不銹鋼絲包芯段彩紗防電磁輻射性能探討

林曉云 李 雪 葉夢青

（浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院紡織學(xué)院，浙江寧波315211）

不銹鋼絲包芯段彩紗防電磁輻射性能探討

林曉云 李 雪 葉夢青

（浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院紡織學(xué)院，浙江寧波315211）

介紹了以不銹鋼單絲為芯紗紡制段彩紗的紡紗原理，并通過對不同紗線、不同織造方法構(gòu)成的不銹鋼絲包芯段彩紗織物的防電磁輻射性能測試，探討了不銹鋼絲包芯段彩紗防電磁輻射性能，為防電磁輻射花式紗線和織物的開發(fā)設(shè)計提供參考。

不銹鋼絲；包芯段彩紗；紡紗原理；防電磁輻射性能

隨著電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展和電子產(chǎn)品應(yīng)用的日益普及,手機(jī)、電腦、電視機(jī)、微波爐等各種電子產(chǎn)品給人們帶來便利和享受，但其工作時產(chǎn)生的電磁輻射對人體健康的危害和對電子儀器儀表、信號傳輸產(chǎn)生干擾等問題也日益嚴(yán)重。人們也越來越重視各種輻射對身體健康的影響,防止電磁輻射就成了人們?nèi)找骊P(guān)注的問題,開發(fā)設(shè)計生產(chǎn)各種防電磁輻射織物變得越來越重要。

本文設(shè)計開發(fā)了以不銹鋼單絲為芯紗紡制段彩紗，采用不同的紗線組合和不同的織造方法設(shè)計制織成不銹鋼絲包芯段彩紗織物，并通過對不銹鋼絲包芯段彩紗織物的屏蔽效能進(jìn)行測試，探討了不銹鋼絲包芯段彩紗織物的防電磁輻射性能，為防電磁輻射花式紗線和織物的開發(fā)設(shè)計提供參考。

1 不銹鋼纖維

不銹鋼纖維一般是指以304、304L或316、316L等鋼號的不銹鋼為基材，經(jīng)單絲拉拔法、集束拉拔法、切削法和熔抽法等特殊工藝加工成，紡織用不銹鋼纖維有單絲和復(fù)絲，紡織用不銹鋼單絲可由30um到40um，35um不銹鋼單絲應(yīng)用較廣。紡織用不銹鋼復(fù)絲中的單絲有幾個微米到30個微米。不銹鋼纖維的化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)及316L化學(xué)成分如表1所示。

表1 不銹鋼纖維的化學(xué)成分（‰）

不銹鋼單纖維既具有化纖、合成纖維及其制品的柔軟性，又具備不銹鋼的一切優(yōu)良特性：防輻射、防靜電、導(dǎo)電、耐高溫、耐切割、耐磨擦、可過濾、吸隔音等8大功能，不銹鋼纖維在紡織上的應(yīng)用，主要是基于它的優(yōu)良的防電磁波輻射性能與優(yōu)良的防靜電性能。

在不銹鋼纖維剛剛問世時，采用不銹鋼短纖維與紡織纖維混紡制成不銹鋼混紡紗。由于不銹鋼纖維的密度大，剛性大、無彈性、無卷曲致使不銹鋼纖維很容易作為落雜掉到車肚中，造成相對昂貴的不銹鋼纖維的大量浪費(fèi)。國內(nèi)研制的不銹鋼纖維復(fù)絲摩擦力大，易發(fā)毛，服用性能差，不適于直接用于織造。因此現(xiàn)階段主要研究利用不銹鋼單絲或者低單絲根數(shù)的復(fù)絲制作包芯紗或者包覆紗，本文就是采用常用的38um（68D）不銹鋼單絲做為芯紗，外包棉纖維紡制了棉包不銹鋼絲包芯紗，制成的防輻射服具有棉的手感，并具有永久的防輻射性能。

2 包芯段彩紗紡紗原理

段彩紗是當(dāng)前比較流行的一種花式紗線，兼具花式紗和花色紗的效果，其軸向呈現(xiàn)兩種色彩，一種顏色的紗線做為主紗一直存在，另一種顏色的紗線做為附紗時而存在時而消失，使織成的織物呈現(xiàn)色彩不連續(xù)分布并且交替出現(xiàn)的花色效果，段彩紗用于針織使針織服裝密度不均，色彩變幻、立體感強(qiáng)，很受歡迎。包芯段彩紗是在改造的環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上紡制而成的，其原理借用了賽絡(luò)菲爾紡紡紗原理和段彩紗紡紗原理，細(xì)紗機(jī)改造方法為：1）在原來的中羅拉處安裝一個喇叭口，如圖1中6；2）由原來中羅拉和后羅拉由同一電機(jī)一套傳動機(jī)構(gòu)控制，改為中羅拉和后羅拉各由一個電機(jī)控制，可單獨(dú)傳動；3）安裝一個長絲喂入裝置，包括長絲筒子架、導(dǎo)絲器和張力裝置，如圖 1中11、12、13，使芯絲喂入具有一定張力，并與正常牽伸的須條保持一定距離，在前羅拉鉗口處相遇后，共同經(jīng)過前羅拉鉗口輸出。其紡紗原理如圖1所示。

中羅拉喂入主粗紗A紗，后羅拉喂入輔粗紗B紗，中羅拉和后羅拉分別采用2個電機(jī)控制，設(shè)置中羅拉連續(xù)轉(zhuǎn)動，使喂入的主粗紗A連續(xù)不間斷，后羅拉時而停止時而轉(zhuǎn)動，使得從后羅拉喂入的輔粗紗 B紗間斷喂入，形成段彩。兩粗紗牽伸后形成的須條與不銹鋼芯絲在前羅拉鉗口處相遇后共同經(jīng)過前羅拉，在環(huán)錠紡加捻機(jī)構(gòu)的加捻作用下在前羅拉鉗口處形成加捻三角區(qū)，芯絲在張力機(jī)構(gòu)的作用下具有一定的張力緊繃而處在加捻三角區(qū)的中央，使得長絲芯紗有向內(nèi)轉(zhuǎn)移的趨勢而處于紗線中央，粗紗牽伸后形成的短纖維須條有向外轉(zhuǎn)移的趨勢，加捻后均勻地包裹在芯絲的外面。為使芯絲更好地處在紗線的中央位置，在紡Z捻紗時，長絲的出口位置應(yīng)在須條的偏左側(cè)；紡S捻紗時，長絲的出口位置應(yīng)在須條的偏右側(cè)。芯絲和粗紗須條在鋼絲圈的加捻作用下成為段彩紗繞在紗管上。

經(jīng)過改造的環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)紡制而成的棉包不銹鋼絲包芯段彩紗，手感柔軟，具有棉纖維的舒適透氣性，又具有不銹鋼纖維的防電磁輻射性能。

圖1 段彩紗紡紗工藝簡圖

3 防電磁輻射效能表示

電磁輻射通常分為電場輻射和磁場輻射。撥出手機(jī)通常用屏蔽效能來定量評價防電磁輻射的效果。屏蔽效能的指標(biāo)用屏蔽效率表示，簡稱SE（Shielding Effectiveness），材料的屏蔽效能SE是指屏蔽前某點(diǎn)的場強(qiáng)與屏蔽后某點(diǎn)的場強(qiáng)與屏蔽后該點(diǎn)場強(qiáng)之比。單位為（dB）。用公式表示為：

SEE（dB）=20lg(E2/E1) SEH（dB）=20lg(H2/H1)

式中E1，H1——加上屏蔽后待測點(diǎn)的電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度；E2，H2——未加屏蔽前待測點(diǎn)的電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度；SEE、SEH——電場屏蔽效能和磁場屏蔽效能。

4 防電磁輻射測試織物樣本

用38um(68D)不銹鋼絲紡制30s包芯段彩紗，不銹鋼絲含量為38%，分別織成機(jī)織物和針織物樣本共4塊，用撥出電話時的手機(jī)通訊設(shè)備做為信號源，頻率為900 MHz，電磁強(qiáng)度以磁場強(qiáng)度為主。測試具體過程參照ASTM-D4935《測量平面材料電磁屏蔽效率的方法》和SJ20524-1995《材料屏蔽效能的測量方法》等標(biāo)準(zhǔn)，采用家用電磁輻射測試儀進(jìn)行測試，測試值取電磁輻射測試儀磁場強(qiáng)度達(dá)到最大時值，樣本基本性能參數(shù)及測試結(jié)果如表2所示。

表2 樣品基本性能參數(shù)及測試結(jié)果

分析表2測試結(jié)果可得：

1）防屏蔽效果從大到小依次為：3#＞2#＞4#＞1#。

2）經(jīng)緯都用不銹鋼絲包芯紗的機(jī)織物比針織織物屏蔽效能強(qiáng)，這是因?yàn)闄C(jī)織物經(jīng)緯向不銹鋼絲能形成更加縝密的纖維網(wǎng)，而針織物中金屬纖維在縱向并沒有很好的接觸，從而不能形成網(wǎng)柵對電磁波進(jìn)行屏蔽。

3）經(jīng)向用不銹鋼絲包芯段彩紗，緯向用不銹鋼絲復(fù)絲的機(jī)織物屏蔽效能較好，因?yàn)椴讳P鋼絲的屏蔽效能優(yōu)于不銹鋼絲包芯段彩紗，但是織物手感非常硬，故不適合做服用織物。

4）經(jīng)向用普通棉紗紗線，緯向用不銹鋼絲包芯段彩紗的機(jī)織物屏蔽效能較差，因?yàn)槠胀藜喖喚€沒有屏蔽效能，而不銹鋼絲只在緯向，沒有形成有效隔斷電磁的網(wǎng)狀。

5 小結(jié)

1）棉包不銹鋼絲包芯段彩紗具有防電磁輻射性能，織物外觀具有色彩的變化，美觀大方，立體感強(qiáng)，且外包棉纖維，手感柔軟，有較好的市場前景。

2）不銹鋼絲網(wǎng)密度越大，防電磁輻射功能越強(qiáng)。且機(jī)織物中經(jīng)緯都用不銹鋼絲包芯段彩紗的織物比單向用不銹鋼絲包芯段彩紗的織物防輻射功能強(qiáng)。

3）經(jīng)緯用不銹鋼絲包芯段彩紗的機(jī)織物比針織物防輻射功能略強(qiáng)。

[1]周玲，張?jiān)鰪?qiáng).不銹鋼紡織品生產(chǎn)技術(shù)難點(diǎn)和要點(diǎn)[J].現(xiàn)代紡織技術(shù)，2009（1）：44-46.

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Discussion of Anti-electomagnetic Radiation Performance of Stainless Steel Core-spun Color Yarn

LIN Xiao-yun LI Xue YE Meng-qing
（Textile School,Zhejiang Fashion Institute of Technology,Ningbo Zhejiang,315211,China）

This paper introduces the principle of spinning color yarn with stainless steel filament as core.By testing the anti-electromagnetic radiation performances of the fabrics spun with stainless steel core-spun color yarn composed with different yarn and difference spinning methods,the paper discusses the different performances,which provides reference for the design and development of fancy yarn and fabrics with anti-electromagnetic radiation performance.

stainless steel filament;core-spun yarn;spinning principle;anti-electromagnetic performance

TS104.79

B

1674-2346(2015)01-0015-04

(責(zé)任編輯 竺小恩)

2014－12－22

浙江省教育廳2012年度科研項(xiàng)目《兩重包纏防輻射不銹鋼絲花式紗線開發(fā)》[編號：Y201224746]第一作者簡介：林曉云，女，講師，碩士。研究方向：紡織技術(shù)