染整前处理工艺对银纤维屏蔽织物的影响及原因

张 潭，马建伟，秦泗霞，郭 堃，许红星

（1.青岛大学，山东 青岛266071；2.通标标准技术服务有限公司，山东 青岛266000）

电磁辐射已成为继空气污染、水污染、噪声污染之后的第四大污染源［1］。在电磁屏蔽材料当中，由于镀银纤维镀层均匀性好、致密度高、电磁屏蔽效能好，而且镀银纤维屏蔽织物具有质地轻薄、柔软透气、耐蚀抗菌、防电磁波效果好等优点，因此，镀银纤维屏蔽织物越来越受到人们的青睐［2］。

虽然银纤维具有极强的抗菌性、优良的导电性、高效的电磁屏蔽性和优良的可纺性，但是如果银纤维长期与人体皮肤接触，人体汗液会加速纤维表面镀银的氧化，而且银纤维长期暴露在外，非常容易损伤纤维表面镀银。将银纤维与棉纱进行混纺，开发出双层或多层结构的面料，这种面料不仅柔软舒适，适合人们贴身穿着，而且可以对银纤维形成良好的保护［3－4］。本文主要研究染整前处理工艺以及洗涤过程对银纤维屏蔽织物性能的影响及原因。

1 实验

由于面料织造完成后，需要经过煮练、皂煮、漂白等染整前处理，不同的处理方式会对银纤维屏蔽织物产生不同的影响，因此本文通过实验来探索染整前处理工艺对屏蔽织物屏蔽效能的影响。首先通过煮练、皂煮、漂白工艺进行实验测

1.1 实验条件

（1）煮练：5%NaOH 、水浴100℃、1h。

（2）皂煮：2% 香皂、水浴100℃、1.5h。

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

（4）每块处理后的试样都要用蒸馏水洗涤至pH中性并晾干。

（5）用专业防电磁辐射性能测试仪器测每块处理后样品的屏蔽性能。

1.2 结果与分析

已知杂波MPWF检测量z的PDF为式(12)，给定检测门限T，对式(12)积分即可得到MPWF检测量z的累积分布函数(CDF).为方便积分，将式(12)中的KummerU函数展开为式(11)中的积分形式，对式(11)积分可得到检测量z的CDF为：

首先通过煮练、皂洗和漂白单独实验来进行测试，分析不同处理对银纤维屏蔽织物性能的影响。实验结果如图1所示。

图1 皂煮 漂白 煮练实验测试对比

通过实验结果可以看出，经过煮练处理之后样品的屏蔽效能最好，经过漂白处理之后样品的屏蔽效能略有下降，而经过皂煮工艺的样品屏蔽效能最差。这是由于煮练处理使得屏蔽织物中的银纤维导电率提升，电阻降低，使屏蔽效能提高；漂白实验由于双氧水使银纤维表面镀银层发生氧化，电阻略有上升，织物的屏蔽效能略有下降；而皂煮实验在促使银纤维表面镀银发生氧化的同时，还会有部分香皂附着在银纤维表面，不仅降低了银纤维的导电率，使电阻增加，而且还阻碍银纤维之间相互勾连接触，由于银纤维之间没有很好地接触，就无法很好地形成一个网状的回路，当有电磁辐射的时候，产生的感应电流也会下降，导致织物的屏蔽效能下降［5］。

接下来通过组合实验，进一步分析煮练、皂洗和漂白处理对屏蔽织物的影响及其原因。

（1）漂白和煮练处理，漂白处理，煮练处理测试结果对比如图2所示。

图2 漂白煮练漂白 煮练实验测试对比

通过对实验结果分析可以发现，漂白和煮练处理的样品屏蔽效果较漂白处理后屏蔽效果有所提升，但屏蔽效果略差于仅进行煮练处理。这说明漂白处理对表面镀银层进行氧化之后，进行煮练处理可以使银纤维屏蔽效果有所回升，但是由于纤维表面镀银已经部分发生氧化，因此无法达到仅进行煮练处理后的效果。

图3 煮练皂煮煮练 皂煮实验测试对比

按照实验预计，经过煮练和皂煮处理的样品屏蔽效能应该是比皂煮处理效果要好，比煮练效果略差。通过实验测试结果却发现，其屏蔽效能比仅进行皂煮处理的屏蔽效能还要差。因此，该实验结果需要进行进一步的实验测试来分析其原因。

（3）皂煮和漂白处理，皂煮处理，漂白处理测试结果对比如图4所示。

图4 皂煮漂白 皂煮 漂白实验测试对比

通过实验结果分析可以发现，经过皂煮和漂白处理的试样屏蔽效能与进行漂白处理的屏蔽效能基本相同，这表明漂白处理可以清除因皂煮工艺而在银纤维表面所附着的残留物，而皂煮工艺未对银纤维本身的性能造成明显的影响，对纤维表面镀银的氧化作用也是非常微弱的。

通过上述实验可以发现，皂煮和漂白处理对银纤维本身的性能基本没有影响，而煮练处理可以增强银纤维屏蔽织物的屏蔽效能。为了进一步分析煮练处理对银纤维的影响机理，进一步安排经过煮练处理的织物与未经煮练处理的织物对比进行水洗实验。实验方法按照FZ／T 80007.2—2006《使用粘合衬耐水洗测试方法》1A程序和2A程序进行测试［6－7］。

实验结果对比如图5所示。

图5 水洗实验测试对比

通过实验测试结果对比可以发现，经过煮练处理的试样基本没有屏蔽效果。而未做煮练处理执行1A程序样品的屏蔽效能比未做煮练处理执行2A程序样品的屏蔽效能要差。1A程序和2A程序除了温度条件不同，其他的条件都是完全相同的，因此温度是影响试样的屏蔽效能的关键影响因素。在1A程序设定的90℃环境下加速纤维表面镀银的氧化，而在2A程序设定的60℃环境下，纤维表面镀银的氧化相对缓慢，因此导致未做煮练处理执行2A程序样品的屏蔽效能比未做煮练处理执行1A程序样品的屏蔽效能要好。经过煮练处理的样品经过水洗实验之后基本没有屏蔽效能，结合皂煮和煮练对比实验结果，这可能是由于经过煮练处理之后，使得纤维表面镀银与纤维之间的结合力变弱，从而使银纤维之间的相互接触增加，屏蔽效能增加，但是经过水洗之后，使表面镀银剥落，彼此之间无法形成导电回路而导致试样基本没有屏蔽效能。

2 结论

2.1 漂白处理、皂煮处理未对银纤维屏蔽织物造成实质性的影响，但是皂煮处理会在银纤维表面残留一定量的香皂，影响银纤维之间的勾连，造成银纤维屏蔽织物屏蔽效能的下降，因此应尽量避免皂煮处理。

2.2 温度是影响银纤维屏蔽织物屏蔽性能的重要因素，高温会促进纤维表面银层的氧化，因此在染整前处理或染整工艺中，尽量降低处理过程中温度，以减少在处理过程中纤维表面镀银的氧化。

2.3 煮练处理降低了表面镀银与纤维之间的结合力，对纤维造成破坏性的影响，严重影响了银纤维使用的耐久性和导电率。因此，在染整前处理工艺中，必须禁止进行煮练处理。

［1］毕海峰，张玉梅，王华平.电磁屏蔽材料的发展［J］.产业用纺织品，2001，19（6）：7—9.

［2］郝新敏.织物静电测试标准及其存在的几个问题［J］.静电，1993，（1）：151—153.

［3］刘军民.缝隙对金属网屏蔽效能的影响［J］.安全与电磁兼容，2004，（4）：46—48.

［4］施楣梧，刘俊卿，南燕.有机导电纤维的应用方法研究［J］.毛纺科技，2001，29（2）：9—12.

［5］赵师喜.抗静电服装面料的开发［J］.纺织科技进展，2008，（4），43—45.

［6］倪玉婷.纺织品的抗静电技术［J］.天津纺织科技，2007，（2），12—14.

［7］高绪珊，童俨.导电纤维及抗静电纤维［M］.北京：纺织工业出版社，1991.