CN101831798B - 一种电磁屏蔽织物的前处理粗化方法 - Google Patents
一种电磁屏蔽织物的前处理粗化方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种电磁屏蔽织物的前处理粗化方法，包括以下步骤：将织物置于等离子处理器内的极板上，对织物进行等离子处理30-1200s再置于敏化液中敏化处理20-40min，得到的织物用清水清洗后置于活化液中活化处理4-6min，烘干并经甲醛强化后置于化学镀溶液中，化学镀处理20-40min，再对织物进行水洗并烘干即可。与现有技术相比，本发明可以对棉、麻、丝等天然纤维和涤纶、锦纶、晴纶、聚四氟乙烯等化纤进行粗化整理，可以取得和常规碱粗化相当的粗化程度，且对织物的损伤较小，然后进行化学镀，从而取得良好的镀层牢度。
Description
技术领域
本发明涉及一种功能性织物的前处理方法，尤其是涉及一种电磁屏蔽织物的前处理粗化方法。
背景技术
从上世纪60年代起，等离子体就被用于不同纺织材料的表面处理，以改善材料的表面性能如清洁、粘结性、可染性、亲水性/疏水性、抗摩擦、抗缩水、抗反射、退浆等等。等离子体技术在纺织上的应用始于上世纪50年代。我国从上世纪80年代开始对等离子体处理纺织品进行研究。近几年来，随着纺织材料后整理要求的提高，合成纤维使用的增多以及环境保护纺织工程的需要，等离子体表面改性纺织材料有代替传统的湿法化学工艺处理的趋势。
在等离子体处理高聚物中，活性物质如正负离子、中性粒子、原子、紫外线及自由基等活性物种与基体表面的分子相互碰撞，发生一系列化学和物理相互作用，这些作用同时依赖于处理气体的选择、等离子体系的配置和工艺参数。因此，任何等离子体表面处理将产生清洁、刻蚀、化学改性及聚合作用。
电子信息产业的快速发展，特别电子电气设备的广泛应用，形成了复杂的电磁环境污染。电磁波不仅会造成电子产品的相互干扰，而且还会对人体健康带来严重的威胁。电磁辐射对人体安全与健康的影响，在国内和国际上都日益受到人们的广泛关注。各个国家或国际组织先后制定了严格的防止电磁干扰的各种法规，其中较著名的法规包括国际无线电抗干扰特别委员会颁布的CISPR国际标准和美国联邦通讯委员会的FCC规定。电磁屏蔽是抑制电磁辐射的根本方法。
电磁屏蔽织物是在电子产品、建筑、防护服等领域得到广泛应用的产业用纺织品。电磁屏蔽织物分为金属纤维和纱线的混编混纺织物、纤维表面镀金属织物、电磁屏蔽涂层织物、涂覆金属盐的织物、共混纺丝织物等。本发明涉及的是化学镀金属电磁屏蔽织物。
在传统的制备电磁屏蔽织物的化学镀工艺中，为了提高金属镀层与纤维之间的结合力，需要提高纤维表面的粗糙度，使镀层与纤维之间形成机械咬合。同时使纤维表面变成亲水性，当贵重金属钯的微粒嵌入这些小孔时，化学镀中金属原子首先在这些活性中心被吸附而形成锁扣，从而保证镀层与纤维的结合牢度。织物粗化是决定金属镀层与织物纤维结合力的关键工序。
一般的电磁屏蔽织物以涤纶为化学镀基材，考虑涤纶织物的特点，使用化学方法进行粗化最为有效和方便。涤纶织物化学粗化溶液主要有两种类型：一种是NaOH溶液，主要工艺参数为：氢氧化钠200g/L，温度80℃。另一种是强氧化剂溶液，比如重铬酸钠、高锰酸钾溶液等，其中重铬酸钾粗化溶液的工艺参数为：重铬酸钠0.5mol/L，硫酸400mL/L，温度50℃；高锰酸钾粗化溶液的工艺参数为：高锰酸钾10g/L，硫酸200mL/L，温度40℃。粗化效果的好坏可以通过粗化后织物纤维表面形成凹坑与孔穴的大小和数量、减重率以及化学镀后金属镀层与织物结合力等表示。
上述的粗化生产方法中产生的强碱和重金属盐等不仅会造成严重的环境污染，且会对织物造成较大的强力损伤，而采用等离子体技术代替化学粗化工艺可以达到减少织物损伤和清洁生产的目的。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种对织物的损伤较小、镀层牢度较高的电磁屏蔽织物的前处理粗化方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种电磁屏蔽织物的前处理粗化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)等离子处理：将织物置于等离子处理器内的极板上，调节极板间距为0.5-10mm，对织物进行等离子处理30-1200s；
(2)敏化：将经步骤(1)处理的织物置于敏化液中，控制pH值为2，反应温度为30℃，敏化处理20-40min；
(3)活化：将经步骤(2)处理的织物用清水清洗，然后将其置于活化液中，控制pH值为1，反应温度为40℃，活化处理4-6min，然后将其烘干；
(4)化学镀：将烘干的织物在甲醛中强化后置于化学镀溶液中，控制控制pH值为11-12，反应温度为35℃，化学镀处理20-40min，再对织物进行水洗并烘干即可。
所述的织物包括棉、麻、丝、涤纶、锦纶、晴纶及其混纺纤维为材料制作的织物或无纺布。
所述步骤(1)中等离子处理器内的气体氛围包括空气、氧气、氮气、氢气、氨气或水蒸气及其混合气体等。
所述步骤(1)中的等离子包括非热平衡的常压等离子、常压等离子射流、介质阻挡放电等离子或均匀辉光放电等离子。
所述步骤(1)中等离子处理器的放电功率为60W，功率密度为0.16W/cm2。
所述步骤(2)中的敏化液为浓度为1-10g/L的氯化亚锡溶液。
所述步骤(3)中活化液为浓度为0.5-2g/L的氯化钯溶液。
所述步骤(3)中化学镀溶液由主盐、副盐、主配位剂、副反应抑制剂及pH调节剂组成，所述的主盐包括硫酸铜，所述的副盐包括氯化镍或硫酸镍，所述的副反应抑制剂包括甲醇、硫脲或氰化钠，所述的主配位剂包括EDTA或酒石酸钾钠、柠檬酸钠中的一种或几种，所述的甲醛捕获剂为含氮的无机化合物、含氮的有机杂环化合物或含硫的有机化合物，包括亚铁氰化钾、α、α-联吡啶、巯基乙酸或二巯基丙烷磺酸钠中的一种或几种，所述的pH调节剂包括NaOH、KOH、LiOH或H2SO4。
所述的主盐的浓度为10-30g/L，所述的副盐的浓度为0.2-2g/L，所述的主配位剂的浓度为5-30g/L，所述的副反应抑制剂的浓度为1-15mL/L，所述的甲醛捕获剂的浓度为50-1000mg/L，所述的pH调节剂控制化学镀溶液的pH值为11-12。
与现有技术相比，本发明可以对棉、麻、丝等天然纤维和涤纶、锦纶、晴纶、聚四氟乙烯等化纤进行粗化整理，可以取得和常规碱粗化相当的粗化程度，且对织物的损伤较小，然后进行化学镀，从而取得良好的镀层牢度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
选取面料为：涤塔夫290T(纱织密度：51/63，化学成分：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))。将退浆过的10cm×10cm的涤纶织物样置于等离子处理器腔体中，变化处理时间30s，变化极板间距4mm，对织物进行常压等离子处理，气体氛围为空气，放电功率60W，功率密度0.16W/cm2。在8g/L氯化亚锡的溶液中敏化5分钟，pH调节至2，温度为30℃；织物取出后用清水冲洗。之后在0.5g/L的氯化钯溶液中活化5分钟，pH值为1，温度40℃，取出后烘干。再在甲醛溶液中强化后进行化学镀，化学镀的具体配方：主盐：硫酸铜浓度20g/L；副盐：NiCl2 0.4g/L；主配位剂：EDTA22g/L、柠檬酸钠18g/L；副反应抑制剂：乙醇10mL/L；甲醛捕获剂：亚铁氰化钾200mg/L、α、α-联吡啶100mg/L，调节pH值为11.6，温度在35℃，化学镀时间为30分钟。再对织物进行水洗，最后烘干即可。
实施例2
选取的织物及处理的工艺流程如实施例1所述，涤纶织物样置于等离子处理器腔体中，变化处理时间120s，变化极板间距4mm，对织物涤塔夫290T进行常压等离子处理。
实施例3
选取的织物及处理的工艺流程如实施例1所述，涤纶织物样置于等离子处理器腔体中，变化处理时间300s，变化极板间距4mm，对织物涤塔夫290T进行常压等离子处理。
实施例4
选取的织物及处理的工艺流程如实施例1所述，涤纶织物样置于等离子处理器腔体中，变化处理时间600s，变化极板间距4mm，对织物涤塔夫290T进行常压等离子处理。
实施例5
选取的织物及处理的工艺流程如实施例1所述，涤纶织物样置于等离子处理器腔体中，变化处理时间1200s，变化极板间距4mm，对织物涤塔夫290T进行常压等离子处理。
实施例6
选取的织物及处理的工艺流程如实施例1所述，涤纶织物样置于等离子处理器腔体中，变化处理时间20s，变化极板间距10mm，对织物涤塔夫290T进行常压等离子处理。
实施例7
选取的织物及处理的工艺流程如实施例1所述，涤纶织物样置于等离子处理器腔体中，变化处理时间120s，变化极板间距10mm，对织物涤塔夫290T进行常压等离子处理。
实施例8
选取的织物及处理的工艺流程如实施例1所述，涤纶织物样置于等离子处理器腔体中，变化处理时间300s，变化极板间距10mm，对织物涤塔夫290T进行常压等离子处理。
实施例9
选取的织物及处理的工艺流程如实施例1所述，涤纶织物样置于等离子处理器腔体中，变化处理时间600s，变化极板间距10mm，对织物涤塔夫290T进行常压等离子处理。
实施例10
选取的织物及处理的工艺流程如实施例1所述，涤纶织物样置于等离子处理器腔体中，变化处理时间1200s，变化极板间距10mm，对织物涤塔夫290T进行常压等离子处理。
对比例1
选取面料为：涤塔夫290T(纱织密度：51/63，化学成分：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))。将退浆过的涤纶织物在氢氧化钠溶液中处理10min，变化氢氧化钠的浓度为50g/L，处理温度为70℃，浴比1∶20。在8g/L氯化亚锡的溶液中敏化5分钟，pH调节至2，温度为30℃；织物取出后用清水冲洗之后在0.5g/L的氯化钯溶液中活化5分钟，pH值为1，温度40℃，取出后烘干。再在甲醛溶液中强化后进行化学镀，化学镀的具体配方为：硫酸铜浓度20g/L、EDTA22g/L、柠檬酸钠18g/L、NiCl20.4g/L、亚铁氰化钾0.2g/L、乙醇10mL/L、联吡啶0.1g/L，调节pH值为11.6，温度在35℃，化学镀时间为30分钟。再对织物进行水洗，最后烘干。
对比例2
选取的织物及处理的工艺流程如对比例1所述，粗化选用浓度为100g/L的NaOH溶液，对涤塔夫290T进行处理。
对比例3
选取的织物及处理的工艺流程如对比例1所述，粗化选用浓度为150g/L的NaOH溶液，对涤塔夫290T进行处理。
对比例4
选取的织物及处理的工艺流程如对比例1所述，粗化选用浓度为200g/L的NaOH溶液，对涤塔夫290T进行处理。
织物经不同碱浓度处理后的失重率如表1所示，对比例如表2所示，经不同条件等离子体处理后的失重率及镀层牢度如表3和表4所示所示，包括调节化学镀溶液的处理时间及调节等离子处理器内极化板间的距离得到的结果，对比例如表5及表6所示。
表1
| NaOH浓度(g/L) | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 |
| 失重率/％ | 0.23 | 0.47 | 0.69 | 0.85 | 1.03 | 0.11 | 0.32 | 0.43 | 0.61 | 0.74 |
表2
| NaOH浓度(g/L) | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 |
| 失重率/％ | 1.53 | 1.96 | 4.02 | 5.81 |
表3
| NaOH浓度(g/L) | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 |
| 镀层牢度(透明胶带 | 1.9 | 1.5 | 1.0 | 0.7 | 0.5 | 3.0 | 2.6 | 2.0 | 1.6 | 0.9 |
| 法) |
表4
| NaOH浓度(g/L) | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 |
| 镀层牢度(热循环法) | 415 | 360 | 290 | 201 | 120 | 653 | 580 | 467 | 357 | 221 |
表5
| NaOH浓度(g/L) | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 |
| 镀层牢度(透明胶带法) | 1.2 | 1.0 | 0.7 | 0.4 |
表6
| NaOH浓度(g/L) | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 |
| 镀层牢度(热循环法) | 276 | 178 | 129 | 105 |
由表1及表2可以知道，随着碱浓度的增加，织物的失重率增加，但织物受到的损伤也因而会增大了；等离子体处理时，处理时间增长，织物的失重率增加；在相同处理时间内，极板间距增大，织物的失重率降低；并且，等离子体处理造成的织物失重率均小于碱处理。对织物物理性能的影响更小。观察表5和表6中的实施例及对比例，粗化时随着碱浓度的增加，电磁屏蔽织物金属镀层的牢度逐渐增加，这是纤维刻蚀加深造成的。由表3和表4可知，随着极板间距的减小和处理时间的增加，电磁屏蔽织物的镀层牢度增加。在实施例中，极板间距为4mm，处理时间为1200sec的条件下，等离子体处理后的织物和200g/LNaOH碱处理的织物有相当的镀层牢度。可见，选用适当的工艺参数，在保证电磁屏蔽织物镀层牢度方面，等离子体处理可以替代碱处理。
实施例11
一种电磁屏蔽织物的前处理粗化方法，该方法包括以下步骤：
(1)等离子处理：将棉质无纺布置于等离子处理器内的极板上，调节极板间距为0.5mm，对织物进行等离子处理30s，等离子处理器内的气体氛围为氮气，使用的等离子为常压等离子射流，等离子处理器的放电功率为60W，功率密度为0.16W/cm2；
(2)敏化：将经步骤(1)处理的织物置于敏化液中，该敏化液为浓度1g/L的氯化亚锡溶液，控制pH值为2，反应温度为30℃，敏化处理20min；
(3)活化：将经步骤(2)处理的织物用清水清洗，然后将其置于活化液中，活化液为浓度0.5g/L的氯化钯溶液，控制pH值为1，反应温度为40℃，活化处理4min，然后将其烘干；
(4)化学镀：将烘干的织物在甲醛中强化后置于化学镀溶液中，化学镀溶液由主盐、副盐、主配位剂、副反应抑制剂及pH调节剂组成，主盐为10g/L的硫酸铜，副盐为0.2g/L的硫酸镍溶液，副反应抑制剂为1mL/L的硫脲，主配位剂为5g/L的酒石酸钾钠，甲醛捕获剂为含氮的无机化合物，浓度为50mg/L的亚铁氰化钾，pH调节剂为H2SO4，控制pH值为11，反应温度为35℃，化学镀处理20min，再对织物进行水洗并烘干即可。
实施例12
一种电磁屏蔽织物的前处理粗化方法，该方法包括以下步骤：
(1)等离子处理：将锦纶、晴纶的混纺纤维织物置于等离子处理器内的极板上，调节极板间距为10mm，对织物进行等离子处理1200s，等离子处理器内的气体氛围为氧气，使用的等离子为均匀辉光放电等离子，等离子处理器的放电功率为60W，功率密度为0.16W/cm2；
(2)敏化：将经步骤(1)处理的织物置于敏化液中，该敏化液为浓度10g/L的氯化亚锡溶液，控制pH值为2，反应温度为30℃，敏化处理40min；
(3)活化：将经步骤(2)处理的织物用清水清洗，然后将其置于活化液中，活化液为浓度2g/L的氯化钯溶液，控制pH值为1，反应温度为40℃，活化处理6min，然后将其烘干；
(4)化学镀：将烘干的织物在甲醛中强化后置于化学镀溶液中，化学镀溶液由主盐、副盐、主配位剂、副反应抑制剂及pH调节剂组成，主盐为30g/L的硫酸铜，副盐为2g/L的硫酸镍溶液，副反应抑制剂为15mL/L的硫脲，主配位剂为30g/L的柠檬酸钠，甲醛捕获剂为浓度1000mg/L的二巯基丙烷磺酸钠，pH调节剂为KOH，控制pH值为12，反应温度为35℃，化学镀处理30min，再对织物进行水洗并烘干即可。
Claims (7)
1.一种电磁屏蔽织物的前处理粗化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）等离子处理：将织物置于等离子处理器内的极板上，调节极板间距为0.5-10mm，对织物进行等离子处理30-1200s；
（2）敏化：将经步骤（1）处理的织物置于敏化液中，控制pH值为2，反应温度为30℃，敏化处理20-40min；
（3）活化：将经步骤（2）处理的织物用清水清洗，然后将其置于活化液中，控制pH值为1，反应温度为40℃，活化处理4-6min，然后将其烘干；
（4）化学镀：将烘干的织物在甲醛中强化后置于化学镀溶液中，控制pH值为11-12，反应温度为35℃，化学镀处理20-40min，再对织物进行水洗并烘干即可；
所述步骤（4）中化学镀溶液由主盐、副盐、主配位剂、副反应抑制剂、甲醛捕获剂及pH调节剂组成，所述的主盐为硫酸铜，所述的副盐为氯化镍或硫酸镍，所述的副反应抑制剂为甲醇、硫脲或氰化钠，所述的主配位剂选自EDTA或酒石酸钾钠、柠檬酸钠中的一种或几种，所述的甲醛捕获剂为含氮的无机化合物、含氮的有机杂环化合物或含硫的有机化合物，选自亚铁氰化钾、α,α’-联吡啶、巯基乙酸或二巯基丙烷磺酸钠中的一种或几种，所述的pH调节剂为NaOH、KOH、LiOH或H2SO4，所述的主盐的浓度为10-30g/L，所述的副盐的浓度为0.2-2g/L，所述的主配位剂的浓度为5-30g/L，所述的副反应抑制剂的浓度为1-15mL/L，所述的甲醛捕获剂的浓度为50-1000mg/L，所述的pH调节剂控制化学镀溶液的pH值为11-12。
2.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽织物的前处理粗化方法，其特征在于，所述的织物为棉、麻、丝、涤纶、锦纶、晴纶及其混纺纤维为材料制作的无纺布。
3.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽织物的前处理粗化方法，其特征在于，所述步骤（1）中等离子处理器内的气体氛围为空气、氧气、氮气、氢气、氨气或水蒸气及其混合气体。
4.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽织物的前处理粗化方法，其特征在于，所述步骤（1）中的等离子为非热平衡的常压等离子、常压等离子射流、介质阻挡放电等离子或均匀辉光放电等离子。
5.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽织物的前处理粗化方法，其特征在于，所述步骤（1）中等离子处理器的放电功率为60W，功率密度为0.16W/cm2。
6.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽织物的前处理粗化方法，其特征在于，所述步骤（2）中的敏化液为浓度为1-10g/L的氯化亚锡溶液。
7.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽织物的前处理粗化方法，其特征在于，所述步骤（3）中活化液为浓度为0.5-2g/L的氯化钯溶液。
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Granted publication date: 20130313 Termination date: 20210506 |