本发明属于面料制备领域，具体涉及一种新型防辐射面料的制备方法。
背景技术：
现代高科技产物和电器设备的快速发展，在给人们的生活、工作带来便利、高效与欢乐的同时，也给人们带来了许多危害，一种看不见、摸不着的新污染源引起了世界各地的关注，这便是人们称之为“隐形杀手”的电磁辐射，它已经成为继水污染、大气污染和噪音污染后影响人类健康的第四大污染源。电磁辐射主要通过磁场影响人体内部组织的微磁场平衡，进而影响人的身体健康。电磁辐射所衍生的能量主要取决于电磁辐射源频率的高低，一般频率值越高，所产生的能量也就越大，对人体的伤害程度也随之增加。因此，具备防电磁辐射功能的服装已经成为当今社会人们追求健康生活的纺织品之一，而且随着社会的发展也越来越受到人们的广泛重视。
目前常见的提高织物屏蔽电磁波效能的方法主要有四种，分别是采用喷涂工艺、镀膜工艺、金属纤维与纯棉纤维混纺工艺及纳米银纤维为主要原料。防辐射面料在技术上还有很多难题需要突破，功能性服装的多样化不像普通服装那样，选择好产品的定位，针对特定的目标群体进行面料选择及款式设计，防辐射服装还需要一些产品技术层面的支持。现在很多防辐射服在正常情况下只能作为外套穿着，不能贴身穿着，因为汗水中含有盐份，直接接触金属纤维，容易发生化学反应，造成对防辐射金属纤维的腐蚀，破坏防辐射功效，加上面料手感粗糙，不适合内衣化；金属离子型面料往往在洗涤或摩擦频繁的情况下，会减弱屏蔽效果，所以不能频繁洗涤；存放时也只能悬挂或平放，不能折叠和重压，否则会造成防辐射效果减弱。此外，防辐射面料在染整技术上存在一定的难度，所以面料色彩还比较单调。这些问题都在一定程度上限制了防辐射服装的款式和美观度，因此也必然限制了这类产品的快速发展。可喜的是，现在很多国内企业都在积极进行相关技术的持续研究，并进行产业链延伸，从面料设计到终端产品都有涉足，这将有益于技术的进步。
技术实现要素：
发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种新型防辐射面料的制备方法。
技术方案：一种新型防辐射面料的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料的选择：银纤维是主要原料，其呈银灰色，纤维规格为1.5d×45mm；纳米银纤维，其呈银白色，纤维规格为1.5d×38mm。
(2)织造：采用非织造加工方法中的针刺法：开松——给棉——梳理——铺网；其中：将银纤维和纳米银纤维按一定的比例分别称取重量，为了避免在开松机上混合不均匀，事先进行人工混合；除了要进行人工混合外，在成网以后，使用2-3层的纤维网，叠加在一起，最大限度地减小整块布片上的防辐射效果的差异；利用针刺机的刺针在纤维上进行反复的穿刺将原本蓬松的纤维网加固成一定性能的布，这种布靠纤维与纤维之间的抱合和挤压而形成。
(3)面料复合：用纯棉印花布做面料的正面，纯棉本白布做面料的反面，防辐射非织造布片作为芯层放在中间，采用dh-3电脑绗缝机将三层面料进行绗缝；根据绗缝机的尺寸，上下两层面料的规格至少需要1m×1m，然后在电脑上选择绗缝的纹样，选择菱形纹样设定机器，上下两层面料及中间的防辐射面料进行固定；将防辐射效果较好的非织造布片进行绗缝，纯棉布的里层可贴身穿着。
作为优化：在铺网过程中，生产时要用木棒压纤维网，防止纤维网吸附到导辊上。
作为优化：纤维成网后还需进行针刺，将纤维网引进针刺机时，要用牵引布对其进行牵引。
作为优化：牵引布带领纤维网从上下针刺辊中间穿过，在纤维网首次进入上下刺辊时，要用手协助喂入。
有益效果：本发明中的新型防辐射面料改变了以往在织物上喷涂金属层，用金属纤维与普通纤维混纺成纱，然后进行织造的防辐射理念。在原料上选用具有防电磁辐射、抗菌除臭等性能的银纤维和其他纤维，按一定比例进行混合，制成防辐射非织造布片，再用两层轻薄面料将非织造布片夹在中间，通过绗缝工艺将其缝合成单层状面料。缝合线既保护了防辐射非织造布片，又形成了装饰性图案，提升了织物的时尚感，这也是本防辐射面料的重要突破。由此形成的防辐射面料不仅可以作为外套穿着，也可以内衣化贴身穿着。因为有缝合线的保护，不仅提高了织物的耐洗性，而且洗涤后不会减弱其防辐射效果。该面料不仅能改善了防辐射面料的舒适性，而且在生产成本上有所降低，使得大众都能接受。
因为考虑到不同的适用人群，其需要达到的防辐射效果也不一样，所以本发明采用不同的原料混合比，既可以达到不同的防辐射效果，又可以在成本上有一定的降低，这样的面料才能被大多数人接受。目前的防辐射面料的使用范围比较小，主要用在孕妇装上，但事实是，人们生活的环境到处都有辐射，不但孕妇要进行防辐射保护，一般人也需要适当的防辐射保护。比如，用防辐射非织造布片做服装口袋的内衬，这样将手机放在口袋中可以降低电磁辐射对身体的伤害，又不会屏蔽掉手机信号；防辐射面料的应用有逐步大众化、普及化的趋势，它可以触及到生活、工作的许多方面。
本发明的具体优势如下：
(1)在采用非织造工艺制备防辐射布片时，一定要确保银纤维和纳米银纤维混合均匀，否则会造成面料的防辐射效果不均衡。利用针刺法做出来的非织造布片手感柔软，非常适合做服用面料和辅料，针刺的次数对电磁屏蔽值有影响，随着针刺次数的增加，电磁屏蔽值先减后增，所以针刺两次防辐射效果最佳。
(2)采用绗缝技术对防辐射面料进行复合，可根据面料的用途选择绗缝纹样、表层面料及里层面料，表层面料可在市场现有的面料中任意选择，里层面料选择纯棉布，改变了以往防辐射面料染色困难、不能洗涤、不适合内衣化的缺点。提升了防辐射面料的时尚感、耐洗性及舒适性，这是防辐射面料的一个重要突破。
(3)以银纤维作为主要原料，提高了产品的附加值，因为银纤维不但具有非常好的防辐射效果，而且还有很好的抗菌除臭、抗静电等功能，防辐射面料集这些性能于一身是难能可贵的。但是银纤维的价格相对较贵，由此混合一部分价格较便宜但又有少量防辐射功能的纳米银纤维，以此降低防辐射面料的成本。经过成本核算发现，用该款防辐射面料做成服装的成本最多不超过150元，而市场上防辐射服的价格一般在200-1000元不等，相比之下价格有较大的差异，该面料非常适合普通人群使用，对面料开发商来说，必将获得可观的利润。
(4)防辐射非织造布片通过绗缝可以做孕妇装，也可以用做普通服装的辅料，可以在衣服的不同部位，选择性的做一些防辐射效果，如男士经常把手机装在上衣口袋或者裤子口袋，可以用银纤维/纳米纤维50/50混合比的非织造布片做口袋内衬，这样既能减少手机来电辐射，又能接到手机信号。也可以用防辐射非织造布片做手机袋、平板电脑套的内衬，或做成马甲及好看的内衬衣服，方便清洗，减少辐射。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
1原料的选择
银纤维是本发明所用的主要原料，其呈银灰色，1.5d×45mm。银纤维是在聚合物表面镀一层纯银得到纤维。用银纤维将手机包裹后，手机已感知不到任何信号，所以银纤维的确具有很好的电磁屏蔽功能；此外它还有很好的抗静电效果，他可以迅速消除衣物上因摩擦而产生的静电，使人感到无静电的舒适感。不仅如此，银纤维还具有一定的抗菌除臭功能，在温暖潮湿的环境中，银离子有很高的生物活性，所以这样很容易和其他物质结合，让细菌的蛋白质凝固，使其不能呼吸，从而起到抗菌的效果。银纤维具有很多良好的功能性，但是价格十分昂贵且不稳定，其价格随市场银价的变动而变动，本发明所用的银纤维1700元/kg，银纤维的价格关系到防辐射面料的成本问题。
本发明采用的另一种原料是纳米银纤维，纤维规格为1.5d×38mm。纳米银纤维是在纤维成形过程中添加超细银粒子而实现功能纤维。在性能上和银纤维有一定的相似之处，但真正的防辐射效果却不及银纤维，主要是该纤维中所含银的含量不同，而纳米银纤维中银的含量较少，所以在颜色上也有较大的差别，银纤维呈银灰色，而纳米银纤维则偏向于白色。由于银的含量较少，所以纳米银纤维的价格相对较低，仅30元/kg，这对降低防辐射面料的成本有利。
2制备方法
本发明研究用到的仪器设备有天平、emd-2g高精准型电磁检测仪、ybg343-110针刺机等。采用非织造加工方法中的针刺法，针刺法制备防辐射非织造布片的主要流程为“开松——给棉——梳理——铺网”。将银纤维和纳米银纤维按一定的比例分别称取重量，为了避免在开松机上混合不均匀，事先进行人工混合。为了防止混合不均匀，导致布片防辐射效果不一样，除了要进行人工混合外，在成网以后，使用2-3层的纤维网，叠加在一起，能最大限度地减小整块布片上的防辐射效果的差异。利用针刺机的刺针在纤维上进行反复的穿刺将原本蓬松的纤维网加固成一定性能的布，这种布完全靠纤维与纤维之间的抱合和挤压，利用针刺法所生产的布片具有一定的强力，手感柔软，透气性好，在一定程度上改善了原有防辐射面料不透气、面料板硬的缺点。根据纤维的长度、细度不同，针刺的力度可发生改变，针刺的次数越多，所形成的布也会越薄。
针刺的次数对面料的风格影响很大，针刺次数多，布片薄，质地硬，布片的牢度高；针刺次数少，面料厚实，质地柔软，保暖性好，防辐射效果佳。
生产过程中需要注意的是：(1)在铺网过程中，如果纤维网很薄，成网困难，生产时要用木棒压纤维网，防止纤维网吸附到导辊上，影响成网。(2)纤维成网后还需进行针刺，将纤维网引进针刺机时，因为纤维网的刚度不够，需要用牵引布对其进行牵引，否则很难进行针刺，而且会破坏网状结构。(3)牵引布带领纤维网从上下针刺辊中间穿过，在纤维网首次进入上下刺辊时，要用手协助喂入，此时一定要注意安全，防止造成人身伤害。
3研究结果
影响面料的防辐射效果，有每平方米克重、纤维的混合比及针刺次数三个因素。面料的每平方米克重越大，防辐射效果越好，但是每平方米克重大，一方面会增加面料的成本，另一方面料会显得臃肿，质地会变硬，影响面料的舒适感及美观。本发明主要讨论混合比和针刺次数对防辐射效果的影响。
在发明中，对银纤维和纳米银纤维的混合比例分两种情况进行研究，分别是银纤维/纳米银纤维65/35和50/50，对于这两种混合比，分别做了六块面料，面料的平均每平方米克重为36.8g/m2，布样1-3是50/50，布样4-6是65/35，布样1-3和布样4-6的针刺次数均为1次，2次和3次。将防辐射非织造布片分别覆盖在电脑屏幕或手机上，进行测量。
打开仪器测量开关，将仪器头部靠近发射源，分横、竖、侧三个方向调整设备角度，取读数值较大的方向进行监测。先用电磁检测仪对准电脑屏幕和手机，分别测其辐射值，然后使用防辐射面料遮挡电脑屏幕和手机，分别测此时的电磁辐射值，需要注意的是读数时取高频数值。测量两次取平均值，测试结果如表1所示。
表1电脑的电磁屏蔽值测试结果(μt)
将表1的数据进行对比，对电脑屏幕来说，电磁辐射值由4.18μt降低到0.41μt(布样5)；手机的电磁辐射值由4.61μt降低到0.43μt(布样5)，由此可以看出，该款新型防辐射面料的效果非常明显，电磁屏蔽值最低可降到0.41μt，已经非常接近人体的安全辐射值，人体的安全辐射值如表2所示。
表2电磁辐射国家分级标准
因此低于0.1μt是绝对安全范围，0.1μt—0.4μt是属于二级标准范围，但是可对人体带来有害影响。
通过银纤维/纳米银纤维混合比65/35和50/50的比较，很明显的是65/35的效果更加好，所以银纤维的含量越多，防辐射性能效果越好，因此可以根据不同的用途选用不同的混合比。对同一混合比来说，针刺两次的防辐射效果较好，分析针刺次数对防辐射效果的影响,针刺次数少时,布片比较厚，纤维之间的间隙较大，布片的防辐射效果较差；当针刺次数增加时，纤维间的间隙变小，会增加防辐射的效果，但是每增加一次针刺，都会引起纤维的断裂，再加上针刺留下的针眼，反而导致布片的防辐射效果变差。另外，在测试结果中发现，一块面料的不同地方电磁屏蔽值偶尔会有不同，分析其原因是银纤维分布的不够均匀，所以在以后的实验中，还要进行更加充分的混合。
4面料复合
用纯棉印花布做面料的正面，纯棉本白布做面料的反面，防辐射非织造布片作为芯层放在中间，采用dh-3电脑绗缝机将三层面料进行绗缝。根据绗缝机的尺寸，上下两层面料的规格至少需要1m×1m，然后在电脑上选择绗缝的纹样，选择简单的菱形纹样设定机器，上下两层面料及中间的防辐射面料一定要固定牢固，否则会使绗缝后的面料不平整。
将防辐射效果较好的非织造布片3,4,5进行绗缝，绗缝后的防辐射面料外观新颖，纯棉印花布的表层颜色、花纹图案丰富多彩，纯棉布的里层可以贴身穿着，绗缝线的存在改善了以往防辐射面料不能洗涤的缺陷。
5成本核算与对比
经计算得知，银纤维/纳米银纤维50/50每平方米36元，银纤维/纳米银纤维65/35每平方米42元，绗缝面料与加工费每平方米30元，服装加工费50元，一件服装的成本最多不超过150元。通过研究调查，市场上防辐射服的价格一般在200-1000元不等，一般孕妇穿的吊带装在400元左右，与我们开发的防辐射面料服装相比，价格有较大的差异，该面料非常适合普通人群使用，对面料开发商来说，必将获得可观的利润。
6结论
(1)在采用非织造工艺制备防辐射布片时，一定要确保银纤维和纳米银纤维混合均匀，否则会造成面料的防辐射效果不均衡。利用针刺法做出来的非织造布片手感柔软，非常适合做服用面料和辅料，针刺的次数对电磁屏蔽值有影响，随着针刺次数的增加，电磁屏蔽值先减后增，所以针刺两次防辐射效果最佳。
(2)采用绗缝技术对防辐射面料进行复合，可根据面料的用途选择绗缝纹样、表层面料及里层面料，表层面料可在市场现有的面料中任意选择，里层面料选择纯棉布，改变了以往防辐射面料染色困难、不能洗涤、不适合内衣化的缺点。提升了防辐射面料的时尚感、耐洗性及舒适性，这是防辐射面料的一个重要突破。
(3)以银纤维作为主要原料，提高了产品的附加值，因为银纤维不但具有非常好的防辐射效果，而且还有很好的抗菌除臭、抗静电等功能，防辐射面料集这些性能于一身是难能可贵的。但是银纤维的价格相对较贵，由此混合一部分价格较便宜但又有少量防辐射功能的纳米银纤维，以此降低防辐射面料的成本。经过成本核算发现，用该款防辐射面料做成服装的成本最多不超过150元，而市场上防辐射服的价格一般在200-1000元不等，相比之下价格有较大的差异，该面料非常适合普通人群使用，对面料开发商来说，必将获得可观的利润。
(4)防辐射非织造布片通过绗缝可以做孕妇装，也可以用做普通服装的辅料，可以在衣服的不同部位，选择性的做一些防辐射效果，如男士经常把手机装在上衣口袋或者裤子口袋，可以用银纤维/纳米纤维50/50混合比的非织造布片做口袋内衬，这样既能减少手机来电辐射，又能接到手机信号。也可以用防辐射非织造布片做手机袋、平板电脑套的内衬，或做成马甲及好看的内衬衣服，方便清洗，减少辐射。