[发明专利]一种碳长丝包芯纱的电磁屏蔽编织物及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及电磁屏蔽技术领域，特别是涉及一种碳长丝包芯纱的电磁屏蔽编织物及用途。

背景技术

随着电气设备和通讯工具应用的日益广泛，电磁辐射已经成为一种新的污染。人体长期暴露在电磁辐射环境中，神经系统、心血管系统、内分泌系统、生殖系统等都会受到不同程度的伤害。为保护人体不受或尽量减少电磁辐射的危害，人们一方面对电磁辐射源进行屏蔽，以减少辐射量。另一方面，研制有效的防护材料进行个体防护，电磁辐射防护织物即是其中之一。目前开发的具有电磁波屏蔽功能的织物主要为两种方式：一是在织物上施加具有电磁波屏蔽性物质的涂层整理；二是用具有电磁屏蔽功能的纤维加工成织物。

关于第一种方式，已有很多专利报道，中国专利CN200910054882.9利用化学镀银的方法在涤纶织物表面形成一层银赋予织物电磁屏蔽性。中国专利CN200910048743.5利用化学镀铜的方法在涤纶织物表面形成一层铜而赋予织物电磁屏蔽性。中国专利CN200610119515.9利用真空溅射的方法把金属铝、银、铁、镍、铬、金、铂或镁中的一种或几种；或为金属铝、银、铁、镍、铬、金、铂或镁的氧化物中的一种或几种在织物上形成膜，赋予织物电磁屏蔽作用。金属镀膜不耐洗涤、织物手感粗硬、透气性差和工艺复杂，是其缺陷。这与本发明采用的碳长丝包芯纱织造的方式完全不同。

关于第二种方式，一般是以金属纤维纯纺或和普通服用纤维混纺然后织成织物。中国专利CN101423996A利用坡莫合金和服用纱线交织制成织物实现电磁屏蔽。中国专利CN1045428A是将棉纤维和不锈钢纤维的混纺纱织成电磁屏蔽织物。中国专利CN87103582A是利用镍纤维和可纺阻燃纤维混纺纱织成电磁屏蔽织物。金属纤维的比重大，织成的织物厚重，手感粗硬，对皮肤有刺激作用。对普通服用纤维进行金属镀层制成导电纤维也归于第二种方式，中国专利CN201395671Y对化纤长丝镀银，然后与普通纱线交织，得到高屏蔽防辐射织物。美国专利USP 5968854对尼龙等化纤长丝进行镀银制成导电长丝纱，然后采用针织结构织成高导电防辐射针织物。对化纤长丝直接镀金属能克服金属纤维厚重和刺激皮肤的缺点，也能克服镀金属膜织物手感粗硬、透气性不好和不耐洗涤的缺点，但同样有工艺复杂的问题。这与本发明采用的碳长丝包芯纱织造、采用不同结构与排列的电磁屏蔽原理完全不同。

以碳长丝制成的纺织品可以作为电磁波屏蔽材料，因为碳纤维的电性能近似于金属。碳纤维的电阻率为( 1. 5~ 3. 0) ×10^-3Ω cm，是一种优秀的电磁屏蔽结构材料，但碳纤维很脆，在弯曲过程中很容易发生单纤维断裂的情况。因此，大部分碳纤维复合材料的应用首先都是预成型然后再涂树脂固化定型制作成所需形状的结构材料。而目前的加工方法主要是利用专用三维编织设备将碳长丝纱编织成三维织物然后再涂覆树脂定型冷却得到复合材料。在编织的过程中，碳长丝纱易断裂且表面容易磨毛形成毛羽，所以碳纤维很难形成织物。有人曾尝试过在碳长丝上浸透糊剂、油剂等集束剂来提高集束性能，但为了提高集束性能而使用集束剂，会使碳长丝变得粗硬。在专利文献：特开平2-133632号公报上中用热塑性复丝包缠碳纤维制成耐久性缝纫纱线，在专利文献：特开昭64-061527号公报上用空心锭的纺纱方式纺了碳纤维为芯纱由超高分子量聚乙烯纤维包覆的包覆纱，保留了碳长丝高强、高模的优点，且抑制了碳纤维毛羽的产生。这是在表达如何保护碳纤维丝束不受损伤。

美国专利USP 4237108号提供一种制备碳纤维织物的方法，将经过热定型处理的丙烯腈纤维编织成布，再进行氧化处理，接着碳化处理，得到碳纤维织物。中国专利CN 200780014529.7提供一种利用喷气织机织造碳纤维布的方法，以纤度400-6000tex的碳纤维纱条为经纱，以纤度为该碳纤维纱条的1/5或以下的辅助纤维为纬纱织造单向性碳纤维织物，很好地克服了织造过程中碳纤维起毛问题。但该方法只能织造碳纤维单向织物，且织造参数调整比较复杂，经密、纬密也有一定限制以防止出现碳纤维起毛影响织造。这些是在解决纯碳纤维织物的加工问题，与本发明采用的碳长丝包芯纱编织织造的原理完全不同。

上述电磁波屏蔽织物或称电磁屏蔽织物都是以均匀体的方式，通过增加纤维含量来提高织物的电磁屏蔽性的，与本发明在原理、方法、结构和用途上的均不同。