專利名稱：可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布及其制備方法，屬功 能性紡織品領域。
背景技術：
紡織品經(jīng)化學鍍、電鍍、離子濺射等方法，在織物的纖維上沉積銅、銀、鎳等金屬或 其合金，形成金屬鍍層后可作為電磁屏蔽材料使用，利用金屬層對電磁波的反射特性，將電 磁波隔絕在外。金屬化紡織品質(zhì)地柔軟可變形，特別適合于人體穿著使用或經(jīng)常需要發(fā)生 形變的場合，包括作為電磁兼容器件的導電襯墊材料使用。其中從強度、可加工性、成本等 方面綜合考慮，聚酯長絲是制造電磁屏蔽織物基布的最常用纖維。但是，無論是以聚酯長絲 為原料，還是以尼龍等纖維為原料制得的金屬化紡織品，均存在使用過程中金屬層容易脫 落的問題，從而喪失導電和電磁屏蔽作用，降低了電磁屏蔽產(chǎn)品或電磁兼容器件的使用壽 命及性能水平。提高金屬層在纖維表面的附著力的一種途徑，是在纖維表面產(chǎn)生大量的凹坑，使 金屬層與纖維之間產(chǎn)生大量的機械鉚合力。合成纖維等高分子材料經(jīng)過常規(guī)的酸粗化加工 也可在表面的無定型區(qū)產(chǎn)生刻蝕而造成凹坑，但由此形成的凹坑均為淺凹坑甚至是一點痕 跡，且數(shù)量有限，在加大酸蝕或堿減量加工程度時，往往造成纖維表層的整體腐蝕剝落，難 以制備出深坑狀的、具有良好鉚合作用的微小尺度(微米級或亞微米級)凹坑，因此，在金 屬化處理后產(chǎn)生的鉚合效應有限，金屬層的牢度較差。對于聚酯纖維而言，采用堿減量處理 可以生成比酸粗化更為顯著的刻蝕效果，但刻蝕深度仍然不夠，不利于提高金屬層在纖維 表面的附著牢度。因此，提供一種提高金屬附著力的金屬化織物基布，使金屬層在織物的纖維表面 具有良好的附著力，就成為本技術領域急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種具有良好的金屬附著力的金屬化織物基布。本發(fā)明的上述目的是通過下述技術方案達到的—種可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布，其特征在于所述金屬化織物 基布的纖維表面分布大量微坑，所述微坑的平均深度為0. 1 5微米。一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述微坑的覆蓋率為纖維表面的40 80%。一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述微坑形狀為似圓形或細長型。一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述微坑長度方向與纖維軸向平行。一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述金屬化織物基布的纖維為皮芯結構，由皮層 和芯組成，所述微坑位于所述皮層，但芯層不出現(xiàn)微坑，以保證具有足夠的纖維強度和織物 強度。一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述金屬化織物基布的纖維的皮芯比例為50 50 30 70。一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述金屬化織物基布皮層的纖維由熔融紡絲方 法加工得到，其中以聚酯(PET)為纖維基材時具有最優(yōu)的性價比。本發(fā)明的另一目的是提供一種具有良好的金屬附著力的金屬化織物基布的制備 方法。本發(fā)明的上述目的是通過下述技術方案達到的一種可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布的制備方法，其步驟如下(1)皮芯復合纖維的制備在熔融紡絲生產(chǎn)線上，采用皮芯復合紡絲組件，芯層采 用常規(guī)成纖高聚物，皮層采用常規(guī)成纖高聚物和成孔母粒進行紡絲，所述成孔母粒在皮層 中的體積含量為20 50%，得到皮芯復合纖維；(2)坯布的制備將步驟(1)得到的皮芯復合纖維織成織物坯布；(3)金屬化織物基布的制備將步驟(2)織出的坯布進行染整加工，采用常規(guī)的堿 減量工藝將成孔母粒溶出，在纖維表面形成微坑；然后進行中和、洗滌、定型等常規(guī)加工工 藝，制成金屬化織物的基布。一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述的成孔母粒為由常規(guī)成纖高聚物和堿溶性 金屬氧化物粉體混合制成的無機物成孔母粒，或者由堿溶性金屬氧化物粉體、常規(guī)成纖高 聚物和堿溶性成纖高聚物混合制成的復合成孔母粒。一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述的常規(guī)成纖高聚物為普通聚酯切片，如 PET、PBT或PTT等，所述堿溶性金屬氧化物為Zn0、Si02或Sb203等；所述堿溶性成纖高聚物 為堿溶性PET，為由聚酯(PET)與聚乙二醇(PEG)通過嵌段共聚等方法加工得到的改性聚一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述堿溶性金屬氧化物粉體的粒徑為0. 1 5微米。一種優(yōu)選技術方案，其特征在于步驟(1)所得皮芯復合纖維的皮芯比例為 50 50 30 70。一種優(yōu)選技術方案，其特征在于步驟(1)所得皮芯復合纖維為FDY結構、DT結構 或DTY結構。一種優(yōu)選技術方案，其特征在于步驟(2)所得織物坯布的經(jīng)緯密度比一般PET FDY織物高5 20%。一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述常規(guī)的堿減量工藝的工藝條件為濃度為 5 30g/L的NaOH水溶液，120 130°C下，加工15 30min。所述成孔母粒的定量施加采用具有適當量程的注射器，以確定成孔母粒的用量 (通常使皮層中的成孔劑含量達到體積比例20 45 % )，從而確定纖維表層的微孔覆蓋率。 為保證最終紡織制品具有足夠的強度，及保證加工過程中所需的強度，皮芯復合纖維的皮 芯比例宜在50 50 30 70之間。皮芯復合長絲以FDY結構為宜，可節(jié)省成本，并保證 最終制品有較薄的厚度和較低的平方米重。也可以根據(jù)最終制品的要求制成DT結構或DTY 結構的合成纖維長絲。根據(jù)電磁屏蔽織物的最終規(guī)格要求，在織物規(guī)格設計上考慮到成孔 后的重量損失，織物坯布具有比一般PET FDY織物高5 20%的經(jīng)緯密度。將通過上述方法得到的金屬化織物基布按照常規(guī)的高分子材料金屬化加工工藝的基本流程，對金屬化織物基布進行敏化，活化，然后進行化學鍍或/和電鍍，其加工工藝 均為常規(guī)工藝，不需要特殊加工，可得到表面覆蓋金屬的柔性電磁屏蔽材料。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、采用常規(guī)紡絲、織造和染整設備，加工便利。2、成孔加工速度快、成孔深度省。3、適應面廣，對各種金屬元素的鍍覆加工、各種類型(機織物、針織物)和規(guī)格的 電磁屏蔽織物基布均可適應。4、通過纖維的成孔加工得到的大量密集的、由淺入深的微孔，提高了金屬含量和 屏蔽效能，并提高了金屬層的附著牢度，即提高了電磁屏蔽效果的耐久性。本發(fā)明的金屬化織物的基布上的微孔可以用于金屬的附著，為金屬附著提供了良 好的鉚合關系，從而顯著提高了金屬層在纖維表面的結合力。采用馬丁代爾耐磨儀測試金屬化織物的耐磨性能(以磨到有金屬層脫落的摩擦 次數(shù)表示)，結果表明，采用本發(fā)明的金屬化織物，與相同測試條件下的常規(guī)金屬化織物相 比，耐磨次數(shù)將提高1. 5 2. 5倍。


圖1為本發(fā)明金屬化織物基布的纖維橫切面示意圖。圖2實施例1制得金屬化織物基布的電鏡照片。圖3為實施例2制得聚酯長絲的皮芯結構的電鏡照片。圖4為實施例2制得金屬化織物基布的電鏡照片。
具體實施例方式通過以下實施例對本發(fā)明進行具體描述，有必要指出的是以下實施例只用于對本 發(fā)明做進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領域的技術熟練人員可以根 據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明做出一些非本質(zhì)的調(diào)整。實施例1一種可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物的制備方法，其步驟如下A、微孔皮芯結構聚酯長絲的制備在熔融紡絲生產(chǎn)線上，采用皮芯復合紡絲組件。PET皮芯復合長絲，皮芯比例為 40 60。用普通PET切片為芯層材料；用普通PET切片和成孔母粒為皮層材料，其中成孔 母粒由普通PET切片加40重量％平均粒徑3微米的ZnO制成。在復合紡絲時用注射機控制 皮層用料中的普通PET切片與成孔母粒的配比(體積)為6 4 (即在皮層，ZnO粉體的含 量為16%)。其他紡絲工藝與常規(guī)PET皮芯復合長絲的紡絲工藝類似。最終紡成75d/24f 的滌綸FDY。B、坯布的制備采用步驟A所制得的帶有潛在微孔的皮芯結構PET長絲，按照T190規(guī)格織成平紋 織物坯布。所得織物坯布的經(jīng)緯密度為456. 7X350. 7根/IOcm(比一般PET FDY織物高 5 20% )。C、金屬化織物基布的制備
將步驟B所制得的織物坯布在溢流染色機中進行染整加工，用NaOH水溶液(濃度 為6g/L)在130°C下處理15min(升溫和降溫速率均為1°C /min)，將聚酯長絲皮層的ZnO溶 去，在纖維表面形成微坑，然后進行中和、洗滌、定型等常規(guī)加工工藝，制成金屬化織物的基布。圖1為本發(fā)明金屬化織物基布的橫切面示意圖，本發(fā)明金屬化織物基布的纖維為 皮芯結構。如圖2所示為本實施例制得金屬化織物基布的電鏡照片，可以看出纖維表面的 微坑。微坑位于皮層，微坑長度方向與纖維軸向平行，但芯層不出現(xiàn)微坑，以保證具有足夠 的纖維強度和織物強度。微坑的平均深度為3微米；微坑的覆蓋率為纖維表面的60%。D、金屬織物的制備已經(jīng)在織物上的纖維表面形成大量微孔的基布經(jīng)化學敏化(SnCl2 12g/l、 HC110ml/l、NaCl 160g/l、20°C X 5min)、活化(PdCl2 0. 3g/l、SnCl2 12g/l、HC1 10ml/l、 NaCl 160g/l、30°C X6min)和化學鍍銅(硫酸銅14g/l、酒石酸鉀鈉40g/l、碳酸鈉4g/l、 甲醛20ml/l，30°C X8min)及電鍍鎳(氯化鎳60g/l、硫酸鎳200g/l、硼酸40g/l、氯化鈉 30g/l、50°C X8min)?？傻玫奖砻娓采w金屬的柔性電磁屏蔽材料，且金屬層嵌入到纖維表面 的微孔中，提高了金屬層的附著牢度。這一金屬化織物的電磁屏蔽效能為68dB(100KHz 1GHz)，采用馬丁代爾耐磨儀測得的耐磨次數(shù)為4550次，為對照樣的1. 98倍。實施例2一種可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物的制備方法，其步驟如下A、微孔皮芯結構復合長絲的制備在熔融紡絲生產(chǎn)線上，采用皮芯復合紡絲組件。PET皮芯復合長絲，皮芯比例為 50 50。用普通PA切片為芯層材料；用普通PET切片和成孔母粒為皮層材料。其中成孔 母粒由普通PET切片加30重量％平均粒徑3微米的ZnO、再加30重量％堿溶性聚酯切片 制成，必要時可添加少量(1重量％以下)PTT等熔點稍低的聚酯材料作為母粒的加工助劑。 在復合紡絲時用注射機控制皮層用料中的普通PET切片與成孔母粒的配比為5 5(體積 比)(即在皮層，ZnO粉體的含量為15%、堿溶性切片為15% )。其他紡絲工藝與常規(guī)PET 皮芯復合長絲的紡絲工藝類似。最終紡成80d/36f的滌綸FDY。如圖3所示，為本實施例制 得聚酯長絲的皮芯結構的電鏡照片。B、坯布的制備采用步驟A所制得的帶有潛在微孔的皮芯結構復合長絲，按照T210規(guī)格織成平紋 織物坯布，所得織物坯布的經(jīng)緯密度為436. 4X 330. 6根/10cm(比一般PET FDY織物高5 20% )。C、金屬化織物基布的制備將步驟B所制得的織物坯布在溢流染色機中進行染整加工，用NaOH水溶液(濃度 為5g/L)在130°C下處理18min(升溫和降溫速率均為1°C /min)，將聚酯長絲皮層的ZnO和 堿溶性聚酯溶去，在纖維表面形成微坑，然后進行中和、洗滌、定型等常規(guī)加工工藝，制成金 屬化織物的基布。如圖4所示為本實施例制得金屬化織物基布的電鏡照片，可以看出纖維 表面的微坑，由于堿溶性聚酯的存在，微孔呈細長型外觀。微坑位于皮層，微坑長度方向與 纖維軸向平行，但芯層不出現(xiàn)微坑，以保證具有足夠的纖維強度和織物強度。微坑的平均深 度為5微米；微坑的覆蓋率為纖維表面的80%。
D、金屬化織物的制備已經(jīng)在織物上的纖維表面形成大量微孔的基布經(jīng)化學敏化(SnCl2 12g/l、 HCl 10ml/l、NaCl 160g/l、20°C X5min)、活化(PdCl2 0. 3g/l、SnCl2 12g/l、HCl 10ml/l、 NaCl 160g/l、30°C X6min)和化學鍍銅(硫酸銅14g/l、酒石酸鉀鈉40g/l、碳酸鈉4g/l、 甲醛20ml/l，30°C X8min)及電鍍鎳(氯化鎳60g/l、硫酸鎳200g/l、硼酸40g/l、氯化鈉 30g/l、50°C X8min)?？傻玫奖砻娓采w金屬的柔性電磁屏蔽材料，且金屬層嵌入到纖維表面 的微孔中，提高了金屬層的附著牢度。這一金屬化織物的電磁屏蔽效能為63dB(100KHz IGHz)，采用馬丁代爾耐磨儀測得的耐磨次數(shù)為5276次，為對照樣的2. 3倍。本發(fā)明的制備方法采用可成孔纖維制織成符合金屬化加工要求的坯布、在制成織 物后經(jīng)特殊的成孔加工，可在纖維表面及內(nèi)部由淺入深得到亞微米級深孔的加工技術，使 金屬元素進入纖維內(nèi)部以提高纖維的金屬含有量、在相同的單位面積質(zhì)量下可達到更高的 電磁屏蔽效能；并在很大的面積比例上形成大量深邃堅固的鉚合點，提高金屬層的附著牢 度。由于可采用現(xiàn)成的紡絲設備和織造染整設備進行電磁屏蔽織物基布的多孔化加工，故 加工費用低廉。
權利要求
1.一種可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布，其特征在于所述金屬化織物基 布的纖維表面分布大量微坑，所述微坑的平均深度為0. 1 5微米。
2.根據(jù)權利要求1所述的可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布，其特征在于 所述微坑的覆蓋率為纖維表面的40 80%。
3.根據(jù)權利要求2所述的可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布，其特征在于 所述微坑形狀為似圓形或細長型，所述微坑長度方向與纖維軸向平行。
4.根據(jù)權利要求1所述的可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布，其特征在于 所述金屬化織物基布的纖維為皮芯結構，由皮層和芯組成，所述微坑位于所述皮層。
5.一種可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布的制備方法，其步驟如下(1)皮芯復合纖維的制備在熔融紡絲生產(chǎn)線上，采用皮芯復合紡絲組件，芯層采用常 規(guī)成纖高聚物，皮層采用常規(guī)成纖高聚物和成孔母粒進行紡絲，所述成孔母粒在皮層中的 體積含量為20 50%，得到皮芯復合纖維；(2)坯布的制備將步驟(1)得到的皮芯復合纖維織成織物坯布；(3)金屬化織物基布的制備將步驟(2)織出的坯布進行染整加工，采用常規(guī)的堿減量 工藝將成孔母粒溶出，在纖維表面形成微坑；然后進行中和、洗滌、定型等常規(guī)加工工藝，制 成金屬化織物的基布。
6.根據(jù)權利要求5所述的可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布的制備方法，其 特征在于所述的成孔母粒為由常規(guī)成纖高聚物和堿溶性金屬氧化物粉體混合制成的無機 物成孔母粒，或者由堿溶性金屬氧化物粉體、常規(guī)成纖高聚物和堿溶性成纖高聚物混合制 成的復合成孔母粒。
7.根據(jù)權利要求6所述的可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布的制備方法，其 特征在于所述的常規(guī)成纖高聚物為普通聚酯切片，如PET、PBT或PTT等，所述堿溶性金屬 氧化物為2110、5102或513203等；所述堿溶性成纖高聚物為堿溶性PET，為由聚酯(PET)與聚 乙二醇(PEG)通過嵌段共聚等方法加工得到的改性聚酯。
8.根據(jù)權利要求7所述的可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布的制備方法，其 特征在于所述堿溶性金屬氧化物粉體的粒徑為0. 1 5微米。
9.根據(jù)權利要求5所述的可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布的制備方法，其 特征在于步驟(1)所得皮芯復合纖維的皮芯比例為50 50 30 70。
10.根據(jù)權利要求9所述的可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布的制備方法， 其特征在于所述的皮芯復合纖維為FDY結構、DT結構或DTY結構。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布及其制備方法，該金屬化織物基布的纖維表面分布大量微坑，所述微坑的平均深度為0.1～5微米。本發(fā)明的制備方法提出采用可成孔纖維制織成符合金屬化加工要求的坯布、在制成織物后經(jīng)特殊的成孔加工，可在纖維表面及內(nèi)部由淺入深得到亞微米級深孔的加工技術，使金屬元素進入纖維內(nèi)部以提高纖維的金屬含有量、在相同的單位面積質(zhì)量下可達到更高的電磁屏蔽效能；并在很大的面積比例上形成大量深邃堅固的鉚合點，提高金屬層的附著牢度。由于可采用現(xiàn)成的紡絲設備和織造染整設備進行電磁屏蔽織物基布的多孔化加工，故加工費用低廉。
文檔編號D06M11/38GK102002848SQ201010289629
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權日2010年9月21日
發(fā)明者崔志山, 施楣梧, 李茂輝, 王澈, 王群, 魏勇 申請人:中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所, 北京工業(yè)大學, 山東沃源新型面料有限公司