类气垫膜结构的织物及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织品领域，具体涉及一种类气垫膜结构的织物及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，人们对于纺织品的外观及功能性的要求越来越高。功能性纺织品呈现出了越来越广阔的发展空间，其应用已逐渐渗入到衣物服饰、装饰、军事、建筑等实用领域。目前，针对功能性纺织品的研究，已不单单局限于某一特定的功能，而是更多的趋向于多功能、高功能和复合功能的方向发展。同时，随着抗静电、阻燃、单向导汗、抗紫外线、吸湿速干、相变调温、红外隐身、抗菌、电磁屏蔽等功能性纱线的不断面世，为设计开发出不同结构的多功能性织物提供了基础。防护装备、医用织物、安全耐用的运输和建筑用纤维材料及高性能复合纤维材料的发展，向人们展现出了功能性纺织品巨大的开发空间。
在现今的科学研究和工业生产过程中，多功能织物已被成功设计开发出来，并应用到生活中。但这些多功能织物多是先选用功能性纱线进行交织，再加入功能性整理剂对织物进行后整理加工，以获得多种功能特性。该技术方法工艺简单，成本较低，所附加的功能成分直接与皮肤接触，水洗时直接受外力冲击，都会加快其功能弱化的趋势，并且该纤维制备出的产品的手感和舒适性不佳。因此，利用多种功能性纱线结合机织工艺，是开发功能性纺织品的趋势所在，同时也是改善功能性纺织品功能单一、舒适度差、耐久性差等缺陷的有效方法。
通过机织工艺制备的双层组织结构的双层织物具有由两组各自独立的经纱系统(表经和里经)和两组各自独立的纬纱系统(表纬和里纬)交织形成相互重叠的上下层组织。双层组织可以用作增加织物厚度与强度，且织物柔软蓬松，吸湿性极好，外形可变性强。
申请号为CN201610528454.5的发明专利公开了一种蓄热发热膨体双层结构纱线保暖机织面料的生产方法，生产过程中纱线选用蓄热发热纤维、再生纤维素纤维、高收缩腈纶、水溶性维纶短纤维及四合一混纺包芯双层结构纱线，织物组织采用纬二重组织进行机织生产，所制备的面料具有蓄热发热纤维、双层结构纱线内部中空、双面织物等三重保暖功能，极大地提高机织面料的保暖效果。
申请号为CN201710078665.8的发明专利公开了一种单向导湿轻量保暖梭织双层面料的制备工艺，制备出双层结构梭织面料，其中经纱通过“里经接结”方法与表纬交织，表层采用涤纶异型截面吸水纤维或酷丝绵纤维中的一种，里层选用丙纶中空纤维色纱，所述面料一面疏水导湿，另一面吸水排湿，从而使织物获得单向导湿的功能。
申请号为CN201910240009.2的发明专利公开了一种双层快干三防面料的设计方法与生产工艺，选用中空涤纶/莫代尔混纺纱和莫代尔/coolmax纤维的混纺纱，使用双层结构，使得面料比较厚实，提升了面料的保暖效果；且两层面料间的空气，不容易流动，能进一步提高面料的保暖性能。
申请号为CN201811353581.1发明专利公开了一种双层透湿保暖面料的设计方法与生产工艺，所制备的面料为双层织物，使用表里换层织物的工艺技术，实现上下层间的联结，纱线选用异型结构的涤纶和天丝混纺，制备的面料具有优良的透湿功能和保暖功能。
虽然上述方法所制备的面料均采用了双层组织结构以及选用具备特定功能和特定结构的纱线来制备功能性纺织品，但是基于双层织物在结构上的局限性和选用纱线的功能限制，所制备的纺织品的功能并没有很大程度上得到提升，而且使用寿命不长，功能纱线易于磨损失效且不耐水洗。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的在于提供一种具备优异功能性的类气垫膜结构的织物及其制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种类气垫膜结构的织物，所述类气垫膜结构的织物由第一结构区和第二结构区交替联结构成阵列结构；所述第一结构区为表组织和里组织构成的双层组织；所述第二结构区为由表组织和里组织接结形成的接结双层组织，或者所述第二结构区为单层组织；
所述第一结构区的表组织与里组织之间设置有垫纬纱，所述垫纬纱为由短纤粗纱和包缠在所述短纤粗纱外周的水溶性维纶长丝组成的第一包缠纱；或者所述垫纬纱为由短纤粗纱、功能性长丝以及包缠在所述短纤粗纱、功能性长丝外周的水溶性维纶长丝组成的第二包缠纱；
所述类气垫膜结构的织物经过机械洗充后，所述垫纬纱中的所述短纤粗纱在所述第一结构区的双层组织中解捻、均匀分散，使得所述第一结构区蓬松凸起，以使所述类气垫膜结构的织物呈现出局部凸起的三维阵列结构。
优选的，所述类气垫膜结构的织物中，单个织物组织循环对应至少一根所述垫纬纱。
优选的，在所述第一结构区，所述垫纬纱不参与交织，仅垫在所述第一结构区的双层组织结构的两层组织之间；在所述第二结构区，当所述第二结构区采用接结双层组织时，所述垫纬纱仅垫入所述接结双层组织之间，不参与交织，当所述第二结构区采用单层组织时，所述垫纬纱参与交织。
优选的，所述短纤粗纱包括但不限于为具有保暖性能的纤维、具有抗菌性能的纤维、具有阻燃性能的纤维、具有红外吸收性能的纤维、具有吸附性能的纤维或者具有吸音功能的纤维中的一种。
优选的，当所述短纤粗纱为具有保暖性能的纤维时，所述纤维包括但不限于为牛角瓜纤维、聚酰亚胺纤维或者木棉纤维；当所述短纤粗纱为具有抗菌性能的纤维时，所述纤维包括但不限于为汉麻纤维；当所述短纤粗纱为具有阻燃性能的纤维时，所述纤维包括但不限于为阻燃涤纶纤维；当所述短纤粗纱为具有红外吸收性能的纤维时，所述纤维包括但不限于为玄武岩纤维；当所述短纤粗纱为具有吸附性能的纤维时，所述纤维包括但不限于为竹炭再生纤维；当所述短纤粗纱为具有吸音性能的纤维时，所述纤维包括但不限于为木棉纤维。
优选的，所述功能长丝包括但不限于为预氧丝或者导电金属丝。
优选的，所述垫纬纱为由汉麻粗纱、导电金属丝以及包缠在所述汉麻粗纱、导电金属丝外周的水溶性维纶长丝组成的第二包缠纱，以通过所述垫纬纱中的导电金属丝实现织物纬向的连续导电。
优选的，所述垫纬纱为由预氧丝、牛角瓜粗纱以及包绕在所述预氧丝、牛角瓜粗纱外周的水溶性维纶长丝组成的第二包缠纱，所述类气垫膜结构的织物的极限氧指数LOI≥32，且其对苯的饱和吸附量不低于61.65mg/g，对甲苯的饱和吸附量不低于66.46mg/g。
为了实现上述发明目的，本发明还提供了前述技术方案中任一技术方案所述的类气垫膜结构的织物的制备方法，包括如下步骤：
S1，确定第一结构区的表组织、里组织及第二结构区的组织结构；确定第一结构区、第二结构区的经纱、纬纱以及垫纬纱的材质；
S2，根据上机图穿经、穿筘后进行织造；
其中，在所述第一结构区中，所述垫纬纱不参与交织，仅垫在所述双层组织结构的两层组织之间；
在所述第二结构区中，当所述第二结构区采用接结双层组织时，所述垫纬纱仅垫入所述接结双层组织之间，不参与交织，当所述第二结构区采用单层组织时，所述垫纬纱参与交织；
S3，织造完成后，对织物进行机械洗充，使所述第一结构区内的所述垫纬纱解捻、均匀分散后填充于所述第一结构区内，使得所述第一结构区凸起，得到类气垫膜结构的织物。
有益效果
1、本发明提供的类气垫膜结构的织物是在传统双层垫纬结构的基础上，改变垫纬纱的结构，并结合机械洗的技术手段，实现了织物的洗可充的性能。且本发明提供的类气垫膜结构的织物中，所述第一结构区和所述第二结构区的尺寸可进行调节，而且调节范围广，第二结构区以单层组织结构或者双层接结组织结构联结具有双层组织结构的第一结构区，较传统的绗缝方式，使织物更加稳定，引入的功能垫纬纱在织物面料中的分布更加均匀、可控。
2、本发明提供的类气垫膜结构的织物，第一结构区的双层组织结构作为织物主体结构，且该结构致密封闭，可以很好的保护设置在其双层组织中的垫纬纱；第二结构区的组织结构起着稳定整体织物结构的作用；而且垫纬纱在第一结构区的双层区域内不与表里两层交织，有效降低了对垫纬纱的可纺性、可织性要求，适用范围广。本发明提供的类气垫膜结构的织物通过将垫纬纱设置在双层组织之间，相较于传统的功能纱线以组织点的形式裸漏于织物表面，该设置避免了垫纬纱影响织物的外观，手感及穿着舒适性等缺陷，并且有效降低了功能纱线的磨损，很大程度上提高了基于功能纱线的织物面料的使用寿命，另外，该织物具备优异的耐水性性能，更有利于实现永久耐水洗等级。
3、本发明提供的类气垫膜结构的织物中，垫纬纱由短纤粗纱以及包缠在所述短纤粗纱外周的水溶性维纶长丝组成；利用维纶长丝的水溶性特征，在织物经过机械洗充后，所述短纤粗纱在所述第一结构区双层组织中解捻并且均匀分散，使得所述第一结构区蓬松凸起，以使织物呈现出局部凸起的三维矩形阵列排列结构，该结构能够更好的促进织物的特定功能特性。
4、本发明提供的类气垫膜结构的织物，由组织结构不同的第一结构区和第二结构区联结构成局部凸起的三维矩形阵列排列结构，该结构在织物表面会产生凸起效应，即第一结构区呈凸起状态，使织物能够进行点接触，而不是平面全接触；第二结构区的单层结构能够更好地反衬出凸起效应，或者第二结构区的双层接结结构能够形成功能性连续导通通道，两个结构区协同作用，进而更好地促进织物的功能特性。
5、本发明提供的类气垫膜结构的织物，基于局部凸起的三维矩形阵列排列结构，能够通过选用不同功能特性的垫纬纱用以实现织物的不同功能需求，在个人防护装备、军事、医用织物和建筑等领域具备巨大的发展前景。
6、本发明提供的类气垫膜结构的织物的制备方法可控性强，能够实现工业生产。
附图说明
图1为本发明的类气垫膜结构的织物的结构示意图。
图2为本发明实施例1的织物上机图。
图3为本发明实施例2的织物上机图。
图4为本发明实施例2制备的织物实物图。
图5为本发明实施例2制备的汽车内饰面料模拟效果图。
图6为本发明实施例4制备的织物实物图。
图7为本发明实施例4制备的织物导电测试效果图。
图8为本发明实施例4的织物组织图。
图9为本发明实施例5的织物组织图。
图10为本发明实施例5制备的织物的静电反聚集“珍珠链”结构示意图。
图11为本发明实施例6的织物上机图。
图12为本发明实施例6制备的织物实物图。
图13为本发明实施例6制备的织物应用于军事装备及军工服装的模拟效果图。
图14为本发明实施例6制备的织物未覆盖装有热水的烧杯的红外拍摄图。
图15为本发明实施例6制备的织物覆盖装有热水的烧杯的红外拍摄图。
图16为本发明实施例6制备的织物红外光谱图。
附图标记：
100、类气垫膜结构的织物；10、第一结构区；20、第二结构区；21、经向联结区；22、纬向联结区。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
本发明提供了一种类气垫膜结构的织物的制备方法，包括如下步骤：
S1，织物结构设置：确定第一结构区的表组织、里组织及第二结构区的组织结构，组织结构采用原组织或变化组织中的一种；选用预定原料的经纱、纬纱和功能垫纬纱；
S2，根据上机图穿经、穿筘后进行织造；
S21，设定所述第一结构区的纱线排列比；
S22，设定所述第二结构区的纱线排列比；
S3，织造完成后，对织物进行机械洗充，使所述第一结构区内的所述垫纬纱解捻、均匀分散后填充于所述第一结构区内，使得所述第一结构区凸起，得到类气垫膜结构的织物。
本领域技术人员应当理解，在步骤S21中，所述第一结构区中，表经纱与里经纱的比例可以为1:1、2:1、2:2、3:1中的一种，也可以为其他比例，可以根据产品设计需要进行设定，具体不予限制；表纬纱与里纬纱的比例可以为1:1、2:1、3:1、4:2中的一种，也可以为其他比例，可以根据产品设计需要进行设定，具体不予限制。
同样的，在步骤S22中，当所述第二结构区采用接结双层组织时，表经纱与里经纱的比例、表纬纱与里纬纱的比例设置可以根据产品设计需要进行设定，具体不予限制。
优选的，所述机械洗充为空气洗。
请参阅图1所示，所述类气垫膜结构的织物100由第一结构区10和第二结构区20联结构成阵列结构；所述第一结构区10为表组织和里组织构成的双层组织；所述第二结构区20为由表组织和里组织接结形成的接结双层组织，或者所述第二结构区20为单层组织；
所述第一结构区10的表组织与里组织之间设置有垫纬纱，所述垫纬纱为由短纤粗纱和包缠在所述短纤粗纱外周的水溶性维纶长丝组成的第一包缠纱；或者所述垫纬纱为由短纤粗纱、功能性长丝以及包缠在所述短纤粗纱、功能性长丝外周的水溶性维纶长丝组成的第二包缠纱；
所述类气垫膜结构的织物100经过机械洗充后，所述垫纬纱中的所述短纤粗纱在所述第一结构区10的双层组织中解捻、均匀分散，使得所述第一结构区10蓬松凸起，以使所述类气垫膜结构的织物100呈现出局部凸起的三维阵列结构。
优选的，所述第二结构区20包括在经向方向上联结相邻设置的所述第一结构区10的经向联结区21和在纬向方向上联结相邻设置的所述第一结构区10的纬向联结区22；其中，所述经向联结区21与所述纬向联结区22的组织结构可以相同，也可以不同。
下面结合实施例1-7及对比例1-3对本发明提供的类气垫膜结构的织物的制备方法进行描述：
实施例1
一种类气垫膜结构的轻薄保暖面料的制备方法，包括如下步骤：
S1，确定第一结构区的表组织、里组织均采用平纹组织，所述第二结构区为方平组织；确定第一结构区经纱根数和第二结构区纬向联结区的经纱根数比例为4:1；确定第一结构区、第二结构区的经纱、纬纱以及垫纬纱的材质(如表1所示)；
S2，根据上机图(如图2所示)穿经、穿筘后进行织造；
在所述第一结构区中，表经纱与里经纱的纱线排列比例为1:1；
其中，在所述第一结构区中，所述垫纬纱不参与交织，仅垫在所述双层组织结构的两层组织之间；在所述第二结构区中，所述垫纬纱参与交织。
S3，织造完成后，对织物进行空气洗，使所述第一结构区内的所述垫纬纱解捻、均匀分散后填充于所述第一结构区内，使得所述第一结构区凸起，得到类气垫膜结构的织物。
在织造过程中，织造工艺参数和原料设置如下表1所示。
表1实施例1的组织结构设计和织造工艺参数设置
所述实施例1制备的织物，其中织物的第一结构区为双层组织，表组织和里组织均为平纹组织；第二结构区的经向联结区和纬向联结区均为单层组织，由方平组织构成。该织物分别通过经向联结区和纬向联结区，从经、纬两向将第一结构区的双层组织关联起来，使得第二结构区在经向和纬向上形成平整、稳定的单层联结通道。在第一结构区的双层组织中，垫纬纱衬于表里两层织物之间；经空气洗充后，由于水溶性维纶长丝的退维，使得垫纬纱中的PI短纤在双层结构中以散纤填充，蓬松分布，使得双层组织区域泡起，呈现出类气垫膜的局部凸起三维矩形阵列排列结构。并且，水溶性维纶长丝在水中具有一定的收缩作用，使得织物的第一结构区和第二结构区在退维的同时发生一定程度的收缩而增加了织物的厚度感，进一步促进类气垫膜结构的凸起度，有效提高织物的保暖隔热效果。
其中，聚酰亚胺材料(PI)的导热系数为0.031W/(m·k)，而羊毛的导热系数为0.029W/(m·k)；即，PI与羊毛相似，具有优异的保温隔热效果。在实施例1中，采用PI和棉作为主要原料，经过纱线的配置，使得与外界接触面形成的织物层主要原料为棉，赋予织物良好的手感；面向人体接触的织物层为PI，可以有效降低人体与环境的热量传递，提供了良好的保暖隔热效果。实验可知，通过实施例1的制备方法，可制备得到可水洗、手感良好的轻薄保暖面料，且其热阻值为0.158m2·℃·W-1。
需要说明的是，在本实施例中，所述经向联结区与所述纬向联结区的组织结构相同，但是，本领域技术人员应当理解，根据产品的设计及应用的需求，所述经向联结区与所述纬向联结区的组织结构也可以不同。还需要说明的是，应当理解，图1中仅是为了便于区分经向联结区与纬向联结区，故使用的不同填充图案，并不是表示经向联结区与纬向联结区的结构不同。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于：将垫纬纱中的水溶性维纶长丝替换为非水溶性维纶长丝，其他步骤与实施例1基本相同，在此不再赘述。由于垫纬纱外包缠的是非水溶性维纶长丝，在步骤S3的空气洗充过程中，垫纬纱继续以非水溶性维纶长丝包缠PI短纤粗纱的形式垫入在第一结构区的两层织物之间，在第二结构区以非水溶性维纶长丝包缠PI短纤粗纱的形式参与交织。测试可知，制备得到的对比样品的热阻值为0.078m2·℃·W-1，显著低于实施例1的热阻值(0.158m2·℃·W-1)。
可见，在实施例1中，通过利用水溶性维纶长丝对短纤粗纱进行包缠，在对织物进行空气洗时，基于水溶性维纶长丝的水溶性，维纶长丝溶解，使得短纤粗纱解体，以纤维形式蓬松分布于两层织物之间，配合该织物的类气垫膜的局部凸起三维矩形阵列排列结构，可有效提高织物的保暖性，用于制备轻薄舒适保暖面料。且所述织物结构平整、织造便捷。
实施例2
本实施例提供了一种类气垫膜结构的可水洗汽车净化内饰面料织物的制备方法，与实施例1相比，其不同之处在于第一结构区和第二结构区的织物组织、原料和织造工艺参数的不同，具体如表2所示，其他步骤基本相同，在此不再赘述。
表2实施例2的组织结构设计和织造工艺参数设置
请参阅图3-5及表2对实施例2进行分析：
图3为本发明实施例2的织物上机图。如图4所示，实施例2制备的织物，第一结构区由斜纹组织结构的表组织和里组织构成，第二结构区为斜纹组织结构的单层组织结构。
实施例2的主体纱线原料采用阻燃涤纶，在双层织物内部引入由牛角瓜粗纱和预氧丝以及包缠在其表面的水溶性维纶长丝构成的功能垫纬纱。通过后续的空气洗，使得具有吸附阻燃功能的预氧丝和兼具抗菌、吸汗性能的牛角瓜纤维均分蓬松分散在织物第一结构区的表层和里层之间，呈现出类气垫膜的局部凸起三维矩形阵列排列结构。
本实施例中，采用中空型结构的阻燃涤纶作为载体，不仅具备优异的阻燃性能，还由于内部有空腔，密度小，并且能包含大量静止空气，具备优异的保暖性能；且由于其纤维内部存在大量的空腔，具备良好的透湿导汗功能。
需要说明的是，该阻燃涤纶也可以采用Y型结构的阻燃涤纶，不仅具备优异的阻燃性能，还由于其表面积大，纤维表面有三条明显的沟槽，且纤维表面存在大量的微型小孔，这种结构使得纤维具备优异的芯吸功能，能快速吸收汗水，并通过三条沟槽结构将汗水导出，具备良好的吸湿导汗功能。
本实施例中，由于牛角瓜纤维具有独特的形态结构，具备中空度较高、保暖性好、吸湿性好，还具有优异的抗菌效能，但是牛角瓜纤维本身存在强度低、无转曲、易脆断和抱合力差等不利于纺纱的缺点，限制了其使用范围。水溶性维纶纤维是一种功能性差别化纤维，具有较好的可纺性和理想的水溶性，且溶于水后无毒无味呈透明状，可自然生物降解。因此本发明采用预氧丝、牛角瓜纤维以及包缠在牛角瓜纤维与预氧丝外周的水溶性维纶组成的第二包缠纱为垫纬纱，克服了牛角瓜纤维可纺性低的缺陷，使得垫纬纱在具备优异抗菌、吸汗性能的同时，还具备优异的力学性能和可纺性能。
其中，水溶性维纶纤维作为伴纺，织造完成的织物进行退维后整理。在退维的过程中，纱线中的水溶性维纶纤维溶解退掉，只剩下预氧丝和牛角瓜纤维，垫纬纱由纱线状变成散纤维状，再进行烘干整理，使得纱线结构蓬松，织物呈现出蓬松柔软舒适之感，提升了织物的类气垫膜结构的蓬松度，进而促使织物的凸起结构显著，且其柔软度高，实现了洗可充的功能。
本实施例基于织物的类气垫膜的局部凸起三维矩形阵列排列结构，利用预氧丝优异的吸附阻燃功能，加之蓬松的牛角瓜纤维增大了可吸附的空间，两者进行功能的协同促进，进一步提升织物的吸附性能，其发挥吸附功能的有效作用面积远大于现有技术中常用炭包的吸附作用面积。该可水洗汽车净化内饰面料织物的极限氧指数LOI≥32，对苯的饱和吸附量为63.81mg/g，对甲苯的饱和吸附量为68.81mg/g。
如图4和图5所示，由于水溶性维纶纤维在水中具有一定的收缩性能，使得织物的第一结构区和第二结构区在退维的同时发生一定程度的收缩，进一步促进类气垫膜结构的凸起度，故本实施例制备的织物在织物表面会产生显著的凸起效应，第一结构区的双层部位和人体之间进行局部接触，与传统坐垫面料织物平面全接触有所不同，同时局部凸起状态，可形成气流导通通道，透气性好，且织物牢固、耐磨。可见，本实施例所制备的织物保证了汽车内饰用面料的舒适性的同时，赋予面料优异的吸附阻燃功能、吸湿导汗功能和可水洗性。
实施例3
本实施例提供了一种类气垫膜结构的具有隔音吸音功能的家用纺织品面料织物的制备方法，与实施例1相比，其不同之处在于：织物结构设计和织造工艺参数的不同，具体如表3所示，其他步骤基本相同，在此不再赘述。
表3实施例3的组织结构设计和织造工艺参数设置
本实施例以亚麻/阻燃涤纶为主体纤维的类气垫结构织物是一种能够使亚麻纤维和阻燃涤纶纤维分别发挥和体现各自优良的物理化学特性高档家用纺织品织物。用作窗帘时，亚麻构成的一面面向室内，使亚麻纤维吸湿性、透气性等优点突出，体现出天然亚麻纤维不易污垢、光泽柔和的自然风格；亚麻纤维具有广谱抗菌性，并能散发出对细菌的生长有很强抑制作用的香味，对螨类也有较强的杀伤力。而由阻燃涤纶构成的一面朝向室外，可充分表现涤纶化学稳定性好、使用寿命长、耐日晒的特点。通过引入功能性垫纬纱，由于木棉纤维具备胞壁大中空的独特结构，具有低传导率的优点，使织物具备良好的隔音吸音功能，从而得到兼具抗菌、吸音功能的织物。且通过后续空气洗方式，进行退维处理后，木棉纤维解捻均匀且蓬松分布于表里层织物之中，形成的局部凸起三维矩形阵列排列结构协同促进了织物的隔音吸音功能。
实验表明，本实施例制备的类气垫膜结构的具有隔音吸音功能的家用纺织品面料的续燃时间为3.80s，阴燃时间为0.31s，损毁长度为93mm。根据GB/T17591-2006标准中装饰性织物要求B1级的损毁长度≤150mm，续燃时间≤5s，可见，该家用纺织品面料达到B1级标准。
将本实施例制得的家用纺织品面料进行抑菌性能测试，其结果如下：该家用纺织品面料对大肠杆菌的抑菌率为81％、对金黄色葡萄球菌的抑菌率为83％、对白色念珠菌的抑菌率为71％。且亚麻纤维为天然抗菌材料，不存在银离子析出等问题。根据GB/T20944.3-2008的抗菌评价：对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率大于等于70％，即可以评价为对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有抗菌效果；对白色念珠菌的抑菌率大于等于60％，即可评价为对该菌具有抗菌效果；可见，本实施例制得的家用纺织品面料具有优异的抗菌性能。
实施例4
本实施例提供了一种类气垫膜结构的抗静电工作服面料织物的制备方法，包括如下步骤：
S1，确定第一结构区的表组织、里组织均采用斜纹组织，所述第二结构区为结接经双层组织；确定第一结构区、第二结构区的经纱、纬纱以及垫纬纱的材质(如表4所示)，所述垫纬纱为由汉麻粗纱、导电金属丝以及包缠在所述汉麻粗纱、导电金属丝外周的水溶性维纶长丝组成的第二包缠纱；
S2，根据上机图(如图8所示)穿经、穿筘后进行织造；
S21，在所述第一结构区中，纱线排列比为：表经纱与里经纱的比例为1:1；
S22，在所述第二结构区的双层组织中，所述表经纱与所述里经纱的纱线排列比例为1:1；
其中，在所述第一结构区中，所述垫纬纱不参与交织，仅垫在所述双层组织结构的两层组织之间；在所述第二结构区中，所述垫纬纱仅垫入所述接结双层组织之间，不参与交织。
S3，织造完成后，对织物进行空气洗充，使所述第一结构区内的所述垫纬纱解捻、均匀分散后填充于所述第一结构区内，使得所述第一结构区凸起，得到类气垫膜结构的织物。
在织造过程中，织造工艺参数和原料设置如表4所示。
表4实施例4的组织结构设计和织造工艺参数设置
请参阅图1、图6-8及表4对实施例4进行结果分析：
如图6所示，图6中的(a)为织物的正面视图，图6中的(b)为织物的反面视图，实施例4制备的织物为白色，其中织物的第一结构区由斜纹组织结构的表组织和里组织构成，第二结构区由斜纹组织结构的表组织和里组织通过接结经接结构成，通过两个结构区的联结，呈现出类气垫膜的局部凸起三维矩形阵列排列结构，且织物结构平整、织造便捷。
在实施例4中，采用汉麻粗纱和导电金属丝及包缠在其表面的水溶性维纶长丝构成垫纬纱，基于汉麻的高吸湿导湿特性、导电金属丝良好的导电性和可织性，得到兼具吸湿、储湿及导电三大功能的垫纬纱，通过洗可充方式，水溶性维纶长丝溶解，以使汉麻纤维和导电金属丝均匀填充并蓬松分散于织物第一结构区封闭的双层组织之中，加之棉纱的舒适性和涤纶的吸湿性，制备出可水洗、柔软舒适的高端服用抗静电面料织物。
抗静电织物消除静电原理在于：基于电荷的泄漏与中和两种机理。当接地时，织物上的静电除因导电纤维的电晕放电被中和之外，还可经由导电纤维向大地泄放；不接地时则借助于导电纤维微弱的电晕放电而消电。织物中加入导电金属丝，使得织物具有优异的导电性，导电金属丝将人身上的静电通过导电丝泄放掉，有效地防止静电的局部蓄集。
在实施例4用超细涤纶长丝，具备优异的导汗性能；如此设置，通过表组织和里组织的协同配合，即里组织吸收汗液，表组织导走汗液，将汗液导入第一结构区的功能垫纬纱中，由于汗液的易导电性，联结导电金属丝，协同增强了织物的导电性能。通过垫纬纱中的导电金属丝实现织物纬向的连续导电。如图7所示，在进行织物连接发光二极管的实验测试时发光二极管能够点亮发光(如图7中A、图7中B、图7中C所示)，印证了所述织物在纬向具备连续的导电通道，抗静电性能优异；且该织物中的导电金属丝垫在双层织物之间，不参与交织，不与外界直接接触摩擦，得到了保护，延长了导电金属丝的使用寿命。
对比例2
根据现有技术，采用汉麻、导电金属丝与棉纱和涤纶长丝进行直接混织，制备得到具有抗静电功能的织物。
将对比例2与实施例4进行比较分析，对比例2所制备的织物存在局部导电的缺陷，且织物强度和舒适度都较低。而且采用汉麻、导电金属丝与棉纱和涤纶长丝进行直接混织，会降低纤维的物理性能和耐热性能。相比于对比例2，实施例4所制备的织物具备优异的全面导电的功能(如图7所示)，且基于局部凸起的三维结构，使得织物具备较高的舒适度和耐磨强度；且织物中的垫纬纱在双层组织之间，不易被磨损破坏，耐水洗，延长了织物的使用寿命。
实施例5
本实施例提供了一种类气垫膜结构的抗静电工作服面料织物的制备方法，与实施例4的不同之处在于：织物结构设计和织造工艺参数的不同，具体如表5所示，其他步骤基本相同，在此不再赘述。
表5实施例5的组织结构设计和织造工艺参数设置
请参阅图9-10及表4-5对实施例4-5进行分析：
图9为实施例5的织物组织图。实验可知，当第二结构区为单层组织结构时，通过两个结构区的联结，呈现出类气垫膜的局部凸起三维矩形阵列排列结构，相较于实施例4中的双层结接组织，其结构更稳定，局部凸起结构更为立体直观。
如图10所示，从织物结构的经向剖面示意图分析，织物的第一结构区(图10中A所示)、第二结构区(图10中B所示)的交替结构构成了一种静电反聚集类似“珍珠链”的结构，第一结构区的双层织物结构如同“珍珠”，里面充满着具有强吸湿性的抗静电功能性垫纬纱，吸收皮肤表层的汗液，而第二结构区的联结部分如同“链”，发挥着及时导走电荷的功效。
实施例6
本实施例提供了一种类气垫膜结构的具有红外隐身功能的柔性面料织物的制备方法，与实施例1相比，其不同之处在于：织物结构设计和织造工艺参数的不同，具体如表6所示，其他步骤基本相同，在此不再赘述。
表6实施例6的组织结构设计和织造工艺参数设置
请参阅图11-16及表6对实施例6进行分析：
图11为本发明实施例6的织物上机图。如图12-13所示，本实施例中，通过引入由玄武岩纤维和Fe3O4-木棉纱混合的功能短纤粗纱和水溶性维纶长丝构成的功能垫纬纱，在进行空气洗和退维处理后，所制备的织物能够充分发挥材料的红外隐身功能，同时兼顾了耐水洗性。进一步利用引入还原性染料对所设计织物进行染色，以吸附近红外光波，赋予织物良好的服用和红外隐身性能。因此可广泛应用军事场合，实现不同条件的热红外隐身功能。
其中，还原性染料不溶于水，染色时要在碱性的强还原液中还原溶解成为隐色体钠盐才能染上纤维，经氧化后，恢复成不溶性的染料色淀而固着在纤维上，耐洗、耐晒坚牢度较高。引入还原性染料的目的是为了满足兼容性可见光隐身的要求。玄武岩连续纤维除了具有强度高，电绝缘、耐腐蚀、耐高温等优异性能外，还具备优良的吸波性能和透波性能。
木棉纤维具备胞壁大中空的独特结构，即壁比较薄，纵向表面有微小凸痕，横截面为圆形或椭圆形的中空结构，具有大热容量、低传导率的特点，使其具有较好的隔热效果。用木棉纤维织物包覆物体后，可以减少物体向外发出的红外辐射，减少热量向外传导，降低物体的红外辐射强度，使目标与背景的红外特性相似，实现红外低可探测率。本发明使用Fe3O4-木棉混纺纱线，综合了功能性Fe3O4颗粒优异的吸附性能和木棉纤维的隔热降低红外辐射性能，在很大程度上提高了功能垫纬纱的红外隐身功能。
如图12所示，实施例6制备的织物，第一结构区由表组织和里组织构成，第二结构区由表组织和里组织通过接结经接结构成，通过两个结构区的联结，呈现出类气垫膜的局部凸起三维矩形阵列排列结构。一方面，位于第一结构区双层织物部分的红外隐身功能垫纬纱，通过后续的空气洗，解捻均匀蓬松分布于表里层织物之中，有效提高了隐身功能纤维材料的使用寿命。另一方面，木棉纤维独特的中空结构，有效容纳功能性材料颗粒Fe3O4，并形成保护。基于上述两点，保证了隐身面料的服用舒适性的同时，实现红外隐身面料的耐水洗性及耐磨性。且服用时，该第一结构区形成的双层凸起部位和人体之间进行点接触，而第二结构区的双层接结经结构可形成气流导通通道，有利于湿气的导出。
图13为实施例6制备的织物应用于军事装备及军工服装的模拟效果图。如图14所示，室温下，图14B中烧杯水温为71.5℃(如图14中A红外相机照片所示)。图15显示，用本实施例所织造的具有隐身功能的面料织物遮挡住烧杯(图15中B所示)，进行红外拍摄时，发现热水向外发射的红外光大大减少，并且校准中心的温度只有28.1℃(图15中A所示)。从图16中可以看出，对本实施例所织造的具有隐身功能的面料织物进行红外光谱测试时，红外区光谱已基本被吸收，进一步佐证所述织物优异的红外隐身功能。
对比例3
采用传统的涂覆红外隐身材料的方式来制备织物用以实现隐身功能，所述红外隐身材料由玄武岩粉末、颗粒Fe3O4以及辅料组成。与实施例6相比，对比例3所制备的织物具备一定的热红外隐身效果，但在实际应用中涂层使材料增重，且涂层易脱落、服用性能差、不耐水洗，难以满足军需。
实施例7
本实施例提供了一种类气垫膜结构的墙布的制备方法，与实施例3相比，其不同之处在于：选用的功能垫纬纱不同，本实施例采用了由竹炭再生纤维粗纱和水溶性维纶长丝构成的具有优异吸附性能的功能垫纬纱，其他步骤均相同，在此不再赘述。
本实施例设计织造的类气垫膜织物结构中，第一结构区的双层组织作为织物主体结构，第二结构区的单层组织起着稳定织物结构的作用；而功能垫纬纱在第一结构区的双层区域不与表里两层交织，有效降低了对功能纱可织性要求的同时，保证了功能纱线的使用寿命，而且不影响墙布织物的装饰性外观。
本实施例织造的织物用作墙布使用时，亚麻构成的一面面向室内，阻燃涤纶构成的一面与墙相贴，亚麻织物天然的色泽和机织物独特的织纹形成良好的装饰效果，同时亚麻纤维良好的吸湿抗菌性可改善室内微气候，涤纶与粘贴粘合剂的亲和性好使粘贴牢度好，克服了天然纤维墙布虽使用性能好，但牢度不够和不易粘贴的弱点，同时克服了竹炭再生纤维单独织造使用的局限性。通过引入竹炭再生纤维纱，使织物具备优异的抑菌、吸附除臭、发热、负离子和抗静电等性能。该面料释放负离子大于650个/cm3，对氨气的吸附效果大于70％，同亚麻纤维协同作用，可有效改善室内微气候环境，提升居住环境品质。
需要说明的是，本领域技术人员应当理解，在所述类气垫膜结构的织物中，所述表组织和里组织还可以为其他原组织或者变化组织。
所述垫纬纱还可以为具备其他特定功能的短纤粗纱混纺纱。
在所述类气垫膜结构的织物的一个组织循环中，所述第一结构区和所述第二结构区的尺寸能够根据功能需求和结构需求进行较大范围的调节。
综上所述，本发明提供了一种类气垫膜结构的织物及其制备方法。所述类气垫膜结构的织物由第一结构区和第二结构区并列交替联结构成矩形阵列排列结构；所述第一结构区为双层组织结构；所述第二结构区为接结形成的双层组织结构，或者所述第二结构区为单层组织结构；所述第一结构区的双层组织之间设置有垫纬纱；类气垫膜结构的织物经过机械洗充后，呈现出局部凸起的三维矩形阵列排列结构，且垫纬纱在第一结构区的双层区域内不与表里两层交织，有效降低了对垫纬纱的可纺性、可织性要求，同时，垫纬纱设置在双层组织之间，相较于传统的功能纱线以组织点的形式裸漏于织物表面，该设置避免了垫纬纱影响织物的外观，手感及穿着舒适性等缺陷，并且有效降低了功能纱线的磨损，很大程度上提高了基于功能纱线的织物面料的使用寿命；另外，该织物具备优异的耐水性性能，更有利于实现永久耐水洗等级。本发明提供的类气垫膜结构的织物通过选用不同功能特性的垫纬纱用以实现织物的不同功能需求，具备巨大的应用潜力和发展空间。本发明提供的制备方法可控性强，能够实现大幅工业生产。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
