CN109291567B

CN109291567B - 一种综合型高低频辐射防护服面料及其制备工艺

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Publication number: CN109291567B
Application number: CN201811189200.0A
Authority: CN
Inventors: 王英
Original assignee: Shandong Double Eagle Medical Device Co ltd
Current assignee: Shandong Double Eagle Medical Device Co ltd
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2020-10-16
Anticipated expiration: 2038-10-12
Also published as: CN109291567A

Abstract

本发明提出了一种综合型高低频辐射防护服面料及其制备工艺，该防护服包括由内至外依次设置的内衬、双防辐射层、抗菌表层，双防辐射层为由热熔胶膜热压固连的内非金属复合纤维层和外金属复合纤维层组成，内非金属复合纤维层为改性棉纤维/聚酯纤维/醋酸纤维素复合面料，外金属复合纤维层为掺杂改性聚酯纤维‑金属纤维复合面料，本发明通过多层功能面料原料合理配设和纺织参数设置，制得的防护服具有优异的防辐射性能，对低频、高频辐射均有良好的吸收屏蔽效果，防护性强，且具有优异的力学性能，抗菌性好，穿着舒适度高。

Description

一种综合型高低频辐射防护服面料及其制备工艺

技术领域

本发明涉及防辐射材料技术领域，具体涉及一种综合型高低频辐射防护服面料及其制备工艺。

背景技术

随着现代电子电气设备工业的快速发展，各种无线通信系统和电子器件数量急剧增加，导致电磁干扰和电磁兼容现象日益严重，电磁辐射污染问题日渐突出，因此电磁辐射污染越来越受到人们的关注。电磁辐射产生的电磁干扰不仅影响到电子产品的性能实现，而且由此而引起的电磁污染会对人类和其它生物体造成严重的伤害。

辐射一般分为两大类，一种是高频辐射，一种是低频辐射。高频辐射的频率一般是在800-3000MHz，高频辐射又称为热效应，高频辐射的产生需要功率，高频辐射对人体的伤害比较大，目前已经有相关的标准管控。低频辐射的频率一般是在0-300Hz，低频辐射又叫做非热效应。长时间的低频辐射对人体的伤害比高频辐射更强，因为低频辐射的频段0-300Hz与人体内部的组织机体之间的传输频率相同，会对内部通讯形成干扰。同时，低频辐射还会改变人脑中的水分子的晶体结构，这样对于青少年人脑未发育完全的人来说，长期处于低频辐射环境中会是一个很严重的隐患，手机等移动设备也有低频辐射的，但世界各国均未对手机中的非热效应也就是低频辐射进行管控，并且暂无任何管控标准。

屏蔽是利用屏蔽体(具有特定性能的材料)阻止或衰减电磁干扰能量的传输通道，从而抑制电磁干扰。为防止电磁波辐射造成的干扰和泄漏，利用电磁屏蔽材料进行电磁屏蔽是目前采用的主要方法。现有的屏蔽材料包括电磁屏蔽金属板、电磁屏蔽布等，其中电磁屏蔽布广泛应用在计算机、微波、防静电、防爆等专业人员劳动保护服装、孕妇服装、军事用途的屏蔽帐篷、屏蔽幕布、装备盖布，电子仪表的静电防护和信息安全屏蔽等。目前，市场上现有的电磁屏蔽布主要有在织布时加入金属丝或导电纤维制成，该种方法在生产过程中金属丝易断裂，且柔韧性差，屏蔽效果不理想，金属易腐蚀，耐磨性低，远不能满足使用的需求。且现有的防辐射材料性能不能满足多种工作条件，如孕妇面料、防晒面料、医疗科室专用防辐射面料等，由于接触的辐射频率、能量不同而具有较大的差异，不能很好的防护大范围频率的辐射，适用范围窄。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种综合型高低频辐射防护服面料及其制备工艺，通过多层功能面料原料合理配设和纺织参数设置，制得的防护服具有优异的防辐射性能，对低频、高频辐射均有良好的吸收屏蔽效果，防护性强，且具有优异的力学性能，抗菌性好，穿着舒适度高。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种综合型高低频辐射防护服面料，包括由内至外依次设置的内衬、双防辐射层、抗菌表层，双防辐射层为由热熔胶膜热压固连的内非金属复合纤维层和外金属复合纤维层组成，内非金属复合纤维层为改性棉纤维/聚酯纤维/醋酸纤维素复合面料，外金属复合纤维层为掺杂改性聚酯纤维-金属纤维复合面料，内非金属复合纤维层厚度为0.12-0.15mm/300g，纱支为50s/2×50s，经纬密度为120×90，外金属复合纤维层克重为100-120g/m2，纱支为40×40s，经纬密度为110×78。

优选的，内衬采用棉纤维和铜氨纤维混合纤维纺织，其中铜氨纤维质量占比为20-50wt%，内衬成品纱支细度为80s/2×60s，经纬密度为120×90。

优选的，抗菌表层为聚酯纤维/竹纤维复合面料，其中竹纤维质量占比为15-20wt%，抗菌表层成品纱支细度为30s×30s，经纬密度为100×80。

优选的，抗菌表层还包括0-5wt%的硼钛纤维。

优选的，抗菌表层外涂覆有防辐射涂料，防辐射涂料包括以下质量份数组分：纳米硫酸钡5-15份、纳米硫酸铅5-10份、纳米氧化铝5-15份、纳米硅溶胶20-60份，涂料层厚度为0.1-0.2mm。

优选的，内非金属复合纤维层中棉纤维：聚酯纤维：醋酸纤维素用量质量比为1:0.5-1:0.3-0.7，改性棉纤维/聚酯纤维/醋酸纤维素具体为先将各纤维原料置于氟硼酸盐缓冲液中35-50℃浸泡处理2-4h，取出后45℃惰性氛围下干燥10-12h，然后再共混制备纺丝液进行纺织。

优选的，外金属复合纤维层包括以下质量百分比原料：纳米金属氧化物3-10%、纳米铜钨合金3-6%、硼酸铝晶须5-15%、聚酯纤维余量，掺杂改性聚酯纤维-金属纤维具体为，将纳米金属氧化物、硼酸铝晶须置于聚乙烯醇溶液中，室温高速搅拌5-10min，静置20-40min，然后再将纳米铜钨合金置于其中，65-68℃保温搅拌3-6h，取出清洗后置于惰性氛围下50-80℃干燥保温至少24h，最后与聚酯纤维一起溶于溶剂制成纺丝液，进行纺织得外金属复合纤维层复合面料。

优选的，纳米金属氧化物为氧化铈、氧化钨、氧化锌、氧化钛、氧化锶中的任意一种或多种组合物，优选为质量比1:0.5:0.3的氧化钛、氧化铈、氧化钨组合物。

由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过多层功能面料原料合理配设和纺织参数设置，制得的防护服具有优异的防辐射性能，对低频、高频辐射均有良好的吸收屏蔽效果，防护性强，且具有优异的力学性能，抗菌性好，穿着舒适度高。

由内衬到双层防辐射防护再到外层防菌防护，功效全面性强，层间均可采用热熔胶热压成型。内衬采用棉纤维和铜氨纤维混合纺织，舒适度高、吸湿贴肤性强。将内非金属复合纤维层与内衬贴合，一方面过度性好，有利于层间结合，另一方面其含有的醋酸纤维素具有良好的吸附性和活化性，便于性能改性提升，同时与外金属复合纤维层具有优异的反应联结效果，有利于织物紧密性的提高，对辐射屏蔽效果好，配合使用，有利于防护服克重的降低，性价比高。外金属复合纤维层原料间掺杂改性，物料间分散均匀度高，通过内嵌联结纳米金属材料，有效提高了对辐射的屏蔽性，同时显著改善了服装面料的力学性能，延长了使用寿命。最后外层设置的抗菌表层除了具有优异的抗菌性外，配合硼钛纤维、涂料层，进一步保证了防护服功效的发挥和完整性。多层面料，依次递进，紧密结合，本发明制得的防护服产品性能显著提升，制得市场推广。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

其中：

内衬采用棉纤维和铜氨纤维混合纤维纺织，其中铜氨纤维质量占比为20wt%，内衬成品纱支细度为80s/2×60s，经纬密度为120×90。

内非金属复合纤维层中棉纤维：聚酯纤维：醋酸纤维素用量质量比为1:0.6:0.4，改性棉纤维/聚酯纤维/醋酸纤维素具体为先将各纤维原料置于氟硼酸盐缓冲液中40℃浸泡处理4h，取出后45℃惰性氛围下干燥10h，然后再共混制备纺丝液进行纺织。

外金属复合纤维层包括以下质量百分比原料：纳米金属氧化物4%、纳米铜钨合金5%、硼酸铝晶须10%、聚酯纤维余量，掺杂改性聚酯纤维-金属纤维具体为，将纳米金属氧化物、硼酸铝晶须置于聚乙烯醇溶液（5wt%）中，室温高速搅拌5-10min，静置30min，然后再将纳米铜钨合金置于其中，65-68℃保温搅拌4h，取出清洗后置于惰性氛围下60℃干燥保温25h，最后与聚酯纤维一起溶于溶剂制成纺丝液，进行纺织得外金属复合纤维层复合面料。纳米金属氧化物为质量比1:0.5:0.3的氧化钛、氧化铈、氧化钨组合物。

抗菌表层为聚酯纤维/竹纤维复合面料，其中竹纤维质量占比为15wt%，抗菌表层成品纱支细度为30s×30s，经纬密度为100×80，抗菌表层还包括2wt%的硼钛纤维。抗菌表层外涂覆有防辐射涂料，防辐射涂料包括以下质量份数组分：纳米硫酸钡10份、纳米硫酸铅5份、纳米氧化铝10份、纳米硅溶胶45份，涂料层厚度为0.1-0.2mm。

实施例2：

其中：

内衬采用棉纤维和铜氨纤维混合纤维纺织，其中铜氨纤维质量占比为30wt%，内衬成品纱支细度为80s/2×60s，经纬密度为120×90。

内非金属复合纤维层中棉纤维：聚酯纤维：醋酸纤维素用量质量比为1:0.5:0.5，改性棉纤维/聚酯纤维/醋酸纤维素具体为先将各纤维原料置于氟硼酸盐缓冲液中45℃浸泡处理3h，取出后45℃惰性氛围下干燥10h，然后再共混制备纺丝液进行纺织。

外金属复合纤维层包括以下质量百分比原料：纳米金属氧化物6%、纳米铜钨合金4%、硼酸铝晶须10%、聚酯纤维余量，掺杂改性聚酯纤维-金属纤维具体为，将纳米金属氧化物、硼酸铝晶须置于聚乙烯醇溶液（5wt%）中，室温高速搅拌5-10min，静置20min，然后再将纳米铜钨合金置于其中，65-68℃保温搅拌6h，取出清洗后置于惰性氛围下80℃干燥保温28h，最后与聚酯纤维一起溶于溶剂制成纺丝液，进行纺织得外金属复合纤维层复合面料。纳米金属氧化物为质量比1:0.5:0.3的氧化钛、氧化铈、氧化钨组合物。

抗菌表层为聚酯纤维/竹纤维复合面料，其中竹纤维质量占比为20wt%，抗菌表层成品纱支细度为30s×30s，经纬密度为100×80，抗菌表层还包括3wt%的硼钛纤维。抗菌表层外涂覆有防辐射涂料，防辐射涂料包括以下质量份数组分：纳米硫酸钡15份、纳米硫酸铅10份、纳米氧化铝15份、纳米硅溶胶60份，涂料层厚度为0.1-0.2mm。

实施例3：

其中：

内衬采用棉纤维和铜氨纤维混合纤维纺织，其中铜氨纤维质量占比为35wt%，内衬成品纱支细度为80s/2×60s，经纬密度为120×90。

内非金属复合纤维层中棉纤维：聚酯纤维：醋酸纤维素用量质量比为1:0.8:0.4，改性棉纤维/聚酯纤维/醋酸纤维素具体为先将各纤维原料置于氟硼酸盐缓冲液中50℃浸泡处理2h，取出后45℃惰性氛围下干燥11h，然后再共混制备纺丝液进行纺织。

外金属复合纤维层包括以下质量百分比原料：纳米金属氧化物5%、纳米铜钨合金6%、硼酸铝晶须15%、聚酯纤维余量，掺杂改性聚酯纤维-金属纤维具体为，将纳米金属氧化物、硼酸铝晶须置于聚乙烯醇溶液（5wt%）中，室温高速搅拌5-10min，静置30min，然后再将纳米铜钨合金置于其中，65-68℃保温搅拌5h，取出清洗后置于惰性氛围下80℃干燥保温24h，最后与聚酯纤维一起溶于溶剂制成纺丝液，进行纺织得外金属复合纤维层复合面料。纳米金属氧化物为质量比1:1的氧化钛、氧化铈组合物。

抗菌表层为聚酯纤维/竹纤维复合面料，其中竹纤维质量占比为15wt%，抗菌表层成品纱支细度为30s×30s，经纬密度为100×80。抗菌表层外涂覆有防辐射涂料，防辐射涂料包括以下质量份数组分：纳米硫酸钡5份、纳米硫酸铅5份、纳米氧化铝5份、纳米硅溶胶20份，涂料层厚度为0.1-0.2mm。

实施例4：

其中：

内衬采用棉纤维和铜氨纤维混合纤维纺织，其中铜氨纤维质量占比为50wt%，内衬成品纱支细度为80s/2×60s，经纬密度为120×90。

内非金属复合纤维层中棉纤维：聚酯纤维：醋酸纤维素用量质量比为1:0.6:0.7，改性棉纤维/聚酯纤维/醋酸纤维素具体为先将各纤维原料置于氟硼酸盐缓冲液中35℃浸泡处理4h，取出后45℃惰性氛围下干燥12h，然后再共混制备纺丝液进行纺织。

外金属复合纤维层包括以下质量百分比原料：纳米金属氧化物3%、纳米铜钨合金3%、硼酸铝晶须5%、聚酯纤维余量，掺杂改性聚酯纤维-金属纤维具体为，将纳米金属氧化物、硼酸铝晶须置于聚乙烯醇溶液（5wt%）中，室温高速搅拌5-10min，静置40min，然后再将纳米铜钨合金置于其中，65-68℃保温搅拌3h，取出清洗后置于惰性氛围下70℃干燥保温30h，最后与聚酯纤维一起溶于溶剂制成纺丝液，进行纺织得外金属复合纤维层复合面料。纳米金属氧化物为质量比1:1的氧化钛、氧化铈组合物。

抗菌表层为聚酯纤维/竹纤维复合面料，其中竹纤维质量占比为15wt%，抗菌表层成品纱支细度为30s×30s，经纬密度为100×80，抗菌表层还包括5wt%的硼钛纤维。抗菌表层外涂覆有防辐射涂料，防辐射涂料包括以下质量份数组分：纳米硫酸钡10份、纳米硫酸铅8份、纳米氧化铝5份、纳米硅溶胶50份，涂料层厚度为0.1-0.2mm。

实施例5：

其中：

内衬采用棉纤维和铜氨纤维混合纤维纺织，其中铜氨纤维质量占比为40wt%，内衬成品纱支细度为80s/2×60s，经纬密度为120×90。

内非金属复合纤维层中棉纤维：聚酯纤维：醋酸纤维素用量质量比为1:1:0.3，改性棉纤维/聚酯纤维/醋酸纤维素具体为先将各纤维原料置于氟硼酸盐缓冲液中45℃浸泡处理3h，取出后45℃惰性氛围下干燥12h，然后再共混制备纺丝液进行纺织。

外金属复合纤维层包括以下质量百分比原料：纳米金属氧化物10%、纳米铜钨合金5%、硼酸铝晶须10%、聚酯纤维余量，掺杂改性聚酯纤维-金属纤维具体为，将纳米金属氧化物、硼酸铝晶须置于聚乙烯醇溶液（5wt%）中，室温高速搅拌5-10min，静置30min，然后再将纳米铜钨合金置于其中，65-68℃保温搅拌5h，取出清洗后置于惰性氛围下50℃干燥保温32h，最后与聚酯纤维一起溶于溶剂制成纺丝液，进行纺织得外金属复合纤维层复合面料。纳米金属氧化物为质量比1:0.5:0.3的氧化钛、氧化铈、氧化钨组合物。

抗菌表层为聚酯纤维/竹纤维复合面料，其中竹纤维质量占比为20wt%，抗菌表层成品纱支细度为30s×30s，经纬密度为100×80，抗菌表层还包括3wt%的硼钛纤维。抗菌表层外涂覆有防辐射涂料，防辐射涂料包括以下质量份数组分：纳米硫酸钡5份、纳米硫酸铅5份、纳米氧化铝10份、纳米硅溶胶40份，涂料层厚度为0.1-0.2mm。

将本发明实施例制得的产品进行性能测试，测得屏蔽效能可达85dB，屏蔽99.99%以上的电磁波，正常环境下裹严手机不能打通。

本发明通过多层功能面料原料合理配设和纺织参数设置，制得的防护服具有优异的防辐射性能，对低频、高频辐射均有良好的吸收屏蔽效果，防护性强，且具有优异的力学性能，穿着舒适度高，具有抗菌除臭、抗静电、吸湿速干、透气性好等优异性能，轻薄柔软，耐反复水洗，综合性价比高。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种综合型高低频辐射防护服面料，其特征在于：包括由内至外依次设置的内衬、双防辐射层、抗菌表层，所述双防辐射层为由热熔胶膜热压固连的内非金属复合纤维层和外金属复合纤维层组成，所述内非金属复合纤维层为改性棉纤维/聚酯纤维/醋酸纤维素复合面料，所述外金属复合纤维层为掺杂改性聚酯纤维-金属纤维复合面料，所述内非金属复合纤维层厚度为0.12-0.15mm/300g，纱支为50s/2×50s，经纬密度为120×90，所述外金属复合纤维层克重为100-120g/m2，纱支为40×40s，经纬密度为110×78；

所述抗菌表层外涂覆有防辐射涂料，所述防辐射涂料包括以下质量份数组分：纳米硫酸钡5-15份、纳米硫酸铅5-10份、纳米氧化铝5-15份、纳米硅溶胶20-60份，所述涂料层厚度为0.1-0.2mm；

所述内非金属复合纤维层中棉纤维：聚酯纤维：醋酸纤维素用量质量比为1:0.5-1:0.3-0.7，所述改性棉纤维/聚酯纤维/醋酸纤维素具体为先将各纤维原料置于氟硼酸盐缓冲液中35-50℃浸泡处理2-4h，取出后45℃惰性氛围下干燥10-12h，然后再共混制备纺丝液进行纺织；

所述外金属复合纤维层包括以下质量百分比原料：纳米金属氧化物3-10%、纳米铜钨合金3-6%、硼酸铝晶须5-15%、聚酯纤维余量，所述掺杂改性聚酯纤维-金属纤维具体为，将纳米金属氧化物、硼酸铝晶须置于聚乙烯醇溶液中，室温高速搅拌5-10min，静置20-40min，然后再将纳米铜钨合金置于其中，65-68℃保温搅拌3-6h，取出清洗后置于惰性氛围下50-80℃干燥保温至少24h，最后与聚酯纤维一起溶于溶剂制成纺丝液，进行纺织得外金属复合纤维层复合面料；

所述纳米金属氧化物为氧化铈、氧化钨、氧化锌、氧化钛、氧化锶中的任意一种或多种组合物。

2.根据权利要求1所述的综合型高低频辐射防护服面料，其特征在于，所述纳米金属氧化物为质量比1:0.5:0.3的氧化钛、氧化铈、氧化钨组合物。

3.根据权利要求1所述的综合型高低频辐射防护服面料，其特征在于：所述内衬采用棉纤维和铜氨纤维混合纤维纺织，其中铜氨纤维质量占比为20-50wt%，内衬成品纱支细度为80s/2×60s，经纬密度为120×90。

4.根据权利要求1所述的综合型高低频辐射防护服面料，其特征在于：所述抗菌表层为聚酯纤维/竹纤维复合面料，其中竹纤维质量占比为15-20wt%，抗菌表层成品纱支细度为30s×30s，经纬密度为100×80。

5.根据权利要求4所述的综合型高低频辐射防护服面料，其特征在于：所述抗菌表层还包括0-5wt%的硼钛纤维。