CN106723389A - 一种长效磁疗保暖内衣及其制作方法 - Google Patents

一种长效磁疗保暖内衣及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种长效磁疗保暖内衣及其制备方法，所述长效磁疗保暖内衣主要由泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维混纺而成，所述长效磁疗保暖内衣的制备方法包括如下步骤：先将棉纤维预处理，然后浸入含有Fe3+和Fe2+以及氧化石墨烯的溶液中，再将含有Fe3+和Fe2+以及氧化石墨烯棉纤维放入碱性溶液中，水热反应后速冻成型，真空冷冻干燥，得到饱含无机纳米磁性材料的疏松多孔的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物，将所述泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混纺，再按照常规后续步骤制得所述长效磁疗保暖内衣。本发明制得的长效磁疗保暖内衣保温效果好、透气性和吸水性均佳，具有磁疗、抗静电、抗菌等功效，产品易洗涤，耐揉搓，整理及其方便。

Description

一种长效磁疗保暖内衣及其制作方法
技术领域
本发明属于服装制备领域，尤其涉及一种长效磁疗保暖内衣及其制作方法。
背景技术
现代医学总结发现，磁疗的作用机理是通过磁场对机体内生物电流的分布、电荷的运动状态和生物高分子的磁距取向等方面的影响而产生生物效应和治疗作用，主要有刺激人体经络、穴位止痛等作用。
现有的磁疗内衣一般是在衣服的各个不同位置设置若干个磁疗器，或者在衣服的若干位置设置若干个普通磁石。它们均存在穿着不舒服、洗涤不方便、易损坏等缺陷。为了改善这一缺点，中国发明专利申请CN102102238A公开了“一种无机纳米磁性保健聚酯纤维的制造方法”，它将无机纳米聚酯母粒以重量百分比与聚酯切片共混，经真空干燥后，熔融、纺丝机纺丝、通过甬道到卷绕机卷绕、落桶得到初生纤维，再经牵伸、卷曲、切断而制得无机纳米磁性保健聚酯纤维。该发明将无机纳米永磁微粒材料均匀地植入纤维内部并有机的结合在一起，因此摩擦、揉搓、磁微粒不脱落，属永久型产品，产品易洗涤，耐揉搓，整理方便，排除了磁疗产品洗涤清理的难题。然而，人工合成的聚酯纤维作为内衣面料并不舒适，它的透气性、吸水性、柔软性均赶不上棉纤维。如何在棉纤维中均匀地植入纳米磁疗保健材料，目前还没有研究报道。
发明内容
本的目的是解决背景技术中提到的技术问题，提供一种在棉纤维中均匀植入无机纳米磁疗保健材料的长效磁疗保暖内衣及其制作方法。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种长效磁疗保暖内衣，主要由泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物和未处理过的棉纤维混纺而成，所述泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为30～100:100。
一种长效磁疗保暖内衣的制备方法，包括如下步骤：
(1)将棉纤维在丙酮溶液中二浸二轧，然后在将所述棉纤维置于强碱溶液中，于80～90℃下反应，然后用酸中和后再用去离子水漂洗、挤压吹干；
(2)将含Fe2+和Fe3+的盐按照含铁离子摩尔质量比为1：2的比例溶解到氧化石墨烯溶液中；
(3)然后将步骤(1)处理的棉纤维浸入步骤(2)制得的水溶液中，搅拌使Fe2+和Fe3+及氧化石墨烯与棉纤维充分混合；
(4)将步骤(3)中的棉纤维和Fe2+和Fe3+及氧化石墨烯混合溶液放入纱布中，挤压去除多余的水分；
(5)将步骤(4)处理的棉纤维放入碱性溶液中，室温下搅拌使碱性溶液与棉纤维充分混合；
(6)将步骤(5)得到的混合液转移到高压釜中，水热反应，得到四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物；
(7)将步骤(6)制得的四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物放入液氮中急速冷冻成型；
(8)将步骤(7)处理后的四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物放入真空冷冻机中，冷冻干燥，得到疏松多孔的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物；
(9)将步骤(8)得到的疏松多孔的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物按照常见的纺线工艺与未处理过的棉纤维一起混纺，然后经过漂染、织布、剪裁、缝制而得到长效磁疗保暖内衣。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤(1)中，所述丙酮溶液的质量分数为10～30％，浸泡时间为0.5～1h，轧液率为70～80％；所述强碱溶液的pH值为12～14，于80～90℃下反应1～2h。
作为本发明改进的技术方案：所述步骤(2)中，所述氧化石墨烯的浓度为10～50g/L，Fe2+的浓度为1～10g/L，Fe3+的浓度为2～20g/L。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的60～80％。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤(5)中，所述碱性溶液的pH值为9～11，所述步骤(4)处理的棉纤维与碱性溶液的体积比为1:0.8～1.5。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤(6)中，所述水热反应温度为150～200℃，水热反应时间为6～24h。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤(7)中，先将步骤(6)得到的四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物制成厚度为1～5cm的片状，再放入液氮中急速冷冻。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-30～-20℃，真空度为1～10Pa。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤(9)中，疏松多孔的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物为未处理的棉纤维的30～100％wt。
有益效果：
与现有的保暖内衣相比，本发明具有长效磁疗作用，与现有的磁疗内衣相比，本发明将纳米磁疗保健材料均匀地植入棉纤维内部并与棉纤维有机的结合在一起，因此摩擦、揉搓、四氧化三铁微粒不脱落，属于永久型产品，产品易于洗涤，耐揉搓，整理方便，排除了磁疗产品洗涤清理的难题。此外，与CN102102238A中制备的无机纳米磁性保健聚酯纤维相比，本发明具有舒适透气、吸水性强、保暖效果好等优点；同时石墨烯还赋予了所述长效磁疗保暖内衣抗菌、抗静电等特性。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更清楚明了的理解本发明，现结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
本发明的长效磁疗保暖内衣主要由疏松多孔的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物和未处理过的棉纤维按照常见的纺线工艺一起混纺，然后经过漂染、织布、剪裁、缝制而得到长效磁疗保暖内衣。所述泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为30～100:100。
本发明中的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物的制备步骤包括：(1)将棉纤维在丙酮溶液中二浸二轧，然后在将所述棉纤维置于强碱溶液中，于80～90℃下反应，然后用酸中和后再用去离子水漂洗、挤压吹干；(2)将含Fe2+和Fe3+的盐按照含铁离子摩尔质量比为1：2的比例溶解到氧化石墨烯溶液中；(3)然后将步骤(1)处理的棉纤维浸入步骤(2)制得的水溶液中，搅拌使Fe2+和Fe3+及氧化石墨烯与棉纤维充分混合；(4)将步骤(3)中的棉纤维和Fe2+和Fe3+及氧化石墨烯混合溶液放入纱布中，挤压去除多余的水分；(5)将步骤(4)处理的棉纤维放入碱性溶液中，室温下搅拌使碱性溶液与棉纤维充分混合；(6)将步骤(5)得到的混合液转移到高压釜中，水热反应，得到四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物；(7)将步骤(6)制得的四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物放入液氮中急速冷冻成型；(8)将步骤(7)处理后的四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物放入真空冷冻机中，冷冻干燥，得到疏松多孔的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物。
所述泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物制备步骤中的各工艺参数及测试结果参见实施例1-5。
实施例1：
步骤(1)中，所述丙酮溶液的质量分数为10％，浸泡时间为1h，轧液率为80％；所述强碱溶液的pH值为14，于80℃下反应2h；其中，所述强碱溶液主要包括氢氧化钠、氢氧化钾中的其中一种，所述酸为稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一种；
步骤(2)中，所述氧化石墨烯的浓度为10g/L，Fe2+的浓度为1g/L，Fe3+的浓度为2g/L；
步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的80％；
步骤(5)中，所述碱性溶液的pH值为9，所述步骤(4)处理的棉纤维与碱性溶液的体积比为1:0.8；所述碱性溶液主要由氨水、氢氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的其中一种或多种组成，优选地，所述碱性溶液为氨水；
步骤(6)中，所述水热反应温度为200℃，水热反应时间为6h；
步骤(7)中，先将步骤(6)得到的四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物制成厚度为1cm的片状，再放入液氮中急速冷冻；
步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-20℃，真空度为10Pa。
测得泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物的导热系数为0.062。
实施例2：
步骤(1)中，所述丙酮溶液的质量分数为15％，浸泡时间为50min，轧液率为78％；所述强碱溶液的pH值为13.5，于82℃下反应1h45min；其中，所述强碱溶液主要包括氢氧化钠、氢氧化钾中的其中一种，所述酸为稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一种；
步骤(2)中，所述氧化石墨烯的浓度为20g/L，Fe2+的浓度为3g/L，Fe3+的浓度为6g/L；
步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的75％；
步骤(5)中，所述碱性溶液的pH值为9.5，所述步骤(4)处理的棉纤维与碱性溶液的体积比为1:1；所述碱性溶液主要由氨水、氢氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的其中一种或多种组成；
步骤(6)中，所述水热反应温度为180℃，水热反应时间为10h；
步骤(7)中，先将步骤(6)得到的四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物制成厚度为2cm的片状，再放入液氮中急速冷冻；
步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-17℃，真空度为7Pa。
测得泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物的导热系数为0.052。
实施例3：
步骤(1)中，所述丙酮溶液的质量分数为20％，浸泡时间为40min，轧液率为75％；所述强碱溶液的pH值为13，于85℃下反应1h30min；其中，所述强碱溶液主要包括氢氧化钠、氢氧化钾中的其中一种，所述酸为稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一种；
步骤(2)中，所述氧化石墨烯的浓度为30g/L，Fe2+的浓度为5g/L，Fe3+的浓度为10g/L；
步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的70％；
步骤(5)中，所述碱性溶液的pH值为10，所述步骤(4)处理的棉纤维与碱性溶液的体积比为1:1.2；所述碱性溶液主要由氨水、氢氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的其中一种或多种组成；
步骤(6)中，所述水热反应温度为180℃，水热反应时间为14h；
步骤(7)中，先将步骤(6)得到的四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物制成厚度为3cm的片状，再放入液氮中急速冷冻；
步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-15℃，真空度为5Pa。
测得泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物的导热系数为0.042。
实施例4：
步骤(1)中，所述丙酮溶液的质量分数为25％，浸泡时间为30min，轧液率为72％；所述强碱溶液的pH值为12.5，于87℃下反应1h15min；其中，所述强碱溶液主要包括氢氧化钠、氢氧化钾中的其中一种，所述酸为稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一种；
步骤(2)中，所述氧化石墨烯的浓度为40g/L，Fe2+的浓度为7g/L，Fe3+的浓度为14g/L；
步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的65％；
步骤(5)中，所述碱性溶液的pH值为10.5，所述步骤(4)处理的棉纤维与碱性溶液的体积比为1:1.3；所述碱性溶液主要由氨水、氢氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的其中一种或多种组成；
步骤(6)中，所述水热反应温度为180℃，水热反应时间为18h；
步骤(7)中，先将步骤(6)得到的四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物制成厚度为4cm的片状，再放入液氮中急速冷冻；
步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-12℃，真空度为3Pa；
测得泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物的导热系数为0.040。
实施例5：
步骤(1)中，所述丙酮溶液的质量分数为30％，浸泡时间为30min，轧液率为70％；所述强碱溶液的pH值为12，于90℃下反应1h；其中，所述强碱溶液主要包括氢氧化钠、氢氧化钾中的其中一种，所述酸为稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一种；
步骤(2)中，所述氧化石墨烯的浓度为50g/L，Fe2+的浓度为10g/L，Fe3+的浓度为20g/L；
步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的60％；
步骤(5)中，所述碱性溶液的pH值为11，所述步骤(4)处理的棉纤维与碱性溶液的体积比为1:1.5；所述碱性溶液主要由氨水、氢氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的其中一种或多种组成；
步骤(6)中，所述水热反应温度为150℃，水热反应时间为24h；
步骤(7)中，先将步骤(6)得到的四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物制成厚度为5cm的片状，再放入液氮中急速冷冻；
步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-10℃，真空度为1Pa。
测得泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物的导热系数为0.053。
实施例6：
将实施例3制得的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混纺，所述泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为30:100，得到的保暖内衣用线的导热系数为0.067。
实施例7：
将实施例3制得的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混纺，所述泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为40:100，得到的保暖内衣用线的导热系数为0.063。
实施例8：
将实施例3制得的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混纺，所述泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为50:100，得到的保暖内衣用线的导热系数为0.059。
实施例9：
将实施例3制得的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混纺，所述泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为60:100，得到的保暖内衣用线的导热系数为0.051。
实施例10：
将实施例3制得的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混纺，所述泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为70:100，得到的保暖内衣用线的导热系数为0.049。
实施例10：
将实施例3制得的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混纺，所述泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为80:100，得到的保暖内衣用线的导热系数为0.049。
实施例11：
将实施例3制得的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混纺，所述泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为90:100，得到的保暖内衣用线的导热系数为0.048。
实施例12：
将实施例3制得的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混纺，所述泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为100:100，得到的保暖内衣用线的导热系数为0.047。
由实施例6-12可见，泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物在保暖内衣用线中的含量越高，其保暖效果越好。但是综合考虑制备成本和保暖效果，所述泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维最优质量百分比为60:100。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种长效磁疗保暖内衣，其特征在于：主要由泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物和未处理过的棉纤维混纺而成，所述泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为30～100:100。
2.一种长效磁疗保暖内衣的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将棉纤维在丙酮溶液中二浸二轧，然后在将所述棉纤维置于强碱溶液中，于80～90℃下反应，然后用酸中和后再用去离子水漂洗、挤压吹干；
(2)将含Fe2+和Fe3+的盐按照含铁离子摩尔质量比为1：2的比例溶解到氧化石墨烯溶液中；
(3)然后将步骤(1)处理的棉纤维浸入步骤(2)制得的水溶液中，搅拌使Fe2+和Fe3+及氧化石墨烯与棉纤维充分混合；
(4)将步骤(3)中的棉纤维和Fe2+和Fe3+及氧化石墨烯混合溶液放入纱布中，挤压去除多余的水分；
(5)将步骤(4)处理的棉纤维放入碱性溶液中，室温下搅拌使碱性溶液与棉纤维充分混合；
(6)将步骤(5)得到的混合液转移到高压釜中，水热反应，得到四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物；
(7)将步骤(6)制得的四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物放入液氮中急速冷冻成型；
(8)将步骤(7)处理后的四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物放入真空冷冻机中，冷冻干燥，得到疏松多孔的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物；
(9)将步骤(8)得到的疏松多孔的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物按照常见的纺线工艺与未处理过的棉纤维一起混纺，然后经过漂染、织布、剪裁、缝制而得到长效磁疗保暖内衣。
3.根据权利要求2所述的长效磁疗保暖内衣的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述丙酮溶液的质量分数为10～30％，浸泡时间为0.5～1h，轧液率为70～80％；所述强碱溶液的pH值为12～14，于80～90℃下反应1～2h。
4.根据权利要求2所述的长效磁疗保暖内衣的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述氧化石墨烯的浓度为10～50g/L，Fe2+的浓度为1～10g/L，Fe3+的浓度为2～20g/L。
5.根据权利要求2所述的长效磁疗保暖内衣的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的60～80％。
6.根据权利要求2所述的长效磁疗保暖内衣的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，所述碱性溶液的pH值为9～11，所述步骤(4)处理的棉纤维与碱性溶液的体积比为1:0.8～1.5。
7.根据权利要求2所述的长效磁疗保暖内衣的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中，所述水热反应温度为150～200℃，水热反应时间为6～24h。
8.根据权利要求2所述的长效磁疗保暖内衣的制备方法，其特征在于：所述步骤(7)中，先将步骤(6)得到的四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物制成厚度为1～5cm的片状，再放入液氮中急速冷冻。
9.根据权利要求2所述的长效磁疗保暖内衣的制备方法，其特征在于：所述步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-30～-20℃，真空度为1～10Pa。
10.根据权利要求2所述的长效磁疗保暖内衣的制备方法，其特征在于：所述步骤(9)中，疏松多孔的泡沫状四氧化三铁/石墨烯/棉纤维复合物为未处理的棉纤维的30～100％wt。
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