本發明屬于服裝制備領域，尤其涉及一種長效磁療保暖內衣及其制作方法。

背景技術：

現代醫學總結發現，磁療的作用機理是通過磁場對機體內生物電流的分布、電荷的運動狀態和生物高分子的磁距取向等方面的影響而產生生物效應和治療作用，主要有刺激人體經絡、穴位止痛等作用。

現有的磁療內衣一般是在衣服的各個不同位置設置若干個磁療器，或者在衣服的若干位置設置若干個普通磁石。它們均存在穿著不舒服、洗滌不方便、易損壞等缺陷。為了改善這一缺點，中國發明專利申請CN102102238A公開了“一種無機納米磁性保健聚酯纖維的制造方法”，它將無機納米聚酯母粒以重量百分比與聚酯切片共混，經真空干燥后，熔融、紡絲機紡絲、通過甬道到卷繞機卷繞、落桶得到初生纖維，再經牽伸、卷曲、切斷而制得無機納米磁性保健聚酯纖維。該發明將無機納米永磁微粒材料均勻地植入纖維內部并有機的結合在一起，因此摩擦、揉搓、磁微粒不脫落，屬永久型產品，產品易洗滌，耐揉搓，整理方便，排除了磁療產品洗滌清理的難題。然而，人工合成的聚酯纖維作為內衣面料并不舒適，它的透氣性、吸水性、柔軟性均趕不上棉纖維。如何在棉纖維中均勻地植入納米磁療保健材料，目前還沒有研究報道。

技術實現要素：

本的目的是解決背景技術中提到的技術問題，提供一種在棉纖維中均勻植入無機納米磁療保健材料的長效磁療保暖內衣及其制作方法。

為了達到上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種長效磁療保暖內衣，主要由泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物和未處理過的棉纖維混紡而成，所述泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維的質量百分比為30～100:100。

一種長效磁療保暖內衣的制備方法，包括如下步驟：

(1)將棉纖維在丙酮溶液中二浸二軋，然后在將所述棉纖維置于強堿溶液中，于80～90℃下反應，然后用酸中和后再用去離子水漂洗、擠壓吹干；

(2)將含Fe²⁺和Fe³⁺的鹽按照含鐵離子摩爾質量比為1：2的比例溶解到氧化石墨烯溶液中；

(3)然后將步驟(1)處理的棉纖維浸入步驟(2)制得的水溶液中，攪拌使Fe²⁺和Fe³⁺及氧化石墨烯與棉纖維充分混合；

(4)將步驟(3)中的棉纖維和Fe²⁺和Fe³⁺及氧化石墨烯混合溶液放入紗布中，擠壓去除多余的水分；

(5)將步驟(4)處理的棉纖維放入堿性溶液中，室溫下攪拌使堿性溶液與棉纖維充分混合；

(6)將步驟(5)得到的混合液轉移到高壓釜中，水熱反應，得到四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物；

(7)將步驟(6)制得的四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物放入液氮中急速冷凍成型；

(8)將步驟(7)處理后的四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物放入真空冷凍機中，冷凍干燥，得到疏松多孔的泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物；

(9)將步驟(8)得到的疏松多孔的泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物按照常見的紡線工藝與未處理過的棉纖維一起混紡，然后經過漂染、織布、剪裁、縫制而得到長效磁療保暖內衣。

作為本發明改進的技術方案，所述步驟(1)中，所述丙酮溶液的質量分數為10～30％，浸泡時間為0.5～1h，軋液率為70～80％；所述強堿溶液的pH值為12～14，于80～90℃下反應1～2h。

作為本發明改進的技術方案：所述步驟(2)中，所述氧化石墨烯的濃度為10～50g/L，Fe²⁺的濃度為1～10g/L，Fe³⁺的濃度為2～20g/L。

作為本發明改進的技術方案，所述步驟(4)中，擠壓水分為棉纖維吸水總量的60～80％。

作為本發明改進的技術方案，所述步驟(5)中，所述堿性溶液的pH值為9～11，所述步驟(4)處理的棉纖維與堿性溶液的體積比為1:0.8～1.5。

作為本發明改進的技術方案，所述步驟(6)中，所述水熱反應溫度為150～200℃，水熱反應時間為6～24h。

作為本發明改進的技術方案，所述步驟(7)中，先將步驟(6)得到的四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物制成厚度為1～5cm的片狀，再放入液氮中急速冷凍。

作為本發明改進的技術方案，所述步驟(8)中，所述冷凍干燥溫度為-30～-20℃，真空度為1～10Pa。

作為本發明改進的技術方案，所述步驟(9)中，疏松多孔的泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物為未處理的棉纖維的30～100％wt。

有益效果：

與現有的保暖內衣相比，本發明具有長效磁療作用，與現有的磁療內衣相比，本發明將納米磁療保健材料均勻地植入棉纖維內部并與棉纖維有機的結合在一起，因此摩擦、揉搓、四氧化三鐵微粒不脫落，屬于永久型產品，產品易于洗滌，耐揉搓，整理方便，排除了磁療產品洗滌清理的難題。此外，與CN102102238A中制備的無機納米磁性保健聚酯纖維相比，本發明具有舒適透氣、吸水性強、保暖效果好等優點；同時石墨烯還賦予了所述長效磁療保暖內衣抗菌、抗靜電等特性。

具體實施方式

為了使本領域的技術人員更清楚明了的理解本發明，現結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。

本發明的長效磁療保暖內衣主要由疏松多孔的泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物和未處理過的棉纖維按照常見的紡線工藝一起混紡，然后經過漂染、織布、剪裁、縫制而得到長效磁療保暖內衣。所述泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維的質量百分比為30～100:100。

本發明中的泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物的制備步驟包括：(1)將棉纖維在丙酮溶液中二浸二軋，然后在將所述棉纖維置于強堿溶液中，于80～90℃下反應，然后用酸中和后再用去離子水漂洗、擠壓吹干；(2)將含Fe²⁺和Fe³⁺的鹽按照含鐵離子摩爾質量比為1：2的比例溶解到氧化石墨烯溶液中；(3)然后將步驟(1)處理的棉纖維浸入步驟(2)制得的水溶液中，攪拌使Fe²⁺和Fe³⁺及氧化石墨烯與棉纖維充分混合；(4)將步驟(3)中的棉纖維和Fe²⁺和Fe³⁺及氧化石墨烯混合溶液放入紗布中，擠壓去除多余的水分；(5)將步驟(4)處理的棉纖維放入堿性溶液中，室溫下攪拌使堿性溶液與棉纖維充分混合；(6)將步驟(5)得到的混合液轉移到高壓釜中，水熱反應，得到四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物；(7)將步驟(6)制得的四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物放入液氮中急速冷凍成型；(8)將步驟(7)處理后的四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物放入真空冷凍機中，冷凍干燥，得到疏松多孔的泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物。

所述泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物制備步驟中的各工藝參數及測試結果參見實施例1-5。

實施例1：

步驟(1)中，所述丙酮溶液的質量分數為10％，浸泡時間為1h，軋液率為80％；所述強堿溶液的pH值為14，于80℃下反應2h；其中，所述強堿溶液主要包括氫氧化鈉、氫氧化鉀中的其中一種，所述酸為稀鹽酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一種；

步驟(2)中，所述氧化石墨烯的濃度為10g/L，Fe²⁺的濃度為1g/L，Fe³⁺的濃度為2g/L；

步驟(4)中，擠壓水分為棉纖維吸水總量的80％；

步驟(5)中，所述堿性溶液的pH值為9，所述步驟(4)處理的棉纖維與堿性溶液的體積比為1:0.8；所述堿性溶液主要由氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的其中一種或多種組成，優選地，所述堿性溶液為氨水；

步驟(6)中，所述水熱反應溫度為200℃，水熱反應時間為6h；

步驟(7)中，先將步驟(6)得到的四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物制成厚度為1cm的片狀，再放入液氮中急速冷凍；

步驟(8)中，所述冷凍干燥溫度為-20℃，真空度為10Pa。

測得泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物的導熱系數為0.062。

實施例2：

步驟(1)中，所述丙酮溶液的質量分數為15％，浸泡時間為50min，軋液率為78％；所述強堿溶液的pH值為13.5，于82℃下反應1h45min；其中，所述強堿溶液主要包括氫氧化鈉、氫氧化鉀中的其中一種，所述酸為稀鹽酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一種；

步驟(2)中，所述氧化石墨烯的濃度為20g/L，Fe²⁺的濃度為3g/L，Fe³⁺的濃度為6g/L；

步驟(4)中，擠壓水分為棉纖維吸水總量的75％；

步驟(5)中，所述堿性溶液的pH值為9.5，所述步驟(4)處理的棉纖維與堿性溶液的體積比為1:1；所述堿性溶液主要由氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的其中一種或多種組成；

步驟(6)中，所述水熱反應溫度為180℃，水熱反應時間為10h；

步驟(7)中，先將步驟(6)得到的四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物制成厚度為2cm的片狀，再放入液氮中急速冷凍；

步驟(8)中，所述冷凍干燥溫度為-17℃，真空度為7Pa。

測得泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物的導熱系數為0.052。

實施例3：

步驟(1)中，所述丙酮溶液的質量分數為20％，浸泡時間為40min，軋液率為75％；所述強堿溶液的pH值為13，于85℃下反應1h30min；其中，所述強堿溶液主要包括氫氧化鈉、氫氧化鉀中的其中一種，所述酸為稀鹽酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一種；

步驟(2)中，所述氧化石墨烯的濃度為30g/L，Fe²⁺的濃度為5g/L，Fe³⁺的濃度為10g/L；

步驟(4)中，擠壓水分為棉纖維吸水總量的70％；

步驟(5)中，所述堿性溶液的pH值為10，所述步驟(4)處理的棉纖維與堿性溶液的體積比為1:1.2；所述堿性溶液主要由氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的其中一種或多種組成；

步驟(6)中，所述水熱反應溫度為180℃，水熱反應時間為14h；

步驟(7)中，先將步驟(6)得到的四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物制成厚度為3cm的片狀，再放入液氮中急速冷凍；

步驟(8)中，所述冷凍干燥溫度為-15℃，真空度為5Pa。

測得泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物的導熱系數為0.042。

實施例4：

步驟(1)中，所述丙酮溶液的質量分數為25％，浸泡時間為30min，軋液率為72％；所述強堿溶液的pH值為12.5，于87℃下反應1h15min；其中，所述強堿溶液主要包括氫氧化鈉、氫氧化鉀中的其中一種，所述酸為稀鹽酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一種；

步驟(2)中，所述氧化石墨烯的濃度為40g/L，Fe²⁺的濃度為7g/L，Fe³⁺的濃度為14g/L；

步驟(4)中，擠壓水分為棉纖維吸水總量的65％；

步驟(5)中，所述堿性溶液的pH值為10.5，所述步驟(4)處理的棉纖維與堿性溶液的體積比為1:1.3；所述堿性溶液主要由氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的其中一種或多種組成；

步驟(6)中，所述水熱反應溫度為180℃，水熱反應時間為18h；

步驟(7)中，先將步驟(6)得到的四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物制成厚度為4cm的片狀，再放入液氮中急速冷凍；

步驟(8)中，所述冷凍干燥溫度為-12℃，真空度為3Pa；

測得泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物的導熱系數為0.040。

實施例5：

步驟(1)中，所述丙酮溶液的質量分數為30％，浸泡時間為30min，軋液率為70％；所述強堿溶液的pH值為12，于90℃下反應1h；其中，所述強堿溶液主要包括氫氧化鈉、氫氧化鉀中的其中一種，所述酸為稀鹽酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一種；

步驟(2)中，所述氧化石墨烯的濃度為50g/L，Fe²⁺的濃度為10g/L，Fe³⁺的濃度為20g/L；

步驟(4)中，擠壓水分為棉纖維吸水總量的60％；

步驟(5)中，所述堿性溶液的pH值為11，所述步驟(4)處理的棉纖維與堿性溶液的體積比為1:1.5；所述堿性溶液主要由氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的其中一種或多種組成；

步驟(6)中，所述水熱反應溫度為150℃，水熱反應時間為24h；

步驟(7)中，先將步驟(6)得到的四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物制成厚度為5cm的片狀，再放入液氮中急速冷凍；

步驟(8)中，所述冷凍干燥溫度為-10℃，真空度為1Pa。

測得泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物的導熱系數為0.053。

實施例6：

將實施例3制得的泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維一起混紡，所述泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維的質量百分比為30:100，得到的保暖內衣用線的導熱系數為0.067。

實施例7：

將實施例3制得的泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維一起混紡，所述泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維的質量百分比為40:100，得到的保暖內衣用線的導熱系數為0.063。

實施例8：

將實施例3制得的泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維一起混紡，所述泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維的質量百分比為50:100，得到的保暖內衣用線的導熱系數為0.059。

實施例9：

將實施例3制得的泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維一起混紡，所述泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維的質量百分比為60:100，得到的保暖內衣用線的導熱系數為0.051。

實施例10：

將實施例3制得的泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維一起混紡，所述泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維的質量百分比為70:100，得到的保暖內衣用線的導熱系數為0.049。

實施例10：

將實施例3制得的泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維一起混紡，所述泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維的質量百分比為80:100，得到的保暖內衣用線的導熱系數為0.049。

實施例11：

將實施例3制得的泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維一起混紡，所述泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維的質量百分比為90:100，得到的保暖內衣用線的導熱系數為0.048。

實施例12：

將實施例3制得的泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維一起混紡，所述泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維的質量百分比為100:100，得到的保暖內衣用線的導熱系數為0.047。

由實施例6-12可見，泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物在保暖內衣用線中的含量越高，其保暖效果越好。但是綜合考慮制備成本和保暖效果，所述泡沫狀四氧化三鐵/石墨烯/棉纖維復合物與未處理過的棉纖維最優質量百分比為60:100。

以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。