一种电磁屏蔽织物、制造方法及应用

摘要

本发明公开了一种电磁屏蔽织物、制造方法及应用，将所述芳纶纤维和不锈钢金属纤维按照一定比例排列织制电磁屏蔽机织面料，既保持芳纶织物的传统风格的前提下，又赋予面料电磁屏蔽功能的同时提高了产品的附加值。本发明得到的电磁屏蔽织物，在30MHz至1500MHz的频率范围内，屏蔽效能均在30dB以上，具有良好的电磁屏蔽效果。

说明书

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，具体而言，涉及一种电磁屏蔽织物、制造方法及应用。

背景技术

电场和磁场的交互变化会产生电磁波，电磁波向空中发射或泄漏的现象叫电磁辐射，过量的电磁辐射就造成了电磁污染。电磁波辐射是继水源、大气、噪声之后的第四大全球性公害，成为危害人类健康的隐形“杀手”。电磁辐射对人体的危害是多方面的，女性和儿童尤其容易受到伤害，可能致使女性畸胎，严重使后代低智、弱智。电磁辐射可能导致免疫功能低下，婴儿出生后体质弱，抵抗力差。儿童生理机能不健全，对电磁辐射较成人更敏感，随着科技和社会经济的快速发展，人们遭受的电磁辐射越来越多，因此需要一种抗电磁辐射的有效手段。紫外线也是电磁波的一种，氟利昂对臭氧层的持续破坏，射入地球紫外线的强度越来越大，因此需要一种抗电磁功能面料。

目前电磁屏蔽织物主要有两种：一种是镀层产品，这种织物手感柔软，屏蔽效果较好，但由于镀层多为金属铜、镍、镍磷合金等，镀层与纺织品结合牢度差，不耐水洗，在水洗过程中这些中金属进入污水管网，对环境造成一定的破坏；另外一种是金属丝与纺织纤维混纺织物。目前市面上的混纺织物中用的金属大多是金或者银，成本较高，织物的手感较硬，比较厚重，织造困难，服用性能较差，在洗涤过程中金属丝容易断裂，造成屏蔽效果不佳，另外金属丝与纺织纤维的物理性能相差较大，还有尖端放电和刺人的现象。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁屏蔽织物，该电磁屏蔽织物是由经纱和纬纱构成的织物，经纱和纬纱均为芳纶不锈钢混纺纱，不锈钢纤维具有良好的导电性、耐高温、可纺性及经济性，得到的织物柔顺轻薄，使用过程中金属丝不易断裂，弥补了贵金属纤维的不足。

本发明的另一个目的在于提供了所述电磁屏蔽织物的制造方法，该方法以不锈钢纤维与芳纶为原料，经紧密纺设备混纺成芳纶不锈钢混纺纱，而后依次经过整经、浆纱、穿筘和织造，成功地将芳纶和不锈钢混纺纱织造成电磁屏蔽织物，在保证屏蔽效果的前提下，显著降低了纺织成本，为电磁屏蔽织物的推广奠定了基础。

本发明是这样实现的：

本发明提供了一种电磁屏蔽织物，该电磁屏蔽织物包括经纱和纬纱，所述经纱密度为200～400根/10cm，所述纬纱密度为160～320根/10cm，且所述经纱密度大于所述纬纱密度；所述经纱和所述纬纱均为芳纶与不锈钢纤维混纺制备的纱线，本申请中，芳纶具有提高织物强度和阻燃性的作用。

上述的芳纶与不锈钢纤维的混纺质量比包括60％～80％:20％～40％，所述纱线的线密度包括20～100tex，芳纶含量过高会导致纱线的电磁屏蔽性能不佳，含量过低会导致纱线柔韧性差、织造困难。

所述的芳纶与不锈钢纤维的混纺质量比为63:37，所述纱线的线密度为97.2tex。

上述电磁屏蔽织物的组织结构包括平纹，1/2斜纹，或，5/3经面缎纹，其中平纹是指由经纱和纬纱一上一下相间交织而成的组织，因平纹组织的经纬纱线每隔一根就交错一次，因此相同根数的经纬纱排列面内，交织次数最多，纱线屈曲最多，浮长线最短。由于经纬纱交织次数多，纱线不易靠得太紧密，因而织物的密度一般不会过大。在将芳纶与不锈钢纤维形成平纹组织时，使织物坚牢、耐磨、硬挺、平整，但弹性较小，光泽弱。

上述的1/2斜纹是指经组织点或纬组织点连续成斜线的组织称为斜纹组织，斜纹织物与平纹织物相比，在组织循环内交织点较少，有浮长线，织物的可密性大，且其正反面外观不同，如正面为↗，则反面为↖。在将芳纶与不锈钢纤维形成1/2斜纹组织时，织物柔软，光泽较好，坚牢度不如平纹。

上述的5/3经面缎纹是指，每间隔四根以上的纱线才发生一次经纱与纬纱的交错，且这些交织点为单独的、互不连续的、均匀分布在一个组织循环内。5/3经面缎纹织物表面具有较长的经向或纬向的浮长线。在将芳纶与不锈钢纤维形成5/3经面缎纹组织时，缎纹织物表面平整、光滑，富有光泽。

本发明还提供了一种电磁屏蔽织物的制造方法，该方法包括先将不锈钢纤维与芳纶经紧密纺设备混纺成芳纶不锈钢混纺纱，而后依次经过整经、浆纱、穿筘和织造，将芳纶不锈钢混纺纱织造成电磁屏蔽织物。本发明针对芳纶和不锈钢纤维的不同用量比例，对纺织选用的混合浆液的组成进行了适应性调整，确定了混合浆液的组成与芳纶和不锈钢纤维用量比例之间存在对应关系，根据芳纶和不锈钢纤维的用量不同，对混合浆液的组成进行适应性调整能够显著提高织造效率。

优选地，所述芳纶不锈钢混纺纱中芳纶纤维质量比为60％～80％，不锈钢纤维质量比为20％～40％。芳纶含量过高会导致织物电磁屏蔽效能难以达到预期效果，芳纶含量过低会导致织物重、手感粗硬、弹性差，不耐折。

上述的不锈钢纤维在混纺前经过弱酸水溶液或弱碱水溶液浸泡；弱酸或弱碱水溶液能够使不锈钢纤维变得柔软一些，从而在混纺时，更容易与芳纶纤维相互抱合形成纱线。

所述弱酸水溶液包括醋酸溶液，其易制备且环保。

优选地，所述弱碱水溶液包括碳酸钠溶液或碳酸钾溶液，其成本低且无毒。

上述的整经包括采用前、中、后分段法配置整经张力，且边部张力大于前区张力。

优选地，所述边部张力大于前区张力4cN，从而防止边经织缩使边部织物产生织疵。

优选地，距离入车至少5m时执行两边对齐。

在入车前，即要完成两边对齐，不能有稀疏或折叠的情况出现，因此需要在入车前5m处即进行两边对齐，同时控制车速要低。

上述的浆纱包括采用双浆槽浆纱机上浆，速度40～50m/min，上浆率8％～13％，回潮率4％～5.5％，伸长率0.5％～0.8％，浆槽温度90℃～94℃，压浆力高压18kN，低压15kN，pH值6～8，浆槽粘度5.5～5.8S。

优选地，在双浆槽浆纱机上浆前还包括预烘步骤，所述预烘烘筒温度130℃，合并烘筒温度120℃。

优选地，所述双浆槽浆纱机为HS40型双浆槽浆纱机。

优选地，所述浆槽温度为92℃。

现有的双浆槽浆纱机压水辊的最大压力只有40KN，纱线出水槽时的压出回潮率难以降低，因而纱线进入浆槽以后，使得浆槽中浆液的含固量和粘度产生较大的变化，最终影响了预湿上浆的效果。因此，纱线进浆槽之前需经过烘筒预烘来减少纱线的含水率。一般地，纱线经过烘筒数量越多，纱线内含有水分就越少，但烘得过干，又影响预湿的效果，并且，湿经纱经过的路线越长，其伸长增加，对保伸不利，因此，预烘的温度选择对于浆纱步骤有着重要的影响，其与上浆经纱的回潮率以及浆纱后的伸长率之间密切相关。本发明选择预烘温度130℃，合并烘筒温度120℃，经预烘后能够将芳纶和不锈钢纤维的回潮率控制在4％～5.5％，得到的经纱的伸长率仅为0.5％～0.8％。

上述的浆纱采用两种以上组分的混合浆液；

优选地，所述混合浆液包括1799型聚乙烯醇、205MB聚乙烯醇、TB-255变性淀粉、AC浆料中的两种以上组分；

优选地，所述混合浆液还包括纺织浆料助剂；

优选地，所述混合浆液包括1799型聚乙烯醇30～50份、205MB聚乙烯醇10～15份、TB-255变性淀粉10～30份、AC浆料10～20份、纺织浆料助剂10～20份。

所述的纺织浆料助剂包括本领域常用的表面活性剂、浸透剂、乳化剂、柔软平滑剂、抗静电剂、消泡剂和吸湿防腐剂等中至少一种。

本发明采用多种混合浆液上浆，改善传统金属纤维纱毛羽多、织造难度大的缺点，提高了电磁屏蔽织物的质量。

上述的穿筘选用4入，穿经共采用4页综，地组织按1、2、3、4规律顺穿，边组织按2、4、2、4规律穿；停经片6排，穿法为顺穿。穿筘完成后必须将纱线理顺及时复查质量，杜绝穿错、穿绞；综、筘、片必须做到光滑无坏损、毛刺。

上述的织造包括采用剑杆织机织造所需组织结构的电磁屏蔽织物，织机速度为380r/min；上机张力为1300～1500N，综框高度为110mm。剑杆织机是目前应用最为广泛的无梭织机，它除了具有无梭织机高速、高自动化程度、高效能生产的特点外，其积极引纬方式具有很强的品种适应性，能适应各类纱线的引纬，加之剑杆织机在多色纬织造方面也有着明显的优势，可以生产多达16色纬纱的色织产品。随着无梭织机取代有梭织机，剑杆织机将成为机织物的主要生产机种。

剑杆织机又分为刚性剑杆织机和柔性剑杆织机，其中刚性剑杆织机引纬系统的最大优点是积极将纬纱传递到织口中心而不需要任何引导装置，刚性剑杆织机占地面积大，主要是筘幅宽度有一定的限度。而柔性剑杆织机引纬系统的适应性强，应用范围广，引纬率显著增加，筘幅宽达460cm。本发明采用剑杆织机，因其对纱线要求不高，且能够大大提高引纬率。

本发明还提供了上述电磁屏蔽织物在制备探险服、带电作业人员的作业服、军用帐篷、会议室篷盖布或民用电磁辐射防护服中的应用。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过对芳纶不锈钢纤维混纺织物的经纱密度和纬纱密度进行优化，织出的织物有很强的立体感，柔顺轻薄，阻燃性能好，使用过程中金属丝不易断裂，加上不锈钢纤维为形成致密的金属网络，产生了良好的导电性，形成了完善的导电回路，强力削弱电磁波对人体的危害，同时避免了尖端放电的现象的发生。本发明将所述芳纶和不锈钢纤维按照一定比例排列经紧密纺设备织制电磁屏蔽机织面料，能够对经纱和纬纱的线密度进行严格地控制，在保持芳纶织物的传统风格的前提下，又能够赋予面料电磁屏蔽功能，同时提高了产品的附加值。

本发明提供了一种电磁屏蔽织物的制造方法，该方法通过优化纺织步骤，成功地将芳纶和不锈钢纤维纺织成了具有电磁屏蔽功能的织物，工艺简单，织造难度小、手感柔软蓬松，穿着舒适，在保证屏蔽效能的同时，使得织物具有良好的阻燃性和透气性。

本发明得到的电磁屏蔽织物，在30MHz至1500MHz的频率范围内，屏蔽效能均在30dB以上，具有良好的电磁屏蔽效果。

本发明还提供了所得到的电磁屏蔽织物在制备探险服、带电作业人员的作业服、军用帐篷、会议室篷盖布或民用电磁辐射防护服中的应用，本申请提供的电磁屏蔽织物在上述领域的应用极大地提高了相应作业人员在磁场环境工作的安全性，为完成更高难度的任务提供了有力保障。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明提供了一种电磁屏蔽织物的制造方法，该方法包括先将不锈钢纤维用弱酸水溶液或者弱碱水溶液浸泡，再将质量比为20％～40％不锈钢纤维与质量比60％～80％芳纶经紧密纺设备混纺成芳纶不锈钢混纺纱成经纱和纬纱，而后采用前、中、后分段法配置整经张力，且边部张力大于前区张力4g，入车前至少5m时两边对齐。

整经步骤要求做到张力排列、卷绕、均匀。上述的前、中、后分段法配置整经张力，且边部张力大于前区张力4g，入车前至少5m时两边对齐，能有效减少飞花以及毛羽的产生。操作上要求“生头均匀、找头要准、理头要顺，接头要牢”。

而后转至HS40型双浆槽浆纱机上浆，上浆前预烘烘筒温度130℃，合并烘筒温度120℃，上浆速度40～50m/min，上浆率8％～13％，回潮率4％～5.5％，伸长率0.5％～0.8％，浆槽温度90℃～94℃，压浆力高压18kN，低压15kN，pH值6～8，浆槽粘度5.5～5.8S。浆纱采用混合浆液，组成包括1799型聚乙烯醇30～50份、205MB聚乙烯醇10～15份、TB-255变性淀粉10～30份、AC浆料10～20份、纺织浆料助剂10～20份。浆纱完成后，进入穿筘步骤，选用4入，穿经共采用4页综，地组织按1、2、3、4规律顺穿，边组织按2、4、2、4规律穿；停经片6排，穿法为顺穿。最后采用剑杆织机进行织造，织机速度为380r/min；上机张力为1300～1500N，综框高度为110mm，织造的组织结构包括平纹，1/2斜纹，或，5/3经面缎纹三种，所得到的织物经纱密度为200～400根/10cm，纬纱密度为160～320根/10cm，且所述经纱密度大于所述纬纱密度，线密度为20～100tex。

所得的电磁屏蔽织物的经纬纱线强度大于40cN/tex，所述电磁屏蔽织物的经向强力大于2000N。电磁屏蔽织物的经向燃烧性能为经向损毁长度21mm，续燃时间0s，阴燃时间8～10s，燃烧特征为炭化，无滴落物。本发明的电磁屏蔽织物，在30MHz至1500MHz的频率范围内，屏蔽效能均在30dB以上，具有良好的电磁屏蔽效果。

本发明还提供了上述电磁屏蔽织物在制备探险服、带电作业人员的作业服、军用帐篷、会议室篷盖布或民用电磁辐射防护服中的应用。

实施例1

本实施例提供了一种电磁屏蔽织物，所述电磁屏蔽织物由质量比为37％不锈钢纤维与质量比63％芳纶组成。

实施例2

本实施例提供了一种电磁屏蔽织物，所述电磁屏蔽织物由质量比为20％不锈钢纤维与质量比80％芳纶组成。

实施例3

本实施例提供了一种电磁屏蔽织物，所述电磁屏蔽织物由质量比为40％不锈钢纤维与质量比60％芳纶组成。

实施例4

本实施例提供了实施例1所述电磁屏蔽织物的制造方法，该方法包括先将不锈钢纤维用弱酸水溶液或者弱碱水溶液浸泡，再将质量比为37％不锈钢纤维与质量比63％芳纶经紧密纺设备混纺成芳纶不锈钢混纺纱成纱，纱线强度大于45cN/tex。而后采用前、中、后分段法配置整经张力，且边部张力大于前区张力4g，入车前5m时两边对齐。

而后转至HS40型双浆槽浆纱机上浆，上浆前预烘烘筒温度130℃，合并烘筒温度120℃，上浆速度45m/min，上浆率10％，回潮率4.5％，伸长率0.5％，浆槽温度92℃，压浆力高压18kN，低压15kN，pH值7，浆槽粘度5.6S。浆纱采用混合浆液，组成包括1799型聚乙烯醇40份、205MB聚乙烯醇12份、TB-255变性淀粉20份、AC浆料15份、纺织浆料助剂15份。浆纱完成后，进入穿筘步骤，选用4入，穿经共采用4页综，地组织按1、2、3、4规律顺穿，边组织按2、4、2、4规律穿；停经片6排，穿法为顺穿。最后采用剑杆织机进行织造，织机速度为380r/min；上机张力为1300N，综框高度为110mm，织造的组织结构包括平纹，1/2斜纹，或，5/3经面缎纹三种，所得到的织物经纱密度为300根/10cm，纬纱密度为160～320根/10cm，且所述经纱密度大于所述纬纱密度，线密度为97.2tex。

所得的电磁屏蔽织物的经向强力大于2000N。电磁屏蔽织物的经向燃烧性能为经向损毁长度21mm，续燃时间0s，阴燃时间8～10s，燃烧特征为炭化，无滴落物。本发明的电磁屏蔽织物，在30MHz至1500MHz的频率范围内，屏蔽效能均在30dB以上，具有良好的电磁屏蔽效果。

实施例5

本实施例提供了实施例2所述电磁屏蔽织物的制造方法，所述制造方法与实施例4相同，区别仅在于，采用的混合浆液不同，本实施例采用的混合浆液组成为1799型聚乙烯醇30份、205MB聚乙烯醇10份、TB-255变性淀粉30份、AC浆料15份、纺织浆料助剂10份。

所得的电磁屏蔽织物的经向强力大于2000N。电磁屏蔽织物的经向燃烧性能为经向损毁长度20mm，续燃时间0s，阴燃时间8～10s，燃烧特征为炭化，无滴落物。本发明的电磁屏蔽织物，在30MHz至1500MHz的频率范围内，屏蔽效能均在28dB以上，具有良好的电磁屏蔽效果。

实施例6

本实施例提供了实施例3所述电磁屏蔽织物的制造方法，所述制造方法与实施例4相同，区别仅在于，采用的混合浆液不同，本实施例采用的混合浆液组成为1799型聚乙烯醇50份、205MB聚乙烯醇15份、TB-255变性淀粉10份、AC浆料20份、纺织浆料助剂10份。

所得的电磁屏蔽织物的经向强力大于2000N。电磁屏蔽织物的经向燃烧性能为经向损毁长度21mm，续燃时间0s，阴燃时间8～10s，燃烧特征为炭化，无滴落物。本发明的电磁屏蔽织物，在30MHz至1500MHz的频率范围内，屏蔽效能均在27dB以上，具有良好的电磁屏蔽效果。

实施例7

本实施例提供了实施例1所述电磁屏蔽织物的制造方法，所述制备方法与实施例5相同。

所得的电磁屏蔽织物的经向强力大于2000N。电磁屏蔽织物的经向燃烧性能为经向损毁长度20mm，续燃时间0s，阴燃时间8～10s，燃烧特征为炭化，无滴落物。本发明的电磁屏蔽织物，在30MHz至1500MHz的频率范围内，屏蔽效能均在30dB以上，具有良好的电磁屏蔽效果。

实施例8

本实施例提供了实施例2所述电磁屏蔽织物的制造方法，所述制备方法与实施例6相同。

所得的电磁屏蔽织物的经向强力大于2000N。电磁屏蔽织物的经向燃烧性能为经向损毁长度19mm，续燃时间0s，阴燃时间8～10s，燃烧特征为炭化，无滴落物。本发明的电磁屏蔽织物，在30MHz至1500MHz的频率范围内，屏蔽效能均在28dB以上，具有良好的电磁屏蔽效果。

实施例9

本实施例提供了实施例3所述电磁屏蔽织物的制造方法，所述制备方法与实施例4相同。

所得的电磁屏蔽织物的经向强力大于2000N。电磁屏蔽织物的经向燃烧性能为经向损毁长度20mm，续燃时间0s，阴燃时间8～10s，燃烧特征为炭化，无滴落物。本发明的电磁屏蔽织物，在30MHz至1500MHz的频率范围内，屏蔽效能均在27dB以上，具有良好的电磁屏蔽效果。

根据国家标准GB/T 4802.4-2009规定的纺织品织物起毛起球性能的测定方法，对上述实施例4～9的织物的抗起毛起球性能进行表征，结果如表1所示。

表1实施例4～9所得电磁屏蔽织物的抗起毛起球性能检测结果

由实施例4～9所得电磁屏蔽织物的力学性能、屏蔽性能、阴燃时间、屏蔽效果能性能对比，可以看出，在纺织过程中混合浆液的组成选择对于本发明获得的电磁屏蔽织物的上述性能影响不显著。

然而，由表1可以看出，混合浆液的组成选择对于得到的电磁屏蔽织物的抗起毛起球性能影响显著，且与纺织原料中不锈钢纤维的添加量百分比直接相关。经过对比实施例4～9可以初步断定，针对目前本发明选用的不锈钢纤维与芳纶的配比，以及本发明中选择的混合浆液组分，混合浆液中的1799型聚乙烯醇和205MB聚乙烯醇的用量应当根据不锈钢纤维的增加而适当增加，而TB-255变性淀粉的用量应当根据不锈钢纤维的增加而适当降低。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。