一种多功效保暖内衣及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201611072554.8 | 申请日 | 2016-11-29 | 公开(公告)号 | CN106723390A | 公开(公告)日 | 2017-05-31 |
| 申请人 | 东莞市广信知识产权服务有限公司; 东莞华南设计创新院; | 发明人 | 刘丽蓉; 王勇; 丁超; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种多功效保暖内衣及其制备方法，所述保暖内衣主要由 泡沫 状 磁性 石墨 烯纳米 银 / 棉 纤维 复合物和未处理过的棉纤维混纺而成，所述泡沫状磁性 石墨烯 纳米银/棉纤维复合物的制备步骤包括：先将棉纤维预处理，然后浸入含Fe2+、Fe3+、Ag+以及 氧 化石墨烯的 混合液 中，再将含有Fe2+、Fe3+、Ag+以及氧化石墨烯的棉纤维放入 碱 性溶液中， 水 热还原后速冻成型，再 真空 冻干即可。本发明制得的多功效保暖内衣具有保暖、防 辐射 、抗菌和磁疗等多种功效，还具有亲肤、吸汗性好、易洗涤、耐揉搓等优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种多功效保暖内衣，其特征在于：主要由泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物和未处理过的棉纤维混纺而成，所述泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为20～80:100。 |
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| 说明书全文 | 一种多功效保暖内衣及其制备方法技术领域[0001] 本发明属于服装制作领域，尤其涉及一种多功效保暖内衣及其制备方法。 背景技术[0002] 内衣是人们贴身之物，故要求它的材质满足亲肤、柔软、吸汗等特点。然而，现有的内衣功能较为单一，一般只具有保暖的功能。现有的保暖内衣常采用棉纤维和人工合成纤维制成，棉纤维的保暖效果不够理想，人工合成纤维易引起皮肤过敏、干燥、粗糙、增厚，甚至发生皲裂、皮炎等。此外冬天人们衣服穿得较多，出汗后不易及时排除，导致里层的保暖内衣容易滋生细菌。 [0003] 最新研究发现，银对液体中的微生物具有吸附作用，微生物被银吸附后，起呼吸作用的酶就失去功效，微生物会迅速死亡。银的杀菌能力不但很强，还对人畜无任何伤害，故现在世界上已有超过半数的航空公司使用银制的滤水器，许多国家的游泳池也用银来净化。 [0004] 在保暖内衣中添加纳米银制成抗菌内衣已有较长的历史，但他们一般都是在人工合成纤维制作过程中加入纳米银粒子，或者是将布匹浸泡在含银溶液中，再让银吸附沉积在布匹表面；前者的缺陷是人工合成纤维不够亲肤，保暖效果有待提高，后者的缺陷是沉积在布匹表面的银颗粒不够稳定，多次洗涤易失效。 [0005] 同时，随着科技的发展，人们使用电脑、手机等与电磁辐射接触的机会越来越多，现有的抗辐射衣服都采用金属纤维制成，它的抗辐射性能虽好，但是其材质较硬，不吸汗、不亲肤。如何制备一种具备抗辐射功能，有具备吸汗性好、面料柔软、亲肤、保暖等优点的内衣也是人们需要解决的技术问题。 [0006] 此外，随着人们对健康生活的追求，带有磁疗保健功能的内衣也有许多厂家研究。但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。它们存在穿着不舒服、洗涤不方便、易损坏等缺陷。 发明内容[0007] 本发明旨在解决现有技术中存在的问题，提供一种同时具备吸汗、亲肤、柔软、抗菌、防辐射、磁疗和保暖功能的多功效保暖内衣及其制备方法。 [0008] 为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案： [0010] 一种多功效保暖内衣的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： [0013] (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+、Fe3+和Ag+及氧化石墨烯与棉纤维充分混合； [0014] (4)将步骤(3)中得到的混合物放入纱布中，挤压去除多余的水分； [0015] (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； [0017] (7)将步骤(6)制得的磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物放入液氮中急速冷冻成型； [0019] (9)将步骤(8)得到的疏松多孔的泡沫状磁性石墨烯纳米银/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、缝制而得到多功效保暖内衣。 [0020] 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。 [0021] 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，Ag+的浓度为0.1～5g/L。 [0022] 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％。 [0023] 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10～12，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。 [0024] 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140～180℃，水热反应时间为6～24h。 [0025] 作为本发明改进的技术方案，所述步骤(7)中，先将步骤(6)得到的磁性石墨烯纳米银/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。 [0026] 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。 [0027] 作为本发明改进的技术方案，所述步骤(9)中，疏松多孔的泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物为未处理的棉纤维的20～80％wt。 [0028] 有益效果 [0029] 与现有的保暖内衣相比，本发明采用棉纤维为主体材料，因而具备棉纤维的吸汗性好、透气性好、柔软性好、亲肤等优点。同时，磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物使得本发明的保暖内衣具备长效磁疗效果，还具有长效吸波效果，即降低辐射的效果，同时还具备抗菌的效果。由于本发明是将磁性石墨烯纳米银均匀地植入棉纤维内部并与棉纤维有机的结合在一起，因此经受摩擦、揉搓，所述磁性石墨烯纳米银均不会脱落，属于永久性产品，产品易于洗涤，耐揉搓，整理方便。 具体实施方式[0030] 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。 [0031] 本发明的多功效保暖内衣主要由疏松多孔的泡沫状磁性石墨烯纳米银/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、缝制而得到多功效保暖内衣。其中，所述疏松多孔的泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物可以直接纺成线然后织成内衣，也可以按照一定的比例与棉纤维混纺成线后再织成内衣。优选地，所述疏松多孔的泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物与未处理的棉纤维的质量比按照20～80:100进行混纺成线再织成内衣。 [0032] 本发明中的泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物的制备步骤主要为：(1)将棉纤维在丙酮溶液中二浸二轧，然后再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+、Fe3+和Ag+的盐按照离子摩尔质量比为1：2：0.1～0.5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+、Fe3+和Ag+及氧化石墨烯与棉纤维充分混合； [0033] (4)将步骤(3)中得到的混合物放入纱布中，挤压去除多余的水分； [0034] (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； [0035] (6)将步骤(5)得到的混合液转移到高压釜中，水热反应，得到磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物； [0036] (7)将步骤(6)制得的磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物放入液氮中急速冷冻成型； [0037] (8)将步骤(7)处理后的磁性石墨烯纳米银/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磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物； [0038] (9)将步骤(8)得到的疏松多孔的泡沫状磁性石墨烯纳米银/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、缝制而得到多功效保暖内衣。 [0039] 所述泡沫状磁性石墨烯纳米银/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。 [0040] 实施例1： [0041] 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； [0042] 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，Ag+的浓度为0.1g/L； [0043] 步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的80％； [0044] 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1:0.8，所述碱性溶液主要由氨水与氢氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的其中一种或多种混合而成； [0045] 步骤(6)中，所述水热反应温度为180℃，水热反应时间为6h； [0046] 步骤(7)中，先将步骤(6)得到的磁性石墨烯纳米银/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； [0047] 步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-20℃，真空度为10Pa。 [0048] 测得泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物的导热系数为0.065；将泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物织成厚度为1mm的布匹，测得其在11.2GHz的反射损耗为-10.5dB；在培养皿底部铺上一层所述泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为12％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为31％。 [0049] 实施例2： [0050] 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； [0051] 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，Ag+的浓度为0.5g/L； [0052] 步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的75％； [0053] 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，所述碱性溶液主要由氨水与氢氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的其中一种或多种混合而成； [0054] 步骤(6)中，所述水热反应温度为170℃，水热反应时间为10h； [0055] 步骤(7)中，先将步骤(6)得到的磁性石墨烯纳米银/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； [0056] 步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-17℃，真空度为7Pa。 [0057] 测得泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物的导热系数为0.061；将泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物织成厚度为1mm的布匹，测得其在10.8GHz的反射损耗为-13.5dB；在培养皿底部铺上一层所述泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为19％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为35％。 [0058] 实施例3： [0059] 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； [0060] 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，Ag+的浓度为1g/L； [0061] 步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的70％； [0062] 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1:1.2，所述碱性溶液主要由氨水与氢氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的其中一种或多种混合而成； [0063] 步骤(6)中，所述水热反应温度为160℃，水热反应时间为14h； [0064] 步骤(7)中，先将步骤(6)得到的磁性石墨烯纳米银/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； [0065] 步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-15℃，真空度为5Pa。 [0066] 测得泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物的导热系数为0.052；将泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物织成厚度为1mm的布匹，测得其在12.3GHz的反射损耗为-20.1dB；在培养皿底部铺上一层所述泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为34％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为72％。 [0067] 实施例4： [0068] 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； [0069] 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，Ag+的浓度为3g/L； [0070] 步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的65％； [0071] 步骤(5)中，所述碱性溶液的pH值为11.5，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与氢氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的其中一种或多种混合而成； [0072] 步骤(6)中，所述水热反应温度为150℃，水热反应时间为18h； [0073] 步骤(7)中，先将步骤(6)得到的磁性石墨烯纳米银/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； [0074] 步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-12℃，真空度为3Pa； [0075] 测得泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物的导热系数为0.049；将泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物织成厚度为1mm的布匹，测得其在12.8GHz的反射损耗为-17.7dB；在培养皿底部铺上一层所述泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为45％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为82％。 [0076] 实施例5： [0077] 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； [0078] 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，Ag的浓度为5g/L； [0079] 步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的60％； [0080] 步骤(5)中，所述碱性溶液的pH值为12，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与氢氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的其中一种或多种混合而成； [0081] 步骤(6)中，所述水热反应温度为140℃，水热反应时间为24h； [0082] 步骤(7)中，先将步骤(6)得到的磁性石墨烯纳米银/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； [0083] 步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-10℃，真空度为1Pa。 [0084] 测得泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物的导热系数为0.053；将泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物织成厚度为1mm的布匹，测得其在12.4GHz的反射损耗为-15.4dB；在培养皿底部铺上一层所述泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为38％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为75％。 [0085] 实施例6： [0086] 将实施例4制得的泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混纺，所述泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为20:100。测得混纺而成的布匹其导热系数为0.068；测得1mm所述混纺而成的布匹，其在12.8GHz的反射损耗为-9.4dB；在培养皿底部铺上一层所述混纺而成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为15％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为25％。 [0087] 实施例7： [0088] 将实施例4制得的泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混纺，所述泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为30:100。测得混纺而成的布匹其导热系数为0.064；测得1mm所述混纺而成的布匹，其在12.8GHz的反射损耗为-11.2dB；在培养皿底部铺上一层所述混纺而成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为21％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为45％。 [0089] 实施例8： [0090] 将实施例4制得的泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混纺，所述泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为40:100。测得混纺而成的布匹其导热系数为0.059；测得1mm所述混纺而成的布匹，其在12.8GHz的反射损耗为-14.2dB；在培养皿底部铺上一层所述混纺而成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为24％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为47％。 [0091] 实施例9： [0092] 将实施例4制得的泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混纺，所述泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为50:100。测得混纺而成的布匹其导热系数为0.058；测得1mm所述混纺而成的布匹，其在12.8GHz的反射损耗为-15dB；在培养皿底部铺上一层所述混纺而成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为26％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为58％。 [0093] 实施例10： [0094] 将实施例4制得的泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混纺，所述泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为60:100。测得混纺而成的布匹其导热系数为0.056；测得1mm所述混纺而成的布匹，其在12.8GHz的反射损耗为-16.3dB；在培养皿底部铺上一层所述混纺而成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为26％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为57％。 [0095] 实施例11： [0096] 将实施例4制得的泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混纺，所述泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为70:100。测得混纺而成的布匹其导热系数为0.053；测得1mm所述混纺而成的布匹，其在12.8GHz的反射损耗为-17.5dB；在培养皿底部铺上一层所述混纺而成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为31％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为72％。 [0097] 实施例12： [0098] 将实施例4制得的泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混纺，所述泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为80:100。测得混纺而成的布匹其导热系数为0.057；测得1mm所述混纺而成的布匹，其在12.8GHz的反射损耗为-16.4dB；在培养皿底部铺上一层所述混纺而成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为30％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为65％。 [0099] 由实施例6-12可见，泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物在保暖内衣中的含量越高，其抗菌、防辐射、保暖及磁疗效果越好，但综合考虑制备成本和功效，所述泡沫状磁性石墨烯纳米银/棉纤维复合物与所述未处理过的棉纤维最优质量百分比为70:100。 |
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