CN108442102A - 一种提高金属镀覆织物稳定性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高金属镀覆织物稳定性的方法，包括以下步骤：（1）采用磁控溅射技术在织物表面镀覆金属膜；（2）在金属膜表面进行涂层处理，使用的涂层成分包括以下重量组分：涂层剂90‑110份、交联剂1‑3份、抗氧化剂1‑3份和柔软剂1‑2份。首先利用磁控溅射技术在织物表面镀覆形成连续的金属膜，再在金属膜表面进行浸压涂层处理，即在金属膜表面形成连续柔韧的高分子涂层，使得织物表面连续柔韧，相当于在织物表面形成致密的保护层，可以避免金属膜与外界的接触，在不改变金属膜原有结构的情况下，延缓金属膜氧化变色，提高织物的稳定性和柔韧性。

Description

一种提高金属镀覆织物稳定性的方法
技术领域
本发明涉及纺织品技术领域，具体来说涉及一种提高金属镀覆织物稳定性的方法。
背景技术
磁控溅射真空镀膜是一种环境友好技术，由于其镀覆薄膜与基材结合牢度高,成膜均匀致密,易于大面积镀覆等优点而在航空航天、光学、建筑、轻工、新材料等方面得到广泛应用。目前在纺织品领域，磁控溅射金属镀覆纺织品也有较多的研究和应用。其中镀银、铜纺织品以其优良的特性，已经广泛应用在抗菌、防紫外、导电和电磁屏蔽等领域。
经研究发现，镀银、铜等金属纺织品在放置2-3个月之后就会变色，同时接触酸、碱及人体汗液等能加速这一变色过程。这样的变色会降低镀覆金属层纺织品的性能，从而影响其使用寿命。由于金属层变色机理的复杂性与多重性，学术界已经用保护层隔离法、减低表面自由能法和防紫外线保护法等方法对镀银进行了保护研究。如果这个问题得以解决，就可以为磁控溅射镀覆纺织品产业化应用提供条件，加速磁控溅射无水化纺织品加工技术的推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高金属镀覆织物稳定性的方法，以提高现有的金属镀覆织物的稳定性。
为此，本发明提供了一种提高金属镀覆织物稳定性的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)采用磁控溅射技术在织物表面镀覆金属膜；
(2)在金属膜表面进行涂层处理，使用的涂层成分包括以下重量组分：涂层剂90-110份、交联剂1-3份、抗氧化剂1-3份和柔软剂1-2份。
优选的，所述步骤(2)中，所述涂层成分包括以下重量组分：涂层剂100份、交联剂2份、抗氧化剂3份和柔软剂2份。
优选的，所述步骤(2)中，所述涂层剂为聚氨酯类或丙烯酸酯类，所述交联剂为氧化二异丙苯，所述抗氧化剂为多硫醇化合物、苯并三氮唑或1-苯基-5-巯基四氮唑，所述柔软剂为改性硅油。
优选的，所述步骤(2)中，浸压整理机前后传动辊车速为10-40m/min，压辊压力为2-4公斤，热处理温度为150-170℃，轧余率为50％-150％。
优选的，所述步骤(1)包括：在织物表面镀覆银膜，所述银膜厚度为50-1000nm，真空度为1.0×10-4-5×10-3，氩气流量为18-22sccm，溅射功率为50-150w，工作压强为3.5×10-1Pa。
优选的，所述步骤(1)包括：在织物表面镀覆铜膜，所述铜膜厚度为50-1000nm，真空度为1.0×10-4-5×10-3，氩气流量为18-22sccm，溅射功率为100-300w，工作压强为3.5×10-1Pa。
优选的，所述织物为纯棉、纯涤、纯尼龙、涤棉混纺、涤氨混纺等面料。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明公开了一种提高金属镀覆织物稳定性的方法，包括以下步骤：(1)采用磁控溅射技术在织物表面镀覆金属膜；(2)在金属膜表面进行涂层处理，使用的涂层成分包括以下重量组分：涂层剂90-110份、交联剂1-3份、抗氧化剂1-3份和柔软剂1-2份。本发明的提高金属镀覆织物稳定性的方法与现有的制备导电纺织品技术相比，具有成本低、无污染的优点，属于环境友好型生产技术；首先利用磁控溅射技术在织物表面镀覆形成连续的金属膜，再在金属膜表面进行浸压涂层处理，即在金属膜表面形成连续柔韧的高分子涂层，使得织物表面连续柔韧，相当于在织物表面形成致密的保护层，可以避免金属膜与外界的接触，在不改变金属膜原有结构的情况下，延缓金属膜氧化变色，提高织物的稳定性和柔韧性。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明实施例1织物的SEM图；
图2是本发明实施例2织物的SEM图；
图3是对比例2织物的SEM图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明的提高金属镀覆织物稳定性的方法与现有的制备导电纺织品技术相比，具有成本低、无污染的优点，属于环境友好型生产技术；首先利用磁控溅射技术在织物表面镀覆形成连续的金属膜，再在金属膜表面进行浸压涂层处理，即在金属膜表面形成连续柔韧的高分子涂层，使得织物表面连续柔韧，相当于在织物表面形成致密的保护层，可以避免金属膜与外界的接触，在不改变金属膜原有结构的情况下，延缓金属膜氧化变色，提高织物的稳定性和柔韧性。
本发明的提高金属镀覆织物稳定性的方法包括以下步骤：
(1)采用磁控溅射技术在织物表面镀覆金属膜；
(2)在金属膜表面进行涂层处理，使用的涂层成分包括以下重量组分：涂层剂90-110份、交联剂1-3份、抗氧化剂1-3份和柔软剂1-2份。
步骤(1)包括：在织物表面镀覆银膜，银膜厚度为50-1000nm，真空度为1.0×10-4-5×10-3，氩气流量为18-22sccm，溅射功率为50-150w，工作压强为3.5×10-1Pa。
或者，步骤(1)包括：在织物表面镀覆铜膜，铜膜厚度为50-1000nm，真空度为1.0×10-4-5×10-3，氩气流量为18-22sccm，溅射功率为100-300w，工作压强为3.5×10-1Pa。
优选的，步骤(2)中，涂层剂包括以下重量组分：涂层剂100份、交联剂2份、抗氧化剂3份和柔软剂2份。
优选的，步骤(2)中，交联剂为氧化二异丙苯，作用是使涂层剂交联固化；涂层剂为聚氨酯类或丙烯酸酯类，可以在镀覆在织物的金属膜表面交联固化形成连续、均一的高分子涂层，聚氨酯类或丙烯酸酯类高分子涂层的连续性好、柔韧性好、均匀性好，可以使得织物表面具备良好的连续性和柔韧性，对织物起到更好的保护作用；抗氧化剂为多硫醇化合物、苯并三氮唑或1-苯基-5-巯基四氮唑，可以延缓织物表面的氧化；柔软剂为改性硅油，作用是减小织物与涂层设备间的摩擦力，提高涂层织物面料手感，使得织物柔软。在织物的金属膜表面形成致密的高分子薄膜，相当于在织物表面形成致密的保护层，可以避免金属膜与外界的接触，在不改变金属膜原有结构的情况下，延缓金属膜氧化变色，提高织物的稳定性和柔韧性。
步骤(2)中，浸压整理机前后传动辊车速为10-40m/min，压辊压力为2-4公斤，热处理温度为150-170℃，轧余率为50％-150％。此工艺参数可以实现在织物表面进行稳定的涂层处理，对涂层剂的交联固化提供合适的反应温度及时间；同时使得涂覆的高分子涂层连续性好、柔韧性好、均匀性好，使得织物表面具备良好的连续性和柔韧性，对织物起到更好的保护作用。
织物可以为纯棉、纯涤、纯尼龙、涤棉混纺、涤氨混纺等面料，以上面料成本低，并且具有优良的性能，如：吸湿透气性好，表面光滑，手感柔软等，从而有利于在表面镀覆金属膜。
实施例1
(1)采用磁控溅射技术在织物表面镀覆银膜：将涤纶织物固定在磁控溅射设备样品台上，将银靶(99.99％)置于直流靶上，进行抽真空，待腔室内的气压达到1.0×10-4后，打开氩气开关通入工作气压氩气(99.9％)，氩气气流量为20sccm，溅射功率为100w，工作压强为3.5×10-1Pa。镀覆结束后进行放气，待腔室内的气压达到常压后，取出制备得到的镀覆银织物。
(2)对得到织物进行浸压涂层处理，使得织物表面形成一层脂肪族聚氨酯膜：使用的涂层成分包括以下重量组分：脂肪族聚氨酯100份、交联剂氧化二异丙苯1份、抗氧化剂苯并三氮唑1份和柔软剂改性硅油1份。浸压整理机前后传动辊车速为15m/min，压辊压力为2公斤，热处理温度为150℃，轧余率为100％。
图1是本实施例得到的织物的SEM图，从图1中可以看出，本实施例得到的织物表面形成有一层连续的高分子薄膜，并且纱线之间的缝隙没有完全封闭，因此高分子薄膜对织物的透气性影响较小。
对比例1
本对比例的织物的制备方法与实施例1基本相同，区别在于本对比例的织物没有经过步骤(2)的浸压涂层处理。
将实施例1和对比例1得到的织物进行水洗牢度、摩擦牢度和汗渍牢度测试，分别依据标准GB/T 3921-2008A(1)、GB/T 3920-2008和GB/T 3922-2013测试，表1是测试结果。从表1中可以看出，实施例1中使用涂层剂对织物进行处理后，镀银织物的牢度在水洗牢度、摩擦牢度、汗渍牢度方面比对比例1未进行涂层处理织物的牢度有明显提高，说明实施例1织物表面形成的脂肪族聚氨酯膜对织物和织物表面的银膜起到良好的保护作用，使得织物具有良好的稳定性和柔韧性。
表1
实施例2
(1)采用磁控溅射技术在织物表面镀铜膜：将涤纶织物固定在磁控溅射设备样品台上，将铜靶(99.99％)置于直流靶上，进行抽真空，待腔室内的气压达到1.0×10-4后，打开氩气开关通入工作气压氩气(99.9％)，氩气气流量为20sccm，溅射功率为170w，工作压强为3.5×10-1Pa。镀覆结束后进行放气，待腔室内的气压达到常压后，取出制备得到的镀覆铜织物。
(2)对得到织物进行浸压涂层处理，使得织物表面形成一层脂肪族聚氨酯膜：使用的涂层成分包括以下重量组分：脂肪族聚氨酯100份、交联剂氧化二异丙苯1份、抗氧化剂苯并三氮唑1份和柔软剂改性硅油1份。浸压整理机前后传动辊车速为15m/min，压辊压力为2公斤，热处理温度为150℃，轧余率为100％。
对比例2
本对比例的织物的制备方法与实施例2基本相同，区别在于本对比例的织物没有经过步骤(2)的浸压涂层处理。
将实施例2和对比例2得到的织物进行水洗牢度、摩擦牢度和汗渍牢度测试，分别依据标准GB/T 3921-2008A(1)、GB/T 3920-2008和GB/T 3922-2013测试，表2是测试结果。从表2中可以看出，实施例2中使用涂层剂对织物进行处理后，镀铜织物的牢度在水洗牢度、摩擦牢度、汗渍牢度方面比对比例2未进行涂层处理织物的牢度有明显提高，说明实施例2织物表面形成的脂肪族聚氨酯膜对织物和织物表面的银膜起到良好的保护作用，使得织物具有良好的稳定性和柔韧性。
表2
将实施例2和对比例2的织物分别放到37℃人造汗液中浸泡1小时后，对比例2的织物颜色明显变黑，说明对比例2的织物发生了氧化现象，而实施例2的织物颜色几乎没有变化，说明实施例2的织物比较稳定，并没有发生氧化现象。将经过汗液浸渍后的织物分别进行SEM测试，结果分别如图2和图3所示，经对比图2和图3发现，对比例2织物的微观结构在一定程度上遭到破坏，而实施例2织物的微观结构保持完整，没有别破坏。由此可知，本实施例织物表面形成的脂肪族聚氨酯膜和抗氧化剂对织物和织物表面的铜膜起到良好的保护作用，可以避免金属膜被氧化，使得织物具有良好的稳定性和柔韧性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种提高金属镀覆织物稳定性的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）采用磁控溅射技术在织物表面镀覆金属膜；
（2）在金属膜表面进行涂层处理，使用的涂层成分包括以下重量组分：涂层剂90-110份、交联剂1-3份、抗氧化剂1-3份和柔软剂1-2份。
2.如权利要求1所述的提高金属镀覆织物稳定性的方法，其特征在于，
所述步骤（2）中，所述涂层成分包括以下重量组分：涂层剂100份、交联剂2份、抗氧化剂3份和柔软剂2份。
3.如权利要求1所述的提高金属镀覆织物稳定性的方法，其特征在于，
所述步骤（2）中，所述涂层剂为聚氨酯类或丙烯酸酯类，
所述交联剂为氧化二异丙苯，
所述抗氧化剂为多硫醇化合物、苯并三氮唑或1-苯基-5-巯基四氮唑，
所述柔软剂为改性硅油。
4.如权利要求1所述的提高金属镀覆织物稳定性的方法，其特征在于，
所述步骤（2）中，浸压整理机前后传动辊车速为10-40m/min，压辊压力为2-4公斤，热处理温度为150-170℃，轧余率为50%-150%。
5.如权利要求1所述的提高金属镀覆织物稳定性的方法，其特征在于，
所述步骤（1）包括：在织物表面镀覆银膜，所述银膜厚度为50-1000nm，真空度为1.0×10-4-5×10-3，氩气流量为18-22sccm，溅射功率为50-150w，工作压强为3.5×10-1Pa。
6.如权利要求1所述的提高金属镀覆织物稳定性的方法，其特征在于，
所述步骤（1）包括：在织物表面镀覆铜膜，所述铜膜厚度为50-1000nm，真空度为1.0×10-4-5×10-3，氩气流量为18-22sccm，溅射功率为100-300w，工作压强为3.5×10-1Pa。
7.如权利要求1所述的提高金属镀覆织物稳定性的方法，其特征在于，
所述织物为纯棉、纯涤、纯尼龙、涤棉混纺、涤氨混纺等面料。
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