[发明专利]一种纱线连续金属镀膜的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及功能纺织品技术，具体为一种利用磁控溅射技术使纱线连续金属镀膜的方法及装置。

背景技术

在织物表面涂镀各种金属薄膜，不仅保留了织物柔软、易弯曲等特性，还可以改变织物的表面性能，赋予其各种新的功能，例如抗静电、抗菌、防紫外线、防水、阻燃等，提高了织物的使用范围、档次和附加值。

在织物表面镀金属膜的方法有真空沉积法、化学镀层法、磁控溅射法等。真空沉积法形成的薄膜不够均匀致密，附着力差，膜层容易脱落，难以适应长期的应用。化学镀层法是在反应液中进行，因此会产生加工污染。磁控溅射法可以在织物上形成厚度为纳米级的薄膜，具有沉积速度快、向基材入射能量低(温度低)、镀膜与织物的结合力大、成膜均匀性好、污染小、易于工业化生产等优点，因而在功能纺织品(金属化纺织品)的应用中，具有良好的发展前景。

采用磁控溅射技术在织物上镀膜时，可采用二次法和一次法。二次法是先将织物的一面朝向靶材，并在织物面向靶材的一面上沉积金属膜，获得单面金属化织物，然后再将织物的另一面朝向靶材，并在织物的另一面上也沉积金属膜，最终获得双面都有镀膜的金属化织物。这种二次镀膜的方法，不仅镀膜效率低，镀膜的面积也受到限制。一次法具有双面镀膜功能，即一次完成磁控溅射镀膜的方法，例如，中国实用新型专利CN201381360Y号报道的“在带状纤维织物上磁控溅射纳米银的卷绕镀膜机”，可以在织物的正反两面同时镀制银金属膜。

无论是一次法还是二次法，镀膜都是覆盖在织物表面的纤维上，而处于织物内部的纤维，并不能被金属膜覆盖(参见图1。图1所示的钛金属化涤纶织物呈现的亮暗不同区域，是经纱和纬纱对入射光线的不同反射造成的，织物表面各处均呈暗灰色)。虽然宏观上织物两面似都被金属膜覆盖，但在经纬纱的交织点处，由于上、下层纱线的相互覆盖作用，在上层纱线的背面或者下层纱的上面，并不能被镀膜所覆盖。图2是从图1的金属镀膜织物中拆出的经纱外观照片图。从该图中可以明显地看到，纱线上被金属膜覆盖的黑区和未被金属膜覆盖的白区交替存在；同样，从金属镀膜织物中拆出的纬纱也有类似情况。这种经纱和纬纱未被金属膜覆盖区域的存在，将在一定程度上影响金属化织物的品质和功能。在申请人检索的范围内，有关利用磁控溅射技术使纱线金属镀膜的文献尚未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种纱线连续金属镀膜的方法及装置。该方法采用磁控溅射技术，可实现在纱线表面上的金属镀膜，且工艺简单，镀膜均匀，适于工业化生产；该装置适用于本发明所述的方法，且结构简单，使用方便，适用于工业化使用；所制得的纱线适于进一步织造加工，可制作高品质的金属化织物。

本发明解决所述方法技术问题的技术方案是；设计一种纱线连续金属镀膜的方法，该方法采用如下工艺：

(1).先将真空室的压力抽至≤2×10^-3Pa，然后充入氩气，使真空室的工作压强达到0.5-3.0Pa；

(2).再把纱线平行往复地连续引进真空室的磁控溅射区内，在100-2000w的溅射功率下，使金属不断地沉积在纱线的表面上镀膜，然后卷绕即得；所述的磁控溅射区是指由两块间隔40-200mm平行放置的矩形靶材构成的区间；所述纱线通过磁控溅射区内的时间为300-30秒。

本发明解决所述装置技术问题的技术方案是：设计一种纱线连续金属镀膜装置，该装置适用于本发明所述的纱线连续金属镀膜方法，包括真空室和其内间隔40-200mm平行安装的两块靶材，两块靶材之间构成磁控溅射区，其特征在于真空室内按工艺路线还依次安装有退纱筒、张力装置、前导纱转子、后导纱转子、导纱器和卷绕筒；所述退纱筒活套在锭杆上，卷绕筒用键安装在传动轴上；安装在真空室外边的伺服电机及其控制机构控制驱动传动轴转动卷绕；所述的磁控溅射区设计在所述前导纱转子与后导纱转子之间。

与现有技术相比，本发明方法采用磁控溅射技术，且纱线是在运动中连续镀膜，纱线在两个对靶之间的溅射区内往返多次，因而纱线镀膜工艺简单，镀膜均匀，可同时获得多根连续的金属化纱线；本发明装置适用于本发明所述的方法，且结构简单，操作方便，适用于工业化生产；所制得的纱线适于进一步织造加工，可制作高品质的金属化织物。

附图说明

图1是传统制备方法所制得的磁控溅射钛金属化涤纶织物的照片图，它表达了传统磁控溅射镀膜织物的外观镀膜形态。

图2是图1所述传统方法所制得的磁控溅射钛金属化涤纶织物中拆出来的纱线外观照片图，它说明了传统磁控溅射金属化织物中的镀膜在纱线上是交替分布的情形(黑区为金属镀膜覆盖区；白区为未被金属镀膜覆盖区)。