（纺织工程专业论文）防微波辐射混纺织物的生产工艺与性能研究[纺织工程专业优秀论文].pdf

摘要 摘要 本课题对防微波辐射混纺织物的生产工艺与性能测试进行了研究。主要针对采用不 锈钢纤维混纺纱线生产的防微波辐射机织物、针织物及非织造织物的生产工艺进行了探 索讨论，对不同混纺比例、不同组织结构的防微波辐射性能进行了测试对比，对研究开 发、合理应用防微波辐射系列产品具有一定的理论意义和现实意义。 本课题首先对不锈钢纤维混纺纱线的混合比进行了研究，在经济成本与屏蔽性能统 一的基础上，同时考虑到服用舒适及面料挺括、易洗等方面，经过反复实验，混纺纱线 中不锈钢纤维含量为2 5 - - 3 0 、棉及涤纶分别为3 5 - - 4 0 时比较科学。本文选用无锡太 平洋纺织有限公司剑杆织机( s u l1 1 ) 试织了平纹、2 1 斜纹、3 1 斜纹及8 3 纬面缎纹 等防微波辐射样布，并对其不同频率段的屏蔽效能进行了测试，得出织物防微波辐射性 能的高低不仅与织物采用的材料有关，而且还与组织结构密切相关。同时利用江南大学 纺织材料实验室k e s a u t 0 一a 织物风格评价系统等其它实验仪器对所织机织物进行了 相关服用性能及常规性能指标测试。课题中采用无锡太平针织服装有限公司的针织设备 试织了纬平针、2 + 2 罗纹和双罗纹三种不同组织结构的防微波辐射针织样布，通过实测 和估算两种实验方法，测试了针织样布的屏蔽性能及屏蔽率，并绘出了其屏蔽效能的实 测值和估算值的差异关系图。 本课题还与江苏通江科技股份有限公司合作，在其德国进口的水刺非织造设备上采 用粘胶、涤纶和不锈钢纤维试产了防微波辐射水刺非织造织物，并对梳棉机的生产速度、 水刺头个数及水刺头压力等关键工艺进行了探索，生产出了纤维混合均匀、缠绕效果较 好、防微波辐射性能较高的功能性非织造织物。 本课题在对防微波辐射混纺织物的电磁屏蔽性能测试中，采用了实测和估算两种方 法。实测比较准确，但测试费用比较昂贵；采用比电阻测试仪测量不同试样的表面比电 阻，就可大致预测该试样的电磁屏蔽性能，这种估算方法方便、快捷、简单、经济，在 产品研发过程中比实测方法更具有实际意义。 最后对防微波辐射机织物、针织物及非织造织物屏蔽性能以及服用领域进行了分 析，对企业开发防微波辐射织物、生产各种功能性防微波辐射产品提供参考。 关键词：防微波辐射；混纺织物；生产工艺；性能研究；屏蔽效能 a b s t r a c t a b s t r a c t i nt h i ss u b j e c t ，t h ep r o d u c t i o np r o c e s sa n dp r o p e r t yt e s to ft h ea n t i * m i c r o w a v er a d i a t i o n b l e n d e df a b r i c sa l es t u d i e d 。t h ep r o d u c t i o np r o c e s so ft h ea n t i m i c r o w a v er a d i a f i o n - w o v e n f a b r i c s k n i t t e df a b r i c sa n dn o n - w o v e nf a b r i c sw h i c ha r ep r o d u c e dm a i n l yb ys t a i n l e s ss t e e l f i b e r sb l e n d e dy a ma r ee x p l o r e da n dd i s c u s s e d t h ep e r f o r m a n c eo fd i f f e r e n tb l e n d e d p r o p o r t i o na n do r g a n i z a t i o n a ls t r u c t u r eo ft h ea n t i - m i c r o w a v er a d i a t i o nf a b r i c si st e s t e da n d c o m p a r e d ，s or a t i o n a la p p l i c a t i o no fa n t i * m i c r o w a v er a d i a t i o ns e r i e sp r o d u c t sh a v ec e r t a i n t h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e 。 f i r s t l y , t h em i x e dr a t eo fs t a i n l e s ss t e e lf i b e r sb l e n d e dy a mi ss t u d i e d w h i l eb a s e do n e c o n o m i cc o s t ，s h i e l d i n gp r o p e r t y , f a b r i cc o m f o r t ，s t i f f n e s sp r o p e r t y , w a s h i n gp r o p e r t ya n ds o o n , a f t e rr e p e a t e de x p e r i m e n t s ，t h es t a i n l e s ss t e e lf i b e ri nb l e n d e dy a mf o r2 5 3 0 ，c o t t o n a n dp o l y e s t e rf i b e rf o r3 5 - - 4 0 a r em o r es c i e n t i f i c i nt h i sp a p e r , t h er a p i e rl o o m ( s u l11 ) f r o m 缪奴ip a c i f i ct e x t i l ec o 。l t di sc h o s e nt ow e a v es o m ec l o t h e so fa n t i m i c r o w a v e r a d i a t i o nw h i c ha l ep l a i nw e a v e ，2 t lt w i l lw e a v e ，3 1t w i l lw e a v ea n d8 3w e f to fs a t i na n ds o o n ，t h e nt h i sc l o t h e sa l et e s t e di nd i f f e r e n tf r e q u e n c i e so ft h es h i e l d i n ge f f e e t i v e n e s s ，f i n a l l y t h ec o n c l u s i o n sa l em a d et h a tt h ep r o p e r t yo fa n t i - m i c r o w a v er a d i a t i o nf a b r i c si sn o to n l y r e l a t e dt ot h em a t e r i a l s ，b u ta l s oc l o s e l yr e l a t e dt ot h eo r g a n i z a t i o n a ls t r u c t u r e a tt h es a m e t i m e ，t h ef a b r i cs t y l es y s t e m ( k e s - a u t o a ) a n do t h e re x p e r i m e n t a li n s t r u m e n t so fj i a n g n a n u n i v e r s i t yt e x t i l em a t e r i a l sl a b o r a t o r ya r eu s e dt ot e s tt h ew e a r i n gc h a r a c t e r i s t i c sa n d c o n v e n t i o n a lp r o p e r t i e so fw o v e nf a b r i c s i nt h i ss u b je c t ，t h ek n i t t e de q u i p m e n t sf r o mw u x i t a i p i n gk n i t t e dc l o t h i n gc o ，l t da r ec h o o s et ow e a v et h r e ed i f f e r e n to r g a n i z a t i o n a ls t r u c t u r e o ft h ea n t i m i c r o w a v er a d i a t i o nk n i t t e df a b r i c sw h i c ha r ew e f tp l a i ns f i 杞h ，2 + 2r i b b e ds t i t c h a n di n t e r l o c ks t i t c h 1 1 舳u g hr e a l i t ya n de s t i m a t i o nt e s t i n gt w oe x p e r i m e n tm e t h o d s ，t h e s h i e l d i n gp r o p e r t ya n ds h i e l d i n gr a t eo ft h r e ed i f f e r e n to r g a n i z a t i o n a ls t r u c t u r eo ft h e a n t i - m i c r o w a v er a d i a t i o nk n i t t e df a b r i c s a r et e s t e d ，a n dt h ed i s s i m i l a rr e l a t i o nc h a r t so f s h i e l d i n ge f f e c t i v e n e s sa l ec h a r t e da c c o r d i n gt od i f f e r e n to r g a n i z a t i o n so fa c t u a la n de s t i m a t e d v a l u e ， c o o p e r a t e dw i t hj i a n g s ut o n g ii a n gs c i e n c e & t e c h n o l o g yc o ，l t d ，v i s c o s e ，p o l y e s t e r f i b e ra n ds t a i n l e s ss t e e lf i b e ra r eu s e dt op r o d u c ea n t i m i c r o w a v er a d i a t i o nw a t e rn e e d l e n o n w o v e nf a b r i c sb yw a t e rn e e d l ee q u i p m e n te x p o r t e df r o mg e r m a n y c r i t i c a lt e c h n o l o g y s u c ha sp r o d u c t i o ns p e e do fd r e s s i n gm a c h i n e ，n u m b e r so fw a t e rn e e d l e ，p r e s s u r eo fw a t e r n e e d l ea n ds oo na l ee x p l o r e d 。霹赡a n t i - m i c r o w a v er a d i a t i o nn o n w o v e nf a b r i c sw h i c ha r e w e l l p r o p o r t i o n e db l e n d ，b e t t e rw i n d i n gp r o p e r t y , a n dh i g h e rs h i e l d i n gp r o p e r t ya r ep r o d u c e d i nt h i ss u b j e c t ，t h ee l e c t r o m a g n e t i cs h i e l d i n go fa n t i m i c r o w a v er a d i a t i o nb l e n d e df a b r i c i st e s t e db yu s i n gr e a l i t ya n de s t i m a t i o nt e s t i 鹅豫r e a l i t yt e s t i n gm e t h o di sm o r ep r e c i s eb u t t e s t i n gc o s t sa r em o r ee x p e n s i v e b yu s i n gt h es p e c i f i cr e s i s t a n c ei n s t r u m e n tt ot e s ts u r f a c e a p e c i f i cr e s i s t a n c e ，t h ee l e c t r o m a g n e t i cs h i e l d i n gp r o p e r t i e so ft h es a m p l ec a l lb eg e n e r a l l y p r e d i c t e d ，t h ee s t i m a t i o nt e s t i n gm e t h o di sc o n v e n i e n t ，f a s t ，s i m p l ea n de c o n o m i cw h i c hi s m o r em e a n i n g f u lo v e rt h ec o u r s eo ft h ep r o d u c t i o n f i n a l l y , t h es h i e l d i n ga n dw e a r i n gf i e l do ft h ea n t i - m i c r o w a v er a d i a t i o nf a b r i c s - w o v e n f a b r i c s ，k n i t t e df a b r i c sa n dn o n - w o v e nf a b r i c sa r ec o m p a r e da n da n a l y z e dw h i c hp r o v i d e a b s t r a c t c o r p o r a t i o nr e f e r e n c eo ft h ed e v e l o p m e n to ff u n c t i o n a la n t i m i c r o w a v er a d i a t i o nf a b r i c sa n d s h i e l d i n ge f f e c t i v e n e s sp r o d u c t s k e y w o r d s ：a n t i m i c r o w a v er a d i a t i o n ；b l e n d e df a b r i c ；p r o d u c t i o np r o c e s s ；p r o p e r t y r e s e a r c h ；s h i e l d i n ge f f e c t i v e n e s s i i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成暴。尽我辑知，除了文中特裁加以标注和致谢的遗方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用逮的材料。与我一丽工作的同态 对本研究所做的任4 - - r 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签 名：兰连 日 期： 2 壁缱：丛 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有荧保留、使用学位论文的规定： 汪南欠学有权保餐并向篾家有关部门或机构送交论文的复印棒和磁盘，允 许论文被查阅和借阏，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采躅影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文， 并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名：差垒导师签名：垒塞么 霪 期： t - , 8 ”。f ， 第一章绪论 第一章绪论 1 1 微波概述 1 1 1 微波的一般概念 从安培定律和法拉第感应定律知道：交变的电场在其周围产生磁场，同时交变的磁 场亦在其周围产生电场，电场和磁场交替产生，在空气中传播，我们称之为电磁波i 1 。 微波是频率大约在3 0 0 m h z - - 3 0 0 g h z ，即波长l m l m m 范围内的电磁波。 当代科学技术迅速发展，物质文化生活不断提高，各种家用电器，如电视、电脑、 微波炉等相继进入千家万户；通信事业的崛起，又使手机成为这个时代的“宠物”。这些 家用电器、电子设各等电子产品在使用过程中都会不同程度遗产生不同波长和频率的电 磁波，这些电磁波无色无味，看不见，摸不着，穿透力强，且充斥整个空间，令人防不 胜防，成为一种新的污染源。同时人体短时间内接触不会产生不适感觉，一旦积累成疾， 很难治疗，因而被科学界称之为“无形杀手”。电磁波污染醪成为继空气、水、噪音污染 之后的第四大污染源【2 1 。 电磁波种类很多，从物理学焦度根撵波长和频率霹以分为无线电波( 如长波、中波、 短波、超短波、微波) 、光波( 如红外线、可见光、紫外线) 、宇宙射线( 如x 射线、a 射线、1 3 射线、￥射线及中子射线) 等嘲。 1 1 2 电磁波辐射的来源 毫磁波辐射的来源主要包括两大类：天然辐射源与人为辐身砉源。 1 、天然辐射源 太阳是人类接受的最大的天然辐射源。我们接受太阳辐射的能量主要是可见光，红 外线，远红外，还有紫外线。由于太阳和地球的距离很远，因此强度也大大降低了。天 空打雷，地震和火山爆发等也会产生较强的电磁辐射。一些宇宙天体也向地球发射x 射 线、丫射线。地球上的部分矿物质，如花岗岩，也能放出7 射线。人体也是一个小的辐 射源，人体辐射的电磁波频率主要为红外和远红外。 2 、人工型电磁辐射源 常见的人工型电磁辐射源从频率上可以分为射频场( 低频、中频和高频) 、工频场、 静态场和恒定磁场，辐射功率小的有几瓦( 如通讯设备) ，功率大的可达几百千瓦( 如 些工业射频设备) ，它们辐射的主要频率段从几m h z 到几g h z ，属于微波的范畴。这 些常见的电磁辐射源【4 l 见表1 一l 。 江南大学硕士学位论文 表l l 常见的人工型电磁辐射源 t a b 。l lf a m i l i a ra n da r t i f i c i a le l e c t r o m a g n e t i cr a d i a t i o n 辐射源类型常见的电磁辐射源 射频场广播、电视等通讯设备：工韭、科技等射频设备 工频场 高压输电设备，电气化铁路等 静电场造纸、刽摹、化纤等季亍业 恒定磁场工业电解、磁性材料等行业 家用电器，如电冰箱、洗衣机、吸尘器、电吹风、电视机、家用电脑、微波炉 和移动电话等，都是在工频和射频微波范围内工作的，都是身边的电磁辐射源。由 此可见，电磁辐射存在于所用空间，然而空间各处的电磁辐射强度还是有很大差异， 在高功率辐射源近场区域，辐射强度比较高，在功率不大的辐射源贴近处，强度有 时比较低。 1 1 3 常见电磁波辐射源的辐射频率与限制标准1 5 l 我们平常所使用的电子仪器设备在工作时都会产生电磁波辐射，各种仪器设备的辐 射频率详见表l 一2 。针对电磁波辐射的危害，c i s p r ( 国际标准委员会) 、f c c ( 美匿 联邦通讯委员会) 等一些相关国际权威机构都对电磁波辐射的强度作了相应的限制，具 体详见表1 3 及表l 一4 ，以便保护人们的日常安全生活。 表l 一2 常见家用电磁波辐射主频率1 6 l t a b 1 - - 2m a i nf r e q u e n c yo f t h ef a m i l i a ra n dd o m e s t i ce l e c t r o m a g n e t i cr a d i a t i o n t 。i _一ii i i i 电器名称辐射主频率( m h z ) 计算机 电视机 吸尘器 录像机 电话 家用无线电话 移动电话 洗衣机 微波炉 2 一 於 瑚 6 枷 一 一 如 撇 笱 贼 第一章绪论 表1 - - 3f c c 辐射干扰场强的极限值【7 1 t a b 。1 - - 3f c ce m i s s i o nl i m i t sf o rd i g i t a ld e v i c e s 7 l 类型频率( m h z )距离( m )场强( d b ) 表l 一4c i s p r 辐射干扰场强酶极袋值 t a b 1 - - 4c i s p r e m i s s i o nl i m i t sf o rd i g i t a ld e v i c e s e 表1 3 、表1 4 中的a ，b 分别表示民用和商用。) 我国电磁环境标准g b 8 7 0 2 - - 8 8 也规定了电磁辐射的标准极限，最近根据国内外对 电磁辐射对人体产生的箍害正在积极制定更加严格的限制标准，以减少电磁辐射对人体 产生的危害。 1 2 电磁辐射对人体的作用机理及其危害 1 。2 。1 电磁辐射对人体的作甩机理 网前，电磁辐射对人体的伤害作用机理主要表现在以下三个方面：热效应、非热效 应和累积效应恻。 l 、热效应 高强度的电磁波辐射对生物体系统的作用主要是热效应。生物体受到强电磁波辐射 会使生物体物质产生极化和定向驰豫现象，分子产生热运动，摩擦将促使生物体物质的 温度升高，这种使温度升高的效应称之为热效应。 当热效应溢度超过体温调节能力时，湿度平德功麓失调，并由此产生生理功能紊琵 和病理变化等各种生物效应。例如局部组织或体温明显上升，当微波功率为1 0 m w c m 2 时，受到辐射的人体温将上升1 左右，当功率更强时，人体的温度会进一步舞高，进 江南大学矮圭擎燕谂文 两将产生高温反应，昏迷、抽接和呼吸障碍等。当频率为2 4 g h z 的徽波，辐射强度为 1 5 0 m w l c m 2 融，5 努错足戳蓑鑫鬣死亡。籁率受1 2 0 0 m h z 徽波，辐赛尊强度蠹3 3 0 m w l e m 2 时，1 5 分钟内能使狗死亡，辐射强度大于3 3 0 r o w e r a 2 ，容易使人的眼睛形成自内障。 2 、毒 热效应 长时间低电频的电磁辐射，也会使生物体产生电磁效成。热效威与非热效应的分界 线并菲摄鹗确，僵是我销霹戬弓| 入一个毫磁囊射生物裁量单位一毙吸收率塞透分蒸效应 与非热效应。比吸收率表示生物体每单位质量吸收的电磁辐射功率，单位为w k g ，一般 比吸收率大予1 w k g 为热效应，小于0 。1 w k g 为非热效应。 发生菲热效应对，生镑镩熬体温没有祷曼韵升离，毽是在弱场酌长麓佟用下或某 定频段的电磁波辐射作用下，也会引起对生物体的伤害，馒细胞分子产生共振效应，从 嚣雩 越生耪体神经系统翡鼗紊蔑或失调，良及影响；鑫盘譬系统。 3 、累积效应 上述热效应、毒 热效应作熊予大髂麓，黠太倦靛伤害还来寒褥及修复之蓠，羞又再 次受到电磁辐射时，其伤害程度就会发擞累积效应，这样久而久之，最终将会造成永久 性的瘸态，乃至危及生禽。 1 。2 2 电磁辐射对人体的危害 经实验研究衰调查蕊察结果表骧，电磁辐射对太俸毽壤戆莛害是多方鹾瓣，复杂熬， 主要麓害表现如下： l 、对中枢神经系统的危害 神经系统对电磁辐瓣熬箨雳很敏感，受萁羝强度反复作雳磊，率枢神经系统撰i 能发 生改变，出现神经衰弱症候群，嘉要表现商头痛、头晕、无力、记忆力减退、睡眠障碟、 塞天抒瞌睡、荔激动、多汗、；臻、蕤端、麓爱等，茏其是入彝嚣难、无力、多汗耨记 忆力减退更为突出，这些均说明大脑是抑制过程占优势。所以受害者除有上述瘫候群外， 还表现有短时闽记忆力减退，援擞运动发应甓曼楚长，手蘸撩调动俸差，表现对数字迷 记速度减慢，出现错诶较多等状况。 2 、对机体免疫功能鲶危害 对入群受辐射作用瓣研究帮调查表蠛，入葬翡囱蛊球吞噬细菌瓣酉分率和吞噬的细 菌数下降，造成身体免疫功能下降。此外鼹电磁辐射长期作用的入，其抗体形成受到明 显捧制。 3 、对心啦管系统的影响 受毫磁辐皴作震鳇人，常发生盘滚动力学失谶现象，巍营运透牲和张力降低。整予 神羟调节功能受到影响，入们多以心动过缓症状出现，少数星现心跳加速。受害者出现 血压波动，突然升高，艨又恢复至正常，最后出现血压偏低；心电璺也现r t 波的电鼹 下降，这是神经韵过敏菔应，蹴羚，长期受电磁辐射俸用麴入，萁心血管系统鹩疾病， 会更快愿早发生。 4 、赫盎液系统翦影蘸 在电磁辐射的作用下，可出现白血球不稳定，主要倾向是白血球减少，缎血球的生 毒 第一章绪论 成受到抑制，出现网状红血球减少。对操纵雷达的人健康调查结果表明，多数人表现囱 血球偏低。此外，当无线电波和放射线同时作用予人体时，对血液系统的作用较单一因 素作用可产生更明显的伤害。 5 、薄生殖系统和遗传的影璃 长期接触超短波发生器的人，可出现男人性功能下降，阳萎：女人出现月经周期紊 乱。由于睾丸的血液循环，对电磁辐射j 常敏感，精子生成受到抑制丽影响生育；馒郛 细胞出现变性，破坏了排卵过程，而使女性失去生育能力。 高强度的电磁辐射可以产生遗传效应，使睾丸染色体出现畸变和有丝分裂异常。妊 娠妇女在早期或在妊娠前，接受了短波透热疗法，结果使其子代出现先天性出生缺陷。 6 、对视觉系统的影响 眼组织含有大量的水分，易吸收电磁辐射功率，由于l 羹的直流基少，所以在电磁辐 射作用下，眼球的温度容易升高。温度升高是造成产生白内障的主要原因，同时温度上 升导致眼晶状体蛋白质凝固。多数学者认为，较低强度的微波在长期作用下，可良加速 晶状体的衰老和混浊，并有可能使有色视野缩小和暗适应时间延长，造成某些视觉障碍。 此外，长期受到低强度的电磁辐射作用，可促使视觉疲劳，使人感到不舒适和眼睛干燥 等现象。 7 、电磁辐射的致癌作用 大部份实验动物经微波作用后，癌症的发生率上升。一些微波生物学家的实验表明， 电磁辐射会促使人体内的微粒细胞染色体发生突变和有丝分裂异常，而使某些组织出现 病理性增生过程，使正常细胞变为癌细胞。美国驻国外一大使馆人员长期受到微波窃听 器所发射的高强度的电磁辐射，造成大使馆人员囱血球数上升，癌发生率较正常人高。 又如受高功率远程微波雷达影响下的地区，经调查，当地癌症患者较其他地区多。 除上述盼电磁辐射对毽康的危害外，它还对内分泌系统、听觉系统、代谢系统、组 织器官的形态改变，均可产生不良影响。 l 。3 电磁辐射织物的屏蔽 1 3 1 电磁辐射的屏蔽原理 根据s c h e l k u n o f f 理论嘲，电磁波在遇到屏蔽层后，会发生透射、吸收、反射、折射 等多种现象，但防电磁波辐射织物总的屏蔽效能s e ( s h i e l d i n ge f f e c t i v e n e s s ) 主要由织物 的表面反射损耗( 灵) 、内部吸收损耗( 么) 和内部反射损耗( 嚣) 三部分缰成，即： s e = r + a + b( 1 1 ) 反射损耗爻是表示在织物覆料表面的反射损耗，它不仅与织物的表面阻抗有关，网 时也与电磁波辐射源及防电磁辐射织物到辐射源的距离r 有关。 吸收损耗么是表示没有被反射的电磁波进入防电磁辐射织物的内部时被吸收的损 耗，它与电磁波的类型无关，只要电磁波通过防电磁屏蔽织物就有吸收，它与厚度t 成 线性关系，并与材料的电导率a 和磁导率p 有关。 江毫大学颈学霞论文 l 。3 2 电磁辐射织物屏蔽效能测试方法 l 、实测方法 鼹前对织物屏蔽效能的测试一般采耀平面材料的电磁辐射屏藏效能鳇测试方法f 1 ， 霉焉的有：a s t md 4 9 3 5 - 9 9 测试法、翼蔽室法、波导管测试法、微波菇葙测试法及徽 波暗室测试法簿。通过测量出有无屏蔽织物屏蔽时的功率、电压、电流等电量值，然质 透过瓣数蕊毖蕊计算褥蓊纂薮效籍弱l ，帮； s e2 1 0 1 9 ( e , e , )( 1 - 2 ) 戴牵，驻织耪的羼菠效裁乏勰) ；曩一织物羼蔽蓑溺褥嚣瑰攀；只一绞耪霹薮嚣 溯得的功率。船越大，屏蔽效聚越好。如当s e 端1 0 时，戢最= 1 0 ，则微波衰减了i o 倍；警s e = 2 0 时，冀曩= 2 0 ，剩微波衰减了1 0 0 倍 虽然上述方法测试效果准确，但是测试费用很商，只能对批量生产的成品织物进行屏 蔽性能的测试。在产品研发试织的过程中，不可能对工艺探讨过程中试织的每一样品遴 行魏种费震昂舞鹩嚣试，不然裁会大大撬高产器魏开发成本。霆对上述测试方法只是漏 于对平面材料的测试范畴，然后在人们的现实生活中使用的那些屏蔽用品，如屏蔽帐篷、 电磁辐慕茨护照等，鳃大帮分既不是篱单媳平耍聪瓣，也不蔗无疑何缝豫黎室漏静完金 密封的屏蔽体。 2 、佳算方法 忽路织翰缝骧、孰漏等蘧素，藏露檄摇电磁屏蔽原理溺，我稍褥刹计算瓣蔽效能s e 相关公式( 1 一1 ) ，当s e 值在1 0 d b 以上时，b 值因过小可忽略不计，因此该公式可整 理惫： 心 s e 燃r + a = 5 0 + 1 0 1 9 矽f ) 一1 + 1 7 df l ( 董- 3 )。 。 l 一耨蔽材料的比电阻褥c m ) ；卜电磁波的频率( m i - i z ) ；d 一屏蔽材料的厚度( e m ) 可以看出，f 、d 一定时，p g d , ，朗屏蔽层导电性越好，艇值越高，屏蔽效果越 爵。 比电阻值为l q c m 的织物，电磁波屏蔽效能s 料在3 5 d b 发右。通常比电阻达到1 q - c m 基下鲍辱毫纤维具有毫磁辐蒜熬瓣菠牲麓，磊不锈镳纾维熬魄毫基兵霄。0 强 论t e 氇，涎 此它对电磁波辐射的屏蔽效果是显而易见的。对于开发试织的防电磁波屏蔽性能的织 物，可以撮据客户鳃要求或者产瑟应达到翁琏能，媸毖电阻测试搜测试宅铟豹泌电阻僮， 再壶魄电阻值掇据公式( l - - 3 ) 闻攘地估算它们的屏蔽效能值。 王。3 。3 电磁辐射屏蔽织物蟪应鼹范溪人群 幽于电磁波辐射给人们健康和财产安金所造成的危害，澍其治理和防护已照得十分 必要，同时绝对不接受电磁辐射是不可能蛉，只是要求接受剂量降低到不发生不良影噙 靛遗疹，丽置不同人群对辐射的耐受力也不同。妇女、儿童、老人和免疫力低下的人群 是对电磁辐射敏感的人群。特别是育龄青年男女，更要注意对生育能力的保护。以下群 搏薮需采取个棒防护措藏： 磊 第章绪论 l 、平均每天连续操作电脑、终端显示器3 h 以上人员( 特别是中小学生) ； 2 、居住或工作在变电站、电台、电褫台、雷达站、高压线、微波发射塔附近的人 贝； 3 、佩带心脏起搏器的患者； 4 、经常使用电子仪器设备、医疗设备、现代化办公设备人员； 5 、经常使用微波炉的家庭主妇： 6 、在现代工作、学习环境中的孕妇及儿童。 防电磁波辐射纺织品用于特定使用场所并起保护人们生命安全的作用，要求具有服 用性( 如一定的强度、弹性、牢度、舒适性) 、使用方便( 如使用特种纤维或特殊整理 后重量不宜过重) 、安全性( 如对电磁波有一定的屏蔽效果，对皮肤无伤害) 以及洗涤 多次仍具有良好的屏蔽性能等特点。 1 4 国内外防微波辐射织物最新研究进展 近一两年来，我国在原有的基础上又有许多新型的屏蔽织物研制成功。有公司研制 的新型防辐射服装面料，这种服装面料通过不锈钢纤维、棉纤维、涤纶纤维和麦饭石纤 维混合纺丝制得。此终上海研制成功采用对离子织物和金属化纤维织物的电磁辐射屏蔽 材料。它们都具有防电磁辐射、抗静电、耐洗涤和透气性好等特点。 美国科学家最新研制出世赛上第一种防辐射织物：这种织物的防辐射性能就像铅做 的衣服一样好，但是重量只有铅的若干分之一。这种织物无毒无铅，混合在两层机织布 料之间。它的用途非常广泛，从轻便的全身防护装到飞机和宇宙飞船使用的保护帐篷和 防辐射内衬等。传统的防护服只能抵抗伐 l 季线，丽这种新型织物还能阻挡多射线和7 射 线。它不仅可保护在手术室工作的医护人员免受x 射线的辐射，也能用于核工业。同时 世赛上许多其他的国家也已经瞄准了抗静电、防电磁辐射、抗菌等多功能特种防护服装 的民用市场，正在组织力量进行深入研究。 最近日本k a n e b u 纤维公司开发了一种x - - a g e 的电磁波屏蔽材料。它是用非电解法 将银镀到锦纶纤维上。该纤维制成的织物手感柔软、耐洗涤性好，很好实用价值。经测 试可以使用x - - a g e 电磁波屏蔽材料作为可以个人电脑屏幕和移动电话产生的电磁波。 用它做成背心，可使心脏起搏器麴使用者免受电磁辐射的影响。同时由于该产品镀银， 还有抗菌和抗静电的作用。银又是可见光、微波以及红外线、远红外线的优良反射体， 还具有冬天保暖和夏天凉爽的功效。 随着纳米技术的发展，纳米材料独有的小尺寸效应，表面与界面效应和量子尺寸效 应，使得它具有许多宏观材料没有的特性，这些将极大的提高材料的防护性能。应用纳 米技术和纳米材料制成的具有屏蔽电磁辐射功能的纤维将会有广阔的发展前景。运用多 离子相关技术研制防电磁波辐射织物经过精纺加工，具有柔软舒适、色泽均匀、除臭抗 菌性强、耐洗、封瘗、耐气候和使用寿命长等优点，由其制成的防护服不仅具有可靠的 安全防护性，同时具有优良的服用性。多离子织物中含有大量的金属离子，可起到杀菌 7 汪毫大学硕士学穰论文 除臭作用，对皮肤无刺激，有助于人体表皮微循环；同时具有抗静泡、抗部分x 射线及 紫外线等功能。 l 。5 本课题的研究意义及主要研究内容 1 5 1 本课题的研究意义 电磁污染已辱l 起世界关注，联合藿人类环境会议已将电磁辐射污染剜先全球环境保 护项目之一，簧求各国政府必须加强电磁辐射污染的防治工作，同时世界卫生组织最新 公布，电磁辐射污染已成药2 l 世纪人类健康最大危害之一。 糖护电磁辐射最好的方法是加强个入防护，采取屏蔽措施，实现自我保护，利用电 磁辐射屏蔽织物及服装是最直接有效的防护方式。防微波辐射最好的办法就是在纺织纤 维中加入不锈钢金属纤维，在织物上形成导电霹路结构，麸蔼可以褥到优良的电磁辐射 防护功能，同时开发出来的织物屏蔽效能长久，多次洗涤屏蔽效能基本不变，与其他方 式卷l 成豹防微波辐射织物相毙具商无可览擞熬优越性。 间时开发既能达到防电磁波辐射的功能，价格又比较适中，服用性能比较好、款式 多样的面料，使更多的消费者能抵御电磁波辐射的伤害，具有重大的现实意义。此外， 多功能服装是服装行业发震的妊然趋势，功能纯和产业纯是纤维开发的两大趋势，在离 附加值纺织品越来越被重视的今天，这些新兴的面料也将会成为推动纺织行业发展的撅 麓经济增长点。 1 5 2 本课题的主要研究内容 本课题透过与江苏省纺织研究所有限公司合作，剩焉不锈钢纤维、稿纤维和涤纶纤 维为原料来试纺不锈钢纤维混纺纱，对纺纱生产工艺过程进行研究与分析，同时对不锈 钢纤维混纺纱搬关常熏物理指标进行测试。此癸将试纺的不锈钢纾维混纺纱在无锡纺织 企业试织多种不同组织结构的机织物和针织物，并对织物的屏蔽效能进行相应的实测和 砉算。在防微波辐射枫织物的基础上探讨影噙防微波辐射织物的电磁屏蔽效能因素，利 用江南大学纺织材料实验k e sf b a u l d a 织物风格评价系统等实验仪器对所织机 织物进霉亍相关力学、物理指标测试。在针织设备试织三种代表性的常用针织织物，能满 足人们对服装两料具有体溺、舒适特点豹要求，并研究萁组织结构、织物密度、织物厚 度等因素对微波辐射屏蔽效能的影响。 网对与江苏透江科技殷赞有限公司合作开发生产骑徽波辐莉菲织造织勃，对防微波 辐射非织造织物的生产工艺与技术关键进行探讨，同时与机织物、针织物相同，对两种 不露厚度的防微波辐射非织造织物戆电磁屏蔽性粪毫进行实测和售算，并对两种测试结果 进行对比分析，对企业新产品开发具有一定的指导意义。国内外生产防微波辐射非织造 织物比较少，但是由予非织造织物特点，生产防微波辐射功能的j 织造织物叉显得非鬻 必要。 最后对防微波辐射机织物、针织物及非织造布屏蔽性能及服用领域进行对比分析， 对企业开发防微波辐射织物、生产各种功麓性防微波辐射产品提供参考。 3 第二章不锈锯纤维及葵混纺纱 第二章不锈钢纤维及其混纺纱 2 1 原材料的选择 防电磁波辐射织物主要用于人体防护，这其中关键就是选择对电磁波具有良好屏蔽 功能的材料。 在国内豁有关资料主要有两大类：一种是采用金属化织物，这耱织物是在普通的化 学纤维或天然纤维织物表面镀上一层金属( 镍、银、铜等) ，但这种织物耐洗涤性能差， 即随饕洗次数的增加，其屏蔽性能逐渐下降。另一种是采用金属丝编织成的网作为屏蔽 层的三层织物，里和面为普通的织物，中间夹层为盒属网，这种织物不能用水洗，而且 比较笨重。 不同性质的材料对射频电磁波的作用不同，导电性强的材料作用以反射为主，导磁 性强的材料作用以吸收为主，绝缘体则为穿透性好。我们需要一种耐洗涤、重量轻、体 积小两且价格方面比较低的屏蔽织物织造所需要的纱线原材料，不仅要求在一定频率范 围内对电磁波具有突出的反射性能，而且还必须满足纺纱、织造、缝制等加工要求。为 此我们选择了具有良好导电性能的不锈钢纤维丝束作为防电磁辐射屏蔽材料。但是不锈 钢纤维品种规格比较繁多，不锈钢短纤维混纺织成的织物与不锈钢长丝混纺制成的织 物，其屏蔽效能差异较大，如图2 一l 【1 2 】所示。 5 0 铂 国 崩n 4 q 嘛 饕 瞧 2 0 1 0 j l 燹率m h z 图2 - - 1 两种不问规格的不锈钢混纺织物对电磁屏蔽的影响 f i g 。2 一le f f e c to f e l e c t r o m a g n e t i cs h i e l d i n go nt w od i f f e r e n tk i n d so f t h es t a i n l e s ss t e e lb l e n df a b r i c s 从图2 一l 中反映了两种不闻规格的不锈钢混纺织物对电磁辐射屏蔽不同的影嚷效 果，在相对低频率时，即低于5 0 0 m h z ，以及相对较高频段时，即高于2 0 0 0 m h z ，由不 锈钢短纤维混纺纱箴得的织物屏蔽效能要优于由不锈钢长丝混纺纱铡得的织物。 从表1 2 中我们可以知道常见家用电器微波辐射频率主要在低于5 0 0 m h z 和高于 2 0 0 0 m h z 范围内，结合图2 一l ，我们选用直径8 懈的不锈钢短纤维来作为电磁辐射屏 蔽功能的材料。 同时考虑到屏蔽织物穿着的舒适性、强力、染色等特性，我们选用天然棉纤维、合 成纤维涤纶短纤与不锈钢金属短纤维混纺交织。 9 江南大学硕士学拉论文 2 。2 不锈钢纤维 ， 2 2 1 不锈钢纤维的性能 不锈钢纤维具有良好魏导电性能帮规械力学性能，所生产静不锈钢纤维墨连续的长 丝束，其直径可以细到几微米，比普通的纺织纤维还要细，且纤维比较柔软，可纺纱、 可纺织、可无纺。通常比电阻达到l q c m 以下的导电纤维具有电磁波屏蔽性能1 1 3 1 ， 不锈钢纤维豹比电阻仅为0 0 7 4 1 f 羔c m ，鞠此被广泛雳作防电磁波辐射织物的原料。它与 其他纤维相比，虽柔性类似于纺织纤维，但是弹性回复率低、抗弯曲能力小、切向阻力 大、毙重大，网时壶予之闻魏拖合力魄较小，纺纱性笺差，成品色泽受限制，因就用不 锈钢纤维与普通纤维混纺的织物的服用性能受到定的影响。不锈钢纤维与其他纤维蒸 本性威的魄较【h l ，见表2 一重。 表2 1 不锈钢纤维与其他纤维基本性质的比较 t a b 。2 - - 1t h es t a i n l e s ss t e e lf i b e rc o m p a r e sw i t hb a s i cp r o p e r t yo f t h eo t h e rf i b e r 由于不锈钢纤维当中其独特的化学结构组成部分，使混纺交织成的织物具有以 下一些主要功糍：防电磁波、藉静电、导电、封高温、耐切割和瓣摩擦、可过滤、吸隔 音，各自扮演不同的角色，而在屏蔽电磁波方面的性能更是无与伦比。在一定的范围内， 隧着不锈钢混纺毙率酶增鸯羹，其羼菠率亦随之增加，屏蔽效能也越好。 根据纺织测试m 】，内l 不锈钢纤维织成的机织布，在1 8 0 0 m h z 下电磁波屏蔽率为 8 8 ，8 6 ，在2 4 5 0 m h 下则有9 2 3 3 的屏蔽率；喹3 不锈钢纤维织成的机织布，在 1 8 0 0 m h z 下电磁波屏蔽率为9 8 4 3 ，在2 4 5 0 m h 下有9 8 4 8 的屏蔽率；至于混纺5 的不锈钢纤维，其产品均有9 9 以上的电磁波屏蔽率。一般丽言，在民用上，2 0 d b 值 豹混纺不锈钢纤维，已具有高效的电磁波蘑蔽功熊。 2 2 2 不锈钢纤维预加工 不锈钢纤维按其生产方式不同大致可分为集荣拉拔法、切削法和熔融纺丝法。集柬 拉拔法就是将不锈钢细线拉成纤维状，切削法是将切细的纤维当作短纤维来利用