CN102051803A - 一种镀银导电纤维的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种镀银导电纤维的制作方法，该方法按如下步骤进行：a.利用气体对纤维基材进行等离子处理，控制等离子放电功率为30-500W，真空气压为20-300Pa，基材移动速度为0.5m/min-50m/min；b.将经等离子处理的纤维基材置入浓度为20-500g/L的硝酸银溶液中，搅拌下浸泡5-60min；c.采用还原性气体对经硝酸银溶液处理后的纤维基材进行等离子处理，控制离子放电功率为30-500W，真空气压为20-300Pa，基材移动速度为0.5m/min-50m/min，还原成银镀膜；或者将对经硝酸银溶液处理后的纤维基材在温度为20-150℃，气压为20-300Pa的还原性气体炉中，控制基材移动速度为0.5m/min-50m/min，还原成银镀膜。

Description

一种镀银导电纤维的制作方法

技术领域：

本发明涉及材料、微电子、电子及电工技术领域，尤其涉及一种镀银导电纤维的制作方法。

背景技术：

银具有良好的导热性、导电性、化学稳定性和延展性，而且具有杀菌和净水功能，银层光亮匀净，具有很好的装饰性，因此被广泛应用于电磁屏蔽、医疗器械、电子工业、装饰材料等领域。

目前镀银导电纤维的制作方法主要有以下几种：1)传统的电镀方法：这种方法需要浪费很大的电力资源且对环境污染严重，而且纤维本身不导电，还需对其进行金属化处理，工艺繁杂；2)真空磁控溅射方法，这种方法设备昂贵，成本高，同时存在着金属层与基材结合不牢，易脱落的问题。3)化学镀工艺。化学镀银液稳定性差，镀液使用一次后即自发分解，且因为大量使用金属盐溶液，存在严重的废液处理问题，容易造成环境污染。4)涂层法。该法虽然避免了化学镀的废液处理问题，但是其本身工艺复杂，操作不便。再者，该法不能很好形成良好的金属涂层，且结合力弱。而且以上方法所得到的产品一般手感很差，大多都不能清洗，且生产中造成环境污染等。

发明内容：

本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种工艺简单，成本低廉、生产中不产生废液，避免造成环境污染，生产的产品与金属层结合较牢，性能稳定，抗静电和抗辐射效果较好且手感柔软的镀银导电纤维的制作方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：

该制作方法按如下步骤进行：

a.利用气体对纤维基材进行等离子处理，控制等离子放电功率为30-500W，真空气压为20-300Pa，基材移动速度为0.5m/min-50m/min；

b.将经等离子处理的纤维基材置入浓度为20-500g/L的硝酸银溶液中，搅拌下浸泡5-60min；

c.采用还原性气体对经硝酸银溶液处理后的纤维基材进行等离子处理，控制离子放电功率为30-500W，真空气压为20-300Pa，基材移动速度为0.5m/min-50m/min，还原成厚度为50-5000埃的银镀膜；或者将对经硝酸银溶液处理后的纤维基材在温度为20-150℃，气压为20-300Pa的还原性气体炉中，控制基材移动速度为0.5m/min-50m/min，还原成厚度为50-5000埃的银镀膜。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

a步骤中所述的气体是氩气、氮气、氧气、氢气、二氧化碳气、空气的单一气体或其混合气；c步骤中所述的还原性气体是氢气、一氧化碳气、硫化氢气或甲烷气；所述的硝酸银是分析纯或优级纯的硝酸银。

本发明的方法是通过对纤维基材表面等离子处理，利用高能粒子的蚀刻作用，除去织物表面的污物及油剂等杂质，同时对织物表面形成等离子体粗化，提银镀层与纤维基材的结合力，并且在纤维基材表面引入活性基团，使其可以和硝酸银溶液络合。然后利用氢气等还原性气体把银还原出来，从而实现银金属化。该纤维基材与银镀层结合较牢，不会产生废液，工艺简单，是一种环保有效的方法。

本发明的制作方法在对纤维基材进行等离子处理之前还可进行如下处理：

将纤维基材浸泡在有机溶液中5-60min，去除纤维基材表面有机溶剂及灰尘等杂质，取出后用蒸馏水清洗干净，然后置于烘箱中烘干。所述有机溶液可以是单一的丙酮、乙醇、二甲苯、甲醇等有机溶剂，也可以是其中的混合溶液。

本发明在纤维基材表面镀银形成银导电纤维，所述的纤维基材可以是棉纤维织物、麻纤维织物、丝纤维织物、化学纤维织物、毛纤维织物、植绒纤维织物等。

本发明的特点：

(1).前处理：利用等离子体处理对纤维基材表面进行改性，较其它改性方法相比具有很多优点，首先它是一种完全的干式工艺，省去了湿法化学处理工艺中不可缺少的烘干、废水处理等工序，具有节省能源无污染的优点，其次该法对纤维基材本身的物理、机械性能没有影响，此外采用这种方法工艺简单、成本低廉。

(2).采用的硝酸银溶液及浸泡时间对所制备的导电纤维的质量有较大影响，通过控制浓度及浸泡时间可以获得不同厚度和颜色的银镀层。

(3).本发明采用氢气等离子体处理或者是直接利用氢气等还原性气体进行还原处理，整个过程没有三废，是一种环保的方法。

(4).本发明制备的镀银导电纤维导电性好，可以使织物具有屏蔽性能，从而达到防电磁辐射的目的，同时也不会有产生静电的烦恼。另外，通过此种方法得到的织物，其物理性能力学、柔软性等方面并不会受到大的影响，保留了原有纤维的特性，手感柔软，可在多种纤维织物中得到应用。

(5).本发明提供的镀银导电纤维制备方法工艺简单、成本低廉、可以进行连续化生产，效率高，非常适合于工业化大批量生产。

具体实施方式：

实施例1：

基体纤维采用化学纤维织物

(1).取化学纤维织物，厚度0.075mm，宽度1000mm，长度1000m打卷；

(2).然后将打卷后的化学纤维织物进行等离子预处理，所用气体为氩气，真空气压为20Pa，等离子放电功率为30W，化学纤维织物移动速度为50m/min；

(3).将等离子处理后的化学纤维织物浸泡在分析纯硝酸银溶液中搅拌，硝酸银浓度为20g/L，搅拌下浸泡处理时间为60min；

(4)最后采用氢气等离子体将化学纤维织物中的银离子还原，等离子体放电功率为30W，真空气压为300Pa，基材移动速度为0.5m/min，还原成厚度为50埃的银镀膜。

实施例2：

基体纤维采用化学纤维织物

(1).取化学纤维织物，厚度0.075mm，宽度1000mm，长度500m打卷；

(2).然后将打卷后的化学纤维织物进行等离子预处理，所用气体为氩气，真空气压为300Pa，等离子放电功率为500W，化学纤维织物移动速度为0.5m/min；

(3).将等离子处理后的化学纤维织物浸泡在分析纯硝酸银溶液中搅拌，硝酸银浓度为500g/L，搅拌下浸泡处理时间为5min；

(4)最后采用氢气等离子体将化学纤维织物中的银离子还原，等离子体放电功率为500W，真空气压为20Pa，基材移动速度为50m/min，还原成厚度为5000埃的银镀膜。

实施例3：

基体纤维采用化学纤维织物

(1).取化学纤维织物，厚度0.075mm，宽度1000mm，长度500m打卷；

(2).然后将打卷后的化学纤维织物进行等离子预处理，所用气体为氩气，真空气压为150Pa，等离子放电功率为250W，化学纤维织物移动速度为25m/min；

(3).将等离子处理后的化学纤维织物浸泡在分析纯硝酸银溶液中搅拌，硝酸银浓度为250g/L，搅拌下浸泡处理时间为30min；

(4)最后采用氢气等离子体将化学纤维织物中的银离子还原，等离子体放电功率为250W，真空气压为150Pa，基材移动速度为25m/min，还原成厚度为2500埃的银镀膜。

实施例4：

基体纤维采用化学纤维织物

(1).取化学纤维织物，厚度0.075mm，宽度1000mm，长度1000m打卷；

(2).然后将打卷后的化学纤维织物进行等离子预处理，所用气体为氩气，真空气压为20Pa，等离子放电功率为30W，化学纤维织物移动速度为50m/min；

(3).将等离子处理后的化学纤维织物浸泡在分析纯硝酸银溶液中搅拌，硝酸银浓度为20g/L，搅拌下浸泡处理时间为60min；

(4)最后采用氢气等离子体将化学纤维织物中的银离子还原，将对经硝酸银溶液处理后的纤维基材在温度为20℃，气压为300Pa的还原性气体炉中，控制基材移动速度为0.5m/min，还原成厚度为50埃的银镀膜。

实施例5：

基体纤维采用化学纤维织物

(1).取化学纤维织物，厚度0.075mm，宽度1000mm，长度500m打卷；

(2).然后将打卷后的化学纤维织物进行等离子预处理，所用气体为氩气，真空气压为300Pa，等离子放电功率为500W，化学纤维织物移动速度为0.5m/min；

(3).将等离子处理后的化学纤维织物浸泡在分析纯硝酸银溶液中搅拌，硝酸银浓度为500g/L，搅拌下浸泡处理时间为5min；

(4)最后采用氢气等离子体将化学纤维织物中的银离子还原，将对经硝酸银溶液处理后的纤维基材在温度为150℃，气压为20Pa的还原性气体炉中，控制基材移动速度为50m/min，还原成厚度为5000埃的银镀膜。

实施例6：

基体纤维采用化学纤维织物

(1).取化学纤维织物，厚度0.075mm，宽度1000mm，长度500m打卷；

(2).然后将打卷后的化学纤维织物进行等离子预处理，所用气体为氩气，真空气压为150Pa，等离子放电功率为250W，化学纤维织物移动速度为25m/min；

(3).将等离子处理后的化学纤维织物浸泡在分析纯硝酸银溶液中搅拌，硝酸银浓度为250g/L，搅拌下浸泡处理时间为30min；

(4)最后采用氢气等离子体将化学纤维织物中的银离子还原，将对经硝酸银溶液处理后的纤维基材在温度为80℃，气压为150Pa的还原性气体炉中，控制基材移动速度为25m/min，还原成厚度为2500埃的银镀膜。

实施例7：

不同的是用棉纤维织物代替化学纤维织物，其它分别同实施例1-6。

实施例8：

不同的是用麻纤维织物代替化学纤维织物，其它分别同实施例1-6。

实施例9：

不同的是用丝纤维织物代替化学纤维织物，其它分别同实施例1-6。

实施例10：

不同的是用毛纤维织物代替化学纤维织物，其它分别同实施例1-6。

实施例11：

不同的是用植绒纤维织物代替化学纤维织物，其它分别同实施例1-6。

实施例12：

不同的是在对纤维基材进行等离子处理之前先将纤维基材在有机溶液丙酮中浸泡5-60min，去除纤维基材表面有机溶剂及灰尘等杂质，取出后用蒸馏水清洗干净，然后置于烘箱中烘干，其它分别同实施例1-11。

实施例13：

不同的是用乙醇代替丙酮，其它分别同实施例1-11。

实施例14：

不同的是用二甲苯代替丙酮，其它分别同实施例1-11。

实施例15：

不同的是用甲醇代替丙酮，其它分别同实施例1-11。

实施例16：

不同的是用优级纯硝酸银溶液代替分析纯硝酸银溶液，其它分别同实施例1-15。

实施例17：

不同的是用氮气代替氩气进行等离子预处理，其它分别同实施例1-16。

实施例18：

不同的是用氧气代替氩气进行等离子预处理，其它分别同实施例1-16。

实施例19：

不同的是用氢气代替氩气进行等离子预处理，其它分别同实施例1-16。

实施例20：

不同的是用二氧化碳气代替氩气进行等离子预处理，其它分别同实施例1-16。

实施例21：

不同的是用空气代替氩气进行等离子预处理，其它分别同实施例1-16。

实施例22：

不同的是用氩气、氮气、氧气、氢气、二氧化碳气、空气任意进行组合的混合气代替氩气进行等离子预处理，其它分别同实施例1-16。

实施例23：

不同的是用一氧化碳气代替氢气等离子体还原，其它分别同实施例1-22。

实施例24：

不同的是用硫化氢气代替氢气等离子体还原，其它分别同实施例1-22。

实施例25：

不同的是用甲烷气代替氢气等离子体还原，其它分别同实施例1-22。

实施例26：

不同的是用氢气还原炉还原代替氢气等离子体还原，其它分别同实施例1-25。

实施例27：

不同的是用一氧化碳气还原炉还原代替氢气等离子体还原，其它分别同实施例1-25。

实施例28：

不同的是用硫化氢气还原炉还原代替氢气等离子体还原，其它分别同实施例1-25。

实施例29：

不同的是用甲烷还原炉还原代替氢气等离子体还原，其它分别同实施例1-25。

Claims (4)

1.一种镀银导电纤维的制作方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：

a.利用气体对纤维基材进行等离子处理，控制等离子放电功率为30-500W，真空气压为20-300Pa，基材移动速度为0.5m/min-50m/min；

b.将经等离子处理的纤维基材置入浓度为20-500g/L的硝酸银溶液中，搅拌下浸泡5-60min；

c.采用还原性气体对经硝酸银溶液处理后的纤维基材进行等离子处理，控制离子放电功率为30-500W，真空气压为20-300Pa，基材移动速度为0.5m/min-50m/min，还原成厚度为50-5000埃的银镀膜；或者将对经硝酸银溶液处理后的纤维基材在温度为20-150℃，气压为20-300Pa的还原性气体炉中，控制基材移动速度为0.5m/min-50m/min，还原成厚度为50-5000埃的银镀膜。

2.如权利要求1所述的一种镀银导电纤维的制作方法，其特征在于a步骤中所述的气体是氩气、氮气、氧气、氢气、二氧化碳气、空气的单一气体或其混合气。

3.如权利要求1所述的一种镀银导电纤维的制作方法，其特征在于c步骤中所述的还原性气体是氢气、一氧化碳气、硫化氢气或甲烷气。

4.如权利要求1所述的一种镀银导电纤维的制作方法，其特征在于所述的硝酸银是分析纯或优级纯的硝酸银。