高效能电磁屏蔽服布料及电磁屏蔽服
阅读说明：本技术 高效能电磁屏蔽服布料及电磁屏蔽服 (High-efficiency electromagnetic shielding clothes fabric and electromagnetic shielding clothes ) 是由 陶益杰 于 2019-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种高效能电磁屏蔽服布料及电磁屏蔽服,该电磁屏蔽服布料由功能复合层和内衬组成；所述内衬可拆卸的连接在所述功能布料的内侧；所述功能复合层由导电布、疏水保护布和吸波材料层组成,导电布、疏水保护布和吸波材料层叠置并固定连接,且疏水保护布位于所述导电布与吸波材料层之间；该电磁屏蔽服由上述所述电磁屏蔽服布料制作而成。本发明提供的电磁屏蔽服布料和电磁屏蔽服能有效降低低频电磁波的渗入,在1～40GHz频段范围内,垂直入射屏蔽效能达到50dB以上,平均吸收衰减效能达到10dB以上,针对垂直与斜入射电磁波均具有良好的电磁屏蔽效能,并且具有轻薄、透气、穿脱方便等,适用于人体穿着。(The invention discloses a high-efficiency electromagnetic shielding clothes fabric and an electromagnetic shielding clothes, wherein the electromagnetic shielding clothes fabric is composed of a functional composite layer and a lining; the lining is detachably connected to the inner side of the functional cloth; the functional composite layer consists of conductive cloth, hydrophobic protective cloth and a wave-absorbing material layer, the conductive cloth, the hydrophobic protective cloth and the wave-absorbing material layer are superposed and fixedly connected, and the hydrophobic protective cloth is positioned between the conductive cloth and the wave-absorbing material layer; the electromagnetic shielding clothes are made of the electromagnetic shielding clothes fabric. The electromagnetic shielding clothes fabric and the electromagnetic shielding clothes provided by the invention can effectively reduce the permeation of low-frequency electromagnetic waves, have the vertical incidence shielding effectiveness of more than 50dB and the average absorption attenuation effectiveness of more than 10dB within the frequency band range of 1-40 GHz, have good electromagnetic shielding effectiveness for vertical and oblique incidence electromagnetic waves, are light and thin, breathable, convenient to put on and take off and the like, and are suitable for being worn by human bodies.)
技术领域
本发明涉及电磁屏蔽技术领域，尤其是一种高效能电磁屏蔽服布料及电磁屏蔽服。
背景技术
近年来，电磁波辐射污染已成为重点关注领域，部分工作岗位面临功率大、能量高、频段宽的电磁辐射污染，对相关工作人员的身体产生严重的危害作用。相关研究表明，长期暴露于电磁环境下，对人的心血管、生殖等易损系统造成严重损害。
传统的电磁屏蔽服主要采用单一导电布制成，对高频的电磁波屏蔽性能较差，并且制成的屏蔽服如存在缝隙，各方向的电磁波将很容易穿透进入屏蔽服内部，此时穿透的电磁波将在屏蔽服与人体间多次反射振荡，并最终被人体所吸收，从而严重损害人体安全。针对传统电磁屏蔽服所存在的问题，需对现有技术进行改进。
发明内容
本发明提供一种高效能电磁屏蔽服布料及电磁屏蔽服，用于克服现有技术中对高频的电磁波屏蔽性能较差等缺陷，实现对宽频段、高功率、能量大、全方向的电磁波均有良好的屏蔽效果。
为实现上述目的，本发明提出一种高效能电磁屏蔽服布料，所述电磁屏蔽服布料由功能复合层和内衬组成；所述内衬可拆卸的连接在所述功能布料的内侧；
所述功能复合层由导电布、疏水保护布和吸波材料层组成，导电布、疏水保护布和吸波材料层叠置并固定连接，且疏水保护布位于所述导电布与吸波材料层之间；近所述导电布侧为功能布料的外侧，近所述吸波材料层侧为功能布料的内侧。
优选地，所述导电布为表面镀了镍金属层的金属纤维布。
优选地，所述导电布的表面方阻为0.01～0.1Ω/□。
优选地，所述疏水保护布为表面涂覆了硅氧烷涂层的聚氨酯布料。
优选地，所述疏水保护布的表面疏水角为95～120°，密度为30～70g/m2。
优选地，所述吸波材料层由纳米吸收剂与聚氨酯基体发泡制成。
优选地，所述吸波材料层的面密度为500～1200g/m2，厚度为5～10mm，方阻为500～4000Ω/□；所述纳米吸收剂为固含量30～50％的碳浆。
优选地，所述内衬为聚酯布料。
为实现上述目的，本发明还提出一种高效能电磁屏蔽服，所述电磁屏蔽服由上述所述的高效能电磁屏蔽服布料制作而成。
优选地，所述电磁屏蔽服包括上衣、下裤、内裤和手套；所述电磁屏蔽服总重量在3kg以下；所述电磁屏蔽服的接口处为紧贴人体设计；所述接口处包括上衣领口、上衣袖口、上衣下摆、下裤裤腰、下裤裤管口、内裤裤腰和手套套口。
与现有技术相比，本发明的有益效果有：
1、本发明提供的电磁屏蔽服布料由功能复合层和内衬组成；所述内衬可拆卸的连接在所述功能布料的内侧；所述功能复合层由导电布、疏水保护布和吸波材料层组成，导电布、疏水保护布和吸波材料层叠置并固定连接，且疏水保护布位于所述导电布与吸波材料层之间；近所述导电布侧为功能布料的外侧，近所述吸波材料层侧为功能布料的内侧。该电磁屏蔽服布料对电磁波的屏蔽通过导电布与吸波材料层共同实现；低频(1GHz以下)电磁波主要依靠外层导电布的反射机制实现屏蔽，对于少量透过导电布的低频电磁波会被吸波材料层吸收；高频(1～40GHz)的电磁波主要利用导电布的反射与吸波材料层的吸收共同实现，导电布会先对高频电磁波进行反射，但由于高频电磁波的穿透力强，会有一部分高频电磁波透过导电布，此时吸波材料层会对该部分透过导电布的高频电磁波进行吸收，从而有效防护各频段电磁波对人体的损害，使得所述电磁屏蔽服布料具有屏蔽效能高等优点，对宽频段、高功率、能量大、全方向的电磁波有良好的屏蔽效果。同时，该电磁屏蔽服布料中的疏水保护布既能起到防水的作用，又能对吸波材料层起到保护作用，增加电磁屏蔽服布料的使用寿命。此外，电磁屏蔽服布料设计了内衬，增加电磁屏蔽服布料的柔韧性和舒适度，同时该内衬为可拆卸的连接在所述功能布料的内测，便于内衬的清洗和更换。
2、本发明提供的电磁屏蔽服由上述所述的高效能电磁屏蔽服布料制作而成，因此该电磁屏蔽服具有屏蔽效能高等优点，对宽频段、高功率、能量大、全方向的电磁波有良好的屏蔽效果。在1～40GHz频段范围内，该电磁屏蔽服的垂直入射屏蔽效能达到50dB以上，平均吸收衰减效能达到10dB以上，针对垂直与斜入射电磁波均具有良好的电磁屏蔽效能，并且具有轻薄、透气、穿脱方便等特点，适用于人体穿着。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电磁屏蔽服布料的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种电磁屏蔽服的正面结构示意图；
图3为本发明实施例中透过率测试系统示意图；
图4为本发明实施例中反射率测试系统示意图；
图5a为本发明实施例中的吸波材料层对1～18GHz频率电磁波的屏蔽及吸收衰减性能图；
图5b为本发明实施例中的吸波材料层对26.5～40GHz频率电磁波的屏蔽及吸收衰减性能图；
图6a为本发明实施例提供的电磁屏蔽服对8～18GHz频率电磁波的屏蔽性能图；
图6b为本发明实施例提供的电磁屏蔽服对18～40GHz频率电磁波的屏蔽性能图。
附图标号说明：101导电布；102疏水保护布；103吸波材料层；2内衬；3上衣；4下裤；5内裤；6手套；301上衣领口；302上衣袖口；303上衣下摆；401下裤裤腰；402下裤裤管口；501内裤裤腰；601手套套口；7矢量网络分析仪器；8电缆；9电磁波接收端；10电磁波发射端；11吸波泡沫面板；12网络分析仪；13接收天线；14发射天线；15吸收材料；16铝板基底；17测试样品。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动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。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
无特殊说明，所使用的药品/试剂均为市售。
本发明提出一种高效能电磁屏蔽服布料，所述电磁屏蔽服布料由功能复合层和内衬2组成；所述内衬2可拆卸的连接在所述功能布料的内侧，便于内衬2的更换和清洗；
所述功能复合层由导电布101、疏水保护布102和吸波材料层103组成，导电布101、疏水保护布102和吸波材料层103叠置并固定连接，且疏水保护布102位于所述导电布101与吸波材料层103之间；近所述导电布101侧为功能布料的外侧，近所述吸波材料层103侧为功能布料的内侧。
优选地，所述固定连接可以为缝制、胶粘等；所述可拆卸的连接包括搭扣方式等。
优选地，所述导电布101为表面镀了镍金属层的金属纤维布，利于对低频(1GHz以下)电磁波的反射屏蔽。
优选地，所述导电布101的表面方阻为0.01～0.1Ω/□，利于对低频(1GHz以下)电磁波的反射屏蔽。
优选地，所述疏水保护布102为表面涂覆了硅氧烷涂层的聚氨酯布料，可对内层吸波材料层103起保护作用以避免吸波材料层103被破坏。
优选地，所述聚硅氧烷涂层重量为15g/m2；疏水保护布102的总重量为45g/m2。
优选地，所述疏水保护布102的表面疏水角为95～120°，密度为30～70g/m2，以利于疏水保护布发挥疏水的作用。
优选地，所述吸波材料层103由纳米吸收剂与聚氨酯基体发泡制成，利于对高频(1～40GHz)电磁波的吸收，同时提高对低频电磁波的屏蔽效能。
优选地，所述吸波材料层103的面密度为500～1200g/m2，厚度为5～10mm，方阻为500～4000Ω/□；所述纳米吸收剂为固含量30～50％的碳浆。以保证对宽频段、高功率、能量大、全方向的电磁波有良好的屏蔽效果。
优选地，所述内衬2为聚酯布料，用于提高屏蔽服布料的舒适性，同时对功能布料起到一定的保护作用。
优选地，所述内衬2的面密度约为30g/m2。
本发明还提出一种高效能电磁屏蔽服，所述电磁屏蔽服由上述所述的高效能电磁屏蔽服布料制作而成。
所述电磁屏蔽服对宽频段、高功率、能量大、全方向的电磁波有良好的屏蔽效果；同时，内衬2的可拆卸设计便于其更换和清洗；此外，内衬2的设计增加了所述电磁屏蔽服的穿着舒适感。
优选地，所述电磁屏蔽服包括上衣3、下裤4、内裤5和手套6；所述电磁屏蔽服总重量在3kg以下，单个上衣或下裤或内裤或手套的重量在2kg以下，以减小负重感，增加穿着的舒适感；所述电磁屏蔽服的接口处为紧贴人体设计，可方便调节与人体结合的松紧和贴合程度，减少与人体接触部位的缝隙，使低频电磁波难以进入屏蔽服内部，同时高频电磁波进入量尽量较少；所述接口处包括上衣领口301、上衣袖口302、上衣下摆303、下裤裤腰401、下裤裤管口402、内裤裤腰501和手套套口601等任何与外界连通的地方。
优选地，所述接口处与人体间缝隙达到毫米级，减小屏蔽服与人体间缝隙，降低低频电磁波的渗入。
优选地，所述紧贴人体设计包括松紧和尼龙搭扣等模式。
实施例1
本实施例提供一种高效能电磁屏蔽服布料及电磁屏蔽服。
(1)电磁屏蔽服布料，如图1所示，包括功能布料和内衬2；所述内衬2采用搭扣的方式可拆卸的连接在所述功能布料的内侧；所述功能布料包括导电布101、疏水保护布102和吸波材料层103；所述疏水保护布102位于所述导电布101与吸波材料层103之间；近所述导电布101侧为功能布料的外侧，近所述吸波材料层103侧为功能布料的内侧。
导电布101采用的是不锈钢纤维混纺聚酯纤维布为基底，表面镀镍铜镀层，表面方阻为0.022Ω/□，屏蔽效能为35～40dB。
疏水保护布102采用的是聚氨酯布料表面涂覆一层薄薄的低表面能聚硅氧烷涂层，所述聚硅氧烷涂层重量为15g/m2，疏水保护布的表面疏水角为95～120°，密度为30～70g/m2，疏水保护布总重量为45g/m2。
吸波材料层103的核心材料由30g的含40％碳浆的聚氨酯浆料加入至100g聚氨酯发泡材料中，通过发泡成型后切割成两层4mm的吸波材料层103，面密度约为650g/m2，吸波材料层方阻为500～4000Ω/□。
内衬2为普通的聚酯布料，面密度约为30g/m2。
(2)电磁屏蔽服，如图2所示，由步骤(1)制备的电磁屏蔽服布料制作而成，包括上衣3、下裤4、内裤5和手套6；所述电磁屏蔽服的总重量在4kg以下，单个上衣3或下裤4或内裤5或手套6的重量在2kg以下。
所述电磁屏蔽服的接口处为紧贴人体设计，具体为松紧模式；所述接口处包括上衣领口301、上衣袖口302、上衣下摆303、下裤裤腰401、下裤裤管口402、内裤裤腰501和手套套口601。屏蔽服与人体间缝隙为1～3毫米。
1、对本实施例制备的电磁屏蔽服进行透过率屏蔽效能测试：
将电磁屏蔽服按要求裁剪成18*18cm的方块；测试装置见图3，主要包括矢量网络分析仪器7；电缆8；电磁波接收端9；电磁波发射端10；吸波泡沫面板11。
测试结果见图6a和图6b，从图6a和图6b可知，电磁屏蔽服对8～40GHz的电磁波屏蔽效能达到50dB以上，即仅十万分之一的电磁波能够正面穿透该电磁屏蔽服，说明本发明提供的电磁屏蔽服对宽频段、高功率、能量大、全方向的电磁波有良好的屏蔽效果。
2、对本实施例提供的电磁屏蔽服布料中的吸波材料层103对电磁波吸收衰减性能进行测试：
测试装置见图4，主要包括网络分析仪12；接收天线13；发射天线14；吸收材料15；铝板基底16；测试样品17。
测试结果见图5a和图5b，从图5a和图5b可知，电磁屏蔽服布料中的吸波材料层103在1～18GHz的平均吸波性能达到10dB，在5.8GHz存在较强谐振吸收峰，达到18dB；吸波材料层103在26.5～40GHz处平均吸波性能达到15dB以上，说明采用的吸波材料层103对电磁波具有良好的吸收衰减效果，能够满足屏蔽服对于电磁波吸收性能的要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
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