一种电磁屏蔽用复合织物及其制造方法与流程

1.本发明涉及纺织材料技术领域，具体而言，涉及一种电磁屏蔽用复合织物及其制造方法。


背景技术：

2.电磁辐射无色无味无形，可穿透人体在内的多种物质。各种家电器、电子设备、办公自动化设备和移动通讯等设备只要处于使用状态，它的周围就存在电磁辐射，人们在充分享受电子技术带来方便的同时，也日渐感受到它的负面影响。电磁辐射已被世卫组织列为继水源、大气、噪声之后的第四大环境污染源，成为危害人类健康的“隐形杀手”。
3.电磁屏蔽织物是保护人体免受电磁辐射危害的重要方式。目前市场上出现的电磁屏蔽织物主要通过导电金属纤维混纺、织物表面金属镀、金属涂层以及硫化铜涂层等工艺制得，这些方法制得的屏蔽织物虽然都有一定的效果，但因为工艺的特点导致均有不同程度的优缺点。如授权公告号为 cn104073973b的中国发明专利《一种含金属纤维的无纺布制造工艺》披露了一种含金属纤维的无纺布制造工艺，首先将金属纤维与非金属纤维混合分散均匀形成预混纤维，然后所述预混纤维单独或与非金属纤维喂入无纺布设备制造含金属纤维的无纺布。实际上这两种纤维因为存在分别属于不同的材质，存在较大的电互性差异难于混合均匀，屏蔽性能不理想，还有尖端放电和刺人的现象，影响织物穿着时的舒适性。
4.如一申请号为200410024079.8(公开号cn1570211a)的中国发明专利《镀银纤维织物的制备方法》披露了一种基体采用化纤织物或涤纶无纺布，在氮气或氩气的保护下，采用离子镀膜法镀银或不锈钢，采用传统的电镀塑料的技术工艺在基材表面再连续镀镍、铜或银。该方法制备的效率较高，但存在制备工艺复杂，价格昂贵，而且摩擦牢度和水洗牢度差等问题。
5.另外还有一些通过粉末掺杂方法，来提高织物的屏蔽效果。如一申请号为201910650986.x(公开号为cn110359294 a)的中国发明专利《一种提高铜钴镍铁氧体复合物在棉织物上结合牢度的方法》和申请号为 201710114082.6(公开号为cn106835712a)的中国发明专利《一种铁氧体/ 聚苯胺电磁屏蔽织物的制备方法》主要通过铁氧体、高分子聚合物等添加物与织物参杂，提高材料的屏蔽特性。这些方法均有掺杂物为颗粒或粉末状，结合牢度不够的问题。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是提供一种具备良好的电磁屏蔽性、舒适性、结合牢度、摩擦牢度和水洗牢度的电磁屏蔽用复合织物及其制造方法。
7.为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下。
8.一种电磁屏蔽用复合织物，由经线、纬线和轴线编织而成，所述轴线垂直于所述经线和所述纬线，所述经线和所述纬线均为金属纤维和高分子纤维加捻制成的复合线，所述金属纤维表面涂覆有偶联剂，所述轴线为天然纤维。
9.与现有技术相比，本发明采用经偶联剂处理过的金属纤维，改善了金属纤维与高分子纤维之间的界面作用，使金属纤维和高分子纤维之间结合紧密，有助于提高电磁屏蔽用复合织物的电磁屏蔽性能；将金属纤维和高分子纤维经加捻制成复合线，使金属纤维和高分子纤维不易分开，也不易脱离，进而提高了电磁屏蔽用复合织物结合牢度、摩擦牢度和水洗牢度；通过将天然纤维作为轴线与金属纤维和高分子纤维编织在一起，可在金属纤维和高分子纤维的外侧构成一层天然纤维线层，天然纤维线层与人体的触感良好，提高了电磁屏蔽用复合织物的舒适性。
10.进一步地，所述金属纤维的直径为0.001mm-0.5mm。金属纤维的直径过小，易导致编织过程中金属纤维弯曲或拉伸的时候金属纤维断裂，金属纤维断裂后，会导致电磁屏蔽用复合织物的整体屏蔽性能降低；如果金属纤维的直径过大，金属纤维之间的空隙比较大，导致电磁屏蔽用复合织物的电磁屏蔽的效果比较差；因此，金属纤维的直径优选为0.001mm-0.5mm。
11.进一步地，所述高分子纤维的直径小于等于所述金属纤维的直径。金属纤维的直径与高分子纤维的直径相当的话，编织出来的电磁屏蔽用复合织物比较平整，而不会出现凹凸不平的现象。高分子纤维的直径可以略小于金属纤维的直径，是因为在复合线中主要承载作用力的是金属纤维，金属纤维的强度决定了复合织物能承受的作用力，因此金属纤维可以略粗于高分子纤维，可以节约材料。
12.进一步地，所述天然纤维的直径为0.1mm-2mm。天人然纤维的直径控制在0.1mm-2mm，便于在复合织物的表面形成一层与人体接触良好的天然纤维层。
13.进一步地，所述金属纤维的材质为铁、镍、钴、铬或其合金。铁、镍、钴、铬或其合金具备导磁性，采用其制备金属纤维也具备导磁性，使最终编织出的复合织物具备电磁屏蔽性能。
14.进一步地，所述金属纤维还包括铜、铝、钛或其合金纤维。在金属纤维中加入铜、铝、钛或其合金纤维，是可以起到调节导电性的作用。此外由于铝合金的价格相对较低，也可以降低成本。
15.进一步地，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的至少一种。采用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂涂覆在金属纤维的表面，均可以很好地对金属纤维进行表面改性，均能有效提高金属纤维和高分子纤维之间的界面结合力。
16.进一步地，所述高分子纤维的材质为涤纶、尼龙、腈纶和氨纶中的至少一种。采用涤纶、尼龙、腈纶和氨纶等作为高分子纤维，可以与金属纤维形成紧密结合的复合线，且由于成本低，有利于降低复合织物的成本。
17.进一步地，所述天然纤维的材质为棉或麻中的至少一种。棉或麻材质的天然纤维，具备良好的吸汗透气性，有助于提高复合织物的穿着舒适性。
18.进一步地，本发明还提供了一种上述电磁屏蔽用复合织物的制造方法，包括以下步骤：
19.s1、金属纤维表面处理：将金属纤维进行绕制，绕制过程中对所述金属纤维表面涂覆偶联剂；
20.s2、加捻形成复合线：将步骤s1制得的所述金属纤维与高分子纤维通过加捻形成相互紧密缠绕的复合线；
21.s3、复合织物编织：将步骤s2制得的复合线作为经线和纬线、天然纤维为轴线进行编织，编织形成电磁屏蔽用复合织物。
22.上述电磁屏蔽用复合织物的制备方法通过在重新绕制过程中对金属纤维进行表面改性，改善了金属纤维的表面性能，所述方法操作简便易行；所述方法还通过加捻将金属纤维和高分子纤维形成结合紧密的复合线，可提高复合线的抗拉伸性能；所述方法还通过采用天然纤维编织出复合织物的外层，提高了复合织物的穿着舒适性。
附图说明
23.图1为实施例中金属纤维涂覆偶联剂过程示意图。
24.图2为实施例中金属纤维和高分子纤维加捻过程的侧面示意图。
25.图3为实施例中金属纤维和高分子纤维加捻过程的正面示意图。
26.图4为本发明复合织物的结构示意图。
27.附图标记
28.1-金属纤维，2-线锭，3-空线轴，4-旋转电机，5-喷嘴口，6-高分子纤维，7-圆盘治具，8-牵引机，9-复合线，10-天然纤维。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.本实施例提供了一种电磁屏蔽用复合织物，由经线、纬线和轴线编织而成，轴线垂直于经线和纬线，经线和纬线均为金属纤维和高分子纤维加捻制成的复合线，轴线为天然纤维，金属纤维的直径为0.001mm-0.5mm，高分子纤维的直径小于等于金属纤维的直径，金属纤维的材质为导磁合金，既铁、镍、钴、铬或其合金，金属纤维中还可以包括铜、铝、钛或其合金纤维，高分子纤维的材质为涤纶、尼龙、腈纶和氨纶中的至少一种，天然纤维的材质为棉或麻中的至少一种，金属纤维需经表面经偶联剂处理过，偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的至少一种。
31.本实施例中采用经偶联剂处理过的金属纤维，改善了金属纤维与高分子纤维之间的界面作用，使金属纤维和高分子纤维之间结合紧密，有助于提高电磁屏蔽用复合织物的电磁屏蔽性能；将金属纤维和高分子纤维经加捻制成复合线，使金属纤维和高分子纤维不易分开，也不易脱离，进而提高了电磁屏蔽用复合织物结合牢度、摩擦牢度和水洗牢度；通过将天然纤维作为轴线与金属纤维和高分子纤维编织在一起，可在金属纤维和高分子纤维的外侧构成一层天然纤维线层，天然纤维线层与人体的触感良好，提高了电磁屏蔽用复合织物的舒适性。
32.图1为金属纤维添加偶联剂的过程示意图。金属纤维1从线锭2抽出，绕制到一个空线轴3上，空线轴3装在支架上，支架由下方的旋转电机4 带动旋转，偶联剂由喷嘴口5涂敷到金属纤维1的表面上。
33.图2和图3为金属纤维和高分子纤维加捻的过程示意图。由金属纤维1 和高分子纤
维6绕成的线锭分别固定在圆盘洽具7的内部轨道上，金属纤维和高分子纤维的线锭可以绕该轨道进行圆周运动，同时金属纤维和高分子纤维的线锭的出线头在牵引机8的引导下以一定的速率抽出，这样金属纤维和高分子纤维就互相形成紧密缠绕，完成加捻过程并形成复合线9。这里仅以两个线锭为例，实际可以根据需要增加线锭的个数，从而形成多种纤维的复合。
34.图4为本发明复合织物的结构示意图。金属纤维和高分子纤维加捻后的复合线9为经向和纬向排列，可以形成平纹、斜纹和罗纹三种。天然纤维10的排列方向垂直于纸面，其中x表示进入方向，o表示出来方向。
35.实施例1
36.本实施例提供了一种电磁屏蔽用复合织物，由经线、纬线和轴线编织而成，经线和纬线均为由直径为0.005mm的两根不锈钢纤维和两根直径为 0.005mm尼龙纤维加捻制成的复合线，轴线为直径为0.2mm的棉线，不锈钢纤维表面涂敷有硅烷偶联剂。
37.上述电磁屏蔽用复合织物的制造方法，具体过程如下：
38.s1、金属纤维表面处理：将直径0.005mm的不锈钢纤维，采用自动卷绕机进行重新绕制，绕制过程中对不锈钢纤维表面涂敷硅烷偶联剂，绕制完成后冷风吹干并静置约2小时以上；
39.s2、加捻形成复合线：采用加捻设备将两根步骤s1处理后的不锈钢纤维，以及2根直径0.005mm的尼龙纤维，通过加捻设备形成复合导线；
40.s3、复合织物编织：将步骤s2中制得的复合导线先采用二维编织机织成平纹布，然后再引入直径为0.2mm的绵线，在平纹布的两面同时织入并形成一层绵线层。
41.实施例2
42.本实施例提供了一种电磁屏蔽用复合织物，由经线、纬线和轴线编织而成，经线和纬线均为由直径为0.01mm的一根不锈钢纤维和两根直径为 0.01mm尼龙纤维加捻制成的复合线，轴线为直径为0.1mm的绵线，不锈钢纤维表面涂敷有硅烷偶联剂。
43.上述电磁屏蔽用复合织物的制造方法，具体过程如下：
44.s1、金属纤维表面处理：将直径0.01mm的不锈钢纤维，采用自动卷绕机重新绕制，绕制过程中对不锈钢纤维表面涂敷硅烷偶联剂，绕制完成后冷风吹干并静置约2小时以上；
45.s2、加捻形成复合线：采用加捻设备将一根经步骤s1处理后的不锈钢纤维，以及两根直径0.01mm的尼龙纤维，通过加捻设备形成复合导线。
46.s3、复合织物编织：步骤s2制得的复合导线先采用二维编织机织成平纹布，然后再引入直径为0.1mm的绵线，在平纹布的两面同时织入并形成一层绵线层。
47.实施例3
48.本实施例提供了一种电磁屏蔽用复合织物，由经线、纬线和轴线编织而成，经线和纬线均为由两根直径0.01mm的铜纤维和铁镍合金纤维和两根直径0.01mm的涤纶纤维加捻制成的复合线，轴线为直径为0.5mm的麻线，不锈钢纤维表面涂敷钛酸酯偶联剂。
49.上述电磁屏蔽用复合织物的制造方法，具体过程如下：
50.s1、金属纤维表面处理：将直径0.01mm的铜纤维和铁镍合金纤维，采用自动卷绕机重新绕制，绕制过程中对铜纤维和铁镍合金纤维表面涂敷钛酸酯偶联剂，绕制完成后冷风吹干并静置约2小时以上；
51.s2、加捻形成复合线：采用加捻设备将两根步骤s1中处理后的铜纤维和铁镍合金纤维，以及两根根直径0.01mm的涤纶纤维，通过加捻设备形成复合导线；
52.s3、复合织物编织：将步骤s2中制得的复合导线先采用二维编织机织成斜纹布，然后再引入直径为0.5mm的麻线，在平纹布的两面同时织入并形成一层麻线层。
53.实施例4
54.本实施例提供了一种电磁屏蔽用复合织物，由经线、纬线和轴线编织而成，轴线垂直经线和纬线，并穿插于经线和纬线之间，经线和纬线均为由两根0.008mm的铁钴合金和钛合金纤维和两根0.008mm的腈纶纤维加捻制成的复合线，轴线为直径为0.6mm的麻线，不锈钢纤维表面涂敷钛酸酯偶联剂。
55.上述电磁屏蔽用复合织物的制造方法，具体过程如下：
56.s1、金属纤维表面处理：将直径0.008mm的铁钴合金和钛合金纤维，采用自动卷绕机重新绕制，绕制过程中对铁钴合金和钛合金纤维表面涂敷钛酸酯偶联剂，绕制完成后冷风吹干并静置约2小时以上；
57.s2、加捻形成复合线：采用加捻设备将两根经步骤s1处理后的铁钴合金和钛合金纤维，以及两根直径0.008mm的腈纶纤维，通过加捻设备形成复合导线。
58.s3、复合织物编织：将步骤s2制得的复合导线和直径为0.6mm的麻线，采用三维编织机织成罗纹布，其中麻线垂直于复合导线构成的平面。
59.实施例5
60.本实施例提供了一种电磁屏蔽用复合织物，由经线、纬线和轴线编织而成，轴线垂直经线和纬线，并穿插于经线和纬线之间，经线和纬线均为由两根0.5mm的铁铬合金和铝合金纤维和两根0.5mm的氨纶纤维加捻制成的复合线，轴线为直径为2mm的麻线，不锈钢纤维表面涂敷铝酸酯偶联剂。
61.上述电磁屏蔽用复合织物的制造方法，具体过程如下：
62.s1、金属纤维表面处理：将直径0.5mm的铁铬合金和铝合金纤维，采用自动卷绕机重新绕制，绕制过程中对铁钴合金和钛合金纤维表面涂敷铝酸酯偶联剂，绕制完成后冷风吹干并静置约2小时以上；
63.s2、加捻形成复合线：采用加捻设备将两根经步骤s1处理后的0.5mm 的铁铬合金和铝合金纤维，以及两根直径0.5mm的氨纶纤维，通过加捻设备形成复合导线。
64.s3、复合织物编织：将步骤s2制得的复合导线和直径为2mm的麻线，采用三维编织机织成罗纹布，其中麻线垂直于复合导线构成的平面。
65.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种电磁屏蔽用复合织物，其特征在于，由经线、纬线和轴线编织而成，所述轴线垂直于所述经线和所述纬线，所述经线和所述纬线均为金属纤维和高分子纤维加捻制成的复合线，所述金属纤维的表面涂覆有偶联剂，所述轴线为天然纤维。2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽用复合织物，其特征在于，所述金属纤维的直径为0.001mm-0.5mm。3.根据权利要求2所述的电磁屏蔽用复合织物，其特征在于，所述高分子纤维的直径小于等于所述金属纤维的直径。4.根据权利要求3所述的电磁屏蔽用复合织物，其特征在于，所述天然纤维的直径为0.1mm-2mm。5.根据权利要求1所述的电磁。屏蔽用复合织物，其特征在于，所述金属纤维的材质为铁、镍、钴、铬和其合金。6.根据权利要求5所述的电磁屏蔽用复合织物，其特征在于，所述金属纤维还包括铜、铝、钛和其合金纤维。7.根据权利要求1所述的电磁屏蔽用复合织物，其特征在于，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的至少一种。8.根据权利要求1所述的电磁屏蔽用复合织物，其特征在于，所述高分子纤维的材质为涤纶、尼龙、腈纶和氨纶中的至少一种。9.根据权利要求1所述的电磁屏蔽用复合织物，其特征在于，所述天然纤维的材质为棉和麻中的至少一种。10.一种制造权利要求1-9任一项所述的电磁屏蔽用复合织物的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、金属纤维表面处理：将金属纤维进行绕制，绕制过程中对所述金属纤维表面涂覆偶联剂；s2、加捻形成复合线：将步骤s1制得的所述金属纤维与高分子纤维通过加捻形成相互紧密缠绕的复合线；s3、复合织物编织：将步骤s2制得的复合线作为经线和纬线、天然纤维为轴线进行编织，编织形成电磁屏蔽用复合织物。

技术总结
本发明提供了一种电磁屏蔽用复合织物及其制造方法，属于纺织材料技术领域。由经线、纬线和轴线编织而成，轴线垂直于经线和纬线，经线和纬线均为金属纤维和高分子纤维加捻制成的复合线，金属纤维表面涂覆有偶联剂，轴线为天然纤维。本发明采用经偶联剂处理过的金属纤维，改善了金属纤维与高分子纤维之间的界面作用，提高了电磁屏蔽用复合织物的电磁屏蔽性能；将金属纤维和高分子纤维经加捻制成复合线，进而提高了电磁屏蔽用复合织物结合牢度、摩擦牢度和水洗牢度；通过将天然纤维作为轴线与金属纤维和高分子纤维编织在一起，提高了电磁屏蔽用复合织物的舒适性。磁屏蔽用复合织物的舒适性。磁屏蔽用复合织物的舒适性。


技术研发人员：林旻 蒋侃东 孙颖莉 闫阿儒 黄朝强 熊永禄
受保护的技术使用者：福建强纶新材料股份有限公司
技术研发日：2022.03.15
技术公布日：2023/9/22