市场中典型防辐射面料的效能分析yd18018

刘衍素，陈国华，董贞 青岛大学纺织服装学院，山东青岛266071

收稿日期：2014-03-08；修回日期：2014-04-02

基金项目：山东省自然科学基金(ZR2011EMM011)

作者简介：刘衍素(1987-)，女，硕士研究生，主要研究方向为防辐射理论研究。

通讯作者：陈国华(1963-)，女，博士，教授，主要研究方向为纺织新材料的结构、性能及其纺织关键技术的研究。Email：gcschen@126．com

原载：青岛大学学报(工程技术版) 2 0 1 4/9；96-99

【摘要】针对电磁污染对人体健康的影响，本文采用YG461E型数字式透气量仪，对市场上几种典型电磁屏蔽面料的织物组织、织物中屏蔽材料含量、织物平方米质量等可能影响电磁屏蔽织物效果的因素进行研究。通过对银纤维织物进行透气性测试，并在显微镜下对银纤维和不锈钢纤维进行纤维横截面和纵截面的微观观察及理论分析，同时采用SN／T2161-2OO8纺织品防微波性能测试方法波导管法对不同规格防电磁辐射面料的屏蔽效能进行测试，测试结果表明，同一种面料的屏蔽效能有一定的差异，在织物组织规格相同的情况下，银纤维之间的间距越小，其屏蔽效果越好，即织物密度越大，织物的屏蔽效果越好，而且银纤维在织物中的含量越高，其织物的屏蔽效果越好；对于金属纤维，不锈钢纤维纱线的嵌织间距和纤维含量都对屏蔽效能有显著影响。该研究对合理有效的设计电磁屏蔽服装具有指导意义。

【关键词】电磁污染；电磁屏蔽；市场调查；电磁屏蔽织物；屏蔽效率；辐射源

【中图分类号】TSlO4．7；T$941．731 文献标识码：A 文章编号：1006-9798(2014)03-0096-04；DOI：10．13306／j．1006-9798．2014．03．019

辐射是指从中心向四周沿着直线方向延伸出去的形式。而在物理学上，辐射是指电磁波、光、电等物质活能量向四周传播的一种状态。电磁辐射是由空间共同移送的磁能量和电能量组成[1]，这是一种看不见摸不着的污染，而且已被认为是继大气污染、水污染、噪音污染后的第四大污染——电磁污染[2]。电磁辐射在日常生活以及国防建设中的作用越来越重要，所以电磁屏蔽的研究也日益成为人类关心的话题[3]。尽管市场上的银纤维和不锈钢纤维织物的电磁屏蔽效能的屏蔽效果已能满足人类日常需求，但影响织物屏蔽效能的因素还有待于更深入的探讨。因此，针对目前市场上热销的防辐射织物，本文采用YG461E型数字式透气量仪，对市场上几种典型电磁屏蔽面料的织物组织、织物中屏蔽材料含量、织物平方米质量等可能影响电磁屏蔽织物效果的因素进行研究，同时采用SN／T2161～2。08纺织品防微波性能测试方法波导管法对不同规格防电磁辐射面料的屏蔽效能进行测试，测试结果验证了织物密度越大，屏蔽效果越好。该研究为测试市场中存在的防辐射面料的电磁波屏蔽效能可以满足人类日常生活的需要。

1 实验方法

本文采用拆分实验法对织物的组织结构进行分析：织物的组织、织物密度、面料克重、织物透气性测试等。本文对2种面料进行实验测试，一种是100So银纤维针织物，经平绒组织为I～5号面料，另一种是纳米银纤维机织物，两上两下左斜纹组织。其中，银纤维和普通服用纤维为1：1交织，即6～10号面料。银纤维面料结构的数据统计如表1所示。

表1 银纤维面料结构

在实验操作中，表1中的数据由于外部环境条件的影响，实验结果存在误差，但在可以忽略的范围内。由表1中的l号和2号面料可以看出，1O0％银纤维的纬向密度大于经向密度，纳米银纤维的经向密度大于纬向密度；1～3号面料的织物组织和面料成分相同；4～6号面料的织物组织和面料成分也相同，可以用控制变量法比较两者性质的不同。针织物透气性测试结果如表2所示，

表2 针织物透气性测试结果

由表2可以看出，1O0%银纤维面料的透气率较高，穿着舒适，服用性能较好。3种面料的透气率相差较小，性能接近。

2 分析面料成分

2．1 实验工具

哈氏切片器，刀片，镊子，剪刀，载玻片，盖玻片，普通生物显微镜，甘油，碘一碘化钾等试剂。本文利用显微镜观察纤维的纵向形态和横截面的形状。

2．2 实验步骤

1) 试样的准备。制作纤维纵向试样，将试样整理平直。

2) 制作切片。夹取1 0～20根纤维，用哈氏切片器将纤维分别切成厚为10～30μm的横截面切片。

3) 调试显微镜，并采用电子显微镜对试样切片进行拍照存档。纤维纵向切片的电子显微镜照片如图1所示。

图1 纤维纵向切片电子显微镜图

由图1可以看出，纤维纵向切片的表面光滑均匀，其中的1，4，6号银纤维呈现较亮的金属色，而6号面料中的普通纤维外表暗淡，无金属亮光，有空腔。纤维横向切片电子显微镜图如图2所示。

图2 纤维横向切片电子显微镜图

由图2a可以看出，每个纤维圆周外有一圈金属亮光，纳米银纤维中含有普通化纤；由图2 b可以看出，横向切片为圆形．纤维圆周无金属亮光。

3 防辐射织物屏蔽效能的测试方法

3．1 电磁屏蔽效能评价标准[4-5]

屏蔽效果为O～1O dB时，基本无屏蔽效果；屏蔽效果为lO～30 dB时，说明屏蔽效果较差；屏蔽效果为30～60 dB时，说明屏蔽效果中等，可供实用；屏蔽效果为60～90 dB时，屏蔽效果属于较好材料；90dB以上的屏蔽效果属于最佳屏蔽效果。

3．2 测试方法

测试屏蔽织物屏蔽效能的方法主要有远场法、近场法和屏蔽室测试法[6-7]。本文采用的电磁屏蔽测试方法是SN／T2 l61-2008纺织品防微波性能测试方法波导管法[8]，测试的中心频率为2450 MHz，测试指标为屏蔽效率(dB)[9]，每块测试样品的尺寸约85 mm×40 mm。试样调湿和测试均按GB6529二级大气条件，实验在环境温度为(20±2)℃，空气相对湿度为(65±3)％的条件下进行。若调湿之前试样潮湿．应先在65℃条件下烘干，然后再进行调湿。面料屏蔽效率测试统计结果如表3所示。

表3 织物电磁辐射屏蔽效率

从表3可以看出，虽然同是一种面料但是屏蔽效能也有一定的差异。由表1～表3可知，机织物的屏蔽效能较针织物要弱。其中，4号面料织物密度最小，纤维间距较大，所以在织物组织规格相同的情况下，银纤维之间的间距越小，其屏蔽效果越好，即织物密度越大，织物的屏蔽效果越好。从100%银银纤维织物与纳米银纤维两类面料之间的对比可知，银纤维在织物中的含量越高，织物的屏蔽效果越好。金属纤维中不锈钢纤维纱线的嵌织间距不同，对屏蔽效能有显著影响；同时不锈钢纤维含量对屏蔽效也有显著影响。

4 电磁屏蔽效能影响因素

在银纤维和纳米银织物中，银的含量越高，织物的屏蔽效果越好。屏蔽效能超过30 dB 就能屏蔽掉日常生活中所接触到的电磁波辐射[10]。对于防辐射服装的屏蔽效率的影响，不但要考虑而料的成分及各种规格，更应该考虑到制衣方法与成衣款式，所以不仅与面料有关，还与服装中的缝隙尺寸、孔洞面积、服装层次等因素密切相关，所以在评价防电磁辐射服装的最终屏蔽效能时，这些都是必须考虑的因素。

5 结束语

本文用拆分实验法对6种不锈钢纤维和银纤维做了详细的织物组织分析，得出了样品的织物组织成分、经纬向密度、银纤维的透气率，并通过显微镜观察法对纤维的纵向截面形态和横向截面形态进行观察和讨论，纵向截面形态有金属光泽，而且横截面内部也有金属光泽的为100 9／6银纤维。纵向截面形态有断续金属光泽而且横截面四周有金属光泽的为镀银银纤维。同时，采用SN／T2161 2OO8纺织品防微波性能测试方法波导管法，测出了6种样品的屏蔽效能，其实验结果均大于30 dB，说明市场中存在的防辐射面料的电磁波屏蔽效能可以满足人类日常生活需要。但是单纯的面料的屏蔽效果并不能代表成衣服装的屏蔽效果，因为服装会有裙摆口、领口、袖口、缝隙、孔洞等因素影响服装的屏蔽效能，所以下一步将对市场中防护服的电磁屏蔽效果进行更深入的研究。

参考文献：

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