本發(fā)明涉及紡織領(lǐng)域，具體地涉及具有三層結(jié)構(gòu)的片狀材料及包含其的衣物。
背景技術(shù)：
：隨著科技的迅速發(fā)展，電磁波在航空、航天、通信、家用電器、軍事等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，隨之電磁污染問題也日漸突出。在世界各地，各種信息網(wǎng)絡(luò)傳遞著數(shù)以億計(jì)的軍事、政治、經(jīng)濟(jì)等方面的重要情報(bào)和信息，由于電磁波輻射而導(dǎo)致的信息泄密事件也時(shí)有發(fā)生，直接威脅到國家政治、經(jīng)濟(jì)、軍事安全。同時(shí)，電磁波還會(huì)造成武器系統(tǒng)失靈，給作戰(zhàn)帶來嚴(yán)重的隱患。因此，防止電磁波輻射，以保障信息、武器系統(tǒng)安全以及人體健康成為迫切任務(wù)。為防止電磁輻射造成的干擾與泄露，采用電磁屏蔽材料進(jìn)行屏蔽是主要防范方法之一。電磁屏蔽織物具有良好的導(dǎo)電性能，又可保持織物材料透氣、柔韌、可折疊、粘結(jié)等特性，可制成屏蔽服、屏蔽帳篷及屏蔽室材料等，以保障人身、信息安全等，是理想的電磁屏蔽材料。目前的電磁屏蔽織物主要是在織物表面附著一層導(dǎo)電層，通過反射損耗達(dá)到屏蔽的目的。常用的制備技術(shù)包括化學(xué)鍍、電鍍、真空鍍等。然而，此類電磁屏蔽織物的屏蔽效能一般在30-60db之間，并不能達(dá)到更高例如超過60db甚至達(dá)到90db以上的屏蔽效能。因此，對(duì)于特定領(lǐng)域，例如軍工產(chǎn)品等的應(yīng)用受到限制。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)上述問題，本發(fā)明通過設(shè)計(jì)具有三層結(jié)構(gòu)的片狀材料，從不同機(jī)制對(duì)電磁波傳播進(jìn)行衰減，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的電磁屏蔽效果?；诖送瓿闪吮景l(fā)明。具體地，本發(fā)明包括以下內(nèi)容。本發(fā)明的一方面，提供具有三層結(jié)構(gòu)的片狀材料，其包括依次設(shè)置的第一表面層、中間層和第二表面層，其中所述第一表面層為鍍第一金屬的高分子纖維層；所述中間層為鍍第二金屬的高分子纖維層；所述第二表面層為耐水性高分子聚合物涂層。在某些實(shí)施方案中，所述第一金屬選自由銅、鎳、銀、金、鉑金和鈀組成的組中的至少一種，所述第二金屬為銀。在某些實(shí)施方案中，所述耐水性高分子聚合物選自由聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯組成的組中的至少一種。在某些實(shí)施方案中，所述高分子纖維選自由芳綸纖維、滌綸纖維、尼龍纖維和聚酰亞胺纖維組成的組中的至少一種。在某些實(shí)施方案中，所述中間層中第二金屬的含量為30重量％-40重量％。基于中間層的總重量。在某些實(shí)施方案中，所述第一表面層的伸縮率小于10％。在某些實(shí)施方案中，所述中間層通過使用鍍第二金屬的高分子纖維編織而成，或通過用第二金屬鍍覆高分子纖維的織物獲得。在某些實(shí)施方案中，所述第一表面層中第一金屬的含量為20重量％-30重量％?；诘谝槐砻鎸拥目傊亓俊Ｔ谀承?shí)施方案中，所述中間層和所述第一表面層之間通過膠粘劑連接。本發(fā)明的另一方面，提供一種衣物，其包括本發(fā)明所述的片狀材料。本發(fā)明的技術(shù)效果：在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明片狀材料為輕量化軟體材料，其具有超過60db甚至達(dá)到90db以上的電磁屏蔽效果，可特別適用于軍事作戰(zhàn)指揮帳篷、防電磁屏蔽服及電磁屏蔽室等軍工領(lǐng)域(例如用于軍工電子對(duì)抗，軍事假目標(biāo)等)以及航空、航天和海上野外救生領(lǐng)域。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的片狀材料中僅中間層在10MHZ～40GHZ之間的電磁屏蔽為60DB，反射率達(dá)98％以上。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的片狀材料中第一表面層對(duì)于寬頻段電磁波(長波，短波，米波)的反射率為96％以上。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的片狀材料具有更強(qiáng)的抗磨耗性，進(jìn)而防輻射能力更持久，使用壽命延長。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的片狀材料的伸縮率小于10％因而在保持片狀材料的平整、柔軟、可裁剪、可粘貼性的同時(shí)抗變形，反射率穩(wěn)定。具體實(shí)施方式現(xiàn)詳細(xì)說明本發(fā)明的多種示例性實(shí)施方式，該詳細(xì)說明不應(yīng)認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制，而應(yīng)理解為是對(duì)本發(fā)明的某些方面、特性和實(shí)施方案的更詳細(xì)的描述。應(yīng)理解本發(fā)明中所述的術(shù)語僅僅是為描述特別的實(shí)施方式，并非用于限制本發(fā)明。另外，對(duì)于本發(fā)明中的數(shù)值范圍，應(yīng)理解為具體公開了該范圍的上限和下限值以及它們之間的每個(gè)中間值。在任何陳述值或陳述范圍內(nèi)的中間值以及任何其他陳述值或在所述范圍內(nèi)的中間值之間的每個(gè)較小的范圍也包括在本發(fā)明內(nèi)。這些較小范圍的上限和下限可獨(dú)立地包括或排除在范圍內(nèi)。除非另有說明，否則本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有本發(fā)明所述領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)人員通常理解的相同含義。雖然本發(fā)明僅描述了優(yōu)選的方法和材料，但是在本發(fā)明的實(shí)施或測(cè)試中也可以使用與本文所述相似或等同的任何方法和材料。本發(fā)明中，名詞術(shù)語既包括單數(shù)形式，也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另行明確指出。本發(fā)明中所述的“至少一種”不僅僅指包含“一個(gè)”或“一種”的情況，更重要的還包含“多個(gè)”或“多種”的情況。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，電磁波傳播穿過屏蔽材料表面時(shí)通過不同機(jī)制進(jìn)行衰減：①在入射表面的反射損耗；②未被反射而進(jìn)入屏蔽體的電磁波被材料吸收的損耗；③在屏蔽體內(nèi)部的多次反射損耗。針對(duì)上述三種不同機(jī)制，本發(fā)明人對(duì)材料進(jìn)行了新的設(shè)計(jì)。具體地，本發(fā)明包括以下改進(jìn)或設(shè)計(jì)。為了增強(qiáng)在入射表面的反射損耗，發(fā)明人在材料中引入第一表面層，第一表面中鍍覆第一金屬，第一金屬選擇相對(duì)電導(dǎo)率大的金屬，例如銅、鎳、銀、金、鉑金和鈀。第一金屬可為選自上述金屬中的一種或多種。使用具有相對(duì)大的電導(dǎo)率的第一金屬可增強(qiáng)電磁的反射損耗。在某些實(shí)施方案中，第一金屬為非金屬銀，例如銅、鎳或鉑金。這是因?yàn)殡m然銀具有很高的導(dǎo)電率，但是其化學(xué)活性極強(qiáng)，非常容易與其它物質(zhì)反應(yīng)生成化合物，這會(huì)引起附在纖維表面的銀粉末脫落，致使織物的防輻射能力降低甚至消失。從提高耐磨耗性的角度，優(yōu)選非銀金屬以便獲得更強(qiáng)耐磨耗性的材料。在某些實(shí)施方案中，基于第一表面層的總重量，第一表面層的第一金屬的含量為20重量％-30重量％，例如，25重量％。過高的金屬含量并不會(huì)引起反射損耗的進(jìn)一步增加，并且會(huì)造成成本增加。在某些實(shí)施方案中，第一表面層對(duì)于寬頻段電磁波(長波，短波，米波)的反射率為90％以上，例如96％，優(yōu)選98％以上。本發(fā)明中第一表面層的伸縮率小于10％，優(yōu)選小于5％，更優(yōu)選小于1％，從而保持材料的平整、柔軟和可裁剪性。為了增強(qiáng)未被反射而進(jìn)入屏蔽體的電磁波被材料吸收的損耗，發(fā)明人在本發(fā)明的材料中引入了鍍第二金屬的高分子纖維層作為中間層。中間層中導(dǎo)電率的增加，既有利于材料的反射損耗也有利于材料的吸收損耗。在某些實(shí)施方案中，第二金屬選擇導(dǎo)電性強(qiáng)的金屬，例如銀，從而在增加導(dǎo)電率的同時(shí)，還能避免作為活潑金屬的銀暴露于材料表面而被磨損消耗。同時(shí)由于中間層并不暴露于表面，因此可增加其中第二金屬的含量，例如可使其含量達(dá)到30重量％-40重量％，例如，32重量％、34重量％、36重量％、38重量％等，由此可增強(qiáng)中間層的導(dǎo)電性，進(jìn)而提高中間層的電磁波吸收能力。需要說明的是，在鍍銀材料暴露于表面的情況下，通常銀含量并不能達(dá)到很高的水平，這是因?yàn)楦吆康你y粉容易發(fā)生脫落。作為鍍層(包括第一表面層和中間層)的制備方法，其可通過例如化學(xué)鍍及電鍍將金屬鍍?cè)诳椢锏谋砻?。例如，將金屬的離子鍍液通過氧化還原的方法，在例如滌及芳族聚酰胺等織物材料上，進(jìn)行鍍覆等。其優(yōu)點(diǎn)是不受織物形狀及大小的限制，鍍層均勻，織物材料柔軟，設(shè)備投入量也小，但鍍層容易被刮擦而失去屏蔽性能。在可選的實(shí)施方案中，通過真空鍍制備鍍層。例如，在真空和高溫狀態(tài)下，將金屬熔化，當(dāng)被熔化的金屬升至沸點(diǎn)時(shí)，金屬粒子就會(huì)蒸發(fā)并向織物表面飛濺，從而沉積在織物或纖維表面。其優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)造成較大的化學(xué)污染、材料美觀并且屏蔽效果較好，但鍍覆的金屬層與織物的結(jié)合力較差，容易脫落。作為另外可選的實(shí)施方案，通過磁控濺射鍍制備鍍層。其主要利用高能離子撞擊金屬靶材進(jìn)行能量交換，把從靶材表面飛濺出的靶材原子或分子沉積到紡織基材襯底，形成屏蔽的金屬薄膜。磁控濺射鍍具體實(shí)例包括多靶磁控濺射、磁控掃描、非平衡磁控濺射和脈沖磁控濺射等。磁控濺射鍍技術(shù)制備的織物材料，對(duì)于抑制生物菌活性、纖維抗紫外性能具有明顯的作用，其原因可能是由于金屬離子存在于織物表面所致。作為鍍層的制備方法，還可例舉用鍍金屬的纖維編織成片狀材料的方法。其主要將導(dǎo)電纖維或?qū)⑵渑c普通纖維經(jīng)混紡技術(shù)而成。常用的導(dǎo)電纖維主要有鎳?yán)w維、銅纖維和碳纖維等，這種工藝制備的電磁屏蔽材料在30-1000MHz頻率范圍內(nèi)，屏蔽效果較低，即使進(jìn)行6層層壓，電磁屏蔽材料屏蔽效果也僅能達(dá)到55dB左右。目前已知中國山西華麗服飾科技發(fā)展有限公司開發(fā)的電磁屏蔽織物材料在10GHz時(shí)織物的屏蔽性能達(dá)到34.77dB?？赡転槟壳耙阎淖詈玫钠帘涡Ч?。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過采用雙導(dǎo)電層(第一表面層和中間層)設(shè)計(jì)，在電磁屏蔽方面實(shí)現(xiàn)了預(yù)料不到的效果。其原因并不清楚，但發(fā)明人推測(cè)，本發(fā)明的片狀材料采用雙導(dǎo)電層(第一表面層和中間層)設(shè)計(jì)，且兩層之間具有不同的材質(zhì)，使得電磁波在不同層之間的傳播發(fā)生變化，增強(qiáng)了片狀材料作為整體在內(nèi)部的反射頻次增加，進(jìn)而增強(qiáng)損耗。另一方面，單層導(dǎo)電織物材料層由于存在導(dǎo)電不連續(xù)點(diǎn)，這些不連續(xù)點(diǎn)包括各種織物纖維之間的孔洞和縫隙等，使得單層材料的屏蔽效果降低，而本發(fā)明中通過雙層設(shè)計(jì)在兩層導(dǎo)電層之間形成了間隙，間隙的存在使得第一層露過的電磁波傳播方向發(fā)生變化，并被第二層進(jìn)一步屏蔽或反射，從而使得其屏蔽效果優(yōu)于單層以及單層簡單疊加后的效果。另一方面，為了增加片狀材料的耐環(huán)境性，引入第二表面層，其為耐水性高分子聚合物。在某些實(shí)施方案中，第二表面層的高分子聚合物通過復(fù)合到中間層中與第一表面層相對(duì)一面而獲得。所述復(fù)合包括涂布結(jié)合等。在某些實(shí)施方案中，耐水性高分子聚合物選自由聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯組成的組中的至少一種，從而在增強(qiáng)耐水/防水性的同時(shí)，增強(qiáng)防鹽霧性。在某些實(shí)施方案中，第二表面層包含金屬顆粒，從而進(jìn)一步增強(qiáng)電磁屏蔽效果。作為金屬顆粒的實(shí)例包括，但不限于Cu、Ag、Ni、Al的顆粒，優(yōu)選Al。本發(fā)明中，第一表面層和中間層之間的結(jié)合可通過例如涂布耐水性高分子聚合物到中間層而實(shí)現(xiàn)。第二表面層與中間層的結(jié)合/復(fù)合可通過例如膠粘劑連接。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的片狀材料具有1-2mm的厚度，例如1.5mm的厚度。厚度過大，不利于材料的柔韌、柔軟性。另一方面，厚度過小，則不利于電磁波被材料吸收的損耗。實(shí)施例實(shí)施例1本發(fā)明片狀材料的制備。使用鍍銅的纖維織物(錦綸66化學(xué)鍍銅平紋織物，規(guī)格：經(jīng)、緯紗的線密度均為70D，經(jīng)、緯紗密度分別為380、310根/10cm，銅含量20重量％)作為第一表面層；使用鍍銀纖維織物(100％銀纖維防輻射針織布ZZB-1，來自青島天銀紡織科技有限公司，銀含量30重量％)作為中間層；使用TPU薄膜作為第二表面層。將第一表面層和中間層通過膠粘劑壓制成雙層結(jié)構(gòu)。取大小為30cm×30cm的雙層結(jié)構(gòu)。將其平放在覆膜機(jī)(杭州仁協(xié)機(jī)電科技有限公司)的送臺(tái)板上。利用100目的鋼篩將一定量的TPU熱熔膠粉均勻地撒在雙層結(jié)構(gòu)表面，按照設(shè)定的熱膠輥工藝參數(shù)(溫度130℃，上膠量12g·m-2)在覆膜機(jī)上層壓復(fù)合成形。實(shí)施例2屏蔽效能的評(píng)價(jià)根據(jù)電磁屏蔽材料屏蔽效能測(cè)量方法GJB6190-2008測(cè)試本發(fā)明的片狀材料及比較用材料的屏蔽效能。其中屏蔽效能(SE)，其定義為在同一激勵(lì)電平下，有屏蔽材料與沒有屏蔽材料時(shí)所接收到的功率之比或電壓之比：SE＝20lg(V0/V1)＝10lg(P0/P1)(1)式中SE為屏蔽效能，dB；V0為無屏蔽材料時(shí)的接受電壓；V1為有屏蔽材料時(shí)的接受電壓；P0為無屏蔽材料時(shí)的接受功率；P1為有屏蔽材料時(shí)的接受功率。表1屏蔽效果等級(jí)表2本發(fā)明材料的屏蔽效果SE(dB)等級(jí)本發(fā)明的材料99優(yōu)錦綸66化學(xué)鍍銅平紋織物25較差100％銀纖維防輻射針織布ZZB-160中等以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書、說明書及其等效物界定。當(dāng)前第1頁1 2 3