防電磁輻射紡織品技術(shù)

1、防電磁輻射紡織品技術(shù) 紡織品的功能化，適應(yīng)了人們生活方式的變化和追求健康、舒適、增值的預期，為人們完美的生活提供更多的選擇，是紡織產(chǎn)品技術(shù)進步的方向，是提高紡織產(chǎn)品檔次和附加值的有效途徑之一。 近年來，隨著科學進步和經(jīng)濟發(fā)展，功能性紡織品的種類日益增多，功能性紡織品行業(yè)迅速發(fā)展成為一個重要的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。本文主要介紹的防電磁輻射紡織品。 主要內(nèi)容1 電磁輻射的基本知識電磁輻射的基本知識2 防電磁輻射的原理防電磁輻射的原理3 防輻射面料的相關(guān)知識防輻射面料的相關(guān)知識4 防電磁輻射紡織品分類防電磁輻射紡織品分類5 防輻射材料的應(yīng)用防輻射材料的應(yīng)用6 防輻射材料今后的發(fā)展趨勢防輻射材料今后的發(fā)展趨勢

2、1 電磁輻射的基本知識1.1 電磁輻射的基本概念電磁輻射的基本概念1.2 常見的電磁輻射源常見的電磁輻射源1.3 電磁輻射原理電磁輻射原理1.4 電磁輻射的危害電磁輻射的危害 1.1 電磁輻射的基本概念v所謂電磁波輻射，是指能量以電磁波形式在空間傳播的物理現(xiàn)象。分為電離輻射和非電離輻射，電離輻射如X射線，Y射線，及其他宇宙射線等；非電離輻射包括紫外線、可見光、紅外線及微波、超短波、短波、中波和長波等射頻電磁場和高頻及低頻電磁場。1.2 常見的電磁輻射源v天然型電磁輻射源：天然型電磁輻射源：雷電、火山爆發(fā)、地震以及由太陽黑子活動引起的磁暴雷電、火山爆發(fā)、地震以及由太陽黑子活動引起的磁暴等。等。v

3、人工型電磁輻射源：人工型電磁輻射源：廣播、電視發(fā)射臺及通訊設(shè)備；廣播、電視發(fā)射臺及通訊設(shè)備；雷達系統(tǒng)、地球衛(wèi)星通信設(shè)備；雷達系統(tǒng)、地球衛(wèi)星通信設(shè)備；工業(yè)、科研、醫(yī)療用射頻設(shè)備；工業(yè)、科研、醫(yī)療用射頻設(shè)備；大型發(fā)電站、高壓輸配電線及數(shù)以千計的電動機等電力大型發(fā)電站、高壓輸配電線及數(shù)以千計的電動機等電力系統(tǒng)設(shè)備；系統(tǒng)設(shè)備；電氣化鐵路、地鐵列車等交通系統(tǒng)設(shè)備；電氣化鐵路、地鐵列車等交通系統(tǒng)設(shè)備；微波爐、電視機、電冰箱、計算機、空調(diào)、電熱毯和吹微波爐、電視機、電冰箱、計算機、空調(diào)、電熱毯和吹風機等各類家用電器等。風機等各類家用電器等。 1.2 常見的電磁輻射源1.2 常見的電磁輻射源電器名稱電器名稱輻

4、射主頻率（輻射主頻率（MHz）計算機計算機300-450電視機電視機20吸塵器吸塵器200錄像機錄像機6電話電話200家用無繩電話家用無繩電話250-380移動電話移動電話700-1900洗衣機洗衣機30微波爐微波爐25001.3 電磁輻射的原理v電磁波是空間一點電磁波源產(chǎn)生交變的電場或交變磁場，交變的電場在其周圍激發(fā)磁場，交變的磁場又能在其周圍激發(fā)漩渦形電場，這種電場和磁場交替產(chǎn)生，并在空氣中傳播便形成了電磁波。電磁波的傳播示意圖如圖1-1所示。 圖1-1電磁波的傳播示意圖v電磁輻射是物質(zhì)的一種運動形式，是能量以電磁波形式由發(fā)射源發(fā)射到空間的現(xiàn)象，或解釋為能量以電磁波形式在空間傳播。電磁輻射

5、具有波的一般特征，按其波長、頻率排列成若干頻率段，形成電磁波譜。波長愈短，頻率愈高，輻射的能量愈大，危害越大。整個電磁波譜包括極低頻、低頻、無線電頻率、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線。1.4 電磁輻射的危害v電磁輻射危害人體的機理主要是熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)和自由基連鎖效應(yīng)等。 1.熱效應(yīng)：人體70%以上是水，水分子受到電磁波輻射后相互摩擦，引起機體升溫，從而影響到體內(nèi)器官的正常工作。 2.非熱效應(yīng)：人體的器官和組織都存在微弱的電磁場，它們是穩(wěn)定和有序的，一旦受到外界電磁場的干擾，處于平衡狀態(tài)的微弱電磁場即將遭到破壞，人體也會遭受損傷。比如手機輻射等 。3.從現(xiàn)在關(guān)于氧化應(yīng)激的機理發(fā)現(xiàn)：

6、過量的輻射是使人體產(chǎn)生了更多的自由基。自由基，化學上也稱為“游離基”，是含有一個不成對電子的原子團。由于原子形成分子時，化學鍵中電子必須成對出現(xiàn)，因此自由基就到處奪取其他物質(zhì)的一個電子，使自己形成穩(wěn)定的物質(zhì)。在化學中，這種現(xiàn)象稱為“氧化”。我們生物體系主要遇到的是氧自由基，例如超氧陰離子自由基、羥自由基、脂氧自由基、二氧化氮和一氧化氮自由基。加上過氧化氫、單線態(tài)氧和臭氧，通稱活性氧。 體內(nèi)活性氧自由基具有一定的功能，如免疫和信號傳導過程。但過量輻射、空氣污染等產(chǎn)生過多的活性氧自由基就會有破壞行為，自由基不光自身去破壞游離電子，而且會損壞正常的細胞，使正常的細胞又產(chǎn)生新的自由基，新的自由基再去破

7、壞正常的細胞產(chǎn)生新的自由基，從而形成自由基連鎖反應(yīng)，自由基連鎖反應(yīng)導致人體正常細胞、組織、器官的損壞。這個自由基連鎖反應(yīng)破壞過程叫氧化應(yīng)激也稱氧化損傷。 過量的輻射引起的自由基連鎖反應(yīng)從而引發(fā)多種氧化應(yīng)激類和代謝類疾?。喝缟鲜龅男难懿?、糖尿病、癌突變（腫瘤）外，還有心臟病、老年癡呆癥、帕金森病、痛風、尿酸高、類風濕性關(guān)節(jié)炎等疾病。所以說過量的輻射都會使人體產(chǎn)生更多活性氧自由基，使核酸突變，從而導致了人類加速衰老和更快、更高的患病幾率。預防措施除了遠離過多的接觸輻射以外，還應(yīng)該積極補充下文提到不限于下文提到的抗氧化劑如維生素C、維生素E、-胡蘿卜素、番茄紅素、葡萄籽、蝦青素（英文稱Astaxa

8、nthin，簡稱ASTA）等。 v電磁波對人體的主要危害1、可使人體血液循環(huán)系統(tǒng)功能紊亂，心血管系統(tǒng)癥狀表現(xiàn)為：心悸、頭痛、頭昏、頭脹、心跳胸悶、心動過緩、心搏血量減少、竇性心律不齊、白血球減少、血小板減少、血壓降低、白血病、高血壓等。2、可能使中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能發(fā)生變化，出現(xiàn)混身酸痛，條件性發(fā)射活動受阻、手腳麻木、記憶力減退。3、會導致生育期男女性功能減退，男性精子減少、男性不育癥、婦女內(nèi)分泌紊亂、月經(jīng)失調(diào)。v4、直接影響胎兒的生長發(fā)育，會阻止胚胎早期的細胞分裂，甚至造成細胞死亡，同時還會阻止胎盤的正常發(fā)育，妊娠頭三個月危害更大?？赡軙е铝鳟a(chǎn)或胎兒肢體殘缺和畸形；損傷中樞神經(jīng)，導致嬰兒智力低

9、下，甚至造成癡呆，嚴重的會引起染色體畸變、怪胎、死胎、遺傳性疾病等等。v5、直接影響兒童組織發(fā)育，骨骼發(fā)育，眼晶體、視網(wǎng)膜、視力下降。v6、抵抗力差的老年人，長期在電磁場作用下，易出現(xiàn)失眠多夢、疲倦乏力、口干舌燥、周身不適、嗜睡、食欲不良、耳鳴，老年癡呆癥，健忘癥，神經(jīng)衰弱、大腦機能障礙。v7、對血液、淋巴液和細胞原生質(zhì)發(fā)生改變，影響人體的循環(huán)系統(tǒng)和代謝功能，嚴重的還會誘發(fā)癌癥，并會加速人體癌細胞增殖，引起癌突變。v8、身上帶心臟起搏器、金屬移植件者特別要注意做好防電磁輻射工作。2 防電磁輻射的原理v防電磁輻射是利用電磁屏蔽等方法抑制電磁干擾，一般是利用導電或?qū)Т判圆牧蠈㈦姶泡椛湎拗圃谀骋灰?guī)定

10、的范圍，按其原理分為電場屏蔽、磁場屏蔽、電磁場屏蔽。無論何種屏蔽，實際上都是研究電磁場在各種具體的局部空間如何分配的問題。實際應(yīng)用中要根據(jù)場源的不同選用不同的屏蔽方法。 防電磁輻射紡織品的屏蔽原理防電磁輻射紡織品的屏蔽原理v總屏蔽效果總屏蔽效果 SE = R + A + B 反射反射 吸收吸收 內(nèi)反射內(nèi)反射v屏蔽方式屏蔽方式 反射方式反射方式 吸收方式吸收方式2 防電磁輻射的原理v2.1 靜電屏蔽v2.2 磁場屏蔽v2.3 電磁屏蔽2.1 靜電屏蔽v在靜電場中，導體處于靜電平衡狀態(tài)，靜電屏蔽分為外電場屏蔽和內(nèi)電場屏蔽，是設(shè)法使電力線終止于屏蔽體表面上，抑制靜電場的影響。其屏蔽體需具備導體空腔和

11、良好接地兩個基本條件。2.2 磁場屏蔽v低頻磁場屏蔽機理是利用高導磁性材料低磁阻特性，使磁場通過磁阻小的通路時不易擴散到周圍空間去，從而起到防磁場輻射的作用。磁屏蔽材料的磁阻與其磁導率成反比，磁導率越大，磁阻越小。高頻磁場屏蔽室利用良導體中感應(yīng)電流產(chǎn)生的反向磁場抵消源磁場的變化。2.3 電磁屏蔽v一般是指對10kHz以上的交變電磁場的屏蔽，利用金屬和磁性材料同時抑制或削弱電場和磁場，對電磁波進行隔離，有效控制電磁波從一個區(qū)域想另一個區(qū)域的輻射傳播。交變電磁場中，電場和磁場總是同時存在同一個空間中，必須同時考慮電場和磁場的屏蔽。由于其頻率不同，交變的干擾效應(yīng)區(qū)也不同，實際中需要區(qū)別對待。 3 防

12、輻射面料的相關(guān)知識3.1 防輻射面料的分類和原理3.2 防輻射效果的檢驗、測試3.3 防輻射面料在市場上的應(yīng)用和商機3.4 目前防輻射面料的局限性防輻射面料的含義： 能有效防止電磁波輻射的新型服裝材料。（目前對這一新型材料防輻射的研究僅僅是防止電磁波輻射這一領(lǐng)域，它同時還具有抗靜電，防止和阻擋部分x光、紫外線等功用。）3.1 防輻射面料的分類和原理v目前防電磁波輻射面料主要有以下五種生產(chǎn)技術(shù)：v1、織物的金屬化鍍層技術(shù)，主要是將金屬鍍到織物上，目前的技術(shù)以化學鍍?yōu)橹?，金屬以銀.銅.鎳等一種或多種的金屬鍍層為主，此種技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用較多，一般多用于電器機設(shè)備的電磁波屏蔽及防干擾方面。產(chǎn)品效能

13、是屏蔽效能很好，大多能超過60db甚至更高，但是產(chǎn)品的特點是金屬質(zhì)感嚴重，耐氧化性較差，長期使用產(chǎn)顏色會變暗，變深，此外其奈摩擦性也較差，摩擦后往往會引起金屬粒子的脫落，另外重金屬對人體的傷害，目前還不明確，特別是鍍鎳產(chǎn)品需要特別留意。v2、織物的金屬離子絡(luò)合技術(shù)，主要是以晴綸為基體纖維通過化學絡(luò)合的方法，將銅等金屬離子結(jié)合到纖維上，形成纖維及布面的導通，因此也具有一定的防電磁波輻射能力（一般30db,很少能見到40db以上的產(chǎn)品，由于此種技術(shù)及產(chǎn)品本身的特點，一般顏色都較深（深綠，深灰，黑為主），所以次產(chǎn)品顏色較為單調(diào)。另為此類產(chǎn)品的耐化學性，耐候性較差，一般的使用年限不超過3年，好一點的也

14、在5年左右，長期有效的產(chǎn)品多以黑色為主，因此選購此類產(chǎn)品需特別注意其生產(chǎn)期和質(zhì)量保證期。v3、混紡導電紗線織物技術(shù)，主要是將導電成分（導電短纖維，不銹鋼纖維或其他金屬纖維等）按一定的比例混紡成紗線，再織到面料中去，屏蔽效能與導電性有直接關(guān)系，目前市面上多以不銹鋼纖維混紡織物為主，不銹鋼纖維的含量多以1540%，含量越多屏蔽效能越好，面料顏色越深，根據(jù)織物結(jié)構(gòu)不同，其屏蔽效能也有較大差距（市場上的產(chǎn)品一般在1540dB）。此類織物由于不銹鋼纖維本身顯灰色，而且又不上色，因此面料的色彩欠艷麗，往往還能看到未分散不銹鋼纖維。但此類織物的耐久性較好，可以長期使用。v4、 導電長絲織物技術(shù)，主要是將導電

15、長絲（鍍銀長絲，金屬長絲等）直接或加捻后織到面料中去，屏蔽效能與導電長絲的織入密度、導電長絲的接觸性以及導電性有直接關(guān)系，所織面料風格和布面較好，屏蔽效能總體不高（鍍銀產(chǎn)品除外），鍍銀長絲同樣會存在氧化、脫落等問題，而金屬長絲織物較為僵硬，長期使用會使長絲折斷，會造成刺癢等不舒適感，此類防電磁波輻射產(chǎn)品目前市場上不多，主要用于不經(jīng)常的產(chǎn)品中。v5、 導電涂層技術(shù)，主要是將導電組份分散到涂料或漿料中，再將此導電漿料涂到織物上，此種技術(shù)簡單易行，屏蔽效能較低，面料特殊，主要用在一些特種行業(yè)，容易脫落，一般不常見。v綜上可以看到，目前防輻射材料按照生產(chǎn)技術(shù)基本分為兩大類：即：混紡技術(shù)型和涂層技術(shù)型。

16、混紡型的為第3、4種類型；第1、2、5型統(tǒng)稱為涂層技術(shù)。經(jīng)過綜合比較，可以廣泛應(yīng)用于市場的主要是以第3類混紡型為主。兩種典型大類的比較：v區(qū)別 金屬混紡織物由金屬絲和紗混紡織成的混紡成的，透氣性好，十分柔軟，超薄型的柔軟如絲綢 ，可以多次洗滌 ，金屬纖維性質(zhì)穩(wěn)定 ，保質(zhì)期 5年以上 ；涂層產(chǎn)品是由金屬混合物成的，縫隙被涂死，不透氣 ，質(zhì)地堅硬，揉動有塑料般的聲音 ，不能洗滌 ，表面易氧化 ，并且改變了金屬性質(zhì) ，（目前無確切數(shù)據(jù)） 幾個月到2年，很難定論。3.2 防輻射效果的檢驗測試v目前我國國內(nèi)大部分檢測中心采用檢測方法為：采用信號發(fā)生器、測試夾具和頻譜分析儀在常溫下測試。對比各頻率段電磁波

17、輻射下，夾具中放置和不放置防輻射材料時的頻譜分析儀讀數(shù)。對比的數(shù)據(jù)將會十分明顯。v此外，民間還有一些方法，可在沒有專業(yè)設(shè)備情況下測試防輻射效果。但不能準確表明防輻射數(shù)據(jù)。例如，用手機包裹在防輻射材料，可見信號減弱；或以防輻射面料擋住電視機，遙控器信號難以發(fā)出等。對于金屬混紡的防輻射材料，可以取一小塊燃燒，可見剩余物為金屬網(wǎng)。3.3防輻射面料在市場上的應(yīng)用和商機v由于家用電器、移動電話等的普及，人們生活的環(huán)境越來越受到電磁輻射的影響，因此防輻射面料的應(yīng)用越來越得到市場的認可。目前一些廠家已經(jīng)開發(fā)出很多成功的產(chǎn)品，主要有：防輻射孕婦裝，防輻射白大褂，防輻射職業(yè)西裝，防輻射電腦服等。 一些企業(yè)還開發(fā)

18、出防止手機輻射的手機袋，甚至手機休息袋（加強屏蔽型，手機放置其中接不通，用于拒聽來電等）。浙江富逸服飾公司在生產(chǎn)以上產(chǎn)品的同時，使用同樣的原理，更開發(fā)出防止信用卡被手機等消磁的信用卡袋，大大方便了人們的生活。3.4 目前防輻射面料的局限性v1、洗滌與衛(wèi)生：防電磁波輻射系列產(chǎn)品采用金屬纖維、棉和滌綸纖維混紡而成，具有穿著舒適、屏蔽效能良好、效果長久等優(yōu)點，只要保養(yǎng)得當，其屏蔽效能在洗滌后不會有明顯變化。但是要保持面料中的金屬纖維少斷裂、少掉落、不改變織物的組織，不能用力洗滌，擰干等。v而采用涂層技術(shù)的防輻射產(chǎn)品則不能洗滌，甚至容易氧化，脫落。由于上述原因，使用者往往不經(jīng)常洗滌，影響衛(wèi)生。v2、由

19、于含有金屬成分，對有些人可能引起皮膚過敏，個別人群穿著時需要引起注意，所以目前建議不要貼身穿著。v3、由于防電磁波輻射產(chǎn)品具有良好的導電性，因此穿著或使用此類產(chǎn)品時，要避免與帶電導體特別電源之類接觸，以免引起電器故障或產(chǎn)生人身危險。v4、由于目前面料的制造工藝比較復雜，成本較高，因此價格偏高，低則幾百，高則上千的價格，還不能被大多數(shù)人接受。4 防電磁輻射紡織品分類4.1 防電磁輻射紡織品的分類防電磁輻射紡織品的分類4.2 防電磁輻射紡織品的等級防電磁輻射紡織品的等級4.1 防電磁輻射紡織品的分類4.1.1 用具有電磁屏蔽功能的纖維加工而成用具有電磁屏蔽功能的纖維加工而成金屬纖維：金屬纖維：通常

20、與服用纖維混紡通常與服用纖維混紡碳纖維碳纖維金屬鍍層纖維：金屬鍍層纖維：鍍銀纖維鍍銀纖維、鍍銅纖維、鍍鎳纖維、鍍銅纖維、鍍鎳纖維涂覆金屬鹽纖維（硫化銅纖維）涂覆金屬鹽纖維（硫化銅纖維）本征型導電聚合物纖維本征型導電聚合物纖維復合型高分子電磁屏蔽纖維復合型高分子電磁屏蔽纖維4.1.2 對織物進行電磁屏蔽功能整理對織物進行電磁屏蔽功能整理涂層織物涂層織物化學鍍織物：化學鍍織物：鍍銀織物鍍銀織物、鍍銅織物、鍍鎳織物、鍍銅織物、鍍鎳織物、銅銅 鎳復合鍍織物、合金鍍層織物、化學鍍鐵磁體織鎳復合鍍織物、合金鍍層織物、化學鍍鐵磁體織物物電鍍織物電鍍織物真空鍍織物：蒸鍍、濺射鍍、離子鍍真空鍍織物：蒸鍍、濺射鍍

21、、離子鍍多離子織物多離子織物4.2 防電磁輻射紡織品的等級等等 級級ABC屏蔽效能范圍屏蔽效能范圍SE 40dB40dB SE 20dB20dB SE 10dB實實 例例鍍銀織物（鍍銀織物（ 60dB）鍍銀纖維織物（鍍銀纖維織物（ 50dB）金屬纖維混紡織物金屬纖維混紡織物 （35dB-20dB）硫化銅織物硫化銅織物（ 12dB)v等級劃分指標：屏蔽效能（等級劃分指標：屏蔽效能（SE）v企業(yè)標準：企業(yè)標準：Q/SWQD 1-2008 防電磁輻射織防電磁輻射織物物5 防輻射材料的應(yīng)用v隨著現(xiàn)代科學的發(fā)展,各種防輻射材料被廣泛應(yīng)用于軍事、通訊、醫(yī)學、日常生活等各個領(lǐng)域,其防輻射效果與輻射安全防護問

22、題越來越受到人們的普遍關(guān)注。由于對電磁波輻射的防護局限性等問題，最早的防護技術(shù)僅僅在軍事和醫(yī)療等系統(tǒng)是得到應(yīng)用。近年來，隨著人們對電磁波輻射的重視，并通過技術(shù)和工藝的改良，防輻射面料開始應(yīng)用于人們的日常生活?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于：辦公樓白領(lǐng)，孕期準媽咪等。 1、工作設(shè)備中的應(yīng)用v通信設(shè)備：微波通信、電視和廣播發(fā)射系統(tǒng)、微波發(fā)射轉(zhuǎn)接、電子對抗、微波導航、通信發(fā)射臺站、衛(wèi)星地面站、尋呼臺基站等等。v工業(yè)自動化設(shè)備：視頻顯示終端、各種電加熱設(shè)備、電控機械、射頻感應(yīng)加熱設(shè)備、測試儀器、電動機、機電設(shè)備等等。v辦公自動化設(shè)備：電腦系統(tǒng)、復印機、傳真機等等。v射頻和微波醫(yī)療設(shè)備：微波理療、CT等等。2、軍事裝備：雷達系統(tǒng)、防電子竊聽和防雷達干擾、衛(wèi)星發(fā)射及接收、衛(wèi)星地面站、軍事隱蔽保密等等。 3、高壓電器：高壓輸變電設(shè)