專利名稱：碳長絲包芯紗編鏈彈性結(jié)構的吸波經(jīng)編織物及其用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電磁屏蔽技術領域，特別是涉及碳長絲包芯紗編鏈彈性結(jié)構的吸波經(jīng)編織物及用途。
背景技術：
隨著電氣設備應用的日益廣泛，電磁輻射已經(jīng)成為一種新的污染。人體長期暴露在電磁輻射環(huán)境中，神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)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(fā)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、鉬或鎂中的一種或幾種；或為金屬鋁、銀、鐵、鎳、鉻、金、鉬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(jīng)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(fā)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(xiàn)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。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) X IO-3 Ω cm,是一種優(yōu)秀的電磁屏蔽結(jié)構材料，但碳纖維很脆，在彎曲過程中很容易發(fā)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(jié)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(yōu)點，且抑制了碳纖維毛羽的產(chǎn)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(jīng)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 CN200780014529. 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(jīng)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(shù)調(diào)整比較復雜，經(jīng)密、緯密也有一定限制以防止出現(xiàn)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(fā)明采用的復合紗針織的原理完全不同。上訴電磁波屏蔽織物或稱吸波織物都是機織物，都是以均勻體的方式來進行電磁波屏蔽的，與本發(fā)明存在在原理、方法、結(jié)構和用途上的根本不同。針織結(jié)構由于其結(jié)構是線圈之間相互串套，這個特性決定了針織物比機織物柔軟，也有這方面的專利采用針織的方法制備防輻射面料。美國專利USP 59688M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(jié)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。中國專利CN200910181902. 9 提供一種保暖防輻射針織面料的制備方法，采用防輻射纖維紗(主要是金屬混紡纖維組成)和彈性紗同路編織而成，作為正面，里面為起絨纖維編織而成，里面與正面之間用連接紗編織連接，是一種可起絨的保暖防輻射又有彈性的針織面料，穿著舒適合體。但該專利沒有指出根據(jù)實際防輻射的需要通過組織設計來調(diào)節(jié)面料的防輻射性能。這與本發(fā)明采用的碳長絲包芯紗經(jīng)編，采用不同組織結(jié)構和控制織物的排列密度的方式完全不同。最為相近的是中國專利CN200710190584. 3提供一種制備碳纖維織物的方法，用再生纖維素纖維或聚丙烯腈纖維紗線織造成欄柵織物，以高溫加熱得到石墨纖維紗線網(wǎng)為基布，利用干法噴射紡絲而形成織物。用丙烯腈纖維或再生纖維素纖維織造然后碳化形成碳纖維織物的方法雖然避免了碳纖維起毛的問題，纖維通過熱處理會發(fā)生熱收縮，當對碳化不充分的織物進行熱處理時會因為熱收縮而使纖維變形，影響織物的外觀和平整度，而且高溫處理勢必要消耗大量能量，不夠節(jié)能。但該方法是也用機織結(jié)構，先以再生纖維素纖維或聚丙烯腈纖維制成柵格狀織物，然后碳化得到露空柵格狀純碳纖維的織物，其目的是為了避免紡紗織造中對碳纖維的損傷，且不能作為服裝用織物，這與本發(fā)明的原理、成形方式和織物形式均不同。本發(fā)明使用碳長絲包芯紗，使碳長絲紗很好的克服在編織過程中容易形成毛刺的弱點。使碳長絲紗能夠像普通紗一樣，在普通經(jīng)編機上織造，提供吸波針織物用于電磁波屏蔽和保護的外裝、休閑服和工程材料、車用、交通用、裝飾用紡織品，拓寬碳長絲束纖維的使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種吸波頻率寬并可有效用于個體防護并有良好彈性變形的高彈性電磁屏蔽織物及其用途。為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種吸波經(jīng)編織物，其特征在于，由經(jīng)編加工的多梳櫛編鏈方法制成，所述的多梳櫛編鏈方法包括將碳長絲包芯紗、其它纖維紗或它們的組合相互串套成多列線圈，并由碳長絲包芯紗、其它纖維紗或它們的組合來回襯緯形成編鏈彈性結(jié)構，即為吸波經(jīng)編織物，其中，所述的多列線圈以及襯緯的至少一種有碳長絲包芯紗的喂入。優(yōu)選地，所述的襯緯為全幅襯緯或部分襯緯，所述的全幅襯緯是指整個經(jīng)編門幅的編鏈襯緯；所述的部分襯緯是指在多列線圈間來回襯緯。優(yōu)選地，所述的由碳長絲包芯紗構成的多列線圈以及由其它纖維紗構成的多列線圈皆排列成條帶狀，由碳長絲包芯紗構成的多列線圈條帶以及由其它纖維紗構成的多列線圈條帶間隔設置。優(yōu)選地，所述的由碳長絲包芯紗構成的襯緯以及由其它纖維紗構成的襯緯皆排列成條帶狀，由碳長絲包芯紗構成的襯緯條帶以及由其它纖維紗構成的襯緯條帶間隔設置。優(yōu)選地，所述的多列線圈以及襯緯中碳長絲包芯紗所占的路數(shù)比應大于等于 1 10。優(yōu)選地，所述的碳長絲包芯紗包括碳長絲束以及包覆在碳長絲束外側(cè)的其它纖維。更優(yōu)選地，所述的其他纖維為天然纖維和常用化學纖維。更優(yōu)選地，所述的其它纖維紗與包覆在碳長絲束外側(cè)的其它纖維具有相同或相近的化學組成。本發(fā)明還提供了上述吸波經(jīng)編織物在制作電磁波屏蔽的針織服裝以及建筑和交通工具的內(nèi)飾材料以及其它防護用紡織品方面的用途。所述的電磁波屏蔽的針織服裝尤指用于私密保護服裝。所述的其它防護用紡織品尤指罩、套、屏等家用防護紡織品。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果(a)該經(jīng)編織物可提供寬頻并可有效用于個體防護的高彈性電磁屏蔽織物，尤其是對0. 2 2. OGHz范圍內(nèi)可通過經(jīng)編鏈織物的結(jié)構調(diào)整來實現(xiàn)；(b)可方便地通過來回襯緯的線圈列數(shù)來調(diào)整其橫線的彈性，以適應穿著使用；(c)由于編鏈線圈為三維彎曲結(jié)構，而編鏈襯緯是基本伸直排列，故集彎曲排列與伸直排列的優(yōu)點，對抗電磁輻射性能可以互補；(d)經(jīng)編中的編鏈是極為常用的結(jié)構與產(chǎn)品加工，技術成熟，易于成形，可方便地加工出所述的吸波經(jīng)編織物，并可用于需要彈性結(jié)構的電磁波屏蔽防護服裝，尤其是用于私密保護服裝，建筑和交通工具的內(nèi)飾材料，以及罩、套、屏等家用防護紡織品。


圖Ia是碳長絲包芯紗成圈與襯緯(跨距9列)均為條帶結(jié)構的吸波經(jīng)編織物示意圖；圖Ib是碳長絲包芯紗成圈與襯緯(跨距7列)均為條帶結(jié)構的吸波經(jīng)編織物示意圖；圖Ic是碳長絲包芯紗成圈與襯緯(跨距4列)均為條帶結(jié)構的吸波經(jīng)編織物示意圖；圖加是全部碳長絲包芯紗的均布結(jié)構吸波經(jīng)編織物示意圖；圖2b是編鏈襯緯為碳長絲包芯紗的均布結(jié)構吸波經(jīng)編織物示意圖2c是編鏈成圈為碳長絲包芯紗的均布結(jié)構吸波經(jīng)編織物示意圖；圖3a是碳長絲包芯紗為條狀編鏈成圈而其它纖維紗襯緯均布的吸波經(jīng)編織物示意圖；圖北是碳長絲包芯紗為條狀襯緯且編鏈成圈均布的吸波經(jīng)編織物示意圖；圖3c是碳長絲包芯紗為條狀編鏈成圈且襯緯均布的吸波經(jīng)編織物示意圖；圖4是碳長絲包芯紗結(jié)構示意圖；圖中1-碳長絲包芯紗，其包括11-碳長絲包芯紗成圈；12-碳長絲包芯紗襯緯；2-其它纖維紗，其包括21-其它纖維紗成圈；22-其它纖維紗襯緯；3-碳長絲；4-其它纖維。其中，DS為協(xié)同吸波區(qū)，是存在碳長絲包芯紗編鏈線圈和襯緯的區(qū)域；LS為圈吸波區(qū)，是只存在碳長絲包芯紗線圈的區(qū)域；CS為線吸波區(qū)，是只存在碳長絲包芯紗襯緯的區(qū)域；NS為無吸波區(qū)，是只存在其它纖維紗的區(qū)域。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。本發(fā)明采用經(jīng)編加工的多梳櫛編鏈方法，將全部碳長絲包芯紗，或?qū)⑷科渌w維紗，或?qū)⑵渌w維紗與碳長絲包芯紗兩者都用地單紗相互串套成圈成列，并由全部或部分由碳長絲包芯紗、或全部其它纖維紗來回襯緯形成的編鏈彈性結(jié)構的吸波經(jīng)編織物。該吸波經(jīng)編織物至少成圈或襯緯中有碳長絲包芯紗的喂入，并編鏈成碳長絲包芯紗呈均布、 條狀、或來回傾斜交叉條帶狀中至少一種的吸波經(jīng)編織物。所述的編鏈成圈為三維彎曲的周期排列；所述的編鏈襯緯是將已成線圈串聯(lián)在一起，并為基本伸直的周期排列。由此，所述的碳長絲包芯紗在該吸波經(jīng)編織物中的既有三維彎曲排列，又有基本伸直排列，故能集兩種排列的吸波優(yōu)點。所述的碳長絲包芯紗編鏈彈性結(jié)構的吸波經(jīng)編織物有全幅襯緯編鏈和部分襯緯編鏈。所述的全幅襯緯是指整個經(jīng)編門幅的編鏈襯緯，此時作為襯緯的碳長絲包芯紗幾乎均為伸直并與縱列垂直正交；所述的部分襯緯是指在多列線圈間來回襯緯。所述來回襯緯的線圈列數(shù)決定著來回橫向直線段的長度和斜角，以及該經(jīng)編織物的橫向彈性。所述吸波經(jīng)編織物的吸波是指對電磁波的吸收屏蔽，其中同時存在碳長絲包芯紗編鏈線圈和襯緯的區(qū)域為協(xié)同吸波區(qū)；只存在碳長絲包芯紗線圈的區(qū)域為圈吸波區(qū)；只存在碳長絲包芯紗襯緯的區(qū)域為線吸波區(qū)；只存在其它纖維紗的區(qū)域為無吸波區(qū)。所述的吸波經(jīng)編織物，可以通過對所述吸波經(jīng)編織物中碳長絲包芯紗的均布或間隔路數(shù)比、編鏈襯緯的跨越列數(shù)、線圈排列密度中的一或以上項的調(diào)節(jié)來改變。所述的間隔路數(shù)比是指碳長絲包芯紗的線圈列數(shù)或襯緯的根數(shù)與其它纖維紗線圈列數(shù)或襯緯的根數(shù)之比。所述的線圈排列密度是指單位長度內(nèi)線圈數(shù)，有縱密和橫密之分。所述跨越列數(shù)是指編鏈襯緯走過的線圈縱列數(shù)。如圖4所示，為碳長絲包芯紗結(jié)構示意圖，所述的碳長絲包芯紗1包括碳長絲束3 以及包覆在碳長絲束3外側(cè)的其他纖維4。取所述的碳長絲包芯紗1和其它纖維紗2若干筒，根據(jù)工藝設計要求整經(jīng)，全部是碳長絲包芯紗1，或者全部是其它纖維紗2，或碳長絲包芯紗1和其它纖維紗2按一定的要求間隔，然后將整經(jīng)好的兩個經(jīng)軸放置在經(jīng)編機上，其中一個穿入經(jīng)編成圈的梳櫛，另一個穿入經(jīng)編襯緯的梳櫛。按選定的碳長絲包芯紗1與其它纖維紗2的均布或間隔路數(shù)比、編鏈襯緯的跨越列數(shù)、線圈排列密度，制得本發(fā)明所述的三類電磁屏蔽編織物(a)編鏈成圈與襯緯均為條帶結(jié)構的吸波經(jīng)編織物，見實施例1 實施例3，其具體工藝參數(shù)與結(jié)果見表1 ；(b)編鏈成圈與襯緯均為均布結(jié)構的吸波經(jīng)編織物，見實施例4 實施例6，其具體工藝參數(shù)與結(jié)果見表2 ；(c)編鏈成圈與襯緯至少有一項為條帶結(jié)構的吸波經(jīng)編織物，見實施例7 實施例9，其具體工藝參數(shù)與結(jié)果見表3。對所得9個實施例的吸波經(jīng)編織物的吸波性能，即電磁波的屏蔽效能(EMSE electro-magnetic shielding efficiency)進行測量，得 EMSE 的峰值 SEmax 和峰值對應的頻率，以及較高電磁波屏蔽效能的頻率段[f\，f2]、該頻段的屏蔽效能峰的形態(tài)和屏蔽效
能平均值&。其中，豆={[SEdf/if, -/)，式中f\，f2分別為較高電磁波屏蔽效能頻率段的
起始頻率和終止頻率。所得5個參數(shù)結(jié)果值分列于對應的表1、表2和表3中。實施例1取桑蠶絲(長絲)包覆碳長絲包芯紗作為部分編鏈成圈和襯緯；綿纖維(即桑蠶絲的短纖維)短纖紗作為填補的編鏈成圈和襯緯，根據(jù)人體私密部位的模糊和遮擋要求， 設計編鏈成圈和來回傾斜交叉條帶碳長絲包芯紗的吸波經(jīng)編織物，如圖Ia所示。編鏈成圈和襯緯的間隔紗均采用綿短纖紗，采用蠶絲/碳長絲包芯紗的襯緯紗來回傾斜，與間隔采用碳長絲包芯紗的編鏈線圈重疊，形成協(xié)同吸波區(qū)DS，來回傾斜的碳長絲包芯紗襯緯紗條帶區(qū)域形成線吸波區(qū)CS。該織物織成后，可經(jīng)過染色、后整理等后制成高檔舒適的吸波經(jīng)編織物，可用于人體電磁波屏蔽和私密保護服裝及家用防護紡織品。實施例2取棉纖維包覆碳長絲包芯紗作為部分編鏈成圈和襯緯；棉紗作為填補的編鏈成圈和襯緯，根據(jù)人體私密部位的模糊和遮擋要求，設計編鏈成圈和來回傾斜交叉條帶碳長絲包芯紗的吸波經(jīng)編織物，如圖Ib所示。編鏈成圈和襯緯的間隔紗均采用棉紗，采用棉/碳長絲包芯紗的襯緯紗來回傾斜，與間隔采用碳長絲包芯紗的編鏈線圈重疊，形成協(xié)同吸波區(qū)DS，來回傾斜的碳長絲包芯紗襯緯紗條帶區(qū)域形成線吸波區(qū)CS。該織物織成后，可經(jīng)過染色、后整理等后制成高檔舒適的吸波經(jīng)編織物，可用于人體電磁波屏蔽和私密保護服裝及家用防護紡織品。實施例3取毛纖維包覆碳長絲包芯紗作為部分編鏈成圈和襯緯；毛紗作為填補的編鏈成圈和襯緯，根據(jù)人體私密部位的模糊和遮擋要求，設計編鏈成圈和來回傾斜交叉條帶碳長絲包芯紗的吸波經(jīng)編織物，如圖Ic所示。編鏈成圈和襯緯的間隔紗均采用毛紗，采用毛/碳長絲包芯紗的襯緯紗來回傾斜，與間隔采用碳長絲包芯紗的編鏈線圈重疊，形成協(xié)同吸波區(qū)DS，毛紗填補的編鏈成圈條帶區(qū)域因為沒有碳長絲包芯紗而形成無吸波區(qū)NS。該織物織成后，可經(jīng)過染色、后整理等后制成高檔舒適的吸波經(jīng)編織物，可用于人體電磁波屏蔽和私密保護服裝及家用防護紡織品。表1編鏈成圈與襯緯均為條帶結(jié)構的吸波經(jīng)編織物的工藝參數(shù)和電磁屏蔽效能 EMSE5參數(shù)實測值
權利要求
1.一種吸波經(jīng)編織物，其特征在于，由經(jīng)編加工的多梳櫛編鏈方法制成，所述的多梳櫛編鏈方法包括將碳長絲包芯紗、其它纖維紗或它們的組合相互串套成多列線圈，并由碳長絲包芯紗、其它纖維紗或它們的組合來回襯緯形成編鏈彈性結(jié)構，即為吸波經(jīng)編織物，其中，所述的多列線圈以及襯緯的至少一種有碳長絲包芯紗的喂入。
2.如權利要求1所述的吸波經(jīng)編織物，其特征在于，所述的襯緯為全幅襯緯或部分襯緯，所述的全幅襯緯是指整個經(jīng)編門幅的編鏈襯緯；所述的部分襯緯是指在多列線圈間來回襯緯。
3.如權利要求1所述的吸波經(jīng)編織物，其特征在于，所述的由碳長絲包芯紗構成的多列線圈以及由其它纖維紗構成的多列線圈皆排列成條帶狀，由碳長絲包芯紗構成的多列線圈條帶以及由其它纖維紗構成的多列線圈條帶間隔設置。
4.如權利要求1所述的吸波經(jīng)編織物，其特征在于，所述的由碳長絲包芯紗構成的襯緯以及由其它纖維紗構成的襯緯皆排列成條帶狀，由碳長絲包芯紗構成的襯緯條帶以及由其它纖維紗構成的襯緯條帶間隔設置。
5.如權利要求1所述的吸波經(jīng)編織物，其特征在于，所述的多列線圈以及襯緯中碳長絲包芯紗所占的路數(shù)比應大于等于1 10。
6.如權利要求1-5中任一項所述的吸波經(jīng)編織物，其特征在于，所述的碳長絲包芯紗包括碳長絲束以及包覆在碳長絲束外側(cè)的其它纖維。
7.權利要求1-6中任一項所述的吸波經(jīng)編織物在制作電磁波屏蔽的針織服裝以及建筑和交通工具的內(nèi)飾材料以及其它防護用紡織品方面的用途。
全文摘要
本發(fā)明提供了碳長絲包芯紗編鏈彈性結(jié)構的吸波經(jīng)編織物及其用途。所述的吸波經(jīng)編織物，其特征在于，由經(jīng)編加工的多梳櫛編鏈方法制成，所述的多梳櫛編鏈方法包括將碳長絲包芯紗、其它纖維紗或它們的組合相互串套成多列線圈，并由碳長絲包芯紗、其它纖維紗或它們的組合來回襯緯形成編鏈彈性結(jié)構，即為吸波經(jīng)編織物，其中，所述的多列線圈以及襯緯的至少一種有碳長絲包芯紗的喂入。本發(fā)明所述的吸波經(jīng)編織物可用于制作電磁波屏蔽的針織服裝以及建筑和交通工具的內(nèi)飾材料以及其它防護用紡織品方面。
文檔編號D04B21/20GK102505324SQ201110289940
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權日2011年9月27日
發(fā)明者于偉東, 吳瑜, 周勝, 鄧成亮, 陳毅 申請人:東華大學