染整前處理工藝對銀纖維屏蔽織物的影響及原因

張 潭，馬建偉，秦泗霞，郭 堃，許紅星

（1.青島大學，山東 青島266071；2.通標標準技術服務有限公司，山東 青島266000）

電磁輻射已成為繼空氣污染、水污染、噪聲污染之后的第四大污染源［1］。在電磁屏蔽材料當中，由于鍍銀纖維鍍層均勻性好、致密度高、電磁屏蔽效能好，而且鍍銀纖維屏蔽織物具有質地輕薄、柔軟透氣、耐蝕抗菌、防電磁波效果好等優點，因此，鍍銀纖維屏蔽織物越來越受到人們的青睞［2］。

雖然銀纖維具有極強的抗菌性、優良的導電性、高效的電磁屏蔽性和優良的可紡性，但是如果銀纖維長期與人體皮膚接觸，人體汗液會加速纖維表面鍍銀的氧化，而且銀纖維長期暴露在外，非常容易損傷纖維表面鍍銀。將銀纖維與棉紗進行混紡，開發出雙層或多層結構的面料，這種面料不僅柔軟舒適，適合人們貼身穿著，而且可以對銀纖維形成良好的保護［3－4］。本文主要研究染整前處理工藝以及洗滌過程對銀纖維屏蔽織物性能的影響及原因。

1 實驗

由于面料織造完成后，需要經過煮練、皂煮、漂白等染整前處理，不同的處理方式會對銀纖維屏蔽織物產生不同的影響，因此本文通過實驗來探索染整前處理工藝對屏蔽織物屏蔽效能的影響。首先通過煮練、皂煮、漂白工藝進行實驗測

1.1 實驗條件

（1）煮練：5%NaOH 、水浴100℃、1h。

（2）皂煮：2% 香皂、水浴100℃、1.5h。

（3）漂白：30% 雙氧水3g／L、Na2SiO34g／L、NaOH 1g／L、水浴100℃、1.5h。

（4）每塊處理后的試樣都要用蒸餾水洗滌至pH中性并晾干。

（5）用專業防電磁輻射性能測試儀器測每塊處理后樣品的屏蔽性能。

1.2 結果與分析

已知雜波MPWF檢測量z的PDF為式(12)，給定檢測門限T，對式(12)積分即可得到MPWF檢測量z的累積分布函數(CDF).為方便積分，將式(12)中的KummerU函數展開為式(11)中的積分形式，對式(11)積分可得到檢測量z的CDF為：

首先通過煮練、皂洗和漂白單獨實驗來進行測試，分析不同處理對銀纖維屏蔽織物性能的影響。實驗結果如圖1所示。

圖1 皂煮 漂白 煮練實驗測試對比

通過實驗結果可以看出，經過煮練處理之后樣品的屏蔽效能最好，經過漂白處理之后樣品的屏蔽效能略有下降，而經過皂煮工藝的樣品屏蔽效能最差。這是由于煮練處理使得屏蔽織物中的銀纖維導電率提升，電阻降低，使屏蔽效能提高；漂白實驗由于雙氧水使銀纖維表面鍍銀層發生氧化，電阻略有上升，織物的屏蔽效能略有下降；而皂煮實驗在促使銀纖維表面鍍銀發生氧化的同時，還會有部分香皂附著在銀纖維表面，不僅降低了銀纖維的導電率，使電阻增加，而且還阻礙銀纖維之間相互勾連接觸，由于銀纖維之間沒有很好地接觸，就無法很好地形成一個網狀的回路，當有電磁輻射的時候，產生的感應電流也會下降，導致織物的屏蔽效能下降［5］。

接下來通過組合實驗，進一步分析煮練、皂洗和漂白處理對屏蔽織物的影響及其原因。

（1）漂白和煮練處理，漂白處理，煮練處理測試結果對比如圖2所示。

圖2 漂白煮練漂白 煮練實驗測試對比

通過對實驗結果分析可以發現，漂白和煮練處理的樣品屏蔽效果較漂白處理后屏蔽效果有所提升，但屏蔽效果略差于僅進行煮練處理。這說明漂白處理對表面鍍銀層進行氧化之后，進行煮練處理可以使銀纖維屏蔽效果有所回升，但是由于纖維表面鍍銀已經部分發生氧化，因此無法達到僅進行煮練處理后的效果。

圖3 煮練皂煮煮練 皂煮實驗測試對比

按照實驗預計，經過煮練和皂煮處理的樣品屏蔽效能應該是比皂煮處理效果要好，比煮練效果略差。通過實驗測試結果卻發現，其屏蔽效能比僅進行皂煮處理的屏蔽效能還要差。因此，該實驗結果需要進行進一步的實驗測試來分析其原因。

（3）皂煮和漂白處理，皂煮處理，漂白處理測試結果對比如圖4所示。

圖4 皂煮漂白 皂煮 漂白實驗測試對比

通過實驗結果分析可以發現，經過皂煮和漂白處理的試樣屏蔽效能與進行漂白處理的屏蔽效能基本相同，這表明漂白處理可以清除因皂煮工藝而在銀纖維表面所附著的殘留物，而皂煮工藝未對銀纖維本身的性能造成明顯的影響，對纖維表面鍍銀的氧化作用也是非常微弱的。

通過上述實驗可以發現，皂煮和漂白處理對銀纖維本身的性能基本沒有影響，而煮練處理可以增強銀纖維屏蔽織物的屏蔽效能。為了進一步分析煮練處理對銀纖維的影響機理，進一步安排經過煮練處理的織物與未經煮練處理的織物對比進行水洗實驗。實驗方法按照FZ／T 80007.2—2006《使用粘合襯耐水洗測試方法》1A程序和2A程序進行測試［6－7］。

實驗結果對比如圖5所示。

圖5 水洗實驗測試對比

通過實驗測試結果對比可以發現，經過煮練處理的試樣基本沒有屏蔽效果。而未做煮練處理執行1A程序樣品的屏蔽效能比未做煮練處理執行2A程序樣品的屏蔽效能要差。1A程序和2A程序除了溫度條件不同，其他的條件都是完全相同的，因此溫度是影響試樣的屏蔽效能的關鍵影響因素。在1A程序設定的90℃環境下加速纖維表面鍍銀的氧化，而在2A程序設定的60℃環境下，纖維表面鍍銀的氧化相對緩慢，因此導致未做煮練處理執行2A程序樣品的屏蔽效能比未做煮練處理執行1A程序樣品的屏蔽效能要好。經過煮練處理的樣品經過水洗實驗之后基本沒有屏蔽效能，結合皂煮和煮練對比實驗結果，這可能是由于經過煮練處理之后，使得纖維表面鍍銀與纖維之間的結合力變弱，從而使銀纖維之間的相互接觸增加，屏蔽效能增加，但是經過水洗之后，使表面鍍銀剝落，彼此之間無法形成導電回路而導致試樣基本沒有屏蔽效能。

2 結論

2.1 漂白處理、皂煮處理未對銀纖維屏蔽織物造成實質性的影響，但是皂煮處理會在銀纖維表面殘留一定量的香皂，影響銀纖維之間的勾連，造成銀纖維屏蔽織物屏蔽效能的下降，因此應盡量避免皂煮處理。

2.2 溫度是影響銀纖維屏蔽織物屏蔽性能的重要因素，高溫會促進纖維表面銀層的氧化，因此在染整前處理或染整工藝中，盡量降低處理過程中溫度，以減少在處理過程中纖維表面鍍銀的氧化。

2.3 煮練處理降低了表面鍍銀與纖維之間的結合力，對纖維造成破壞性的影響，嚴重影響了銀纖維使用的耐久性和導電率。因此，在染整前處理工藝中，必須禁止進行煮練處理。

［1］畢海峰，張玉梅，王華平.電磁屏蔽材料的發展［J］.產業用紡織品，2001，19（6）：7—9.

［2］郝新敏.織物靜電測試標準及其存在的幾個問題［J］.靜電，1993，（1）：151—153.

［3］劉軍民.縫隙對金屬網屏蔽效能的影響［J］.安全與電磁兼容，2004，（4）：46—48.

［4］施楣梧，劉俊卿，南燕.有機導電纖維的應用方法研究［J］.毛紡科技，2001，29（2）：9—12.

［5］趙師喜.抗靜電服裝面料的開發［J］.紡織科技進展，2008，（4），43—45.

［6］倪玉婷.紡織品的抗靜電技術［J］.天津紡織科技，2007，（2），12—14.

［7］高緒珊，童儼.導電纖維及抗靜電纖維［M］.北京：紡織工業出版社，1991.