專利名稱：電磁波屏蔽織物的真空濺射鍍膜和化學(xué)鍍膜復(fù)合制造方法及其產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織工業(yè)生產(chǎn)中對紡織材料進行真空濺鍍和化學(xué)鍍復(fù)合制造技術(shù)制作電磁波屏蔽織物的方法和用這種方法制得的高效能電磁波屏蔽織物，產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于軍工、科研、工農(nóng)醫(yī)等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，以及尋常百姓家的家用電器有害電磁波的屏蔽和防護。
背景技術(shù)：
電磁波屏蔽用的紡織材料有金屬絲織物，金屬絲與紡織紗線交織或嵌織織物，金屬纖維或碳纖維與常規(guī)紡織纖維的混紡紗織物，電鍍金屬膜織物，化學(xué)鍍金屬膜織物，真空鍍金屬膜織物等。上述眾多的電磁波屏蔽紡織材料中，金屬絲織物和金屬絲交織或嵌織織物最早面世。金屬絲主要采用銅絲、鎳絲或不銹鋼絲，其織物屏蔽效果較好，在0.15MHz～20GHz范圍內(nèi)能達到≥60dB，但織物厚重、硬、不耐折。如一件雷達操作兵的防護服就重達9kg。金屬纖維與常規(guī)紡織纖維混紡織物是將金屬(主要是鎳或不銹鋼)抽成纖維狀，以5％～20％左右比例同紡織纖維混紡成紗后織成布。這類紡織材料較輕，服用性能有所改善，手感較柔軟，色譜也較多。但由于金屬纖維比重大，抱合力小，很難紡制高支紗，而且屏蔽效能在0.15～3GHz范圍內(nèi)僅達15～30dB，遠次于金屬絲織物及其交織嵌織織物。電鍍金屬織物成本較低，但金屬膜的致密性、均勻性不及真空鍍與化學(xué)鍍織物，手感也差，織物較硬，不耐折。由于電鍍是藉電流使溶液中的金屬離子還原在被鍍基材表面形成金屬膜，所以較多地用于鍍金屬與塑料，很少用于鍍表面積很大的織物。而且電鍍工藝產(chǎn)生大量廢水，污染嚴(yán)重?；瘜W(xué)鍍金屬織物有很好的屏蔽效果，手感柔軟，透氣性好，廢水較少，但化學(xué)鍍工藝較繁復(fù)。化學(xué)鍍液的穩(wěn)定性很難控制，尤其是化學(xué)鍍銅。目前紡織品的化學(xué)鍍以鍍銅、鍍鎳和鍍銀為主?；瘜W(xué)鍍銅、鍍銀織物的屏蔽效能在0.15MHz～20GHz范圍內(nèi)能達到≥60dB，化學(xué)鍍鎳織物的屏蔽效能在0.15MHz～20GHz范圍內(nèi)能達到40～60dB。真空濺鍍金屬織物同化學(xué)鍍金屬織物一樣也有很好的防護效果，所得金屬膜更致密均勻，透氣性也好。幾乎所有金屬都可用于濺鍍，工藝簡單，整個工藝過程無三廢產(chǎn)生。但是濺鍍膜層很薄，要達到60dB以上的屏蔽效能很不經(jīng)濟，成本極高，使真空濺鍍織物的推廣應(yīng)用受到很大限制。ZL97106422.7為中國專利提出了一種防輻射織物的制造方法，其特征是基材為普通纖維與含碳、鋇等元素物質(zhì)的混抽合成纖維混紡織物，其材料經(jīng)活化、敏化處理后用化學(xué)鍍方法鍍銀、銅、鎳等，隨后再用含硅、碳、鈉、鈮、鋰、鐵等多種元素物質(zhì)的丙烯酸酯糊料印漿作圓網(wǎng)或平網(wǎng)印花處理，這種織物對電磁波有很好的吸收性能，在30～1000MHz范圍內(nèi)衰減40～60dB。
上述各類電磁波屏蔽織物都無法集柔性、環(huán)保、經(jīng)濟、高效能于一身，無一方法能獲得柔性織物在寬頻段范圍90dB以上的電磁波屏蔽效能。

發(fā)明內(nèi)容
為避免上述電磁波屏蔽織物存在的不足，獲得寬頻段范圍內(nèi)90dB以上高屏蔽效能，本發(fā)明提供了一種真空濺射鍍膜和化學(xué)鍍膜復(fù)合的制造方法及由這種復(fù)合技術(shù)的合理鑲嵌、配合、增效而制得的柔性高效能電磁波屏蔽織物。
本發(fā)明提出的電磁波屏蔽織物的真空濺射鍍膜和化學(xué)鍍膜復(fù)合制造方法的特征在于所采用的工藝流程為以下兩種之一a.織物基材→真空濺射鍍金屬膜→化學(xué)鍍金屬膜→水洗→施加保護層→烘干；b.織物基材→催化→水洗→活化→水洗→化學(xué)鍍金屬膜→水洗→烘干→真空濺射鍍金屬膜→施加保護層；在上述真空濺射鍍金屬膜工序之前對織物作低溫等離子體處理；所述織物基材是梭織布和非織造布，所述水洗為室溫水洗，時間0.5～5min，所述化學(xué)鍍金屬膜為背景技術(shù)中的現(xiàn)有方法，所述催化、活化是現(xiàn)有的化學(xué)鍍金屬膜方法必須的前處理過程；所述低溫等離子體處理是在現(xiàn)有介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體機上進行，工藝條件為低溫等離子體處理時間0.5～5min，氣體溫度200～350K，氣壓普通大氣壓；所述真空濺射鍍金屬膜在現(xiàn)有磁控濺射鍍膜機上進行，濺射用靶材為各種金屬，工藝條件為
激發(fā)氣體氬氣，濺射鍍膜時間2～70min，工作真空度1～133×10-3Pa；上述流程a所述施加保護層的工藝為浸漬含0.05～2g/L抗氧化劑的0.5％～2％PVA水溶液，工藝條件為浸漬時間1～10min，浸漬溫度室溫；流程b所述施加保護層在現(xiàn)有磁控濺射鍍膜機上進行，工藝條件為激發(fā)氣體氬氣，時間0.5～5min，工作真空度1～10-3Pa，施加保護層用材料鎳或鐵、鈷、鎳合金。
用這種電磁波屏蔽織物的真空濺射鍍膜和化學(xué)鍍膜復(fù)合制造方法所制得的產(chǎn)品的特征在于包括一層梭織布或非織造布基材，以濺射鍍膜方法形成并沉積的一層金屬膜，以化學(xué)鍍膜方法形成并沉積的另一層金屬膜，以及一層保護層。
當(dāng)采用基材為滌綸織物時，流程b的基材應(yīng)以紡織生產(chǎn)中的現(xiàn)有工藝先作堿減量處理，流程a基材不必作堿減量處理。
本發(fā)明的優(yōu)點是采用真空濺射鍍膜和化學(xué)鍍膜復(fù)合制造方法制得的電磁波屏蔽織物能獲得寬頻段范圍90dB以上的電磁波屏蔽效能，對紡織基材作等離子體預(yù)處理可使真空濺射金屬鍍膜層致密、穩(wěn)定、牢固，織物柔軟，為環(huán)保、經(jīng)濟型工藝。
具體實施例方式
真空濺鍍的原理是利用高能粒子撞擊屏蔽電磁波用的金屬靶材，作能量交換后，從靶材表面飛濺出原子或分子沉積到紡織基材襯底形成金屬薄膜?；具^程是這樣的利用放電使通入真空室的氣體激發(fā)產(chǎn)生等離子體，這種等離子體中含有被電離出來的電子和離子，它們處于高能量狀態(tài)。正離子在電場的作用下轟出靶材。在同靶材表面的原子或分子作能量交換后將靶材以原子或分子的狀態(tài)濺射出來，飛向紡織基材襯底，并沉積在襯底形成屏蔽電磁波的薄膜。質(zhì)譜分析的結(jié)果表明，絕大多數(shù)濺射粒子是靶材物質(zhì)的單原子，雖有部分濺射粒子會在放電空間離子化，但比例很小，一般只占1％左右。所以它們的電磁波屏蔽效能直接基于銅、銀等金屬原子。由于濺射鍍膜靶材無相變，化合物成分不易發(fā)生變化，合金也不易發(fā)生分餾，因此使用的鍍膜用材料非常廣泛。而且濺射沉積到襯底上的粒子能量是蒸發(fā)鍍膜產(chǎn)生粒子能量的50倍，所以，由濺射粒子形成的電磁波屏蔽薄膜可以在織物上很牢固地附著。
化學(xué)鍍的原理是采用還原劑使金屬離子還原沉積形成金屬膜，織物化學(xué)鍍膜之前必須經(jīng)過充分前處理，去除油脂、污垢等雜質(zhì)，滌綸織物需作堿減量處理，以提高鍍層與基材的附著牢度。本發(fā)明采用常規(guī)化學(xué)鍍膜工藝，一般包括催化、活化、化學(xué)鍍膜三個基本過程。
織物真空濺鍍膜后能直接進入化學(xué)鍍膜浴，可省去原化學(xué)鍍膜前必須的催化與活化兩個過程。也可以將工藝調(diào)整為先化學(xué)鍍膜再真空濺射鍍膜，這樣可省去化學(xué)鍍后上保護層這一過程，但不能省去化學(xué)鍍膜前的催化與活化。
實施例1真空濺射鍍銅與化學(xué)鍍銅的復(fù)合技術(shù)制備電磁波屏蔽滌綸梭織物(1)工藝流程滌綸梭織物→低溫等離子體處理→濺射鍍銅→化學(xué)鍍銅→水洗→施加保護層→烘干→電磁波屏蔽滌綸織物(2)工藝條件①210T滌綸梭織物基材，事先按常規(guī)工藝作堿減量處理。
②低溫等離子體處理工藝織物運行速度1m/min；氣體溫度300K；氣壓常壓。
③真空濺射鍍銅工藝激發(fā)氣體氬氣；濺射鍍銅時間10min；工作真空度1.2×10-2Pa。
④化學(xué)鍍銅工藝鍍液配方硫酸銅 25g/L，甲醇13mL/L，酒石酸鉀鈉 70g/L，
聯(lián)吡啶 0.3mL/L，聚丙烯酰胺 4mL/L，硫酸鎳 1.5g/L，甲醛 16mL/L；鍍液pH值12～13，鍍液溫度35～38℃，浸鍍時間30min。
⑤施加保護層工藝保護層液配方2％PVA水溶液+0.2g/L苯并二氮唑；浸鍍時間2min浸鍍溫度室溫。
實施例2真空濺射鍍銅與化學(xué)鍍銅的復(fù)合技術(shù)制備電磁波屏蔽滌綸紡粘非織造布。
(1)工藝流程非織造布→低溫等離子體處理→濺射鍍銅→化學(xué)鍍銅→水洗→施加保護層→烘干→電磁波屏蔽非織造布。
(2)工藝條件①基布為60g/m2滌綸非織造布。
②低溫等離子體處理織物運行速度1.5m/min；氣體溫度300K；
氣壓常壓。
③真空濺射鍍銅工藝激發(fā)氣體氬氣；濺射鍍膜時間10min；工作真空度1.2×10-2Pa。
④化學(xué)鍍銅工藝鍍液配方硫酸銅 28g/L，甲醇15mL/L，酒石酸鉀鈉 80g/L，聯(lián)吡啶 0.5mL/L，聚丙烯酰胺 4mL/L，硫酸鎳 1.5g/L，甲醛16mL/L；鍍液pH值12～13，鍍液溫度35～38℃，浸鍍時間45min。
⑤施加保護層工藝保護層液配方1％PVA水溶液+0.2g/L苯并三氮唑；浸鍍時間2min；浸鍍溫度室溫。
實施例3
化學(xué)鍍銅與真空濺射鍍銀復(fù)合技術(shù)制備電磁波屏蔽滌綸梭織物。
(1)工藝流程堿減量滌綸梭織物→催化→水洗→活化→水洗→化學(xué)鍍銅→水洗→烘干→低溫等離子體處理→真空濺射鍍銀→施加保護層。
(2)工藝條件①基布為260T堿減量滌綸梭織物。
②催化催化液配方氯化亞錫(SnCl2) 20g/L，鹽酸(HCl) 40mL/L；催化工作溫度25℃；催化時間10min。
③活化活化液配方氯化鈀(PdCl2) 0.5g/L，鹽酸(HCl) 5mL/L；活化工作溫度25℃；活化時間5min。
④化學(xué)鍍銅鍍液配方硫酸銅29g/L，甲醇 16mL/L，
酒石酸鉀鈉80g/L，聯(lián)吡啶0.5mL/L，聚丙烯酰胺5mL/L，硫酸鎳2g/L，甲醛 18mL/L；鍍液pH值12～13，鍍液溫度35～38℃，浸鍍時間45min。
⑤低溫等離子體處理工藝織物運行速度1m/min；氣體溫度350K；氣壓常壓。
⑥真空濺射鍍銀工藝激發(fā)氣體氬氣；濺射鍍銀時間5min；工作真空度1.2×10-2Pa。
⑦施加保護層工藝激發(fā)氣體氬氣；濺鍍時間1min；工作真空鍍1.2×10-2Pa；施加材料鐵、鈷、鎳合金。
實施例4
化學(xué)鍍銅與真空濺射鍍銅的復(fù)合技術(shù)制備電磁波屏蔽滌綸紡粘非織造布。
(1)工藝流程非織造布→催化→水洗→活化→水洗→化學(xué)鍍銅→水洗→烘干→低溫等離子體處理→真空濺射鍍銅→施加保護層。
(2)工藝條件①基布100g/m2滌綸紡粘非織造布。
②催化催化液配方氯化亞錫(SnCl2) 22g/L，鹽酸(HCl) 44mL/L；催化工作溫度25℃；催化時間20min。
③活化活化液配方氯化鈀(PdCl2) 0.6g/L，鹽酸(HCl) 6mL/L；活化工作溫度25℃；活化時間5min。
④化學(xué)鍍銅鍍液配方硫酸銅30g/L，
甲醇 16mL/L，酒石酸鉀鈉90g/L，聯(lián)吡啶0.6mL/L，聚丙烯酰胺6mL/L，硫酸鎳2.2g/L，甲醛 20mL/L；鍍液pH值12～13，鍍液溫度35～38℃，化鍍時間45min。
⑤低溫等離子體處理工藝織物運行速度1.5m/min；氣體溫度350K；氣壓常壓。
⑥真空濺射鍍銅工藝激發(fā)氣體氬氣；濺射鍍膜時間10min；工作真空度1.2×10-2Pa。
⑦施加保護層工藝激發(fā)氣體氬氣；濺鍍時間2min；工作真空度1.2×10-2Pa；施加材料鎳。
權(quán)利要求
1.電磁波屏蔽織物的真空濺射鍍膜和化學(xué)鍍膜復(fù)合制造方法，其特征在于所采用的工藝流程為以下兩種之一a.織物基材→真空濺射鍍金屬膜→化學(xué)鍍金屬膜→水洗→施加保護層→烘干；b.織物基材→催化→水洗→活化→水洗→化學(xué)鍍金屬膜→水洗→烘干→真空濺射鍍金屬膜→施加保護層；所述織物基材是梭織布或非織造布，所述水洗為室溫水洗，水洗時間0.5～5min，所述化學(xué)鍍金屬膜為背景技術(shù)中的現(xiàn)有方法，所述催化、活化是現(xiàn)有的化學(xué)鍍金屬膜方法必須的前處理過程；所述真空濺射鍍金屬膜在現(xiàn)有磁控濺射鍍膜機上進行，濺射用靶材為各種金屬，工藝條件為激發(fā)氣體氬氣，濺射鍍膜時間2～70min，工作真空度1～133×10-3Pa；上述流程a所述施加保護層的工藝為浸漬含0.05～2g/L抗氧化劑的0.5％～2％的PVA水溶液，工藝條件為浸漬時間1～10min，浸漬溫度室溫；上述流程b所述施加保護層在現(xiàn)有磁控濺射鍍膜機上進行，工藝條件為激發(fā)氣體氬氣，時間0.5～5min，工作真空度1～10-3Pa，施加保護層用材料鎳或鐵、鈷、鎳合金。
2.如權(quán)利要求1所述電磁波屏蔽織物的真空濺射鍍膜和化學(xué)鍍膜復(fù)合制造方法所制得的產(chǎn)品，其特征在于包括一層梭織布或非織造布基材，以濺射鍍膜方法形成并沉積的一層金屬膜，以化學(xué)鍍膜方法形成并沉積的另一層金屬膜，以及一層保護層。
3.如權(quán)利要求1所述電磁波屏蔽織物的真空濺射鍍膜和化學(xué)鍍膜復(fù)合制造方法，其特征在于在所述流程的真空濺射鍍金屬膜之前對織物作低溫等離子體處理，工藝條件為低溫等離子體處理時間0.5～5min；氣體溫度200～350K；氣壓普通大氣壓。
4.如權(quán)利要求1或3所述電磁波屏蔽織物的真空濺射鍍膜和化學(xué)鍍膜復(fù)合制造方法，其特征在于基材為滌綸織物時，流程b的基材以紡織生產(chǎn)中的現(xiàn)有工藝先作堿減量處理。
全文摘要
產(chǎn)業(yè)用和家用電磁波屏蔽織物的真空濺射鍍膜和化學(xué)鍍膜復(fù)合制造方法及其產(chǎn)品，方法的工藝流程為以下兩種之一a.織物基材→真空濺射鍍金屬膜→化學(xué)鍍金屬膜→水洗→施加保護層→烘干；b.織物基材→催化→水洗→活化→水洗→化學(xué)鍍金屬膜→水洗→烘干→真空濺射鍍金屬膜→施加保護層。織物可在真空濺射鍍金屬膜工序之前作低溫等離子體處理。產(chǎn)品的特征是包括一層梭織布或非織造布，以濺射鍍膜方法沉積的一層金屬膜，以化學(xué)鍍膜方法沉積的另一層金屬膜以及一層保護層。優(yōu)點是制得的電磁波屏蔽織物能獲得寬頻段范圍90dB以上的電磁波屏蔽效能，所得金屬膜致密、穩(wěn)定、牢固，織物柔軟，為環(huán)保經(jīng)濟型工藝。
文檔編號C23C18/40GK101033546SQ20071003922
公開日2007年9月12日 申請日期2007年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月6日
發(fā)明者周菊先, 吳永剛 申請人:上海市紡織科學(xué)研究院, 同濟大學(xué)