本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及了一种具有抗菌、防臭及远红外功能的纤维的制备方法。
背景技术：
微生物通常情况下不会对人体产生危害，但一旦菌群失调就会大量繁殖，通过人体皮肤、呼吸道、消化道及生殖道粘膜对人体健康造成危害。纺织品作为人类的必需品，是传播致病菌的重要媒体，目前在纺织品中采用的抗菌剂分为有机、无机和天然三大类，天然抗菌剂一般比较安全，但是稳定性差；有机抗菌剂具有初始杀菌力强、杀菌速度快的优点，但存在耐热性差、具有一定毒性、易渗出、不耐洗涤、使用寿命短等缺点；无机系抗菌剂以银系抗菌剂为主，具有抗菌效果较佳、耐洗性好、耐热稳定好的优点，但制备纤维的过程中易堵喷丝板，给长时间的连续纺丝带来困难，造成单耗高、成品率下降，而且纤维的抗菌率低、性能单一应用范围窄的缺点。
技术实现要素：
本发明针对现有技术中抗菌率低、质量品质低缺点，提供了一种抗菌率高、应用范围宽的具有抗菌、防臭及远红外功能的纤维的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
具有抗菌、防臭及远红外功能的纤维的制备方法，包括以下步骤：
a、抗菌母粒的制备
先按质量比为7:3～9:1，将两种硅酸盐矿物加入搅拌器中，先在转速为500～800rpm下搅拌8～10min，后将转速调至1000～1200rpm继续搅拌5～10min，混合均匀；再将含有金属离子的金属盐加入搅拌器中进行混合溶解，在转速为3000～6000rpm、温度为80～95℃下搅拌5～8min，最后将转速调至500～1000rpm，加入去离子水，去离子水的添加量为金属盐添加量的100～150％，继续搅拌10～15min；
将所得固体放于烘箱中在60～70℃下干燥3～4h，再将温度升高至90～100℃，继续干燥4～5h，干燥后待冷却至50～60℃时，放于球磨机中在筒体转速为20～30rpm下研磨1～1.5h，研磨之后放于烘箱中在80～90℃下干燥2～3h，得到金属离子的总含量为1.8～5％的硅酸盐矿物载金属离子抗菌剂；将所述的抗菌剂与85～90重量份的化学纤维基体切片混合，通过螺杆挤出机制成抗菌母粒；
b、具有抗菌、防臭及远红外功能的纤维的制备
将重量份数为1～10％的步骤a制备的抗菌母粒和90～99％化学纤维加入双螺杆挤出机中，采用熔融纺丝法进行纺丝，得到所述的抗菌涤纶纤维。
作为优选，硅酸盐矿物为沸石、蒙脱土、海泡石、麦饭石、云母中的任意两种；金属盐为硝酸银、硝酸铜、硝酸铝、硝酸镁、硝酸钙、硝酸锌、硝酸钛中的任意三种或三种以上组合。
作为优选，按重量份数计算，硅酸盐矿物载金属离子抗菌剂包括40～80份硅酸盐矿物和20～60份金属盐。
作为优选，各金属离子在硅酸盐矿物载金属离子抗菌剂中的含量分别如下：1～3％银离子、0.5～2％铜离子、0.5～2％锌离子、0.5～2％铝离子、0.5～1.5％铁离子、0.5～1.5％钙离子、0.5～1.5％镁离子、0.3～1.5％钛离子，其中，上述金属中的任意三种或三种以上的含量之为1.8～5％。
作为优选，化学纤维为涤纶或尼龙或丙纶。
作为优选，纺丝工艺条件为：纺丝速度为4300～4400m/min，纺丝箱体的温度为260～265℃，纺丝窗的温度为19～21℃。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：通过自制抗菌母粒，在制备过程中加入多种抗菌金属离子，并且有效的控制金属离子的粒径大小和离子含量，得到的母粒具有抗菌效果优异，而且不变色，解决了多数抗菌母粒的变色问题，将抗菌母粒与化学纤维通过熔融纺丝制备抗菌纤维，纺丝过程中连续、单耗低、成品率高，得到的纤维抗菌效果、防臭性能、远红外功能优异，具有最佳安全性；该制备过程不但无污染，不增加工艺，而且成本降低，具有良好的经济效益。
具体实施方式
下面实施例是对本发明进一步详细描述，但不是限制本发明的范围。
实施例1
具有抗菌、防臭及远红外功能的纤维的制备方法，包括以下步骤：
a、抗菌母粒的制备
按重量份数计算，硅酸盐矿物载金属离子抗菌剂包括60份硅酸盐矿物和40份含有金属离子的金属盐，硅酸盐矿物为蒙脱土和海泡石组合，其中m(蒙脱土)：m(海泡石)＝8:9，将硅酸盐矿物加入搅拌器中，先在转速为700rpm下搅拌9min，后将转速调至1000rpm继续搅拌5min，混合均匀；再将硝酸铝、硝酸铁、硝酸钙加入搅拌器中进行混合溶解，在转速为3000rpm、温度为82℃下搅拌6min，最后将转速调至500rpm，加入去离子水，去离子水的添加量为金属盐添加量的100％，继续搅拌12min；将所得固体放于烘箱中在65℃下干燥3h，再将温度升高至92℃，继续干燥5h，干燥后待冷却至50℃时，放于球磨机中在筒体转速为20rpm下研磨1.5h，研磨之后放于烘箱中在80℃下干燥2h，得到金属离子的总含量为4％的硅酸盐矿物载金属离子抗菌剂，其中铝离子的含量为2％，铁离子的含量为0.5％，钙离子的含量为2.5％；
将所述的抗菌剂与85重量份的涤纶混合，通过螺杆挤出机制成抗菌母粒；
b、具有抗菌、防臭及远红外功能的纤维的制备
将重量份数为1％的步骤a制备的抗菌母粒和99％涤纶加入双螺杆挤出机中，采用熔融纺丝法进行纺丝，得到所述的抗菌涤纶纤维，纺丝工艺条件为：纺丝速度为4400m/min，纺丝箱体的温度为265℃，纺丝窗的温度为21℃。
实施例2
具有抗菌、防臭及远红外功能的纤维的制备方法，包括以下步骤：
a、抗菌母粒的制备
按重量份数计算，硅酸盐矿物载金属离子抗菌剂包括42份硅酸盐矿物和58份含有金属离子的金属盐，硅酸盐矿物为海泡石和沸石组合，其中m(海泡石)：m(沸石)＝8:3，将硅酸盐矿物加入搅拌器中，先在转速为700rpm下搅拌10min，后将转速调至1200rpm继续搅拌10min，混合均匀；再将硝酸铜、硝酸锌、硝酸铝、硝酸铁、硝酸钙及硝酸镁加入搅拌器中进行混合溶解，在转速为4200rpm、温度为90℃下搅拌8min，最后将转速调至800rpm，加入去离子水，去离子水的添加量为金属盐添加量的110％，继续搅拌12min；将所得固体放于烘箱中在70℃下干燥3h，再将温度升高至96℃，继续干燥5h，干燥后待冷却至60℃时，放于球磨机中在筒体转速为20rpm下研磨1.3h，研磨之后放于烘箱中在90℃下干燥2h，得到金属离子的总含量为4.5％的硅酸盐矿物载金属离子抗菌剂，其中铜离子含量为0.6％，锌离子含量为0.7％，铝离子含量为0.8％，铁离子的含量为1％，钙离子的含量为0.8％，镁离子的含量为0.6％；
将所述的抗菌剂与90重量份的涤纶混合，通过螺杆挤出机制成抗菌母粒；
b、具有抗菌、防臭及远红外功能的纤维的制备
将重量份数为5％的步骤a制备的抗菌母粒和95％涤纶加入双螺杆挤出机中，采用熔融纺丝法进行纺丝，得到所述的抗菌涤纶纤维，纺丝工艺条件为：纺丝速度为4400m/min，纺丝箱体的温度为265℃，纺丝窗的温度为21℃。
实施例3
具有抗菌、防臭及远红外功能的纤维的制备方法，包括以下步骤：
a、抗菌母粒的制备
按重量份数计算，硅酸盐矿物载金属离子抗菌剂包括70份硅酸盐矿物和30份含有金属离子的金属盐，硅酸盐矿物为蒙脱土和云母组合，其中m(蒙脱土)：m(云母)＝8:5，将硅酸盐矿物加入搅拌器中，先在转速为500rpm下搅拌10min，后将转速调至1100rpm继续搅拌9min，混合均匀；再将硝酸银、硝酸铁、硝酸铝及硝酸钛加入搅拌器中进行混合溶解，在转速为3000rpm、温度为90℃下搅拌6min，最后将转速调至1000rpm，加入去离子水，去离子水的添加量为金属盐添加量的130％，继续搅拌13min；将所得固体放于烘箱中在68℃下干燥3h，再将温度升高至98℃，继续干燥4h，干燥后待冷却至56℃时，放于球磨机中在筒体转速为30rpm下研磨1.3h，研磨之后放于烘箱中在90℃下干燥2h，得到金属离子的总含量为3.5％的硅酸盐矿物载金属离子抗菌剂，其中银离子的含量为1％，铁离子含量的为1.5％，铝离子的含量为0.5％、钛离子的含量为0.5％；
将所述的抗菌剂与88重量份的尼龙混合，通过螺杆挤出机制成抗菌母粒；
b、具有抗菌、防臭及远红外功能的纤维的制备
将重量份数为5％的步骤a制备的抗菌母粒和95％尼龙加入双螺杆挤出机中，采用熔融纺丝法进行纺丝，得到所述的抗菌涤纶纤维，纺丝工艺条件为：纺丝速度为4300m/min，纺丝箱体的温度为263℃，纺丝窗的温度为20℃。
实施例4
具有抗菌、防臭及远红外功能的纤维的制备方法，包括以下步骤：
a、抗菌母粒的制备
按重量份数计算，硅酸盐矿物载金属离子抗菌剂包括60份硅酸盐矿物和40份含有金属离子的金属盐，硅酸盐矿物为蒙脱土和海泡石组合，其中m(蒙脱土)：m(海泡石)＝8:9，将硅酸盐矿物加入搅拌器中，先在转速为700rpm下搅拌9min，后将转速调至1000rpm继续搅拌5min，混合均匀；再将硝酸铝、硝酸铁、硝酸钙加入搅拌器中进行混合溶解，在转速为3000rpm、温度为82℃下搅拌6min，最后将转速调至500rpm，加入去离子水，去离子水的添加量为金属盐添加量的100％，继续搅拌12min；将所得固体放于烘箱中在65℃下干燥3h，再将温度升高至92℃，继续干燥5h，干燥后待冷却至50℃时，放于球磨机中在筒体转速为20rpm下研磨1.5h，研磨之后放于烘箱中在80℃下干燥2h，得到金属离子的总含量为4％的硅酸盐矿物载金属离子抗菌剂，其中铝离子的含量为2％，铁离子的含量为0.5％，钙离子的含量为2.5％；
将所述的抗菌剂与90重量份的涤尼龙混合，通过螺杆挤出机制成抗菌母粒；
b、具有抗菌、防臭及远红外功能的纤维的制备
将重量份数为4％的步骤a制备的抗菌母粒和96％尼龙加入双螺杆挤出机中，采用熔融纺丝法进行纺丝，得到所述的抗菌涤纶纤维，纺丝工艺条件为：纺丝速度为4300m/min，纺丝箱体的温度为263℃，纺丝窗的温度为20℃。
实施例5
具有抗菌、防臭及远红外功能的纤维的制备方法，包括以下步骤：
a、抗菌母粒的制备
按重量份数计算，硅酸盐矿物载金属离子抗菌剂包括54份硅酸盐矿物和46份含有金属离子的金属盐，硅酸盐矿物为麦饭石和海泡石组合，其中m(麦饭石)：m(海泡石)＝7:8，将硅酸盐矿物加入搅拌器中，先在转速为600rpm下搅拌9min，后将转速调至1000rpm继续搅拌7min，混合均匀；再将硝酸锌、硝酸钙、硝酸镁及硝酸钛加入搅拌器中进行混合溶解，在转速为3800rpm、温度为87℃下搅拌5min，最后将转速调至900rpm，加入去离子水，去离子水的添加量为金属盐添加量的150％，继续搅拌10min；将所得固体放于烘箱中在60℃下干燥3h，再将温度升高至100℃，继续干燥4h，干燥后待冷却至55℃时，放于球磨机中在筒体转速为28rpm下研磨1.5h，研磨之后放于烘箱中在86℃下干燥2h，得到金属离子的总含量为1.8％的硅酸盐矿物载金属离子抗菌剂，其中锌离子含量为0.5％，钙离子的含量为0.5％，镁离子的含量为0.5％，钛离子含量为0.3％；
将所述的抗菌剂与85重量份的丙纶混合，通过螺杆挤出机制成抗菌母粒；
b、具有抗菌、防臭及远红外功能的纤维的制备
将重量份数为10％的步骤a制备的抗菌母粒和90％丙纶加入双螺杆挤出机中，采用熔融纺丝法进行纺丝，得到所述的抗菌涤纶纤维，纺丝工艺条件为：纺丝速度为4300m/min，纺丝箱体的温度为260℃，纺丝窗的温度为20℃。
实施例6
具有抗菌、防臭及远红外功能的纤维的制备方法，包括以下步骤：
a、抗菌母粒的制备
按重量份数计算，硅酸盐矿物载金属离子抗菌剂包括76份硅酸盐矿物和24份含有金属离子的金属盐，硅酸盐矿物为云母和沸石组合，其中m(云母)：m(沸石)＝8:1，将硅酸盐矿物加入搅拌器中，先在转速为800rpm下搅拌8min，后将转速调至1100rpm继续搅拌8min，混合均匀；再将硝酸银、硝酸铜、硝酸钙、硝酸镁及硝酸钛加入搅拌器中进行混合溶解，在转速为4000rpm、温度为95℃下搅拌6min，最后将转速调至700rpm，加入去离子水，去离子水的添加量为金属盐添加量的140％，继续搅拌15min；将所得固体放于烘箱中在64℃下干燥4h，再将温度升高至100℃，继续干燥4h，干燥后待冷却至58℃时，放于球磨机中在筒体转速为22rpm下研磨1.2h，研磨之后放于烘箱中在85℃下干燥3h，得到金属离子的总含量为5％的硅酸盐矿物载金属离子抗菌剂，其中银离子含量为2％，铜离子含量为1％，钙离子的含量为1％，镁离子的含量为0.5％，钛离子含量为0.5％；
将所述的抗菌剂与89重量份的丙纶混合，通过螺杆挤出机制成抗菌母粒；
b、具有抗菌、防臭及远红外功能的纤维的制备
将重量份数为3％的步骤a制备的抗菌母粒和97％丙纶加入双螺杆挤出机中，采用熔融纺丝法进行纺丝，得到所述的抗菌涤纶纤维，纺丝工艺条件为：纺丝速度为4300m/min，纺丝箱体的温度为260℃，纺丝窗的温度为20℃。
实施例1～6制备的纤维进行如下抗菌试验。
1、抗菌性能
按照aatcc100-2004《纺织材料抗菌整理的性能评价》标准测试，其结果列于表1：
表1纤维的抗菌试验结果
2、抗菌持久性：
参照fz/t73023-2006《抗菌针织品附录c抗菌织物试样洗涤试验方法》的洗涤程序洗涤抗菌纤维50次后测试抗菌结果列于表2。
表2纤维水洗50次后的抗菌效果
3、纤维毒性试验
纤维毒性试验包括多次完整皮肤刺激性试验、皮肤变态试验及阴道黏膜刺激试验，实验结果列于表3
表3纤维毒性试验结果
通过对纤维进行毒性试验，本发明皮肤、皮肤变态反应、阴道粘膜均无刺激，具有安全的抗菌效果。
4、远红外功能
4.1、保温性能测试：分别用普通织物和本发明纤维制成护腕套在健康者的手腕上，在室温下，在一定的时间内，用测温仪分别测得皮肤表面的温度，求出温度差；
4.2、发射率：按gb/t30127-2013标准检测。
表4纤维的远红外功能
从表3可以看出，本发明相对普通的织物具有优异的远红外功能，本发明与体内水分子的共振作用能有效活化水分子，提高细胞渗透性能，从而提高身体的含量量；能与水分子及有机物产生共振而具有良好的热效应，因此具有良好的保暖性能。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。