本发明涉及面料及其制造方法领域，具体的涉及一种纳米金属抗菌纤维面料及其制备方法。
背景技术：
于人体密切接触的纺织品在使用过程中，不可避免的会沾染微生物。普通的纺织品无抗菌杀菌的功能，所述纺织品本身成为微生物繁殖的场所，反过来会对人体皮肤表面微生物的平衡进行破坏，导致皮肤表面微生物大量繁殖，在纺织品上的细菌以皮肤表面皮屑和纺织纤维为营养来繁殖，同时代谢各种低级脂肪酸、氨和其他刺激性臭味的挥发物，加上微生物本身的分泌物和人体的分泌物，使纺织品产生恶臭，影响卫生；为此市面出现了一些抗菌整理剂，通过将抗菌整理剂以后整理或共混纺纱的方式与织物整合，使织物具有抗菌的作用，但是，现有的抗菌织物的由于抗菌剂溶出，随着水洗次数的增加，抗菌效果迅速衰退；此外在户外捕猎中所用的纺织品，对“气味锁定”有严格的要求，现有的纺织品或抗菌纺织品，只能一定程度抑制纺织物里面的微生物生长，但是无法防止皮肤表面微生物和人体分泌物生产的味道外溢。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种纳米金属抗菌纤维面料及其制备方法，以解决背景技术中提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种纳米金属抗菌纤维面料，其特征在于：从上往下依次包括表层和里层，所述表层和里层通过接结纬接结组织连接；
所述表层的表经纱和表纬纱为光催化抗菌纤维的纯纺纱，所述里层的里经纱和里纬纱为离子溶出抗菌纤维的纯纺纱；
所述光催化抗菌纤维的横截面为花瓣型复合结构，光催化抗菌纤维包括光催化组分和极性气味锁定组分，光催化抗菌纤维的芯层为极性气味锁定组分，光催化抗菌纤维的皮层由光催化组分和极性气味锁定组分呈扇形交替分布，皮层的各极性气味锁定组分和芯层的极性气味锁定组分相连；
所述离子溶出抗菌纤维的横截面为海岛型结构，所述离子溶出抗菌纤维包括离子溶出组分和非极性气味锁定组分，离子溶出抗菌纤维的芯层为离子溶出组分，离子溶出抗菌纤维的皮层为非极性气味锁定组分，所述多个芯层分布于皮层内。
所述光催化组分由磷酸铜-二氧化硅-二氧化钛组合物纳米粉末和锦纶混融而成；所述极性气味锁定组分由氧化铝纳米粉末和锦纶混融而成；所述离子溶出组分由银-沸石组合物纳米粉末和涤纶混融而成；所述非极性气味锁定组分由浮石纳米粉末和涤纶混融而成。
优选的，所述表层的表组织为二上二下右斜纹组织，里层的里组织为三上一下右斜纹组织。
优选的，所述光催化抗菌纤维的皮层的光催化组分的径向长度小于皮层的极性气味锁定组分，所述相邻的两个极性气味锁定组分和一个光催化组分之间形成凹槽。
优选的，所述光催化抗菌纤维的皮层的光催化组分和极性气味锁定组分的数量均为5个，所述离子溶出抗菌纤维中的芯层的数量为10-15个。
优选的，还包括覆盖于表层和里层表面的抗菌涂层，所述抗菌涂层的有效成分为姜黄根醇。
根据上述的纳米金属抗菌纤维面料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、制备抗菌剂和气味锁定剂：制备磷酸铜-二氧化硅-二氧化钛组合物纳米粉末和银-沸石组合物纳米粉末两种抗菌剂，制备氧化铝纳米粉末和浮石纳米粉末两种气味锁定剂；
步骤二、制备抗菌母粒和气味锁定母粒：将抗菌剂或气味锁定剂与载体树脂混合、干燥，经螺旋挤出机熔融共混挤出，造粒制得光催化母粒和离子溶出母粒两种抗菌母粒，以及极性气味锁定母粒和非极性气味锁定母粒两种气味锁定母粒；
步骤三、制备纤维：光催化母粒和极性气味锁定母粒通过螺旋挤出机挤压熔融并进入各自独立的通道，进入复合纺丝组件后复合成丝，制得光催化抗菌纤维；离子溶出母粒和非极性气味锁定母粒通过螺旋挤出机挤压熔融并进入各自独立的通道，进入复合纺丝组件后复合成丝，制得离子溶出抗菌纤维；
步骤四、以光催化抗菌纤维的纯纺纱为表层的表经纱和表纬纱，以离子溶出抗菌纤维的纯纺纱为里层的里经纱和里纬纱，通过接结纬接结组织连接，制成由表层和里层构成的双层面料；
优选的，还包括：
步骤五、抗菌整理：按比例制备由姜黄根醇、粘合剂、分散剂和发泡剂混合组成的整理液，将整理液涂抹于里层表面，并于100℃下烘干20min；
所述整理液的原料组分以质量份计为：姜黄根醇2.5-3份、粘合剂15-18份，分散剂3-4份、发泡剂3-4份，水30-34份；
优选的，所述磷酸铜-二氧化硅-二氧化钛组合物的质量比为1:5:1；
所述银-沸石组合物的的质量比为1:5；
所述抗菌剂和气味锁定剂的颗粒粒径为20-35纳米。
优选的，制备所述光催化母粒时，将磷酸铜-二氧化硅-二氧化钛组合物纳米粉末和锦纶按1:14的质量比混合，然后在250℃混合熔融20min，用挤出机挤出制得中间母粒，再将中间母粒和由乙酸-醋酸乙烯共聚物组成的粘合剂按5:1的质量比，于250℃混合熔融10min，用挤出机挤出制得光催化母粒；
制备所述极性气味锁定母粒时，将氧化铝纳米粉末和锦纶按1:30的质量比混合，然后在250℃混合熔融20min，用挤出机挤出；
制备所述离子溶出母粒时，按照质量组分为：银-沸石组合物纳米粉末2份、对苯二甲酸100份、乙二醇60份、三氧化锑0.04份进行混合，升温至280℃缩聚，用挤出机挤出；
制备所述非极性气味锁定母粒时，按照质量组分为：浮石纳米粉末2份和涤纶55份进行混合，升温至280℃缩聚，用挤出机挤出。
优选的，所述光催化抗菌纤维中光催化组分和极性气味锁定组分的质量比为1:2，所述离子溶出抗菌纤维中离子溶出组分和非极性气味锁定组分的质量比为1:1。
由上述描述可知，本发明提供的纳米金属抗菌纤维面料及其制备方法具有如下有益效果：1、气味锁定，表层的光催化抗菌纤维中的极性气味锁定组分和里层的离子溶出抗菌纤维中的非极性气味锁定组分对恶臭分子进行吸附和锁定，避免人体味道外溢，良好的掩盖了人体的气味，尤其适合户外猎装，避免猎物发现狩猎者行踪，同时沟槽形成的孔隙对微生物的吸附的锁定能够使抗菌剂更有效的杀菌抑菌，微生物被被吸附直至面料被清洗；2、表层的光催化抗菌纤维中的光催化组分在紫外线光照时具有一定的抗菌性能，而在屋外有紫外线的情况下，光催化组分产生催化作用，具有光谱的抗菌效果，能够随着使用环境变化而调节抗菌强度，适用于户外猎装；3、里层的离子溶出抗菌纤维的离子溶出组分通过海岛结构锁定于限位内部，离子通过缓慢析出，起到杀菌抗菌的作用；4、磷酸铜-二氧化硅-二氧化钛组合物、银-沸石组合物以纳米粉末的形态混合于纤维内部，以离子交换的形式与载体复合，具有强抗菌能力；5、姜黄根醇为主要成分的整理液使得面料具有很好的抗微生物和消炎的作用。
附图说明
图1为本发明纳米金属抗菌纤维面料的组织图。
图2为图1的纬向截面图。
图3为光催化抗菌纤维的横截面图。
图4为离子溶出抗菌纤维的横截面图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
本发明纳米金属抗菌纤维面料，从上往下依次包括表层和里层，表层和里层通过接结纬接结组织连接；
表层的表组织为二上二下右斜纹组织，里层的里组织为三上一下右斜纹组织。如附图1所示组织图，用阿拉伯数字标注表经、表纬，用罗马数字标注里经、里纬，用字母表示接结纬，双层织物采用两组经纱和三组纬纱交织而成，接结纬既与表经交织，又与里经交织，在表经、表纬的交织处标注组织符号“■”，在里经、里纬交织处标注组织符号“x”，接结符号为“δ”，提综符号为“〇”,双层面料的双层组织上机图如图1所示；如附图2为纬向截面图，经纱排列顺序为一表一里，纬纱排列顺序为一表一里一接结纬。
表层的表经纱和表纬纱为光催化抗菌纤维的纯纺纱，里层的里经纱和里纬纱为离子溶出抗菌纤维的纯纺纱；
如图3所示，光催化抗菌纤维的横截面为花瓣型复合结构，光催化抗菌纤维包括光催化组分10a和极性气味锁定组分10b，光催化抗菌纤维的芯层为极性气味锁定组分10b，光催化抗菌纤维的皮层由光催化组分10a和极性气味锁定组分10b呈扇形交替分布，皮层的各极性气味锁定组分10b和芯层的极性气味锁定组分10b相连；光催化抗菌纤维的皮层的光催化组分10a的径向长度小于皮层的极性气味锁定组分10b，相邻的两个极性气味锁定组分10b和一个光催化组分10a之间形成凹槽10c，凹槽10c使得面料具有良好的孔隙率和透气性，提高面料捕捉气味和微生物的能力，被捕捉的微生物在光催化组分10a组分作用下分解；本实施例中，光催化抗菌纤维的皮层的光催化组分10a和极性气味锁定组分10b的数量均为5个，在其他实施例中，光催化抗菌纤维的皮层的光催化组分10a和极性气味锁定组分10b的数量可为其他整数个。
如图4所示，离子溶出抗菌纤维的横截面为海岛型结构，离子溶出抗菌纤维包括离子溶出组分20a和非极性气味锁定组分20b，离子溶出抗菌纤维的芯层为离子溶出组分20a，离子溶出抗菌纤维的皮层为非极性气味锁定组分20b，多个芯层分布于皮层内；离子溶出抗菌纤维中的芯层的数量为10-15个。
光催化组分10a由磷酸铜-二氧化硅-二氧化钛组合物纳米粉末和锦纶混融而成，二氧化钛为光催化抗菌剂，由于光催化反应，使得包括微生物在内的各种有机物分解从而具有抗菌性能，而铜离子也具有抗菌性能，因此该组分在无光照时，铜离子发挥抗菌作用，有光照时，二氧化钛和铜离子同时发挥抗菌作用，使得户外狩猎相对于室内或树荫下抗菌性能进一步提高；
极性气味锁定组分10b由氧化铝纳米粉末和锦纶混融而成，氧化铝能够对恶臭分子进行极性吸附；
离子溶出组分20a由银-沸石组合物纳米粉末和涤纶混融而成，银离子具有很好的杀菌效果，其为广谱的抗菌剂，金属离子与微生物接触时，使微生物蛋白质结构破碎，且有很强的氧化能力，破坏微生物的繁殖能力，但银离子遇光和长期保存容易变色，接触水时银离子易析出而导致抗菌有效期短，通过海岛型的纤维结构，将抗菌剂锁定于纤维内部，以及以沸石为载体形成稳定螯合物，能够控制离子的释放速度，提高银离子的分散度；
非极性气味锁定组分20b由浮石纳米粉末和涤纶混融而成，浮石能能够对恶臭分子进行非极性吸附。
本发明纳米金属抗菌纤维面料还包括覆盖于表层和里层表面的抗菌涂层，抗菌涂层的有效成分为姜黄根醇，姜黄根醇为黄姜的根茎提取物，具有很好的抗微生物功能。
上述纳米金属抗菌纤维面料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、制备抗菌剂和气味锁定剂：制备磷酸铜-二氧化硅-二氧化钛组合物纳米粉末和银-沸石组合物纳米粉末两种抗菌剂，制备氧化铝纳米粉末和浮石纳米粉末两种气味锁定剂；
步骤二、制备抗菌母粒和气味锁定母粒：将抗菌剂或气味锁定剂与载体树脂混合、干燥，经螺旋挤出机熔融共混挤出，造粒制得光催化母粒和离子溶出母粒两种抗菌母粒，以及极性气味锁定母粒和非极性气味锁定母粒两种气味锁定母粒；
步骤三、制备纤维：光催化母粒和极性气味锁定母粒通过螺旋挤出机挤压熔融并进入各自独立的通道，进入复合纺丝组件后复合成丝，制得光催化抗菌纤维；离子溶出母粒和非极性气味锁定母粒通过螺旋挤出机挤压熔融并进入各自独立的通道，进入复合纺丝组件后复合成丝，制得离子溶出抗菌纤维；
步骤四、以光催化抗菌纤维的纯纺纱为表层的表经纱和表纬纱，以离子溶出抗菌纤维的纯纺纱为里层的里经纱和里纬纱，纱线的制造方法参见现有技术，通过接结纬接结组织连接，制成由表层和里层构成的双层面料，双层面料的纺织方法参见现有技术和文献；
步骤五、步骤五、抗菌整理：按比例制备由姜黄根醇、粘合剂、分散剂和发泡剂混合组成的整理液，将整理液涂抹于里层表面，涂抹可采用直接涂抹法，并于100℃下烘干20min；
所述整理液的原料组分以质量份计为：姜黄根醇2.5-3份、粘合剂15-18份，分散剂3-4份，发泡剂3-4份，水30-34份，其中粘合剂、分散剂和发泡剂选用现有纺织领域常见的产品，例如粘合剂选用自交联型粘合剂，分散剂可选用聚酯型超分散剂，发泡剂可选用偶氮化合物。
其中，步骤一中，磷酸铜-二氧化硅-二氧化钛组合物的质量比为1:5:1；
银-沸石组合物的的质量比为1:5；
抗菌剂和气味锁定剂的颗粒粒径为20-35纳米。
其中，步骤二中，制备光催化母粒时，将磷酸铜-二氧化硅-二氧化钛组合物纳米粉末和锦纶按1:14的质量比混合，然后在250℃混合熔融20min，用挤出机挤出制得中间母粒，再将中间母粒和由乙酸-醋酸乙烯共聚物组成的粘合剂按5:1的质量比，于250℃混合熔融10min，用挤出机挤出制得光催化母粒，粘合剂可增加各组分的粘合性；
制备极性气味锁定母粒时，将氧化铝纳米粉末和锦纶按1:30的质量比混合，然后在250℃混合熔融20min，用挤出机挤出；
制备离子溶出母粒时，按照质量组分为：银-沸石组合物纳米粉末2份、对苯二甲酸100份、乙二醇60份、三氧化锑0.04份进行混合，升温至280℃缩聚，用挤出机挤出；
制备非极性气味锁定母粒时，按照质量组分为：浮石纳米粉末2份和涤纶55份进行混合，升温至280℃缩聚，用挤出机挤出。
其中，步骤三中，光催化抗菌纤维中光催化组分10a和极性气味锁定组分10b的质量比为1:2，离子溶出抗菌纤维中离子溶出组分20a和非极性气味锁定组分20b的质量比为1:1。
本发明提供的纳米金属抗菌纤维面料及其制备方法具有如下有益效果：1、气味锁定，表层的光催化抗菌纤维中的极性气味锁定组分10b和里层的离子溶出抗菌纤维中的非极性气味锁定组分20b对恶臭分子进行吸附和锁定，避免人体味道外溢，良好的掩盖了人体的气味，尤其适合户外猎装，避免猎物发现狩猎者行踪，同时沟槽形成的孔隙对微生物的吸附的锁定能够使抗菌剂更有效的杀菌抑菌，微生物被被吸附直至面料被清洗；2、表层的光催化抗菌纤维中的光催化组分10a在紫外线光照时具有一定的抗菌性能，而在屋外有紫外线的情况下，光催化组分10a产生催化作用，具有光谱的抗菌效果，能够随着使用环境变化而调节抗菌强度，适用于户外猎装；3、里层的离子溶出抗菌纤维的离子溶出组分20a通过海岛结构锁定于限位内部，离子通过缓慢析出，起到杀菌抗菌的作用；4、磷酸铜-二氧化硅-二氧化钛组合物、银-沸石组合物以纳米粉末的形态混合于纤维内部，以离子交换的形式与载体复合，具有强抗菌能力；5、姜黄根醇为主要成分的整理液使得面料具有很好的抗微生物和消炎的作用，发泡剂使得整理液形成的薄膜具有良好的孔隙和透气性。
综上，本发明提供的纳米金属抗菌纤维面料具有良好、持久的抗菌效果和气味锁定功能，细菌通过表层、里层和涂层三层的防护，能够抑制绝大部分的微生物生长，并吸附绝大部分的气味溢出，适合于高端的户外狩猎和户外互动领域，双层结构面料兼具很好的保温和透气性能。
上述仅为本发明的若干具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
技术特征：
1.一种纳米金属抗菌纤维面料，其特征在于：从上往下依次包括表层和里层，所述表层和里层通过接结纬接结组织连接；
所述表层的表经纱和表纬纱为光催化抗菌纤维的纯纺纱，所述里层的里经纱和里纬纱为离子溶出抗菌纤维的纯纺纱；
所述光催化抗菌纤维的横截面为花瓣型复合结构，光催化抗菌纤维包括光催化组分和极性气味锁定组分，光催化抗菌纤维的芯层为极性气味锁定组分，光催化抗菌纤维的皮层由光催化组分和极性气味锁定组分呈扇形交替分布，皮层的各极性气味锁定组分和芯层的极性气味锁定组分相连；
所述离子溶出抗菌纤维的横截面为海岛型结构，所述离子溶出抗菌纤维包括离子溶出组分和非极性气味锁定组分，离子溶出抗菌纤维的芯层为离子溶出组分，离子溶出抗菌纤维的皮层为非极性气味锁定组分，所述多个芯层分布于皮层内。
所述光催化组分由磷酸铜-二氧化硅-二氧化钛组合物纳米粉末和锦纶混融而成；所述极性气味锁定组分由氧化铝纳米粉末和锦纶混融而成；所述离子溶出组分由银-沸石组合物纳米粉末和涤纶混融而成；所述非极性气味锁定组分由浮石纳米粉末和涤纶混融而成。
2.根据权利要求1所述的纳米金属抗菌纤维面料，其特征在于：所述表层的表组织为二上二下右斜纹组织，里层的里组织为三上一下右斜纹组织。
3.根据权利要求1所述的纳米金属抗菌纤维面料，其特征在于：所述光催化抗菌纤维的皮层的光催化组分的径向长度小于皮层的极性气味锁定组分，所述相邻的两个极性气味锁定组分和一个光催化组分之间形成凹槽。
4.根据权利要求1所述的纳米金属抗菌纤维面料，其特征在于：所述光催化抗菌纤维的皮层的光催化组分和极性气味锁定组分的数量均为5个，所述离子溶出抗菌纤维中的芯层的数量为10-15个。
5.根据权利要求1所述的纳米金属抗菌纤维面料，其特征在于：还包括覆盖于表层和里层表面的抗菌涂层，所述抗菌涂层的有效成分为姜黄根醇。
6.根据权利要求1至5所述的纳米金属抗菌纤维面料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、制备抗菌剂和气味锁定剂：制备磷酸铜-二氧化硅-二氧化钛组合物纳米粉末和银-沸石组合物纳米粉末两种抗菌剂，制备氧化铝纳米粉末和浮石纳米粉末两种气味锁定剂；
步骤二、制备抗菌母粒和气味锁定母粒：将抗菌剂或气味锁定剂与载体树脂混合、干燥，经螺旋挤出机熔融共混挤出，造粒制得光催化母粒和离子溶出母粒两种抗菌母粒，以及极性气味锁定母粒和非极性气味锁定母粒两种气味锁定母粒；
步骤三、制备纤维：光催化母粒和极性气味锁定母粒通过螺旋挤出机挤压熔融并进入各自独立的通道，进入复合纺丝组件后复合成丝，制得光催化抗菌纤维；离子溶出母粒和非极性气味锁定母粒通过螺旋挤出机挤压熔融并进入各自独立的通道，进入复合纺丝组件后复合成丝，制得离子溶出抗菌纤维；
步骤四、以光催化抗菌纤维的纯纺纱为表层的表经纱和表纬纱，以离子溶出抗菌纤维的纯纺纱为里层的里经纱和里纬纱，通过接结纬接结组织连接，制成由表层和里层构成的双层面料。
7.根据权利要求6所述的纳米金属抗菌纤维面料的制备方法，其特征在于，还包括：
步骤五、抗菌整理：按比例制备由姜黄根醇、粘合剂、分散剂和发泡剂混合组成的整理液，将整理液涂抹于里层表面，并于100℃下烘干20min；
所述整理液的原料组分以质量份计为：姜黄根醇2.5-3份、粘合剂15-18份，分散剂3-4份、发泡剂3-4份，水30-34份。
8.根据权利要求7所述的纳米金属抗菌纤维面料的制备方法，其特征在于：所述磷酸铜-二氧化硅-二氧化钛组合物的质量比为1:5:1；
所述银-沸石组合物的的质量比为1:5；
所述抗菌剂和气味锁定剂的颗粒粒径为20-35纳米。
9.根据权利要求7所述的纳米金属抗菌纤维面料的制备方法，其特征在于：制备所述光催化母粒时，将磷酸铜-二氧化硅-二氧化钛组合物纳米粉末和锦纶按1:14的质量比混合，然后在250℃混合熔融20min，用挤出机挤出制得中间母粒，再将中间母粒和由乙酸-醋酸乙烯共聚物组成的粘合剂按5:1的质量比，于250℃混合熔融10min，用挤出机挤出制得光催化母粒；
制备所述极性气味锁定母粒时，将氧化铝纳米粉末和锦纶按1:30的质量比混合，然后在250℃混合熔融20min，用挤出机挤出；
制备所述离子溶出母粒时，按照质量组分为：银-沸石组合物纳米粉末2份、对苯二甲酸100份、乙二醇60份、三氧化锑0.04份进行混合，升温至280℃缩聚，用挤出机挤出；
制备所述非极性气味锁定母粒时，按照质量组分为：浮石纳米粉末2份和涤纶55份进行混合，升温至280℃缩聚，用挤出机挤出。
10.根据权利要求7所述的纳米金属抗菌纤维面料的制备方法，其特征在于：所述光催化抗菌纤维中光催化组分和极性气味锁定组分的质量比为1:2，所述离子溶出抗菌纤维中离子溶出组分和非极性气味锁定组分的质量比为1:1。
技术总结
本发明涉及面料及其制造方法领域，具体涉及一种纳米金属抗菌纤维面料及其制备方法，其特征在于：从上往下依次包括表层和里层，表层和里层通过接结纬接结组织连接；表层的表经纱和表纬纱为光催化抗菌纤维的纯纺纱，里层的里经纱和里纬纱为离子溶出抗菌纤维的纯纺纱；光催化抗菌纤维包括光催化组分和极性气味锁定组分，离子溶出抗菌纤维包括离子溶出组分和非极性气味锁定组分，本发明提供的纳米金属抗菌纤维面料具有良好、持久的抗菌效果和气味锁定功能，细菌通过表层、里层和涂层三层防护，能够抑制绝大部分的微生物生长，并吸附绝大部分的气味溢出，适合于高端的户外狩猎和户外互动领域，双层结构面料兼具很好的保温和透气性能。
技术研发人员：施志猛;程志棋;孙惠珍;陈业俊
受保护的技术使用者：福建汇龙化纤纺织实业有限公司
技术研发日：.11.15
技术公布日：.02.25
