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(xué)，山東 青島266071；2.通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)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(dāng)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(zhì)地輕薄、柔軟透氣、耐蝕抗菌、防電磁波效果好等優(yōu)點(diǎn)，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(qiáng)的抗菌性、優(yōu)良的導(dǎo)電性、高效的電磁屏蔽性和優(yōu)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(huì)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(jìn)行混紡，開發(fā)出雙層或多層結(jié)構(gòu)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(hù)［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(shí)驗(yàn)

由于面料織造完成后，需要經(jīng)過煮練、皂煮、漂白等染整前處理，不同的處理方式會(huì)對銀纖維屏蔽織物產(chǎn)生不同的影響，因此本文通過實(shí)驗(yàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)測

1.1 實(shí)驗(yàn)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(yè)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(jié)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(shù)(CDF).為方便積分，將式(12)中的KummerU函數(shù)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(dú)實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行測試，分析不同處理對銀纖維屏蔽織物性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 皂煮 漂白 煮練實(shí)驗(yàn)測試對比

通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，經(jīng)過煮練處理之后樣品的屏蔽效能最好，經(jīng)過漂白處理之后樣品的屏蔽效能略有下降，而經(jīng)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(dǎo)電率提升，電阻降低，使屏蔽效能提高；漂白實(shí)驗(yàn)由于雙氧水使銀纖維表面鍍銀層發(fā)生氧化，電阻略有上升，織物的屏蔽效能略有下降；而皂煮實(shí)驗(yàn)在促使銀纖維表面鍍銀發(fā)生氧化的同時(shí)，還會(huì)有部分香皂附著在銀纖維表面，不僅降低了銀纖維的導(dǎo)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(gè)網(wǎng)狀的回路，當(dāng)有電磁輻射的時(shí)候，產(chǎn)生的感應(yīng)電流也會(huì)下降，導(dǎo)致織物的屏蔽效能下降［5］。

接下來通過組合實(shí)驗(yàn)，進(jìn)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(jié)果對比如圖2所示。

圖2 漂白煮練漂白 煮練實(shí)驗(yàn)測試對比

通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可以發(fā)現(xiàn)，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(jìn)行煮練處理。這說明漂白處理對表面鍍銀層進(jìn)行氧化之后，進(jìn)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(jīng)部分發(fā)生氧化，因此無法達(dá)到僅進(jìn)行煮練處理后的效果。

圖3 煮練皂煮煮練 皂煮實(shí)驗(yàn)測試對比

按照實(shí)驗(yàn)預(yù)計(jì)，經(jīng)過煮練和皂煮處理的樣品屏蔽效能應(yīng)該是比皂煮處理效果要好，比煮練效果略差。通過實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)，其屏蔽效能比僅進(jìn)行皂煮處理的屏蔽效能還要差。因此，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果需要進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)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(jié)果對比如圖4所示。

圖4 皂煮漂白 皂煮 漂白實(shí)驗(yàn)測試對比

通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過皂煮和漂白處理的試樣屏蔽效能與進(jìn)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(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，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(qiáng)銀纖維屏蔽織物的屏蔽效能。為了進(jìn)一步分析煮練處理對銀纖維的影響機(jī)理，進(jìn)一步安排經(jīng)過煮練處理的織物與未經(jīng)煮練處理的織物對比進(jìn)行水洗實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)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(jìn)行測試［6－7］。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比如圖5所示。

圖5 水洗實(shí)驗(yàn)測試對比

通過實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果對比可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過煮練處理的試樣基本沒有屏蔽效果。而未做煮練處理執(zhí)行1A程序樣品的屏蔽效能比未做煮練處理執(zhí)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(guān)鍵影響因素。在1A程序設(shè)定的90℃環(huán)境下加速纖維表面鍍銀的氧化，而在2A程序設(shè)定的60℃環(huán)境下，纖維表面鍍銀的氧化相對緩慢，因此導(dǎo)致未做煮練處理執(zhí)行2A程序樣品的屏蔽效能比未做煮練處理執(zhí)行1A程序樣品的屏蔽效能要好。經(jīng)過煮練處理的樣品經(jīng)過水洗實(shí)驗(yàn)之后基本沒有屏蔽效能，結(jié)合皂煮和煮練對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這可能是由于經(jīng)過煮練處理之后，使得纖維表面鍍銀與纖維之間的結(jié)合力變?nèi)酰瑥亩广y纖維之間的相互接觸增加，屏蔽效能增加，但是經(jīng)過水洗之后，使表面鍍銀剝落，彼此之間無法形成導(dǎo)電回路而導(dǎo)致試樣基本沒有屏蔽效能。

2 結(jié)論

2.1 漂白處理、皂煮處理未對銀纖維屏蔽織物造成實(shí)質(zhì)性的影響，但是皂煮處理會(huì)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(yīng)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(huì)促進(jìn)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(jié)合力，對纖維造成破壞性的影響，嚴(yán)重影響了銀纖維使用的耐久性和導(dǎo)電率。因此，在染整前處理工藝中，必須禁止進(jìn)行煮練處理。

［1］畢海峰，張玉梅，王華平.電磁屏蔽材料的發(fā)展［J］.產(chǎn)業(yè)用紡織品，2001，19（6）：7—9.

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