不锈钢丝包芯段彩纱防电磁辐射性能探讨

林晓云 李 雪 叶梦青

（浙江纺织服装职业技术学院纺织学院，浙江宁波315211）

不锈钢丝包芯段彩纱防电磁辐射性能探讨

林晓云 李 雪 叶梦青

（浙江纺织服装职业技术学院纺织学院，浙江宁波315211）

介绍了以不锈钢单丝为芯纱纺制段彩纱的纺纱原理，并通过对不同纱线、不同织造方法构成的不锈钢丝包芯段彩纱织物的防电磁辐射性能测试，探讨了不锈钢丝包芯段彩纱防电磁辐射性能，为防电磁辐射花式纱线和织物的开发设计提供参考。

不锈钢丝；包芯段彩纱；纺纱原理；防电磁辐射性能

随着电子信息技术的迅速发展和电子产品应用的日益普及,手机、电脑、电视机、微波炉等各种电子产品给人们带来便利和享受，但其工作时产生的电磁辐射对人体健康的危害和对电子仪器仪表、信号传输产生干扰等问题也日益严重。人们也越来越重视各种辐射对身体健康的影响,防止电磁辐射就成了人们日益关注的问题,开发设计生产各种防电磁辐射织物变得越来越重要。

本文设计开发了以不锈钢单丝为芯纱纺制段彩纱，采用不同的纱线组合和不同的织造方法设计制织成不锈钢丝包芯段彩纱织物，并通过对不锈钢丝包芯段彩纱织物的屏蔽效能进行测试，探讨了不锈钢丝包芯段彩纱织物的防电磁辐射性能，为防电磁辐射花式纱线和织物的开发设计提供参考。

1 不锈钢纤维

不锈钢纤维一般是指以304、304L或316、316L等钢号的不锈钢为基材，经单丝拉拔法、集束拉拔法、切削法和熔抽法等特殊工艺加工成，纺织用不锈钢纤维有单丝和复丝，纺织用不锈钢单丝可由30um到40um，35um不锈钢单丝应用较广。纺织用不锈钢复丝中的单丝有几个微米到30个微米。不锈钢纤维的化学成分标准及316L化学成分如表1所示。

表1 不锈钢纤维的化学成分（‰）

不锈钢单纤维既具有化纤、合成纤维及其制品的柔软性，又具备不锈钢的一切优良特性：防辐射、防静电、导电、耐高温、耐切割、耐磨擦、可过滤、吸隔音等8大功能，不锈钢纤维在纺织上的应用，主要是基于它的优良的防电磁波辐射性能与优良的防静电性能。

在不锈钢纤维刚刚问世时，采用不锈钢短纤维与纺织纤维混纺制成不锈钢混纺纱。由于不锈钢纤维的密度大，刚性大、无弹性、无卷曲致使不锈钢纤维很容易作为落杂掉到车肚中，造成相对昂贵的不锈钢纤维的大量浪费。国内研制的不锈钢纤维复丝摩擦力大，易发毛，服用性能差，不适于直接用于织造。因此现阶段主要研究利用不锈钢单丝或者低单丝根数的复丝制作包芯纱或者包覆纱，本文就是采用常用的38um（68D）不锈钢单丝做为芯纱，外包棉纤维纺制了棉包不锈钢丝包芯纱，制成的防辐射服具有棉的手感，并具有永久的防辐射性能。

2 包芯段彩纱纺纱原理

段彩纱是当前比较流行的一种花式纱线，兼具花式纱和花色纱的效果，其轴向呈现两种色彩，一种颜色的纱线做为主纱一直存在，另一种颜色的纱线做为附纱时而存在时而消失，使织成的织物呈现色彩不连续分布并且交替出现的花色效果，段彩纱用于针织使针织服装密度不均，色彩变幻、立体感强，很受欢迎。包芯段彩纱是在改造的环锭纺细纱机上纺制而成的，其原理借用了赛络菲尔纺纺纱原理和段彩纱纺纱原理，细纱机改造方法为：1）在原来的中罗拉处安装一个喇叭口，如图1中6；2）由原来中罗拉和后罗拉由同一电机一套传动机构控制，改为中罗拉和后罗拉各由一个电机控制，可单独传动；3）安装一个长丝喂入装置，包括长丝筒子架、导丝器和张力装置，如图 1中11、12、13，使芯丝喂入具有一定张力，并与正常牵伸的须条保持一定距离，在前罗拉钳口处相遇后，共同经过前罗拉钳口输出。其纺纱原理如图1所示。

中罗拉喂入主粗纱A纱，后罗拉喂入辅粗纱B纱，中罗拉和后罗拉分别采用2个电机控制，设置中罗拉连续转动，使喂入的主粗纱A连续不间断，后罗拉时而停止时而转动，使得从后罗拉喂入的辅粗纱 B纱间断喂入，形成段彩。两粗纱牵伸后形成的须条与不锈钢芯丝在前罗拉钳口处相遇后共同经过前罗拉，在环锭纺加捻机构的加捻作用下在前罗拉钳口处形成加捻三角区，芯丝在张力机构的作用下具有一定的张力紧绷而处在加捻三角区的中央，使得长丝芯纱有向内转移的趋势而处于纱线中央，粗纱牵伸后形成的短纤维须条有向外转移的趋势，加捻后均匀地包裹在芯丝的外面。为使芯丝更好地处在纱线的中央位置，在纺Z捻纱时，长丝的出口位置应在须条的偏左侧；纺S捻纱时，长丝的出口位置应在须条的偏右侧。芯丝和粗纱须条在钢丝圈的加捻作用下成为段彩纱绕在纱管上。

经过改造的环锭纺细纱机纺制而成的棉包不锈钢丝包芯段彩纱，手感柔软，具有棉纤维的舒适透气性，又具有不锈钢纤维的防电磁辐射性能。

图1 段彩纱纺纱工艺简图

3 防电磁辐射效能表示

电磁辐射通常分为电场辐射和磁场辐射。拨出手机通常用屏蔽效能来定量评价防电磁辐射的效果。屏蔽效能的指标用屏蔽效率表示，简称SE（Shielding Effectiveness），材料的屏蔽效能SE是指屏蔽前某点的场强与屏蔽后某点的场强与屏蔽后该点场强之比。单位为（dB）。用公式表示为：

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

式中E1，H1——加上屏蔽后待测点的电场强度和磁场强度；E2，H2——未加屏蔽前待测点的电场强度和磁场强度；SEE、SEH——电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能。

4 防电磁辐射测试织物样本

用38um(68D)不锈钢丝纺制30s包芯段彩纱，不锈钢丝含量为38%，分别织成机织物和针织物样本共4块，用拨出电话时的手机通讯设备做为信号源，频率为900 MHz，电磁强度以磁场强度为主。测试具体过程参照ASTM-D4935《测量平面材料电磁屏蔽效率的方法》和SJ20524-1995《材料屏蔽效能的测量方法》等标准，采用家用电磁辐射测试仪进行测试，测试值取电磁辐射测试仪磁场强度达到最大时值，样本基本性能参数及测试结果如表2所示。

表2 样品基本性能参数及测试结果

分析表2测试结果可得：

1）防屏蔽效果从大到小依次为：3#＞2#＞4#＞1#。

2）经纬都用不锈钢丝包芯纱的机织物比针织织物屏蔽效能强，这是因为机织物经纬向不锈钢丝能形成更加缜密的纤维网，而针织物中金属纤维在纵向并没有很好的接触，从而不能形成网栅对电磁波进行屏蔽。

3）经向用不锈钢丝包芯段彩纱，纬向用不锈钢丝复丝的机织物屏蔽效能较好，因为不锈钢丝的屏蔽效能优于不锈钢丝包芯段彩纱，但是织物手感非常硬，故不适合做服用织物。

4）经向用普通棉纱纱线，纬向用不锈钢丝包芯段彩纱的机织物屏蔽效能较差，因为普通棉纱纱线没有屏蔽效能，而不锈钢丝只在纬向，没有形成有效隔断电磁的网状。

5 小结

1）棉包不锈钢丝包芯段彩纱具有防电磁辐射性能，织物外观具有色彩的变化，美观大方，立体感强，且外包棉纤维，手感柔软，有较好的市场前景。

2）不锈钢丝网密度越大，防电磁辐射功能越强。且机织物中经纬都用不锈钢丝包芯段彩纱的织物比单向用不锈钢丝包芯段彩纱的织物防辐射功能强。

3）经纬用不锈钢丝包芯段彩纱的机织物比针织物防辐射功能略强。

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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

(责任编辑 竺小恩)

2014－12－22

浙江省教育厅2012年度科研项目《两重包缠防辐射不锈钢丝花式纱线开发》[编号：Y201224746]第一作者简介：林晓云，女，讲师，硕士。研究方向：纺织技术