[發明專利]一種包覆式碳纖維長絲復合紗的吸波機織物及其用途

有效

• 申請號: 201110288285.X
• 申請日: 2011-09-27
• 公開（公告）號: CN102425023A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 于偉東;陳毅;周勝;吳瑜;鄧成亮
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D03D15/00
• 分類號: D03D15/00;D03D13/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明涉及電磁屏蔽技術領域，特別是涉及一種包覆式碳纖維長絲復合紗的吸波機織物及用途。

背景技術

隨著電氣設備應用的日益廣泛，電磁輻射已經成為一種新的污染。人體長期暴露在電磁輻射環境中，神經系統、心血管系統、內分泌系統、生殖系統等都會受到不同程度的傷害。為保護人體不受或盡量減少電磁輻射的危害，人們一方面對電磁輻射源進行屏蔽，減少輻射量，另一方面研制有效的防護材料進行個體防護，電磁輻射防護織物即是其中之一。目前開發具有電磁波屏蔽功能的織物主要有兩種途徑，一是在織物上施加具有電磁波屏蔽性的涂層整理，二是用具有電磁屏蔽功能的纖維加工成織物。

關于第一種途徑，已有很多專利報道，中國專利CN200910054882.9利用化學鍍銀的方法在滌綸織物表面形成一層銀，從而賦予織物電磁屏蔽性。中國專利CN200910048743.5利用化學鍍銅的方法在滌綸織物表面形成一層銅，從而賦予織物電磁屏蔽性。中國專利CN200610119515.9利用真空濺射的方法把金屬鋁、銀、鐵、鎳、鉻、金、鉑或鎂中的一種或幾種；或為金屬鋁、銀、鐵、鎳、鉻、金、鉑或鎂的氧化物中的一種或幾種在織物上形成膜，賦予織物電磁屏蔽作用。金屬鍍膜不耐洗滌，經多次洗滌后，電磁屏蔽效果下降嚴重，鍍膜織物手感粗硬，透氣性不好，而且工藝復雜，為了達到較好的屏蔽效果往往要多次鍍層。這與本發明采用的復合紗織造的方式完全不同。

關于第二種途徑，一般是以金屬纖維純紡或和普通服用纖維混紡然后織成織物。中國專利CN101423996A利用坡莫合金和服用紗線交織制成織物實現電磁屏蔽。中國專利CN1045428A是將棉纖維和不銹鋼纖維的混紡紗織成電磁屏蔽織物。中國專利CN87103582A是利用鎳纖維和可紡阻燃纖維混紡紗織成電磁屏蔽織物。金屬纖維的比重大，織成的織物厚重，而且手感粗硬，對皮膚有刺激作用。對普通服用纖維進行金屬鍍層制成導電纖維也歸于第二種方法，中國專利CN201395671Y對化纖長絲鍍銀，然后與普通紗線交織，得到高屏蔽防輻射織物。美國專利USP?5968854對尼龍等化纖長絲進行鍍銀制成導電長絲紗，然后采用針織結構織成高導電防輻射針織物。對化纖長絲直接鍍金屬能克服金屬纖維厚重和刺激皮膚的缺點，也能克服鍍金屬膜織物手感粗硬、透氣性不好和不耐洗滌的缺點，但同樣有工藝復雜的問題。這與本發明采用的復合紗織造、采用不同交織方式和控制織物結構相的方式完全不同。

以碳纖維制成的紡織品可以作為電磁波屏蔽材料，因為碳纖維的電性能近似于金屬。碳纖維的電阻率為(?1.?5~?3.?0)?×10^-3Ω?cm，是一種優秀的電磁屏蔽結構材料，但碳纖維很脆，在彎曲過程中很容易發生單纖維斷裂的情況。因此，大部分碳纖維復合材料的應用首先都是預成型然后再涂樹脂固化定型制作成所需形狀的結構材料。而目前的加工方法主要是利用專用三維編織設備將碳纖維長絲紗編織成三維織物然后再涂覆樹脂定型冷卻得到復合材料。在編織的過程中，碳纖維長絲紗易斷裂且表面容易磨毛形成毛羽，所以碳纖維很難形成織物。有人曾嘗試過在碳長絲上浸透糊劑、油劑等集束劑來提高集束性能，但為了提高集束性能而使用集束劑，會使碳長絲變得粗硬。在專利文獻：特開平2-133632號公報上中用熱塑性復絲包纏碳纖維制成耐久性縫紉紗線，在專利文獻：特開昭64-061527號公報上用空心錠的紡紗方式紡了碳纖維為芯紗由超高分子量聚乙烯纖維包覆的包覆紗，保留了碳長絲高強、高模的優點，且抑制了碳纖維毛羽的產生。這是在表達如何保護碳纖維絲束不受損傷。

美國專利USP?4237108號提供一種制備碳纖維織物的方法，將經過熱定型處理的丙烯腈纖維編織成布，再進行氧化處理，接著碳化處理，得到碳纖維織物。中國專利CN?200780014529.7提供一種利用噴氣織機織造碳纖維布的方法，以纖度400-6000tex的碳纖維紗條為經紗，以纖度為該碳纖維紗條的1/5或以下的輔助纖維為緯紗織造單向性碳纖維織物，很好地克服了織造過程中碳纖維起毛問題。但該方法只能織造碳纖維單向織物，且織造參數調整比較復雜，經密、緯密也有一定限制以防止出現碳纖維起毛影響織造。這些是在解決純碳纖維織物的加工問題，與本發明采用的復合紗交織織造的原理完全不同。

上述電磁波屏蔽織物或稱吸波織物都是以均勻體的方式來進行電磁波屏蔽的，與本發明存在在原理、方法、結構和用途上的根本不同。