CN101423996A

CN101423996A - 一种磁场屏蔽织物及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN101423996A
Application number: CNA200810204134XA
Authority: CN
Inventors: 刘洪凤; 张富丽; 李亿光; 刘丽英; 李荣杰
Original assignee: Navy Medicine Research Institute of PLA
Current assignee: Navy Medicine Research Institute of PLA
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2009-05-06
Anticipated expiration: 2028-12-05
Also published as: CN101423996B

Abstract

本发明涉及一种磁场屏蔽织物及其制备方法与应用，公开了一种磁场屏蔽织物，为坡莫合金丝与服用纱线交织而成。本发明的坡莫合金丝制得的磁场屏蔽织物可有效衰减DC～300Hz的恒定磁场和极低频磁场，柔软可裁剪，可应用于个体防护和磁场源屏蔽。

Description

一种磁场屏蔽织物及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及织物，尤其涉及具有磁场屏蔽功能的织物及其制备方法与应用。

背景技术

磁场屏蔽一般是指对直流和低频磁场(100kHz以下)的屏蔽。一般采用两种方法：一种是对磁场源进行屏蔽，将磁场屏蔽在规定的空间中，不向外传播。另一种是对被干扰源进行屏蔽，衰减环境磁场对被干扰源的影响。相对于高频电磁场(0.1MHz-300GHz)，磁场屏蔽具有一定的难度。工程上，磁场屏蔽多是采用钢、铁等高磁导率材料做成金属板、金属片或金属箔后设计成盒、壳等封闭壳体。金属板、金属片厚且硬，金属箔脆性大，只能通过焊接或铆接等方式制作成特定形状的屏蔽体，均不能作为服用材料，随意进行裁剪缝制，应用于个体防护。

某些场所是利用磁场源作业，不能对磁场源进行工程屏蔽，而磁场对人体的神经系统、心血管系统、免疫功能又会造成不同程度的影响。因此，急需一种磁场屏蔽织物，可以缝制成服装应用于个体防护，衰减环境磁场对人体的作用；另外也可以做成屏蔽罩，应用于屏蔽各种形状的磁场源。

美国专利USP5578359提出：可以应用非晶合金METGLAS带编织成片状材料，做成短袖盔甲状套头服装，供病人在做磁电生物检查时穿用，屏蔽效能差，仅为4/3dB。

美、德等国近几年相继开发出一种金属丝，介绍可以作磁场屏蔽服装用途。但对于成型织物或服装没有见到相关报道。

CN1234910C介绍了一种多功能铝基柔性屏蔽材料制备技术，采用电化学方法在铝基上镀覆一层软磁合金薄膜，实现反射、电磁屏蔽的目的，适用于高频电磁屏蔽、电场屏蔽和低频磁屏蔽以及可见光反射、红外辐射反射等领域，对于恒定磁场和极低频电磁场是否具有屏蔽效果没有提及。

我国有文献介绍了一种铁磁性线材织物，线材直径粗，最细为0.7mm，且织物硬、易锈蚀断裂，服用性能差。

上述屏蔽材料均存在有各种不同的缺陷，很难同时满足具有一定服用性能、能有效屏蔽恒定磁场和极低频电磁场(DC～300Hz)、能应用于个体防护的要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的缺陷，提供一种磁场屏蔽织物及其制备与应用。

本发明的磁场屏蔽织物，为坡莫合金丝与服用纱线交织而成。

所述坡莫合金丝为以坡莫合金为材质的合金丝，合金丝的直径为0.035mm-0.20mm，优选0.10mm-0.15mm。

上述坡莫合金丝经软化退火工艺和磁性退火工艺处理。

较佳的，所述坡莫合金丝的材质选自坡莫合金1J79或坡莫合金1J85。其中J表示“精密合金”，“1”表示软磁，后面的数字为序号，通常表示合金中的含镍量。

本发明的坡莫合金是指铁镍合金，其含镍量的范围很广，在35％—90％之间。其最大特点是具有很高的弱磁场导磁率。它们的饱和磁感应强度一般在0.6--1.0T之间。除铁镍两种主要元素外，坡莫合金还可添加一些其它元素，例如钼、铜等。添加这些元素的目的是增加材料的电阻率，以减小做成铁芯后的涡流损失。同时，添加元素也可以提高材料的硬度，这尤其有利于作为磁头等有磨损的应用。

所述服用纱线可以为纯棉、涤棉纱线，也可为涤纶长丝、锦纶长丝等合成纱线，细度可根据坡莫合金丝的细度进行调整，优选21^s/2～40^s/2。

所述磁场屏蔽织物中，织物的经向或纬向中的至少一个方向编排有坡莫合金丝。例如，可以采用服用纱线作经纱，坡莫合金丝或坡莫合金丝与服用纱线按比例交替排列作纬纱；也可以坡莫合金丝或坡莫合金丝与服用纱线按比例交替排列作经纱，服用纱线作纬纱；也可以两个方向都编排有坡莫合金丝。

磁场屏蔽织物的经纱密度为220～380根/10cm；纬纱密度为200～480根/10cm。

在磁场屏蔽织物的经向或纬向中，坡莫合金丝与纺织纱线的根数比例为1～10：1。

或者，磁场屏蔽织物的经向或纬向之一全部为坡莫合金丝。

磁场屏蔽织物组织结构可采用斜纹或缎纹等结构。

本发明的磁场屏蔽织物中的坡莫合金丝经下述步骤制备：

坡莫合金拉拔成直径为0.035mm-0.20mm的细丝，经过软化退火工艺和磁性退火工艺制得。

坡莫合金丝可采用特殊线材拉丝机经多道拉拔来实现。

上述软化退火工艺为：退火温度1050℃～1080℃，坡莫合金丝通过的速度为2～8米/分钟。

上述磁性退火工艺为：先在退火炉中控制温度1050℃～1150℃保持2—6小时，而后按150℃—200℃/小时速度冷却至500℃～700℃，此后以400—500℃/小时速度快冷至200℃后出炉，空冷至室温，以期得到所需的磁导率和较小的矫顽力。

本发明的磁场屏蔽织物可用于磁场屏蔽。较佳的，上述磁场屏蔽是指对DC～300Hz的恒定磁场和极低频磁场的磁场屏蔽。

本发明还进一步公开了一种磁场屏蔽服装，其面料为上述磁场屏蔽织物。

实验证明，本发明的坡莫合金丝制得的磁场屏蔽织物可有效衰减DC～300Hz的恒定磁场和极低频磁场，柔软可裁剪，可应用于个体防护和磁场源屏蔽。

附图说明

图1：本发明的磁场屏蔽织物示意图

具体实施方式

本发明将通过以下实施例进行具体说明，在实施例中采用测试方法如下：

织物测试方法：织物固定于一侧开口的屏蔽腔体，置入一定强度的恒定磁场源或极低频电磁场源，记录织物放入前后屏蔽腔体中的磁场强度(H₀、H₁)或感应电压(V₀、V₁)，通过式(1)和式(2)计算磁场屏蔽效能(SE)或磁场屏蔽效率(η)。

服装测试方法：服装放入一定频率的均匀磁场源中，分别测试服装放入前均匀磁场源的磁场强度H₀或感应电压V₀和放入后服装内部的磁场强度H₁或感应电压V₁，通过式(1)和式(2)计算磁场屏蔽磁场屏蔽效能(SE)或磁场屏蔽效率(η)。

SE = 20 \lg \frac{H_{0}}{H_{1}}

或

SE = 20 \lg \frac{V_{0}}{V_{1}} \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (1)

η = \frac{H_{0} - H_{1}}{H_{0}} \times 100 %

或

η = \frac{V_{0} - V_{1}}{V_{0}} \times 100 % \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (2)

实施例1

坡莫合金丝的制备：

坡莫合金1J85拉拔成细丝，丝径0.15mm；

软化退火：退火温度1050℃～1080℃，坡莫合金丝通过的速度为2～8米/分钟；

磁性退火：先在退火炉中控制温度1050℃～1150℃保持5小时，而后按150℃/小时速度冷却至500℃～700℃，此后以400℃/小时速度快冷至200℃出炉，空冷(空气中冷却)至室温。

制得的坡莫合金丝柔软并具有一定的磁性。

采用上述坡莫合金丝作纬纱，采用32^s/2精梳棉纱作经纱，整经后上机织造。

织物组织结构应用5枚2飞经面缎纹。

经纱密度为272根/10cm，纬纱密度为400根/10cm。

测试结果：见表1。

表1

实施例2

坡莫合金丝的制备：

坡莫合金1J79拉拔成细丝，丝径0.10mm；

磁性退火：先在退火炉中控制温度1050℃～1150℃保持5小时，而后按150℃/小时速度冷却至500℃～700℃，此后以500℃/小时速度快冷至200℃，出炉空冷至室温。

制得的坡莫合金丝柔软并具有一定的磁性。

采用21^s精梳涤棉纱作经纱；上述坡莫合金丝作纬纱，整经后上机织造。

组织结构为3/1右斜纹。

织物经纱密度312根/10cm；纬纱密度为440根/10cm。，

测试结果：见表2。

表2

实施例3

坡莫合金丝的制备：

坡莫合金1J79拉拔成细丝，丝径0.035mm；

磁性退火：先在退火炉中控制温度1050℃～1150℃保持2小时，而后按200℃/小时速度冷却至500℃～700℃，此后以450℃/小时速度快冷至200℃出炉，空冷至室温。

制得的坡莫合金丝柔软并具有一定的磁性。

采用上述坡莫合金丝作纬纱，上述坡莫合金丝与80^s/2精梳棉纱按2：1排列作经纱，整经后上机织造。织物组织结构应用3/1右斜纹。

经纱密度为360根/10cm，纬纱密度为272根/10cm。

织物柔软、尺寸稳定，可进行裁剪缝制。

Claims

1.一种磁场屏蔽织物，为坡莫合金丝与服用纱线交织而成。

2.如权利要求1所述磁场屏蔽织物，其特征在于，所述服用纱线选自纯棉纱线、涤棉纱线、涤纶长丝或锦纶长丝中的一种或多种。

3.如权利要求2所述磁场屏蔽织物，其特征在于，所述服用纱线的细度为21^s/2～40^s/2。

4.如权利要求1所述磁场屏蔽织物，其特征在于，织物的经向或纬向中的至少一个方向编排有坡莫合金丝。

5.如权利要求1所述磁场屏蔽织物，其特征在于，所述磁场屏蔽织物的经纱密度为220～380根/10cm；纬纱密度为200～480根/10cm。

6.如权利要求1所述磁场屏蔽织物，其特征在于，所述磁场屏蔽织物的经向或纬向中，坡莫合金丝与纺织纱线的根数比例为1～10：1；或者，磁场屏蔽织物的经向或纬向之一全部为坡莫合金丝。

7.如权利要求1所述磁场屏蔽织物，其特征在于，所述磁场屏蔽织物的组织结构为采用斜纹结构或缎纹结构。

8.如权利要求1所述磁场屏蔽织物，其特征在于，所述坡莫合金丝为坡莫合金1J79或坡莫合金1J85。

9.如权利要求1-8中任一权利要求所述磁场屏蔽织物，其特征在于，所述坡莫合金丝为以坡莫合金为材质的合金丝，合金丝的直径为0.035mm-0.20mm。

10.如权利要求9所述磁场屏蔽织物，其特征在于，所述坡莫合金丝的直径为0.10mm-0.15mm。

11.如权利要求9所述磁场屏蔽织物，其特征在于，所述坡莫合金丝经软化退火工艺和磁性退火工艺处理。

12.如权利要求11所述磁场屏蔽织物，其特征在于，所述软化退火工艺为：退火温度1050℃～1080℃，坡莫合金丝通过的速度为2～8米/分钟；所述磁性退火工艺为：先在退火炉中控制温度1050℃～1150℃保持2—6小时，而后按150℃—200℃/小时速度冷却至500℃～700℃，此后以400—500℃/小时速度快冷至200℃后出炉，空气中冷却至室温。

13.如权利要求1-9中任一权利要求所述磁场屏蔽织物的制备方法，为由坡莫合金丝与服用纱线交织制备，其中，坡莫合金丝的制备方法为：

将坡莫合金拉拔成直径为0.035mm-0.20mm的细丝，经过软化退火工艺和磁性退火工艺制得。

14.如权利要求13所述磁场屏蔽织物的制备方法，其特征在于，所述软化退火工艺为：退火温度1050℃～1080℃，坡莫合金丝通过的速度为2～8米/分钟；所述磁性退火工艺为：先在退火炉中控制温度1050℃～1150℃保持2—6小时，而后按150℃—200℃/小时速度冷却至500℃～700℃，此后以400—500℃/小时速度快冷至200℃后出炉，空气中冷却至室温。

15.如权利要求1-12中任一权利要求所述磁场屏蔽织物用于磁场屏蔽。

16.如权利要求15所述磁场屏蔽织物的应用，其特征在于，所述磁场屏蔽为DC～300Hz的恒定磁场和极低频磁场的磁场屏蔽。

17.一种磁场屏蔽服装，其特征在于，其面料为权利要求1-12中任一权利要求所述磁场屏蔽织物。