專利名稱：可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布，屬功能性紡織品領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
紡織品經(jīng)化學(xué)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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)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(shù)領(lǐng)域急需解決的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的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。本實用新型的上述目的是通過下述技術(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)方案，其特征在于所述金屬化織物基布的纖維為皮芯結(jié)構(gòu)，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(shù)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(shù)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。上述可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布通過以下步驟來制備(1)皮芯復(fù)合纖維的制備在熔融紡絲生產(chǎn)線上，采用皮芯復(fù)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(fù)合纖維；(2)坯布的制備將步驟(1)得到的皮芯復(fù)合纖維織成織物坯布；(3)金屬化織物基布的制備將步驟( 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。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(fù)合成孔母粒。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&10、5丨02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。所述堿溶性金屬氧化物粉體的粒徑為0. 1 5微米。步驟(1)所得皮芯復(fù)合纖維的皮芯比例為50 50 30 70。步驟(1)所得皮芯復(fù)合纖維為FDY結(jié)構(gòu)、DT結(jié)構(gòu)或DTY結(jié)構(gòu)。步驟( 所得織物坯布的經(jīng)緯密度比一般PET FDY織物高5 20 %。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(dāng)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(fù)合纖維的皮芯比例宜在50 50 30 70之間。皮芯復(fù)合長絲以FDY結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)或DTY 結(jié)構(gòu)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(shè)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(xué)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。本實用新型具有如下優(yōu)點1、采用常規(guī)紡絲、織造和染整設(shè)備，加工便利。2、成孔加工速度快、成孔深度省。3、適應(yīng)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(yīng)。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。本實用新型可在纖維表面及內(nèi)部由淺入深得到亞微米級深孔，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，為金屬附著提供了良好的鉚合關(guān)系， 從而顯著提高了金屬層在纖維表面的結(jié)合力。由于可采用現(xiàn)成的紡絲設(shè)備和織造染整設(shè)備進行電磁屏蔽織物基布的多孔化加工，故加工費用低廉。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(jié)果表明，采用本實用新型的金屬化織物，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為本實用新型金屬化織物基布的纖維橫切面示意圖。
具體實施方式
通過以下實施例對本實用新型進行具體描述，有必要指出的是以下實施例只用于對本實用新型做進一步說明，不能理解為對本實用新型保護范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述實用新型的內(nèi)容對本實用新型做出一些非本質(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(jié)構(gòu)聚酯長絲的制備在熔融紡絲生產(chǎn)線上，采用皮芯復(fù)合紡絲組件。PET皮芯復(fù)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(fù)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(fù)合長絲的紡絲工藝類似。最終紡成75d/Mf 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(jié)構(gòu)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為本實用新型金屬化織物基布的橫切面示意圖，本實用新型金屬化織物基布的纖維為皮芯結(jié)構(gòu)。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(xué)敏化(SnCl2 12g/l、HCl 10ml/l、NaCl 160g/l、20°C X 5min)、活化(PdCl2 0. 3g/l、SnCl2 12g/l、HCl 10ml/l、 NaCl 160g/、30°C X6min)和化學(xué)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)。可得到表面覆蓋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 IGHz)，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(jié)構(gòu)復(fù)合長絲的制備在熔融紡絲生產(chǎn)線上，采用皮芯復(fù)合紡絲組件。PET皮芯復(fù)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&10、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(fù)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(fù)合長絲的紡絲工藝類似。最終紡成80d/36f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(jié)構(gòu)復(fù)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/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5g/L)在130°C下處理ISmin (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。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(xué)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(xué)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。
權(quán)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，所述微坑的覆蓋率為纖維表面的40 80%，所述微坑的平均深度為0.1 5微米。
2.根據(jù)權(quán)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 所述微坑形狀為細長型。
3.根據(jù)權(quán)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 所述微坑的長度方向與纖維軸向平行。
4.根據(jù)權(quán)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(jié)構(gòu)，由皮層和芯組成，所述微坑位于所述皮層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4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的皮芯比例為50 50 30 70。
6.根據(jù)權(quán)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，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。
專利摘要本實用新型涉及一種可提高金屬鍍層附著牢度的金屬化織物基布，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，微坑的覆蓋率為纖維表面的40～80％。本實用新型可在纖維表面及內(nèi)部由淺入深得到亞微米級深孔，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(shè)備和織造染整設(shè)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D01D5/34GK201981416SQ20102054034
公開日2011年9月21日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)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(xué), 山東沃源新型面料有限公司