專利名稱：有孔柔性電磁屏蔽織物及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種有孔柔性電磁屏蔽織物及其制備方法，具體為一種具有良好的電 磁輻射防護效果、且有微孔賦予良好透氣性和舒適性的柔性金屬化織物及其制備方法，屬 功能性紡織品領域。
背景技術：
滌綸、錦綸等纖維制成的織物經化學鍍、電鍍、離子濺射等方法，在織物表面沉積 銅、銀、鎳等金屬或其合金，形成金屬鍍層后可作為電磁屏蔽材料使用。對于存在電磁污染 的工作場所，這樣的柔性金屬化紡織品做成的電磁輻射防護服，可以起到衰減著裝者身體 附近的電場強度、保證作業人員安全的作用。但是現有金屬化紡織品均在一般織物的基礎 上進行金屬化處理，面料結構密實，且為了防止電磁波從服裝結構的敞開處和隙縫處進入 人體，故電磁輻射防護服均采用密閉的服裝結構，適用于強電磁場環境的電磁輻射防護服 的密閉程度與防化服相當。因此，穿著這樣的電磁輻射防護服，透氣性和透濕性差，舒適性 差，穿著時間稍長即會導致熱負荷過大，使用者難以忍受，甚至發生虛脫現象。從電磁波傳播的小孔耦合理論可知，屏蔽層中出現小孔洞時，通過小孔泄漏的電 磁場等于小孔中心處的等效電偶極矩和等效磁偶極矩所產生的場，但當孔洞的尺寸比電磁 波波長小若干倍時，電磁波的通過量會很小，從而使得屏蔽服裝內的電磁場強度低于暴露 限值，使著裝者的安全得以保證。這種現象可以用微波爐的觀察窗來理解，人眼可以通過在 金屬板上密集開孔的觀察窗看到微波爐內的食物加熱狀態，但微波從觀察窗泄漏的量極其 微弱，不會對觀察者造成損傷。因此，采用特殊的織造方式，在織物表面織出尺寸和數量合適的孔洞，再進行金屬 化處理，由此得到的柔性屏蔽材料制成電磁輻射防護服，可以給使用者提供舒適性，提高使 用者的工作效率。此外，這種兼具屏蔽效果和良好透氣透濕性能的屏蔽材料，也適合在電磁 兼容設備中使用。因此，提供一種具有適當尺寸和數量的孔洞的柔性金屬化織物，使電磁輻射防護 服兼具電磁屏蔽和透氣舒適性能，是本技術領域急需解決的問題。
發明內容
本發明的目的之一是提供一種具有良好電磁屏蔽效果和透氣舒適性能的金屬化 織物，使由此制備的電磁輻射防護服兼具良好的防護性能和舒適性。本發明的上述目的是通過下述技術方案達到的一種可提高透氣性和穿著舒適性的有孔柔性電磁屏蔽織物，其特征在于所述 柔性電磁屏蔽織物上分布有大量的孔洞，所述孔洞的尺寸為所需要防護的電磁波波長的 1/5 1/10。孔洞的尺寸通常是指與孔洞面積相等的圓的直徑。一種優選技術方案，其特征在于所述孔洞的中心點之間的間距為5mm 50mm。一種優選技術方案，其特征在于所述孔洞的形狀為近似方形或近似圓形。
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一種優選技術方案，其特征在于所述孔洞的尺寸為0. 2 2mm。一種優選技術方案，其特征在于所述的柔性電磁屏蔽織物坯布的厚度為0. 1 0. 5mm范圍。一種優選技術方案，其特征在于所述的孔洞均勻分布。一種優選技術方案，其特征在于所述柔性電磁屏蔽織物的每一根經紗和每一根 緯紗均分別經歷各種交織狀態，經紗或緯紗的織縮率相等。紗線特別是經紗的織縮率相等， 從而保證織造加工的順利進行。一種優選技術方案，其特征在于所述的孔洞采取透孔組織進行織造，如圖1所 示，在平紋組織基礎上嵌入的透孔組織。本發明的另一目的是提供一種具有良好電磁屏蔽效果和透氣舒適性能的金屬化 織物的制備方法。本發明的上述目的是通過下述技術方案達到的一種可提高透氣性、舒適性的有孔柔性電磁屏蔽織物的制備方法，其步驟如下(1)帶有透孔結構的電磁屏蔽織物坯布的織造采用普通聚酯纖維或聚酰胺纖維 制成的牽伸絲、加彈絲或空變絲，在普通織機上，在平紋組織的基礎上局部改變為透孔組 織，使形成的孔洞之間的中心距在5mm 50mm的范圍內，控制經緯紗細度、捻度和密度，使 最終的孔洞尺寸為所需要屏蔽的電磁波波長的1/5 1/10 ；(2)坯布的整理加工將步驟(1)得到的坯布經堿減量及中和、洗滌；并經定型機 在185 190°C X 25 30m/min下完成定型加工，制得帶有孔洞的電磁屏蔽織物坯布；(3)電磁屏蔽織物的制備將步驟( 織出的坯布經敏化、活化、化學鍍和電鍍加 工，得到表面覆蓋金屬的帶有孔洞的柔性電磁屏蔽織物。一種優選技術方案，其特征在于步驟(1)中，所述的普通聚酯為PET、PBT、PTT及 其共聚或共混物；聚酰胺為PA6、PA66或PAlO等；所述的普通織機為噴氣織機、噴水織物、 箭桿織機、片梭織機或有梭織機。一種優選技術方案，其特征在于所述的孔洞分布均勻，使每一根經紗和每一根緯 紗均分別經歷各種交織狀態，經紗或緯紗的織縮率相等；坯布規格為170T 230T。紗線、 特別是經紗的織縮率相等，從而保證織造加工的順利進行。一種優選技術方案，其特征在于所述孔洞的形狀為近似方形或近似圓形。避免出 現長方形孔洞。相同的孔洞面積下，狹縫型的孔洞會導致較顯著的屏蔽效能下降。一種優選技術方案，其特征在于所述孔洞的尺寸為0. 2 2mm。一種優選技術方案，其特征在于所述的柔性電磁屏蔽織物坯布的厚度為0. 1 0. 5mm范圍。孔洞在形狀和尺寸相同的條件下，以及在使用條件允許的前提下，選擇比較厚 的織物厚度，即使孔洞有較深的深度，以提高其電磁屏蔽效能。孔洞應避免多個孔洞相鄰連 續排列，形成整體尺寸增大，導致電磁屏蔽效能的下降。對通過上述方法得到的有孔洞的金屬化織物基布按照常規的高分子材料金屬化 加工工藝的基本流程，對金屬化織物基布進行敏化、活化，然后進行化學鍍或/和電鍍，其 加工工藝均為常規工藝，不需要特殊加工，可得到表面覆蓋金屬的有孔洞的柔性電磁屏蔽 材料。本發明具有如下優點
1、采用常規合成纖維原料、常規織造和染整設備，加工便利。2、在織造中直接形成大量孔洞，且孔洞大小合適，按一般電磁屏蔽紡織品的經緯 紗細度、捻度和密度，采用透孔組織形成的孔洞尺寸通常在0. 2 2mm，按照孔洞尺寸為電 磁波波長的1/10的要求，可以對波長為2 20mm的電磁波具有明顯的屏蔽效果，即不因存 在孔洞而導致屏蔽效能的明顯下降。而波長為5mm的電磁波的頻率為60GHz，波長為20mm 的電磁波的頻率為1.5GHz。可見，采用上述方法，可對常用頻段的電磁波實施有效屏蔽，同 時獲得良好的透氣性和舒適性。
圖1 (a)和圖1 (b)為在織物的平紋組織基礎上嵌入的透孔組織示意圖。圖2為本發明實施例1的有孔電磁屏蔽織物的外觀照片。圖3為本發明實施例1的有孔電磁屏蔽織物的屏蔽效能測試結果。圖4為無孔電磁屏蔽織物外觀照片。圖5為無孔電磁屏蔽織物的屏蔽效能測試結果。圖6為本發明實施例2的有孔電磁屏蔽織物的外觀照片。圖7為本發明實施例2的有孔電磁屏蔽織物的屏蔽效能測試結果。
具體實施例方式通過以下實施例對本發明進行具體描述，有必要指出的是以下實施例只用于對本 發明做進一步說明，不能理解為對本發明保護范圍的限制，該領域的技術熟練人員可以根 據上述發明的內容對本發明做出一些非本質的調整。實施例1一種可兼顧透氣性舒適性和電磁輻射防護效果、帶孔洞的柔性電磁屏蔽織物的制 備方法，其步驟如下A、帶孔洞的電磁屏蔽織物坯布的制備采用83dtex/36f滌綸FDY為經紗和緯紗，800捻/m，Z向。在噴氣織機上織造，22. 6 號筘、2穿入(邊經3穿入)。在平紋地組織上增加如圖1 (a)所示的透孔組織，黑色塊所示 的透孔組織布置在平紋地組織之上，地組織不形成特殊的孔洞，而透孔組織在正中位置會 因經緯紗的集束作用產生孔洞。其中圖1(a)因為由有一個系統的紗線(例如緯紗)將另 一個系統(例如經紗)的5根紗線起到集束作用，故可以形成相對較大的孔洞。使孔洞的 經向和緯向間距均為7. 2mm。織物的經密489根/10cm、緯密370根/10cm，面密度115g/m2。 孔洞形狀近似為方形，尺寸約為0. 55mmX0. 56mm。電磁屏蔽織物坯布的厚度為0. 22mm。B、坯布的整理加工將步驟A所制得的織物坯布在溢流染色機中進行凈洗和堿減量加工。用NaOH水 溶液(濃度為6g/L)在130°C下處理25min(升溫和降溫速率均為1°C /min)，在纖維表面進 行刻蝕形成微坑并起到去除油污的作用，然后進行中和使PH值在6. 5 7. 5范圍內、洗滌； 再用定型機進行185°C X25m/min熱定型工藝，制成金屬化織物的坯布。C、坯布的金屬化加工將步驟B所制得的基布經化學敏化(SnCl212g/l、HCl 10ml/l、NaCl 160g/l、200C X5min)、活化(PdCl2O. 3g/l、SnCl212g/l、HCl 10ml/l、NaCl 160g/l、30°C X6min)和 化學鍍銅(硫酸銅14g/l、酒石酸鉀鈉40g/l、碳酸鈉4g/l、甲醛20ml/l，30°C X8min)及電 鍍鎳(氯化鎳60g/l、硫酸鎳200g/l、硼酸40g/l、氯化鈉30g/l、50°C XSmin)，得到表面覆 蓋金屬的柔性電磁屏蔽織物。由此得到表面覆蓋金屬的帶有大量孔洞的柔性電磁屏蔽織物的外觀如圖2所示， 其屏蔽效能的測試結果如圖3所示，屏蔽效能保持在60dB以上，多數達到70dB。圖4為無 孔電磁屏蔽織物外觀照片，圖5為無孔電磁屏蔽織物的屏蔽效能測試結果。通過對比可以 發現，無孔電磁屏蔽織物在相同加工和測試條件下的屏蔽效能并不比有孔電磁屏蔽織物有 更高的屏蔽效能，特別是在高頻段。實施例2一種可兼顧透氣性舒適性和電磁輻射防護效果、帶孔洞的柔性電磁屏蔽織物的制 備方法，其步驟如下A、帶孔洞的電磁屏蔽織物坯布的制備采用83dteX/36f滌綸FDY為經紗和緯紗，無捻/m。在噴氣織機上織造，22. 6號筘、 2穿入(邊經3穿入)。在平紋地組織上增加如圖1 (b)所示的透孔組織，黑色塊所示的透 孔組織布置在平紋地組織之上，地組織不形成特殊的孔洞，而透孔組織在正中位置會因經 緯紗的集束作用產生孔洞。其中圖1(b)因為由有一個系統的紗線(例如緯紗)將另一個 系統(例如經紗)的3根紗線起到集束作用，故可以形成相對實施例1較小的孔洞。使孔 洞的經向和緯向間距分別為7. 2mm和6. 6mm。織物的經密489根/10cm、緯密370根/10cm， 面密度115g/m2。孔洞形狀近似方形，尺寸約為0.34mmX0.36mm。電磁屏蔽織物坯布的厚 度為 0. 20mm。B、坯布的整理加工將步驟A所制得的織物坯布在溢流染色機中進行凈洗和堿減量加工。用NaOH水 溶液(濃度為6g/L)在130°C下處理25min(升溫和降溫速率均為1°C /min)，在纖維表面進 行刻蝕形成微坑并起到去除油污的作用，然后進行中和使PH值在6. 5 7. 5范圍內、洗滌； 再用定型機進行185°C X25m/min熱定型工藝，制成金屬化織物的坯布。C、坯布的金屬化加工將步驟B所制得的基布經化學敏化(SnCl212g/l、HCl 10ml/l、NaCl 160g/l、 20°C X5min)、活化(PdCl2O. 3g/l、SnCl212g/l、HCl 10ml/l、NaCl 160g/l、30°C X6min)和 化學鍍銅(硫酸銅14g/l、酒石酸鉀鈉40g/l、碳酸鈉4g/l、甲醛20ml/l，30°C X8min)及電 鍍鎳(氯化鎳60g/l、硫酸鎳200g/l、硼酸40g/l、氯化鈉30g/l、50°C X8min)，得到表面覆 蓋金屬的柔性電磁屏蔽織物。由此制得表面覆蓋金屬的帶有大量孔洞的柔性電磁屏蔽織物的外觀如圖6所示； 其屏蔽效能的測試結果如圖7所示，屏蔽效能保持在70dB左右，其屏蔽效果優于前一個實 施例，與無孔金屬化織物的屏蔽效能相當，甚至在高頻端優于無孔屏蔽織物。
權利要求
1.一種有孔柔性電磁屏蔽織物，其特征在于所述柔性電磁屏蔽織物上分布有孔洞， 所述孔洞的尺寸為所需要防護的電磁波波長的1/5 1/10。
2.如權利要求1所述的有孔柔性電磁屏蔽織物，其特征在于所述孔洞的中心點之間 的間距為5mm 50mm。
3.如權利要求1所述的有孔柔性電磁屏蔽織物，其特征在于所述孔洞的形狀為近似 方形或近似圓形，所述孔洞的尺寸為0. 2 2mm。
4.如權利要求1所述的有孔柔性電磁屏蔽織物，其特征在于所述的柔性電磁屏蔽織 物的坯布的厚度為0. 1 0. 5mm。
5.如權利要求1所述的有孔柔性電磁屏蔽織物，其特征在于所述的孔洞均勻分布，所 述柔性電磁屏蔽織物的每一根經紗和每一根緯紗均分別經歷各種交織狀態，經紗或緯紗的 織縮率相等。
6.一種有孔柔性電磁屏蔽織物的制備方法，其步驟如下(1)帶有透孔結構的電磁屏蔽織物坯布的織造采用普通聚酯纖維或聚酰胺纖維制成 的牽伸絲、加彈絲或空變絲，在普通織機上，在平紋組織的基礎上局部改變為透孔組織，使 形成的孔洞之間的中心距在5mm 50mm的范圍內，控制經緯紗細度、捻度和密度，使最終的 孔洞尺寸為所需要屏蔽的電磁波波長的1/5 1/10 ；(2)坯布的整理加工將步驟(1)得到的坯布經堿減量及中和、洗滌；并經定型機在 185 190°C X 25 30m/min下完成定型加工，制得帶有孔洞的電磁屏蔽織物坯布；(3)電磁屏蔽織物的制備將步驟(2)織出的坯布經敏化、活化、化學鍍和電鍍加工，得 到表面覆蓋金屬的帶有孔洞的柔性電磁屏蔽織物。
7.如權利要求6所述的有孔柔性電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于步驟(1)中， 所述的普通聚酯為PET、PBT、PTT及其共聚或共混物；聚酰胺為PA6、PA66或PAlO ；所述的 普通織機為噴氣織機、噴水織物、箭桿織機、片梭織機或有梭織機。
8.如權利要求6所述的有孔柔性電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于所述的孔洞 分布均勻，使每一根經紗和每一根緯紗均分別經歷各種交織狀態，經紗或緯紗的織縮率相 等；坯布規格為170T 230T。
9.如權利要求6所述的有孔柔性電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于所述孔洞的 形狀為近似方形或近似圓形，所述孔洞的尺寸為0. 2 2mm。
10.如權利要求6所述的有孔柔性電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于所述孔洞的 形狀為近似方形或近似圓形，所述孔洞的尺寸為0. 2 2mm ；所述的柔性電磁屏蔽織物坯布 的厚度為0. 1 0. 5mm。
全文摘要
本發明涉及一種有孔柔性電磁屏蔽織物及其制備方法，柔性電磁屏蔽織物上分布有孔洞，孔洞的尺寸為所需要防護的電磁波波長的1/5～1/10。其制備包括采用普通聚酯纖維或聚酰胺纖維制成的牽伸絲、加彈絲或空變絲，在普通織機上，在平紋組織的基礎上局部改變為透孔組織，使形成的孔洞之間的中心距在5mm～50mm的范圍內；經堿減量及中和、洗滌；并經定型機在185～190℃×25～30m/min下完成定型加工，制得帶有孔洞的電磁屏蔽織物坯布；經敏化、活化、化學鍍和電鍍加工，得到表面覆蓋金屬的帶有孔洞的柔性電磁屏蔽織物。采用本發明的方法，可對常用頻段的電磁波實施有效屏蔽，同時獲得良好的透氣性和舒適性。
文檔編號D03D9/00GK102061545SQ20101055115
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月19日 優先權日2010年11月19日
發明者唐章宏, 張燕, 施楣梧, 李茂輝, 王澈, 王群, 郭紅霞 申請人:中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所, 北京工業大學