CN102851767A - 电磁辐射屏蔽纤维及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁辐射屏蔽纤维，纤维基料中含有电磁辐射吸收纳米微粉，所述电磁辐射吸收纳米微粉由如下重量份的组分组成：纳米氧化铁40-50份、纳米二氧化硅20-35份、纳米铁粉5-8份；所述纤维基料与所述电磁辐射吸收纳米微粉的重量比为100∶3-15。本发明通过母粒法合成电磁辐射屏蔽纤维，辐射屏蔽效果显著，加工路线简单，易操作，成本低，易于工业化生产。且可和纤维组织牢固结合，耐久性强，无毒安全。

Description

电磁辐射屏蔽纤维及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种电磁辐射屏蔽纤维，以及该电磁辐射屏蔽纤维的制造方法。

背景技术

人体长期处于电磁波辐射环境中，将严重损害身心健康，影响正常生活秩序。研究证明，电磁波辐射危害人体的机理主要是致热效应、非热效应和累计效应等。

致热效应是高频电磁波对生物肌体细胞的“加热”作用，生物体接受辐射后体内的极性分子随着电磁场极性的变化做快速排列运动，分子相互撞击、摩擦而产生巨大热量。靠体温的调节无法把这些热量散发出去，则肌体升温，内部组织严重“烧伤”，肌体表面却看不出什么，显然致热效应会直接影响人体器官正常工作。

非热效应是指人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定和有序的，一旦受到外界电磁场的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场即将遭到破坏，人体也会遭受损伤。非热效应是低频电磁波产生的影响，生物体被辐射后体温并未明显升高，但干扰和破坏了人体固有的微弱电磁场。

上述两种效应连续作用于人体，使伤害无法恢复，发生累积，久而久之，最终将会造成永久性的病态，乃至危及生命。

低强度电磁波会干扰视网膜电位，中等强度电磁波会使细胞的结构排列变化，导致晶状体浑浊，高强度电磁波因晶状体散热较差而使晶体蛋白质凝固，并伴有酶系统的代谢障碍。

所以针对多数人们经常接触到而且危害较大的短波、超短波及微波频段，采用特定的原理与方法研制具有良好的电磁波防护效果和适合于服装基本要求的各种特性，如对人体无理化刺激性、天然透气性、柔软性、耐久性、耐磨性和耐老化性等的电磁防护材料，具有重要的意义。

将镀金属纤维与普通纤维进行复合纺纱可制得具有电磁屏蔽功能的复合纤维。例如，日本钟纺公司应用美国SAVQVOIT公司生产的镀银尼龙丝(含银率30％)与其他短纤维进行复合纺纱，其制品可以阻断96％以上的电磁波，适用于受电磁波辐射较强环境下工作的人和心脏起搏器使用者。这种屏蔽织物，所选用的金属纤维，主要是镍纤维和不锈钢纤维两种。其直径有10μm、8μm、6μm、4.5μm。在一般情况下，金属纤维的混合比例在5％～30％之间，如有特殊环境需要，还可低于5％，或高于30％，直到金属纤维纯纺。

金属纤维虽然柔性类似于纺织纤维，但因相对密度大、刚性强、弹性差、摩擦系数大、抱合力较小，所以纺制9.84tex(60英支)以上的高支纱还有困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电磁辐射屏蔽纤维，以及该电磁辐射屏蔽纤维的制造方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。

为解决上述技术问题，本发明电磁辐射屏蔽纤维，纤维基料中含有电磁辐射吸收纳米微粉，所述电磁辐射吸收纳米微粉由如下重量份的组分组成：

纳米氧化铁        40-50份、

纳米二氧化硅      20-35份、

纳米铁粉            5-8份；

所述纤维基料与所述电磁辐射吸收纳米微粉的重量比为100∶3-15。

所述电磁辐射吸收纳米微粉平均粒径在20-300纳米，优选50-150纳米，最大粒径≤200纳米；

所述纤维基料优选聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维的一种，或多种的混合织造而成。

本发明还公开了上述电磁辐射屏蔽纤维的制造方法，包括如下步骤：

1)电磁辐射吸收纳米微粉母粒制备：将电磁辐射吸收纳米微粉与纤维基料掺混、干燥，加入聚合物助纺剂，进入螺旋挤出机熔融共混挤出，造粒，得到电磁辐射吸收纳米微粉母粒；

2)电磁辐射屏蔽纤维生产：将电磁辐射吸收纳米微粉母粒和纤维切片共混后，经纺丝、卷绕、拉伸后形成电磁辐射屏蔽纤维。

电磁辐射吸收纳米微粉母粒和纤维切片按质量比1∶10-20混合。

所述聚合物助纺剂优选铝锆酸酯偶联剂。

电磁辐射屏蔽纤维生产工艺和同类常规纤维生产工艺相同。例如，电磁辐射屏蔽聚酯纤维的生产，可将一定比例的电磁辐射屏蔽聚酯母粒加入聚酯切片中，在转鼓干燥机中充分混合、干燥，以达到均匀分散的目的。工艺条件及过程按聚酯切片的干燥工艺实施。纺丝时，纺丝机卷绕速度3200m/min，牵伸加捻变形机牵伸速度150～800m/min；纺丝温度282～288℃。

本发明通过母粒法合成电磁辐射屏蔽纤维，辐射屏蔽效果显著，加工路线简单，易操作，成本低，易于工业化生产。且可和纤维组织牢固结合，耐久性强，无毒安全。

具体实施方式

实施例1

电磁辐射吸收纳米微粉的准备：

纳米氧化铁        40克、

纳米二氧化硅      20克、

纳米铁粉          5克；

将上述组分混合。

电磁辐射吸收纳米微粉母粒制备：

将电磁辐射吸收纳米微粉与纤维基料掺混、干燥，加入聚合物助纺剂，进入螺旋挤出机熔融共混挤出，造粒，得到电磁辐射吸收纳米微粉母粒；纤维基料与电磁辐射吸收纳米微粉超细微粉的重量比为100∶5。

电磁辐射屏蔽纤维生产：

将电磁辐射吸收纳米微粉母粒和纤维切片共混后，经纺丝、卷绕、拉伸后形成电磁辐射屏蔽纤维。母粒和纤维切片按质量比1∶10混合。

实施例2

电磁辐射吸收纳米微粉的准备：

纳米氧化铁        50克、

纳米二氧化硅      35克、

纳米铁粉           8克；

将上述组分混合。

电磁辐射吸收纳米微粉母粒制备：

将电磁辐射吸收纳米微粉与纤维基料掺混、干燥，加入聚合物助纺剂，进入螺旋挤出机熔融共混挤出，造粒，得到电磁辐射吸收纳米微粉母粒；纤维基料与电磁辐射吸收超细微粉的重量比为100∶15。

电磁辐射屏蔽纤维生产：

将电磁辐射吸收纳米微粉母粒和纤维切片共混后，经纺丝、卷绕、拉伸后形成电磁辐射屏蔽纤维。母粒和纤维切片按质量比1∶20混合。

应用实施例

抗电磁辐射性能

采用本发明电磁辐射屏蔽聚酯纤维与棉纤维按照2∶8的比例混纺形成混纺纱，用该混纺纱织造成混纺织物。

采用普通聚酯纤维和棉纤维按照相同比例的混纺纱制造成混纺织物作为对比样。

参照国家标准GBT 26383-2011《抗电磁辐射精梳毛织品》的方法测定防电磁辐射性能，结果如下：

表1  不同洗涤次数后的防电磁辐射性能

表中a表示未经洗涤的织物，b表示洗涤30次。

可见，本发明电磁辐射屏蔽纤维的屏蔽效果优异，并且具有优良的耐水洗性能，经多次洗涤后仍具有良好的电磁辐射屏蔽性能。

Claims (7)

1.一种电磁辐射屏蔽纤维，纤维基料中含有电磁辐射吸收纳米微粉，所述电磁辐射吸收纳米微粉由如下重量份的组分组成：

纳米氧化铁    40-50份、

纳米二氧化硅  20-35份、

纳米铁粉        5-8份；

所述纤维基料与所述电磁辐射吸收纳米微粉的重量比为100∶3-15。

2.根据权利要求1所述的电磁辐射屏蔽纤维，其特征在于，所述电磁辐射吸收纳米微粉平均粒径在20-300纳米。

3.根据权利要求2所述的电磁辐射屏蔽纤维，其特征在于，所述电磁辐射吸收纳米微粉平均粒径在50-150纳米，最大粒径≤200纳米。

4.根据权利要求1所述的电磁辐射屏蔽纤维，其特征在于，所述纤维基料选自聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维的一种，或由多种混合织造而成。

5.制造如权利要求1-4任一项所述电磁辐射屏蔽纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)电磁辐射吸收纳米微粉母粒制备：将电磁辐射吸收纳米微粉与纤维基料掺混、干燥，加入聚合物助纺剂，进入螺旋挤出机熔融共混挤出，造粒，得到电磁辐射吸收纳米微粉母粒；

2)电磁辐射屏蔽纤维生产：将电磁辐射吸收纳米微粉母粒和纤维切片共混后，经纺丝、卷绕、拉伸后形成电磁辐射屏蔽纤维。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电磁辐射吸收纳米微粉母粒和纤维切片按质量比1∶10-20混合。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述聚合物助纺剂铝锆酸酯偶联剂。