网框上，将网框吹干之后进行感光晒版，然后进行水洗和干燥；

优选地，所述感光晒版的过程中，灯光与网版的间距为20-30cm，感光时间为8-10min；

优选地，所述感光乳剂和所述感光液的质量比为9-11:1。

9.一种用于防护服的硅胶材料，其特征在于，通过权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备而得。

10.一种防护运动装备，其特征在于，其包括权利要求9所述的硅胶材料。

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