具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实 施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明为一种纳米前处理长效功能性复合材料及其织物，在一实施例 中，该复合材料至少是由一金属功能材料与一塑性材料混合而成，且该复 合材料能应用于纺丝制程中，其在经过纺丝程序后，会形成纺织纤维材料， 如此，业者便能将该纺织纤维材料制成所需的织物。又，在纺丝程序的过 程中，若金属功能材料的占比过多，容易造成纺口阻塞，故发明人经过大 量反复实验后，使该金属功能材料占该复合材料的重量百分比为18％至22％，该塑性材料则占该复合材料的重量百分比为78％至82％。

在该实施例中，该金属功能材料至少包含远红外线粒子、纳米铂粒子、 纳米银粒子与纳米氧化锌粒子，兹就各该成份的功效与重量百分比进行说 明，首先，远红外线粒子是为具远红外线辐射特性的物质，且占该金属功 能材料的重量百分比为18％至22％，其大小为0.1微米至1微米(在该实施 例中，远红外线粒子的平均粒径能为0.16微米)，又，由于远红外线具有 十分强烈的渗透力，而能深入皮下组织，引起血液中的水分子振动，进而 将惰性水(即四个氢分子和一个氧分子结合，且不能通过细胞膜)细化成为 独立水分子(即两个氢分子和一个氧分子结合)，故能提高身体的含氧量， 令细胞恢复活力，使人的精神更畅旺，并提高抗病能力，推迟衰老。

综上，该远红外线粒子依其化学结构的不同，可概分为氧化物(如：氧 化铝(Al₂O₃)、氧化锆(ZrO₂)、氧化镁(MgO)、氧化钛(TiO₂)、氧化硅(SiO₂)… 等)、碳化物(如：碳化锆(ZrC)、碳化硅(SiC)、碳化硼(B₄C)、碳化钽(TaC)… 等)、硼化物(如：硼化钛(TiB₂)、硼化锆(ZrB₂)、硼化铬(CrB₂)…等)、硅化 物(如：硅化钛(TiSi₂)、硅化钼(MoSi₂)、硅化钨(WSi₂)…等)与氮化物(如： 氮化硅(Si₃N₄)、氮化钛(TiN)…等)，因此，本发明在后续说明中所述及的 远红外线粒子，为泛指前述任一种远红外线辐射性物质的粒子，或由前述 多种远红外辐射性物质的粒子混合而成者，合先陈明。

另，纳米铂粒子占该金属功能材料的重量百分比为30ppm～120ppm， 其大小为10纳米至50纳米(在该实施例中，纳米铂粒子的平均粒径为23.8 纳米)，其中，铂(Pt)属于一种化学性极为稳定的惰性贵金属，其在正常态 样下，虽为银色，但若将其制作成纳米级微粒，其颜色将会由银色转变为 黑色，故又被称为铂黑，此时，由于尺寸效应和大比例的表面积效应，将 使铂金属从惰性物质转变成活性极佳的催化剂，能产生近似原子的特性， 且带有电位，并能透过将电位传达给活性氧的方式，达到抗氧化作用。此 外，由于纳米铂粒子对光能及热能的反射率极低，通常低于1％，亦即大 约几微米的直径就能完全消光，为一高效率的能量转换材料，因此，当纳 米铂粒子附着于远红外线粒子上，远红外线粒子即能利用纳米铂粒子，作 为高效率的能量转换材料，吸收周遭的光能及热能，且将其转换成远红外线。如此，本发明的织物被贴附在人体表面或十分靠近人体时，即能将远 红外线回馈进入人体内，以达成促进血液循环及新陈代谢的功能与效果。

再者，纳米银(Ag)粒子占该金属功能材料的重量百分比为1％至3％， 其大小为5纳米至20纳米(在该实施例中，纳米银粒子的平均粒径为6.8 纳米)，其中，纳米银粒子因颗粒微细，使得整体表面积大幅增加，活性变 大，极易释放出活性银离子，以吸引细菌体内酶蛋白上的硫氢基，并与其 迅速结合，使含硫氢基的酵素失去活性，导致细菌死亡，且带正电荷的银 离子在接触到带负电荷的微生物细胞后，会相互吸附，穿刺微生物的细胞 外壁，使微生物内部变性，降低生长能力，让细胞无法代谢及繁殖，直至 死亡，此外，当细菌被银离子杀死后，银离子又会从死去的细菌上游离出 来，持续对其它活细菌做重复的动作，直到所有细菌被消灭为止，故银纳 米粒子无须光照活化，即具有绝佳的抗菌及灭菌效果，更可抑制霉菌生长， 有效达到防腐功能。

又，纳米氧化锌(ZnO)粒子则占该金属功能材料的其余重量百分比， 其大小为5纳米至20纳米(在该实施例中，纳米氧化锌粒子的平均粒径为 5.3纳米)，当该金属功能材料又添加其它种类的纳米金属粒子后，则能减 少该纳米氧化锌粒子的重量百分比，其中，氧化锌在阳光下，特别在紫外 线照射下，会分解出自由移动的带负电的电子(e-)，同时留下带正电的电 洞(Electron hole)(h+)，当电洞与水和空气中的水分子(H₂O)相遇时，会透过光化学反应，抢夺水分子中氢氧基的电子，此时，失去电子的氢氧基立刻 变成不安定的氢氧自由基(□OH)，不安定的氢氧自由基一旦遇到外来的或 附在氧化锌纳米粒子上的有机物时，会通过抢夺对方电子的方式，使自己 趋于稳定，故，纳米氧化锌粒子能作为强氧化剂，实现对霉菌、细菌和病 毒等有机物的降解，以杀死霉菌、细菌和病毒；此外，纳米氧化锌粒子还 具有无毒、无味、对皮肤无刺激性、不变质、热稳定性好、抗静电与红外 线吸收等功效。

基于前述纳米金属粒子(尤其还包含贵金属)及远红外线粒子的特性， 在该实施例中，请参阅第1图所示，工作人员能够将已研磨过的远红外线 粒子与分散剂(如：水溶性压克力粉末)，加入至一搅拌槽中，以形成均匀 的浆料，前述浆料的固含量为30％～35％，接着，依预定的重量百分比， 在前述浆料中依序加入碱性还原剂(如：氢氧化钾(KOH)、氢氧化钠 (NaOH)…等)与氯化锌分散液，以形成一初始溶液(如步骤101)，此时，该 氯化锌分散液会在该初始溶液中形成纳米氧化锌粒子，并附着于远红外线 粒子上，又，该初始溶液中，纳米氧化锌粒子的固含量为80％，远红外线 粒子的固含量为20％；接着，将纳米铂液体或纳米铂粒子添加至该初始溶 液中，以均匀混合成浓稠状的混合溶液(如步骤102)，此时，由于纳米铂 液体或纳米铂粒子为带正电状态，其会附着于带负电的远红外线粒子上； 接着，将该混合溶液进行过滤、离心、干燥与粉碎处理后，以形成一粉末 (如步骤103)；之后，再将纳米银粒子混合至前述粉末中，由于纳米银粒 子本身分散性佳，故能附着于该远红外线粒子上(如步骤104)，即可形成 该金属功能材料。

在此特别一提者，在前述制程中，该分散剂溶解于水中后，其作用能 使远红外线粒子均匀且分散地悬浮在混合溶液中，而不致发生沉淀或淤积 结块的现象，又，由于氯化锌在混合溶液中，会解离出纳米锌金属离子， 而纳米锌金属离子具有亲氧的特性，故在该初始溶液的调制过程中，纳米 锌金属离子极易与远红外线粒子上的氧键结，以形成纳米氧化锌粒子，因 此，在该初始溶液的调制过程中，纳米氧化锌粒子能均匀附着在远红外线 粒子的表面上，同时避免远红外线粒子发生团聚的情况。

综上，将该金属功能材料与塑性材料经过一复合处理程序，以彼此混 合形成该复合材料，在该实施例中，该塑性材料为尼龙(Nylon)，在执行该 复合处理程序时，该塑性材料会添加至液态氮(LN₂)中，以冷冻到材料脆化 点温度，之后，将该塑性材料与研磨球一起放入研磨机台内，经过研磨球 震荡撞击后，该塑性材料便会被研磨成细粉状；又，在将该塑性材料中添 加金属功能材料，经高温熔融，使得该塑性材料与该金属功能材料混合为 一体，接着，经过冷却步骤后，即可取得本发明的复合材料，且业者还能 够经由造粒程序，将该复合材料制作成母粒(Masterbatches，或称塑料母粒)， 并在其中添加颜料，以能在后续纺丝制程中，生产出所需颜色的纺织纤维 材料。在此特别一提者，该塑性材料并非皆需经过液态氮的冷冻过程，随 业者采用的塑料种类不同，例如，聚丙烯(Polypropylene，简称PP)、聚对 苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，简称PET)…等，即可直接研磨成细粉状，故，本发明所称的[复合处理程序」是指能够将金属功能材料 与塑性材料两者相结合的相关步骤，至于该塑性材料的选用种类，则视业 者的产品需求而定，合先陈明。

又，该复合材料会被应用于纺丝制程上，以形成纺织纤维材料，而该 纺织纤维材料则能经加工程序后被制成所需的织物，首先，该复合材料能 经过一纺丝程序，例如，熔融纺丝(Melt spinning)、干法纺丝(Dry spinning) 与湿法纺丝(Wet spinning)…等，以形成纺织纤维材料，其中，前述纺丝程 序中，能够只使用本发明的复合材料所制成的母粒，或是，将本发明的母 粒与空白母粒(即，不含有复合材料)以预定比例(如：1：19)混合。又，在该实施例中，兹以熔融纺丝为例，进行说明，该复合材料(母粒)会经加热 熔融，而成为具一定黏度的纺丝熔体，之后，利用纺丝泵浦将前述纺丝熔 体连续均匀地挤压到喷丝头，并通过喷丝头的细孔而压出形成细丝流，接 着，于空气或水中使其降温凝固为放流丝，又，利用吸丝枪吸取不断由纺 口挤出的放流丝，并进行挂丝动作，再将丝拉至卷纱机中，以将放流丝逐 步延升拉长，同时，令丝的直径逐步减小至预设的尺寸，进而形成本发明 的纺织纤维材料；又，该纺织纤维材料能够经过一加工程序(如：编织处理 或针轧机械、梳理机械处理等…加工程序)而制成所需的织物，例如，该加 工程序会将复数条纺织纤维材料，利用编织机械，以经由交织或交圈而制 成纺织布(fabric)；或者，该加工程序会将复数条纺织纤维材料，利用针轧 机械或梳理机械，以经由加压而制成不织布(non-woven fabric，non-woven cloth，又称无纺布)。

由于该纺织纤维材料中含有纳米金属粒子，使得远红外线粒子不会发 生团聚，因此，在纺丝程序中，不易阻塞纺口，使得纺况良好，经申请人 实际压力测试后，该复合材料所制成的该纺织纤维材料，其压升值较低， 具有较佳的纺丝性，例如，在36丹尼32条丝线的情况下，其压升值会小 于或等于三(ΔP≤3)；在72丹尼48条丝线的情况下，其压升值会小于或 等于二(ΔP≤2)；在72丹尼75条丝线的情况下，其压升值会小于或等于 一(ΔP≤1)；兹简单说明，丹尼数(denier)在纺织业界上代表的是纤维的粗 细，是一种定长数的重量表示，例如，9,000公尺长的纤维重1公克，即 为1丹尼；纤根数(filament)则为一条恒长不间断的纤维，故，前述36丹 尼32条丝线是指一条36丹尼的纱是由32条丝线(纺织纤维材料)所组成， 合先叙明。

此外，由于大多数细菌较易滋生于湿润处，而纳米铂粒子具有锁水功 能，故其能在吸引细菌后，再通过纳米银粒子的灭菌效果，使得本发明的 复合材料及其织物，相较于仅有纳米银粒子的产品来说，能具有更高效与 优良的抗菌及灭菌效果。另外，在本发明的其它实施例中，随着织物种类 与应用环境不同，例如，面膜、衣物…等，该金属功能材料还能添加其它 成份，在该实施例中，该金属功能材料能包含纳米二氧化锆粒子、纳米金 粒子与纳米氢氧化镁粒子的至少其中之一，兹就各该成份的功效与重量百 分比进行说明，首先，纳米二氧化锆(ZrO₂)粒子占该金属功能材料的重量 百分比为10％～25％，其大小为20纳米至60纳米，其中，二氧化锆具有 高熔点、不氧化、导热系数小、高硬度与高耐磨性等特性，因此，具有纳 米二氧化锆粒子的织物，其耐磨性与耐火性会更佳。

又，纳米金(Au)粒子占该金属功能材料的重量百分比为30～100ppm， 其大小为20纳米至60纳米，其中，纳米金粒子具有良好的生物兼容性， 也是一种可存在人体内的微量细胞调节辅酶，其能促进多种细胞生长分化， 当纳米金进入皮肤的真皮层后，纳米金会在基因的层次上，调节真皮细胞 功能，例如，促进真皮细胞产生一系列活性物质(SOD、金属硫蛋白、EGF… 等)，因此，将纳米金应用于制作机能性服饰材料或面膜产品上，可通过其 所具备的高含氧量特性，帮助人体血液循环，促进新陈代谢，并产生活络 细胞的作用。

另外，纳米氢氧化镁粒子占该金属功能材料的重量百分比为10％～20％， 其大小为30纳米至80纳米，其中，氢氧化镁(Mg(OH)₂)是一种新型填充 型阻燃剂，通过受热分解时，其与氧气间会因形成下列公式所示的化学反 应，而释放出结合水，以吸收大量的潜热，进而提高织物的抗火性能与阻 燃能力：

Mg(OH)₂+O₂→MgO+H₂O。

综上所述，发明人利用该复合材料所制成的织物，进行金黄色葡萄球 菌(Staphylococcus aureus ATCC 6538P)、大肠杆菌(ATCC Escherichia coli ATCC 8739)与白色念珠菌(Candida albicans ATCC 10231)进行测试后，均有 明显的抑菌效果，如第2～4图所示，其中，抗菌活性值(A)若3≦A，即表 示有显著抑菌效果，又，本发明的复合材料与织物尚有其它功效，非仅限 于抑菌效果，例如，请参阅第5图所示，该织物于进行猫冠状病毒的测试 后，其抑制病毒效率达到99.92％；请参阅第6图所示，该织物以远红外线 放热放射仪(量测温度：室温)进行测试后，其远红外线放射率为0.82，已 符合中国台湾的医材标准；请参阅第7图所示，该织物以检知管法进行除 臭测试后，其阿摩尼亚臭味降低率可达64.8％。如此，由于本发明的织物 是直接由复合材料经纺丝程序而制成，并非额外添加功能剂，故在长时间 的使用下，其所含有的金属功能材料不会轻易地脱离，以保持该金属功能 材料所带来的功效；此外，发明人还特别经过大量反复实验，才设计出本 发明的各个成份的重量百分比，令复合材料保有预定功效时，仍能被轻易 地制成纺织纤维材料。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行 了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而 已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。