专利名称：电磁保护布的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如布片或织物等物品(article)，并且更特别地，涉及提供防止电磁能量的保护的物品，例如布结构。
背景技术：
很多研究领域包含电磁能量以各种形式通过大气传播并且可能不希望地冲击在接收方(例如人、物品、电子设备或生物机体)上这方面。例如，电磁能量污染可从很多结构、 装置以及电线散发，通过其流过电流并且生成电磁场。可引起此电磁能量波的此结构、装置以及电线的示例包含以下类别无线电、电视、电话、蜂窝通信、微波炉、卫星传送以及电力传送线。可能有很多其它示例。来自此示例的电磁能量可以认为是被动的或非有意的，这是因为在接收方上的冲击不是主要目的。此外，可能在接收方上的电磁能量的不希望的冲击可以基于电磁能量的有意的定向。在定向能量武器或监测设备使用时会发生此情形。
可能的冲击电磁能量的范围频率可大幅变化。例如，电磁能量的频率可包含用于国内电力的50Hz、用于无线电波的30kHz、用于电视的200MHz (VHF)和800MHz (UHF)、以及用于微波炉和卫星广播的3-300GHZ。有可能定向能量武器源可具有多个和变化的频率，例如 50Hz-300GHz。
有可能此电磁能量波对接收方可以是破坏性的。在接收方是人的情况下，关于健康以及可能严重的或致命的疾病的问题是可能的。在一定水平上，有可能很多人接收至少一些电磁能量冲击。然而，合理的是一些人可能基于方位和/或活动而可接收一些更大的量的电磁能量冲击。作为一个示例，在军事设置内如果采用定向能量武器，则接收方可经历更大的量的电磁能量冲击。再次，接收方可包含人或物品。因此，防止此电磁能量冲击的保护屏蔽可以是有益的。
在提供电磁能量屏蔽的领域内已经进行了一些有限的工作。例如，已经期待其中具有细金属丝编织的织物。然而，这些以前的工作可能具有一些限制。例如，保护屏蔽对于电磁能量的一些但不是所有的可能的频率。因此，在防止电磁能量的保护的领域中存在持续的改进的需要。发明内容
以下呈现了本发明的简化概要以便提供本发明的一些示例方面的基本的理解。此概要不是本发明的广泛的综述。此外，此概要并不旨在识别本发明的关键要素或者划出本发明的范围。概要的唯一目的是以简化的形式呈现本发明的一些概念作为后续呈现的更详细描述的序言。
根据一个示例方面，本发明提供一种用于提供防止电磁能量的保护的物品。该物品包含传导纤维(conductive fiber),其在物品中延伸；变阻材料，其分散并固定在物品中；以及铁氧材料，其分散并固定在物品中。
根据其它示例方面，本发明包含一种提供能提供防止电磁能量的保护的物品的方法。该方法包含提供在物品中延伸的传导纤维，提供分散并固定在物品中的变阻材料，以及提供分散并固定在物品中的铁氧材料。
在参考附图阅读以下描述时，本发明的上文的和其它方面将对与本发明相关的领域的技术人员变得明显，在附图中图I是根据本发明的至少一个方面的作为示例布的示例物品的片段的局部截面的概略透视图；图2是图I的示例物品的放大图；以及图3是根据本发明的至少一个方面的用于帐篷的物品的示例使用的概略透视图。
具体实施方式
描述并且在附图中图示了并入本发明的一个或多个方面的示例实施例。这些图示的示例并不旨在成为本发明的限制。例如，在其它实施例甚至其它类型的装置中可以利用本发明的一个或多个方面。此外，本文使用的某些术语仅仅是为了方便并且不应理解为本发明的限制。更进一步，在附图中，采用相同的参考标号来指代相同的要素。
转到图I和图2，根据主题发明的至少一个方面示出示例物品10的片段。应意识到，物品10可采用若干形式，例如布、棉絮、模制品等。物品10的示例在本文呈现为布。然而，应意识到，本发明不必限制于此。应该意识到，在附图中所示的布的部分可以认为仅是整个布的小部分，并且该布在一定程度上远大于图中所示的部分。也应意识到，本发明包含提供或制造物品10的更多方法中的一种。
物品10至少包含在物品中延伸的传导纤维14，在物品中的变阻材料18，以及在物品中的铁氧材料20。在所示的示例中，呈现至少一个传导纤维14。更具体地,在所示的示例中，多个纤维14在物品10中延伸。而且，在该示例中，变阻材料18分散在物品10中。更进一步，在所示的示例中，铁氧材料20分散在物品10中。应意识到，图I和图2中可以仅示出了整个变阻材料18和整个铁氧材料20的样本部分。附图仅作为说明并且不应解释为变阻材料18和铁氧材料20的分散/分布的代表。
转到传导纤维14，传导纤维可以是编织的或非编织的。图I和图2所示的示例是传导纤维14的编织排列的一个具体示例。应意识到，可以利用任何所希望的编织图案、排列、顺序。然而，应意识到，本发明并不仅限于图中所示的示例编织布，并且因此，传导纤维 14可以以任何均匀/有序的方式来排列或可具有随机朝向。编织排列只是均匀排列的一个示例。因此，在所示的示例中，传导纤维14是编织的并且具有一般有序的朝向以提供矩阵外观。
在所示的示例中，所示的示例中的传导纤维14的广度是在物品10的整个区上 (即，在长度内)。然而，应意识到，传导纤维14的广度可以小于物品10的整个广度。例如， 在物品10中可存在着证实为希望省略传导纤维14的多个区(例如，边缘区或在物品的范围内的区)。
转到传导纤维14的细节，在传导纤维内可以利用很多类型的传导材料。在一个示例中，传导纤维14由碳组成，以致纤维可以称作碳纤维。然而，有可能可以利用其它传导材料(例如，如不锈钢、镍、铜等金属)或以其它方式制成传导的(例如，注入传导材料)。如可以意识到的，传导纤维14提供电磁能量可通过其沿着物品10移动的传导路径。传导纤维14 可触摸，并且如果触摸，则可在纤维之间提供传导路径。
转到变阻材料18，在一个示例中，变阻材料具有可以认为是有损耗的电磁性质。此电磁损耗可用于经由磁损耗或电损耗提供能量耗散。而且在变阻材料18的至少一些示例中，变阻材料具有可取决于施加的电磁能量而变化的电磁性质。例如，性质可取决于所施加的电磁能量的场强而变化。变阻材料18可具有电流和电压之间的非线性关系的性质。而且，变阻材料18可具有是电介质和磁性的性质。变阻材料18可以响应闻的能量并且响应于高的能量从绝缘状态改变到传导状态。
转到变阻材料的一些示例，一个示例是金属氧化物变阻器(MoV)。例如，变阻器可包含其它金属氧化物(例如铋、钴和/或锰)的矩阵(例如，所涂敷的)内的陶瓷质量的氧化锌。
四个示例变阻材料包含1)ZnO> ZnO-Bi2O3^ ZnO-Bi2O3-Sb2O3^ ZnO-Bi2O3-Sb2O3-CoO-NiO-MnO2 2)SnO2、SnO2-CoO-Nb2O5-Cr2O33)用NbO5 掺杂的 Ti02、Bi2O3 和 SrO、用 Ta2O5 和 CaO 掺杂的 TiO24)用Nb2O5 和 Li2CO3 掺杂的(SrBa) Ti03、(SrBaCa) TiO3应意识到，所示的示例提供变阻材料18呈现在物品10中作为颗粒形式的部分。变阻材料18的颗粒可以经由使用集成进纤维、依附于纤维、和/或悬置在附着于纤维的树脂内而保持在物品中。应意识到，可以利用其它填充料和/或粘性材料/机制。在所示的示例中，变阻材料18的颗粒悬置在附着于纤维14的树脂30中。在一个示例中，变阻材料18的颗粒的尺寸在直径上是近似50纳米到50微米。
如所述的，一个具体示例包含变阻材料18在物品10中作为颗粒(例如，变阻材料微粒)分配。这样在物品10中的散布可以通过使微粒位于遍布物品来实现。一般而言，如果提供的变阻材料18是除颗粒以外的一些形式，则可能仍然希望在物品中分散变阻材料 18，以便变阻材料位于遍布物品。然而，应意识到，变阻材料18的分布的广度可以小于遍布整个物品10的延伸。例如，在物品10中可存在着可证实为希望省略变阻材料18的多个区 (例如，边缘区或在物品范围内的区)。
转到铁氧材料20,铁氧材料是铁、铁基或铁合金。因此，铁氧材料20可具有磁性。
两个示例铁氧材料包含1)(NiZn )Fe204、( NiZnCu )Fe204、(NiMnCo )Fe204、(MnZn)Fe2O4、ZnFe2O4、NiFe2O4、CoFe204、 (CoZn) Fe2O42)Fe3O4铁氧材料20可以分散在物品10中。在图1和2所示出的一个示例中，铁氧材料20经由涂敷在颗粒内的变阻材料18上(B卩，变阻材料18以颗粒形式在铁氧材料20的涂敷内)而分散在物品10中。在一个示例中，在颗粒内围绕变阻材料18的铁氧材料20的壳厚是近似 5纳米-100纳米。颗粒(即，变阻和铁氧材料)分散在物品中并且因此铁氧材料20以与变阻材料18共存的方式分散在物品10中。
铁氧材料20可充当变阻材料18和/或传导纤维14的助料以由物品10提供对电磁能量的保护屏蔽效应。整体而言，物品10可提供能量的磁和/或电介质损耗以提供此保护屏蔽。然而，此损耗可能不是由物品10提供的保护的唯一形式。例如，冲击电磁能量的一些量的反射是可能的。例如，传导纤维14可具有电磁能量的反射性质。有可能静态排列中的本发明的使用还可采用将物品10接地的使用。然而，当然对于移动应用，物品10不需要接地。
预计传导纤维14在电磁能量的第一频率范围提供防止电磁能量的保护并且变阻材料18在电磁能量的第二频率范围提供防止电磁能量的保护，并且铁氧材料20在电磁能量的第三频率范围提供防止电磁能量的保护，其中第一、第二以及第三频率范围彼此不同。 对于此场景，具有三个成分(传导纤维14、变阻材料18以及铁氧材料20)的物品10在宽的频谱上提供整体宽覆盖。例如，涉及的频率可包含以下示例近似50-60Hz (例如,来自国内电力)、近似30kHz (例如，来自无线电波)、近似200MHz (VHF)和近似800MHz (UHF)(例如，来自电视广播)以及近似3-300GHZ (例如，来自微波炉、卫星传送以及定向能量武器)。
转到物品10的构造，有可能可以利用不同类型的示例构造。在所示的示例中，作为用铁氧材料20涂敷的颗粒，变阻材料18散置于传导纤维14中。应意识到，颗粒(变阻和铁氧材料)固定于物品10中并且因此相对于传导纤维14固定。因此，颗粒可以认为是填充料的一部分，颗粒经由应用于传导纤维的介质来搬运/支撑/附着/固定。例如，颗粒可以在应用于传导纤维的聚合物溶液内搬运。溶液可以是固定的、凝固的、挥发性的等，从而剩余的颗粒相对于聚合物材料内的传导纤维浸入并且固定。而且颗粒可以经由在传导纤维上涂敷机制的使用来施加。再次，可采用固化、蒸发等以相对于传导纤维固定并保持颗粒。此可以提供图I和图2中所示的示例聚合物/树脂30。
而且，应意识到，所示的示例指示大多数/所有所示的纤维是传导纤维14。然而， 有可能是物品10中的一些(多个或很多)纤维是不同于传导纤维14的纤维。此“其它纤维” 可以散置(例如，交织或以其它方式在其间放置)于传导纤维14内。作为另一可能性，非传导纤维可以存在于物品10中的不同的附加层中。“其它”纤维的一些示例可包含聚酯基纤维(散置或单独的层)。更进一步，物品10可包含芳纶纤维(散置或单独的层)以提供阻燃功能。更进一步，物品10可包含丙烯酸纤维(散置或单独的层)，其可提供附加的强度。而且物品10可包含尼龙纤维或烯烃纤维(再次，作为散置或单独的层)。更进一步，物品10可包含聚丙醇酸作为纤维(例如，对于低水分吸收以及高芯吸，为运动和执行成衣和产品提供益处)的一部分。
更进一步，应意识到，传导纤维14、变阻材料18以及铁氧材料20可以仅仅是物品 10中的成分的一部分。例如，物品10可具有不直接参与主要电磁屏蔽功能的其它成分。例如，物品可包含其它纤维(如所述的)、其它层(例如，如隔膜层等非纤维层)等。例如，物品可包含层ePTFE，其是透气层。
可以在构造的布织物装置的各种示例中利用物品10。当然布织物是一个示例，在其中作为布的物品的柔性是特性。很多此布织物示例包含各种服装包含衬衫、夹克、上衣、 裤子、帽子以及手套。要确定，根据本发明的一方面，有可能是可以由人穿戴的任何服装可以并入物品10。在一件服装中的此物品10会为服装的物品的穿戴者提供电磁屏蔽保护。
在项目中的物品10的并入的其它示例包含非服装项目。非服装项目的一个具体示例是帐篷100 (图3)或其它基于布的结构。图3是使用布10制作的布帐篷结构100的示例。应意识到，帐篷100可容纳人以及电磁能量的其它潜在接收方。潜在电磁能量的此接收方的一些具体示例包含设备装置等，其对电磁能量敏感并且因此希望保护防止电磁能量。一些具体示例包含电子装置，其对外部电磁能量的接收敏感。
转回到图3中所示的示例，预计帐篷100在部件110中可具有各种非织物方式以允许电连接、供暖通风接入等。而且，可以提供其它结构/部件，例如门120。
应意识到，其它结构也可利用本发明。此其它结构的一些示例包含飞行器、军用车辆以及船舶。还应意识到，本发明可以并入提供其他功能的布置。示例包含提供本发明作为防弹衣等的一部分。
本发明已经参考上述示例实施例进行描述。在阅读和理解本说明书后其它人将想到修改和变形。并入本发明的一个或多个方面的示例实施例旨在包含所有这样的修改和改变，这是由于他们落入所附的权利要求的范围。
权利要求
1.一种用于提供防止电磁能量的保护的物品，所述物品包含 传导纤维，在所述物品中延伸； 变阻材料，分散并固定在所述物品中；以及 铁氧材料，分散并固定在所述物品中。
2.如权利要求I所述的物品，其中所述传导纤维包含碳纤维。
3.如权利要求I所述的物品，其中所述变阻材料在颗粒内。
4.如权利要求3所述的物品，其中所述变阻材料的颗粒的尺寸是在直径上近似50纳米到50微米。
5.如权利要求I所述的物品，其中所述铁氧材料在颗粒内。
6.如权利要求I所述的物品，其中所述变阻材料和所述铁氧材料在颗粒内。
7.如权利要求I所述的物品，其中所述变阻材料是微粒并且所述铁氧材料涂敷在所述变阻材料微粒上。
8.如权利要求7所述的物品，其中所述变阻材料的颗粒的尺寸是在直径上近似50纳米到50微米，并且涂敷在所述变阻材料颗粒上的所述铁氧材料的厚度是近似5纳米-100纳米。
9.如权利要求I所述的物品，其中所述变阻材料以及所述铁氧材料中的至少一个在颗粒内，所述颗粒相对于所述物品内的所述传导纤维固定。
10.如权利要求9所述的物品，其中所述颗粒在附着于所述物品中的所述传导纤维的聚合物材料内固定。
11.如权利要求I所述的物品，其中所述传导纤维在电磁能量的第一频率范围上提供防止电磁能量的保护，所述变阻材料在电磁能量的第二频率范围上提供防止电磁能量的保护，以及所述铁氧材料在电磁能量的第三频率范围上提供防止电磁能量的保护，并且所述第一频率范围、第二频率范围以及第三频率范围彼此不同。
12.如权利要求I所述的物品，其中所述物品是布。
13.如权利要求I所述的物品，其中所述物品是片材料。
14.如权利要求I所述的物品，其中所述物品是柔性的。
15.如权利要求I所述的物品，其中所提供的保护是对于包含范围在近似50Hz到近似300GHz的频率的电磁能量。
16.一种提供能提供防止电磁能量的保护的物品的方法，所述方法包含 提供在物品中延伸的传导纤维； 提供在所述物品中分散并固定的变阻材料；以及 提供在所述物品中分散并固定的铁氧材料。
17.如权利要求16所述的方法，其中提供传导纤维的步骤包含提供碳纤维作为所述传导纤维。
18.如权利要求16所述的方法，其中提供变阻材料的步骤包含在颗粒内提供所述变阻材料。
19.如权利要求16所述的方法，其中提供铁氧材料的步骤包含在颗粒内提供所述铁氧材料。
20.如权利要求16所述的方法，其中提供变阻材料以及提供铁氧材料的步骤包含提供所述变阻材料作为微粒,所 述铁氧材料涂敷在所述变阻材料微粒上。
全文摘要
本发明的名称为“电磁保护布”。本发明涉及用于提供防止电磁能量的保护的物品，以及用于提供此物品的关联方法。该物品包含传导纤维，在物品中延伸；变阻材料，分散并固定在物品中；以及铁氧材料，分散并固定在物品中。
文档编号H05K9/00GK102984930SQ20121030335
公开日2013年3月20日 申请日期2012年8月24日 优先权日2011年8月26日
发明者D.Q.谭, P.C.欧文, W.张 申请人:Bha 控股公司